KR20040021536A

KR20040021536A - 밀도 검출 수단을 구비한 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR20040021536A
Application number: KR1020030059758A
Authority: KR
Inventors: 이또노부유끼; 이께다다께시; 나가세유끼오; 이또오이사미; 아야끼야스까즈; 이시다도모히또
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2004-03-10
Also published as: JP2004093643A; US20040096232A1; KR100588444B1; JP4012015B2; CN1489006A; EP1394623A3; RU2295746C2; US6879788B2; CN1288513C; RU2003126445A; CN1952806A; CN1952806B; EP1394623A2

Abstract

본 발명의 화상 형성 장치는 실질적으로 동일한 색상의 담색 토너 및 농색 토너로 화상을 형성하는 화상 형성 유닛과, 담색 토너를 보유하는 제1 토너 보유부와, 농색 토너를 보유하는 제2 토너 보유부와, 담색 토너 및 농색 토너로 형성된 화상의 밀도를 검출하는 밀도 검출 수단을 포함한다. 이와 같이, 화상은 실질적으로 동일한 색상의 담색 토너 및 농색 토너로 형성될 수 있다.

Description

밀도 검출 수단을 구비한 화상 형성 장치 {IMAGE FORMING APPARATUS WITH DENSITY DETECTING MEANS}

본 발명은 농색 토너 및 담색 토너로 화상을 형성하는 복사기, 프린터 또는 팩시밀리기 등의 화상 형성 장치에 관한 것이다.

컬러 화상을 형성하는 화상 형성 장치로서, 예컨대 전사 드럼(전사 필름) 상에 지지된 용지 등의 전사 재료 상으로 화상 담지 부재로서 역할을 하는 감광 드럼 상에 형성된 각각의 색상의 연속 토너 화상을 정확하게 중첩시킴으로써 컬러 화상을 전사하여, 컬러 화상을 형성할 수 있는 화상 형성 장치가 상용화되어 있다.

이러한 화상 형성 장치에서, 입력 화상 신호에 따라 감광 드럼 상에 형성된 정전 잠상은 전사 드럼(전사 필름) 상에 지지된 용지 등의 전사 재료 상으로 전사되는 토너 화상을 얻도록 제1 색상(예컨대, 시안 색상)의 토너로 현상된다. 이러한 전사 공정은 다른 3개의 색상, 즉 마젠타, 황색 및 흑색에 대해 유사하게 반복되어, 컬러 화상이 전사 재료 상에서의 4개의 색상의 토너 화상의 중첩 전사에 의해 얻어진다.

디지털 화상 신호를 이용하는 최근의 전자 사진 화상 형성 장치에서, 잠상은 화상 담지 부재 또는 소위 감광 부재의 표면 상에서의 일정한 전위의 일군의 도트(dot)에 의해 형성되며, 솔리드(solid) 화상부, 하프톤(halftone) 화상부 및 라인(line) 화상부는 도트의 밀도를 변화시킴으로써 얻어진다.

그러나, 이러한 방법에서, 토너 입자는 도트 상에 정확하게 침착되지 않고도트로부터 범람하는 경향이 있어, 토너 화상의 계조는 디지털 잠상의 흑색부 및 백색부 내의 도트 밀도의 비에 대응하지 않는다.

또한, 화질을 개선시키기 위해 도트 크기를 감소시킴으로써 해상도를 증가시키는 경우에, 미세한 도트로 구성된 잠상은 특히 하이라이트부(highlight portion)에서 재현하기 더욱 어려워져 선예도(sharpness)가 부족하고 해상도 및 계조성이 불량한 화상을 유발시킨다. 또한, 도트 내의 불규칙한 배열은 입상감(granularity)으로서 느껴져 특히 하이라이트부에서 화질을 악화시킨다.

이러한 불규칙성은 잉크 제트 기록에서 또는 리소그래픽 인쇄에서 존재하지 않으며, 화질에서의 예측 불가능한 요인이고 도트 외형을 따라 5 내지 10 ㎛의 크기의 작은 토너 입자의 임의 분포에 의해 발생된 거시적인 저주파수 노이즈를 유발시킨다.

전자 사진 화상의 확대 관찰에 따라, 전자 사진 공정에 의해 형성된 도트는 잉크 제트 기록에서와 같은 매끄러운 외형을 갖지 못하며 도트 외형을 따라 5 내지 10 ㎛의 크기의 작은 토너 입자의 임의 분포에 의해 형성된다는 것이 밝혀져 있다. 또한, 이러한 도트는 균일하게 형성되지 않으며 저밀도 및 고밀도 또한 작은 직경 및 큰 직경 그리고 비원형 형상으로 균질하지 못하다. 이들 인자는 거의 임의 변동을 나타내며 눈으로 볼 수 있는 노이즈를 유발시키는 상당히 낮은 주파수 성분을 포함한다.

이러한 노이즈는 특히 토너와 용지의 밀도차에 의해 현저하게 된다. 특히 잉크 제트 기록에 비해, 대량의 작은 토너 입자의 분포로부터 기인하는 광학 도트입자의 상당한 영향을 유발시킨다.

이들 현상은 주로 작은 토너 입자가 전자 사진 공정에서의 도트 형성에 사용된다는 사실에 의해 발생된다. 또한, 잠상 형성, 화상 현상 및 화상 전사의 단계를 포함하는 전자 사진 공정에서의 도트 데이터의 불선명화(unsharpening), 복사 용지의 물리적 성질(전기 저항, 표면 거칠기)로부터 기인하는 불규칙한 토너 산란 그리고 후술될 현상 공정에서의 부착력으로부터 기인하는 현상 등의 다양한 부속 인자가 존재한다.

단일 성분 현상제의 경우에는 토너와 현상 슬리브 사이에 또는 2 성분 현상제의 경우에는 토너와 캐리어 사이에 강력한 부착력[주로 현상제 담지 부재에 대한 토너의 반작용력(mirror force)]이 존재하며, 토너 입자는 불균질한 분포의 전하를 갖는다. 그러므로, 감광 드럼을 향한 비상을 일으키도록 현상 바이어스 전압으로 이러한 토너 입자를 박리하는 데 있어서, 일 부분 내의 토너 입자는 용이하게 비상될 수 있지만 다른 부분 내의 입자는 용이하게 비상하지 못하기 때문에 화상 형성은 불균질해져, 도트의 형성은 불균질해진다.

반면에, 일본 특허 출원 공개 공보 제58-39468호에 개시된 바와 같은 잉크 제트 기록에서의 농색-담색 잉크 공정은 잉크 제트 시스템이 간단하며 높은 화질이 잉크 제트 기록에 한정된 현재의 용지에 의해 지지되기 때문에 전자 사진 공정에서의 전술된 결점이 없다.

예컨대, 잉크 제트 기록에 채용된 농색 및 담색 잉크에 의해 입상감을 개선시키는 효과에 따라, 전자 사진 공정에서의 담색 토너의 사용이 "도트를 구성하는토너 밀도의 변동", "도트 영역의 변동" 및 "도트 형상의 변동"으로부터 기인하는 분명한 저주파수 노이즈를 감소시키는 데 있어서 잉크 제트 기록에서보다 더욱 효과적인 것으로 밝혀져 있다.

전자 사진 공정에서의 담색 토너의 도입이 잉크 제트 기록에서는 문제점이 아니지만 다수의 작은 토너 입자에 따른 전자 사진 공정에서는 높은 화질을 달성하는 데 있어서 심각한 문제점이었던 광학 도트 이득을 감소시키는 데 있어서 혁명적인 진보를 일으키는 것도 밝혀져 있다.

