KR100485861B1 - 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치 및 그 방법 - Google Patents

화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 감광드럼, 감광드럼에 도포된 토너를 이송되는 인쇄용지에 전사시키는 전사롤러, 및 감광드럼을 향해 광을 조사하는 전전사램프를 구비하는 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 전사롤러에 전압을 공급한 후, 전사롤러의 입력전압에 대한 감광드럼과 전사롤러 사이의 측정전압에 기초하여 감광드럼과 전사롤러 사이의 전사환경저항값을 측정한 다음, 전사환경저항값에 기초하여 전전사램프의 광량을 보상한다. 이에 따르면, 감광드럼과 전사롤러 사이의 전사환경에 따라 전전사램프의 광량을 실시간으로 가변시키며 최적의 전사효율을 유지할 수 있고, 또한 간단한 구성으로 그 제조비용 및 유지보수비용을 절감시킬 수 있다.

Description

화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING INTENSITY OF RADIATION OF PRETRANSFER LAMP, AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명은 화상형성장치의 전전사램프(PreTransfer Lamp) 광량조절장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전자사진 현상방식을 채용하는 예를 들어, 복사기나 프린터등에 설치된 전전사램프의 광량을 감광드럼과 전사롤러 사이의 전사환경에 따라 가변적으로 조절하는 장치 및 그 조절방법에 관한 것이다.
화상형성장치(1)는, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 감광드럼(3)을 중심으로 상부의 대전롤러(5)와 노광장치(9), 및 하부의 전사롤러(7)를 구비하고, 외부로부터 착탈가능한 현상기(10)와, 상류와 하류에 각각 설치되어 상호 대향하는 용지카세트(20) 및 정착부(30)를 포함한다. 용지카세트(20)는 내부에 적재되는 인쇄용지(21)를 감광드럼(3)과 전사롤러(7) 사이의 용지이송로(50)에 한 장씩 공급한다.
대전롤러(5)는 고전압으로 대전되어 회전하면서, 감광드럼(3)의 외주면에 도포된 감광체를 대전시킨다. 노광장치(9)는 대전된 감광드럼(3)의 표면에 인쇄하고자 하는 정전잠상을 형성한다. 현상기(10)는 한편, 감광드럼(3)에 인접하는 현상롤러(11)와 현상롤러(11)에 토너를 공급하는 공급롤러(13)를 구비한다. 공급롤러(13)에는 현상롤러(11)보다 높은 전압이 인가되어 이들 사이의 전위차에 의해 음전하 토너가 공급롤러(13)에서 현상롤러(11)로 공급된다. 그리고, 현상롤러(11)에 공급되는 토너는 감광드럼(3)에 형성된 정전잠상에 도포되어 가시상을 형성한다.
한편, 고압의 전사롤러(7)는 감광드럼(3)의 정전잠상에 도포된 가시상 즉, 토너를 용지이송로(50)를 따라 이송하는 인쇄용지(21)에 전사시킨다. 정착기(30)는 토너가 전사된 인쇄용지(21)를 가열롤러(31)와 압착롤러(35) 사이로 통과시켜 열과 압력으로 정착시킨다.
이러한 화상형성장치(1)에는, 용지이송로(50)의 하측에 감광드럼(3)을 향해 설치된 전전사램프(40)를 더 구비한다. 이 전전사램프(40)는 약 650㎚의 파장의 광을 출사하는 발광소자(도 2의 41)와, 이 발광소자(41)로부터의 광을 감광드럼(3)에 집중시키는 볼록렌즈(45)로 구성되어 있다. 이송되는 인쇄용지(21)를 투과하여 감광드럼(3)에 조사되는 광은, 도포된 토너의 전위를 그라운드레벨에 근접한 값으로 상승시킨다. 이에 의해, 감광드럼(3)과 토너 사이의 결합력이 약화되어 전사효율이 향상되는 것이다.
