본 발명의 다른 특징 및 태양은 첨부 도면을 참조한 다음의 예시적인 실시예의 상세한 설명으로부터 명백해 질 것이다.
명세서의 일부분을 형성하고 구체화하는 첨부 도면들은 그 설명과 함께 본 발명의 예시적인 실시예, 특징 및 태양을 도시하며, 발명의 원리를 설명하는 기능을 한다.
본 발명의 다양한 실시예, 특징 및 태양이 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 형성 장치 구성의 일예를 도시하고 있다.
본 실시예에 따르면, 화상 형성 장치(100)는 장치 본체(100A)로부터 분리 가능한 4개의 프로세스 카트리지(9a, 9b, 9c, 9d)를 포함한다. 프로세스 카트리지(9a, 9b, 9c, 9d)는 각각 옐로(Y), 마젠타(M), 시안(C) 및 블랙(K)의 화상을 형성하기 위해 사용된다.
프로세스 카트리지(9a 내지 9d)는 감광체로서의 유기 감광체(OPC) 드럼(1a 내지 1d), 대전 부재로서의 대전 롤러(2a 내지 2d), 감광체 드럼(1a 내지 1d) 상의 잔류 토너를 제거하는데 사용되는 클리닝 유닛(3a 내지 3d) 및 현상 유닛(8a 내지 8d)을 포함하는 일체화 카트리지이다. 현상 유닛(8a 내지 8d)은 현상 슬리브(4a 내지 4d), 비자성 1 성분 현상제(토너 : 5a 내지 5d) 및 현상제 블레이드(7a 내지 7d)를 포함한다. 프로세스 카트리지(9b 내지 9d)는 각각 색이 다른 현상제(5b 내 지 5d)를 가지는 것을 제외하고는 프로세스 카트리지(9a)와 유사한 구조를 가진다.
프로세스 카트리지(9a 내지 9d) 상방에는 노광 유닛(11a 내지 11d)이 제공된다. 각각의 노광 유닛(11a 내지 11d)은 레이저광을 스캐닝을 위해 다면경 상으로 조사시키도록 구성된 스캐너 유닛 또는 발광 다이오드(LED) 어레이를 포함한다. 화상 신호에 의해 변조된 주사 빔(12a 내지 12d)은 각각 감광체 드럼(1a 내지 1d) 상으로 조사된다.
또한, 프로세스 카트리지(9a 내지 9d) 하방에는 4개의 감광체 드럼(1a 내지 1d) 모두와 접촉하는 중간 전사 벨트(13)가 배열되어 있다. 중간 전사 벨트(13)는 2차 전사 대향 롤러(24), 구동 부재로서 구동 롤러(14) 및 인장 롤러(15)에 의해 신장 지지된다. 이들 3개의 롤러는 중간 전사 벨트(13)에 적절한 장력을 제공한다. 구동 롤러(14)의 구동에 따라, 중간 전사 벨트(13)는 감광체 드럼(1a 내지 1d)의 화살표 A에 의해 표시된 이동 방향과 동일한 화살표 B에 의해 표시된 방향으로 구동 롤러(14)와 거의 같은 속도로 이동한다.
본 실시예에 따르면, 중간 전사 벨트(13)는 1010ohm cm의 체적 저항률을 가지는 100 마이크로미터 두께의 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 벨트이다. 스트레칭 부재로서의 구동 롤러(14)는 알루미늄 심금에 카본이 도전제로서 분산되고 104ohm의 전기 저항을 가지는 두께 1.0mm의 에틸렌 프로필렌 디엔 M-클래스(EPDM: ethylene propylene diene M-class) 고무 층을 피복한 20mm 직경의 롤러이다. 스트레칭 부재로서의 인장 롤러(15)는 20mm 직경의 알루미늄 금속 봉이고 각각 한 쪽 에 대해 19.6N 그리고 총압으로 39.2N의 인장을 제공한다. 스트레칭 부재로서의 2차 전사 대향 롤러(24)는 알루미늄 심금에 카본이 도전제로서 분산되고 104ohm의 전기 저항을 가지는 두께 1.5mm의 EPDM 고무층을 피복한 20mm 직경의 롤러이다.
또한, 1차 전사 부재인 1차 전사 롤러(10a 내지 10d)는 중간 전사 벨트(13)를 사이에 두고 감광체 드럼(1a 내지 1d)과 대향하여 배열된다. 본 실시예에 따르면, 1차 전사 롤러(10) 각각은 14mm의 외경을 가지고, 107ohm의 전기 저항을 가지는 두께 4mm의 니트릴 부타디엔 고무(NBR) 발포 스폰지 탄성층을 피복한 6mm 직경의 니켈 도금 강 막대를 포함하는 롤러이다.
또한, 장치 본체(100A)는 대전 롤러(2a 내지 2d)에 바이어스 전압을 공급하는 전압 공급 유닛인 대전 바이어스 전원 유닛(20a 내지 20d), 현상 슬리브(4a 내지 4d)에 바이어스 전압을 공급하는 전압 공급 유닛인 현상 바이어스 전원 유닛(21a 내지 21d) 및 1차 전사 롤러(10a)에 바이어스 전압을 공급하는 전압 공급 유닛인 1차 전사 바이어스 전원 유닛(22a 내지 22d)을 포함한다. 중간 전사 벨트(13), 구동 롤러(14), 인장 롤러(15), 2차 전사 대향 롤러(24), 1차 전사 롤러(10a 내지 10d) 및 토너 대전 유닛(27)은 일체화된 벨트 유닛(103)을 구성한다. 벨트 유닛(103)은 장치 본체(100A)에 대하여 착탈 가능하다.
다음으로, 화상 형성 작동의 일예가 설명될 것이다. 화상 형성 작동이 개시되면, 감광체 드럼(1a 내지 1d) 및 중간 전사 벨트(13)는 소정의 프로세스 속도로 화살표 방향 A 및 B로 표시된 방향으로 회전을 시작한다. 대전 바이어스 전원 유 닛(20a)에 의해 공급되는 전력에 의해, 대전 롤러(2a)는 감광체 드럼(1a)에 대해서 그 표면을 균일한 부극성으로 대전시킨다. 이어서, 화상 정보에 대응하는 정전 잠상이 노광 유닛(11a)으로부터 주사된 주사 빔(12a)에 의해 감광체 드럼(1a) 상에 형성된다. 본 실시예에 따르면, 대전 롤러(2a)에는 대전 바이어스 전원 유닛(20a)에 의해 -1000V의 전압이 인가되어, 감광체 드럼(1a) 표면은 -500V로 전기적으로 대전된다.
현상 유닛(8a) 내의 토너(5a)는 현상 슬리브(4a)에 도포된다. 현상 슬리브(4) 상의 토너(5a)는 현상제 블레이드(7a)에 의해 소정 두께를 가지도록 조정된다. 소정 바이어스 전압이 현상 바이어스 전원 유닛(21a)으로부터 현상 슬리브(4a)로 공급된다. 감광체 드럼(1a)의 회전에 의해 감광체 드럼(1a) 위에 형성된 정전 잠상이 현상 슬리브(4a)에 도달하면, 정전 잠상은 부극성의 토너에 의해 가시화된다. 따라서, 감광체 드럼(1a) 위로는 제1 색[본 실시예에서는 옐로우(Y)]의 토너 상이 형성된다. 프로세스 카트리지(9b, 9c, 9d)의 구성은 프로세스 카트리지(9a)와 유사하기 때문에, 그 설명은 생략된다.
