KR19980024203A - 다색이미지 형성방법과 장치 - Google Patents

Abstract

본발명은 다색이미지 형성방법에 관한 것으로, 색분해이미지가 제 1, 제 2등의 연속칼라로 발생되고, 이러한 색분해이미지가 유색토너분말을 이용하여 형성되며, 색분해이미지가 압력의 영향하에서 연속이미지이송단계에서 상부층이 구비된 탄성변형의 점착성 중간매체로 이송되고, 이에 수집되어 다색이미지를 형성하며, 이후에 다색분말이미지가 연화되어 압력의 영향하에 수상지지체로 이송되고, 두 연속이미지이송단계사이에서 하나 이상의 색분해이미지로 구성된 분말이미지가 열과/또는 압력의 영향하에 중간매체상에서 변형되어 분말이미지가 토너분말이 점착될 수 있도록 점착성을 갖게 되므로서 연속색분해이미지가 중간매체뿐만아니라 이미 형성되어 있는 분말이미지에도 이송되는 다색이미지 형성방법에 있어서, 중간매체가 J/m sk의 열전도율 λ, kg/m³의 밀도 ρ와, J/kg K의 비열 Cp의 곱이 2·10⁵이하의 값을 갖는 단열층으로 구성된다.

Description

다색이미지 형성방법과 장치

본 발명은 다색이미지의 형성방법에 관한 것으로, 색분해이미지가 제 1, 제2등의 연속칼라로 발생되고, 이러한 색분해이미지가 유색토너분말을 이용하여 형성되며, 색분해이미지가 압력의 영향하에서 연속이미지이송단계에서 상부층이 구비된 탄성변형의 점착성 중간매체로 이송되고, 이에 수집되어 다색이미지를 형성하며, 이후에 다색분말이미지가 연화되어 압력의 영향하에 수상지지체로 이송되고, 두 연속이미지이송단계사이에서 하나 이상의 색분해이미지로 구성된 분말이미지가 열/과 또는 압력의 영향하에 중간매체상에서 변형되어 분말이미지가 토너분말이 점착될 수 있도록 점착성을 갖게되므로서 연속 색분해이미지가 중간매체뿐만아니라 이미 형성되어 있는 분말이미지에도 이송된다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법을 수행하는데 적합한 장치와 본 발명에 따른 방법을 수행하는데 적합한 이러한 장치에 유용한 중간벨트에 관한 것이다. 이와같이 하므로서 중간매체상에서 상이한 칼라 토너분말의 투명층을 성층하고 감색혼합방식을 통하여 요구된 색조를 얻을 수 있다.

이러한 방법을 수행하는데 적합한 장치가 NL-A-92 00713으로부터 알려져 있다.

이 장치는 4개 이상의 이미지기록요소, 이미지기록요소상에 유색토너분말로 구성된 색분해이미지를 발생하기 위한 수단, 다색이미지를 형성토록 여러 색분해 이미지를 수집하기 위한 탄성변형물질의 피복물이 구비된 중간매체와, 제 2 및 각 후속되는 색분해이미지가 형성되는 각 이미지기록요소에서 적어도 이송영역에서 중간매체에 대하여 압력을 가하기 위한 수단으로 구성된다.

실제로 이러한 공지된 장치에 있어서는 장치가 신뢰가능하게 작동할 수 있는 범위의 중간벨트온도기울기가 매우 적은 것으로 확인되었다. 만약 중간벨트의 온도가 너무 낮으면 토너분말이 충분히 연화되지 않아 연속분말이미지가 선행형성된 분말이미지에 충분히 이송되지 아니한다. 만약 중간벨트온도가 너무 높으면 제 1 이미지기록요소로부터의 토너이미지가 다음의 이미지지체상에 부착된다.

또한 장치의 작동중에 이미지지체의 온도가 점진적으로 상승하여 이러한 시간중에 장치가 신뢰가능하게 작동할 수 없있음을 알수 있었다.

본 발명의 목적은 상기 결점을 철저히 해소하는데 있다. 이를 위하여, 본 발명에 따라서, 중간매체가 J/m sk의 열전도율λ, kg/m³의 밀도ρ와, J/kg k의 비열 Cp의 곱이 2·10⁵이하 좋기로는 1.5·10⁵이 하의 값을 갖는 단열층으로 구성된다.

