KR20040016151A - 습식 화상현상시스템 - Google Patents

Abstract

개시된 습식 화상현상시스템은, 정전잠상이 형성되는 감광체와, 현상제가 수용되는 현상용기와, 감광체의 정전잠상을 현상제로 현상하는 현상롤러와, 현상용기 내의 현상제에 일부가 잠긴 상태로 현상롤러와 밀착하여 회전함으로써 그 현상제를 현상롤러 외주면에 공급해주는 공급롤러와, 감광체에 현상된 이미지의 농도를 측정하는 농도센서 및, 농도센서의 측정값에 따라 공급롤러의 회전속도를 제어함으로써 현상롤러를 통해 감광체로 옮겨지는 현상제의 공급량을 조절하는 제어부를 포함하여 구성된다. 이와 같은 시스템은, 고농도의 현상제도 중간의 희석과정 없이 직접 현상에 사용할 수 있기 때문에 현상제 공급 구조를 상당히 간소화할 수 있으며, 또한, 공급롤러의 속도를 조절하여 감광체 상에 현상되는 이미지 농도를 균일하게 유지할 수 있으므로 항상 깨끗한 이미지를 인쇄할 수 있다.

Description

습식 화상현상시스템{Liquid developer imaging system}

본 발명은 습식 화상현상시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 고농도의 현상제를 사용하여 구조를 간소화할 수 있도록 구성된 습식 화상현상시스템에 관한것이다.

일반적으로 습식 화상현상시스템은, 감광체에 광을 주사하여 원하는 이미지에 해당하는 정전잠상(electrostatic latent image)을 형성하고, 이를 분말상의 토너와 액상의 용매가 혼합된 현상제로 현상한 후 용지에 인쇄하는 시스템이다.

도 1은 이러한 습식 화상현상시스템으로서 종래에 제안된 구조를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이 종래의 습식 화상현상시스템은, 정전잠상이 형성되는 감광체(1)와, 상기 정전잠상을 소정 색상의 현상제로 현상하기 위한 현상롤러(2)와, 상기 현상롤러(2)에 현상제를 공급하기 위한 현상제공급유닛(4)과, 현상제가 도포된 현상롤러(2)를 압착하는 스퀴즈롤러(3)와, 현상 후 현상롤러(2)에 남은 현상제를 클리닝해내는 제1,2클리닝롤러(5)(6) 등을 포함하여 구성된다.

상기 현상제공급유닛(4)은 통상 토너 농도 3%solid 이하인 현상제를 준비하여 현상롤러(2)에 공급한다. 이를 위해 현상제공급유닛(4)에는, 토너 농도 약 25%solid 정도의 농축현상제가 담긴 농축카트리지(4c)와, 순수 용매가 수용된 용매카트리지(4d)와, 이들을 혼합하여 2∼3%solid 정도의 균일한 농도의 현상제를 준비하는 혼합탱크(4b)와, 이 혼합탱크(4b)에 준비된 현상제를 현상롤러(2)에 공급하기 위해 현상롤러(2) 표면과의 사이에 현상제가 유입될 수 있는 소정 갭(g)을 형성하면서 설치되는 매니폴드(4a) 등을 포함한다.

상기 구성에 있어서 현상작업을 수행하려면, 먼저 혼합탱크(4b) 안에 2∼3%solid 농도의 현상제를 준비해둔다. 이러한 현상제를 준비하려면, 상기 현상액공급유닛에서는 농축카트리지(4c)와 용매카트리지(4d)로부터 농축현상제와 순수 용매를 혼합탱크(4b)로 각각 공급하여 해당 농도의 현상제를 제조한다. 이와 같이 현상제가 준비되면 현상작업이 개시되는데, 우선, 감광체(1)에 광을 주사하여 원하는 이미지에 해당하는 정전잠상을 형성한다. 이어서, 상기 혼합탱크(4b)에 준비된 현상제를 매니폴드(4a)를 통해 현상롤러(2) 표면에 부착시키게 되며, 이와 같이 현상롤러(2) 표면에 부착된 현상제는 스퀴즈롤러(3)에 의해 스퀴징되면서 현상에 적합한 약 20%solid 정도의 농도로 상승하게 된다. 이후, 농도가 상승된 현상제가 현상롤러(2)와 감광체(1) 사이로 유입되면서 상기 감광체(1)에 형성된 정전잠상에 달라붙어서 그 정전잠상을 소정 색상의 이미지로 현상하게 되며, 현상된 이미지는 소정 전사경로를 통해 용지(미도시)에 찍히게 된다.

