KR20050067996A - 습식 전자사진방식 화상형성장치의 현상방법 - Google Patents

습식 전자사진방식 화상형성장치의 현상방법 Download PDF

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Abstract

습식 전자사진방식 화상형성장치의 현상방법이 개시된다. 개시된 습식 전자사진방식 화상형성장치의 현상방법은, 소정의 전위로 대전된 감광드럼의 표면을 광주사하여 정전잠상이 형성된 화상영역을 형성하는 단계와, 디포지트 롤러에 제1 바이어스 전압을 인가하여 제2 바이어스 전압이 인가된 현상롤러의 표면에 현상제를 부착시키는 단계와, 상기 현상제가 부착된 현상롤러로 상기 감광드럼 상의 상기 화상영역을 현상하는 단계를 구비하며, 상기 감광드럼 상의 비화상영역과 상기 현상롤러가 접촉시에는 상기 현상롤러 및 상기 디포지트 롤러에 각각 인가되는 전압을 오프하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

습식 전자사진방식 화상형성장치의 현상방법{Developing method of liquid type eletrophotographic image forming device}
본 발명은 습식 전자사진방식 화상형성장치의 현상방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자사진방식 화상형성장치의 현상 프로세스에서 현상롤러로부터 감광체로의 현상 캐리어 용액이 화상 과정 이외에서 사용되는 것을 줄임으로써 현상과정에서의 화상 불량을 방지할 수 있는 현상방법에 관한 것이다.
일반적으로, 습식 전자사진방식 화상형성장치는 감광체에 광을 주사하여 원하는 이미지에 해당하는 정전잠상(electrostatic latent image)을 형성하고, 이를 소정의 색상을 가진 잉크로 현상하여 원하는 화상을 얻는 기기이다.
이러한 전자사진방식 화상형성장치는 사용하는 토너에 따라 건식과 습식으로 구분되는데, 건식 화상형성장치는 분말 상태의 토너를 사용한다. 반면에, 습식 화상형성장치는 휘발 성분의 액체캐리어에 토너가 혼합된 액상의 현상제가 사용되며, 건식의 경우보다 인쇄 품질이 우수한 동시에 유해한 토너 분진에 의한 피해를 방지할 수 있다. 상기 현상제는 잉크로도 칭한다.
도 1은 일반적인 습식 전자사진방식 화상형성장치의 현상장치가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 잉크가 저장된 잉크 저장조(40)와, 상기 잉크 저장조(40)로부터 펌프(P1)로 잉크를 공급받아 수용하는 잉크통(26)과, 상기 잉크통(26)으로부터 잉크를 공급받아 감광체(10)에 형성된 정전잠상을 현상하는 현상롤러(12)를 구비한다.
상기 현상롤러(12)의 주위에는 잉크통(26)에 있는 잉크를 현상롤러(12)의 표면에 부착시키는 디포지트롤러(deposit roller,16)와, 현상롤러(12)의 표면에 묻은 잉크를 소정 범위의 두께가 되도록 규제하는 미터링롤러(metering roller,14)와, 현상 후 현상롤러(12)의 표면에 남아있는 잉크를 클리닝하기 위한 클리닝롤러(18)가 구비되어 있다.
도면에서, 참조번호 19는 감광드럼(10)을 소정 전위로 대전시키는 대전롤이며, 참조부호 20은 감광체(10)에 광을 주사하여 정전잠상을 형성하는 광주사장치를 나타내고, 참조부호 22는 감광체(10)의 표면에 남아있는 잉크를 제거하기 위한 클리닝 블레이드를 나타낸다. 참조번호 28은 현상과정에서 잉크통(26)의 외부로 흘러나온 잉크를 회수하는 잉크 회수통이며, 참조번호 40은 잉크통(26)에 잉크를 공급하며, 잉크 회수통(28)로부터 펌프(P2)로 회수된 잉크를 저장하는 잉크 저장조이다.
