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WO2018066846A1 - 화상형성장치 및 방법 - Google Patents

화상형성장치 및 방법 Download PDF

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Publication number
WO2018066846A1
WO2018066846A1 PCT/KR2017/010400 KR2017010400W WO2018066846A1 WO 2018066846 A1 WO2018066846 A1 WO 2018066846A1 KR 2017010400 W KR2017010400 W KR 2017010400W WO 2018066846 A1 WO2018066846 A1 WO 2018066846A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image forming
toner
paper
forming unit
image
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/010400
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박형섭
김억규
김윤태
이영수
Original Assignee
에스프린팅솔루션주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스프린팅솔루션주식회사 filed Critical 에스프린팅솔루션주식회사
Publication of WO2018066846A1 publication Critical patent/WO2018066846A1/ko
Priority to US16/376,870 priority Critical patent/US10725418B2/en
Priority to US16/903,052 priority patent/US11009823B2/en

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    • G03G9/08797—Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775 characterised by their physical properties, e.g. viscosity, solubility, melting temperature, softening temperature, glass transition temperature

Definitions

  • a composite image forming apparatus and a composite image forming method including two image forming units having different image forming methods are disclosed.
  • the complex image forming apparatus includes two image forming units having different image forming methods.
  • the two image forming units may be an electrophotographic image forming unit and an inkjet image forming unit.
  • the electrophotographic image forming unit irradiates the photosensitive member with the modulated light corresponding to the image information to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive member, and supplies the toner to the electrostatic latent image to develop the visible toner image, and to develop the toner image.
  • the image is printed on the recording medium by transferring the image onto the recording medium.
  • the inkjet image forming unit sprays ink onto a sheet conveyed in the sub-scanning direction using an inkjet print head to print an image.
  • the inkjet print head has a plurality of nozzles for ejecting ink and ejection means for providing ink ejection pressure.
  • the composite image forming apparatus may selectively drive the electrophotographic image forming unit and the inkjet image forming unit or both to print an image on paper according to the type of image, desired printing speed, duplex printing, or the like.
  • An electrophotographic image forming unit and an inkjet image forming unit are employed to provide a composite image forming apparatus capable of printing images on the front and back surfaces of a sheet, respectively.
  • An electrophotographic image forming unit and an inkjet image forming unit are employed, and a complex image forming apparatus which can be miniaturized is provided.
  • An image forming method of a composite image forming apparatus employing an electrophotographic image forming portion and an inkjet image forming portion is provided.
  • An electrophotographic image forming unit including a fixing unit to fix the toner image
  • a conveying roller for conveying the sheet having passed through the electrophotographic image forming unit, and an inkjet image forming unit for printing an image on the back surface of the sheet;
  • a transfer path switching member which is switchable to a first position for guiding the paper passing through the fixing unit to the first transfer path and to a second position for guiding the second transfer path.
  • An electrophotographic image forming unit including a fixing unit to fix the toner image
  • a conveyance roller for conveying the sheet having passed through the electrophotographic image forming unit, and an inkjet image forming unit for printing an image on the back surface of the sheet;
  • the inkjet image forming unit may further include an ink, and the ink may have a surface tension of 20 dyne / cm to 55 dyne / cm at 21 ° C.
  • the inkjet image forming unit may further include an ink, and the ink may have a surface tension of 20 dyne / cm to 55 dyne / cm at 21 ° C.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of a composite image forming apparatus.
  • FIG. 2 is a schematic structural diagram of an embodiment of a composite image forming apparatus.
  • FIG. 3 is a view illustrating a state in which an upper portion of the first body is opened by the second body in one embodiment of the composite image forming apparatus shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a schematic structural diagram of an embodiment of a developer.
  • FIG. 5 is a schematic structural diagram of an embodiment of the inkjet image forming unit.
  • 6 and 7 show examples of nozzle shapes of the shuttle inkjet print head, respectively.
  • FIG. 8A and 8B illustrate an embodiment of a fixing nip adjusting member for forming / releasing a fixing nip.
  • FIG. 8A shows a state where a fixing nip is formed and
  • FIG. 8B shows a state where the fixing nip is released.
  • the composite image forming apparatus includes an electrophotographic image forming unit (first image forming unit) 100 and an inkjet image forming unit (second image forming unit) 200.
  • the paper P loaded on the paper feeder 300 sequentially passes through the electrophotographic image forming unit 100 and the inkjet image forming unit 200.
  • the electrophotographic image forming unit 100 prints an image on the surface (first surface) of the paper P.
  • the inkjet image forming unit 200 prints an image on the back surface (second surface) of the paper P.
  • the electrophotographic image forming unit 100 may print a monochrome image, for example, a monochrome image, on the surface of the paper P.
  • the inkjet image forming unit 200 may print a color image on the back surface of the paper P.
  • FIG. In the following, being able to print a color image generally means that a monochrome image (black and white image) can also be printed.
  • the controller 400 controls the overall operation of the image forming apparatus including the image forming operation, and may include a processor such as a CPU.
  • the image forming apparatus may further include an input / output unit, a communication unit, a memory, and a power supply unit.
  • the input / output unit may include an input unit for receiving an input for performing an image forming operation from a user, and an output unit for displaying information such as the result of performing the image forming operation or the state of the image forming apparatus.
  • the input / output unit may include an operation panel for receiving a user input, a display panel for displaying a screen, and the like.
  • the communication unit may perform wired or wireless communication with another device, a network, a host, and the like. To this end, the communication unit may include a communication module supporting at least one of various wired and wireless communication methods.
  • the controller 400 may control the components of the image forming apparatus to perform an operation corresponding to the user input received through the input / output unit. For example, the controller 400 may execute a program stored in the memory, read a file stored in the memory, or store a new file in the memory. The controller 400 may selectively or both drive the electrophotographic image forming unit 100 and the inkjet image forming unit 200 based on printing information input from a host (not shown).
  • the controller 400 may print the electrophotographic image forming unit 100 or the inkjet to print a monochrome image on the front or back side of the paper P.
  • the image forming unit 200 may be driven.
  • the controller 400 may drive the electrophotographic image forming unit 100 when printing a black and white image.
  • the controller 400 may drive the inkjet image forming unit 200 to print a color image on the back surface of the paper P.
  • the inkjet image forming unit 200 it is simpler to implement the inkjet image forming unit 200. This is because, in general, the electrophotographic color image forming portion is more complicated and larger in size than the inkjet color image forming portion. Therefore, when the electrophotographic color image forming portion is adopted, the image forming apparatus becomes larger and more expensive.
  • the controller 400 may drive the electrophotographic image forming unit 100 and the inkjet image forming unit 200 to sequentially print images on the front and rear surfaces of the paper P.
  • the electrophotographic image forming unit 100 for printing a monochromatic image as the first image forming unit is employed
  • the inkjet image forming unit 200 for printing a color image as the second image forming unit is employed.
  • the scope of the present invention is not limited thereto.
  • the first image forming portion and the second image forming portion are a combination of an electrophotographic image forming portion for printing a color image and an inkjet image forming portion for printing a color image, an electrophotographic image forming portion for printing a color image, and a single color.
  • a combination of an inkjet image forming portion for printing an image, an electrophotographic image forming portion for printing a monochromatic image and an inkjet image forming portion for printing a monochrome image, and the like are also possible.
  • the compact and low-cost composite image forming apparatus capable of monochrome and color printing may be implemented by an electrophotographic image forming unit 100 for printing a monochrome image and an inkjet image forming unit 200 for printing a color image.
  • the image forming apparatus includes a first body 1 and a second body 2 positioned above the first body 1.
  • the electrophotographic image forming unit 100 is disposed on the first body 1
  • the inkjet image forming unit 200 is disposed on the second body 2.
  • the paper feeding unit 300 may be installed in the first body 1 in the form of a cassette, for example. In order to load the paper P, the paper feeding unit 300 may slide out of the first body 1 as shown by a dotted line in FIG. 2.
  • the form of the paper feeder 300 is not limited to the example shown in FIG. 2, and may have various forms known in the art.
  • the second body 1 may be connected to the first body 1 to open at least a portion of the first body 1 (for example, at least a portion of the upper portion of the first body 1).
  • 3 illustrates a state in which an upper portion of the first body 1 is opened by the second body 2 in the embodiment of the composite image forming apparatus illustrated in FIG. 2.
  • the second body 2 is connected to the first body 1 by the hinge 3.
  • the hinge 3 has a hinge axis that provides the center of rotation of the second body 2 and a holding part for holding the second body 2 in an open state.
  • the holding part may be implemented by, for example, an elastic member that provides an elastic force in the opening direction of the second body 2.
  • the holding part may be implemented by, for example, a stopper supporting the second body 2 with respect to the first body 1 in the open state.
  • the image forming apparatus may further include a rocker 5 for locking the second body 2 to the first body 1 in a closed state.
  • the image forming apparatus may further include a release lever for releasing the rocker 5.
  • the developing device 120 to be described later may be mounted on the first body 1 or removed from the first body 1, and may be generated during the printing process of the electrophotographic image forming unit 100. Paper jam processing and the like are possible.
  • the cover 4 is provided on the second body 1.
  • the cover 4 is installed to be rotatable to the second body 2 to open and close at least a part of the second body 2.
  • the cover 4 opens and closes the upper portion of the second body 2. Opening the cover 4 as shown by the dotted line in Figure 2, the upper part of the second body 2 is opened.
  • the inkjet print head 210 which will be described later, may be mounted on or detached from the second body 2, and may be generated during the printing process of the inkjet image forming unit 200. Paper jam processing can be done.
  • the electrophotographic image forming unit 100 of this embodiment prints a monochrome image (black and white image).
  • the electrophotographic image forming unit 100 may include an exposure machine 110, a developer 120, a transfer machine, and a fixing unit 140.
  • 4 is a schematic structural diagram of an embodiment of a developer 120.
  • the developing unit 120 of FIG. 4 may employ various known developing structures such as a two-component developing structure, a one-component non-contact developing structure, and a one-component contact developing structure.
  • the developing device 120 of this embodiment employs a one-component non-contact developing structure.
  • the photosensitive drum 121 may be an example of a photosensitive member in which an electrostatic latent image is formed, and a photosensitive layer having photoconductivity may be formed on an outer circumference of a cylindrical metal pipe.
  • the charging roller 122 is an example of a charger for charging the surface of the photosensitive drum 121 to a uniform potential. The charging bias is applied to the charging roller 122. Instead of the charging roller 122, a corona charger (not shown) may be used.
  • the developing roller 123 is for supplying toner to develop an electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 121.
  • the surfaces of the developing roller 123 are positioned to be spaced apart from the surface of the photosensitive drum 121 at intervals of several tens to several hundred microns. This gap is referred to as development gap D.
  • development gap D When a developing bias voltage is applied to the developing roller 123, the toner is moved and adhered to the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 121 through this developing gap D.
  • the developing unit 120 may further include a supply roller 124 for attaching the toner to the developing roller 123.
  • a supply bias voltage may be applied to the supply roller 124 to attach the toner to the developing roller 123.
  • Reference numeral 125 denotes a regulating member for regulating the amount of toner adhered to the surface of the developing roller 123.
  • the regulating member 125 may be, for example, a regulating blade whose tip is in contact with the developing roller 123 at a predetermined pressure.
  • Reference numeral 126 denotes a cleaning member for removing residual toner and foreign matter from the surface of the photosensitive drum 121 before charging.
  • the cleaning member 126 may be, for example, a cleaning blade whose tip is in contact with the surface of the photosensitive drum 121. Waste toner removed from the surface of the photosensitive drum 121 may be received in the waste toner container 128.
  • the toner container 129 is provided with a stirrer 127.
  • the stirrer 127 serves to transfer the toner to the developing roller 123.
  • the stirrer 127 may serve to whisk the toner to charge the toner to a predetermined potential.
  • one agitator 127 is shown in FIG. 3, the scope of the present invention is not limited thereto.
  • an appropriate number of stirrers 127 may be provided at an appropriate position.
  • the stirrer 127 may have a form in which a stirring blade of one or a plurality of flexible films is provided on a rotating shaft.
  • the stirrer 127 may be an auger having a spiral stirring blade.
  • the stirrer 127 transfers the toner to the developing roller 123, while stirring the toner to triboelectrically charge the toner.
  • the housing 120a forms a toner accommodating part 129 and a waste toner accommodating part 128, and includes a photosensitive member 121, a charging roller 122, a developing roller 123, a supply roller 124, and an agitator 127. It serves as a frame for supporting the members constituting the back developer 120. A portion of the outer circumference of the photosensitive drum 121 is exposed to the outside of the housing 120a through the opening 120b.
  • First and second barrier ribs 120c and 120d may be provided in the housing 120a.
  • the first and second partition walls 120c and 120d are spaced apart from each other so that the light path 120e through which the light L scanned from the exposure machine (110 in FIG. 2) is incident to expose the photosensitive drum 121 therebetween. ).
  • the exposure apparatus 110 scans the light modulated according to the image information onto the surface of the photosensitive drum 121 charged at a uniform potential.
  • a laser scanning unit (LSU) that scans the photosensitive drum 121 by deflecting light emitted from the laser diode in the main scanning direction using a polygon mirror may be employed.
  • the transfer roller 130 is an example of a transfer machine positioned to face the surface of the photosensitive drum 121 to form a transfer nip.
  • a transfer bias voltage for transferring the toner image developed on the surface of the photosensitive drum 121 to the paper P is applied to the transfer roller 130.
  • a corona transfer machine may be used instead of the transfer roller 130.
  • the toner image transferred to the surface of the paper P by the transfer roller 130 is held on the surface of the paper P by electrostatic attraction.
  • the fuser 140 forms a permanent printed image on the paper P by fixing the toner image onto the paper P by applying heat and pressure.
  • the fixing unit 140 forms a fixing nip through which the paper P passes.
  • the fixing unit 140 may include a heating roller (heating member) 141 and a pressure roller (pressurizing member) 142 which are engaged with each other to form a fixing nip and rotate.
  • the heating roller 141 is heated by the heater 143.
  • the heating roller 141 faces the surface of the paper P.
  • the shape of the fixing unit 140 is not limited to that shown in FIG. 2, and a belt (not shown) may be employed instead of the heating roller 141.
  • a charging bias is applied to the charging roller 122, and the photosensitive drum 121 is charged at a uniform electric potential.
  • the exposure apparatus 110 scans the light modulated in correspondence with the image information to the photosensitive drum 121 through the optical path 120e provided in the developing unit 120 to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 121.
  • the toner is transferred toward the feed roller 124 by the stirrer 127, and the feed roller 124 attaches the toner to the surface of the developing roller 123.
  • the restricting member 125 forms a toner layer of uniform thickness on the surface of the developing roller 123.
  • the developing bias voltage is applied to the developing roller 123.
  • the toner conveyed to the developing nip D is moved to and adhered to the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 121 by the developing bias voltage, which is visible on the surface of the photosensitive drum 121.
  • a toner image is formed.
  • the paper P taken out from the stacking means 301 by the pickup roller 302 is transferred to the transfer nip in which the transfer roller 130 and the photosensitive drum 121 face each other by the transfer roller 303.
  • a transfer bias voltage is applied to the transfer roller 130, the toner image is transferred to the paper P by electrostatic attraction.
  • the toner image transferred to the paper P is fixed to the paper P by receiving heat and pressure from the fixing unit 140, thereby completing electrophotographic printing.
  • the paper P passes through the inkjet image forming unit 200 and is discharged to the outside.
  • the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 121 without being transferred to the paper P is removed by the cleaning member 126 and is accommodated in the waste toner container 128.
  • the inkjet image forming unit 200 of this embodiment prints a color image.
  • 5 is a schematic structural diagram of an embodiment of the inkjet image forming unit 200. 2 and 5, the inkjet image forming unit 200 transfers the paper P passing through the inkjet print head 210 and the electrophotographic forming unit 100 under the inkjet print head 210.
  • the feed roller 220 is provided.
  • the paper P is conveyed in the sub scanning direction S2 by the conveying roller 220.
  • the platen 230 may be provided at a position facing the inkjet print head 210.
  • the platen 230 supports the paper P flat.
  • the inkjet print head 210 is supported by the platen 230 and discharges ink onto paper P conveyed by the conveying roller 220 to print an image.
  • the inkjet print head 210 includes four ink tanks 211Y, 211M, 211C, and 211K, each containing yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) inks, and a head chip ( 213Y, 213M, 213C, and 213K).
  • the head chips 213Y, 213M, 213C, and 213K are connected by ink tanks 211Y, 211M, 211C, and 211K and supply lines 212Y, 212M, 212C, and 212K.
  • Each head chip 213Y, 213M, 213C, and 213K includes a chamber (not shown), discharge means (not shown), and a nozzle (not shown).
  • the ink contained in the ink tank 211 is supplied to the chamber through the supply line 213.
  • the nozzle is connected with the chamber.
  • the ejecting means applies pressure to the ink in the chamber to eject the ink through the nozzle.
  • the discharge means forms the discharge pressure in the chamber by a piezoelectric method, a thermal method, or the like.
  • the piezoelectric discharge means forms a discharge pressure by applying a driving voltage to the piezoelectric element to partially deform the wall forming the chamber to change the volume of the chamber.
  • the drive signal applied to the piezoelectric element is turned ON, ink is discharged through the nozzle.
  • the ink is discharged from the ink tank 211 into the chamber while the volume of the chamber is restored to the original volume.
  • the thermal discharge means heats the ink in the chamber using a heat generating element, and expands the bubbles in the ink to form the discharge pressure.
  • the driving signal applied to the heat generating element is turned off, bubbles are contracted and new ink flows into the chamber from the ink tank 211. Since the discharge means is well known in the art, more detailed description is omitted.
  • the inkjet print head 210 may be a shuttle type inkjet head which is reciprocated in the main scanning direction S1, and has a length of the main scanning direction S1 corresponding to the width of the paper P and is fixed at a fixed position. It may be an array inkjet print head which ejects ink over the entire width of the.
  • 6 and 7 show examples of nozzle shapes of the shuttle inkjet print head, respectively.
  • 213Y, 213M, 213C, and 213K denote nozzles for ejecting yellow, magenta, cyan and black ink, respectively.
  • the arrangement form of the nozzles 213Y, 213M, 213C, and 213K is not limited to the form shown in FIG. 6 and FIG.
  • the ink jet print head 200 of this embodiment is a shuttle type ink jet print head.
  • the inkjet image forming unit 200 may further include a cap mechanism covering the nozzle so as not to dry, a pumping mechanism for drilling a clogged nozzle, and the like.
  • the ink tanks 211Y, 211M, 211C, and 211K can be replaced individually.
  • the inkjet print head 210 may be replaced with one unit.
  • the first portion 210-1 for discharging yellow and cyan magenta ink and the second portion 210-2 for discharging black ink may be separately replaced.
  • the inkjet image forming process by the above-described configuration will be briefly described.
  • the paper P drawn out from the paper feeding unit 300 and passed through the electrophotographic image forming unit 100 is transferred in the sub-scanning direction S2 by the feed roller 220.
  • the paper P is maintained by the platen 230 at a predetermined distance, for example, about 0.5-2 mm, from the head chips 213 of the inkjet print head 210.
  • the inkjet print head 210 discharges ink while reciprocating in the main scanning direction S1 to print an image on the paper P.
  • the printed paper P is discharged to the outside.
  • the paper feed path 6 faces the surface of the paper P to the photosensitive drum 121 of the electrophotographic image forming unit 100, and the back surface of the paper P faces the head chip of the inkjet image forming unit 200. 213 is formed to face.
  • the paper feeding unit 300 is positioned below the electrophotographic image forming unit 100, and the inkjet image forming unit 200 is positioned above the electrophotographic image forming unit 100, thereby providing the paper feeding unit 300.
  • the paper transfer path 6 connecting the electrophotographic image forming unit 100 and the inkjet image forming unit 200 has a "C" shape as a whole.
