KR100864228B1 - 화상 형성 장치, 상 형성 유닛 및 클리닝 장치 - Google Patents

화상 형성 장치, 상 형성 유닛 및 클리닝 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 화상을 담지(擔持)하는 상담지체와, 상기 상담지체를 대전하는 대전 롤과, 상기 대전 롤에 맞닿고 상기 대전 롤을 클리닝하는 클리닝 부재와, 장치 본체에 착탈 가능하게 설치되고, 상기 상담지체를 유지하는 제 1 유지부와, 상기 제 1 유지부와는 별도로 장치 자체 내에 설치되고, 상기 클리닝 부재를 유지하는 제 2 유지부를 구비한 화상 형성 장치가 제공된다.
상담지체, 대전 롤, 클리닝 롤, 클리닝 부재, 감광체 드럼, 상형성 유닛

Description

화상 형성 장치, 상 형성 유닛 및 클리닝 장치{IMAGE FORMING APPARATUS, IMAGE FORMING UNIT AND CLEANING DEVICE}
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 화상 형성 장치의 개략적인 구성도.
도 2는 화상 형성 장치로부터 감광체 드럼을 포함하는 상형성 유닛을 꺼낸 상체를 도시한 개략도.
도 3은 화상 형성 장치에 탑재된 감광체 드럼, 대전 롤 및 클리닝 롤의 구성을 나타내는 확대도.
도 4는 감광체 드럼, 대전 롤 및 클리닝 롤의 설치 구조를 나타내는 사시도.
도 5는 감광체 드럼, 대전 롤 및 클리닝 롤의 설치 구조를 나타내는 사시도.
도 6의 (a)는 대전 롤 및 클리닝 롤의 설치 구조를 나타내는 분해 사시도.
도 6의 (b)는 대전 롤 및 클리닝 롤의 설치 구조를 나타내는 부분 측면도.
도 7의 (a)는 상형성 유닛과 대전 롤 및 클리닝 롤의 위치 관계를 나타내는 측면도이며, 상형성 유닛이 화상 형성 장치 내에 장착된 상태를 나타내는 도면.
도 7의 (b)는 상형성 유닛과 대전 롤 및 클리닝 롤의 위치 관계를 나타내는 측면도이며, 화상 형성 장치로부터 상형성 유닛을 꺼낸 상태를 나타내는 도면.
도 7의 (c)는 상형성 유닛과 대전 롤 및 클리닝 롤의 위치 관계를 나타내는 측면도이며, 상형성 유닛으로부터 감광체 드럼을 떼어내는 모양을 나타내는 도면.
도 8의 (a)는 상형성 유닛과 대전 롤 및 클리닝 롤의 위치 관계를 나타내는 축방향에서의 측면도이며, 상형성 유닛이 화상 형성 장치 내에 장착된 상태를 나타내는 도면.
도 8의 (b)는 상형성 유닛과 대전 롤 및 클리닝 롤의 위치 관계를 나타내는 축방향에서의 측면도이며, 화상 형성 장치로부터 상형성 유닛을 꺼낸 상태를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 화상 형성 장치에 탑재된 감광체 드럼, 대전 롤 및 클리닝 롤의 설치 구조를 나타내는 사시도.
도 10은 감광체 드럼, 대전 롤 및 클리닝 롤의 설치 구조를 나타내는 사시도.
도 11의 (a)는 상형성 유닛과 대전 롤 및 클리닝 롤의 위치 관계를 나타내는 측면도이며, 상형성 유닛이 화상 형성 장치 내에 장착된 상태를 나타내는 도면.
도 11의 (b)는 상형성 유닛과 대전 롤 및 클리닝 롤의 위치 관계를 나타내는 측면도이며, 화상 형성 장치로부터 상형성 유닛을 꺼낸 상태를 나타내는 도면.
도 11의 (c)는 상형성 유닛과 대전 롤 및 클리닝 롤의 위치 관계를 나타내는 측면도이며, 상형성 유닛으로부터 감광체 드럼을 떼어내는 모양을 나타내는 도면.
도 12의 (a)는 상형성 유닛과 대전 롤 및 클리닝 롤의 위치 관계를 나타내는 축방향에서의 측면도이며, 상형성 유닛이 화상 형성 장치 내에 장착된 상태를 나타내는 도면.
도 12의 (b)는 상형성 유닛과 대전 롤 및 클리닝 롤의 위치 관계를 나타내는 축방향에서의 측면도이며, 화상 형성 장치로부터 상형성 유닛을 꺼낸 상태를 나타 내는 도면.
도 13은 화상 형성 장치 본체의 클리닝 롤과 안내 홈 부근을 나타내는 구성도.
도 14는 화상 형성 장치 본체의 안내 홈에 프로세스 카트리지의 대전 롤의 샤프트(shaft)를 삽입한 상태를 나타내는 구성도.
도 15는 도 14에 나타내는 클리닝 롤과 대전 롤 부근의 변형예를 나타내는 구성도.
도 16은 도 14에 나타내는 클리닝 롤과 대전 롤 부근의 다른 변형예를 나타내는 구성도.
도 17은 도 16에 나타내는 클리닝 롤과 대전 롤 부근의 사시도.
도 18은 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 화상 형성 장치에 이용되는 프로세스 카트리지를 나타내는 구성도.
도 19는 도 18에 나타내는 프로세스 카트리지를 화상 형성 장치 본체에 장착하는 동작을 나타내는 구성도로서, 대전 롤과 클리닝 롤이 이간(離間)된 상태를 나타내는 구성도.
도 20은 도 18에 나타내는 프로세스 카트리지를 화상 형성 장치 본체에 장착하는 동작을 나타내는 구성도로서, 대전 롤과 클리닝 롤이 접촉한 상태를 나타내는 구성도.
도 21은 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 화상 형성 장치에 이용되는 프로세스 카트리지를 화상 형성 장치 본체에 장착하는 동작을 나타내는 구성도로서, 대전 롤과 클리닝 롤이 이간된 상태를 나타내는 구성도.
도 22는 도 21에 나타내는 프로세스 카트리지를 화상 형성 장치 본체에 장착하는 동작을 나타내는 구성도로서, 대전 롤과 클리닝 롤이 접촉한 상태를 나타내는 구성도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 화상 형성 장치
12 : 감광체 드럼
14 : 대전 롤
20 : 중간전사벨트
52 : 상형성 유닛
78 : 클리닝 장치
102 : 클리닝 롤
102A : 샤프트
102B : 스폰지층
112 : 지지부재
118 : 하우징
1150 : 프로세스 카트리지
본 발명은 대전 롤 및 이 대전 롤을 클리닝하는 클리닝 롤을 구비한 화상 형성 장치에 관한 것이다.
감광체의 표면을 대전시키는 대전 롤은 감광체에 직접 접촉하기 때문에, 감광체의 표면에 잔류한 이물질이 대전 롤의 표면에 부착되기 쉽다. 대전 롤의 표면에 이물질이 부착되면, 대전 불량을 일으킨다.
그래서, 대전 롤의 표면에 브러쉬나 스펀지로 이루어지는 클리닝 부재를 맞닿게 하여, 대전 롤 표면의 오염을 제거하는 것이 행해지고 있다. (일본국 특허공개 2004-4749호 공보 참조).
일본국 특허공개 2004-4749호 공보에서는 감광체, 현상 부재가 일체로 구성된 유닛 내에 대전 롤 및 대전 롤을 클리닝하는 클리닝 부재가 설치되어 있다. 이 때문에, 감광체를 교환할 때에는 유닛마다 교환할 필요가 있어, 교환할 필요가 없는 대전 롤이나 클리닝 부재까지 교환되어버린다. 그러나, 감광체의 수명에 대하여 대전 롤이나 클리닝 부재의 수명 쪽이 길기 때문에, 감광체를 교환할 때마다 대전 롤이나 클리닝 부재까지 교환하는 것은 자원의 낭비가 된다.
본 발명은 상기 문제를 고려하여, 대전 롤 및/또는 클리닝 부재를 수명까지 사용하는 것을 과제로 한다. 또한, 대전 롤에 접촉 회전하여 대전 롤의 청소를 행하는 대전 롤 클리너를 프로세스 카트리지 내에 포함시켰을 때, 화상 형성 장치 본체에 장착하기 전의 스페어(spare)로서 프로세스 카트리지에서도 대전 롤과 대전 롤 클리너가 항상 접촉하게 되어, 대전 롤에 닙(nip) 자국이 남아서, 화상 얼룩이 발생할 경우가 있다.
본 발명의 제 1 형태에 의하면, 화상을 담지하는 상담지체와, 상기 상담지체를 대전하는 대전 롤과, 상기 대전 롤에 맞닿고 상기 대전 롤을 클리닝하는 클리닝 부재와, 장치 본체에 착탈 가능하게 설치되고, 상기 상담지체를 유지하는 제 1 유지부와, 상기 제 1 유지부와는 별도로 장치 본체 내에 설치되고, 상기 클리닝 부재를 유지하는 제 2 유지부를 구비하는 화상 형성 장치가 제공된다.
본 발명의 제 1 형태에서는, 제 1 유지부에 의해 상담지체가 장치 본체에 착탈 가능하게 유지된다. 또한, 제 1 유지부와는 별도로 장치 본체 내에 설치된 제 2 유지부에 의해, 대전 롤을 클리닝하는 클리닝 부재 또는 상담지체를 대전하는 대전 롤과 클리닝 부재 양쪽이 유지된다.
즉, 상담지체가 설치된 제 1 유지부에 클리닝 부재, 또는 대전 롤과 클리닝 부재 양쪽이 유지되지 않는 구성이 된다. 이 때문에, 상담지체가 설치된 제 1 유지부는 소형화되어 저렴하게 구성된다.
또한, 상담지체를 교환할 때에, 장치 본체로부터 제 1 유지부를 꺼내어도 클리닝 부재는 제 1 유지부와 함께 장치 본체로부터 꺼내어지지 않고, 장치 본체 내에 남는다. 이에 따라, 클리닝 부재보다도 수명이 짧은 상담지체에 맞춰서 클리닝 부재를 교환해버리는 일이 없다. 따라서, 클리닝 부재를 수명까지 사용할 수 있다.
