KR100403593B1 - 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 측정 및제어방법 - Google Patents

습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 측정 및제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 측정 및 제어방법에 관하여 개시한다. 개시된 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 측정방법은, 회전되는 감광벨트에 형성한 정전잠상에 토너와 액상 캐리어로 이루어진 현상액을 현상하고, 그 현상된 이미지를 전사롤러 및 인쇄매체에 전사시키는 습식 전자방식 인쇄기에 있어서, (가) 레퍼런스 패치(reference patch)를 감광벨트 상에 현상하는 단계; (나) 상기 레퍼런스 패치의 액상 캐리어를 건조시키는 단계; (다) 상기 건조된 레퍼런스 패치의 컬러 토너농도를 측정하는 단계;를 구비한다. 이에 따르면, 습식 전자사진방식 인쇄기에서도 감광 벨트 상에 현상된 이미지의 컬러 토너 농도를 재현성있게 측정이 가능해지므로 현상 이미지의 출력 조정을 용이하게 할 수 있는 이점이 있다.

Description

습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 측정 및 제어방법{Measuring and controlling method of toner color density for liquid electrophotographic printer}
본 발명은 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 측정 및 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 습식 전자사진방식의 인쇄기의 감광매체에 현상된 이미지의 컬러 토너농도를 측정하는 방법과 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 습식 전자사진방식 인쇄기는 레이저 프린터나 복사기 등에 적용되는 것으로, 소정의 색상을 가지는 고체상의 토너와 용매역할을 하는 액상의 캐리어가 혼합된 현상액을 감광벨트와 같은 감광매체에 형성된 정전잠상 영역에 부착시켜 원하는 화상을 얻은 후에 인쇄용지에 전사하는 프린팅 기기이다.
도 1은 일반적인 습식 인쇄기의 개략 설명도면이다.
도면을 참조하면, 현상액을 사용하는 인쇄기는 복수의 롤러(11)(12)(13), 감광벨트(14), 리셋장치(15,16), 광주사장치들(17), 현상기들(30), 건조장치(18), 전사장치(20)를 구비한다.
리셋장치는 광을 감광벨트(14)에 조사하여 정전잠상을 제거하는 제전기(15)와, 감광벨트(14)에 소정레벨의 전위를 대전시키기 위한 대전기(16)를 구비한다.
4개의 광주사장치(17)는 각각 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K) 색상정보를 주사하고, 4개의 현상기(30)는 각각 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K) 색상의 현상액을 감광벨트(14)에 공급한다.
현상기(30)는 감광벨트(14)에 현상액을 공급하는 현상액 공급용기(32)와, 감광벨트(14)로부터 낙하되는 현상액를 회수하는 현상조(31)를 구비하고 있다. 현상조(31)내에는 현상롤러(36)와, 현상롤러(36)에 묻어있는 현상액을 제거하기 위한 클리닝롤러(37)와, 감광벨트(14)상에 공급된 현상액중 화상형성에 관여하지 않는 액상의 캐리어요소를 분리하기 위한 스퀴즈롤러(34) 및 스퀴즈롤러(34)의 외주면을 따라 흘러내리는 액상의 캐리어요소를 현상조(31)내로 회수하기 위한 플레이트(35)가 마련되어 있다.
현상액 공급용기(32)는 현상조(31)내에 저수된 현상액 및 현상액 공급부(38)로부터 용매인 액상의 캐리어와, 전하를 띈 현상물질인 토너 또는 고농축의 현상액을 각각 공급받을 수 있도록 되어 있다. 현상액 공급용기(32)내에 저수된 현상액은 펌프(P)의 구동에 의해 현상롤러(36)와 감광벨트(14) 사이에 공급된다.
