KR20070075343A - 전자 사진 화상 형성 장치 - Google Patents

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KR20070075343A
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히로미 사꾸라이
찌까라 이마이즈미
도미오 노구찌
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 전자 사진 감광 부재를 갖는 프로세스 카트리지가 사용 가능한 전자 사진 화상 형성 장치에 관한 것으로, 이 장치는 전자 사진 감광 부재로부터 그 상으로 토너상을 전사하기 위해 감광 부재에 접촉 가능한 전사 부재와; 프로세스 카트리지를 적재하고, 프로세스 카트리지를 적재한 상태에서 감광 부재가 전사 부재에 접촉되는 접촉 위치와, 프로세스 카트리지를 적재한 상태에서 감광 부재가 전사 부재로부터 이격되는 이격 위치 사이에서 이동 가능한 트레이와; 접촉 위치에 트레이를 위치시키는 제1 위치와, 이격 위치에 트레이를 위치시키기 위해 축 방향 및 접선에 직각인 직각 방향으로 그리고 접선 방향으로 전사 부재로부터 멀어지게 제1 위치로부터 후퇴되는 제2 위치 사이에서의 전자 사진 감광 부재의 축 방향에서 볼 때의 감광 부재와 전사 부재 사이의 접선과 평행한 접선 방향으로의 이동을 위해 트레이를 지지하는 지지 부재와; 피결합부와; 트레이 내에 제공되고 트레이가 접촉 위치에 있을 때 접선 방향으로의 트레이의 이동을 규제하기 위해 피결합부와 결합 가능하고, 지지 부재가 제1 위치로부터 제2 위치를 향해 이동할 때 전자 사진 감광 부재가 피결합부와의 결합의 상태에서 직각 방향으로의 트레이의 이동에 의해 전사 부재로부터 이격된 후에 피결합부로부터 결합 해제되는 결합부를 포함한다.
전자 사진 화상 형성 장치, 프로세스 카트리지, 전자 사진 감광 부재, 전사 부재, 트레이, 지지 부재, 피결합부, 결합부

Description

전자 사진 화상 형성 장치 {ELECTROPHOTOGRAPHIC IMAGE FORMING APPARATUS}
도1은 본 발명의 제1 실시예에서의 화상 형성 장치의 외관 사시도.
도2는 이 장치의 좌측으로부터 볼 때의 도1에 도시된 화상 형성 장치의 수직 단면도.
도3은 그 전방 도어가 개방되어 있는 화상 형성 장치의 외관 사시도.
도4는 이 장치의 좌측으로부터 볼 때의 그 전방 도어가 개방되어 있는 도3에 도시된 화상 형성 장치의 수직 단면도.
도5는 그 카트리지 트레이가 그 가장 외곽 위치에 있는 도1에 도시된 화상 형성 장치의 외관 사시도.
도6은 이 장치의 좌측으로부터 볼 때의 그 카트리지 트레이가 그 가장 외곽 위치에 있는 도5에 도시된 화상 형성 장치의 수직 단면도.
도7은 그로부터 카트리지가 구동되는 측면으로부터 볼 때의 카트리지의 외관 사시도.
도8은 그로부터 카트리지가 구동되지 않는 측면으로부터 볼 때의 카트리지의 외관 사시도.
도9는 카트리지 트레이의 사시도.
도10은 도어와 트레이 보유 부재 사이의 기계 연동부의 사시도.
도11은 도어가 개방될 때 일어나는 회전 도어 이동에 의해 유발되는 트레이 보유 부재의 이동을 도시하는 개략도.
도12는 안내 슬롯의 확대도.
도13은 트레이 이동 규제 수단으로서의 돌출부(핀) 그리고 구멍(홈)의 확대도.
도14는 카트리지 베이(bay)의 인접부 내에 위치되고 트레이 보유 부재의 이동에 의해 결합 또는 결합 해제되는 인터페이스 부품 및 그 일부의 사시도(1).
도15는 카트리지 베이의 인접부 내에 위치되고 트레이 보유 부재의 이동에 의해 결합 또는 결합 해제되는 인터페이스 부품 및 그 일부의 사시도(2).
