KR100291431B1

KR100291431B1 - 전자사진 형성장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR100291431B1
Application number: KR1019990005522A
Authority: KR
Inventors: 정수종; 권태은; 김성기
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2001-05-15
Also published as: GB2346828A; GB0003967D0; GB2346828B; KR20000056309A; DE10001859A1; US6246847B1

Abstract

본 발명은 별도의 폐토너 제거 장치를 구비함 없이 완벽하게 폐토너를 제거하고 전사 효율을 향상시키는 전자사진 형성장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 잔류토너 회수성을 높이고, 폐토너를 완벽하게 제거하고, 저용량의 전원부를 사용함에도 전사효율을 높여 양질의 화상을 얻으며, 대전롤러와 감광드럼 사이의 기계적 마찰로 인하여 토너가 감광드럼에 부착되는 것을 방지하는데 있다.

본 발명은 공급롤러, 현상롤러, 대전롤러, 노광장치(LSU), 전사롤러 그리고 전원공급부를 구비하고, 감광드럼을 대전롤러에 의해 대전시키고 노광장치에 의해 정전잠상을 형성한 후 현상롤러로부터 토너를 이동시켜 감광드럼에 가시화상을 형성하고, 감광드럼에 부착된 토너를 전사롤러에 의해 인쇄용지에 전사시키기 전에 전처리수단을 통해 토너 부착력을 일정 수준으로 떨어뜨려 인쇄용지에 전사한 후, 정착부로 배지한다. 한편, 화상인쇄구간 전후에서 감광드럼과 전사롤러를 공회전시키는 동안 전사롤러에 부착된 폐토너를 감광드럼으로 회수하기 위해 소정의 기준에 따라 콘트롤러에 의해 전사롤러의 전압을 가변시키고, 상기 현상롤러를 통해 상기 감광드럼의 비화상부에 존재하는 음의 전하를 갖는 토너를 전위차에 의해 회수한다.

본 발명에 따르면, 별도의 폐토너제거 장치를 구비하지 않고 폐토너를 완벽하게 제거할 수 있으며, 저용량의 전원부를 사용하여 양질의 화상을 얻을 수 있다.

Description

전자사진 형성장치 및 그 제어 방법 {Apparatus for forming electro photography and method for controling it}

본 발명은 전자사진 형성장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 별도의 폐토너 제거 장치를 구비함 없이 완벽하게 폐토너를 제거하고 전사 효율을 향상시키는 전자사진 형성장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적인 전자사진 형성장치 중 하나인 레이저 프린터는 대전롤러에 의해 감광드럼의 표면을 음극으로 대전시키고, 노광장치(LSU)의 광원에 의해 정전잠상을 감광드럼 상에 생성한다. 이어서, 현상롤러에 부착된 토너를 감광드럼이 갖는 대전기력에 의해 감광드럼 상에 생성된 정전잠상으로 옮겨 가시화상을 구성한다.

여기서, 현상롤러에 부착된 토너는 공급롤러에 의해 대전된 것으로 대부분 음의 전하를 갖으나, 토너 가루의 불균형과 공급롤러와 현상롤러간의 강한 압박(stress)에 의해 양의 전하를 갖는 토너도 존재한다.

이처럼, 현상롤러에 부착된 양 또는 음의 전하를 갖는 토너는 감광드럼으로 옮겨진다.

즉, 음의 전하를 갖는 토너는 전위차에 의해 전술한 바와 같이 감광드럼 상에 생성된 정전잠상으로 옮겨 가시화상을 구성하고, 한편 음으로 대전되지 않고 부분적으로 양으로 대전된 양의 전하를 갖는 토너도 음극으로 대전된 감광드럼으로 이동한다.

감광드럼으로 이동한 양의 전하를 갖는 토너는 양극으로 대전된 전사롤러에 의해 인쇄 용지로 전사되지 않고 대전롤러 주위에 쌓인다.

이와 같이 대전롤러 주위에 쌓인 양의 전하를 갖는 토너에 의해, 감광드럼이 음극으로 대전되는 것이 방해를 받게 되고, 음극으로 대전되지 않는 부분은 화상이 부분적으로 검게 되는 백 그라운드(Background) 현상이 발생된다.

이로 인해 현상롤러를 통하여 이동되는 대전된 토너의 양이 증가되고, 이 현상이 연속적으로 반복됨으로 대전롤러의 오염이 가속된다.

이와 같은 대전롤러 오염문제를 해결하기 위해 대전롤러 주위에 쌓인 양의 전하를 갖는 토너를 제거하는 장치가 요구되게 된다.

또한, 감광드럼 표면에 가시화상을 구성하는 음의 전하를 갖는 토너는 전사롤러에 의해 인쇄 용지에 100%로 전사되지 않으므로 잔류 토너에 의해 감광드럼 표면이 오염되므로 이를 제거하기 위해 별도의 클리닝 브레이드를 장착해야 했다.

