KR100457520B1

KR100457520B1 - 도전성 롤의 대전전위 제어방법

Info

Publication number: KR100457520B1
Application number: KR10-2002-0028654A
Authority: KR
Inventors: 심우정; 안승덕; 김민선
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-05-23
Filing date: 2002-05-23
Publication date: 2004-11-17
Also published as: JP2003345109A; US20030219267A1; US6842591B2; KR20030090375A; JP3865706B2

Abstract

감광체의 대전전위를 제어하는 방법이 개시된다. 개시된 대전전위 제어방법은, 엔진콘트롤러에서 설정된 두 대전 전압(Vc1, Vc2)과 듀티(D1, D2)를 고전압인가장치를 통해 도전성 롤러에 인가하여 감광체를 대전시키는 제1단계와, 센싱 저항의 센싱 전압(Vs1, Vs2)을 측정하여 엔진콘트롤러에서 목표대전전류(It)를 설정하고 새 대전 전압(Vc3) 및 듀티(D3)를 산출하는 제2단계와, Vc3 및 D3를 고전압인가장치를 통해 도전성 롤러에 인가하여 감광체를 대전시킨 다음 도전성 롤러의 대전전류(Ic3)를 측정하는 제3단계 및, Ic3와 It의 차이값과 허용값(TOL)을 비교하여 차이값이 TOL보다 작은 경우 It로 대전전위를 제어하는 제4단계를 포함한다. 감광체의 잔류전위를 보상하여 대전전위를 일정하게 유지함으로써 인쇄기의 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

도전성 롤의 대전전위 제어방법{Control Method of charging potential of conductive roll}

본 발명은 도전성 롤을 구비하는 대전장치에서 감광체의 대전전위를 제어하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 센싱 저항을 이용한 대전전위 제어방법에 관한 것이다.

인쇄기는 일반적으로 감광체(OPC;Organic Photoconductive Cell), 상기 감광체의 전위를 제거하는 제전장치, 상기 감광체의 전위를 대전 전위로 상승시키는 대전장치, 상기 감광체에 빔을 조사하여 정전잠상을 형성하는 노광장치, 상기 감광체에 현상액을 공급하여 상기 정전잠상을 현상하는 현상장치, 상기 감광체상의 형성된 화상을 건조하는 건조장치 및, 상기 감광체상의 화상을 용지로 전사하는 전사장치를 구비한다.

대전장치는 감광체가 제전되고 난 다음 소정 대전 전압을 인가하여 감광체의 전위를 소정 대전전위 값을 가지도록 상승시키는데 인쇄기의 연속사용으로 감광체의 대전특성이 변하게 되면 감광체의 잔류전위가 상승하여 상기 대전전위가 인가되는 대전 전압에 비례하여 상승되지 않는다. 감광체의 대전전위가 원하는 소정값으로 상승하지 않으면 대전 전위와 노광전위와의 차 또는 현상전위와의 차이가 감소하여 원하는 화상을 인쇄할 수 없게 된다.

통상 온습도의 환경 변화에 따라 도전성 롤의 저항은 최고 10배정도까지 변하며 이로 인해 감광체의 대전전위가 심하게 변동하게 된다. 저온저습환경하에서 대전전위가 낮은 경우 비화상 영역의 오염이 발생할 수 있으며, 고온고습환경하에서 대전 전위가 높은 경우 출력화상이 열화된다.

따라서, 대전 전위를 소정 범위내의 값을 가지도록 제어할 필요가 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 대전장치 중 도전성 롤을 이용하여 감광체의 대전 전위를 제어하는 방법을 간략히 도시하였다.

도 1은 종래의 대전전위 제어방법 중 표면전위계를 이용하여 제어하는 방법을 간략히 나타낸다.

감광체(13)를 소정 전위로 대전시키기 위해 엔진 콘트롤러(21)는 고전압 인가장치(HVPS; High Voltage Power Supply)(23)로 전압 신호를 출력하고, HVPS(23)는 전압신호가 입력되면 도전성 롤(11)의 금속 샤프트(shaft)에 고전압(700V~1500V정도)을 인가한다. 도전성 롤(11)에 고전압이 인가되면 도전성 롤(11)의 표면과 감광체(13) 사이에 강전계가 형성되면서 타운젠트 방전이 일어나 코로나 이온이 감광체(13)에 축적되게 되어 감광체(13)가 대전된다.

