KR20200142837A - 감광체의 잔존 수명 판단 - Google Patents

감광체의 잔존 수명 판단 Download PDF

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KR20200142837A
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Abstract

대전기, 현상기, 센서, 및 컨트롤러를 포함하는 화상 형성 장치가 개시된다. 대전기는 테스트 패턴을 구성하는 복수의 영역구간들 각각에 대응하는 서로 다른 크기의 대전 전압들을 감광체에 인가하고, 현상기는 감광체에 현상제를 공급하며. 센서는 공급된 현상제에 의해 형성된, 테스트 패턴에 대응되는 화상을 획득할 수 있다. 컨트롤러는 시간의 흐름에 따라 획득한 테스트 패턴에 대응되는 화상에 기초하여, 감광체의 잔존 수명을 판단할 수 있다.

Description

감광체의 잔존 수명 판단{DETERMINATION OF REMAINING LIFE OF PHOTOCONDUCTOR}
프린터, 복사기, 복합기 등과 같은 화상 형성 장치에서 사용되는 감광체는 물리적으로 보장된 사용량만큼 사용되면 교체할 수 있는 소모품이다. 감광체의 마모에 따라 백그라운드 디펙트가 발생될 수 있다.
도 1은 화상 형성 장치의 개략적인 구조 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 화상 형성 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 테스트 패턴 및 테스트 패턴에 대응되는 화상을 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 시간의 흐름에 따라 획득한 테스트 패턴에 대응되는 화상을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압이 인가될 때, 백그라운드 디펙트가 나타나는 감광체의 사용량 정보를 추정하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 감광체의 잔존 수명을 추정하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 시간의 흐름에 따라 기준 대전 전압이 달라질 때, 감광체에 인가되는 서로 다른 크기의 대전 전압들의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압이 인가될 때, 백그라운드 디펙트가 나타나는 감광체의 사용량 정보를 추정하는 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 감광체의 잔존 수명을 판단하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 아울러 본 명세서 및 도면에서 실질적으로 동일한 기능 구성을 가진 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.
도 1은 일 예에 따른 화상 형성 장치(100)의 개략적인 구조 및 동작을 설명하기 위한 도면이다. 본 실시예의 화상 형성 장치(100)는 전자 사진 현상 방식에 의하여 칼라화상을 인쇄할 수 있다. 도 1을 참조하면, 화상 형성 장치(100)는, 복수의 현상기(10), 노광기(50), 중간전사체(60), 전사 롤러(70), 정착기(80) 등을 구비할 수 있다.
화상 형성 장치(100)는 현상제가 수용된 복수의 현상제 카트리지(20)와 복수의 현상기(10)를 구비할 수 있다. 복수의 현상제 카트리지(20)는 복수의 현상기(10)와 각각 연결되며, 복수의 현상제 카트리지(20)에 수용된 현상제는 복수의 현상기(10)로 각각 공급될 수 있다. 복수의 현상제 카트리지(20)와 복수의 현상기(10)는 본체(1)에 착탈가능하며, 개별적으로 교체될 수 있다.
복수의 현상기(10)는 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 컬러의 토너 화상을 형성할 수 있다. 복수의 현상제 카트리지(20)는 복수의 현상기(10)로 공급하기 위한 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 컬러의 현상제를 각각 수용할 수 있다. 다만, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니며, 화상 형성 장치(100)는 상술한 컬러 이외에도 라이트 마젠타(light magenta), 백색(white) 등의 다양한 컬러의 현상제를 수용하고 현상하기 위한 현상제 카트리지(20) 및 현상기(10)를 더 구비할 수 있다.
현상기(10)는 그 표면에 정전잠상이 형성되는 감광체(14)와, 현상제를 정전잠상에 공급하여 가시적인 토너 화상으로 현상시키는 현상 롤러(13)를 포함할 수 있다. 감광드럼은 그 표면에 정전잠상이 형성되는 감광체(14)의 일 예로서, 도전성 금속 파이프와 그 외주에 형성되는 감광층을 포함하는 유기감광체(Organic Photo Conductor, OPC)일 수 있다.
대전기(15)는 감광체(14)가 균일한 표면전위를 갖도록 대전시키는 대전 롤러일 수 있다. 대전기(15)는 대전 롤러 대신에 대전 브러쉬, 코로나 대전기 등이 채용될 수도 있다.
현상기(10)는 대전기(15)에 부착된 현상제나 먼지 등의 이물질을 제거하는 대전 롤러 클리너(미도시), 중간전사과정 후에 감광체(14) 표면에 잔류되는 현상제를 제거하는 클리닝 부재(17), 감광체(14)와 현상 롤러(13)가 대면된 현상영역으로 공급되는 현상제의 양을 규제하는 규제 부재(미도시) 등을 더 구비할 수 있다. 폐현상제는 폐현상제 수용부(18)에 수용될 수 있다.