마찬가지로, 제 2 유지부에서 대전 롤과 클리닝 부재 양쪽이 유지되어 있을 경우, 상담지체를 교환할 때에 장치 본체로부터 제 1 유지부를 꺼내어도, 대전 롤 및 클리닝 부재는 제 1 유지부와 함께 장치 본체로부터 꺼내어지지 않고, 장치 본체 내에 남는다. 이에 따라, 대전 롤이나 클리닝 부재보다도 수명이 짧은 상담지체에 맞춰서 대전 롤 및 클리닝 부재를 교환해버리는 일이 없다. 따라서, 대전 롤 및 클리닝 부재를 수명까지 사용할 수 있다.
본 발명의 제 2 형태는 상기 제 2 유지부가 장치 본체에 착탈 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제 2 형태에서는 제 2 유지부를 장치 본체에 착탈 가능하게 한다. 즉, 제 2 유지부에 유지되는 대전 롤 및 클리닝 부재가 장치 본체에 착탈 가능하게 된다. 이에 따라, 대전 롤 및 클리닝 부재의 교환을 장치 본체의 밖에서 행할 수 있으므로, 교환 작업이 간단하게 되어 작업 시간이 단축된다.
본 발명의 제 3 형태는 상기 제 2 유지부가 상기 대전 롤 및/또는 상기 클리닝 부재가 수용되는 하우징인 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제 3 형태에서는 클리닝 부재, 또는 대전 롤과 클리닝 부재 양쪽이 하우징에 수용되어 있다. 이에 따라, 클리닝 부재로 제거한 대전 롤 표면의 오염은 하우징에 수용되므로, 장치 내가 더러워질 우려가 없다.
본 발명의 제 4 형태는 상기 대전 롤 및/또는 상기 클리닝 부재가 프로세스 조건에 의거하여 교환되는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제 4 형태에서는 화상 형성 장치의 프로세스 조건에 의거하여 클리닝 부재, 또는 대전 롤과 클리닝 부재 양쪽을 교환한다. 즉, 프로세스 조건으로 부터 클리닝 부재, 또는 대전 롤과 클리닝 부재 양쪽의 교환 시기를 산출함으로써, 수명이 다했을 때에 클리닝 부재, 또는 대전 롤과 클리닝 부재 양쪽을 교환할 수 있다.
본 발명은 상기 구성으로 하였으므로, 대전 롤 및/또는 클리닝 부재를 수명까지 사용할 수 있다. 또한, 대전 롤 클리너가 프로세스 카트리지에 포함되지 않으므로 프로세스 카트리지의 보관 중에 대전 롤과 대전 롤 클리너가 접촉하지 않고, 대전 롤의 닙 자국의 발생을 방지할 수 있고, 화상 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.
[제 1 실시형태]
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 화상 형성 장치에 관하여 설명한다.
도 1에 나타내는 본 실시형태의 화상 형성 장치(10)는 4사이클 방식의 풀컬러 레이저 프린터이며, 도시한 바와 같이 장치 내에는 중앙보다도 약간 우측 상부에 감광체 드럼(12)(상담지체)이 회전 가능하게 배열 설치되어 있다. 이 감광체 드럼(12)으로서는, 예를 들면 표면에 OPC등으로 이루어지는 감광체층이 피복된 지름이 약 47㎜의 도전성 원통체로 이루어지는 것이 이용되며, 도시하지 않은 모터에 의해 화살표 방향을 따라 약 150㎜/sec의 프로세스 스피드로 회전 구동된다.
감광체 드럼(12)의 표면은 감광체 드럼(12)의 대략 바로 아래에 배치된 대전 롤(14)에 의해 소정의 전위로 대전된 후, 대전 롤(14)의 아래쪽에 배치된 노광 장치(16)에 의해 레이저빔(LB)에 의한 화상 노광이 행해지고, 화상 정보에 따른 정전 잠상이 형성된다.
이 감광체 드럼(12) 위에 형성된 정전잠상은 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 검정(K)의 각색의 현상기(18Y, 18M, 18C, 18K)가 원주 방향에 따라 배치된 회전식 현상기(18)에 의해 현상되어, 소정 색의 토너 상이 된다.
이때, 감광체 드럼(12)의 표면에는 형성되는 화상의 색에 따라, 대전·노광·현상의 각 공정이 소정 회수만큼 반복된다. 현상 공정에서는 회전식 현상기(18)가 회전하고, 대응하는 색의 현상기(18Y, 18M, 18C, 18K)가 감광체 드럼(12)과 대향하는 현상 위치로 이동한다.
예를 들면, 풀컬러의 화상을 형성할 경우, 감광체 드럼(12)의 표면에는 대전·노광·현상의 각 공정이 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 검정(K)의 각색에 대응하여 4회 반복되고, 감광체 드럼(12)의 표면에는 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 검정(K)의 각색에 대응한 토너 상이 순차적으로 형성된다. 토너 상이 형성될 때, 감광체 드럼(12)이 회전하는 횟수는 화상의 사이즈에 따라 다르지만, 예를 들어 A4 사이즈이면, 감광체 드럼(12)이 3회전함으로써, 하나의 화상이 형성된다. 즉, 감광체 드럼(12)의 표면에는 감광체 드럼(12)이 3회전할 때마다, 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 검정(K)의 각색에 대응한 토너 상이 형성된다.
감광체 드럼(12) 위에 순차적으로 형성되는 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 검정(K)의 각색의 토너 상은, 감광체 드럼(12)의 외주에 중간전사벨트(20)가 감겨 부착된 1차 전사 위치에서, 중간전사벨트(20) 위에 서로 겹쳐진 상태에서 1차 전사 롤(22)에 의해 전사된다.
이 중간전사벨트(20) 위에 다중(多重)으로 전사된 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 검정(K)의 토너 상은, 소정의 타이밍으로 급지되는 기록 용지(24) 위에 2차 전사 롤(26)에 의해 일괄적으로 전사된다.
한편, 기록 용지(24)는 화상 형성 장치(10)의 하부에 배치된 급지 카세트(28)로부터 픽업 롤(30)에 의해 송출되는 동시에, 피드 롤(feed roll)(32) 및 리타드 롤(retard roll)(34)에 의해 1장씩 나눠진 상태로 급지되고, 레지스트 롤(36)에 의해 중간전사벨트(20) 위에 전사된 토너 상과 동기(同期)한 상태에서 중간전사벨트(20)의 2차 전사 위치에 반송된다.
중간전사벨트(20)는 감광체 드럼(12)에서의 회전 방향의 상류측에서 중간전사벨트(20)의 랩(lap) 위치를 특정하는 랩인 롤(38)과, 감광체 드럼(12) 위에 형성된 토너 상을 중간전사벨트(20) 위에 전사하는 1차 전사 롤(22)과, 랩 위치의 하류측에서 중간전사벨트(20)의 랩 위치를 특정하는 랩아웃 롤(40)과, 2차 전사 롤(26)에 중간전사벨트(20)를 개재하여 맞닿는 백업롤(42)과, 중간전사벨트(20)의 클리닝 장치(44)에 대향하는 제 1 클리닝 백업롤(46)과, 제 2 클리닝 백업롤(48)에 의해서 소정의 장력(張力)으로 팽팽히 걸쳐져 있고, 소정의 프로세스 스피드(약 150㎜/sec)로 순환 이동하도록, 예를 들면 감광체 드럼(12)의 회전에 따라 종동(從動)된다.
여기에서, 중간전사벨트(20)는 화상 형성 장치(10)의 소형화를 꾀하기 위해, 중간전사벨트(20)가 팽팽히 걸쳐진 단면 형상이 편평하고 가늘고 긴 대략 사다리꼴이 되도록 구성되어 있다.
중간전사벨트(20)는 상형성 유닛(52)에 설치되어 있다. 상형성 유닛(52)은 감광체 드럼(12)과, 중간전사벨트(20)와, 중간전사벨트(20)를 팽팽히 걸친 복수의 롤(22(1차 전사 롤), 38, 40, 42, 46, 48)과, 중간전사벨트(20)용의 클리닝 장치(44)와, 후술하는 감광체 드럼(12)용의 클리닝 장치(78)로 구성되어 있다. 그리고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 화상 형성 장치(10)의 상부 커버(54)를 열고, 상형성 유닛(52)의 상부에 설치된 손잡이(도시 생략)를 손으로 들어올림으로써, 상형성 유닛(52) 전체를 화상 형성 장치(10)로부터 떼어내는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 감광체 드럼(12)은 상형성 유닛(52)이 화상 형성 장치(10) 본체로부터 떼어진 상태에서, 상형성 유닛(52)으로부터 착탈되도록 되어 있다. 따라서, 감광체 유닛(98)과 중간전사벨트(20)를 각각의 수명에 따라 각각 교환할 수 있다. 또한, 감광체 드럼(12)의 설치 구조에 관해서는 후술한다.
한편, 중간전사벨트(20)의 클리닝 장치(44)는 제 1 클리닝 백업 롤(46)에 의해 팽팽히 걸쳐진 중간전사벨트(20)의 표면에 맞닿도록 배치된 스크레이퍼(scraper)(58)와, 제 2 클리닝 백업 롤(48)에 의해 팽팽히 걸쳐진 중간전사벨트(20)의 표면에 압접(壓接)하도록 배치된 클리닝 블러쉬(60)를 구비하고, 이들 스크레이퍼(58)나 클리닝 블러쉬(60)에 의해 제거된 잔류 토너나 종이가루 등은 클리닝 장치(44)의 내부로 회수되도록 되어 있다.
또한, 클리닝 장치(44)는 회전축(62)을 중심으로 하여, 도면 중 반시계 회전 방향으로 요동(搖動) 가능하게 배치되어 있고, 최종색의 토너 상의 2차 전사가 종료할 때까지는 중간전사벨트(20)의 표면으로부터 이간된 위치로 퇴피함과 동시에, 최종색의 토너 상의 2차 전사가 종료되면 중간전사벨트(20)의 표면에 맞닿도록 구성되어 있다.
또한, 중간전사벨트(20)로부터 토너 상이 전사된 기록 용지(24)는 정착 장치(64)에 반송되고, 이 정착 장치(64)에 의해 가열 및 가압되어 토너 상이 기록 용지(24) 위에 정착된다. 그 후, 한면 인쇄의 경우에는, 토너 상이 정착된 기록 용지(24)는 배출 롤(66)에 의해 화상 형성 장치(10)의 상부에 설치된 배출 트레이(68) 위에 그대로 배출된다.
