KR830002021B1 - 전자사진식 기록장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전자사진식 기록장치

제1도는 종래의 전자사진식기록장치의 설명도.

제2도는 본 발명자가 먼저 제안한 전자사진식 기록장치의 설명도.

제3도는 본 발명의 전자사진식 기록장치의 개략도.

제4도는 제3도에 표시한 장치의 기록드럼상의 초기 전하분포 및 그 전위레벨을 표시한 그림.

제5도는 동 장치에 있어서 사용되는 복사용 원고 및 이 원고를 사용하여 노광한후의 기록드럼상의 전하분포 및 그 전위 레벨을 표시한 그림.

제6도는 동장치에 있어서의 기록 써 넣기용의 네가 화상의 일예 및 이 네가화상을 노광한 후의 기록드럼 상의 전하분포 및 그 전위레벨을 표시한 그림.

제7도는 제3도에 표시한 현상용 자기 브러시부를 부분적으로 확대하여 표시한 그림.

제8도는 제3도에 표시환 현상용 자기 부러시부를 통과한 후의 기록드럼상의 가시상을 표시한 그림 .

제9도는 본 발명의 다른 실시예를 표시한 그림.

본 발명은 전자사진식기록 장치에 관하여 특히 복사 원고를 네가상으로 하지 아니하고, 복사기능과 인자 기능과를 동시에 갖는 적자사진식기록 장치에 관한 것이다.

전자사진 방식을 사용한 기록장치는 각 방면에서 개발하여 실용화되어 있다. 그리하여 이 기록장치의 하나에 전자사진식복사 기록장치가 있다. 이 전자 사진식 복사기록장치에서는 예를 들면 셀렌과 같은 감광체에 의하여 구성되는 기록매체면상을 코로나 방전에 의하여 같은 모양으로 방전시킨후, 광학적 수단에 의하여 원고를 상기기록 매체상에 결연시켜 이 원고화상에 응하여 상기 기록매체면상의 전하를 제거하여 정전잠상을 형성하고 있다.

그리하여 이 정전잠상에 토너를 부착하여 가시상으로 현상하여 이를 용지(보통의 종이) 위에 전사한 후 가열정착하여 이른바, 상기 원고의 복사물을 얻는다. 다만 산화아연지와 같은 용지를 사용하는 경우에는 전사 공정을 필요로 하지 아니한다.

그런데 최근 이와 같은 전자사진식복사 기록장치에 의하면 복사화상의 여백위에 문자나 기호등의 써 넣기를 할 수 있는 인자기능까지도 동시에 갖는다. 이른바 전자사진식 복사장치겸 프린터 장치의 필요성이 높아져 있다.

그러나 복사장치에 있어서는 원고의 화상 여백부는 고광에 의하여 기록매체면상이 수광부로 되어 이 부분의 전하는 제거되어거의 0 전위로 되어 있기 때문에 이 위에다 프린터 장치의 기록을 행하여도 써 넣을 문자의 잠상을 형성하는 것은 할수 없다.

이 때문에 종래에는 제1(a)도에 표시한바와 같이 미리 감광기록 매체 1을, 예를 들면 정전하로 대전시켜 놓고, 이에 같은 제1(b)도에 표시한 바와 같이 복사원고의 네가상 A를 사용하여 노광하고, 제1(c)도에 표시한 바와 같이 복사원부에 대한 잠상 A₁을 형성하고, 그 후, 제1(d)도에 표시한 바와 같이 써 넣을 문자에 상당하는 문자의 잠상 B₁를 형성하고, 최후에 제1(e)도에 표시한 바와 같이 정전하를 갖는 토너 D로 현상하여 복사원고 및 문자를 가시상으로 재현하는 것이다.

그러나 이와 같은 방식으로는 통상의 인쇄물들을 그대로의 상태로는 복사원고로 사용할 수가 없고, 일단 사진등의 수단에 의하여 네가상을 준비하여야 하기 때문에 번거롭게 노고와 시간을 소요로 하여 실용상 극히 불편하고 또한 경제적으로도 고가한 것으로 되어 있다.

