KR20210088198A - 인쇄 매체에 광택도 향상용 필름을 코팅하는 포토 피니싱 장치 - Google Patents

인쇄 매체에 광택도 향상용 필름을 코팅하는 포토 피니싱 장치 Download PDF

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KR20210088198A
KR20210088198A KR1020200001386A KR20200001386A KR20210088198A KR 20210088198 A KR20210088198 A KR 20210088198A KR 1020200001386 A KR1020200001386 A KR 1020200001386A KR 20200001386 A KR20200001386 A KR 20200001386A KR 20210088198 A KR20210088198 A KR 20210088198A
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박형섭
김준태
조해석
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Abstract

개시된 화상형성장치는, 인쇄 매체에 화상을 형성하는 화상 형성부와, 상기 인쇄 매체에 상기 화상을 덮는 코팅 필름을 열전사하는 포토 피니싱부를 포함한다.

Description

인쇄 매체에 광택도 향상용 필름을 코팅하는 포토 피니싱 장치{photofinishing system for laminating film layer on print media to increase glossiness}
화상형성장치는 전자사진방식, 잉크젯 방식 등 다양한 인쇄 방식에 의하여 인쇄 매체에 화상을 인쇄한다. 예를 들어, 전자사진방식 화상형성장치는, 균일한 전위로 대전된 감광체에 광을 주사하여 정전잠상을 형성하고, 정전잠상에 토너(toner)를 공급하여 감광체 상에 토너 화상을 형성한다. 토너 화상은 중간 전사 벨트를 거치거나 또는 직접 인쇄 매체로 전사된다. 인쇄 매체에 전사된 토너 화상은 정전기적인 힘에 의하여 인쇄 매체에 부착되어 있다. 정착기는 토너 화상에 열과 압력을 가하여 인쇄 매체에 영구적인 화상으로 정착시킨다. 잉크젯 화상형성장치는 인쇄 매체에 잉크를 토출하여 화상을 인쇄한다.
인쇄 매체로서 고광택 용지를 사용함으로써 사진과 같은 인쇄 화상을 얻을 수 있다. 인쇄 매체로서는 가격이 저렴한 일반 용지가 사용되는 경우, 인쇄된 화상은 광택도가 낮아서 사진과 같은 인쇄 화상을 얻기 어렵다.
도 1은 화상형성장치의 일 실시예의 개략적인 구성도이다.
도 2는 기재의 일 실시예의 단면도이다.
도 3은 화상 농도에 따른 포토 피니싱 처리 전과 후의 광택도 변화를 측정한 결과를 보여주는 그래프이다.
도 4는 포토 피니싱 처리 후의 화상 품질을 측정한 결과를 보여주는 그래프이다.
도 5는 은 포토 피니싱 처리 후의 화상 품질의 시감 평가 결과를 보여주는 그래프이다.
도 6은 화상형성장치의 일 실시예의 개략적인 구성도이다.
도 7은 화상형성장치의 일 실시예의 개략적인 구성도이다.
도 1은 화상형성장치의 일 실시예의 개략적인 구성도이다. 도 2는 기재(90)의 일 실시예의 단면도이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 화상형성장치는, 인쇄 매체(P)에 화상을 형성하는 화상 형성부(1)와, 인쇄 매체(P)에 화상을 덮는 코팅 필름(CF)을 열전사하는 포토 피니싱부(2)를 구비한다.
화상 형성부(1)는 전자사진방식, 잉크젯 방식 등 다양한 인쇄 방식에 의하여 인쇄 매체(P)에 화상을 인쇄할 수 있다. 본 실시예의 화상 형성부(1)는 전자사진방식에 의하여 인쇄 매체(P)에 칼라 화상을 형성한다. 화상 형성부(1)는 노광기(10), 현상기(20), 전사기, 및 정착기(60)를 포함할 수 있다.
칼라 인쇄를 위하여, 현상기(20)는 예를 들어, 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 화상을 현상하기 위한 4 개의 현상기(20C)(20M)(20Y)(20K)를 포함할 수 있다. 4 개의 현상기(20C)(20M)(20Y)(20K)에는 각각 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 현상제, 예를 들어 토너가 수용될 수 있다. 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 토너는 4 개의 토너 공급 용기(70C)(70M)(70Y)(70K)에 각각 수용되고, 4 개의 토너 공급 용기(70C)(70M)(70Y)(70K)로부터 4 개의 현상기(20C)(20M)(20Y)(20K)로 각각 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 토너가 공급될 수도 있다. 화상형성장치는 상술한 색상 이외에도 라이트 마젠타(light magenta), 백색(white) 등의 다양한 색상의 토너를 수용하고 현상하기 위한 현상기를 더 구비할 수 있다. 토너 공급 용기(70)는 수용된 토너가 모두 소모되면 교체될 수 있다. 현상기(20)는 화상 형성 장치에 착탈될 수 있다.
이하에서는 4 개의 현상기(20C)(20M)(20Y)(20K)를 구비하는 화상 형성부(1)에 대하여 설명하며, 특별히 다른 언급이 없는 한 참조부호에 C, M, Y, K가 붙은 경우에는 각각 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 화상을 현상하기 위한 구성요소를 지칭하는 것이다.
현상기(20)는 감광 드럼(21)을 포함할 수 있다. 감광 드럼(21)은 현상기(20)와는 독립적인 부재일 수도 있다. 감광 드럼(21)은 그 표면에 정전잠상이 형성되는 감광체의 일 예로서, 도전성 금속 파이프와 그 외주에 형성되는 감광층을 포함할 수 있다. 대전 롤러(22)는 감광 드럼(21)이 균일한 표면 전위를 갖도록 대전시키는 대전기의 일 예이다. 대전 롤러(22)에는 대전 바이어스 전압이 인가된다. 대전 롤러(22) 대신에 대전 브러쉬, 코로나 대전기 등이 채용될 수도 있다. 현상기(20)는 대전 롤러(22)의 표면에 뭍은 이물질을 제거하는 클리닝 롤러(미도시)를 더 구비할 수 있다. 클리닝 블레이드(25)는 후술하는 전사과정 후에 감광 드럼(21)의 표면에 잔류되는 토너와 이물질을 제거하는 클리닝 부재의 일 예이다. 클리닝 블레이드(25) 대신에 회전되는 브러쉬 등의 다른 형태의 클리닝 부재가 채용될 수도 있다.
