KR100523345B1 - 화상형성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컬러의 어긋남이 없는 고품질의 컬러 화상을 저가의 방식으로 형성할 수 있는 화상형성장치를 제공한다. 변위 구동 유니트가 제공되어 광학 요소 유니트를 이동시키고 부주사방향으로 감광체상의 빔 스폿을 변위시킨다. 제 1검출 유니트가 제공되어 전사부재의 회전 싸이클을 검출하고, 그리고 제 2검출 유니트가 제공되어 감광체상에 상기 광학 요소 유니트로 부터 레이저 빔의 가입 타이밍을 검출하게 된다. 상기 감광체상에 순차적으로 다수의 토너 화상들을 기입하는 때, 상기 광학 요소 유니트는 이동되고, 빔 스폿이 감광체상에서 부주사 방향으로 변위되어 감광체상의 기입위치를 교정하고 전사 부재상에서 화상 전사 위치들의 어긋남을 제거한다. 상기 감광체상에서 빔 스폿의 변위 량은 상기 제 1검출 유니트로 부터의 제 1신호와, 제 2검출 유니트로 부터의 제 2신호사이의 시간 차에 의해서 결정된다.

Description

화상형성장치{IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 컬러 화상내의 컬러 어긋남(deviation)을 쉽고 저가로 간단하게 방지할 수 있는 화상형성장치에 관한 것이다.

종래의 기술에는 몇 종류의 컬러 화상형성장치가 있다; 그들 중의 하나는 전자사진 방식의 컬러 화상형성장치이며, 이는 그 주사광학시스템에 반도체 레이저를 사용한다. 이와 같은 컬러 화상형성장치에서, 레이저 빔은 원고가 주사되어 지는 때, 생성되어지는 컬러 화상신호에 따라서 변조되고, 감광체 드럼 또는 감광체 벨트상에 방출되어 그 위에 잠상을 형성한다; 그 다음, 잠상은 적절한 컬러들을 갖는 토너들에 의해서 현상되어 용지로 전사된다.

전자사진 방식의 컬러 화상형성장치에는 두 가지 방식이 있으며: 그 중에 하나는 독립적인 화상형성 유니트를 갖고서 단일 컬러 화상을 형성하는 것이며; 다른 하나는 단일 화상형성 유니트를 갖고서 다양한 컬러 화상들을 형성하는 것이다. 통상적으로, 전자(前者)의 것은 4 탠덤 엔진방식이라 불리우며, 그 이유는 그것이 블랙, 옐로우, 마젠타및 시안 컬러들에 일치하는 4개의 화상형성 유니트를 갖기 때문이며; 후자(後者)의 것은 단일 엔진방식으로 불리우고, 그 이유는 블랙, 옐로우, 마젠타및 시안의 4가지 색상들을 조합하는 화상들을 형성하기 위해 단지 하나의 화상형성 유니트를 사용하기 때문이다.

단일 엔진의 컬러 화상형성장치에서, 레이저 빔은 레이저 기입 유니트로 부터 감광체벨트로 방출되어 감광체 벨트의 표면상에 블랙,옐로우, 마젠타및 시안컬러들의 잠상들을 순차적으로(in sequence) 기입한다. 일단 상기 4가지 컬러중의 어느 하나를 갖는 잠상이 감광체 벨트상에 기입되면, 이와 같은 잠상은 롤러 현상기에 의해서 토너화상으로 즉각적으로 현상된다. 상기 롤러 현상기는 블랙,옐로우, 마젠타및 시안 컬러들에 각각 일치하는 4개의 슬리브들을 갖고 있으며, 컬러 잠상에 일치하는 컬러 토너가 이러한 컬러를 위한 슬리브에 의해서 감광체 벨트로 공급된다.

상기 현상된 토너 잠상은 감광체 벨트로 부터, 그 표면에 긴밀한 접촉을 하고 있는 중간 전사벨트로 전사된다. 이를 소위 "제 1전사"라고 한다. 통상적으로, 컬러 화상형성장치내에는 검출기들이 배치되어 중간 전사벨트상에 기준으로서 작용하는 마크를 검출하고, 기준 신호를 출력시킨다. 상기 검출기들로 부터의 이와 같은 기준 신호들을 사용하여, 다른 색상들의 잠상들을 형성하는 타이밍이 통일되고, 다른 컬러들의 잠상들이 감광체 벨트상에 형성되어지며, 레이저 빔이 적절한 시간 지연을 갖고서 방출되어진다. 그 결과, 다른 컬러들의 화상들은 감광체 벨트상에 동일한 각각의 위치에서 형성되어진다.

하나의 컬러 토너화상이 제 1전사 공정에 의해서 중간 전사 벨트의 표면상에 전사되고, 화상의 이러한 전사후에, 감광체 벨트상의 잔류 토너는 크리너를 이용하여 제거된다. 이러한 제 1전사는 중간 전사벨트가 1싸이클을 회전할 때마다 반복되어지며, 결과적으로 블랙, 옐로우, 마젠타및 시안컬러의 토너 화상들이 중간 전사 벨트의 표면상에 순차적으로 전사된다. 4가지 컬러들의 토너화상들은 중간 전사벨트상에 중첩되어지고, 하나의 컬러화상이 중간 전사벨트상에 형성되는 것이다.

중간 전사벨트상의 컬러 화상은 용지공급 트레이에 의해서 공급되어지는 용지로 전사된다(이를 소위 제 2전사라 함). 화상은 정착기(fuser)에 의해서 용지에 정착되며, 그 다음 상기 화상의 용지는 장치의 외측에 마련된 배출 트레이로 이송된다. 상기 용지로의 화상 전사후, 중간 벨트상의 잔류 토너는 크리너를 이용하여 제거된다.

만일 상기 컬러화상형성장치가 레이저 기입 유니트내에 회전 폴리곤 미러를 구비하여 레이저 빔을 편향시키고자 한다면, 화상형성 동기화에 관련하여 문제를 일으킬 수 있다. 특히, 중간 전사벨트는 그것의 원주길이의 공차와 경시적인 원주길이의 변화,상기 중간 전사벨트를 견고하게 긴장시키는 롤러들의 외경 공차및, 상기 중간 전사벨트와 롤러들 사이의 미끄러짐에 기인하여 늘어나게 된다. 이와 같은 중간 전사벨트의 늘어남에 기인하여, 상기 중간 전사벨트의 회전 싸이클을 기입주사간격의 정수배(integer number multiple)로 유지하는 것이 어렵게 된다. 그 결과, 상기 레이저 기입 유니트의 주사 싸이클과 중간 전사 벨트의 회전 싸이클들은 일반적으로 비동기화(asynchronous)하고, 이러한 비동기화에 기인하여 컬러등록 어긋남이 발생한다. 이러한 컬러등록 어긋남의 문제점은 또한, 전사 벨트대신에 전사 드럼을 이용하는 컬러 화상형성장치에서도 유사한 방식으로 발생하는 것임을 주지하여야 한다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명의 출원인은 일본 특허 공개 제 8-152833호에서 컬러화상형성장치를 제안하였으며, 여기서는 마크들이 중간 전사벨트상에 미리 형성되고, 이러한 마크들은 마크 검출 센서에 의해서 검출된다. 상기 마크검출 센서의 마크 검출 타이밍을 하나의 기준으로 사용하여, 레이저 기입유니트내의 폴리곤 모터의 회전이 제어되며, 그에 따라 적절한 시간 주기만큼 감광체 벨트상의 화상기입 타이밍을 조절하는 것이다. 이러한 방식으로, 컬러화상의 컬러 어긋남이 방지된다.

그리고, 다른 컬러 화상형성장치가 일본 특허공개 제 10-14291호에 제안되어 있으며, 여기서는 전사드럼 또는 전사 벨트의 구동 유니트가 가속 또는 감속되어 기입주사 싸이클에 동기하도록 되어 있고; 이러한 방식으로, 컬러화상의 컬러 어긋남이 방지되는 것이다.

그러나, 종래기술의 이와 같은 컬러화상형성장치들은 너무 고가의 가격들로 판명되어, 그에 따라서 컬러화상형성장치들이 저가의 방식으로 컬러등록 어긋남을 방지하고, 화상의 품질을 향상시키는 것이 요구되는 것이다.

특히, 일본 특허 공개 제 8-152833호에 개시된 화상형성장치에서는, 폴리곤 모터의 회전속도, 즉 폴리곤 미러의 회전속도가 조절되어 컬러 어긋남을 방지한다. 그럼에도 불구하고, 폴리곤 미러의 회전속도는 매우 높기 때문에, 동기화를 얻으면서 상기 회전 속도를 변경시키고자 하는 것은 정밀도의 관점에서 매우 어려운 것으로 판명되었고, 이를 실행하기 위해서는 매우 고가의 폴리곤 모터가 필요하며, 그에 따라서 전체 화상형성장치의 가격은 고가로 되는 것이다.

