KR20100050434A - 화상 형성 장치 - Google Patents

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Abstract

화상 형성 장치는, 감광 부재; 상기 감광 부재를 대전시키도록 상기 감광 부재와 접촉가능한 대전 부재; 상기 대전 부재에 대전 바이어스 전압을 인가하는 인가 수단; 상기 대전 부재와 상기 감광 부재 사이에 흐르는 전류를 검출하는 검출 수단; 및 상기 감광 부재와 상기 대전 부재 사이에 방전이 개시되는 전압 미만의 전압이 상기 대전 부재에 인가될 때 상기 검출 수단이 소정값 이상의 전류를 검출하는 경우에, 상기 감광 부재의 표면 상에 부착된 방전 생성물을 제거하기 위한 동작 모드를 실행하도록 상기 화상 형성 장치를 제어하는 제어 수단을 포함한다.
화상 형성 장치, 방전 생성물, 감광 부재, 전위 센서,

Description

화상 형성 장치{IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은, 전자 사진 복사기, 프린터, 팩시밀리 등과 같은 화상 형성 장치에 관한 것이다.
소위 접촉 유형의 대전 방식, 즉 화상 형성 장치가 그 대전 부재를 감광체와 접촉시킴으로써 그 감광체를 대전시키는 대전 방식을 사용하는 화상 형성 장치는 소위 코로나(corona) 유형의 대전 방식을 사용하는 화상 형성 장치보다 방전량이 적다. 따라서, 전자는 방전에 의해 발생되는 오존(O3), 질소 산화물(NOx) 등과 같은 부산물의 양이 더 적다. 그러나, 전자는 그 감광체와 대전 부재 사이의 미소 갭(microscopic gap)에서 방전 부산물을 생성한다. 따라서, 상술한 오존 및 NOx와 같은 소량의 방전 부산물이 감광체의 주위면에 부착한다. 부산물이 감광체의 주위면에 부착하면, 부산물의 양이 매우 적다고 하더라도, 주위면은 전하를 유지하는 능력이 감소된다(이는 전기 저항을 감소시킴). 감광체의 주위면의 이러한 전하 유지 능력의 감소는 화상 형성 장치로 하여금 현저하게 흐리고 및/또는 희미한(흐르는 화상 또는 화상 흐름) 프린트를 출력하게 한다는 것이 알려져 있다. 부산물이 습도가 높은 환경에서 수분을 흡수하기 때문에, 이러한 감소가 발생한다. 또한, DC 전압과 함께 AC 전압을 사용해서 감광체를 대전시키는 대전 방법은 DC 전압만을 사용하는 대전 방법보다 방전 전류량이 더 많다. 따라서, 전자의 채용은 후자의 채용보다 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성으로 귀결되기 쉽다고 알려져 있다.
일본 특허 공개 평11-143294호 공보는, 히터가 감광체의 내부나 감광체의 근방에 설치되어 감광체의 주위면을 건조시켜 화상 형성 장치가 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상 등을 형성하는 것을 방지하도록 구성된 화상 형성 장치를 개시한다. 또한, 일본 특허 공개 제2003-32307호 공보는, 상술한 방전 부산물을 제거하는 방법을 개시한다. 이 방법은 여분의 시간 길이 동안, 또는 여분의 시간 횟수 동안 감광체를 회전시킴으로써 감광체와 접촉하고 있는 클리너 블레이드(cleaner blade) 사이에서 단위 시간당 마찰 접촉의 회수를 증가시켜 방전 부산물을 제거한다. 또한, 일본 특허 공개 평7-234619호 공보는, 감광체의 주위면에 연마제를 공급하여, 클리너 블레이드의 연마 성능을 향상시키기 위한 방법을 개시한다. 또한, 감광체의 주위면에 몰드 이형제(mold separation agent)를 공급하여 방전 부산물이 감광체의 주위면에 부착되어 있는 것을 어렵게 하는 방법이 알려져 있다.
에너지 소비의 저감 및 감광체의 내구성을 고려하면, 전하가 감광 드럼의 주위면으로부터 유출되는 양이 미리 결정된 값(임계값)보다 더 크게 되는 것이 인지될 때에만 상술한 방법들 중 임의의 방법이 수행되는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로는, 히터가 감광체의 온도를 올리는 데 사용되는 경우, 히터 를 계속 온(on)으로 함으로써 추가적인 양의 전력이 소비된다. 감광체를 추가적인 횟수 또는 시간 동안 회전시키는 방법의 경우에, 감광체의 추가적인 회수의 회전은 화상 형성 장치의 생산성을 저감시키고/저감시키거나 감광체의 서비스 수명을 감소시키는데, 이는 감광체가 감광체의 추가적인 회전에 의해 추가적으로 깎이기 때문이다. 달리 말하자면, 피드-포워드(feed-forward) 제어, 즉 흐리고 희미한 화상이 형성되고 있지 않을 때에도, 상술한 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 방지하기 위한 동작을 수행하는 제어 방법은 다운-시간(down-time)의 증가, 전력 소비의 증가, 드럼의 절삭량의 증가(이는 드럼의 서비스 수명을 감소시킴) 등과 같은 문제점들을 야기한다.
따라서, 화상 형성 장치가 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상을 형성하는 것을 방지하기 위한 동작은, 감광체의 주위면이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성으로 귀결되기에 충분히 큰 양만큼 전기 저항이 감소되었음이 검출된 때에만 수행되는 것이 바람직하다(피드-백 제어).
현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상 형성의 주요 원인 중 하나인, 감광체의 주위면의 전기 저항의 감소를 검출하기 위한 방법 중 하나가 미국 특허 제7,298,983호에 기재되어 있다. 이 특허를 구체적으로 설명하면, 감광체가 대전되고, 그 후 잠상이 대전된 감광체 상에 형성된다. 그 후에, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성으로 귀결되기에 충분히 큰 양만큼 감광체의 전기 저항이 감소되었는지 여부는 미리 설정된 길이의 시간을 경과한 후에 감광체 상에 또 다른 잠상을 형성함으로써 판정된다. 그러나, 이 방법이, 감광체의 주위면의 전기 저항 이 감소되었는지 여부를 신뢰성 있게 검출하기 위해서는, 감광체가 적어도 일회전 회전되어야 한다. 따라서, 감광체의 주위면의 전기 저항 감소를 검출하기 위한 이 방법은, 이 방법의 채용이 화상 형성 장치의 생산성을 저하시킨다는 점에서 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 주요 목적은, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 방지하기 위한 모드가 필요할 때에만 활성화되도록, 추가적인 시간 및 추가적인 공간을 요구하지 않고도, 전자사진 화상 형성 장치의 감광체가 화상 형성 장치로 하여금 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상을 형성하게 하는 상태에 있는지 여부를 검출하기 위한 자동적인 방법을 제공하는 것이다.
보다 구체적으로, 전자사진 화상 형성 장치의 감광체의 주위면의 전기 저항의 상당한 감소량을 검출하기 위하여, 방전 개시 전압 이하인 전압이 감광체와, 감광체를 대전시키기 위하여 감광체와 접촉하고 있는, 장치의 대전 부재 사이에 인가된다. 대전 부재에 인가된 전압이 방전 개시 전압 이하이면, 감광체의 주위면의 전기 저항은 특정값보다 높고 방전에 기인하는 전류가 감광체와 대전 부재 사이에 흐르지 않는다. 그러나, 감광체의 주위면의 전기 저항이 장치로 하여금 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상을 형성하게 하기에 충분히 큰 양만큼 감소되면, 방전 개시 전압 이하의 전압이 대전 부재에 인가되는 경우에도 전하가 대전 부재에 의해 감광체로 주입되는 것이 명백해졌다. 따라서, 감광체의 주위면의 전기 저항이 장치로 하여금 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상을 형성하게 하기에 충분히 큰 양만큼 감소되었는지 여부는, 방전 개시 전압 이하인 전압이 인가될 때 감광체와 대전 부재 사이를 흐르는 전류를 검출함으로써 판정될 수 있다. 상술한 것과 같은 방법의 사용은, 감광체를 일회전 회전시키지 않고도, 장치로 하여금 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상을 형성하게 하기에 충분히 큰 양만큼 감광체의 주위면의 전기 저항이 감소되었는지 여부를 검출할 수 있게 한다. 따라서, 미국 특허 제7,298,983호에 기재된 방법과는 달리, 본 발명에 따른 방법은 전자사진 화상 형성 장치의 생산성을 상당히 저하시키지 않는다.
본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적, 특징 및 이점들은, 첨부 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예의 이하의 설명을 고려하면 더욱 명백해질 것이다.
본 발명의 화상 형성 장치에 따르면, 흐리고 및/또는 희미한 화상을 형성하게 하는 상태를 검출하여, 추가적인 시간 및 추가적인 공간을 요구하지 않고도, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 방지하기 위한 모드가 필요할 때에만 활성화되도록 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에서의 화상 형성 장치를 보다 상세히 설명한다.
[제1 실시예]
1. 화상 형성 장치의 전반적인 구성
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에서의 화상 형성 장치의 전반적인 구성을 도시한다. 본 실시예에서의 화상 형성 장치(100)는 전사 유형의 전자사진 화상 형성 프로세스 중 하나를 이용하는 레이저 빔 프린터이다. 이 화상 형성 장치 는 접촉 유형의 대전 시스템 중 하나와 반전 현상 방식 중 하나를 이용한다. 그 최대 기록 매체 사이즈는 A3이다.
화상 형성 장치(100)는 회전가능한 드럼형인 제1 화상 담지체로서 감광체(전자사진 감광체)를 갖는다. 감광 드럼(1)은 도면에서 화살표 R1에 의해 표기된 방향(반시계 방향)으로 회전 구동된다. 또한, 감광 드럼(1)의 회전 방향의 관점에서의 기재 순서로, 감광 드럼(1)의 주위면 주변에 배치된 이하의 수단들이 화상 형성 장치(100)에 제공된다. 첫번째는 대전 수단으로서의 대전 롤러(2)(롤러형의 대전 디바이스)이다. 이는 접촉 유형의 대전 부재이다. 그 다음은 현상 수단으로서의 현상 장치(4)이다. 세번째는 전사 수단으로서의 전사 롤러(5)이다. 이는 접촉 유형의 전사 수단이다. 그 다음은 클리닝 수단으로서의 클리닝 장치(7)이다. 도면에서 대전 롤러(2)와 현상 장치(4) 사이의 영역에 있는 노광 수단(정전 잠상 형성 수단)으로서 노광 장치(3)가 있다. 전사재 시트(P)가 반송되는 방향의 관점에서, 감광 드럼(1)과 전사 롤러(5) 사이에 있는 화상 전사 위치(d)의 후단 측에 정착 수단으로서의 정착 장치(6)가 있다.
본 실시예의 감광 드럼(1)은 외부 직경이 30mm이고 부 대전성의 유기 감광체(OPC: organic photosensitive member)이다. 감광 드럼(1)은 구동 수단으로서의 모터에 의해, 도면에서 화살표 R1에 의해 표기된 방향(반시계 방향)으로 210mm/sec의 프로세스 속도(주속도(peripheral velocity))로 회전 구동된다. 다음으로, 도 2를 참조하면, 감광 드럼(1)은 알루미늄 실리더(1a)(도전성 물질)와, 기재된 순서대로 알루미늄 실린더의 주위면 상에 층으로 코팅되는 3개의 층, 즉 언더코트 층(1b), 광전하 발생층(1c) 및 전하 수송층(1d)으로 이루어진다. 언더코트층(1b)은 광 간섭을 방지하고, 알루미늄 실린더(1a)와 알루미늄 실린더(1a) 상의 층 사이의 접착성을 향상시키기 위한 것이다.
대전 롤러(2)는 그 금속 코어(2a)의 길이방향 단부들에서 한 쌍의 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되며, 압박 수단으로서의 한 쌍의 압박 스프링(2e)에 의해 감광 드럼(1)의 축선 쪽으로 압박되어서, 감광 드럼(1)의 주위면에 대하여 소정의 압박 크기만큼 압박된다. 감광 드럼(1)이 회전 구동되면, 대전 롤러(2)는 감광 드럼(1)의 회전에 의해 도 2의 화살표 R2에 의해 표기된 방향(시계 방향)으로 회전된다. 감광 드럼(1)과 대전 롤러(2) 사이의 접촉 영역은 감광 드럼 대전 위치(a)(대전 닙(charging nip))이다.
대전 롤러(2)의 금속 코어(2a)에는, 소정의 요건을 충족하는 대전 전압(대전 바이어스)이 대전 전압 인가 수단으로서의 대전 전압 전원(S1)으로부터 인가된다. 대전 전압이 대전 롤러(2)로부터 인가되면, 감광 드럼(1)의 주위면이 감광 드럼(1)과 대전 롤러(2) 사이의 접촉을 통해 소정의 극성과 전위 레벨로 대전된다. 본 실시예에서는, 화상 형성 동작 중에, 대전 바이어스로서, DC 전압과 AC 전압의 중첩이 대전 롤러(2)에 인가된다. 보다 구체적으로는, 감광 드럼(1)의 주위면은 감광 드럼(1)과 대전 롤러(2) 사이의 접촉 영역을 통해 -500V(암 영역(dark area) 전위 레벨 Vd)로 균일하게 대전된다. 대전 롤러(2)에는, -500V의 DC 전압과, 주파수가 2kH인 AC 전압의 중첩인 진동 전압이 인가된다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에서는, 대전 롤러(2)의 길이는 320mm이다. 대 전 롤러(2)는 금속 코어(2a)(지지체)와, 기재된 순서대로 금속 코어(2a)의 주위면 상에 층으로 코팅되는 3개의 층, 즉 언더코트층(2b), 중간층(2c) 및 표면층(2d)으로 이루어진다. 언더코트층(2b)은 대전 잡음을 저감시키기 위한 층이며, 발포 스펀지(foamed sponge)로 형성된다. 표면층(2d)은, 감광 드럼(1)이 핀홀(pinhole)과 같은 결함을 갖는 경우에도 전기적 누설의 발생을 방지하기 위해 제공되는 보호층이다. 보다 구체적으로, 본 실시예에 있어서의 대전 롤러(2)의 사양은 이하와 같다. 금속 코어(2a)는 직경이 6mm인 단편의 원형 스테인리스 스틸 로드(round stainless steel rod)이다. 하층(bottom layer)(2b)은 카본 입자가 분산된 발포 EPDM으로 이루어진다. 이는 비중이 0.5g/cm3, 체적 저항이 102 내지 109Ω.cm, 두께가 3.0mm이다. 중간층(2c)은 카본 입자가 분산되어 있는 NBR로 이루어진다. 이는 체적 저항이 102 내지 105Ω.cm, 두께가 700μm이다. 표면층(2d)은 산화 주석과 카본 입자가 분산되어 있는, 불소 화합물인 토레진(Toresin)으로 형성된다. 이는 체적 저항이 107 내지 1010Ω.cm, 표면 거칠기(10점 평균 표면 거칠기 Ra: JIS)가 1.5μm이다. 두께는 10μm이다.
본 실시예에서의 노광 장치(3)는 반도체 레이저를 사용하는 레이저 빔 스캐너이다. 노광 장치(3)는 화상 판독 장치(도시 생략)와 같은 호스트 장치로부터 입력되는 화상 형성 신호로 빔을 변조하여 레이저 광의 빔(L)을 출력함으로써 노광 위치(b)에서 감광 드럼(1)의 주위면의 균일하게 대전된 영역을 주사한다. 감광 드럼(1)의 주위면의 대전된 영역이 레이저 광의 빔(L)에 의해 주사되므로, 감광 드 럼(1)의 주위면의 노광 지점의 전위 레벨이 저하된다. 그 결과, 레이저 광의 빔(L)을 변조하였던 화상 형성 데이터를 반영하는 정전 잠상(정전 화상)이 화상을 전개하는 방식으로 감광 드럼(1)의 주위면 상에 형성된다.
본 실시예에서의 현상 장치(4)는, 2 성분 자기 브러시의 사용으로, 감광 드럼(1)의 주위면 상에 정전 잠상을 반전 현상하는 현상 장치이다. 즉, 감광 드럼(1)의 주위면의 노광 부분(명부(light point))에 토너를 부착시킴으로써, 감광 드럼(1)의 주위면 상에 정전 잠상을 현상한다. 달리 말하면, 레이저 광의 빔(L)에 대한 노광으로 인해 전위 레벨이 감소된, 감광 드럼(1)의 주위면의 부분들에, 감광 드럼(1)의 주위면과 동일한 극성으로 대전된 토너를 부착시킨다. 현상 장치(4)에는, 현상 수단 용기(4a)의 개구부에, 현상 담지체로서 설치된 현상 슬리브(4b)가 제공된다. 현상 슬리브(4b)는 비자성이고 회전가능하다. 또한, 현상 장치(4)에는, 현상 슬리브(4b)의 속이 빈 부분에 있는 고정 마그네틱 롤러(4c)가 제공된다. 현상 수단 용기(4a)는 현상제 규제 블레이드(4d)에 의해 현상 슬리브(4b)의 주위면 상에 얇게 코팅되는 현상제(4e)를 수용한다. 현상 슬리브(4b)가 회전되면, 현상 슬리브(4b) 상의 현상제(4e)가 현상 슬리브(4b)에 의해, 감광 드럼(1)과 현상 슬리브(4b) 사이의 접촉 영역인 현상 영역(c)으로 반송된다. 현상 수단 용기(4a) 내의 현상제(4e)는 비자성 토너와 자성 캐리어의 혼합물이다. 현상제(4e)는 현상 수단 용기(4a) 내에 있으며 회전하고 있는 2개의 현상제 교반 부재(4f)에 의해 균일하게 교반되면서 현상 슬리브(4b)로 반송된다.
본 실시예에서의 자성 캐리어는 체적 저항이 약 1013Ω.cm이고 입자 직경은 40μm이다. 토너는 토너와 자성 캐리어 사이의 마찰에 의해 부극성으로 대전된다. 현상 수단 용기(4a) 내의 토너 농도는 토너 농도 센서(도시 생략)에 의해 검출되어, 토너 농도 센서에 의해 검출된 정보에 기초하여, 토너 호퍼(toner hopper)(4g)로부터 적정량의 토너를 현상 수단 용기(4a)에 공급함으로써, 현상 수단 용기(4a) 내의 현상제(토너와 자성 캐리어의 혼합물)의 농도가 일정하게 유지될 수 있다.
현상 슬리브(4b)는, 현상 슬리브(4b)의 주위면이 감광 드럼(1)의 주위면에 직접 대향하고, 또한 현상 슬리브(4b)와 감광 드럼(1) 사이의 최근접 거리가 현상 영역(c)에서 200μm가 되도록 배치된다. 또한, 현상 슬리브(4b)는, 현상 영역(c)에서의 그 주위면의 이동 방향이 현상 영역(c)에서의 감광 드럼(1)의 주위면의 이동 방향과 반대이도록 (도면에서 화살표(R4)에 의해 표기된 방향으로) 회전 구동된다.
