KR100433541B1 - 전자사진 프로세서의 고압 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

전자사진 프로세서의 고압 제어장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

롤러의 저항값의 변화를 검출하여 롤러의 저항값의 변동에 무관하게 항상 일정한 전류를 공급하는 전자사진 프로세서의 고압 제어장치가 개시된다. 상기 전자사진 프로세서의 고압 제어장치는 롤러로 고전압을 출력하는 고압출력부; 상기 롤러의 전압/전류를 검출하는 감지부; 및 상기 감지부의 출력신호에 응답하여 변화하는 상기 롤러의 저항값에 상응하는 고전압을 출력하도록 상기 고압출력부를 제어하는 제어신호를 출력하는 마이크로 프로세서를 구비하며, 상기 고압출력부는 상기 제어신호에 응답하여 상기 롤러로 일정한 전류를 출력한다.

Description

전자사진 프로세서의 고압 제어장치 및 그 방법{Apparatus and method for controlling high voltage of electro-photograph process}
본 발명은 전자사진 프로세서의 고압 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 롤러 저항값의 변화에 무관하게 일정한 전류를 공급하는 고압 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전자사진(electro-photograph)현상방식을 이용하는 화상형성장치 (예컨대 복사기, 프린터 등)의 프로세스는 대전-노광-현상-전사-정착과정이 순차적으로 이루어진다. 화상형성장치의 프로세스 중 대전, 현상, 및 전사과정은 수백 내지 수 천 볼트의 고압을 롤러에 인가하는 프로세스로, 롤러에 인가되는 고압의 변동 및 롤러의 저항값의 변동은 화상품질을 좌우한다.
대전전압이 균일하지 않은 경우 OPC드럼에 형성되는 표면전위가 불안정한 상태로 되어 인쇄화상의 농도가 저하되며 인쇄화상에 오염이 생긴다. 현상과정은 노광에 의하여 OPC 드럼에 형성된 정전잠상에 토너를 이송시켜 가시화상을 생성하는 과정으로 인쇄화상의 농도 및 토너의 소모를 좌우한다. 전사과정은 OPC 드럼에 형성된 가시광선을 인쇄용지위로 이송하는 과정이다. 상기의 프로세스를 순차적으로 진행하여야 인쇄화상이 형성된다.
상기 프로세스의 각 과정에서 사용되는 롤러의 저항값은 롤러의 마모 및 주변의 온도, 습도에 대응하여 변동한다. 따라서 변화하는 롤러의 저항값에 무관하게 롤러로 고압을 인가하므로 인쇄화상의 농도가 균일하지 못한 문제점이 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 롤러의 저항값의 변화를 검출하여 롤러의 저항값의 변동에 무관하게 항상 일정한 전류를 공급하는 고압 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 고압제어 장치의 블락도를 나타낸다.
도 2는 대전, 현상 및 전사의 프로세스를 나타내는 타이밍 시스퀀스를 나타낸다.
도 3은 전자사진 프로세서의 대전전압을 제어하는 알고리즘이다.
도 4는 전자사진 프로세서의 전사전압을 제어하는 알고리즘이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 전자사진 프로세서의 고압 제어장치는 롤러로 고전압을 출력하는 고압출력부; 상기 롤러의 전압/전류를 검출하는 감지부; 및 상기 감지부의 출력신호에 응답하여 변화하는 상기 롤러의 저항값에 상응하는고전압을 출력하도록 상기 고압출력부를 제어하는 제어신호를 출력하는 마이크로 프로세서를 구비하며, 상기 고압출력부는 상기 제어신호에 응답하여 상기 롤러로 일정한 전류를 출력한다.
상기 감지부는 기준신호와 상기 전압/전류를 비교하여 그 비교결과를 상기 마이크로 프로세서로 출력한다.
상기 마이크로 프로세서는 상기 감지부의 출력신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환회로; 상기 아날로그-디지털 변환회로의 출력신호와 소정의 기준 테이블의 데이터를 비교하여 상기 롤러의 저항값을 검출하는 비교부; 및 상기 비교부의 출력신호에 응답하여 검출된 저항값에 상응하는 상기 고전압을 출력하도록 상기 고압출력부를 제어하는 상기 제어신호를 출력하는 제어부를 구비한다.
