KR19980031970A

KR19980031970A - 전자사진방식 인쇄기

Info

Publication number: KR19980031970A
Application number: KR1019960051842A
Authority: KR
Inventors: 송인용
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 1998-07-25
Also published as: KR100440943B1

Abstract

본 발명은 전자사진방식 인쇄기에 관한 것으로서, 주위의 온도 및 습도 변화가 있더라도 일정한 화상농도의 인쇄를 구현할 수 있도록, 감광드럼 표면상의 정전잠상에 토너를 현상시키는 현상롤러와, 현상롤러에 토너를 공급하는 토너공급롤러와, 현상롤러의 표면에 부착된 토너층의 두께를 일정하게 하는 박층롤러로 구성된 현상장치를 포함하여 된 전자사진방식 인쇄기에 있어서, 주위의 온도, 습도변화를 검지하고 그 변화된 온도, 습도에 대한 데이터를 피드백하여 박층롤러와 현상롤러의 회전선속비를 제어하는 것에 의해 상기 토너층의 두께를 규제하여 현상롤러에 형성된 화상농도를 일정하게 하는 제어수단을 포함한다. 이와 같은 구조의 전자사진방식 인쇄기를 채용하는 것에 의해 주위의 온도, 습도변화에도 일정한 화상을 얻을 수 있다.

Description

전자사진방식 인쇄기

본 발명은 전자사진방식 인쇄기에 관한 것으로, 상세하게는 온도 및 습도 변화에도 출력되는 화상농도가 일정한 전자사진방식 인쇄기에 관한 것이다.

통상, 전자사진방식 인쇄기는, 원고로부터 또는 소정의 소스로부터 취득한 화상정보에 따라 감광매체, 예컨데 감광드럼을 노광하여 감광드럼에 보이지 않는 정전잠상을 형성하고, 그 정전잠상이 형성된 부위에 현상제(토너)를 부착시켜 그 정전잠상이 드러나 보이도록 현상하여 그 현상된 화상을 기록지에 전사하고 정착시킴으로써 원하는 화상을 인쇄하게끔 되어 있다.

제1도는 종래 전자사진방식 인쇄기의 개략적 구성도이다. 도면을 참조하면, 전자사진방식 인쇄기의 현상장치는 드럼유니트(30)와 현상유니트(90)로 이루어져 있다.

상기 드럼유니트(30)는 도시되지 않은 노광용 광학계에서 출사된 레이저빔(1)에 의해서 노광되어 정전잠상이 형성되는 감광매체, 예컨데 감광드럼(10)과, 그 감광드럼(10)을 대전시키는 도전성 고무로 되어 있는 대전롤러(20)를 구비한다.

상기 현상유니트(90)에는 상기 감광드럼(10)과 밀착하며 회전하는 현상롤러(40)가 마련되어 있다 상기 현상롤러(40)는 그 표면에 정전기력으로 부착된 토너(900)를 감광드럼(10)으로 현상한다. 상기 현상롤러(40)의 일측에는 이에 접촉되는 박층롤러(50)가 위치되는데, 상기 박층롤러(50)는 일정 회전속도로 회전하며 토너층을 규제하여 현상롤러(40)상에 부착된 토너층의 두께를 일정하게 한다. 또한, 상기 현상롤러(50)의 타측에는 이에 밀착되어 회전하는 토너공급롤러(60)가 설치된다. 토너공급롤러(60)는 에지테이터(75)에 의해 이송되어지는 토너(900)를 현상롤러(40)로 이송시킨다. 그리고, 상기 현상롤러(40)에 밀착되게 설치되어 있는 크리닝롤러(70)는 현상이 완료된 후에 현상롤러(50)상에 잔류하는 토너(900)를 제거한다.

이와 같은 구조의 현상장치는, 에지테이터(75)가 회전하면서 토너(900)를 토너공급롤러(60)로 이송시켜 토너공급롤러(60)의 표면에 부착시킨다. 토너가 부착된 토너공급롤러(60)는 함께 회전하는 현상롤러(40)의 표면에 토너(900)를 이송시키고 이때, 상기 박층롤러(50)는 현상롤러(40)상에 부착된 토너(900)층의 두께를 일정하게 한다. 현상롤러(40)상의 일정한 두께의 토너층은 상기 감광드럼(10)에 현상되어 감광드럼(10)의 정전잠상이 가시화된다. 상기 감광드럼(10)에 현상되어진 토너층은 기록지(미도시)로 전사된다.

상기와 같은 구조의 현상장치를 구비한 전자사진방식 인쇄기에 있어서, 중요한 점은 감광드럼(10)과 함께 회전하는 현상롤러(40)에 균일한 토너층이 형성되어야 하는 것이다.

