KR100904782B1 - 부착 부재에 대한 전압 인가를 제어할 수 있는 화상 형성장치 - Google Patents

부착 부재에 대한 전압 인가를 제어할 수 있는 화상 형성장치 Download PDF

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Abstract

본 화상 형성 장치는 기록재를 지지하기 위한 반송 벨트를 포함하고, 반송 벨트로부터 기록재를 분리할 때 분리 방전에 의해 야기되는 화상 얼룩을 억제할 수 있다. 이송 벨트 상에 기록재를 고정하기 위해 기록재는 부착 부재에 의해 반송 벨트에 기록재를 전기적으로 부착시키도록 대전된다. 기록재가 반송 벨트로부터 분리될 때, 기록재는 대전되기 때문에 기록재와 반송 벨트 사이에 분리 방전이 발생한다. 분리 방전에 의해 발생되는 기록재 상의 토너 화상의 결함을 감소하기 위해서, 부착 부재에 의해 전사 위치에서 입력받는 전하를 상호 상쇄시키도록 부착 부재로 인가된 전압은 예컨대 기록재가 전사 위치에서 받는 전류에 따라 제어된다.
화상 형성 장치, 부착 부재, 전사 위치, 부착 위치, 반송 벨트

Description

부착 부재에 대한 전압 인가를 제어할 수 있는 화상 형성 장치{IMAGE FORMING APPARATUS CAPABLE OF CONTROLLING APPLICATION VOLTAGE TO ADHERING MEMBER}
본 발명은 기록재를 지지하여 이송하는 기록재 이송 부재 상의 기록재 상으로 토너 화상을 전사할 수 있는 화상 형성 장치에 관한 것이다.
최근, 전자사진식 처리의 화상 형성 장치는 계속하여 고속, 고기능 및 색상 성능을 갖도록 발전하고 있으며 다양한 유형의 프린터와 복사기가 판매되고 있다. 예컨대 복수 컬러의 화상 형성 유닛이 토너 화상의 복수 전사를 연속으로 실행하기 위해 일렬로 배열된 인-라인형 화상 형성 장치가 컬러 프린터로서 채택되고 있다.
이런 인-라인형 화상 형성 장치 중에는, 일렬 배열된 화상 형성 유닛으로부터 벨트 형상의 중간 전사 부재 상으로 토너 화상을 연속 전사함으로써 풀-컬러(full color) 화상을 형성하는 유형의 화상 형성 장치가 알려져 있다. 따라서, 중간 전사 부재 상의 화상은 예컨대 기록 화상을 형성하기 위해 벨트 형상 이송 유닛 상에 지지된 기록재(시트) 상으로 집합적으로 전사된다. 다른 처리에서, 토너 화상은 일렬로 배열된 화상 형성 유닛으로부터 반송 벨트의 표면 상에 지지된 기록 재 상으로 직접 중첩 방식으로 연속하여 전사됨으로써 풀-컬러 화상을 형성한다.
한편, 다른 공지된 화상 형성 장치에서는 화상 담지 부재로 작용하는 감광 부재 또는 중간 전사 부재 상의 토너 화상을 기록재에 전사할 때, 기록재가 반송 벨트 상에서 지지되어 전사 위치로 이송된다. 이런 처리는 기록재의 동작이 전사 위치에서 안정화된다는 장점을 갖는다. 반송 벨트 상에 기록재를 지지하는 경우, 부착 부재가 이용된다. 기록재는 반송 벨트와 부착 부재 사이로 도입되며 기록재가 부착 부재에 대향된 위치를 통과하는 동안 부착 부재에 전압이 인가된다. 따라서, 기록재는 대전되어 반송 벨트에 전기적으로 부착됨으로써 기록재는 반송 벨트에 고정될 수 있다.
그러나, 상술한 바와 같이 반송 벨트에 부착된 기록재는 반송 벨트로부터 분리될 때 반송 벨트의 표면과 기록재의 이면 사이에 분리 방전을 일으키기 쉽다. 따라서, 토너 화상이 반송 벨트 상에 지지되는 기록재 상으로 전사되는 경우, 기록재 상의 토너 화상은 분리 방전의 영향에 의해 얼룩이 형성된다. 특히, 분리 방전에 의한 토너 화상의 얼룩은 기록재의 이동 방향으로 후방 모서리부에서 선명하게 된다. 이는, 반송 벨트로부터 기록재를 분리하는 동안, 기록재가 반송 벨트로부터 완전히 분리될 때 기록재 상의 전하가 기록재 상에서 변위됨으로써 방전되지 않고 탈출 위치를 잃어버림으로써 방전을 일으킬 수 있기 때문이다. 또한, 화상 얼룩은 분리 방향으로의 불안정성 때문에 기록재 후방 모서리에서 더 선명하게 되는 경향이 있다.
이런 화상 얼룩은 미정착 토너를 담지하는 기록재가 이송 부재로부터 분리될 때 생성되며, 중간 전사벨트 및 반송 벨트를 이용하는 중간 전사 과정의 화상 형성 장치에서 뿐만 아니라 전술된 직접 전사 과정의 화상 형성 장치에도 생성된다.
본 발명의 일 목적은 기록재가 기록재 이송 부재로부터 분리될 때 분리 방전에 의해 생성되는 화상 손상을 방지하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 토너 화상을 담지하기 위한 화상 담지 부재와, 전사 위치에서 화상 담지 부재로부터 기록재에 토너 화상을 전기적으로 전사하기 위한 전사 부재와, 전사 위치를 통해 기록재를 지지하고 이송하기 위한 기록재 이송 부재와, 전사 위치의 상류에 있는 부착 위치에서 기록재를 대전시킴으로써 기록재 이송 부재에 기록재를 부착하기 위한 부착 부재와, 부착 부재에 전압을 공급하기 위한 제1 전원 공급부와, 전사 부재에 전압을 공급하기 위한 제2 전원 공급부와, 제1 전원 공급부의 출력을 제어하기 위한 제어부를 포함하며, 제어부는 기록재가 부착 위치와 전사 위치 양쪽에 걸쳐 위치될 때 제1 전원 공급부의 출력을 제1 출력에서 제2 출력으로 전환시키고 제2 전원 공급부의 전압-전류 관계에 기초하여 제2 출력을 설정하는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 토너 화상을 담지하기 위한 화상 담지 부재와, 전사 위치에서 화상 담지 부재로부터 기록재에 토너 화상을 전기적으로 전사하기 위한 전사 부재와, 전사 위치의 상류측에서 하류측으로 기록재를 지지하고 전사 위치 를 통해 기록재를 이송하기 위한 기록재 이송 부재와, 전사 위치의 상류에 있는 부착 위치에서 기록재를 대전시킴으로써 기록재 이송 부재에 기록재를 부착하기 위한 부착 부재와, 부착 부재에 전압을 공급하기 위한 제1 전원 공급부와, 제1 전원 공급부의 출력을 제어하기 위한 제어부와, 기록재의 모서리부에 토너 화상을 형성하지 않음으로써 기록재의 후방 모서리에 여백을 형성하기 위한 제1 모드와, 기록재의 후방 모서리까지 토너 화상을 형성하는 제2 모드를 포함하며, 제어부는 제2 모드를 실행할 때 기록재가 부착 위치를 통과하는 동안 제1 출력에서 제2 출력으로 제1 전원 공급부의 출력을 전환하는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 추가적인 특징들은 첨부 도면을 참조한 바람직한 실시예에 대한 다음의 설명으로부터 명확하게 될 것이다.
상술한 바로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르는 화상 형성 장치는 기록재가 기록재 이송 부재로부터 분리될 때 분리 방전에 의해 생성되는 화상 손상을 방지하는 효과를 갖는다.
이하, 첨부도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나, 다음의 실시예와 관련하여 설명되는 구성요소들은 그 치수, 재료, 형상 및 상대적 위치가 본 발명이 적용되는 조건과 장치의 구성에 따라 적절히 변경되어야 한다. 따라서, 이들 실시예는 달리 명시하지 않는 한 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 이해되어서는 안된다.
<제1 실시예>
<화상 형성 장치의 전체 구성>
우선, 본 발명의 화상 형성 장치의 실시예의 전체 구성을 설명한다. 도1은 본 실시예의 화상 형성 장치(100A)의 구성을 개략적으로 도시한다.
본 실시예의 화상 형성 장치(100A)는 중간 전사형 및 인-라인형의 전자사진식 처리를 이용하는 풀-컬러 화상 형성 장치이다. 화상 형성 장치(100A)는 복수의 화상 형성 유닛으로서, 형성되는 각 화상의 컬러가 상이하고 사실상 수직 방향을 따라 사실상 일렬로 정렬되는 제1 내지 제4 처리 스테이션(1a 내지 1d)을 포함한다. 도면에서, 도면 부호에 첨가된 첨자들인 a, b, c 및 d는 동일한 또는 대응하는 기능이나 구성을 갖는 구성요소에 관련된 것으로 이들 구성요소가 각각의 컬러에 대해 마련되어 있음을 지시한다.
처리 스테이션(1a 내지 1d)은 제1 화상 담지 부재로서 작용하는 원통형 전자사진식 감광 부재(감광 드럼)(2a 내지 2d)를 각각 포함한다. 감광 드럼(2a 내지 2d)에는 그 주연부를 따라 감광 드럼(2a 내지 2d)을 균일하게 대전시키기 위한 대전 유닛으로 작용하는 대전 롤러(3a 내지 3d)와 정전 화상(잠상)을 형성하기 위해 레이저 광으로 감광 드럼(2a 내지 2d)을 조사하기 위한 광학 유닛인 노광 장치(4a 내지 4d)가 배치된다. 또한, 가시 화상을 얻기 위해 각각 마젠타, 시안, 옐로우 및 블랙 컬러의 토너를 이용하여 정전 화상을 현상하기 위한 현상 유닛으로 작용하는 현상 장치(5a 내지 5d)가 감광 드럼(2a 내지 2d)의 주연부를 따라 배치된다. 또한, 전사 단계 후 감광 드럼(2a 내지 2d) 상에 잔류하는 토너(잔류 토너)를 제거 하기 위한 세척 유닛인 세척 장치(6a 내지 6d)가 감광 드럼(2a 내지 2d)의 주연부를 따라 배치된다.
현상 장치(5a 내지 5d)에 포함된 현상제 담지 부재인 현상 롤러(5a1 내지 5d1)가 대향된 감광 드럼(2a 내지 2d)에 대해 소정의 간극을 둔 상태로 현상 장치(5a 내지 5d)를 구성하는 프레임 부재에 의해 지지된다. 현상 작업시, 현상 바이어스가 현상 롤러(5a1 내지 5d1)에 인가된다. 본 실시예에서 감광 드럼(2a 내지 2d)의 대전 극성은 음극이다. 또한, 본 실시예에서 토너의 정상 대전 극성은 음극이다. 본 실시예에서, 정전 화상의 현상은 전하가 노광에 의해 감쇠되는 곳인 감광 드럼(2a 내지 2d)의 화상 영역(노광 영역)에 감광 드럼(2a 내지 2d)의 대전 극성과 동일 극성으로 대전되는 토너가 부착되는 역전 현상 방법에 의해 실행된다.
