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KR100849286B1 - 전사 부재로부터의 누출 물질로 인한 결함이 없는 화상형성 장치 - Google Patents

전사 부재로부터의 누출 물질로 인한 결함이 없는 화상형성 장치 Download PDF

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KR100849286B1
KR100849286B1 KR1020070094355A KR20070094355A KR100849286B1 KR 100849286 B1 KR100849286 B1 KR 100849286B1 KR 1020070094355 A KR1020070094355 A KR 1020070094355A KR 20070094355 A KR20070094355 A KR 20070094355A KR 100849286 B1 KR100849286 B1 KR 100849286B1
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KR
South Korea
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transfer roller
image
toner
transfer
image forming
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KR1020070094355A
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Inventor
유이찌 이께다
쥰 도미네
Original Assignee
캐논 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 캐논 가부시끼가이샤 filed Critical 캐논 가부시끼가이샤
Publication of KR20070099499A publication Critical patent/KR20070099499A/ko
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Abstract

화상 형성 장치는 회전 가능한 화상 담지 부재와, 화상 담지 부재 상에 토너상을 형성하기 위한 토너상 형성 수단과, 화상 담지 부재로부터 전사 영역 내의 기록 재료 상에 토너상을 전사하기 위해, 화상 담지 부재에 접촉 가능한 전사 부재와, 전사 부재가 기록 재료 상에 토너상을 전사할 때 전사 부재에 1차 바이어스 전압을 인가하기 위한 전원과, 전사 영역 내에 기록 재료가 없을 때, 전원으로부터 전사 부재로, 1차 바이어스 전압과 동일한 극성 및 1차 바이어스 전압과 다른 극성을 갖는 2차 바이어스 전압을 인가함으로써, 화상 담지 부재로부터 전사 부재 상으로 토너상을 전사하기 위한 토너 인가 모드 작업을 실행하기 위한 실행 수단을 포함한다.
Figure R1020070094355
화상 형성, 누출 방지, 바이어스 인가, 토너 세정, 도전성 전사 부재

Description

전사 부재로부터의 누출 물질로 인한 결함이 없는 화상 형성 장치 {IMAGE FORMING APPARATUS FREE OF DEFECT DUE TO SUBSTANCES BLEEDING FROM TRANSFERRING MEMBER}
본 발명은 화상 전사 부재로부터 누출된 물질로 인한 결함이 실질적으로 없는 화상 형성 장치에 관한 것이며, 특히 화상 담지 부재에 접촉 가능한 화상 전사 부재로부터 누출된 물질이 화상 담지 부재 상에 적층되는 문제가 없는 장치에 관한 것이다.
기록 재료가 안정적으로 공급될 수 있다는 장점을 갖고 있기 때문에, 화상 담지 부재에 접촉되는 화상 전사 부재를 사용하는 화상 전사 작업은 널리 사용된다. 그러나, 이런 전사 작업의 유형은 전사 부재로부터 누출된 재료가 화상 담지 부재 상에 적층되는 문제를 가질 수 있다. 이런 문제가 발생하면, 토너상은 열화된다. 지금까지는, 전사 부재로부터의 누출된 물질이 화상 담지 부재에 부착될 때마다, 화상 담지 부재 상의 이런 물질들을 제거하는 작업이 수행된다. 이런 물질들을 제거하기 위한 방법에 관해서는, 토너의 화상이 화상 담지 부재 상에 형성되고, 이런 물질들이 형성된 토너의 화상과 함께 제거된다.
그러나, 불필요한 물질을 제거하는 작업이 수행되는 동안에는 기록재 상에 화상을 형성하는 작업이 수행될 수 없어서 화상 형성 장치의 생산성을 저하시킨다는 점에서 화상 담지 부재로부터 불필요한 물질을 제거하는 전술한 방법은 문제가 있다.
본 발명의 주 목적은 화상 담지 부재 상에 전사된 불필요한 물질을 제거하는 전술한 작업으로 인한 화상 형성 장치의 생산성 저하를 방지하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 회전 가능한 화상 담지 부재와, 상기 화상 담지 부재 상에 토너상을 형성하기 위한 토너상 형성 수단과, 전사 영역 내에서 상기 화상 담지 부재와 접촉함으로써 기록재 상에 상기 화상 담지 부재 상의 화상을 전사하기 위한 전사 부재와, 상기 전사 부재가 토너상을 기록재 상에 전사할 때 상기 전사 부재에 1차 바이어스를 인가하기 위한 전기적 동력원과, 1차 바이어스와 극성은 동일하나 그 외 속성들이 다른 2차 바이어스를 상기 전사 부재에 인가함으로써 상기 화상 담지 부재 상의 토너상이 상기 전사 부재 상에 전사되는 모드를 수행하기 위한 수단을 포함하는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예의 이후 설명의 고찰로부터 본 발명의 상기 목적과 다른 목적, 특징 및 이점이 더 명백해질 것이다.
본 발명에 따르면, 기록재가 전사 영역 내에 없을 때 수행되며, 전기적 동력원이 2차 바이어스를, 즉, 화상 담지 부재 상의 토너상을 전사 부재 상에 전사하기 위해 인가되는 1차 바이어스와 다른 바이어스를 전사 부재에 인가하여, 화상 담지 부재 상의 토너상을 전사 부재 상에 전사하는 모드를 수행하기 위한 수단을 갖는 화상 형성 장치가 제공된다.
이러한 수단을 위한 구조적 구성의 제공은 전사 부재로부터 물질이 누출되는 것을 방지할 수 있게 하여, 화상 담지 부재에 부착된 물질들을 제거하기 위한 작업이 필요 없게 한다. 따라서, 이 구성의 제공은 화상 형성 장치가 생산성에서 저하된다는 문제를 해결하였다.
본 발명에 따라, 토너 도포 모드를 실행하여 전사 롤러에 토너를 도포함에 의해 전사 롤러 표면에서의 전사 효율의 차를 적게함과 동시에 전사 롤러로부터 배어 나오는 물질(예를 들어, 첨가제)이 토너상 담지 부재에 부착하는 것을 방지하여, 농도 편차 등의 화상 불량을 저감시킬 수 있다. 또한, 종래에는 첨가제를 제거하기 위해서 토너를 사용하였는데 반해, 토너의 소비량을 저감할 수 있고, 화상 형성 장치의 작동 개시 시간을 단축할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들이 상세히 설명될 것이다. 실시예의 이하 설명에서, 도면들 중 한 도면에서의 구성 요소가 다른 도면의 구성 요소에 대한 도면 부호와 동일하면, 2개의 구성 요소는 구조 또는 기능에서 동일하며, 따라서 동일한 설명의 반복을 피하기 위해 전자만 설명될 것이다.
< 실시예 1 >
도1에 도시된 것은 본 발명이 적용될 수 있는 화상 형성 장치의 화상 형성부(P)(토너상 형성 수단)이다. 도1은 화상 형성부(P)의 개략적인 종단면도이며, 더 상세히는 내부에서 중간 전사 부재(토너상 담지 부재)로서의 중간 전사 벨 트(7)(화상 담지 부재)가 (화살표 R7으로 나타낸) 이동 방향에 평행인 수직면에서의 화상 형성부(P)의 개략적인 종단면도이다.
도면에 도시된 화상 형성부(P)에는, 드럼 형태의 전자사진 감광체(1)(이하, "감광 드럼"이라 함)가 배치된다.
이 실시예에서, 감광 드럼(1)은 100 mm/sec 의 처리 속도(원주 속도(peripheral speed))로 화살표 R1으로 나타낸 방향으로 (도시하지 않은) 구동 수단에 의해 회전 구동된다. 감광 드럼(1)의 주연 표면의 근방에는, 대전 롤러(대전 수단)(2), 노광 장치(정전 잠상 형성 수단)(3), 현상 장치(현상 수단)(4), 1차 전사 수단(5) 및 세정 장치(6)가 열거한 순서대로 개략적으로 도시되어 있다.
