KR20030070987A - 정전 및 압력 전사방식 인쇄기 - Google Patents

정전 및 압력 전사방식 인쇄기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정전 및 압력 전사방식 습식인쇄기에 관하여 개시한다. 개시된 정전 및 압력 전사방식 습식인쇄기는, 감광드럼들로부터 컬러화상이 1차전사되는 중간전사벨트; 상기 중간전사벨트를 사이에 두고 상기 감광드럼에 대응하여 배치되며 현상 토너와 역극성의 전압이 인가되는 1차전사 백업롤러들; 인쇄경로 상 상기 1차전사 백업롤러들의 후단에 배치되며, 상기 중간전사벨트의 내측면에 접촉하여 회전되는 2차전사 백업롤러; 및 상기 중간전사벨트를 사이에 두고 상기 2차전사 백업롤러와 접촉하여 회전하며, 그 사이에 공급되는 기록지에 2차전사되도록 상기 토너와 역극성의 전압이 인가되고 상기 2차전사 백업롤러에 소정 압력을 가하는 2차전사롤러;를 구비하며, 상기 1차전사 백업롤러 및 2차전사롤러는 그 표면에 소정 크기 이하의 기공이 형성된 것을 특징으로 한다. 이에 따르면, 미세입자의 토너를 사용시 중간전사벨트 및 기록지에 안정된 화상을 전사할 수 있으므로 미세입자의 토너를 사용하는 고화질 인쇄가 가능해지는 이점이 있다.

Description

정전 및 압력 전사방식 인쇄기{Electrophotographic printer of electrostatic and pressing transferring method}
본 발명은 정전 및 압력 전사방식 습식 인쇄기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미세입자의 토너의 전사효율을 향상시키고 전사된 화상이 흐트러지는 것을방지하는 정전 및 압력 전사방식의 습식인쇄기에 관한 것이다.
일반적으로 레이저 프린터와 같은 전자사진방식 인쇄기는 감광드럼 또는 감광벨트와 같은 감광매체에 정전잠상(latent electrostatic image)을 형성시키고, 소정의 색상을 가진 토너로 상기 정전잠상을 현상한 뒤 기록지에 전사시켜서 원하는 화상을 얻는 장치이다.
전자사진방식 인쇄기는 사용되는 토너에 따라 습식과 건식으로 크게 대별되는 데, 습식 전자사진방식 인쇄기에는 액상 캐리어(liquid carrier)에 토너 입자가 소정의 농도로 혼합되어 이루어진 잉크가 사용된다. 이러한 액상의 잉크를 사용하는 습식 전자사진방식 인쇄기는 분말 상태의 토너를 사용하는 건식 전자사진 방식 인쇄기보다 인쇄 품질이 좋고 칼라 화상을 구현하기가 용이한 장점이 있다.
도 1은 정전 전사방식의 일반 습식 인쇄기의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도면을 참조하면, 이 인쇄기는 소정 색상의 화상을 현상하고 이를 중간전사벨트(20)에 전사시키는 화상형성유닛(10)과, 1차전사된 중간전사벨트(20) 상의 화상을 기록지(P)에 2차전사시키는 2차전사롤러(40)를 구비한다.
상기 중간전사벨트(20)는 롤러(22)와, 2차전사 백업롤러(24) 및 가이드 롤러들(26, 28)에 접촉회전된다.
상기 화상형성유닛(10)은 그 표면에 정전잠상이 형성되는 감광드럼(12)과, 이 감광드럼(12)의 표면을 소정 전위로 대전시키는 주대전기(14)와, 대전된 감광드럼(12)의 표면에 광을 조사하여 정전잠상을 형성시키는 광주사유닛(LSU; Laserscanning unit)(16)을 구비한다. 그리고, 각각의 감광드럼(12)의 아래쪽에는 소정 색상을 가진 잉크로 정전잠상을 토너 화상으로 현상하기 위한 현상장치(18)가 설치되어 있다. 또한, 감광드럼(12)의 표면에 현상된 토너 화상을 중간전사벨트(20) 상에 전기적인 힘으로 전사하기 위해 각 감광드럼(12)과 대응하여 중간전사벨트(20)를 사이에 두고 토너와 반대되는 극성으로 인가된 1차전사 백업롤러(30)가 설치되어 있다.