한편, 양면 인쇄의 경우에는, 정착 장치(64)에 의해 제 1 면(표면)에 토너 상이 정착된 기록 용지(24)를 배출 롤(66)에 의해 배출 트레이(68) 위에 그대로 배출시키지 않고, 배출 롤(66)에 의해 기록 용지(24)의 후단부를 끼워 넣은 상태에서 배출 롤(66)을 역전시킴과 동시에, 기록 용지(24)의 반송 경로를 양면용의 용지 반송로(70)로 전환시켜, 이 양면용의 용지 반송로(70)에 배열 설치된 반송 롤(72)에 의해 기록 용지(24)의 앞뒤를 반전한 상태에서, 다시 중간전사벨트(20)의 2차 전사 위치에 반송하여, 기록 용지(24)의 제 2 면(이면)에 토너 상을 전사한다. 그리고, 기록 용지(24)의 제 2 면(이면)의 토너 상을 정착 장치(64)에 의해 정착시켜, 기록 용지(24)를 배출 트레이(68) 위로 배출한다.
또한, 화상 형성 장치(10)에는 옵션에 의해, 화상 형성 장치(10)의 측면에 메뉴얼 트레이(74)가 개폐 가능하도록 장착 가능하게 되어 있다. 이 메뉴얼 트레이(74) 위에 탑재 배치된 임의의 사이즈 및 종류의 기록 용지(24)는 급지 롤(76)에 의해 급지되고, 반송 롤(73) 및 레지스트 롤(36)을 거쳐서 중간전사벨트(20)의 2차 전사 위치에 반송됨으로써, 임의의 사이즈 및 종류의 기록 용지(24)에도 화상을 형성하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 토너 상의 전사 공정이 종료한 후의 감광체 드럼(12)의 표면은 감광체 드럼(12)이 1회전 할때마다, 감광체 드럼(12)의 비스듬히 아래쪽에 배치된 클리닝 장치(78)의 클리닝 블레이드(80)에 의해, 잔류 토너나 종이가루 등이 제거되어 다음 형성 공정에 대비하도록 되어 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 감광체 드럼(12)의 하방부에는 감광체 드럼(12)과 접촉하도록 대전 롤(14)이 배치되어 있다. 이 대전 롤(14)은 도전성의 샤프트(shaft)(14A)의 주위에 대전층(14B)이 형성된 것이며, 샤프트(14A)가 후술하는 하우징(118)에 회전 가능하게 지지되어 있다.
대전 롤(14)의 감광체 드럼(12)과 반대측의 아래쪽에는 대전 롤(14)의 표면에 접촉하는 롤 모양의 클리닝 롤(102)이 설치되어 있다. 이 클리닝 롤(102)은 샤프트(102A)의 주위에 스폰지층(102B)이 형성되어 구성되어 있고, 샤프트(102A)가 하우징(118)에 회전 가능하게 지지되어 있다.
클리닝 롤(102)은 대전 롤(14)에 소정의 하중(荷重)으로 가압되고, 스폰지층(102B)이 대전 롤(14)의 원주면에 따라 탄성 변형하여 닙부(N)를 형성한다.
감광체 드럼(12)은 도시하지 않은 모터에 의해 도 3의 시계 회전 방향(화살표 2의 방향)으로 회전 구동되고, 감광체 드럼(12)의 회전에 의해 대전 롤(14)이 화살표 4의 방향으로 종동 회전한다. 또한, 대전 롤(14)의 회전에 의해 롤 모양의 클리닝 롤(102)이 화살표 6의 방향으로 종동 회전한다. 또한, 대전 롤(14) 및 클 리닝 롤(102)의 설치 구조에 관해서는 후술한다.
이 클리닝 롤(102)이 종동 회전함으로써, 대전 롤(14)의 표면에 부착된 토너나 외첨제 등의 오염(이물질)이 클리닝 롤(102)에 의해 클리닝된다. 그리고, 이 이물질이 스폰지층(102B)의 셀내로 수용되고, 셀내에 회수된 이물질이 응집하여 적당한 크기가 되면, 클리닝 롤(102)로부터 대전 롤(14)을 거쳐서 감광체 드럼(12)으로 되돌아가 감광체 드럼(12)을 클리닝하는 클리닝 장치(78)에 회수됨으로써 클리닝 성능의 유지 계속이 되고 있다고 여겨진다.
이러한 클리닝 롤(102)에 대해서, 샤프트(102A)의 재질로서는 쾌삭강(free machining steel), 스테인레스강(stainless steel) 등이 사용되고 있고, 슬라이딩성 등의 용도에 따라 재질 및 표면처리 방법이 적절하게 선택된다. 또한, 도전성을 갖지 않는 재질에 관해서는 도금 처리 등 일반적인 처리에 의해 가공되어 도전화 처리가 이루어져도 되고, 물론 그대로 사용해도 좋다. 또한, 클리닝 롤(102)은 스폰지층(102B)을 거쳐서 대전 롤(14)과 적절한 닙 압력으로 접촉하기 때문에, 닙 시에 휨(deflection)이 적은 강도를 갖는 재질 또는 샤프트 길이에 대하여 충분한 강성을 갖는 샤프트 지름이 선택된다.
스폰지층(102B)은 원통 형상을 이루고, 다공질의 3차원 구조를 갖는 발포체(發泡體)로 이루어진다. 이 스폰지층(102B)은 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리아미드 또는 폴리프로필렌 등의 발포성 수지 또는 고무를 재질로 한 것으로부터 선택된다. 스폰지층(102B)은 대전 롤(14)과의 종동 슬라이딩 마찰에 의해 외첨제 등의 이물질을 효율적으로 클리닝함과 동시에, 대전 롤(14)의 표면에 스폰지층(102B)의 마찰에 의한 스크래치가 나지 않도록, 또한 장기간에 걸쳐 찢김이나 파손이 발생하지 않도록 하기 위해서, 인열강도(tear strength), 인장강도(tensile strength) 등에 강한 폴리우레탄이 특히 바람직하게 사용된다. 또한, 클리닝 롤(102)의 클리닝 부재로서는 스폰지 이외에도, 블레이드, 블러쉬, 솜지스러기(cotton waste) 등으로 구성하여도 좋다.
또한, 대전 롤(14)은 도전성의 샤프트(14A) 위에 대전층(14B)으로서 도전성 탄성층, 표면층이 순차적으로 형성된 것이다.
샤프트(14A)의 재질로서는 쾌삭강, 스테인레스강 등이 사용되고, 슬라이딩성 등의 용도에 따라 재질 및 표면처리 방법은 적절하게 선택되며, 도전성을 갖지 않는 재질에 관해서는 도금 처리 등 일반적인 처리에 의해 가공되어 도전화 처리가 행해져 있어도 좋다.
대전 롤(14)의 대전층(14B)을 구성하는 상기 도전성 탄성층은, 예를 들면 탄성을 갖는 고무 등의 탄성재, 도전성 탄성층의 저항을 조정하는 카본블랙이나 이온 도전재 등의 도전재, 필요에 따라 연화제, 가소제, 경화제, 가류제(加硫劑)제, 가류촉진제, 노화방지제, 실리카 및 탄산칼슘 등의 충전제 등, 통상 고무에 첨가될 수 있는 재료를 첨가하여도 좋다. 통상 고무에 첨가되는 재료를 첨가한 혼합물을 도전성의 샤프트(14A)의 원주면에 피복함으로써 형성된다. 저항치의 조정을 목적으로 한 도전제로서, 매트릭스 재(材)에 배합되는 카본블랙이나 이온 도전제와 같은, 전자 및/또는 이온을 전하 캐리어로서 전기 전도하는 재료를 분산시킨 것 등을 이용할 수 있다. 또한, 상기 탄성재는 발포체여도 상관없다.
대전층(14B)을 구성하는 상기 표면층은 토너 등의 이물질에 의한 오염 방지 등을 위해 형성되어 있는 것이며, 표면층의 재료로서는 수지, 고무 등 어느 것을 사용하여도 좋으며 특별히 한정되는 것은 아니다. 폴리에스테르, 폴리이미드, 공중합나일론, 실리콘수지, 아크릴수지, 폴리비닐부티랄, 에틸렌테트라풀루오로에틸렌공중합체, 멜라민수지, 불소고무, 에폭시수지, 폴리카보네이트, 폴리비닐알코올, 셀룰로오스, 폴리염화비닐리덴, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 에틸렌초산비닐공중합체 등을 들 수 있다.
상기 표면층에는 도전성 재료를 함유시켜 저항치를 조정할 수 있다. 상기 도전성 재료로서는 입경이 3㎛ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 저항치의 조정을 목적으로 한 도전제로서, 매트릭스 재에 배합되는 카본블랙이나 도전성 금속 산화물 입자 또는 이온 도전제와 같은 전자 및/또는 이온을 전하 캐리어로서 전기 전도하는 재료를 분산한 것 등을 이용할 수 있다.
상기 저항치를 조정하기 위한 도전성 입자인 도전성 금속 산화물 입자는 산화주석, 안티몬이 도핑된 산화주석, 산화아연, 아나타제형 산화티탄, ITO 등의 도전성을 가진 입자에서, 전자를 전하 캐리어로 하는 도전제라면 무엇이든지 이용할 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다. 이들은 단독으로 이용할 수도, 2종류 이상을 병용할 수도 있다. 또한, 본 발명을 저해하지 않는 한 어떤 입경이어도 좋지만, 저항치 조정 및 강도면에서 바람직하게는 산화주석, 안티몬 도핑된 산화주석, 아나타제형 산화티탄이고, 산화주석, 안티몬 도핑된 산화주석이 더 바람직하다.
이러한 도전성 재료에 의해 저항 제어를 행함으로써, 표면층의 저항치는 환경 조건에 의해 변화되지 않고 안정한 특성을 얻을 수 있다.
또한, 상기 표면층에는 불소계 또는 실리콘계의 수지를 이용할 수 있다. 특히, 불소변성아크릴레이트폴리머로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 표면층 중에 미립자를 첨가하여도 좋다. 이에 따라, 표면층이 소수성(疎水性)으로 되어 대전 롤(14)으로의 이물질 부착이 방지되도록 작용한다. 또한, 알루미나나 실리카와 같은 절연성 입자를 첨가하고, 대전 롤(14)의 표면에 요철을 부여하여, 감광체 드럼(12)과의 슬라이딩 마찰 시에 부담을 작게 하여, 대전 롤(14)과 감광체 드럼(12) 상호간의 내마모성을 향상시키는 것도 가능하다.