일본 특허 공개 제 10-14291호에서 개시된 컬러 화상형성장치에서는, 전사 드럼 또는 전사 벨트가 가속 또는 감속되어 기입주사 싸이클에 동기화를 얻도록 되어 있음으로서, 이를 실행하기 위한 독립적인 구동 유니트가 필요한 것이다. 더욱이, 상기 구동 유니트의 속도와 위치를 제어하는 것이 필요하기 때문에, 상기 구동유니트와 화상형성장치 전체가 고가로 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해소하기 위한 것을 그 목적으로 하고 있다.

본 발명의 보다 구체적인 목적은 비동기적인 화상형성을 정확하게 교정하고, 저가의 방식으로 컬러의 어긋남이 없는 고품질의 컬러화상을 형성할 수 있는 화상형성장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1견지(aspect)에 따르면, 레이저 빔을 생성하는 광학요소 유니트, 회전하면서 레이저 빔을 편향시키는 회전형 편향기, 감광체, 상기 감광체가 편향된 레이저 빔에 의해서 주사되고, 현상제에 의해서 처리되는 때에 상기 감광체상에 형성되어지는 컬러 화상, 상기 레이저 빔이 상기 회전형 편향기에 의해서 편향될 때 제 1방향을 따라서 이동하는 상기 감광체 상의 레이저빔의 스폿, 회전가능한 전사부재, 상기 감광체상에 형성되어 상기 회전가능한 전사부재가 1싸이클을 회전할 때마다 순차적으로 상기 회전가능한 전사부재의 미리 결정된 위치로 전사되어지는 다른 컬러들을 가진 다수의 화상들, 상기 광학 요소 유니트를 이동시키는 변위 구동유니트, 상기 광학요소 유니트가 변위구동 유니트에 의해서 이동될때, 제 2방향으로 변위되어지는 감광체상의 레이저 빔 스폿,상기 회전형 전사부재가 1싸이클을 회전할 때마다 제 1신호를 출력시키기 위한 제 1검출수단, 상기 레이저 빔이 제 1방향으로 상기 감광체를 주사하기 시작할 때, 제 2신호를 출력하기 위한 제 2검출수단 및, 상기 제 1신호와 제 2신호들 사이의 시간 차이를 계산하기 위한 계산 수단을 포함하고, 상기 변위 구동 유니트는 광학요소 유니트를 이동시켜 상기 레이저 빔의 스폿을 제 2방향으로 일정 거리만큼 변위시켜 상기 감광체상의 다른 컬러들의 다수의 화상 각각들을 형성하는 개시위치를 변경시키고, 상기 거리는 시간 차이에 의해서 결정되어지는 화상형성장치를 제공한다.

바람직하게는, 화상형성장치에서, 기준 마크가 회전형 전사부재상에 형성되고, 그리고 상기 제 1검출수단은 상기 기준 마크가 검출될 때마다 제 1신호를 출력시킨다.

보다 바람직하게는, 상기 감광체로 부터 전사된 화상들은 회전형 전사부재상에 중첩되어 하나의 컬러화상을 형성하며, 그리고 상기 회전형 전사부재는 그 상부의 컬러 화상을 화상 담지부재에 전사한다.

상기의 발명에 따르면, 제 2방향으로(소위 부주사 방향으로) 감광체상의 빔 스폿 위치를 변위시키도록 상기 광학요소 유니트를 이동시키는 변위구동 유니트, 상기 전사 부재의 각각의 회전 싸이클을 검출하기 위한 제 1검출수단, 감광체상의 레이저 빔의 기입 타이밍을 검출하기 위한 제 2검출수단및, 계산수단들이 제공되어진다.

상기 전사부재상에서 다수의 토너 화상들의 전사 위치들의 어긋남을 제거하기 위하여, 이동가능하게 장착된 광학요소 유니트가 상기 변위 구동 유니트에 의해서 이동되어 감광체상의 빔 스폿의 위치를 부주사 방향으로 변위시킨다. 상기 감광체상의 빔 스폿의 변위량은 제 1검출수단으로 부터의 제 1신호와, 제 2검출수단으로 부터의 제 2신호사이의 시간 차에 의해서 결정되어진다.

그 결과, 감광체상의 화상형성 개시 위치는 정확하게 교정되어 전사부재상의 토너 화상들의 전사 위치들을 균일하게 하고, 그에 따라서 상기 전사부재상의 컬러 화상에서의 컬러 어긋남이 감소된다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 2견지에 따르면, 이동가능하게 장착되고, 레이저 빔을 방출하는 레이저 방출유니트를 포함하며, 상기 레이저 방출유니트를 일체로 형성하는 광학요소 유니트, 회전하면서 상기 방출된 레이저빔을 편향시키는 회전형 편향기, 감광체, 상기 감광체가 상기 편향된 레이저 빔에 의해서 주사되고, 현상제에 의해서 처리되는 때에, 상기 감광체상에 형성되어지는 컬러 화상, 상기 레이저 빔이 회전형 편향기에 의해서 편향될 때 제 1방향을 따라서 이동하는 상기 감광체상의 레이저빔의 스폿, 상기 감광체에 접촉하는 회전가능한 전사부재, 상기 감광체상에 형성되어 상기 회전가능한 전사부재가 1싸이클을 회전할 때마다 순차적으로 상기 회전가능한 전사부재의 미리 결정된 위치로 전사되어지는 다른 컬러들을 가진 다수의 화상들, 상기 전사된 화상들은 상기 회전형 전사부재상에 하나의 컬러 화상을 형성하고, 상기 광학 요소 유니트에 결합되고 이를 이동시키는 변위구동유니트, 상기 광학요소 유니트가 상기 변위구동 유니트에 의해서 이동될때, 제 2방향으로 변위되어지는 상기 감광체상의 레이저 빔 스폿, 상기 회전형 전사 부재에 인접하여 배치되고, 상기 회전형 전사부재가 1싸이클을 회전할 때마다 제 1신호를 출력시키는 제 1검출유니트, 상기 회전하는 편향기와 감광체사이에 배치되어 상기 편향된 레이저 빔을 검출하고, 상기 레이저 빔이 제 1방향으로 상기 감광체를 주사하기 시작할 때 제 2신호를 출력시키는 제 2검출유니트 및, 상기 제 1신호와 제 2신호들 사이의 시간 차(difference)를 계산하는 계산 유니트를 포함하고, 상기 변위 구동 유니트는 광학요소 유니트를 이동시켜 상기 레이저 빔의 스폿을 제 2방향으로 일정 거리만큼 변위시켜 상기 감광체상의 다른 컬러들의 다수의 화상 각각들을 형성하는 개시위치를 상기 제 1방향으로 변위시키고, 상기 거리는 상기 시간 차에 의해서 결정되어지는 화상형성장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 화상형성장치에서, 다수의 기준 마크들이 상기 회전형 전사부재상에서 규칙적인 간격으로 형성되고, 그리고 상기 제 1검출 유니트는 상기 기준 마크들중에서 특정한 하나가 검출되는 때마다 제 1신호를 출력시킨다.

또한, 상기 회전형 전사부재는 벨트형 및 드럼형중의 어느 하나이고, 그리고 상기 회전형 전사부재는 그 상부의 컬러 화상을 화상담지부재에 전사한다.

상기의 발명에 따르면, 상기 감광체상의 화상형성위치는 정확하게 교정되어 컬러 화상에서 컬러 어긋남을 감소시킨다.

바람직하게는, 상기 화상형성장치에서, 상기 광학요소 유니트는 회전축을 중심으로 회전하도록 되고, 상기 회전축은 상기 레이저 방출 유니트로 부터 방출된 레이저 빔의 광학 축으로 부터 어긋나 있으며, 그리고 상기 감광체상의 레이저 빔의 스폿은 상기 광학 요소 유니트가 상기 회전축을 중심으로 회전하는 때, 대략 제 2방향으로 변위되어 진다.

상기 발명에 따르면, 부주사방향으로의 상기 빔 스폿의 변위 분해능(resolution)을 부품수의 증가없이 향상시킬 수 있다.

보다 바람직하게는, 상기 회전축은 상기 회전하는 편향기에 의해서 편향된 레이저 빔에 의해서 형성된 평면내에서 상기 레이저 빔의 광학축으로 부터 어긋나게 된다.

상기의 발명에 따르면, 상기 장치의 안정성이 반복된 회전 후일지라도 향상된다.

보다 바람직하게는, 상기 광학 요소 유니트의 회전축과 상기 레이저 빔의 광학 축들은 상기 회전하는 편향기상의 대략 동일 위치에서 교차한다.

상기 발명에 따르면, 상기 광학 특성들의 변화와 상기 빔 스폿의 직경들이 감소된다.

본 발명의 이와 같은 여러가지 목적들, 특징들및 효과들은 이하에 기재된 바람직한 실시예들의 도면을 참조한 상세한 설명으로 부터 명확하게 이해될 것이다.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 화상 형성 장치의 일예로서, 단일-드럼(또는 단일 엔진) 컬러 화상 형성 장치 1의 개략적인 구성을 정면도로 도시하고 있다.

