KR100602263B1

KR100602263B1 - 토너의 대전량을 제어하는 화상형성장치

Info

Publication number: KR100602263B1
Application number: KR1020040004335A
Authority: KR
Inventors: 도기재
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-01-20
Filing date: 2004-01-20
Publication date: 2006-07-19
Also published as: KR20050076376A; JP2005208656A; US20050158061A1; US7221881B2

Abstract

토너의 대전량을 제어하는 화상형성장치가 개시된다. 본 화상형성장치는, 토너가 소정의 전하량을 갖도록 대전시키는 공급롤러, 공급롤러로부터 인가된 토너를 감광체에 인가하는 현상롤러, 현상롤러에 부착된 토너의 전하량을 가감하는 제전부재, 현상롤러에 공급되는 현상전압에 대한 전류변화를 검출하는 현상전류 검출부, 및 현상전류 검출부의 검출결과에 따라 제전부재에 인가되는 제전전압을 가감하는 제전전압 제어부를 구비한다. 이러한 화상형성장치에 의하면, 화상형성장치의 주변환경의 변화에 따른 토너의 대전량 변화를 현상전류의 변화를 통해 인지하고, 인지된 결과에 따라 토너의 대전량을 적절히 증감함으로서 화상형성장치에서 형성되는 이미지의 품질을 균일하게 유지할 수 있도록 한다. 또한, 본 발명에 따른 화상형성장치는 토너의 대전량이 비 정상적으로 낮을때, 이를 토너 부족상태로 판단하고 패널조작부를 통해 토너 부족 상태를 표시함으로서 사용자에게 적절한 토너 교체 시점을 제시할 수 있다.

토너, 전하량, 블레이드, 제전부재, 현상전류

Description

토너의 대전량을 제어하는 화상형성장치{Iamge forming device with controlling charge of toner}

도 1은 종래의 전자사진 방식의 화상형성장치에 대한 개념도

도 2는 도 1에 도시된 감광체과 현상롤러 사이에서 토너에 작용되는 힘을 설명하기 위한 도면

도 3은 토너의 대전량과, 대전량에 따른 힘을 그래프로 도시한 것,

도 4는 본 발명에 따른 화상형성장치에 대한 개략적인 개념도,

도 5는 도 4에 도시된 제전전압, 및 블레이드 전압을 가변하기 위한 전압 제어부 및 그와 연계된 전원부에 대한 일 예를 나타내는 도면, 그리고

도 6은 본 발명에 따른 토너 부족상태를 감지 가능한 화상형성장치의 일 예에 따른 블록개념도를 나타낸다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

110 : 가변 DC전원 120 : AC 전원

130 ; 전압검출부 140 : 정전압 제어회로

150 : 전류검출부 160 : 아날로그-디지털 변환부

170 : 프로세서 180 : 메모리

190 : 디지털-아날로그 변환부

본 발명은 토너의 대전량을 제어 가능한 화상형성장치에 관한 것으로, 특히 현상롤러에 인가되는 현상전압에 대한 현상전류를 통해 토너의 대전량을 파악하고, 이를 토대로 토너의 대전량을 제어하는 화상형성장치에 관한 것이다.

일반적으로, 레이저 프린터와 같은 전자사진 방식의 화상형성장치는 감광체에 레이저빔을 주사하여 정전잠상을 형성하고, 형성된 정전잠상에 토너를 부착시켜 이미지를 형성한다. 이때, 토너는 감광체에 부착시키기 위해 통상 음(-)전압으로 대전시키며, 토너의 대전량에 따라 감광체에 부착되는 토너의 양이 변화되어 화상형성장치에서 형성되는 이미지의 품질이 변하게 된다.

도 1은 종래의 전자사진 방식의 화상형성장치에 대한 개념도를 나타낸다.

