KR20080073670A - 화상 담지 부재 상으로 전사 잔류 토너를 전사하는 화상형성 장치 - Google Patents

화상 담지 부재 상으로 전사 잔류 토너를 전사하는 화상형성 장치 Download PDF

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Abstract

정상 대전 극성과 반대인 극성으로 중간 전사 부재 상의 2차 전사 잔류 토너를 대전하는 대전 부재가 있다. 대전 부재에 의해 대전된 전사 잔류 토너는 전사 바이어스에 의해 정상 토너의 방향과 반대인 방향으로 이동되고, 중간 전사 부재로부터 화상 담지 부재 상으로 이동된다. BK 스테이션이 다른 스테이션의 하류 상에 배열된다. 연속 BK 단색 모드에서, 다른 스테이션의 전사 부분에 역전 바이어스를 인가하고 BK 스테이션에만 전사 바이어스를 인가함으로써, 폐 토너가 (전사와 동시에) BK 스테이션 내로 수집될 수 있다. 전색 모드에서, 각각의 전사 바이어스는 모든 스테이션에 인가되므로, 폐 토너는 최상류 상의 스테이션 내로 수집된다. 이와 같이, 중간 전사 부재 상의 전사 잔류 토너를 수집하는 화상 담지 부재는 모드에 따라 상이하게 되며, 그에 의해 폐 토너의 수집이 1개의 화상 담지 부재 상에 집중되는 것을 억제한다.
Figure P1020080011793
화상 형성 장치, 제1 화상 담지 부재, 제2 화상 담지 부재, 중간 전사 부재, 제1 전사 부재, 제2 전사 부재, 대전 부재

Description

화상 담지 부재 상으로 전사 잔류 토너를 전사하는 화상 형성 장치 {IMAGE FORMING APPARATUS FOR TRANSFERRING TRANSFER RESIDUAL TONER ONTO IMAGE BEARING MEMBER}
본 발명은 중간 전사 부재 상의 전사 잔류 토너를 대전하고 화상 담지 부재 상으로 대전된 전사 잔류 토너를 전사하며 그에 의해 중간 전사 부재로부터 토너를 제거하는 화상 형성 장치에 관한 것이다.
지금까지, 중간 전사 부재를 사용하는 중간 전사 시스템의 화상 형성 장치가 복사 장치, 레이저 빔 프린터 등의 전자 사진 시스템의 화상 형성 장치로서 알려져 있었다. 중간 전사 시스템의 화상 형성 장치는 1차 전사 공정 및 2차 전사 공정에 의해 기록 재료 상으로 컬러 화상(다색 화상) 등을 형성한다.
즉, 우선, 1차 전사 공정으로서, 화상 담지 부재로서 역할하는 전자 사진 감광 부재(이하, 간단하게 감광 부재)의 표면 상에 형성되는 전사 가능한 화상으로서의 토너 화상이 또한 화상 담지 부재로서 역할하는 중간 전사 부재 상으로 전사(1차 전사)된다.
복수의 색상의 토너 화상에 대해 1차 전사 공정을 중첩식으로 실행함으로써, 복수의 색상의 토너 화상에 의해 구성되는 다색 토너 화상이 중간 전사 부재의 표면 상에 형성된다. 계속하여, 2차 전사 공정으로서, 복수의 색상의 토너 재료가 중첩되었고 중간 전사 부재의 표면 상에 형성된 토너 화상이 종이 등의 기록 재료의 표면 상으로 일괄적으로 전사(2차 전사)된다.
중간 전사 시스템의 화상 형성 장치에서, 중간 전사 부재로부터 기록 재료 상으로의 토너 화상의 2차 전사가 실행된 후, 토너가 중간 전사 부재의 표면 상에 2차 전사 잔류 토너(전사 잔류 토너, 잔류 토너)로서 남아 있다. 그러므로, 중간 전사 부재의 표면 상에 남아 있는 전사 잔류 토너를 제거하기 위해, 일본 특허 출원 공개 제9-50167호에 개시된 것과 같은 다음의 화상 형성 장치가 제안되었다. 일본 특허 출원 공개 제9-50167호에 개시된 화상 형성 장치는 중간 전사 부재의 표면의 이동 방향으로의 2차 전사 위치의 하류측 상에 배열되는 대전 유닛 그리고 1차 전사 닙의 상류측 상에 배열되는 대전 유닛을 갖는다. 대전 유닛은 제1 화상 담지 부재의 표면 전위의 극성과 반대인 극성으로 2차 전사 잔류 토너를 대전한다. 즉, 2차 전사 잔류 토너는 토너의 정상 대전 극성과 반대인 극성으로 대전된다. 중간 전사 부재 상의 반대 극성의 2차 전사 잔류 토너는 1차 전사와 동시에 1차 전사 닙을 통해 감광 부재의 표면으로 전사 및 복귀된다(토너가 전사와 동시에 수집되는 시스템). 감광 부재로 복귀된 전사 잔류 토너는 감광 부재를 향하는 세척 부재에 의해 수집된다.
일본 특허 출원 제2004-21134호에서, 정상 대전 극성과 반대인 극성으로 2차 전사 잔류 토너를 대전하는 대전기(접촉 방식 대전 부재)를 갖는 직렬 시스템의 화 상 형성 장치가 제안되었다. 직렬 시스템의 화상 형성 장치는 복수의 화상 형성 유닛(이하, 스테이션 또는 스테이션들)을 가지며, 각각의 화상 형성 유닛은 화상 담지 부재 그리고 화상 담지 부재 상의 표면으로부터 제거된 토너를 수용하는 폐 토너 용기를 갖고 상이한 종류(색상)의 토너에 의해 화상을 형성한다. 직렬 시스템의 화상 형성 장치에 따르면, 대량의 2차 전사 잔류 토너가 특정한 폐 토너 용기 내로 수용되고 그 카트리지만의 교환 빈도가 증가하며, 그 결과 이것은 비경제적이다. 그러므로, 일본 특허 출원 공개 제2004-21134호에 개시된 화상 형성 장치에서, 대량의 2차 전사 잔류 토너가 수용되는 카트리지만의 폐 토너 용기의 용량을 증가시킴으로써, 대량의 2차 전사 잔류 토너가 수용되는 카트리지의 교환 빈도가 감소된다. 그러나, 카트리지가 폐 토너 용기의 용량을 증가시킴으로써 커지는 불편이 있다. 추가로, 폐 토너가 화상 형성을 위해 사용되지 않는 카트리지 내로 반복적으로 수집되면, 큰 용량을 갖는 폐 토너 용기에는 곧 폐 토너가 충전될 것이다.
또 다른 관련된 기술로서, 미국 특허 제6,473,574호에서, 직렬 시스템의 화상 형성 장치에서, 시험 화상 형성 또는 잼 발생 시에 유발된 토너 그리고 이동 부재 상에 포깅 토너(fogging toner)로서 남아 있는 토너 중 하나가 상이한 스테이션으로 분배되고 수집되는 방법이 제안되었다. 그러나, 미국 특허 제6,473,574호에 개시된 발명에 따르면, 1차 전사를 위한 타이밍 그리고 중간 전사 부재 상의 전사 잔류 토너를 세척하는 타이밍이 상이하고, 세척을 위한 시간을 요한다.
본 발명의 목적은 중간 전사 부재 상의 전사 잔류 토너를 수집하는 화상 담지 부재가 모드에 따라 상이하게 되며 그에 의해 폐 토너의 수집이 1개의 화상 담지 부재 상에 집중되는 것을 억제하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 화상 형성 장치에 있어서, 토너 화상을 담지하는 제1 화상 담지 부재와; 토너 화상을 담지하는 제2 화상 담지 부재와; 중간 전사 부재로부터 기록 재료 상으로 토너 화상을 전사하는 중간 전사 부재와; 제1 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 정상 극성으로 대전된 토너 화상을 전사하는 제1 전사 부재와; 제2 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 정상 극성으로 대전된 토너 화상을 전사하는 제2 전사 부재와; 정상 극성과 반대인 극성으로 중간 전사 부재로부터 기록 재료 상으로의 토너 화상의 전사 후에 중간 전사 부재 상에 남아 있는 잔류 토너를 대전하는 대전 부재를 포함하며, 토너 화상이 제2 화상 담지 부재 상의 토너 화상에 의해서만 복수의 기록 재료 상으로 연속적으로 형성될 때, 제2 전사 부재에 인가되는 전압의 극성과 반대인 극성의 전압이 제1 전사 부재에 인가되고, 잔류 토너가 제2 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로의 토너 화상의 전사와 동시에 중간 전사 부재로부터 제2 화상 담지 부재 상으로 전사되는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 화상 형성 장치에 있어서, 토너 화상을 담지하는 제1 화상 담지 부재와; 토너 화상을 담지하는 제2 화상 담지 부재와; 무단 중간 전사 부재로부터 기록 재료 상으로 토너 화상을 전사하는 무단 중간 전사 부재와; 제1 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 정상 극성으로 대전된 토너 화상을 전사하는 제1 전사 부재와; 제2 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 정상 극성으로 대전된 토너 화상을 전사하는 제2 전사 부재와; 정상 극성과 반대인 극성으로 중간 전사 부재로부터 기록 재료 상으로의 토너 화상의 전사 후에 중간 전사 부재 상에 남아 있는 잔류 토너를 대전하는 대전 부재와; 제2 화상 담지 부재 상의 토너 화상이 제1 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 전사된 토너 화상 상으로 중첩되도록 중간 전사 부재 상으로 전사되는 제1 모드와; 제2 화상 담지 부재 상의 토너 화상만이 중간 전사 부재를 통해 기록 재료 상으로 전사되는 제2 모드를 포함하며, 전사가 제2 모드에서 복수의 기록 재료 상으로 연속적으로 실행될 때, 제2 전사 부재에 인가되는 전압의 극성과 반대인 극성의 전압이 제1 전사 부재에 인가되고, 잔류 토너가 제2 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로의 토너 화상의 전사와 동시에 중간 전사 부재로부터 제2 화상 담지 부재 상으로 전사되는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 또 다른 목적은 화상 형성 장치에 있어서, 토너 화상을 담지하는 제1 화상 담지 부재와; 토너 화상을 담지하는 제2 화상 담지 부재와; 무단 중간 전사 부재로부터 기록 재료 상으로 토너 화상을 전사하는 무단 중간 전사 부재와; 제1 전사 전압의 인가를 수용하고 제1 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 정상 극성으로 대전된 토너 화상을 전사하는 제1 전사 부재와; 제2 전사 전 압의 인가를 수용하고 제2 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 정상 극성으로 대전된 토너 화상을 전사하는 제2 전사 부재와; 정상 극성과 반대인 극성으로 중간 전사 부재로부터 기록 재료 상으로의 토너 화상의 전사 후에 중간 전사 부재 상에 남아 있는 잔류 토너를 대전하는 대전 부재를 포함하며, 제2 화상 담지 부재 상의 토너 화상에 의해서만 복수의 기록 재료 상으로 토너 화상을 연속적으로 형성하는 모드에서, 제1 전사 전압의 극성과 반대인 극성의 전압이 제1 전사 부재에 인가되고, 제2 화상 담지 부재 상의 토너 화상 그리고 대전 부재에 의해 대전된 잔류 토너가 제2 화상 담지 부재와 제2 전사 부재 사이 내로 진입하는 동안에 제2 전사 전압이 제2 전사 부재에 인가되는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 또 다른 목적은 화상 형성 장치에 있어서, 토너 화상을 담지하는 제1 화상 담지 부재와; 토너 화상을 담지하는 제2 화상 담지 부재와; 기록 재료 상으로 토너 화상을 전사하는 중간 전사 부재와; 정상 극성과 반대인 극성으로 중간 전사 부재로부터 기록 재료 상으로의 토너 화상의 전사 후에 중간 전사 부재 상에 남아 있는 잔류 토너를 대전하는 대전 부재를 포함하며, 토너 화상이 제2 화상 담지 부재 상의 토너 화상에 의해서만 복수의 기록 재료 상으로 연속적으로 형성될 때, 제1 화상 담지 부재가 중간 전사 부재로부터 분리되고, 제2 화상 담지 부재가 중간 전사 부재와 접촉되고, 잔류 토너가 제2 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로의 토너 화상의 전사와 동시에 중간 전사 부재로부터 제2 화상 담지 부재 상으로 전사되는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 또 다른 목적은 화상 형성 장치에 있어서, 토너 화상을 담 지하는 제1 화상 담지 부재와; 토너 화상을 담지하는 제2 화상 담지 부재와; 기록 재료 상으로 토너 화상을 전사하는 무단 중간 전사 부재와; 정상 극성과 반대인 극성으로 중간 전사 부재로부터 기록 재료 상으로의 토너 화상의 전사 후에 중간 전사 부재 상에 남아 있는 잔류 토너를 대전하는 대전 부재와; 제1 화상 담지 부재 및 제2 화상 담지 부재가 중간 전사 부재와 접촉되고 제2 화상 담지 부재 상의 토너 화상이 제1 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 전사된 토너 화상 상으로 중첩되도록 중간 전사 부재 상으로 전사되는 제1 모드와; 제1 화상 담지 부재가 중간 전사 부재로부터 분리되고 제2 화상 담지 부재가 중간 전사 부재와 접촉되고 제2 화상 담지 부재 상의 토너 화상만이 중간 전사 부재를 통해 기록 재료 상으로 전사되는 제2 모드를 포함하며, 전사가 제2 모드에서 복수의 기록 재료 상으로 연속적으로 실행될 때, 대전 부재에 의해 대전된 잔류 토너가 제2 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로의 토너 화상의 전사와 동시에 중간 전사 부재로부터 제2 화상 담지 부재 상으로 전사되는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 특징이 첨부된 도면을 참조하여 예시 실시예의 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 따르면, 중간 전사 부재 상의 전사 잔류 토너를 수집하는 화상 담지 부재가 모드에 따라 상이하게 되며 그에 의해 폐 토너의 수집이 1개의 화상 담지 부재 상에 집중되는 것이 억제된다.
