KR20200109996A

KR20200109996A - 비화상 영역에서의 백그라운드 발생을 감지

Info

Publication number: KR20200109996A
Application number: KR1020190029942A
Authority: KR
Inventors: 홍진만; 유재범
Original assignee: 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2020-09-23
Also published as: WO2020190433A1; US20220100115A1; US11474446B2

Abstract

화상형성장치가 개시된다. 본 화상형성장치는 화상형성매체에 화상을 형성하는 감광 드럼 및 감광 드럼을 대전하는 대전 부재를 포함하는 인쇄 엔진, 대전 부재에 기준 대전 전압을 갖는 대전 전원을 제공하는 전원 장치, 화상형성매체에 형성되는 화상의 화상 밀도를 감지하는 센서 및 기설정된 주기 단위로 기설정된 전압 범위 내에서 대전 전원의 전압 크기가 변동하도록 전원 장치를 제어하고, 대전 전원의 변동 중에 센서에서 감지된 화상 밀도에 기초하여 감광 드럼에 대한 백그라운드 발생을 확인하는 프로세서를 포함한다.

Description

비화상 영역에서의 백그라운드 발생을 감지{DETECTING OCCURRENCE OF BACKGROUND IN NON-IMAGE AREA}

화상형성장치는 화상데이터의 생성, 인쇄, 수신, 전송 등을 수행하는 장치로서, 대표적인 예로서, 프린터, 스캐너, 복사기, 팩스 및 이들의 기능을 통합 구현한 복합기 등을 들 수 있다.

최근에는 레이저 인쇄 방식의 화상형성장치가 주로 사용되고 있는데, 레이저 인쇄 방식 화상형성장치의 인쇄 동작은 대전(charge), 노광(exposure), 현상(development), 전사(transferring), 및 정착(fusing) 단계로 구분된다.

도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 화상형성장치의 간략한 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 화상형성장치의 구체적인 구성을 나타내는 블록도,
도 3은 도 1의 인쇄 엔진의 구체적인 구성의 일 실시 예를 나타내는 도면,
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따라 생성되는 대전 전압의 예를 도시한 도면,
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따라 형성되는 마크의 예를 나타내는 도면,
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 대전 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 다양한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형되어 실시될 수도 있다. 실시 예들의 특징을 더욱 명확히 설명하기 위하여 이하의 실시 예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려진 사항들에 관해서 자세한 설명은 생략한다.

한편, 본 명세서에서 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 '직접 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, '그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성이 다른 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 “화상 형성 작업(image forming job)”이란 화상의 형성 또는 화상 파일의 생성/저장/전송 등과 같이 화상과 관련된 다양한 작업(e.g. 인쇄, 스캔 또는 팩스)을 의미할 수 있으며, “작업(job)”이란 화상 형성 작업을 의미할 뿐 아니라, 화상 형성 작업의 수행을 위해서 필요한 일련의 프로세스들을 모두 포함하는 의미일 수 있다.

또한, “화상형성장치”란 컴퓨터와 같은 단말장치에서 생성된 인쇄 데이터를 기록 용지에 인쇄하는 장치를 말한다. 이러한 화상형성장치의 예로는 복사기, 프린터, 팩시밀리 또는 이들의 기능을 하나의 장치를 통해 복합적으로 구현하는 복합기(multi-function printer, MFP)등을 들 수 있다.

또한, “인쇄 데이터”란 프린터에서 인쇄 가능한 포맷으로 변환된 데이터를 의미할 수 있다. 한편, 프린터가 다이렉트 프린팅을 지원한다면, 파일 그 자체가 인쇄 데이터가 될 수 있다.

도 1은 본 개시의 화상형성장치의 간략한 구성의 일 실시 예를 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 화상형성장치(100)는 인쇄 엔진(200), 전원 장치(110), 센서(120) 및, 프로세서(130)로 구성될 수 있다.

인쇄 엔진(200)은 화상을 형성한다. 구체적으로, 인쇄 엔진(200)은 감광 드럼 및 감광 드럼을 대전하는 대전 부재를 이용하여 화상을 인쇄 용지에 형성할 수 있다. 감광 드럼 및 대전 부재의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다.

그리고 인쇄 엔진(200)은 기설정된 마크를 화상형성매체에 형성할 수 있다. 여기서 기설정된 마크는 대전 전원이 변동되는 구간을 손쉽게 알기 위한 영역을 나타내기 위하여 이용될 수 있다. 기설정된 마크의 구체적인 형상에 대해서는 도 5를 참조하여 후술한다. 그리고 화상형성매체는 화상이 형성되는 매체로, 중간 전사 벨트, 전사 벨트 등일 수 있다.