한편, 전술한 일반적인 레이저 프린터는 인쇄용지가 감광드럼과 전사롤러사이에 존재하지 않고 공회전을 수행할 때 감광드럼에 존재하는 음의 전하를 갖는 토너가 양극으로 대전된 전사롤러로 이동하게 되어 전사롤러가 토너에 의해 오염되어 인쇄용지 배면이 검게되는 문제가 발생된다. 이와 같은 전사롤러 오염문제를 해결하기 위해 레이저 프린터는 전사롤러 주위에 쌓인 음의 전하를 갖는 토너를 제거하는 장치가 요구되게 된다.

전술한 바와 같이 종래의 레이저 프린터는 용지에 전사되는 토너 이외의 폐토너를 제거하기 위한 별도의 장치를 요구하게 되어 제품 원가가 상승하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 레이저 프린터는 감광드럼에 형성된 정전잠상에 음의 전하를 갖는 토너를 이동시켜 가시형상을 형성한 후 전사롤러에 일정한 양의 전압을 인가하여 가시형상을 인쇄용지에 전사하는데, 이때, 감광드럼 표면에 가시화상을 형성하는 토너는 일정한 힘으로 감광드럼에 부착되어 있으나 비가시화상의 경계에서는 전위차에 의해 더욱 강하게 부착된다. 이에 따라 전사작업을 수행할 때 강하게 감광드럼에 부착된 토너가 인쇄용지에 전사되지 않아 인쇄화질을 저하시키며, 감광드럼에 잔류 토너량을 증가시키는 문제를 야기시킨다.

한편, 종래의 레이저 프린터는 전사롤러에 인가되는 전압을 인쇄용지의 저항을 고려하지 않고 동일하게 하므로 전사 효율이 낮으며, 높은 전압을 인가하기 위해 대용량의 전원부가 요구되었다.

또한 종래의 레이저 프린터는 대전롤러와 감광드럼 사이의 선속도 차로 인한 기계적 마찰로 인하여 토너가 감광드럼에 부착되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서 별도의 폐토너제거 장치를 구비하지 않고 폐토너를 완벽하게 제거하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 감광드럼에 현상된 토너가 전사부에 진입하기 전에 감광드럼의 표면 전위를 가변시켜 전사효율을 높여 양질의 화상을 얻는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전사롤러에 인가되는 전압을 인쇄용지의 저항에 따라 가변함으로써 저용량의 전원부를 사용함에도 높은 전사효율을 얻는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전사롤러와 감광드럼의 공회전 구간을 전사롤러와 감광드럼의 청소구간으로 활용하여 폐토너 발생을 억제하여 양질의 화상을 얻는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 대전롤러와 감광드럼 사이의 기계적 마찰로 인하여 토너가 감광드럼에 부착되는 것을 방지하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 대전전압과 현상전압의 전위차를 적절하게 조절하여 잔류토너 회수성을 높이는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자사진 형성장치를 나타내며,

도 2는 본 발명에 따른 감광드럼의 표면 상태를 나타낸 개념도로서,

도 2a는 감광드럼의 표면이 -800V로 대전된 것을 나타내며,

도 2b는 감광드럼의 표면에 -50V의 정전잠상이 형성된 것을 나타내며,

도 2c는 감광드럼의 표면에 형성된 정전잠상에 음의 전하를 갖는 토너가 부착되어 가시화상을 형성한 것을 나타내며,

도 2d는 감광드럼의 표면을 전처리한 결과를 나타낸다.

도 3은 본 발명에 따른 전자사진 형성장치의 블록도를 나타내며,

도 4는 본 발명에 따른 전자사진 형성장치의 제어 방법을 나타내고,

도 5는 본 발명에 따른 전자사진 형성장치의 각각의 구성 요소의 작동을 제어하는 타이밍 차트이고,

도 6은 본 발명에 따른 전사롤러의 전압제어를 통한 인쇄 방법을 나타낸 흐름도이고,

도 7은 본 발명에 따라 인쇄 작업을 수행하기 위해 전사롤러의 전압을 제어하는 타이밍 차트이며,

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전사롤러와 감광드럼 사이의 저항 검출에 따라 전사롤러에 부착된 양의 전하를 갖는 토너를 제거하기 위한 전사전압값을 나타낸 테이블이고,

도 9a 내지 9c는 본 발명의 실시예에 따른 합성저항에 따라 공급하기 위한 전사전압을 나타낸 테이블이다.