그러나, 상기 현상롤러(40)에 일정한 토너층을 만드는 것은 일정한 속도로 회전하는 박층롤러(50)에 의해 이루어지므로, 주위환경, 즉 온도나 습도에 대해서 민감하게 대처할 수 없다. 즉, 온도나 습도가 변화하면 토너(900)와 현상롤러(40) 사이의 대전량이 달라지므로, 결국 현상롤러(40)에 부착되는 토너량이 달라진다. 따라서, 감광드럼에 현상되는 토너 농도도 달라지게 되어 일정한 화상농도로 인쇄가 되지 않는다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 습도, 온도 변화가 있더라도 일정한 화상농도로 인쇄가 가능한 전자사진방식 인쇄기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래 전자사진방식 인쇄기에 채용된 현상장치의 개략적 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 전자사진방식 인쇄기의 개략적 구성도.

도 3은 도 2의 전자사진방식 인쇄기에 채용된 현상장치의 개략적 구성도.

도 4는 회전선속도비(K)의 변화에 따라 현상롤러에 부착되는 토너 부착량을 나타내보인 그래프

도 5는 도 2에 도시된 전자사진방식 인쇄기의 제어수단의 블럭도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 ... 드럼유니트101 ... 레이저빔

110 ... 감광드럼120 ... 대전롤러

130 ... 크리닝블레이드200 ... 현상유니트

220 ... 박층롤러230 ... 토너공급롤러

240 ... 스크래퍼250, 260 ... 에지테이터

290 ... 현상용기300 ... 현상장치

400 ... 전사장치410, 420 ... 구동롤러

430 ... 감광벨트500 ... 정착장치

600 ... 온도센서620 ... 습도센서

630 ... A/D 변환기640 ... 토너농도센서

700 ... 중앙처리부750 ... 메모리

790 ... 모터콘트롤러800 ... 박층롤러모터

900 ... 토너1000 ... 케이스

P ... 기록지

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 전자사진방식 인쇄기는, 감광드럼 표면상의 정전잠상에 토너를 현상시키는 현상롤러와, 상기 현상롤러에 토너를 공급하는 토너공급롤러와, 상기 현상롤러의 표면에 부착된 토너층의 두께를 일정하게 하는 박층롤러로 구성된 현상장치를 포함하여 된 전자사진방식 인쇄기에 있어서, 주위의 온도, 습도변화를 검지하고 그 변화된 온도, 습도에 대한 데이터를 피드백하여 상기 박층롤러와 상기 현상롤러의 회전선속비를 제어하는 것에 의해 상기 토너층의 두께를 규제하여 상기 현상롤러에 형성된 화상농도를 일정하게 하는 제어수단을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제어수단은, 주위환경의 온도, 습도를 검지하는 온도, 습도센서 및 상기 토너층의 농도를 검지할 수 있는 토너농도검지센서와; 각각의 상기 센서들에 의하여 수집된 데이터를 비교 판단하는 중앙처리부와; 상기 중앙처리부에 의하여 구동되어 상기 박층롤러의 회전속도를 제어하는 모터콘트롤러를 포함하여 된 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 박층롤러는, 반도전성 고무부재로서 토너와의 마찰시 서로 상반되는 마찰 특성을 가지고 있으며, 표면에 약간의 거칠기(Rz)가 있는 것이 바람직하고, 이때 상기 거칠기(Rz)는 0.7㎛ 이하인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 전자사진방식 인쇄기를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 전자사진방식 인쇄기의 개략적 구성도이고, 도 3은 도 2의 전자사진방식 인쇄기에 채용된 현상장치의 개략적 구성도이며, 도 4는 회전선속도비(K)의 변화에 따라 현상롤러에 부착되는 토너 부착량을 나타내보인 그래프이고, 도 5는 도 2에 도시된 전자사진방식 인쇄기의 제어수단의 블럭도이다.

도면을 참조하면, 전사사진방식 인쇄기에는 케이스(1000) 내부에 설치된 4개의 현상장치(300)와, 상기 현상장치(300)에 현상되어진 토너화상이 전사되어지도록 기록지(P)를 급송하는 전사장치(400)가 구비된다. 상기 전사장치(400)는 2개의 구동롤러(410)(420)와 그 구동롤러(410)(420)에 권회되어지며 기록지(P)가 올려져 급송되는 감광벨트(430)로 이루어진다. 상기 감광벨트(430)는 전사시, 전사전압으로 대전되어 현상장치(300)에 현상된 토너화상이 기록지(P)로 전사되게 한다. 케이스(1000)의 내부 일측에는 전사완료 후, 기록지(P)에 전사되어진 화상을 영구 정착시키는 정착장치(500)가 설치된다. 그리고, 상기 인쇄기 주위환경을 온도 및 습도를 검지하는 온도센서(600) 및 습도센서(620)가 마련되고, 전사되어지는 토너의 농도를 검지하는 토너농도센서(640)가 상기 감광벨트(430)에 근접된 위치에 설치된다.