제어 유닛인 제어기가 각각의 대응 색상의 1차 전사 위치에 따라 지연되는 기록 신호를 출력하는 동안 노광 유닛(11a 내지 11d)에 의한 노광에 따라 정전 잠상이 각 감광체 드럼(1a 내지 1d) 상에 형성된다. 이어서, 각각의 현상 유닛(8a 내지 8d)에 의해서, 정전 잠상은 토너 상으로 현상된다. 또한, 토너의 대전 극성과 반대인 극성의 바이어스 전압이 1차 전사 바이어스 전원 유닛(22a 내지 22d)에 의해 1차 전사 롤러(10a 내지 10d)에 개별적으로 인가된다. 전술된 프로세스를 통 해, 토너 상이 중간 전사 벨트(13)에 연속적으로 전사될 수 있고, 다중 화상이 중간 전사 벨트(13) 상에 형성될 수 있다.
이어서, 화상 형성에 동기하여, 전사재 카세트(16)에 적재되어 있는 전사재(P)는 급지 롤러(17)에 의해 픽업되어 레지스트 롤러(18)로 반송된다. 그 후, 전사재(P)는 중간 전사 벨트(13) 상에 형성된 토너 상에 동기해서 중간 전사 벨트(13)와 2차 전사 롤러(25) 사이에 형성되는 접촉부로 계속 반송된다. 이어서, 토너와 역극성인 바이어스 전압이 2차 전사 바이어스 전원 유닛(26)에 의해 2차 전사 롤러(25)에 인가되어, 중간 전사 벨트(13) 상에 담지된 4색의 다중 화상이 전사재(P) 위로 일괄해서 2차 전사된다. 이러한 실시예에 따르면, 2차 전사 롤러(25)는 108ohm의 전기 저항을 가지는 두께 5mm의 NBR 발포 (스폰지) 탄성층으로 도포된 8mm 직경의 니켈 도금 강 막대를 포함하고 18mm의 외경을 가지는 롤러이다.
한편, 2차 전사가 완료된 후, 중간 전사 벨트(13) 상에 남아있는 잔류 토너는 중간 전사 벨트(13)와 접촉하는 토너 대전 유닛(27)에 의해 정극성으로 대전된다. 이어서, 각각의 1차 전사 부재(10a 내지 10d)에 정극성의 바이어스 전압이 인가되는 1차 전사 공정에 의해, 잔류 토너는 중간 전사 벨트(13) 표면으로부터 감광체 드럼(1a 내지 1d) 상으로 전사되고 클리닝 유닛(3a 내지 3d)에 의해 회수된다.
본 실시예의 화상 형성 장치에 따르면, 카본 블랙이 분산된 EPDM 고무로 이루어진 발포 스폰지 층(27b) 및 표면층으로서 수용성 나일론으로 이루어진 보호 층(27c)이 도포된 6mm 직경의 니켈 도금 강 막대(27a)를 포함하는 롤러 부재가 토 너 대전 유닛(27)으로서 사용된다. 또한, 토너 대전 유닛(27)은 토너 대전 바이어스 전원 유닛(28)에 접속된다. 전사되지 않은 잔류 토너를 정극성으로 대전하기 위해서, 2.5kVpp의 교류 전압에 중첩된 1kV의 직류 전압이 토너 대전 바이어스 전원 유닛(28)에 의해 토너 대전 유닛(27)에 인가된다.
2차 전사가 종료된 토너 상이 전사된 전사재(P)는 정착 유닛(19)으로 반송된다. 토너 상이 정착 유닛(19)에 의해 정착된 이후에, 전사재(P)는 배출부(112)로 배출된다.
도 2에 도시된 예에 도시된 바와 같이, 각각 독립한 모터(30a 내지 30d)로부터 전달된 구동력은 감속 기어(34a 내지 34d)를 통해 개별 색을 가지는 감광체 드럼(1a 내지 1d)으로 전달된다. 또한, 구동력은 감속 기어 군(40) 및 구동 롤러(14)의 일단부에 배열되는 피구동측 커플링(43)을 통해서 중간 전사 벨트(13)를 회전시키는 구동 롤러(14)로 전달된다. 중간 전사 벨트(13)는 감광체 드럼(1a 내지 1d)의 각 표면과 접촉한다. 각각의 감광체 드럼(1a 내지 1d)은 동일한 방향으로 거의 동일 속도로 회전한다.
이제, 프로세스 카트리지(9a)에 있어서 감광체 드럼(1a)으로의 구동력의 전달이 도 3에 도시된 예를 참조하여 설명될 것이다. 도시된 예에 따르면, 모터(30a)의 구동력은 감속 기어 군(34a)에 의해 감속되어 구동축(35a)에 설치된 기어(36a)를 통해 감광체 드럼(1a)으로 전달된다. 감속 기어 군(34a)은 소정의 감속비를 감속 기어 군(34a)에 제공하는 기어(34a1 내지 34a4) 및 축(34a5)을 포함한다. 감광체 드럼(1a)의 길이 방향의 일단부측에 설치된 기어(37a)는 기어(36a)와 맞물린다. 기어(37a)가 기어(36a)로부터 구동력을 받을 때 감광체 드럼(1a)은 회전을 시작한다. 감광체 드럼(1a)에 접속되어 있는 기어(37a) 및 구동축(35a)에 접속되어 있는 기어(36a)는 스퍼(spur) 기어를 사용할 수도 있다. 프로세스 카트리지(9a)가 장치 본체(100A)에 장착되는 경우, 기어(37a)는 기어(36a)와 맞물리게 된다. 삽입 방향은 감광체 드럼(1a)의 축선 방향이다. 각각의 감광체 드럼(1b 내지 1d)도 역시 동일한 구성으로 구동 전달을 수행한다.
이후, 중간 전사 벨트(13)로의 구동력의 전달이 도 4에 도시된 일예를 참조하여 설명될 것이다. 모터(31)의 구동력은 감속 기어 군(40)에 의해 감속되어, 구동축(41)에 설치된 구동측 커플링(42)을 통해서 중간 전사 벨트(13)를 회전시키는 구동 롤러(14)로 전달된다. 감속 기어 군(40)은 소정의 감속비를 감속 기어 군(40)에 제공하는 기어(40a 내지 40d) 및 축(40e)을 포함한다. 길이 방향에 있어서 구동 롤러(14)의 축(14a)의 일단부 측에 고정된 피구동측 커플링(43)은 구동측 커플링(42)에 결합된다. 피구동측 커플링(43)이 구동측 커플링(42)으로부터 구동력을 받을 때 구동 롤러(14)는 회전을 시작한다.
도 5는 구동측 커플링(42)과 피구동측 커플링(43)의 구성의 일예를 도시한다. 피구동측 커플링(43)은 구동 롤러(14)의 일단부에 제공되고, 그 측면에 삼각형의 오목부(43a)를 포함하고 있다. 오목부(43a)는 축선 방향으로 비틀어져(즉, 오목하게 되어) 있다. 또한, 구동축(41)에 배치되는 구동측 커플링(42)은 그 측면에 삼각형 볼록부(42a)를 갖고 있다. 볼록부(42a)도 축선 방향으로 비틀어져(즉, 볼록하게 되어) 있다. 따라서, 볼록부(42a)가 오목부(43a)에 끼워 맞춤되어 구동 측 커플링(42)이 회전을 시작하는 경우, 피구동측 커플링(43)에 구동력이 전달되는 동시에, 커플링이 서로를 끌어당기는 힘이 발생하게 된다. 대체 구성의 예로서, 구동측 커플링이 삼각형 오목부를 가지고 피구동측 커플링은 볼록부를 가질 수 있음에 주목하여야 한다. 즉, 한쪽 커플링이 단면이 삼각형인 돌기를 가지고 다른 커플링이 삼각형 돌기가 끼워 맞춤 가능한 단면이 삼각형인 구멍을 가지기만 하면 커플링의 형상은 제한되지 않는다.
