KR20060034065A - 광셔터 어레이를 이용한 정전잠상 형성매체와 이를 구비한화상형성장치 - Google Patents

광셔터 어레이를 이용한 정전잠상 형성매체와 이를 구비한화상형성장치 Download PDF

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Abstract

개시된 화상형성장치는, 그 표면에 정전잠상을 형성하기 위한 정전잠상 형성매체와, 정전잠상 형성매체의 표면을 소정의 전위로 대전시키기 위한 대전유닛과, 정전잠상 형성매체의 표면에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하여 정전잠상을 토너화상으로 현상하는 토너공급유닛과, 토너화상을 인쇄매체에 전사하는 전사유닛을 구비한다. 상기 정전잠상 형성매체는, 투명한 원통형 프레임 부재와, 프레임 부재의 내부에 배치된 적어도 하나의 광원과, 광원으로부터 출사된 광을 선택적으로 투과시키는 다수의 광셔터를 가진 광셔터 어레이와, 광셔터 어레이를 투과한 광에 의해 정전잠상을 형성하는 감광막을 포함한다. 그리고, 상기 광원의 둘레에는 광원으로부터 방출된 광을 산란시킴으로써 다수의 광셔터 각각에 도달되는 광의 강도를 균일하게 하는 디퓨져가 배치될 수 있다.

Description

광셔터 어레이를 이용한 정전잠상 형성매체와 이를 구비한 화상형성장치{Latent electrostatic image forming medium using optical sutter array and image forming apparatus having the same}
도 1은 종래의 광주사장치를 이용한 전자사진방식 화상형성장치의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감광 드럼을 구비한 화상형성장치의 구성을 보여주는 개략도이다.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감광 드럼의 일부분을 확대하여 도시한 단면도로서, 감광 드럼의 표면에 정전잠상이 형성된 상태를 보여준다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 광원과 하나의 디퓨져를 가진 감광 드럼의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복수의 광원과 복수의 디퓨져를 가진 감광 드럼의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로-렌즈 어레이가 마련된 감광 드럼의 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 감광 드럼을 구비한 싱글 패스 전자사진방식 화상형 성장치의 구성을 보여주는 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100,200,300,400...감광 드럼 110...프레임 부재
120,220,320...광원 130...광셔터 어레이
132a,132b...광셔터 134...투명 전극
140...감광막 152,152a,152b,152c,152d...대전유닛
154...제전유닛
160,160a,160b,160c,160d...토너공급롤러
162,162a,162b,162c,162d...토너 용기
170,270,370...디퓨져 180...전사롤러
190...마이크로-렌즈 어레이 192...집속 렌즈
본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광셔터 어레이를 이용하여 정전잠상을 형성하는 정전잠상 형성매체와 상기 정전잠상을 현상하여 원하는 화상을 인쇄하는 화상형성장치에 관한 것이다.
일반적인 복사기, 레이저 프린터, 팩시밀리와 같은 종래의 전자사진방식 화상형성장치(electrophotographic image forming apparatus)는 광주사장치(LSU; Laser Scanning Unit)를 이용하여 감광드럼 또는 감광벨트와 같은 감광매체에 정전 잠상(latent electrostatic image)을 형성시키고, 그 정전잠상을 소정 색상의 현상제로 현상하여 용지에 전사시킴으로써 원하는 화상을 얻을 수 있도록 된 장치이다.
도 1은 종래의 광주사장치를 이용한 전자사진방식 화상형성장치의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 화상형성장치는, 그 표면에 정전잠상이 형성되는 감광드럼(20)과, 상기 감광드럼(20)의 표면에 정전잠상을 형성하기 위해 레이저 빔을 주사하는 광주사장치(10)와, 상기 감광드럼(20)의 표면에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하는 토너공급롤러(30)를 구비한다.
상기 광주사장치(10)는, 레이저 빔을 출사시키는 광원으로서 레이저 다이오드(LD; Laser Diode, 11)와, 출사된 레이저 빔을 스캐닝하는 폴리곤미러(12)와, 폴리곤미러(12)에서 반사된 레이저 빔을 포커싱하는 포커싱렌즈(13)와, 포커싱렌즈(13)를 통과한 레이저 빔을 반사시켜 결상면인 감광드럼(20)의 표면에 점상으로 결상시키는 반사미러(14)를 구비하고 있다.
