KR101649270B1 - 화상형성장치 - Google Patents

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KR101649270B1 KR1020090125037A KR20090125037A KR101649270B1 KR 101649270 B1 KR101649270 B1 KR 101649270B1 KR 1020090125037 A KR1020090125037 A KR 1020090125037A KR 20090125037 A KR20090125037 A KR 20090125037A KR 101649270 B1 KR101649270 B1 KR 101649270B1
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Abstract

화상형성장치는 복수의 현상기들이 감광드럼에 현상하기 위한 제 1 전압을 공급하는 전원 공급부, 전원 공급부에 연결되지 않은 현상기들에 제 1 전압을 또는 제 2 전압을 공급하는 전압 분배부를 포함한다.

Description

화상형성장치{Image forming apparatus}
본 발명의 적어도 하나의 실시예는 화상형성장치에 관한 것이고, 특히 멀티 패스(multi-pass) 방식의 화상형성장치에 관한 것이다.
화상형성장치는 컴퓨터나 스캐너로부터 입력된 디지털 신호에 따라 화상 신호를 기록매체인 인쇄 용지에 가시 화상의 형태로 옮기는 장치를 말한다. 이와 같은 화상형성장치는 정전잠상(Electrostatic Latent Image)을 이용하여 화상을 형성하는 레이저 프린터(Laser Beam Printer) 등을 포함한다. 컬러로 인쇄 가능한 컬러 레이저 프린터는 옐로우(Yellow), 마젠타(Magenta, M), 시안(Cyan, C) 및 블랙(blacK, K)의 각각 서로 다른 색상의 토너(toner)를 사용한다. 사용자가 컬러로 인쇄하는 경우 컬러 레이저 프린터는 서로 다른 색상의 토너들을 순차적으로 현상하고, 각 색상의 토너들이 혼합됨으로써 사용자가 원하는 컬러의 문서를 인쇄한다. 특히, 이와 같이 사용자가 원하는 컬러를 구현하기 위해서는 어느 현상기에 있는 토너가 현상될 때 다른 현상기들에 있는 다른 색상의 토너들은 현상되지 않아야 한다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 화상형성장치를 제공하는 데 있다. 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 화상형성장치는 서로 다른 색상의 토너들을 감광드럼에 현상하는 복수의 현상기들; 상기 현상기들이 감광드럼에 현상하기 위한 제 1 전압을 공급하는 전원 공급부; 상기 현상기들 중 어느 하나와 상기 전원 공급부를 연결하는 스위칭부; 및 상기 전원 공급부에 연결되지 않은 상기 현상기들 중 일부 현상기들에는 상기 현상을 방지하기 위한 제 2 전압을 공급하고, 상기 전원 공급부에 연결되지 않은 나머지 일부 현상기에는 상기 현상을 방지하기 위한 상기 제 2 전압의 크기(absolute value)보다 작은 크기의 제 3 전압을 공급하는 전압 분배부를 포함한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 복수의 현상기들이 고정된 상태로 현상하는 멀티 패스(multi-pass) 방식의 화상형성장치는 상기 현상기들이 감광드럼에 현상하기 위한 제 1 전압을 상기 현상기들 중 어느 하나에 공급하는 전원 공급부; 및 상기 전원 공급부에 연결되지 않은 상기 현상기들 중 일부 현상기들에는 상기 현상을 방지하기 위한 제 2 전압을 공급하고, 상기 전원 공급부에 연결되지 않은 나머지 일부 현상기에는 상기 현상을 방지하기 위한 상기 제 2 전압의 크기(absolute value)보다 작은 크기의 제 3 전압을 공급하는 전압 분배부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기된 바에 따르면, 복수의 현상기들이 고정된 상태로 현상하는 멀티 패스(multi-pass) 방식의 화상형성장치가 어느 색상의 토너를 현상하는 동안 다른 색상들의 토너들의 이동에 의해 화상이 오염되는 것을 방지할 수 있어 사용자가 원하는 컬러의 고품질의 화상을 인쇄할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참고하면, 화상형성장치(1)는 감광 드럼(Organized Photo Conductor drum, OPC drum)(10), 대전 롤러(Charge Roller, CR)(20), 클리닝 유닛(cleaning unit)(25), LSU(Laser Scanning Unit)(30), 복수의 현상기들(Development device)(41, 42, 43, 44), 전원 공급부(47), 스위칭부(48), 전압 분배부(49), 중간전사벨트(Intermediate Transfer Belt, ITB)(50), 제 1 전사 롤러(Transfer Roller, TR)(60), 제 2 전사 롤러(70) 및 정착 롤러(Fusing Roller, FR)(80)를 구비한다. 현상기들(41, 42, 43, 44)은 각 색상별로 Y 현상기(41), M 현상기(42), C 현상기(43), K 현상기(44)를 포함한다. 그러나, 도 1에는 도시되지 않았지만, 화상형성장치(1)는 이외에도 전원공급장치(SMPS) 및 엔진제어장치, 프로세서, 메모리 등의 다른 구성 요소들을 포함할 수 있다.
