KR100467599B1 - 표면전위 측정기를 구비하는 화상 형성 장치 및 이를이용한 현상 전압 제어 방법 - Google Patents

Abstract

표면전위 측정기를 구비하는 화상 형성 장치 및 이를 이용한 현상 전압 제어방법이 개시된다. 개시된 화상 형성 장치는, 감광체와, 감광체를 대전시키는 대전기와, 감광체에 광을 조사하여 정전잠상을 형성하는 노광기와, 감광체에 현상액을 공급하여 정전잠상을 현상하여 화상을 형성하는 현상기와, 현상된 화상을 용지로 전사하는 전사기와, 용지에 열과 압력을 가하여 화상을 정착시키는 정착기와, 현상기와 전사기 사이의 감광체의 표면 상에 마련되며 현상기를 통과한 감광체의 표면 전위를 측정하는 표면전위 측정기와, 현상기에 현상 전압이 인가되기 전 상기 감광체의 표면 전위와 현상기에 현상 전압이 인가된 다음 감광체의 표면 전위를 비교하여 편차량을 산출하는 비교기 및, 상기 편차량이 기준값보다 크면 상기 현상기의 새 현상 전압을 설정하여 상기 현상기를 제어하는 제어기를 구비한다. 현상 전압 누설을 검출하여 현상 전압을 제어하여 양질의 화상을 제공할 수 있다.

Description

표면전위 측정기를 구비하는 화상 형성 장치 및 이를 이용한 현상 전압 제어 방법{Image forming apparatus comprising measurement device of surface voltage and Controling method of development voltage utilizing the same}

본 발명은 화상 형성 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 현상 전압 제어 수단을 구비하는 화상 형성 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 화상 형성 장치를 간략히 나타낸 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 화상 형성 장치에는, 감광체 드럼(10)과, 감광체 드럼(10)에 광을 조사하여 정전잠상을 형성하는 노광장치(11)와, 감광체 드럼(10)에 현상액을 공급하여 정전잠상을 현상하는 현상 롤러(13a, 13b, 13c, 13d)와, 현상 롤러(13a, 13b, 13c, 13d)에 의해 현상된 화상을 중간전사벨트(15)로 전사시키는 제1전사 롤러(17)와, 중간전사벨트(15)상의 화상을 용지(S)로 전사시키는 제2전사 롤러(19)와, 화상에 열과 압력을 가하여 용지(S)에 정착시키는 정착 롤러(21)가 구비되어 있다. 현상 롤러(13a, 13b, 13c, 13d)는 각각 옐로우(Y), 시안(C), 마젠타(M) 및 블랙(K)의 현상액이 공급된다.

여기서, 현상 롤러(13a, 13b, 13c, 13d)에는 갭 링(12)이 삽입되어 현상 롤러(13a, 13b, 13c, 13d) 표면과 감광체 드럼(10) 간의 거리를 유지하여 현상 롤러(13a, 13b, 13c, 13d) 표면과 감광체 드럼(10)이 접촉되지 않도록 한다. 참조부호 14는 튜렛으로 각 현상 롤러(13a, 13b, 13c, 13d)를 입력 신호에 따라 회전시키는 역할을 한다.

종래 화상 형성 장치는 화상을 용지에 인쇄하기 위해, 먼저 감광체 드럼(10)을 대전 장치(미도시)로 대전시킨 다음, 노광 장치(11)로 광을 조사하여 소정 부위의 전위를 하강시켜 정전잠상을 형성시킨다. 감광체 드럼(10)에는 현상 롤러(13a, 13b, 13c, 13d)가 순차적으로 대응하면서 갭 링(12)에 의해 일정한 거리를 유지한 상태로 비접촉 현상이 실행되어 정전잠상을 현상한다. 현상된 화상은 제1전사롤러(17)에 의해 중간 전사 벨트(15)로 전사되고, 중간 전사 벨트(15) 상의 화상은 제2전사롤러(19)에 의해 용지(S)로 전사된다. 전사된 용지(S)상의 화상은 정착 장치(21)에 의해 용지(S)에 고정된다.