도16은 카트리지 베이의 인접부 내에 위치되고 트레이 보유 부재의 이동에 의해 결합 또는 결합 해제되는 인터페이스 부품 및 그 일부의 사시도(3).
도17은 트레이 위치 규제 수단을 도시하는 도면(1).
도18은 트레이 위치 규제 수단을 도시하는 도면(2).
도19는 트레이 위치 규제 수단을 도시하는 도면(3).
도20은 트레이 위치 규제 수단을 도시하는 도면(4).
도21은 카트리지에 전력을 공급하는 수단을 도시하는 도면(1).
도22는 카트리지에 전력을 공급하는 수단을 도시하는 도면(2).
도23은 카트리지에 전력을 공급하는 수단을 도시하는 도면(3).
도24는 좌측 및 우측 스테이의 사시도.
도25는 스테이의 구조를 도시하는 도면(1).
도26은 스테이의 구조를 도시하는 도면(2).
도27은 스테이의 구조를 도시하는 도면(3).
도28은 스테이의 구조를 도시하는 도면(4).
도29는 비교를 위한 구조적 배열을 도시하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
31: 도어
34L, 34R: 좌측 및 우측 보유 부재
35: 카트리지 트레이
70: 정지부
71: 스프링
80L, 80R: 좌측 및 우측 프레임
[문헌1] USP 5608498
본 발명은 그 내에 프로세스 카트리지가 제거 가능하게 장착 가능하며 기록 매체 상에 화상을 형성하기 위한 것인 전자 사진 화상 형성 장치에 관한 것이다.
여기에서, 전자 사진 화상 형성 장치는 전자 사진 화상 형성 방법의 사용으로써 기록 매체 상에 화상을 형성하는 장치를 의미한다. 전자 사진 화상 형성 장 치의 예로서, 전자 사진 복사기, 전자 사진 프린터(예컨대, 레이저 빔 프린터, LED 프린터 등), 팩시밀리 기계, 워드 프로세서 등이 포함될 수 있다.
프로세스 카트리지는 그 내에 전자 사진 감광 부재 그리고 전자 사진 감광 부재를 처리하는 대전 수단, 현상 수단 등의 프로세스 수단이 일체로 배치되며 화상 형성 장치의 본체 내에 제거 가능하게 장착 가능한 카트리지를 의미한다.
전술된 프로세스 카트리지는 사용자 스스로 화상 형성 장치 본체에 대해 장착 또는 제거될 수 있다. 그러므로, 이것은 장치 본체의 관리를 단순화시킬 수 있다.
화상 형성 장치의 본체 내의 카트리지를 교체하는 다양한 수단이 있다. 미국 특허 제5,608,498호는 이들 수단 중 1개를 개시하고 있다. 이러한 수단에 따르면, 화상 형성 장치의 본체에는 장치 본체의 측면 커버(80)의 이동에 의해 전방으로 또는 후방으로 이동됨에 따라 상승 또는 하강되는 카트리지 지지 판(61)이 제공된다. 카트리지(30)가 카트리지 지지 판(61)에 의해 지지되며, 이 때 2개의 단계로 연장 가능한 한 쌍의 안내 부재(70)가 카트리지와 카트리지 지지 판(61) 사이에 위치된다. 측면 커버(80)가 개방됨에 따라, 카트리지 지지 판(61)은 카트리지(30)가 카트리지 지지 판(61)으로부터 직접적으로 제거되게 하기 위해 화상 형성 위치(Ⅰ)로부터 카트리지 장착-인출 위치(Ⅱ)로의 상향 경사 방향으로의 측면 커버(80)의 이동에 의해 이동된다. 이러한 구조적 배열의 채용으로써, 카트리지 지지 판(61)은 다양한 장치를 장착 또는 제거하거나 용지 잼(paper jam)을 처리하기 위해 카트리지 지지 판(61)이 이동 가능한 범위 내의 임의의 위치[중간 정지 위치 (Ⅲ)를 포함하는 특정한 위치]로 이동될 수 있다.