무단벨트로 구성되고 제2 화상 담지 부재로 작용하는 중간 전사 부재를 구성하는 중간 전사 벨트(7)가 처리 스테이션(1a 내지 1d)을 따라 배치된다. 중간 전사 벨트(7)는 복수의 지지 부재인 중간 전사 벨트 구동 롤러(8), 공전 롤러(9) 및 장력 롤러(10, 11)에 의해 신장되어 지지된다. 중간 전사 벨트(7)는 도시 안된 구동 유닛(구동원)에서 중간 전사 벨트 구동 롤러(8)로 전달되는 회전 구동력에 의해 화살표로 지시된 방향으로 회전된다(순환배치). 중간 전사 벨트(7)는 처리 스테이션(1a 내지 1d)의 감광 드럼(2a 내지 2d)과 접촉하도록 위치된다.
중간 전사 벨트(7)의 내면측 상에서 각각의 감광 드럼(2a 내지 2d)과 대향된 위치에는 1차 전사 부재로 작용하는 회전 부재인 1차 전사 롤러(14a 내지 14d)가 배치된다. 1차 전사 롤러(14a 내지 14d)는 중간 전사 벨트(7)를 가로질러 감광 드 럼(2a 내지 2d)에 대해 각각 가압된다. 따라서, 닙(1차 전사닙)이 중간 전사 벨트(7)와 감광 드럼(2a 내지 2d) 사이의 접촉부인 1차 전사부(T1a 내지 T1d)에 형성된다. 본 실시예에서, 1차 전사 롤러(14a 내지 14d)는 바이어스 출력 유닛으로 작용하는 일정 전압원인 1차 전사 바이어스 전원(미도시)에 독립적으로 연결된다. 본 실시예에서, 1차 전사 단계에서는 1차 전사 바이어스 전원으로부터 출력되고 일정 전압으로 제어되고 토너의 정상 대전 극성과 반대되는 극성을 갖는 1차 전사 바이어스가 1차 전사 롤러(14a 내지 14d)로 인가된다. 따라서, 1차 전사부(T1a 내지 T1d)에는 전기장이 정상 대전 극성으로 대전된 토너가 감광 드럼(2a 내지 2d)으로부터 중간 전사 벨트(7) 측으로 이동하는 방향으로 형성된다. 따라서, 1차 전사 롤러(14a 내지 14d)에 1차 전사 바이어스를 인가함으로써 감광 드럼(2a 내지 2d) 상의 각 컬러의 토너 화상은 중간 전사 벨트(7) 상으로 전사된다(1차 전사).
기록재(S)를 지지하고 이송하기 위한 기록재 지지 부재(기록재 지지/이송 부재)로 작용하는 무단 벨트에 의해 형성되는 반송 벨트(21)가 중간 전사 벨트(7)와 접촉한 상태로 배치된다. 반송 벨트(21)는 복수의 지지 부재인 반송 벨트 구동 롤러(23), 공전 롤러(24) 및 2차 전사 배치 부재로 작용하는 회전 부재인 2차 전사 롤러(22)에 의해 신장되어 지지된다. 반송 벨트(21)는 도시 안된 구동 유닛(구동원)에서 반송 벨트 구동 롤러(23)로 전달되는 회전 구동력에 의해 화살표로 지시된 방향으로 회전된다(순환배치). 반송 벨트(21)는 중간 전사 벨트(7)와 접촉하도록 위치되며 그 위에서 지지되는 기록재(S)를 중간 전사 벨트(7)와 접촉하도록 이송한다.
반송 벨트(21)를 구성하는 재료로서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(PET 수지), 폴리비닐이덴 플루오라이드 수지(PVdF 수지), 폴리우레탄 수지 또는 폴리이미드 수지와 같은 유전성 수지가 유리하게 이용될 수 있다. 본 실시예에서, 반송 벨트(21)는 유리하게는 1×105 내지 1×1012 Ω·㎝의 부피 저항률을 갖는다. 본 실시예는 반송 벨트(21)로서 부피 저항률이 1×108 Ω·㎝인 PVdF 수지계 무단 벨트를 이용했다.
2차 전사 롤러(22)는 신장 상태로 중간 전사 벨트(7)를 지지하는 롤러 중 하나인 공전 롤러(9)와 반송 벨트(21)를 가로질러 소정 압력으로 가압되어 접촉한다. 이 닙(2차 전사 닙)은 중간 전사 벨트(7)와 반송 벨트(21) 사이의 접촉부인 2차 전사 위치(T2)에 형성된다. 2차 전사 위치(T2)에서는 바이어스가 2차 전사 롤러(22)를 거쳐 반송 벨트(21) 상의 기록재(S)에 인가된다. 본 실시예에서, 2차 전사 롤러(22)는 바이어스 출력 유닛으로 작용하는 일정 전압원인 2차 전사 바이어스 전원(20)에 연결된다. 또한 본 실시예에서 공전 롤러(9)는 전기 접지된다. 본 실시예에서, 2차 전사 단계에서는 2차 전사 바이어스 전원(20)으로부터 출력되고 일정 전압으로 제어되고 토너의 정상 대전 극성과 반대되는 극성을 갖는 2차 전사 바이어스가 2차 전사 롤러(22)로 인가된다. 따라서, 2차 전사부(T2)에는 전기장이 정상 대전 극성으로 대전된 토너가 중간 전사 벨트(7)로부터 반송 벨트(21)측으로 이동하는 방향으로 형성된다. 따라서, 2차 전사 롤러(22)에 2차 전사 바이어스를 인가함으로써 중간 전사 벨트(7) 상의 토너 화상은 반송 벨트(21) 상에 지지되는 기 록재(S) 상으로 전사된다(2차 전사).
2차 전사 롤러(22)로는 1×107 Ω·㎝의 부피 저항률로 조절된 에피클로하이드린 고무와 NBR 고무를 혼합함으로써 제조되는 탄성 고무를 금속 코어 상에 성형함으로써 마련된 롤러가 사용되었다. 1차 전사 롤러와 후술하는 전사 롤러는 사실상 동일 구성을 갖는다.
반송 벨트(21)의 표면 상에서 기록재(S) 이송 방향으로 2차 전사 위치(T2)의 상류에는, 부착 부재로서 작용하는 회전 부재인 부착 롤러(12)가 공전 롤러(24)에 대향된 상태로 접촉된다. 따라서, 닙(부착 닙)이 부착 롤러(12)와 반송 벨트(21)의 접촉부인 부착 위치(N)에 형성된다. 부착 위치(N)에서는 바이어스가 부착 롤러(12)를 통해서 반송 벨트(21) 상의 기록재(S)에 인가된다. 부착 롤러(12)는 부착 위치(N)를 통과하는 기록재를 반송 벨트(21)와 협력하여 집어낸다. 본 실시예에서, 부착 롤러(12)는 바이어스 출력 유닛으로 작용하는 일정 전류원인 부착 바이어스 전원(13)에 연결된다. 또한 본 실시예에서 공전 롤러(24)는 접지된다. 본 실시예에서, 반송 벨트(21)에 기록재(S)를 부착시키는 부착 단계에서는 부착 바이어스 전원(13)으로부터 출력되고 일정 전류로 제어되고 2차 전사 바이어스의 극성과 동일한 (즉, 토너의 정상 대전 극성에 반대되는) 극성을 갖는 부착 바이어스(일정 전류 바이어스)가 인가된다. 따라서, 기록재(S)는 부착 롤러(12)와 반송 벨트(21) 사이에 형성되는 전기장에 의해 대전된다. 이와 같이, 기록재(S)는 반송 벨트(21)에 의해 전기적으로 부착되어 이송된다.
부착 롤러(12)로는 저항 조절을 위해 카본 블랙이 분산된 EPDM 고무에 의해 마련된 직경이 12 ㎜인 중실형 고무 롤러가 사용되었다. 부착 롤러(12)는 바이어스가 금속 코어에 인가될 수 있도록 구성된다. 부착 롤러(12)의 전기 저항은 롤러의 외주연이 폭 1 ㎝인 금속 포일로 권취되고 500 V의 전압이 이것과 금속 코어 사이에 인가된 상태로 측정했을 때 1×106 Ω의 전기 저항으로 조절되었다.
본 실시예에서, 부착 위치(N)에서 반송 벨트(21)의 외주연과 접촉하는 롤러에는 바이어스가 주어지고 반송 벨트(21)의 내주연과 접촉하는 롤러는 접지된다. 그러나, 반대로 반송 벨트(21)의 내주연과 접촉하는 롤러에 부착 바이어스를 부여하고 반송 벨트(21)의 외주연과 접촉하는 롤러를 전기 접지시키는 것도 가능하다. 이런 경우, 인가된 부착 바이어스의 극성은 상술한 경우의 극성과 반대가 된다. 어느 경우든, 부착 바이어스에 의해 생성되는 전기장은 2차 전사 위치에서의 전기장과 반대 방향이다. 또한, 부착 바이어스는 반송 벨트(21)와 접촉하는 부착 부재 대신 코로나 대전기와 같이 반송 벨트(21)와 접촉하지 않고 배치된 부착 부재로 인가될 수 있다. 2차 전사 위치(T2)에서 2차 전사 롤러(22)와 공전 롤러(9)에도 동일하게 인가된다.
기록재(S)는 도1에 도시된 바와 같이 화상 형성 장치(100A)의 하부에 마련된 급지 유닛(15)에 적층 상태로 저장되며 급지 유닛을 구성하는 급지 롤러(16)에 의해 한 장씩 분리 공급되어 한 쌍의 정합 롤러(17)로 이송된다. 한 쌍의 정합 롤러(17)는 중간 전사 벨트(7) 상에서 화상과 동기하여 반송 벨트(21) 상으로 기록 재(S)를 전진시킨다.
2차 전사 위치(T2)에서 전사된 토너 화상을 받은 기록재(S)는 기록재(S)의 이송 방향으로 2차 전사 위치(T2)의 하류측에서 구동 롤러(23) 위에 위치된 분리부(E)에서 반송 벨트(21)로부터 분리되어 정착 유닛으로 작용하는 정착 장치(18)로 이송된다.
그 후, 기록재(S)는 정착 장치(18)에서의 열과 압력의 인가에 의한 화상 정착 후 화상 형성 장치(100A)의 외부에 노출된 배지 트레이(19)로 배출된다.