본 발명의 예시 실시예가 도면을 참조하여 이하에서 상세하게 명시적으로 설명될 것이다. 그러나, 다음의 실시예에서 개시되는 구성 부품, 이들의 상대 층 등의 치수, 재료 및 형상은 본 발명이 적용되는 장치의 구성 및 다양한 조건에 따라 적절하게 변경되어야 한다. 본 발명의 범주는 그렇지 않다고 특정되지 않으면 이들에만 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 화상 형성 장치가 도면을 참조하여 이하에서 추가로 상세하게 설명될 것이다.
[실시예 1]
[화상 형성 장치의 전체 구성 및 동작]
(1) 화상 형성 장치의 전체 구성
우선, 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 실시예의 전체 구성 및 동작이 설명될 것이다.
도1은 본 실시예에 따른 화상 형성 장치(100A)의 개략 단면 구성을 도시하고 있다. 본 실시예에 따른 화상 형성 장치(100A)는 직렬 시스템 및 중간 전사 시스템 중 하나를 사용하는 레이저 빔 프린터이다. 이후에서 상세하게 설명되는 것과 같이, 본 실시예의 화상 형성 장치(100A)에 따르면, 토너가 전사와 동시에 수집되는 시스템에 의해 2차 전사 잔류 토너가 수집된다.
화상 형성 장치(100A)는 복수의 화상 형성 유닛으로서 역할하는 제1, 제2, 제3 및 제4 스테이션(화상 형성 스테이션)(10a, 10b, 10c, 10d)을 갖는다. 제1, 제2, 제3 및 제4 스테이션(10a, 10b, 10c, 10d)은 중간 전사 부재로서 역할하는 중 간 전사 벨트(50)의 표면의 이동 방향을 따라 최상류측으로부터 이 순서로 일렬로 배열된다.
본 실시예에서, 제1, 제2, 제3 및 제4 스테이션(10a, 10b, 10c, 10d)은 각각 황색(Y), 마젠타색(M), 시안색(C) 및 흑색(K)의 색상의 토너 화상을 형성하는 스테이션이다.
본 실시예에서, 제1 내지 제4 스테이션(10a 내지 10d)의 기본 구성 및 동작은 사용되는 토너의 색상이 상이하다는 점을 제외하면 실질적으로 동일하다. 그러므로, 특히 이들을 구별하는 것이 불필요한 경우에, 각각의 색상에 제공되는 구성 요소를 도시하기 위해 도면 부호에 할당되는 접미사(a, b, c, d)가 생략되고, 설명이 이하에서 대체로 수행된다.
화상 담지 부재로서 역할하는 원통형 전자 사진 감광 재료 즉 감광 드럼(1)이 스테이션(10)에 제공된다. 감광 드럼(1)은 도면에서 화살표 R1에 의해 도시된 방향(반시계 방향)으로 회전된다. 본 실시예에서, 감광 드럼(1)은 유기 광-전도(OPC: organic photo-conductive) 부재 감광 드럼이다. 즉, 본 실시예에서, 감광 드럼(1)은 광-감지되고 전하를 발생시키는 캐리어 발생 층, 발생된 전하를 운반하는 전하 반송층 등을 포함하는 복수의 층의 기능성 유기 재료가 금속 실린더 상으로 적층되고 최외곽 층이 낮은 전기 전도도를 갖고 거의 절연성인 방식으로 형성된다.
감광 드럼(1)을 대전하는 대전 장치(대전 유닛)로서 역할하는 대전 롤러(감광 대전 부재)(2)가 감광 드럼(1) 주위에 제공된다. 대전 롤러(2)는 감광 드럼(1) 과 접촉되고, 감광 드럼(1)의 회전과 관련하여 회전되면서 감광 드럼(1)의 표면을 균일하게 대전한다. 본 실시예에서, 감광 드럼(1)의 대전 극성은 음 극성이다. DC 전압 그리고 DC 전압에 AC 전압을 중첩함으로써 얻어지는 전압 중 하나가 대전 롤러(2)에 인가된다. 방전이 감광 드럼(1)의 회전 방향으로 대전 롤러(2)와 감광 드럼(1)의 표면 사이의 접촉 닙 부분의 상류측 및 하류측 상의 마이크로 공기 간극 내에서 일어나므로, 감광 드럼(1)이 대전된다.
감광 드럼(1)의 대전된 표면이 노광될 수 있도록 노광 유닛으로서 역할하는 노광 장치(3)가 배열된다. 노광 장치(3)로서, 다각형 미러에 의해 레이저 빔을 스캐닝하는 스캐너 유닛 그리고 LED 어레이 중 하나가 언급될 수 있다. 본 실시예에서, 노광 장치(3)는 스캐너 유닛에 의해 구성되고, 감광 드럼(1) 상으로 화상 신호를 기초로 하여 조절되는 스캐닝 빔(L)을 조사한다. 이와 같이, 화상 신호를 기초로 하는 정전 화상(잠상)이 감광 드럼(1) 상에 형성된다.
감광 드럼(1) 상에 형성된 정전 잠상을 현상하는 현상 유닛으로서 역할하는 현상 장치(현상 유닛)(4)가 감광 드럼(1) 주위에 제공된다. 현상 장치(4)는 현상 작용제로서의 비자성 1-성분 현상제 즉 토너를 수용하는 현상제 탱크(42)를 갖는다. 현상제 탱크(42)는 현상제 운반 부재로서 역할하는 현상 롤러(41) 그리고 현상제 제한 부재로서 역할하는 현상제 피복 블레이드(43)를 갖는다.
감광 드럼(1) 상의 토너를 세척하는 세척 장치(세척 유닛)(6)가 감광 드럼(1) 주위에 제공된다. 세척 장치(6)는 감광 드럼(1)의 표면으로부터 제거된 토너를 수용하는 용기로서 폐 토너 용기(62)를 갖는다. 폐 토너 용기(62)는 감광 드 럼(1)으로부터 토너를 제거하는 세척 유닛으로서의 세척 부재로서 역할하는 세척 블레이드(61)를 갖는다. 세척 블레이드(61)는 감광 드럼(1)과 접촉되고, 감광 드럼(1) 상의 토너를 박리하고, 폐 토너 용기(62) 내로 토너를 수집한다.
나아가, 중간 전사 부재로서 역할하는 무단 벨트에 의해 형성되는 중간 전사 벨트(50)를 갖는 중간 전사 유닛(중간 전사 장치)(5)이 각각의 스테이션(10)의 감광 드럼(1)을 향하도록 제공된다. 1차 전사 유닛으로서 역할하는 1차 전사 부재(회전 부재)로서의 1차 전사 롤러(51)가 중간 전사 벨트(50)의 내주연 표면측 상에서 각각의 스테이션의 감광 드럼(1)을 향하는 위치에서 중간 전사 유닛(5) 내에 배열된다. 1차 전사 롤러(51)는 감광 드럼(1)을 향해 중간 전사 벨트(50)를 가압하고, 중간 전사 벨트(50)가 감광 드럼(1)과 접촉되는 1차 전사 부분(N1) 내에 닙(1차 전사 닙)을 형성한다. 2차 전사 유닛으로서 역할하는 2차 전사 부재(회전 부재)로서의 2차 전사 롤러(52)가 중간 전사 벨트(50)의 외주연 표면측 상에서 중간 전사 벨트(50)의 지지 부재들 중 하나로서의 2차 전사 대향 롤러(55)를 향하는 위치에 배열된다. 2차 전사 롤러(52)는 중간 전사 벨트(50)에 가압되며, 그에 의해 2차 전사 롤러(52)가 중간 전사 벨트(50)와 접촉되는 2차 전사 부분(N2) 내에 닙(2차 전사 닙)을 형성한다. 나아가, 본 실시예에서, 토너 대전 유닛으로서 역할하는 2차 전사 잔류 토너 대전 롤러(회전 부재)로서의 토너 대전 롤러(58)가 중간 전사 벨트(50)의 외주연 표면측 상에서 중간 전사 벨트(50)의 지지 부재들 중 하나로서의 텐션 롤러(54)를 향하는 위치에 배열된다. 토너 대전 롤러(58)는 중간 전사 벨트(50)와 접촉 상태로 배열된다. 즉, 본 실시예에서, 중간 전사 벨트(50)와 접촉 되는 토너 대전 롤러(58)는 중간 전사 벨트(50)의 표면의 이동 방향으로의 2차 전사 부분(N2)의 하류측 그리고 제1 스테이션의 1차 전사 부분(N1a)의 상류측의 각각의 측면 상에 배열된다.
화상 형성 장치(100A)는 기록 재료(P) 상으로 기록 재료(P)로 전사된 토너를 정착하는 정착 유닛으로서 역할하는 정착 장치(7); 화상이 형성되는 기록 재료(P)를 급송하는 기록 재료 공급 장치(8) 등을 추가로 갖는다.
본 실시예에서, 감광 드럼(1) 그리고 감광 드럼 상에 작용하는 처리 수단으로서 역할하는 대전 롤러(2), 현상 장치(4) 및 세척 유닛(6)은 화상 형성 장치(A)의 본체(이하, 간단하게 장치 본체)로부터 분리 가능한 일체형 프로세스 카트리지(9)로서 구성된다. 프로세스 카트리지는 감광 부재 그리고 감광 드럼 상에 작용하는 처리 수단으로서 역할하는 대전 유닛, 현상 유닛 및 세척 유닛 중 적어도 1개가 일체화되었고 화상 형성 장치의 본체로부터 분리 가능한 카트리지를 의미한다.
대전 롤러(2)는 그에 전압을 인가하는 전압 인가 장치(바이어스 출력 유닛)로서 역할하는 대전 바이어스 전원(21)에 연결된다. 현상 롤러(41)는 그에 전압을 인가하는 전압 인가 장치(바이어스 출력 유닛)로서 역할하는 현상 바이어스 전원(44)에 연결된다. 1차 전사 롤러(51)는 그에 전압을 인가하는 전압 인가 장치(바이어스 출력 유닛)로서 역할하는 1차 전사 바이어스 전원(56)에 연결된다. 2차 전사 롤러(52)는 그에 전압을 인가하는 전압 인가 장치(바이어스 출력 유닛)로서 역할하는 2차 전사 바이어스 전원(57)에 연결된다. 나아가, 토너 대전 롤러(58)는 그에 전압을 인가하는 전압 인가 장치(바이어스 출력 유닛)로서 역할하는 토너 대 전 바이어스 전원(21)에 연결된다.
중간 전사 벨트(50)는 구동 롤러(53), 인장 롤러(54) 및 2차 전사 대향 롤러(55)의 3개의 롤러에 의해 지지된다. 구동 롤러(53)를 회전시킴으로써, 중간 전사 벨트(50)가 감광 드럼(1)에 대해 전방 방향으로 거의 일정한 속도로 이동된다.
본 실시예에서, 100 ㎛의 두께 그리고 1011 Ω㎝의 체적 감도를 갖는 PVDF로 제작되는 무단 벨트가 중간 전사 벨트(50)로서 사용된다. 지지 부재로서 역할하는 구동 롤러(53)로서, 알루미늄으로 제작되는 코어 재료에 탄소가 전도성 재료로서 분산된 104 Ω의 저항 그리고 1.0 ㎜의 두께를 갖는 EPDM 고무를 피복함으로써 얻어지는 30 ㎜의 직경을 갖는 롤러가 사용된다. 알루미늄으로 제작되는 30 ㎜의 직경을 갖는 금속 로드가 지지 부재로서 역할하는 인장 롤러(54)로서 사용된다. 인장 롤러(54)의 회전 축 방향으로 양쪽 단부 부분 내의 중간 전사 벨트(50)에 인가되는 장력은 하나의 측면 상에서 19.6 N 그리고 총 압력으로서 39.2 N으로 설정된다.
중간 전사 벨트(50)는 도면에서 화살표 R2에 의해 도시된 방향으로(시계 방향으로) 회전(순환 이동)한다. 1차 전사 롤러(51)는 그 사이에 중간 전사 벨트(50)를 개재하도록 감광 드럼(1)의 대향 측면 상에 배열된다.
제전(除電) 부재(제전 니들)(11)가 중간 전사 벨트(50)의 내주연 표면측 상에 위치되도록 중간 전사 벨트(50)의 회전 방향(이동 방향)으로 각각의 1차 전사 롤러(51)의 하류측 상에 배열된다.
구동 롤러(53), 인장 롤러(54), 제전 부재(11) 및 2차 전사 대향 롤러(55)는 접지부에 전기적으로 연결된다.
본 실시예에서, 1차 전사 롤러(51)로서, 6 ㎜의 직경을 갖는 니켈-도금 강 로드에 4 ㎜의 두께를 갖는 NBR의 스펀지-폼 탄성 부재를 피복함으로써 얻어지는 롤러가 사용된다. 1차 전사 롤러(51)의 저항 수치는 500 V가 인가된 때에 1 g/㎥의 체적 절대 습도에서 4 X 108 Ω과 동일하고, 500 V가 인가된 때에 25 g/㎥의 체적 절대 습도에서 2.5 X 107 Ω과 동일하다.
본 실시예에서, 2차 전사 롤러(52)로서, 6 ㎜의 직경을 갖는 니켈-도금 강 로드에 5 ㎜의 두께를 갖는 NBR의 스폰지-폼 탄성 부재를 피복함으로써 얻어지는 롤러가 사용된다. 2차 전사 롤러(51)의 저항 수치는 500 V가 인가된 때에 1 g/㎥의 체적 절대 습도에서 4 X 107 Ω과 동일하고, 500 V가 인가된 때에 25 g/㎥의 체적 절대 습도에서 2.5 X 106 Ω과 동일하다.
본 실시예에서, 2차 전사 롤러(52)는 약 5 내지 15 g/㎝의 선형 압력에서 중간 전사 벨트(50)와 접촉되고, 중간 전사 벨트(50)의 표면의 이동 방향에 대해 전방 방향으로 거의 일정한 속도로 회전되도록 배열된다.
본 실시예에서, 토너 대전 롤러(58)로서, 6 ㎜의 직경을 갖는 니켈-도금 강 로드에 탄소가 EPDM 고무 내로 분산된 5 ㎜의 두께를 갖는 고체 탄성 부재를 피복함으로써 얻어지는 롤러가 사용된다. 토너 대전 롤러(58)의 저항 수치는 100 V가 인가된 때에 1 g/㎥의 체적 절대 습도에서 4 X 106 Ω과 동일하고, 100 V가 인가된 때에 25 g/㎥의 체적 절대 습도에서 2.5 X 106 Ω과 동일하다.