상기 현상장치(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 드럼유니트(100)와 현상유니트(200)로 이루어진다. 상기 드럼유니트(100)는 드럼유니트(100)와 현상유니트(200)사이의 공간을 통하여 주사되는 레이저빔(101)에 의해서 노광되어 정전잠상이 형성되는 감광매체, 예컨데 감광드럼(110)과, 그 감광드럼(110)의 대전시키는 도전성 고무로 되어 있는 대전롤러(120)를 가진다. 그리고, 상기 크리닝블레이드(130)가 감광드럼(110)에 접촉되게 설치되어 현상후, 크리닝블레이트(130)에 의해 감광드럼(110) 표면에 잔류하는 토너(900)가 제거된다. 상기 현상유니트(200)는 현상용기(290)내에 수납되며 상기 감광드럼(110)에 밀착, 회전되도록 설치된 현상롤러(210)를 구비한다. 상기 현상롤러(210)는 반도전성 고무로서 대전된 토너를 정전기력으로 부착하여 회전한다.

상기 회전하는 현상롤러(210)에 근접된 위치에는 본 발명의 특징에 따르는 박층롤러(220)가 설치된다. 상기 박층롤러(220)는 현상롤러(210)에 부착된 토너(900)를 균일한 토너층으로 만들어주기 위한 것으로서, 현상롤러(210)의 일측과 접촉되게 설치된다. 상기 박층롤러(220)는 모터콘트롤러(800)에 의해 제어되는 박층롤러모터(800)에 의하여 회전구동 된다. 상기 모터콘트롤러(800)는 상기 중앙처리부(700)에 의하여 제어되어 상기 박층롤러모터(800)의 회전속도를 다르게 한다. 상기 박층롤러(220)는 그 자중 또는 탄성 스프링(미도시)에 의하여 현상롤러에 박층력을 작용시키고, 현상롤러(210)와 동일한 방향(시계방향)으로 상대적인 선속도비를 가지고 회전하므로 현상롤러(210)에 부착된 토너는 일정한 두께가 된다. 이때, 상기 박층롤러(220)에 밀착되게 설치된 스크래퍼(240)은 박층롤러(220) 표면에 부착되는 토너를 제거한다. 상기 박층롤러(220)의 재질은 토너(900)와의 마찰시 서로 상반되는 마찰 특성을 갖도록 되어 있는 반도전성 고무부재로서, 폴리우레탄 계열이다. 그리고, 그 표면에 약간의 거칠기(Rz)가 있으며, 그 거칠기는 Rz=0.7㎛ 이하인 것이 바람직하다.

예컨데, 상기 박층롤러(220)와 상기 현상롤러(210)와의 회전선속도비(K=박층롤러선속도/현상롤러선속도)에 따른 현상롤러(210)상의 토너부착량(M/A)의 관계를 도 4에 나타내 보였다. 이때의 현상 조건은 현상롤러(210)에는 대전롤러(120)와 레이저빔(101)으로서 정전잠상을 형성한 감광드럼(210)에 토너를 가시 형성시키기 위하여 현상 바이어스를 -500V를 인가하고, 박층롤러(220)에는 -800V를 인가시켜 최적의 토너 대전량(Q/D = 2.5 fc/10㎛)을 갖도록 한다. 상기 박층롤러(220)의 회전선속도비(K)는 실험치에 의하면 K = 1/6 일 때 현상롤러상의 토너부착량(M/A)은 0.46㎎/㎠이며 K=1/7일 때 M/A = 0.51㎎/㎠ 그리고 1/8 일 때 M/A =0.53 ㎎/㎠을 보여준다.

한편, 상기 인쇄기 내부에 설치된 온도센서(600), 습도센서(620) 및 토너농도센서(640)는 각각 A/D 변환기(610)(630)(650)를 거쳐 중앙처리부(700)와 연결된다. 상기 중앙처리부(700)는 데이터를 임시로 저장하는 메모리(750)와 연결되며, 또한 모터콘트롤러(790)와 연결된다. 상기 모터콘트롤러(790)는 박층롤러(220)를 회전시키는 박층롤러모터(800)의 회전속도를 제어한다.

상기 토너공급롤러(230)는 상기 감광드럼(210)에 밀착되게 설치되어 현상롤러(210)로 토너를 부착시킨다. 이 토너공급롤러(230)는 현상후, 현상롤러(210)에 잔류하는 토너를 제거하는 역할도 한다. 여기서, 토너공급롤러(230)의 재질은 스폰지형태의 도전성 재질로 되어 있는 것이 바람직하고, 이때, 토너를 토너공급롤러(230)로 이송시키는 제1,2에지테이터(250,260)가 설치되는 것에 바람직하다.