도시된 화상형성장치는, 제1전원(20)에 의해 고압의 음전압(예컨데 -500V)으로 대전되며, 토너를 현상롤러(30)로 인가하기 위한 공급롤러(10), 제2전압(35)에 의해 고압의 음전압(예컨데 -300V)으로 대전되며, 공급롤러(10)와의 전위차에 의해 공급롤러(10)에 부착된 토너를 인가받아 이를 감광체(OPC:Organic Photo Conductor)(50)에 인가하는 현상롤러(30), 현상롤러(30)에 부착된 토너의 두께를 일정하게 유지하기 위한 블레이드(36), 제3전압(65)에 의해 고압의 음전압(예컨데 -700V)으로 감광체(OPC)(50)을 대전하는 대전롤러(60), 및 대전롤러(60)에 의해 대전되며 레이저스캐닝유닛(LSU)(80)에 의해 주사된 부분에 정전잠상을 형성하고 형 성된 정전잠상에 토너를 부착하는 감광체(OPC)(50), 감광체(OPC)(50)에서 형성된 정전잠상에 부착된 토너를 용지(P)에 고착하는 정착롤러(70)를 구비한다. 이와 같은 구조의 화상형성장치는 화상형성장치의 주변환경, 예컨데, 주변의 온도나 습도에 의해 토너에 대전되는 전하량이 증감하게 된다. 토너에 대전되는 전하량이 증가시, 현상롤러(30)에 부착되는 토너가 필요 이상으로 증가하고 이에 의해 감광체(OPC)(50)과 정착롤러(70)에 의해 용지(P)에 인쇄된 이미지에서 고스트(ghost)가 발생하거나, 인쇄물의 농도가 필요 이상으로 높아지게 되며, 토너에 대전되는 대전량이 감소하는 경우, 현상롤러(30)에 부착된 토너의 층이 얇아져서 현상롤러(30) 표면이나 감광체(OPC)(50)의 표면에 필름(film)화되는 경우가 발생한다. 이 경우, 감광체(OPC)(50)에 인가되는 토너가 부족해지므로 용지(P)에 인쇄되는 이미지가 흐려지거나, 이미지에 줄(streak)이 발생하게 되는 문제점이 있다.

도 2는 도 1에 도시된 감광체(OPC)(50)과 현상롤러(30) 사이에서 토너에 작용되는 힘을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 토너(T)는 약 -300V로 대전된 현상롤러(30)와 약 -700V로 대전된 감광체(OPC)(50)과의 전위차에 의해 감광체(OPC)(50)으로 인가된다. 이때, 토너(T)가 감광체(OPC)(50)을 향해 이동되는 힘(Fd)은 토너가 지닌 전하량(q)와 현상롤러(30)와 감광체(OPC)(50) 사이의 전계(Ed)에 비례한다. 즉 힘(Fd)는 아래의 수학식 1과 같다.

한편, 토너(T)가 현상롤러(30)에 부착되려는 힘(Fr)은, 반데워스력(Van der wall's force)과 경상력(image force)의 합이된다. 반데워스력은 아래의 수학식 2와 같다.

,

여기서, q는 토너의 전하량, εr은 공기의 유전율을 나타낸다.

상기한 [수학식 1]과 [수학식 2]를 토대로 토너(T)의 대전량과, 대전량에 따른 힘(Fd, Fr)을 그래프로 도시하면 도 3과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, 1차원 함수의 형태를 갖는 힘(Fd)과 2차원 함수의 형태를 갖는 힘(Fr)이 가장 큰 차이를 갖는 대전량 q'에서 현상롤러(30)에 부착된 토너(T)가 감광체(OPC)(50)에 잘 인가됨을 알 수 있다. 이때의 대전량 q'은 전자사진 방식의 화상형성장치에 따라 각기 다른 값을 가지나, 삼성전자에서 출시된 전자사진방식의 화상형성장치의 경우, 약 12 ∼ 20uC/g의 값을 갖는다. 한편, 도 3에 도시된 바와 같이 토너(T)의 대전량이 너무 적거나(예컨데 12uC/g 미만), 너무 많은 경우(예컨데 20uC/g 초과)에는 현상롤러(30)에 부착되는 토너의 양이 비정상적으로 증가하거나 반대로 감소하게 되며, 현상롤러(30)에 부착된 토너가 균일하지 않게 되므로 현상롤러(30)에 부착된 토너의 두께를 제한하는 블레이드(36)와 기계 적인 마찰이 증가하게 된다. 블레이드(36)와 토너(T)간에 기계적인 마찰이 증가하게 되면, 토너(T)에 첨가된 외첨제, 예컨데 SiO_2,TiO₂와 같은 첨가제가 손실되거나 벗겨지게 된다. 토너(T)에 첨가된 외첨제는 토너(T)입자를 둘러싸는 형태로 첨가되며, 토너(T)간의 결합을 방지하고, 감광체(OPC)(50)에 융착되지 않도록 하는 용도로 첨가된다. 이러한 외첨제가 제거되거나 손상되면, 토너(T)가 감광체(OPC)(50)에 필름(film)와 되어 융착되거나 화상형성장치에서 형성된 이미지의 품질을 열화시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전자사진 방식의 화상형성장치의 주변환경에 따라 토너의 대전량을 적절히 증감함으로서 이미지의 품질을 균일하게 유지할 수 있도록 하는 화상형성장치를 제공함에 있다.

