KR102312098B1

KR102312098B1 - 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR102312098B1
Application number: KR1020180122933A
Authority: KR
Inventors: 신지 가타기리; 겐 나카가와
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2021-10-14
Also published as: US20190113860A1; CN109683453B; KR20190043474A; JP2019074700A; US10788769B2; CN109683453A; EP3474079A1; JP6643293B2

Abstract

준비 공정에서, 제2 대전 전압이 인가된 대전 부재에 의해 대전된 감광체와 현상 전압이 인가된 현상 부재 사이의 전위차를 V1로 한다. 화상 형성 공정에서 제1 대전 전압이 인가된 대전 부재에 의해 대전된 감광체와 현상 부재 사이의 전위차를 V2로 한다. 이 규정이 주어지면, |V1|<|V2|의 관계가 만족된다.

Description

화상 형성 장치{IMAGE FORMING APPARATUS}

본 개시내용의 실시형태는 전자 사진 프로세스를 사용해서 기록 매체에 화상을 형성하는 화상 형성 장치에 관한 것이다.

접촉 현상 화상 형성 장치는 현상 부재를 감광체에 접촉시킨 상태에서 현상을 행한다. 이런 종류의 장치에 대해서는, 더 긴 수명을 위해 감광체와 현상 부재의 열화를 감소시킬 필요가 있다. 이로 인해, 화상이 형성되지 않을 때는 현상 부재가 감광체에 토너를 부착시키지 않는 위치(이격 위치)에서 대기한다. 현상 부재는 화상이 형성될 때만 감광체에 토너를 부착시키는 위치(접촉 위치)로 이동한다.

일본 특허 공개 제2003-312050호 공보는, 화질을 향상시키기 위해서, 노광 유닛이, 감광체의 표면에 토너를 부착시키는 화상부를 광학적으로 노광함으로써 명부 전위를 발생시킬 뿐만 아니라, 감광체의 표면에 토너를 부착시키지 않는 비화상부도 광학적으로 노광함으로써 암부 전위를 발생시키는 것을 개시하고 있다. 이 처리가 행해질 때, 비화상부 노광의 노광량을 화상부의 노광량보다 작게 설정함으로써, 토너를 부착시키지 않는 암부 전위를 발생시킨다.

대기 상태에 있는 화상 형성 장치는, 화상 데이터를 수신하면, 준비 공정을 실행해서 화상을 형성할 준비가 된다. 그 후, 화상 형성 장치는 기록 매체에 화상을 형성하는 화상 형성 공정을 실행한다. 준비 공정에서는, 감광체 등이 화상을 형성하기에 적합한 속도로 회전하는 것을 보증하고, 노광 유닛의 회전 폴리곤 미러가 이러한 속도에서 회전하는 것을 보증하기 위한 제어 동작을 행한다.

한편, 유용성 등의 향상의 관점에서, 화상 형성 장치가 데이터 수신 후에 화상 데이터를 인쇄하는데 걸리는 시간(FPOT: First Print Out Time)을 단축하는 것이 요구된다.

FPOT를 단축하기 위한 가능한 접근법은, 감광체 및 회전 폴리곤 미러의 회전 속도의 조정 동안에, 현상 부재를 감광체에 토너가 부착시키지 않는 위치로부터 감광체에 토너를 부착시키는 위치까지 이동시킴으로써 준비 공정의 시간을 단축하는 것이다. 이 접근법을 채택할 경우, 현상 부재가 감광체에 토너를 부착시키는 위치에 도달하는 때에 감광체의 표면에 토너가 전사되는 것에 의해 낭비적인 토너 소비가 발생하지 않도록, 감광체의 전위를 토너를 부착시키지 않는 암부 전위로 설정할 필요가 있다. 특히 상술한 바와 같이 비화상부의 노광에 의해 토너를 부착시키지 않는 암부 전위를 발생시키는 화상 형성 장치에서는, 대전 부재에 의한 대전 후에 비화상부의 노광을 행할 필요가 있다.

그러나, 회전 속도 조정 동안, 감광체의 회전 속도 및 회전 폴리곤 미러의 회전 속도는 일정하지 않다. 이로 인해, 비화상부의 노광을 행해도 감광체의 표면의 단위 면적당의 노광량이 일정하게 되지 않는다. 그러므로, 적절한 암부 전위를 발생시킬 수 없다.

본 개시내용은, 화상을 형성할 때에 비화상부의 노광에 의해 토너를 부착시키지 않는 전위를 발생시키는 화상 형성 장치에서, 예를 들어 감광체 또는 회전 폴리곤 미러의 회전 속도의 조정 동안에, 현상 부재가 감광체에 토너를 부착시키기 위한 위치에 도달해도, 감광체의 표면에 토너가 전사되는 것을 회피할 수 있게 한다.

본 개시내용에 따른 화상 형성 장치는 감광체, 대전 부재, 노광 유닛, 현상 부재, 대전 전압 인가 유닛, 현상 전압 인가 유닛, 및 제어 유닛을 포함한다. 대전 부재는 감광체의 표면을 대전한다. 노광 유닛은 대전 부재에 의해 대전된 감광체에 대해 비화상부 노광 및 화상부 노광을 행한다. 비화상부 노광은 토너상을 형성하지 않는 표면 전위를 발생시키는 노광이다. 화상부 노광은 토너상을 형성하는 표면 전위를 발생시키는 노광이다. 화상부 노광의 노광량은 비화상부 노광의 노광량보다 많다. 현상 부재는 감광체의 표면에 토너를 공급함으로써 토너상을 형성한다. 대전 전압 인가 유닛은 대전 부재에 대전 전압을 인가한다. 현상 전압 인가 유닛은 현상 부재에 현상 전압을 인가한다. 제어 유닛은 대전 전압 인가 유닛 및 현상 전압 인가 유닛을 제어한다. 제어 유닛은, 상기 노광 유닛에 의해 상기 감광체의 표면에 상기 화상부 노광과 상기 비화상부 노광을 행하는 제1 공정에서 제1 대전 전압을 인가하고, 상기 노광 유닛에 의해 상기 감광체의 표면에 상기 화상부 노광과 상기 비화상부 노광을 행하지 않는 제2 공정에서 제2 대전 전압을 인가하도록 제어를 행한다. 상기 제2 공정에서 상기 제2 대전 전압이 인가된 상기 대전 부재에 의해 대전된 상기 감광체와 상기 현상 부재 사이의 전위차를 V1로서 규정한다. 상기 제1 공정에서 상기 제1 대전 전압이 인가된 상기 대전 부재에 의해 대전된 상기 감광체와 상기 현상 부재 사이의 전위차를 V2로서 규정한다. 제어 유닛은 |V1|<|V2|의 관계가 만족되도록 제어를 행한다.

본 개시내용의 추가적인 특징, 양태 및 장점을 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다. 특정 실시형태 또는 일련의 실시형태에 관해 본원에서 설명되는 특징 중 어떤 것이 위에서 규정된 바와 같은 본 개시내용의 가장 넓은 양태에 의해 부여되는 것 이외의 어떠한 제한도 없이 하나 이상의 다른 실시형태의 특징과 조합될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 특히, 필요하거나 개별 실시형태로부터의 요소 또는 특징을 단일 실시형태로 조합하는 것이 유리한 경우에는 상이한 실시형태로부터의 특징이 조합될 수 있다.

도 1a는 화상 형성 장치의 개략 단면도이다.
도 1b는 화상 형성 장치의 단면에서의 감광 드럼 근방의 개략 확대도이다.
도 2는 노광 유닛의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 스캐너 모터의 시동 제어를 도시하는 도면이다.
도 4는 노광 유닛의 방출 제어를 도시하는 도면이다.
도 5는 준비 공정의 타이밍 차트이다.
도 6은 비교예에 따른 준비 공정의 타이밍 차트이다.
도 7은 백 콘트라스트와 흐려짐 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 준비 공정의 타이밍 차트이다.
도 9는 준비 공정을 나타내는 타이밍 차트이다.
도 10은 준비 공정을 나타내는 타이밍 차트이다.
도 11a는 현상 접촉/이격 전환 기구를 도시하는 도면이다.
도 11b는 현상 접촉/이격 전환 기구를 도시하는 도면이다.
도 11c는 현상 접촉/이격 전환 기구를 도시하는 도면이다.
도 12는 노광 유닛을 도시하는 도면이다.

제1 실시형태

도 1a 및 도 1b를 참조하여, 이제 본 실시형태에 따른 화상 형성 장치(100)의 구조 및 동작을 설명한다. 도 1a는 화상 형성 장치(100)의 개략 단면도이다. 도 1b는 도 1a에 도시된 화상 형성 장치(100)의 단면도에서의 감광 드럼(1a) 근방의 개략 확대도이다. 본 실시형태의 화상 형성 장치(100)는 제1 내지 제4 화상 형성 스테이션(Sta, Stb, Stc, Std)을 포함한다. 각 화상 형성 스테이션은 현상제로서 대응하는 색의 토너를 사용하여 토너상을 형성한다. 구체적으로는, 제1 화상 형성 스테이션(Sta)은 옐로우(Y)에 대응한다. 제2 화상 형성 스테이션(Stb), 제3 화상 형성 스테이션(Stc) 및 제4 화상 형성 스테이션(Std)은 각각 마젠타(M), 시안(C), 및 블랙(Bk)에 대응한다. 각 화상 형성 스테이션의 화상 형성 동작 및 구조는 다른 것들의 화상 형성 동작 및 구조와 동일하다. 이들은 형성되는 토너상의 색에 있어서만 서로 상이하다. 그러므로, 이하에서는 제1 화상 형성 스테이션(Sta)을 화상 형성 스테이션(St)의 대표예로서 설명한다. 다른 스테이션은 제1 화상 형성 스테이션(Sta)과 마찬가지이므로, 이들은 설명하지 않는다.

제1 화상 형성 스테이션(Sta)은 드럼 형상 전자 사진 감광체인 감광 드럼(1a), 대전 롤러(2a)(예를 들어, 대전 부재), 노광 유닛(3a)(예를 들어, 노광 유닛), 현상 장치(4a)(예를 들어, 현상 전압 인가 유닛), 및 클리닝 장치(6a)를 포함한다.

화상 형성 장치의 동작

화상 형성 장치(100)는, 제어 유닛(70)(예를 들어, 제어 유닛)에 의한 동작 제어하에서, 종이 등의 시트 형상 기록 매체(P)에 수신된 화상 데이터에 대응하는 화상을 형성하는 화상 형성 공정을 실행한다. 화상 형성 공정을 실행하는 동안, 도 1a에 도시한 바와 같이, 감광 드럼(1a)은 화살표로 나타낸 방향으로 미리정해진 주속도(프로세스 스피드)로 회전하도록 구성된다. 회전 동안, 먼저, 감광 드럼(1a)은 도 1b에 도시된 대전 위치(CP)에서 대전 롤러(2a)에 의해 미리정해진 극성/전위로 균일하게 대전된다. 이어서, 감광 드럼(1a)은 노광 유닛(3a)으로부터 방출되는 광(L)에 의해 도 1b에 도시된 노광 위치(EP)에서 노광된다. 이 노광은 형성될 컬러 화상의 옐로우 색 성분에 대응하는 정전 잠상을 생성한다. 이어서, 그 정전 잠상은 도 1b에 도시되는 현상 위치(DP)에서 현상 장치(4a)의 현상 롤러(5a)에 의해 현상되어, 화상 데이터에 대응하는 옐로우 토너상으로서 가시화된다.