그러나, 종래 기술에 따른 이러한 구조적 배열은 다음의 문제점을 갖는다: 즉, 중간 정지 위치(Ⅲ)를 포함하는 특정한 위치로부터 카트리지 장착-인출 위치로 카트리지 지지 판(61)을 압박할 때, 측면 커버(80)(도어)는 카트리지 지지 판(61)이 위치(Ⅱ)에 있지 않을 때에도 폐쇄될 수 있다. 즉, 측면 커버(80)는 위치(Ⅲ)로부터 위치(Ⅱ)로 안내 부재를 이동시키는 동작이 완료되지 않으면 폐쇄될 수 없다는 것이 미국 특허 제5,608,498호에서 언급되어 있지 않다.
바꿔 말하면, 측면 커버(80)가 위치(Ⅲ)로부터 위치(Ⅱ)로 안내 부재(71)를 이동시키는 동작이 완료되기 전에 폐쇄되면, 카트리지(30) 내의 전자 사진 감광 부재의 주연 표면의 하향 대면 영역은 전자 사진 감광 부재의 주연 표면의 하향 대면 영역의 인접부 내에 있는 물체에 의해 마찰됨으로써 자국(scar) 및/또는 영구 흔적(permanent memory)을 발생시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 1차 목적은 그 내에 프로세스 카트리지가 제거 가능하게 장착되며 프로세스 카트리지 내의 전자 사진 감광 부재가 그 인접부 내의 물체에 의해 마찰됨으로써 자국 및/또는 흔적을 발생시키는 문제점을 겪지 않는 것을 특징으로 하는 전자 사진 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 어떤 태양에 따르면, 전자 사진 감광 부재를 갖는 프로세스 카트리지가 사용 가능한 전자 사진 화상 형성 장치가 제공되며, 이 전자 사진 화상 형성 장치는 전자 사진 감광 부재로부터 그 상으로 토너상을 전사하기 위해 전자 사 진 감광 부재에 접촉 가능한 전사 부재와; 프로세스 카트리지를 적재하고, 프로세스 카트리지를 적재한 상태에서 전자 사진 감광 부재가 전사 부재에 접촉되는 접촉 위치와, 프로세스 카트리지를 적재한 상태에서 전자 사진 감광 부재가 전사 부재로부터 이격되는 이격 위치 사이에서 이동 가능한 트레이와; 접촉 위치에 트레이를 위치시키는 제1 위치와, 이격 위치에 트레이를 위치시키기 위해 축 방향 및 접선에 직각인 직각 방향으로 그리고 접선 방향으로 전사 부재로부터 멀어지게 제1 위치로부터 후퇴되는 제2 위치 사이에서의 전자 사진 감광 부재의 축 방향에서 볼 때의 전자 사진 감광 부재와 전사 부재 사이의 접선과 평행한 접선 방향으로의 이동을 위해 트레이를 지지하는 지지 부재와; 피결합부와; 트레이 내에 제공되고 트레이가 접촉 위치에 있을 때 접선 방향으로의 트레이의 이동을 규제하기 위해 피결합부와 결합 가능하고, 지지 부재가 제1 위치로부터 제2 위치를 향해 이동할 때 전자 사진 감광 부재가 피결합부와의 결합의 상태에서 직각 방향으로의 트레이의 이동에 의해 전사 부재로부터 이격된 후에 피결합부로부터 결합 해제되는 결합부를 포함한다.
본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면과 연계하여 취해진 본 발명의 양호한 실시예의 다음의 설명을 고려하면 더 분명해질 것이다.
[실시예 1]
(화상 형성 장치의 일반 구조)
도1은 이러한 실시예에서의 화상 형성 장치(100)의 외관 사시도이며, 도2는 이 장치의 좌측으로부터 볼 때의 화상 형성 장치(100)의 수직 단면도이다. 이러한 화상 형성 장치는 4개의 기본 색상을 기초로 하는 완전-컬러 레이저 프린터(full-color laser printer)이다. 이것은 전자 사진 공정을 사용한다. 이것은 퍼스널 컴퓨터, 화상 판독기, 전송 팩시밀리 기계 등의 외부 호스트 장치(도시되지 않음)로부터 입력되는 전기 영상 신호에 응답하여 기록 매체(기록 용지) 상에 화상을 형성한다.
