KR19990063730A - 인쇄 매체에 액체 토너의 도포 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

일회-통과 또는 다중-통과의 정전 프린터에 사용하기 위한 토너 스테이션(7)은 각각의 색상에 대해 2개 이상의 토너 도포기(21,22)를 포함하고, 이에 의해 인쇄 품질을 저하시키지 않으면서 인쇄 속도를 증가시킨다.

Description

인쇄 매체에 액체 토너의 도포 방법 및 장치

본 발명은 기록 장치, 및 보다 구체적으로 정전 인쇄 장치에서 토너를 도포하기 위한 장치에 관한 것이다.

정전 칼라 프린터 또는 플로터는 인쇄 매체, 예를 들면, 특수 코팅지 또는 플라스틱 필름을 하나 이상의 충전 헤드(charging head)를 가로질러 통과시킴으로써 작동한다. 충전 헤드는 인쇄 매체에 원하는 인쇄된 화상(image) 패턴으로 전하를 공급한다. 이어서, 액체 토너가 인쇄 매체에 도포되고, 이 토너는 하전된 패턴에 부착한다. 과잉의 토너는 진공 챔버 또는 롤러에 의해 제거된다.

정전 프린터는 여러가지 방식으로 구성된다. 다중-통과 시스템(예를 들면, 제록스 엔지니어링 시스템즈(Xerox Engineering Systems, 미국 캘리포니아주 새너제이 소재)사 제품인 8900 시리즈의 정전 프린터)에서는 하나의 충전 헤드를 일련의 토너 스테이션(전형적으로, 황색, 청록색, 마젠타색 및 흑색에 대하여 4개)과 결합하여 사용한다. 다중-통과 시스템에서는 인쇄 매체를 충전 헤드 및 이어서 토너 스테이션 중 하나를 가로질러 수송시켜 상기 특정한 스테이션의 색상 토너를 도포한다. 이어서, 인쇄 매체를 다시 감고, 충전 헤드 및 인쇄 매체에 도포될 각각의 색상에 대한 상이한 토너 스테이션을 가로질러 통과시킨다.

다른 유형의 정전 프린터는 일회-통과 프린터(예를 들면, 쓰리엠(3M, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재)사 제품인 스카치프린트O(ScotchprintO) 모델 9512)이다. 일회-통과 시스템의 프린터에서는 각각의 토너 스테이션과 충전 헤드가 결합되어 있다. 이어서, 인쇄 매체를 충전 헤드와 토너 스테이션의 각각의 쌍들을 가로질러 통과시켜 모든 색상을 도포한다. 일회-통과 시스템의 다른 예는 미국 특허 제 4,734,788호에 기재되어 있다.

일회-통과 및 다중-통과식 정전 프린터의 2가지 유형 모두에서, 인쇄 속도, 인쇄 후 토너 광학 밀도, 인쇄 매체 상의 잔류 전압 및 전하, 및 매체 호환성을 포함하는 동일한 기본 설계 기준이 적용된다. 과거에는, 정전 프린터는 비교적 느린 인쇄 속도가 허용되는 공학용으로 주로 사용되었다. 그러나, 현재 정전 프린터는 매우 다양한 용도로 사용되고 있고, 사용자들은 전형적으로 초당 인치로 측정되는 보다 빠른 인쇄 속도를 요구하고 있다. 인쇄 속도를 증가시키면 필수적인 토너 밀도, 잔류 전압 요건, 및 매체 호환성을 포함하는 다른 설계 기준에 영향을 끼친다.

