KR101248331B1

KR101248331B1 - 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR101248331B1
Application number: KR1020100053071A
Authority: KR
Inventors: 사또시 무라사끼; 다까오미 우에조노; 야스히사 마쯔모또
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2009-06-12
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2013-04-01
Also published as: EP2261749A1; KR20100133892A; US20100316400A1; CN102914954B; EP2261749B1; CN101923305A; CN102914954A; CN101923305B; JP4902756B2; JP2011018017A; US8532510B2

Abstract

접촉 현상 방식을 채택하는 전자 사진식 화상 형성 장치에서, 개별의 장치마다 검출용의 검출 패턴(81)의 정전 잠상을 형성하면서 현상 롤러(64)의 감광 드럼(61)에의 접촉을 개시하고, 현상된 토너상을 미리 정해진 위치에서 검출한다. 그때에, 현상 롤러(64)의 접촉 동작을 개시한 때로부터 토너상을 검출할 때까지의 시간 As를 측정하고, 현상된 토너상이 검출 위치에 도달할 때까지의 소요 시간을 빼서 현상 롤러(64)의 접촉 동작을 개시한 때(t11)로부터 실제로 접촉한 시간(t131)까지의 지연 시간 Xs를 산출한다. 이 시간만큼 현상 롤러(64)의 접촉 개시 시간을 지연시킨다. 이격 시에도 동일한 방식의 제어를 행한다.

Description

화상 형성 장치{IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은 전자 사진 방식을 이용하는, 예를 들어 복사기, 프린터, 또는 팩스 기기 등의 화상 형성 장치에 관한 것이다.

전자 사진 프로세스를 이용하는 화상 형성 장치의 하나의 현상 방식으로서, 현상제 담지체인 현상 롤러를 상 담지체인 감광 드럼에 대하여 접촉시켜 회전시키는 상태에서 현상을 행하는 접촉 현상 방식이 있다. 접촉 현상 방식에서는, 현상 롤러와의 접촉에 의해 감광 드럼의 표면이 마모되어 성능이 열화되고, 형성되는 화질의 저하를 초래한다. 따라서, 감광 드럼의 정전 잠상을 현상하는 기간 동안만 현상 롤러를 감광 드럼에 접촉시켜서 현상을 행함으로써, 현상 롤러와의 접촉에 의한 감광 드럼의 마모를 늦추는 기술이 제안되어 왔다.

일본 공개 특허 제2006-292868호에서는, 인라인 방식의 컬러 화상 형성 장치에서, 각 스테이션에서 현상이 행하여지는 타이밍에 맞추어, 현상 롤러의 구동 및 정지와 감광 드럼에의 접촉 및 감광 드럼으로부터의 이격을 행하는 구성이 제안된다. 인라인 방식에서는, 각 색 성분의 화상을 형성하는 화상 형성 스테이션들을 중간 전사 벨트 위에 직렬로 배치하고, 중간 전사 벨트의 반송 방향에 따라 제1 화상 형성 스테이션(이하, st1이라고 약기함)→ st2 → st3 → st4 의 순서대로 각 색 성분의 토너상을 화상 형성 영역에 형성한다. 일본 공개 특허 제2006-292868호에서는 이 순서에 따라서 각 화상 형성 스테이션의 현상 롤러의 구동 및 정지와 감광 드럼에의 접촉 및 감광 드럼으로부터의 이격을 제어한다. 또한, 인라인 방식은 탠덤식이라고도 불린다.

여기서, 각 화상 형성 스테이션은 교환가능하고 비교적 저렴한 프로세스 카트리지로서 개별적으로 제공되기 때문에, 화상 형성 장치 본체와의 위치 관계에 있어서의 변동 등의 기계적인 변동이나, 구동원 제어에 있어서의 변동 등의 변동을 완전하게 없애는 것은 어렵다. 변동은, 예를 들어 감광 드럼과 현상 롤러를 접촉 및 이격시키기 위한 기구에서 일어난다. 예를 들어, 현상 롤러가 감광 드럼과 접촉하도록 현상 롤러를 압박하고, 캠 기구에 의해 이 압박하는 힘에 대항해서 현상 롤러를 감광 드럼으로부터 이격시키는 기구를 채용했다고 가정한다. 이 경우, 캠이 화상 형성 장치 본체에 있고, 캠 팔로워가 프로세스 카트리지에 있다고 가정하면, 캠과 캠 팔로워와의 거리가 변동할 가능성이 있다. 이 변동은, 화상 형성 스테이션간에서, 또는 프로세스 카트리지간에서, 현상 롤러와 감광 드럼의 접촉과 분리의 타이밍의 오프셋을 초래하고, 화상 형성 장치들 사이 또는 프로세스 카트리지들 사이에서 일어나는 오프셋 및 타이밍의 오프셋은 화상 불량을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 현상 롤러의 접촉 타이밍이, 감광 드럼 상의 화상 형성 영역의 선단보다 지연되면, 화상 선단이 빠지거나 현상 롤러의 접촉 쇼크에 의한 화상 불량이 발생한다. 또한, 현상 롤러의 이격 타이밍이, 감광 드럼 상의 화상 형성 영역의 후단보다 빠르면, 화상 후단이 빠지는 화상 불량이 발생할 것이다. 감광 드럼 상의 화상 형성 영역은, 인쇄가 행해지는 기록 매체의 크기에 따라, 감광 드럼 표면에 잠상(및 궁극적으로는 토너를 이용하는 가시 화상)이 형성되는 영역이라는 것에 유의한다.

현상 롤러와 감광 드럼의 접촉 또는 이격 타이밍의 변동에 의해 발생하는 이들 악영향을 방지하기 위해, 일본 공개 특허 제2006-292868호에서는, 현상 롤러의 구동과 정지 및 접촉과 이격의 제어에, 도 24에 도시된 바와 같이 화상 형성 보증 시간에 앞서는 마진을 갖게 한다. 마진은, 예를 들어, 현상 롤러를 감광 드럼에 접촉시키기 위해서 이동의 시작으로부터 실제 접촉까지 필요한 시간의 변동을 흡수하기 위한 여유 시간이다. 감광 드럼으로부터 이격된 위치로부터 감광 드럼에 접촉된 위치로 현상 롤러를 이동시킬 때, 이동 개시 후, 마진 시간이 경과하면, 화상 형성 스테이션간의 타이밍의 변동에 관계 없이 현상 롤러는 감광 드럼에 접촉된 상태에 있는 것이 보증된다. 따라서, 현상 롤러의 이동 개시 후 마진 시간이 경과한 후의 시간은, 토너 등을 사용한 현상제에 의한 가시 화상 형성이 보증되는 화상 형성 보증 시간으로서 역할을 한다. 도 24의 예에서는, 현상 롤러는 타이밍 t241에서 감광 드럼에 접촉되고, 이러한 접촉은 화상 형성 보증 시간에 대하여 오프셋 1의 시간만큼 빨라진다. 또한, 화상 형성 후에 있어서는, 화상 형성을 보증하기 위해서, 감광 드럼에 대하여 접촉된 현상 롤러의 이격을 화상 형성 보증 시간의 경과 후에 개시한다. 도 24에서, 실제로 이격하기까지는 오프셋 2에 상당하는 시간을 필요로 한다. 이러한 종류의 오프셋을 참작하여 화상 형성을 행함으로써, 화상 형성 불량의 발생을 방지한다.

그리하여, 도 24의 예에서는, 화상 형성 보증 시간보다 오프셋 1 + 오프셋 2의 시간만큼 길게 현상 롤러와 감광 드럼이 접촉된다. 즉, 오프셋을 참작해서 화상 형성 보증 시간을 확보하기 때문에, 화상 형성 시에는, 많은 경우, 최소한 화상 형성에 필요 충분한 시간만큼 긴 기간 동안 현상 롤러와 감광 드럼이 접촉하고 있다고 추정할 수 있다. 이 결과, 화상 형성에 본질적으로는 필요하지 않은 접촉에 의해 감광 드럼의 마모가 진행하여, 프로세스 카트리지의 수명이 단축되는 문제가 있다.

본 발명은, 상술된 문제를 감안해서 이루어진 것이며, 현상 롤러와 감광 드럼이 접촉하는 시간을 적절하게 제어함으로써, 프로세스 카트리지의 마모를 늦출 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는 것에 관련된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 화상 형성 장치는, 잠상이 형성되는 상 담지체; 및 상 담지체에 형성된 잠상을 토너상으로서 현상하도록 구성된 현상 수단을 포함하고, 현상 수단은 상 담지체와 접촉하거나 또는 이격하는 것이 가능하고 토너상을 담지하는 현상제 담지체를 포함하며; 화상 형성 장치는, 상 담지체와 현상제 담지체가 이격된 상태에서 현상 수단을 동작시키면서 상 담지체와 현상제 담지체를 접촉하게 하는 접촉 동작을 개시시켜서 잠상을 현상하는 것으로 얻어지는 토너상을 검출하는 검출 수단; 및 검출 수단에 의해 검출된 검출 결과에 기초하여 상 담지체와 현상제 담지체를 접촉하게 하는 접촉 동작을 제어하는 제어 수단을 갖는다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 화상 형성 장치는, 잠상이 형성되는 상 담지체; 및 상 담지체에 형성된 잠상을 토너상으로서 현상하는 현상 수단을 포함하고, 현상 수단은 상 담지체와 접촉하거나 또는 이격하는 것이 가능하고 토너상을 담지하는 현상제 담지체를 포함하며; 화상 형성 장치는, 상 담지체와 현상제 담지체가 접촉된 상태에서 현상 수단을 동작시키면서 상 담지체와 현상제 담지체를 이격하게 하는 이격 동작을 개시시켜서 잠상을 현상하는 것으로 얻어지는 토너상을 검출하는 검출 수단; 및 검출 수단에 의해 검출된 검출 결과에 기초하여 상 담지체와 현상제 담지체를 이격하게 하는 이격 동작을 제어하는 제어 수단을 갖는다.

본 발명의 또다른 양태에 따르면, 화상 형성 장치는, 잠상이 형성되는 상 담지체; 및 상 담지체에 형성된 잠상을 현상하는 현상제 담지체를 포함하고, 화상 형성 장치는, 상 담지체와 현상제 담지체가 이격된 상태와, 잠상을 현상하는 것이 가능한, 상 담지체와 현상제 담지체가 접촉된 상태를 전환하는 것이 가능하며, 상 담지체에 형성되는 잠상은, 상 담지체와 현상제 담지체의 접촉 동작 또는 이격 동작을 제어하는 검출 화상으로서 현상된다.

본 발명의 다른 특징은, 첨부 도면을 참조하여 하기의 예시적인 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 일 실시예에 따른 인라인식 풀컬러 프린터의 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 프린터의 기능 블록도이다.
도 3a 내지 도 3c는 일 실시예에 따른 인라인식 풀컬러 프린터의 감광 드럼과 현상 롤러의 접촉/이격 상태의 예를 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 인라인식 풀컬러 프린터의 현상 롤러를 감광 드럼에 접촉/감광 드럼으로부터 이격시키기 위한 구동 캠의 캠 선도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 인라인식 풀컬러 프린터의 화상 형성 유닛의 사시도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 인라인식 풀컬러 프린터의 감광 드럼과 현상 롤러의 접촉 타이밍 검지시의 선도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 인라인식 풀컬러 프린터의 감광 드럼과 현상 롤러의 이격 타이밍 검지 시의 선도이다.
도 8은 제1 실시예에서 감광 드럼과 현상 롤러의 접촉/이격 타이밍을 검출하는 제어 프로그램의 흐름도이다.
도 9는 제1 실시예에서 감광 드럼과 현상 롤러의 접촉 타이밍을 검출할 경우의 검출 상태를 나타내는 선도이다.
도 10은 제1 실시예에서 감광 드럼과 현상 롤러의 이격 타이밍을 검출할 때의 검지 상태를 나타내는 선도이다.
도 11은 제1 실시예에서 감광 드럼과 현상 롤러의 접촉/이격 타이밍을 검출하기 위한 검출 패턴의 예를 나타낸다.
도 12는 제1 실시예에서 감광 드럼과 현상 롤러가 접촉할 때의 예를 나타낸다.
도 13은 제2 실시예에서 감광 드럼과 현상 롤러의 접촉/이격을 검출하는 타이밍도이다.
도 14는 제2 실시예에서 감광 드럼과 현상 롤러의 접촉/이격 타이밍을 검출하는 제어 프로그램의 흐름도이다.
도 15는 제2 실시예에서 감광 드럼과 현상 롤러의 접촉/이격 상태의 예를 나타낸다.
도 16은 제2 실시예에서 감광 드럼과 현상 롤러의 접촉/이격을 검출하는 타이밍도이다.
도 17은 제3 실시예에서 감광 드럼과 현상 롤러의 접촉/이격 타이밍을 검출하기 위한 검출 패턴의 예를 나타내는 도면이다.
도 18은 제3 실시예에서 감광 드럼과 현상 롤러의 이격 타이밍을 검출할 때의 검지 상태를 나타내는 선도이다.
도 19는 제3 실시예에서 감광 드럼과 현상 롤러의 접촉/이격 타이밍을 검출하는 제어 프로그램의 흐름도이다.
도 20은 제3 실시예에서 감광 드럼과 현상 롤러의 접촉/이격 타이밍을 보정하는 보정 방법의 개념을 도시하는 도면이다.
도 21은 제4 실시예에 있어서의 감광 드럼에 대전 바이어스를 인가하고, 현상 롤러에 전사 바이어스를 인가하는 타이밍을 나타내는 타이밍도이다.
도 22는 제4 실시예에서 중간 전사 벨트의 구동 타이밍과 바이어스의 인가 타이밍을 나타내는 타이밍도이다.
도 23은 제4 실시예에서 감광 드럼과 현상 롤러의 접촉/이격 타이밍을 검출하는 제어 프로그램의 흐름도이다.
도 24는 종래 기술의 문제에 관련된 감광 드럼과 현상 롤러의 접촉/이격 타이밍의 일례를 나타내는 도면이다.

<제1 실시예>

본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 형성 장치에 대해서 하기에서 설명한다. 본 예에서는, 전자 사진 방식을 채용하는 접촉 현상 방식의 화상 형성 장치 중, 중간 전사 벨트를 사용하는 인라인 방식의 4 드럼 풀컬러 화상 형성 장치를 화상 형성 장치의 일례로서 사용한다. 도 1은 이러한 화상 형성 장치의 일반적인 구성을 나타내는 개략 단면도이다.

<화상 형성 장치의 구성>

도 1에 나타낸 바와 같이, 4 드럼 풀컬러 화상 형성 장치(1)는, 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙의 4색의 프로세스 카트리지 PY, PM, PC, 및 PK가 화상 형성 장치 본체(이하, 장치 본체라고 칭함)(2)에 대하여 착탈가능한 구성을 갖는다. 프로세스 카트리지 PY, PM, PC, 및 PK(이하 P라고 총칭함)는, 각각이 장치 본체에 장착된 각 색 성분의 화상 형성 스테이션(화상 형성 유닛이라고도 칭함)을 구성한다. 화상 형성 스테이션은, 후술하는 현상 유닛(63), 감광 드럼(61) 등도 포함한다. 또한, 장치 본체(2)에는, 중간 전사체(회전체)로서 기능하는 중간 전사 벨트(51)를 갖는 중간 전사 벨트 유닛(5), 및 토너를 가열 정착하는 정착 유닛(7)이 제공된다. 화상 형성 스테이션들은, 기록 매체 반송 방향을 따라 직렬로 배치된다.

프로세스 카트리지들 P는 각각, 상 담지체(감광체)인 감광 드럼(61Y, 61M, 61C 및 61K)을 가지며, 피전사체인 중간 전사 벨트(51)의 이동 방향을 따라서 순차적으로 병렬로 배치된다. 상 담지체 상에, 즉 상 담지체 표면에는 정전 잠상이 형성되고, 토너를 사용하여 현상된다. 또한, 각 프로세스 카트리지 P는, 각 감광 드럼(61)의 주위에, 대전 수단으로서의 1차 대전 유닛(62), 현상 수단으로서의 현상 유닛(63), 및 클리닝 수단으로서의 감광체 클리너(65)를 일체로 갖고 있다.

각 프로세스 카트리지 P에서, 1차 대전 유닛(62)은 감광 드럼(61)의 외주 표면 상에 배치되고, 감광 드럼(61)의 표면을 균일하게 대전한다. 현상 유닛(63)은, 각 레이저 노광 유닛(노광 수단)(21Y, 21M, 21C, 21K)으로부터의 노광에 의해 감광 드럼(61)의 표면 상에 형성된 정전 잠상을, 대응하는 색(옐로우, 마젠타, 시안, 블랙)의 토너를 사용해서 현상한다. 현상 유닛(63) 내에서 현상제 담지체로서 기능하는 현상 롤러(64)는, 현상 롤러(64)를 감광 드럼(61)으로부터 이격하고 현상 롤러(64)의 회전을 정지시킴으로써, 각 현상 유닛(63)에서 현상제의 열화를 방지할 수 있도록 구성된다. 즉, 각 현상 유닛(63)에서, 현상 롤러(64)는 감광 드럼(61)에 대하여 접촉 또는 이격 가능하게 구성된다. 이하의 설명에서, 접촉된 상태를 단순히 접촉, 이격된 상태를 단순히 이격이라고 칭할 수도 있다. 또한, 감광 드럼 상에 현상 롤러가 접촉하는 위치를 접촉 위치라고 칭한다. 토너상이 순차 전사된 후, 감광체 클리너(65)는 감광 드럼(61)의 표면에 부착되어 있는 전사 후의 잔류 토너를 제거한다.

또한, 1차 전사 롤러(52)가 감광 드럼(61)과 함께 중간 전사 벨트(51)를 사이에 끼우는 위치에서는, 감광 드럼(61)과 함께 1차 전사 유닛을 형성하는 1차 전사 롤러(52)가 감광 드럼(61)에 대향하여 배치된다.

한편, 중간 전사 벨트 유닛(5)은 중간 전사 벨트(51)와, 중간 전사 벨트(51)를 스트레칭하는 구동 롤러(53), 텐션 롤러(54), 및 2차 전사 대향 롤러(55)의 3개의 롤러를 구비한다. 그리고, 벨트 구동 모터(도시하지 않음)를 이용하여 구동 롤러(53)를 회전하도록 이동시킴으로써 중간 전사 벨트(51)를 회전 반송한다. 텐션 롤러(54)는 중간 전사 벨트(51)의 길이에 따라서 도 1의 수평 방향으로 이동 가능하게 구성된다.

구동 롤러(53)의 근방에는, 중간 전사 벨트(51) 상의 토너 패치(toner patch)를 검출하기 위한 검출 수단으로서 기능하는 레지스트레이션 검출 센서(56)가 롤러의 길이 방향 양단부 근방에 설치된다. 이 위치가 미리 정해진 검출 위치이다. 텐션 롤러(54)의 근방에는, 중간 전사 벨트상의 잔류 토너를 회수하기 위한 벨트 클리너(58)가 배치된다. 길이 방향은 롤러의 축 방향이며, 중간 전사 벨트(51)의 반송 방향과 직교하는 폭 방향이다. 또한, 2차 전사 대향 롤러(55)가 중간 전사 벨트(51)를 사이에 끼운 위치에서는, 2차 전사 대향 롤러(55)와 함께 2차 전사 유닛을 형성하는 2차 전사 롤러(82)가 2차 전사 대향 롤러(55)에 대향하여 배치된다. 2차 전사 롤러(82)는, 전사/반송 유닛(8)에 의해 유지된다.