〈도면의 주요부분의 부호의 설명>

110 : 현상롤러, 120 : 공급롤러

130 : 대전부140 : 전원공급부

150 : 노광장치(LSU)160 : 콘트롤러

170 : 전처리수단(PTL)180 : 전사롤러

190 : 감광드럼200 : 브레이드

300 : 메인모터

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 공급롤러, 현상롤러, 대전롤러, 노광장치(LSU), 전사롤러 그리고 전원공급부를 구비하고, 감광드럼을 대전롤러에 의해 대전시키고 노광장치에 의해 정전잠상을 형성한 후 현상롤러로부터 토너를 이동시켜 감광드럼에 가시화상을 형성하고, 감광드럼에 부착된 토너를 전사롤러에 의해 인쇄용지에 전사시키기 전에 전처리수단을 통해 토너 부착력을 일정 수준으로 떨어뜨려 인쇄용지에 전사한 후, 정착부로 배지한다. 한편, 화상인쇄구간 전후에서 감광드럼과 전사롤러를 공회전시키는 동안 전사롤러에 부착된 폐토너를 감광드럼으로 회수하기 위해 소정의 기준에 따라 콘트롤러에 의해 전사롤러의 전압을 가변시키고, 상기 현상롤러를 통해 상기 감광드럼의 비화상부에 존재하는 음의 전하를 갖는 토너를 전위차에 의해 회수하는 전자사진 형성장치가 개시된다.

바람직하게, 상기 소정의 기준은 상기 전사롤러에 부착된 음의 전하를 갖는 토너를 상기 감광드럼으로 이동시키기 위해 상기 감광드럼보다 낮은 전압을 상기 전사롤러에 인가하고, 상기 전사롤러에 부착된 양의 전하를 갖는 토너를 상기 감광드럼으로 이동시키기 위해 상기 감광드럼보다 높은 전압을 상기 전사롤러에 인가한다.

바람직하게, 상기 콘트롤러는 상기 전사롤러에 인입된 인쇄용지의 저항에 따라 상기 전사롤러의 전압을 가변시킨다.

바람직하게, 본 발명에 따른 전자사진 형성장치는 상기 현상롤러에 공급된 토너를 일정 층으로 구성하는 브레이드를 구비하고, 상기 토너층이 균일하게 되도록 하기 위해 상기 브레이드와 상기 공급롤러에 공급되는 전압을 동일하게 한다.

바람직하게, 상기 대전롤러와 상기 감광드럼의 속도비가 일 대 일이 되도록 구성한다.

바람직하게, 상기 토너는 분쇄형토너, 중합형토너 중 하나이다.

바람직하게, 상기 전처리수단은 미리 결정된 빛의 세기로 상기 감광드럼의 전체표면에 빛을 조사하여 상기 감광드럼의 표면 전위를 0V∼-100V가 되도록 한다.

바람직하게, 상기 현상롤러와 대전 후 상기 감광드럼간의 전위차는 -500V를 유지한다.

바람직하게, 상기 대전롤러는 상기 감광드럼 표면에 존재하는 양의 전하를 갖는 토너를 수거한 후 음의 전하로 변경하여 상기 감광드럼으로 재이동시키기 위해 -1.4㎸(DC)의 대전전압이 인가된다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 공급롤러, 현상롤러, 대전롤러, 감광드럼, 노광장치(LSU), 전사롤러 그리고 전원공급부를 구비하는 전자사진 형성장치에서, 상기 감광드럼을 상기 대전롤러에 의해 대전시키고, 상기 전사롤러에 부착된 폐토너를 제거하기 위해 상기 감광드럼과 상기 전사롤러를 공회전시키며 소정의 기준에 따라 상기 전사롤러의 전압을 가변시키고, 상기 감광드럼에 잔류하는 음의 전하를 갖는 토너를 전위차에 의해 상기 현상롤러로 회수하며, 상기 대전된 감광드럼 상에 상기 노광장치에 의해 정전잠상을 형성한 후, 상기 감광드럼 상의 정전잠상에 상기 현상롤러 표면에 위치한 토너를 이동시켜 가시화상을 형성하고, 상기 감광드럼에 부착된 토너의 부착력을 일정 수준으로 떨어뜨린 후, 인쇄용지에 전사시키는 전자사진 형성장치를 제어하는 방법이 개시된다.