또한, 도 14 및 도 15에 도시된 일예에 도시된 바와 같이, 구동측 커플링(42)은 개폐 도어(102)의 개폐 동작에 연동하여 구동축(41)의 축선 방향에 대하여 이동 가능하도록 구성될 수도 있다. 도 7의 일예에 도시된 바와 같이, 개폐 도어(102)는 장치 본체(100A)에 설치된 개구(101, 도 1 참조)가 폐쇄된 폐쇄 상태와 개구(101)가 개방된 개방 상태 중 하나를 취하는 것이 가능한 방식으로 장치 본체(100A)에 이동 가능하게 설치되어 있다. 개구(101)는 예를 들어, 임의의 프로세스 카트리지(9a 내지 9d)가 분리되거나, 중간 전사 벨트(13)를 포함하는 벨트 유닛(103)이 교환되거나, 혹은 잼(jammed) 용지가 제거될 때 사용될 수도 있다.
도 14에 도시된 일예에 도시된 바와 같이, 개폐 도어(102)가 폐쇄되는 경우, 구동측 커플링(42)과 본체 프레임(100F) 사이에 설치된 스프링(44)에 의해 힘이 화살표 C 방향으로 구동측 커플링(42)에 가해진다. 따라서, 구동측 커플링(42) 및 피구동측 커플링(43)은 모터(31)의 구동력이 피구동측 커플링(43)에 전달 가능한 방식으로 접속될 수도 있다. 그리고, 도 15에 도시된 일예에 도시된 바와 같이, 개폐 도어(102)가 개방되면, 플랜지부(42c)가 가압됨으로써, 해제 부재(45)가 화살표 D에 의해 표시된 방향으로 이동한다. 이러한 이동에 따라서, 구동측 커플링(42)은 피구동측 커플링(43)과의 계합이 해제되는 해제 위치로 이동한다. 구동측 커플링(42)과 피구동측 커플링(43)의 결합부는 "D 형상"이다. 구동측 커플링(42)은 구동축(41)의 축선 방향으로 이동 가능하지만, 구동축(41)의 회전은 구동측 커플링(42)으로 전달된다.
개폐 도어(102)가 개방 상태로부터 폐쇄되는 경우, 화살표 E에 의해 표시된 방향으로 스프링(44)에 의해 힘이 구동측 커플링(42)에 가해진다. 그러나, 본 실시예에 있어서 오목부(43a)와 볼록부(42a)는 도 5에 도시된 일예에 도시된 바와 같이 단면이 삼각형이기 때문에, 볼록부(42a) 및 오목부(43a)의 위상이 맞지 않으면, 도 16에 도시된 일예에 도시된 바와 같이, 구동측 커플링(42)의 단부면(42b)은 피구동측 커플링(43)의 단부면(43b)과 접촉하게 되어, 커플링은 접촉 위치에 있게 될 것이다. 구동측 커플링(42)이 최대각으로 120도 회전하는 경우, 오목부(43a)와 볼록부(42a)의 위상 각도가 일치하여, 볼록부(42a)가 오목부(43a)와 끼워 맞춤된다. 이러한 방식으로, 구동측 커플링(42) 및 피구동측 커플링(43)은 계합 위치에 있게 된다.
도 17의 일예에 도시된 블록도에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 제어 유닛인 제어기(104)는 대전 바이어스 전원 유닛(20a 내지 20d), 1차 전사 바이어스 전원 유닛(22a 내지 22d), 2차 전사 바이어스 전원 유닛(26), 토너 대전 바이어스 전원 유닛(28), 모터(30a 내지 30d, 31) 및 개폐 도어(102)가 개방되었는지 여부를 검출하도록 구성된 센서(105)에 전기적으로 접속되어 있다.
본 실시예의 화상 형성 장치(100)에 따르면, 중간 전사 벨트(13), 전사 롤러(10a 내지 10d) 및 대전 롤러(2a)의 저항값이 환경에 따라 변하기 때문에, 화상 형성 작동 전에 준비 동작이 수행될 수도 있다. 준비 동작은 인가될 바이어스 전압이 보정되는 동작이다. 이러한 준비 동작은 개폐 도어(102)가 개폐될 때나 화상 형성 장치(100)의 전원이 턴온 될 때 수행될 수도 있다.
그러나, 상술한 바와 같이 구동측 커플링(42)의 이동은 개폐 도어(102)의 동작과 연동하여 이루어지기 때문에, 개폐 도어(102)가 개방되면 구동측 커플링(42)은 해제 위치로 이동한다. 반면, 개폐 도어(102)가 폐쇄되면 구동측 커플링(42)은 역시 이동하지만, 피구동측 커플링(43)과의 위상이 맞지 않는 경우에는 접촉 위치에 위치하게 된다.
이러한 상태에서, 준비 단계에 있어서 모터(30a 내지 30d, 31)의 구동력이 중간 전사 벨트(13)에 전달되기 이전에 감광체 드럼(1a 내지 1d)에 전달될 경우에는, 중간 전사 벨트(13)는 회전하지 않으면서 감광체 드럼(1a)은 회전하게 된다. 이 경우에는, 대전 롤러(2a)에 바이어스 전압이 인가되면, 감광체 드럼(1a) 표면과 중간 전사 벨트(13) 사이에 전위차가 발생해서, 감광체 드럼(1a)이 중간 전사 벨트(13)에 정전적으로 흡착되게 만들 수도 있다. 그 때문에, 감광체 드럼(1a)은 중간 전사 벨트(13)가 그 운동과 동일 방향을 따르도록 만들 수도 있다. 따라서, 중간 전사 벨트(13)가 회전할 수도 있다. 이러한 회전은 피구동측 커플링(43)이 배열되어 있는 구동 롤러(14)도 회전되게 만든다. 그 결과, 구동측 커플링(42)이 피구동측 커플링(43)과 위상이 맞지 않는 상태[즉, 구동측 커플링(42)과 피구동측 커 플링(43)의 비결합 상태]가 계속될 수도 있다. 따라서, 화상 형성 장치(100)의 화상 형성 작동이 시작되는 경우에도, 중간 전사 벨트(13)는 감광체 드럼(1a)에 흡착된 상태에서 회전할 수도 있고, 이러한 상태에서 감광체 드럼(1a)에 토너 상이 형성되게 될 것이다.
토너 상이 중간 전사 벨트(13)와 감광체 드럼(1a)의 닙부에 도달할 때, 토너 상의 작용에 의해 감광체 드럼(1a)과 중간 전사 벨트(13) 사이의 흡착력이 감소된다. 따라서, 감광체 드럼(1a)과 중간 전사 벨트(13) 사이의 정전 흡착에 의한 중간 전사 벨트(13)의 회전이 정지될 수도 있지만, 감광체 드럼(1a)으로부터 중간 전사 벨트(13)로의 토너 상의 전사는 계속된다. 이어서, 모터(31)에 의해 발생되는 구동력에 따라 회전하고 있는 구동측 커플링(42)의 위상 각도가 정지하고 있는 피구동측 커플링(43)의 위상 각도와 맞게 될 수도 있다. 이에 의해, 커플링(42, 43)이 결합되어 계합 위치로 이동한다. 이어서, 구동 롤러(14)는 모터(31)의 구동력을 받아서 회전하기 시작한다. 이러한 상태에서, 토너 상이 중간 전사 벨트(13)에 중첩되어 전사됨으로써 결함 있는 화상이 발생 될 수도 있다.