전원 장치(110)는 대전 부재에 대전 전원을 제공한다. 구체적으로, 전원 장치(110)는 인쇄 동작 시에는 기설정된 기준 대전 전압을 대전 부재에 제공하고, 백그라운드 감지하는 경우에는 기설정된 주기 단위로 기설정된 전압 범위 내에서 대전 전원의 전압 크기를 변동하여 대전 부재에 제공할 수 있다. 여기서 변동하는 대전 전원은 구형파, 사인파, 삼각파, 펄스파 등의 형태를 가질 수 있다.

그리고, 기설정된 전압 범위는 최대 대전 전압에서 최소 대전 전압을 나타내는 전압 범위이며, 최대 대전 전압은 기준 대전 전압을 기준으로 일정 크기 이상 큰 전압값이고, 최소 대전 전압은 기준 대전 전압을 기준으로 일정 크기 미만의 작은 전압값일 수 있다.

최대 대전 전압과 최소 대전 전압이 기준 대전 전압값을 기준으로 같은 간격만큼 차이 나는 것으로 설명하였지만, 구현 시에는 서로 다른 간격을 가질 수 있다.

그리고, 기설정된 주기는 대전 전원의 최소 대전 전압에서 다시 최소 대전 전압이 될 때까지, 최대 대전 전압에서 다시 최대 대전 전압이 될 때까지의 시간 간격 또는 특정 전압에서 최소(또는 최대)에서 최대(최소) 대전 전압을 거쳐 다시 특정 전압까지의 시간 간격으로 정의될 수 있다. 이러한 기설정된 주기는 수 ms에서 수백 ms 값을 가질 수 있다.

한편, 화상형성장치(100)가 칼라 인쇄가 가능하여 복수의 감광 드럼 및 복수의 대전 부재를 갖는 경우, 전원 장치(110)는 복수의 대전 부재 각각에 각 대전 부재에 대응되는 기준 대전 전위를 제공하는 중에 순차적으로 어느 하나의 대전 부재에 공급되는 대전 전위가 변동하도록 할 수 있다. 예를 들어, K 대전 부재에 일정 시간 대전 전원을 변동하고, 이후에 C 대전 부재에 대전 전원을 변동하고, M 대전 부재, Y 대전 부재 순서로 대전 전원을 변동할 수 있다.

한편, 구현시에는 복수의 대전 부재에 공급되는 대전 전원을 동시에 가변할 수도 있다. 이 경우, 전원 장치(110)는 가변하는 대전 전원의 주기를 서로 다르도록 할 수 있다.

센서(120)는 화상형성매체에 형성되는 화상의 화상 밀도를 감지한다. 구체적으로, 센서(120)는 화상형성매체에 형성된 기설정된 마크를 확인하고, 기설정된 마크가 확인된 이후에는 화상 밀도를 감지할 수 있다. 이때 센서(120)는 화상 밀도를 용이하게 감지하기 위한 광량을 조정할 수 있다. 예를 들어, 이에 따라, 센서(120)는 K 감광 드럼의 화상 밀도를 감지시에는 광량을 유지하고, C, M, Y 감광 드럼의 화상 밀도를 감지시에는 발광량을 대폭 증가시킬 수 있다.

그리고 센서(120)는 화상 밀도를 용이하게 감지하기 위하여 수광 방식을 조정할 수도 있다. 구체적으로, 센서(120)는 농도 감지를 위한 ID(Image density) 센서(또는 농도 센서) 또는 칼라 레지스트레이션을 위한 칼라 레지스트레이션 센서로 구현될 수 있다.

이러한 센서(120)는 발광부와 화상형성매체에서 정반사된 정반사파를 수광하는 제1 수광부와 화상형성매체에서 난반사된 난반사파를 수광하는 제2 수광부로 구성될 수 있다.

이와 같은 경우, 센서(120)는 검정 감광 드럼에 대한 백그라운드 발생을 확인시에 화상형성매체에서 정반사된 정반사파를 이용하여, 즉 제1 수광부에서 감지되는 값을 이용하고, 파랑 감광 드럼, 자주 감광 드럼 및 노랑 감광 드럼에 대한 백그라운드 발생을 확인시에 화상형성매체에서 난반사된 난반사파를 이용하여, 즉 제2 수광부에서 감지되는 값을 이용할 수 있다.

프로세서(130)는 화상형성장치(100) 내의 각 구성을 제어한다. 이러한 프로세서(130)는 CPU와 같은 단일 장치로 구성될 수 있으며, 클록 발생 회로, CPU, 그래픽 프로세서 등의 복수 장치로 구성될 수도 있다.

프로세서(130)는 인쇄 제어 단말장치(미도시)로부터 인쇄 데이터를 수신하면, 수신된 인쇄 데이터에 대한 파싱 등의 동작을 통하여 렌더링을 수행하여 인쇄 이미지를 생성할 수 있다.

