KR19980073380A - 전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치의 전사 바이어스 제어방법 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치에서 감광드럼상에 부착되어 있는 토너를 용지에 전사시키기 위한 전사롤러에 대한 바이어스를 제어하는 방법이다.

나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

용지의 선,후단이 역극성 토너에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있는 전사 바이어스 제어방법을 제공한다.

다. 발명의 해결방법의 요지

전사가 이루어지는 구간 전,후에 전사전압보다 낮은 레벨의 제1정 바이어스전압을 전사롤러에 인가하여 전사롤러에 부착되어 있는 역극성 토너를 감광드럼으로 옮길 때, 감광드럼과 전사롤러간의 접촉점에 용지의 선단이 도달하는 시점과 용지의 후단이 벗어나는 시점 각각에 대해 전,후의 일정시간동안 전사전압과 제1정 바이어스전압간의 레벨을 가지는 제2정 바이어스전압을 전사롤러에 인가한다.

라. 발명의 중요한 용도

전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치에 이용한다.

Description

전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치의 전사 바이어스 제어방법

본 발명은 전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치에 관한 것으로, 특히 감광드럼상에 부착되어 있는 토너(toner)를 용지에 전사시키기 위한 전사롤러에 대한 바이어스를 제어하는 방법에 관한 것이다.

통상적으로 전자사진 현상방식은 복사기, LBP(Laser Beam Printer), 일반용지(plain paper) 팩시밀리등과 같은 화상형성장치에 널리 채용되고 있는데, 그의 프로세스(process)는 순차적으로 대전 → 노광 → 현상 → 전사 → 정착 과정 등으로 이루어진다. 이러한 전자사진 현상방식 화상형성장치의 일예로서 LBP의 개략적인 엔진 메카니즘(engine mechanism) 구성을 도 1로서 도시하였다. 상기 도 1에서 감광드럼(100)과 각종 롤러들은 프로세스의 진행에 대응되게 도 1에 보인 화살표방향으로 회전한다. 이때 용지는 용지 카셋트(106)로부터 급지되어 용지 이송경로(126)를 따라 이송되며, 최종적으로 화상형성장치의 외부로 배출된다. 이러한 화상형성장치에 있어서 각 부분은 프로세스 진행에 따라 도 2에 보인 바와 같이 바이어스(bias)된다. 상기 도 2에서 각 구성요소는 각각 도 1의 동일한 참조부호의 구성요소와 동일하며, 도 1에 도시되지 않은 도 2의 대전롤러(130)와 현상롤러(132) 및 규제 블레이드(blade)(134)는 도 1의 현상유니트(102)내에 장착된다.

이제 상기한 도 1과 도 2를 참조하여 전자사진 현상 프로세스를 설명하면, 먼저 대전과정에서 감광드럼(100)은 대전롤러(130)에 의해 부(negative) 바이어스의 대전전압 Vch, 예를들어 약 -1.4[KV]로 대전됨으로써 약 -800[V]의 부 전위로 균일한 전하가 표면상에 형성된다. 이와같이 대전된 감광드럼(100)의 표면은 회전에 따라 노광과정을 거치는데, LSU(Laser Scanner Unit)(104)에 의해 화상데이터에 대응하여 노광됨으로써 정전잠상이 형성된다. 이때 노광이 않된 비화상영역은 원래의 전위가 그대로 유지되나, 노광된 화상영역의 전위는 -수십[V]정도로 작아진다. 이와같이 정전잠상이 형성된 감광드럼(100)의 표면은 감광드럼(100)의 회전에 따라 현상위치에 도달한다. 그리고 현상위치에 도달한 감광드럼(100)의 표면은 현상과정을 거치는데, 감광드럼(100)상에 형성된 정전잠상은 현상롤러(132)상에 있는 부로 대전된 토너에 의해 현상됨으로써 가시상으로 전환된다. 이때 현상롤러(132)는 부 바이어스의 현상전압 Vb에 의해 예를들어 -250[V]∼-350[V]의 부의 현상전위를 갖게 된다. 이에따라 현상롤러(132)상의 토너는 노광전위와 현상전위간의 전위차에 의한 정전기력에 의해 감광드럼(100)상의 노광영역으로 이동하여 부착된다.