또한, 준비 단계에서 모터(30a 내지 30d, 31)의 구동력이 중간 전사 벨트(13)에 전달되기 이전에 감광체 드럼(1a 내지 1d)에 전달되고 대전 롤러(2a)에 바이어스 전압이 인가되는 경우도 유사한 상태가 발생할 수도 있다. 즉, 감광체 드럼(1a)의 표면이 대전되면, 감광체 드럼(1a)의 표면과 중간 전사 벨트(13) 사이에 전위차가 발생할 수도 있어서, 감광체 드럼(1a)이 중간 전사 벨트(13)를 정전적으로 흡착하게 할 수도 있다. 따라서, 감광체 드럼(1a)은 중간 전사 벨트(13)가 동일 방향으로 그 운동을 따르도록 할 수도 있다. 따라서, 중간 전사 벨트(13)가 회전할 수도 있다. 이러한 회전은 피구동측 커플링(43)이 설치되어 있는 구동 롤러(14)도 회전하게 한다. 그 결과, 구동측 커플링(42)이 피구동측 커플링(43)과 위상이 맞지 않는 상태[즉, 구동측 커플링(42)이 피구동측 커플링(43)의 비결합 상태]가 계속될 수도 있다. 따라서, 중간 전사 벨트(13)가 감광체 드럼(1a)에 흡착된 상태로 회전하는 동안 감광체 드럼(1a)에 토너 상이 형성될 수도 있다.
토너 상이 중간 전사 벨트(13)와 감광체 드럼(1a) 사이의 닙부에 도달할 때에, 토너 상의 작용에 의해 감광체 드럼(1a)과 중간 전사 벨트(13) 사이의 흡착력이 감소될 수도 있다. 따라서, 감광체 드럼(1a)과 중간 전사 벨트(13) 사이의 정전 흡착에 의한 중간 전사 벨트(13)의 회전이 정지될 수도 있지만, 감광체 드럼(1a)으로부터 중간 전사 벨트(13) 상으로의 토너 상의 전사는 계속될 수도 있다. 이어서, 모터(31)에 의해 발생되는 구동력에 따라 회전하고 있는 구동측 커플링(42)의 위상 각도가 회전하고 있지 않은 피구동측 커플링(43)의 위상 각도와 맞게 될 수도 있다. 그 결과, 커플링(42, 43)은 결합되어 계합 위치로 이동한다. 이어서, 구동 롤러(14)는 모터(31)의 구동력을 받아서 회전하게 된다. 이러한 상태에서, 중간 전사 벨트(13)에 토너 상이 중첩되어 전사됨으로써, 결함 있는 화상이 발생될 수도 있다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 모터(30a 내지 30d, 31)가 시동된 후에, 피구동측 커플링(43)과 구동측 커플링(42)의 결합을 위한 시간인 결합 시간 동안 1차 전사 롤러(10a 내지 10d)에 바이어스 전압이 인가되지 않는다. 즉, 제어기(104)는 모터(31)를 구동시켜서 구동측 커플링(42)을 계합 위치로 이동시키고, 모터(31)의 구동력이 피구동측 커플링(43)에 전달된 후에, 제어기(104)는 전압 인가 유닛인 1차 전사 바이어스 전원 유닛(22a 내지 22d) 각각을 제어하여 각각의 전사 롤러(10a 내지 10d)에 전압이 인가되도록 한다.
구체적인 제어가 지금부터 도 6a 및 도 6b에 도시된 일예를 참조하여 설명될 것이다. 화상 형성 장치(100)의 전원이 턴온되거나, 개폐 도어(102)가 개방 상태로부터 폐쇄되면, 제어기(104)는 화상 형성 장치(100)의 화상 형성 작동을 시작하는 인쇄 신호를 수신하는 준비 동작을 수행한다. 예를 들면, 중간 전사 벨트(13), 전사 롤러(10a 내지 10d) 및 대전 롤러(2a 내지 2d) 각각의 저항값은 화상 형성 장치(100)의 사용 환경에 따라 변화할 수도 있다. 따라서, 전사 롤러(10a 내지 10d) 및 대전 롤러(2a 내지 2d)에 인가될 최적의 바이어스 전압이 이러한 준비 동작에서 결정될 수도 있다. "화상 형성 장치(100)의 전원이 턴온된 상태"는 대전 바이어스 전원 유닛(20a 내지 20d), 1차 전사 바이어스 전원 유닛(22a 내지 22d), 2차 전사 바이어스 전원 유닛(26) 및 토너 대전 바이어스 전원 유닛(28)이 상용 전원과 전기적으로 접속된 상태이다. 또한, 일반적으로 개폐 도어(102)는 예를 들어, 임의의 프로세스 카트리지(9a 내지 9d)가 분리되거나, 중간 전사 벨트(13)를 포함하는 벨트 유닛(103)이 교환되거나 또는 용지 잼이 처리될 때 개방될 수도 있다.
제어기(104)는 전원이 턴온되거나 개폐 도어(102)가 폐쇄되고 Tm 시간 후, 모터(30a 내지 30d, 31)를 구동하는 신호를 출력한다. 또한, 제어기(104)는 모터(30a 내지 30d, 31)를 시동시키는 신호가 출력되고 Td 시간 후에 1차 전사 롤러(10a 내지 10d)에 전압 인가를 시작하기 위해 1차 전사 바이어스 전원 유닛(22a 내지 22d)에 대하여 전압 인가를 시작하는 신호를 출력한다. 여기서, 시간 Td는 피구동측 커플링(43)에 구동측 커플링(42)을 결합시키기 위한 최대 시간인 최대 결합 시간(Tc)보다도 긴 시간이다. 본 실시예에 따르면, 최대 결합 시간(Tc)은 오목부(43a)와 볼록부(42a)가 삼각형이기 때문에, 구동측 커플링(42)이 최대로 대략 120도 회전하기 위한 시간이다. 프로세스 스피드 Vps(mm/sec)가 중간 전사 벨트(13)의 두께의 중간 지점을 사용하여 정의되면, 본 실시예의 구동 롤러(14)의 외경이 20mm이기 때문에, T는 1000×120/360×(20∏+50/1000)/Vps(msec) 이상이 된다. 또한, 1차 전사 롤러(10a 내지 10d)로의 전압 인가가 시작되고 Ts 시간 후에, 모터(30a 내지 30d, 31)는 정지되고 1차 전사 롤러(10a 내지 10d)로의 전압 인가가 정지된다. 이어서, 제어기(104)는 인쇄 신호 대기 상태로 진입하여 화상 형성을 위해 사용되는 인쇄 신호를 수신할 때까지 대기할 수도 있다.
본 실시예의 구성에 따르면, 프로세스 카트리지(9a)가 장치 본체(100A)에 장착되는 경우, 감광체 드럼(1a)의 일단부에 설치된 기어(37a)는 본체측 상의 기어(36a)와 맞물린다. 그러나, 전술된 바와 같이 몇몇 경우에 있어서는 도 16에 도시된 일예에 도시된 구동측 커플링(42)의 단부면(42b)은 구동 롤러(14)에 설치된 피구동측 커플링(43)의 단부면(43b)과 접촉하고, 따라서 개폐 도어(102)가 개방 상태로부터 폐쇄될 때 커플링은 결합되지 않는다. 이러한 경우에 있어서, 감광체 드럼(1a)은 중간 전사 벨트(13)보다 먼저 회전을 시작한다. 따라서, 모터(30a, 31)가 시동된 이후 1차 전사 바이어스 전원 유닛(22a)에 의한 1차 전사 롤러(10a)로의 바이어스 전압 공급이 시작되게 된다. 이러한 방식으로, 감광체 드럼(1a) 표면과 중간 전사 벨트(13) 사이의 전위차에 의해 발생되는 정전 흡착력에 기인하여 중간 전사 벨트(13)가 감광체 드럼(1a)에 흡착되는 것이 방지될 수 있다. 중간 전사 벨트(13)가 흡착되지 않고 구동 롤러(14)도 중간 전사 벨트(13)의 회전에 영향을 받지 않기 때문에, 구동측 커플링(42)은 구동측 커플링(42)이 최대로 120도를 넘어 회전하기 이전에 피구동측 커플링(43)과 결합된다.