도 1에서 도시된 상기 컬러 화상 형성 장치 1에서, 주 하우징 2내에, 기입 유니트 3, 대전 롤러 4, 감광체 유니트 5, 현상 유니트 6, 전사 유니트 7, 마크 검출 센서 8(도 2 및 도 4 참조), 전사 롤러 9, 크리너 10, 용지 공급기 11, 정착기 12, 용지 배출 유니트 13 및, 제전 램프 14 들이 배치되어 있다. 상기 컬러 화상 형성 장치 1에서, 화상 데이터에 따라, 화상들은 최종적으로 도시되지 않은 용지들에 전자사진방식(electrophotographically)으로 형성되고, 그 다음 상기 용지들은 상기 주 하우징 2의 외측에 제공된 배출 트레이 15에 보내진다.

도 2는 기입 유니트 3, 감광체 유니트 5 및, 전사 유니트 7을 포함하는 상기 컬러 화상 형성 장치 1의 일부분을 도시한 부분 확대 개략 사시도이다.

상기 감광체 유니트 5는 한쌍의 롤러 21,22 및, 상기 롤러 21,22 들에 의하여 장력이 조정되는 이음매 없는(seamless) 플렉시블한 감광체 벨트 23을 포함한다. 상기 롤러 21,22중 하나 또는 그 둘 모두에 의하여 구동되는 상기 감광체 벨트 23은 상기 롤러상에서 시계방향으로 회전 구동한다.

도 3에서 도시된 바와 같이, 대전롤러 4는 상기 감광체 벨트 23을 균일하게 대전시키기 위하여 상기 감광체 벨트 23에 근접하도록 상기 롤러 21 근처에 배치된다.

도 2에서 도시된 바와 같이, 상기 기입 유니트 3은 레이저 방출요소 31, 폴리곤 미러 32, 특정 각속도로 회전되도록 상기 폴리곤 미러 32를 구동시키는 모터 33, fθ렌즈 34, 반사 미러 35 및, 동기 검출을 위한 센서 36로 구성되어 있다.

상기 레이저 방출요소 31에서 셍성되고, 화상 데이터에 따라 변조되는 레이저 빔 37은 상기 모터 33에 의하여 구동되는 회전형 폴리곤 미러 32에 의하여 편향되어 도 2에서 도시된 바와 같이 주 스캐닝 평면을 형성한다. 나아가 이와 같은 레이저 빔은 상기 fθ렌즈 34 를 통과한 후 상기 미러 35에 의하여 주사방향이 편향된다. 그 다음, 상기 레이저 빔은 상기 제전램프 14에 의하여 1차적으로 제전되고 있는 감광체 벨트 23위에 조사(irradiated)되고, 그리고 상기 대전 롤러 4에 의하여 균일하게 대전된다. 상기 레이저 빔 37이 조사됨에 따라, 잠상(latent image)이 상기 감광체 벨트 23에 형성되고 동시에, 상기 레이저 빔은 상기 주주사 방향에 제공되고 상기 감광체 벨트 23에서 이격된 위치에 제공되는 상기 센서 36상에 빛추인다. 상기 센서 36은 상기 레이저 빔을 검출하고, 그 검출결과로서 주주사 동기 신호를 출력시킨다.

여기서, 상기 감광체 벨트 23은 본 발명의 청구범위에서 감광체에 해당하고, 상기 폴리곤 미러 32는 본 발명의 청구범위에서 회전형 편향기에 해당하며, 상기 센서 36은 본 발명의 청구범위에서 제 2 검출 유니트에 해당하고, 상기 주주사 동기 신호는 본 발명의 청구범위에서 제 2 신호에 해당한다.

그리고, 예를 들어 상기 폴리곤 미러 32는 6개의 미러 면을 갖추고 있다.

상기 현상 유니트 6은 예를 들어, 드럼 41위에 설치된 옐로우 현상기 6Y, 시안 현상기 6C, 마젠타 현상기 6T 및, 블렉 현상기 6B로 구성되어 있다. 상기 드럼 41이 회전하면, 상기 현상기 6Y,6C,6T 및 6B들은 순차적으로 상기 감광체 벨트 23에 향하는 상태가 되고, 이들중 하나가 상기 감광체 벨트 23에 형성된 잠상에 해당하는 컬러의 토너(현상제)를 부착시키고, 이에 따라 잠상은 같은 컬러의 가시상으로 전환된다. 구체적으로 상기 현상 유니트 6은 상기 감광체 벨트 23에 근접하거나 또는 맞닿는 상태로 배치되는 다수의 현상 슬리브들을 갖추고 있고, 이와 같은 현상 유니트는 상기 감광체 벨트 23상의 잠상을 비접촉 현상방식 또는 접촉 현상방식에 의해 가시상으로 전환시키는 기능을 갖고 있다.

도 1 내지 도 4에서 도시된 바와 같이, 상기 전사 유니트 7은 상기 감광체 벨트 23과 접촉되는 중간 전사 벨트 51을 갖추고 있다. 상기 중간 전사 벨트 51은 또한, 이음매없는 벨트(seamless belt)이고, 전사되는 화상의 담지체 기능을 한다. 상기 중간 전사 벨트 51은 도시하지 않은 모터로서 구동되는 한쌍의 롤러 52,53에 의하여 장력이 조정된다. 상기 롤러 52,53 중 하나 또는 그 둘 모두에 의하여 구동되는 상기 중간 전사 벨트 51은 이 롤러들에 의하여 반시계방향으로 회전 구동한다.

도 1 및 도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 중간 전사 벨트 51의 내표면에 바이어스 롤러 54가 제공된다. 상기 바이어스 롤러 54는, 상기 감광체 벨트 23에서 부터 상기 중간 전사 벨트 51까지 토너 화상을 전사하도록 상기 중간 전사 벨트 51에 고-전압 전원공급에 의하여 공급되는 전사 바이어스를 제공한다.

나아가 도 1 및 도 3에서 도시된 바와 같이, 전사 롤러 9가 상기 중간 전사 벨트 51과 맞닿는 상태로 제공된다.

상기 감광체 벨트 23에 형성된 임의의 컬러로 된 토너 화상은 상기 바이어스 롤러 54에 의하여 상기 중간 전사 벨트 51까지 전사된다. 상기 감광체 벨트 23상에 순차적으로 형성되는 다른 컬러들의 토너 화상들이 상기 중간 전사 벨트 51의 동일한 위치에 순차적으로 전사되고, 상기 중간 전사 벨트 51에 겹쳐져 전사되며, 이에따라 상기 중간 전사 벨트 51상에 하나의 컬러 토너 화상이 만들어 진다. 상기 중간 전사 벨트 51의 컬러 토너 화상은 상기 용지 공급기 11에 의하여 공급되는 한장의 용지에 최종적으로 전사된다.

여기서, 상기 컬러 화상이 전사된 용지는 본 발명의 청구범위에서 화상담지부재에 해당한다.

특히, 상기 감광체 벨트 23상의 제 1 컬러의 가시상(토너 화상)은 상기 중간 전사 벨트 51의 내측에 제공된 바이어스 롤러 54에 의하여 상기 중간 전사 벨트 51에 전사되고, 같은 동작을 반복하여 제 2, 제 3 및, 제 4 가시상이 상기 중간 전사 벨트 51에 또한 전사되며, 상기 전사된 화상들은 서로 위치가 벗어나지 않으면서 상기 중간 전사 벨트 51상에 겹쳐져 전사된다.

전사된 토너 화상들을 갖춘 용지들은 정착기 12에 보내지고, 상기 용지위에 토너 화상을 정착시키도록 상기 정착기 12에서 가열 압착되며, 그 다음 순차로 상기 용지 배출 유니트 13에 의하여 배출 트레이 15에 보내진다.

상기 용지 공급기 11은 용지 공급 카세트 61, 용지 공급 롤러 62, 복수의 전송 롤러들 63 및, 레지스트 롤러 64로 구성되어 있다. 용지들은 상기 용지 공급 카세트 61에 저장된다, 상기 용지 공급 롤러 62에 의하여 상기 용지 공급기 11은 상기 용지 공급 카세트 61 내의 용지를 한장씩 분리시키고, 순차로 용지들을 하나씩 배출시킨다. 타이밍 조정후, 상기 레지스트 롤러 64는 상기 전사 롤러 9와 중간 전사 벨트 51사이의 공간으로 공급된 용지를 전송시키고, 상기 중간 전사 벨트 51상의 토너 화상은 상기 전사 롤러 9에 의하여 한장의 용지에 전사된다.

상기 크리너 10은 상기 감광체 벨트 23상의 잔여 토너를 제거한다. 상기 크리너 65는 상기 중간 전사 벨트 51상의 잔여 토너를 단독적으로 제거하는 데에 사용된다. 상기 크리너 65는 화상 형성중에는 상기 중간 전사 벨트 51의 표면에서 부터 떨어져 있고, 화상 전사후에 상기 중간 전사 벨트 51가 크리닝될 때에만 상기 중간 전사 벨트 51와 접촉토록 눌려진다.