이와 같은 습식 인쇄기의 인쇄과정을 살펴보면 먼저, 리셋장치(15,16)를 거쳐 순환하는 감광벨트(14)의 소정영역에 대해 광주사장치(17)가 광을 주사한다. 주사된 광에 의해 감광벨트(14)에는 정전잠상이 형성되고, 이 정전잠상은 현상기(30)의 현상액 공급용기(32)로부터 공급된 현상액중 전하를 띈 토너에 의해 현상된다. 상호 다른 색상정보의 광을 주사하고, 그에 대응하는 색상의 현상액으로 현상하는 광주사장치(16)들과 현상기(30)들에 의해 감광벨트(14)상에는 컬러화상이 형성된다. 현상과정중에 현상기(30)로부터 감광벨트(14)에 공급됐던 현상액중 화상형성에 관여하지 않는 액상의 캐리어요소는 대부분 현상조(31) 내로 회수된다. 감광벨트(14)상에 현상물질인 토너로 형성된 컬러 화상은 감광벨트(14)의 계속적인 이동에 의해, 감광벨트(14)상에 잔류하는 액상의 캐리어요소를 흡착 증발시키는 건조장치(18)를 거쳐, 상기 감광벨트(14)와 그 일부가 맞물려 회전되는 전사롤러(21)에 1차 전사된다. 계속해서, 인입된 용지(23)를 사이에 두고 상호 맞물림 회전에 의해 용지(23)를 전진시키는 전사롤러(21) 및 정착롤러(22)의 회전에 의해 전사롤러(21)상의 화상이 용지(23)로 2차 전사된다.
한편, 감광체에 현상되는 컬러 이미지의 농도 측정을 위해 종래의 건식 전자사진방식 인쇄기에서는 전사롤러로 전사되기 전의 감광체 상의 토너의 농도를 컬러토너농도 센서로 직접 측정하여 기준 값과 비교한 후 그 차이가 소정 크기 이상 발생하는 경우에는 현상 바이어스 전압을 조절하여 컬러 이미지 농도를 제어하는 방법이 사용되고 있었다.
그러나 상기 방법을 캐리어로서 액상의 노파를 사용하는 습식 인쇄기에 적용시, 액상의 캐리어가 건조장치를 지나서도 건조율이 낮아서 광센서를 감광벨트 상의 이미지에 조사하여도 그로부터 반사되는 광의 세기가 액상의 캐리어에 의해 왜곡되므로 감광벨트 상의 이미지의 토너 농도를 측정하는 데 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해서 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 습식 전자사진방식 인쇄기에서 컬러 토너 농도 센서를 사용하여 감광벨트 상의 현상 이미지의 컬러농도를 재현성있게 측정하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 측정방법으로 측정하여 현상 이미지를 제어하는 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 일반적인 습식 컬러 인쇄기의 개략 설명도면,
도 2는 본 발명에 따른 컬러 토너농도 센서를 구비한 습식 전자사진방식 인쇄기의 개략 설명도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 측정 및 제어방법의 흐름도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 습식 전자사진방식 인쇄기의 현상량 제어시스템의 개략 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
14: 감광벨트 15: 제전기
16: 대전기 17: 광주사유니트
18: 건조장치 20: 전사장치
21: 전사롤러 22: 정착롤러
23: 용지 30: 현상기
31: 현상조 32: 현상액 공급용기
34: 스퀴즈롤러 35: 플레이트
36: 현상롤러 37: 클리닝롤러
100: 컬러농도센서 102: 발광부
104: 수광부 110: 클리닝 유니트
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 인쇄 농도 측정방법은, 회전되는 감광벨트에 형성한 정전잠상에 토너와 액상 캐리어로 이루어진 현상액을 현상하고, 그 현상된 이미지를 전사롤러 및 인쇄매체에 전사시키는 습식 전자방식 인쇄기의 컬러 토너농도 측정방법에 있어서,
(가) 레퍼런스 패치(reference patch)를 감광벨트 상에 현상하는 단계;
(나) 상기 레퍼런스 패치의 액상 캐리어를 건조시키는 단계;
(다) 상기 건조된 레퍼런스 패치의 컬러 토너농도를 측정하는 단계;를 구비한다.
상기 (나) 단계는 상기 감광벨트를 소정의 회전수만큼 공회전시키는 단계;를 포함하며, 상기 회전수는 상기 감광벨트의 액상 캐리어의 건조도가 90% 이상인 수준에 도달할 때의 회전수인 것이 바람직하다.
