KR100729309B1

KR100729309B1 - 화상형성장치, 카트리지 및 카트리지에 장착되는 저장장치

Info

Publication number: KR100729309B1
Application number: KR1020057021466A
Authority: KR
Inventors: 노리히또 나이또; 카즈미 야마우치; 야스나오 오또모; 히데아끼 하세가와; 노부오 오시마
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2007-06-19
Also published as: KR20050121756A; WO2004102283A1; RU2324212C2; EP1623280B1; CN100407067C; CN1777846A; EP1623280A1; RU2005138855A; US20060109491A1; US7639956B2

Abstract

화상 형성 장치는 제1 소정의 화상형성조건에서 현상제를 이용하여 화상 담지 부재에 화상을 형성하는 제1 화상형성 모드와, 상기 제1 소정의 화상형성조건과 다른 제2 화상형성조건에서 현상제를 이용하여 화상 담지 부재에 화상을 형성하는 제2 화상형성 모드를 가지며,

상기 제2 화상 형성 조건은 동일 화상에 대한 현상제의 소비량이 상기 제1 화상형성 모드에서보다도 상기 제2 화상형성 모드 쪽이 적어지도록 설정되며, 화상형성장치는 화상 담지 부재의 사용량에 관한 정보를 저장하는 저장수단과, 상기 저장수단에 저장된 정보에 따라 상기 제2 화상형성 모드에서의 제2 화상형성조건을 변경하는 제어수단을 포함한다.

화상형성장치, 화상형성모드, 임계치, 감광체, 프린터, 감광 드럼, 저장 장치, 카트리지

Description

화상형성장치, 카트리지 및 카트리지에 장착되는 저장장치 {IMAGE FORMING APPARATUS, CARTRIDGE, AND STORING DEVICE MOUNTED TO THE CARTRIDGE}

본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로, 특히, 레이저 빔 프린터 등과 같은 전자사진방식(electrophotography type)의 화상형성장치 및 카트리지, 카트리지에 탑재되는 저장장치에 관한 것이다.

본 명세서는 레이저 빔 프린터 등과 같은 종래의 전자사진 화상형성장치를 참조하여 기술될 것이다. 일반적인 전자사진 화상형성장치는, 대전수단에 의해 균일하게 대전된 전자사진 감광체에 대하여, 화상정보에 해당하는 빛을 감광체에 조사하여 정전 잠상(electrostatic latent image)을 형성하여, 이 정전 잠상에 현상수단을 사용하여 기록재인 현상제(이하, "토너(toner)")를 공급하여 화상으로서 보이게 한다. 또한, 토너는 감광체로부터 저장 매체인 기록지로 화상을 전사하여, 토너를 보유한 기록지(P)는 토너 이미지를 방해하지 않도록, 정착장치로 전송되어, 정착장치에 의해 열압착되어서 기록지 상에 영구적 화상으로서 기록되어 출력된다. 현상수단에는 토너를 보유하는 현상제 수납부로서의 토너용기가 연결된다. 화상을 형성시키는 것에 의해 토너는 소비된다. 많은 경우에 있어서, 토너용기나 현상수단, 감광체, 대전수단 등은 프로세스 카트리지(이하, "카트리지")로서 일체로 구성 된다. 토너가 없어졌을 때 사용자는 카트리지를 교환 하여 다시 화상을 형성할 수 있다.

카트리지에는 용기의 용적에 의해서 결정되는 소정량의 토너가 보관된다. 따라서 사용자가 프린트할 수 있는 매수는 보통 토너량과 관계가 있다. 토너 소비량을 저감시켜 토너를 절약하여, 보다 많은 매수를 프린트하는 사용자도 늘어났다. 또한, 자동적으로 토너 소비량을 저감할 수 있는 저소비 모드나, 인쇄될 화상 데이터를 해상도가 낮은 화상 데이터, 계조수(number of gradation lever)를 낮춘 화상 데이터 또는 화상농도를 낮춘 화상 데이터로 변환하여 인쇄하는 초벌(draft) 모드와 같은 화상형성 모드를 가진 레이저 빔 프린터도 늘어나고 있다.

토너소비량을 감소시키기 위한 수단으로서, 현상 콘트라스트(developing contrast)를 변화시키는 수단, 레이저 광량을 변화시키는 수단 등을 사용할 수 있다. 현상 콘트라스트를 변화시키거나, 레이저 광량을 변화시킴으로써 감광체 상에 형성된 잠상이 변화된다. 이로 인해서 현상할 때 토너의 인가량이 저감될 수 있다.

그렇지만, 현상 콘트라스트나 레이저 광량만으로 토너소비량을 저감 시킨 경우, 어느 정도 넓은 면적을 갖는 빈틈없는 흑색 화상에 대해서 화질의 변화가 눈에 띄지 않는 조건이지만, 얇은 선이나 문자 등의 화상에서는 선의 폭이 대단히 가늘게 되어 조악한 화질로 되는 경우도 있다.

이런 이유로, 선폭을 확보하면서 토너소비량을 저감시키는 수단으로서, 이진 영상으로 구성되는 화상의 윤곽부는 그대로의 농도로 인쇄하나 화상의 내부에 있어 토너소비량을 저감시키는 제어방법을 행함으로써 선폭을 확보하면서 토너소비량을 감소시키는 것이 가능하게 된다(예,일본특허 공개공보 평9-085993호). 더 구체적으로, 이 때의 제어방법이란, 도3에 도시한 바와 같이 인쇄될 원래 화상(화상 데이터; 301)은, 빈틈없는 흑색 화상과 같은 집중된 화소 영역인 윤곽부분은 그대로의 농도로, 내부에는 인쇄되지 않는 빈 도트들을 뿌려 놓은 디더 화상(dither image; 302)이나 하나의 도트 단위로 레이저의 발광량이나 점등기간(laser on-period)을 변화시키는 하프톤 화상(halftone image; 303)로 변경되는 이미지 처리를 실행한다.

여기에서, 1도트 단위로 레이저의 발광량이나 발광기간(발광시간)을 변화시켜 토너의 인가 량을 억제하기 위한 화상형성 모드를 "토너 저소비 모드"라고 한다.

그렇지만, 상기 종래의 화상 제어 수단은 아래와 같은 문제를 동반한다.

상기에 기재된 바와 같이, 종래에 이용되어 온 토너 저소비 모드 화상 처리방법은, 결과로서 생기는 화상의 화소 집합부의 윤곽부분을 원래 농도대로 인쇄하고, 내부(중앙부)에는 화상을 디더 화상 또는 하프톤 화상으로 변환시켜, 토너소비량을 저감시킨다. 이 경우, 화상 처리방법은 윤곽부 이외의 모든 화상에 대하여 일률적으로 적응된다. 사용상황에 대응해서, 디더 화상의 패턴 또는 하프톤 화상의 패턴 사이의 비율을 바꿈으로써 화질을 유지한 저소비 모드를 제공하는 것을 가능하게 했다.

그러나, 디더 화상에 의한 저소비 모드를 하는 경우에는, 종래의 저소비 모 드에 있어서의 토너 소비량보다도, 더욱 더 토너소비량을 저감하려고 할 때는, 빈 도트 부분이 대단히 눈에 잘 띄어, 원래 빈틈없는 흑색 화상이어야 할 화상이, 메쉬 화상(mesh image)으로 되는 문제가 있다.

또한, 스캐너 레이저의 발광시간이나 발광 광량을 변화시켜 얻어진 하프톤 화상에 의한 저소비 모드를 행한 경우, 감광체의 감광층의 내구성 변화에 영향을 받기 쉽게 된다는 문제가 생긴다. 더 구체적으로는, 하프톤 처리를 하지 않는 경우의 보통의 레이저광에 대해서, 감광체의 장시간 사용에 의한 감광층의 마멸 및 마모에 의한 감도 변화에 실질적으로 영향이 없다. 그러나, 발광시간이나 발광 광량을 변화시킨 레이저광에 대해서는, 감광체 감광층의 내구변화, 즉, 감광체의 마모 및 마멸이 진행하여 감광층이 희미해지면 감광체의 감도가 저하한다. 그 결과, 큰 농도 저하 및 선폭의 열화가 생겨 버린다.

또한, 감광체의 감도변화를 검출하기 위한 농도 센서나 감광체용 표면전위 센서를 설치하여, 그 센서의 검출결과에 따라서 발광시간이나 발광 광량을 변화시키는 것에 의해 하프톤 화상을 생성하는 것도 가능하다. 그러나, 센서들을 설치하는 것은 상기 센서들의 검출회로를 통합시키기 위한 비용면의 문제나 센서를 설치하기 위한 설치 공간을 확보하기 위한 문제가 있다.

종래의 화상 제어 수단에 나타난 바와 같이 빈틈없는 흑색 화상이나 선폭과 같은 화상 면적이 다른 패턴에서는, 디더 화상에 의한 저소비 모드를 행한 경우에 화질을 유지하기 위해서 필요한 토너소비량이 화상 면적의 차이 때문에 상이하며, 이로 인해 화상면적에 관계없이 일률적으로 토너소비량을 저감시키면 토너소비량을 저감시키는 정도가 희생될 필요가 있었다.

본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 화상 담지 부재의 사용량에 상관없이 안정된 화질을 유지하여, 현상제 소비량을 줄일 수 있는 화상형성장치 및 카트리지, 카트리지에 탑재되는 저장장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 화상형성장치는, 현상제를 이용하여 제1 소정의 화상형성조건으로 화상 담지 부재(image bearing member)에 화상을 형성하는 제1 화상형성 모드와, 현상제를 이용하여 제1 소정의 화상형성조건과는 다른 제2 화상형성조건으로 화상 담지 부재에 화상을 형성하는 제2 화상형성 모드를 갖고, 동일 화상에 대한 현상제의 소비량이 상기 제1 화상형성 모드보다도 상기 제2 화상형성모드 쪽이 적어지도록 제2 화상형성조건이 설정되는 화상형성장치가 제공되며, 이 화상형성장치는 화상 담지 부재의 사용량에 관계되는 정보를 저장하는 저장수단과, 상기 저장수단에 저장된 정보에 따라 상기 제2 화상형성 모드에 있어서의 제2 화상형성조건을 변경하는 제어수단을 포함한다.