현상기(20)는 감광 드럼(21)에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하여 정전잠상을 가시적인 토너 화상으로 현상시킨다. 현상 방식으로는, 토너를 사용하는 일성분 현상방식과, 토너와 캐리어를 사용하는 이성분 현상방식이 있다. 본 실시예의 현상기(20)는 일성분 현상방식을 채용한다. 현상 롤러(23)는 현상기(20) 내에 수용된 토너를 감광 드럼(21)으로 공급한다. 현상 롤러(23)에는 토너를 감광 드럼(21)로 공급하기 위한 현상 바이어스 전압이 인가될 수 있다. 본 실시예에서는 현상 롤러(23)와 감광 드럼(21)이 서로 접촉되어 현상닙을 형성하는 접촉 현상방식에 채용된다. 공급 롤러(24)는 현상기(20) 내의 토너를 현상 롤러(23)의 표면으로 공급한다. 이를 위하여, 공급 롤러(24)에는 공급 바이어스 전압이 인가될 수 있다. 현상기(20)는 현상 롤러(23)의 표면에 부착되어 감광 드럼(21)과 현상 롤러(23)가 서로 접촉된 현상닙으로 공급되는 토너의 양을 규제하는 규제 부재(미도시)를 더 구비할 수 있다. 규제 부재는 예를 들어, 현상 롤러(23)의 표면에 탄력적으로 접촉되는 닥터 블레이드일 수 있다.
노광기(10)는 화상정보에 대응되어 변조된 광을 감광 드럼(21)에 조사하여 감광 드럼(21)에 정전잠상을 형성한다. 노광기(10)로서, 레이저 다이오드를 광원으로 사용하는 LSU(laser scanning unit), LED(light emitting diode)를 광원으로 사용하는 LED노광기 등이 채용될 수 있다.
전사기는 중간 전사 벨트(30)와, 중간 전사 롤러(41)(42)(43)(44)와, 전사 롤러(50)를 포함할 수 있다. 중간 전사 벨트(30)에는 각 현상기(20C)(20M)(20Y)(20K)의 감광 드럼(21) 상에 현상된 토너 화상이 일시적으로 전사된다. 중간 전사 벨트(30)는 지지 롤러(31)(32)에 의하여 지지되어 순환 주행된다. 중간 전사 벨트(30)를 사이에 두고 각 현상기(20C)(20M)(20Y)(20K)의 감광 드럼(21)과 대면되는 위치에 4개의 중간 전사 롤러(41)(42)(43)(44)가 배치된다. 4 개의 중간 전사 롤러(41)(42)(43)(44)에는 감광 드럼(21) 상에 현상된 토너 화상을 중간 전사 벨트(30)로 중간전사시키기 위한 중간 전사 바이어스 전압이 인가된다. 중간 전사 롤러(41)(42)(43)(44) 대신에 코로나 전사기나 핀 스코로트론(pin scorotron)방식의 전사기가 채용될 수도 있다. 전사 롤러(50)는 중간 전사 벨트(30)와 대면되게 위치된다. 전사 롤러(50)에는 중간 전사 벨트(30)에 중간 전사된 토너 화상을 인쇄 매체(P)로 전사시키기 위한 전사 바이어스 전압이 인가된다.
도시되지 않은 호스트 등으로부터 인쇄명령이 수신되면, 도시되지 않은 제어부는 대전 롤러(22)를 이용하여 감광 드럼(21)의 표면을 균일한 전위로 대전시킨다. 노광기(10)는 각 색상의 화상정보에 대응하여 변조된 4 개의 광빔을 현상기(20C)(20M)(20Y)(20K)의 감광 드럼(21)에 주사하여 감광 드럼(21)에 정전잠상을 형성시킨다. 각 현상기(20C)(20M)(20Y)(20K)의 현상 롤러(23)는 대응되는 감광 드럼(21)에 각각 C, M, Y, K 색상의 토너를 공급하여, 정전잠상을 가시적인 토너 화상으로 현상시킨다. 현상된 토너 화상들은 중간 전사 벨트(30)로 중첩 전사된다. 급지대(80)에 적재된 인쇄 매체(P)는 인쇄 경로(81)를 따라 전사 롤러(50)와 중간 전사 벨트(30)가 대향된 전사닙으로 이송된다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 인쇄 경로(81)에는 인쇄 매체(P)를 이송시키는 하나 이상의 이송 롤러가 배치될 수 있다. 전사 롤러(50)에 인가되는 전사 바이어스 전압에 의하여 중간 전사 벨트(30) 위에 중간 전사된 토너 화상들은 인쇄 매체(P)로 전사된다.
정착기(60)는 토너 화상이 전사된 인쇄 매체(P)에 열과 압력을 가하여 토너 화상을 인쇄 매체(P)에 정착시킨다. 정착기(60)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 정착기(60)는 가열 부재와 가압 부재를 구비할 수 있다. 가열 부재와 가압 부재는 서로 탄력적으로 가압되어 정착닙을 형성한다. 가열 부재는 예를 들어 가열 롤러, 정착 벨트 등의 형태로 구현될 수 있다. 가열 부재는 열원에 의하여 가열된다. 열원으로서 예를 들어 할로겐 램프가 채용될 수 있다. 가열 부재는 인쇄 매체(P)의 화상면과 접촉된다. 화상면은 토너 화상이 전사된 면이다. 토너 화상이 전사된 인쇄 매체(P)가 정착닙을 통과하면, 열과 압력에 의하여 토너 화상이 인쇄 매체(P)에 정착된다. 인쇄가 완료된 인쇄 매체(P)는 배출 경로(83)를 거쳐서 배출 롤러(84)에 의하여 본체(1000) 외부로 배출된다.