도2는 본 실시예에 따른 화상 형성 장치(100A)의 동작을 설명하는 블록도이다.
호스트 컴퓨터(200)가 인쇄 명령을 하달하고 화상 형성 장치(100A) 내에 제공되는 인터페이스 보드(I/F 보드)(151)에 인쇄 화상의 화상 데이터를 전송하는 역할을 한다. I/F 보드(151)는 호스트 컴퓨터(200)로부터의 화상 데이터를 노광 데이터로 변환하고, 제어 유닛으로서 역할하는 DC 제어기에 인쇄 명령을 하달한다. 전력이 저전압 전원(152)으로부터 공급될 때, DC 제어기(150)가 동작한다. 인쇄 명령이 수용될 때, DC 제어기(150)가 다양한 센서(154)의 상태를 감시하면서 화상 형성 시퀀스를 시작한다.
DC 제어기(150)는 CPU, 메모리 등(도시되지 않음)을 그 내에 갖고, 미리 프로그래밍된 동작을 실행한다. 구체적으로 말하면, DC 제어기(150)는 메인 모터, 현상 장치(4) 및 감광 드럼(1)의 구동 장치 등의 다양한 구동 장치(155) 등의 동작을 제어하고, 동시에, 노광의 양이 안정화되도록 노광 장치(3)를 제어한다. DC 제어기(150)는 또한 정착 장치(7)에 연결되는 전력 제어 장치(156)를 제어하고 정착 장치(7)의 온도가 소정 온도로 유지되도록 전력을 제어한다. DC 제어기(150)는 또한 전색 모드 및 단색 모드 중 하나를 구별하고 흑색 현상 장치(4d)가 감광 드럼(1d)과 접촉되게 하거나 감광 드럼(1d)으로부터 분리되게 하기 위해 흑색 현상 장치를 위한 접촉/분리 장치(abut-on/keep-off)(45d)의 동작을 제어한다. 마찬가 지로, DC 제어기(150)는 컬러 현상 장치(4a 내지 4c)가 각각 감광 드럼(1a 내지 1c)과 접촉되게 하거나 감광 드럼(1a 내지 1c)으로부터 분리되게 하기 위해 컬러 현상 장치를 위한 접촉/분리 장치(45a 내지 45c)의 동작을 제어한다. 나아가, 고전압 전원(153)에 제공되는 복수의 고전압 전원 유닛으로부터의 인가 전압 및 전류를 감시하면서, DC 제어기(150)가 미리 프로그래밍된 제어 전압, 제어 전류 및 타이밍에서 고전압 전원을 제어한다. 고전압 전원(153)에 제공되는 복수의 고전압 전원 유닛으로서, 위의 대전 바이어스 전원(21), 현상 바이어스 전원(44), 1차 전사 바이어스 전원(56), 2차 전사 바이어스 전원(57) 및 토너 대전 바이어스 전원(59)이 포함된다.
즉, 화상을 형성하는 다양한 기능 부품이 고전압 전원(153)에 연결된다. 예컨대, 각각의 스테이션(10)에 제공된 대전 롤러(2)는 고전압 전원(153)[대전 바이어스 전원(21)]으로부터 고전압을 수용하고, 각각의 스테이션(10)의 감광 드럼과 접촉되거나 각각의 스테이션(10)의 감광 드럼(1)에 근접하게 접근하고, 균일한 전위로 감광 드럼(1)의 표면을 대전하는 역할을 한다. 대전 전위의 제어는 DC 제어기(150)가 고전압 전원(153)[대전 바이어스 전원(21)] 내에서 생성된 고전압을 제어하는 방법에 의해 수행된다. 마찬가지로, 고전압이 고전압 전원(153)으로부터 각각의 스테이션(10) 내에 제공되는 현상 롤러(41), 1차 전사 롤러(51), 2차 전사 롤러(52) 및 토너 대전 롤러(58)로 또한 공급된다. 이들의 인가 전압 및 인가 전류는 각각 DC 제어기(150)에 의해 제어된다.
(2) 화상 형성 장치의 화상 형성 동작
본 실시예에서의 화상 형성 장치(100A)의 화상 형성 동작이 이제 설명될 것이다.
(2-1) 전색 모드
우선, 전색 화상이 제1 내지 제4 스테이션(10a 내지 10d)의 모두를 사용함으로써 형성되는 전색 모드(다색 화상 형성 모드)의 화상 형성 동작이 설명될 것이다.
전색 인쇄의 인쇄 명령이 대기 모드에서 수용될 때, 화상 형성 장치(100A)가 전색 모드에서 화상 형성 동작을 시작하고, 각각의 구동 장치의 구동, 노광 장치의 작동, 정착 장치의 작동 그리고 고전압 인가 시퀀스를 시작한다. 각각의 감광 드럼(1), 중간 전사 벨트(50) 등은 도면에서 화살표에 의해 도시된 방향으로 소정 처리 속도로 회전을 시작한다.
바이어스가 대전 롤러 전원(21)으로부터 대전 롤러(2)로 공급될 때, 감광 드럼(1)이 소정 극성(본 실시예에서, 음 극성)의 소정 전위(본 실시예에서, -500 V)로 균일하게 대전된다. 계속하여, 화상 정보에 따른 정전 화상(잠상)이 노광 장치(3)로부터의 스캐닝 빔(L)에 의해 감광 드럼(1)의 대전된 표면 상에 형성된다.
현상 장치(4) 내의 토너는 현상제 피복 블레이드(43)에 의해 소정 극성(본 실시예에서, 음 극성)으로 대전된다. 소정 극성(본 실시예에서, 음 극성)의 소정 전위(본 실시예에서, -300 V)의 바이어스가 현상 바이어스 전원(44)으로부터 현상 롤러(41)로 공급된다. 이와 같이, 감광 드럼(1)이 회전하고 감광 드럼(1) 상에 형성된 정전 화상이 현상 롤러(41)를 향하는 부분(현상 부분)에 도달할 때, 정전 화 상이 음 극성의 토너에 의해 시각화되고, 각각의 스테이션에 대응하는 색상의 토너 화상이 감광 드럼(1) 상에 형성된다.
위에서 언급된 것과 같이, 본 실시예에서, 현상 장치는 그 대전이 감광 부재의 대전된 표면의 노광에 의해 감쇠된 부분(노광 부분, 화상 부분)에 감광 부재의 대전 극성과 동일한 극성으로 대전된 토너가 피착되는 반전 현상 시스템에 의해 정전 화상을 현상한다.
전색 모드에서, 우선, 제1 색상(본 실시예에서 Y 색상)의 토너 화상이 제1 스테이션(10a)의 감광 드럼(1a) 상에 형성된다. 제2 내지 제4 스테이션(10b, 10c, 10d)이 또한 유사하게 동작하고, M, C 및 K의 색상의 토너 화상이 각각 감광 드럼(1b, 1c, 1d) 상에 형성된다. 이 때, 정전 잠상이 1차 전사 위치들 사이의 거리에 따라 소정 타이밍으로 DC 제어기(150)로부터의 기록 신호를 지연시키면서 노광 장치(3)에 의해 색상마다 각각의 감광 드럼(1a 내지 1d) 상에 형성된다.
계속하여, 토너의 정상 대전 극성과 반대인 극성(즉, 본 실시예에서, 양 극성)의 DC 바이어스가 1차 전사 바이어스 전원(56a 내지 56d)로부터 스테이션(10a 내지 10d)의 1차 전사 롤러(51a 내지 51d)로 인가된다.
위의 과정에 의해, Y, M, C 및 K의 색상의 토너 화상이 중간 전사 벨트(500 상으로 순차적으로 중첩식으로 전사(1차 전사)되고, 다중 화상이 중간 전사 벨트(50) 상에 형성된다.
1차 전사 공정 후에 감광 드럼(1) 상에 남아 있는 토너(1차 전사 잔류 토너)는 세척 장치(6)에 의해 제거 및 수집된다.
그 후, 기록 재료(P)가 노광에 의해 실행되는 정전 화상의 화상 형성에 따라 기록 재료 공급 장치(8)에 의해 2차 전사 부분(N2)으로 공급된다. 즉, 기록 재료 카세트(81) 내에 수용된 기록 재료(P)는 기록 재료 공급 롤러(82)에 의해 1매씩 픽업되고, 운반 롤러(도시되지 않음)에 의해 정합 롤러(83)로 운반된다. 계속하여, 중간 전사 벨트(50) 상의 토너 화상과 동기식으로, 기록 재료(P)가 중간 전사 벨트(50) 및 2차 전사 롤러(52)에 의해 형성되는 접촉 부분(2차 전사 부분)(N2)으로 정합 롤러(83)에 의해 운반된다.
토너의 정상 대전 극성과 반대인 극성(즉, 본 실시예에서, 양 극성)의 바이어스가 2차 전사 바이어스 전원(57)에 의해 2차 전사 롤러(52)에 인가된다. 이와 같이, 중간 전사 벨트(50) 상에 보유된 4개의 색상의 다중 토너 화상이 일괄적으로 기록 재료(P) 상으로 전사(2차 전사)된다.
2차 전사 공정 후에 중간 전사 벨트(50) 상에 남아 있는 토너 즉 2차 전사 잔류 토너는 중간 전사 벨트(50) 상에 접촉하도록 배열된 토너 대전 롤러(58)에 의해 대전된다. 토너 대전 바이어스 전원(59)은 토너 대전 롤러(58)에 연결된다. 주파수가 1 ㎑와 동일하고 피크들 사이의 전압이 1800 V와 동일한 AC 전압에 +500 V의 DC 전압을 중첩함으로써 얻어지는 전압이 토너 대전 롤러(58)에 인가된다.
2차 전사 공정 전의 정상 대전 극성(본 실시예에서, 음 극성)을 갖는 토너는 통상적으로 2차 전사 공정에서 기록 재료(P) 상으로 전사된다. 그러므로, 2차 전사 잔류 토너 내에, 정상 대전 극성과 반대인 극성(즉, 본 실시예에서, 양 극성)으로 대전된 대량의 토너 즉 그 극성이 반전된 대량의 토너가 있다. 그러나, 모든 2 차 전사 잔류 토너의 극성이 반전되지는 않고, 제전되고 어떠한 전하도 갖지 않는 토너 또는 음 극성을 유지하는 토너가 또한 부분적으로 존재한다.
토너 대전 롤러(58)와 중간 전사 벨트(50)의 사이에서, 방전이 접촉 닙 부분의 상류측 및 하류측 상의 마이크로 간극 부분 내에서 일어났다. 정상 대전 극성에 반대인 극성(즉, 본 실시예에서, 양 극성)의 측면으로 중간 전사 벨트(50) 상의 2차 전사 잔류 토너를 대전하는 작용이 있다. 본 실시예에서, 전형적으로, 토너 대전 롤러(58)는 정상 대전 극성과 반대인 극성으로 중간 전사 벨트(50) 상의 실질적으로 모든 2차 전사 잔류 토너를 대전한다.
토너 대전 롤러(58)에 의한 대전 공정이 작용된 2차 전사 잔류 토너는 중간 전사 벨트(50) 상에 보유되는 상태에서 스테이션(10)으로 이동되고, 감광 드럼(1) 상으로 역전사되고, 스테이션(10)의 폐 토너 용기(62) 내로 수집된다. 2차 전사 잔류 토너의 수집 동작이 이후에서 상세하게 설명될 것이다.
2차 전사 공정 후의 기록 재료(P)는 정착 장치(7)로 운반되고, 토너 화상의 정착 공정이 적용되고, 화상 형성 장치(100A)의 외부측으로 화상 형성물(인쇄물, 복사물)로서 방출된다. 화상 형성물이 화상 형성 장치(100A)의 외부측으로 정상적으로 방출되었다는 것을 다양한 센서(도시되지 않음)가 검출할 때, 화상 형성 장치(100A)가 각각의 구동 장치의 동작을 중지하고, 대기 모드로 복귀된다.
(2-2) 단색 모드
계속하여, 단색 화상이 단일의 특정 스테이션을 사용함으로써 형성될 수 있는 단색 모드(단색 화상 형성 모드)에서의 화상 형성 동작이 설명될 것이다.
본 실시예에서, 화상 형성 장치(100A)는 흑색 및 백색 화상이 K 색상을 위한 제4 스테이션(10d)만을 사용함으로써 단색 화상으로서 형성될 수 있는 단색 모드를 갖는다.
단색 모드에서의 기본 화상 형성 동작은 토너 화상을 형성하지 않는 스테이션이 있다는 점을 제외하면 위의 전색 모드와 유사하다. 그러나, 전색 모드 및 단색 모드에서의 2차 전사 잔류 토너의 수집 동작은 이후에서 상세하게 설명되는 것과 같이 상이하다.
추가로 설명하면, 단색 인쇄의 인쇄 명령이 대기 모드에서 수용될 때, 화상 형성 장치(100A)가 단색 모드에서 화상 형성 동작을 시작하고, 각각의 구동 장치의 구동, 노광 장치의 작동, 정착 장치의 작동 그리고 고전압 인가 시퀀스를 시작한다.
본 실시예에서, 단색 모드에서, Y, M 및 C의 색상을 위한 스테이션으로서의 제1 내지 제3 스테이션(10a 내지 10c)의 현상 장치(4a 내지 4c)가 각각 감광 드럼(1a 내지 1c)로부터 떨어져 있는 상태에서 유지된다. 단색 모드에서, K 색상을 위한 스테이션으로서의 제4 스테이션(10d) 내의 현상 장치(4d)만이 감광 드럼(1d)과 접촉된다. 이와 같이, 제4 스테이션(4d)에서만, 노광 장치(3d)가 감광 드럼(1d) 상에 형성되는 토너 화상으로서의 정전 화상을 시각화한다. 그러나, 본 실시예에서, 감광 드럼은 4개의 스테이션의 모두에서 회전 동작을 실행한다.
[2차 전사 잔류 토너의 수집]
(1) 2차 전사 잔류 토너의 수집 동작의 개요
2차 전사 잔류 토너의 수집 동작이 이제 설명될 것이다.