이러한 상태에서 픽업롤러(108)에 의해 용지 카셋트(106)로부터 급지되는 용지는 레지스터 롤러(128)에 의해 선단이 정렬된후 전사롤러(114)로 이송된다. 이에따라 용지의 선단이 레지스터 롤러(128)의 바로 다음단에 설치된 센서(128)에 의해 감지되면, 상기한 노광과정이 시작된다. 이로부터 용지의 선단이 감광드럼(100)과 전사롤러(114)간의 접촉점에 도달되는 시점까지의 일정시간이 경과한후에 전사과정이 시작된다.

상기한 노광과정 및 현상과정 이후 감광드럼(100)이 계속 회전하여 전사위치에 도달하게 되면 전사과정이 이루어진다. 이때 전사롤러(114)에는 수백[KV]∼수천[KV]의 정(positive) 바이어스의 전사전압 Vt이 인가된다. 그러면 전사롤러(114)와 감광드럼(100)간의 전위차에 의한 정전력기에 의해 감광드럼(100)에 부착되어 있는 토너가 용지에 옮겨짐으로써 전사가 이루어진다. 이와같이 용지에 전사된 토너는 가압롤러(118)와 히트롤러(120)로 이루어지는 정착기(116)의 압력 및 열에 의해 용지상에 정착된다. 그리고 정착이 완료된 용지는 외부로 배출되는데, 상기한 프로세스는 용지 1매에 대한 인쇄가 완료될때까지 연속적 및 순환적으로 이루어진다.

한편 상술한 바와 같은 전자사진 현상 프로세스중 감광드럼(100)상에 부착되어 있는 토너는 전사과정에서 대부분 용지로 옮아가지만 일부가 전사되지 않고 감광드럼(100)상에 그대로 남아 있게 된다. 또한 현상롤러(132)에 도포된 토너의 일부가 비산되어 감광드럼(100)이나 전사롤러(114)로 부착되는 경우도 발생된다. 이러한 미전사 또는 비산된 비정상 토너가 전사롤러(114)에 부착되면, 다음번의 전사과정에서 전사롤러(114)와 접촉되는 용지의 배면으로 옮겨지거나 다시 감광드럼(100)로 옮겨져 용지의 화상면을 오염시켜 왔었다. 이때 전사롤러(114)를 오염시키는 토너는 부 전위를 가지는 부극성 토너만 있는 것이 아니라 정 전위를 가지는 역극성 토너도 있다. 부극성 토너는 현상롤러(132)에서 부 전위에 의해 정상적으로 마찰대전된 토너를 의미한다. 이에반하여 역극성 토너는 정 전위를 가지는 토너로서 현상롤러(132)에서 비정상적으로 마찰대전됨으로써 발생되거나 전사롤러(114)에서 상기한 바와 같은 정의 전사전압 Vt에 의해 대전됨으로써 발생되는 토너를 의미한다.

이와같이 전사롤러(114)에 부착된 토너를 청소하기 위해 도 3에 보인 제어 타이밍(timing)에 따라 전사롤러(114)에 대한 전사 바이어스를 제어하여 왔었다. 먼저 용지 1매에 대한 인쇄동작을 시작하게 되는 t0시점부터 t1시점까지의 제1구간 T1에서는 부 바이어스전압 Vn을 전사롤러(114)에 인가한다. 이에따라 전사롤러(114)에 오염되어 있는 부극성 토너가 감광드럼(100)에 부착됨으로써 전사롤러(114)가 청소된다. 그리고 t1시점부터 t3시점까지의 제2구간 T2에서는 정 바이어스전압 Vp1을 전사롤러(114)에 인가한다. 이에따라 전사롤러(114)에 오염되어 있는 역극성 토너가 감광드럼(100)에 부착됨으로써 전사롤러(114)가 청소된다. 다음에 t3시점부터 t4시점까지의 제3구간 T3은 실제 화상의 전사가 이루어지는 구간으로 감광드럼(100)에 부착되어 있는 부극성 토너를 전사시키기 위해 정 바이어스의 전사전압 Vt을 인가한다. 상기 전사전압 Vt은 용지에 토너를 최적으로 전사시키기 위한 전압으로 설정된다.

이후 t4시점부터 t6시점까지의 제4구간 T4은 상기한 제2구간 T2과 동일한 바이어스전압을 전사롤러(114)에 인가함으로써 역극성 토너를 청소하게 된다. 다음에 t6시점부터 용지 1매에 대한 인쇄동작을 종료하는 t7시점까지의 제5구간 T5은 제1구간 T1과 동일한 바이어스전압을 전사롤러(114)에 인가함으로써 부극성 토너를 청소하게 된다. 여기서 제2,제4구간 T2,T4은 전사롤러(114)의 오염을 방지함과 아울러 제3구간 T3에서 실제 전사가 이루어질 때 전사롤러(114)에 오염된 토너로 인해 용지의 배면이 오염되는 것을 방지하기 위한 구간이다.