상기 마이크로 프로세서는 상기 아날로그-디지털 변환회로의 출력신호에 대응하는 데이터가 상기 소정의 기준테이블의 데이터와 일치하지 않는 경우 오류 메시지를 출력하는 오류 검출부를 더 구비한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 전자사진 프로세서의 고압 제어방법은 고전압을 출력하여 롤러의 저항값을 검출하는 단계; 및 변화하는 상기 롤러의 저항값에 상응하여 상기 롤러에 항상 일정한 전류가 흐르도록 상기 고전압을 실시간으로 제어하는 단계를 구비한다.
또한, 전자사진 프로세서의 고압 제어방법은 인쇄를 하는 동안 변화하는 롤러의 저항값을 실시간으로 측정하는 단계; 및 실시간으로 측정된 상기 롤러의 저항값에 상응하는 고전압을 상기 롤러로 공급하여 상기 롤러로 항상 일정한 전류가 흐르도록 제어하는 단계를 구비한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 고압제어 장치의 블록도를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 고압제어 장치(100)는 마이크로 프로세서(10) 및 고압출력부(50), 대전/전사롤러(60) 및 감지부(70)를 구비하며, 마이크로 프로세서(10)는 PWM제어부(20), 비교부(30) 및 아날로그-디지털 변환부(40)를 구비한다. 도 1의 대전/전사롤러(60)는 대전/전사롤러에 한정되는 것이 아니고, 전자사진 현상방식을 이용하는 모든 화상형성장치의 롤러를 의미한다. 화상형성장치는 복사기, 프린터 등을 의미한다.
고압출력부(50)가 PWM 제어부(20)의 출력신호에 응답하여 소정의 고압(high voltage)을 대전/전사롤러(60)로 인가하면, 감지부(70)는 대전/전사롤러(60)의 전압/전류를 감지하여 그 감지결과를 아날로그-디지털 변환부(40)로 출력한다. 아날로그-디지털 변환부(40)는 감지부(70)의 출력신호를 디지털 신호로 변환하여 비교부(30)로 출력한다.
비교부(30)는 소정의 메모리장치에 기준 테이블을 저장하며 상기 기준 테이블은 대전/전사롤러(60)의 각각의 저항값에 상응하는 각각의 전압값을 갖는 데이터테이블이다. 비교부(30)는 아날로그-디지털 변환부(40)의 출력신호와 기준 테이블을 비교하여 그 비교결과를 PWM 제어부(20)로 출력한다. 또한, 마이크로 프로세서(10)는 아날로그-디지털 변환부(40)의 출력신호와 기준 테이블의 데이터가 일치하지 않는 경우, 오류메시지를 발생하는 소정의 장치(예컨대 오류 검출부; 미 도시)를 구비할 수 있다.
PWM 제어부(20)가 비교부(30)의 출력신호에 응답하여 소정의 듀티(duty)를 갖는 PWM 신호(pulse width modulation signal)를 고압출력부(50)로 출력하면, 고압출력부(50)는 PWM 제어부(20)의 출력신호에 응답하여 대전/전사롤러(60)의 현재의 저항값에 상응하는 고압을 대전/전사롤러(60)로 출력한다.
즉, 감지부(70)가 대전/전사롤러(60)의 전압/전류를 감지하면, 마이크로 프로세서(10)는 감지부(50)의 출력신호에 응답하여 대전/전사롤러(60)의 현재의 저항값을 인식하고 현재의 저항값에 상응하는 고압을 출력하도록 고압출력부(50)를 제어한다. 따라서 고압출력부(50)는 인쇄구간에서 가변하는 대전/전사롤러(60)의 저항값에 상응하는 고압을 실시간으로 출력할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 고압제어장치(100)는 인쇄 시 대전/전사롤러(60)의 저항값을 실시간으로 검출하여 대전/전사롤러(60)로 일정한 전류를 공급함으로써 최적의 화상품질을 구현할 수 있으며, 고압출력부(50)의 출력전압을 항상 검출하여 고압출력부(50)에 이상이 발생된 경우 오류 메시지를 발생시킨다.
