KR20210042767A - 대전 전압 제어 - Google Patents

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KR20210042767A
KR20210042767A KR1020190125717A KR20190125717A KR20210042767A KR 20210042767 A KR20210042767 A KR 20210042767A KR 1020190125717 A KR1020190125717 A KR 1020190125717A KR 20190125717 A KR20190125717 A KR 20190125717A KR 20210042767 A KR20210042767 A KR 20210042767A
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charging voltage
photoreceptor
charger
determination process
forming apparatus
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이병일
유재범
홍진만
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Abstract

감광체, 감광체를 회전시키는 구동부, 대전기, 대전기에 대전 전압을 인가하는 전원부, 대전 전압에 따라, 대전기와 감광체를 통해 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정부 및 프로세서를 포함하는 화상 형성 장치가 개시된다. 프로세서는 구동부를 제어하여 감광체를 서로 다른 복수의 회전 속도로 회전시키고, 서로 다른 복수의 회전 속도 각각에서, 전원부를 제어하여 대전기에 적어도 하나의 테스트 대전 전압을 인가하고, 전류 측정부를 통하여 테스트 전압별로 측정된 전류에 기초하여 대전 전압을 결정하는 대전 전압 결정 프로세스를 실행하고, 대전 전압 결정 프로세스의 실행 결과에 기초하여, 감광체와 대전기의 상태에 따라 대전 전압을 제어할 수 있다.

Description

대전 전압 제어{CONTROLLING CHARGING VOLTAGE}
전자사진방식을 이용하는 화상 형성 장치는, 감광체를 대전시킨 후 화상 형성 영역에 노광을 수행하여 감광체에 정전잠상을 형성하고, 정전잠상에 토너를 공급하여 감광체 상에 가시적인 토너 화상을 형성하며, 이 토너 화상을 중간 전사 매체를 거쳐 또는 직접 인쇄 매체로 전사한 후, 전사된 토너 화상을 인쇄 매체에 정착시킨다. 감광체의 표면을 대전하기 위한 대전 수단으로 대전 롤러가 사용될 수 있다. 대전 전압을 대전 롤러에 인가하면 대전 롤러를 통해서 감광체 표면으로 전하가 이동하여 감광체가 대전될 수 있다.
도 1은 화상 형성 장치의 개략적인 구조 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 화상 형성 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 대전 전압 결정 프로세스를 수행하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 감광체를 두 개의 회전 속도로 회전시키고, 각각의 회전 속도에서 복수의 테스트 대전 전압을 인가하여, 전류를 측정하고, 감광체와 대전기의 저항을 계산한 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 감광체의 표면 전위를 600V로 형성하기 위해 인가해야 하는 감광체 저항별 대전전압의 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 감광체의 표면 전위를 600V로 형성하기 위해 추가로 인가해야 하는 감광체 저항에 대한 대전기 저항의 비율에 따른 추가 대전전압의 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 대전 전압 결정 프로세스를 수행하는 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 대전 전압 결정 프로세스를 수행하는 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 대전 전압 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 대전 전압 제어 방법에서 대전 전압 결정 프로세스를 설명하기 위한 상세 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.
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 감광체(14)의 일 예로서, 유기감광체(Organic Photo Conductor, OPC)일 수 있다. 대전 롤러는 감광체(14)가 적정한 수준의 표면 전위를 갖도록 대전시키는 대전기(15)의 일 예이다. 현상기(10)는 중간전사과정 후에 감광체(14) 표면에 잔류되는 현상제를 제거하는 클리닝 부재(17) 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.
노광기(50)는 화상정보에 대응되어 변조된 광을 감광체(14)에 조사하여 감광체(14)에 정전잠상을 형성하는 것으로서, 대표적인 예로서는 LSU(laser scanning unit) 등이 있다.
전사기는 감광체(14)에 형성된 토너 화상을 인쇄 매체(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. 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 인쇄 매체(P)로 전사시키기 위한 전사바이어스가 인가될 수 있다.
정착기(80)는 인쇄 매체(P)로 전사된 토너화상에 열 및/또는 압력을 가하여 인쇄 매체(P)에 정착시킬 수 있다.
