KR100406994B1 - 화상의 농도 보상이 가능한 화상형성장치 - Google Patents

Abstract

롤러의 저항 변화에 따라 광량을 조절하여 화상의 농도 보상이 가능한 화상형성장치가 개시된다. 화상형성장치는 감광드럼을 대전시키는 대전롤러, 입력화상에 대응되는 정전기 잠상을 형성하도록 감광드럼에 화상광을 조사하는 노광장치, 감광드럼에 형성된 잠상을 토너로 현상하는 현상롤러, 감광드럼에 접촉되어 회전하며 잠상을 현상한 토너를 인가되는 소정의 전압에 따라 인쇄용지에 전사하는 전사롤러, 및 상기 전사롤러에 제공되는 전압과 상기 전사롤러에서 상기 감광드럼으로 출력되는 전류량에 기초하여 상기 전사롤러의 저항치를 산출하며, 상기 전사롤러의 저항치 변화에 따라 상기 노광장치에서 주사되는 광량이 변화되도록 상기 노광장치를 제어하는 제어부를 포함한다. 입력된 화상 데이터를 인쇄하기 전에 인쇄환경에 따른 전사롤러의 저항을 측정하여 그 측정치의 변화에 따라 노광장치에서 주사되는 주사광량을 조절함으로써 인쇄용지에 인쇄되는 인쇄농도의 변화를 보상 할 수 있다.

Description

화상의 농도 보상이 가능한 화상형성장치{Image forming apparatus capable of compensating density of an image formed thereby}

본 발명은 레이저 프린터나 복사기와 같은 전자사진방식을 이용한 화상형성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비화상 구간에서 사용환경을 체크하여 롤러의 저항 변화에 따라 노광량을 조절하여 화상 불량을 방지하는 화상형성장치에 관한 것이다.

일반적으로 팩시밀리나 프린터, 복사기 혹은 이들의 기능을 하나의 장치를 통해 복합적으로 구현할 수 있는 복합기 등은 모두 공통적으로 인쇄 기능을 바탕으로 제작된 제품들이며, 따라서 이를 위해 화상형성장치를 구비하고 있다.

이러한 화상형성장치에는 기록체인 용지가 적재되는 용지카세트가 마련되어 있어, 용지카세트에 적재된 용지를 픽업(pickup)하여 이송하고, 상형성부를 통해 이송되는 용지 위에 토너(toner)를 이용하여 상을 형성하여 배출한다.

화상형성장치에 전원이 공급되면, 기기의 특성에 따라 정해진 시간동안 워밍업(warming-up)을 하게 되고, 워밍업을 완료하면 인쇄명령을 수행할 수 있는 준비모드(on line mode)를 수행하게 된다. 그리고, 준비모드에서 일정시간동안 인쇄명령이 없으면 다시 대기모드로 되는데, 대기모드에서 인쇄명령이 내려지면 워밍업 과정을 거쳐서 인쇄를 수행하게 된다. 여기서, 화상형성장치에 전원이 공급되거나, 대기모드에서 인쇄명령이 수신될 때 수행하는 워밍업 과정은 화상형성장치에서 실제 인쇄작업을 담당하는 프린터 엔진의 각 롤러에 기 설정된 소정의 전압을 인가하여 예열시키는 것을 나타낸다.

그러나, 프린터 엔진의 각 롤러는 도전성 고무(rubber) 재질로 이루어졌기 때문에 화상형성장치의 사용환경에 따라서 고무 롤러의 저항이 변화된다. 즉, 고무 롤러는 저항과 온도가 반비례하는 특성을 가지고 있어서 화상형성장치의 사용환경이 저온 저습한 경우 고무롤러의 저항은 상승하게 된다. 또한, 화상형성장치의 사용환경이 고온 고습한 경우 고무롤러의 저항은 저하하게 된다.

따라서, 외부로부터 수신된 인쇄 데이터에 따라 형성된 정전잠상에 토너를 도포하여 가시상을 형성하고, 가시상을 인쇄용지에 전사시킨다. 인쇄용지에 전사된 토너를 정착시키는 각각의 롤러는 전위차에 의해서 토너를 이동시키는데, 각각의 롤러의 저항이 상승하게 되면 정전잠상에 도포되는 토너의 양이 감소하게 된다. 이는, 화상농도가 저하하게 되는 문제점이 있다. 또한, 각각의 롤러의 저항이 하강하게 되면 정전잠상에 도포되는 토너의 양이 증가하게 된다. 이는, 화상농도가 너무 짙어지게 되는 문제점이 있다. 이에 따라, 비화상부의 화상오염, 전사불량 등의 여러 가지 화상현상에 따른 문제가 유발하게 된다. 이러한 문제점은 모노 현상롤러 시스템이나 고속 현상 시스템일 때 더욱 심각하게 된다.