한편 상기한 제3구간 T3에 있어서 감광드럼(100)과 전사롤러(114)사이에 용지의 유,무에 따른 전사전압 차이로 인한 감광드럼(100)에 대한 전기적 충격을 없애기 위해서 도 3에서 보는 바와 같이 용지의 선,후단에 대해 전사전압 Vt의 인가시점을 각각 Td만큼의 차이를 두게 된다. 즉, 용지의 선단이 감광드럼(100)과 전사롤러(114)간의 접촉점에 도달할 것으로 예상되는 시점인 t3시점으로부터 Td만큼 경과된 t3시점에 전사전압 Vt을 인가하기 시작한다. 그리고 용지의 후단이 감광드럼(100)과 전사롤러(114)간의 접촉점을 벗어날 것으로 예상되는 시점인 t5시점보다 Td만큼 빠른 t4시점에 전사전압 Vt 대신에 정 바이어스 전압 Vp1을 인가하기 시작하는 것이다.

이와같이 용지의 선,후단에 대해 전사전압 Vt의 인가시점을 각각 Td만큼의 차이를 두게 되는 이유는 용지의 선,후단에 대한 전사전압 Vt의 인가 시점을 정밀하게 일치하도록 제어하는 시스템을 구현하기 곤란하기 때문이다. 만일 약간의 오차로 인해 감광드럼(100)에 용지가 도달하지 않거나 벗어난 상태에서 전사전압 Vt이 감광드럼(100)의 용지가 없는 부분에 인가되면, 감광드럼(100)에 대한 전기적 충격으로 인해 화상 얼룩이 발생하게 된다. 또한 제2,제4구간 T2,T4에 있어서 정 바이어스전압 Vp1은 용지의 선단 배면 오염의 방지 및 전사롤러(114)의 오염방지를 위해서 최적의 전압인 동시에 감광드럼(100)의 전기적 충격을 주지 않는 최소의 전압으로 설정된다.

그러나 현상롤러(132)상의 역극성 토너에 의해 감광드럼(100)상의 비화상부가 오염되는 경우, 제2,제3구간 T2,T3간 및 제3,제4구간 T3,T4간의 급격한 바이어스전압 차로 인해 용지의 선,후단에서는 감광드럼(100)상의 역극성 토너의 용지 부착력이 강하게 된다. 이에따라 용지의 선,후단은 상대적으로 용지의 다른 부분보다 심하게 오염되었었다.

상술한 바와 같이 종래에는 역극성 토너 청소를 위한 구간과 전사구간간의 급격한 바이어스전압차로 인해 용지의 선,후단이 역극성 토너에 의해 오염되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 용지의 선,후단이 역극성 토너에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있는 전사 바이어스 제어방법을 제공함에 있다.

도 1은 통상적인 LBP의 개략적인 엔진 메카니즘 구성도,

도 2는 도 1의 각 부분에 대한 바이어스 상태도,

도 3은 통상적인 전사 바이어스 제어 타이밍도,

도 4는 본 발명을 수행하기 위한 전사 바이어스 제어회로도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전사 바이어스 제어 타이밍도.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전사가 이루어지는 구간 전,후에 전사전압보다 낮은 레벨의 제1정 바이어스전압을 전사롤러에 인가하여 전사롤러에 부착되어 있는 역극성 토너를 감광드럼으로 옮기는 과정과, 감광드럼과 전사롤러간의 접촉점에 용지의 선단이 도달하는 시점과 용지의 후단이 벗어나는 시점 각각에 대해 전,후의 일정시간동안 전사전압과 제1정 바이어스전압간의 레벨을 가지는 제2정 바이어스전압을 전사롤러에 인가하는 과정을 구비함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 구체적인 바이어스 제어 타이밍이나 전압 레벨과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

우선 본 발명을 수행하기 위한 전사 바이어스 제어회로도를 보이면 도 4를 참조하면, 엔진 콘트롤러(136)는 전술한 도 1과 같은 엔진을 전반적으로 제어하는 제어부로서 프린팅회로(140)와 기구 구동부(142)를 제어하여 전자사진 프로세스에 의한 인쇄를 수행한다. 이때 엔진 콘트롤러(136)는 전사 바이어스 전원공급부(138)를 제어하여 전사전압 Vt은 물론이고 전사롤러(114)에 오염된 역극성 토너 및 부극성 토너를 청소하기 위한 바이어스전압을 인가한다.

