KR102073455B1 - 화상 형성 장치 - Google Patents

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Abstract

화상 형성 장치는, 전사 유닛에 의해 지지된 상태에서는 장치 본체에 탈착가능하게 장착되고, 장치 본체에 장착되지 않은 상태에서는 클리닝 부재의 길이 방향으로 전사 유닛에 대해 이동가능한 클리닝 유닛을 구비한다. 장치 본체는 감광 드럼의 축 방향으로 장치 본체에 대해 카트리지를 위치결정하도록 구성되는 프레임 유닛부를 구비한다. 프레임 유닛부는, 전사 유닛이 장치 본체에 장착된 상태에서, 길이 방향으로 장치 본체에 대하여 클리닝 부재를 위치결정하도록 구성된다.

Description

화상 형성 장치{IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은, 상 담지체로부터 전사재에 토너 상을 전사하도록 구성되는 벨트를 구비하는 전사 유닛과, 벨트 상의 잔류 토너를 제거하도록 구성되는 클리닝 유닛을 갖는 화상 형성 장치에 관한 것이다.
일본 특허 번호 3815139에는, 토너 상을 담지하도록 구성되는 상 담지체를 구비하는 화상 형성 유닛과, 상 담지체로부터 전사재에 토너 상을 전사하도록 구성되는 벨트를 구비하는 전사 유닛을 구비하는 화상 형성 장치가 개시되어 있다. 일본 특허 번호 3815139의 구성에 따르면, 벨트 상의 잔류 토너는 클리닝 부재에 의해 제거된다.
최근, 화상 형성 장치를 보다 더 소형화하는 것이 요구되고 있다. 클리닝 유닛에 대해서도 보다 더 소형화하는 것이 요구되고 있다. 클리닝 유닛을 소형화하기 위해서는, 클리닝 부재의 길이 폭을 감소시킬 필요가 있다. 그러나, 클리닝 부재의 길이 폭은 화상 형성 유닛의 현상 부재의 길이 폭보다 클 필요가 있다. 이 관계를 충족하지 않으면, 전사 유닛의 벨트에 제거될 수 없는 토너 상이 남아, 화상 불량을 초래한다. 따라서, 클리닝 유닛의 클리닝 부재의 길이 폭을 감소시키기 위해서는, 화상 형성 유닛과의 상대적인 위치 관계를 고정밀도로 정할 필요가 있다.
그러나, 일본 특허 번호 3815139에 따르면, 클리닝 유닛은 전사 유닛에 대하여 위치결정 및 고정되고, 화상 형성 유닛은 장치 본체에 고정되어 있다. 따라서, 클리닝 유닛의 주요 부품인 클리닝 부재와 화상 형성 유닛 사이에 복수의 부품이 개재된다. 즉, 화상 형성 장치의 장치 본체, 전사 유닛, 및 클리닝 유닛의 케이스와 같은 부품이 개재되고, 그 결과 이들 부품의 길이 방향의 치수 공차 및 장착 오차가 중첩된다. 따라서, 이들 오차를 고려해서 클리닝 부재의 길이 폭을 결정할 필요가 있고, 클리닝 부재의 길이 폭을 감소시키는 것이 어려웠다.
본 발명에 따르면, 장치 본체와, 상기 장치 본체에 탈착가능하게 장착될 수 있고, 토너 상을 담지하도록 구성되는 감광 드럼을 구비하는 카트리지와, 상기 장치 본체에 탈착가능하게 장착될 수 있고, 상기 감광 드럼으로부터 전사재에 토너 상을 전사하도록 구성되는 벨트를 구비하는 전사 유닛과, 상기 장치 본체에 탈착가능하게 장착될 수 있고, 상기 벨트 상의 잔류 토너를 제거하도록 구성되는 클리닝 유닛으로서, 상기 클리닝 유닛은, 상기 장치 본체에 장착된 상태에서는 상기 전사 유닛에 의해 지지되고, 상기 장치 본체에 장착되지 않은 상태에서는 클리닝 부재의 길이 방향으로 상기 전사 유닛에 대해 이동가능한, 클리닝 유닛과, 상기 감광 드럼의 축 방향으로 상기 카트리지를 상기 장치 본체에 대하여 위치결정하도록 구성되는, 상기 장치 본체의 프레임 유닛부를 포함하며, 상기 프레임 유닛부는, 상기 전사 유닛이 상기 장치 본체에 장착된 상태에서, 상기 길이 방향으로 상기 장치 본체에 대하여 상기 클리닝 부재를 위치결정시키도록 구성되는, 화상 형성 장치가 제공된다.
본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 형성 장치의 개략 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 화상 형성 장치의 개략 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 제1 실시예에 따른 화상 프로세스 유닛, 중간 전사 벨트 및 벨트 클리닝 장치의 위치결정 부분의 관계를 도시하는 평면도이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 화상 프로세스 유닛, 중간 전사 벨트 및 벨트 클리닝 장치의 위치결정 부분의 관계를 보다 상세하게 도시하는 평면도이다.
도 5a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전사 유닛의 개략 사시도이다.