화상형성장치는 양면 인쇄를 위하여, 일면에 화상이 인쇄된 인쇄 매체(P)를 반전시켜 인쇄 경로(81)로 안내하는 양면 인쇄 경로(82)를 구비할 수 있다. 양면 인쇄 경로(82)는 배출 경로(83)로부터 인쇄 경로(81)로 연장된다. 양면 인쇄 경로(82)는 배출 경로(83)로부터 연장되어 전사닙의 입구에 연결된다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 양면 인쇄 경로(82)에는 인쇄 매체(P)를 이송시키는 하나 이상의 이송 롤러가 배치될 수 있다.
양면 인쇄를 수행하는 경우, 일면에 화상이 인쇄되어 배출 경로(83)를 따라 정방향으로 이송되는 인쇄 매체(P)의 후단(rear end)이 배출 롤러(84)를 벗어나기 전에 배출 롤러(84)가 역회전된다. 그러면, 인쇄 매체(P)는 양면 인쇄 경로(82)를 따라 역방향으로 이송되어 인쇄 경로(81)로 재공급된다. 이 과정에서 인쇄 매체(P)의 타면(화상이 인쇄된 일면의 반대면)이 중간 전사 벨트(30)와 대향된다. 타면에 토너 화상이 전사된 인쇄 매체(P)는 정착기(60)를 통과한 후에 배출 경로(83)를 거쳐서 배출 롤러(84)에 의하여 본체(1000) 외부로 배출된다.
인쇄 매체(P)로서 광택도가 높은 용지, 예를 들어 사진용지가 사용되는 경우, 인쇄 화상이 형성된 부분과 그렇지 않은 부분의 광택도 차이가 작으며, 사진과 같인 인쇄 화상을 얻을 수 있다. 사진 용지는 보통 용지에 비하여 가격이 비싸다. 인쇄 매체(P)로서 광택도가 낮은 일반 용지를 사용하여 화상을 인쇄한 후에 포토 피니싱 처리를 하여 인쇄 화상의 광택도를 향상시킴으로써 사진과 같은 인쇄 화상을 얻을 수 있다. 예를 들어, 인쇄 화상을 가열/가압하여 토너를 다시 녹인 후에 냉각시킴으로서 인쇄 매체(P)의 화상면의 표면 조도를 낮추어 광택도를 향상시킬 수 있다. 그러나, 화상면 중에서 화상이 존재하는 부분(화상부)과 화상이 존재하지 않은 부분(비화상부)의 광택도 차이로 인하여 가열후 냉각 방식으로 포토 피니싱 처리를 하면 인쇄 화상의 광택도가 불균일해질 수 있다. 또한, 인쇄 화상의 농도에 따라서도 광택도 불균일이 발생될 수 있다. 인쇄 화상 중에서 화상 농도(image density)가 높은 부분에는 토너가 많이 전사되므로 인쇄 매체(P)의 표면이 노출되지 않는다. 인쇄 화상 중에서 화상 농도가 낮은 부분에는 토너가 적게 전사되므로 인쇄 매체(P)의 표면이 부분적으로 노출될 수 있다. 이런 인쇄 화상을 가열후 냉각 방식으로 포토 피니싱 처리하면, 화상 농도가 높은 부분에 비하여 화상 농도가 낮은 부분의 광택도가 낮아서 포토 피니싱 처리를 하더라도 인쇄 화상의 광택도가 불균일해질 수 있다.
본 실시예의 포토 피니싱부(2)는 화상 형성부(1)를 통과한 인쇄 매체(P)의 화상면에 코팅 필름(CF)을 열전사하여, 인쇄 매체(P)의 화상면 전체의 광택도(glossiness)를 향상시킨다. 이와 같은 구성에 의하면, 화상부와 비화상부의 광택도가 전체적으로 향상되고 화상 농도가 높은 부분과 화상 농도가 낮은 부분의 광택도도 전체적으로 향상되므로, 균일한 광택도를 가진 사진과 같은 인쇄물을 얻을 수 있다.
포토 피니싱 처리는 선택적으로 수행될 수 있다. 화상 형성부(1)에 의하여 화상면에 화상이 인쇄된 인쇄 매체(P)는 포토 피니싱 처리 없이 배출 경로(83)로 안내되어 배출 롤러(84)에 의하여 본체(1000) 외부로 배출되거나, 포토 피니싱 처리를 위하여 포토 피니싱부(2)로 이송될 수 있다.
일 실시예로서, 화상형성장치는, 화상 형성부(1)의 출구에 위치되어 인쇄 매체(P)를 배출 경로(83)와 포토 피니싱부(2)로 선택적으로 안내하는 경로 선택 부재(1002)를 구비할 수 있다. 경로 선택 부재(1002)는 구동 수단, 예를 들어 솔레노이드에 의하여, 화상 형성부(1)를 통과한 인쇄 매체(P)를 포토 피니싱 처리하지 않고 배출 경로(83)를 통하여 바로 본체(1000)로부터 배출하는 제1위치(실선으로 도시된 위치)와, 정착기(60)를 통과한 인쇄 매체(P)를 코팅 닙(CN)을 통과할 수 있도록 포토 피니싱부(2)로 안내하는 제2위치(점선으로 도시된 위치)로 전환될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 선택적인 광택 처리가 가능하다.
예를 들어, 인쇄 매체(P)로서 광택도가 높은 용지가 사용되는 경우에는 경로 선택 부재(1002)를 제1위치에 위치시켜, 화상 형성부(1)를 통과한 인쇄 매체(P)를 광택 처리하지 않고 바로 본체(1000)로부터 배출할 수 있다. 인쇄 매체(P)로서 광택도가 낮은 일반 용지가 사용되는 경우에는 필요에 따라서 경로 선택 부재(1002)를 제2위치에 위치시켜, 화상 형성부(1)를 통과한 인쇄 매체(P)를 포토 피니싱부(2)로 안내할 수 있다.