예컨대 풀-컬러 화상 형성의 경우, 우선 제1 처리 스테이션(1a)에서 감광 드럼(2a)은 대전 롤러(3a)에 의해 균일하게 대전되고 감광 드럼(2a)의 대전면은 대응하는 컬러 성분의 화상 정보에 따라 노광 장치(4a)에 의해 주사 노광된다. 감광 드럼(2a) 상에 형성된 정전 화상은 현상 장치(5a)에 의해 토너 화상으로 현상된다. 감광 드럼(2a) 상에 형성된 토너 화상은 1차 전사부(T1a)에서 중간 전사 벨트(7) 상으로 전사(1차 전사)된다.
연속해서, 제2 내지 제4 처리 스테이션(1b 내지 1d)에서는 제1 처리 스테이션(1a)에서와 동일한 방식으로 감광 드럼(2b 내지 2d) 상에 토너 화상이 형성된다. 그 후, 토너 화상은 중간 전사 벨트(7) 상에 이미 형성된 토너 화상과 중첩되도록 각각의 1차 전사부(T1b 내지 T1d)에서 각각의 감광 드럼(2b 내지 2d)으로부터 중간 전사 벨트(7) 상으로 연속으로 전사된다(1차 전사).
기록재(S)는 부착 위치(N)에서 반송 벨트(21) 상에 지지되며, 중간 전사 벨트(7) 상의 토너 화상의 선단이 2차 전사 위치(T2)로 이동되는 타이밍과 동기하여 2차 전사 위치(T2)로 이송된다. 그 후, 2차 전사 위치(T2)에서 중간 전사 벨트(7) 상의 토너 화상은 기록재(S) 상으로 집합적으로 전사된다(2차 전사).
토너 화상이 전사된 기록재(S)는 정착 장치(18)로 이송된다. 정착 장치(18)는 기록재(S)의 표면 상에 정착시키기 위해 정착 롤러와 가압 롤러 사이의 정착부(정착닙)에서 토너 화상을 가열 가압한다. 다음으로, 기록재(S)가 배지 트레이(19) 상으로 배출됨으로써 일 주기의 화상 형성 작업이 완료된다.
1차 전사 단계 후 감광 드럼(2a 내지 2d) 상에 잔류하는 토너는 세척 장치(6a 내지 6d)에 의해 제거되어 회수된다. 또한, 2차 전사 단계 후 중간 전사 벨트(7)의 표면에 잔류하는 토너는 벨트 세척 유닛으로 작용하는 벨트 클리너(미도시)에 의해 제거되어 회수될 수 있다. 이와 달리, 중간 전사 벨트(7) 상의 토너는 감광 드럼(2a 내지 2d) 중 적어도 하나에 전기적으로 전사되고 감광 드럼(2a 내지 2d)의 세척 장치(6a 내지 6d)에 의해 제거되어 회수될 수 있다.
화상 형성 장치(100A)는 원하는 하나의 처리 스테이션에 의해 또는 네 개의 처리 스테이션 중 임의의 처리 스테이션에 의해 토너 화상을 형성함으로써 단색 또는 다색 화상을 형성할 수 있다. 이런 경우의 화상 형성 작업도 토너 화상이 임의의 처리 스테이션에 형성되지 않는다는 점을 제외하고 상술한 풀-컬러 화상 형성시의 작업과 유사하다.
도2a, 도2b 및 도2c는 반송 벨트(21)로부터 기록재(S)를 분리할 때 기록재(S)의 이동 방향으로 후방단의 거동을 개략적으로 도시한다.
상술한 구성의 화상 형성 장치(100A)에서, 기록재(S)는 반송 벨트(21)에 단 단히 부착될 수 있으며 이송 성능은 부착 롤러(12)에 부착 바이어스(예컨대 20 ㎂)를 인가함으로서 향상될 수 있다.
그러나, 반송 벨트(21)에 전기적으로 단단히 부착된 기록재(S)에서, 이동 방향으로 후방단은 반송 벨트(21)로부터 분리시 도2a의 기호 B에 의해 지시된 상태를 취한다. 또한, 도2a의 기호 C에 의해 지시된 바와 같은 분리 방전이 반송 벨트(21)의 표면과 기록재(S)의 이면[토너 화상 담지면에 대향하고 반송 벨트(21)와 접촉하는 면] 사이에 발생한다. 따라서, 전사된 화상은 도2b에 개략적으로 도시된 바와 같은 얼룩(D)을 일으킬 수 있다.
본 실시예의 주 목적은 기록재 지지 부재를 이용한 화상 형성 장치에서 기록재 지지 부재로부터 기록재를 분리할 때 분리 방전에 의해 발생하는 화상 얼룩을 억제하는 것이다.
본 실시예에 따르면, 부착 바이어스가 기록재의 이동 방향으로 후방단에서 전사 바이어스에 따라 소정 범위 내에서 변경됨으로써, 기록재 지지 부재에 대한 부착력이 기록재의 이동 방향으로 후방단에서 소정 범위 내로 전기적으로 감소될 수 있도록 제어된다.
본 실시예에서, 전사 단계에서 전사부에 실제로 흐르는 전사 전류는 전사 바이어스의 목표값으로부터 예측되며, 그 결과에 따라 부착 바이어스는 기록재의 이동 방향으로 후방단에서 소정 범위 내로 변경된다.
전사 바이어스의 목표값은 예컨대 기록재의 종류에 대한 정보와, 기록재의 전기 저항에 대한 정보와, 화상 형성 장치의 환경에 대한 정보 중 적어도 하나에 따라 원하는 전사능을 얻기 위해 변경된다. 바람직한 실시예에서, 적어도 기록재의 전기 저항에 대한 정보가 화상 형성 장치에서 검출된다. 기록재의 전기 저항에 대한 정보는 검출 위치에서 기록재에 인가될 바이어스를 출력하는 바이어스 출력 유닛의 출력으로부터 검출될 수 있다. 보다 구체적으로, 기록재가 적어도 검출 위치에 존재하고 바이어스 출력 유닛이 일정 전압 제어 또는 일정 전류 제어 하에 바이어스를 출력하는 상태에서, 바이어스 출력 유닛의 출력 전압 또는 출력 전류가 검출된다. 검출 위치에서 기록재에 바이어스를 인가하기 위한 바이어스 인가 유닛으로서, 기록재 지지 부재에 기록재를 부착하기 위한 부착 부재가 이용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 화상 형성 장치는 전사 바이어스 출력 유닛이 전사 작업을 위해 출력하는 전사 바이어스를 변경하기 위한 전사 바이어스 변경 유닛과, 부착 바이어스 출력 유닛이 부착 작업을 위해 출력하는 부착 바이어스를 변경하기 위한 부착 바이어스 변경 유닛을 포함한다.
부착 바이어스 변경 유닛은 이런 기록재에 대한 전사 단계에서 전사 바이어스의 값에 따라 기록재의 이동 방향으로 선단이 부착부를 통과할 때의 제1 부착 바이어스값과 기록재의 이동 방향으로 후방단이 부착부를 통과할 때의 제2 부착 바이어스값 사이에 차이가 나도록 한다.
전사 바이어스 변경 유닛은 기록재의 전기 저항에 대한 정보에 따라 전사 바이어스를 변경할 수 있다. 또한 화상 형성 장치는 습도 정보를 적어도 포함하는 환경 정보를 검출하기 위한 환경 검출 유닛을 포함할 수 있고 전사 바이어스 변경 유닛은 환경 검출 유닛의 검출 결과에 따라 전사 바이어스를 변경할 수 있다. 더 불어, 전사 바이어스 변경 유닛은 환경 검출 유닛의 검출 결과와 기록재의 전기 저항에 관련된 정보에 따라 전사 바이어스를 변경할 수 있다.
바람직한 실시예의 화상 형성 장치에서, 부착 바이어스 출력 유닛은 부착 바이어스 출력 유닛이 일정 전압 또는 일정 전류 제어 하에서 바이어스를 출력할 때 부착 바이어스 출력 유닛의 출력 전압 또는 출력 전류를 검출하기 위한 검출 유닛을 포함한다. 전사 바이어스 변경 유닛은 기록재가 부착부를 통과할 때 검출 유닛에 의해 검출되는 출력 전압 또는 전류에 따라 기록재에 대한 출력 전압을 변경할 수 있다. 보다 구체적으로, 전사 바이어스 변경 유닛은 제1 부착 바이어스와 동일한 바이어스가 출력되고 기록재가 부착부를 통과할 때의 검출 결과에 따라 이런 기록재를 위한 전사 단계에서 전사 바이어스를 변경한다. 또한 이 경우, 화상 형성 장치의 환경 정보와 같은 그 밖의 정보를 고려하여 전사 바이어스를 변경하는 것도 물론 가능하다. 부착 바이어스 측정 유닛은 바이어스가 부착 부재에 의해 기록재에 인가될 때 전압-전류 관계로부터 기록재의 전기 저항(임피던스)에 관련된 정보를 검출할 수 있다. 전사 바이어스는 전압-전류 관계의 측정 결과에 기초하여 변경될 수 있거나, 당연히 이런 측정 결과로부터 기록재의 전기 저항 자체를 계산함으로써 이런 계산의 결과에 기초하여 변경될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 부착 바이어스 변경 유닛은 전사 단계에서 전사 바이어스에 따라, 또는 보다 구체적으로 목표값에서 예측되는 전사 바이어스 출력 유닛의 출력 전류값, 즉 전사 전류에 따라 제1 및 제2 부착 바이어스값 사이에 차이를 일으킨다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에는 전사 바이어스 출력 유닛이 상술한 전사 바이어스를 출력할 때 전사 바이어스 출력 유닛의 출력 전류를 측정하기 위한 측정 유닛이 마련된다. 따라서, 부착 바이어스 변경 유닛은 기록재가 전사부를 통과하여 전사 작업을 받는 동안 측정 유닛에 의해 측정된 출력 전류에 따라 제1 및 제2 부착 바이어스값 사이에 차이를 일으킨다. 보다 구체적으로, 출력 전류는 부착 바이어스 출력 유닛이 제1 부착 바이어스값을 출력하는 동안과 부착부를 통과한 기록재의 부분이 전사부를 통과하며 전사 작업을 받는 동안 측정 유닛에 의해 측정된다. 그 후, 부착 바이어스 변경 유닛은 측정된 출력 전류에 따라 이런 기록재를 위한 제1 부착 바이어스와 다른 값으로 이런 기록재를 위한 제2 부착 바이어스를 변경시킨다.
이하, 도4를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. 본 실시예에서, 적어도 기록재(S)가 부착 위치(N)로 진입할 때까지, 부착 바이어스 전원(13)은 부착 롤러(12)에 소정 값의 바이어스(제1 부착 바이어스)를 인가하기 시작한다. 따라서, 기록재(S)는 반송 벨트(21)에 부착되며, 부착 바이어스 전원(13)이 상술한 바이어스를 출력하는 동안의 전압-전류 관계가 기록재(S)의 전기 저항에 대한 정보로서 검출된다. 본 실시예에서, 부착 바이어스 전원(13)의 출력 전압은 특히 부착 바이어스 전원(13)이 일정 전류 제어 하에서 바이어스를 출력할 때 검출된다. 이는 본 실시예에서 부착 롤러(12)가 부착 부재뿐 아니라 기록재(S)의 전기 저항에 대한 정보를 검출하기 위한 검출 유닛으로서 기능하기 때문이다.