장치 본체(2)의 하부에는, 2차 전사 유닛에 기록 매체(본 장치에서는 용지 등의 인쇄 매체) Q를 급송하는 급송 유닛(3)이 배치된다. 급송 유닛(3)은, 복수매의 기록 매체 Q를 수납하는 카세트(31), 급송 롤러(32), 중복 이송을 방지하는 리터드 롤러 쌍(33), 반송 롤러 쌍들(34 및 35), 레지스트레이션 롤러 쌍(36) 등을 구비한다. 정착 유닛(7)의 하류측 반송로에는 배출 롤러 쌍들(37, 38, 및 39)이 제공된다.

컬러 화상 형성 장치(1)는 양면 인쇄에 호환적이며, 기록 매체 Q의 1면째의 화상 형성이 종료되고 기록 매체 Q가 정착 유닛(7)으로부터 배출된 후, 전환 부재(41)를 전환하는 것으로, 반전 롤러 쌍(42 및 43)측에 기록 매체 Q를 반송한다. 이 기록 매체 Q의 후단이 전환 부재(44)를 넘어가면, 전환 부재(44)를 전환함과 동시에, 반전 롤러(43)를 역회전시켜서 기록 매체 Q를 양면 반송로(45)에 안내한다. 그 후 양면 반송로 롤러 쌍들(46, 47, 및 48)을 회전 구동하여 기록 매체 Q를 재급송함으로써, 2면째에의 인쇄를 가능하게 한다.

또한, 화상 형성 장치(1)에는, 화상 형성 제어 유닛(간단히 제어 유닛이라고도 칭함)(12)이 제공되고, 화상 형성 제어 유닛(12)에 의해 각 센서의 출력 신호를 얻고, 또한, 구동 유닛의 구동 타이밍 및 잠상 형성 타이밍 등의 화상 형성 동작을 제어한다.

<제어 유닛의 구성>

다음에, 본 발명의 제1 실시예에 개시된 화상 형성 제어 유닛(12)의 구성에 대해서 도 2를 사용해서 상세하게 설명한다. 화상 형성 제어 유닛(12)은, 프로그램을 실행해서 데이터 프로세싱 및 입출력 프로세싱을 실행하는 프로세서인 CPU(121), 데이터, 프로그램 등을 저장하는 ROM(122) 및 RAM(123)을 포함한다. 이 구성에 의해, 예를 들어 메모리 공간이나 IO 공간에 맵핑된 타이머 및 각 제어 유닛을 제어한다. 제어 유닛으로서는, 예를 들어 노광 제어 유닛(13), 고전압 제어 유닛(14), 구동 제어 유닛(15), 센서 제어 유닛(16) 등이 있다. 이 외에도 제어 타이머(17)가 또한 시간의 계측 등을 위해서 사용된다. 노광 제어 유닛(13)은, 레이저 노광 유닛(21)을 구동하는 것 이외에도, 스캐너 모터(182)의 구동 및, 레이저 광량의 보정 등을 행한다. 고전압 제어 유닛(14)은 감광 드럼(61)의 대전을 행하고, 화상 형성에 필요한 현상 바이어스의 감광 드럼에의 인가, 1차 전사 바이어스의 중간 전사 벨트(51)에의 인가, 2차 전사 바이어스의 기록 매체 Q에의 인가, 벨트 클리너용의 벨트 클리닝 바이어스의 인가 등을 행한다. 구동 제어 유닛(15)은 감광 드럼(61), 현상 롤러(64), 및 중간 전사 벨트(51)의 화상 형성계 모터(도시하지 않음)의 구동 및 기록 매체 Q를 반송하는 반송 모터(도시하지 않음)의 구동을 행한다. 센서 제어 유닛(16)은 토너 잔량의 검출 및 반송로에 있어서의 기록 매체 Q의 위치 검출을 행한다. 그 밖에, 센서 제어 유닛(16)은 중간 전사 벨트(51) 상의 토너 패치를 레지스트레이션 검지 센서(56)를 사용하여 검출하고, 중간 전사 벨트(51) 상에 제공된 위치 표시 마크를 마크 센서(57)를 사용해서 검출한다.

이상의 구성을 하기에서 더욱 상세하게 설명한다. 패턴 검출 제어 유닛(181)은 스캐너 모터(182), 대전 바이어스 제어 유닛(183), 현상 바이어스 제어 유닛(184), 및 1차 전사 바이어스 제어 유닛(185)을 포함한다. 대전 바이어스 제어 유닛(183)은, 1차 대전 유닛(62)에 인가되는 바이어스를 제어한다. 현상 바이어스 제어 유닛(184)은, 현상 롤러(64)를 대전시키기 위한 대전 유닛의 바이어스를 제어한다. 1차 전사 바이어스 제어 유닛(185)은, 1차 전사 롤러(52)에 대하여, 화상 형성시는 양의 바이어스를 인가하고, 폐 토너 회수시는 음의 바이어스를 인가하는 대전 유닛을 제어한다. 물론, 각 바이어스 제어 유닛 자체에 대전 유닛이 포함된다고 생각할 수도 있다.

스테핑 모터 제어 유닛(187)은 스테핑 모터(91)를 제어하고, 그 요지는 도 3a 내지 도 3c에 예시된다. 상세하게는 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 후술하지만, 본 실시예에서 스테핑 모터(91)는, 각 색 성분의 현상 롤러(64)의 위치를 이동시키기 위한 캠과 동축에 고정된 웜 휠과 맞물리는 웜기어(worm gear)를 구동하는 모터이다. 각 캠을 구동하는 웜기어들은 동축에 고정되어서 하나의 스테핑 모터(91)에 의해 동시에 구동되기 위해, 각 캠의 위상차는 고정된다. 스테핑 모터(91)를 각 색 성분의 화상 형성에 대응하는 타이밍에서 구동함으로써, 현상 롤러(64)를 감광 드럼(61)으로부터 이격시키거나, 또는 그에 접촉시킨다.

도 10에 나타내는 센서 제어 유닛(16)의 레지스트레이션 검출 센서(56)(본 실시예에서는 2개의 센서(56a 및 56b))는 패턴 검출 제어 유닛(181)에 의해 제어된다. 패턴 검출 제어 유닛(181)에서는, 스테핑 모터(91)의 기동 때로부터 검지 패턴이 레지스트레이션 검출 센서(56)의 바로 아래를 통과할 때까지의 시간을 제어 타이머(17)로 측정한다. 또한, 패턴 검출 제어 유닛(181)은 레지스트레이션 검출 센서(56)의 바로 아래를 통과한 검출 패턴이 형성된 화상 형성 스테이션을 결정하기 위한 검출 윈도우의 전환 제어를 행한다. 스테핑 모터(91)의 기동 타이밍은, 예를 들어 화상 형성 제어 유닛(12)을 통해서 통지되는 것으로 알 수 있다. 검출 패턴이 타이밍의 보정을 위한 보정 화상이 될 수도 있다.

<화상 형성 장치의 동작>

여기서, 이상과 같이 구성된 4 드럼 풀컬러 화상 형성 장치(1)의 화상 형성 동작에 대해서 설명한다. 화상 형성 동작이 개시되면, 우선 카세트(31) 내의 기록 매체 Q는, 급송 롤러(32)에 의해 급송된 후, 기록 매체 Q는 리터드 롤러 쌍(33)에 의해 개개의 시트로 분리되고, 그 후 계속해서 반송 롤러 쌍들(34 및 35) 등을 거쳐서 레지스트레이션 롤러 쌍(36)에 반송된다.

한편, 기록 매체 Q의 반송 동작에 병행해서, 예를 들어 옐로우의 프로세스 카트리지 PY에서는, 우선 감광 드럼(61Y)의 표면이 1차 대전 유닛(62)에 의해 균일하게 음으로 대전되고, 그 후 레이저 노광기(21Y)에 의해 화상 노광이 행해진다. 그리하여, 감광 드럼(61Y)의 표면에는 화상 신호의 옐로우 화상 성분에 대응하는 정전 잠상이 형성된다.

현상 유닛(63Y) 내의 현상 롤러(64Y)는 회전 구동되면서 점차 이동되고, 감광 드럼(61Y)에 접근해서 접촉하고, 그리하여 감광 드럼(61Y)의 정전 잠상이, 현상 유닛(63Y)에 의해 음으로 대전된 옐로우 토너를 사용해서 현상된다. 그리하여, 정전 잠상이 옐로우 토너상으로서 가시화된다. 즉, 정전 잠상이 가시 화상이 되어서 드러난다. 이와 같이 하여 얻어진 옐로우 토너상의 중간 전사 벨트(51) 상에의 1차 전사는, 1차 전사 바이어스가 공급된 1차 전사 롤러(52)에 의해 행해진다.

이러한 일련의 토너 화상 형성 동작은, 다른 프로세스 카트리지 PM, PC, 및 PK에서도 이들 프로세스 카트리지의 간격과 반송 속도에 대응하여 시간차를 가지고 순차적으로 행해진다. 현상 롤러(64)는 현상제의 열화를 방지하기 위해서, 감광 드럼(61)에 회전하면서 순차적으로 접촉한다. 그 후, 각 감광 드럼(61) 상에 형성된 각 색의 토너상은, 중간 전사 벨트(51) 상의 대응하는 영역(중간 전사 벨트(51) 상의 화상 형성 영역이라고 칭함)의 각 색의 1차 전사 유닛에 순차적으로 겹쳐져서 1차 전사된다. 현상 동작이 종료될 때, 하류측의 프로세스 카트리지에 의해 1차 전사가 행해지고 있는 중이더라도, 현상제의 열화를 방지하기 위해서 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)으로부터 순차적으로 이격되어 회전이 정지된다. 그리하여 중간 전사 벨트(51) 상에 중첩해서 전사된 4색의 토너상은, 중간 전사 벨트(51)의 회전 에 수반하여, 2차 전사 유닛에 적재되어 이동된다.

한편, 레지스트레이션 롤러 쌍(36)에서 사행이 교정된 후의 기록 매체 Q는, 중간 전사 벨트(51) 상의 토너 화상들과 맞추어진 타이밍에 2차 전사 유닛에 급송된다. 중간 전사 벨트(51) 상의 4색의 토너 화상의 2차 전사는, 기록 매체 Q를 끼워서 중간 전사 벨트(51)에 접촉된 2차 전사 롤러(82)에 의해, 기록 매체 Q 상에 일괄해서 행해진다. 그리하여, 토너상이 전사된 기록 매체 Q는, 정착 유닛(7)에 반송되어서, 열과 압력이 기록 매체 Q에 가해져 토너상이 정착된 후, 배출 롤러 쌍들(37, 38, 및 39)에 의해 장치 본체 상면에 기록 매체 Q가 배출되어 적재된다. 이상의 프로세스에 의하여, 기록 매체 상에 풀컬러의 토너 화상이 형성된다.

<감광 드럼과 현상 롤러의 접촉 및 이격 전환 동작>

다음에 도 3a 내지 도 3c를 참조하여, 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)의 접촉과 이격을 전환하는 기구에 대해서 설명한다. 현상 롤러(64)의 접촉과 이격을 전환하기 위한 구동원인 스테핑 모터(91)는, 그 출력 샤프트에 웜기어(97)가 고정되고, 스테핑 모터(91)는, 웜기어와 맞물리는 피니언 기어가 동축에 고정된 구동 전환 샤프트(92)를 회전시킨다. 구동 전환 샤프트(92)에는 각 색의 캠 기어(94)를 구동하기 위한 웜기어(93)가 고정되고, 구동 전환 샤프트(92)가 회전하면, 캠 기어(94)에 대하여 동축에 고정된 캠(95)의 위상이 변화한다. 캠(95)은 회전 중심으로부터의 반경이 위상에 따라 상이하게 주연을 형성한 판캠(plate cam)이다. 캠(95)의 주연은, 캠(95)의 위상에 따라서 프로세스 카트리지 P의 측면에 압력을 가하거나 또는 압력을 해제한다. 캠 팔로워로서 기능하는 프로세스 카트리지 P의 측면은 현상 롤러가 축지지된 현상 유닛(63)의 케이스의 측면이며, 현상 유닛(63)의 케이스는 그 중앙 부근에서, 감광 드럼(61)을 지지하는 케이스에 대하여, 감광 드럼 등과 평행한 샤프트(99) 등에 의해 축지지된다. 감광 드럼(61)이 축지지된 케이스는 장치 본체(2)에 대하여 고정되어 있고, 그 케이스와 현상 유닛(63)의 케이스 사이에는, 현상 유닛(63)의 케이스를 캠(95)에 대하여 압박하기 위한 스프링 등의 탄성 부재(98)가 제공된다. 그리하여, 현상 롤러(64)는, 캠(95)에 의해 구동되는 현상 유닛(63)의 케이스의 움직임에 따라, 샤프트(99)를 중심으로 해서 요동한다. 그리하여, 캠(95)의 위상에 따라, 현상 롤러(64)는 감광 드럼(61)과 접촉하거나 또는 그로부터 이격한다. 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61) 사이의 최소 거리는 0이므로, 현상 유닛(63)의 케이스의 요동량은 캠(95)의 반경뿐만 아니라, 감광 드럼(61)에 의해서도 규제된다. 그리하여, 감광 드럼(61)과 현상 롤러(64)의 접촉과 이격을 전환할 수 있다.

본 실시예에서 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)의 접촉 및 이격 상태는, 도 3a에 나타내는 대기 상태(또는 완전 이격 상태)를 포함하며, 도 3b에 나타내는 풀컬러 접촉 상태와, 도 3c에 나타내는 흑백 접촉 상태를 포함한다. 대기 상태에서는, 모든 캠(95)(95Y, 95M, 95C, 및 95K)이 최대 반경에서 프로세스 카트리지 P (PY, PM, PC, 및 PK)의 측면에 접촉하고, 모든 현상 롤러(64)(64Y, 64M, 64C, 및 64K)가 감광 드럼들(61)(61Y, 61M, 61C, 및 61K)로부터 이격된다. 최대 반경은, 현상 롤러(64)를 감광 드럼(61)으로부터 이격시키기 위해 필요한 반경이다. 풀 컬러 접촉 상태에서는, 모든 캠(95)(95Y, 95M, 95C, 및 95K)이 프로세스 카트리지들 P(PY, PM, PC, 및 PK)의 측면에 대략 최소 반경에서 접촉(혹은 그로부터 이격)한다. 최소 반경은, 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)을 접촉시키기 위해서 필요한 반경이다. 그 결과, 모든 현상 롤러(64)(64Y, 64M, 64C, 및 64K)가, 모든 감광 드럼(61)(61Y, 61M, 61C, 및 61K)과 접촉한다. 흑백 접촉 상태에서는, 도 3c에 나타내는 옐로우(Y), 마젠타(M), 및 시안(C)의 3색의 캠(95)(95Y, 95M, 및 95C)이, 옐로우(Y), 마젠타(M), 및 시안(C)의 3색의 프로세스 카트리지 P(PY, PM, 및 PC)의 측면에 접촉한다. 블랙(K)의 캠(95K)만, 프로세스 카트리지 PK의 측면으로부터 이격(또는 대략 최소 반경에서 접촉)되고, 블랙의 현상 롤러(64K)만이 감광 드럼(61K)과 접촉된다.

다음에, 캠(95)의 위상 변화와 선택가능한 3개의 상태 사이의 관계에 대해서 도 4의 캠 선도에 나타낸다. 도 4에서, 현상 이격은, 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)이 이격되는 측이며, 캠 반경이 크고, 현상 접촉은, 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)이 접촉되는 측이며, 캠 반경이 작다. 도 4는 캠의 프로파일만을 나타내며, 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)의 실제의 접촉 및 이격을 나타내지 않는다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 각각의 캠(95)(95Y, 95M, 95C, 및 95K)은 각각 프로파일을 가지고, 또한, 각각의 캠(95)(95Y, 95M, 95C, 및 95K)의 위상을 어긋나게 함으로써, 도 3a 내지 도 3c에 나타낸 3개의 상태간의 전환(모드 전환)이 가능해진다. 또한, 이하의 설명에서, 감광 드럼(61)과 현상 롤러(64)의 접촉을 간단히 접촉 또는 현상 접촉이라고 칭할 수 있고, 감광 드럼(61)과 현상 롤러(64)의 이격을 간단히 이격 또는 현상 이격이라고 칭할 수 있다.

현상 롤러(64)의 상태는, 통상의 인쇄 동작을 행할 때, 화상 형성이 개시되는 타이밍에 맞춰서 대기 상태로부터 풀컬러 접촉 상태, 또는 대기 상태로부터 흑백 접촉 상태로 전환된다. 우선, 풀컬러 프린트를 행하는 경우의 현상 접촉/이격 상태의 전환에 대해서 설명한다. 현상 접촉/이격 상태는, 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)의 접촉 혹은 이격 상태를 칭하고, 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)이 접촉되는 상태를 현상 접촉 상태(혹은 접촉 상태)라고 칭하고, 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)이 이격되는 상태를 현상 이격 상태(이격 상태)라고 칭한다. 스테핑 모터(91)는 대기 상태에서 정지된다. 예를 들어, 대기 상태는 특정한 캠에 대하여, 그 캠의 회전 위상을 나타내는 센서를 제공함으로써 결정될 수 있다. 대안적으로, 일단 대기 상태의 위치를 결정해서 캠의 1회전의 스텝수를 측정하고, 스텝수를 세면서 모터를 구동함으로써 결정될 수 있다.

풀컬러 프린트를 행할 때, 화상 형성을 개시하는 타이밍에 맞추어, 스테핑 모터(91)를 미리 정해진 스텝 수만큼 정회전 구동한다. 스테핑 모터(91)의 정회전 구동이 개시될 때, 각 화상 형성 스테이션의 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)은, 부정 상태(401)를 통과해서 접촉해서 풀컬러 접촉 상태가 확립된다. 그 접촉의 순서는, 화상 형성 스테이션 1(옐로우)→ 화상 형성 스테이션 2(마젠타)→ 화상 형성 스테이션 3(시안)→ 화상 형성 스테이션 4(블랙)이다. 접촉이 완료된 화상 형성 스테이션으로부터 화상 형성이 개시된다. 이때의 스테핑 모터(91)의 구동 스텝수는, 모든 화상 형성 스테이션의 접촉이 완료한 풀컬러 상태에서 스테핑 모터(91)가 정지하도록 하는 구동 스텝수이다. 화상 형성이 종료하면, 다시 스테핑 모터(91)를 미리 정해진 스텝 수만큼 정회전 구동한다. 스테핑 모터(91)의 정회전 구동이 개시되면, 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)은 부정 상태(402)를 통과해서 이격되어 대기 상태로 복귀된다. 이격의 순서는, 화상 형성 스테이션 1(옐로우)→ 화상 형성 스테이션 2(마젠타)→ 화상 형성 스테이션 3(시안)→ 화상 형성 스테이션 4(블랙)이다. 이렇게 해서 화상 형성이 종료된다. 이때의 스테핑 모터(91)의 구동 스텝수는, 캠이 대기 상태에서 정지하도록 하는 구동 스텝수이다. 즉, 상기 동작은 대기 상태로부터 시작되고, 풀컬러 상태에서의 정지를 거쳐서 다시 대기 상태에 복귀된다.

다음에, 흑백 인쇄를 행할 때의 현상 접촉/이격 상태의 전환 제어에 대해서 설명한다. 흑백 인쇄를 행할 때, 화상 형성을 개시하는 타이밍에 맞춰서 스테핑 모터(91)를 미리 정해진 스텝 수만큼 역회전 구동한다. 스테핑 모터(91)의 역회전 구동이 개시되면, 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)은, 부정 상태를 통과해서 화상 형성 스테이션 4(블랙)에만 접촉하고, 화상 형성 스테이션 4(블랙)의 화상 형성이 개시된다. 스테핑 모터(91)의 구동 스텝수는, 화상 형성 스테이션 4(블랙)에 대해서만 접촉이 완료될 때 스테핑 모터(91)가 정지하도록 하는 구동 스텝수이다. 화상 형성이 종료될 때, 스테핑 모터(91)를 미리 정해진 스텝 수만큼 정회전 구동한다. 스테핑 모터(91)의 정회전 구동을 개시하면, 스테이션 4(블랙)의 현상 롤러(64K)와 감광 드럼(61K)은 이격되어 인쇄가 종료된다. 이 때, 스테핑 모터(91)의 구동 스텝수는, 모든 화상 형성 스테이션의 이격이 완료되면 정지하게 하는 구동 스텝수이다.