상기한 목적은 본 발명에 따라, 토너가 소정의 전하량을 갖도록 대전시키는 공급롤러, 상기 공급롤러로부터 인가된 토너를 감광체에 인가하는 현상롤러, 상기 현상롤러에 부착된 상기 토너의 전하량을 가감하는 제전부재, 상기 현상롤러에 공급되는 현상전압에 대한 전류변화를 검출하는 현상전류 검출부, 및 상기 현상전류 검출부의 검출결과에 따라 상기 제전부재에 인가되는 제전전압을 가감하는 제전전압 제어부에 의해 달성된다.

제전전압 제어부는, 상기 현상전류에 대응되는 상기 제전전압에 대한 정보를 룩업-테이블의 형태로 구비하며, 상기 현상전류의 변화에 따라 상기 현상전류에 대응되는 제전전압을 가변하는 것이 바람직하다.

상기 제전전압 제어부는, 상기 현상전류 검출부의 검출결과를 아날로그-디지털 변환하는 아날로그-디지털 변환부, 상기 현상전압에 대응되는 상기 제전전압에 대한 정보를 구비하는 메모리, 및 상기 아날로그-디지털 변환부의 변환결과와 상기 제전전압에 대한 정보를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 제전전압을 가감하는 프로세서를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제전전압은, 기 설정된 직류전압과 기 설정된 교류전압에 대한 합성전압인 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 현상롤러와 소정 거리 이격되게 마련되며, 상기 현상롤러에 부착된 상기 토너의 두께를 제한하기 위한 블레이드를 더 포함한다.

상기한 목적은 본 발명에 따라, 토너가 소정의 전하량을 갖도록 대전시키는 공급롤러, 상기 공급롤러로부터 인가된 토너를 감광체에 인가하는 현상롤러, 상기 현상롤러에 부착된 상기 토너의 전하량을 가감하는 제전부재, 상기 현상롤러와 소정 거리 이격되게 마련되며, 상기 현상롤러에 부착된 상기 토너의 두께를 제한하기 위한 블레이드, 상기 블레이드에 공급되는 블레이드 전압에 대한 전류를 검출하는 블레이드 전류검출부, 상기 현상롤러에 공급되는 현상전압에 대한 전류변화를 검출하는 현상전류 검출부, 및 상기 현상전류 검출부의 검출결과에 따라 상기 블레이드에 인가되는 블레이드전압을 가감하는 블레이드전압 제어부에 의해 달성된다.

블레이드전압 제어부는, 상기 현상전류에 대응되는 상기 블레이드전압에 대한 정보를 룩업-테이블의 형태로 구비하며, 상기 현상전류에 대한 전압과 상기 블레이드전압의 차에 따라 상기 블레이드 전압을 가변하는 것이 바람직하다.

상기 블레이드 전압제어부는, 상기 현상전류 검출부의 검출결과를 아날로그-디지털 변환하는 아날로그-디지털 변환부, 상기 검출된 현상전류에 대응되는 상기 블레이드 전압에 대한 정보를 구비하는 메모리, 및 상기 아날로그-디지털 변환부의 변환결과와 상기 블레이드 전압에 대한 정보를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 블레이드 전압을 가감하는 프로세서를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 블레이드 전압은, 기 설정된 직류전압과 기 설정된 교류전압에 대한 합성전압인 것이 바람직하다.

상기 프로세서는, 상기 현상전압이 기 설정된 전압을 초과시, 상기 합성전압을 낮추어 상기 토너에 대전된 전하량을 감소시키는 것이 바람직하다.