다른 실시예로서, 포토 피니싱 처리를 위하여 양면 인쇄 경로(82)를 이용할 수도 있다. 예를 들어, 포토 피니싱 처리가 필요한 경우, 배출 경로(83)를 따라 정방향으로 이송되는 인쇄 매체(P)의 후단이 배출 롤러(84)를 통과하기 전에 배출 롤러(84)가 역회전된다. 그러면, 인쇄 매체(P)는 역방향으로 이송되어 양면 인쇄 경로(82)로 진입된다. 인쇄 매체(P)의 선단이 배출 경로(83)를 벗어나면 다시 인쇄 매체(P)를 정방향으로 이송시켜 도 1에 점선으로 도시된 바와 같이 양면 인쇄 경로(82)로부터 포토 피니싱부(2)로 안내할 수 있다. 이 경우에는 경로 선택 부재(1002)를 구비할 필요가 없다.
이하에서, 포토 피니싱부(2)의 실시예를 설명한다. 포토 피니싱부(2)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예의 포토 피니싱부(2)는 도 2에 도시된 바와 같이 일면에 코팅 필름(CF)이 지지된 기재(90)를 이용하며, 코팅 필름(CF)를 기재(90)로부터 인쇄 매체(P)의 화상면으로 열전사한다.
기재(90)는 포토 피니싱부(2)의 동작 온도에서 변형되지 않은 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 기재(90)로서, 폴리에틸렌-테레프탈레이트와 같은 폴리에틸렌계 필름, 폴리에스테르계 필름 등이 채용될 수 있다. 코팅 필름(CF)은 투명한 고분자 필름일 수 있다. 투명한 고분자 코팅 필름(CF)은 전이 온도에서 기재(90)로부터 분리되어 인쇄 매체(P)에 접착된다. 코팅 필름(CF)으로서, 스틸렌계 필름, 아크릴계 필름, 스틸렌-아크릴계 필름 등이 채용될 수 있다. 코팅 필름(CF)의 두께는 1~50㎛ 범위일 수 있다. 코팅 필름(CF)의 두께는, 마모 등에 견디는 강성을 유지하기 위하여, 5㎛ 이상일 수 있다. 코팅 필름(CF)의 두께를 15㎛ 이하로 함으로써, 코팅 필름(CF)이 전사된 인쇄 매체(P)에 커얼(curl)이 발생될 가능성을 줄일 수 있다.
기재(90)와 코팅 필름(CF) 사이에는 이형층(RL)이 개재될 수 있다. 이형층(RL)은 열전사과정에서 코팅 필름(CF)이 기재(90)로부터 용이하게 분리되도록 한다. 이형층(RL)으로서, 포토 피니싱부(2)의 동작 온도에서 변형되지 않은 오일, 예를 들어, 실리콘 오일, 불소계 오일, 하이드로카본 오일 등이 채용될 수 있다. 코팅 필름(CF)과 기재(90)의 물성 차이로 인하여 코팅 필름(CF)의 자발적 이형이 일어나는 경우에는 이형층(RL)이 필요없을 수 있다.
도 1을 참조하면, 포토 피니싱부(2)는 서로 맞물려 기재(90)와 인쇄 매체(P)가 겹쳐져서 통과되는 코팅 닙(CN)을 형성하며 기재(90)를 가열하여 코팅 필름(CF)을 인쇄 매체(P)로 열전사하는 한 쌍의 코팅 부재를 구비할 수 있다. 일 실시예로서, 한 쌍의 코팅 부재는 가열 롤러(210)와 가압 롤러(220)를 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 코팅 닙(CN)의 길이는 3~6mm 일 수 있다.
가열 롤러(210)는 중공의 알루미늄(Al), 스테인레스강 등의 금속 코어를 포함할 수 있다. 기재(90)와의 이형성을 향상시키기 위하여, 금속 코어의 외주에 이형층이 형성될 수 있다. 안정적인 코팅 닙(CN)을 형성하기 위하여, 금속 코어와 이형층 사이에는 내열 탄성층이 마련될 수도 있다. 가열 롤러(210)는 기재(90)의 코팅 필름(CF)의 반대쪽 면과 대향되며, 기재(90)에 열을 가한다. 가열 롤러(210)는 열원(230)에 의하여 가열된다. 열원(230)으로서는 할로겐 램프, 발열저항코일, 유도가열기, 세라믹 히터 등이 채용될 수 있다. 본 실시예에서는 열원(230)으로서 할로겐 램프가 채용된다. 할로겐 램프는 금속 코어의 내부에, 가열 롤러(210)의 회전축과 거의 같은 위치에 설치될 수 있다. 인쇄 매체(P)의 화상면은 코팅 필름(CF)과 대향된다.
가압 롤러(220)는 가열 롤러(210)에 가압되어 인쇄 매체(P)와 기재(90)가 통과되는 코팅 닙(CN)을 형성한다. 가압 롤러(220)는 금속 코어의 외부 표면에 내열성 탄성층과, 내열성 수지 피막 또는 내열성 고무 피막을 이용한 이형층이 형성된 구조일 수 있다. 가압 롤러(220)는 인쇄 매체(P)의 화상면의 반대쪽 면과 대향되며, 인쇄 매체(P)를 코팅 필름(CF)에 가압하여 밀착시킨다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 가압 롤러(220)도 가열될 수 있으며, 이 경우 가압 롤러(220)를 가열하는 열원(미도시)이 더 구비될 수도 있다.
가열 롤러(210)의 온도는 코팅 필름(CF)의 열전이 온도 이상일 수 있다. 가열 롤러(210)의 온도는 예를 들어, 50~200℃ 정도일 수 있다. 가열 롤러(210)의 온도는 예를 들어, 80~150℃ 정도일 수도 있다. 가열 롤러(210)는 포토 피니싱 처리 속도와 코팅 닙(CN)의 길이에 따라서 적절한 온도로 가열될 수 있다. 일 실시예로서, 포토 피니싱 처리 속도 30~50mm/sec(4~10ppm(page per minute)), 코팅 닙(CN)의 길이 3~6mm인 경우, 가열 롤러(210)의 온도는 80~120℃ 정도일 수 있다.
