KR19980042117A

KR19980042117A - 컬러화상 형성장치

Info

Publication number: KR19980042117A
Application number: KR1019970058222A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 아이자와; 노보루 가타카베; 마사노리 요시카와; 겐지 아사쿠라
Original assignee: 모리시타 요이치; 마츠시타덴키산교 가부시키가이샤
Priority date: 1996-11-05
Filing date: 1997-11-05
Publication date: 1998-08-17
Also published as: US6366756B1; US6249663B1; US6418296B1; KR100269759B1; EP0840174A2; JPH10133450A; US6185396B1; US20020057932A1; EP0840174A3

Abstract

감광체(30), 대전기(34) 및 현상기(35)를 포함하는 다수의 상 형성 유닛(3)과, 다수의 상 형성 유닛(3)을 지지하여 회전함으로써, 각 상 형성 유닛(3)을 상 형성 위치(10)와 대피위치와의 사이에서 이동시키는 캐리지(2)와, 상 형성 위치(10)에 있는 상 형성 유닛(3)의 감광체(30)의 표면을 노광하는 노광장치(6)와, 상 형성 위치(10)에 있는 상 형성 유닛(3)의 감광체(30)에서 각각의 색의 토너상을 순차 전사하여 중합시킴으로써 컬러 토너상을 표면에 형성하는 중간전사벨트(50)와, 감광체(30) 및 중간전사벨트(50)를 구동하는 구동수단과, 중간전사벨트(50)의 회전에 따라 기준위치를 검출하여 기준 위치 검출신호를 출력하는 위치센서(54)와, 중간전사벨트(50)상의 컬러 토너상을 기록지에 전사하기 위한 이차 전사 롤러(9)와 이들의 구성요소의 동작을 제어하는 제어수단을 구비하고 있다. 제어수단은 구동수단에의 회전지령신호를 기준으로 하여 대전기(34) 및 현상기(35)의 동작 개시 시기를 결정함과 동시에, 기준위치 검출신호를 기준으로 하여 노광장치(6), 중간전사벨트(50) 및 2차 전사 롤러(9)의 동작 개시 시기를 결정한다.

Description

컬러화상 형성장치

본 발명은 컬러 프린터, 컬러 복사기, 컬러 팩시밀리등에 이용되는 컬러화상 형성장치에 관한 것으로, 특히, 다수의 감광체에서 일차 전사되는 다수의 색 토너상을 중간전사체상에서 중합시켜 컬러 토너상을 형성하고, 이것을 전사재(기록용지)에 2차 전사하는 방식의 컬러화상 형성장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 컬러화상 형성장치의 종래예로써, 일본국 특개평 7-36246호 공보에 개시되어 있는 내부구성을 도 13에 도시한다.

도 13을 참조하여 중간전사벨트 유닛(101)은 중간전사벨트(102), 제 1 전사롤러(103), 제 2 전사롤러(104), 크리너 롤러(105), 폐 토너 저장소(106)등을 포함하고, 중간전사벨트(102)상에서 컬러상을 중합시킨다. 블랙, 청녹색, 자홍색, 옐로의 4조의 부채형을 한 상 형성 유닛(107Bk), (107Y), (107M), (107C)이 상 형성 유닛군(108)을 구성하고, 도 13에 도시하는 바와같이 장치중앙에 원형상으로 배치되어 있다.

상 형성 유닛(107Bk), (107Y), (107M), (107C)은 장치내에 바르게 장착되면, 상 형성 유닛(107Bk), (107Y), (107M), (107C)의 하나가 장치 본체측의 기계적 구동계 및 전기회로계와 상호 커플링(coupling)부재를 매개로 결합한다. 원환상으로 배치된 상 형성 유닛(107Bk), (107Y), (107M), (107C)은 지지체에 지지되어 있고, 지지체가 모터에 의해 회전 구동되면 원통상의 축(109) 주위로 동시에 회전 이동한다. 각 상 형성 유닛(107Bk), (107Y), (107M), (107C)은 회전이동에 의해 순서대로 상 형성 위치(110)으로 이동한다. 이 상 형성 위치(110)는 상 형성 유닛의 감광체 드럼(118)이 중간전사 벨트(102)를 통하여 제 1 전사 롤러(103)에 대향하는 위치임과 동시에 레이저 신호광(111)에 의한 노광위치이기도 하다.

레이저 노광장치(112)는 프린터내의 하측에 배설된다. 레이저 신호광(111)은 상 형성 유닛(107M)과 상 형성 유닛(107C)과의 사이에 구성된 광로공간(113) 및 축(109)의 일부에 열려진 창을 통하여 축(109)내의 고정된 미러(114)에 입사한다. 미러(114)에 의해 반사된 레이저 신호광(111)은 상 형성 위치(110)에 있는 상 형성 유닛(107Bk)의 노광창(115)에서 상 형성 유닛(107Bk)내로 진입한다. 레이저 신호광(111)은 상 형성 유닛(107Bk)의 현상기(116)와 크리너(117)와의 사이에 형성된 광로 공간을 통하여 감광체 드럼(118)의 노광부로 입사한다. 레이저 신호광(111)은 레이저 노광장치(112)에 의해 감광체 드럼(118)의 축방향으로 조사된다. 레이저 신호광(111)에 의한 노광과 이에 연속하는 현상기(116)에 의한 현상에 의해 감광체(118)에 형성된 토너상은 중간전사벨트(102)에 전사된다.

다음에, 상 형성 유닛군(108)이 90도 회전 이동하고, 블랙의 상 형성 유닛(107Bk)으로 교체되어 옐로의 상 형성 유닛(107Y)이 상 형성 위치(110)으로 이동한다. 상술한 블랙의 상 형성과 같은 동작을 행하고, 중간전사벨트(102)상의 블랙 토너상의 위에 옐로 토너상이 중합된다. 또한 자홍색, 청녹색의 상 형성 유닛(107M), (107C)이 순서대로 상 형성 위치(110)로 이동하여, 같은 동작이 반복됨으로써, 중간전사벨트(102)상에 컬러 토너상이 형성된다. 그 후, 제 2 전사 롤러(119)에 의해 중간전사벨트(102)에서 기록용지에 컬러 토너상이 전사되며, 정착기(120)에서 정착된다.

상기와 같은 종래의 컬러화상 형성장치에 있어서, 고화질의 풀 컬러 화상을 기록하기 위해서는, 4색의 토너상의 정밀한 위치맞춤이 필요하다. 그러나, 상기와 같이 4개의 감광체를 1개소의 상 형성위치에 순차 교체하여 4색의 토너상을 중간전사체(벨트)상에서 겹쳐 컬러화상을 형성하고, 중간전사체에서 2차 전사에 의해 기록지에 컬러화상을 형성하는 구성에서는 다음과 같은 문제가 있다.

즉, 기동후, 중간전사체의 회동이 안정상태로 되기까지의 시간(상승시간)의 편차, 구동계의 로스등이 발생하기 쉽다. 그 결과, 중간전사체의 회동위치는 기동에서 소정시간후에 소정위치로 된다고는 한정되지 않는다. 따라서, 고화질의 요구에 응하기 위해서는 중간전사체의 회동이 안정상태로 되기까지 충분한 시간을 확보할 필요가 있다.

한편, 기록동작의 고속화에 대한 요구도 강하다. 4개의 감광체를 포함하는 상 형성 유닛의 교체나 중간전사체의 회동이 안정되기까지 소비되는 시간은 그대로 컬러화상 형성장치의 화상형성을 위한 시간에 반영된다.

또한, 중간전사벨트의 주길이는 장치전체의 크기에 영향을 받으므로, 장치의 소형화의 요망에 응하기 위해서는 중간전사벨트의 주 길이를 가능한한 짧게할 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하여 고 화질화, 고속화 및 소형화의 요망에 응답할 수 있는 컬러화상 형성장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 화상컬러 형성장치의 측면에서 본 내부구성을 도시하는 도면,

도 2는 도 1에 도시하는 컬러화상 형성장치의 캐리지, 감광체의 위치결정기구 및 구동기구를 도시하는 사시도,

도 3은 도 1에 도시하는 컬러화상 형성장치의 캐리지를 상 형성위치를 통과하는 면에서 절단한 단면도,

도 4는 도 1에 도시하는 컬러화상 형성장치의 감광체 구동기구의 사시도,

도 5는 도 1에 도시하는 컬러화상 형성장치의 감광체축의 위치결정기구를 도시하는 도면,

도 6은 도 1에 도시하는 컬러화상 형성장치의 캐리지와 상 형성 유닛과의 위치관계를 도시하는 단면도,

도 7은 도 1에 도시하는 컬러화상 형성장치의 감광체와 중간전사벨트를 구동하는 본체측 구동기구의 동력전달도,

도 8은 도 1에 도시하는 컬러화상 형성장치의 감광체와 중간전사벨트와의 위치관계를 도시하는 도면,

도 9는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 컬러화상 형성장치의 측면에서 본 내부구성을 도시하는 도면,

도 10은 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 컬러화상 형성장치의 측면에서 본 내부구성을 도시하는 도면,

도 11은 종래의 컬러화상 형성장치의 전체구성도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 장치본체2 : 캐리지

3 : 상 형성 유닛5 : 중간전사벨트 유닛

6 : 레이저 노광장치10 : 상 형성위치

30 : 감광체35 : 현상기

71 : 출력축 구동 기어92~94 : 기어

91 : 모터 기어95 : 풀리 기어

96 : 모터

본 발명에 의한 컬러화상 형성장치는 각각 다른 색에 대응한 감광체 및 현상수단을 포함하는 다수의 상 형성 유닛과, 다수의 상 형성 유닛을 지지하여 각 상 형성 유닛을 상 형성위치 또는 대피위치로 이동시키기 위한 유닛 지지부재와, 상 형성위치에 있는 상 형성 유닛의 감광체의 표면을 노광하는 노광수단과, 상 형성위치에 있는 상 형성 유닛의 감광체에서 각각의 색의 토너상을 순차 전사하여 중합시킴으로써 컬러 토너상을 표면에 형성하는 중간전사체와, 감광체 및 중간전사체를 회동하는 구동수단과, 중간전사체의 회동에 따라 중간전사체의 기준위치를 검출하여 기준위치 검출신호를 출력하는 검출수단과, 중간전사체의 컬러 토너상을 전사재에 전사하는 2차 전사수단과, 이들의 구성요소의 동작을 제어하는 제어수단을 구비하고, 이 제어수단은 구동수단으로의 회동지령신호를 기준으로 하여 대전수단 및 현상수단의 동작개시 시기를 결정함과 동시에, 기준위치 검출신호를 기준으로 하여 노광수단, 중간전사체, 및 2차 전사수단의 동작개시 시기를 결정한다.

감광체와 중간전사체는 한색마다 기동, 정지를 행하는 것이 보통인데, 이 때, 기동후 안정상태로 되기까지의 시간(상승시간)의 편차, 구동계의 로스등이 발생하기 쉽다. 그 결과, 중간전사체의 회동위치는 기동에서 소정시간후에 소정위치로 된다고 한정되지 않는다. 본 발명에 의한 상기 구성에 의하면, 중간전사체가 회동을 시작한 후, 검출수단이 중간전사체의 기준위치를 검출하여 기준위치 검출신호를 출력하고, 이 기준위치 검출신호를 기준으로 하여 노광수단, 중간전사체, 및 2차 전사수단의 동작 개시 시기가 결정되므로, 중간전사체에 전사되며, 겹쳐지는 토너상의 위치결정이 보다 정확하고 또한 용이해진다. 중간전사체에서 전사재로의 2차 전사에 대해서도 위치결정을 정확하게 행할 수 있다.