일반적으로, 본 실시예의 목적은 전사와 동시에 토너를 수집하는 시스템에 의해 2차 전사 잔류 토너를 수집하는 직렬 시스템의 화상 형성 장치에서 중간 전사 부재 상의 전사 잔류 토너가 바람직하게 수집되는 것이다. 본 실시예의 더 상세한 목적들 중 하나는 전사와 동시에 토너를 수집하는 시스템에 의해 2차 전사 잔류 토너를 수집하는 직렬 시스템의 화상 형성 장치에서 전사 잔류 토너가 복수의 폐 토너 용기로 더 효율적으로 분배되고 수집되는 것이다. 본 실시예의 더 상세한 목적들 중 또 다른 하나는 전사와 동시에 토너를 수집하는 시스템으로서의 직렬 시스템의 화상 형성 장치에서 각각의 스테이션의 폐 토너 용기가 각각의 스테이션의 사용 비율 즉 전색 모드 및 단색 모드의 사용 비율과 무관하게 경제적으로 사용될 수 있는 것이다.
본 실시예에서, 화상 형성 장치(100A)에 따르면, 반대 극성으로 대전된 중간 전사 벨트(50) 상의 토너는 중간 전사 벨트(50)로부터 복수의 스테이션(10)의 감광 드럼(1)들 중 하나 상으로 역전사된다. 역전사는 1차 전사와 동시에 실행될 수 있다. 토너 화상이 복수의 스테이션(10a 내지 10d)의 모두 내에서 형성되는 전색 모드(제1 화상 형성 모드) 그리고 토너 화상이 특정한 단일의 스테이션(10d) 내에서 형성되는 단색 모드(제2 화상 형성 모드)가 실행될 수 있다. 단색 모드에서 토너 화상을 형성하는 특정한 스테이션(10d)은 중간 전사 벨트(50)의 표면의 이동 방향으로의 최상류 스테이션(10a) 이외의 스테이션이다.
본 실시예에서, 전색 모드에서 복수의 스테이션(10)들 중에서 역전사에 의해 토너를 주로 수집하는 스테이션 그리고 단색 모드에서 역전사에 의해 토너를 주로 수집하는 스테이션은 상이하다. 전색 모드에서, 반대 극성으로 대전되었고 최상류 스테이션(10a)에서의 1차 전사의 완료 후에 최상류 스테이션(10a)의 전사 부분(N1a)에 도달하는 [중간 전사 벨트(10) 상의] 토너의 적어도 일부는 다음과 같이 수집된다. 즉, 토너가 최상류 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a)을 통과한 후, 이것은 최상류 스테이션(10a) 이외의 스테이션에서 역전사에 의해 수집된다.
(2) 2차 전사 잔류 토너의 수집 동작의 상세한 설명
(2-1) 전색 모드에서의 2차 전사 잔류 토너의 수집 동작
우선, 전색 모드에서의 2차 전사 잔류 토너의 수집 동작이 이제 설명될 것이다.
도3은 전색 모드에서의 동작을 구체적으로 설명하는 타이밍 차트를 도시하고 있다. 도3에서, 횡좌표의 축은 시간을 표시한다. 도3에서, Y st., M st., C st. 및 K st.의 선은 각각 제1 내지 제4 스테이션(10a 내지 10d)의 1차 전사 부분(N1a 내지 N1d)의 동작(구체적으로 말하면, 1차 전사 롤러에 인가되는 바이어스)을 표시한다. 도3에서, 2nd Xfer의 선은 2차 전사 부분(N2)의 동작(구체적으로 말하면, 2차 전사 롤러에 인가되는 바이어스)을 표시한다. 도3은 6개의 화상이 1회의 인쇄 명령(1개의 잡)에 의해 연속적으로 인쇄되는 경우에 대한 예를 도시하고 있다.
제1 스테이션(10a)의 1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 바이어스의 출력은 충분히 토너 화상이 1차 전사 부분(N1a)에 도달하기 전에 있는 타이밍[바람직하게는, 감광 드럼(1)의 1회의 원주에 대응하는 타이밍]에서 온 상태로 된다. 이 때, 1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 바이어스는 1차 전사를 위한 통상의 바이어스(1차 전사 전압)로서 화상 형성 중의 전압 레벨 즉 +500 V로 설정된다. 마찬가지로, 또한 제2 내지 제4 스테이션(10b 내지 10d)에서, 1차 전사 롤러(51b 내지 51d)에 인가되는 바이어스의 출력이 순차적으로 온 상태로 된다. 이 때, 1차 전사 롤러(51b 내지 51d)에 인가되는 바이어스는 1차 전사를 위한 통상의 바이어스로서 +500 V로 설정된다.
그 후, 제1 스테이션(10a)의 현상 유닛에 의해 형성된 토너 화상이 중간 전사 벨트(50)로 1차 전사된다. 도3에서, 제1 스테이션(10a)에 의해 형성된 제1 토너 화상이 감광 드럼(1a)으로부터 중간 전사 벨트(50)로 1차 전사되는 기간을 표시한다. Y2, Y3, Y4, Y5 및 Y6은 제1 스테이션(10a)에 의해 형성된 제2 내지 제6 토너 화상이 각각 1차 전사되는 기간을 표시한다. 이것은 제2 스테이션(10b)에 대한 M1 내지 M6, 제3 스테이션(10c)에 대한 C1 내지 C6 그리고 제4 스테이션(10d)에 대한 K1 내지 K6에 적용된다. 제1 캐릭터의 영문 캐릭터는 스테이션의 색상을 지시하고, 제2 숫자는 지정된 토너 화상의 번호를 지시한다.
2nd Xfer의 선에 의해 도시된 2차 전사 롤러(52)에 인가되는 바이어스의 출력은 Lo(로우) 레벨과 Hi(하이) 레벨 사이에서 교대로 변화된다. Lo는 기록 재료(P)가 2차 전사 부분(N2) 내에 존재하지 않는 경우에서의 비교적 낮은 바이어스(본 실시예에서, +1000 V)가 출력되는 상태를 지시한다. Hi는 기록 재료(P)가 2차 전사 부분(N2) 내에 존재하는 경우에서의 비교적 높은 바이어스(본 실시예에서, +1500 V)가 출력되는 상태를 지시한다. 도3에서, 페이지 1 내지 페이지 6은 제1 내지 제6 토너 화상이 각각 기록 재료(P) 상으로 2차 전사되는 기간을 표시한다.
시간 t1은 중간 전사 벨트(50) 상으로의 제1 토너 화상의 1차 전사가 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a)에서 시작될 때의 시간을 표시한다. 중간 전사 벨트(50) 상에서, 토너 화상의 전방 모서리가 시간 t1로부터 시간 t2까지의 시간 간격 동안 제2 스테이션(10b)의 1차 전사 부분(N1b)으로 이동된다. 시간 t2에서, M 색상의 토너 화상이 Y 색상의 토너 화상으로 중첩식으로 1차 전사된다.
마찬가지로, 시간 t3 및 t4는 중간 전사 벨트(50) 상에 형성된 제1 토너 화상의 전방 모서리가 각각 제3 및 제4 스테이션(10c, 10d)의 1차 전사 부분(N1c, N1d)에 도달하는 시간을 표시한다.
시간 t5는 중간 전사 벨트(50) 상의 토너 화상이 2차 전사 부분(N2)에 도달하는 시간을 표시하고, 기록 재료(P) 상으로의 토너 화상의 2차 전사가 시작된다.
시간 t6은 제1 토너 화상의 2차 전사 잔류 토너에 토너 대전 롤러(58)에서 대전 공정이 적용되고 그 후 제1 토너 화상의 2차 전사 잔류 토너가 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a)에 도달하는 시간을 표시한다. 즉, 중간 전사 벨트(50)는 시간 t1로부터 시간 t6까지의 시간 간격 동안 1회의 원주만큼 회전한다. 바꿔 말하면, 시간 t1로부터 t6까지의 시간 간격은 1차 전사된 토너 화상이 2차 전사 잔류 토너로서 순환되고 동일한 스테이션의 1차 전사 부분(N1)으로 복귀될 때까지 요구되는 시간과 동일하다.
도3에서, WY1은 제1 토너 화상의 2차 전사 잔류 토너가 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a)을 통과하는 기간을 표시한다. WY2, WY3, WY4, WY5 및 WY6은 제2 내지 제6 토너 화상의 2차 전사 잔류 토너가 각각 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a)을 통과하는 기간을 표시한다. 이것은 제2 및 제3 스테이션(10b, 10c)에 적용된다. 제1 캐릭터의 W는 2차 전사 잔류 토너를 표시하고, 제2 캐릭터의 영문 캐릭터는 스테이션의 색상을 지시하고, 제3 캐릭터의 숫자는 2차 전사 잔류 토너가 속하는 지정된 토너 화상의 번호를 지시한다.
2차 전사 잔류 토너가 1차 전사 부분(N1)을 통과 중인 동안에, 반대 극성으로 대전된 2차 전사 잔류 토너와 동일한 극성(본 실시예에서, 양 극성)의 바이어스가 1차 전사 부분(N1)에 인가되면, 2차 전사 잔류 토너가 스테이션(10)의 감광 드럼(1)으로 역전사된다.
예컨대, 도3에서의 기간 Y3에서, 감광 드럼(1) 상에 형성된 토너 화상이 중간 전사 벨트(50)로 1차 전사되는 동안에, 정상 극성과 반대인 극성으로 대전된 2차 전사 잔류 토너가 1차 전사 부분(N1)으로 이동된다. 이 때, 중간 전사 벨트(50) 상에 존재하고 정상 극성과 반대인 극성으로 대전된 2차 전사 잔류 토너 그리고 정상 극성으로 대전되었고 1차 전사되어야 하는 [감광 드럼(1) 상에 존재하는] 토너가 감광 드럼(1)과 중간 전사 벨트(50) 사이의 닙 부분 내에서 거의 전기적으로 제전되지 않는다. 그러므로, 예컨대, 기간 Y3에서 정상 극성으로 대전된 [감광 드럼(1a) 상의] 토너 그리고 기간 WY1에서 반대 극성으로 대전된 [중간 전사 부재(50) 상의] 토너는 감광 드럼(1a)으로 이동된다. 이 방식으로, 1차 전사될 [감광 드럼(1) 상의] 토너 그리고 중간 전사 벨트(50) 상의 2차 전사 잔류 토너는 독립적으로 이동되고, 전사와 동시에 수집된다. 이것은 1차 전사 공정 그리고 2차 전사 잔류 토너의 수집 공정이 중첩되는 다른 기간 즉 각각 기간 Y4 및 기간 WY2, 기간 Y5 및 기간 WY3 그리고 기간 Y6 및 기간 WY4에 적용된다.
본 실시예에서, 제4 토너 화상의 2차 전사 잔류 토너가 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a)을 통과한 후의 시간 t7에서, 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 바이어스가 -500 V로 전환된다. 즉, 기간 WY4의 경과 직후의 시간 t7에서, 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 바이어스가 전환된다. 본 실시예에서, 시간 t7에서, 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 바이어스는 토너의 정상 극성과 반대인 극성의 바이어스로부터 토너의 정상 대전 극성과 동일한 극성의 바이어스로 전환된다.
기간 WY1, WY2, WY3 및 WY4의 각각의 2차 전사 잔류 토너는 1차 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a)에 의해 감광 드럼(1a)으로 역전사되고, 제1 스테이션(10a)의 폐 토너 용기(62a) 내로 수집된다.
제5 및 제6 토너 화상(즉, WY5 및 WY6의 기간)의 2차 전사 잔류 토너는 제1 스테이션(10a)에서 거의 수집되지 않고, 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a)을 통과하고, 제2 스테이션(10b)의 1차 전사 부분(N1b)으로 운반된다.
제5 토너 화상의 2차 전사 잔류 토너가 제2 스테이션(10b)의 1차 전사 부분(N1b)을 통과 중인 기간 WM5에서, 통상의 1차 전사를 위한 바이어스(1차 전사 전압)가 제2 스테이션(10b)의 1차 전사 롤러(51b)에 인가된다. 그러므로, 기간 WM5의 2차 전사 잔류 토너의 전체량의 대부분이 제2 스테이션(10b)에서 수집된다.
계속하여, 제5 토너 화상의 2차 전사 잔류 토너가 제2 스테이션(10b)의 1차 전사 부분(N1b)을 통과한 후의 시간 t9에서, 제2 스테이션(10b)의 1차 전사 롤러(51b)에 인가되는 바이어스가 -500 V로 전환된다. 즉, 기간 WM5의 경과 직후의 시간 t9에서, 제2 스테이션(10b)의 1차 전사 롤러(51b)에 인가되는 바이어스가 전환된다. 본 실시예에서, 시간 t9에서, 제2 스테이션(10b)의 1차 전사 롤러(51b)에 인가되는 바이어스가 토너의 정상 극성에 반대인 극성의 바이어스로부터 토너의 정상 대전 극성과 동일한 극성의 바이어스로 전환된다.
제6 토너 화상(즉, WY6의 기간)의 2차 전사 잔류 토너는 제2 스테이션(10b)에서 거의 수집되지 않고, 제2 스테이션(10b)의 1차 전사 부분(N1b)을 통과하고, 제3 스테이션(10c)의 1차 전사 부분(N1c)으로 운반된다.
제6 토너 화상의 2차 전사 잔류 토너가 제3 스테이션(10c)의 1차 전사 부분(N1c)을 통과 중인 기간 WM6에서, 통상의 1차 전사를 위한 바이어스가 제3 스테이션(10c)의 1차 전사 롤러(51c)에 인가된다. 그러므로, 기간 WC6의 2차 전사 잔류 토너의 전체량의 대부분이 제3 스테이션(10c)에서 수집된다.