중간 전사 벨트(10)는 벨트 지지 및 텐셔닝 부재(11, 12, 13) 주위에 걸쳐져 있다. 중간 전사 벨트(10)는, 감광 드럼(1a)과 국부적으로 접촉하면서 감광 드럼(1a)의 회전 방향에 대향하지 않는 벨트 이동 방향으로 감광 드럼(1a)의 주속도와 대략 동일한 주속도로 회전하도록 구동된다. 감광 드럼(1a)의 표면에 형성된 옐로우 토너상은, 감광 드럼(1a)과 중간 전사 벨트(10)가 서로 접촉하는 위치인 1차 전사 닙부에서, 1차 전사 전원(15a)에 의해 1차 전사 롤러(14a)에 인가된 1차 전사 전압에 의해 중간 전사 벨트(10) 상에 전사된다. 이 공정을 1차 전사라 칭한다. 1차 전사 후에 감광 드럼(1a)의 표면에 잔류하는 1차 전사 잔류 토너는, 클리닝 장치(6a)에 의해 클리닝되어, 대전으로 시작되는 다음 화상 형성 공정을 위한 준비가 된다.

마젠타, 시안 및 블랙 토너상이 마찬가지 방식으로 각각 제2, 제3 및 제4 화상 형성 스테이션(Stb, Stc, Std)에 형성된다. 이들 토너상은 중간 전사 벨트(10) 위에 겹쳐서 순차적으로 전사된다. 이렇게 화상 데이터에 대응하는 CMYK 컬러 화상이 얻어진다.

중간 전사 벨트(10)와 2차 전사 롤러(20) 사이에는 2차 전사 닙부가 있다. 급지 롤러(50)에 의해 급지된 기록 매체(P)가 2차 전사 닙부로 반송된다. 중간 전사 벨트(10) 상의 4색의 토너상은, 2차 전사 닙부에서 2차 전사 전원(21)에 의해 2차 전사 롤러(20)에 인가되는 2차 전사 전압에 의해 기록 매체(P)의 표면에 함께 전사된다. 이 공정을 2차 전사라 칭한다. 그 후, 4색의 토너상을 담지한 기록 매체(P)는, 정착 장치(30) 내로 반송된다. 거기에 가해지는 열 및 압력이 4색의 토너가 용융되게 하여, 결과적으로 기록 매체(P)에 고정되게 한다. 이 공정을 정착이라 칭한다. 상기 일련의 동작을 통해 화상 데이터에 대응하는 풀 컬러 인쇄 화상이 형성되며, 화상 형성 공정이 종료된다.

2차 전사 후에 중간 전사 벨트(10)의 표면에 잔류하는 2차 전사 잔류 토너는, 중간 전사 벨트 클리닝 장치(16)에 의해 클리닝된다.

모노크롬 인쇄에서, 상술한 것과 동일한 단계를 통해, 감광 드럼(1d)에만 토너상이 형성되고, 감광 드럼(1d)으로부터 중간 전사 벨트(10)에 토너상이 전사된다. 그리고, 중간 전사 벨트(10) 상의 토너상은 2차 전사 닙부에서 기록 매체(P)에 2차 전사되고, 그 후 정착 장치(30)에서 정착된다. 모노크롬 경우의 공정은 이렇게 실행된다.

화상 형성 유닛의 구성

이어서, 본 실시형태에 따른 화상 형성 유닛의 구성에 대해서 설명한다. 화상 형성 공정의 중심 구성요소인 감광 드럼(1a)은, 알루미늄제 실린더의 외주면에 언더코팅층, 캐리어 발생층, 및 캐리어 이송층을 이 순서대로 포함하는 기능 막의 코팅을 갖는 유기 감광 드럼(1a)이다.

노광 유닛의 일례인 레이저 스캐너(3a)는, 감광 드럼(1a)에 레이저 빔을 가하고, 감광 드럼(1a)의 표면을 선택적으로 노광함으로써, 정전 잠상을 형성하도록 구성된다. 구체적으로는, 레이저 스캐너(3a)는, 데이터 제어 유닛에 의해 화상 신호를 처리함으로써 생성되는 방출 신호에 따라 레이저 다이오드를 구동함으로써 정전 잠상을 형성한다. 레이저 스캐너(3a)의 구성에 대해서는 후술한다.

대전 부재의 일례인 대전 롤러(2a)는, 금속 코어 위에 탄성층을 갖는 소위 탄성 대전 롤러이다. 대전 롤러(2a)는 감광 드럼(1a)과 접촉하는 상태에서 가압되는 종동 롤러로서 회전한다. 대전 위치(CP)에서의 감광 드럼(1a)의 표면은 대전 롤러(2a)와 접촉하고 있다. 대전 공정에서, 대전 롤러(2a)의 금속 코어에는, 감광 드럼(1a)을 대전하기 위한 미리정해진 직류 전압이 인가된다. 결과적으로, 이 전압의 인가로서, 감광 드럼(1a)의 표면에는 대전후 전위가 발생된다. 감광 드럼(1a)을 레이저 스캐너(3a)로부터 방출되는 레이저 빔에 의해 노광한다. 감광 드럼(1a)의 노광 부분에서, 캐리어 발생층으로부터 발생되는 캐리어에 의해 표면에서 전하가 사라지고, 결과적으로 전위가 저하된다. 레이저 빔을 방출하기 위한 방출 신호는 화상 데이터에 기초하여 생성되기 때문에, 화상 데이터에 대응하는 명부 전위(Vl)의 영역과 암부 전위(Vd)의 영역이 형성되고, 따라서 화상 데이터에 대응하는 정전 잠상이 감광 드럼(1a) 상에 형성된다. 노광 위치(EP)에서의 감광 드럼(1a)의 표면에는 레이저 스캐너(3a)에 의해 레이저 빔이 조사된다.

현상 부재의 일례인 현상 롤러(5a)는, 금속 코어 위에 탄성층을 갖는 소위 탄성 현상 롤러이다. 현상 롤러(5a) 및 감광 드럼(1a)은, 롤러의 표면과 드럼의 표면이 서로 대면하는 영역에서 서로 대향하지 않는 방향으로 회전 이동한다(즉, 서로에 대해 순 방향으로 회전한다). 현상 롤러(5a)는, 화상 형성 동작을 위해 미리정해진 접촉 폭으로 감광 드럼(1a)과 접촉하고 있다. 현상 롤러(5a)는 감광 드럼(1a)의 주속도보다 높은 주속도로 회전하도록 구동된다.

현상 롤러(5a)와 감광 드럼(1a)의 상태를 후술하는 현상 접촉/이격 전환 기구(60)에 의해 접촉 상태와 이격 상태 사이에서 전환할 수 있다. 즉, 화상 형성 장치(100)의 본체는, 현상 롤러(5a)를 현상 롤러(5a)가 감광 드럼(1a)에 접촉하는 접촉 위치(제1 위치의 예)와 현상 롤러(5a)가 감광 드럼(1a)으로부터 이격되는 이격 위치(제2 위치의 예) 사이에서 이동시키도록 구성되는 현상 접촉/이격 전환 기구(60)를 포함한다. 현상 접촉/이격 전환 기구(60)는 화상을 형성하는 동작 동안 현상 롤러(5a)를 접촉 위치에 설정하고, 화상 형성 장치(100)가 동작하지 않을 때, 예를 들어 대기 상태에 있을 때는 현상 롤러(5a)를 이격 위치에 설정한다. 현상 위치(DP)에서, 감광 드럼(1a)은 현상 롤러(5a)와 접촉하고 있다.

화상을 형성하는 동작 동안, 미리정해진 직류 전압이 현상 롤러(5a)의 금속 코어에는 인가되어 그 전위를 현상 전위로 설정한다. 마찰대전에 의해 마이너스로 대전된 토너가 그 위에 담지된다. 감광 드럼(1a)의 표면 전위와 현상 롤러(5a)의 전위 사이의 차로 인해, 현상 롤러(5a)가 접촉 위치에 유지될 때 토너가 명부 전위의 영역에 전사되어 정전 잠상을 가시화한다. 사용되는 토너는 비자성 1성분 토너이다. 상술한 바와 같이, 현상 롤러(5a)의 접촉 위치는 감광 드럼(1a)에 토너를 부착시키는 위치이다. 현상 롤러(5a)가 이격 위치에 유지될 때는, 감광 드럼(1a)과 현상 롤러(5a) 사이의 거리가 토너 부착을 방지할 만큼 충분히 길기 때문에, 토너를 감광 드럼(1a)에 부착시키는 것이 불가능하다. 즉, 현상 롤러(5a)의 이격 위치는 토너를 감광 드럼(1a)에 부착시키지 않는 위치이다.

노광 유닛의 구성

이어서, 제1 화상 형성 스테이션(Sta)을 일례로 하여, 이제 본 실시형태의 노광 유닛(3a)인 레이저 스캐너의 구성에 대해서 설명한다. 도 2는 노광 유닛의 개략 구성을 설명하는 도면이다. 레이저 유닛인 광원 유닛(31a)(즉, 광원 유닛)으로부터 방출된 레이저광이 도시되지 않은 스캐너 모터에 의해 회전하도록 구동되는 회전 폴리곤 미러인 미러(32a)에 의해 반사된다. 반사된 광은 fθ 렌즈(33a)를 통과하고, 미러(34a)에 의해 반사되며, 감광 드럼(1a)의 표면에 도달한다. 폴리곤 미러(32a)의 회전에 의해, 폴리곤 미러(32a)에 의한 레이저광의 반사 방향은 연속적으로 변화한다. 따라서, 감광 드럼(1a)의 표면에 형성되는 레이저광 스폿도, 감광 드럼(1a)의 회전 축 방향인 주주사 방향으로 이동한다. 이와 같이 레이저광 스폿을 이동시킴으로써, 레이저광을 사용한 주사를 행할 수 있다. 폴리곤 미러(32a)에 의해 특정한 각도 영역에 반사된 레이저광은 감광 드럼(1a)의 표면에는 도달하지 않는다. 특정한 각도 영역 중의 일부의 부분에 반사된 레이저광은 BD(beam detection) 미러(35a)에 의해 반사된다. 반사된 광은 수광 유닛의 일례인 BD 센서(36a)(즉, 수광 유닛)에 의해 수광된다. BD 센서(36a)는 레이저광의 수광에 기초하여 신호를 출력한다. BD 센서(36a)로부터의 출력 신호를 각각의 주사를 위한 기입 신호의 동기화를 위한 기준으로 함으로써, 감광 드럼(1a)의 표면의 레이저광 스폿에 의한 노광 개시의 위치인 기입 위치가 어긋나지 않도록 조정한다. BD 센서(36a)로부터의 출력 신호는 후술하는 스캐너 모터의 회전을 제어하기 위해서도 사용된다. 폴리곤 미러(32a) 및 BD 센서(36a) 등은 다른 노광 유닛(3b, 3c, 3d)에 의해 공유될 수 있다.