<발명의 요약>

본 발명에 따르면, 인쇄 매체에 액체 토너를 도포하기 위한 방법이 제공된다. 먼저, 인쇄 매체를 충전 헤드를 가로질러 통과시킨다. 이어서, 인쇄 매체를 제 1 토너 도포기(applicator)를 가로질러 통과시키면서 매체에 제 1 토너를 도포하고, 제 2 토너 도포기를 가로질러 통과시키면서 매체에 제 1 토너를 또한 도포한다. 또한, 과잉의 토너를 매체로부터 제거한다. 상기 방법은 또한 매체를 각각 상이한 토너를 매체에 도포하는 다수의 제 1 및 제 2 토너 도포기 쌍들을 가로질러 통과시키는 것을 포함한다. 또한, 상기 방법은 매체를 다수의 충전 헤드를 가로질러 통과시키는 것을 포함하며, 여기에서, 상기 다수의 충전 헤드는, 매체가 토너 도포기 쌍들 중의 하나를 가로질러 통과하기 전에 충전 헤드 중 하나를 가로질러 통과하도록 배치된다.

본 발명은 또한 매체에 토너를 도포하는 방법을 포함하며, 여기에서, 매체는 충전 헤드를 가로질러 통과시킨 다음, 제 1 군의 토너 도포기들을 가로질러 통과시킨다. 이때, 제 1 군의 도포기들은 각각 매체에 제 1 토너를 도포한다. 또한, 매체는 다수의 충전 헤드 및 이와 결합된 토너 도포기 군들을 가로질러 통과시킨다. 충전 헤드는 매체가 도포기 군들 중의 하나를 가로질러 통과하기 전에 충전 헤드 중 하나를 가로질러 통과하도록 배치된다. 도포기들의 각 군은 상이한 토너를 도포한다.

또한, 본 발명은 정전 프린터에 사용하기 위한 토너 스테이션(station)을 포함한다. 토너 스테이션은 인쇄 매체에 제 1 토너를 도포하기 위한 제 1 도포기 및 인쇄 매체에 제 1 토너를 도포하기 위한 제 2 도포기를 포함한다. 또한, 상기 토너 스테이션은 충전 헤드를 포함한다.

본 발명은 또한 인쇄 매체에 토너를 도포하기 위한 장치를 포함한다. 이 장치는 매체 경로를 한정하는 매체 입구 및 매체 출구를 포함한다. 정전 충전 헤드는 매체 경로상에 배치된다. 토너 스테이션은 충전 헤드와 매체 출구 사이에서 매체 경로상에 배치된다. 토너 스테이션은 2개 이상의 토너 도포기를 포함한다. 또한, 상기 장치는 2개 이상의 충전 헤드 및 결합된 토너 스테이션을 포함하며, 이들은 모두 매체 경로에 배치된다. 각각의 토너 스테이션은 결합된 충전 헤드와 매체 출구 사이에 배치된다.

본 발명은 또한 일회 통과 정전 프린터를 포함한다. 이 프린터는 2개 이상의 이격된 정전 충전 헤드를 포함한다. 다수의 토너 도포기들이 연속된 충전 헤드들의 각각의 쌍 사이에 배치된다. 또한, 다수의 도포기들은 각각 상이한 토너를 도포한다.

본 발명은 다음과 같은 잇점을 갖는다. 본 발명은 보다 빠른 인쇄 속도를 제공한다. 본 발명을 일회-통과 및 다중-통과 정전 프린터 모두에 적용될 수 있다. 본 발명에서는 각각의 토너 스테이션을 가로질러 통과한 후 잔류 전하가 보다 낮으며, 이에 의해 개선된 색상 충실도를 얻게 된다. 본 발명을 실행하는 데에는 기존 프린터에 최소한의 재설계를 하면 된다.

다른 특징과 잇점은 하기 상세한 설명과 청구 범위로부터 명백해질 것이다.

도 1은 일회-통과 프린터의 블록 다이아그램이다.

도 2는 본 발명의 토너 스테이션 및 토너 제거기의 한 실시태양의 다이아그램이다.

도 3은 본 발명의 토너 스테이션 및 토너 제거기의 한 실시태양의 다이아그램이다.

도 4A 및 도 4B는 본 발명의 다른 토너 스테이션의 다이아그램이다.

도 5는 본 발명의 토너 스테이션의 한 실시태양의 다이아그램이다.

도 6은 다중-통과 프린터의 블록 다이아그램이다.

