KR20080061748A - 투명토너를 채용한 전자사진방식 화상형성장치 - Google Patents

투명토너를 채용한 전자사진방식 화상형성장치 Download PDF

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Abstract

개시된 전자사진방식 화상형성장치는, 감광체와, 균일한 전위로 대전된 감광체에 정전잠상을 형성시키는 노광기와, 감광체의 정전잠상을 현상시키는 현상기를 포함하며, 현상기에는 정전잠상의 화상부에 부착되는 유색토너와 이 유색토너와 반대 극성으로 대전되어 정전잠상의 비화상부에 부착되는 투명토너가 함께 수용되며, 유색토너와 투명토너 중 적어도 어느 하나는 구형중합토너인 것을 특징으로 한다.

Description

투명토너를 채용한 전자사진방식 화상형성장치{Electrophotographic image firming apparatus adopting transparent toner}
도 1은 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예로서, 싱글패스방식 칼라화상형성장치의 구성도.
도 2a 도 2b는 각각 부정형토너와 구형토너의 대전되지 않은 기판에의 부착력을 설명하기 위한 도면.
도 2c는 부정형 토너 상호간의 부착력을 설명하는 도면.
도 2d는 구형토너 상호간의 부착력을 설명하는 도면.
도 2e는 구형토너와 부정형토너의 부착력을 설명하는 도면.
도 3은 노광된 감광드럼의 표면의 전위를 도시한 도면.
도 4는 감광드럼과 현상롤러가 접촉된 부분의 상세도.
도 5는 전사전대전기를 도시한 도면.
도 6은 트리-레벨노광을 위한 제어회로의 일 예를 도시한 도면.
도 7은 트리-레벨노광에 의하여 투명토너를 현상시키는 과정을 설명하는 도면.
도 8은 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예로서, 직접 전사방식을 채용한 싱글패스방식 칼라화상형성장치의 구성도.
도 9는 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예로서, 멀티패스방식 칼라화상형성장치의 구성도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11-14, 100......감광드럼 21-24, 121-124......현상기
31-34, 130......노광기 41, 141......대전롤러
42......현상롤러 43......공급롤러
44, 144......클리닝블레이드 50, 150......전사전대전기
60, 160......중간전사벨트 60a......이송벨트
71-74, 170......제1전사롤러 71a-74a......전사롤러
75, 175......제2전사롤러 91......급지카세트
92, 192......정착기
본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로서, 특히 투명토너를 채용한 전자사진방식 화상형성장치에 관한 것이다.
전자사진방식 화상형성장치는, 일정한 전위로 대전된 감광체에 광을 주사하여 정전잠상을 형성하고, 이 정전잠상을 소정 색상의 토너(toner)로 현상한 후에 현상된 화상을 인쇄매체에 전사 및 정착시켜 화상을 인쇄하는 장치를 말한다. 전자사진방식 칼라 화상형성장치에는 통상적으로 옐로우(Y;yellow), 마젠 타(M;magenta), 시안(C;cyan) 및 블랙(B;black)의 4가지 색상의 토너가 사용되며, 이들 4가지 색상의 토너를 감광체의 정전잠상에 현상시키기 위하여 4개의 현상기가 채용된다.
토너는 플라스틱 수지를 베이스로 하여 제조되기 때문에 어느 정도의 광택을 낸다. 인쇄된 화상을 보면, 토너가 부착된 부분은 어느 정도 광택이 있지만, 토너가 부착되지 않은 배경영역은 광택이 없다. 또, 인쇄된 화상의 커버리지(인쇄매체의 면적에 대한 토너가 부착된 면적의 비)가 높을수록 광택도는 높아진다. 인쇄된 화상의 광택도는 화상의 시각적 품질에 영향을 미친다. 미국특허공보 US2006/0127134호에는 유색토너를 현상시키는 현상기와 투명토너를 현상시키는 현상기를 채용하여 화상전체의 광택도를 향상시키는 화상형성장치가 개시되어 있다.
본 발명은 유색 토너용 현상기를 이용하여 투명토너를 현상시킬 수 있는 전자사진방식 화상형성장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 또, 본 발명은 유색토너와 투명토너가 서로 잘 분리될 수 있는 전자사진방식 화상형성장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자사진방식 화상형성장치는, 감광체와, 균일한 전위로 대전된 상기 감광체에 정전잠상을 형성시키는 노광기와, 상기 감광체의 정전잠상을 현상시키는 현상기;를 포함하며, 상기 현상기에는 상기 정전잠상의 화상부에 부착되는 유색토너와, 상기 유색토너와 반대 극성으로 대전되어 상기 정전잠상의 비화상부에 부착되는 투명토너가 함께 수용되며, 상기 유색토너와 상기 투명토너 중 적어도 어느 하나는 구형중합토너인 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 상기 화상형성장치는, 상기 감광체 상에 현상된 유색토너와 투명토너를 동일한 극성으로 대전시키는 전사전대전기;를 더 구비한다.