본 발명에 따라, 현상제를 이용하여 제1 소정의 화상형성조건으로 화상 담지 부재에 화상을 형성하는 제1 화상형성 모드와, 현상제를 이용하여 제1 소정의 화상형성조건과는 다른 제2 화상형성조건으로 화상 담지 부재에 화상을 형성하는 제2 화상형성 모드를 갖고, 동일 화상에 대한 현상제의 소비량이 상기 제1 화상형성 모드보다도 상기 제2 화상형성모드 쪽이 적어지도록 제2 화상형성조건이 설정되는 화상형성장치에 착탈 가능한 카트리지가 제공되며, 이 카트리지는 화상 담지 부재와, 카트리지에 관계되는 정보를 저장하는 저장수단을 갖고, 이 저장수단은, 제2 화상형성조건을 변경하기 위한 화상 담지 부재의 사용량에 관계되는 정보를 저장하는 제1 저장영역을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따라, 현상제를 이용하여 제1 소정의 화상형성조건으로 화상 담지 부재에 화상을 형성하는 제1 화상형성 모드와, 현상제를 이용하여 제1 소정의 화상형성조건과는 다른 제2 화상형성조건으로 화상 담지 부재에 화상을 형성하는 제2 화상형성 모드를 갖고, 동일 화상에 대한 현상제의 소비량이 상기 제1 화상형성 모드보다도 상기 제2 화상형성모드 쪽이 적어지도록 제2 화상형성조건이 설정되는 화상형성장치에 착탈 가능한 카트리지에 탑재되는 저장장치가 제공되며, 상기 제2의 화상형성 모드에 있어서의 화상형성조건을 변경하기 위한 화상 담지 부재의 사용량에 관계되는 정보를 저장하는 제1 저장영역을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따라 현상제를 이용하여 제1 소정의 화상형성조건으로 화상 담지 부재에 화상을 형성하는 제1 화상형성 모드와, 현상제를 이용하여 제1 소정의 화상형성조건과는 다른 제2 화상형성조건으로 화상 담지 부재에 화상을 형성하는 제2 화상형성 모드를 갖고, 동일 화상에 대한 현상제의 소비량이 상기 제1 화상형성 모드보다도 상기 제2 화상형성모드 쪽이 적어지도록 제2 화상형성조건이 설정되는 화상형성장치에 착탈 가능한 카트리지에 탑재되는 저장장치가 제공되며, 화상형성장치의 화상형성조건을 변경하기 위한 정보를 저장하는 제1 저장영역을 갖고, 화상형성조건을 변경하기 위한 정보는 상기 제2 화상형성 모드에서 사용되나 상기 제1 화상형성 모드로서는 사용되지 않는다.

도1은 본 발명에 따른 화상 형성을 도시하는 개략적인 설명도이다.

도2는 본 발명에 따른 화상 형성 장치를 도시하는 개략적인 설명도이다.

도3은 종래 화상 처리를 도시하는 개략적인 설명도이다.

도4는 본 발명의 화상 형성을 도시하는 개략적인 설명도이다.

도5는 본 발명에 따른 화상 처리 도시하는 개략적인 설명도이다.

도6은 본 발명의 화상 정보에 관한 개략적인 설명도이다.

도7은 본 발명에서 사용되는 감광체 상의 화상 담지 부재 상의 전위에 관한 개략적인 설명도이다.

도8a 내지 도8c는 각각 본 발명에서 레이저 발광 시간과 감광체 상의 노광 전위 사이의 관계와, 노광 전위와 빈틈없는 흑색 농도 사이의 관계와, 노광 전위와 선폭 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.

도9는 본 발명에서 빈틈없는 흑색 농도와 선폭을 측정하는 측정 샘플을 도시하는 개략적인 설명도이다.

도10a 내지 도10b는 각각 본 발명에서 공급 매수와 빈틈없는 흑색 화상 사이의 관계와, 공급 시트의 수와 선폭 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.

도11은 본 발명에서 시트 공급 전과 후에 레이저 발광 시간과 감광체 상의 노광 전위 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.

도12는 본 발명에서 공급 매수와 감광체 상의 노광 전위 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.

도13은 실시예 1에서 드럼 사용량과 적당한 기준발광시간(reference emission time)을 도시하는 표이다.

도14는 실시예 1에서 드럼 사용량에 기초해서 기준발광시간을 바꾸는 것을 도시하는 표이다.

도15a 및 15b는 실시예1에 따른 효과를 각각 도시하는 그래프들이다.

도16는 실시예 1에서 제어에 관한 플로우 차트이다.

도17은 실시예2에서 선폭을 일정하게 유지시키기 위해서 드럼 사용량을 기초로 적당한 레이져 발광 시간을 도시하는 표이다.

도18은 실시예2에서 드럼 사용량을 기초로 선 화상 및 빈틈없는 흑색 화상을 위한 적당한 레이져 발광 시간들을 변경하는 것을 도시하는 표이다.

도19a 및 19b는 실시예2에 따른 효과를 각각 도시하는 그래프들이다.

도 20은 실시예2에서 제어에 관한 플로우 차트이다.

도21은 본 발명에서 감광 드럼 상의 노광 전위와 공급 매수 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.

도22는 본 발명에서 드럼 회전 시간과 대전 바이어스 전압 적용시간(charging bias voltage application times)을 도시하는 표이다.

도23은 본 발명에서 드럼 사용량(W)과 공급 매수 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.

도24는 본 발명에 따른 저장 장치 안의 저장 영역을 도시하는 개략도이다.

도25는 본 발명의 실시예3 에서의 적당한 레이저 광량 및 드럼 사용량을 도시하는 표이다.

도26은 실시예3 의 적당한 레이저 광량 및 임계치를 도시하는 표이다.

도27a 및 27b는 실시예3의 레이저 광량들을 변경하는 것의 효과를 각각 도시하는 그래프들이다.

도28은 실시예3에서의 제어에 관한 플로우 차트이다.

도29는 실시예4에서 현상 콘트라스트와 드럼 사용량(W)사이의 관계를 나타내는 그래프이다.

도30은 실시예4에서 임계치와, 대전 바이어스 인가 조건, 및 현상 바이어스 인가 조건을 도시하는 표이다.

도32는 실시예4에서 제어에 관한 플로우 차트이다.

(실시예1)

도2는 본 발명의 임계 정보에 따른 화상형성장치의 개략적 단면도이다.

도2에 있어서, 화상 형성 장치는 화상 담지 부재인 감광 드럼(1)을 포함하며, 감광 드럼은 OPC, 비결정Si 등의 감광재료를 알루미늄이나 니켈 등의 원통형 기판 위에 형성하여 구비되고, 모터 등의 구동수단(A)에 의해 표시된 화살표(a)의 시계 방향으로 소정의 주변 속도로 회전 구동된다.

화상 형성 장치는 소정의 극성과 소정의 전위로 회전하는 감광 드럼(1)의 원주면을 균등하게 대전 처리하는 대전 수단(2)을 더 포함한다. 본 실시예에서는 대전 롤러를 사용하는 접촉 대전 장치가 사용된다.

화상 형성 장치는 화상 정보 노광 수단(3)을 더 포함하고, 상기 실시예에서, 레이저 비임 스캐너가 노광 수단으로 사용된다.

상기 스캐너(3)는 반도체 레이저, 다각형 거울, F-θ 렌즈 등을 포함하고, 도시되지 않은 호스트 장치로부터 전송된 화상 정보에 따라 ON/OFF 컨트롤되는 레이저 비임(L)을 방사하여 감광 화상 담지 부재의 균일하게 대전된 표면을 주사하고 노광하여 정전 잠상을 형성한다.

처리 카트리지를 구성하는 현상 장치(4)는 감광 드럼(1) 상의 정전 잠상을 토너상으로서 현상한다.

현상방법으로서는, 점핑(jumping) 현상법, 2성분(two component) 현상법 등이 이용된다. 많은 경우에 화상 노광과 반전 현상의 조합이 사용된다.

접촉 대전 부재와 같은 회전 부재로서 탄성층을 갖는 전사 롤러(5)는 감광 드럼(1)에 가압 접촉되어 하여서 그 사이에 전송 전사 중핵 초기설정 프로그램부(nip; nucleus initialization program portion) N를 형성하고 있어, 모터 등의 구동 수단(B)에 의해 소정의 원주 속도로 지시된 화살표(b)의 반시계 방향으로 회전 구동된다.

감광 드럼(1)상에 형성된 토너상은, 해당 전사 중핵 초기설정 프로그램부(N)에 대하여 용지 공급부에서 공급된 기록재(P; 피전사재)에 대하여 순서대로 정전적 으로 전사된다. 수동 용지 공급부(7)나 카세트(cassette) 용지 공급부(14) 등의 용지 공급부에서 공급된 기록재(P)는, 전-공급센서(pre-feed sensor; 10)로 대기한 후에, 레지스트레이션 롤러(registration roller; 11), 레지스트레이션 센서(12), 전사 전 가이드(13)를 통과하여 전사 중핵 초기설정 프로그램부(N; (화상 형성부))에 공급된다.

기록재(P)는, 레지스트레이션 센서(12)에 의해서 감광 드럼(1)의 표면에 형성된 토너상과 동기성으로, 감광 드럼(1)과 전사 롤러(5) 사이에서 형성되는 전사 중핵 초기설정 프로그램부(N)에 공급된다.

또한, 용지 공급부에서 기록재(P)의 공급 시에 복수의 기록재를 잘못 공급하는 다중 급송의 문제를 해소하기위해서, 분리 롤러(8, 15) 등이 설치되어 있다. 전사 중핵 초기설정 프로그램부(N)에서 토너상의 전사를 받아, 전사 중핵 초기설정 프로그램부(N)를 통과한 기록재(P)는, 감광 드럼(1)의 면에서 분리되어 시트 통로(9)를 통하여 정착 장치(18)로 공급된다. 본 실시예의 정착 장치(18)는 가열 필름 유닛(18a)과 가압 롤러(18b)를 포함하는 한 쌍의 압접 롤러들로 이루어지는 필름가열방식의 정착 장치이다. 토너상을 보유하는 기록재(P)는 가열 필름 유닛(18a)과 가압 롤러(18b)의 압접부인 정착 중핵 초기설정 프로그램부(TN)에서 샌드위치화 되어 공급되어 가열·가압을 적용 받아 토너상이 기록재(P) 상에 정착되어 영구 화상으로 된다.

토너상이 정착된 기록재(P)는 배출 롤러(19)를 따라서, 위쪽을 향하는 배출구(트레이; 16) 또는 아래 쪽을 향하는 배출구(트레이;17)로 배출된다.

한편, 기록재(P) 위로 토너상을 전사시킨 뒤의 감광 드럼(1)의 표면은, 처리 카트리지의 세척 장치(6)에 의해 전사 잔류 토너의 제거를 받아 세척되어서 반복적으로 화상 형성이 된다. 본 실시예에서, 세척 장치(6)는 세척 블레이드(6a)를 갖는 블레이드 세척 장치(6)이다.

다음으로, 본 발명의 화상형성장치 제어부 및 처리 카트리지에 대한 상세한 설명이 도1을 참조하여 기술된다.

본 실시예에서 사용되는 전자사진 화상형성장치(이하, "(장치) 본체"라고 한다)는, 호스트 컴퓨터로부터의 화상신호를 수신하여, 가시화된 화상으로서 출력하는 레이저 빔 프린터이다. 이 장치는 전자사진감광체, 현상수단, 현상제(토너) 등의 소모품을 처리 카트리지로서 장치본체에 대하여 착탈식으로 교환 가능하게 하는 방식이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 화상형성장치 제어부(101)는, 본체의 화상 형성동작을 하는 중앙처리연산장치인 (본체) CPU(103)와, 카트리지에 탑재되어 있는 저장장치와 통신을 하는 IO 제어부(104)와, 얻어진 화상신호(107)를 화상처리하는 화상처리제어부(105)와, 출력화상신호에 대응하여 스캐너 레이저의 발광제어를 하는 레이저 구동제어부(106)를 포함한다.

처리 카트리지(102)가 장치본체에 삽입된 경우 및 장치본체에 전원이 투입된 경우, IO제어부(104)는 카트리지에 장착되는 저장장치(111)와 통신을 하여, 처리조건이나 작동 히스토리 등의 여러가지의 저장 값들을 얻는다. IO제어부(104)에 의해서 얻어진 저장값들은 본체 CPU(103)에 송신되어 화상형성을 할 때의 데이터로 쓰인다.