  • One or more paper detection sensors for detecting the paper P are disposed along the paper feed path 6.
  • first and second paper detection sensors may be disposed near the feed roller 303 and near the feed roller 220, respectively.
  • the control unit 400 may detect whether the paper P is drawn from the paper feeding unit 300 based on the detection signal of the first paper detection sensor disposed near the feed roller 303, and start the electrophotographic printing. The position of the leading edge of the paper can be detected.
  • the controller 400 may determine that the paper P has passed through the transfer nip and the fixing nip when a predetermined time elapses after the paper P is detected by the first paper detection sensor.
  • the control unit 400 may detect the position of the leading edge of the ink jet printing starting from the detection signal of the second paper detection sensor disposed near the feed roller 220.
  • the transfer roller 220 When performing electrophotographic printing, only the electrophotographic image forming unit 100 is driven. In the inkjet image forming unit 200, the transfer roller 220 is driven, but the inkjet print head 210 is not driven. The controller 400 drives the transfer roller 220 to discharge the paper P on which the image is printed on the surface by the electrophotographic image forming unit 100 to the outside.
  • the inkjet image forming unit 200 When inkjet printing is performed, only the inkjet image forming unit 200 is driven.
  • the electrophotographic image forming unit 100 is driven only to convey the paper P.
  • the electrophotographic image forming unit 100 generally conveys the paper P at a constant speed. However, the inkjet image forming unit 200 intermittently transfers the paper P according to the amount or form of print data. Therefore, the feeding speed of the electrophotographic image forming unit 100 should be at least the same as or faster than the feeding speed of the inkjet image forming unit 200. If the feeding speed of the electrophotographic image forming unit 100 is the inkjet image forming unit 100 If the feeding speed is slower than 200, intermittent printing by the inkjet image forming unit 200 may not be possible, and a paper jam may occur.
  • the controller 400 may control the electrophotographic image forming unit 100 and the inkjet image forming unit so that the feeding speed of the electrophotographic image forming unit 100 is equal to or slightly faster than the feeding speed of the inkjet image forming unit 200. 200) Drive.
  • the electrophotographic image forming unit 100 and the inkjet image forming unit 200 are sequentially driven. Ideally, after the paper P has completely passed through the electrophotographic image forming unit 100, the inkjet image forming unit 200 should start printing. However, in this case, the fixing unit 140 and the feed roller 220 should be spaced apart by the length of the sub-scan direction S2 of the paper P, which is a factor that increases the size of the image forming apparatus.
  • the image forming apparatus of the present embodiment includes first and second transfer paths 6-1 and 6-2 connecting the fixing unit 140 and the transfer roller 220.
  • the second transfer path 6-2 is longer than the first transfer path 6-1.
  • the second transfer path 6-2 has a structure capable of accommodating a curl of the paper P. As shown in FIG. The curl prevents the paper P from being constrained in a tensioned state between the fuser 140 and the feed roller 220.
  • the lower guide 6-2b and the upper guide 6-2a of the second transfer path 6-2 are sufficiently spaced apart from each other to form a space for receiving the curl.
  • the second transfer path 6-2 is formed between the fixing unit 140 and the feed roller 220 so that at least 60% or more of the entire length of the paper P is accommodated by the curl.
  • the second transfer path 6-2 may be formed to accommodate about 60% to 70% of the entire length of the paper P.
  • FIG. As a result, stable duplex printing is possible while suppressing an increase in the size of the image forming apparatus.
  • the image forming apparatus includes a transfer path switching member 7.
  • the transfer path switching member 7 includes a first position (a position shown by a solid line in FIG. 2) for guiding the paper P passing through the fixing unit 140 to the first transfer path 6-1, and a second transfer. It is switched to the second position (the position shown by the dotted line in Fig. 2) leading to the path 6-2.
  • the transfer path switching member 7 can be pivoted to the first and second positions.
  • the transfer path switching member 7 may be switched to the second and second positions by an actuator such as a solenoid.
  • the controller 400 switches the transfer path switching member 7 to the first position when performing individual printing, that is, when only one of the electrophotographic image forming unit 100 and the inkjet image forming unit 200 is driven. Let's do it.
  • the controller 400 drives the electrophotographic image forming unit 100 and the inkjet image forming unit 200 at the same time to switch the transfer path switching member 7 to the second position when performing double-sided printing.
  • the paper P is guided to the conveying path switching means 7 and the second conveying path. It is transferred to (6-2). Due to its rigidity, the paper P has its tip contacting the upper guide 6-2a and is guided to the feed roller 220 by the upper guide 6-2a. Due to the rigidity of the paper P, the surface is spaced apart from the lower guide 6-2b.
  • the difference in the feeding speed of the electrophotographic image forming unit 100 and the inkjet image forming unit 200 is different. It is possible to prevent the paper transfer defects and the printing defects caused by this, and stable duplex printing is possible.
  • the fixing unit 140 When only the inkjet image forming unit 200 is driven, the fixing unit 140 does not need to convey the paper P. FIG. Therefore, in this case, the fixing nip of the fixing unit 140 can be released.
  • the transfer roller 130 faces the photosensitive drum 121 to form a transfer nip. When only the inkjet image forming unit 200 is driven, the transfer nip may be released. Then, the paper P is supplied by the feed roller 303 to the feed roller 220 via the first feed path 6-1, and is fed by the feed roller 220 at a predetermined printing speed.
  • control unit 400 may release the transfer nip after the end of the paper P passes the transfer nip, and after the end of the paper P passes the fixation nip, the fixing nip Can be released.
  • the end of the paper P passes through the transfer nip (fixed nip), thereby releasing the transfer nip (fixed nip).
  • P) can be more stably transferred, and more stable printing by the inkjet image forming unit 200 is possible.
  • FIG. 8A and 8B illustrate an embodiment of the fixing nip adjusting member 80 for forming / releaseing the fixing nip.
  • FIG. 8A shows a state where the fixing nip is formed
  • FIG. 8B shows a state where the fixing nip is released.
  • the fixing nip adjusting member 80 forms / releases the fixing nip, for example, by contacting / distinguishing the pressure roller 142 to / from the heating roller 141.
  • the fixing nip adjusting member 80 is installed to be rotatable, for example, on the rotating shaft of the pressure roller 142.
  • the fixing nip adjusting member 80 includes a gear part 81 rotated by the drive motor 8 and a cam 82.
  • the cam 82 includes a first cam portion 82a and a second cam portion 82b facing the heating roller 141 according to the rotational phase of the fixing nip adjusting member 80.
  • the radius of the first cam portion 82a is larger than the radius of the pressing roller 142
  • the radius of the second cam portion 82b is smaller than the radius of the pressing roller 142.
  • the pressure roller 142 is elastically biased in the direction of contact with the heating roller 141 by the elastic member (not shown). As shown in FIG. 8A, when the second cam portion 82b faces the heating roller 141, the pressing roller 142 contacts the heating roller 141 by the elastic force of the elastic member, and a fixing nip is formed. When the first cam portion 82a faces the heating roller 141, the first cam portion 82a is in contact with the heating roller 141. Then, the pressure roller 142 is pushed in the opposite direction of the elastic force, as shown in Figure 8b the pressure roller 142 is spaced apart from the heating roller 141 to release the fixing nip.
  • a clutch 83 may be interposed between the drive motor (actuator) 8 and the gear portion 81.
  • the driving motor 8 may drive the electrophotographic image forming unit 100.
  • the clutch 83 selectively connects the drive motor 8 and the gear portion 81.
  • the control unit 400 may rotate the fixing nip adjusting member 80 by turning the clutch 83 ON and OFF to form / release the fixing nip.
  • the controller 400 may drive the fixing nip adjusting member 80 to release the fixing nip.
  • the control unit 400 drives the fixing nip adjusting member 80 to form a fixing nip and forms an electrophotographic image.
  • the apparatus 100 may be driven to print an image on the surface of the paper P, and after the end of the paper P passes through the fixing nip, the fixing nip adjusting member 80 may be driven to release the fixing nip.
  • the structure of the transfer nip adjusting member 90 for forming / releaseing the transfer nip may have a structure similar to that of the fixing nip adjusting member 80.
  • an embodiment of the transfer nip adjusting member 90 will be described using reference numerals described in parentheses in FIGS. 8A and 8B.
  • the transfer nip adjusting member 90 forms / releases the transfer nip, for example, by bringing the transfer roller 130 into contact with / from the photosensitive drum 121.
  • the transfer nip adjusting member 90 is installed to be rotatable, for example, on the rotation shaft of the transfer roller 130.
  • the transfer nip adjusting member 90 includes a gear portion 91 rotated by the drive motor 8 and a cam 92.
  • the cam 92 includes a first cam portion 92a and a second cam portion 92b that face the photosensitive drum 121 according to the rotational phase of the transfer nip adjusting member 90.
  • the radius of the first cam portion 92a is larger than the radius of the transfer roller 130, and the radius of the second cam portion 92b is smaller than the radius of the transfer roller 130.
  • the transfer roller 130 is elastically biased in the direction of contact with the photosensitive drum 121 by the elastic member (not shown). As shown in FIG. 8A, when the second cam portion 92b faces the photosensitive drum 121, the transfer roller 130 contacts the photosensitive drum 121 by an elastic force of the elastic member, and a transfer nip is formed. When the first cam portion 92a faces the photosensitive drum 121, the first cam portion 92a contacts the photosensitive drum 121. Then, the transfer roller 130 is pushed in the opposite direction of the elastic force, and as shown in Figure 8b the transfer roller 130 is spaced apart from the photosensitive drum 121 to release the transfer nip.
  • the control unit 400 rotates the transfer nip adjusting member 90 by turning on and off the clutch 93 that selectively connects the drive motor (actuator) 8 and the gear unit 91.
  • the nip can be formed / released.
  • the controller 400 may drive the transfer nip adjusting member 90 to release the transfer nip.
  • the controller 400 drives the transfer nip adjusting member 90 to form a transfer nip and forms an electrophotographic image.
  • the device 100 may be driven to print an image on the surface of the paper P, and after the end of the paper P passes the transfer nip, the transfer nip adjusting member 90 may be driven to release the transfer nip.
  • the structure of the fixing nip adjusting member 80 and the transfer nip adjusting member 90 is not limited to the example shown in FIGS. 8A and 8B.
  • the driving motor 8 may be a motor for transferring the paper P, and may be a dedicated actuator for driving only the fixing nip adjusting member 80 and the transfer nip adjusting member 90.
  • the control unit 400 may selectively drive the clutch 83 and 93 to ON and OFF to selectively drive the fixing nip adjusting member 80 or the transfer nip adjusting member 90. .
  • the clutches 83 and 93 are omitted, and the control unit 400 has two By selectively turning on and off the driving motor 8, the fixing nip adjusting member 80 and the transfer nip adjusting member 90 can be selectively driven.
  • the toner used in the electrophotographic image forming unit may include, for example, a colorant, a binder resin, and a release agent.
  • the toner may include various colorants.
  • the toner may include black toner.
  • the toner may include yellow toner, magenta toner and cyan toner.
  • the toner may include black toner, yellow toner, magenta toner and cyan toner.
  • the black toner includes a black colorant. Black colorants may include, but are not limited to, carbon black, aniline black, or combinations thereof.
  • the yellow toner includes a yellow colorant.
  • Yellow colorants may include, but are not limited to, condensed nitrogen compounds, isoindolinone compounds, anthrakin compounds, azo metal complexes, allyl imide compounds, or combinations thereof.
  • the yellow toner is C.I. Pigment yellow 12, 13, 14, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 129, 147, 168, 180, or a combination thereof.
  • Magenta toners include magenta colorants.
  • Magenta colorants include, but are not limited to, condensed nitrogen compounds, anthrakin compounds, quinacridone compounds, base dye rate compounds, naphthol compounds, benzo imidazole compounds, thioindigo compounds, perylene compounds, or combinations thereof. It may include.
  • the magenta toner is C.I. Pigment Red 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 57: 1, 81: 1, 122, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185 , 202, 206, 220, 221, 254, or a combination thereof.
  • the cyan toner contains a cyan colorant.
  • Cyan colorants may include, but are not limited to, copper phthalocyanine compounds and derivatives thereof, anthrakin compounds, base dye rate compounds, or mixtures thereof.
  • the cyan colorant is C.I. Pigment blue 1, 7, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 60, 62, 66, or a combination thereof. If the content of the colorant in the toner is too small, the toner may not exhibit the desired color. If the content of the colorant in the toner is too large, the toner may not exhibit sufficient triboelectric charge amount. Also, if the content of the colorant in the toner is too large, the manufacturing cost of the toner may rise.
  • the content of the colorant in the toner may be about 0.1 to about 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin.
  • the toner may include various binder resins.
  • the binder resin include polystyrene, poly-P-chlorostyrene, poly- ⁇ -methylstyrene, styrene-chlorostyrene copolymers, styrene-propylene copolymers, styrene-vinyltoluene copolymers, and styrene-vinyl.
  • Naphthalene copolymer Styrene-methyl acrylate copolymer, Styrene-ethyl acrylate copolymer, Styrene-propyl acrylate copolymer, Styrene-butyl acrylate copolymer, Styrene-octyl acrylate copolymer, Styrene-methyl methacrylate copolymer, Styrene- Ethyl methacrylate copolymer, styrene-propyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene- ⁇ -chloromethacrylate methyl copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether Copolymer, styrene-vinylethyl ether copolymer, styrene-vinylethyl ketone cop
  • Release agents may include, but are not limited to, polyethylene wax, polypropylene wax, silicone wax, paraffin wax, ester wax, carnauba wax, metallocene wax, or combinations thereof. Can be.
  • the release agent may, for example, have a melting point of about 50 ° C to about 150 ° C.
  • the content of the release agent in the toner may be about 1 part by weight to about 20 parts by weight, based on non-limiting example, 100 parts by weight of the binder resin.
  • the toner may further include a charge control agent.
  • Charge control agents include, but are not limited to, metal-containing salicylic acid compounds such as zinc or aluminum, boron complexes of bis diphenyl glycolic acid, silicates, or combinations thereof. It may include.
  • the charge control agent is dialkyl zinc salicylate, borobis (1,1-diphenyl-1-oxo-acetyl potassium salt) ⁇ boro bis (1,1-diphenyl-1-oxo-acetyl potassium salt) ⁇ , Or a combination thereof.
  • the content of the charge control agent in the toner may be, for example, about 0.5 parts by weight to about 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin.
  • the toner may further comprise a shell layer.
  • the shell layer surrounds the core particles containing the colorant, the binder resin and the release agent.
  • the shell layer contains the binder resin for the shell.
  • the binder resin for the shell include styrene resins, acrylic resins, vinyl resins, polyether polyol resins, phenol resins, silicone resins, polyester resins, epoxy resins, polyamide resins, polyurethane resins, and polybutadiene resins. Or mixtures thereof.
  • Non-limiting examples of styrene resins include polystyrene; Homopolymers of styrene substituents, such as, for example, poly-p-chlorostyrene or polyvinyltoluene; For example, styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalin copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene- ⁇ -chlorometha Methyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinylmethyl ether copolymer, styrene-vinylethyl ether copolymer, styrene-vinyl
  • the acrylic resin can be an acrylic acid polymer, methacrylic acid polymer, methacrylic acid methylester polymer, ⁇ -chloromethacrylic acid methylester polymer or mixtures thereof.
  • the vinyl resin can be a vinyl chloride polymer, ethylene polymer, propylene polymer, acrylonitrile polymer, vinyl acetate polymer or mixtures thereof.
  • the number average molecular weight of the binder resin for the shell may be, for example and without limitation, in the range of about 700 to about 1,000,000, or in the range of about 10,000 to about 200,000.
  • the binder resin for the shell and the binder resin for the core may be the same or different from each other.
  • the toner may further comprise an external additive.
  • External additives may include, but are not limited to, silica particles, titanium dioxide particles, or combinations thereof.
  • the silica particles may be, for example, fumed silica, sol gel silica or mixtures thereof.
  • the volume average particle size of the silica particles may be, for example, in the range of about 10 nm to about 80 nm, in the range of about 30 nm to about 80 nm, or in the range of about 60 nm to about 80 nm.
  • the titanium dioxide particles may include, for example, anatase titanium dioxide particles having an anatase crystal structure, rutile titanium dioxide particles having a rutile crystal structure, or a combination thereof.
  • Silica particles and titanium dioxide particles may be hydrophobized by, for example, silicone oils, silanes, siloxanes or silazanes.
  • the content of the external additive may be about 1.5 parts by weight to about 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the non-limiting, for example, toner base particles (ie, toner particles having no external additive attached).
  • the glass transition temperature of the toner may be, for example, greater than about 55 ° C.
  • the weight average molecular weight of the toner may be, for example, about 45,000 to about 55,000.
  • the molecular weight distribution of the toner may be, for example, about 4.5 to about 5.5.
  • the compressive elastic modulus of the toner at room temperature may be, for example, about 750 MPa or more.
  • the compressive elastic modulus of the toner at room temperature may be, for example, about 750 MPa to about 2,500 MPa.
  • the complex viscosity of the toner at a temperature lower by 10 ° C. than the fixing temperature of the toner is too low, the cohesion force of the binder resin in the toner may be excessively lowered, and thus an offset phenomenon of the toner image may occur at a high temperature. If the complex viscosity of the toner at a temperature lower by 10 ° C. than the toner's fixing temperature is too large, the cohesion force of the binder resin in the toner may be excessively large, and thus the glossiness of the toner image fixed on the paper may be lowered. In addition, it may be difficult to obtain an appropriate fixing strength of the toner image.
  • the complex viscosity of the toner is measured by the temperature dispersion measurement method by the sine wave vibration method under the condition that the angular velocity of the fixing unit is 5 to 10 rad / s and the vibration frequency is 5 to 10 rad / s.
  • the complex viscosity of the toner can be measured, for example, using an ARES measuring instrument from Rheometric Scientific.
  • the fixing temperature of the toner may be, for example, about 160 ° C to about 200 ° C.
  • Stress relaxation refers to the force required to keep the strain from decreasing with time when a constant strain is applied to the toner.
  • stress relaxation means a change in the elastic modulus of the toner with the time the toner stays in the fixing unit. If the stress relaxation of the toner is too small during the fixing heating time at a temperature lower than the fixing temperature of the toner, the cohesion force of the liquid toner may decrease, and contaminants may occur in the toner image. If the stress relaxation of the toner during the fixing heating time at a temperature 10 ° C. lower than the fixing temperature of the toner is too large, the toner particles may have an excessively strong elastic force.
  • the stress relaxation of the toner during the fixing heating time at a temperature 10 ° C. lower than the fixing temperature of the toner may be, for example, about 1 ⁇ 10 4 poises to about 3 ⁇ 10 5 poises.
  • the toner used in the electrophotographic image forming unit has a viscosity of about 1 ⁇ 10 3 poise to about 1 ⁇ 10 6 poise at the melting temperature of the toner. Can be.
  • the high printing speed of the toner image in the electrophotographic image forming unit may compensate for the slow printing speed of the ink image in the inkjet image forming unit. In other words, the faster the printing speed of the toner image in the electrophotographic image forming unit is, the shorter the total printing time required for the toner image printing and the ink image printing.
  • the paper exiting the electrophotographic image forming portion at high speed is at least partially in the second relatively long conveying path before being fed to the inkjet image forming portion. , Can be accommodated.
  • the lower the fixing temperature of the toner image in the electrophotographic image forming portion the more adverse effects on the drying of the ink image in the ink jet image forming portion can be prevented.
  • the faster the printing speed of the toner image in the electrophotographic image forming unit, and the lower the fixing temperature of the toner image in the electrophotographic image forming unit the better the toner image has excellent fixability, optical density, glossiness, and sharpness.