일 실시예로서 상기 화상형성장치는, 복수의 제2감광체; 복수의 제2감광체에 정전잠상을 형성시키는 복수의 제2노광기; 상기 복수의 제2감광체의 정전잠상을 현상시키는 것으로서, 상기 유색토너와는 다른 색상의 유색토너들이 각각 수용된 복수의 제2현상기;를 더 포함하여, 싱글패스방식에 의하여 칼라화상을 형성할 수 있다. 이 때, 상기 노광기는 고출력, 저출력, 오프의 3단계의 노광출력을 갖는 트리-레벨 노광기일 수 있다.
일 실시예로서 상기 화상형성장치는, 상기 유색토너와는 다른 색상의 유색토너들이 각각 수용된 복수의 제2현상기; 상기 감광체 상에 순차적으로 현상되는 투명토너화상 및 복수의 유색토너화상이 순차로 전사되는 전사매체;를 포함하여, 멀티패스방식에 의하여 칼라화상을 형성할 수 있다. 이 때, 상기 노광기는 고출력, 저출력, 오프의 3단계의 노광출력을 갖는 트리-레벨 노광기일 수 있다.
이하 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예를 도시한 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 전자사진방식 화상형성장치는 칼라인쇄를 위하여 4개의 감광드럼(11)(12)(13)(14), 4개의 노광기(31)(32)(33)(34), 및 4개의 현상기(21)(22)(23)(24)를 구비하는 싱글패스방식 칼라화상형성장치이다.
4개의 현상기(21)(22)(23)(24)에는 예를 들면 각각 블랙(B). 마젠타(M), 시안(C), 옐로우(Y) 색상의 유색토너가 수용된다.
4개의 감광드럼(11)(12)(13)(14)은 정전잠상이 형성되는 감광체의 일 예로서, 예를 들면, 유기 감광체 혹은 장수명의 특성을 가지는 아모퍼스실리콘 감광체를 사용할 수 있다. 4개의 감광드럼(11)(12)(13)(14)은 각각 4개의 현상기(21)(22)(23)(24)에 대응된다.
대전롤러(41)는 감광드럼(11)(12)(13)(14)을 대전시키기 위한 대전기의 일 예이다. 대전롤러(41)는 감광드럼(11)(12)(13)(14)에 각각 접촉된다. 대전롤러(41)에는 대전바이어스가 인가되어 감광드럼(11)(12)(13)(14)의 표면을 균일한 전위로 대전시킨다.
4개의 노광기(31)(32)(33)(34)는 각각 블랙(B). 마젠타(M), 시안(C), 옐로우(Y) 색상의 화상정보에 따라 변조된 광을 감광드럼(11)(12)(13)(14)으로 주사하여 정전잠상을 형성시킨다. 노광기(31)(32)(33)(34)으로서는 레이저 다이오드를 광원으로 사용하는 LSU(laser scanning unit)이 주로 사용된다.
4개의 현상기(21)(22)(23)(24)는 각각 현상롤러(42), 공급롤러(43)를 구비한다. 공급롤러(43)는 현상기(21)(22)(23)(24)에 수용된 토너를 현상롤러(42)로 부착시킨다. 현상기(21)(22)(23)(24)는 현상롤러(42)의 표면에 부착된 토너의 양을 규제하여 균일한 두께의 토너층을 형성시키는 규제수단(45)을 더 구비할 수 있다. 예를 들어, 규제수단(45)은 현상롤러(42)에 탄력적으로 접촉되는 탄성 플레이트 또는 롤러 일 수 있다. 현상기(21)(22)(23)(24)는 그 내부에 수용된 토너를 현상롤러(42)와 공급롤러(43)가 대면된 영역으로 이송시키기 위한 하나 이상의 이송수단(미도시)을 더 구비할 수 있다. 접촉 현상방식이 채용되는 경우에는 현상롤러들(42)은 감광드럼(11)(12)(13)(14)과 접촉된다. 현상롤러들(42)에는 현상기(21)(22)(23)(24) 내부에 수용된 토너를 감광드럼(11)(12)(13)(14)의 정전잠상으로 공급하기 위한 현상바이어스가 인가된다. 현상바이어스는 현상롤러들(42)과 정전잠상과의 사이에 전위차를 형성함으로써 토너가 현상롤러들(42)의 표면으로부터 이탈되어 정전잠상에 부착되어 현상되도록 한다. 비접촉 현상방식이 채용되는 경우에는 현상롤러들(42)은 감광드럼(11)(12)(13)(14)과 현상갭을 유지하게 위치되며, 현상바이어스로서는 예를 들어 교류와 직류가 혼합된 형태의 바이어스가 사용될 수 있다. 이하에서는 접촉현상방식을 채용한 경우에 대하여 설명한다.