전술한 준비 동작이 종료되면, 피구동측 커플링(43) 및 구동측 커플링(42)은 일반적으로 서로 확실하게 결합되어 있다. 이는 화상 형성 작동에 있어서의 처리량 향상에 도움을 준다. 또한, 확실하게 결합된 커플링에 기초하여 화상 형성 작동이 개시되므로, 커플링의 결합 불량에 기인하는 결함 화상의 발생이 방지될 수 있다.
1차 전사 롤러(10a)로의 전압 인가가 전술되었기 때문에, 이후 대전 롤러(2a)로의 전압 인가 타이밍이 도 25a 및 도 25b에 도시된 예를 참조하여 설명될 것이다. 모터(30a, 31)를 시동시키기 위한 신호가 출력되는 것과 동시에 대전 롤러(2a)에 전압이 인가되는 경우, 대전 롤러(2a)에 의해 대전되는 감광체 드럼(1a) 부분은 소정 시간 Te 더 빨리 감광체 드럼(1a)이 중간 전사 벨트(13)와 접촉하는 위치에 도달할 수도 있다. 이때에, 감광체 드럼(1a)과 중간 전사 벨트(13) 사이의 전위차에 의해 발생되는 정전 흡착력에 의해, 중간 전사 벨트(13)는 감광체 드럼(1a)에 흡착될 수도 있다. 이를 방지하기 위해서, 모터(30a, 31)를 시동시키는 신호가 출력된 이후, 대전 롤러(2a)로의 전압 인가가 개시된다. 이러한 방식으로, 중간 전사 벨트(13)는 감광체 드럼(1a)에 흡착되는 것이 방지될 수 있다. 즉, 1차 전사 바이어스 전원 유닛(22a)에 의한 1차 전사 롤러(10a)로의 전압 인가는 모터(30a, 31)가 시동 된 후 피구동측 커플링(43)과 구동측 커플링(42)의 결합 시간 동안 시작되지 않는다.
그러나, 대전 바이어스 전원 유닛(20a)에 의해 대전 롤러(2a)로 전압이 인가되는 경우, 대전 롤러(2a)에 의해 대전된 감광체 드럼(1a) 부분은 감광체 드럼(1a)이 중간 전사 벨트(13)와 접촉하는 위치에 도달하는데 시간 Te가 걸린다. 이는 모터(30a, 31)를 시동시키는 신호가 출력된 이후 대전 롤러(2a)로의 전압 인가가 시작되는 타이밍(Tf)이 모터 시동 후 피구동측 커플링(43)과 구동측 커플링(42)의 최대 결합 시간인 시간 Tc로부터 시간 Te를 빼서 얻어지는 시간이 경과된 후가 되도록 설정될 수도 있음을 의미한다. 또한, 제어기(104)는 모터(30a, 31)가 시동 된 후 피구동측 커플링(43)에 구동력이 전달될 때까지 대전 롤러(2a)에 의해 대전된 감광제 드럼(1a) 부분이 중간 전사 벨트(13)와 접촉하는 위치에 도달하지 않게 하기 위해, 대전 바이어스 전원 유닛(20a)이 대전 롤러(2a)로의 전압 인가를 개시하도록 제어할 수도 있다. 환언하면, 제어기(104)는 구동측 커플링(42)이 계합 위치로 이동되도록 모터(31)를 구동시키고, 모터(31)의 구동력에 의해 구동력이 피구동측 커플링(43)에 전달된 후에 대전 롤러(2a)에 의해 대전된 감광체 드럼(1a) 부분이 중간 전사 벨트(13)와 접촉하는 위치에 도달하게 하기 위해 대전 바이어스 전원 유닛(20a)이 대전 롤러(2a)에 전압을 인가하도록 제어할 수도 있다.
예를 들어, 개폐 도어(102)는 전원이 턴오프된 동안 개폐될 수 있기 때문에, 전술된 제어는 전원이 턴온되었을 때 수행될 수도 있다. 본 실시예에 따르면, 모터(30, 31)를 시동시키는 신호가 출력되고 소정 시간 후에 대전 롤러(2) 및 1차 전사 롤러(10) 중 적어도 하나에 전압이 인가된다. 그러나, 모터(30, 31)를 시동시키는 신호가 출력되고 소정 시간 후에 대전 롤러(2) 및 1차 전사 롤러(10) 모두에 전압이 인가될 수도 있다.
이하, 본 발명의 제2 실시예가 설명될 것이다.
본 실시예에 따르면, 제1 실시예의 것과 유사한 구성 요소는 동일 부호로 표시되고 그 설명은 생략된다.
제1 실시예에 따르면, CMYK 색상용 감광체 드럼(1a 내지 1d)에 대해 독립된 모터(30a 내지 30d)가 개별적으로 제공되고, 중간 전사 벨트(13)의 구동 롤러(14)에 대해 모터(31)가 제공된다.
도 8에 도시된 일예에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 감광체 드럼(1a 내지 1d) 및 구동 롤러(14)는 공통 모터(70)에 의해 구동된다. 구동력은 감속 기어 군(71a 내지 71d)을 통해서 모터(70)로부터 감광체 드럼(1a 내지 1d)으로 전달된다. 또한, 구동력은 감속 기어 군(72)을 통해서 모터(70)로부터 중간 전사 벨트(13)의 구동 롤러(14)로 전달된다. 중간 전사 벨트(13)는 그 각각이 동일한 방향으로 거의 동일 속도에서 회전하고 있는 감광체 드럼(1a 내지 1d)의 표면과 접촉하고 있다.
다음으로, 프로세스 카트리지(9a)의 감광체 드럼(1a)으로의 구동력의 전달이 도 9를 참조하여 상세하게 설명될 것이다. 모터(70)의 구동력은 감속 기어 군(71) 및 본체 커플링(81)을 통해 감광체 드럼(1a)의 축(1a1)의 일단부에 설치된 드럼 커플링(82)으로 전달되어, 감광체 드럼(1a)으로 전달되게 된다. 모터(70)의 구동력은 감속 기어 군(71)에 의해 감속되고 구동축(80)의 단부에 설치된 본체 커플링(81)을 통해서 드럼 커플링(82)에 전달되어 감광체 드럼(1a)까지 전달되게 된다. 감속 기어 군(71)은 기어(71a 내지 71d) 및 축(71e)을 포함하고, 소정의 감속비를 가지도록 구성된다. 감광체 드럼(1a)의 길이 방향의 일단부에 고정된 드럼 커플링(82)은 본체 커플링(81)에 결합된다. 드럼 커플링(82)이 본체 커플링(81)으로부터 구동력을 받으면 감광체 드럼(1a)은 회전을 시작한다.