상기 현상롤러(12)는 도전성 엘라스토머(elastomer)로 재질은 폴리우레탄 고무(polyurethane rubber) 또는 NBR 고무(니트릴 부다디엔 러버(nitrile-budadiene rubber))로 제조되며, 저항은 105 ~108 ohm, 경도는 Shore A 25 ~ 65 이며, 표면 거칠기는 Ra 1 ~ 4um 인 것이 바람직하다. 상기 저항성과 조도를 가진 현상롤러(12)는 현상제를 현상 닙(nip)(N)으로 공급한다. 현상롤러(12)에는 500V ~ 600V의 현상 바이어스 전압이 인가된다.
감광드럼(10)은 대전롤(19)에 의해서 1000 V 정도의 고전압(Vopc)으로 대전된 후, 광주사장치(Laser sanner unit:LSU)에 조사된 부분은 100 V 정도의 전압으로 낮아져서 정전잠상을 형성한다. 감광드럼(10)은 현상롤러(12)와 접촉 또는 비접촉되며, 그들 사이에는 현상닙(N)이 형성된다.
디포지트 롤러(16)는 잉크통(26) 내의 잉크에 잠겨 있으며, 현상롤러(12)와 소정의 갭을 이룬 상태에서 외부전원장치에 800V ~ 900V 의 바이어스 전압이 인가되어서, 현상롤러(12) 상에 현상제를 부착시킨다. 디포지트 롤러(16)는 현상롤러(12)와 50 ~ 500㎛, 바람직하게는 200 ~ 300㎛ 이격되어 있다.
클리닝 롤러(18)는 스폰지로 제조되며, 현상롤러(12)의 잔류 현상제를 클리닝한다.
현상제는 전하를 띤 토너입자가 액상 캐리어에 3% ~ 20% 의 농도로 분산되어 있다. 미터링 롤러(14)를 통과한 현상롤러(12) 상에는 토너농도(%Solid)가 18% ~ 35% 정도된다.
도 2는 종래 기술의 현상방법을 도시한 타이밍도이다.
도 2를 참조하여 현상과정을 설명한다. 먼저, 감광드럼(10)을 대전롤(19)로 소정 전위(Vopc), 예컨대 1000 V 로 대전시킨다. 이어서, 광주사장치로 감광드럼(10)의 표면을 노광시켜서 노광된 부위를 소정 전위, 예컨대 100 V로 낮추어서 정전잠상을 형성한다.
한편, 디포지트 롤러(16)에 900 V 바이어스 전압(Vdep)을 인가하고, 현상롤러(12)에 600 V 바이어스 전압(Vdev)을 인가하면, 디포지트 롤러(16)는 낮은 전압으로 인가된 현상롤러(12) 상에 현상제를 부착시킨다. 이어서, 미터링 롤러(14)에 소정 전위, 예컨대 900 V 전압을 인가한 상태에서 미터링 롤러(14)로 현상롤러(12)를 가압하면 현상롤러(12) 상의 현상제는 소정 두께로 규제된다.
이어서, 현상롤러(12) 상의 토너는 감광드럼(10)의 화상영역의 정전잠상과 대면하는 현상닙에서 전위차에 의해서 감광드럼(10) 상의 정전잠상이 형성된 영역으로 이동되어서 정전잠상을 현상한다.
