화상형성장치 및 프린팅방법 document_id A220623019217

본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스플레이장치를 이용하여 화상을 형성하는 화상형성장치 및 이를 이용한 프린팅방법에 관한 것이다. 일반적으로, 화상형성장치는 흑백 칼라의 화상을 형성하는 모노 타입 화상형성장치와 칼라 화상을 형성하는 칼라 화상형성장치로 구분될 수 있다. 그리고, 칼라 화상형성장치의 경우에는, 하나의 상담지체를 여러 번 회전시켜 칼라 화상을 형성하는 멀티패스(Multi-pass) 방식과 복수의 상담지체를 한 번씩 회전시켜 칼라 화상을 형성하는 단일패스 방식으로 구분된다. 먼저, 모노 타입 화상형성장치의 경우, 도 1a에 도시된 바와 같이, 본체(10)에 마련된 급지부(11)에서 픽업된 인쇄매체(이하 ''용지''라 함)가 현상기(12)와, 전사롤러(13) 사이로 공급된다. 현상기(12)에 마련된 감광드럼(12a)과 같은 감광매체에 레이저 주사유닛(LSU; Laser Scanning Unit)(14)에서 주사되는 광에 의해 원하는 화상에 대응되는 정전잠상이 형성된다. 상기와 같이 형성된 감광드럼(12a) 상의 정전 잠상 영역에는 토너와 같은 현상제가 공급되어 현상된다. 감광드럼(12a)에 현상된 현상제 즉, 화상은 전사롤러(13)와 감광드럼(12a) 사이로 통과하는 용지로 전사된다. 화상을 전사 받은 용지는 정착부(15)를 경유하면서 고온 및 고압에 의해 정착됨으로써, 용지 표면에 화상이 고착된다. 정착부(15)를 통과한 용지는 소정 경로를 통해 외부로 배출되거나, 미 도시된 반전경로를 통해 재 공급되어 양면인쇄가 가능하도록 이동된다. 도 1b는 멀티패스 방식 화상형성장치를 나타내 보인 개략적인 구성도이다. 도 1b를 참조하면, 멀티패스 방식 화상형성장치는 하나의 상담지체(이하 감광드럼이라 함)(21)를 여러 번 회전시켜 칼라 화상을 형성하도록 구성되어 있다. 즉, 멀티패스 방식 화상형성장치의 경우, 복수의 칼라, 예를 들면 옐로우, 마젠타, 시안 블랙의 칼라 화상을 단계적으로 형성하여 전사벨트(27)와 같은 전사매체로 1차 전사하여 중첩시킨다. 그런 다음, 전사벨트(27)에 중첩된 풀칼라 화상을 용지(P)로 2차 전사시키게 된다. 따라서, 하나의 풀칼라 화상을 현상하기 위해서는 하나의 상담지체(21)를 4회 회전시키고, 전사벨트(27)도 4회 회전시키도록 구동제어한다. 구체적으로 살펴보면, 인쇄동작시, 감광드럼(21) 주위에 마련된 K, C, M, Y 현상기(22,23,24,25)는 차례로 감광드럼(21)에 개별 칼라 화상을 형성한다. 즉, 먼저 Y 화상이 상담지체(21)에 형성되고, 상담지체(21)의 Y 화상은 1차 전사롤러(26)에 의해 전사벨트(27)와 감광드럼(21) 사이에 형성된 1차 전사닙(N1)에서 전사벨트(27)로 전사된다. 이 과정에서는 2차 전사롤러(28)가 전사벨트(27)에서 이격된 상태로 유지된다. 다음으로, M 칼라화상이 상담지체(21)에 형성되고, 감광드럼(21)에 형성된 M 칼라화상은 상기 1차 전사닙(N1)을 통해 전사벨트(21)에 먼저 전사된 Y 칼라와 중첩되어 전사된다. 이와 같은 방법에 의해서 C 칼라도 전사벨트(26) 상에 중첩 전사된다. 그리고 마지막으로 감광드럼(21)에 K 칼라 화상이 형성되면, 2차 전사롤러(28)가 가상선으로 도시된 바와 같이 이동하여, 전사벨트(27)에 접근하여 2차 전사닙(N2)을 형성한다. 