현상제 카트리지(20)에 수용된 현상제는 현상기(10)로 공급될 수 있다. 현상제 카트리지(20)로부터 현상제를 받아서 현상기(10)로 공급하는 현상제 공급유닛(30)은 공급 관로(40)에 의하여 현상기(10)와 연결될 수 있다. 현상제 카트리지(20)에 수용되는 현상제는 토너일 수 있다. 현상 방식에 따라, 현상제는 토너와 캐리어일 수도 있다. 현상 롤러(13)는 감광체(14)로부터 이격되게 위치된다. 현상 롤러(13)의 외주면과 감광체(14)의 외주면과의 간격은 예를 들어, 수십 내지 수백 미크론 정도일 수 있다. 현상 롤러(13)는 자기 롤러일 수 있다. 현상기(10) 내에서 토너가 캐리어와 혼합되며, 토너는 자성 캐리어의 표면에 부착된다. 자성 캐리어는 현상 롤러(13)의 표면에 부착되어 감광체(14)와 현상 롤러(13)가 대면된 현상영역으로 운반될 수 있다. 현상 롤러(13)와 감광체(14) 사이에 인가되는 현상 바이어스 전압에 의하여 토너만이 감광체(14)로 공급되어 감광체(14)의 표면에 형성된 정전잠상을 가시적인 토너화상으로 현상시킬 수 있다.
노광기(50)는 화상정보에 대응되어 변조된 광을 감광체(14)에 조사하여 감광체(14)에 정전잠상을 형성하는 것으로서, 대표적인 예로서는 레이저 다이오드를 광원으로 사용하는 LSU(laser scanning unit)나 LED(light emitting diode)를 광원으로 사용하는 LED노광기 등이 있다.
전사기는 감광체(14)에 형성된 토너 화상을 인쇄용지(P)에 전사시키며, 중간전사방식 전사기일 수 있다. 일 예로서, 전사기는 중간전사체(60), 중간전사 롤러(61)와, 전사 롤러(70)를 포함할 수 있다.
중간전사벨트는 복수의 현상기(10)의 감광체(14) 상에 현상된 토너화상이 전사되는 중간전사체(60)의 일 예로서, 토너화상을 일시적으로 수용할 수 있다. 중간전사체(60)를 사이에 두고 복수의 현상기(10)의 감광체(14)와 대면되는 위치에 복수의 중간전사 롤러(61)가 배치될 수 있다. 복수의 중간전사 롤러(61)에는 감광체(14) 상에 현상된 토너 화상을 중간전사체(60)로 중간전사시키기 위한 중간전사바이어스가 인가될 수 있다.
전사 롤러(70)는 중간전사체(60)와 대면되게 위치될 수 있다. 전사 롤러(70)에는 중간전사체(60)에 전사된 토너화상을 인쇄용지(P)로 전사시키기 위한 전사바이어스가 인가될 수 있다.
정착기(80)는 인쇄용지(P)로 전사된 토너화상에 열 및/또는 압력을 가하여 인쇄용지(P)에 정착시킬 수 있다. 정착기(80)의 형태는 도 1에 도시된 예에 한정되지 않는다.
상기한 구성에 의하여, 노광기(50)는 각 컬러의 화상정보에 대응하여 변조된 복수의 광을 복수의 현상기(10)의 감광체(14)에 주사하여 감광체(14)에 정전잠상을 형성시킬 수 있다. 복수의 현상제 카트리지(20)로부터 복수의 현상기(10)로 공급된 C, M, Y, K 현상제에 의하여 복수의 현상기(10)의 감광체(14)의 정전잠상이 가시적인 토너화상으로 현상될 수 있다. 현상된 토너화상들은 중간전사체(60)로 순차로 중간전사될 수 있다. 급지장치(2)에 적재된 인쇄용지(P)는 인쇄용지 이송장치(90)에 의해 급지경로(R)를 따라 이송되어 전사 롤러(70)와 중간전사체(60) 사이로 이송될 수 있다. 전사 롤러(70)에 인가되는 전사 바이어스 전압에 의하여 중간전사체(60) 위에 중간전사된 토너화상은 인쇄용지(P)로 전사될 수 있다. 인쇄용지(P)가 정착기(80)를 통과하면, 토너화상은 열과 압력에 의하여 인쇄용지(P)에 고착된다. 정착이 완료된 인쇄용지(P)는 배출 롤러(9)에 의하여 배출될 수 있다.
도 2는 화상 형성 장치(100)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 화상 형성 장치(100)는, 대전기(15), 현상기(10), 중간전사체(60), 센서(65), 및 컨트롤러(120)를 포함할 수 있다. 화상 형성 장치(100)는 사용자의 편의를 도모하고 소모품의 교체 비용을 절감시키기 위해, 감광체(14)의 교체 시기를 추정할 수 있다. 화상 형성 장치(100)는 감광체(14)의 교체 시기를 추정하기 위해, 서로 다른 크기의 대전 전압들을 사용하여, 테스트 패턴에 대응되는 화상을 형성하고, 이에 기초하여, 감광체(14)의 잔존 수명을 판단할 수 있다. 이를 위해, 화상 형성 장치(100)는 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다.