따라서, 이미지지지체와 중간벨트사이의 접촉온도가 비교적 낮고 이로써 이미지지지체가 너무 뜨겁게 되지 아니하고 비교적 고온의 중간벨트상에 토너이미지가 점착성을 가지고 수집될 수 있도록 하므로서 토너 입자가 이미지 지지체에 강력하게 점착되는 것을 방지할 수 있다. 또한 이미지 지지체에 대한 열의 유동이 역시 감소되어 에너지를 적약할 수 있다. 또한 중간벨트의 열용량에 대한 감소된 열용량이 가열과정중 중간벨트를 신속히 가열할 수 있도록 한다. 따라서 장치는 스타팅후에 보다 신속히 작동토록 준비된다.

좋기로는 단열층이 상부층과 기부층사이에서 중간층의 형태로 상부층의 바로 아래에 도층되는 것이 좋다. 이로써 온도기울기가 중간층보다 작아서 운전상태와 준비상태사이의 차이가 크게 줄어들 것이다. 좋기로는 단열층에 가스충전형 충전체가 사용되는 것이다. 따라서 벨트의 열전도율이 약 0.1-0.15 W/mk로 감소된다. 한 실시형태에서, 가스충전형 글라스 비이드(gas-filled glass bead)가 프라이머로서 제공되어 유리와 고무 사이의 점착력이 보다 양호하게 되도록 한다. 이미지 지지체에 대한 열의 유동을 더욱 감소시키기 위하여 이미지지지체와 중간벨트사이의 이미지이송단계에서 니프시간이 매우 짧게 선택된다. 이와같이 짧은 니프시간은 이미지이송중에 고속에 의하여 얻을 수 있고, 전문가라면 잘 알 수 있는 바와같이 이미지이송역역에서 이미지지지체와 중간벨트의 직경을 정확히 선택하므로서 얻을 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 인쇄장치의 개략구성도.

도 2 는 본 발명에 따른 방법에 사용되는 중간벨트의 성층구조를 보인 확대단면도.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 보인 인쇄장치는 구동수단(도시하지 않았음)에 의하여 화살표(3)의 방향으로 구동하는 원통형 중간매체(1)로 구성된다. 중간매체(1)는 예를들어 알루미늄으로 된 금속셀을 가지고 이 금속셀상에 실리콘 고무의 하부층(50)이 금속셀(49)상에 배치되는 제 2 도에서 보인 바와같은 구조를 갖는 외부커버링을 갖는다. 공기충전형 글라스 비이드가 혼합된 단열중간층(51)이 하부층(50)상에 형성된다. 상부층(52)이 중간층(51)상에 형성된다. 이미지형성단(4)(5)(6)(7)이 중간매체(1)의 궤적을 따라 배치된다. 이들 각 이미지형성단을 분해이미지가 형성되는 원통형 이미지기록요소(8)로 구성된다. 이미지기록요소(8)는 모두 중간매체(1)에 압력접촉된다. 각 이미지기록요소(8)는 광전면층을 갖는 원통체로 구성되고 여러 이미지형성유니트가 상기 원통체의 주면상에 분포된다. 상기 이미지형성유니트는 광전층을 균일하게 대전시키기 위한 코로나장치(11), 이미지노출이 이루어지는 LED 어레이(12), 분말이미지를 형성토록 잠재대전이미지를 현상시키기 위한 자기브러쉬장치(13)와, 중간매체(1)에 분해이미지의 이송후 잔류토너를 제거하기 위한 클리닝장치(14)로 구성된다.