도 2는 대전, 현상 및 전사의 프로세스를 나타내는 타이밍 시스퀀스를 나타낸다. 도 2의 타이밍 시스퀀스는 각 대전, 현상 및 전사의 프로세스를 나타낸다.
도 3은 전자사진 프로세서의 대전전압을 제어하는 알고리즘이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 인쇄명령이 수행되고(310단계), 픽업롤러가 인쇄용지를 이송한 후 소정의 시간(T1)이 경과되면, 고압출력부(50)는 PWM 제어부(20)의 출력신호에 응답하여 a 구간동안 대전기준전압을 대전롤러(60)로 출력한다(320단계).
감지부(70)는 대전롤러(60)의 전압/전류를 기준전압(VREF)과 비교하여 그 비교결과를 아날로그-디지털 변환부(40)로 출력하며, 비교부(30)는 아날로그-디지털 변환부(40)의 출력신호와 기준 테이블을 비교하여 비교부(30)에서 비교한 비교값이 정상인지를 판단한다(340단계). 340단계의 판단결과가 정상이 아니면, 마이크로 프로세서(10)는 오류 메시지를 발생한다(341단계).
340단계의 판단결과가 정상이면, PWM제어부(20)는 비교부(30)에서 인식된 대전롤러(60)의 현재의 저항값에 상응하는 대전전압을 출력하기 위한 출력신호를 고압출력부(50)로 출력한다. 고압출력부(50)는 b 구간동안 대전롤러(60)의 현재의 저항값에 상응하는 대전전압을 출력한다(350단계). b 구간은 실제 인쇄 시 필요한 OPC 드럼에 표면전위가 형성되는 구간이므로, 일정한 표면전위가 형성되도록 대전전압은 b 구간동안 균일하게 공급되어야 한다.
대전롤러(60)의 저항값은 대전롤러(60)의 회전이나 기타 주변환경의 변화에 의하여 변동될 수 있으므로, 감지부(70)는 b 구간에서의 대전롤러(60)의 현재의 전압/전류를 감지하고(360단계), 그 결과를 아날로그-디지털 변환부(40)로 출력한다.
비교부(30)는 a 구간에서의 대전롤러(60)의 저항값과 b 구간에서의 대전롤러(60)의 저항값을 비교하고(370단계), a 구간에서의 대전롤러(60) 저항값과b 구간에서의 대전롤러(60) 저항값이 일치하는 경우 고압출력부(50)는 대전전압을 대전롤러(60)로 출력한다(350단계). 이 경우 대전롤러(60) 저항값은 a 구간과 b 구간에서 동일하다.
그러나 a 구간에서 인식된 대전롤러(60) 저항값이 b 구간에서 인식된 대전롤러(60) 저항값보다 큰 경우(즉, 대전전압이 대전기준전압이 작은 경우; 381단계), PWM제어부(20)는 비교부(30)의 출력신호에 응답하여 PWM신호의 듀티를 증가시킨다(390단계). 따라서 고압출력부(50)는 PWM제어부(20)의 출력신호에 응답하여 감소된 대전전압을 대전롤러(60)로 출력한다(350단계). 즉, 고압출력부(50)는 대전롤러(60)의 저항값의 감소에 비례하는 대전전압을 대전롤러(60)로 출력한다.
그러나 a 구간에서 인식된 대전롤러(60) 저항값이 b 구간에서 인식된 대전롤러(60) 저항값보다 작은 경우(즉, 대전전압이 대전기준전압보다 큰 경우; 380단계), PWM제어부(20)는 비교부(30)의 출력신호에 응답하여 PWM신호의 듀티를 감소시킨다(391단계). 따라서 고압출력부(50)는 PWM제어부(20)의 출력신호에 응답하여 증가된 대전전압을 대전롤러(60)로 출력한다(350단계). 즉, 고압출력부(50)는 대전롤러(60)의 저항값의 증가에 비례하는 대전전압을 대전롤러(60)로 출력한다.
