KR950000746B1 - 컬러(color)기록장치 - Google Patents

컬러(color)기록장치 Download PDF

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KR950000746B1
KR950000746B1 KR1019910013395A KR910013395A KR950000746B1 KR 950000746 B1 KR950000746 B1 KR 950000746B1 KR 1019910013395 A KR1019910013395 A KR 1019910013395A KR 910013395 A KR910013395 A KR 910013395A KR 950000746 B1 KR950000746 B1 KR 950000746B1
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후지제록스 가부시끼가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

컬러(color)기록장치
제 1 도는 본 발명을 실시하기 위해 사용하는 컬러(color )기록장치의 구성을 나타내는 개략단면도.
제 2 도는 본 발명에 있어서의 제 2 대전 공정에서 사용되는 스코로트론(Scorotron)의 개략도.
제 3 도는 실시예 1에 있어서의 감광체 표면의 전위를 나타내는 설명도.
제 4 도는 실시예 2에 있어서의 감광체 표면의 전위를 나타내는 설명도.
제 5 도는 실시예 3에서의 감광체 표면의 전위를 나타내는 설명도.
제 6 도는 제 1 컬러토너의 변부상에 제 2 컬러토너의 현상을 나타내는 도면.
본 발명은 정전잠상을 이용하여 컬러화상기록을 행하는 장치에 관한 것이며, 특히, 대전 공정, 잠상형성 공정, 현상공정을 복수회 반복한 후에, 얻어진 토너상(toner image)을 기록지상에 일괄 전사하는 컬러기록장치에 관한 것이다.
종래의 컬러기록장치로서는, 일본 특개소 58-116533호 공보에 기재된 바와같은 장치가 알려져 있다. 이 장치에서는, 먼저, 대전, 화상부노광, 반전현상을 2회 반복하여 감광체상에 2색 토너상을 형성한 후에, 기록지상에 상기 토노상을 일괄전사한다.
또한, 동공보에서는, 제 1 현상후에 스코로트론을 사용하여 제 2 대전을 행하여 화상부와 비화상부의 전위를 거의 같은 정도로 하고, 제 2 현상에 소프트(soft)한 단일 성분자성토너현상을 사용함으로써 제 2 현상시의 제 1 토너의 물리적 스크레이핑(scraping)발생을 억제하여, 제 1 화상부에 대한 제 2 토너부착(하기에서 "혼색"이라고 함)의 발생을 방지하는 방법이 제안돼 있다.
그러나, 일본 특개소 58-116553호 공보에 기재된 방법에서는, 제 2 대전의 경우에, 제 1 화상부와 비화상부간의 사이에서, 감광체근방에 전기력선이 형성되므로, 제 1 화상의 변부가 충분히 대전되지 않고 전위가 낮은 상태로 남으며, 그 결과, 제 2 현상시에 제 1 화상의 변부에의 현상이 발생하여 제 1 화상 품질이 현저히 저하되는 문제점이 있다.
상기 제 1 화상의 변부에의 현상의 발생상태를 제 6 도에 모식적으로 나타냈다.
또한, 상기 방법은, 제 2 현상시에 혼색이 발생치 않도록 현상 바이어스를 설정할 필요가 있으므로, 제 2 현상 바이어스와 제 1 화상부위의 전위가 크게 된다. 그 결과 제 1 토너가 전기적으로 스크레이프되어 제 2 현상기중에 혼입되어, 제 1 화상의 농도저하와 제 2 현상제의 수명저하가 발생한다는 문제점이 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 제 1 화상의 변부에의 제 2 토너현상 및 제 1 토너의 제 2 현상기로의 혼입을 억제하는데 있다.