한편, 감광체의 대전은 감광체의 회전속도가 일정치에 도달하기 전이라도 문제없이 행할 수 있다. 오히려 감광체의 기동 후 가능한한 빠르게 대전을 개시하는 것이 감광체의 표면에 보다 많은 대전부분이 빠르게 확보되므로 바람직하다. 또한, 현상에 대해서도 특히 현상롤러가 감광체에 항상 접촉하는 접촉 현상법의 경우는 감광체의 기동후 가능한한 빠르게 현상 바이어스를 인가하여 현상을 개시하는 것이 좋다. 그렇지 않으면 감광체의 비노광 영역에까지 토너가 덮어지는 현상이 발생하여 불필요한 토너를 소비한다. 본 발명에 의한 상기 구성에 의하면, 구동수단에의 회동지령신호를 기준으로 하여 대전수단 및 현상수단의 동작 개시 시기를 결정하므로, 감광체의 기동후 가능한한 빠르게 감광체의 대전현상을 개시할 수 있다.

본 발명에 의한 컬러화상 형성장치는 대전수단에 의해 대전된 감광체가 일주이상 회동한 후에 노광수단에 의한 노광을 개시하는 제 1 제어 모드와, 대전수단에 의해 대전된 감광체가 일주 회동하기 전에 노광수단에 의한 노광을 개시하는 제 2 제어 모드를 가지고, 제 1 및 제 2 제어모드가 택일적으로 절환되는 것이 바람직하다. 제 1 제어 모드는 감광체의 대전전위가 충분하게 안정된 상태에서 노광을 개시하는 고 화질 모드이고, 제 2 제어모드는 기록속도를 우선하는 고속 모드이다. 또한 제어수단은 제 1 제어모드가 선택된 경우, 감광체가 일주하는 사이, 중간전사체의 회동을 정지하는 것이 바람직하다. 이에 따라 중간전사체의 주길이를 짧게하여 장치 전체의 소형화에 기여할 수 있다.

또한, 2차 전사수단은 중간전사체에 대한 접촉 또는 이간상태가 택일적으로 교체되는 2차 전사롤러를 포함하고, 중간전사체와 2차 전사 롤러가 접촉상태일 때에, 그 사이에 전사재를 통과시키면서 중간전사체의 컬러 토너상을 전사재로 전사하고, 제어수단은 제 1 제어모드가 선택된 경우, 노광수단에 의한 감광체의 노광중 및 노광체에서 중간전사체로의 토너상의 전사동작중은 2차 전사 롤러와 중간전사체와의 이간상태를 유지하도록 제어하는 것이 바람직하다. 이와같이 하여 중간전사체의 주행을 안정화하고, 고화질의 화상을 형성할 수 있다.

또한, 기준위치 검출신호에 동기하여 전사재를 급지하는 급지수단을 더 포함하고, 제어수단은 제 1 제어모드가 선택된 경우, 노광수단에 의한 노광중 및 감광체에서 중간전사체로의 토너상의 전사중은 급지수단에 의한 급지를 행하지 않도록 제어하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하여 급지동작에 의한 흐트러짐의 발생을 방지할 수 있고, 고화질의 화상을 형성할 수 있다.

또한, 중간전사체에 대한 접촉 또는 이간상태가 택일적으로 교체되고, 중간전사체의 표면에 잔류하는 토너를 접촉상태에서 크리닝하는 크리닝수단을 더 포함하고, 제어수단은 제 1 제어모드가 선택된 경우, 노광수단에 의한 노광중, 감광체에서 중간전사체로의 토너상의 전사중 및 2차 전사수단에 의한 중간전사체에서 전사재로의 컬러 토너상의 전사중은 크리닝 수단과 중간전사체와의 이간상태를 유지하도록 제어하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하여 중간전사체의 주행을 안정화하고, 고화질의 화상을 형성할 수 있다.

또한, 제어수단은 유닛 지지부재에 지지된 다수의 상 형성 유닛을 이동하는 사이, 구동수단의 구동력의 발생을 정지하고, 다수의 상 형성 유닛중 화상형성에 사용되지 않는 색에 대응하는 상 형성 유닛을 빼놓고 화상형성에 사용되는 색에 대응하는 상 형성 유닛만을 순차 상 형성위치로 이동하도록 제어하는 것이 바람직하다. 이와같이 하여 컬러화상 형성의 고속화를 도모하면서 중간전사체의 표면에 각색의 토너상을 위치어긋남없이 중합시킬 수 있다.

또한, 구동수단이 감광체와 중간전사체를 구동하는 단일의 구동원을 가지고, 상기 제어수단은 상 형성 유닛을 교체할 시, 구동원을 정지한 후, 구동원을 역전시켜 중간전사체를 역방향으로 소정량 회동시키는 것이 바람직하다. 이와같은 구동방법에 의해 중간전사체의 주길이를 짧게할 수 있으므로, 장치전체의 소형화를 도모할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 구동수단에서 감광체로의 구동력의 전달을 단속하는 구동력 단속수단이 설치되며, 구동력 단속수단이 구동력의 전달을 절단하는데 따라 구동원을 역전시켜 중간전사체를 역방향으로 소정량 회동시킨다.

또한, 제어수단은 상 형성 유닛의 이동중에 구동원을 역전시켜 중간전사체를 역방향으로 소정량 회동시키는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 구동원을 역전시켰을 때의 중간전사체의 회동방향이 감광체에 대향하는 부분에 있어서, 상 형성 유닛의 이동방향과 동일방향이다. 이 경우, 중간전사체의 주 길이를 짧게 할 수 있음과 동시에 상 형성 유닛의 이동시에 발생하는 감광체와 중간전사체의 접촉을 억제할 수 있으므로, 중간전사체등의 수명이 길어진다.

이하, 본 발명의 실시형태에 의한 컬러화상 형성장치에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

[실시형태1]

본 발명의 제 1 실시형태에 의한 컬러화상 형성장치의 전체구성 및 동작에 대해 도 1을 이용하여 설명한다. 도 1은 컬러화상 형성장치의 측면에서 본 내부구성을 도시하는 도면이다.

우선, 상 형성 유닛에 대해 설명한다. 도 1을 참조하여 상 형성 유닛(3)은 옐로, 자홍색, 청녹색, 블랙의 각 색마다 감광체(30)주위에 프로세스 요소를 배설하여 일체화한 것이다. 각 상 형성 유닛(3)은 감광체(30)를 마이너스로 같게 대전하는 코로나 대전기(34), 현상 롤러를 포함하는 현상기(35), 토너 호퍼(36)등의 부품으로 구성된다.

토너 호퍼(36)내에는 폴리에스텔 수지에 안료를 분산한 마이너스 대전성의 토너(32)가 들어있다. 토너(32)는 현상기(35)의 현상 롤러 표면에 담지되며, 감광체(30)를 현상한다. 크리너(38)는 전사기의 감광체(30)표면에 남은 토너를 청소하고, 고무제의 크리닝 브레이드(36) 및 폐 토너를 저장하는 폐 토너 저장소(37)로 이루어진다. 노광창(33)은 레이저 신호광(8)이 상 형성 유닛(3)에 진입하기 위해 개구되어 있다. 감광체(30)의 직경은 30㎜, 현상기(35)의 현상 롤러의 직경은 약 16㎜이고, 각각 상 형성 유닛(3)의 측벽에 회전가능하게 지지되어 있다.

다음에, 전사벨트 유닛에 대해 설명한다. 전사벨트 유닛(5)은 상 형성 위치(10)에서 감광체(30)상에 형성된 토너상을 옮기고, 이것을 기록용지에 재전사한다. 또한, 전사벨트 유닛(5)은 중간전사벨트(50), 이것을 지지하는 가이드 풀리군(55A), (55B), (55C), (55D), 크리너(51), 크리닝후의 폐 토너를 수용하는 폐 토너 케이스(57)등을 일체화하여 장치본체(1)에 착탈 자유롭게 한다.

중간전사벨트(50)는 전체로 100~300㎛의 두께의 필름으로 이루어지고, 기재로써 두께 약 100㎛의 엔드레스 벨트상의 반 도전성(중 저항)의 우레탄이 이용되며, 표면층에는 PFA(테트라플루오로에틸렌 플루오르 알킬 비닐 에텔 공중합수지), PTFE(테트라플루오로 에틸렌 수지)등의 불소 수지가 이용된다. 또한, 그 주 길이는 A4사이즈 또는 레터 사이즈의 기록지에 기록할 수 있도록 A4 기록지의 길이방향의 길이(297㎜)에 감광체(30)(직경 30㎜)의 주 길이의 반보다 약간 긴 길이를 더한 377㎜로 설정하고 있다.

크리너(51)는 중간전사벨트(50)에 잔류한 토너를 청소 제거하는 것이고, 고무제의 크리닝 브레이드(53) 및 떼어낸 토너를 폐 토너 케이스(57)에 반송하는 스크류(52)에 의해 구성된다. 크리너(51)는 중간전사벨트(50)상에 컬러상을 형성하는 동안은 중간전사벨트(50)상의 토너상을 깍아내지 않도록 지점(58)을 중심으로 회동하여 중간전사벨트(50)에서 떨어져 있다.

중간전사벨트(50)의 가이드 풀리(55A)는 중간전사벨트(50)를 구동하는 구동풀리이고, 크리닝 브레이드(53)의 백 업 롤러도 겸한다. 가이드 풀리(55B)는 중간전사벨트(50)상의 토너상을 기록용지에 전사하는 2차 전사 롤러(9)의 백 업 롤러이다. 가이드 풀리(55C)는 감광체(30)에서 중간전사벨트(50)에 토너상을 전사하는 1차 전사 바이어스를 인가하는 롤러를 겸한다. 가이드 풀리(55D)는 중간전사벨트(50)에 텐션을 부여하는 텐션 풀리이다. 중간전사벨트(50)는 상기의 각 가이드 풀리에 걸쳐져 구동 풀리(55B)의 회전에 따라 회전 구동할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 중간전사벨트(50)는 커버(56)에 의해 보호된다.

다음에, 캐리지에 대해 설명한다. 도 1에서 도면 우단면측이 장치 전면이고, 장치본체(1)의 대략 중앙에는 캐리지(2), 전면에는 전면 앨리게이터(alligator)(1A) 및 천정면에는 천정면 도어(17)가 각각 설치되어 있다. 캐리지(2)는 4색의 상 형성 유닛(3Y), (3M), (3C), (3Bk)를 수용하고, 원관(21)에 회전 지지되며, 각 색의 감광체(30)를 상 형성 위치(10)와 그 이외의 대피위치와의 사이에서 회전 이동한다.

천정면 도어(17)를 염으로써, 상 형성 유닛(3)의 손잡이(도시 생략)를 잡고, 캐리지(2)에서 떼어내거나 또는 캐리지(2)에 장착할 수 있다.