예를들어 미국특허 제4 524 372호에 기술된 형태인 LED 어레이(12)는 인쇄정보패턴에 따라서 어레이의 각 LED를 작동시키기 위한 전자회로(15)에 연결된다. 각 이미지형성단의 전자회로(15)는 다시 중앙제어유니트(16)에 연결되며 이 유니트는 각 전자회로(15)에 인쇄할 분해이미지에 관련한 정보를 한 라인씩 공급한다. 자기 브러쉬장치(13)는 자기로울러(17)로 구성되며 이 로울러는 이미지기록요소(8)의 주연으로부터 짧은 거리를 두고 배치되며 이에 고정된 가지 시스템과 함께 회전형 셀을 구성한다. 각 자기로울러(17)의 셀에 근접하여 전도성을 가지며 자기부착력을 갖는 토너분말로 채워지는 토너용기(18)가 배치된다. 각 용기(18)에는 특정칼라의 토너분말을 수용한다. 본문에 설명된 경우에 있어서, 토너칼라는 차례로 적색, 청색, 황색 및 적색이며, 이들 유색토너분말(흑색은 제외)은 실제로 투명하다. 와이퍼(19)각 용기(18)에 배치되어 토너분말의 층이 자기로울러(17)의 셀에 균일하게 도포되도록 한다. 또한 중간매체(1)의 궤적을 따라서 이미지수상물질인 시이트의 공급수단이 배치되며, 이러한 수단은 협동하는 이송로울러(21)(22), 압력로울러(23), 이미지수상물질인 시이트를 배출하기 위하여 가이드(24)와 이송로울러(25)로 구성되는 배출수단과, 클리닝장치(30)로 구성된다. 각 이미지기록요소(8)는 이미지기록요소(8)의 회전축에 착설되고 중간매체(1)의 구동축에 고정된 기어휠(27)에 결합된 기어휠(26)에 의하여 구동된다. 도면에서, 기어휠(26)(27)은 점선원으로 도시되어 있으며, 이러한 원은 기어휠의 피치원을 나타낸다.

펄스전송기(28)가 중간매체(1)에 연결되어 중간매체(1)의 회전각도에 관련된 펄스를 공급한다. 연속펄스사이의 회전각도는 한 이미지라인의 폭에서 중간매체(1)의 표면변위에 일치한다. 이와같이 하므로서 LED 어레이(12)에 의한 이미지기록요소(8)에 대한 연속이미지라인의 기록이 펄스전송기(28)에 공급된 펄스를 참조하여 제어유니트(16)에 의하여 제어되고 연결부(29)를 통하여 제어유니트(16)에 공급될 수 있다.

인쇄장치가 작동될 때에, 중간매체(1), 이미지기록요소(8)와 자기로울러(17)가 화살표(3)(31)(32)로 보인 바와같은 방향으로 구동된다. 이들 조건에서, 코로나장치(11)에 의한 균일한 정전기의 대전이 이루어진 후에 이미지기록요소(8)의 광전층이 LED 어레이(12)에 의하여 이미지가 노출되며 이후에 잠재대전이미지가 유색토너분말의 분해이미지를 형성토록 자기브러쉬장치(13)에 의하여 현상된다. 유색토너분말의 이미지돗트패턴이 이미지패턴에 따라서 어레이의 LED를 선택적으로 작동시키므로서 이미지기록요소(8)상에 형성된다.

기록되도록 요구된 여러 분해이미지의 이미지라인에 관한 정보가 제어유니트(26)에 의하여 차례로 한 라인씩 전자회로(15)의 시프트 레지스터로 보내어진다. 펄스전송기(28)로부터 다음펄스의 연속수신시에 제 1 이미지형성단(4)의 시프트레지스터에 저장된 정보가 출력레지스터로 전송되고 특정 LED 가 기록을 위한 이미지라인에 따라서 드라이버를 통하여 작동된다. 동시에 스프트레지스터는 다음 이미지라인에 관한 정보로 채워진다. 이러한 이미지라인은 펄스전송기(28)로부터의 다음 펄스수신시에 기록된다. 제 2이미지형성단(5)의 이미지형성수단은 펄스전송기(28)로부터의 특정펄스의 수신시에 작동되며, 추후 다수의 펄스, 다음 이미지형성단(6)의 펄스, 그리고 이미지형성단(7)의 최종펄스의 수신시에 작동된다. 제 2 및 그 후속 이미지형성단의 이미지형성수단이 작동된 후에 펄스의 수는 중간매체(1)의 주연을 따라 보았을때 이미지형성단수사이의 거리로부터 사전에 결정된다.