도 18은 본체 커플링(81) 및 드럼 커플링(82)의 구성의 일예를 도시한다. 본체 커플링(81)은 구동축(80)의 일단부에 배치되어 있고, 그 측면에 삼각형의 볼록부(81a)를 갖고 있다. 볼록부(81a)는 축선 방향으로 비틀어져(즉, 볼록하게 되어) 있다. 또한, 감광체 드럼(1a)에 제공되는 드럼 커플링(82)은 그 측면에 삼각형의 오목부(82a)를 갖는다. 오목부(82a)도 축선 방향으로 비틀어져(즉, 오목하게 되어) 있다. 따라서, 볼록부(81a)가 오목부(82a)와 끼워 맞춤되면, 본체 커플링(81)이 회전을 시작하고, 드럼 커플링(82)으로 구동력이 전달되는 동시에 커플링을 서로 끌어들이는 힘이 발생하게 된다. 또한, 감광체 드럼(1b 내지 1d) 각각에 관해서도 동일한 구성에 따라 구동력이 전달된다. 다르게는, 본체 커플링이 삼각형 오목부를 갖고, 드럼 커플링이 삼각형 볼록부를 가질 수 있다. 즉, 일 커플링이 단면이 삼각형인 돌기를 가지고 다른 커플링이 삼각형 돌기가 끼워 맞춤 가능한 단면이 삼각형인 구멍을 가지기만 하면 커플링의 형상에는 제한이 없다.
또한, 도 19 및 도 20에 도시된 일예에 도시된 바와 같이, 본체 커플링(81)은 개폐 도어(102)의 개폐 동작에 연동하여 구동축(80)의 축선 방향에 대하여 이동 가능하도록 구성될 수도 있다. 도 19에 도시된 일예에 도시된 바와 같이, 개폐 도어(102)가 폐쇄되면, 본체 프레임(200F)과 본체 커플링(81) 사이에 설치된 스프링(145)에 의해 화살표 F에 의해 표시된 방향으로 본체 커플링(81)에 힘이 가해진다. 따라서, 본체 커플링(81) 및 드럼 커플링(82)은 모터(70)의 구동력이 드럼 커플링(82)에 전달될 수 있는 방식으로 결합될 수도 있다. 또한, 도 20에 도시된 일예에 도시된 바와 같이, 개폐 도어(102)가 개방되면, 플랜지부(81c)가 압박되어서 해제 부재(145)는 화살표 G에 의해 표시된 방향으로 이동한다. 이러한 이동에 따라서, 본체 커플링(81)은 드럼 커플링(82)과의 계합이 해제되는 해제 위치로 이동한다. 구동축(80)의 본체 커플링(81)과의 결합부는 "D 형상"이다. 본체 커플링(81)은 구동축(80)의 축선 방향으로 이동 가능할 수도 있고, 구동축(80)의 회전이 본체 커플링(81)으로 전달될 수도 있다.
개폐 도어(102)가 개방 상태로부터 폐쇄되면, 스프링(144)에 의해 드럼 커플링(82)의 방향으로 본체 커플링(81)에 힘이 가해진다. 그러나, 볼록부(81a) 및 오목부(82a)는 도 18에 도시된 일예에 도시된 바와 같이 단면이 삼각형이기 때문에, 볼록부(81a) 및 오목부(82a)의 위상 각도가 맞지 않는 경우, 도 21에 도시된 일예 도시된 바와 같이 본체 커플링(81)의 단부면(8lb)은 드럼 커플링(82)의 단부면(82b)과 접촉하게 된다. 따라서, 본체 커플링(81) 및 드럼 커플링(82)은 접촉 위치에 놓여 지게 된다. 본체 커플링(81)이 120도의 최대 각도로 회전하면, 볼록부(81a)와 오목부(82a)의 위상 각도가 맞추어 질 수 있어서, 볼록부(81a)는 오목부(82a)와 끼워 맞춤 될 수도 있다. 이러한 방식으로, 본체 커플링(81)은 드럼 커플링(82)에 결합된다. 본체 커플링(81) 및 드럼 커플링(82)은 계합 위치에 놓여 지게 된다.
또한, 도 10에 도시된 일예에 도시된 바와 같이, 모터(70)의 구동력은 감속 기어 군(72) 및 구동측 커플링(91)을 통해 중간 전사 벨트(13)를 구동시키는 구동 롤러(14)의 일단부에 제공되는 피구동측 커플링(92)으로 전달된다. 이러한 방식으로, 구동력이 구동 롤러(14)로 전달된다. 감속 기어 군(72)은 가속 기어 군(72)에 소정의 감속비를 제공하는 기어(72a 내지 72d) 및 축(72e)을 포함한다.
도 11은 구동측 커플링(91) 및 피구동측 커플링(92)의 구성의 일예를 도시한다. 구동측 커플링(91)은 구동축(81)의 일단부에 배치되어 있고, 그 측면에 삼각형의 볼록부(91a)를 갖는다. 또한, 구동 롤러(14)의 일단부에 배치되는 피구동측 커플링(92)은 그 측면에 삼각형의 오목부(92a)를 갖는다.
또한, 구동측 커플링(91)과 피구동측 커플링(92)이 360도의 위상 각도에서 결합되도록, 구동측 커플링(91)의 볼록부(91a)는 그 측면에 형성되는 돌기(91c)를 포함한다. 또한, 피구동측 커플링(92)은 홈(92b)을 포함한다. 돌기(91c)는 홈(92b)에 끼워 맞춤된다. 구동측 커플링(91)과 피구동측 커플링(92)이 결합되면, 구동측 커플링(91)의 회전에 의해 구동력이 피구동측 커플링(92)으로 전달된다.
다음, 도 22a 내지 도22c 및 도 23a 내지 도 23c를 참조하여, 구동측 커플링(91)의 상세 구성의 예가 설명될 것이다. 도 22a는 결합 상태에 있어서 구동측 커플링(91)과 피구동측 커플링(92)의 길이 방향을 따라 취한 단면도이다. 또한, 도 22b는 도 22a의 선 Sa-Sa를 따라 취한 단면도이다. 또한, 도 22c는 도 22a의 선 Sb-Sb를 따라 취한 단면도이다.
도시된 구동측 커플링(91)의 일예는 중간자(91e) 및 캡(91g)을 포함한다. 중간자(91e)는 핀(84)에 의해 구동축(81)에 고정된다. 축선 방향으로 중간자(91e)에 대하여 스프링(91f)에 의해 캡(91g)에 힘이 가해진다. 볼록부(9lb)가 캡(91g)의 일단부에 설치된다. 타단부에는 플랜지(91d)가 설치된다. 플랜지(91d)는 해제 부재(146)에 결합된다. 또한, 도 22c에 도시된 일예에 도시된 바와 같이, 볼록부(91a)가 오목부(92a)에 끼워 맞춤되는 경우, 구동축(81)의 회전은 중간자(91e)가 캡(91g) 내의 리브(91g1, 91g2)와 계합함으로써 구동 롤러(14)에 전달될 수도 있다. 또한, 캡(91g)의 내부에는 판 스프링(91g3)이 제공된다. 판 스프링(91g3)은 중간자(91e)를 리브(91g1, 91g2)로부터 이격시키는 방향으로 중간자(91e)에 힘을 가한다.
다음, 개폐 도어(102)가 개방되고 구동측 커플링(91)과 피구동측 커플링(92)의 결합이 해제된 상태의 일예가 설명될 것이다. 도 23a는 길이 방향을 따라 취한 구동측 커플링(91)과 피구동측 커플링(92)의 일예의 단면도이다. 도 23b는 도 23 a의 선 Sc-Sc을 따라 취한 단면도이다. 또한, 도 23c는 도 23a의 선 Sd-Sd를 따라 취한 단면도이다. 도 23a에 도시된 바와 같이, 개폐 도어(102)가 개방되면, 플랜지부(91d)가 압박되어서, 해제 부재(146)는 스프링(91f)에 의해 가해지는 힘에도 불구하고 화살표 J에 의해 표시된 방향으로 이동한다. 이러한 이동에 따라, 구동 측 커플링(91)은 구동측 커플링(91)이 피구동측 커플링(92)으로부터 결합 해제되는 위치로 이동한다. 이때에, 도 23b에 도시된 바와 같이, 캡(91g)의 내부에 설치된 판 스프링(91g3)에 의해, 캡(91g) 내의 리브(91g4)가 중간자(91e)에 접촉할 때까지 캡(91g)은 반시계 방향으로 회전한다. 도 23c에 도시된 일예에 도시된 바와 같이, 캡(91g)의 회전 각도는 돌기(9lb)가 홈(92b)에 끼워지지 않을 정도의 각도이다. 본 실시예에 따른 구성은 개폐 도어(102)가 개방되면 본체 커플링(81)의 드럼 커플링(82)으로의 결합 및 구동측 커플링(91)의 피구동측 커플링(92)으로의 결합이 해제되도록 설계된다. 또한, 상기 구성은 개폐 도어(102)가 폐쇄되면 본체 커플링(81)이 드럼 커플링(82)에 결합된 이후에 구동측 커플링(91)이 피구동측 커플링(92)에 결합되도록 기계적으로 설계된다.
