KR100969724B1 - 화상 형성 장치 - Google Patents

Abstract

복수의 화상 형성 속도를 설정가능한 화상 형성 장치는 화상 담지체에 형성된 화상을 용지 상으로 전사시키는 전사부와, 용지를 급지시키는 급지부와, 화상 담지체에 형성된 화상과 용지를 동기화시키기 위해서 상기 급지부와 전사부 사이의 구역에서 용지의 중단 없이 가속 및 감속되도록 용지의 반송 속도를 제어하는 제어부를 포함한다. 화상 형성 속도가 미리 결정된다면, 상기 제어부는 화상 형성 속도에 따라 급지부로부터 급지 타이밍을 변경한다.

전사부, 급지부, 제어부, 화상 형성 장치

Description

화상 형성 장치 {IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은 레이저 프린터 또는 복사기와 같은 화상 형성 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 급지 작동 전에 화상 형성 작동을 시작하는 중간 전사 방식 화상 형성 장치의 화상과 용지를 정렬하는 것에 관한 것이다.

컬러 레이저 프린터 또는 컬러 복사기와 같은 장치에 대한 통상의 화상 형성법에 있어서, 각각의 네 가지 색상(Y:노랑, M:자홍, C:청록 및 K:검정)의 토너에 의해 형성된 화상은 화상 담지체로서의 하나의 감광체에 순차적으로 형성된다. 감광체에 의해 담지된 화상은 중첩되도록 중간 전사체 등의 전사체에 순차적으로 전사된 다음, 용지로 전사된다. 이러한 방법의 단점은 용지 상에 전체 색상을 형성하는데 상당한 양의 시간이 요구된다는 것이다.

최근, 높은 화상 형성 속도에 대한 요구를 만족시키기 위해서, 화상 담지체로서 역할하는 복수의 감광체를 가지는 컬러 레이저 프린터가 개발되어 왔다. 상기 컬러 레이저 프린터에 있어서, 광학 장치는 각각의 CMYK 컬러 화상을 형성하기 위해서 각각의 복수의 광 비임으로 각각의 감광체를 개별적으로 주사한다. 컬러 화상은 중간 전사 벨트 상에 중첩되어, 최종적으로 용지 상에 전사되어 컬러 화상 이 형성된다. 이를 중간 전사 시스템(이제부터 탠덤(tandem)식이라 한다)이라 한다. 탠덤식 레이저 프린터는 복수의 감광체를 이용하는 동시에 복수의 컬러(4 가지 컬러)로 화상 형성을 실행한다. 따라서, 용지 상에 컬러 화상을 형성하는 시간은 상기 언급된 방식에 비하여 상당히 감소될 수 있다.

다음으로, 탠덤식 레이저 프린터의 특정 구성 및 동작을 도1을 참조 설명한다. 우선, 레이저 스캐너(11Y, 11M, 11C, 11K)는 대전(charge) 롤러(15Y, 15M, 15C, 15K)에 의해 대전되는 감광체(13Y, 13M, 13C, 13K)의 표면 상에 레이저 비임을 조사시켜 대전 잠상(latent) 화상을 형성시킨다. 다음으로, 현상기(16Y, 16M, 16C, 16K)는 토너를 대전 잠상 화상에 부착시켜 화상을 가시화시킨다. 감광체(13Y, 13M, 13C, 13K)에 부착된 토너는 중간 전사 벨트(17) 상에서 순차적으로 중첩되어 컬러 토너 화상을 형성하게 된다.

다른 한편, 카세트(22) 내의 용지(21)는 제2 전사 롤러(29)에서 중간 전사 벨트(17) 상의 토너 화상과 용지(21)가 일치하는 타이밍으로 급지 롤러(25)에 의해 공급된다. 이후, 용지(21)는 반송 롤러 쌍(27)에 의해 제2 전사 롤러(29)로 반송된다. 중간 전사 벨트(17) 상의 풀 컬러(full color) 토너 화상은 제2 전사 롤러(29)에 의해 용지(21)로 전사된다. 풀 컬러 토너 화상은 고착기(fixing unit, 30)에 의해 용지(21)에 고착되어, 풀 컬러 인쇄물을 얻는다.

그러나, 용지(21)가 토너 화상과 정렬될 때, 상부 용지와 카세트(22) 내의 다음 용지 간의 마찰 또는 정전기 등으로 인하여, 용지(21)는 때때로 분리 롤러(26a, 26b)가 배치되는 위치를 향해 이중으로 겹쳐서 급지되게 된다. 이러한 경 우에, 용지(21)로부터 화상이 전사되는 제2 전사 롤러(29)까지의 거리는 종종 짧아지며, 중간 전사 벨트(17) 상의 화상이 제2 전사 롤러(29)로 전달되기 전에 용지(21)가 제2 전사 롤러(29) 상의 전사 위치에 도달하게 된다. 또한, 몇몇 경우에, 급지 롤러(25)의 슬립은 용지(21)를 지체시켜서, 제2 전사 롤러(29)로 전달되는 중간 전사 벨트(17) 상의 화상보다 늦게 상기 용지를 제2 전사 롤러(29)의 전사 위치로 도달시킨다. 이러한 경우에는 토너 화상과 용지(21)가 정렬되지 않게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 일본 특허 출원 공개 공보 제11-249525호에는 예컨대, 카세트에서의 용지의 이중 겹침 급지 또는 급지 롤러의 슬립과 무관하게 용지를 토너 화상과 정렬시키기 위한 방법이 개시되어 있다.

도10은 용지(21)의 반송이 토너 화상과 정렬되도록 일시적으로 중단되는 통상의 기술의 예가 나타나 있다. 도10의 두꺼운 선은 중간 전사 벨트(17)의 최상류측에 배치된 감광성 드럼에 형성된 Y 화상의 배치를 나타낸다. Y 화상은 중간 전사 벨트(17)로 제일 먼저 전사된 노랑색의 제1 화상이다. 수직선으로 음영 형성된 영역은 용지(21)가 이상적 타이밍보다 이른 타이밍에 급지된다는 것을 나타낸다. 보다 구체적으로, 이러한 영역은 용지(21)의 이중 겹침 급지가 카세트(22)에서 발생할 때의 용지(21)의 위치 변화를 나타낸다. 다른 한편, 수평선으로 음영된 영역은 용지(21)가 이상적 타이밍보다 늦은 타이밍으로 급지된다는 것을 나타낸다. 보다 구체적으로, 이러한 영역은 급지 롤러(25)의 슬립이 카세트(22)에서 발생할 때의 용지(21)의 위치 변화를 나타낸다.

일반적으로, 중간 전사 벨트(17)를 이용한 탠덤 방식에 있어서, 화상 형성은 카세트(22)로부터의 급지 동작 전에 시작된다. 인쇄가 지시될 때에, 각각의 감광체 상의 화상 형성은 감광체가 중간 전사 벨트(17)의 최상류측에 배치되는 Y 화상으로부터 M 화상, C 화상, K 화상의 순으로 시작된다. 이후, 대응 감광체 상에 형성된 각각의 화상은 Y, M, C, K의 순으로 중간 전사 벨트(17) 상에 전사된다. 한편, 토너 화상이 중간 전사 벨트(17) 상에 형성되는 시점보다 이른 타이밍으로 카세트(22)로부터 용지(21)를 공급한다.

카세트(22)로부터 급지되는 용지(21)는 반송 롤러 쌍(27)에 의해 반송된다. 센서(28)가 용지(21)를 검출할 시에 용지(21)의 반송은 정지된다. 카세트(22)로부터의 급지 개시로부터 센서(28)에 의해 용지(21)가 검출될 때까지의 용지(21)의 반송 시간은 미리 측정된다. 용지(21)의 반송 정지 시간은 반송 시간에 따라 계산된다. 용지(21)의 반송은 상기 계산된 정지 시간 후에 재시작된다. 이러한 방식으로, 용지(21)는 중간 전사 벨트(17) 상의 토너 화상과 정렬되며, 다시 말하면, 용지(21)의 선단부는 토너 화상의 상부와 정렬된다.

화상 형성 장치의 구성에 따르면, 개방 루프 방식에서 위치 및 속도의 제어가 용이한 스텝핑 모터(45)는 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)을 구동시키는데 사용된다. 스텝핑 모터(45)는 정지시에 초래된 진동이 충분히 감쇄되기 전에 재시작된다면 동작이 불안정하게 되는 특성을 가진다. 그래서, 스텝핑 모터(45)는 진동이 충분히 감쇄될 때까지 비교적 긴 정지시간을 필요로 한다.