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 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 현상제에 의하여 복수의 현상기(10)의 감광체(14)의 정전잠상이 가시적인 토너화상으로 현상될 수 있다. 현상된 토너화상들은 중간전사체(60)로 순차로 중간전사될 수 있다. 본체(1)에 결합되는 적재부(2)에 적재된 인쇄 매체(P)는 인쇄 매체 이송 장치(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 인쇄 매체(P)로 전사될 수 있다. 인쇄 매체(P)가 정착기(80)를 통과하면, 토너화상은 열과 압력에 의하여 인쇄 매체(P)에 고착된다. 정착이 완료된 인쇄 매체(P)는 배출 롤러(9)에 의하여 배출될 수 있다.
한편, 화상 형성 장치(100)를 구성하는 부품 중 감광체(14)와 대전기(15)는 화상 형성 작업이 수행될 때마다 사용되는 부품으로, 지속적인 사용에 의해, 감광체(14) 표면에 적정한 수준의 표면 전위가 형성되지 않을 수 있다. 예를 들어, 대전기(15)가 계속 사용됨에 따라 대전기(15)의 저항이 상승하게 되면, 상승된 저항으로 인하여 감광체(14)의 표면 전위가 목표 값에 못미치는 수준으로 형성되어, 비화상 영역에도 토너가 부착되는 바, 불필요한 토너의 소모 및 백그라운드 디펙트와 같은 화상 품질 저하 현상이 발생될 수 있다. 이하, 감광체(14)와 대전기(15)의 상태에 기초하여, 감광체(14)의 표면에 접촉하는 대전기(15)에 인가되는 대전 전압을 제어하는 방식에 대해 설명한다.
도 2는 화상 형성 장치(100)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 화상 형성 장치(100)는 프로세서(11), 전류 측정부(12), 감광체(14), 대전기(15), 구동부(16), 전원부(19)를 포함할 수 있다.
감광체(14)는 화상 형성 시에 대전기(15)에 의해 대전된 후 화상 형성 영역에 대한 노광을 수행하여 정전 잠상을 형성하고, 정전 잠상에 토너를 공급하여 형성되는 토너 화상을 중간 전사 매체 또는 인쇄 매체로 전사할 수 있다.
구동부(16)는 감광체(14)를 회전시킬 수 있다. 구동부(16)는 구동 모터와 구동 기어를 포함할 수 있다.
대전기(15)는 감광체(14)의 표면을 소정의 전위로 대전할 수 있다. 대전기(15)는 감광체(14)의 표면에 접촉하는 대전 롤러 형태일 수 있다.
전원부(19)는 대전기(15)에 대전 전압을 인가할 수 있다. 전원부(19)는 감광체(14)를 대전시키기 위한 대전 전압을 생성하며, 대전 전압의 크기를 조절하여 대전기(15)에 직류 전압을 인가할 수 있다.
전류 측정부(12)는 대전 전압에 따라, 대전기(15)와 감광체(14)를 통해 흐르는 전류를 측정할 수 있다.
프로세서(11)는 감광체(14)의 표면 전위를 목표값까지 형성시킬 수 있는 대전 전압을 결정하기 위해, 대전 전압 결정 프로세스를 실행할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(11)는 구동부(16)를 제어하여 감광체(14)를 서로 다른 복수의 회전 속도로 회전시키고, 전원부(19)를 제어하여 복수의 회전 속도 각각에서 대전기(15)에 적어도 하나의 테스트 대전 전압을 인가할 수 있다. 이때, 프로세서(11)는 전원부(19)를 제어하여 복수의 회전 속도 중 적어도 하나에서 기준 테스트 대전 전압으로부터 등차 관계인 서로 다른 크기의 테스트 대전 전압들을 대전기(15)에 인가할 수 있다. 프로세서(11)는 전류 측정부(12)를 통하여 복수의 회전 속도 각각에서 테스트 전압별로 측정된 전류에 기초하여 감광체(14)의 표면 전위를 목표값까지 형성시킬 수 있는 대전 전압을 결정할 수 있다.
프로세서(11)는 화상 형성 장치(100)가 화상 형성을 수행하지 않는 기간에 대전 전압 결정 프로세스를 실행할 수 있다. 프로세서(11)는 화상 형성 장치(100)가 화상 형성을 수행하지 않은 기간이 소정의 기간 이상이거나, 화상 형성 장치(100)가 화상 형성을 소정의 횟수 이상 또는 일정 매수 이상 수행한 경우, 대전 전압 결정 프로세스를 실행할 수 있다. 또는, 프로세서(11)는 감광체(14) 또는 대전기(15) 중 어느 하나의 교체가 이루어진 경우, 대전 전압 결정 프로세스를 실행할 수 있다. 이하에서, 본 개시에 따른 대전 전압 결정 프로세스의 원리 및 진행 방식에 대해 설명한다.