도 3은 감광체 유니트 5, 전사 유니트 7, 마크 검출 센서 8 및 상기 현상 유니트 6의 일부분을 포함하는 컬러 화상 형성 장치1의 부분 확대 개략도이다.

도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 중간 전사 벨트 51상의 다른 컬러들의 토너 화상들이 위치가 벗어나는 것을 방지하고 정확하게 전사 위치를 조정하기 위하여, 6개의 기준 마크 66A 내지 66F 들이 상기 중간 전사 벨트 51의 표면에 배치된다. 이 기준 마크 66A 내지 66F 들은 적절한 간격을 갖고서, 폭방향으로 상기 중간 전사 벨트 51의 일측 모서리부근에 형성되는데, 그 이유는 이 부분이 전사된 토너 화상들을 위하여 사용되는 부분이 아니기 때문이다. 상기 마크 검출 센서 8은 상기 중간 전사 벨트 51의 회전 방향을 따라 상기 롤러 53에 대하여 하류측에 위치되고; 상기 센서는 상기 중간 전사 벨트 51상의 기준 마크 66A 내지 66F 들을 검출하며 기준 신호를 출력한다.

여기서, 상기 마크 검출 센서 8은 본 발명의 제 1 검출 유니트에 해당하고, 상기 마크 검출 센서 8에서 출력된 신호는 제 1 신호에 해당한다.

도 4는 투과구조를 갖는 상기 마크 검출 센서 8의 일예를 나타낸 도면이다.

상기 마크 검출 센서용으로는 예를 들어, 반사형 포토 센서가 사용될 수 있거나 또는 도 4에서 도시된 바와 같이 투과형 포토 센서 8A,8B가 또한 사용될 수 있을 것이다. 후자의 경우, 상기 기준 마크 66A 내지 66F들은 투명한 재질로 만들어 지거나 또는 천공(cut-outs)에 의하여 만들어 질 수 있음으로서, 상기 포토 센서들 8A,8B은 상기 기준 마크들을 식별할 수 있다.

상기 컬러 화상 형성 장치 1에서, 상기 기준 마크 66A 내지 66F들을 검출하는 상기 마크 검출 센서 8로부터의 출력신호들의 신호처리에 있어서, 화상을 기입하는 타이밍을 결정하는 때에 사용되는 마크로부터의 신호는 타이밍 결정을 위하여 사용되지 않는 다른 마크들로부터의 신호들을 숨김으로서 식별 처리될 수 있다. 이는 상기 기준 마크들의 알려진 전체 숫자를 사용함으로서 수행될 수 있다. 이와 같은 신호 처리후, 상기 중간 전사 벨트 51의 회전 싸이클을 지시하는 신호들이 출력된다.

이하에서 상세한 설명이 제공된다.

임의의 마크가 상기 마크 검출 센서 8에 의하여 검출되면 예를 들어, 기준 마크 66A 즉, 화상을 기입하는 타이밍을 결정하는 때에 사용되는 기준 마크 66A가 검출되면, 상기 컬러 화상 형성 장치 1은 상기 감광체 벨트 23상의 제 1 컬러 화상을 기입하기 시작한다. 상기 중간 전사 벨트 51이 한 싸이클 회전하여 상기 기준 마크 66A가 다시 검출되면, 상기 컬러 화상 형성 장치 1은 감광체 벨트 23상에 제 2 컬러 화상을 기입하기 시작한다. 이 경우, 기입 타이밍을 결정하는 데에 사용되지 않는 다른 기준 마크 66B 내지 66F들은 상기 기준 마크 66A 내지 66F들의 알려진 숫자를 사용함으로서 식별되고, 숨겨짐으로써 그들은 타이밍 결정에 상호 간섭되지 않는다.

도 5는 도 1에서 도시된 기입 유니트 3의 광학 요소 유니트 70과 폴리곤 미러 32를 도시한 확대 평면도이다.

도 5에서 도시된 바와 같이, 상기 광학 요소 유니트 70은 레이저 방출요소 31, 콜리메이터 렌즈 71, 렌즈구멍 73 및, 상기 콜리메이터 렌즈 71과 폴리곤 미러 32사이에 배치되는 원통(cylinder) 렌즈 74로 구성되어 있다.

상기 광학 요소 유니트 70에서, 상기 레이저 방출요소 31과 콜리메이터 렌즈 71은, 지지부재 72에 의하여 지지되어 있다. 상기 레이저 빔 37은 상기 렌즈구멍 73과 원통 렌즈 74를 통하여 상기 레이저 방출요소 31으로 부터 발광되고, 상기 폴리곤 미러 32상에 조사(irradiated)된다.

상기 광학 요소 유니트 70은 회전 중심축 OS에 회전 가능하게 설치된다. 도시되지 않고, 상기 레이저 빔을 폴리곤 미러 32와 감광체 벨트 23로 유도하는 광학 하우징이 상기 광학 요소 유니트 70와 이러한 광학 요소들을 수용한다.

상기 광학 요소 유니트 70에서, 상기 레이저 방출요소 31은 상기 레이저 빔 37의 광학 축이 상기 광학 요소 유니트 70의 회전 중심축 OS에 대하여 기울어 지도록 고정된다. 보다 구체적으로는, 상기 광학 요소 유니트 70의 회전 중심축 OS는 상기 레이저 빔 37의 스캐닝 평면내에 있는데, 다시 말하면 상기 광학 요소 유니트 70의 회전 중심축 OS는 주 스캐닝 방향내에서 경사되어 있다. 나아가, 상기 레이저 방출요소 31은 상기 광학 요소 유니트 70의 회전 중심축 OS과 상기 레이저 빔 37의 광학 축이 상기 폴리곤 미러 32상의 레이저 편향 위치에서 거의 일치되도록 장착된다.

도 6은 상기 광학 요소 유니트 70의 정면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 광학 요소 유니트 70는 스크류 76에 의해서 빔위치 조절 모터 75에 연결되어 상기 광학 요소 유니트 70를 이동시킬 수 있고, 차례로 레이저 빔 37의 위치를 조절한다. 보다 상세히는, 상기 빔 위치 조절 모터 75가 회전하는 때에, 상기 스크류 76는 회전하고, 또한, 상기 광학 요소 유니트 70를 구동하여 도6에서 화살표로 도시된 바와 같이,상기 회전 중심축 OS을 중심으로 회전하도록 한다. 상기 광학 요소 유니트 70가 회전 중심축 OS에 대하여 회전하면, 상기 레이저 방출 요소 31로 부터 방출된 레이저 빔 37은 상기 회전 중심축 상의 중심을 가진 원을 따라 이동하고, 이러한 이동은 도 7에 도시된 바와 같이, 감광체 벨트 23상의 레이저 빔 37의 스폿 변위를 초래한다.

도 7은 상기 광학 요소 유니트 70의 회전에 기인하는 부주사 방향으로의 감광체 벨트 23상의 레이저 빔의 스폿 변위를 도시한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 도시된 광학 요소 유니트 70의 회전에 기인하여, 상기 감광체 벨트 23상의 레이저 빔 37의 스폿은 부주사 방향으로 그 중심이 상기 회전 중심 축 OS 상에 있는 원을 따라서 이동한다.

여기서, 상기 회전 중심 축 OS에 대하여 광학 요소 유니트 70를 회전시킴에 의해서, 이하에서 설명되는 바와 같이, 컬러 어긋남을 정확하게 교정하는 것이 가능하게 된다. 상기 광학 요소 유니트 70는 상기 회전 중심 축 OS에 대하여 회전되기 때문에, 상기 장치는 반복된 회전후에도 안정된 상태를 이룬다.

예를 들면, 각각의 회전당 20펄스들을 출력하는 스테핑 모터가 상기 빔 위치 조절모터 75에 사용될 수 있다. 상기 광학 요소 유니트 70의 회전 각도와 감광체 벨트 23상에서의 레이저 빔 스폿 위치를 측정하기 위하여 이러한 모터를 사용하는 때에, 부주사 방향으로의 상기 빔 스폿의 변위가 1㎛의 정밀도로서 결정될 수 잇고, 이러한 분해능은 충분히 양호하다. 이러한 정밀도는 펄스 폭과 상기 스테핑 모터의 각각의 펄스의 주기에 관련된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치 1에서, 상기 광학 요소 유니트 70가 회전되면, 상기 빔 스폿은 원을 따라서 이동하기 때문에, 정확하게 표현하면, 상기 빔 스폿의 위치는 부주사 방향 뿐만 아니라, 주주사 방향으로도 변화하는 것을 주목하여야 한다. 그러나, 상기 주주사 방향으로의 변위는 문제를 일으키지 않는 바, 이는 주주사 방향으로의 변위는 부주사 방향으로의 변위에 비하여 충분히 작기 때문이며, 더욱이, 이러한 작은 변위는 주주사 방향으로의 동기화를 측정하는 센서 36의 측정 결과를 사용하여 교정을 실행함으로써 교정될 수 있기 때문이다.