따라서 고압출력부(50)는 대전롤러(60)의 저항값에 비례하는 대전전압을 대전롤러(60)로 출력하므로, 대전롤러(60)에는 항상 일정한 전류가 흐른다.
전자사진 프로세서의 현상전압을 제어하는 알고리즘은 도 3에 도시된 전자사진 프로세서의 대전전압을 제어하는 알고리즘과 동일하므로, 현상전압의 제어에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 4는 전자사진 프로세서의 전사전압을 제어하는 알고리즘이다. 도 1, 도2 및 도4를 참조하면, 인쇄명령이 수행되면(410단계), 고압출력부(50)는 PWM 제어부(20)의 출력신호에 응답하여 d 구간동안 전사기준전압을 전사롤러(60)로 출력한다(420단계).
d 구간은 전사롤러(60) 자체의 저항값을 인식하기 위한 구간으로 마이크로 프로세서(10)는 인쇄용지가 전자롤러(60)에 도착하기 전의 전자롤러(60)의 순수한 저항값을 인식할 수 있다.
감지부(70)는 d 구간에서의 전자롤러(60)의 전압/전류를 기준전압(VREF)과 비교하여 그 비교결과를 아날로그-디지털 변환부(40)로 출력하며, 비교부(30)는 아날로그-디지털 변환부(40)의 출력신호와 기준 테이블을 비교하여 비교부(30)에서 비교한 비교값이 정상인지를 판단한다(440단계). 440의 판단결과가 정상이 아니면, 마이크로 프로세서(10)는 오류 메시지를 발생한다(441단계).
440단계의 판단결과가 정상이면, PWM제어부(20)는 비교부(30)에서 인식된 전자롤러의 현재의 저항값에 상응하는 전사전압을 출력하기 위한 출력신호를 고압출력부(50)로 출력한다. 고압출력부(50)는 e 구간동안 전사롤러의 현재의 저항값에 상응하는 전사전압을 출력한다(450단계). e 구간은 전사롤러에 인쇄용지가 통과하고 있는 구간으로 전자롤러의 등가저항은 전자롤러의 저항값과 인쇄용지의 저항값의 합이 된다.
전사롤러의 저항값은 전사롤러의 회전이나 기타 주변환경의 변화에 의하여 변동될 수 있으므로, 감지부(70)는 e 구간에서의 전사롤러의 현재의 전압/전류를감지하고(460단계), 그 결과를 아날로그-디지털 변환부(40)로 출력한다.
비교부(30)는 d 구간에서의 전사롤러의 저항값과 e 구간에서의 전사롤러의 저항값을 비교하고(370단계), d 구간에서의 전사롤러의 저항값과 e 구간에서의 전사롤러의 저항값이 일치하는 경우 고압출력부(50)는 전사전압을 전사롤러로 출력한다. 이 경우 전사롤러의 저항값은 a 구간과 b 구간에서 동일하다.
그러나 d 구간에서 인식된 전사롤러 저항값이 e 구간에서 인식된 전사롤러의 저항값보다 큰 경우(즉, 전사전압이 전사기준전압이 작은 큰 경우; 371단계), PWM제어부(20)는 비교부(30)의 출력신호에 응답하여 PWM신호의 듀티를 증가시킨다(475단계). 따라서 고압출력부(50)는 PWM제어부(20)의 출력신호에 응답하여 감소된 전사전압을 전사롤러로 출력한다(450단계). 즉, 고압출력부(50)는 전사롤러의 저항값의 감소에 비례하는 전사전압을 전사롤러로 출력한다.
그러나 d 구간에서 인식된 전사롤러 저항값이 e 구간에서 인식된 전사롤러의 저항값보다 작은 경우(즉, 전사전압이 전사기준전압보다 큰 경우; 473단계), PWM제어부(20)는 비교부(30)의 출력신호에 응답하여 PWM신호의 듀티를 감소시킨다(477단계). 따라서 고압출력부(50)는 PWM제어부(20)의 출력신호에 응답하여 증가된 전사전압을 전사롤러로 출력한다(450단계). 즉, 고압출력부(50)는 전사롤러의 저항값의 증가에 비례하는 전사전압을 전사롤러로 출력한다.