그리고 프로세서(130)는 생성된 인쇄 이미지가 인쇄되도록 인쇄 엔진(200)을 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(130)는 후술한 백그라운드가 감지되지 않은 전압 범위 내의 대전 전압이 대전 부재에 공급하도록 전원 장치(110)를 제어하고, 이와 같은 대전 전압이 공급된 상태에서 인쇄 작업이 수행되도록 인쇄 엔진(200)을 제어할 수 있다.

그리고 프로세서(130)는 백그라운드 검출이 필요하면, 변동하는 대전 전원이 대전 부재에 제공되도록 전원 장치(110)를 제어할 수 있다. 만약, 화상형성장치(100)가 칼라 인쇄가 가능하여 복수의 감광 드럼 및 복수의 대전 부재를 갖는 경우, 프로세서(130)는 복수의 대전 부재 각각에 대전 부재에 대응되는 기준 대전 전압을 갖는 대전 전원이 공급된 상태에서 순차적으로 각 대전 부재에 대전 전원이 변동하도록 전원 장치(110)를 제어할 수 있다.

그리고 프로세서(130)는 대전 전원의 변동 중에 센서(120)에서 감지된 화상 밀도에 기초하여 감광 드럼에 대한 백그라운드 발생을 확인할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(130)는 대전 전원의 변동 중에 센서(120)에서 감지된 화상 밀도에 대한 주파수 분석을 수행하고, 주파수 분석 결과에 기초하여 감광 드럼에 대한 백그라운드 발생을 확인할 수 있다.

예를 들어, 대전 전원의 변동 주기가 50ms인 경우(즉, 20Hz)인 경우, 감지된 화상 밀도에 대한 20Hz 성분이 기설정된 값 이상인지 여부로 백그라운드가 있는지를 판단할 수 있다.

만약, 백그라운드 발생이 확인되지 않으면, 프로세서(130)는 현재 대전 부재에 대한 기준 대전 전압을 일정크기만큼 낮추고 추가적으로 백그라운드가 감지되는지를 확인하고, 이러한 동작을 반복적으로 수행함으로써 현재 대전 부재에 대한 백그라운드가 감지되지 않는 전압 범위를 확인할 수 있다.

구체적으로, 백그라운드가 발생하지 않았다면 회차를 거듭할 때 앞선 대전 전압, 최대 대전 전압, 최소 대전 전압에 동일한 오프셋을 적용하여 반복적인 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 최초 1390V~1410V 범위의 대전 전압을 이용하여 백그라운드를 확인한 경우, 10V 전압 오프셋을 적용하여 1380V~1400V 범위의 대전 전압을 이용하여 추가적인 백그라운드 확인을 수행할 수 있다.

한편, 구현시에는 10V와 다른 오프셋 값을 적용할 수 있으며, 단계적으로 오프셋 값이 변환하는 형태로도 적용할 수 있다.

한편, 백그라운드 확인 시 백그라운드가 발생하지 않았다면 회차를 거듭할 때 대전 전압, 최대 대전 전압은 변경하지 않고, 최소 대전 전압만 오프셋을 적용하여 반복적인 동작을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 최초 1390V~1410V 범위의 대전 전압을 이용하여 백그라운드를 확인한 경우, 이후 과정에서는 1380V~1410V 범위의 대전 전압을 이용하여 추가적인 백그라운드 확인을 수행할 수 있다.

반대로, 프로세서(130)는 백그라운드 발생이 확인되면, 프로세서(130)는 현재 대전 부재에 대한 대전 전압을 일정 크기만큼 키우고 백그라운드가 감지되지 않는 대전 전위를 확인할 수 있다.

만약, 백그라운드의 발생이 확인되지 않는 대전 전위를 찾으면, 프로세서(130)는 해당 대전 부재에 대한 전위 값을 백그라운드가 확인되지 않은 전위 값으로 변경할 수 있다.

한편, 이상에서는 화상형성장치를 구성하는 간단한 구성에 대해서만 도시하고 설명하였지만, 구현 시에는 다양한 구성이 추가로 갖춰질 수 있다. 이에 대해서는 도 2를 참조하여 이하에서 설명한다.

도 2는 본 개시의 화상형성장치의 구체적인 구성의 일 실시 예를 나타내는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 화상형성장치(100)는 전원 장치(110), 센서(120), 프로세서(130), 통신 장치(140), 메모리(150), 디스플레이(160), 조작 입력 장치(170) 및 인쇄 엔진(200)을 포함할 수 있다.

전원 장치(110), 센서(120) 및 인쇄 엔진(200) 에 대해서는 도 1과 관련하여 설명하였는바, 중복 설명은 생략한다. 그리고 프로세서(130)에 대해서도 도 1과 관련하여 설명하였는바, 도 1에서 설명한 내용은 중복 기재하지 않고, 도 2에 추가된 구성과 관련된 내용만 이하에서 설명한다.