화상형성장치(1)의 인쇄 프로세스에 대해 설명하면 다음과 같다.
레이저 프린터와 같은 화상형성장치(1)는 감광 드럼(10)에 화상 신호에 따라 LSU(30)로부터 레이저광을 조사하여 전정잠상을 형성한다. 이후에 화상형성장치(1)는 이 정전잠상에 현상기들(41, 42, 43, 44) 각각의 토너들을 순차적으로 현상하고, 이 토너들이 부착된 정전잠상을 제 1 전사 롤러(60) 및 제 2 전사 롤러(70)를 통해 중간전사벨트(50)로 이동시켜 인쇄매체에 전사한다. 다음에, 정착 롤러(80)가 인쇄매체에 전사된 토너들을 정착함으로써 화상형성장치(1)는 화상을 형성한다. 클리닝 유닛(25)은 인쇄 작업 후 감광 드럼(10)의 잔여 토너들을 제거한다.
보다 상세하게 설명하면, 화상형성장치(1)는 인쇄 작업이 시작되는 경우 먼저 대전 롤러(20)로 감광 드럼(10) 표면을 음(-) 극성으로 대전시킨다. 이와 같이 음(-) 극성을 띤 감광 드럼(10) 표면에 LSU(30)가 레이저광으로 노광하여 정전잠상을 형성하는데, 레이저광이 조사된 부분만 주변과 반대로 양(+) 극성을 띠게 된다. 이후에 감광 드럼(10) 표면에 각 컬러별(Y, M, C, K) 현상기들(41, 42, 43, 44)의 음(-) 극성을 띤 토너를 순차적으로 현상하면, 음(-) 극성을 띤 토너는 양(+) 극성을 띤 감광 드럼(10)의 정전잠상에 부착된다.
이와 같이 토너들이 부착된 정전잠상은 제 1 전사 롤러(60)에 의해 중간전사벨트(50)로 1차 전사되고, 제 2 전사 롤러(70)에 의해 인쇄 매체가 지나갈 때 인쇄 매체로 2차 전사된다. 제 2 전사 롤러(70)는 인쇄 매체가 지나갈 경우 음(-) 극성을 띤 토너를 전사시키기 위해 양(+) 극성을 띄게 된다. 여기서, 현상기들(41, 42, 43, 44)의 토너들은 음(-) 극성을 띄는 것으로 설명했으나, 이에 한정되지 않고 양(+) 극성의 토너들을 이용할 수도 있다.
여러 색상을 구현하는 컬러 레이저 프린터 등은 싱글 패스(single-pass) 방식 및 멀티 패스(multi-pass) 방식이 있다. 싱글 패스 방식은 한 번에 모든 컬러를 인쇄하는 방식으로써, 여러 개의 감광 드럼 및 이에 대응되는 현상기들을 포함한다. 이에 반하여, 멀티 패스 방식은, 1개의 감광 드럼(10)에 한번에 하나의 현상기씩 현상하는 것으로써 이와 같은 현상을 여러 번 수행하여 각 색상을 중첩시킨다. 따라서, 멀티 패스 방식에 따라 4가지 색상(Y, M, C, K)의 현상기들(41, 42, 43, 44)을 구비한 화상형성장치(1)에서 감광 드럼(10)과 전사벨트(50)는 한 페이지의 컬러 이미지를 인쇄하기 위하여 각각 4회전된다. 즉, 본 실시예에 따른 화상형성장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 멀티 패스 방식에 따른 화상형성장치(1)에 해당한다.