소정의 전위로 대전된 감광드럼(20)의 표면에 상기 광주사장치(10)로부터 레이저 빔이 주사되면, 레이저 빔이 주사된 부위는 전하가 소멸된다. 따라서, 레이저 빔이 주사된 부위에는 다른 부위와 다른 전위를 가지는 정점잠상이 형성된다. 이와 같이 형성된 정전잠상에는 토너공급롤러(30)에 의해 공급된 토너가 정전력에 의해 선택적으로 부착됨으로써, 정전잠상은 원하는 화상으로 현상된다. 이와 같이 감광드럼(20) 표면에 현상된 화상은 기록 용지(P)에 전사되고, 이어서 정착장치(미도시)에 의해 용지(P)에 정착된다.
그런데, 상기한 바와 같은 구성을 가진 종래의 화상형성장치는, 레이저 빔을 스캐닝하기 위해 복잡한 구성을 가진 광주사장치(10)를 구비함으로써 그 부피가 커지고 제조원가가 높아지는 단점이 있다. 따라서, 종래의 광주사장치(10)를 이용하는 경우에는 콤팩트하고 가격이 낮은 화상형성장치의 개발에 한계가 있다.
그리고, 종래의 화상형성장치에 사용되는 광주사장치(10)는, 모터(미도시)를 사용하여 폴리곤미러(12)를 회전시키면서 레이저 빔을 스캐닝하여 1 라인씩의 정전잠상을 형성하는 구성을 가지고 있으므로, 정전잠상을 형성하기 위한 레이저 빔의 스캐닝 시간이 길어서 프린팅 속도를 높이는 데에는 한계가 있다. 그리고, 광주사장치(10)의 폴리곤미러(12)의 회전에 따른 진동과 소음에 의해 폴리곤미러(12)의 회전 속도도 최대 55,000rpm으로 제한되므로, 폴리곤미러(12)의 회전 속도 증대를 통한 프린팅 속도의 향상에도 제한이 있다.
한편, 상기한 바와 같은 종래의 광주사장치를 이용한 화상형성장치의 단점을 보완하기 위한 다양한 구성을 가진 화상형성장치가 개발되고 있다.
그 일 예로서, 미국특허 US 4,947,195호에는 광주사장치(LSU) 대신에 LED-어레이를 이용하여 감광드럼의 표면에 정전잠상을 형성하는 구성을 가진 프린터가 개시되어 있다. 그러나, LED-어레이는 광주사장치(LSU)에 비해 가격이 비싸고, LED-어레이에 마련된 다수의 LED 각각으로부터 방출되는 광의 강도를 균일하게 유지하기 곤란한 단점이 있다.
또 다른 예로서, 광주사장치(LSU) 대신에 각 칼라 색상에 대응되는 네 개의 LED-어레이를 감광드럼의 내부에 소정 간격으로 배치하고, 이 네 개의 LED-어레이 를 이용하여 감광드럼의 표면에 각 칼라 색상에 대응되는 정전잠상들을 연속적으로 형성하는 구성을 가진 싱글 패스 전자사진방식 화상형성장치가 있다. 그러나, 이 화상형성장치도 LED-어레이를 이용하기 때문에 상기한 바와 같은 단점을 가진다. 또한, 칼라 인쇄를 위해서 네 개의 LED-어레이를 사용하기 때문에, 이 네 개의 LED-어레이를 감광드럼의 내부에 콤팩트하게 배치하는 것은 매우 힘들다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 특히 광셔터 어레이를 이용하여 정전잠상을 형성하는 구성을 가진 정전잠상 형성매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 상기 정전잠상 형성매체를 구비하여 보다 콤팩트하고 높은 프린팅 속도를 구현할 수 있는 화상형성장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 화상형성장치용 정전잠상 형성매체는,
투명한 원통형 프레임 부재; 상기 프레임 부재의 내부에 배치된 적어도 하나의 광원; 상기 광원으로부터 출사된 광을 선택적으로 투과시키는 다수의 광셔터를 가진 광셔터 어레이; 및 상기 광셔터 어레이를 투과한 광에 의해 정전잠상을 형성하는 감광막;을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 광셔터 어레이 및 상기 감광막은 상기 프레임 부재의 외주면에 순차적으로 적층되며, 상기 광셔터 어레이의 외주면 또는 내주면에는 상기 다수의 광셔터 각각을 구동시키기 위한 투명 전극이 형성될 수 있다. 여기에서, 상기 투명 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 프레임 부재는 유리 또는 광에 대한 투과성을 가진 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 정전잠상 형성매체는 상기 광원을 둘러싸도록 배치되어 상기 광원으로부터 방출된 광을 산란시킴으로써 상기 다수의 광셔터 각각에 도달되는 광의 강도를 균일하게 하는 디퓨져를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 광원은 선광원인 것이 바람직하며, 상기 선광원으로서 냉음극 형광램프가 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 광원은 다수의 선광원으로 이루어질 수 있으며, 상기 다수의 선광원은 원주 방향으로 일정한 간격을 두고 배열될 수 있다. 이 경우, 상기 디퓨져는 상기 다수의 선광원 각각의 둘레에 배치될 수 있다. 한편, 상기 디퓨져는 상기 다수의 선광원 모두를 함께 둘러싸도록 배치될 수도 있다.