본 발명의 양호한 실시예의 다음의 설명에서, 화상 형성 장치의 전방측(전방 표면측)(이하, 장치 본체)은 도어(31)를 갖는 측면을 의미한다. 화상 형성 장치의 후방측은 전방측에 대향하는 측면이다. "전방으로"는 "장치 본체의 후방측으로부터 볼 때 전방을 향한 방향으로"를 의미하며, "후방으로"는 "전방으로"에 대향하는 방향을 의미한다. "장치 본체의 좌측 및 우측"은 장치 본체의 전방측으로부터 볼 때의 장치 본체의 좌측 및 우측을 의미한다. "좌측으로"는 "전방측으로부터 볼 때 좌측을 향한 방향으로"를 의미하며, "우측으로"는 "좌측으로"에 대향하는 방향을 의미한다.
장치 본체[메인 프레임(101)] 내에 4개의 프로세스 카트리지(제1 내지 제4) 즉 PY, PM, PC 및 PK가 있다. 4개의 카트리지(PY, PM, PC, PK)는 전후 방향의 관점에서 나열된 순서대로 수평으로 배열된다[이하, 인라인(inline) 또는 탠덤(tandem) 배열]. 4개의 카트리지는 구조 면에서 동일하지만, 저장하는 토너의 색상 면에서 상이하다. 이러한 실시예에서의 각각의 카트리지는 제1 화상 담지 부재로서의 전자 사진 감광 드럼(1); 감광 드럼(1)을 처리하는 프로세스 수단 즉 대전 수단(2), 현상 수단(3) 및 세척 장치(4); 그리고 그 내에 전술된 부품들이 일체 로 배치되는 카트리지 프레임(5)(도7 및 도8)으로 구성된다. 이러한 실시예에서의 대전 장치(2)는 접촉 대전 롤러이다. 이러한 실시예에서의 현상 장치(2)는 현상 롤러(3a) 그리고 그 내에 현상제(토너)가 저장되는 현상제 용기를 갖는다. 세척 장치(4)는 블레이드의 형태로 되어 있다.
제1 카트리지(PY)의 현상 장치(3)는 황색(Y) 토너를 저장한다. 카트리지(PY) 내의 드럼(1)의 주연 표면 상에, 황색(Y)의 토너상이 형성된다. 제2 카트리지(PM)의 현상 장치(3)는 마젠타색(M) 토너를 저장한다. 카트리지(PM) 내의 드럼(1)의 주연 표면 상에, 마젠타색(M)의 토너상이 형성된다. 제3 카트리지(PC)의 현상 장치(3)는 시안색(C) 토너를 저장한다. 카트리지(PC) 내의 드럼(1)의 주연 표면 상에, 시안색(C)의 토너상이 형성된다. 제4 카트리지(PK)의 현상 장치(3)는 흑색(K) 토너를 저장한다. 카트리지(PK) 내의 드럼(1)의 주연 표면 상에, 흑색(K)의 토너상이 형성된다.
카트리지(PY, PM, PC, PK)의 위의 영역 내에, 레이저 스캐너 유닛(11)이 배치된다. 이러한 스캐너 유닛(11)은 각각의 카트리지 내의 드럼의 주연 표면을 노광한다. 즉, 각각의 카트리지에 의해 형성될 화상에 대한 영상 정보는 외부 호스트 장치로부터 스캐너 유닛(11) 내로 입력되며, 스캐너 유닛(11)은 영상 정보로 이것을 변조하면서 레이저 광의 빔(L)을 출력하며, 그 결과 각각의 카트리지 내의 감광 드럼의 주연 표면은 카트리지 프레임(5)의 상부 벽에 제공되는 노광 창(6)(도7 및 도8)을 통한 레이저 광의 빔(L)에 의해 주사(노광)된다.