상기 화상현상유닛(10) 및 이에 대응된 1차전사 백업롤러(30)는 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C) 및 블랙(K) 컬러별로 인쇄경로상에 순차적으로 배치된다.
상기 화상현상유닛(10) 및 1차전사 백업롤러(30)의 후단에는 2차전사 백업롤러(24)와 대응하여 설치되고 그 들 사이로 공급되는 기록지(P)에 중간전사벨트(20) 상에 형성된 컬러화상들이 정전기력으로 전사되도록 토너와 반대극성의 전압이 인가되는 2차전사롤러(40)가 배치된다.
일반적으로 정전 전사방식의 습식인쇄기에 사용되는 1차전사 백업롤러(30)는 그 표면에 약 50 ㎛의 기공이 형성된 스폰지 타입이다.
그러나, 이러한 1차전사 백업롤러(30)를 0.5~4 ㎛의 미세 토너입자를 사용하는 고화질 습식인쇄기에 사용하는 경우 컬러 화상이 찌그러지고, 토너화상이 제자리에서 벗어나 인쇄되는 등의 문제가 발생한다. 도 2는 상기 현상을 보여주기 위해 도식적으로 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 중간전사벨트(20)에 접촉되어 회전되는 1차전사 백업롤러(30)에 일정 전압이 인가된 경우 그 표면에서의 전위는 중간전사벨트(20)와 접촉되는 영역에서는 대전된 소정 전위가 형성되지만 표면의기공(32)에 의해 중간전사벨트(20)로부터 소정거리 벗어난 곳에서는 전위가 형성되지 않는다. 이때 건식 인쇄기에 사용되는 토너는 그 크기가 약 7~10 ㎛로 크므로 1차전사 백업롤러(30)의 표면의 전위차가 고르게 분포되지 않더라도 그 영향을 적게 받지만, 0.5~4 ㎛ 미세한 토너를 사용하는 습식인쇄기에서는 적은 전위차에서도 영향을 크게 받는다. 즉, 도 2에서처럼 1차전사 백업롤러(30)의 기공(32) 부위에서는 토너가 기공부위(32)와 대응되는 중간전사벨트(20)로 전사되지 않고 기공부위 인근에 해당되는 중간전사벨트(20)의 위치로 전사됨에 따라 기공 부위에 해당되는 중간전사벨트(20) 부위에 토너가 전사되지 않는 solid missing 현상이 일어나며, 또한, 기공부위 인근의 위치에는 순차적으로 감광드럼들(12)로부터 원하지 않는 다른 컬러가 중첩되는 등의 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고화질화를 위해 미세입자의 토너를 사용하는 인쇄기에 있어서 상기 토너와 역극성으로 정전기력이 인가되는 2차전사롤러 및 1차전사 백업롤러의 표면을 개선한 정전 및 압력 전사방식 인쇄기를 제공하는 것이다.
도 1은 정전 전사방식의 일반 습식 인쇄기의 개략 구성을 보여주는 도면,
도 2는 종래의 1차전사 시스템에서 미세입자 토너를 사용시의 1차전사 기구를 도식적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전 및 압력 전사방식 습식인쇄기의 개략적인 구성을 보여주는 도면,
도 4는 도 3의 1차전사가 일어나는 기구를 도식적으로 나타낸 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*
110: 화상형성유닛 112: 감광드럼
120: 중간전사벨트 124: 2차전사 백업롤러
130: 1차전사 백업롤러 140: 2차전사롤러
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 정전 및 압력 전사방식 인쇄기는, 감광드럼들로부터 컬러화상이 1차전사되는 중간전사벨트;
상기 중간전사벨트를 사이에 두고 상기 감광드럼에 대응하여 배치되며 현상 토너와 역극성의 전압이 인가되는 1차전사 백업롤러들;
인쇄경로 상 상기 1차전사 백업롤러들의 후단에 배치되며, 상기 중간전사벨트의 내측면에 접촉하여 회전되는 2차전사 백업롤러; 및
상기 중간전사벨트를 사이에 두고 상기 2차전사 백업롤러와 접촉하여 회전하며, 그 사이에 공급되는 기록지에 2차전사되도록 상기 토너와 역극성의 전압이 인가되고 상기 2차전사 백업롤러에 소정 압력을 가하는 2차전사롤러;를 구비하며,
상기 1차전사 백업롤러 및 2차전사롤러는 그 표면에 소정 크기 이하의 기공이 형성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전 및 압력 전사방식 습식인쇄기를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전 및 압력 전사방식 습식인쇄기의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도면을 참조하면, 이 인쇄기는 소정 색상의 화상을 현상하고 이를 중간전사벨트(120)에 전사시키는 화상형성유닛(110)과, 무한궤도를 순환하는 중간전사벨트(120)와, 1차전사된 중간전사벨트(120) 상의 화상을 기록지(P)에 2차전사시키는 2차전사롤러(140)를 구비한다.
