KR101008275B1 - 화상형성장치 - Google Patents

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마사히로 사토
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후지제롯쿠스 가부시끼가이샤
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Abstract

[과제] 중간전사벨트에 기록재가 접촉하는 것에 따라 발생하는 전사 불량을 억제한다.
[해결 수단] 중간전사벨트(14)는, 전사면(45)의 하류측에 설치된 제 1 롤러(41), 제 1 롤러(41) 보다 하류측에서 2차 전사롤러(32)에 대향하는 제 2 롤러(42), 제 2 롤러(42) 보다 하류측이면서 전사면(45) 보다 상류측에 설치된 제3 롤러(43)에서 걸쳐진다. 제 1 롤러(41)는 제 1 구동모터(82)에 의해 제 1 구동력(F1)으로 구동되고, 제 2 롤러(42)는 제 2 구동모터(84)에 의해 토크 리미터(83)를 통해 제 1 구동력(F1) 보다도 큰 제 2 구동력(F2)으로 구동된다. 이에 따라, 중간전사 벨트(14)에 시트가 접촉되면서 반입되는 반입면(47)에는, 전사면(45) 등 보다도 큰 장력이 걸리고, 시트가 충돌했을 때에 반입면(47)이 변형하기 어려워진다.
Figure R1020070132127
감광체드럼, 토크 리미터(torque limiter), 화상형성장치

Description

화상형성장치{IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은 기록재에 화상을 형성하는 화상형성장치에 관한 것이다.
종래부터, 복수의 감광체드럼을 나란히 배치하고, 각 감광체드럼에 형성된 화상(image)을 중간전사벨트에 1차 전사부재를 이용하여 1차 전사한 후, 중간전사벨트 위의 화상을 용지 등의 기록재에 2차 전사부재를 이용하여 2차 전사하는 화상형성장치가 알려져있다. 이런 종류의 화상형성장치에서 2차 전사부재 보다도 기록재의 반송 방향 상류측에 완충부재를 설치하고, 이 완충부재에 기록재를 먼저 접촉하게 하는 것으로 중간전사벨트에 기록재가 충돌할 때의 에너지를 경감하는 기술이 존재한다(특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 일본국 공개특허공보 제2006-215134호
그런데, 중간전사벨트에 기록재가 접촉하면, 받은 충격에 의해 중간전사벨트가 변형하는 경우가 있다. 이러한 현상은, 예를 들면 기록재의 경도(hardeness)가 높으면 현저해진다. 이에 따라 중간전사벨트에 변형이 생겨서, 중간전사벨트의 이동 속도가 변동하거나, 중간전사벨트와 1차 전사부재와의 위치 관계에 변화가 생기기 때문에, 결과적으로 전사 불량을 초래한다.
본 발명은 중간전사벨트에 기록재가 접촉하는 것에 따라 발생하는 전사 불량을 억제하는 것을 목적으로 한다.
청구항 제1항에 기재된 발명은, 화상을 유지하는 화상유지체와, 상기 화상유지체에 대향 배치되어 소정 방향으로 회전 이동하는 중간전사벨트와, 상기 중간전사벨트를 사이에 끼워서 상기 화상유지체에 대향 배치되고, 상기 화상유지체 위의 화상을 상기 중간전사벨트에 1차 전사하는 1차 전사부재와, 상기 중간전사벨트에 1차 전사된 화상을 기록재에 2차 전사하는 2차 전사부재와, 상기 화상유지체와 상기 1차 전사부재와의 대향부 보다도 상기 중간전사벨트의 이동방향 하류측에서 상기 중간전사벨트를 걸치는 제 1 걸침부재와, 상기 제 1 걸침부재 보다도 상기 중간전사벨트의 이동방향 하류측에서 상기 중간전사벨트를 걸치는 동시에 상기 중간전사벨트를 사이에 끼워서 상기 2차 전사부재에 대향 배치되는 제 2 걸침부재와, 상기 제 2 걸침부재 보다도 상기 중간전사벨트의 이동방향 하류측인 동시에 상기 화상유 지체와 상기 1차 전사부재와의 대향부 보다도 상기 중간전사벨트의 이동방향 상류측에서 상기 중간전사벨트를 걸치는 제 3 걸침부재와, 상기 제 2 걸침부재에 의한 구동력이 상기 제 1 걸침부재에 의한 구동력 보다도 커지도록 상기 제 1 걸침부재 및 상기 제 2 걸침부재에 구동력을 전달하는 구동수단을 포함하는 화상형성장치이다.
청구항 제2항에 기재된 발명은, 청구항 제1항의 화상형성장치에서, 상기 구동수단은, 제 1 구동력을 상기 제 1 걸침부재에 전달하고, 상기 제 1 구동력 보다도 큰 제 2 구동력을 토크 리미터(torque limiter)를 통하여 상기 제 2 걸침부재에 전달하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치이다.
청구항 제3항에 기재된 발명은, 청구항 제1항의 화상형성장치에서, 상기 구동수단은, 상기 제 1 걸침부재에 제동을 거는 동시에 상기 제 2 걸침부재에 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치이다.
청구항 제4항에 기재된 발명은, 청구항 제1항의 화상형성장치에서, 상기 기록재가, 상기 중간전사벨트 중 상기 제 1 걸침부재와 상기 제 2 걸침부재와의 사이에 걸쳐지는 부위에 접촉하면서 반입되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치이다.