화상형성장치에 접속되는 화상신호입력부(100)인 화상독해스캐너 또는 컴퓨터로부터 송신된 화상신호(107)는 에지 처리나 농도조정 등과 같은 화상처리를 하여 최적의 화상형성을 할 수 있는 화상신호로서 처리된다.

본체 CPU(103)는 카트리지의 저장장치(111)로부터 얻어진 저장값과 화상처리를 끝낸 화상신호로부터 최적의 처리 조건값을 산출하여, 최적의 처리 조건값으로 화상을 형성한다.

또한, 처리 카트리지(102)는 전자사진감광체인 감광 드럼(112)과, 감광 드럼(112)을 균일하게 대전하기 위한 대전수단으로서의 대전 롤러(113), 현상장치(114)와, 감광 드럼(112)의 표면을 청소하는 세척수단인 세척 블레이드(115), 세척 블레이드(115)에 의해 감광 드럼(112)으로부터 제거된 잔류 토너를 수용하는 폐토너용기(116)가 일체적으로 구성되어, 장치 본체에 제거 가능하게 장착된다.

현상장치(114)는, 현상제인 토너(T)를 수용하는 현상제 수납부인 토너용기(117), 토너용기(117)와 연결된 현상용기(118), 감광 드럼(112)에 대향 배치된 현상수단인 현상 롤러(119), 현상 롤러(119)에 접촉하여 토너층의 두께를 규제하는 현상제 규제 부재인 현상 블레이드(120) 및 토너용기(117) 내의 토너(T)를 휘저어서 현상 용기(118) 내에 토너(T)를 보내주는 토너용기내부 휘저음 부재(121), 토너용기(117)로부터 보내진 토너(T)를 현상 롤러(119)로 공급하는 휘저음 부재(122)를 갖추고 있다.

또한, 카트리지의 사용 이전에는, 토너용기(117)와 현상용기(118)의 사이에 토너 밀봉 부재(123)가 접착되어 있다. 이 토너 밀봉 부재(123)는 카트리지의 이동시키는 과정 등에 심한 충격이 발생한 경우 등이라도 토너가 샐 수 없도록 배치되며, 장치본체에 카트리지를 장착하기 직전에 사용자에 의해서 제거된다.

또한, 본 실시예에서는 현상제로서 절연 자성1 성분 토너가 사용된다.

본 실시예에서 사용되는 저장 장치(111)에서, 화상형성에 필요한 대전 바이어스 설정치나, 현상 바이어스 설정치, 노광 수단인 레이저의 광량 설정치 등의 화상형성 처리 설정치나, 감광드럼 사용량이나 토너 잔량 등의 사용량 등을 저장하고 있다. 또한, 시트 공급 히스토리에 따라 바이어스 설정치 등을 바꿔 사용하는 경우, 전환 타이밍인 임계치 정보나 임계치 정보에 대응하여 바뀌어지는 설정치 등이 저장되어 있다.

이상에서 설명한 구조물을 사용하여, CPU(103)로부터의 지시에 의해서 고압인가부(200)로부터 대전 롤러에 대하여 바이어스 전압이 인가됨으로써, 감광 드럼이 대전 롤러에 의해서 균일하게 대전되어, 그 표면을 노광 장치인 레이저 스캐너(108)로부터 조사되는 화상신호에 따라, 거울(110)로 반사되고 감광체로 유도되는 레이저광(109)으로 주사 노광시켜, 원하는 화상정보의 정전 잠상이 형성된다. 정전 잠상은 CPU(103)로부터의 지시에 따라 고압인가부(200)로부터 현상 롤러에 대하여 바이어스 전압이 인가되어, 현상 롤러를 통해 토너를 감광체에 이동시켜, 토너가 부착되어 토너상으로서 가시화된다.

도 4는 화상처리의 흐름을 나타낸 도면 이며, 도4를 이용하여 화상처리의 개략적인 면을 설명한다.

또한, 도1에 도시되는 것과 동일한 부분(부재)에는 같은 참조번호를 이용하여 기재하여 놓는다.

도4를 참조하면, 프린터 본체에는 문장이나 그림과 같은 화상정보(107)를 송신하는 개인용 컴퓨터나 호스트 컴퓨터 등의 컴퓨터 기기(100)가 접속되어 있다. 이 컴퓨터기기(100)는 프린터 본체(403)로 화상정보(107)를 신호선(404)을 통해서 송신하며, 송신된 화상정보(107)는 프린터 본체(403)의 본체 CPU(103)나, 본체 CPU 내에 설치되어 화상이 출력될 때까지 화상 데이터를 일시적으로 저장하는 휘발성 저장장치(도시되지 않음) 등에 보내어진다.

그리고, 기록용지1장에 인쇄되는 모든 화상정보(107)가 획득된다라는 것이 확인되면, 프린터본체는 인쇄동작을 시작한다. 인쇄동작의 개시 후, 레이저 드라이브 제어기(106)에 화상정보(107)가 신호선(408)을 통해 송신되어, 화상정보(107)에 따라 레이저 스캐너(108)의 레이저를 신호선(410)을 통해서 발광·비발광 제어하는 신호를 송신하여, 감광체(411) 상에 정전 잠상(412)을 형성한다.

컴퓨터기기로부터 송신되는 화상 데이터에서, 프린터본체의 해상도의 최소 단위인 1도트마다, 레이저스캐너의 발광을 제어하는 코드가 입력되어 있다. 예를 들면, 도트를 프린트할 것인지 프린트 하지 않을 것인지에 관한 2진 데이터가 저장되거나 그레이 등을 위한 하프톤 데이터를 포함하는 멀티 레벨 데이터가 저장된다. 여기서 해상도의 최소 단위인 1 도트를 1 화소라고 한다.

그리고, 이 1화소 마다의 2진 데이터 또는 멀티 레벨 데이터에 따라서, 레이저스캐너(108)의 발광시간이나 광량이 제어되어, 감광체 상에 정전 잠상의 전위차 로 되어서 나타나, 토너의 인가량을 제어하고 농도를 조정하여, 좋은 계조(gradation) 특성을 제공하게 된다.

보통의 화상형성 모드에서는, 화상신호에 대응하는 1화소 마다의 데이터에 따라서, 레이저스캐너(108)의 발광량(발광시간 또는 발광 광량)을 CPU(103)가 제어하여, 레이저를 발광시켜 감광체 상에 잠상을 형성함으로써 화상을 형성한다.

한편, 보통의 화상형성 모드와는 다른 화상형성조건으로 화상을 형성하는 모드, 즉, 보통의 화상형성 모드보다도 토너의 소비량을 저감하여 토너를 절약하여 인쇄하는 토너 저소비 모드가 있다. 여기서, 본 실시예의 토너 저소비 모드에 관해서 도5를 이용하여 설명한다. 본 실시예의 화상 처리 방법은 일률적이지 않은 토너 소비량 저감을 위해 화소들의 집합도에 기초한다.

보통의 화상형성 모드와 토너 저소비 모드의 선택은, 화상형성장치에 설치되어 있는 작동 패널(도시되지 않음)의 스위치에 의한 선택 지시, 또는, 외부 컴퓨터(도1의 100)등 으로부터의 명령입력 등에 따라서 선택 가능하다.

도5는 화상형성처리의 흐름을 나타낸 도면이다. 도1과 동일한 부분에 관해서는 같은 번호를 이용하여 기재하여 놓는다.

도5에 있어서, 외부 컴퓨터(100)로부터 레이저 (빔) 프린터에 송신되는 화상정보가 레이저 프린터의 CPU(103)로 수신되어, CPU(103) 또는 저장장치(도시 않음)에 수용된다.

CPU(103)는, 도시 되지 않은 작동 패널로부터의 지시 신호, 또는, 외부 컴퓨터로부터의 명령에 대응하여, 보통의 화상형성 모드로 인쇄할지 토너 저소비 모드 로 인쇄할지를 판단한다. 보통의 화상형성 모드로 판단된 경우에는, 화살표(A)에 의해 도시되는 바와 같이, 화상정보(원래화상; 502)를 레이저구동제어부(106)에 송신한다. 또한, 토너 저소비 모드라고 판단된 경우에는, 화살표(B)에서 도시되는 바와 같이 화상정보(원래화상; 502)을, 화상처리를 하는 화상처리제어부(105)로 송신한다. 화상처리제어부(105)에서 원래 화상이 화소별로 해석되어, 소면적의 화소집합영역인 경우와, 대면적의 화소집합영역인 경우로 나누어진다. 소면적의 화소집합영역인 경우에는 처리 패턴(504)으로 화상처리되며, 대면적의 화소집합영역인 경우에는 처리 패턴(505)으로 화상처리가 행하여진다. 화상처리제어부(105)로 보내어진 화상정보(506)에 대하여 화상처리가 행하여진 후, 다시 본체 CPU(103)로 송신되어, 화상 처리 후의 처리화상(507)으로서 레이저 구동제어부(106)에 송신되어 레이저의 발광제어에 쓰인다.

도6a 및 도6b는 토너소비량을 저감시키는 경우의 화상처리의 효과를 도시하는 도면들이다.

도6a에서, 현상 위한 화소면적이 작은 소면적 화상(601)과 화소면적이 큰 대면적 화상(602)이 있다. 이들 소면적 화상(601)과 대면적 화상(602)은 화상정보(604)의 일부로 표시된다. 도6a에서의 셀(cell; 603)은 하나의 화소를 지칭하며, 600 dpi의 해상도인 경우, 1화소는 1/600 인치에 해당한다. 또한, 도 6a에서 "B"로 표시되는 화소는 도트가 현상에 의해 프린트되는 것이고, ("B"에 의해 표시되지 않는) 빈 화소는 도트가 프린트 되지 않는 화소이다.

화상처리 CPU(103) 내에서, 소면적 화상이라고 판단된 화소집합영역(601)에 대해서는, 소면적 화상의 화상 처리 패턴(도5의 504)에 따라 화상처리가 행하여진다. 또한, 대면적 화상이라고 판단된 화소집합영역(602)에 대해서는, 대면적 화상의 처리 패턴(도5의 505)에 따라 화상처리가 행하여진다.

본 실시예에서, 대면적의 화소집합영역이란, 예컨대, 주된 주사방향에서 8개의 도트들 이상 및 부(sub)-주사방향에서 8개의 도트들 이상을 갖는 화소집합영역이며, 소면적의 화소집합영역이란, 예컨대, 주된 주사방향에서 7개의 도트들 이하 및 부-주사방향에서 7개의 도트들 이하를 갖는 화소집합영역이다. 또한, 대면적/소면적의 화소집합영역의 판단은, 이 도트수에 한정되는 것이 아니라, 적합하게 변경 가능하다.

화상 처리 후의 화상정보(도6b)에는, 소면적 화상(606)으로 처리된 화소는 농도를 크게 저하시키지 않은 하프톤 계조 데이터(halfton) H1(608)로서 처리된다. 또한, 대면적 화상(607)으로 처리된 화소는 농도를 유지하면서 토너소비량을 가능한 한 저감시키는 하프톤 H2(609)로서 처리된다. 또한, 대면적화상을 처리하는 하프톤H2의 처리는, 소면적화상을 처리하는 하프톤H1의 처리보다도 농도가 낮아지도록 설정하여 놓는다.