그래서, 정지 시간이 가장 짧은 급지 롤러(25)에서 슬립이 발생한 경우라도, 용지(21)의 반송은 스텝핑 모터(45)의 진동이 충분히 감쇄될 때까지 정지될 필요가 있다. 용지(21)가 장시간 동안 정지한다면, 용지 급지 간격은 증가하며 산출량은 감소된다. 단위 시간 당 인쇄된 용지의 매수를 감소시키지 않기 위해서는, 처리 속도가 증가될 필요가 있다. 이는 스텝핑 모터의 속도를 증가시키고 화상 형성 조건을 조정시켜 달성될 수 있으나, 이는 비용을 증대시키고 제어 시스템을 복잡하게 한다.

오늘날, 용지(21)는 용지(21)의 정지 없이 중간 전사 벨트(17) 상의 토너 화상과 정렬된다. 이러한 기술은 예컨대, 일본 특허 공개 공보 제2004-333609호에 개시되어 있다. 도11은 용지가 토너 화상과 정렬되는 위치로 용지(21)가 연속적으로 반송되는 종래 기술의 예를 나타낸다. 도10을 참조로 설명된 바와 같이, 두꺼운 선은 중간 전사 벨트(17)의 최상류 측에 배치된 감광성 드럼 상에 형성된 Y 화상이다. 수직선으로 음영된 영역은 이상적인 타이밍보다 이른 타이밍으로 용지(21)가 공급된다는 것을 나타낸다. 보다 구체적으로, 이러한 영역은 용지(21)의 이중 겹침 급지가 카세트(22)에서 발생할 때의 용지(21)의 위치를 나타낸다. 또한, 수평선으로 음영된 영역은 이상적인 타이밍보다 늦은 타이밍으로 용지(21)가 급지된다는 것을 나타낸다. 보다 구체적으로, 이러한 영역은 급지 롤러(25)의 슬립이 카세트(22)에서 발생할 때의 용지(21)의 위치를 나타낸다.

인쇄가 지시될 때, 각각의 감광체 상의 화상 형성은 감광체가 중간 전사 벨트(17)의 최상류 측에 배치되는 Y 화상, M 화상, C 화상, K 화상 순으로 시작된다. 이후, 대응 감광체에 형성된 각각의 화상은 Y, M, C 및 K의 순으로 중간 전사 벨 트(17) 상으로 전사된다. 한편, 용지(21)는 용지(21)의 선단이 토너 화상의 상부와 이상적으로 정렬되는 타이밍으로 카세트(22)로부터 급지된다. 용지(21)는 반송 롤러 쌍(27)에 의해 반송되어 센서(28)에 의해 검출된다.

카세트(22)로부터 급지가 시작되어 센서(28)에 의해 용지(21)가 검출될 때까지의 용지(21)의 반송 시간은 미리 측정된다. 반송 시간에 따라, 용지(21)의 반송 속도는 용지(21)가 제2 전사 롤러(29)의 상류(여기서, 용지(21)는 토너 화상과 정렬됨)에서의 미리 결정된 제어 종료 지점으로 반송될 때까지 가속되거나 감속된다. 용지(21)가 제어 종료 지점으로 반송될 때, 반송 속도는 미리 결정된 일정 속도로 리셋된다. 이러한 방식은 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)을 구동시키는 스텝핑 모터(45)를 일시적으로 정지시킬 필요가 없어서, 급지 간격을 감소시켜 인쇄 매수의 저하를 억제시킬 수 있다. 또한, 이러한 방식은 처리속도의 증가 없이 인쇄 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 화상 형성 장치는 용지(21)의 종류에 따른 복수의 처리속도를 설정할 수 있다. 용지(21)의 고착성(fixing capability)은 용지의 두께, 재질 및 표면 평활도에 따른다고 알려져 있다. 예컨대, 두꺼운 용지는 일반 용지 또는 두꺼운 용지보다 얇은 용지보다 고착기(30)로부터 많은 열을 흡수하는 경향이 있다. 그래서, 토너를 용융시켜 두꺼운 용지 상에 화상을 충분하고도 확고히 고착시키기 위해서는, 두꺼운 용지가 낮은 속도로 고착기(30)를 통과할 필요가 있다.

이러한 경우에, 화상의 고착성은 용지가 고착기(30)를 통과하는 동안에 저속으로 용지(21)를 반송시켜 향상될 수 있다. 이러한 방식은 일본 특허 공개 공보 평6-208262에 개시되어 있다. 그러나, 화상 형성 장치의 구성에 따르면, 용지(21)는 고착기(30)뿐만 아니라 제2 전사 롤러(29) 또는 반송 롤러 쌍(27)에 의해 반송될 수 있다. 따라서, 고착기를 제외한 화상 형성 장치를 포함하는 화상 형성 장치의 전체 공정의 속도(용지의 반송 속도)는 감소될 필요가 있다.

일본 특허 공개 공보 평11-249525호에는 지연된 시간을 보상하기 위하여 급지의 지연을 검출하여 반송 속도를 가속화시키는 방법이 개시되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 공보 제2004-333609에는 용지의 반송을 정지시키지 않고 용지를 급지하는 급지 장치의 픽업 시간의 편차를 보정하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 상기 설명된 통상의 화상 형성 장치는 이하의 문제점을 가진다.

용지의 종류에 따라 복수의 처리 속도가 사용되는 경우에, 용지(21)의 반송 속도는 용지(21)의 반송을 중지시키지 않으면서 용지(21)가 토너 화상과 정렬되도록 가속되거나 감소된다. 상기의 경우에, 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)을 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 속도 조정 범위(구동 주파수의 설정 범위)가 커진다.

예컨대, 두꺼운 용지(21)의 처리 속도가 보통용지에 대한 처리 속도(정상 처리 속도)의 1/4이라면, 급지 롤러(25)와 반송 롤러 쌍(27)을 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 구동 주파수는 보통 용지에 대하여 초당 1000 pps(pulse per second; 초당 펄스), 두꺼운 용지(21)에 대해서는 250pps이고, 또한, 용지(21)를 토너 화상과 정렬시키는데 필요한 반송 속도의 변경률이 ±20%라 하면, 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)을 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 전체 구동 주파수는 상당히 폭 넓은 200 ~ 1200pps 이다.

일반적으로, 스텝핑 모터(45)는 낮은 구동 속도에서 진동 및 소음이 발생되며, 고속에서는 토크의 저하로 인하여 불균형이 발생하는 경향이 있다. 진동 흡수제 또는 대형 스텝핑 모터(45)가 상기 언급된 특성을 극복하는데 사용된다면, 화상 형성 장치의 가격은 증가될 것이다.

본 발명은 용지의 일시적인 정지 없이 모터의 비용을 증가시키지 않으면서 용지와 토너 화상을 정렬할 수 있는 화상 형성 장치에 관한 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명은 용지 반송을 일시적으로 정지시키지 않고 급지되는 용지를 반송할 수 있으며, 모터의 진동 및 소음이 감소되도록 추가적인 부재 없이 또는 폭 넓은 속도 보정을 가지는 대형 모터를 사용함 없이 용지와 토너 화상을 정렬시킬 수 있어, 화상 형성 장치의 가격 증가를 회피할 수 있는 화상 형성 장치에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 화상 형성 장치는 화상 담지체에 형성된 화상을 용지로 전사시키도록 전사부와, 용지를 공급하도록 구성된 급지부를 포함하고, 용지에 화상을 형성하는데 사용되는 복수의 화상 형성 속도를 설정하고, 화상 담지체에 형성된 화상과 용지를 동기화시키기 위해서 상기 급지부와 상기 전사부 사이의 구역에서 용지의 반송을 중지시키지 않으면서 용지의 반송 속도를 가속 및 감속시킬 수 있으며, 상기 화상 형성 장치는 상기 급지부로부터 급지된 용지를 상기 전 사부로 반송시키는 반송부와, 상기 급지부로부터의 급지 타이밍을 제어하는 제어부를 더 포함한다. 복수의 화상 형성 속도가 가장 빠른 제1 화상 형성 속도 또는 가장 느린 제2 화상 형성 속도로 화상이 형성된다면, 상기 제어부는 용지가 제1 및 제2 화상 형성 속도와 다른 화상 형성 속도로 급지될 때 상기 급지 타이밍과 상이한 타이밍으로 용지를 급지시킨다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 복수의 화상 형성 장치를 설정 가능한 화상 형성 장치는 화상 담지체 상에 형성된 화상을 용지 상에 전사하도록 구성된 전사부와, 용지를 급지하도록 구성된 급지부와, 화상 담지체 상에 형성된 화상과 용지를 동기화시키기 위해서 급지부와 전사부 사이의 구역에서 용지를 정지시키지 않으면서 용지의 반송 속도를 가속 또는 감소하도록 구성된 제어부를 포함한다. 상기 제어부는 화상 형성 속도가 미리 결정된 경우에, 상기 화상 형성 속도에 따라 급지부로부터의 급지 타이밍을 변경한다.