청구항 제5항에 기재된 발명은, 화상을 유지하는 화상유지체와, 상기 화상유지체에 대향 배치되어 소정 방향으로 회전 이동하는 중간전사벨트와, 상기 중간전사벨트를 사이에 끼워서 상기 화상유지체에 대향 배치되고, 상기 화상유지체 위의 화상을 상기 중간전사벨트에 1차 전사하는 1차 전사부재와, 상기 중간전사벨트에 1차 전사된 화상을 기록재에 2차 전사하는 2차 전사부재와, 상기 화상유지체와 상기 1차 전사부재와의 대향부 보다도 상기 중간전사벨트의 이동방향 하류측에서 상기 중간전사벨트를 걸치는 제 1 걸침부재와, 상기 제 1 걸침부재 보다도 상기 중간전사벨트의 이동방향 하류측에서 상기 중간전사벨트를 걸치는 동시에 상기 중간전사벨트를 사이에 끼워서 상기 2차 전사부재에 대향 배치되는 제 2 걸침부재와, 상기 제 2 걸침부재 보다도 상기 중간전사벨트의 이동방향 하류측인 동시에 상기 화상유지체와 상기 1차 전사부재와의 대향부 보다도 상기 중간전사벨트의 이동방향 상류측에서 상기 중간전사벨트를 걸치는 제 3 걸침부재와, 상기 제 1 걸침부재에 의한 구동력이 상기 제 3 걸침부재에 의한 구동력 보다도 커지도록 상기 제 1 걸침부재 및 상기 제 3 걸침부재에 구동력을 전달하는 구동수단을 포함하는 화상형성장치이다.
청구항 제6항에 기재된 발명은, 청구항 제5항의 화상형성장치에서, 상기 구동수단은, 보조 구동력을 상기 제 3 걸침부재에 전달하고, 상기 보조 구동력 보다도 큰 주 구동력을 토크 리미터를 통하여 상기 제 1 걸침부재에 전달하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치이다.
청구항 제7항에 기재된 발명은, 청구항 제5항의 화상형성장치에서, 상기 구동수단은, 상기 제 3 걸침부재에 제동을 거는 동시에 상기 제 1 걸침부재에 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치이다.
청구항 제8항에 기재된 발명은, 청구항 제5항의 화상형성장치에서, 상기 기록재가, 상기 중간전사벨트 중 상기 제 1 걸침부재와 상기 제 2 걸침부재와의 사이에 걸쳐지는 부위에 접촉하면서 반입되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치이다.
청구항 제1항 기재의 발명에 의하면, 중간전사벨트 중 제 1 걸침부재와 제 2 걸침부재와의 사이에 걸쳐지는 부위에 걸리는 장력이 다른 부위 보다도 크므로, 이 부위에 기록재가 접촉하는 경우에도 그 충격이 중간전사벨트를 사이에 끼워서 화상유지체와 1차 전사부재가 대향하는 전사 부위에 전해지기 어려우므로, 중간전사벨트에 기록재가 접촉하는 것에 따라 생기는 전사 불량을 억제할 수 있다.
청구항 제2항 기재의 발명에 의하면, 간이한 구성으로, 중간전사벨트 중 제 1 걸침부재와 제 2 걸침부재와의 사이에 걸쳐지는 부위에 걸리는 장력을 크게 할 수 있다.
청구항 제3항 기재의 발명에 의하면, 제 1 걸침부재, 제 2 걸침부재에 각각 구동원을 설치하는 경우와 비교하여, 구동원의 개수를 적게 할 수 있다.
청구항 제4항 기재의 발명에 의하면, 기록재가 접촉함으로써 중간전사벨트의 변형이 생기기 쉬워지는 상황 하에서도, 전사 불량을 억제할 수 있다.
청구항 제5항 기재의 발명에 의하면, 중간전사벨트를 사이에 끼워서 화상유지체와 1차 전사부재가 대향하는 전사 부위에 걸리는 장력이 다른 부위 보다도 크므로, 예를 들면 제 1 걸침부재와 제 2 걸침부재와의 사이에 걸쳐지는 부위에 기록재가 접촉하는 경우에도 그 충격이 전사 부위에 전해지기 어려우므로, 중간전사벨트에 기록재가 접촉하는 것에 따라 생기는 전사 불량을 억제할 수 있다.
청구항 제6항 기재의 발명에 의하면, 간이한 구성으로, 중간전사벨트 중 제 1 걸침부재와 제 3 걸침부재와의 사이에 걸쳐지는 부위에 걸리는 장력을 크게 할 수 있다.
청구항 제7항 기재의 발명에 의하면, 제 1 걸침부재, 제 3 걸침부재에 각각 구동원을 설치하는 경우와 비교하여, 구동원의 개수를 적게 할 수 있다.
청구항 제8항 기재의 발명에 의하면, 기록재가 접촉함으로써 중간전사벨트의 변형이 생기기 쉬워지는 상황 하에서도, 전사 불량을 억제할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태(이하, “실시형태”로 지칭됨)에 대하여 상세하게 설명한다.
<실시형태 1>
도 1은 본 실시형태가 적용되는 화상형성장치(10)의 전체 구성을 나타낸다. 이 화상형성장치(10)는 본체(12)를 구비하며, 이 본체(12) 내에는 중간전사벨트(14)를 포함하는 벨트 유닛(15) 및 예를 들면 4 개의 화상형성부 (16Y,16M,16C,16K)가 설치되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는 복수의 화상형성부(16Y,16M,16C,16K)가 도면에서는 우측 상방에서 좌측 하방으로 경사지게 배치되어 있다. 화상형성부(16Y)는 옐로우 토너 화상(toner image of yellow)을 형성하고, 화상형성부(16M)는 마젠타 토너 화상(toner image of magenta)을 형성하며, 화상형성부(16C)는 시안 토너 화상(toner image of cyan)을 형성하고, 화상형성부(16K)는 흑색 토너 화상(toner image of black)을 형성하며, 이렇게 형성된 각 색상의 토너 화상은 중간전사벨트(14)에 전사된다.
본체(12)의 하부에는 시트 공급 장치(18)가 설치되어 있다. 이 시트 공급 장 치(18)는 예를 들면 보통 용지나 OHP 시트 등으로 된 기록재인 시트(S)가 적재되는 시트 적재부(20)와, 이 시트 적재부(20)에 적재된 시트(S)를 취출하는 취출 롤러(22)와, 시트(S)를 1 매씩 분리하여 송출하는 피드 롤러(24) 및 리타드 롤러(retard roller)(26)를 구비한다. 시트 적재부(20)는 예를 들면 도면의 앞쪽에서 인출될 수 있게 본체(12)에 대해서 착탈 가능하게 설치되어 있다.