종래의 화상 형성 장치에서는, 현상 과정에서 현상 롤러(13a, 13b, 13c, 13d)에 현상 전압으로써, 직류 현상 전압과 교류 현상 전압을 중첩해서 현상 롤러(13a, 13b, 13c, 13d)에 인가함으로써 감광체 드럼(10)의 표면에 현상 화상을 얻는다. 하지만, 현상 롤러(13a, 13b, 13c, 13d)는 장기간 사용시 갭 링(12)이 마모되어 감광체 드럼(10)의 표면과 현상 롤러(13a, 13b, 13c, 13d)의 표면 사이의 거리가 감소하여 감광체 드럼(10)과 현상 롤러(13a, 13b, 13c, 13d)의 표면에 걸리는 현상 전계가 증가하게 된다. 이 경우 현상 롤러(13a, 13b, 13c, 13d)에 인가되는 직류 및 교류 현상 전압의 중첩 현상 전압이 과도하게 인가되어 현상 전압의 누설(leakage)이 발생하여 화상에 스팟이 발생하거나 과도한 화상 농도를 나타내는 등의 문제점이 발생한다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 현상 전압의 누설을 검출하여 현상 전압을 제어함으로써 안정된 현상 전압을 공급하여 양질의 화상을 구현할 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 화상 형성 장치를 간략히 나타낸 구성도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화상 형성 장치를 간략히 나타낸 구성도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화상 형성 장치에 구비되는 현상기를 간략히 나타낸 구성도,

도 4는 감광체 표면전위변화를 시간에 따라 나타낸 그래프,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 현상전압 제어방법을 나타낸 플로우 차트.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

40 ; 표면전위 측정기 42 ; 비교기

44 ; 제어기 46 ; 표면전위 조절기

50 ; 감광체 51 ; 노광기

53 ; 현상기 53a, 53b, 53c, 53d ; 현상 롤러

55 ; 중간전사벨트 57 ; 제1전사 롤러

58 ; 세정기 59 ; 제2전사 롤러

60 ; 화상 형성 장치 61 ; 정착기

63 ; 대전기 65 ; 용지 카세트

67, 69 ; 배출 트레이 71 ; 미터링 블레이드

72, 78 ; 현상액 73 ; 카트리지

74, 76 ; 전원 75 ; 클리닝 롤러

77 ; 증착 롤러 79 ; 현상액 공급기

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은,

감광체;와 상기 감광체를 대전시키는 대전기;와 상기 감광체에 광을 조사하여 정전잠상을 형성하는 노광기;와 상기 감광체에 현상액을 공급하여 상기 정전잠상을 현상하여 화상을 형성하는 현상기;와 상기 현상된 화상을 용지로 전사하는 전사기;와 상기 용지에 열과 압력을 가하여 상기 화상을 정착시키는 정착기;와 상기 현상기와 상기 전사기 사이의 상기 감광체의 표면 상에 마련되며, 상기 현상기를 통과한 상기 감광체의 표면 전위를 측정하는 표면전위 측정기;와 상기 현상기에 현상 전압이 인가되기 전 상기 감광체의 표면 전위와 상기 현상기에 현상 전압이 인가된 다음 상기 감광체의 표면 전위와 비교하여 편차량을 산출하는 비교기; 및 상기 편차량이 기준값보다 크면 상기 현상기의 새 현상 전압을 설정하여 상기 현상기를 제어하는 제어기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치를 제공한다.

상기 현상기는,

상기 감광체에 현상액을 공급하는 현상 롤러; 및

상기 현상 롤러와 상기 감광체의 표면 사이에 소정 거리를 유지하도록 상기 현상 롤러에 삽입되는 갭 링;을 구비한다.

상기 기준값은 80V 내지 100V 정도로 설정하는 것이 바람직하다.