현상기들(41, 42, 43, 44)의 현상 방식에 따라 현상기들(41, 42, 43, 44)이 순차적으로 감광 드럼(10)쪽으로 이동하여 현상하는 현상기 이동형과 현상기들(41, 42, 43, 44)이 감광 드럼(10)으로부터 일정한 간격(gap)만큼 이격되도록 고정된 상태에서 순차적으로 현상하는 현상기 고정형이 있다. 본 실시예의 화상형성장치(1)는 각 현상기들(41, 42, 43, 44)에 갭 링(gap ring)(46)이 끼워져 있어, 감광 드럼(10)으로부터 일정한 간격(gap)만큼 이격되도록 고정된 상태로 현상하는 현상기 고정형에 해당하는 것으로 설명하도록 하겠다. 그러나, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 현상기 이동형의 경우에도 본 실시예가 적용될 수 있음을 알 수 있다.
또한, 본 실시예의 현상기들(41, 42, 43, 44)은 도 1에 도시된 바와 같이 가장 하단에 K 현상기(44)가 고정되고, 가장 상단부터 Y 현상기(41), M 현상기(42), C 현상기(43) 순으로 고정된다. 이와 같이 고정된 현상기들(41, 42, 43, 44)은 한 페이지의 인쇄 작업에서 Y 현상기(41), M 현상기(42), C 현상기(43) 및 K 현상기(44) 순으로 현상한다. 본 실시예의 현상기들(41, 42, 43, 44) 순차적으로 전원 공급부(47)에 연결되고, K 현상기(44)는 순차적으로 연결될 때 마지막에 연결되는 현상기이다. 다만, 이와 같이 고정된 순서 및 전원 공급부(47)에 연결되는 순서는 임의로 변경될 수 있음을 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
전원 공급부(47)는 현상기들(41, 42, 43, 44)의 토너들을 순차적으로 감광드럼에 현상하도록 현상기들(41, 42, 43, 44) 중 하나의 현상기에 고압 전원을 공급한다. 일반적으로 현상기들(41, 42, 43, 44)에 공급된 고압 전원은 음(-) 극성을 띤 고압 전원이고, 따라서 내부의 토너들은 음(-) 극성을 띠게 된다.
도 1에 도시되지 않았지만, 전원 공급부(47)는 현상기들(41, 42, 43, 44) 뿐만 아니라 다른 디바이스들에게도 고압 전원을 공급할 수 있다. 전원 공급부(47)에서 공급되는 고압 전원은 AC와 DC가 혼합된 고압 전원을 의미한다.
전원 공급부(47)에 의해 공급되는 고압 전원의 극성에 따라 토너들의 이동 방향이 결정된다. 보다 상세하게 설명하면, 고압 전원을 공급하였을 때, 토너의 이동 방향은 현상 벡터에 따라 결정된다. 여기서 현상 벡터란 현상 바이어스의 DC 성분에서 감광 드럼(10) 표면의 전위를 뺀 것을 의미한다. 즉, 음(-)의 극성의 토너 를 사용하는 경우 현상 벡터가 음(-)이면 현상기들(41, 42, 43, 44) 상의 토너는 감광 드럼(10)의 양(+)으로 노광된 부분으로 이동하고, 양(+)이면 현상기들(41, 42, 43, 44)의 토너는 이동하지 아니한다.
토너의 극성이 양(+)인 경우에는 위와 반대이다. 이하에서는 토너의 극성이 음(-)인 경우에 대해서 설명하겠으나, 토너의 극성이 양(+)인 경우에도 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있다.
스위칭부(48)는 현상기들(41, 42, 43, 44) 중 어느 하나의 현상기만 전원 공급부(47)에 연결되도록 스위칭한다.