제1 내지 제4 스테이션(10a 내지 10d)의 1차 전사 롤러(51a 내지 51d)에 인가되는 바이어스는 각각 t11, t12, t13 및 t8에서 오프 상태로 된다. 즉, 제1 스테이션(10a)에서, 1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 바이어스가 위에서 언급된 것과 같이 시간 t7에서 전환된 후, 바이어스가 기간 WY6의 경과 직후의 시간 t11에서 오프 상태로 된다. 제2 스테이션(10b)에서, 1차 전사 롤러(51b)에 인가되는 바이어스가 위에서 언급된 것과 같이 시간 t9에서 전환된 후, 바이어스가 기간 WM6의 경과 직후의 시간 t12에서 오프 상태로 된다. 제3 스테이션(10c)에서, 1차 전사 롤 러(51c)에 인가되는 바이어스가 전환되지 않고, 기간 WC6의 경과 직후의 시간 t13에서 오프 상태로 된다. 본 실시예에서, 전색 모드에서, 제1 내지 제3 스테이션(10a 내지 10c)에서, 실질적으로 전체의 2차 전사 잔류 토너가 수집된다. 그러므로, 제4 스테이션(10d)에서, 1차 전사 롤러(51d)에 인가되는 바이어스는 K 색상의 제6 토너 화상이 감광 드럼(1d)으로부터 중간 전사 벨트(50)로 1차 전사되는 기간 K6의 경과 직후의 시간 t8에서 오프 상태로 된다.
도4는 1차 전사 부분에서의 인가 전압과 수집 비율 사이의 관계를 도시하고 있다. 도4에서의 횡좌표의 축은 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 바이어스의 전압 수치를 지시한다. 도4에서의 종좌표의 축은 백분율에 의한 수집 비율을 지시한다.
도4에서의 실선은 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 전압이 변화될 때의 제1 스테이션(10a)의 수집 비율을 도시하고 있다. 제1 스테이션(10a)의 수집 비율은 다음과 같이 정의된다. 즉, 중간 전사 벨트(50)의 표면의 이동 방향으로, 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a)의 전방에서 중간 전사 벨트(50) 상에 존재하는 2차 전사 잔류 토너의 중량이 α인 것으로 가정된다. 중간 전사 벨트(50) 상의 부분이 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a)을 통과한 후에 제1 스테이션(10a)의 감광 드럼(1a)으로 전사된 2차 전사 잔류 토너의 중량이 β인 것으로 가정된다. 이 때, 제1 스테이션(10a)의 수집 비율은 다음의 표현식에 의해 표현되는 중량 비율이다.
(β/α) X 100
도4에서의 파선은 제2 스테이션(10a)의 1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 전압이 변화될 때의 제2 스테이션(10b)의 수집 비율을 도시하고 있다. 제2 스테이션의 수집 비율은 다음과 같이 정의된다. 즉, 중간 전사 벨트(50)의 표면의 이동 방향으로, 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a) 전에서 중간 전사 벨트(50) 상에 존재하는 2차 전사 잔류 토너의 중량이 α인 것으로 가정된다. 중간 전사 벨트(50) 상의 부분이 제2 스테이션(10b)의 1차 전사 부분(N1b)을 통과한 후에 제2 스테이션(10b)의 감광 드럼(1b)으로 전사된 2차 전사 잔류 토너의 중량이 γ인 것으로 가정된다. 이 때, 제2 스테이션(10b)의 수집 비율은 다음의 표현식에 의해 표현되는 중량 비율이다.
(γ/α) X 100
이러한 실험을 실행할 때, 제1 및 제2 스테이션(10a, 10b)의 감광 드럼(1a, 1b)의 표면 전위(대전 전위)가 -500 V의 일정한 수치로 설정된다. 제2 스테이션(10b)의 1차 전사 롤러(51b)에 인가되는 바이어스는 +500 V로 고정된다. 주파수가 1 ㎑와 동일하고 피크들 사이의 전압이 1800 V와 동일한 AC 전압에 +500 V의 DC 전압을 중첩함으로써 얻어지는 전압이 토너 대전 롤러(58)에 인가된다.
제1 스테이션(10a)의 1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 바이어스가 -500 V 이하(예컨대, -800 V)에 도달한 때, 제1 스테이션(10a)에서의 2차 전사 잔류 토너의 수집이 수행되지 않는다. 2차 전사 잔류 토너의 전체량의 대부분이 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a)을 통과한다. 즉, 1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 바이어스가 -500 V 또는 이것보다 음 극성의 측면 상의 바이어스와 동일하면, 제1 스테이션(10a)에서의 2차 전사 잔류 토너의 수집이 수행되지 않는다. 2차 전사 잔류 토너의 전체량의 대부분이 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a)을 통과한다.
1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 바이어스가 감광 드럼(1a)의 표면 전위로서 -500 V보다 높을 때, 중간 전사 벨트(50)로부터 감광 드럼(1a) 상으로 양 극성의 토너를 이동시키는 방향으로의 전계가 1차 전사 롤러(51a)와 감광 드럼(1a) 사이에 일어난다. 즉, 1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 바이어스가 -500 V보다 양 극성의 측면 상의 바이어스일 때, 중간 전사 벨트(50)로부터 감광 드럼(1a) 상으로 양 극성의 토너를 이동시키는 방향으로의 전계가 1차 전사 롤러(51a)와 감광 드럼(1a) 사이에 일어난다. 이 전계는 1차 전사 롤러(51a)로부터 감광 드럼(1a) 상으로의 양의 전계이다. 이 전계에 의해, 중간 전사 벨트(50)로부터 감광 드럼(1a) 상으로의 양 극성의 대전 극성으로 균일하게 대전된 2차 전사 잔류 토너의 역 전사가 시작되고, 제1 스테이션(10a)에서의 수집이 시작된다.
제1 스테이션(10a)의 1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 바이어스가 -300 V 내지 -100 V의 범위 내에 놓이면, 2차 전사 잔류 토너의 일부가 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a)을 통과한다.
제1 스테이션(10a)의 수집 비율 그리고 제2 스테이션(10b)의 수집 비율의 합계가 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 바이어스와 무관하게 100%에 거의 근접한다. 그러므로, 예컨대, 제2 스테이션(10b)의 1차 전사 롤러(51b)에 인가되는 바이어스는 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 롤러(51a)에 인가되 는 바이어스와 무관하게 +500 V로 설정된다. 이와 같이, 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a)을 통과한 2차 전사 잔류 토너의 전체량의 대부분이 제2 스테이션(10b)에서 수집된다.
위에서 언급된 것과 같이, 바람직하게는, 감광 드럼의 표면 전위 또는 감광 드럼의 표면 전위로부터의 토너의 정상 대전 극성의 측면 상의 전위로 1차 전사 롤러에 인가되는 바이어스를 설정함으로써, 관련 스테이션에서의 2차 전사 잔류 토너의 수집이 억제될 수 있다. 바꿔 말하면, 감광 드럼의 표면 전위와 동일한 수치로 1차 전사 롤러에 인가되는 바이어스를 설정함으로써 또는 토너와 동일한 극성으로 감광 드럼의 표면 전위와 1차 전사 롤러에 인가되는 바이어스 사이의 전압 차이를 설정함으로써, 관련 스테이션에서의 2차 전사 잔류 토너의 수집이 억제될 수 있다. 그러므로, 2차 전사 잔류 토너가 특정한 스테이션에 집중적으로 수집되는 상황이 억제될 수 있다. 이와 같이, 빈번한 교환에 의해 유발되고 제1 스테이션(10a)의 카트리지에 대해 현저할 가능성이 높은 비경제적인 성질이 완화될 수 있다.
예컨대, 1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 바이어스가 -200 V로 설정되고 제1 스테이션(10a)의 수집 비율이 50%에 근접한 수치로 설정되는 경우가 이제 고려될 것이다. 이 경우에, 수집되는 2차 전사 잔류 토너의 양 그리고 통과하는 전사 잔류 토너의 양의 비율이 2차 전사 잔류 토너의 대전된 전하의 양, 화상 형성 장치가 제공되는 주변 환경의 온도 및 습도, 프로세스 카트리지의 사용 이력 등의 많은 인자로 인해 변화될 가능성이 높다. 즉, 각각의 스테이션의 수집 비율이 스테이션마다 1차 전사 롤러(51)에 인가되는 바이어스가 상이하게 하면서 2차 전사 잔류 토너 를 유지함으로써 조정되면, 수집 비율이 환경에 따라 변화할 가능성이 높다.
0% 및 100%에 근접한 수집 비율에서, 위에서 언급된 것과 같은 변동 인자에 의해 수집 비율에 미치는 영향이 작다. 위에서 언급된 것과 같이, 바람직하게는, 1차 전사 롤러에 인가되는 바이어스가 감광 드럼의 표면 전위와 동일한 수치 또는 감광 드럼의 표면 전위로부터의 토너의 정상 대전 극성의 측면 상의 수치로 설정된다. 바꿔 말하면, 감광 드럼의 표면 전위와 1차 전사 롤러에 인가되는 바이어스 사이의 전압 차이는 거의 0 또는 토너와 동일한 극성으로 설정된다. 이와 같이, 2차 전사 잔류 토너는 역전사량이 불안정해지는 중간 영역을 탈출하면서 비교적 안정적으로 통과하게 될 수 있다.
수집 비율을 안정화하기 위해, 토너의 전체량의 대부분이 안정적으로 수집되는 바이어스 조건 그리고 2차 전사 잔류 토너의 전체량의 대부분이 안정적으로 통과하게 될 수 있는 바이어스 조건이 시간에 따라 전환되는 방법을 사용하는 것이 훨씬 바람직하다. 즉, 수집 시간 및 통과 시간의 비율을 제어함으로써 수집량을 조정함으로써, 통과 및 수집의 비율이 훨씬 정확하게 제어될 수 있다.
본 실시예에서, 각각, 약 4개의 출력 화상에 대응하는 양의 2차 전사 잔류 토너가 제1 스테이션(10a)에 수집되고, 1개의 출력 화상에 대응하는 양의 2차 전사 잔류 토너가 2차 스테이션(10b)에 수집되고, 1개의 출력 화상에 대응하는 양의 2차 전사 잔류 토너가 제3 스테이션(10c)에 수집된다. 수집 비율은 위에서 언급된 것과 같은 주변 환경 등의 변동 인자에 의해 거의 변화되지 않는다.
1차 전사 롤러에 인가되는 바이어스가 토너 화상의 1차 전사 공정 중에 변화 될 때, 감광 드럼으로부터 중간 전사 벨트로 전사되는 토너의 전사 효율이 변동하고 이것은 화상 상의 농도 변동 또는 농도 레벨 차이 또는 가로 줄무늬와 같은 결함 화상을 유발시키는 인자가 되며, 그 결과 이것은 바람직하지 않다. 전체의 2차 전사 잔류 토너가 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a)을 통과한 때까지 1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 바이어스가 변화되지 않으면, 2차 전사 잔류 토너가 편의되고, 제1 스테이션(10a)에 수집된다. 2차 전사 잔류 토너가 4개의 스테이션들 중 임의의 스테이션에서 수집되지 않고 통과하게 되면, 이것이 중간 전사 벨트 상에서 순환되고, 2차 전사 롤러에 도달한다. 그러므로, 2차 전사 롤러가 그와 접촉하는 2차 전사 잔류 토너에 의해 오염되고 기록 재료(P)의 후방 표면이 다음의 인쇄 시에 더러워질 가능성이 있으므로, 이것은 바람직하지 않다.
그러므로, 본 실시예에서, 1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 바이어스는 토너 화상의 1차 전사가 제1 스테이션(10a)에서 실행되지 않을 때에 그리고 전체의 2차 전사 잔류 토너가 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a)을 통과하기 전에 변화된다. 위에서 언급된 것과 같이, 이 경우에, 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 바이어스는 통상의 1차 전사를 위한 바이어스로부터 토너의 정상 대전 극성과 동일한 극성으로의 방향(본 실시예에서, - 측 즉 전압을 감소시키는 방향)으로 변환된다. 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a)을 통과한 2차 전사 잔류 토너는 중간 전사 벨트(50) 상에서 순환되지 않고, 그 후 스테이션들 중 임의의 스테이션에서 수집된다. 본 실시예에서, 2차 전사 잔류 토너는 각각 제2 및 제3 스테이션(10b, 10c)에서 수집된다. 그러므로, 제1 스테이션(10a)에서의 2 차 전사 잔류 토너의 수집은 화상 품질을 유지하면서 억제될 수 있다. 이와 같이, 2차 전사 잔류 토너가 특정한 스테이션에서 집중적으로 수집되는 것이 방지되고, 빈번한 교환에 의해 유발되고 제1 스테이션(10a)의 카트리지에 대해 현저할 가능성이 높은 비경제적인 성질이 완화될 수 있다.
(2-2) 단색 모드에서의 2차 전사 잔류 토너의 수집 동작
도5는 단색 모드에서의 동작을 구체적으로 설명하는 타이밍 차트를 도시하고 있다. 도5는 6개의 화상이 1회의 인쇄 명령(1개의 잡)에 의해 단색 모드에서 연속적으로 인쇄되는 타이밍을 도시하고 있다. 도5에서의 도면 부호는 기본적으로 도3에서의 도면 부호와 동일한 의미를 갖는다(그러나, t1 내지 t10은 상이한 시간을 표시한다).
단색 모드에서, K 색상을 위한 스테이션으로서의 제4 스테이션(10d)만이 화상 형성을 실행한다. 단색 모드에서, 토너 화상을 중첩시키는 것은 불필요하고, 제4 스테이션(10d)에 의한 화상 형성은 제1 스테이션(10a)의 토너 화상이 제4 스테이션(10d)에 도달할 때까지 대기하지 않고 시작된다. 그러므로, 제1의 1개의 화상을 인쇄하는 데 필요한 시간[인쇄 신호가 수용된 후에 기록 재료(P)가 방출될 때까지의 시간]이 단축될 수 있고, 화상의 생산성이 개선될 수 있는 장점이 있다. 특히, 이러한 효과는 단색 모드(본 실시예에서, K 색상을 위한 스테이션)에서 화상을 형성하는 스테이션이 중간 전사 벨트(50)의 표면의 이동 방향으로의 최하류 스테이션으로 설정되는 경우에 가장 크다.
시간 t1에서, 제4 스테이션(10d)에서, +500 V의 바이어스의 인가가 1차 전사 롤러(51d)에 대해 시작된다. 동시에, 제1 내지 제3 스테이션(10a 내지 10c)에서, -500 V의 바이어스의 인가가 1차 전사 롤러(51a 내지 51c)에 대해 시작된다.