본 발명은 또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여,

현상기와 전사기 사이의 감광체의 표면에 마련되어 표면 전위를 측정하는 표면전위측정기를 구비하는 화상형성장치의 상기 현상기에 인가되는 현상 전압 제어방법에 있어서,

상기 현상기에 상기 현상 전압이 인가되기 전 상기 감광체의 제1표면 전위를 측정하는 제1단계;와 상기 현상기에 상기 현상 전압이 인가된 다음 상기 감광체의 제2표면 전위를 측정하는 제2단계; 및 상기 제2표면 전위에 대한 상기 제1표면 전위의 편차량이 기준값보다 크면 새 현상 전압을 설정하여 현상기를 제어하고, 상기 편차량이 상기 기준값보다 크지 않으면 상기 제1단계부터 반복하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 현상전압 제어방법을 제공한다.

제3단계에서,

상기 새 현상 전압은 상기 제2단계에서 상기 현상기에 인가되는 상기 현상 전압보다 상기 편차량만큼 작게 설정하는 것이 바람직하다.

상기 현상기는,

상기 감광체에 현상액을 공급하는 현상 롤러; 및

상기 현상 롤러와 상기 감광체의 표면 사이에 소정 거리를 유지하도록 상기 현상 롤러에 삽입되는 갭 링;로 이루어진다.

상기 기준값은 80V 내지 100V 정도로 설정하는 것이 바람직하다.

본 발명은 현상 롤러와 감광체 사이의 거리가 감소함에 따라 발생하는 현상 전압의 누설을 감광체의 표면전위를 검출하여 현상 전압을 제어하는 화상 형성 장치 및 현상 전압 제어 방법에 관한 것이다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 화상 형성 장치 및 현상 전압 제어 방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화상 형성 장치를 나타낸 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 화상 형성 장치(60)는, 감광체(50)와, 감광체(50)의 표면을 대전시켜 대전 전위까지 상승시키는 대전기(63)와, 대전기(63)에 의해 대전 전위까지 상승된 감광체(50)의 표면에 입력 신호에 따라 광을 조사하여 화상으로 형성될 부분의 감광체(50)의 표면 전위를 노광 전위로 하강시킴으로써 정전잠상을 형성하는 노광기(51)와, 감광체(50)의 표면에 현상 전위로 상승된 현상액을 공급하여 정전잠상을 현상하는 현상기(53)와, 감광체(50)가 현상기(53)에 의해 현상되기 전 표면 전위와 현상된 다음의 표면 전위를 측정하는 표면전위측정기(40) 및, 화상 전사 후 감광체(50)상의 현상액을 제거하는 세정기(58)와 감광체(50)의 표면 전위를 제거하는 제전기(미도시)를 구비한다.

표면전위 측정기(40)에는 현상 전압 조절기(46)가 연결되는데, 현상 전압 조절기(46)에는 표면전위 측정기(40)가 송신하는 현상 전과 후의 표면전위 정보를 입력받아 두 표면 전위를 비교하여 편차량을 산출하는 비교기(42)와, 비교기(42)에서산출된 편차량을 기초로 소정 현상 전압 값을 설정하여 현상기(53)를 제어하는 신호를 송신하는 제어기(46)가 구비되어 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 화상 형성 장치(60)는, 무한궤도를 회전하며 화상을 감광체(51)에서 용지(S)로 이동시키는 중간전사벨트(55)와, 현상된 화상을 감광체(50)에서 중간전사벨트(55)로 전사시키는 제1전사롤러(57)와, 중간전사벨트(55)상의 화상을 용지(S)로 전사시키는 제2전사롤러(59)와, 화상에 열과 압력을 가하여 용지(S)에 정착시키는 정착기(61)를 구비한다. 여기서, 참조부호 65는 용지(S)를 공급하는 용지 카세트이고, 67과 69는 용지배출 트레이를 나타낸다.

현상기(53)는 옐로우(Y), 시안(C), 마젠타(M) 및 블랙(K) 색상의 현상액을 공급하는 현상기(53Y, 53C, 53M, 53K)로 나뉘며, 각각의 현상기(53Y, 53C, 53M, 53K)는 감광체(50)에 현상액을 공급하는 현상 롤러(53a, 53b, 53c, 53d)를 포함한다.