펄스의 정확한 수는 제어유니트(16)의 메모리에 저장된 제어프로그램에서 결정된다. 이미지기록요수(8)에 형성된 분해이미지는 여러 압력접촉영역에서 중간매체(1)에 전달된다. 하나 또는 경우에 따라서 두개의 색분해이미지로 구성되는 기존의 분말이미지가 이미지형성단(4)(5)사이에서 또한 이미지형성단(5)(6)사이에서 예를들어 할로겐 방열기의 복사열 또는 섬광에 의한 것과 같은 가열원(40)에 의하여 가열된다. 이러한 열의 공급으로 중간매체(1)의 분말이미지가 연화되고 이후 연속한 분해이미지가 기존의 분말이미지상에 부착될 수 있다. 이와같이 하므로서 감색혼합방식으로 특정한 혼합색을 얻기 위하여 투명층을 차례로 도층하는 것이 가능하다. 그리고, 중간매체(1)상의 다색이미지가 공지된 방법으로 가열되어 분말이미지가 연화된다. 그리고 연화된 분말이미지가 중간매체(1)와 압력로울러(23)사이의 압력영역에서 예를들어 종이시이트와 같은 이미지수상물질로 전달되며, 이미지수상물질은 공급수단(21)(22)을 통하여 정확한 시간에 공급된다. 인쇄된 이미지수상물질이 가이드(24)에 의하여 배출된다. 그리고 중간매체(1)가 클리닝장치(30)를 따라서 통과한다.

이미지형성단(4)(5)(6)에 형성된 적색, 청색 및 황색의 분해이미지가 혼합색의 형성에 부분적으로 사용되므로 이미지형성단(4)(5)사이와 이미지형성단(5)(6)사이에만 가열원(40)이 필요하다. 이미지형성단(7)에 형성되는 흑색의 분해이미지는 이에 사용되지 않으므로 이미 형성된 분해이미지상에 흑색분해이미지가 배치될 필요는 없다. 가열원(40)에 요구되는 전력은 예를들어 이미지형성장치의 공정속도와 온도설정, 사용된 토너물질, 가열원의 열전단출력, 가열원과 다음 이미지형성단사이의 거리등의 여러 요인에 의하여 결정된다. 선택된 구조와 물질에 따라서 전문가는 다음의 분말이미지가 점착력에 의하여 전달되게 분말이미지의 연화가 이루어지도록하는 정확한 전력을 경험적으로 결정할 수 있다. 탁월한 결과를 가져오는 물질구성의 조합이 이후 실시예에 의하여 설명될 것이다.

실 시 예

도면에 도시된 인쇄장치에서 직경 180mm의 원통형 중간매체(1)가 6m/분의 주면속도로 구동된다. 제 2도의 구성에 따른 중간매체(1)는 실리콘고무의 외부커버링을 갖는 알루미늄 셀(39)를 갖는다. 외부커버링은 51°shore A 경도를 갖는 실리콘 고무로된 1.8mm두께의 기부층(40)과, 그 상부의 직경이 약 20㎛인 약 20 체적 %의 기체충전형 글라스 비이드가 혼합된 단열실리콘고무로된 400㎛두께의 층(41)과, 또한 그 상부에 47°shore A경도를 갖는 실리콘고무로된 약 50㎛두께의 상부층(42)으로 구성된다. 이미지기록요소(8)는 이미지형성단(4)(5)(6)(7)에서 직선방향으로 400N/m의 힘으로 중간매체(1)에 대하여 가압된다. 할로겐방열기(40)가 구동방향으로 보았을 때에 중간매체(1)와 다음 이미지기록요소(8)사이의 접촉영역으로부터 약 50mm(중간매체 1의 주연을 따라 측정됨)의 거리에서 이미지형성단(4)(5)사이와 이미지형성단(5)(6)사이에 배치된다. 사용된 유색토너분말은 ICI Atlac 타입의 폴리에스터수지형태인 열가소성수지를 용융하고 입자크기 1-3㎛를 갖는 카보닐철의 형태인 용융상 자기부착성 물질을 탄소와 염료입자의 미세고체립과 함께 균일하게 분포시켜 제조된다.

그리고 이러한 용융물이 냉각되어 고체화되고 5-40㎛사이의 입자크기를 갖는 토너분말입자로 처리된다.

중간매체(1)는 중간가열장치(상세히 도시하지 않았음)와 온도제어시스템에 의하여 95℃의 온도로 설정되었다(중간매체 1의 외주연에서).

다음의 색분해이미지가 가능한 한 완벽하게 선행 분말이미지에 전달되도록 중간매체(1)상에서 하나 이상의 색분해이미지로 구성된 분말이미지를 연화시키기 위하여 280 Watt의 전력이 각 할로겐방열기(40)에 공급되어야 하는 것으로 확인되었다.