그러나, 종래기술에서는 감광드럼(10)에 광주사를 하는 화상영역(IA) 뿐만 아니라 화상영역(IA) 사이의 감광드럼(10)에 광주사를 하지 않는 비화상영역(NIA)에서도 현상롤러(12), 디포지트 롤러(16)가 상기 감광드럼(10)이 대전되는 시기에 함께 바이어스 전압이 인가되기 때문에 현상닙(N)에서의 현상제 내의 토너는 현상롤러(12)에 대부분 부착되므로 캐리어 용액이 감광드럼(10) 상으로 몰리며, 따라서 캐리어 용액이 감광드럼(10)에 묻어서 소모되므로, 캐리어 용액의 소모량이 많은 문제가 있다. 또한, 감광드럼(10)의 비화상영역의 과다한 캐리어 용액은 화상영역의 화상을 드래깅(dragging)하는 문제를 일으킬 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 비화상영역에 소비되는 캐리어 용액을 감소시킴으로써 화상의 품질을 향상시키는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 현상방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 습식 전자사진방식 화상형성장치의 현상 캐리어 저감방법은, 정의 전위로 대전된 감광드럼의 표면을 광주사하여 정전잠상이 형성된 화상영역을 형성하는 단계;
디포지트 롤러에 제1 바이어스 전압을 인가하여 제2 바이어스 전압이 인가된 현상롤러의 표면에 현상제를 부착시키는 단계; 및
상기 현상제가 부착된 현상롤러로 상기 감광드럼 상의 상기 화상영역을 현상하는 단계; 를 구비하며,
상기 감광드럼 상의 비화상영역과 상기 현상롤러가 접촉시에는 상기 현상롤러 및 상기 디포지트 롤러에 각각 인가되는 전압을 오프하는 단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 화상영역 형성단계의 이전에 상기 감광드럼 상의 잔류토너를 제거하는 단계;를 더 구비하며,
상기 잔류토너 제거단계는,
상기 감광드럼에는 소정의 전압을 인가하는 단계; 및
상기 현상롤러 및 디포지트 롤러에는 각각 바이어스 전압을 인가하지 않는 단계;를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 화상영역 형성단계의 이후에 상기 감광드럼 상의 잔류토너를 제거하는 단계;를 더 구비하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 습식 전자사진방식 화상형성장치의 현상방법의 타이밍도이며, 도 4는 본 발명의 현상방법이 적용되는 제어부 블록도이며, 도 1의 현상장치를 사용하여 설명한다.
도 3 및 도 4를 함께 참조하여 현상과정을 설명한다. 먼저, 외부 장치, 예컨대 퍼스널 컴퓨터(60)로부터 인쇄신호가 인쇄기(50)의 제어부(51)로 입력되면, 제어부(51)는 대전전압 제어부(52)를 통해서 감광드럼(10)을 대전롤(19)로 소정 전위(Vopc), 예컨대 1000 V 로 대전시킨다. 이어서, 감광드럼(10)을 회전시켜서 감광드럼(10) 상에 잔류된 토너를 클리닝 블레이드(22)로 소정 시간(T1) 클리닝한다. 이때 현상롤러(12) 및 디포지트 롤러(16)에는 바이어스 전압이 인가되지 않는다.
이어서, 노광장치 제어부(53)를 통해서 광주사장치(19)로 감광드럼(10)의 표면을 소정 시간(T2) 노광시켜서 노광된 부위를 소정 전위, 예컨대 100 V로 낮추어서 정전잠상을 형성한다. 이러한 노광시간은 도 3에서 광주사장치(LSU)를 노광시키는 시간(T2)으로, 감광드럼(10)에 화상영역(IA)을 형성하는 시간에 해당된다.
한편, 제어부(51)는 디포지트 바이어스 제어부(55)를 통해서 디포지트 롤러(16)에 900 V 바이어스 전압(Vdep)을 인가하고, 현상 바이어스 제어부(54)를 통해서 현상롤러(12)에 600 V 바이어스 전압(Vdev)을 인가한다. 디포지트 롤러(16)는 현상롤러(12)와 접촉하여 현상롤러(12) 상에 현상제를 부착시킨다. 미터링 롤러(14)는 소정 전위, 예컨대 900 V 전압으로 인가된 상태에서 현상롤러(12)를 가압하여 현상롤러(12) 상에 소정 두께로 현상제를 규제한다. 이들 현상롤러(12) 및 디포지트 롤러(16)는 감광드럼(10)의 노광된 부분, 즉 현상영역(IA)이 현상롤러(12)에 접촉하는 때부터 상기 시간(T2) 동안 바이어스 전압(Vdev,Vdep)이 인가된다.
이어서, 현상롤러(12) 및 감광드럼(10) 사이의 대면하는 현상 닙(N) 영역에서, 현상롤러(12) 보다 낮은 전압을 띠는 정전잠상 영역으로 토너가 이동한다. 따라서, 정전잠상 영역이 현상된다.