본 발명의 다른 특징 및 양태는 첨부된 도면을 참조로 예시적 실시형태의 이하의 상세한 설명으로부터 명확해진다.

본 발명으로 용지의 일시적인 정지 없이 모터의 비용을 증가시키지 않으면서 용지와 토너 화상을 정렬할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명으로, 용지 반송을 일시적으로 정지시키지 않고 급지되는 용지를 반송할 수 있으며, 모터의 진동 및 소음이 감소되도록 추가적인 부재 없이 또는 폭 넓은 속도 보정을 가지는 대형 모터를 사용함 없이 용지와 토너 화상을 정렬시킬 수 있어, 화상 형성 장치의 가격 증가를 회피할 수 있다.

본 명세서에 포함된, 명세서의 일부를 구성하는 첨부된 도면은 예시적 실시형태, 특징 및 본 발명의 양태를 설명과 함께 나타내며, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

본 발명의 다양한 예시적 실시형태, 특징 및 양태를 도면을 참조로 하여 이하에서 상세히 설명한다.

[제1 예시적 실시형태]

도1은 본 발명의 제1 예시적 실시형태에 따른 탠덤 방식 컬러 화상 형성 장치의 전체 구성을 나타낸다. 우선, 화상 형성 장치의 구성을 도1을 참조하여 설명한다.

탠덤 방식 컬러 화상 형성 장치는 네 개의 색상, 즉, 노랑(Y), 자홍(M), 청록(C) 및 검정(K)의 토너에 의해 형성된 중첩 화상으로 전체 컬러 화상을 출력하도록 구성되어 있다. 탠덤 방식 컬러 화상 형성 장치는 레이저 스캐너(11Y, 11M, 11C, 11K) 및 각각의 컬러의 화상을 형성하는데 사용되는 카트리지(12Y, 12M, 12C, 12K)를 포함한다. 카트리지(12Y, 12M, 12C, 12K)는 도1의 화살표 방향으로 회전하는 감광체(13Y, 13M, 13C, 13K), 감광체(13Y, 13M, 13C, 13K)와 접촉하는 감광체 크리너(14Y, 14M, 14C, 14K), 대전 롤러(15Y, 15M, 15C, 15K) 및 현상기(16Y, 16M, 16C, 16K)를 포함한다.

또한, 각각의 감광체(13Y, 13M, 13C, 13K)는 중간 전사 벨트(17)와 접촉하도 록 배치되어 있으며, 각각의 제1 전사 롤러(18Y, 18M, 18C, 18K)는 중간 전사 벨트(17)를 가로질러 각각의 감광체(13Y, 13M, 13C, 13K)와 대향하는 위치에 위치되어 있다. 또한, 중간 전사 벨트(17) 상의 잔여 토너를 회수하기 위한 벨트 크리너(19)가 중간 전사 벨트(17) 상에 제공되어 있다. 또한, 폐기물 토너 용기(20)는 벨트 크리너(19)에 의해 수집되는 폐기 토너를 수납하기 위해서 제공되어 있다.

용지(21)를 수납하기 위한 카세트(22)는 카세트(22)에서 용지(21)의 위치를 제한시키는 가이드부(23) 및 카세트(22)에서 용지(21)의 유무를 검출하는 용지 검출 센서(24)를 포함한다. 급지 롤러(25), 분리 롤러 쌍(26a, 26b) 및 반송 롤러 쌍(27)은 용지(21)의 반송 경로를 따라 배치되어 있다. 센서(28)는 용지 반송 방향으로 하류 측의 반송 롤러 쌍(27)의 근처에 배치되어 있다. 제2 전사 롤러(29)는 중간 전사 벨트(17)와 접촉하도록 위치되어 있다. 고착기(30)는 제2 전사 롤러(29)의 다음 스테이지에 배치되어 있다. 각각의 레이저 스캐너(11Y, 11M, 11C, 11K)는 레이저 발광 소자 및 다각형 유리(미도시)와 같은 부재를 포함한다. 이러한 부재는 공지된 구성을 가지기 때문에, 이들의 설명을 생략한다.

다음으로, 전자 사진 공정을 설명한다. 우선, 각각의 감광체(13Y, 13M, 13C, 13K)의 표면은 각각의 카트리지(12Y, 12M, 12C, 12K)의 각각의 대전 롤러(15Y, 15M, 15C, 15K)에 의해 균등하게 대전된다. 다음으로, 레이저 스캐너(11Y, 11M, 11C, 11K)는 화상 데이터에 따라 변조된 레이저 비임으로 각각의 감광체 (13Y, 13M, 13C, 13K)의 표면을 조사한다. 레이저 비임이 조사된 부분의 대전 전하를 제거하기 때문에, 정전 잠상(electrostatic latent image)이 각각의 감 광체(13Y, 13M, 13C, 13K)의 표면적에 형성된다. 각각의 현상기(16Y, 16M, 16C, 16K)는 대전된 토너가 각각의 감광체(13Y, 13M, 13C, 13K)의 표면에 형성된 정전 잠상에 부착되게 하여, 각각의 감광체(13Y, 13M, 13C, 13K)의 표면에 각각의 컬러의 토너 화상이 형성되게 된다. 또한, 각각의 감광체(13Y, 13M, 13C, 13K)의 표면에 형성된 토너 화상은 제1 전사 롤러(18Y, 18M, 18C, 18K)에 의한 중첩 방식으로 중간 전사 벨트(17)에 전사된다.

상기 설명된 레이저 스캐너, 감광체, 대전 롤러 및 현상기는 컬러 화상 형성 장치의 화상 형성부를 구성한다. 감광체는 대전 롤러에 의해 미리 결정된 전위로 대전되며, 잠상은 레이저 스케너에 의해 형성된다. 잠상은 현상기에 의해 현상되며, 화상은 감광체 상에 형성된다.

다른 한편, 카세트(22) 내의 용지(21)는 급지 롤러(25)에 의해 급지된다. 복수의 용지(21)가 카세트(22)로부터 급지되더라도, 오직 한 장의 용지만이 분리 롤러 쌍(26a, 26b)에 의해 반송 롤러 쌍(27)으로 반송된다. 계속해서, 중간 전사 벨트(17) 상의 토너 화상은 제2 전사 롤러(29)에 의해 용지(21)로 전사된다. 마지막으로, 용지(21) 상의 토너 화상은 고착기(30)에 의해 고착되어 화상 형성 장치의 외부로 배출된다.

다음으로, 토너 화상과 용지(21)와의 정렬을 도1 및 도2를 참조로 하여 설명한다. 도2는 용지(21)와 토너 화상과의 정렬을 나타낸다. 여기서는 카트리지(12Y)에서의 화상 형성 타이밍과 용지(21)의 반송 타이밍만을 설명한다. 카트리지(12Y)는 토너 화상이 제2 전사 롤러(29)에 의해 용지(21)로 전사되는 위치로부터 가장 먼 위치에 배치되어 있다. 카트리지(12M, 12C, 12K)의 나머지 설명은 생략한다.

도2에서의 수직 축선은 반송 시작으로부터 토너 화상이 전사 롤러에 의해 용지로 전사될 때까지의 용지의 위치를 나타낸다. 수직 축선 상의 카세트 후방 단부의 위치는 카세트에 설정된 반송 방향으로의 용지(21)의 단부를 나타낸다. 또한, 지점(A)은 화상 기록 시작 지점이며, 지점(B)는 도1에서의 제어 종료 지점이다. 분리 롤러(26a, 26b)의 닙(nip) 부분, 반송 롤러 쌍(27), 센서(28) 및 제2 전사 롤러(29)는 도1에 도시된 바와 같이 위치되어 있다. 도2에서의 수평 축선은 시간을 나타낸다.

도2에서, 급지 간격은 첫번째 용지가 분리 롤러 쌍(26a, 26b)의 닙 부분으로 반송된 시점으로부터 다음 용지가 닙 부분으로 반송되는 시점까지의 시간으로 규정된다. 또한, 본 발명의 예시적 실시형태에 따르면, 화상 기록은 용지의 반송이 시작되기 전에 시작되며, 토너 화상은 용지가 카세트로부터 급지되기 전에 중간 전사 벨트(17) 상에 형성된다. 그래서, 용지와 토너 화상의 정렬은 급지 타이밍 및 용지의 반송속도를 제어함으로써 실행되어, 토너 화상과 용지가 동기화되게 된다.