통신 장치(140)는 인쇄 제어 단말장치(미도시)와 연결되며, 인쇄 제어 단말장치로부터 인쇄 데이터를 수신할 수 있다. 여기서 인쇄 제어 단말장치는 인쇄 데이터를 제공하는 전자 장치로, PC, 노트북, 태블릿 PC, 스마트폰, 서버 등일 수 있다.

이러한 통신 장치(140)는 화상형성장치(100)를 외부 장치와 연결하기 위해 형성되고, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network) 및 인터넷망을 통해 단말장치에 접속되는 형태뿐만 아니라, USB(Universal Serial Bus) 포트 또는 무선 통신(예를 들어, WiFi 802.11a/b/g/n, NFC, Bluetooth) 포트를 통하여 접속되는 형태도 가능하다. 이러한 통신 장치(140)는 송수신부(transceiver)로 지칭될 수도 있다.

메모리(150)는 인쇄 데이터를 저장할 수 있다. 구체적으로, 메모리(150)는 상술한 통신 장치(140)로부터 수신된 인쇄 데이터를 저장할 수 있으며, 수신된 인쇄 데이터에 대한 렌더링 이미지를 저장할 수 있다. 이러한, 메모리(150)는 화상형성장치(100) 내의 저장매체뿐만 아니라, 외부 저장 매체, USB 메모리를 포함한 Removable Disk, 네트워크를 통한 웹서버(Web server) 등으로 구현될 수 있다.

그리고 메모리(150)는 기설정된 마크에 대응되는 패턴 이미지를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(150)는 현재 대전 부재에 설정된 대전 전위 크기(또는 백그라운드가 감지되지 않은 전압 범위)를 저장할 수 있다.

디스플레이(160)는 화상형성장치(100)에서 제공하는 각종 정보를 표시한다. 구체적으로, 디스플레이(160)는 화상형성장치(100)가 제공하는 각종 기능을 선택받기 위한 사용자 인터페이스 창을 표시할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스 창은 백그라운드를 감지 기능, 백그라운드가 발생하지 않는 대전 전위를 찾는 기능 등의 수행을 입력받는 영역을 가질 수 있다.

조작 입력 장치(170)는 사용자로부터 기능 선택 및 해당 기능에 대한 제어 명령을 입력받을 수 있다. 여기서 기능은 인쇄 기능, 복사 기능, 스캔 기능, 팩스 전송 기능 등을 포함할 수 있다. 이와 같은 기능 제어 명령은 디스플레이(160)에 표시되는 제어 메뉴를 통하여 입력받을 수 있다.

이러한 조작 입력 장치(170)는 복수의 버튼, 키보드, 마우스 등으로 구현될 수 있으며, 상술한 디스플레이(160)의 기능을 동시에 수행할 수 있는 터치 스크린으로도 구현될 수도 있다.

프로세서(130)는 백그라운드가 감지되지 않는 전압 범위가 확인되면, 확인된 전압 범위를 메모리(150)에 저장할 수 있다. 그리고 인쇄 작업 시에 프로세서(130)는 메모리에 저장된 전압 범위 내의 대전 전위가 대전 부재에 제공하도록 전원 장치(110)를 제어할 수 있다.

이와 같이 본 개시의 화상형성장치(100)는 현 상태의 백그라운드 발생 여부와 백그라운드 발생까지 대전 전압 마진을 확인하는 것이 가능하다.

따라서 본 개시의 화상형성장치(100)는 백그라운드 발생과 대전 전압 마진을 알 수 있는바, 백그라운드 발생시 야기되는 화상 품질 저하를 예방하고, 백그라운드로 불필요하게 소모되는 토너량을 감소시키는 방식으로 인쇄 작업을 수행하는 것이 가능하다.

도 3은 도 1의 인쇄 엔진의 구체적인 구성의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 인쇄 엔진(200)은 탠덤(tandem) 방식으로 동작한다. 여기서 탠덤 방식이란 고속의 출력을 위하여 색상별 감광 드럼이 개별적으로 화상을 형성하는 작업을 수행하는 컬러 인쇄 방식이다.

감광 드럼(210, 220, 230, 240)에는 정전잠상이 형성된다. 감광 드럼(210, 220, 230, 240)은 그 형태에 따라서 OPC, 감광체, 감광 벨트 등으로 지칭될 수 있다. 여기서, 제1 감광 드럼(210)은 노란색을 형성하는 노랑 감광 드럼이고, 제2 감광 드럼(220)은 자주색을 형성하는 자주 감광 드럼이고, 제3 감광 드럼(230)은 파랑을 형성하는 파란 감광 드럼이고, 제4 감광 드럼(240)은 검은색을 형성하는 검정 감광 드럼일 수 있다.