도 5는 상기한 바와 같은 전사 바이어스 제어회로에서 엔진 콘트롤러(136)의 본 발명의 실시예에 따른 전사 바이어스 제어 타이밍도를 보인 것이다. 상기 도 5는 전술한 도 3과 달리 용지의 선,후단 전,후에 전사전압 Vt보다는 작으면서 제1정 바이어스전압 Vp1보다는 큰 레벨로 제2정 바이어스전압 Vp2을 인가한다.

먼저 엔진 콘트롤러(136)는 전사 바이어스 전원공급부(138)를 제어하여 도 5의 t0시점부터 t1시점까지의 제1구간 T1에서 종래와 마찬가지로 부 바이어스전압 Vn을 전사롤러(114)에 인가함으로써 전사롤러(114)에 부착된 부극성 토너를 청소한다. 그리고 엔진 콘트롤러(136)는 t1시점부터 t3시점까지의 제2구간 T2중에 앞부분의 t1'시점까지의 제1시간 Tw1동안에는 제1정 바이어스전압 Vp1을 전사롤러(114)에 인가함으로써 용지의 선단 배면 오염이 발생되지 않도록 한다. 상기 제1정 바이어스전압 Vp1은 전술한 바와 같이 감광드럼(100)에 전기적 충격을 주지 않는 최대한의 최소전압, 즉 최소전류가 감광드럼(100)에 유입되도록 하는 전압이다.

다음에 엔진 콘트롤러(136)는 제2구간 T2중에 전사전압 Vt이 용지에 인가되기 전에 제2정 바이어스전압 Vp2을 전사롤러(114)에 인가한다. 즉, 용지의 선단이 감광드럼(100)과 전사롤러(114)간의 접촉점에 접촉되기 시작하는 t2시점 전의 t1시점부터 t3시점까지의 제2시간 Tw2동안에 제2정 바이어스전압 Vp2을 전사롤러(114)에 인가한다. 이때 제2정 바이어스전압 Vp2은 상기한 바와 같이 제1정 바이어스전압 Vp1보다 크게 설정하는데, 예를들어 전사전압 Vt과 제1정 바이어스전압 Vp1간의 중간 레벨로 설정한다.

따라서 용지의 선단에 대해 전사전압 Vt과 제1정 바이어스전압 Vp1 사이의 제2정 바이어스전압 Vp2을 전사롤러(114)에 인가함으로써 제2구간 T2과 제3구간 T3간의 급격한 바이어스전압 변화가 발생하는 것을 방지한다. 이에따라 감광드럼(100)상의 역극성 토너로 인한 용지의 선단 오염이 방지된다.

이후 t3시점부터 t4시점까지의 제3구간 T3은 전술한 도 3에서와 동일하다. 그리고 엔진 콘트롤러(136)는 다음의 제4구간 T4중에 용지의 후단이 감광드럼(100)과 전사롤러(114)간의 접촉점을 벗어나는 t5시점 전의 t4시점부터 t5'시점까지의 제3시간 Tw3동안에 제2정 바이어스전압 Vp2을 전사롤러(114)에 인가한다. 그리고 엔진 콘트롤러(136)는 제4구간 T4의 t5'시점부터 t6시점까지의 제4시간 Tw4동안에는 제1정 바이어스전압 Vp1을 전사롤러(114)에 인가한다.

따라서 용지의 후단에 대해 전사전압 Vt과 제1정 바이어스전압 Vp1 사이의 제2정 바이어스전압 Vp2을 전사롤러(114)에 인가함으로써 제3구간 T3과 제4구간 T4간의 급격한 바이어스전압 변화가 발생하는 것을 방지한다. 이에따라 감광드럼(100)상의 역극성 토너로 인한 용지의 선단 오염이 방지된다.

마지막으로 t6시점부터 t7시점까지의 제5구간 T5에서 콘트롤러(136)는 종래와 마찬가지로 전사롤러 (114)에 부 바이어스전압 Vn을 인가함으로써 전사롤러(114)의 부극성 토너에 의한 오염을 제거하게 된다.