한편, 종래의 화상형성장치는 사용환경과 관계없이 독립적으로 설정된 값에 따라 일정한 노광량을 주사한다. 따라서, 인쇄용지에 화상이 현상되도록 하는 롤러의 저항이 상승하는 경우 인쇄용지면에 형성되는 화상농도는 옅어지고, 인쇄용지에 화상이 현상되도록 하는 롤러의 저항이 하강하는 경우 인쇄용지면에 형성되는 화상농도는 진해지는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 화상형성장치의 사용환경이 저온저습 및 고온고습한 경우 각각의 롤러의 저항이 상승 및 하강하여 발생하는 화상불량을 방지하기 위하여, 화상형성장치의 비화상 구간에서 사용환경을 체크하여 인쇄 사용 환경에 따라 주사되는 광량을 조절하여 인쇄품질을 향상시킬 수 있는 화상형성장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 화상형성장치의 개략적인 블록도,

도 2는 도 1에 도시된 엔진부를 개략적으로 도시한 도면,

도 3은 도 2의 전사롤러에서 산출된 저항치에 따른 인쇄환경 판단 및 이에 따른 노광장치의 주사 광량에 대한 조절 대책을 도시한 도면, 그리고

도 4는 본 발명에 따른 화상형성장치를 이용한 화상형성동작의 제어방법을 도시한 순서도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 제어부 20 : 인터페이스부

30 : 저장부 40 : 엔진제어부

50 : 엔진부 51 : 대전롤러

52 : 감광드럼 53 : 노광장치

54 : 현상롤러 55 : 공급롤러

56 : 전사롤러 57 : 정착기

80 : 고전압제공부 90 : 센서부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 화상형성장치는 감광드럼을 대전시키는 대전롤러, 입력화상에 대응되는 정전기 잠상을 형성하도록 감광드럼에 화상광을 조사하는 노광장치, 감광드럼에 형성된 잠상을 토너로 현상하는 현상롤러, 감광드럼에 접촉되어 회전하며 잠상을 현상한 토너를 인가되는 소정의 전압에 따라 인쇄용지에 전사하는 전사롤러, 및 전사롤러에 제공되는 전압과 전사롤러에서 감광드럼으로 출력되는 전류량에 기초하여 전사롤러의 저항치를 산출하며, 전사롤러의 저항치 변화에 따라 노광장치에서 주사되는 광량이 변화되도록 노광장치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

제어부는 저항치의 변화를 그 변화 정도에 따라 소정 개수의 레벨로 분류하고, 이렇게 분류된 레벨에 따라 노광장치의 광량을 조절한다. 한편, 제어부는 노광장치의 출력강도 및 주사폭을 조절함으로써 광량을 제어한다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 화상형성장치의 화상형성동작 제어방법은, 전사롤러에 제공되는 전압과 전사롤러에서 감광드럼으로 출력되는 전류량에 기초하여 전사롤러의 저항치를 산출하는 단계, 및 산출된 전사롤러의 저항치에 따라 노광장치에서 주사되는 광량을 조절하여 인쇄농도를 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 본 발명의 화상형성동작 제어방법은 산출단계에서 산출된 저항치의 변화를 그 변화 정도에 따라 소정 개수의 레벨로 분류하는 단계를 더 포함한다. 이에 따라, 보상단계에서는 노광장치를 통해 주사되는 광량을 레벨에 따라 조절하여 인쇄농도를 보상한다.