감광체(13)는 인쇄가 진행됨에 따라 전위가 변화하며 화상을 인쇄하게 되는데, 감광체(13)의 대전전위는 내적 외적 환경 변화로 인해 일정하게 유지되지 않는다. 감광체(13)의 대전전위가 변하면 화상의 화질이 열화될 수 있으므로 대전전위를 허용값 범위내로 유지시킬 필요가 있다.

도 1에 도시된 종래의 대전전위 제어방법은 감광체(13)의 표면에 위치하는 표면전위계(15)를 이용하여 대전전위를 검출하고, 상기 대전전위에 대한 아날로그 신호를 센서 보드(17)로 출력한 다음 아날로그-디지털 신호 변환기(ADC; Analog to Digital)(19)를 이용해 디지털 신호로 변환시킨다. 이 변환된 값을 엔진 콘트롤러(ECU; Engine Controller Unit)(21)로 출력하고 ECU(21)에서 측정된 대전전위와 목표전위의 차이를 고려하여 새 목표 대전전압을 설정하여 HVPS(23)로 조정된 전압신호를 출력하도록 하여 도전성 롤(11)의 대전전압을 제어한다.

도 2는 종래의 대전전위 제어방법 중 센싱저항을 이용하여 제어하는 방법을 간략히 나타낸다.

도 2를 참조하면, 센싱 저항(25)은 감광체(13)의 대전 전위에 비례하는 대전 전류 신호를 출력하며, 출력된 상기 대전 전류 신호를 OP 앰프(27)가 증폭시켜ECU(21)로 출력하면, ECU(21)는 입력된 신호로부터 목표 대전전위와의 차이를 고려하여 HVPS(23)를 제어하는 대전 전압 신호를 출력하여 HVPS(23)를 제어하여 고전압을 도전성 롤(11)에 인가하게 한다.

표면전위계를 사용하는 종래기술은 표면전위계를 별도로 구비하여야 하므로 인쇄기의 단가가 높아지는 단점이 있으며, 표면전위계로부터 단순히 대전전위만을 측정하여 제어함으로써 감광체의 전기적 특성, 즉 잔류전위의 상승정도를 알 수 없어서 감광체의 대전전위를 정밀하게 제어할 수 없다는 단점이 있다.

센싱저항을 사용하는 종래기술은 대전전류를 일정하게 유지하는 경우 도전성 롤의 저항 변동의 보상은 가능하나 감광체의 전기적 특성, 즉 잔류전위가 변하여 대전특성이 변하는 것에 대한 보상이 불가능하다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 감광체의 잔류전위가 변하여 대전특성이 변하는 경우에도 감광체의 대전전위를 소정 범위내로 일정하게 유지시키는 대전전위 제어방법을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 표면전위계를 구비하는 대전장치의 도전성 롤의 대전전위 제어방법을 간략히 나타낸 도면,

도 2는 종래의 센싱저항을 구비하는 대전장치의 도전성 롤의 대전전위 제어방법을 간략히 나타낸 도면,

도 3a는 감광체의 잔류전위가 일정한 경우 도전성 롤의 대전전압에 대한 감광체의 대전전류(OPC 전류)의 관계를 나타낸 그래프,

도 3b는 감광체의 잔류전위가 일정한 경우 감광체의 대전전류(OPC 전류)에 대한 대전전위(OPC 전압)의 관계를 나타낸 그래프,

도 4a는 감광체의 잔류전위가 일정하지 않은 경우 도전성 롤의 대전전압에 대한 감광체의 대전전류(OPC 전류)의 관계를 나타낸 그래프,

도 4b는 감광체의 잔류전위가 일정하지 않은 경우 감광체의 대전전류(OPC 전류)에 대한 대전전위(OPC 전압)의 관계를 나타낸 그래프,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도전성 롤의 대전전위 제어방법을 나타낸 플로우 차트,

