KR100669982B1

KR100669982B1 - 화상형성장치

Info

Publication number: KR100669982B1
Application number: KR1020050046654A
Authority: KR
Inventors: 전인철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2007-01-19
Also published as: KR20060124949A; CN1873556A; US20060274333A1

Abstract

화상형성장치가 개시된다. 본 발명에 따른 화상형성장치는, 광을 발진하는 발광소자, 발광소자로부터 발진되는 광을 반사시키는 미러모터, 반사된 광을 감광드럼에 조사하는 렌즈, 및 발광소자로부터 발진되는 광의 에너지를 노광단위별로 각각 제어하는 제1 및 제2 제어모듈을 포함하는 노광부를 구비한다. 이에 의해, 현상농도의 편차를 최소화할 수 있다.

화상형성장치, 노광장치, 노광단위, 교차 배열, 병렬 구조

Description

화상형성장치 {Image forming device}

도 1은 일반적인 화상형성장치의 감광드럼과 현상롤러의 개략도,

도 2는 종래의 화상형성장치에서 노광전위와 에너지의 관계를 나타낸 그래프,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화상형성장치의 개략도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노광부의 개략도, 그리고,

도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 화상형성장치에서 노광전위와 에너지의 관계를 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

200 : 노광부 210 : 미러모터

220 : 발광소자 230 : 렌즈

240 : 제1 제어모듈 250 : 제2 제어모듈

u1, u2 : 노광단위

본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인쇄물의 양단부와 중간 부분에서 발생하는 현상농도의 편차를 최소화할 수 있는 화상형성장치에 관한 것이다.

일반적으로, 레이저 프린터(Laser Beam Printer), LPH(LED Print Head) 프린터, 및 팩시밀리 등을 화상형성장치라고 한다. 화상형성장치는 대전, 노광, 현상, 전사, 및 정착 과정을 통해 인쇄작업을 수행한다.

화상형성장치는 대전롤러에 의해 고전압으로 대전되는 감광드럼, 정전잠상을 형성하는 노광유닛, 정전잠상을 가시화상으로 변환하는 현상유닛, 가시화상을 인쇄용지의 전면으로 이동시키는 전사유닛, 및 인쇄용지로 이동된 토너를 융착시키는 정착유닛 등을 구비한다.

이와 같은 구조를 갖는 화상형성장치의 인쇄 결과물은 그 구조적인 이유로 인하여 화상의 중간 부분은 현상농도가 진하게 나타나고, 양단 부분은 현상농도가 흐리게 나타난다. 이러한 현상의 원인은 여러 가지가 있으나, 하기에서는 대표적인 예를 들어 설명한다.

도 1은 일반적인 화상형성장치의 감광드럼과 현상롤러의 개략도로, 도 1을 참조하여 현상농도의 불규칙 현상에 대한 원인의 일 예를 살펴본다.

감광드럼(10)과 현상롤러(20)는 간격유지부재(22)에 의해 상호간의 간격이 유지되도록 구성된다. 감광드럼(10)과 현상롤러(20)가 서로 평행하도록 구성되는 것이 가장 이상적이나, 이는 실현이 불가능하다.

도시한 바와 같이, 감광드럼(10)과 현상롤러(20)의 두 축이 평행하지 않은 경우, 자연적으로 중간 부분의 간격은 가까워지고, 양단의 간격은 멀어지게 된다. 점핑(Jumping)현상에 있어서 감광드럼(10)과 현상롤러(20)의 간격은 현상량에 직접적인 영향을 끼친다. 특히, 20㎛이상의 간격 편차는 화상에서 농도 편차로 직결된다.

도 2는 노광전위와 에너지의 관계를 나타낸 그래프로, 도 2를 참조하여 노광부에 의해 발생하는 현상농도의 불규칙 현상에 대한 원인의 다른 예를 살펴본다.

노광부로는 광주사장치(Laser Scanning Unit : LSU)를 예로 든다. 발광소자로부터 발진된 레이저빔은 고속의 미러모터에 의해 반사되고, 렌즈를 거쳐 감광드럼(10)에 노광되어 정전잠상을 형성한다.