상기 (나) 단계는 상기 감광벨트의 이미지에 접촉되는 전사롤러 및 클리닝 수단을 상기 감광벨트로부터 격리시키는 단계;를 더 포함하며, 상기 클리닝 수단은, 스퀴즈 롤러들과 클리닝 유니트인 것이 바람직하다.
상기 (다) 단계의 상기 컬러 토너농도 측정은 컬러 토너농도 센서를 사용하는 것이 바람직하다.
상기의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 제어방법은, 회전되는 감광벨트에 형성된 정전잠상에 토너와 액상 캐리어로 형성된 현상액을 현상하고, 그 현상된 이미지를 전사롤러 및 인쇄매체에 전사시키는 습식 전자방식 인쇄기의 컬러 토너농도 제어방법에 있어서,
(가) 레퍼런스 패치(reference patch)를 감광벨트 상에 현상하는 단계;
(나) 상기 레퍼런스 패치의 액상 노파를 건조시키는 단계;
(다) 상기 건조된 레퍼런스 패치의 컬러 토너농도를 측정하는 단계;
(라) 상기 측정된 컬러 토너농도를 룩업테이블에 저장된 값과 비교하여 현상 이미지의 컬러 토너농도의 보정 필요성을 판단하는 단계;
(마) 상기 (라)단계로부터 보정이 필요한 것으로 판단되는 경우, 상기 룩업테이블로부터의 상기 현상농도를 제어하는 수단의 보정을 출력하고 상기 (가)~(마)단계를 반복하는 단계;
(바) 상기 (라)단계로부터 보정이 필요없는 것으로 판단되는 경우, 인쇄준비완료 상태가 되는 단계;를 구비한다.
상기 (마) 단계의 상기 현상농도 제어수단은 현상 바이어스 전압, 대전기의 그리드 전압 및 노광 에너지를 변경하는 것이 바람직하다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 인쇄 농도 측정방법에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 컬러농도 센서를 구비한 습식 전자사진방식 인쇄기의 개략 설명도면이며, 종래의 발명과 동일한 구조는 동일한 참조번호를 사용하고 상세한 설명을 생략한다.
도면을 참조하면, 인쇄경로방향에서 건조장치(18)의 후단의 감광벨트(14) 상의 이미지(I)에 광을 방출하는 발광부(102)와, 그 광이 이미지(I)로부터 반사되는 광을 수광하는 수광부(104)로 구비되는 컬러 토너농도 센서(100)가 설치되어 있다. 상기 컬러 토너농도 센서(100)는 도 2에서는 하나의 센서로 도시되어 있지만, 각 컬러별 토너농도를 측정하기 위해서 4개의 컬러 토너농도 센서(100)로 구성된다.
또한, 전사롤러(21)와 리세트 장치(15,16) 사이에는 전사롤러(21)에 전사되고 남은 현상 이미지를 접촉에 의해 클리닝하는 클리닝 유니트(110)가 설치되어 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 인쇄 농도 측정 및 제어방법의 흐름도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 습식 전자사진방식 인쇄기의 현상량 제어시스템의 개략 구성도이다.
도 2 및 도 4를 참조하여 설명하면, 콘트롤 보드(미도시) 상의 컬러인쇄농도 보정모드를 누르면, 감광벨트(14) 상의 컬러 이미지의 농도를 측정하여 기준값으로부터 벗어난 정도에 맞게 보정하는 모드가 진행된다(S1).
이 보정모드는 인쇄기 구동보턴이 눌려지면 초기 자동모드로 시작되게 프로그램될 수도 있으며, 인쇄중 전사되는 이미지가 불량하다고 느낄 때 수동으로 보정모드를 눌러서 시작할 수도 있다.
보정모드에서는 먼저, 미리 정해진 이미지가 감광벨트 상에 현상된다(S2). 이 현상된 이미지(I)는 레퍼런스 패치(reference patch)로서 옐로우(Y),마젠타(M), 시안(C), 블랙(K) 색상별, 톤(tone)별로 측정이 가능하게 정해진 이미지(I)이다. 이러한 레퍼런스 패치(I)가 감광벨트 상에 현상되는 과정은 다음과 같다.