화상 형성 장치(1)는, 화상 형성의 프로세스에서, 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)의 현상 접촉/이격 상태를 이격 상태로부터 접촉 상태로, 또는 접촉 상태로부터 이격 상태로 전환한다. 그 때, 대기 상태에서의 스테핑 모터(91)의 구동 개시 타이밍(개시 시기) 및 스텝수와, 풀컬러 접촉 상태에서의 스테핑 모터(91)의 구동 개시 타이밍 및 스텝수는 미리 결정된다.

여기서, 도 4에 나타내는 접촉 상태에서, 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)의 접촉이 개시될 필요는 없다. 장치 본체(2)에 제공된 캠(95)과 프로세스 카트리지 사이의 거리의 변동에 따라, 캠(95)의 최소 반경부가 현상 유닛의 케이스에 접촉하기 전에 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)의 접촉이 발생할 수 있다. 이러한 방식으로, 성분간의 개별적인 차이나 설치 정밀도 등의 영향에 의해, 접촉 타이밍 및 이격 타이밍의 변동이 발생한다. 따라서, 본 실시예에서는, 이 접촉 타이밍을 검지하고, 최적에 가까운 타이밍으로 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)이 접촉하도록 캠의 구동 타이밍과 회전 속도를 조정한다. 그리하여, 다음에 감광 드럼(61)과 현상 롤러(64)의 접촉 타이밍 또는 이격 타이밍을 검지하는 방법의 원리에 대해서 설명한다.

<현상 접촉 타이밍 및 현상 이격 타이밍의 검출 원리>

우선, 감광 드럼(61)에의 현상 롤러(64)의 접촉 타이밍을 검지하는 방법의 원리에 대해서, 도 5, 도 6을 참조해서 설명한다. 접촉 타이밍(현상 접촉 타이밍)은, 스테핑 모터(91)를 기동한 때로부터, 감광 드럼(61)에 대한 현상 롤러(64)의 접촉의 완료까지의 시간으로 특정할 수 있다. 이 시간을 현상 접촉 완료 경과 시간이라고 칭하거나, 또는 간단히 현상 롤러(64)의 이동 시간이라고 칭한다. 각 화상 형성 스테이션에서, 스테핑 모터(91)가 기동되면, 현상 롤러(64)의 그러한 구동에 의해 감광 드럼(61)에 순차 접촉해서 현상 접촉/이격 상태가 이격 상태에서 접촉 상태로 변화한다.

상태가 천이하는 동안, 즉 상태가 부정인 동안에, 도 5에 나타낸 바와 같이, 각 레이저 노광 유닛(노광 수단)(21Y, 21M, 21C, 및 21K)으로부터의 노광에 의해 감광 드럼(61)의 표면 상에 정전 잠상(80)이 형성된다. 또한, 잠상 형성은 부정인 상태 동안에 형성될 뿐만 아니라, 감광 드럼(61)의 회전 방향으로 연속적인 잠상이, 화상의 중간점부터 현상되도록, 잠상이 형성된다. 현상 롤러(64)의 접촉이 완료된 화상 형성 스테이션에서는, 드럼 표면 상의 정전 잠상(80)에 현상 롤러(64)로부터 토너가 공급되어 드럼 표면 상에 토너상이 형성된다. 형성된 토너상은, 중간 전사 벨트(51)에 전사되어, 중간 전사 벨트(51) 상에 각 색의 검출 화상인 검출 패턴(81)이 형성된다. 현상 접촉 타이밍은, 스테핑 모터(91)의 기동으로부터 중간 전사 벨트(51) 상에 형성된 검출 패턴(81)을 레지스트레이션 검출 센서(56)에 의해 검출할 때까지의 경과 시간(현상 접촉 완료 경과 시간) As(msec)으로부터 산출된다. 단, 화상 형성 스테이션이 복수개 있을 때에는, 현상 접촉 완료 경과 시간은, 캠의 위상 오프셋에 따라서도 각 화상 형성 스테이션에 대하여 상이하다. 이것은, 측정이 개시되는 상태인 대기 상태에서도, 스테이션간의 캠에는 위상차가 있기 때문이다. 그로 인해, 위상 오프셋에 기인한 각 스테이션간의 이동 시간의 차분은 보상된다. 위상 오프셋에 기인한 이동 시간은, 스테이션 간의 미리 정해진 위상 관계 및 스테핑 모터(91)의 구동 속도에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 화상 형성 스테이션의 배치순으로 각 캠의 위상이 각도 α만큼 지연되고, 캠의 구동 각속도(모터의 구동 속도에 의해 일의적으로 결정됨)를 Vc로 하면, 각 후속 스테이션마다 α/Vc를, 측정한 현상 접촉 완료 경과 시간으로부터 뺀다. 예를 들어, 스테이션 1의 측정 시간으로부터는 0을, 스테이션 2의 측정시간으로부터는 α/Vc를, 스테이션 3의 측정 시간으로부터는 2α/Vc를, 스테이션 4의 측정 시간으로부터는 3α/Vc를 뺌으로써 위상차를 보상한다. 이후의 설명에서는, 시간 As 및 Cs(후술)에 대해서, 스테이션간의 위상차는 보상되어 있다. 여기에서는 중간 전사 벨트(51) 상에 검출 패턴(81)을 형성하고, 레지스트레이션 검출 센서(56)로 검출하는 예를 설명했지만, 검출 패턴(81)은 중간 전사 벨트(51) 상에 형성하는 것으로 한정되지 않고, 예를 들어 기록 매체 반송 벨트 상에 형성될 수 있다는 것에 유의한다.

여기서, 현상 접촉 타이밍의 산출 방법에 대해서 도 6에 나타내는 선도를 참조해서 설명한다. 도 6은, 감광 드럼(61)에 접촉하는 현상 롤러(64)에 의해 형성된 토너상이 레지스트레이션 검출 센서(56)를 통과할 때까지의 토너상의 상태들을 나타낸다. 횡축에 시간을 나타내고, 종축에 정전 잠상의 형성으로부터 토너상이 레지스트레이션 검출 센서(56)의 위치에 도달할 때까지의 경로를 따른 거리를 나타낸다. 스테핑 모터(91)는, 타이밍 t151에서 대기 상태로부터 기동되고, 현상 접촉 시간 Xs(msec) 경과 후에 타이밍 t152에서 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 접촉한다. 스테핑 모터(91)는, 상술한 스텝수 만큼 회전한 후에 풀컬러 접촉 상태에서 정지한다. 감광 드럼(61)에의 잠상 형성은, 타이밍 t1511로부터 개시되고, 그 잠상은 타이밍 t152로부터 현상된다. 현상된 토너상은 감광 드럼(61)의 회전과 함께 전사 위치로 이동하고, 중간 전사 벨트(51)에의 그 토너상의 1차 전사는 타이밍 t1521에서 행해진다. 중간 전사 벨트(51)의 반송에 따라서 토너상은 레지스트레이션 검출 센서(56)를 통과하고, 거기에서 토너상, 즉 검출 패턴(81)이 검출된다.

계측 시간 사이의 관계를 고려할 때, 산출된 현상 접촉 시간 Xs는, 현상 접촉 완료 경과 시간 As와, 감광 드럼(61)의 표면 상에 형성된 토너상의 현상으로부터 레지스트레이션 검출 센서(56)에 의해 토너상이 검출될 때까지의 경과 시간 Bs와의 차분이다. 즉, 현상 접촉 시간 Xs는 수학식 1로부터 계산될 수 있다. 여기서, 첨자 s는 화상 형성 스테이션을 나타내고, 예를 들어, 화상 형성 스테이션 1의 현상 접촉 완료 경과 시간은, A1이다(이하, S는 화상 형성 스테이션을 의미한다).

<수학식 1>

시간 As는 제어 타이머(17)에 의해 계측가능하다. 시간 Bs는, 현상된 토너상이, 감광 드럼(61) 상의 현상 위치로부터 레지스트레이션 검출 센서(56)의 위치까지의 이동에 필요로 하는 시간이며, 토너상의 반송 속도 및 반송 거리로부터 주어지는 상수이다.

다음에, 감광 드럼(61)으로부터의 현상 롤러(64)의 이격 타이밍을 검출하는 방법의 원리에 대해서 설명한다. 현상 이격 타이밍은, 풀컬러 접촉 상태에서 스테핑 모터(91)를 기동한 때로부터 현상 롤러(64)의 감광 드럼(61)으로부터의 이격이 완료될 때까지의 시간을 이용하여 특정될 수 있다. 이 시간을 현상 이격 완료 경과 시간이라고 칭한다. 각 화상 형성 스테이션에서는, 스테핑 모터(91)가 기동될 때, 감광 드럼(61)으로부터 현상 롤러(64)가 순차적으로 이격되어, 현상 접촉/이격 상태가 이격 상태로 전환된다. 현상 이격 타이밍은, 스테핑 모터(91)의 기동으로부터 중간 전사 벨트(51) 위에 형성된 검출 패턴(81)을 레지스트레이션 검출 센서(56)에 의해 더이상 검지할 수 없을 때까지의 현상 이격 완료 경과 시간 Cs(msec)로부터 산출된다.

여기서, 현상 이격 타이밍의 산출 방법에 대해서 도 7에 나타내는 선도를 참조하여 설명한다. 도 7은, 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)으로부터 이격함으로써 더이상 형성되지 않게 된 토너상이 레지스트레이션 검출 센서(56)를 통과할 때까지의 토너상을 나타낸다. 횡축에 시간을 나타내고, 종축에 정전 잠상의 형성으로부터 토너상이 레지스트레이션 검출 센서(56)의 위치에 도달할 때까지의 경로를 따른 거리를 나타낸다.

스테핑 모터(91)는 타이밍 t154에서 기동되고, 타이밍 t155에서 대기 상태에 도달한다. 그 사이의 타이밍 t1541에서, 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)은 이격한다. 이격하기 직전에 형성된 토너상의 후단의 중간 전사 벨트(51)로의 1차 전사는, 타이밍 t1551에서 행해지고, 토너상은 반송되어서 타이밍 t156에서 레지스트레이션 검출 센서(56)의 위치에 도달한다. 현상 이격 시간 Ys(msec)는, 전술된 현상 이격 완료 경과 시간 Cs(msec)와 고정 시간 Bs(msec)의 차분이고, 수학식 2로부터 산출될 수 있다.

<수학식 2>

통상, 모든 화상 형성 스테이션의 감광 드럼(61)에의 현상 롤러(64)의 현상 접촉 타이밍과 현상 이격 타이밍을 검출할 때, 1개의 레지스트레이션 검출 센서(56)로, 4개의 화상 형성 스테이션 모두의 현상 접촉 타이밍 또는 현상 이격 타이밍이 검출된다. 그리하여, 본 실시예에서는, 각 색마다 4회의 현상 접촉 동작 및 4회의 현상 이격 동작을 행할 필요가 있다.

<현상 접촉 시간 및 현상 이격 시간의 결정 프로세스>

다음에, 본 실시예에 따른 현상 접촉 및 이격 시간을 검출하는 방법에 대해서, 도 8, 도 9, 도 10, 도 11, 도 12를 참조하여 상세하게 설명한다. 도 8은, 현상 접촉 및 이격 시간을 검출하는 제어 프로그램의 흐름도이다. 도 8의 수순은 예를 들어 ROM(122)에 저장된 프로그램을 실행하는 CPU(121)에 의해 실현된다. 도 9는, 현상 접촉 타이밍을 검출할 때, 중간 전사 벨트(51) 상의 상태, 레지스트레이션 검출 센서(56)의 검출 신호, 및 본체 시퀀스 동작 타이밍의 개략도를 나타낸다. 도 10은, 현상 이격 타이밍을 검출할 때, 중간 전사 벨트(51) 상의 검출 패턴(81)의 상태, 레지스트레이션 검출 센서(56)의 검출 신호, 및 본체 시퀀스 동작 타이밍의 개략도를 나타낸다. 도 11은, 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍을 검출하는 데 사용되는 검출 패턴(81)의 개략도를 나타낸다.

도 8에서, 우선 프로세스 카트리지가 교환되었는지를 검출하고(S1), 프로세스 카트리지를 교환했다고 결정된 때에는, 스테핑 모터(91)를 기동한다(S2). 이때 타이머도 기동한다. 스텝 S1의 의미는, 프로세스 카트리지의 교환을 트리거로서 스텝 S2로부터 프로세스가 개시된다는 것이다. 다음에, 미리 정해진 검출 패턴(81)의 형성이 시작된다(S3). 즉, 검출 패턴(81)의 잠상의 형성을 개시한다. 또한, 검출 패턴(81)은, 적어도 레지스트레이션 검출 센서(56)에 의해 검출가능한 폭을 주주사 방향으로 갖는다는 것에 유의한다.

검출 패턴(81)의 형성과 병행하여, 감광 드럼(61)에 접촉한 현상 롤러(64)에 의해 가시화된 검출 패턴(81)의 검출을, 레지스트레이션 검출 센서(56)에 의해 시도한다(S4). '시도한다'라고 하는 것은, 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 접촉할 때까지는 검출 패턴(81)이 현상되지 않고, 검출할 수 없기 때문이다. 즉, 검출 패턴(81)의 잠상의 일부가 현상된다. 검출 패턴(81)의 검출에 성공했다면, 스텝 S2에서 기동된 타이머를 즉시 정지한다. 그 후, 풀컬러 접촉 상태까지의 미리 정해진 스텝수로 일단 스테핑 모터(91)를 회전시켰다면 그 상태에서 스테핑 모터(91)를 정지한다(S5). 다음에, 타이머에 의해 계측한 현상 접촉 완료 경과 시간 As를 메모리 등에 저장한다(S6). 상기 프로세스를 이용하여, 검출 패턴(81)의 선단이 검출되고, 현상 접촉 완료 경과 시간 As를 측정하고, 현상 접촉 시간 Xs를 얻을 수 있다.

다음에, 풀컬러 접촉 상태로부터, 현상 롤러(64)의 위치를 변화시키는 스테핑 모터(91)를 기동하고(S7), 이와 병행하여 검출 패턴(81)의 잠상의 형성을 개시한다(S8). 전번의 단계 S3으로부터 스테핑 모터(91)가 계속해서 구동될 수 있어, 검출 패턴(81)의 형성을 계속할 수 있고, 그 경우는, S7과 S8을 생략할 수 있다. 이와 병행하여, 레지스트레이션 검출 센서(56)에 의한 검출 패턴(81)의 가시 화상의 후단의 검출을 시도한다(S9). 검출 패턴(81)의 후단은, 감광 드럼(61)으로부터 이격되는 현상 롤러(64) 때문에 검출 패턴(81)의 정전 잠상의 현상을 할 수 없게 된 위치, 다시 말해서, 타이밍을 나타낸다. 그 후, 감광 드럼(61)과 현상 롤러(64)의 관계가 일단 대기 상태에 이르렀다면 스테핑 모터(91)를 정지한다(S10). 상기 검출을 행하는 레지스트레이션 검출 센서(56)의 신호에 기초하여, 스테핑 모터(91)의 기동으로부터 검출 패턴(81)을 검출할 수 없게 될 때까지의 현상 이격 완료 경과 시간(이격 시간) Cs를 저장한다(S11). 상기 프로세스를 이용하여 검출 패턴의 후단이 검출되고, 현상 이격 완료 경과 시간 Cs를 측정하고, 현상 이격 시간 Ys를 얻을 수 있다.

이상과 같이, 접촉 시간 As와 이격 시간 Cs의 측정을 각 스테이션 S에서 실시한다(S12). 측정이 종료될 때, 모든 스테이션 중 최장의 현상 접촉 시간 max(Xs)에 기초하여 스테핑 모터(91)를 대기 상태로부터 기동시키는 구동 타이밍 및 스테핑 모터(91)의 구동 속도를 조정한다. 이 조정은, 구체적으로는, max(Xs)가 도 24에 나타낸 마진 시간이 되도록, 스테핑 모터(91)의 구동 속도를 조정함으로써 행해진다. 그러나, 스테핑 모터(91)에는 채택할 수 있는 속도 범위가 있어서, 그 범위를 일탈해서 더 느리게 또는 더 빠르게 설정할 필요가 있을 때에는, 구동 개시 타이밍도 그 속도에 대응하여 제어된다(S13).

구체적으로는, 마진 시간이 Tm1이고, 접촉 동안의 스테핑 모터(91)의 통상의 구동 속도가 Vr1이면, 관계 Vr=(Vr1×Tm1)/max(Xs)가 조정 후의 구동 속도 Vr로서 채택될 수 있다. 그러나, 모터의 속도 범위를 적어도 Vmn 이고 Vmx이하로 설정했을 때, Vr <Vmn이면, 스테핑 모터(91)의 속도를 최저속의 Vmn으로 설정한다. 그 경우에, 현상 롤러는 (Vmn×max(Xs)-Vr1×Tm1)/Vmn만큼 이른 타이밍에서 접촉한다. 이것은 화상 형성에 대하여 문제가 아니기 때문에 허용될 수 있지만, 이 시간분만큼 늦춰서 스테핑 모터(91)의 구동을 개시하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 이러한 방식이 감광 드럼(61)의 마모를 방지한다는 초기의 목적에 적합하기 때문이다.

또한, 모든 스테이션 중 가장 짧은 현상 이격 시간 min(Ys)에 기초하여, 스테핑 모터(91)를 풀컬러 접촉 상태로부터 기동시키는 구동 타이밍 및 스테핑 모터(91)의 구동 속도 양쪽 모두가 조정된다(S13).

구체적으로는, 이격을 위해 모터의 구동을 개시하는 것으로부터 이격이 완료될 때까지 필요로 하는 시간을 Tm2로 하고, 이격 동안의 스테핑 모터(91)의 통상의 구동 속도는 Vr2로 한다. 조정 후의 구동 속도 Vr을 Vr2로 설정하면, 기동 타이밍이 빨라진다. 새로운 기동 타이밍은, 가장 일찍 이격하는 (즉, 현상 이격 시간이 가장 짧은) 스테이션의 현상 롤러(64)가 화상 형성 보증 시간이 종료하는 타이밍에서 이격하도록 조정된다. 즉, 풀컬러 접촉 상태의 스테핑 모터(91)의 구동을 시작하는 때로부터 컬러 화상 형성 보증 시간이 종료하는 타이밍까지의 시간을 min(Ys)로부터 빼서 얻어진 시간만큼, 스테핑 모터(91)의 기동 타이밍을 빠르게 하도록 새로운 기동 타이밍이 조정된다. 물론, 모터의 구동 속도가 증가할수록, 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)이 접촉하는 시간이 짧아지므로, Vr를 Vmx로 설정할 수도 있다. 그 경우에는, 그 속도차의 정도만큼, 스테핑 모터(91)의 기동 타이밍을 빠르게 하는 양은 작아진다.