바람직하게, 본 발명에 따른 전자사진 형성장치를 제어하는 방법은 전위차에 의해 감광드럼 표면에 존재하는 양의 전하를 갖는 토너를 대전롤러에서 수거한 후 음의 전하로 변경하여 상기 감광드럼으로 재이동시키는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 또다른 측면에 의하면, 공급롤러, 현상롤러, 대전롤러, 감광드럼, 노광장치(LSU), 전사롤러 그리고 상기 구성요소들에 동력을 제공하는 메인모터 및 전원공급부를 구비하는 전자사진 형성장치에서, 상기 메인모터를 구동한 후, 상기 전사롤러에 부착된 음의 전하를 갖는 토너를 제거하기 위해 상기 감광드럼보다 낮은 전압을 상기 전사롤러에 인가하고, 상기 전사롤러와 상기 감광드럼사이의 저항을 측정하여 상기 전사롤러에 부착된 양의 전하를 갖는 토너를 제거하기 위해 측정된 저항에 해당하는 전사전압을 바탕으로 상기 감광드럼보다 높은 전압을 상기 전사롤러에 인가하며, 인쇄용지가 상기 전사롤러에 진입하면 상기 인쇄용지와 상기 전사롤러 및 상기 감광드럼의 합성저항을 측정한 후, 측정된 합성저항에 해당하는 전사전압을 선택하여 상기 전사롤러에 전압을 인가하여 화상을 인쇄하고, 상기 전사롤러와 상기 감광드럼을 공회전시켜 상기 전사롤러에 부착된 음/양의 전하를 갖는 토너를 제거하는 전사롤러의 전압제어를 통한 인쇄 방법이 개시된다.

이하, 상기한 본 발명의 목적들, 특징들, 그리고 장점들을 첨부된 도면에 나타낸 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 보다 상세히 설명한다.

후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로서 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

먼저, 본 발명의 기술을 설명하기 앞서 토너의 성질을 간단히 살펴보면, 음의 전하를 갖는 토너는 전압이 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동하고, 양의 전하를 갖는 토너는 전압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 특징을 갖고 있다.

본 발명에 따른 전자사진 형성장치를 도 1 내지 도 3을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 현상롤러(110)는 전원공급부(140)로부터 -300V의 전압을 인가 받아 공급롤러(120)와의 마찰에 의해 대부분 음의 전하를 갖는 토너를 표면에 위치시키나 토너 불균형과 공급롤러(120)와 현상롤러(110)간의 강한 압박(stress)에 의해 양의 전하를 갖는 토너도 표면에 위치시킨다.

바람직하게, 토너는 분쇄기로 분쇄되어 생성된 분쇄형토너이거나, 화학적인 방법으로 생성된 중합형토너 중 하나이다.

대전부(130)는 적당한 저항을 갖고 있는 도전성 롤러로 되어 있으며 소정 크기의 음극 전압이 전원공급부(140)로부터 인가된다.

바람직하게, 소정 크기의 음극 전압은 -1.4㎸이다.

감광드럼(190)은 도 2a에 예시된 바와 같이 대전롤러(130)와 마찰 대전하여 표면에 -800V의 음극 전위를 형성하고, 노광장치(LSU: 150)는 콘트롤러(160)의 제어에 따라 감광드럼(190)에 광을 조사하여 도 2b에 예시된 바와 같이 정전잠상을 형성한다.

바람직하게, 정전잠상이 형성된 부분의 전위는 -50V이며, 정전잠상이 형성되지 않은 부분의 전위는 -800V이다.

한편, 정전잠상이 형성된 감광드럼이 현상롤러부(110)를 통과할 때 현상롤러(110) 표면의 토너는 감광드럼의 정전잠상부분으로 전위차에 의해 이동하여 부착되어 도 2c에 예시된 바와 같이 감광드럼 표면에 가시화상을 형성한다.

전처리수단(PTL : 170)은 감광드럼(190)에 부착된 토너 부착력을 떨어뜨리기 위해 일정한 세기로 감광드럼(190)에 빛을 조사하여 감광드럼의 표면 전위를 일정치(이를테면, 0V∼-100V)로 높인다.

전처리수단(PTL : 170)은 콘트롤러(160)의 타이밍 신호에 따라 메인모터(300)가 구동되는 동안 계속해서 작동하여 전사롤러와 감광드럼 공회전시 감광드럼에 잔류하는 토너를 용이하게 제거할 수 있게 하며, 감광드럼(190)에 형성된 가시화상의 전사율을 향상시키기 위해 전사작업 수행 전에 도 2d에 예시된 바와 같이 감광드럼(190)의 표면 전위를 일정하게 한다.

바람직하게, 전처리수단(170)은 미리 결정된 빛의 세기로 감광드럼(190)의 표면에 빛을 조사하여 감광드럼(190)의 표면전위가 0V∼-100V이내의 전위가 되도록한다.

브레이드(200)는 현상롤러에 공급된 토너를 일정 층으로 구성하고, 전원공급부(140)는 토너층이 균일하게 되도록 하기 위해 브레이드(200)와 공급롤러(120)에 공급되는 전압(이를테면, -500V)을 동일하게 한다.