도 6a 및 도 6b은 본 발명의 실시예에 따른 도전성 롤의 대전전위 제어방법을 실행할 수 있는 대전장치의 회로도,

도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 도전성 롤의 대전전위 제어방법에 따라 잔류전위를 보상한 결과 나타나는 대전전위를 나타낸 그래프,

도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 도전성 롤의 대전전위 제어방법에 따라 잔류전위를 보상한 결과 나타나는 대전전위를 나타낸 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

51 ; 도전성 롤 53 ; 감광체(OPC)

55 ; 센싱 저항 57 ; OP 앰프

59 ; 신호변환기(ADC) 61 ; 엔진 콘트롤러

63 ; 고전압인가장치(HVPS) 65 ; PWM 제어부

67 ; 스위칭부 69 ; 변압부

71 ; 전류 센싱 회로

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

감광체를 대전시키는 도전성 롤러와, 상기 감광체의 대전전위에 비례하는 센싱전압(Vs)를 측정하기 위한 센싱저항(Rs)과, 상기 센싱저항(Rs)의 전압변화값을 아날로그신호에서 디지털 신호로 변환하는 신호변환기와, 상기 신호변환기로부터의신호를 입력받아 상기 고전압인가장치의 대전전압(Vc)과 듀티(D)를 제어하는 신호를 출력하는 엔진 콘트롤러 및, 상기 엔진 콘트롤러의 신호를 입력받아 상기 도전성 롤러에 상기 Vc를 인가하는 고전압인가장치를 구비하는 대전장치의 대전전위 제어방법에 있어서,

상기 엔진콘트롤러에서 설정된 두 대전 전압(Vc1, Vc2)과 듀티(D1, D2)를 고전압인가장치를 통해 상기 도전성 롤러에 인가하여 상기 감광체를 대전시키는 제1단계;

상기 센싱 저항의 센싱 전압(Vs1, Vs2)을 측정하여 상기 엔진콘트롤러에서 목표대전전류(It)를 설정하고 새 대전 전압(Vc3) 및 듀티(D3)를 산출하는 제2단계;

상기 Vc3 및 D3를 상기 고전압인가장치를 통해 상기 도전성 롤러에 인가하여 상기 감광체를 대전시킨 다음, 상기 도전성 롤러의 대전전류(Ic3)를 측정하는 제3단계; 및

상기 Ic3와 상기 It의 차이값과 허용값(TOL)을 비교하여, 상기 차이값이 상기 TOL보다 작은 경우 상기 It로 상기 대전전위를 제어하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전전위 제어방법을 제공한다.

상기 제2단계는,

Rf가 상기 도전성 롤러와 병렬로 연결되고 상기 고전압인가장치에 피드백 전류(If)를 전송하는 피드백 저항이며, K가 비례상수인 경우, 상기 두 대전 전압(V1, V2), 듀티(D1, D2) 및 상기 센싱 전압(Vs1, Vs2)에 대한 수학식1 내지 4를 이용하여 대전전류(Ic1, Ic2), 도전성 롤의 등가저항(Rc) 및 잔류전위(Vres)와 방전개시전압(Vth)의 합(Vtr)을 산출하는 단계;

상기 Rc에 대한 Vres를 룩업테이블(LUT)에서 추출하여 상기 Vtr로부터 Vres를 계산하는 단계;

상기 Vres로부터 상기 It를 설정하는 단계; 및

상기 It로부터 새 대전전압(Vc3)와 듀티(D3)를 산출하는 단계;를 포함한다.

상기 It를 설정하는 단계에서,

상기 Vres가 상승하면 It를 감소시키고 상기 Vres가 증가하면 It를 증가시킨다.

상기 Vc3와 D3를 산출하는 단계에서,

상기 Vtr, It, Rc 및 K에 대한 수학식 5 및 6을 만족하는 Vc3와 D3를 산출한다.

상기 제4단계는,

상기 It와 상기 Ic3와의 차이값이 상기 TOL보다 작으면, 상기 It로 상기 대전장치를 제어하는 단계; 및

상기 It와 상기 Ic3와의 차이값이 상기 TOL이상이면, 상기 It와 상기 Ic3의 차이값이 상기 TOL보다 작은 값이 될 때가지 상기 제1단계부터 상기 제3단계를 반복하는 단계;를 포함한다.