본 발명에 따른 정전잠상 형성매체는 상기 광원으로부터 상기 다수의 광셔터 각각에 도달된 광을 집속하는 다수의 집속 렌즈를 가진 마이크로-렌즈 어레이를 더 구비할 수 있다. 여기에서, 상기 마이크로-렌즈 어레이는 상기 프레임 부재에 일체로 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 광셔터 어레이는 액정표시소자, 전기영동표시소자 및 일렉트로크로믹 소자로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 광셔터 어레이는 상기 프레임 부재의 외주에 감겨질 수 있도록 플렉시블한 것이 바람직하다.
그리고, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 화상형성장치는,
그 표면에 정전잠상을 형성하기 위한 것으로 상기한 구성을 가지는 정전잠상 형성매체; 상기 정전잠상 형성매체의 표면을 소정의 전위로 대전시키기 위한 대전유닛; 상기 정전잠상 형성매체의 표면에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하여 상기 정전잠상을 토너화상으로 현상하는 토너공급유닛; 및 상기 토너화상을 인쇄매체에 전사하는 전사유닛;을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 토너공급유닛은, 토너 용기 내에 저장된 토너와 접촉하여 회전하면서 상기 정전잠상 형성매체의 표면에 형성된 상기 정전잠상에 토너를 부착시키는 토너공급롤러인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 전사유닛은, 상기 정전잠상 형성매체와의 사이에 상기 인쇄매체가 통과하도록 상기 정전잠상 형성매체와 평행하게 배치되어 회전하는 전사롤러인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 화상형성장치는, 상기 정전잠상 형성매체 표면의 전위를 소거하기 위한 제전유닛을 더 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 화상형성장치에 있어서, 상기 정전잠상 형성매체의 감광막에는 칼라 인쇄를 위한 복수의 정전잠상이 형성되고, 상기 토너공급유닛과 대전유닛은 상기 복수의 정전잠상 각각에 대응되도록 각각 복수개씩 배열될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전 잠상 형성매체와 화상형성장치를 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감광 드럼을 구비한 화상형성장치의 구성을 보여주는 개략도이고, 도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감광 드럼의 일부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 2와 도 3을 함께 참조하면, 본 발명에 따른 화상형성장치는, 정전잠상 형성매체와, 대전유닛(152)과, 토너공급유닛과, 전사유닛을 구비한다.
상기 정전잠상 형성매체는 그 표면에 인쇄될 화상에 대응되는 정전잠상(L)을 형성하기 위한 것이다. 이러한 기능을 하는 정전잠상 형성매체로서 도시된 바와 같이 감광 드럼(100)이 사용될 수 있다. 상기 감광 드럼(100)은, 투명한 원통형 프레임 부재(110)와, 상기 프레임 부재(110)의 내부에 배치된 광원(120)과, 상기 광원(120)으로부터 출사된 광을 선택적으로 투과시키는 다수의 광셔터(132a, 132b)를 가진 광셔터 어레이(130)와, 상기 광셔터 어레이(130)를 투과한 광에 의해 상기 정전잠상(L)을 형성하는 감광막(photoconductive layer, 140)을 포함한다. 이러한 구성을 가지는 감광 드럼(100)에 대해서는 뒤에서 상세하게 설명된다.