그런데, 이와 같은 습식 화상현상시스템은 상기한 바와 같이 현상제의 준비부터 공급과 회수에 이르기까지 시스템이 요구하는 구조가 상당히 복잡하다. 이는 현상작업에 농축된 상태의 고농도 현상액을 직접 사용하지 못하고 3%solid 이하의 저농도 현상제로 만들어서 사용하기 때문에 발생되는 문제인데, 물론, 현상제를 이와 같이 저농도로 만들어 사용하게 되면, 유동성이 좋아져서 현상된 이미지 중 부위별로 토너의 밀도 편차가 작아지는 이점은 있다. 그러나, 상기와 같이 농축 현상제와 용매를 각각의 카트리지(4c)(4d)에 담아서 준비했다가 혼합탱크(4b)로 보내어 현상을 위한 3%solid 이하의 저농도 현상제로 혼합하고, 이것으로 정전잠상을 현상한 다음에, 다시 인쇄에 적합한 고농도 상태가 되도록 그 현상된 이미지 안에 함유되어 있는 용매를 스퀴징하여 회수하는 등 상당히 복잡한 구조를 구성해야 하므로, 이를 실용화하기에는 전체 장치의 크기나 비용 등의 측면에서 많은 부담이 따르게 된다.

따라서, 이러한 문제를 해결할 수 있는 새로운 방식의 화상현상시스템이 요구되고 있다.

본 발명은 상기한 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 스퀴징이 필요 없는 수준의 고농도 현상액도 현상작업에 원활하게 사용할 수 있도록 개선된 습식 화상현상시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 습식 화상현상시스템을 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 습식 화상현상시스템을 도시한 도면,

도 3은 도 2에 도시된 화상현상시스템에 있어서 공급롤러의 속도와 감광체 상의 이미지 농도와의 관계를 보인 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10...감광체 20...현상롤러

30...공급롤러 31...코어샤프트

32...외주부 40...클리닝롤러

50...현상용기 60...농도센서

70...제어부 80...구동모터

90...카트리지

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 습식 화상현상시스템은, 정전잠상이 형성되는 감광체; 현상제가 수용되는 현상용기; 상기 감광체와 대면하여 회전하면서 상기 정전잠상을 상기 현상제를 이용하여 소정 색상의 이미지로 현상하는 현상롤러; 상기 현상용기 내의 현상제에 적어도 일부가 잠긴 상태로 상기 현상롤러와 밀착하여 회전함으로써 그 현상제를 현상롤러 외주면에 공급해주는 공급롤러; 상기 감광체에 현상된 이미지의 농도를 측정하는 농도센서; 상기 농도센서의 측정값에 따라 상기 공급롤러의 회전속도를 제어함으로써, 상기 현상롤러를 통해 감광체로 옮겨지는 현상제의 공급량을 조절하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 현상용기 중의 현상제는 3∼40%solid 의 고농도가 사용된다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 습식 화상현상시스템을 나타낸다.

도시된 바와 같이 본 시스템에는 먼저, 현상제가 저장된 카트리지(90)와, 상기 카트리지(90)로부터 현상제를 공급받아 수용하는 현상용기(50)가 구비된다. 상기 카트리지(90)에서 현상용기(50)로 공급되는 현상제로는 3∼40%solid 농도의 고농도 현상제가 사용된다.

그리고, 상기 현상용기(50) 내에는 감광체(10)와 대면하여 회전하는 현상롤러(20)와, 상기 현상용기(50) 중의 현상제에 적어도 일부가 잠긴 상태로 상기 현상롤러(20)와 밀착되어 회전하면서 그 현상롤러(20) 표면에 현상제를 도포해주는 공급롤러(30) 및, 현상 후 현상롤러(20)에 잔류하는 현상제를 닦아내는 클리닝롤러(40) 등이 구비되어 있다.