포토 피니싱부(2)는 인쇄 매체(P)의 주행방향을 기준으로 코팅 닙(CN)의 상류측에 위치되어 기재(90)를 코팅 닙(CN)으로 공급하는 공급 부재(240)와, 인쇄 매체(P)의 주행방향을 기준으로 코팅 닙(CN)의 하류측에 위치되어 코팅 닙(CN)을 통과한 기재(90)를 회수하는 회수 부재(250)를 구비할 수 있다.
공급 부재(240)와 회수 부재(250)는 예를 들어 회전되는 릴 형태일 수 있다. 코팅 필름(CF)이 지지된 기재(90)는 일단부가 공급 부재(240)에 연결되고 공급 부재(240)에 감긴 형태로 제공된다. 기재(90)의 타단부는 공급 부재(240)로부터 연장되어 코팅 닙(CN)을 통과하여 회수 부재(250)에 연결된다. 공급 부재(240)는 기재(90)가 풀리는 방향으로 회전되며, 회수 부재(250)는 기재(90)를 감아들이는 방향으로 회전된다. 공급 부재(240)로부터 풀려나온 기재(90)는 공급 가이드 부재(261)에 의하여 코팅 닙(CN)으로 안내된다. 코팅 닙(CN)을 통과한 기재는 회수 가이드 부재(262)에 의하여 회수 부재(250)로 안내된다. 공급 가이드 부재(261)와 회수 가이드 부재(262)는 예를 들어, 원통형 포스트, 회전되는 롤러, 기재(90)를 부드럽게 안내할 수 있는 곡면을 가진 판재 등 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이송 롤러(270)는 화상 형성부(1)로부터 인입된 인쇄 매체(P)를 코팅 닙(CN)으로 이송시킨다. 공급 가이드 부재(261)와 회수 가이드 부재(262)는 각각 코팅 닙(CN)의 상류측과 하류측에 위치되어, 그 사이에서 기재(90)를 평탄하게 유지시킨다. 이에 의하여, 인쇄 매체(P)가 안정적으로 기재(90)와 겹쳐질 수 있다. 배출 롤러(271)는 코팅 닙(CN)을 통과한 인쇄 매체(P)를 포토 피니싱부(2)의 외부로 배출한다.
전술한 구성에 의하여, 포토 피니싱 처리 과정을 설명한다.
화상 형성부(1)에 의하여 화상이 인쇄된 인쇄 매체(P)는 경로 선택 부재(1002)에 의하여 포토 피니싱부(2)로 안내된다. 가이드 롤러(270)는 인쇄 매체(P)를 코팅 닙(CN)으로 안내한다. 인쇄 매체(P)는 공급 가이드 부재(261)와 회수 가이드 부재(262)에 의하여 평탄하게 유지되는 기재(90)와 겹쳐져서 코팅 닙(CN)으로 들어간다. 코팅 닙(CN)에서 열과 압력에 의하여 코팅 필름(CF)이 기재(90)로부터 분리되어 인쇄 매체(P)의 화상면으로 전사되어 접착된다. 코팅 필름(CF)이 분리된 기재(90)는 회수 부재(250)에 감긴다. 화상면에 코팅 필름(CF)이 접착된 인쇄 매체(P)는 배출 롤러(271)에 의하여 배출된다. 이에 의하여 포토 피니싱 처리가 완료된다.
도 3은 화상 농도에 따른 포토 피니싱 처리 전과 후의 광택도 변화를 측정한 결과를 보여주는 그래프이다. 도 3에서 가로축은 인쇄 화상의 화상 농도를 나타내며, 세로축은 광택도를 나타낸다. C1은 포토 피니싱 처리 전, C2는 포토 피니싱 처리 후를 나타낸다. 광택도는 Quality Image products사의 광택도 측정 장비(모델명: GlossMaster/GlossMate 75°) 로 측정되었다. 포토 피니싱 조건은 아래와 같다.
- 코팅 필름(CF)의 두께: 10㎛
- 포토 피니싱 속도: 30mm/sec(4~6ppm)
- 코팅 닙(CN)의 온도: 100℃
- 코팅 닙(N)의 길이: 4mm
도 3의 C1과 C2을 보면, 포토 피니싱 처리 후에 인쇄 화상의 광택도가 증가된 것이 확인된다. 전술한 바와 같이, 인쇄 매체(P)로서 광택도가 낮은 일반 용지가 사용되는 경우에는 인쇄 화상의 농도에 따라서 광택도 불균일이 발생될 수 있으며, 이런 인쇄 화상을 종래의 가열 후 냉각 방식으로 포토 피니싱 처리하면, 화상 농도가 높은 부분에 비하여 화상 농도가 낮은 부분의 광택도가 낮아져서 광택도 불균일이 발생될 수 있다. 본 실시예의 포토 피니싱부(2)에 따르면, 인쇄 매체(P)의 화상면에 전체적으로 코팅 필름(CF)을 열전사하여 접착함으로써 전체 화상 농도 영역에서 균일한 광택도가 구현될 수 있다. 포토 피니싱 속도 50mm/sec(8~10ppm), 코팅 닙(CN)의 온도 100℃, 코팅 닙(N)의 길이 6mm에서도 유사한 결과를 얻을 수 있다.
포토 피니싱 처리 후에 지터(jitter), 밴드(band) 등의 화상 품질에 영향을 주는 화상 결함이 약화된다. 도 4는 포토 피니싱 처리 후의 화상 품질을 측정한 결과를 보여주는 그래프이다. 도 4에서 C3, C4는 각각 포토 피니싱 처리 후와 포토 피니싱 처리 전을 나타낸다. 세로축은 화상 품질 지수로서, 상대적인 값이다. 인쇄 매체(P)로서 Xerox Validity 75g 용지가 사용되었다. 도 4를 참조하면, 포토 피니싱 처리 후에 화상 품질 지수는 평균 4.5로서 포토 피니싱 처리 전에 비하여 향상된 것이 확인된다. 이는, 포토 피니싱 과정에서 인쇄 매체(P) 상의 토너가 재용융되어 지터, 밴드 등의 화상 결함이 약화되었기 때문인 것으로 생각된다.