상기 중간전사벨트(120)는 롤러(122)와, 2차전사 백업롤러(124) 및 가이드 롤러들(26, 28)에 접촉회전된다. 상기 2차전사 백업롤러(124)와 대응되게 회전되며 그 사이에 기록지가 공급되는 2차전사롤러(140)는 2차전사 백업롤러(124)를 압착하면서 회전된다.
상기 화상형성유닛(110)은 그 표면에 정전잠상이 형성되는 감광드럼(112)과, 이에 인접하여 이 감광드럼(112)의 표면을 소정 전위로 대전시키는 주대전기(114)와, 대전된 감광드럼(112)의 표면에 광을 조사하여 정전잠상을 형성시키는 광주사유닛(LSU; Laser scanning unit)(116)을 구비한다. 그리고, 각각의 감광드럼(112)의 아래쪽에는 소정 색상을 가진 잉크로 정전잠상을 토너 화상으로 현상하기 위한 현상장치(118)가 설치되어 있다. 또한, 감광드럼(112)의 표면에 현상된 토너 화상을 중간전사벨트(120) 상에 전기적인 힘으로 전사하기 위해 각 감광드럼(112)과 대응하여 중간전사벨트(120)를 사이에 두고 토너와 반대되는 극성으로 0.7~2.0 kV 인가되는 1차전사 백업롤러(130)가 설치되어 있다.
상기 현상장치(118) 중 옐로우(Y) 색상의 토너 화상을 현상하기 위한 현상장치(118)(이하 'Y'현상장치라고 약칭한다)를 예를 들어 설명한다. 먼저 주대전기(114)에 의해 소정 전위로 대전된 감광드럼(112)의 표면에 광주사유닛(116)에 의해 광이 조사되면 옐로우(Y) 색상에 대응되는 정전잠상이 형성된다. 'Y'현상장치(118)로부터 잉크가 공급되면, 잉크 중의 토너 입자가 감광드럼(112) 표면에 형성된 정전잠상에 부착됨으로써 토너 화상이 현상된다.
상기 감광드럼(112) 상에 현상된 토너 화상은 회전되어 토너와 반대 극성의 전압이 인가된 1차전사 백업롤러(130)에 의해 형성된 전기장에 의해 중간전사벨트(120)로 전사된다.
이와 같이 'Y'화상형성유닛(110)에서 옐로우(Y) 색상의 토너 화상이 중간전사벨트(120))에 전사된 후에는, 그 다음의 'M', 'C', 'K'화상형성유닛(110)에서 마젠타(M), 시안(C) 및 블랙(K) 색상의 토너 화상이 현상되어 중간전사벨트(120)에 순차적으로 1차전사된다.
중간전사벨트(120) 상에 형성된 컬러화상들은 다음의 회전경로에서 2차전사 백업롤러(124)와, 토너와 반대극성으로 상기 2차전사 백업롤러(124)와의 전위차가 1.5~4.0 kV 되게 인가되며, 2차전사롤러(140) 사이를 통과하는 기록지(P)에 정전기력과 상기 2차전사롤러(140)로부터 2차전사 백업롤러(124)로 가압되는 압력으로 전사된다.