도 5b는 클리닝 장치와 얼라인먼트 롤러의 분해 사시도이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 화상 프로세스 유닛, 중간 전사 벨트 및 벨트 클리닝 장치의 위치결정 부분의 관계를 보다 상세하게 도시하는 평면도이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 전사 유닛 내의 벨트 스큐(skew)를 보정하는 상태를 도시하는 개략도이다.
이제, 본 발명을 도면에 도시된 실시예에 기초하여 상세하게 설명한다.
[제1 실시예]
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 형성 장치의 구성을 도시하는 개략 단면도이다. 제1 실시예에서, 화상 형성 장치의 일례로서 컬러 레이저 빔 프린터를 설명하고 있다.
즉, 화상 형성 장치는, 화상 형성 유닛인 복수의 프로세스 카트리지(9)와, 중간 전사 벨트(5)를 구비한 중간 전사 유닛(5u)과, 중간 전사 벨트(5) 상의 잔류 토너를 제거하도록 구성되는 클리닝 유닛(6)을 구비하고 있다. 프로세스 카트리지(9)는, 토너 상을 담지하도록 구성되는 상 담지체로서의 감광 드럼(1)을 구비한다. 중간 전사 유닛(5u)의 중간 전사 벨트(5)는 감광 드럼(1)으로부터 전사재(P)에 토너 상을 전사하도록 구성되는 벨트이다.
본 실시예에서는, 4개의 상이한 색의 토너 상을 형성하기 위해서, 4개의 프로세스 카트리지(9)가 병렬로 배치되어 있다. 4개의 프로세스 카트리지(9)는 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 이하의 설명에서, 프로세스 카트리지 및 그 구성요소는 a, b, c, 및 d의 첨자를 부여한 참조 부호로 나타낸다.
프로세스 카트리지(9a 내지 9d)는, 토너를 상 담지체인 감광 드럼(1a 내지 1d)에 공급하도록 구성되는 현상 부재인 현상 롤러(40a 내지 40d)를 갖고, 장치 본체(10)의 중앙부에서 도 1의 좌우 방향으로 병렬로 배치된다.
중간 전사 벨트(5)는 좌우 양단에 위치하는 한 쌍의 지지 롤러(51, 52) 주위에 신장되어 있는 무단 벨트이다. 중간 전사 벨트(5)는 텐션 롤러(53)에 의해 텐션이 부여된 상태에서 화살표 A의 방향(도 1에서 반시계 방향)으로 회전하도록 구동된다. 도 1에는 도시되지 않지만, 지지 롤러(51, 52) 및 텐션 롤러(53)는 롤러를 지지하는 한 쌍의 측판 사이에 배치된다. 중간 전사 벨트(5)는 프로세스 카트리지(9a 내지 9d)의 감광 드럼(1a 내지 1d)의 상방에 위치한다. 중간 전사 벨트(5)의 하측 주행면은 감광 드럼(1a 내지 1d)의 각 둘레면과 접촉된 상태로 유지된다.
또한, 중간 전사 벨트(5)의 한쪽의 지지 롤러(51)(도 1에서 우측 단부)에 대향해서 2차 전사 롤러(15)가 배치되고, 다른 단부의 지지 롤러(52)(도 1에서 좌측 단부)에 대향해서 클리닝 유닛(6)이 배치된다. 예를 들어, 2차 전사 롤러(15)에 대향하는 지지 롤러(51)는 구동 롤러이고, 지지 롤러(52)는 종동 롤러이다.
클리닝 유닛(6)은 중간 전사 벨트(5)의 잔류 토너를 제거하도록 구성되는 클리닝 브러시(6br)를 구비하고 있다.
프로세스 카트리지(9a 내지 9d)의 감광 드럼(1a 내지 1d)에 형성된 상이한 색의 토너 상은, 중간 전사 벨트(5) 내에 배치된 1차 전사 롤러(5a 내지 5d)에 의해, 중간 전사 벨트(5) 위로 순차적으로 중첩되도록 1차 전사된다. 그 후, 중간 전사 벨트(5) 위의 토너 상이, 한쪽의 지지 롤러(51)와 대향하는 2차 전사 롤러(15)에 의해, 기록재로서의 전사재(P)위로 2차 전사된다. 이에 의해, 출력 화상을 얻게 된다.
이제, 본 실시예의 화상 형성 장치의 화상 형성 동작에 대해서 보다 상세하게 설명한다.
컨트롤러(도시하지 않음)로부터 프린트 신호가 발신되어 화상 형성 장치가 구동되면, 전압이 인가된 대전 롤러(2a 내지 2d)가 잠상 형성에 앞서 감광 드럼(1a 내지 1d)의 표면 상을 균일하게 대전한다. 레이저 스캐너(3)로부터 발해진 레이저광(L)이 각 감광 드럼(1a 내지 1d)의 대전된 표면 상에 조사된다. 이에 의해, 각 색의 정전 잠상이 형성된다. 그리고, 현상제 도포 롤러(41a 내지 41d)와 현상 롤러(40a 내지 40d)가 감광 드럼(1a 내지 1d) 상에 형성된 정전 잠상에 토너를 공급한다. 이에 의해, 정전 잠상이 토너 상으로서 가시화된다.