대전 부재(211, 221, 231, 241) 감광 드럼(210, 220, 230, 240) 표면 각각을 균일한 전위로 대전시킨다. 대전 부재(211, 221, 231, 241)는 코로나 대전 부재(211, 221, 231, 241), 대전 롤러, 대전 브러쉬 등의 형태로 구현될 수 있다.

노광기(미도시)는 인쇄할 화상 정보에 따라 감광 드럼(210, 220, 230, 240)의 표면 전위를 변화시킴으로써 감광 드럼(210, 220, 230, 240)의 표면에 정전 잠상을 형성시킨다. 현상기(미도시)는 그 내부에 현상제를 수용하며, 정전잠상에 현상제를 공급하여 정전 잠상을 가시적인 화상으로 현상시킨다.

감광 드럼(210, 220, 230, 240)에 형성된 가시적인 화상은 중간전사벨트(250)로 1차 전사된다. 그리고 중간전사벨트(250)에 전사된 화상은 전사기에 의하여 인쇄용지에 전사될 수 있다.

그리고 정착기(미도시)에 의하여 인쇄용지상에 화상은 정착된다. 이와 같은 일련의 과정에 의하여 인쇄 작업이 완료된다.

이하에서는 백그라운드 현상과 본 개시에 따른 백그라운드 감지 방법을 도 3의 구성을 참조하여 설명한다.

전자 사진 방식은 도 3에 앞서 설명한 바와 같이 현상기 내에서 토너가 현상기와 감광 드럼의 노광을 통해 형성된 화상 영역의 전위차에 의하여 대전되는 방식을 갖는다.

감광 드럼의 노광 영역이 아닌 비화상 영역에는 토너가 부착되지 않아야 한다. 만약, 비화상 영역에 토너가 부착되는 경우 불필요한 토너 소모가 발생하게 된다. 이와 같이 비 화상 영역에 토너가 부착되는 현상을 백그라운드라고 지칭한다.

이와 같은 백그라운드는 현상기 전압과 감광 드럼의 표면 전위 사이의 전압 차와 토너의 대전량에 상관이 있는데, 토너 대전량이 동일한 경우 현상기 전압과 감광 드럼의 표면 전위 차이가 작을수록 백그라운드가 심해지고 커질수록 백그라운드가 작아진다.

따라서 백그라운드를 줄이기 위하여 현상기와 감광 드럼의 전위차를 매우 키우는 것을 고려할 수도 있으나, 2성분 토너를 이용하는 경우 전위차가 매우 커지는 경우 캐리어가 감광 드럼으로 전달되는 문제가 발생한다는 점에서, 한정적인 범위내에서만 전위차를 키우는 것이 가능하다.

따라서, 백그라운드가 발생하지 않으면서도 낮은 전압 범위를 아는 것이 필요한데, 기존에는 현 상태(설정된 대전 전위)에 백그라운드가 있는지 없는지 파악하는게 어려웠다.

구체적으로, 중간 전사 벨트와 센서의 특성상 노이즈가 존재한다는 점에서, 노이즈 이상의 값 변화가 감지되는 경우에만 백그라운드의 존재를 확인할 수밖에 없었으며, 상대적인 비교만 가능하기 때문에 초기 상태에서 백그라운드가 있는지 없는지를 확인할 수 없었다.

또한, 컬러 화상 형성 장치는 중간 전사 벨트에 모든 컬러가 이송되기 때문에 백그라운드 발생 시 검지를 해도 컬러를 구분할 수 없었다.

이에 따라 본 개시에서는 기설정된 주기로 전위차가 발생하도록 대전 전원을 흔들고, 그에 따라 화상 밀도의 변화가 있는지를 통하여 백그라운드 여부를 확인한다. 이와 같은 동작에 대해서는 도 4를 참조하여 후술한다.

또한, 복수의 감광 드럼을 갖는 경우, 화상형성장치(100)는 복수의 감광 드럼 각각에 대응되는 대전 부재에 순차적으로 대전 전위의 크기를 변동함으로써 어떠한 감광 드럼에서 백그라운드가 발생하였는지를 확인할 수 있다. 이때에 화상형성장치(100)는 센서(120)에 가까운 컬러 순(즉, K, C, M, Y)으로 감지 동작을 수행함으로써 백그라운드 감지 시간을 단축할 수 있다.

또한, 백그라운드 변화를 보다 정밀하게 확인하기 위하여, 화상 밀도의 측정시에 컬러를 구분하고, 현재 확인하는 컬러에 대응하는 발광량 및 수광부를 조정하여 센싱 해상도를 증가시킬 수 있다.