현상 슬리브(4b)에는, 현상 전압 인가 수단으로서의 현상 전압 전원(S2)으로부터 소정의 현상 전압(현상 바이어스)이 인가된다. 본 실시예에서 인가되는 현상 전압은, DC 전압(Vdc)과 AC 전압(Vac)의 중첩인 진동 전압이다. 보다 구체적으로, -320V의 DC 전압과, 주파수가 8kHz이고, 피크간 전압이 1800Vpp인 AC 전압의 중첩인 진동 전압이다.
전사 롤러(5)는, 감광 드럼(1)에 소정 크기의 압력으로 압박되어 있어, 전사부(d)를 생성한다. 전사 롤러(5)에는, 전사 전압 인가 수단으로서의 전사 전압 전 원(S3)으로부터 전사 전압(전사 바이어스)이 인가된다. 보다 구체적으로, 전사 롤러(5)에는, 정극성인, 따라서 토너가 정규로 대전되는 (부)극성과는 역극성인 전사 전압(본 실시예에서는 +500V)이 인가된다. 전사 전압이 전사 롤러(5)에 인가되면, 감광 드럼(1)의 주위면 상의 토너 화상이 (화상이 두번째로 전사되는) 제2 화상 담지체로서 용지와 같은 전사재(P) 상에 전사된다. 전사 롤러(5)는 도면에서 화살표(R5)에 의해 표기된 방향으로 회전한다.
정착 장치(6)는, 회전 가능한 정착 롤러(6a)와 가압 롤러(6b)를 갖고 있어, 정착 롤러(6a)와 가압 롤러(6b) 사이의 정착 닙부를 형성한다. 정착 장치(6)는 전사재(P)를 정착 롤러(6a)와 가압 롤러(6b)로 조여서 전사재(P)를 반송하면서, 전사재(P)와 그 위의 토너 화상에 열과 압력을 인가함으로써 토너 화상을 전사재(P)에 열적으로 정착시킨다.
클리닝 장치(7)는 클리닝 부재(마찰 부재)로서의 클리닝 블레이드(7a)를 갖는다. 감광 드럼(1)으로부터 전사재(P)로 토너 화상을 전사한 후, 감광 드럼(1)의 주위면은 클리닝 블레이드(7a)에 의해 마찰되어, 감광 드럼(1)의 주위면에 부착되어 잔류하는 토너(전사 잔류 토너)를 제거함으로써 감광 드럼(1)의 주위면을 깨끗하게 하여, 감광 드럼(1)의 주위면이 화상 형성을 위해 반복적으로 사용될 수 있다.
도면에서 참조부호 e로 표기된 부분은 클리닝 블레이드(7a)와 감광 드럼(1)의 주위면 사이의 접촉 영역이다.
또한, 본 실시예에서의 화상 형성 장치(100)는 전 노광 수단(pre-exposing means)으로서 전 노광 장치(8)를 갖는다. 감광 드럼(1)의 회전 방향(감광 드럼(1)의 주위면이 이동하는 방향)의 관점에서, 전 노광 장치(8)는 클리닝 장치(7)의 후단측에 있고 대전 롤러(2)의 전단측에 있다. 전 노광 장치(8)는 감광 드럼(1)의 주위면으로부터 토너 화상을 전사한 후에, 감광 드럼(1)의 주위면 상에 광을 조사하여, 감광 드럼(1)의 주위면 상에 잔류하는 전하를 제거하여, 곧 대전될 감광 드럼(1)의 주위면 부분의 전위가 거의 0(zero)으로 된다.
또한, 본 실시예에서의 화상 형성 장치(100)는 가열 수단으로서 드럼 히터(9)를 갖는다. 드럼 히터(9)는 감광 드럼(1)의 빈 내부에 배치되어 감광 드럼(1)을 가열한다. 이는 대전 공정 동안 발생된 방전의 부산물에 의해 흡수된 수분과 감광 드럼(1) 자체에 의해 흡수된 수분을 증발시키기 위해 감광 드럼(1)을 가열시키는 수단이다. 즉, 드럼 히터(9)는, 화상 형성 장치(100)가 습도가 높은 환경에서 동작되는 경우, 감광 드럼(1)의 주위면의 전기적 저항이 감소하는 것을 방지함으로써, 화상 형성 장치(100)가 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상을 형성하는 것을 방지하기 위한 것이다.
2. 동작 시퀀스
도 3은, 화상 형성 장치(100)의 동작 시퀀스의 도면이다.
a. 초기 회전 동작(전 회전(pre-rotation) 공정)
이는 화상 형성 장치(100)가 기동된 직후에 수행되는 공정(초기 기간, 웜-업(warm-up) 기간)이다. 이 공정에서, 화상 형성 장치(100)의 전원의 스위치가 온(on) 되면, 화상 형성 장치(100)의 처리 디바이스를 위한 각종 예비 동작들이 수 행된다. 예를 들어, 감광 드럼(1)이 회전 구동되고, 정착 장치(6)의 온도가 소정 레벨까지 상승된다.
b. 인쇄를 위한 준비 회전(전 회전 공정)
프린터가 온 될 때와 프린터가 실제로 화상을 형성하기 시작할 때 사이의 기간은, 화상 형성을 위한 준비 동작이 수행되어 실제 화상 형성 동작을 위해 화상 형성 장치(100)를 준비시키는 전 회전 기간이다. 프린트 신호가 초기 회전 기간 동안 우연히 입력된다면, 프린트 신호에 의해 시작될 화상 형성 동작은 준비 회전 동작이 종료하자마자 수행된다. 초기 회전 동안 어떠한 프린트 신호도 입력되지 않는 경우, 초기 회전의 완료 후에 메인 모터가 정지되고, 그 후 감광 드럼(1)의 회전 구동이 정지된다. 그 후, 화상 형성 장치(100)는 프린트 신호가 입력될 때까지 대기 상태로 있는다. 프린트 신호가 입력되면, 인쇄를 위해 화상 형성 장치(100)를 준비시키기 위해 회전 동작이 다시 수행된다. 본 실시예에서는, 이러한 준비 회전 기간에 있어서, 화상 형성 장치(100)가 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상을 형성하는 상태에 있는지 여부가 판정되고, 화상 형성 장치(100)가 "전하 유출 억제" 모드에서 동작되어야 하는지 여부를 판정하기 위한 프로그램이 실행된다. 이러한 프로그램은 후에 상세히 설명할 것이다.
c. 인쇄 공정(화상 형성 공정)
실제 인쇄를 위해 화상 형성 장치를 준비시키는 동작이 완료되자마자, 회전하는 감광 드럼(1) 상에 화상을 형성하기 위한 공정이 수행된다. 감광 드럼(1)의 주위면 상에 형성된 화상은 전사재(P) 상에 전사되고, 전사재(P) 상의 전사된 화상 은 정착 장치(6)에 의해 정착된다. 그 후, 완료된 프린트가 화상 형성 장치(100)로부터 출력된다. 화상 형성 장치(100)가 연속 인쇄 모드에 있는 경우, 상술한 인쇄 공정은, 요구되는 매수(n)의 프린트가 산출될 때까지 반복된다.
d. 기록재 구간(Recording Medium Interval)
기록재 구간은, 화상 형성 장치(100)가 연속 인쇄 모드에 있는 경우 전사재(P)의 후단부(에지)가 전사 위치(d)를 통과할 때와, 다음 기록재(P)의 전단부(에지)가 전사 위치(d)에 도달할 때 사이의 기간이다. 즉, 어떠한 기록재(P)도 전사 위치(d)를 통해 통과하지 않는 기간이다.
e. 후 회전(Post-rotation)
최후의 전사재(P)에 대한 인쇄 공정이 종료된 후에도, 메인 모터는 잠시동안 계속 구동되어 감광 드럼(1)을 회전 구동시킨다. 이러한 회전 기간이 소정의 후 동작을 수행하기 위한 기간이다.
f. 대기 기간
후 동작이 종료하자마자, 메인 모터의 구동이 정지되고, 이에 따라 감광 드럼(1)의 회전 구동이 정지된다. 그 후, 화상 형성 장치(100)는, 다음 프린트 시작 신호가 입력될 때까지 대기 상태로 유지된다. 화상 형성 장치(100)가 1매만의 프린트를 산출하도록 설정되었다면, 하나의 프린트가 출력되자마자 후 동작을 거친다. 그 후, 대기 상태로 된다. 화상 형성 장치(100)가 대기인 상태에서 프린트 시작 신호가 입력되면, 화상 형성 장치(100)가 전 회전을 수행하기 시작한다.
화상 형성 장치(100)가 상술한 인쇄 공정(c.)에 있을 때가 화상이 형성되는 때인 반면, 화상 형성 장치(100)가 상술한 초기 회전 공정(a.), 전 회전 공정(b.), 기록재 구간(d.) 및 후 회전(e.)에 있을 때는 화상이 형성되지 않는 때이다.
3. 대전 전압 인가 시스템
도 4는 대전 롤러(2)에 대한 대전 전압 인가 시스템의 전기 회로의 블록도이다.
대전 롤러(2)에, DC 전압과 주파수가 f인 AC 전압의 중첩인 소정의 진동 전압(Vdc + Vac)이 대전 전압 전원(S1)으로부터 인가된다. 전압이 인가되면, 회전하는 감광 드럼(1)의 주위면이 소정의 전위 레벨로 대전된다.
대전 롤러(2)에 전압을 인가하기 위한 수단인 대전 전압 전원(S1)은 DC 전압 전원(11) 및 AC 전압 전원(12)을 갖는다. 제어 회로(13)는 대전 전압 전원(S1)의 DC 전압 전원(11)과 AC 전압 전원(12)을 제어함으로써, DC 전압, AC 전압, 또는 DC 전압과 AC 전압의 중첩을 인가할 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에서의 화상 형성 장치(100)는 전류량 검출 수단인, 직류 전류값 측정 회로(14)(전류 검출 디바이스, 이하 단순히 "측정 회로"라 함)를 갖는다. 측정된 직류 전류값(정보)은 측정 회로(14)로부터 제어 수단으로서의 제어 회로(13)로 입력된다. 감광 드럼(1)의 주위면이 균일하게 대전되기 위하여는, AC 전압의 피크간 전압이 방전 시작 전압의 2배 이상인 것이 바람직하다. 화상 형성 동작 동안, 대전 롤러(2)로부터 감광 드럼(1)으로 방전이 발생되게 하는 전압이 대전 롤러(2)에 인가된다.
제어 수단으로서의 제어 회로(13)는, 측정 회로(14)로부터 제어 회로(13)로 입력되는 직류 전류값(정보)에 기초하여, 감광 드럼(1)이, 혹시 상당한 전하량이 감광 드럼으로부터 유출되는 상태에 있는지 여부를 판정하는 기능을 갖는다. 또한, 제어 회로(13)는, 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드에 들어가야 하는지 여부를 판정하기 위한 프로그램을 수행하는 기능을 갖는다.
또한, 화상 형성 장치(100)는, 감광 드럼(1)의 속이 빈 내부의 드럼 히터(9)에 전력을 공급하는 전기 히터 전원(10)을 갖는다. 본 실시예에서는, +100V의 DC 전압이 전원(10)으로부터 드럼 히터(9)에 인가된다. 또한, 전기 히터 전원(10)은 제어 회로(13)에 의해 제어(온 되거나 오프 됨)된다.
4. "전하 유출"의 검출
다음으로, "전하 유출"을 검출하기 위한 시스템을 설명한다. 그런데, "전하 유출"이란 주제의 이하의 설명에서 2개의 전압 및/또는 2개의 전류 중 어떤 것이 더 큰 것인지에 대해 논의되는 경우에, 그 사이즈의 관점에서의 관계는 절대값의 관점에서 논의되는 것으로 상정된다.
본 발명의 주된 목적들 중 하나는 화상 형성 장치의 감광 드럼(1)의 주위면에 부착된 잔류하는 방전 부산물이 화상 형성 장치로 하여금 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상을 형성하게 하는 현상의 발생을 효율적으로 억제할 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 주된 목적들 중 하나는, 전하 유출 억제 모드에서 동작될 필요가 있을 때에만 화상 형성 장치가 전하 유출 억제 모드에서 동작되도록, 추가적인 시간 또는 공간을 요구하지 않고도, 감광 드럼(1)이 장치로 하여금 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상을 형성하게 하 는 상태에 있는지 여부를 자동으로 검출하게 하는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
도 5는, 23℃의 온도 및 50%의 상대 습도인 상태 하에서, 감광 드럼의 주위면의 전위 레벨의 측정 결과를 도시하는 그래프이다. 대전 롤러(2)에 인가되는 DC 전압은 서서히 증가하였다. DC 전압이 특정값에 도달할 때까지, 감광 드럼(1)의 표면 전위는 전혀 증가하지 않았다. 그러나, 대전 롤러(2)에 인가된 DC 전압이 특정값을 넘어서 증가하자마자, 감광 드럼(1)의 표면 전위는 증가하기 시작했다. 감광 드럼(1)의 표면 전위가 증가하기 시작한 지점이 방전 개시 전압 Vth이다. 본 실시예의 방전 개시 전압 Vth는 -550V였다.
방전 개시 전압 Vth는 대전 롤러(2)와 감광 드럼(1) 사이의 갭(gap) 사이즈, 감광층의 두께, 비유전율의 크기에 의해 결정된다. 방전 개시 전압 Vth보다 큰 전압이 대전 롤러(2)에 인가되면, 파셴의 법칙(Paschen's law)에 따라 상술한 갭에서 방전이 발생한다. 그 결과, 감광 드럼(1)이 대전된다.
도 6은, 대전 롤러(2)에 인가된 DC 전압이, 도 5가 생성된 상태와 동일한 상태에서 서서히 증가할 때, 측정 회로(14)로 유입되는 DC 전압의 크기의 측정 결과를 나타내는 그래프이다. 도 6은, 감광 드럼(1)이 감광 드럼(1)으로 하여금 상당한 양의 전하 유출을 겪게 하는 상태에 있지 않은 경우의 결과와, 감광 드럼(1)이 감광 드럼(1)으로 하여금 상당한 양의 전하 유출을 겪게 하는 상태에 있지 않은 경우의 결과 모두를 도시한다.
감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 상 태에 있지 않은 경우, 대전 롤러(2)에 인가된 전압은 방전 개시 전압 Vth 이하이고, 직류 전류가 측정 회로(14)에 의해 거의 검출되지 않는다는 것이 도 6으로부터 명백하다. 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 상태에 있는 경우, 대전 롤러(2)에 인가된 전압이 방전 개시 전압 Vth 이하일지라도 DC 전압이 측정 회로(14)에 의해 검출된다는 것 또한 도 6으로부터 명백하다.
도 7은 화상 형성 장치(100)에서 노광 장치(3), 현상 장치(4), 전사 롤러(5), 정착 장치(6) 및 클리닝 장치(7)를 제거한 후의, 본 실시예에서의 화상 형성 장치(100)의 상태를 도시한다. 즉, 도 7은, 대전 롤러(2) 및 전 노광 장치(8)만이 감광 드럼(1)의 주위면의 부근에 남아 있는 화상 형성 장치(100)의 상태를 도시한다. 화상 형성 장치(100)가 도 7에 도시된 상태에 있으면서, 감광 드럼(1)은 상대 습도가 50%인 환경에서 특정 레벨로 대전되면 공회전되었다. 또한, 감광 드럼(1)의 이러한 회전 동안, 대전 롤러(2)와 감광 드럼(1) 사이에 50μA의 방전이 발생되게 하는 AC 전압과 DC 전압의 중첩된 전압이 대전 롤러(2)에 인가되었다. AC 전압은 피크간 전압이 1,500Vpp이고, DC 전압은 -500V였다.
도 8은, 감광 드럼(1)이 공회전되는 중에, 상술한 상태에서, 대전 롤러(2)에 -500V의 DC 전압만을 인가함으로써 감광 드럼(1)이 인가되는 경우, 도 7에 도시된 장치의 측정 회로(14)로 유입되는 DC 전류의 양 사이의 관계의 측정 결과를 도시한다.
도 5를 참조할 때, 본 실시예의 대전 시스템의 경우, 대전 롤러(2)에 인가된 전압이 단지 DC 전압인 경우, DC 전압이 -550V를 초과할 때까지, 방전은 개시되지 않았고, 그에 따라 감광 드럼(1)은 대전되지 않았다. 그러나, 감광 드럼(1)을 대전하기 위한 동작이 계속되면, 방전의 부산물이 감광 드럼(1)의 주위면에 축적된다. 부산물이 감광 드럼(1)에 존속하면, 이 부산물이 공기 중의 수분을 흡수한다. 그 결과, 감광 드럼(1)의 주위면의 전기 저항이 감소하고, 따라서 화상 형성 장치(100)로 하여금 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상을 형성하게 한다.
감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 상태에 있다면, 감광 드럼(1)에 인가된 DC 전압(본 실시예에서는 -500V)이 파셴의 법칙에 기초하여 계산될 수 있는 방전 개시 전압 Vth 이하인 경우에도, 매우 작은 양으로 대전이 시작될 수 있다. 이러한 현상은, 감광 드럼(1)의 주위면의 전기 저항의 감소가 감광 드럼(1)으로 전하가 "주입"되는 것을 허용하기 때문에 발생한다. 도 9는 이러한 "전하 주입"의 메커니즘을 도시한다.
감광 드럼(1)이 통상 상태, 즉 전하가 감광 드럼의 주위면으로부터 상당한 양만큼 유출되지 않는 상태에 있는 경우, 전 노광 장치(8)가 온으로 되고, -500V의 DC 전압이 대전 롤러(2)에 인가되면, 감광 드럼(1)의 회전 방향의 관점에서 대전 롤러(2)의 바로 후단측에 있는, 감광 드럼(1)의 주위면 부분은 대전되지 않는다. 감광 드럼(1)의 회전 방향의 관점에서 대전 롤러(2)의 바로 전단측에 있는, 감광 드럼(1)의 주위면 부분도 대전되지 않는다. 따라서, 전류가 흐르지 않는다. 즉, 감광 드럼(1)이 통상 상태에 있는 경우, 전류가 흐르지 않으므로 측정 회로(14)에 의해 어떠한 직류 전류도 검출되지 않는다.
그러나, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유 발하는 상태, 즉 대전 롤러(2)에 인가된 DC 전압이 방전 개시 전압 Vth 이하인 경우에도 감광 드럼(1)의 주위면의 전기적 저항의 감소가 매우 작은 양의 전하를 감광 드럼(1)에 주입될 수 있게 하는 상태에 있는 경우, 대전 롤러(2)의 바로 후단측에 있는, 감광 드럼(1)의 주위면 부분이 조금 대전된다. 또한, 대전 롤러(2)의 전단측에 있는, 감광 드럼(1)의 표면 전위가 전 노광 장치(8)에 의해 제거되어, 거의 0V로 된다. 따라서, 대전 롤러(2)의 전단측에 있는, 감광 드럼(1)의 주위면 부분과, 대전 롤러(2)의 후단측에 있는, 감광 드럼(1)의 주위면 부분의 전위 레벨이 다르게 된다. 따라서, 방전 개시 전압 Vth 이하인 -500V의 DC 전압만이 대전 롤러(2)에 인가되는 경우에도, 직류 전류가 흐른다. 즉, 감광 드럼(1)의 표면 저항의 감소는 감광 드럼(1)의 표면 전위 레벨을 전 노광을 통해 거의 0V로 감소시킴으로써 보다 정확하게 검출될 수 있다.