이와 같은 구조의 전자사진방식 인쇄기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저 초기 화상 조건인 기준 데이터, 즉 각각의 칼라 토너에 대한 기준 회전선속도비, 예컨데(Kref=1/6)와 기준 온도, 습도 데이터 그리고 토너농도치가 메모리에 저장되어 있다. 이 초기 데이터를 가지고 초기 인쇄를 시행한다.

인쇄를 시행하는 도중에, 인쇄기의 현 환경 조건인 온도, 습도를 상기 온도센서(600) 및 습도센서(620)로 측정하여 이 새로운 데이터를 상기 중앙처리부(700)에 전송하고, 메모리(750)에 일시 저장하게 된다. 만약 현 환경 조건인 온도 및 습도의 데이터가 기준 데이터와 많이 다르다면, 토너(900)와 현상롤러(210)와의 대전량도 달라지게 된다. 따라서, 박층롤러(220)에 의해 규제되는 현상롤러(210)상의 토너층의 두께도 다르게 되어 토너 농도의 변화가 있게 되고 감광벨트(430)로 전사되어지는 토너 농도에 변화가 있게 된다. 이러한 토너층의 농도 변화는 토너농도센서(640)에 의해 측정되어 중앙처리부(700)에 전송된다. 중앙처리부(700)는 전송되어지는 새로운 데이터(온도, 습도 및 토너 농도)를 초기 데이터와 비교 분석한다.

예컨데, 상기 측정되는 농도치가 기준농도치보다 낮다면 중앙처리부(700)는 모터콘트롤러(790)에 의해 박층롤러모터(800)의 회전속도를 줄여 회전선속도비를 줄인다(예; K=1/7). 그러면, 박층롤러(220)와 현상롤러(210)와의 대전량이 크게 되고 현상롤러(210)에 부착되는 토너(900)층은 두껍게 되어 농도가 증가된다. 만일, 측정된 농도치가 기준농도치보다 높다면 상기와 같은 방식으로 회전선속도비를 증가(예; K=1/5)시켜 상기한 대전량을 작게 하여 현상롤러(210)상에 토너(900)층의 두께를 작게 하여 농도를 약화시킨다. 즉, 새로운 세 가지의 데이터를 서로 비교 분석하고 피드백하여 박층롤러(220)의 선속비를 조절하는 것에 의해 항상 일정한 토너농도를 갖는 고화질의 칼라화상을 얻을 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 전자사진방식 인쇄기를 따르면, 온도 및 습도가 변화하더라도 그 변화량을 측정하여 기설정된 온도 및 습도데이터와 비교 분석하여 그 변화 차이에 의한 화상농도 변화를 보상한다. 따라서, 어떠한 온도 및 습도 변화에도 일정한 화상농도를 가지는 인쇄를 수행할 수 있다.

Claims

감광드럼 표면상의 정전잠상에 토너를 현상시키는 현상롤러와, 상기 현상롤러에 토너를 공급하는 토너공급롤러와, 상기 현상롤러의 표면에 부착된 토너층의 두께를 일정하게 하는 박층롤러로 구성된 현상장치를 포함하여 된 전자사진방식 인쇄기에 있어서,

주위의 온도, 습도변화를 검지하고 그 변화된 온도, 습도에 대한 데이터를 피드백하여 상기 박층롤러와 상기 현상롤러의 회전선속비를 제어하는 것에 의해 상기 토너층의 두께를 규제하여 상기 현상롤러에 형성된 화상농도를 일정하게 하는 제어수단을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 전자사진방식 인쇄기.
제1항에 있어서,

상기 제어수단은, 주위환경의 온도, 습도를 검지하는 온도, 습도센서 및 상기 토너층의 농도를 검지할 수 있는 토너농도검지센서와; 각각의 상기 센서들에 의하여 수집된 데이터를 비교 판단하는 중앙처리부와; 상기 중앙처리부에 의하여 구동되어 상기 박층롤러의 회전속도를 제어하는 모터콘트롤러를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 전자사진방식 인쇄기.
제1항에 있어서, 상기 박층롤러는, 반도전성 고무부재로서 토너와의 마찰시 서로 상반되는 마찰 특성을 가지고 있으며, 표면에 약간의 거칠기(Rz)가 있는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 인쇄기.
제3항에 있어서, 상기 거칠기(Rz)는 0.7㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 전자사진방식 인쇄기.
제1항 내지 제3항중 어느 일항에 있어서, 상기 박층롤러는, 상기 모터콘트롤러에 의해 제어되는 박층롤러모터에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 인쇄기.
제1항에 있어서, 상기 박층롤러의 일측에는 그 박층롤러 표면에 부착된 토너를 제거하기 위한 스크래퍼가 더 구비된 것을 특징으로 하는 전자사진방식 인쇄기.