레이저 유닛(31a)은, 광원인 반도체 레이저, 콜리메이터 경통에 접착되는 콜리메이터 렌즈, 및 반도체 레이저의 방출에 필요한 전류를 공급하여 방출 ON/OFF를 제어하는 레이저 구동 회로 기판을 포함한다. 반도체 레이저는 에지 방출형 레이저 칩 및 포토다이오드를 포함한다.

반도체 레이저에 의해 방출되는 광량을 광학적으로 조정하기 위해서, 레이저 광량 제어(Automatic Power Control, 이하 APC라 약칭함)를 이하와 같이 행한다: 레이저광의 일부를 광수용체에 의해 검출하고; 그 후 검출 결과에 기초하여 레이저 다이오드에 흐르는 구동 전류의 양을 변화시킨다. APC를 화상을 형성하는 동작 전에 실시함으로써, 레이저광의 양을 일정하게 유지하고, 이에 의해 환경 조건의 변화, 레이저 변동 또는 열화에 의해 화상이 불안정해지는 것을 방지한다.

이어서, 이제 상술한 노광 유닛(3a)의 제어에 대해서 설명한다. 노광 유닛(3a)의 동작은 제어 유닛(70)에 의해 제어된다. 도 3은 본 실시형태에 따른 프린트 시퀀스를 나타내는 타이밍 차트이다. 도 3의 상부에 도시된 그래프의 종축은 스캐너 모터의 회전수를 나타내고, 횡축은 시간을 나타낸다. 도 3의 하부는 레이저 방출 상태를 나타낸다.

인쇄 개시 명령이 퍼스널 컴퓨터 등의 외부 장치로부터 화상 형성 장치(100)에 보내진다. 명령을 수신하면, 화상 형성 장치(100)는 스캐너 모터의 시동 회전 제어를 행한다. 시동 회전 제어에서는, 스캐너 모터를 동작시킴으로써 폴리곤 미러(32a)를 회전시키고, 폴리곤 미러(32a)의 회전 속도가 미리정해진 회전 속도 범위 내의 속도에 도달하도록, 스캐너 모터에 가속 신호를 보내 가속시킨다. 스캐너 모터의 회전수는 폴리곤 미러(32a)의 회전수와 일치한다.

폴리곤 미러(32a)의 회전 동작의 개시 후, 레이저는 미리정해진 길이의 시간 동안 강제로 ON된다. 강제 ON 기간, 즉 레이저가 강제로 ON되는 미리정해진 길이의 시간에서는, 상술한 APC를 실행하여 레이저광의 양을 제어하고, 레이저광의 양의 안정화 후, 시동 회전 제어를 위해 BD 센서(36a)를 사용해서 폴리곤 미러(32a)의 회전수를 검출한다. 강제 ON 기간의 종료시에 레이저는 강제로 OFF된다. 강제 ON 기간은, 이 시동 회전 제어의 실행 동안에, 회전하는 폴리곤 미러(32a)에 의해 반사된 레이저의 광이 BD 센서(36a)에 입사광으로서 복수회 입사하는 길이의 시간으로 미리설정된다. 이로 인해, BD 센서(36a)에 의한 레이저광의 검출 타이밍의 주기를 산출함으로써, 폴리곤 미러(32a)의 회전수에 대응하는 값을 알 수 있다. 강제 ON 기간에서는, 폴리곤 미러(32a)에 의해 반사된 레이저광은 감광 드럼(1a)의 표면 및 BD 센서(36a)에 조사된다.

시동 회전 제어는 계속된다. 즉, 강제 ON 기간 후, 미리정해진 길이의 시간 동안 강제로 OFF 시킨 후에 레이저를 다시 ON 시킨다. 그러나, 이 동작에서, 레이저는 비조사 간격 동안에만 ON 된다. "비조사 간격"은, 폴리곤 미러(32a)에 의해 반사된 레이저광이 감광 드럼(1a)의 표면에 도달하는 시간 이외의 시간을 의미한다. 이로 인해, 비조사 간격 동안에만 레이저광이 방출되는 한은, 감광 드럼(1a)의 노광은 발생하지 않는다. 상술한 바와 같이 레이저를 비조사 간격 동안에만 ON시켜도, 레이저 광은 BD 센서(36a)에 조사된다. 그러므로, BD 센서(36a)를 사용해서 폴리곤 미러(32a)의 회전수를 검출할 수 있다.

그리고, 이와 같이 하여 검출된 회전수가, 화상을 형성할 수 있게 되는 미리설정된 목표 회전수에 도달했는지의 여부가 판정된다. 폴리곤 미러(32a)의 회전수가 아직 미리설정된 회전수에 도달하지 않은 경우에는, 스캐너 모터를 더 가속시키면서 미리정해진 길이의 시간 동안 대기한 후에, 레이저를 다시 강제로 ON으로 하고, 폴리곤 미러(32a)의 회전수를 계측하며, 그 후 레이저를 강제로 OFF시킨다.

폴리곤 미러(32a)의 회전수가 도 3에 도시된 목표 회전수에 도달하면, 스캐너 모터의 시동 회전 제어가 종료된다. 이어서, 스캐너 모터의 시동 회전 제어가 완료되면 스캐너 모터의 정상 회전 제어가 시작된다. 스캐너 모터의 정상 회전 제어에서는, 폴리곤 미러(32a)의 회전수를 모니터하면서, 중심이 목표 회전수에 대응하는 미리정해진 속도 범위 내의 속도로 폴리곤 미러(32a)의 회전 속도를 수렴시키고, 수렴된 회전 속도를 유지시키는 제어가 행해진다. 상술한 단계를 통해 폴리곤 미러(32a)의 회전 속도가 미리정해진 속도 범위 내의 속도에 수렴되면, 감광 드럼(1a)의 표면 상에 정전 잠상을 형성하기 위한 준비가 완료된다. 이 준비 완료 상태를 "스캐너 레디(scanner ready)"라 칭한다. 시동 회전 제어 후의 정상 회전 제어에 의해 폴리곤 미러(32a)의 회전 속도를 미리정해진 회전 속도 내의 속도로 수렴시키는 상술한 공정을 제1 속도 조정 공정(예를 들어, 폴리곤 미러(32a)의 회전 속도를 원하는 속도 범위 내의 회전 속도로 조정하는 공정)의 일례로서 규정한다.

상술한 정상 회전 제어에서도, 레이저는 비조사 간격 동안에만 ON으로 된다. 그러므로, 비조사 간격 동안에만 레이저광이 방출되는 기간 동안 노광 위치를 통과한 감광 드럼(1a)의 표면에 현상 바이어스 전원으로부터의 전압이 인가되는 것에 의해 현상 전위를 갖는 현상 롤러(5a)를 통해서도 감광 드럼(1a)에 토너가 부착되지 않는다.

이어서, 감광 드럼(1a)에 대해 대전 전위를 발생시키는 비화상부의 노광에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는, 노광 유닛(3a)에 의해 화상 데이터에 대응하는 정전 잠상이 형성될 때, 미소 노광에 의해, 감광 드럼(1a)의 표면에 토너가 부착되지 않는 영역인 비화상부를 균일하게 노광한다. 이 공정을 "비화상부 노광"이라 칭한다. 이에 의해, 감광 드럼(1a)의 표면의 비화상부의 전위를 제어한다. 즉, 토너가 부착되고 정전 잠상이 형성되는 감광 드럼(1a)의 표면의 영역인 화상부를 노광함으로써, 토너를 부착시키기 위한 전위인 명부 전위(Vl)를 발생시킨다. 감광 드럼(1a)의 표면의 비화상부를 노광함으로써, 토너를 부착시키지 않기 위한 전위인 암부 전위(Vd)를 발생시킨다.

도 4는 노광 유닛(3a)의 방출 제어를 도시하는 도면이다. 화상 형성 장치(100)는, 컴퓨터 등의 외부 기기로부터 보내지는 화상 데이터를 수신하는 화상 데이터 수신 유닛(81)(즉, 취득 유닛)을 포함한다. 화상 데이터를 수신하면, 화상 데이터 수신 유닛(81)은 화상 데이터를 방출 신호 생성 유닛(82)에 보낸다. 화상 데이터 수신 유닛(81)으로부터 보내진 화상 데이터는, 깊이 방향으로 8비트=256 그레이스케일을 갖는 다치 신호이다. 그레이스케일은 0 내지 255로 나타난다. 다치 신호가 0일 때 레이저광은 OFF이다. 다치 신호가 255일 때 레이저광은 완전히 ON이다. 다치 신호가 1 내지 254의 임의의 값을 가질 때 레이저광은 일시적으로 그 사이의 중간조를 갖는다. 다치 신호의 레벨을 사용하여 비화상부 노광 레벨을 임의로 설정하는 것이 가능하다. 이하의 설명에서는, 다치 신호의 레벨로서 레벨 32를 사용하여 비화상부 노광을 행하는 것으로 한다. 비화상부에 대해서, 화상 데이터 수신 유닛(81)으로부터 보내지는 0의 화상 신호에 대해서는 화상 신호 변환 회로(37a)에 의해 레벨 32로의 변환이 행해지며, 1 내지 255의 화상 신호에 대해서는 레벨 33 내지 레벨 255로의 압축 변환이 행해진다. 그 후, 신호는 주파수 변환 회로(38a)에 의해 연속하는 시간축 방향 신호로 변환되어, 본 실시형태에서는 600 dpi의 해상도를 갖는 각각의 도트 펄스의 펄스폭 변조에 사용된다.

레이저 드라이버(39a)가 이 신호에 의해 구동되어 광(L)을 방출한다. 방출된 광(L)은, 폴리곤 미러(32a), fθ 렌즈(33a), 및 미러(34a)를 포함한 노광 유닛(3a)을 거쳐, 주사 광으로서 감광 드럼(1a)에 조사된다. 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 화상 신호 변환 회로(37a)가, 화상 데이터 수신 유닛(81)으로부터 보내지는 화상 신호가 값 0을 갖는 경우에는 레벨 32로의 변환을 행하고, 1 내지 255의 값의 경우에는 레벨 33 내지 레벨 255로의 압축 변환을 행한다. 그러나, 변환 방법은 이런 예로 한정되지 않는다. 예를 들어, 화상 데이터 수신 유닛(81)으로부터의 0 내지 32의 화상 신호 모두는 32로 변환될 수 있고, 33 내지 255의 화상 신호는 변환 없이 처리될 수 있다. 대안적으로, 화상 데이터 수신 유닛(81)으로부터의 화상 신호 모두에 32가 가산될 수 있고, 255를 초과하는 모든 것은 255로 대체된다.

현상 접촉/이격 전환 기구

이어서, 이제 현상 접촉/이격 전환 기구(60)(즉, 이동 부재)에 대해서 설명한다. 도 11a, 도 11b 및 도 11c는 현상 접촉/이격 전환 기구(60), 구체적으로는 각각 "전부-이격" 상태, 컬러 화상 형성 상태, 및 모노크롬 화상 형성 상태를 나타낸다. 현상 접촉/이격 전환 기구(60)는, 제어 유닛(70)에 의해 제어되며, 캠(64A)을 회전시켜 슬라이더(62A)를 동작시키며 캠(64B)을 회전시켜 슬라이더(62B)를 동작시키는 도시되지 않은 모터를 포함한다. 슬라이더(62A)는 접촉 부재(61)를 갖는다. 슬라이더(62B)는 접촉 부재(61)를 갖는다. 각각의 접촉 부재(61)는 현상 장치(4a, 4b, 4c, 4d)의 프레임(41a, 41b, 41c, 41d)의 대응하는 것에 접촉하도록 구성된다. 각각의 프레임(41a, 41b, 41c, 41d)은 현상 롤러(5a, 5b, 5c, 5d)의 대응하는 것을 회전가능하게 지지한다. 각각의 현상 롤러(5a, 5b, 5c, 5d)는 도시되지 않은 가압 부재의 대응하는 것에 의해 감광 드럼(1a, 1b, 1c, 1d)의 대응하는 것을 향해 가압된다.