이 상태에서, 전사벨트(27)에는 K 칼라 화상이 마지막으로 중첩전사됨으로써, 풀칼라 화상이 전사벨트(27)에 전사된다. 상기와 같이, 풀칼라 화상이 전사벨트(27)에 전사되는 동안, 급지부(20)에서 픽업롤러에 의해 픽업된 용지(P)는, 일정 시점이 되면 2차 전사닙(N2)을 향해 공급된다. 그리고 2차 전사닙(N2)으로 용지(P)가 통과하면서 전사벨트(27)상의 풀칼라 화상이 2차 전사닙(N2)을 통해 용지(P)로 옮겨진다. 그리고 용지(P)에 전사된 풀칼라 화상은 정착부(29)를 통과하면서 고온 및 고압에 의해 용지(P) 상에 고착된다. 정착부를 통과한 용지(P)는 화상형성장치의 외부로 배출된다. 한편, 상기와 같이 칼라별 현상기(22,23,24,25)를 통해 감광드럼(21)에 칼라별 화상을 형성하기 위해서는, 앞서 도 1a에서 설명한 바와 같이, 감광드럼(21)에 원하는 화상에 대응되는 정전잠상을 형성하기 위해 레이저 스캐닝 유닛(30)이 사용된다. 이 레이저 스캐닝유닛(30)은 각 칼라별 화상을 형성하는 4회에 걸친 현상 사이클 동안 일련의 레이저 스캐닝 동작을 수행하게 되며, 그 자세한 동작은 모노 타입 화상형성장치와 동일하다고 할 수 있다. 또한, 단일패스 방식 화상형성장치의 경우에는, 도 1c에 도시된 바와 같이, 여러 개의 상담지체, 예를 들면 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙의 칼라 화상에 대응되게 4개의 감광드럼(41,42,43,44)를 구비할 수 있다. 그리고 전사벨트(45)와 같은 전사매체를 1회전시키는 동안에 4개의 각 칼라별 감광드럼(41,42,43,44)에서 형성된 칼라 화상을 전사벨트(45)에 순차적으로 전사시켜 중첩함으로써 풀칼라 화상을 얻게 된다. 이를 위해, 단일 패스 방식 화상형성장치의 경우, 각 상담지체(41,42,43,44)에 대응되는 칼라별 현상기(51,52,53,54)가 구비되며, 또한, 각 칼라별 감광드럼(41,42,43,44)에 대응되는 칼라별 레이저 스캐닝 유닛(LSU;60)이 마련된다. 이러한 구성에 의하면, 전사벨트(45)의 1회전 구동시 풀칼라 화상이 전사벨트(45)에 형성되어 칼라 화상에 걸리는 시간을 단축시키는 것이 가능하다. 그리고 전사벨트(45)에 옮겨진 칼라화상은 전사롤러(46)와 전사벨트(45) 사이로 통과하는 용지(P)로 전사된다. 칼라 화상을 전사 받은 용지(P)는 정착부(47)를 경유하여 정착된 뒤 외부로 배출된다. 한편, 앞서 설명한 바와 같은 여러 가지 화상형성장치 즉, 모노 타입, 멀티패스 타입, 단일 패스 타입 화상형성장치들은, 감광매체에 정전잠상을 형성하기 위해 공통적으로 레이저 스캐닝 유닛을 사용한다. 이러한 레이저 스캐닝 유닛의 일예가 도 2에 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 일반적인 레이저 스캐닝 유닛은, 광원으로 사용되는 레이저 광을 출사하는 광원(61), 광원(61)에서 출사되는 레이저 광을 광축에 대해 평행광 또는 수렴광으로 만들어주는 콜리메이터렌즈(62), 평행광으로 만들어진 광원을 다시 부주사 방향으로만 수렴시켜주는 역할을 하는 실린더 렌즈(63), 콜리메이터 렌즈(62)와 실린더 렌즈(63)를 통과한 레이저 광을 수평방향으로 등선속으로 이동시켜 스캐닝하는 폴리곤미러(64), 폴리곤미러(64)를 등속도로 회전시키는 폴리곤 미러 구동모터(65), 광축에 대해 일정한 굴절율을 가지며 폴리곤미러(64)에서 발사된 등속도의 레이저 광을 주 스캐닝방향으로 편광시키고 수차를 보정하여 스캐닝면에 초점을 맞추는 에프세타(F·θ)렌즈(66). 