다음에, 상형성 유닛(52)에의 감광체 드럼(12)의 설치 구조에 대해서 상세하게 설명한다.
도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상형성 유닛(52)(도 1 참조)의 프레임(53)에는 감광체 드럼(12)의 축과 평행하게 레일(124)이 부착되어 있다. 레일(124)에는 감광체 드럼(12)의 양단부에 배치된 지지 부재(112)의 계합부(係合部)(도시 생략)가 계합되도록 되어 있다. 이에 따라, 감광체 드럼(12)은 레일(124)을 따라 도면의 좌우로 슬라이드 가능하게 되어 있다.
지지 부재(112)는 감광체 드럼(12)의 양단부에 설치된 베어링(106)의 외주면을 지지하는 대략 U자 형상의 받침부(114)와, 받침부(114)의 개구를 폐색(閉塞)하여 받침부(114)와의 사이에서 베어링(106)을 사이에 끼우는 덮개부(116)로 구성되어 있다. 이에 따라, 감광체 드럼(12)은 양끝이 베어링(106)을 통하여 지지 부 재(112)에 회전 가능하게 지지되어 있다.
감광체 드럼(12)의 한쪽 단부(도면 우측)에는, 전원장치(110)가 부착되어 있다. 이 전원장치(110)에 의해 대전 롤(14)에 전압이 인가되어 대전된다. 또한, 감광체 드럼(12)의 다른쪽 단부(도면의 좌측)에는, 기어(108)가 설치되어 있다. 기어(108)는 화상 형성 장치(10) 본체(도 1 참조)에 배열 설치된 구동 모터(도시 생략)의 축에 설치된 기어에 맞물려 있다. 이에 따라, 구동 모터의 회전력이 기어(108)를 통하여 감광체 드럼(12)에 전달되도록 되어 있다.
한편, 지지 부재(112)의 받침부(114)의 아래면에는 판 형상의 판편(plate piece)(119)이 일체로 설치되어 있다. 판편(119)의 하단 근방에는 대략 U자 형상의 홈(121)이 형성되어 있다. 이 홈(121)에는 후술하는 하우징(118)에 설치된 볼록편(128)이 계합되도록 되어 있다.
이상의 구성에 의해, 감광체 드럼(12)을 교환할 때에는 도 2에 나타낸 바와 같이, 화상 형성 장치(10)의 상부 커버(54)를 열고, 도 2 및 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 상형성 유닛(52)을 화상 형성 장치(10) 본체 내에서 떼어낸다. 그리고, 도 5 및 도 7의 (c)에 나타낸 바와 같이, 감광체 드럼(12)을 도면의 우측 방향으로 인출하여 상형성 유닛(52)으로부터 떼어낸다.
다음에, 대전 롤(14) 및 클리닝 롤(102)의 설치 구조에 관하여 설명한다.
도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이, 대전 롤(14) 및 클리닝 롤(102)은 대략 직사각형 상자 형상의 하우징(118)에 수용되어 있다. 하우징(118)은 대(大)수용부(120)와, 대수용부(120)의 아래쪽에 설치되고 대수용부(120)보다도 한 사이즈 작은 소(小)수용부(122)로 2단 구성되어 있다. 이 대수용부(120)와 소수용부(122)가 본체 프레임에 형성된 계단부(123)에 끼워 들어가 위치 결정된다.
대수용부(120)에는 대전 롤(14)이 수용되도록 되어 있다. 대수용부(120)의 돌출부(120A)의 길이 방향의 양측에는, 판 형상의 지지편(127)이 세워서 설치되어 있다. 지지편(127)에는 원호 형상의 절결(125)이 형성되어 있고, 대전 롤(14)의 샤프트(14A)가 회전 가능하게 지지되어 있다.
또한, 소수용부(122)의 저면(122A)은 원호 형상이 되고 클리닝 롤(102)이 수용되어 있다. 저면(122A)의 길이 방향의 양측에는 판 형상의 지지편(126)이 세워서 설치되어 있다. 지지편(126)에는 지지편(127)과 마찬가지로 원호 형상의 절결이 형성되어 있고, 클리닝 롤(102)의 샤프트(102A)가 회전 가능하게 지지되어 있다.
대수용부(120)의 양측벽(120B)에는 직사각형 형상의 볼록편(128)이 돌출하여 설치되어 있다. 이 볼록편(128)은 감광체 드럼(12)의 지지 부재(112)에 형성된 U자 형상의 홈(121)(도 5 참조)에 계합되도록 되어 있다. 지지 부재(112)의 홈(121)에 볼록편(128)이 계합됨으로써, 감광체 드럼(12)과 대전 롤(14)이 위치 결정된다.
즉, 상형성 유닛(52)을 화상 형성 장치(10) 내에 장착할 때에, 지지 부재(112)에 형성된 홈(121)을 하우징(118)에 설치된 볼록편(128)에 계합시킨다. 이에 따라, 대전 롤(14)에 대하여 감광체 드럼(12)의 위치 결정이 이루어진 상태에서, 상형성 유닛(52)이 화상 형성 장치(10) 내에 장착되도록 되어 있다.
이러한 구성에 의해, 대전 롤(14) 및 클리닝 롤(102)을 교환할 때에는, 먼저 도 2에 나타낸 바와 같이, 화상 형성 장치(10)의 상부 커버(54)를 열고, 상형성 유닛(52)을 화상 형성 장치(10) 본체 내에서 떼어낸다. 그리고, 하우징(118)을 들어올려서 화상 형성 장치(10) 내에서 떼어내고, 대전 롤(14) 및 클리닝 롤(102)의 교환을 장치 밖에서 행하는 구성으로 되어 있다.
이에 따라, 도 7의 (a)∼(c) 및 도 8의 (a), (b)에 나타낸 바와 같이, 감광체 드럼(12)을 교환할 때에, 화상 형성 장치(10) 본체로부터 상형성 유닛(52)을 꺼내어도, 대전 롤(14) 및 클리닝 롤(102)은 상형성 유닛(52)과 함께 화상 형성 장치(10) 본체에서 꺼내지지 않고 화상 형성 장치(10) 본체 내에 남기 때문에, 대전 롤(14)이나 클리닝 롤(102)보다도 수명이 짧은 감광체 드럼(12)에 맞춰서 대전 롤(14) 및 클리닝 롤(102)을 교환해버리는 일이 없다. 따라서, 대전 롤(14) 및 클리닝 롤(102)을 수명까지 사용할 수 있다.
또한, 대전 롤(14) 및 클리닝 롤(102)은 감광체 드럼(12)이 지지되는 상형성 유닛(52)의 프레임(53)과는 별도로 설치된 하우징(118) 내에 지지되므로, 상형성 유닛(52)에는 대전 롤(14)과 클리닝 롤(102)이 포함되지 않는 구성이 된다. 이 때문에, 상형성 유닛(52)은 소형화되어 저렴하게 구성된다.
또한, 대전 롤(14) 또는 클리닝 롤(102)을 상자 형상의 하우징(118)에 수용함으로써, 클리닝 롤(102)에서 제거된 대전 롤(14) 표면의 오염은 하우징(118)에서 수용되므로, 화상 형성 장치(10) 내가 더러워질 우려가 없다.
또한, 대전 롤(14) 및 클리닝 롤(102)의 교환 시기는 여러가지 프로세스 조 건에 따라 결정된다. 본 실시형태에서는 후술하는 프로세스 조건에 의해, 대전 롤(14) 및 클리닝 롤(102)의 교환 시기가 결정된다. 그리고, 대전 롤(14) 및 클리닝 롤(102)의 교환 시기가 되면, 표시 패널(11)에서 사용자에게 대전 롤(14) 및 클리닝 롤(102)의 교환 필요를 재촉하도록 되어 있다.
예를 들면, 화상 정보로부터 화상 밀도를 산출하고, 화상 형성 장치(10) 본체에 내장된 제어부(도시 생략)에 의해 화상 밀도가 누적되도록 되어 있다. 그리고, 이 화상 밀도의 누적이 소정의 값을 초과하면, 대전 롤(14) 및 클리닝 롤(102)을 교환한다.
또한, 대전 롤(14)에 전압을 인가하는 전원장치(110)로부터, 대전 롤(14)에 전압이 인가된 시간을 제어부에서 카운트한다. 그리고, 전원장치(110)의 전압 인가 시간의 누적이 소정의 값을 초과하면, 대전 롤(14) 및 클리닝 롤(102)을 교환한다.
또한, 감광체 드럼(12)의 회전수, 현상기(18)의 회전수, 노광 장치(16)의 노광 시간, 화상이 기록된 기록 용지(24)의 매수를 카운트하고, 그것들의 누적값이 소정의 값을 초과하면, 대전 롤(14) 및 클리닝 롤(102)을 교환한다.
또한, 온도, 습도계를 사용하여 화상 형성 장치(10)가 설치된 환경 등(온도, 습도)을 감지하거나, 화상 형성 속도로부터도 대전 롤(14) 및 클리닝 롤(102)의 교환 시기가 결정된다.
또한, 본 실시형태에서는 화상 형성 장치(10)의 상부 커버(54)를 열고, 대전 롤(14) 및 클리닝 롤(102)이 수용된 하우징(118)을 화상 형성 장치(10) 본체로부터 꺼내는 구성으로 하였지만, 화상 형성 장치(10)의 측면 커버를 열고, 하우징(118)을 화상 형성 장치(10)의 측면측(도 1의 전방 방향을 향해서)으로 인출하는 것으로, 화상 형성 장치(10) 본체로부터 대전 롤(14) 및 클리닝 롤(102)을 꺼내는 구성으로서 하여도 좋다.
[제 2 실시형태]
다음에, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 화상 형성 장치에 관하여 설명한다. 또한, 제 1 실시형태와 같은 부분에 대한 설명은 생략한다.
도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 감광체 드럼(12)을 지지하는 지지 부재(112)에는 판 형상의 판편(151)이 일체로 설치되어 있고, 이 판편(151)에는 대전 롤(154)이 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 판편(151)의 하단 근방에는 대략 U자 형상의 홈(152)이 형성되어 있다. 이 홈(152)에는 후술하는 하우징(158)에 설치된 볼록편(160)이 계합되도록 되어 있다.