Figure pat00001
Figure pat00002
는 대전기(15)에 인가되는 대전전압이고,
Figure pat00003
는 감광체(14)의 표면 전위이며,
Figure pat00004
은 대전기(15)의 저항,
Figure pat00005
는 대전기(15)를 통해 흐르는 전류,
Figure pat00006
는 감광체(14)의 막두께와 대전기(15) 저항 및 온습도에 의존하는 항이다.
Figure pat00007
Figure pat00008
는 감광체(14)가 대전 후 감광체(14) 표면 전하 밀도이고,
Figure pat00009
는 감광체(14)의 막두께이며,
Figure pat00010
은 감광체(14) 막의 유전상수를 의미한다.
감광체(14)의 표면 전하 밀도를 대전 전류로 표현하면 감광체(14) 표면 전위와 대전 전류의 관계를 구할 수 있다.
Figure pat00011
Figure pat00012
는 감광체(14)가 대전 전 감광체(14) 표면 전하 밀도이고,
Figure pat00013
는 감광체(14) 표면의 선속도(감광체(14)의 회전 속도)이며,
Figure pat00014
은 대전기(15)의 축방향의 길이이다.
이때, 대전 전류의 계수를 감광체(14)의 저항(
Figure pat00015
)으로 보면 다음과 같다.
Figure pat00016
Figure pat00017
수학식 1에 수학식 5를 대입하여 정리하면, 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.
Figure pat00018
이때,
Figure pat00019
는 감광체(14)의 막두께와 대전기(15)의 저항, 온습도에 의존하는 절편항이다.
이에 따르면 대전 전압과 대전 전류의 관계를 알 수 있는데, 하나의 대전 전압을 인가하고 대전 전류를 측정하는 경우, 이때의 저항으로부터 감광체(14)의 저항과 대전기(15)의 저항을 합한 전체 저항을 측정할 수 있다.
그러나, 감광체의 표면 전위의 목표값을 형성하기 위해, 감광체(14)의 저항(
Figure pat00020
)과 대전기(15)의 저항(
Figure pat00021
) 각각이 필요로 하는 대전 전압의 크기가 다르기 때문에, 하나의 회전 속도에서만 대전 전류를 측정하는 방식으로는 감광체(14)의 표면 전위의 목표값을 형성하기 위한 대전 전압을 구할 수가 없다.
이를 개선하기 위해, 감광체(14)의 복수의 회전 속도와 복수의 대전 전압의 조합에서 대전 전류를 측정할 수 있다. 이와 같이 측정된 대전 전류로부터 감광체(14)의 저항(
Figure pat00022
)과 대전기(15)의 저항(
Figure pat00023
) 각각을 계산하는 것이 가능하다. 수학식 6은 다음과 같이 변형할 수 있다.
Figure pat00024
이를, 감광체(14)의 회전 속도와 측정된 대전 전류를 두 독립변수로 하는 대전 전압의 함수로 다시 표현하면 다음과 같다.
Figure pat00025
이때,
Figure pat00026
이고,
Figure pat00027
이며,
Figure pat00028
이고,
Figure pat00029
이다.
감광체(14)의 복수의 회전 속도에서 대전 전압별 대전전류를 측정하면, 위의 식을 이용하여,
Figure pat00030
와
Figure pat00031
를 각각 구할 수 있다. 감광체(14)의 복수의 회전 속도에서 여러 대전 전압을 인가하면서 대전 전류를 측정한 경우, 측정 데이터를 보면,
Figure pat00032
은 대전 전류를 측정하기 위한 대전 전압(n = 0, 1, 2, 3, ...)이고,
Figure pat00033
은 각 대전 전압 인가시의
Figure pat00034
(
Figure pat00035
은 대전 전압 인가 시의 감광체(14)의 회전 속도)이며,
Figure pat00036
은 각 대전 전압 인가시의 측정된 대전 전류(
Figure pat00037
)이다.
Figure pat00038
를 회귀(regression)식으로 사용하여, 회귀 결과,
Figure pat00039
의 계수는 감광체(14)의 막두께에 비례하는 값이 되고,
Figure pat00040
의 계수는 대전기(15)의 저항(
Figure pat00041
)이 되며, 감광체(14)의 저항(
Figure pat00042
)과 대전기(15)의 저항(
Figure pat00043
)을 분리하여 측정할 수 있다.