감광 드럼(1)이 회전 구동될 때, 감광 드럼(1)의 주연 표면은 감광 드럼(1)의 주연 표면과 접촉 유지되는 대전 롤러(2)에 의해 대전되며, 대전 롤러에 대전 바이어스가 (도시되지 않은) 대전 바이어스 인가 전원에 의해 인가된다. 그 결과, 감광 드럼(1)의 주연 표면이 소정의 극성 및 전위 레벨로 균일하게 대전된다.
감광 드럼(1)의 대전된 주연 표면의 전역에 걸쳐, 정전 잠상이 노광 장치(3)에 의해 형성된다. 노광 장치(3)는 화상 형성 데이터에 따라 레이저광의 빔(L)을 투영하고, 감광 드럼(1)은 이 레이저광의 빔(L)에 노광된다. 그 결과, 감광 드럼(1)의 대전된 주연 표면의 다수 지점으로부터 전하가 제거되어 전전 잠상을 형성한다.
정전 잠상은 주연 표면에 현상제를 담지하며 화살표 R4로 나타낸 방향으로 회전 가능한 현상 슬리브(4A)를 갖는 현상 장치(4)에 의해 현상된다. 현상 바이어 스가 (도시되지 않은) 현상 바이어스 인가 전원에 의해 현상 슬리브(4A)에 인가된다. 현상 슬리브(4A)의 주연 표면 상에 담지된 현상제 내의 토너가 현상 바이어스의 이러한 인가에 의해 정전 잠상에 부착되어, 정전 잠상을 토너로 된 화상(이하, 토너상이라 함)으로 현상한다. 또한, 이 실시예에서 사용된 토너는 고유 극성이 음이다.
전술한 처리를 통해 형성된 토너상이 1차 전사 수단(5)에 의해 중간 전사 매체로서의, 즉, 최종 전사제와 다른 전사제로서의 중간 전사 벨트(7)의 표면 상에 전사된다. 1차 전사 수단(5)은 감광 드럼(1)과 접촉 유지되는 1차 전사 롤러(접촉형 대전 부재)(5A)와, 1차 전사 롤러(5A)에 바이어스를 인가하기 위한 전사 바이어스 인가 수단(82)과, 전사 바이어스 인가 수단(82)을 제어하기 위한 제어 장치(바이어스 제어 수단)(83)를 포함한다. 1차 전사 롤러(5A)는 중간 전사 벨트(7)가 형성하는 루프(loop)의 내측면으로부터 중간 전사 벨트(7)를 가압함으로써 중간 전사 벨트(7)의 외측면을 감광 드럼(1)의 주연 표면과 접촉 유지시켜, 감광 드럼(1)의 주연 표면과 중간 전사 벨트(7) 사이에 1차 전사 닙(nucleus initialization program, nip)(N1)을 형성한다. 중간 전사 벨트(7)가 화살표 R7으로 표시된 방향으로 회전 구동될 때, 1차 전사 롤러(5A)는 중간 전사 벨트(7)의 운동에 의해 화살표 R5로 표시된 방향으로 회전하며, 전사 바이어스 인가 전원(82)으로부터 1차 전사 롤러(5A)에 1차 전사 바이어스를 인가함으로써, 1차 전사 닙(N1) 안에서 감광 드럼(1)의 주연 표면 상에 형성된 전술한 토너상이 중간 전사 벨트(7)의 외측면 상에 정전기적으로 전사(1차 전사)된다. 또한, 이 실시예에서의 1차 전사 바이어스 는 직류 전압(직류 성분)의 형태이며, 극성은 토너가 대전되는 보통의 극성(normal polarity)과는 반대 극성이다. 즉, 후술하게 될 본 발명의 이하 실시예들에서는, 토너가 대전되는 보통의 극성은 음이며, 따라서 전술한 1차 전사 바이어스의 극성은 양이다.
1차 전사 처리 동안 중간 전사 벨트(7) 상에 전사되지 않고 감광 드럼(1)의 주연 표면 상에 남은 토너(잔류 토너)가 세정 장치(6)의 세정 블레이드(6A)에 의해 제거되며, (도시하지 않은) 폐토너 용기 안으로 폐토너 반송 나사(6B)에 의해 회수된다. 주연 표면에 걸쳐 세정된 후, 감광 드럼(1)은 대전 단계로부터 시작하는 다음 화상 형성 사이클로써 사용된다.
이 실시예에서, 전술한 감광 드럼(1), 대전 롤러(2), 현상 장치(4) 및 세정 장치(6)가 (도시하지 않은) 콘테이너(8) 내에 카트리지 형태로 일체 배치되어 프로세스 카트리지(10)를 구성한다. 이 카트리지(10)는 화상 형성 장치의 (도시하지 않은)본체 내에서 착탈 가능(removably mountable)하도록 제조된다. 따라서, 예를 들어 감광 드럼(1)의 수명이 다 되어 갈 때, 카트리지(10)는 화상 형성 장치의 본체로부터 통째로 제거되어 새 것으로 교체될 수 있다.
도2에 도시된 화상 형성 장치는 4개의 화상 형성부(Pa, Pb, Pc, Pd)를 갖추고 있다. 이러한 화상 형성부(Pa, Pb, Pc, Pd)는 마젠타(M), 시안(C), 옐로우(Y), 블랙(K) 색상들의 토너상을 각각 형성한다.
이들 화상 형성부(Pa, Pb, Pc, Pd) 내에, 감광 드럼(1a, 1b, 1c, 1d), 대전 롤러(2a, 2b, 2c, 2d), 노광 장치(3a, 3b, 3c, 3d), 현상 장치(4a, 4b, 4c, 4d), 1 차 전사 롤러(5a, 5b, 5c, 5d) 및 세정 장치(6a, 6b, 6c, 6d)가 각각 배치되며, 이것들은 각각 도1의 화상 형성부(P) 내에 배치된 감광 드럼(1), 대전 롤러(2), 노광 장치(3), 현상 장치(4), 1차 대전 롤러(5) 및 세정 장치(6)이다. 이들 화상 형성부(Pa, Pb, Pc, Pd)에는, 마젠타, 시안, 옐로우 및 블랙 토너상들이 감광 드럼(1a, 1b, 1c, 1d)들 상에 각각 형성되며, 이것은 전술한 화상 형성부(P) 내에 형성된 토너상이다. 또한, 도2에서, 도1에 도시된 전사 바이어스 인가 전원(82) 및 제어 장치(83)에 상당하는 부재들은 도시하지 않았다.
이들 4개의 이색 토너상이 중간 전사 매체로서의 중간 전사 벨트(7) 상에 순차적으로 전사된다. 중간 전사 벨트(7)는 무단 형상이며, 3개의 롤러 둘레에, 즉, 구동 롤러(11), 종동 롤러(12) 및 (2차 전사 롤러에 종속하는) 종속 2차 전사 롤러(13)의 둘레에 뻗어 있다. 구동 롤러(11)가 화살표 R11으로 표시한 방향(도2에서 시계 방향)으로 회전할 때, 중간 전사 벨트(7)는 구동 롤러(11)의 회전에 의해 화살표 R7으로 표시한 방향으로 회전한다. 중간 전사 벨트(7)는 무단 형상으로, 예를 들어, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리불화비닐리덴 등의 유전체 수지로 형성된다. 2차 전사 롤러(14)는 종속 2차 전사 롤러(13)와 대향하도록 중간 전사 벨트(7)의 외측면과 접촉되게 배치된다. 2차 전사 벨트(14)와 중간 전사 벨트(7) 사이의 경계면은 2차 전사 닙(N2)을 구성한다. 1차 전사 닙(N1) 내의 각각의 1차 전사 롤러(5a, 5b, 5c, 5d)에 1차 전사 바이어스를 인가함으로써, 화상 형성부(Pa, Pb, Pc, Pd) 내의 감광 드럼(1a, 1b, 1c, 1d) 상에 각각 형성된 마젠타, 시안, 옐로우, 블랙 토너상이 중간 전사 벨트(7) 상의 층 에 전사(1차 전사)된다.