그 후, 기록재(S)의 전기 저항에 대한 정보의 상술한 검출 결과를 기초로 2차 전사 위치(T2)의 2차 전사 단계에서 2차 전사 바이어스 전원(20)으로부터 2차 전사 롤러(22)로 인가될 2차 전사 바이어스에 대한 목표값이 결정된다. 또한, 이렇게 결정된 2차 전사 바이어스의 목표값에 기초하여 2차 전사 단계에서 실제로 흐르는 전사 전류, 즉 2차 전사 바이어스 전원이 2차 전사 바이어스를 출력할 때 2차 전사 바이어스 전원(20)의 출력 전류가 예측된다.
그 후, 전사 전류의 예측 결과를 기초로 기록재(S)의 이동 방향으로 후방단에서 소정 범위까지 부착 위치(N)에 인가될 부착 바이어스(제2 부착 바이어스)가 결정된다.
그 후, 기록재(S)의 이동 방향으로 후방단에서 소정 범위의 일부가 부착 위치(N)로 진입하는 타이밍과 동기하여, 부착 롤러(12)로 인가되는 바이어스는 이 타이밍에 인가된 제1 부착 바이어스로부터 상술한 바와 같이 결정된 제2 부착 바이어스로 변경된다.
본 실시예에서, 부착 바이어스 전원 장치(51)에는 부착 롤러(12)로 바이어스를 출력하기 위한 바이어스 출력 유닛으로서 부착 바이어스 전원(바이어스 출력부)(13)이 설치된다. 또한 부착 바이어스 전원 장치(51)에는 부착 바이어스 전원(13)이 일정 전류 제어 또는 일정 전압 제어 하에서 바이어스를 출력할 때 출력 전압 또는 출력 전류를 검출하기 위한 검출 유닛으로서, 특히 일정 전류 바이어스가 출력될 때 출력 전압을 측정하기 위한 전압 검출부(전압계)(52)가 설치된다. 전압 검출부(52)는 부착 바이어스 전원(13)의 입출력 단자 사이에 생성되는 전압을 측정한다. 전압 검출부(52)는 측정 결과를 지시하는 전기 신호를 제어 유닛인 CPU(50)로 출력한다.
CPU(50)는 소정 전류를 얻기 위해 측정 결과를 지시하고 전압 검출부(52)로부터 공급되는 신호, 즉 부착 바이어스 전원(13)에서 출력된 전압에 대한 정보에 기초하여 2차 전사 바이어스의 목표값을 결정한다. CPU(50)는 기록재(S)의 전기 저항 자체를 독립적으로 결정할 수 있으며 이에 기초하여 2차 목표 전사 바이어스의 목표값을 결정할 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 화상 형성 장치의 본체의 온도와 습도를 검출하기 위한 환경 온도-습도 센서(55)가 적어도 습도 정보를 포함하는 환경 정보를 검출하기 위한 환경 검출 유닛으로서 화상 형성 장치의 본체에 마련된다. 온도-습도 센서(55)의 검출 결과를 지시하는 전기 신호가 CPU(50)로 공급된다. 본 실시예에서, CPU(50)는 온도-습도 센서(55)의 검출 결과로부터 절대 습도를 계산하고 이런 계산의 결과를 고려하여 2차 전사 바이어스의 목표값을 결정한다. 또한, CPU(50)는 화상 형성 장치의 본체에 마련되는 작업 유닛 또는 화상 형성 장치의 본체에 통신 가능하게 접속된 퍼스널 컴퓨터와 같은 외부 설비의 작업 유닛으로부터 정보를 입력 받게 된다. 따라서, 적어도 화상 형성을 위해 사용될 기록재(S)의 종류에 관련된 정보가 CPU(50)로 입력된다. 본 실시예에서, CPU(50)는 이런 기록재(S)의 종류 정보도 고려해서 2차 전사 바이어스의 목표값을 결정한다.
예컨대 부착 바이어스 전원이 일정 전류 제어 하에서 바이어스를 출력할 때의 출력 바이어스를 검출하는 경우, 본 실시예에서와 같이, 검출 전압은 전사 바이어스를 얻기 위한 소정의 계산식에 따라 선형적으로 또는 비선형적으로 증가될 수 있다. 계산식은 환경 정보 및/또는 기록재(S)의 종류에 따라 서로 다르게 될 수 있거나 가변적일 수 있다. 이런 계산에 사용될 계산식 및 표 데이터에 대한 정보는 CPU(50)에 내장된 또는 CPU(50)에 전기 접속된 메모리 유닛인 ROM에 미리 저장된다.
본 실시예에서, 부착 롤러(12)와 부착 바이어스 전원(13)은 기록재(S)의 전기 저항에 관련된 정보를 검출하기 위한 장치를 구성한다. 본 실시예에서, 순차적인 작업을 실행하기 위해 화상 형성 장치(100A)를 포괄적으로 제어하기 위한 제어 유닛(제어부)으로 작용하는 CPU(50)는 전사 바이어스 변경 유닛으로도 기능한다. 또한, 본 실시예에서 CPU(50)는 부착 바이어스 변경 유닛의 기능을 추가로 갖는다. 물론, 전사 바이어스 변경 유닛과 부착 바이어스 변경 유닛은 개별 제어부로 마련될 수도 있다.
본 실시예에서, 닙이 반송 벨트(21)와 부착 롤러(12) 사이에 형성된 부착 위치(N)로 이송된 기록재(S)는 일정 전류원인 부착 바이어스 전원(13)에서 부착 롤러(12)로 공급된 부착 바이어스에 의해 반송 벨트(21)에 충분히 부착된다. 이렇게 반송 벨트(21)에 충분히 부착된 기록재(S)는 2차 전사 위치(T2)로 이송된다. 이 상태에서 부착 바이어스(제1 부착 바이어스)는 반송 벨트(21)로부터 기록재(S)의 들림을 방지하기에 충분하고 이런 부착 전류의 공급시 전압과 전류로부터 기록재(S)의 전기 저항에 대한 정보를 측정할 수 있도록 하는 전류량을 갖는다. 이런 전류량은 바람직하게는 10 ㎂ 내지 40 ㎂이다. 이 범위보다 낮은 전류는 반송 벨트(21)에 기록재(S)를 충분히 부착시킬 수 없게 되며, 이 범위보다 큰 전류는 기록재(S)에 대한 전류가 아닌 탈출 전류를 증가시킬 수 있고 기록재(S)의 저항에 대한 측정 정밀도를 저하시킬 수 있다. 본 실시예에서 전류량은 20 ㎂로서 선택되었다. 그 후, 부착 바이어스 전원(13)의 출력 전류에 대한 측정 결과를 지시하는 전기 신호가 CPU(50)로 공급되어 CPU(50)에 내장된 또는 CPU(50)에 전기 접속된 메모리 유닛인 RAM에 저장된다. 제1 부착 바이어스는 부착 바이어스가 후술하는 제2 부착 바이어스로 변경될 때까지 계속해서 동일한 기록재(S)로 인가된다.
그 후, CPU(50)는 부착 위치(N)에서 수행된 기록재(S1)의 전기 저항에 대한 정보의 측정 결과와, 화상 형성 장치(100A)가 사용된 환경, 종이의 종류 및 소정 경우 전사 부재의 저항과 같은 조건에 기초해서, 2차 전사 단계에서 2차 전사 바이어스의 최적 목표값을 선택한다. 따라서, 본 실시예에서는 일정 전압원인 2차 전사 바이어스 전원(20)으로부터 2차 전사 롤러(22)로 공급될 목표 바이어스 전압(V)(이하, "목표 전사 전압")(예컨대, +1.5 ㎸)이 선택된다. 그 후, 이렇게 선택된 목표 바이어스 전압(V)은 2차 전사 단계를 실행하기 위해 2차 전사 롤러(22)로 인가된다.
CPU(50)에서 목표 바이어스 전압(V)은 도6에 도시된 관계로부터 결정된 전압(V1)과 부착 위치(N)에서 20 ㎂의 전류 공급시 출력되는 전압(V20)으로부터 아래의 공식에 따라 계산된다. 도6은 각각의 기록재(S)의 종류에 대해 설정된 것으로 온도-습도 센서(55)의 검출 결과에 기초하여 결정된 절대 습도와 전압(V1) 간의 관계를 나타내는 전사 바이어스표이고 CPU(50)에 내장된 또는 CPU(50)에 전기 접속된 메모리 유닛인 ROM에 미리 저장된다.
V = V1 + κV20
κ(저항-검출 전압에 대한 보정계수)는 도7에 도시된 바와 같이 절대 습도와 κ 사이의 관계를 지시하는 표로부터 결정될 수 있다. 이 표는 CPU(50)에 내장된 또는 CPU(50)에 전기 접속된 메모리 유닛인 ROM에 미리 저장된다.
이동 방향으로 기록재(S)의 후방단이 부착 롤러(12)에 대해 소정 거리에 있는 위치에 도달할 때, CPU(50)는 부착 바이어스를 제1 부착 바이어스로부터 제2 부착 바이어스로 전환시킨다. 본 실시예에서, 부착 바이어스 전환을 위한 상술한 소정 거리는 20 ㎜로 선택되었다. 따라서, 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에서 20 ㎜에 있고 이동 방향으로 선단 쪽으로 향하는 기록재(S)의 위치가 부착 위치(N)에 도달할 때, 부착 바이어스는 제1 부착 바이어스에서 제2 부착 바이어스로 전환된다. 그러나, 본 발명은 이런 예로 제한되지 않으며 부착 바이어스의 전환점은 기록재(S)의 이송 성능에 영향을 주지 않고 화상 손상의 방지를 요하는 범위를 포함하는 관점에서 결정된다. 따라서, 기록재(S)를 이송하기 위한 충분한 부착력이 유지되고 화상 손상을 생성하는 범위가 포함될 수 있기만 하다면, 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에서의 소정 범위는 이동 방향으로 20 ㎜의 길이 범위로 제한되지 않는다. 본 발명자들의 연구에 따르면, 그 거리는 유리하게는 10 ㎜ 이상 70 ㎜ 이하이다. 거리가 이 범위보다 짧은 경우, 기록재(S)가 반송 벨트(21)에서 분리될 때 분리 방전에 의해 야기되는 화상 손상을 방지하는 효과는 불명확하게 된다. 한편, 거리가 이 범위보다 긴 경우, 화상 손상 방지 효과는 크게 향상될 수 없으며 기록재(S)의 이송 성능은 저하될 수 있다.
이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에서 소정 범위까지의 제2 부착 바이어스는 제2 전사 단계 후 반송 벨트(21)와 기록재(S) 사이의 전기 부착력이 상술한 바와 같이 선택된 목표 전사 전압(V)에 대해 낮아지도록(예컨대 12 ㎂) 선택된다.
