KR101825155B1

KR101825155B1 - 화상 형성 장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101825155B1
Application number: KR1020110084055A
Authority: KR
Inventors: 우상범; 조현기; 김종태
Original assignee: 에스프린팅솔루션 주식회사
Priority date: 2011-08-23
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2018-02-02
Also published as: US20130050723A1; US8755086B2; KR20130021655A

Abstract

감광체와 구동롤러의 기구적인 변동 요인을 모두 고려하여 자동 컬러 정렬 작업을 수행하는 화상형성장치 및 그 제어방법을 게시한다.
화상형성장치는 감광체와, 상기 감광체에 부착된 현상제가 중간 전사되는 중간전사벨트와, 상기 중간전사벨트를 구동하는 구동롤러를 포함하며, 자동 컬러 정렬 작업 진입 조건을 만족하면 감광체의 공간 주기(spatial period) 및 상기 구동롤러의 공간 주기(spatial period)에 따라 중간전사벨트에 테스트 패턴의 인쇄 시간 간격을 조정하여 인쇄하고, 테스트 패턴에서 반사되는 신호에 따라 자동 컬러 정렬 작업을 수행한다.

Description

화상 형성 장치 및 그 제어방법{IMAGE FORMING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}

자동 컬러 정렬 작업을 수행하는 화상 형성 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 컬러화상형성장치는 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙 등 4개의 색상을 이용하여 용지에 컬러 화상을 인쇄한다. 컬러화상형성장치는 용지의 원하는 위치에 각 색상을 정확히 정렬하기 위해서 ACR(Auto Color Registration)작업(이하 "자동 컬러 정렬 작업"이라 함)을 수행한다. 자동 컬러 정렬 작업은 4개의 색상별 화상이 용지에 올바르게 정렬되도록 상대적 위치를 보정하는 작업이다. 자동 컬러 정렬 작업은 인쇄매체에 각 컬러의 시험패턴을 하나씩 인쇄하고, 각 컬러의 시험패턴의 간격을 검출하여 그 검출 결과에 따라 왜곡 정도를 보정하는 작업이다.

컬러화상형성장치는 자동 컬러 정렬 작업이 수행되어야 할 조건을 설정한 후, 현재 상태가 설정된 조건에 부합되면 자동 컬러 정렬 작업을 수행한다. 조건은 특정 시간 동안 LSU(Laser Scanning Unit)의 온도 변화가 기준값보다 큰 경우, 총 인쇄매수가 설정된 매수의 배수가 된 경우, 기기의 커버가 오픈 또는 클로즈된 경우, 토너와 같은 소모품이 교체된 경우를 포함할 수 있다.

한편, 종래의 화상형성장치는 감광체 또는 구동롤러에 의한 기구적인 변동 요인을 고려하지 않은 상태로 자동 컬러 정렬 작업을 수행하거나, 감광체 또는 구동롤러 중 어느 하나의 기구적인 변동 요인만 고려한 채 자동 컬러 정렬 작업을 수행하였다.

본 발명의 일측면은 감광체와 구동롤러의 기구적인 변동 요인을 모두 고려하여 자동 컬러 정렬 작업을 수행하는 화상형성장치 및 그 제어방법을 제공한다.

이를 위한 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치는 감광체와, 상기 감광체에 부착된 현상제가 중간 전사되는 중간전사벨트와, 상기 중간전사벨트를 구동하는 구동롤러를 포함하는 화상형성장치의 제어방법에 있어서, 자동 컬러 정렬 작업 진입 조건을 만족하면 상기 감광체의 공간 주기(spatial period) 및 상기 구동롤러의 공간 주기(spatial period)에 따라 상기 중간전사벨트에 테스트 패턴의 인쇄 시간 간격을 조정하여 인쇄하고, 상기 테스트 패턴에서 반사되는 신호에 따라 자동 컬러 정렬 작업을 수행할 수 있다.

상기 감광체의 공간 주기(spatial period) 및 상기 구동롤러의 공간 주기(spatial period)에 따라 상기 중간전사벨트에 테스트 패턴의 인쇄 시간 간격을 조정하여 인쇄하는 것은, 상기 감광체의 공간 주기(spatial period)와 상기 구동롤러의 공간 주기(spatial period)의 최소 공배수에 해당하는 공간 주기(spatial period) L을 산출하고, 상기 공간 주기(spatial period) L을 K등분하여 L/K 간격으로 상기 테스트 패턴을 인쇄할 수 있다.

상기 감광체의 공간 주기(spatial period)와 상기 구동롤러의 공간 주기(spatial period)의 최소 공배수에 해당하는 공간 주기(spatial period)를 K등분하여 상기 테스트 패턴을 인쇄하는 것은, 상기 화상형성장치에서 사용되는 복수 개의 색상 중 어느 하나의 색상에 대한 테스트 패턴을 상기 L/K 간격으로 K개 인쇄할 수 있다.

상기 감광체의 공간 주기(spatial period) 및 상기 구동롤러의 공간 주기(spatial period)에 따라 상기 중간전사벨트에 테스트 패턴의 인쇄 시간 간격을 조정하여 인쇄하는 것은, 상기 중간전사벨트에 기본형 테스트 패턴 또는 혼합형 테스트 패턴의 인쇄 시간 간격을 조정하여 인쇄하는 것을 포함할 수 있다.

상기 테스트 패턴에서 반사되는 신호에 따라 자동 컬러 정렬 작업을 수행하는 것은, 상기 중간전사벨트에 상기 기본형 테스트 패턴이 인쇄되면, 상기 기본형 테스트 패턴에서 반사되는 신호에 따라 용지 이송 방향의 자동 컬러 정렬 작업을 수행할 수 있다.