감광 드럼(1a 내지 1d)에 현상된 각 색의 토너 상은, 중간 전사 벨트(5)를 사이에 두고 감광 드럼(1a 내지 1d)과 대향하는 1차 전사 롤러(5a 내지 5d)에 의해, 화살표 A의 방향으로 회전하는 중간 전사 벨트(5) 상에 순차적으로 1차 전사되고, 이에 의해, 토너 상이 형성된다. 토너 상의 1차 전사는 1차 전사 롤러(5a 내지 5d)에 의해 전사 전압이 인가됨으로써 이루어진다.
한편, 장치 본체(10)의 하부에 배치되는 전사재 수용부(8)에 적재 및 수용된 전사재(P)는 급지 롤러(12) 및 분리부(13)에 의해 개별 시트로 분리되어 급송된다. 급송된 전사재(P)는, 레지스트레이션 롤러 쌍(14)에 의해 미리결정된 타이밍에 중간 전사 벨트(5)와 2차 전사 롤러(15) 사이의 위치로 반송된다. 이때, 2차 전사 롤러(15)에 2차 전사 전압이 인가되고, 먼저 중간 전사 벨트(5) 상에 형성된 토너 상이 전사재(P)에 2차 전사된다.
토너 상이 2차 전사된 전사재(P)는, 보다 상방으로 반송되어서 정착 장치(16)를 통과하고, 전사재(P) 상의 토너 상은 열과 압력을 받음으로써 정착된다. 그 후, 전사재(P)는 배지 롤러 쌍(17)에 의해 장치 본체(10)의 케이스 외부에 배치된 배지 트레이(18)에 배지된다.
한편, 토너 상 전사 후에, 감광 드럼(1a 내지 1d)의 표면에 남은 토너는, 클리닝 블레이드(21a 내지 21d)에 의해 제거된다. 또한, 전사재(P)에 2차 전사된 후에 중간 전사 벨트(5) 위에 남은 토너는, 클리닝 유닛(6) 내에 배치되는 클리닝 브러시(6br)에 의해, 균일한 토너 극성을 갖도록 제어되어 감광 드럼(1a)에 정전적으로 부착됨으로써, 프로세스 카트리지(9)에 배치된 클리닝 블레이드(21a)에 의해 제거된다. 프로세스 카트리지(9)에서 제거된 토너는 폐 토너 반송로(도시하지 않음)에 연결되어 이것을 통과하고, 폐 토너 회수 용기(7)에 회수된다.
장치 본체(10)는, 전, 후, 우, 및 좌의 면을 갖고, 전방면에 프로세스 카트리지(9)가 탈착가능하게 장착되게 하는 제1 개폐부로서의 전방 도어(Fd)를 구비하고 있다. 또한, 장치 본체(10)는, 장치 본체(10)의 전방면과 실질적으로 직교하는 우측면에, 중간 전사 유닛(5u)이 탈착가능하게 장착되게 하는 제2 개폐부로서의 우측 도어(Rd)를 구비하고 있다.
프로세스 카트리지(9)는, 도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 전방 도어(Fd)를 장치 본체(10)의 전방측을 향해 개방함으로써, 장치 본체(10)의 전방측으로부터 현상 롤러(40a 내지 40d)의 길이 방향과 평행한 제1 방향(X)으로 탈착가능하게 장착될 수 있다. 제1 방향(X)은, 각 프로세스 카트리지(9)의 길이 방향, 즉 감광 드럼(1a 내지 1d)과 현상 롤러(40a 내지 40d)의 축선을 따른 도 2a 및 도 2b에서의 전후 방향이다. 한편, 중간 전사 유닛(5u)은, 클리닝 유닛(6)과 함께, 장치 본체(10)의 정면 방향으로부터 대략 90° 상이한 방향으로 배향되는 우측 측면에 배치되는 우측 도어(Rd)를 개방함으로써, 우측으로부터 제2 방향 Y으로 탈착가능하게 장착될 수 있다. 제2 방향(Y)은, 제1 방향(전후 방향 X)과 직교하며, 중간 전사 벨트(5)의 주행면을 따르는 방향이다. 제2 방향(Y)은 좌우 방향에 대하여 약간 기울어져 있다.
이어서, 본 발명의 특징, 즉 프로세스 카트리지(9), 중간 전사 유닛(5u) 및 클리닝 유닛(6)의 장치 본체(10)에 대한 위치결정 구성에 대해서 상세하게 설명한다. 전술한 바와 같이, 클리닝 유닛(6)은 중간 전사 벨트(5) 상에 전사되지 않고 남겨진 토너 상을 제거하도록 구성된다.
또한, 클리닝 유닛(6)은, 중간 전사 유닛(5u)에 의해 지지되지만, 장치 본체(10)에 장착되어 있지 않은 상태에서는 길이 방향으로 중간 전사 유닛(5u)에 대하여 이동가능하다.