기록재(S)의 표면으로부터 양의 부착 바이어스에 의해 강하게 양으로 대전된 기록재(S)는 반송 벨트(21)에 전기적으로 부착된다. 양으로 대전된 기록재(S)는 2차 전사 위치(T2)로 이송되어 반송 벨트(21)의 이면에 있는 2차 전사 롤러(22)로부터 양의 2차 전사 바이어스를 받게 된다. 따라서, 기록재(S)와 반송 벨트(21) 사이의 전기 부착력은 낮아진다. 그러나, 양의 전하가 계속 잔류하기 때문에, 기록재(S)와 반송 벨트(21) 사이의 전기 부착력도 계속 존재한다. 따라서, 반송 벨트(21)로부터 분리될 때 이송 방향이 요동하는 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에는 분리 방전에 의해 화상 손상이 발생될 수 있다. 따라서, 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에서 소정 범위 내에는 부착 바이어스가 제2 전사 단계 후 기록재(S)와 반송 벨트(21) 사이의 전기 부착력을 사실상 상쇄시키도록 선택된 제2 부착 바이어스로 전환된다.
본 발명자들의 연구에 따르면, 전기 부착력을 충분히 감소시키고 분리 방전으로 인한 화상 손상을 방지하기 위해, 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에서 소정 범위 내의 표면 전위는 바람직하게는 50 내지 400 V의 범위이다. 이 범위보다 낮을 때, 반송 벨트(21)와 기록재(S) 사이의 부착력은 낮으며 이송 안정성을 저하시킬 수 있다. 한편, 이 범위보다 높은 경우 반송 벨트(21)로부터 기록재(S)의 분리시 발생하는 분리 방전에 의해 화상 손상이 발생하기 쉽다.
이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에서 소정 범위에 대한 제2 부착 바이어스는 예컨대 다음과 같은 방식으로 결정될 수 있다. 목표 전사 전압(V)이 인가될 때의 전사 전류(Tb)는 도8에 도시된 바와 같은 관계로부터 예측될 수 있다. 본 실시예에서, CPU(50)는 목표 전사 전압(V)과 전사 전류(Tb) 사이의 이런 관계를 지시하는 표로부터 2차 전사 단계에서의 실제 전사 전류(Tb)를 예측한다. 그 후, 부착 바이어스 전원(13)의 출력 전류(부착 전류)는 그 절대값이 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에서 인가된 20 ㎂의 제1 부착 바이어스로부터 제2 부착 바이어스로 전환되어 예측 전사 전류(Tb)에 1.2를 곱함으로써 얻어진 값으로 낮아진다. 예컨대, Tb가 10 ㎂인 경우, 제2 부착 바이어스는 12 ㎂가 된다. 목표 전사 전압(V)과 전사 전류(Tb) 사이의 관계를 지시하는 표는 CPU(50)에 내장된 또는 CPU(50)에 전기 접속된 메모리 유닛인 ROM에 미리 저장된다.
그러나 전사 전류는 기록재(S)의 두께 및 저항과 환경에 의존하기 때문에, 제2 부착 바이어스를 결정하기 위한 계산식은 상술한 본 실시예에서의 계산식으로 제한되지 않는다. 또한 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에서의 제2 부착 바이어스는 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에서의 제1 부착 바이어스와 전사 전류, 환경 등 간의 관계에 기초해서 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에 대한 제1 부착 바이어스보다 그 절대값이 반드시 낮게 설정되지 않는다.
도9는 기록재(S)의 이동 방향으로 전사 바이어스 및 부착 바이어스의 변화와 기록재(S)(예컨대 종이)의 최종 표면 전위를 도시한다. 도9에 도시된 예에서, 기록재(S)는 이동 방향(A4 크기의 종방향 크기)으로 297 ㎜의 길이를 가지며, 이 범 위 내에서 부착 바이어스는 이동 방향으로 후방단 선단 쪽으로 20 ㎜의 위치에서 전환되었다. 기록재(S)와 반송 벨트(21) 사이의 전기 부착력은 기록재(S)의 표면 전위에 의해 표현될 수 있다. 따라서, 기록재(S)의 부착력은 표면 전위가 낮아질수록 낮은 것으로 생각될 수 있다.
다른 방법으로서, 제2 부착 바이어스는 도8에 도시된 바와 같이 전사 전압과 전사 전류의 관계에 기초하여 목표 전사 전압(V)에 대한 전사 전류를 예측하는 대신 실제 전사 전류를 측정하고 이런 측정 결과를 이용함으로써 설정될 수 있다. 보다 구체적으로, 실제 2차 전사 단계에서 흐르는 전사 전류는 그 이동 방향으로 기록재(S)의 선단부에서 측정되며, 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단부에 대한 제2 부착 바이어스는 이런 전류에 기초하여 반송 벨트(21)와 기록재(S) 사이의 전기 부착력을 상쇄하도록 선택된다.
이런 경우, 도5에 도시된 바와 같이, 2차 전사 바이어스 전원 장치(53)에는 2차 전사 롤러(22)로 바이어스를 출력하기 위한 바이어스 출력 유닛으로서 2차 전사 바이어스 전원(바이어스 출력부)(20)이 설치된다. 또한 2차 전사 바이어스 전원 장치(53)에는 2차 전사 바이어스 전원(20)이 바이어스, 특히 일정 전류 바이어스를 출력할 때 출력 전류를 측정하기 위한 측정 유닛으로서, 특히 일정 전압 바이어스가 출력될 때 출력 전류를 측정하기 위한 전류 측정부(전류계)(54)가 설치된다. 전류 측정부(54)는 2차 전사 바이어스 전원(20)으로부터 2차 전사 롤러(22)를 통해 흐르는 전류를 측정한다. 전류 측정부(54)는 측정 결과를 지시하는 전기 신호를 제어 유닛으로 작용하는 CPU(50)로 출력한다. CPU(50)는 측정 결과를 지시하 고 전류 측정부(54)로부터 공급되는 신호, 즉 2차 전사 작업시 실제 전사 전류(Tb)에 기초해서 상술한 바와 같은 방식으로 2차 부착 바이어스를 결정한다.
보다 구체적으로, 전류 측정부(54)는 그 이동 방향으로 기록재(S)의 선단으로부터 제2 부착 바이어스로 전환되는 위치까지 연장되고 제1 부착 바이어스가 인가된 기록재(S)의 부분에 2차 전사 바이어스가 인가될 때 2차 전사 바이어스 전원(20)의 출력 전류를 측정한다. 이런 상태에서의 2차 전사 바이어스는 통상적으로 제1 부착 바이어스의 인가에 의해 검출되는 기록재(S)의 전기 저항에 대한 정보로부터 결정되는 목표값에 따라 인가된다.
이런 전사 전류 측정 방법은 각각의 기록재(S)에 대한 실제 전사 단계에서 흐르는 전류를 검출할 수 있도록 함으로써 화상 손상을 보다 효율적으로 방지한다.
다시 말해서, 부착 바이어스 출력 유닛은 기록재가 선단부에서 후방단까지 부착부(부착 위치)를 통과하는 동안 선단이 부착부를 통과할 때의 제1 부착 바이어스와 선단이 통과할 때의 제2 부착 바이어스를 포함하는 적어도 두 개의 서로 다른 부착 바이어스값을 출력한다. 부착 바이어스 출력 유닛이 일정 전류 제어 하에서 제1 부착 바이어스값의 바이어스를 출력하는 동안 검출된 바와 같이, 부착 바이어스 출력 유닛의 출력 전압이 변하는 경우, 제1 부착 바이어스와 제2 부착 바이어스는 절대값이 서로 다르다. 이와 달리, 부착 바이어스 출력 유닛이 일정 전압 제어 하에서 제1 부착 바이어스값의 바이어스를 출력하는 동안 검출된 바와 같이, 부착 바이어스 출력 유닛의 출력 전류가 변하는 경우, 제1 부착 바이어스와 제2 부착 바이어스는 절대값이 서로 다르다. 그 주된 이유는 제1 부착 바이어스가 전사 바이 어스에 따라 변하지 않는 동안 제2 부착 바이어스가 전사 바이어스에 따라 변하기 때문이다. 또한, 다시 말해 제1 부착 바이어스를 인가하는 동안 부착부를 통과한 기록재의 부분이 전사부를 통과하고 전사 작업을 받는 동안 측정되는 바와 같이 전사 전류가 변할 경우, 제1 부착 바이어스와 제2 부착 바이어스는 절대값이 서로 다르다.
바람직한 본 실시예에 따른 부착 바이어스의 제어는 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단과 반송 벨트(21)의 분리시 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단과 반송 벨트(21) 사이의 전기 부착력을 감소시킬 수 있도록 한다. 결국, 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단은 도2a에서 기호 A에 의해 지시되는 바와 같은 이송 자세를 취하게 되고 도2c에 개략적으로 도시된 바와 같이 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에서 분리 방전에 의한 화상 손상은 방지될 수 있다.
상술한 본 실시예에서, 부착 롤러(12)에 인가된 바이어스는 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에서 소정 범위 내로 전사 바이어스에 적응되게 전환된다. 따라서, 반송 벨트(21)와 기록재(S) 사이의 부착력을 줄이고 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에서 분리 방전에 의해 야기되는 화상 얼룩을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 화상 형성은 화상 형성 작업시 전사성과 이송성을 저하시키지 않고도 만족스럽게 실행될 수 있다.
특히, 부착 위치(N)에서 기록재(S)의 전기 저항에 대한 정보의 측정 결과에 기초하여 전사 바이어스를 변경하고 전사 바이어스에 따라 부착 바이어스를 변경함으로써, 만족스러운 전사성과 이송성을 얻을 수 있으며 보다 단순하고 보다 효율적 인 구성으로 화상 손상을 방지하는 것이 가능하다. 보다 바람직하게는, 실제 전사 전류를 측정함으로써 화상 손상이 보다 효율적으로 방지될 수 있다.
<제2 실시예>
이하, 본 발명의 제2 실시예를 설명한다. 제1 실시예에서, 화상 형성 장치(100A)는 감광 부재 상의 토너 화상이 일단 중간 전사 부재 상으로 전사되고 중간 전사 부재 상의 토너 화상이 기록재 지지 부재에 전기 부착된 기록재 상으로 전사되는 중간 전사 처리를 이용한다. 이에 비해 바람직한 본 실시예는 감광 부재 상의 토너 화상이 기록재 지지 부재에 전기 부착된 기록재에 직접 전사되는 직접 전사 처리를 이용한다.