대전기(15)는 감광체(14)에 인가하는 대전 전압을 가변할 수 있다. 대전기(15)는 전원 공급원(미도시)으로부터 서로 다른 크기의 전압들을 입력받을 수 있다. 대전기(15)는 테스트 패턴을 구성하는 복수의 영역구간들 각각에 대응하는 서로 다른 크기의 대전 전압들을 감광체(14)에 인가할 수 있다. 대전기(15)는 정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압으로부터 등차로 증가하는 관계인 서로 다른 크기의 대전 전압들을 감광체(14)에 인가할 수 있다. 대전기(15)는 일정한 시간 간격 또는 감광체(14)가 소정의 각도만큼 회전하는 때마다 대전 전압을 변경하여 감광체(14)에 인가할 수 있다. 대전기(15)는 대전 전압을 감광체(14)에 인가하여, 감광체(14)의 표면에 전위를 형성할 수 있다.
노광기(50)는 화상 형성 장치(100)가 정상적인 인쇄 동작을 수행할 때와 달리, 테스트 패턴에 대응되는 화상을 형성할 때에는 동작하지 않을 수 있다. 감광체(14)에 노광 프로세스를 수행하지 않으면, 감광체(14)는 현상제가 공급되더라도, 화상을 형성하지 않을 수 있다. 하지만, 감광체(14)의 코팅 필름의 두께가 감소하여 교체 시기가 된 감광체(14)라면, 대전 전압에 의하더라도 감광체(14)의 표면 전위가 충분히 유지되지 않아, 노광 프로세스를 수행하지 않은 감광체(14)로 현상제가 이동할 수 있다. 그 결과, 노광되지 않은 비화상 영역에 현상제가 묻어나오는 백그라운드 디펙트가 나타날 수 있다.
현상기(10)는 감광체(14)에 현상제를 공급하여 감광체(14)에 테스트 패턴에 대응되는 화상을 형성할 수 있다. 현상기(10)는 노광 프로세스를 수행하지 않은 감광체(14)에 현상제를 공급할 수 있다.
정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압보다 높은 대전 전압을 대전기(15)가 감광체(14)에 인가하면, 감광체(14)의 표면 전위가 충분히 유지되지 않아, 노광되지 않은 비화상 영역에 백그라운드 디펙트가 나타날 수 있다. 대전 전압이 높을수록, 백그라운드 디펙트가 나타날 확률이 높을 수 있다. 대전기(15)가 테스트 패턴을 구성하는 복수의 영역구간들 각각에 대응하는 서로 다른 크기의 대전 전압들을 감광체(14)에 인가하면, 감광체(14)의 실제 사용량에 따라, 테스트 패턴에 대응되는 화상에서 일부 영역구간에 백그라운드 디펙트가 나타날 수 있다.
테스트 패턴에 대응되는 화상은 중간전사체(60)로 전사되기 전 감광체(14)나 중간전사체(60)로 전사된 후 중간전사체(60)에 형성될 수 있다. 따라서, 센서(65)는 감광체(14) 또는 중간전사체(60)에 형성된, 테스트 패턴에 대응되는 화상을 획득할 수 있다. 이하, 설명의 편의상, 센서(65)가 중간전사체(60)에 형성된 테스트 패턴에 대응되는 화상을 획득하는 경우를 전제로 설명한다.
중간전사체(60)는 감광체(14)에 형성된 테스트 패턴에 대응되는 화상을 전사 받을 수 있다. 센서(65)는 중간전사체(60) 상에 전사되는 테스트 패턴에 대응되는 화상을 획득할 수 있다. 센서(65)는 포토 센서일 수 있다. 센서(65)는 복수 개일 수 있다. 센서(65)는 중간전사체(60)의 주주사방향의 동일 선상에 대응되도록 중간전사체(60)의 일측과 마주하여 위치할 수 있다. 센서(65)가 복수 개인 경우, 중간전사체(60)의 주주사방향의 동일 선상에 형성된 테스트 패턴에 대응되는 화상을 각 센서(65)가 부분적으로 획득할 수 있다.
컨트롤러(120)는 화상 형성 장치(100)의 전체적인 동작을 제어하며, CPU 등과 같은 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 컨트롤러(120)는 화상 형성 장치(100)에 포함된 다른 구성들을 제어할 수 있다.
컨트롤러(120)는 시간의 흐름에 따라 획득한 테스트 패턴에 대응되는 화상에 기초하여, 감광체(14)의 잔존 수명을 판단할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 대전기(15)는 대전 전압의 크기를 다양하게 변경함으로써, 해당 시점에서의 실제 인쇄 조건보다 백그라운드 디펙트가 발생하기 쉬운 다양한 조건들을 만들어 낼 수 있다. 감광체(14)의 잔존 수명을 판단하기 위해, 컨트롤러(120)는 시간의 흐름에 따라 백그라운드 디펙트가 나타나는 조건들을 확인하여, 실제 인쇄 조건과 같은 조건에서 백그라운드 디펙트가 나타날 시기를 추정할 수 있다.