<현상 접촉 시간의 검출 및 조정>

현상 접촉 타이밍을 검출해서 현상 접촉 시간을 측정하는 제어에 관해서, 도 9를 참조해서 상세하게 설명한다. 도 9의 캠 선도(1204)에서는, 각 스테이션의 캠들 사이의 위상차에 기인하는 검출 시간의 차가 보상된다. 즉, 이 선도에서는 대기 상태의 스테이션 1의 위상에, 다른 스테이션의 위상을 맞춰서 표시하고 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 현상 롤러(64)의 접촉/이격 기구의 구동원인 스테핑 모터(91)의 구동을 개시시키는 신호가 출력된다(t11). 그 후, 캠 선도에서 접촉이 완료할 때(t14)까지의 기간(A 구간)에서, 감광 드럼(61) 상에 검출 패턴(81)의 정전 잠상을 형성한다. 도 9에서는, 캠 선도의 접촉 개시 타이밍(t12)에서 잠상의 형성이 개시되고 있지만, 타이밍 t11에서 개시될 수도 있다. 이 검출 패턴(81)은 정전 잠상으로서 감광 드럼(61) 상에 형성되어 있으나, 감광 드럼(61)에 현상 롤러(64)가 접촉할 때 (t131, t132, t133, 및 t134), 감광 드럼(61) 상의 정전 잠상이 가시 화상으로서 가시화된다. 이 가시화된 검출 패턴(81)을 레지스트레이션 검출 센서(56)로 검출한다. 스테핑 모터(91)의 기동으부터 레지스트레이션 검출 센서(56)에 의해 검출 패턴(81)을 검출할 때까지의 현상 접촉 시간(As)을, 각 스테이션의 프로세스 카트리지에 대해서 측정하고, 각각의 현상 접촉 시간 As를 화상 형성 제어 유닛(12)에 피드백한다. 그리고, 각각의 현상 접촉 시간 중에서, 최장의 시간에 따라 스테핑 모터(91)의 기동 타이밍을 결정한다. 도 9에서는, 스테이션 4의 현상 접촉 시간 A4가 가장 길다. 따라서, 스테이션 4를 기준으로 사용하여, 스테이션 4에서 현상 롤러(64)가 접촉하는 타이밍 t134가, 화상 형성 보증 시간 개시 타이밍 t14로 시프트되도록, 스테핑 모터(91)의 속도 및 필요하다면 그 기동 타이밍을 조정한다. 즉, 캠 선도(1204)가, 점선(1204')으로 시프트된다. 그리하여, 캠 선도에서, 현상 접촉이 완료되는 것은 타이밍 t16에서이기 때문에, 그 후의 타이밍 t17에서 스테핑 모터(91)가 정지한다. 정지 타이밍은 구동 스텝수에 의해 결정되기 때문에, 속도의 조정에 따라 정지 타이밍은 변화하지만, 제어에 대한 특별한 변화는 없다.

<현상 이격 시간의 검출 및 조정>

현상 이격 타이밍을 검출하는 제어에 관해서, 도 10을 참조해서 상세하게 설명한다. 현상 이격 타이밍의 검출은, 현상 접촉 시간을 측정한 직후에 행하므로, 감광 드럼(61)에 현상 롤러(64)가 접촉한 상태(풀컬러 상태)가 개시 시의 상태이다. 도 10의 캠 선도(1304)에서도, 각 스테이션의 캠간의 위상차에 기인하는 검출 시간의 차분이 보상되어 있다. 스테핑 모터(91)의 구동을 개시시키는 신호가 출력되면(t21), 캠 선도에 있어서의 현상 롤러(64)가 이격 개시(t22)한 때로부터 이격 완료할 때(t24)까지의 기간(B 구간)에서, 감광 드럼(61) 상의 정전 잠상으로서 검출 패턴(81)이 형성된다. 이 검출 패턴(81)은 가시 화상(토너 현상된 화상)으로서 가시화되어 있지만, 감광 드럼(61)으로부터 현상 롤러(64)가 이격할 때 검출 패턴(81)은 정전 잠상이 되어, 레지스트레이션 검출 센서(56)로 검출할 수 없게 된다. 따라서, 구동원인 스테핑 모터(91)가 구동을 개시한 때로부터 레지스트레이션 검출 센서(56)가 검출 패턴(81)을 더이상 검출할 수 없게 될 때까지의 현상 접촉 시간(Cs)의 측정을, 각 스테이션의 프로세스 카트리지에 대해서 행한다. 그 후, 측정 시간이 가장 긴 스테이션에 맞추어, 스테핑 모터(91)의 기동 타이밍과 구동 속도 둘 다 또는 어느 한쪽을 조정한다. 도 10의 예에서는, 검출 패턴(81)의 후단의 검출 타이밍은 스테이션 1로부터 순서대로 타이밍 t221, t222, t223, 및 t23이다. 스테이션 4의 검출 패턴(81)이 예시된다. 최단의 현상 이격 시간 C4를 기준으로서 사용하여, 타이밍 t221이 타이밍 t22로 옮겨지도록, 스테핑 모터(91)의 구동 개시 타이밍을 시간 P3만큼 빠르게 한다. 그러나, 도 10의 예에서는 스테핑 모터(91)의 구동 속도도 빨라진다.

다음에, 현상 접촉 시간 및 현상 이격 시간을 측정할 때에 사용하는 검출 패턴(81)에 관해서, 도 11을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 검출 패턴(81)의 폭은 레지스트레이션 검출 센서(56)가 검출 가능한 범위(10mm정도)에 있으면 충분하고, 검출 패턴(81)의 길이는, 현상 접촉측에서는 A 구간의 범위를 포함하고, 현상 이격측에서는 B 구간의 범위를 포함한다. 또한, 검출 패턴(81)은, 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍을 고정밀도로 검출할 수 있도록, 검출 패턴(81)의 형성 범위의 솔리드 화상인 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 실제로 사용되는 본체와 프로세스 카트리지의 조합에 있어서, 현상 접촉 시간 및 현상 이격 시간을 측정하는 것이 가능하다. 그로 인해, 본체에 화상 신호가 보내졌을 때, 측정한 현상 접촉 시간과 현상 이격 시간에 기초한 타이밍에서 스테핑 모터(91)를 기동시킴으로써, 화상 보증 영역에 대하여 최적인 타이밍에서 제어할 수 있다(도 12). 도 12의 예에서는, 화상 형성 보증 시간 전후에 마진에 의해 흡수되는 타이밍의 변동이 최적화되어, 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 실제로 접촉하고 있는 동안의 시간을, 화상 형성 보증 시간에 가깝게 하는 것이 가능해진다.

이상 설명한 바와 같이, 실제로 사용되는 본체와 프로세스 카트리지의 조합에 있어서, 현상 접촉 및 이격을 행하고, 중간 전사 벨트(51)에 전사된 검출 패턴(81)의 선단과 후단을 레지스트레이션 검출 센서(56)로 검출한다. 이와 같이 함으로써, 각 화상 형성 스테이션에 있어서의 현상 접촉 타이밍과 현상 이격 타이밍을 화상 형성 장치마다 적절하게 제어하는 것이 가능하다.

이에 의해, 종래 기술의 문제이었던 화상 형성 보증 기간의 전후의 마진을 단축할 수 있어서, 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)의 불필요한 접촉에 의한 프로세스 카트리지 수명의 단축을 방지할 수 있다.

<제2 실시예>

제1 실시예에서는, 각 색의 검출 패턴(81)을 각각 중간 전사 벨트(51) 상에 형성해서 검출하고, 이것을 각 색에 대해서 행함으로써, 각 색에 대해서 현상 접촉 시간 및 현상 이격 시간을 측정했다. 이렇게 함으로써, 스테핑 모터(91)의 구동 타이밍 및 구동 속도를 조정했다. 즉, 검출 패턴(81)의 형성과 검출을 4회 반복한다. 본 실시예에서는, 각 색의 검출 패턴(81)을 중간 전사 벨트(51) 상에 형성하고, 그것을 색마다의 윈도우에서 검출함으로써, 스테핑 모터(91)의 구동 타이밍 및 구동 속도를 조정하는데 필요한 시간을 단축한 예를 나타낸다. 본 실시예에 따른 화상 형성 장치의 구성은 제1 실시예와 마찬가지이나, 각 색의 검출 패턴(81)을 형성하고 검출하는 수순에 있어서 상이하다. 따라서, 이하에서는 그 차이점을 중심으로 설명한다.

<현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍의 검출 및 조정 방법>

본 실시예의 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍의 검출 및 조정 방법을 도 13을 참조하여 설명한다. 도 13은, 접촉 또는 이격 타이밍을 검출하기 위한 검출 패턴(81), 검출 패턴(81)의 형성시의 레이저 발광 타이밍, 이격 캠 상태 및 화상 검출 센서의 출력 파형을 도시한다. 도 13에서는, 캠 선도 등의 타이밍은, 각 스테이션의 캠 사이의 위상차를 보상하지 않고 도시된다.

현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍의 검출 제어가 개시되면, 대기 상태로부터 이격 기구의 구동원인 스테핑 모터(91)가 기동하고, 상태는 현상 이격으로부터 접촉 상태로 변화한다. 스테핑 모터(91)는 풀컬러 접촉 상태에서 정지한다. 스테핑 모터(91)의 기동 타이밍에 맞추어, 각 화상 형성 스테이션의 레이저가, 각각의 기간 Ty1, Tm1, Tc1, Tk1의 경과 후에 턴 온 되고, 검출 패턴(81)의 형상에 따라서 감광 드럼(61)이 레이저 빔으로 주사된다. 검출 패턴(81)의 형상, 특히 부주사 방향의 길이는 각 색에서 동일하다. 이 길이는, 잠상의 형상에 대응하며, 토너로 현상된 가시 화상이 아니다. 각 화상 형성 스테이션의 레이저가 감광 드럼(61)을 주사하고 있는 기간 Ty2, Tm2, Tc2, 및 Tk2는 이격 상태로부터 접촉 상태로 변화하는 부정(indefinite)의 기간이며, 캠 선도에 따라 미리 결정된다.

다음에, 풀컬러 접촉 상태로부터 스테핑 모터(91)가 기동하고, 각 스테이션에서는 현상 롤러(64)가 순차적으로 이격해서 대기 상태로 변화한다. 스테핑 모터(91)의 기동 타이밍에 따라, 각 화상 형성 스테이션의 레이저가 Ty3, Tm3, Tc3 및 Tk3의 타이밍에서 감광 드럼(61)에 조사된다. 각 화상 형성 스테이션의 레이저가 온하고 있는 기간 Ty4, Tm4, Tc4, 및 Tk4도 마찬가지로, 이들은 이격 캠의 상태가 부정 영역에 있는 기간이며, 캠 선도에 따라 미리 결정된다.

도 13에 도시된 바와 같이, 검출 패턴(81)은, 레지스트레이션 검출 센서(56a 및 56b)의 바로 아래를 통과하도록 Y(옐로우), M(마젠타), C(시안), K(블랙)의 순서로 세로띠 형상의 패턴으로 구성된다. 도 13 중의 사선부는, 감광 드럼(61) 상에 정전 잠상만 형성되고, 현상 롤러(64)가 이격되어 있기 때문에 화상이 현상되지 않은 영역을 가리킨다. 검출 패턴(81)은 각 색마다 농도 100%로 형성된다.

본 실시예에 있어서는, 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍의 검출에 필요한 시간을 단축하기 위해서, 일 회의 현상 접촉 및 이격 동작에서 각 색의 현상 접촉 및 이격 타이밍을 검출한다. 통상 인쇄시에서는, 현상 접촉을 개시하면, 중간 전사 벨트(51)의 상류측으로부터 스테이션이 배치된 순서대로 현상 롤러(64)가 접촉한다. 옐로우(Y) 화상 형성 스테이션(1st)→ 마젠타(M) 화상 형성 스테이션(2nd)→시안(C) 화상 형성 스테이션 (3rd)→블랙(K) 화상 형성 스테이션(4th)의 순서로 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 접촉한다. 각 화상 형성 스테이션의 현상 롤러(64)가 접촉하는 타이밍은, 각 색의 화상 형성 유닛에서 형성하는 화상 형성 영역의 선단이 정렬되도록 제어된다. 즉, 각 화상 스테이션에서 순차 현상 접촉된 직후에 형성된 화상은, 중간 전사 벨트(51) 상의 거의 동일한 위치에 전사된다. 따라서, 일회의 현상 접촉 및 이격 동작에서 각 색의 현상 접촉 및 이격 타이밍을 검출하기 위해서, 스테핑 모터(91)의 회전 속도를 변화시킨다. 이에 의해, 중간 전사 벨트(51)의 반송 속도와 현상 접촉 및 현상 이격을 행하는 스테핑 모터(91)의 구동 속도의 비율을 통상 인쇄시와는 다른 비율로 변화시킨다. 이에 의해, 중간 전사 벨트(51) 상의 각 색의 검출 패턴(81)의 위치가 오프셋된다. 예를 들어, 스테핑 모터(91)의 속도만을 통상 속도의 절반으로 하면, 특정 스테이션에서 현상 접촉이 발생한 때로부터 다음 스테이션에서 현상 접촉이 발생할 때까지, 통상의 2배의 시간이 걸린다. 그 동안에, 통상의 속도로 반송되고 있는 중간 전사 벨트(51)는 통상의 전사 위치를 넘어서 반송된다. 이로 인해, 각 색의 검출 패턴(81)의 위치가 오프셋된다. 이 위치 오프셋은 스테핑 모터(91)의 속도만을 빨리 해도 발생한다.

또한, 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍의 검출 제어에서는, 스테핑 모터(91)의 회전 속도가 인쇄 동작시보다도 늦어지게 제어되고 있어, 본 실시예에서는 스테핑 모터(91)가 인쇄 동작 동안 1/2배의 회전 속도로 회전하고 있다는 것에 유의한다. 따라서, 각 현상 접촉 완료 경과 시간 및 이격 완료 경과 시간은 통상의 시간의 2배의 시간이 걸리고, 이것을 스테핑 모터(91)의 회전 속도 상대치 Rv=2로 나타낸다.

도 13에서 레지스트레이션 검출 센서의 출력(1301)은, 레지스트레이션 검출 센서(56)가 검출 패턴(81)을 검출했을 때의 출력 파형이다. 레지스트레이션 검출 센서(56)는, 검출 패턴(81)을 검출함으로써, 캠 선도상에서 접촉 타이밍 전에 현상 접촉이 일어나는 시간 Ty5*, Tm5*, Tc5*, 및 Tk5*를 검출할 수 있다. 캠 선도상의 접촉 타이밍은, 도 24에 나타내는 마진의 후, 화상 형성 보증 시간의 개시 타이밍에 상당한다. 또한, 레지스트레이션 검출 센서(56)는, 캠 선도상에서 이격 타이밍 이후에 현상 이격이 일어나는 시간 Ty6*, Tm6*, Tc6*, Tk6* (* = a, b)를 검출할 수 있다. 캠 선도상에서 이격 타이밍은, 도 24에 나타내는 화상 형성 보증 시간의 종료 타이밍에 상당한다. 여기서 *는 레지스트레이션 검출 센서(56a 또는 56b)에 의한 검출 결과에 대응하고, 도 13은 레지스트레이션 검출 센서 둘 다에 공통인 검출 결과를 나타낸다.

현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍의 검출 제어에서는, 스테핑 모터(91)의 회전 속도가 변화된다. 그로 인해, 검출한 시간들 Ty5*, Tm5*, Tc5* 및 Tk5*, 및 Ty6*, Tm6*, Tc6* 및 Tk6* (*=a, b)를 보정한 뒤에 현상 접촉 타이밍과 이격 타이밍을 결정할 필요가 있다. 현상 접촉 타이밍 보정량 Tt 및 현상 이격 타이밍 보정량 Tr은 하기식으로부터 산출될 수 있다.

<수학식 2-1>

<수학식 2-2>

Rv: 스테핑 모터(91)의 회전 속도 상대치

*=a, b

상기 식으로 나타낸 바와 같이, 현상 접촉 타이밍에 대해서는, 검출한 시간들 Ty5*, Tm5*, Tc5*, 및 Tk5*(* = a, b)로부터, 가장 짧은 현상 접촉 시간을 갖는 화상 형성 스테이션을 기준으로 사용하여 현상 접촉 타이밍 보정량 Tt가 산출된다. 인쇄 시에는, 대기 상태로부터 풀컬러 접촉 상태로 변화할 때의 접촉/이격 기구의 기동 타이밍은, 산출된 현상 접촉 타이밍 보정량 Tt만큼 지연된다.

현상 이격 타이밍에 대해서는, 검출한 시간들 Ty6*, Tm6*, Tc6*, 및 Tk6* (*=a, b)로부터, 가장 짧은 현상 접촉 시간을 갖는 화상 형성 스테이션을 기준으로 사용하여 현상 이격 타이밍 보정량 Tr이 산출된다. 인쇄 시에 풀컬러 접촉 상태로부터 대기 상태로 변화할 때의 접촉/이격 기구의 기동 타이밍은, 산출된 현상 이격 타이밍 보정량 Tr만큼 빨리 기동된다. 최적인 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍에서 접촉/이격 기구를 기동함으로써, 현상 접촉 시간을 가능한한 짧게 하도록 조정할 수 있다.

제1 실시예에서는, 도 13에서, 타이밍 t1301로부터 타이머를 기동하고, 예를 들어 Y스테이션에 대해서 타이밍 t1302까지의 시간을 측정한다는 것에 유의한다. 여기서, 시간 t1301 내지 t1303은 기구나 모터의 구동 속도에 의해 결정된다. 따라서, 시간 t1301 내지 t1302를 측정하는 것과, 본 실시예에서와 같이 시간 t1302 내지 t1303을 측정하는 것에 의해 동일한 값이 얻어진다. 그 때문에, 본 실시예에서는 제1 실시예와 같이 시간 t1301 내지 t1302를 측정할 수 있고, 또는 반대로 제1 실시예에서 시간 t1302 내지 t1303을 측정할 수 있다. 물론, 이것은 Y 이외의 색 성분의 스테이션에 대해서도 마찬가지이다.

다음에, 본 실시예에 따른 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍을 검출하기 위한 제어의 흐름도를 도 14에 나타낸다. 도 14의 수순은, 예를 들어 ROM(122)에 저장된 프로그램을 실행하는 화상 형성 제어 유닛(12)의 CPU(121)에 의해 실현된다. 도 14에 도시된 바와 같이, 처음에 프로세스 카트리지가 교환되었는지의 여부를 검출하고(S1401), 프로세스 카트리지가 교환되었다고 결정될 때 처리는 S1402로 진행한다. 프로세스 카트리지의 교환을 트리거로 하여 처리는 S1402로부터 개시될 수도 있다. S1402에서는, 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍을 검출하기 위해서 레지스트레이션 검출 센서(56) 등이 기동되고, 감광 드럼(61) 및 중간 전사 벨트(51)등의 구동원(스테핑 모터(91)를 제외함)이 기동된다(S1402). 그 후, 검출 패턴(81)이 형성되고(S1403), 스테핑 모터(91)가 구동되어서 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)의 접촉 동작이 개시된다(S1404). 이 단계 동안에도, 레지스트레이션 검출 센서(56)는 검출 패턴(81)의 검출을 시도한다. 검출 패턴(81)은, 도 13의 캠 선도에서 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 접촉하는 타이밍(예를 들어, t1303)에서 레이저 주사가 종료하도록 부주사 방향의 폭을 갖는다. 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 접촉해서 가시화된 검출 패턴(81)의 선단 및 후단과 같은 단부를 레지스트레이션 검출 센서(56)가 검출하면, 검출 결과 Tx5(x는 Y, M, C, 또는 K)로부터 현상 접촉 타이밍 보정량 Tt가 산출되고, 저장된다(S1405). 여기서, 도 13에 나타낸 바와 같이, 각 색의 검출 패턴(81)은 각각이 고립된 패턴이기 때문에, 각각의 패턴을 독립적으로 측정할 수 있다.