이와 같이 구한 대전기(15)의 저항(
Figure pat00044
)을 이용한 대전 전압 결정 방식은 감광체(14)의 저항(
Figure pat00045
)과 감광체(14)의 저항에 대한 대전기(15)의 저항의 비율(
Figure pat00046
/
Figure pat00047
)에 따라 감광체(14)의 표면 전위의 목표 값을 위해 요구되는 각각의 대전 전압을 미리 측정해두고, 화상 형성을 수행하기 위해 대전 전압 제어 시에, 감광체(14)의 저항(
Figure pat00048
)과 감광체(14)의 저항에 대한 대전기(15)의 저항의 비율(
Figure pat00049
/
Figure pat00050
)의 조합에 맞는 대전 전압을 조회하여 조회된 대전 전압이 인가될 수 있도록 전원부(19)를 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 대전 전압 결정 프로세스의 실행 결과에 기초하여, 프로세서(11)는 감광체(14)와 대전기(15)의 상태에 따라, 대전 전압을 제어할 수 있다. 프로세서(11)는 대전 전압 결정 프로세스의 실행 결과에 기초하여, 감광체(14)와 대전기(15) 각각의 저항에 따라, 대전 전압을 제어할 수 있다. 대전 전압 결정 프로세스의 실행 결과는 감광체(14)의 저항과 감광체(14)의 저항에 대한 대전기(15)의 저항의 비율에 따라 미리 측정된, 감광체(14)의 표면 전위의 목표 값을 위해 요구되는 대전 전압에 대한 매칭 테이블일 수 있다. 프로세서(11)는 화상 형성 장치(100)가 화상 형성을 수행 시 대전 전압을 제어할 수 있다.
도 3은 대전 전압 결정 프로세스를 수행하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 감광체(14)를 회전시키는 구동부(16)가 두 개의 모터 속도로 동작하여, 감광체(14)가 두 개의 회전 속도로 회전되고, 이때, 각각의 회전 속도에서 4개의 대전 전압이 테스트 대전 전압으로 인가되는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 제 1 회전 속도는 정상 인쇄 시 감광체(14)의 회전 속도의 절반에 해당하는 속도, 다시 말해, 감광체(14)의 표면의 선속도의 절반에 해당하는 속도이고, 제 2 회전 속도는 정상 인쇄 시 감광체(14)의 회전 속도, 다시 말해, 감광체(14)의 표면의 선속도에 해당하는 속도일 수 있다. 한편, 제 1 대전 전압은 정상 인쇄 시의 표준 대전 전압이고, 제 2 대전 전압은 표준 대전 전압에서 소정의 전압만큼 감소한 대전 전압이며, 제 3 대전 전압은 제 2 대전 전압에서 소정의 전압만큼 감소한 대전 전압이고, 제 4 대전 전압은 제 3 대전 전압에서 소정의 전압만큼 감소한 대전 전압으로서, 제 1 대전 전압부터 제 4 대전 전압까지는 서로 등차 감소하는 관계에 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 두 개의 회전 속도로 감광체(14)가 회전하고, 각 회전 속도에서 네 개의 테스트 대전 전압을 대전기(15)에 인가하여, 전류 측정부(12)에서 측정한 전류로,
Figure pat00051
, 즉, 각 대전 전압 인가시의
Figure pat00052
(
Figure pat00053
은 대전 전압 인가 시의 감광체(14)의 회전 속도)과
Figure pat00054
, 즉, 각 대전 전압 인가시의 측정된 대전 전류(
Figure pat00055
)를 구할 수 있다.
Figure pat00056
를 회귀(regression)식으로 사용하여, 선형 회귀 결과,
Figure pat00057
의 계수는 감광체(14)의 막두께에 비례하는 값이 되고,
Figure pat00058
의 계수는 대전기(15)의 저항(
Figure pat00059
)이 되어, 감광체(14)의 저항(
Figure pat00060
)과 대전기(15)의 저항(
Figure pat00061
)을 분리하여 측정할 수 있다. 이와 같이 구한 대전기(15)의 저항(
Figure pat00062
)을 이용한 대전 전압 결정 방식은 감광체(14)의 저항(
Figure pat00063
)과 감광체(14)의 저항에 대한 대전기(15)의 저항의 비율(
Figure pat00064
/
Figure pat00065
)에 따라 감광체(14)의 표면 전위의 목표 값을 위해 요구되는 각각의 대전 전압을 미리 측정해두고, 화상 형성을 수행하기 위해 대전 전압 제어 시에, 감광체(14)의 저항(
Figure pat00066
)과 감광체(14)의 저항에 대한 대전기(15)의 저항의 비율(
Figure pat00067
/
Figure pat00068
)의 조합에 맞는 대전 전압을 조회하여 조회된 대전 전압이 인가될 수 있도록 전원부(19)를 제어할 수 있다.