본체(12)의 일단 부근(도면에서는 좌단 부근)에는 대략 연직 방향을 따라서 시트 공급 경로(28)가 설치되어 있다. 이 시트 공급 경로(28)의 주변에는 시트 공급 경로(28)를 따라서 반송 롤러(29), 레지스트 롤러(resist roller)(30), 2차 전사롤러(32), 정착 장치(34) 및 배출 롤러(36)가 설치되어 있다. 레지스트 롤러(30)는 시트 공급 경로(28)로 송출된 시트(S)를 일단 정지시키고 소정의 시간이 지나면 2차 전사롤러(32) 측으로 보낸다. 정착 장치(34)는 가열 롤러(34a) 및 가압 롤러(34b)를 구비하고 있으며, 이 가열 롤러(34a)와 가압 롤러(34b) 간을 통과하는 시트(S)에 열 및 압력을 인가함으로써 시트(S)에 토너 화상을 정착한다.
본체(12)의 상부에는 배출지 수용부(38)가 설치되어 있다. 토너 화상의 정착이 완료된 시트(S)는 상기 배출 롤러(36)에 의해서 배출지 수용부(38)에 배출되어, 이 배출지 수용부(38) 상에 적재된다. 이로써, 시트 적재부(20)로부터 송출된 시트(S)는 C 형상의 경로를 순차적으로 통과하여 배출지 수용부(38)에 배출된다.
또한, 본체(12)의 타단 측(도면에서는 우측)에는 현상제를 수용하는 4 개의 토너 보틀(toner bottle)(40Y,40M,40C,40K)이 설치되어 있다. 토너 보틀(40Y)에는 옐로우 토너가 수용되어 있고, 토너 보틀(40M)에는 마젠타 토너가 수용되어 있으 며, 토너 보틀(40C)에는 시안 토너가 수용되어 있고, 토너 보틀(40K)에는 흑색 토너가 수용되어 있다. 각 토널 보틀(40Y,40M,40C,40K)은 각각 파이프 등에 의해 형성된 공급 경로(미도시)를 거쳐서 각 화상형성부(16Y,16M,16C,16K)에 해당 색상의 토너를 공급한다. 이들 4개의 토너 보틀(40Y,40M,40C,40K)은 예를 들면 도면의 앞쪽에서 인출될 수 있게 본체(12)에 대해서 착탈 가능하게 설치되어 있다.
화상형성부(16Y,16M,16C,16K)는 중간전사벨트(14)의 일면(외주면)에 대향하여 배치된 화상형성 유닛(48)을 각각 구비하고 있다. 각 화상형성 유닛(48)은 본체(12)에 대하여 각각 착탈 가능하게 되어 있는데, 예를 들면 중간전사벨트(14)에 대하여 도면에서는 아래 방향으로 이동시킨 후에 도면의 앞쪽으로 인출될 수 있도록 되어 있다.
중간전사벨트(14)는 제 1 롤러(41), 제 2 롤러(42) 및 제 3 롤러(43)에 의해서 걸쳐지고, 도면에서는 화살표 방향으로 회전하도록 지지되어 있다. 여기에서, 제 3 롤러(43)는 중간전사벨트(14)에 소정의 장력(tension)을 부여한다. 또한, 중간전사벨트(14)의 제 3 롤러(43)에서 제 1 롤러(41)까지 이르는 부분에는 복수의 화상형성부(16Y,16M,16C,16K)에 의해 형성된 화상(토너 화상)을 전사하기 위한 전사면(45)이 형성되어 있다. 이 전사면(45)은 전사 이전의 입구인 선단부 P2 및 전사 이후의 출구인 후단부 P1을 구비하고 있으며, 이 전사면(45)은 선단부 P2로부터 후단부 P1에 걸쳐서 수평 방향에 대하여 도면에서는 우측 상부에서 좌측 하부로 향하도록 경사지게 형성되어 있다. 또한, 중간전사벨트(14)의 제 1 롤러(41)에서 제 2 롤러(42)까지 이르는 부분에는 반송되어 오는 시트(S)가 반입되는 반입면(47)이 형성되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는 제 1 롤러(41)가 제 1 걸침부재로서 사용되고, 제 2 롤러(42)가 제 2 걸침부재로서 사용되며, 제 3 롤러(43)가 제 3 걸침부재로서 사용된다.
제 1 롤러(41) 및 제 2 롤러(42)는 중간전사벨트(14)에 구동력을 전달하고, 중간전사벨트(14)를 도면에서는 화살표 방향으로 회전시킨다. 또한, 본 실시형태에서는 제 2 롤러(42)가 2차 전사롤러(32)와의 사이에 중간전사벨트(14)를 끼우도록 2차 전사롤러(32)에 대향하여 배치된 백업 롤러(backup roller)로서 사용되고 있다.
한편, 제 1 롤러(41) 및 제 2 롤러(42)와 함께 중간전사벨트(14)를 걸치는 제 3 롤러(43)에는 스프링(46)이 연결되어 있다. 이 스프링(46)은 제 3 롤러(43)가 제 1 롤러(41) 또는 제 2 롤러(42)로부터 멀어지는 방향으로 향하는 힘을 부여하여 중간전사벨트(14)에 소정의 장력을 부여하고 있다.
중간전사벨트(14)의 내측에는 각 화상형성부(16Y,16M,16C,16K)의 화상형성 유닛(48)에 각각 대향하도록 4 개의 1차 전사부재가 1차 전사부재의 일례로서 부착되어 있다. 또한, 이 4 개의 1차 전사부재(50)는 중간전사벨트(14)의 이동에 따라서 회전한다.
또한, 중간전사벨트(14)의 상단 측에는, 제 3 롤러(43)와의 사이에서 중간전사벨트(14)를 끼우도록 제 3 롤러(43)와 대향하는 위치에 벨트 클리너(belt cleaner)(44)가 배치되어 있다. 이로써, 제 3 롤러(43)는 벨트 클리너(44)와 대향하는 롤러가 되게 된다.