중간 전사 벨트(7) 상에 적층된 후, 4개의 이색 토너상들이 전술한 종속 2차 전사 롤러(13)에 대향하게 가압 유지된 2차 전사 롤러(14)에 의해 기록재(S) 상에 전사되며, 중간 전사 벨트(7)가 2개의 2차 전사 롤러(14, 13)들 사이에 협지된다. 따라서, 2차 전사 닙(전사 영역)(N2)이 2차 전사 롤러(전사 부재)(14)와 중간 전사 벨트(7) 사이에 형성된다. 화상 형성용 기록재(S)들이 (도시하지 않은) 급지 카세트 내에 수납되며, (모두 도시하지 않은) 급지 롤러, 반송 롤러, 반송 가이드 등을 갖는 (도시하지 않은) 용지 이송-반송 장치에 의해, 기록재들이 삐뚤어져 있는 경우 기록재들의 자세를 교정하는 한 쌍의 레지스트레이션 롤러(15) 쪽으로 반송된다. 그 다음, 각 기록재(S)는 전술한 2차 전사 닙(N2)으로 반송된다. 2차 전사 롤러(14)에는, 기록재(S)가 2차 전사 닙(N2)을 통해 이동될 때 2차 전사 바이어스가 2차 전사 롤러 바이어스 인가 전원(전기 전원)(16)으로부터 인가된다. 2차 전사 바이어스의 극성은 양이며, 즉, 토너가 대전되는 보통의 극성(음)과는 반대 극성이다. 2차 전사 바이어스 전원(16)으로부터 2차 전사 롤러(14)에 인가되는 전사 바이어스의 크기는 제어 장치(바이어스 제어 수단)(161)에 의해 제어된다. 이 전사 바이어스에 의해, 2차 전사 닙(N2)에서 중간 전사 벨트(7) 상의 4개의 이색 토너상들이 기록재(S) 상에 일시에 모두 전사(2차 전사)된다. 중간 전사 벨트(7) 상에 잔류하는 토너(잔류 토너), 즉, 2차 전사 동안 전사에 실패한 토너가 종동 롤러(12)에 대향하는 방식으로 배치된 벨트 세정기(17)에 의해 제거된다.
기록재(S) 상에 토너상을 전사(2차 전사)한 후, 기록재(S)는 대전 제거 바 늘(24)에 의해 전하가 제거되며, 화살표 R18로 표시된 방향으로 회전하는 반송 벨트(18)에 의해 정착 장치(22)로 반송된다. 정착 장치(22)는 내부에 히터(19)가 배치되는 정착 롤러(20)와, 정착 롤러(20) 상에 가압 유지되어 정착 닙이 정착 롤러와 가압 롤러(21) 사이에 형성되게 하는 가압 롤러(21)를 갖는다. 기록재(S)가 정착 닙을 통해 반송될 때, 토너상들이 정착 롤러(20)와 가압 롤러(21)에 의해 인가된 열과 압력에 적용된다. 결과적으로 토너상들은 기록재(S)의 표면에 정착된다. 토너상이 정착된 후, 기록재(S)가 화상 형성 장치의 (도시하지 않은) 본체로부터 배출되며, 기록재(S) 또는 단일 용지의 기록재 상에 4개의 이색 토너상으로 구성된 풀-컬러 화상의 형성을 종료한다.
본 실시예에서, 화상 형성 장치 본체는 구동 롤러(11)를 지나가는 전술한 중간 전사 벨트(7)의 부분의 외측 표면과 직접 대향하도록 배치된 농도 센서(농도 검출 수단)(23)를 구비한다. 농도 센서(23)는 반사형 센서이며, 발광 소자(LED)와 수광 소자로 구성된다. 중간 전사 벨트(7) 상에는, 1차 색상에 대한 기준 농도 수준을 제공하는 기준 토너상(이하, 패치라고 함)이 화상 형성부(Pa, Pb, Pc, Pd) 내에 형성된다. 농도 센서(23)는 이들 패치들에 의해 반사되는 빛의 양을 검출한다. 검출 결과들은 제어 수단(25)으로 보내진다. 제어 수단(25)은 농도 센서(23)에 의해 검출된 빛의 양에 따라 중간 전사 벨트(7) 상의 토너의 양을 계산하고, 계산 결과에 따라 (감광 드럼이 대전되는 전위 레벨, T/C 비 등의) 화상 형성 조건을 제어한다.
또한 본 실시예에서는, 도1에서 감광 드럼(1), 대전 롤러(2), 현상 장치(4) 및 세정 장치(6)가 카트리지(10) 안에 배치되어 있듯이, 감광 드럼(1a), 대전 롤러(2a), 현상 장치(4a) 및 세정 장치(6a)가 (도시하지 않은) 카트리지 형태로 콘테이너 내에 일체로 배치되어, 화상 형성 장치의 본체 내에 착탈 가능한 마젠타 색상용 프로세스 카트리지를 구성한다. 시안, 옐로우 및 블랙 색상용 프로세스 카트리지의 구조는 마젠타 색상용 프로세스 카트리지의 구조와 동일하다.
본 실시예에서 외부 첨가제들의 누출로 인한 불량 화상의 형성은 2차 전사 롤러(14)의 주연 표면 상에 토너를 균일하게 부착시킴으로써 줄일 수 있다. 이하, 이에 대해 자세히 설명한다.
본 실시예에서, 2차 전사 롤러(14)는 코어부와, 단일층의 이온-도전성 발포 스폰지, 특히, 이온-도전성 NBR(니트릴 고무) + 히드린(hydrin) 고무로 된 발포 스폰지로 구성된 롤러 프로퍼(roller proper)로 제조된다. 2차 전사 롤러는, 길이가 320 mm, 외경이 24 mm, 경도가 34°(아스카 C 스케일), 전기 저항이 1 ×108 Ω, 중간 전사 벨트(7)에 대한 접촉압이 5.0 kg이다. 여기서, 접촉압이란 중간 전사 벨트(7)가 2차 전사 롤러(14)와 종속 2차 전사 롤러(13) 사이에서 협지된 상태에서의 2차 전사 롤러(14)와 중간 전사 벨트(7) 사이의 접촉 압력을 의미한다.
2차 전사 롤러(14)가 중간 전사 벨트(7)에 가압된 상태로 장시간 방치되면, 2차 전사 롤러(14)의 실제 롤러 부분을 구성하는 NBR 및 히드린 내의 첨가제가 누출되어 중간 전사 벨트(7)에 부착된다. 중간 전사 벨트(7)로의 이들 첨가제들의 부착은 첨가제들이 부착된 중간 전사 벨트(7)의 부분의 2차 전사 효율을 감소시킨 다. 따라서, 그 중간 전사 벨트(7)가 2차 전사 롤러(14)로부터 누출된 첨가제를 담지하는 화상 형성 장치가 하프톤(halftone) 화상을 형성하는데 사용되면, 불량 하프톤 화상이, 즉, 2차 전사 롤러(14)로부터의 첨가제에 의해 오염되는 중간 전사 벨트(7)의 부분에 대응하는 위치인 불필요한 노출점(bare spot)을 갖는 하프톤 화상이 형성된다. 소위, 불필요한 노출점이 형성된다.
불필요한 노출점이 있는 화상의 이러한 형성은 화상 형성 장치 내의 2차 전사 롤러(14)가 실제로 새 것일 때 발생하기 쉽다. 그러나, 2차 전사 롤러(14)의 표면(주연 표면)을 토너로 균일하게 코팅하는 것이 하프톤 화상(하프톤 부분) 내의 전술한 화상 결함 또는 불필요한 노출점의 존재라는 심각함의 관점에서 화상 형성 장치를 개선한다는 점을 알게 되었다.
도3은 2차 전사 롤러(14)의 주연 표면 상에 형성된(놓인) 토너상(블랙 벨트)의 농도와 첨가제의 누출로 인한 농도 편차의 양 사이의 관계를 도시한다. 도3에서, 횡축은 블랙 벨트의 반사 농도를 나타내며, 세로축은 첨가제의 누출로 인한 농도 편차의 양이다.
블랙 벨트의 반사 농도는 아래와 같이 측정된다.