이와 같은 화상합성 기능을 갖는 전자사진식 프린터는 예를 들면(IBN J. RES. DEVELOP. VOL. 22.1, JAN. 1978)의 P.34-39의 (Electrophotographic Process in a High Speed Printer)에 혹은 (The Journal of Photographic Science. VOL. 25, 1977)의 P, 186-188의 (Principles of a High-Speed Non-Impact Printer)에 설명되어 있다. 그 점에서 본 발명인은 이와같은 네가상을 필요로 하지 아니한다. 복사겸 인자기능을 동시에 갖는 전자사진식 기록장치를 연구하여 선출원 하였다(일본국 특허출원번호 : 특원소 53-99949호)이 장치는 제2(a)도, 제2(b)도에 표시한 바와 같이 감광기록매체 1을 전위 V₀(예를 들면 ＋700V)에 대전시켜 놓고, 이에제2(c)도, 제2(d)도에 표시한 바와 같이 복사 원고X를 사용하여 상기 감광기록매체 1위에 화상부 X₁을 작성한다.

이에 의하여 복사 원고 X이외에 여백부에 대응하는 감광기록매체 1의 표면의 노광되나, 이때 빛의 강도를 조정하여 제2(e)도에 표시한 바와 같이 상기, 노광부분 1-1에 있어서의 전하가 약 반만이 제거되어 그 부분의 전위가 Vℓ(Vℓ≒

V₀)이 되도록 한다.

그리하여 예를 들면 옵디칼, 화이버, 튜브기록관(OFT 기록관)에 의하여 제2(f)도에 표시한 바와 같이 인자할 문자 9를 포지 노광한다.

이 때 상기의 OFT 기록관에 의하여 조사되는 빛의 양을 상기, Vℓ전의에 대응하는 전하가 제거될만한 강도의 조사량으로으로 설정하여 두면 제2(g)도, 제2(h)도에 표시한 바와 같이 문자 부분의 전하는 그대로 남기 때문에 전위 Vℓ의 전하가 잔류하나 복사원고 X의 화상부 X₁을 전위 V₀에서 Vℓ로 되고 다른 노광부분 1-1은 전하가 없어져서 거의 0전위가 된다.

그리하여 이에다 아미너스로 축적된 토너를 부착시키면 제2(i)도에 표시한 바와 같이 복사원고 X 및 문자 Y를 토너 Z에 의하여 현상할 수가 있다.

그러나 이 방식에 의하면 인자할 문자들으로서 포지 노광할 필요가 있다. 그런데 문자나 기호들을 포지노광할 경우, 문자나 기호 이외의 부분을 발광시킬 필요가 있고, 이 발광부분이 크기 때문에 OFT기록관에 의해서는 그 형광면의 성능이 저하하기 쉽게되는 경우가 있다. 또 반도체 레이저의 경우도 마찬가지로 발광시간에 따라 성능이 저하되기 쉽고 감광체도 역시 이와 같다.

그러므로 인자할 문자나 기호등을 발광시켜서 노광한다.

이른바 문자들은 네가 노광으로 하고, 복사원고는 포지 노광으로 행하는 방식의 전자사진식 기록장치의 개발이 요구되고 있다.

따라서 본 발명은 이를 가능케 하는 전자사진식 기록장치의 제공을 목적으로 하는 것이며, 이를 위하여 본 발명의 전자시진 식기록장치에 있어서는 감광체 표면을 같은 모양으로 대전하는 초기 대전부와 그 대전된 감광체 표면에 잠상을 형성하는 잠상 형성부와 이 감광체 표면의 잠상을 가시상화 하는 가시 상화부를 함하여 구성되는 전자사진식기록장치에 있어서, 상기 상형성부는 포지광학상의 수광영역과 네가 광학상의 수광영역과를 중복시켜 각각 감광체 표면에 투영하는 복수의 노광 수단을 가지고 포지 및 네가 광학상의 어느 것에 의하여서도 수광되지 아니하고, 초기 대전전위를 보지한 제1 영역과 포지 광학상만에 의하여 수광되어 초기 대전 전위보다 낮은 제2의 전위를 보지한 제2영역과 포지와 네가 광학상에 의하여 공통으로 수광되어 제2의 전위보다 낮은 제3의 전위를 보지한 제3영역에 의하여 되는 잠상을 감광체 표면에 형성하도록 구성한 것이다.

이하 본 발명의 1실시예를 제3도 내지 제8도에 의하여 설명한다.