여기서, 중간전사벨트(14), 제 1 롤러(41), 제 2 롤러(42), 제 3 롤러(43), 4 개의 1차 전사롤러(50) 및 벨트 클리너(44)는 상술한 벨트 유닛(15)을 형성하도록 일체화되어 있다. 이 벨트 유닛(15)은 본체(12)에 대하여 착탈 가능하게 되어 있는데, 보다 구체적으로는 도면의 앞쪽에서 인출될 수 있게 본체(12)에 대해서 착탈 가능하게 되어 있다.
또한, 2차 전사부재의 일례인 2차 전사롤러(32)도 2차 전사유닛(33)으로서 유닛화되어 있다. 그리고, 2차 전사유닛(33)은 본체(12)에 대하여 착탈 가능하게 되어 있는데, 보다 구체적으로는 도면의 앞쪽에서 인출될 수 있게 본체(12)에 대해서 착탈 가능하게 되어 있다.
도 2는 각 화상형성부(16Y,16M,16C,16K)를 구성하는 화상형성 유닛(48)을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 각 화상형성부(16Y,16M,16C,16K)에서 사용되는 현상제의 색상은 상이하여도, 각 화상형성부(16Y,16M,16C,16K)의 화상형성 유닛(48)의 구성 자체는 서로 동일하다. 화상형성 유닛(48)은 도시되지 않은 감광층을 구비한 화상유지체의 일례인 감광체드럼(52)과, 감광체드럼(52)을 대전시키는, 예를 들면 롤러 등으로 된 대전 장치(54)(예를 들면, LED(Light Emitting Diode))와, 감광체드럼(52) 상에 잠상을 형성하는 노광 장치(56)와, 노광 장치(56)에 의해서 형성된 감광체드럼(52) 상의 잠상을 토너에 의해 현상하는 현상 장치(58)와, 전사 이후의 감광체드럼(52) 상에 잔류된 토너를 청소하는 드럼 클리너(60)를 구비하고 있다. 또한, 본 실시형태에서는 각 감광체드럼(52)이 각각 화상유지체로서 사용되고 있다.
화상형성 유닛(48)은 서로 분리 가능한 감광체 유닛(62)과 현상 유닛(64)이 서로 결합되어서 구성된다. 감광체 유닛(62)에 있는 제 1 케이스(66) 내에는 감광체 유닛(52), 대전 장치(54), 노광 장치(56) 및 드럼 클리너(60)가 수용되어 있다. 한편, 현상 유닛(64)에 있는 제 2 케이스(68) 내에는 현상 장치(58)가 수용되어 있다. 그리고, 제 1 케이스(66) 및 제 2 케이스(68)는 서로 분리 가능하며, 이 제 1 케이스(66) 및 제 2 케이스(68)가 서로 결합되어서 화상형성 유닛(48)이 형성되게 된다.
또한, 감광체드럼(52)의 길이 방향에서 존재하는 양단부에는 감광체드럼(52)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(53)이 장착되어 있다. 이 베어링(53)의 일부는 감광체드럼(52)의 일부와 함께 제 1 케이스(66) 및 제 2 케이스(68)로부터 노출되어 있다.
현상 장치(58)는 현상제로서 토너 및 캐리어를 포함하는 2 성분 현상제를 사용한 2 성분 현상 방식을 채용하고 있다. 그리고, 현상 장치(58)는 예를 들면 수평 방향으로 서로 평행하게 배치된 제 1 오거(auger)(70) 및 제 2 오거(72)와, 이 제 2 오거(72)의 경사진 상부에 배치된 현상 롤러(74)를 구비하고, 토너 및 캐리어를 제 1 오거(70) 및 제 2 오거(72)에서 교반 반송하여서 현상 롤러(74)에 공급한다. 현상 롤러(74)에서는 캐리어에 의한 자기 브러시(magnetic brush)가 형성되어 이 자기 브러시에 의해 캐리어에 부착된 토너를 반송하여 감광체드럼(52) 상의 정전 잠상을 토너에 의해서 현상한다.
드럼 클리너(60)는 예를 들면 블레이드로 구성되어 토너를 긁어서 떨어뜨리 는 부분(76)과, 이 부분(76)에 의해서 떨어진 토너를 회수하는 회수부(78)를 구비하고 있다.
이렇게 구성된 화상형성장치(10)에서는 각 화상형성부(16Y,16M,16C,16K)의 감광체드럼(52)의 표면이 대전 장치(54)에 의해서 균일하게 대전되고, 이렇게 균일하게 대전된 감광체드럼(52)의 표면에 노광 장치(56)에 의해서 잠상이 기록되게 된다. 이어서, 이 잠상을 현상 장치(58)에 의해서 현상함으로써 감광체드럼(52)의 표면에 토너 화상이 형성되며, 이 토너 화상이 1차 전사롤러(50)에 의해서 중간전사벨트(14)로 1차 전사된다. 이로써, 각 화상형성부(16Y,16M,16C,16K)에서 형성된 토너 화상이 1차 전사에 의해서 중간전사벨트(14) 위에 겹쳐서 합쳐지게 된다.
한편, 시트 적재부(20)에 적재된 시트(S)는 취출 롤러(22)에 의해서 취출되고 피드 롤러(24) 및 리타드 롤러(26)에 의해서 1 매씩 분리되어 송출된 후에 레지스트 롤러(30)에 의해서 일단 정지되고 소정의 시간이 지나면 레지스트 롤러(30)가 회전함으로써 2차 전사위치로 보내어진다.
그리고, 중간전사벨트(14)의 표면에서 겹쳐져서 합쳐진 토너 화상은 2차 전사롤러(32)에 의해서 시트(S)로 2차 전사되고, 이 시트(S)로 2차 전사된 토너 화상은 정착 장치(34)에 의해서 정착된다. 그리고, 토너 화상의 정착이 완료된 시트(S)는 배출 롤러(36)를 거쳐서 배출지 수용부(38)로 배출된다.