상기한 목적은 본 발명에 따라, 잠상체와 토너를 이송하여 현상하는 현상롤러, 상기 현상롤러에 일정한 토너층을 형성하는 토너층 규제수단, 상기 현상롤러에 토너를 공급하는 공급롤러, 현상영역의 하류방향의 위치에서 상기 현상롤러와 접촉하여 제전하는 제전부재, 환경상태를 검출하는 환경검출수단, 및 상기 환경검출수단이 검출한 환경상태에 따라 상기 제전부재의 인가전압을 가변 제어하는 제어부에 의해 달성된다.

상기 환경검출수단은, 상기 온도 및 상기 습도를 검출하기 위한 온도센서 및 습도센서 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

바람직하게는, 정전잠상을 형성하며, 상기 현상롤러로부터 인가되는 토너를 상기 형성된 정전잠상에 부착하는 감광체, 상기 감광체를 소정 전압으로 대전하는 대전체, 및 상기 감광체에 형성된 정전잠상에 따른 이미지를 용지에 융착하는 전사롤러를 더 포함하며, 상기 환경상태는, 상기 대전롤러의 전류, 및 상기 전사롤러의 전류 중 어느 하나이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 화상형성장치에 대한 개략적인 개념도를 나타낸다. 이하, 도 1과 도 2를 함께 참조하여 설명하며, 도 1과 동일한 기능을 갖는 부재에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하도록 한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 화상형성장치는, 블레이드 전압(20)에 의해 고압의 음전압(예컨데 -500V)으로 대전되며, 토너(T)를 현상롤러(30)로 인가하기 위한 공급롤러(10), 현상전압(35)에 의해 고압의 음전압(예컨데 -300V)으로 대전되며, 공급롤러(10)와의 전위차에 의해 공급롤러(10)에 부착된 토너(T)를 인가받아 이를 감광체(OPC:Organic Photo Conductor)(50)에 인가하는 현상롤러(30), 현상롤러(30)에 부착된 토너(T)의 두께를 일정하게 유지하기 위한 블레이드(36), 현상롤러(50)에 접촉되며, 현상롤러(50)에 부착된 토너(T)의 대전량을 제어하기 위한 제전부재(40), 제전부재(40)에 제전전압을 공급하는 제전전압 공급부(45), 감광체(OPC)(50)을 고압의 음전압(예컨데 -700V)으로 대전하는 대전롤러(60), 및 대전롤러(60)에 의해 대전되며 레이저스캐닝유닛(LSU)(80)에 의해 주사된 부분에 정전잠상을 형성하고 형성된 정전잠상에 토너(T)를 부착하는 감광체(OPC)(50), 감 광체(OPC)(50)에서 형성된 정전잠상에 부착된 토너(T)를 용지(P)에 고착하는 정착롤러(70)를 구비한다. 제전부재(40)는 양(+)전압을 현상롤러(50)에 인가하여, 현상롤러(50)에 음(-)전하로 부착된 토너(T)의 대전량을 증감한다. 본 발명에 따른 화상형성장치는, 현상롤러(50)는 화상형성장치의 주변환경, 예컨데 온도나 습도에 의해 토너(T)의 대전량이 변화시, 가변되는 현상전류를 검출하고, 검출된 현상전류를 토대로 토너(T)의 대전량을 가변하도록 하는 것을 특징으로 한다. 현상전류는 토너(T)의 대전량과 토너(T)의 량에 비례한다. 즉, 현상롤러(50)에 부착된 토너(T)가 증가하거나 부착된 토너(예컨데 T)의 대전량이 증가하면 현상전류가 증가하게 되며, 반대의 경우 현상전류는 감소한다. 이에 따라, 본 발명은 토너(T)의 대전량과 토너(T)의 양에 따라 가변되는 현상전류를 검출하고, 검출된 현상전류에 대응되는 제전전압, 또는 블레이드 전압을 룩업테이블 형태로 마련된 전압정보에 따라 가변하여 현상롤러(50)에 부착되는 토너(T)의 양과 토너(T)의 대전량을 제어하도록 한다.

도 5는 도 4에 도시된 제전전압, 및 블레이드 전압을 가변하기 위한 전압 제어부 및 그와 연계된 전원부에 대한 일 예를 나타낸다.