그런데, 전사효율은 실질적으로 인쇄용지(21)를 투과하여 감광드럼(3)의 표면에 닿는 광량에 의존한다. 즉, 인쇄용지(21)의 두께가 두꺼운 경우에는 감광드럼(3)에 닿는 광량이 적어지고, 한편, 인쇄용지(21)의 두께가 얇은 경우에는 광량이 많아져 전사효율이 저하되는 것이다. 따라서, 일정한 광량의 균일한 광량을 출사하는 전전사램프(40)로는, 인쇄용지(21)의 변화에 적절하게 대응하지 못하여 양호한 전사효율을 제공할 수 없는 것이다.
이에 본 출원인은 이러한 문제점을 개선시킨 전전사램프(40)의 광량조절방법 및 장치를 기출원하여 한국특허 제 306754호(2001.08.13.)로서 등록받은 바 있다. 도 2는 이러한 종래의 전전사램프의 광량조절장치의 개략적 구성도이다. 종래의 광량조절장치(100)는, 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 용지의 두께를 검출하는 용지두께검출부(110), 전전사램프(40)의 입력단에 설치된 광량조절부(120), 및 용지두께검출부(110)로부터의 신호에 기초하여 광량조절부(120)를 제어하여 전전사램프(40)의 광량을 조절하는 제어부(130)를 구비한다. 광량조절부(120)는 복수의 저항(R1, R2, R3)으로 구성되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 용지두께검출부(110)는 용지카세트(20)에서 공급되는 인쇄용지(21)의 두께를 검출한다. 여기서, 용지의 두께를 검출하는 방법에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 이 때, 용지두께검출부(110)에서 검출된 신호는 제어부(130)에 인가된다. 그러면, 제어부(130)는 입력신호에 기초하여, 인쇄용지(21)의 두께에 대응하는 전류량이 전전사램프(40)에 공급되도록 저항(R1, R2, R3)을 스위칭하는 것이다.
그런데, 이러한 종래의 전전사램프의 광량조절장치 및 그 방법에서는, 현상되는 용지의 두께를 검출하기 위한 추가의 부품, 및 전전사램프의 선단에 복수의 저항을 설치하고 이들 저항을 스위칭하기 위한 별도의 회로구성이 필수적이므로, 복잡한 구성에 따른 제조비용 및 유지보수비용이 증가한다. 그리고, 용지두께검출부나 광량조절부의 복잡한 구성은 그 부품들중 어느 하나의 작동이 불량한 경우에도, 전전사램프의 광량조절기능을 저하시키고 심한 경우 그 기능을 전혀 수행할 수 없어서, 기기에 대한 소비자의 신뢰성을 저하시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 종래의 이러한 문제점을 고려하여, 간단한 구성으로 그 제조비용 및 유지보수비용을 줄일 수 있는 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 감광드럼과 전사롤러 사이의 전사환경에 기초하여 전전사램프의 광량을 실시간으로 가변시킬 수 있는 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 전사롤러에 공급되는 전압을 제어하는 회로구성에 전전사램프의 광량을 조절하는 회로를 추가하여, 전사전압제어와 연동하여 전전사램프의 광량을 조절할 수 있도록 한 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 감광드럼, 상기 감광드럼에 도포된 토너를 이송되는 인쇄용지에 전사시키는 전사롤러, 및 인쇄용지의 하부에서 상기 감광드럼을 향해 광을 조사하는 전전사램프를 구비하는 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치에 있어서, 상기 전사롤러에 전압을 공급하는 전압공급부; 상기 전사롤러의 입력전압에 대한 상기 감광드럼과 상기 전사롤러 사이의 측정전압에 기초하여 상기 감광드럼과 상기 전사롤러 사이의 전사환경저항값을 측정하는 저항측정부; 및 상기 전사환경저항값에 기초하여 상기 전전사램프의 광량을 보상하는 수단을 포함하여 구성된 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치에 의하여 달성된다.
여기서, 상기 전전사램프의 광량을 보상하는 수단은, 상이한 전사환경저항값에 대하여 상기 전전사램프가 최적의 광량을 조사할 수 있는 출력전압값과 관련된 데이터를 저장하고, 상기 저항측정부에서 측정된 상기 전사환경저항값을 피드백하여 해당 출력전압값을 산출한 후 상기 전전사램프에 인가시키는 피드백회로로 간단히 구성할 수 있다.