도 4는 감광체를 두 개의 회전 속도로 회전시키고, 각각의 회전 속도에서 복수의 테스트 대전 전압을 인가하여, 전류를 측정하고, 감광체와 대전기의 저항을 계산한 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 감광체의 표면 전위를 600V로 형성하기 위해 인가해야 하는 감광체 저항별 대전전압의 예를 나타낸 도면이다. 도 6은 감광체의 표면 전위를 600V로 형성하기 위해 추가로 인가해야 하는 감광체 저항에 대한 대전기 저항의 비율에 따른 추가 대전전압의 예를 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 두 개의 회전 속도로 감광체(14)가 회전하고, 각 회전 속도에서 네 개의 테스트 대전 전압을 대전기(15)에 인가하여, 대전 전압 인가 시의 감광체(14)의 회전 속도
Figure pat00069
(m/sec), 각 대전 전압 인가시의 측정된 대전 전류
Figure pat00070
(=
Figure pat00071
)(㎂), 각 대전 전압 인가시의
Figure pat00072
(=
Figure pat00073
)를 구하고, 감광체(14)의 저항(
Figure pat00074
)과 감광체(14)의 저항에 대한 대전기(15)의 저항의 비율(
Figure pat00075
/
Figure pat00076
)을 계산한 예를 나타내고 있다.
이 예시에서, 감광체의 표면 전위를 600V로 형성하고자 할 때, 대전 전압을 확인해보면, 도 4에서 감광체(14)의 저항(
Figure pat00077
)이 8.24MΩ(약, 8.2MΩ)이므로, 도 5의 600V의 표면 전위의 목표 값을 위해 요구되는 대전 전압에 대한 매칭 테이블에서, 8.2MΩ에 매칭되는, 감광체(14)의 저항(
Figure pat00078
)에 의한 대전 전압은 1246V가 된다. 또한, 도 4에서 감광체(14)의 저항에 대한 대전기(15)의 저항의 비율(
Figure pat00079
/
Figure pat00080
)이 0.255MΩ(약, 0.26MΩ)이므로, 도 6의 600V의 표면 전위의 목표 값을 위해 요구되는 대전 전압에 대한 매칭 테이블에서, 0.26MΩ에 매칭되는, 감광체(14)의 저항(
Figure pat00081
)과 감광체(14)의 저항에 대한 대전기(15)의 저항의 비율(
Figure pat00082
/
Figure pat00083
)에 의한 대전 전압은 104V가 된다. 따라서, 화상 형성 장치(100)가 화상 형성을 수행 시, 각각의 대전 전압에 대한 매칭 테이블에서 조회된 두 대전 전압의 합인 1350V(1246V+104V)를 대전기(15)에 대전 전압으로 인가할 수 있다.
도 7은 대전 전압 결정 프로세스를 수행하는 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 감광체(14)를 회전시키는 구동부(16)가 네 개의 모터 속도로 동작하여, 감광체(14)가 네 개의 회전 속도로 회전되고, 제 1 회전 속도부터 제 4 회전 속도까지 변경되는 동안 1개의 대전 전압을 유지하다가, 제 4 회전 속도에 해당하는 구간에서 4개의 대전 전압이 테스트 대전 전압으로 인가되는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 대전 전압 결제 프로세스의 초중반에는 대전 전압은 고정하고 감광체(14)의 회전 속도만을 점진적으로 올리면서 4개의 회전 속도에서의 대전 전류를 측정할 수 있다. 대전 전압 결제 프로세서의 중후반에는 감광체(14)의 회전 속도는 고정하고 대전 전압을 점점 낮추면서 4개의 대전 전압에서의 대전 전류를 측정할 수 있다.