중간 전사 벨트(7) 상에 형성된(놓여진) 블랙 벨트(100)는 마일라 필름(Mylar film)으로 형성된 투명 테이프(101) 조각에 의해 픽업된다. 그 다음, 블랙 벨트(100)가 부착된 테이프(101)가 풀로 종이(102)에 붙혀진다. 그 다음, 블랙 벨트(100)를 갖는 종이(102)의 부분의 반사 농도(A)가 반사 농도계(입사각: 45°,반사각: 90°, 도15)로 측정된다. 그 다음, 블랙 벨트가 픽업되지 않은 테이 프(101)의 다른 조각이 풀로 종이(102)에 붙혀지고, 블랙 벨트(100)를 갖는 종이(102)의 부분의 반사 농도(B)가 측정된다. 그 다음, (A-B)값이 얻어지고, 블랙 벨트(100)의 반사 농도로 사용된다.
도3은 반사 농도가 0.6이며, 온도와 습도가 각각 30℃, 80%인 환경 하에서 10일 동안 2차 전사 롤러(14)가 중간 전사 벨트(7) 상에 가압 유지된 후 형성된 하프톤 화상의 다른 부분들과 노출점(부분) 사이의 농도차를 나타낸다. 도3으로부터 명백하겠지만, 2차 전사 롤러(14) 상에 코팅될 토너상(화상 패턴)의 농도를 변경하는 것은 노출부(bare portion)와 하프톤 화상의 나머지 부분 사이의 농도차(이하, 농도 편차라고 함)에 영향을 준다. 즉, 블랙 벨트의 반사 농도가 0.6 이상에서는, 누출로 인한 농도차가 0.03 이하인 것이 동 도면으로부터 분명하다. 일반적으로, 누출로 인한 농도 편차가 0.03 이하이면, 편차를 검출하기 어렵다. 즉, 눈에 띄지 않는다.
본 실시예에서, 반사 농도가 0.6 이상인 광폭 블랙 벨트 형태의 토너상이 감광 드럼(1d)(도2)의 주연 표면 상에 형성되고, 이 블랙 벨트가 중간 전사 벨트(7) 상에 전사된다. 그 다음, 중간 전사 벨트(7) 상의 블랙 벨트가 2차 전사 롤러(14) 상에 전사됨으로써, 2차 전사 롤러(14)의 주연 표면을 코팅한다. 즉, 화상 형성 장치는 2차 전사 롤러(14)가 토너로 코팅되는 모드로 작동할 수 있다. 그러므로, 2차 전사 롤러 코팅 모드(이하, 간단하게 코팅 모드라고 함)가 주어진다. 이 코팅 모드는 2차 전사 롤러 코팅 수단(90)에 의해 소정 타이밍으로 수행된다. 코팅 모드가 수행될 때, 어떠한 기록재(S)도 2차 전사 닙(N2) 내에 존재하지 않는다. 또 한, 본 실시예에서, 코팅 모드는 화상 형성 장치가 출시(shipped out)된 때, 그리고 2차 전사 롤러(14)가 교체되었을 때 수행된다.
도4는 2차 전사 롤러 코팅 모드에서의 작업 순서의 흐름을 도시한 흐름도이다. 화상 형성 장치가 2차 전사 롤러 코팅 모드에서 작동되기 시작하면(S1), 블랙 벨트(코팅용 토너상)가 화상 형성부(Pd), 즉, 블랙 화상(K)을 형성하기 위한 화상 형성부 내의 감광 드럼(1d) 상에 형성된다(S2). 이 블랙 벨트는 대전 롤러(2d)에 의해 수행되는 대전 프로세스, 노광 장치(3d)에 의해 수행되는 노광 프로세스 및 현상 장치(4d)에 의해 수행되는 현상 프로세스를 통해 감광 드럼(1d) 상에 형성된다. 블랙 벨트의 크기에 대해서는, 감광 드럼(1d)의 축선에 평행한 방향의 치수가 화상 형성 범위의 전체에 맞춰지고, 감광 드럼(1d)의 주연 방향의 치수가 2차 전사 롤러(14)의 원주와 같거나 크도록 블랙 벨트가 형성된다. 즉, 중간 전사 벨트(7)의 표면 상의 어디에서든 토너상(블랙 벨트)이 전사되도록, 그리고 2차 전사 롤러의 주연 표면 중 어떤 부분에서도 롤러(14)의 원주 방향에서 중간 전사 벨트(7)와 접촉 유지되도록, 그리고 (2차 전사 롤러(14)의 주연 표면 상에 어디에서든 롤러(14)의 원주 방향에서 첨가제가 부착될 것이고) 첨가제가 부착될 2차 전사 롤러(14)의 주연 표면의 부분이 블랙 벨트(토너)로 덮혀지도록 하는 크기로 블랙 벨트가 주어진다.
감광 드럼(1d) 상에 형성된 블랙 벨트는 1차 전사 롤러(5d)(도2)에 의해 중간 전사 벨트(7) 상에 정전기적으로 전사된다(도4의 S3). 도6의 상부 절반을 참조하면, 이 전사 동안 1차 전사 롤러(5d)에 인가되는 바이어스는 보통의 화상 형성 작업 동안 인가되는 1차 전사 바이어스와 같은 극성인 양이다. 그 다음, 도6의 하부 절반을 참조하면, 중간 전사 벨트(7) 상의 블랙 벨트가 2차 전사 롤러(14) 상에 정전기적으로 전사된다(도4의 S4).
블랙 벨트를 2차 전사 롤러(14)에 전사하기 위해 2차 전사 롤러(14)에 인가되는 바이어스가 +1.4 Kv인 반면, 보통의 화상 형성 작동 동안 2차 전사 롤러(14)에 인가되는 2차 전사 바이어스(14)의 직류 성분은 +2 Kv이다. 즉, 2차 전사 롤러 코팅 모드가 수행될 때 2차 전사 롤러(14)에 인가되는 바이어스의 직류 성분의 절대값은 보통의 화상 형성 동안 전사 롤러(5)에 인가되는 바이어스의 절대값보다 작다.
그 이유에 관해서는, 블랙 벨트를 전사 롤러(45) 상에 전사할 때, 보통의 화상 형성과는 달리, 감광 드럼(41)과 전사 롤러(45) 사이의 전사 닙(N) 내의 기록재(S)가 존재하지 않는다. 그러므로, 블랙 벨트가 바이어스의 인가로 만족스럽게 전사될 수 있으며, 그 절대값은 보통의 화상 전사 작업을 위해 인가된 바이어스보다 작게 된다. 정규 전사 바이어스는 적절한 양의 전사 전류가 전사 닙(N) 내에서 기록재(S)의 존재와 함께 흐르도록 설정되고, 따라서 코팅 모드가 아닌 경우 전사 닙(N) 내에 기록재(S)가 없을 때, 전사 바이어스의 절대값을 줄이는데 신중하게 된다.
2차 전사 롤러(14) 상으로의 블랙 벨트의 전사 후, 2차 전사 롤러(14) 상의 잉여 토너가 제거된다(세정 단계: 도4의 S5, 그리고 도6의 아래 절반). 더 상세히는, 우선, 정규 전사 바이어스에 대해 반대 극성(음)인 바이어스가 2차 전사 롤 러(14)에 2차 전사 롤러(14)의 완전 1회전에 대응하는 시간의 기간 동안 인가된다. 이 바이어스는 -0.7 Kv의 전위 레벨인 직류 전압이다. 그 다음, 보통의 전사 바이어스와 극성이 같은 바이어스(양)가 2차 전사 롤러(14)에 2차 전사 롤러(14)의 완전 1회전에 대응하는 시간의 기간 동안 인가된다. 이 바이어스는 직류 전압이며 전위 레벨이 +2 Kv이다. 즉, 2차 전사 롤러(14)로의 정규 전사 바이어스와 반대 극성의 바이어스의 인가 후, 2차 전사 롤러(14)에 부착된 토너의 잉여분이 2차 전사 롤러(14)로의 정규 전사 바이어스와 극성이 같은 바이어스를 인가함으로써 2차 전사 롤러(14)로부터 제거된다. 소위 이면 오염, 즉, 기록재(S)의 이면이 후술하는 화상 형성 작동에서의 2차 전사 동안 2차 전사 롤러(14) 상의 토너의 잉여분에 의해 오염되는 문제를 방지하기 위해, 2차 전사 롤러(14) 상의 토너의 잉여분이 전술한 바와 같이 제거된다. 이것은 2차 전사 롤러 코팅 모드를 종료한다(S6).