제3도는 본 발명에 관계되는 전자사진식 기록장치의 실시예의 개략구성도이다. 표면에 광도전체층(예를 들면 셀렌)을 갖는 기록드럼 1의 외주에 따라 같은 모양의 대전용코로나 방전기 2, 복사용 노광장치 19, 기록 써 넣기용 광학장치 20, 현상용 자기부러시 8, 전사용코로나 방전기 9, 및 클리너 10이 배치된다. 더우기 기록드렴 1의 주연에 따라 배치되는 이들의 장치는 각각 공지로서 모두가 이미 기술적으로 확립된 장치이므로 여기에서는 이들 각기의 장치의 구체적 구성에 대하여는 생략한다.

또한 5는 포지화상의 인쇄된 복사용원고, 12는 전사지이고, 보통지라고 부르는 통상의 종이이다.

또 11은 정착롤러, 18은 현상제로서의 토너(toner)이다. 복사용 노광장치 19는 광원 4 및 렌즈 등의 광학계 3에 의하여 구성되어 있다.

또 기록 써 넣기용 광학장치 20은 레이저광 발생기와 광학계6 및 프린트제어회로 7로서 된다. 여기에서 복사용 노광장치 19에 의한 기록드렴 1위에의 노광량이 코로나 방전기 2에 의한 같은 모양의 대전전하의 약반에 해당하는 전하를 제거하는 노광향이 되도록 되어 있다.

즉, 미리 광원4의 광도를 코로나 방전기 2에 의한 같은 모양의 대전전하의 약 반의 전하를 제거하는 노광량이 되도록 설정하여 둔다.

한편, 기록 써 넣기용 광학장치 20의 레이저광 발생기와 광학계 6의 레이저 광조사량은 기록드렴 1상의 광도전체층에 코로나 방전기 2에 의하여 같은 모양으로 대전된 전하의 약 반의 전하를 제거하는 조사량이 되도록 미리 설정되어 있어도 좋고, 그 이상이어도 좋다.

다음에 본 발명의 잔자사진식 복사프린터의 기록 동작을 설명한다. 기록드럼1은 도시되지 않은 모터에 의하여 그림에서 화살표 A로 표시한 방향으로 되전하고, 기록드럼1의 극히 가까이에 근접하여 배치된 코로나 방전기2에 의하여 기록드럼1의 표면의 광도 전체층을 같은 모양으로 대전시킨다. 다음에 같은 모양으로 대전된 기록드렴1의 표면에 복사용노광장치19로 부터의 복사용원고 5에 의한 빛을 조사한다. 이때에 기록드럼1의 표면전위는 복사용 노광장치 19로 부터의 빛으로 노광된 영역이 최초로 같은 모양으로 대전된 표면전위의 약 반으로 감쇠하고, 기타의 영역 즉, 노광을 하지 아니하는 영역은 최초로 같은 모양으로 대전된 표면 전위를 그대로 보지하고 있다

다음에 기록써 넣기용 광학 장치 20에서부터 인자할 문자, 기록등에 대응하는 레이저광을 기록드럼1의 표면에 조사한다. 그렇게 하면 레이저광에 의하여 조사된 문자기록등에 대응하는 영역의 표면전위가 같은 모양으로 감쇠하고, 한편, 레이저광의 조사하지 아니하는 여백부에 대응하는 영역의 표면전위는 감쇠하지 아니하고, 복사용노광장치19통과 후의 표면전위 최초로 코로나방전기에 의하여 같은 모양으로 대전된 시점의 표면전위의 약반의 전위를 보지하고 있다. 이때에 복사용노광장치 19 및 레이저광 조사의 어느것에 의해서도 노광되어 있지 아니한 영역에 코로나 방전기에 의하여 같은 모양의 대전된 시점의 표면 전위를 그대로 보지하고 있다.

따라서 복사용노광장치19, 기록 써 넣기용 광학장치 20에 의한 합계 2회의 노광에 의하여 복사용 원고에 대응하는 화상이 초기대전 전위를 보지하고, 레이저광에 의한 문자, 기호등에 대응하는 화상이 가상 어스에 가까운 전위를 보지하는 합성화상의 정전하잠상이 기록드럼상에 형성된다.

