KR20170013103A - 화상형성장치 및 이에 사용되는 노광유닛 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치는, 감광드럼의 회전시 나타나는 상기 감광드럼의 선속도 변화를 검출하는 검출 유닛; 및 상기 검출 유닛에 의해 검출된 상기 감광드럼의 선속도 변화에 기초하여, 주주사 방향을 따라 배열된 복수의 광원을 포함하는 노광유닛의 노광 시점을 제어하는 노광 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

화상형성장치 및 이에 사용되는 노광유닛 제어방법{Image forming apparatus and mothod for controlling of exposure unit}

화상형성장치 및 이에 사용되는 노광유닛의 제어방법이 개시된다.

일반적으로, 전자사진방식을 이용하는 레이저 프린터, 복사기, 복합기, 팩시밀리 등과 같은 화상형성장치는 광 주사부를 구비한다. 화상형성장치는 광 주사부에서 출력된 광 빔을 이용하여 감광드럼 표면에 정전잠상을 형성한 후 이를 용지에 전사시켜 원하는 화상을 인쇄하는 동작을 수행한다.

한편, 칼라 레이저 프린터와 같은 전자사진방식 인쇄기는, 옐로우, 시안, 마젠타, 블랙의 4가지 색상에 대응하도록 준비된 4개의 감광드럼과, 각 감광드럼에 광을 주사하여 원하는 화상의 정전잠상을 형성하는 노광유닛과, 정전잠상을 상기 각 색상별 현상액으로 현상하는 현상장치와, 각 감광드럼에 현상된 화상을 순차적으로 중첩되게 전사 받아서 완성된 칼라 색상의 화상을 형성한 후 이를 용지에 전사하는 화상형성매체(예를 들어, 전사벨트)를 포함하여 구성된다.

따라서, 원하는 하나의 칼라 화상을 인쇄하기 위해서는, 4개의 감광드럼에 각 색상별로 화상을 현상하여 화상형성매체 상의 같은 화상 위치에 중첩되게 찍어서 최종 칼라 화상을 만든 후 이를 용지에 인쇄하게 된다.

그런데 이와 같은 4가지의 색상을 화상형성매체 상의 같은 화상 위치에 중첩시켜서 정확하게 원하는 칼라 화상을 만들기 위해서는, 각 감광드럼에서 화상형성매체에 화상이 전사되기 시작하는 위치와 끝나는 위치가 4가지 색상 모두 똑같이 맞아야 한다. 왜냐하면, 아무리 4개의 감광드럼에 화상이 모두 선명하게 현상 되었다 하더라도, 만일 이것이 화상형성매체에 전사될 때 조금씩 위치가 어긋나서 전사되면 최종적으로 얻어지는 칼라 화상은 정확한 색상과 이미지를 나타내지 못하게 되기 때문이다.

따라서, 칼라 화상을 정확하게 구현하기 위해서는 화상형성매체의 주행속도를 감안하여 상기 노광유닛에 의한 각 감광드럼의 노광 개시 시점을 정확하게 맞추는 것이 중요하며, 이와 같이 한 화상을 형성할 복수의 색상이 정확하게 중첩되도록 맞추는 것을 칼라 레지스트레이션이라 한다.

그러나 감광드럼은 주기적인 선속도 변화를 갖는다. 이는 이상적으로 완벽한 회전체 시스템이 아니라면 실제 모든 회전체시스템에서 자연스레 발생하는 현상으로 감광드럼 형상 에러(편심, run-out 등), Drum Alignment/장착성, 기어 형상 에러, 기어 전달 에어, 기어 트레인 구조적 불완전성, 커플링 각소도 전달 에러 등 여러 가지 원인이 있다. 이로 인해 발생하는 감광드럼의 선속도 변화는 색 어긋남의 직접적인 원인이 된다.

노광유닛의 노광 시점을 제어함으로써, 감광드럼의 선속도 변화에 따른 영향을 저감할 수 있는 화상형성장치 및 노광유닛의 제어방법을 제공한다. 또한, 노광유닛의 광원 모듈을 개별적으로 제어함으로써, 토너 화상의 스큐(skew)를 보정하는 화상형성장치를 제공한다.

일 실시예에 관한 화상형성장치는,

회전 가능한, 적어도 하나의 감광드럼;

상기 감광드럼의 표면에 정전잠상을 형성하며, 주주사 방향을 따라 배열된 복수의 광원을 포함하는 적어도 하나의 노광유닛;

상기 감광드럼의 표면에 형성된 상기 정전잠상을 현상시켜 토너화상을 형성하는 현상 유닛;

상기 감광드럼의 표면에 형성된 상기 토너화상이 전사되는 전사매체;

상기 감광드럼의 회전시 나타나는 상기 감광드럼의 선속도 변화를 검출하는 검출 유닛; 및

상기 검출 유닛에 의해 검출된 상기 감광드럼의 선속도 변화에 기초하여, 상기 노광유닛의 노광 시점을 제어하는 노광 제어부;를 포함할 수 있다.

상기 노광 제어부는, 상기 감광드럼의 선속도가 기준 속도보다 빠를 때, 상기 노광유닛의 노광 시점 간격을 기준 간격보다 짧게 하고, 상기 감광드럼의 선속도가 상기 기준 속도보다 느릴 때, 상기 노광유닛의 노광 시점 간격을 상기 기준 간격보다 길게 할 수 있다.

상기 노광 제어부는, 상기 감광드럼의 선속도 변화의 위상을 고려하여, 상기 노광유닛의 노광 시점을 제어할 수 있다.

상기 감광드럼은 서로 다른 컬러를 담당하는 복수 개의 감광드럼이며, 상기 노광유닛은 상기 복수 개의 감광 드럼에 대응하는 복수 개의 노광유닛일 수 있다.

상기 검출 유닛은 상기 복수 개의 감광드럼 각각의 선속도 변화를 검출하며, 상기 노광 제어부는 상기 복수 개의 감광드럼 각각의 선속도 변화에 기초하여, 상기 복수 개의 노광유닛 각각의 노광 시점을 제어할 수 있다.

상기 노광 제어부는 상기 복수 개의 감광드럼 각각의 선속도 변화에 따른 오프셋을 제거하거나 서로 일치하도록 상기 노광유닛의 노광 시점을 제어할 수 있다.

상기 전사매체에는 부주사 방향을 따라 배열된 복수의 검출용 패턴이 형성되며, 상기 검출 유닛은 상기 복수의 검출용 패턴의 부주사 방향으로 간격 변화로부터 상기 감광드럼의 선속도 변화를 검출할 수 있다.

상기 검출용 패턴은 주주사 방향과 평행하거나 경사질 수 있다.

상기 검출용 패턴은 주주사 방향을 따라 이격된 제1, 제2 검출용 패턴을 포함하며, 상기 검출 유닛은 상기 제1, 제2 검출용 패턴을 검출하는 제1, 제2 센서를 포함할 수 있다.

상기 제1 검출용 패턴은 상기 제2 검출용 패턴과 부주사 방향으로 엇갈리게 배치될 수 있다.

상기 노광유닛은 상기 광원을 포함하는 복수 개의 광원 모듈을 포함하며, 상기 노광 제어부는 상기 복수 개의 광원 모듈의 노광 시점을 개별적으로 제어할 수 있다.

상기 복수 개의 감광드럼에 회전 구동력을 제공하는 적어도 하나의 구동 모터를 더 포함하며, 상기 구동모터의 개수가 상기 감광드럼의 개수보다 적을 수 있다.

다른 실시예에 관한 화상형성장치는,

회전 가능한 적어도 하나의 감광드럼;

상기 감광드럼의 표면에 정전잠상을 형성하며, 복수의 광원을 가지며 주주사 방향을 따라 배열된 복수의 광원 모듈을 포함하는, 적어도 하나의 노광유닛;

상기 감광드럼의 표면에 형성된 상기 정전잠상을 현상시켜 토너화상을 형성하는 적어도 하나의 현상유닛;

상기 감광드럼의 표면에 형성된 상기 토너화상이 전사되는 전사매체;

상기 전사매체에 부주사 방향 및 주주사 방향으로 이격 배치된 검출용 패턴들;

상기 검출용 패턴들의 부주사 방향으로의 이동을 검출하여, 상기 전사매체에 전사된 토너화상의 스큐를 산출하는 검출유닛; 및

상기 검출유닛에 의해 검출된 상기 스큐에 기초하여, 상기 복수의 광원 모듈의 노광 시점을 개별적으로 제어하는 노광 제어부;를 포함할 수 있다.

실시예에 관한 노광유닛의 제어방법은,

적어도 하나의 감광드럼이 회전할 때, 상기 감광드럼의 선속도 변화를 검출하는 단계; 및

검출된 상기 감광드럼의 선속도 변화에 기초하여, 상기 노광유닛의 노광 시점을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 감광드럼의 선속도가 기준 속도보다 빠를 때, 상기 노광유닛의 노광 시점 간격을 기준 간격보다 짧게 제어하고, 상기 감광드럼의 선속도가 기준 속도보다 느릴 때, 상기 노광유닛의 노광 시점 간격을 기준 간격보다 길게 제어할 수 있다.