본 발명은 대전 전압과 듀티를 보상하여 감광체의 특성변화, 즉 잔류전위 변화에 관계없이 감광체의 대전전위를 일정하게 유지시킬 수 있다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 대전전위 제어방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하 대전전압(Charging Voltage)은 고전압인가장치에서 도전성 롤에 인가하는 전압을 의미하며, 대전전위(Charging Potential)는 대전 후의 감광체의 표면전위를 의미하며 OPC 전압(OPC Voltage)이란 용어와 동일한 의미로 사용하는 것에 유의해야 한다.

도 3a 및 도 3b는 감광체의 잔류전위가 일정하고 도전성 롤의 저항만 온도변화에 따라 변하는 경우 대전특성을 나타낸 것이다.

도 3a를 참조하면, 일정 대전전압에 대해 저항이 증가할수록 감광체의 대전전류(OPC 전류)가 작아지며 방전이 개시되는 방전개시전압도 상승하는 것을 볼 수 있다.

예를 들어 1000V에서, 도전성 롤이 1Mohm의 저항을 가지는 경우 OPC 전류는 28μA정도가 되며, 20Mohm의 저항을 가지는 경우 4μA정도가 되는 것을 볼 수 있고 방전개시전압도 1Mohm의 경우 400V정도이었다가 20Mohm이 되면 600V정도로 증가된 것을 볼 수 있다.

반면, 도 3b를 참조하면, 감광체의 대전전류(OPC 전류)와 대전전위(OPC 전압)는 도전성 롤의 동일한 등가저항을 가지는 선형비례관계임을 볼 수 있다. 그래프에서 기울기는 감광체의 저항을 나타낸다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 OPC 전압, 즉 대전 전위는 감광체의 잔류전위가 일정하면 대전 전압에 비례해 OPC 전류가 증가하고 OPC 전압도 일정하게 증가하는 것을 볼 수 있다. 따라서, 감광체의 잔류전위가 일정한 경우에는 대전전위만을 보상하는 알고리즘을 사용하는 종래기술을 이용하여 대전전위를 일정하게 제어할 수 있다. 하지만, 감광체의 잔류전위가 변하는 경우에는 대전전류(OPC 전류)와 대전전위(OPC 전압)간의 선형 비례관계가 더 이상 유지되지 않는다.

도 4a 및 도 4b는 도전성 롤의 저항이 일정하고 감광체의 잔류전위(Vres)가 변하는 경우 감광체의 대전특성이 변하는 것을 나타낸 그래프이다.

도 4a를 참조하면, 도전성 롤의 일정 대전전압에 대해 잔류전위(Vres)가 높을수록 OPC 전류가 작아지는 것을 볼 수 있다. 따라서, 잔류전위(Vres)가 높으면 OPC 전류를 높이기 위해 대전전압을 더 높여야 한다.

도 4b를 참조하면, 도 3b에 도시된 그래프와 달리, OPC 전류와 OPC 전압이 더 이상 동일한 등가저항값을 가지는 선형비례관계를 나타내지 않고 잔류전위에 따라 기울기, 즉 등가저항값이 달라지는 것을 볼 수 있다. OPC 전압이 일정한 경우 잔류전위가 높을수록 OPC 전류가 작아지므로 잔류전위가 높은 경우에는 OPC 전압을 높여야 균일한 OPC 전류를 얻을 수 있다.

도 4a 및 도 4b로부터 환경변화 또는 장기사용에 따른 감광체의 잔류전위 특성 변경시에는 대전전압을 일정하게 유지하는 것만으로는 감광체의 대전전위를 일정하게 유지할 수 없다는 것을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 대전전위 제어방법은 잔류전위의 변화에 따라 대전전압과 듀티를 조절하여 대전전류를 보상함으로써 대전전위를 소정 범위내의 값으로 일정하게 하는 알고리즘을 제안한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 대전전위 제어방법의 알고리즘을 나타낸 플로우 차트이며, 도 6a 및 도 6b는 상기 알고리즘을 실행하는 대전장치의 회로도이다.