상기 기본형 테스트 패턴에서 반사되는 신호에 따라 용지 이송 방향의 자동 컬러 정렬 작업을 수행하는 것은, 상기 화상형성장치에서 사용되는 복수 개의 색상 중 기준이 되는 색상의 테스트 패턴과 다른 색상의 테스트 패턴 간의 거리를 측정하고, 그 거리들을 산술 평균하여 보정값을 산출하는 것을 포함할 수 있다.

상기 테스트 패턴에서 반사되는 신호에 따라 자동 컬러 정렬 작업을 수행하는 것은, 상기 중간전사벨트에 상기 혼합형 테스트 패턴이 인쇄되면, 상기 혼합형 테스트 패턴에서 반사되는 신호에 따라 주주사 방향의 자동 컬러 정렬 작업을 수행할 수 있다.

상기 혼합형 테스트 패턴에서 반사되는 신호에 따라 주주사 방향의 자동 컬러 정렬 작업을 수행하는 것은, 상기 화상형성장치에서 사용되는 복수 개의 색상 중 기준이 되는 색상의 이웃하는 테스트 패턴 간의 거리와 다른 색상의 이웃하는 테스트 패턴 간의 거리를 산출하고, 기준이 되는 색상의 테스트 패턴 간의 거리와 다른 색상의 테스트 패턴 간의 측정 순서가 동일한 거리의 차이를 산출하고, 그 거리의 차이를 산술 평균하여 보정값을 산출할 수 있다.

그리고, 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치는 감광체와, 상기 감광체에 부착된 현상제에 의해 테스트 패턴이 인쇄되는 중간전사벨트와, 상기 중간전사벨트를 구동하는 구동롤러를 포함하는 화상형성장치에 있어서, 상기 중간전사벨트에 인쇄된 테스트 패턴에 광을 송신하고, 상기 테스트 패턴으로부터 반사되는 광을 수신하는 센서부;와 상기 센서부로부터 전송되는 테스트 패턴 감지 신호에 따라 자동 컬러 정렬 작업을 수행하는 컬러 정렬 보정부; 및 상기 감광체의 공간 주기(spatial period)와 상기 구동롤러의 공간 주기(spatial period)에 따라 상기 중간전사벨트에 테스트 패턴의 인쇄 시간 간격을 조정하여 인쇄하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 감광체의 공간 주기(spatial period)와 상기 구동롤러의 공간 주기(spatial period)의 최소 공배수에 해당하는 공간 주기(spatial period)를 K등분하여 상기 테스트 패턴을 인쇄할 수 있다.

상기 제어부는 상기 중간전사벨트에 기본형 테스트 패턴 또는 혼합형 테스트 패턴의 인쇄 시간 간격을 조정하여 인쇄할 수 있다.

상기 제어부는 상기 중간전사벨트에 상기 기본형 테스트 패턴이 인쇄되면, 상기 기본형 테스트 패턴에서 반사되는 신호에 따라 용지 이송 방향의 자동 컬러 정렬 작업을 수행할 수 있다.

상기 제어부는 상기 화상형성장치에서 사용되는 복수 개의 색상 중 기준이 되는 색상의 테스트 패턴과 다른 색상의 테스트 패턴 간의 거리를 측정하고, 그 거리들을 산술 평균하여 보정값을 산출하는 것을 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 중간전사벨트에 상기 혼합형 테스트 패턴이 인쇄되면, 상기 혼합형 테스트 패턴에서 반사되는 신호에 따라 주주사 방향의 자동 컬러 정렬 작업을 수행할 수 있다.

상기 제어부는 상기 화상형성장치에서 사용되는 복수 개의 색상 중 기준이 되는 색상의 이웃하는 테스트 패턴 간의 거리와 다른 색상의 이웃하는 테스트 패턴 간의 거리를 산출하고, 기준이 되는 색상의 테스트 패턴 간의 거리와 측정 순서가 동일한 다른 색상의 테스트 패턴 간의 거리의 차이를 산출하고, 그 거리의 차이를 산술 평균하여 보정값을 산출할 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 일측면에 의하면 감광체와 구동롤러의 공간 주기(spatial period)를 반영하여 테스트 패턴을 인쇄하므로 정렬 에러를 더욱 정확하게 측정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치의 구성을 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치의 제어블록도
도 3a 및 3b는 기본형 테스트 패턴과 혼합형 테스트 패턴을 도시한 도면
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치의 중간전사벨트에 인쇄된 기본형 테스트 패턴을 이용하여 보정값을 산출하는 것을 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치의 중간전사벨트에 인쇄된 혼합형 테스트 패턴을 이용하여 보정값을 산출하는 것을 설명하기 위한 도면
도 6a는 감광체 또는 구동롤러의 형상을 나타낸 도면이고, 도 6b는 감광체의 구동롤러의 형성이 진원이 아닌 경우 선속도 변경을 나타낸 도면
도 7a는 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치의 중간전사벨트에 일정 간격으로 기본형 테스트 패턴을 인쇄한 도면이고, 도 7b는 도 7a의 테스트 패턴의 정렬 에러의 크기가 변화되는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 7c는 도 7a에 도시된 감광전사벨트의 용지 이송 방향의 정렬 에러의 변화랴을 도시한 그래프
도 8a는 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치의 중간 전사 벨트에 인쇄된 테스트 패턴 중 기준이 되는 어느 하나의 컬러와 다른 컬러의 정렬 에러의 차이를 나타낸 그래프이고, 도 8b는 도 8a에 도시된 두 컬러의 정렬 에러를 산술 평균한 것을 나타낸 그래프
도 9a는 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치의 중간 전사 벨트에 인쇄된 테스트 패턴 중 기준이 되는 어느 하나의 컬러와 다른 컬러의 정렬 에러의 차이가 없는 경우 정렬 에러 그래프의 위상 및 진폭이 동일한 것을 나타낸 도면이고, 도 9b는 도 9a에 도시된 두 컬러의 정렬 에러를 산술 평균한 것을 나타낸 그래프
도 10a는 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치에서 자동 컬러 정렬 작업을 수행하기 위해 기준이 되는 어느 하나의 컬러의 테스트 패턴과 다른 컬러의 테스트 패턴이 중간 전사 벨트에 인가된 것을 도시한 도면이며, 도 10b는 도 10a에 도시된 테스트 패턴의 정렬 에러를 용지 이송 방향으로 나타낸 그래프
도 11은 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치의 감광체의 정렬 에러의 공간 주기(spatial period) 성분과 구동롤러의 정렬 에러의 공간 주기(spatial period) 성분이 조합하여 정렬 에러의 새로운 공간 주기(spatial period)가 생성되는 것을 나타낸 도면
도 12는 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치에서 자동 컬러 정렬 작업을 수행하는 경우 감광체와 구동롤러의 정렬 에러 그래프의 공간 주기(spatial period)의 최소공배수에 해당하는 공간 주기(spatial period)로 테스트 패턴 인쇄 시 K의 범위를 설명하기 위해 도시한 그래프
도 13a는 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치의 자동 컬러 정렬 작업 시 감광체와 구동롤러의 정렬 에러의 공간 주기(spatial period)를 모두 고려하여 테스트 패턴의 인쇄 간격을 조정한 것을 설명하기 위한 도면이며, 도 13b는 도 13a에 도시된 테스트 패턴의 정렬 에러를 도시한 그래프
도 14 내지 도 16은 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치의 자동 컬러 정렬 작업 시 테스트 패턴의 인쇄 간격이 조정되어 인쇄된 것을 도시한 도면
도 17은 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치의 자동 컬러 정렬 작업을 설명하기 위한 제어흐름도