클리닝 롤(156)은 대략 직사각형 상자 형상의 하우징(158) 내에 회전 가능한 상태로 수용되어 있다.
하우징(158)의 양측벽(158A)에는 직사각형 형상의 볼록편(160)이 돌출하여 설치되어 있다. 이 볼록편(160)은 판편(151)에 형성된 홈(152)에 계합되도록 되어 있고, 홈(152)에 볼록편(160)이 계합하는 것으로 클리닝 롤(156)의 위치 결정이 된다.
이상의 구성에 의해, 클리닝 롤(156)을 교환할 때에는, 화상 형성 장치(10)의 상부 커버(54)(도 2 참조)를 열고, 도 11의 (b) 및 도 12의 (b)에 나타낸 바와 같이, 상형성 유닛(162)을 화상 형성 장치(10) 본체 내에서 떼어낸다. 그리고, 도 10 및 도 11의 (c)에 나타낸 바와 같이, 감광체 드럼(12)을 도면의 우측 방향으로 인출하여 상형성 유닛(162)으로부터 떼어낸다. 이때, 감광체 드럼(12)과 함께 대전 롤(154)도 인출되어 상형성 유닛(162)으로부터 떼어내진다.
그리고, 하우징(158)을 들어올려 화상 형성 장치(10) 내로부터 떼어내고, 클리닝 롤(156)의 교환을 장치 밖에서 행하는 구성으로 되어 있다.
이에 따라, 도 12의 (b)에 나타낸 바와 같이, 감광체 드럼(12)을 교환할 때에, 화상 형성 장치(10) 본체로부터 상형성 유닛(162)을 꺼내어도, 클리닝 롤(156)은 상형성 유닛(162)과 함께 화상 형성 장치(10) 본체로부터 꺼내어지지 않고, 화상 형성 장치(10) 본체 내에 남기 때문에, 클리닝 롤(156)보다도 수명이 짧은 감광체 드럼(12)에 맞춰서 클리닝 롤(156)을 교환해버리는 일이 없다. 따라서, 클리닝 롤(156)을 수명까지 사용할 수 있다.
또한, 클리닝 롤(156)은 감광체 드럼(12) 및 대전 롤(154)이 지지되는 상형성 유닛(162)의 프레임(53)과는 별도로 설치된 하우징(158) 내에 지지되므로, 상형성 유닛(162)에는 클리닝 롤(156)이 포함되지 않는 구성이 된다. 이 때문에, 상형성 유닛(52)은 소형화되어서 저렴하게 구성된다.
[제 3 실시형태]
도 13에는 화상 형성 장치 본체(1011)에 장착되는 클리닝 장치(1090)의 구성을 나타내고 있다. 도 14에는 화상 형성 장치 본체(1011)에 프로세스 카트리지(1052)를 장착했을 때의 대전 롤(1014)과 클리닝 장치(1090)의 구성을 나타내고 있다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 프로세스 카트리지(1052)에는 대전 롤(1014)의 원주면의 일부가 길이 방향으로 노출되는 노출부(1052A)가 형성되어 있다. 또한, 클리닝 장치(1090)에 설치된 클리닝 롤(1100)은 화상 형성 장치 본체(1011) 내에서, 화상 형성 장치 본체(1011)에 장착된 프로세스 카트리지(1052)의 노출부(1052A)와 대향하는 위치에 배열 설치되어 있다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 클리닝 롤(1100)은 샤프트(1101)의 주위에 스폰지층(1100A)이 형성된 것이다. 샤프트(1101)는 축받침 부재(1104)에 형성된 대략 U자 형상의 개구로 이루어지는 안내 홈(1106)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 안내 홈(1106)의 상부에는 안내 홈(1106)의 폭이 서서히 확대된 테이퍼면(1106A)이 형성되어 있다.
또한, 축받침 부재(1104)의 하부와 대향하는 위치에 지지판(1108)이 배열 설치되어 있고, 지지판(1108)의 양단부에 윗쪽으로 돌출된 돌출부(1110)가 형성되어 있다. 돌출부(1110)에는 축받침 부재(1104)에 고착된 지축(1112)이 회전 가능하게 지지되어 있고, 축받침 부재(1104)가 지축(1112)을 중심으로 도면 중 좌우 방향으로 요동 가능하게 되어 있다. 지지판(1108)의 하부에는 화상 형성 장치 본체(1011)에 고정된 베이스(1114)와의 사이에 복수의 코일스프링(1116)이 설치되어 있다. 예를 들면, 코일스프링(1116)은 지지판(1108)의 4모퉁이에 4개 설치되어 있다.
또한, 축받침 부재(1104)의 회동(回動) 방향의 양측에는 화상 형성 장치 본 체(1011)의 프레임(1119)과의 사이에 코일스프링(1118)이 각각 설치되어 있다. 이 코일스프링(1118)의 탄성 북원력에 의해, 축받침 부재(1104)가 회동했을 때에 원래의 위치로 복귀하도록 구성되어 있다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 대전 롤(1014)은 샤프트(1015)의 주위에 대전층(1014A)이 형성된 것이며, 샤프트(1015)가 프로세스 카트리지(1052)의 프레임(도시 생략)에 회전 가능하게 지지되어 있다.
여기에서, 클리닝 롤(1100)의 상세에 관하여 설명한다.
클리닝 롤(1100)의 샤프트(1101)의 재질로서는 쾌삭강, 스테인레스강 등이 사용되고 있고, 슬라이딩성 등의 용도에 따라 재질 및 표면처리 방법은 적절하게 선택되며, 도전성을 갖지 않는 재질에 관해서는 도금처리 등 일반적인 처리에 의해 가공되어 도전화 처리가 행하여져도 좋고, 물론 그대로 사용하여도 좋다. 또한, 클리닝 롤(1100)은 스폰지층(1100A)을 통하여 대전 롤(1014)과 적절한 닙 압력으로 접촉하기 때문에, 닙 시에 휨없는 강도를 갖는 재질 또는 샤프트 길이에 대하여 충분한 강성을 갖는 샤프트 지름이 선택된다.
스폰지층(1100A)은 다공질의 3차원 구조를 갖는 발포체로 이루어지고, 내부나 표면에 공동(空洞)이나 요철부(이하, 셀이라 함)가 존재하며, 탄성을 갖고 있다. 이 스폰지층(1100A)은 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 올레핀, 멜라민 또는 폴리프로필렌, NBR, EPDM, 천연고무 및 스틸렌부타디엔고무, 클로로프렌, 실리콘, 니트릴 등의 발포성 수지 또는 고무를 재질로 한 것으로부터 선택된다. 이에 따라, 다수의 셀을 갖는 스폰지층(1100A)을 저렴하게 제조할 수 있다. 스폰지 층(1100A)은 대전 롤(1014)과의 종동 슬라이드 마찰에 의해 외첨제 등의 이물질을 효율적으로 클리닝함과 동시에, 대전 롤(1014)의 표면에 스폰지층(1100A)의 마찰에 의한 스크래치가 나지 않도록, 또한 장기간에 걸쳐 찢김이나 파손이 발생하지 않도록 하기 위해, 인열강도, 인장강도 등에 강한 폴리우레탄이 특히 바람직하게 이용된다.
폴리우레탄으로 특별히 한정하는 것은 아니며, 폴리에스테르폴리올, 폴리에테르폴리에스테르나 아크릴폴리올 등의 폴리올과, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트나, 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 톨리딘디이소시아네이트, 1,6-핵사메틸렌디이소시아네이트 등의 이소시아네이트 반응을 수반하고 있으면 되고, 1,4-부탄디올, 트리메티롤프로판 등 사슬연장제(chain extender)가 혼합되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 물이나 아조디카르본아미드, 아조비스이소부티로니트릴과 같은 아조화합물 등의 발포제를 이용하여 발포시키는 것이 일반적이다. 또한, 필요에 따라 발포보조제, 정포제(整泡劑), 촉매 등의 보조제를 첨가하면 좋다.
클리닝 롤(1100)의 셀수는 40∼80개/25㎜인 것이 바람직하고, 45∼75개/25㎜인 것이 더 바람직하다. 이러한 셀수로 설정하는 것으로 셀 중에 토너나 외첨제 등의 이물질을 수용하기 쉽고, 또한 수용한 외첨제 등의 이물질을 대전 롤(1014), 감광체 드럼(1012)으로 전이하기 쉬워진다(이 현상에 관해서는 후술한다). 셀수가 80개/25㎜보다 많으면 셀 지름이 작기 때문에 외첨제의 수용성이 저하되고, 반대로 셀수가 40개/25㎜보다 작으면 셀 지름이 너무 커져 수용된 외첨제를 대전 롤(1014) 에 전이시키는 적절한 크기까지 응집하는 것이 곤란해진다.
또한, 클리닝 롤(1100)의 지름은 φ7㎜ 내지 φ14㎜, 더 바람직하게는 φ8㎜ 내지 φ13㎜이며, 스폰지층(1100A)의 방사방향 두께(radial thickness)는 2㎜ 내지 4㎜인 것이 바람직하다. 지름이 14㎜ 이상이면 클리닝 롤(1100)의 원주면 1개소(箇所)당 외첨제에 접촉하는 횟수가 감소하고 또한 클리닝 회수가 감소하므로, 클리닝 성능에 대한 장기 안정성에는 우수하지만 소형화의 관점에서는 분리하다. 지름이 7㎜ 이하이면 화상 형성 장치를 소형화할 수 있으므로 우위에 있지만, 원주면 1개소당 외첨제에 접촉하는 횟수가 증가하고 또한 클리닝 회수가 증가하므로, 장기 안정성에 대하여 불리해진다.
다음에, 대전 롤(1014)의 상세에 관하여 설명한다.
대전 롤(1014)은 도전성의 샤프트(1015) 위에 대전층(1014A)으로서 도전성 탄성층, 표면층이 순차적으로 형성된 것이다.
대전 롤(1014)의 지름은 φ7㎜에서 φ15㎜로, 더 바람직하게는 φ8㎜에서 φ14㎜로 설정되어 있다. 지름이 15㎜ 이상이면 원주면 1개소당 외첨제에 접촉하는 횟수가 감소하고 또한 방전(放電) 회수가 감소하므로, 오염이나 대전 성능에 대한 장기 안정성에는 우수하지만 소형화의 관점에서는 불리하다. 지름이 7㎜ 이하이면 화상 형성 장치(1010)를 소형화할 수 있으므로 우위에 있지만, 원주면 1개소당 외첨제에 접촉하는 횟수가 증가하고 또한 방전 회수가 증가하므로, 장기 안정성에 대하여 불리해진다.