상 형성 유닛(3)의 교환이 필요한 경우에는 캐리지(2)를 회전 이동시켜 교환하고 싶은 상 형성 유닛(3)을 천정면 도어(17)의 하방에 위치시키고, 천정면 도어(17)를 열어 교환한다. 캐리지(2)내에서 상 형성 유닛(3)이 상 형성동작을 행하는 위치는 감광체(30)에 레이저 신호광(8)이 조사되고, 또한 전사벨트유닛(5)과 감광체(30)가 접촉하는 상 형성 위치(10)뿐이다. 따라서, 상 형성 유닛(3)은 이 위치에서 장치본체(1)의 구동원이나 전원과 결합되며, 상 형성동작을 실행한다. 그 이외의 위치는 대피위치이고 상 형성 유닛(3)은 동작하지 않는다.

다음에, 전면 앨리게이터에 대해 설명한다. 전면 앨리게이터(1A)는 장치본체(1)에 대해 힌지축(1B)에 추착되어 있고, 전면으로 기울도록 열 수 있다. 전면 앨리게이터(1A)에는 정착기(15), 2차 전사 롤러(9), 제전침(7) 및 종이 가이드(13c), (13d)의 전면측이 부착되어 있고, 전면 앨리게이터(1A)를 전방으로 기울이면 이들 구성물도 동시에 기울어진다. 이 결과 장치본체(1)의 전면이 크게 해방되며, 이 부분에서 전사벨트 유닛(5)의 탈착이 가능해진다. 또한 종이 걸림시에 용지의 제거를 용이하게 할 수 있다.

전사벨트 유닛(5)은 장치본체(1)에 장착되면 소정위치에 확실하게 위치결정되고, 상 형성 위치(10)에 있는 감광체(30)에 중간전사벨트(50)가 접촉한다. 또한 각 부가 장착 본체측과 전기적으로 결합되면, 구동 풀리(55A)가 본체측의 구동기구와 계합하고, 중간전사벨트(50)는 회전 가능해진다. 또한 제전침(7)은 기록용지가 중간전사벨트(50)에서 분리할 때에 토너상이 흐트러지지 않게 하기 위함이다.

또한, 장치본체(1)가 화상형성을 정지할 때에는 항상 중간전사벨트(50)에 크리닝 브레이드(53)가 압압된 상태에서 정지하는 구성으로 한다. 이것은 전사벨트 유닛(5)을 장치본체(1)에서 탈착했을 때에, 크리너(51)부에서 토너의 누설을 방지하기 위함이다.

다음에, 노광장치에 대해 설명한다. 레이저 노광장치(6)는 전사벨트 유닛(5)의 하방에 배설되며, 반도체 레이저(도시 생략), 폴리곤 미러(6A), 렌즈계(6B), 제 1 미러(6C) 등으로 구성되어 있다. 화상정보의 시계열 전기화소 신호에 대응한 레이저 신호광(8)은 도 1의 상 형성 유닛(3Y)의 폐 토너 저장소(37)와 블랙의 상 형성 유닛(3Bk)의 토너 호퍼(39)와의 사이에 형성된 광로 공간(22)을 통과한다. 또한, 레이저 신호광(8)은 원관(21)의 일부에 열려진 창(도시 생략)을 통하여 원관(21)내의 장치본체(1)에 고정된 미러(19)에 입사한다.

미러(19)에 의해 반사된 레이저 신호광(8)은 상 형성 위치(10)에 있는 상 형성 유닛(3Y)의 노광창(33)에서 상 형성 유닛(3Y)내로 진입하여 감광체(30)의 노광부에 입사하고, 감광체(30)를 축방향으로 주사하면서 노광한다.

다음에, 급지계에 대해 설명한다. 급지계는 급지 유닛(12), 급지 롤러(14), 레지스트 롤러(16), 배지 롤러(18), 이들 롤러사이 및 중간전사벨트(50) 및 2차 전사 롤러(9)의 접촉점과 정착기(15)와의 사이를 연결하는 종이 가이드(13a), (13b), (13c), (13d)등으로 구성된다.

다음에, 장치 동작중 풀 컬러화상 형성공정에 대해 설명한다. 장치본체(1)의 전원이 삽입되면, 이니셔라이즈 모드로 들어간다. 이 때, 전사벨트 유닛(5)과 각색의 상 형성 유닛(3)과의 유무의 확인, 및 각 프로세스부의 이상 유무의 확인을 행한다.

구체적으로는 전사벨트 유닛 유무 센서(도시생략)에 의해 전사벨트 유닛(5)의 유무를 확인하고, 미수납의 경우에는 수납을 촉구하는 표시를 표시판(도시생략)에 표시하고, 전사벨트 유닛(5)이 수납되기까지 대기한다. 다음에, 상 형성 유닛(3)을 수납한 캐리지(2)를 1회전 이동하여 각각의 상 형성 유닛(3)이 모두 수납되어 있는지를 상 형성 유닛 유무 센서(도시생략)를 이용하여 검출한다.

전체의 상 형성 유닛(3)이 수납되지 않은 경우에는 미수납의 상 형성 유닛(3)을 교환위치(천정면도어 (17)의 개구부의 위치)로 이동하고, 미수납의 상 형성 유닛(3)의 수납을 촉구하는 표시를 표시판(도시생략)에 도시하고, 지정한 상 형성 유닛(3)이 수납되기까지 대기한다. 지정한 상 형성 유닛(3)이 수납된 후, 미수납의 상 형성 유닛(3)이 있을 경우에는 마찬가지로 수납동작을 반복한다. 전체의 상 형성 유닛(3)이 수납된 것을 확인한 후, 옐로의 상 형성 유닛(3Y)을 상 형성 위치(10)로 이동하여 지지한다.

다음에, 각 프로세스부의 프로세스 확인의 모드로 들어간다. 우선, 정착기(15)가 승온하고, 레이저 노광장치(6)의 폴리곤 미러(6A)가 회전을 시작한다. 폴리곤 미러(6A)가 소정의 회전속도에 달한 후, 옐로의 상 형성 유닛(3Y)을 이용하여 프로세스부의 확인을 행한다. 감광체(30), 중간전사벨트(50) 및 현상 롤러(31)를 회전함과 동시에, 코로나 대전기(34)에 대전전압을, 현상 롤러(31)에 현상 바이어스를, 중간전사벨트(50)에 전사 바이어스 전압을 각각 인가한다. 중간전사벨트(50)를 약 1회전한 후, 각 부의 동작을 정지하고, 자홍색의 상 형성 유닛(3M)을 이용하여 옐로와 마찬가지로 프로세스부의 확인을 행한다. 이후, 청녹색, 블랙의 각 형성 유닛(3C), (3Bk)에 대해서도 마찬가지로 프로세스부의 확인동작을 행한 후, 이니셜라이즈 동작을 종료하고, 화상형성의 준비완료의 상태가 된다.

준비가 완료하면, 처음에 상 형성 위치(10)에 있는 옐로의 상 형성 유닛(3Y)의 상 형성을 개시한다. 장치본체(1)의 구동원에 연결된 옐로의 감광체(30)가 상 형성 위치(10)에서 회전을 시작하면, 동시에 현상기(35), 대전기(34), 중간전사벨트(50)가 움직이기 시작한다. 구동 풀리(55A)가 본체에서 구동되면, 중간전사벨트(50)는 마찰력에 의해 화살표 방향으로 회동된다. 이때, 감광체(30)의 주속도와 중간전사벨트(50)의 주속도와는 대략 등속이 되도록 설정되어 있다. 또한 2차 전사 롤러(9)와 크리너(51)는 중간전사벨트(50)에서 이간되어 있다.

대전기(34)는 구동원이 회전을 시작하고 나서 0.1초후에 대전전압을 인가하고, 대전동작이 개시된다. 다음에, 감광체(30)의 표면이 대전기(34)에 의해 대전되며, 일정하게 대전된 부분이 노광위치에 올 때에 맞추어 중간전사벨트(50)의 머리 위치를 검지하는 위치센서(54)가 중간전사벨트(50)의 머리 위치를 검지한다. 레이저 노광장치(6)에서 화상신호에 맞추어 출력되는 레이저 신호광(8)이 이 검지신호에 동기하여 점등한다. 마찬가지로 대전된 감광체(30)상에 레이저 신호광(8)이 조사되면, 화상신호에 따른 정전잠상이 형성된다.

이 정전잠상은 현상기(35)에서 순차 현상화되며, 토너상이 형성된다. 다음에, 감광체(30)상에 형성된 토너상은 중간전사벨트(50)에 접촉하는 1차 전사위치로 이동하고, 여기서 중간전사벨트(50)에 순차 옮겨진다. 상기 동작을 A4화면분 지속하고, 화상종단이 중간전사벨트(50)에 전사된 후, 옐로의 상 형성 동작을 종료한다. 종료 후, 감광체(30)와 중간전사벨트(50)는 초기위치에 정지한다.

이때, 대전기(34)는 감광체(30)를 -450V로 대전하고, 감광체(30)의 노광위치는 -50V이다. 또한, 감광체(30)의 미대전역의 통과시, 현상 롤러(31)에는 고압전원에 의해 +100V의 직류전압이 인가된다. 다음에, 구동원이 회전을 시작하고 나서 0.3초후에 똑같이 대전된 감광체(30)의 표면이 통과하고, 이 때, 현상 롤러(31)에는 고압전원에 의해 -250V의 직류전압이 인가되어 있다. 이때부터 현상기(35)의 현상동작이 개시된다. 또한, 중간전사벨트(50)이 위치센서(54)에서 출력되는 검지신호에 동기하여 중간전사벨트(50)의 가이드 풀리(55C)와 텐션 풀리(55D)에는 +1.0kV의 직류전압이 인가된다.

옐로이 상 형성이 종료하고, 감광체(30) 및 중간전사벨트(50)가 정지하면, 옐로의 감광체(30)에 계합한 장치본체(1)의 구동원이 감광체(1)와의 결합이 해제된다. 다음에, 캐리지(2)가 화살표 방향으로 90도 회전되며, 옐로의 상 형성 유닛(3Y)이 상 형성 위치(10)에서 이동되면, 동시에 자홍색의 상 형성 유닛(3M)이 상 형성 위치(10)에 위치 결정되어 정지한다. 자홍색의 상 형성 유닛(3M)이 정지하면, 장치본체(1)의 구동원이 자홍색의 감광체(30)에 계합하여 상 형성 유닛(3M)과 전사벨트 유닛(5)이 동작을 시작하고, 옐로의 경우와 같은 상 형성동작을 실시한다. 그 결과, 중간전사벨트(50)상에는 옐로의 토너상과 자홍색의 토너상이 겹쳐 형성된다. 이상의 동작을 청녹색, 자홍색, 블랙의 순서로 반복하고, 중간전사벨트(50)상에 4색의 토너상을 형성한다.

블랙의 토너상의 전사가 종료하고, 위치센서(54)의 검지신호의 발생에서 1.4초 후에 화상의 선두가 2차 전사 롤러(9)의 위치에 오기 때문에, 그 0.2초전에 2차 전사 롤러(9)를 중간전사벨트(50)에 압접한다. 다음에, 급지 유닛(12)에서 송출된 기록용지를 레지스트 롤러(16)로 타이밍을 생각하면서 반송하고, 또한 2차 전사 롤러(9)와 중간전사벨트(50)와의 사이에 끼워보내고, 4색의 토너상을 일괄하여 기록 용지상에 전사한다. 이때, 2차 전사 롤러(9)에는 +300V의 전압이 인가된다. 이 전압의 인가개시 시기도 위치센서(54)에서 출력되는 검지신호를 기준으로 한다. 토너상이 전사된 기록용지는 정착기(15)를 통과하여 정착되며, 배지롤러(18)에서 장치바깥으로 배출된다.

