KR100338760B1 - 간접전사방식 화상형성장치의 감광매체의 화상 밴딩 저감방법 - Google Patents

간접전사방식 화상형성장치의 감광매체의 화상 밴딩 저감방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전사롤러와 정착롤러 사이에 형성된 전사닙을 통과하는 용지의 리딩에지 및 트레일링 에지로부터 발생된 감광매체의 과도한 속도변동에 의한 화상의 밴딩(banding)을 방지하기 위한 것으로서,
(a) 리딩에지가 전사닙에 도달하기 전에 전사롤러와 정착롤러를 소정 간격 이격시키는 단계;
(b) 리딩에지가 전사닙에 진입된 후에 정착롤러와 전사롤러를 접근시켜 정상 상태의 전사닙 간격을 유지시키는 단계; 및
(c) 트레일링 에지가 전사닙을 빠져나가기 전에 전사롤러와 정착롤러를 소정 간격 다시 이격시키는 단계;를 포함한다.

Description

간접전사방식 화상형성장치의 감광매체의 화상 밴딩 저감방법{Method for mitigating image banding of photoreceptor of indirect transfer type image forming apparatus}
본 발명은 화상을 간접적으로 전사시키는 탠덤(Tandom) 방식의 화상형성장치에 있어서, 화상의 밴딩(image banding)을 저감시키기 위한 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 감광벨트 상에 생성된 화상이 정착롤러와의 사이에서 약 70kgf의 가압력이 유지되는 전사롤러 사이로 용지를 이송하여 최종적으로 화상을 얻는 간접전사방식 화상형성장치에 있어서, 감광벨트의 속도 변동을 최소한으로 유지할 수 있도록 구조가 개선된 간접전사방식 화상형성장치의 감광매체의 밴딩 저감방법에 관한 것이다.
일반적으로 칼라 레이저 프린터나 복사기와 같은 간접전사방식 화상형성장치는 예를 들어, 감광벨트 또는 감광드럼과 같은 감광매체에 형성된 정전잠상을 소정 색상을 지닌 현상액으로 현상하여 이를 용지에 전사시킴으로써 원하는 화상을 인쇄하는 장치이다.
상기 인쇄기는 무한궤도를 주행하는 감광벨트의 표면에 레이저 스캐닝 유니트(LSU)와 같은 정전잠상형성수단으로 화상을 형성하고, 상기 정전잠상을 현상유니트로 현상하여 감광벨트의 표면에 토너 화상을 형성시킨다. 그리고, 감광벨트 상의 토너 화상을 용지에 전사시키기 위해 전사롤러와 정착롤러를 포함하는 전사유니트를 구비한다.
도 1은 종래의 간접전사방식 화상형성장치에 있어서 용지의 리딩에지가 전사닙을 통과하거나 트레일링 에지가 전사닙을 빠져나오는 순간의 감광벨트의 속도변화 및 그에 따른 화상의 밴딩 현상을 실험에 의해 구한 그래프이다. 도면의 세로축은 감광벨트의 속도 변화를, 가로축은 시간을 각각 나타낸다. 그리고, 그래프의 하단 부분은 상기 속도 변화에 따른 주사위치 변동의 영향에 따른 용지에 인쇄되는 화상의 일 예를 보여주는 용지의 샘플을 나타낸다. 여기서, 감광벨트의 속도가 과도하게 증가된 부분의 화상은 엷게, 속도가 과도하게 감소된 부분의 화상은 진하게 나타나는데 이를 화상 밴딩(image banding)이라 부른다.
상기 화상 밴딩은 용지에 인쇄되는 이미지 상의 농도가 변동되는 형태로 나타나게 된다. 즉, 용지가 전사유니트로의 입출입시 발생하는 충격으로 인해 부주사 방향의 주사선의 간격이 좁아지거나 넓어짐으로써 화상 형성이 진행중인 페이지에 그 현상이 나타나게 된다.
그러나, 도 1에 도시된 인쇄 프로세스를 고려할 경우 구동롤러에 의해 피동되는 감광벨트의 정속성에 악영향을 줄 수 있는 요인은 전사롤러와 정착롤러 사이에 주기적으로 인입되는 용지이며, 이는 실제로 감광벨트에 심한 속도 변동을 유발한다.