한편, 보상단계에서, 인쇄농도는 노광장치에서 주사되는 화상광의 출력강도 및 주사폭을 조절함으로써 보상되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 입력된 화상 데이터를 인쇄하기 전에 인쇄환경에 따른 전사롤러의 저항을 측정하여 그 측정치의 변화에 따라 노광장치에서 주사되는 주사광량을 조절함으로써 인쇄용지에 인쇄되는 인쇄농도의 변화를 보상 할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 화상형성장치의 개략적인 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 프린터 엔진을 개략적으로 구성한 도면이다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 실시예의 화상형성장치는, 화상형성장치의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(10), 컴퓨터와 화상형성장치를 연결하여 컴퓨터로부터 출력되는 인쇄데이터를 수신하는 인터페이스부(20), 화상형성장치의 기능을 구현하는데 필요한 각종 제어 프로그램과 제어 프로그램 수행에 따라 발생되는 데이터를 저장하는 저장부(30), 인쇄작업을 수행하는 엔진부(50), 제어부(10)의 제어에 따라 엔진부(50)를 구동하는 엔진제어부(40), 제어부(10)의 제어에 따라엔진부(50)의 각 롤러에 소정의 전압을 인가하는 고전압제공부(80), 및 엔진부(50)에서의 용지 걸림이나 인쇄용지의 유무 등과 같은 인쇄중 발생되는 문제들을 감지하는 센서부(90)를 갖는다.

여기서, 엔진부(50)는 도 2에 도시된 바와 같이, 소정의 화상 데이터를 인쇄용지에 인쇄하기 위하여 대전롤러(51), 감광드럼(52), 노광장치(Laser Scan Unit :LSU)(53), 현상롤러(54), 공급롤러(55), 전사롤러(56), 및 정착기(57)를 포함한다.

이러한 구성을 갖는 엔진부(50)의 인쇄동작은 다음과 같다. 제어부(10)의 제어에 따라 고전압제공부(80)는 엔진부(50)의 각 롤러(51, 54, 55, 56, 57)에 소정의 전압을 인가한다. 여기서, 고전압제공부(High Voltage Power Supply : HVPS)(80)는 통상적으로 대전롤러(51)에는 -1.4[㎸]의 대전전압, 전사롤러(56)에는 +2.0[㎸]의 전사전압, 현상롤러(54)에는 -300[V]의 현상전압, 공급롤러(55)에는 -500[V]의 공급전압을 인가한다.

이에 따라, 고압의 대전전압에 의해 대전된 대전롤러(51)가 감광드럼(52)과 맞물려 회전하면서 감광드럼(52)의 외주면에 형성된 감광체를 고루 대전시킨다. 이때, 노광장치(53)는 제어부(10)로부터 입력된 화상 데이터에 대응되는 화상광을 감광드럼(52)에 주사하도록 하는 제어신호를 제어부(10)로부터 수신한다. 이에 따라 노광장치(53)는 내부의 레이저 다이오드(Laser Diode : LD)(미도시)가 온(on)되면서 수신된 제어신호에 대응되는 화상광을 감광드럼(52)에 방사한다.

감광드럼(52)의 표면상에는 노광장치(53)에서 방사된 화상광에 의해 대전된 인쇄하고자 하는 정전잠상이 형성된다. 한편, 고압제공부(80)로부터 고전압을 인가 받은 공급롤러(55)와 공급롤러(55)보다 낮은 레벨의 전압을 인가 받은 현상롤러(54) 사이에는 전위차가 발생한다. 따라서, 공급롤러(55)에서 현상롤러(54)로 음전하 성분을 띈 토너가 이동되고, 현상롤러(54)로 공급된 토너는 감광드럼(52)의 표면에 형성된 정전잠상에 도포되어 가시상을 형성한다.

고압제공부(80)로부터 고전압이 제공된 전사롤러(56)는 감광드럼(52)의 표면의 정전잠상에 토너가 도포됨으로서 형성된 가시상을 인쇄용지에 전사시킨다. 인쇄용지에 전사된 가시상은 정착기(57)의 고열 및 압력에 의해 인쇄용지에 정착됨으로써, 인쇄과정이 종료된다

한편, 본 실시예에 따른 제어부(10)는 화상 데이터에 대응되는 화상광을 주사하는 노광장치(53)를 구동시키기 전에, 전사롤러(56)의 저항치를 측정하여 그 측정치에 따라 노광장치(53)의 주사 광량을 조절한다. 이때, 제어부(10)의 전사롤러(56)에 대한 저항치(Rt) 측정은 아래 [수학식 1]과 같이 전사롤러(56)에 제공되는 전압(Vt)을, 전사롤러(56)에서 감광드럼(52)으로 출력되는 전류량(It)으로 나누어 산출한다.

이러한 저항치는 인쇄환경에 따라 변하게 되고, 저항 변화에 영향을 주는 인쇄환경은 온도 및 습도를 예로 들 수 있다. 한편, 제어부(10)는 저항치의 변화를그 변화 정도에 따라 소정 개수의 레벨로 분류하고, 이렇게 분류된 레벨에 따라 노광장치(53)의 주사 광량을 조절한다.