이들 결점을 피하기 위해, 하이라이트부 내에 옅은 색상의 토너(담색 토너)를 그리고 솔리드 화상 영역 내에 짙은 색상의 토너(농색 토너)를 채용하는 방법이 이미 제안되어 있다. 일본 특허 출원 공개 공보 제H11-84764호 및 제2000-305339호는 상이한 밀도의 복수의 토너를 조합함으로써 화상을 형성하는 화상 형성 방법을 언급하고 있다. 또한, 일본 특허 출원 공개 공보 제2000-347476호는 농색 토너 그리고 농색 토너의 최대 반사 밀도의 1/2보다 작은 최대 반사 밀도의 담색 토너의 조합을 채용한 화상 형성 장치를 언급하고 있다. 또한, 일본 특허 공개 제2000-231279호는 전사 재료 상에 0.5 ㎎/㎠의 토너량에서 1.0 이상의 화상 밀도를 갖는 농색 토너와 1.0보다 작은 화상 밀도를 갖는 담색 토너의 조합을 채용한 화상 형성 장치를 언급하고 있다. 또한, 일본 특허 공개 제2001-290319호는 0.2 내지 0.5의 범위 내에서 기록 밀도의 기울기비(inclination ration)를 갖는 농색 토너 및 담색 토너를 채용한 화상 형성 장치를 언급하고 있다.

그러나, 전술된 바와 같은 이러한 종래 기술은 다음의 결점과 관련된다.

본 발명의 연구에 따라, 이러한 기술에서, 계조 및 입상감은 담색 토너로만 구성된 저밀도 영역에서 개선되지만, 입상감은 농색 토너 및 담색 토너가 혼합되어 존재하는 중간 밀도 영역에서 분명해진다는 것이 밝혀졌다.

이는 농색 토너가 담색 토너 내에 매우 작은 양으로 존재하는 상태가 공정 조건에서 극히 불안정하지만 시각적으로 매우 민감하다는 사실에 의해 유발된다.

잉크 토출량을 섬세하게 제어함으로써 6색 잉크(농색 및 담색 잉크)를 채용한 종래 기술의 잉크 제트 프린터에서 피해졌던 이러한 불안정성이 사실상 이러한 농색-담색 시스템이 전사 사진 장치에 채용되지 않았던 이유이다.

본 발명의 목적은 실질적으로 동일한 색상의 담색 토너 및 농색 토너로 화상을 형성할 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 하이라이트 영역 내에서 우수한 계조를 제공할 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 담색 토너 및 농색 토너가 혼합되어 제공되는 중간 밀도 영역에서도 입상감을 피할 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전체 계조 범위에 걸쳐 만족스러운 화상을 제공할 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적 및 장점은 첨부 도면과 연계하여 취해진 다음의 설명으로부터 완전히 분명해질 것이다.

다음에서, 본 발명은 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예의 예에의해 분명해질 것이지만, 이들 실시예에 기재된 구성 요소의 치수, 재료, 형성, 상대 위치 등은 특정되지 않으면 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되지 말아야 한다.

도1은 본 발명의 실시예에서 채용된 L*a*b 색상 표시 시스템(color presenting system)의 색입체(color solid)의 개념도.

도2는 실시예에 채용된 색상-채도(hue-chromaticity) 및 색상 각도(hue angle)의 평면 개념도.

도3은 본 발명에 따른 토너의 색상 곡선의 일 예를 도시하는 차트.

도4는 본 발명에 따른 토너의 채도-광도 곡선의 일 예를 도시하는 차트.

도5a는 제1 실시예에서의 감광 부재 상에 패치 화상을 도달시키는 광학 센서의 구성을 도시하는 도면.

도5b는 감광 부재의 비화상 영역 내에 형성된 패치 화상의 상태를 도시하는 도면.

도6은 제1 실시예에 적절한 담색(hypochromic) 시안 토너, 농색(hyperchromic) 시안 토너, 담색 마젠타 토너, 농색 마젠타 토너, 황색 토너 및 흑색 토너를 이용한 풀 컬러(full-color) 화상을 형성하는 (프린터 등으로도 사용 가능한) 레이저 비임 복사기의 구성을 도시하는 종단면도.

도7은 2개의 구성 요소로 된 현상 장치의 구성을 도시하는 종단면도.

도8은 화상 처리를 도시하는 블록도.

도9는 화상 신호의 색상 공간을 표준 색상 공간으로 변환시키는 행렬을 도시하는 도면.

도10은 본 발명의 일 실시예에서의 레이저 노출 광학 시스템을 도시하는 도면.

도11은 본 발명의 일 실시예에서의 현상 장치의 구성을 도시하는 개략도.

도12는 본 발명의 일 실시예에서의 담색 토너 및 농색 토너에 의한 기록률과 계조 데이터(gradation data) 사이의 관계를 도시하는 차트.

도13은 제2 실시예에서의 감광 부재 상에 패치 화상을 도달시키는 광학 센서의 구성을 도시하는 도면.

도14는 제2 실시예에서의 혼합 방식으로 농색 토너 및 담색 토너를 보유하는 화상 패치의 평면도.

도15는 본 발명의 일 실시예가 적용되는 경우에서의 마젠타 색상의 농색 토너 패치 화상(M), 담색 토너 패치 화상(LM) 및 농색-담색 혼합 토너 패치 화상(LM+M)에 대한 데이터(Din)의 함수로서의 계조 특성(L*)을 도시하는 차트.

도16은 본 발명의 일 실시예가 적용되지 않은 경우에서의 농색-담색 혼합 토너 패치 화상(LM+M)에 대한 데이터(Din)의 함수로서의 계조 특성(L*)을 도시하는 차트.

도17은 본 발명의 일 실시예가 적용되지 않은 경우에서의 농색-담색 혼합 토너 패치 화상(LM+M)에 대한 데이터(Din)의 함수로서의 계조 특성(L*)을 도시하는차트.

도18은 본 발명의 일 실시예가 적용되지 않은 경우에서의 농색-담색 혼합 토너 패치 화상(LM+M)에 대한 데이터(Din)의 함수로서의 계조 특성(L*)을 도시하는 차트.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

A: 프린터 유닛

B: 화상 판독 유닛

G: 원본

P: 전사 재료

T: 현상제

1: 감광 부재

3: 노광 장치

4: 현상 장치

5: 전사 부재

6: 세척 장치

8: 컨베이어 벨트

9: 정착 장치

10: 용지 카세트

20: 복사판

21: 화상 판독 유닛

(제1 실시예)

본 실시예에서, L*는 L*a*b* 색상 표시 시스템으로서 흔히 채용되는 수치이며 숫자에 의해 색상을 지시하는 효과적인 수단이다. 이러한 시스템의 입체 개념도가 도1에 도시되어 있다. 도1에서, 조합된 수평축(a*, b*)은 적색, 황색, 녹색, 청색, 보라색 등의 다양한 색상을 나타내는 색상을 나타낸다. 수직축(L*)은 색상에 무관하게 비교 가능한 색상의 휘도(luminance)를 지시하는 명도(lightness)[광도(luminocity)]를 나타낸다. 축(a*, b*)은 적색-녹색의 그리고 황색-청색의 방향을 지시한다.

도2는 어떤 광도에서의 색상-채도 관계를 도시하는 평면 차트이다. 이러한 차트에서, c*는 다음의 수학식 (1)에 의해 결정되며 색상의 채도의 수준을 지시하는 색상 채도(색도)를 나타낸다:

(1)

또한, 색상 각도(H)는 a*-b* 좌표계 상의 지점 X(a*, b*)에 위치된 색상에 대해 a*축의 +측으로부터 반시계 방향으로의 지점 X(a*, b*)와 원점을 연결하는 선분의 각도를 의미한다. 색상 각도는 광도와 독립적으로 특정 색상을 용이하게 나타낼 수 있다.

예컨대 시안 토너의 a*, b*, c* 및 L*를 측정하도록, 이러한 시안 토너는 상용 보통 용지 컬러 복사기[컬러 레이저 복사기 CLC1150, 캐논 인크.(Canon Inc.)]에서 대전되며 보통 용지(컬러 레이저 복사 용지 TKCLA4, 캐논 인크.)가 화상 수용기로서 채용되고, 16 계조 레벨의 200 라인 화상이 용지 상으로의 토너량을 변화시킴으로써 형성된다. 얻어진 화상에는 밀도계 SpectroScanTransmission[그레타그 맥베스 인크.(Gretag Macbeth Inc.)]으로 a*, b* 및 L*이 측정된다. 측정은 관찰 광원: D50, 관찰 시야: 2˚, 밀도: DINNB, 백색 표준: 용지 그리고 필터가 없는 조건 하에서 수행된다. a*-b* 좌표 차트는 횡좌표에 얻어진 a* 수치 그리고 종좌표에 얻어진 b* 수치를 작도함으로써 준비되며, -20 및 -30의 b*에서의 a* 수치가 차트로부터 결정된다. 측정의 결과는 도3에 도시되어 있다. 다음에, 수치 c*가 전술된 수학식 (1)로부터 얻어지며, L*-c* 차트가 횡좌표에 그리고 종좌표에 각각 c* 및 L*을 작도함으로써 준비되고, 30의 c*에서의 L* 수치가 차트로부터 결정된다. 측정의 결과는 도4에 도시되어 있다.