본 실시예에서는, 상술한 바와 같은 현상이, 감광 드럼이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 상태에 있는지 여부를 판정하기 위한 수단으로서 사용되었다(전하 유출 검출).
본 발명의 발명자들에 의하여 진지하게 수행된 연구로부터 이하의 사항이 명백해졌다. 즉, 도 8을 참조하면, 본 실시예에서의 대전 시스템의 경우에서는, 화상 형성 장치(100)가 상대 습도가 50%인 환경에 있는 경우에, 감광 드럼(1)의 주위면의 전기 저항의 감소로 인해 직류 전류값 Idc가 -1μA 이상이 된다면, 잠상 형성에 필요한 전하가 감광 드럼(1)에 의해 충분히 유지되지 않고: 유출된다. 그 결과, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성, 즉 그 고립 도트(isolated dot) 가 결여된 화상이 형성되는 현상이 발생한다.
따라서, 본 실시예에서는, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 상태에 있는지가 방전 개시 전압 Vth보다 전위 레벨이 높지 않은 DC 전압을 대전 롤러(2)에 인가하고, 측정 회로의 사용으로 DC 전압에 의해 흐르는 직류 전류 Idc의 양을 측정함으로써 판정된다.
현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 발생하기 시작하는지 여부는, 화상의 하프톤 영역(halftone area)의 농도가 감소한 비율을 측정함으로써 판정될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 실시예에서는, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 발생하기 시작하는지 여부는, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 없는 경우 반사 농도가 0.5인 하프톤 화상 패치(patch)가 얼마나 감소했는지를 측정함으로써 판정되었다. 본 실시예에서는, 반사 농도가 0.5에서 0.4까지일 때, 즉, 반사 농도율이 80%보다 낮을 때, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상이 발생하기 시작했다고 판단된다. 또한, 본 실시예에서는, 분광 농도계(spectroreflectometer) X-Rite 505/508(X-Rite Co., Ltd.)의 사용으로 하프톤 패치의 화상의 반사 농도가 측정되었다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서의 화상 형성 장치(100)는, 감광 드럼(1)의 표면 전위 레벨에 대해, 대전 부재(2)로 DC 전압(방전 개시 전압 이하임)을 인가하는 효과에 대한 정보를 취득하기 위한 검출 수단을 갖는다. 또한, 화상 형성 장치(100)는 현저하게 흐리고 및/또는 희마한 화상을 중단하기 위한 공정(현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 중단하기 위한 모드)이 검출 수단(14)에 의 해 검출된 결과에 응답하여 수행되어야 하는지 여부를 판정하는 제어 수단(13)을 갖는다. 특히, 본 실시예에서는, 상술한 검출 수단은, 방전 개시 전압 이하인 DC 전압이 대전 롤러(2)에 인가되는 경우, 대전 롤러(2)로부터 감광 드럼(1)으로 흐르는 전류를 검출하기 위한 검출 디바이스인 전류 검출 디바이스(14)를 갖는다. 제어 수단(13)은 검출 수단으로서의 전류 검출 수단(14)의 출력에 기초하여, 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드에서 동작되어야 하는지 여부를 판정한다. 예를 들어, 전류 검출 디바이스(14)에 의해 검출되는 전류량이 소정값 이상이라면, 제어 수단(13)은 화상 형성 장치(100)로 하여금 전하 유출 억제 모드에서 동작하게 하는 반면, 소정값 이하라면, 제어 수단(13)은 화상 형성 장치(100)로 하여금 전하 유출 억제 모드에서 동작하지 않게 한다.
5. 제어 흐름
도 10은, 전하 유출이 시작되었는지 여부를 판정하고, 화상 형성 장치(100)가 동작되는 화상 형성 모드가 제1 판정에 기초하여 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 하는지 여부를 판정하기 위한 동작 시퀀스의 흐름도의 예다.
예를 들어, 제어 회로(13)는 전 회전 기간(도 3) 동안, 전하가 감광 드럼(1)으로부터 상당한 양만큼 유출되기 시작했는지 여부를 발견하기 위한 공정을 수행한다(S01). 보다 구체적으로, 감광 드럼(1)이 회전하고, 방전 개시 전압 Vth 이하인 DC 전압(본 실시예에서는 -500V)이 대전 롤러(2)에 인가된다(S02). 이 스텝(S02) 동안, 전 노광 장치는 온 되어 있고; 노광 장치(3)는 오프 되어 있고, 현상 전압 및 전사 전압은 오프 되어 있다. 화상 형성 장치(100)가 상술한 바와 같이 설정되 어 있는 경우, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있다면, 대전 롤러(2)로 인가된 DC 전압이 방전 개시 전압 Vth 이하라 할지라도, 대전 롤러(2)로부터 감광 드럼(1)으로 주입되는 전류가 측정 회로(14)에 의해 직류 전류 Idc로서 측정된다(S03).
제어 회로(13)는, 측정 회로(14)에 의해 측정된 직류 전류 Idc의 값이 -1μA 이하인지 여부를 판정한다(S04). 직류 전류 Idc가 -1μA 이상이라면, 제어 회로는, 화상 형성 장치(100)가 동작 모드에서 전하 유출 억제 모드(S05)로 스위칭되어야 한다고 판정한다. 한편, 직류 전류 Idc의 검출값이 -1μA 이하라면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)로 하여금 입력된 화상 형성 신호에 응답하여 화상 형성 동작을 수행할 수 있게 한다(S06). 이러한 제어 흐름에 관련된 각종 디바이스들은 제어 회로(13)에 의해 제어된다. 부수적으로, 화상 형성 장치(100)는, 전하 유출 검출 시퀀스가 예를 들어 100번째 프린트마다 수행되도록 프로그램될 수 있다.
본 실시예에서는, 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드에 있을 때, 전하 유출은 감광 드럼(1)의 속이 빈 내부에 있는 드럼 히터(9)에 의해 억제된다. 제어 회로(13)가, 화상 형성 장치(100)의 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 한다고 판정한다면, 히터 전원(10)으로부터 드럼 히터(9)로 전력을 공급하여, 감광 드럼의 주위면으로부터 유출되는 전하의 양을 감소시키기 위해 감광 드럼(1)의 주위면 부근의 상대 습도를 감소시킨다. 본 실시예에서는, 제어 회로(13)는 전하 유출 억제 모드에서 1분 동안 화상 형성 장치(100)를 동작시킨 후, 동작 모드를 다시 전하 유출 검출 모드로 스위칭하여(S02-S04), 감광 드럼(1)이 전하 유출을 유발하는 상태에 있는지 여부를 판정한다. 직류 전류값 Idc가 -1μA 미만에 있으면, 제어 회로(13)는 동작 모드를 화상 형성 모드로 스위칭한다(S06). 한편, 직류 전류값 Idc가 -1μA 이상에 있으면, 제어 회로(13)는 동작 모드를 다시 전하 유출 억제 모드(S05)로 스위칭한다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서, 제어 회로(13)는 검출 수단(14)에 의한 검출 결과에 기초하여, 감광 드럼(1)이 가열 수단(9)에 의해 가열되어야 하는지 여부를 판정한다. 특히, 본 실시예에서는, 상술한 가열 공정이 수행되는지 여부는 검출 수단을 구성하는 전류 검출 디바이스(14)의 출력에 기초하여 판정된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 상태에 있는지 여부는 화상 형성 장치가 개시되기 전에 화상 형성 장치(100) 내에서 판정된다. 따라서, 필요할 때에만 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드에서 동작된다. 따라서, 전원 및 시간이 불필요하게 소모되지 않는다. 즉, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 효율적으로 방지된다. 또한 본 실시예에서는, 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드에서 동작하는 동안, 방전의 부산물 내의 수분 및 감광 드럼(1) 자체의 수분이 드럼 히터(9)로 감광 드럼(1)을 가열시킴으로써 증발되어, 감광 드럼(1)의 전기 저항을 회복시켜 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 방지한다.
즉, 본 발명은 단순한 수단의 사용으로, 감광 드럼이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 상태에 있는지 여부를 판정할 수 있고, 또한 화 상 형성 장치를 필요할 때에만 전하 유출 억제 모드에서 동작시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 효율적으로 방지하는 전자사진 화상 형성 장치를 제공할 수 있고, 그에 따라 오랫동안 만족스러운 화상을 계속하여 형성할 수 있다.
[제2 실시예]
다음으로, 본 발명의 다른 바람직한 실시예를 설명한다. 기능과 구성이 바람직한 제1 실시예의 대응부와 동등하거나 동일한 본 실시예에서의 화상 형성 장치의 컴포넌트, 부분 등은 제1 실시예에서 설명하기 위해 부여된 것과 동일한 참조 부호가 부여되며, 상세히 설명하지 않는다. 본 발명의 바람직한 제1 실시예는, 화상 형성 장치의 주위의 상대 습도가 50%인 경우 전하 유출이 발생하기 시작하는지 여부가 검출되는 경우를 참조하여 설명하였다.
도 11은, 화상 형성 장치(100) 내의 상대 습도와, 전하가 그 이상의 전류값에서 감광 드럼(1)으로부터 상당한 양만큼 유출되기 시작하는 직류 전류 Idc의 값 사이의 관계를 도시하는 그래프이다. 화상 형성 장치(100)가 동작되는 환경의 변화는 대전 롤러(2) 및 감광 드럼(1)의 전기 저항을 변화시킨다. 예를 들어, 상대 습도가 증가하면, 전하가 감광 드럼(1)으로부터 상당량만큼 유출되는 것이 가능한 상태가 되었을 때, 측정 회로(14)에 의해 검출되는 직류 전류 Idc가 증가한다. 따라서, 화상 형성 장치(100)를 더욱 정밀하게 제어하기 위해서, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 상태에 있는지 여부를 판정하기 위한 임계값인 직류 전류값 Idc가 환경의 변화에 응답하여 변할 수 있게 하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 실시예에서는, 환경 감지 수단으로서의 환경 센서(15)가 도 4에 도시된 바와 같이 화상 형성 장치(100) 내에 배치된다. 보다 구체적으로, 본 실시예의 환경 센서(15)는 화상 형성 장치(100)의 내부 상대 습도를 검출해서, 검출된 상대 습도를 제어 회로(13)에 전달한다.
도 12는, 화상이 형성되지 않는 동안, 상당량의 전하가 감광 드럼(1)의 주위면으로부터 유출되기 시작했는지 여부를 체크함으로써, 화상 형성 장치(100)의 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 하는지 여부를 판정하기 위해 수행되는 동작 시퀀스의 흐름도의 일례이다. 제어 회로(13)는 전하 유출 검출에 대한 타이밍으로(S11) 환경 센서(15)로 하여금 화상 형성 장치(100)의 내부 상대 습도를 검출하게 한 후, 센서(15)로 하여금 취득된 정보를 제어 회로(13)에 전달하게 한다(S12). 그 후, 제어 회로(13)는, 감광 드럼(1)을 회전시키고, 감광 드럼(1)을 회전시키는 동안 방전 개시 전압 Vth 이하인 DC 전압(본 실시예에서는 -500V)을 대전 롤러(2)에 인가한다(S13). DC 전압의 인가 동안, 전 노광 장치(8)는 오프로 되어 있고; 노광 장치(3)는 오프로 되어 있고, 현상 전압 및 전사 전압 모두는 오프로 되어 있다(S13). 화상 형성 장치(100)를 전압의 관점에서 상술한 바와 같이 설정함으로써, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 상태에 있다면, 대전 롤러(2)에 인가된 직류 전류가 방전 개시 전압 Vth 이하인 경우에도 대전 롤러(2)로부터 감광 드럼(1)으로 흐르는 전류가 측정 장치(14)에 의해 직류 전류 Idc로서 검출된다(S14).
제어 회로(13)는, 측정 회로(14)에 의해 검출되는 직류 전류 Idc의 값이, 현 저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 환경 센서(15)에 의해 검출되는 환경 상태에서 발생하는지 여부를 판정하기 위한 전류값(현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 최소 전류값) 이하인지 여부를 판정한다(S15). 도 11을 참조할 때, 환경 변화에 응답하여 변하는 이러한 임계값은 제어 회로(13)에서 미리 설정된다. 제어 회로(13)는 환경 센서(15)에 의해 검출된 상대 습도와 관련된 정보에 기초하여 설정된 값들 중에서 전류값을 선택한 후, 선택된 전류값을 상술한 판정을 위해 사용한다. 제어 회로(13)가, 직류 전류 Idc의 값이 환경 센서(15)에 의해 검출된 도 11에서의 전하 유출 발생값들 중 하나보다 작지 않다고 판정한다면, 화상 형성 장치(100)의 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 한다고 판정한다(S16). 한편, 제어 회로(13)가 직류 전류 Idc의 값이 전하 유출 발생값들 중 하나보다 크지 않다고 판정한다면, 화상 형성 장치(100)로 하여금 화상 형성 동작을 개시할 수 있게 한다(S17). 이러한 제어 시퀀스에 연관된 각종 디바이스들은 제어 회로(13)에 의해 제어된다.
본 실시예에서, 전하 유출 억제 모드는 감광 드럼(1)의 속이 빈 내부에 있는 드럼 히터(9)에 의해 수행된다. 제어 회로(13)가, 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 한다고 판정하면, 전하 유출을 감소시키기 위해, 드럼 히터(9)에 히터 전원(10)으로부터의 전력을 공급하기 시작하여 감광 드럼(1)의 주위면 부근의 상대 습도를 감소시킨다. 본 실시예에서, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)를 전하 유출 억제 모드에서 1분 동안 동작시킨 후, 동작 모드를 다시 전하 유출 검출 모드로 스위칭하여(S13-S15), 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 상태에 있는지 여부를 판정한다. 직류 전류 Idc의 값이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 위한 임계값 미만에 있으면, 제어 회로(13)는 동작 모드를 화상 형성 모드로 스위칭한다(S17). 한편, 직류 전류 Idc의 값이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 위한 임계값 이상에 있으면, 제어 회로(13)는 동작 모드를 다시 전하 유출 억제 모드로 스위칭한다(S16).
상술한 바와 같이, 본 실시예는 바람직한 제1 실시예에 의해 제공되는 효과와 유사한 효과를 제공한다. 또한, 본 실시예에서는, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있는지 여부를 판정할 때, 화상 형성 장치(100)의 내부 상태가 환경 센서(15)에 의해 검출된다. 따라서, 본 실시예는 화상 형성 장치(100)를 필요할 때에만 전하 유출 억제 모드에서 동작시킬 수 있을 뿐만 아니라, 더욱 효과적으로 이 모드를 수행할 수 있다.
[제3 실시예]
다음으로, 본 발명의 또 다른 실시예를 설명한다. 기능과 구성이 바람직한 이전 실시예들의 대응부와 동등하거나 동일한 본 실시예에서의 화상 형성 장치의 컴포넌트, 부분 등은 이전 실시예들에서 설명하기 위해 부여된 것과 동일한 참조 부호가 부여되며, 상세히 설명하지 않는다.
도 13은, 화상 형성 장치(100)의 사용량으로서의 누적 프린트 카운트와, 감광 드럼(1)이 그 값 이상에서 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 직류 전류값 Idc 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
화상 형성 동작이 계속되면, 감광 드럼(1)의 표면층은 점점 얇아진다. 이러한 감광 드럼(1)의 표면층의 얇아짐은, 감광 드럼(1) 자체의 전기 저항을 감소시키고, 이는 차례로 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드에서 동작되어야 하는지 여부를 판정하기 위해 검출되는 직류 전류값 Idc를 증가시킨다. 따라서, 화상 형성 장치(100)를 보다 정밀하게 제어하기 위해서, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 상태에 있는지 여부를 판정하기 위한 직류 전류 Idc에 대한 임계값은 가변인 것이 바람직하다.
따라서, 도 4를 참조할 때, 본 실시예에서는, 화상 형성 장치(100)의 사용량을 검출하기 위한 내부 수단, 즉 장치에 의해 만들어진 프린트의 매수를 누적적으로 카운트하기 위한 내부 수단(카운터)(16)이 화상 형성 장치(100)에 제공된다. 본 실시예에서의 누적 프린트 카운트 검출 수단(16)은 프린트의 누적 매수를 검출하고, 검출된 누적 매수를 A4 시트의 매수와 동등한 매수로 변환하고, 이러한 정보를 제어 회로(13)로 전달한다.
도 14는 전하 유출 검출 동작을 수행함으로써, 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 하는지 여부를 판정하기 위해 수행되는 동작 시퀀스의 흐름도의 일례이다.
전하 유출 검출 동작을 위한 시간이 오면(S21), 제어 회로(13)는 우선, 화상 형성 장치(100) 내의 감광 드럼(1)이 신품이었던 때로부터, 누적 프린트 카운트 검출 수단(16)에 의해 카운트된 프린트의 누적 매수를 검출한다(S22).
그 후 제어 회로(13)는, 감광 드럼(1)을 회전시키고, 감광 드럼(1)을 회전시 키는 동안 대전 롤러에 방전 개시 전압 Vth 이하의 DC 전압(본 실시예에서는 -500V)을 인가시킨다(S23). 이러한 공정 동안, 전 노광 장치(8)는 온으로 되어 있고; 노광 장치(3)는 오프로 되어 있고; 현상 전압 및 전사 전압은 모두 오프로 되어 있다(S23). 장치(8, 3)에 상술한 바와 같이 전압을 설정함으로써, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상이 형성을 유발하는 상태에 있다면, 방전 개시 전압 Vth 이하의 DC 전압이 감광 드럼(1)에 인가되는 경우라도, 대전 롤러(2)로부터 감광 드럼(1)에 주입되는 전류가 측정 회로(14)에 의해 직류 전류 Idc로서 검출된다(S24).
여기에서, 제어 회로(13)는, 측정 회로(14)에 의해 측정된 직류 전류값 Idc가, 누적 프린트 카운트 검출 수단(16)에 의해 검출된 현재의 누적 프린트 카운트가 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하기에 충분히 큰지 여부를 결정하기 위한 전류값(현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 위한 임계값) 이하인지 여부를 판정한다(S25). 도 13을 참조할 때, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 위한 상태에 있는지 여부를 예측하기 위한 임계 전류값인 이들 값이 제어 회로(13)에서 미리 설정된다. 제어 회로(13)는 누적 프린트 카운트 검출 수단(16)으로부터 누적 프린트 카운트를 취득하고, 취득된 누적 프린트 카운트가 비교될 전류값을 선택한다. 그 후, 상술한 판정을 하기 위해 선택된 전류값을 사용한다. 즉, 직류 전류 Idc의 검출된 값이, 그 값보다 큰 값에서 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 발생할 값에 대응하는, 도 13에 도시된 전류값보다 크다면, 제어 회로(13)는, 동작 모드가 전하 유출 억제 모 드로 스위칭되어야 한다고 판정한다(S26). 한편, 직류 전류 Idc의 값이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 최소의 전류값 이하이면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)로 하여금 화상을 형성하게 한다(S27). 이러한 제어와 연관된 각종 디바이스들은 제어 회로(13)이 제어 하에 있다.