예를 들어, 컨트롤러(120)는 소정의 주기마다, 테스트 패턴에 대응되는 화상에서 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압, 정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압, 감광체(14)의 사용량 정보, 및 사용 기간 정보를 메모리(미도시)에 저장할 수 있다. 컨트롤러(120)는 메모리(미도시)에 저장된 정보들에 기초한 추세 분석에 따라, 감광체(14)의 잔존 수명을 추정할 수 있다. 다른 예를 들어, 컨트롤러(120)는 소정의 주기마다, 테스트 패턴에 대응되는 화상에서 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압, 정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압, 감광체(14)의 사용량 정보, 및 사용 기간 정보를 통신 인터페이스 장치(미도시)를 통해 프린팅 서비스 관리 서버에 전송할 수 있다. 컨트롤러(120)는 전송된 정보들에 기초한 추세 분석에 따라 추정된 감광체(14)의 잔존 수명을 통신 인터페이스 장치(미도시)를 통해 프린팅 서비스 관리 서버로부터 수신할 수도 있다.
한편, 화상 형성 장치(100)는 사용자 인터페이스 장치(미도시)룰 통해 화상 형성 작업에 대한 정보 또는 화상 형성 장치(100)의 상태 등의 정보를 디스플레이하거나 사용자로부터 사용자 입력을 수신할 수 있다. 사용자 인터페이스 장치(미도시)는 터치 스크린 형태일 수 있다. 컨트롤러(120)는 감광체(14)의 잔존 수명을 판단한 결과를 사용자 인터페이스 장치(미도시)를 통해 디스플레이할 수 있다.
화상 형성 장치(100)는 통신 인터페이스 장치(미도시)를 통해 외부 장치와 연결될 수 있다. 화상 형성 장치(100)는 외부 장치와의 연결 또는 통신을 위해 다양한 유무선 통신 방법 중 적어도 하나를 지원하는 모듈을 포함할 수 있다. 컨트롤러(120)는 화상 형성 장치(100)에서 수집한 정보를 프린팅 서비스 관리 서버에 전송하도록 통신 인터페이스 장치(미도시)를 제어할 수 있다.
도 3은 테스트 패턴 및 테스트 패턴에 대응되는 화상을 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 개시에서 테스트 패턴은 감광체(14)의 잔존 수명을 판단하는데 이용하기 위해, 대전 후 노광되지 않는 비화상 영역으로 구성되는 패턴으로, 실제 인쇄 조건보다 백그라운드 디펙트가 발생하기 쉬운 다양한 대전 조건들에서 노광 프로세스를 거치지 않고 현상 프로세스가 수행되는 일종의 테스트 영역일 수 있다. 본 개시에서 테스트 패턴은 감광체(14)에 노광 없이 다양한 대전 전압에 따라 대전만 된 상태의 패턴으로서, 감광체(14)의 잔존 수명을 판단하는데 이용하기 위해, 의도적으로 만들어지는 테스트 영역이라 볼 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 테스트 패턴은 테스트 패턴의 선단과 후단 사이를 복수의 영역구간들로 나누고, 영역구간에 따라 대전 전압을 단계적으로 변경한 다양한 대전 조건들에서의 백그라운드 디펙트 발생 여부를 확인하는데 이용될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압이 -1000V인 경우, 40V의 증가 전압만큼, 대전 전압을 단계적으로 변경하면서 적용하여, 테스트 패턴에 대응되는 화상을 생성할 수 있다. 이와 같이, 서로 다른 크기의 대전 전압들은 기준 대전 전압으로부터 등차로 증가하는 관계에 있을 수 있다. 도 3에서는 각 영역구간 별 대전 전압이 -1000V, -960V, -920V, -880V, -840V 총 5개인 경우로, 테스트 패턴을 5개의 구간으로 나누었으나, 이에 한정되지 않는다. 테스트 패턴을 구성하는 복수의 영역구간들의 개수는 임의로 조정할 수 있으며, 영역구간들은 등간격일 수 있다. 대전 전압들 간의 차이에 해당하는 증가 전압의 크기는 임의의 값으로 설정할 수 있으나, 그 값은 일정하게 유지될 수 있다.
테스트 패턴에 대응되는 화상에 백그라운드 디펙트가 나타나는지는 감광체(14)의 실제 사용량과도 관련이 있다. 대전 전압이 높고, 감광체(14)의 사용량이 많을수록, 현상 전압과 대전 전압의 차이가 줄어들기 때문에, 테스트 패턴에 대응되는 화상에 백그라운드 디펙트가 나타날 확률이 높아질 수 있다. 예를 들어, 감광체(14)의 사용량이 매우 적다면, 대전 전압을 단계적으로 변경하더라도, 어떠한 대전 조건에서도 백그라운드 디펙트가 나타나지 않을 수 있다. 반면, 감광체(14)의 사용량이 많아 교체 시기가 되었다면, 대전 전압을 한 단계만 높여도, 백그라운드 디펙트가 나타날 수 있다.
도 3을 참조하면, 센서(65)가 테스트 패턴에 대응되는 화상의 중앙부와 중앙부를 기준으로 양쪽 가장자리 부분을 획득하는 예를 나타내고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 센서(65)는 중간전사롤러(61)에 의해 회전 이동하는 중간전사체(60) 상의 테스트 패턴에 대응되는 화상을 획득할 수 있다. 중간전사체(60) 상에 전사된 테스트 패턴에 대응되는 화상은 중간 전사체(60)가 이동함에 따라, 중간전사체(60)의 주주사방향의 동일 선상에 대응되도록 중간전사체(60)의 일측과 마주하도록 위치한 센서(65)에 의해 감지될 수 있다. 도 3에 개시된 바와 같이, 센서(65)는 감광체(14)의 주요 부분들에 대응하도록 복수 개일 수 있다.