먼저, 리셋장치(15,16)를 거쳐 순환하는 감광벨트(14)의 소정영역에 대해 광주사장치(17)가 광을 주사한다. 주사된 광에 의해 감광벨트(14) 상에는 정전잠상이 형성되고, 이 정전잠상은 현상기(30)의 현상액 공급용기(32)로부터 공급된 현상액중 전하를 띈 토너에 의해 현상된다. 상호 다른 색상정보의 광을 주사하고, 그에 대응하는 색상의 현상액으로 현상하는 광주사장치(16)들과 현상기(30)들에 의해 감광벨트(14)상에는 레퍼런스 패치인 컬러화상이 형성된다. 현상과정 중에 현상기(30)로부터 감광벨트(14)에 공급됐던 현상액중 화상형성에 관여하지 않는 액상의 캐리어요소는 대부분 현상조(31) 내로 회수된다. 감광벨트(14)상에 현상물질인 토너로 형성된 컬러 화상은 감광벨트(14)의 계속적인 이동에 의해, 감광벨트(14)상에 잔류하는 액상의 캐리어요소를 흡착 증발시키는 건조장치(18)를 거쳐서 액상의 캐리어가 어느 정도 건조된다.
이 때 감광벨트(14) 상에 현상된 이미지가 전사롤러(21)로 전사되는 것을 방지하도록 전사롤러(21)를 감광벨트(14)로부터 이격시키며, 클리닝 유니트(110)도 감광벨트(14)와 닿지 않게 이격시킨다. 또한, 스퀴즈 롤러들(34)도 이격시킨다(S3).
액상의 노파의 건조도는 수학식 1로 표현된다.
여기서, Wmea는 노파의 잔존 중량, Wi는 처음 현상시의 노파의 중량을 가리킨다.
건조장치를 지난 후의 레퍼런스 패치의 건조도는 40~70% 정도(수치 확인요)이다. 이 정도의 건조도를 가지는 이미지에 컬러 토너농도 센서로 이미지 농도를 측정하면 노파에 의해 재현성있는 컬러 토너농도를 얻을 수 없으므로, 건식 인쇄기와 같은 방법으로 컬러 현상농도 및 인쇄매체 상에 전사되는 인쇄 농도의 제어가 어렵다.
따라서 재현성있는 컬러 토너농도를 얻기위해서 현상 이미지에서의 건조도를 향상시켜야 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 건조를 위해서 감광벨트(14)를 공회전 시켜서 노파의 건조도를 향상시켰다. 일반적으로 노파의 건조도가 90% 이상이 되면 재현성있는 컬러 토너농도를 얻을 수 있으며, 이를 위해서는 감광벨트(14)를 1~5회(수치 확인요) 공회전함으로써 얻어진다(S4).
이어서 레퍼런스 패치(I)의 컬러 토너농도를 측정하기 위해서 컬러 토너농도 센서(100)의 발광부(102)로 광을 레퍼런스 패치(I)에 조사한 후, 그 레퍼런스 패치(I)로부터 반사되는 광을 수광부(104)로 집속한다(S5).
집속된 광은 컴퓨터(미도시)로 입력되어서 미리 계산되어 저장된 룩업테이블(LUT)의 데이터와 비교하여 현상 이미지의 보정 필요성을 판단한다(S6).
현상 이미지의 보정이 필요한 경우는 상기의 과정을 반복하되 감광벨트(14) 상의 현상된 이미지의 클리닝을 위해서 전사벨트(21)와 클리닝 유니트(110)를 정상위치로 복원시킨다(S9,S10).
현상 이미지의 보정을 위해서는 현상 바이어스 전압, 대전기(16)의 그리드 전압 및 노광 에너지를 변경하며 이는 미리 정해진 룩업테이블(LUT)을 참조하여 조절한다(S11).
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 컬러 토너농도 센서(100)로부터의 토너농도 데이터가 엔진 콘트롤러(130)에 입력되며, 그 토너농도는 룩업테이블(LUT)의 기준치와 비교되어서 그 편차가 소정이상인 경우, 고전압공급원(HVPS)을 통해 현상 바이어스 전압(V1)과 대전기(16)의 그리드 전압(V2)를 조정하는 출력을 발생하며, 디지털/어낼로그 변환기(DAC)를 통해서 광주사장치(17)의 에너지를 변경하는 전류(I3)를 출력한다.