그 후, 제1 토너 화상이 제4 스테이션(10d)의 감광 드럼(1d) 상의 1차 전사 부분(N1d)에 도달하고, 기간 K1에서 중간 전사 벨트(50) 상으로 1차 전사된다. 마찬가지로, 기간 K2 내지 K6에서, 제2 내지 제6 토너 화상이 각각 제4 스테이션(10d)의 1차 전사 부분(N1d)에서 중간 중사 벨트(50) 상으로 1차 전사된다.
제1 토너 화상의 2차 전사 잔류 토너가 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a)을 통과하는 기간 WY1에서, 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 바이어스는 -500 V와 동일하다. 그러므로, 2차 전사 잔류 토너는 제1 스테이션에서 수집되지 않고, 토너의 전체량의 대부분이 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a)을 통과한다. 마찬가지로, 또한 기간 WY2 내지 WY6의 각각에서, 2차 전사 잔류 토너의 전체량의 대부분이 제1 스테이션(10a)의 1차 전사 부분(N1a)을 통과한다.
-500 V의 바이어스가 제2 및 제3 스테이션(10b, 10c)의 1차 전사 롤러(51b, 51c)에 또한 인가되었다. 그러므로, 제6 토너 화상의 2차 전사 잔류 토너는 제1 내지 제3 스테이션(10a 내지 10c) 내에 거의 수집되지 않고, 제4 스테이션(10d)의 1차 전사 부분(N1d)에 도달한다.
제4 스테이션(10d)에서, 기간 WK1 내지 WK4에서의 2차 전사 잔류 토너가 제3 내지 제6 토너 화상의 1차 전사(기간 K3 내지 K6)와 동시에 감광 드럼(1d)으로 역전사된다. 또한 기간 WK5 및 WK6에서, 제4 스테이션(10d)의 1차 전사 롤러(51d)에 인가되는 바이어스는 통상의 1차 전사를 위한 바이어스와 동일한 +500 V에서 유지되므로, 2차 전사 잔류 토너는 감광 드럼(1d)으로 역전사된다. 이와 같이, 제6 토너 화상의 실질적으로 전체의 2차 전사 잔류 토너가 제4 스테이션(10d)의 폐 토너 용기(62d) 내로 수집된다.
제1 내지 제4 스테이션(10a 내지 10d)의 1차 전사 롤러(51a 내지 51d)에 인가되는 바이어스는 각각 t7, t8, t9 및 t10에서 오프 상태로 된다. 즉, 제1 스테이션(10a)에서, 1차 전사 롤러(51a)에 인가되는 바이어스는 기간 WY6의 경과 직후에 시간 t7에서 오프 상태로 된다. 제2 스테이션(10b)에서, 1차 전사 롤러(51b)에 인가되는 바이어스는 기간 WM6의 경과 직후에 시간 t8에서 오프 상태로 된다. 제3 스테이션(10c)에서, 1차 전사 롤러(51c)에 인가되는 바이어스는 기간 WC6의 경과 직후에 시간 t9에서 오프 상태로 된다. 제4 스테이션(10d)에서, 1차 전사 롤러(51d)에 인가되는 바이어스는 기간 WK6의 경과 직후에 시간 t10에서 오프 상태로 된다.
위에서 언급된 것과 같이, 본 실시예에서, 전색 모드에서, 제1 및 제2 스테이션(10a, 10b)에서, 다음의 전계가 전환되고, 감광 드럼(1)과 중간 전사 벨트(50) 사이에서 생성된다. 이들 중 제1 전계는 토너의 정상 대전 극성으로서의 제1 극성의 토너가 감광 드럼(1)으로부터 중간 전사 벨트(50) 상으로 이동되고 제1 극성과 반대인 극성으로서의 제2 극성의 토너가 중간 전사 벨트(50)로부터 감광 드럼(1) 상으로 이동되는 방향으로의 전계(제1 전계)이다. 이들 중 제2 전계는 제1 극성의 토너가 중간 전사 벨트(50)로부터 감광 드럼(1) 상으로 이동되고 제1 극성과 반대 인 극성으로서의 제2 극성의 토너가 감광 드럼(1)으로부터 중간 전사 벨트(50) 상으로 이동되는 방향으로의 전계(제2 전계)이다. 제1 전계 및 제2 전계는 반대 방향의 전계이다. 제1 전계는 1차 전사 시의 방향과 동일한 방향으로의 전계이고, 정상 대전 극성과 반대인 극성으로 대전된 토너가 1차 전사 부분에 의해 감광 드럼으로 역전사되는 방향으로의 전계이다. 제2 전계는 정상 대전 극성과 반대인 극성으로 대전된 토너가 1차 전사 부분을 통과하게 되는 방향으로의 전계이다. 특히, 본 실시예에서, 제1 전계 및 제2 전계는 1차 전사 바이어스 전원(56)으로부터 1차 전사 롤러(51)로 출력되는 바이어스의 극성을 변화시킴으로써 전환된다. 전색 모드에서, 제3 및 제4 스테이션(10d, 10d)에서, 제1 전계가 형성된다.
단색 모드에서, 제1 내지 제3 스테이션(10a 내지 10c)에서, 제2 전계가 형성된다. 특히, 본 실시예에서, 제2 전계는 전색 모드에서의 1차 전사 시의 극성으로부터 1차 전사 바이어스 전원(56)으로부터 1차 전사 롤러(51)로 출력되는 바이어스의 극성을 변화시킴으로써 형성된다. 단색 모드에서, 제4 스테이션(10d)에서, 제1 전계가 형성된다.
즉, 본 실시예에서, 적어도 제1 내지 제3 스테이션(10a 내지 10c)의 1차 전사 바이어스 전원(56a 내지 56c)이 제1 전계 및 제2 전계를 형성할 수 있다. 특히, 본 실시예에서, 적어도 제1 내지 제3 스테이션(10a 내지 10c)의 1차 전사 바이어스 전원(56a 내지 56c)은 각각 1차 전사 롤러(51a 내지 51c)로 출력되는 바이어스의 극성을 전환하는 전환 유닛을 갖는다.
감광 드럼의 표면은 절연성이므로, 이것은 접촉 부재 또는 토너의 전하를 수 용하고, 전위는 불안정적으로 변동할 가능성이 높다. 그러므로, 어떠한 화상도 형성하지 않는 스테이션에서, 대전 바이어스 및 노광 장치가 오프인 상태에서 감광 드럼이 중간 전사 벨트와 접촉하면, 중간 전사 벨트로부터 감광 드럼으로의 토너의 역전사가 불안정적으로 일어날 가능성이 높다.
감광 드럼이 중간 전사 벨트와 접촉하는 상태에서, 이러한 접촉 부분에서, 감광 드럼으로 토너를 역전사하지 않고 2차 전사 잔류 토너가 통과하게 하기 위해, 감광 드럼과 중간 전사 벨트 사이에 다음의 전계를 적극적으로 제공하는 것이 바람직하다. 즉, 정상 대전 극성과 반대인 극성으로 대전된 토너가 감광 드럼의 표면으로부터 중간 전사 벨트를 향해 이동되는 방향으로 전계를 제공하는 것이 바람직하다. 즉, 본 실시예에서, 1차 전사 롤러에 인가되는 바이어스에 대해 토너의 정상 대전 극성과 반대인 극성의 측면으로 감광 드럼의 표면 전위를 설정하는 것이 바람직하다. 바꿔 말하면, 본 실시예에서, + 수치로 감광 드럼의 표면 전위와 1차 전사 롤러에 인가되는 바이어스 사이의 차이를 설정하는 것이 바람직하다. 이러한 전계를 안정적으로 유지하기 위해, 감광 드럼의 전위를 안정적으로 제어하는 것이 바람직하다. 구체적으로 말하면, 감광 드럼의 전위는 감광 드럼과 접촉되는 대전 롤러에 대전 전압을 인가함으로써 및/또는 감광 드럼을 노광시킴으로써 안정화될 수 있다.
위에서 언급된 것과 같이, 바람직하게는, 단색 모드에서의 화상 형성과 관련되지 않는 스테이션에서도, 대전 전압이 감광 드럼에 인가되고 및/또는 감광 드럼이 노광된다. 이와 같이, 2차 전사 잔류 토너는 이러한 스테이션에서 수집되지 않 고 스테이션의 1차 전사 부분을 안정적으로 통과하게 될 수 있다.
(2-3) 본 실시예의 효과
위에서 언급된 것과 같은 실시예에 따르면, 2차 전사 잔류 토너가 전사와 동시에 토너를 수집하는 시스템에 의해 수집되는 직렬 시스템의 화상 형성 장치에서, 중간 전사 부재 상의 전사 잔류 토너가 바람직하게 수집될 수 있다. 특히, 본 실시예에 따르면, 2차 전사 잔류 토너가 전사와 동시에 토너를 수집하는 시스템에 의해 수집되는 직렬 시스템의 화상 형성 장치에서, 전사 잔류 토너가 복수의 폐 토너 용기 내로 더 효율적으로 분배 및 수집될 수 있다. 전사와 동시에 토너를 수집하는 시스템으로서의 직렬 시스템의 화상 형성 장치에서, 각각의 스테이션의 폐 토너 용기가 각각의 스테이션의 사용 비율 즉 전색 모드 및 단색 모드의 사용 비율과 무관하게 경제적으로 사용될 수 있다.
즉, 관련된 기술의 화상 형성 장치에서, 예컨대, 화상을 연속적으로 형성하는 경우에, 양 극성의 전압이 1차 전사 공정 중에 제1 스테이션의 1차 전사 롤러에 연속적으로 인가된다. 대전 공정이 적용된 2차 전사 잔류 토너가 제1 스테이션의 1차 전사 부분에 도달할 때, 감광 드럼 상의 토너 화상이 중간 전사 벨트로 이동되고, 중간 전사 벨트 상의 2차 전사 잔류 토너가 감광 드럼 상으로 역전사된다. 역전사된 2차 전사 잔류 토너는 제1 스테이션의 폐 토너 용기 내로 저장된다. 이 때, 전색 모드의 경우에, Y, M, C 및 K의 색상의 전체의 2차 전사 잔류 토너의 대부분이 제1 스테이션의 폐 토너 용기 내로 수집된다. 또한 단색 모드의 경우에서, 마찬가지로, K 색상의 전체의 2차 전사 잔류 토너의 대부분이 제1 스테이션의 폐 토너 용기 내로 수집된다. 그러므로, 단색 모드가 빈번하게 사용되면 컬러 화상이 인쇄되지 않음에도 불구하고 제1 스테이션의 폐 토너 용기에 토너가 충전되고 제1 스테이션의 카트리지 예컨대 황색 카트리지가 교환되어야 하는 경우가 있다.
반면에, 본 실시예에 따르면, 전색 모드에서 2차 전사 잔류 토너를 주로 수집하는 스테이션 그리고 단색 모드에서 2차 전사 잔류 토너를 주로 수집하는 스테이션은 상이하게 된다. 이와 같이, 2차 전사 잔류 토너가 제1 스테이션 내로 집중적으로 수집되는 것이 방지되고, 카트리지가 경제적으로 사용될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 단색 모드에서, 2차 전사 잔류 토너는 단색 모드에서 토너 화상을 형성하는 스테이션(본 실시예에서, K 색상을 위한 제4 스테이션)에 의해 주로 수집된다. 그러므로, 단색 모드에서, 2차 전사 잔류 토너가 전색 모드에서만 토너 화상을 형성하는 스테이션 내로 수집되는 것이 억제되고, 전색 모드에서만 사용되는 카트리지가 경제적으로 사용될 수 있다. 특히, 단색 모드에서, 2차 전사 잔류 토너가 전색 모드에서만 토너 화상을 형성하는 제1 스테이션 내로 집중적으로 수집되는 것이 억제되고, 전색 모드에서만 사용되는 제1 스테이션의 카트리지가 경제적으로 사용될 수 있다.
중간 전사 벨트 상으로 1차 전사된 토너 화상이 중간 전사 벨트의 회전 방향으로 하류측 상에 존재하는 스테이션의 1차 전사 부분을 통과할 때, 중간 전사 벨트 또는 토너 화상 및 감광 드럼이 방전을 유발시키며, 그 결과 그 대전 극성이 반전된 토너가 생성되는 경우가 있다. 이러한 토너의 일부는 감광 드럼으로 역전사되므로, 중간 전사 벨트 상의 토너 화상이 하류측 상에 존재하는 스테이션을 향해 근접하게 이동할수록 토너량이 더욱 감소되는 경우가 있다. 이러한 현상은 재전사(retransfer)로서 호칭된다.
재전사 현상은 방전뿐만 아니라 토너와 감광 드럼 사이의 기계적 부착력에 의해 유발될 수 있다. 제1 스테이션에서, 그 상류측 상에는 어떠한 스테이션도 없으므로, 재전사된 토너가 거의 수집되지 않는다. 그러나, 제4 스테이션에서, 제1, 제2 및 제3 스테이션에 의해 형성된 토너 화상으로부터 재전사된 토너가 수집된다. 즉, 스테이션의 위치가 하류측 상에 근접하게 위치될수록 스테이션에서 수집되는 재전사된 토너의 양이 증가하는 경향이 있다.
위에서 언급된 것과 같이, 전사와 동시에 2차 전사 잔류 토너를 수집하는 직렬 화상 형성 장치에 특유한 현상으로서, 제1 및 제4 스테이션에서의 폐 토너의 수집량이 증가하는 경향이 있다. 제1 스테이션은 중간 전사 벨트의 회전 방향으로의 토너 대전 롤러의 하류측 상의 제1 스테이션(전색 모드에서의 토너 화상의 화상 형성 순서에서의 제1 스테이션)이다. 제4 스테이션은 중간 전사 벨트의 회전 방향으로의 토너 대전 롤러의 상류측 상의 제1 스테이션(전색 모드에서의 토너 화상의 화상 형성 순서에서의 최종 스테이션)이다.
그러므로, 전색 모드 및 단색 모드의 사용 비율과 무관하게 위에서 언급된 것과 같은 폐 토너의 수집량의 불균형을 제거하기 위해, 각각의 스테이션으로 2차 전사 잔류 토너를 분배하는 것이 바람직하다.