여기에, 상기 저항측정부에서 측정된 상기 전사환경저항값에 기초하여, 상기 전사롤러에 공급될 전압값을 산출하는 전압보상부; 및 상기 전압보상부로부터의 출력에 따라서 상기 전압공급부의 출력전압을 제어하는 전압제어부를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.
상기 목적은 한편, 감광드럼, 상기 감광드럼에 도포된 토너를 이송되는 인쇄용지에 전사시키는 전사롤러, 및 인쇄용지의 하부에서 상기 감광드럼을 향해 광을 조사하는 전전사램프를 구비하는 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치에 있어서, 상기 전사롤러에 전압을 입력하는 단계; 상기 전사롤러의 입력전압에 대한 상기 감광드럼과 상기 전사롤러 사이의 측정전압에 기초하여, 상기 감광드럼과 상기 전사롤러 사이의 전사환경저항값을 측정하는 단계; 및 상기 전사환경저항값에 따라서 상기 전전사램프의 광량을 보상하는 단계를 포함하는 화상형성장치의 전전사램프 광량조절방법에 의하여도 달성가능하다.
여기서, 상기 전전사램프의 광량을 보상하는 단계는, 상기 저항측정부에서 측정된 상기 전사환경저항값을 피드백하는 단계; 상기 피드백된 전사환경저항값에 관련된 상기 전전사램프가 최적의 광량을 조사할 수 있는 출력전압값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 출력전압값을 상기 전전사램프에 적용하는 단계를 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.
이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치 및 그 방법을 구체적으로 설명한다. 여기서, 종래의 도 1 및 도 2와 관련하여 상술한 동일 명칭 및 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다.
도 3은 본 발명에 따른 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치의 개략적 구성도이다. 이들 도면에서 볼 수 있는 감광드럼(3), 전사롤러(7), 및 전전사램프(40)와 관련된 구체적인 설명은 도 1 및 도 2와 관련하여 생략한다. 본 전전사램프 광량조절장치(60)는 크게, 전사롤러(7)에 전압을 공급하는 전압공급부(61), 전사롤러(7)와 감광드럼(3) 사이의 전사환경저항값을 측정하는 저항측정부(63), 및 저항측정부(63)로부터의 입력에 기초하여 전전사램프(40)의 광량을 가변시키는 피드백회로(67)로 구성되어 있다.
전압공급부(61)와 전사롤러(7) 사이의 전압공급경로 상에는 전압제어부(71)와 전사트랜스(72)가 설치되어 있다. 전압제어부(71)는 PWM(Pulse Width Modulation)방식으로 고전압 제어가능한 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 본 실시예의 전압제어부(71)는 소정의 기준전압을 초기에 출력한 후, 자세히 후술하는 전사환경저항값에 따라 24㎸ 이하의 전압을 출력가능하다. 그리고, 전사트랜스(72)는 0.5㎸ 내지 5㎸ 사이의 전압을 전사롤러(7)에 출력한다.
전사트랜스(72)로부터의 출력전압을 인가한 전사롤러(7)는 회전하면서, 감광드럼(3)의 정전잠상에 도포된 토너를 이송되는 인쇄용지(21)에 전송시킨다. 이 때, 저항측정부(63)는 감광드럼(3)과 전사롤러(7) 사이의 전압을 측정한 후, 이 측정전압(Vm)과 전사롤러(7)의 입력전압(Vin)에 기초한 전사환경저항값을 계산한다. 이러한 전사환경저항값을 계산하는 방법은, 본 출원인에 의해 기출원되어 공개된 한국특허공개 제 1999-2292호(1997.06.19)에 개시되어 있는 전사전압제어방법에 자세하게 기술되어 있다.
이에 따르면, 우선 감광드럼(3)과 전사롤러(7) 사이의 전사환경은 이송되는 인쇄용지(21)의 두께에 따라 변화된다. 즉, 일정한 두께의 기준용지가 공급되는 경우에는, 예를 들어, 전사롤러(7)에 공급되는 일정한 입력전압에 대하여 감광드럼(3)과 전사롤러(7) 사이의 측정전압은 균일하다. 하지만, 인쇄용지(21)의 두께가 기준용지에 비하여 두꺼운 경우에는, 전사롤러(7)와 감광드럼(3) 사이의 전사전압이 낮아지고, 반대로 얇은 경우에는 전사전압이 높아진다. 이러한 전사환경의 변화는 전사롤러(7)에서 발생되는 정전인력을 변화시켜 전사효율을 저하시키는 것이다.