따라서 고압출력부(50)는 전사롤러(60)의 저항값에 비례하는 전사전압을 전사롤러로 출력하므로, 전사롤러에는 항상 일정한 전류가 흐른다.
480단계는 현재의 인쇄가 앞·뒤면 인쇄(duplex)인 지를 판단하여, 앞·뒤면인쇄가 아닌 경우 인쇄를 완료한다(490단계). 그러나 현재의 인쇄가 앞·뒤면 인쇄인 경우 전사롤러에 인쇄용지가 진입된 후 전사롤러에 흐르는 전류를 감지하여 전사롤러의 현재의 저항값을 비교부(30)의 기준 테이블에 저장하고 전사롤러의 현재의 저항값에 상응하는 전사전압을 출력한다(450단계).
따라서 본 발명에 따른 고압제어장치(100)는 전사롤러의 저항값이 작은 경우 작은 저항값에 상응하는 전사전압을 전사롤러로 출력하고, 전사롤러의 저항값이 큰 경우 큰 저항값에 상응하는 전사전압을 전사롤러로 출력하므로 인쇄의 질이 증가된다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 고압제어장치 및 그 방법은 롤러 저항값의 변화에 무관하게 일정한 전류를 롤러로 공급하므로 최적의 인쇄화상을 제공하는 효과가 있다.
또한 인쇄 구간에서 인쇄용지의 저항변화를 검출하여 고압을 제어할 수 있으므로 앞·뒤면 인쇄(duplex)의 경우에도 적절한 고압을 유지할 수 있으므로 최적의 인쇄화상을 제공하는 효과가 있다.
그리고 롤러로 공급되는 고압을 감시하여 이상이 발생된 경우 오류 메시지를 발생시키는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 전자사진 프로세서의 고압 제어장치에 있어서,
    롤러로 고전압을 출력하는 고압출력부;
    상기 롤러의 전압/전류를 검출하는 감지부; 및
    상기 감지부의 출력신호에 응답하여 변화하는 상기 롤러의 저항값에 상응하는 고전압을 출력하도록 상기 고압출력부를 제어하는 제어신호를 출력하는 마이크로 프로세서를 구비하며,
    상기 고압출력부는 상기 제어신호에 응답하여 상기 롤러로 일정한 전류를 출력하는 것을 특징으로 하는 전자사진 프로세서의 고압 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 감지부는 기준신호와 상기 전압/전류를 비교하여 그 비교결과를 상기 마이크로 프로세서로 출력하는 것을 특징으로 하는 전자사진 프로세서의 고압 제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 마이크로 프로세서는,
    상기 감지부의 출력신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환회로;
    상기 아날로그-디지털 변환회로의 출력신호와 소정의 기준 테이블의 데이터를 비교하여 상기 롤러의 저항값을 검출하는 비교부; 및
    상기 비교부의 출력신호에 응답하여 검출된 저항값에 상응하는 상기 고전압을 출력하도록 상기 고압출력부를 제어하는 상기 제어신호를 출력하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자사진 프로세서의 고압 제어장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 마이크로 프로세서는 상기 아날로그-디지털 변환회로의 출력신호에 대응하는 데이터가 상기 소정의 기준테이블의 데이터와 일치하지 않는 경우 오류 메시지를 출력하는 오류 검출부를 더 구비하는 전자사진 프로세서의 고압 제어장치.
  5. 전자사진 프로세서의 고압 제어방법에 있어서,
    고전압을 출력하여 롤러의 저항값을 검출하는 단계; 및
    변화하는 상기 롤러의 저항값에 상응하여 상기 롤러에 항상 일정한 전류가 흐르도록 상기 고전압을 실시간으로 제어하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자사진 프로세서의 고압 제어방법.
  6. 전자사진 프로세서의 고압 제어방법에 있어서,
    인쇄를 하는 동안 변화하는 롤러의 저항값을 실시간으로 측정하는 단계; 및
    실시간으로 측정된 상기 롤러의 저항값에 상응하는 고전압을 상기 롤러로 공급하여 상기 롤러로 항상 일정한 전류가 흐르도록 제어하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자사진 프로세서의 고압 제어방법.
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