상기 현상 이미지의 컬러 토너농도가 소정 범위내에 있어 보정이 필요 없는 경우에는 상기 이격된 전사롤러(21), 클리닝 유니트(110) 및 스퀴지 롤러(34)를 정상위치로 복원시켜서(S7) 인쇄준비완료 상태로 변환시키며(S8), 이에 따라서 인쇄기는 후속되는 인쇄작업명령을 기다린다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 인쇄 농도 측정방법에 따르면, 습식 전자사진방식 인쇄기에서도 감광 벨트 상에 현상된 이미지의 컬러 토너 농도를 재현성있게 측정이 가능해지므로 현상 이미지의출력 조정을 용이하게 할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 도면을 참조하여 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 회전되는 감광벨트에 형성한 정전잠상에 토너와 액상 캐리어로 이루어진 현상액을 현상하고, 그 현상된 이미지를 전사롤러 및 인쇄매체에 전사시키는 습식 전자방식 인쇄기의 컬러 토너농도 측정방법에 있어서,
    (가) 레퍼런스 패치(reference patch)를 감광벨트 상에 현상하는 단계;
    (나) 상기 레퍼런스 패치의 액상 캐리어를 건조시키는 단계;
    (다) 상기 건조된 레퍼런스 패치의 컬러 토너농도를 측정하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 측정방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (나) 단계는 상기 감광벨트를 소정의 회전수만큼 공회전시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 측정방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 회전수는 상기 감광벨트의 액상 캐리어의 건조도가 90% 이상인 수준에 도달할 때의 회전수인 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 측정방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 (나) 단계는 상기 감광벨트의 이미지에 접촉되는 전사롤러 및 클리닝 수단을 상기 감광벨트로부터 격리시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 측정방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 클리닝 수단은, 스퀴즈 롤러들과 클리닝 유니트인 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 측정방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 (다) 단계의 상기 컬러 토너농도 측정은 컬러 토너농도 센서를 사용하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 측정방법.
  7. 회전되는 감광벨트에 형성된 정전잠상에 토너와 액상 캐리어로 형성된 현상액을 현상하고, 그 현상된 이미지를 전사롤러 및 인쇄매체에 전사시키는 습식 전자방식 인쇄기의 컬러 토너농도 제어방법에 있어서,
    (가) 레퍼런스 패치(reference patch)를 감광벨트 상에 현상하는 단계;
    (나) 상기 레퍼런스 패치의 액상 노파를 건조시키는 단계;
    (다) 상기 건조된 레퍼런스 패치의 컬러 토너농도를 측정하는 단계;
    (라) 상기 측정된 컬러 토너농도를 룩업테이블에 저장된 값과 비교하여 현상 이미지의 컬러 토너농도의 보정 필요성을 판단하는 단계;
    (마) 상기 (라)단계로부터 보정이 필요한 것으로 판단되는 경우, 상기 룩업테이블로부터의 상기 현상농도를 제어하는 수단의 보정을 출력하고 상기 (가)~(마)단계를 반복하는 단계;
    (바) 상기 (라)단계로부터 보정이 필요없는 것으로 판단되는 경우, 인쇄준비완료 상태가 되는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 제어방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 (나) 단계는 상기 감광벨트를 소정의 회전수만큼 공회전시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 제어방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 회전수는 상기 감광벨트의 액상 캐리어의 건조도가 90% 이상인 수준에도달할 때의 회전수인 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 제어방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 (나) 단계는 상기 감광벨트의 이미지에 접촉되는 전사롤러 및 클리닝 수단을 상기 감광벨트로부터 격리시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 제어방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 클리닝 수단은, 스퀴즈 롤러들과 클리닝 유니트인 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 제어방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 (다) 단계의 상기 컬러 토너농도 측정은 컬러 토너농도 센서를 사용하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 제어방법.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 (마) 단계의 상기 현상농도 제어수단은 현상 바이어스 전압, 대전기의 그리드 전압 및 노광 에너지를 변경하는 것을 특징으로 하는 습식 전자사진방식 인쇄기의 컬러 토너농도 제어방법.
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