상기 감광드럼의 선속도 변화의 위상을 고려하여, 상기 노광유닛의 노광 시점을 제어할 수 있다.

상기 검출 단계에서는 복수 개의 감광드럼 각각에 대한 감광드럼의 선속도 변화를 검출하고, 상기 제어 단계에서는 상기 복수 개의 감광드럼 각각의 선속도 변화에 따른 오프셋을 제거하거나 서로 일치하도록 상기 노광유닛의 노광 시점을 제어할 수 있다.

주주사 방향을 따라 이격된 제1, 제2 검출용 패턴 및 상기 제1, 제2 검출용 패턴의 변동을 검출하는 제1, 제2 센서에 의해 토너화상의 스큐(skew) 량을 검출할 수 있다.

상기 토너화상의 스큐량에 기초하여, 상기 노광유닛의 복수 개의 광원 모듈의 노광 시점을 개별적으로 제어할 수 있다.

일 실시예들에 관한 화상형성장치 및 노광유닛의 제어방법은, 감광드럼의 선속도 변화에 따라 노광유닛의 노광 시점을 제어함으로써, 감광드럼의 선속도 변화에 따른 영향을 저감 또는 제거할 수 있다.

다른 실시예에 관한 화상형성장치는, 노광유닛의 광원 모듈을 개별적으로 제어함으로써, 토너 화상의 스큐(skew)를 보정할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 화상형성장치의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 2a는 감광드럼의 선속도 변화의 예를 설명하기 위한 도면이며, 도 2b는 감광드럼의 선속도 변화에 따른 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a는 실시예에 따른 화상형성장치의 일 예를 개념적으로 나타낸 블록도이며, 도 3b는 실시예에 따른 화상형성장치의 다른 예를 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는 노광 제어부에 의한 노광 시점의 제어에 의해 칼라 레지스트레이션을 보정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 실시예에 따른 화상형성장치에서 구동 모터의 배치 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 실시예에 따른 노광유닛의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a는 비교예로써 노광 시점의 간격이 일정할 때 감광드럼의 선속도 변화에 따른 검출용 패턴의 간격 변화를 나타낸 것이며, 도 7b는 실시예로써 노광 시점의 간격을 조정하였을 때, 감광드럼의 선속도 변화에 따른 검출용 패턴의 간격 변화를 나타낸 것이다.
도 8a는 다른 실시예에 따른 노광 제어 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 8b는 그에 따른 결과를 나타낸 도면이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 노광 제어에 의해 색 어긋남이 보상된 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 제1, 제2 실시예에 따라 생성된 검출용 패턴의 예를 나타낸 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 제3, 제4 실시예에 따라 생성된 검출용 패턴의 예를 나타낸 도면이다.
도 12은 제5 실시예에 따라 생성된 검출용 패턴 및 이를 검출하는 검출 유닛을 나타낸 도면이다.
도 13a, 도 13b는 제1, 제2 센서에 의해 검출용 패턴을 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 14a 및 도 14b는 제1, 제2 센서의 검출 결과에 기초하여, 화상형성장치의 스큐를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 실시예에 따른 노광유닛의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 노광 제어부에 의해 노광 시점을 제어하기 전에 K 색상의 화상에 대한 Y 색상의 화상의 스큐를 설명하기 위한 도면이다.
도 17a는 실시예에 따른 노광 제어부에 의해 노광 신호가 인가되는 타이밍 도를 나타내며, 도 17b는 실시예에 따른 노광 제어부에 의해 노광 시점을 제어하여 K 색상의 화상에 대한 Y 색상의 화상의 스큐의 보상을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 감광드럼의 선속도 변화를 검출하는 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부 도면의 실시예들을 통하여, 발명의 구성과 작용을 상세히 설명한다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

또한, “제1, 제2” 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

도 1은 본 발명에 따른 화상형성장치의 일 예를 도시한 구성도이다.

도 1을 보면, 노광유닛(정전잠상형성수단)(10C, 10M, 10Y, 10K)와, 옐로우(Y: yellow), 마젠타(M: magenta), 시안(C: cyan), 블랙(K: black) 색상의 토너가 각각 수용된 4개의 현상 유닛(20C, 20M, 20Y, 20K)와, 전사벨트(전사매체)(30)와, 전사롤러(40), 및 정착기(50)가 도시되어 있다.

전사벨트(30)는 지지롤러들(31)(32)(33)에 의해 지지되어 순환 주행된다. 전사매체로서 드럼 타입의 전사드럼(미도시)이 사용될 수도 있다. 지지롤러들(31)(32)(33) 중 적어도 일부 지지롤러(32)(33)는 구동 롤러일 수 있다.

노광유닛(10C)는 C 색상의 화상정보에 대응되는 광을 균일한 전위로 대전된 현상 유닛(20C)의 감광체(감광드럼)(21)으로 주사하여 정전잠상을 형성한다. 정전잠상에는 현상 유닛(20C)에 수용된 C 색상의 토너가 부착되어 C 색상의 토너화상이 형성된다. C 색상의 토너화상은 전사롤러(40)에 인가되는 전사바이어스에 의하여 전사벨트(30)로 전사된다.

노광유닛(10M)는 M 색상의 화상정보에 대응되는 광을 균일한 전위로 대전된 현상 유닛(20M)의 감광드럼(21)으로 주사하여 정전잠상을 형성한다. 정전잠상에는 현상 유닛(20M)에 수용된 M 색상의 토너가 부착되어 M 색상의 토너화상이 형성된다. M 색상의 토너화상은 전사벨트(30)로 전사된다. 이 때, 노광유닛(10M)는 C 색상의 토너화상의 선단이 현상 유닛(20M)의 감광드럼(21)과 전사벨트(30)가 대면된 위치에 도달될 때에 M 색상의 토너화상이 C 색상의 토너화상에 정확히 중첩되어 전사될 수 있도록 그 작동개시시기가 제어된다.

Y, K 색상의 토너화상도 동일한 과정을 거쳐 전사벨트(30)로 전사되어, 전사벨트(30) 상에는 C, M, Y, K 색상의 토너화상이 중첩된 칼라토너화상이 형성된다. 이 칼라토너화상은 전사롤러(40)와 지지롤러(31) 사이로 통과되는 기록매체(P)로 전사된다. 기록매체(P)가 정착기(50)를 통과하면, 열과 압력에 의하여 칼라토너화상이 기록매체(P)에 정착되고, 칼라인쇄가 완료된다.

기록매체(P)가 전사벨트(30)에 정전기력에 의하여 흡착되어 이송되며, 전사롤러(40)에 인가되는 전사바이어스에 의하여 토너화상이 감광드럼(21)로부터 기록매체(P)로 직접 전사된다.

도 1에서는 실시예로써, 화상형성장치의 인쇄방식이 싱글패스방식인 예를 중심으로 설명하였다. 그러나, 이러한 화상형성장치의 인쇄방식은 이에 한정되지 아니하며, 도시하지는 않았으나, 화상형성장치의 인쇄방식이 멀티패스방식일 수도 있다

화상형성매체의 일 예인 전사벨트(30)에 정확하게 원하는 칼라 화상을 만들기 위해서는 전사벨트(30)상의 C, M, Y, K 색상의 토너화상은 서로 정확하게 중첩되어야 한다. 이와 같은 4가지의 색상을 화상형성매체 상의 같은 화상 위치에 중첩시켜서, 각 감광드럼(21)에서 전사벨트(30)에 화상이 전사되기 시작하는 위치와 끝나는 위치가 4가지 색상 모두 똑같이 맞아야 한다. 왜냐하면, 아무리 4개의 감광드럼(21)에 화상이 모두 선명하게 현상 되었다 하더라도, 만일 이것이 전사벨트(30) 에 전사될 때 조금씩 위치가 어긋나서 전사되면 최종적으로 얻어지는 칼라 화상은 정확한 색상과 이미지를 나타내지 못하게 되기 때문이다.

따라서, 칼라 화상을 정확하게 구현하기 위해서는 전사벨트(30)의 주행속도를 감안하여 상기 노광유닛(10K, 10Y, 10M, 10C))에 의한 각 감광드럼(21)의 노광 개시 시점을 정확하게 맞추는 것이 중요하며, 이와 같이 한 화상을 형성할 복수의 색상이 정확하게 중첩되도록 노광 개시 시점을 맞추는 것을 칼라 레지스트레이션이라 한다.

그러나 감광드럼(21)은 주기적인 선속도 변화를 가지게 될 수 있다. 이는 이상적으로 완벽한 회전체 시스템이 아니라면 실제 모든 회전체시스템에서 자연스레 발생하는 현상으로 감광드럼(21)의 형상 에러(편심, run-out 등), Drum Alignment/장착성, 기어 형상 에러, 기어 전달 에어, 기어 트레인 구조적 불완전성, 커플링 각속도 전달 에러 등 여러 가지 원인이 있다. 이로 인해 발생하는 감광드럼(21)의 선속도 변화는 색 어긋남의 직접적인 원인이 된다. 여기서, 감광드럼(21)의 선속도는 소정의 위치에서 나타나는 감광드럼(21) 표면의 속도를 의미한다.