다음에, 크리닝 브레이드(53)가 중간전사벨트 유닛(5)에 접촉하고, 2차전사 후에 중간전사벨트(50)상에 잔류한 토너는 걷어낸다. 걷어진 토너는 스크류(52)에 의해 폐 토너 케이스(57)에 수용된다. 또한, 컬러화상을 형성하는 사이는 크리닝 브레이드(53)는 중간전사벨트(50)에서 떨어져 있으므로, 중간전사벨트(50) 표면을 크리닝하기 위해, 크리닝 브레이드(53)는 중간전사벨트(50)에 압접된다. 이 압접시기도 위치센서(54)에서 출력되는 검지신호를 기준으로 하여 결정된다.

2차 전사 및 중간전사벨트(50)의 크리닝이 종료하면 다시 중간전사벨트(50)와 상 형성 유닛(3)은 정지한다. 다음에, 캐리지(2)가 90도 회전하고, 다시 옐로의 상 형성 유닛(3Y)이 상 형성 위치(10)에 도달하고, 풀 컬러 화상 형성동작을 완료한다. 또한, 2차 전사 및 중간전사벨트(50)의 크리닝은 최후의 블랙의 기록중에 동시에 행해도 되지만, 블랙의 기록 종료 후, 다시 중간전사벨트(50)를 회전시켜 실시시켜도 된다.

다음에, 4색 전체의 토너를 이용하지 않는 경우의 화상형성에 대해 설명한다. 이와같은 화상형성으로써는 블랙 토너를 이용하지 않고, 옐로 토너, 자홍색 토너, 및 청녹색 토너를 이용하여 풀 컬러 화상을 형성할 경우, 단일의 토너만을 이용하여 모노 컬러화상을 형성할 경우 및 임의의 다수의 토너를 조합하여 멀티 컬러화상을 형성할 경우가 포함된다. 일예로써, 옐로 토너와 청녹색 토너를 사용하여 멀티 컬러 화상을 형성할 경우에 대해 이하에 설명한다.

화상형성의 준비가 완료하면, 우선, 옐로의 상 형성 유닛(3Y)을 상 형성 위치(10)로 이동하고, 옐로의 상 형성 유닛(3Y)을 이용하여 풀 컬러 화상 형성공정과 마찬가지로 상 형성을 행한다.

옐로의 상 형성이 종료하여 감광체(30)와 중간전사벨트(50)가 정지하면 옐로의 감광체(30)에 계합한 장치본체(1)의 구동원이 감광체(30)와의 결합이 해제된다. 즉, 캐리지(2)가 화살표방향으로 180도 회전되며, 옐로의 상 형성 유닛(3Y)이 상 형성 위치(10)에서 이동된다. 이 때, 자홍색의 상 형성 유닛(3M)을 빼고 청녹색의 상 형성 유닛(3C)이 상 형성 위치(10)로 이동한다.

청녹색의 상 형성 유닛(3C)이 상 형성 위치(10)로 이동하면, 장치본체(1)의 구동원이 청녹색의 감광체(30)에 계합하고, 상 형성 유닛(3C)과 전사벨트 유닛(5)이 동작을 시작하며, 옐로의 경우와 같은 상 형성 동작을 실시한다. 이 결과, 중간전사벨트(50)상에는 옐로의 토너상과 청녹색의 토너상이 겹쳐져 그린의 토너상이 형성된다.

그 후, 2차 전사 공정이 종료하고, 그린의 토너상이 전사된 기록용지는 정착기(15)를 통과하여 정착되며, 배지 롤러(18)에서 장치바깥으로 배출된다. 2차 전사후에 중간전사벨트(50)상에 잔류한 토너는 풀 컬러 화상 형성공정과 마찬가지로 크리닝된다. 2차 전사 및 크리닝이 종료하면 다시 중간전사벨트(50)와 상 형성 유닛(3)은 정지하고, 캐리지(2)가 90도 회전한다. 따라서, 옐로의 상 형성 유닛(3Y)이 상 형성 위치(10)에 다시 이동하고, 멀티 컬러 화상 형성동작을 완료한다.

다음에, 블랙 토너만을 이용한 연속의 화상형성을 설명한다. 우선, 옐로의 감광체(30)에 계합한 장치본체(1)의 구동원이 감광체(1)와의 결합이 해제되며, 캐리지(2)가 화살표 방향으로 270도 회전된다. 따라서, 옐로의 상 형성 유닛(3Y)이 상 형성 위치(10)에서 이동되며, 블랙의 상 형성 유닛(3Bk)이 상 형성 위치(10)에 위치결정되어 정지한다. 블랙의 상 형성 유닛(3Bk)이 정지하면, 장치본체(1)의 구동원이 블랙의 감광체(30)에 계합하고, 상 형성 유닛(3Bk)을 이용하여 상 형성 행정을 개시한다.

다음에, 장치본체(1)의 구동원에 연결된 블랙의 감광체(30)가 상 형성 위치(10)에서 회전을 시작하면, 동시에, 현상기(35) 및 중간전사벨트(50)가 이동을 시작하고, 급지 유닛(12)에서 기록용지의 급지를 개시한다. 또한, 2차 전사 롤러(9)는 중간전사벨트(50)에 압압되며, 크리닝 브레이드(53)는 중간전사벨트(50)에 압압된 채로의 상태이다.

대전기(34)에는 구동원이 회전을 시작하고 나서 0.1초후에 대전전압이 인가되며, 대전동작이 개시된다. 감광체(30)의 표면이 대전기(34)에 의해 대전되며, 똑같이 대전된 부분이 노광위치에 올 때에 맞추어 중간전사벨트(50)의 머리 위치를 검지하는 위치센서(54)가 중간전사벨트(50)의 머리위치를 검지한다. 이 검지신호에 동기하여 레이저 노광장치(6)에서 화상신호에 맞춘 레이저 신호광(8)이 점등된다.

일정하게 대전된 감광체(30)상에 레이저 신호광(8)이 조사되면, 화상신호에 따른 정전잠상이 형성되며, 이 정전잠상이 현상기(35)에 의해 순차 현상화되며, 토너상이 형성된다. 다음에, 감광체(30)상에 형성된 토너상은 중간전사벨트(50)에 접촉하는 일차전사위치로 이동하고, 여기서 중간전사벨트(50)에 순차 옮겨진다. 토너상이 전사된 후의 감광체(30)는 다음의 화상형성공정의 준비를 위해 그 표면에 잔존하는 토너를 크리닝 브레이드(36)로 걷어내고 다시 대전, 노광, 현상공정으로 보내진다.

블랙의 토너상이 전사되며, 위치센서(54)에서 출력되는 검지신호의 발생에서 1.4초후에 화상의 선두가 2차 전사 롤러(9)의 위치에 온다. 이때, 급지 유닛(12)에서 송출된 기록용지를 레지스트 롤러(16)에 의해 타이밍을 생각하면서 반송하고, 2차 전사 롤러(9)와 중간전사벨트(50)사이에 끼워 반송한다. 이 결과, 블랙의 토너상이 기록용지상에 전사된다. 토너상이 전사된 기록용지는 정착기(150를 통과하여 정착되며, 배지롤러(18)에서 장치바깥으로 배출된다.

2차전사후에 중간전사벨트(50)상에 잔류한 토너는 중간전사벨트(50)에 압압된 채로의 크리닝 브레이드(53)로 걷어내진다. 2차 전사 및 크리닝이 종료하면, 중간전사벨트(50)는 순차 다음 전사공정으로 보내지고, 연속 화상형성이 종료하기까지 같은 동작이 계속되어 화상형성을 종료한다. 다음에, 캐리지(2)가 90도 회전하고 옐로의 상 형성 유닛(3Y)이 상 형성 위치(10)에 다시 도달하고, 단색의 화상형성동작을 완료한다.

상기와 같은 모노컬러 화상형성을 연속하여 행할 경우는 토너의 공급부족을 회피하기 위해, 정기적으로 연속화상 형성동작을 중단하고, 캐리지(2)를 적어도 1회전 이상 회전시켜, 토너의 공급동작을 행한다. 상 형성 유닛(3)이 상 형성 위치(10)에 고정된 상태에서 단색의 화상형성을 길게 계속하면, 현상기(35)의 토너 호퍼(39)와 현상롤러(31)와의 위치관계가 고정되므로, 토너 호퍼(39)의 저부에 토너(32)가 고이고, 현상롤러(31)에 토너(32)가 공급되지 않은 상태가 발생하기 때문이다. 이 토너 공급동작의 빈도는 실제로는 토너의 소비량에 따라 실시되는 것이 바람직하다. 예를 들면 레이저 노광장치(6)가 레이저 신호광(8)을 발생하는 시간을 카운트하는 방법, 현상기(35)의 중량변화를 검출하는 방법, 또는 프린트 매수를 카운트하는 방법등을 채용할 수 있다.

또한, 단색 화상형성공정의 경우라도 컬러화상 형성공정과 마찬가지로 중간전사벨트(50)의 머리위치에 동기하여 감광체(30)로의 노광동작을 개시하므로, 중간전사벨트(50)의 표면에는 항상 컬러화상 형성장치와 같은 비화상 영역을 설정할 수 있다. 따라서, 감광체(30)에 의해 중간전사벨트(50)의 비화상영역이 닿아 다소 손상을 받아도 화질은 나빠지지 않는다.

다음에, 각 색의 색맞춤을 정확하게 행하기 위한 상 형성 위치(10)에서의 감광체의 위치결정기구 및 구동기구에 대해 도 2~8을 이용하여 설명한다. 도 2에서 캐리지(2)의 우측벽(20R)과 좌측벽(20L)과는 중앙의 원관(21)에 고정되며, 양측벽(20R)과 (20L)과의 사이에 각 색의 상 형성 유닛(3)을 간막이하는 간막이판(23)이 4개소등분할로 고정 배치된다. 2매의 간막이판(23) 사이에는 레이저 신호광(8)이 통과하는 광로(24)가 각각 형성되어 있다. 또한, 원관(21)에는 광로(24)에 대응한 위치와 미러(19)에 의해 반사한 레이저광(8)이 나가는 위치에서 합계 8개소에 노광창(22)이 설치되어 있다.

상 형성 유닛(3)의 감광체(30)에는 커플링판(42)이 고정되며, 우측벽(20R)의 커플링판(42)이 삽입되는 부분에는 우절결(26)이 설치되어 있다. 정규 위치에서는 커플링판(42)과 우측벽(20R)이 접촉하지 않도록, 우절결(26)에는 그라인딩이 설치되어 있다. 또한, 감광체축(40)의 좌단에 설치된 컬러(43)가 삽입되는 좌절결(29)이 좌측벽(20L)의 외주에 설치되어 있다. 정규로 위치결정된 위치에서는 컬러(43)와 접촉하지 않도록 좌절결(29)의 칫수도 컬러(43)의 외경보다 큰 절결칫수로 되어 있다.

가이드홈(25)은 우측벽(20R) 및 좌측벽(20L)에 형성되며, 상 형성 유닛(3)의 양측벽에 설치된 가이드 핀(45R), (45L)을 안내하고, 상 형성 유닛(3)을 캐리지(2)내에서 개략 위치결정한다. 또한, 도 6에 도시하는 바와같이, 상 형성 유닛(3)이 캐리지(2)내에 장착된 상태에서는 상 형성 유닛(3)은 커플링판(42)과 우절결(26)과의 극간만큼 또는 컬러(43)와 좌절결(29)과의 극간만큼 가이드 핀(45R), (45L)을 중심으로 하여 캐리지(2)에 대해 회동 가능하다. 본 실시형태에서는 이 극간은 약 1㎜확보되어 있다.