일본 특허 출원 공개 공보 제2002-144250호에 따르면, 전술된 결점을 피하는 것과, 저밀도 영역으로부터 고밀도 영역으로의 입상감이 없는 우수한 계조 그리고 b*=-20에서 -19 내지 -30의 범위 내의 a* 수치(a-1) 및 b*=-30에서 -29 내지 -45의 범위 내의 a* 수치(a-2)를 갖는 담색 시안 토너(a)와, b*=-20에서 -7 내지 -18의 범위 내의 a* 수치(a-3) 및 b*=-30에서 -10 내지 -28의 범위 내의 a* 수치(a-4)를 갖는 농색 시안 토너(b)를 채용함으로써 넓은 색상 재현 범위를 만족스러운 화상을 제공하는 것이 가능하다.

본 실시예는 L*의 선형성을 강조함으로써 양호한 결과를 제공하지만, c*에 대한 선형성도 색상의 차이가 일본 특허 출원 공개 공보 제2002-144250호에 기재된 바와 같이 적절하게 제한된 토너를 채용함으로써 본 실시예에서 확보될 수 있다.

본 발명에 따른 4 색상+2 색상으로의 출력 시험을 위해, 전술된 컬러 레이저 복사기 CL1150(캐논 인크.)은 도6에 도시된 바와 같이 변형되었다. 도6에는 프린터 유닛(A) 그리고 프린터 유닛(A) 상에 장착된 화상 판독 유닛(화상 스캐너)이 도시되어 있다.

화상 판독 유닛(B)에서, 원본(G)은 복사될 표면이 하향으로 된 상태로 복사판(20)의 유리판 상에 위치되며, 도시되지 않은 원본 덮개판에 의해 가압된다. 화상 판독 유닛(21)에는 원본 조사 램프(21a), 단초점 렌즈 어레이(21b), CCD 카메라 센서(21c) 등이 제공된다.

도시되지 않은 복사 버튼의 가압에 따라, 화상 판독 유닛(21)은 복사판의 유리판(20) 아래에서 좌측의 홈 위치로부터 우측으로 전방으로 구동되며, 전방 이동의 소정 종료 지점에 도달된 후 홈 위치로 후방으로 구동된다.

화상 판독 유닛(21)의 전방 이동 중, 복사판 유리판(20) 상에 위치된 원본(G)의 하향 화상 담지 표면은 원본 조사 램프(21a)에 의해 좌측으로부터 우측으로 연속적으로 조사되며, 원본 표면으로부터 반사된 광선은 CCD 센서(21c) 상으로 단초점 렌즈 어레이(21b)에 의해 집중된다.

CCD 카메라(21c)는 수광부, 신호 전달부 및 출력부(도시되지 않음)로 구성되며, 광학 신호는 클럭 펄스와 동기로 연속적으로 전달부에서 전달되고 증폭 및 저임피던스로의 변환 후 출력되는 전압 신호로 출력부에서 변환된다. 이렇게 얻어진 아날로그 신호는 프린터 유닛 내로의 공급을 위한 디지털 신호로 공지된 화상 처리에 의해 변환된다. 이러한 방식으로, 원본(G)의 화상 정보는 시간 순차적인 디지털 전기 화소 신호(화상 신호)로서의 화상 판독 유닛(B)에 의해 광전기적으로 판독된다.

도8은 화상 처리의 블록도이다. 도8을 참조하면, CCD 센서인 풀 컬러 센서(40)로부터 출력된 화상 신호는 이득 및 옵셋 조절을 위해 아날로그 신호 처리부(51)로 공급되고, 8 비트의 RGB 디지털 신호(0 내지 255, 256 계조 레벨)로의 각각의 색상 성분에 대한 변환이 A/D 변환부(52)에서 적용되며, 각각의 CCD 센서 어레이에서의 민감도의 변동을 제거하기 위해 표준 백색판(도시되지 않음)을 판독함으로써 얻어진 신호를 이용하여 이득이 각각의 CCD 센서 셀 및 각각의 색상에 대해 최적화되는 공지된 농담 보정이 농담 보정부(53)에서 추가로 적용된다.

라인 지연부(54)는 농담 보정부(53)로부터 출력된 화상 신호 내에 담긴 공간 수차를 보정한다. 이러한 공간 수차는 풀 컬러 센서(40) 내의 라인 센서가 부 주사 방향으로 상호 소정 거리로 위치된다는 사실로부터 기인한다. 구체적으로, R(적색) 및 G(녹색) 색상 성분 신호는 B(청색) 색상 성분 신호에 대해 라인의 단위로 지연되어 3개의 색상 성분 신호를 동기화시킨다.

입력 마스킹부(55)는 도9에 도시된 수학식 (2)에 의해 나타낸 행렬 계산에 의해 라인 지연부(54)로부터 출력된 화상 신호의 색상 공간을 NTSC 표준 색상 공간으로 변환시킨다. 구체적으로, 풀 컬러 센서(40)로부터 출력된 각각의 색상 성분신호는 각각의 색상 성분에 대한 컬러 필터의 분광 특성에 의해 결정된 색상 공간에 속하며, 이러한 색상 공간은 NTSC 표준 색상 공간으로 변환된다.

LOG 변환부(56)는 예컨대 ROM 내에 준비된 조사표(LUT: look-up table)로 구성되며, 입력 마스킹부(55)로부터 출력된 RGB 휘도 신호를 CMY 밀도 신호로 변환시킨다. 라인 지연 메모리(57)는 UCR, FILTER, SEN 등의 제어 신호를 입력 마스킹부(55)의 출력으로부터 발생시키는 흑색 문자 식별부(도시되지 않음)에 의해 필요로 하는 기간(라인 지연 기간)에 의해 LOG 변환부(56)로부터 출력된 화상 신호를 지연시킨다.

마스킹-UCR부(58)는 라인 지연 메모리(57)로부터 출력된 화상 신호로부터 흑색 성분 신호(K)를 추출하고, YMCK 신호에 대해 프린터 유닛에서 사용된 색상 기록 재료 내의 색상 탁도(color turbidity)를 보상하는 행렬 계산을 적용하며, 판독기 유닛의 각각의 판독 작동에 대해 M, C, Y 및 K의 순서로 예컨대 8 비트의 색상 성분 화상 신호를 출력한다. 행렬 계산에 사용될 행렬 계수는 CPU(도시되지 않음)에 의해 설정된다.

다음에, 이렇게 얻어진 시안 성분 및 마젠타 성분의 8 비트 색상 성분 화상 신호(Data)에 따라, 도12를 참조함으로써, 농색 도트 및 담색 도트의 기록률(Rn, Rt)을 결정하는 과정이 수행된다. 예컨대, 입력 계조 데이터(Data)가 100/255인 경우, 담색 도트의 기록률(Rt)은 255/255로서 결정되며 농색 도트의 기록률(Rn)은 40/255로서 결정된다. 기록률은 소정 영역 내에 침착될 토너비를 의미하고, 100%로서 255를 취한 절대치에 의해 나타낸다.

이와 같이, 농색 토너 및 담색 토너의 양은 계조에 따라 농색 토너 및 담색 토너의 최적량을 제공하는 도12의 차트를 이용한 입력 데이터에 따라 결정된다. 도12에 도시된 바와 같이, 화상 형성은 계조 신호(Data)의 소정 레벨에 따라 담색 토너만으로 수행된다. 소정 레벨을 넘는 계조 신호(Data)의 증가로, 농색 토너의 기록률은 증가된다. 레벨(100)을 넘는 계조 신호(Data)에서, 농색 토너의 기록률은 증가되지만 담색 토너의 기록률은 점차로 감소된다. 계조 신호(Data)의 최대 레벨(255)에서, 농색 토너의 기록률은 최대가 되며 담색 토너의 기록률은 0이 된다.