도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따라 생성되는 대전 전압의 예를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 변동하는 대전 전원은 구형파 형태를 갖는다. 도시된 예에서는 구형파를 이용하였지만, 구현시에는 기준 대전 전압을 기준으로 주기적으로 값이 가변하면 되는바, 구형파 이외에 사인파, 삼각파, 펄스파 등이 이용될 수 있다.

또한, 이상에서는 대전 전원의 DC 성분(즉, 크기)가 가변하는 것으로 도시하고 설명하였지만, 구현시에는 DC 성분과 AC 성분의 결합을 이용하여 변동하는 대전 전원을 생성할 수도 있다. 예를 들어, 대전 전원의 변동이 필요한 시점에서만 구형파, 사인파, 삼각파, 펄스파 형태의 AC 전원을 대전 부재에 공급되는 DC 전원을 중첩함으로써 도 4와 같은 변동하는 대전 전원을 생성할 수도 있다.

이하에서는 설명을 용이하게 하기 위하여, K 감광 드럼에 도 4와 같은 대전 전압이 제공된 경우를 가정하여 설명한다.

K 감광 드럼(240)의 표면 전위는 K 감광 드럼과 접촉하는 대전 부재(241)에 흐르는 전류량에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, K 감광 드럼의 대전 전압이 1400V로 결정된 경우, 전원 장치(110)는 최대 대전 전압 1410V, 최소 대전 전압 1390V를 가지며 50ms 주기를 갖는 대전 전압을 K 대전 부재(241)에 제공할 수 있다.

한편, 구현시에 대전 전압의 차이 값, 주기, 반복 횟수 등은 다양하게 변경될 수 있다.

한편, 이상에서는 최소 대전 전압과 최대 대전 전압이 교번적으로 주기적으로 변경하는 것으로 나타내고 설명하였지만, 상술한 대전 전압은 직류 전압과 교류 전압의 합으로 표현하는 것도 가능하다.

예를 들어, 도 4와 같은 대전 전원을1400V의 직류 전압에 20Vpp의 펄스 교류 전압의 합이라고 지칭할 수도 있다.

이와 같은 대전 전원이 공급된 상태에서 백그라운드가 발생한 경우에 대해서는 도 5를 참조하여 이하에서 설명한다.

도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따라 형성되는 마크의 예를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 감광 부재 별로 대전 전위가 가변하는 시점의 시작과 끝 부분에 기설정된 마크(또는 노광 화상 밴드)(710, 730)를 형성할 수 있다. 예를 들어, K에 대한 백그라운드 감지를 위하여 제1 마크(710)를 형성하고, K 대전 부재에 대한 대전 전원을 변동, 대전 전원의 변동 동작의 완료 이후 제2 마크(730)를 형성하고, C에 대한 백그라운드 감지를 위하여 제3 마크(740)를 형성하고 C 대전 부재에 대한 대전 전원의 변동 동작을 반복적으로 수행할 수 있다. 한편, 구현시에는 기설정된 마크를 형성하는 동작은 생략될 수도 있다.

한편, 도 4와 같이 대전 전원을 변동하였으며, 변동된 대전 전원의 전압 범위가 백그라운드가 발생하는 범위인 경우, 중간 전사 벨트에는 도 5에 도시된 바와 같이 화상 밀도 차이(720, 750)를 갖는 화상을 형성하게 된다.

즉, 백그라운드가 발생하는 환경에서는 대전 전압이 변경될 때 백그라운드가 심할 수록 농도 차이는 커지고, 백그라운드가 적어질 수록 농도 차이는 작아진다.

한편, 도 5와 같은 화상이 형성된 경우, 센서(120)에 의한 센싱 값에서 특정 포인트의 값부터 푸리에 트랜스폼을 사용하여 주파수 분석을 수행할 수 있다. 주파수 분석 결과 변동되는 대전 전원의 기설정된 주기 (예를 들어, 5ms)에 대응되는 주파수 성분(예를 들어, 20Hz)가 높이 검출된 경우, 현재 대전 전위 범위에서 백그라운드가 발생하였음을 판단할 수 있다.

백그라운드가 없는 상황에서도 주파수 분석에 따라 20Hz 성분이 큰 값으로 검출될 수도 있는데, 이 경우에는 위상을 함께 계산하여 해당 성분이 기설정된 마크(즉, 노광 화상 밴드)에 의한 것인지를 확인할 수 있다.

도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 대전 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 감광 드럼을 대전하는 대전 부재에 대전 전원을 제공한다(S610). 만약, 화상형성장치(100)가 복수의 감광 드럼을 갖는 경우, 복수의 감광 드럼 각각에 각 감광 드럼에 대응되는 대전 전원을 개별적으로 제공할 수 있다.