바람직하게, 콘트롤러(160)는 감광드럼(190)과 전사롤러(180)를 공회전시키는 동안 전사롤러(180)에 부착된 폐토너를 감광드럼(190)에 이동시켜 현상롤러(110)를 통해 재회수하기 위해 다음과 같이 전사롤러(180)의 전압을 가변시킨다.

즉, 전사롤러(180)에 부착된 음의 전하를 갖는 토너를 감광드럼(190)으로 이동시키기 위해 감광드럼(190)보다 낮은 전압(이를테면, -1㎸)을 전사롤러(180)에 인가하고, 전사롤러(180)에 부착된 양의 전하를 갖는 토너를 감광드럼(190)으로 이동시키기 위해 감광드럼(190)보다 높은 전압(이를테면, 800V)을 전사롤러(180)에 인가한다.

또한, 콘트롤러(160)는 전사롤러(180)에 인입된 인쇄용지의 저항에 따라 전사롤러(180)의 전압을 가변시킨다.

바람직하게, 대전롤러(130)와 감광드럼(190)의 속도비가 일 대 일이 되도록 구성하여 속도비가 일치하지 않을 경우 대전롤러(130)와 감광드럼(190)사이를 통과하는 토너가 기계적 마찰에 의해 감광드럼(190) 표면에 코팅되는 것을 막을 수 있다.

본 발명에 따른 전자사진 형성장치의 제어 방법을 도 4와 도 5를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 콘트롤러(160)는 메인모터(300)를 구동시켜 감광드럼(190)을 대전롤러(130)에 의해 대전시킨다(단계 : S410).

감광드럼(190)을 대전시킨 후, 전사롤러에 부착된 폐토너를 제거하기 위해 감광드럼(190)과 전사롤러(180)를 공회전시키며 소정의 기준에 따라 전사롤러(180)의 전압을 가변시킨다(단계 : S420).

이어, 감광드럼(190)에 잔류하는 음의 전하를 갖는 토너를 전위차에 의해 현상롤러(110)로 회수한다(단계 : S430).

한편, -1.4㎸를 인가 받은 대전롤러(130)는 감광드럼(190) 표면에 존재하는 양의 전하를 갖는 토너를 수거한 후 음의 전하로 변경하여 감광드럼(190)으로 재이동시켜 현상롤러(110)가 이를 회수할 수 있게 한다.

감광드럼(190)과 전사롤러(180)에 잔류하는 토너를 제거한 후, 대전된 감광드럼(190) 상에 노광장치(150)에 의해 정전잠상을 형성한다(단계 : S440).

한편, 콘트롤러(160)는 공급센서(미도시)를 통해 인쇄용지 공급을 감지한 후, 공급롤러(120)와 브레이드(200)에 전원을 인가하여 일정 층의 토너를 현상롤러(110)에 형성한다.

감광드럼(190) 상에 정전잠상을 형성한 후, 감광드럼(190)은 현상롤러(110) 주위에 위치한 토너를 전위차를 통해 정전잠상에 이동시켜 가시화상을 형성한다(단계 : S450).

감광드럼(190) 상에 가시화상을 형성한 후, 전처리수단(170)은 감광드럼(190)의 전체표면에 빛을 조사하여 감광드럼(190) 표면의 전위를 0V∼-100V가 되도록 하여 감광드럼(190)에 부착된 토너의 부착력을 떨어뜨린다(단계 : S460).

이처럼, 감광드럼(190)에 부착된 토너의 부착력을 떨어뜨려 후술할 전사전압을 줄이는 기술적 사상은 감광드럼(190) 표면의 토너 부착력(F1)과 인쇄용지에 전사하는데 필요한 힘(F2)과의 관계에 의해 안출된다.

즉, 감광드럼(190) 표면의 토너를 인쇄용지로 전사하는데 필요한 힘은 F2≥F1의 조건을 만족해야 하므로 감광드럼(190) 표면의 토너 부착력(F1)을 낮추면 전사하는데 필요한 힘(F2)도 낮아지며 이를 통해 전사전압을 낮출 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 감광드럼(190) 표면의 토너 부착력(F1)을 매우 낮추면 토너가루 상호간에 응집력이 떨어져 화상이 번지는 문제가 발생하므로, 실험을 통해 최상의 화상을 얻기 위한 최적 토너 부착력을 얻은 후 이를 바탕으로 하여 전처리수단(170)이 감광드럼(190)에 빛을 조사한다.

감광드럼(190)의 가시화상이 전처리수단(170)을 통과한 후 전사롤러(180)에 도착하는 시점에 콘트롤러(160)에 의해 메인모터(300)가 제어되어 인쇄용지가 전사롤러(180)로 진입하게 된다.