도7에 있어서, 본 실시예에서 사용되는 2진 데이터를 해석하여 하프톤 화상의 형성을 기초로 하는 레이저발광제어에 관해서 설명을 한다.

본 실시예에서는 레이저발광시간을 제어하여, 발광시간에 기초하여 감광체 상에 노광된 부분에 전위차를 생기게 한다.

도7에 있어서, 각 프린터의 해상도에 따른 하나의 도트를 형성하는데 필요한 레이저 발광시간(701)이 도시된다. 1 도트를 형성하기 위한 시간을 연속하여 발광(703)시킴으로써 빈틈없는 흑색 화상이 형성된다. 이 때의 감광체 위의 전위(705)는 감광체 암부(dark-part) 전위(Vd 707)에 대하여, 노광된 명부전위(Vl 708)로 된다.

또한, 하나의 화소를 형성하는데 필요한 기본이 되는 하나의 도트 당 레이저발광시간을 "기준발광시간"(701)으로 한다.

레이저발광시간이 기준발광시간에 대하여 50%로 제어된 경우, 하나의 도트를 형성하기 위한 레이저발광시간(702)은 도7의 상단 밝은 부분에 도시된 바와 같다. 레이저발광시간(702)에서 연속적으로 발광(704)하는 것에 의해 레이저발광시간을 기준발광시간에 대하여 50%로 제어하면 빈틈없는 흑색 화상이 형성되어, 그 결과, 감광체 상의 전위(706)는 감광체표면전위(Vd707)에 대하여, 노광된 부분에서의 밝은 부분 전위(Vl' 709)를 가진다. 따라서, 감광체 상의 잠상 전위가 변화하여 노광 전위들(Vl, Vl') 사이의 차이(710)를 제공하여, 토너소비량을 변화시키고 있다. 이 때, 감광체 상의 노광전위(Vl)와 현상 바이어스의 DC 성분과의 차이를 현상 콘트라스트(contrast)라고 한다. 또한, 암부전위(Vd)와 현상 바이어스의 DC 성분과의 차이를 후방(back) 콘트라스트라고 한다.

도8a에는 레이저발광시간과 감광 드럼(감광체) 상의 노광전위(명부전위; Vl) 사이의 관계가 도시된다. 여기서, 횡축은 기준발광시간에 대한 레이저발광시간의 비율(%)을 가리킨다. 도 8a에 도시한 바와 같이, 레이저발광시간이 기준발광시간에 대하여 100%∼60%이면 감광드럼 상의 노광전위(Vl)의 변화는 작다. 또한, 기준 발광시간에 대하여 60% 이하에 있어서도 변화는 작지만 레이저발광시간의 감소에 따라 서서히 큰 변화를 나타낸다.

도8b에 감광 드럼 위의 노광전위(Vl)과 빈틈없는 흑색 (화상) 농도 사이의 관계를 도시한다. 도8b에 도시한 바와 같이, 감광 드럼 위의 노광전위에 대하여 빈틈없는 흑색 농도는 비선형으로 변화하여, 특히 감광 드럼 위의 노광전위(Vl)가 작아짐에 따라서, 빈틈없는 흑색 농도는 급격한 저조를 보인다. 또한, 빈틈없는 흑색 농도로서, 바람직한 값은 1.4이상이기때문에, 이 때에 필요한 감광 드럼 위의 노광전위는 -200 V 이상이다. 따라서, 도8a로부터 레이저발광시간은 기준발광시간에 대하여 60% 정도까지 줄어들 수 있다고 이해된다.

도8c에는 감광 드럼 위의 노광전위(Vl)와 선 (화상) 폭 사이의 관계를 도시한다. 이 때의 선폭은 600dpi의 해상도에 있어서 4 도트 폭(약170μm)을 갖는 그려진 선을 현미경으로 측정하여 결정된다. 도8c에 도시한 바와 같이, 선폭은 감광 드럼 위의 노광전위(Vl)에 대하여, 거의 변화하지 않고 완만하게 변화하며, 변화는 빈틈없는 흑색 농도와 같이 감광 드럼 위의 노광전위(Vl)에서도 점진적으로 감소한다. 또한, 4 도트 선폭(170μm)에 대하여, 만족할 만한 화질을 얻기 위해서 필요한 선폭은 약165μm이다. 이 때문에, 165μm 이상의 선폭을 얻기 위해서는, 감광 드럼 위의 노광전위가 -180 V 이상 필요하다는 것이 알려져 있다. 따라서, 도8a로부터 레이저발광시간은 기준발광시간에 대하고 80% 정도까지 감소가 가능하다.

도8a 내지 8c의 그래프들에 도시된 바와 같이, 빈틈없는 흑색 농도 및 선폭은 감광 드럼 위의 노광전위에 영향을 준다. 특히, 빈틈없는 흑색 화상에 있어서, 큰 변화를 나타내고 있다. 또한, 그 각각이 만족이 가는 화질을 유지하기 위해 각각의 화상들(빈틈없는 흑색 농도 및 선폭)을 위한 노광전위가 서로 다르게 형성된다.

도9는 빈틈없는 흑색 농도와 선폭의 추이를 확인하는 화상 데이터를 도시한다. 도9에 도시된 바와 같이, 화상 데이터는, 예컨대, A4 크기의 기록지 상의 중앙에, 빈틈없는 흑색 농도를 측정하기 위한 5 cm의 정사각형 빈틈없는 흑색 화상(901)과, 인접하여서 선폭을 측정하기 위한 폭 4도트-길이 5cm(1180도트)를 각각 갖는 수직선과 수평선(802)을 배치한다. 빈틈없는 흑색 (화상) 농도는 반사농도측정기("RD918", Macbeth사 제조)로 측정한 결과를 사용하여 측정된다. 또한, 선폭은 수직선과 수평선의 선폭을 현미경으로 각각 측정하여 이 선폭들을 평균화하여 결정된다.

본 실시예에서, 하나의 도트를 위한 소정의 레이저발광시간(기준발광시간)에 대하여, 빈틈없는 흑색 화상(901)과 같은 대면적 화상의 레이저발광시간을 60%로 설정하고, 선 화상(901)과같이 소면적화상에 있어서의 레이저발광시간을 80%로 설정하여, 공급된 매수에 따라 빈틈없는 흑색 농도와 선폭에서의 변화에 대한 실험이 만들어 진다.

본 실험에서는 처리 속도를 200 mm/sec로 설정하여, 30장의 A4 크기의 기록 시트들을 세로 방향으로 연속적으로 보낼 수 있는 화상형성장치가 사용된다.

또한, 토너 카트리지는 토너1000g을 탑재하여, 1장당 60 mg의 토너소비량으로 16000장을 공급 가능하다. 화상형성장치의 해상도를 600 dpi로 할 때, 1 도트 를 형성하기 위해서 필요한 기본으로 1 도트 당 레이저발광시간은 63nsec이다. 또한, 용지 공급시험에 이용되는 A4 크기의 기록 시트들은 1장 인쇄할 때마다 구동을 정지하는 간헐적 용지 공급 모드에서 공급된다. 또한, 본 실시예에서는 화상 처리는 레이저발광시간을 제어하여 토너소비량을 저감시키는 모드에서 실시되며, 화소집합영역은10도트X 10도트 이하의 크기를 갖는 영역은 소면적으로, 11도트X 11도트 이상의 크기를 갖는 영역은 대면적으로 구별되도록 결정된다.

빈틈없는 흑색 농도측정이나 선폭 측정은, 도9에 도시되는 화상 샘플을 사용함으로써 실시되고, 2000장마다 샘플링을 한다. 또한, 본 실험으로서는 저소비 모드를 사용하는 경우의 빈틈없는 흑색 농도추이와 선폭 추이를 검사하기 위해, 대면적이라고 판단된 경우의 레이저발광시간이 기준발광시간에 대하여 60%, 소면적이라고 판단된 경우의 레이저발광시간이 기준발광시간에 대하여 80%로 설정되기 때문에, (토너소비량을 감소시키지않고 사용한) 보통의 경우의 1.5배정도의 용지 매수(누적값)까지 프린트 시켜서 빈틈없는 흑색 농도나 선폭의 측정을 했다.

그 결과, 빈틈없는 흑색 농도추이는 도10a, 선폭추이는 도10b에 도시한 바와 같이, 용지매수에 따라 감소되는 것이 밝혀진다. 따라서, 연속 프린트를 완성한 다음에 토너 카트리지를 이용하여 레이저발광시간과 감광 드럼 상의 노광전위를 측정한다. 그 결과, 도11에 도시한 바와 같이, 파선으로 표시되는 시트 공급의 개시 시에 측정한 추이와 비교하여, 실선으로 표시되는 시트 공급 완료 후에 측정한 추이는 감광 드럼 위의 노광전위가 상승하고 있는 것을 도시한다. 또한, 레이저발광시간이 기준발광시간에 대하여 100%인 경우, 용지 공급시험의 전후로 감광 드럼 위 의 노광전위가 거의 변화하지 않고 있으나 60% 부근에서는 레이저발광시간에서 노광전위의 변화가 대단히 큰 것을 알 수 있다.

또한, 특히 화질이 떨어지는 빈틈없는 흑색 화상에 대해서, 공급 용지 매수와 감광 드럼 위의 노광전위(Vl)의 추이를 보면, 도12에 도시된 바와 같이, 감광 드럼 위의 노광전위가 용지 공급매수에 대하여 거의 직선적으로 변화되고 있는 것이 발견된다. 다시 말하면, 토너 카트리지를 위한 감광 드럼의 노광 특성이 용지 공급시험에 의해서 변화된다는 것을 도시한다.

감광 드럼의 노광특성의 변화는 감광층의 막 두께의 변화에 기인한다고 생각된다. 또한, 감광층의 막 두께 변화는 용지 공급매수에 따라 변화되기 때문에 감광 드럼 위의 노광전위도 용지 공급매수에 대응하여 변화하는 하는 것을 안다. 게다가, 도8a에서 도시한 바와 같이 특히 열화가 심하던 레이저발광시간을 기준발광시간에 대하여 60%로 하여 빈틈없는 흑색 농도추이는 감광 드럼 위의 노광전위가 저하되면 될수록 크게 변화된다. 따라서, 상기에 기재된 변화들은 레이저발광시간을 짧게 하는 것으로 토너소비량을 변화시키는 저소비 모드를 탑재하는 경우에 특유한 문제라고 말할 수 있다. 화상 지지부재 상의 노광 전위에서의 변화, 즉, 빈틈없는 흑색 화상의 농도변동, 선폭 등의 변동은 실질적으로 문제가 없다.