도12에 도시된 차트는 Din1 < Din2인 경우에 패치 화상의 명도(L*)가 관계식 L*(Din1) > L*(Din2)를 충족시키는 방식으로 그리고 전체 계조 레벨에 걸쳐(특히 농색 토너가 담색 토너와 혼합되기 시작하는 상태) 전체 계조 레벨의 2%에 대응하는 명도의 변화(ΔL*)가 10보다 작고 바람직하게는 5보다 작은 방식으로 입력 데이터(Din)가 최소 레벨로부터 최대 레벨(전체 계조 레벨)로 계조 레벨을 변화시키도록 최소 수치로부터 최대 수치로 변화되는 경우에 준비된다. 차트는 우선 토너의 종류 등의 초기에 알려진 조건으로 준비되며, 조건의 변화에 따라 사용 중 시간마다 재기록된다.

γ 보정부(59)는 프린터 유닛의 이상적인 계조 특성과 화상 신호를 매칭시키기 위해 마스킹-UCR부(58)로부터 출력된 화상 신호에 대해 밀도 보정을 수행한다. 출력 필터(공간 필터 처리부)(60)는 CPU로부터의 제어 신호에 따라 γ 보정부(59)로부터 출력된 화상 신호에 대해 모서리 향상(edge enhancement) 또는 매끄럼처리(smoothing process)를 적용한다.

원본 화상의 밀도와 출력 화상의 밀도를 매칭시키는 LUT(61)는 예컨대 RAM로 구성되며, 그 내의 변환표는 CPU에 의해 설정된다. 펄스 폭 변조기(62)는 입력 화상 신호의 레벨에 대응하는 펄스 시간의 펄스 신호를 출력하며, 이러한 펄스 신호는 반도체 레이저(레이저 광원)를 구동시키는 레이저 구동기(41) 내로 진입된다.

화상 형성 장치에는 기록된 계조 패턴을 구비한 패턴 발생기(도시되지 않음)가 제공되어, 신호는 펄스 폭 변조기(62)로 직접 전달될 수 있다.

노광 장치(3)는 대전된 화상 담지 부재인 감광 부재(1)의 표면 상에 화상 판독 유닛(21)으로부터 진입된 화상 신호에 따라 레이저 주사 노광(L)을 수행하여, 그 위에 정전 잠상을 형성한다.

도10은 노광 장치(3)의 구성을 도시하는 개략도이다. 노광 장치(3)에 의해 감광 부재(1) 상에 레이저 주사 노광(L)을 수행하기 위해, 발광 신호 발생 장치(24)는 화상 판독 유닛(21)으로부터 진입된 화상 신호에 따라 소정 시기에 고체 레이저 장치(25)를 온 및 오프시킨다. 고체 레이저 장치(25)로부터 방출된 광학 신호를 구성하는 레이저 비임은 c 방향으로 고속으로 회전되는 회전 다각형 거울(22)에 의해 감광 부재(1) 상에 d 방향(길이 방향)으로 주사 운동 내로 주입되는 실질적으로 평행한 광선으로 콜리메이팅 렌즈 시스템(26)에 의해 변환되어, 레이저 스팟은 fθ 렌즈군(23) 및 거울을 통해 감광 부재(1)의 표면 상에 집중된다(도1 참조). 이러한 레이저 주사는 감광 부재(1)의 표면 상에 노출 분포의 주사선을 형성하며, 감광 부재(1)의 표면에 대해 각각의 주사 운동에 대한 수직 방향으로 소정량으로 변위되게 하여, 그 위의 화상 신호에 대응하는 노출 분포를 형성한다.

이와 같이, 회전 다각형 거울(22)을 통한 화상 신호에 따라 온 및 오프되는 고체 레이저 장치(25)의 광선으로 균일하게 대전된 표면(본 실시예에서는 -700 V로 대전)을 주사함으로써, 각각의 색상의 정전 잠상이 주사 노출 패턴에 대응하는 감광 드럼(1)의 표면 상에 연속적으로 형성된다.

현상 장치(4)는 현상 장치(411a, 411b, 412a, 412b, 413, 414, 415), 시안 토너(a)를 보유한 현상제, 시안 토너(b)를 보유한 현상제, 마젠타 토너(a)를 보유한 현상제, 마젠타 토너(b)를 보유한 현상제, 황색 토너를 보유한 현상제 그리고 흑색 토너를 보유한 현상제를 각각 포함하며, 자성 브러시 현상 방법에 의해 잠상 담지 부재를 구성하는 감광 부재(1) 상에 형성된 정전 잠상을 현상하여 감광 부재(1) 상에 각각의 색상의 토너 화상을 형성하는 역할을 한다. 이러한 현상 장치의 양호한 예는 도1에 도시된 2개의 구성 요소로 된 현상 장치이다. 예컨대, 현상 장치(411a, 411b)는 제1 토너 보유부 및 제2 토너 보유부를 각각 구성한다.

도7을 참조하면, 2개의 구성 요소로 된 현상 장치에는 e 방향으로 회전되는 현상제 운반 부재인 현상 슬리브(30)와, 현상 슬리브(30) 내측의 고정 자석 롤러(31)가 제공된다. 현상 용기(32)에는 현상 슬리브(30)의 표면 상에 얇은 층의 현상제(T)를 형성하는 조절 블레이드(33)가 제공된다.

현상 용기(32)의 내부는 현상 챔버(제1 챔버)(R1) 및 교반 챔버(제2 챔버)(R2)로 구획부(36)에 의해 분리되며, 토너 호퍼(34)는 교반 챔버(R2) 위에 제공된다. 현상 챔버(R1) 및 교반 챔버(R2)에는 운반 나사(37, 38)가 각각 제공된다. 토너 호퍼(34)에는 토너(t)가 토너 보충시 교반 챔버(R2)로 낙하되는 공급 구멍(35)이 제공된다.

또한, 현상 챔버(R1) 및 교반 챔버(R2)는 전술된 토너의 입자와 자성 캐리어의 입자의 혼합물에 의해 구성되는 현상제(T)를 포함한다.

현상 챔버(R1) 내의 현상제(T)는 운반 나사(37)의 회전에 의해 현상 슬리브(30)의 길이 방향을 따라 운반된다. 교반 챔버(R2) 내의 현상제(T)는 운반 나사(38)의 회전에 의해 현상 슬리브(30)의 길이 방향을 따라 운반된다. 나사(38)의 현상제 운반 방향은 나사(37)의 현상제 운반 방향과 반대이다.

구획부(36)에는 도면의 평면에 수직한 방향으로 전방 및 후방에 구멍(도시되지 않음)이 제공되며, 운반 나사(37)에 의해 운반된 현상제(T)는 구멍 중 하나를 통해 전달되고, 운반 나사(38)에 의해 운반된 현상제(T)는 구멍 중 다른 하나를 통해 운반 나사(37)로 전달된다. 토너는 정전 잠상을 현상하도록 소정 극성으로 자성 캐리어 입자와의 마찰에 의해 대전된다.

알루미늄 등의 비자성 재료 또는 비자성 스테인리스 구리에 의해 형성된 현상 슬리브(30)는 감광 부재(1)에 근접한 현상제 용기의 구멍 내에 위치되며, e 방향으로 회전되어 현상부(C)로 토너 및 캐리어의 혼합물에 의해 구성되는 현상제(T)를 운반한다. 현상 슬리브(30) 상으로 운반된 현상제(T)에 의해 형성된 자성 브러시는 a 방향(시계 방향)으로 회전되는 감광 드럼(1)과 현상부(C)에서 접촉되어, 이러한 현상부(C)에서 정전 잠상을 현상한다.