도 2a는 감광드럼(21)의 선속도 변화의 예를 설명하기 위한 도면이며, 도 2b는 감광드럼(21)의 선속도 변화에 따른 현상을 설명하기 위한 도면이다.

도 2a를 참조하면, 감광드럼(21)의 주기적인 선속도 변화의 일 예로써, 감광드럼(21)의 실제 회전 중심(RC)이 이상적인 회전 중심(RCi)으로부터 이탈된 위치에 형성될 수 있다.

감광드럼(21)이 이탈된 회전 중심(RC)을 기준으로 회전됨에 따라, 감광드럼(21)이 일정한 속도로 회전되더라도, 소정의 위치 X에서 측정되는 감광드럼(21)의 선속도 V는 주기적으로 변하게 된다. 예를 들어, 감광드럼(21)의 선속도 V는 빨라졌다가 느려지는 현상이 주기적으로 나타난다. 감광드럼(21)의 선속도 변화(ΔV)는 대략적으로 사인 곡선 형태를 가질 수 있다.

감광드럼(21)의 선속도 V는 다음과 같은 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.

[수학식 1]

V = Vo + A_color·sin(ψt + Ph_color)

여기서, Vo는 감광드럼(21)의 기준 속도이며, A_color는 변동 크기, ψ는 각속도(2πfo), fo는 감광드럼(21)의 초당 회전수, Ph_color는 위상이다.

즉, 감광드럼(21)은 기준 속도 Vo에 대하여 소정의 주기를 가지며 변하는 선속도 V를 가질 수 있다.

이와 같이 주기적인 선속도 변화를 가지는 감광드럼(21)의 표면에 노광유닛(10)이 일정한 시간 간격으로 노광을 실시할 경우, 감광드럼(21) 표면에 형성된 정전 잠상의 패턴들 사이의 간격이 일정하지 않을 수 있다. 이러한 감광드럼(21)의 표면에 형성된 정전 잠상 패턴 사이의 간격 변화에 따라, 전사벨트(30)에 전사되는 검출용 패턴(310) 사이의 간격 변동이 발생된다.

예를 들어, 도 2b의 (a)와 같이, 감광드럼(21)의 선속도가 느린 구간에서는 검출용 패턴(310) 사이의 간격 g1이 기준 간격 g보다 짧아지고, 감광드럼(21)의 선속도가 빠른 구간에서는 검출용 패턴(310) 사이의 간격 g2이 기준 간격 g보다 넓어지게 된다. 기준 간격 g는 감광드럼(21)이 기준 속도 Vo로 회전하고, 노광유닛(10)의 노광 시점 간격이 일정한 기준 간격일 때 나타나는 검출용 패턴(310) 사이의 간격일 수 있다.

상기와 같이, 감광드럼(21)의 선속도 변화 ΔV 에 따라, 감광드럼(21)에 의해 전사벨트(30)에 형성된 검출용 패턴(310) 사이의 간격 역시 주기적으로 변하게 된다. 그리하여, 기준 간격 g에 대한 검출용 패턴(310) 사이의 간격 변동 Δg는 도 2b의 (b)와 같은 사인 곡선 형태를 가지게 된다.

감광드럼(21)이 복수 개일 때, 감광드럼(21)들의 선속도 변화는 감광드럼(21)마다 다르게 나타날 수 있다. 그에 따라, 각 감광드럼(21)의 선속도 변화에 의해 발생되는 전사벨트(30)에 전사된 검출용 패턴(310)의 간격 변동 역시 다르게 나타날 수 있다. 그리하여, 각각의 감광드럼(21)에 형성된 토너 화상이 전사벨트(30)에 전사되는 과정에서, 서로 다른 색상의 토너 화상 패턴들이 정확히 중첩되지 않는 칼라 레지스트레이션 에러가 발생할 수 있다.

이러한 칼라 레지스트레이션 에러를 고려하여, 실시예에 따른 화상형성장치는 감광드럼(21)의 선속도 변화를 검출하는 검출 유닛(80)과, 검출 유닛(80)에 의해 검출된 정보에 기초하여, 노광유닛(10)의 노광 시점(timing)을 제어하는 노광 제어부(70)를 포함할 수 있다.

도 3a는 실시예에 따른 화상형성장치의 일 예를 개념적으로 나타낸 블록도이며, 도 3b는 실시예에 따른 화상형성장치의 다른 예를 개념적으로 나타낸 블록도이다.

검출 유닛(80)은 감광드럼(21)의 선속도 변화를 검출한다. 일 예로써, 도 3a와 같이 검출 유닛(80)은 전사벨트(30)에 형성된 검출용 패턴(310)에 기초하여, 감광드럼(21)의 선속도 변화를 검출할 수 있다. 다른 예로써, 도 3b와 같이 개별적인 검출유닛들(80K, 80Y, 80M, 80C)이 감광드럼(21) 또는 이에 연결된 기어에 형성된 검출용 패턴(210)에 기초하여, 감광드럼(21)의 선속도 변화를 검출할 수 있다. 검출 유닛(80)의 구체적인 구성에 대해서는, 도 10a 이하의 도면과 함께 후술하기로 한다.

노광 제어부(70K, 70Y, 70M, 70C)는 검출 유닛(80)에 의해 검출된 정보, 예를 들어 감광드럼(21)의 선속도 변화에 기초하여, 노광유닛(10K, 10Y, 10M, 10C)의 노광 시점을 제어할 수 있다.

노광 제어부(70K, 70Y, 70M, 70C)는 복수의 노광유닛(10K, 10Y, 10M, 10C)을 개별적으로 제어할 수 있다. 노광 제어부(70K, 70Y, 70M, 70C)는 검출유닛(80)에 의해 검출된 정보, 예를 들어 사인함수 형태의 감광드럼(21)의 선속도 변화에 기초하여, 복수의 노광유닛(10K, 10Y, 10M, 10C)에 소정의 제어 명령를 인가할 수 있다. 도 3a 및 도 3b에서는 노광 제어부(70K, 70Y, 70M, 70C)가 복수 개인 예를 개시하였으나, 이에 한정하지 아니하며, 노광 제어부(70K, 70Y, 70M, 70C)는 복수의 노광유닛(10K, 10Y, 10M, 10C)을 개별적으로 제어할 수 있다면, 단수 개일 수도 있다.

복수의 노광 제어부(70K, 70Y, 70M, 70C) 중 K색상의 감광드럼(21)에 대한 노광 제어부(70K)는 K 색상의 감광드럼(21)의 선속도 변화를 반영하여, 노광유닛(10K)의 노광 시점을 제어할 수 있다.

복수의 노광 제어부(70K, 70Y, 70M, 70C) 중 Y 색상의 감광드럼(21)에 대한 노광 제어부(70Y)는 Y 색상의 감광드럼(21)의 선속도 변화를 반영하여, 노광유닛(10Y)의 노광 시점을 제어할 수 있다.

복수의 노광 제어부(70K, 70Y, 70M, 70C) 중 M 색상의 감광드럼(21)에 대한 노광 제어부(70M)는 M 색상의 감광드럼(21)의 선속도 변화를 반영하여, 노광유닛(10M)의 노광 시점을 제어할 수 있다.

복수의 노광 제어부(70K, 70Y, 70M, 70C) 중 C 색상의 감광드럼(21)에 대한 노광 제어부(70C)는 C 색상의 감광드럼(21)의 선속도 변화를 반영하여, 노광유닛(10C)의 노광 시점을 제어할 수 있다.

각 노광유닛(10K, 10Y, 10M, 10C)에 대한 이러한 제어 동작은 감광드럼(21)의 1회전 주기 단위로 수행될 수 있다.

도 4는 노광 제어부(70)에 의한 노광 시점의 제어에 의해 칼라 레지스트레이션을 보정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 (a)는 노광유닛(10)의 노광 시점 간격이 일정하고 감광드럼(21)의 선속도 변화가 나타날 때, 전사벨트(30)에 형성된 검출용 패턴(310)의 간격 변동을 나타내며, 도 4의 (b)는 감광드럼(21)이 기준 속도로 회전하고 노광유닛(10)의 노광 시점 간격이 달라질 때, 전사벨트(30)에 형성된 검출용 패턴(310)의 간격 변동을 나타낸다. 도 4의 (c)는 감광드럼(21)이 기준 속도로 회전하고 노광유닛(10)의 노광 시점 간격이 기준 간격으로 일정할 때, 전사벨트(30)에 형성된 검출용 패턴(310)의 간격 변동을 나타낸다. 도 4의 (d)는 노광 제어부(70)에 의해 노광유닛(10)에 인가되는 노광 시점을 나타낸다.