상기 현상을 자세히 분석하면, 첫째, 용지의 선단이 전사롤러와 정착롤러 사이에 인입되는 순간, 둘째, 용지의 후단이 전사롤러와 정착롤러 사이로부터 탈출하는 순간에 각각 일시적으로 감광벨트에 의해 피동되는 전사롤러와 정착롤러에 순간적인 부하변동이 발생하게 된다. 따라서, 롤러들의 속도 변동 및 감광벨트의 연속적인 속도 변동을 유발시키게 된다. 이는 감광벨트 상에 생성되는 고정도(high resolution)의 화질 구현을 불가능하게 하는 중요한 요인이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 정착롤러와 전사롤러 사이로 통과되는 용지는 항상 일정한 가압력에 의해 가압되기 때문에 용지의 리딩에지가 전사 닙에 물리게 되는 순간(A)이나, 용지의 트레일링 에지가 전사 닙으로부터 벗어나는 순간(B)에서는 전사롤러의 회전 속도가 순간적으로 증가 혹은 감소하기 때문에 감광벨트의 주행 속도가 현저하게 변화된다. 그러면, 레이저 스캐닝 유니트를 통해 감광벨트에 형성되는 정전잠상은 상기와 같은 감광벨트의 속도 변화에 따라 그 주사 위치의 변동이 발생(C,D부분 참조)되어 최종적으로 인쇄 품질을 저하(밴딩)시키는 요인으로 작용한다.
화상에 발생하는 밴딩의 형태 즉, 밴딩의 지속기간(duration), 화상의 농도 변화는 감광벨트의 속도 변동과 밀접한 관계가 있으며 이는 다음과 같다.
화상의 농도 변화는 감광벨트의 속도 변동의 크기에, 밴딩의 지속성은 속도 변동의 지속기간에 의존하며, 밴딩 지속기간( ΔL)은 아래의 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.
ΔL = υ* Δt
여기서, υ: 감광벨트의 속도
상술한 바와 같이, 감광벨트의 속도 변동의 고정도의 속도 변동이 화상 생성에 중요한 결함을 발생시키며 이로 인해 고품질의 인쇄기 개발에 큰 장애를 일으키고 있다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 착상된 것으로서, 용지의 리딩에지가 전사 닙에 접촉될 때 및 용지의 트레일링 에지가 전사 닙으로부터 빠져나갈 때에는 각각 전사 닙의 간격을 정상 상태보다 더 크게 하여 갑작스런 용지의 두께 변화에 따른 감광매체의 속도 변화를 최소화 함으로써 LSU를 통한 감광매체의 정전잠상 형성시 주사위치의 변동을 방지하여 궁극적으로는 우수한 인쇄 품질을 보장할 수 있는 간접전사방식 화상형성장치의 감광매체의 속도 변동에 의한 화상 밴딩 저감방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 간접전사방식 화상형성장치에 있어서 용지의 리딩에지가 전사닙을 통과하거나 트레일링 에지가 전사닙을 빠져나오는 순간에서의 감광벨트의 속도변화 및 그에 따른 화상의 밴딩 현상을 실험에 의해 구한 그래프.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 간접전사방식 화상형성장치의 감광매체의 밴딩 저감방법이 채용되는 인쇄기의 구성을 개략적으로 도시한 구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 간접전사방식 화상형성장치의 감광매체의 밴딩 저감방법의 플로우챠트.