도5를 참조하여, 코팅 모드 후에, 2차 전사 롤러(14)의 주연 표면 전체가 블랙 벨트(블랙 벨트로부터의 토너)로 균일하게 코팅되어 유지된다.
본 실시예의 위 설명으로부터 명백해질 것처럼, 화상 형성 장치는 토너가 2차 전사 롤러(14)에 균일하게 부착되는 모드로 작동될 때, 중간 전사제로부터 누출된 첨가제의 부착으로 기인하는 2차 전사 롤러(14)의 주연 표면의 불균일성이 전사 효율이라는 관점에서 상당히 저감된다. 그러므로, 첨가제의 누출로 인한 화상 결함의 발생이 줄어든다. 전술한 화상 결함의 발생을 줄이는 이러한 방법은, 누출되는 첨가제를 제거하기 위해 토너를 사용하지 않는다는 점에서, 즉, 토너를 낭비하지 않으며, 또한 화상 형성 장치를 작동 개시하는데 소요되는 시간의 기간을 단축 시킨다는 점에서, 종래 기술에 따르는 어떠한 방법과도 다르다.
또한, 전술한 설명에서는, 본 실시예가 오직 직류 전압이 1차 및 2차 전사 바이어스로 인가되는 경우를 참조하여 설명되었다. 그러나, 본 실시예는 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것이 아니다. 예를 들어, 소위 복합 바이어스(compound bias), 즉, 직류 성분과 교류 성분의 조합이 1차 및 2차 전사 바이어스로써 인가될 수 있다.
< 실시예 2 >
전술한 제1 실시예에서, 본 발명은 4개의 이색 토너들을 사용하는 풀컬러 화상 형성 장치에 적용되었다. 본 실시예에서, 본 발명은 흑백 화상 형성 장치에 적용된다. 본 실시예에서, 감광 드럼은 토너상 담지 부재이다.
도7은 본 실시예에서의 화상 형성 장치의 일반적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 감광 드럼(화상 담지 부재)(41)은 원통형인 전기 도전성 기판으로 제조되며, 한 층의 광전도 물질이 기판의 주연 표면 상에 코팅된다. 감광 드럼(41)은 도면의 화살표 R41로 표시한 방향으로 회전할 수 있도록 그 축에 의해 회전 가능하게 지지된다. 감광 드럼(41)을 에워싸는 방식으로 감광 드럼(41)의 주연 표면 근방에 배치된 것은, 감광 드럼(41)의 주연 표면을 대전하기 위한 스크로트론(Scrotron) 유형의 1차 대전 장치(42)와, 화상 신호에 응답하여 대전된 감광 드럼(41)을 노광함에 따라 대전된 감광 드럼(41) 상에 정전 잠상을 형성하기 위한 노광 장치(43)와, 토너를 정전 잠상에 부착함으로써 토너상을 형성하기 위한 현상 장치(44)와, 감광 드럼(41)의 주연 표면의 전위 레벨을 검출하기 위해 현상부 근방에 배치되는 표면 전위 레벨 센서(51)와, 감광 드럼(41) 상에 형성된 토너상을 기록재(S)에 전사하기 위한 전사 롤러(전사 부재)(45)와, 전사 롤러(45)에 바이어스를 인가하기 위한 전사 바이어스 인가 전원(전기적 동력원)(85)과, 전사 바이어스 인가 전원(85)으로부터 전사 롤러(45)로 인가되는 바이어스를 제어하기 위한 제어 장치(84)와, 토너상 전사 이후 감광 드럼(41) 상에 잔류하는 토너(잔류 토너)를 제거하기 위한 세정 장치(46)와, 감광 드럼(41)의 잔류 전하를 제거하기 위한 사전-노광 램프(47) 등을 감광 드럼(41)의 회전 방향에 따라 열거된 순서대로 배치된 것이다. 이들 구성 요소들 중, 감광 드럼(41), 1차 대전 장치(42), 현상 장치(44) 및 세정 장치(46)는 (도면에서 점선으로 표시한) 카트리지 형태로 콘테이너(48) 내에 일체로 배치되어, 프로세스 카트리지(50)를 형성하는데, 감광 드럼(41)이 예를 들어 수명이 다해갈 때 카트리지(50)가 화상 형성 장치의 본체로부터 통째로 제거되어 새 것으로 교환될 수 있도록, 이 프로세스 카트리지는 화상 형성 장치의 (도시하지 않은) 본체 내에 착탈 가능하게 구성된다.
기록재(S) 상으로의 토너상의 전사 후, 기록재(S)는 감광 드럼(41)으로부터 분리되어 정착 장치(53)로 이송되며, 이 정착 장치 내에서 기록재(S) 상의 토너상이 기록재(S)에 정착된다. 즉, 소정의 인쇄가 완료된다. 그 다음, 완료된 인쇄물이 화상 형성 장치의 본체로부터 배출된다. 본 실시예에서, 전술한 현상 장치(44)는 단일 부품 유형의 현상기를 사용하는 점핑 현상 방법(jumping developing method)을 사용한다.
본 실시예의 화상 형성 장치는 화상 스캐너(70)에 의해 판독된 원고(72)의 화상에 따라 화상을 형성한다. 화상 스캐너(70)는 그 위에 원고(72)가 놓이는 원고 배치 유리판(71)과, 조명 램프(73)와, 거울들(74a, 74b, 74c)과, 렌즈(75)와, CCD(76)와, A/D 변환기(77)를 갖는다. 화상 스캐너(70)는 조명 램프(73)로 원고(72)를 주사하여 원고 배치 유리판(71) 상의 원고(72)를 읽고, 주사로 얻은 화상 형성 데이터를 CCD(76)에 의해서 전기 신호로 변환한다. 더 상세히는, 원고(72)가 조명 램프(73)에 의해 주사되면, 램프(73)로부터의 빛이 원고(72)에 의해 반사되고, 반사된 빛이 거울(73a, 73b, 73c)로부터 CCD(76) 상에 빛을 집중시키는 렌즈(75) 쪽으로 유도된다. CCD(76)로부터의 전기 신호는 A/D 변환기(77)에 의해 디지털 신호로 변환되고, 그 다음 화상 농도 레벨에 비례하는 0(00hex) 내지 255(FFhex) 범위의 256 계조에 대응하는 화상 신호로 변환된다. 화상 신호가 신호 발생부로서의 레이저 드라이버(62)에 보내지고, 레이저광의 빔이 화상 신호로 변조됨과 동시에 레이저 발진기(63)로부터 투영된다. 화상 형성 데이터를 반영하는 화상 신호로 변조되어 투영된 레이저광의 빔은 감광 드럼(41)의 대전된 주연 표면을 폴리곤 거울(64) 및 거울(52)을 통해 노광함으로써, 정전 잠상을 감광 드럼(41)의 주연 표면 상에 기록한다.
본 실시예에서, 감광 드럼(41) 상에 토너상이 완료되기까지의 화상 형성 단계들은 전술한 제1 실시예와 동일하다. 즉, 감광 드럼(41)이 1차 대전 장치(42)에 의해 음 극성으로 균일하게 대전된다. 대전된 감광 드럼(41)은 노광 장치(43)에 의해 노광되어, 감광 드럼(41) 상에 정전 잠상을 형성한다. 대전된 감광 드럼(41) 상의 정전 잠상은 음으로 대전된 토너를 사용하는 현상 장치(44)에 의해 토너 형태 의 화상으로 현상된다. 전사 롤러(45)는 감광 드럼(41)과 접촉 유지되어, 전사 닙(N)을 형성한다. 전사 닙(N)에 기록재(S)가 있는 동안 양 극성인 바이어스가 전사 바이어스 인가 전원(전기 동력원)(85)으로부터 전사 롤러(45)로 인가될 때, 감광 드럼(41) 상의 토너상이 기록재(S) 상으로 전사된다. 토너상을 전사하기 위해 전사 롤러(45)에 인가되는 바이어스는 +1 Kv이고, 전사 바이어스 인가 전원(85)으로부터 전사 롤러(45)에 인가되는 바이어스는 제어 장치(바이어스 제어 수단)(84)에 의해 제어된다.