중간 전사 벨트(5)에 전사되는 토너 상과 관련하여, 현상제 도포 롤러(41a 내지 41d)와 현상 롤러(40a 내지 40d)에 의해 감광 드럼(1a 내지 1d) 상에 형성된 정전 잠상에 토너가 공급되어, 표면 상에 토너 상이 가시화된다.
그러나, 접촉 압력 같은 정전적인 힘 이외의 힘에 의해 현상 롤러(40a 내지 40d)에 담지된 토너가 감광 드럼(1a 내지 1d)에 미소하게 전사되는 경우가 있고, 이러한 토너가 중간 전사 벨트(5)에 전사되는 것이 상정될 수 있다. 따라서, 클리닝 유닛(6)은 이러한 미소량의 토너의 제거를 가능하게 하는 폭을 가질 필요가 있다.
즉, 중간 전사 벨트(5) 상에 전사되지 않고 남겨진 토너를 제거하기 위해서는, 각 현상 롤러(40a 내지 40d)의 폭보다 클리닝 유닛(6)의 클리닝 브러시(6br)의 폭을 크게 할 필요가 있다. 현상 롤러(40a 내지 40d)의 폭이 Ld이고, 클리닝 유닛(6) 내의 클리닝 브러시(6br)의 폭이 Lb이면, Ld<Lb의 관계를 충족할 필요가 있다.
도 3a 및 도 3b는, 도 1에 도시하는 장치 본체(10) 내에 장착 및 위치결정되는, 프로세스 카트리지(9)와, 중간 전사 유닛(5u)에 조립되는 클리닝 유닛(6) 사이의 위치 관계를 도시하는 개략도이다. 즉, 도 3a는 장치 본체(10)에 장착된 프로세스 카트리지(9)를 도 1의 상방으로부터 본 도면이다. 도 3b는, 도 3a의 프로세스 카트리지(9) 위에, 중간 전사 유닛(5u)과 클리닝 유닛(6)을 배치한 상태를 도시하는 도면이다.
클리닝 유닛(6)은, 클리닝 브러시(6br)의 길이 방향으로 상대 이동가능하도록 중간 전사 유닛(5u)에 조립되어 있다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 클리닝 유닛(6)은, 중간 전사 벨트(5)의 반송 방향 일단부 측에서 중간 전사 벨트(5)를 지지하도록 구성되는 지지 롤러(52)에 대향하여 배치되어 있다. 클리닝 유닛(6)은, 클리닝 브러시(6br)를 유지하도록 구성되는 케이스(6c)를 갖고, 이 케이스(6c)의 양 단부가, 회전 축 방향으로 이동 가능하도록 대향하는 지지 롤러(52)의 회전 축과 동축으로 지지되어 있다. 따라서, 클리닝 유닛(6)은, 클리닝 유닛(6)이 장치 본체(10) 외부에 있을 때는, 중간 전사 유닛(5u)에 대하여, 길이 방향으로 대략적으로 위치결정되어 있다.
그리고, 클리닝 유닛(6)의 클리닝 브러시(6br)의 길이 방향의 위치결정과, 프로세스 카트리지(9)의 현상 롤러(40a 내지 40d)의 길이 방향의 위치결정의 양자 모두를 장치 본체(10)에 대하여 행할 수 있다.
즉, 장치 본체(10)는, 프로세스 카트리지(9)의 장착 방향에 있어서의 먼 쪽의 후단부(9f)와의 접촉을 통해 프로세스 카트리지(9)를 길이 방향으로 위치결정하도록 구성되는 기준 프레임(10f)을 갖고 있다. 기준 프레임(10f)에 대하여 직교하는 제1 프레임인 좌측 프레임(10b)에, 클리닝 유닛(6)의 클리닝 브러시(6br)를 길이 방향으로 위치결정하도록 구성되는 제2 위치결정 부분인 위치결정 부분(10h)이 배치된다.
또한, 기준 프레임(10f)에 대하여 직교하는 제2 프레임인 우측 프레임(10c)에, 중간 전사 유닛(5u)을 기준 프레임(10f)에 대한 직교 방향으로 위치결정하도록 구성되는 위치결정 부분(10g)이 배치된다. 이에 의해, 중간 전사 유닛(5u)과 클리닝 유닛(6)은 기준 프레임(10f)에 대하여 상이한 부분에서 위치결정된다.
기준 프레임(10f)은, 프로세스 카트리지(9)의 장착 및 탈착 방향(X)에 대하여 직교하는, 즉 현상 롤러(40a)의 롤러 축에 대하여 직교하는 방향으로 연장되는 기준면을 갖는다. 프로세스 카트리지(9)는 전방 프레임(10a)을 통과하고, 후단부(9f)가 기준 프레임(10f)의 위치결정 부분(10k)에 접촉하게 된다. 이에 의해, 프로세스 카트리지(9)가 위치결정된다. 장치 본체(10)의 좌측 프레임(10b)에 배치된 위치결정 부분(10h)은, 기준 프레임(10f)을 기준으로 하여, 좌측 프레임(10b)의 중앙부에 위치된다. 클리닝 유닛(6)은, 중간 전사 유닛(5u)의 장착 방향(Y)으로 위치결정 부분(10h)과 결합되는 피위치결정 부분인 위치결정 돌출부(6fu)를 갖는다. 위치결정 돌출부(6fu)는, 클리닝 브러시(6br)를 유지하도록 구성되는 케이스(6c)에 배치된다.