본 실시예에서는 전하 유출 억제 모드가 감광 드럼 내의 히터(9)에 의해 수행된다. 제어 회로(13)가, 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 한다고 판정하면, 전하 유출을 감소시키기 위하여, 히터 전원(10)으로부터의 전력을 드럼 히터(9)에 공급하기 시작하여 감광 드럼(1)의 주위면 부근의 상대 습도를 감소시킨다. 본 실시예에서는, 제어 회로(13)가 화상 형성 장치(100)를 전하 유출 억제 모드에서 1분 동안 동작시킨 후, 동작 모드를 다시 전하 유출 검출 모드로 스위칭하여(S23-S25), 감광 드럼(1)이 여전히 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 상태에 있는지 여부를 판정한다. 직류 전류 Idc의 값이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 위한 임계값 미만에 있다면, 제어 회로(13)는 동작 모드를 화상 형성 모드로 스위칭한다(S27). 한편, 직류 전류 Idc의 값이 전하 유출을 유발하는 최소값 이상에 있다면, 제어 회로(13)는 동작 모드를 다시 전하 유출 억제 모드로 스위칭한다(S26).
상술한 바와 같이, 본 실시예는 바람직한 제1 실시예에서 제공된 효과와 유사한 효과를 제공할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 감광 드럼의 상당량의 전하 유출이 발생하기 시작했는지 여부가 판정되기 전에, 누적 프린트 카운터가 누적 프린트 카운트 검출 수단(16)에 의해 검출된다. 따라서, 본 실시예는 필요할 때에만 화상 형성 장치(100)를 전하 유출 억제 모드에서 동작시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전하 유출 억제 모드(1)에서 화상 형성 장치(100)를 보다 효율적으로 동작시킬 수 있다.
[제4 실시예]
다음으로, 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 기능과 구성이 바람직한 이전 실시예들의 대응부와 동등하거나 동일한 본 실시예에서의 화상 형성 장치의 컴포넌트, 부분 등은 이전 실시예들에서 설명하기 위해 부여된 것과 동일한 참조 부호가 부여되며, 상세히 설명하지 않는다.
바람직한 제1 내지 제3 실시예에서는, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 감광 드럼(1) 내에 있는 드럼 히터(9)에 의해 방지된다. 즉, 드럼 히터(9)가 온되어, 감광 드럼(1)의 주위면 부분의 상대 습도를 감소시킴으로써, 감광 드럼(1)의 주위면으로부터 전하 유출을 최소화시킨다.
본 실시예에서는, 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드로 되면, 감광 드럼(1)만이 소정 길이의 시간동안 공회전되어, 클리닝 블레이드(7a)와 감광 드럼(1)의 주위면이 그 둘 사이의 접촉 영역(c)에서 서로 마찰하는 시간의 길이를 증가시킨다. 클리닝 블레이드(7a)와 감광 드럼(1)이 서로 마찰하는 시간의 길이를 연장시키는 것은 방전의 부산물 등이 제거되는 것을 더 용이하게 하고, 감광 드럼(1)의 주위면이 더 깨끗할수록, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 발생할 가능성이 작아진다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서, 화상 형성 장치(100)는 감광 드럼(1)에 부착되어 잔류하는 방전의 부산물을 제거하는 전하 유출 억제 모드를 갖는다. 제어 회로(13)는 방전 개시 전압 이하인 DC 전압을 대전 롤러(2)에 인가한 후에, 감광 드럼(1)의 표면 전위 레벨에 관한 정보를 검출하기 위한 검출 수단에 의한 검출 결과에 기초하여, 화상 형성 장치(100)가 상술한 모드에서 동작되어야 하는지 여부를 판정한다. 특히, 본 실시예에서, 제어 회로(13)는 전류 검출 디바이스(14)의 출력에 기초하여, 화상 형성 장치(100)가 상술한 모드에서 동작되어야 하는지 여부를 판정한다. 또한, 본 실시예에서, 화상 형성 장치(100)는 감광 드럼(1)이 회전할 때 감광 드럼(1)에 마찰하기 위한 마찰 부재인 클리닝 블레이드(7a)를 갖는다. 화상 형성 장치(100)가 상술한 모드에 있을 때, 제어 회로(13)는 클리닝 블레이드(7a)가 감광 드럼(1)의 주위면을 마찰하게 한다.
화상 형성 장치(100)의 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 하는지 여부를 판정하기 위한 동작 시퀀스는 도 10의 흐름도에 따라 수행될 수 있다. 그러나, 본 실시예에서의 동작 시퀀스는 전하 유출 억제 모드에서 도 10의 동작 시퀀스와는 상이하다.
즉, 제어 회로(13)가 화상 형성 장치(100)를 전하 유출 억제 모드(S05)에 두면, 감광 드럼(1)을 30초 동안 공회전시킨 후, 화상 형성 장치(100)를 다시 전하 유출 판정 모드에 두어(S02-S04), 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 상태에 있는지 여부를 판정한다. 직류 전류값 Idc가 상당량의 전하 유출을 유발하는 최소값(예를 들어, -1μA) 미만에 있다면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)를 화상 형성 모드에 둔다(S06). 한편, 직류 전류값 Idc가 상당량의 전하 유출을 유발하는 최소값을 초과하여 있다면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)를 다시 전하 유출 억제 모드(S05)에 둔다.
본 실시예의 전하 유출 억제 모드는 이하의 제2 및 제3 실시예에서의 전하 유출 억제 동작 시퀀스에 사용될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서의 전하 유출 억제 동작이 바람직한 제1 내지 제3 실시예에서 화상 형성 장치(100)에 의해 수행되는 동작과 상이하다고 하여도, 본 실시예는 바람직한 제1 내지 제3 실시예에 의해 제공되는 효과와 동일한 효과를 제공할 수 있다. 본 실시예에서, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 방지하기 위하여, 감광 드럼(1)에 부착되어 잔류하는 방전의 부산물이 제거된다. 따라서, 방전의 부산물이 감광 드럼(1)에 부착되어 잔류하여도, 이들이 제거되고, 그에 따라, 만족스러운 화상, 즉 전하 유출의 발생의 어떠한 신호도 보이지 않는 화상이 형성된다.
[제5 실시예]
다음으로, 본 발명의 바람직한 다른 실시예를 설명한다. 기능과 구성이 바람직한 이전 실시예들의 대응부와 동등하거나 동일한 본 실시예에서의 화상 형성 장치의 컴포넌트, 부분 등은 이전 실시예들에서 설명하기 위해 부여된 것과 동일한 참조 부호가 부여되며, 상세히 설명하지 않는다.
본 바람직한 실시예는, 장치(100)가 전하 유출 억제 모드에 있을 때, 화상 형성 장치(100)에 의해 수행되는 동작 시퀀스에서 바람직한 제1 내지 제4 실시예와 상이하다.
본 실시예에서, 화상 형성 장치(100)에는 연마제(연마 입자)의 공급이 제공된다. 따라서, 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드로 되면, 연마제가 클리닝 블레이드(7a)와 감광 드럼(1)의 주위면 사이의 접촉 영역(e)에 보내져 클리닝 블레이드(7a)와 감광 드럼(1) 사이의 마찰을 증가시킨다. 클리닝 블레이드(7a)와 감광 드럼(1) 사이의 마찰의 증가는 감광 드럼(1)에 부착되어 잔류하는 방전의 부산물이 제거되는 것을 용이하게 하고, 이에 따라 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 발생하기가 더욱 곤란해진다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서의 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드에 있을 때, 감광 드럼에 부착되어 잔류하고 있는 방전의 부산물이 제거된다. 보다 구체적으로, 본 실시예의 화상 형성 장치(100)에는, 감광 드럼(1)에 연마 입자를 제공함으로서 감광 드럼(1)을 연마하는, 감광 드럼(1)을 연마하기 위한 수단이 제공된다. 따라서, 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드에 있을 때, 제어 회로(13)는 연마 수단이 감광 드럼(1)을 연마하게 한다. 본 실시예에서는, 후술할 바와 같이, 연마 입자를 저장하고 이러한 연마 입자를 감광 드럼(1)의 주위면에 운반하는 현상 장치(4)와, 감광 드럼(1)이 회전하는 동안 감광 드럼(1)의 주위면을 마찰하는 클리닝 블레이드(7a) 등이 연마 수단을 구성한다.
화상이 형성되지 않는 동안 전하 잔류 검출 동작을 수행함으로써, 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 하는지 여부를 검출하기 위한 동작 시퀀스가 도 10을 참조하여 흐름도에 따라 수행될 수 있다. 그러나, 본 실시예에서의 전하 유출 억제 모드에서 수행되는 동작은 상술한 실시예들의 동작과는 상이하다.
즉, 제어 회로(13)가, 동작 모드가 전하 유출 억제 모드(S05)로 스위칭되어야 한다고 판정하면, 연마제가 클리닝 블레이드(7a)와 감광 드럼(1)의 주위면 사이의 접촉 영역(e)에 도달하도록, 감광 드럼(1)의 주위면에 연마제를 공급한다.
본 실시예에서, 현상 장치(4) 내의 토너는 토너에 미리 첨가된 연마제를 함유한다. 전하 유출 억제 모드에서, 감광 드럼(1)의 전체 길이만큼 넓고, 감광 드럼(1)의 주위면의 이동 방향의 관점에서의 길이가 10cm인 패치(연마제 공급 화상)의 잠상이 감광 드럼(1)의 주위면 상에 형성되고, 이러한 잠상은 연마제를 함유하고 있는 이러한 현상제의 사용으로 현상된다. 또한, 이러한 전하 유출 억제 모드에서, 전사 전압은 오프로 되어 있고, 이러한 토너의 형성된 화상이 온전하게 전사부(d)를 통해, 감광 드럼(1)과 클리닝 블레이드(7a) 사이의 접촉 영역(e)에 전달된다.
그 후, 제어 회로(13)는 감광 드럼(1)을 10초 동안 공회전시키고, 동작 모드를 전하 유출 검출 모드로 스위칭하여(S02-S04), 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 상태에 있는지 여부를 판정한다. 직류 전류값 Idc가 전하 유출을 유발하는 최소 전류값 이하라면, 제어 회로(13)는 동작 모드를 화상 형성 모드로 스위칭한다(S06). 한편, 직류 전류값 Idc가 전하 유출을 유발하는 최소 전류값보다 크게 되어 있다면, 제어 회로(13)는 동작 모드를 다시 전하 유출 억제 모드로 스위칭한다(S05).
본 실시예의 전하 유출 억제 동작 시퀀스는 제2 및 제3 실시예의 흐름도를 따라 수행될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서의 전하 유출 억제 모드에서 수행되는 동작이 제1 내지 제4 실시예에서의 동작과 상이하다고 해도, 본 실시예는 바람직한 제1 내지 제4 실시예에 의해 획득되는 효과와 동일한 효과를 제공할 수 있다. 본 실시예의 전하 유출 억제 모두는 감광 드럼(1)의 주위면에 부착되어 있는 방전의 부산물을 제거하기 위한 모드이다. 따라서, 방전의 부산물이 감광 드럼(1)에 부착되어 잔류한다고 하더라도, 부산물이 제거되고, 그에 따라, 양호한 화상, 즉 전하 유출의 효과를 보이지 않는 화상을 형성할 수 있다.
[제6 실시예]
다음으로, 본 발명의 바람직한 다른 실시예를 설명한다. 기능과 구성이 바람직한 이전 실시예들의 대응부와 동등하거나 동일한 본 실시예에서의 화상 형성 장치의 컴포넌트, 부분 등은 이전 실시예들에서 설명하기 위해 부여된 것과 동일한 참조 부호가 부여되며, 상세히 설명하지 않는다.
바람직한 제1 내지 제5 실시예에서, 상당량의 전하가 감광 드럼(1)의 주위면으로부터 유출하기 시작했는지 여부를 검출할 때, 전 노광 장치는 온으로 되어 있고 노광 장치(3)는 오프로 되어 있다. 또한, 현상 전압 및 전사 전압은 오프로 되어 있다.
본 실시예에서, 화상 형성 장치(100)에는 전 노광 장치(8)가 제공되지 않는다. 여기에서는, 따라서 상당량의 전하 유출이 전 노광 장치(8)를 갖지 않는 화상 형성 장치에서 발생하기 시작했는지 여부를 판정하기 위해 수행되는 동작 시퀀스의 예를 설명한다.
도 15는 본 실시예의 화상 형성 장치의 전반적인 구성을 도시한다. 구성의 관점에서, 이러한 화상 형성 장치(100)는, 이러한 화상 형성 장치(100)가 전 노광 장치(8)를 갖지 않는다는 것을 제외하고는, 도 1에 도시된 화상 형성 장치(100)와 거의 같다.
도 16은 화상이 형성되지 않는 동안, 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 하는지 여부를 판정하기 위하여, 상당량의 전하 유출이 발생하기 시작했는지 여부를 판정하기 위해 실행되는 동작 시퀀스의 흐름도의 일례이다.
전하 유출 검출 타이밍이 도달되면(S31), 제어 회로(13)는 감광 드럼(1)을 회전시키고, 방전 개시 전압 Vth 이하인 DC 전압(본 실시예에서는 -500V)을 대전 롤러(2)에 인가한다(S32). 이러한 공정 동안, 감광 드럼(1)의 회전 방향의 관점에서 대전 롤러(2)의 바로 후단측에 있는, 감광 드럼(1)의 주위면 부분의 표면 전압을 거의 0V로 감소시키는 전사 전압(본 실시예에서는, +1,000V)이 전사 전압으로서 인가된다. 또한, 이러한 공정 동안, 노광 장치(3)는 오프로 되어 있고, 현상 전압은 오프로 되어 있다(S32). 화상 형상 장치(100)가 전압의 관점에서 상술한 바와 같이 설정되어 있는 경우, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 상태에 있다면, 방전 개시 전압 Vth 이하인 직류 전압이 대전 롤러(2)에 인가된다고 할지라도, 대전 롤러(2)로부터 감광 드럼(1)으로 주입되고 있는 전류가 측정 회로(14)에 의해 직류 전류 Idc로서 검출된다(S33).
그 후, 제어 회로(13)는 측정 회로(14)에 의해 측정되는 직류 전류값 Icd가 -1μA 이하인지 여부를 판정한다(S34). 직류 전류값 Idc가 -1μA 이상이라면, 제 어 회로(13)는 동작 모드가 전하 유출 억제 모드(S35)로 스위칭될 때라고 판정한다. 한편, 직류 전류값 Idc가 -1μA 이하라면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)가 화상 형성 동작을 개시할 수 있게 한다. 본 동작 시퀀스의 흐름도에 도시된 동작에 사용되는 각종 디바이스들은 제어 회로(13)에 의해 제어된다.
본 실시예에서 전하 유출 억제 모드에서 수행되는 동작들은 바람직한 제1, 제4 및 제5 실시예의 화상 형성 장치에 의해 수행되는 동작과 동일할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예는, 노광 장치(8)를 갖지 않는 화상 형성 장치(100)가, 상술한 전압 설정을 갖는 화상 형성 장치를 제공함으로써, 감광 드럼(1)의 회전 방향의 관점에서 감광 드럼(1)의 주위면의 바로 전단부의 표면 전위를 소정의 레벨(OV인 것이 바람직함)로 설정하게 할 수 있다. 전압들이 상술한 바와 같이 설정된 경우, 감광 드럼(1)이 상당량의 전하 유출이 발생할 수 있게 하는 상태로 되었다면, 방전 개시 전압 Vth 이하인 DC 전압이 대전 롤러(2)에 인가되는 경우라도, 대전 롤러(2)의 바로 후단측에 있는, 감광 드럼(1)의 주위면의 부분이 대전되어, 주입 전류를 흐르게 한다. 따라서, 상당량의 전하 유출이 시작되었는지 여부는 측정 회로(14)에 의해 이러한 주입 전류의 존재를 검출함으로써 검출될 수 있다. 따라서, 상당량의 전하 유출의 발생이 효율적으로 억제될 수 있다.
[제7 실시예]
다음으로, 또 다른 바람직한 실시예를 설명한다. 기능과 구성이 바람직한 이전 실시예들의 대응부와 동등하거나 동일한 본 실시예에서의 화상 형성 장치의 컴포넌트, 부분 등은 이전 실시예들에서 설명하기 위해 부여된 것과 동일한 참조 부호가 부여되며, 상세히 설명하지 않는다.
본 실시예의 설명에서, 화상이 형성되지 않는 동안, 바람직한 제6 실시예에서의 화상 형성 장치(100)와 같이, 상당량의 전하가 전 노광 장치(8)를 갖지 않는 화상 형성 장치(100)의 감광 드럼으로부터 유출되기 시작했는지 여부를 판정하기 위해 실행되는 동작 시퀀스의 일례를 설명한다.
본 실시예의 화상 형성 장치(100)는 도 15에 도시된 구성을 갖는다. 그 구성은, 본 실시예의 화상 형성 장치(100)는 전 노광 장치(8)를 갖지 않는다는 것을 제외하고는, 도 1에 도시된 화상 형성 장치(100)의 구성과 거의 동일하다.
도 17은 화상이 형성되지 않는 동안, 화상 형성 장치(100)의 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 하는지 여부를 판정하기 위해 실행되는 동작 시퀀스의 흐름도의 일례이다.
전하 유출 검출 타이밍이 도달되면(S41), 제어 회로(13)는 감광 드럼(1)을 회전시키고, 방전 개시 전압 Vth 이하인 DC 전압(본 실시예에서는 -500V)을 대전 롤러(2)에 인가한다(S42). 그 후, 본 실시예에서는, 감광 드럼(1)의 주위면 전체의 전위가 솔리드 화상 형성 레벨(최고 농도와 동등한 전위 레벨)에 도달하는 방식으로, 노광 장치(3)에 의해 레이저 광의 빔이 감광 드럼(1)의 주위면 상에 조사된다. 이러한 공정 동안, 전사 전압은 오프로 되어 있고, 현상 전압 또한 오프로 되어 있다(S42). 화상 형성 장치(100)가 상술한 바와 같이 설정되어 있는 경우, 감광 드럼(1)이 상당량의 전하 유출을 유발하는 상태에 있다면, 방전 개시 전압 이하 인 DC 전압이 대전 롤러(2)에 인가된다고 할지라도, 대전 롤러(2)로부터 감광 드럼(1)으로 주입되는 전류가 측정 회로(14)에 의해 직류 전류 Idc로서 검출된다(S43).
그 후, 제어 회로(13)는 측정 회로(14)에 의해 검출되는 직류 전류값 Idc가 -1μA 이하인지 여부를 판정한다(S44). 직류 전류값 Idc가 -1μA 이상이라면, 제어 회로(13)는, 동작 모드가 전하 유출 억제 모드(S45)로 스위칭되어야 한다고 판정한다. 한편, 검출된 직류 전류값 Idc가 -1μA 이하라면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)가 의도된 화상 형성 동작을 개시하게 한다(S46). 흐름도에 도시된 동작과 관련된 각종 디바이스들은 제어 회로(13)에 의해 제어된다.