상기 대전유닛(152)은 상기 감광 드럼(100)의 표면, 즉 감광막(140)을 미리 소정의 전위로 대전시키기 위한 장치이다. 이러한 대전유닛(152)으로는, 대전롤러 또는 와이어 코로나가 사용될 수 있다.
상기 토너공급유닛은, 상기 감광 드럼(100)의 표면에 형성된 정전잠상(L)에 토너(T)를 공급하여 상기 정전잠상(L)을 토너화상으로 현상하는 장치이다. 이러한 기능을 수행하는 토너공급유닛으로는 당업자들에게 알려진 다양한 형태의 장치가 사용될 수 있다. 일 예로서, 도 2에는 상기 토너공급유닛으로서, 토너 용기(162) 내에 저장된 토너(T)와 접촉하여 회전할 수 있도록 설치된 토너공급롤러(160)가 도시되어 있다. 이러한 토너공급롤러(160)는 감광 드럼(100)과 함께 회전하면서 토너 용기(162) 내에 저장된 토너(T)를 감광 드럼(100)의 표면에 형성된 정전잠상(L)에 부착시키는 역할을 하게 된다. 상기 토너공급롤러(160)에는 일반적으로 소정의 전위가 인가된다. 따라서, 상기 토너공급롤러(160)의 표면에 부착된 토너(T)는 토너공급롤러(160) 표면의 전위와 정전잠상(L)의 전위와의 차이에 의해 감광 드럼(100) 표면의 정전잠상(L)으로 이동하여 부착되는 것이다.
상기 전사유닛은 감광 드럼(100)의 표면에 현상된 토너화상을 인쇄매체, 예컨대 용지(P)로 전사시키는 장치로서, 도시된 바와 같이 전사롤러(180)가 사용될 수 있다. 상기 전사롤러(180)는 감광 드럼(100)과 평행하게 배치되어 회전할 수 있도록 설치된다. 상기 용지(P)는 상기 전사롤러(180)와 감광 드럼(100) 사이를 통과하게 되고, 이 과정에서 감광 드럼(100) 표면에 현상된 토너화상이 용지(P) 상으로 전사된다.
한편, 상기 전사유닛은 중간전사벨트(미도시)를 구비할 수 있으며, 이 경우에는 감광 드럼(100)의 표면에 현상된 화상은 중간전사벨트로 1차 전사된 후, 상기 전사롤러(180)에 의해 중간전사벨트로부터 용지(P)로 2차 전사된다.
그리고, 본 발명에 따른 화상형성장치에는, 상기 감광 드럼(100)의 표면으로부터 용지(P)로 화상의 전사가 완료된 후, 감광 드럼(100) 표면의 전위를 소거하기 위한 제전유닛(154)이 마련될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 정전잠상 형성매체, 즉 감광 드럼(100)의 구성에 대해 상세하게 설명한다. 상기 감광 드럼(100)은, 전술한 바와 같이, 원통형상의 프레임 부재(110)에 의해 전체적인 형상이 원통형상으로 유지된다. 상기 프레임 부재(110)는 그 내부에 설치된 상기 광원(120)으로부터 출사된 광이 투과될 수 있도록 투명한 소재, 예컨대 유리로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 프레임 부재(110)는 광에 대한 투과도가 우수한 플라스틱으로 이루어질 수도 있다.
상기 프레임 부재(110)의 내부에는 광원(120)이 배치되는데, 이 광원(120)은 프레임 부재(110)의 길이 방향으로 길게 배치된 하나의 선광원(120)으로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 선광원(120)으로는 일반적인 냉음극 형광램프(CCFL; Cold Cathode Fluorescent Lamp)가 사용될 수 있다.