레이저로 조사된 감광체(13Y)의 위치로부터 제1 전사 롤러(18Y)로 전사된 화상의 전사 시간은 감광체(13Y)의 거리(Ld) 및 각속도(Vd)를 근거로 하여 결정된다. 거리(Ld)는 감광체(13Y)의 레이저 조사 지점과 제1 전사 롤러(18Y) 사이의 거리이다. 또한, 화상이 감광체(13Y) 상에서 이동하는 시간(Td)은 Ld/Vd 이다. 화상이 제1 전사 롤러(18Y)에 의해 중간 전사 벨트(17) 상으로 전사된 후의 화상의 이동 시간(이동 시간(Tb))은 거리(Lb) 및 구동 속도(Vb)에 근거하여 결정된다. 거리(Lb)는 제2 전사 전사 롤러(29)에 의해 화상이 전사되는 전사 위치와 제1 전사 롤러(18Y) 사이의 거리이다. 구동 속도(Vb)는 중간 전사 벨트(17)의 표면 속도이다. 화상의 이동 시간(Tb)은 Lb/Vb가 된다.

카세트(22)로부터, 제2 전사 롤러(29)에 의해 화상이 전사되는 전사 위치로의 용지(21)의 반송 시간은 각각의 반송 구간에 대한 이하의 반송 시간의 합이다. 중간 전사 벨트(17)의 표면 속도(Vb)를 일반적으로 본 발명의 처리 속도(Vb)로 한다. 도2에서, 용지(21)의 반송 속도를 처리 속도(Vb)와 동일한 속도로 한다. 반송 시간(Tp)은 용지(21)가 용지 반송 방향으로 카세트(22)의 후방 단부로부터 급지되는 시점으로부터 용지(21)가 전사 위치(이 전사 위치에서 화상은 제2 전사 롤러(29)에 의해 전사된다)로 전달되는 시점까지의 시간이다. 시간(Tp)은 (Ll + Lf + Lc + Lr) / Vb가 되며, 여기서 Ll은 용지 급지 방향으로의 카세트(22)의 후방 단부와 분리 롤러 쌍(26a, 26b)의 닙 부분 사이의 거리이며, Lf는 분리 롤러 쌍(26a, 26b)의 닙 부분과 센서(28) 사이의 거리이며, Lc + Lr 은 센서(28)와 제2 전사 롤러(29) 사이의 거리이다.

그래서, 화상 형성 시작으로부터 시간 Td + Tb - Tp = Tg 후에 용지(21)의 반송을 시작함으로써, 용지(21)는 토너 화상과 정렬된다. 화상 형성의 시작과 용지(21)의 반송 시작 사이의 시간을 Tg 라 한다. 거리(Lc)는 용지(21)가 센서(28)를 통과한 후에 용지(21)의 속도가 제어되는 구간이다. 구간(Lc)에서, 용지(21)의 속도는 가속되거나 감속될 수 있다. 구간(Lc) 후의 구간(Lr)에서, 용지(21)의 속도 는 중간 전사 벨트(17)의 표면 속도(Vb)와 동일한 속도로 설정될 필요가 있다. 도2는 슬립이나 이중 겹침 급지가 발생하지 않을 때의 토너 화상과 용지(21)의 관계를 나타낸다.

다음으로, 도1, 도3 및 도4를 참조로 하면, 화상 형성 장치의 최대 허용 처리 속도인 처리 속도(Vbmax)에서의 토너 화상과 용지(21)의 위치 정렬 제어를 본 발명의 제1 예시적 실시형태에 따라 설명한다. 도3은 제어부(41)의 구성을 나타낸다. 센서(28)는 계측부(42)에 연결되어 있다. 계측부(42)는 카세트(22)로부터 센서(28)까지의 용지(21)의 반송 시간을 계측한다. 계측부(42)는 연산부(43)에 연결되어 있다. 계측부(42)로부터 얻어진 계측 결과에 따라, 연산부(43)는 급지 롤러(25)와 반송 롤러 쌍(27)의 최적 반송 속도를 연산하여, 이 연산 결과를, 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)을 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 구동 회로(44)로 출력한다.

도4는 화상 형성 장치의 처리 속도가 최대 처리 속도일 시의 중간 전사 벨트(17) 상에 형성된 토너 화상과 용지(21)와의 정렬을 나타낸다. 도4의 두꺼운 선은 중간 전사 벨트(17)의 최상류측에 배치된 감광성 드럼에 형성된 Y 화상을 나타낸다. 수직선으로 음영된 영역은 용지(21)가 이상적인 타이밍(도2 참조)보다 이른 타이밍으로 급지된다는 것을 나타낸다. 보다 구체적으로, 이러한 영역은 용지(21)의 이중 겹침 급지가 카세트(22)에서 발생할 때의 용지(21)의 위치 변경을 나타낸다. 다른 한편, 수평선으로 음영된 영역은 용지(21)가 이상적인 타이밍(도2 참조)보다 늦은 타이밍으로 급지된다는 것을 나타낸다. 보다 구체적으로, 이들 영역은 급지 롤러(25)의 슬립이 카세트(22)에서 발생할 때의 용지(21)의 위치 변경을 나타낸다.

우선, 용지(21) 반송의 기본 동작을 설명한다. 카세트(22)로부터 급지된 용지(21)는 중간 전사 벨트(17)의 표면 속도(Vb)와 동일한 속도로 센서(28)로 반송된다. 한편, 계측부(42)는 용지(21)가 카세트(22)로부터 센서(28)로 반송되는 시간을 계측한다. 계측부(42)의 계측 결과에 따라, 용지(21)가 토너 화상과 정렬되도록 용지(21)가 속도 제어 구간(Lc)(센서(28)와 제어 종료 위치 사이의)을 따라 반송되면서, 급지 롤러(25)와 반송 롤러 쌍(27)의 속도는 제어된다. 용지(21)가 제어 종료 위치를 통과한 후에, 용지(21)의 속도는 중간 전사 벨트(17)의 표면 속도(Vbmax)와 동일한 속도로 조정된다.

다음으로, 화상 형성 장치의 최대 처리 속도인 처리 속도(Vbmax)에서의 토너 화상과 용지(21)의 정렬을 상세히 설명한다. 화상 형성이 감광체(13Y)에서 시작될 때에, 용지(21)는 시간(Tg) 보다 시간(α) 만큼 이른 시점에 카세트(22)로부터 급지된다. 상기 설명된 바와 같이, 시간(Tg)는 화상 형성의 시작으로부터 용지(21)의 반송 시작까지의 시간이다. 다시 말하면, 카세트(22)로부터의 용지(21)의 반송은 화상이 토너 화상보다 시간(α) 만큼 이른 시점에 제2 전사 롤러(29)에 의해 전사되는 전사 위치에 용지(21)가 도달하는 상기 타이밍으로 시작된다. 여기서, 시간(Ts)은 최대 허용 용지 반송 지연 시간이다. 상기 지연은 카세트(22)에서의 급지 롤러(25)의 슬립에 의해 초래된다. 또한, 최대 허용 시간(Ts)에 대응하는 슬립이 발생한다면, 용지(21)가 카세트(22)로부터 센서(28)에 도달하는데 걸리는 시간 은 계측부(42)에 의해 슬립이 발생되지 않을 때보다 지연된 시점인 시간(Ts)으로 계측된다. 따라서, 시간(Ts)은 센서(28)와 제어 종료 위치 사이의 구간인 속도 제어 구간(Lc)에서 조정될 필요가 있다.

그러나, 용지(21)의 반송이 토너 화상에 대하여 시간(α) 선행하기 때문에, 용지(21)를 토너 화상과 정렬하는데 필요한 보정 시간은 Ts - α가 된다. 속도 제어 구간(Lc)에서의 정상 반송 속도가 Vb이라면, 구간(Lc)에서의 반송 시간은 Lc/Vb가 되며, 지연 시간(Ts - α)을 보상시키기 위해서는, 용지(21)가 시간 (Lc/Vbmax) - (Ts - α)으로 속도 제어 구간(Lc)을 따라 반송될 필요가 있다. 그래서, 반송 속도가 이하의 식(1)에 따라 얻어진다.

반송 속도 = (Vbmax × Lc) / ((Lc - Vbmax × (Ts - α))... 식 (1)

이제, 시간(α)을 0 < α ≤ Ts의 범위 내로 설정하여, 속도 제어 구간(Lc)에서의 가속 측의 속도 보정을 감소시킬 수 있다. 또한, α = Ts 일 때에, 속도 보정은 최소가 되며, 처리 속도(Vbmax)에 대해 가속이 불필요하게 된다.