전류 측정부(12)에서 측정한 전류로,
Figure pat00084
, 즉, 각 대전 전압 인가시의
Figure pat00085
(
Figure pat00086
은 대전 전압 인가 시의 감광체(14)의 회전 속도)과
Figure pat00087
, 즉, 각 대전 전압 인가시의 측정된 대전 전류(
Figure pat00088
)를 구할 수 있다.
Figure pat00089
를 회귀(regression)식으로 사용하여, 선형 회귀 결과,
Figure pat00090
의 계수는 감광체(14)의 막두께에 비례하는 값이 되고,
Figure pat00091
의 계수는 대전기(15)의 저항(
Figure pat00092
)이 되어, 감광체(14)의 저항(
Figure pat00093
)과 대전기(15)의 저항(
Figure pat00094
)을 분리하여 측정할 수 있다. 이와 같이 구한 대전기(15)의 저항(
Figure pat00095
)을 이용한 대전 전압 결정 방식은 감광체(14)의 저항(
Figure pat00096
)과 감광체(14)의 저항에 대한 대전기(15)의 저항의 비율(
Figure pat00097
/
Figure pat00098
)에 따라 감광체(14)의 표면 전위의 목표 값을 위해 요구되는 각각의 대전 전압을 미리 측정해두고, 화상 형성을 수행하기 위해 대전 전압 제어 시에, 감광체(14)의 저항(
Figure pat00099
)과 감광체(14)의 저항에 대한 대전기(15)의 저항의 비율(
Figure pat00100
/
Figure pat00101
)의 조합에 맞는 대전 전압을 조회하여 조회된 대전 전압이 인가될 수 있도록 전원부(19)를 제어할 수 있다.
도 8은 대전 전압 결정 프로세스를 수행하는 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 감광체(14)를 회전시키는 구동부(16)가 두 개의 모터 속도로 동작하여, 감광체(14)가 두 개의 회전 속도로 회전되고, 이때, 각각의 회전 속도에서 4개의 대전 전압이 테스트 대전 전압으로 인가되는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 제 1 회전 속도는 정상 인쇄 시 감광체(14)의 회전 속도, 다시 말해, 감광체(14)의 표면의 선속도에 해당하는 속도이고, 제 2 회전 속도는 정상 인쇄 시 감광체(14)의 회전 속도의 절반, 다시 말해, 감광체(14)의 표면의 선속도의 절반에 해당하는 속도일 수 있다. 한편, 제 1 대전 전압은 정상 인쇄 시의 표준 대전 전압이고, 제 2 대전 전압은 표준 대전 전압에서 소정의 전압만큼 증가한 대전 전압이며, 제 3 대전 전압은 제 2 대전 전압에서 소정의 전압만큼 증가한 대전 전압이고, 제 4 대전 전압은 제 3 대전 전압에서 소정의 전압만큼 증가한 대전 전압으로서, 제 1 대전 전압부터 제 4 대전 전압까지는 서로 등차 증가하는 관계에 있다.
앞서 도 3의 예에서 설명한 바와 같이, 두 개의 회전 속도로 감광체(14)가 회전하고, 각 회전 속도에서 네 개의 테스트 대전 전압을 대전기(15)에 인가하여, 전류 측정부(12)에서 측정된 전류에 기초하여 대전 전압을 결정하는 대전 전압 결정 프로세스를 실행할 수 있다.
도 9는 대전 전압 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
블록 910에서, 화상 형성 장치(100)는 대전 전압 결정 프로세스를 실행할 수 있다. 화상 형성 장치(100)는 화상 형성을 수행하지 않는 기간에 대전 전압 결정 프로세스를 실행할 수 있다.
화상 형성 장치(100)는 화상 형성 장치(100)가 화상 형성을 수행하지 않은 기간이 소정의 기간 이상이거나, 화상 형성 장치(100)가 화상 형성을 소정의 횟수 이상 또는 일정 매수 이상 수행한 경우, 대전 전압 결정 프로세스를 실행할 수 있다. 또는, 화상 형성 장치(100)는 감광체(14) 또는 대전기(15) 중 어느 하나의 교체가 이루어진 경우, 대전 전압 결정 프로세스를 실행할 수 있다.