도3은 본 실시예의 화상 형성 장치(100B)의 구성을 개략적으로 도시한다. 도3에 도시된 화상 형성 장치(100B)에서, 도1에 도시된 화상 형성 장치(100A)와 동일하거나 동등한 기능 또는 구성을 갖는 요소들은 동일 기호를 이용하여 나타내며 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예의 화상 형성 장치(100B)는 제1 실시예의 화상 형성 장치(100A)의 처리 스테이션들과 유사한 사실상 수직 방향을 따라 사실상 일렬로 정렬된 제1 내지 제4 처리 스테이션(1a 내지 1d)을 포함한다. 각 처리 스테이션(1a 내지 1d)의 구성은 제1 실시예에서의 구성과 유사하다.
본 실시예의 화상 형성 장치(100B)에서, 기록재(S)를 지지하고 이송하기 위한 기록재 지지 부재(기록재 지지/이송 부재)로 작용하는 무단 벨트에 의해 형성되는 반송 벨트(21)가 처리 스테이션(1a 내지 1d)을 따라 배치된다. 반송 벨트(21) 는 복수의 지지 부재인 반송 벨트 구동 롤러(8), 공전 롤러(9) 및 장력 롤러(10, 11)에 의해 신장되어 지지된다. 반송 벨트(21)는 도시 안된 구동 유닛(구동원)에서 반송 벨트 구동 롤러(8)로 전달되는 회전 구동력에 의해 화살표로 지시된 방향으로 회전된다. 반송 벨트(21)는 처리 스테이션(1a 내지 1d)의 감광드럼(2a 내지 2d)과 접촉하도록 위치되고 처리 스테이션(1a 내지 1d)의 감광드럼(2a 내지 2d)과 연속으로 접촉하도록 그 위에 지지된 기록재(S)를 이송한다.
반송 벨트(21)의 내면측 상에서 감광드럼(2a 내지 2d)에 대향된 각각의 위치에는 전사 부재로서 작용하는 회전 부재인 전사 롤러(22a 내지 22d)가 배치된다. 전사 롤러(22a 내지 22d)는 각각 반송 벨트(21)를 가로질러 감광드럼(2a 내지 2d)에 대해 가압된다. 따라서, 닙(전사닙)이 반송 벨트(21)와 감광 드럼(2a 내지 2d) 사이의 접촉부인 전사부(Ta 내지 Td)에 형성된다. 본 실시예에서, 전사 롤러(22a 내지 22d)는 바이어스 출력 유닛으로 작용하는 일정 전압원인 전사 바이어스 전원(20a 내지 20d)에 독립적으로 연결된다. 본 실시예에서, 전사 단계에서는 전사 바이어스 전원(20a 내지 20d)으로부터 출력되고 일정 전압으로 제어되고 토너의 정상 대전 극성과 반대되는 극성을 갖는 전사 바이어스가 전사 롤러(22a 내지 22d)로 인가된다. 따라서, 각각의 전사부(Ta 내지 Td)에는 전기장이 정상 대전 극성으로 대전된 토너가 감광 드럼(2a 내지 2d)으로부터 반송 벨트(21) 측으로 이동하는 방향으로 형성된다. 따라서, 전사 롤러(22a 내지 22d)에 전사 바이어스를 인가함으로써 감광 드럼(2a 내지 2d) 상의 각 컬러의 토너 화상은 반송 벨트(21) 상에 지지되는 기록재(S) 상으로 전사된다.
반송 벨트(21)의 표면 상에서 기록재(S) 이송 방향으로 제1 처리 스테이션(1a)의 상류에는 부착 부재로 작용하는 회전 부재인 부착 롤러(12)가 공전 롤러(9)에 대향된 상태로 접촉된다. 따라서, 닙(부착 닙)이 부착 롤러(12)와 반송 벨트(21)의 접촉부인 부착 위치(N)에 형성된다. 부착 롤러(12)는 부착 위치(N)를 통과하는 기록재를 반송 벨트(21)와 협력하여 집어낸다. 본 실시예에서, 부착 롤러(12)는 바이어스 출력 유닛으로 작용하는 일정 전류원인 부착 바이어스 전원(13)에 연결된다. 또한 본 실시예에서 공전 롤러(9)는 접지된다. 본 실시예에서, 반송 벨트(21)에 기록재(S)를 부착시키는 부착 단계에서는 부착 바이어스 전원(13)으로부터 출력되고 일정 전류로 제어되고 전사 바이어스의 극성과 동일한 (즉, 토너의 정상 대전 극성에 반대되는) 극성을 갖는 부착 바이어스(일정 전류 바이어스)가 인가된다. 따라서, 기록재(S)는 부착 롤러(12)와 반송 벨트(21) 사이에 형성되는 전기장에 의해 대전된다. 이와 같이, 기록재(S)는 반송 벨트(21)에 의해 전기적으로 부착되어 이송된다.
바람직한 본 실시예는 반송 벨트(21)의 기록재(S) 상으로 2차 전사 롤러(22)에 의해 토너 화상을 전사시키는 제1 실시예의 2차 전사 단계에 대응하여, 반송 벨트(21)의 기록재(S) 상으로 감광드럼(2a 내지 2d)으로부터 복수의 전사 롤러(22a 내지 22d)에 의한 1차 전사 단계를 포함한다. 전사 단계로서 2차 전사 단계를 이해함으로써 제1 실시예에서 설명된 2차 전사 롤러(22)와 2차 전사 전원(20)의 구성과 기능이 바람직한 본 실시예에 사실상 동일 방식으로 적용될 수 있다.
기록재(S)는 도3에 도시된 바와 같이 화상 형성 장치(100B)의 하부에 마련된 급지 유닛(15)에 적층 상태로 저장되며 급지 유닛을 구성하는 급지 롤러(16)에 의해 한 장씩 분리 공급되어 한 쌍의 정합 롤러(17)로 이송된다. 한 쌍의 정합 롤러(17)는 감광드럼(2a 내지 2d) 상에서 화상과 동기하여 반송 벨트(21) 상으로 기록재(S)를 전진시킨다. 예컨대 풀-컬러 화상 형성의 경우, 제1 실시예에서와 동일한 방식으로 처리 스테이션(1a 내지 1d)의 감광드럼(2a 내지 2d)에 형성된 토너 화상은 전사부(Ta 내지 Td)에서 연속해서 중첩되어 반송 벨트(21) 상에 지지된 기록재(S) 상으로 전사된다. 기록재(S)는 기록재의 이송 방향으로 제4 처리 스테이션(1d)의 하류측에 구동 롤러(8) 위에 위치된 분리부(E)에서 반송 벨트(21)로부터 분리된다. 그 후, 기록재(S)는 정착 유닛인 정착 장치(18)에서의 열과 압력의 인가에 의한 화상 정착 후 화상 형성 장치(100B)의 외부에 노출된 배지 트레이(19)로 배출된다.
상술한 구성의 화상 형성 장치(100B)에서, 기록재(S)는 반송 벨트(21)에 단단히 부착될 수 있으며 이송 성능은 부착 롤러(12)에 부착 바이어스(예컨대 20 ㎂)를 인가함으로써 향상될 수 있다.
그러나, 제1 실시예에서 설명된 바와 같이, 반송 벨트(21)에 단단히 전기적으로 부착된 기록재(S)에서 이동 방향으로 그 후방단은 반송 벨트(21)로부터 분리시 도2a의 기호 B에 의해 지시된 상태와 유사한 상태를 갖는다. 또한, 도2a의 기호 C에 의해 지시된 것과 유사한 분리 방전이 반송 벨트(21)의 표면과 기록재(S)의 이면 사이에 발생한다. 따라서, 전사된 화상은 도2b에 개략적으로 도시된 바와 같은 얼룩(D)을 발생시킬 수 있다.
본 실시예에서, 닙이 반송 벨트(21)와 부착 롤러(12) 사이에 형성된 부착 위치(N)로 이송된 기록재(S)는 일정 전류원인 부착 바이어스 전원(13)에서 부착 롤러(12)로 공급된 부착 바이어스에 의해 반송 벨트(21)에 충분히 부착된다. 본 실시예의 부착 롤러(12)로 바이어스를 출력하기 위한 부착 바이어스 전원(13)의 구성은 도4를 참조로 제1 실시예에서 설명한 바와 같다. 이렇게 반송 벨트(21)에 충분히 부착된 기록재(S)는 전사부(Ta 내지 Td)로 이송된다. 이 상태에서 부착 바이어스(제1 부착 바이어스)는 색수차와 반송 벨트(21)로부터 기록재(S)의 들림을 방지하기에 충분하고 이런 부착 바이어스의 공급시 전압과 전류로부터 기록재(S)의 전기 저항에 대한 정보를 측정할 수 있도록 하는 전류량을 갖는다. 이런 전류량은 예컨대 20 ㎂이다. 그 후, 부착 바이어스 전원(13)의 출력 전류에 대한 측정 결과를 지시하는 전기 신호가 CPU(50)로 공급되어 CPU(50)에 내장된 또는 CPU(50)에 전기 접속된 메모리 유닛인 RAM에 저장된다. 제1 부착 바이어스는 부착 바이어스가 후술하는 제2 부착 바이어스로 변경될 때까지 계속해서 동일한 기록재(S)로 인가된다.
그 후, CPU(50)는 부착 위치(N)에서 수행된 기록재(S)의 전기 저항에 대한 정보의 측정 결과와, 화상 형성 장치(100B)가 사용된 환경, 종이의 종류 및 소정 경우 전사 부재의 저항과 같은 조건에 기초해서, 전사 단계에서 전사 바이어스의 최적 목표값을 선택한다. 따라서, 본 실시예에서는 일정 전압원인 전사 바이어스 전원(20a 내지 20d)으로부터 전사 롤러(22a 내지 22d)로 공급될 목표 전사 전압(V)(예컨대, +1.5 ㎸)이 선택된다. 그 후, 이렇게 선택된 목표 전사 전압(V)은 전사부(Ta 내지 Td)에서 전사 단계를 실행하기 위해 전사 롤러(22a 내지 22d)로 인가된다.
목표 전사 전압(V)은 처리 스테이션(1a 내지 1d)에 대응하는 전사부(Ta 내지 Td)에 대해 동일하거나 서로 다를 수 있다. CPU(50)는 부착 위치(N)에서 기록재(S)의 전기 저항에 대한 정보의 측정 결과에 기초하여 전사부(Ta 내지 Td)에 대해 동일한 값 또는 서로 다른 값으로 목표 전사 전압(V)을 설정할 수 있다. 본 실시예에서, 목표 전사 전압(V)은 모든 전사부(Ta 내지 Td)에 동일하게 나타난다.
CPU(50)에서 목표 전사 전압(V)은 도6에 도시된 관계로부터 결정된 전압(V1)과 부착 위치(N)에서 20 ㎂의 전류 공급시 출력되는 전압(V20)으로부터 아래의 공식에 따라 계산된다. 도6은 각각의 기록재(S)의 종류에 대해 설정된 것으로 온도-습도 센서(55)의 검출 결과에 기초하여 결정된 절대 습도와 전압(V1) 간의 관계를 나타내는 전사 바이어스표이고 CPU(50)에 내장된 또는 CPU(50)에 전기 접속된 메모리 유닛인 ROM에 미리 저장된다.