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치의 구성을 나타낸 도면이다.

화상형성장치(1)는 현상제가 저장되는 현상기(100)와, 현상기(100)의 감광체(101)에 정전잠상을 형성하는 노광부(110)와, 감광체(101)의 현상제가 중간전사되는 중간전사벨트(120)와, 중간전사벨트(120)의 가시화상을 인쇄매체로 전사하는 전사롤러(130)와, 인쇄매체에 전사되지 않고 중간전사벨트(120) 표면에 잔류한 폐현상제를 제거하는 클리닝부(140)와, 인쇄매체에 최종 전사된 화상을 정착시키는 정착기(150)와, 화상형성장치(1)의 자동 컬러 정렬 작업 시 광량 등을 감지하는 센서부(160)와, 화상형성장치(1) 내부의 열을 냉각시키는 팬(180)을 포함할 수 있다.

감광체(101)는 원통형상의 금속제 드럼의 외주면에 증착 등의 방법에 의해 광도전성 물질층을 코팅하여 마련된다. 광도전성 물질층은 노광부(110)에 의해 노광될 경우 광에 반응하여 정전잠상이 형성된다. 감광체(101)는 미도시된 대전롤러에 접하여 설치되며, 대전롤러에 의해 감광체(101)의 외주면의 일영역이 균일한 전위값을 가지도록 대전된다.

감광체(101)는 컬러별 화상을 형성할 수 있도록 복수 개 마련된다. 감광체(101)는 옐로우(Yellow), 마젠타(Magenta), 시안(Cyan) 및 블랙(Black)의 4가지 색상에 대응하여 마련될 수 있다. 감광체(101)는 4개가 아닌 복수 개의 색상에 대응하여 마련될 수 있다. 예를 들면, 감광체(101)는 C, M, Y, K의 4개의 색상과 중간색인 Lc(Light Cyan), Lm(Light Magenta)의 2개의 색상에 각각 대응하도록 마련될 수 있다.

현상롤러(103)는 감광체(101)의 정전잠상에 현상제를 공급한다. 현상롤러(103)에서 공급되는 현상제는 감광체(101)의 정전잠상에 부착된다.

노광부(110)는 인쇄데이터에 따라 감광체(101)에 광을 주사하여 정전잠상을 형성한다. 노광부(110)는 광원의 크기에 따라 소정 크기의 스팟에 해당하는 정전잠상을 형성한다.

중간전사벨트(120)는 현상기(100)에서 형성된 각 색의 화상이 중첩되어 소정의 가시화상이 형성된다. 중간전사벨트(120)는 전사롤러(130)와 중간전사벨트(120) 사이로 이동하는 인쇄매체에 가시화상을 최종 전사한다. 중간전사벨트(120)의 내주면에는 구동롤러(128)가 설치된다. 구동롤러(128)는 구동원(미도시)에 연결되어 동력을 전달받고, 전달받은 동력으로 중간전사벨트(120)를 이동시킨다.

전사롤러(130)는 중간전사벨트(120)에 형성된 가시화상이 인쇄매체에 최종 전사될 수 있도록 인쇄매체를 중간전사벨트(120)에 압착시킨다. 전사롤러(130)는 중간전사벨트(120)를 사이에 두고 구동롤러(128)와 마주하며, 구동롤러(128)의 회전방향에 대해 반대방향으로 회전한다.

센서부(160)는 중간전사벨트(120)의 경로 상에 마련되어 테스트 패턴에 반사된 광을 감지한다. 센서부(160)는 발광부 및 수광부를 포함하는 광센서일 수 있다. 센서부(160)에 의해 감지된 결과는 후술하는 컬러 정렬 보정부(220)에 전송되며 자동 컬러 정렬 작업에 사용된다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치의 제어블록도이다.

화상형성장치(1)는 인쇄 엔진부(200), 아날로그/디지털 변환부(210), 컬러 정렬 보정부(220), 제어부(230), 저장부(240) 및 센서부(160)를 포함할 수 잇다.