본 실시예에서의 전하 유출 억제 모드에서 수행되는 동작은 제1, 제4 또는 제5 실시예에서의 동작과 동일할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 바람직한 본 실시예는, 화상 형성 장치(100)가 전 노광 장치(8)를 갖지 않는다고 하더라도, 화상 형성 장치(100)를 상술한 바와 같이 설정함으로써, 감광 드럼(1)의 회전 방향의 관점에서 대전 롤러(2)의 바로 전단측에 있는, 감광 드럼(1)의 주위면 부분의 전위를 소정의 레벨(0V인 것이 바람직함)로 설정할 수 있다. 화상 형성 장치(100)가 상술한 바와 같이 설정된 경우에, 방전 개시 전압 Vth 이하인 DC 전압이 대전 롤러(2)에 인가되는 경우에도, 대전 롤러(2)의 바로 후단측에 있는, 감광 드럼(1)의 주위면 부분이 대전되고, 그에 따라 주입 전류가 흐른다. 따라서, 상당량의 전하가 감광 드럼(1)으로부터 유출하기 시작했는지 여부는 측정 회로(14)의 사용으로 이러한 주입 전류를 검출함으로써 검출될 수 있다. 따라서, 전하 유출은 효율적으로 억제될 수 있다.
[제8 실시예]
다음으로, 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예를 설명한다. 기능과 구성이 바람직한 이전 실시예들의 대응부와 동등하거나 동일한 본 실시예에서의 화상 형성 장치의 컴포넌트, 부분 등은 이전 실시예들에서 설명하기 위해 부여된 것과 동일한 참조 부호가 부여되며, 상세히 설명하지 않는다.
제1 내지 제7 실시예에서는, 소정의 전압, 예를 들어 -500V의 DC 전압이, 전압을 소정 레벨로 유지하면서 대전 롤러(2)에 인가되었으며, 화상 형성 장치(100)의 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 하는지 여부는 인가된 소정의 전압에 의해 흐르는 전류값을 측정함으로써 검출되었다. 그러나, 화상 형성 장치(100)의 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 하는지 여부는, 대전 롤러(2)에 인가된 전압에 의해 흐르는 전류가 소정의 레벨로 일정하게 유지되는 방식으로, 대전 롤러(2)에 인가된 전압을 제어함으로서 판정될 수 있다.
도 18은 화상이 형성되지 않는 동안, 화상 형성 장치(100)의 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 하는지 여부를 판정하기 위해 수행되는 동작 시퀀스의 본 실시예의 흐름도의 일례이다.
전하 유출 타이밍이 도달되면(S51), 제어 회로(13)는 감광 드럼(1)을 회전시키고, 대전 롤러(2)에 인가되는 전압을 제어하여, 측정 회로(14)에 의해 검출되는 전류량이 -1μA에서 일정하게 유지되게 한다(S52). 이러한 공정 동안, 전 노광 장치(8)는 온으로 되어 있고, 노광 장치(3)는 현상 전압 및 전사 전압과 함게 오프로 되어 있다(S52). 또한, 대전 전압 전원(S1)의 DC 전원(11)에 의해 인가된 전압은 전압 검출 수단으로서 전압계(17)에 의해 모니터된다(S53). DC 전압 전원(11)에 의해 인가된 전압을 모니터함으로써 취득되는 정보는 제어 회로(13)로 전달된다.
제1 실시예에서는, -500V의 DC 전압이 대전 롤러(2)에 인가될 때, -1μA보다 많은 양의 직류 전류가 흐르는 경우, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또한 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있다고 판정된다. 본 실시예에서는, 전압에 의해 흐르는 전류가 -1μA로 일정하게 유지되도록 대전 롤러(2)에 인가되는 전압이 제어될 때, 대전 롤러(2)에 인가되는 전압이 -500V 이하에 있는 경우, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있다고 판정된다(S54).
대전 롤러(2)에 인가된 전압이 -500V 이하에 있는 경우, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)의 동작 모드가 전하 유출 억제 모드(S55)로 스위칭되어야 한다고 판정한다. 대전 롤러(2)에 인가되는 전압이 -500V를 초과하는 경우, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)가 화상 형성 동작을 개시하게 한다(S56). 본 공정과 관련된 각종 디바이스들은 제어 회로(13)에 의해 제어된다.
본 실시예에서, 전하 유출 억제 동작은 감광 드럼(1) 내의 드럼 히터에 의해 수행된다. 제어 회로(13)가, 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 한다고 판정하면, 드럼 히터(9)의 전원(10)을 온 시켜 감광 드럼(1)의 주위면 부근의 상대 습도를 감소시켜, 상당량의 전하 유출의 발생의 가능성을 최소화시킨다. 보다 구체적으로, 제어 회로(13)는 드럼 히터(9)를 1분 동안 온으로 유지시켜 화상 형성 장치(100)를 전하 유출 억제 모드에서 동작시킨 후, 화상 형성 장치(100)를 다시 전하 유출 검출 모드에 두어(S52-S54), 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또한 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있는지 여부를 판정한다. 인가된 전압이 -500V 이상이라면, 제어 회로(13)는 동작 모드를 화상 형성 모드로 스위칭한다(S56). 인가된 전압이 -500V 이하에 있다면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)를 다시 전하 유출 억제 모드(S55)에 둔다.
또한 본 실시예에서, 제4 및 제5 실시에에서의 전하 유출 억제 모드와 유사한 전하 유출 억제 모드가 본 실시예에서의 전하 유출 억제 모드에 대신해서 사용될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서, 전하 유출 검출을 위해 인가되는 DC 전압이 제어되어, 인가된 DC 전압에 의해 흐르는 전류를 일정하게 유지시키고, 전압계(17)는, 인가된 전압에 의해 흐르는 전류를 일정하게 유지하는 방식으로, 전하 유출 검출을 위한 DC 전압이 대전 롤러(2)에 인가될 때 전압 인가 수단(S)의 출력 전압을 측정한다. 그 후, 제어 회로(13)는 전압계(17)에 의해 검출된 전압값에 기초하여, 소정의 동작이 수행되어야 하는지 여부를 판정한다. 보다 상세히 설명하자면, 전압계(17)에 의해 검출된 전압의 절대값이 소정값 이하라면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)가 소정의 동작을 수행하게 하는 반면, 전압계(17)에 의해 검출된 전압의 절대값이 소정값 이상이라면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)가 소정의 동작을 수행하게 하지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서와 같이, 전압에 의해 흐르는 전류가 일정 하게 유지되도록, 전압을 대전 롤러(2)에 인가함으로써, 감광 드럼으로부터 상당량의 전하 유출의 발생을 검출하여 이전 실시예들의 효과와 유사한 효과가 획득될 수 있다.
[제9 실시예]
다음으로, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예를 설명한다. 기능과 구성이 바람직한 이전 실시예들의 대응부와 동등하거나 동일한 본 실시예에서의 화상 형성 장치의 컴포넌트, 부분 등은 이전 실시예들에서 설명하기 위해 부여된 것과 동일한 참조 부호가 부여되며, 상세히 설명하지 않는다.
제1 내지 제8 실시예의 설명에서, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는지의 동작 모드는 방전 개시 전압 이하인 DC 전압을 대전 롤러(2)에 인가하면서 직류 전류의 양을 측정함으로써 판정된다.
본 발명의 이러한 실시예에서, 그리고 이하의 제15 실시예까지의 실시예들에서, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 상태에 있는지 여부가 방전 개시 전압 이하인 DC 전압을 대전 롤러(2)에 인가하고, DC 전압에 의해 대전 롤러(2)에 주입되는, 감광 드럼(1)의 표면 전위를 측정함으로써 판정되는 동작 모드를 설명한다.
도 19는 본 실시예에서, 대전 전압을 대전 롤러(2)에 인가시키기 위한 시스템의 전기 회로의 블록도이다.
본 실시예에서의 화상 형성 장치(100)는 감광 드럼(1)의 표면 전위 레벨을 측정하기 위한 전위계(electrometer)(18)를 갖는다. 감광 드럼(1)의 측정된 표면 전위 레벨은 이러한 전위계(18)로부터 제어 회로(13)로 입력된다.
본 실시예에서, 전위계(18)는 전극에서의 유도 전류의 신호 변화를 측정함으로써 감광 드럼(1)의 표면 전위 레벨을 측정한다.
또한, 감광 드럼(1)의 표면 전위 레벨을 측정하기 위하여, 전위계(18)는, 감광 드럼(1)의 회전 방향의 관점에서 대전 영역(a)의 후단측과, 노광부(b)의 전단측에 배치된다.
또한, 본 실시예의 제어 회로(13)에는, 전위계(18)로부터 입력되는, 감광 드럼(1)의 전위 레벨의 정보에 기초하여, 화상 형성 장치(100)의 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 하는지 여부를 판정하기 위한 프로그램을 실행하는 기능이 부여된다.
본 실시예의 화상 형성 장치(100)에는, 도 4에 도시된 제1 내지 제8 실시예에서의 측정 회로(14)와 같은 측정 회로가 제공되지 않는다.
또한, 본 실시예의 화상 형성 장치(100)는 도 1에 도시된 화상 형성 장치(100)가 갖는 전 노광 장치(8)와 같은 전 노광 장치를 갖지 않는다. 즉, 본 실시예의 화상 형성 장치(100)는 도 1에 도시된 화상 형성 장치와 전반적인 구조가 유사하다.
다음으로, 본 실시예의 전하 유출 검출 시스템을 설명한다.
본 발명의 목적들 중 하나는, 감광 드럼(1)의 주위면에 부착되어 잔류하는 방전의 부산물의 존재로 인해, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상이 화상 형성 장치에 의해 형성되는 현상을 효율적으로 방지할 수 있는 화상 형성 장치를 제공하 는 것이다. 보다 상세히 설명하자면, 본 발명의 목적들 중 하나는, 필요할 때에만 전하 유출 억제 모드에서 동작하도록, 추가적인 시간과 추가적인 화상 형성 장비를 소모하지 않고도, 그 감광 부재가 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 상태에 있는지 여부를 판정할 수 있는 전자사진 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
상술한 바와 같이, 도 5는, 23℃의 온도와 50%의 상대 습도인 환경에서 획득되는, 대전 롤러(2)에 인가된 DC 전압과 감광 드럼(1)의 표면 전위 레벨 사이의 관계를 도시하는 그래프이다. 이러한 그래프로부터 방전 개시 전압 Vth는 -550V라는 것이 명백하다.
방전 개시 전압 Vth는 대전 롤러(2)와 감광 드럼(1) 사이의 갭, 감광층의 두께 및 감광층의 비유전율에 의해 영향을 받는다. 방전 개시 전압 Vth 이상인 전압이 대전 롤러(2)에 인가되면, 파셴의 법칙에 따라 상술한 갭 양단에 방전이 발생하고 감광 드럼(1)이 대전된다.
도 20은 도 15에 도시한 본 실시예의 화상 형성 장치(100)로부터, 노광 장치(3), 현상 장치(4), 전사 롤러(5), 정착 장치(6) 및 클리닝 장치(7)를 제거한 후 남은 단면도이다. 즉, 감광 드럼(1)의 주위면의 부근에는 대전 롤러(2)와 전위계(18)만이 있다. 화상 형성 장치(100)가 상술한 상태에 있을 때, 상대 습도가 50%인 환경에서, 대전 롤러(2)에 소정의 전압을 인가하면서 감광 드럼(1)이 회전되었다. 보다 구체적으로, 대전 롤러(2)에 인가된 전압은 피크간 전압이 1,500V인 AC 전압과 -500V의 DC 전압의 중첩이다.
도 21은, 상술한 전압 설정 하에서 방전되면서 도 20에 도시된 장치의 감광 드럼(1)이 회전된 후, 500V의 DC 전압만을 대전 롤러(2)에 인가시킴으로써 감광 드럼(1)이 대전되는 테스트에서, 감광 드럼(1)의 표면 전위 레벨과 경과 시간 사이의 관계를 도시한다.
도 5를 참조할 때, 통상적으로, 본 실시예들 중 하나와 같은 대전 시스템의 경우에, DC 전압, 즉 대전 롤러(2)에 인가되는 유일한 전압이 -550V 이상이 아니면, 방전이 발생하지 않고, 그에 따라 감광 드럼(1)이 대전되지 않는다. 그러나, DC 전압이 대전 롤러(2)에 인가되어 감광 드럼(1)을 대전시키면, 방전의 부산물이 감광 드럼(1)의 주위면 상에 어떻게든 축적된다. 이러한 부산물은 감광 드럼(1)의 주위면에 부착되어 잔류되고, 공기 중의 수분을 흡수하여 감광 드럼(1)의 표면 저항을 감소시킨다. 따라서, 대전 롤러(2)에 인가되는 전압이 방전 개시 전압 Vth 이하라고 할지라도, 감광 드럼(1)이 대전된다. 장치(100)가 이 상태에 있을 때, 화상 형성 동작이 화상 형성 장치(100)에 의해 수행되면, 흐리게 보이는 화상이 형성된다. 즉, 감광 드럼의 주위면으로부터 상당량의 전하가 유출된다.
감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상을 유발하는 상태에 있을 때, 파셴의 법칙에 따른 방전 개시 전압 Vth 이하인 DC 전압(본 실시예에서는 -500V)이 대전 롤러(2)에 인가된다 할지라도 약간 대전된다. 이러한 현상은, 감광 드럼(1)의 주위면의 전기 저항의 감소가 감광 드럼(1)으로 전하가 "주입"되는 것을 허용하기 때문이다. 도 9는 이러한 메커니즘을 도시한다.
감광 드럼(1)이, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하지 않는 상태에 있을 때, 대전 롤러(2)에 대한 -500V의 DC 전압의 인가는 감광 드럼(1)을 대전시키지 않고; 감광 드럼(1)의 표면 전위는 변화되지 않는다.
그러나, 감광 드럼(1)의 표면 저항이 감소하면, 전하가 감광 드럼(1)으로 주입되는 것이 가능해지고, 그에 따라 대전 롤러(2)에 인가되는 전압이 방전 개시 전압 Vth 이하일지라도, 감광 드럼(1)은 매우 조금 대전된다. 본 실시예에서, -500V의 DC 전압이 대전 롤러(2)에 인가되면, 감광 드럼(1)의 주위면의 전위 레벨이 감광 드럼(1)의 일회전마다 상승한다는 것을 알게 되었다.
본 실시예에서, 상술한 바와 같은 현상은, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 상태에 있는지 여부를 판정하기 위한 수단으로 사용되었다.
감광 드럼의 주위면으로부터의 상당량의 전하 유출에 관한 본 발명의 발명자들에 의한 진지한 연구의 결과로서 이하의 사실이 발견되었다. 즉, 도 21을 참조하면, 상대 습도가 50%인 환경에서, 감광 드럼(1)의 1회전 당 표면 전위 레벨의 변화량인 ΔV가 10V에 도달하면, 본 실시에의 시스템의 감광 드럼(1)의 표면 저항이 감소한다. 감광 드럼(1)의 표면 저항이 감소하면, 잠상을 형성하기 위한 전하가 부분적으로 탈출하고; 감광 드럼(1)은 잠상을 형성하기 위한 모든 전하를 보유할 수 없다. 따라서, 화상 형성 장치(11)가 일부 도트들이 결여된 화상을 형성하는 현상이 발생한다. 즉, 상당량의 전하 유출이 발생한다.
따라서, 본 실시예에서는, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있는지 여부는, 방전 개시 전압 Vth 이하인 DC 전압이 대전 롤러(2)에 인가될 때, 감광 드럼(1)의 표면 전위의 변화량 ΔV를 측정함으로써 판정된다. 명확하게, 감광 드럼의 1회전 당 변하는 감광 드럼(1)의 표면 전위 레벨의 변화량 ΔV가 소정의 값보다 더 큰지 여부를 알아냄으로써 판정될 수 있다. 예를 들어 0V인 소정의 값에 대해, 예를 들어 감광 드럼(1)의 주위면의 전위 레벨의 절대값이 소정의 값보다 더 큰지 여부를 알아냄으로써 판정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 화상 형성 장치(100)는 방전 개시 전압 이하인 DC 전압을 대전 롤러(2)에 인가하는 것에 의해 유발되는 감광 드럼(1)의 표면 전위의 변화량을 측정하기 위한 측정 수단을 갖는다.
또한, 화상 형성 장치(100)는, 감광 드럼(1)으로부터의 전하 유출을 억제하기 위한 공정(전하 유출 억제 모드)이 검출 수단(14)의 검출 결과에 응답하여 수행되어야 하는지 여부를 판정하기 위한 제어 수단(13)을 갖는다. 특히, 본 실시예의 상술한 검출 수단(14)은 방전 개시 전압 Vth 이하인 DC 전압을 대전 롤러(2)에 인가한 결과로부터 표면 전위 레벨을 측정하기 위한 전위계(18)를 갖는다. 제어 회로(13)는, 전위계(18)의 출력에 기초하여, 화상 형성 장치(100)를 전하 유출 억제 모드에서 동작시켜야 할지 여부를 판정한다. 예를 들어, 전위계(18)에 의해 측정된 전위 레벨의 절대값이 소정의 값 이상이라면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드에서 동작하게 한다. 절대값이 소정의 값 이하라면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드에서 동작하지 않게 한다.
도 22는 화상이 형성되지 않는 동안, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있는지 여부를 판정함으로써, 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 하는지 여부를 판정하기 위해 수행되어야 하는 동작 시퀀스의 흐름도의 일례이다.
전하 유출 검출 타이밍이 도달되면(S61), 제어 회로(13)는 감광 드럼(1)을 회전시키기고, 감광 드럼(1)을 회전시키면서 방전 개시 전압 Vth 이하인 DC 전압(본 실시예에서는 -500V)을 대전 롤러(2)에 인가한다(S62). 이러한 공정 동안, 노광 장치(3)는 동작되지 않고, 현상 전압과 전사 전압도 인가되지 않는다(S61). 전압이 상술한 바와 같이 설정된 경우, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있다면, 대전 롤러(2)에 인가되는 DC 전압이 방전 개시 전압 Vth 이하인 경우에도, 전하가 대전 롤러(2)로부터 감광 드럼(1)으로 주입된다. 주입된 전하는 전위계(18)에 의해 감광 드럼(1)의 전위로서 검출된다(S63).
제어 회로(13)는, 전위계(18)에 의해 측정된, 감광 드럼(1)의 전위 레벨의 변화량 ΔV가 10V 이상인지 여부를 판정한다(S64). 감광 드럼(1)의 전위 레벨의 변화량 ΔV가 10V 이상이라면, 제어 회로(13)는, 동작 모드가 전하 유출 억제 모드(S65)로 스위칭되어야 한다고 판정한다. 감광 드럼(1)의 전위 레벨의 변화량 ΔV가 10V 이하라면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)가 화상 형성 동작을 개시하게 한다(S66). 이러한 동작에 연관된 각종 디바이스들은 제어 회로(13)에 의해 제어된다.