도 4의 (a) 및 (c)를 참조하면, 감광드럼(21)의 선속도가 기준 속도보다 느릴 때, 전사벨트(30)에 형성된 검출용 패턴(310)의 간격 g1은 기준 간격 g보다 짧아진다. 감광드럼(21)의 선속도가 기준 속도보다 빠를 때, 전사벨트(30)에 형성된 검출용 패턴(310)의 간격 g2은 기준 간격 g보다 길어진다.

이러한 감광드럼(21)의 선속도 변동을 고려하여, 실시예에 따른 노광 제어부(70)는 노광유닛(10)의 노광 시점을 제어한다.

도 4의 (b) 및 (c)를 참조하면, 노광 제어부(70)는, 감광드럼(21)의 선속도 변동이 없을 때, 상기와 같은 감광드럼(21)의 선속도 변동에 따른 검출용 패턴(310)의 간격 변동과 반대 양상을 가지는 검출용 패턴(310)의 간격 변동이 형성되도록 노광유닛(10)을 제어한다. 예를 들어, 감광드럼(21)의 선속도 변동에 따른 검출용 패턴(310)의 간격이 g1과 같이 작게 나타나는 시점에는, 노광 제어부(70)는 검출용 패턴(310)의 간격이 g11과 같이 길게 형성되도록 노광유닛(10)을 제어한다. 감광드럼(21)의 선속도 변동에 따른 검출용 패턴(310)의 간격이 g2과 같이 길게 나타나는 시점에는, 노광 제어부(70)는 검출용 패턴(310)의 간격이 g21과 같이 짧게 형성되도록 노광유닛(10)을 제어한다.

일 예로써, 도 4의 (d)를 참조하면, 감광드럼(21)의 선속도가 기준 속도보다 느릴 때, 노광 제어부(70)는 노광유닛(10)의 노광 시점 간격(t1)을 기준 간격(t)보다 길게 한다. 반대로, 감광드럼(21)의 선속도가 기준 속도보다 빠를 때, 노광 제어부(70)는 노광유닛(10)의 노광 시점 간격(t2)를 기준 간격(t)보다 짧게 한다.

예를 들어, 감광드럼(21)의 선속도 변화에 따른 전사벨트(30)의 검출용 패턴(310)의 간격 변동이 A·sin(ψt + φ)과 같을 경우, 감광드럼(21)의 선속도가 일정할 때 노광유닛(10)의 제어에 따른 전사벨트(30)의 검출용 패턴(310)의 간격 변동이 -A·sin(ψt + φ)이 되도록 노광유닛(10)의 노광 시점을 제어할 수 있다. 여기서, A는 소정의 진폭, φ는 소정의 위상이다.

상기와 같이, 노광유닛(10)의 노광 시점을 제어하는 동작만으로, 감광드럼(21)의 선속도 변화에 따른 색 어긋남을 방지 또는 저감할 수 있다. 노광유닛(10)에 인가되는 신호를 제어하면 되기 때문에, 감광드럼(21)에 회전 구동력을 제공하는 구동 모터(60)의 속도를 개별적으로 제어할 필요가 없다. 그에 따라, 상대적으로 비싼 감광드럼(21)의 구동 모터(60)의 개수를 줄일 수 있게 된다. 예를 들어, 감광드럼(21)이 4개일 때, 구동 모터(60)는 감광드럼(21)의 개수보다 적을 수 있다. 일 예로서, 구동 모터(60)의 개수를 도 5a와 같이 2개로 줄일 수 있다. 다만, 구동 모터(60)의 개수는 반드시 감광드럼(21)의 개수보다 작을 필요는 없으며, 필요에 따라 도 5b와 같이 감광드럼(21)의 개수와 동일할 수도 있음은 물론이다. 도 5a 및 도 5b에서, 도면 부호 22는 감광드럼(21)과 동축으로 연결된 기어를 의미하며, 도면 부호 61은 이러한 기어(22)를 연동시키는 연결 기어를 의미한다.

도 6은 실시예에 따른 노광유닛(10)의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하면, 노광유닛(10)은 기판(110), 렌즈 어레이(120) 및 기판(110)과 렌즈 어레이(120)를 지지하는 하우징(130)을 포함할 수 있다.

기판(110)에는 복수의 광원(111)들이 배치될 수 있다. 복수의 광원(111)들은 소정의 광원 모듈(LM; 도 15 참조)로 구분될 수 있다. 광원 모듈(LM)은 소정 개수의 광원(111)들을 포함할 수 있다.

기판(110)은 복수의 광원(111)을 제어하는 회로 기판일 수 있다. 복수의 광원(111)은 주주사 방향(x방향)을 따라 배열될 수 있다. 일 예로써, 복수의 광원(111)은 주주사 방향(x방향)을 따라 지그재그로 배열될 수 있다.

광원(111)은 LED(light emitting diode) 방식에 의해 빛을 발생시킬 수 있다. 광원(111)은 LED칩을 포함할 수 있다. 다만, 광원(111)은 이에 한정되지 아니하며, 렌즈(121)를 통해 피주사면에 빛을 조사할 수 있는 것이라면, 다양하게 변형될 수 있다.

렌즈 어레이(120)는 복수의 렌즈(121)를 포함한다. 복수의 렌즈(121)는 주주사 방향(x방향)을 따라 배열될 수 있다. 일 예로써, 복수의 렌즈(121)는 주주사 방향(x방향)을 따라 지그재그 또는 엇갈리게 배열될 수 있다. 복수의 렌즈(121)는 복수의 광원(111)으로부터 방출된 빛을 감광드럼(21)의 표면에 결상시킬 수 있다.

렌즈(121)와 광원(111)은 이격될 수 있다. 예를 들어, 렌즈(121)와 광원(111)은 광축 방향(z방향)으로 이격될 수 있다. 광축 방향(z방향)은 주주사 방향(x방향)과 수직이며, 부주사 방향(y방향)과 수직인 방향일 수 있다.

하우징(130)은 복수의 렌즈(121)와 복수의 광원(111)이 소정의 간격(d2)을 유지하도록 기판(110)과 렌즈 어레이(120)를 지지할 수 있다. 하우징(130)의 재질은, 플라스틱 재질일 수 있다.

상기와 같이 노광유닛(10)이 광원(111)에서 발생된 빛을 렌즈를 통해 감광드럼(21)에 조사하는 구조를 가지기 때문에, 구조적인 변경 없이, 단지 광원(111) 또는 광원 모듈(LM)에 인가되는 신호를 조정함으로써, 노광유닛(10)의 노광 시점을 용이하게 제어할 수 있다.

도 7a는 비교예로써 노광 시점의 간격이 일정할 때 감광드럼(21)의 선속도 변화에 따른 검출용 패턴의 간격 변화를 나타낸 것이며, 도 7b는 실시예로써 노광 시점의 간격을 조정하였을 때, 감광드럼(21)의 선속도 변화에 따른 검출용 패턴의 간격 변화를 나타낸 것이다.

도 7a를 참조하면, 비교예에 따르면, 복수의 감광드럼(21) 각각의 선속도 변화 주기의 진폭 및 위상이 서로 다르기 때문에, 각 감광드럼(21)에 의해 전사벨트(30)에 형성된 검출용 패턴(310)들 사이의 간격 변화는 서로 다른 진폭과 위상을 가지는 사인 함수 형태의 주기가 나타난다.

그에 반해, 도 7b를 참조하면, 실시예에 따르면, 노광 제어부(70)에 의해 노광 시점이 제어되기 때문에, 비록 감광드럼(21) 각각의 선속도 변화의 진폭 및 위상이 서로 다르더라도, 각 감광드럼(21)에 의해 전사벨트(30)에 형성된 검출용 패턴(310)들 사이의 간격은 일정하게 나타난다. 이를 통해, 노광 제어부(70)에 의해 노광 시점이 제어됨에 따라, 감광드럼(21)의 선속도 변화에 따른 영향이 상쇄될 수 있음을 알 수 있다.

도 8a는 다른 실시예에 따른 노광 제어 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 8b는 그에 따른 결과를 나타낸 도면이다.

도 8a을 참조하면, M 색상의 감광드럼(21)이 소정의 선속도 변화를 가질 때, 그에 따른 전사벨트(30)에 형성된 검출용 패턴(310)들 사이의 간격 변화는 I와 같은 사인 곡선의 형태를 가질 수 있다.

감광드럼(21)의 회전 시작점과 검출용 패턴(310)의 형성 시점 사이에 시간 간격이 존재할 수 있으며, 그에 따라 감광드럼(21)의 선속도 변화 주기 및 그에 따른 검출용 패턴(310)들 사이의 간격 변동 주기는 소정의 위상을 가질 수 있다. 이러한 위상으로 인해, 검출용 패턴(310)들 사이의 간격은 시작점에서 기준 위치 대비 오차가 0 이 아닐 수 있다. 예를 들어, 시작점에서 검출용 패턴(310)들 사이의 간격은 기준 위치 대비 오차가 약 -150 um일 수 있다.