중간전사벨트(60)는 감광드럼(11)(12)(13)(14)에 현상된 토너화상이 일시적으로 전사되는 전사매체의 일 예이다. 중간전사벨트(60)는 감광드럼(11)(12)(13)(14)과 대면되며 지지롤러(61)(62)에 의하여 지지되어 순환주행된다. 제1전사롤러(71)(72)(73)(74)는 중간전사벨트(60)를 사이에 두고 감광드럼(11)(12)(13)(14)과 대면되게 위치된다. 제1전사롤러(71)(72)(73)(74)에는 감광드럼(11)(12)(13)(14)에 현상된 토너화상을 중간전사벨트(60)로 부착시키기 위한 제1전사바이어스가 인가된다. 제1전사롤러(71)(72)(73)(74)로서는 예를 들어 도전성 금속롤러 혹은 탄성을 가지는 반도전성의 고무를 금속축에 씌운 고무롤러가 채용될 수 있다.
클리닝블레이드(44)는 중간전사 후에 감광드럼(11)(12)(13)(14)의 표면에 잔류되는 토너를 제거하기 위한 것이다.
제2전사롤러(75)는 중간전사벨트(60)와 대면되게 위치된다. 급지카세트(91)에 적재된 인쇄매체는 도시되지 않은 이송수단에 의하여 제2전사롤러(75)와 중간전사벨트(60) 사이로 이송된다. 제2전사롤러(75)에는 중간전사벨트(60)에 부착된 토너화상을 인쇄매체로 전사시키기 위한 제2전사바이어스가 인가된다. 정착기(92)는 인쇄매체에 열과 압력을 가하여 토너화상을 인쇄매체에 정착시킨다.
본 발명에 따른 화상형성장치는 블랙(B). 마젠타(M), 시안(C), 옐로우(Y) 색상의 유색토너 이외에 투명(T) 색상의 토너를 더 사용하며, 투명토너를 현상시키기 위한 별도의 감광체, 노광기, 현상기를 채용하지 않고 유색토너를 현상시키기 위한 감광체, 노광기, 현상기를 이용하여 투명토너를 현상시키는 것을 특징으로 한다.
투명토너는 현상기(21)(22)(23)(24) 중 어느 하나에 유색토너와 함께 수용된다. 또, 투명토너는 유색토너와는 반대극성으로 대전되는 특성을 갖는다. 본 실시예에서는 비자성 일성분 토너를 사용하며, 유색토너는 (-)극성으로 대전되고 투명토너는 (+)극성으로 대전되는 경우에 대하여 설명한다. 유색토너는 바인더 수지에 색상을 내기 위한 착색제, 하전제어제(CCA: charge control agent)왁스 등의 내첨제와 실리카, 이산화티타늄(TiO2) 등의 외첨제가 첨가된 것이다. 예를 들어 유색토너의 대전량은 흡입형 패러데이 게이지(Faraday Gage)로 측정하여 -10 내지 -25μC/g 정도이며, 현상롤러(42) 상의 토너층은 0.5 내지 1mg/cm2 정도이다. 투명토너의 조성은 착색제와 대전극성을 조절하기 위한 하전제어제 및 외첨제의 일부를 제외하고는 유색토너의 조성과 거의 동일하다.
인쇄화상의 품질은 해상도, 계조성, 입상성, 색재현성에 더하여, 인쇄화상의 표면거칠기나 두께에도 의존된다. 전자사진방식에 의하여 인쇄된 칼라화상은 색상에 따라서 화상의 두께(인쇄매체 상의 토너층의 두께)가 수 배의 차이를 보인다. 화상의 두께를 줄이기 위하여는 화상의 두께를 전체적으로 얇게 하여 인쇄화상 내에서의 광택도를 균일하게 할 필요가 있다. 입경이 작은 토너를 사용하는 것은 화상의 노이즈 저감 및 화상두께의 저감에 유효한 수단이 된다. 또, 서로 다른 극성으로 대전된 유색토너와 투명토너는 서로 부착되려는 경향을 가지는데, 이 부착력이 작을수록 좋다.