다음에, 현상 이격 동작이 개시되고(S1406), 현상 롤러(64)가 이격됨으로써 정전 잠상이 된 검출 패턴(81)을 레지스트레이션 검출 센서(56)가 검출하면, 검출 결과로부터 현상 이격 타이밍 보정량 Tr이 산출되고, 저장된다(S1407). 검출한 현상 접촉 타이밍 보정량 및 현상 이격 타이밍 보정량으로부터, 최적의 접촉 타이밍 및 이격 타이밍을 결정한다(S1408). 여기서, 도 13에 나타낸 바와 같이, 각 색의 검출 패턴(81)은 각각이 고립된 패턴이기 때문에, 각각의 패턴을 독립적으로 측정할 수 있다.

즉, Tt = MIN(Ty5*, Tm5*, Tc5*, Tk5*)/Rv를 산출한다. 그리고, 인쇄 시에 대기 상태로부터 풀컬러 접촉 상태로 변화할 때의 접촉/이격 기구의 기동 타이밍을 현재 설정값보다 보정값 Tt만큼 지연시키도록 스테핑 모터(91)가 제어된다. 또한, Tr = MIN(Ty6*, Tm6*, Tc6*, Tk6*)/Rv를 산출한다. 인쇄시에 풀컬러 접촉 상태로부터 대기 상태로 변화할 때의 접촉/이격 기구의 기동 타이밍을 현재의 설정값보다도 보정값 Tr만큼 빨리 하도록 스테핑 모터(91)가 제어된다.

본 실시예에서는, 스테핑 모터(91)의 속도는, 통상의 인쇄가 행해질 때에는 변화하지 않고 기동 타이밍만을 변화시켰지만, 물론 제1 실시예에서와 같이 속도를 변경시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 실제로 사용되는 본체와 프로세스 카트리지의 조합에 있어서, 현상 접촉 및 이격을 행하고, 중간 전사 벨트(51)에 전사된 검출 패턴(81)의 선단과 후단을 레지스트레이션 검출 센서(56)로 검출한다. 이와 같이 함으로써, 각각의 조합에 있어서의 현상 접촉 타이밍과, 현상 이격 타이밍을 정확하게 아는 것이 가능하다. 또한, 1번의 현상 및 이격 동작에서 접촉 타이밍 및 이격 타이밍을 검출할 수 있고, 검출 시간을 단축할 수 있다. 이에 의해, 검출된 각 프로세스 카트리지에 있어서의 현상 접촉 타이밍과, 현상 이격 타이밍을 최적으로 보정할 수 있다. 그 결과로서, 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 접촉하고 있는 시간을 가능한한 짧게 할 수 있으므로, 현상 롤러(64)에 의한 감광 드럼(61)의 절삭(planing)을 감소시킬 수 있고, 프로세스 카트리지 수명에 대하여 유리한 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.

또한, 풀컬러 화상 형성 장치의 각 색의 스테이션의 측정을, 일회의 화상 형성 동작에서 끝마칠 수 있으므로, 현상 접촉 및 현상 이격의 조정 시간을 단축하는 것이 가능해진다.

<제2 실시예의 변형예>

하기에서 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 제2 실시예의 변형에 대해서 설명한다. 본 실시예에서는, 주주사 방향의 결정된 위치에서 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)의 접촉 또는 이격의 타이밍이 지연되고, 토너 소비량이 적은 검출 패턴(81)을 사용하여, 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍을 검출하는 화상 형성 장치의 구성에 대해서 설명한다. 제1 및 제2 실시예와 중복되는 설명은 생략한다.

도 15의 15(a) 내지 15(h)는, 본 예에서의 감광 드럼(61)과 현상 롤러(64)의 접촉 및 이격 상태를 나타낸다. 도 15 중 15(a) 내지 15(d)는, 이격으로부터 접촉으로 전환하는 상태를 나타낸다. 도 15 중 15(e) 내지 15(h)는, 접촉으로부터 이격으로 전환하는 상태를 나타낸다. 도 15의 15(a) 내지 15(d)에 나타낸 바와 같이, 이격으로부터 접촉으로의 전환 동안에, 감광 드럼(61)과 현상 롤러(64)는, 주주사 방향의 후단측보다 선단측에서 지연되어서 접촉한다. 후단측은, 캠(95)에 의해 밀리는 측이며, 레지스트레이션 검출 센서(56b)가 배치되는 측이다. 또한, 도 15 중 15(e) 내지 15(h)에 나타낸 바와 같이, 접촉으로부터 이격으로의 전환 동안에, 감광 드럼(61)과 현상 롤러(64)는, 주주사 방향의 선단측보다 후단측이 지연되어서 접촉한다. 이들 현상 접촉 및 이격 타이밍의 약간의 지연은, 프로세스 카트리지 및 프린터 본체의 기계 구성에 의해 결정된다. 본 실시예에서는, 현상 접촉 타이밍이 지연되는 위치는 주주사 방향의 선단측이며, 현상 이격 타이밍이 지연되는 위치는 주주사 방향의 후단측이다.

<현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍의 검출 및 최적화 방법>

본 실시예의 변형예에 있어서의 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍을 검출 및 최적화하는 방법에 대해서, 도 16을 참조해서 설명한다. 도 16은, 접촉 또는 이격 타이밍을 검출하기 위한 검출 패턴(81)과, 검출 패턴(81)의 형성시의 레이저 발광 타이밍과, 캠 선도 및 레지스트레이션 검출 센서(56)의 출력 파형을 도시한다. 도 13의 검출 패턴(81)과 비교하면, 레지스트레이션 검출 센서(56b)의 바로 아래를 통과하는 패턴이 삭제되고 있어, 선단측에 배치된 레지스트레이션 검출 센서(56a)의 바로 아래를 통과하는 패턴만이 존재한다.

동작 자체는 제2 실시예와 실질적으로 동일하다. 단, 검출 패턴(81)은 레지스트레이션 검출 센서(56a)로밖에 검출할 수 없으므로, 레지스트레이션 검출 센서(56a)로부터의 검출 결과만이, 보정량의 결정을 위해서 이용된다. 따라서, 보정량 Tt 및 Tr는 이하의 식에 의해 주어진다.

<수학식 2-1'>

<수학식 2-2'>

Rv: 스테핑 모터(91)의 회전 속도 상대치

인쇄 시에 대기 상태로부터 풀컬러 접촉 상태로 변화할 때의 접촉/이격 기구의 기동 타이밍을, 현재의 설정값보다 보정량 Tt만큼 지연되게 하도록 스테핑 모터(91)가 제어된다. 또한, 인쇄 시에 풀컬러 접촉 상태로부터 대기 상태로 변화할 때의 접촉/이격 기구의 기동 타이밍을, 현재의 설정값보다 보정량 Tr만큼 빨리 하도록 스테핑 모터(91)가 제어된다. 그 이외는 본 변형예는 제2 실시예와 동일하다.

이렇게 구성한 이유는, 화상 누락에 대하여 마진 시간이 적은 주주사 위치에서의 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍의 검출만으로 충분하기 때문이다. 화상 누락에 대하여 마진 시간이 적다는 것은, 현상 접촉 시에는 더 지연되고, 현상 이격 시에는 더 빨리 이격되는 것이다. 따라서, 제2 실시예의 검출 패턴(81) 중, 화상 누락에 대하여 마진 시간이 상대적으로 긴 측의 패턴, 즉 센서(56b)측의 패턴을 생략할 수 있다.

이와 같이, 현상 접촉 또는 이격 타이밍이 지연되는 위치가 주주사 방향에서 결정되는 화상 형성 장치에 있어서, 현상 접촉 타이밍을 검출하는 데 사용되는 검출 패턴(81)은, 레지스트레이션 검출 센서(56)가 검출 가능한 영역 중, 현상 접촉이 가장 지연되는 주주사 위치만 형성한다. 또한, 현상 이격 타이밍을 검출하는 데 사용되는 검출 패턴(81)은, 레지스트레이션 검출 센서(56)가 검출 가능한 영역 중, 현상 이격이 가장 빠른 주주사 위치에만 형성된다. 이러한 구성을 채택함으로써, 토너 소비량을 절약하고, 또한 가능한한 정밀도를 잃지 않으면서 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 접촉하고 있는 시간을 가능한한 짧게 할 수 있다.

<제2 실시예의 제2 변형예>

여기서는, 상술한 제2 실시예의 변형예에 대하여, 보정 방법만을 변화시킨 예를 나타낸다. 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍의 검출 제어에서는, 스테핑 모터(91)의 회전 속도를 변화시킨다. 그로 인해, 검출된 시간 Ty5a, Tm5a, Tc5a 및 Tk5a, 및 Ty6a, Tm6a, Tc6a 및 Tk6a를 최적화한 후에 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍을 결정할 필요가 있다. 현상 접촉 타이밍 보정량 Tt 및 현상 이격 타이밍 보정량 Tr은 하기식으로부터 구한다.

<수학식 2-1''>

<수학식 2-2''>

Rv: 스테핑 모터(91)의 회전 속도 상대치

여기서, 수학식 중의 α 및 β는, 센서 출력 응답성의 영향 및 제어 변동, 현상 접촉 및 이격 지연 시간 변동 등을 고려한 마진 시간을 나타낸다. 본 변형예에서와 같이, 화상 선단 및 후단 누락에 대한 마진으로서, 소정의 추가 시간을 고려할 수 있다. 또한, 이 마진 시간의 가산 및 감산을, 다른 실시예에 대하여 유사하게 적용할 수 있다.

그리하여, 현상 접촉 또는 이격 타이밍이 지연되는 위치가 주주사 방향에서 결정되는 화상 형성 장치에 있어서, 현상 접촉 타이밍을 검출하는 데 사용되는 검출 패턴(81)은, 레지스트레이션 검출 센서(56)가 검출 가능한 영역에서, 현상 접촉이 가장 지연되는 주주사 위치에서만 형성된다. 또한, 현상 이격 타이밍을 검출하는 데 사용되는 검출 패턴(81)은, 레지스트레이션 검출 센서(56)에 의해 검출 가능한 영역 중, 현상 이격이 가장 빠른 주주사 위치에만 형성된다. 이러한 구성을 채택함으로써, 토너 소비량을 감소시키고, 또한 가능한한 정밀도를 잃지 않으면서 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 접촉하는 시간을 가능한한 짧게 할 수 있다.

<제3 실시예>

다음에, 짧은 소요 시간에서 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍을 검출하고, 화상 형성 동작 동안 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 접촉하고 있는 기간을 가능한한 짧게 억제하고, 프로세스 카트리지의 수명이 짧아지는 것을 방지하는 화상 형성 장치에 대해서 설명한다. 본 실시예의 구성 및 스테핑 모터(91)의 기동 타이밍이나 속도의 제어의 원리는 제1 실시예 및 제2 실시예와 동일하다. 단, 본 실시예에서는, 검출 패턴(81)이 상이하여, 이 검출 패턴(81)을 검출하는 방법도 다른 실시예와 상이하다. 그 차이점을 중심으로 하기에서 설명한다.

<본 실시예에 있어서의 현상 접촉 타이밍과 현상 이격 타이밍의 검출 원리>

1회의 현상 접촉 및 이격 동작에 의해 각 화상 형성 스테이션의 감광 드럼들(61) (61Y, 61M, 61C, 및 61K)에의 현상 롤러들(64) (64Y, 64M, 64C, 및 64K)의 현상 접촉 타이밍과 현상 이격 타이밍을 검출하는 방법에 대해서 하기에서 설명한다.

우선, 1회의 현상 접촉 동작 및 이격 동작에서 각 화상 형성 스테이션의 현상 접촉 타이밍과 현상 이격 타이밍을 검출하기 위한 검출 패턴(81)에 대해서 도 17을 참조해서 설명한다. 1회의 현상 접촉 동작 및 이격 동작에 의해 각 화상 형성 스테이션의 현상 접촉 타이밍과 현상 이격 타이밍을 검출하기 위해서는, 현상 이격 상태가 부정인 동안에, 즉, 접촉 또는 이격이 아직 완료되지 않은 동안에, 도 17에 도시된 바와 같은 검출 패턴(81)의 잠상 형성을 개시할 필요가 있다. 도 17은, 중간 전사 벨트(51) 상에 형성된 검출 패턴(81)을 나타낸다. 본 실시예에 있어서의 현상 접촉/이격 기구에서는, 감광 드럼(61)에의 현상 롤러(64)의 접촉 및 이격 동작을 할 때에 감광 드럼(61)의 폭 방향에 걸쳐 동시에 접촉하기 보다는, 최초에 감광 드럼(61)의 후단측에 접촉하고, 나중에 선단측에 접촉한다. 즉, 접촉 완료 전 현상 이격 상태가 부정 상태인 동안에 감광 드럼(61) 상에 정전 잠상을 형성할 때 현상 롤러(64)의 접촉이 완료함으로써 중간 전사 벨트(51) 상에 형성된 검출 패턴(81)은, 후단측보다 선단측이 늦게 형성된다. 선단측의 패턴을 검출함으로써 확실한 접촉 완료 타이밍을 검출할 수 있기 때문에, 검출 패턴(81)은, 선단측에만 형성된다. 따라서, 레지스트레이션 검출 센서(56)에 대해서도 센서(56a)만을 사용하면 충분하다. 검출 패턴(81)은, 선단측의 레지스트레이션 검출 센서(56a)의 바로 아래를 통과하는 위치에 형성된다. 제1 화상 형성 스테이션(옐로우), 제2 화상 형성 스테이션(마젠타), 제3 화상 형성 스테이션(시안), 제4 화상 형성 스테이션(블랙)의 순서로 1세트의 검출 패턴이 구성된다. 이 1세트의 검출 패턴(81)이 반복해서 주기적으로 형성된다. 또한, 본 실시예에서는, 전술한 바와 같은 위치에, 접촉 동작 및 이격 동작이 완료하는 타이밍을 검출하기 위한 검출 패턴(81)을 형성하는 예를 나타냈지만, 이것은 일례이며, 레지스트레이션 검출 센서(56)의 구성이나 화상 형성 장치의 구성에 따라서 변화시키는 것이 바람직하다는 것에 유의한다.

다음에, 1회의 현상 접촉 및 이격 동작에 의해 각 화상 형성 스테이션의 감광 드럼들(61) (61Y, 61M, 61C, 및 61K)에의 현상 롤러들(64) (64Y, 64M, 64C, 및 64K)의 현상 접촉 타이밍과 현상 이격 타이밍을 검출할 수 있는 원리에 대해서 도 18에 도시된 선도를 참조해서 설명한다. 도 18의 선도는, 중간 전사 벨트(51) 상에서 도 17에 나타내는 검출 패턴(81)에 상당하는 정전 잠상을 감광 드럼(61) 상에 형성하고 나서, 접촉에 의해 형성된 중간 전사 벨트(51) 상의 검출 패턴(81)을 레지스트레이션 검출 센서(56)로 검출할 때까지의 프로세스를 나타낸다. 횡축에 시간을 나타내고, 종축에 정전 잠상이 형성되고나서 토너상이 레지스트레이션 검출 센서(56)의 위치에 도달할 때까지의 경로를 따른 거리를 나타낸다. 여기서, 화상 형성 스테이션 1의 현상 접촉 타이밍을 검출하는 방법을 예로 해서, 각 화상 형성 스테이션의 현상 접촉 타이밍을 1회의 현상 접촉 동작으로 검출하는 원리에 대해서 설명한다.

접촉/이격 상태를 이격 상태(대기 상태)로부터 접촉 상태로 전환할 때, 스테핑 모터(91)가 기동된다. 스테핑 모터(91)를 기동하고 나서 현상 접촉/이격 상태가 부정인 동안에는, 도 17에 나타내는 검출 패턴(81)의 정전 잠상을 감광 드럼(61) 상에 반복하여 형성한다. 화상 형성 스테이션 1의 검출 패턴(81)의 최초의 노광 개시 타이밍이 N1일 경우, 타이밍 N1에서 형성 개시된 정전 잠상이 현상되었을 때, 그 토너상은, N1으로부터 시간 Q1 경과 후의 타이밍 O1에서 레지스트레이션 검출 센서(56)의 바로 아래를 통과한다. 따라서, 화상 형성 스테이션 1의 검출 패턴(81)이 레지스트레이션 검출 센서(56)의 바로 아래를 통과하는 것을 결정하기 위해서, 타이밍 O1보다 전에 화상 형성 스테이션 1의 검출 윈도우를 설정한다. 그러나, 타이밍 N1에서 감광 드럼(61) 상에 노광된 정전 잠상은, 현상 타이밍에서 접촉이 완료되지 않기 때문에, 현상되지 않는다. 그로 인해, 중간 전사 벨트(51) 상에 검출 패턴(81)이 형성되지 않기 때문에 레지스트레이션 검출 센서(56)는 검출 패턴을 검출할 수 없다. 2회째에 형성되는 화상 형성 스테이션 1의 검출 패턴(81)의 노광 개시 타이밍이 N2일 경우, 타이밍 N2에서 형성된 정전 잠상이 현상되었을 때, 그 토너상은 N2로부터 시간 Q2 경과 후의 타이밍 O2에서 레지스트레이션 검출 센서(56)의 바로 아래를 통과한다. 따라서, 화상 형성 스테이션 1의 검출 패턴(81)이 레지스트레이션 검출 센서(56)의 바로 아래를 통과한 것을 결정하기 위해서, 타이밍 O2보다 전에 화상 형성 스테이션 1의 검출 윈도우를 설정한다. 타이밍 N2에서 감광 드럼(61) 상에 노광된 정전 잠상은, 현상 타이밍에서 접촉이 완료되기 때문에, 현상 롤러(64)로부터 토너가 공급되어 토너상이 된다. 그리고, 감광 드럼(61) 상에 형성된 토너상은, 중간 전사 벨트(51) 상에 전사되어, 레지스트레이션 검출 센서(56)에 의해 타이밍 O2에서 검출된다. 그리하여, 화상 형성 스테이션 1의 현상 접촉 타이밍 X1은, 스테핑 모터(91)의 기동으로부터 레지스트레이션 검출 센서(56)에 의해 검출 패턴(81)을 검출하는 타이밍 O2까지의 경과 시간 A1과, 시간 B1 사이의 차분이다. 시간 B1은, 제1 스테이션에서 현상된 토너상이 레지스트레이션 검출 센서(56)에 도달할 때까지의 시간이며, 그 기간 동안 거리와 반송 속도에 기초하여 일정값으로서 주어진다. 시간 X1은 제1 실시예의 수학식 1에 의해 산출될 수 있다. 즉,

<수학식 1>

본 예에서 s의 값은 1이다.

나머지의 화상 형성 스테이션에 대해서도 동일한 원리에 기초하여 검출 윈도우를 전환하면서, 검출 패턴(81)을 검출함으로써 현상 접촉 타이밍들 X2, X3, 및 X4를 산출한다. 그리하여, 타이밍 검출 원리는 제1 실시예와 동일하다. 또한, 이격 타이밍도 현상 이격 완료 경과 시간 Cs를 측정함으로써 제1 실시예와 마찬가지로 결정할 수 있다.