도시된 전압제어부와 전원부는, 가변 DC전원(110), AC 전원(120), 전압검출부(130), 정전압 제어회로(140), 전류검출부(150), 아날로그-디지털 변환부(A/D)(160), 프로세서(CPU)(170), 디지털-아날로그 변환부(D/A)(190), 및 메모리(180)를 구비한다.

가변 DC전원(110)은 현상롤러(50)에 공급하기 위한 직류전압을 생성한다. 통상 현상롤러(50)를 약 -300V로 대전하기 위해서는 약 -500V의 전압을 필요로 하므로, 가변 DC전원(110)의 출력전압은 약 -500V가 된다. 물론 이 수치는 전자사진 방식의 화상형성장치에 따라 다소 차이가 나며, 화상형성장치의 제조社에 따라 그 편차가 크므로 동일한 값이 적용되지는 않음을 밝혀둔다.

AC 전원(120)은 기 설정된 주파수에 따른 사각파형(rectengural)의 교류전압(예컨데 -1.8KV)을 생성하며, 가변 DC전원(110)에서 생성된 직류전압과 합성한다. 합성된 전압은 현상롤러(50)에 인가되어 현상롤러(50)를 대전시킨다. 전압검출부(130)는 합성된 전압을 검출하고 이를 정전압 제어회로(140)로 인가한다. 정전압 제어회로(140)는 전압검출부(130)에서 검출된 결과에 따라 AC 전원(120)을 제어하여 AC 전원(120)에서 출력되는 합성전압을 가감한다.

전류검출부(150)는 AC 전원(120)에서 출력되는 합성전압의 전류를 검출한다. 아날로그-디지털 변환부(A/D)(160)는 이를 디지털 신호로 변환하여 프로세서(CPU)(170)로 인가한다. 메모리(180)는 현상전류에 대응되는 토너(T)의 대전량 정보, 및 토너(T)의 대전량에 따른 제전전압에 대한 정보를 갖는다. 프로세서(CPU)(170)는 전류검출부(150)의 검출결과를 토대로 메모리(180)에서 제전전압에 대한 적정한 전압값을 얻고, 이를 토대로 제전전압 생성부(45)에서 출력되는 제전전압을 제어한다. 프로세서(CPU)(170)는 현상롤러(50)에 부착된 토너(T)의 대전량 변화에 따라, 제전전압을 가감함으로서, 토너(T)의 대전량을 일정량(예컨데 12uC/g ∼ 20uC/g)이 되도록 할 수 있다. 한편, 도면에서는 프로세서(CPU)(170)가 제전전압 생성부(45)를 제어하여 제전전압을 가감하도록 하고 있으나, 도면에 도시 된 제전전압 생성부(45) 대신에 블레이드 전압을 생성하기 위한 블레이드 전압생성부(20)로 대체할 수 있으며, 블레이드 전압을 가감하여도 현상롤러(50)에 부착된 토너(T)의 대전량을 제어할 수 있는 바, 블레이드 전압을 제어하기 위한 도면 및 설명은 이하, 생략하도록 한다.

아래의 표 1은 토너(T)의 대전량에 따른 현상전류의 변화를 나타낸다.

토너(T) 대전량(uC/g)	현상전류(uA)
-8uC/g	0.5uA
-12uC/g	1.0uA
-18uC/g	1.8uA
-25uC/g	3.0uA

표 1에 나타난 바와 같이, 토너(T)의 대전량에 따라 현상롤러(50)에 인가되는 현상전류가 가변되는 것을 볼 수 있다. 토너(T)의 대전량이 증가하면 현상전류도 증가하며, 토너(T)의 대전량이 감소하면 현상전류도 감소하게 된다. 본 발명에서는 검출된 현상전류를 토대로 토너(T)의 대전량을 판단하고, 토너(T)의 대전량이 기 설정된 량(예컨데 12uC/g ∼ 20uC/g)을 벗어나는 경우, 현상롤러(50)와 인접한 블레이드(36)나 제전부재(40)에 공급되는 전압을 가변하여 토너(T)의 대전량을 가감하도록 한다.

아래의 표 2는 표 1에 나타난 현상전류에 따른 토너(T)의 대전량과 제전전압간의 관계를 나타낸다.