도 3은, 본 실시형태에 따른 화상형성장치(10)에서의 각 감광체드럼(52) 및 중간전사벨트(14)의 구동계를 나타낸 도면이다.
중간전사벨트(14)는, 폴리이미드계 수지제의 무단(無端) 벨트로 구성되어 있 다. 또한, 제 1 롤러(41) 및 제 3 롤러(43)는, 예를 들면 알루미늄이나 스테인레스 등의 금속 롤러로 구성되어 있다. 한편, 2차 전사롤러(32) 및 제 2 롤러(42)는, 금속 샤프트(shaft)의 외주에 발포(發泡) 고무층을 형성한 것으로 구성되어 있다. 또한, 본 실시형태에는, 제 1 롤러(41), 제 2 롤러(42), 및 제 3 롤러(43)의 외경이 전부 동일하게 설정되어 있다.
4개의 감광체드럼(52)에는 드럼 구동모터(81)가 접속되어 있다. 또한, 중간전사벨트(14)측을 걸치는 제 1 롤러(41)에는 제 1 구동모터(82)가 , 제 2 롤러(42)에는 토크 리미터(torque limiter)(83)를 통하여 제 2 구동모터(84)가, 각각 접속되어 있다. 중간전사벨트(14)는, 이들 제 1 롤러(41) 및 제 2 롤러(42)에 접촉함으로써 구동력을 받고, 도면 내의 화살표 방향으로 회전한다. 그리고, 드럼 구동모터(81), 제 1 구동모터(82), 및 제 2 구동모터(84)는, 구동제어부(85)에 의해 그 구동이 제어된다. 또한, 본 실시형태에서는 이들 제 1 구동모터(82), 토크 리미터(83), 및 제 2 구동모터(84)가 구동수단으로서 기능하고 있다.
구동제어부(85)는, 제 2 구동모터(84)에 의한 제 2 구동력(F2)이 제 1 구동모터(82)에 의한 제 1 구동력(F1) 보다도 크도록 제 1 구동모터(82) 및 제 2 구동모터(84)의 구동을 제어한다. 이 때문에, 제 2 롤러(42)는, 제 1 롤러(41) 보다도 큰 구동력으로 중간전사벨트(14)를 회전 구동한다. 다만, 제 2 롤러(42)는 토크 리미터(83)에서 미끄럼(slippage)을 생성하면서 제 1 롤러(41)와 등속으로 회전하여, 소정의 벨트 주속도(周速度)로 중간전사벨트(14)를 회전시킨다.
한편, 구동제어부(85)는, 각 감광체드럼(52)의 주속도인 드럼 주속도와 중간 전사벨트(14) 주속도와의 사이에 편차가 생기도록 드럼 구동모터(81)를 제어한다. 또한, 본 실시형태에서는 벨트 주속도를 드럼 주속도 보다도 약간 느려지게 하고 있다. 이에 따라, 드럼 주속도와 벨트 주속도와의 사이에 주속 차(差)를 생성함으로써, 1차 전사에서 각 감광체드럼(52)과 중간전사벨트(14)를 서로 마찰시켜서, 1차 전사에서의 전사효율 향상을 도모하고 있다.
도 4는, 본 실시형태에서 서로 인접하여 배치되는 1차 전사롤러(50)가 1차 전사를 행하는 전사 위치 T 사이의 거리 L 과, 제 1 롤러(41)의 원주와의 관계를 나타내고 있다. 이 화상형성장치(10)에는, 제 1 롤러(41)의 직경을 D 라고 했을 경우에, 제 1 롤러(41)의 원주 π· D 와 전사 위치 T 사이의 거리가 같아지도록(L = π· D) 설정이 행해져있다. 이 때문에, 예를 들면, 제 1 롤러(41)의 편심(偏心)에 의해 제 1 롤러(41)에 회전 불규칙이 생기고, 중간전사벨트(14)의 벨트 주속도에 주기적인 변동이 생기는 경우라도, 그 속도변경에 기인하는 각 감광체드럼(52)으로부터 중간전사벨트(14) 외주면에 전사되는 토너 화상의 신축(伸縮)이, 중간전사벨트(14) 위에 일치하기 때문에, 예를 들면 색상 어긋남(color drift) 등의 화상 불량이 생기기 어려워진다. 또한, 상술한 바와 같이, 제 2 롤러(42)의 직경은 제 1 롤러(41)의 직경과 같기 때문에, 제 2 롤러(42)의 편심에 따른 주기적인 벨트 주속도의 변동에 대하여도, 같은 이유에 의해 대응가능하다. 또한, L = π· D 라는 것에 대신하여, L = 2π· D, 3π· D, 4π· D …와, L 을 π· D 의 정수배로 하는 것으로도 같은 결과를 얻을 수 있다.
도 5는, 1차 전사롤러(50)의 지지 방법에 대해 설명하기 위한 도면이다.
각 1차 전사롤러(50)는, 회전중심이 되는 회전축(50a)을 갖고 있다. 이 회전축(50a)의 축방향 양단부는, L 자 모양인 암(arm)(51)의 한쪽 돌출부에 장착되어 있다. 그리고, 이 암(51)의 다른쪽 돌출부에는 스프링(51c)의 일단측이 장착되어 있다. 또한, 암(51)의 절곡 부위에는 축(51a)이 형성되어 있고, 축(51a)은 도시되지 않은 플레임에 회전하도록 장착되어 있다. 또한 스프링(51c)의 타단도 도시되지 않은 플레임에 고정되어 있다. 이에 따라, 1차 전사롤러(50)는, 스프링(51c)의 수축력을 받은 암(51)이 축(51a)를 중심으로 회전함으로써, 중간전사벨트(14)에 압착되어 있다.
