토너 분배시스템 및 그 제어방법

본 발명은 토너 분배시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본 발명은 현상제 혼합물 내의 토너의 농도를 제어하고 레이저 프린터 혹은 복합기 등의 화상형성장치의 전사사진공정에서의 토너 소모량을 모니터링하는 토너 분배시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다. 일반적으로, 전자 사진 프린트 과정 중에 감광체(photoreceptor)는 정전기적으로 대전된 다음 원래의 이미지의 광 패턴에 노출됨으로써 표면을 선택적으로 방전시켜서 잠상을 형성하게 된다. 잠상이 감광체 상에 기록된 후에 현상제를 감광체에 접촉시키게 되면, 잠상이 현상된다. 토너 입자들은 잠상에 끌어당겨지게 되어, 감광체 상에 토너 분말 이미지가 형성된다. 그런 다음, 토너 분말 이미지는 감광체로부터 종이에 전사된다. 그런 다음, 토너 입자는 용해되고, 정착유닛(fusing unit)에 의해 영구히 이미지가 종이에 부착된다. 디지털 전자 사진 프린터 및 복사기에 있어서, 공정 제어 소프트웨어는 페이지 당 픽셀의 실제 숫자를 카운트할 수 있다. 픽셀 카운트는 소정의 이미지를 현상하는데 사용되는 토너의 양을 추정하기 위하여 사용되어 왔다. 소모된 토너의 양을 나타내는 추정치는, 이중 컴포넌트 현상 시스템에서는 현상제 하우징에 토너를 추가하는 공정을 제어하는데 사용되며, 단일 컴포넌트 현상 시스템에서 토너 카트리지 내에 남아 있는 코너의 잔류량을 표시하는데 사용된다. 이중 컴포넌트 현상시스템의 경우, 예를 들어, 프린트 품질을 유지하기 위하여, 기계가 가동되는 동안 토너 농도가 일정하게 유지된다. 이를 위해, 전체 프린트 과정에서 현상제하우징에 토너가 제어 가능한 상태로 추가될 수도 있다. 단일 컴포넌트 현상 시스템의 경우, 토너의 소모량이 모니터링 되며, "수명 종료" 상태에 거의 도달하게 되면, 경고 신호가 사용자에게 주어지게 된다. 그러나, 단지 픽셀 카운트만을 사용할 경우, 서로 다른 토너량 소모를 야기하는 텍스트/라인, 하프톤 및 솔리드 영역 등의 서로 다른 유형의 이미지는 설명할 수 없게 된다. 프린지 필드(fringe field) 현상 효과로 인하여, 픽셀 카운트가 동일하더라도, 각기 다른 유형의 이미지는 각기 다른 토너량을 소모하게 된다. 따라서, 픽셀 카운트만을 사용하는 평가 방법은 부정확하다. 미국 특허 제 6,810,218 호는 픽셀 카운트와 픽셀 전이 카운트를 사용하여 각기 다른 유형의 이미지를 예측하는 방법을 개시하고 있다. 전이 카운트(레이저 ON/OFF 또는 OFF/ON)와 픽셀 카운트의 비율을 이용하여, 어떤 유형의 이미지가 감광체 상에 가장 많이 노출되었지 판단할 수 있다. 그런 다음, 이미지 유형에 기초하는 다른 픽셀 당 토너량이 알고리즘에 포함됨으로써, 토너 사용에 대한 평가가 보다 양호하게 수행된다. 미국 특허 제 6,374,064 호는 알고리즘 내의 픽셀 분배, 토너농도(TC) 분배 및 패치 분배의 조합에 의해 제어되어, 잠상을 현상할 때 소모된 토너를 보충하는 분배 시스템을 개시하고 있다. 미국특허 제6,810,218 호의 주된 사상은 알고리즘 내의 픽셀 카운트와 전이 카운트를 적용하여 단일 컴포넌트 시스템에서의 토너 사용량을 더욱 정확하게 추정하는 방법을 제공하는 것이다. 이러한 알고리즘은, 더욱 정확하며 실제 토너 잔류 비율(%)에 가까운 값을 반영하는 가스 게이지를 생성하는데 사용된다. 프린터의 하드 스톱인 경우(가스 게이지가 0 %를 나타냄에 따라 프린터가 정지하는 경우), 가스 게이지가 정확하다면, 실제 토너 잔류 비율은 0에 근접하게 된다. 이 특허는 이중 컴포넌트 현상 시스템에서 토너를 보충하기 위하여 분배 시스템 내의 전이 카운트 및 픽셀 카운트를 사용하는 알고리즘을 개시하지 않았다. 미국 특허 6,374,064호는 이중 컴포넌트 현상 시스템에서 제어 가능한 상태로 토너를 보충하는 분배 시스템의 개념을 설명하고 있다. 그러나, 분배 시스템에서는, 이미지 내에 어떤 이미지 유형이 우세한지에 대해서는 상관없이 오직 픽셀 카운트만이 사용된다. 또한, 작업 길이의 크기에 상관없이, 즉, 작업 길이가 짧은지 또는 긴지에 상관없이, 또는 연속적인 프린트 작업인지에 상관없이, 오직 하나의 분배율만이 사용된다. 작업 길이의 크기가 고려되지 않을 경우, 소모된 토너를 보충하기 위한 토너 분배량은 정확하지 못할 수도 있다.