또한, 감광체(30)가 상 형성 위치(10)에서 위치결정되어 기준위치에 있을 때, 감광체(30)는 정규위치에 있는 캐리지(2)에 대해 전방향으로 여유를 둔 구성으로 하고 있다. 구체적으로는 가이드 핀(45R), (45L)과 가이드 홈(25)과의 방사선 방향, 및 상 형성 유닛(3)의 외형면과 캐리지(2) 각부와의 사이에 각각 극간을 형성하고 있다.

또한, 도면에는 형성 유닛(3)의 원심방향의 낙하방지구조에 대해서는 도시되어 있지 않지만, 양측벽(20R), (20L)의 외주면에 간단하게 출입할 수 있는 돌기물을 설치하면 되는 것은 말할 것도 없다. 또한, 캐리지(2)상에서 상 형성 유닛(3)을 도 6에 도시하는 중심위치에 지지하기 위해, 스프링등을 이용하여 상 형성 유닛(3)을 캐리지(2)에서 상승시켜 지지하는 구조로 해도 된다.

캐리지 기어(28)는 좌측벽(20L)에 고정되며, 본체측에 설치한 캐리지 구동기구(86)와 연결되어 있다. 캐리지 구동기구(86)는 구동원(도시생략)에 연결되는 웜(89), 웜 휠(88) 및 웜 휠(88)과 일체화되어 캐리지 기어(28)와 치합되는 기어(87)로 구성된다. 또한, 캐리지(2)는 좌우의 본체벽(1R), (1L)의 베어링(46)에 의해 레이저 노광장치(6)나 미러(19)와 평행으로 회전 자유롭게 지지된다. 또한, 미러(19)는 지지부재(도시생략)에 의해 좌우의 본체벽(1R), (1L)에 고정되어 있다.

상 형성 유닛(3)의 감광체(30)는 그 양단에 플랜지(41)가 고정되며, 플랜지(41)에는 감광체축(40)이 일체적으로 고정되어 있다. 감광체축(40)은 상 형성 유닛(3)의 측벽에서 회전 자유롭게 축지된다. 감광체축(40)의 우단에는 오목면의 테이퍼면(48)이 형성되며, 또한, 8매의 클릭(47)을 가진 커플링판(42)이 감광체축(40)에 고정되어 있다. 커플링판(42)이 회전되면, 감광체축(40)이 회전하고, 동시에 플랜지(41) 및 감광체(30)가 회전하는 구조로 된다. 또한, 감광체축(40)의 좌단에는 래디얼 베어링으로 이루어지는 컬러(43)가 회전 자유롭게 부착되어 있다.

다음에, 감광체를 정확하게 상 형성위치에 위치결정하기 위해 장치본체의 양측벽에 설치한 감광체 구동기구와 디텐트 기구에 대해 설명한다.

감광체 구동기구(60)는 우 본체벽(1R)에 설치되며, 출력축(70), 출력축(70)과 일체적으로 회전하는 커플링판(61), 출력축 구동기어(71) 및 이들을 구동하는 구동기구로 이루어진다. 출력축(70)은 우 본체벽(1R)과 이에 고정된 기판(67)과의 사이에서 각각에 고정된 베어링(77)에 의해 슬러스트 방향으로 이동 가능하고 또한 회전가능하게 지지된다.

출력축(70)의 한쪽의 선단에는 감광체(30)의 테이퍼면(48)에 따르는 볼록면의 테이퍼면을 가지는 선단 테이퍼부(75)가 형성되며, 반대측의 단부에는 슬러스트 베어링(69)에 적은 면적으로 접촉하도록 구면이 형성된다. 출력축 구동기어(71)는 회전방향과 같은 방향의 좌 트위스트의 허스버 기어이고, 원동측 기어(72)와 치합하여 출력축(70)에 고정된다.

압축 스프링(74)은 베어링(77)과 출력축 구동 기어(71)사이에 삽입되며, 출력축(70) 및 커플링판(61)을 감광체(30)측의 커플링판(42)에서 떨어진 위치(도 4에 도시하는 위치)에 항상 부세되어 있다. 출력축(70)은 슬러스트 베어링(69)을 움직이는 구동기구에 의해 도 4에 도시하는 이간위치와, 도 3에 도시하는 테이퍼면(48)과 선단 테이퍼부(75)가 계합하는 계합위치와의 사이를 스프링력에 저항하여 이동가능하다. 다만, 어떤 위치에 있어도 출력축 구동 기어(71)가 원동측 기어(72)에 치합하도록 원동측 기어(72)는 넓은 기어폭을 가지고 있다. 출력축(70)이 슬러스트 방향으로 이동할 때, 출력축 구동 기어(71)와 원동측 기어(72)는 상호 기어면에서 슬라이딩하면서 이동한다.

커플링판(61)은 감광체(30)측의 커플링판(42)과 치합동력을 전달하기 위한 것이고, 커플링판(42)과 마찬가지로 그 선단에 8매의 커플링 클릭(65)을 가진다. 커플링판(61)은 출력축(70)에 대해 회전방향이 핀(64)에 의해 고정된다. 한편, 커플링판(61)은 슬러스트방향으로는 소정량 이동가능하게 구성되어 있고, 커플링 클릭(65)의 선단과 커플링판(42)의 클릭(47)의 선단이 충돌했을 때, 일시적으로 피하기 위한 것이다. 또한, 선단 테이퍼면끼리의 계합동작을 방해하지 않기 위한 구성이기도 하다. 또한, 통상시는 스프링(62)에 의해 선단 스토퍼(63)의 위치에 부세되어 있다.

다음에, 좌 본체벽(1L)에 설치한 디텐트 기구(80)에 대해 설명한다. 디텐트 기구(80)는 가이드판(81), 디텐트 레버(82), 디텐트 레버(82)를 움직이는 솔레노이드(85)등으로 구성된다. 가이드판(81)은 상 형성 위치(10)근방에서 감광축(40)의 좌단에 설치한 컬러(43)를 가이드하고, 캐리지(2)의 중심위치에서 정규 축심방향 위치에 컬러(43)를 위치결정하기 위한 것이고, 좌 본체벽(1L)에 고정된다.

디텐트 레버(82)는 지축(83)에 의해 좌 본체벽(1L)에 회동 자유롭게 부착되고, 그 선단에 형성된 V홈에 의해 컬러(43)를 가이드판(81)에 압압하고, 컬러(43)를 상 형성 위치(10)에 정확하게 위치결정한다. 또한, 디텐트 레버(82)는 레버(84)를 통하여 솔레노이드(85)에 묶여져 있고, 솔레노이드(85)의 흡착력에 의해 요동한다. 따라서, 디텐트 레버(82)의 V홈은 컬러(43)를 가이드판(81)에 강하게 압압한다.

또한, 감광체 구동기구(60)이 출력축(70)과 디텐트 기구(80)의 V홈과의 위치는 레이저 노광장치(6)나 미러(19)에 대해 정확한 평행도를 가지고 설치되며, 베어링의 덜거덕거림은 최소한으로 억제된다. 따라서, 감광체 구동기구(60)와 디텐트 기구(80)가 동작했을 때는 감광체(30)는 항상 일정한 상 형성 위치(10)에 정밀도 좋게 위치결정된다.

다음에, 감광체(30)와 중간전사벨트(50)를 구동하는 구동기구에 대해 설명한다. 도 7을 참조하여 본체 구동기구(90)는 감광체(30)와 중간전사벨트(50)를 구동하기 위해 구동원으로써의 모터(96)와 이에 묶여진 감속기어(92), (93)등으로 이루어진다. 또한, 감속 기어(92)는 도 4에 도시한 원동측 기어(72)와 동일하다.

모터 기어(91)는 감속 기어(92), (93)에 치합한다. 감속 기어(93)는 전사벨트 유닛(5)이 장착되었을 때, 기어(94)에 치합하고, 기어(94)가 구동 풀리(55A)에 고정된 풀리 기어(95)에 치합하도록 구성하고 있다. 또한, 감속 기어(92)는 출력축 구동 기어(71)에 치합, 감광체(30)를 회전한다. 또한, 이들 기어의 회동비는 전체 정수비에 설정되어 있다.

구동 풀리(55A)의 외경은 30㎜이고, 4회전으로 주 길이 337㎜의 중간전사벨트(50)를 정확하게 일회전시키는 구성으로 하고, 이에 묶여진 풀리 기어(95)와 감속 기어(93)와의 회전비는 1대 2로, 감속기어(93)와 모터 기어(91)과의 회전비는 1대 3으로 설정하고 있다. 또한, 감광체(30)의 외경도 30㎜이고, 중간전사벨트(50)의 1회전중에 정확하게 4회전하고, 구동 풀리(55A)의 회전과 동기한다. 또한, 출력축 구동 기어(71)와 감속 기어(92)와의 회전비는 1대 2로, 감속 기어(92)와 모터 기어(91)와의 회전비는 1대 3으로 설정되어 있다.

또한, 회전중 누락을 방지하기 위해, 양자의 사이에 약간의 감속차를 주고싶은 경우나 중간전사벨트(50)의 두께로 벨트의 주속이 변화할 경우등은 감광체(30)의 외경, 구동 풀리(55A)의 외경 및 벨트 주 길이를 적절하게 조정하고, 중간전사벨트(50)이 1회전에 대한 구동 풀리(55A)의 회전비 및 감광체(30)의 회전비를 각각 정수배로 설정한다.

또한, 본 실시형태에서는 전사벨트 유닛(5)의 가이드 풀리(55C)는 외경 20㎜로 하고, 가이드 풀리(55C)에 대해서도 중간전사벨트(50)와의 회전비를 정수배로 한다. 또한 바람직하게는, 백업 롤러(55B), 텐션 롤러(55D)도 정수배로 하면 된다.

다음에, 상 형성위치에 있는 감광체(30)와 중간전사벨트(50)와의 위치관계를 설명한다. 도 8을 참조하여 전사벨트 유닛(5)은 도시하지 않은 위치결정기구에 의해 장치본체(1)의 좌우의 측벽(1R), (1L)사이에 위치결정되어 고정된다. 이때, 상 형성 위치(10)에 위치 결정된 감광체(30)의 외주는 가이드 롤러(55C)와 텐션 롤러(55D)와의 공통 접선에서 벨트 내부로 약 1㎜정도 들어간 위치에 있다. 따라서, 중간전사벨트(50)에 주어진 장력에 의해 중간전사벨트(50) 및 감광체(30)의 외주면에는 일정한 압접력이 주어지고, 양자가 균일하게 접촉한다. 일실시예에 있어서, 텐션 롤러(55D)에 약 2~3㎏의 스프링력을 도시하는 방향으로 부여함으로써, 충분한 전사성능이 얻어진다. 이 때의 중간전사벨트(50)의 폭은 약 250㎜이다.