장치 본체(10)의 우측 프레임(10c)에 배치된 위치결정 부분(10g)은, 기준 프레임(10f)을 기준으로 하여, 중간 전사 벨트(5)의 한쪽 에지 측에 배치된다. 중간 전사 유닛(5u)은, 중간 전사 유닛(5u)의 장착 방향으로 위치결정 부분(10g)에 결합되는 피위치결정 부분인 위치결정 돌출부(5fu)를 갖는다. 위치결정 돌출부(5fu)는, 중간 전사 유닛(5u)의 중간 전사 벨트(5)를 위한 각 지지 롤러(51, 52)의 양단을 지지하도록 구성되는 측판(5c, 5c)에 배치된다. 여기서, 기준 프레임(10f)과, 우측 프레임(10c)과, 좌측 프레임(10b)이 프레임 유닛부(100)를 구성하고 있다.
이에 의해, 중간 전사 유닛(5u)의 중간 전사 벨트(5)를 지지하도록 구성되는 지지 롤러(51, 52)는 길이 방향(롤러 축 방향)으로 위치결정된다.
도 3a 및 도 3b에서는, 위치결정 부분(10g, 10h)은 기준이 되는 기준 프레임(10f)으로부터의 위치결정 위치에서 1점 쇄선으로만 도시되어 있다. 위치결정 부분(10g, 10h)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 위치결정 돌출부(5fu, 6fu)가 끼워지는 홈을 구비하여, 클리닝 브러시(6br) 및 중간 전사 벨트(5)를 위한 지지 롤러(51, 52)를 길이 방향으로 위치결정하는 형상으로 형성된다.
위치결정 돌출부(6fu, 5fu)와, 장치 본체(10)의 좌측 프레임(10b) 및 우측 프레임(10c)에 배치되는 위치결정 부분(10h, 10g)은, 중간 전사 유닛(5u) 및 벨트 클리닝 장치의 장착 및 탈착 방향으로 서로 대향해서 배치된다. 벨트 클리닝 장치 및 중간 전사 유닛(5u)에 배치되는 위치결정 돌출부(5fu, 6fu)는, 중간 전사 유닛(5u)의 장착 및 탈착 방향으로, 장치 본체(10) 측의 위치결정 부분(10h, 10g)에 대하여 삽입 및 탈착될 수 있다.
따라서, 클리닝 유닛(6)과 함께 중간 전사 유닛(5u)을, 제2 방향으로 장치 본체에 대해 장착 및 탈착하는 조작과 동시에, 위치결정 돌출부(6fu, 5fu)와 위치결정 부분(10h, 10g)은 서로 결합 및 결합해제된다.
도 4는, 하나의 프로세스 카트리지(9) 내에 배치된 현상 부재인 현상 롤러(40a)와, 중간 전사 벨트(5)를 위한 클리닝 유닛(6) 내에 배치된 클리닝 브러시(6br) 사이의 위치 관계를 도시하는 개략도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 프로세스 카트리지(9) 내에 배치된 현상 롤러(40a)의 길이 폭(Ld)과, 클리닝 유닛(6) 내에 배치된 클리닝 브러시(6br)의 길이 폭(Lb)은, 중간 전사 유닛(5u)의 위치와 관계 없이 결정된다.
즉, 프로세스 카트리지(9) 및 클리닝 유닛(6) 내에서 발생할 수 있는, 도 4의 부품간 치수 i, j, 및 k의 치수 공차를 고려하여 Ld<Lb를 만족하는 범위 내의 최소 폭으로 Lb를 설정하기만 하면 된다. 이에 의해, 클리닝 브러시(6br)의 소형화를 달성할 수 있다.
여기서, 치수 i는, 기준이 되는 기준 프레임(10f)에 맞닿게 되는 프로세스 카트리지(9)의 먼 쪽 단부 벽으로부터 현상 롤러(40a)의 먼 쪽 단부까지의 치수이다. 치수 j는, 기준이 되는 기준 프레임(10f)으로부터 클리닝 유닛(6)의 위치결정 부분(10h)의 홈 중앙까지의 치수이다. 치수 k는, 클리닝 유닛(6)의 위치결정 돌출부(6fu)의 중심으로부터 클리닝 브러시(6br)의 일단부까지의 치수이다.
한편, 중간 전사 유닛(5u)은, 기준 프레임(10f)을 기준으로 하여 거리 L0의 위치에 배치되는 위치결정 부분(10g)에, 중간 전사 유닛(5u)에 배치된 위치결정 돌출부(5fu)가 맞닿음으로서 위치결정된다.