토너(T)의 대전량	제 전 전 압
토너(T)의 대전량	0V	100V	200V	300V
-8.0uC/g	-7.0uC/g	-7.0uC/g	-6.0uC/g	-6.0uC/g
-12.0uC/g	-11.0uC/g	-10.0uC/g	-9.0uC/g	-8.0uC/g
-18.0uC/g	-15.0uC/g	-15.0uC/g	-13.0uC/g	-13.0uC/g
-25.0uC/g	-20.0uC/g	-18.0uC/g	-16.0uC/g	-16.0uC/g

표 2에 나타난 바와 같이, 제전전압을 증가(0V ∼ 300V)시, 토너(T)의 대전량은 대체로 감소하는 것을 볼 수 있다. 이는 음(-)전하로 대전된 토너(T)에 양(+)전압을 인가함에 따라 발생되는 현상으로서, 프로세서(CPU)(170)가 전류검출부(150)에서 검출된 전류에 대한 토너(T)의 대전량을 판단하고, 판단된 대전량에 따라 표 2에 나타난 바와 같이 제전전압을 가감함으로서 토너(T)에 대한 적정한 대전량을 설정할 수 있다.

아래의 표 3은 표 1에 나타난 현상전류에 따른 토너(T)의 대전량과 블레이드 전압간의 관계를 나타낸다.

토너(T)의 대전량	현상전압 - 블레이드 전압
토너(T)의 대전량	0V	100V	200V	300V
-8.0	-8.0	-9.0	-11.0	-13.0
-12.0	-12.0	-14.0	-15.0	-15.0
-18.0	-18.0	-19.0	-19.0	-20.0
-25.0	-25.0	-25.0	-26.0	-26.0

표 3에 나타난 바와 같이, 블레이드 전압과 현상전압과의 차이가 증가시 토너(T)의 대전량이 증가함을 볼 수 있다. 이는 블레이드 전압을 감소시킴으로서 토너(T)의 대전량을 증가시키는 것으로서, 프로세서(CPU)(170)가 전류검출부(150)에서 검출된 전류에 대한 토너(T)의 대전량을 판단하고, 판단된 대전량에 따라 표 2에 나타난 바와 같이 제전전압을 가감함으로서 토너(T)에 대한 적정한 대전량을 설정할 수 있다. 메모리(180)에는 상기한 표 1 ∼ 표 3의 내용을 참조하여 토너(T) 에 대한 적정한 대전량을 얻을 수 있도록 하는 제전전압 및 블레이드 전압에 대한 테이블을 마련하고, 프로세서(CPU)(170)에서 메모리(180)에 마련된 테이블을 참조하여 제전전압이나 블레이드 전압을 가감하도록 함으로서 전자사진 방식의 화상형성장치에서 형성되는 이미지의 품질을 균일하게 유지할 수 있도록 한다.

한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 현상전류의 변화에 따른 표 1과 표 2에 나타난 결과를 이용하는 대신에, 프로세서(CPU)(170)와 연결되는 온도센서(미도시)나 습도센서(미도시)를 이용하여 토너의 대전량을 예측하고, 이를 토대로 제전부재(40)에 인가되는 전압을 가감하도록 구성할 수도 있다. 이를 위해서는 화상형성장치의 주변온도나 습도에 따라 토너의 대전량 변화를 메모리(180)에 룩업-테이블의 형태로 저장하고, 프로세서(CPU)(170)는 검출된 온도나 습도에 따라 제전전압 공급부(45)를 제어함으로서 제전부재(40)에 공급되는 제전전압을 가감할 수 있다. 이와 같은 경우에도 온도나 습도에 따른 토너의 대전량 정보를 화상형성장치에 미리 내장시켜 두어야 하며, 프로세서(CPU)(170) 내에 별도의 아날로그-디지털 변환부가 구비되지 않은 경우, 프로세서(CPU)(170)와 센서(온도센서, 습도센서) 사이에는 아날로그-디지털 변환부를 배치함이 바람직하다. 온도센서나 습도센서를 통해 토너의 대전량을 예측하여 제전부재(40)에 공급되는 전압을 가감할 경우, 대전과정에 의해 현상롤러(30)의 현상전류를 계측하지 않아도 된다.