도 3은 도 2에 도시된 현상기(53) 중 옐로우 현상기(53Y)를 간략히 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치에 구비되는 현상기(53Y)는, 고농도의 현상액(78)이 담겨있는 현상액 공급기(79)와, 반정도 현상액(78)에 잠겨서 화살표 방향으로 회전하며 증착 롤러(77)에 의해 부착된 토너 입자를 보유하는 현상 롤러(53a)와, 현상롤러(53a)에 삽입되어 현상롤러(53a)와 감광체(50)사이의 거리를 유지시키는 갭 링(52)과, 현상액 공급기(79) 내부의 현상액(78)에 잠겨 있으며, 현상 롤러(53a)와 접촉하거나 현상갭을 이루며 현상액(78)을 공급하는 증착 롤러(depositing roller; 77)와, 소정의 압력으로 현상 롤러(53a)를 가압하여 현상 롤러(53a)상에 부착된 현상액의 두께 등을 조정하는 미터링 블레이드(metering blade; 71)와, 현상 롤러(53a)와 접촉하면서 같은 방향으로 회전하며 미현상된 현상액을 세정하는 클리닝 롤러(75)를 구비한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치에 구비되는 현상기에는, 현상 액 공급기(53)에 공급되는 현상액(72)이 담겨있는 카트리지(73)와, 증착 롤러(77)에 소정 전압을 인가하는 전원(76)과, 현상 롤러(53a)에 소정 전압을 인가하는 전원(74)이 구비되어 있다.

현상 롤러(53a, 53b, 53c, 53d)에는 직류 또는 교류의 현상 전압이 인가되어 현상 롤러(53a, 53b, 53c, 53d)에 부착되는 현상액(72)의 입자들을 현상 전위로 상승시킨다.

표면전위 측정기(40) 즉, 표면전위센서는 현상을 실시하지 않는 초기 웜업(Warm up)시에 대전기(63)에 대전 전압을 인가한 상태에서 현상 롤러(53a, 53b, 53c, 53d)에 일정한 현상 전압을 인가하여 현상 전압을 인가하기 전과 후의 감광체(50)의 표면 전위의 변화를 검출함으로써 현상 롤러(53a, 53b, 53c, 53d)에 인가하는 현상 전압의 누설 발생 유무를 판별한다.

도 4는 화상 형성 장치에서 시간에 따른 감광체의 표면 전위 변화를 나타낸 그래프이다.

도 4를 참조하면, f1은 현상기에 현상 전압을 인가하지 않은 상태에서 감광체의 표면 전위 변화를 나타내며, f2는 현상기에 현상 전압을 인가한 상태에서 누설이 발생하지 않은 경우의 표면 전위 변화를 나타내며, f3는 현상기에 현상 전압을 인가한 상태에서 누설이 발생한 경우의 표면 전위 변화를 나타낸다.

현상 전압의 누설이 발생하는 경우 표면 전위는 A1과 A2 사이의 영역에서 100V 정도의 표면전위 변화가 있음을 볼 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 현상전압 제어방법을 나타낸 플로우 차트이다. 본 발명의 실시예에 따른 현상전압 제어방법은, 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 화상 형성 장치에서 표면전위 측정기와 현상 전압 조절기를 이용한다.

현상 전압을 제어하기 위해 먼저, 표면전위 측정기를 이용해 현상기에 현상 전압이 인가되기 전 감광체의 제1표면전위(Vs1)를 측정한 다음(제101단계), 현상기에 현상 전압이 인가되어 대전, 노광 및 현상 단계가 진행된 다음 감광체의 제2표면전위(Vs2)를 측정한다(제103단계). 제1표면전위(Vs1)와 제2표면전위(Vs2)의 편차량(ΔV)을 수학식 1과 같이 구한 다음 기준값(Vt)과 비교하여(제105단계), 편차량(ΔV)이 기준값(Vt)보다 크면 새 현상 전압(Vd)을 설정하고, 편차량(ΔV)이 기준값(Vt)보다 크지 않으면 다시 제101단계부터 반복한다(제107단계).