또한, 캐리지(2)가 이동하여 상 형성 유닛(3)이 교체를 행할시에는 감광체(30)가 상 형성 위치(10)에서 이동하는데, 이 때, 감광체(30)는 중간전사벨트(50)의 표면을 스치면서 출입된다. 중간전사벨트(50)는 한 색의 기록으로 1회전하고, 색 교체시에는 항상 일정위치에 정지한다. 따라서, 화상의 선단(TOP)과 종단(END)과의 사이는 화상이 형성되지 않는 비화상부로 되어 있고, 교체시에 화상이 흐트러지지 않는다. 또한, 비화상부이기 때문에, 중간전사벨트(50)가 접촉되어 다소 손상을 받아도 화상이 나빠지지 않는다.

또한, 감광체 구동기구(60)를 감광체(30)에 부세할 시에, 캐리지(2)내의 상 형성 유닛(3)을 중간전사벨트(50)측에 0.5~1.0㎜ 정도 돌출하도록 해도 된다. 이 경우, 감광체 구동기구(60)를 상 형성 유닛(3)에서 떨어트렸을 때, 감광체(30)와 중간전사벨트(50)를 분리하는 것이 가능해진다. 따라서, 이 상태에서 캐리지(2)를 이동해도 감광체(30)가 중간전사벨트(50)의 표면을 접촉하면서 이동하지 않고 중간전사벨트(50)의 표면에의 손상도 완화된다.

다음에, 상기와 같이 구성된 구동기구에 의한 장치의 동작을 설명한다. 여기서는 상 형성 유닛(3)의 캐리지(2)로의 장착동작이나 감광체(30) 및 중간전사벨트(50)의 이니셜라이즈 동작의 설명은 생략한다.

각 색의 상 형성 유닛(3)이 캐리지(2)에 장착된 상태에서 캐리지(2)의 구동용의 모터(도시 생략)가 회전하여 웜(89)을 회전시키면, 캐리지(2)가 화살표 방향으로 회전하고, 옐로의 상 형성 유닛(3Y)이 상 형성 위치(10)로 옮겨진다. 이 때, 감광체 구동기구(60)의 출력축(70)은 스프링(74)에 의해 부세되어 후방으로 하강하고, 선단 테이퍼부(75)와 커플링판(61)은 감광체(30)측의 커플링판(42)에서 떨어진 위치에 있다.

또한, 디텐트 기구(80)의 플랜져(85)도 OFF되고, 디텐트 레버(82)는 도 5에 도시하는 파선위치에 대피한다. 또한, 감광체(30)와 중간전사벨트(50)를 구동하는 모터(96)는 정지한다. 옐로의 감광체(30)가 중간전사벨트(50)의 표면을 접촉하면서 옮겨져 상 형성위치 근방에 오면, 캐리지 구동용의 모터가 정지한다. 따라서, 원(89)이 정지하고, 캐리지(2)는 그 위치에서 록된다.

캐리지(2)가 정지하면 즉각 플랜져(85)가 ON되고, 디텐트 레버(82)가 가이드판(81)에 압압하는 방향으로 감광체축(40)의 컬러(43)를 부세한다. 따라서, 디텐트 레버(82)의 V홈이 컬러(43)를 끼우고, 컬러(43)가 규정위치에 위치결정된다. 동시에, 슬러스트 베어링(69)이 스프링력에 저항하여 도 3의 좌방으로 출력축(70)을 압출한다. 출력축(70)의 선단 테이퍼부(75)는 압출되면, 감광체축(40)의 테이퍼면(48)에 계합하기 시작한다. 선단 테이퍼부(75)는 감광체축(40)을 출력축(70)의 축심에 맞추도록 이동하면서 전진하고, 선단 테이퍼부(75)와 테이퍼부(48)가 합쳐진다. 슬러스트 베어링(69)이 다시 출력축(70)을 압압하면, 감광체축(40)의 축심과 출력축(70)의 축심은 완전하게 일치하고, 감광체(30)는 상 형성 위치(10)에 정확하게 위치결정된다.

또한, 이 때, 출력축(70)에 의해 압압되는 슬러스트력은 플랜지(41)의 단면이 상 형성 유닛(3)의 측판 베어링부를 압압하고, 이 부분이 캐리지(2)의 좌측벽(20L)에 닿아 좌측벽(20L)에서 멈추어진다. 또한, 선단 테이퍼부(75)가 테이퍼면(48)과 계합하면, 커플링판(42)과 커플링판(61)도 상호 계합하고, 회전력이 전달할 수 있는 상태로 된다.

상기와 같이, 디텐트 기구(80)과 감광체 구동기구(60)가 동작하고 옐로의 감광체(30)는 정확한 위치결정된다. 또한, 감광체(30)가 위치결정될 때, 감광체(30)와 일체로 된 상 형성 유닛(3Y)도 감광체(30)와 함께 캐리지(2)내에서 이동하게 된다. 다만, 캐리지(2)내에서 상 형성 유닛(3)은 프리한 상태에서 지지되어 있기 때문에, 캐리지(2)가 상 형성 유닛(3)의 위치결정시의 이동동작을 방해하지 않는다.

또한, 캐리지(2)에는 캐리지 기어(28)와 기어(87)사이에 있는 백 러쉬등에 의해 다소의 회전방향의 덜거덕거림이 있는데, 감광체(30)는 캐리지(2)에 관계없이 본체측의 위치결정기구에 의해 위치결정되므로, 이들의 영향은 없고, 정확한 위치결정이 이루어진다.

다음에, 감광체(30)의 위치결정이 종료하면, 벨트 구동용의 모터(96)가 회전을 개시하고, 감광체(30)와 중간전사벨트(50)가 회전 개시한다. 이들이 움직이기 시작하면, 각 프로세스 요소가 동작을 개시하고, 감광체(30)상에 순차 옐로의 토너상이 형성되며,이 토너상은 순차 중간전사벨트(50)상에 전사되어 간다.

이 상을 만드는 동작중, 출력축(70)은 슬러스트 베어링(69)에 의해 좌방으로 압압되며, 또한 솔레노이드(85)는 온 상태를 유지, 디텐트 레버(82)는 컬러(42)를 계속 끼운다.

중간전사벨트(50)가 1회전하면(이 때, 감광체(30)와 구동 풀리(55A)는 4회전하고, 가이드 풀리(55C)는 6회전한다), 옐로의 상 형성이 종료하고, 모터(96)는 정지하여 중간전사벨트(50)는 초기위치에 정지한다. 중간전사벨트(50)와 감광체(30)가 정지하면, 솔레노이드(85)가 OFF되며, 디텐트가 해제된다. 이 때 동시에, 슬러스트 베어링(69)이 우방으로 후퇴하고, 스프링(74)의 힘으로 구동축(70)이 후퇴한다. 따라서, 커플링판(61)과 선단 테이퍼부(75)가 커플링판(42)과 감공체축(40)에서 떨어지고, 캐리지(2)의 이동이 가능해진다.

커플링이 해제되면, 웜(89)이 다시 회전하고, 캐리지(2)가 도 2의 화살표 방향으로 회전되며, 다음의 자홍색의 상 형성 유닛(3M)이 상 형성 위치(10)근방에 와서 정지한다. 여기서 다시 디텐트 기구(80)와 감광체 구동기구(60)가 작동하고, 자홍색의 감광체(30)의 위치결정동작 및 커플링동작이 행해져, 2색째의 상을 만드는 동작에 들어간다.

상기와 같은 교체동작 및 상을 만드는 동작을 순차 반복, 4색의 컬러화상이 중간전사벨트(50)상에 형성되며, 이 컬러화상이 기록용지상에 전사된다. 또한, 일 실시예에서 캐리지(2)의 90도 회전동작을 0.6초, 출력축(70)의 커플링의 탈착동작을 각각 약 0.2초, 프로세스 속도를 약 100㎜로 했다.

다음에, 컬러화상을 구성하는 각색의 토너상을 겹칠시의 위치맞춤에 대해 설명한다. 각 색의 토너상의 위치를 정확하게 맞추기 위해서는 감광체(30)와 중간전사벨트(50)가 회전중 항상 일정한 정확한 속도로 회전을 계속할 필요가 있다. 본 실시형태에서는 감광체(30) 및 중간전사벨트(50)의 구동용 모터(96)에 FG서브 모터를 이용하여, 이에 가해지는 부하변동을 억제하기 때문에, 모터(96)는 감광체(30) 및 중간전사벨트(50)전용의 구동원으로 한다. 또한, 중간전사벨트(50)의 화상의 머리 위치를 정확하게 일치시키기 위해, 각 색의 기록은 모터(96)가 기동하고 나서 완전하게 정속주행상태로 된 후에 행해진다. 즉, 중간전사벨트(50)의 머리위치가 검출되며, 이에 동기하여 감광체(30)상에의 레이저 신호광(8)에 의한 잠상(潛像)기록을 개시한다.

또한, 위치정밀도를 확보하기 위해, 4개의 감광체(30)를 상 형성 위치(10)에 정확하게 위치결정할 필요가 있다. 상술한 바와같이, 감광체(30)의 위치결정은 좌우의 본체벽(1R), (1L)에 부착된 출력축(70)과 디텐트 레버(82)로 감광체의 축을 지지함으로써 즉, 감광체(30)는 캐리지(2)내에서 일정 범위 자유롭게 움직이도록 지지되어 있기 때문에, 캐리지(2)는 대략 위치결정하면 되고, 캐리지(2)의 위치결정 정도에 영향받지 않는다. 따라서, 확실하게 재현성좋게 감광체(30)를 위치결정할 수 있다.

다음에, 정확하게 위치결정된 감광체(30)를 정확하게 회전시킬 필요가 있다. 감광체(30)는 교체 사용하기 때문에, 감광체(30)와 본체 구동측에는 어떠한 클러치 기구가 필요해진다. 일반적으로 사용하는 기어등으로 클러치를 구성하면, 클러치(커플링) 부분에서의 전달의 오차가 발생하고, 감광체(30)를 정확하게 회전할 수 없다. 특히 감광체(30)는 4종류 이용할 뿐만 아니라, 토너의 소비가 끝나면 새로운 상 형성 유닛(3)으로 교환할 필요가 있어, 감광체(30)측의 커플링부재의 부품 정밀도에는 편차가 발생하기 쉽다. 따라서, 감광체(30)측의 부품 정밀도에 영향을 받기 쉬운 커플링기구는 사용할 수 없다.

본 실시형태에서는 상술한 구성에 의해 감광체(30)를 출력축(70)에서 축마다 둘러싸 출력축(70)과 감광체(30)를 일체화하고, 감광체(30)를 회전시키는 방식이다. 따라서, 감광체(30)와 출력축(70)과의 사이에서 전달하는 각 속도의 변동을 전혀 발생하지 않고 출력축(70)의 각 속도가 감광체(30)에 정확하게 전달된다. 또한, 감광체(30)에 부착되는 커플링부재에도 높은 칫수 정밀도가 요구되지도 않는다.

다음에, 모터(96)에서 출력축(70) 또는 중간전사벨트(50)로의 전달계에 의해 발생하는 본체측에서의 회전속도 오차 및 각 속도 오차에 대해서는 이하와 같이 하여 그 영향을 배제한다. 즉, 중간전사벨트(50)의 1회전에 대해 각 기어(91), (92), (93), (94), (95), (71)의 회전비, 및 구동 풀리(55A) 및 가이드 풀리(55C)의 회전비를 각각 정수배로 하고, 한색의 기록마다 항상 초기위치에 이들의 요소가 복귀하고, 같은 조건에서 기록을 반복한다. 각색 모두 이상적으로 일정 속도로 구동된 경우의 이상위치에서의 어긋남은 발생하지만, 그 어긋남이 각 색 모두 일정량 및 위상이 되고, 중간전사벨트(50)상에서의 기록위치가 각색 모두 완전하게 일치하고, 색 어긋남을 해소할 수 있다.