본 발명은, 정전잠상 담지체상의 제 1의 정전잠상을 제 1의 컬러토너로 현상한 후, 그리드(grid)를 갖는 스코로트론에 의하여 정전잠상 담지체상에 전하를 부여하고, 그 다음, 제 2 의 정전잠상을 형성한 후, 제 2 컬러토노로 현상하는 컬러기록장치에 있어서, 상기 스코로트론으로 부여하는 전하가 제 1의 컬러토너의 대전극성과 동극성인 경우에는, 상기 그리드에 걸어주는 전위를, 제 1의 정전잠상의 비화상부의 전위와 동등하게 하거나, 또는 제 1의 정전잠상의 비화상부의 전위를 기준전위 0(영)으로 한 경우에 화상부의 전위와 반대극성으로 되도록 설정하고 ; 상기 스코로트론으로 부여하는 전하가 제 1 의 컬러토너의 대전극성과 다른 극성인 경우에는, 상기 그리드에 걸어주는 전위를, 제 1의 정전잠상의 화상부의 전위를 기준전위 0으로 한 경우에 비화상부의 전위오 역극성으로 되도록 설정함을 특징으로 하는 컬러기록장치이다.
또한, 본 발명의 컬러기록장치에서는, 상기 스코로트론으로 부여하는 전하가 제 1 의 컬러토너의 대전극성과 동극성인 경우에는, 상기 그리드와 제 1의 정전잠상의 비화상부의 전위차가 50V 이상으로 설정되는 것이 바람직하며, 상기 스코로트론으로 부여하는 전하가 제 1 의 컬러토너의 대전극성과 다른 극성인 경우에는, 상기 그리드와 제 1 의 정전잠상의 비화상부와의 전위차가 150V 이상으로 설정되는 것이 바람직하다.
상기와 같이, 제 2 대전기 그리드전위를 설정함으로써, 제 1 화상의 변부까지 충분히 대전시키는 것이 가능하므로, 제 1 화상변부에의 제 2 토너현상의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 제 1 토너에 대해서 제 2 대전 공정에서 충분히 전하가 부여될 수 있으므로, 제 1 토너의 감광체 표면에의 부착이 증가하고, 따라서 제 1 토너가 거의 스크레이프되지 않는다.
본 발명의 일실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
제 1 도는, 본 발명을 실시하기 위하여 사용되는 컬러기록장치의 일예이다. 참조번호 1a는 제 1 대전기, 2a는 제 1 노광수단, 3a는 제 1 현상수단, 1b는 제 2 대전기, 2b는 제 2 노광수단, 3b는 제 2 현상수단, 4는 전사전(pre-transfer) 코로트론, 5는 전사 코로트론, 6은 박리코로트론, 7은 클리너(cleaner), 8는 광검출기, 9는 기록지, 10은 감광체 드럼, 10a는 감광체이다.
상기 감광체 드럼(10)은, 도면에서 화살표 방향으로 회전한다. 먼저, 이 감광체(10a)의 표면을 상기 제 1 대전기(1a)에 의하여 균일하게 대전시킨다.
다음, 상기 제 1 노광수단이, 제 1 색에 대응하는 상정보에 따라서 노광을 행하여, 감광체(10a)상에 제 1 정전잠상을 형성한다.
다음, 상기 제 1 색에 대응하는 토너를 사용하여 제 1 현상수단에 의하여, 상기 정전잠상을 현상하면, 실제 화상이 나타난다.
다음, 제 2 대전기(1b)에 의하여 상기 감광체(10a) 표면이 재차 대전된다.
다음, 상기 제 2 노광수단(2b)은 제 2색에 대응하는 화상정보에 의하여 노광을 행함으로써 감광체(10a) 상에 제 2 정전잠상이 형성된다.
다음, 상기 제 2 색에 대응하는 토너를 사용하는 제 2 현상수단(3b)에 의하여 현상된다.
전사전 코로트론(4)은, 필요에 따라서, 전사공정전에 감광체상에 보지돼 있는 제 1 토너 및 제 2 토너의 극성을 같게 하거나, 또는 전사성을 향상시키기 위해서 설치돼 있다.
제 1 토너 및 제 2 토너는 기록지(9)에 전사 코로트론(5)에 의해 전사되고, 기록지⑼는 박리 코토트론⑹에 의하여 감광체 드럼(10)으로부터 박리된다. 상기 제 1 및 제 2 토너는 도시안된 정착부(fusing section)에서 기록지상에 정착된다.
감광체(10a)는 재사용을 위하여 클리너⑺, 광(光) 방전기⑻의 작용을 받는다.