도 6a를 참조하면, 대전장치는 감광체(53)를 대전시키는 도전성 롤(51)과, 도전성 롤(51)에 고전압을 인가하는 고전압인가장치(63)와, 고전압인가장치(63)에 전압신호를 송신하는 엔진 콘트롤러(ECU; 61)와, 감광체(53)의 대전전류(Ic)에 비례하는 대전전위(Vopc)를 측정하기 위한 센싱저항(Rs; 55)과, 대전전류(Ic) 신호를 검출하여 ECU(61)로 송신하는 전류센싱회로(Current sensing circuit; 71)를 구비한다.

고전압인가장치(63)는 전압신호를 소정 주기와 진폭을 가지는 펄스 신호를 출력하는 PWM 제어부(Pulse Width Module controller; 65)와, 출력된 신호를 소정 듀티(duty)로 온/오프 제어하는 스위치 소자(67)와 변압기(69)를 포함한다.

전류센싱회로(71)는 증폭기(57)와 신호변환기(ADC; 59)를 포함한다.

노드 A의 전위는 피드백 조절이 되므로 정전압원이며 PWM 듀티에 비례한다. 노드 A에서 키르히호프의 법칙을 적용하면 수학식 7의 관계식을 만족한다.

여기서, Ic는 대전전류, Is는 센싱 전류, If는 피드백 전류, Vs는 대전 전압(센싱 전압), Rs는 센싱 저항, Rf는 피드백 저항, D는 PWM 듀티, K는 비례상수이다.

도 6a에 도시된 등가회로에서 도전성 롤(51)의 등가회로를 간단히 표시한 등가모델이 도 6b에 도시되어 있다.

도 6b를 참조하면, 도전성 롤(51)은 등가저항 Rc로 나타낼 수 있고 등가저항에 걸리는 전압을 제외하면 방전개시전압(Vth)과 잔류전위(Vres)의 합(Vtr)이 도전성 롤(51)에 인가되게 된다. 도전성 롤(51)의 등가모델에 KVL을 적용하여 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.

수학식 8에서 미지수는 Rc와 Vtr이므로 수학식 9와 같은 연립방정식으로부터 계산할 수 있다.

여기서, D2>D1 이고, Ic2>Ic1 이다.

수학식 9의 연립방정식의 해는 수학식 1 내지 수학식 4로 주어진다.

따라서, 서로 다른 듀티(D1, D2)에서 센싱 전압(Vs1, Vs2)를 측정하면 수학식 1 내지 수학식 4에 의해 도전성 롤(51)의 등가저항(Rc)와 잔류전위(Vres)와 방전개시전압(Vth)의 합(Vtr)을 구할 수 있다.

감광체(53)의 제전전위(Vera)는 제전시의 대전전위에 비례하므로 수학식 10과 같이 나타낼 수 있다.

대전전위(Vopc)는 제전전위와 대전에 의한 전압상승분의 합이므로 수학식 11과 같이 계산될 수 있다.

이를 정리하면 수학식 12와 같으므로 대전전위(Vopc)는 대전전류(Ic)에 비례한다.

대전전위(Vopc)를 일정하게 유지하기 위해서는 온습도 환경변화에 의한 도전성 롤의 저항변화와 OPC 경시변화에 의한 잔류전위(Vres)의 변화를 보상하여야 한다.

이를 위해 도 5에 도시된 바와 같이, 도 6a 및 도 6b에 도시된 회로를 이용하여 잔류전위를 보상하는 알고리즘을 제안한다.

도 5를 참조하면, 도 6a 및 도 6b에 도시된 상술한 대전장치를 이용하여 대전전위(Vopc)를 제어하기 위해, 먼저 ECU에서 대전 전압(Vc1)과 듀티(D1)를 설정하여(101단계) 고전압인가장치에 신호를 출력한 다음 고전압인가장치가 입력된 신호에 따라 도전성 롤의 대전전압(Vc1)을 상승시키고 도전성 롤은 타운젠트 방전에 의해 감광체에 코로나 이온을 축적시켜 감광체의 대전 전위(Vs1)를 상승시킨다.

센싱 저항(Vs)을 이용해 이 대전 전위에 비례하는 센싱 전압(Vs1)을 측정한 다음(102단계), 다시 ECU에서 상기 Vc1 및 D1과 다른 Vc2 및 D2를 설정한다(103단계).