현상 슬리브(30)는 AC 전압 상에 DC 전압을 중첩시킴으로써 형성된 진동 바이어스 전압이 전원(도시되지 않음)에 의해 주어진다. 정전 잠상의 암부 전위(비노출 영역의 전위) 및 명부 전위(노출 영역의 전위)는 전술된 진동 바이어스 전위의 최대 수치와 최소 수치 사이에 위치된다. 이와 같이, 현상부(C)에서, 방향이 교대하는 교대 전기장이 발생된다. 이러한 교대 전기장에서, 토너 및 캐리어는 격렬한 진동을 일으켜, 토너는 현상 슬리브(30)의 정전 인력 그리고 캐리어로부터 자유롭게 되며 감광 부재(1)의 표면 상의 정전 잠상의 명부 내에 침착된다.

진동 바이어스 전압은 바람직하게는 1 내지 5 ㎸ 내의 최대 및 최소 수치 사이(피크 대 피크 전압)의 차이를 가지며, 2 ㎸의 구형파로서 본 실시예에서 선택되고, 본 실시예에서 1 ㎑로서 선택되는 1 내지 10 ㎑의 범위 내의 주파수를 갖는다. 진동 바이어스 전압의 형태는 구형파로 제한되지 않고 사인파, 삼각형파 등일 수 있다.

전술된 DC 전압 성분은 정전 잠상의 암부 전위와 명부 전위 사이에 위치되지만, 바람직하게는 암부 전위 영역 내의 토너의 포깅 침착(fogging deposition)을 방지하기 위해 최소 명부 전위에 보다 암부 전위에 절대치가 근접하다. 본 실시예에서, -700 V의 암부 전위에 대해, 현상 바이어스 전압에서 -200 V의 명부 전위 및 -500 V의 DC 성분이 선택된다. 또한, 현상 슬리브(30)와 감광 부재(1) 사이의 최소 간극[현상부(C) 내에 위치됨]은 바람직하게는 0.2 내지 1 ㎜의 범위 내에 있으며, 본 실시예에서 0.5 ㎜로서 선택된다.

또한, 조절 블레이드(33)에 의해 조절되며 현상부(C)로 운반된 현상제(T)의 양은 바람직하게는 감광 부재(1)가 제거된 상태에서 자석 롤러(31)의 현상자극(S1)에 의해 형성된 현상부(C) 내의 자기장에 의해 형성된 현상제(T)의 자성 브러시가 현상 슬리브(30)와 감광 부재(1) 사이의 최소 간극의 1.2 내지 3배에 대응하는 현상 슬리브(30)의 표면 상에서 소정 높이를 갖도록 되어 있다. 본 실시예에서, 높이는 700 ㎛로서 선택된다.

자석 롤러(31)의 현상 자극(S1)은 현상부(C)에 대향인 위치 내에 제공되며, 현상제(T)의 자성 브러시는 현상부(C) 내의 이러한 현상 자극(S1)에 의해 발생된 현상 자기장에 의해 형성되고 감광 부재(1)와 접촉되어 소정 분포의 도트로 구성되는 정전 잠상의 현상을 일으킨다. 이러한 현상 작업에서, 자성 캐리어의 이러한 브러시 내에 존재하는 토너뿐만 아니라 현상 슬리브의 표면 상에 존재하는 토너도 정전 잠상의 노출 영역으로 전달되어 현상을 달성한다.

현상 자극(S1)에 의해 발생된 현상 자기장은 바람직하게는 5×10^-2내지 2×10^-1(T)의 범위 내에서 현상 슬리브(30)의 표면 상에서 피크 세기[현상 슬리브(30)의 표면에 수직한 방향으로 자속 밀도]를 갖는다. 자석 롤러(31)에는 자극(N1, N2, N3, S2)이 현상 자극(S1)에 추가하여 제공된다.

다음에는 현상 장치(4)에 의해 2개의 구성 요소로 된 브러시 현상 방법 그리고 현상제(T)를 위한 순환 시스템에 의해 감광 부재(1)의 표면 상에 정전 잠상을 가시화하는 현상 단계를 설명하기로 한다.

현상 슬리브(30)의 회전 중 자극(N2)에 의해 선택된 현상제(T)는 자극(S2, N1)을 통해 운반되며 조절 블레이드(33)에 의한 두께 조절이 적용되어 얇은 층의현상제를 형성한다. 다음에, 현상 자극(S1)의 자기장에 의해 브러시로서 형성된 현상제(T)는 감광 드럼(1) 상에 정전 잠상을 현상한다. 그 후, 현상 슬리브(30) 상의 현상제(T)는 자극(N3, N2)들 사이의 척력 자기장에 의해 현상 챔버(R1) 내로 낙하된다. 현상 챔버(R1) 내로 낙하되는 현상제(T)는 교반되며 운반 나사(37)에 의해 운반된다.

본 실시예에서, 중간 전사 부재 및 전사 수단은 보통의 재료에 의해 구성될 수 있다.

전사 부재(5)에는, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 의해 형성된 전사 용지(5c)가 그 표면 상에 제공되며 감광 부재(1)와 접촉되거나 그로부터 분리되도록 위치된다. 전사 부재(5)는 화살표에 의해 지시된 방향(시계 방향)으로 회전된다. 전사 부재(5)의 내측에, 전사 대전기(5a), 분리 대전기(5b) 등이 제공된다.

다음에는 전술된 화상 형성 장치의 화상 형성 작업에 대해 설명하기로 한다.

감광 부재(1)는 중심축을 중심으로 소정의 주연 속도(공정 속도)로 a 방향(시계 반대 방향)으로 회전되며 본 실시예에서 음극인 균일한 대전이 이러한 회전 중 적용된다.

감광 부재(1)의 균일하게 대전된 표면에는 노광 장치(레이저 주사 장치)(3)로부터 발생되며 화상 판독 유닛(B)으로부터 프린터 유닛(A)으로 공급된 화상 신호에 따라 조절되는 레이저 광선에 의해 화상 신호에 따라 조절되는 레이저 광선에 의해 주사 노광(L)이 적용되어, 정전 잠상은 화상 판독 유닛(B)에 의해 광전기적으로 판독된 원본(G)의 화상 정보의 각각의 색상에 대응하는 감광 부재(1) 상으로 연속적으로 형성된다. 감광 부재(1) 상에 형성된 정전 잠상에는 현상 장치에서 전술된 자성 브러시 현상 방법에 의해 역전 현상이 적용되어, 현상 장치(411a)에 의해 우선 제1 색상의 가시 토너 화상을 제공한다.

반면에, 감광 부재(1) 상으로의 전술된 토너 화상의 형성과 동기적으로, 용지 카세트(10) 내에 보유된 용지 등의 전사 재료(전사 수용 부재)(P)는 이송 롤러(11 또는 12)에 의해 1매씩 공급되며 전사 부재(5)로 소정 시기에 정렬 롤러(13)에 의해 운반되고, 인력 롤러(14)에 의해 전사 재료 운반 부재로서 역할을 하는 전사 부재(5)로 정전기적으로 견인된다. 다음에, 전사 부재(5) 상으로 정전기적으로 견인된 전사 재료(P)는 화살표에 의해 지시된 방향(시계 방향)으로 전사 부재(5)의 회전에 의해 감광 부재(1)에 대향인 위치로 이동되며, 전사 대전기(5a)는 전자 재료(P)의 후방면 상의 토너의 극성과 반대인 극성의 전하를 제공하여 그 전방면은 감광 부재(1)로부터의 토너 화상의 전사를 수용한다.

이러한 전사 후, 감광 부재(1) 상에 남아 있는 잔여 토너는 세척 장치(6)에 의해 제거되며 후속의 토너 화상을 형성하는 데 사용된다.

그 후, 감광 부재(1) 상의 정전 잠상은 유사하게 현상되어, 감광 부재(1) 상에 형성된 시안 토너 화상(a), 시안 토너 화상(b), 마젠타 토너 화상(a), 마젠타 토너 화상(b), 황색 토너 화상 및 흑색 토너 화상은 전사 부재(5) 상에 지지된 전사 재료(P) 상으로의 중첩으로 전사 대전기(5a)에 의해 전사되어, 풀 컬러 화상을 형성한다.