도 5는 포토 피니싱 처리 후의 화상 품질의 시감 평가(perceptual inspection) 결과를 보여주는 그래프이다. 도 5에서 C5와 C6는 각각 포토 피니싱 처리 후 와 포토 피니싱 처리 전을 나타낸다. 세로축은 시감 지수(perceptual scale)로서, 상대적인 값이다. 인쇄 매체(P)로서 Xerox Validity 75g 용지가 사용되었다. 도 5를 참조하면, 포토 피니싱 처리 전/후에 시감 지수가 약 2에서 6.2로 향상된 것이 확인된다.
이와 같이, 인쇄 매체(P)의 화상면에 코팅 필름(CF)을 코팅하는 포토 피니싱부(2)를 채용함으로써, 인쇄 화상의 광택도를 향상시킬 수 있으며, 화상 농도에 영향을 받지 않고 균일한 높은 광택도를 가진 인쇄 화상을 얻을 수 있다. 인쇄 매체(P)의 화상면에 코팅 필름(CF)을 접착시키므로, 사진 용지를 사용하는 경우에 비하여 저렴한 비용으로 일반 용지를 사용하여 사진과 같은 인쇄물을 얻을 수 있다. 코팅 필름(CF)을 이용한 포토 피니싱 처리의 경우, 사진 용지를 사용하는 경우에 비하여 가장 적게는 약 1/10의 비용으로 사진과 같은 인쇄물을 얻을 수 있다. 또한, 냉각시간이 필요하지 않으므로, 가열 후 냉각 방식의 포토 피니싱 처리와 비교하여 포토 피니싱 처리 속도를 향상시킬 수 있다.
또한, 광택도 불균일을 해소하기 위하여 비화상부 또는 화상부와 비화상부 전체에 클리어 토너 층을 형성할 필요가 없으므로, 화상형성장치의 구조가 간단해지며 화상형성장치의 가격 또한 낮아질 수 있다. 또한, 본 실시예의 포토 피니싱부(2)는 전자사진방식이 아닌 다른 인쇄 방식, 예를 들어 잉크젯 방식으로 인쇄 매체(P)에 화상을 인쇄하는 화상 형성부에도 적용될 수 있다.
코팅 필름(CF)은 인쇄 매체(P)의 크기에 대응되는 다수의 영역으로 구획되어 기재(90)에 지지될 수 있다. 이 경우, 각 영역의 선단과 인쇄 매체(P)의 선단을 정렬시켜 코팅 닙(CN)을 통과시킬 수 있다.
코팅 필름(CF)은 기재(90)에 연속된 띠 형태로 지지될 수 있다. 코팅 필름(CF)과 인쇄 매체(P)가 겹쳐져서 코팅 닙(CN)을 통과하는 동안에, 열과 압력을 받는다. 인쇄 매체(P)의 두께에 의하여, 인쇄 매체(P)의 선단과 후단에서 코팅 필름(CF)이 꺽이면서 인쇄 매체(P)의 선단과 후단을 경계로 하여 코팅 필름(CF)이 절단될 수 있다. 회수 가이드 부재(262)를 지나는 인쇄 매체(P)의 진행 경로와 회수 가이드 부재(262)로부터 회수 부재(250)에 이르는 기재(90)의 진행 경로 사이의 각도에 의하여 코팅 필름(CF)이 용이하게 끊어지도록 하는 구조가 채용될 수 있다. 물론, 포토 피니싱부(2)는 코팅 닙(CN)을 통과한 후에 인쇄 매체(P)의 길이에 맞추어 코팅 필름(CF)을 절단하는 구조 또는 장치를 구비할 수 있다. 이러한 구조 또는 장치는, 전술한 바와 같이, 회수 가이드 부재(262)를 지나는 인쇄 매체(P)의 진행 경로와 회수 가이드 부재(262)로부터 회수 부재(250)에 이르는 기재(90)의 진행 경로 사이의 각도를 이용하는 구조, 코팅 필름(CF)을 기계적으로 절단하는 장치 등에 의하여 구현될 수도 있다.
코팅 필름(CF)이 지지된 기재(90), 공급 부재(240), 회수 부재(250)는 교체 가능한 카트리지를 형성할 수 있다.
도 6은 화상형성장치의 일 실시예의 개략적인 구성도이다. 도 6을 참조하면, 화상 형성부(1)를 구비하는 본체(1000)와, 후처리 장치(1003)가 개시되어 있다. 후처리 장치(1003)는 일면에 코팅 필름(CF)이 지지된 기재(90)와, 기재(90)와 인쇄 매체(P)가 겹쳐져서 통과되는 코팅 닙(CN)을 형성하며 인쇄 매체(P)의 화상면에 상기 코팅 필름(CF)을 열전사하는 포토 피니싱부(2)를 포함할 수 있다. 후처리 장치(1003)는 본체(1000)에 착탈가능하다.
이하에서, 도 6을 참조하여, 후처리 장치(1003)의 실시예를 설명한다.
기재(90)는 포토 피니싱부(2)의 동작 온도에서 변형되지 않은 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 기재(90)로서, 폴리에틸렌-테레프탈레이트와 같은 폴리에틸렌계 필름, 폴리에스테르계 필름 등이 채용될 수 있다. 코팅 필름(CF)은 투명한 고분자 필름일 수 있다. 투명한 고분자 코팅 필름(CF)은 전이 온도에서 기재(90)로부터 분리되어 인쇄 매체(P)에 접착된다. 코팅 필름(CF)으로서, 스틸렌계 필름, 아크릴계 필름, 스틸렌-아크릴계 필름 등이 채용될 수 있다. 코팅 필름(CF)의 두께는 1~50㎛ 범위일 수 있다. 코팅 필름(CF)의 두께는, 마모 등에 견디는 강성을 유지하기 위하여, 5㎛ 이상일 수 있다. 코팅 필름(CF)의 두께를 15㎛ 이하로 함으로써, 코팅 필름(CF)이 전사된 인쇄 매체(P)에 커얼(curl)이 발생될 가능성을 줄일 수 있다.