도 4a 내지 도 4c는 도 3에 도시된 밴딩 저감방법을 구체적으로 설명하기 위한 전사유니트 부위를 발췌하여 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 간접전사방식 화상형성장치의 감광매체의 속도 변동 저감 효과를 설명하기 위한 그래프로서, 도 5a는 종래 기술에 따른 그래프이고, 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10...감광매체 20...현상유니트
22...전사롤러 24...정착롤러
30...전사유니트 32...레이저 스캐닝 유니트
40...급지유니트 42...급지경로
44...레지스트레이션 롤러 46...용지감지센서
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전사롤러와 정착롤러 사이에 형성된 전사닙을 통과하는 용지의 리딩에지 및 트레일링 에지로부터 발생된 감광매체의 속도 변동에 의한 화상의 밴딩(banding)을 방지하기 위한 간접전사방식 화상형성장치의 감광매체의 밴딩 저감방법에 있어서: (a) 상기 리딩에지가 상기 전사닙에 도달하기 전에 상기 전사롤러와 상기 정착롤러를 소정 간격 이격시키는 단계; (b) 상기 리딩에지가 상기 전사닙에 진입된 후 상기 정착롤러와 상기 전사롤러를 접근시켜 정상 상태의 전사닙 간격을 유지시키는 단계; 및 (c) 상기 트레일링 에지가 전사닙을 빠져나가기 전에 상기 전사롤러와 상기 정착롤러를 소정 간격 다시 이격시키는 단계;를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 간접전사방식 화상형성장치의 감광매체의 밴딩 저감방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 간접전사방식 화상형성장치의 감광매체 밴딩 저감방법이 채용되는 간접전사방식 화상형성장치의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
상기 인쇄기는 복수의 롤러(12,14,16)에 지지되어 무한궤도를 주행하는 감광벨트와 같은 감광매체(10)와, 이 감광매체(10)에 형성된 정전잠상 영역에 현상액을 현상하는 현상유니트(20)와, 감광매체(10)의 표면에 현상된 토너 화상을 용지(P)에 전사시키는 전사유니트(30), 및 전사유니트(30) 측으로 용지(P)를 계속적으로 공급하는 급지유니트(40)를 구비한다. 도면의 참조부호 32는 레이저 스캐닝 유니트를 나타낸다. 상기 현상유니트(20)는 초기에 감광매체(10)로부터 이격 되어 잇다가 화상 형성 동작이 시작되면 현상유니트(20)와 미도시된 건조유니트 및 전사유니트(30)는 감광매체(10)에 각각 일정한 압력으로 가압되면서 화상 형성 프로세스를 개시하게 된다.
상기 전사유니트(30)는 감광매체(10)에 밀착되어 일정한 속도로 회전되면서 그 감광매체(10)에 형성된 토너 화상을 전사 받아 용지(P)에 인쇄시키는 전사롤러(22)와, 전사롤러(22)에 밀착되어 회전되면서 상기 토너 화상을 용지(P)에 정착시키기 위해 용지(P)를 전사롤러(22) 측으로 압착시키는 정착롤러(24)를 구비한다. 여기서, 상기 정착롤러(24)는 전사롤러(22)에 대해, 전사롤러(22)는 감광매체(10)에 대해 각각 소정 간격 이격 가능하게 배치된다. 상기와 같은 전사롤러(22) 및 정착롤러(24) 상호간의 이격 구조는 본 출원인이 1998년 8월 7일 국내 특허출원 제98-32137호(인쇄기의 전사유니트)에 의해 가능하다. 따라서, 상기 이격구조에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 급지유니트(40)에는 급지경로(42)가 마련되고, 이 급지경로(42)의 일측에는 한 쌍의 레지스트레이션 롤러(44)가 설치된다. 상기 레지스트레이션 롤러(44)는 상호 맞물리는 부위에 레지스트레이션 닙(Nr)이 형성되고, 전사롤러(22)와 정착롤러(24) 사이에 형성된 전사닙(Nt)으로 용지(P)를 정렬시켜 공급하기 위한 것이다. 또한, 급지유니트(40)는 레지스트레이션 롤러(44) 일측에 급지경로(42)를 통해 공급되는 용지(P)가 레지스트레이션 닙(Nr)으로 도착되거나 벗어나는지를 감지하기 위한 용지감지센서(46)를 구비한다. 상기 용지감지센서(46)는 레지스트레이션 롤러(44)에 용지(P)의 선단부가 도착하여 정렬되는 도착시점을 파악하여 용지(P)의 잼 검지에 사용되고, 정렬된 용지(P)가 전사롤러(22)로 전사된 토너 화상이 전사닙(Nt)에 도달되는 위치와 공급되는 용지가 전사닙에서 일치하도록 하는 역할을 한다. 따라서, 전사닙(Nt)과 레지스트레이션 롤러(44)의 거리가 정해져 있고 레지스트레이션 롤러(44)의 회전속도를 알고 있으므로 정착롤러(24)의 승하강 제어 타이밍을 용지(P)의 선단부에 맞추어 제어할 수 있다.