도시하지 않은 모터에 의해 구동되는 캠(64A, 64B)에 압박됨으로써 각각의 슬라이더(62A, 62B)가 도 11a에 나타낸 M/N 방향으로 이동할 수 있다. 슬라이더(62A, 62B)의 양자 모두가 캠(64A, 64B)의 회전에 의해 M 방향으로 이동하면, 도 11a에 도시하는 바와 같이, 각각의 접촉 부재(61)는 현상 장치(4a, 4b, 4c, 4d)의 프레임(41a, 41b, 41c, 41d)의 대응하는 것에 접촉하여 그것을 가압함으로써, 도시하지 않은 가압 부재에 의해 가해지는 가압력에 저항해서 프레임(41a, 41b, 41c, 41d)의 대응하는 것을 회전시킨다. 결과적으로, 각각의 현상 롤러(5a, 5b, 5c, 5d)는 감광 드럼(1a, 1b, 1c, 1d)의 대응하는 것으로부터 이격된다. 이 상태에 있을 때, 각각의 현상 롤러(5a, 5b, 5c, 5d)는 이격 위치에 위치된다. 이 상태가 "전부-이격" 상태이다. 대기 상태에 있는 화상 형성 장치(100)가 전부-이격 상태가 되도록, 현상 접촉/이격 전환 기구(60)는 제어 유닛(70)에 의해 제어된다.

이 상태로부터 슬라이더(62A, 62B)의 양자 모두를 캠(64A, 64B)의 회전에 의해 각각 N 방향으로 이동시키면, 도시하지 않은 가압 부재에 의해 가해지는 가압력에 의해 각 현상 롤러(5a, 5b, 5c, 5d)는 감광 드럼(1a, 1b, 1c, 1d)의 대응하는 것을 향해 이동한다. 이에 의해, 도 11b에 도시하는 바와 같이, 각각의 현상 롤러(5a, 5b, 5c, 5d)가 접촉 위치에서 감광 드럼(1a, 1b, 1c, 1d)의 대응하는 것에 접촉하는 상태가 된다. 이 상태는 컬러 화상 형성 상태이며, 각 감광 드럼(1a, 1b, 1c, 1d)에 토너를 부착시킬 수 있는 상태이다. 4색의 토너를 사용해서 컬러 화상을 형성하는 경우에는, 화상 형성 장치(100)가 컬러 화상 형성 상태가 되도록, 현상 접촉/이격 전환 기구(60)는 제어 유닛(70)에 의해 제어된다. 각 현상 롤러(5a, 5b, 5c, 5d)의 표면에는 토너가 있다. 따라서, 각 현상 롤러(5a, 5b, 5c, 5d)가 감광 드럼(1a, 1b, 1c, 1d)의 대응하는 것에 접촉하는 상태는, 엄밀하게는 각 현상 롤러(5a, 5b, 5c, 5d)가 토너를 개재해서 감광 드럼(1a, 1b, 1c, 1d)의 대응하는 것에 접촉하는 상태를 의미한다.

상술한 전부-이격 상태로부터, 슬라이더(62B)만이 캠(64B)의 회전에 의해 N 방향으로 이동하면, 도시하지 않은 가압 부재에 의해 가해진 가압력에 의해 현상 롤러(5d)는 감광 드럼(1d)을 향해서 이동한다. 이 이동에 의해, 도 11c에 도시하는 바와 같이, 현상 롤러(5d)가 접촉 위치에서 감광 드럼(1d)과 접촉하는 상태가 되는 반면, 현상 롤러(5a, 5b, 5c)는 이격 위치에 있는다. 이 상태는 모노크롬 화상 형성 상태이며, 감광 드럼(1d)에 토너를 부착시킬 수 있는 상태이다. 블랙의 토너를 사용해서 모노크롬 화상 형성을 행하는 경우에는, 화상 형성 장치(100)가 이러한 모노크롬 화상 형성 상태가 되도록, 현상 접촉/이격 전환 기구(60)는 제어 유닛(70)에 의해 제어된다.

화상 형성 시의 감광 드럼의 전위 설정

이어서, 본 실시형태에 따른 화상 형성 시의 감광 드럼(1a)의 전위 설정에 대해서 설명한다. 현상 롤러(5a)의 전위를 현상 전위(Vdc)로서 규정하면, 화상을 형성하기 위한 감광 드럼(1a)의 전위는 다음과 같이 설정된다. 즉, 감광 드럼(1a)의 표면에 현상 롤러(5a)가 접촉하는 현상 위치에서, 현상 전위(Vdc)와 명부 전위(Vl) 사이의 차에 의해, 정규 극성(본 실시형태에서는 마이너스)으로 대전된 토너가 명부 전위(Vl)의 영역인 화상부에만 전사되는 값으로 설정된다. 또한, 감광 드럼(1a)의 표면에 현상 롤러(5a)가 접촉하는 현상 위치에서, 현상 전위(Vdc)와 암부 전위(Vd) 사이의 차에 의해, 정규 극성으로 대전된 토너가, 암부 전위(Vd)의 영역인 비화상부에 전사되지 않은 값으로 설정된다. 비화상부에 토너가 전사되는 현상을 흐려짐이라 칭한다. 감광 드럼(1a)의 암부 전위(Vd)와 현상 롤러(5a)의 전위(Vdc) 사이의 차이를 백 콘트라스트(Vback로 나타냄)라 칭한다.

본 실시형태에서는, 감광 드럼(1a)의 비화상부의 전위인 암부 전위(Vd)는 -500V가 되도록 설정된다. 구체적으로는, 대전 롤러(2a)의 금속 코어에 도시되지 않은 대전 바이어스 전원에 의해 화상 형성용의 대전 바이어스(제1 대전 전압의 예)인 -1,200V의 직류 전압이 인가되어, 감광 드럼(1a)을 대전하고, 감광 드럼(1a)의 "대전후, 노광전" 전위를 -700V로 설정한다. 그 후, 상술한 비화상부 노광을 행함으로써 감광 드럼(1a)의 전위를 -500V로 설정한다. 본 실시형태에서는, 감광 드럼(1a)의 화상부의 전위인 명부 전위(Vl)는 -150V로 설정된다. 구체적으로는, 금속 코어에 -1,200V의 직류 전압이 인가된 대전 롤러(2a)에 의한 대전에 의해, 감광 드럼(1a)의 대전후 노광전 전위를 -700V로 설정하고, 그 후 상술한 화상부 노광을 행함으로써 감광 드럼(1a)의 전위를 -150V로 설정한다. 현상 전위(Vdc)는, 현상 롤러(5a)의 금속 코어에 도시하지 않은 현상 바이어스 전원에 의해 화상 형성용의 현상 바이어스(제1 현상 전압의 예)인 -350V의 직류 전압을 인가함으로써 생성된다. 즉, 백 콘트라스트(Vback)는 150V이다. 대전 바이어스 전원 및 현상 바이어스 전원은 제어 유닛(70)에 의해 제어된다.

상술한 전위 설정을 실현하기 위해서, 비화상부 노광에 의한 감광 드럼(1a)의 표면의 단위 면적당의 노광량은, 화상부 노광에 의한 감광 드럼(1a)의 표면의 단위 면적당의 노광량보다 작게 설정된다. 본 실시형태에서는, 비화상부 노광과 화상부 노광 사이의 노광량의 전환은 상술한 256 레벨의 펄스폭 변조에 의해 행해진다. 비화상부 노광에 레벨 32이 할당되고, 화상부 노광에는 레벨 33 내지 레벨 255의 어느 것이 할당된다. 레벨 32의 방출 폭보다 레벨 33 이상의 방출 폭이 길다. 본 실시형태에서는, 방출 폭은 방출의 기간을 조정함으로써 제어된다.

그러나, 비화상부 노광과 화상부 노광 사이의 노광량을 전환하는 방법은 상기 예로 한정되지 않는다. 상술한 펄스폭 변조에서는, 레이저 방출 강도를 일정하게 유지하면서, 방출 펄스폭을 변조해서 레벨을 전환함으로써 비화상부 노광과 화상부 노광 사이에서 단위 면적당의 노광량을 전환한다. 그러나, 이하의 방법을 대신 사용할 수 있다: 예를 들어 반도체 레이저에 인가되는 구동 전류의 값을 전환함으로써, 레이저 방출 강도를 전환하여 비화상부 노광과 화상부 노광 사이의 단위 면적당의 노광량을 전환하는 방법.

스캐너 모터가 시동될 때의 감광 드럼의 전위 제어

이어서, 이제 컬러 화상 형성 동작 전에 실행되는 준비 공정에 대해서 설명한다. 준비 공정은 제어 유닛(70)에 의해 제어된다.

본 실시형태에서는, 스캐너 모터의 시동의 완료 전에 현상 롤러(5)를 감광 드럼(1)에 접촉시키고, 비화상부 노광을 행하지 않고 감광 드럼(1)과 현상 롤러(5) 사이의 전위차인 백 콘트라스트(Vback)를 적절한 전위로 유지하도록 대전 바이어스를 제어한다. 이하, 이 제어를 상세하게 설명한다. 제1 화상 형성 스테이션(Sta)을 일례로서 취한다.

도 5는 컬러 화상 형성 동작 전에 실행되는 준비 공정의 타이밍 차트이다. 먼저, 시점 t0에서, 화상 데이터 수신 유닛(81)으로부터 화상 신호를 수취하고, 준비 공정을 개시한다. 감광 드럼(1a)과 중간 전사 벨트(10)를 구동하는 도시하지 않은 메인 모터가 회전을 개시하고, 스캐너 모터 또한 회전을 개시한다. 메인 모터와 감광 드럼(1a)의 기어비는 고정되므로, 감광 드럼(1a)의 회전 속도는 메인 모터의 회전 속도에 정비례한다.

메인 모터의 회전 개시 후, 시점 t1에서, 시동 동안의 대전 바이어스(제2 대전 전압의 예)로서 -1,000V의 전압을 인가하여, 감광 드럼(1a)을 -500V로 대전한다. 시동 동안의 대전 바이어스로서 여기서 설명되는 제2 대전 전압은, 토너의 정규 대전 극성과 동일한 극성(즉, 마이너스 극성)을 가지며, 화상 형성용의 대전 바이어스로서 여기서 설명되는 제1 대전 전압의 절대값 미만인 절대값을 갖도록 설정된다.

대전 바이어스에 의해 생성되는 드럼 표면 전위는, 감광 드럼(1a)의 회전 속도에 따르지 않고 오직 감광 드럼(1a)과 대전 롤러(2a) 사이의 전위차에 의존한다. 이로 인해, 메인 모터를 정상 속도(R1rpm)로 가속하는 처리 동안에 대전 바이어스를 인가해도 좋다. 시점 t1에서, 화상 형성용의 현상 바이어스인 -350V를 현상 롤러(5a)에 인가한다.