도 6은 본 발명에 따른 토너(T) 부족상태를 감지 가능한 화상형성장치의 일 예에 따른 블록개념도를 나타낸다.

도시된 도면은 앞서 설명한 도 5와 유사하되, 전류검출부(150)의 검출결과, 검출된 전류가 기 설정된 전류보다 적으면 이를 토너(T) 부족 상태로 인식하고, 이를 패널조작부(200)에 마련되는 LCD(210)를 통해 디스플레이 가능한 실시예를 나타낸다.

앞서, 표 1에 나타난 바와 같이, 현상전류가 감소하면 블레이드 전압 및 이에 대한 블레이드 전류도 함께 감소한다. 즉, 현상전류가 기 설정된 전류(에컨데 0.5uA 미만) 이하면, 블레이드 전류도 이에 비례하여 감소하며, 이때의 현상전류에 대한 블레이드 전류값을 메모리(180)에 미리 저장해 둠으로서 프로세서(CPU)(170)는 인가된 블레이드 전류값을 토대로 토너(T) 부족을 예측할 수 있다. 마찬가지로, 현상전류가 감소될때, 공급롤러(10)에 인가되는 전류도 감소되므로 공급롤러(10)에 공급되는 전압을 검출하여도 동일한 결과를 얻을 수 있다. 즉, 도면에 도시된 출력전압(Vout)을 공급롤러(10)에 공급하는 경우에는 전류검출부(150)가 공급롤러(10)에 인가되는 전압에 대한 전류값을 검출하고, 검출된 전류값을 아날로그-디지털 변환하여 프로세서(CPU)(170)에 인가함으로서 토너(T) 부족을 판단할 수 있다. 이때, 메모리(180)에는 토너(T)부족에 대응되는 현상전류와, 이에 대한 공급롤러(10)의 전류값에 대한 전류값에 대한 정보를 미리 저장시켜두어야 한다.

위에서 설명되는 화상형성장치는 비자성 비접촉 1성분 형상방식을 사용하는 것이 바람직하다. 일반적으로 사용하는 현상제에 따라 건식과 습식으로 구분되는데, 건식인 경우에는 현상제로서 분말 상태의 토너가 사용되며, 습식인 경우에는 액상의 캐리어가 토너에 혼합된 액상의 현상제가 사용된다. 그리고 분말 상태의 토너를 사용하는 건식 현상방식에는 토너 입자의 운반을 위한 캐리어 입자가 포함된 2성분의 토너를 사용하는 2성분 현상방식과, 캐리어를 이용하지 않고 토너만을 사용하는 1성분 현상방식이 있다. 상기 1성분 현상방식은 다시 자성 1성분 현상방식과 비자성 1성분 현상방식을 나눌 수 있다. 상기 자성 1성분 현상방식이란 자성 1성분 현상용 토너로 현상하는 방식이며, 비자성 1성분 현상방식이란 비자성 1성분 현상용 토너로 현상롤러 상에 토너층을 형성시켜 감광체와 접촉 또는 비접촉으로 현상하는 방식이다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 화상형성장치의 주변환경의 변화에 따른 토너의 대전량 변화를 현상전류의 변화를 통해 인지하고, 인지된 결과에 따라 토너의 대전량을 적절히 증감함으로서 화상형성장치에서 형성되는 이미지의 품질을 균일하게 유지할 수 있도록 한다. 또한, 본 발명에 따른 화상형성장치는 토너의 대전량이 비 정상적으로 낮을때, 이를 토너 부족상태로 판단하고 패널조작부를 통해 토너 부족 상태를 표시함으로서 사용자에게 적절한 토너 교체 시점을 제시할 수 있다.

이상에서는 본 고안의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 고안은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게된다.