베이스 레진(base resin), 안료(pigment), 왁스(wax), 하전 제어제(CCA:charge control agent) 등을 분말상태로 혼합하고 이들을 가열하여 용해, 혼련한 후에 급속 냉각시켜 고화시키고, 고화된 토너 덩어리를 조분쇄(거친분쇄), 중분쇄, 미분쇄 등의 분쇄과정을 거친 후에 분급하여 소입경의 토너를 제조하는 분쇄법에 의하여는 입경이 작은 토너를 제조하는 데에는 한계가 있다. 폴리머인 베이스 레진을 구성하는 모노머를 중합하여 제조하는 중합법이 소입경의 토너를 제조하는데에 더 바람직하다. 또, 분쇄법에 의하여 제조되는 토너는 그 형상이 불규??한 부정형 토너인데 대하여, 중합법에 의하여 제조되는 토너는 그 형상이 거의 구형인 구형토너(potato type toner)이다.
도 2a를 보면, (-)극성으로 대전된 부정형 토너(1)가 대전되지 않은 기 판(3)과 대면되면, 기판(3)에는 부정형 토너(1)의 전하와 전하량은 동일하고 극성이 반대인 영상전하가 유도된다. 영상력(image force)은 부정형 토너(1)와 영상전하와의 유효거리에 반비례한다. 부정형 토너(1)의 경우에 전하가 그 표면에 골고루 분포되기 어려우며 한 곳으로 집중되기 쉽다. 이 경우에, 전하가 가장 집중된 곳이 기판(3)과 부착된다. 따라서, 부정형 토너(1)와 영상전하와의 유효거리가 작아져서 큰 영상력이 작용된다. 이에 대하여, 도 2b에 도시된 바와 같이 유효반경이 부정형 토너(1)와 동일한 구형토너(2)의 경우에는 전하가 구형토너(2)의 표면에 골고루 분포되기 때문에 영상전하와의 거리는 부정형 토너(1)의 경우보다 크다. 따라서, 영상력은 작아진다. 또, 도 2c에 도시된 바와 같이 서로 다른 극성으로 대전된 부정형 토너(1)(1a)가 서로 부착되는 경우의 두 토너(1)(1a)간의 유효거리는 도 2d에 도시된 바와 같이 서로 다른 극성으로 대전된 구형토너(2)(2a)가 서로 부착되는 경우의 두 토너(2)(2a)간의 유효거리 및 도 2e에 도시된 바와 같이 서로 다른 극성으로 대전된 부정형 토너(1)와 구형토너(2a)가 서로 부착되는 경우의 두 토너(1)(2a)간의 유효거리보다 작다. 따라서, 부정형 토너(1)(1a)간의 부착력은 부정형토너(1)와 구형토너(2a)간의 부착력 및 구형토너(2)(2a)간의 부착력보다 크다.
상기한 바를 감안하여, 본 발명은 동일한 현상기에 수용되는 유색 토너와 투명토너 중에서 적어도 어느 하나는 구형중합토너를 사용하는 것을 특징으로 한다. 구형중합토너를 사용함으로써 토너의 입경을 작게 할 수 있으므로 화상두께를 감소시켜 인쇄화상의 광택도를 균일하게 할 수 있다. 또, 유색토너와 투명토너와의 부착력이 작아서, 투명토너와 유색토너가 용이하게 서로 분리되어 감광체로 현상된 다. 특히, 캐리어와 토너가 혼합된 2성분 현상제를 채용하는 경우에, 위에서 설명한 영상력을 이용한 설명은 캐리어와 토너와의 부착력을 설명하는데 유효하다. 이에 의하면, 구형토너를 사용하면 캐리어와의 부착력을 감소시킬 수 있어, 토너가 용이하게 캐리어로부터 분리되어 감광체로 현상된다.
이하에서는 투명토너가 옐로우(Y) 색상의 유색토너와 함께 현상기(24)에 수용되는 경우에 대하여 설명한다. 옐로우토너와 투명토너 적어도 어느 하나는 중합법에 의하여 제조된 구형토너이다.
블랙(B)색상의 화상정보에 따라 노광기(31)는 대전롤러(41)에 의하여 균일한 전위로 대전된 감광드럼(11)에 광을 조사하여 정전잠상을 형성시킨다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 대전롤러(41)에 의하여 대전된 감광드럼(11)의 표면전위는 약 -750V이다. 노광기(31)에 의하여 광이 조사된 화상부의 전위는 약 -50V가 된다. 광이 조사되지 않은 비화상부는 대전된 표면전위로 유지된다. 현상기(21)의 현상롤러(42)에 인가되는 현상바이어스의 평균전위는 화상부와 비화상부의 전위 사이이다. 본 실시예에서는 약 -400V의 평균전위를 갖는 현상바이어스가 현상롤러(42)에 인가된다. 블랙토너는 (-)로 대전되어 있기 때문에 현상롤러(42)에 현상바이어스가 인가되면 현상기(21)에 수용된 블랙토너는 화상부로 부착된다. 제1전사롤러(71)에는 블랙토너의 대전극성과 반대극성의 제1전사바이어스가 인가된다. 이에 의하여 감광드럼(11)에 현상된 블랙토너화상은 중간전사벨트(60)로 전사된다.