본 실시예의 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드에 있을 때, 전하 유출 억제 동작은 감광 드럼(1) 내의 드럼 히터(9)에 의해 수행된다. 즉, 제어 회로(13)가, 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 한다고 판정하면, 드럼 히터(9)의 전원(10)을 온으로 하여 감광 드럼(1)의 주위면 부근의 상대 습도를 감소시켜 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 발생 가능성을 최소화시킨다. 보다 구체적으로, 제어 회로(13)는 드럼 히터(9)를 1분 동안 온으로 유지하여 화상 형성 장치(100)를 전하 유출 억제 모드에서 동작시킨 후, 화상 형성 장치(100)를 다시 전하 유출 검출 모드에 두어(S62-S64), 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있는지 여부를 판정한다. 감광 드럼(1)의 표면 전위 레벨의 변화량 ΔV가 10V 아래에 있다면, 제어 회로(13)는 동작 모드를 화상 형성 모드로 스위칭한다(S66). 감광 드럼의 표면 전위 레벨의 변화량 ΔV가 10V 이상에 있다면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)를 다시 전하 유출 억제 모드(S65)에 둔다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서, 제어 회로(13)는 검출 수단에 의한 검출 결과에 기초하여, 감광 드럼(1)이 가열 수단(9)에 의해 가열되어야 하는지 여부를 판정한다. 특히, 본 실시예에서, 제어 회로(13)는 전위 레벨 검출 수단(14)의 출력에 기초하여, 상술한 가열 공정이 수행되어야 하는지 여부를 판정한다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있는지 여부는 화상 형성 동작이 개시되기 전에 화상 형성 장치(100) 내에서 판정된다. 즉, 화상 형성 장치(100)는 필요할 때에만 전하 유출 억제 모드에서 동작된다. 따라서, 전력 및 시간이 낭비되지 않는다. 즉, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성의 발생이 효율적으로 감소된다.
[제10 실시예]
다음으로, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예를 설명한다. 기능과 구성이 바람직한 이전 실시예들의 대응부와 동등하거나 동일한 본 실시예에서의 화상 형성 장치의 컴포넌트, 부분 등은 이전 실시예들에서 설명하기 위해 부여된 것과 동일한 참조 부호가 부여되며, 상세히 설명하지 않는다.
제9 실시예는, 화상 형성 장치가 상대 습도가 50%인 환경에 있을 때, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있는지 여부를 검출하기 위한 동작 시퀀스를 참조하여 설명되었다.
도 23은 화상 형성 장치(100)의 상대 습도와, 그 값을 넘어서면 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는, 감광 드럼(1)의 전위 레벨의 변화량 △V 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
화상 형성 장치(100)가 동작되는 환경이 변화되면, 대전 롤러(2)와 감광 드럼(1)의 전기 저항이 변화된다. 따라서, 환경의 상대 습도가 증가하면, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있는지 여부를 판정하기 위해 전위계(18)에 의해 검출되는, 감광 드럼(1)의 표면 전위 레벨이 변화된다. 따라서, 화상 형성 장치(100)를 보다 정밀하게 제어하기 위해서, 환경이 변화되면, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있는지 여부를 판정하기 위한 임계량인 △V량이 환경의 변화에 응답하여 변화된다.
따라서, 본 실시예에서, 화상 형성 장치(100)에는 도 19에 도시된 바와 같이 화상 형성 장치(100)의 내부에 배치된 환경 상태 검출 수단으로서 환경 센서(15)가 제공된다. 이러한 환경 센서(15)는 화상 형성 장치(100)의 상대 습도를 검출하고, 검출된 상대 습도를 제어 회로(13)에 전달한다.
도 24는 화상이 형성되지 않는 동안, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 시작되었는지 여부를 판정함으로써, 화상 형성 장치(100)의 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 하는지 여부를 판정하기 위해 수행되는 동작 시퀀스의 흐름도의 일례이다.
전하 유출 검출 타이밍이 도달되면(S71), 제어 회로(13)는, 환경 센서(15)가 화상 형성 장치(100)의 상대 습도를 측정하게 하고, 취득된 정보를 제어 회로(13)에 전달하게 한다(S71).
그 후, 제어 회로(13)는 감광 드럼(1)을 회전시키고, 방전 개시 전압 Vth 이하인 DC 전압(본 실시예에서는 -500V)을 대전 롤러(2)에 인가한다(S73). 본 공정 동안, 노광 장치(3)는 비활성화 상태로 있고, 현상 전압과 전사 전압 모두 인가되지 않는다(S73). 전압이 상술한 바와 같이 설정되어 있는 경우, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있다면, 대전 롤러(2)에 인가된 DC 전압이 방전 개시 전압 Vth 이하인 경우에도, 대전 롤러(2)로부터 감광 드럼(1)으로 전하가 주입된다. 감광 드럼(1)으로 주입된 전압은 전위계(18)에 의해 전위로서 검출(측정)된다(S74).
제어 회로(13)가, 전위계(18)에 의해 측정된, 감광 드럼의 전위 레벨의 변화량 △V가, 환경 센서(15)의 사용으로 검출된 현재 환경 상태 하에서, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있는지 여부를 판정하기 위해 설정된 어떠한 값(감광 드럼의 전위 레벨의 변화가 상당량의 전하 유출을 유발하기에 충분히 큰지 여부를 판정하기 위한 임계값)보다 큰지 여부를 판정한다. 도 23을 참조하면, 환경 임계값인 △V량에 대한 값은 도 23에서 도시된 바와 같이 미리 설정된다. 제어 회로(13)는 환경 센서(15)에 의해 검출된 상대 습도에 기초하여 임계값들 중 하나를 선택하고, 선택된 임계값을 사용하여 상술한 판정을 행한다. 환경 센서(15)에 의해 검출된 감광 드럼(1)의 전위 레벨의 변화량 △V가, △V량에 대한 임계값을 도시하는 도 23으로부터 선택된 임계값 이상이면, 제어 회로(13)는, 동작 모드가 전하 유출 억제 모드(S76)로 스위칭되어야 한다고 판정한다. △V량이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 최소 전류값 이하라면, 제어 회로(13)는, 화상 형성 장치(100)가 화상 형성 동작(S77)을 수행하게 한다. 본 공정에 연관된 각종 디바이스들은 제어 회로(13)에 의해 제어된다.
본 실시예에서, 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드에 있을 때, 전하 유출 억제 동작은 감광 드럼(1) 내의 드럼 히터(9)에 의해 수행된다. 즉, 제어 회로(13)가, 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 한다고 판정하면, 드럼 히터(9)의 전원(10)을 온으로 하고 감광 드럼(1)의 주위면 부근의 상대 습도 를 감소시켜 감광 드럼(1)으로부터 상당량의 전하 유출이 발생할 가능성을 최소화시킨다. 보다 구체적으로, 제어 회로(13)는 드럼 히터(9)를 1분 동안 온으로 유지하여 화상 형성 장치(100)를 전하 유출 억제 모드에서 동작하게 한 후, 화상 형성 장치(100)를 다시 전하 유출 억제 모드에 두어(S73-S75), 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있는지 여부를 판정한다. 감광 드럼의 표면 전위 레벨의 변화량 △V가 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 최소값 아래에 있다면(감광 드럼으로부터의 상당량의 전하 유출), 제어 회로(13)는 동작 모드를 화상 형성 모드로 스위칭한다(S77). 감광 드럼(1)의 표면 전위 레벨의 변화량 △V가 감광 드럼(1)으로부터 상당량의 전하 유출을 유발하는 최소값 위에 있다면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)를 다시 전하 유출 억제 모드(S76)에 둔다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서, 화상 형성 장치(100)의 내부 환경의 상태는, 감광 드럼(1)으로부터 상당량의 전하 유출의 발생이 체크되기 전에, 체크된다. 따라서, 제9 실시예에 의해 획득된 것과 유사한 효과를 획득할 수 있을 뿐만 아니라, 화상 형성 장치(100)는 보다 효율적으로 전하 유출 억제 모드에서 동작될 수 있으며, 화상 형성 장치(100)는 필요할 때에만 전하 유출 억제 모드에서 동작된다.
[제11 실시예]
다음으로, 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예를 설명한다. 기능과 구성이 바람직한 이전 실시예들의 대응부와 동등하거나 동일한 본 실시예에서의 화상 형성 장치의 컴포넌트, 부분 등은 이전 실시예들에서 설명하기 위해 부여된 것과 동일한 참조 부호가 부여되며, 상세히 설명하지 않는다.
도 25는 화상 형성 장치(100)의 누적 사용으로서의 화상 형성 카운트(누적 카운트)와, 그 값을 넘어서면 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 감광 드럼 전위의 변화량 △V 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
화상 형성의 반복은 감광 드럼(1)의 표면층의 두께를 감소시키고, 감광 드럼(1)의 표면층의 두께 감소는 감광 드럼(1)의 전기 저항을 감소시킨다. 따라서, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있을 때 전위계(18)에 의해 측정되는, 감광 드럼(1)의 표면 전위가 감광 드럼(1)이 이러한 상태에 들어가기 전에 측정된 값보다 크다. 따라서, 화상 형성 장치(100)를 보다 정밀하게 제어하기 위해서, 감광 드럼이 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있는지 여부를 판정하기 위한 임계값이 가변으로 설정되는 것, 즉 화상 형성 장치에 의해 출력된 프린트의 누적 매수의 증가에 따라 설정되는 것이 바람직하다.
따라서, 도 19를 참조하면, 본 실시예에서, 화상 형성 장치(100)에는 화상 형성 장치(100)에 의해 출력된 프린트의 매수를 누적으로 카운트하는 내부 수단(카운터)(16)이 제공된다. 이러한 누적 프린트 카운터(16)는 현재 감광 드럼(1)이 화상 형성 장치(100)에 장착된 이래로 인쇄된 프린트의 매수를, 프린트 매수로서 누적 카운트하는데, 이러한 프린트 매수는 A4 프린트의 매수와 동등하다. 그 후에, 누적 프린트 카운터(16)는 누적 카운트를 제어 회로(13)에 전달한다.
도 14는 화상이 형성되지 않는 동안, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있는지 여부를 판정함으로써, 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 하는지 여부를 판정하기 위해 실행되는 동작 시퀀스의 흐름도의 일례이다.
전하 유출 검출 타이밍이 도달되면(S81), 제어 회로(13)는, 화상 형성 장치(100) 내의 감광 드럼(1)이 신규 브랜드였던 이래로 화상 형성 장치(100)에 의해 인쇄된 프린트의 누적 카운트를 누적 프린트 카운터(16)로부터 획득한다(S82).
그 후, 제어 회로(13)는 감광 드럼(1)을 회전시키고, 방전 개시 전압 Vth 이하인 DC 전압(본 실시예에서는 -500V)을 대전 롤러(2)에 인가한다(S83). 본 공정 동안, 노광 장치(3)는 비활성 상태로 있고, 현상 전압과 전사 전압 모두 인가되지 않는다(S83). 전압이 상술한 바와 같이 설정된 경우, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있다면, 대전 롤러(2)에 인가된 DC 전압이 방전 개시 전압 Vth 이하인 경우에도, 전하가 대전 롤러(2)로부터 감광 드럼(1)으로 주입된다. 감광 드럼(1)으로 주입된 전압은 전위계(18)에 의해 감광 드럼(1)의 전위로서 검출(측정)된다(S84).
제어 회로(13)는, 전위계(18)에 의해 측정된, 감광 드럼(1)의 전위의 변화량 △V이, 누적 프린트 카운터(16)에 의해 유지되는 누적 프린트 카운터가 현재의 것일 때, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있는지 여부를 판정하기 위해 미리 설정된 값(감광 드럼의 전위 레벨의 변화가 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하기에 충분히 큰지 여부를 판정하기 위한 임계값; 감광 드럼으로부터의 상당량의 전하 유출)보다 큰지 여부를 판정한다(S85). 도 25를 참조하면, 감광 드럼(1)의 전위 변화량이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하기에 충분히 큰지 여부를 판정하기 위한 임계값으로서 사용될 값들은 도 25에 도시된 바와 같이 제어 회로(13)에서 미리 설정된다. 감광 드럼(1)의 전위 변화량 △V가 임계량 이상이라면, 제어 회로(13)는 동작 모드가 전하 유출 억제 모드(S86)로 스위칭되어야 한다고 판정한다. 감광 드럼(1)의 전위 변화량 △V가 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발하는 최소의 전류량 이하이면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)가 화상 형성 동작을 수행하게 한다(S87). 본 공정에 관련된 각종 디바이스는 제어 회로(13)에 의해 제어된다.
본 실시예에서, 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드에 있을 때, 전하 유출 억제 동작은 감광 드럼(1) 내의 드럼 히터(9)에 의해 수행된다. 즉, 제어 회로(13)가, 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 한다고 판정하면, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성의 발생 가능성을 최소화하기 위해, 전원(10)을 온으로 하여 드럼 히터(9)가 감광 드럼(1)의 주위면 부근의 상대 습도를 감소시킨다. 보다 구체적으로, 제어 회로(13)는 드럼 히터(9)를 1분 동안 온으로 유지하여 화상 형성 장치(100)를 전하 유출 억제 모드에서 동작시킨 후, 화상 형성 장치(100)를 다시 전하 유출 검출 모드에 두어(S83-S85), 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있는지 여부를 판정한다. 감광 드럼의 표면 전위 레벨의 변화량 △V가 전하 유출을 유발하는 최소값 아래에 있는 경우, 제어 회로(13)는 동작 모드를 화상 형성 모드로 스위칭한다(S87). 감광 드럼의 표면 전위 레벨의 변화량 △V가 전하 유출을 유발하는 최소값보다 위에 있다면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)를 다시 전하 유출 억제 모드에 둔다(S86).
상술한 바와 같이, 본 실시예에서, 화상 형성 장치(100)에 의해 인쇄된 프린트의 누적 매수는, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 체크되기 전에 누적 프린트 카운터(16)로부터 취득된다. 따라서, 제9 실시예에 의해 획득되는 효과와 유사한 효과가 획득될 수 있을 뿐만 아니라, 화상 형성 장치(100)는, 화상 형성 장치(100)가 필요할 때에만 동작되는 전하 유출 억제 모드에서 보다 효율적으로 동작될 수 있다.
[제12 실시예]
다음으로, 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예를 설명한다. 기능과 구성이 바람직한 이전 실시예들의 대응부와 동등하거나 동일한 본 실시예에서의 화상 형성 장치의 컴포넌트, 부분 등은 이전 실시예들에서 설명하기 위해 부여된 것과 동일한 참조 부호가 부여되며, 상세히 설명하지 않는다.
제9 내지 제11 실시예에서는, 전하 유출 억제 동작이 감광 드럼(1) 내의 드럼 히터(9)에 의해 수행된다. 즉, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성 발생을 최소화하기 위하여, 드럼 히터(9)가 온으로 유지되어, 감광 드럼(1)의 주위면 부근의 상대 습도를 감소시킨다.
비교하면, 본 실시예에서는, 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드에 있으면, 제4 실시예에서와 같이, 클리닝 블레이드(7a)와 감광 드럼(1)의 주위면의 그 둘 간의 접촉 영역에서 서로 마찰하는 기간을 연장하기 위하여, 감광 드럼(1)만이 소정의 길이의 시간 동안 회전(공회전)된다. 클리닝 블레이드(7a)와 감광 드럼(1)의 서로 마찰하는 기간을 연장하는 것은 감광 드럼(1)의 주위면에 부착되어 잔류하는 방전의 부산물이 제거되는 것을 더 용이하게 하고, 이는 차례로 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 발생할 가능성을 낮춘다.
화상이 형성되지 않는 동안, 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 하는지 여부를 판정하기 위해, 감광 드럼(1)으로부터의 상당량의 전하 유출의 신호가 있는지 여부를 판정하는 동작 시퀀스가 도 22를 사용하여 설명된 흐름도에 따라 수행될 수 있다. 그러나, 장치(100)가 전하 유출 억제 모드에 있을 때 본 실시예의 화상 형성 장치(100)에 의해 수행되는 동작은, 이전 실시예의 동작과는 상이하다.
즉, 제어 회로(13)가, 동작 모드가 전하 유출 억제 모드(S65)로 스위칭되어야 한다고 판정하면, 감광 드럼(1)을 30초 동안 공회전시킨 후, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있는지 여부를 판정하기 위해, 화상 형성 장치(100)를 전하 유출 검출 모드에 둔다(S62-S64). 감광 드럼의 전위 변화량 △V가, 그 값 아래에서는 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 아마도 발생하는 값(예를 들어, 10V) 아래에 있다면, 제어 회로(13)는, 화상 형성 장치(100)가 화상 형성 모드로 스위칭하게 한다(S66). 전위 변화량 △V가, 그 값 위에서는 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 발 생할 수 있는 임계값 위에 있다면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드(S65)로 다시 스위칭하게 한다.
전하 유출 억제 모드는 상술한 도 10 및 도 11의 동작 시퀀스에 따라 수행될 수 있다.
상술된 본 실시예의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드에 있을 때, 본 실시예에서 화상 형성 장치(100)에 의해 수행되는 동작이 제9 내지 제11 실시예에서 화상 형성 장치(100)에 의해 수행되는 동작과 상이하다고 할지라도, 제9 내지 제11 실시예에서 화상 형성 장치(100)에 의해 획득된 효과 동일한 휴가가 본 실시예에 의해 획득될 수 있다.
[제13 실시예]
다음으로, 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예를 설명한다. 기능과 구성이 바람직한 이전 실시예들의 대응부와 동등하거나 동일한 본 실시예에서의 화상 형성 장치의 컴포넌트, 부분 등은 이전 실시예들에서 설명하기 위해 부여된 것과 동일한 참조 부호가 부여되며, 상세히 설명하지 않는다.
본 실시예는, 장치가 전하 유출 억제 모드에 있을 때, 화상 형성 장치(100)에 의해 수행되는 동작 시퀀스에서 제9 내지 제12 실시예와는 상이하다.
본 실시예에서, 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드에 있을 때, 클리닝 블레이드(7a)와 감광 드럼(1)의 주위면 사이의 접촉 영역에 연마제를 공급하여, 클리닝 블레이드(7a)와 감광 드럼(1)의 주위면 사이의 마찰을 증가시키기 위하여, 감광 드럼(1)의 주위면에 제9 실시예에서와 같은 연마제가 공급된다. 클리닝 블레이드(7a)와 감광 드럼(1)의 주위면 사이의 마찰을 증가시키는 것은 감광 드럼의 주위면에 부착되어 잔류하는 방전의 부산물 등이 제거되는 것을 더 용이하게 하며, 이는 차례로 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 발생할 가능성을 더 낮춘다. 그런데, 클리닝 블레이드(7a)와 감광 드럼(1) 사이의 접촉 영역에 연마제를 공급함으로써 클리닝 블레이드(7a)와 감광 드럼(1)의 주위면 사이의 마찰을 증가시키는 것 대신, 감광 드럼(1)의 주위면 상에 잔류하는 방전의 부산물을 제거하기 위하여 감광 드럼(1)이 공회전되는 시간의 길이 등이 연장될 수 있다.
즉, 감광 드럼(1)의 주위면에 부착되어 잔류하는 방전의 부산물은, 방전 개시 전압 이하의 전압이 대전 부재로 인가될 때 소정값 이하의 양으로 감광 드럼(1)과 대전 부재(2) 사이의 전류가 흐르는 시간 길이를, 방전 개시 전압 이하의 전압이 대전 부재에 인가될 때 소정값 이하의 양으로 감광 드럼(1)과 대전 부재(2) 사이에 전류가 흐르는 시간보다 더 길게 함으로써 제거될 수 있다.