이어서 다음 단계의 광주사장치(19)가 오프되는 비화상영역(NIA)에서는 현상롤러(12), 디포지트 롤러(16) 및 미터링 롤러(14)에 인가되는 전압이 오프(OFF)된다. 이 비화상영역(NIA)은 도 3에서 T3 기간 영역에 해당된다. 이와 같이 디포지트 롤러(16) 및 현상롤러(12)가 동시에 오프되면, 현상롤러(12) 상으로 부착되는 현상제의 두께가 감소한다.
표 1은 현상롤러(12) 및 디포지트 롤러(16) 사이의 전압 차에 의한 현상롤러(12) 상의 현상제 농도를 측정한 것이다.
표 1을 참조하면, 디포지트 벡터 전압(디포지트 롤러 전압(Vdep) - 현상롤러 전압(Vdev))이 200 V 인 경우, 벡터 전압이 0 V 인 경우 보다 현상제 량이 약 50 % 증가되게 현상롤러(12) 상에 부착됨을 알 수 있다. 따라서, 비화상영역(NIA)에서의 현상 닙(N) 사이에 공급되는 현상제의 양이 현저하게 줄어들며, 또한, 현상닙(N)에서 감광드럼(10)에 부착되는 캐리어 용액의 농도가 줄어들므로 결과적으로 비화상영역(NIA)에 부착되는 캐리어 용액이 크게 줄어든다. 이러한 비화상영역(NIA)의 캐리어 용액의 감소는 드래깅 현상을 감소시키는 역할도 한다.
이어지는 화상영역 및 현상과정 이후의 클리닝 영역에서의 작용은 상술한 바와 같으므로 생략한다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 습식 전자사진방식 화상형성장치의 현상방법에 의하면 액상 캐리어의 사용량을 줄일 수 있다. 또한, 과량의 액상 캐리어에 의한 화상영역의 드래깅 현상 등의 화상문제를 해결할 수 있다.
도 1은 일반적인 습식 전자사진방식 화상형성장치의 현상장치의 개략적 단면도이다.
도 2는 종래 기술의 현상방법을 도시한 타이밍도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 습식 전자사진방식 화상형성장치의 현상 캐리어 저감방법의 타이밍도이다.
도 4는 본 발명의 현상방법이 적용되는 제어 블록도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 감광드럼 12: 현상롤러
14: 미터링 롤러 16: 디포지트 롤러
18: 클리닝 롤러 19: 대전롤
20: 광주사장치 22: 클리닝 블레이드
26: 잉크통
28: 잉크 회수통 40: 잉크저장조
50; 인쇄기

Claims (4)

  1. 소정의 전위로 대전된 감광드럼의 표면을 광주사하여 정전잠상이 형성된 화상영역을 형성하는 단계;
    디포지트 롤러에 제1 바이어스 전압을 인가하여 제2 바이어스 전압이 인가된 현상롤러의 표면에 현상제를 부착시키는 단계; 및
    상기 현상제가 부착된 현상롤러로 상기 감광드럼 상의 상기 화상영역을 현상하는 단계; 를 구비하며,
    상기 감광드럼 상의 비화상영역과 상기 현상롤러가 접촉시에는 상기 현상롤러 및 상기 디포지트 롤러에 각각 인가되는 전압을 오프하는 단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진 화상형성장치의 현상방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화상영역 형성단계의 이전에 상기 감광드럼 상의 잔류토너를 제거하는 단계;를 더 구비하며,
    상기 잔류토너 제거단계는,
    상기 감광드럼에는 소정의 전압을 인가하는 단계; 및
    상기 현상롤러 및 디포지트 롤러에는 각각 바이어스 전압을 인가하지 않는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진 화상형성장치의 현상방법
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 화상영역 형성단계의 이후에 상기 감광드럼 상의 잔류토너를 제거하는 단계;를 더 구비하며,
    상기 잔류토너 제거단계는,
    상기 감광드럼에는 소정의 전압을 인가하는 단계; 및
    상기 현상롤러 및 디포지트 롤러에는 바이어스 전압을 인가하지 않는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진 화상형성장치의 현상방법
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 바이어스 전압은 상기 제2 바이어스 전압 보다 높은 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 화상형성장치의 현상 캐리어 저감방법.
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