기재(90)와 코팅 필름(CF) 사이에는 이형층(RL)이 개재될 수 있다. 이형층(RL)은 열전사과정에서 코팅 필름(CF)이 기재(90)로부터 용이하게 분리되도록 한다. 이형층(RL)으로서, 포토 피니싱부(2)의 동작 온도에서 변형되지 않은 오일, 예를 들어, 실리콘 오일, 불소계 오일, 하이드로카본 오일 등이 채용될 수 있다. 코팅 필름(CF)과 기재(90)의 물성 차이로 인하여 코팅 필름(CF)의 자발적 이형이 일어나는 경우에는 이형층(RL)이 필요없을 수 있다.
포토 피니싱부(2)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 포토 피니싱부(2)는 기재(90)의 일단이 연결되고 기재(90)가 감긴 공급 부재(240)와, 기재(90)의 타단이 연결된 회수 부재(250), 및 공급 부재(240)와 회수 부재(250) 사이에 위치되어 서로 맞물려 기재(90)와 인쇄 매체(P)가 겹쳐져서 통과되는 코팅 닙(CN)을 형성하며 기재(90)를 가열하여 코팅 필름(CF)을 인쇄 매체(P)로 열전사하는 한 쌍의 코팅 부재를 구비할 수 있다. 일 실시예로서, 한 쌍의 코팅 부재는 가열 롤러(210)와 가압 롤러(220)를 포함할 수 있다. 공급 부재(240), 회수 부재(250), 가열 롤러(210), 가압 롤러(220)의 실시예는 도 1에서 설명한 바와 동일할 수 있으며, 도 1에서 설명한 포토 피니싱부(2)에 관한 설명이 후처리 장치(1003)에 동일하게 적용될 수 있다. 도 6에 도시된 본체(1000)의 구성은 도 1의 본체(1000)와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
후처리 장치(1003)가 본체(1000)에 장착되지 않은 경우, 화상 형성부(1)를 통과한 인쇄 매체(P)는 배출 롤러(84)에 의하여 본체(1000)로부터 배출된다. 후처리 장치(1003)가 본체(1000)에 장착되면, 화상 형성부(1)를 통과한 인쇄 매체(P)는 후처리 장치(2)로 선택적으로 공급되어 포토 피니싱 처리 후에 배출 롤러(271)에 의하여 후처리 장치(1003)로부터 배출된다. 본체(1000)의 상부에는 후처리 장치(1003)로 연결된 배출구(1001)가 마련되며, 후처리 장치(1003)에는 배출구(1001)와 연결된 인입구(280)가 마련된다.
화상형성장치는, 화상 형성부(1)를 통과한 인쇄 매체(P)를 후처리 장치(1003)(2)로 선택적으로 안내하는 경로 선택 부재(1002)를 구비할 수 있다. 후처리 장치(1003)가 장착되지 않은 경우, 경로 선택 부재(1002)는 정착기(60)를 통과한 인쇄 매체(P)를 본체(1000)로부터 배출하는 제1위치(실선으로 도시된 위치)에 유지될 수 있다.
후처리 장치(1003)가 장착된 경우, 경로 선택 부재(1002)는 구동 수단, 예를 들어 솔레노이드에 의하여 구동될 수 있다. 경로 선택 부재(1002)는 정착기(60)를 통과한 인쇄 매체(P)를 광택 처리하지 않고 바로 본체(1000)로부터 배출하는 제1위치(실선으로 도시된 위치)와, 정착기(60)를 통과한 인쇄 매체(P)를 포토 피니싱부(2)로 안내하는 제2위치(점선으로 도시된 위치)로 전환될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 선택적인 광택 처리가 가능하다. 다시 말하면, 인쇄 매체(P)로서 광택도가 높은 용지가 사용되는 경우에는 경로 선택 부재(1002)를 제1위치에 위치시켜, 정착기(60)를 통과한 인쇄 매체(P)를 광택 처리하지 않고 바로 본체(1000)로부터 배출할 수 있다. 인쇄 매체(P)로서 광택도가 낮은 일반 용지가 사용되는 경우에는 필요에 따라서 경로 선택 부재(1002)를 제2위치에 위치시켜, 정착기(60)를 통과한 인쇄 매체(P)를 후처리 장치(1003)로 안내할 수 있다.
도 7은 화상형성장치의 일 실시예의 개략적인 구성도이다. 본 실시예의 화상형성장치는, 포토 피니싱부(2a)가 도 1 및 도 6에 도시된 정착기(60)와 포토 피니싱부(2)의 기능을 겸한다. 도 7에 도시된 구성요소 중에서 도 1 및 도 6에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소는 동일한 참조부호로 표시하고 중복되는 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 화상 형성부(1a)와 포토 피니싱부(2a)가 도시되어 있다. 본 실시예의 화상 형성부(1a)는 전자사진방식에 의하여 인쇄 매체(P)에 토너 화상을 형성한다. 포토 피니싱부(2a)는, 일면에 코팅 필름(CF)이 지지된 기재(90)와 토너 화상이 형성된 인쇄 매체(P)가 겹쳐져서 통과되는 코팅 닙(CN)을 형성하며 토너 화상과 코팅 필름(CF)을 인쇄 매체(P)에 정착시킨다.