ECU로부터 고전압인가장치에 상기 Vc2 및 D2에 대한 신호를 출력하여 도전성 롤의 대전전압(Vc)을 상승시키고 도전성 롤에 의해 대전된 감광체의 두 번째 대전전위에 비례하는 두 번째 센싱전압(Vs2)을 측정한다(104단계).

상기 대전 전압(Vc1, Vc2), 듀티(D1, D2)와 측정된 센싱 전압(Vs1, Vs2)을 수학식 1 내지 4에 대입하면 대전 전류(Ic1, Ic2), 도전성 롤 저항(Rc),잔류전위(Vres)와 방전개시전압(Vth)의 합(Vtr)을 계산할 수 있다(105단계).

이 때 도전성 롤 저항(Rc)의 변화는 방전개시전압(Vth)을 변화시키므로 실험결과를 구해지는 다음의 표와 같은 룩업테이블(LUT)에서 해당 도전성 롤 저항(Rc)에 대한 방전개시전압(Vth)을 추출할 수 있다(106단계).

Rc(Mohm)	16.8	17.9	19.9
Vth(V)	520	540	580

잔류전위(Vres)는 Vtr에서 방전개시전압(Vth)를 빼면 구할 수 있으므로 상기의 룩업테이블에서 선택된 특정 방전개시전압(Vth) 값을 수학식 13에 대입하여 잔류전위(Vres)를 구한다.

도 4a에서와 같이 산출된 잔류전위(Vres)에 따른 대전 전압의 변화에 대한 대전전류(OPC 전류)의 변화를 고려하여 목표 대전 전류(It)를 설정한 다음(108단계), 수학식 5 및 수학식 6으로부터 새로운 대전 전압(Vc3)과 듀티(D3)를 산출한다(109단계). 여기서, OPC 경시변화에 의하여 잔류전위(Vres)가 상승하면 목표대전전류(It)를 감소시키고 잔류전위(Vres)가 감소하면 목표대전전류(It)를 증가시킨다.

고전압인가장치를 통해 새 대전 전압(Vc3)을 설정하고 대전 전압(Vc3)와 듀티(D3)를 도전성 롤(51)에 인가하여 다시 센싱 전압(Vs3)를 측정하고 수학식 14에 따라 대전전류(Ic3)를 계산한다(112단계).

계산된 대전전류(Ic3)와 목표 대전전류(It)의 차이값을 허용값(TOL)과 비교하여 허용값(TOL)보다 작으면 본 알고리즘을 종료하여 상기 목표대전전류(It)로 계속 대전장치의 대전전위를 제어한다.

계산된 대전전류(Ic3)와 목표 대전전류(It)의 차이값을 허용값(TOL)과 비교하여 허용값(TOL)이상이면 다시 제101단계부터 알고리즘을 다시 진행하여 상기 대전전류(Ic3)와 상기 목표대전전류(It)와의 차이값이 허용값(TOL)보다 작아질 때까지 각 단계를 반복한다.

도 7a는 저온 저습환경에서 본 발명의 실시예에 따른 대전전위 제어방법의 실험결과를 나타낸 그래프이며, 도 7b는 고온 고습환경에서 본 발명의 실시예에 따른 대전전위 제어방법의 실험결과를 나타낸 그래프이다.

도 7a를 참조하면, 보상 전에 20V, 450V, 780V, 890V를 나타내던 대전전위가 1차 보상후 각각 350V, 600V, 640V, 680V를 나타내며, 2차 보상후 600V, 650V의 값으로 수렴하는 것을 볼 수 있다.

도 7b를 참조하면, 보상 전에 420V, 780V, 990V를 나타내던 대전전위가 1차 보상후 650V, 760V를 나타내며, 2차 보상 후 660V의 한 대전 전위값으로 수렴함을 확인할 수 있다.

본 발명은 도전성 롤의 대전전류 회로 해석을 통하여 도전성 롤의 등가저항, 방전개시전압 및 잔류전위를 추정하여 추정한 결과를 근거로 목표대전전류를 변경하여 대전 전위를 안정화시키는 알고리즘을 제안하여 감광체의 전위특성 변화에 무관하게 대전전위를 제어할 수 있다.