본 발명의 예시적 실시형태에 따른 최대 처리 속도(Vbmax)는 화상이 보통 용지 상에 형성될 시의 화상 형성 장치의 최대 처리 속도이다. 본 발명의 예시적 실시형태에 따른 화상 형성 장치는 처리 속도(Vbmax) 보다 느린 처리 속도로 설정될 수 있다. 예컨대, 두꺼운 용지(두껍거나 보통 용지보다 무거운 용지)를 처리하는 경우에, 처리 속도는 처리속도(Vbmax)의 1/2 속도로 감소된다. 또한, 광택 용지(보통 용지보다 높은 광택도를 가지는 용지)를 처리하는 경우에, 처리 속도는 처리 속도(Vbmax)의 3/4속도로 감소된다.

처리 속도가 처리 속도(Vbmax)의 1/2 또는 3/4 속도일 때에, 상기 설명된 바와 같이, 용지(21)의 급지가 α 시간 이른 시점에 시작되지 않는다. 다시 말하면, 처리 속도가 처리 속도(Vbmax)의 1/2 또는 3/4 속도일 때의 용지(21)의 급지의 시작을 기준 타이밍으로 하면, 본 발명의 예시적 실시형태는 용지의 급지가 상기 기준 타이밍보다 α시간 이른 시점에 시작된다.

또한, 도4에서, 반송 속도에 충분한 양의 보정이 필요하다면, 용지(21)의 반송 속도는 용지(21)가 센서(28) 도달할 때 및 용지가 제어 종료 지점에 도달할 때에 급격히 변경된다. 반송 속도가 급격히 변경된다면, 스텝핑 모터(45)의 불균형이 발생할 수 있다. 본 예시적 실시형태에 따르면, 스텝핑 모터(45)의 속도는 점진적으로 가속 또는 감소되도록 제어되기 때문에 상기 불균형을 방지할 수 있다. 용지가 센서(28)로부터 제어 종료 지점으로 반송될 때에 지연 시간(Ts - α)이 보상되도록 가속/감속의 속도 커브 및 감속된 속도를 설정하기 때문에, 속도가 급격하게 변경되는 효과와 유사한 효과를 얻을 수 있다. 상기 반송 속도가 급격히 변경될 때의 유사한 효과가 하기 설명된 예시적 실시형태의 스텝핑 모터(45)의 가속/감속에 의해 얻어질 수 있기 때문에, 스텝핑 모터(45)의 효과의 설명은 생략한다.

본 발명의 예시적 실시형태에 따르면, 용지(21)의 반송 속도의 증가율은 최소화될 수 있다. 그래서, 고속 영역에서의 토크의 감소로 인한, 급지 롤러(25)와 반송 롤러 쌍(27)을 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 불균형을 방지하면서 스텝핑 모터(45)의 크기 증가 없이, 용지(21)와 토너 화상이 정렬될 수 있다.

[제2 예시적 실시형태]

제2 예시적 실시형태에 따르면, 용지(21)와 토너 화상의 정렬은 화상 형성 장치의 처리 속도가 최저 처리 속도(Vbmin)일 때에 제어된다. 제2 예시적 실시형태를 도1, 도3 및 도5를 참조로 설명하지만, 도1 및 도3의 설명은 제1 예시적 실시형태에 설명된 바와 동일하기 때문에 생략한다. 도5는 화상 형성 장치의 처리 속도가 최소 처리 속도(Vbmin)일 때의 용지(21)와 토너 화상의 정렬을 나타낸다.

도5의 두꺼운 선은 중간 전사 벨트(17)의 최상류측에 배치된 감광성 드럼에 형성된 Y 화상이다. 선으로 음영된 영역은 용지(21)가 이상적 타이밍(도2 참조) 보다 이른 타이밍으로 급지된다는 것을 나타낸다. 보다 구체적으로, 이들 영역은 용지(21)의 이중 겹침 급지가 카세트(22)에서 발생할 때의 용지(21)의 위치 변경을 나타낸다. 다른 한편, 수평선으로 음영된 영역은 용지(21)가 이상적인 타이밍(도2 참조)보다 늦은 타이밍으로 급지된다는 것을 나타낸다. 보다 구체적으로, 이들 영역은 급지 롤러(25)의 슬립이 카세트(22)에서 발생할 때의 용지(21)의 위치 변경을 나타낸다.

화상 형성이 감광체(13Y)에서 시작될 때에, 용지(21)는 시간(Tg) 보다 시간(β) 후에 카세트(22)로부터 급지된다. 시간(Tg)은 화상 형성의 시작으로부터 용지(21)의 반송 시작까지의 시간이다. 다시 말하면, 카세트(22)로부터의 용지(21)의 반송은 제2 전사 롤러(29)에 의해 화상이 전사되는 전사 위치에 용지(21)가 토너 화상보다 시간(β) 늦게 도달하는 타이밍으로 시작된다. 여기서, 거리(Ll)은 카세트(22)에서의 이중 겹침 급지의 최대 거리(이 최대 거리는 용지 반송 방향으로의 카세트(22)의 단부와 분리 롤러(26a, 26b) 사이의 거리임)이다. 이중 겹침 급 지는 카세트에서의 윗 용지와 다음 용지가 함께 반송되는 현상이다.

이중 겹침 급지가 최대 속도로 발생된다면, 용지(21)가 카세트(22)로부터 센서(28)로 전달되는데 소요 시간은 하기에 설명되는 바와 같다.

구역(Ll)에서의 용지(21)의 반송 속도가 최소 처리 속도(Vbmin)과 동일한 속도라면, 용지(21)는 용지(21)가 이중 겹침 급지 없이 반송될 때보다 Ll/Vbmin 이른 시점에 계측기(42)에 의해 계측되어 진다. 그래서, Ll/Vbmin에 상당하는 시간이 속도 제어 구역(Lc) (이 구역은 센서(28)로부터 제어 종료 지점까지의 구역임)에서 보정되는데 필요하다.

그러나, 토너 화상이 시간(β)만큼 용지(21)를 선행하기 때문에, 용지(21)와 토너 화상을 정렬시키기 위하여 보정에 요구되는 시간은 Ll/Vbmin - β가 된다. 속도 제어 구역(Lc)에서의 본래의 반송 속도가 Vbmin 이라면, 구역(Lc)에서의 반송 시간은 Lc/Vbmin이 된다. 그래서, 구역(Lc)에서 시간(Ll/Vbmin - β)을 보정하기 위해서, 용지(21)는 시간(Lc/Vbmin) + (Ll/Vbmin - β)으로 속도 제어 구역(Lc)에서 반송될 필요가 있다. 그래서, 반송 속도는 이하의 식(2)에 의해 얻어진다.

반송 속도 = (Vbmin × Lc) / (Lc + Ll - Vbmin × β)... 식(2)

여기서, 시간(β)을 0 < β ≤ (Ll/Vbmin) 의 영역 내로 설정함으로써, 속도 제어 구역(Lc)에서의 감속 측의 속도 보정이 감소될 수 있다. 또한, β = Ll/Vbmin 인 경우에, 속도 보정은 최소가 되며 처리 속도(Vbmin)에 대하여 감속이 불필요해 진다.

처리 속도가 최대 처리 속도(Vbmax)의 1/2 또는 3/4 일 때에 (이는 제1 실시 형태에 설명되었음), 용지(21)의 급지는 하기 설명된 바와 같이 시간(β) 늦은 시점에 시작되지 않는다. 다시 말하면, 처리 속도가 최대 처리 속도(Vbmax)의 1/2 또는 3/4 속도일 때의 용지(21)의 급지의 시작이 기준 타이밍이 된다면, 본 발명의 예시적 실시형태는 용지의 급지가 기준 타이밍보다 시간(β) 늦은 시점에 시작되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 예시적 실시형태에 따르면, 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)의 반송 속도의 감소율은 최소화될 수 있다. 그래서, 용지(21)와 토너 화상의 정렬은 낮은 속도 영역에서 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)을 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 소음 및 진동의 발생 없이(또한, 진동 흡수재를 사용이 불필요하게 된다) 달성될 수 있다.