인쇄 엔진부(200)는 도 1에서 설명한 현상기(100), 노광부(110), 중간전사벨트(120), 전사롤러(130), 정착기(150)를 포함할 수 있다.

아날로그/디지털 변환부(210)는 센서부(160)로부터 출력되는 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환한다. 센서부(160)의 수광부는 테스트 패턴으로부터 반사된 광을 수신하여 전압값으로 출력하며, 이 전압값이 아날로그 데이터이다.

컬러 정렬 보정부(220)는 센서부(160)로부터 전송되는 테스트 패턴 감지 신호를 수신하고, 테스트 패턴 감지 신호에 기초하여 컬러 화상 패턴의 위치를 인식할 수 있다. 테스트 패턴은 도 3a에 도시한 기본형 테스트 패턴 또는 도 3b에 도시한 혼합형 테스트 패턴일 수 있다.

컬러 정렬 보정부(220)는 테스트 패턴의 실제 위치와 기준 위치를 비교하여 정렬 에러를 산출하고, 정렬 에러에 따라 보정값을 산출할 수 있다.

도 4를 참조하면, 중간전사벨트(120)에 용지 이송 방향의 보정값을 산출하기 위한 기본형 테스트 패턴이 전사된다. 중간전사벨트(120)에는 기준이 되는 어느 하나의 컬러에 대한 테스트 패턴(블랙을 예로 들어 설명함)과 다른 컬러에 대한 테스트 패턴(옐로우를 예로 들어 설명함)이 전사된다.

컬러 정렬 보정부(220)는 센서부(160)로부터 전송되는 컬러 감지 신호에 따라 순서가 동일한 블랙 테스트 패턴과 옐로우 테스트 패턴의 거리를 산출한다. 컬러 정렬 보정부(220)는 수식 1처럼 n개의 거리(YY1,YY2,YYn)를 산술 평균하여 평균값(YY)을 구한다.

수식 1

YY = (YY1 + YY2 + .... + YYn) / n

컬러 정렬 보정부(220)는 블랙 컬러와 옐로우 컬러 간 용지 이송 방향에 대한 컬러 정렬 오차를 보정하기 위해 수식 1에서 구한 평균값(YY)을 보정값으로 채택한다. 컬러 정렬 보정부(220)는 블랙 컬러와 마젠타 컬러 간, 블랙 컬러와 시안 컬러 간의 보정값들을 상술한 방식과 동일한 방식으로 산출한다.

도 5를 참조하면, 중간전사벨트(120)에 주주사 방향의 보정값을 산출하기 위한 혼합형 테스트 패턴이 전사된다. 중간전사벨트(120)에는 기준이 되는 어느 하나의 컬러에 대한 테스트 패턴(블랙을 예로 들어 설명함)과 다른 컬러에 대한 테스트 패턴(옐로우를 예로 들어 설명함)이 전사된다.

컬러 정렬 보정부(220)는 센서부(160)로부터 전송되는 컬러 감지 신호에 따라 서로 이웃하는 블랙 테스트 패턴의 거리(XB1,XB2,....,XBn)와 서로 이웃하는 옐로우 테스트 패턴의 거리(XY1,XY2,....,XYn)를 산출한다. 컬러 정렬 보정부(220)는 측정 순서가 각 컬러 별로 동일한 블랙 테스트 패턴의 거리와 옐로우 테스트 패턴의 거리의 차이(XYe1, XYe2....XYen)를 각각 계산한다. 컬러 정렬 보정부(220)는 수식 2처럼 계산된 n개의 차이를 산술 평균하여 평균값(XY)을 산출한다.

수식 2

XY = (XYe1 + XYe2......+XYen) / n

컬러 정렬 보정부(220)는 블랙 컬러와 옐로우 컬러 간 주주사 방향에 대한 컬러 정렬 오차를 보정하기 위해 수식 2에서 구한 평균값(XY)을 보정값으로 채택한다. 컬러 정렬 보정부(220)는 블랙 컬러와 마젠타 컬러 간, 블랙 컬러와 시안 컬러 간의 보정값들을 상술한 방식과 동일한 방식으로 산출한다.

제어부(230)는 자동 컬러 정렬 작업의 진입 조건이 되면 구동롤러(128)를 일정 속도로 구동시켜 중간전사벨트(120)를 회전시킨다. 제어부(230)는 인쇄 엔진부(200)를 통해 회전하는 중간전사벨트(120)에 각 컬러별로 복수의 테스트 패턴을 인쇄하도록 제어한다.

제어부(230)는 중간전사벨트(120)에 각 컬러별로 복수의 테스트 패턴을 인쇄할 때, 구동롤러(128)와 감광체(101)의 단면의 형상에 따른 속도 변동이 배제된 상태에서 컬러 정렬 오차를 산출할 수 있도록 테스트 패턴의 인쇄 시간 간격을 조정한다. 구동롤러(128)와 감광체(101)는 단면의 형상이 진원이 아닌 경우 선속도가 변경되며, 구동롤러(128)와 감광체(101)의 선속도 변경은 중간전사벨트(120)에 인쇄되는 테스트 패턴에 영향을 준다.

도 6a 및 6b를 참조하면, 감광체(101) 또는 구동롤러(128)의 외측에 볼록하게 나온 지점(L1)의 선속도가 상대적으로 크고, 오목하게 들어간 지점(L2)의 선속도(V2)는 상대적으로 작다. 이에 따라, 중간전사벨트(120) 상에 일정한 간격으로 기본형 패턴을 전사하고, 정렬 에러(&L)를 측정하면 구동롤러(128)와 감광체(101)의 공간 주기(spatial period) 성분에 따라 변동하게 됨을 알 수 있다.