다음에 기록드럼 1상에 형성된 전하잠상은 현상용 자기부러시 8에 의하여 공급된 정, 부의 전하을 갖는 일성분 토너에 부착에 의하여 현상화(顯像化-가시상과 같은 뜻)된다.

기사상화된 기록드럼상의 토너상은 강제대전용 코로나 방전기 9'를 통과할 때 그때까지 정, 부 양극성의 전하를 가지고 있었으나, 여기에서 부극성의 전하에 통일된다. 그리하여 다음의 전사 공정에 있어서 전사지12에 놀리워지면서 접촉됨과 동시에 전사지이면으로부터 전사용코로나 방전기 9에 의하여 인가되는 정의 대전전하에 의하여 전사지측에 정전적으로 흡착된다.

전사지 12위에 부착한 토너상은 후에 정착롤러 11에 의하여 가열 가압되어 전사지 12위에 고착된다.

한편, 전사공정후에 기록드럼 1위에 약간 남게되는 토너는 퓌부러시등을 사용한 클리너에 의하여 기계적으로 긁어져 떨어진다.

이상이 본 발명에 관계되는 전사사진식 복사프린터 장치의 인자공정이나 다음에 잠상 형성 공정에 대하여 제4도, 제5도, 제6도를 사용하여 다시 상세히 기술한다.

기록드럼 1은 그 표면의 광도전체층을 코로나 방전기 2에 의하여 예를 들면 ＋1400V로 같은 모양으로 대전된다.

이 때의 기록드럼 1의 대전상태를 제4도에 표시한다.

제4(a)도는 기록드럼 1위의 복사용 원고 5에 대응하는 부분의 전하 분포상태이고, 같은 제4(b)에 표시한 바와 같이 제4(a)의 ab간의 전위레벨은 같은 모양으로 V₀(예를 들면＋1400V)가 된다.

이어서 복사용 노광장치 19의 광원 4에서 일어나는 빛에 의하여 원고 5의 복사면을 조사하여 그 반사광에 의하여 렌즈등에서 되는 광학계3을 개입하여 기록드럼1의 같은 모양의 대전표면을 노광한다. 따라서 제5(a)도에서 표시한 원고 5의 화상부이 14외의 여백부에 대응하는 기록드럼1표면이 노광되어 이 부분의 전하는 약 반만이 제거된다.

제5(b)도는 이 때의 전하분포를 모식적(模式的)으로 표시하고 있고 그림의 ab간의 전위레벨은 제5(c)도에서 표시한 바와 같다.

즉, 화상부 14에 대응한 부분은 V₀에 유지되어 이 부분 이외의여백부는 V₁까지 저하한다. 이때 전술한 바와 같이 미리 노광향이 같은 모양의 대전전위의 약 반의 전위 레벨에 대응하는 양의 전하를 제거하도록 설정되어 있기 때문에 V₁≒

V₀(이 경우는 약 700V)가 된다.

이와 같이 하여 복사용 원고 5의 화상부 14에 대응한 전하 잠상이 기록드럼 1위에 형성된다.

다음에 기록 써 넣기용 광학장치 20의 프린트 제어 회로 7에 의하여 예를 들면 제6(a)도에 표시한 바와 같이 복사용 원고 5에 대응하는 부분 5'위에 문자, 기호등의 화상 16의 써 넣기 지령이 발하여진다. 이 지령신호에 의하여 레이저광 발생기 및 광학계 6이 기록드럼 1의 표면을 인자할 화상 16에 따라 네가조광을 행한다.

이 레이저광의 조사에 의하여 같은 모양의 대전시의 약 반의 전하를 이미 잃고 있는 복사원고의 여백에 대응한 영역은 드디어 잔존전하의 대부분을 잃게 된다.

따라서 이 레이저 조사를 받은 영역의 표면전위 레벨은 거의 0전위까지 저하한다.

레이저 조사를 받지 않는 영역은 전하 또는 전위 어느것도 변화하지 아니하고 따라서 복사원고에 의하여 노광된 영역은 같은 모양의 대전시의 약 반의 전하 및 전위(700V)를 본래대로 유지하고 또 한번도 노광되지 않은 영역은 같은 모양의 대전시의 전하 및 전위(1400V)를 유지한다.