이에, 상기한 전사전압제어방법에서는, 전사환경을 전사롤러(7)의 입력전압(Vin), 및 감광드럼(3)과 전사롤러(7) 사이의 측정전압(Vm) 사이의 비례식으로 산출한 전사환경저항값으로 측정한다. 그런 다음, 측정된 저항값에 기초하여 전사전압을 재결정한 후, 전사롤러에 해당 전압을 인가시킨다. 이와 같이, 변화하는 전사환경에 따라 전사전압을 제어함으로써, 전사효율을 향상시킬 수 있는 것이다.
본 실시예의 저항측정부(63)에서는 한편, 상기한 전사제어방법에서와 마찬가지로, 감광드럼(3)과 전사롤러(7) 사이의 전사환경저항값을 계산한다. 이렇게 계산된 전사환경저항값은 전압보상부(73)로 인가되어, 전사롤러(7)가 최적의 전사능력을 발휘할 수 있는 전압보정값으로 산출된 후 전압제어부(71)에 제공된다. 전압제어부(71)는 입력보정값에 따라 공급전압을 조절하여 전사롤러(7)에 출력한다. 여기서, 별도의 전압보상부(73)를 구비하지 아니하고, 저항측정부(63)의 출력에 따라 전압제어부(71)가 적절히 그 공급전압을 가변시키도록 구성할 수 있음은 물론이다.
한편, 피드백회로(67)는 저항측정부(63)에서 측정된 전사환경저항값에 기초하여 전전사램프(40)의 광량을 가변시키는 신호를 출력한다. 예를 들어, 측정된 전사환경저항값이 80㏁ 이하인 경우에 피드백회로가 1V 이하의 전압을 전전사램프(40)에 출력하도록 할 수 있다. 그리고, 전사환경저항값이 80㏁ 내지 500㏁인 경우에는 1V 내지 1.5V 의 출력전압을, 한편, 500㏁ 내지 5GΩ의 전사환경저항값에 대해서는 1.5㎸ 내지 2V의 전압을 출력하도록 구성가능한 것이다.
이하에서는, 이러한 구성을 가지는 본 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치를 사용하여 광량을 조절하는 방법에 대하여, 도 4와 관련하여 설명한다.
기기의 작동이 개시되어 전사명령 즉, 전압공급부(61)를 통해 전압이 인가되면(S1), 우선 전압제어부(71)가 기준전압을 출력한다(S2). 그러면, 전사트랜스(72)를 통해 변환된 출력전압이 전사롤러(7)에 공급되어 회전하는(S3) 동시에, 전전사램프(40)에 공급되어 점등된다(S4). 이 때, 감광드럼(3)과 전사롤러(40) 사이의 전사환경은 기준입력전압에 따른 표준상태이다.
한편, 이러한 상태에서 예를 들어, 용지카세트(20)로부터 상이한 두께의 인쇄용지(21)가 이송되었다고 가정하자. 그러면, 상술한 바와 같이, 전사환경이 바뀌게 되는데, 이 때, 저항측정부(63)는, 감광드럼(3)과 전사롤러(7) 사이의 전압을 측정한 후 이 측정전압(Vm)과 전사롤러(7)의 입력전압(vin)에 기초한 전사환경저항값을 계산한다(S5). 그런 다음, 이러한 저항값에 대한 전사롤러(7)의 공급전압보정값을 산출하여(S6), 전압제어부(71)에 적용한다(S7).
