KR100541446B1 - 화상형성장치 및 그 제어방법 - Google Patents

화상형성장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 정전잠상이 형성되는 감광체와, 상기 감광체의 정전잠상에 도포된 현상제를 기록매체에 전사시키는 전사유니트와, 상기 감광체와 상기 전사유니트 사이에 설치되어 상기 감광체에 광을 주사하는 전전사램프와, 상기 전전사램프를 구동하는 전전사램프구동부를 갖는 화상형성장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 화상형성장치는, 상기 화상형성장치 내의 환경상태를 검출하는 환경상태검출부와; 상기 환경상태검출부의 검출결과 장치 내의 환경상태를 판단하고, 상기 판단결과에 따라 상기 전전사램프의 광량이 조절되도록 상기 전전사램프구동부에 소정의 듀티비와 주파수를 갖는 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 전전사램프의 광량을 환경에 따라 세밀하게 조절해 줌으로써 전사의 효율을 높여 화상의 질을 향상시킬 수 있다.

Description

화상형성장치 및 그 제어방법{IMAGE FORMING APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME}
도 1은 본 발명에 따른 화상형성장치의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 화상형성장치의 개략적인 제어블록도,
도 3은 본 발명에 따른 화상형성장치의 제어흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 픽업롤러 12 : 대전롤러
14 : 감광드럼 16 : 전사롤러
18 : 현상롤러 20 : 공급롤러
22 : 정착기 24 : 노광장치
26 : 가열롤러 28 : 압착롤러
30 : 전전사램프 32 : 인쇄용지
40 : 제어부 42 : 환경상태검출부
44 : PTL 구동부 46 : 메모리 　　
본 발명은, 화상형성장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전전사램프의 광량을 환경에 따라 세밀하게 조절해 줌으로써 전사의 효율을 높여 화상의 질을 향상시킬 수 있는 화상형성장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 전자사진방식의 화상형성장치는 감광드럼 또는 감광벨트와 같은 정전잠상(Latent Electrostatic Image)의 형성이 가능한 감광체를 사용한다. 이러한 전자사진방식의 화상형성장치는 레이저 빔 프린터(Laser Beam Printer), 디지털 복사기 등의 다양한 분야에서 사용되고 있다.
도 1은 일반적인 화상형성장치의 개략적인 구성도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 화상형성장치는 픽업롤러(10), 대전롤러(12), 감광드럼(OPC: Organic Photoconductive)(14), 전사롤러(16), 현상롤러(18), 공급롤러(20), 정착기(22) 및 노광장치(24)를 포함한다.
고압의 대전전압에 의해 대전된 대전롤러(12)가 회전하면서 감광드럼(14)의 외주면에 도포된 감광체를 고루 대전시키면, 노광장치(24)에서 발생된 빛이 대전된 감광드럼(14)의 표면상에 인쇄하고자 하는 정전잠상을 형성한다. 이후, 고압의 공급전압을 인가받은 공급롤러(20)와 공급롤러(20)보다 낮은 레벨의 전압을 인가받은 현상롤러(18) 사이에는 전위차가 발생된다. 따라서, 공급롤러(20)로부터 현상롤러(18)에 음전하가 이동한다. 이렇게 하여 현상롤러(18)로부터 공급되는 토너는 감광드럼(14)의 표면에 형성된 정전잠상에 도포되어 가시상을 형성한다. 고압의 전사롤러(16)는 감광드럼(14)의 표면에 도포된 토너가 형성한 가시상을 이송되는 인쇄용지(32)에 전사시킨다. 인쇄용지(32)에 전사된 가시상은 정착기(22) 내에 구성된 가열롤러(26)와 압착롤러(28)의 고열 및 압력에 의해 인쇄용지(32)에 정착됨으로써, 인쇄과정이 종료된다.
한편, 현상롤러(18)와 전사롤러(16) 사이에 전전사램프(30)가 설치되어, 감광드럼(14)에 전전사램프(30)에서 발생하는 650㎚의 파장을 갖는 광을 주사하여 감광드럼(14)에 도포된 토너의 전위를 다운시킴으로써, 감광드럼(14)에 대한 토너의 결합력을 저하시켜 전사효율을 향상시키도록 구성된다.
그런데, 일반적인 화상형성장치는 고온고습 환경 등에서 전전사램프(30)에서 발생된 광이 감광드럼(14)의 전위층을 파괴하므로 전사시에 훼손된 화상(거친 부분이 발생하거나 얼룩이 발생함)이 나타나기도 한다.
이에, 화상형성장치 내의 현재 환경상태(온도, 습도 등)를 검출하고, 검출된 환경상태에 따라 전전사램프(30)의 구동상태를 제어함으로써, 화상의 훼손을 방지하도록 한 전전사램프(30) 구동방법이 한국공개특허공보 제2001-2851호에 개시된 바 있다.