칼라레지스트레이션을 맞추기 위하여 (감광드럼 간의 거리)/(중간전사벨트의 이송속도) 만큼의 시간 차이를 두고 감광드럼(12)(13)(14), 노광기(32)(33)(34), 현상기(22)(23)(24)에서도 상술한 바와 동일한 과정이 수행된다.
투명토너가 현상되는 과정을 설명한다. 노광기(34)에 의하여 노광된 감광드럼(14)의 화상부와 비화상부의 전위는 도 3에 도시된 바와 동일하다. 현상기(24)의 현상롤러(42)의 표면에는 도 4에 도시된 바와 같이 옐로우토너와 투명토너로 된 토너층이 형성된다. 이 때, 충분한 양의 옐로우토너와 투명토너를 현상롤러(42)와 감광드럼(14)이 대면된 현상영역으로 공급하기 위하여, 현상롤러(42)의 표면의 토너층의 두께는 다른 현상기(21)(22)(23)의 현상롤러(42)의 토너층의 두께보다 두꺼운 것이 바람직하다. 이를 위하여, 규제수단(45)에 의하여 현상롤러(42)에 작용되는 선압은 다른 현상기(21)(22)(23)의 규제수단(45)에 의한 선압보다 작은 것이 바람직하다. 현상롤러(42)에 현상바이어스가 인가되면, 옐로우토너와 투명토너는 감광드럼(14)쪽으로 이동된다. 상술한 바와 같이, 투명토너는 (+)로 대전되어 있고, 옐로우토너는 (-)로 대전되어 있다. 따라서, 현상롤러(42)의 표면으로부터 이탈된 옐로우토너는 화상부에 부착되며, 투명토너는 비화상부에 부착된다. 이 때, 옐로우토너와 투명토너 중 적어도 어느 하나를 구형토너로 하면, 두 토너가 용이하게 서로 분리되어 각각 화상부와 비화상부로 현상된다. 제1전사롤러(74)에 인가되는 제1전사바이어스에 의하여 감광드럼(14) 상에 현상된 옐로우토너화상과 투명토너화상은 중간전사벨트(60)로 전사된다.
옐로우토너화상과 투명토너화상의 전사효율을 향상시키기 위하여 중간전사벨트(60)로 전사되기 전에 두 토너화상의 대전극성을 동일하게 하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 투명토너화상의 대전극성을 옐로우토너화상의 대전극성과 동 일하게 한다. 이를 위하여, 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 전사전대전기(50)가 마련된다. 전사전대전기(50)는 (-)전하를 투명토너화상에 공급하여 투명토너화상을 옐로우토너화상의 대전극성과 동일한 (-)극성으로 대전시킨다. 제1전사롤러(74)에는 옐로우 및 투명 토너화상과 반대극성인 (+)극성의 제1전사바이어스가 인가된다. 이에 의하여 옐로우토너화상과 투명토너화상의 전사효율을 향상시킬 수 있다.
상술한 과정에 의하여, 중간전사벨트(60) 상에는 블랙(B). 마젠타(M), 시안(C), 옐로우(Y), 및 투명(T) 토너화상으로 된 칼라토너화상이 형성된다. 이 칼라토너화상이 제2전사롤러(75)와 중간전사벨트(60)가 대면된 영역에 도달되는 시점에 맞추어 급지카세트(91)로부터 공급된 인쇄매체가 이 영역에 도달된다. 제2전사롤러(75)에는 칼라토너화상의 대전극성과 반대극성의 제2전사바이어스가 인가된다. 그러면, 칼라토너화상은 인쇄매체로 전사된다. 인쇄매체가 정착기(92)를 통과하면, 열과 압력에 의하여 칼라토너화상이 인쇄매체에 정착되고, 인쇄과정이 종료된다.