이때, 발광소자는 시간, 에너지 수준을 제어하기 위한 제어부에 의해 제어된다. 특히, 1매의 렌즈를 사용하는 경우에는 감광드럼(10)상에 형성되는 노광단위는 중간부분에서는 원형에 가까운 형태로 형성되고, 양단 부분에서는 타원의 형태로 형성된다. 즉, 중간 부분의 노광단위의 면적이 양단의 노광단위의 면적보다 작으므로, 면적당 에너지는 중간 부분이 상대적으로 높게 된다. 이로 이하여, 도 2에 도시한 바와 같이 노광전위의 편차가 발생하며, 노광전위의 편차는 중간 부분과 양단부의 현상농도 편차의 직접적인 원인이 된다.

보다 상세하게 살펴보면, 감광드럼(10)은 대전롤러에 의한 표면전위를 가진 후, 노광부에 의해 노광전위를 갖게 된다. 현상롤러(20)의 현상전위에 의해 현상제가 감광드럼(10) 상의 노광전위로 이동하여 현상된다. 이때, 현상제의 이동량은 전위차에 상당히 많은 영향을 받게 된다. 즉, 현상전위와 노광전위의 차이가 클수록 현상제의 이동량은 많아지고, 노광단위의 면적차이로 인해 발생하는 노광전위의 중 간 부분과 양단부의 차이는 현상농도 차이의 주요한 원인이 된다.

그러므로, 화상형성장치의 구조적인 이유로 발생하는 다양한 형태의 화상의 중간 부분과 양단부의 현상농도의 차이의 원인이 되는 요소를 최소화할 수 있는 방안이 요구된다.

따라서, 본 발명의 목적은 병렬로 연결된 한 쌍의 제어모듈에 의하여 노광부의 발광소자 에너지 수준을 제어함으로써, 현상농도의 편차를 절감할 수 있는 화상형성장치를 제공하고자 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화상형성장치는, 광을 발진하는 발광소자, 발광소자로부터 발진되는 광을 반사시키는 미러모터, 반사된 광을 감광드럼에 조사하는 렌즈, 및 발광소자로부터 발진되는 광의 에너지를 노광단위별로 각각 제어하는 제1 및 제2 제어모듈을 포함하는 노광부를 구비한다.

바람직하게, 제1 및 제2 제어모듈은 서로 병렬로 연결될 수 있다.

또한 바람직하게, 제1 및 제2 제어모듈은 노광단위가 감광드럼의 양단부에서 서로 다른 에너지로 교차 배열되도록 광의 에너지를 제어할 수 있다.

또한 바람직하게, 제1 및 제2 제어모듈은 광의 에너지에 대한 교차 배열 주기를 변경하여 광의 에너지를 제어할 수 있다.

또한 바람직하게, 발광소자는 레이저 다이오드일 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화상형성장치의 개략도이다.

도 3을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화상형성장치는 감광드럼(100), 노광부(200), 현상부(300), 전사롤러(400), 대전롤러(500), 정착부(600), 고압전원생성부(High Voltage Power Supply : HVPS)(700), 및 제어부(800)를 포함한다.

감광드럼(100)은 OPC(Organic Photo-Conductive)드럼이라고도 하며, 인쇄용지에 인쇄되기 전에 빛에 의해 인쇄되는 부분으로서, 대전롤러(500)에 의해 표면이 균일한 고전압으로 대전된다.

노광부(200)는 광주사장치 또는 LSU(Laser Scanning Unit)이라고도 하며, 인쇄할 페이지를 회전하는 감광드럼(100)에 빛을 비추어 잠재적인 영상을 형성시킨다. 노광부(200)에 의해 감광드럼(100)의 표면에 형성되는 잠재적인 영상을 정전잠상이라 한다. 노광부(200)에 대하여는 후술하는 도 4에서 보다 상세히 설명한다.

현상부(300)는 감광드럼(100)의 표면에 형성된 정전잠상을 토너(toner)와 같은 현상제 입자에 의해서 가시화상으로 변환시킨다. 현상부(300)는 현상롤러(310)와 공급롤러(320)를 포함한다.