<수학식 2>

본 실시예에서는, 토너 색마다의 검출 패턴(81)을 검출하기 위한 검출 윈도우를 설정한다. 레지스트레이션 검출 센서(56)의 바로 아래를 통과하기 전에 검출 윈도우를 전환한다. 그리하여, 1회의 현상 접촉 동작에 의해 각 화상 형성 스테이션의 감광 드럼들(61) (61Y, 61M, 61C, 및 61K)에의 현상 롤러들(64) (64Y, 64M, 64C, 및 64K)의 현상 접촉 타이밍을 검출하는 것이 가능하다. 또한, 각 화상 형성 스테이션의 이격 타이밍도 동일한 원리에 의해 검출될 수 있다. 즉, 1회의 현상 이격 동작에 의해 각 화상 형성 스테이션의 감광 드럼들(61) (61Y, 61M, 61C, 및 61K)에의 현상 롤러들(64) (64Y, 64M, 64C, 및 64K)의 현상 접촉 타이밍을 검출하는 것이 가능하다. '통과하기 전'이라는 것은, 미리 결정될 필요가 있다는 것에 유의한다. 검출 패턴(81)이 통과할 시간은 대략 예측할 수 있으므로, 그 대략의 예측에 기초하여 미리 정해진 시간의 윈도우를 제공하고, 그 윈도우에 대한 타이밍을 결정한다. 검출할 수 없을 경우가 있을 수 있으므로, 검출할 수 없더라도 미리 정한 시간의 경과 후에 윈도우를 닫는다. 이 윈도우는 비유적인 용어로, 실제로는 예를 들어 레지스트레이션 검출 센서(56)의 출력 신호를 감시하는 기간이 윈도우로서 기능한다.

다음에, 검출 패턴(81)을 사용할 때의 현상 접촉 타이밍과 현상 이격 타이밍의 검출 정밀도에 대해서 도 18을 참조해서 설명한다. 전술한 1세트의 패턴 간격 H(mm)은, 토너 색마다의 패턴 폭 W(mm)과 패턴 간격 I(mm)의 합이기 때문에, 수학식 3-1로부터 산출될 수 있다.

<수학식 3-1>

1세트의 패턴의 간격 H(mm)은, 1세트째의 옐로우 토너 패턴을 검출한 때로부터 2세트째의 옐로우 패턴을 검출할 때까지의 간격(피치)이기 때문에, 토너 색마다의 패턴의 피치가 각 색의 패턴의 검출 정밀도이다. 즉, 각 화상 형성 스테이션의 현상 접촉 타이밍과 현상 이격 타이밍의 검출 정밀도는, 패턴의 간격에 대응한다. 예를 들어, 색마다 패턴 폭이 1mm이고 패턴 간격이 1mm일 때의 각 화상 형성 스테이션의 현상 접촉 타이밍과 현상 이격 타이밍의 검출 정밀도는 반송 거리에 있어서 (1+1)x4 = 8mm이다. 이 경우, 중간 전사 벨트(51)의 반송 속도가 16mm/초이면, 시간으로 환산해서 0.5초의 검출 정밀도가 된다. 그로 인해, 이 예에서는, 0.5초 단위로 스테핑 모터(91)의 속도 및 기동 타이밍을 제어할 수 있고, 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 접촉하고 있는 시간을 0.5초 단위로 감소시키는 것이 가능해진다.

<현상 이격 타이밍을 검출하기 위한 제어 흐름도>

1회의 현상 접촉 및 이격 동작에 의해 각 화상 형성 스테이션의 감광 드럼들(61) (61Y, 61M, 61C, 및 61K)에의 현상 롤러들(64) (64Y, 64M, 64C, 및 64K)의 현상 접촉 타이밍과 현상 이격 타이밍을 검출하는 제어 방법에 대해서 설명한다.

도 19는, 1회의 현상 접촉 및 이격 동작에 의해 모든 화상 형성 스테이션의 현상 접촉 타이밍과 현상 이격 타이밍을 검출하기 위한 제어의 흐름도를 나타낸다. 도 19에 나타내는 시퀀스(이하, 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍 검출 시퀀스)는, 프로세스 카트리지가 교환가능한 도어를 닫은 때나 전력을 턴 온할 때에 실행한다.

현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍 검출 시퀀스는, 현상 접촉 타이밍과 현상 이격 타이밍을 검출하기 위한 제어 시퀀스 프로그램으로서 ROM(122)에 저장된다. 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍 검출 시퀀스가 개시되면, CPU(121)는, 감광 드럼(61) 및 중간 전사 벨트(51)를 구동하는 모터, 및 스캐너 모터(182)를 기동한다. 또한, 대전 바이어스 제어 유닛(183), 현상 바이어스 제어 유닛(184), 및 1차 전사 바이어스 제어 유닛(185)의 바이어스 인가 등을 행하여 화상 형성 준비를 개시한다. 다음에, 현상 접촉 동작을 개시하기 위해서 스테핑 모터(91)를 미리 정해진 수의 스텝만큼 정회전 구동시킨다(S1901). 스테핑 모터(91)의 정회전 구동이 개시하면 제어 타이머(17)를 기동한다(S1902). 스테핑 모터(91)를 기동하고, 현상 접촉/이격 상태가 부정인 동안, 감광 드럼(61) 상에 검출 패턴(81)의 정전 잠상의 반복 형성을 개시한다(S1903). 화상 형성 스테이션 1의 감광 드럼(61) 상에 형성한 정전 잠상이 레지스트레이션 검출 센서(56)의 바로 아래에 도달하는 타이밍의 직전에 화상 형성 스테이션 1의 검출 윈도우를 설정한다(S1904). 이 타이밍은 미리 정해진다. 다음에, 시퀀스는 화상 형성 스테이션 1의 검출 윈도우로서 설정된 미리 정해진 시간의 경과를 기다린다(S1905).

미리 정해진 시간 경과 후에, 화상 형성 스테이션 1의 감광 드럼(61) 상에 형성된 검출 패턴(81)의 정전 잠상이 레지스트레이션 검출 센서(56)의 바로 아래에 도달할 것으로 예상된다. 따라서, 이 타이밍에서 검출 패턴(81)을 검출하고 있지 않은 경우(S1906)에는, 화상 형성 스테이션 2의 검출 윈도우로 설정을 전환한다. 전환은 윈도우를 따르는 미리 정해진 기간 후에 행한다. 화상 형성 스테이션 2의 검출 윈도우로 설정을 전환한 후에, 화상 형성 스테이션 2에서도 마찬가지로 검출 윈도우 내에서 검출 패턴(81)을 검출할 수 없는 때에는, 화상 형성 스테이션 3의 검출 윈도우로 설정을 전환한다. 화상 형성 스테이션 3의 검출 윈도우로 설정을 전환한 후에, 화상 형성 스테이션 3에 있어서도 마찬가지로 검출 윈도우 내에서 검출 패턴(81)을 검출할 수 없는 경우에는, 화상 형성 스테이션 4의 검출 윈도우으로 설정을 전환한다. 이와 같이, 검출 윈도우 내에서 검출 패턴(81)을 검출할 때까지 단계들 S1904 내지 S1906을 반복해 실행한다.

미리 정해진 시간의 경과 후에, 화상 형성 스테이션 1의 감광 드럼(61) 상에 형성한 검출 패턴(81)의 정전 잠상이 레지스트레이션 검출 센서(56)의 바로 아래에 도달하는 타이밍에서 검출 패턴(81)을 검출했을 때(S1906), 시퀀스는 S1907로 이동한다. 스텝 S1907에서는, 제어 타이머(17)를 기동한 때로부터 화상 형성 스테이션 1의 검출 윈도우 내에서 화상 형성 스테이션 1의 검출 패턴(81)을 레지스트레이션 검출 센서(56)에 의해 검출할 때까지의 현상 접촉 완료 경과 시간 A1(msec)을 취득한다. 각 화상 형성 스테이션의 현상 접촉 완료 경과 시간 As(msec)가 검출되지 않은 경우(S1908)는, 화상 형성 스테이션 2의 검출 윈도우로 설정을 전환한다. 이렇게 검출 윈도우의 전환을 각 화상 형성 스테이션의 현상 접촉 완료 경과 시간 As(msec)를 검출할 때까지 단계들 S1904 내지 S1908을 반복해 실행한다. 각 화상 형성 스테이션의 현상 접촉 완료 경과 시간 As(msec)가 검출되는 때에는(S1908), 현상 접촉/이격 상태를 접촉 상태로부터 이격 상태로 전환하기 위해서 스테핑 모터(91)를 다시 미리 정해진 스텝 수만큼 정회전 구동시킨다(S1909).

스테핑 모터(91)의 정회전 구동이 개시할 때 제어 타이머(17)를 기동한다(S1910). 이 원리에 대하여, 제1 실시예의 이격 타이밍 검출의 수순에, 도 17의 검출 패턴(81)이 적용된다. 화상 형성 스테이션 1의 감광 드럼(61) 상에 형성한 정전 잠상이 레지스트레이션 검출 센서(56)의 바로 아래에 도달하는 타이밍의 직전에 화상 형성 스테이션 1의 검출 윈도우를 설정한다(S1911). 다음에, 시퀀스는 화상 형성 스테이션 1의 검출 윈도우로서 설정된 미리 정해진 시간의 경과를 기다린다(S1912). 미리 정해진 시간의 경과 후에, 화상 형성 스테이션 1의 감광 드럼(61) 상에 형성된 검출 패턴(81)의 정전 잠상이 레지스트레이션 검출 센서(56)의 바로 아래에 도달한다. 그 타이밍에서 검출 패턴(81)을 검출할 때(S1913), 화상 형성 스테이션 2의 검출 윈도우로 설정을 전환한다. 화상 형성 스테이션 2의 검출 윈도우로 설정을 전환한 후에, 화상 형성 스테이션 2에 있어서도 마찬가지로, 검출 윈도우 내에서 검출 패턴(81)이 검출되는 경우에는, 화상 형성 스테이션 3의 검출 윈도우로 설정을 전환한다. 화상 형성 스테이션 3의 검출 윈도우로 설정을 전환한 후에, 화상 형성 스테이션 3에 있어서도 마찬가지로, 검출 윈도우 내에서 검출 패턴(81)이 검출되는 때에는, 화상 형성 스테이션 4의 검출 윈도우로 설정을 전환한다. 이와 같이, 검출 윈도우 내에서 검출 패턴(81)을 검출할 수 없게 될 때까지 단계들 S1911 내지 S1913을 반복해 실행한다.

미리 정해진 시간의 경과 후에, 화상 형성 스테이션 1의 감광 드럼(61) 상에 형성한 검출 패턴(81)의 정전 잠상이 레지스트레이션 검출 센서(56)의 바로 아래에 도달하는 타이밍에서 검출 패턴(81)이 검출되지 않는 때에는(S1913), 시퀀스가 S1914로 이동한다. 스텝 S1914에서는, 현상 접촉/이격 경과 시간 C1(msec)을 취득한다. 현상 접촉/이격 경과 시간 C1은, 제어 타이머(17)을 기동한 때로부터 화상 형성 스테이션 1의 검출 윈도우 내에서 화상 형성 스테이션 1의 검출 패턴(81)을 레지스트레이션 검출 센서(56)로 최후에 검출한 타이밍까지의 시간이다. 각 화상 형성 스테이션의 현상 접촉/이격 경과 시간 Cs(msec)이 검출되지 않는 때에는(S1915), 화상 형성 스테이션 2의 검출 윈도우로 설정을 전환한다. 이렇게 S1911 내지 S1915에서 검출 윈도우의 전환을 각 화상 형성 스테이션의 현상 접촉/이격 경과 시간 Cs(msec)를 검출할 때까지 반복해 실행한다. 각 화상 형성 스테이션의 현상 접촉/이격 경과 시간 Cs(msec)가 검출될 때는(S1915), 현상 접촉 타이밍 Xs(msec)를 수학식 1로부터 산출해서 RAM에 저장한다(S1916). 또한, 현상 이격 타이밍 Ys(msec)를 수학식 2로부터 산출해서 RAM에 저장한다(S1917). 이 처리를 이용하여, 1회의 현상 접촉 및 이격 동작에 의해 각 화상 형성 스테이션의 감광 드럼들(61) (61Y, 61M, 61C, 및 61K)에의 현상 롤러들(64) (64Y, 64M, 64C, 및 64K)의 현상 접촉 타이밍과 현상 이격 타이밍을 검출할 수 있다.

<현상 접촉/이격 타이밍의 보정>

다음에, 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍 검출 시퀀스에 의해 산출한 각 화상 형성 스테이션의 현상 접촉 타이밍 Xs와 현상 이격 타이밍 Ys에 기초하여, 인쇄 시의 현상 접촉/이격 타이밍의 보정 방법에 대해서 설명한다. 설명은 도 20의 타이밍차트를 참조하여 행한다.

도 20의 파선은, 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍 검출 시퀀스를 행했을 때의 각 화상 형성 스테이션에 대하여 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)이 접촉 및 이격하는 타이밍을 나타낸다. 실선은, 변동을 고려한 경우의 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)이 접촉하는 가장 늦은 타이밍과 변동을 고려한 경우의 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)이 이격하는 가장 빠른 타이밍을 나타낸다. 도 20의 보정전의 Xs 및 Ys는, 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍 검출 시퀀스에 의해 산출한 각 화상 형성 스테이션의 현상 접촉 타이밍 Xs(msec)와 현상 이격 타이밍 Ys(msec)를 나타낸다. 도 20의 보정전에 있어서의 Ls(s의 값은 1 내지 4)는, 변동을 고려했을 때 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)이 접촉하는 가장 늦은 타이밍을 나타낸다. Ps는, 변동을 고려한 경우의 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)이 이격하는 가장 빠른 타이밍을 나타낸다.

인쇄 동작시의 현상 접촉 타이밍의 보정 방법을 하기에 나타낸다.

(1) 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍 검출 시퀀스에 의해 산출한 현상 접촉 타이밍 Xs(msec)와 Ls(msec)의 차분에 의해, 각 화상 형성 스테이션의 오차 변동 Ds를 산출한다.

(2) 각 화상 형성 스테이션의 오차 변동 Ds 중에서, 최소의 오차 변동으로 되는 현상 접촉 보정 시간 Dmin(msec)을 결정한다.

(3) 스테핑 모터(91)의 기동 타이밍을 현상 접촉 보정 시간 Dmin (msec)만큼 지연시킨다.

상기와 같이 스테핑 모터(91)의 기동 타이밍을 지연시킴으로써, 각 스테이션에 대한 접촉 타이밍을 최적으로 할 수 있다. 도 20에서는, 화상 형성 스테이션 1의 오차 변동 D1(msec)이 최소가 되기 때문에, 스테핑 모터(91)의 기동 타이밍(접촉 개시)을 D1(msec) 늦추는 것으로 최적인 타이밍에서의 접촉 완료가 가능하다.

다음에, 인쇄 동작 시의 현상 이격 타이밍의 보정 방법을 하기에 나타낸다.

(4) 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍 검출 시퀀스에 의해 산출한 현상 이격 타이밍 Ys(msec)와 Ps(msec)의 차분으로부터, 각 화상 형성 스테이션의 오차 변동 Es를 산출한다.

(5) 각 화상 형성 스테이션의 오차 변동 Es 중에서, 최소의 오차 변동으로 되는 현상 접촉 보정 시간 Emin(msec)을 결정한다.

(6) 스테핑 모터(91)의 기동 타이밍을 현상 접촉 보정 시간 Emin(msec)만큼 빠르게 한다.

상술한 바와 같이 스테핑 모터(91)의 기동 타이밍을 빠르게 함으로써, 각 스테이션의 이격 타이밍을 최적으로 할 수 있다. 도 20에서는, 화상 형성 스테이션 4의 오차 변동 E4(msec)가 최소가 되어, 스테핑 모터(91)의 기동 타이밍(접촉 개시)을 E4(msec)만큼 늦추는 것으로 최적인 타이밍에서의 접촉 완료를 가능하게 한다.

여기에서는 복수의 스테이션을 1개의 구동원으로 제어하고 있기 때문에, 오차 변동이 최소인 D1(msec)에 맞춰서 접촉 타이밍을 제어했지만, 각각의 스테이션에서 독립적인 구동원을 갖고 있을 때에는, 각각의 스테이션의 검출 결과에 맞춘 최적인 접촉 타이밍의 제어가 가능하다. 유사하게, 오차 변동이 최소가 되는 E4(msec)에 맞춰서 이격 타이밍을 제어했지만, 각각의 스테이션에서 독립적인 구동원을 갖고 있는 경우는, 각각의 스테이션의 검출 결과에 맞춘 최적인 접촉 타이밍의 제어가 가능하다.

또한, 여기에서는 화상 형성 보증 시간에 접촉 타이밍 및 이격 타이밍을 맞추는 것을 설명했지만, 예를 들어 컨트롤러로부터 형성하는 화상의 크기에 관한 정보를 수신하는 수신 수단을 갖고, 엔진이 색마다 형성하는 화상의 크기를 알고 있는 경우에는, 접촉 타이밍 및 이격 타이밍을 화상 형성 보증 시간이 아니라, 각각의 색으로 형성하는 화상의 크기에 맞추는 것도 가능하다.

이렇게 각 스테이션을 독립적으로 구동할 수 있는 경우에는, 각 스테이션에 있어서 접촉 시간을 최적으로 제어할 수 있기 때문에, 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)의 마모를 감소시킬 수 있다. 또한, 각각의 색마다 형성하는 화상의 크기를 알고 있기 때문에, 형성하는 화상에 맞춰서 접촉 시간을 제어할 수 있어서, 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)의 마모를 훨씬 감소시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본체 장치(2)에 포함되는 현상 접촉/이격 기구와 프로세스 카트리지 P (PY, PM, PC, 및 PK)의 어떠한 조합에서도, 다른 색의 검출 패턴(81)이 겹치지 않고 접촉하도록 잠상 패턴을 반복해 형성한다. 그리고, 접촉 및 이격이 완료된 후의 중간 전사 벨트(51) 상의 패턴을 레지스트레이션 검출 센서(56)에 의해 검출할 수 있다. 그리고, 스테핑 모터(91)의 기동 타이밍과 검출 패턴(81)의 검출 타이밍 사이의 시간을, 각 스테이션의 윈도우에서 측정한다. 이와 같이 함으로써, 최소한의 소요 시간에서 최적인 현상 접촉 타이밍 및 이격 개시 타이밍을 검출할 수 있다. 이에 의해, 현상 접촉 타이밍 및 이격 개시 타이밍을, 접촉하고 있는 시간이 필요 이상으로 길어지지 않도록 보정할 수 있다. 그 결과, 현상 롤러(64)와 감광 드럼(61)의 마모를 감소시킬 수 있고, 프로세스 카트리지 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는 것이 가능해진다.

<제4 실시예>

제4 실시예에서는, 중간 전사 벨트(51)와 감광 드럼(61) 사이에 발생하는 흡착력에 의해, 중간 전사 벨트(51)와 접촉하는 감광 드럼(61)의 마모를 방지하고, 감광 드럼(61)의 수명을 연장시키는 화상 형성 장치 및 그 제어 방법에 대해서 설명한다. 감광 드럼(61)이 현상 롤러(64)와 접촉하지 않는 동안에도, (마진을 포함하여) 화상 형성에 앞서 감광 드럼(61)에 대전 바이어스가 인가되어서 대전된다. 중간 전사 벨트(51)도, 토너상의 전사 동안에 인가되는 전사 바이어스에 의해 대전된다. 이들 전하는 서로 끌어당기는 방향으로 작용하기 때문에, 화상 형성을 하고 있지 않을 때에도, 대전에 의해 중간 전사 벨트(51)와 감광 드럼(61)이 서로 접촉하고, 만약 그들 사이에 속도차가 있으면 감광 드럼(61)의 표면의 마모의 원인이 된다. 본 실시예에서는 이것을 방지한다. 또한, 본 실시예는 제1 실시예 내지 제3 실시예와 조합될 수 있지만, 여기에서는 도 24에 도시된 바와 같은 현상 접촉/이격 상태에서 동작하고 있는 화상 형성 장치를 예로서 설명한다.

<전사 바이어스와 대전 바이어스의 인가 타이밍>

본 실시예에 따른 전사 바이어스와 대전 바이어스를 인가하는 타이밍에 대해서, 도 21을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 21은, 옐로우(Y) 화상 형성 스테이션(1st)에서의 이격 캠(80a)과 전사 바이어스 및 대전 바이어스를 인가하는 타이밍의 개략도를 도시한다.