제조 처리 중의 불균일성 때문에, 감광 드럼(41)의 대전능력(chargeability)은 변한다. 즉, 일부는 다른 것에 비해 큰 대전능력을 갖는다. 또한, 감광 드럼(41)이 얼마나 만족스럽게 대전되었는지는 1차 대전 장치(42)로부터의 전기 방전 변화 및 감광 드럼(41)의 대전능력의 변화에 의해 영향을 받으며, 이러한 변화들은 감광 드럼(41)이 사용된 시간의 기간 및 화상 형성 장치가 사용된 환경에 의해 영향을 받는다.
전술한 불균일성을 보상하기 위한 기술에 관해서는, 후술하는 기술이 알려져 있다. 감광 드럼(41)의 주연 표면의 전위 레벨을 검출하기 위한 센서(51)가 화상 형성 장치의 본체 내에 배치되고, 감광 드럼(41)의 주연 표면의 전위 레벨이 소정 레벨의 상수값으로 유지되도록 1차 대전 장치(42)의 격자(42a)에 인가되는 전압이 변한다.
표면 전위 레벨 센서(51)는 발광 소자(예를 들어, LED) 및 (발광 소자와 같이 도시되지 않은) 수광 소자로 구성된다. 감광 드럼(41) 상에는, 토너상(패치)이 형성되고, 그 농도가 농도 레벨 기준이 되는 패치에 의해 반사된 빛의 양이 표면 전위 레벨 센서(51)에 의해 판독된다. 그 다음, 감광 드럼(41) 상의 토너의 양이 감광 드럼(41) 상의 패치에 의해 반사된 빛의 판독된 양을 근거로 계산되며, (감광 드럼이 대전되는 전위 레벨, 레이저 동력 등의) 화상 형성 조건들이 계산 결과들에 의해 제어된다.
전술한 전사 롤러(45)는 금속 코어(45a) 및 이 금속 코어(45a)의 주연 표면 부근에 끼워진 롤러 형태의 탄성 부재(45b)로 형성된다. 탄성 부재(45b)는 과염소산 나트륨 등의 이온 도전성 물질, 우레탄 등의 고분자 엘라스토머, 발포 고중합체 등을 포함하는 고무 형태이다. 전사 롤러(45)의 전기 저항은 1×108 Ω이다. 전사 롤러(45)에 인가되는 전사 바이어스는 바이어스에 의해 흐르는 전류의 양이 일정하게 유지되도록 제어된다.
본 실시예에서, 전사 롤러(45)의 주연 표면이 토너로 코팅되는 모드는 화상 형성 장치가 출시되었을 때 그리고 전사 롤러(45)가 교체되었을 때 수행된다. 코팅 모드는 전사 롤러 코팅 수단(90)에 의해 수행된다.
도8은 화상 형성 장치가 전사 롤러 코팅 모드에 있을 때 수행되는 작업 순서의 흐름을 도시한 흐름도이다. 화상 형성 장치가 코팅 모드에서 작동되기 시작할 때(S11), 블랙 벨트가 도7에 도시된 감광 드럼(41) 상에 형성된다. 블랙 벨트는 1차 대전 롤러(42)에 의해 수행되는 대전 프로세스, 노광 장치(43)에 의해 수행되는 노광 프로세스 및 현상 장치(44)에 의해 수행되는 현상 프로세스를 통해 감광 드 럼(41) 상에 형성된다. 블랙 벨트의 크기에 관해서는, 감광 드럼(41)의 축선에 평행한 방향에 있어서의 치수가 감광 드럼(41)의 화상 형성 범위 전체와 대등하며, 감광 드럼(41)의 주연 방향에서의 치수는 전사 롤러(45)의 원주와 대등 또는 초과하도록 블랙 벨트가 형성된다.
감광 드럼(41) 상에 형성된 블랙 벨트는 전사 롤러(45) 상에 정전기적으로 전사된다(도8의 S13). 도9를 참조하면, 이러한 전사 동안 전사 롤러(45)에 인가되는 바이어스는 보통의 화상 형성 작업 동안에 인가되는 1차 전사 바이어스와 같은 양의 극성이다. 또한, 이 바이어스는 보통의 화상 형성 작업 동안 인가되는 전사 바이어스의 직류 성분과 같은 극성(양)이며, 그 절대값은 더 작다. 보통의 화상 형성 작업 동안 전사 롤러(45)에 인가되는 전사 바이어스의 직류 성분은 +2 Kv이고, 블랙 벨트를 전사 롤러(45) 상에 전사하기 위해 전사 롤러(45)에 인가되는 바이어스의 직류 성분은 +1.4 Kv이다. 즉, 전사 롤러 코팅 모드가 수행중일 때 전사 롤러(45)에 인가되는 바이어스의 직류 성분의 절대값은 보통의 화상 형성 동안 전사 롤러(45)에 인가되는 바이어스의 절대값보다 작은데, 그 이유는 다음과 같다. 블랙 벨트를 전사 롤러(45) 상에 전사할 때, 보통의 화상 형성과는 다르게 감광 드럼(41)과 전사 롤러(45) 사이의 전사 닙(N) 내에 기록재(S)가 없다. 따라서, 블랙 벨트는 바이어스의 인가와 함께 만족스럽게 전사될 수 있고, 이 절대값은 보통의 화상 전사 작업용으로 인가되는 바이어스의 절대값보다 작다. 즉, 전사 닙(N) 내에 기록재(S)가 있을 때에는 적합한 양의 전사 전류가 흐르도록 보통의 전사 바이어스는 설정되고, 그러므로, 이러한 전사 롤러 코팅 모드에서와 같이 기록재(S)가 전사 닙(N) 내에 없을 때에는 전사 바이어스의 절대값을 줄이는데 신중하게 된다.
전사 롤러(45) 상에 블랙 벨트를 전사한 후, 전사 롤러(45) 상의 잉여 토너가 제거되는 세정 프로세스가 수행된다(도14의 S14 및 도6 참조). 더 상세히는, 우선, 보통의 전사 바이어스에 반대 극성(음)인 바이어스가 전사 롤러(45)의 완전 1회전과 등가인 시간의 기간 동안 전사 롤러(45)에 인가된다. 이 바이어스는 전위 레벨이 -0.7 Kv이다. 그 다음, 보통의 전사 바이어스와 같은 극성인 바이어스(음)가 전사 롤러(45)의 완전 1회전과 등가인 시간의 기간 동안 전사 롤러(45)에 인가된다. 즉, 전사 롤러(45)에 보통의 전사 바이어스에 반대 극성인 바이어스를 인가한 직후에 보통의 전사 바이어스와 동일한 극성인 바이어스를 전사 롤러(45)에 인가함으로써, 전사 롤러(45)에 부착된 토너의 잉여분이 전사 롤러(45)로부터 제거된다. 전술한 바와 같이 전사 롤러(45)의 주연 표면 상의 토너의 잉여분을 제거함에 따라, 소위 이면 오염, 즉, 후속 화상 형성 작업에서의 2차 전사 동안 기록재(S)의 이면이 전사 롤러(45) 상의 토너의 잉여분에 의해 오염된다는 문제의 발생을 방지할 수 있다. 이것은 전사 롤러 코팅 모드를 종료한다(도8의 S15).
전사 롤러 코팅 모드가 수행된 후, 전사 롤러(45)의 주연 표면의 전체가 블랙 벨트로 덮힌 채로 유지, 즉, 토너로 균일하게 코팅된다.
본 실시예의 상기 설명으로부터 명백해 지듯이, 토너가 전사 롤러(45)에 균일하게 부착되는 모드에서 화상 형성 장치가 작동할 때, 전사 롤러(45)로의 전사 효율이라는 관점에서, 전사제로부터 누출되는 첨가제의 부착으로 인한 전사 롤러(45)의 주연 표면의 불균일성이 상당히 저감된다. 결과적으로, 첨가제의 누출로 인한 화상 결함의 발생이 줄어든다. 누출된 첨가제를 제거하는데 토너를 사용하지 않으며, 즉, 토너를 낭비하지 않고, 또, 화상 형성 장치를 작동 개시하는데 소요되는 시간의 기간이 더 짧다는 점에서, 전술한 화상 결함의 발생을 줄이는 이런 방법은 종래 기술에 따른 모든 방법들과 다르다.