현상롤러(310)는 노광부(200)에 의해 감광드럼(100)에 형성된 정전잠상을 토너로 현상한다. 즉, 소정의 공급전압을 인가받은 공급롤러(320)와 현상전압을 인가받은 현상롤러(310) 사이에 발생되는 전위차에 의해 토너가 공급롤러(320)에서 현상롤러(310)로 이동된다. 따라서, 감광드럼(100)의 정전잠상이 형성된 부분에는 토너화상이 형성된다.

전사롤러(400)는 HVPS(700)으로부터 공급받은 전사전압에 의해 감광드럼(100)과 상호 맞물려 회전하면서 감광드럼(100)에 현상 처리된 이미지를 인입되는 인쇄용지에 전사시킨다.

대전롤러(500)는 HVPS(700)으로부터 인가되는 소정의 대전전압으로 감광드럼(100)을 대전시킨다.

정착부(600)는 기록용지에 전사된 토너화상을 고열 및 압력에 의해 인쇄용지에 정착시킨다. 정착이 완료된 인쇄용지는 배출방향(화살표 방향)을 따라 외부로 배출됨으로써 인쇄과정이 완료된다. 정착부(600)는 정착롤러(610)와 가압롤러(620)를 포함하며, 정착롤러(610)는 토너입자에 열을 가하고, 가압롤러(620)는 압력을 가한다.

HVPS(700)는 제어부(800)의 제어에 따라 화상형성장치의 각 롤러에 소정의 전압을 인가한다. 즉, HVPS(700)는 대전롤러(500), 현상롤러(310), 공급롤러(320), 및 전사롤러(400)에 각각 소정의 대전전압, 현상전압, 공급전압, 및 전사전압을 인가한다.

제어부(800)는 화상형성장치가 정상적으로 인쇄를 수행할 수 있도록 화상형성장치의 전반적인 기능을 제어한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노광부의 개략도이고, 도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 화상형성장치에서 노광전위와 에너지의 관계를 나타낸 그래프이다.

도 4를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노광부(200)는 미러모 터(210), 발광소자(220), 렌즈(230), 제1 제어모듈(240), 제2 제어모듈(250)을 포함한다.

미러모터(210)는 발광소자(220)로부터 발진되는 광을 반사시켜 렌즈(230)로 보내는 것으로, 고속으로 회전한다.

발광소자(220)는 감광드럼(100)에 조사할 광을 발진하는 것으로, 레이저 다이오드(Laser Diode)를 사용한다.

렌즈(230)는 발광소자(220)로부터 발진되어 미러모터(210)에 의해 반사된 광을 감광드럼(100)에 조사한다.

제1 제어모듈(240)은 발광소자(220)로부터 발진되는 광의 에너지 수준을 제어하는 것으로, 제2 제어모듈(250)과 병렬로 연결되어 제2 제어모듈(250)과 상이하게 광의 에너지를 제어한다.

제2 제어모듈(250)은 제1 제어모듈(240)과 함께 발광소자(220)로부터 발진되는 광의 에너지 수준을 제어하는 것으로, 제1 제어모듈(240)과 병렬로 연결되어 제1 제어모듈(240)과 상이하게 광의 에너지를 제어한다.

발광소자(220)로부터 발진된 광이 미러모터(210)에 의해 반사되고, 반사된 광은 렌즈(230)를 거쳐 감광드럼(100)에 조사된다. 이때, 광이 감광드럼이 조사되어 노광되는 위치를 노광단위로 표시하였다. 여기에서는 감광드럼(100)의 양단부에 형성된 노광단위(U1)와 중간 부분에 형성된 노광단위(U2)로 구분하였다.

도시한 바와 같이, 1매의 렌즈(230)를 사용하는 경우, 감광드럼(100) 상에 형성되는 노광단위(U1, U2)는 중간 부분에는 원형으로 형성되고, 양단부에서는 타 원형으로 나타난다. 중간 부분에 형성된 노광단위(U2)의 면적이 양단부에 형성된 노광단위(U1)보다 작기 때문에, 면적당 에너지의 차이로 인하여 노광전위의 편차가 발생한다.