보다 상세하게 설명하면, 현상기들(41, 42, 43, 44) 각각은 스위칭부(48)에 포함된 솔레노이드(solenoid) 스위치들의 동작에 의해 전원 공급부(47)와 순차적으로 연결된다. 본 실시예의 화상형성장치(1)는 멀티 패스 방식에 해당하므로, 각각의 솔레노이드(solenoid) 스위치들은 스위칭 제어부(미도시)의 제어 신호에 따라 각각의 기계적인 접점을 단속시킴으로써 하나의 현상기씩만 순차적으로 전원 공급부(47)에 연결되도록 스위칭한다.
본 실시예에 따른 스위칭부(48)는 제일 처음에 Y 현상기(41)만 전원 공급부(47)에 연결되도록 스위칭하고, 순차적으로 M 현상기(42), C 현상기(43) 및 K 현상기(44)가 연결되도록 스위칭한다. 즉, 본 실시예의 화상형성장치(1)는 가장 상단에 고정된 Y 현상기(41)부터 가장 하단에 고정된 K 현상기(44) 순으로 현상한다. 그러나, 현상하는 순서는 변경될 수 있다.
전압 분배부(49)는 전원 공급부(47)에 연결되지 않은 현상기들(41, 42, 43, 44) 중 일부 현상기들에는 현상을 방지하기 위한 DC 전압을 공급하고, 전원 공급부(47)에 연결되지 않은 나머지 일부 현상기에는 현상을 방지하기 위한 DC 전압의 크기(absolute value)보다 작은 크기의 전압을 공급한다. 여기서, DC 전압의 크기(absolute value)보다 작은 크기의 전압은 접지 전압을 포함하고, 또한 DC 전압의 크기(absolute value)보다 작으면서 DC 전압과 동일 극성의 전압도 포함된다. 위의 나머지 일부 현상기는 K 현상기(44)를 의미한다. 그리고, 고압 전원 및 DC 전압은 동일한 극성의 전압에 해당한다.
보다 상세하게 설명하면, 현상기들(41, 42, 43, 44) 각각에 인가되는 전압들의 관계는 다음의 수학식 1과 같이 표현된다.
Figure 112009077580662-pat00001
여기서, Vac+dc는 각각의 현상기들(41, 42, 43, 44)이 현상에 사용될 때 인가되는 고압을 의미하고, Vdcy, Vdcm, 및 Vdcc는 각각 Y 현상기(41), M 현상기(42) 및 C 현상기(43)이 현상에 사용되지 않을 때 인가되는 DC 전압을 의미한다. Vdck는 K 현상기(44)가 현상에 사용되지 않을 때 인가되는 DC 전압을 의미한다. 수학식 1을 참고하면, K 현상기(44)가 현상에 사용되지 않을 때 인가되는 Vdck는 다른 현상기들(41, 42, 43)이 현상에 사용되지 않을 때 인가되는 Vdcy, Vdcm, 및 Vdcc보다 작고, 접지 전압(Vground)보다 크거나 같은 것을 알 수 있다.
이와 같이 전원 공급부(47)에 연결되지 않은 경우 위와 같은 전압을 공급하는 이유는 다음과 같다.
한 페이지의 인쇄 작업을 수행할 경우, 스위칭부(48)의 하나의 솔레노이드 스위치만 동작을 하여 기계적 접점이 연결되어 어느 현상기에 고압 전원이 공급되고, 나머지 현상기들에는 고압 전원이 공급되지 않는다. 따라서, 나머지 현상기들의 토너들은 현상되지 않아야 한다.
크로스 컨테미네이션(Cross contamination)이란 고압 전원이 공급되지 않아 현상에 관여하지 않는 나머지 현상기들로부터 감광 드럼(10)의 정전잠상으로 토너가 옮겨가는 현상과, 이미 현상된 감광 드럼(10)상의 토너들이 다음 순서로 현상하는 현상기 위치로 토너가 옮겨가는 2가지 경우가 있다.