다음에, 전사 재료(P)는 분리 대전기(5b)에 의해 전사 부재(5)로부터 분리되며, 정착 장치(9)로 컨베이어 벨트(8)를 통해 운반된다. 전사 재료(P)는 약 200 ㎜/초의 속도로 정착 장치(9) 내로 진입되며, 표면 상에 풀 컬러 화상을 정착시키도록 정착 롤러(9a)[2.4 ㎜의 두께, 60 ㎜의 직경 그리고 79의 경도(1 ㎏의 하중 하에서의 ASKER-C 경도)의 실리콘 고무]와 압력 롤러(9b)[1.8 ㎜의 두께, 60 ㎜의 직경 그리고 81의 경도(1 ㎏의 하중 하에서의 ASKER-C 경도)의 실리콘 고무] 사이에 약 160℃의 가열 그리고 70 ㎏의 가압이 적용되고, 토출 롤러(15)에 의해 트레이(16) 상으로 토출된다.

감광 부재(1)의 표면에는 세척 장치(6)에 의한 잔여 토너의 세척 그리고 예비 노광 램프(7)에 의한 전하 제거가 적용되어, 다음의 화상 형성을 준비한다.

본 실시예에서, 실제의 화상 출력 전 화질을 검사하기 위해(화상 밀도를 검출하기 위해), 도5b에서 T1(도5b의 T2는 실제 화상)에 의해 나타낸 바와 같이 전사 재료(5) 상의 전사 재료 사이에 패치 화상이 형성된다.

우선, 전술된 담색 시안 토너에 대해, 50%(도12의 종축 상의 128/255에 대응)의 기록률의 잠상은 레이저 비임으로 기록되며 보통으로 채용되는 DC 성분을 포함하는 현상 바이어스 전압으로 현상 공정이 적용되어 감광 드럼(1) 상에 토너 화상(T1)을 형성한다.

도5a에 도시된 발광부(100)로부터 방출된 조사 광선은 감광 드럼(1)에 의해 반사되며, 반사된 광선은 수광부(101)에 의해 수용된다. 이러한 반사된 소정량의 광선은 출력 전압으로 CPU(102)에 의해 변환된다. 얻어진 수치(L*)가 원하는 수치가 아닌 경우에, 전술된 현상 슬리브에 가해지는 현상 바이어스(현상 조건)의 DC성분은 실제의 화상 출력을 준비하기 위해 추정 크기로 변화된다. 이러한 추정 크기는 예컨대 패치 화상 측정에 의해 얻어진 수치와 원하는 수치 사이의 차이이다. 도5a에 도시된 발광부(100), 수광부(101) 및 CPU(102)는 화질 검사 수단(밀도 검출 수단)을 구성한다.

시간에 여유가 있는 경우에, 감광 부재 상에 패치 화상을 재형성하며 변화된 바이어스 수치가 수용 가능한 것을 확인하는 것이 바람직하다.

또한, 현상제 내의 토너 함량이 낮은 것으로 판단되면, 토너 호퍼(34)로부터 현상 용기 내로 새로운 토너를 보충하여, 잔여 토너량을 소정량으로 하는 것이 바람직하다.

현상제 내의 토너 함량이 낮은 지의 판단은 초기 상태의 최적 토너 함량에서의 현상 바이어스와 광도 사이의 관계를 기억하여 이러한 기억된 관계와 측정된 수치를 비교함으로써 달성될 수 있다.

다음에, 화질 검사는 농색 시안 토너에 대해 패치 화상에 의해 유사하게 수행된다. 이러한 화질 검사에 따라, 현상 슬리브에 가해지는 현상 바이어스 전압(현상 조건)은 제어된다. 이와 같이, 실질적으로 동일한 색상의 시안 토너에 대해, 담색 토너 화상의 밀도 그리고 농색 토너 화상의 밀도는 밀도 검출 수단에 의해 별도로 검출되며 담색 토너를 위한 현상 조건 그리고 농색 토너를 위한 현상 조건은 이러한 검출의 결과에 따라 제어된다.

전술된 단계는 담색 및 농색 마젠타 토너에 대해 유사하게 수행된다. 구체적으로, 실질적으로 동일한 색상의 마젠타 토너에 대해, 담색 토너 화상의 밀도 그리고 농색 토너 화상의 밀도는 밀도 검출 수단에 의해 별도로 검출된다.

이러한 방식으로, 전체 계조 범위에 걸쳐 입상감 없는 옅은 화상 및 짙은 화상을 얻는 것이 불안정한 전자 사진 공정에서도 가능해진다. 잠상 형성 조건, 전사 조건 또는 정착 조건 등의 전사 재료 상의 또 다른 출력 화상 형성 조건을 현상 조건 대신에 제어하는 것도 가능하다.

(제2 실시예)

본 실시예에서, 하이라이트 출력에서와 같은 작은 크기의 거의 솔리드인 담색 토너 화상 및 농색 화상 토너로 구성된 패치 화상 예컨대 도12의 State Data=100에 대응하는 100%(255/255)의 담색 토너 기록률 그리고 약 16%(40/255)의 농색 토너 기록률로의 중첩된 토너 화상이 실제의 화상 출력 전 도13에 도시된 바와 같은 전사 부재(5) 상으로 운반된 전사 재료(P) 상에 형성된다.

다른 구성 및 기능은 제1 실시예와 유사하다. 그러므로, 동일한 구성 요소는 동일한 도면 부호에 의해 표현될 것이고 추가로 설명되지 않을 것이다.

우선, 전술된 담색 시안 토너에 대해, 100%(도12의 종축 상의 255/255에 대응)의 기록률의 잠상이 기록되며 보통으로 채용되는 DC 성분을 포함하는 현상 바이어스 전압으로의 현상 공정이 적용되어 감광 드럼(1) 상에 토너 화상을 형성하고, 이러한 토너 화상은 전술된 바와 같이 전사 재료(P) 상으로 전사된다.

다음에, 16%의 기록률의 잠상이 기록되고, 현상되며 이미 형성된 담색 토너 패치 화상 상으로 중첩되어 전사되어, 농색-담색 혼합 토너 화상(패치 화상)(T3)을 얻는다. 도14는 위로부터 본 이러한 패치 화상을 도시하고 있다. 이러한 패치 화상에서, 도14에 도시된 바와 같이, 농색 토너는 담색 토너보다 작은 기록률을 갖는다.

도13에 도시된 발광부(200)로부터 방출된 조사 광선은 전사 재료(P) 상에 형성된 패치 화상(T3)에 의해 반사되며, 반사된 광선은 수광부(201)에 의해 수용된다. 이러한 반사된 소정량의 광선은 출력 전압으로 CPU(202)에 의해 변환된다. 얻어진 수치(L*)가 원하는 수치가 아닌 경우에, 농색 토너 및 담색 토너에 대해 전술된 현상 슬리브에 가해지는 현상 바이어스의 DC 성분은 실제의 화상 출력을 준비하기 위해 추정 크기로 변화된다. 도13에 도시된 발광부(200), 수광부(201) 및 CPU(202)는 화질 검사 수단(밀도 검출 수단)을 구성하는 광학 센서를 구성한다.

다음에, 전술된 단계는 담색 및 농색 마젠타 토너에 대해 유사하게 수행된다.

이러한 방식으로, 전체 계조 범위에 걸쳐 입상감 없는 옅은 화상 및 짙은 화상을 얻는 것이 불안정한 전자 사진 공정에서도 가능해진다.

본 실시예에서, 패치 화상은 전사 부재(5) 상에 지지된 전사 재료(P) 상에 형성되지만, 중간 전사 재료를 이용한 시스템으로의 적용의 경우에, 유사한 효과가이러한 중간 전사 부재 상에 농색-담색 혼합 토너 패치 화상을 형성함으로써 얻어질 수 있다.

또한, 다중 현상 시스템의 경우에, 유사한 효과가 감광 부재 상에 농색-담색 혼합 토너 패치 화상을 형성하며 제1 실시예에서와 같이 화질 검사를 수행함으로써 얻어질 수 있다.