계속해서, 상술한 스캐너 제어에서의 강제 ON 기간의 완료 후의 시점 t2에서, 현상 롤러(5a)를 감광 드럼(1a)의 표면에 접촉시킨다. 강제 ON 기간에서의 APC 제어 후에, 상술한 정상 회전 제어를 행하여, 스캐너 모터의 회전수(속도)를 스캐너 레디 상태가 되는 시점 t3에서 정상 속도(R2rpm)에 수렴시키고, 준비 공정을 완료한다.

"스캐너 레디" 후에, 비화상부 노광을 행할 수 있다. 그러므로, 시점 t3에서, 제2 대전 전압의 일례인 -1,000V의 시동 동안의 대전 바이어스로부터 제1 대전 전압의 일례인 -1,200V의 화상을 형성하기 위한 대전 바이어스로의 전환을 행한다. 대전 바이어스를 전환함으로써, 감광 드럼(1a)의 표면 전위의 절대값이 증가한다. 그리고, 감광 드럼(1a)의 표면 중, -1,200V의 대전 바이어스를 사용하여 대전된 부분이 노광 위치에 도달하는 타이밍에서 비화상부 노광을 행함으로써, 감광 드럼(1a)의 암부 전위(Vd)를 -500V로 유지한다. 이에 의해, 백 콘트라스트(Vback), 즉 현상 롤러(5a)와 감광 드럼(1a) 사이의 표면 전위의 전위차를 150V로 일정하게 유지한 상태에서, 화상 데이터에 기초하여 화상을 형성하는 화상 형성 공정을 행할 수 있다.

가설상으로, 스캐너 모터의 시동의 완료 전에 비화상부 노광을 행하는 경우, 레이저광을 반사하는 폴리곤 미러(32a)의 회전 속도가 아직 정상 속도에 도달하지 않는다. 이로 인해, 감광 드럼(1a)의 표면에 도달하는 레이저광의 양이 불안정해지고, 감광 드럼(1a)의 표면에서 균일한 전위를 얻을 수 없다. 따라서, 스캐너 모터의 속도가 일정한 스캐너 레디 상태가 된 후에, 노광 유닛(3a)에 의해 노광을 행한다.

비교예와의 비교

본 실시형태에서는, 상술한 구성에서, 비화상부 노광을 행할 수 없는 스캐너 모터의 시동의 완료 전에 대전 바이어스를 제어함으로써 백 콘트라스트(Vback)를 적절한 전위로 유지한다.

도 6에 나타내는 비교예에서는, 대전 바이어스를 스캐너 모터의 시동의 완료 전 및 후에 화상을 형성하기 위한 대전 바이어스인 -1,200V와 동일하게 유지한다. 현상 바이어스도 화상을 형성하기 위한 대전 바이어스인 -350V에서 동일하게 유지된다. 이로 인해, 비화상부 노광을 행할 수 없는 스캐너 레디 전의 t1로부터 t3까지의 기간 동안, 감광 드럼(1a)의 암부 전위(Vd)는 -700V이다. 비화상부 노광에 의해, 스캐너 레디 후의 감광 드럼(1a)의 암부 전위(Vd)는 -700V로부터 -500V로 변화된다. 한편, 본 실시형태와 마찬가지로, 현상 전위(Vdc)는 -350V이며, 스캐너 제어에 있어서의 강제 ON 기간의 완료 후의 시점 t2에서, 현상 롤러(5a)는 현상 위치에 도달하여 감광 드럼(1a)의 표면에 접촉하게 된다. 감광 드럼(1a)의 암부 전위(Vd)와 현상 전위(Vdc) 사이의 차인 백 콘트라스트(Vback)는, 스캐너 레디 전에 350V이며, 스캐너 레디 후에는 150V이다. 이로 인해, 스캐너 레디 전, 즉 백 콘트라스트(Vback)가 높은 기간 동안에는 흐려짐이 악화될 가능성이 있다.

이제 흐려짐 악화의 요인에 대해서 설명한다. 도 7은, 백 콘트라스트(Vback)와 흐려짐 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. 흐려짐은 다음과 같이 측정된다. 방출부로부터 반사면인 측정 대상면(감광 드럼(1a)의 표면에 대응)에 광이 조사된다. 광수용체에 의해 정반사광을 수광한다. 그리고, 정반사량을 측정한다. 측정 대상면에 대량의 토너가 있는 경우, 이는 흐려짐양이 큰 것을 의미한다. 흐려짐량이 클수록, 측정 대상면으로부터의 정반사량은 작아진다. 측정 대상면에 토너가 없는 경우의 정반사량을 S1으로 한다. 측정 대상면에 토너가 있는 경우의 정반사량을 S2로 한다. 이렇게 정의하면, 흐려짐 값(K(%))은 이하의 식에 의해 표현될 수 있다:

K = (S1-S2)/S1×100

도 7에 도시하는 바와 같이, 백 콘트라스트(Vback)의 값과 흐려짐의 값 사이에는 큰 상관이 있다. 백 콘트라스트(Vback)가 작은 경우에는, 현상 전위(Vdc)와 암부 전위(Vd) 사이의 콘트라스트는 낮다. 낮은 콘트라스트는 토너를 현상 롤러(5a)에 머무르게 하는 전계를 약화시킨다. 이는 흐려짐 악화를 발생시키는 경향이 있다. 백 콘트라스트(Vback)가 높은 경우, 현상 전위(Vdc)와 암부 전위(Vd) 사이의 콘트라스트가 높고, 이는 현상 전위(Vdc)와 암부 전위(Vd) 사이의 차가 큰 것을 의미한다. 이에 의해, 반대 극성(본 실시형태에서는 플러스 극성)의 토너가 감광 드럼(1a) 위로 비상해서, 흐려짐 악화를 발생시키는 경향이 있다.

종래 기술에 따른 구성에서는, 스캐너 레디 전의 백 콘트라스트(Vback)가 높은 상태에서 현상 롤러(5a)가 접촉된다. 그러므로, 악화된 흐려짐에 의해 낭비적인 토너 소비가 발생한다.

대조적으로, 본 실시형태에서는, 다음과 같이 제어 유닛(70)에 의해 준비 공정을 제어한다. 감광 드럼(1a)의 표면 중, 시동 동안의 대전 바이어스가 인가된 대전 롤러(2a)에 의해 대전된 부분이 현상 위치에 위치할 때에, 화상 형성용의 현상 바이어스가 인가된 현상 롤러(5a)가 접촉 위치에 도달한다. 즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 비화상부 노광을 행할 수 없는 스캐너 레디 전에도, 백 콘트라스트(Vback)가 150V이다. 이는 흐려짐 발생을 억제한다.

상술한 바와 같이, 스캐너 레디 전에 비화상부 노광이 행해지지 않은 감광 드럼(1a)에 현상 롤러(5a)를 접촉시키는 구성에서, 본 실시형태는 대전 바이어스를 제어함으로써 스캐너 레디 전의 백 콘트라스트를 흐려짐의 발생을 억제하는 전위차로 유지한다.

준비 공정에서의 시동 동안의 대전 바이어스로서 여기서 설명되는 제2 대전 전압은 반드시 백 콘트라스트(Vback)가 150V이 되도록 설정될 필요는 없다. 제2 대전 전압을 사용하여 대전된 후, 노광 유닛(3a)에 의해 노광되지 않은 감광 드럼(1a)의 표면 전위와 화상 형성용의 현상 바이어스가 인가된 현상 롤러(5a)의 전위 사이의 차인 백 콘트라스트를 V1로 한다. 화상 형성용의 대전 바이어스로서 여기서 설명되는 제1 대전 전압을 사용하여 대전된 후 노광 유닛(3a)에 의해 노광되지 않은 감광 드럼(1a)의 표면 전위와 화상 형성용의 현상 바이어스가 인가된 현상 롤러(5a)의 전위 사이의 차인 백 콘트라스트를 V2로 한다. 백 콘트라스트(V2)는 비교예의 백 콘트라스트(350V)이다. 이러한 규정이 주어지면, 백 콘트라스트(V1)의 절대값과 백 콘트라스트(V2)의 절대값 사이에 |V1|<|V2|의 관계가 만족되도록 제2 대전 전압을 설정하면 충분하다.

발명자에 의해 행해진 연구에 따르면, 흐려짐량이 대략 3% 이하이면, 실질적으로 화질에는 거의 영향을 미치지 않는다. 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, "화상 형성 시의 백 콘트라스트"(도 7에서는, 150V)의 ±60V의 범위 내에서 흐려짐량은 대략 3% 이하이다. 이 범위 내에서, 화질은 실질적으로 저하되지 않는다. 제1 대전 전압을 사용하여 대전된 후 노광 유닛(3a)에 의해 비화상부 노광이 행해진 감광 드럼(1a)의 표면 전위와 화상 형성용의 현상 바이어스가 인가된 현상 롤러(5a)의 전위 사이의 차인 백 콘트라스트를 V3로 한다. 백 콘트라스트(V3)는 화상 형성 시의 백 콘트라스트이다. 그러므로, 백 콘트라스트(V1)가 V1=V3±60V의 식을 만족하면 유리하다.

상술한 본 실시형태에 따른 준비 공정은, 컬러 화상 형성 동작 전의 공정이며, 제1 화상 형성 스테이션(Sta)을 상기 설명의 예로서 사용한다. 그러나, 이 준비 공정은 모노크롬 화상 형성 동작 전의 공정일 수 있다. 구체적으로는, 모노크롬 경우에, 상술한 준비 공정은 제4 화상 형성 스테이션(Std)에 의해 제1 화상 형성 스테이션(Sta)을 치환해서 마찬가지로 실행된다.

상술한 바와 같이, 본 실시형태는, 폴리곤 미러(32)의 회전 속도의 조정 동안 현상 롤러(5)를 감광 드럼(1)에 토너를 부착시키기 위한 위치에 도달시켜도, 감광 드럼(1)의 표면에 토너가 전사되는 것을 회피할 수 있게 한다. 이에 의해, 감광 드럼(1)의 회전 속도의 조정 동안에, 현상 롤러(5)를 감광 드럼(1)에 토너를 부착시키기 위한 위치에 도달시켜서 FPOT를 단축하면서, 흐려짐의 악화에 의해 낭비적인 토너 소비가 발생하는 것을 방지한다.

제2 실시형태

본 실시형태에 따른 화상 형성 장치(100)의 구성에서, 제1 실시형태의 것과 동일한 부재에 동일한 참조 번호가 할당되고, 그에 대한 설명을 생략한다. 제1 화상 형성 스테이션(Sta)을 화상 형성 스테이션(St)을 설명하기 위한 일례로서 사용한다.

제1 실시형태에서 설명된 제어에서는, 스캐너 레디 전과 후에 백 콘트라스트(Vback)를 유지하는 방법으로서 대전 바이어스를 전환한다. 본 실시형태에서는, 현상 바이어스를 전환함으로써 백 콘트라스트(Vback)를 일정하게 유지한다.