이 대전 롤(1014)이지만, 소정의 대전 성능을 갖는 것이라면 이하의 구성에 한정되는 것은 아니라는 것은 말할 필요도 없다.
샤프트(1015)의 재질로서는 쾌삭강, 스테인레스강 등이 사용되고, 슬라이딩성 등의 용도에 따라 재질 및 표면처리 방법은 적절하게 선택되며, 도전성을 갖지 않는 재질에 대해서는 도금처리 등 일반적인 처리에 의해 가공되어 도전화 처리가 행해져 있다.
대전 롤(1014)의 대전층(1014A)을 구성하는 상기 도전성 탄성층은, 예를 들면 탄성을 갖는 고무 등의 탄성재, 도전성 탄성층의 저항을 조정하는 카본블랙이나 이온 도전재 등의 도전재, 필요에 따라 연화제, 가소제, 경화제, 가류제, 가류촉진제, 노화방지제, 실리카 및 탄산칼슘 등의 충전제 등, 통상 고무에 첨가될 수 있는 재료를 첨가해도 좋다. 통상 고무에 첨가되는 재료를 첨가한 혼합물을 도전성 샤프트(1015)의 원주면에 피복함으로써 형성된다. 저항치의 조정을 목적으로 한 도전제로서, 매트릭스 재에 배합되는 카본블랙이나 이온 도전제와 같은 전자 및/또는 이온을 전하 캐리어로서 전기 전도하는 재료를 분산한 것 등을 이용할 수 있다. 또한, 상기 탄성재는 발포체여도 상관없다.
상기 도전성 탄성층을 구성하는 탄성재로서는, 예를 들면 고무재(材) 중에 도전제를 분산시킴으로써 형성된다. 고무재로서는 이소프렌고무, 클로로프렌고무, 에피클로로히드린고무, 부틸고무, 우레탄고무, 실리콘고무, 불소고무, 스티렌부타디엔고무, 부타디엔고무, 니트릴고무, 에틸렌프로필렌고무, 에피클로로히드린에틸렌옥시드공중합고무, 에피클로로히드린에틸렌옥시드아릴그리시딜에테르공중합고무, 에틸렌프로필렌디엔3원공중합고무(EPDM), 아크릴니트릴부타디엔공중합고무, 천연고 무 등 또는 이들이 혼합 고무(blended rubber) 등을 들 수 있다. 이중에서도 실리콘고무, 에틸렌프로필렌고무, 에피클로로히드린에틸렌옥시드공중합고무, 에피클로로히드린에틸렌옥시드아릴그리시딜에테르공중합고무, 아크릴니트릴부타디엔공중합 고무 및 이들의 혼합 고무가 바람직하게 이용된다. 이들 고무재는 발포인 것이어도 무발포인 것이어도 좋다.
도전제로서는 전자 도전제나 이온 도전제가 이용된다. 전자 도전제의 예로서는 케첸블랙, 아세틸렌블랙 등이 카본블랙 ; 열분해카본, 그라파이트 ; 알루미늄, 구리, 니켈, 스테인레스강 등의 각종 도전성 금속 또는 합금 ; 산화주석, 산화인듐, 산화티탄, 산화주석-산화안티몬고용체, 산화 주석-산화인듐 고용체 등의 각종 도전성 금속 산화물 ; 절연 물질의 표면을 도전화 처리한 것 등의 미분말을 들 수 있다. 또한, 이온 도전제의 예로서는 테트라에틸암모늄, 라우릴트리메틸암모늄 등의 과염소산염, 염소산염 등 ; 리튬, 마그네슘 등의 알카리금속, 알칼리토류금속의 과염소산염, 염소산염 등을 들 수 있다.
대전층(1014A)을 구성하는 상기 표면층은 토너 등의 이물질에 의한 오염 방지 등을 위해 형성되어 있는 것이며, 표면층의 재료로서는 수지, 고무 등 어느것을 이용하여도 좋으며, 특별히 한정하는 것은 아니다. 폴리에스테르, 폴리이미드, 공중합나일론, 실리콘수지, 아크릴수지, 폴리비닐부틸알, 에틸렌테트라플루오르에틸렌공중합체, 멜라민수지, 불소고무, 에폭시수지, 폴리카보네이트, 폴리비닐알코올, 셀룰로오스, 폴리염화비닐리덴, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 에틸렌초산비닐공중합체 등을 들 수 있다. 이중, 외첨제 오염의 관점에서는 폴리불화비닐리덴, 4불화에 틸렌공중합체, 폴리에스테르, 폴리이미드, 공중합나일론이 바람직하게 사용된다.
또한, 상기 표면층에는 도전성 재료를 함유시켜 저항치를 조정할 수 있다. 상기 도전성 재료로서는 입경이 3㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 저항치의 조정을 목적으로 한 도전제로서, 매트릭스 재에 배합되는 카본블랙이나 도전성 금속산화물 입자, 또는 이온 도전제와 같은 전자 및/또는 이온을 전하 캐리어로서 전기 전도하는 재료를 분산한 것 등을 이용할 수 있다.
또한, 상기 표면층에는 불소계 또는 실리콘계 수지가 이용되고 있다. 특히, 불소변성아크릴레이트폴리머로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 표면층 중에 미립자를 첨가하여도 좋다. 이에 따라, 표면층이 소수성이 되어서 대전 롤(1014)으로의 이물질 부착이 방지되도록 작용한다. 또한, 알루미나나 실리카와 같은 절연성의 입자를 첨가하여, 대전 롤(1014)의 표면에 요철을 부여하고, 감광체 드럼(1012)과의 슬라이딩 마찰 시에 부담을 적게 하여, 대전 롤(1014)과 감광체 드럼(1012) 상호의 내마모성을 향상시키는 것도 가능하다.
다음에, 상기 구성의 화상 형성 장치(1010)의 작용에 관하여 설명한다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 화상 형성 장치 본체(1011)에 프로세스 카트리지(1052)를 장착할 때에는, 화상 형성 장치 본체(1011)에 설치된 축받침 부재(1104)의 안내 홈(1106)을 따라 대전 롤(1014)의 샤프트(1015)를 삽입한다. 안내 홈(1106)의 윗쪽에는 안내 홈(1106)의 폭이 확대된 테이퍼면(1106A)이 형성되어 있고, 샤프트(1015)를 테이퍼면(1106A)에 슬라이딩시켜서 삽입할 수 있다. 그때, 축받침 부재(1104)가 지축(1112)을 중심으로 도면 중 좌우 방향으로 요동 가능하기 때문에, 샤프트(1015)의 삽입 방향을 향해서 안내 홈(1106)이 요동한다. 이 때문에, 샤프트(1015)를 용이하게 삽입할 수 있다. 또한, 축받침 부재(1104)가 요동하여도 코일스프링(1118)의 탄성 북원력에 의해 축받침 부재(1104)가 원래의 위치로 복귀한다.
샤프트(1015)를 안내 홈(1106)에 삽입하면, 대전 롤(1014)의 대전층(1014A)과 클리닝 롤(1100)의 스폰지층(1100A)이 접촉한다. 그때, 클리닝 롤(1100)이 대전 롤(1014)에 소정의 압력으로 접촉하고, 닙(nip)부가 형성된다.
이러한 화상 형성 장치(1010)에서는 클리닝 롤(1100)이 화상 형성 장치 본체(1011)에 설치되어 있기 때문에, 프로세스 카트리지(1052)와 함께 클리닝 롤(1100)을 교환하는 일이 없게 되어, 비용이나 폐기물의 증가를 방지할 수 있음과 동시에, 프로세스 카트리지(1052)의 간략화·소형화가 가능하게 된다. 또한, 클리닝 롤(1100)이 프로세스 카트리지(1052)에 포함되지 않기 때문에, 프로세스 카트리지(1052)의 보관 중에 대전 롤(1014)과 클리닝 롤(1100)이 접촉하지 않고, 대전 롤(1014)의 닙 자국의 발생을 방지할 수 있다. 이에 따라, 화상 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 안내 홈(1106)에 따라 대전 롤(1014)의 샤프트(1015)를 삽입하는 것으로, 샤프트(1015)와 클리닝 롤(1100)의 샤프트(1101)가 위치 결정된다. 이에 따라, 프로세스 카트리지(1052)를 화상 형성 장치 본체(1011)에 장착했을 때에, 대전 롤(1014)과 클리닝 롤(1100)과의 위치 관계가 틀어지는 것을 억제할 수 있고, 양자의 닙부가 불균일하게 되는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 공차(公差)의 편차 가 있어도 안정하게 대전 롤(1014)을 클리닝할 수 있다.
또한, 축받침 부재(1104)의 하부의 지지판(1108)이 코일스프링(1116)으로 지지되어 있으므로, 대전 롤(1014)의 샤프트(1015)가 삽입될 때의 접촉에 의한 충격이 흡수된다. 또한, 대전 롤(1014)의 자체 중량과 코일스프링(1116)에 의해 대전 롤(1014)과 클리닝 롤(1100)과의 맞닿는 압력이 조정되므로, 공차의 편차가 흡수되어 대전 롤(1014)과 클리닝 롤(1100)과의 맞닿는 압력이 거의 일정하게 유지된다(정하중 방식). 이 때문에, 일정한 압력으로 대전 롤(1014)을 안정하게 클리닝할 수 있다.
한편, 도 15에 나타낸 바와 같이, 축받침 부재(1104)와 지지판(1108) 사이에 복수의 코일스프링(1120)을 형성하여도 좋다. 예를 들면, 축받침 부재(1104)의 저면 4모퉁이에 코일스프링(1120)을 설치할 수 있다. 이에 따라, 대전 롤(1014)의 샤프트(1015)를 안내 홈(1106)에 삽입할 때에 축받침 부재(1104)가 요동하여도, 코일스프링(1120)의 탄성 북원력에 의해 축받침 부재(1104)가 원래의 위치로 복귀하기 쉬워진다.