또한, 이 예에서는 각 감광체드럼(52)에 대하여, 대응하는 1차 전사롤러(50)가 중간전사벨트(14)의 이동방향 하류측에 약간 벗어나서 배치되어 있다. 이에 따라, 각 감광체드럼(52)에 중간전사벨트(14)가 휘감기게 되어, 1차 전사닙(transfer nip)을 벌리고 있다.
도 6a 및 도 6b는, 2차 전사롤러(32) 및 제 2 롤러(42)로 구성되는 2차 전사부재에 시트(S)가 삽입하는 모양을 나타낸 도면이다. 도 7은 중간전사벨트에 걸리는 장력의 변화와 1차 전사롤러에서의 전사닙(transfer nip)의 변동과의 관계를 나타낸 도면이다. 본 실시형태에서는, 도 6a에 나타낸 바와 같이 중간전사벨트(14) 중 제 1 롤러(41) 및 제 2 롤러(42)에서 걸쳐지는 반입면(47)의 2차 전사부 보다도 상류측의 접촉개시 위치(C)에 시트(S)가 중간전사벨트(14)에 접하고, 시트(S)가 중간전사벨트(14)에 접촉된 상태에서 2차 전사부에 삽입되도록, 시트 공급로(28)(도 1 참조)가 구성되어 있다. 이것은, 토너를 유지한 중간전사벨트(14)의 반입면(47) 에 시트(S)를 급격하게 근접시켰을 경우, 중간전사벨트(14) 위의 토너가 갖는 전하의 영향으로 비적(飛敵)이 생성되기 때문이다.
다만, 시트(S)가 탄력강한 두꺼운 종이일 경우, 이런 시트(S)가 중간전사벨트(14)의 반입면(47)에 접촉하면, 도 6b에 나타낸 바와 같이, 그 충격으로 반입면(47)에 움푹패임이 생겨버린다. 또한, 반입면(47)에 이러한 움푹패임이 생성될 경우, 중간전사벨트(14)의 둘레 길이는 일정하므로, 예를 들면 전사면(45)에 종전 보다도 큰 장력이 걸린다. 그러면, 도 7에 나타낸 바와 같이, 전사면(45) 상에서는, 각 1차 전사롤러(50)가 중간전사벨트(14)에 의해 각 감광체드럼(52)과는 반대측으로 밀리게 된다. 그 결과, 중간전사벨트(14)와 감광체드럼(52)과의 1차 전사닙이 도 5에 나타낸 상태보다도 좁아지고, 그 부분에 있어서의 1차 전사효율에 변동을 초래한다.
이에 대해, 본 예에서는, 중간전사벨트(14)를 제 1 롤러(41) 및 제 2 롤러(42)로 구동하고 있다. 여기서, 제 1 롤러(41)는 접촉개시 위치(C) 보다도 중간전사벨트(14)의 이동방향 상류측에, 제 2 롤러(42)는 접촉개시 위치(C) 보다도 중간전사벨트(14)의 이동방향 하류측에 각각 설치되어 있다. 또한, 제 2 롤러(42)를 구동하는 제 2 구동력(F2)은 제 1 롤러(41)를 구동하는 제 1 구동력(F1) 보다도 크게 설정된다. 이 때문에, 중간전사벨트(14)의 반입면(47)에는, 예를 들면 전사면(45) 등의 다른 면과 비교해서 큰 장력이 걸린다. 따라서, 예를 들면 시트(S)로서 두꺼운 종이 등이 사용된 경우에서, 시트(S)의 선단이 반입면(47)에 접촉할 경우에도 시트(S)의 충돌에 따른 반입면(47)의 움푹패임, 즉 변형이 생기기 어려워진 다. 이 때문에, 전사면(45)에서의 1차 전사닙(transfer nip)의 변동도 억제되고, 결과적으로 1차 전사 효율의 변동에 따르는 화질 저하가 억제된다.
<실시형태 2>
도 8은, 본 실시형태에 따른 화상형성장치(10)에서의 각 감광체드럼(52) 및 중간전사벨트(14)의 구동계를 나타낸 도면이다. 또한, 본 실시형태에서 실시형태 1과 동일한 것에 관하여는 동일한 부호를 첨부하고 그 상세한 설명을 생략한다.
본 예에서, 제 2 롤러(42)에는 제 2 구동모터(84)가 접속되어 있다. 또한, 제 1 롤러(41)에는 모터 등의 구동원이 접속되어 있지 않고, 토크 리미터(86)의 한쪽이 접속되어 있다. 이 토크 리미터(86)의 다른쪽은, 도시되지 않은 플레임 등에 고정되어 회전하지 않는다.
본 예에서는, 중간전사벨트(14)가 제 2 롤러(42)에 의한 구동력으로 회전한다. 그 때, 제 2 롤러(42) 보다도 중간전사벨트(14)의 이동방향 상류측에 설치된 제 1 롤러(41)는, 토크 리미터(86)에 의한 회전저항, 즉 제동을 받으면서 회전하므로, 중간전사벨트(14)의 반입면(47)에는, 실시형태 1과 같은, 예를 들면 전사면(45) 등의 다른 면과 비교해서 큰 장력이 걸린다. 이 때문에, 실시형태 1과 같은 이유로, 시트(S)의 삽입에 따른 중간전사벨트(14)의 변형 및 중간전사벨트(14)의 변형에 따른 1차 전사닙의 변동, 나아가서는 1차 전사 효율의 변동이 억제되게 된다. 또한, 본 예에서는, 중간전사벨트(14)를 회전구동하는 모터의 개수가 실시형태 1 보다 적어도 된다.
또한, 본 실시형태에서는 제 1 롤러(41)에 토크 리미터(86)를 장착하는 것으 로 제동을 걸었지만, 예를 들면 제 1 롤러(41)를 회전하지 않도록 장착하고, 마찰력에 의해 중간전사벨트(14)에 제동을 걸도록 하여도 좋다. 또한, 본 실시형태에서는 제 2 구동모터(84) 및 토크 리미터(86)가 구동수단으로서 기능하고 있다.