도 7a 내지 7c를 참조하면, 도 7a는 중간전사벨트(120)에 일정한 시간 간격으로 기본형 테스트 패턴을 전사한 상태를 나타낸 도면이고, 도 7b는 중간전사벨트(120)에 전사된 기본형 테스트 패턴 중 2개의 패턴 간의 실제 위치(Actual Position)와 기준 위치(Ideal Positon)와의 차이인 정렬 에러(&L)가 달라지는 것을 나타낸 도면이며, 도 7c는 용지 이송 방향을 가로축으로 하여 정렬 에러(&L)를 그래프로 나타낸 도면이다.

도 7c에서 정렬 에러(&L)는 용지 이송 방향으로 상/하강을 반복하며 변경되는 것을 알 수 있으며, 이는 상술한 것처럼 구동롤러(128)와 감광체(101)의 기구적인 형태에 기인하여 나타나는 현상이다.

한편, 자동 컬러 정렬 작업은 용지 이송 방향과 주주사 방향의 정렬 에러를 모두 보정하는 작업이며, 이하 용지 이송 방향의 정렬 에러를 보정하는 방법을 예로 들어 설명하나 본 발명의 일측면은 주주사 방향의 정렬 에러를 보정하는 작업에도 동일하게 적용된다.

이하, 감광체(101)와 구동롤러(128)의 공간 주기(spatial period)가 동일한 경우 용지 이송 방향의 정렬 에러를 보정하는 방법에 대해 설명한다.

도 8a 및 8b를 참조하면, 기준이 되는 어느 하나의 컬러와 다른 컬러의 정렬 에러가 도시된다.

두 컬러의 정렬 에러 그래프는 위상이 일치하나, 평균값의 차이가 존재한다. 용지 이송 방향의 자동 컬러 정렬 작업은 기준 컬러의 정렬 에러의 평균값과 다른 컬러의 정렬 에러의 평균값의 차이를 제거하는 것이다. 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 기준이 되는 어느 하나의 컬러와 다른 컬러의 정렬 에러의 평균값의 차이가 제거된 상태를 나타낸다. 한편, 기준이 되는 어느 하나의 컬러와 다른 컬러의 평균값의 차이는 DC오프셋이라 정의된다.

도 10a를 참조하면, 기준이 되는 어느 하나의 컬러의 테스트 패턴과 다른 컬러의 테스트 패턴이 중간전사벨트(120)에 전사된다. 테스트 패턴은 용지 이송 방향에 따른 정렬 에러(&L) 성분의 공간 주기(spatial period) λ를 N등분(예를 들면, N=4)한 λ/N 간격으로 N개씩 중간전사벨트(120)에 전사된다.

컬러 정렬 보정부(220)는 용지 이송 방향의 정렬 에러를 보정하기 위해, 기준이 되는 어느 하나의 컬러의 테스트 패턴의 정렬 에러 평균값과, 다른 컬러의 테스트 패턴의 정렬 에러 평균값을 산출한다. 도 10b에서 정렬 에러 평균값은 다음 수식 3과 같다.

수식 3

블랙 컬러(기준 컬러)의 정렬 에러 평균값 = {4.33 + (-2.50) + (-4.33) + 2.50}/4 = 0

마젠타 컬러(다른 컬러)의 정렬 에러 평균값 = {2 + 7 + 2 + (-3)}/4 = 2

수식 3에 의한 두 컬러의 DC 오프셋은 2이므로, 마젠타 컬러의 노광시점을 2 늦추면 두 컬러의 DC 오프셋은 없어진다.

한편, 상술한 수식 3에 의한 정렬 에러 보정 방법은 구동롤러(128)와 감광체(101)의 공간 주기(spatial period)가 동일한 경우에 적용되는 것이며, 구동롤러(128)와 감광체(101)의 공간 주기(spatial period)가 동일하지 않은 경우에는 적용될 수 없다. 도 11을 참조하면, 감광체(101)의 기구적인 형태에 따른 공간 주기(spatial period) 성분(AC 성분)과 구동롤러(128)의 기구적인 형태에 따른 공간 주기(spatial period) 성분(AC 성분)이 모두 용지 이송 방향에 대한 정렬 에러 그래프에 영향을 준다. 이 경우, 감광체(101) 또는 구동롤러(128) 중 어느 하나의 공간 주기(spatial period)만 고려하여 테스트 패턴을 인쇄하는 경우 수식 4처럼 정렬 에러의 평균값이 정렬 에러 그래프의 중심값을 대표하지 못한다.

수식 4

정렬 에러 평균값 = {3.35 + 3.47 + (-5.77) + (-2.16)}/4 = -0.28 ≠ 0

여기서, 정렬 에러 평균값은 기구적인 특성상 "0"이 나와야 정상인 것으로 설계된 상태이다. 이에 따라, 수식 4에 의해 산출된 정렬 에러 평균값을 DC 오프셋을 산출하기 위한 수치로 사용하게 되면 잘못된 자동 컬러 정렬 작업을 수행하게 된다. 따라서, 제어부(230)는 구동롤러(128)와 감광체(101)의 공간 주기(spatial period)를 모두 고려하여 테스트 패턴의 인쇄 간격을 조정해야 한다.

이에 따라, 제어부(230)는 수식 5와 같이, 감광체(101)의 공간 주기(spatial period) λ1과 구동롤러(128)의 공간 주기(spatial period) λ2의 최소 공배수 L을 K등분하여 L/K 간격으로 한 컬러의 테스트 패턴의 전사 간격을 조정할 수 있다.