상기 용지감지센서(46)는 레지스트레이션 롤러(44)에 용지(P)의리딩에지(El)가 통과하는 순간을 포착하여 그 시점으로부터 용지(P)가 전사닙(Nt)으로 인입되는 시점 및 이로부터 배출되는 시점을 예측하는데 이용되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 용지감지센서(46)는 정착롤러(24)의 승하강 제어 타이밍을 용지(P)의 리딩에지(El) 및 트레일링 에지(Et) 통과 시점을 전사닙(Nt)에 정확히 일치시키기 위한 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 간접전사방식 화상형성장치의 감광매체의 밴딩 저감방법을 개략적으로 도시한 플로우챠트이고, 도 4a 내지 도 4c는 상기 밴딩 저감방법을 설명하기 위한 전사유니트 부위의 상세 구성도이다. 도 2에서 설명된 참조부호와 동일한 구성요소는 동일한 기능을 가진 동일부재이다.
도 3 내지 도 4c를 참조하여 상기 구성을 가진 인쇄기의 감광매체 밴딩 저감방법을 상세히 설명한다.
먼저, 단계 S110 및 도 4a에서 일정한 속도로 회전되는 레지스트레이션 롤러(44)에 의해 용지(P)의 리딩에지(El)가 전사닙(Nt)으로 인입될 시점 또는 전사닙(Nt)에 도달되기 전에 정착롤러(24)를 전사롤러(22)로부터 정상 상태에서 전사닙(Nt)이 가지는 간격보다 약간 넓게 이격시키기 위해 정착롤러(24)를 상승시킨다. 상기 레지스트레이션 롤러(44)의 구동은 콘트롤러에서 타이밍 제어에 의해 이루어 지고, 공급된 용지가 전사닙(Nt)에 인입되기 전에 정착롤러(24)는 전사롤러(22)로부터 가압력을 줄이기 위해 캠구동모터(미도시)를 가압 해제 방향으로 구동하여 가압력을 약간 해제하게 된다. 상기 정착롤러의 이격구조는 본 발명에 따른 가압 해제 구조를 설명하기 위해 전사롤러(22)와 정착롤러(24)가 분리되어 있으나 실제로는 두 개의 롤러가 탄성을 가지고 있기 때문에 약간의 가압력이 해제된 상태에서 실질적으로는 두 개의 롤러는 붙어 있다. 여기서, 상기 정상 상태의 전사닙(Nt)의 간격은 전사롤러(22)와 정착롤러(24) 사이의 가압력을 약 70kgf로 유지시키기 위한 간격을 말한다.
상기와 같은 정착롤러(24)의 상승에 의해 용지(P)의 리딩에지(El)에 의한 감광매체(10)의 주행 속도 변화를 최소화시킬 수 있다. 이는 용지(P)의 전사닙(Nt)에 인입할 때 발생하는 충격을 최소화시키기 위한 것이다.
이어서, 단계 S120 및 도 4b에서, 용지(P)의 리딩에지(El)가 전사닙(Nt)을 통과한 후 정착롤러(24)를 하강시켜 정상 상태의 전사닙(Nt)의 간격으로 유지시킨다. 즉, 정착롤러(24)는 상기 캠구동모터의 가압 방향으로 회전되면서 다시 정상적인 가압 상태를 유지하게 되고 전사롤러(22)에 전사된 화상은 용지에 다시 전사되어 정착롤러(24)에 의해 용지(P)에 정착되며 정상적인 화상 형성 동작을 수행하게 된다.
다음, 단계 S130 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 용지(P)의 트레일링 에지(Et)가 전사닙(Nt)을 빠져나가기 전에 정착롤러(24)를 다시 상승시켜 전사롤러(22)와 정착롤러(24)를 소정 간격 이격 시킨다. 즉, 공급된 용지(P)의 사이즈와 구동시간을 체크하여 용지(P)의 후단부가 전사닙(Nt)을 통과하기 바로 직전에 다시 가압력을 해제하여 소정 간격을 이격 시킨다. 이러한 이격 거리는 상기 리딩에지(El)가 전사닙(Nt)을 통과할 때의 이격거리와 동일한 값을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 가압력의 해제 정도는 용지(P)의 두께에 따라 각각 다를 수 있으며, 일반적으로 통상의 화상 형성 장치에 사용되는 용지의 두께는 일정한 값으로 규제되어 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화상형성장치에 이용되는 용지의 허용 두께는 80㎛-230㎛ 정도이며, 용지 두께에 따라 가압/해제 정도를 단계적으로 허용할 수도 있다. 또한, 용지 두께가 얇은 용지에 대해서는 본 실시예에 따른 방법을 따르지 않고 일정 두께 이상의 용지가 사용될 경우에만 본 실시예에 따른 방법을 적용한다.