이상 설명한 바와 같이, 클리닝 브러시(6br)를 갖는 클리닝 유닛(6)은, 클리닝 유닛(6)이 장치 본체(10) 외부에 있을 때는, 길이 방향으로 중간 전사 유닛(5u)에 대하여 대략적으로 위치결정된다.
클리닝 유닛(6)이 장치 본체(10)에 장착되면, 클리닝 브러시(6br)는, 중간 전사 벨트(5)의 개재 없이, 길이 방향으로 장치 본체(10)에 대해 직접적으로 위치결정되고, 따라서 장치 본체(10)에 대하여 위치결정된 프로세스 카트리지(9)에 대하여 고정밀도로 위치결정된다. 이에 의해, 프로세스 카트리지(9)의 현상 롤러(40)와 클리닝 유닛(6)의 클리닝 브러시(6br)를, 길이 방향의 위치결정 부분의 공차 및 장착 오차 등을 최소화하여 장착할 수 있다.
이에 의해, 클리닝 브러시(6br) 및 클리닝 유닛(6)의 보다 추가적인 소형화를 달성할 수 있다. 결과적으로, 장치 본체의 공간 절약과 프로세스 부품의 소형화를 달성하여, 소형이며 저렴한 화상 형성 장치를 유저에게 제공할 수 있다.
[제2 실시예]
이어서, 도 5a, 도 5b, 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 화상 형성 장치에 대해서 설명한다.
제2 실시예에서, 클리닝 유닛(6)과 대향하는 위치에 배치되어 중간 전사 벨트(5)를 신장시키는 지지 롤러(52)는, 중간 전사 유닛(5u)의 다른 단부에 위치되는 지지 롤러(51)에 대하여 경사이동(tilting) 가능한 얼라인먼트 롤러(52A)이다. 얼라인먼트 롤러(52A)는, 그 롤러 축이 롤러 축 방향의 도중에 위치하는 회전 지점(fulcrum)으로서의 회전 중심축(C)을 중심으로 경사이동 가능한 구성을 갖는다. 얼라인먼트 롤러(52A)는 벨트 스큐 보정 기능을 갖는다. 제2 실시예는 클리닝 유닛(6)이 얼라인먼트 롤러(52A)에 장착된다는 점에서 상술한 제1 실시예와 상이하다.
제2 실시예에서, 얼라인먼트 롤러(52A)가 경사이동 방향으로 변위되는 경우에도, 보정 시의 변동은 저해되지 않는다. 또한, 현상 롤러(40)에 대하여, 제1 실시예와 마찬가지로, 길이 방향에서의 상대 변위가 최소가 되도록 위치결정이 행해진다. 즉, 클리닝 브러시(6br)는, 중간 전사 벨트(5)의 위치에 관계 없이 장치 본체(10)에 대해 위치결정된다. 이에 의해, 클리닝을 위한 주요 구성인 클리닝 브러시(6br)의 길이 폭은, 최대 변위 또는 공차 및 장착 오차를 고려하여 최소 폭으로 설정되기 때문에, 클리닝 불량의 발생을 방지할 수 있고 클리닝 브러시(6br)의 소형화를 달성할 수 있다.
이하의 설명에서는, 제1 실시예와 상이한 문제만을 주로 설명한다. 제1 실시예의 것과 동일한 구성요소는 동일한 참조 부호로 나타내고, 그 설명을 생략한다.
먼저, 얼라인먼트 롤러(52A)에 대해서 설명한다.
얼라인먼트 롤러(52A)의 회전 축은 유지 부재(Y)에 의해 회전가능하게 지지된다. 유지 부재(Y)는, 중간 전사 유닛(5u)에 대해 회전 지점으로서의 회전 중심 축(C)을 중심으로 회전가능하도록 장치 본체에 배치되는 베어링부(도시하지 않음)에 대해 유지된다. 또한, 얼라인먼트 롤러(52A)의 양 단부에는, 에지 센서와 같은 벨트 스큐 검지 소자(도시하지 않음)가 배치된다. 중간 전사 벨트(5)가 소정 조건 하에서 도 7에 도시한 바와 같이 F 측(전방측)을 향해 사행될 때, 캠(도시하지 않음)이 구동되어 얼라인먼트 롤러(52A)를 회전 중심 축(C)을 중심으로 방향 AA로 회동시킨다.
이에 의해, 중간 전사 벨트(5)가 방향 A로 회전할 때, 방향 AA로 이동한 얼라인먼트 롤러(52A)는 중간 전사 벨트(5)를 이하와 같이 주행시킨다. 먼저, 중간 전사 벨트(5)는 소정 위상(En)으로 전진하고, 그 후 얼라인먼트 롤러(52A) 위를 원주 방향으로 이동한다. 그리고, 중간 전사 벨트(5)는 R 측(후방 측)을 향해 변위된 위상 Ex을 통과하여 배지된다.