  • the toner has a viscosity of about 1 ⁇ 10 3 poise to about 1 ⁇ 10 6 poise at the melting temperature of the toner, a faster printing speed of the toner image and a lower rate of the toner image It has been found that under fixing temperature conditions, the toner image can achieve both good fixing, optical density, glossiness, sharpness and anti-raggedness at the same time.
  • the viscosity of the toner at the melting temperature of the toner may be adjusted by, for example, selecting the molecular weight of the binder resin in the toner. The larger the molecular weight of the binder resin in the toner, the higher the viscosity of the toner.
  • the binder resin in the toner is a mixture of binder resins having different molecular weights, the more the binder resin in the toner contains the binder resin having a higher molecular weight, the viscosity of the toner may increase.
  • the binder resin in the toner is a mixture of binder resins having different molecular weights, the more the binder resin in the toner contains the binder resin having a lower molecular weight, the viscosity of the toner may decrease.
  • the ink used in the inkjet image forming unit includes, for example, a colorant; And a carrier for dissolving or dispersing the colorant.
  • the ink may further comprise a surfactant.
  • Colorants of the ink may include, for example, dyes, pigments, or combinations thereof.
  • the ink may further comprise a dispersant that promotes dispersion of the pigment.
  • the pigment may be a self-dispersing pigment that can be effectively dispersed in the carrier without a separate dispersant.
  • Dyestuffs include, but are not limited to, Food Black dyes, Food red dyes, Food Yellow dyes, Food Blue dyes, Acid black dyes ( Acid Black dyes, Acid Red dyes, Acid Blue dyes, Acid Yellow dyes, Direct Black dyes, Direct Blue dyes, Direct yellow dyes, anthraquinone dyes, monooazo dyes, diazozo dyes, phthalocyanine derivatives, or combinations thereof.
  • Pigments include, but are not limited to, carbon black, graphite, vitreous carbon, activated charcoal, activated carbon, anthraquinone, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, diazos, monooazos, Pyranthrones, perylenes, quinacridones, indigoid pigments, or combinations thereof.
  • Self-dispersible pigments may include, but are not limited to, for example, a cabojet-series pigment, an Orient Chemical CW-series pigment, or a combination thereof.
  • the colorant may be, for example, about 0.1 part by weight to about 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the ink.
  • the content of the colorant may be, for example, about 1 part by weight to about 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the ink. If the content of the colorant is too small, it may be difficult to obtain an ink having a desired color. If the content of the colorant is too large, the price of the ink may be excessively expensive.
  • the carrier may be water, for example.
  • the carrier may be, for example, a mixture of water and an organic solvent.
  • the content of the carrier may be, for example, about 70 parts by weight to about 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the ink. If the content of the carrier is too small, the viscosity of the ink may be excessively high, and thus the ejection performance of the ink may be degraded. If the content of the carrier is too large, the viscosity of the ink may be excessively low.
  • Organic solvents include, but are not limited to, monohydric alcohol solvents, ketone solvents, ester solvents, polyhydric alcohol solvents, polyhydric alcohol derivative solvents, nitrogen-containing solvents, dimethyl sulfoxide, tetramethyl sulfone, thio Sulfur-containing compounds of glycols, or combinations thereof.
  • the monohydric alcohol solvent can adjust the surface tension of the ink to improve the penetration performance of the ink on the paper, the dot forming ability of the ink, and the drying characteristics of the ink image. Polyhydric alcohols or derivatives thereof may not readily evaporate. In addition, the polyhydric alcohols or derivatives thereof can lower the freezing point of the ink.
  • the polyhydric alcohols or derivatives thereof can improve the storage stability of the ink, thereby preventing the clogging of the nozzle by the ink.
  • Monohydric alcohols include, but are not limited to, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, s-butyl alcohol, t-butyl alcohol, or combinations thereof. Can be.
  • Polyhydric alcohols include, but are not limited to, alkylene glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol and glycerol; Polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol; Thiodiglycol; Or combinations thereof.
  • Polyhydric alcohol derivatives include, but are not limited to, alkyl ethers of polyhydric alcohols (for example, ethylene glycol dimethyl ether), carboxylic acid esters of polyhydric alcohols (for example, ethylene glycol diacetate), or these It can include a combination of.
  • Ketone solvents may include, but are not limited to, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, diacetone alcohol, or a combination thereof.
  • Ester solvents may include, but are not limited to, methyl acetate, ethyl acetate, ethyl lactate, or combinations thereof.
  • Nitrogen-containing solvents may include, but are not limited to, 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, or a combination thereof.
  • Sulfur-containing solvents may include, but are not limited to, dimethyl sulfoxide, tetramethylenesulphone, thioglycol, or combinations thereof.
  • the carrier is a mixture of water and an organic solvent
  • the content of the organic solvent in the mixture may be about 0.1 part by weight to about 130 parts by weight based on 100 parts by weight of water.
  • Surfactants may include, for example, anionic surfactants, nonionic surfactants, or combinations thereof.
  • the content of the surfactant may be, for example, about 0.001 part by weight to about 5.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the ink.
  • the ink may further include additives such as, but not limited to, viscosity regulators, wetting agents, metal oxides, dispersants, pH regulators, antioxidants, or combinations thereof.
  • the content of the additive may be, for example, about 0.1 part by weight to about 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the ink total weight.
  • the ink may further comprise an acid or a base.
  • Acids or bases can increase the solubility of the wetting agent in the carrier and stabilize the colorant.
  • the acid or base content may be, for example, about 0.1 part by weight to about 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the ink.
  • the inkjet image forming unit may be provided with one kind of ink.
  • the inkjet image forming unit may be provided with at least two kinds of inks having different compositions.
  • the inkjet image forming unit may include black ink, yellow ink, magenta ink, and cyan ink.
  • the ink used in the inkjet image forming portion may have a low range of surface tension.
  • the toner image is fixed to the paper exiting the electrophotographic image forming unit.
  • the toner contains a lipophilic material such as a release agent.
  • lipophilic materials such as a release agent can penetrate the paper.
  • the paper exiting the electrophotographic image forming portion may have a low moisture content.
  • the fixing process of the toner image on the paper can make the paper lipophilic.
  • the paper on which the toner image is fixed has a lower interfacial energy than the paper which is not.
  • ink having a high range of surface tension is sprayed onto a paper having such a low range of interfacial energy, it is very difficult to obtain an ink image of good quality. Therefore, in the inkjet image forming portion, by using the ink having a low range of surface tension, it is possible to print an ink image of excellent quality on the back side of the paper on which the toner image is fixed.
  • the ink may, for example, have a surface tension of about 60 dyne / cm or less at 21 ° C.
  • the ink may have a surface tension of, for example, about 20 dyne / cm to about 55 dyne / cm at 21 ° C.
  • the ink may have a surface tension of at least about 20 dyne / cm and less than about 30 dyne / cm, for example, at 21 ° C.
  • the ink may have a surface tension of at least about 20 dyne / cm to about 25 dyne / cm, for example, at 21 ° C.
  • the ink may have a viscosity of about 1.5 cps to about 20 cps, for example, at 21 ° C.
  • the ink may have a viscosity of about 1.5 cps to about 3.5 cps, for example, at 21 ° C.
  • the ink used in the inkjet image forming unit has a "dynamic surface tension difference of about 15 dyne / cm to about 40 dyne / cm at 21 ° C (i.e., , DST 1sec -DST 20min ) ".
  • the toner image is fixed to the paper exiting the electrophotographic image forming unit.
  • the toner contains a lipophilic material such as a release agent. In the fixing process of the toner, the release agent can penetrate the paper. Thus, the fixing process of the toner image on the paper can make the paper lipophilic.
  • the ink has a "difference in dynamic surface tension (i.e., DST 1sec -DST 20min )" at 21 ° C of about 15 dyne / cm to about 40 dyne / cm, the toner image on one side
  • DST 1sec -DST 20min difference in dynamic surface tension
  • An electrophotographic image forming unit including a fixing unit to fix the toner image
  • a conveyance roller for conveying the sheet having passed through the electrophotographic image forming unit, and an inkjet image forming unit for printing an image on the back surface of the sheet;
  • the inkjet image forming portion further comprises an ink, the ink having a low range of surface tension, for example, a surface tension of about 60 dyne / cm or less at 21 ° C, or about 20 dyne / cm to about 55 dyne at 21 ° C. / cm of surface tension, or a surface tension of at least about 20 dyne / cm to less than about 30 dyne / cm at 21 °C, or a surface tension of at least about 20 dyne / cm to less than about 25 dyne / cm at 21 °C Can be.
  • a low range of surface tension for example, a surface tension of about 60 dyne / cm or less at 21 ° C, or about 20 dyne / cm to about 55 dyne at 21 ° C. / cm of surface tension, or a surface tension of at least about 20 dyne / cm to less than about 30 dyn
  • the electrophotographic image forming unit may further include a toner, and the toner may have a viscosity of about 1 ⁇ 10 3 poises to about 1 ⁇ 10 6 poises at a melting temperature of the toner.
  • the ink may have a "difference in dynamic surface tension (ie, DST 1 sec -DST 20 min )" at 21 ° C. of about 15 dyne / cm to about 40 dyne / cm.
  • the inkjet image forming portion further comprises an ink, the ink having a low range of surface tension, for example, a surface tension of about 60 dyne / cm or less at 21 ° C, or about 20 dyne / cm to about 55 dyne at 21 ° C. / cm of surface tension, or a surface tension of at least about 20 dyne / cm to less than about 30 dyne / cm at 21 °C, or a surface tension of at least about 20 dyne / cm to less than about 25 dyne / cm at 21 °C Can be.
  • a low range of surface tension for example, a surface tension of about 60 dyne / cm or less at 21 ° C, or about 20 dyne / cm to about 55 dyne at 21 ° C. / cm of surface tension, or a surface tension of at least about 20 dyne / cm to less than about 30 dyn
  • the electrophotographic image forming unit may further include a toner, and the toner may have a viscosity of about 1 ⁇ 10 3 poises to about 1 ⁇ 10 6 poises at a melting temperature of the toner.
  • the ink may have a "difference in dynamic surface tension (ie, DST 1 sec -DST 20 min )" at 21 ° C. of about 15 dyne / cm to about 40 dyne / cm.
  • the toner base particles and the external additive having the composition shown in Table 2 below were stirred for 30 seconds at 2,000 rpm and 3 minutes at 6,000 rpm using an external apparatus (Korea, "Daehwa Tech", “KMLS2K”).
  • the external additive was added to the surface of the toner base particles.
  • the toner of Example 1 was obtained.
  • the melting temperature (T 1/2 ) of the toner of Example 1 was 133 ° C.
  • the viscosity at the melting temperature (T 1/2 ) of the toner of Example 1 was 30,000 poise.
  • the melting temperature of the toner T 1/2 is measured by a constant load extrusion type customs formula rheometer.
  • the constant load extruded tubular rheometer is a means for easily measuring the performance of thermal properties, viscosity characteristics, and the like of a resin, and measures the viscous resistance when the melt passes through the tubule.
  • the melting temperature T 1/2 by the 1/2 method represents the temperature at the half point of the piston stroke of the flow meter between the outflow start temperature Tfb and the outflow end temperature Tend of the outflow curve.
  • Shimazu CFD-500D was used as the extruded tubular rheometer.
  • the weight of the weight is 1.5kg, the diameter of the die hole (1.0mm), the heating rate is 6 °C / min, the start temperature 90 °C end temperature is 200 °C.
  • the toners of Examples 2 and 3 were prepared in the same manner as in Example 1, except that the contents of the high molecular weight polyester resin H and the low molecular weight polyester resin L were varied. Contents of the high molecular weight polyester resin H and the low molecular weight polyester resin L used in the production of the toners of Examples 2 and 3; Melting temperature T 1/2 of the toner of Examples 2 and 3; And the viscosity at the melting temperature (T 1/2 ) of the toners of Examples 2 and 3 are shown in Table 3.
  • Toners of Comparative Examples 1 and 2 were prepared in the same manner as in Example 1, except that the contents of the high molecular weight polyester resin H and the low molecular weight polyester resin L were different. Contents of the high molecular weight polyester resin H and the low molecular weight polyester resin L used in the production of the toners of Comparative Examples 1 and 2; Melting temperature T 1/2 of toner of Comparative Examples 1 and 2; And the viscosity at the melting temperature (T 1/2 ) of the toners of Comparative Examples 1 and 2 are shown in Table 3.
  • a toner of Comparative Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the Mw of the high molecular weight polyester resin H was 600,000. Melting temperature T 1/2 of toner of Comparative Example 3; And the viscosity at the melting temperature (T 1/2 ) of the toner of Comparative Example 3 is shown in Table 3.
  • a toner of Comparative Example 4 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the Mw of the high molecular weight polyester resin H was 90,000. Melting temperature T 1/2 of toner of Comparative Example 4; And the viscosity at the melting temperature (T 1/2 ) of the toner of Comparative Example 4 is shown in Table 3.
  • a toner of Comparative Example 5 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the Mw of the low molecular weight polyester resin L was 150,000. Melting temperature T 1/2 of toner of Comparative Example 5; And the viscosity at the melting temperature (T 1/2 ) of the toner of Comparative Example 5 is shown in Table 3.
  • a toner of Comparative Example 6 was prepared in the same manner as in Example 1 except that Mw of the low molecular weight polyester resin L was 5,000. Melting temperature T 1/2 of toner of Comparative Example 6; And the viscosity at the melting temperature (T 1/2 ) of the toner of Comparative Example 6 is shown in Table 3.
  • roller type fixing device (manufacturer: Samsung Electronics, product name: fixing device of Mono SL-M2028 model)
  • the high printing speed of the toner image in the electrophotographic image forming unit may compensate for the slow printing speed of the ink image in the inkjet image forming unit. Therefore, in the evaluation of the fixability of the toner, by using a fixing speed of 100 mm / sec and a fixing time of 0.08 sec, the fixing property of the toner image at a high printing speed was evaluated.
  • the fixability of the fixed image was evaluated as follows. The optical density of the fixed image was measured. Then, a 3M 810 tape was stuck on the fixed image, and then 500g weight was reciprocated five times on the tape and then the tape was removed. After tape removal, the optical density of the fixed image was measured once again.
  • the fixing property of toner is 90% or more (it means that the fixing property of toner is very excellent).
  • Toner fixing property is 85% or more and less than 90% (it means the toner fixing property is excellent).
  • the toner fixing property is 80% or more and less than 85% (it means that the toner fixing property is bad).
  • Toner fixing property is less than 80% (meaning the toner fixing property is very poor).
  • the toner obtained in Examples and Comparative Examples in an environment room at room temperature (20 ⁇ 2 ° C.) and a relative humidity of 55 ⁇ 5% was placed in a toner cartridge of a one-component developing printer (manufactured by Samsung Electronics Co., Ltd., SL-M2028) Set and printed with 1% coverage. After printing 10 sheets, the optical density (OD) at 3 positions of the image area on the 10th printing paper was measured and its average was calculated. Optical density was measured using an "Electroeye" reflectometer. The measured results were evaluated according to the following criteria.
  • An image OD is 1.4 or more (it means that image OD is very excellent).
  • An image OD is 1.2 or more and less than 1.4 (it means that image OD is excellent).
  • An image OD is less than 1.0 (it means that image OD is very bad).
  • Print glossiness is 35 or more and less than 40. (Means that print gloss is excellent).
  • Print glossiness is less than 30. (Means that print gloss is very poor).
  • Double-circle The fluctuation range of the image density in 1,000 sheets compared with an initial image density is less than 10% (it means that a toner has very excellent durability).
  • the fluctuation range of the image density at 1,000 sheets relative to the initial image concentration is 30% or more (meaning that the toner has very poor durability).
  • developability evaluation was performed as follows. Before the toner moves from the photoreceptor to the intermediate transfer member, a toner image having a constant area is developed on the photoreceptor, and then collected and weighed using a suction device equipped with a filter to measure the weight of the toner per unit area. It was. In addition, the toner weight per unit area on the Magroll was simultaneously measured. Developability was evaluated in the following manner.
  • the developing efficiency is 90% or more (it means that a toner has very developability).
  • Developing efficiency is 80% or more and less than 90% (it means that a toner has excellent developability).
  • the developing efficiency is less than 70% (meaning that the toner has very poor developability).
  • the ink compositions of Examples 5 and 6 were prepared in the same manner as in Example 4, except that the contents of the surfactant Surfynol 485 and the content of deionized water were different.
  • the content of the surfactant Surfynol 485 used in the preparation of the ink compositions of Examples 5 and 6 is shown in Table 5.
  • Example 7 According to the same method as in Example 4, except that the content of the surfactant Surfynol 485 and the content of the deionized water were different (at this time, the sum of the weight part of the surfactant and the weight part of the deionized water remained the same)
  • the ink compositions of Comparative Examples 7 and 8 were prepared.
  • the content of the surfactant Surfynol 485 used in the preparation of the ink compositions of Comparative Examples 7 and 8 is shown in Table 5.
  • the static surface tension of the ink compositions of Examples and Comparative Examples was measured at 21 ° C. using a KSARS DSA 100 apparatus.
  • the ink composition obtained in Examples and Comparative Examples in an environment room of room temperature (20 ⁇ 2 ° C.) and a relative humidity of 55 ⁇ 5% was attached to an inkjet printer (manufactured by Samsung Electronics Co., Ltd., model: SL-J1760),
  • the toner obtained in Example 1 was printed in an environment room at room temperature (20 ⁇ 2 ° C.) and a relative humidity of 55 ⁇ 5% at 1% coverage. It was printed paper obtained by printing with 1% coverage on the toner cartridge manufactured by Samsung Electronics, model: SL-M2028.
  • the inkjet image was printed on the printing surface on which the toner image was formed.
  • the optical density (OD) at the 3 positions of the image area on the 10th printing paper was measured and the average thereof was calculated.The optical density was measured using an "Electroeye" reflectance densitometer. Evaluated.
  • An image OD is 1.4 or more (it means that image OD is very excellent).
  • An image OD is 1.2 or more and less than 1.4 (it means that image OD is excellent).
  • An image OD is less than 1.0 (it means that image OD is very bad).
  • glossiness % was measured under the following conditions: measuring angle: 60 o , measuring pattern: Ink compositions obtained in Examples and Comparative Examples in an environment room of 100% solid pattern (at room temperature (20 ⁇ 2 ° C.) and relative humidity of 55 ⁇ 5% were prepared by an inkjet printer (manufactured by Samsung Electronics Co., Ltd., model: SL-J1760). Printed after loading in the ink cartridge; new print media used).
  • Print glossiness is 35 or more and less than 40. (Means that print gloss is excellent).
  • Print glossiness is less than 30. (Means that print gloss is very poor).
  • the degree of bleeding is evaluated based on the following criteria.
  • Example number Surfactant content (parts by weight) Static surface tension (@ 21 °C) (dyne / cm) Dynamic surface tension (@ 21 °C, 1 second) (dyne / cm) Dynamic surface tension (@ 21 °C, 20 minutes) (dyne / cm) Dynamic surface tension difference OD Glossiness Wear resistance
  • Example 4 0.5 30 33 63 30 ⁇ ⁇ ⁇ Example 5 0.3 35 45 60 15 ⁇ ⁇ ⁇ Example 6 1.0 25 30 70 40 ⁇ ⁇ ⁇ Comparative Example 7 1.5 20 20 70 50 ⁇ ⁇ ⁇ Comparative Example 8 0.1 50 55 60 5 ⁇ ⁇ ⁇
  • first body 2 ... second body
  • Electrophotographic image forming unit 83, 84 One-way clutch 100 Electrophotographic image forming unit

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Combination Of More Than One Step In Electrophotography (AREA)
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Abstract

전자사진 화상형성부와 잉크젯 화상형성부를 채용하여 용지의 표면과 이면에 각각 화상을 인쇄할 수 있는 화상형성장치가 개시된다.