테스트 패턴에 대응되는 화상이 센서(65)가 감지할 수 있는 위치로 이동함에 따라, 센서(65)는 테스트 패턴에 대응되는 화상을 획득할 수 있다. 테스트 패턴의 선단 부근과 후단 부근에 레퍼런스 라인이 각각 형성될 수 있다. 예를 들어, 테스트 패턴의 시작 부분 전과 종료 부분 후에 레퍼런스 라인이 있을 수 있다. 즉, 테스트 패턴은 두 레퍼런스 라인들 사이에 위치할 수 있다. 센서(65)는 테스트 패턴의 선단 부근에 위치한 레퍼런스 라인과 테스트 패턴의 후단 부근에 위치한 레퍼런스 라인을 검출하고, 두 레퍼런스 라인 사이에 위치한 테스트 패턴에 대응되는 화상을 획득할 수 있다.
센서(65)는 테스트 패턴의 선단 부근과 후단 부근에 각각 형성된 레퍼런스 라인 사이의 테스트 패턴에 대응되는 화상을 획득하여, 컨트롤러(120)에 전달할 수 있다. 컨트롤러(120)는 시간의 흐름에 따라 획득한 테스트 패턴에 대응되는 화상에 기초하여, 감광체(14)의 잔존 수명을 판단할 수 있다.
도 4는 시간의 흐름에 따라 획득한 테스트 패턴에 대응되는 화상을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 시간의 흐름에 따라, 테스트 패턴에 대응되는 화상을 출력한 결과를 나타내고 있다. 도 4에서 제일 왼쪽을 보면, 감광체(14)의 사용량이 적은 경우, 대전 전압과 관계없이, 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간이 없음을 알 수 있다. 시간이 흐름에 따라, 감광체(14)의 사용량이 증가하게 되어 코팅 필름의 두께가 감소하고, 백그라운드 디펙트가 발생되는 영역구간이 점점 많아짐을 알 수 있다. 도 4에서는 시간의 흐름에 따라, 정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압이 -1000V로 동일하지만, 테스트 패턴에 대응되는 화상에서 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간의 개수가 하나씩 증가함을 알 수 있다.
도 4를 참조하면,
Figure pat00001
일 때는, -840V의 대전 전압에 대응되는 영역구간에서만 백그라운드 디펙트가 발생함을 알 수 있다.
Figure pat00002
일 때는, -880V의 대전 전압에 대응되는 영역구간에서 백그라운드 디펙트가 처음 발생하고, -840V의 대전 전압에 대응되는 영역구간에서도 백그라운드 디펙트가 발생함을 알 수 있다. 시간의 흐름에 따라 감광체(14)의 사용량이 증가되어, 백그라운드 디펙트가 처음 발생되는 대전 전압의 크기가 감소하고, 보다 많은 영역구간에서 백그라운드 디펙트가 발생함을 알 수 있다.
Figure pat00003
에서는 -1000V의 기준 대전 전압(
Figure pat00004
)을 제외한 다른 대전 전압들에 대응되는 영역구간들에서 모두 백그라운드 디펙트가 발생함을 알 수 있다. 따라서,
Figure pat00005
시점까지는 정상적인 인쇄 동작 시 백그라운드 디펙트가 나타나지 않으나, 가까운 시일 내에 -1000V의 기준 대전 전압(
Figure pat00006
)에서 백그라운드 디펙트가 나타날 가능성이 높으므로, 정상적인 인쇄 동작시에도 백그라운드 디펙트가 나타날 수 있음을 의미한다.
Figure pat00007
에서는 -1000V의 기준 대전 전압(
Figure pat00008
)에서도 백그라운드 디펙트가 발생되어, 감광체(14)의 교체가 즉시 필요한 상태임을 알 수 있다.
도 5는 정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압이 인가될 때, 백그라운드 디펙트가 나타나는 감광체의 사용량 정보를 추정하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
앞의 도 4의 예를 보면, 시간의 흐름에 따라, 정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압이 -1000V로 동일하나, 테스트 패턴에 대응되는 화상에서 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압, 감광체(14)의 사용량 정보, 및 사용 기간 정보는 서로 다를 수 있다. 따라서, 컨트롤러(120)는 시간의 흐름에 따라, 테스트 패턴에 대응되는 화상에서 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압, 정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압, 감광체(14)의 사용량 정보, 및 사용 기간 정보를 메모리(미도시)에 저장해 둘 수 있다.
도 5를 참조하면, 시간의 흐름에 따라, 테스트 패턴에 대응되는 화상에서 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압과 감광체(14)의 사용량 정보 간의 관계를 나타내고 있다. 감광체(14)의 사용량 정보는 감광체(14)의 회전수나 인쇄물의 인쇄매수와 같은 정보가 될 수 있으며, 도 5에서는 감광체(14)의 회전수를 감광체(14)의 사용량 정보로 활용하고 있다.