보다 상세하게 설명하면, 앞서 설명한 바와 같이 기계적 접점이 연결된 현상기의 메탈 샤프트(Metal Shaft)에는 전원 공급부(47)에 의해 AC와 DC가 중첩된 고압 전원이 공급되어 토너는 강한 음(-) 극성을 띠게 된다. 이와 같은 강한 음(-) 극성의 토너는 감광 드럼(10) 상의 양(+) 극성으로 노광된 정전잠상에 붙어 현상된다. 그러나, 기계적 접점이 연결되지 않는 나머지 현상기들의 토너들에 의한 크로스 컨테미네이션을 방지하기 위하여, 종래에는 나머지 현상기들의 메탈 샤프트에 음(-) 극성의 DC 전압을 공급하여 안정화하였다. 왜냐하면, 나머지 현상기들의 전위가 안정화되지 않는 경우 전위가 불안정한 플로팅(Floating) 상태가 되어 나머지 현상기들의 토너들이 크로스 컨테미네이션을 일으킬 수 있기 때문이다. 따라서, 기 계적 접점이 연결되지 않는 나머지 현상기들에 음(-)의 극성의 DC 전압이 공급되면 나머지 현상기들의 메탈 샤프트는 더 이상 플로팅 상태가 아니게 되어 음(-)의 극성의 DC 전압으로 안정화된다. 즉, 이전에 현상에 관여한 현상기에서 현상된 Toner를 가진 감광 드럼(10)과의 현상 벡터의 양을 감소시키므로 크로스 컨테미네이션을 방지할 수 있다.
만약, 위와 같은 경우 양(+) 극성의 DC 전압으로 안정화하면, 토너가 양(+) 극성을 띠게 되어 감광드럼(10)의 노광된 부분이 아닌 다른 부분에 토너들이 이동할 수 있기 때문에 음(-) 극성의 DC 전압을 공급하여 안정화한다.
그러나, 감광 드럼(10)의 정전잠상은 양(+) 극성을 띠고 음(-) 극성의 DC 전압으로 안정화된 나머지 현상기들의 토너들이 약하게 음(-) 극성을 띠게 되므로, 약간의 크로스 컨테미네이션이 발생한다. 특히, 옐로우(Y) 토너 위에 블랙(K) 토너가 오염되는 크로스 컨테미네이션의 경우에는 화상에 치명적인 영향을 미치게 되어, 사용자가 원하는 컬러의 화상을 인쇄할 수 없게 된다.
따라서, 본 실시예의 K 현상기(44)는 다른 Y, M, C 현상기(41, 42, 43)과 달리 기계적 접점이 연결되지 않은 경우 음(-) 극성의 DC 전압으로 안정화하지 않고, 접지 전원으로 안정화한다. 그 이유는, K 현상기(44)가 기계적 접점이 연결되지 않은 경우 접지 전원으로 안정화되면, K 현상기(44)의 블랙 토너는 극성을 거의 띠지 않거나 다른 Y, M, C 현상기(41, 42, 43)보다 약한 극성을 띄게 되어 감광 드럼(10)의 양(+)으로 노광된 정전잠상이나 다른 현상기들을 보다 덜 오염시키기 때문이다. 즉, K 현상기(44)의 블랙 토너의 크로스 컨테미네이션의 발생이 줄어들게 된다.
여기서, 토너의 극성이 양(+)인 경우, 전압 분배부(49)로부터 분배되는 DC 전압은 양(+)의 극성이고, 토너의 극성이 음(-)인 경우, 전압 분배부(49)로부터 분배되는 DC 전압은 음(-)의 극성이다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 현상기들(41, 42, 43, 44) 중 K 현상기(44)는 다른 현상기들(41, 42, 43)과 달리 전원 공급부(47)에 연결되지 않는 경우 접지 전압이 공급된다. 이에 대해서는 이하에서 도 2를 참고하여 자세하게 설명하도록 하겠다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치의 회로도이다. 도 2를 참고하면, 도 1의 화상형성장치(1)에 구비된 전원 공급부(47), 스위칭부(48), 전압 분배부(49) 및 솔레노이드 구동부(210)에 대한 회로도가 도시되어 있다. 도 2에서 CAY, CAM, CAC 및 CAK는 각각의 Y 현상기, M 현상기, C 현상기 및 K 현상기와 감광 드럼(도 1의 10) 사이의 간격(gap)에 의한 정전용량(capacitance)을 나타내며, CP는 유전체인 감광 드럼(도 1의 10)의 정전용량을 나타낸다. RY, RM, RC 및 RK 는 각각의 Y 현상기, M 현상기, C 현상기 및 K 현상기의 메탈 샤프트의 저항을 나타낸다.