Description

화상형성장치 및 방법
화상형성방식이 서로 다른 두 개의 화상형성부를 구비하는 복합 화상형성장치 및 복합 화상형성방법이 개시된다.
복합 화상형성장치는 화상형성방식이 서로 다른 두 개의 화상형성부를 구비한다. 예를 들어, 두 개의 화상형성부는 전자사진 화상형성부와 잉크젯 화상형성부일 수 있다.
전자사진 화상형성부는 화상정보에 대응되어 변조된 광을 감광체에 조사하여 감광체의 표면에 정전잠상을 형성하고, 이 정전잠상에 토너를 공급하여 가시적인 토너화상으로 현상시키고, 이 토너화상을 기록매체에 전사하여 정착시킴으로써 기록매체에 화상을 인쇄한다.
잉크젯 화상형성부는 부주사방향으로 이송되는 용지에 잉크젯 프린트 헤드를 이용하여 잉크를 분사하여 화상을 인쇄한다. 잉크젯 프린트 헤드는 잉크를 토출하는 다수의 노즐과 잉크 토출 압력을 제공하는 토출수단을 구비한다.
복합 화상형성장치는 화상의 종류, 소망하는 인쇄 속도, 양면인쇄 여부 등에 따라 전자사진 화상형성부와 잉크젯 화상형성부를 선택적으로 구동하거나 또는 둘 모두를 구동하여 용지에 화상을 인쇄할 수 있다.
전자사진 화상형성부와 잉크젯 화상형성부를 채용하여 용지의 표면과 이면에 각각 화상을 인쇄할 수 있는 복합 화상형성장치를 제공한다.
전자사진 화상형성부와 잉크젯 화상형성부를 채용하고, 소형화가 가능한 복합 화상형성장치를 제공한다.
전자사진 화상형성부와 잉크젯 화상형성부를 채용한 복합 화상형성장치의 화상형성방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 화상형성장치의 일 구현예는,
용지의 표면에 토너를 공급하여 화상을 인쇄하는 것으로서, 감광체와 전사닙을 형성하여 상기 감광체로부터 토너화상을 상기 용지로 전사시키는 전사기와, 상기 용지가 통과되는 정착닙을 형성하며 상기 용지에 전사된 토너 화상을 정착시키는 정착기를 포함하는 전자사진 화상형성부;
상기 전자사진 화상형성부를 통과한 용지를 이송시키는 이송 롤러와, 상기 용지의 이면에 화상을 인쇄하는 잉크젯 화상형성부;
상기 정착기와 상기 이송 롤러를 연결하는 제1이송경로;
상기 정착기와 상기 이송 롤러를 연결하는 것으로서, 상기 제1이송 경로보다 긴 제2이송경로; 및
상기 정착기를 통과한 용지를 상기 제1이송경로로 안내하는 제1위치와, 상기 제2이송경로로 안내하는 제2위치로 전환가능한 이송경로 전환부재;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 화상형성장치의 일 구현예는,
용지의 표면에 토너를 공급하여 화상을 인쇄하는 것으로서, 감광체와 전사닙을 형성하여 상기 감광체로부터 토너화상을 상기 용지로 전사시키는 전사기와, 상기 용지가 통과되는 정착닙을 형성하며 상기 용지에 전사된 토너 화상을 정착시키는 정착기를 포함하는 전자사진 화상형성부; 및
상기 전자사진 화상형성부를 통과한 용지를 이송시키는 이송 롤러와, 상기 용지의 이면에 화상을 인쇄하는 잉크젯 화상형성부;를 포함하며,
상기 잉크젯 화상형성부는 잉크를 더 구비하고, 상기 잉크는 21 ℃에서 20 dyne/cm 내지 55 dyne/cm의 표면장력을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 화상형성방법의 일 구현예는,
용지의 표면에 토너를 공급하여 화상을 인쇄하는 것으로서, 감광체와 전사닙을 형성하여 상기 감광체로부터 토너화상을 상기 용지로 전사시키는 전사기와, 상기 용지가 통과되는 정착닙을 형성하며 상기 용지에 전사된 토너 화상을 정착시키는 정착기를 포함하는 전자사진 화상형성부에서, 상기 용지의 표면에 토너 이미지를 형성하는 단계; 및
상기 전자사진 화상형성부를 통과한 용지를 이송시키는 이송 롤러와, 상기 용지의 이면에 화상을 인쇄하는 잉크젯 화상형성부에서, 상기 용지의 이면에 잉크 이미지를 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 잉크젯 화상형성부는 잉크를 더 구비하고, 상기 잉크는 21 ℃에서 20 dyne/cm 내지 55 dyne/cm의 표면장력을 가질 수 있다.
전자사진 화상형성부와 잉크젯 화상형성부를 채용한 소형화된 복합 화상형성장치의 구현이 가능하다.
용지를 안정적으로 이송시킬 수 있는 복합 화상형성장치의 구현이 가능하다.
도 1은 복합 화상형성장치의 일 실시예의 개략적인 블록도이다.
도 2는 복합 화상형성장치의 일 실시예의 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 복합 화상형성장치의 일 실시예에서 제2몸체에 의하여 제1몸체의 상부가 개방된 상태를 보여주는 도면이다.
도 4는 현상기의 일 실시예의 개략적인 구성도이다.
도 5는 잉크젯 화상형성부의 일 실시예의 개략적이 구성도이다.
도 6과 도 7은 각각 셔틀방식 잉크젯 프린트 헤드의 노즐 형상의 일 예를 각각 보여준다.
도 8a와 도 8b는 정착닙을 형성/해제시키기 위한 정착닙 조절부재의 일 실시예로서, 도 8a는 정착닙이 형성된 상태를, 도 8b는 정착닙이 해제된 상태를 보여준다.
이하, 도면들 참조하면서 본 발명에 따른 복합 화상형성장치 및 화상형성방법의 실시예들에 관하여 설명한다.
도 1은 복합 화상형성장치의 일 실시예의 개략적인 블록도이다. 도 1을 참조하면, 복합 화상형성장치는, 전자사진 화상형성부(제1화상형성부)(100)와 잉크젯 화상형성부(제2화상형성부)(200)를 구비한다. 급지부(300)에 적재된 용지(P)는 전자사진 화상형성부(100)와 잉크젯 화상형성부(200)를 순차로 통과한다. 전자사진 화상형성부(100)는 용지(P)의 표면(제1면)에 화상을 인쇄한다. 잉크젯 화상형성부(200)는 용지(P)의 이면(제2면)에 화상을 인쇄한다. 예를 들어, 전자사진 화상형성부(100)는 용지(P)의 표면에 단색 화상, 예를 들어 흑백 화상을 인쇄할 수 있다. 잉크젯 화상형성부(200)는 용지(P)의 이면에 칼라 화상을 인쇄할 수 있다. 이하에서 칼라 화상을 인쇄할 수 있다는 것은 일반적으로 단색 화상(흑백 화상)도 인쇄할 수 있다는 것을 의미한다.
제어부(400)는 화상형성동작을 포함하는 화상형성장치의 전체적인 동작을 제어하며, CPU 등과 같은 프로세서를 포함할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 화상형성장치는 입출력부, 통신부, 메모리, 및 전원부를 더 포함할 수 있다. 입출력부는 사용자로부터 화상형성작업의 수행을 위한 입력 등을 수신하기 위한 입력부와, 화상형성작업의 수행 결과 또는 화상형성장치의 상태 등의 정보를 표시하기 위한 출력부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 입출력부는 사용자 입력을 수신하는 조작 패널(operation panel) 및 화면을 표시하는 디스플레이 패널(display panel) 등을 포함할 수 있다. 통신부는 다른 디바이스, 네트워크, 호스트 등과 유무선 통신을 수행할 수 있다. 이를 위해, 통신부는 다양한 유무선 통신 방법 중 적어도 하나를 지원하는 통신 모듈을 포함할 수 있다.
제어부(400)는 입출력부를 통해 수신한 사용자 입력에 대응되는 동작을 수행하도록 화상형성장치의 구성요소들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)는 메모리에 저장된 프로그램을 실행시키거나, 메모리에 저장된 파일을 읽어오거나, 새로운 파일을 메모리에 저장할 수도 있다. 제어부(400)는 도시되지 않은 호스트로부터 입력되는 인쇄정보에 기반하여 전자사진 화상형성부(100)와 잉크젯 화상형성부(200)를 선택적으로 또는 둘 모두를 구동할 수 있다.
예를 들어, 단색 화상(흑백 화상)을 인쇄하기 위한 인쇄정보가 입력된 경우, 제어부(400)는 용지(P)의 표면 또는 이면에 단색 화상을 인쇄하도록 전자사진 화상형성부(100) 또는 잉크젯 화상형성부(200)를 구동할 수 있다. 일반적으로 흑백 화상의 경우, 전자사진 화상형성부(100)의 인쇄속도가 잉크젯 화상형성부(200)의 인쇄속도보다 빠르며, 장당 인쇄 비용이 전자사진 화상형성부(100)가 더 싸다. 따라서, 제어부(400)는 흑백 화상을 인쇄하는 경우에는 전자사진 화상형성부(100)를 구동할 수 있다.
칼라 화상을 인쇄하기 위한 인쇄정보가 입력된 경우, 제어부(400)는 용지(P)의 이면에 칼라 화상을 인쇄하도록 잉크젯 화상형성부(200)를 구동할 수 있다. 일반적으로, 칼라 화상의 경우, 잉크젯 화상형성부(200)를 이용하여 구현하는 것이 더 간편하다. 왜냐하면, 일반적으로 전자사진 칼라 화상형성부는 구조가 잉크젯 칼라 화상형성부에 비하여 복잡하고 크기도 크기 때문에, 전자사진 칼라 화상형성부를 채용하면 화상형성장치가 대형화, 고가격화되기 때문이다.
양면 인쇄를 위한 인쇄정보가 입력된 경우, 제어부(400)는 용지(P)의 표면과 이면에 순차적으로 화상을 인쇄하도록 전자사진 화상형성부(100)와 잉크젯 화상형성부(200)를 구동할 수 있다.
전술한 실시예에서는, 제1화상형성부로서 단색 화상을 인쇄하는 전자사진 화상형성부(100)가, 제2화상형성부로서 칼라 화상을 인쇄하는 잉크젯 화상형성부(200)가 채용되나, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1화상형성부와 제2화상형성부는, 칼라 화상을 인쇄하는 전자사진 화상형성부와 칼라 화상을 인쇄하는 잉크젯 화상형성부의 조합, 칼라 화상을 인쇄하는 전자사진 화상형성부와 단색 화상을 인쇄하는 잉크젯 화상형성부의 조합, 단색 화상을 인쇄하는 전자사진 화상형성부와 단색 화상을 인쇄하는 잉크젯 화상형성부의 조합 등도 가능하다.
단색 및 칼라 인쇄가 가능한 소형, 저가격의 복합 화상형성장치는, 단색 화상을 인쇄하는 전자사진 화상형성부(100)와 칼라화상을 인쇄하는 잉크젯 화상형성부(200)에 의하여 구현될 수 있다.
도 2는 복합 화상형성장치의 일 실시예의 개략적인 구성도이다. 도 2를 참조하면, 화상형성장치는, 제1몸체(1)와, 제1몸체(1)의 상부에 위치되는 제2몸체(2)를 구비한다. 전자사진 화상형성부(100)는 제1몸체(1)에 배치되며, 잉크젯 화상형성부(200)는 제2몸체(2)에 배치된다. 급지부(300)는 예를 들어 카세트의 형태로 제1몸체(1)에 설치될 수 있다. 용지(P)를 적재하기 위하여 급지부(300)는 도 2에 점선으로 도시된 바와 같이 제1몸체(1)의 외부로 슬라이딩되어 나올 수 있다. 급지부(300)의 형태는 도 2에 도시된 예에 한정되지 않으며, 당업계에서 알려진 다양한 형태를 가질 수 있다.
제2몸체(1)는 제1몸체(1)의 적어도 일부(예를 들어 제1몸체(1)의 상부의 적어도 일부)를 개방할 수 있도록 제1몸체(1)와 연결될 수 있다. 도 3은 도 2에 도시된 복합 화상형성장치의 일 실시예에서 제2몸체(2)에 의하여 제1몸체(1)의 상부가 개방된 상태를 보여준다.
도 2와 도 3을 참조하면, 제2몸체(2)는 힌지(3)에 의하여 제1몸체(1)에 회동될 수 있게 연결된다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 힌지(3)는 제2몸체(2)의 회동중심을 제공하는 힌지축과, 제2몸체(2)를 열린 상태에 유지시키기 위한 유지부를 구비한다. 유지부는 예를 들어 제2몸체(2)에 열리는 방향의 탄성력을 제공하는 탄성부재에 의하여 구현될 수 있다. 유지부는 예를 들어, 열린 상태에서 제2몸체(2)를 제1몸체(1)에 대하여 지지하는 스토퍼에 의하여 구현될 수도 있다. 화상형성장치는 제2몸체(2)를 닫힌 상태로 제1몸체(1)에 로킹시키는 로커(5)를 더 구비할 수 있다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 화상형성장치는 로커(5)를 해제시키기 위한 해제레버를 더 구비할 수도 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 제2몸체(2)가 회동되면, 제1몸체(1)의 상부가 개방된다. 이 개방된 공간을 통하여, 후술하는 현상기(120)를 제1몸체(1)에 장착하거나 제1몸체(1)로부터 탈거할 수 있으며, 전자사진 화상형성부(100)의 인쇄과정에서 발생될 수 있는 용지 잼 처리 등이 가능하다.
도 2를 참조하면, 제2몸체(1)에는 커버(4)가 마련된다. 커버(4)는 제2몸체(2)에 회동될 수 있게 설치되어 제2몸체(2)의 적어도 일부를 개폐한다. 예를 들어, 커버(4)는 제2몸체(2)의 상부를 개폐한다. 도 2에 점선으로 도시된 바와 같이 커버(4)를 열면, 제2몸체(2)의 상부가 개방된다. 이 개방된 공간을 통하여, 후술하는 잉크젯 프린트 헤드(210)를 제2몸체(2)에 장착하거나 제2몸체(2)로부터 탈거할 수 있으며, 잉크젯 화상형성부(200)의 인쇄과정에서 발생될 수 있는 용지 잼 처리 등이 가능하다.
본 실시예의 전자사진 화상형성부(100)는 단색화상(흑백화상)을 인쇄한다. 전자사진 화상형성부(100)는 노광기(110), 현상기(120), 전사기, 및 정착기(140)를 구비할 수 있다. 도 4는 현상기(120)의 일 실시예의 개략적인 구성도이다. 도 4의 현상기(120)는 이성분 현상구조, 일성분 비접촉 현상구조, 일성분 접촉 현상구조 등 알려진 다양한 현상 구조를 채용할 수 있다. 일 예로서, 본 실시예의 현상기(120)는 일성분 비접촉 현상구조를 채용한다.
도 2와 도 4를 참조하면, 감광드럼(121)은 정전잠상이 형성되는 감광체의 일 예로서, 원통형 금속 파이프의 외주에 광도전성을 가지는 감광층이 형성된 것일 수 있다. 대전롤러(122)는 감광드럼(121)의 그 표면을 균일한 전위로 대전시키는 대전기의 일 예이다. 대전롤러(122)에는 대전바이어스가 인가된다. 대전롤러(122) 대신에 코로나 대전기(미도시)가 사용될 수도 있다. 현상롤러(123)는 토너를 감광드럼(121)의 표면에 형성되는 정전잠상에 공급하여 현상시키기 위한 것이다. 본 실시예에서는 현상롤러(123)의 표면은 감광드럼(121)의 표면과 수 십 내지 수 백 미크론 정도의 간격을 두고 서로 이격되게 위치된다. 이 간격을 현상갭(D)이라 한다. 현상롤러(123)에 현상바이어스전압이 인가되면 이 현상갭(D)을 통하여 토너가 감광드럼(121)의 표면에 형성된 정전잠상으로 이동되어 부착된다.
현상기(120)에는 토너를 현상롤러(123)에 부착시키기 위한 공급롤러(124)가 더 마련될 수 있다. 공급롤러(124)에는 토너를 현상롤러(123)로 부착시키기 위하여 공급바이어스전압이 인가될 수 있다. 참조부호 125는 현상롤러(123)의 표면에 부착되는 토너의 양을 규제하기 위한 규제부재를 표시한다. 규제부재(125)는 예를 들어 그 선단이 현상롤러(123)에 소정의 압력으로 접촉되는 규제 블레이드일 수 있다. 참조부호 126은 대전 전에 감광드럼(121)의 표면으로부터 잔류토너 및 이물질을 제거하기 위한 클리닝 부재를 표시한다. 클리닝 부재(126)는 예를 들어 그 선단이 감광드럼(121)의 표면에 접촉되는 클리닝 블레이드일 수 있다. 감광드럼(121)의 표면으로부터 제거된 폐토너는 폐토너 수용부(128)에 수용될 수 있다.
토너 수용부(129)에는 토너가 수용된다. 토너 수용부(129)에는 교반기(127)가 설치된다. 교반기(127)는 토너를 현상롤러(123)로 이송하는 역할을 한다. 교반기(127)는 토너를 휘저어 토너를 소정 전위로 대전시키는 역할을 겸할 수 있다. 도 3에는 하나의 교반기(127)가 도시되어 있으나, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 토너 수용부(129)의 용적이나 형태를 감안하여 효과적으로 토너를 현상롤러(123)로 공급하기 위하여 토너 수용부(129)에는 적절한 위치에 적절한 수의 교반기(127)가 설치될 수 있다. 교반기(127)의 형태는 회전축에 하나 또는 다수의 유연한 필름 형태의 교반날개가 마련된 형태일 수 있다. 또, 도면으로 도시되지는 않았지만, 교반기(127)는 나선형 교반날개를 구비하는 오거(auger)일 수도 있다. 교반기(127)는 토너를 현상롤러(123)로 이송시키는 한편, 토너를 교반하여 토너를 마찰대전시킨다.
하우징(120a)은 토너 수용부(129)와 폐토너 수용부(128)를 형성하며, 감광체(121), 대전롤러(122), 현상롤러(123), 공급롤러(124), 교반기(127) 등 현상기(120)를 구성하는 부재들을 지지하는 프레임의 역할을 한다. 감광드럼(121)은 개구(120b)를 통하여 그 외주의 일부가 하우징(120a) 외부로 노출된다. 하우징(120a)의 내부에는 제1, 제2격벽(120c)(120d)이 마련될 수 있다. 제1격벽(120c)과 제2격벽(120d)은 상호 이격되게 위치되어 그 사이로 감광드럼(121)을 노광시키기 위하여 노광기(도 2의 110)로부터 주사되는 광(L)이 입사되는 광로(120e)를 형성한다.
노광기(110)는 화상정보에 따라 변조된 광을 균일한 전위로 대전된 감광드럼(121)의 표면에 주사한다. 노광기(110)로서, 예를 들면 레이저 다이오드로부터 조사되는 광을 폴리곤미러를 이용하여 주주사방향으로 편향시켜 감광드럼(121)에 주사하는 LSU(laser scanning unit)가 채용될 수 있다.
전사롤러(130)는 감광드럼(121)의 표면과 대면되게 위치되어 전사닙을 형성하는 전사기의 일 예이다. 전사롤러(130)에는 감광드럼(121)의 표면에 현상된 토너화상을 용지(P)로 전사시키기 위한 전사바이어스전압이 인가된다. 전사롤러(130)대신에 코로나 전사기가 사용될 수도 있다.