감광층의 두께 변화는 용지 공급매수에 따라 변화된다. 그러나, 용지 공급 매수와 감광층의 두께 변화의 관계는 간헐적 용지공급이나 연속적 용지공급이라고 하는 용지 공급조건에 의해서 변화한다. 감광층의 막 두께 변화는 사용에 의한 감광 드럼 표면층의 마모에 의한 것이여서 감광 드럼의 회전수 및 대전 바이어스의 인가시간에 의존하기 때문이다. 그래서 본 실험에서는 용지 공급간격을 1장 마다 정지되는 간헐적 모드에서 용지를 공급한다. 간헐적 모드는 기록 용지가 용지 공급하는 시간 뿐만 아니라 전-회전처리 및 후-회전처리를 하는 시간에도 대전 바이어스 전압이 인가되어, 감광체의 회전수도 증가되기 때문에, 용지 공급시험을 하는 데에 있어서 감광층이 가장 빨리 마모된다. 예컨대 도21에 도시한 바와 같이, 감광체의 더 높은 마모 속도를 갖는 간헐적 용지 공급의 경우와 더 낮은 마모 속도를 갖는 연속 용지 공급의 경우에서의 감광체 상의 노광 전위들을 비교할 때, 연속적인 용지 공급에서의 공급된 용지의 매수와 노광 전위에서의 변화가 간헐적 용지 공급의 경우보다 더 느슨하다는 것을 안다.

따라서, 감광체의 감광층 두께 변화에 대해서, 공급 매수에 있어서의 변화에 비교하면, 감광층의 마모 기여율을 곱한 대전 바이어스 전압의 인가시간과 감광층의 마모 기여율을 곱한 감광 드럼회전시간의 총합인 감광체 사용량(드럼사용량)이 사용된다. 본 실시예에서는, 감광체의 감광층 두께와 상관이 있는 감광 드럼 사용량이 사용된다.

감광 드럼사용량의 계산식은, 대전 바이어스 전압 인가시간(주기)을 Pt, 감광 드럼회전시간(주기)을 Dt라고 하면, 감광 드럼사용량 W는 이하의 계산식으로 된다.

W = a × Pt + b × Dt

여기서, 계수 a 및 b는 감광층의 두께 변화에 대한 기여율이며, 본 실시예의 구성에서는, a=1, b= 0.5이다. 또한, Pt 및 Dt는 도22에 도시된다. 도22에 있어 서, 간헐적 용지 공급를 행한 경우, 인가시간은 전-회전 시의 인가시간과 용지 공급 시의 인가시간과 후-회전 시의 용지 공급시간의 총합이다. 또한, 연속용지 공급을 행한 경우, 인가시간은 후-회전 및 전-회전은 행하여지지 않기 때문에, 용지 공급 시의 인가시간과 종이사이 시의 인가시간의 총합이 된다.

또한, 도23은 간헐적 용지 공급(높은 마모 속도)의 경우와 연속 용지 공급(낮은 마모 속도)의 경우의 경우의 용지 공급매수와 드럼 사용량(W) 사이의 상관관계를 나타내고 있다.

본 실시예에서는 용지 공급 모드로서 간헐적 용지 공급 모드를 사용한다.

본 실시예에서는, 토너 카트리지의 감광 드럼사용량에 대응하여, 화상 집합의 1도트 당 소정의 기준발광시간(레이저발광시간)을 변화시켜, 감광 드럼 상의 노광전위를 용지 공급매수(드럼사용량)에 상관없이 일정하게 하는 제어를 한다.

본 실시예에서는 빈틈없는 흑색 화상과 같은 대면적 화소집합영역의 1 도트 당 기준발광시간에 대한 레이저발광시간의 변화 비율과, 선 화상과 같은 소면적 화소집합의 1 도트 당 기준발광시간에 대한 레이저발광시간의 변화 비율을 용지 공급매수(드럼사용량)에 상관없이 일정한 값으로 설정한다. 더 구체적으로 대면적 화소집합영역의 변화 비율을 60%로, 소면적 화소집합영역의 변화 비율을 80%로 설정한다.

따라서, 본 실시예에서는, 레이저의 변조도(레이저 발광시간의 대전 비율)을 예컨대 60% 또는 80%로 고정시켜, 기준치로서의 1 도트 당 레이저 발광 시간을 변화시키는 것에 의해, 감광 드럼 상의 노광전위이 희망하는 값을 가지도록 한다

본 실시예에서는 상기한 실험에서 사용되는 실험장치들(화상형성장치 및 토너 카트리지)을 사용한다.

또한, 용지 공급매수(감광 드럼사용량)에 따른 빈틈없는 흑색 화상농도의 변화가 크기 때문에 본 실시예에서는 빈틈없는 흑색 화상의 농도에 주목하여 검토를 했다.

먼저, 각 용지 공급매수에 있어서 빈틈없는 흑색 화상의 농도가 1.4이상인 감광 드럼 위의 노광전위 -200V를 제공하는데 필요한 기준 1 도트 당 레이저발광시간(기준발광시간)이 검사된다.

본 실시예에서, 측정간격은 5000장이다. 그 결과, 빈틈없는 흑색 농도 추이를 1.4이상으로 하는 감광 드럼 위의 노광전위 -200V를 얻기 위해 기준이 되는 1 도트 당 레이저발광시간은 도13에 도시된 바와 같다. 도13은 화상 담지 부재 사용량 0∼121200 범위 내에서 1 도트 당 기준발광시간을 나타내고 있다. 여기서 화상 담지 부재 사용량(드럼 사용량)은 공급 매수 그 자체가 아니라, 전술한 드럼 사용량(W)의 값이다.

도13에서 도시되는, 빈틈없는 흑색 농도가 1.4이상으로 되는 기준발광시간을 이용하여, 실제로 용지 공급시험을 시도하여, 빈틈없는 흑색 농도추이와 선폭추이를 확인한다. 또한, 6개의 저소비 모드1 내지6은 도14에 도시되는 바와 같이 설정된다. 더 구체적으로, 6개의 저소비 모드는 각각 드럼 사용량(화상 담지 부재 사용량)이 0,37750(공급된 용지5000장 상당), 75500(공급된 용지 10000장 상당), 113250(공급된 용지 15000장 상당), 151000(공급된 용지 20000장 상당), 181200(공 급된 용지 25000장 상당)인 경우에 대응시켜 설정한다. 그리고, 드럼 사용량(W)이 각각의 레벨들에 도달하도록 타이밍에서 기준 기준발광시간이 변경된다. 저소비 모드들, 드럼 사용량 레벨들, 기준발광시간들 사이의 관계가 도14에 도시된다.

그 결과, 도15a에서 도시된 바와 같이, 빈틈없는 흑색 화상에 관해서는, 용지 공급시험을 통하여 (용지 공급매수에 대하여) 안정된 농도를 나타낸다. 또한, 선폭에 관해서는, 도15b에 도시한 바와 같이, 후반부에서 선폭의 증가가 보이지만, 실질적으로 안정된 추이를 얻는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예에서 획득된 임계치 정보는 카트리지에 장착된 저장장치에 저장된다. 예를들면, 동일 조건하에서 용지 공급시험이 행해진 경우에, 어떤 경우들에서는 다른 구성요소들의 특성에 따라 감광층의 측정 속도가 다양하다. 이러한 경우들에서, 본체 CPU 내의 ROM(도시되지 않음)에 미리 저장하여 놓은 임계치 정보를 이용하여 제어를 한 경우에는, 카트리지마다 임계치 정보를 변경할 수 없고, 감광 드럼사용량에 따라 희망하는 보정을 할 수 없다. 한편, 카트리지에 탑재된 저장장치에 임계치 정보를 저장하고 있는 경우에는, 카트리지의 구성요소에 따른 최적의 임계치 정보를 저장시켜 놓아서, 카트리지 개개의 특성에 의존한 감광층의 마모 속도변화에 부합하는 최적의 제어를 할 수 있다.

본 실시예에 있어서의 토너 저소비 모드의 제어 흐름이 도1, 도14 및 도16을 참조해서 설명된다.

프린터에 접속되어 있는 컴퓨터 등으로부터의 인쇄 지시와 함께, 화상정보가 송신되어 프린터에서의 제어가 시작된다(1601).

화상정보가 모두 수신되었는지에 대해서 CPU(103)로 판단한 후(1602), IO 제어부(104)는 카트리지에 장착된 저장장치로부터 임계치 정보를 필요로 한다. CPU(103)에 있어서, 감광 드럼 사용량을 임계치 정보와 비교하여, 도14에 도시되는 감광 드럼사용량의 임계치 정보에 따른 저소비 모드가 선택된다(1604). 저소비 모드의 선택 후, 화상처리제어부(105)에서 화상처리가 행하여져(1605)진다. 그 후, 화상처리제어부(105)에 의한 화상 처리(1614)는 그 화소집합영역이 대면적인 경우(1609), 화소집합영역이 소면적인 경우(1610), 인쇄하는 화소가 없는 경우(공백 도트인 경우)(1611) 등에 대응해서 행해진다. 그 후에는, CPU(103)에서, 얻어진 화상정보에 대하여 미처리의 화상이 있는지를 판단하며(1608), 화상처리가 종료한 것이 확인되면(1606), 화상형성을 한다. 화상 형성을 할 때에, 선택된 저소비 모드에 대응하여, CPU(103)로부터 레이저구동제어부(106)로 레이저발광시간을 변경하도록 지시하는 신호가 출력되어, 기준이 되는 1 도트 당 레이저발광시간을 감광 드럼사용량의 임계값 정보에 따라 변화시켜(1607), 감광 화상 담지 부재에 레이저 노광하여, 화상형성(1612)을 한다.

그 후 종료처리를 하여, 모든 인쇄동작이 종료한다(1613).

이상 설명한 바와 같이, 드럼사용량(용지 공급매수)에 기초하여, 화소집합의 1 도트 당 기준발광시간에 대한 레이저발광시간을 변화시켜, 감광 드럼 상의 노광전위를 드럼사용량(용지 공급매수)에 상관없이 일정하게 하는 제어를 하여, 감광 드럼의 사용에 의한 감광 드럼 두께 변화에 상관없이, 가능한 한 토너소비량을 저감하여, 안정한 화질을 유지할 수 있는 저 토너소비 모드를 실시하는 것이 가능하 다.

본 실시예에서는, 빈틈없는 흑색 화상과 같은 대면적 화소집합영역의 1 도트 당 기준발광시간에 대한 레이저발광시간의 변화 비율과, 선 화상과 같은 소면적 화소집합의 1 도트 당의 기준발광시간에 대한 레이저발광시간의 변화 비율을 용지 공급매수(감광 드럼사용량)에 상관없이 일정한 값으로 각각 설정하여 제어를 했다.

본 실시예에서는 변경되는 저소비 모드를 6종류를 가지는 구성에 관해서 설명했지만, 저소비 모드의 종류의 개수를 증가시켜서 효율적으로 안정된 화질들을 제공하는 것도 가능하다.

각각의 저소비 모드로, 화소집합영역이 소면적인 경우와 화소집합영역이 대면적인 경우로 분류하는 것에 의해 화상처리를 하였다. 그러나, 더 구체적으로 분석을 행하여 더 세부적인 분류를 하는 것도 가능하다.

본 실시예에서, 화소집합영역의 윤곽부분에 대하여, 토너소비량 저감을 위한 조작을 하지 않도록 순서를 추가하는 것이 효과적이다.

본 발명에서, 처리 속도, 해상도, 레이저발광시간, 드럼 사용량, 그것의 연산된 공식, 연산 공식에 사용된 감광층의 두께에 관한 기여율, 대전 바이어스 전압인가시간, 현상 바이어스 전압인가시간을 포함하는 조건들은 본 실시예에 사용된 것들에 제한되지 않는다.