화상이 형성되지 않는 동안, 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 하는지 여부를 판정하기 위하여, 감광 드럼(1)이, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있는지 여부를 판정하기 위해 수행되는 동작 시퀀스가 도 22의 흐름도에 따라 수행될 수 있다. 그러나, 본 실시예에서 수행되는 전하 유출 억제 동작은 도 22의 동작과는 상이하다.
즉, 본 실시예에서, 제어 회로(13)가, 동작 모드가 전하 유출 억제 모드(S65)로 스위칭되어야 한다고 판정하면, 감광 드럼의 주위면에 연마제를 공급하여 클리닝 블레이드(7a)와 감광 드럼(1)의 주위면 사이의 접촉 영역(e)에 연마제를 전달한다.
본 실시예에서, 현상 장치(4) 내의 토너는 미리 첨가된 연마제를 포함한다. 전하 유출 억제 모드에서, 이러한 토너는 감광 드럼(1)의 전체 길이만큼 넓고, 감광 드럼(1)의 주위면의 이동 방향의 관점에서의 길이가 10cm인 패치의 잠상을 현상하는 데 사용된다. 또한, 이러한 전하 유출 억제 모드에서, 패치(연마제를 함유하는 토너)의 현상된 화상이 전사부(d)를 통해 클리닝 블레이드(7a)와 감광 드럼(1)의 주위면 사이의 접촉 영역(a)으로 교란됨이 없이 전달되도록, 전사 전압이 인가되지 않는다.
그 후, 제어 회로(13)는 감광 드럼(1)이 10초 동안 공회전하게 하고, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있는지 여부를 판정하기 위해 화상 형성 장치(100)를 전하 유출 검출 모드에 둔다(S62-S64). 감광 드럼의 전위 레벨의 변화량 △V가, 그 값 아래에서는 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 발생할 수 있는 값(예를 들어 10V) 아래에 있으면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)를 화상 형성 모드로 스위칭하게 한다(S66). △V가, 그 값 위에서는 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 발생할 수 있는 임계값 위에 있으면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)를 다시 전하 유출 억제 모드(S65)로 스위칭하게 한다.
또한, 본 실시예의 전하 유출은 제10 및 제11 실시예의 흐름도 중 하나에 따라 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드 에 있을 때 수행되는 동작 시퀀스가 제9 내지 제12 실시예의 화상 형성 장치(100)에 의해 수행되는 동작과는 상이하다 할지라도, 본 실시예의 효과는 제9 내지 제12 실시예에 의해 획득되는 효과와 동일하다.
[제14 실시예]
다음으로, 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예를 설명한다. 기능과 구성이 바람직한 이전 실시예들의 대응부와 동등하거나 동일한 본 실시예에서의 화상 형성 장치의 컴포넌트, 부분 등은 이전 실시예들에서 설명하기 위해 부여된 것과 동일한 참조 부호가 부여되며, 상세히 설명하지 않는다.
본 실시예는 전하 유출이 감광 드럼(1)의 주위면의 부분 또는 부분들에서만 발생하는 경우에 관한 것이다.
감광 드럼(1)이, 감광 드럼(1)의 주위면 전체에 대해 전하 유출의 발생을 유발할 수 있는 상태에 있다면, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성의 발생이 상술한 제9 내지 제13 실시예에서의 방법들 중 하나의 사용으로 효과적으로 억제될 수 있다. 그러나, 감광 드럼(1)이 감광 드럼(1)의 주위면의 부분 또는 부분들에 대해서만 상당량의 전하 유출을 유발할 수 있는 상태로 들어갈 때, 제9 내지 제13 실시예들의 방법 중 임의의 방법이 채용되면, 이러한 채용은 필요 이상의 더 많은 시간과 재료를 사용할 것이다.
따라서, 다음으로, 도 27을 참조하면, 예를 들어, 감광 드럼(1)의 주위면의 영역(131)을 통해 전하 유출이 발생하는 경우, 감광 드럼(1)의 축선의 관점에서 감광 드럼(1)의 일 단부로부터 타 단부로 연장하는 긴 에지(long edge)와, 감광 드 럼(1)의 둘레 방향에서 짧은 거리를 연장하는 짧은 에지를 설명한다.
기본적으로, 화상이 형성되지 않는 동안, 상당량의 전하가 감광 드럼(1)으로부터 유출되기 시작했는지 여부를 판정함으로써, 화상 형성 장치의 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 하는지 여부를 판정하기 휘해 수행되는 동작 시퀀스는 도 22에 도시된 흐름도에 따라 수행될 수 있다. 그러나, 본 실시예에서 전하 유출 억제 모드에서 수행되는 실제 동작 시퀀스는 도 22에 도시된 시퀀스와는 상이하다.
도 28은, 상당량의 전하 유출이 도 27에 도시된 사선으로 덮인 영역(131)을 통해서만 발생될 때, 전위계(18)에 의해 측정된, 감광 드럼(1)의 표면 전위 레벨의 변화를 도시한다.
상당량의 전하가 도 27에서 사선으로 덮인 영역(131)으로부터 유출되면, 전하는 상당량만큼 전하가 유출되는 영역(131)으로만 주입된다. 따라서, 감광 드럼(1)의 주위면의 이러한 부분의 표면 전위의 절대값이 증가한다.
본 실시예에서, 제어 회로(13)는, 감광 드럼(1)의 일회전 당 감광 드럼(1)의 주위면의 전위 레벨에 발생되는 변화량 ΔV가, 감광 드럼(1)이 회전 방향의 관점에서 감광 드럼(1)의 주위면의 일부에서도 전하 유출 발생 임계량(예를 들어, 10V)을 초과하였다고 판정한다면, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 감광 드럼(1)의 주위면의 이러한 부분에 대해 발생할 수 있다고 판정한다.
제어 회로(13)가, 감광 드럼(1)의 주위면의 일부가 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있다고 판정하면, 그에 따라 동작 모 드가 전하 유출 억제 모드(S65)로 스위칭되어야 하고, 이하의 동작 시퀀스를 수행한다. 즉, 감광 드럼(1)의 주위면의 부분에서 발생할 수 있는 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 억제하기에 충분한 양만큼의 연마제를 감광 드럼(1)의 주위면에 공급하여, 연마제는 클리닝 블레이드(7a)와 감광 드럼의 주위면 사이의 접촉 영역(e)으로 보내어진다.
본 실시예에서, 현상 장치(4)에는 연마제가 미리 첨가된 토너가 채워진다. 전하 유출 억제 모드에서, 이러한 토너는 감광 드럼(1)의 전체 길이만큼 넓고, 감광 드럼(1)의 주위면의 이동 방향에서의 치수가 감광 드럼(1)의 주위면의 이동 방향에서 도 27에서의 영역(131)의 치수와 동일한 패치의 잠상을 현상하는 데 사용된다. 또한, 이러한 전하 유출 억제 모드에서, 현상된 패치(연마제를 함유하는 토너 화상)가 전사부(d)를 통해 클리닝 블레이드(7a)와 감광 드럼(1)의 주위면 사이의 접촉 영역(a)으로 교란됨이 없이 전달되도록, 전사 전압이 인가되지 않는다.
그 후, 제어 회로(13)는 10초 동안 감광 드럼(1)을 공회전시키고, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있는지 여부를 판정하기 위하여 화상 형성 장치(100)를 전하 유출 억제 모드에 둔다(S62-S64). 감광 드럼(1)의 회전 방향의 관점에서 감광 드럼(1)의 주위면의 전체에서, 감광 드럼의 전위 레벨의 변화량 △V가, 그 값 위에서는 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 발생할 수 있는 임계값(예를 들어, 10V) 아래에 있으면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)가 화상 형성 모드로 스위칭하게 한다(S66).전위 레벨 변화량 △V가, 그 값 위에서는 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 발생할 수 있는 임계값 위에 있다면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)가 다시 전하 유출 억제 모드(S65)로 스위칭하게 한다.
상술한 바와 같이, 감광 드럼(1)의 주위면이 부분적으로 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있을 때, 본 실시예는 불필요하게 화상 형성 장비들을 소모하지 않고도, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성의 발생을 효율적으로 억제할 수 있다.
[제15 실시예]
다음으로, 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예를 설명한다. 기능과 구성이 바람직한 이전 실시예들의 대응부와 동등하거나 동일한 본 실시예에서의 화상 형성 장치의 컴포넌트, 부분 등은 이전 실시예들에서 설명하기 위해 부여된 것과 동일한 참조 부호가 부여되며, 상세히 설명하지 않는다.
제9 내지 제14 실시예에서 전위계(18)의 위치는 변경될 수 없었다. 따라서, 이러한 실시예들에서의 전위계(18)는, 감광 드럼(1)의 길이방향의 관점에서 감광 드럼(1)의 주위면의 특정 부분에 대해서만 전하 유출의 발생을 검출할 수 있다. 통상적으로, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태로 들어가면, 감광 드럼(1)의 상태는, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 감광 드럼(1)의 길이방향의 관점에서 감광 드럼(1)의 주위면 전체에 대해 발생하기 쉬운 상태이다. 따라서, 만족스러운 효과가 제9 내지 제14 실시예에서의 방법에 의해 획득될 수 있다는 것은 통상적인 것이다.
그러나, 예를 들어, 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성이 전위 계(18)에 대한 위치에 대응하는, 감광 드럼(1)의 주위면의 부분에서 발생하지 않고, 전위계(18)에 대한 위치에 대응하지 않는, 감광 드럼(1)의 주위면의 다른 부분에서 발생한 경우, 전위계에 의해 검출되는 표면 전위량은 변화하지 않고, 이에 따라 화상 형성 동작이 개시될 것이다. 따라서, 이 경우에, 화상 형성 장치(100)가 전하 유출의 효과를 보이는 화상을 출력하는 것이 가능하다.
한편, 상당량의 전하 유출이 전위계(18)에 대한 위치에 대응하는, 감광 드럼(1)의 주위면의 영역에서 발생하지만, 전위계(18)에 대한 위치에 대응하지 않는, 감광 드럼(1)의 주위면의 영역에서는 발생하지 않는 경우, 동작 모드는 전하 유출 억제 모드로 스위칭될 것이고, 그에 따라, 화상 형성 장치(100)는 전하 유출의 효과를 보이지 않는 화상을 출력할 것이다. 감광 드럼(1)이 이러한 상태에 있을 때 감광 드럼(1)의 주위면에 토너를 공급함으로써 감광 드럼(1)이 전하 유출 억제 모드에서 연마됨다면, 전하 유출이 발생하지 않은, 감광 드럼(1)의 주위면의 영역에도 토너가 공급도리 것이고, 그에 따라 토너가 낭비될 것이다. 또한, 전하 유출이 발생하지 않은, 그 주위면의 부분에서 불핑요하게 연마됨으로써 감광 드럼(1)의 서비스 수명이 단축될 수 있다.
따라서, 본 실시예에서, 화상 형성 장치(100)에는 도 29의 도시된 바와 같이 감광 드럼(1)의 축선에 평행한 방향으로 전위계(18)를 이동시킬 수 있는 메커니즘이 제공된다.
이러한 메커니즘을 더욱 상세히 설명하자면, 이 메커니즘에는 (전위계 지지 부재로서의) 리드 스크류(111)이, (전력 전달 부재로서의) 기어(114) 및 (기계적 전원으로서의) 모터(113)가 제공되고, 리드 스크류(111)가 기어(114)를 통해 모터(113)에 의해 둘 중 어느 방향으로 회전될 수 있도록 구성된다. 모터(113)의 구동의 시작 및 정지 및 모터(113)의 구동 방향은 제어 회로(13)에 의해 제어된다. 모터(113)에 대한 전력은 모터 전원(115)으로부터 공급된다.
전위계(18)는 리드 스크류(111)에 의해 지지되고, 그 벽이 나선 홈을 갖는 리드 스크류(111)는 전위계(18)의 홀을 통과한다. 따라서, 전위계(18)는 리드 스크류(111)의 회전에 의해 감광 드럼(1)의 축선에 평행하게 (도 29의 화살표에 의해 나타내어진) 방향으로 이동될 수 있다. 따라서, 전위계(18)는 3차원 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동될 수 있다.
도 30은, 동작 모드가 전하 유출 억제 모드로 스위칭되어야 하는지 여부를 판정하기 위해, 전하가 감광 드럼(1)으로부터 상당량만큼 유출되기 시작했는지 여부를 판정하기 위해 실행되는 동작 시퀀스의 흐름도의 일례이다. 이러한 동작 시퀀스는 화상이 형성되지 않는 동안 수행된다.
전하 유출 검출 타이밍이 도달되면(S91), 제어 회로(13)는 전위계(18)의 위치를 검출한다(S92). 전위계(18)가 소정의 제1 위치에 있지 않으면, 제어 회로(13)는 리드 스크류(111)를 회전시킴으로써 소정의 제1 위치로 전위계(18)를 이동시킨다(S93). 전위계(18)가 소정의 제1 위치에 있다면, 제어 회로(13)는 감광 드럼(1)을 회전시키고, 감광 드럼(1)을 회전시키면서 방전 개시 전압 Vth 이하인 DC 전압(본 실시예에서는 -500V)을 인가한다. 이러한 동작 시퀀스 동안, 노광 장치(3)는 비활성 상태이고, 현상 전압과 전사 전압 모두 인가되지 않는다(S94). 전 압이 상술한 바와 같이 설정된 경우, 감광 드럼(1)이 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상의 형성을 유발할 수 있는 상태에 있다면, 대전 롤러(2)에 인가된 DC 전압이 방전 개시 전압 Vth 이하인 경우에도, 전하가 대전 롤러(2)로부터 감광 드럼(1)으로 주입된다. 주입된 전하는 전위계(18)에 의해 전위로서 검출된다(S95).
그 후, 제어 회로(13)는 감광 드럼(1)의 길이방향에 평행한 방향의 관점에서 전위계(18)를 복수의 소정의 위치 각각으로 이동시키고, 감광 드럼(1)의 주위면의 전위 레벨이 각 소정 위치에서 변화된 양 △V를 측정한다. 또한, 제어 회로(13)가, 전위계(18)가 감광 드럼(1)의 주위면의 전위 레벨의 변화량 △V를 측정하게 할 대마다, 감광 드럼(1)의 주위면의 전위 레벨의 변화량 △V가 감광 드럼(1)의 주위면 상의 모든 소정의 위치들에서 측정되었는지 여부를 체크한다(S96). 제어 회로(13)가, 감광 드럼(1)의 주위면의 전위 레벨의 변화량 △V가 모든 소정의 위치들에서 측정되지 않았음을 발견하면, 전위계(18)를 변화량 △V가 측정되지 않은 위치(들)로 이동시켜 변화량 △V가 측정되지 않은 소정의 위치(들)에서 변화량 △V를 측정한다(S93-S94). 제어 회로(13)가, 변화량 △V가 소정의 모든 위치들에서 측정되었다는 것을 발견하면, 측정된 변화량 △V 중 임의의 것이 전하 유출 발생 임계량(예를 들어 10V)보다 큰지 여부를 판정한다(S97). 감광 드럼(1)의 전위 레벨의 측정된 임의의 변화량 △V가 전하 유출 발생 임계량(전압)보다 크다면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)의 동작 모드를 전하 유출 억제 모드(S98)로 변경시킨다. 한편, 측정된 모든 변화량 △V가 전하 유출 발생 임계 전압 이하라면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)가 화상 형성 동작을 개시하게 한다(S99).
제어 회로(13)가, 화상 형성 장치(100)가 전하 유출 억제 모드에 있어야 한다고 판정한다면, 감광 드럼(1)의 주위면에 연마제를 공급하여, 클리닝 블레이드(7a)와 감광 드럼(1)의 주위면 사이의 접촉 영역에 연마제를 전달한다.
본 실시예에서, 현상 장치(4) 내의 토너는 미리 토너에 첨가된 연마제를 함유한다. 본 실시예의 전하 유출 억제 모드에서, 감광 드럼(1)의 전체 길이만큼 넓고 감광 드럼(1)의 주위면의 이동 방향에서의 치수가 10cm인 패치의 잠상이, 감광 드럼(1)의 주위면의 전위 레벨 변화량 △V가 전하 유출 발생 임계 전압보다 큰, 감광 드럼(1)의 주위면의 일부에서 형성되고, 이러한 잠상은 연마제를 함유하는 토너로 현상된다. 또한 이러한 전하 유출 억제 모드에서, 전사 전압은 인가되지 않아서, 현상된 패치의 토너가 전사부(e)를 통해 영역(e)에 도달될 수 있다.
그 후,제어 회로(13)는 감광 드럼(1)을 10초 동안 공회전시킨 후, 화상 형성 장치(100)의 동작 모드를 다시 전하 유출 억제 모드로 스위칭한다(S92-S97). 감광 드럼(1)의 주위면의 전위 레벨의 변화량 △V가 전하 유출 발생 임계 전압 아래에 있다면, 제어 회로(13)는 화상 형상 장치(100)를 화상 형성 모드에 둔다(S99). 감광 드럼의 주위면의 전위 레벨의 변화량 △V가 전하 유출 발생 임계 전압보다 높게 되어 있으면, 제어 회로(13)는 화상 형성 장치(100)를 다시 전하 유출 억제 모드(S98)에 둔다.
상술한 바와 같이, 본 실시예는, 감광 드럼(1)이, 전하가 감광 드럼(1)의 주위면의 부분 또는 부분들만으로부터 유출될 수 있게 하는 상태에 있을 때라도, 화상 형성 장비를 쓰지 않고, 화상 형성 장치(100)가 그 화상이 흐리거나 희미하게 보이는 프린트를 출력하는 것을 효율적으로 방지할 수 있다.
[이전 실시예들의 수정된 버전들]
이하, 본 발명의 실제 실시예의 유형으로 본 발명을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시에들은 지금까지 설명한 것에 제한되지 않아야 한다. 따라서, 다음으로 본 발명의 상술한 실시예들의 몇몇 수정된 버전들을 설명할 것이다.
상술한 이전 실시예들에서, 화상 형성 장치가 전하 유출 억제 모드에 있어야 하는지 여부를 판정하기 위해 전하 유출의 가능한 발생의 신호가 검출되는 동작 시퀀스가 화상이 형성되지 않는 기간 동안, 즉 감광 드럼(1)이 예비적으로 회전되는 기간 동안 수행된다. 그러나, 이러한 동작 시퀀스가, 감광 드럼(1)이 예비적으로 회전되는 기간 동안 수행되어야 한다는 것은 강제적인 것은 아니다. 즉, 동작 시퀀스는 화상이 형성되지 않는 임의의 다른 기간에서 수행될 수도 있다. 예를 들어, 초기 회전 기간, 페이퍼 휴지 기간, 후 회전 기간에서 수행될 수 있다. 또한, 화상이 형성되지 않는 2 이상의 기간 동안 수행될 수 있다.
또한, 상술한 이전 실시예들에서, 전하 유출을 억제하기 위한 방법은 감광 드럼(1)의 주위면을 가열시키는 것(가열 방법), 감광 드럼(1)을 공회전시키는 것(마찰 방법), 또는 감광 드럼(1)의 주위면을 연마하는 것(연마 방법)이었다. 그러나, 이러한 방법들이 조합으로 채용될 수도 있다. 이러한 방법들의 조합의 채용은 감광 드럼으로부터 상당량만큼의 전하 유출 발생을 더욱 잘 억제할 수 있다. 예를 들어, 감광 드럼을 가열하면서 감광 드럼 상의 방전의 부산물을 제거하기 위한 동작이 수행될 수 있다. 또한, 감광 드럼(1)을 가열하면서 감광 드럼 상의 방전의 부산물을 제거하기 위해 감광 드럼을 연마하는 동작도 수행될 수 있다.