도 21에 도시한 바와 같이, 이격 캠(80a)이 회전 구동되고, 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)과의 이격 상태로부터 접촉 상태로 이동하는 사이의 영역은 소위 부정 상태이다. 부정 상태에서는, 접촉 타이밍이 오프셋된다. 따라서, 부정 영역이 개시되는 시간 (c)로부터 소정의 마진을 갖고(타이밍 e), 빨리 전사 바이어스와 대전 바이어스를 인가할 필요가 있다. 이것은 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 접촉했을 경우에 토너가 감광 드럼(61)에 전사되는 것을 방지하기 위해서이다. 실제로 부품이나 조립의 변동이 발생하는 본체 및 프로세스 카트리지에서는, 부정 영역이 개시되는 시간 (c)로부터 일정한 시간 경과 후에 현상 접촉이 일어난다(g). 그로 인해, 전사 바이어스와 대전 바이어스의 인가로부터 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 접촉할 때까지의 시간(e 내지 g 사이)이 길어져, 그 사이, 중간 전사 벨트(51)와 감광 드럼(61) 사이에 큰 흡착력이 발생한다. 이것이 감광 드럼(61)의 절삭을 가속화시킨다.

또한, 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 대하여 접촉 상태로부터 이격 상태로 이동하고 있는 영역은, 동일한 종류의 변동이 존재한다. 그로 인해, 부정 영역이 완료하는 시간 (d)로부터 소정의 마진을 갖고(타이밍 f) 전사 바이어스와 대전 바이어스를 중지할 필요가 있다. 실제로 부품이나 조립의 변동이 발생하는 본체나 프로세스 카트리지에 있어서는, 부정 영역이 개시되는 시간 (b)로부터 일정한 시간 경과 후에 현상 이격이 일어난다(h). 그로 인해, 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)으로부터 이격한 때로부터 전사 바이어스와 대전 바이어스를 중지할 때까지의 시간(h 내지 f)이 길어져, 그 동안, 중간 전사 벨트(51)와 감광 드럼(61) 사이에 큰 흡착력이 발생한다. 이것도 감광 드럼(61)의 절삭을 가속화한다.

현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)으로부터 이격되어 있는 상태에서 전사 바이어스와 대전 바이어스가 인가되면, 중간 전사 벨트(51)와 감광 드럼(61) 사이에 큰 흡착력이 발생한다. 이 현상에 대해서, 중간 전사 벨트(51)의 구동원의 토크 변화에 착안해서 설명한다. 도 22는, 중간 전사 벨트(51)의 구동원의 토크 변화와 현상 롤러(64)의 접촉 타이밍 및 이격 타이밍과, 전사 바이어스와 대전 바이어스의 인가 타이밍과, 중간 전사 벨트(51), 프로세스 카트리지, 및 접촉/이격 기구의 구동원의 기동 상태의 개략도를 도시한다.

도 22는, 화상 신호가 본체에 보내져서, 화상이 인쇄될 때까지의 동작에 대해서 도시한다. 도 22에 도시된 바와 같이, 중간 전사 벨트(51)의 구동원과 프로세스 카트리지마다 제공된 구동 모터를 기동하면(P), 중간 전사 벨트(51)의 구동원에는 작은 크기의 토크가 발생한다. 그리고, 전사 바이어스와 대전 바이어스가 인가되면(e), 중간 전사 벨트(51)와 감광 드럼(61)의 사이에 큰 흡착력이 발생하고, 중간 전사 벨트(51)의 구동원에는 큰 토크가 발생하고, 감광 드럼(61)의 절삭이 가속화된다. 중간 전사 벨트(51)와 감광 드럼(61)에 큰 흡착력이 발생할 때라도, 중간 전사 벨트(51)와 감광 드럼(61)의 속도가 동일하면, 큰 토크는 발생하지 않고, 감광 드럼(61)의 절삭이 발생하지 않는다. 그러나, 감광 드럼(61)의 직경 변동, 중간 전사 벨트(51)의 두께 변동, 중간 전사 벨트(51)의 구동 롤러(53)의 직경의 변동 등에 의해, 중간 전사 벨트(51)와 감광 드럼(61)의 구동 속도에 속도차가 발생한다. 이것 때문에 큰 토크가 발생하고, 감광 드럼(61)의 절삭이 발생한다. 이러한 큰 토크가 발생하고 있는 상태에서 접촉/이격 기구의 구동원으로서 기능하는 스테핑 모터(91)를 구동하여, 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 접촉한다(g). 그리하여, 토너 등의 저 마찰 물질(low friction substance)이 중간 전사 벨트(51)와 감광 드럼(61)의 사이에 존재하기 때문에, 중간 전사 벨트(51)의 구동원에 발생하는 토크는 작다. 즉, 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 접촉하고 있는 상태에서, 중간 전사 벨트(51)와 감광 드럼(61) 사이에 속도차가 존재해도, 중간 전사 벨트(51)와 감광 드럼(61)은 그들 사이의 토너의 존재에 의해 미끄러져, 감광 드럼(61)의 절삭의 발생은 거의 일어나지 않는다.

다음에, 화상의 인쇄가 종료한 때로부터, 본체가 정지할 때까지의 동작에 대해서 설명한다. 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 접촉되어 있는 상태에서, 스테핑 모터(91)를 구동하고, 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)으로부터 이격된다(h). 그 결과, 중간 전사 벨트(51)와 감광 드럼(61) 사이에 개재되어 있었던 토너 등의 저 마찰 물질이 없어지기 때문에, 중간 전사 벨트(51)의 구동원에는 큰 토크가 발생하고, 감광 드럼(61)의 절삭을 가속화되게 한다. 전사 바이어스와 대전 바이어스가 중지될 때(f), 중간 전사 벨트(51)와 감광 드럼(61) 사이의 흡착력이 없어지기 때문에, 중간 전사 벨트(51)의 구동원의 토크는 작다. 결국, 중간 전사 벨트(51)의 구동원과 프로세스 카트리지의 구동 모터를 정지한다.

이렇게 중간 전사 벨트(51)의 구동원에 큰 토크가 발생하고 있는 기간(X 구간 및 Y 구간)에는, 중간 전사 벨트(51)와 감광 드럼(61)이 끌어당기는 상태에서 속도차가 존재한다. 그로 인해, 중간 전사 벨트(51)와 감광 드럼(61)은 마모되어, 감광 드럼(61)의 절삭을 가속화시킨다. 또한, 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 접촉하고 있는 시간보다, 전사 바이어스와 대전 바이어스가 인가되는 시간이 긴 문제는, 각 화상 형성 스테이션에서 유사하게 발생한다. 따라서, 각 화상 형성 스테이션에서의 현상 접촉 또는 이격 타이밍을 검출하고, 각 화상 스테이션에서 전사 바이어스와 대전 바이어스의 인가 시간을 각각 적합하게 조정한다.

<현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍의 검출 및 바이어스 인가 타이밍 방법>

다음에, 본 실시예에 따른 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍을 검출하는 검출 및 최적화 방법에 대해서, 도 23을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 23은, 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍을 검출하는 제어 프로그램의 흐름도이다. 본 실시예에서는, 제1 실시예와 마찬가지의 방식으로, 바이어스의 인가 타이밍이 조정된다. 즉 제2 및 제3 실시예에 있어서 현상 접촉/이격 타이밍의 마진을 단축했고, 여기에서는 동일한 방식으로 대전 바이어스와 전사 바이어스의 인가 타이밍의 마진을 단축한다.

도 23에서와 같이, 우선 프로세스 카트리지가 교환되었는지를 검출한다(S2301). 프로세스 카트리지가 교환되었다고 결정되었을 때에는, 현상 접촉 타이밍 및 이격 타이밍을 검출하는 제어가 개시되고, 감광 드럼(61) 및 중간 전사 벨트(51) 등의 구동원(스테핑 모터(91)를 제외함)이 기동된다(S2302). 그 후, 검출 패턴(81)이 형성되고(S2303), 스테핑 모터(91)를 기동함으로써 현상 롤러(64)의 감광 드럼(61)에의 접촉 동작이 개시된다(S2304). 이때, 스테핑 모터(91)의 구동 개시 타이밍에서 타이머를 기동한다. 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 접촉된 것에 의해 가시화된 검출 패턴(81)을 레지스트레이션 검출 센서(56)로 검출하고(S2305), 스테핑 모터(91)을 풀컬러 상태에서 정지한다(S2306). 검출 패턴(81)의 선단을 검출했을 때에 타이머를 정지시킨다. 이렇게 해서 스테핑 모터(91)를 기동한 때로부터 검출할 때까지 측정한 시간(접촉 시간)을 저장한다(S2307).

한편, 현상 롤러(64)가 접촉되어 있는 상태인 풀컬러 접촉 상태로부터, 스테핑 모터(91)를 기동한다(S2308). 여기에서는, 스테핑 모터(91)의 구동 개시 타이밍에서 타이머를 기동한다. 현상 롤러(64)가 이격됨으로써 정전 잠상이 된 검출 패턴(81)을 레지스트레이션 검출 센서(56)로 검출하고(S2309), 스테핑 모터(91)를 대기 상태에서 정지한다(S2310). 검출 패턴(81)의 후단을 검출했을 때에 타이머를 정지시킨다. 이렇게 해서 스테핑 모터(91)를 기동한 때로부터 검출할 수 없게 될 때까지 측정한 시간(이격 시간)을 저장한다(S2311).

이와 같이, 접촉 시간과 이격 시간을 각 스테이션에서 검출한다(S2312). 이 방식은 제1 실시예에서와 동일하다. 그리고, 각 스테이션의 접촉 시간에 따라, 전사 바이어스와 대전 바이어스를 인가하는 타이밍을 변화시킨다.

타이밍은, 각 스테이션에 있어서 전사 바이어스와 대전 바이어스를 인가한 때로부터 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 접촉할 때까지의 시간이 가능한한 짧아지게 결정된다. 또한, 각 스테이션의 이격 시간에 따라, 전사 바이어스와 대전 바이어스를 중지하는 타이밍을 변화시킨다. 타이밍은, 각 스테이션에 있어서 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)으로부터 이격한 후, 전사 바이어스와 대전 바이어스를 중지할 때까지의 시간이 가능한한 짧아지도록 결정된다(S2313). 즉, 이 타이밍의 조정은, 도 22의 X 및 Y 구간을 가능한한 짧게 하도록 행해진다. 이렇게 하기 위하여, 제1 및 제3 실시예와 동일한 방식으로 현상 접촉 타이밍과 현상 이격 타이밍을 결정하고, 그 타이밍에 따라 바이어스의 인가와 정지를 각각 행한다.

예를 들어, 바이어스 타이밍의 오프셋량은, 제1 실시예에서 구한 값 Xs = As-Bs 및 Ys = Cs-Bs를 사용할 수 있다. 즉, Xs 는 바이어스 인가 타이밍을, 도 22의 미리 결정된 타이밍 e로부터 지연시킨다. 또한, 바이어스 인가 타이밍을, 도 22의 미리 결정된 타이밍 f로부터 Ys만큼 빠르게 한다. 즉, 현상 롤러(64)의 구동 타이밍을 조정할 때 얻어진 조정량만큼(또는 동일한 제어량만큼, 또는 동일한 시간만큼), 바이어스의 타이밍을 조정한다.

이로 인해, 본 실시예에서는 제어만을 위한 시간 측정은 행하지 않고, 제1 내지 제3 실시예에서 행한, 현상 접촉 타이밍 및 현상 이격 타이밍의 조정을 위해, 스테핑 모터(91)의 구동 타이밍의 제어에 의해 측정된 시간들 As 및 Cs를 사용할 수 있다. 또한, 제2 실시예에 의한 시간 측정은 검출 패턴(81)의 시간 그 자체이므로 제1 실시예와 상이하지만, 제2 실시예에서 설명한 바와 같이, 이것들은 서로 환산가능한 값이므로, 제2 실시예에서 설명된 방식으로 측정된 시간을 이용할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 실제로 사용되는 본체와 프로세스 카트리지의 조합에 있어서, 현상 접촉 및 이격을 행하고, 중간 전사 벨트(51) 상에 전사된 검출 패턴(81)의 선단과 후단을 레지스트레이션 검출 센서(56)로 검출한다. 이와 같은 구성을 채택함으로써, 각각의 조합에서의 현상 접촉 시간과, 현상 이격 시간을 정확하게 아는 것이 가능하다. 그로 인해, 본체에 화상 신호가 보내졌을 때, 검출된 각 스테이션의 현상 접촉 시간에 대하여, 전사 바이어스와 대전 바이어스를 가능한한 짧은 시간 동안 인가하도록 전사 바이어스와 대전 바이어스를 인가시키는 것이 가능하다.

이에 의해, 현상 이격 타이밍에 따라, 전사 바이어스와 대전 바이어스를 인가하는 타이밍과, 중지하는 타이밍을 최적으로 보정할 수 있다. 그 결과, 현상 롤러(64)가 감광 드럼(61)에 접촉하고 있는 시간에 대하여, 전사 바이어스와 대전 바이어스를 최소한의 시간 동안 인가하는 것이 가능하다. 이에 의해, 감광 드럼(61)의 절삭을 감소시킬 수 있고, 프로세스 카트리지 수명에 유리한 수단을 제공하는 것이 가능하다.

본 예의 설명에서는, 현상 롤러(64)가 접촉 개시한 때로부터 접촉 완료까지의 기간과 현상 롤러(64)가 이격 개시한 때로부터 이격 완료할 때까지의 기간에, 감광 드럼(61) 상에 정전 잠상으로서 검출 패턴(81)을 형성한다고 기재했다. 그러나, 접촉 개시한 때로부터 이격 완료할 때까지의 기간에, 감광 드럼(61) 상에 정전 잠상으로서 검출 패턴(81)을 형성할 수도 있다.

또한, 본 발명은, 복수의 디바이스(예를 들어, 호스트 컴퓨터, 인터페이스 디바이스, 리더, 프린터 등)로 구성되는 시스템에 적용될 수도 있고, 하나의 디바이스로 이루어지는 장치 (예를 들어, 복사기, 팩스 기기 등)에 적용될 수도 있다. 본 발명의 각 단계는, 네트워크 또는 각종 기록 매체를 통해서 취득한 소프트웨어(프로그램)를 퍼스널 컴퓨터 등의 프로세싱 장치(CPU 또는 프로세서 등)로 실행함으로써 실현할 수 있다.

<다른 실시예>

본 발명의 양태들은, 전술된 실시예들의 기능들을 수행하기 위해 메모리 장치에 기록된 프로그램을 판독하여 실행하는 시스템 또는 장치의 컴퓨터 (또는 CPU나 MPU와 같은 디바이스)에 의해서, 그리고 예를 들면, 전술된 실시예들의 기능들을 실행하기 위해 메모리 디바이스에 기록된 프로그램을 판독하여 실행함으로써 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 단계들이 수행되는 방법에 의해서 또한 실현될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 예를 들어 네트워크를 통하여 또는 메모리 디바이스로서 기능하는 다양한 유형의 기록 매체(예를 들어, 컴퓨터 판독가능 매체)로부터 프로그램이 컴퓨터에 제공된다.

본 발명이 예시적인 실시예를 참조하여 기술되었지만, 본 발명은 기술된 예시적인 실시예로 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 이하의 청구항들의 범위는 그러한 변경들과, 등가의 구조 및 기능을 모두 포괄하도록 최광의의 해석에 따라야 한다.

1: 화상 형성 장치
2: 화상 형성 장치 본체(장치 본체)
5: 중간 전사 벨트 유닛
7: 정착 유닛
37, 38, 39: 배출 롤러 쌍
51: 중간 전사 벨트
61: 감광 드럼
64: 현상 롤러