위에서 언급된 것과 같이, 전색 모드에서만 토너 화상을 형성하는 스테이션의 카트리지가 단색 모드에서 토너 화상을 형성하는 스테이션만의 사용에서 교환되 어야 하는 상황을 억제하는 것이 바람직하다.
즉, 전색 모드에서, 수집이 전사와 동시에 실행되지 않을 때(즉, 1차 전사가 실행되지 않을 때), 가능하면 최대한 제1 스테이션 그리고 단색 모드에서 토너 화상을 형성하는 스테이션 이외의 스테이션에 의해 2차 전사 잔류 토너를 수집하는 것이 바람직하다. 즉, 단색 모드에서 토너 화상을 형성하는 스테이션이 제4 스테이션이면, 전색 모드에서, 수집이 전사와 동시에 실행되지 않을 때, 제1 및 제4 스테이션 이외의 스테이션에 의해 2차 전사 잔류 토너를 수집하는 것이 바람직하다.
나아가, 제2 및 제3 스테이션에서, 전색 모드에서의 재전사로 인한 제3 스테이션에 의한 토너의 수집량이 위의 이유 때문에 제2 스테이션에 의한 토너의 수집량보다 큰 경향이 있다. 그러므로, 2차 전사 잔류 토너에 대해, 각각의 스테이션의 총 폐 토너량의 균형을 유지하기 위해, 제2 스테이션에서의 수집량이 제3 스테이션에서의 수집량보다 크도록 설정하는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따르면, 전색 모드에서, 2차 전사 잔류 토너는 단색 모드에서 화상을 형성하는 스테이션 이외의 스테이션(본 실시예에서, K 색상을 위한 제4 스테이션)에 의해 수집된다. 이와 같이, 전색 모드에서 2차 전사 잔류 토너가 단색 모드에서 토너 화상을 형성하는 스테이션에 집중적으로 수집되는 것이 억제된다. 단색 모드에서 사용되는 카트리지가 경제적으로 사용될 수 있다. 나아가, 본 실시예에 따르면, 1차 전사가 실행되지 않을 때, 2차 전사 잔류 토너가 가능하면 최대한 제1 스테이션 그리고 단색 모드에서 토너 화상을 형성하는 스테이션 이외의 스테이션(본 실시예에서, 제2 및 제3 스테이션)에 의해 수집된다. 이와 같이, 전색 모드에서 사용되는 카트리지가 경제적으로 사용될 수 있다.
위에서 언급된 것과 같이, 바람직하게는, 전색 모드에서, 2차 전사 잔류 토너는 단색 모드에서 토너 화상을 형성하는 스테이션 이외의 스테이션에 의해 그리고 제1 스테이션 이외의 스테이션에 의해 수집되는 1차 전사 시간 이외의 시간에 수집된다. 이와 같이, 2차 전사 잔류 토너가 제1 스테이션 그리고 단색 모드에서 토너 화상을 형성하는 스테이션에 집중적으로 수집되는 것이 억제된다. 모든 카트리지가 경제적으로 사용될 수 있다.
본 실시예에서, 단색 모드에서, 단색 모드에서 화상을 형성하는 스테이션 이외의 스테이션에서, 토너의 정상 대전 극성과 동일한 극성의 전압이 1차 전사 롤러에 인가된다. 바람직하게는, 단색 모드에서, 단색 모드에서 화상을 형성하는 스테이션 이외의 스테이션에서, 1차 전사 롤러에 인가되는 바이어스는 감광 드럼의 표면 전위와 동일한 전위 또는 감광 드럼의 표면 전위로부터의 토너의 정상 대전 극성의 측면 상의 전위로 설정된다. 바꿔 말하면, 단색 모드에서, 단색 모드에서 화상을 형성하는 스테이션 이외의 스테이션에서, 감광 드럼의 표면 전위와 1차 전사 롤러에 인가되는 전위 사이의 차이는 거의 0 또는 토너와 동일한 극성으로 설정된다. 이 방식으로, 2차 전사 잔류 토너가 전색 모드에서만 토너 화상을 형성하는 스테이션(본 실시예에서, 제1 내지 제3 스테이션)에 의해 수집되지 않도록 제어가 수행된다. 2차 전사 잔류 토너의 전체량의 대부분이 단색 모드에서 토너 화상을 형성하는 스테이션(본 실시예에서, 제4 스테이션)에 의해 수집된다. 이와 같이, 전색 모드에서만 토너 화상을 형성하는 스테이션의 폐 토너 용기의 체적이 단색 모 드에서 화상 형성을 실행함으로써 감소되는 상황이 방지될 수 있다. 그러므로, 단색 모드에서만의 사용에도 불구하고 카트리지 예컨대 전색 모드에서만 사용되는 황색을 위한 카트리지의 폐 토너 용기에 토너가 충전되고 이러한 카트리지가 교환되어야 하는 불편이 억제될 수 있다.
[실시예 2]
계속하여, 본 발명의 또 다른 실시예가 설명될 것이다. 본 실시예의 화상 형성 장치의 기본 구성 및 동작은 제1 실시예와 실질적으로 동일하다. 그러므로, 실시예 1의 화상 형성 장치(100A)와 동일하거나 대응하는 기능을 갖는 구성 요소는 동일한 도면 부호에 의해 지정되고, 이들의 상세한 설명이 생략된다.
도6은 본 실시예의 화상 형성 장치(100B)의 개략 단면 구성을 도시하고 있다.
본 실시예에서, 중간 전사 유닛(5) 내에 보유된 중간 전사 벨트(50)는 구동 롤러(53), 인장 롤러(54), 2차 전사 대향 롤러(55) 및 접촉/분리 제어 롤러(12)의 4개의 롤러에 의해 지지된다.
전색 모드에서, 접촉/분리 제어 롤러(12)는 도6에 도시된 위치에 위치된다. 중간 전사 벨트(50) 그리고 제1 내지 제4 스테이션(10a 내지 10d)의 감광 드럼(1a 내지 1d)이 1차 전사 롤러(51a 내지 51d)에 의해 가압되고 서로와 접촉하는 상태가 유지된다. 전색 모드에서, 이 장치는 실시예 1에서와 유사한 타이밍 차트에 따라 동작한다.
단색 모드에서, 접촉/분리 제어 롤러(12)는 도7에 도시된 위치에 위치된다. 중간 전사 벨트(50)가 제1 내지 제3 스테이션(10a 내지 10c)의 감광 드럼(1a 내지 1c)으로부터 분리되고 제4 스테이션(10d)의 감광 드럼(1d)과 접촉하는 상태가 유지된다.
추가로 설명하면, 본 실시예의 화상 형성 장치(100B)가 대기 모드에서 단색 모드에서의 인쇄 명령을 수용할 때, 접촉/분리 제어 롤러(12)가 가동 유닛(도시되지 않음)에 의해 도6에 도시된 위치로부터 도7에 도시된 위치로 후퇴된다. 즉, 중간 전사 벨트(50)가 내주연측으로부터 외주연측을 향해 압박되는 위치로부터, 접촉/분리 제어 롤러(12)가 중간 전사 벨트(50)의 압박을 상쇄하도록 중간 전사 벨트(50)의 내부측을 향해 이동된다. 이 때, 그와 동시에, 제1 내지 제3 스테이션(10a 내지 10c)의 1차 전사 롤러(51a 내지 51c) 그리고 제전 부재(제전 니들)가 도면에서 하부 위치로 상호 연동하여 후퇴된다. 접촉/분리 제어 롤러(12), 그 가동 유닛, 가동 1차 전사 롤러(51a 내지 51c) 등을 갖는 접촉/분리 기구가 제공된다. 접촉/분리 기구는 전색 모드 및 단색 모드에 따라 감광 부재(1a 내지 1d)와 중간 전사 벨트(50) 사이의 인접 또는 분리 상태를 변화시킨다. 이러한 동작에 의해, 중간 전사 벨트(50)가 제1 내지 제3 스테이션(10a 내지 10c)의 감광 드럼(1a 내지 1c)으로부터 분리되고, 단지 제4 스테이션(10d)의 감광 드럼(1d)이 중간 전사 벨트(50)와 접촉한다.
단색 모드에서, 제1 내지 제3 스테이션(10a 내지 10c)에서, 감광 드럼(1a 내지 1c)이 회전 동작을 중지하고, 대전 롤러(2a 내지 2c) 및 현상 롤러(41a 내지 41c)로의 전력 공급이 실행되지 않고 0V가 유지된다. 현상 롤러(41a 내지 41c)는 감광 드럼(1a 내지 1c)으로부터 떨어져 있는 상태를 유지한다.
단색 모드에서, 예컨대 연속 인쇄가 실행된 때에 유발되는 2차 전사 잔류 토너가 제1 내지 제3 스테이션(10a 내지 10c)의 감광 드럼(1a 내지 1c)과 접촉되지 않는다. 그러므로, 2차 전사 잔류 토너는 감광 드럼(1a 내지 1c)으로 역전사되지 않고, 제4 스테이션(10d)의 1차 전사 부분(N1d)으로 순환된다. 2차 전사 잔류 토너가 1차 전사 부분(N1d)을 통과할 때까지, 통상의 1차 전사를 위한 바이어스로서의 +500 V가 제4 스테이션(10d)의 1차 전사 롤러(51d)에 인가된다. 이와 같이, 실질적으로 전체의 2차 전사 잔류 토너가 제4 스테이션(10d)의 감광 드럼(1d)으로 역전사되고, 제4 스테이션(10d)의 폐 토너 용기(62d) 내로 수집된다.
이러한 동작에 의해, 단색 모드에서, 2차 전사 잔류 토너가 전색 모드에서만 토너 화상을 형성하는 스테이션(본 실시예에서, 제1 내지 제3 스테이션)에 의해 수집되지 않도록 제어가 더 엄격하게 수행될 수 있다. 단색 모드에서 토너 화상을 형성하는 스테이션에 의해 2차 전사 잔류 토너의 전체량의 대부분을 수집함으로써, 전색 모드에서만 토너 화상을 형성하는 스테이션의 폐 토너 용기의 체적이 감소되는 상황이 방지될 수 있다. 그러므로, 단색 모드에서만의 사용에도 불구하고 카트리지 예컨대 전색 모드에서만 사용되는 황색을 위한 카트리지의 폐 토너 용기에 토너가 충전되고 이러한 카트리지가 교환되어야 하는 불편이 억제될 수 있다.
본 실시예에서, 제1 내지 제3 스테이션(10a 내지 10c)의 감광 드럼(1a 내지 1c)의 회전 동작 및 바이어스 인가 등은 단색 모드에서 실행되지 않는다. 그러므로, 감광 드럼(1a 내지 1c)의 마모 등이 방지될 수 있다. 전색 모드에서만 사용되 는 카트리지의 수명이 연장될 수 있고, 추가로 경제적으로 사용될 수 있다.
각각의 스테이션에 감광 드럼 및 중간 전사 벨트의 접촉/분리 기구를 개별적으로 제공함으로써, 2차 전사 잔류 토너가 전색 모드에서 제2 스테이션(10a)에서 집중적으로 수집되는 상황이 완화될 수 있고, 이것은 매우 바람직하다. 이 경우에, 제1 스테이션(10a)의 감광 드럼(1a)만이 전색 모드에서의 제1 스테이션(10a)에서의 1차 전사 공정의 완료 후에 중간 전사 벨트(50)로부터 분리되면, 2차 전사 잔류 토너의 일부가 하류측으로 통과하게 될 수 있다. 그러므로, 2차 전사 잔류 토너가 제1 스테이션(10a)에서 집중적으로 수집되는 상황이 억제될 수 있다. 나아가, 2차 전사 잔류 토너가 소정 시간 동안만 제2 스테이션(10b)에 의해 수집된 후, 제2 스테이션(10b)의 감광 드럼(1b)이 중간 전사 벨트(50)로부터 분리되고, 2차 전사 잔류 토너가 제3 스테이션(10c)에 의해 수집될 수 있다. 이와 같이, 제2 및 제3 스테이션(10b, 10c)에서의 폐 토너의 수집량의 균형이 유지될 수 있다. 즉, 중간 전사 벨트(50)는 1차 전사 롤러에 인가되는 바이어스가 실시예 1에서 전환될 때와 유사한 타이밍에서 제1 및 제2 스테이션(10a, 10b)의 감광 드럼(1a, 1b)으로부터 분리될 수 있고, 2차 전사 잔류 토너가 통과하게 될 수 있다.
이 경우에, 감광 드럼 및 중간 전사 벨트의 접촉/분리 기구가 접촉/분리 상태를 왕복하는 데 어떤 시간이 요구되므로, 2차 전사 잔류 토너가 통과 중인 기간 동안 접촉/분리 상태를 빈번하게 전환하기 어렵다. 감광 드럼이 1차 전사 공정 중에 중간 전사 벨트로부터 분리되면, 1차 전사가 중단되고 결함 화상이 일어나므로, 이것은 바람직하지 않다. 그러므로, 1차 전사 공정이 실행되지 않는 기간 동안 그 리고 2차 전사 잔류 토너가 통과하기 전에 2차 전사 잔류 토너가 중간 전사 벨트의 표면의 이동 방향으로의 상류측 상의 스테이션으로부터 소정 시간 동안만 수집되고 그 후 감광 드럼이 중간 전사 벨트로부터 순차적으로 분리되는 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 나아가, 1차 전사가 또 다른 스테이션에 의해 실행되는 동안에 감광 드럼 및 중간 전사 벨트의 접촉/분리 동작이 실행되면, 화상이 그 기계적 충격에 의해 교란될 우려가 있다. 그러므로, 1차 전사가 모든 스테이션에 의해 실행되지 않는 기간 동안 그리고 2차 전사가 또한 실행되지 않는 기간 동안 감광 드럼 및 중간 전사 벨트의 접촉/분리 기구가 동작하게 하는 것이 바람직하다.