상술한 과정에 의하여 인쇄된 칼라화상은 옐로우토너가 부착되지 않은 전 영역에 투명토너가 부착된 화상이다. 따라서, 블랙(B). 마젠타(M), 시안(C), 옐로우(Y)가 전혀 부착되지 않은 배경영역의 광택도가 향상됨은 물론, 블랙(B). 마젠타(M), 시안(C) 색상의 토너가 부착된 영역의 광택도도 향상된다. 이와 같이, 본 발명에 따른 화상형성장치에 의하면, 투명토너를 위한 별도의 감광체, 노광기, 현상기를 채용하기 않고도 투명토너를 현상시킬 수 있다. 따라서, 투명토너를 채용하는 화상형성장치의 저가격화 및 소형화가 가능하다. 또, 인쇄된 화상에서 블랙(B). 마젠타(M), 시안(C), 옐로우(Y) 토너가 부착된 영역과 배경영역과의 광택도 차이를 줄일 수 있어 인쇄화상의 품위를 향상시킬 수 있다.
상술한 실시예에서는 투명토너를 현상시키기 위한 노광기(34)가 화상부와 비화상부의 2-레벨(온(ON)-오프(OFF)) 노광을 수행하는 경우에 설명하였다. 이하에서는 노광기(34)가 트리-레벨노광을 수행하는 경우에 대하여 설명한다.
트리-레벨노광이란, 감광체의 전위를 3분할하여 노광시키는 방식을 의미하며, 예를 들어 노광기(34)의 노광출력은 고출력, 저출력, 및 오프의 3-레벨로 조절될 수 있다. 도 6에는 트리-레벨노광을 위한 매우 간단한 제어회로의 일 예가 개시되어 있다. 각각 고출력 노광신호와 저출력 노광신호에 의하여 작동되는 두 개의 레이저 드라이버(301)(302)를 이용하여 레이저 다이오드(300)를 고출력, 저출력으로 제어할 수 있다. 두 개의 레이저 드라이버(301)(302)의 신호가 모두 오프가 되면 레이저 다이오드(300)도 오프된다. 트리-레벨 노광방식은 당업계에서 잘 알려진 것이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 특징이 노광방식 자체에 있는 것이 아니라 유색토너용 현상기를 이용하여 투명토너를 현상시키는데에 있으므로 트리-레벨 노광을 위한 노광기의 구조에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
트리-레벨 노광에 의하여, 감광드럼(14)의 표면에는 도 7에 도시된 바와 같이 고전위부, 중전위부, 저전위부가 형성된다. 감광드럼(14)이 (-)로 대전되는 본 실시예의 경우에 고전위부는 고출력 광에 의하여 노광된 부분을, 중전위부는 저출력 광에 의하여 노광된 부분을, 저전위부는 노광되지 않은 부분을 의미한다. 도 7을 참조하면, 옐로우 데이터가 "1"인 경우에 노광기(34)의 노광출력은 고출력(H)으 로 제어되며, 블랙(B), 마젠타(M), 시안(C) 데이터가 "1"인 경우에 노광기(34)의 노광출력은 저출력(L)으로 제어된다. 블랙(B), 마젠타(M), 시안(C), 옐로우(Y) 데이터가 모두 "0"이면, 투명 데이터는 "1"이 되고 노광기(34)는 오프된다.
현상바이어스의 평균전압은, 고전위부의 전압과 저전위부의 전압 사이, 예를 들면 -400V이므로, 고전위부에는 (-)로 대전된 옐로우토너가 부착되며, 저전위부에는 (+)로 대전된 투명토너가 부착된다. 중전위부에는 옐로우토너나 투명토너가 부착되지 않는다. 따라서, 블랙(B). 마젠타(M), 시안(C), 옐로우(Y) 토너가 전혀 부착되지 않는 배경영역에만 투명토너가 부착된다. 이와 같이, 배경영역에 투명토너를 현상시킴으로써 인쇄된 화상에서 블랙(B), 마젠타(M), 시안(C), 옐로우(Y) 토너가 부착된 영역과 배경영역과의 광택도 차이를 줄일 수 있어 인쇄화상의 품위의 향상시킬 수 있다.
또, 고농도 화상이 인쇄되는 부분과 저농도 화상이 인쇄되는 부분의 광택도 차이를 줄이기 위하여, 중전위부의 면적을 조절할 수 있다, 즉, 블랙(B), 마젠타(M), 시안(C) 토너가 현상되는 부분이라도 그 양이 적으면 광택도가 떨어지는데, 이 영역에 투명토너를 부착시키기 위하여 중전위부가 아닌 저전위부가 되도록 노광기(34)를 오프시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 투명토너를 현상하는 방식은 도 8에 도시된 바와 같이 토너화상이 중간전사과정을 거치지 않고 인쇄매체로 직접 전사되는 다이렉트 전사방식의 싱글패스방식 화상형성장치에도 적용될 수 있다. 도 8을 보면, 급지카세트(91)로부터 인출된 인쇄매체는 이송벨트(60a)에 의하여 이송된다. 전사롤 러(71a)(72a)(73a)(74a)는 인쇄매체 및 이송벨트(60a)를 사이에 두고 각각 감광드럼(11)(12)(13)(14)과 대면되게 위치된다. 전사롤러(71a)(72a)(73a)(74a)에 인가되는 전사바이어스에 의하여 감광드럼(11)(12)(13)(14)에 현상된 투명토너화상 및 유색토너화상은 인쇄매체로 직접 전사된다.