전사롤러(130)에 의하여 용지(P)의 표면으로 전사된 토너화상은 정전기적 인력에 의하여 용지(P)의 표면에 유지된다. 정착기(140)는 토너화상이 열과 압력을 가하여 용지(P)에 정착시킴으로써 용지(P)에 영구적인 인쇄화상을 형성한다. 정착기(140)는 용지(P)가 통과되는 정착닙을 형성한다. 예를 들어, 정착기(140)는 서로 맞물려 정착닙을 형성하고 회전되는 가열롤러(가열부재)(141)와 가압롤러(가압ㅂ부)(142)를 구비할 수 있다. 가열롤러(141)는 히터(143)에 의하여 가열된다. 가열롤러(141)는 용지(P)의 표면과 대면된다. 정착기(140)의 형태는 도 2에 도시된 형태에 한정되지 않으며, 가열롤러(141) 대신에 벨트(미도시)가 채용될 수도 있다.
상술한 구성에 의한 전자사진 화상형성과정을 간략히 설명한다.
대전롤러(122)에 대전바이어스가 인가되고, 감광드럼(121)은 균일한 전위로 대전된다. 노광기(110)는 화상정보에 대응되어 변조된 광을 현상기(120)에 마련된 광로(120e)를 통하여 감광드럼(121)으로 주사하여, 감광드럼(121)의 표면에 정전잠상을 형성시킨다. 토너는 교반기(127)에 의하여 공급롤러(124) 쪽으로 이송되며, 공급롤러(124)는 토너를 현상롤러(123)의 표면에 부착시킨다. 규제부재(125)는 현상롤러(123)의 표면에 균일한 두께의 토너층을 형성시킨다. 현상롤러(123)에는 현상바이어스전압이 인가된다. 현상롤러(123)가 회전됨에 따라 현상닙(D)으로 운반된 토너는 현상바이어스전압에 의하여 감광드럼(121)의 표면에 형성된 정전잠상으로 이동되어 부착되어 감광드럼(121)의 표면에는 가시적인 토너화상이 형성된다. 픽업롤러(302)에 의하여 적재수단(301)으로부터 인출된 용지(P)는 이송롤러(303)에 의하여 전사롤러(130)와 감광드럼(121)이 대면된 전사닙으로 이송된다. 전사롤러(130)에 전사바이어스전압이 인가되면, 정전기적 인력에 의하여 토너화상은 용지(P)로 전사된다. 용지(P)로 전사된 토너화상이 정착기(140)로부터 열과 압력을 받아 용지(P)에 정착됨으로써 전자사진방식 인쇄가 완료된다. 용지(P)는 잉크젯 화상형성부(200)를 통과하여 외부로 배출된다. 용지(P)로 전사되지 않고 감광드럼(121)의 표면에 잔류되는 토너는 클리닝 부재(126)에 의하여 제거되어, 폐토너 수용부(128)에 수용된다.
본 실시예의 잉크젯 화상형성부(200)는 칼라 화상을 인쇄한다. 도 5는 잉크젯 화상형성부(200)의 일 실시예의 개략적이 구성도이다. 도 2와 도 5를 참조하면, 잉크젯 화상형성부(200)는 잉크젯 프린트 헤드(210)와, 전자사진 형성부(100)를 통과한 용지(P)를 잉크젯 프린트 헤드(210)의 하방으로 이송시키는 이송 롤러(220)를 구비한다. 이송 롤러(220)에 의하여 용지(P)는 부주사 방향(S2)으로 이송된다. 잉크젯 프린트 헤드(210)와 마주보는 위치에는 플라텐(230)이 마련될 수 있다. 플라텐(230)은 용지(P)를 평탄하게 지지한다. 잉크젯 프린트 헤드(210)는 플라텐(230)에 지지되어 이송롤러(220)에 의하여 이송되는 용지(P)에 잉크를 토출하여 화상을 인쇄한다.
잉크젯 프린트 헤드(210)는 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K) 색상의 잉크가 각각 수용된 4개의 잉크탱크(211Y, 211M, 211C, 211K)와, 헤드 칩(213Y, 213M, 213C, 213K)을 구비한다. 헤드 칩(213Y, 213M, 213C, 213K)은 잉크탱크(211Y, 211M, 211C, 211K)와 공급 라인(212Y, 212M, 212C, 212K)에 의하여 연결된다. 각각의 헤드 칩(213Y, 213M, 213C, 213K)은 챔버(미도시)와, 토출수단(미도시)과, 노즐(미도시)을 구비한다. 잉크 탱크(211)에 수용된 잉크는 공급 라인(213)을 통하여 챔버로 공급된다. 노즐은 챔버와 연결된다. 토출수단은 챔버 내의 잉크에 압력을 가하여 잉크를 노즐을 통하여 토출시킨다. 토출수단은, 압전방식, 열방식 등에 의하여 챔버에 토출 압력을 형성시킨다. 예를 들어, 압전 방식의 토출수단은 압전 소자에 구동 전압을 인가하여 챔버를 형성하는 벽체를 부분적으로 변형시켜 챔버의 체적을 변화시킴으로서 토출압력을 형성한다. 압전 소자에 인가되는 구동신호에 온(ON)되면 노즐을 통하여 잉크가 토출되고, 오프(OFF)되면 챔버의 체적이 원래 체적으로 회복되면서 새로운 잉크가 잉크 탱크(211)로부터 챔버로 유입된다. 열방식 토출수단은 발열소자를 이용하여 챔버 내의 잉크를 가열하여, 잉크 내의 기포를 팽창시킴으로써 토출 압력을 형성한다. 발열소자에 인가되는 구동신호가 오프(OFF)되면, 기포가 수축되고, 새로운 잉크가 잉크 탱크(211)로부터 챔버로 유입된다. 토출수단은 당업계에서 잘 알려져 있으므로 더 상세한 설명은 생략한다.
잉크젯 프린트 헤드(210)는 주주사 방향(S1)으로 왕복이동되는 셔틀방식 잉크젯 헤드일 수 있으며, 용지(P)의 폭에 해당되는 주주사방향(S1)의 길이를 가지고 고정된 위치에서 용지(P)의 폭 전체에 걸쳐서 잉크를 토출하는 어레이 잉크젯 프린트 헤드일 수도 있다. 도 6과 도 7은 각각 셔틀방식 잉크젯 프린트 헤드의 노즐 형상의 일 예를 각각 보여준다. 도 6과 도 7에서 213Y, 213M, 213C, 213K는 각각 엘로우, 마젠타, 시안, 블랙 색상의 잉크를 토출하는 노즐을 표시한다. 노즐(213Y, 213M, 213C, 213K)의 배치 형태는 도 6 및 도 7에 도시된 형태에 한정되지 않는다.
본 실시예의 잉크젯 프린트 헤드(200)는 셔틀방식 잉크젯 프린트 헤드이다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 잉크젯 화상형성부(200)는 노즐이 마르지 않도록 덮는 캡 메카니즘, 막힌 노즐을 뚫기 위한 펌핑 메카니즘 등을 더 구비할 수 있다. 잉크탱크(211Y, 211M, 211C, 211K)는 개별적으로 교체될 수 있다. 잉크젯 프린트 헤드(210)가 하나의 유닛으로 교체될 수도 있다. 또한, 옐로우, 시안 마젠타 잉크를 토출하는 제1부분(210-1)과 블랙 잉크를 토출하는 제2부분(210-2)이 개별적으로 교체될 수도 있다.
상술한 구성에 의한 잉크젯 화상형성과정을 간략히 설명한다. 급지부(300)로부터 인출되어 전자사진 화상형성부(100)를 통과한 용지(P)는 이송롤러(220)에 의하여 부주사 방향(S2)으로 이송된다. 용지(P)는 플라텐(230)에 의하여 잉크젯 프린트 헤드(210)의 헤드 칩(213)들과 소정의 간격, 예를 들면 0.5 - 2mm 정도의 간격을 유지하게 된다. 잉크젯 프린트 헤드(210)는 주주사방향(S1)으로 왕복 이동되면서 잉크를 토출하여 용지(P)에 화상을 인쇄한다. 인쇄가 완료된 용지(P)는 외부로배출된다.
용지 이송경로(6)는 용지(P)의 표면을 전자사진 화상형성부(100)의 감광드럼(121)에 대면시키고, 용지(P)의 이면을 잉크젯 화상형성부(200)의 헤드 칩(213)에 대면시킬 수 있도록 형성된다. 본 실시예의 경우, 급지부(300)가 전자사진 화상형성부(100)의 하부에 위치되고, 잉크젯 화상형성부(200)가 전자사진 화상형성부(100)의 상부에 위치되어, 급지부(300), 전자사진 화상형성부(100), 잉크젯 화상형성부(200)를 연결하는 용지 이송경로(6)는 전체적으로 "C"자 형상이다.
용지 이송경로(6)를 따라 용지(P)를 검출하는 하나 이상의 용지검출센서(미도시)가 배치된다. 예를 들어, 이송롤러(303) 부근과 이송롤러(220) 부근에 각각 제1, 제2용지검출센서가 배치될 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)는 이송롤러(303) 부근에 배치된 제1용지검출센서의 검지 신호로부터 급지부(300)로부터 용지(P)가 인출되었는지 여부을 검지할 수 있으며, 전자사진 인쇄 개시의 기준이 되는 용지 선단 위치를 검지할 수 있다. 제어부(400)는 제1용지검출센서에서 용지(P)가 검출된 후에 소정 시간이 경과하면, 용지(P)가 전사닙과 정착닙을 통과하였다고 판단할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 이송롤러(220) 부근에 배치된 제2용지검출센서의 검지 신호로부터 잉크젯 인쇄 개시의 기준이 되는 용지 선단 위치를 검지할 수 있다.
전자사진 인쇄를 수행하는 경우, 전자사진 화상형성부(100)만이 구동된다. 잉크젯 화상형성부(200)는 이송 롤러(220)가 구동되나, 잉크젯 프린트 헤드(210)는 구동되지 않는다. 제어부(400)는 이송 롤러(220)를 구동하여 전자사진 화상형성부(100)에 의하여 표면에 화상이 인쇄된 용지(P)를 외부로 배출한다.
잉크젯 인쇄를 수행하는 경우, 잉크젯 화상형성부(200)만이 구동된다. 전자사진 화상형성부(100)는 용지(P)를 이송시키기 위하여만 구동된다. 즉, 감광드럼(121), 전사롤러(130), 정착기(140)가 용지(P)를 이송시키기 위하여 구동된다.
전자사진 화상형성부(100)는 일반적으로 용지(P)를 일정한 속도로 이송시킨다. 그러나, 잉크젯 화상형성부(200)는 인쇄 데이터의 양이나 형태에 따라서 용지(P)를 단속적으로 이송시킨다. 그러므로, 전자사진 화상형성부(100)의 급지 속도는 잉크젯 화상형성부(200)의 급지 속도와 적어도 동일하거나 그보다 빨라야 한다.만일, 전자사진 화상형성부(100)의 급지 속도가 잉크젯 화상형성부(200)의 급지속도보다 느리면, 잉크젯 화상형성부(200)에 의한 단속적 인쇄가 불가능하며, 용지 걸림이 발생될 수 있다. 따라서, 제어부(400)는 전자사진 화상형성부(100)의 급지 속도가 잉크젯 화상형성부(200)의 급지속도와 동일하거나 그보다 약간 빠르게 되도록 전자사진 화상형성부(100)와 잉크젯 화상형성부(200)구동한다.
양면인쇄를 수행하는 경우, 전자사진 화상형성부(100)와 잉크젯 화상형성부(200)가 순차로 구동된다. 이상적으로는, 용지(P)가 전자사진 화상형성부(100)를 완전히 통과한 후에 잉크젯 화상형성부(200)에서 인쇄를 시작하여야 한다. 그러나, 이 경우, 정착기(140)와 이송롤러(220)가 용지(P)의 부주사 방향(S2)의 길이만큼 이격되어야 하며, 이는 화상형성장치의 크기를 증가시키는 요인이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 화상형성장치는, 정착기(140)와 이송 롤러(220)를 연결하는 제1, 제2이송경로(6-1)(6-2)를 구비한다. 제2이송경로(6-2)는 제1이송경로(6-1)보다 길다. 제2이송경로(6-2)는 용지(P)의 커얼(curl)을 수용할 수 있는 구조를 갖는다. 커얼은 용지(P)가 정착기(140)와 이송롤러(220) 사이에서 장력이 걸린 상태로 구속되지 않도록 한다. 예를 들어, 제2이송경로(6-2)의 하측 가이드(6-2b)와 상측 가이드(6-2a)가 서로 충분히 이격되어 커얼을 수용하는 공간을 형성한다. 제2이송경로(6-2)는 정착기(140)와 이송롤러(220) 사이에 커얼에 의하여 적어도 용지(P) 전체 길이의 60% 이상이 수용될 수 있도록 형성된다. 예를 들어, 제2이송경로(6-2)는 용지(P) 전체 길이의 60%~70% 정도가 수용되도록 형성될 수 있다. 이에 의하여, 화상형성장치의 크기의 증가를 억제하면서 안정적인 양면 인쇄가 가능하다.
화상형성장치는 이송경로 전환부재(7)를 구비한다. 이송경로 전환부재(7)는 정착기(140)를 통과한 용지(P)를 제1이송경로(6-1)로 안내하는 제1위치(도 2에 실선으로 도시된 위치)와, 제2이송경로(6-2)로 안내하는 제2위치(도 2에 점선으로 도시된 위치)로 전환된다. 예를 들어, 이송경로 전환부재(7)는 제1, 제2위치로 피벗될 수 있다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 이송경로 전환부재(7)는 솔레노이드 등의 액추에이터에 의하여 제, 제2위치로 전환될 수 있다.
제어부(400)는 개별 인쇄를 수행하는 경우, 즉 전자사진 화상형성부(100)와 잉크젯 화상형성부(200) 중 어느 하나만을 구동하는 경우에는 이송경로 전환부재(7)를 제1위치로 전환시킨다.
제어부(400)는 전자사진 화상형성부(100)와 잉크젯 화상형성부(200)를 동시에 구동하여 양면인쇄를 수행하는 경우에는, 이송경로 전환부재(7)를 제2위치로 전환시킨다. 전자사진 화상형성부(100)에 의하여 표면에 화상이 인쇄된 용지(P)의 선단이 정착기(140)를 통과하면, 용지(P)는 이송경로 전환수단(7)에 안내되어 제2이송경로(6-2)로 이송된다. 용지(P)는 그 강성에 의하여 선단이 상부 가이드(6-2a)에 접촉되며, 상부 가이드(6-2a)에 의하여 이송 롤러(220)로 안내된다. 용지(P)의 강성에 의하여 표면은 하부 가이드(6-2b)로부터 이격된다. 따라서, 정착기(140)와 이송롤러(220) 사이에서 용지(P)에 커얼이 발생되며, 커얼은 제2이송경로(6-2)에 수용된다. 이와 같은 구성에 의하면, 설령 부분적으로 잉크젯 화상형성부(200)의 급지속도가 전자사진 화상형성부(100)의 급지속도보다 빠르더라도 제2이송경로(6-2)에서 용지(P)가 하부 가이드(6-2b)에 접촉되기 전에는 용지(P)에 과도한 장력이 발생되지 않으며, 전자사진 화상형성부(100)와 잉크젯 화상형성부(200)의 급지 속도의 차이가 커얼에 의하여 보상될 수 있다. 그러므로, 용지(P)가 전자사진 화상형성부(100)와 잉크젯 화상형성부(200)에 동시에 걸린 경우에, 전자사진 화상형성부(100)와 잉크젯 화상형성부(200)의 급지 속도의 차이에 의한 용지 이송 불량과 이로 인한 인쇄 불량을 방지할 수 있으며, 안정적인 양면인쇄가 가능하다.
잉크젯 화상형성부(200) 만이 구동될 경우에는 정착기(140)는 용지(P)를 이송키지 않아도 된다. 따라서, 이 경우에는 정착기(140)의 정착닙을 해제할 수 있다. 또한 전술한 바와 같이, 전사롤러(130)는 감광드럼(121)과 대면되어 전사닙을 형성하는데, 잉크젯 화상형성부(200) 만이 구동될 경우에는 전사닙을 해제할 수 있다. 그러면, 용지(P)는 이송롤러(303)에 의하여 제1이송경로(6-1)를 거쳐 이송롤러(220)로 공급되며, 이송롤러(220)에 의하여 소정의 인쇄속도로 이송된다.
양면 인쇄를 수행하는 경우, 제어부(400)는 용지(P)의 말단이 전사닙을 통과한 후에는 전사닙을 해제할 수 있으며, 용지(P)의 말단이 정착닙을 통과한 후에는 정착닙을 해제할 수 있다.
이와 같이 잉크젯 화상형성부(200)만이 구동되는 경우나, 양면인쇄를 수행할 때에 용지(P)의 말단이 전사닙(정착닙)을 통과한 후에 전사닙(정착닙)을 해제시킴으로써, 용지(P)를 더욱 안정적으로 이송시킬 수 있으며, 잉크젯 화상형성부(200)에 의한 더욱 안정적인 인쇄가 가능하다.
도 8a와 도 8b는 정착닙을 형성/해제시키기 위한 정착닙 조절부재(80)의 일 실시예로서, 도 8a는 정착닙이 형성된 상태를, 도 8b는 정착닙이 해제된 상태를 보여준다.
도 8a와 도 8b를 참조하면, 정착닙 조절부재(80)는 예를 들어, 가압 롤러(142)를 가열 롤러(141)에/로부터 접촉/이격시키 정착닙을 형성/해제시킨다. 정착닙 조절부재(80)는 예를 들어 가압 롤러(142)의 회전축에 회전될 수 있게 설치된다. 정착닙 조절부재(80)는 구동 모터(8)에 의하여 회전되는 기어부(81)와, 캠(82)를 구비한다. 캠(82)은 정착닙 조절부재(80)의 회전 위상에 따라서 가열 롤러(141)에 대향되는 제1캠부(82a)와 제2캠부(82b)를 구비한다. 제1캠부(82a)의 반경은 가압 롤러(142)의 반경보다 크며, 제2캠부(82b)의 반경은 가압 롤러(142)의 반경보다 작다.
도시되지 않은 탄성부재에 의하여 가압 롤러(142)는 가열 롤러(141)에 접촉되는 방향으로 탄성바이어스되어 있다. 도 8a에 도시된 바와 같이 제2캠부(82b)가 가열 롤러(141)와 대향되면, 탄성부재의 탄성력에 의하여 가압 롤러(142)는 가열 롤러(141)에 접촉되며, 정착닙이 형성된다. 제1캠부(82a)가 가열 롤러(141)와 대향되면, 제1캠부(82a)가 가열롤러(141)와 접촉된다. 그러면, 가압 롤러(142)는 탄성력의 반대방향으로 밀리고, 도 8b에 도시된 바와 같이 가압 롤러(142)는 가열 롤러(141)로부터 이격되어 정착닙이 해제된다.
구동 모터(액추에이터)(8)와 기어부(81) 사이에는 클러치(83)가 개재될 수 있다. 구동 모터(8)는 전자사진 화상형성부(100)를 구동할 수 있다. 클러치(83)는 구동 모터(8)와 기어부(81)를 선택적으로 연결한다. 제어부(400)는 클러치(83)를 온(ON), 오프(OFF) 시킴으로써 정착닙 조절부재(80)를 회전시켜 정착닙을 형성/해제시킬 수 있다. 제어부(400)는 잉크젯 화상형성부(200) 만이 구동되는 경우에는 정착닙 조절부재(80)를 구동하여 정착닙을 해제시킬 수 있다. 또한, 제어부(400)는, 전자사진 화상형성부(100)와 잉크젯 화상형성부(200)가 동시에 구동될 때에는, 정착닙 조절부재(80)를 구동하여 정착닙을 형성시키고 전자사진방식 화상형성장치(100)를 구동하여 용지(P)의 표면에 화상을 인쇄하고, 용지(P)의 말단이 정착닙을 통과한 후에 정착닙 조절부재(80)를 구동하여 정착닙을 해제시킬 수 있다.