전원 공급부(47)는 앞서 도 1에서 설명한 바와 같이 AC 전압(VAC)과 DC 전압(VDC1)이 중첩된 고압 전원을 현상기들(도 1의 41, 42, 43, 44) 중 어느 하나에 순차적으로 공급한다. 그리고, 스위칭부(48)는 현상기들(도 1의 41, 42, 43, 44)의 개수와 동일한 개수의 솔레노이드 스위치들(SY, SM, SC, SK)을 포함한다. 솔레노이드 구동부(210)는 제어 신호를 송신하여 이와 같은 솔레노이드 스위치들(SY, SM, SC, SK)의 기계적 접점의 단속을 제어한다. 따라서, 솔레노이드 구동부(210)가 어느 하나의 솔레노이드 스위치만 동작하도록 제어함으로써, 전원 공급부(47)와 어느 하나의 현상기만 연결된다. 이와 같이 전원 공급부(47)에 연결된 어느 하나의 현상기는 감광 드럼(도 1의 10)에 토너를 현상한다.
전압 분배부(49)는 각각의 Y 현상기, M 현상기 및 C 현상기와 DC 전압(VDC2)이 저항 R을 통하여 연결되어 있고, K 현상기는 저항 R을 통하여 접지되어 있는 회로 구성을 갖는다. 이와 같이 K 현상기만 접지되어 있는 이유는 도 1과 수학식 1에 대해서 설명한 바와 같다.
크로스 컨테미네이션 중에서 특히, 옐로우(Y) 토너 위에 블랙(K) 토너가 오염되는 경우에는 화상에 치명적인 영향을 미치게 되어, 사용자가 원하는 컬러의 화상을 인쇄할 수 없게 된다. 종래에는 크로스 컨테미네이션(Cross contamination)을 방지하기 위하여 전원 공급부(47)에 연결되지 않은 나머지 현상기들 모두에 약 -200[V]의 DC 전압을 인가하여 안정화시킴으로써 토너 오염을 최소화하도록 설계되어 있었다. 그러나, 이와 같은 경우 블랙(K) 토너를 포함한 약간의 토너들은 감광 드럼(10)으로 옮겨가 정전잠상을 오염시킬 수 있었다.
하지만, 본 실시예에 따른 화상형성장치(1)는 전원 공급부(47)에 연결되지 않은 경우, 다른 현상기들과 달리 K 현상기는 저항 R을 통하여 접지에 연결함으로 써 K 현상기는 다른 현상기들의 현상 전계보다 낮게 유지된다.
예를 들어, 전원 공급부(47)에 Y 현상기가 연결된 경우, 다른 M 현상기 및 C 현상기에는 DC 전압(VDC2)이 공급되나, K 현상기에는 접지 전원이 공급되어 안정화된다. 따라서, Y 현상기, M 현상기 및 C 현상기보다 현상 전계가 낮게 유지되어, 전원 공급부(47)에 K 현상기가 연결되지 않은 경우 블랙(K) 토너가 이동하지 않게 된다. 이로 인해, K 현상기가 현상에 관여하지 않을 때 다른 색상의 토너들보다 특히 블랙(K) 토너에 의한 오염을 줄일 수 있다. 즉, 화상 품질에 심각한 영향을 끼치는 블랙(K) 토너에 의한 크로스 컨테미네이션의 영향은 최소화될 수 있다.
도 3는 종래의 화상형성장치에서 발생되는 크로스 컨테미네이션을 나타내는 그래프이다. 도 3를 참고하면, 이와 같은 종래의 화상형성장치는 현상에 관여하지 않는 미현상 현상기들로부터 내부의 감광 드럼으로 토너가 오염되는 크로스 컨테미네이션(310)이 발생한다. 이와 같은 크로스 컨테미네이션(310)이 발생하는 이유는 이 미현상 현상기들에 일정한 DC 전압이 공급되어 안정화되더라도 미현상 현상기들에는 도 3에 도시된 바와 같이 다른 크기의 DC 전압이 인가될 수 있기 때문이다. 특히, 이 크로스 컨테미네이션(310)이 블랙(K) 토너에 의한 영향이 크다면, 화상 품질에 악영향을 끼칠 수 있다. 그러나, 본 실시예의 화상형성장치(도 1의 1)와 같이 K 현상기가 현상에 관여하지 않을 때 접지에 연결된 경우에는 특히 블랙(K) 토너에 의한 오염을 줄일 수 있다.