상술한 실시예들에서, 감광드럼(14), 현상기(24), 노광기(34)가 각각 특허청구범위 제1항의 감광체, 현상기, 노광기에 대응된다. 또, 감광드럼(11)(12)(13), 현상기(21)(22)(23), 노광기(31)(32)(33)가 각각 특허청구범위 제3항의 복수의 제2감광체, 복수의 제2현상기, 복수의 제2노광기에 대응된다.
상술한 바와 같은 투명토너를 현상하는 방식은 멀티패스방식 칼라화상형성장치에도 적용될 수 있다. 도 9는 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 다른 실시예를 도시한 구성도이다. 본 실시예의 전자사진방식 화상형성장치는 하나의 감광체와 하나의 노광기 및 4개의 현상기를 채용한 멀티패스방식 칼라화상형성장치이다. 도 9를 보면, 감광드럼(100)의 주위에 4개의 현상기(121)(122)(123)(124)가 배치된다. 4개의 현상기(121)(122)(123)(124)에는 예를 들면 각각 블랙(B). 마젠타(M), 시안(C), 옐로우(Y) 색상의 유색토너가 수용된다. 특히, 현상기(124)에는 옐로우토너와 함께 투명토너가 수용된다. 투명토너는 옐로우토너와는 반대극성으로 대전된다. 옐로우토너와 투명토너 적어도 어느 하나는 중합법에 의하여 제조된 구형토너이다. 본 실시예에서, 현상기(21)(22)(23)이 특허청구범위 제5항에 기재된 복수의 제2현상기에 대응된다. 본 실시예의 화상형성장치에서는 현상롤러(42)가 감광드럼(100)과 현상갭만큼 이격되게 위치되는 비접촉 현상방식을 채용한다. 현상롤 러(42)가 감광드럼(100)에 접촉되는 접촉현상방식이 채용될 수 있으며, 이 경우에는 4개의 현상기(121)(122)(123)(124)를 하나씩 감광드럼(100)에 순차적으로 접촉/이격시킬 필요가 있다. 물론, 비접촉 현상방식이 채용되는 경우에도 4개의 현상기(121)(122)(123)(124)를 하나씩 순차적으로 감광드럼(100)과 대면시킬 수 있다. 일 예로서, 4개의 현상기(121)(122)(123)(124)는 회전되는 터렛(미도시)에 설치되며, 터렛이 회전됨에 따라 순차적으로 감광드럼(100)과 대면되어 현상을 수행할 수 있다. 또, 액츄에이터(미도시)를 이용하여 4개의 현상기(121)(122)(123)(124)를 이동시켜 순차적으로 감광드럼(100)과 대면시킬 수도 있다. 본 발명은 투명토너를 유색토너용 현상기를 이용하여 현상시키는 것을 특징으로 하므로, 현상방식에 의하여 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
노광기(130)는 대전롤러(141)에 의하여 균일한 전위로 대전된 감광드럼(100)에 먼저 예를 들어 블랙(B) 색상의 화상정보에 따라 광을 조사하여 감광드럼(100)의 표면에 블랙(B) 색상에 대응되는 정전잠상을 형성시킨다. 현상기(121)에 의하여 블랙(B) 토너가 정전잠상으로 공급되면, 감광드럼(100)의 표면에는 블랙토너화상이 형성된다. 이 블랙토너화상은 제1전사롤러(170)에 인가되는 제1전사바이어스에 의하여 중간전사벨트(160)로 전사된다. 클리닝블레이드(144)는 감광드럼(100)에 잔류되는 블랙토너를 제거한다. 한 페이지 분량의 블랙토너화상이 중간전사벨트(100)로 모두 전사되면, 동일한 과정에 의하여 마젠타(M), 시안(C) 색상의 토너화상이 순차적으로 중간전사벨트(160)로 전사된다.