상기 제 1 및 제 2 노광수단으로서는, 레이저 기입장치, LED 어레이, 균일(uniform) 광원과 액정 마이크로 셔터(micro-shutter) 로 구성된 액정 라이트 밸트(light bulb)중 어느것을 목적에 따라 사용할 수 있다.
본 실시예에서 사용되는 제 2 대전기(1b)를 제 2 도를 참조하여 설명한다.
금속케이스(1)의 내부에, 코로나오이어(12)로서 직경이 30~150㎛정도의 금속와이어가 설치돼 있고, 4~9kV정도의 고전압이 공급된다. 또한, 금속케이스(11)의 개구부에 그리드 와이어(13)로서 직경 30~150㎛정도의 금속와이어가 1~3㎜정도의 피치로 복수개 설치돼 있다. 코로나와이어(12)와 그리드 와이어 (13)는, 각각 전원(14)와 (15)에 접속돼 있다.
실시예에서는, 감광체(10a)로서 음(-)대전의 유기감광체(이하, OPC라고 함)를 사용했다. 감광체 표면 이동선속도는 160mm/s이다. 또한, 현상제는, 제 1 현상에서는, 적색토너와 평균입경 100㎛인 페라이트 입자 캐리어로 된 2성분 현상제를 사용했다.
제 2 현상에서는, 흑색토너와, 수지중에 자성분을 분산한 평균입경 40㎛의 캐리어로 된 2성분 현상제를 사용했다.
또한, 제 1 현상, 제 2 현상 모두 다 자기브러시 현상으로 실시했다
[실시예 1]
제 1 도에 도시된 컬러기록장치를 사용하여 제 1 노광, 제 2 노광을 모두 화상부 노광, 제 1 현상, 제 2 현상을 모두 반전현상으로서 행하였다. 제 1 현상, 제 2 현상 모두에서 토너는 음대전이었다. 또한, 제 2 대전으로 부여된 전하의 극성은 음이었고, 제 1 토너의 대전극성과 동극성이었다.
화상형성공정을 제 3 도를 참조하여 서명한다.
먼저, 제 1 대전기(1a)에 의해서 OPC표면을 균일하게 -650V로 대전했다(제 3(a)도 참조) 다음, 레이저 광을 사용한 제 1 노광수단(2a)에 의해서 화상부 노광을 행하여, 조광부전위가 -100V의 네거티브(negative) 잠상을 형성했다. (제 3(b)도 참조) 다음, 상기 네거티브 잠상을 제 1 현상수단(3a)에 의해서 현상 바이어스 -450V로 반전현상했다. (제 3⒞도 참조)다음, 제 2 대전기 (1b)에 의해서 대전을 행하고 (제 3⒟도 참조), 레이저 광을 사용하는 제 2 노광수단(2b)에 의해서 노광부전위 -100V의 네거티브 잠상을 형성하고 (제 3⒠도 참조), 최종적으로는 제 2 현상수단(3b)에 의해서 반전현상을 행하였다(제 3⒡도 참조).
상기에서, 제 2 대전기(1b) 그리드전위를 변화시켜서, 이 그리드전위와, 제 1 화상변부에의 제 2 토너 현상(이하, "변부현상"이라고 칭함) 및 제 1 화상 농도저하의 관계를 조사했다.
이때, 그리드롸 감광체(10a)간의 거리는 1.0mm, 코로나와이어 전압은 -5.5kV로 설정했다. 제 2 대전이전의 제 1 비화상부전위 VBK1은 -600V였다. 제 2 현상 바이어스는, 상기 비화상부에서의 혼색 및 먼지의 발생을 방지하기 위하여,(제 2 대전후의 제 1 화상부전위 +100V)로 설정했다.
상기 결과를 다음 방법으로 평가했다.
제 1 화상 농도저하는, 제 2 현상의 작용을 받지않은 단색의 제 1 컬러 화상의 농도에서, 제 2 현상의 작용을 받은 2색 화상의 농도를 감산한 편차에 의하여 평가했다.
농도는 반사농도계로 측정했다.
또한, 상기 "변부현상"은 그의 발생레벨에 의하여 평가했다. "0"표시는 발생이 없는 상태, "△"표시는 약간의 발생은 있으나 실용적으로 허용 가능한 상태(반사농도 0.25이하에 대응함), "×"표시는 사용 불가능한 상태 (반사농도 0.25이상에 대응함)를 나타낸다.