이와 같이, 시작점에서 기준 위치 대비 오차가 -150 um인 검출용 패턴(310)들 사이의 간격을 오프셋이 0으로 보상하기 위해서, 노광 제어부(70)는 검출용 패턴(310) 사이의 간격 변화가 반대 위상을 가지도록 제어하는 것이 가장 이상적이다. 즉, 노광 제어부(70)는 시작점에서 기준 위치 대비 오차가 II와 같이 +150 um인 검출용 패턴(310)들 사이의 간격을 가지도록 노광유닛(10)을 제어하는 것이 가장 이상적이다.

그러나, 노광 시점 간격이 커질수록 확보해야 할 메모리의 양이 커지며, 노광 시점을 조절할 수 있는 범위가 제한적인 점을 고려할 때, 노광 제어부(70)는 검출용 패턴(310)들 사이의 간격 변화가 II와 같이 시작점에서 +150 um가 되도록 노광유닛을 제어하기 어려울 수 있다. 일 예로써, 노광 제어부에 의한 검출용 패턴(310)들 사이의 간격 변화는 III과 같이 시작점에서 0um일 수 있다.

이러한 점을 고려하여, 실시예에 따르면, 노광 제어부(70)는 노광유닛(10)에 감광드럼(21)의 선속도 변화의 위상 Ph_color을 보상하는 신호를 인가할 수 있다.

예를 들어, 노광 제어부(70)는 시작점에서 소정 지점까지는 IV와 같이, 기준 위치 대비 오차가 0이 되도록 노광유닛(10)의 노광 타임을 제어할 수 있다. 소정 지점은 위상 Ph_color와 감광드럼(21) Do의 직경의 곱의 절반(Ph_color*Do/2)인 지점일 수 있다.

다시 말하면, 노광 제어부(70)에 의해, 감광드럼(21)의 선속도 변화에서 위상을 고려하지 않고 감광드럼(21)의 선속도 변화를 보상할 경우, 검출용 패턴(310) 사이의 간격 자체는 기준 간격과 일치할 수 있겠지만, 위상 차이로 인해 검출용 패턴(310)의 시작 위치가 기준 시작 위치와 일치하지 않을 수 있다. 그리하여, 실시예에 따른 화상형성장치에서는, 이러한 점을 고려하여, 노광 제어부(70)는 노광유닛(10)이, 감광드럼(21)이 위상 Ph_color만큼 회전한 이후에, 노광을 시작하도록 제어할 수 있다.

이러한 노광 시점의 제어는 복수 개의 노광유닛(10) 각각에 적용될 수 있다. 그에 따라, 도 8b와 같이, 복수의 색상에 해당하는 검출용 패턴(310)이 기준 위치 대비 오차가 0이 될 수 있다. 예를 들어, 소정 시간 이후에 각 색상별 검출용 패턴(310)의 간격은 기준 위치 대비 오차가 0이 될 수 있다. 그리하여, 복수의 감광드럼의 선속도 변화에 따른 오프셋을 제거할 수 있다. 여기서, 감광드럼의 선속도 변화에 따른 오프셋은 감광드럼의 선속도가 기준 속도로 일정할 때에 대한 차이일 수 있다.

다만, 복수의 감광드럼의 선속도 변화에 따른 오프셋을 반드시 제거할 필요는 없으며, 복수의 감광드럼의 선속도 변화에 따른 오프셋이 서로 일치하기만 하면 된다.

예를 들어, 하나의 색상의 검출용 패턴(310)의 간격 변화를 기준으로 정하고, 나머지 색상들의 검출용 패턴(310)의 간격 변화를 기준에 맞도록, 노광 제어부(70)는 노광유닛(10)의 노광 시점을 제어할 수 있다. 예를 들어, K 색상의 검출용 패턴(310)의 간격 변화를 기준으로 하였을 때, 나머지 색상인 Y 색상, M 색상, C 색상의 검출용 패턴(310)의 간격 변화를 K 색상의 하나의 색상의 검출용 패턴(310)의 간격 변화에 맞출 수 있다.

상기 기준은 각 감광드럼(21)에 의한 검출용 패턴의 간격 변화의 진폭 평균값에 가장 근접한 것으로 정할 수 있다. 예를 들어, K 색상의 진폭이 100 um이고, C 색상의 진폭이 30 um, M 색상의 진폭이 150 um이며, Y 색상의 진폭이 50 um일 경우, 평균 진폭인 83 um에 가장 근접한 K 색상을 기준 색상으로 정할 수 있다. 그리하여, 도 9와 같이 K 색상의 검출용 패턴(310)의 간격 변화에 C, M, Y 색상의 검출용 패턴(310)의 간격 변화가 정렬될 수 있다.

이하에서는, 검출 유닛(80)에 의해 감광드럼(21)의 선속도 변화를 검출하는 방법에 대하여 살펴본다.

일 예로써, 도 3a와 같이, 검출 유닛(80)은 전사벨트(30)에 형성된 검출용 패턴(310) 간격에 의해 감광드럼(21)의 선속도 변화를 검출할 수 있다.

일반적인 화상의 칼라 레지스트레이션에는 복수 개의 감광드럼(21)의 주기 성분과 전사벨트(30)의 구동 롤러(31, 32) 성분이 함께 주도적으로 나타날 수 있다. 전사벨트(30)를 구동하는 구동 롤러(31, 32)에 의한 영향은 각 감광드럼(21)의 위치 조정에 의해 제거될 수 있으나, 복수의 감광드럼(21) 각각에 의한 영향은 그 크기와 위상이 서로 다르고 전사벨트(30) 내의 전사 위치가 서로 달라, 감광드럼(21) 위치 조정에 의해 제거될 수 없다.

그리고 칼라 레지스트레이션에서 감광드럼(21)의 선속도의 주기 성분을 제거하기 위해서, 감광드럼(21)의 선속도의 주기 성분의 변화를 정확히 추출하여야 한다. 감광드럼(21)의 주기 성분의 변화는 색상 별 감광드럼(21)의 주기 성분의 크기(A_color)와 감광드럼(21) 주기 성분의 위상(Ph_color)에 의하여 결정된다.

구체적으로, 구동 롤러(31, 32)의 영향으로 인한 위치 틀어짐 양을 제거하기 위해서, 일반적으로, 감광드럼(21) 간 피치와 구동 롤러(31, 32) 주기를 일치시킨다. 감광드럼(21) 간 피치는 화상형성장치의 사이즈와 관련되어 있고, 화상형성장치의 사이즈 한계 때문에, 전사벨트(30)의 구동 롤러(31, 32)의 크기는 감광드럼(21)보다 작게 만들어진다. 그리고 전사벨트(30)를 구동시 슬립 발생을 방지하기 위하여, 전사벨트(30)의 구동 롤러(31, 32)는 일정 지름 이상이 되어야한다.

이러한 이유로 감광드럼(21)과 구동 롤러(31, 32)의 지름의 크기가 유사하여, 화상의 영상을 주는 주기가 비슷하여 진다. 주기 차이가 작을 수록 화상에서 샘플링을 통한 성분 추출시 왜곡이 커진다. 이러한 왜곡을 회피하고, 감광드럼(21)의 성분만을 추출하여 제거하여야지만 칼라 위치 틀어짐을 개선할 수 있다.

따라서, 본 실시 예에서는 칼라 레지스트레이션을 위한 검출용 패턴(310) 형성시에 아래의 수학식 2를 만족하는 검출용 패턴(310)을 형성한다.

[수학식 2]

S·(M-1) ≥K·λ

여기서, S는 동일 색상의 검출용 패턴(310) 간의 중심 거리, M은 동일 색상의 검출용 패턴(310) 수, λ는 감광드럼(21)의 회전 주기이고, K는

보다 큰 최소 자연수이다. 그리고 Di는 전사벨트(30)를 구동하는 구동 롤러(31, 32)의 지름이고, Do는 감광드럼(21)의 지름이다.

즉, 전사벨트(30)를 구동하는 구동 롤러(31, 32)의 지름을 '감광드럼(21)의 지름에 전사벨트(30)를 구동하는 구동 롤러(31, 32)의 지름을 뺀 값'으로 나눈 값보다 큰 최소 자연수의 원주 길이에 대한 배수로 형성한다면, 후술할 감광드럼(21)의 선속도 감지시에 화상형성매체(예를 들어, 전사벨트(30))의 선속도 성분을 배제할 수 있게 된다.

한편, 본 실시 예에서는 K를 전사벨트(30)의 구동 롤러(31, 32)의 지름과 감광드럼(21)의 지름을 통하여 계산하여 이용하는 것으로 설명하였지만, 앞서 설명한 바와 같이 통상적으로 전사벨트(30)를 구동하는 구동 롤러(31, 32)의 크기는 감광드럼(21)보다 작게 만들어진다는 점에서, 상기 K는 4라는 상수 값으로 이용될 수 있다.