Figure pat00009
에서
Figure pat00010
로 시간이 흐름에 따라, 백그라운드 디펙트가 발생하는 대전 전압도
Figure pat00011
에서
Figure pat00012
으로 낮아져 기준 대전 전압(
Figure pat00013
) 값에 가까워지고, 감광체(14)의 사용량은 증가하므로 감광체(14)의 회전수는 증가함을 알 수 있다.
백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압과 감광체(14)의 사용량 정보 간의 관계를 함수화하면, 기준 대전 전압(
Figure pat00014
)이 인가될 때(
Figure pat00015
), 백그라운드 디펙트가 나타나는 감광체의 사용량 정보를 추정할 수 있다. 예를 들어, 도 5의 그래프를 3차 다항식으로 모델링하는 경우, 다항식의 계수는 메모리(미도시)에 저장된 정보들과 단조 감소한다는 그래프의 특징에 기초하여 도출될 수 있다. 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압과 감광체(14)의 사용량 정보 간의 관계를 나타내는 함수를 이용하면, 기준 대전 전압(
Figure pat00016
)이 인가될 때(
Figure pat00017
), 백그라운드 디펙트가 나타나는 감광체의 사용량 정보를 추정할 수 있다.
도 6은 감광체(14)의 잔존 수명을 추정하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 시간의 흐름에 따라, 백그라운드 디펙트가 발생된 대전 전압에서 감광체(14)의 사용량 정보와 사용 기간 정보 간의 관계를 나타내고 있다. 사용 기간 정보는 날짜 정보일 수 있다. 도 5에서와 같은 방식으로, 도 6의 그래프를 다항식으로 모델링하는 경우, 다항식의 계수는 메모리(미도시)에 저장된 정보들과 단조 증가한다는 그래프의 특징에 기초하여 도출될 수 있다.
백그라운드 디펙트가 발생된 대전 전압에서 감광체(14)의 사용량 정보와 사용 기간 정보 간의 관계를 함수화하면, 기준 대전 전압(
Figure pat00018
)이 인가될 때, 백그라운드 디펙트가 나타나는 감광체(14)의 사용량 정보를 이용하여, 해당 감광체(14)의 사용량에 해당하는 날짜 정보를 추정할 수 있다. 이에 따라, 현재 날짜로부터 추정된 날짜까지 남은 기간을 잔존 수명으로 추정하거나, 추정된 날짜를 감광체(14) 교체 시기로 예측할 수 있다.
도 7은 시간의 흐름에 따라 기준 대전 전압이 달라질 때, 감광체에 인가되는 서로 다른 크기의 대전 전압들의 일 예를 나타낸 도면이다.
시간의 흐름에 따라, 정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압은 인쇄물의 출력 농도를 일정하게 유지하기 위해, 화상 형성 장치(100)의 환경에 따라 변할 수 있다. 도 7을 참조하면, 시간의 흐름에 따라 기준 대전 전압이 변경될 때, 테스트 패턴을 구성하는 복수의 영역구간들 각각에 대응하는 서로 다른 크기의 대전 전압들의 일 예를 나타내고 있다. 도 7을 보면,
Figure pat00019
에서 -1000V였던 기준 대전 전압이 시간이 흐름에 따라 -100V씩 계속 감소하여, -1100V, -1200V, -1300V로 변하고 있음을 알 수 있다. 한편, 테스트 패턴을 구성하는 복수의 영역구간들 각각에 대응하는 서로 다른 크기의 대전 전압들, 즉, 테스트용 대전 전압들은 해당 시간의 기준 대전 전압으로부터 40V씩 증가하는 관계에 있을 수 있다.
도 8은 정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압이 인가될 때, 백그라운드 디펙트가 나타나는 감광체의 사용량 정보를 추정하는 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
앞의 도 7의 예를 보면, 시간의 흐름에 따라, 정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압이 변하며, 테스트 패턴에 대응되는 화상에서 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압, 감광체(14)의 사용량 정보, 및 사용 기간 정보는 서로 다를 수 있다. 도 7의 예에서,
Figure pat00020
일 때 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압이 -840V이고,
Figure pat00021
일 때는 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압이 -980V이며,
Figure pat00022
일 때는 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압이 -1120V이고,
Figure pat00023
일 때는 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압이 -1260V이다.
도 8을 참조하면, 시간의 흐름에 따라, 테스트 패턴에 대응되는 화상에서 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압과 기준 대전 전압과의 차이와 감광체(14)의 사용량 정보 간의 관계를 나타내고 있다. 도 8에서는 감광체(14)의 회전수를 감광체(14)의 사용량 정보로 활용하고 있다.
Figure pat00024
에서
Figure pat00025
로 시간이 흐름에 따라, 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압과 기준 대전 전압과의 차이가 160V(-840V+1000V), 120V(-980V+1100V), 80V(-1120V+1200V), 40V(-1260V+1300V)로 점점 낮아지고, 감광체(14)의 사용량은 증가하므로 감광체(14)의 회전수는 증가함을 알 수 있다.