도 3은 전사롤러(56)에서 산출된 저항치(Rt)에 따른 인쇄환경 판단 및 이에 따른 노광장치(53)의 주사 광량에 대한 조절 대책을 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 전사롤러(56)에서 산출된 저항치(Rt)가 500[MΩ]이하에서 100[MΩ]초과에 해당하는 값을 인쇄를 위한 적정환경으로 한다. 이에 따라, 전사롤러(56)의 저항치가(Rt)가 500[MΩ]를 초과하면 고저항, 100[MΩ]이하이면 저저항으로 판단한다. 한편, 저항치(Rt)가 고저항이면, 제어부(10)는 인쇄환경을 저온저습한 것으로 판단하여 저온저습시 인쇄농도가 옅어지는 문제를 해결하기 위해 노광장치(53)의 주사광량을 증가시킨다. 제어부(10)의 노광장치(53)에 대한 주사광량의 증가는 광주사시 사용되는 레이저다이오드의 파워를 증가하여 감광드럼(52)에 주사되는 광의 출력강도의 세기를 증가시킨다. 또한, 제어부(10)는 노광장치(53)의 주사광량을 증가시키기 위해 감광드럼(52)에 잠상되는 화상광의 주사폭을 증가시킬 수도 있다.

한편, 전사롤러(56)의 저항치(Rt)가 500[MΩ]이하에서 100[MΩ]초과에 해당하는 인쇄를 위한 적정환경으로 판단된 경우에는 제어부(10)는 감광드럼(52)에 수신된 화상데이터와 동일한 화상이 잠상되도록 노광장치(53)의 주사광량을 입력된 화상데이터와 동일하게 주사한다.

또한, 전사롤러(56)의 저항치(Rt)가 저저항이면, 제어부(10)는 인쇄환경을 고온고습한 것으로 판단하여 고온고습시 인쇄농도가 진해지는 문제를 해결하기 위해 노광장치(53)의 주사광량을 감소시킨다. 제어부(10)의 노광장치(53)에 대한 주사광량의 감소는 광주사시 사용되는 레이저다이오드의 파워를 감소시켜 감광드럼(52)에 주사되는 광의 출력강도의 세기를 감소시킨다. 또한, 제어부(10)는 노광장치(53)의 주사광량을 감소시키기 위해 감광드럼(52)에 잠상되는 화상광의 주사폭을 감소시킬 수도 있다.

한편, 도 3과 같이 전사롤러(56)의 산출된 저항치(Rt)에 따른 노광장치(53)의 주사광량에 대한 대책은 테이블화하여 저장부(30)에 저장하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 제어부는 전사롤러(56)의 산출된 저항치(Rt)에 대응되는 노광장치(53)의 주사광량에 대한 대책에 대한 저장된 데이터를 참조하여 노광장치(53)의 주사동작을 제어한다.

따라서, 화상형성장치의 인쇄환경에 따라 인쇄를 위한 노광장치(53)의 주사광량을 조절함으로써, 화상불량을 보상할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 화상형성장치를 이용한 화상형성동작의 제어방법을 도시한 순서도이다. 먼저, 전원스위치(미도시)의 조작에 의해 화상형성장치에 전원이 인가되면, 제어부(10)는 고전압제공부(80)를 제어하여 각 롤러(51, 54, 55, 56)에 설정된 전압을 대전시키고 소정의 워밍업시간을 경과한 후 인쇄동작을 위한 준비모드를 유지한다(S501). 준비모드를 유지하던 중에 제어부(10)는 컴퓨터로부터 인쇄명령의 수신 여부를 판단한다(S503). S503에 의해 인쇄명령이 수신되지 않은 것으로 판단되면, 제어부(10)는 화상형성장치를 준비모드로 계속 유지하도록 한다(S505). 한편, S503에 의해 인쇄명령이 수신된 것으로 판단되면, 제어부(10)는 수신된 화상데이터를 저장부(30)에 저장한다(S507).

한편, 제어부(10)는 비화상구간에서 전사롤러(56)의 저항치(Rt)를 측정한다(S509). 비화상구간이란, 화상형성장치의 준비모드상태에서 인쇄명령이 수신된 후 인쇄를 위해 수신된 화상데이터에 대한 인쇄작업을 수행하기 전의 구간을 말한다.