도 4는 도 3의 1차전사가 일어나는 기구를 도식적으로 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 1차전사 백업롤러(130)는 약 107Ω저항값을 가지며 표면에는 거의 기공이 없는 탄성 고무 또는 탄성 플라스틱과 같은 솔리드(solid) 형태의 재질을 사용한다. 상기의 1차전사 백업롤러(130)를 사용하면 감광드럼(112)과 대응되는 1차전사 백업롤러(130)의 표면이 매끄러워서 인가되는 표면의 전위가 일정하게 분포되며, 따라서 감광드럼(112) 상의 토너가 1차전사 백업롤러(130)의 정전력에 의해 고르게 정위치의 중간전사벨트(120)로 전사된다. 따라서 종래와 같이 미세한 토너를 사용시 화상이 흐트러지거나 토너가 다른 영역으로 전사되는 문제가 발생되지 않는다.
상기 1차전사 백업롤러(130)의 표면에서 허용되는 최대 기공 크기는 고화질 인쇄를 위해 사용되는 토너 입자인 0.5~4 ㎛ 의 4배인 2~16 ㎛ 이하가 바람직하다.
한편, 2차전사롤러(140)와 2차전사 백업롤러(124) 사이를 통과하는 기록지(P)에서 발생되는 2차전사도 상기 2차전사롤러(140)의 표면에 인가된 전위분포에 영향을 받는다. 상기 2차전사롤러(140)는 106~107Ω저항값을 가지며 표면에는 거의 기공이 없는 탄성 고무 또는 탄성 플라스틱과 같은 솔리드(solid) 형태의 재질을 사용한다. 2차전사롤러(140) 표면에서 허용되는 최대 기공 크기는 고화질 인쇄를 위해 사용되는 토너 입자인 0.5~4 ㎛ 의 4배인 2~16 ㎛ 이하가 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 정전 및 압력 전사방식 인쇄기는 미세입자의 토너를 사용시 중간전사벨트 및 기록지에 안정된 화상을 전사할 수 있으므로 미세입자의 토너를 사용하는 고화질 인쇄가 가능해지는 이점이 있다.
본 발명은 도면을 참조하여 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 감광드럼들로부터 컬러화상이 1차전사되는 중간전사벨트;
    상기 중간전사벨트를 사이에 두고 상기 감광드럼에 대응하여 배치되며 현상 토너와 역극성의 전압이 인가되는 1차전사 백업롤러들;
    인쇄경로 상 상기 1차전사 백업롤러들의 후단에 배치되며, 상기 중간전사벨트의 내측면에 접촉하여 회전되는 2차전사 백업롤러; 및
    상기 중간전사벨트를 사이에 두고 상기 2차전사 백업롤러와 접촉하여 회전하며, 그 사이에 공급되는 기록지에 2차전사되도록 상기 토너와 역극성의 전압이 인가되고 상기 2차전사 백업롤러에 소정 압력을 가하는 2차전사롤러;를 구비하며,
    상기 1차전사 백업롤러 및 2차전사롤러는 그 표면에 소정 크기 이하의 기공이 형성된 것을 특징으로 하는 정전 및 압력 전사방식 인쇄기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차전사롤러 및 1차전사 백업롤러는 그 표면에 형성된 기공의 최대 크기는 사용하는 토너 입자 크기의 4배이하인 것을 특징으로 하는 정전 및 압력 전사방식 습식인쇄기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기공의 직경 크기는 최대 16 ㎛인 것을 특징으로 하는 정전 및 압력 전사방식 인쇄기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차전사롤러 및 1차전사 백업롤러의 표면 재질은 탄성 고무 또는 탄성 플라스틱 재질인 것을 특징으로 하는 정전 및 압력 전사방식 인쇄기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차전사롤러는 106~ 107Ω저항값을 가지는 것을 특징으로 하는 정전및 압력 전사방식 인쇄기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차전사 백업롤러는 실질적으로 107Ω저항값을 가지는 것을 특징으로 하는 정전 및 압력 전사방식 인쇄기.
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