도 8은 컬러 화상형성장치 1의 주요부를 도시한 블럭 다이어 그램이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 컬러 화상형성장치 1는 화상형성 제어회로 81, 카운터 82, 빔 위치 제어 회로 83, 상기 레이저 방출 요소 31의 구동 회로 84, 상기 레이저 방출 요소 31( 도 8에서 "LD"로 명명됨 ),및 빔 위치 조절모터 75등을 포함한다.

상기 화상형성 제어 회로 81는 센서 36로 부터 출력되는 주주사 동기신호( 도 8에서 "MSYNC"로 기재됨)와, 상기 마크 검출 센서 8로 부터 출력되어 상기 중간 전사 벨트 51의 회전 싸이클을 나타내는 신호(도 8및 이하에서 "ITT"로 기재됨)와, 화상 데이터를 받는다. 이러한 신호들에 기초하여, 상기 화상형성 제어회로 81는 상기 구동 회로 84에 제어신호를 출력하고; 이러한 제어신호에 지시되어, 상기 구동회로 84는 상기 레이저 방출 요소 31를 가동시킨다.

카운터 82는 상기 센서 36로 부터 주주사 동기 신호와 상기 마크 검출 센서 36로 부터 ITT 신호를 받고, 상기 주주사 동기 신호와 ITT 신호사이의 시간 차를 계수하며, 상기 계수값을 빔 위치 제어 회로 83로 출력시킨다.

상기 카운터 82로 부터의 계수값에 기초하여, 상기 빔 위치 제어 회로 83는 빔 위치 조절 모터 75를 구동하여 회전시키고, 상기 레이저 빔 37의 스폿을 부주사 방향으로 상기 주주사 동기 신호와 ITT 신호사이의 시간 차에 의해서 결정된 거리만큼 변위시키며, 이러한 빔 스폿의 변위는 화상의 기입위치를 교정하고, 그에 따라서 중간 전사 벨트 51상의 화상 위치 어긋남을 보상하며, 최종 컬러 화상에서의 컬러 어긋남을 제거한다.

여기서, 상기 카운터 82는 계산 유니트에 대응하고, 상기 빔 위치 제어 회로 83와 빔 위치 조절 모터 75들은 본 발명의 클레임내의 변위 구동 유니트에 대응한다.

다음, 본 발명의 실시예에 따른 컬러 화상형성장치 1의 기능에 대하여 이하에서 설명한다.

본 실시예의 컬러 화상형성장치 1에서는, 상기에서 설명한 바와 같이, 기입 유니트 3로 부터의 레이저 빔 37이 대전 롤러 4에 의해서 균일하게 대전된 상태의 감광체 벨트 23상에 조사(irradiated)되며, 옐로우(Y), 시안(C), 마젠타(M), 블랙(B) 컬러의 잠상들이 감광체 벨트 23상에 순차적으로 형성된다. 일단 임의의 컬러의 어느 한 잠상이, 예를 들면, 옐로우 컬러가 감광체 벨트 23상에 기입되면, 상기 옐로우 잠상은 현상 유니트 6내의 옐로우 현상제 6Y 에 의해서 즉각적으로 옐로우 토너 화상으로 변환되며, 그 다음 상기 감광체 벨트 23상의 토너 화상은 중간 전사 벨트 51로 전사된다.

상기의 공정들은 기입 유니트 3에 의한 감광체 벨트 23상의 잠상의 형성과, 상기 현상 유니트 6내의 일치하는 컬러의 현상제에 의한 상기 감광체 벨트 23상의 잠상 현상및, 상기 감광체 벨트 23로 부터 중간 전사 벨트 51로의 토너 화상의 전사등을 포함하고, 이들은 순차적으로 시안(C), 마젠타(M)및, 블랙(B) 컬러의 화상들을 위해 실행되며, 이는 중간 전사 벨트 51상의 컬러 토너화상을 초래한다.

중간 전사 벨트 51상의 컬러 토너 화상은 용지 공급기 11로 부터 공급되어지는 용지들에 전사되고, 레지스트 롤러 64에 의한 타이밍 조절후에 상기 전사 롤러 9와 중간 전사 벨트 51사이의 공간으로 이동된다. 상기 전사된 토너 화상들을 갖는 용지들은 정착기 12로 이송되고, 정착기 12에 의해서 가열및 가압되며, 용지상의 토너 화상을 정착시키고, 후속적으로 용지 배출 유니트 13에 의해서 배출 트레이 15로 이송되어진다.

감광체 벨트 23상의 임의의 컬러의 토너 화상을 중간 전사 벨트 51로 전사시키는 경우, 이러한 토너 화상의 전사위치는 다른 컬러의 이미 전사된 토너 화상의 위치에 정확하게 동일하여야 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 중간 전사 벨트 51상의 다른 컬러들의 토너 화상들의 위치 어긋남을 방지하기 위하여, 그리고 컬러 화상들의 전사 위치를 정확하게 균일화하기 위하여, 6개의 기준 마크들 66A 내지 66F들이 임의의 간격으로, 중간 전사 벨트 51의 일측에 근접한 영역에서 폭 방향으로, 즉 토너 화상 전사에 사용되어지지 않는 방향으로 형성된다. 그리고, 상기 마크 검출 센서 8가 상기 중간 전사 벨트 51의 회전방향을 따라서 상기 롤러 53에 대하여 하류측의 위치에 배치된다. 상기 마크 검출 센서 8는 중간 전사 벨트 51상에서 기준마크 66A 내지 66F 들을 검출하고, 상기 중간 전사 벨트 51의 1회전 싸이클을 나타내는 신호(상기 ITT 신호)들을 출력한다.

도 9는 주주사 동기화 신호, ITT 신호 및, 화상기입 타이밍을 나타내는 신호( 도9에서 "WT" 로 기재됨)들을 나타낸 타이밍 챠트이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 마크 검출 센서 8가 상기 6개의 기준 마크들 66A 내지 66F들로 부터 임의의 마크, 예를 들면 기준 마크 66A를 검출하는 때의 신호 출력에 기초하여, 특정시간 지연 Tk1후에, 상기 기입 유니트 3는 제 1컬러의 화상을 감광체 벨트 23에 기입 개시하고, 즉, 상기 기입 유니트 3는 상기 옐로우 컬러 화상에 관련된 화상 신호에 의해서 변조된 레이저 빔 37을 조사한다. 상기 시간 지연 Tk1은 아래의 수식으로 표현되며, 이는 기준 마크 66A의 검출을 나타내는 신호와, 상기 동기화 검출 센서 36로 부터의 동기화 신호사이의 시간 차 tb1 와, 상기 동기화 신호 주기 tp의 정수 n 곱의 합산 값이다.

Tk1 = tb1 + n X tp

여기서, n 은 정수임.

상기에서, 동기화 신호는 본 발명의 클레임의 "제2 신호"에 대응한다.

상기 중간 전사 벨트 51가 1 싸이클을 회전하고, 기준 마크 66A가 다시 검출되면, 상기 기준 마크 66A의 검출을 나타내는 마크 검출 센서 8에 의한 신호출력에 기초하여, 그리고 특정 시간 지연 Tk2후에, 상기 기입 유니트 3는 감광체 벨트 23로의 제 2컬러 화상의 기입을 개시하며, 즉 상기 기입 유니트 3는 마젠타 컬러 화상에 관계된 화상 신호에 의해서 변조된 레이저 빔 37을 조사할 수 있는 것이다.

상기 시간 지연 Tk2는 아래의 식으로 표현되고, 이는 기준 마크 66A의 검출을 나타내는 신호와, 상기 동기화 검출 센서 36로 부터의 동기화 신호사이의 시간 차 tb2 와, 상기 동기화 신호 주기 tp의 정수 n 곱의 합산 값이다.

Tk2 = tb2 + n X tp

여기서, n 은 정수임.

이와 유사하게, 상기 컬러 화상형성장치 1는 시안 화상과 블랙 화상의 개시 타이밍을 각각 교정하기 위하여 동일한 방식으로 규정되어지는 시간 지연 Tk3,Tk4들을 고려하면서, 감광체 벨트 23상에 시안 화상과 블랙 화상들을 형성한다.

그러나, 상기 중간 전사 벨트 51는 여러가지 이유로서 늘어난다(stretches). 예를 들면, 중간 전사 벨트 51의 늘어남은 상기 중간 전사 벨트 51의 원주방향 길이의 공차및 경시적 변화와, 그 밖의 불확실성에 기인하는 여러가지 요인들, 예를 들면 상기 중간 전사 벨트 51를 긴장시키는 롤러들의 외경 공차및 상기 중간전사 벨트 51와 이러한 롤러들 사이의 미끄러짐등에 의해서 야기된다. 상기 중간 전사 벨트의 늘어짐을 원인으로 하여, 상기 주주사 동기화 검출신호가 상기 ITT 신호에 동기되지 않으며, 시간 지연들, tb1,tb2,tb3 및 tb4들이 ±0.5*tp의 범위내에서 변동한다. 결과적으로, 중간 전사 벨트 51상의 다른 컬러들의 화상 위치들이 서로 다르게 되는 것이다.