블록 920에서, 화상 형성 장치(100)는 대전 전압 결정 프로세스의 실행 결과에 기초하여, 감광체(14)와 대전기(15)의 상태에 따라 대전 전압을 제어할 수 있다. 화상 형성 장치(100)는 대전 전압 결정 프로세스의 실행 결과에 기초하여, 감광체(14)와 대전기(15) 각각의 저항에 따라, 대전 전압을 제어할 수 있다. 대전 전압 결정 프로세스의 실행 결과는 감광체(14)의 저항과 감광체(14)의 저항에 대한 대전기(15)의 저항의 비율에 따라 미리 측정된, 감광체(14)의 표면 전위의 목표 값을 위해 요구되는 대전 전압에 대한 매칭 테이블일 수 있다. 화상 형성 장치(100)는 화상 형성을 수행 시 대전 전압을 제어할 수 있다.
도 10은 대전 전압 제어 방법에서 대전 전압 결정 프로세스를 설명하기 위한 상세 흐름도이다.
블록 1010에서, 화상 형성 장치(100)는 감광체(14)를 회전시키는 구동부(16)를 제어하여, 감광체(14)를 서로 다른 복수의 회전 속도로 회전시킬 수 있다.
블록 1020에서, 화상 형성 장치(100)는 대전 전압을 인가하는 전원부(19)를 제어하여, 복수의 회전 속도 각각에서 감광체(14)의 표면을 소정의 전위로 대전하는 대전기(15)에 적어도 하나의 테스트 대전 전압을 인가할 수 있다. 화상 형성 장치(100)는 전원부(19)를 제어하여, 복수의 회전 속도 중 적어도 하나에서 기준 테스트 대전 전압으로부터 등차 관계인 서로 다른 크기의 테스트 대전 전압들을 대전기(15)에 인가할 수 있다.
블록 1030에서, 화상 형성 장치(100)는 대전기(15)와 감광체(14)를 통해 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정부(12)를 통하여 복수의 회전 속도 각각에서 테스트 전압별로 전류를 측정할 수 있다.
블록 1040에서, 화상 형성 장치(100)는 복수의 회전 속도 각각에서 측정된 전류에 기초하여 감광체(14)의 표면 전위를 목표 값까지 형성시킬 수 있는 대전 전압을 결정할 수 있다. 대전기(15)의 저항(
Figure pat00102
)을 이용한 대전 전압 결정 방식은 감광체(14)의 저항(
Figure pat00103
)과 감광체(14)의 저항에 대한 대전기(15)의 저항의 비율(
Figure pat00104
/
Figure pat00105
)에 따라 감광체(14)의 표면 전위의 목표 값을 위해 요구되는 각각의 대전 전압을 미리 측정해 둘 수 있다.
한편, 상술한 대전 전압 제어 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. 감광체;
    상기 감광체를 회전시키는 구동부;
    상기 감광체의 표면을 소정의 전위로 대전하는 대전기;
    상기 대전기에 대전 전압을 인가하는 전원부;
    상기 대전 전압에 따라, 상기 대전기와 상기 감광체를 통해 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정부; 및
    상기 구동부를 제어하여 상기 감광체를 서로 다른 복수의 회전 속도로 회전시키고, 상기 서로 다른 복수의 회전 속도 각각에서, 상기 전원부를 제어하여 상기 대전기에 적어도 하나의 테스트 대전 전압을 인가하고, 상기 전류 측정부를 통하여 상기 테스트 전압별로 측정된 전류에 기초하여 대전 전압을 결정하는 대전 전압 결정 프로세스를 실행하고, 상기 대전 전압 결정 프로세스의 실행 결과에 기초하여, 상기 감광체와 상기 대전기의 상태에 따라 상기 대전 전압을 제어하는 프로세서;
    를 포함하는, 화상 형성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 대전 전압 결정 프로세스의 실행 결과에 기초하여, 상기 감광체와 상기 대전기 각각의 저항에 따라, 상기 대전 전압을 제어하는, 화상 형성 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 대전 전압 결정 프로세스의 실행 결과는,
    상기 감광체의 저항과 상기 감광체의 저항에 대한 상기 대전기의 저항의 비율에 따라 미리 측정된, 상기 감광체의 표면 전위의 목표 값을 위해 요구되는 대전 전압에 대한 매칭 테이블인, 화상 형성 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 화상 형성 장치가 화상 형성을 수행하지 않는 기간에 상기 대전 전압 결정 프로세스를 실행하고, 상기 화상 형성 장치가 화상 형성을 수행 시 상기 대전 전압을 제어하는, 화상 형성 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 화상 형성 장치가 화상 형성을 수행하지 않은 기간이 소정의 기간 이상이거나, 상기 화상 형성 장치가 화상 형성을 소정의 횟수 이상 또는 일정 매수 이상 수행한 경우, 상기 대전 전압 결정 프로세스를 실행하는, 화상 형성 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 감광체 또는 상기 대전기 중 어느 하나의 교체가 이루어진 경우, 상기 대전 전압 결정 프로세스를 실행하는, 화상 형성 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 대전 전압 결정 프로세스에서, 상기 전원부를 제어하여 상기 복수의 회전 속도 중 적어도 하나에서 기준 테스트 대전 전압으로부터 등차 관계인 서로 다른 크기의 테스트 대전 전압들을 상기 대전기에 인가하는, 화상 형성 장치.