이와 같이하여 얻어지는 각각의 전하분포를 제6(b)도에 또 전위레벨을 같은 그림 제6(c)도에 표시한다.

그후, 제7도에 표시한 현상용 자기 부러시부8을 통과한다.

그런데 현상용 자기부러시부8은 정전압원13에서 복사용 노광을 받은 영역의 보지전위 V₁과 동등한 전위 V₁이 가하여져 있다. 이 결과, 자기부러시부와 기록드럼 1과의 근접위치에 있어서 자기부러시부 8에서 기록드럼위의 0전위가된 영역으로 향하는 전계가 형성되고, 또 기록드럼위의 초기대전 전위를 그대로 보지 하는 영역으로 부터 자기부러시부 8에 향하는 전계가 형성된다.

따라서 자기부러시브 8에 공급된 1성분의 토너 18a', 18b', 18c'가 상기한 각전계에 유기되어 정 또는 부에 대전된다. 이에 의하여 대전된 토너는 전계에 따라 기록드럼측으로 이동하여 부착한다. 즉, 복사원고의 문자테 등의 포지화상에 대응하는 영역은 자기부러시부 8에 대하여 정의 전위차를 가지고 있으므로 부의 전하가 유기되어 대전한 토너 18a'를 부착시킨다.

이와 마찬가지로 레이저광 써 넣기의 문자, 기호등의 네가 화상에 대응하는 영역은 자기 부러시부 8에 대하여 부의 전위차를 가지고 있으므로 정의 전하가 유기되어 대전한 토너 18b'를 부착시킨다.

한편, 복사원고 및 기록 써 넣기 화상 쌍방에 공통의 여백부에 대응하는 영역은 자기부러시부 8에 대하여 전위차를 갖지 않으므로 토너에 전하를 유기시키는 일도 없고 따라서 토너를 부착시키지 아니한다.

제8도는 이와 같이 정부 각각으로 대전한 토너 18a', 18b'에 의하여 가시상화된 기록드럼 표면을 표시하고 있다.

이 기록드럼위 의가시상은 다음에 강제 대전용 코로나 방전기 9'에 의하여 과잉의 부전하가 주어져 같은 모양으로 부에 대전한다. 상세한 것은 강제 대전용 코로나 방전기 9'는 기록드럼에 대항하는 면에 이온의 흐름을 가능하게 하는금속제의망 또는 스다레 등의 도전체를 갖고, 이에 의하여 기록드럼위에 부착하는 정의 토너를 당기어 벗기는 전계를 억제(차폐)하여 부의 이온만을 기록드럼에 공급하는 것이다.

이후는 이 같은 모양으로 대전된 토너상을 전사용 코로나 방전기 9에서 전사지 12에 주어진 정전하에 의하여 전사지 12에 전사하고, 최후로 이 전사지 12위의 토너상을 가열융착에 의하여 정착한다.

더우기 복사노광후의 잔존전위 V 및 자기 부되시에 대한 바이어스 전압은 초기때전전위 V₀의 곡 반으로 할 필요는 없고 적절히 조정할 수 있다.

예를 들면 복사용 원고위의 화상을 엷게하고 기록 써 넣기용의 문자를 짙게 하고자 하는 경우가 있으나, 이와 같은 경우에는 상기한 바이어스 전압 V₁을 초기대전전위 V₀쪽에 접근시켜 주면 토너의 부착량을 복사화상에서 적게하고 기록 써 넣기화상에서 매게할 수가 있다.

또 상기한 실시예에 있어서의 현상공정에서는 양극성에 대전 가능한 1성분의 토너를 사용하였으나, 각각 정 및 부에 대전하는 2종의 토너를 혼합하여 사용할 수도 있다.

이 경우, 토너가 불필요한 영역에 양간 부착함으로써 인자결과를 보기 싫게할 염려가 있다.

따라서 정 및 부에 대전하는 2종의 토너를 각각 별개의 자기부러시부에 공급하고, 각 자기부러시부 마다에 적절한 바이어스 전압을 인가하는 것이 바람직하다.

결국, 정의 토너에 대하여는 여백영역이 약간 높은 전위를 자기부러시부에 대하여 가지도록 하고, 부의토너에 대해서는 이와 반대가 되도록 바이어스 전압을 설정하는 것이다.