그리고, 상기 프레임 부재(110)의 내부에는 디퓨져(170)가 상기 광원(120)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 상기 디퓨져(170)는 상기 광원(120)으로부터 방출된 광을 산란시킴으로써, 후술하는 광셔터 어레이(130)의 다수의 광셔터(132a, 132b) 각각에 도달되는 광의 강도를 균일하게 하는 역할을 한다. 상기 디퓨져(170)로는 광손실이 적은 홀로그래픽 디퓨져가 사용될 수 있으나, 이 외에도 광의 흡수가 적은 재질로 만들어진 일반적인 디퓨져도 사용될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 광원(120)으로서 값이 비싸고 광의 균일도를 조절하기 어려운 종래의 LED-어레이를 사용하지 않는 대신에 비교적 값싼 일반적인 램프와 디퓨져(170)를 사용함으로써 다수의 광셔터(132a, 132b) 각각에 균일한 강 도의 광을 공급할 수 있게 된다.
상기 프레임 부재(110)의 외주면에는 상기 광셔터 어레이(130)와 상기 감광막(140)이 순차적으로 적층되며, 상기 감광막(140)은 감광 드럼(100)의 최외측 표면을 이루게 된다. 그리고, 상기 광셔터 어레이(130)의 외주면에는 다수의 광셔터(132a, 132b) 각각을 구동시키기 위한 투명 전극(134)이 형성된다. 상기 투명 전극(134)은 광이 투과될 수 있도록 투명한 도전성 물질, 예컨대 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 투명 전극(134)은 광셔터 어레이(130)의 외주면이 아니라 그 내주면에 형성될 수도 있다.
상기 광셔터 어레이(130)는 상기 광원(120)으로부터 출사된 광을 선택적으로 투과시키는 다수의 광셔터(132a, 132b)를 가진다. 상기 광셔터 어레이(130)는 당업자들에게 잘 알려진 다양한 광셔터, 예컨대 액정표시소자(LCD), 전기영동표시소자(Electrophoretic Device) 또는 일렉트로크로믹 소자(Electrocromic Device) 등으로 이루어질 수 있다.
이러한 광셔터 어레이(130)는, 도시된 바와 같이, 상기 프레임 부재(110)의 외주면에 배치된다. 따라서, 상기 광셔터 어레이(130)는 상기 프레임 부재(110)의 외주에 감겨질 수 있도록 플렉시블한 것이 바람직하다. 한편, 상기 광셔터 어레이(130)는 프레임 부재(110)의 내주면에 배치될 수도 있다. 상기 광셔터 어레이(130)에 마련되는 다수의 광셔터(132a, 132b)는 화상형성장치의 해상도에 따라 필요한 화소의 수만큼 마련된다. 즉, 화상을 이루는 다수의 화소 각각에 대응하여 하나씩 의 광셔터(132a, 132b)가 마련된다.
상기 다수의 광셔터(132a, 132b) 각각은 광원(120)으로부터 출사된 광을 선택적으로 투과시키는 역할을 한다. 상세하게 설명하면, 상기 다수의 광셔터(132a, 132b) 를 선택적으로 구동시켜 인쇄될 화상의 화소들에 대응되는 광셔터들(132b)만을 오픈시키면, 이 광셔터들(132b)을 통해서는 광이 투과되지만 닫혀진 광셔터들(132a)을 통해서는 광이 투과되지 않는다. 따라서, 감광 드럼(100) 표면의 감광막(140) 중 광이 조사된 영역에만 인쇄될 화상의 화소들에 대응되는 정전잠상(L)이 형성되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 종래의 복잡한 구성을 가진 광주사장치가 없어도 감광 드럼(100) 내부에 마련된 광셔터 어레이(130)를 이용하여 감광 드럼(100)의 표면에 정전잠상(L)을 형성할 수 있다. 따라서, 보다 적은 제조비용으로 보다 콤팩트한 화상형성장치를 구현할 수 있다.
이하에서는, 상기한 바와 같은 구성을 가진 감광 드럼(100)의 표면에 정전잠상이 형성되는 과정을 설명하기로 한다.
먼저, 상기 감광 드럼(100)의 표면, 즉 감광막(140)에 정전잠상(L)을 형성하기 전에 대전유닛(152)을 이용하여 감광 드럼(100)의 표면을 미리 소정의 전위로 대전시킨다.