  8. 감광체를 회전시키는 구동부를 제어하여 상기 감광체를 서로 다른 복수의 회전 속도로 회전시키고, 상기 서로 다른 복수의 회전 속도 각각에서, 대전 전압을 인가하는 전원부를 제어하여 감광체의 표면을 소정의 전위로 대전하는 대전기에 적어도 하나의 테스트 대전 전압을 인가하고, 상기 대전기와 상기 감광체를 통해 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정부를 통하여 상기 테스트 전압별로 측정된 전류에 기초하여 대전 전압을 결정하는 대전 전압 결정 프로세스를 실행하는 단계; 및
    상기 대전 전압 결정 프로세스의 실행 결과에 기초하여, 상기 감광체와 상기 대전기의 상태에 따라 상기 대전 전압을 제어하는 단계;
    를 포함하는, 대전 전압을 제어하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 대전 전압을 제어하는 단계는,
    상기 대전 전압 결정 프로세스의 실행 결과에 기초하여, 상기 감광체와 상기 대전기 각각의 저항에 따라, 상기 대전 전압을 제어하는, 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 대전 전압 결정 프로세스의 실행 결과는,
    상기 감광체의 저항과 상기 감광체의 저항에 대한 상기 대전기의 저항의 비율에 따라 미리 측정된, 상기 감광체의 표면 전위의 목표 값을 위해 요구되는 대전 전압에 대한 매칭 테이블인, 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 대전 전압 결정 프로세스를 실행하는 단계는,
    상기 화상 형성 장치가 화상 형성을 수행하지 않는 기간에 상기 대전 전압 결정 프로세스를 실행하고,
    상기 대전 전압을 제어하는 단계는,
    상기 화상 형성 장치가 화상 형성을 수행 시 상기 대전 전압을 제어하는, 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 대전 전압 결정 프로세스를 실행하는 단계는,
    상기 화상 형성 장치가 화상 형성을 수행하지 않은 기간이 소정의 기간 이상이거나, 상기 화상 형성 장치가 화상 형성을 소정의 횟수 이상 또는 일정 매수 이상 수행한 경우, 상기 대전 전압 결정 프로세스를 실행하는, 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 대전 전압 결정 프로세스를 실행하는 단계는,
    상기 감광체 또는 상기 대전기 중 어느 하나의 교체가 이루어진 경우, 상기 대전 전압 결정 프로세스를 실행하는, 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 대전 전압 결정 프로세스를 실행하는 단계는,
    상기 전원부를 제어하여 상기 복수의 회전 속도 중 적어도 하나에서 기준 테스트 대전 전압으로부터 등차 관계인 서로 다른 크기의 테스트 대전 전압들을 상기 대전기에 인가하는, 방법.
  15. 감광체를 회전시키는 구동부를 제어하여 상기 감광체를 서로 다른 복수의 회전 속도로 회전시키고, 상기 서로 다른 복수의 회전 속도 각각에서, 대전 전압을 인가하는 전원부를 제어하여 감광체의 표면을 소정의 전위로 대전하는 대전기에 적어도 하나의 테스트 대전 전압을 인가하고, 상기 대전기와 상기 감광체를 통해 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정부를 통하여 상기 테스트 전압별로 측정된 전류에 기초하여 대전 전압을 결정하는 대전 전압 결정 프로세스를 실행하는 명령어들; 및
    상기 대전 전압 결정 프로세스의 실행 결과에 기초하여, 상기 감광체와 상기 대전기의 상태에 따라 상기 대전 전압을 제어하는 명령어들;
    을 포함하는, 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어들로 저장된 컴퓨터 판독 가능 저장매체.






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