이제 도 8을 참조해서 본 실시형태를 설명한다. 도 8은 본 실시형태에 따른 화상 형성 동작의 타이밍 차트이다. 먼저, 시점 t0에서, 화상 데이터 수신 유닛(81)으로부터 화상 신호를 수취하고, 준비 공정을 개시한다. 감광 드럼(1a)과 중간 전사 벨트(10)를 구동하는 도시하지 않은 메인 모터가 회전을 개시하고, 스캐너 모터 또한 회전을 개시한다.

메인 모터의 회전 개시 후, 시점 t1에서 대전 바이어스로서 화상 형성용의 바이어스의 값과 동일한 값인 -1,200V의 전압을 인가하여, 감광 드럼(1a)을 -700V로 대전한다. 현상 바이어스에 관하여, 동일한 시점 t1에서, -550V의 시동 동안의 현상 바이어스(제2 현상 전압의 예)가 인가된다. 제2 현상 전압은, 토너의 정규 대전 극성과 동일한 극성(즉, 마이너스 극성)을 갖고, 화상 형성용의 현상 바이어스(제1 현상 전압의 예)의 절대값보다 큰 절대값을 갖도록 설정된다.

이어서, 상술한 스캐너 제어에 있어서의 강제 ON 기간의 완료 후의 시점 t2에서, 현상 롤러(5a)를 현상 위치에 도달시켜, 감광 드럼(1a)의 표면에 접촉시킨다. 그 후, 시점 t3에서, 스캐너가 레디 상태로 되고, 준비 공정이 완료된다.

스캐너 레이디 후에는, 감광 드럼(1a)의 표면 전위를 형성하는 비화상부 노광을 행할 수 있다. 그러므로, 비화상부 노광을 행함으로써, 감광 드럼(1a)의 암부 전위(Vd)를 -700V로부터 -500V로 설정한다. 계속해서, 감광 드럼(1a)의 표면의 비화상부 노광부가 현상 위치에 도달하는 타이밍에 맞춰, 현상 바이어스를 제2 현상 전압의 일례인 -550V의 시동 동안의 현상 바이어스로부터 제1 현상 전압의 일례인 -350V의 화상 형성용의 현상 바이어스로 변경한다. 이에 의해, 백 콘트라스트(Vback), 즉 현상 롤러(5a)와 감광 드럼(1a) 사이의 표면 전위의 차를 150V에 유지한 상태에서, 화상 형성 준비를 행할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 다음과 같이 제어 유닛(70)에 의해 준비 공정을 제어한다. 감광 드럼(1a)의 표면 중, 화상 형성용의 대전 바이어스가 인가된 대전 롤러(2a)에 의해 대전된 부분이 현상 위치에 위치할 때에, 시동 동안의 현상 바이어스가 인가된 현상 롤러(5a)가 접촉 위치에 도달한다. 즉, 도 8에 도시하는 바와 같이, 비화상부 노광을 행할 수 없는 스캐너 레디 전에도 백 콘트라스트(Vback)가 150V이다. 이는 흐려짐 발생을 억제한다.

준비 공정에서의 시동 동안의 현상 바이어스로서 여기서 설명된 제2 현상 전압은 반드시 백 콘트라스트(Vback)가 150V가 되도록 설정될 필요는 없다. 화상 형성용의 대전 바이어스를 사용하여 대전된 후, 노광 유닛(3a)에 의해 노광되지 않은 감광 드럼(1a)의 표면 전위와 제2 현상 전압이 인가된 현상 롤러(5a)의 전위 사이의 차인 백 콘트라스트를 V4로 한다. 화상 형성용의 대전 바이어스를 사용하여 대전된 후, 노광 유닛(3a)에 의해 노광되지 않은 감광 드럼(1a)의 표면 전위와 제1 현상 전압이 인가된 현상 롤러(5a)의 전위 사이의 차인 백 콘트라스트를 V5로 한다. 이러한 정의가 주어지면, 백 콘트라스트(V4)의 절대값과 백 콘트라스트(V5)의 절대값 사이에 |V4|<|V5|의 관계가 만족되도록 제2 현상 전압을 설정하면 충분하다.

발명자에 의해 행해진 연구에 따르면, 흐려짐량이 대략 3% 이하이면, 실질적으로 화질에는 거의 영향을 미치지 않는다. 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, "화상 형성 시의 백 콘트라스트"(도 7에서는, 150V)의 ±60V의 범위 내에서 흐려짐량은 대략 3% 이하이다. 이 범위 내에서, 화질은 실질적으로 저하되지 않는다. 화상 형성용의 대전 바이어스를 사용하여 대전된 후, 노광 유닛(3a)에 의해 비화상부 노광이 행해진 감광 드럼(1a)의 표면 전위와 제1 현상 전압이 인가된 현상 롤러(5a)의 전위 사이의 차인 백 콘트라스트를 V6로 한다. 백 콘트라스트(V6)는 화상 형성 시의 백 콘트라스트이다. 그러므로, 백 콘트라스트(V4)는 V4 = V6 ± 60V의 식을 만족하는 것이 유리하다.

제3 실시형태

제1 및 제2 실시형태에서 설명되는 제어에서는, 스캐너 레디 전과 후에 백 콘트라스트(Vback)를 일정하게 유지하는 방법으로서, 대전 바이어스나 현상 바이어스가 전환된다. 본 실시형태에서는, 스캐너 모터의 시동보다 메인 모터의 시동이 더 오래 걸린다는 상정하에, 메인 모터의 시동의 완료 전과 후에 백 콘트라스트(Vback)를 일정하게 유지한다.

이제 도 9를 참조하여 본 실시형태를 설명한다. 도 9는 본 실시형태에 따른 화상 형성 동작의 타이밍 차트이다. 먼저, 시점 t0에서, 화상 데이터 수신 유닛(81)으로부터 화상 신호를 수취하고, 준비 공정을 개시한다. 감광 드럼(1a)과 중간 전사 벨트(10)를 구동하는 도시하지 않은 메인 모터가 회전을 개시하고, 스캐너 모터 또한 회전을 개시한다.

메인 모터의 회전 개시 후, 시점 t4에서, 시동 시의 대전 바이어스로서 -1,000V의 전압이 인가되어, 감광 드럼(1a)을 -500V로 대전한다. 대전 바이어스에 의해 생성되는 드럼 표면 전위는, 감광 드럼(1a)의 회전 속도에 따르지 않고 오직 감광 드럼(1a)과 대전 롤러(2a) 사이의 전위차에 의존한다. 그러므로, 메인 모터를 가속시키는 공정 동안 대전 바이어스를 인가해도 좋다. 시점 t4에서 화상 형성용의 현상 바이어스의 값과 동일한 값인 -350V의 현상 바이어스가 또한 인가된다. 그 후, 스캐너가 레디 상태가 되는 시점 t5에서 스캐너 모터의 회전 속도가 정상 속도로 수렴한다. 계속해서, 시점 t6에서, 현상 롤러(5a)가 현상 위치에 도달하여, 감광 드럼(1a)의 표면에 접촉하게 된다.

본 실시형태에 따른 메인 모터는, 감광 드럼(1a, 1b, 1c, 1d), 현상 롤러(5a, 5b, 5c, 5d), 및 중간 전사 벨트(10)를 회전시키기 위해서 사용된다. 모터를 정상 속도로 시동하는데 걸리는 시간은 그 부하에 따라 상이하다. 특히, 감광 드럼(1a, 1b, 1c, 1d), 현상 롤러(5a, 5b, 5c, 5d), 및 중간 전사 벨트(10)에 의한 부하는 환경 조건 및 시트 통과 상태에 따라 크게 변동할 수 있다. 이로 인해, 사용되는 메인 모터의 구동 능력에 따라서, 가속 또는 감속에 의해 회전 속도를 미리정해진 속도 범위 내의 속도로 수렴시키는데 긴 시동 시간이 필요하다.

즉, 본 실시형태의 구성에서는, 스캐너 모터의 시동보다 메인 모터의 시동이 더 오래 걸린다. 메인 모터의 시동이 아직 완료되지 않은 상태는, 감광 드럼(1a)의 속도가 아직 화상 형성용의 속도에 도달하지 않거나 정상화되지 않은 상태를 의미한다. 그러므로, 이 상태에서 비화상부 노광이 행해져도, 감광 드럼(1a)의 원하는 표면 전위를 얻을 수 없다. 그러므로, 메인-모터-레디 상태로 된 후에만, 감광 드럼(1a)의 표면 전위를 형성하기 위한 비화상부 노광을 행할 수 있고, 여기서 메인-모터-레디 상태는 감광 드럼(1a)의 속도가 화상을 형성하기 위한 속도에 수렴하는 메인 모터의 시동의 완료에 의해 달성된다. 감광 드럼(1a)은 메인 모터에 의해 구동된다. 감광 드럼(1a)의 회전 속도는 메인 모터의 회전 속도에 정비례한다. 따라서, 상술한 메인 모터를 시동시키는 공정은, 감광 드럼(1a)의 회전 속도를 원하는 속도 범위 내의 회전 속도로 조정하기 위한 제2 속도 조정 공정의 일례로서 규정된다.

메인 모터의 시동이 완료되는 시점 t7에서, 준비 동작이 완료되고, 대전 바이어스가 시동 동안의 레벨인 -1,000V로부터 화상을 형성하기 위한 레벨인 -1,200V로 전환된다. 대전 바이어스를 전환함으로써, 감광 드럼(1a)의 표면 전위의 절대값이 증가한다. 그리고, 감광 드럼(1a)의 표면 중, 표면 전위가 증가된 부분이 노광 위치에 도달하는 타이밍에서 비화상부 노광을 행함으로써, 감광 드럼(1a)의 암부 전위(Vd)를 -500V로 유지한다. 이에 의해, 백 콘트라스트(Vback), 즉 현상 롤러(5a)와 감광 드럼(1a) 사이의 표면 전위의 차를 150V에 유지한 상태에서, 화상 형성 준비를 행할 수 있다.

준비 공정에서의 시동 동안의 대전 바이어스로서 여기서 설명되는 제2 대전 전압은 반드시 백 콘트라스트(Vback)가 150V이 되도록 설정될 필요는 없다. 즉, 백 콘트라스트(V1)의 절대값과 백 콘트라스트(V2)의 절대값 사이에 |V1|<|V2|의 관계가 만족되도록 제2 대전 전압(시동 동안의 대전 바이어스)을 설정하면 충분하다.

발명자에 의해 행해진 연구에 따르면, 흐려짐량이 대략 3% 이하이면, 실질적으로 화질에는 거의 영향을 미치지 않는다. 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, "화상 형성 시의 백 콘트라스트"(도 7에서는, 150V)의 ±60V의 범위 내에서 흐려짐량은 대략 3% 이하이다. 이 범위 내에서, 화질은 실질적으로 저하되지 않는다. 백 콘트라스트(V3)는 화상 형성 시의 백 콘트라스트이다. 본 실시형태에서는, 백 콘트라스트(V1)는 V1 = V3 ± 60V의 식을 만족하는 것이 유리하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 다음과 같이 제어 유닛(70)에 의해 준비 공정을 제어한다. 감광 드럼(1a)의 표면 중, 시동 동안의 대전 바이어스가 인가된 대전 롤러(2a)에 의해 대전된 부분이 현상 위치에 위치할 때에, 화상 형성용의 현상 바이어스가 인가된 현상 롤러(5a)가 접촉 위치에 도달한다. 즉, 도 9에 도시하는 바와 같이, 비화상부 노광을 행할 수 없는 "메인 모터 레디" 전에도 백 콘트라스트(Vback)는 150V이다. 이는 흐려짐 발생을 억제한다.