인쇄 용지가 전사롤러(180)에 진입하면 인쇄용지의 저항에 따라 다양한 값의 전압을 인가하여 최적 화상을 얻는다(단계 : S470). 이때, 인쇄용지의 저항에 따라 적절한 저항이 인가되지 않을 경우 전사효율이 낮아져 화상불량이 발생할 수 있다.

전사롤러(180)를 통과한 인쇄용지는 감광드럼(190)으로부터 분리된 토너를 갖고 정착부(미도시)로 이동한다.

전사롤러(180)를 지난 후 감광드럼(190)상에 잔류하는 토너는 양의 전하를 갖는 토너와 음의 전하를 갖는 토너가 공존한다.

대전롤러(130)를 통과하면서 양의 전하를 갖는 토너는 대전롤러(130)로 이동하며, 음의 전하를 갖는 토너는 현상롤러(110)로 이동한다.

대전롤러(130)로 이동한 양의 전하를 갖는 토너는 대전롤러(130) 위에서 음의 전하로 되어 감광드럼(190)으로 이동하여 현상롤러(110)로 이동한다.

감광드럼(190)의 비화상부에 있는 음의 전하를 갖는 토너가 현상롤러(110)에 도달하면 감광드럼(190)의 비화상부 전위(이를테면, -800V)와 현상롤러(110)의 전위(이를테면, -300V)의 전위차에 의해 현상롤러(110)로 회수되어 비화상부의 배경(background) 불량을 막아 양질의 화상을 얻을 수 있다.

바람직하게 비화상부의 음의 전하를 갖는 토너가 현상롤러(110)로 회수되는 과정에서 높은 회수성을 얻기 위해 대전롤러와 현상롤러의 인가전압 조건을 전술한 바와 같이 대전롤러 전압 -1.4㎸와 현상롤러 전압 -300V로 설정함으로써 양질의 화상을 얻을 수 있다.

한편, 콘트롤러(160)는 전사롤러(180)에 부착된 폐토너를 제거하기 위해 감광드럼(190)과 전사롤러(180)를 공회전시키며 전사롤러의 전압을 가변시킨다.

도 6과 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 전사롤러의 전압제어를 통한 인쇄 방법을 살펴보면 다음과 같다.

콘트롤러(160)는 메인모터(300)를 구동한다(단계 : S610).

메인모터(300)를 구동시킨 후, 도 7의 구간 ①에서 감광드럼(190)과 전사롤러(180)를 공회전시키며 양/음 전하를 갖는 토너를 다음과 같이 제거한다.

먼저, 감광드럼(190) 표면에 형성된 전위보다 낮은 전압(이를테면, -1㎸)을 전사롤러(180)에 인가하여 전사롤러(180)에 부착된 음의 전하를 갖는 토너를 감광드럼(190)으로 이동시키고, 감광드럼(190)으로 이동된 음의 전하를 갖는 토너는 대전롤러(130)를 거쳐 현상롤러로 회수된다. 이때, 감광드럼(190)에 잔류하는 양의 전하를 갖는 토너는 전사롤러(180)로 이동된다(단계 : S620, 도 7의 경우 구간 ②).

인쇄용지가 전사롤러(180)에 도달하기 전에 전사롤러(180)에 특정 전압을 인가하여 전사롤러(180)를 통하여 흐르는 전류를 측정하여 전사롤러와 감광드럼 사이의 저항을 감지하여 현재 엔진이 사용되어지고 있는 환경을 인식한다(단계 : S630, 도 7의 경우 구간 ③).

즉, 전사롤러(180)에 800V를 인가하고 전사롤러(180)를 통하여 흐르는 전류가 4㎂이라면 전사롤러와 감광드럼사이의 저항은 오옴의 범칙에 의해 200㏁(800V/4＊10^-6Ω)임을 알 수 있다.

이와 같이 전사롤러와 감광드럼 사이의 저항을 측정한 후, 측정된 저항에 해당하는 적정한 전사전압을 바탕으로 감광드럼(190)보다 높은 전압을 전사롤러에 인가하여 전사롤러(180)에 부착된 양의 전하를 갖는 토너를 감광드럼(190)으로 이동시킨다(단계 : S640,S650, 도 7의 경우 구간 ④).

바람직하게, 측정된 저항에 대한 적정한 전사 전압은 실험적으로 얻어 도 8에 도시된 바와 같이 콘트롤러(160)에 내장되어 있다.

이어, 콘트롤러(160)는 용지공급단을 통해 인쇄용지를 공급받는다(단계 : S660).

인쇄용지를 공급받아 인쇄용지가 전사롤러(180)와 감광드럼(190) 사이에 도착하면, 단계 S630과 동일한 방법으로 특정전압을 인가하여 감광드럼과 전사롤러 및 인쇄 용지의 합성저항을 측정한다(단계 : S670, 도 7의 경우 구간 ⑤).