수식 5

(1) L = λ1 * N = λ2 * M, (단, N,M은 자연수)

(2) K는 1이 아닌 자연수이며, N과 M의 인수가 아님

(3) 한 컬러의 테스트 패턴의 전사 간격 = L/K

수식 5의 (1)은 테스트 패턴의 전사 간격에 감광체(101)의 공간 주기(spatial period)와 구동롤러(128)의 공간 주기(spatial period)의 최소 공배수로 두 공간 주기(spatial period)를 모두 반영하는 새로운 공간 주기(spatial period)를 산출하는 것이다. 이 때, 감광체(101)의 지름이 D1이면 그 공간 주기(spatial period) λ1은 D1*π가 되고, 구동롤러(128)의 지름이 D2이면 그 공간 주기(spatial period) λ2는 D2*π가 된다. 여기서, 공간 주기(spatial period)는 공간 변화에 주기의 개념을 적용한 것으로서 파장과 그 의미가 동일하다. 감광체(101) 및 구동롤러(128)의 공간 주기(spatial period)는 그 형태의 공간적인 변화의 주기를 나타내는 것으로서, 용지 이송 방향에 대한 정렬 에러 그래프에서 정렬 에러의 주기와 동일하다. 그리고, 감광체(101) 및 구동롤러(128)의 공간 주기(spatial period)는 감광체(101) 및 구동롤러(128)의 둘레값으로서 설계 시 지름을 반영하여 미리 설정되는 값이다.

수식 5의 (2)는 중간전사벨트(120)에 전사될 한 공간 주기(spatial period)당 한 컬러의 테스트 패턴의 개수(K)를 나타내며, 이는 제어부(230)에 의해 미리 정해진 패턴의 개수(K)가 사용되거나 임의로 정해지는 패턴의 개수(K)가 사용되도록 설계될 수 있다. 여기서, K는 1과 M, N의 약수가 아닌 자연수이다. 도 12를 참조하여 K가 1과 M, N의 약수가 아닌 자연수이어야만 하는 이유를 설명한다.

도 12에서, 감광체(101)의 공간 주기(spatial period)(λ1)는 6π이고, 구동롤러(128)의 공간 주기(spatial period)(λ2)는 5π이며, 감광체(101)의 공간 주기(spatial period)와 구동롤러(128)의 공간 주기(spatial period)의 최소공배수(L)는 30π이다. L = 5*λ1 = 6*λ2이므로, N = 5, M = 6이다. 이에 따라, 수식 5에 의하면 K가 1, 2, 3, 5, 6이 아닌 자연수여야 한다. K가 1, 2, 3, 5, 6 중 어느 하나의 값인 경우에는 테스트 패턴의 정렬 에러 평균이 정렬 에러 그래프의 중심값을 대표하지 못한다. 예를 들어, K = 5인 경우 도 12에 도시한 것처럼, 감광체(101)의 정렬 에러의 평균값은 정렬 에러 그래프의 중심값과 다르며, 구동롤러(128)의 정렬 에러의 평균값은 정렬 에러 그래프의 중심값과 같다는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 감광체(101)의 정렬 에러 그래프와 구동롤러(128)의 정렬 에러 그래프를 합한 정렬 에러 그래프에서 구한 정렬 에러의 평균값은 정렬 에러 그래프의 중심값과 다르다. 이는 K = 1 또는 N, M의 약수인 경우 ZK = eIKθ의 근이 허수부로 중첩되어 공간 주기(spatial period)를 K 등분하지 못하므로 발생하게 된다.

수식 (5)의 3은 테스트 패턴의 전사 간격을 나타낸 것으로서 감광체(101)의 공간 주기(spatial period)와 구동롤러(128)의 공간 주기(spatial period)의 최소공배수인 L을 K 등분하여 K번 전사하게 된다.

도 13a는 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치의 중간전사벨트에 감광체 및 구동롤러의 공간 주기(spatial period)를 동시에 반영하여 테스트 패턴을 전사한 도면이며, 도 13b는 도 13a의 중간전사벨트에 전사된 테스트 패턴의 정렬 에러를 용지 이송 방향에 대해 나타낸 그래프이다.

제어부(230)는 감광체(101)의 공간 주기(spatial period)(λ1)와 구동롤러(128)의 공간 주기(spatial period)(λ2)의 최소 공배수 L에 대해 K를 4로 설정하여 L/4 간격으로 4개의 테스트 패턴을 전사한 것이다. 4개의 테스트 패턴은 한 컬러에 대한 복수 개의 테스트 패턴을 의미한다. 도 13a에 도시한 것처럼, 한 컬러의 테스트 패턴은 다른 컬러와의 사이에서 L/4 간격으로 전사될 수 있다.

컬러 정렬 보정부(220)는 도 13b에 도시된 그래프에서, 4개의 테스트 패턴에 대한 정렬 에러의 평균값을 구한다.

수식 6

정렬 에러 평균값 = {3.12 + 4.85 + (-3.22) + (-4.80)}/4 = -0.01

수식 6에 도시한 것처럼 정렬 에러의 평균값은 (-0.01)로 0에 근접하는 값을 구할 수 있어 정렬 에러 그래프의 중심값을 거의 근접하게 산출할 수 있다. 한편, 도 13b의 정렬 에러 그래프의 중심값은 0이 되도록 설계된 상태이며, 정렬 에러의 평균값을 구해 0에 근접하는지 비교하여 본 발명의 일측면에 의한 효과를 설명한 것이다.

이하, 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치에서 자동 컬러 정렬 작업을 수행하기 위해 중간 전사 벨트에 테스트 패턴을 인쇄하는 여러 가지 실시예를 도면을 예로 들어 설명한다.

도 14는 중간전사벨트(120)에 자동 컬러 정렬 작업을 수행하기 위해 테스트 패턴을 전사한 것을 나타내는 도면이다. 도 14에서는 수식 7과 같은 스펙으로 결정된 전사 간격에 따라 중간전사벨트(120)에 전사된 테스트 패턴을 나타낸다.