이어서, 광원(120)에 전원을 인가하면서 광셔터 어레이(130)의 다수의 광셔터(132a, 132b) 각각을 인쇄될 화상에 대응하여 선택적으로 구동시킨다. 그러면, 광원(120)으로부터 출사된 광은 열려진 광셔터들(132b)만을 투과하여 감광막(140) 에 도달되고, 광이 조사된 영역의 감광막(140)에는 그 주변 영역의 전위와는 다른 전위를 가진 정전잠상(L)이 형성된다.
이와 같이 형성된 정전잠상(L)과 그 주변 영역 사이의 전위차에 의해 토너(T)는 정전잠상(L)에만 선택적으로 부착되어 토너화상을 형성하게 된다.
이 때, 본 발명에 의하면, 정전잠상(L) 전체를 전기적으로 동시에 형성할 수 있게 된다. 따라서, 인쇄될 화상에 대응되는 정전잠상(L)을 페이지 단위로 형성할 수 있으므로, 종래의 광주사장치 또는 LED-어레이에 의해 1 라인씩 정전잠상을 형성하는 방식에 비해 프린팅 속도를 높일 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 감광 드럼의 다른 실시예들을 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 광원과 하나의 디퓨져를 가진 감광 드럼의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복수의 광원과 복수의 디퓨져를 가진 감광 드럼의 단면도이다.
도 4와 도 5를 함께 참조하면, 정전잠상 형성매체로서 감광 드럼(200, 300)에 있어서, 프레임 부재(110)의 내부에는 다수의 선광원(220, 320)이 배치될 수 있다. 상기 다수의 선광원(220, 320)은 원주 방향으로 일정한 간격을 두고 배열되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 다수의 선광원(220, 320)이 마련되는 경우에는 광의 강도가 높아지는 장점이 있다.
그리고, 광의 강도의 균일도 향상을 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 선광원(220) 모두를 함께 둘러싸도록 하나의 디퓨져(270)가 배치될 수 있다. 한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 광의 강도의 균일도 향상을 위한 디퓨져(370) 는 상기 다수의 선광원(320) 각각의 둘레에 하나씩 배치될 수 있다.
도 4와 도 5에 도시된 감광 드럼(200, 300)의 다른 구성 요소들, 즉 프레임 부재(100), 광셔터 어레이(130), 투명 전극(134) 및 감광막(140)은 도 2에 도시된 감광 드럼(100)과 동일하다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로-렌즈 어레이가 마련된 감광 드럼의 부분 단면도이다.
도 6을 참조하면, 감광 드럼(400)의 내부에는 마이크로-렌즈 어레이(190)가 마련될 수 있다. 상기 마이크로-렌즈 어레이(190)는 상기 광원(120)으로부터 상기 다수의 광셔터(132a, 132b) 각각에 도달된 광을 집속하는 다수의 집속 렌즈(192)를 가지며, 상기 다수의 집속 렌즈(192)는 다수의 광셔터(132a, 132b)의 배열 형태와 상응하는 형태로 배열된다.
이와 같은 마이크로-렌즈 어레이(190)에 의하면, 감광막(140)에 형성되는 광스폿의 크기가 작아지게 되어 보다 해상도가 높은 정전잠상(L)이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 마이크로-렌즈 어레이(190)는 유리로 이루어진 상기 프레임 부재(110)에 일체로 형성될 수 있다. 따라서, 마이크로-렌즈 어레이(190)의 제조와 취급이 용이하게 되며 감광 드럼(400)의 구성이 간단해지고 제조원가가 낮아질 수 있다. 한편, 상기 프레임 부재(110)가 광에 대한 투과도가 우수한 플라스틱으로 이루어진 경우에는, 상기 마이크로-렌즈 어레이(190)도 이와 동일한 재료로 이루어질 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 감광 드럼을 구비한 싱글 패스 전자사진방식 화상형 성장치의 구성을 보여주는 개략도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 감광 드럼(100)을 이용하면 칼라 인쇄를 위한 화상형성장치, 예컨대 싱글 패스 방식의 전자사진방식 화상형성장치를 보다 간단하게 구현할 수 있게 된다.