또한, 감광체(30)에는 감광체(30)의 회전중심이 되는 테이퍼면(48)의 센터에 대한 편심성분이 있고, 이것이 감광체(30)의 주속의 변화가 된다. 따라서, 기록피치가 변화하고, 각 감광체(30)에서 편심량과 위상이 다르면, 색 위치, 어긋남이 발생한다. 이 때문에, 본 실시형태에서는 상술한 바와같이 중간전사벨트(50)를 그 장력으로 감광체(30)에 가볍게 접촉시켜 감광체(30)의 외주속도에 관계없이 일정 속도로 주행시킨다. 따라서, 감광체(30)와 중간전사벨트(50)와의 사이에 슬라이딩이 발생함으로써, 감광체(30)의 외주속도가 빠르기 때문에, 기록피치가 연장되어 기록된 부분은 중간전사벨트(50)상에 압축하여 전사되며, 반대의 경우는 신장하여 전사된다. 이 결과, 감광체(30)의 외주속도에는 관계없이 각 속도에 대응한 기록피치로 각색의 토너상을 정확하게 전사할 수 있다.

[실시형태 2]

다음에, 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 컬러화상 형성장치에 대해 설명한다. 이 실시형태가 제 1 실시형태와 다른점은 캐리지의 회전방향을 반대방향으로 설정하고, 또한, 중간전사벨트를 반대방향으로 구동할 수 있도록 구성하는 점이다.

도 9에 의거하여 제 2 실시형태에 의한 컬러화상 형성장치의 동작을 설명한다. 우선, 옐로의 상 형성 유닛(3AY)을 이용하여 옐로의 화상형성을 종료한 후, 옐로의 상 형성 유닛(3AY)에서 자홍색의 상 형성 유닛(3AM)으로 교환될 시에, 감광체 구동기구(60)가 감광체(30)에서 이간되는 것과 동기하여 중간전사벨트 유닛(5A)의 중간전사벨트(50)의 구동원을 역회전 구동한다.

중간전사벨트(50)의 길이는 상술과 같이 A4의 길이방향의 길이(297㎜)와 감광체(30)의 주 길이의 반보다 약간 긴 길이를 더한 378㎜이다. 따라서, 중간전사벨트(50)의 길이와 A4의 길이방향의 길이의 차만큼의 사이에 감광체(30)에서 전사위치까지의 감광체(30)의 이동거리(감광체(30)의 주 길이의 반정도)가 포함된다.

또한, 구동원의 모터(96)가 기동하고 나서 완전하게 정속주행상태로 되기까지의 상승시간, 및 모터(96)를 정지하고 나서 완전하게 정지하기까지의 하강시간을 고려하면, 중간전사벨트(50)의 비화상 영역은 가능한 한 긴 쪽이 바람직하다. 그러나, 중간전사벨트(50)의 길이를 너무 길게하면, 반대로 중간전사벨트(50)의 일주에 요하는 시간이 길어지고, 그만큼 화상형성시간이 여분으로 필요하다.

그래서, 중간전사벨트(50)의 길이를 짧게 하기 위해, 감광체 구동기구(60)를 이접하는 사이에 중간전사벨트(50)를 역회전함으로써, 비화상 영역을 짧게할 수 있다. 따라서, 중간전사벨트(50)의 길이를 짧게할 수 있으므로, 화상형성에 요하는 시간을 짧게할 수 있고, 고속 프린트가 가능해진다.

다만, 감광체(30)가 잘못해서 역회전하지 않도록 중간전사벨트(50)를 역회전시키는 동작은 감광체 구동기구(60)가 감광체(30)에서 이탈된 후에 행해진다. 즉, 감광체 구동기구(60)가 감광체(30)에 접속되는 상태에서 모터(96)를 구동하는 것은 금지된다.

또한, 캐리지(2)의 회전에 의한 상 형성 유닛(3A)의 이동중에 중간전사벨트(50)를 화살표 a방향으로 역회전하면, 상 형성 유닛(3A)의 이동시의 감광체(30)와 중간전사벨트(50)와의 접동이 적어지고, 중간전사벨트(50)의 손상을 적게할 수 있다.

또한, 감광체(30)와 중간전사벨트(50)가 닿는 위치는 중간전사벨트(50)의 비화상 영역이기 때문에, 다소의 손상이 발생해도 화상형성에는 문제가 되지 않는다. 다만, 중간전사벨트(50)의 수명을 길게하기 위해서는 비화상부분이어도 가능한한 감광체(30)와 닿지 않는 것이 바람직하다.

또한, 캐리지(2)의 회전에 따라 상 형성 위치(10)에 있는 상 형성 유닛(3A)의 현상 롤러(31)에 토너(32)가 충분히 공급되도록 토너 호퍼(39)내의 토너(32)가 현상기(35)내의 토너 저장소(27)에 모이는 구조를 채용한다. 구체적으로는 토너 저장소(27)의 용량이 커지도록 토너 저장소(27)의 한쪽의 측면을 크게 한다. 따라서, 단색의 화상형성공정을 연속으로 행한 경우라도 화상형성을 중단하고, 캐리지(2)를 회전하여 토너(32)를 현상 롤러(31)로 공급하는 토너 공급동작의 빈도를 적게 설정할 수 있다.

[실시형태3]

다음에, 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 컬러화상 형성장치에 대해 설명한다. 도 10에 도시하는 바와 같이 본 실시의 형태는 이미 기술한 실시형태에 비해 중간전사벨트(50B)의 길이가 길게 되어 있다. 또한, 감광체(30)와 중간전사벨트(50B)와의 회전주기를 정수비로 하도록 구동기어나 기어비를 설정한다.

본 실시형태에 의한 화상형성장치의 중간전사벨트 유닛(5B)은 주 길이가 472㎜인 엔드레스 벨트상의 중간전사벨트(50B)를 이용한다. 또한, 고속 모드와 고화질 모드와의 2종류의 화상형성 모드를 가진다. 이니셜라이즈 동작이 종료하고, 화상형성의 준비가 완료된 후에 어떤 모드가 설정되는지 판단된다. 고속 모드는 제 1 실시형태에서 설명한 화상형성과 대략 같은 동작을 행한다. 고화질 모드에 대해 이하에 설명한다.

고화질 모드를 이용한 풀 컬러 화상 형성공정에서는 우선 상 형성 위치(10)에 옐로의 상 형성 유닛(3Y)을 이동하고, 옐로의 상 형성 유닛(3Y)을 이용하여 상 형성행정을 개시한다. 장치본체(1)의 구동원에 연결된 옐로의 감광체(30)가 상 형성 위치(10)에서 회전을 개시하면, 동시에 현상기(35) 및 중간전사벨트(50B)가 움직이기 시작한다. 또한, 이 때, 급지 유닛(12)에서 급지 롤러(14)에 의해 기록용지의 급지를 개시한다. 또한 지금까지 중간전사벨트(50B)에 압압되었던 크리닝 브레이드(53)가 중간전사벨트(50B)에서 이간된다. 이 때, 2차 전사 롤러(9)는 중간전사벨트(50B)에서 이간된다.

구동원이 회전을 시작하고 나서 0.1초후에 대전기(34)에 대전전압이 인가되며, 대전동작이 개시된다. 감광체(30)의 표면이 대전기(34)에 의해 대전되며, 일정하게 대전이 시작되고 나서 감광체(30)가 1주 이상 회전한다. 다음에, 다시 감광체(30)의 표면의 대전개시위치가 노광위치에 올 때에 맞추어 중간전사벨트(50B)의 머리 위치를 검지하는 위치센서(54)가 중간전사벨트(50B)의 머리 위치를 검지한다. 이 검지신호에 동기하여 레이저 노광장치(6)에서 화상신호에 대응하는 레이저 신호광(8)이 발해진다. 일정하게 대전된 감광체(30)상에 레이저 신호광(8)이 조사되면, 화상신호에 따른 정전잠상이 형성되며, 이 정전잠상은 현상기(35)에서 순차 현상화되어 토너상이 형성된다.

다음에, 감광체(30)상에 형성된 토너상은 중간전사벨트(50B)에 접촉하는 1차 전사 위치로 이동하고, 여기서 중간전사벨트(50B)에 순차 옮겨진다. 옐로의 상 형성 동작은 이 동작을 A4 일화면만큼 계속하여 화상종단이 중간전사벨트(50B)에 전사가 끝나기까지 계속된다. 옐로의 상 형성 동작의 종료 후, 감광체(30)와 중간전사벨트(50B)는 초기위치에 정지한다.

이 때, 고속 모드와 마찬가지로, 대전기(34)가 노광체(30)를 -450V로 대전하고, 감광체(30)의 노광위치는 -50V가 된다. 또한, 감광체(30)의 미대전 영역의 통과시에는 고압전원에서 현상 롤러(31)에 +100V의 직류전압이 인가된다. 구동원이 회전을 시작하고 나서 0.3초후, 일정하게 대전된 감광체(30)의 표면이 현상기(35)를 통과할 시, 현상 롤러(31)에는 고압전원에 의해 -250V의 직류전압이 인가된다. 또한, 중간전사벨트(50B)의 위치센서(54)에서 출력되는 검지신호에 동기하여 중간전사벨트(50B)의 가이드 풀리(55C)와 텐션 풀리(55D)에는 +1.0kV의 직류전압이 인가된다.

옐로의 상 형성이 종료하여 감광체(30)와 중간전사벨트(50B)가 정지하면, 옐로의 감광체(30)에 계합한 장치본체(1)의 구동원은 감광체(30)와의 결합이 해제된다. 다음에, 캐리지(2)가 화살표 방향으로 90도 회전되며, 옐로의 상 형성 유닛(3Y)이 상 형성 위치(10)에서 이동된다. 이 때 동시에 자홍색의 상 형성 유닛(3M)이 상 형성 위치(10)에 위치 결정되어 정지한다. 자홍색의 상 형성 유닛(3M)이 정지하면, 장치본체(1)의 구동원이 자홍색의 감광체(30)에 계합하고, 상 형성 유닛(3M)과 전사벨트 유닛(5)이 동작을 시작하고, 옐로의 경우와 같은 상 형성 동작을 실시한다. 이 결과, 중간전사벨트(50B)상에는 옐로의 토너상과 자홍색의 토너상이 겹쳐 형성된다.

이상의 동작을 청녹색, 블랙과 반복, 중간전사벨트(50B)상에 4색의 토너상을 형성한다. 흑 토너상의 전사후, 토너상이 2차 전사 롤러(9)의 위치를 통과하고, 위치센서(54)에서의 다음 검지신호가 발생하고 나서 약 1.9초후에 화상의 선두가 다시 2차 전사 롤러(9)의 위치에 온다. 그 0.2초 전에 2차 전사 롤러(9)를 중간전사벨트(50B)에 압접하고, 급지 유닛(12)에서 송출된 기록용지를 레지스트 롤러(16)로 타이밍을 생각하면서 반송하고, 2차 전사 롤러(9)와 중간전사벨트(50B)의 사이에 끼워 보낸다. 이 결과, 4색의 토너상을 일괄하여 기록용지상에 전사할 수 있다. 이 때, 2차 전사 롤러(9)에는 +300V의 전압을 인가한다. 토너상이 전사된 기록용지는 정착기(15)를 통과하여 정착되며, 배지 롤러(18)에서 장치바깥으로 배출된다.