그리고 기설정된 주기 단위로 기설정된 전압 범위 내에서 대전 전원의 전압 크기를 변동한다 (S620). 만약, 화상형성장치(100)가 복수의 감광 드럼을 갖는 경우, 복수의 감광 드럼 각각에 대응되는 복수의 대전 부재에 순차적으로 각 대전 부재에 공급되는 대전 전원을 변동할 제공할 수 있다. 이때, 센서에 가까운 순서로 대전 전원을 변동할 수 있다. 예를 들어, K, C, M, Y 대전 부재 순서로 대전 전원을 변동할 수 있다.

그리고 화상형성매체에 형성되는 화상의 화상 밀도를 감지한다(S630). ID(Image Density) 센서를 이용하여 화상 밀도를 감지할 수 있다. 만약, K 감광 드럼에 대한 백그라운드 감지하는 경우에는 일반 발광량으로 화상형성매체에 빛을 조사하여 화상 밀도를 감지하고, K 감광 드럼 이외에 C, M, Y 감광 드럼인 경우에는 발광량을 대폭 증가시켜 센싱 해상도를 증가하여 화상 밀도를 감지할 수 있다.

또한, K 감광 드럼에 대한 백그라운드 감지시에는 화상형성매체에서 정반사된 정반사파를 이용하여 화상 밀도를 감지하고, 파랑 감광 드럼, 자주 감광 드럼 및 노랑 감광 드럼에 대한 백그라운드 발생을 확인시에 화상형성매체에서 난반사된 난반사파를 이용하여 화상 밀도를 감지할 수 있다.

그리고 대전 전원의 변동 중에 감지된 화상 밀도에 기초하여 감광 드럼에 대한 백그라운드 발생을 확인한다(S640). 구체적으로, 감지된 화상 밀도에 대한 주파수 분석을 수행하고, 변동되는 대전 전원의 기설정된 주기에 대응되는 화상 밀도의 주파수 성분을 기초로 감광 드럼에 대한 백그라운드 발생을 확인할 수 있다.

만약, 백그라운드가 확인되지 않으면, 단계적으로 기설정된 전압 범위를 가변하여 백그라운드가 감지되지 않는 전압 범위를 확인할 수 있다.

반대로, 백그라운드가 확인되면, 백그라운드가 발생하지 않거나, 백그라운드를 저감할 수 있도록 기준 대전 전압을 증가할 수 있다.

이상과 같이 본 개시의 일 실시 예에 따른 대전 제어 방법은 백그라운드 발생 여부와 백그라운드 발생까지 대전 전압 마진을 확인하는 것이 가능하다. 따라서 백그라운드 발생과 대전 전압 마진을 알 수 있는바, 백그라운드 발생시 야기되는 화상 품질 저하를 예방하고, 백그라운드로 불필요하게 소모되는 토너량을 감소시키는 방식으로 인쇄 작업을 수행하는 것이 가능하다.

한편, 상술한 대전 제어 방법은 프로그램으로 구현되어 화상형성장치에 제공될 수 있다. 특히, 대전 제어 방법을 포함하는 프로그램은 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다. 여기서 비 일시적 판독 가능 매체는 CD(compact disc), DVD(digital video disc), HDD, SSD(Solid State Drive) 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM(read-only memory) 등일 수 있다.

이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대해서 도시하고, 설명하였으나, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

100: 화상형성장치 110: 전원 장치
120: 센서 130: 프로세서
140: 통신 장치 150: 메모리
160: 디스플레이 170: 조작 입력 장치
200: 인쇄 엔진