V = V1 + κV20
여기에서 κ(저항-검출 전압에 대한 보정 계수)는 도7에 도시된 바와 같이 절대 습도와 κ 사이의 관계를 지시하는 표로부터 결정될 수 있다. 이 표는 CPU(50)에 내장된 또는 CPU(50)에 전기 접속된 메모리 유닛인 ROM에 미리 저장된다.
이동 방향으로 기록재(S)의 후방단이 부착 롤러(12)에 대해 소정 거리에 있 는 위치에 도달할 때, CPU(50)는 부착 바이어스를 제1 부착 바이어스로부터 제2 부착 바이어스로 전환시킨다. 본 실시예에서, 부착 바이어스 전환을 위한 상술한 소정 거리는 20 ㎜로 선택되었다. 따라서, 이동 방향으로 후방단에서 20 ㎜에 있고 이동 방향으로 선단 쪽으로 향하는 기록재(S)의 위치가 부착 위치(N)에 도달할 때, 부착 바이어스는 제1 부착 바이어스에서 제2 부착 바이어스로 전환된다. 그러나, 제1 실시예에서 설명된 바와 같이, 부착 바이어스의 전환점은 기록재(S)의 이송 성능에 영향을 주지 않고 화상 손상의 방지를 요하는 범위를 포함하는 관점에서 결정된다. 따라서, 기록재(S)를 이송하기 위한 충분한 부착력이 유지되고 화상 손상을 생성하는 범위가 포함될 수 있기만 하다면, 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에 있는 소정 범위는 이동 방향으로 20 ㎜의 길이 범위로 제한되지 않는다.
이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에서 소정 범위까지의 제2 부착 바이어스는 반송 벨트(21)와 기록재(S) 사이의 전기 부착력이 네 번의 전사 단계 후 상술한 바와 같이 선택된 목표 전사 전압(V)에 대해 낮아지도록 선택된다. 이 경우, 제2 부착 바이어스는 예컨대 48 ㎂이다.
기록재(S)의 표면으로부터 양의 부착 바이어스에 의해 강하게 양으로 대전된 기록재(S)는 반송 벨트(21)에 전기적으로 부착된다. 양으로 대전된 기록재(S)는 전사부(Ta 내지 Td)로 이송되어 반송 벨트(21)의 이면에 있는 전사 롤러(22a 내지 22d)로부터 양의 전사 바이어스를 네 번 받게 된다. 따라서, 기록재(S)는 강하게 음으로 대전되고 반송 벨트(21)에 강하게 전기 부착되며, 반송 벨트(21)로부터 분리될 때 이송 방향이 요동하는 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에는 분리 방전에 의해 화상 손상이 발생될 수 있다. 따라서, 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에서 소정 범위 내에는 부착 바이어스가 전사 단계 후 기록재(S)와 반송 벨트(21) 사이의 전기 부착력을 사실상 상쇄시키도록 선택된 제2 부착 바이어스로 전환된다.
이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에서 소정 범위에 대한 제2 부착 바이어스는 제1 실시예에서와 같이 다음과 같은 방식으로 결정될 수 있다. 목표 전사 전압(V)이 인가될 때의 전사 전류(Tb)는 도8에 도시된 바와 같은 관계로부터 예측될 수 있다. 본 실시예에서, CPU(50)는 목표 전사 전압(V)과 전사 전류(Tb) 사이의 이런 관계를 지시하는 표로부터 전사 단계에서의 실제 전사 전류(Tb)를 예측한다. 그 후, 부착 바이어스 전원(13)의 출력 전류(부착 전류)는 그 절대값이 이동 방향으로 기록재(S)의 선단에서 인가된 20 ㎂의 제1 부착 바이어스로부터 제2 부착 바이어스로 전환되어 예측 전사 전류(Tb)에 4.8을 곱함으로써 얻어진 값으로 증가된다. 예컨대, Tb가 10 ㎂인 경우, 제2 부착 바이어스는 48 ㎂가 된다. 목표 전사 전압(V)과 전사 전류(Tb) 사이의 관계를 지시하는 표는 CPU(50)에 내장된 또는 CPU(50)에 전기 접속된 메모리 유닛인 ROM에 미리 저장된다.
그러나 전사 전류는 기록재(S)의 두께 및 저항과 환경에 의존하기 때문에, 제2 부착 바이어스를 결정하기 위한 계산식은 본 실시예에서의 계산식으로 제한되지 않는다. 또한 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에서의 제2 부착 바이어스는 이동 방향으로 기록재(S)의 선단에서의 제1 부착 바이어스와 전사 전류, 환경 등 간의 관계에 기초해서 이동 방향으로 기록재(S)의 선단에 대한 제1 부착 바이어스보다 그 절대값이 반드시 높게 설정되어야 하지 않는다. 또한, 상술한 설명에서, 복수의 전사 단계가 수행될 기록재(S)에 대한 제2 부착 바이어스는 단일 전사 단계에서 전사 전류의 예측 결과에 기초하여 결정되지만, 복수의 전사 단계 모두(또는 일부)에서 전사 전류의 예측 결과를 기초로 할 수도 있다. 또한 상술한 설명에서, 전사 단계는 예컨대 풀-컬러 화상 형성의 경우 네 번 수행되는 것으로 하였지만, 제2 밀착 바이어스의 값은 예컨대 단색 화상 형성 또는 다색 화상 형성시 기록재(S) 상에 수행되는 토너 전사 작업의 수에 따라 변경될 수 있다.
다른 방법으로서, 제2 부착 바이어스는 도8에 도시된 바와 같이 전사 전압과 전사 전류의 관계에 기초하여 목표 전사 전압(V)에 대한 전사 전류를 예측하는 대신 제1 실시예에서 설명된 바와 같이 실제 전사 전류의 측정 결과에 따라 설정될 수 있다. 보다 구체적으로, 실제 전사 단계에서 흐르는 전사 전류는 그 이동 방향으로 기록재(S)의 선단부에서 측정되며, 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단부에 대한 제2 부착 바이어스는 반송 벨트(21)와 기록재(S) 사이의 전기 부착력을 상쇄하도록 선택된다.
이런 경우, 전사 롤러(22a 내지 22d) 중 적어도 하나, 바람직하게는 제1 처리 스테이션(1a)용 전사 롤러(22a)로 바이어스를 출력하는 전사 바이어스 전원(20a) 등은 다음과 같은 방식으로 구성될 수 있다. 그 구성은 도5를 참조로 제1 실시예에서 설명된 바와 같이, 2차 전사 롤러로 바이어스를 출력하기 위한 2차 전사 바이어스 전원의 구성과 사실상 동일하게 이루어질 수 있다. 제1 실시예에 대한 설명에서, 전사 단계와 관련하여 2차 전사 단계에 관련된 부분을 이해함으로써, 사실상 모든 구성을 본 실시예에 적용하는 것이 가능하다. 적어도 제1 처리 스테 이션(1a)에서의 전사 전류를 측정함으로써, 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단의 소정 범위가 부착 위치(N)에 도달할 때까지 제2 부착 바이어스를 보다 확실하게 결정하는 것이 가능하다.
복수의 전사 단계가 수행될 기록재(S)에 대한 제2 부착 바이어스는 전사 단계에서 전사 전류의 측정 결과에 기초하여 또는 복수의 전사 단계 각각에서 전사 전류의 측정 결과에 기초하여 결정될 수 있다. 이는 전사 전류를 예측하는 상술한 경우와 유사하다. 또한 제2 부착 바이어스는 기록재(S)에 대한 토너 전사의 수에 따라 변경될 수 있다.
이런 전사 전류 측정 방법은 각각의 기록재(S)에 대한 실제 전사 단계에서 흐르는 전류를 검출할 수 있도록 함으로써 화상 손상을 보다 효율적으로 방지한다.
본 실시예에 따른 부착 바이어스의 제어는 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단과 반송 벨트(21)의 분리시 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단과 반송 벨트(21) 사이의 전기 부착력을 감소시킬 수 있도록 한다. 결국, 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단은 도2a에서 기호 A에 의해 지시되는 바와 같은 이송 자세를 취하게 되고 도2c에 개략적으로 도시된 바와 같이 이동 방향으로 기록재(S)의 후방단에서 분리 방전에 의한 화상 손상이 방지될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예는 직접 전사 처리의 화상 형성 장치(100B)에서도 제1 실시예의 중간 전사 처리의 화상 형성 장치(100B)의 효과와 유사한 효과를 얻을 수 있도록 한다.
<제3 실시예>
본 실시예는 기록재의 모서리까지도 연장되는 화상을 형성하는 모드를 갖는 화상 형성 장치를 설명한다. 이하, 제1 실시예에 설명된 화상 형성 장치에 기초하여 설명한다.
본 실시예의 화상 형성 장치는 여백이 기록재에 형성되는 정상 인쇄 모드와 기록재의 모서리까지의 인쇄 모드(이하, "모서리-인쇄 모드")를 갖는다. 정상 인쇄 모드는 기록재(S)의 전체 주연에 여백을 형성하는 모드를 의미하며 모서리-인쇄 모드는 기록재의 모서리 중 어느 곳에도 여백을 형성하지 않는 모드를 의미한다.
정상 인쇄 모드에서, 기록재(S)의 크기보다 어느 정도 작은 토너 화상이 중간 전사 벨트(7)에 형성되며 이런 토너 화상은 2차 전사 위치(T2)에서 기록재(S)의 주연 모서리 상에 여백을 남기도록 전사된다. 한편, 모서리-인쇄 모드에서, 중간 전사 벨트(7) 상에 형성된 토너 화상은 2차 전사 위치(T2)에서 기록재(S)로부터 넘쳐 나오도록 전사된다. 이로써 여백이 없는 부분이 형성된다. 모서리-인쇄 모드에서는, 기록재(S)가 토너 화상 내에 수용되는 방식으로 2차 전사 위치(T2)에 배치된 조건 하에서 중간 전사 벨트(7) 상의 기록재(S)보다 큰 토너 화상을 형성하고 기록재(S) 상으로 토너 화상을 전사하는 방법과, 중간 전사 벨트(7) 상의 토너 화상이 2차 전사 위치(T2)에서 기록재(S)의 모서리에서 넘쳐 나오는 방식으로 기록재(S)의 이송 타이밍을 조절하는 방법과 같은 소정 실행 방식이 고려될 수 있다.
기록재(S)의 분리시 토너 화상의 상술한 얼룩은 반송 벨트(21)로부터 기록재를 분리하는 최종 단계에서 가장 심각하게 된다. 기록재(S) 상에서는 그 이송 방향으로 기록재(S)의 후방단 측에서 가장 심각하게 보인다. 정상 인쇄 모드에서는 토너 화상이 시트의 후방 모서리 근처에서 분리 방전에 의해 크게 오염되는 후방단부는 토너 화상이 없는 여백으로서 형성된다. 한편, 모서리-인쇄 모드에서는 토너 화상이 기록재(S)의 후방 모서리에 형성될 수 있다. 그 후, 토너 화상이 기록재의 후방 모서리에 형성되는 경우, 분리 방전에 의한 토너 화상의 얼룩이 보다 선명하게 나타난다.