도시되지 않은 호스트 등으로부터 인쇄명령이 수신되면, 도시되지 않은 제어부는 대전 롤러(22)를 이용하여 감광 드럼(21)의 표면을 균일한 전위로 대전시킨다. 노광기(10)는 각 색상의 화상정보에 대응하여 변조된 4 개의 광빔을 현상기(20C)(20M)(20Y)(20K)의 감광 드럼(21)에 주사하여 감광 드럼(21)에 정전잠상을 형성시킨다. 각 현상기(20C)(20M)(20Y)(20K)의 현상 롤러(23)는 대응되는 감광 드럼(21)에 각각 C, M, Y, K 색상의 토너를 공급하여, 정전잠상을 가시적인 토너 화상으로 현상시킨다. 현상된 토너 화상들은 중간 전사 벨트(30)로 중첩 전사된다. 급지대(80)에 적재된 인쇄 매체(P)는 인쇄 경로(81)를 따라 전사 롤러(50)와 중간 전사 벨트(30)가 대향된 전사닙으로 이송된다. 전사 롤러(50)에 인가되는 전사 바이어스 전압에 의하여 중간 전사 벨트(30) 위에 중간 전사된 토너 화상들은 인쇄 매체(P)로 전사된다.
토너 화상을 보유한 인쇄 매체(P)는 포토 피니싱부(2)로 이송된다. 인쇄 매체(P)는 공급 부재(240)로부터 공급되어 공급 가이드 부재(261)와 회수 가이드 부재(262)에 의하여 평탄하게 유지되는 기재(90)와 겹쳐져서 코팅 닙(CN)으로 들어간다. 인쇄 매체(P)의 화상면은 코팅 필름(CF)과 대향된다. 코팅 닙(CN)에서 열과 압력에 의하여, 토너 화상이 용융되어 인쇄 매체(P)에 정착되며, 동시에 코팅 필름(CF)이 기재(90)로부터 분리되어 인쇄 매체(P)의 화상면으로 전사되어 접착된다. 코팅 필름(CF)이 분리된 기재(90)는 회수 부재(250)에 감긴다. 화상면에 코팅 필름(CF)이 접착된 인쇄 매체(P)는 배출 롤러(271)에 의하여 포토 피니싱부(2)로부터 배출된다. 이에 의하여 정착과 동시에 포토 피니싱 처리가 완료된다.
이와 같은 구성에 의하면, 도 1 및 도 6에 도시된 화상형성장치와 비교하여, 정착기(60)가 생략될 수 있어, 저비용으로 포토 피니싱이 가능한 화상형성장치가 구현될 수 있다.
본 개시는 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 인쇄 매체에 화상을 형성하는 화상 형성부;
    상기 인쇄 매체에 상기 화상을 덮는 코팅 필름을 열전사하는 포토 피니싱부;를 포함하는 화상형성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화상 형성부의 출구에 위치되어 상기 인쇄 매체를 상기 포토 피니싱부로 선택적으로 안내하는 경로 선택 부재;를 구비하는 화상형성장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 포토 피니싱부는 상기 화상 형성부를 포함하는 본체에 착탈 가능한 화상형성장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 포토 피니싱부는,
    서로 맞물려서 일면에 상기 코팅 필름이 지지된 기재와 상기 인쇄 매체가 겹쳐져서 통과되는 코팅 닙을 형성하며, 상기 기재를 가열하여 상기 코팅 필름을 상기 인쇄 매체로 열전사하는 한 쌍의 코팅 부재;를 포함하는 화상형성장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기재와 상기 코팅 필름 사이에 이형층이 개재된 화상형성장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기재는 폴리에틸렌계 필름, 폴리에스테르계 필름 중 어느 하나이며,
    상기 코팅 필름은 스틸렌계 필름, 아크릴계 필름, 스틸렌-아크릴계 필름 중 어느 하나이며,
    상기 이형층은 실리콘 오일, 불소계 오일, 하이드로카본 오일 중 어느 하나인 화상형성장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 코팅 필름의 두께는 15㎛ 이하인 화상형성장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 포토 피니싱부는,
    상기 인쇄 매체의 주행방향을 기준으로 상기 코팅 닙의 상류측에 위치되어 상기 코팅 필름이 지지된 상기 기재를 상기 코팅 닙으로 공급하는 공급 부재;
    상기 인쇄 매체의 주행방향을 기준으로 상기 코팅 닙의 하류측에 위치되어 상기 코팅 닙을 통과한 상기 기재를 회수하는 회수 부재;를 포함하는 화상형성장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 한 쌍의 코팅 부재는, 가열 롤러와 가압 롤러를 포함하며,
    상기 가열 롤러의 온도는 80~150℃ 인 화상형성장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 화상 형성부는 전자사진방식에 의하여 상기 인쇄 매체에 토너 화상을 형성하며,
    상기 포토 피니싱부는, 일면에 상기 코팅 필름이 지지된 기재와 상기 인쇄 매체가 겹쳐져서 통과되는 코팅 닙을 형성하며, 상기 토너 화상과 상기 코팅 필름을 상기 인쇄 매체에 정착시키는 화상형성장치.
  11. 일면에 코팅 필름이 지지된 기재;
    상기 기재와 인쇄 매체가 겹쳐져서 통과되는 코팅 닙을 형성하며, 상기 인쇄 매체의 화상면에 상기 코팅 필름을 열전사하는 포토 피니싱부;를 포함하는 후처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 포토 피니싱부는,
    상기 기재의 일단이 연결되고 상기 기재가 감긴 공급 부재;
    상기 기재의 타단이 연결된 회수 부재;
    상기 공급 부재와 상기 회수 부재 사이에 위치되어 상기 기재와 상기 인쇄 매체가 겹쳐져서 통과되는 코팅 닙을 형성하며, 상기 기재를 가열하여 상기 코팅 필름을 상기 인쇄 매체로 열전사하는 한 쌍의 코팅 부재;를 포함하는 후처리 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 기재와 상기 코팅 필름 사이에 이형층이 개재된 후처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기재는 폴리에틸렌계 필름, 폴리에스테르계 필름 중 어느 하나이며,
    상기 코팅 필름은 스틸렌계 필름, 아크릴계 필름, 스틸렌-아크릴계 필름 중 어느 하나이며,
    상기 이형층은 실리콘 오일, 불소계 오일, 하이드로카본 오일 중 어느 하나인 후처리 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 코팅 필름의 두께는 15㎛ 이하인 후처리 장치.
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