도 10a는 실시예에 따라 생성된 검출용 패턴(311, 312)을 나타낸 도면이다. 도 10a를 참조하면, 전사벨트(30)에 전사되는 검출용 패턴(311, 312)은 다수의 막대모양의 패턴으로 이루어진다. 각 막대모양의 패턴은 동일한 두께로 이루어지며, 동일한 거리의 갭(△)을 갖도록 설계되어 있다. 한편, 각 막대 모양의 검출용 패턴(311)은 센서부에서 발생하는 신호의 라이징 에지 또는 폴링 에지 시점에 형성될 수 있다.

구체적으로, i 번째 칼라의 n과 n+1번째 검출용 패턴(311) 간격을 △_in 라고 하고, 기준 간격을 △_i라고 하면, Xn은 △_in-△_i이다. 이때, i 번째 칼라의 감광드럼(21) 성분의 크기는

이고, 위상은

이다.

이러한 검출용 패턴(311)은 해당 감광드럼(21)의 원주 길이의 기설정된 정수배(예를 들어, 4)에 해당하는 길이를 갖는다. 이는 안정된 데이터 확보와 에러 피팅(Error Fitting) 정확도를 높이고, 전사벨트(30)의 선속도 변화의 영향을 배제하기 위해서이다. 그리고 각 감광드럼(21)에 대해서 YMCK 순서로 a회 반복 출력한다.

예를 들어, 각 감광드럼(21)에 대해서 각각 블랙(K), 마젠타(M), 시안(C), 옐로우(Y) 패턴을 형성하여 전사벨트(30)에 전사한다.

그리고 검출 유닛(80)은 각 감광드럼(21)의 주기적인 선속도 변화를 검출하고, 이에 따른 간격 변동을 사인함수로 피팅하여 간격 변동함수를 알아내고, 노광 제어부(70)는 이러한 간격 변동함수를 이용하여 각 노광유닛(10)의 제어 함수를 찾아내어, 감광드럼(21) 간의 속도 변동으로 인한 색 어긋남을 대폭 감소시킨다.

도 10b는 제2 실시 예에 따라 생성된 검출용 패턴(311a, 312a)을 나타낸 도면이다.

도 10b를 참조하면, 감광드럼(21)의 선속도 변화에 의해 발생하는 간격 변동을 파악하기 위해, 전사벨트(30)에 전사되는 검출용 패턴(311a, 312a)은 다수의 막대모양의 패턴으로 이루어진다. 그리고, 각 막대 모양의 검출용 패턴(311a, 312a)은 전사벨트(30)의 이동방향에 사선방향으로 배치된다. 즉, 제1 실시 예와 다른 점은 막대 모양의 검출용 패턴(311a, 312a)이 전사벨트(30)의 이동방향에 수직이 아니라 경사지게 배치된다는 점에서 차이가 있다. 이러한 점에서, 제2 실시 예에 따른 감광드럼(21)의 크기 및 위상의 성분은 제1 실시 예와 동일하다.

도 11a는 제3 실시 예에 따라 생성된 검출용 패턴(311, 312, 313, 314)을 나타낸 도면이다.

도 11a를 참조하면, 기설정된 검출용 패턴(311, 312, 313, 314)은 다수의 막대 모양의 패턴으로 이루어지며, 복수의 감광드럼(21) 각각의 막대 모양의 검출용 패턴(311, 312, 313, 314)은 상호 교번적으로 배치된다. 즉, 이웃하는 검출용 패턴(311, 312, 313, 314)을 다른 색상으로 형성하여 전체 검출용 패턴(311, 312, 313, 314)의 길이를 줄이는 방법을 사용할 수 있다.

즉, 감광드럼(21)의 성분 추출의 정밀도를 높이기 위해서는 단일 색상의 전체 길이 S(M-1)의 길이가 4λ 이상을 만족하면, 검출용 패턴(311, 312, 313, 314) 간 간격은 넓게 할 수 있다. 이때, 이웃하는 동일 색상의 검출용 패턴(311) 사이에 제2의 색상의 검출용 패턴(312)을 삽입하여 전체 검출용 패턴(311, 312, 313, 314) 길이를 줄일 수 있다. 검출용 패턴(310)으로부터 읽어들인 신호로부터 감광드럼(21) 성분의 크기와 위상은 실시 예 1, 2와 동일하게 구할 수 있다.

도 11b는 제4실시 예에 따라 생성된 검출용 패턴(311a, 312a, 313a, 314a)을 나타낸 도면이다.

도 11b를 참조하면, 기설정된 검출용 패턴(311a, 312a, 313a, 314a)은 다수의 막대 모양의 검출용 패턴(311a, 312a, 313a, 314a)으로 이루어지며, 복수의 감광드럼(21) 각각의 막대 모양의 검출용 패턴(311a, 312a, 313a, 314a)은 상호 교번적으로 배치된다. 그리고 각 막대 모양은 전사벨트(30)의 이동방향에 사선 방향으로 배치된다. 즉, 이웃하는 검출용 패턴(311a, 312a, 313a, 314a)을 다른 색상으로 형성하여 전체 검출용 패턴(311a, 312a, 313a, 314a)의 길이를 줄이는 방법을 사용할 수 있다.

즉, 감광드럼(21)의 성분 추출의 정밀도를 높이기 위해서는 단일 색상의 전체 길이 S(M-1)의 길이가 4λ 이상을 만족하면 검출용 패턴(311a, 312a, 313a, 314a) 간 간격은 넓게 할 수 있다. 이때, 이웃하는 동일 색상의 검출용 패턴(311a) 사이에 제2의 색상의 검출용 패턴(312a)을 삽입하여 전체 검출용 패턴(311a, 312a, 313a, 314a) 길이를 줄일 수 있다. 검출용 패턴(311a, 312a, 313a, 314a)으로부터 읽어들인 신호로부터 감광드럼(21) 성분의 크기와 위상은 실시 예 1 내지 3과 동일하게 구할 수 있다.

도 12은 제5 실시예에 따라 생성된 검출용 패턴(310) 및 이를 검출하는 검출 유닛(81, 82)을 나타낸 도면이다. 도 12를 참조하면, 검출용 패턴(310)들은 전사벨트(30)에 주주사 방향으로 이격되도록 병렬로 배열될 수 있다. 예를 들어, 제1 검출용 패턴 배열(310-1)은 전사벨트(30)의 좌측에 형성되고, 제2 검출용 패턴 배열(310-2) 은 전사벨트(30)의 우측에 형성된다. 검출 유닛(81, 82)은 주주사 방향으로 이격된 제1, 제2 센서(81, 82)를 포함할 수 있다. 제1 센서(81)와 제2 센서(82) 사이의 거리는 W일 수 있다.

제1 검출용 패턴 배열(310-1)의 각 검출용 패턴(310)은 제2 검출용 패턴 배열(310-2)의 각 검출용 패턴(310)과 부주사 방향으로 엇갈리게 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 검출용 패턴 배열(310-1)의 각 검출용 패턴(310)의 부주사 방향으로 간격이 Δ이고, 제2 검출용 패턴 배열(310-2)의 각 검출용 패턴(310)의 부주사 방향으로 간격이 Δ일 때, 제1 검출용 패턴 배열(310-1)의 검출용 패턴(310)과 제2 검출용 패턴 배열(310-2)의 검출용 패턴(310) 사이의 부주사 방향으로 간격은 Δ/2일 수 있다.

상기와 같이, 복수의 검출용 패턴(310)을 주주사 방향으로 이격 배치하되, 검출용 패턴(310)을 부주사 방향으로 서로 엇갈리게 배치함으로써, 검출용 패턴(310)의 전체 길이를 증가시키지 않고, 검출 유닛(80)의 분해능(resolution)을 증가시킬 수 있다.

한편, 상기와 같이 주주사 방향으로 이격 배치된 검출용 패턴(310) 및 이를 검출하는 제1, 제2 센서(81, 82)에 의해, 화상형성장치의 스큐(skew)를 검출할 수 있다.

예를 들어, 제1, 제2 센서(81, 82)는 각각 제1, 제2 검출용 패턴 배열(310-1, 310-2)의 검출용 패턴(310)을 검출한다. 제1 센서(81)가 제1 검출용 패턴 배열(310-1)의 검출용 패턴(310)을 검출하고, 제2 센서(82)가 제2 검출용 패턴 배열(310-2)의 검출용 패턴(310)을 검출한다. 제1 센서(81)가 검출용 패턴(310)을 검출한 시간과 제2 센서(82)가 검출용 패턴(310)을 검출한 시간 사이의 간격에 기초하여, 화상형성장치의 스큐를 검출할 수 있다.

도 13a, 도 13b는 제1, 제2 센서(81, 82)에 의해 검출용 패턴(310)을 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 14a 및 도 14b는 제1, 제2 센서(81, 82)의 검출 결과에 기초하여, 화상형성장치의 스큐를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 13a 및 도 13b를 참조하면, 제1, 제2 센서(81, 82)는 주주사 방향을 따라 이격 배치되며, 전사벨트(30)에 의해 부주사 방향으로 이동하는 검출용 패턴(310)을 검출한다. 주주사 방향을 따라 제1, 제2 센서(81, 82) 사이의 거리는 W일 수 있다.