이어, 콘트롤러(160)는 측정된 합성저항에 해당되는 전사전압을 선택한다(단계 : S680).

바람직하게, 측정된 합성저항에 대한 최상의 화질과 전사효율을 얻을 수 있는 전사 전압은 실험적으로 얻어 도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이 콘트롤러(140)에 내장되어 있다.

측정된 합성저항에 해당하는 전사전압을 선택한 후, 콘트롤러(160)는 전압공급부(140)를 제어하여 선택된 전사전압을 전사롤러(180)에 인가하여 화상을 인쇄한다(단계 : S690, 도 7의 경우 구간 ⑥).

구간⑥은 인쇄용지의 후단이 전사롤러(180)를 통과하는 순간까지이며 전사롤러(180)를 통과한 인쇄용지는 정착기(미도시)를 통하여 출력된다.

인쇄용지가 정착기(미도시)를 거쳐 배지되는 동안 전사롤러(180)와 감광드럼(190)을 공회전시키며 전사롤러 표면으로부터 토너를 제거한다(단계 : S700, 도 7의 경우 구간 ①).

바람직하게, 토너를 제거하는 순서는 양의 전하를 갖는 토너를 먼저 감광드럼(190)으로 이동시킨 후, 음의 전하를 갖는 토너를 이동시킨다.

한편, 연속인쇄인 경우 단계 S650으로 분기하여 인쇄작업을 계속 수행한다(단계 : S710).

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

먼저, 별도의 폐토너제거 장치를 구비하지 않고 폐토너를 완벽하게 제거할 수 있으며, 감광드럼에 현상된 토너가 전사부에 진입하기 전에 감광드럼의 표면 전위를 가변시켜 전사효율을 높여 양질의 화상을 얻을 수 있고, 전사롤러에 인가되는 전압을 용지의 저항에 따라 가변적으로 인가함으로써 저용량의 전원부를 사용하여 높은 전사효율을 얻을 수 있다.

또한, 전사롤러와 감광드럼의 공회전 구간을 전사롤러와 감광드럼의 청소구간으로 활용하여 폐토너 발생을 억제하여 양질의 화상을 얻을 수 있으며, 대전롤러와 감광드럼 사이의 기계적 마찰로 인하여 토너가 감광드럼에 부착되는 것을 방지할 수 있고, 대전전압과 현상전압의 전위차를 적절하게 조절하여 잔류토너 회수성을 높일 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

Claims

공급롤러, 현상롤러, 대전롤러, 노광장치(LSU) 그리고 전사롤러를 구비하는 전자사진 형성장치에 있어서,

상기 대전롤러에 의해 대전되고 상기 노광장치에 의해 정전잠상이 형성되며, 상기 현상롤러로부터 공급된 토너에 의해 가시화상이 형성되는 감광드럼;

상기 감광드럼에 부착된 토너의 부착력을 일정 수준으로 떨어뜨리는 전처리수단;

상기 감광드럼과 상기 전사롤러를 공회전시키는 동안 상기 전사롤러에 잔류하는 토너를 상기 감광드럼으로 이동시키기 위해 소정의 기준에 따라 상기 전사롤러의 전압을 가변시키는 콘트롤러;

상기 구성요소에 전원을 공급하고, 상기 현상롤러에 의해 상기 감광드럼에 잔류하는 음의 전하를 갖는 토너를 회수하기 위해 소정의 전위차를 형성하는 전원공급부를 포함하는 전자사진 형성장치.
제 1 항에 있어서, 상기 소정의 기준은,

상기 전사롤러에 부착된 음의 전하를 갖는 토너를 상기 감광드럼으로 이동시키기 위해 상기 감광드럼보다 낮은 전압을 상기 전사롤러에 인가하고, 상기 전사롤러에 부착된 양의 전하를 갖는 토너를 상기 감광드럼으로 이동시키기 위해 상기 감광드럼보다 높은 전압을 상기 전사롤러에 인가하는 것을 특징으로 하는 전자사진 형성장치.
제 1 항에 있어서, 상기 콘트롤러는,

상기 전사롤러에 인입된 인쇄용지의 저항에 따라 상기 전사롤러의 전압을 가변시키는 것을 특징으로 하는 전자사진 형성장치.
제 1 항에 있어서,

상기 현상롤러에 공급된 토너를 일정 층으로 구성하는 브레이드를 구비하고, 상기 토너층이 균일하게 되도록 하기 위해 상기 브레이드와 상기 공급롤러에 공급되는 전압을 동일하게 하는 것을 특징으로 하는 전자사진 형성장치.
제 1 항에 있어서,

상기 대전롤러와 상기 감광드럼의 속도비가 일 대 일이 되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 전자사진 형성장치.
제 1 항에 있어서, 상기 토너는,