크리닝 브레이드(53)는 중간전사벨트(50B)에 접촉하고, 2차 전사 후에 중간전사벨트(50B)상에 잔류한 토너를 걷어낸다. 걷어낸 토너는 스크류(52)에 의해 폐 토너 케이스(57)에 수용된다. 또한, 컬러화상을 형성하는 사이, 크리닝 브레이드(53)는 중간전사벨트(50B)에서 이접하므로, 중간전사벨트(50B)의 표면을 크리닝하기 위해, 크리닝 브레이드(53)는 중간전사벨트(50B)에 압접된다. 그 압접시기는 기록용지에의 2차전사가 종료한 후이다.

2차 전사 및 중간전사벨트(50B)의 크리닝이 종료하면, 다시 중간전사벨트(50B)와 상 형성 유닛(3)은 정지하고, 캐리지(2)가 90도 회전한다. 이 때, 옐로의 상 형성 유닛(3Y)이 다시 상 형성 위치(10)에 도달하고, 풀 컬러 화상 형성동작을 완료한다.

상기와 같이 고화질 모드와 고속 모드가 다른 첫번째 점은 감광체(30)의 대전개시에서 감광체(30)를 1주 이상 회전한 후에 노광을 개시하여 화상형성을 시작하는 점이다. 통상, 대전 개시시, 노광체(30)의 대전전위는 불안정하고, 그 불안정성이 화상 형성시의 화질을 나쁘게 하는 원인이 될 수 있다. 그래서, 감광체(30)의 대전 개시후 적어도 1주 이상 회전하여 대전전위를 안정시킴으로써, 대전전위의 불안정성을 배제하고, 보다 고화질의 화상형성을 실현할 수 있다.

다음에, 고화질 모드와 고속 모드가 다른 두번째 점은 감광체(30)로의 노광에 의한 정전 잠상 형성시 및 중간전사벨트(50B)에의 토너상의 전사시에, 2차 전사 롤러(9)와 중간전사벨트(50B)와의 이간상태를 유지하는 점이다. 중간전사벨트(50B)에 대해 2차 전사 롤러(9)를 이접하면 중간전사벨트(50B)의 회전부하가 변동하고, 중간전사벨트(50B)의 반송속도가 변화하기 쉽다. 또한 감광체(30)에서 중간전사벨트(50B)로 토너상을 전사하는 위치에서는 감광체(30)와 중간전사벨트(50B)가 접촉한다. 이 때문에, 중간전사벨트(50B)의 속도변동이 감광체(30)의 속도변동을 초래할 가능성이 있다. 그래서 고화질 모드에서는 화상형성시 및 중간전사벨트(50B)로의 전사시에 2차 전사 롤러(9)와 중간전사벨트(50B)와의 이간상태를 유지한다. 이렇게 하여 중간전사벨트(50B)의 안정주행을 실현하고, 보다 고화질의 화상형성을 실현한다.

다음에, 고화질 모드와 고속모드가 다른 세번째 점은 감광체(30)로의 노광에 의한 정전잠상형성시 및 중간전사벨트(50B)에의 토너상의 전사시에, 급지 유닛(12)에서의 기록용지의 급지동작 및 레지스트 롤러(16)에 의한 용지의 반송개시동작을 행하지 않도록 제어하는 점이다. 특히 급지동작의 개시시는 커다란 토크가 필요하고, 장치본체(1)의 진동을 동반한다. 또한, 코스트, 중량등의 제한에서 장치본체(1)의 구조로써 강성이 충분히 높아 공진하지 않는 구조를 채용하는 것이 어려운 경우가 있다. 그래서 본 실시형태에서는 고화질 모드로 화상형성시 및 중간전사벨트(50B)로의 전사시에 지급동작을 행하지 않도록 제어한다. 이와같이 하여 보다 고화질의 화상형성을 실현할 수 있다.

다음에, 고화질 모드와 고속모드가 다른 네번째점은 감광체(30)로의 노광에 의한 정전잠상 형성시, 중간전사벨트(50B)로의 토너상의 전사시, 및 기록용지에의 2차전사시에, 크리닝 브레이드(53)와 중간전사벨트(50B)의 이간상태를 유지하는 점이다. 중간전사벨트(50B)에 대해 크리닝 브레이드(53)를 접촉시키면, 중간전사벨트(50B)의 회전부하가 변동하고, 중간전사벨트(50B)의 반동속도가 변화하기 쉽다. 그래서, 고화질 모드에서는 화상형성시, 중간전사벨트(50B)로의 전사시 및 기록용지에의 2차 전사시에, 크리닝 브레이드(53)와 중간전사벨트(50B)와의 이간상태를 유지한다. 이와같이 하여 중간전사벨트(50B)의 주행 안정성을 높히고, 보다 고화질의 화상형성을 실현할 수 있다.

이상과 같은 고화질 모드와 고속 모드를 교체하여 사용할 수 있도록 함으로써, 고화질화의 요구와 화상형성의 고속화의 요구의 양방에 응할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 상술한 바와같이 긴 주 길이의 중간전사벨트(50B)를 이용한다. 이것은 제 1 실시형태의 중간전사벨트(50B)에 비해 감광체(30)의 1주분의 비화상영역이 중간전사벨트(50B)상에 더 필요하기 때문이다. 따라서, 중간전사벨트(50)의 주 길이를 길게하는 대신에, 화상형성 개시시의 감광체(30)의 1주에 상당하는 사이, 중간전사벨트(50)의 회전을 정지하는 구성으로 해도 된다. 이 경우는 보다 소형의 장치로 고화질 모드와 고속 모드를 구비할 수 있다. 또한, 고화질 모드는 풀 컬러의 화상 형성시에 한정되지 않고, 2색 또는 3색의 풀 컬러 화상 형성시 및 단색의 화상 형성시에도 같게 적용 가능하다.

Claims

각각 다른 색에 대응한 감광체, 대전수단 및 현상수단을 포함하는 다수의 상 형성 유닛과, 다수의 상 형성 유닛을 지지하여 각 상 형성 유닛을 상 형성위치 또는 대피위치로 이동시키기 위한 유닛 지지부재와, 상기 상 형성위치에 있는 상 형성 유닛의 감광체의 표면을 노광하는 노광수단과, 상기 상 형성위치에 있는 상 형성 유닛의 감광체에서 각각의 색의 토너상을 순차 전사하여 중합시킴으로써 컬러 토너상을 표면에 형성하는 중간전사체와, 감광체 및 중간전사체를 회동하는 구동수단과, 상기 중간전사체의 회동에 따라 중간전사체의 기준위치를 검출하여 기준위치 검출신호를 출력하는 검출수단과, 상기 중간전사체의 컬러 토너상을 전사재에 전사하는 2차 전사수단과, 이들의 구성요소의 동작을 제어하는 제어수단을 구비하고, 이 제어수단은 상기 구동수단으로의 회동지령신호를 기준으로 하여 대전수단 및 현상수단의 동작개시 시기를 결정함과 동시에, 상기 기준위치 검출신호를 기준으로 하여 노광수단, 중간전사체, 및 2차 전사수단의 동작개시 시기를 결정하는 것을 특징으로 하는 컬러화상 형성장치.
제 1항에 있어서, 상기 대전수단에 의해 대전된 감광체가 일주 이상 회동한 후에 상기 노광수단에 의한 노광을 개시하는 제 1 제어 모드와, 상기 대전수단에 의해 대전된 감광체가 일주 회동하기 전에 상기 노광수단에 의한 노광을 개시하는 제 2 제어 모드를 가지고, 상기 제 1 및 제 2 제어 모드가 택일적으로 절환되는 것을 특징으로 하는 컬러화상 형성장치.
제 2항에 있어서, 상기 제어수단은 제 1 제어 모드가 선택된 경우, 상기 감광체가 일주하는 사이, 상기 중간전사체의 회동을 정지하는 것을 특징으로 하는 컬러화상 형성장치.
제 2항에 있어서, 상기 2차 전사 수단은 상기 중간전사체에 대한 접촉 또는 이간상태가 택일적으로 교체되는 2차 전사 롤러를 포함하고, 상기 중간전사체와 상기 2차 전사 롤러와 접촉상태일 때에, 그 사이에 전사재를 통과시키면서 상기 중간전사체의 컬러 토너상을 전사재로 전사하고, 상기 제어수단은 상기 제 1 제어모드가 선택된 경우, 상기 노광수단에 의한 감광체의 노광중 및 상기 감광체에서 상기 중간전사체로의 토너상의 전사동작중은 상기 2차 전사 롤러와 상기 중간전사체와의 이간상태를 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 컬러화상 형성장치.
제 2항에 있어서, 상기 기준위치 검출신호에 동기하여 전사재를 급지하는 급지수단을 더 포함하고, 상기 제어수단은 상기 제 1 제어모드가 선택된 경우, 상기 노광수단에 의한 노광중 및 상기 감광체에서 상기 중간 전사체로의 토너상의 전사중은 상기 급지수단에 의한 급지를 행하지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 컬러화상 형성장치.
제 2항에 있어서, 상기 중간전사체에 대한 접촉 또는 이간상태가 택일적으로 교체되고, 상기 중간전사체의 표면에 잔류하는 토너를 상기 접촉상태에서 크리닝하는 크리닝 수단을 더 포함하고, 상기 제어수단은 상기 제 1 제어모드가 선택된 경우, 상기 노광수단에 의한 노광중, 상기 감광체에서 상기 중간전사체로의 컬러 토너상의 전사중은 상기 크리닝 수단과 상기 중간전사체와의 이간상태를 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 컬러화상 형성장치.
제 1항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 유닛 지지부재에 지지된 상기 다수의 상 형성 유닛을 이동하는 사이, 상기 구동수단을 정지하고, 상기 다수의 상 형성 유닛 중 화상형성에 사용되지 않는 색에 대응하는 상 형성 유닛을 빼고, 화상형성에 사용되는 색에 대응하는 상 형성 유닛만을 순차 상기 상 형성위치로 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 컬러화상 형성장치.
제 1항에 있어서, 상기 구동수단이 상기 감광체와 상기 중간전사체를 구동하는 단일의 구동원을 가지고, 상기 제어수단은 상기 상 형성 유닛을 교체할 시, 상기 구동원을 정지한 후, 상기 구동원을 역전시켜 상기 중간전사체를 역방향으로 소정량 회동시키는 것을 특징으로 하는 컬러화상 형성장치.
제 8항에 있어서, 상기 구동수단에서 상기 감광체로의 구동력의 전달을 지속하는 구동력 지속수단을 가지고, 상기 제어수단은 상기 구동력 지속수단에 의해 상기 구동력의 전달을 절단하는데 따라 상기 구동원을 역전시켜 상기 중간전사체를 역방향으로 소정량 회동시키는 것을 특징으로 하는 컬러화상 형성장치.
제 8항에 있어서,

상기 제어수단은 상기 상 형성 유닛의 이동중에 상기 구동원을 역전시켜 상기 중간전사체를 역방향으로 소정량 회동시키는 것을 특징으로 하는 컬러화상 형성장치.
제 10항에 있어서, 상기 구동원을 역전시켰을 때의 상기 중간전사체의 회동방향은 상기 감광체에 대향하는 부분에 있어서, 상기 상 형성 유닛의 이동방향과 동일방향인 것을 특징으로 하는 컬러화상 형성장치.