<실시형태 3>
도 9는, 본 실시형태에 따른 화상형성장치(10)에서의 각 감광체드럼(52) 및 중간전사벨트(14)의 구동계를 나타낸 도면이다. 또한, 본 실시형태에서 실시형태 2와 동일한 것에 관하여는 동일한 부호를 첨부하고 그 상세한 설명을 생략한다.
본 실시형태에서는, 전사면(45)의 하류측에 설치된 제 1 롤러(41)와 전사면(45)의 상류측에 설치된 제 3 롤러(43)를 구동하는 한편, 제 2 롤러(42)는 자유회전하도록 구성하고 있다.
4개의 감광체드럼(52)은, 실시형태 1과 동일하게 구동모터(81)가 접속되어 있다. 또한, 중간전사벨트(14)를 걸치는 제 1 롤러(41)에는 토크 리미터(87)를 사이에 두고 주 구동모터(88)가, 제 3 롤러(43)에는 보조 구동모터(89)가 각각 접속되어 있다. 중간전사벨트(14)는 이들 제 1 롤러(41) 및 제 3 롤러(43)에 접촉함으로써 구동력을 받고, 도면 내의 화살표 방향으로 회전한다. 그리고, 드럼 구동모터(81), 주 구동모터(88), 및 보조 구동모터(89)는 구동제어부(85)에 의해 그 구동이 제어되고 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 토크 리미터(87), 주 구동모터(88), 및 보조 구동모터(89)가 구동수단으로서 기능하고 있다.
구동제어부(85)는, 주 구동모터(88)에 의한 주 구동력(FM)이 보조 구동모터(89)에 의한 보조 구동력(FS) 보다도 크도록 주 구동모터(88) 및 보조 구동모 터(89)의 구동을 제어한다. 이 때문에, 제 1 롤러(41)는 제 3 롤러(43) 보다도 큰 구동력으로 중간전사벨트(14)를 회전 구동한다. 다만, 제 1 롤러(41)는 토크 리미터(87)에서 미끄럼(slippage)을 생성하면서 제 3 롤러(43)와 등속으로 회전하여, 소정의 벨트 주속도로 중간전사벨트(14)를 회전시킨다. 또한, 구동제어부(85)는 실시형태 1과 동일하게, 각 감광체드럼(52)의 주속도인 드럼 주속도와 중간전사벨트(14)의 벨트 주속도와의 사이에 편차가 생기도록 드럼 구동모터(81)를 제어한다.
본 실시형태에서는, 반입면(47)에 시트(S)가 접촉할 때, 반입면(47)이 충돌의 충격에 의해 변형할 경우가 있다.
이에 대해, 본 예에서는, 중간전사벨트(14)를 제 1 롤러(41) 및 제 3 롤러(43)로 구동하고 있다. 여기서, 제 1 롤러(41)는 전사면(45)의 하류측에, 제 3 롤러(43)는 전사면(45)의 상류측에 각각 설치되어 있다. 또한, 제 1 롤러(41)를 구동하는 주 구동력(FM)은, 제 3 롤러(43)를 구동하는 보조 구동력(FS) 보다도 크게 설정된다. 이 때문에, 중간전사벨트(14)의 전사면(45)에는, 예를 들면 반입면(47) 등의 다른 면과 비교해서 큰 장력이 걸린다. 따라서, 예를 들면 시트(S)로서 두꺼운 종이 등이 사용되었을 경우에서, 시트(S)의 선단이 반입면(47)에 닿는 것으로 반입면(47)에 변형이 생길 수 있는 경우에도, 전사면(45)에는 변형이 생기기 어려워진다. 그 때문에, 전사면에서의 1차 전사닙의 변동도 억제되고, 결과적으로 1차 전사 효율의 변동에 따르는 화질 저하가 억제된다.
<실시형태 4>
도 10은, 본 실시형태에 따른 화상형성장치(10)에서의 각 감광체드럼(52) 및 중간전사벨트(14)의 구동계를 나타낸 도면이다. 또한, 본 실시형태에서 실시형태 3과 동일한 것에 관하여는 동일한 부호를 첨부하고 그 상세한 설명을 생략한다.
본 실시형태에서는, 제 1 롤러(41)에는 주 구동모터(88)가 접속되어 있다. 또한, 제 3 롤러(43)에는 모터 등의 구동원이 접속되어 있지 않고, 토크 리미터(90)의 한쪽이 접속되어 있다. 이 토크 리미터(90)의 다른쪽은, 도시되지 않은 플레임 등에 고정되어 회전하지 않는다. 또한, 본 실시형태에서는 주 구동모터(88) 및 토크 리미터(90)가 구동수단으로서 기능하고 있다.
본 예에서는, 중간전사벨트(14)가 제 1 롤러(41)에 의한 구동력으로 회전한다. 그 때, 제 1 롤러(41) 보다도 중간전사벨트(14)의 이동방향 상류측에 설치된 제 3 롤러(43)는, 토크 리미터(90)에 의한 회전저항, 즉 제동을 받으면서 회전하므로, 중간전사벨트(14)의 전사면(45)에는, 실시형태 3과 같은, 예를 들면 반입면(47) 등의 다른 면과 비교해서 큰 장력이 걸린다. 이 때문에, 실시형태 3과 같은 이유로, 시트(S)의 삽입에 따라 반입면(47)에 변형이 생길 경우이여도, 전사면(45)의 변형에 따른 1차 전사닙의 변동, 나아가서는 1차 전사 효율의 변동이 억제되게 된다. 또한, 본 예에서는 중간전사벨트(14)를 구동하는 모터의 개수가 실시형태 3 보다 적어도 된다.
또한, 본 실시형태에서는 제 3 롤러(43)에 토크 리미터(90)를 장착하는 것으로 제동을 걸었지만, 예를 들면 제 3 롤러(43)를 회전하지 않도록 장착하고, 마찰력에 의해 중간전사벨트(14)에 제동을 걸도록 하여도 좋다.
도 1은 본 실시형태가 적용되는 화상형성장치의 전체구성을 나타내는 도면.