즉, 본 실시형태는, 감광 드럼(1a)의 회전 속도의 조정 동안에, 현상 롤러(5a)를 감광 드럼(1a)에 토너를 부착시키기 위한 위치에 도달시켜도, 감광 드럼(1a)의 표면에 토너가 전사되는 것을 회피할 수 있게 한다. 이에 의해, 감광 드럼(1a)의 회전 속도의 조정 동안에, 현상 롤러(5a)를 감광 드럼(1a)에 토너를 부착시키기 위한 위치에 도달시켜서 FPOT를 단축하면서, 흐려짐의 악화에 의한 낭비적인 토너 소비를 방지할 수 있다.

본 실시형태에서는, "메인 모터 레디" 전과 후에 백 콘트라스트(Vback)를 일정하게 유지하는 방법으로서, 대전 바이어스를 전환하는 제어에 대해서 설명한다. 그러나, 방법은 이 예로 한정되지 않는다. 즉, 제2 실시형태에서 설명되는 바와 같은 현상 바이어스를 전환하는 것에 의해 백 콘트라스트(Vback)를 일정하게 유지함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다. 구체적으로는, 감광 드럼(1a)의 표면의 비화상부 노광부가 현상 위치에 도달하는 타이밍 전에 시점 t4로부터 t7까지의 기간 동안에, 현상 바이어스를 제2 현상 전압의 예인 -550V의 시동 동안의 현상 바이어스가 되도록 설정한다. 그리고, 감광 드럼(1a)의 표면의 비화상부 노광부가 현상 위치에 도달하는 타이밍에 맞춰, 현상 바이어스를 -550V의 제2 현상 전압으로부터 -350V의 제1 현상 전압(화상을 형성하기 위한 현상 바이어스)으로 변경한다.

본 실시형태에서는, 메인 모터의 시동의 완료 후에 비화상부 노광이 개시된다. 그러나, 이러한 예로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 10에 도시되는 바와 같이, 메인 모터 레디 전 스캐너 레디 후에 비화상부 노광을 개시할 수 있다. 이러한 경우, 메인 모터는 시동의 공정에 있기 때문에, 감광 드럼(1a)의 속도가 아직 정상화되지 않았을 때 비화상부 노광을 행하게 된다. 이로 인해, 비화상부 노광에 의한 감광 드럼(1a)의 표면의 단위 면적당 노광량은 일정하지 않다. 즉, 일정한 방출량으로 비화상부 노광을 행해도, 비화상부 노광 후의 감광 드럼(1a)의 표면 전위는 비화상부 노광 동안의 감광 드럼(1a)의 속도에 따라 변동한다.

상기 관점에서, 감광 드럼(1a)의 회전 속도의 변화에 따라서 대전 바이어스의 값을 변화시키면서 대전을 행한다. 그리고, 노광 유닛(3a)은, 감광 드럼(1a)의 표면 중 상기 대전 바이어스가 인가된 대전 롤러(2a)에 의해 대전된 부분이 노광 위치(EP)에 도달하는 타이밍에서 비화상부 노광을 개시한다. 이렇게 대전 바이어스 및 비화상부 노광의 제어를 행함으로써, 감광 드럼(1a)의 표면 전위를 -500V에서 일정하게 유지할 수 있다. -500V의 감광 드럼(1a)의 표면 전위, 화상 형성용의 현상 전압(-350V)이 인가된 현상 롤러(5a)가 접촉 위치에 위치될 때 토너가 감광 드럼(1a)에 부착되지 않는 레벨이다.

준비 공정에서의 시동 동안의 감광 드럼(1a)의 회전 속도의 변화에 따라서 변화되는 상기 대전 바이어스는, 비화상부 노광 후에 반드시 백 콘트라스트(Vback)가 150V가 되도록 설정될 필요는 없다. 감광 드럼(1a)의 회전 속도의 변화에 따라서 변화하는 상기 대전 바이어스를 사용하여 대전된 후, 노광 유닛(3a)에 의해 비화상부 노광이 행해진 감광 드럼(1a)의 표면 전위와 화상 형성용의 현상 바이어스가 인가된 현상 롤러(5a)의 전위 사이의 차를 V7로 한다. V7은 준비 공정에서의 현상 롤러 접촉시의 백 콘트라스트이다. 화상 형성용의 대전 바이어스의 예인 제1 대전 전압을 사용하여 대전된 후, 노광 유닛(3a)에 의해 노광되지 않은 감광 드럼(1a)의 표면 전위와 화상 형성용의 현상 바이어스가 인가된 현상 롤러(5a)의 전위 사이의 차를 V8로 한다. V8은 비교예의 백 콘트라스트= 350V이다. 백 콘트라스트(V7)의 절대값과 백 콘트라스트(V8)의 절대값 사이에 |V7|<|V8|의 관계가 만족되도록, 대전 바이어스를 감광 드럼(1a)의 회전 속도의 변화에 따라서 변화시키면 충분하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 다음과 같이 제어 유닛(70)에 의해 준비 공정을 제어한다. 구체적으로는, 감광 드럼(1a)의 표면은, 감광 드럼(1a)의 회전 속도의 변화에 따라서 대전 바이어스의 값을 변화시키면서 대전 바이어스를 인가하는 대전 롤러(2a)에 의해 대전되고, 감광 드럼(1a)의 표면에 -500V를 갖는 부분을 발생시키기 위해 노광 유닛(3a)에 의해 비화상부 노광을 행한다. 그리고, -500V로 설정된 감광 드럼(1a)의 표면부가 현상 위치에 위치될 때, 화상을 형성하기 위한 현상 바이어스(-350V)가 인가되는 현상 롤러(5a)가 접촉 위치에 도달한다. 즉, 도 10에 도시하는 바와 같이, 메인 모터 레디 전에 비화상부 노광이 행해져도 백 콘트라스트(Vback)는 150V이므로, 흐려짐의 발생이 억제된다. 그러므로, 스캐너 레디 후 및 메인 모터 레디 전의 상태에서 백 콘트라스트(Vback)를 일정하게 유지할 수 있다.

그러므로, 감광 드럼(1)의 회전 속도의 조정 동안에, 현상 롤러(5)를 감광 드럼(1)에 토너를 부착시키기 위한 위치인 접촉 위치에 도달시켜도, 감광 드럼(1)에 토너가 전사되는 것을 회피할 수 있다. 이에 의해, 감광 드럼(1)의 회전 속도의 조정 동안에, 현상 롤러(5)를 감광 드럼(1)에 토너를 부착시키기 위한 위치에 도달시켜서 FPOT를 단축하면서, 흐려짐의 악화에 의해 낭비적인 토너 소비가 발생하는 것을 방지한다.

본 실시형태에서는, 노광 유닛(3a)으로서 회전가능한 폴리곤 미러(32a)를 사용한 레이저 스캐너 유닛을 설명한다. 그러나, 노광 유닛(3a)의 구성은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 감광 드럼(1a)의 회전 축 방향에 평행한 방향으로 배열된 LED 같은 복수의 방출 소자(301)를 포함하는 유닛이 노광 유닛(3a, 3b, 3c, 3d)으로서 사용될 수 있다. 노광 유닛(3)은, 복수의 방출 소자(301)로부터 방출된 광을 감광 드럼(1a)의 표면에 집광하기 위한 렌즈(302)를 포함한다. 복수의 방출 소자(301)의 방출은 감광 드럼(1a)의 표면의 화상부 노광 및 비화상부 노광에 대해 화상 데이터에 기초하여 발생되는 방출 신호에 의해 서로 독립적으로 제어된다.

본 개시내용을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 개시내용은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims

화상 형성 장치이며,
감광체;
상기 감광체의 표면을 대전하도록 구성되는 대전 부재;
상기 대전 부재에 의해 대전된 후의 상기 감광체에 대해 비화상부 노광 및 화상부 노광을 행하도록 구성되는 노광 유닛으로서, 상기 비화상부 노광은 토너상을 형성하지 않는 표면 전위를 발생시키고, 상기 화상부 노광은 상기 토너상을 형성하는 표면 전위를 발생시키며, 상기 화상부 노광의 노광량은 상기 비화상부 노광의 노광량보다 많은, 노광 유닛;
상기 감광체의 상기 표면 상에 토너를 공급함으로써 상기 토너상을 형성하도록 구성되는 현상 부재;
상기 감광체에 상기 토너를 부착시키는 제1 위치와 상기 감광체에 상기 토너를 부착시키지 않는 제2 위치 간에 상기 현상 부재를 이동시킬 수 있도록 구성되는 이동 부재;
상기 대전 부재에 대전 전압을 인가하도록 구성되는 대전 전압 인가 유닛;
상기 현상 부재에 현상 전압을 인가하도록 구성되는 현상 전압 인가 유닛; 및
상기 대전 전압 인가 유닛과 상기 현상 전압 인가 유닛을 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하고,
상기 제어 유닛은, (i) 제1 공정에서 제1 대전 전압을 인가하고 상기 노광 유닛에 의해 상기 감광체의 상기 표면에 대해 상기 화상부 노광과 상기 비화상부 노광을 행하고, (ii) 상기 노광 유닛에 의해 상기 감광체의 상기 표면에 대해 상기 화상부 노광과 상기 비화상부 노광을 행하지 않는 제2 공정에서 제2 대전 전압을 인가하고, 상기 제2 공정에서 상기 이동 부재가 상기 현상 부재를 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치로 이동시키게끔, 상기 대전 전압 인가 유닛과 상기 현상 전압 인가 유닛을 제어하도록 구성되고,
상기 제2 공정에서 상기 제2 대전 전압이 인가된 상기 대전 부재에 의해 대전된 상기 감광체와 상기 현상 부재 사이의 전위차가 V1로서 규정되고,
상기 제1 공정에서 상기 화상부 노광과 상기 비화상부 노광이 행해지기 전에 상기 제1 대전 전압이 인가된 상기 대전 부재에 의해 대전된 상기 감광체와 상기 현상 부재 사이의 전위차가 V2로서 규정되며,
상기 제어 유닛은, |V1|<|V2|의 관계가 만족되도록 제어를 행하는, 화상 형성 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 대전 전압은, 상기 화상부 노광에 의해 노광된 상기 감광체에 형성된 상기 토너의 정규 대전 극성과 동일한 극성을 갖고 상기 제1 대전 전압의 절대값 미만인 절대값을 갖도록 설정되는, 화상 형성 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 공정에서 상기 비화상부 노광이 행해진 상기 감광체의 상기 표면 전위와 상기 현상 전압이 인가된 상기 현상 부재의 전위 사이의 차가 V3으로서 규정되며,
상기 제어 유닛은, V1 = V3 ± 60V의 식이 만족되도록 제어를 행하는, 화상 형성 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 공정에서 상기 비화상부 노광이 행해진 상기 감광체의 상기 표면 전위와 상기 현상 전압이 인가된 상기 현상 부재의 전위 사이의 차가 V3으로서 규정되며,
상기 제어 유닛은, V1=V3의 식이 만족되도록 제어를 행하는, 화상 형성 장치.
화상 형성 장치이며,
감광체;
상기 감광체의 표면을 대전하도록 구성되는 대전 부재;
상기 대전 부재에 의해 대전된 후의 상기 감광체에 대해 비화상부 노광 및 화상부 노광을 행하도록 구성되는 노광 유닛으로서, 상기 비화상부 노광은 토너상을 형성하지 않는 표면 전위를 발생시키고, 상기 화상부 노광은 상기 토너상을 형성하는 표면 전위를 발생시키며, 상기 화상부 노광의 노광량은 상기 비화상부 노광의 노광량보다 많은, 노광 유닛;
상기 감광체의 상기 표면 상에 토너를 공급함으로써 상기 토너상을 형성하도록 구성되는 현상 부재;
상기 감광체에 상기 토너를 부착시키는 제1 위치와 상기 감광체에 상기 토너를 부착시키지 않는 제2 위치 간에 상기 현상 부재를 이동시킬 수 있도록 구성되는 이동 부재;
상기 대전 부재에 대전 전압을 인가하도록 구성되는 대전 전압 인가 유닛;
상기 현상 부재에 현상 전압을 인가하도록 구성되는 현상 전압 인가 유닛; 및
상기 대전 전압 인가 유닛과 상기 현상 전압 인가 유닛을 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하며,
상기 제어 유닛은, (i) 상기 노광 유닛에 의해 상기 감광체의 상기 표면에 대해 상기 화상부 노광과 상기 비화상부 노광을 행하는 제1 공정에서 제1 현상 전압을 인가하고, (ii) 상기 노광 유닛에 의해 상기 감광체의 상기 표면에 대해 상기 화상부 노광과 상기 비화상부 노광을 행하지 않는 제2 공정에서 제2 현상 전압을 인가하고, 상기 제2 공정에서 상기 이동 부재가 상기 현상 부재를 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치로 이동시키도록, 제어를 행하고,
상기 제2 공정에서, 상기 대전 전압이 인가된 상기 대전 부재에 의해 대전된 상기 감광체와 상기 제2 현상 전압이 인가된 상기 현상 부재 사이의 전위차가 V4로서 규정되며,
상기 제1 공정에서 상기 화상부 노광과 상기 비화상부 노광이 행해지기 전에 상기 제1 현상 전압이 인가된 상기 현상 부재와 상기 대전 전압이 인가된 상기 대전 부재에 의해 대전된 상기 감광체 사이의 전위차가 V5로서 규정되며,
상기 제어 유닛은, |V4|<|V5|의 관계가 만족되도록 제어를 행하는, 화상 형성 장치.
제5항에 있어서,
상기 제2 현상 전압은, 상기 화상부 노광에 의해 노광된 상기 감광체에 형성된 상기 토너의 정규 대전 극성과 동일한 극성을 갖고 상기 제1 현상 전압의 절대값 초과의 절대값을 갖도록 설정되는, 화상 형성 장치.
제5항에 있어서,
상기 제1 공정에서 상기 비화상부 노광이 행해진 상기 감광체의 상기 표면 전위와 상기 제1 현상 전압이 인가된 상기 현상 부재의 전위 사이의 차가 V6으로서 규정되며,
상기 제어 유닛은, V4 = V6 ± 60V의 식이 만족되도록 제어를 행하는, 화상 형성 장치.
제5항에 있어서,
상기 제1 공정에서 상기 비화상부 노광이 행해진 상기 감광체의 상기 표면 전위와 상기 제1 현상 전압이 인가된 상기 현상 부재의 전위 사이의 차가 V6으로서 규정되며,
상기 제어 유닛은, V4=V6의 식이 만족되도록 제어를 행하는, 화상 형성 장치.
화상 형성 장치이며,
감광체;
상기 감광체의 표면을 대전하도록 구성되는 대전 부재;
상기 대전 부재에 의해 대전된 후의 상기 감광체에 대해 비화상부 노광 및 화상부 노광을 행하도록 구성되는 노광 유닛으로서, 상기 비화상부 노광은 토너상을 형성하지 않는 표면 전위를 발생시키고, 상기 화상부 노광은 상기 토너상을 형성하는 표면 전위를 발생시키며, 상기 화상부 노광의 노광량은 상기 비화상부 노광의 노광량보다 많은, 노광 유닛;
상기 감광체의 상기 표면 상에 토너를 공급함으로써 상기 토너상을 형성하도록 구성되는 현상 부재;
상기 감광체에 상기 토너를 부착시키는 제1 위치와 상기 감광체에 상기 토너를 부착시키지 않는 제2 위치 간에 상기 현상 부재를 이동시킬 수 있도록 구성되는 이동 부재;
상기 대전 부재에 대전 전압을 인가하도록 구성되는 대전 전압 인가 유닛;
상기 현상 부재에 현상 전압을 인가하도록 구성되는 현상 전압 인가 유닛; 및
상기 대전 전압 인가 유닛과 상기 현상 전압 인가 유닛을 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하며,
상기 제어 유닛은, (i) 상기 노광 유닛에 의해 상기 감광체의 상기 표면에 대해 상기 화상부 노광과 상기 비화상부 노광을 행하는 제1 공정에서 제1 대전 전압을 인가하고, (ii) 상기 노광 유닛에 의해 상기 감광체의 상기 표면에 대해 상기 화상부 노광과 상기 비화상부 노광을 행하지 않는 제2 공정에서 상기 감광체의 회전 속도에 따라 변화하는 대전 전압을 인가하고 상기 이동 부재가 상기 현상 부재를 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치로 이동시키도록, 제어를 행하고,
상기 제2 공정에서, 상기 감광체의 상기 회전 속도에 따라 변화하는 상기 대전 전압이 인가된 상기 대전 부재에 의해 대전된 후에 상기 노광 유닛에 의해 상기 비화상부 노광이 행해진 상기 감광체의 상기 표면 전위와 상기 현상 전압이 인가된 상기 현상 부재의 전위 사이의 차를 V7로서 규정하고,
상기 화상부 노광과 상기 비화상부 노광이 행해지기 전에 상기 제1 대전 전압이 인가된 상기 대전 부재에 의해 대전된 상기 감광체와 상기 현상 전압이 인가된 상기 현상 부재 사이의 전위차를 V8로서 규정하며,
상기 제어 유닛은, |V7|<|V8|의 관계가 만족되도록 제어를 행하는, 화상 형성 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 노광 유닛은, 광원 유닛과, 회전하면서 상기 광원 유닛으로부터 방출된 광을 반사하도록 구성되는 회전 폴리곤 미러를 포함하고,
상기 제어 유닛은, 상기 제2 공정에서, 상기 회전 폴리곤 미러의 회전 속도를 미리정해진 속도 범위 내의 속도로 조정하는 제1 속도 조정 공정을 실행하고, 상기 제1 속도 조정 공정의 실행 동안 상기 이동 부재가 상기 현상 부재를 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치로 이동시키도록 제어를 행하는, 화상 형성 장치.
제11항에 있어서,
상기 노광 유닛은, 상기 회전 폴리곤 미러에 의해 반사된 광을 수광하도록 구성되는 수광 유닛을 포함하며,
상기 제어 유닛은, 상기 제2 공정에서, 상기 광원 유닛이, 상기 회전 폴리곤 미러에 의해 반사된 광이 상기 감광체의 상기 표면에 도달하는 기간 동안에 방출을 행하지 않게 하고, 상기 광원 유닛이, 상기 회전 폴리곤 미러에 의해 반사된 광이 상기 수광 유닛에 도달하는 기간 동안에 방출을 행하게 하도록 제어를 행하는, 화상 형성 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 제2 공정에서, 상기 감광체의 회전 속도를 미리정해진 속도 범위 내의 속도로 조정하는 제2 속도 조정 공정을 실행하고, 상기 제2 속도 조정 공정의 실행 동안에 상기 이동 부재가 상기 현상 부재를 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치로 이동하게 하도록 제어를 행하는, 화상 형성 장치.
제1항에 있어서,
상기 노광 유닛은, 광원 유닛, 회전하면서 상기 광원 유닛으로부터 방출된 광을 반사하도록 구성되는 회전 폴리곤 미러, 및 상기 회전 폴리곤 미러에 의해 반사된 광을 수광하도록 구성되는 수광 유닛을 포함하고,
상기 제어 유닛은, 상기 제2 공정에서, 상기 광원 유닛이, 상기 회전 폴리곤 미러에 의해 반사된 광이 상기 감광체의 상기 표면에 도달하는 기간 동안에 방출을 행하지 않게 하고, 상기 회전 폴리곤 미러에 의해 반사된 광이 상기 수광 유닛에 도달하는 기간 동안에 상기 광원 유닛이 방출을 행하게 하도록 제어를 행하는, 화상 형성 장치.
제1항에 있어서,
상기 노광 유닛은, 상기 감광체의 상기 표면에 대향하도록 상기 감광체의 회전 축 방향으로 배열된 복수의 광원을 포함하는, 화상 형성 장치.
제1항에 있어서,
화상 데이터를 취득하도록 구성되는 취득 유닛을 더 포함하며,
상기 제어 유닛은, 상기 취득 유닛에 의한 상기 화상 데이터의 취득 후에 상기 제2 공정을 실행하고, 상기 제2 공정 후에 상기 화상 데이터에 기초하여 상기 제1 공정을 실행하도록 제어를 행하는, 화상 형성 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 제2 공정에서 상기 감광체가 상기 대전 전압이 인가된 상기 대전 부재에 의해 대전되고 상기 노광 유닛에 의해 노광되지 않을 경우에, 상기 제2 현상 전압이 상기 현상 부재에 인가된 상태에서 상기 이동 부재가 상기 현상 부재를 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치로 이동하게 하도록 제어를 행하는, 화상 형성 장치.
제17항에 있어서,
상기 노광 유닛은, 광원 유닛과, 회전하면서 상기 광원 유닛으로부터 방출된 광을 반사하도록 구성되는 회전 폴리곤 미러를 포함하고,
상기 제어 유닛은, 상기 제2 공정에서, 상기 회전 폴리곤 미러의 회전 속도를 미리정해진 속도 범위 내의 속도로 조정하는 제1 속도 조정 공정을 실행하고, 상기 제1 속도 조정 공정의 실행 동안 상기 이동 부재가 상기 현상 부재를 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치로 이동하게 하도록 제어를 행하는, 화상 형성 장치.
제18항에 있어서,
상기 노광 유닛은, 상기 회전 폴리곤 미러에 의해 반사된 광을 수광하도록 구성되는 수광 유닛을 포함하며,
상기 제어 유닛은, 상기 제2 공정에서, 상기 광원 유닛이, 상기 회전 폴리곤 미러에 의해 반사된 광이 상기 감광체의 상기 표면에 도달하는 기간 동안에 방출을 행하지 않게 하고, 상기 회전 폴리곤 미러에 의해 반사된 광이 상기 수광 유닛에 도달하는 기간 동안에 상기 광원 유닛이 방출을 행하게 하도록 제어를 행하는, 화상 형성 장치.
제17항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 제2 공정에서, 상기 감광체의 회전 속도를 미리정해진 속도 범위 내의 속도로 조정하는 제2 속도 조정 공정을 실행하고, 상기 제2 속도 조정 공정의 실행 동안에 상기 이동 부재가 상기 현상 부재를 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치로 이동하게 하도록 제어를 행하는, 화상 형성 장치.