도 10은 중간 전사 벨트 51의 원주 길이의 공차에 의해서, 그리고 경시적인 원주 길이의 변화와, 상기에서 설명한 그 밖의 불확실성에 기인한 부주사 방향에서의 화소들의 어긋남을 도시한다.

도 10에 도시된 것은 마젠타 화소(M)와 옐로우 화소(Y)들이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 마젠타 화소(M)와 옐로우 화소(Y)들의 위치는 기껏해야 1도트 정도 어긋나 있다.

본 발명의 실시예에 관계된 컬러 화상형성장치 1에서는 이러한 컬러 어긋남을 교정하는 방법을 제안한다. 이 방법에서, 상기 주주사 동기 검출 신호와 상기 ITT 신호 사이의 시간 차가 측정되고; 특히, 카운터 82가 사용되어 상기 주주사 동기 검출 신호와 상기 ITT 신호 사이의 시간 차를 계수한다. 상기 카운터 82로 부터의 계수값에 기초하여, 상기 빔 위치 제어회로 83는 상기 빔 위치 조절 모터 75를 제어하고 상기 레이저 빔 37의 스폿을 부주사 방향으로 상기 시간 차에 의해서 결정된 거리만큼 변위시킨다. 이러한 변위는 중간 전사 벨트 51상의 다른 컬러 화상들의 전사 위치의 어긋남을 교정하고, 하나의 컬러 화상에서 컬러 어긋남을 보상하는 것이다.

예를 들면, 6개의 미러 표면들을 갖는 폴리곤 미러 32가 20,000rpm 의 속도로 회전되는 때에, 600dpi의 화소 밀도를 갖는 화상이 단일 빔 레이저 방출 요소 31를 사용함으로써 형성되며, 상기 주주사 동기 검출 신호의 간격들은 500㎲ 이다. 예를 들면, 상기 기준 마크 66A의 검출을 나타내는 신호와, 상기 동기화 검출 센서 36로 부터의 동기화 신호(주주사 동기화 검출신호)들 사이의 시간 차가 100㎲인 경우, 이러한 시간 차 tb1에 해당하는 위치 변위 X1는 아래의 수식으로 주어진다.

X1 = 42.3 ㎛ X 100 ㎲/500 ㎲

= 42.3 ㎛ X tb1/500 ㎲

= 8.5 ㎛

여기서, 1도트의 길이는 42.3㎛ 이다.

따라서, 상기에서 설명한 바와 같이, 만일 기입 유니트 3가 주주사 동기 검출 신호의 500 펄스 시간 지연으로 제 1컬러의 화상기입을 개시한다면, 이러한 시간 주기내에, 상기 빔 위치 조절 모터 75는 기입 위치를 교정하고 위치 어긋남을 보상하기 위하여 8.5㎛의 거리 만큼 감광체 벨트 23상의 빔 스폿을 변위시킨다. 이와 같은 경우, 상기 빔 스폿은 도 3에 도시된 바와 같이, 현상 유니트 6를 향하여 변위된다.

다음, 시간 차 tb2가 400 ㎲인 경우, 즉, 상기 기준 마크 66A의 검출을 나타내는 신호(상기 ITT 신호)와, 상기 동기화 검출 센서 36로 부터의 동기화 신호들 사이의 시간 차가 그러한 경우, 이러한 시간 차 tb2에 대응하는 위치 변위 X2는 아래의 식으로 주어진다.

X2 = 42.3 ㎛ X 400 ㎲/500 ㎲ - X1

= 42.3 ㎛ X (tb2 - tb1)/500 ㎲

= 25.4 ㎛

상기 제 2 컬러의 화상 교정을 실행하는 때, 상기 제 1컬러의 화상 어긋남이 교정되었기 때문에, 전번의 위치 변위 X1는 실제 위치 변위 X2를 얻기 위하여 차감(subtract)되어야만 한다. 그리고, 제 3및 제 4 컬러들의 화상 교정을 위하여, 상기 ITT 신호와, 상기 동기화 검출 센서 36로 부터의 동기화 신호사이의 시간 차 tb3 및 tb4들이 모두 400㎲ 인 때에, 상기 시간차 tb3및 tb4에 해당하는 위치 변위 X3, X4들은 아래의 수식으로 각각 주어진다.

X3 = 42.3 ㎛ X tb3/500 ㎲ - X1 - X2

= 42.3 ㎛ X (tb3 - tb2)/500 ㎲

X4 = 42.3 ㎛ X tb4/500 ㎲ - X1 - X2 - X3

= 42.3 ㎛ X (tb4 - tb3)/500 ㎲

그리고, 그들은 모두 영(zero)이다.

이와 같은 방식으로, 이러한 위치 변위들 X2,X3,X4에 기초하여, 상기 빔 위치 조절 모터 75는 감광체 벨트 23상의 빔 스폿을 변위시키고, 따라서 각각의 컬러의 화상 기입 위치를 교정하며, 전사 위치들을 균일하게 한다. 이는 컬러 어긋남을 교정하는 것이다.

본 실시예에서, 부주사 방향을 따라 레이저 빔 37의 스폿을 변위시키기 위하여, 스크류 76는 상기 빔 위치 조절 모터 75에 의해서 회전되고, 또한 상기 광학 요소 유니트 70는 회전 중심축 OS을 중심으로 회전된다. 결과적으로, 상기 레이저 방출 요소 31로 부터 방출된 레이저 빔 37은 상기 회전 중심축 OS상에 중심을 갖는 원을 따라서 이동되며, 그리고 상기 레이저 빔 37의 스폿은 상기 감광체 벨트 23상에서 도 7에 도시된 바와 같은 부주사 방향을 따라서 상기 회전 중심 축 OS 상에 중심을 갖는 원상에서 변위된다.

도 11은 상기 광학 요소 유니트 70의 회전에 기인하는 감광체 벨트 23상의 레이저 빔 37 스폿의 변위를 나타내고 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 레이저 방출 요소 31와 상기 커플링 광학 시스템을 지지하는 지지부재 72를 갖는 광학 요소 유니트 70가 변위되는 경우, 상기 레이저 빔 37의 스폿은 감광체 벨트 23상에서 이동한다.

상기 부주사 방향을 따르는 빔 스폿의 변위 방법은 이것으로 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 빔 스폿은 기입 유니트 3내에서 반사 미러 35를 변위시킴으로서 이동되어질 수 있다.

이와 같은 경우, 그러나, 상기 반사 미러 35의 조그만 각도 변화도 빔 스폿의 큰 변위를 초래할 수 있으므로, 실제로는 정밀도가 문제이고, 이러한 방식이 실제적이지 못하도록 하는 것이다.

그 밖의 다른 방식들도 있다. 예를 들면, 유리 판이 폴리곤 미러 32의 전방에서, 그리고 레이저 빔 37에 대해서 경사각을 유지하고 위치될 수 있으며; 이러한 유리 판의 각도 변화를 통하여 상기 빔 스폿이 변경될 수 있다.

그러나, 이와 같은 경우, 부품 수가 증가되고; 또한, 상기 유리판 표면의 평활 정밀도가 충분하지 못한 경우에는, 컬러 화상형성장치의 화상형성 작동이 나쁜 영향을 받을 수 있는 것이다.

따라서, 본 실시예의 컬러 화상형성장치 1에서는, 광학 요소 유니트 70의 레이저 방출 요소 31로 부터 방출된 레이저 빔 37이 콜리메이터 렌즈 71를 통과하고, 폴리곤 미러 32에서 주주사 방향으로 편향되며, 감광체 벨트 23로 조사되어지고, 몇몇의 광학 요소들을 통과한 후 그 위에 잠상을 형성한다.

일치하는 컬러의 토너(현상제)가 현상 유니트 6로 부터 감광체 벨트 23상에 형성된 잠상으로 부착되고, 잠상은 동일 컬러의 가시상(토너 화상)으로 현상되어진다. 다음, 상기 감광체 벨트 23상에서 이와 같이 형성된 다수의 다른 컬러들의 토너 화상들은 이 토너 화상들의 전사 위치가 정렬되는 동안 순차적으로 중간 전사 벨트 51로 전사되어진다. 다른 컬러들의 토너 화상들은 중간 전사 벨트 51상에 중첩되어지고, 하나의 컬러 토너 화상이 형성된다.