따라서, 본 실시예에서는 제어가 정상 인쇄 모드와 모서리-인쇄 모드 사이에서 변경된다. 기록재의 후방단에서의 화상 얼룩은 정상 인쇄 모드에서 보다 모서리-인쇄 모드에서 심각하기 때문에 제1 실시예에서 설명된 바와 같이 부착 바이어스의 전환(하나의 기록재가 부착 부재에 대향된 위치를 통과하는 동안 제1 부착 바이어스에서 제2 부착 바이어스로의 전환)은 단지 모서리-인쇄 모드에서만 실행된다. 한편, 부착 바이어스의 전환은 2차 전사에 영향을 주지 않기 때문에 정상 인쇄 모드에서 실행되지 않는다.
본 발명은 특정 실시예에 의해 설명되었지만 본 발명은 이들 실시예로 제한되지 않는다.
예컨대, 상술한 실시예에서 설명된 일정 전류원 또는 일정 전압원은 DC 전압과 AC 전압을 중첩 인가할 수 있다. 또한, 실시예들은 상술한 실시예들의 일정 전류원 또는 일정 전압원 대신 일정 전압원 또는 일정 전류원을 각각 갖는 것도 가능하다. 또한, 상술한 실시예에서 처리 스테이션들은 사실상 수직 방향을 따라 사실상 일렬로 배열되지만, 이들 처리 스테이션은 사실상 수평 방향을 따라 사실상 일렬로 배열될 수도 있다. 또한, 상술한 실시예에서 화상 형성 장치는 복수의 처리 스테이션을 포함하지만, 본 발명은 단지 하나의 처리 스테이션만을 갖는 단색 화상 형성 장치에도 동일한 효과로 적용될 수 있다.
또한, 예컨대 제2 실시예에서 설명된 직접 전사 처리의 화상 형성 장치(100B)에서, 기록재(S)의 전기 저항에 대한 정보를 검출하기 위한 검출 유닛으로서 전사 부재인 전사 롤러가 부착 롤러 대신 이용될 수 있다. 예컨대, 기록재(S) 선단의 비화상 영역이 복수의 전사부 중에서 상류측 전사부로서 제1 처리 스테이션(1a)에 대응하는 전사부(Ta)에 존재하는 상태에서, 일정 전류 제어 또는 일정 전압 제어 하에서 검출 바이어스가 전사 롤러로 출력되며 출력 전압 또는 출력 전류가 이런 상태에서 측정됨으로써 기록재(S)의 전기 저항에 대한 정보가 전사 단계에 앞서 측정될 수 있다. 따라서, 목표 전사 바이어스값이 이런 측정 결과에 기초해서 결정될 수 있으며 제2 부착 바이어스는 목표 전사 바이어스값으로부터 결정될 수 있다. 이런 경우 전사 바이어스 전원은 상술한 실시예의 부착 바이어스 전원과 사실상 동일하다. 또다른 방법으로서, 검출 유닛이 부착 롤러나 전사 롤러와 별도로 마련될 수 있다.
또한, 예컨대 복수의 기록재 상에서 연속적으로 화상 형성을 할 경우, 목표 전사 바이어스값에 대한 결정과 그 변경이 모든 하나의 기록재에 대해서가 아닌 모든 복수의 기록재에 대해 실행될 수 있다.
기록재의 전기 저항에 대한 정보에 기초한 목표 전사 바이어스값의 결정은 보다 적절한 전사 바이어스를 얻을 수 있도록 한다. 그러나, 본 발명은 이런 방법에 제한되지 않으며 목표 전사 바이어스값은 시트의 종류 및 환경과 같은 그 밖의 조건만으로도 결정될 수 있다.
비록 본 발명은 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 본 명세서에 개시된 실시예로 제한되지 않는다. 후술하는 청구항의 범위는 모든 변경과 균등 구조와 기능을 포괄하도록 최광의로 해석되어야 할 것이다.
도1은 본 발명의 바람직한 실시예의 화상 형성 장치의 개략 단면도이다.
도2a, 도2b 및 도2c는 반송 벨트 상에 지지된 기록재의 이송 모드와 분리 방전에 기인한 화상 손상을 도시한 개략도이다.
도3은 본 발명의 다른 바람직한 실시예의 화상 형성 장치의 개략 단면도이다.
도4는 부착 유닛과 전사 유닛에서의 제어의 바람직한 실시예를 도시하는 블록 다이어그램이다.
도5는 부착 유닛과 전사 유닛에서의 제어의 다른 바람직한 실시예를 도시하는 블록 다이어그램이다.
도6은 대기 중의 절대 습도와 전사 전압(V1) 간의 관계의 일 예를 도시하는 그래프이다.
도7은 대기 중의 절대 습도와 저항-검출전압 보정 계수(k) 간의 관계의 일 예를 도시하는 그래프이다.
도8은 전사 전압과 전사 전류 간의 관계의 일 예를 도시하는 그래프이다.
도9는 전사 바이어스, 기록재의 표면 전위 및 부착 전류 간의 관계의 일 예를 도시하는 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
S: 기록재
100A, 100B: 화상 형성 장치
1a ~ 1d: 제1 내지 제4 처리 스테이션
2a ~ 2d: 감광 부재(감광 드럼)
3a ~ 3d: 대전 롤러
4a ~ 4d: 노광 장치
5a ~ 5d: 현상 장치
6a ~ 6d: 세척 장치
7: 중간 전사 벨트
8: 중간 전사 벨트 구동 롤러
9: 공전 롤러
10, 11: 장력 롤러
12: 부착 롤러
14a ~ 14d: 1차 전사 롤러
21: 반송 벨트
22: 2차 전사 롤러
23: 반송 벨트 구동 롤러
24: 공전 롤러

Claims (17)

  1. 토너 화상을 담지하기 위한 화상 담지 부재와,
    전사 위치에서 상기 화상 담지 부재로부터 기록재에 토너 화상을 전기적으로 전사하기 위한 전사 부재와,
    전사 위치를 통해 기록재를 지지하고 이송하기 위한 기록재 이송 부재와,
    전사 위치의 상류에 있는 부착 위치에서 기록재를 대전시킴으로써 상기 기록재 이송 부재에 기록재를 전기적으로 부착시키기 위한 부착 부재와,
    부착 부재에 전압을 공급하기 위한 제1 전원 공급부와,
    상기 전사 부재에 전압을 공급하기 위한 제2 전원 공급부와,
    상기 제1 전원 공급부의 출력을 제어하기 위한 제어부를 포함하며,
    기록재가 부착 위치와 전사 위치 양쪽에 걸쳐 위치되는 경우, 상기 제어부는 상기 제1 전원 공급부의 출력을 제1 출력에서 제2 출력으로 전환하고, 상기 제2 전원 공급부 출력의 전압-전류 관계에 기초하여 제2 출력을 설정하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 출력은 제2 전원 공급부의 출력의 전압-전류 관계에 기초하여 인식되는 기록재의 저항에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 전원 공급부는 제1 출력의 전압 및 전류에 기초하여 검출되는 기록재의 저항에 기초하여 상기 전사 부재로 인가되는 출력을 설정하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 전원 공급부가 상기 부착 부재에 미리 정해진 전압을 인가하는 조건에서, 상기 제1 전원 공급부의 출력 전류를 검출함으로써 제2 출력을 설정하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 전원 공급부가 상기 부착 부재에 미리 정해진 전류를 인가하는 조건에서, 상기 제1 전원 공급부의 출력 전압을 검출함으로써 제2 출력을 설정하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  6. 제1항에 있어서, 전사 위치에 형성되는 전기장과 부착 위치에 형성되는 전기장은 서로 대향하는 방향인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 화상 형성 장치는 기록재의 모서리에 토너 화상을 전사하지 않음으로써 기록재의 후방단 모서리에 여백을 형성하는 모드와, 상기 화상 담지 부재 상에 형성된 토너 화상을 기록재의 후방단 모서리에 전사하는 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  9. 토너 화상을 담지하기 위한 화상 담지 부재와,
    전사 위치에서 상기 화상 담지 부재로부터 기록재에 토너 화상을 전기적으로 전사하기 위한 전사 부재와,
    전사 위치의 상류측에서 하류측으로 기록재를 지지하고 전사 위치를 통해 기록재를 이송하기 위한 기록재 이송 부재와,
    전사 위치의 상류에 있는 부착 위치에서 기록재를 대전시킴으로써 상기 기록재 이송 부재에 기록재를 전기적으로 부착시키기 위한 부착 부재와,
    상기 부착 부재에 전압을 공급하기 위한 제1 전원 공급부와,
    상기 제1 전원 공급부의 출력을 제어하기 위한 제어부와,
    기록재의 모서리에 토너 화상을 형성하지 않음으로써 기록재의 후방단 모서리에 여백을 형성하기 위한 제1 모드와,
    기록재의 후방단 모서리에도 토너 화상을 형성하는 제2 모드를 포함하며,
    제2 모드가 실행되는 경우, 상기 제어부는, 기록재가 상기 부착 위치를 통과하는 동안, 상기 제1 전원 공급부의 출력을 제1 출력으로부터 상기 제1 출력과 다른 제2 출력으로 전환하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  10. 제9항에 있어서, 제1 모드가 실행되는 경우, 상기 제어부는, 기록재의 모든 영역이 상기 부착 부재를 통과하는 동안, 상기 제1 전원 공급부의 일정 출력을 유지하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  11. 제9항에 있어서, 전사 부재에 전압을 공급하는 제2 전원 공급부를 더 포함하며,
    기록재가 부착 위치와 전사 위치에 걸쳐 위치되는 경우, 상기 제어부는 상기 제1 전원 공급부의 출력을 제1 출력에서 제2 출력으로 전환하고, 상기 제2 전원 공급부의 출력의 전압-전류 관계에 기초하여 제2 출력을 설정하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2 출력은 제2 전원 공급부의 출력의 전압-전류 관계에 기초하여 인식되는 기록재의 저항에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제2 전원 공급부는 제1 출력의 전압 및 전류에 기초하여 검출되는 기록재의 저항에 기초하여 상기 전사 부재로 인가되는 출력을 설정하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 전원 공급부가 부착 부재에 미리 정해진 전압을 인가하는 조건에서, 상기 제1 전원 공급부의 출력 전류를 검출함으로써 제2 출력을 설정하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 전원 공급부가 부착 부재에 미리 정해진 전류를 인가하는 조건에서, 상기 제1 전원 공급부의 출력 전압을 검출함으로써 제2 출력을 설정하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  16. 제11항에 있어서, 전사 위치에 형성되는 전기장과 부착 위치에 형성되는 전기장은 서로 대향하는 방향인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  17. 삭제
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