[제3 예시적 실시형태]

제3 예시적 실시형태에서, 화상 형성 장치의 속도가 복수의 처리 속도의 최대 속도라면, 용지는 이른 타이밍으로 급지되며, 용지(21)의 반송 속도를 가속 또는 감속시키는 제어기에 의해 제어된 속도 영역은 감속 측으로 옮겨진다. 다른 한편, 화상 형성 장치의 속도가 복수의 처리 속도의 최저 속도라면, 용지는 늦춰진 타이밍으로 급지되며, 용지(21)의 반송 속도를 가속 또는 감속시키는 제어기에 의해 제어된 속도 영역은 가속 측으로 옮겨진다. 즉, 제3 예시적 실시형태에서의 급지 타이밍의 제어는 제1 예시적 실시형태와 제2 예시적 실시형태의 조합이다.

최대 처리 속도(Vbmax) 와 최저 처리 속도(Vbmin)에서의 용지(21)와 토너 화상의 정렬의 제어가 제1 및 제2 예시적 실시형태에서 상세히 설명되었기 때문에, 이들 제어에 대한 설명은 생략한다.

본 발명의 예시적 실시형태에 따르면, 최대 처리 속도(Vbmax)는 200mm/s이며, 최저 처리 속도(Vbmin)는 50mm/s이다. 처리 속도가 최대 처리 속도(Vbmax)일 때에, 스텝핑 모터(45)의 구동 주파수는 1000pps이다. 처리 속도가 최저 처리 속도(Vbmin)일 때에, 스텝핑 모터(45)의 구동 주파수는 250pps이다. 속도 제어 구역(Lc)은 120mm이며, 카세트(22)에서의 급지 롤러(25)의 슬립에 의해 초래된 최대 허용 용지 반송 지연 시간(Ts)은 100ms이며, 용지(21)의 이중 겹침 급지(Ll)의 최대 거리는 30mm이다. 또한, 처리속도가 최대 처리 속도(Vbmax)일 때의 타이밍보다 시간(α) 이른 시점으로 용지(21)의 급지 타이밍이 설정된다면, 최대 허용 시간(Ts)을 보정하기 위한 반송 속도는 식 (Vbmax × Lc) / (Lc - Vbmax × (Ts - α))에 의해 얻어진다. 이러한 식은 제1 예시적 실시형태에서의 식(1)과 동일하다. 마찬가지로, 처리 속도가 최저 처리 속도(Vbmin)일 때의 기준 타이밍보다 시간(β) 늦춰진 시점으로 용지(21)의 급지 타이밍이 설정된다면, 이중 겹침 급지(Ll)의 최대 거리를 보정하기 위한 반송 속도는 식 (Vbmin × Lc) / (Lc + Ll - Vbmin × β)에 의해 얻어진다. 이러한 식은 제2 예시적 실시형태에서의 식(2)와 동일하다.

도6은 복수의 처리 속도가 용지(21)를 토너 화상과 정렬시키기 위한 반송 롤러 쌍(27) 및 급지 롤러(25)의 가속 및 감속을 포함할 때의 급지 롤러(25)와, 반송 롤러 쌍(27)과, 상기 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)을 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 속도 보정 범위를 나타낸다. 최대 처리 속도에서의 감속 보정 값 및 최 저 처리 속도에서의 가속 보정 값은 급지 롤러(25), 반송 롤러 쌍(27) 및 롤러(25, 27)을 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 속도 보정 영역에 영향을 미치지 않기 때문에, 표에서 생략되어 있다. 다시 말하면, 처리 속도가 제1 및 제 2 예시적 실시형태에 설명된 최대 처리 속도(Vbmax)의 1/2 또는 3/4 속도라면, 상기 속도는 50 ~ 200mm/s 의 범위 내에서 제어될 수 있기 때문에, 슬립 또는 이중 겹침 급지가 발생하더라도, 반송 타이밍의 변동이 불필요하게 된다.

표(a)는 급지 롤러(25)와, 반송 롤러 쌍(27)과, 상기 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)를 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 속도 보정 범위를 나타내며, 이는 α = β = 0 ms 일 때, 즉, 본 발명의 실시형태를 이용하지 않는 경우이다. 처리 속도가 최대 처리 속도(Vbmax)의 1/2 또는 3/4 속도인 경우에, 용지의 반송 타이밍은 변경되지 않는다. 이러한 경우에, 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)의 반송 속도는 40 ~ 240mm/s이며, 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)을 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 구동 주파수는 200 ~ 1200pps이다.

표(b)는 급지 롤러(25)와, 반송 롤러 쌍(27)과, 상기 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)를 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 속도 보정 범위를 나타내며, 여기서는 본 발명의 예시적 실시형태에 따라 α = 50ms이고 β = 300ms이다. 이러한 경우에, 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)의 반송 속도는 44 ~ 218mm/s이며, 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)을 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 구동 주파수는 222 ~ 1091pps이다.

표(c)는 급지 롤러(25)와, 반송 롤러 쌍(27)과, 상기 급지 롤러(25) 및 반 송 롤러 쌍(27)를 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 최저 속도 보정 범위를 나타내며, 여기서는 본 발명의 예시적 실시형태에 따라 α = 100ms이고 β = 600ms이다. 이러한 경우에, 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)의 반송 속도는 50 ~ 200mm/s이며, 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)을 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 구동 주파수는 250 ~ 1000pps이다.

상기 설명된 바와 같이, 화상 형성 장치가 최대 또는 최저 처리 속도로 작동될 때의 용지 반송의 시작 타이밍을 변경함으로써, 스텝핑 모터(45)의 속도 보정 범위는 50 ~ 200mm/s 의 범위와 유사하거나 동일하게 설정될 수 있다.

본 발명의 예시적 실시형태에 따르면, 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)을 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 구동 주파수의 범위는 좁혀질 수 있다. 따라서, 급지 롤러(25)와 반송 롤러 쌍(27)의 반송 속도의 범위는 인쇄 효율을 저하시키지 않고 최소화될 수 있다. 그래서, 용지(21)와 토너 화상의 정렬은 고속 영역에서의 토크의 감소로 인한 스텝핑 모터(45)의 불균형을 초래하지 않으면서 달성될 수 있다. 또한, 스텝핑 모터(45)의 크기의 증가, 낮은 속도 영역에서의 스텝핑 모터(45)의 소음과 진동 발생 및 진동 흡수재의 사용을 회피할 수 있다.

[제4 예시적 실시형태]

제4 예시적 실시형태에 따르면, 급지 타이밍은 이하의 두 가지 경우의 조합에 의해 제어된다. 화상 형성 장치의 속도가 복수의 처리 속도의 최대 속도라면, 용지(21)의 반송 속도는 용지(21)가 토너 화상과 정렬되도록 가속되거나 감속된다. 한편, 화상 형성 장치의 속도가 최소라면, 용지(21)는 이른 타이밍으로 급지되며, 이후, 반송 롤러 쌍(27)의 정지에 의해 용지 반송 방향으로의 센서(28)의 하류에서 미리 결정된 지점에서의 시간 동안 정지된다. 상기 정지 시간은 용지(21)가 급지로부터 센서(28)에 도달하는데 걸리는 시간에 따른다. 이후에, 반송 롤러 쌍(27)에 의한 용지(21)의 반송은 용지(21)가 토너 화상과 정렬되는 이상적인 타이밍으로 재시작된다.

화상 형성 장치가 최대 처리 속도에 있을 때에 반송 롤러 쌍(27)의 반송 속도를 가속 또는 감속시켜 용지(21)를 토너 화상과 정렬시킨다는 설명은 상기 제1 및 제3 예시적 실시형태에 설명된 바와 동일하기 때문에 생략한다.

도7은 화상 형성 장치의 속도가 최저 처리 속도인 경우에 용지(21)와 토너 화상의 정렬을 나타내며, 용지(21)는 이른 타이밍으로 급지된 이후에, 용지(21)가 급지로부터 센서(28)에 도달하는데 걸리는 시간에 따라 반송 롤러 쌍(27)의 정지에 의해 용지 반송 방향으로의 센서(28) 하류의 미리 결정된 지점에서의 시간 동안 정지된다. 이후, 반송 롤러 쌍(27)에 의한 용지(21)의 반송은 용지(21)가 토너 화상과 정렬되는 이상적인 타이밍으로 재시작된다.

도7에서의 두꺼운 선은 중간 전사 벨트(17)의 최상류에 배치된 감광성 드럼 상에 형성된 Y 화상이다. 수직선으로 음영된 영역은 용지(21)가 이상적인 타이밍보다 이른 타이밍으로 급지된다는 것을 나타낸다. 보다 구체적으로, 이러한 영역은 용지(21)의 이중 겹침 급지가 카세트(22)에서 발생할 때의 용지(21)의 위치 변경을 나타낸다. 다른 한편, 수평선으로 음영된 영역은 용지(21)가 이상적인 타이밍보다 늦은 타이밍으로 급지된다는 것을 나타낸다. 보다 구체적으로, 이러한 영 역은 급지 롤러(25)의 슬립이 카세트(22)에서 발생할 때의 용지(21)의 위치 변경을 나타낸다.