구체적으로, 상기 감광 드럼(100)의 표면, 즉 감광막(140)을 네 개의 영역으로 구획하고, 네 개의 영역에 칼라 인쇄를 위한 네 개의 색상에 해당되는 정전잠상들을 형성한다. 그리고, 상기 감광 드럼(100)의 둘레에 상기 네 개의 정전잠상에 대응되도록 네 개의 대전유닛(152a, 152b, 152c, 152d)과 네 개의 토너공급유닛을 소정 간격으로 배열한다. 상기 토너공급유닛은, 네 개의 색상에 해당되는 토너(Ta, Tb, Tc, Td)중 어느 하나씩을 담고 있는 네 개의 토너 용기(162a, 162b, 162c, 162d)와, 상기 네 개의 토너 용기(162a, 162b, 162c, 162d)에 설치되는 네 개의 토너공급롤러(160a, 160b, 160c, 160d)로 구성된다.
본 발명은 도시된 실시예를 참조하여 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 화상형성장치는 정전잠상 형성 매체, 즉 감광드럼 내부에 마련된 광셔터 어레이를 이용하여 감광드럼의 표면에 정전잠상을 형성하는 구성을 가짐으로써, 정전잠상을 형성하기 위해 복잡한 광주사장 치를 이용하는 종래의 화상형성장치에 비해 그 구성이 보다 간단하게 된다. 또한, 디퓨저를 사용함으로써 광원으로서 일반적인 램프를 사용하면서도 다수의 광셔터 각각에 균일한 강도의 광이 공급될 수 있다. 따라서, 보다 적은 제조비용으로 보다 콤팩트한 화상형성장치를 구현할 수 있다.
그리고, 본 발명에 의하면, 광셔터 어레이에 의해 정전잠상을 페이지 단위로 형성할 수 있으므로, 종래의 광주사장치 또는 LED-어레이에 의해 1 라인씩 정전잠상을 형성하는 방식에 비해 정전잠상 형성 시간을 단축시킬 수 있어서 프린팅 속도를 높일 수 있는 장점이 있다.

Claims (34)

  1. 그 표면에 정전잠상을 형성하기 위한 화상형성장치용 정전잠상 형성매체에 있어서,
    투명한 원통형 프레임 부재;
    상기 프레임 부재의 내부에 배치된 적어도 하나의 광원;
    상기 광원으로부터 출사된 광을 선택적으로 투과시키는 다수의 광셔터를 가진 광셔터 어레이; 및
    상기 광셔터 어레이를 투과한 광에 의해 정전잠상을 형성하는 감광막;을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 정전잠상 형성매체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광셔터 어레이 및 상기 감광막은 상기 프레임 부재의 외주면에 순차적으로 적층되며, 상기 광셔터 어레이의 외주면 또는 내주면에는 상기 다수의 광셔터 각각을 구동시키기 위한 투명 전극이 형성된 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 정전잠상 형성매체.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 투명 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어진 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 정전잠상 형성매체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임 부재는 유리 또는 광에 대한 투과성을 가진 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 정전잠상 형성매체.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 광원을 둘러싸도록 배치되어 상기 광원으로부터 방출된 광을 산란시킴으로써 상기 다수의 광셔터 각각에 도달되는 광의 강도를 균일하게 하는 디퓨져를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 정전잠상 형성매체.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 광원은 선광원인 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 정전잠상 형성매 체.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 선광원은 냉음극 형광램프인 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 정전잠상 형성매체.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 광원은 다수의 선광원으로 이루어지며, 상기 다수의 선광원은 원주 방향으로 일정한 간격을 두고 배열된 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 정전잠상 형성매체.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 디퓨져는 상기 다수의 선광원 각각의 둘레에 배치된 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 정전잠상 형성매체.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 디퓨져는 상기 다수의 선광원 모두를 함께 둘러싸도록 배치된 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 정전잠상 형성매체.