상기 광학 요소 유니트 70는 이동가능하게 장착되어진다. 하나의 토너 화상이 감광체 벨트 23상에 형성되는 경우, 상기 광학 요소 유니트 70는 빔 위치제어 회로 83와 빔 위치조절 모터 75에 의해서 구동되어 이동되며, 그에 따라서 감광체 벨트 23상의 빔 스폿은 부주사방향으로 변위된다. 특히, 본 실시예에서는, 상기 빔 위치 제어회로 83와 빔 위치 조절모터 75들이, 상기 중간 전사벨트 51의 1 회전 싸이클을 나타내는 마크 검출 센서 8로 부터의 ITT 신호와, 감광체 벨트 23상의 레이저 빔 37의 기입 타이밍을 나타내는 동기화 검출 센서 36로 부터 출력되어지는 주주사 동기화 신호사이의 시간 차를 나타내는 카운터 82로 부터의 계수값에 기초하여 제어되어진다.

이와 같은 방식으로, 상기 감광체 벨트 23상에 형성된 다른 컬러들의 잠상들의 위치 어긋남은 정확하게 교정되어지고, 그리고 중간 전사 벨트 51상의 전사 위치들이 균일하게 이루어진다. 이는 중간 전사 벨트 51상에서 화상의 위치 어긋남과, 동시에 최종 컬러 화상에서의 컬러 어긋남을 방지하는 것이 가능하다. 따라서 저가의 방식으로 고 품질의 컬러 화상 형성이 가능한 것이다.

그리고, 본 실시예의 컬러 화상형성장치 1에서는, 광학 요소 유니트 70가 임의의 거리만큼 레이저 빔 37의 광학 축으로 부터 어긋난 회전 중심 축 OS를 중심으로 회전가능하도록 장착되어 있다. 이러한 구조를 통하여, 한가지 컬러의 화상형성을 개시하는 때에, 상기 빔 위치 제어 회로 83와 빔 위치 조절 모터 75들은 광학 요소 유니트 70를 구동시켜 회전 중심에 대하여 회전하도록 하고, 일정거리 만큼 부주사 방향으로 감광체 벨트 23상의 레이저 빔 37의 빔 스폿을 변위시킨다. 이러한 거리는 카운터 82에 의해서 주어지는 상기 ITT 신호와 주주사 동기화 신호사이의 시간 차에 의해서 결정되어진다.

그 결과, 부품 수를 증가시키지 않고서도, 부주사 방향으로의 변위 분해능이 개선되고, 컬러 어긋남이 고정밀도로서 교정되어지며, 고품질의 컬러 화상들이 저가의 방식으로 형성될 수 있는 것이다.

그리고, 본 실시예의 컬러 화상형성장치 1에서는, 상기 광학 요소 유니트 70의 회전 중심축 OS가 레이저 빔 37의 광학 축으로 부터 주로 주주사 방향에서 어긋나는 것이다.

그 결과, 장치의 안정성이 반복된 회전후에도 개선되며, 빔 스폿 변위의 분해능이 개선될 수 있으며, 컬러의 어긋남이 고정밀도로서 교정될 수 있고, 고 품질의 컬러 화상이 저가로 얻어질 수 있다.

뿐만 아니라, 본 실시예의 컬러 화상형성장치 1에서는, 상기 광학 요소 유니트 70의 회전 중심축 OS과 레이저 빔 37의 광학 축들이 폴리곤 미러 32상의 레이저 편향 위치에서 거의 일치한다.

그 결과, 광학 특성들의 변화와 빔 스폿 직경의 변화들을 감소시키는 것이 가능하며, 그리고 고품질의 컬러 화상들이 저가의 방식으로 형성될 수 있는 것이다.

상기에서 본 발명은 설명을 목적으로 선택된 특정 실시예들에 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이로 부터 당업계의 숙련된 자들에 의해서 본 발명의 기본 개념과 범위로 부터 벗어남이 없이 여러가지 변형및 수정구조들이 이루어질 수 있음은 명백한 것이다.

본 발명의 효과를 요약하면, 상기 광학 요소 유니트의 레이저 방출 요소로 부터 방출된 레이저 빔이 편향기에 의해서 주주사 방향으로 편향되고, 감광체로 조사되며, 동일한 컬러의 현상제에 의해서 현상되어진 후, 그 위에 컬러 화상(토너 화상)을 형성한다. 이와 같이 형성된 다수의 토너 화상들은 각각 감광체상에 형성된 다른 컬러를 가지면서 순차적으로 벨트형 또는 드럼형 전사부재에 전사되며, 그 동안 상기 전사부재상의 토너 화상들의 전사 위치들이 정렬되어진다. 다른 색상의 토너 화상들은 전사 부재상에 중첩되어지고, 그리고 그 위에 하나의 컬러 토너 화상이 형성된다. 하나의 컬러 화상이 감광체상에 형성되면, 상기 광학 요소 유니트는 변위 구동 유니트에 의해서 이동되고, 그에 따라서 감광체상의 빔 위치(빔 스폿의 위치)는 부주사 방향으로 변위된다. 상기 감광체상의 빔 스폿의 변위량은 상기 전사 부재의 1 싸이클을 검출하는 제 1검출 유니트로 부터의 제 1신호와, 상기 감광체상의 레이저 빔의 기입 타이밍을 검출하는 제 2검출 유니트로 부터의 제 2신호사이의 시간 차에 의해서 결정된다.

이러한 방식으로, 전사부재상에 형성된 다른 컬러들의 토너 화상들의 위치 어긋남들은 정밀하게 교정될 수 있다. 이는 최종 컬러 화상에서 컬러 어긋남을 방지할 수 있고, 고 품질의 컬러 화상들의 형성을 저가의 방식으로 얻을 수 있는 것이다.

그리고, 상기 광학 요소 유니트는 임의의 거리만큼 레이저 빔의 광학 축으로 부터 어긋난 회전축을 갖고서 회전가능하게 장착된다. 이러한 구조로서, 감광체상에 컬러 화상의 형성을 개시하게 되면, 상기 변위 구동 유니트는 광학 요소 유니트를 구동하여 상기 회전축을 중심으로 회전하도록 하고, 상기 감광체상에서 부주사방향으로 레이저 빔의 빔 스폿을 변위시키는 것이다. 이와 동일한 방식으로, 감광체상의 빔 스폿의 변위량은 상기 전사 부재의 1 싸이클을 검출하는 제 1검출 유니트로 부터의 제 1신호와, 상기 감광체상의 레이저 빔의 기입 타이밍을 검출하는 제 2검출 유니트로 부터의 제 2신호사이의 시간 차에 의해서 결정된다.

그 결과, 부품 수를 증가시키지 않으면서, 부주사 방향에서 상기 빔 스폿의 변위 분해능이 개선가능하며, 컬러 어긋남이 고정밀도로서 교정될 수 있으며, 고 품질의 컬러 화상들이 저가의 방식으로 얻어질 수 있는 것이다.

뿐만 아니라, 상기 광학요소 유니트의 회전축은 상기 레이저 빔의 광학 축으로 부터 주로 주주사 방향에서 어긋나 있다.

그 결과, 상기 장치의 안정성이 여러 횟수에 걸쳐서 반복된 회전작동 후에도 균일하게 개선될 수 있으며, 그리고 빔 스폿 변위의 분해능이 개선될 수 있고, 컬러 어긋남이 고정밀도로 교정가능하고, 고 품질의 컬러 화상들이 저가의 방식으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 광학 요소 유니트의 회전축과, 레이저 빔의 광학 축들은 상기 편향기상에서 동일한 레이저 편향위치에서 거의 일치한다.

그 결과, 광학 특성의 변화와 빔 스폿의 직경 변화를 감소시키는 것이 가능하고, 고 품질의 컬러 화상들이 저가의 방식으로 형성되는 것이 가능하다.

본 특허 출원은 2002.5.14자로 제출된 일본 우선권 특허 출원 제 2002-138932호에 기초한 것이며, 그 전체 내용은 여기에서 참조로 수록되어 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 감광체상의 화상형성 개시 위치는 정확하게 교정되어 전사부재상의 토너 화상들의 전사 위치들을 균일하게 하고, 그에 따라서 상기 전사부재상의 컬러 화상에서의 컬러 어긋남이 감소된다.

그리고, 본 발명에 따르면, 부주사방향으로의 상기 빔 스폿의 변위 분해능(resolution)을 부품수의 증가없이 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 장치의 안정성이 반복된 회전 후일지라도 향상된다.

뿐만 아니라, 본 발명에 따르면 광학 특성들의 변화와 빔 스폿의 직경들이 감소되는 등의 효과가 얻어진다.

이와 같이 본 발명은 화상형성장치의 안정성이 여러 횟수에 걸쳐서 반복된 회전작동후에도 균일하게 개선될 수 있으며, 그리고 빔 스폿 변위의 분해능이 개선될 수 있고, 컬러 어긋남이 고정밀도로 교정가능하고, 고 품질의 컬러 화상들이 저가의 방식으로 형성될 수 있다.