(제3 실시예)

제2 실시예에서와 같이 혼합물 내에 농색 토너 및 담색 토너를 보유하는 패치 화상으로의 화질 검사의 경우에, 농색 토너의 양을 변화시킬 지 담색 토너의 양을 변화시킬 지를 판단하는 것이 불가능한 상황을 초래할 수 있다.

그러므로, 본 실시예에서, 화질 검사는 우선 전사 부재 상으로 운반된 전사 재료(P) 상에 형성된 농색 토너만의 패치 화상으로 그리고 중첩으로 농색 토너를 전사함으로써 형성된 혼합물 내에 담색 토너 및 농색 토너를 포함하는 패치 화상으로 수행된다. 그렇지 않으면, 담색 토너의 패치 화상은 커지게 하며 중첩으로 전사될 농색 토너의 패치 화상은 작게 하여, 담색 패치 화상의 일부 내에만 농색-담색 혼합 토너 패치 화상을 형성하고, 화질 검사는 담색 토너만의 패치 화상 그리고 혼합물로서 담색 토너 및 농색 토너를 포함하는 패치 화상에 대해 수행된다.

우선 제1 실시예에서와 같이 감광 드럼 상에 농색 토너 및 담색 토너로 각각 형성된 패치 화상으로 화질 검사를 수행하며 본 실시예에서와 같이 전사 부재 상으로 운반된 전사 재료(P) 상에 형성된 패치 화상에 대해 화질 검사를 수행함으로써 농색 토너 및 담색 토너의 각각에 대해 전사 효율을 추정하여 전사 바이어스를 적절하게 조절하는 것도 가능하다. 전사 공정에서의 전사 바이어스의 제어는 전사 공정에서의 입상감의 악화를 억제할 수 있으므로, 이러한 방법은 입상감을 감소시키는 데 있어서 다중 효과를 제공할 수 있다.

또한, 진정한 밀도, 광도, 색상 및 광택은 정착 장치(9)를 통과한 후 보이므로, 더욱 정확한 피드백을 성취하기 위해 화상 정착 후 전사 재료 상에 존재하는 농색-담색 혼합 토너 패치 화상으로부터 데이터를 수집하는 것이 바람직하다.

현상 장치(4) 및 전사 장치(5)뿐만 아니라 정착 장치도 조건을 변화시킴으로써 이러한 데이터에 따라 입상감을 개선시키는 것도 가능하다.

현상 조건(현상 바이어스 전압)을 제어하는 대신에, 레이저 스캐너의 광량 등의 잠상 형성 조건을 제어하는 것이 가능하다.

패치 화상의 비교의 결과에 따라 전사 재료로 전사된 화상의 품질을 조절(제어)하는 수단이 모든 잠상 형성 공정, 현상 공정, 전사 공정 및 정착 공정에 존재하는 경우에, 예컨대 전체 공정의 상류측으로부터 즉 잠상 형성 고정으로부터 최적화를 수행함으로써, 화질이 여전히 개선되지 않으면, 예컨대 감광 부재 상에 형성되는 전사 전의 패치 화상을 이용하여 현상 바이어스를 변화시킴으로써 현상 고정을 최적화함으로써, 그리고 전사 공정 및 정착 공정에 대한 최적화를 수행함으로써 원하는 광도를 얻도록 최적화될 공정을 식별하는 것이 가능하다. 다르게 말하면, 패치 화상의 검출의 결과에 따라 화상 형성 조건을 제어하기 위해, 잠상 형성 조건, 현상 조건, 전사 조건 및 정착 조건 중 적어도 하나가 제어될 수 있다.

최종적으로, 본 실시예가 적용된 측정의 결과를 설명하기로 한다.

상이한 밀도 수준의 2개의 토너는 다음의 방식으로 담색 마젠타 토너 및 농색 마젠타 토너를 얻도록 동일한 착색제의 함량을 변화시킴으로써 준비된다.

<농색 마젠타 토너>

폴리에스테르 수지(100 중량부)/C.I. 안료 적색(5 중량부),

<담색 마젠타 토너>

폴리에스테르 수지(100 중량부)/C.I. 안료 적색(1 중량부).

전술된 재료는 헨셀 믹서에 의해 미리 혼합되고, 2축 압출 니더(kneader)에 의해 혼합되며, 냉각 후, 원료는 1 내지 2 ㎜의 크기로 해머 밀로 분쇄된다.

다음에, 제품은 에어 제트 미세 분쇄기 미세하게 분쇄되며, 얻어진 미세하게 분쇄된 제품은 5.6 ㎛의 중량 평균 입자 크기의 농색 마젠타 토너 및 담색 마젠타 토너를 얻도록 분류된다.

얻어진 토너는 도12에 도시된 바와 같은 데이터-기록률표(도12의 표는 설명을 위한 것일 뿐으로 실제로 사용되는 데이터와 상이함)를 준비하는 전술된 장치에 사용되며, 데이터-기록률표, 현상제 내의 토너 농도, 현상 바이어스, 전사 바이어스 및 정착 조건의 최적화는 화상 정착 후 패치 화상의 화질 검사에 따라 피드백 제어에 의해 수행된다. 도15는 농색 마젠타 토너 패치 화상(M), 담색 마젠타 토너 화상(LM) 및 농색-담색 혼합 토너 패치 화상(LM+M)의 각각에 대해 데이터(Din)의 함수로서 계조 특성(L*)을 도시하고 있다.

도15에 도시된 바와 같이, 명도는 전체 계조 범위에 걸쳐 거의 선형으로 변화되며, 입상감은 농색 토너 및 담색 토너가 혼합되어 존재하는 중간 밀도 범위에서도 만족스러운 수준으로 유지된다.

반면에, 도16, 도17 및 도18은 이전 실시예에서 설명된 화질의 조정이 채택되지 않은 경우에 만나는 문제점을 도시하고 있다.

도16에 도시된 경우에, 농색 토너를 위한 현상 장치의 현상 바이어스가 최적화되지 않아, 농색 토너로의 현상이 과도하게 큰 양으로 수행되어 농색 토너가 혼합되기 시작되는 중간 범위에서 소위 "명암 점프(tone jump)"를 유발시킨다. 게다가, 약 13 정도로 큰 이러한 광도의 차이는 특히 천연 화상을 출력하는 데 있어서 화질을 상당히 악화시킨다.

도17에 도시된 경우에, 담색 토너를 위한 현상 장치의 현상 바이어스가 최적화되지 않아, 담색 토너로의 현상이 과도하게 큰 양으로 수행되어 농색 토너가 혼합되기 시작되는 중간 범위에서 소위 "명암 점프(tone jump)"를 유발시킨다. 이러한 명도의 변화는 약 6이다. 농색 토너 및 담색 토너를 채용한 경우에 그리고 담색 토너가 거의 고체 상태로 존재하며 농색 토너가 소량으로 존재하는 경우에, 명도의 변화는 10보다 작은 수준으로 완화되며 실제로 5보다 작은 수준에서 수용 가능하고, 화질은 도16에 도시된 경우보다 양호하지만, 바람직하게는 5보다 작은 명도 차이에서 유지된다.

도18에 도시된 바와 같이, 데이터 기록률표는 농색 토너를 위한 현상 장치에서의 토너 농도가 적정 수준보다 낮은 상태에서 최적화되지 않아, 농색 토너로의 접합부에서 명도는 데이터의 증가와 더불어 (밀도의 감소와 더불어) 단조로운 감소를 나타내지 않는다. 다음에, 토너의 농도를 매칭시키지 않은 상태에서의 데이터기록률표의 사용은 명도에서 피크 및 밸리를 유발시켜, 출력 천연 화상 상에 상당한 유사 외형을 발생시킨다. 명도에서의 이러한 피크 및 밸리의 존재는 가장 바람직하지 못한 현상이지만, 농색-담색 토너 시스템이 용이하게 변동되는 전자 사진 장치에서 부주의하게 적용되는 경우에 종종 만난다.