또한, 도 16 및 도 17에 나타낸 바와 같이, 대전 롤(1014)의 샤프트(1015)의 양단부에, 대전 롤(1014)과 거의 같은 지름의 간격 유지 롤(1130)을 설치함과 동시에, 클리닝 롤(1100)의 샤프트(1101)의 양단부에, 클리닝 롤(1100)의 지름보다 약간 작은(예를 들면, 지름이 2㎜ 작은) 간격 유지 롤(1132)을 설치할 수 있다. 프로세스 카트리지(1052)를 화상 형성 장치 본체(1011)에 장착했을 때, 즉 대전 롤(1014)의 샤프트(1015)를 축받침 부재(1104)의 안내 홈(1106)에 삽입했을 때, 대 전 롤(1014)의 간격 유지 롤(1130)이 간격 유지 롤(1132)에 접촉하는 것으로, 대전 롤(1014)과 클리닝 롤(1100)과의 닙량이 일정하게 유지된다(정변위 방식). 이에 따라, 클리닝 롤(1100)에 의한 대전 롤(1014)의 클리닝 성능을 안정시킬 수 있다. 또한, 공차의 편차는 축받침 부재(1104)의 지지판(1108)을 지지하는 코일스프링(1116)에서 흡수할 수 있다.
또한, 도 16 및 도 17의 구성 대신에, 대전 롤(1014)의 지름보다 간격 유지 롤(1130)의 지름을 작게 하거나(예를 들면, 2㎜ 작게 함), 또한 간격 유지 롤(1130)과 간격 유지 롤(1132)의 지름을 대전 롤(1014)과 클리닝 롤(1100)의 지름보다 작게 하여도 좋다(예를 들면, 양자를 1㎜ 작게 함). 이에 따라, 클리닝 롤(1100)과 대전 롤(1014)의 닙량이 일정하게 유지된다(정변위 방식).
[제 4 실시형태]
다음에, 본 발명의 제 4 실시형태의 화상 형성 장치에 관하여 설명한다. 또한, 제 1 실시형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 중복된 설명은 생략한다.
도 18에 나타낸 바와 같이, 이 화상 형성 장치에서는 화상 형성 장치 본체(1156)에 대하여 착탈 가능한 프로세스 카트리지(1150)가 설치되어 있다. 이 프로세스 카트리지(1150)의 케이싱(1151) 내에는 감광체 드럼(1012)과, 이 감광체 드럼(1012)에 접촉하는 대전 롤(1014)이 설치되어 있다. 케이싱(1151)에는 대전 롤(1014)의 원주면의 일부가 길이 방향으로 노출되는 노출부(1151A)가 형성되어 있다. 또한, 케이싱(1151) 내에는 감광체 드럼(1012)의 표면을 클리닝하는 클리닝 장치(1152)가 설치되고, 클리닝 장치(1152)의 클리닝 블레이드(1154)가 감광체 드럼(1012)의 표면에 맞닿아있다.
이 프로세스 카트리지(1150)에는 대전 롤(1014)의 표면을 클리닝하는 클리닝 롤(1100)은 설치되어 있지 않고, 화상 형성 장치 본체(1156)에 클리닝 롤(1100)이 설치되어 있다. 이 클리닝 롤(1100)은 화상 형성 장치 본체(1156)에 장착된 프로세스 카트리지(1150)의 노출부(1151A)와 대향하는 위치에 설치되어 있고, 노출부(1151A)로부터 노출된 대전 롤(1014)의 원주면과 클리닝 롤(1100)이 접촉하도록 구성되어 있다.
도 19에 나타낸 바와 같이, 화상 형성 장치 본체(1156)에는 유지 부재로서 본체측 유닛(1160)이 설치되어 있고, 본체측 유닛(1160)에 클리닝 롤(1100)이 지지되어 있다. 본체측 유닛(1160)의 상부에 프로세스 카트리지(1150)가 착탈 가능하게 배치되어 있다. 프로세스 카트리지(1150)는 화상 형성 장치 본체(1156)의 개폐 커버(1158)를 열고, 도면 중 좌측 방향에서 도시하지 않은 가이드부를 따라 화상 형성 장치 본체(1156) 내에 슬라이드시켜서 장착하는 구성으로 되어 있다.
본체측 유닛(1160)의 하부에는 화상 형성 장치 본체(1156) 내에서 도시하지 않은 레일을 따라 좌우 방향(도 19 중 화살표 A 방향)으로 슬라이드 가능한 이동 수단으로서의 슬라이드 부재(1162)가 배열 설치되어 있다. 슬라이드 부재(1162)의 위쪽에 연장하여 설치된 플레이트 부(1162A)의 하부에는 기어부(랙(rack))(1164, 1166)가 슬라이드 방향에 병렬로 형성되어 있다.
개폐 커버(1158) 측의 기어부(1164)에는 화상 형성 장치 본체(1156)에 회전 가능하게 지지된 기어(1168)가 맞물려 있고, 기어(1168)에 가동부로서의 핸들(1170)이 고착되어 있다. 내측의 기어부(1166)에는 화상 형성 장치 본체(1156)에 회전 가능하게 지지된 기어(1172)가 맞물려 있다. 기어(1172)의 회전축에는 승강 수단으로서 암(1174)이 고착되어 있고, 암(1174)이 기어(1172)의 회전과 일체가 되어 회전한다. 암(1174)의 선단에는 L자 형상으로 구부러진 돌출부(1174A)가 형성되어 있고, 돌출부(1174A)는 본체측 유닛(1160)에 좌우 방향으로 형성된 긴 구멍(1176)에 삽입되어, 긴 구멍(1176) 내를 이동 가능하게 되어 있다.
또한, 슬라이드 부재(1162)의 아래쪽으로 연장하여 설치된 플레이트부(1162B)의 상부에는 기어부(랙)(1178)가 형성되어 있다. 기어부(1178)에는 화상 형성 장치 본체(1156)에 회전 가능하게 지지된 기어(1180)가 맞물려 있다. 기어(1180)의 회전축에는 승강 수단으로서의 암(1182)이 고착되어 있고, 암(1182)이 기어(1180)의 회전과 일체로 되어 회동한다. 암(1182)의 선단에는 L자 형상으로 구부러진 돌출부(1182A)가 형성되어 있고, 돌출부(1182A)가 본체측 유닛(1160)에 좌우 방향으로 형성된 긴구멍(1184)에 삽입되어, 긴구멍(1184) 내를 이동 가능하게 되어 있다.
또한, 슬라이드 부재(1162)의 내측(핸들(1170)과 반대측)의 단부에는 자석(1186)이 설치되어 있고, 이 자석(1186)과 대향하는 화상 형성 장치 본체(1156)에는 자석(1187)이 설치되어 있다. 슬라이드 부재(1162)가 내측(핸들(1170)과 반대측)으로 이동했을 때에, 자석(1186)과 자석(1187)이 흡착함으로써 슬라이드 부재(1162)의 이동이 규제된다.
이러한 화상 형성 장치에서는 개폐 커버(1158)를 개방하고, 화상 형성 장치 본체(1156)의 가이드부(도시 생략)에 따라 프로세스 카트리지(1150)를 장착한 후, 핸들(1170)을 윗쪽(화살표 B 방향)으로 회동시킨다. 그러면, 핸들(1170)과 연결된 기어(1168)가 화살표 C 방향으로 회전하고, 그것에 의해 기어(1168)와 맞물린 기어부(1164)를 구비한 슬라이드 부재(1162)가 화살표 A 방향으로 이동한다. 슬라이드 부재(1162)가 화살표 A 방향으로 이동하면, 기어부(1166)와 맞물린 기어(1172)가 화살표 D 방향으로 회전함과 동시에, 기어부(1178)와 맞물린 기어(1180)가 화살표 E 방향으로 회전한다. 그리고, 도 20에 나타낸 바와 같이, 기어(1172)의 화살표 D 방향의 회전과 함께 암(1174)이 회동하고, 기어(1180)의 화살표 E 방향의 회전과 함께 암(1182)이 회동하며, 암(1174)의 돌출부(1174A)가 긴 구멍(1176)을 이동함과 동시에, 암(1182)의 돌출부(1182A)가 긴구멍(1184)을 이동하여 본체측 유닛(1160)을 밀어 올린다. 이것에 의해, 본체측 유닛(1160)이 프로세스 카트리지(1150)에 근접하고, 클리닝 롤(1100)이 대전 롤(1014)에 접촉한다. 그 후, 개폐 커버(1158)를 폐지(閉止)함으로써, 프로세스 카트리지(1150)의 화상 형성 장치 본체(1156)로의 장착이 완료된다.
반대로, 프로세스 카트리지(1150)와 본체측 유닛(1160)을 이간시킬 때에는, 개폐 커버(1158)를 개방한 후 올라가 있는 핸들(1170)을 내리면 좋다. 이에 따라, 기어(1168)가 화살표 C와 반대 방향으로 회전하고, 슬라이드 부재(1162)가 도면 중 좌측 방향(화살표 A와 반대 방향)으로 이동하고, 기어(1172, 1180)가 도 20과 반대 방향으로 회전한다. 기어(1172, 1180)의 회전에 의해 2개의 암(1174, 1182)이 회 동하고, 본체측 유닛(1160)을 밀어 내린다. 이것에 의해, 프로세스 카트리지(1150)의 대전 롤(1014)과 본체측 유닛(1160)의 클리닝 롤(1100)이 이간되어, 프로세스 카트리지(1150)의 교환을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 핸들(1170)의 회전 동작에 의해 슬라이드 부재(1162)를 이동시켰지만, 회전 동작에 한정되는 것은 아니며, 가동부의 움직임에 따라 슬라이드 부재(1162)를 이동시키는 구성이면, 적절하게 설정 가능하다.
[제 5 실시형태]
다음에, 본 발명의 제 5 실시형태의 화상 형성 장치에 관하여 설명한다. 또한, 제 1 및 제 2 실시형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 중복된 설명은 생략한다.
도 21에 나타낸 바와 같이, 이 화상 형성 장치에서는 기어(1168)에 연결된 핸들(1190)의 선단에 직각 방향으로 핀(1191)이 설치되어 있다. 또한, 화상 형성 장치 본체(1156)의 개폐 커버(1192)의 내측에는, 상하 방향으로 돌출편(1194)이 설치되어 있고, 돌출편(1194)의 상하 방향으로 슬라이드 구멍(1196)이 형성되어 있다. 핸들(1190)의 선단의 핀(1191)은 슬라이드 구멍(1196)에 슬라이드 가능하게 걸려 있고, 개폐 커버(1192)의 개폐에 따라 핀(1191)이 슬라이드 구멍(1196)을 슬라이드하는 구성으로 되어 있다. 또한, 화상 형성 장치 본체(1156)의 상방부에는 개폐 커버(1192)를 폐지했을 때에 개폐 커버(1192)를 록(lock)하는 스토퍼(1198)가 설치되어 있다.