상기 클리닝롤러(40)는 부도체로서 50㎛이하의 마이크로 셀로 구성된 스폰지롤러가 바람직하며, 도면과 같이 현상롤러(20)와 역방향으로 회전되게 할 수도 있고 반대로 순방향으로 회전되게 할 수도 있다.

상기 공급롤러(30)는 단단한 코어샤프트(31) 주위를 부드러운 탄성재질의 외주부(32)가 감싸고 있는 형태로 구성되며, 상기 외주부(32)는 현상롤러와 전위차를 가질 수 있는 유전체로 구성되는 것이 바람직하다. 이 공급롤러(30)는 현상롤러(20)에 밀착된 상태에서 도면과 같이 순방향으로 회전하되, 통상적으로 현상롤러(20)보다 느리게 회전한다.

참조부호 60은 상기 현상제에 의해 감광체(10) 상에 현상된 이미지의 농도를 측정하는 농도센서를 나타내며, 참조부호 70은 그 농도센서(60)에 의해 측정된 값에 따라 상기 공급롤러(30)의 구동모터(80) 속도를 조절해주는 제어부를 나타낸다.

상기 구성에 있어서 현상작업을 수행하려면, 먼저 현상제를 카트리지(90)에서 현상용기(50)로 공급하여 소정 레벨까지 충전한다. 이때 현상용기(50)에 충전되는 현상제는 상기한 바와 같이 3∼40%solid (바람직하게는 16∼18%solid)의 고농도 현상제이다. 이와 같이 현상제가 준비되면 현상작업이 개시되는데, 우선 감광체(10)를 예컨대 약 600V 정도로 대전시킨 다음, 그 대전된 표면에 광을 주사하여 원하는 이미지에 해당되는 정전잠상을 형성한다. 광이 주사된 정전잠상 부위는 약 150V 정도로 전위가 떨어진다. 그리고, 상기 현상롤러(20)에는 그 중간 정도인 약 400V 정도의 전위를 인가하며, 상기 공급롤러(30)에는 그 보다 높은 약 600V 정도의 전위를 인가한다. 이것은, 현상제에 함유된 토너 입자가 + 전하를 띠고 있는 상황을 가정한 것이다. 이렇게 되면, 공급롤러(30)에 묻혀진 현상제가 현상롤러(20) 표면에 발라지게 되며, 상기와 같은 전위차에 의해 + 전하를 띤 토너 입자가 현상롤러(20) 쪽으로 더 잘 달라붙게 된다. 한편, 이 공급롤러(30)는 상기와 같이 현상롤러(20) 표면에 현상제를 잘 부착시켜주는 디포지팅(depositing)의 기능을 수행함과 동시에, 그 부착량을 규제해주는 메터링(metering)의 기능까지 겸하게 된다. 즉, 이 공급롤러(30)는 상기 현상롤러(20)와 접촉되어 순방향으로 회전하지만, 현상롤러(20) 보다 느리게 회전하기 때문에, 상대속도에 의해 현상롤러(20) 표면에 부착된 현상제의 일부를 쓸어내는 역할도 하게 된다. 이러한 공급롤러(30)의 회전속도는 제어부(70)에 의해 조절되며 최대 현상롤러(20)와 동일한 속도까지 제어된다.

상기와 같은 과정을 거쳐서 현상롤러(20) 표면에 부착된 현상제는 상기 감광체(10)에 형성된 정전잠상에 달라붙음으로써 그 정전잠상을 소정 색상의 이미지로 현상하게 된다. 이후, 감광체(10)에 현상된 이미지는 소정 전사경로를 통해 용지에 찍히게 되며, 현상 후 현상롤러(20)에 남은 현상제는 클리닝롤러(40)에 의해 닦여지게 된다.