화상 형성이 감광체(13Y)에서 시작될 때에, 용지(21)는 시간(Tg)보다 시간(Y) 이른 시점으로 카세트(22)로부터 급지된다. 상기 설명된 바와 같이, 시간(Tg)는 화상 형성의 시작으로부터 용지(21) 반송의 시작까지의 시간이다. 다시 말하면, 카세트(22)로부터의 용지(21)의 반송은 제2 전사 롤러(29)에 의해 토너 화상보다 시간(Y) 이른 시점에 화상이 전사되는 전사 위치에 용지(21)가 도달하는 타이밍으로 시작된다. 센서(28)가 용지(21)를 검출할 때, 용지(21)의 반송은 일단 정지된다. 용지(21)의 반송은 용지(21)가 토너 화상과 정렬되는 이상적인 타이밍으로 최저 처리 속도(Vbmin)로 재시작된다. 용지(21)의 정지 시간의 길이는 용지(21)가 카세트(22)로부터 센서(28)에 도달하는데 걸리는 시간에 따라 결정된다.

다음으로, 시간(Y)를 설명한다. 이상으로 인해 발생된 진동이 충분히 감소되기 전에, 급지 롤러(25)와 반송 롤러 쌍(27)를 구동시키는 스텝핑 모터(45)가 재시작된 경우에, 상기 스텝핑 모터는 불균형이 초래되는 특징을 가진다. 그래서, 스텝핑 모터(45)는 진동이 충분히 감소될 때까지 비교적 긴 정지 시간을 필요로 한다. 진동이 감소될 때까지의 시간의 길이를 Tm이라 하고, 카세트(22)로부터의 용지(21)의 최대 이중 겹침 급지 거리를 Ll이라 하고, 구역(Ll)에서의 용지(21)의 반송 속도를 최저 처리 속도(Vbmin)와 동일하게 하면, 시간(Y)은 Tm + Ll / Vbmin이 된다. 구역(Ll)에서의 용지(21)의 반송 속도는 최저 처리 속도(Vbmin)보다 빨라질 수 있다.

본 발명의 예시적 실시형태에 따르면, 화상 형성 장치의 속도가 복수의 처리 속도의 최대 속도라면, 용지는 이른 타이밍으로 급지되며, 급지 롤러(25)와 반송 롤러 쌍(27)의 반송 속도를 가속 또는 감속시키는 제어기에 의해 제어된 속도의 범위는 감속 측으로 옮겨진다. 다른 한편, 화상 형성 장치의 속도가 복수의 처리 속도의 최저 속도라면, 용지(21)는 이른 타이밍으로 급지되어, 용지 반송 방향으로 센서(28) 하류의 미리 결정된 위치에서의 시간 동안 정지된다. 상기 정지 시간은 용지(21)가 용지 급지로부터 센서(28)에 도달하는데 걸리는 시간에 따른다. 용지(21)의 반송은 용지(21)가 토너 화상과 정렬되는 이상적인 타이밍으로 재시작된다. 상기 케이스의 예시적 조합을 이하에 설명한다.

본 발명의 예시적 실시형태에 따르면, 최대 처리 속도(Vbmax)는 200mm/s 이며, 최저 처리 속도(Vbmin)은 50mm/s이다. 처리 속도가 최대 처리 속도(Vbmax)일 때에, 스텝핑 모터(45)의 구동 주파수는 1000pps이다. 처리 속도가 최저 처리 속도(Vbmin)일 때에, 스텝핑 모터(45)의 구동 주파수는 250pps이다. 속도 제어 구역(Lc)은 120mm이며, 카세트(22)에서의 급지 롤러(25)의 슬립에 의해 초래된 최대 허용 용지 반송 딜레이 시간(Ts)은 100ms이다. 또한, 처리 속도가 최대 처리 속도(Vbmax)일 때의 타이밍보다 시간(α) 이른 시점으로 용지(21)의 급지 타이밍을 설정한다면, 최대 허용 시간(Ts)을 보정하기 위한 반송 속도는 (Vbmax × Lc) / (Lc - Vbmax × (Ts - α))가 된다. 반송 속도는 항상 처리 속도가 최저 처리 속도(Vbmin)일 때의 최저 처리 속도(Vbmin)가 된다.

도8은 복수의 처리 속도가 용지(21)와 토너 화상을 정렬시키기 위한 반송 롤 러 쌍(27)과 급지 롤러(25)의 가속 및 감속을 포함할 때의 급지 롤러(25), 반송 롤러 쌍(27) 및 상기 급지 롤러(25)와 반송 롤러 쌍(27)을 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 속도 보정 범위를 나타낸다. 최대 처리 속도에서의 감속 보정 값은 급지 롤러(25), 반송 롤러 쌍(27) 및 상기 롤러(25, 27)를 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 속도 보정 범위에 영향을 미치지 않기 때문에 표에서 생략되어 있다. 또한, 가속 또는 감속 보정은 화상 형성 장치의 처리 속도가 최저 처리 속도일 때에 불필요하기 때문에, 이들 보정 값은 도8의 표에 포함되어 있지 않다.

표(a)는 급지 롤러(25)와, 반송 롤러 쌍(27)과, 상기 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)를 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 속도 보정 범위를 나타내며, 이는 α = 0 ms 일 때, 즉 본 발명의 예시적 실시형태를 이용하지 않는 경우이다. 이러한 경우에, 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)의 반송 속도는 40 ~ 240mm/s이며, 급지 롤러(25)와 반송 롤러 쌍(27)을 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 구동 주파수는 200 ~ 1200pps이다.

표(b)는 급지 롤러(25)와, 반송 롤러 쌍(27)과, 상기 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)를 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 속도 보정 범위를 나타내며, 여기서는 본 발명의 예시적 실시형태에 따라 α = 50ms이다. 이러한 경우에, 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)의 반송 속도는 50 ~ 218mm/s이며, 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)을 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 구동 주파수는 250 ~ 1091pps이다.

표(c)는 급지 롤러(25)와, 반송 롤러 쌍(27)과, 상기 급지 롤러(25) 및 반 송 롤러 쌍(27)를 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 최저 속도 보정 범위를 나타내며, 여기서는 본 발명의 예시적 실시형태에 따라 α = 100ms이다. 이러한 경우에, 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)의 반송 속도는 50 ~ 200mm/s이며, 급지 롤러(25) 및 반송 롤러 쌍(27)을 구동시키는 스텝핑 모터(45)의 구동 주파수는 250 ~ 1000pps이다.

다음으로, 인쇄 효율과 일련의 인쇄에서의 용지(21)의 간격 간의 관계를 설명한다. 도10에는 용지(21)의 반송을 잠시 중단시켜 용지(21)와 토너 화상을 정렬하는 방법이 나타나 있다. 도11에는 용지(21)의 반송을 정지시키지 않고 용지(21)를 토너 화상과 정렬시키는 방법이 나타나 있다. 상기 전자의 방법은 적어도 스텝핑 모터(45)가 정지되는 시간 동안, 후자의 방법보다 긴 급지 간격을 필요로 한다.

도9는 스텝핑 모터(45)의 정지 유무에 따른 인쇄 효율의 차이를 나타낸다. 본 발명의 예시적 실시형태에 따르면, 최대 처리 속도(Vbmax)는 200mm/s이며, 최소 처리 속도(Vbmin)는 50mm/s이며, 반송 방향으로의 용지(21)의 크기는 300mm이며, 용지 간격은 100mm이며, 스텝핑 모터(45)의 정지에 의한 진동을 충분히 감소시키는데 필요한 시간은 100ms이다. 본 표는 화상 형성 장치가 스텝핑 모터(45)의 정지 없이 최대 처리 속도로 작동될 때, 용지(21) 상에 화상을 형성하는 시간이 1.5초이고, 용지 간격이 0.5초이며, 인쇄 효율이 30페이지/초라는 것을 나타낸다.