그 결과들을 표 1 에 나타냈다.
표 1 중에서, VBK2는 제 2 대전후의 비화상부전위, V11는 제 2대전후의 제 1 화상부전위이다.
[표 1]
표 1 로부터, 제 2 대전기 그리드 전위 VG와 제 1 비화상부전위 VBK1간에 하기 관계가 성립하면 변부현상을 억지할 수 있음을 알 수 있다.
즉, 제 2 대전기 그리드 전위 VG를, 제 1 비화상부전위 VBK1를 기준전위 0으로 한 경우에는, 제 1 화상부전위와 역극성 또는 0으로 설정해야 한다.
또한, 이와 함께, 제 1 토너에 전하가 부여되어, 제 1 토너의 감광체 표면에의 부착력이 증대되므로, 제 2 현상시에, 제 1 토너가 스크레이프되지 않고, 농도저하와 혼입이 발생치 않는다.
또한, VG와 VBK1의 전위차를 50V 이상으로 설정하면, 더욱 효과적으로 변부현상의 발생을 방지할 수 있다.
[실시예 2]
제 1 도에 도시된 컬러기록장치를 사용하여 제 1 노광, 제 2 노광을 각각, 비화상부 노광, 화상부 노광으로, 그리고 제 1 현상, 제 2 현상을 각각 정규현상, 반전현상으로서 행하였다. 제 1 현상에서 토너는 양(+)대전이었고, 제 2 현상에서 토너는 음대전이었다. 또한, 제 2 대전으로 부여된 전하의 극성은 양이었고, 제 1 토너의 대전극성과 동극성이었다.
화상형성공정을 제 4 도를 참조하여 설명한다.
먼저, 제 1 대전기(1a)에 의해서, OPC표면을 균일하게 -800V로 대전했다. (제 4⒜도 참조) 다음, 레이저 광을 사용한 제 1 노광수단(2a)에 의해서 비화상부 노광을 행하여, 노광부전위가 -450V의 포지티브(oositive) 잠상을 형성했다. (제 4 ⒝도 참조) 다음, 상기 포지티브 잠상을 제 1 현상수단(3a)에 의해서 현상 바이어스 -600V로 정규현상했다. ( 제 4⒞도 참조) 다음, 제 2 대전기 (1b)에 의해서 대전을 행하고(제 4 ⒟도 참조), 레이저 광을 사용하는 제 2 노광수단(2b)에 의해서 노광부전위 -50V의 네거티브 잠상을 형성하고 (제 4⒠도 참조), 최종적으로는 제 2 현상수단(3b)에 의해서 반전현상을 행하였다(제 4⒡도 참조).
상기에서, 제 2 대전기(1b) 그리드전위를 변화시켜서, 이 제 2 대전기(1b)의 그리드전위와 두 현상, 즉, 변부현상 및 제 1 화상 농도저하의 관계를 조사했다.
이때, 그리드와 감광체(10a)간의 거리는 1.0mm, 코로나와이어 전압은 +5.5kV로 설정했다. 제 2 대전 이전의 제 1 비화상부전위 VBK1은 -400V였다. 제 2 현상 바이어스는, 상기 비화상부에서의 혼색 및 먼지의 발생을 방지하기 위하여, ( 제 2 대전후의 바화상부전위 +100V)로 설정했다.
상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 평가하여 그 결과들을 표 2 에 나타냈다.
[표 2]
표 2로부터, 제 2 대전기 그리드 전위 VG가 제 1 비화상부전위 VBK1간에 하기 관계가 성립하면 변부현상을 억지할 수 있음을 알 수 있다.:
즉, 제 2 대전기 그리드 전위 VG를 , 제 1 비화상부전위 VG를, 제 1 비화상부전위 VBK1를 기준전위 0V으로 한 경우에는, 제 1 화상부 전위와 역극성 또는 0V로 설정해야 한다. 또한, 이와함께, 제 1 토너에 전하가 부여되어 제 1 토너의 감광체 표면에의 부착력이 증대되므로, 제 2 현상시에, 제 1 토너가 스크레이프되지 않고, 농도저하와 혼입이 발생치 않는다.