수식 7

감광체의 공간 주기(spatial period) : 30π

구동롤러의 공간 주기(spatial period) : 24π

감광체의 공간 주기(spatial period)와 구동롤러의 공간 주기(spatial period)의 최소 공배수 = 120π

K = 3,6,7,8...(3으로 결정)

테스트 패턴의 전사 간격 = L/3 = 40π

도 15는 중간전사벨트(120)에 자동 컬러 정렬 작업을 수행하기 위해 테스트 패턴을 전사한 것을 나타내는 도면이다. 도 15에서는 수식 8과 같은 스펙으로 결정된 전사 간격에 따라 중간전사벨트(120)에 전사된 테스트 패턴을 나타낸다.

수식 8

감광체의 공간 주기(spatial period) : 30π

구동롤러의 공간 주기(spatial period) : 10π

감광체의 공간 주기(spatial period)와 구동롤러의 공간 주기(spatial period)의 최소 공배수 = 30π

K = 2,4,5,6...(2로 결정)

테스트 패턴의 전사 간격 = L/2 = 15π

도 16는 중간전사벨트(120)에 자동 컬러 정렬 작업을 수행하기 위해 테스트 패턴을 전사한 것을 나타내는 도면이다. 도 16에서는 수식 9와 같은 스펙으로 결정된 전사 간격에 따라 중간전사벨트(120)에 전사된 테스트 패턴을 나타낸다.

수식 9

감광체의 공간 주기(spatial period) : 30π

구동롤러의 공간 주기(spatial period) : 15π

K = 3,4,5,6...(5로 결정)

테스트 패턴의 전사 간격 = L/2 = 6π

도 17은 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치에서 자동 컬러 정렬 작업을 수행하는 것을 설명하기 위한 제어흐름도이다.

제어부(230)는 자동 컬러 정렬 작업 진입 조건에 해당하는지 확인한다. 자동 컬러 정렬 작업 진입 조건은 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙의 4가지 컬러의 토너를 사용하는 현상기 중 어느 하나가 교체된 경우, 화상형성장치(1)의 커버가 개방 또는 폐쇄된 경우, 총 인쇄 매수가 설정 매수의 2배가 된 경우 등을 포함할 수 있다.(300)

제어부(230)는 자동 컬러 정렬 작업 진입 조건이면 구동롤러(128)를 일정 속도로 구동시켜 중간전사벨트(120)를 회전시킨다. 제어부(230)는 인쇄 엔진부(200)를 제어하여 중간전사벨트(120)에 용지 이송 방향의 컬러 정렬 에러를 보정하기 위해 기본형 테스트 패턴을 인쇄한다. 제어부(230)는 감광체(101)의 공간 주기(spatial period)와 구동롤러(128)의 공간 주기(spatial period)의 최소공배수를 한 공간 주기(spatial period)로 하고, 그 공간 주기(spatial period)를 K 등분하여 K개의 테스트 패턴을 인쇄한다.(310)

센서부(160)는 중간전사벨트(120)의 경로 상에 마련되어 테스트 패턴에서 반사된 광을 감지한다. 센서부(160)는 중간전사벨트(120)에 인쇄된 n개의 기본형 블랙 테스트 패턴과 n개의 기본형 옐로우, 마젠타, 시안 테스트 패턴에서 반사되는 광을 감지하여 컬러 정렬 보정부(220)에 전송한다.

컬러 정렬 보정부(220)는 센서부(160)의 신호를 제공받아 순서가 동일한 각 컬러의 블랙 테스트 패턴과 다른 색상의 테스트 패턴 간의 거리를 측정하고, 그 거리들을 산술 평균하여 평균값을 구한다. 컬러 정렬 보정부(220)는 이 과정에서 구한 평균값을 각 컬러에 대한 용지 이송 방향의 보정값으로 설정한다.(320)

제어부(230)는 구동롤러(128)를 일정 속도로 구동시키고, 인쇄 엔진부(200)를 제어하여 중간전사벨트(120)에 주주사 방향의 정렬 에러를 보정하기 위해 혼합형 테스트 패턴을 인쇄한다. 제어부(230)는 감광체(101)의 공간 주기(spatial period)와 구동롤러(128)의 공간 주기(spatial period)의 최소공배수를 한 공간 주기(spatial period)로 하고, 그 공간 주기(spatial period)를 K 등분하여 K개의 테스트 패턴을 인쇄한다.(330)

컬러 정렬 보정부(220)는 센서부(160)의 신호를 제공받아 서로 이웃하는 블랙 테스트 패턴의 거리와 서로 이웃하는 다른 색상의 테스트 패턴간의 거리를 산출하고, 그 측정 순서가 동일한 블랙 테스트 패턴의 거리와 다른 색상의 테스트 패턴의 거리의 차이를 각각 계산하며, 계산된 차이값들을 산술 평균하여 평균값을 구한다. 컬러 정렬 보정부(220)는 이 과정에서 구한 평균값을 각 컬러에 대한 주주사 방향의 보정값으로 설정하게 된다.(340)

컬러 정렬 보정부(200)에서 산출한 용지 이송 방향의 컬러 정렬 보정값과, 주주사 방향의 컬러 정렬 보정값은 저장부(350)에 저장된다.(350)