여기서 상기한 제1시간 Tw1과 제4시간 Tw4을 동일한 값으로 설정하고, 상기한 제2시간 Tw2과 제3시간 Tw3을 동일한 값으로 설정하는 것이 바람직하다.

또한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 특히 본 발명의 실시예에서는 제2정 바이어스전압 Vp2을 전사전압 Vt과 제1정 바이어스전압 Vp1간의 중간 레벨로 설정하는 예를 보였으나, 반드시 중간 레벨로 하여야만 되는 것은 아니다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허 청구의 범위와 특허 청구의 범위의 균등한 것에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 용지의 선,후단에 대해 전사전압과 역극성 토너를 청소하기 위한 정 바이어스전압간의 중간 레벨의 정 바이어스전압을 인가함으로써 역극성 토너에 의한 오염을 방지할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (4)

1. 현상에 의해 감광드럼상에 부착되어 있는 부극성 토너를 상기 감광드럼과 접촉되는 전사롤러에 정 바이어스의 전사전압을 인가하여 용지에 전사하는 전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치의 전사 바이어스 제어방법에 있어서,

   상기 전사가 이루어지는 구간 전,후에 상기 전사전압보다 낮은 레벨의 제1정 바이어스전압을 상기 전사롤러에 인가하여 상기 전사롤러에 부착되어 있는 역극성 토너를 상기 감광드럼으로 옮기는 과정과,

   상기 감광드럼과 전사롤러간의 접촉점에 상기 용지의 선단이 도달하는 시점과 상기 용지의 후단이 벗어나는 시점 각각에 대해 전,후의 일정시간동안 상기 전사전압과 상기 제1정 바이어스전압간의 레벨을 가지는 제2정 바이어스전압을 상기 전사롤러에 인가하는 과정을 구비함을 특징으로 하는 전사 바이어스 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2정 바이어스전압이, 상기 전사전압과 제1정 바이어스전압간의 중간 레벨로 설정함을 특징으로 하는 전사 바이어스 제어방법.
3. 현상에 의해 감광드럼상에 부착되어 있는 부극성 토너를 상기 감광드럼과 접촉되는 전사롤러에 정 바이어스의 전사전압을 인가하여 용지에 전사하는 전자사진 현상방식을 채용한 화상형성장치의 전사 바이어스 제어방법에 있어서,

   인쇄를 위해 1매의 용지를 급지하기 시작한후 상기 용지의 선단이 상기 감광드럼과 전사롤러간의 접촉점에 도달하기 전에 제1구간동안 상기 전사롤러에 일정 레벨의 부 바이어스전압을 인가하는 과정과,

   상기 제1구간 종료후부터 상기 전사가 시작되는 시점까지의 제2구간내에서 상기 용지의 선단이 상기 접촉점에 도달하기 전에 제1시간동안 상기 전사전압보다 낮은 레벨의 제1정 바이어스전압을 상기 제1전사롤러에 인가하는 과정과,

   상기 제2구간내에서 상기 제1시간 경과후부터 상기 용지의 선단이 상기 접촉점에 도달한 이후에 일정시간이 경과된 시점까지의 제2시간동안 상기 제1레벨보다 높으면서 상기 전사전압보다 낮은 레벨의 제2정 바이어스전압을 상기 전사롤러에 인가하는 과정과,

   상기 제2구간 종료후부터 상기 전사가 종료되는 시점까지의 제3구간동안 상기 전사전압을 상기 전사롤러에 인가하는 과정과,

   상기 제3구간 종료후부터 상기 용지의 후단이 상기 접촉점을 벗어난 이후에 일정시간이 경과된 시점까지의 제4구간내에서 앞의 제3시간동안 상기 제2정 바이어스전압을 상기 전사롤러에 인가하는 과정과,

   상기 제4구간내에서 상기 제3시간 경과후부터 제4시간동안 상기 제1정 바이어스전압을 상기 전사롤러에 인가하는 과정과,

   상기 제4구간 경과후부터 상기 용지에 대한 인쇄를 완료하기까지의 제5구간동안 상기 부 바이어스전압을 상기 전사롤러에 인가하는 과정을 구비함을 특징으로 하는 전사 바이어스 제어방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 제2정 바이어스전압이, 상기 전사전압과 제1정 바이어스전압간의 중간 레벨로 설정됨을 특징으로 하는 전사 바이어스 제어방법.