한편, 상기 농도센서(60)는 상기 감광체(10)에 현상된 이미지의 농도를 지속적으로 측정하여 그 측정값을 제어부(70)로 전송하게 된다. 그러면, 제어부(70)는 그 농도의 과급 여부에 따라 공급롤러(30)의 구동모터(80) 속도를 조절하게 된다. 공급롤러(30)의 속도와 감광체(10)에 현상되는 이미지의 현상제 농도의 관계는 일반적으로 도 3에 도시된 그래프와 같은 비례관계를 갖는다. 즉, 공급롤러(30)의 속도가 최대값인 현상롤러(20)와 같은 속도에 가까워질수록 현상롤러(20)에 부착되는 현상제의 양이 많아지고, 반대로 느려질수록 현상롤러(20) 표면에 붙은 현상제를 쓸어내는 메터링의 기능이 강해지므로 현상제 부착량이 줄어든다. 현상롤러(20)에 부착된 현상제 양이 바로 감광체(10)에 현상되는 이미지의 농도와 직결되므로, 이들이 비례관계에 놓이는 것이다. 따라서, 도 3과 같은 그래프를 기준값으로 설정하여서, 이미지의 농도가 떨어지면 공급롤러(30)의 속도를 증가시키고, 반대로 농도가 높아지면 공급롤러(30) 속도를 늦추는 식으로 제어를 하게 되면, 현상되는 이미지의 농도를 균일하게 유지시킬 수 있게 된다. 따라서, 고농도의 현상제를 사용하면서도 이미지의 농도 편차가 커지지 않게 할 수 있는 것이다.

이와 같은 화상현상시스템은, 고농도의 현상제도 중간의 희석과정 없이 직접현상에 사용할 수 있기 때문에 현상제 공급 구조를 상당히 간소화할 수 있으며, 과잉 용매를 짜내기 위한 스퀴징 과정도 생략할 수 있다. 그러면서도, 공급롤러의 속도를 조절하여 감광체에 현상되는 이미지의 농도를 균일하게 유지시킬 수 있는 매우 효율적인 시스템이 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 습식 화상현상시스템에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 고농도의 현상제를 카트리지에 담아서 별도의 희석과정을 거치지 않고 현상용기에 직접 공급하며 현상작업을 수행하기 때문에, 현상제 공급 구조를 간소화할 수 있으며, 따라서 인쇄기를 소형화하는데 매우 유리한 이점을 갖는다.

둘째, 공급롤러의 속도를 조절하여 현상롤러 상의 현상제 농도를 균일하게 유지할 수 있으므로, 종래처럼 혼합탱크 내에서 현상제를 희석하며 농도를 맞추기 위한 제어장치가 필요없게 된다.

셋째, 현상제의 농도가 높아짐에 따라 화상 번짐이 적어지게 되며, 따라서 비화상부의 오염이 억제된 고화질의 화상을 얻을 수 있다.

넷째, 고농도 현상제에 의한 현상에 따라 스퀴징 공정이 생략될 수 있다.

다섯째, 스퀴징과 같은 공정의 생략으로 현상 소요 시간(dwell time)을 줄일 수 있어서, 인쇄작업을 더욱 고속화할 수 있다.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims (3)

1. 정전잠상이 형성되는 감광체;

   현상제가 수용되는 현상용기;

   상기 감광체와 대면하여 회전하면서 상기 정전잠상을 상기 현상제를 이용하여 소정 색상의 이미지로 현상하는 현상롤러;

   상기 현상용기 내의 현상제에 적어도 일부가 잠긴 상태로 상기 현상롤러와 밀착하여 회전함으로써 그 현상제를 현상롤러 외주면에 공급해주는 공급롤러;

   상기 감광체에 현상된 이미지의 농도를 측정하는 농도센서;

   상기 농도센서의 측정값에 따라 상기 공급롤러의 회전속도를 제어함으로써, 상기 현상롤러를 통해 감광체로 옮겨지는 현상제의 공급량을 조절하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 화상현상시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 현상롤러와 접촉되어 회전하면서 현상 후 현상롤러 표면에 남아있는 현상제를 닦아내는 클리닝롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 화상현상시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 현상용기 중의 현상제 농도는 3∼40%solid 인 것을 특징으로 하는 습식 화상현상시스템.