다른 한편, 스텝핑 모터(45)가 정지하면서 화상 형성 장치가 최대 속도 처리 속도로 작동될 때, 용지(21) 상에 화상을 형성하는 시간이 1.5초이고, 용지 간격이 0.5초이며, 스텝핑 모터(45)의 정지 시간이 0.1초이다. 이러한 경우에, 인쇄 효율 은 28.5 장/초이어서, 인쇄 효율은 크게 떨어진다. 그러나, 최저 처리 속도에서, 스텝핑 모터(45)가 정지하지 않는 인쇄 효율은 7.5 장/초이며, 스텝핑 모터(45)가 정지되는 인쇄 효율은 7.4 장/초이다. 즉, 스텝핑 모터(45)의 정지 시간은 전체 처리 속도에 비례하여 감소되며, 따라서, 인쇄 효율은 최저 처리 속도에서의 스텝핑 모터(45)의 정지가 있고 없는 처리에 있어서 오직 미소한 차이만이 존재한다(오직 0.1 장/초의 차이만이 존재함).

본 발명의 예시적 실시형태에 따르면, 인쇄 효율의 감소를 최소화함으로써, 화상 형성 장치가 복수의 처리 속도로 구동되더라도 용지(21)의 반송 속도의 범위는 최소화될 수 있다. 그래서, 용지(21)와 토너 화상의 정렬은 고속 영역에서의 토크의 감소로 인한 스텝핑 모터(45)의 불균형을 초래하지 않고 스텝핑 모터(45)의 크기를 증가시키지 않으면서 달성될 수 있다. 또한, 저속 영역에서의 스텝핑 모터(45)의 소음 및 진동의 발생 및 진동 흡수재의 사용을 회피할 수 있다.

예시적 실시형태를 참조로 하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 상기 개시된 예시적 실시형태로 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하의 청구범위는 전체 변형, 등가 구조 및 기능을 포함할 수 있도록 최광의로 해석되어야 한다.

도1은 본 발명의 예시적 실시형태에 따른 탠덤식 컬러 화상 형성 장치의 전체 구성을 나타내는 도면.

도2는 본 발명의 예시적 실시형태에 따른 용지와 토너 화상의 정렬의 예를 나타내는 도면.

도3은 본 발명의 예시적 실시형태에 따른 제어부의 구성의 예를 나타내는 도면.

도4는 본 발명의 제1 예시적 실시형태에 따른 용지와 토너 화상의 정렬의 예를 나타내는 도면.

도5는 본 발명의 제2 예시적 실시형태에 따른 용지와 토너 화상의 정렬의 예를 나타내는 도면.

도6은 본 발명의 제3 예시적 실시형태에 따른 레지스트 롤러와 스텝핑 모터의 속도 보정 범위의 예를 나타내는 도면.

도7은 본 발명의 제4 예시적 실시형태에 따른 용지와 토너 화상의 정렬의 예를 나타내는 도면.

도8은 본 발명의 제4 예시적 실시형태에 따른 레지스트 롤러와 스텝핑 모터의 속도 보정 범위의 예를 나타내는 도면.

도9는 본 발명의 제4 예시적 실시형태에 따른 스텝핑 모터의 정지와 인쇄 효율 간의 관계의 예를 나타내는 도면.

도10은 용지의 반송을 잠시 정지시켜 용지와 토너 화상을 정렬시키는 종래 기술의 예를 나타내는 도면.

도11은 용지의 반송을 중지시키지 않으면서 용지와 토너 화상을 정렬시키는 종래 기술의 예를 나타내는 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11Y, 11M, 11C, 11K: 레이저 스캐너

12YM, 12M, 12C, 12K: 카트리지

13Y, 13M, 13C, 13K: 감광체

15Y, 15M, 15C, 15K: 대전 롤러

17: 중간 전사 벨트

21: 용지

22: 카세트

28: 센서

29: 제2 전사 롤러

30: 고착기

Claims (12)

1. 화상 담지체에 형성된 화상을 용지에 전사시키도록 구성된 전사부와, 용지를 급지하도록 구성된 급지부를 포함하고, 용지에 화상을 형성하는 데 사용되는 복수의 화상 형성 속도를 설정가능하고, 화상 담지체에 형성된 화상과 용지를 동기화시키기 위해서 상기 급지부로부터 상기 전사부까지의 사이의 구역에서 용지의 반송을 정지시키지 않으면서 용지의 반송 속도를 가속 및 감속시킬 수 있는 화상 형성 장치이며,

   상기 급지부로부터 급지된 용지를 상기 전사부로 반송시키는 반송부와,

   상기 급지부에 의해 용지의 급지를 개시하는 급지 개시 타이밍을 제어하는 제어부를 포함하며,

   상기 제어부는, 상기 복수의 화상 형성 속도 중 가장 빠른 제1 화상 형성 속도로 화상을 형성하는 경우에서의 급지 개시 타이밍을, 상기 복수의 화상 형성 속도 중 가장 느린 제2 화상 형성 속도로 화상을 형성하는 경우에서의 급지 개시 타이밍보다도 이른 타이밍으로 되도록 제어하는, 화상 형성 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 화상 형성 속도가 상기 제1 화상 형성 속도인 경우에서의 급지 개시 타이밍을, 상기 제1 및 제2 화상 형성 속도 이외의 화상 형성 속도의 경우에 용지를 급지하는 급지 개시 타이밍보다도 이른 타이밍으로 변경하는, 화상 형성 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 화상 형성 속도가 상기 제2 화상 형성 속도인 경우에서의 급지 개시 타이밍을, 상기 제1 및 제2 화상 형성 속도 이외의 화상 형성 속도의 경우에 용지를 급지하는 급지 개시 타이밍보다도 늦은 타이밍으로 변경하는, 화상 형성 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제어부는, 화상 형성 속도가 상기 제2 화상 형성 속도인 경우에는, 급지 개시 타이밍을, 상기 제1 및 제2 화상 형성 속도 이외의 화상 형성 속도의 경우에서의 급지 개시 타이밍보다도 이른 타이밍으로 변경하고, 또한 급지된 용지가 상기 반송부에 도달했을 시에 용지의 반송을 정지시킨 후 반송을 재개하도록 제어하는, 화상 형성 장치.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 화상 담지체에 화상을 형성하도록 구성된 화상 형성부를 더 포함하며,

   상기 제1 및 제2 화상 형성 속도 이외의 화상 형성 속도의 경우에서의 급지 개시 타이밍은, 상기 화상 형성부에서 화상의 형성이 시작된 때로부터 화상이 상기 전사부에 도달할 때까지의 시간의 길이에 따라 설정되는, 화상 형성 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 화상 형성부는 복수의 감광체를 포함하며,

   상기 화상 담지체는 상기 복수의 감광체 상에 형성된 화상을 담지하도록 구성된 중간 전사체인, 화상 형성 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 급지부로부터 상기 전사부까지의 사이의 구역에서 용지를 검출하도록 구성된 센서를 더 포함하며, 상기 제어부는, 용지가 상기 급지부로부터 급지되는 때로부터 상기 센서에 도달할 때까지의 시간의 길이에 따라, 상기 센서로부터 상기 전사부까지의 용지의 반송 속도를 가속 또는 감속하도록 제어하는, 화상 형성 장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 중간 전사체에 화상이 형성되는 타이밍은 상기 급지부에 의해 용지를 급지하는 급지 개시 타이밍보다도 이른, 화상 형성 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 복수의 화상 형성 속도는 용지의 종류에 따라 설정되는, 화상 형성 장치.
10. 용지에 화상을 형성시키는데 이용되는 복수의 화상 형성 속도를 설정가능한 화상 형성 장치이며,

    화상 담지체 상에 형성된 화상을 용지에 전사하도록 구성된 전사부와,

    용지를 급지하도록 구성된 급지부와,

    상기 화상 담지체 상에 형성된 화상과 용지를 동기화시키기 위해서, 상기 급지부로부터 상기 전사부까지의 사이의 구역에서 용지를 정지시키지 않으면서 용지의 반송 속도를 가속 또는 감속하고, 상기 급지부로부터 용지를 급지하는 급지 개시 타이밍을 제어하는 제어부를 포함하며,

    상기 제어부는 화상 형성 속도가 미리 설정된 화상 형성 속도로 변경된 경우에, 상기 급지 개시 타이밍을 상기 미리 설정된 화상 형성 속도에 대응하는 급지 개시 타이밍으로 변경하는, 화상 형성 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 미리 설정된 화상 형성 속도는 상기 복수의 화상 형성 속도 중 가장 빠른 화상 형성 속도 또는 가장 느린 화상 형성 속도인, 화상 형성 장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 급지부로부터 상기 전사부까지의 사이의 구역에서 용지를 검출하는 센서를 더 포함하며,

    상기 제어부는, 용지가 상기 급지부로부터 급지되는 때로부터 상기 센서에 도달할 때까지의 시간의 길이에 따라 상기 센서로부터 상기 전사부까지의 용지의 반송 속도를 가속 또는 감속하도록 제어하는, 화상 형성 장치.

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