상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다.

예를 들어 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상에 의해 대전 전압과 듀티를 더욱 세분화하여 알고리즘을 구성하거나 도전성 롤 등가저항에 대한 방전개시전압의 룩업테이블을 실험을 통해 상세하게 제작할 수 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 대전전위 제어방법의 장점은 감광체의 잔류전위 변화를 보상하여 감광체의 대전 특성에 무관하게 감광체의 대전전위를 일정하게 유지할 수 있어서 인쇄기의 전체적 성능을 향상시킬 수 있다는 것이다.

Claims

감광체를 대전시키는 도전성 롤러와, 상기 감광체의 대전전위에 비례하는 센싱전압(Vs)를 측정하기 위한 센싱저항(Rs)과, 상기 센싱저항(Rs)의 전압변화값을 아날로그신호에서 디지털 신호로 변환하는 신호변환기와, 상기 신호변환기로부터의 신호를 입력받아 상기 고전압인가장치의 대전전압(Vc)과 듀티(D)를 제어하는 신호를 출력하는 엔진 콘트롤러 및, 상기 엔진 콘트롤러의 신호를 입력받아 상기 도전성 롤러에 상기 Vc를 인가하는 고전압인가장치를 구비하는 대전장치의 대전전위 제어방법에 있어서,

상기 엔진콘트롤러에서 설정된 두 대전 전압(Vc1, Vc2)과 듀티(D1, D2)를 고전압인가장치를 통해 상기 도전성 롤러에 인가하여 상기 감광체를 대전시키는 제1단계;

상기 센싱 저항의 센싱 전압(Vs1, Vs2)을 측정하여 상기 엔진콘트롤러에서 목표대전전류(It)를 설정하고 새 대전 전압(Vc3) 및 듀티(D3)를 산출하는 제2단계;

상기 Vc3 및 D3를 상기 고전압인가장치를 통해 상기 도전성 롤러에 인가하여 상기 감광체를 대전시킨 다음, 상기 도전성 롤러의 대전전류(Ic3)를 측정하는 제3단계; 및

상기 Ic3와 상기 It의 차이값과 허용값(TOL)을 비교하여, 상기 차이값이 상기 TOL보다 작은 경우 상기 It로 상기 대전전위를 제어하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전전위 제어방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제2단계는,

Rf가 상기 도전성 롤러와 병렬로 연결되고 상기 고전압인가장치에 피드백 전류(If)를 전송하는 피드백 저항이며, K가 비례상수인 경우, 상기 두 대전 전압(V1, V2), 듀티(D1, D2) 및 상기 센싱 전압(Vs1, Vs2)에 대한 다음의 관계식을 이용하여 대전전류(Ic1, Ic2), 도전성 롤의 등가저항(Rc) 및 잔류전위(Vres)와방전개시전압(Vth)의 합(Vtr)을 산출하는 단계;

상기 Rc에 대한 Vres를 룩업테이블(LUT)에서 추출하여 상기 Vtr로부터 Vres를 계산하는 단계;

상기 Vres로부터 상기 It를 설정하는 단계; 및

상기 It로부터 새 대전전압(Vc3)와 듀티(D3)를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전전위 제어방법.
제 2 항에 있어서, 상기 It를 설정하는 단계에서,

상기 Vres가 상승하면 It를 감소시키고 상기 Vres가 증가하면 It를 증가시키는 것을 특징으로 하는 대전전위 제어방법.
제 3 항에 있어서, 상기 Vc3와 D3를 산출하는 단계에서,

상기 Vtr, It, Rc 및 K에 대한 다음의 관계식을 만족하는 Vc3와 D3를 산출하는 것을 특징으로 하는 대전전위 제어방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제4단계는,

상기 It와 상기 Ic3와의 차이값이 상기 TOL보다 작으면, 상기 It로 상기 대전장치를 제어하는 단계; 및

상기 It와 상기 Ic3와의 차이값이 상기 TOL이상이면, 상기 It와 상기 Ic3의 차이값이 상기 TOL보다 작은 값이 될 때가지 상기 제1단계부터 상기 제3단계를 반복하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전전위 제어방법.