제 1도는 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 화상형성장치 1의 개략 구조를 도시한 정면도;

제 2도는 도 1에 도시되고, 기입 유니트 3, 감광체 유니트 5, 전사 유니트 7를 포함하는 화상형성장치의 일부분을 확대 도시한 개략 사시도;

제 3도는 도 1에 도시되고, 감광체 유니트 5, 전사 유니트 7, 마크 검출 센서 8및 현상 유니트 6의 일부분을 포함하는 컬러 화상형성장치 1의 일부분을 도시한 확대 개략정면도;

제 4도는 도 3에 도시되고, 투과구조를 갖는 마크검출센서 8의 일례를 도시한 설명도;

제 5도는 도 1에 도시된 기입부 3내의 광학요소 유니트 70와 폴리곤 미러 32를 도시한 확대 평면도;

제 6도는 도 5에 도시된 광학요소 유니트 70의 정면도;

제 7도는 도 5와 도 6에 도시된 광학요소 유니트 70의 회전에 기인하는 부주사방향에서 감광체 벨트 23상의 레이저 빔 37의 스폿이동을 도시한 설명도;

제 8도는 도 1에 도시된 컬러 화상형성장치의 주요부를 도시한 블럭 다이어그램;

제 9도는 주주사 동기 신호, 중간 전사 회전검지신호및 화상기입 타이밍신호를 도시한 타이밍 챠트;

제 10도는 중간 전사 벨트 51의 원주길이의 공차, 시간에 따른 원주길이 변화및 다른 불확실성에 기인한 부주사 방향에서의 화소 어긋남을 도시한 설명도;

제 11도는 광학요소 유니트 70의 회전에 기인하는 감광체 벨트상의 레이저 빔 37 스폿의 변위를 도시한 설명도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1... 컬러화상형성장치 2... 주 하우징

3... 기입 유니트 4... 대전 롤러

5... 감광체 유니트 6... 현상 유니트

6Y,6C,6T,6B... 현상기 7... 전사 유니트

8... 마크 검출 센서 8... 투과형 포토 센서

9... 전사 롤러 10... 크리너

11.. 용지 공급기 12... 정착기

13.. 용지 배출 유니트 14... 제전 램프

15.. 배출 트레이 21,22.. 롤러

23.. 감광체 벨트 31... 레이저 방출요소

32.. 폴리곤 미러 33.. 모터

34... fθ렌즈 35.. 반사 미러

36... 동기 검출센서 41... 회전 드럼

51... 중간 전사 벨트 52,53... 롤러

61... 용지 공급 카세트 62... 용지 공급 롤러

63... 전송 롤러 64... 레지스트 롤러

65... 크리너 66A~66F... 기준 마크

70... 광학 요소 유니트 71... 콜리메이터 렌즈

72... 지지부재 73... 렌즈구멍

74... 원통 렌즈 75... 빔위치 조절 모터

76... 스크류 81... 화상형성 제어회로

82... 카운터 83... 빔 위치 제어 회로

84... 구동 회로

Claims (9)

1. 레이저 빔을 생성하는 광학요소 유니트;

   회전하면서 레이저 빔을 편향시키는 회전형 편향기;

   감광체, 상기 감광체가 편향된 레이저 빔에 의해서 주사되고, 현상제에 의해서 처리되는 때에 상기 감광체상에 형성되어지는 컬러 화상, 상기 레이저 빔이 상기 회전형 편향기에 의해서 편향될 때 제 1방향을 따라서 이동하는 상기 감광체 상의 레이저빔의 스폿;

   회전가능한 전사부재, 상기 감광체상에 형성되어 상기 회전가능한 전사부재가 1싸이클을 회전할 때마다 순차적으로 상기 회전가능한 전사부재의 미리 결정된 위치로 전사되어지는 다른 컬러들을 가진 다수의 화상들;

   상기 광학 요소 유니트를 이동시키는 변위 구동유니트, 상기 광학요소 유니트가 변위구동 유니트에 의해서 이동될때, 제 2방향으로 변위되어지는 감광체상의 레이저 빔 스폿;

   상기 회전형 전사부재가 1싸이클을 회전할 때마다 제 1신호를 출력시키기 위한 제 1검출수단;

   상기 레이저 빔이 제 1방향으로 상기 감광체를 주사하기 시작할 때, 제 2신호를 출력하기 위한 제 2검출수단; 및,

   상기 제 1신호와 제 2신호들 사이의 시간 차이를 계산하기 위한 계산 수단;을 포함하고,

   상기 변위 구동 유니트는 광학요소 유니트를 이동시켜 상기 레이저 빔의 스폿을 제 2방향으로 일정 거리만큼 변위시켜 상기 감광체상에서 다른 컬러들의 다수의 화상 각각들을 형성하는 개시위치를 변경시키고, 상기 거리는 상기 시간 차에 의해서 결정되어지는 화상형성장치.
2. 제 1항에 있어서, 기준 마크가 상기 회전형 전사부재상에 형성되고; 그리고 상기 제 1검출수단은 상기 기준 마크가 검출될 때마다 제 1신호를 출력시키는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 감광체로 부터 전사된 화상들은 회전형 전사부재상에 중첩되어 하나의 컬러화상을 형성하며; 그리고 상기 회전형 전사부재는 그 상부의 컬러 화상을 화상 담지부재에 전사시킴을 특징으로 하는 화상형성장치.
4. 이동가능하게 장착되고, 레이저 빔을 방출하는 레이저 방출유니트를 포함하며, 상기 레이저 방출유니트를 일체로 형성하는 광학요소 유니트;

   회전하면서 상기 방출된 레이저빔을 편향시키는 회전형 편향기;

   감광체, 상기 감광체가 상기 편향된 레이저 빔에 의해서 주사되고, 현상제에 의해서 처리되는 때에, 상기 감광체상에 형성되어지는 컬러 화상, 상기 레이저 빔이 회전형 편향기에 의해서 편향될 때 제 1방향을 따라서 이동하는 상기 감광체상의 레이저빔의 스폿;

   상기 감광체에 접촉하는 회전가능한 전사부재, 상기 감광체상에 형성되어 상기 회전가능한 전사부재가 1싸이클을 회전할 때마다 순차적으로 상기 회전가능한 전사부재의 미리 결정된 위치로 전사되어지는 다른 컬러들을 가진 다수의 화상들, 상기 전사된 화상들은 상기 회전형 전사부재상에 하나의 컬러 화상을 형성하고;

   상기 광학 요소 유니트에 결합되고 이를 이동시키는 변위구동유니트, 상기 광학요소 유니트가 상기 변위구동 유니트에 의해서 이동될때, 제 2방향으로 변위되어지는 상기 감광체상의 레이저 빔 스폿;

   상기 회전형 전사 부재에 인접하여 배치되고, 상기 회전형 전사부재가 1싸이클을 회전할 때마다 제 1신호를 출력시키는 제 1검출유니트;

   상기 회전하는 편향기와 감광체사이에 배치되어 상기 편향된 레이저 빔을 검출하고, 상기 레이저 빔이 제 1방향으로 상기 감광체를 주사하기 시작할 때 제 2신호를 출력시키는 제 2검출유니트; 및,

   상기 제 1신호와 제 2신호들 사이의 시간 차(difference)를 계산하는 계산 유니트를 포함하고,

   상기 변위 구동 유니트는 광학요소 유니트를 이동시켜 상기 레이저 빔의 스폿을 제 2방향으로 일정 거리만큼 변위시켜 상기 감광체상의 다른 컬러들의 다수의 화상 각각들을 형성하는 개시위치를 상기 제 1방향으로 변경시키고, 상기 거리는 상기 시간 차에 의해서 결정되어지는 화상형성장치.
5. 제 4항에 있어서, 다수의 기준 마크들이 상기 회전형 전사부재상에서 규칙적인 간격으로 형성되고; 그리고 상기 제 1검출 유니트는 상기 기준 마크들중에서 특정한 하나가 검출되는 때마다 제 1신호를 출력시키는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
6. 제 4항에 있어서, 상기 회전형 전사부재는 벨트형 및 드럼형중의 어느 하나이고; 그리고 상기 회전형 전사부재는 그 상부의 컬러 화상을 화상담지부재에 전사시킴을 특징으로 하는 화상형성장치.
7. 제 4항에 있어서, 상기 광학요소 유니트는 회전축을 중심으로 회전하도록 되고, 상기 회전축은 상기 레이저 방출 유니트로 부터 방출된 레이저 빔의 광학 축으로 부터 어긋나 있으며; 그리고 상기 감광체상의 레이저 빔의 스폿은 상기 광학 요소 유니트가 상기 회전축을 중심으로 회전하는 때, 대략 제 2방향으로 변위되어짐을 특징으로 하는 화상형성장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 회전축은 상기 회전하는 편향기에 의해서 편향된 레이저 빔에 의해서 형성된 평면내에서 상기 레이저 빔의 광학축으로 부터 어긋나 있음을 특징으로 하는 화상형성장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 광학 요소 유니트의 회전축과 상기 레이저 빔의 광학 축들은 상기 회전하는 편향기상의 대략 동일 위치에서 교차하는 것임을 특징으로 하는 화상형성장치.