중간 전사 벨트 및 감광 드럼의 분리 동작을 실행하는 경우에, 모든 1차 전사 롤러에 인가되는 바이어스가 통상의 1차 전사 시의 바이어스로 유지될 수 있거나, 바이어스의 인가가 또한 분리 동작 전후에 오프 상태로 될 수 있다. 이 경우에, 거의 동일한 전위로 감광 드럼의 표면 전위 그리고 중간 전사 벨트의 표면 전위를 설정하는 전압이 전사 유닛에 인가되고 중간 전사 벨트 및 감광 드럼의 접촉/분리 동작이 실행되는 훨씬 바람직하다. 이와 같이, 중간 전사 벨트 및 감광 드럼의 접촉/분리 동작 시에 방전이 전사 유닛과 감광 드럼 사이에서 유발되고 전기 메모리가 감광 드럼에서 생성되는 상황이 방지될 수 있다. 나아가, 활주 스크래치가 감광 드럼 상에 유발되는 것을 방지하기 위해, 감광 드럼의 표면의 이동 속도 그리고 중간 전사 벨트의 이동 속도를 동일하게 하고 중간 전사 벨트 및 감광 드럼의 접촉/분리 동작을 실행하는 것이 바람직하다. 즉, 중간 전사 벨트 또는 감광 드럼 중 어느 하나가 정지되면 다른 하나가 또한 정지되고 이들 중 하나가 회전 중이면 다른 하나가 또한 회전되는 것이 바람직하다.
위에서 언급된 것과 같이, 본 실시예에 따르면, 전색 모드 및 단색 모드에 따라 감광 드럼 및 중간 전사 벨트의 접촉/분리 상태를 변화시킴으로써, 2차 전사 잔류 토너가 제1 스테이션에 집중적으로 수집되는 상황이 억제될 수 있고, 카트리지가 경제적으로 사용될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 단색 모드에서, 전색 모드에서만 토너 화상을 형성하는 스테이션에서, 감광 드럼이 중간 전사 벨트로부터 분리된다. 그러므로, 단색 모드에서, 2차 전사 잔류 토너가 전색 모드에서만 토너 화상을 형성하는 스테이션에서 수집되는 상황이 억제되고, 전색 모드에서만 사용되는 카트리지가 경제적으로 사용될 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 대해 위에서 설명되었지만, 본 발명은 위의 실시예에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다.
예컨대, 복수의 스테이션이 Y, M, C 및 K의 색상에 대해 순서대로 배열된 경우가 실시예 1 및 2에서 예로서 도시되었지만, 제1 스테이션이 K 색상을 위한 스테이션이 아니더라도, 본 발명이 바람직하게 사용될 수 있다. 단색 모드의 생산성을 고려할 때, K 색상을 위한 스테이션이 복수의 색상의 토너 화상의 형성 순서에서 최종 스테이션인 것이 특히 바람직하다. 이러한 경우에, 제1 내지 제3 스테이션에 의해 형성되는 토너 화상의 색상의 순서가 임의의 순서로 설정될 수 있다.
폐 토너 용기가 위의 실시예들의 각각에서 프로세스 카트리지에 제공되었고 화상 형성 장치의 본체로부터 분리 가능하지만, 본 발명은 적어도 폐 토너 용기가 화상 형성 장치의 본체로부터 분리 가능하기만 하면 상당히 효과적으로 작용한다. 그러나, 폐 토너 용기가 화상 형성 장치의 본체에 고정되었고 예컨대 폐 토너 용기에 토너가 충전될 때에 토너가 소정 동작에 의해 폐 토너 용기로부터 제거 및 수집되는 경우에서도, 위에서 언급된 효과와 유사한 효과가 본 발명을 적용함으로써 얻어질 수 있다.
본 발명은 예시 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시 실시예에 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 다음의 청구의 범위의 범주에는 모든 변경 그리고 등가 구조 및 기능을 포함하도록 가장 넓은 해석이 부여되어야 한다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 형성 장치의 개략 단면 구성도.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 형성 장치의 동작을 설명하는 블록도.
도3은 2차 전사 잔류 토너의 수집 동작을 설명하는 타이밍 차트.
도4는 토너의 수집 비율의 예를 도시하는 그래프.
도5는 2차 전사 잔류 토너의 수집 동작을 설명하는 타이밍 차트.
도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 화상 형성 장치의 개략 단면 구성도.
도7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 화상 형성 장치에서 중간 전사 벨트가 제1 내지 제3 스테이션의 감광 드럼으로부터 분리된 상태를 도시하는 개략 단면 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 감광 드럼
2: 대전 롤러
3: 노광 장치
4: 현상 장치
5: 중간 전사 유닛
6: 세척 장치
10: 화상 형성 스테이션
41: 현상 롤러
42: 현상제 탱크
50: 중간 전사 벨트
51: 1차 전사 롤러
52: 2차 전사 롤러
55: 2차 전사 대향 롤러
58: 토너 대전 롤러
61: 세척 블레이드
62: 폐 토너 용기
100A: 화상 형성 장치

Claims (15)

  1. 화상 형성 장치이며,
    토너 화상을 담지하는 제1 화상 담지 부재와,
    토너 화상을 담지하는 제2 화상 담지 부재와,
    중간 전사 부재로부터 기록 재료 상으로 토너 화상을 전사하는 중간 전사 부재와,
    제1 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 정상 극성으로 대전된 토너 화상을 전사하는 제1 전사 부재와,
    제2 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 토너 화상을 전사하는 제2 전사 부재와,
    정상 극성과 반대인 극성으로 중간 전사 부재로부터 기록 재료 상으로의 토너 화상의 전사 후에 중간 전사 부재 상에 남아 있는 잔류 토너를 대전하는 대전 부재를 포함하며,
    토너 화상이 제2 화상 담지 부재 상의 토너 화상에 의해서만 복수의 기록 재료 상으로 연속적으로 형성될 때, 제2 전사 부재에 인가되는 전압의 극성과 반대인 극성의 전압이 제1 전사 부재에 인가되고, 잔류 토너가 제2 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로의 토너 화상의 전사와 동시에 중간 전사 부재로부터 제2 화상 담지 부재 상으로 전사되는 화상 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 제1 전사 부재는 제1 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 정상 극성으로 대전된 토너 화상을 전사하고, 제2 전사 부재는 제2 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 정상 극성으로 대전된 토너 화상을 전사하는 화상 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서, 제2 화상 담지 부재 상의 토너 화상은 제1 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재로 전사된 토너 화상 상으로 중첩되도록 중간 전사 부재 상으로 전사될 수 있는 화상 형성 장치.
  4. 제1항에 있어서, 중간 전사 부재의 이동 방향으로, 제2 화상 담지 부재가 제1 화상 담지 부재의 하류 상에 배열되고, 제2 화상 담지 부재의 하류 상에서, 중간 전사 부재 상의 토너 화상이 기록 재료 상으로 전사되는 화상 형성 장치.
  5. 제1항에 있어서, 토너 화상이 제1 화상 담지 부재 상의 토너 화상 그리고 제2 화상 담지 부재 상의 토너 화상을 중첩함으로써 얻어진 토너 화상에 의해 복수의 기록 재료 상으로 형성될 때, 동일한 극성의 전압이 제1 전사 부재 및 제2 전사 부재에 인가되고, 잔류 토너가 제1 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로의 토너 화상의 전사와 동시에 중간 전사 부재로부터 제1 화상 담지 부재 상으로 전사되는 화상 형성 장치.
  6. 화상 형성 장치이며,
    토너 화상을 담지하는 제1 화상 담지 부재와,
    토너 화상을 담지하는 제2 화상 담지 부재와,
    무단 중간 전사 부재로부터 기록 재료 상으로 토너 화상을 전사하는 무단 중간 전사 부재와,
    제1 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 정상 극성으로 대전된 토너 화상을 전사하는 제1 전사 부재와,
    제2 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 정상 극성으로 대전된 토너 화상을 전사하는 제2 전사 부재와,
    정상 극성과 반대인 극성으로 중간 전사 부재로부터 기록 재료 상으로의 토너 화상의 전사 후에 중간 전사 부재 상에 남아 있는 잔류 토너를 대전하는 대전 부재와,
    제2 화상 담지 부재 상의 토너 화상이 제1 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 전사된 토너 화상 상으로 중첩되도록 중간 전사 부재 상으로 전사되는 제1 모드와,
    제2 화상 담지 부재 상의 토너 화상만이 중간 전사 부재를 통해 기록 재료 상으로 전사되는 제2 모드를 포함하며,
    전사가 제2 모드에서 복수의 기록 재료 상으로 연속적으로 실행될 때, 제2 전사 부재에 인가되는 전압의 극성과 반대인 극성의 전압이 제1 전사 부재에 인가되고, 잔류 토너가 제2 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로의 토너 화상 의 전사와 동시에 중간 전사 부재로부터 제2 화상 담지 부재 상으로 전사되는 화상 형성 장치.
  7. 제6항에 있어서, 제1 전사 부재는 제1 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 정상 극성으로 대전된 토너 화상을 전사하고, 제2 전사 부재는 제2 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 정상 극성으로 대전된 토너 화상을 전사하는 화상 형성 장치.
  8. 화상 형성 장치이며,
    토너 화상을 담지하는 제1 화상 담지 부재와,
    토너 화상을 담지하는 제2 화상 담지 부재와,
    무단 중간 전사 부재로부터 기록 재료 상으로 토너 화상을 전사하는 무단 중간 전사 부재와,
    제1 전사 전압의 인가를 수용하고 제1 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 정상 극성으로 대전된 토너 화상을 전사하는 제1 전사 부재와,
    제2 전사 전압의 인가를 수용하고 제2 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 정상 극성으로 대전된 토너 화상을 전사하는 제2 전사 부재와,
    정상 극성과 반대인 극성으로 중간 전사 부재로부터 기록 재료 상으로의 토너 화상의 전사 후에 중간 전사 부재 상에 남아 있는 잔류 토너를 대전하는 대전 부재를 포함하며,
    제2 화상 담지 부재 상의 토너 화상에 의해서만 복수의 기록 재료 상으로 토너 화상을 연속적으로 형성하는 모드에서, 제1 전사 전압의 극성과 반대인 극성의 전압이 제1 전사 부재에 인가되고, 제2 화상 담지 부재 상의 토너 화상 그리고 대전 부재에 의해 대전된 잔류 토너가 제2 화상 담지 부재와 제2 전사 부재 사이 내로 진입하는 동안에 제2 전사 전압이 제2 전사 부재에 인가되는 화상 형성 장치.
  9. 화상 형성 장치이며,
    토너 화상을 담지하는 제1 화상 담지 부재와,
    토너 화상을 담지하는 제2 화상 담지 부재와,
    중간 전사 부재로부터 기록 재료 상으로 토너 화상을 전사하는 중간 전사 부재와,
    정상 극성과 반대인 극성으로 중간 전사 부재로부터 기록 재료 상으로의 토너 화상의 전사 후에 중간 전사 부재 상에 남아 있는 잔류 토너를 대전하는 대전 부재를 포함하며,
    토너 화상이 제2 화상 담지 부재 상의 토너 화상에 의해서만 복수의 기록 재료 상으로 연속적으로 형성될 때, 제1 화상 담지 부재가 중간 전사 부재로부터 분리되고, 제2 화상 담지 부재가 중간 전사 부재와 접촉되고, 잔류 토너가 제2 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로의 토너 화상의 전사와 동시에 중간 전사 부재로부터 제2 화상 담지 부재 상으로 전사되는 화상 형성 장치.
  10. 제9항에 있어서, 제2 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 전사되는 토너 화상은 정상 극성의 토너 화상인 화상 형성 장치.
  11. 제9항에 있어서, 제2 화상 담지 부재 상의 토너 화상은 제1 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재로 전사된 토너 화상 상으로 중첩되도록 중간 전사 부재 상으로 전사될 수 있는 화상 형성 장치.
  12. 제9항에 있어서, 중간 전사 부재의 이동 방향으로, 제2 담지 부재가 제1 화상 담지 부재의 하류 상에 배열되고, 제2 화상 담지 부재의 하류 상에서, 중간 전사 부재 상의 토너 화상이 기록 재료 상으로 전사되는 화상 형성 장치.
  13. 제9항에 있어서, 토너 화상이 제1 화상 담지 부재 상의 토너 화상 그리고 제2 화상 담지 부재 상의 토너 화상을 중첩함으로써 얻어진 토너 화상에 의해 복수의 기록 재료 상으로 형성될 때, 제1 전사 부재가 중간 전사 부재와 접촉되고, 제2 화상 담지 부재가 중간 전사 부재와 접촉되고, 잔류 토너가 제1 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로의 토너 화상의 전사와 동시에 중간 전사 부재로부터 제1 화상 담지 부재 상으로 전사되는 화상 형성 장치.
  14. 화상 형성 장치이며,
    토너 화상을 담지하는 제1 화상 담지 부재와,
    토너 화상을 담지하는 제2 화상 담지 부재와,
    기록 재료 상으로 토너 화상을 전사하는 무단 중간 전사 부재와,
    정상 극성과 반대인 극성으로 중간 전사 부재로부터 기록 재료 상으로의 토너 화상의 전사 후에 중간 전사 부재 상에 남아 있는 잔류 토너를 대전하는 대전 부재와,
    제1 화상 담지 부재 및 제2 화상 담지 부재가 중간 전사 부재와 접촉되고 제2 화상 담지 부재 상의 토너 화상이 제1 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로 전사된 토너 화상 상으로 중첩되도록 중간 전사 부재 상으로 전사되는 제1 모드와,
    제1 화상 담지 부재가 중간 전사 부재로부터 분리되고 제2 화상 담지 부재가 중간 전사 부재와 접촉되고 제2 화상 담지 부재 상의 토너 화상만이 중간 전사 부재를 통해 기록 재료 상으로 전사되는 제2 모드를 포함하며,
    전사가 제2 모드에서 복수의 기록 재료 상으로 연속적으로 실행될 때, 대전 부재에 의해 대전된 잔류 토너가 제2 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재 상으로의 토너 화상의 전사와 동시에 중간 전사 부재로부터 제2 화상 담지 부재 상으로 전사되는 화상 형성 장치.
  15. 제14항에 있어서, 제2 화상 담지 부재로부터 중간 전사 부재로 전사되는 토너 화상은 정상 극성의 토너 화상인 화상 형성 장치.
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