도 13a를 참조하면, 제1 센서(81)는 K색상의 제1 검출용 패턴 배열(311-1)의 검출용 패턴(311)을 검출하고, 제2 센서(82)는 K색상의 제2 검출용 패턴 배열(311-2)의 검출용 패턴(311)을 검출한다. 제1 센서(81)가 K색상의 검출용 패턴(311)을 검출한 시간과 제2 센서(82)가 K색상의 검출용 패턴(311)을 검출한 시간 사이의 간격에 기초하여, 화상형성장치의 K색상이 부주사 방향으로 Sk만큼 틀어져 있음을 검출할 수 있다.

도 13b를 참조하면, 제1 센서(81)는 Y색상의 제1 검출용 패턴 배열(312-1)의 검출용 패턴(312)을 검출하고, 제2 센서(82)는 Y색상의 제2 검출용 패턴 배열(312-2)의 검출용 패턴(312)을 검출한다. 제1 센서(81)가 Y색상의 검출용 패턴(312)을 검출한 시간과 제2 센서(82)가 Y색상의 검출용 패턴(312)을 검출한 시간 사이의 간격에 기초하여, 화상형성장치의 Y색상이 부주사 방향으로 Sy만큼 틀어져 있음을 검출할 수 있다.

그에 따라, 도 14a를 참조하면, 화상형성장치의 Y색상의 화상 일부가 K색상의 화상 일부에 대하여 부주사 방향으로 Sy-Sk만큼 틀어져 있음을 알 수 있다.

그러나, 도 14b를 참조하면, 노광유닛(10)의 길이 W_LPH는 제1, 제2 센서(81, 82) 사이의 거리 W보다 클 수 있다. 그에 따라, 화상형성장치의 스큐는 제1, 제2 센서(81, 82)에 의해 검출된 스큐량인 Sy-Sk보다 클 수 잇다. 예를 들어, 화상형성장치에서 K색상의 화상에 대한 Y색상의 화상의 스큐는 (Sy-Sk)*W_LPH/W 일 수 있다.

도 15는 실시예에 따른 노광유닛(10)의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 15에서는 편의상 복수의 노광유닛(10K, 10Y, 10M, 10C) 중 하나를 예로 설명하였으며, 노광유닛(10)에서 광원 모듈(LM)을 제외한 나머지 구성인 기판, 렌즈 어레이 및 하우징에 대한 도시를 생략하였다.

도 15를 참조하면, 노광유닛(10)은 복수의 광원 모듈(LM1~ LM6)을 포함할 수 있다. 광원 모듈(LM1~ LM6)에는 주주사 방향을 따라 배열된 복수의 광원(111)이 배치된다. 광원(111)은 LED칩일 수 있다.

노광 제어부(70)는 이러한 복수의 광원 모듈(LM1~ LM6)에 개별적으로 연결된다. 노광 제어부(70)는 복수의 광원 모듈(LM1~ LM6)을 개별적으로 제어한다.

노광 제어부(70)는 노광유닛(10)의 복수의 광원 모듈(LM1~ LM6)을 개별적으로 제어함으로써, 이러한 화상형성장치의 칼라 화상 간 스큐를 보상한다. 다시 말해서, 노광 제어부(70)는 복수의 광원 모듈들(LM1~ LM6)에 시작 신호를 인가하는 시점을 조절하여 광원 모듈(LM1~ LM6)의 동작 시점을 제어할 수 있다.

노광 제어부(70)는 인쇄 데이터를 수신하여 동작한다. 노광 제어부(70)는 화상형성장치에 포함된 메인 보드(main board) 또는 CPU로부터 인쇄 데이터를 수신하고, 인쇄 데이터에 따라 광원 모듈들(LM1~ LM6)의 점등을 제어한다. 인쇄 데이터는 형성될 이미지를 나타내는 데이터이다. 노광 제어부(70)는 인쇄 데이터에 따라 광원 모듈들의 점등을 제어하되, 칼라 간 스큐를 고려하여 광원 모듈들의 동작 시점을 제어한다.

노광 제어부(70)는 광원 모듈들의 동작 시점에 대한 정보가 저장된 메모리를 더 포함한다. 다시 말해서, 노광 제어부(70)는 칼라간 스큐에 대응하는 각 광원 모듈의 동작 시점에 대한 정보를 미리 메모리에 저장한다.

노광 제어부(70)는 광원 모듈들(LM1~ LM6)에 개별적으로 시작 신호(start signal)를 인가하여 광원 모듈들(LM1~ LM6)의 동작 시점을 제어한다. 노광 제어부(70)는 부주사 방향으로의 칼라 화상 간 스큐에 따라, 광원 모듈들(LM1~ LM6)에 시작 신호를 인가하는 타이밍을 조절한다. 다시 말해서, 노광 제어부(70)는 광원 모듈들(LM1~ LM6)에 입력하는 시작 신호의 시점을 조절하여 노광 시점을 조절하여, 이미지를 보정한다.

광원 모듈들(LM1~ LM6)은 노광 제어부(70)로부터 신호를 수신하여 동작한다. 광원 모듈들(LM1~ LM6)은 노광 제어부(70)로부터 개별적으로 수신되는 시작 신호에 따라 동작하고, 데이터 신호(또는 점등 신호)에 따라 발광한다. 광원 모듈들(LM1~ LM6)은 2열로 지그재그로 배치될 수 있다.

이하에서는, 노광 제어부(70)에 의한 노광 시점의 제어를 통해, 화상형성장치의 스큐를 보상하는 과정을 설명한다.

도 16은 노광 제어부(70)에 의해 노광 시점을 제어하기 전에 K 색상의 화상(K1~K6)에 대한 Y 색상의 화상(Y1~Y6)의 스큐를 설명하기 위한 도면이다. 도 17a는 실시예에 따른 노광 제어부(70)에 의해 노광 신호가 인가되는 타이밍 도를 나타내며, 도 17b는 실시예에 따른 노광 제어부(70)에 의해 노광 시점을 제어하여 K 색상의 화상(K1~K6)에 대한 Y 색상의 화상(Y1~Y6)의 스큐의 보상을 설명하기 위한 도면이다. 도 16 및 도 17b에서는 설명의 편의상 인접한 토너 화상들(K1~K6)(Y1~Y6), 예를 들어 토너 화상(K1)과 토너 화상(K2)이 주주사 방향으로 서로 이격 배치된 것으로 도시하였으나, 실제로는 적어도 일부가 주주사 방향으로 중첩될 수 있다.

도 16을 참조하면, 제1, 제2 센서(81, 82)를 포함하는 검출 유닛(80)에 의해 K 색상의 화상(K1~K6)에 대한 Y 색상의 화상(Y1~Y6)의 스큐량은 (Sy-Sk)*W_LPH/W일 수 있다. Y 색상, K 색상의 노광유닛(10Y, 10K)이 N개의 광원 모듈을 포함할 때(N은 2 이상의 정수), n번째 광원 모듈에 의한 K 색상의 화상에 대한 Y 색상의 화상의 스큐량은 (n-1)*(Sy-Sk)*W_LPH/(W*N)이다. 예를 들어, 2번 째 광원 모듈(LM2)에 의한 K 색상의 화상(K2)에 대한 Y 색상의 화상(Y2)의 스큐량은 1*(Sy-Sk)*W_LPH/(W*N)이며, 3번 째 광원 모듈(LM3)에 의한 K 색상의 화상(K3)에 대한 Y 색상의 화상(Y3)의 스큐량은 2*(Sy-Sk)*W_LPH/(W*N)이다. 동일한 색상의 인접한 광원 모듈에 의한 화상의 스큐량은 (Sy-Sk)*W_LPH/(W*N)이다.

이러한 점을 고려하여, 실시예에 따른 노광 제어부(70)는 n번째 광원 모듈의 노광 시점이 n-1번째 광원 모듈의 노광 시점보다 (Sy-Sk)*W_LPH/(W*N)에 해당하는 시간 T만큼 빠르도록 제어할 수 있다. 노광 제어부(70)는 n번째 광원 모듈에 노광 신호를 인가할 때, (n-1)*T만큼의 시간을 보상하여 노광 신호를 인가한다. 감광드럼(21)의 선속도가 fo*Do*π일 때, 시간 T는 (Sy-Sk)*W_LPH/(W*N*fo*Do*π)이다. 여기서, fo는 감광드럼(21)의 초당 회전수이며, Do는 감광드럼(21)의 직경이다.

도 17a를 참조하면, 2 번째 광원 모듈(LM2)의 노광 시작 시점이 1 번째 광원 모듈(LM1)의 노광 시작 시점보다 T만큼 빠를 수 있다. 3 번째 광원 모듈(LM3)의 노광 시작 시점이 2 번째 광원 모듈(LM2)의 노광 시작 시점보다 T만큼 빠를 수 있다. 이와 같이, n 번째 광원 모듈의 노광 시작 시점이 n-1 번째 광원 모듈의 노광 시작 시점보다 T만큼 빠를 수 있다. n 번째 광원 모듈의 노광 시작 시점을 1 번째 광원 모듈의 노광 시작 시점보다 (n-1)*T만큼 앞당길 수 있다.