상술한 이전 실시예들의 화상 형성 장치들 중 일부에는, 화상이 형성되지 않는 기간들 중 한 기간 동안 정전압을 대전 롤러에 인가하여 전류를 모니터하는 수단, 또는 화상이 형성되지 않는 기간들 중 한 기간 동안 정전류를 흘려서 전압을 모니터하는 수단이 제공된다. 이러한 수단은 조합으로 채용될 수 있다.
상술한 이전 실시예들의 화상 형성 장치의 경우에, 감광 드럼으로부터 전하의 유출을 검출하기 위한 동작 동안, 감광 드럼의 전위를 낮추고 감광 드럼의 전위를 낮아진 레벨로 유지하기 위하여 전 노광 장치가 온으로 된다. 그러나, 노광 장치 대신에, 감광 드럼에 전압을 공급하기 위한 전하 제거 장치가 전사부의 후단측에 배치될 수 있다.
또한, 이전 실시예들의 화상 형성 장치는, 화상 형성 장치가 감광 드럼의 빈 내부에 드럼 히터를 갖는 것으로 설명되었다. 하지만, 가열 수단은 감광 드럼 내에 배칠될 필요는 없다. 즉, 감광 드럼을 가열할 수 있는 한, 어떠한 가열 수단도 수용될 수 있다. 예를 들어, 드럼 히터는 감광 드럼에 감광 드럼 외부로부터의 열을 공급하는 히터일 수도 있다.
또한 상술한 이전 실시예들에서, 감광 드럼으로부터 전하 유출의 발생을 검출하기 위하여 대전 롤러에 인가되는 전압은 방전 개시 전압 Vth 이하인, -500V였다. 하지만, 대전 롤러에 인가되는 DC 전압은 -500V일 필요가 없다. 즉, 모든 필요한 것은 대전 롤러에 인가되는 DC 전압이 방전 개시 전압 Vth 이하인 것이다. 그러나, 대전 롤러에 인가되는 DC 전압이 -500V가 아니면, 전하 유출 발생 발생 임 계 전류값과 전하 유출 발생 임계 전압도 이전 실시예들의 설명에서 언급된 값들과 상이할 수 있다.
또한, 상술한 이전 실시예들에서, 화상 형성 장치에는 클리닝 부재가 제공되었다. 그러나, 본 발명은 소위 클리너가 없는 화상 형성 장치, 즉 감광 부재 상에 잠상을 현상하면서 그 현상 장치로 그 감광 부재를 클리닝하는 화상 형성 장치에도 적용할 수 있다. 이러한 응용의 효과는 상술한 바와 동일하다.
감광 드럼은소위 직접 주입형, 즉 그 표면 전기 저항이 109-1014Ω.cm의 범위 내에 있는 전하 주입층이 제공된 감광 드럼일 수 있다. 전하 주입층을 갖지 않는 감광 드럼의 경우에서도, 예를 들어 그 전하 수송층의 전기 저항의 상술한 범위 내에 있는 한, 상술한 바와 동일한 효과가 획득될 수 있다. 또한, 비정형 실리콘으로 이루어지고, 그 표면층의 체적 저항이 대략 1013Ω.cm인 감광 부재가 감광 드럼으로서 사용될 수도 있다.
또한 상술한 이전 실시예들에서, 대전 롤러는 접촉 유형의 플렉시블(flexible) 대전 부재로서 사용되었다. 하지만, 털로 만든 브러시, 펠트(felt), 직물 등, 즉 대전 롤러와는 형상 및 재료가 상이한 대전 부재가 대전 부재로서 사용될 수도 있다. 또한, 다양한 재료들을 조합함으로써, 탄성, 도전성, 표면 특성 및 내구성의 관점에서 더욱 우수한 대전 부재가 획득될 수 있다.
대전 롤러 또는 현상 슬리부의 교류 전압 성분(주기적으로 값이 변하는 전압)의 파형은, 정현파, 구형파, 삼각파 등일 수 있으며, 파형은 적절한 것으로 선 택될 수 있다. 또한, DC 전원을 온 및 오프시킴으로써 형성되는 구형파의 유형일 수도 있다.
또한, 상술한 이전 실시예들에서, DC 전압만을 인가할 때보다 감광 부재로부터 전하의 유출을 더욱 잘 유발시키는 DC 전압 및 AC 전압의 중첩을 인가하는 대전 방법이 화상 형성을 위한 대전 방법으로서 사용되었다. 그러나, DC 전압만이 인가될 때 발생하는 전하 유출이 DC 전압 및 AC 전압의 중첩이 인가될 때 발생하는 전하 유출보다 작다고 할지라도, DC 전압만을 인가하는 대전 방법이 사용되는 때에도, 감광 부재로부터 상당량의 전하 유출이 발생한다. 또한, 본 발명은 DC 전압만을 인가하는 대전 방법을 사용하는 화상 형성 장치에서도 효과적이다.
또한, 상술한 이전 실시예에서, 전하 유출의 발생을 검출하는데 사용되는 접촉 유형의 대전 부재로서 대전 롤러가 사용되었다. 그러나, 감광 부재로부터의 전하 유출 발생을 검출하기 위한 수단으로서 접촉 유형의 임의의 대전 부재가 유사하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 대전 블레이드를 사용하는 대전 디바이스, 대전 브러시를 사용하는 대전 디바이스와 같이 알려진 대전 디바이스 중 임의의 대전 부재가 전하 유출의 발생을 검출하기 위한 수단으로서 사용될 수 있다. 또한, 전사 롤러를 사용하는 일부 전사 장치는 감광 드럼과 접촉되게 놓임으로써 감광 드럼의 전위 레벨을 변화시킬 수 있어, 대전 부재로서 기능할 수 있다. 따라서, 광 드럼과 접촉하고 있는 전사 롤러(전사 장치)는 감광 드럼으로부터 전하 유출의 발생을 검출하는 데 사용될 수 있다. 즉, 접촉 유형의 전사 장치를 사용하여 전하 유출의 발생을 검출하는 방법은 접촉 유형의 대전 부재인 대전 롤러 대신, 그 대전 수단으 로서 코로나 유형의 대전 수단을 사용하는 화상 형성 장치에서 사용될 수 있고, 이러한 접촉 유형의 전사 장치는 전하 유출의 발생을 검출하는 데 사용될 수 있다.
또한, 상술한 이전 실시예들에서, 감광 드럼이 제1 화상 담지체로서 사용되었다. 그러나 제2 화상 담지체는 그 위에 화상이 정전기적으로 기록될 수 있는 유전체일 수도 있다. 유전체가 제1 화상 담지체로서 사용되는 경우에, 유전체의 표면이 균일하게 대전된 후, 전하 제거 헤드(전하 제거침) 및 전자총과 같은 전하 제거 수단의 사용으로 유전체의 대전된 표면 상의 많은 지점으로부터 전하가 선택적으로 제거되고 의도된 화상의 정보에 대응하는 정전 잠상을 기록한다.
또한, 상술한 이전 실시예들에서, 감광 드럼의 대전된 주위면을 노광시키기 위한 노광 수단(정보 기록 수단)으로서, 또한 전 노광 수단으로서 레이저를 사용하는 노광 장치가 사용되었다. 그러나, 노광 수단은 예를 들어 LED의 어레이인 발광 고상 소자의 어레이를 사용하는 디지털 노광 수단일 수도 있다. 또한, 할로겐 램프, 형광등 등을 그 원래 조명원으로서 사용하는 아날로그 화상 노광 수단일 수도 있다.
또한, 상술한 이전 실시예들에서, 그 전사 수단으로서 전사 롤러를 사용하는 전사 방법이 사용되었다. 그러나, 전사 수단은 전사 롤러 외의 접촉 유형의 다른 전사 수단들 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 블레이드를 사용하는 전사 수단, 벨트를 사용하는 전사 수단 등이 있을 수 있다. 또한, 코로나 유형의 대전 디바이스를 사용하는 비접촉 유형의 전사 방법일 수도 있다.
또한, 상술한 이전 실시예들에서, 화상 형성 장치는 감광 드럼 상에 형성된 단색 토너 화상을 전사 매체의 시트 상에 직접 전사하는 화상 형성 장치였다. 하지만, 전사 드럼 및 전사 벨트와 같은 중간 전사 부재를 사용하여, 단색 화상뿐만 아니라 다중층 전사 공정을 통해 멀티컬러 화상 또는 풀컬러 화상도 형성할 수 있는 화상 형성 장치에 적용될 수도 있다.
본 발명은 본 명세서에 개시된 구성을 참조하여 설명되었지만, 개시된 상세 사항에 제한되지 않으며, 본 출원은 이하의 청구항의 범위 또는 개선의 목적 내에 들 수 있는 수정 또는 변경사항을 포함하도록 의도된 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에서의 화상 형성 장치의 개략 단면도이고, 장치의 전반적인 구성을 도시한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에서의 화상 형성 장치의 감광 드럼과 대전 롤러의 개략 단면도이고, 감광 드럼의 층 구성 및 대전 롤러의 층 구성을 도시한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에서의 화상 형성 장치의 동작 시퀀스의 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에서의 화상 형성 장치의 대전 전압 인가 시스템의 블록도이다.
도 5는 감광 드럼을 대전시키기 위해 인가되는 직류 전압과 감광 드럼의 주위면의 전위 레벨 사이의 관계의 일례를 도시하는 그래프이다.
도 6은 대전 디바이스에 인가되는 DC 전압과 측정 회로에 유입되는 직류 전류량 사이의 관계의 일례를 도시하는 그래프이다.
도 7은 감광 드럼의 주위면 상의 전하가 유출될 때 흐르는 직류 전류량을 측정하기 위한 시험 장치의 일례의 단면도이다.
도 8은 감광 드럼이 휴지 상태였던 시간의 길이와, 감광 드럼으로 우입되는 직류 전류량 사이의 관계의 일례를 도시하는 그래프이다.
도 9는 대전 디바이스에 인과되는 전압의 크기가 방전 개시 전압 이하일 때, 감광 드럼의 주위면이 대전되게 하는 메커니즘을 설명하는 도면이다.
도 10은 화상 형성 장치가 전하 유출 억제 모드에서 동작되어야 하는지 여부를 판정하기 위한 동작 시퀀스의 일례의 흐름도이다.
도 11은 상대 습도와 감광 드럼으로 유입되는 직류 전류의 크기 사이의 관계의 일례를 도시하는 그래프이다.
도 12는 화상 형성 장치가 전하 유출 억제 모드에서 동작되어야 하는지 여부를 판정하기 위한 동작 시퀀스의 또 다른 예의 흐름도이다.
도 13은 인쇄된 프린트의 매수와 감광 드럼으로 유입되는 직류 전류의 크기 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 14는 화상 형성 장치가 전하 유출 억제 모드에서 동작되어야 하는지 여부를 판정하기 위한 동작 시퀀스의 또 다른 예의 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 바람직한 제6 실시예에서의 화상 형성 장치의 개략 단면도이며, 장치의 전반적인 구성을 도시한다.
도 16은 화상 형성 장치가 전하 유출 억제 모드에서 동작되어야 하는지 여부를 판정하기 위한 동작 시퀀스의 또 다른 예의 흐름도이다.
도 17은 화상 형성 장치가 전하 유출 억제 모드에서 동작되어야 하는지 여부를 판정하기 위한 동작 시퀀스의 또 다른 예의 흐름도이다.
도 18은 화상 형성 장치가 전하 유출 억제 모드에서 동작되어야 하는지 여부를 판정하기 위한 동작 시퀀스의 또 다른 예의 흐름도이다.
도 19는 본 발명의 바람직한 제9 실시예에서의 화상 형성 장치의 대전 전압 인가 시스템의 블록도이다.
도 20은 화상 형성 장치가 현저하게 흐리고 및/또는 희미한 화상을 형성하게 하는, 감광 드럼의 표면 전위량에서의 변화량을 측정하기 위한 시험 장치의 또 다른 예의 개략도이다.
도 21은 감광 드럼이 휴지 상태였던 시간 길이와, 감광 드럼의 주위면의 전위 레벨 사이의 관계의 일례를 도시하는 그래프이다.
도 22는 화상 형성 장치가 전하 유출 억제 모드에서 동작되어야 하는지 여부를 판정하기 위한 동작 시퀀스의 또 다른 예의 흐름도이다.
도 23은 상대 습도와 감광 드럼의 주위면의 전위 레벨 사이의 관계의 또 다른 예를 도시하는 그래프이다.
도 24는 화상 형성 장치가 전하 유출 억제 모드에서 동작되어야 하는지 여부를 판정하기 위한 동작 시퀀스의 또 다른 예의 흐름도이다.
도 25는 인쇄된 프린트의 매수와, 감광 드럼의 주위면의 전위 레벨 사이의 관계의 또 다른 예를 도시하는 그래프이다.
도 26은 화상 형성 장치가 전하 유출 억제 모드에서 동작되어야 하는지 여부를 판정하기 위한 동작 시퀀스의 또 다른 예의 흐름도이다.
도 27은 전하 유출이 감광 드럼의 주위면의 일부에만, 또는 일부들에서만 발생하는 경우를 설명하기 위한, 감광 드럼의 도면이다.
도 28은 감광 드럼의 주위면의 전위 레벨과 경과 시간의 길이 사이의 관계의 일례를 도시하는 그래프이다.
도 29는 본 발명의 바람직한 제15 실시예에서의 화상 형성 장치에서, 표면 전위계(surface potent ometer)와 그 전위계에 대한 기계적 및 전기적인 구성의 사시도이다.
도 30은 화상 형성 장치가 전하 유출 억제 모드에서 동작되어야 하는지 여부를 판정하기 위한 동작 시퀀스의 또 다른 예의 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
1: 감광 드럼
2: 대전 롤러
3: 노광 장치
4: 현상 장치
5: 전사 롤러
6: 정착 장치
7: 클리닝 장치
8: 전 노광 장치
9: 드럼 히터
10: 전기 히터 전원
11: DC 전압 전원
12: AC 전압 전원
13: 제어 회로
14: 직류 전류값 측정 회로
15: 환경 센서
16: 카운터
17: 전압계
18: 전위계

Claims (9)

  1. 화상 형성 장치로서,
    감광 부재;
    상기 감광 부재를 대전시키도록 상기 감광 부재와 접촉가능한 대전 부재;
    상기 대전 부재에 대전 바이어스 전압을 인가하는 인가 수단;
    상기 대전 부재와 상기 감광 부재 사이에 흐르는 전류를 검출하는 검출 수단; 및
    상기 감광 부재와 상기 대전 부재 사이에 방전이 개시되는 전압 미만의 전압이 상기 대전 부재에 인가될 때 상기 검출 수단이 소정값 이상의 전류를 검출하는 경우에, 상기 감광 부재의 표면 상에 부착된 방전 생성물을 제거하기 위한 동작 모드를 실행하도록 상기 화상 형성 장치를 제어하는 제어 수단
    을 포함하는, 화상 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인가 수단은 상기 대전 부재를 방전시키는 데 충분한 바이어스 전압을 인가함으로써 상기 감광 부재를 대전시키는, 화상 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감광 부재의 표면을 마찰시키기 위한 마찰 부재를 더 포함하고,
    상기 제어 수단은 상기 마찰 부재를 상기 모드에서 동작시키는, 화상 형성 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 감광 부재에 연마 입자들을 공급하여 상기 감광 부재의 표면을 연마하기 위한 연마 수단을 더 포함하고,
    상기 제어 수단은 상기 연마 수단을 동작시키는, 화상 형성 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인가 수단은 DC 전압과 AC 전압이 중첩된 대전 바이어스 전압을 상기 대전 부재에 인가하는, 화상 형성 장치.
  6. 화상 형성 장치로서,
    감광 부재;
    상기 감광 부재를 대전시키도록 상기 감광 부재와 접촉가능한 대전 부재;
    상기 대전 부재에 대전 바이어스 전압을 인가하는 인가 수단;
    상기 감광 부재를 가열시키는 가열 수단;
    상기 대전 부재와 상기 감광 부재 사이에 흐르는 전류를 검출하는 검출 수단; 및
    상기 감광 부재와 상기 대전 부재 사이에 방전이 개시되는 전압 미만의 전압 이 상기 대전 부재에 인가될 때 상기 검출 수단이 소정값 이상의 전류를 검출하는 경우에, 상기 감광 부재를 가열시키도록 상기 가열 수단을 제어하는 제어 수단
    을 포함하는, 화상 형성 장치.
  7. 화상 형성 장치로서,
    감광 부재;
    상기 감광 부재를 대전시키도록 상기 감광 부재와 접촉가능한 대전 부재;
    상기 대전 부재에 대전 바이어스 전압을 인가하는 인가 수단;
    상기 감광 부재의 표면의 전위를 감지하기 위한 전위 센서; 및
    상기 전위 센서가, 상기 감광 부재와 상기 대전 부재 사이에 방전이 개시되는 전압 미만의 전압이 공급되는 상기 대전 부재에 의해 접촉되는 표면에서의 소정값 이상의 절대값을 갖는 전위를 감지하는 경우에, 상기 감광 부재의 표면 상에 부착된 방전 생성물을 제거하기 위한 제거 모드 동작을 실행하도록 상기 화상 형성 장치를 제어하기 위한 제어 수단
    을 포함하는, 화상 형성 장치.
  8. 화상 형성 장치로서,
    감광 부재;
    상기 감광 부재를 대전시키도록 상기 감광 부재와 접촉가능한 대전 부재;
    상기 대전 부재에 대전 바이어스 전압을 인가하는 인가 수단;
    상기 감광 부재를 가열시키는 가열 수단;
    상기 감광 부재의 표면의 전위를 감지하기 위한 전위 센서; 및
    상기 전위 센서가, 상기 감광 부재와 상기 대전 부재 사이에 방전이 개시되는 전압 미만의 전압이 공급되는 상기 대전 부재에 의해 접촉되는 표면에서의 소정값 이상의 절대값을 갖는 전위를 감지하는 경우에, 상기 감광 부재를 가열시키도록 상기 가열 수단을 제어하는 제어 수단
    을 포함하는, 화상 형성 장치.
  9. 화상 형성 장치로서,
    감광 부재;
    상기 감광 부재를 대전시키도록 상기 감광 부재와 접촉가능한 대전 부재;
    상기 감광 부재를 클리닝(cleaning)하는 클리닝 부재;
    상기 대전 부재에 대전 바이어스 전압을 인가하는 인가 수단; 및
    상기 대전 부재와 상기 감광 부재 사이에 흐르는 전류를 검출하는 검출 수단
    을 포함하고,
    상기 감광 부재와 상기 대전 부재 사이에 방전이 개시되는 전압 미만의 전압이 상기 대전 부재에 인가될 때 상기 검출 수단이 소정값 이상의 전류를 검출하고, 상기 감광 드럼의 회전 주기(rotation duration)는 다른 경우에서의 회전 주기보다 더 긴, 화상 형성 장치.
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