그러므로, 최소 레벨로부터 최대 레벨(전체 계조 레벨)로 계조 레벨을 변화시키도록 최소 수치로부터 최대 수치로 입력 데이터(Din)를 변화시키는 경우에, Din1 < Din2인 경우에 패치 화상의 명도(L*)가 관계식 L*(Din1) > L*(Din2)를 충족시키는 방식으로 그리고 전체 계조 레벨에 걸쳐(특히 농색 토너가 담색 토너와 혼합되기 시작하는 상태) 전체 계조 레벨의 2%에 대응하는 명도의 변화(ΔL*)가 10보다 작고 바람직하게는 5보다 작은 방식으로 전술된 화질 검사 수단을 이용하여 화질을 면밀하게 검사하는 것이 중요하다.

전술된 실시예에서, 패치 화상의 밀도 검출은 화상 담지 부재(감광 드럼) 상에서, 중간 전사 부재 상에서, 전사 재료 운반 부재 상에서 또는 용지 등의 전사 재료 상에서 수행될 수 있다. 또한, 전사 재료 상의 패치 화상의 밀도 검출은 화상 정착 전후에 수행될 수 있다.

또한, 전사 재료 상의 화상 형성 조건의 제어는 패치 화상의 검출 밀도의 결과에 따라 잠상 형성 조건, 현상 조건, 전사 조건 및 정착 조건 중 적어도 하나에 대해 수행될 수 있다.

또한, 담색 토너 및 농색 토너가 가해지는 토너는 바람직하게는 마젠타 토너, 시안 토너 및 황색 토너 중 적어도 하나이다.

전술된 바와 같이, 본 발명은 담색 토너 및 농색 토너가 혼합되어 존재하는 화상 영역에서도 입상감이 없는 계조가 우수한 화상을 얻는 것을 농색 토너 및 담색 토너를 이용한 화상 형성 장치에서 가능하게 하여, 전체 계조 범위에 걸쳐 매끄러운 계조 표시를 가능하게 한다.

Claims

실질적으로 동일한 색상의 담색 토너 및 농색 토너로 화상을 형성할 수 있는 화상 형성 수단과,

상기 담색 토너를 보유하는 제1 토너 보유부와,

상기 농색 토너를 보유하는 제2 토너 보유부와,

상기 담색 토너 및 농색 토너로 형성된 화상의 밀도를 검출하는 밀도 검출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1항에 있어서, 상기 밀도 검출 수단은 상기 담색 토너로 형성된 화상의 밀도를 검출하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1항에 있어서, 상기 밀도 검출 수단은 상기 농색 토너로 형성된 화상의 밀도를 검출하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 전사 재료 상에 상기 화상 형성 수단에 의해 형성될 화상을 위한 화상 형성 조건은 상기 밀도 검출 수단의 검출의 결과에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제4항에 있어서, 상기 전사 부재 상에 형성될 화상을 위한 계조 데이터의 증가시 상기 담색 토너는 증가하는 기록률에 따라서 채용되는 한편, 상기 계조 데이터가 소정 수치에 도달될 때까지 상기 농색 토너는 채용되지 않고, 상기 농색 토너는 소정 수치를 넘어 담색 토너와 증가하는 기록률에 따라 혼합되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1항에 있어서, 상기 담색 토너 및 농색 토너에 의해 형성되며 상기 밀도 검출 수단에 의해 검출된 화상에서, 상기 농색 토너는 담색 토너의 기록률보다 작은 기록률을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1항에 있어서, 화상 담지 부재를 더 포함하며, 상기 밀도 검출 수단에 의해 검출된 화상은 상기 화상 담지 부재 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1항에 있어서, 화상 담지 부재로부터 화상이 전사되는 중간 전사 부재를 더 포함하며, 상기 밀도 검출 수단에 의해 검출된 상기 화상은 상기 중간 전사 부재 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제4항에 있어서, 상기 밀도 검출 수단에 의해 검출된 상기 화상은 상기 전사 부재 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제9항에 있어서, 상기 밀도 검출 수단은 상기 전사 부재 상에 정착된 화상의 밀도를 검출하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제4항에 있어서, 상기 화상 형성 조건은 잠상 형성 조건, 현상 조건, 전사 조건 및 정착 조건 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제4항에 있어서, 상기 밀도 검출 수단의 검출의 결과가 원하는 수치가 아닌 경우에, 상기 화상 형성 조건은 화상 내의 계조 데이터와 토너비 사이의 관계를 나타내는 소정 데이터에 따라 결정된 담색 토너 및 농색 토너의 비로 화상을 형성하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제4항에 있어서, 상기 밀도 검출 수단의 검출의 결과가 원하는 수치가 아닌 경우에, 상기 제1 토너 보유부 및 제2 토너 보유부 중 적어도 하나 내의 토너 잔여량은 소정량으로 되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제4항에 있어서, 최소 레벨로부터 최대 레벨로 계조 레벨을 변화시키도록 최소 수치로부터 최대 수치로 입력 데이터(Din)를 변화시킬 때, 상기 화상 형성 조건은 Din1 < Din2인 경우에 화상의 명도(L*)가 관계식 L*(Din1) > L*(Din2)를 충족시키며 상기 계조 데이터의 변화에 대응하는 명도의 변화(ΔL*)가 소정 범위 내에 남아 있는 방식으로 제어되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1항에 있어서, 상기 담색 토너 및 농색 토너는 마젠타, 시안 및 황색 중 적어도 하나인 컬러를 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
실질적으로 동일한 색상의 담색 토너 및 농색 토너로 화상을 형성할 수 있는 화상 형성 수단과,

상기 담색 토너를 보유하는 제1 토너 보유부와,

상기 농색 토너를 보유하는 제2 토너 보유부와,

상기 담색 토너로 형성된 제1 화상의 밀도와 상기 농색 토너로 형성된 제2 화상의 밀도를 검출하는 밀도 검출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제16항에 있어서, 상기 전사 재료 상에 화상 형성 수단에 의해 형성될 화상을 위한 화상 형성 조건은 상기 밀도 검출 수단의 검출의 결과에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제17항에 있어서, 상기 전사 부재 상에 형성될 화상을 위한 계조 데이터의 증가시 상기 담색 토너는 증가하는 기록률에 따라서 채용되는 한편, 상기 계조 데이터가 소정 수치에 도달될 때까지 상기 농색 토너는 채용되지 않고, 상기 농색 토너는 소정 수치를 넘어 담색 토너와 증가하는 기록률에 따라 혼합되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제16항에 있어서, 화상 담지 부재를 더 포함하며, 상기 밀도 검출 수단에 의해 검출된 화상은 상기 화상 담지 부재 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제16항에 있어서, 화상 담지 부재로부터 화상이 전사되는 중간 전사 부재를 더 포함하며, 상기 밀도 검출 수단에 의해 검출된 상기 화상은 상기 중간 전사 부재 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제17항에 있어서, 상기 밀도 검출 수단에 의해 검출된 상기 화상은 상기 전사 부재 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제21항에 있어서, 상기 밀도 검출 수단은 상기 전사 부재 상에 정착된 화상의 밀도를 검출하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제17항에 있어서, 상기 화상 형성 조건은 잠상 형성 조건, 현상 조건, 전사 조건 및 정착 조건 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제17항에 있어서, 상기 밀도 검출 수단의 검출의 결과가 원하는 수치가 아닌경우에, 상기 화상 형성 조건은 화상 내의 계조 데이터와 토너비 사이의 관계를 나타내는 소정 데이터에 따라 결정된 담색 토너 및 농색 토너의 비로 화상을 형성하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제17항에 있어서, 상기 밀도 검출 수단의 검출의 결과가 원하는 수치가 아닌 경우에, 상기 제1 토너 보유부 및 제2 토너 보유부 중 적어도 하나 내의 토너 잔여량은 소정량으로 되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제17항에 있어서, 최소 레벨로부터 최대 레벨로 계조 레벨을 변화시키도록 최소 수치로부터 최대 수치로 입력 데이터(Din)를 변화시킬 때, 상기 화상 형성 조건은 Din1 < Din2인 경우에 화상의 명도(L*)가 관계식 L*(Din1) > L*(Din2)를 충족시키며 상기 계조 데이터의 변화에 대응하는 명도의 변화(ΔL*)가 소정 범위 내에 남아 있는 방식으로 제어되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제16항에 있어서, 담색 토너 및 농색 토너는 마젠타, 시안 및 황색 중 적어도 하나인 컬러를 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.