한편, 저항측정부(63)에서 측정된 전사환경저항값은 피드백회로(67)에도 인가된다(P5). 그러면, 피드백회로(67)는 입력되는 전사환경저항값에 대하여 전전사램프(40)가 최적의 광량을 출사할 수 있는 출력전압값을 산출한다(P6). 예를 들어, 입력되는 전사환경저항값이 80㏁ 내지 500㏁인 경우에는 1V 내지 1.5V 의 출력전압이 산출된다. 이렇게 산출된 전압값은 현재 광을 출사하고 있는 전전사램프(40)에 적용되며(P7), 이에 의해, 전전사램프(40)의 광량이 전사환경에 따라 실시간으로 변화되면서 기기는 항상 최적의 전사효율을 유지할 수 있는 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 간단한 구성으로 그 제조비용 및 유지보수비용을 줄일 수 있는 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치 및 그 방법이 제공된다. 본 발명은 특히, 감광드럼과 전사롤러 사이의 전사환경에 기초하여 전전사램프의 광량을 실시간으로 가변시킬 수 있어서, 그 전사효율을 항상 최적의 상태로 유지할 수 있다.
본 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치 및 그 방법에서는 또한, 전사롤러에 공급되는 전압을 제어하는 회로구성에 전전사램프의 광량을 조절하는 회로를 추가하여, 전사전압제어와 연동하여 전전사램프의 광량을 조절할 수 있는 우수한 효과를 제공한다.
도 1은 일반적인 화상형성장치의 개략적 구성을 설명하기 위한 단면도,
도 2는 종래의 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치의 개략적 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치의 개략적 구성도, 및
도 4는 본 발명에 따른 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치를 사용한 광량조절방법을 설명하기 위한 순서도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
3 : 감광드럼 7 : 전사롤러
20 : 용지카세트 21 : 인쇄용지
40 : 전전사램프 60 : 광량조절장치

Claims (5)

  1. 감광드럼, 상기 감광드럼에 도포된 토너를 이송되는 인쇄용지에 전사시키는 전사롤러, 및 인쇄용지의 하부에서 상기 감광드럼을 향해 광을 조사하는 전전사램프를 구비하는 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치에 있어서,
    상기 전사롤러에 전압을 공급하는 전압공급부;
    상기 전사롤러의 입력전압에 대한 상기 감광드럼과 상기 전사롤러 사이의 측정전압에 기초하여 상기 감광드럼과 상기 전사롤러 사이의 전사환경저항값을 측정하는 저항측정부; 및
    상기 측정된 전사환경저항값에 기초하여 상기 전전사램프의 광량을 가변시키는 신호를 출력하는 광량보상수단;을 포함하여 구성된 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 광량보상수단은,
    상이한 전사환경저항값에 대하여 상기 전전사램프가 최적의 광량을 조사할 수 있는 출력전압값과 관련된 데이터를 저장하고, 상기 저항측정부에서 측정된 상기 전사환경저항값을 피드백하여 해당 출력전압값을 산출한 후 상기 전전사램프에 인가시키는 피드백회로인 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 저항측정부에서 측정된 상기 전사환경저항값에 기초하여, 상기 전사롤러에 공급될 전압값을 산출하는 전압보상부; 및
    상기 전압보상부로부터의 출력에 따라서 상기 전압공급부의 출력전압을 제어하는 전압제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치.
  4. 감광드럼, 상기 감광드럼에 도포된 토너를 이송되는 인쇄용지에 전사시키는 전사롤러, 및 인쇄용지의 하부에서 상기 감광드럼을 향해 광을 조사하는 전전사램프를 구비하는 화상형성장치의 전전사램프 광량조절장치에 있어서,
    상기 전사롤러에 전압을 입력하는 단계;
    상기 전사롤러의 입력전압에 대한 상기 감광드럼과 상기 전사롤러 사이의 측정전압에 기초하여, 상기 감광드럼과 상기 전사롤러 사이의 전사환경저항값을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 전사환경저항값에 따라서 상기 전전사램프의 광량을 가변시키는 신호를 출력하는 광량보상단계;를 포함하는 화상형성장치의 전전사램프 광량조절방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 광량보상단계는,
    상기 저항측정부에서 측정된 상기 전사환경저항값을 피드백하는 단계;
    상기 피드백된 전사환경저항값에 관련된 상기 전전사램프가 최적의 광량을 조사할 수 있는 출력전압값을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 출력전압값을 상기 전전사램프에 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 전전사램프의 광량조절방법.
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