분쇄형토너와 중합형토너 중 하나인 것을 특징으로 하는 전자사진 형성장치.
제 1 항에 있어서, 상기 전처리수단은,

상기 감광드럼의 표면 전위가 0V 내지 -100V가 되도록 광량을 조사하는 것을 특징으로 하는 전자사진 형성장치.
제 1 항에 있어서, 상기 전원공급부는,

상기 현상롤러와 상기 감광드럼간의 전위차를 -500V로 유지시키는 것을 특징으로 하는 전자사진 형성장치.
제 1 항에 있어서, 상기 전원공급부는,

상기 대전롤러에 -1.4㎸의 대전전압을 인가하여 상기 감광드럼 표면에 존재하는 양의 전하를 갖는 토너를 수거한 후 음의 전하로 변경하여 상기 감광드럼으로 재이동시키는 것을 특징으로 하는 전자사진 형성장치.
공급롤러, 현상롤러, 대전롤러, 감광드럼, 노광장치(LSU), 전사롤러 그리고 전원공급부를 구비하는 전자사진 형성장치를 제어하는 방법에 있어서,

상기 감광드럼을 상기 대전롤러에 의해 대전시키는 대전단계;

상기 전사롤러에 부착된 폐토너를 제거하기 위해 상기 감광드럼과 상기 전사롤러를 공회전시키며 소정의 기준에 따라 상기 전사롤러의 전압을 가변시키는 전사롤러청소단계;

상기 감광드럼에 잔류하는 음의 전하를 갖는 토너를 전위차에 의해 상기 현상롤러로 회수하는 감광드럼청소단계;

상기 대전된 감광드럼 상에 상기 노광장치에 의해 정전잠상을 형성하는 정전잠상 형성 단계;

상기 감광드럼 상의 정전잠상에 상기 현상롤러 주위에 위치한 토너를 이동시켜 가시화상을 형성하는 현상단계;

상기 감광드럼에 부착된 토너의 부착력을 일정 수준으로 떨어뜨리는 전처리단계;

상기 전처리된 상기 감광드럼에 부착된 토너를 인쇄용지에 전사시키는 전사단계를 포함하는 전자사진 형성장치를 제어하는 방법.
제 10 항에 있어서, 상기 감광드럼청소단계는,

상기 감광드럼 표면에 존재하는 양의 전하를 갖는 토너를 수거한 후 음의 전하로 변경하여 상기 감광드럼으로 재이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 형성장치를 제어하는 방법.
제 10 항에 있어서, 상기 소정의 기준은,

상기 전사롤러에 부착된 음의 전하를 갖는 토너를 상기 감광드럼으로 이동시키기 위해 상기 감광드럼보다 낮은 전압을 상기 전사롤러에 인가하고, 상기 전사롤러에 부착된 양의 전하를 갖는 토너를 상기 감광드럼으로 이동시키기 위해 상기 감광드럼보다 높은 전압을 상기 전사롤러에 인가하는 것을 특징으로 하는 전자사진 형성장치를 제어하는 방법.
공급롤러, 현상롤러, 대전롤러, 감광드럼, 노광장치(LSU), 전사롤러 그리고 상기 구성요소들에 동력을 제공하는 메인모터 및 전원공급부를 구비하는 전자사진 형성장치에서 상기 전사롤러의 전압제어를 통한 인쇄 방법에 있어서,

(a) 상기 메인모터를 구동하는 메인모터구동단계;

(b) 상기 전사롤러에 부착된 음의 전하를 갖는 토너를 제거하기 위해 상기 감광드럼보다 낮은 전압을 상기 전사롤러에 인가하는 음전하토너제거단계;

(c) 상기 전사롤러와 상기 감광드럼사이의 저항을 측정하는 엔진환경인지작업;

(d) 상기 전사롤러에 부착된 양의 전하를 갖는 토너를 제거하기 위해 상기 측정된 저항에 해당하는 전사전압을 바탕으로 상기 감광드럼보다 높은 전압을 상기 전사롤러에 인가하는 양전하토너제거단계;

(e) 인쇄용지가 상기 전사롤러에 진입하면 상기 감광드럼과 상기 전사롤러 및 상기 인쇄 용지의 합성저항을 측정하는 인쇄환경인지단계;

(f) 상기 측정된 합성저항에 해당하는 전사전압을 선택하여 상기 전사롤러에 전압을 인가하여 화상을 인쇄하는 화상인쇄 단계;

(g) 상기 전사롤러와 상기 감광드럼을 공회전시켜 상기 전사롤러에 부착된 양/음전하를 갖는 토너를 제거하는 단계를 포함하며, 상기 인쇄가 연속인 경우 단계(e) 내지 단계(g)를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 전사롤러의 전압제어를 통한 인쇄 방법.