(실시예2)

실시예1에서 드럼 사용량에 따라 1 도트 당 기준 레이저발광시간을 변화시키 는 것에 의해, 화질이 안정된 저소비 모드를 제공하는 것이 가능해졌다. 또한, 실시예1에서는, 빈틈없는 흑색 농도를 감광 드럼사용량에 관계없이 농도를 1.4이상으로 유지할 수 있게 되었다. 그러나, 선폭(추이)에 관해서는 감광 드럼사용량에 따라 증가하는 경향이 있다.

또한, 선폭이 증가한 경우, 선 화상이 많이 쓰인 경우나, 선 화상이라고 판단된 화소집합영역이 비교적 좁은 범위에 집중된 경우, 실시예1의 제어는 빈틈없는 흑색 화상에 주목한다. 그 결과, 서로 실질적으로 고립된 각각의 화상들은 서로 연결되어 화상 찌부러짐이 발생할 수도 있다.

따라서, 본 실시예에서는, 기준이 되는 1 도트 당 레이저발광시간(701; 도7 참조)을 일정하게 유지하나, 드럼 사용량(용지 공급매수)에 따라, 빈틈없는 흑색 화상과 같은 대면적 화소집합영역의 기준발광시간에 대한 레이저발광시간의 변화 비율과, 선 화상과 같은 소면적 화소집합영역의 기준발광시간에 대한 레이저발광시간의 변화 비율은 각각 다른 값으로 설정되고 변화된다.

빈틈없는 흑색 화상과 같은 대면적 화소집합영역에 대한 적정한 기준발광시간에 대한 레이저발광시간은 실시예1에서 이미 얻어졌으며 기재되었으므로, 본 실시예에서 설명은 생략한다. 유사하게, 화상형성장치의 제어 및 처리 카트리지의 설명(도1), 화상처리의 개요의 설명(도4), 화상처리방법의 설명, 감광 드럼의 사용량 산출의 설명에 관해서는, 실시예1과 동일하므로 설명을 생략한다.

본 실시예에서 선 화상과 같은 소면적 화소집합영역에 대한 적정한 레이저발광시간이 얻어진다. 소면적 화소집합영역으로서, 실시예1과 같이 4 도트 폭의 선 화상을 쓴다. 또한, 4 도트 폭의 선 화상에 있어서, 안정한 화질을 얻기 위해서는, 165μm이상의 선폭이 필요하다. 또한, 4 도트 폭의 선 화상이 165μm 이상의 선폭을 얻기 위해서 감광 드럼 위의 노광전위는 -180 V 이상을 필요로 한다. 따라서 본 실시예에서는, 용지 공급시험(용지 공급매수)을 통해서 감광 드럼 위의 노광전위를 -180 V 이상으로 제공하는 레이저발광시간은 매 5000장마다 측정한다. 그 결과, 선폭추이를 165μm 이상 범위로 하는 감광 드럼 위의 노광전위 -180 V를 얻기 위해서 레이저발광시간은 도17에 도시된 바와 같다.

도17에서 얻어진 선폭이 165μm 이상이 되게하는 (기준발광시간 당) 레이저발광시간을 이용하여, 용지 공급시험에 있어서의 선폭추이를 확인한다. 감광 드럼사용량의 값이 W= 75500(10000장)에서 선폭이 165μm 이상을 만족시키기 위한 기준발광시간에 대한 레이저발광시간의 변화 비율(83% : 32 nsec)을 감광 드럼사용량의 값이 W= 37750(5000장)일 때 바꾼다. 또한, 전환을 하는 매수와 레이저발광시간의 대응이 도18에서 실시예1에서 얻어진 빈틈없는 흑색 화상에 있어서의 드럼사용량에 대응하는 레이저발광시간과 함께 도시된다.

그 결과, 도19a 및 도19b에서 도시한 바와 같이, 전환(switching)을 하는 것에 의해서, 빈틈없는 흑색 화상의 농도추이 및 선 화상의 선폭추이의 면에서 드럼사용량에 상관없이 안정된 만족할 만한 화질을 얻는 것이 가능해졌다.

또한, 본 실시예에 있어서도, 실시예1로 진술한 바와 같이 임계치 정보를 카트리지에 장착된 저장장치 내에 저장하는 것이 효과적이다.

본 실시예에 있어서, 저소비 모드의 제어 흐름을 도1, 도18, 도20을 참조하 여 설명한다.

프린터에 접속되어 있는 컴퓨터 등으로부터의 인쇄명령과 동시에 화상정보가 송신되어 프린터에 있어서의 제어가 시작된다(2001). 모든 화상정보가 수신되었는지를 CPU(103)로 판단한 후(2002), IO제어부(104)는 카트리지에 장착된 저장장치로부터 임계치 정보를 필요로 한다. CPU(103)로 감광 드럼사용량을 임계치 정보와 비교하여, 도18에 도시되는 드럼사용량의 임계치 정보에 대응하여 저소비 모드가 선택된다(2004). 저소비 모드를 선택한 후, 화상처리제어부(105)에서 화상처리가 행해진다(2005). 화소집합영역이 대면적인 경우(2009), 화소집합영역이 소면적인 경우(2010), 공백 도트인 경우와 같은 다른 화소인 경우등(2011)로부터 결정된 화소집합에 대응해서 화상처리제어부(105)에 의한 화상처리 행해진다(2014). 그 후, CPU(103)에서, 얻어진 화상정보에 대하여 미처리의 화상이 있는지의 여부를 판단하여(2008), 화상처리가 종료한 것이 확인되면(2008), 화상이 형성된다. 화상형성을 할 때에, 선택된 저소비 모드에 대응하여, CPU(103)로부터 레이저구동제어부(106)에 대하여 레이저발광시간을 변경하도록 지시하는 신호가 출력되어, 기준이 되는 1 도트 당 레이저발광시간을 드럼사용량의 임계치 정보에 따라 변화시켜(2007), 감광 화상 담지 부재 상에 레이저-노광하여, 화상형성을 한다(2008). 그 후 종료처리를 하여 모든 인쇄동작이 종료된다(2029).

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는 카트리지의 용지 공급매수(드럼사용량)에 대응하여, 빈틈없는 흑색 화상과 같은 대면적 화소집합영역의 기준발광시간에 대한 레이저발광시간의 변화 비율과, 선 화상과 같은 소면적 화소집합영역의 기준발광시간에 대한 레이저발광시간의 변화 비율을 각각 서로 달리 설정하여 변화시킴으로써 드럼의 사용에 의한 드럼 두께 변화에 상관없이, 가능한 한 토너소비량을 저감하고 안정된 화질을 유지할 수 있는 저 토너소비 모드를 실행하는 것이 가능하게 된다.

실시예1 및 2에서 사용되는 카트리지에 탑재되는 저장장치는 도24를 참조하여 더 구체적으로 기재될 것이며, 도24는 본 실시예에 사용되는 저장 장치의 저장 영역(구역)(2801)의 개념도를 도시한다.

도24를 참조하면, 저장 영역(2801)은, 예컨대, 화상형성에 필요한 처리 설정 치가 저장되는 영역(2802)과, 용지 공급동작에 따라 증가하는 용지 공급 히스토리정보를 저장하기 위한 영역(2803)과, 카트리지의 고유정보(예컨대 시리얼 넘버) 등을 저장하고 있는 영역(2804)으로 나누어 진다.

영역(2801)에 저장되는 처리 설정치에는, 사용됨에 따라서 바뀌어지는 처리 설정치(2805)와 카트리지에 따라서는 일정한 처리 설정치(2806)가 있다.

처리 설정치의 영역에서는(2805), 전환 매수나 회전수와 같은 임계치(2807)와, 전환 처리 설정치(2808)를 저장하고 있다.

또한, 충분한 저장 영역이 확보되어서, 카트리지의 사용에 의해 발생한, 공급된 용지의 매수 및 감광 드럼의 회전수의 데이터를 저장하기 위한 영역(2803)은 가능한 값들의 최대값을 충분하게 저장한다.

실시예1,2에서 기술된 드럼 사용량에 대한 임계치 정보는 도24의 저장(메모리) 영역(2902)에 저장된다. 감광 드럼의 사용량이 임계치 정보에 도달한 때에, 실시예1, 2에서 설명한 바와 같이 레이저발광시간을 변경하는 제어를 실행한다.

또한, 상술한 계산식에 의해서 산출된 드럼사용량(W)을 저장장치의 영역(2803)에 갱신하고 저장시켜 놓아, 그 정보를 읽어 내어, 저장장치의 영역(2807)에 저장되어 있는 임계치 정보와 비교하여, 드럼사용량이 임계치 정보에 도달할 때 실시예1, 2의 제어가 실행되어도 좋다.

또한, 드럼사용량(W)을 계산하기 위한 데이터로서, 대전 바이어스 인가시간 Pt, 드럼회전시간 Dt을 저장장치의 영역(2803)에 갱신하고 저장하여, 계수 a, b를 저장장치의 영역(2804)에 저장시켜 놓고, 감광 드럼사용량(W)의 계산에 이용하여도 좋다.

또한, 임계치 정보에 대응하는 레이저발광시간을 처리 설정치(2808)의 저장영역에 저장해 놓고, 감광 드럼의 사용량이 임계치 정보에 도달할 때 읽어 내어서 사용해도 된다.

저장 장치의 저장 영역들의 설정 방법에 대해서, 이는 도24에 도시된 것에 한정되지 않는다. 예를 들며, 이는 적당히 수정될 수 있어서 복수개의 처리 설정치들이 한 조각의 임계치 정보에 할당된다.

(실시예3)

실시예2에서는, 1도트 당 소정의 기준 발광시간(701; 도7)에 대한 레이저발광시간의 비율이 카트리지의 사용량에 따라 변화하여, 드럼 노광전위는 공급 용지 매수와 관계없이 일정한 값으로 유지된다. 한편, 본 실시예에서, 레이저 노광의 광량은 토너 카트리지의 드럼사용량에 따라 변화하여 공급 용지 매수와 관계없이 일정한 값으로 드럼 노광전위를 유지한다. 레이저 광량은 단위 면적(mJ/m²) 당 레이저 광에너지(laser luminous energy)를 말한다.

화상형성장치 및 처리카트리지(도1)에 관한 설명, 화상처리의 개요에 대한 설명(도4), 화상처리방법의 설명(도5 내지 도12), 감광드럼사용량 산출의 설명들은 실시예1에서 설명한 바와 같으므로 생략한다.

또한, 본 실시예에서, 실험기기들(화상형성장치 및 카트리지)이 상기된 실험 에 사용되었다. 또한, 본 실시예에서도, 빈틈없는 흑색 화상 농도는 공급 용지 매수(드럼 사용량)에 따라 특히 크게 변하여서, 평가의 실행에 빈틈없는 흑색 화상 농도에 관심이 집중된다.

먼저, 본 실시예에서, 공급 용지 매수들 각각에 있어서, 빈틈없는 흑색 화상 농도가 1.4 이상일 때 -200V 이상의 드럼 노광 전위를 제공하는 레이저 노광 광량이 매 5000장 마다 측정된다. 그 결과, 1.4 이상의 범위에 있는 빈틈없는 흑색 농도 추이를 제공하는 -200V의 드럼 노광 전위를 획득하기 위한 레이저 노광 광량은 도25에서 도시된 바와 같다.