상기 전전사램프(30) 구동방법은, 고온고습 환경에서 전전사램프(30)를 오프시켜 과도한 전사가 이루어지지 않도록 하여 화상이 필요 이상으로 진해지는 현상을 방지하고, 다른 이외의 환경 즉, 일반환경, 혹은 저온저습 환경에서는 전전사램프(30)를 온 시킴으로써 전사의 효율성을 높였다.
그런데, 그 중간의 환경으로 판단이 되어지는 경우에는 전사의 효율성이 동일하게 적용이 되어 좀 더 낮은 전사를 이루어지게 하는 데 제한이 있다.
즉, 전전사램프(30)의 광량을 고온고습 환경에서는 0%, 저온저습 환경에서는 100%, 상온 환경에서도 100%로 광을 방사하므로 고온고습과 상온 환경의 중간환경에서는 전사의 효율성을 극대화시키지 못한다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 전전사램프의 광량을 환경에 따라 세밀하게 조절해 줌으로써 전사의 효율을 높여 화상의 질을 향상시킬 수 있는 화상형성장치 및 그 제어방법이 제공된다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 정전잠상이 형성되는 감광체와, 상기 감광체의 정전잠상에 도포된 현상제를 기록매체에 전사시키는 전사유니트와, 상기 감광체와 상기 전사유니트 사이에 설치되어 상기 감광체에 광을 주사하는 전전사램프와, 상기 전전사램프를 구동하는 전전사램프구동부를 갖는 화상형성장치에 있어서, 상기 화상형성장치 내의 환경상태를 검출하는 환경상태검출부와; 상기 환경상태검출부의 검출결과 장치 내의 환경상태를 판단하고, 상기 판단결과에 따라 상기 전전사램프의 광량이 조절되도록 상기 전전사램프구동부에 소정의 듀티비와 주파수를 갖는 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치에 의해 달성된다.
상기 제어신호는, 펄스폭변조(Pulse Width Modulation)신호와 초핑(Chopping)신호 중 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 환경상태검출부는 전원공급부로부터 인가되는 소정의 전압에 의해 상기 감광체 및 상기 전사유니트에 흐르는 전류량을 검출하는 전류검출부를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 분야에 따르면, 정전잠상이 형성되는 감광체와, 상기 감광체의 정전잠상에 도포된 현상제를 기록매체에 전사시키는 전사유니트와, 상기 감광체와 상기 전사유니트 사이에 설치되어 상기 감광체에 광을 주사하는 전전사램프와, 상기 전전사램프를 구동하는 전전사램프구동부를 갖는 화상형성장치의 제어방법에 있어서, 상기 화상형성장치 내의 환경상태를 검출하는 단계와; 상기 검출결과에 따라 상기 전전사램프의 광량이 조절되도록 상기 전전사램프구동부에 소정의 듀티비와 주파수를 갖는 제어신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 제어방법에 의해서도 달성된다.
상기 제어신호는, 펄스폭변조(Pulse Width Modulation)신호와 초핑(Chopping)신호 중 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 환경상태를 검출하는 단계는, 전원공급부로부터 인가되는 소정의 전압에 의해 상기 감광체 및 상기 전사유니트에 흐르는 전류량을 검출하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하되, 도 1의 구성과 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 화상형성장치의 개략적인 제어블록도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 화상형성장치는, 노광장치(24)와, 고압의 대전전압에 의해 대전되어 감광드럼(14)의 외주면에 도포된 감광체를 대전시키는 대전롤러(12)와, 정전잠상(Latent Electrostatic Image)이 형성되는 감광드럼(14)과, 감광드럼(14) 과 접촉되어 감광드럼(14)의 표면에 형성된 정전잠상에 현상제를 도포하는 현상롤러(18)와, 현상롤러(18)에 현상제를 공급하기 위한 공급롤러(20)와, 전사롤러(16)와, 현상롤러(18)와 전사롤러(16) 사이에 설치되어 감광드럼(14)에 광을 주사하는 전전사램프(30)를 포함한다.
또한, 본 화상형성장치는, 장치 내의 환경상태를 검출하는 환경상태검출부(42)와, 메모리(46)와, 전전사램프(30)를 구동하는 전전사램프 구동부(이하, "PTL(Pre-Transfer Lamp) 구동부"라 함)와, 화상형성장치를 전반적으로 제어하는 제어부(40)를 포함한다.
감광드럼(14)은 대전롤러(12)에 의해 일정한 대전전압으로 대전됨으로써 일정 전위를 가지는 균일한 전하가 표면상에 형성된다. 대전롤러(12)에 의해 균일한 전하가 형성된 감광드럼(14)의 표면은 노광장치(24)에 의해 원고 또는 이미지 데이터에 대응하여 노광됨으로써 정전잠상이 형성된다. 본 발명의 실시예에서는 정전잠상이 형성되는 감광체로서 감광드럼(14)이 사용되는 것을 일예로 하고 있으나, 감광벨트가 사용 가능함은 물론이다.