Claims

화상 형성 장치로서,
잠상이 형성되는 상 담지체; 및
상기 상 담지체에 형성된 상기 잠상을 토너상으로서 현상하는 현상 수단을 포함하고,
상기 현상 수단은 상기 상 담지체와 접촉하거나 또는 이격하는 것이 가능하고 토너상을 담지하는 현상제 담지체를 포함하며;
상기 화상 형성 장치는,
상기 상 담지체와 상기 현상제 담지체가 이격된 상태에서 상기 현상 수단을 동작시키면서 상기 상 담지체와 상기 현상제 담지체를 접촉하게 하는 접촉 동작을 개시시켜서 상기 잠상을 현상하는 것으로 얻어지는 토너상을 검출하는 검출 수단; 및
상기 검출 수단에 의해 검출된 검출 결과에 기초하여 상기 상 담지체와 상기 현상제 담지체를 접촉하게 하는 접촉 동작을 제어하는 제어 수단을 갖는, 화상 형성 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 수단은 미리 정해진 타이밍으로부터 토너상이 상기 검출 수단에 의해 검출될 때까지의 시간에 기초하여, 상기 상 담지체와 상기 현상제 담지체를 접촉하게 하는 상기 접촉 동작을 제어하는, 화상 형성 장치.
제2항에 있어서,
상기 상 담지체에 형성된 잠상의 선단과 상기 검출 수단에 의해 검출된 토너상의 선단 사이의 차분을 이용하여, 상기 제어 수단은 상기 현상제 담지체와 상기 상 담지체가 이격된 상태로부터 상기 현상제 담지체와 상기 상 담지체가 접촉할 때까지의 제1 시간을 구하는, 화상 형성 장치.
제3항에 있어서,
상기 현상제 담지체와 상기 상 담지체를 접촉시키거나 또는 이격시키기 위하여 상기 현상제 담지체를 구동하는 구동 수단을 더 포함하고,
상기 제어 수단은 상기 제1 시간에 따라, 상기 구동 수단의 구동 속도 또는 구동 타이밍, 또는 상기 구동 속도와 상기 구동 타이밍 둘 다를 제어하는, 화상 형성 장치.
제3항에 있어서,
복수의 상기 상 담지체; 및
상기 복수의 상 담지체에 각각 대응하는 복수의 상기 현상제 담지체를 포함하고,
상기 검출 수단은, 상기 복수의 상 담지체에 각각 형성된 상이한 색들의 토너상을 검출하고,
상기 제어 수단은, 상기 검출 수단에 의해 검출된 복수의 검출 결과를 사용하여, 복수의 상기 제1 시간을 구하고, 상기 복수의 제1 시간 중, 최장 시간에 따라서 상기 접촉 동작을 제어하는, 화상 형성 장치.
제5항에 있어서,
상기 상 담지체에 의해 현상된 상기 토너상이 전사되는 전사체를 더 포함하고,
상기 제어 수단은, 상기 복수의 상 담지체에 형성된 각각의 토너상이, 상기 전사체의 상이한 위치들에 전사되도록 제어를 행하는, 화상 형성 장치.
제6항에 있어서,
상기 토너상으로서, 복수의 색의 상기 토너상들이 상기 전사체의 반송 방향으로 주기적으로 형성되고,
상기 제어 수단은, 상기 검출 수단에 의해 검출된 상기 복수의 검출 결과에 따라, 상기 제1 시간들을 구하는, 화상 형성 장치.
제3항에 있어서,
상기 상 담지체와 상기 현상제 담지체는, 상기 화상 형성 장치로부터 착탈가능한 카트리지로서 구성되고,
상기 카트리지가 장착되면 상기 검출 수단은, 장착된 상기 카트리지에 포함되는 상기 상 담지체에 형성된 토너상을 검출하는, 화상 형성 장치.
제6항에 있어서,
상기 상 담지체를 대전하는 대전 수단; 및
상기 상 담지체에 의해 현상된 토너상을 상기 전사체에 전사하는 전사 수단을 더 포함하고,
상기 제어 수단은, 상기 제1 시간에 따라, 상기 대전 수단에 의한 바이어스의 인가 및 상기 전사 수단에 의한 바이어스의 인가를 제어하는, 화상 형성 장치.
제3항에 있어서,
상기 현상제 담지체와 상기 상 담지체를 접촉시키거나 또는 이격시키기 위해서 상기 현상제 담지체를 구동하는 복수의 구동 수단;
각 색의 현상제에 의해 형성되는 토너상의 크기를 수신하는 수신 수단을 더 포함하고,
상기 제어 수단은, 상기 제1 시간에 따라, 상기 구동 수단들의 구동 속도 또는 구동 타이밍, 또는 상기 구동 속도와 상기 구동 타이밍 둘 다를 각 색의 화상의 크기에 따라서 제어하는, 화상 형성 장치.
화상 형성 장치로서,
잠상이 형성되는 상 담지체; 및
상기 상 담지체에 형성된 상기 잠상을 토너상으로서 현상하는 현상 수단을 포함하고,
상기 현상 수단은 상기 상 담지체와 접촉하거나 또는 이격하는 것이 가능하고 토너상을 담지하는 현상제 담지체를 포함하며;
상기 화상 형성 장치는,
상기 상 담지체와 상기 현상제 담지체가 접촉된 상태에서 상기 현상 수단을 동작시키면서 상기 상 담지체와 상기 현상제 담지체를 이격하게 하는 이격 동작을 개시시켜서 상기 잠상을 현상하는 것으로 얻어지는 토너상을 검출하는 검출 수단; 및
상기 검출 수단에 의해 검출된 검출 결과에 기초하여 상기 상 담지체와 상기 현상제 담지체를 이격하게 하는 이격 동작을 제어하는 제어 수단을 갖는, 화상 형성 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어 수단은 미리 정해진 타이밍으로부터 토너상이 상기 검출 수단에 의해 더이상 검출되지 않을 때까지의 시간에 기초하여, 상기 상 담지체와 상기 현상제 담지체를 이격하게 하는 이격 동작을 제어하는, 화상 형성 장치.
제12항에 있어서,
상기 상 담지체와 상기 현상제 담지체를 이격하게 하는 이격 동작이 개시되는 타이밍 및 상기 현상된 토너상이 상기 검출 수단에 의해 더이상 검출되지 않는 타이밍을 이용하여, 상기 제어 수단은 상기 현상제 담지체와 상기 상 담지체가 접촉된 상태로부터 상기 현상제 담지체와 상기 상 담지체가 이격될 때까지의 제2 시간을 구하는, 화상 형성 장치.
제13항에 있어서,
상기 현상제 담지체와 상기 상 담지체를 접촉시키거나 또는 이격시키기 위하여 상기 현상제 담지체를 구동하는 구동 수단을 더 포함하고,
상기 제어 수단은 상기 제2 시간에 따라, 상기 구동 수단의 구동 속도 또는 구동 타이밍, 또는 상기 구동 속도와 상기 구동 타이밍 둘 다를 제어하는, 화상 형성 장치.
제13항에 있어서,
복수의 상기 상 담지체; 및
상기 복수의 상 담지체에 각각 대응하는 복수의 상기 현상제 담지체를 포함하고,
상기 검출 수단은, 상기 복수의 상 담지체에 각각 형성된 상이한 색들의 토너상들을 검출하고,
상기 제어 수단은, 상기 검출 수단에 의해 검출된 복수의 검출 결과를 사용하여, 복수의 상기 제2 시간을 구하고, 상기 복수의 제2 시간 중, 최단 시간에 기초하여 상기 이격 동작을 제어하는, 화상 형성 장치.
제15항에 있어서,
상기 상 담지체에 의해 현상된 상기 토너상들이 전사되는 전사체를 더 포함하고,
상기 제어 수단은, 상기 복수의 상 담지체에 형성된 각각의 토너상이, 상기 전사체의 상이한 위치들에 전사되도록 제어를 행하는, 화상 형성 장치.
제16항에 있어서,
상기 토너상들로서, 복수의 색의 상기 토너상들이 상기 전사체의 반송 방향으로 주기적으로 형성되고,
상기 제어 수단은, 상기 검출 수단에 의해 검출된 상기 복수의 검출 결과에 기초하여, 상기 제2 시간을 구하는, 화상 형성 장치.
제13항에 있어서,
상기 상 담지체와 상기 현상제 담지체는, 상기 화상 형성 장치로부터 착탈가능한 카트리지로서 구성되고,
상기 카트리지가 장착될 때 상기 검출 수단은, 장착된 상기 카트리지에 포함되는 상기 상 담지체에 형성된 상기 토너상을 검출하는, 화상 형성 장치.
제16항에 있어서,
상기 상 담지체를 대전하는 대전 수단; 및
상기 상 담지체에 의해 현상된 토너상을 상기 전사체에 전사하는 전사 수단을 더 포함하고,
상기 제어 수단은, 상기 제2 시간에 기초하여, 상기 대전 수단에 의한 바이어스의 인가 및 상기 전사 수단에 의한 바이어스의 인가를 제어하는, 화상 형성 장치.
제13항에 있어서,
상기 현상제 담지체와 상기 상 담지체를 접촉시키거나 또는 이격시키기 위해서 상기 현상제 담지체를 구동하는 복수의 구동 수단;
각 색의 현상제에 의해 형성되는 토너상의 크기를 수신하는 수신 수단을 더 포함하고,
상기 제어 수단은, 상기 제2 시간에 따라, 상기 구동 수단들의 구동 속도 또는 구동 타이밍, 또는 상기 구동 속도와 상기 구동 타이밍 둘 다를 각 색의 화상의 크기에 기초하여 제어하는, 화상 형성 장치.
화상 형성 장치로서,
잠상이 형성되는 상 담지체; 및
상기 상 담지체에 형성된 상기 잠상을 현상하는 현상제 담지체를 포함하고,
상기 화상 형성 장치는, 상기 상 담지체와 상기 현상제 담지체가 이격된 상태와, 상기 잠상을 현상하는 것이 가능한, 상기 상 담지체와 상기 현상제 담지체가 접촉된 상태를 전환하는 것이 가능하며,
상기 상 담지체에 형성되는 상기 잠상은, 상기 상 담지체와 상기 현상제 담지체의 접촉 동작 또는 이격 동작을 제어하는 검출 화상으로서 현상되는, 화상 형성 장치.
화상 형성 장치로서,
상 담지체;
상기 상 담지체에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 수단;
토너를 담지하고, 상기 상 담지체와 현상 위치에서 접촉해서 상기 잠상을 현상함으로써 토너상을 형성하도록 구성되는 현상제 담지체;
상기 현상제 담지체가 상기 상 담지체와 접촉하는 접촉 위치, 또는 상기 현상제 담지체가 상기 상 담지체로부터 이격되는 이격 위치 중 어느 한쪽으로 상기 현상제 담지체를 선택적으로 이동시키는 구동 수단;
상기 토너상의 반송 방향 하류에 제공되는 검출 위치에서 이동 토너상을 검출하는 검출 수단; 및
기준 토너상 검출 모드를 수행하고, 상기 기준 토너상의 검출 결과에 따라 화상 형성 모드에서의 상기 현상제 담지체의 상기 상 담지체에 대한 접촉 타이밍을 제어하는 제어 수단을 포함하고,
상기 제어 수단은, 기준 토너상 검출 모드에서, 상기 잠상 형성 수단이 미리 결정된 기준 잠상을 상기 상 담지체에 형성하게 하고, 상기 기준 잠상의 영역이 상기 현상 위치를 통과할 때에, 상기 기준 잠상을 현상하여 상기 기준 토너상을 형성하기 위해, 상기 구동 수단이 상기 현상제 담지체를 상기 이격 위치로부터 이동시켜서 상기 상 담지체에 형성된 상기 기준 잠상의 영역에서 상기 상 담지체와 접촉하게 하고, 상기 검출 수단이 상기 검출 위치에서 상기 기준 토너상의 선단을 검출하게 하고,
상기 제어 수단은, 화상 형성 모드에서, 상기 검출 수단에 의해 검출된 상기 기준 토너상의 선단의 검출 타이밍에 따라, 상기 구동 수단의 접촉 개시 타이밍, 또는 접촉 속도, 또는 접촉 개시 타이밍과 접촉 속도 둘 다를 제어하는, 화상 형성 장치.
제22항에 있어서,
상기 상 담지체를 대전하는 대전 수단; 및
상기 상 담지체에 형성된 토너상을 전사 부재로 전사하는 전사 수단을 더 포함하고,
상기 제어 수단은, 화상 형성 모드에서, 상기 기준 토너상의 선단의 검출 타이밍에 따라, 대전 바이어스의 상기 대전 수단에의 인가 개시 타이밍, 또는 전사 바이어스의 상기 전사 수단에의 인가 개시 타이밍, 또는 대전 바이어스의 상기 대전 수단에의 인가 개시 타이밍과 전사 바이어스의 상기 전사 수단에의 인가 개시 타이밍 둘 다를 제어하는, 화상 형성 장치.
화상 형성 장치로서,
상 담지체;
상기 상 담지체에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 수단;
토너를 담지하고, 상기 상 담지체와 현상 위치에서 접촉하여 상기 잠상을 현상함으로써 토너상을 형성하도록 구성되는 현상제 담지체;
상기 현상제 담지체가 상기 상 담지체와 접촉하는 접촉 위치, 또는 상기 현상제 담지체가 상기 상 담지체로부터 이격되는 이격 위치 중 어느 한쪽으로 상기 현상제 담지체를 선택적으로 이동시키는 구동 수단;
상기 토너상의 반송 방향 하류에 제공되는 검출 위치에서 이동 토너상을 검출하는 검출 수단; 및
기준 토너상 검출 모드를 수행하고, 상기 기준 토너상의 검출 결과에 따라 화상 형성 모드에서의 상기 현상제 담지체의 상기 상 담지체로부터의 이격 타이밍을 제어하는 제어 수단을 포함하고,
상기 제어 수단은, 기준 토너상 검출 모드에서, 상기 잠상 형성 수단이 미리 결정된 기준 잠상을 상기 상 담지체에 형성하게 하고, 상기 기준 잠상을 현상하여 상기 접촉 위치에 배치된 상기 현상제 담지체에 의해 상기 기준 토너상을 형성하고, 그 후, 상기 기준 잠상의 영역이 상기 현상 위치를 통과할 때에, 상기 기준 토너상의 형성을 완료하기 위해, 상기 구동 수단이 상기 현상제 담지체를 상기 접촉 위치로부터 상기 이격 위치로 이동시켜 상기 상 담지체에 형성된 상기 기준 잠상의 영역으로부터 이격시키고, 상기 검출 수단이 상기 기준 토너상의 후단을 상기 검출 위치에서 검출하게 하고,
상기 제어 수단은, 화상 형성 모드에서, 상기 검출 수단에 의해 검출된 상기 기준 토너상의 후단의 검출 타이밍에 따라, 상기 구동 수단의 이격 개시 타이밍, 또는 이격 속도, 또는 이격 개시 타이밍과 이격 속도 둘 다를 제어하는, 화상 형성 장치.
제24항에 있어서,
상기 상 담지체를 대전하는 대전 수단; 및
상기 상 담지체에 형성된 토너상을 전사 부재로 전사하는 전사 수단을 더 포함하고,
상기 제어 수단은, 화상 형성 모드에서, 상기 기준 토너상의 후단의 검출 타이밍에 따라, 대전 바이어스의 상기 대전 수단에의 인가 종료 타이밍, 또는 전사 바이어스의 상기 전사 수단에의 인가 종료 타이밍, 또는 대전 바이어스의 상기 대전 수단에의 인가 종료 타이밍과 전사 바이어스의 상기 전사 수단에의 인가 종료 타이밍 둘 다를 제어하는, 화상 형성 장치.
화상 형성 장치로서,
미리 결정된 방향으로 직렬 배치된 상 담지체들;
상기 상 담지체들 각각에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 수단들;
토너를 담지하고, 각각의 상기 상 담지체와 각각의 현상 위치에서 접촉해서 잠상들을 현상함으로써 상이한 색들을 가지는 토너상들을 형성하도록 구성되는 현상제 담지체들;
상기 현상제 담지체들이 상기 상 담지체들과 접촉하는 각각의 접촉 위치, 또는 상기 현상제 담지체들이 상기 상 담지체들로부터 이격되는 각각의 이격 위치 중 어느 한쪽으로 상기 현상제 담지체들을 선택적으로 이동시키고, 구동원과, 상기 구동원의 구동력을 각각의 현상제 담지체들로 전달하여 각각의 상기 현상제 담지체들이 대응하는 상 담지체들과 접촉하거나, 대응하는 상 담지체들로부터 이격하게 하는 구동력 전달 수단을 포함하는 구동 수단들;
상기 상 담지체들의 각각의 토너 전사 위치를 통하여 반송되는 전사 부재와, 각각의 상기 상 담지체들로부터 상기 전사 부재로 토너상들을 전사하기 위해 상기 전사 부재에 전사 바이어스를 인가하는 전압 인가 수단을 포함하는 전사 수단들;
상기 전사 부재의 반송 방향에서 모든 상기 상 담지체들의 하류에 제공된 검출 위치에서 상기 전사 부재에 전사되는 이동 토너상을 검출하는 검출 수단; 및
기준 토너상 검출 모드를 수행하고, 상기 기준 토너상들의 검출 결과에 따라 화상 형성 모드에서의 각각의 상기 현상제 담지체들의 각각의 상기 현상제 담지체들에 대한 접촉 타이밍을 제어하는 제어 수단을 포함하고,
상기 제어 수단은, 기준 토너상 검출 모드에서, 상기 잠상 형성 수단들이 각각의 상기 상 담지체의 각각의 상이한 색의 미리 결정된 기준 잠상을 형성하도록 동작하게 하는 단계와, 상기 기준 잠상들의 영역들이 각각의 상기 현상 위치를 통과할 때에, 상기 기준 잠상들을 현상함으로써 상기 기준 토너상을 형성하기 위해, 상기 구동원이 상기 현상제 담지체를 상기 구동력 전달 수단을 통해 상기 이격 위치로부터 이동시켜 각각의 상기 상 담지체에 형성된 각각의 상기 기준 잠상의 영역에서 각각의 상기 상 담지체와 접촉하게 하도록 동작하게 하는 단계와, 상기 전사 수단들이 상기 기준 토너상들을 상기 전사 부재에 전사하도록 동작하게 하는 단계와, 상기 검출 수단이 상기 기준 토너상들의 각각의 선단을 상기 검출 위치에서 검출하도록 동작하게 하는 단계를 수행하고,
상기 제어 수단은, 화상 형성 모드에서, 각각의 상이한 색에 대한 경과 시간(elapsed time) 중 최장 경과 시간에 대응하는 색의 기준 토너상의 선단의 검출 타이밍에 따라, 상기 구동원의 접촉 개시 타이밍, 또는 접촉 속도, 또는 접촉 개시 타이밍과 접촉 속도 둘 다를 제어하고, 각각의 경과 시간은, 대응하는 상기 현상제 담지체의 이격 위치로부터의 이동의 개시로부터, 상기 검출 수단에 의해 검출된 대응하는 색의 상기 기준 토너상의 상기 선단의 검출 타이밍까지의 시간인, 화상 형성 장치.
제26항에 있어서,
상기 구동력 전달 수단은, 각각의 현상제 담지체들에 제공된 상기 구동원으로부터 공급되는 구동력에 의해 구동되고, 상이한 위상으로 조립되는 캠들을 포함하고, 각각의 현상제 담지체는, 상이한 위상으로 조립된 캠을 회전시킴으로써, 접촉 위치와 이격 위치 간에 차례대로 전환되는 화상 형성 장치.
화상 형성 장치로서,
미리 결정된 방향으로 직렬 배치된 상 담지체들;
상기 상 담지체들 각각에 정전 잠상을 형성하는 잠상 형성 수단들;
토너를 담지하고, 각각의 상기 상 담지체와 각각의 현상 위치에서 접촉해서 잠상들을 현상함으로써 상이한 색을 가지는 토너상들을 형성하도록 구성되는 현상제 담지체들;
상기 현상제 담지체들이 상기 상 담지체들과 접촉하는 각각의 접촉 위치, 또는 상기 현상제 담지체들이 상기 상 담지체들로부터 이격되는 각각의 이격 위치 중 어느 한쪽으로 상기 현상제 담지체들을 선택적으로 이동시키고, 구동원과, 상기 구동원의 구동력을 각각의 현상제 담지체로 전달하여 각각의 상기 현상제 담지체들이 대응하는 상 담지체들과 접촉하거나, 대응하는 상 담지체들로부터 이격하게 하는 구동력 전달 수단을 포함하는 구동 수단들;
상기 상 담지체들의 각각의 토너 전사 위치를 통하여 반송되는 전사 부재와, 각각의 상기 상 담지체들로부터 상기 전사 부재로 토너상들을 전사하기 위해 상기 전사 부재에 전사 바이어스를 인가하는 전압 인가 수단을 포함하는 전사 수단들;
상기 전사 부재의 반송 방향에서 모든 상기 상 담지체의 하류에 제공된 검출 위치에서 상기 전사 부재에 전사된 이동 토너상을 검출하는 검출 수단; 및
기준 토너상 검출 모드를 수행하고, 상기 기준 토너상들의 검출 결과에 따라 화상 형성 모드에서의 각각의 상기 현상제 담지체들의 각각의 상기 상 담지체들에 대한 이격 타이밍을 제어하는 제어 수단을 포함하고,
상기 제어 수단은, 기준 토너상 검출 모드에서, 상기 잠상 형성 수단들이 각각의 상기 상 담지체에 미리 결정된 기준 화상을 형성하도록 동작하게 하는 단계와, 각각의 상기 기준 잠상들을 현상하여 각각의 상기 접촉 위치에 위치하는 각각의 상기 현상제 담지체에 의해 상기 기준 토너상들을 형성하고, 상기 전사 수단이 상기 기준 토너상을 상기 전사 부재에 전사하도록 동작하게 하는 단계와, 각각의 상기 기준 토너상들의 형성을 완료하기 위해, 상기 기준 잠상들의 영역이 각각의 상기 현상 위치들을 통과할 때에, 상기 구동 수단이 각각의 상기 현상제 담지체들을 각각의 상기 접촉 위치들로부터 각각의 상기 이격 위치들로 이동시켜서, 각각의 상기 상 담지체들에 형성된 상기 기준 잠상들의 각각의 영역으로부터 이격시키도록 동작하게 하는 단계와, 상기 검출 수단이 각각의 상기 검출 위치에서 상기 기준 토너상의 후단을 검출하도록 동작하게 하는 단계를 수행하고,
상기 제어 수단은, 화상 형성 모드에서, 각각의 상이한 색에 대한 경과 시간 중 최단 경과 시간에 대응하는 색의 기준 토너상의 후단의 검출 타이밍에 따라, 상기 구동원의 이격 개시 타이밍, 또는 이격 속도, 또는 이격 개시 타이밍과 이격 속도 둘 다를 제어하고, 각각의 경과 시간은, 대응하는 상기 현상제 담지체의 접촉 위치로부터의 이동의 개시로부터, 상기 검출 수단에 의해 검출된 대응하는 색의 상기 기준 토너상의 상기 후단의 검출 타이밍까지의 시간인, 화상 형성 장치.
제28항에 있어서,
상기 구동력 전달 수단은, 각각의 현상제 담지체들에 제공된 상기 구동원으로부터 공급되는 구동력에 의해 구동되고, 상이한 위상으로 조립되는 캠들을 포함하고, 각각의 현상제 담지체는, 상이한 위상으로 조립된 캠을 회전시킴으로써, 접촉 위치와 이격 위치 간에 차례대로 전환되는 화상 형성 장치.