도 4는 종래의 화상형성장치에서 발생되는 크로스 컨테미네이션을 나타내는 그래프이다. 도 4를 참고하면, 미현상 현상기로부터 다른 현상기로 토너가 옮겨가는 크로스 컨테미네이션이 발생하는 것을 알 수 있다. 즉, 어느 현상기에서 발견되는 다른 색상의 토너의 농도 레벨이 미현상 현상기에 인가된 전압이 증가함에 따라 같이 증가하는 것을 알 수 있다. 그러나, 본 실시예의 화상형성장치(도 1의 1)와 같이 K 현상기가 현상에 관여하지 않을 때 접지에 연결된 경우에는 특히 블랙 토너에 의한 오염을 줄일 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 각 색상의 토너가 중첩된 화상의 단면도를 나타내는 도면이다. 도 5a를 참고하면, 화상형성장치(도 1의 1)의 모든 현상기들(도 1의 41, 42, 43, 44)의 토너들을 현상하는 경우, 감광 드럼(도 1의 10), 중간전사벨트(도 1의 50) 및 인쇄매체에 현상된 토너들이 도시되어 있다. 화상형성장치(도 1의 1)는 Y 현상기, M 현상기, C 현상기 및 K 현상기 순으로 현상하므로, 감광 드럼(도 1의 10)에는 아래에서부터 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C) 및 블랙 (K)순으로 현상된다. 이는 중간전사벨트(도 1의 50)에 1차 전사된 뒤 인쇄 매체에 감광 드럼(도 1의 10)과 동일하게 아래에서부터 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C) 및 블랙 (K) 순으로 2차 전사된다.
도 5b는 종래의 화상형성장치에서 크로스 컨테미네이션이 발생한 화상의 단면도를 나타내는 도면이다. 도 5b를 참고하면, 감광 드럼(도 1의 1)에 Y 현상기(도 1의 41)만 현상하는 경우, 옐로우(Y) 토너만 현상된다고 하더라도, 다른 색상의 토너들이 조금씩 현상된다. 다른 색상의 토너들 중 마젠타(M) 및 시안(C) 토너는 옐로우(Y) 토너로 현상된 화상의 품질에 비교적 적은 영향을 주는 색상이지만, 블 랙(Y)과 옐로우(Y) 색상은 보색에 가깝기 때문에 블랙(K) 토너는 옐로우(Y) 토너로 현상된 화상의 품질에 많은 영향을 준다. 즉, 도 5b에 도시된 바와 같이, 종래의 화상형성장치는 옐로우(Y) 토너에 대한 블랙(K) 토너의 오염 정도가 다른 마젠타 (M) 토너 및 시안(C) 토너의 오염 정도와 비슷하므로, 옐로우(Y) 토너를 이용하여 현상된 화상의 품질이 떨어지는 문제가 있었다.
도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치에서 옐로우(Y) 토너만 현상한 화상의 단면도를 나타내는 도면이다. 도 5c를 참고하면, 도 5b와 비교하여 본 실시예의 화상형성장치(도 1의 1)에서 Y 현상기(도 1의 41)만 현상하는 경우, 블랙 (K) 토너에 의한 크로스 컨테미네이션이 거의 발생하지 않는다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이 K 현상기(도 1의 44)가 현상에 관여하지 않을 때는 K 현상기(도 1의 44)에 접지 전원을 공급하여 안정화시킴으로써 블랙(K) 토너가 이동하지 않게 되어 블랙(K) 토너에 의한 크로스 컨테미네이션이 거의 발생하지 않는다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치의 회로도이다.
도 3는 종래의 화상형성장치에서 발생되는 크로스 컨테미네이션을 나타내는 그래프이다.