백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압과 기준 대전 전압과의 차이와 감광체(14)의 사용량 정보 간의 관계를 함수화하면, 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압과 기준 대전 전압과의 차이가 OV일 때, 백그라운드 디펙트가 나타나는 감광체의 사용량 정보를 추정할 수 있다. 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압과 기준 대전 전압과의 차이와 감광체(14)의 사용량 정보 간의 관계를 나타내는 함수를 이용하면, 기준 대전 전압이 인가될 때, 백그라운드 디펙트가 나타나는 감광체의 사용량 정보를 추정할 수 있다. 또한, 도 6에서와 같이, 백그라운드 디펙트가 발생된 대전 전압에서 감광체(14)의 사용량 정보와 사용 기간 정보 간의 관계를 함수화하면, 기준 대전 전압이 인가될 때, 백그라운드 디펙트가 나타나는 감광체(14)의 사용량 정보를 이용하여, 해당 감광체(14)의 사용량에 해당하는 날짜 정보를 추정할 수 있다. 이에 따라, 현재 날짜로부터 추정된 날짜까지 남은 기간을 잔존 수명으로 추정하거나, 추정된 날짜를 감광체(14) 교체 시기로 예측할 수 있다.
도 9는 감광체의 잔존 수명을 판단하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
블록 910에서, 화상 형성 장치(100)는 테스트 패턴을 구성하는 복수의 영역구간들 각각에 대응하는 서로 다른 크기의 대전 전압들을 감광체(14)에 인가할 수 있다. 예를 들어, 화상 형성 장치(100)는 정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압으로부터 등차로 증가하는 관계인 서로 다른 크기의 대전 전압들을 감광체(14)에 인가할 수 있다. 화상 형성 장치(100)는 일정한 시간 간격 또는 감광체(14)가 소정의 각도만큼 회전하는 때마다 대전 전압을 변경하여 감광체(14)에 인가할 수 있다.
블록 920에서, 화상 형성 장치(100)는 감광체(14)에 현상제를 공급할 수 있다. 화상 형성 장치(100)는 노광 프로세스를 수행하지 않은 감광체(14)에 현상제를 공급할 수 있다.
블록 930에서, 화상 형성 장치(100)는 공급된 현상제에 의해 형성된, 테스트 패턴에 대응되는 화상을 획득할 수 있다. 예를 들어, 화상 형성 장치(100)는 테스트 패턴의 선단 부근과 후단 부근에 각각 형성된 레퍼런스 라인 사이의 테스트 패턴에 대응되는 화상을 획득할 수 있다.
블록 940에서, 화상 형성 장치(100)는 시간의 흐름에 따라 획득한 테스트 패턴에 대응되는 화상에 기초하여, 감광체(14)의 잔존 수명을 판단할 수 있다.
예를 들어, 화상 형성 장치(100)는 소정의 주기마다, 테스트 패턴에 대응되는 화상에서 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압, 정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압, 감광체(14)의 사용량 정보, 및 사용 기간 정보를 저장할 수 있다. 화상 형성 장치(100)는 저장된 정보들에 기초한 추세 분석에 따라, 감광체의 잔존 수명을 추정할 수 있다.
다른 예를 들어, 화상 형성 장치(100)는 소정의 주기마다, 테스트 패턴에 대응되는 화상에서 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압, 정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압, 감광체(14)의 사용량 정보, 및 사용 기간 정보를 프린팅 서비스 관리 서버에 전송할 수 있다. 화상 형성 장치(100)는 전송된 정보들에 기초한 추세 분석에 따라 추정된 감광체(14)의 잔존 수명을 프린팅 서비스 관리 서버로부터 수신할 수 있다.
한편, 상술한 감광체의 잔존 수명을 판단하는 방법은 컴퓨터 또는 프로세서에 의하여 실행 가능한 명령어 또는 데이터를 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장매체의 형태로 구현될 수 있다. 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터 판독 가능 저장매체를 이용하여 이와 같은 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 이와 같은 컴퓨터 판독 가능 저장매체는 read-only memory (ROM), random-access memory (RAM), flash memory, CD-ROMs, CD-Rs, CD+Rs, CD-RWs, CD+RWs, DVD-ROMs, DVD-Rs, DVD+Rs, DVD-RWs, DVD+RWs, DVD-RAMs, BD-ROMs, BD-Rs, BD-R LTHs, BD-REs, 마그네틱 테이프, 플로피 디스크, 광자기 데이터 저장 장치, 광학 데이터 저장 장치, 하드 디스크, 솔리드-스테이트 디스크(SSD), 그리고 명령어 또는 소프트웨어, 관련 데이터, 데이터 파일, 및 데이터 구조들을 저장할 수 있고, 프로세서나 컴퓨터가 명령어를 실행할 수 있도록 프로세서나 컴퓨터에 명령어 또는 소프트웨어, 관련 데이터, 데이터 파일, 및 데이터 구조들을 제공할 수 있는 어떠한 장치라도 될 수 있다.