이러한 구성으로서, 감광체 드럼(1a)은 예외없이 중간 전사 벨트(13)의 회전 이전에 회전할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 감광체 드럼(1a)이 정지 상태인 중간 전사 벨트(13)에 대해 미끄럼 이동하지만, 중간 전사 벨트(13)가 정지 상태인 감광체 드럼(1a)에 대해 미끄럼 이동하는 경우와 비교하여 감광체 드럼(1a)의 손상은 더 작아지게 될 것이다. 이는 중간 전사 벨트(13)가 정지 상태인 감광체 드럼(1a)에 대해 미끄럼 이동하는 경우에는, 감광체 드럼(1a)의 특정 부분이 집중적으로 마찰 접촉을 받게 된다. 그러나, 감광체 드럼(1a)이 정지 상태인 중간 전사 벨트(13)에 대해 미끄럼 이동하는 경우에는, 감광체 드럼(1a)의 원주 전체가 마찰을 받으므로, 손상이 적어지게 된다.
본 실시예에 따르면, 제1 실시예와 마찬가지로 중간 전사 벨트(13)가 회전을 시작하기 전에 감광체 드럼(1a)이 회전하게 된다.
도 24의 일예에 도시된 블록도에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 제어 유닛인 제어기(204)는 대전 바이어스 전원 유닛(20a 내지 20d), 1차 전사 바이어스 전원 유닛(22a 내지 22d), 2차 전사 바이어스 전원 유닛(26), 토너 대전 바이어스 전원 유닛(28), 모터(70) 및 개폐 도어(102)의 개방 여부를 검출하도록 구성된 센서(105)와 전기적으로 접속된다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 모터(70)가 시동된 이후 피구동측 커플링(92)과 구동측 커플링(91)의 결합에 필요한 시간인 결합 시간 동안 1차 전사 롤러(10a 내지 10d)에 바이어스 전압이 인가되지 않는다. 즉, 제어기(204)는 모터(70)를 구동시켜서 구동측 커플링(91)이 계합 위치로 이동되게 하고, 모터(70)의 구동력이 피구동측 커플링(92)에 전달된 후에, 제어기(204)는 전압 인가 유닛인 1차 전사 바이어스 전원 유닛(22a 내지 22d) 각각을 제어하여 전사 롤러(10a 내지 10d) 각각에 전압이 인가되도록 한다.
제어에 대한 세부 설명이 도 12a 및 도 12b에 도시된 일예를 참조하여 설명될 것이다. 화상 형성 장치(100)의 전원이 턴온되거나, 개폐 도어(102)가 개방 상태로부터 폐쇄되는 경우, 제어기(204)는 화상 형성 장치(100)의 화상 형성 작동을 개시하는 신호를 수신하기 위한 준비 동작을 수행한다. 예를 들어, 각각의 중간 전사 벨트(13), 전사 롤러(10a 내지 10d) 및 대전 롤러(2a 내지 2d)의 저항값은 화상 형성 장치(100)가 사용되는 환경에 따라 변화할 수도 있다. 따라서, 전사 롤러(10a 내지 10d) 및 대전 롤러(2a 내지 2d)에 인가되는 최적의 바이어스 전압은 이러한 준비 동작에서 결정될 수도 있다. "화상 형성 장치(100)의 전원이 턴온된 상태"는 대전 바이어스 전원 유닛(20a 내지 20d), 1차 전사 바이어스 전원 유닛(22a 내지 22d), 2차 전사 바이어스 전원 유닛(26) 및 토너 대전 바이어스 전원 유닛(28)이 상용 전원과 전기적으로 접속된 상태임에 주목하여야 한다. 또한, 예를 들어, 임의의 프로세스 카트리지(9a 내지 9d)가 분리되거나, 중간 전사 벨트(13)를 포함하는 벨트 유닛(103)이 교체되거나 또는 페이퍼 잼이 처리될 때, 개폐 도어(102)가 통상적으로 개방될 수 있다.
이러한 예에 따르면, 제어기(204)는 전원이 턴온되거나 개폐 도어(102)가 폐쇄되고 Tm 시간 후 모터(70)를 시동하는 신호를 출력한다. 또한, 제어기(104)는 모터(70)를 시동하는 신호가 출력되고 Td 시간 후에, 1차 전사 롤러(10a 내지 10d)에 전압 인가를 개시하기 위해 1차 전사 바이어스 전원 유닛(22a 내지 22d)에 대하여 전압 인가를 시작하는 신호를 출력한다. 여기서, 시간 Td는 구동측 커플링(91)을 피구동측 커플링(92)에 결합시키는 최대 시간인 최대 결합 시간(Tc) 이후이다.
본 실시예에 따르면, 볼록부(81a)가 360도의 위상 각도에서 오목부(82a)와 끼워 맞춤하기 때문에, 최대 결합 시간(Tc)는 구동측 커플링(91)이 최대로 대략 360도 회전하는 시간이다. 프로세스 스피드 Vps(mm/sec)를 중간 전사 벨트(13)의 두께의 중립점을 사용하여 정의하면, 본 실시예의 구동 롤러(14)의 외경이 20mm이기 때문에, T는 1000×360/360×(20∏+50/1000)/Vps(m/sec) 이상이다. 또한, 1차 전사 롤러(10a 내지 10d)로의 전압 인가가 시작된 후 Ts 시간 후에 모터(70)가 정지되고, 1차 전사 롤러(10a 내지 10d)로의 전압 인가가 정지된다. 이어서, 제어기(204)는 인쇄 신호 대기 상태에 진입하여 화상 형성을 위한 인쇄 신호를 수신할 때까지 대기한다.
본 실시예의 구성에 따르면, 도 12a 내지 도 12d에 도시된 일예에 도시된 바와 같이, 개폐 도어(102)가 폐쇄되거나 전원이 턴온되면, 스프링(144)에 의해 본체 커플링(81)으로부터 각각의 감광체 드럼(1a 내지 1d)의 일단부에 설치된 드럼 커플링(82)에 힘이 가해진다. 그러나, 도 18에 도시된 바와 같이, 볼록부(81a)와 오목부(82a)가 단면이 삼각형이기 때문에, 위상 각도가 맞지 않으면, 본체 커플링(81)은 드럼 커플링(82)에 결합되지 않는다.