이 결과, 얼라인먼트 롤러(52A)의 축 단부가 벨트 주행 방향에 대하여 방향 AA의 하류를 향해 이동되면, 중간 전사 벨트(5)는 R 측(후방면 측)을 향해 사행한다. 반대로, 벨트가 상류를 향해 이동하면, 벨트는 F 측(전방면 측)으로 사행할 수 있다. 이에 의해, 중간 전사 벨트(5)가 일 방향으로 사행되는 경우에도, 단부가 다른 부재에 맞부딪치는 것에 의한 과도한 스트레스 없이 높은 내구 수명을 달성할 수 있다.
이어서, 클리닝 유닛(6)에 대해서 설명한다.
클리닝 유닛(6)은 얼라인먼트 롤러(52A)에 대향하는 위치에 배치된다. 클리닝 유닛(6)은, 클리닝 브러시(6br)의 길이 방향으로 이동가능하도록 대향하는 얼라인먼트 롤러(52A)의 회전 축과 실질적으로 동축으로 지지된다. 중간 전사 유닛(5u)이 장치 본체(10)에 장착될 때, 클리닝 유닛(6)은 장치 본체(10)의 위치결정 부분(10h)과 결합되는 피위치결정 부분으로서의 위치결정 축(CC)에 의해 얼라인먼트 롤러(52A)의 회전 축 방향에 대한 위치가 구속된다. 여기서, 위치결정 부분(10h)은 제1 위치결정 부분이다. 얼라인먼트 롤러(52A)의 회전 축 방향은 클리닝 브러시(6br)의 길이 방향과 평행하다.
위치결정 부분(10h)은, 도 4에 도시한 위치결정 부분(10h)과 마찬가지로, 위치결정 축(CC)이 끼워지는 홈을 갖는다. 위치결정 부분(10h)은, 클리닝 유닛(6)을 길이 방향으로 위치결정하고, 클리닝 유닛(6)이 위치결정 축(CC)을 중심으로 회전가능하도록 클리닝 유닛(6)을 지지하도록 구성된다.
이에 의해, 얼라인먼트 롤러(52A)가 얼라인먼트를 조정하기 위해 경사이동될 때에도, 클리닝 유닛(6)은 얼라인먼트 롤러(52A)의 이동을 저해하지 않는다.
또한, 위치결정 축(CC)은 위치결정 부분(10h)에 의해 회전가능하게 지지된다. 따라서, 얼라인먼트 롤러(52A)의 경사이동에 따라, 클리닝 유닛(6)은 장치 본체(10)에 대하여 위치결정 축(CC)을 중심으로 회동한다. 따라서, 프로세스 카트리지(9) 및 클리닝 유닛(6) 내에서 발생할 수 있는, 도 6에서의 부품간 치수 i, j, 및 k의 치수 공차 외에, 최대 변위 각(θ)으로 작동했을 경우의 kcosθ를 고려하여, Ld<Lb를 만족하는 범위 내의 최소 폭으로 Lb를 설정하기만 하면 된다. 이에 의해, 클리닝 브러시(6br)의 소형화를 달성할 수 있다.
상술한 구성에 의해, 장치 본체의 공간 절약 및 프로세스 부품의 소형화를 달성할 수 있어, 소형이고, 저렴하며, 내구성이 높은 화상 형성 장치를 유저에게 제공할 수 있다.
상술한 제1 실시예 및 제2 실시예에서는, 클리닝 유닛(6) 내에 클리닝 부재로서 클리닝 브러시가 배치되는 형태를 예시하고 있다. 그러나, 클리닝 부재는 클리닝 브러시로 제한되지 않는다. 클리닝 브러시 대신에 토너 극성을 제어 가능한 클리닝 롤러 또는 토너를 기계적으로 벗겨낼 수 있는 클리닝 블레이드를 사용하는 경우에도, 마찬가지의 구성으로 최소 폭을 달성할 수 있다.
또한, 상기 각 실시예에서는, 중간 전사 유닛을 전사 유닛의 일례로서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 전사재를 반송하도록 구성되는 반송 벨트를 포함하는 반송 전사 유닛에도 적용가능하다. 즉, 본 발명은, 상 담지체로서의 감광 드럼(1)으로부터 전사재(P)에 토너 상을 전사하도록 구성되는 벨트를 포함하는 전사 유닛에 적용가능하다.
또한, 상술한 각 실시예에서, 화상 형성 유닛인 프로세스 카트리지(9)를 장치 본체(10)에 대하여 직접 위치결정한다. 그러나, 위치결정은 프로세스 카트리지(9)에 배치되는 현상 롤러(40)의 길이 방향 위치결정을 통해 행해질 수 있다.