도 4는 종래의 화상형성장치에서 발생되는 크로스 컨테미네이션을 나타내는 그래프이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 각 색상의 토너가 중첩된 화상의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 5b는 종래의 화상형성장치에서 크로스 컨테미네이션이 발생한 화상의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치에서 옐로우(Y) 토너만 현상한 화상의 단면도를 나타내는 도면이다.

Claims (10)

  1. 서로 다른 색상의 토너들을 감광드럼에 현상하는 복수의 현상기들;
    상기 현상기들이 감광드럼에 현상하기 위한 제 1 전압을 공급하는 전원 공급부;
    상기 현상기들 중 어느 하나와 상기 전원 공급부를 연결하는 스위칭부; 및
    상기 전원 공급부에 연결되지 않은 현상기들에 제 2 전압 또는 상기 제 2 전압의 크기(absolute value)보다 작은 크기의 제 3 전압을 공급하는 전압 분배부를 포함하고,
    상기 전압 분배부는
    상기 현상기들 중 블랙 색상의 토너를 갖는 현상기와 상기 전원 공급부가 상기 스위칭부에 의해 연결되지 않은 경우, 상기 블랙 색상의 토너를 갖는 현상기 및 상기 전원 공급부에 연결된 현상기를 제외한 나머지 현상기들에는 상기 제 2 전압을 공급하고 상기 블랙 색상의 토너를 갖는 현상기에는 상기 제 3 전압을 공급하고,
    상기 현상기들 중 상기 블랙 색상의 토너를 갖는 현상기와 상기 전원 공급부가 상기 스위칭부에 의해 연결된 경우, 상기 블랙 색상의 토너를 갖는 현상기를 제외한 나머지 현상기들에는 상기 제 2 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전압의 절대값은 상기 제 2 전압의 절대값보다 크고, 상기 제 2 전압의 절대값은 상기 제 3 전압의 절대값보다 크고, 상기 제 3 전압의 절대값은 접지 전압보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 현상기들은 상기 스위칭부에 의해 순차적으로 상기 전원 공급부에 연결되고,
    상기 블랙 색상의 토너를 갖는 현상기는 상기 순차적으로 연결될 때 마지막에 연결되는 현상기인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전압 및 제 2 전압은 동일한 극성의 전압인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전압은 상기 토너들의 극성과 동일한 극성을 갖는 직류 전압인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 현상기들은 상기 감광드럼과 일정한 간격(gap)을 유지하도록 고정된 상태에서 현상하는 고정형 현상기들인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  8. 복수의 현상기들이 고정된 상태로 현상하는 멀티 패스(multi-pass) 방식의 화상형성장치에 있어서,
    상기 현상기들이 감광드럼에 현상하기 위한 제 1 전압을 상기 현상기들 중 어느 하나에 공급하는 전원 공급부; 및
    상기 전원 공급부에 연결되지 않은 현상기들에 제 2 전압 또는 상기 제 2 전압의 크기(absolute value)보다 작은 크기의 제 3 전압을 공급하는 전압 분배부를 포함하고,
    상기 전압 분배부는
    상기 현상기들 중 블랙 색상의 토너를 갖는 현상기와 상기 전원 공급부가 연결되지 않은 경우, 상기 블랙 색상의 토너를 갖는 현상기 및 상기 전원 공급부에 연결된 현상기를 제외한 나머지 현상기들에는 상기 제 2 전압을 공급하고 상기 블랙 색상의 토너를 갖는 현상기에는 상기 제 3 전압을 공급하고,
    상기 현상기들 중 상기 블랙 색상의 토너를 갖는 현상기와 상기 전원 공급부가 연결된 경우, 상기 블랙 색상의 토너를 갖는 현상기를 제외한 나머지 현상기들에는 상기 제 2 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 전압의 절대값은 상기 제 2 전압의 절대값보다 크고, 상기 제 2 전압의 절대값은 상기 제 3 전압의 절대값보다 크고, 상기 제 3 전압의 절대값은 접지 전압보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 현상기들은 스위칭부에 의해 순차적으로 상기 전원 공급부에 연결되고, 상기 블랙 색상의 토너를 갖는 현상기는 상기 순차적으로 연결될 때 마지막에 연결되는 현상기인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
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