에프세타렌즈(66)를 통한 레이저 광을 소정의 방향으로 반사시켜 결상면인 감광매체 즉, 감광드럼(70) 표면에 정전잠상으로 결상시키는 결상용 반사미러(67), 레이저 광을 수광하여 수평동기를 맞추어주는 감지센서(68) 및 동기검출용 감지센서 측으로 레이저 광을 반사시켜주는 동기신호 검출용 반사미러(69)를 구비한다. 이상에서 설명한 바와 같이, 종래에는 감광매체에 정전잠상을 형성하기 위하여 다양한 광학적 기능을 가지는 부품들이 필요하게 되므로, 레이저 스캐닝 유닛(60)의 구성이 복잡한 문제점이 있다. 또한, 상기 구성의 레이저 스캐닝 유닛(60)을 이용하게 되면, 하나의 픽셀(PIXEL) 단위의 화소가 1라인을 순차적으로 스캐닝하여 형성하는 구성이므로, 화상형성속도가 늦은 단점이 있다. 최근에는 인쇄속도가 고속화되는 경향이 뚜렷하고 고속 프린팅을 실현하기 위해 레이저 스캐닝 유닛의 속도를 향상하기 위한 노력이 지속적으로 추진되고 있으나, 상기 구성의 스캐닝 유닛에서는 폴리곤미러(64)를 회전시키는 구동모터(65)의 회전속도, 각 화상데이터의 처리속도, 및 감광매체, 현상기 속도가 동기화되어 동작되고, 이를 동기시키는 것 자체의 어려움이 있다. 또한, 무엇보다 상기 동기시켜야 할 속도들 중에서 어느 하나의 속도가 늦어지면 전체적 프린팅 속도가 늦어지는 문제가 있다. 그중에서도 특히, 구동모터(65)의 회전속도를 향상시키는데 있어서 큰 어려움이 있다. 즉, 구동모터(65)를 고속회전시킴에 따라 진동이 크게 발생하여, 이를 등속도로 정밀 제어하는 것이 어렵게 된다. 이와 같이, 진동 등의 문제로 인하여 구동모터(65)의 회전속도에 한계가 있으므로, 결국 프린팅 속도의 고속화는 한계를 가질수 밖에 없게 된다. 또한, 폴리곤미러(64)의 회전에 의해 광이 스캐닝되는 방향과, 감광매체(70)가 회전하는 방향이 교차하게 되므로, 실질적으로 감광매체(70)의 축방향에 대해 라인단위의 화상정보 즉, 정전잠상이 기울어지게 형성되는 현상 즉, 스큐(SKEW)가 발생하게 된다. 이러한 스큐를 보상하기 위해서 스캔광의 주주사방향에 보상값을 주어 기울어진 상태로 주사하는 등의 보상기술이 있으나, 이는 매우 복잡한 제어 메카니즘이 요구되는 문제점이 있으며, 그럼에도 불구하고 근본적인 스큐문제를 안고 있다는 한계가 있다. 이 경우, 특히 멀티패스 또는 단일패스 타입 화상형성장치에서처럼 칼라화상을 중첩시킬 때, 주주사방향 및 부주사방향 각각에 대해서 레지스트레이션을 맞추어야 하는 기술적 어려움이 있다. 또한, 각 칼라화상의 레지스트레이션을 소프트웨어적으로 맞추더라도, 각 화상을 형성하는 감광매체, 구동계 등의 기구적 불안정으로 인해 한 화소에 대응하는 각 색상별 화상이 정확히 중첩되어 현상되는 것이 매우 어렵다. 예들 들어, 감광드럼의 제조시, 정원의 단면이 되도록 제조되는 것이 이상적이나, 이는 현실적으로 불가능하므로 이로 인한 각 화상데이터 간 위치오차로 인한 문제가 발생되고, 이는 화질에 악영향을 주게 된다. 그러나, 이를 개선하게 위해서는, 많은 노력이 필요하며, 특히 기구적인 정밀도를 높이고, 각 부품 간의 속도를 정밀하게 제어해야 하며, 이로 인해 시간과 비용이 많이 발생하는 단점이 있다. 또한, 이러한 노력에도 불구하고, 각 화상데이터의 중첩시 발생하는 레지스트레이션의 문제 해결에 한계가 있을 수밖에 없다.