제어부(10)는 S509에 의해 산출된 전사롤러(56)의 저항치(Rt)가 500[MΩ]을 초과하는 수치인지를 판단한다(S511). S511에 의해 전사롤러(56)의 저항치(Rt)가 500[MΩ]을 초과하는 수치이면, 제어부(10)는 노광장치(53)의 주사광량을 증가시키고 화상형성장치의 인쇄동작을 수행하도록 한다(S513). S511에 의해 전사롤러(56)의 저항치(Rt)가 500[MΩ]을 초과하지 않는 수치로 판단되면, 전사롤러(56)의 저항치(Rt)가 100[MΩ]이하 인지를 판단한다(S515). S515에 의해 전사롤러(56)의 저항치(Rt)가 100[MΩ]이하로 판단되면, 제어부(10)는 노광장치(53)의 주사광량을 감소시키고 화상형성장치의 인쇄동작을 수행하도록 한다(S517). 한편, S515에 의해 전사롤러(56)의 저항치(Rt)가 100[MΩ]이하의 값이 아닌 것으로 판단되면, 제어부(10)는 노광장치(53)의 주사광량을 일반모드로 하여 인쇄동작을 수행하도록 한다(S519).

따라서, 전사롤러(56)의 저항치(Rt)에 따라 인쇄를 위한 노광장치(53)의 주사광량을 조절함으로써, 전사롤러(56)의 인쇄환경에 따른 화상불량을 보상할 수 있다.

본 발명에 따르면, 입력된 화상 데이터를 인쇄하기 전에 인쇄환경에 따른 전사롤러의 저항을 측정하여 그 측정치의 변화에 따라 노광장치에서 주사되는 주사광량을 조절함으로써 인쇄용지에 인쇄되는 인쇄농도의 변화를 보상 할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (9)

1. 감광드럼을 대전시키는 대전롤러;

   입력화상에 대응되는 정전기 잠상을 형성하도록 상기 감광드럼에 화상광을 조사하는 노광장치;

   상기 감광드럼에 형성된 상기 잠상을 토너로 현상하는 현상롤러;

   상기 감광드럼에 접촉되어 회전하며, 상기 잠상을 현상한 상기 토너를 인가되는 소정의 전압에 따라 인쇄용지에 전사하는 전사롤러; 및

   상기 전사롤러에 제공되는 전압과 상기 전사롤러에서 상기 감광드럼으로 출력되는 전류량에 기초하여 상기 전사롤러의 저항치를 산출하며, 상기 전사롤러의 저항치 변화에 따라 상기 노광장치에서 주사되는 광량이 변화되도록 상기 노광장치를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 저항치의 변화를 그 변화 정도에 따라 소정 개수의 레벨로 분류하며,

   분류된 상기 레벨에 따라 상기 노광장치의 광량을 조절하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 노광장치의 출력강도를 조절함으로써 상기 광량을 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 노광장치의 주사폭을 조절함으로써 상기 광량을 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
6. 감광드럼을 대전시키는 대전롤러, 입력화상에 대응되는 정전기 잠상을 형성하도록 상기 감광드럼에 화상광을 조사하는 노광장치, 상기 감광드럼에 형성된 상기 잠상을 토너로 현상하는 현상롤러, 및 상기 감광드럼에 접촉되어 회전하며 상기 잠상을 현상한 상기 토너를 인가되는 소정의 전압에 따라 인쇄용지에 전사하는 전사롤러를 갖는 화상형성장치의 화상형성동작 제어방법에 있어서,

   상기 전사롤러에 제공되는 전압과 상기 전사롤러에서 상기 감광드럼으로 출력되는 전류량에 기초하여 상기 전사롤러의 저항치를 산출하는 단계; 및

   산출된 상기 전사롤러의 저항치에 따라 상기 노광장치에서 주사되는 광량을 조절하여 인쇄농도를 보상하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 화상형성동작 제어방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 산출단계에서 산출된 상기 저항치의 변화를 그 변화 정도에 따라 소정 개수의 레벨로 분류하는 단계;를 더 포함하며,

   상기 보상단계에서는 상기 광량을 상기 레벨에 따라 조절하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 화상형성동작 제어방법.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 보상단계에서, 상기 인쇄농도는 상기 노광장치에서 주사되는 상기 화상광의 출력강도를 조절함으로써 보상되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 화상형성동작 제어방법.
9. 제 6항에 있어서,

   상기 보상단계에서, 상기 인쇄농도는 상기 노광장치에서 주사되는 상기 화상광의 주사폭을 조절함으로써 보상되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 화상형성동작 제어방법.