이러한 화상 형성 장치에서는 화상 형성 장치 본체(1156)에 프로세스 카트리 지(1150)를 장착한 후, 개폐 커버(1192)를 화살표 F 방향으로 폐지한다. 이에 따라, 핸들(1190) 선단의 핀(1191)이 슬라이드 구멍(1196)의 윗쪽으로 이동하고, 핸들(1190)이 윗쪽으로 회동하며, 핸들(1190)의 회동과 함께 기어(1168)가 화살표 C 방향으로 회전한다. 기어(1168)의 회전에 의해, 슬라이드 부재(1162)가 화살표 A 방향으로 이동하고, 기어(1172)가 화살표 D 방향으로 회전함과 동시에, 기어(1180)가 화살표 E 방향으로 회전한다. 이것에 의해, 도 22에 나타낸 바와 같이, 암(1174, 1182)이 기립해서 본체측 유닛(1160)을 밀어 올리고, 프로세스 카트리지(1150)의 대전 롤(1014)에 클리닝 롤(1100)이 접촉한다.
한편, 개폐 커버(1192)를 개방하면, 핸들(1190) 선단의 핀(1191)이 슬라이드 구멍(1196)의 아래쪽으로 이동하고, 핸들(1190)이 아래쪽으로 회동하며, 핸들(1190)의 회동과 함께 기어(1168)가 화살표 C와 반대 방향으로 회전한다. 기어(1168)의 회전에 의해, 슬라이드 부재(1162)가 화살표 A와 반대 방향으로 이동하고, 기어(1172, 1180)가 도 22와 반대 방향으로 회전한다. 이것에 의해, 도 21에 나타낸 바와 같이, 암(1174, 1182)이 회동하여 본체측 유닛(1160)을 밀어 내리고, 프로세스 카트리지(1150)의 대전 롤(1014)로부터 클리닝 롤(1100)이 이간된다. 이 상태에서 프로세스 카트리지(1150)를 용이하게 교환할 수 있다.
이러한 화상 형성 장치에서는 개폐 커버(1192)의 개폐 동작에 따라, 본체측 유닛(1160)이 아래쪽 또는 윗쪽으로 이동하므로, 대전 롤(1014)과 클리닝 롤(1100)의 접촉 또는 이간을 간단한 조작에 의해 행할 수 있다.
또한, 도 19 및 도 20에 나타내는 화상 형성 장치에서는, 본체측 유닛(1160) 을 프로세스 카트리지(1150) 측으로 이동시키는 구성이었지만, 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 캠 등의 이동 수단을 이용해서 프로세스 카트리지(1150)를 본체측 유닛(1160)으로 이동시키고, 프로세스 카트리지(1150)의 대전 롤(1014)을 본체측 유닛(1160)의 클리닝 롤(1100)에 접촉시키는 구성으로 할 수도 있다.
또한, 도 1에 나타내는 화상 형성 장치(1010)는 회전식 현상 장치를 이용해서 감광체 드럼에의 토너 상의 형성을 4사이클 반복하여 행하는 구성이었지만, 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 중간전사벨트의 이동 방향을 따라 옐로우, 마젠타, 시안, 검정의 화상 형성 유닛을 병설(竝設)하는 구성이어도, 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.
본 발명에 의하면, 대전 롤이나 클리닝 부재보다도 수명이 짧은 상담지체에 맞춰서 대전 롤 및 클리닝 부재를 교환해 버리는 일이 없으므로, 대전 롤 및 클리닝 부재를 수명까지 사용할 수 있다.

Claims (29)

  1. 화상을 담지(擔持)하는 상담지체와,
    상기 상담지체를 대전하는 대전 롤과,
    상기 대전 롤에 맞닿고, 상기 대전 롤을 클리닝하는 클리닝 부재와,
    장치 본체에 착탈 가능하게 설치되고, 상기 상담지체를 유지하는 제 1 유지부와,
    상기 제 1 유지부와는 별도로 장치 본체 내에 설치되고, 상기 장치 본체에 착탈가능하며, 상기 클리닝 부재를 수용하는 하우징으로 구성된 제 2 유지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 대전 롤은 상기 제 1 유지부에 의해 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 대전 롤은 상기 제 2 유지부에 의해 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 유지부는 상기 대전 롤 및 상기 클리닝 부재가 수용되는 하우징인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  8. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대전 롤과 상기 클리닝 부재 중 적어도 하나는 사용 상황에 의거하여 교환되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  9. 삭제
  10. 화상 형성 장치에 착탈 가능하게 구비된 상형성 유닛으로서,
    화상을 담지하는 상담지체와 상기 상담지체를 대전하는 대전 롤을 유지하는 제 1 유지부와,
    상기 대전 롤에 맞닿고, 상기 대전 롤을 클리닝하는 클리닝 부재를 유지하는 제 2 유지부를 구비하고,
    상기 제 2 유지부는 상기 제 1 유지부와 서로 착탈 가능하고, 상기 클리닝 부재를 수용하는 하우징으로 구성된 것을 특징으로 하는 상형성 유닛.
  11. 화상 형성 장치에 착탈 가능하게 구비된 상형성 유닛으로서,
    화상을 담지하는 상담지체를 유지하는 제 1 유지부와,
    상기 상담지체를 대전하는 대전 롤과,
    상기 대전 롤에 맞닿고, 상기 대전 롤을 클리닝하는 클리닝 부재를 유지하는 제 2 유지부를 구비하며,
    상기 제 2 유지부는 상기 제 1 유지부와 서로 착탈 가능하고, 상기 클리닝 부재를 수용하는 하우징으로 구성된 것을 특징으로 하는 상형성 유닛.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 상담지체는 감광체 드럼인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 상담지체는 감광체 드럼인 것을 특징으로 하는 상형성 유닛.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 상담지체는 감광체 드럼인 것을 특징으로 하는 상형성 유닛.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 클리닝 부재는 회전 가능한 클리닝 롤이며, 상기 클리닝 롤은 상기 클리닝 롤의 회동(回動) 축이 상기 대전 롤의 회동 축과 평행하게 되도록 상기 대전 롤과 맞닿은 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 클리닝 부재는 회동 가능한 클리닝 롤이며, 상기 클리닝 롤은 상기 클리닝 롤의 회동 축이 상기 대전 롤의 회동 축과 평행하게 되도록 상기 대전 롤과 맞닿은 것을 특징으로 하는 상형성 유닛.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 클리닝 부재는 회동 가능한 클리닝 롤이며, 상기 클리닝 롤은 상기 클리닝 롤의 회동 축이 상기 대전 롤의 회동 축과 평행하게 되도록 상기 대전 롤과 맞닿은 것을 특징으로 하는 상형성 유닛.
  18. 삭제
  19. 회전 구동되는 상담지체와, 상기 상담지체의 표면에 접촉하여 회전하고, 또는 근접 대향하여 상기 상담지체를 대전시키는 대전 롤을 구비한 프로세스 카트리지의 상기 대전 롤을 클리닝하는 클리닝 장치로서,
    상기 클리닝 장치는 화상 형성 장치 본체 내에 설치되고,
    상기 프로세스 카트리지가 상기 화상 형성 장치 본체에 장착되었을 때에, 상기 대전 롤의 표면에 접촉하는 대전 롤 클리너를 가지며,
    상기 대전 롤 및 상기 대전 롤 클리너는 각각 샤프트(shaft)를 갖고, 상기 대전 롤의 샤프트와, 상기 대전 롤 클리너의 샤프트와의 위치 결정이 가능한 위치 결정 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 위치 결정 기구는 상기 대전 롤의 샤프트를 상기 대전 롤 클리너의 샤프트를 향해서 안내하는 안내 홈인 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 대전 롤과 상기 대전 롤 클리너와의 맞닿는 압력을 일정하게 유지하는 하중조정 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 대전 롤과 상기 대전 롤 클리너와의 닙(nip) 량을 일정하게 유지하는 닙량 유지 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 위치 결정 기구는 상기 대전 롤 클리너의 샤프트를 받는 축받침 부재를 지지하는 탄성 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 닙량 유지 기구는 상기 대전 롤의 샤프트와 상기 대전 롤 클리너의 샤프트와의 거리를 일정하게 유지하는 간격 유지 부재인 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  25. 회전 구동되는 상담지체와, 상기 상담지체의 표면에 접촉하여 회전하고, 또는 근접 대향하여 상기 상담지체를 대전시키는 대전 롤을 구비한 프로세스 카트리지의 상기 대전 롤을 클리닝하는 클리닝 장치로서,
    상기 클리닝 장치는 화상 형성 장치 본체 내에 설치되고,
    상기 프로세스 카트리지가 상기 화상 형성 장치 본체에 장착되었을 때에, 상기 대전 롤의 표면에 접촉하는 대전 롤 클리너를 가지며,
    상기 프로세스 카트리지를 상기 화상 형성 장치 본체에 장착한 후, 상기 화상 형성 장치 본체에 배열 설치된 가동부(可動部)의 움직임에 따라, 상기 대전 롤과 상기 대전 롤 클리너를 접촉시키는 접촉 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 접촉 기구는 상기 대전 롤 클리너를 유지하는 유지 부재를 상기 대전 롤 측으로 이동시키는 이동 수단과, 상기 가동부의 움직임을 상기 이동 수단의 이동 동작으로 변환하는 승강(昇降) 수단으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 가동부는 상기 화상 형성 장치 본체의 커버의 개폐에 연동하여 회전하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  28. 제 19 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 대전 롤 클리너는 표면에 스폰지 부재를 사용하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  29. 회전 구동되는 상담지체와, 상기 상담지체의 표면에 접촉하여 회전하고, 또는 근접 대향하여 상기 상담지체를 대전시키는 대전 롤을 구비하고, 화상 형성 장치 본체에 대하여 착탈 가능한 프로세스 카트리지와,
    상기 제 19 항 또는 제 25 항에 기재된 클리닝 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
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