도25에 도시된 1.4이상의 빈틈없는 흑생 농도를 제공하기 위해 필요한 -200V 이상의 드럼 노광 전위를 얻기 위한 레이저 노광 광량을 사용함에 의해서, 용지 공급 테스트에서 빈틈없는 흑색 농도 추이 및 선폭 추이가 평가된다. 드럼 사용량 값이 W = 75550(10000장)일 때 1.4 이상의 빈틈없는 흑색 농도를 만족하는 레이저 광량은 드럼 사용량 값(W)가 37750(5000장)이 될 때 전환(switch)된다. 또한, 전환을 위한 공급 용지 매수와 레이저 노광 광량 사이의 관계가 도26에 도시된다.

그 결과, 도27a에 도시된 바와 같이, 빈틈없는 흑색 화상 농도는 용지 공급 테스트를 통해서 안정된 값을 보일 수가 있다.

선 화상에 대해서, 도27b에 도시된 바와 같이, 선폭에서의 증가가 후반부에서 일부 관찰되더라도 안정된 선폭 추이가 얻어질 수 있다.

본 실시예에서 토너 저소비 모드에서의 제어 흐름은 도1, 26, 28을 참조해서 기술 될 것이다.

프린터에 접속되어 있는 컴퓨터 등으로부터의 인쇄명령과 동시에 화상정보가 송신되어 프린터에 있어서의 제어가 시작된다(1901). 모든 화상정보가 수신되었는지를 CPU(103)로 판단한 후(1902), IO제어부(104)는 카트리지에 장착된 저장장치로부터 임계치 정보를 읽는다. CPU(103)로 감광 드럼사용량을 임계치 정보와 비교하여(1904), 도26에 도시되는 드럼사용량의 임계치 정보에 대응하여 레이저 노광 광량이 선택된다(1907). 레이저 노광 광량을 선택한 후, 화상처리제어부(105)에서 화상처리가 행해진다(1906). 화소집합영역이 대면적인 경우(1909), 화소집합영역이 소면적인 경우(1910), 공백 도트인 경우와 같은 다른 화소인 경우 등(1911)으로부터 결정된 화소집합에 대응해서 화상처리가 행해진다(1914). 그 후, 화상정보에 대하여 미처리의 화상이 있는지의 여부를 판단하여(1908), 화상처리가 종료한 것이 확인되면(1906), 화상이 형성된다. 화상형성을 할 때에, 선택된 레이저 노광 광량에서 감광 드럼이 레이저 광에 노출되어 화상 형성이 실행된다(1912). 그 후에, 종료처리를 하여 모든 인쇄동작이 종료된다(1913).

본 실시예에서는 , 실시예1 및 2에서와 유사하게, 드럼사용량의 임계치 정보가 카트리지 저장장치에 저장되고 드럼 사용량이 임계치 정보에 도달할 때 화상 형성 조건인 레이저 노광 광량 값을 변화시키는 제어를 실행한다.

또한 본 실시예에서는, 실시예 1 및 2에서와 유사하게, 상술한 계산식에 의해서 산출된 드럼사용량(W)을 저장장치의 영역(2803)에 갱신하고 저장시켜 놓아, 그 정보를 읽어 내어, 저장장치의 영역(2807)에 저장되어 있는 임계치 정보와 비교하여, 드럼사용량이 임계치 정보에 도달할 때 실시예1, 2의 제어가 실행되어도 좋 다.

또한, 실시예 1 및 2에서와 유사하게, 드럼사용량(W)을 계산하기 위한 데이터로서, 대전 바이어스 인가시간 Pt, 드럼회전시간 Dt을 저장장치의 영역(2803)에 갱신하고 저장하여, 계수 a, b를 저장장치의 영역(2804)에 저장시켜 놓고, 감광 드럼사용량(W)의 계산에 이용하여도 좋다.

상기한 바와 같이, 카트리지의 용지 공급매수(드럼사용량)에 따라 화소집합의 1 도트 당 레이저 노광 광량을 변화시켜서, 드럼 사용에 의한 드럼 두께 변화에 상관없이, 가능한 한 토너소비량을 저감하고 안정된 화질을 유지하고 드럼 사용량에 기초하여 일정한 레벨로 감광체 상에 노광전위에 있어서의 변화를 유지할 수 있는 저 토너소비 모드를 실행하는 것이 가능하게 된다.

본 실시예에서는 전환되는 5가지 종류의 레이저 노광 광량 값들 및 임계치들이 사용되었으나 안정된 화질들을 효과적으로 제공하기 위해서 레이저 노광 광량값들의 개수를 적당히 증가시키는 것도 가능하다.

또한, 화상 처리는 소면적 및 대면적을 갖는 것들로 화소집합을 분류시키는 것에 의해서 각각의 저소비 모드에서 화상처리가 수행된다. 그러나 더 구체적으로 분석을 수행하여 더 자세한 분류를 하는 것도 가능하다.

본 실시예에서는, 화소집합 영역의 윤곽부에 대해서, 토너 소비량을 저감시키기 위한 작업이 수행되지 않도록 순서를 추가시키는 것도 효과적이다.

본 발명에서, 처리 속도, 해상도, 레이저발광시간, 드럼 사용량, 그것의 연산된 공식, 연산 공식에 사용된 감광층의 두께에 관한 기여율, 대전 바이어스 전압 인가시간, 현상 바이어스 전압인가시간을 포함하는 조건들은 본 실시예에 사용된 것들에 제한되지 않는다.

(실시예4)

실시예3에서, 토너 카트리지의 드럼 사용량에 따라 레이저 노광의 광량을 변화시키고 일정한 값으로 드럼 노광전위를 유지하기 위해서 이를 전환시켜서, 감광층이 드럼 사용량에 따라 마모되어서 감광 드럼 위의 노광전위가 바뀌는 경우에도, 안정된 화질들을 제공하는 저소비 보드를 제공하는 것이 가능하다.

본 실시예에서, 드럼 사용량에 따라, 현상 바이어스 전압 및 대전 바이어스 전압들은 후방 콘트라스트의 변화없이 일정한 값으로 현상 콘트라스트를 유지시키게 변화되어, 화질들을 안정화시키는 저소비 모드가 제공된다.

아래에서, 본 실시예가 설명된다.

본 실시예에서, 저소비 모드 및 실험 조건들은 실시예1에서 기술된 것들과 동일하다.

먼저, 드럼 사용량과 현상 콘트라스트 사이의 관계가 검사될 때, 현상 바이어스 전압의 DC성분은, 상기의 실시예1에서와 유사하게, 250V이다. 도29로부터, 드럼 사용량 W=0인 용지 공급 초기 단계에서 현상 콘트라스트는 250V이나 드럼 사 용량 W=18000 부근에서는 약 100V로 낮아진다.

따라서, 현상 바이어스 전압의 DC성분은 드럼 사용량에 따라 변화되어서 현상 콘트라스트는 항상 250V 이상이다. 이 경우에서, 만약 현상 바이어스 전압의 DC성분만이 변화해도, 현상 콘트라스트를 일정하게 유지할 수 있으나 드럼 노광전위와 후방 콘트라스트의 값은 감소하여 어떤 경우들에는 안개를 발생시킨다. 이러한 이유 때문에, 대전 바이어스 전압의 DC성분은 현상 바이어스 전압의 DC성분과 같이 변화된다.

또한 드럼 노광 전위가 변하는 경우에, 스캐너 레이저로부터의 레이저 광에 노출된 감광 드럼 위의 노광전위는 실질적으로 변화된다.

드럼 사용량 값들에 대한 대전 바이어스 DC성분 및 현상 바이어스 DC성분은 도30에 도시된다. 도30을 사용함으로써, 용지 공급 테스트를 실시하는 경우의 농도추이가 기재될 것이다.

그 결과, 도31a(빈틈없는 흑색 농도) 및 도31b(선폭)에 도시된 바와 같이 흑색 콘트라스트를 유지하면서 250V이상의 값을 확보하기 위해 현상 콘트라스트를 전환함에 의해서, 드럼 사용량에 따라 낮아진 빈틈없는 흑색 농도추이 및 선 화상 추이는 안정될 수 있어서 용지 공급 시엄을 통해 안정된 화상을 제공한다.

본 실시예에서 토너 저소비 모드에서 제어의 흐름은 도1, 30, 32를 참조해서 기술된다.

프린터에 접속되어 있는 컴퓨터 등으로부터의 인쇄명령과 동시에 화상정보가 송신되어 프린터에 있어서의 제어가 시작된다(2301). 모든 화상정보가 수신되었는 지를 CPU(103)로 판단한 후(2302), IO제어부(104)는 카트리지에 장착된 저장장치로부터 임계치 정보를 읽는다. CPU(103)로 감광 드럼사용량을 임계치 정보와 비교하여(2304), 도30에 도시되는 드럼사용량의 임계치 정보에 대응하여 현상 바이어스 전압(2315) 및 대전 바이어스 전압(2307) 이 선택된다(1907). 선택 후에, 화상처리제어부(105)에서 화상처리가 행해진다(2306). 화소집합영역이 대면적인 경우(2309), 화소집합영역이 소면적인 경우(2310), 공백 도트인 경우와 같은 다른 화소인 경우 등(2311)으로부터 결정된 화소집합에 대응해서 화상처리가 행해진다(2314). 그 후, 화상정보에 대하여 미처리의 화상이 있는지의 여부를 판단하여(2308), 화상처리가 종료한 것이 확인되면(2306), 화상이 형성된다. 화상형성을 할 때에, 감광 드럼은 드럼 사용량에 따라 선택된 현상 바이어스 전압에 의해 대전되고 레이저 광에 노출된다. 현상 바이어스 전압에 의해 생성된 현상 콘트라스트 및 드럼 사용량에 따라 선택된 대전 바이어스 전압에 의해, 화상형성이 수행된다.(2312). 그 후에, 종료처리를 하여 모든 인쇄동작이 종료된다(2313).

본 실시예에서는 , 실시예1 내지 3에서와 유사하게, 드럼사용량의 임계치 정보가 카트리지 저장장치에 저장되고 드럼 사용량이 임계치 정보에 도달할 때 화상 형성 조건인 레이저 노광 광량 값을 변화시키는 제어를 실행한다.

저장 장치는 도24에 도시된 것과 같은 구조물을 갖는다. 드럼 사용량의 임계치 정보는 도24에서의 저장 영역(2807)에 저장된다. 또한, 임계치 정보에 대응하는 현상 및 대전 바이어스 전압들의 값들은 저장 영역(2808) 안에 저장된다.

또한 본 실시예에서는, 실시예 1 및 2에서와 유사하게, 상술한 계산식에 의 해서 산출된 드럼사용량(W)을 저장장치의 영역(2803)에 갱신하고 저장시켜 놓아, 그 정보를 읽어 내어, 저장장치의 영역(2807)에 저장되어 있는 임계치 정보와 비교하여, 드럼사용량이 임계치 정보에 도달할 때 실시예1, 2의 제어가 실행되어도 좋다.

상기한 바와 같이, 카트리지의 드럼 사용량(용지 공급매수)에 따른 드럼 노광전위 대전에 대해서, 현상 바이어스 전압은 현상 콘트라스트를 일정하게 유지하게끔 변화된다. 또한, 현상 바이어스 전압은 현상 콘트라스트를 일정하게 하기위해 변화되고, 동시에, 대전 바이어스 전압은 드럼 노광전위를 변화시키게 유사하게 변화되어, 후방 콘트라스트는 일정하게 유지되고 현상 안개는 발생하지 않는다. 그 결과, 안정된 화상을 보유할 수 있는 토너 저소비 모드를 실행하는 것이 가능하다.