또한, VG와 VBK1의 전위차를 50V 이상으로 설정하면, 더욱 효과적으로 변부현상의 발생을 방지할 수 있다.
[실시예 3]
제 1 도에 도시된 컬러기록장치를 사용하여 제 1 노광, 제 2 노광을 각각 비화상부 노광, 화상부 노광으로 행하고 제 1 현상, 제 2 현상을 정규현상, 반전현상으로서 각각 행하였다. 제 1 현상에서 토너는 양대전이었고, 제 2 현상에서 토너는 음대전이었다.
제 2 대전으로 부여된 전하의 극성은 음이었고, 제 1 토너의 대전극성과 역극성이었다.
화상형성공정을 제 5 도를 참조하여 설명한다.
먼저, 제 1 대전기(1a)에 의해서, OPC표면을 균일하게 -450V로 대전했다. (제 5⒜도 참조) 다음, 레이저 광을 사용한 제 1 노광수단(2a)에 의해서 화상부 노광을 행하여, 노광부 전위가 -100V의 포지티브 잠상을 형성했다. (제 5⒝도 참조) 다음, 상기 포지티브 잠상을 제 1 현상수단(3a)에 의해서 현상 바이어스 -250V로 정규현상했다. (제 5⒞도 참조)다음, 제 2 대전기(1b)에 의해서 대전을 행하고 (제 5⒟도 참조) 레이저 광을 사용하는 제 2 노광수단(2b)에 의해서 노광부전위 -100V의 네거티브 잠상을 형성하고 (제 5⒠도 참조), 최종적으로는 제 2 현상수단(3b)에 의해서 반전현상을 행하였다. (제 5⒡도 참조).
상기에서, 제 2 대전기 그리드전위를 변화시켜서, 변부현상 및 제 1 화상 농도저하의 관계를 조사했다.
이때, 그리드와 감광체(10a)간의 거리는 1.0mm, 코로나와이어 전압은 -5.5kV로 설정했다. 제 2 대전 이전의 제 1 비화상부전위 VBK1은 -400V였다. 제 2 현상 바이어스는, 상기 비화상부에서의 혼색 및 먼지의 발생을 방지하기 위하여, (제 2 대전후의 비화상부전위 +150V)로 설정했다.
실시예 1에서와 동일한 방법으로 평가하여 그 결과를 표 3에 나타냈다. 표 3에서, V1는 제 2 대전전의 제 1 화상부전위를 나타낸다.
[표 3]
VG가 -400V~-500V의 범위에서 농도저하가 발생하는 이유는, 제 1 토너의 대전극성과 역극성의 음전하가 부여되므로, 제 1 토너의 전하량이 감소하여, 제 1 토너의 감광체 표면에의 부착력이 감소하기 때문이다.
표 3 으로부터, 제 2 대전기 그리드전위V스캔와 제 1 화상부전위 V스캔간에 하기 관계가 성립하면 상기 농도저하를 방지할 수 있음을 알 수 있다.
즉, 제 1 화상부 전위 V1를 기준전위 0V로 한 경우에, 제 2 대전기 그리드 전위 VG를, 제 1 비화상부전위와 역극성으로 설정하여 VG와 V1의 전위차를 150V 이상으로 설정해야 한다. 그 이유는, 제 1 토너에 역극성의 전하가 충분히 부여되어 음의 전하량이 증가하여, 제 1 토너의 감광체 표면에의 부착력이 증대되므로, 제 2 현상시에 제 1 토너가 스크레이프되지 않게 되기 때문이다. 또한, 이와함께, 제 1 화상 변부까지 충분히 대전되므로, 변부현상도 방지할 수 있다.
상기 실시예에서는, 제 2 현상 공정에서 자기 브러시 현상법을 사용했으나, 비접촉 현상법, 1성분 자성토너 또는 비자성토너를 사용한 접촉현상법에 비하여, 기계적으로 스크레이핑 작용이 큰 자기브러시 현싱법을 사용해도, 제 2 현상에서 제 1 토너의 스크레이핑이 거의 없는 , 양호한 컬러화상을 얻을 수 있음을 주목해야 한다.