여기서, 비화상영역, 즉 노광장치(24)에 의해 노광되지 않은 비노광영역은 대전롤러(12)에 의해 대전된 대전전위가 그대로 유지되는 반면, 화상영역, 즉 노광된 노광영역의 전위는 노광되기 전에 비해 작아진다.
공급롤러(20)는 프린트명령이 입력되는 경우 현상롤러(18)의 표면에 현상제가 도포될 수 있도록 현상제저장탱크로부터 현상제를 공급받아 현상롤러(18)에 현상제를 공급한다.
현상롤러(18)는 도시하지 않은 전원공급부로부터의 현상바이어스전압에 의해 일정 전위를 갖게 된다. 그리고, 공급롤러(20)로부터 공급되는 현상제는 현상롤러(18) 상에 현상전위를 가지게 되고 현상롤러(18)의 회전에 따라 현상영역으로 이동하게 된다.
여기서, 현상영역은 현상롤러(18)의 표면에 도포된 현상제가 감광드럼(14)의 표면으로 이동함으로써 현상이 이루어지는 현상롤러(18)와 감광드럼(14) 상의 영역을 말한다. 이와 같이 현상영역으로 이동된 현상제는 노광전위와 현상전위간의 전위차에 의해 감광드럼(14) 상의 노광영역 즉, 정전잠상이 형성된 영역으로 이동하여 부착됨으로써 현상이 이루어짐으로써, 감광드럼(14)의 표면에 형성된 정전잠상이 가시상으로 전환된다.
감광드럼(14)의 표면에 형성된 정전잠상 영역에 도포된 현상제는 전사롤러(16)에 의해 인쇄용지(32)에 옮겨짐으로써 전사가 이루어진다. 이 때 기록용지에 전사된 현상제는 압착롤러(28)와 가열롤러(26)로 이루어지는 정착기(22)의 압력 및 열에 의해 인쇄용지(32) 상에 정착된다.
전전사램프(30)는 광을 감광드럼(14)에 주사하여 감광드럼(14)에 도포된 현상제의 전위를 다운시킴으로써, 감광드럼(14)에 대한 현상제의 결합력을 저하시킨다.
PTL 구동부(44)는 제어부(40)의 제어에 따라 전전사램프(30)의 구동상태를 제어하는 트랜지스터와 같은 스위치인 것이 바람직하다.
환경상태검출부(42)는 도시되지 않은 전원공급부로부터 공급되는 소정의 전 압에 의해 감광드럼(14) 및 전사롤러(16)에 흐르는 전류량을 검출하도록 마련된다. 환경상태에 따라 감광드럼(14) 및 전사롤러(16)의 표면의 저항값이 변하므로 감광드럼(14) 및 전사롤러(16)에 흐르는 전류량으로 화상형성장치 내의 환경상태(온도, 습도 등)를 검출할 수 있다.
여기서, 환경상태검출부(42)는 감광드럼(14) 및 전사롤러(16)에 흐르는 전류량을 검출할 수 있도록 전원공급부와 감광드럼(14) 및 전사롤러(16)에 전기적으로 연결된다.
그리고, 환경상태검출부(42)의 출력전류량은 도시되지 않는 A/D변환기에 의해 디지털신호로 변환되어 제어부(40)에 인가된다. 혹은 제어부(40) 자체에서 A/D변환이 가능하도록 구성할 수도 있음은 물론이다.
메모리(46)에는 제어부(40)가 화상형성장치를 제어하기 위한 각종 프로그램이 저장되며, 인쇄하고자 하는 인쇄데이터가 저장된다.
또한, 메모리(46)에는 제어부(40)가 화상형성장치의 환경상태를 판단할 수 있도록 기준온도데이터와 기준습도데이터와 같은 기준환경상태 데이터가 저장되어 있다.
제어부(40)는 소정의 프로그램에 따라 화상형성장치를 전반적으로 제어한다. 특히, 제어부(40)는 인가받은 환경상태검출부(42)의 검출결과와 메모리(46)에 저장되어 있는 기준환경상태 데이터를 비교하여, 화상형성장치의 온도, 습도 등의 환경상태를 세분화하여 판단한다. 그리고 판단된 결과에 따라 PTL 구동부(44)에 소정의 듀티비를 갖는 PWM신호 혹은 소정 간격으로 온/오프를 지속적으로 하는 초핑(chopping) 신호를 출력한다.
여기서, 제어부(40)는 판단된 환경상태에 따라 PWM신호의 펄스폭 혹은 초핑신호의 주파수를 조절한다.