또한, 전술한 상기 제1 및 제2 실시예에서, 본 발명이 1차 전사 바이어스, 2차 전사 바이어스 및 블랙 벨트 전사 바이어스로서 직류 전압만이 인가되는 경우를 참조하여 설명되었다. 하지만, 이들 실시예는 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 소위 복합 전압, 즉, 직류 전압과 교류 전압의 조합이 직류 전압 단독 대신 적용될 수 있다.
< 실시예 3 >
본 실시예에서, 제1 실시예에서의 것과 순서가 다른 2차 전사 롤러 세정 프로세스가 사용된다.
이하, 본 실시예를 상술한다. 또한, 본 실시예의 화상 형성부와 화상 형성 장치는 전술한 상기 실시예들과 동일하다. 즉, 이것들은 도1과 도2에 도시된 바와 같다.
도10은 2차 전사 롤러가 토너로 코팅되는 모드에 있는 화상 형성 장치의 작업의 흐름을 도시한 흐름도이다. 화상 형성 장치가 2차 전사 롤러가 토너로 코팅되는 모드에서 작동되기 시작할 때(S21), 화상 형성부(Pd), 즉, 블랙 화상(K)을 형성하기 위한 화상 형성부 내의 감광 드럼(1d) 상에 블랙 벨트가 형성된다(S22). 이 블랙 벨트는 대전 롤러(2d)에 의해 수행되는 대전 프로세스와, 노광 장치(3d)에 의해 수행되는 노광 프로세스와, 현상 장치(4d)에 의해 수행되는 현상 프로세스에 의하여 감광 드럼(1d) 상에 형성된다. 블랙 벨트의 크기에 관해서는, 감광 드럼(1d)의 축선과 평행한 방향에서는 그 치수가 화상 형성 범위 전체에 맞춰지고, 감광 드럼(1d)의 주연 방향에서는 그 치수가 2차 전사 롤러(14)의 주연에 맞춰지거나 초과하도록 블랙 벨트가 형성된다. 즉, 블랙 벨트가 중간 전사 벨트(7)의 표면 중 어디에 위치되는지와는 관계없이, 또 2차 전사 롤러의 주연 표면 중 어떤 부분이 롤러(14)의 주연 방향에서 중간 전사 벨트(7)와 접촉 유지되는지와는 관계없이, (롤러(14)의 주연 방향에서 2차 전사 롤러(14)의 주연 표면 상의 어떤 곳에서 첨가제가 부착되는지와는 관계없이) 첨가제가 부착될 2차 전사 롤러(14)의 주연 표면의 일부가 블랙 벨트로 덮여질 정도로 되게 블랙 벨트는 크기를 갖는다.
감광 드럼(1d) 상에 블랙 벨트를 형성한 후, 블랙 벨트는 1차 전사 롤러(5d)(도2 참조)에 의해 중간 전사 벨트(7) 상에 정전기적으로 전사된다(도10의 S23). 도11의 상부 절반을 참조하면, 이러한 전사 동안 전사 롤러(5d)에 인가되는 바이어스는 보통의 화상 형성 작업 동안에 인가되는 1차 전사 바이어스와 같은 양 극성이다. 그 다음, 도11의 하부 절반을 참조하면, 중간 전사 벨트(7) 상의 블랙 벨트가 2차 전사 롤러(14) 상에 정전기적으로 전사된다(도10의 S24). 이러한 전사 동안 2차 전사 롤러(14)에 인가된 바이어스는, 보통의 화상 형성 작업 동안 인가되는 2차 전사 바이어스의 직류 성분(도11의 점선)과 동일한 극성(양)을 가지며, 그 절대값은 더 작다. 보통의 화상 형성 작업 동안 2차 전사 롤러(14)에 인가되는 2차 전사 바이어스의 직류 성분은 +2 Kv이고, 블랙 벨트를 2차 전사 롤러(14) 상에 전사하기 위해 2차 전사 롤러(14)에 인가되는 바이어스는 +1.4 Kv이다. 즉, 후술하는 이유 때문에, 2차 전사 롤러 코팅 모드가 수행될 때 2차 전사 롤러(14)에 인가되는 바이어스의 직류 성분의 절대값은, 보통의 화상 형성 동안 2차 전사 롤러(14)에 인가되는 바이어스의 절대값보다 작다. 블랙 벨트를 2차 전사 롤러(14) 상에 전사할 때, 보통의 화상 형성과 달리, 중간 전사 벨트(7)와 2차 전사 롤러(14) 사이의 전사 닙(N2) 내에 기록재(S)가 없다. 따라서, 블랙 벨트가 바이어스의 인가와 함께 만족스럽게 전사될 수 있으며, 그 절대값이 보통의 화상 전사 작업을 위해 인가되는 바이어스의 절대값보다 작다. 즉, 기록재(S)가 전사 닙(N2) 내에 존재할 때 적절한 양의 전사 전류가 흐르고, 따라서, 이러한 2차 전사 코팅 모드에 있지 않을 때의 전사 닙(N2) 내에 기록재(S)가 없을 때에 2차 전사 바이어스를 줄이는데 신중하도록 보통의 전사 바이어스가 설정된다. 또한, 이온-도전성 전사 롤러의 전기 저항값은 주변 온도 및 습도에 영향을 받기 쉽다. 그러므로, 전압은 주변 온도 및 습도에 따라 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시예에서는, 블랙 벨트와 2차 전사 롤러(14) 사이의 부착을 강력하게 개선하기 위해, 2차 전사 롤러(14) 상으로의 블랙 벨트의 전사 후 2차 전사 롤러(14)의 2회 완전 회전과 등가인 시간의 기간 동안 바이어스가 연속적으로 인가된다(도10의 S25, 도11의 토너와 2차 전사 롤러 사이의 부착의 개선에 대응하는 기간).
본 실시예에서, 보통의 화상 형성 동안 2차 전사 롤러(14)에 인가되는 전사 바이어스와 반대 극성인 전사 바이어스가 2차 전사 롤러(14)가 완전 1회전하는데 필요한 시간의 기간 동안 2차 전사 롤러(14)에 인가된 후, 보통의 화상 형성 작업 동안의 2차 전사 롤러(14)에 적용되는 바이어스와 같은 극성인 전사 바이어스를 2차 전사 롤러(14)가 완전 1회전하는데 필요한 시간의 기간 동안 인가하는 것은 2차 전사 롤러(14)를 만족스럽게 세정하는데 충분하지 않음을 알 수 있다. 즉, 2차 전사 롤러(14)에 상이한 극성인 2개의 바이어스를 2회 완전 회전하는데 필요한, 또는 바이어스 당 1회 완전 회전하는데 필요한 시간의 기간 동안 2차 전사 롤러(14)에 인가하는 것은 2차 전사 롤러(14)를 만족스럽게 세정하는데 충분하지 않다.