또한, 상기 실시예에서는, 잠상담지체로서 감광체를 사용했으나, 잠상담지체로서 유전담지체를 사용할 수 있고, 예를들어, 정전프린터에 사용된 방전 기록헤드와 일본특개소 59-190854호 공보에 개시된 이온류 제어헤드등에 의해서 정전잠상을 형성할 수도 있다.
상기 실시예에서는, 2개의 컬러기록장치에 대해서 설명했으나, 3색 이상의 컬러기록장치에서도 마찬가지로 적용 가능하다.
상기 설명한 바와같이, 본 발명에 의하면, 제 2 대전 공정에서 스코로트론으로 부여하는 전하가 제 1 컬러토너의 대전극성과 동극성인 경우는, 제 2 대전기 그리드에 걸어주는 전위를 제 1 정전잠상의 비화상부의 전위와 같게 하거나, 또는 제 1 정전잠상의 비화상부전위를 기준전위 0V로 한 경우에, 화상부 전위와 역극성으로 되도록 설정하고, 다른 한편, 제 2 대전 공정에서 스코로트론으로 부여하는 전하가 제 1 컬러토너의 대전극성과 다른 극성인 경우는, 제 2 대전기 그리드에 걸어주는 전위를, 제 1 정전잠상의 화상부의 전위를 기준전위 0V로 한 경우에, 비화상부의 전위와 역극성으로 되도록 설정했으므로, 제 1 화상의 변부까지 충분히 대전할 수 있고, 변부현상의 발생을 방지할 수 있고, 또한, 제 1 토너에 대해서 제 2 대전 공정에서 전하가 충분히 부여되므로, 제 1 토너의 감광체 표면에의 부착력이 증가하여, 제 2 현상 공정에서 제 1 토너의 스크레이핑이 방지된다.

Claims (6)

  1. 정전잠상 담지체상에 형성된 제 1 정전잠상을 제 1의 컬러토너로 현상하는 제 1 현상수단과, 상기 제 1 현상수단에 의해 상기 제 1의 정전잠상을 현상후 상기 정전잠상 담지체에 전하를 가하기 위해 그리드로 포함하는 스코로트론수단과, 정전잠상 담지체상에 형성된 제 2 의 정전잠상을 제 2 의 컬러토너로 현상하는 제 2 현상수단을 포함하며, 상기 스코로트론수단은 상기 스코로트론에 의해 부여하는 전하가 제 1의 컬러토너의 대전극성과 동극성인 경우에는 상기 그리드에 걸어주는 전위를 제 1의 정전잠상의 비화상부의 전위와 동등하거나, 또는 제 1 의 정전잠상의 비화상부의 전위를 기준전위 0V로 한 경우에 화상부의 전위와 반대극성이 되도록 설정하는 수단과, 상기 스코로트론에 의해 부여하는 전하가 제 1의 컬러토너의 대전극성과 반대극성인 경우에는 상기 그리드에 걸어주는 전위를 제 1의 정전잠상의 화상부의 전위를 기준전위 0V로 한 경우에 비화상부의 전위와 반대극성이 되도록 설정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러기록장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스코로트론수단은 상기 스코로트론에 의해 부여된 전화가 상기 제 1 컬러토너의 대전극성과 동극성인 경우에는 상기 그리드전위와 상기 비화상부 전위의 전위차가 50V 이상이 되는 레벨로 상기 그리드의 전위를 설정하는 수단을 포함하는 것이 특징인 컬러기록장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 스코로트론수단은 상기 스코로트론에 의해 부여된 전하가 상기 제 1 컬러토너의 대전극성과 반대극성인 경우에는 상기 그리드전위와 상기 비화상부전위의 전위차가 150V 이상이 되는 레벨로 상기 그리드의 전위를 설정하는 수단을 포함하는 것이 특징인 컬러기록장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2의 현상수단은 자기 브러시 현상수단을 포함하는 것이 특징인 컬러기록장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 정전잠상 담지체가 감광체인 것이 특징인 컬러기록장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 정전잠상 담지체가 유전 담지체인 것이 특징인 컬러기록장치.
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