다시금 2종의 토너를 사용하는 경우에는 각 토너마다 다른 착색을 나타낸 것을 사용함으로써 다색현상을 하는 것이 가능하다. 제9도는 다색현상을 행하는 본 발명의 다른 실시예를 표시한 개략 구성도이다.

본 실시예는 제1도에 표시한 장치에 비교하여

(1) 기록 써 넣기용의 네가상노광을 최초로 행하고 다음에 복사용노광을 하도록 순서를 반대로한 점

(2) 현상용 자기 부러시부 8-1, 8-2의 2조가 설치되어 있는 점만이 상이하다.

상기 (1)에 의한 작용효과는 제1도에 표시한 장치와 달라지지 아니하고 비노광영역은 본래대로의 비노광부이고, 복사원고 및 기록 써 넣기화상의 여백부도 역시 1회로 노광되지 않고 기록 써 넣기 화상의 문자 기호에 대응하는 영역도 역시 공통으로 노광(2회)된다.

따라서 기록드럼위에 형성되는 전하분포 및 전위분포는 제1도의 장치의 경우와 동일하도 단지 기록 써 넣기용 노광 후, 복사용 노광에 이르는 중간 시점이 상이함에 지나지 아니하다.

상기 (2)에 대하여는 전술한 바와 같이 각자기 부러시부 8-1, 8-2에 각각색을 달리하여 또는 대전극성도 달리한 토너를 공급함으로써 복사화상과 기록 써 넣기 화상과를 각각 다른 색으로 하는 것이다. 이 경우 양화상의 착색부끼리가 겹치는 일이 없기 때문에 토너의 착색이 그대로 화상의 착색에 일치하여 혼색의 문제를 일으키지 아니한다.

이와 같이 다색 현상된 토너상은 제1도의 장치와 마찬가지고 강제대전용 코로나 방전기 9'에 의하여 동일 극성으로 대전이 고쳐져서 전사, 정착이 행하여진다.

이상 설명한 바와같이 본 발명에 의하면 복사원고로서 포지화상을 사용할 수가 있을 뿐만 아니라 인자, 기호를 네가상에 의해서 써 넣는 것이 가능하게 되므로 예를 들면 OFT 기록관 15의 발광부분을 포지상 써 넣기 때 보다 훨씬 감소시키는 것이 가능하게 된다. 따라서 OFT 기록관의 형광면의 수명 연장이 가능하게 된다. 또 반도체 레이저 광원을 사용하는 경우에도 발광시간을 적게할 수가 있고, 더우기 감광체에 대한 노 광량도 감소하므로 이 역시 수명의 연장이 가능하게 된다.

이상의 설명에서는 기록지로서 보통지를 사용하였으나, 물론, 산화아연지와 같은 감광지를 사용하여도 직점 잠상을 형성하여 현상, 정착을 행할 수도 있다.

Claims (1)

1. 감광체 표면을 같은 모양으로 대전하는 초기대전부와 그 대전된 감광체 표면에 잠상을 형성하는 잠상형성부와 그 감광체 표면의 잠상을 가시상화 하는 가시상화부와를 포함하여 구성되는 전자사진식 기록장치에 있어서 상기 잠상형성부는 복사원고상의 포지티브 광학상을 감광체상에 상대적으로 정지시켜 결상시키는 광학계 및 광원에 의하여 되는 제1의 노광수단과 주어진 정보에 응하여 문자상등의 네가티브광학상을 동적으로 발생하는 화상발생기에 의해서 되는 제2의 노광수단을 가지고 상기의 노광수단에 의하여 각각 포지티브광학상 네가티브광학상을 감광체 표면상에 중복하여 노광하고, 포지티브 및 네가티브 광학상의 어느 것에 의해서도 수광되지 아니하고 초기 대전전위를 보지한 제1형역과 포지티브광학상만에 의하여 수광되어 초기 대전 전위보다 낮은 제2의 전위를 보지한 제2영역과 포지티브 및 네가티브 광학상에 의하여 공통으로 수광되어 제2의 전위보다 낮은 제3의 전위를 보지한 제3 영역에 의하여 되는 잠상을 감광체 표면에 형성하는 것을 특징으로 하는 전자사진식 기록장치.

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