정전 프린터의 소비자가 요구하는 보다 빠른 인쇄 속도를 충족시키기 위해서는, 프린터의 모든 설계 기준을 평가하여야 한다. 예를 들면, 다른 인쇄 파라미터의 조정없이 기존의 다중-통과 또는 일회-통과 프린터를 통한 인쇄 매체의 이동 속도를 증가시키면, 인쇄 매체에 도포되는 토너의 광학 밀도가 낮아지고, 각각의 토너 스테이션을 가로질러 통과한 후의 잔류 전하가 높으며, 즉, 낮은 품질의 인쇄 화상이 얻어진다. 토너 광학 밀도가 낮으면 원하는 것보다 약한 칼라 화상이 형성되고, 최종 인쇄 화상의 색상 충실도에 나쁜 영향을 끼친다. 잔류 전하가 높으면, 인쇄 매체가 다른 토너 스테이션을 가로질러 통과할 때 과도한 토너 부착을 초래할 것이고, 또한 최종 인쇄 화상의 색상 충실도에 나쁜 영향을 끼친다.

본 발명의 토너 스테이션은 보다 빠른 인쇄를 가능하게하면서, 상이한 설계 기준들의 균형을 맞춘다. 각 토너 스테이션의 2개의 토너 도포기는 충전 헤드 전압을 허용가능하게 높은 수준으로 유지시키지만, 잔류 전압은 과도한 색소 부착을 방지하기에 충분히 낮다. 2-도포기 토너 스테이션 형태는 또한 1-도포기의 보다 느린 수송 프린터들보다 우수하다. 본 발명은 일회-통과 및 다중-통과 인쇄 시스템에 모두 적용가능하다. 일반적으로, 본 발명은 토너 공급원, 제 1 토너 도포기, 제 2 토너 도포기 및 토너 제거기를 포함하는 토너 스테이션에 관한 것이다.

도 1은 일회-통과 프린터의 블록 다이아그램이다. 인쇄 매체(1)은 입구(2)를 통하여 프린터에 도입된다. 인쇄 매체(1)은 수송 어셈블리(3)에 의해 프린터를 통하여 이동한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 수송 어셈블리(3)은 전형적으로 일련의 롤러(4) 및 결합된 측면 가이드(도시되지 않음)를 포함한다. 인쇄 매체는 연속된 인쇄 스테이션(5)들을 가로질러 수송된다. 각각의 인쇄 스테이션은 정전 충전 헤드(6)과 토너 스테이션(7)을 포함한다. 4가지 기본 색상(청록색, 마젠타색, 황색 및 흑색)을 제공하는 프린터에는 4개의 인쇄 스테이션(5)가 존재하고, 각각의 스테이션은 인쇄 매체에 4가지 색상 중 한 색상을 도포한다.

각각의 충전 헤드(6)은 컨트롤러(8)에 의해 프로그램된다. 컨트롤러(8)은 각각의 충전 헤드(6)에 의해 인쇄 매체(1)에 공급되는 전하의 정확한 패턴을 결정한다.

각각의 인쇄 스테이션은 또한 토너 제거 장치(9)를 포함하고, 이 장치는 진공 시스템, 스크래퍼 및(또는) 롤러를 포함할 수 있다. 또한, 건조 어셈블리(10)이 인쇄 매체 경로를 따라 각각의 인쇄 스테이션(5) 뒤에 배치될 수 있다. 건조 스테이션(10)은 압축 공기 또는 역류(cross-flow) 팬을 포함할 수 있다.

인쇄 매체는 모든 인쇄 스테이션을 가로질러 통과한 후, 출구(11)에서 프린터를 빠져나온다.