도 2는 화상형성부를 구성하는 화상형성 유닛을 설명하기 위한 도면.
도 3은 실시형태 1에서의 각 감광체드럼 및 중간전사벨트의 구동계를 나타내는 도면.
도 4는 1차 전사 위치 사이의 거리와, 주 구동롤러 원주와의 관계를 나타낸 도면.
도 5는 1차 전사롤러의 지지방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 2차 전사부에 대한 시트의 삽입을 설명하기 위한 도면.
도 7은 중간전사벨트에 걸리는 장력 변화와 1차 전사부에서의 전사닙(transfer nip) 변동관계를 설명하기 위한 도면.
도 8은 실시형태 2에서의 각 감광체드럼 및 중간전사벨트의 구동계를 나타낸 도면.
도 9는 실시형태 3에서의 각 감광체드럼 및 중간전사벨트의 구동계를 나타낸 도면.
도 10은 실시형태 4에서의 각 감광체드럼 및 중간전사벨트의 구동계를 나타낸 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10: 화상형성장치 14: 중간전사벨트
16Y, 16M, 16C, 16K: 화상형성부 28: 시트 공급로
32: 2차 전사롤러 41: 제 1 롤러
42: 제 2 롤러 43: 제 3 롤러
45: 전사면 46: 스프링
47: 반입면 48: 화상형성 유닛
50: 1차 전사롤러 52: 감광체드럼
81: 드럼 구동모터 82: 제 1 구동모터
83: 토크 리미터(torque limiter) 84: 제 2 구동모터
85: 구동제어부 86: 토크 리미터
87: 토크 리미터 88: 주 구동모터
89: 보조 구동모터 90: 토크 리미터

Claims (8)

  1. 화상을 유지하는 화상유지체와,
    상기 화상유지체에 대향 배치되어 소정 방향으로 회전 이동하는 중간전사벨트와,
    상기 중간전사벨트를 사이에 끼워서 상기 화상유지체에 대향 배치되고, 상기 화상유지체 위의 화상을 상기 중간전사벨트에 1차 전사하는 1차 전사부재와,
    상기 중간전사벨트에 1차 전사된 화상을 기록재에 2차 전사하는 2차 전사부재와,
    상기 화상유지체와 상기 1차 전사부재와의 대향부 보다도 상기 중간전사벨트의 이동방향 하류측에서 상기 중간전사벨트를 걸치는 제 1 걸침부재와,
    상기 제 1 걸침부재 보다도 상기 중간전사벨트의 이동방향 하류측에서 상기 중간전사벨트를 걸치는 동시에 상기 중간전사벨트를 사이에 끼워서 상기 2차 전사부재에 대향 배치되는 제 2 걸침부재와,
    상기 제 2 걸침부재 보다도 상기 중간전사벨트의 이동방향 하류측인 동시에 상기 화상유지체와 상기 1차 전사부재와의 대향부 보다도 상기 중간전사벨트의 이동방향 상류측에서 상기 중간전사벨트를 걸치는 제 3 걸침부재와,
    상기 제 2 걸침부재에 의한 구동력이 상기 제 1 걸침부재에 의한 구동력 보다도 커지도록 상기 제 1 걸침부재 및 상기 제 2 걸침부재에 구동력을 전달하는 구동수단을 포함하는 화상형성장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동수단은, 제 1 구동력을 상기 제 1 걸침부재에 전달하고, 상기 제 1 구동력 보다도 큰 제 2 구동력을 토크 리미터(torque limiter)를 통하여 상기 제 2 걸침부재에 전달하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동수단은, 상기 제 1 걸침부재에 제동을 거는 동시에 상기 제 2 걸침부재에 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기록재가, 상기 중간전사벨트 중 상기 제 1 걸침부재와 상기 제 2 걸침부재와의 사이에 걸쳐지는 부위에 접촉하면서 반입되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  5. 화상을 유지하는 화상유지체와,
    상기 화상유지체에 대향 배치되어 소정 방향으로 회전 이동하는 중간전사벨트와,
    상기 중간전사벨트를 사이에 끼워서 상기 화상유지체에 대향 배치되고, 상기 화상유지체 위의 화상을 상기 중간전사벨트에 1차 전사하는 1차 전사부재와,
    상기 중간전사벨트에 1차 전사된 화상을 기록재에 2차 전사하는 2차 전사부재와,
    상기 화상유지체와 상기 1차 전사부재와의 대향부 보다도 상기 중간전사벨트의 이동방향 하류측에서 상기 중간전사벨트를 걸치는 제 1 걸침부재와,
    상기 제 1 걸침부재 보다도 상기 중간전사벨트의 이동방향 하류측에서 상기 중간전사벨트를 걸치는 동시에 상기 중간전사벨트를 사이에 끼워서 상기 2차 전사부재에 대향 배치되는 제 2 걸침부재와,
    상기 제 2 걸침부재 보다도 상기 중간전사벨트의 이동방향 하류측인 동시에 상기 화상유지체와 상기 1차 전사부재와의 대향부 보다도 상기 중간전사벨트의 이동방향 상류측에서 상기 중간전사벨트를 걸치는 제 3 걸침부재와,
    상기 제 1 걸침부재에 의한 구동력이 상기 제 3 걸침부재에 의한 구동력 보다도 커지도록 상기 제 1 걸침부재 및 상기 제 3 걸침부재에 구동력을 전달하는 구동수단을 포함하는 화상형성장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 구동수단은, 보조 구동력을 상기 제 3 걸침부재에 전달하고, 상기 보조 구동력 보다도 큰 주 구동력을 토크 리미터를 통하여 상기 제 1 걸침부재에 전달하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 구동수단은, 상기 제 3 걸침부재에 제동을 거는 동시에 상기 제 1 걸침부재에 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 기록재가, 상기 중간전사벨트 중 상기 제 1 걸침부재와 상기 제 2 걸침부재와의 사이에 걸쳐지는 부위에 접촉하면서 반입되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
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