다음으로, 노광기(130)는 대전롤러(141)에 의하여 균일한 전위로 대전된 감 광드럼(100)에 옐로우(Y) 색상의 화상정보에 따라 광을 조사하여 감광드럼(100)의 표면에 옐로우(Y) 색상에 대응되는 정전잠상을 형성시킨다. 현상기(124)에 의하여 옐로우토너는 정전잠상의 화상부에, 투명토너는 비화상부에 부착된다. 전사전대전기(150)는 투명토너화상의 대전극성을 옐로우토너화상의 대전극성과 동일하게 바꾼다. 옐로우토너화상과 투명토너화상은 제1전사롤러(170)에 인가되는 제1전사바이어스에 의하여 중간전사벨트(160)로 전사된다. 이에 의하여 중간전사벨트(160) 상에는 칼라토너화상이 형성된다. 이것을 제2전사롤러(175)를 이용하여 인쇄매체로 전사시키고 정착기(192)로 정착함으로써 광택도가 향상된 칼라화상을 인쇄할 수 있다.
노광기(130)는 트리-레벨 노광기일 수 있다. 이 경우에 블랙(B), 마젠타(M), 시안(C) 색상의 정전잠상을 형성할 때에는 2-레벨 노광을 수행하며, 옐로우 색상의 정전잠상을 형성할 때에만 트리-레벨 노광을 수행한다.
상술한 실시예들에서는 옐로우토너와 투명토너를 동일한 현상기(24)(124)에 수용한 경우에 관하여 설명하였으나, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 투명토너는 블랙(B) 또는 마젠타(M) 또는 시안(C) 색상의 토너와 함께 수용될 수 도 있다. 또, 상술한 블랙(B). 마젠타(M), 시안(C), 옐로우(Y) 토너의 현상순서에 의하여 본 발명의 범위가 한정되지는 않는다. 또한, 상술한 실시예에서는 복수의 현상기를 채용한 화상형성장치에 관하여만 설명하였으나, 역시 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 단색 토너를 현상시키는 하나의 현상기를 채용한 단색 화상형성장치도 적용될 수 있다. 이 경우에, 투명토너는 단색 토너와 함께 현상기에 수용된다. 또, 상술한 실시예에서는 일성분 토너를 사용하는 경우에 대하여 설명하였으나, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 캐리어와 토너가 혼합된 이성분 현상제를 사용하는 경우에도 적용될 수 있다. 이 경우에, 내부에 마그넷이 설치된 현상슬리브의 표면에 캐리어와 토너로 된 자기브러쉬를 형성하고, 자기브러쉬로부터 감광체로 토너를 현상시키게 된다. 이성분 현상장치의 구조는 당업계에서 잘 알려진 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치에 의하면, 유색토너를 현상시키기 위한 노광기, 감광체, 현상기를 이용하여 투명토너를 현상시킬 수 있으며, 투명토너와 유색토너와의 분리성을 향상시켜 양호한 현상성을 얻을 수 있다. 따라서, 인쇄화상의 광택도를 향상시킬 수 있는 간단하고 저가격화된 전자사진방식 화상형성장치의 구현이 가능하다. 또, 트리-레벨 노광의 중전위부의 면적을 조절함으로써 인쇄화상의 광택도를 균일하게 할 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 (6)

  1. 감광체와, 균일한 전위로 대전된 상기 감광체에 정전잠상을 형성시키는 노광기와, 상기 감광체의 정전잠상을 현상시키는 현상기;를 포함하며,
    상기 현상기에는 상기 정전잠상의 화상부에 부착되는 유색토너와, 상기 유색토너와 반대 극성으로 대전되어 상기 정전잠상의 비화상부에 부착되는 투명토너가 함께 수용되며,
    상기 유색토너와 상기 투명토너 중 적어도 어느 하나는 구형중합토너인 것을 특징으로하는 전자사진방식 화상형성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감광체 상에 현상된 유색토너와 투명토너를 동일한 극성으로 대전시키는 전사전대전기;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    복수의 제2감광체;
    복수의 제2감광체에 정전잠상을 형성시키는 복수의 제2노광기;
    상기 복수의 제2감광체의 정전잠상을 현상시키는 것으로서, 상기 유색토너와는 다른 색상의 유색토너들이 각각 수용된 복수의 제2현상기;를 더 포함하여, 싱글패스방식에 의하여 칼라화상을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형 성장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 노광기는 고출력, 저출력, 오프의 3단계의 노광출력을 갖는 트리-레벨 노광기인 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유색토너와는 다른 색상의 유색토너들이 각각 수용된 복수의 제2현상기;
    상기 감광체 상에 순차적으로 현상되는 투명토너화상 및 복수의 유색토너화상이 순차로 전사되는 전사매체;를 포함하여,
    멀티패스방식에 의하여 칼라화상을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 노광기는 고출력, 저출력, 오프의 3단계의 노광출력을 갖는 트리-레벨 노광기인 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
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