여기서 기준값(Vt)은 도 4에 제시된 바와 같은 80~100V 정도의 값으로 설정될 수 있으며, 새 현상 전압(Vd)은 기존의 현상 전압보다 편차량(ΔV)만큼 작게 설정될 수 있을 것이다.

본 발명은 상술한 화상 형성 장치와 현상전압 제어방법을 통해 현상 전압의 누설을 보상하여 감광체 상의 정전 잠상 현상시 발생할 수 있는 스팟의 생성, 화상농도의 과도한 증가를 방지할 수 있어 양질의 화상을 제공할 수 있다.

상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 특히 당업자라면 편차량을 좀더 세분하여 현상전압을 제어할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 화상형성장치 및 현상전압 제어방법의 장점은 표면전위 측정기라는 간단한 장치를 감광체의 표면에 설치함으로써 현상전압의 누설을 검출하여 현상 전압을 효과적으로 제어할 수 있고, 따라서 양질의 화상을 제공할 수 있다는 것이다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 감광체;

   상기 감광체를 대전시키는 대전기;

   상기 감광체에 광을 조사하여 정전잠상을 형성하는 노광기;

   상기 감광체에 현상액을 공급하여 상기 정전잠상을 현상하여 화상을 형성하는 현상기;

   상기 현상된 화상을 용지로 전사하는 전사기;

   상기 용지에 열과 압력을 가하여 상기 화상을 정착시키는 정착기;

   상기 현상기와 상기 전사기 사이의 상기 감광체의 표면 상에 마련되며, 상기 현상기를 통과한 상기 감광체의 표면 전위를 측정하는 표면전위 측정기;

   상기 현상기에 현상 전압이 인가되기 전 상기 감광체의 표면 전위와 상기 현상기에 현상 전압이 인가된 다음 상기 감광체의 표면 전위와 비교하여 편차량을 산출하는 비교기; 및

   상기 편차량이 기준값보다 크면 상기 현상기의 새 현상 전압을 설정하여 상기 현상기를 제어하는 제어기;를 구비하며,

   상기 현상기는,

   상기 감광체에 현상액을 공급하는 현상 롤러; 및

   상기 현상 롤러와 상기 감광체의 표면 사이에 소정 거리를 유지하도록 상기 현상 롤러에 삽입되는 갭 링;을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 기준값은 80V 내지 100V 정도인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
4. 현상기와 전사기 사이의 감광체의 표면 상에 마련되어 표면 전위를 측정하는표면전위측정기를 구비하는 화상형성장치의 상기 현상기에 인가되는 현상 전압 제어방법에 있어서,

   상기 현상기에 상기 현상 전압이 인가되기 전 상기 감광체의 제1표면 전위를 측정하는 제1단계;

   상기 현상기에 상기 현상 전압이 인가된 다음 상기 감광체의 제2표면 전위를 측정하는 제2단계; 및

   상기 제2표면 전위에 대한 상기 제1표면 전위의 편차량이 기준값보다 크면 새 현상 전압을 설정하여 현상기를 제어하고, 상기 편차량이 상기 기준값보다 크지 않으면 상기 제1단계부터 반복하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 현상 전압 제어방법.
5. 제 4 항에 있어서, 제3단계에서,

   상기 새 현상 전압은 상기 제2단계에서 상기 현상기에 인가되는 상기 현상 전압보다 상기 편차량만큼 작게 설정하는 것을 특징으로 하는 현상 전압 제어방법.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 현상기는,

   상기 감광체에 현상액을 공급하는 현상 롤러; 및

   상기 현상 롤러와 상기 감광체의 표면 사이에 소정 거리를 유지하도록 상기 현상 롤러에 삽입되는 갭 링;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 현상 전압 제어방법.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 기준값은 80V 내지 100V 정도로 설정하는 것을 특징으로 하는 현상 전압 제어방법.