  11. 제 5항에 있어서,
    상기 디퓨져는 홀로그래픽 디퓨져인 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 정전잠상 형성매체.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 광원으로부터 상기 다수의 광셔터 각각에 도달된 광을 집속하는 다수의 집속 렌즈를 가진 마이크로-렌즈 어레이를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 정전잠상 형성매체.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 마이크로-렌즈 어레이는 상기 프레임 부재에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 정전잠상 형성매체.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 광셔터 어레이는 액정표시소자, 전기영동표시소자 및 일렉트로크로믹 소자로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 정전잠상 형성매체.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 광셔터 어레이는 상기 프레임 부재의 외주에 감겨질 수 있도록 플렉시블한 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 정전잠상 형성매체.
  16. 그 표면에 정전잠상을 형성하기 위한 정전잠상 형성매체;
    상기 정전잠상 형성매체의 표면을 소정의 전위로 대전시키기 위한 대전유닛;
    상기 정전잠상 형성매체의 표면에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하여 상기 정전잠상을 토너화상으로 현상하는 토너공급유닛; 및
    상기 토너화상을 인쇄매체에 전사하는 전사유닛;을 구비하며,
    상기 정전잠상 형성매체는,
    투명한 원통형 프레임 부재와, 상기 프레임 부재의 내부에 배치된 적어도 하나의 광원과, 상기 광원으로부터 출사된 광을 선택적으로 투과시키는 다수의 광셔터를 가진 광셔터 어레이와, 상기 광셔터 어레이를 투과한 광에 의해 상기 정전잠상을 형성하는 감광막을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 광셔터 어레이 및 상기 감광막은 상기 프레임 부재의 외주면에 순차적으로 적층되며, 상기 광셔터 어레이의 외주면 또는 내주면에는 상기 다수의 광셔터 각각을 구동시키기 위한 투명 전극이 형성된 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 투명 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어진 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 프레임 부재는 유리 또는 광에 대한 투과성을 가진 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 정정잠상 형성매체는 상기 광원을 둘러싸도록 배치되어 상기 광원으로부터 방출된 광을 산란시킴으로써 상기 다수의 광셔터 각각에 도달되는 광의 강도를 균일하게 하는 디퓨져를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 광원은 선광원인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 선광원은 냉음극 형광램프인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  23. 제 20항에 있어서,
    상기 광원은 다수의 선광원으로 이루어지며, 상기 다수의 선광원은 원주 방향으로 일정한 간격을 두고 배열된 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 디퓨져는 상기 다수의 선광원 각각의 둘레에 배치된 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  25. 제 23항에 있어서,
    상기 디퓨져는 상기 다수의 선광원 모두를 함께 둘러싸도록 배치된 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  26. 제 20항에 있어서,
    상기 디퓨져는 홀로그래픽 디퓨져인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  27. 제 16항에 있어서,
    상기 정전잠상 형성매체는 상기 광원으로부터 상기 다수의 광셔터 각각에 도달된 광을 집속하는 다수의 집속 렌즈를 가진 마이크로-렌즈 어레이를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 마이크로-렌즈 어레이는 상기 프레임 부재에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  29. 제 16항에 있어서,
    상기 광셔터 어레이는 액정표시소자, 전기영동표시소자 및 일렉트로크로믹 소자로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  30. 제 16항에 있어서,
    상기 광셔터 어레이는 상기 프레임 부재의 외주에 감겨질 수 있도록 플렉시블한 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  31. 제 16항에 있어서,
    상기 토너공급유닛은, 토너 용기 내에 저장된 토너와 접촉하여 회전하면서 상기 정전잠상 형성매체의 표면에 형성된 상기 정전잠상에 토너를 부착시키는 토너공급롤러인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  32. 제 16항에 있어서,
    상기 전사유닛은, 상기 정전잠상 형성매체와의 사이에 상기 인쇄매체가 통과하도록 상기 정전잠상 형성매체와 평행하게 배치되어 회전하는 전사롤러인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  33. 제 16항에 있어서,
    상기 정전잠상 형성매체 표면의 전위를 소거하기 위한 제전유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  34. 제 16항에 있어서,
    상기 정전잠상 형성매체의 감광막에는 칼라 인쇄를 위한 복수의 정전잠상이 형성되고, 상기 토너공급유닛과 대전유닛은 상기 복수의 정전잠상 각각에 대응되도록 각각 복수개씩 배열된 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
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