Claims

화상형성장치에 있어서,
화상형성매체에 화상을 형성하는 감광 드럼 및 상기 감광 드럼을 대전하는 대전 부재를 포함하는 인쇄 엔진;
상기 대전 부재에 기준 대전 전압을 갖는 대전 전원을 제공하는 전원 장치;
상기 화상형성매체에 형성되는 화상의 화상 밀도를 감지하는 센서; 및
기설정된 주기 단위로 기설정된 전압 범위 내에서 상기 대전 전원의 전압 크기가 변동하도록 상기 전원 장치를 제어하고, 상기 대전 전원의 변동 중에 상기 센서에서 감지된 화상 밀도에 기초하여 상기 감광 드럼에 대한 백그라운드 발생을 확인하는 프로세서;를 포함하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
백그라운드 발생이 확인되면, 상기 기준 대전 전압의 크기를 기설정된 크기만큼 증가시키는 화상형성장치.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
단계적으로 상기 기설정된 전압 범위를 가변하여 백그라운드가 감지되지 않는 전압 범위를 확인하고,
인쇄 데이터를 수신하면 상기 확인된 전압 범위 내의 대전 전압을 상기 대전 부재에 공급하도록 상기 전원 장치를 제어하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 감지된 화상 밀도에 대한 주파수 분석을 수행하고, 상기 기설정된 주기 에 대응되는 화상 밀도의 주파수 성분을 기초로 상기 감광 드럼에 대한 백그라운드발생을 확인하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
기설정된 마크가 상기 화상형성매체에 형성하도록 상기 인쇄 엔진을 제어하고, 상기 기설정된 마크 생성 이후에 상기 대전 전압이 변동하도록 상기 전원 장치를 제어하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,
상기 인쇄 엔진은,
복수의 감광 드럼 및 상기 복수의 감광 드럼 각각을 대전하는 복수의 대전 부재를 포함하고,
상기 전원 장치는,
상기 복수의 감광 드럼 각각에 대전 전원을 개별적으로 제공하는 화상형성장치.
제6항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 복수의 대전 부재 각각의 대전 전원이 순차적으로 변동하도록 상기 전원 장치를 제어하여, 상기 복수의 감광 드럼 각각에 대한 백그라운드 발생을 확인하는 화상형성장치.
제6항에 있어서,
상기 복수의 감광 드럼은,
검정(Black) 감광 드럼, 파랑(Cyan) 감광 드럼, 자주(Magenta) 감광 드럼, 노랑(Yellow) 감광 드럼을 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 검정 감광 드럼에 대한 백그라운드 발생을 확인시에 상기 화상형성매체에서 정반사된 정반사파를 이용하여 화상 밀도를 감지하도록 상기 센서를 제어하고, 상기 파랑 감광 드럼, 자주 감광 드럼 및 노랑 감광 드럼에 대한 백그라운드 발생을 확인시에 상기 화상형성매체에서 난반사된 난반사파를 이용하여 화상 밀도를 감지하도록 상기 센서를 제어하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,
상기 변동하는 대전 전원은
구형파, 사인파, 삼각파, 펄스파 중 하나의 형태를 갖는 화상형성장치.
화상형성장치의 대전 제어 방법에 있어서,
감광 드럼을 대전하는 대전 부재에 기준 대전 전압을 갖는 대전 전원을 제공하는 단계;
기설정된 주기 단위로 기설정된 전압 범위 내에서 상기 대전 전원의 전압 크기를 변동하는 단계;
상기 화상형성매체에 형성되는 화상의 화상 밀도를 감지하는 단계; 및
상기 대전 전원의 변동 중에 감지된 화상 밀도에 기초하여 상기 감광 드럼에 대한 백그라운드 발생을 확인하는 단계;를 포함하는 대전 제어 방법.
제10항에 있어서,
백그라운드 발생이 확인되면, 상기 대전 부재의 기준 대전 전압 크기를 증가시키는 단계;를 더 포함하는 대전 제어 방법.
제10항에 있어서,
상기 확인하는 단계는,
단계적으로 상기 기설정된 전압 범위를 가변하여 백그라운드가 감지되지 않는 전압 범위를 확인하고,
상기 대전 제어 방법은,
인쇄 데이터를 수신하면, 상기 확인된 전압 범위 내의 대전 전압을 상기 대전 부재에 공급하여 인쇄 작업을 수행하는 단계;를 더 포함하는 대전 제어 방법.
제10항에 있어서,
상기 확인하는 단계는,
상기 감지된 화상 밀도에 대한 주파수 분석을 수행하고, 상기 기설정된 주기 에 대응되는 화상 밀도의 주파수 성분을 기초로 상기 감광 드럼에 대한 백그라운드발생을 확인하는 대전 제어 방법.
제10항에 있어서,
상기 화상형성장치는,
복수의 감광 드럼 및 상기 복수의 감광 드럼 각각을 대전하는 복수의 대전 부재를 포함하고,
상기 대전 전원을 제공하는 단계는,
상기 복수의 감광 드럼 각각에 대전 전원을 개별적으로 제공하고,
상기 변동하는 단계는,
상기 복수의 대전 부재 각각의 대전 전원을 순차적으로 변동하고,
상기 확인하는 단계는,
상기 복수의 감광 드럼 각각에 대한 백그라운드 발생을 확인하는 대전 제어방법.
화상형성장치의 대전 제어 방법을 실행하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록매체에 있어서,
상기 대전 제어 방법은,
감광 드럼을 대전하는 대전 부재에 기준 대전 전압을 갖는 대전 전원을 제공하는 단계;
기설정된 주기 단위로 기설정된 전압 범위 내에서 상기 대전 전원의 전압 크기를 변동하는 단계;
상기 화상형성매체에 형성되는 화상의 화상 밀도를 감지하는 단계; 및
상기 대전 전원의 변동 중에 감지된 화상 밀도에 기초하여 상기 감광 드럼에 대한 백그라운드 발생을 확인하는 단계;를 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록매체.