그에 따라, 도 17b와 같이, n번째 광원 모듈에 의한 K 색상의 화상에 대한 Y 색상의 화상의 스큐량을 저감 또는 제거할 수 있다. 예를 들어, 노광 제어부(70)는 2번 째 광원 모듈(LM2)의 노광 시점을 T 만큼 앞당겨, 2번 째 광원 모듈(LM2)에 의한 Y 색상의 화상(Y2)의 일 단부를 K 색상의 화상(K2)의 일 단부에 일치시킬 수 있다. 노광 제어부(70)는 3번 째 광원 모듈(LM3)의 노광 시점을 2T 만큼 앞당겨, 3번 째 광원 모듈(LM3)에 의한 Y 색상의 화상(Y3)의 일 단부를 K 색상의 화상(K3)의 일 단부에 일치시킬 수 있다.

노광 제어부(70)와 제1 내지 제6 광원 모듈들(LM1~LM6)이 개별적으로 연결되어 있으므로, 노광 제어부(70)는 노광 신호를 각각의 광원 모듈들(LM1~LM6)에 인가하는 시점을 개별적으로 결정할 수 있다. 따라서, 노광 제어부(70)는 제1 내지 제6 광원 모듈들(LM1~LM6) 각각에 대한 보상 시간을 결정하여, 결정된 보상 시간에 따라 노광 신호를 인가하는 시점을 조절할 수 있다.

한편, 상술한 실시예에서는 감광드럼(21)의 선속도 변화를 검출하기 위하여 전사벨트(30)에 형성된 검출용 패턴(310)을 이용하는 방식을 위주로 설명하였다. 그러나, 감광드럼(21)의 선속도 변화를 검출하기 위해서 전사벨트(30)에 반드시 검출용 패턴(310)을 형성할 필요는 없으며, 다양하게 변형될 수 있다.

예를 들어, 도 18과 같이, 감광드럼(21)에 연결된 기어(22)에 소정의 검출용 패턴(210)을 형성하고, 검출 유닛(80)이 이러한 검출용 패턴(210)을 검출하여, 감광드럼(21)의 선속도 변화를 직접 검출할 수도 있다.

상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

10 : 노광유닛 20 : 현상 유닛
21 : 감광드럼 30 : 전사벨트
210, 310 : 검출용 패턴 40 : 전사롤러
50 : 정착기 60 : 구동 모터
70 : 노광 제어부 80 : 검출 유닛

Claims (19)

1. 회전 가능한, 적어도 하나의 감광드럼;
   상기 감광드럼의 표면에 정전잠상을 형성하며, 주주사 방향을 따라 배열된 복수의 광원을 포함하는 적어도 하나의 노광유닛;
   상기 감광드럼의 표면에 형성된 상기 정전잠상을 현상시켜 토너화상을 형성하는 현상 유닛;
   상기 감광드럼의 표면에 형성된 상기 토너화상이 전사되는 전사매체;
   상기 감광드럼의 회전시 나타나는 상기 감광드럼의 선속도 변화를 검출하는 검출 유닛; 및
   상기 검출 유닛에 의해 검출된 상기 감광드럼의 선속도 변화에 기초하여, 상기 노광유닛의 노광 시점을 제어하는 노광 제어부;를 포함하는 화상형성장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 노광 제어부는,
   상기 감광드럼의 선속도가 기준 속도보다 빠를 때, 상기 노광유닛의 노광 시점 간격을 기준 간격보다 짧게 하고,
   상기 감광드럼의 선속도가 상기 기준 속도보다 느릴 때, 상기 노광유닛의 노광 시점 간격을 상기 기준 간격보다 길게 하는, 화상형성장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 노광 제어부는,
   상기 감광드럼의 선속도 변화의 위상을 고려하여, 상기 노광유닛의 노광 시점을 제어하는, 화상형성장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 감광드럼은 서로 다른 컬러를 담당하는 복수 개의 감광드럼이며,
   상기 노광유닛은 상기 복수 개의 감광 드럼에 대응하는 복수 개의 노광유닛인, 화상형성장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 검출 유닛은 상기 복수 개의 감광드럼 각각의 선속도 변화를 검출하며,
   상기 노광 제어부는 상기 복수 개의 감광드럼 각각의 선속도 변화에 기초하여, 상기 복수 개의 노광유닛 각각의 노광 시점을 제어하는, 화상형성장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 노광 제어부는,
   상기 복수 개의 감광드럼 각각의 선속도 변화에 따른 오프셋을 제거하거나 서로 일치하도록 상기 노광유닛의 노광 시점을 제어하는, 화상형성장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 전사매체에는 부주사 방향을 따라 배열된 복수의 검출용 패턴이 형성되며,
   상기 검출 유닛은 상기 복수의 검출용 패턴의 부주사 방향으로 간격 변화로부터 상기 감광드럼의 선속도 변화를 검출하는, 화상형성장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 검출용 패턴은 주주사 방향과 평행하거나 경사진, 화상형성장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 검출용 패턴은 주주사 방향을 따라 이격된 제1, 제2 검출용 패턴을 포함하며,
   상기 검출 유닛은 상기 제1, 제2 검출용 패턴을 검출하는 제1, 제2 센서를 포함하는, 화상형성장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 검출용 패턴은 상기 제2 검출용 패턴과 부주사 방향으로 엇갈리게 배치된, 화상형성장치.
11. 제9항에 있어서,
    상기 노광유닛은 상기 광원을 포함하는 복수 개의 광원 모듈을 포함하며,
    상기 노광 제어부는 상기 복수 개의 광원 모듈의 노광 시점을 개별적으로 제어하는, 화상형성장치.
12. 제4항에 있어서,
    상기 복수 개의 감광드럼에 회전 구동력을 제공하는 적어도 하나의 구동 모터를 더 포함하며,
    상기 구동 모터의 개수가 상기 감광드럼의 개수보다 적은, 화상형성장치.
13. 회전 가능한 적어도 하나의 감광드럼;
    상기 감광드럼의 표면에 정전잠상을 형성하며, 복수의 광원을 가지며 주주사 방향을 따라 배열된 복수의 광원 모듈을 포함하는, 적어도 하나의 노광유닛;
    상기 감광드럼의 표면에 형성된 상기 정전잠상을 현상시켜 토너화상을 형성하는 적어도 하나의 현상유닛;
    상기 감광드럼의 표면에 형성된 상기 토너화상이 전사되는 전사매체;
    상기 전사매체에 부주사 방향 및 주주사 방향으로 이격 배치된 검출용 패턴들;
    상기 검출용 패턴들의 부주사 방향으로의 이동을 검출하여, 상기 전사매체에 전사된 토너화상의 스큐를 산출하는 검출유닛;
    상기 검출유닛에 의해 검출된 상기 스큐에 기초하여, 상기 복수의 광원 모듈의 노광 시점을 개별적으로 제어하는 노광 제어부;를 포함하는 화상형성장치.
14. 적어도 하나의 감광드럼이 회전할 때, 상기 감광드럼의 선속도 변화를 검출하는 단계; 및
    검출된 상기 감광드럼의 선속도 변화에 기초하여, 노광유닛의 노광 시점을 제어하는 단계;를 포함하는 노광유닛의 제어방법.
15. 제14항에 있어서,
    상기 감광드럼의 선속도가 기준 속도보다 빠를 때, 상기 노광유닛의 노광 시점 간격을 기준 간격보다 짧게 제어하고,
    상기 감광드럼의 선속도가 기준 속도보다 느릴 때, 상기 노광유닛의 노광 시점 간격을 기준 간격보다 길게 제어하는, 노광유닛의 제어방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 감광드럼의 선속도 변화의 위상을 고려하여, 상기 노광유닛의 노광 시점을 제어하는, 노광유닛의 제어방법.
17. 제14항에 있어서,
    상기 검출 단계에서는 복수 개의 감광드럼 각각에 대한 감광드럼의 선속도 변화를 검출하고,
    상기 제어 단계에서는 상기 복수 개의 감광드럼 각각의 선속도 변화에 따른 오프셋을 제거하거나 서로 일치하도록 상기 노광유닛의 노광 시점을 제어하는, 노광유닛의 제어방법.
18. 제14항에 있어서,
    주주사 방향을 따라 이격된 제1, 제2 검출용 패턴 및 상기 제1, 제2 검출용 패턴의 변동을 검출하는 제1, 제2 센서에 의해 토너화상의 스큐(skew) 량을 검출하는, 노광유닛의 제어방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 토너화상의 스큐량에 기초하여, 상기 노광유닛의 복수 개의 광원 모듈의 노광 시점을 개별적으로 제어하는, 노광유닛의 제어방법.

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