Claims

토너가 소정의 전하량을 갖도록 대전시키는 공급롤러;

상기 공급롤러로부터 인가된 토너를 감광체에 인가하는 현상롤러;

상기 현상롤러에 부착된 상기 토너의 전하량을 가감하는 제전부재;

상기 현상롤러에 공급되는 현상전압에 대한 전류변화를 검출하는 현상전류 검출부; 및

상기 현상전류 검출부의 검출결과에 따라 상기 제전부재에 인가되는 제전전압을 가감하는 제전전압 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토너의 대전량을 제어하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,

제전전압 제어부는,

상기 현상전류에 대응되는 상기 제전전압에 대한 정보를 룩업-테이블의 형태로 구비하며, 상기 현상전류의 변화에 따라 상기 현상전류에 대응되는 제전전압을 가변하는 것을 특징으로 하는 토너의 대전량을 제어하는 화상형성장치.
제2항에 있어서,

상기 제전전압 제어부는,

상기 현상전류 검출부의 검출결과를 아날로그-디지털 변환하는 아날로그-디지털 변환부;

상기 현상전압에 대응되는 상기 제전전압에 대한 정보를 구비하는 메모리; 및

상기 아날로그-디지털 변환부의 변환결과와 상기 제전전압에 대한 정보를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 제전전압을 가감하는 프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토너의 대전량을 제어하는 화상형성장치.
제3항에 있어서,

상기 제전전압은, 직류전압인 것을 특징으로 하는 토너의 대전량을 제어하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,

상기 현상롤러와 소정 거리 이격되게 마련되며, 상기 현상롤러에 부착된 상기 토너의 두께를 제한하기 위한 블레이드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토너의 대전량을 제어하는 화상형성장치.
토너가 소정의 전하량을 갖도록 대전시키는 공급롤러;

상기 공급롤러로부터 인가된 토너를 감광체에 인가하는 현상롤러;

상기 현상롤러에 부착된 상기 토너의 전하량을 가감하는 제전부재;

상기 현상롤러와 소정 거리 이격되게 마련되며, 상기 현상롤러에 부착된 상기 토너의 두께를 제한하기 위한 블레이드;

상기 블레이드에 공급되는 블레이드 전압에 대한 전류를 검출하는 블레이드 전류검출부;

상기 현상롤러에 공급되는 현상전압에 대한 전류변화를 검출하는 현상전류 검출부; 및

상기 현상전류 검출부의 검출결과에 따라 상기 블레이드에 인가되는 블레이드전압을 가감하는 블레이드전압 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토너의 대전량을 제어하는 화상형성장치.
제6항에 있어서,

상기 블레이드는,

그 일단이 상기 현상롤러와 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 토너의 대전량을 제어하는 화상형성장치.
제6항에 있어서,

블레이드전압 제어부는,

상기 현상전류에 대응되는 상기 블레이드전압에 대한 정보를 룩업-테이블의 형태로 구비하며, 상기 현상전류에 대한 전압과 상기 블레이드전압의 차에 따라 상기 블레이드 전압을 가변하는 것을 특징으로 하는 토너의 대전량을 제어하는 화상형성장치.
제8항에 있어서,

상기 블레이드 전압제어부는,

상기 현상전류 검출부의 검출결과를 아날로그-디지털 변환하는 아날로그-디지털 변환부;

상기 검출된 현상전류에 대응되는 상기 블레이드 전압에 대한 정보를 구비하는 메모리; 및

상기 아날로그-디지털 변환부의 변환결과와 상기 블레이드 전압에 대한 정보를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 블레이드 전압을 가감하는 프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토너의 대전량을 제어하는 화상형성장치.
토너를 이송하여 현상하는 현상롤러;

상기 현상롤러에 일정한 토너층을 형성하는 토너층 규제수단;

상기 현상롤러에 토너를 공급하는 공급롤러;

현상영역의 하류방향의 위치에서 상기 현상롤러와 접촉하여 제전하는 제전부재;

환경상태를 검출하는 환경검출수단; 및

상기 환경검출수단이 검출한 환경상태에 따라 상기 제전부재의 인가전압을 가변 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제10항에 있어서,

상기 환경검출수단은,

상기 온도 및 상기 습도를 검출하기 위한 온도센서 및 습도센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제10항에 있어서,

정전잠상을 형성하며, 상기 현상롤러로부터 인가되는 토너를 상기 형성된 정전잠상에 부착하는 감광체;

상기 감광체를 소정 전압으로 대전하는 대전체; 및

상기 감광체에 형성된 정전잠상에 따른 이미지를 용지에 융착하는 전사롤러;를 더 포함하며, 상기 환경상태는, 상기 대전롤러의 전류, 및 상기 전사롤러의 전류 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제10항에 있어서,

비자성 비접촉 1성분 현상방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.