도 2를 참조하면, 토너 스테이션(7) 및 토너 제거기(9)의 블록 다이아그램이 제공된다. 토너 스테이션(7)은 동일한 토너 색상을 도포하는 2개의 연속된 액체 토너 도포기(21,22)를 포함한다. 각각의 토너 도포기(21,22)는 결합된 액체 토너 공급원(23)을 갖는다. 토너 공급원(23)은 토너 분출통(fountain)(24), 토너 펌프(25) 및 토너 저장기(26)을 포함한다. 본 발명에서 사용할 수 있는 액체 토너의 예는 쓰리엠(3M)사의 스카치프린트O 8700 및 8800 시리즈의 토너를 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 토너 도포기(21,22)는 도포기(21,22)의 전체 너비를 따라 분출통(24)로부터 토너를 공급하기 위한 다수의 홈(groove)(27)을 포함한다. 이 홈의 정확한 크기 및 형태는 인쇄 매체(1)에의 토너의 도포를 최적화시키도록 선택된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 토너 도포기(21,22)는 별도의 토너 공급원(23)을 갖는다. 다른 실시태양에서는 하나의 토너 공급원(23)(분출통/펌프/저장기)을 사용하여 2개의 토너 도포기(21,22) 모두에 토너를 제공한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 토너 스테이션(7)의 다른 실시태양은 각각의 도포기(21,22)에 결합된 토너 분무기(28)를 포함한다. 토너 펌프(29) 및 토너 공급기(30)이 각각의 토너 분무기(28)에 결합된다. 래스터 그래픽스 인크(Raster Graphics Inc.)의 DCS 5400(도 4A) 및 제록스 엔지니어링 시스템즈 8900 시리즈(도 4B)에 사용된 것을 포함하는, 다른 토너 도포 기법이 또한 토너 스테이션(7)에 포함될 수 있다. 도 4A에서, 토너 도포기(50)은 인쇄 매체(1)이 반드시 통과하는 토너의 "정재파(定在波;standing wave)"를 형성하는, 토너를 인쇄 매체(1)로 향하게 하는 다수의 개구부(51)을 포함한다. 도 4B에서, 토너 도포기(60)은 토너를 저장기(61)로부터 인쇄 매체(1)의 이동 경로상에 배치된 가이드(62)를 따라 이동시킨다.

토너 제거기(9)는 토너 스테이션(7)로부터 하류에(즉, 출구(11)을 향하여) 배치된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 토너 제거기(9)는 토너 공급기(23)과 결합된 진공 시스템(31)을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 토너 제거기(9)는 롤러(32) 및(또는) 스크래퍼 블레이드(33)을 포함할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 토너 스테이션(7)에서 제 2 도포기(22)로부터 하류에 배치된 롤러(40)은 수송 어셈블리(3)의 일부로서 인쇄 매체(1)을 수송할 뿐만 아니라 인쇄 매체(1)에 도포되는 토너를 극대화시키는 작용을 한다. 롤러(40)은 인쇄 매체(1)을 도포기(22)에 인접하게 배향하여 랩 각(wrap angle)을 형성한다. 랩 각은 인쇄 매체(1)이 프린터를 통하여 통과할 때 인쇄 매체 (1)상에 과도한 드랙(drag)을 형성시키지 않으면서, 인쇄 매체(1)에 토너의 도포를 증가시키도록 선택된다. 약 15˚의 랩 각이 이들 기준을 만족시킨다. 또한, 추가의 롤러 또는 바이어스 바(41)이, 예를 들면 약 15˚의 추가의 랩 각을 형성시키면서 제 1 및 제 2 도포기(21,22) 사이에 배치될 수 있다. 바이어싱 롤러, 바 및 랩 각의 다른 조합을 또한 사용할 수 있다.

본 발명은 또한 도 6에 도시된 바와 같은 다중-통과 인쇄 시스템에 적용될 수 있다. 다시, 인쇄 매체(1)은 입구(2)를 통하여 프린터에 도입된다. 수송 어셈블리(3)은 인쇄 매체를 프린터를 통하여 이송시킨다. 하나의 충전 헤드(6)은 인쇄 스테이션(5)로부터 상류에 배치된다. 수송 어셈블리(3)은 인쇄 매체(1)을 충전 헤드(6)에 이어서, 그 스테이션의 토너 색상을 도포하기 위한 인쇄 스테이션(5) 중 하나, 및 건조 어셈블리(10)을 통하여 이동시킨다. 이어서, 수송 시스템(3)은 모든 색소가 인쇄 매체(1)에 도포될 때까지 인쇄 매체(1)을 다시 충전 헤드(6)에 이어서, 다른 인쇄 스테이션(5) 및 건조 어셈블리(10)을 가로질러 이동시킨다.