전사닙을 형성/해제시키기 위한 전사닙 조절부재(90)의 구조는 정착닙 조절부재(80)와 유사한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 8a, 8b에서 괄호 안에 기재된 참조부호를 이용하여 전사닙 조절부재(90)의 일 실시예를 설명한다. 도 8a와 도 8b를 참조하면, 전사닙 조절부재(90)는 예를 들어, 전사 롤러(130)를 감광 드러럼(121)에/로부터 접촉/이격시키 전사닙을 형성/해제시킨다. 전사닙 조절부재(90)는 예를 들어 전사 롤러(130)의 회전축에 회전될 수 있게 설치된다. 전사닙 조절부재(90)는 구동 모터(8)에 의하여 회전되는 기어부(91)와, 캠(92)를 구비한다. 캠(92)은 전사닙 조절부재(90)의 회전 위상에 따라서 감광 드럼(121)에 대향되는 제1캠부(92a)와 제2캠부(92b)를 구비한다. 제1캠부(92a)의 반경은 전사 롤러(130)의 반경보다 크며, 제2캠부(92b)의 반경은 전사 롤러(130)의 반경보다 작다.
도시되지 않은 탄성부재에 의하여 전사 롤러(130)는 감광 드럼(121)에 접촉되는 방향으로 탄성바이어스되어 있다. 도 8a에 도시된 바와 같이 제2캠부(92b)가 감광 드럼(121)과 대향되면, 탄성부재의 탄성력에 의하여 전사 롤러(130)는 감광 드럼(121)에 접촉되며, 전사닙이 형성된다. 제1캠부(92a)가 감광 드럼(121)과 대향되면, 제1캠부(92a)가 감광드럼(121)에 접촉된다. 그러면, 전사 롤러(130)는 탄성력의 반대방향으로 밀리고, 도 8b에 도시된 바와 같이 전사 롤러(130)는 감광드럼(121)으로부터 이격되어 전사닙이 해제된다.
제어부(400)는 구동 모터(액추에이터)(8)와 기어부(91)를 선택적으로 연결하는 클러치(93)를 온(ON), 오프(OFF) 시킴으로써 전사닙 조절부재(90)를 회전시켜 전사닙을 형성/해제시킬 수 있다. 제어부(400)는 잉크젯 화상형성부(200) 만이 구동되는 경우에는 전사닙 조절부재(90)를 구동하여 전사닙을 해제시킬 수 있다. 또한, 제어부(400)는, 전자사진 화상형성부(100)와 잉크젯 화상형성부(200)가 동시에 구동될 때에는, 전사닙 조절부재(90)를 구동하여 전사닙을 형성시키고 전자사진방식 화상형성장치(100)를 구동하여 용지(P)의 표면에 화상을 인쇄하고, 용지(P)의 말단이 전사닙을 통과한 후에 전사닙 조절부재(90)를 구동하여 전사닙을 해제시킬 수 있다.
정착닙 조절부재(80)와 전사닙 조절부재(90)의 구조는 도 8a, 8b에 도시된 예에 한정되지 않는다. 구동 모터(8)는 용지(P)를 이송시키는 모터일 수 있으며, 정착닙 조절부재(80)와 전사닙 조절부재(90)만을 구동하기 위한 전용 액추에이터일 수도 있다. 이 경우 제어부(400)는 클러치(83)(93)를 선택적으로 온(ON), 오프(OFF)시켜, 정착닙 조절부재(80) 또는 전사닙 조절부재(90)를 선택적으로 구동할 수 있다. 또한, 각각 정착닙 조절부재(80)와 전사닙 조절부재(90)를 구동하는 두 개의 구동 모터(8)가 마련된 경우, 클러치(83)(93)는 생략되고, 제어부(400)는 두 개의 구동 모터(8)를 선택적으로 온(ON), 오프(OFF) 시킴으로써 정착닙 조절부재(80)와 전사닙 조절부재(90)를 선택적으로 구동할 수 있다.
본 발명에 따른 복합 화상형성장치의 또 다른 실시예에 있어서, 전자사진 화상형성부에서 사용되는 토너는, 예를 들면, 착색제, 바인더 수지 및 이형제를 포함할 수 있다.
토너는 다양한 착색제를 포함할 수 있다. 전자사진 화상형성부가 단색 화상을 인쇄하는 경우, 토너는 흑색 토너를 포함할 수 있다. 전자사진 화상형성부가 칼라 화상을 인쇄하는 경우, 토너는 옐로우 토너, 마젠타 토너 및 시안 토너를 포함할 수 있다. 전자사진 화상형성부가 단색 화상 및 칼라 화상을 인쇄하는 경우, 토너는 흑색 토너, 옐로우 토너, 마젠타 토너 및 시안 토너를 포함할 수 있다. 흑색 토너는 흑색 착색제를 포함한다. 흑색 착색제는, 비제한적인 예를 들면, 카본 블랙, 아닐린 블랙, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 옐로우 토너는 옐로우 착색제를 포함한다. 옐로우 착색제는, 비제한적인 예를 들면, 축합 질소 화합물, 이소인돌리논 화합물, 안트라킨 화합물, 아조 금속 착물, 알릴 이미드 화합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 옐로우 토너는 C.I. 피그먼트 옐로우 12, 13, 14, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 129, 147, 168, 180, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 마젠타 토너는 마젠타 착색제를 포함한다. 마젠타 착색제는, 비제한적인 예를 들면, 축합 질소 화합물, 안트라킨 화합물, 퀴나크리돈 화합물, 염기 염료 레이트 화합물, 나프톨 화합물, 벤조 이미다졸 화합물, 티오인디고 화합물, 페릴렌 화합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 마젠타 토너는 C.I. 피그먼트 레드 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48:2, 48:3, 48:4, 57:1, 81:1, 122, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221, 254, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 시안 토너는 시안 착색제를 포함한다. 시안 착색제는, 비제한적인 예를 들면, 동 프탈로시아닌 화합물 및 그 유도체, 안트라킨 화합물, 염기 염료 레이트 화합물, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 시안 착색제는 C.I. 피그먼트 블루 1, 7, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 60, 62, 66, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 토너 중의 착색제의 함량이 너무 작으면, 토너는 원하는 색상을 나타내지 못할 수 있다. 토너 중의 착색제의 함량이 너무 크면, 토너는 충분한 마찰 대전량을 발휘하지 못할 수 있다. 또한, 토너 중의 착색제의 함량이 너무 크면, 토너의 제조 비용이 상승할 수 있다. 예를 들면, 토너 중의 착색제의 함량은, 바인더 수지 100 중량부를 기준으로 하여, 약 0.1 내지 약 20 중량부일 수 있다.
토너는 다양한 바인더 수지를 포함할 수 있다. 바인더 수지는, 비제한적인 예를 들면, 폴리스티렌, 폴리-P-클로로스티렌, 폴리-α-메틸스티렌, 스티렌-클로로스티렌 공중합체, 스티렌-프로필렌 공중합체, 스티렌-비닐톨루엔 공중합체, 스티렌-비닐나프탈렌 공중합체, 스티렌-아크릴산메틸 공중합체, 스티렌-아크릴산 에틸 공중합체, 스티렌-아크릴산프로필 공중합체, 스티렌-아크릴산부틸 공중합체, 스티렌-아크릴산옥틸 공중합체, 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체, 스티렌-메타크릴산에틸 공중합체, 스티렌-메타크릴산프로필 공중합체, 스티렌-메타크릴산 부틸 공중합체, 스티렌-α-클로로메타크릴산메틸 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-비닐메틸에테르 공중합체, 스티렌-비닐에틸에테르 공중합체, 스티렌-비닐에틸케톤 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴-인덴 공중합체, 스티렌-말레인산 공중합체, 스티렌-말레인산에스테르 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 메틸메타크릴레이트-에틸메타크릴레이트-부틸메타크릴레이트 중의 적어도 2종의 공중합체, 폴리염화비닐, 폴리초산비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 에폭시수지, 폴리비닐부티랄수지, 로진, 변성 로진, 테르펜수지, 페놀수지, 지방족 또는 지환족 탄화수소수지, 방향족계 석유수지, 염소화 파라핀, 파라핀 왁스, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
이형제는, 비제한적인 예를 들면, 폴리에틸렌계 왁스, 폴리프로필렌계 왁스, 실리콘 왁스, 파라핀계 왁스, 에스테르계 왁스, 카르나우바 왁스, 메탈로센(metallocene) 왁스, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이형제는, 예를 들면, 약 50 ℃ 내지 약 150 ℃의 융점을 가질 수 있다. 토너 중의 이형제의 함량은, 비제한적인 예를 들면, 바인더 수지 100 중량부를 기준으로 하여, 약 1 중량부 내지 약 20 중량부일 수 있다.
토너는 대전 제어제를 더 포함할 수 있다. 대전 제어제는, 비제한적인 예를 들면, 아연 또는 알루미늄과 같은 금속 함유 살리실산(salicylic acid) 화합물, 비스 디페닐글리콜산(bis diphenyl glycolic acid)의 붕소 착체, 실리케이트(silicate), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 대전 제어제는 디알킬 살리실산 아연, 보로 비스(1,1-디페닐-1-옥소-아세틸 포타슘염){boro bis(1,1-diphenyl-1-oxo-acetyl potassium salt)}, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 토너 중의 대전 제어제의 함량은, 예를 들면, 바인더 수지 100 중량부를 기준으로 하여, 약 0.5 중량부 내지 약 1.5 중량부일 수 있다.
토너는 쉘층을 더 포함할 수 있다. 쉘층은, 착색제, 바인더 수지 및 이형제를 포함하는 코어입자를 둘러싼다. 쉘층은 쉘용 바인더 수지를 포함한다. 쉘용 바인더 수지는, 비제한적인 예를 들면, 스티렌 수지, 아크릴 수지, 비닐 수지, 폴리 에테르 폴리올 수지, 페놀 수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 폴리아미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리부타디엔 수지, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 비제한적인 예를 들면, 스티렌 수지는, 폴리스티렌; 예를 들면, 폴리-p-클로로스티렌 또는 폴리비닐톨루엔과 같은, 스티렌 치환체의 단독 중합체; 예를 들면, 스티렌-p-클로로스티렌 공중합체, 스티렌-비닐톨루엔 공중합체, 스티렌-비닐나프탈린 공중합체, 스티렌-아크릴산 에스테르 공중합체, 스티렌-메타크릴산 에스테르 공중합체, 스티렌-α-클로로메타크릴산 메틸 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-비닐메틸에테르 공중합체, 스티렌-비닐에틸에테르 공중합체, 스티렌-비닐메틸케톤 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-이소프렌 공중합체 또는 스티렌-아크릴로니트릴-인덴 공중합체와 같은, 스티렌계 공중합체; 또는, 이들의 혼합물일 수 있다. 비제한적인 예를 들면, 아크릴 수지는, 아크릴산 중합체, 메타크릴산 중합체, 메타크릴산 메틸에스테르 중합체, α-클로로메타크릴산 메틸에스테르 중합체 또는 이들읜 혼합물일 수 있다. 비제한적인 예를 들면, 비닐 수지는, 염화비닐 중합체, 에틸렌 중합체, 프로필렌 중합체, 아크릴로니트릴 중합체, 아세트산비닐 중합체 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 쉘용 바인더 수지의 수평균분자량은, 비제한적인 예를 들면, 약 700 내지 약 1,000,000의 범위, 또는 약 10,000 내지 약 200,000의 범위일 수 있다. 쉘용 바인더 수지와 코어용 바인더 수지는 서로 같거나 다를 수 있다.
토너는 외첨제를 더 포함할 수 있다. 외첨제는, 비제한적인 예를 들면, 실리카 입자, 이산화티탄 입자, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 실리카 입자는, 예를 들면, 발연 실리카, 졸겔 실리카 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 실리카 입자의 부피평균 입자크기는, 예를 들면, 약 10 nm 내지 약 80 nm의 범위, 약 30 nm 내지 약 80 nm의 범위, 또는, 약 60 nm 내지 약 80 nm의 범위일 수 있다. 이산화티탄 입자는, 예를 들면, 아나타제(anatase) 결정구조를 갖는 아나타제 이산화티탄 입자, 루타일(rutile) 결정구조를 갖는 루타일 이산화티탄 입자, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 실리카 입자 및 이산화티탄 입자는, 예를 들면, 실리콘 오일(silicone oils), 실란(silanes), 실록산(siloxanes) 또는 실라잔(silazanes)에 의하여 소수화처리될 수 있다. 외첨제의 함량은, 비제한적인 예를 들면, 토너 모입자(즉, 외첨제가 부착되지 않은 토너 입자) 100 중량부를 기준으로 하여, 약 1.5 중량부 내지 약 4 중량부일 수 있다.
토너의 유리전이온도는, 예를 들면, 약 55℃ 초과일 수 있다.
토너의 분자량이 너무 크거나, 토너의 분자량 분포가 너무 좁은 경우, 토너 입자의 기계적 물성은 강해지지만, 토너 입자들 간의 응집력이 저하되어, 토너의 정착성이 저하될 수 있다. 토너의 분자량이 너무 작거나, 토너의 분자량 분포가 너무 넓은 경우, 토너의 기계적 물성이 저하될 수 있고, 용지에 정착된 토너 이미지에 오염이 발생할 수 있다. 토너의 중량평균 분자량은, 예를 들면, 약 45,000 내지 약 55,000일 수 있다. 토너의 분자량 분포는, 예를 들면, 약 4.5 내지 약 5.5일 수 있다.
토너의 압축 탄성율이 너무 작으면, 토너 입자의 경도가 낮아지게 되고, 그에 따라, 전자사진 화상형성부 내에서의 토너 입자들의 마찰 스트레스에 의해, 토너 입자가 변형되거나 파괴될 수 있다. 토너의 압축 탄성율이 너무 크면, 특히 고온에서, 토너 입자의 기계적 물성이 저하될 수 있고, 그에 따라, 토너의 정착성이 열화될 수 있다. 상온(25℃)에서의 토너의 압축 탄성율은, 예를 들면, 약 750 MPa 이상일 수 있다. 또는, 상온에서의 토너의 압축 탄성율은, 예를 들면, 약 750 MPa 내지 약 2,500 MPa일 수 있다.
토너의 정착온도보다 10℃ 낮은 온도에서의 토너의 복소점도가 너무 낮으면, 토너 중의 바인더 수지의 응집력이 과도하게 저하될 수 있으며, 그에 따라, 고온에서 토너 이미지의 오프셋 현상이 발생할 수 있다. 토너의 정착온도보다 10℃ 낮은 온도에서의 토너의 복소점도가 너무 크면, 토너 중의 바인더 수지의 응집력이 과도하게 커질 수 있으며, 그에 따라, 용지에 정착된 토너 이미지의 광택도가 저하될 수 있고, 또한, 토너 이미지의 적정한 정착강도를 얻는 것이 어려울 수 있다. 토너의 정착온도보다 10℃ 낮은 온도에서의 토너의 복소점도(η)는, 예를 들면, 약 350 Pa·s 내지 약 450 Pa·s일 수 있다. 토너의 복소점도는, 정착기의 각속도가 5 내지 10 rad/s이고 진동 주파수가 5 내지 10 rad/s인 조건하에서, 정현파 진동법에 의한 온도 분산 측정법으로 측정된다. 토너의 복소점도는, 예를 들면, Rheometric Scientific사의 ARES 측정기구를 사용하여 측정될 수 있다.
토너의 정착온도는, 예를 들면, 약 160 ℃ 내지 약 200 ℃일 수 있다.
응력 완화(stress relaxation)는 일정한 스트레인(strain)이 토너에 가해지는 경우, 스트레인이 시간에 따라 감소하는 것을 유지하기 위해 필요한 힘을 의미한다. 달리 표현하면, 응력 완화는, 토너가 정착기 내에 머무르는 시간에 따른 토너의 탄성율의 변화를 의미한다. 토너의 정착온도보다 10 ℃ 낮은 온도에서의, 정착 가열 시간 동안의, 토너의 응력 완화가 너무 작으면, 액상 토너의 응집력이 저하될 수 있으며, 그에 따라, 토너 이미지에 오염이 발생할 수 있다. 토너의 정착온도보다 10 ℃ 낮은 온도에서의, 정착 가열 시간 동안의, 토너의 응력 완화가 너무 크면, 토너 입자가 과도하게 강한 탄성력을 가질 수 있다. 토너의 정착온도보다 10 ℃ 낮은 온도에서의, 정착 가열 시간 동안의, 토너의 응력 완화는, 예를 들면, 약 1×104 poise 내지 약 3×105 poise일 수 있다.
본 발명에 따른 복합 화상형성장치의 또 다른 실시예에 있어서, 전자사진 화상형성부에서 사용되는 토너는, 토너의 용융온도에서, 약 1×103 poise 내지 약 1×106 poise의 점도를 가질 수 있다. 본 발명에 따른 복합 화상형성장치의 실시예들에 있어서, 전자사진 화상형성부에서의 토너 이미지의 빠른 인쇄 속도는, 잉크젯 화상형성부에서의 잉크 이미지의 느린 인쇄 속도를 보상할 수 있다. 달리 표현하면, 전자사진 화상형성부에서의 토너 이미지의 인쇄 속도가 빠를수록, 토너 이미지 인쇄 및 잉크 이미지 인쇄에 소요되는 전체 인쇄 시간을 단축시킬 수 있다. 용지의 양면에 각각 토너 이미지 및 잉크 이미지를 순차적으로 인쇄하는 경우, 전자사진 화상형성부를 빠른 속도로 빠져나온 용지는, 잉크젯 화상형성부로 공급되기 전에, 상대적으로 긴 제2이송경로에, 적어도 부분적으로, 수용될 수 있다. 또한, 전자사진 화상형성부에서의 토너 이미지의 정착 온도가 낮을수록, 잉크젯 화상형성부에서의 잉크 이미지의 건조에 대한 악영향을 더욱 방지할 수 있다. 그러나, 전자사진 화상형성부에서의 토너 이미지의 인쇄속도가 빠를수록, 그리고, 전자사진 화상형성부에서의 토너 이미지의 정착 온도가 낮을수록, 토너 이미지가 우수한 정착성, 광학밀도, 광택도, 선명도(sharpness) 및 미려도(anti-raggedness)를 모두 달성하기는 극히 어렵다. 그러나, 본 개시에서 밝혀진 바에 따르면, 토너가, 토너의 용융온도에서, 약 1×103 poise 내지 약 1×106 poise의 점도를 갖는 경우, 토너 이미지의 더욱 빠른 인쇄속도 및 토너 이미지의 더욱 낮은 정착 온도 조건하에서, 토너 이미지가 우수한 정착성, 광학밀도, 광택도, 선명도(sharpness) 및 미려도(anti-raggedness)를 동시에 모두 달성할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 토너의 용융온도에서의 토너의 점도는, 예를 들면, 토너 중의 바인더 수지의 분자량의 선택에 의하여 조절될 수 있다. 토너 중의 바인더 수지의 분자량이 클수록, 토너의 점도는 증가할 수 있다. 토너 중의 바인더 수지의 분자량이 작을수록, 토너의 점도는 감소할 수 있다. 토너 중의 바인더 수지가 서로 다른 분자량을 갖는 바인더 수지들의 혼합물인 경우, 토너 중의 바인더 수지가 분자량이 큰 바인더 수지를 더 많이 함유할수록, 토너의 점도는 증가할 수 있다. 토너 중의 바인더 수지가 서로 다른 분자량을 갖는 바인더 수지들의 혼합물인 경우, 토너 중의 바인더 수지가 분자량이 작은 바인더 수지를 더 많게 함유할수록, 토너의 점도는 감소할 수 있다.
본 발명에 따른 복합 화상형성장치의 또 다른 실시예에 있어서, 잉크젯 화상형성부에서 사용되는 잉크는, 예를 들면, 착색제; 및, 착색제의 용해 또는 분산을 위한 캐리어;를 포함할 수 있다. 잉크는 계면활성제를 더 포함할 수도 있다.