본 발명을 예시적인 실시예를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예로 제한되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형 및 동등한 구도와 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (13)

  1. 화상 형성 장치이며,
    장치 본체와,
    상기 장치 본체에 탈착가능하게 장착될 수 있고, 토너 상을 담지하도록 구성되는 감광 드럼을 포함하는 카트리지와,
    상기 장치 본체에 탈착가능하게 장착될 수 있고, 상기 감광 드럼으로부터 전사재에 토너 상을 전사하도록 구성되는 벨트를 포함하는 전사 유닛과,
    상기 전사 유닛에 의해 지지된 상태에서 상기 장치 본체에 탈착가능하게 장착될 수 있고, 상기 벨트 상의 잔류 토너를 제거하도록 구성되는 클리닝 부재를 포함하는 클리닝 유닛으로서, 상기 클리닝 부재는 상기 클리닝 유닛에 대하여 상기 클리닝 부재의 길이 방향으로 위치결정되는, 클리닝 유닛과,
    기준 프레임 및 상기 기준 프레임이 연장하는 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장하는 제1 프레임을 포함하는, 상기 장치 본체의 프레임 유닛부를 포함하며,
    상기 기준 프레임은 상기 카트리지의 장착 방향으로 상기 카트리지의 먼 쪽에 있는 후단부의 맞닿음을 통해 상기 감광 드럼의 축 방향으로 상기 카트리지를 상기 장치 본체에 대하여 위치결정하도록 구성되고,
    상기 제1 프레임은, 상기 축 방향으로 상기 장치 본체에 대하여 상기 클리닝 유닛을 위치결정하도록 구성되는, 화상 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프레임은 상기 클리닝 유닛의 피위치결정부와 결합되는 제1 위치결정부를 포함하고, 상기 클리닝 부재는, 상기 전사 유닛이 상기 장치 본체에 장착된 상태에서 상기 클리닝 유닛의 상기 피위치결정부가 상기 제1 위치결정부와 결합되는 것을 통해 상기 장치 본체에 대하여 상기 축 방향으로 위치결정되는, 화상 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 카트리지는 상기 축 방향과 평행한 제1 방향으로 상기 장치 본체 안으로 탈착가능하게 삽입될 수 있는, 화상 형성 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전사 유닛은, 상기 제1 방향에 대하여 직교하며 상기 벨트의 주행면을 따르는 제2 방향으로, 상기 클리닝 유닛과 함께 상기 장치 본체 안으로 탈착가능하게 삽입될 수 있는, 화상 형성 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 유닛부는 상기 기준 프레임이 연장하는 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장하는 제2 프레임을 포함하고, 상기 제2 프레임은 상기 전사 유닛의 피위치결정부와 결합가능한 제2 위치결정부를 포함하고, 상기 전사 유닛은, 상기 제2 위치결정부의 피위치결정부에 결합함으로써 상기 기준 프레임이 연장하는 방향에 대하여 직교하는 방향으로 상기 장치 본체에 대하여 위치결정되는, 화상 형성 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 전사 유닛의 피위치결정부는 상기 전사 유닛의 제1 위치결정부에 대하여 삽입 및 탈착되는, 화상 형성 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 클리닝 유닛의 피위치결정부는 위치결정 축을 포함하고, 상기 클리닝 유닛은 상기 위치결정 축이 상기 제1 위치결정부에 결합된 상태에서 회전가능하게 지지되도록 구성되는, 화상 형성 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 클리닝 유닛은 상기 벨트의 반송 방향 일단부측에서 상기 벨트를 지지하도록 구성되는 지지 롤러에 대향하여 배치되며,
    상기 클리닝 유닛은, 회전 축 방향으로 이동가능하도록 대향하는 상기 지지 롤러의 회전 축과 동축으로 지지되고, 상기 전사 유닛이 상기 장치 본체에 장착될 때 상기 장치 본체의 위치결정부와 결합되는 피위치결정부에 의해 상기 지지 롤러의 상기 회전 축 방향에 대한 위치가 구속되는, 화상 형성 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 벨트의 반송 방향의 타 단부측에 제공되고, 상기 지지 롤러와 함께 상기 벨트를 지지하도록 구성되는 다른 지지 롤러를 더 포함하며,
    상기 지지 롤러는 상기 지지 롤러의 도중에 위치하는 회전 지점을 회전 중심으로 하여 상기 다른 지지 롤러에 대하여 경사이동 가능한, 화상 형성 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 카트리지는 상기 감광 드럼에 토너를 공급하도록 구성되는 현상 롤러를 포함하고, 상기 축 방향에 있어서의 상기 장치 본체에 대한 상기 카트리지의 위치결정은 상기 축 방향에 있어서의 상기 현상 롤러의 위치결정을 통해 행해지는, 화상 형성 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전사 유닛은 상기 벨트로서 중간 전사 벨트를 포함하는, 화상 형성 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 클리닝 유닛은, 상기 전사 유닛이 상기 장치 본체에 장착될 때에는 상기 전사 유닛에 대하여 길이 방향으로 위치결정되고, 상기 전사 유닛이 상기 장치 본체에 장착되지 않을 때에는 상기 전사 유닛에 대하여 길이 방향으로 이동가능한, 화상 형성 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 카트리지는 상기 감광 드럼에 접촉하는 드럼 클리닝 부재를 포함하고, 상기 드럼 클리닝 부재는 상기 감광 드럼 상의 잔류 토너를 제거하도록 구성되고, 상기 벨트 상의 잔류 토너는 상기 벨트로부터 상기 감광 드럼 상에 정전기적으로 부착되고, 상기 클리닝 부재가 토너 극성을 제어한 후에 상기 드럼 클리닝 부재에 의해 회수되는, 화상 형성 장치.
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