본 실시예에서, 상기에 기재된 대전 및 현상 바이어스 전압들의 각각의 값들은 상기 값들에 한정되지 않는다.

또한 임계치 값들, 전환 타이밍, 전환의 개수들은 상기의 것들에 한정되지 않는다.

실시예1 내지 4에서의 상기에 기재된 제어 방법들은 토너 저소비 모드에 관 한 것이어서, 원래의 화상 형성 모드에 적용되지 않는다.

본 발명에서는 실시예1 내지 4에서 기재된 토너 저소비 모드에서 감광체(감광 드럼) 위의 노광전위에서 변화를 저감시키기 위한 상기 제어와 달리, 대전 및 현상 조건들과 같은 것들은 보통의 화상 형성모드 및 토너 저소비 모드에서 화실들을 유지하기 위해 드럼 사용량에 따라 전환된다. 이 경우에, 실시예 1 내지 4에서 사용된 드럼 사용량과 다른 임계치 값들은 대전 및 현상 조건들을 전환하는데 사용된다.

본 발명이 여기에 개시된 구조물들을 참조로 하여 기재되었지만, 이는 설명된 세부사항에 한정되지 않고 본 적용예에는 다음 청구항의 범위 또는 개선하고자 하는 목적의 범위 내에서 수정례들 및 변형례들을 포함한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 화상 담지 부재의 사용량(드럼 사용량)에 따라 화상형성조건을 변경함으로써, 화상 담지 부재의 사용량에 상관없이 안정한 화상을 유지하여, 현상제 소비량을 저감하는 것이 가능하게 된다.

또한, 화상 담지 부재의 사용량과, 형성되는 화소집합영역의 크기를 판별하는 판별수단의 판별결과에 따라 화상형성조건을 변경함으로써, 드럼 사용량에 상관없이 안정한 화상을 유지하여, 현상제 소비량을 저감하는 것이 가능하게 된다.

또한, 화상 담지 부재의 사용량에 따라 화상형성 조건인 현상 부재의 현상조건과 대전 부재의 대전조건을 변화시켜, 화상 담지 부재의 사용량에 상관없이 안정된 화상을 유지하여, 현상제 소비량을 저감하는 것이 가능하게 된다.

Claims

제1 소정의 화상형성조건에서 현상제를 이용하여 화상 담지 부재 위에 화상을 형성하는 제1 화상형성 모드와,

상기 제1 소정의 화상형성조건과 다른 제2 화상형성조건에서 현상제를 이용하여 화상 담지 부재 위에 화상을 형성하는 제2 화상형성 모드를 갖는 화상 형성 장치이며,

상기 제2 화상 형성 조건은 동일 화상에 대한 현상제의 소비량이 상기 제1 화상형성 모드에서보다도 상기 제2 화상형성 모드 쪽이 적어지도록 설정되며,

화상 담지 부재의 사용량에 관한 정보를 저장하는 저장수단과, 상기 저장수단에 저장된 정보에 따라 상기 제2 화상형성 모드에서의 제2 화상형성조건을 변경하는 제어수단을 포함하는 화상형성장치.
제1항에 있어서, 형성되는 화상을 판별하는 판별수단을 더 포함하며,

상기 판별 수단은, 상기 저장수단에 저장되어 있는 화상 담지 부재의 사용량에 대한 정보와, 상기 판별수단의 판별결과에 따라 화상형성조건을 변경시키는 화상형성장치.
제2항에 있어서, 상기 판별수단은 화소집합영역의 크기를 판별하는 수단이며, 화소집합영역이 소정의 크기보다 큰지 작은지의 여부에 따라 제2 화소형성조건 을 변경하는 화상형성장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 화상 담지 부재의 사용량에 대한 정보는 소정의 임계치 정보이고, 상기 제어수단은, 화상 담지 부재의 사용량이 소정의 임계치 정보에 도달했을 때, 제2 화상형성조건을 변경하는 화상형성장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화상형성장치는, 화상 담지 부재를 화상정보에 기초하여 노광 작동조건에서 노광하는 노광수단을 더 포함하는 화상형성장치.
제5항에 있어서, 상기 노광 작동조건은 상기 노광수단의 노광시간 또는 발광 에너지인 화상형성장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 화상형성장치는 화상 담지 부재를 전기적으로 대전하기 위한 대전 부재와, 화상 담지 부재에 현상제를 공급하기 위한 현상 부재를 포함하며,

화상형성조건은 대전 부재의 대전조건과 현상 부재의 현상조건을 포함하는 화상형성장치.
제7항에 있어서, 상기 대전조건은 대전 부재에 인가되는 바이어스 전압이며, 상기 현상조건은 현상 부재에 인가되는 바이어스 전압인 화상형성장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화상 담지 부재와 상기 저장수단은 일체로 지지되어서 화상형성장치에 착탈 가능한 카트리지를 형성하는 화상형성장치.
제7항에 있어서, 상기 화상 담지 부재와, 상기 저장수단과, 상기 대전 부재와, 상기 현상 부재는 일체로 지지되어서 화상형성장치에 착탈 가능한 카트리지를 형성하는 화상형성장치.
소정의 제1 화상형성조건에서 현상제를 이용하여 화상 담지 부재에 화상을 형성하는 제1 화상형성 모드와, 상기 제1 소정의 화상형성조건과 다른 제2 화상형성조건에서 현상제를 이용하여 화상 담지 부재에 화상을 형성하는 제2 화상형성 모드를 갖는 화상 형성 장치에 착탈 가능한 카트리지이며,

상기 제2 화상 형성 조건은 동일 화상에 대한 현상제의 소비량이 상기 제1 화상형성 모드에서보다도 상기 제2 화상형성 모드 쪽이 적어지도록 설정되며,

상기 카트리지는 화상 담지 부재와, 카트리지에 대한 정보를 저장하는 저장수단을 포함하며,

상기 저장수단은 제2 화상형성조건을 변경하기 위한 화상 담지 부재의 사용량에 대한 정보를 저장하는 제1 저장영역을 갖는 카트리지.
제11항에 있어서, 상기 저장수단은 화상 담지 부재의 사용량을 저장하기 위한 제2 저장영역을 더 포함하는 카트리지.
제11항 또는 제12항에 있어서, 화상 담지 부재의 사용량에 대한 정보는 소정의 임계치 정보인 카트리지.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 화상형성장치는 화상 담지 부재를 노광하기 위한 노광수단을 더 포함하고,

상기 제2 화상형성조건은 상기 노광 수단의 노광 작동조건인 카트리지.
제14항에 있어서, 상기 노광 작동조건은 상기 노광수단의 노광시간 또는 발광 에너지인 카트리지.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 장치는 화상 담지 부재를 전기적으로 대전하기 위한 대전 부재와, 화상 담지 부재에 현상제를 공급하기 위한 현상 부재를 포함하며,

화상형성조건은 대전 부재의 대전조건과 현상 부재에의 현상조건을 포함하는 카트리지.
제16항에 있어서, 상기 대전조건은 대전 부재에 인가되는 바이어스 전압이며, 상기 현상조건은 현상 부재에 인가되는 바이어스 전압인 카트리지.
소정의 제1 화상형성조건에서 현상제를 이용하여 화상 담지 부재에 화상을 형성하는 제1 화상형성 모드와, 상기 제1 소정의 화상형성조건과 다른 제2 화상형성조건에서 현상제를 이용하여 화상 담지 부재에 화상을 형성하는 제2 화상형성 모드를 갖는 화상 형성 장치에 착탈 가능한 카트리지에 탑재되는 저장장치이며,

상기 제2 화상 형성 조건은 동일 화상에 대한 현상제의 소비량이 상기 제1 화상형성 모드에서보다도 상기 제2 화상형성 모드 쪽이 적어지도록 설정되며,

제2 화상형성조건을 변경하기 위한 화상 담지 부재의 사용량에 대한 정보를 저장하는 제1 저장영역을 갖는 저장장치.
제18항에 있어서, 화상 담지 부재의 사용량을 저장하는 제2 저장영역을 더 갖는 저장장치.
제18항 또는 제19항에 있어서, 화상 담지 부재의 사용량에 대한 정보는, 소정의 임계치 정보인 저장 장치.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 화상형성장치는 화상 담지 부재를 노광하기 위한 노광 장치를 더 포함하고, 제2 화상형성조건에 대한 정보는 상기 노광 장치의 노광 작동조건에 대한 정보인 저장장치.
제21항에 있어서, 상기 노광 작동조건에 대한 정보는 상기 노광 장치의 노광시간 또는 발광 에너지인 저장장치.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 장치는 화상 담지 부재를 전기적으로 대전하기 위한 대전 부재와, 화상 담지 부재에 현상제를 공급하기 위한 현상 부재를 포함하며,

화상형성조건은 대전 부재의 대전조건과 현상 부재의 현상조건인 저장장치.
제23항에 있어서, 상기 대전조건은 대전 부재에 인가되는 바이어스 전압이며, 상기 현상조건은 현상 부재에 인가되는 바이어스 전압인 저장장치.
소정의 제1 화상형성조건에서 현상제를 이용하여 화상 담지 부재에 화상을 형성하는 제1 화상형성 모드와, 상기 제1 소정의 화상형성조건과 다른 제2 화상형성조건에서 현상제를 이용하여 화상 담지 부재에 화상을 형성하는 제2 화상형성 모드를 갖는 화상 형성 장치에 착탈 가능한 카트리지에 탑재되는 저장장치이며,

상기 제2 화상 형성 조건은 동일 화상에 대한 현상제의 소비량이 상기 제1 화상형성 모드에서보다도 상기 제2 화상형성 모드 쪽이 적어지도록 설정되며,

상기 저장장치는 제2 화상형성조건을 변경하기 위한 화상 담지 부재의 사용량에 대한 정보를 저장하는 제1 저장 영역을 갖고,

제2 화상형성조건을 변경하기 위한 정보는 제1 화상 형성 모드에 사용되는 것이 아니라 제2 화상 형성 모드에 사용되는 정보인 저장장치.
제25항에 있어서, 상기 저장 장치는 화상 담지 부재의 사용량을 저장하는 제2 저장영역을 더 갖는 저장장치.
제25항 또는 제26항에 있어서, 화상 담지 부재의 사용량에 대한 정보는 소정의 임계치 정보인 저장장치.
제26항에 있어서, 상기 화상형성장치는 화상 담지 부재를 노광하기 위한 노광 장치를 더 포함하며,

화상형성조건에 대한 정보는 상기 노광 장치의 노광 작동조건에 대한 정보인 저장장치.
제28항에 있어서, 상기 노광 작동조건에 대한 정보는 상기 노광 장치의 노광시간 또는 발광 에너지인 저장장치.
제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 장치는 화상 담지 부재를 전기적으로 대전하기 위한 대전 부재와, 화상 담지 부재에 현상제를 공급하기 위한 현상 부재를 포함하며,

화상형성조건은 대전 부재의 대전조건과 현상 부재의 현상조건을 포함하는 저장장치.
제30항에 있어서, 상기 대전조건은 대전 부재에 인가되는 바이어스 전압이며, 상기 현상조건은 현상 부재에 인가되는 바이어스 전압인 저장장치.