예를 들면, 제어부(40)는 고온고습 환경에서는 0%, 저온저습 환경에서는 100%의 광량, 그 사이의 환경상태에 대해서는 각 구간을 세밀하게 나누어 그 값에 해당하는 광량을 낼 수 있는 펄스폭이나 주파수를 결정하여 PTL 구동부(44)에 출력하게 되는 것이다.
이러한 구성을 갖는 본 화상형성장치의 제어흐름을 도 3에 도시하였다. 도면에 도시된 바와 같이, 먼저, 사용자로부터 인쇄작업을 수행하기 위한 인쇄명령(혹은 복사명령)이 접수되면(S10), 제어부(40)는 화상형성장치를 인쇄대기모드로 전환시키고(S12), 컴퓨터로부터 전송된 인쇄데이터 혹은 스캐닝된 인쇄데이터를 메모리(46)에 저장한다(S14).
그리고, 제어부(40)는 환경상태검출부(42)를 통하여 화상형성장치 내부의 환경상태를 검출하도록 감광드럼(14) 및 전사롤러(16)에 소정 전압을 인가하는 전원공급부를 제어한다. 그러면, 감광드럼(14) 및 전사롤러(16)에는 소정 전류가 흐르게 된다. 이에 따라, 환경상태검출부(42)는 화상형성장치 내부의 현재온도와 현재습도를 검출하고, 검출된 결과를 제어부(40)에 전송한다(S16).
제어부(40)는 환경상태검출부(42)로부터의 검출결과와 메모리(46)에 저장된 기준환경상태 데이터를 상호 비교하여, 화상형성장치의 현재 환경상태를 판별한다(S18).
제어부(40)는 판별된 환경상태에 따라 각기 상이한 듀티비를 갖는 PWM신호 (혹은 각기 상이한 주파수를 갖는 초핑신호)를 PTL 구동부(44)에 출력하여(S20), 전전사램프(30)의 광량이 조절되도록 한 후(S22), 정상적인 인쇄작업을 수행한다(S24).
이와 같이, 본 발명은 화상형성장치 내의 환경상태에 따라 전전사램프 구동부에 상이한 듀티비를 갖는 PWM신호 혹은 상이한 주파수를 갖는 초핑신호를 제어신호로 출력함으로써, 전전사램프(30)의 광량을 세밀하게 조절하는 것이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전전사램프의 광량을 환경에 따라 세밀하게 조절해 줌으로써 전사의 효율을 높여 화상의 질을 향상시킬 수 있는 화상형성장치 및 그 제어방법이 제공된다.

Claims (6)

  1. 정전잠상이 형성되는 감광체와, 상기 감광체의 정전잠상에 도포된 현상제를 기록매체에 전사시키는 전사유니트와, 상기 감광체와 상기 전사유니트 사이에 설치되어 상기 감광체에 광을 주사하는 전전사램프와, 상기 전전사램프를 구동하는 전전사램프구동부를 갖는 화상형성장치에 있어서,
    상기 화상형성장치 내의 온도, 습도 중 적어도 하나를 검출하는 환경상태검출부와;
    상기 환경상태검출부의 검출결과 장치 내의 환경상태를 판단하고, 상기 판단결과에 따라 상기 전전사램프의 광량이 조절되도록 상기 전전사램프구동부에 소정의 듀티비와 주파수를 갖는 제어신호를 출력하는 제어부(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어신호는, 펄스폭변조(Pulse Width Modulation)신호와 초핑(Chopping)신호 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 환경상태검출부는 전원공급부로부터 인가되는 소정의 전압에 의해 상기 감광체 및 상기 전사유니트에 흐르는 전류량을 검출하는 전류검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  4. 정전잠상이 형성되는 감광체와, 상기 감광체의 정전잠상에 도포된 현상제를 기록매체에 전사시키는 전사유니트와, 상기 감광체와 상기 전사유니트 사이에 설치되어 상기 감광체에 광을 주사하는 전전사램프와, 상기 전전사램프를 구동하는 전전사램프구동부를 갖는 화상형성장치의 제어방법에 있어서,
    상기 화상형성장치 내의 온도, 습도 중 적어도 하나를 검출하는 단계와;
    상기 검출결과에 따라 상기 전전사램프의 광량이 조절되도록 상기 전전사램프구동부에 소정의 듀티비와 주파수를 갖는 제어신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 제어방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어신호는, 소정의 듀티비를 갖는 펄스폭변조(Pulse Width Modulation)신호와 초핑(Chopping)신호 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 제어방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 환경상태를 검출하는 단계는, 전원공급부로부터 인가되는 소정의 전압에 의해 상기 감광체 및 상기 전사유니트에 흐르는 전류량을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 제어방법.
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