전형적으로, 충전 헤드(6) 및 인쇄 스테이션(5)는 도 6에서 화살표로 도시된 바와 같이 신축자재이다. 인쇄 스테이션(5)는 한 스테이션의 토너 색소가 매체(1)에 부착될 때까지 낮은 위치에 유지되고, 이어서 그 스테이션은 인쇄 매체(1)을 향하여 상향 이동한다. 후속의 전하들이 인쇄 매체(1)에 공급되어야 할 때, 충전 헤드(6)은 하강하고, 인쇄 매체(1)은 충전 헤드(6)의 상류로 이동한다. 이어서, 충전 헤드(6)은 상승하고, 프린터 매체(1)이 충전 헤드(6)을 가로질러 하류로 이동할 때 인쇄 매체(1)에 원하는 전하를 공급한다.

다중-통과 프린터의 인쇄 스테이션(5)는 상기 일회-통과 프린터에 대해 전술한 바와 같은 토너 스테이션(7) 및 토너 제거기(9)를 포함한다. 또한, 전형적으로 최종 인쇄 스테이션 이후에 하나의 건조 어셈블리(10)이 배치된다.

다른 실시태양들은 하기 청구의 범위의 범위내에 있다.

Claims (11)

1. 매체를 충전 헤드(6)을 가로질러 통과시키고;

   상기 매체를 제 1 토너 도포기(21)을 가로질러 통과시켜 그 매체에 제 1 토너를 도포하며;

   상기 매체를 제 2 토너 도포기(22)를 가로질러 통과시켜 그 매체에 제 1 토너를 도포하는 것을 포함하는, 매체(1)에 토너를 도포하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 매체로부터 과잉의 토너를 제거하는 것을 더 포함하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 매체를 다수의 제 1 및 제 2 토너 도포기 쌍들을 가로질러 통과시키는 것을 더 포함하고, 상기 각각의 쌍은 매체에 상이한 토너를 도포하는 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 매체를 다수의 충전 헤드를 가로질러 통과시키는 것을 더 포함하고, 상기 다수의 충전 헤드는 매체가 다수의 토너 도포기 쌍들 중의 하나를 가로질러 통과하기 전에 다수의 충전 헤드들 중 하나를 가로질러 통과하도록 배치되는 방법.
5. 제 1 토너를 인쇄 매체(1)에 도포하기 위한 제 1 도포기(22); 및

   제 1 토너를 인쇄 매체에 도포하기 위한 제 2 도포기(22)

   를 포함하는, 정전 프린터에서 사용하기 위한 토너 스테이션(7).
6. 제 5 항에 있어서, 충전 헤드(6)을 더 포함하는 토너 스테이션.
7. 매체 입구로부터 매체 출구까지 매체 경로를 한정하는 매체 입구(2) 및 매체 출구(11);

   매체 경로상에 배치된 정전 충전 헤드(6); 및

   매체 경로에서 충전 헤드와 매체 출구 사이에 배치된 토너 스테이션(7)(이 토너 스테이션은 다수의 토너 도포기(21,22)를 포함한다)을 포함하는, 매체에 토너를 도포하기 위한 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 매체 경로상에 배치된 다수의 충전 헤드 및 결합된 토너 스테이션을 더 포함하고, 상기 각각의 토너 스테이션은 결합된 충전 헤드와 매체 출구 사이에 배치되는 장치.
9. 제 7 항에 있어서, 다수의 토너 스테이션을 더 포함하고, 각각의 토너 스테이션은 상이한 토너를 도포하는 장치.
10. 연속된 충전 헤드들의 각각의 쌍 사이에 배치된 다수의 토너 도포기(21,22)를 포함하는, 다수의 이격된 정전 충전 헤드(6)을 갖는 일회-통과 정전 프린터.
11. 제 10 항에 있어서, 다수의 도포기들이 각각 상이한 토너를 도포하는 프린터.