Claims

감광체와, 상기 감광체에 부착된 현상제가 중간 전사되는 중간전사벨트와, 상기 중간전사벨트를 구동하는 구동롤러를 포함하는 화상형성장치의 제어방법에 있어서,
자동 컬러 정렬 작업 진입 조건을 만족하면 상기 감광체의 공간 주기(spatial period) 및 상기 구동롤러의 공간 주기(spatial period)에 따라 상기 감광체의 공간 주기(spatial period)와 상기 구동롤러의 공간 주기(spatial period)의 최소 공배수에 해당하는 공간 주기(spatial period) L을 산출하고, 상기 공간 주기(spatial period) L을 K등분하여 L/K 간격으로 상기 중간전사벨트에 테스트 패턴의 인쇄 시간 간격을 조정하여 인쇄하고,
상기 테스트 패턴에서 반사되는 신호에 따라 자동 컬러 정렬 작업을 수행하는 화상형성장치의 제어방법.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 감광체의 공간 주기(spatial period)와 상기 구동롤러의 공간 주기(spatial period)의 최소 공배수에 해당하는 공간 주기(spatial period)를 K등분하여 상기 테스트 패턴을 인쇄하는 것은,
상기 화상형성장치에서 사용되는 복수 개의 색상 중 어느 하나의 색상에 대한 테스트 패턴을 상기 L/K 간격으로 K개 인쇄하는 화상형성장치의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
상기 감광체의 공간 주기(spatial period) 및 상기 구동롤러의 공간 주기(spatial period)에 따라 상기 중간전사벨트에 테스트 패턴의 인쇄 시간 간격을 조정하여 인쇄하는 것은,
상기 중간전사벨트에 기본형 테스트 패턴 또는 혼합형 테스트 패턴의 인쇄 시간 간격을 조정하여 인쇄하는 것을 포함하는 화상형성장치의 제어방법.
제 4 항에 있어서,
상기 테스트 패턴에서 반사되는 신호에 따라 자동 컬러 정렬 작업을 수행하는 것은,
상기 중간전사벨트에 상기 기본형 테스트 패턴이 인쇄되면, 상기 기본형 테스트 패턴에서 반사되는 신호에 따라 용지 이송 방향의 자동 컬러 정렬 작업을 수행하는 것인 화상형성장치의 제어방법.
제 5 항에 있어서,
상기 기본형 테스트 패턴에서 반사되는 신호에 따라 용지 이송 방향의 자동 컬러 정렬 작업을 수행하는 것은,
상기 화상형성장치에서 사용되는 복수 개의 색상 중 기준이 되는 색상의 테스트 패턴과 다른 색상의 테스트 패턴 간의 거리를 측정하고, 그 거리들을 산술 평균하여 보정값을 산출하는 것을 포함하는 화상형성장치의 제어방법.
제 4 항에 있어서,
상기 테스트 패턴에서 반사되는 신호에 따라 자동 컬러 정렬 작업을 수행하는 것은,
상기 중간전사벨트에 상기 혼합형 테스트 패턴이 인쇄되면, 상기 혼합형 테스트 패턴에서 반사되는 신호에 따라 주주사 방향의 자동 컬러 정렬 작업을 수행하는 것인 화상형성장치의 제어방법.
제 7 항에 있어서,
상기 혼합형 테스트 패턴에서 반사되는 신호에 따라 주주사 방향의 자동 컬러 정렬 작업을 수행하는 것은,
상기 화상형성장치에서 사용되는 복수 개의 색상 중 기준이 되는 색상의 이웃하는 테스트 패턴 간의 거리와 다른 색상의 이웃하는 테스트 패턴 간의 거리를 산출하고,
기준이 되는 색상의 테스트 패턴 간의 거리와 측정 순서가 동일한 다른 색상의 테스트 패턴 간의 거리의 차이를 산출하고, 그 거리의 차이를 산술 평균하여 보정값을 산출하는 화상형성장치의 제어방법.
감광체와, 상기 감광체에 부착된 현상제에 의해 테스트 패턴이 인쇄되는 중간전사벨트와, 상기 중간전사벨트를 구동하는 구동롤러를 포함하는 화상형성장치에 있어서,
상기 중간전사벨트에 인쇄된 테스트 패턴에 광을 송신하고, 상기 테스트 패턴으로부터 반사되는 광을 수신하는 센서부;
상기 센서부로부터 전송되는 테스트 패턴 감지 신호에 따라 자동 컬러 정렬 작업을 수행하는 컬러 정렬 보정부; 및
상기 감광체의 공간 주기(spatial period)와 상기 구동롤러의 공간 주기(spatial period)에 따라 상기 감광체의 공간 주기(spatial period)와 상기 구동롤러의 공간 주기(spatial period)의 최소 공배수에 해당하는 공간 주기(spatial period)를 K등분하여 상기 중간전사벨트에 테스트 패턴의 인쇄 시간 간격을 조정하여 인쇄하는 제어부를 포함하는 화상형성장치.
삭제
제 9 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 중간전사벨트에 기본형 테스트 패턴 또는 혼합형 테스트 패턴의 인쇄 시간 간격을 조정하여 인쇄하는 화상형성장치.
제 11 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 중간전사벨트에 상기 기본형 테스트 패턴이 인쇄되면, 상기 기본형 테스트 패턴에서 반사되는 신호에 따라 용지 이송 방향의 자동 컬러 정렬 작업을 수행하는 것인 화상형성장치.
제 12 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 화상형성장치에서 사용되는 복수 개의 색상 중 기준이 되는 색상의 테스트 패턴과 다른 색상의 테스트 패턴 간의 거리를 측정하고, 그 거리들을 산술 평균하여 보정값을 산출하는 것을 포함하는 화상형성장치.
제 11 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 중간전사벨트에 상기 혼합형 테스트 패턴이 인쇄되면, 상기 혼합형 테스트 패턴에서 반사되는 신호에 따라 주주사 방향의 자동 컬러 정렬 작업을 수행하는 것인 화상형성장치.
제 14 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 화상형성장치에서 사용되는 복수 개의 색상 중 기준이 되는 색상의 이웃하는 테스트 패턴 간의 거리와 다른 색상의 이웃하는 테스트 패턴 간의 거리를 산출하고,
기준이 되는 색상의 테스트 패턴 간의 거리와 측정 순서가 동일한 다른 색상의 테스트 패턴 간의 거리의 차이를 산출하고, 그 거리의 차이를 산술 평균하여 보정값을 산출하는 화상형성장치.