그러나, 분말이미지의 요구된 변형을 수행하기 위한 가열원(40)의 다른 형태로서는 압력로울러(41)의 형태인 압력수단을 이용하는 것이 가능하다. 또한 분말이미지의 변형은 가열원(40)과 압력로울러(41)의 조합에 의하여, 또는 예를들어 할로겐램프로 섬광처리하여 이루어질 수 있다.

이는 전문가로 하여금 별도의 압력 또는 열에너지를 가함이 없이 고속의 이미지형성장치라 하여도 요구된 변형력을 가할 수 있도록 하는 기회를 제공한다.

본 발명에 따른 방법을 수행하기 위하여 상기 언급된 실시형태에 대하여 변경이 가능하다. 이미지형성장치가 칼라범위, 즉 완전한 범위 또는 제한된 범위에 대하여 만족토록 요구되는 조건에 따라서, 여러 이미지형성단에 여러 색의 토너분말을 사용할 수 있으며 또한 투명토너분말로 구성되는 각 색분해이미지와 불투명(투명하지 않은)토너분말로 구성되는 각 색분해이미지의 조합을 이용할 수도 있다.

상기 언급된 이미지형성단의 실시형태는 잠재적인 자기 또는 정전기 이미지 돗트패턴이 이미지기록매체에 형성되고 이러한 이미지가 유색토너분말로 형성되거나 전도성(유색)토너분말이 이미지돗트패턴에 따라서 이미지형성전극의 선택적인 작동으로 유전체에 접촉하거나 이로부터 짧은 거리에 있는 토너공급수단으로부터 유전체에 부착되는 자기기록, 전기기록 또는 전기사진방법에 기초하여 종래기술로부터 알려진 하나 이상의 다른 이미지형성장치에 의하여 대체될 수 있다.

또한 중간매체는 무단벨트의 형태일 수 있다. 예를들어 과산화수소 경화형 실리콘 고무 또는 EPDM고무로된 1.5mm두께의 층의 예를들어 Nomex(상표명)의 폴리에스터 섬유벨트에 도층된다. 이러한 층에 적당한 단열고무의 400㎛두께의 층이 도층된다. 이러한 목적에 적합한 물질이라면 예를들어 발포고무와 플라스틱, 실리콘 고무나 EPDM고무와 같은 고무내에 분포되는 기체충전형 플라스틱 비이드와 글라스비이드 등이 선택될 수 있다. 고무에 대한 양호한 연결은 글라스비이드를 프라이밍하여 얻어지며 층밀도의 견고성은 부하하에서도 유지된다. 예를 통상적으로 중간층으로서 실리콘고무의 상부층이 중간층에 도층된다.

Claims (7)

1. 색분해이미지가 제 1, 제 2등의 연속칼라로 발생되고, 이러한 색분해이미지가 유색토너분말을 이용하여 형성되며, 색분해이미지가 압력의 영향하에서 연속이미지이송단계에서 상부층이 구비된 탄성변형의 점착성 중간매체로 이송되고, 이에 수집되어 다색이미지를 형성하며, 이후에 다색분말이미지가 연화되어 압력의 영향하에 수상지지체로 이송되고, 두 연속이미지이송단계사이에서 하나 이상의 색분해이미지로 구성된 분말이미지가 열과/또는 압력의 영향하에 중간매체상에서 변형되어 분말이미지가 토너분말이 점착될 수 있도록 점착성을 갖게 되므로서 연속색분해이미지가 중간매체뿐만아니라 이미 형성되어 있는 분말이미지에도 이송되는 다색이미지 형성방법에 있어서, 중간매체가 J/m sk의 열전도율 λ, kg/m³의 밀도 p와, J/kg K의 비열 Cp의 곱이 2·10⁵이하의 값을 갖는 단열층으로 구성됨을 특징으로 하는 다색이미지 형성방법.
2. 제 1 항에 있어서, J/m sk의 열전도율 λ, kg/m³의 밀도 p와, J/kg K의 비열 Cp의 곱이 1.5·10⁵이하의 값을 가짐을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 단열층이 상부층과 기부층사이에서 중간층의 형태로 상부층의 바로 아래에 배치됨을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항-제 3 항의 어느 한 항에 있어서, 기체충전형 충전체가 단열층에 사용됨을 특징으로 하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 기체충전형 글라스 비이드가 단열층에 사용됨을 특징으로 하는 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 글라스 비이드에 플라이머층이 구비됨을 특징으로 하는 방법.
7. 전기청구범위 제 1 항-제 6 항의 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 장치.