본체 커플링(81)은 드럼 커플링(82)에 결합되기 이전에 최대 120도 회전한다. 한편, 구동 롤러(14)에 설치된 피구동측 커플링(92)은 개폐 도어(102)가 폐쇄되거나 전원이 턴온되는 경우, 구동측 커플링(91)이 대략 360도 회전하지 않으면 피구동측 커플링(92)에 결합되지 않는다. 이는 각각의 감광체 드럼(1a 내지 1d)이 중간 전사 벨트(13) 이전에 회전을 시작하는 것을 의미한다. 따라서, 이때에 각각의 1차 전사 롤러(10a 내지 10d)로의 전압 인가하는 타이밍이 지연된다. 이러한 방식에 의하여, 중간 전사 벨트(13)는 각각의 감광체 드럼(1a 내지 1d) 표면과 중간 전사 벨트(13) 사이의 전위차에 의해 발생되는 정전 흡착력에 기인하여 감광체 드럼(1a 내지 1d)에 흡착되는 것이 방지될 수 있다. 중간 전사 벨트(13)가 흡착되지 않고 구동 롤러(14)도 중간 전사 벨트(13)의 회전에 영향을 받지 않기 때문에, 구동측 커플링(91)은 구동측 커플링(91)이 최대로 360도 회전하기 이전에 피구동측 커플링(92)에 결합된다.
피구동측 커플링(92)과 구동측 커플링(91)이 전술된 준비 동작에서 비교적 확실하게 결합될 수 있기 때문에, 화상 형성 작동의 처리량이 향상될 수 있다. 또한, 확실하게 결합된 커플링에 기초하여 화상 형성 작동이 개시될 수 있기 때문에, 커플링의 결합 불량에 기인하는 결함 화상의 발생이 방지될 수 있다.
1차 전사 바이어스 전원 유닛(22a)으로부터 1차 전사 롤러(10a)로의 전압 인가가 앞서 서술되었으므로, 이후 대전 롤러(2a)로의 전압 인가 타이밍이 도 26a 및 도 26b를 참조하여 설명될 것이다. 모터(70)를 시동시키기 위해 사용되는 신호와 동시에 대전 롤러(2a)에 전압이 인가되는 경우에는, 대전 롤러(2a)에 의해 대전된 감광체 드럼(1a) 부분이 소정 시간(Te) 이르게 감광체 드럼(1a)이 중간 전사 벨트(13)에 접촉하는 위치에 도달한다. 이때에, 감광체 드럼(1a)과 중간 전사 벨트(13) 사이의 전위차에 의해 발생되는 정전 흡착력에 의해, 중간 전사 벨트(13)는 감광체 드럼(1a)에 흡착될 수도 있다. 이러한 것이 발생하는 것을 방지하기 위해, 모터(70)를 시동시키는 신호가 출력된 후에 대전 롤러(2a)로의 전압 인가가 개시될 수도 있다. 이러한 방식으로, 중간 전사 벨트(13)는 감광체 드럼(1a)에 흡착되는 것이 방지될 수 있다.
즉, 이러한 예에 따르면, 1차 전사 바이어스 전원 유닛(22a)에 의한 1차 전사 롤러(10a)로의 전압 인가는 모터(70)가 시동된 후 피구동측 커플링(92)과 구동측 커플링(91)이 결합될 때까지 시작되지 않을 수도 있다. 그러나, 대전 바이어스 전원 유닛(20a)에 의한 대전 롤러(2a)로 전압이 인가되는 경우, 대전 롤러(2a)에 의해 대전되는 감광체 드럼(1a) 부분은 감광체 드럼(1a)이 중간 전사 벨트(13)와 접촉하는 위치에 도착하는데 시간(Te)이 걸린다. 이는 모터(70)를 시동시키는 신호가 출력된 이후 대전 롤러(2a)로의 전압 인가가 시작되는 시간인 타이밍(Tf)은 모터가 시동되고 나서 피구동측 커플링(92)과 구동측 커플링(91)의 최대 결합 시간인 시간 Tc로부터 시간 Te를 뺌으로써 얻어지는 시간이 경과한 후가 되도록 설정되는 것을 의미한다. 또한, 모터(70)가 시동되고 나서 피구동측 커플링(92)에 구동력이 전달될 때까지는 대전 롤러(2a)에 의해 대전된 감광체 드럼(1a) 부분이 중간 전사 벨트(13)와 접촉하는 위치에 도달하지 않도록, 제어기(204)는 대전 바이어스 전원 유닛(20a)을 제어하여 대전 롤러(2a)로의 전압 인가를 시작한다. 환언하면, 제어기(204)는 모터(70)를 구동시켜서 구동측 커플링(42)이 계합 위치로 이동되게 하고, 모터(70)의 구동력에 의해 피구동측 커플링(92)에 구동력이 전달된 후에, 대전 롤러(2a)에 의해 대전된 감광체 드럼(1a) 부분이 중간 전사 벨트(13)와 접촉하도록, 대전 바이어스 전원 유닛(20a)을 제어하여 대전 롤러(2a)에 전압을 인가한다.
전원이 턴오프되어 있는 동안 개폐 도어(102)가 개폐될 수 있기 때문에, 전술된 제어는 전원이 턴온된 경우 수행될 수도 있음에 주목하여야 한다.
본 실시예에 따르면, 모터(70)를 시동시키는 신호가 출력되고 소정 시간 후에 대전 롤러(2) 또는 1차 전사 롤러(10a)에 전압이 인가된다. 그러나, 모터(70)를 시동시키는 신호가 출력되고 소정 시간 후에 대전 롤러(2) 및 1차 전사 롤러(10a) 모두에 전압이 인가될 수 있다.
제1 및 제2 실시예에 따르면, 감광체 드럼(1) 상의 토너 화상이 직접 전사 되어 다중 화상을 형성하는 중간 전사 벨트(13)를 포함하는 화상 형성 장치(100)가 설명되었다.
본 발명의 실시예에 따르면, 화상 형성 장치의 본체에 제공되는 커플링으로의 감광체, 구동 부재 또는 벨트에 제공되는 커플링의 매우 견고한 결합을 가능하게 하는데 사용되는 비교적 간단한 구성을 가지는 화상 형성 장치가 제공될 수도 있다. 본 발명에 따른 태양은 커플링의 결합 실패에 기인한 결함 화상을 억제 및 완전히 방지하는 것이 가능한 화상 형성 장치를 제공할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 13에 도시된 일예에 도시된 바와 같이, 화상 형성 장치(200)는 중간 전사 벨트를 대신하여 기록 매체인 종이를 담지 반송하기 위해 사용되는 반송 벨트(110)를 포함한다. 본 실시예에 따르면, 전원(112a 내지 112d)으로부터의 전압이 1차 전사 롤러(11a 내지 111d)에 개별적으로 인가되는 경우, 각각의 감광체 드럼(1a 내지 1d) 상에 형성된 토너 화상은 반송 벨트(110)에 의해 반송된 기록 매체에 직접 다중 전사된다. 따라서, 2차 전사 롤러(25), 2차 전사 대향 롤러(24) 및 2차 전사 바이어스 전원 유닛(26)은 본 실시예에서는 포함되지 않을 수도 있다. 다른 구성은 제2 실시예의 것과 유사할 수도 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 모터의 구동이 개시되고 커플링에 구동력이 전달된 후에 전사 부재에 전압이 인가된다. 또한, 모터의 구동이 개시되고 커플링에 구동력이 전달된 후에 대전 부재에 의해 대전된 감광체 부분이 벨트와 접촉하는 위치에 도달하도록 대전 부재에 전압이 인가된다. 따라서, 감광체의 표면과 벨트 사이에 발생되는 정전 흡착력에 기인하여 벨트가 감광체에 흡착되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 피구동측 커플링과 구동측 커플링이 비교적 확 실하게 결합될 수 있기 때문에, 커플링의 결합 불량에 기인하는 화상 불량을 방지할 수도 있다. 또한, 준비 단계에서 제어를 행하여, 화상 형성에 있어서의 향상된 처리량이 달성될 수 있다.
본 발명이 실시예를 기준으로 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 다음 청구범위의 범위는 모든 변형, 등가 구조 및 기능을 포함하는 가장 넓은 범위로 해석되어야 한다.