상기 구성을 가진 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 간접전사방식 화상형성장치의 감광매체의 밴딩 저감방법을 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명한다.
도 5a는 도 1의 종래 기술에 따른 화상의 밴딩 현상을 도시한 그래프이다. 즉, 용지의 인입/인출 시의 화상의 밴딩을 나타낸 것으로서, 용지의 인입시와 용지 배출시 나타나는 감광벨트의 속도 변동을 동시에 나타내고 있다. 이러한 화상의 밴딩은 연속 급지시 주기적인 변화를 나타낸다.
도 5b는 본 실시예의 화상 밴딩 저감 방법에 따른 그래프로서, 용지의 인입 및 인출시 감광매체의 속도 변동이 현저하게 줄어드는 것을 알 수 있었다. 즉, 본 실시예에 따른 밴딩 저감방법에 의하면 전사닙에 용지가 물려 들어가거나 그로부터용지가 나올 때 발생하던 용지의 속도 변화는 종래기술에 비해 현저하게 줄어드는 것을 알 수 있다.
본 발명에 채용된 전사유니트 이외에도 화상형성장치에는 다양한 가압수단들이 있으나, 이러한 장치들은 화상형성 동작의 시작과 동시에 가압되어 연속 프린팅이 끝나는 시점에서 가압력을 해제하게 됨으로써 가압력의 변동에 따른 화상의 밴딩에는 영향을 주지 않는다. 따라서, 일정한 시간 간격으로 공급되어 전사닙을 통과하는 용지의 두께에 의해서만 이러한 화상의 밴딩 현상이 발생하게 된다. 그러므로, 상기 방법에 따른 화상형성장치의 제어방법을 사용하게 되면 고정도의 화상을 얻을 수 있다.
한편, 화상형성이 연속적으로 진행되는 도중에 감광매체와 인접한 전사롤러의 전사 동작시 용지가 교체되는 방식에 있어서 상기 제어방법은 모든 화상형성장치에 적용될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 간접전사방식 화상형성장치의 감광매체의 밴딩 저감방법은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 전사롤러와 정착롤러 사이에 형성된 전사닙으로 용지가 인입 배출될 경우 전사닙의 가압력을 조정하기 때문에 용지의 자체 두께로 인해 감광매체에 압착되어 있는 전사롤러로 충격이 전달되는 것을 최소화 시킨다. 따라서, 감광매체의 부주사 방향의 속도 변동을 최소화시킴으로써 감광매체의 속도의 정속성을 유지시켜 고해상도의 화상 품질을 구현할 수 있다.
둘째, 상기 방법은 정착롤러의 승하강 제어 동작을 하는 전사 및 정착롤러의 가압구동 캠을 그대로 이용함으로써 가압/해제 동작을 추가적인 부품을 도입함이 없이 기존의 구성요소들을 단지 이용하는 점에서 편리하다.

Claims (1)

  1. 전사롤러와 정착롤러 사이에 형성된 전사닙을 통과하는 용지의 리딩에지 및 트레일링 에지로부터 발생된 감광매체의 속도 변동에 의한 밴딩(banding)을 방지하기 위한 간접전사방식 화상형성장치의 감광매체의 밴딩 저감방법에 있어서:
    (a) 상기 리딩에지가 상기 전사닙에 도달하기 전에 상기 전사롤러와 상기 정착롤러를 소정 간격 이격시키는 단계;
    (b) 상기 리딩에지가 상기 전사닙에 진입된 후 상기 정착롤러와 상기 전사롤러를 접근시켜 정상 상태의 전사닙 간격을 유지시키는 단계; 및
    (c) 상기 트레일링 에지가 전사닙을 빠져나가기 전에 상기 전사롤러와 상기 정착롤러를 소정 간격 다시 이격시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 간접전사방식 화상형성장치의 감광매체의 밴딩 저감방법.
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