그러므로, 본 실시예에서는, 보통의 화상 형성 작업 동안 인가되는 바이어스와 반대인 극성의 바이어스를 2차 전사 롤러(14)가 완전 1회전하는데 필요한 시간의 기간과 동일한 시간의 기간 동안 인가한 후, 그 다음, 보통의 화상 형성 작업 동안 인가된 바이어스와 동일한 극성의 바이어스를 2차 전사 롤러(14)가 완전 1회전 하는데 필요한 시간의 기간과 등가인 시간의 기간 동안 인가하는 프로세스가 2번 반복된다. 즉, 도11을 참조하면, 보통의 화상 형성 작업 동안 2차 전사 롤러(14)에 인가되는 바이어스의 반대 극성(음)의 바이어스를 인가하면서 2차 전사 롤러(14)는 완전 1회전하고, 그 다음 보통의 화상 형성 작업 동안 2차 전사 롤러(14)에 인가되는 바이어스와 같은 극성(양)의 바이어스를 인가하면서 2차 전사 롤러가 또 다른 완전 1회전을 한다. 그 다음, 2차 전사 롤러(14)는 보통의 화상 형성 작업 동안의 2차 전사 롤러(14)에 인가되는 바이어스에 반대 극성(양)의 바이어스를 인가하면서 2차 전사 롤러(14)가 다시 완전 1회전되고, 그 다음, 보통의 화상 형성 작업 동안에 인가되는 바이어스와 같은 극성(양)의 바이어스를 인가하면서 2차 전사 롤러가 또 다른 완전 1회전을 한다(도10의 S26). 이 프로세스는 2차 전 사 롤러(14) 상의 토너의 잉여분을 만족스럽게 제거하는데 충분하여, 이후의 화상 형성 작업 동안 기록재(S)의 이면 오염의 발생을 더 높은 수준의 성공으로 방지할 수 있게 한다. 이러한 작업 동안 2차 전사 롤러(14)에 인가되는 바이어스는 직류 전압이고, 보통의 화상 형성 작업 동안 인가되는 바이어스에 대한 반대 극성의 바이어스는 -700 V이고, 보통의 화상 형성 작업 동안 인가되는 바이어스와 동일한 극성의 바이어스는 +1.4 Kv이다. 이것은 2차 전사 롤러(14)가 토너로 덮혀지는 모드를 종료한다(S27). 전술한 실시예에서는 세정 작업 동안 2차 전사 롤러(14)에 전술한 2개의 바이어스를 교번식으로 인가하면서 2차 전사 롤러(14)가 바이어스 당 2회 회전하였지만, 대신, 2차 전사 롤러(14)에 전술한 2개의 바이어스를 교번식으로 인가하면서 2차 전사 롤러(14)는 3회 이상 회전될 수 있다. 또, 도14에 도시된 것은 보통의 화상 형성 작업 동안 수행되는 세정 순서이다. 보통의 화상 형성 작업에서 수행되는 세정 프로세스에서는, 흐린 화상(foggy image)의 형성을 방지하기 위해 토너가 2차 전사 롤러(14)로부터 제거된다. 그러므로, 2차 전사 롤러(14)를 세정하기 위해 2차 전사 롤러(14)에 교번식으로 인가되어야 하는데 필요한 화상 전사용 2차 전사 롤러(14)에 인가되는 바이어스의 반대 극성인 바이어스 및 화상 전사용 2차 전사 롤러(14)에 인가되는 바이어스와 같은 극성의 바이어스의 회수는 단지 1회이다.
본 실시예는 제1 실시예와 동일한 효과를 제공할 수 있다. 제1 실시예에 비해, 본 실시예는 중간 전사 벨트(7)로부터 2차 전사 롤러(14) 상에 블랙 벨트를 전사하기 위해 인가되는 전사 바이어스를 줄일 수 있게 하고, 블랙 벨트와 2차 전사 롤러(14) 사이의 부착을 강력하게 개선할 수 있게 하며, 2차 전사 롤러(14) 상의 토너의 잉여분을 더 만족스럽게 제거할 수 있게 한다.
전술한 본 실시예에서, 중간 전사제는 중간 전사 벨트(7)이다. 그러나, 중간 전사 부재로서 중간 전사 벨트(7) 대신 중간 전사 드럼을 사용하는 것이 가능하다. 중간 전사 드럼을 사용하여 구현될 본 발명의 효과는 전술한 실시예들에 의해 실현된 것들과 실질적으로 동일할 것이다.
본 발명이 본 명세서에 개시된 구조들을 참조하여 설명되었으나, 설명된 세부 사항에 한정되지 않으며, 본 출원은 이하 청구범위의 범위 또는 개선의 목적 내에 있게 될 변경 또는 수정을 포함하도록 의도된 것이다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에서의 감광 드럼과 그 주변의 일반적인 구성을 도시한 개략 종단면도이다.
도2는 본 발명의 제1 실시예에서의 화상 형성 장치의 일반적인 구성을 도시한 개략 종단면도이다.
도3은 블랙 벨트의 농도와 전사 부재로부터 누출된 후의 화상 담지 부재에 부착된 물질로 인한 농도 편차(deviation, anomaly)의 양 사이의 관계를 도시한 그래프이다.
도4는 제1 실시예에서, 2차 전사 롤러가 토너로 코팅되는 모드에서의 화상 형성 장치의 작업 흐름을 나타낸 흐름도이다.
도5는 본 발명의 제1 실시예에서의 2차 전사 롤러의 정면도이다.
도6은 제1 실시예에서, 2차 전사 롤러가 토너로 코팅되는 모드에서 1차 및 2차 전사 롤러에 바이어스가 인가되는 타이밍을 나타낸 타이밍 차트이다.
도7은 본 발명의 제2 실시예에서의 화상 형성 장치의 일반적인 구조를 도시한 개략적인 종단면도이다.
도8은 제2 실시예에서, 전사 롤러가 토너로 코팅되는 모드에서의 화상 형성 장치의 작업 흐름을 나타낸 흐름도이다.
도9는 제2 실시예에 있어서, 전사 롤러가 토너로 코팅되는 모드에서의 전사 롤러에 바이어스가 인가되는 타이밍을 나타낸 타이밍 차트이다.
도10은 제3 실시예에 있어서, 2차 전사 롤러가 토너로 코팅되는 모드에서의 화상 형성 장치의 작업 흐름을 나타낸 흐름도이다.
도11은 제3 실시예에서, 2차 전사 롤러가 토너로 코팅되는 모드에서의 1차 및 2차 전사 롤러로 바이어스가 인가되는 타이밍을 나타낸 타이밍 차트이다.
도12는 중간 전사 벨트의 측 방향 에지들 근방에 형성된 패치 검출 패턴 및 저항 검출 패턴을 나타낸 도면이다.
도13은 전사 롤러의 다른 영역보다 더 많은 양이 2차 전사 롤러의 길이 방향 단부들 근방에 토너가 부착되는 현상을 나타낸 도면이다.
도14는 보통의 화상 형성 작업에서의 세정 순서를 나타낸 그래픽 도면이다.
도15는 화상 담지 부재 상의 블랙 벨트의 반사 농도를 측정하기 위한 방법을 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1, la, lb, 1c, ld: 감광 드럼 (화상 담지 부재)
5A, 5a, 5b, 5c, 5d: 1차 전사 롤러 (전사 롤러)
7: 중간 전사 벨트 (중간 전사 매체, 토너상 담지 부재)
14: 2차 전사 롤러 (전사 롤러)
45: 전사 롤러
N: 전사 닙(nucleus initialization program, nip)
Nl: 1차 전사 닙
N2: 2차 전사 닙
S: 기록재

Claims (3)

  1. 화상 형성 장치이며,
    토너상을 담지하기 위한 화상 담지 부재와,
    상기 화상 담지 부재 상에 토너상을 형성하기 위한 토너상 형성 수단과,
    상기 화상 담지 부재로부터 닙의 기록 재료 상으로 토너상을 전사하기 위해, 상기 화상 담지 부재와 협력하여 닙을 형성하는 전사 롤러와,
    상기 전사 롤러에 전압을 인가하기 위한 전원을 포함하며,
    상기 닙의 토너상과 접촉하고 있는 상기 전사 롤러에 전압이 인가되는 토너 인가 모드에서의 작업이 실행되어 전사 롤러에 토너상을 전사하며,
    토너 인가 모드 작업 동안 상기 전사 롤러 상에 전사된 토너상은, 상기 화상 담지 부재의 주연 이동 방향에서 측정된 길이가 상기 전사 롤러의 주연 길이보다 크거나 같으며, 주연 이동 방향에 직교하는 방향에서 측정된 폭이 상기 화상 담지 부재의 화상 형성 영역의 전체 폭과 동일한 화상 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전사 롤러는 이온 도전성 재료로 제조된 부분을 포함하는 화상 형성 장치.
  3. 제2항에 있어서, 토너 인가 모드 작업에서는, 상기 전사 롤러에 인가되어 있 는 전압과 반대인 극성의 전압이 상기 전사 롤러에 공급되어 상기 전사 롤러로부터 상기 화상 담지 부재로 토너를 전사하는 화상 형성 장치.
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