잉크의 착색제는, 예를 들면, 염료, 안료, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 착색제로서 안료를 사용하는 경우, 잉크는 안료의 분산을 촉진하는 분산제를 더 포함할 수 있다. 안료는, 별도의 분산제 없이 캐리에 중에 효과적으로 분산될 수 있는 자가분산형 안료일 수도 있다. 염료는, 비제한적인 예를 들면, 푸드 블랙 염료(Food Black dyes), 푸드 레드 염료(Food red dyes), 푸드 옐로우 염료(Food Yellow dyes), 푸드 블루 염료(Food Blue dyes), 애시드 블랙 염료(Acid Black dyes), 애시드 레드 염료(Acid Red dyes), 애시드 블루 염료(Acid Blue dyes), 애시드 옐로우 염료(Acid Yellow dyes), 디렉트 블랙 염료(Direct Black dyes), 디렉트 블루 염료(Direct Blue dyes), 디렉트 옐로우 염료(Direct Yellow dyes), 안트라퀴논 염료(anthraquinone dyes), 모노아조염료(monoazo dyes), 디아조염료(disazo dyes), 프탈로시아닌(phthalocyanine) 유도체, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 안료는, 비제한적인 예를 들면, 카본 블랙, 그래파이트, 유리 카본(vitreous carbon), 활성화 차콜, 활성화 탄소, 안트라퀴논, 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 그린, 디아조스(diazos), 모노아조스(monoazos), 피란트론(pyranthrones), 페릴렌(perylene), 퀴나크리돈(quinacridone), 인디고이드계 안료(indigoid pigments), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 자가분산형 안료는, 비제한적인 예를 들면, 카보제트 시리즈(cabojet-series) 안료, 오리엔트 케미칼(Orient Chemical)의 CW-series 안료, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 착색제는, 예를 들면, 잉크 전체 중량의 100 중량부를 기준으로 하여, 약 0.1 중량부 내지 약 15 중량부일 수 있다. 또는, 착색제의 함량은, 예를 들면, 잉크 전체 중량의 100 중량부를 기준으로 하여, 약 1 중량부 내지 약 10 중량부일 수 있다. 착색제의 함량이 너무 작으면, 원하는 색상을 갖는 잉크를 얻기가 어려울 수 있다. 착색제의 함량이 너무 크면, 잉크의 가격이 과도하게 비쌀 수 있다.
캐리어는, 예를 들면, 물일 수 있다. 또는, 캐리어는, 예를 들면, 물과 유기 용매의 혼합물일 수 있다. 캐리어로서 물과 유기 용매의 혼합물을 사용함으로써, 그리고 선택적으로 계면활성제를 첨가함으로써, 캐리어의 점도 및 표면 장력을 원하는 범위로 용이하게 조절할 수 있다. 캐리어의 함량은, 예를 들면, 잉크 전체 중량의 100 중량부를 기준으로 하여, 약 70 중량부 내지 약 90 중량부일 수 있다. 캐리어의 함량이 너무 작으면, 잉크의 점도가 과도하게 높을 수 있으며, 그에 따라, 잉크의 토출 성능이 저하될 수 있다. 캐리어의 함량이 너무 크면, 잉크의 점도가 과도하게 낮을 수 있다. 유기 용매는, 비제한적인 예를 들면, 1가 알콜계 용매, 케톤계 용매, 에스테르계 용매, 다가알콜계 용매, 다가알콜계 유도체 용매, 함질소계 용매, 디메틸 술폭사이드, 테트라메틸술폰, 티오글리콜의 함황 화합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 1가 알코올계 용매는 잉크의 표면 장력을 조절하여, 용지에 대한 잉크의 침투 성능, 잉크의 도트 형성 능력 및 잉크 이미지의 건조 특성을 향상시킬 수 있다. 다가 알코올계 또는 그의 유도체는 쉽게 증발하지 않을 수 있다. 또한, 다가 알코올계 또는 그의 유도체는 잉크의 빙점을 낮출 수 있다. 따라서, 다가 알코올계 또는 그의 유도체는 잉크의 보존 안정성을 향상시킬 수 있고, 그에 따라, 잉크에 의한 노즐의 막힘을 방지할 수 있다. 1가 알코올은, 비제한적인 예를 들면, 메틸 알코올, 에틸 알코올, n-프로필 알코올, i-프로필 알코올, n-부틸 알코올, s-부틸 알코올, t-부틸 알코올, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다가 알코올은, 비제한적인 예를 들면, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜 및 글리세롤과 같은 알킬렌글리콜류; 폴리에틸렌글리콜 및 폴리프로필렌글리콜과 같은 폴리알킬렌글리콜류; 티오디글리콜; 또는, 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다가 알콜 유도체는, 비제한적인 예를 들면, 다가 알콜의 알킬에테르류(예를 들면, 에틸렌글리콜디메틸에테르), 다가 알콜의 카르복실산에스테르류(예를 들면, 에틸렌글리콜디아세테이트), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 케톤계 용매는, 비제한적인 예를 들면, 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸케톤, 디아세톤알콜, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 에스테르계 용매는, 비제한적인 예를 들면, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 에틸 락테이트, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 함질소계 용매는, 비제한적인 예를 들면, 2-피롤리돈, N-메틸-2-피롤리돈, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 함황계 용매는, 비제한적인 예를 들면, 디메틸 술폭사이드, 테트라메틸렌술폰, 티오글리콜, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 캐리어가 물과 유기 용매의 혼합물인 경우, 이 혼합물 중의 유기 용매의 함량은, 물 100 중량부를 기준으로 하여, 약 0.1 중량부 내지 약 130 중량부일 수 있다.
계면활성제는, 예를 들면, 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 계면활성제의 함량은, 예를 들면, 잉크 전체 중량의 100 중량부를 기준으로 하여, 약 0.001 중량부 내지 약 5.0 중량부일 수 있다.
잉크는, 비제한적인 예를 들면, 점도 조절제, 습윤제, 금속 산화물, 분산제, pH 조절제, 항산화제, 또는 이들의 조합과 같은 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제의 함량은, 예를 들면, 잉크 전제 중량의 100 중량부를 기준으로 하여, 약 0.1 중량부 내지 약 20 중량부일 수 있다.
잉크는 산 또는 염기를 더 포함할 수 있다. 산 또는 염기는 캐리어에 대한 습윤제의 용해도를 증가시키고, 착색제를 안정화시킬 수 있다. 산 또는 염기의 함량은, 예를 들면, 잉크 전체 중량의 100 중량부를 기준으로 하여, 약 0.1 중량부 내지 약 20 중량부일 수 있다.
잉크젯 화상형성부에는 1종의 잉크가 구비될 수 있다. 또는, 잉크젯 화상형성부에는, 서로 다른 조성을 갖는 적어도 2종의 잉크들이 구비될 수 있다. 또는, 잉크젯 화상형성부에는, 흑색 잉크, 옐로우 잉크, 마젠타 잉크 및 시안 잉크가 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 복합 화상형성장치의 또 다른 실시예에 있어서, 잉크젯 화상형성부에서 사용되는 잉크는, 낮은 범위의 표면장력을 가질 수 있다. 용지의 양면에 각각 토너 이미지 및 잉크 이미지를 인쇄하는 복합 화상형성장치의 실시예들에 있어서, 전자사진 화상형성부를 빠져나온 용지에는 토너 이미지가 정착되어 있다. 토너에는 이형제와 같은 친유성 재료가 포함되어 있다. 토너의 정착 과정에서, 이형제와 같은 친유성 재료는 용지에 침투할 수 있다. 또한, 용지는 토너의 정착 과정에서 가열되기 때문에, 전자사진 화상형성부를 빠져나온 용지는 낮은 수분 함량을 가질 수 있다. 그에 따라, 용지에 대한 토너 이미지의 정착 과정은 용지를 친유성으로 만들 수 있다. 달리 표현하면, 토너 이미지가 정착되어 있는 용지는, 그렇지 않은 용지에 비하여, 더 낮은 계면에너지를 갖게 된다. 이러한 낮은 범위의 계면에너지를 갖는 용지에, 높은 범위의 표면장력을 갖는 잉크를 분사하는 경우, 우수한 품질의 잉크 이미지를 얻기가 매우 어렵다. 따라서, 잉크젯 화상형성부에서, 낮은 범위의 표면장력을 갖는 잉크를 사용함으로써, 토너 이미지가 정착되어 있는 용지의 이면에, 우수한 품질의 잉크 이미지를 인쇄할 수 있다. 잉크는, 예를 들면, 21 ℃에서 약 60 dyne/cm이하의 표면장력을 가질 수 있다. 또는, 잉크는, 예를 들면, 21 ℃에서 약 20 dyne/cm 내지 약 55 dyne/cm의 표면장력을 가질 수 있다. 또는, 잉크는, 예를 들면, 21 ℃에서 약 20 dyne/cm 이상 내지 약 30 dyne/cm 미만의 표면장력을 가질 수 있다. 또는, 잉크는, 예를 들면, 21 ℃에서 약 20 dyne/cm 이상 내지 약 25 dyne/cm 이하의 표면장력을 가질 수 있다.
잉크는, 예를 들면, 21 ℃에서 약 1.5 cps 내지 약 20 cps의 점도를 가질 수 있다. 또는, 잉크는, 예를 들면, 21 ℃에서 약 1.5 cps 내지 약 3.5 cps의 점도를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 복합 화상형성장치의 또 다른 실시예에 있어서, 잉크젯 화상형성부에서 사용되는 잉크는, 21 ℃에서, 약 15 dyne/cm 내지 약 40 dyne/cm의 "동적 표면장력의 차이(즉, DST1sec-DST20min)"를 가질 수 있다. 용지의 양면에 각각 토너 이미지 및 잉크 이미지를 인쇄하는 복합 화상형성장치의 실시예들에 있어서, 전자사진 화상형성부를 빠져나온 용지에는 토너 이미지가 정착되어 있다. 토너에는 이형제와 같은 친유성 재료가 포함되어 있다. 토너의 정착 과정에서, 이형제는 용지에 침투할 수 있다. 그에 따라, 용지에 대한 토너 이미지의 정착 과정은 용지를 친유성으로 만들 수 있다. 본 개시에서 밝혀진 바에 따르면, 잉크가, 21 ℃에서, 약 15 dyne/cm 내지 약 40 dyne/cm의 "동적 표면장력의 차이(즉, DST1sec-DST20min)"를 갖는 경우, 일면에 토너 이미지가 정착되어 있는 용지(즉, 친유성을 띠는 용지)의 이면에 잉크 이미지를 인쇄할 때, 인쇄된 잉크 이미지가 우수한 광학밀도, 광택도, 선명도(sharpness) 및 미려도(anti-raggedness)를 동시에 모두 달성할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
본 개시의 다른 측면에 따른 복합 화상형성장치의 일 구현예는,
용지의 표면에 토너를 공급하여 화상을 인쇄하는 것으로서, 감광체와 전사닙을 형성하여 상기 감광체로부터 토너화상을 상기 용지로 전사시키는 전사기와, 상기 용지가 통과되는 정착닙을 형성하며 상기 용지에 전사된 토너 화상을 정착시키는 정착기를 포함하는 전자사진 화상형성부; 및
상기 전자사진 화상형성부를 통과한 용지를 이송시키는 이송 롤러와, 상기 용지의 이면에 화상을 인쇄하는 잉크젯 화상형성부;를 포함하며,
상기 잉크젯 화상형성부는 잉크를 더 구비하고, 상기 잉크는 낮은 범위의 표면장력, 예를 들면, 21 ℃에서 약 60 dyne/cm이하의 표면장력, 또는 21 ℃에서 약 20 dyne/cm 내지 약 55 dyne/cm의 표면장력, 또는, 21 ℃에서 약 20 dyne/cm 이상 내지 약 30 dyne/cm 미만의 표면장력, 또는 21 ℃에서 약 20 dyne/cm 이상 내지 약 25 dyne/cm 이하의 표면장력을 가질 수 있다. 상기 전자사진 화상형성부는 토너를 더 구비하고, 상기 토너는, 상기 토너의 용융온도에서, 약 1×103 poise 내지 약 1×106 poise의 점도를 가질 수 있다. 상기 잉크는, 21 ℃에서, 약 15 dyne/cm 내지 약 40 dyne/cm의 "동적 표면장력의 차이(즉, DST1sec-DST20min)"를 가질 수 있다.
본 개시의 또 다른 측면에 따른 복합 화상형성방법은,
용지의 표면에 토너를 공급하여 화상을 인쇄하는 것으로서, 감광체와 전사닙을 형성하여 상기 감광체로부터 토너화상을 상기 용지로 전사시키는 전사기와, 상기 용지가 통과되는 정착닙을 형성하며 상기 용지에 전사된 토너 화상을 정착시키는 정착기를 포함하는 전자사진 화상형성부에서, 상기 용지의 표면에 토너 이미지를 형성하는 단계; 및
상기 전자사진 화상형성부를 통과한 용지를 이송시키는 이송 롤러와, 상기 용지의 이면에 화상을 인쇄하는 잉크젯 화상형성부에서, 상기 용지의 이면에 잉크 이미지를 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 잉크젯 화상형성부는 잉크를 더 구비하고, 상기 잉크는 낮은 범위의 표면장력, 예를 들면, 21 ℃에서 약 60 dyne/cm이하의 표면장력, 또는 21 ℃에서 약 20 dyne/cm 내지 약 55 dyne/cm의 표면장력, 또는, 21 ℃에서 약 20 dyne/cm 이상 내지 약 30 dyne/cm 미만의 표면장력, 또는 21 ℃에서 약 20 dyne/cm 이상 내지 약 25 dyne/cm 이하의 표면장력을 가질 수 있다. 상기 전자사진 화상형성부는 토너를 더 구비하고, 상기 토너는, 상기 토너의 용융온도에서, 약 1×103 poise 내지 약 1×106 poise의 점도를 가질 수 있다. 상기 잉크는, 21 ℃에서, 약 15 dyne/cm 내지 약 40 dyne/cm의 "동적 표면장력의 차이(즉, DST1sec-DST20min)"를 가질 수 있다.
<실시예>
실시예 1 --- 토너의 제조
하기 표 1에 열거된 재료들을, 표 1에 표시된 조성으로, 헨셀믹서(Henschel Mixer)를 사용하여, 혼합하였다. 이 혼합물을, 압출기를 사용하여, 용융 및 혼련(kneading)하였다. 이 혼련물(kneadate = kneaded mixture)을 압출기의 노즐을 통하여 연속적으로 통과시키면서 냉각하였다. 노즐을 빠져나온 냉각된 혼련물을, 햄머밀(hammer mill)을 사용하여 조분쇄(coarsely milled)한 다음, 제트밀(Jet mill)을 사용하여 미분쇄(finely milled)한 후, 분급기(classifier)를 사용하여 크기를 선별(selected in size)하였다. 그 결과, 5.8 ㎛의 부피평균 입자크기를 갖는 토너 모입자를 얻었다.
표 1
재료 입수처 규격 함량
카본블랙 Cabot Co., USA Mogul-L 5 중량부
고분자량 폴리에스테르 수지 H KAO Co., Japan 비결정성,Mw: 300,000 54 중량부
저분자량폴리에스테르 수지 L KAO Co., Japan 비결정성,Mw: 50,000 34 중량부
카르나우바 왁스 Nippon Seiro Co. Ltd, Japan Tm: 110℃ 1 중량부
지방산 에스테르 왁스 Sasol Co., South Africa Tm: 76℃ 2 중량부
대전제어제 Hodogaya Co., Japan T77(Organo iron metal complex) 2 중량부
그 다음, 토너 모입자와 하기 표 2의 조성을 갖는 외첨제를, 외첨기(한국, "대화테크"사, "KMLS2K")를 사용하여, 2,000 rpm에서 30 초 동안 그리고 6,000 rpm에서 3 분 동안 교반함으로써, 토너 모입자의 표면에 외첨제를 외첨하였다. 그 결과, 실시예 1의 토너를 얻었다.
표 2
재료 부피평균입자크기(nm) 비중(@25℃) 표면적(m2/g) 입수처(제품명) 함량
소수성실리카입자 100 2.3 30 Suckyoung, Korea,(SG100N) 1 중량부
산화티탄입자 80 3.7 30 Suckyoung, Korea,(SGT030) 1 중량부
실시예 1의 토너의 용융온도(T1/2)는 133℃였다. 실시예 1의 토너의 용융온도(T1/2)에서의 점도는 30,000 poise였다.
토너의 용융온도 T1/ 2은 일정 하중 압출형 세관식 레오미터로 측정된다. 일정 하중 압출형 세관식 레오미터는 수지 등의 열적 특성, 점도 특성 등의 성능을 간편히 측정하는 수단으로서, 용융물이 세관을 통과할 때의 점성 저항을 측정하는 것이다. 1/2법에 의한 용융온도(T1/2)는, 유출곡선의 유출개시온도(Tfb)와 유출종료온도(Tend) 사이의 플로우미터의 피스톤 스트로크의 1/2 점의 온도를 나타낸다. 압출형 세관식 레오미터로서, Shimazu사 CFD-500D가 사용되었다. 추의 무게는 1.5kg이며 다이홀(die hole)의 직경은 1.0mm이며 승온속도는 6℃/min, 개시온도 90℃ 종료온도는 200℃이다.
실시예 2 및 3 --- 토너의 제조
고분자량 폴리에스테르 수지 H 및 저분자량 폴리에스테르 수지 L의 함량을 달리한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라, 실시예 2 및 3의 토너를 제조하였다. 실시예 2 및 3의 토너의 제조에 사용된 고분자량 폴리에스테르 수지 H 및 저분자량 폴리에스테르 수지 L의 함량; 실시예 2 및 3의 토너의 용융온도 T1/2; 및, 실시예 2 및 3의 토너의 용융온도(T1/2)에서의 점도를 표 3에 나타내었다.
비교예 1 및 2 --- 토너의 제조
고분자량 폴리에스테르 수지 H 및 저분자량 폴리에스테르 수지 L의 함량을 달리한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라, 비교예 1 및 2의 토너를 제조하였다. 비교예 1 및 2의 토너의 제조에 사용된 고분자량 폴리에스테르 수지 H 및 저분자량 폴리에스테르 수지 L의 함량; 비교예 1 및 2의 토너의 용융온도 T1/2; 및, 비교예 1 및 2의 토너의 용융온도(T1/2)에서의 점도를 표 3에 나타내었다.
비교예 3 --- 토너의 제조
고분자량 폴리에스테르 수지 H의 Mw가 600,000인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라, 비교예 3의 토너를 제조하였다. 비교예 3의 토너의 용융온도 T1/2; 및, 비교예 3의 토너의 용융온도(T1/2)에서의 점도를 표 3에 나타내었다.
비교예 4 --- 토너의 제조
고분자량 폴리에스테르 수지 H의 Mw가 90,000인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라, 비교예 4의 토너를 제조하였다. 비교예 4의 토너의 용융온도 T1/2; 및, 비교예 4의 토너의 용융온도(T1/2)에서의 점도를 표 3에 나타내었다.
비교예 5 --- 토너의 제조
저분자량 폴리에스테르 수지 L의 Mw가 150,000인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라, 비교예 5의 토너를 제조하였다. 비교예 5의 토너의 용융온도 T1/2; 및, 비교예 5의 토너의 용융온도(T1/2)에서의 점도를 표 3에 나타내었다.
비교예 6 --- 토너의 제조
저분자량 폴리에스테르 수지 L의 Mw가 5,000인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라, 비교예 6의 토너를 제조하였다. 비교예 6의 토너의 용융온도 T1/2; 및, 비교예 6의 토너의 용융온도(T1/2)에서의 점도를 표 3에 나타내었다.