Claims (15)

  1. 테스트 패턴을 구성하는 복수의 영역구간들 각각에 대응하는 서로 다른 크기의 대전 전압들을 감광체에 인가하는 대전기;
    상기 감광체에 현상제를 공급하는 현상기;
    상기 공급된 현상제에 의해 형성된, 상기 테스트 패턴에 대응되는 화상을 획득하는 센서; 및
    시간의 흐름에 따라 획득한 상기 테스트 패턴에 대응되는 화상에 기초하여, 상기 감광체의 잔존 수명을 판단하는 컨트롤러;
    를 포함하는, 화상 형성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 대전기는,
    정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압으로부터 등차로 증가하는 관계인 상기 서로 다른 크기의 대전 전압들을 상기 감광체에 인가하는, 화상 형성 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 대전기는,
    일정한 시간 간격 또는 상기 감광체가 소정의 각도만큼 회전하는 때마다 대전 전압을 변경하여 상기 감광체에 인가하는, 화상 형성 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 현상기는,
    노광 프로세스를 수행하지 않은 상기 감광체에 현상제를 공급하는, 화상 형성 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서는,
    상기 테스트 패턴의 선단 부근과 후단 부근에 각각 형성된 레퍼런스 라인 사이의 상기 테스트 패턴에 대응되는 화상을 획득하는, 화상 형성 장치.
  6. 제 1 항에 있어서
    상기 센서는,
    상기 감광체 또는 중간전사체에 형성된, 상기 테스트 패턴에 대응되는 화상을 획득하는, 화상 형성 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    메모리를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    소정의 주기마다, 상기 테스트 패턴에 대응되는 화상에서 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압, 정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압, 상기 감광체의 사용량 정보, 및 사용 기간 정보를 상기 메모리에 저장하고, 상기 메모리에 저장된 정보들에 기초한 추세 분석에 따라, 상기 감광체의 잔존 수명을 추정하는, 화상 형성 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    통신 인터페이스 장치를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    소정의 주기마다, 상기 테스트 패턴에 대응되는 화상에서 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압, 정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압, 상기 감광체의 사용량 정보, 및 사용 기간 정보를 상기 통신 인터페이스 장치를 통해 프린팅 서비스 관리 서버에 전송하고, 상기 전송된 정보들에 기초한 추세 분석에 따라 추정된 상기 감광체의 잔존 수명을 상기 통신 인터페이스 장치를 통해 상기 프린팅 서비스 관리 서버로부터 수신하는, 화상 형성 장치.
  9. 테스트 패턴을 구성하는 복수의 영역구간들 각각에 대응하는 서로 다른 크기의 대전 전압들을 감광체에 인가하는 단계;
    상기 감광체에 현상제를 공급하는 단계;
    상기 공급된 현상제에 의해 형성된, 상기 테스트 패턴에 대응되는 화상을 획득하는 단계; 및
    시간의 흐름에 따라 획득한 테스트 패턴에 대응되는 화상에 기초하여, 상기 감광체의 잔존 수명을 판단하는 단계;
    를 포함하는, 감광체의 잔존 수명을 판단하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 대전 전압들을 상기 감광체에 인가하는 단계는,
    정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압으로부터 등차로 증가하는 관계인 상기 서로 다른 크기의 대전 전압들을 상기 감광체에 인가하는, 감광체의 잔존 수명을 판단하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 대전 전압들을 상기 감광체에 인가하는 단계는,
    일정한 시간 간격 또는 상기 감광체가 소정의 각도만큼 회전하는 때마다 대전 전압을 변경하여 상기 감광체에 인가하는, 감광체의 잔존 수명을 판단하는 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 현상제를 공급하는 단계는,
    노광 프로세스를 수행하지 않은 상기 감광체에 현상제를 공급하는, 감광체의 잔존 수명을 판단하는 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 획득하는 단계는,
    상기 테스트 패턴의 선단 부근과 후단 부근에 각각 형성된 레퍼런스 라인 사이의 상기 테스트 패턴에 대응되는 화상을 획득하는, 감광체의 잔존 수명을 판단하는 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 감광체의 잔존 수명을 판단하는 단계는,
    소정의 주기마다, 상기 테스트 패턴에 대응되는 화상에서 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압, 정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압, 상기 감광체의 사용량 정보, 및 사용 기간 정보를 저장하는 단계; 및
    상기 저장된 정보들에 기초한 추세 분석에 따라, 상기 감광체의 잔존 수명을 추정하는 단계;
    를 포함하는, 감광체의 잔존 수명을 판단하는 방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 감광체의 잔존 수명을 판단하는 단계는,
    소정의 주기마다, 상기 테스트 패턴에 대응되는 화상에서 백그라운드 디펙트가 발생된 영역구간에서의 대전 전압, 정상적인 인쇄 동작을 위해 설정되는 기준 대전 전압, 상기 감광체의 사용량 정보, 및 사용 기간 정보를 프린팅 서비스 관리 서버에 전송하는 단계; 및
    상기 전송된 정보들에 기초한 추세 분석에 따라 추정된 상기 감광체의 잔존 수명을 상기 프린팅 서비스 관리 서버로부터 수신하는 단계;
    를 포함하는, 감광체의 잔존 수명을 판단하는 방법.
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