이를 해소하기 위하여, 본 실시예에서는 제1 및 제2 제어모듈(240, 250)은 감광드럼(100)의 양단부에 대응하는 노광단위(U1)에 대하여는 서로 다른 에너지로 교차 배열되도록 발광소자(220)에서 발진되는 광의 에너지를 제어한다.

제1 및 제2 제어모듈(240, 250)이 발광소자(220)로부터 발진되는 광의 에너지가 감광드럼(100)의 양단부에 조사될 때, 서로 다른 에너지로 교차 배열되도록 광의 에너지를 제어하면, 도 5a에 도시한 그래프와 같은 노광전위를 얻을 수 있다.

도 5a에서는 서로 다른 에너지를 갖는 노광단위(U1, U2)를 교차 배열함으로써, 에너지와 노광전위가 감광드럼(100)의 양단부와 중간 부분에 무관하게 일정하도록 제어하는 것이 가능함을 알 수 있다.

또한, 제1 및 제2 제어모듈(240, 250)은 노광단위(U1, U2)가 감광드럼(100)의 양단부에서 서로 다른 에너지로 교차 배열되도록 제어하되, 교차 배열 주기를 일정하지 않게 변경하여 발광소자(220)에서 발진되는 광의 에너지를 제어할 수 있다.

제1 및 제2 제어모듈(240, 250)이 발광소자(220)로부터 발진되는 광의 에너지가 감광드럼(100)의 양단부에 조사될 때, 서로 다른 에너지로 교차 배열되되, 그 교차 배열 주기를 변경하면, 도 5b에 도시한 그래프와 같은 노광전위를 얻을 수 있다.

도 5b에서는 화상형성장치의 기구적 특성 및 현상제 특성과 같은 원인으로 인해 감광드럼(100)의 양단부의 현상량을 높이고자 하는 경우, 인쇄용지의 한 페이지에 대하여는 동일한 에너지를 적용한 도 2와 달리, 노광단위(U1, U2)별로 서로 다른 에너지를 갖도록 제어함으로써, 노광전위의 편차를 임의로 변경할 수 있음을 보인다.

종합적으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화상형성장치에 의한 인쇄과정을 간략히 살펴본다. 감광드럼(100)은 대전롤러(500)에 의해 대전되어 표면전위를 형성하고, 노광부(200)에 의해 정전잠상을 형성한다. 노광부(200)에 의해 정전잠상을 형성함에 있어서, 제1 및 제2 제어모듈(240, 250)에 의해 각각의 노광단위(U1, U2)별로 서로 다른 에너지를 갖는다.

또한, 현상부(300)의 공급롤러(320)에 의해 공급된 현상제는 현상롤러(310)에 의해 현상제층이 규제되고, 현상제에 의해 정전잠상이 현상되며, 전사롤러(400)에 의해 인쇄용지상에 가시화상이 전사된다. 이후, 정착롤러(610) 및 가압롤러(620)가 가시화상을 이루고 있는 토너를 녹여 인쇄용지에 단단히 융착시킨다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 화상형성장치는 발광소자로부터 발진되는 광의 에너지를 병렬로 연결된 두개의 제어모듈에 의해 각각 제어함으로써, 인쇄물의 중간 부분과 양단부분에서 발생하는 현상농도의 편차를 최소화할 수 있는 이점이 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims

감광드럼의 표면에 정전잠상을 형성하기 위한 노광부를 구비하는 화상형성장치에 있어서,

상기 노광부는,

광을 발진하는 발광소자;

상기 발광소자로부터 발진되는 광을 반사시키는 미러모터;

상기 반사된 광을 상기 감광드럼에 조사하는 렌즈; 및

상기 발광소자로부터 발진되는 광의 에너지를 서로 상이하게 노광단위별로 각각 제어하는 제1 및 제2 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 제어모듈은 서로 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 제어모듈은, 상기 노광단위가 상기 감광드럼의 양단부에서 서로 다른 에너지로 교차 배열되도록 상기 광의 에너지를 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 3 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 제어모듈은, 상기 광의 에너지에 대한 교차 배열 주기를 변경하여 상기 광의 에너지를 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 1 항에 있어서,

상기 발광소자는 레이저 다이오드인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.