<토너의 성능평가>
정착성 평가
- 장비: 롤러형(roller type) 정착기(제조사: 삼성전자, 제품명: 모노 SL-M2028 모델의 정착기)
- 테스트용 미정착 화상: 100% 패턴
- 테스트 온도: 100 ~ 180℃ (10℃ 간격)
- 정착 속도: 100 mm/sec
- 정착 시간: 0.08 sec
앞에서 언급한 바와 같이, 전자사진 화상형성부에서의 토너 이미지의 빠른 인쇄 속도는, 잉크젯 화상형성부에서의 잉크 이미지의 느린 인쇄 속도를 보상할 수 있다. 따라서, 토너의 정착성 평가에 있어서, 100 mm/sec의 정착 속도 및 0.08 sec의 정착 시간을 사용함으로써, 빠른 인쇄 속도에서의 토너 이미지의 정착성을 평가하였다.
상기와 같은 조건하에서, 토너 이미지를 용지에 정착시킨 후, 정착된 화상의 정착성을 다음과 같이 평가하였다. 정착된 화상의 광학밀도를 측정하였다. 그 다음, 정착된 화상 위에, 3M 810 테이프를 붙인 다음, 테이프 위에서 500g 추를 5회 왕복 이동한 후, 테이프를 제거하였다. 테이프 제거 후에, 정착된 화상의 광학밀도를 다시 한 번 측정하였다.
- 정착성(%) = (테이프 필링(Peeling) 후의 광학밀도 / 테이프 필링 전의 광학밀도) × 100
- 정착성 평가 기준
◎: 토너의 정착성이 90% 이상이다(토너의 정착성이 매우 우수한 것을 의미한다).
○: 토너의 정착성이 85% 이상 90% 미만이다(토너의 정착성이 우수한 것을 의미한다).
△: 토너의 정착성이 80% 이상 85% 미만이다(토너의 정착성이 불량한 것을 의미한다).
×: 토너의 정착성이 80% 미만이다(토너의 정착성이 매우 불량한 것을 의미한다).
광학 밀도(optical density: OD)
상온(20±2℃) 및 상대 습도 55±5%의 환경실에서 실시예 및 비교예에서 얻은 토너를 1 성분 현상 방식의 프린터((주)삼성전자제, 모델: SL-M2028)의 토너 카트리지에 세트하고, 1% 커버리지로 인쇄하였다. 10매 인쇄후, 10 번째 인쇄 용지 상의 화상 영역의 3 위치에서의 광학 밀도(OD)를 측정하여 그 평균을 계산하였다. 광학 밀도는 "Electroeye" 반사 농도계를 이용하여 측정하였다. 측정한 결과를 하기의 기준에 따라 평가하였다.
◎: 화상 OD가 1.4이상이다 (화상 OD가 매우 우수한 것을 의미한다).
○: 화상 OD가 1.2이상 1.4미만이다 (화상 OD가 우수한 것을 의미한다).
△: 화상 OD가 1.0이상 1.2미만이다 (화상 OD가 불량한 것을 의미한다).
×: 화상 OD가 1.0미만이다 (화상 OD가 매우 불량한 것을 의미한다).
광택도(Gloss) 평가
광택도 측정기인 글로스미터(Glossmeter)(제조사: BYK Gardner, 제품명: micro-TRI-gloss)를 이용하여, 다음의 조건하에, 상기 정착기 온도 160℃에서 광택도(%)를 측정하였다: 측정 각도 : 60o, 측정 패턴 : 100% 솔리드 패턴.
◎: 인쇄 광택도가 40이상이다. (인쇄 광택도가 매우 우수한 것을 의미한다).
○: 인쇄 광택도가 35이상 40미만이다. (인쇄 광택도가 우수한 것을 의미한다).
△: 인쇄 광택도가 30이상 35미만이다. (인쇄 광택도가 불량한 것을 의미한다).
×: 인쇄 광택도가 30미만이다. (인쇄 광택도가 매우 불량한 것을 의미한다).
내마모성
1성분 현상방식의 프린터(삼성전자, SL-M2028)를 사용하여, 1% 커버리지(coverage)의 화상을 1,000 매 인쇄하였다. 첫번째 페이지의 인쇄 화상의 화상농도 및 천번째 페이지의 인쇄화상의 화상농도를 측정하였다. 토너의 내마모성을 다음과 같은 기준에 따라 분류하였다.
◎: 초기 화상농도 대비 1,000 매에서의 화상농도의 변동폭이 10% 미만이다(토너가 매우 우수한 내구성을 갖는 것을 의미한다).
○: 초기 화상농도 대비 1,000 매에서의 화상농도의 변동폭이 10% 이상 20% 미만이다(토너가 우수한 내구성을 갖는 것을 의미한다).
△: 초기 화상농도 대비 1,000 매에서의 화상농도의 변동폭이 20% 이상 30% 미만이다(토너가 불량한 내구성을 갖는 것을 의미한다).
×: 초기 화상농도 대비 1,000 매에서의 화상농도의 변동폭이 30% 이상이다(토너가 매우 불량한 내구성을 갖는 것을 의미한다).
현상성
1성분 현상방식의 프린터(삼성전자, SL-M2028)를 사용하여, 5,000 매까지 1% 커버리지(coverage)로 인쇄한 후, 현상성 평가를 다음과 같이 수행하였다. 감광체에서 중간 전사체로 토너가 이동하기 전에, 감광체상에 일정한 면적의 토너 화상이 현상되도록 한 다음, 필터가 부착된 흡입 장치를 이용하여 이 토너 화상을 수집하여 칭량함으로써, 단위 면적당 토너의 무게를 측정하였다. 또한, 자기롤러(Magroll) 상의 단위 면적당 토너 무게를 동시에 측정하였다. 다음과 같은 방식으로 현상성을 평가하였다.
현상효율(%) = 감광체 상에서의 단위 면적당 토너의 무게 / 자기롤러 상에서의 단위 면적당 토너 무게 × 100
◎: 현상효율이 90% 이상이다(토너가 매우 우수한 현상성을 갖는 것을 의미한다).
○: 현상효율이 80% 이상 90% 미만이다(토너가 우수한 현상성을 갖는 것을 의미한다).
△: 현상효율이 70% 이상 80% 미만이다(토너가 불량한 현상성을 갖는 것을 의미한다).
×: 현상효율이 70% 미만이다(토너가 매우 불량한 현상성을 갖는 것을 의미한다).
실시예 및 비교예의 토너의 성능 평가 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
표 3
실시예 H의 MwL의 Mw H의 중량부L의 중량부 T1/2(℃) 점도(poise) 정착성 OD 광택도 내마모성 현상성
실시예 1 300,00050,000 5434 133 3x104 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 2 300,00050,000 5038 133 1x103 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 3 300,00050,000 6028 133 1x106 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
비교예 1 300,00050,000 4444 133 9x102 △ ○ ◎ ○ ○
비교예 2 300,00050,000 61.626.4 133 2x106 ○ ○ ○ △ ○
비교예 3 600,00050,000 5434 133 2x106 ○ ○ ○ △ ○
비교예 4 90,00050,000 5434 133 5x102 × ○ ◎ △ △
비교예 5 300,000150,000 5434 133 2x106 △ ○ △ △ △
비교예 6 300,0005,000 5434 133 5x102 × ○ ◎ × △
실시예 4 --- 잉크 조성물의 제조
하기 표 4에 열거된 재료들을, 표 4에 표시된 조성으로 혼합하여 실시예 4의 잉크젯 기록용 잉크 조성물을 제조하였다.
표 4
재료 입수처 함량
C.I. Basic Black 2 Clariant 4.5 중량부
Surfynol 485 (계면활성제) Airproduct 사 (USA) 0.5 중량부
Etriol (trimethylolpropane) SigmaAldrich 사 5 중량부
디에틸렌글리콜 SigmaAldrich 사 9.5 중량부
에틸렌글리콜 SigmaAldrich 사 10.5 중량부
디에탄올아민 SigmaAldrich 사 6 중량부
탈이온수 - 64 중량부
실시예 5 및 6 --- 잉크 조성물의 제조
계면활성제 Surfynol 485의 함량 및 탈이온수의 함량을 달리한 것을 제외하고는, 실시예 4와 동일한 방법에 따라, 실시예 5 및 6의 잉크 조성물을 제조하였다. 실시예 5 및 6의 잉크 조성물의 제조에 사용된 계면활성제 Surfynol 485의 함량 를 표 5에 나타내었다.
비교예 7 및 8 --- 잉크 조성물의 제조
계면활성제 Surfynol 485의 함량 및 탈이온수의 함량을 달리한 것을 제외하고는 (이때, 계면활성제의 중량부 및 탈이이온수의 중량부의 합은 동일하게 유지되었음), 실시예 4와 동일한 방법에 따라, 비교예 7 및 8의 잉크 조성물을 제조하였다. 비교예 7 및 8의 잉크 조성물의 제조에 사용된 계면활성제 Surfynol 485의 함량을 표 5에 나타내었다.
<잉크 조성물의 평가>
표면장력 측정
Kruss 사의 DSA 100 장치를 사용하여, 21 ℃에서, 실시예 및 비교예의 잉크 조성물의 정적 표면장력을 측정하였다.
동적 표면장력의 측정
Kruss사의 Bubble Pressure Tensiometer BP2 장치를 이용하여, 21 ℃에서, 그리고, 1초 및 20분 이후 시간에서, 실시예 및 비교예의 잉크 조성물의 동적 표면장력을 측정하였다.
광학 밀도(optical density: OD)
상온(20±2℃) 및 상대 습도 55±5%의 환경실에서 실시예 및 비교예에서 얻은 잉크 조성물을, 잉크젯 프린터((주)삼성전자제, 모델: SL-J1760의 잉크 카트리지에 장착하고, 1% 커버리지로 인쇄하였다. 이때, 잉크젯 인쇄에 사용된 인쇄용지는, 상온(20±2℃) 및 상대 습도 55±5%의 환경실에서 실시예 1에서 얻은 토너를 1 성분 현상 방식의 프린터((주)삼성전자제, 모델: SL-M2028)의 토너 카트리지에 세트하고, 1% 커버리지로 인쇄하여 얻은 인쇄용지였다. 잉크젯 이미지는 토너 이미지가 형성되어 있는 인쇄면에 인쇄되었다. 잉크젯 이미지 10매 인쇄후, 10 번째 인쇄 용지 상의 화상 영역의 3 위치에서의 광학 밀도(OD)를 측정하여 그 평균을 계산하였다. 광학 밀도는 "Electroeye" 반사 농도계를 이용하여 측정하였다. 측정한 결과를 하기의 기준에 따라 평가하였다.
◎: 화상 OD가 1.4이상이다 (화상 OD가 매우 우수한 것을 의미한다).
○: 화상 OD가 1.2이상 1.4미만이다 (화상 OD가 우수한 것을 의미한다).
△: 화상 OD가 1.0이상 1.2미만이다 (화상 OD가 불량한 것을 의미한다).
×: 화상 OD가 1.0미만이다 (화상 OD가 매우 불량한 것을 의미한다).
광택도(Gloss) 평가
광택도 측정기인 글로스미터(Glossmeter)(제조사: BYK Gardner, 제품명: micro-TRI-gloss)를 이용하여, 다음의 조건하에, 광택도(%)를 측정하였다: 측정 각도 : 60o, 측정 패턴 : 100% 솔리드 패턴(상온(20±2℃) 및 상대 습도 55±5%의 환경실에서 실시예 및 비교예에서 얻은 잉크 조성물을, 잉크젯 프린터((주)삼성전자제, 모델: SL-J1760)의 잉크 카트리지에 장착한 후 인쇄되었음; 새로운 인쇄용지를 사용하였음.).
◎: 인쇄 광택도가 40이상이다. (인쇄 광택도가 매우 우수한 것을 의미한다).
○: 인쇄 광택도가 35이상 40미만이다. (인쇄 광택도가 우수한 것을 의미한다).
△: 인쇄 광택도가 30이상 35미만이다. (인쇄 광택도가 불량한 것을 의미한다).
×: 인쇄 광택도가 30미만이다. (인쇄 광택도가 매우 불량한 것을 의미한다).
내마찰번짐성 ( Smearfastness )
실시예 및 비교예에서 얻어진 잉크 조성물을 잉크 카트리지 M-50(삼성사 제조)에 리필후 C-60(삼성사 제조) 칼라 잉크와 함께 프린터(SL-J1760, 삼성사 제조)에서 테스트 패턴을 인쇄하고, 30분 후, 인접한 두 칼라간의 경계선을 기준으로 할 때 칼라 믹싱(color mixing)이 일어나는 도트 라인 위치를 현미경으로 측정한다. (평가 기준 : US 제5,854,307호 참조)
※ 다음을 기준으로 하여 번짐성 정도를 평가한다.
○: 경계선 전체에서 칼라 믹싱이 나타나지 않음.
△: 1 도트(dot) 내지 3 도트 직경에 해당되는 만큼의 너비에서 칼라 믹싱이 나타남.
×: 4 도트 또는 그 이상의 직경에 해당되는 만큼의 너비에서 칼라 믹싱이 나타남.(단, 600dpi 기준시 1 도트 직경 = 100 ㎛)
실시예 및 비교예의 잉크젯 조성물의 성능 평가 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
표 5
실시예 번호 계면활성제함량(중량부) 정적표면장력(@21℃)(dyne/cm) 동적표면장력(@21℃,1초)(dyne/cm) 동적표면장력(@21℃,20분)(dyne/cm) 동적표면장력차이 OD 광택도 내마모성
실시예 4 0.5 30 33 63 30 ○ ○ ○
실시예 5 0.3 35 45 60 15 ○ ○ ○
실시예 6 1.0 25 30 70 40 ○ ○ ○
비교예 7 1.5 20 20 70 50 △ △ ×
비교예 8 0.1 50 55 60 5 △ △ ×
본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.
부호의 설명
1...제1몸체 2...제2몸체
3...힌지 4...커버
6...용지이송경로 6-1...제1이송경로
6-2...제2이송경로 7...이송경로 전환부재
8...구동 모터 80(90)...정착닙(전사닙) 조절부재
81, 91...기어부 82, 92...캠
82a, 92a...제1캠부 82b, 92b...제2캠부
83, 84...일방향 클러치 100...전자사진 화상형성부
110...노광기 120...현상기
121...감광드럼 123...현상롤러
130...전사롤러 140...정착기
141...가열롤러 142...가압롤러
200...잉크젯 화상형성부 210...잉크젯 프린트 헤드
220...이송 롤러 230...플라텐
300...급지부

Claims (15)

  1. 용지의 표면에 토너를 공급하여 화상을 인쇄하는 것으로서, 감광체와 전사닙을 형성하여 상기 감광체로부터 토너화상을 상기 용지로 전사시키는 전사기와, 상기 용지가 통과되는 정착닙을 형성하며 상기 용지에 전사된 토너 화상을 정착시키는 정착기를 포함하는 전자사진 화상형성부;
    상기 전자사진 화상형성부를 통과한 용지를 이송시키는 이송 롤러와, 상기 용지의 이면에 화상을 인쇄하는 잉크젯 화상형성부;
    상기 정착기와 상기 이송 롤러를 연결하는 제1이송경로;
    상기 정착기와 상기 이송 롤러를 연결하는 것으로서, 상기 제1이송 경로보다 긴 제2이송경로;
    상기 정착기를 통과한 용지를 상기 제1이송경로로 안내하는 제1위치와, 상기 제2이송경로로 안내하는 제2위치로 전환가능한 이송경로 전환부재;를 포함하는 화상형성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2이송 경로는, 상기 용지의 커얼을 수용할 수 있는 구조를 갖는 화상형성장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2이송 경로는 상기 용지 길이의 적어도 60%를 수용할 수 있는 구조를 갖는 화상형성장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전자사진 화상형성부의 급지 속도는 상기 잉크젯 화상형성부의 급지속도와 같거나 그보다 큰 화상형성장치.
  5. 제1항에 있어서,
    화상형성동작을 제어하는 제어부;를 더 구비하며,
    상기 제어부는 상기 잉크젯 화상형성부만이 동작될 때에는 상기 정착닙과 상기 전사닙을 해제하는 화상형성장치.
  6. 제1항에 있어서,
    화상형성동작을 제어하는 제어부;를 더 구비하며,
    상기 제어부는 양면인쇄를 수행하는 경우, 상기 용지의 말단이 상기 전사닙과 상기 정착닙을 통과하면, 상기 전사닙과 상기 정착닙을 해제시키는 화상형성장치.
  7. 제1항에 있어서,
    용지를 공급하는 급지부;를 더 구비하며,
    상기 급지부는 상기 전자사진 화상형성부의 아래와 위치되고, 상기 잉크젯 화상형성부는 상기 전자사진 화상형성부에 위치되어, 상기 급지부, 상기 전자사진 화상형성부, 상기 잉크젯 화상형성부를 연결하는 용지 이송 경로는 전체적으로 C자 형상인 화상형성장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전자사진 화상형성부가 배치되는 제1몸체;
    상기 잉크젯 화상형성장치가 배치되는 제2몸체;를 포함하며,
    상기 제2몸체는 상기 제1몸체에 회동될 수 있게 설치되어 상기 제1몸체의 적어도 일부를 개폐하는 화상형성장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2몸체는 상기 제1몸체의 상부를 개폐하는 화상형성장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전자사진 화상형성부는, 상기 감광체에 토너화상을 현상시키는 현상기를 더 구비하며,
    상기 제2몸체는 상기 제1몸체의 상부를 개방하여 상기 현상기를 착탈할 수 있는 공간을 형성하는 화상형성장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전자사진 화상형성부는 단색 화상을 인쇄하며,
    상기 잉크젯 화상형성부는 칼라 화상을 인쇄하는 화상형성장치.
  12. 화상형성장치로서, 상기 화상형성장치는
    용지의 표면에 토너를 공급하여 화상을 인쇄하는 것으로서, 감광체와 전사닙을 형성하여 상기 감광체로부터 토너화상을 상기 용지로 전사시키는 전사기와, 상기 용지가 통과되는 정착닙을 형성하며 상기 용지에 전사된 토너 화상을 정착시키는 정착기를 포함하는 전자사진 화상형성부; 및
    상기 전자사진 화상형성부를 통과한 용지를 이송시키는 이송 롤러와, 상기 용지의 이면에 화상을 인쇄하는 잉크젯 화상형성부;를 포함하며,
    상기 잉크젯 화상형성부는 잉크를 더 구비하고, 상기 잉크는 21 ℃에서 20 dyne/cm 내지 55 dyne/cm의 표면장력을 갖는,
    화상형성장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전자사진 화상형성부는 토너를 더 구비하며, 상기 토너는, 상기 토너의 용융온도에서, 1×103 poise 내지 1×106 poise의 점도를 갖는 화상형성장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 잉크는, 21 ℃에서, 15 dyne/cm 내지 40 dyne/cm의 "동적 표면장력의 차이(DST1sec-DST20min)"를 갖는 화상형성장치.
  15. 화상형성방법으로서, 상기 화상형성방법은
    용지의 표면에 토너를 공급하여 화상을 인쇄하는 것으로서, 감광체와 전사닙을 형성하여 상기 감광체로부터 토너화상을 상기 용지로 전사시키는 전사기와, 상기 용지가 통과되는 정착닙을 형성하며 상기 용지에 전사된 토너 화상을 정착시키는 정착기를 포함하는 전자사진 화상형성부에서, 상기 용지의 표면에 토너 이미지를 형성하는 단계; 및
    상기 전자사진 화상형성부를 통과한 용지를 이송시키는 이송 롤러와, 상기 용지의 이면에 화상을 인쇄하는 잉크젯 화상형성부에서, 상기 용지의 이면에 잉크 이미지를 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 잉크젯 화상형성부는 잉크를 더 구비하고, 상기 잉크는 21 ℃에서 20 dyne/cm 내지 55 dyne/cm의 표면장력을 갖는,
    화상형성방법.
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