카트리지(PY, PM, PC, PK)의 아래의 영역 내에, 엔드리스 벨트(endless belt)(13), 구동 롤러(14), 턴 롤러(turn roller)(15) 및 텐션 롤러(tension roller)(16)를 갖는 전사 부재로서의 중간 전사 벨트 유닛(12)이 배치된다. 엔드리스 벨트(13)는 유전체 물질로 형성되고, 가요성이다. 이것은 구동 롤러(14), 턴 롤러(15) 및 텐션 롤러(16)의 주위에서 인장되며, 그에 의해 이들에 의해 현수되며, 그 결과 이것은 순환 구동될 수 있다. 구동 롤러(14) 및 텐션 롤러(16)는 장치 본체의 후방 부분 내에 배치되며, 반면에 신호 롤러(15)는 장치 본체의 전방 부분 내에 배치된다. 각각의 카트리지는 그 내의 드럼(1) 그리고 엔드리스 벨트(13)가 각각 회전 및 원형으로 구동되는 동안에 드럼(1)의 주연 표면의 하향 대면 부분이 엔드리스 벨트(13)의 외부 표면의 상향 대면 부분과 접촉 상태로 남아 있도록 배치된다. 벨트(13)가 형성하는 루프의 내향측 상에, 4개의 1차 전사 롤러(17)가 배치된다. 각각의 전사 롤러(17)는 대응하는 카트리지 내의 드럼(1)과 대향하도록 배치되며, 이 때 루프의 상부 부분에 대응하는 엔드리스 벨트(3)의 부분은 전사 롤러(17)와 감광 드럼(1) 사이에 집혀진 상태에 있다. 구동 롤러(14)는 2차 전사 롤러(22)에 대해 가압된 상태로 유지되며, 이 때 벨트(13)는 2개의 롤러(14, 22)들 사이에 집혀진 상태에 있다.
벨트 유닛(12)의 아래의 영역 내에, 용지 급송 트레이(19), 용지 급송 롤러(20) 및 용지 분리 패드(21) 등을 갖는 용지 급송 유닛(18)이 배치된다. 용지 급송 트레이(19)는 전방측으로부터 장치 본체 내에 제거 가능하게 장착 가능하다(전방 적재).
장치 본체의 후방 부분의 상부 부분 내에, 정착 장치(23) 및 용지 배출 롤러 쌍(24)이 배치된다. 나아가, 장치 본체의 프레임(하우징) 상부 벽은 하우징의 일부가 분배 트레이(25)로서 이용되도록 성형된다. 정착 장치(23)는 정착 필름 조립체(23a) 및 가압 롤러(23b)를 갖는다. 용지 배출 롤러 쌍(24)은 용지 배출 롤러(24a, 24b)를 갖는다.
각각의 카트리지가 장치 본체 내에서 그 잠상 형성 위치에 있을 때, 이것은 후술될 가압 부재에 의해 가해진 압력에 의해 잠상 형성 위치에 견고하게 보유된다. 나아가, 카트리지의 구동력 입력 부분은 장치 본체의 구동력 출력 부분과 결합되며, 카트리지의 전기 접촉부는 장치 본체의 대응하는 전기 접촉부와 연결되며, 그에 의해 카트리지에 장치 주 조립측 상의 전력 공급 시스템으로부터의 전력을 제공하는 것을 가능케 한다.
완전-컬러 화상을 형성하기 위해 이러한 화상 형성 장치에 의해 수행되는 동작은 다음과 같다: 제1 내지 제4 카트리지(PY, PM, PC, PK)의 각각의 카트리지는 화살표에 의해 표시된 시계 반대 방향으로 사전 설정된(제어된) 속도로 회전 구동된다. 나아가, 벨트(13)는 감광 드럼(1)의 주연 속도에 대응하는 속도로 화살표에 의해 표시된 시계 방향(감광 드럼의 회전 방향에 종속 방향)으로 회전 구동된다. 스캐너 유닛(11)이 또한 회전된다. 스캐너(11)의 구동과 동기적으로, 각각의 카트리지 내의 대전 롤러(2)는 사전 설정된(제어된) 타이밍으로 사전 설정된 극성 및 전위로 감광 드럼(1)의 주연 표면을 균일하게 대전한다. 스캐너 유닛(11)은 각각의 카트리지에 할당된 기본 색상의 단색 화상을 형성하는 영상 신호로 레이저 광의 빔(L)을 변조하면서 레이저 광의 빔(L)으로 각각의 감광 드럼(1)의 주연 표면을 주 사(노광)한다. 결과적으로, 카트리지에 할당된 기본 색상에 대응하는 영상 신호를 반영하는 정전 잠상이 감광 드럼(1)의 주연 표면 상에 형성된다. 이러한 정전 잠상은 가시 화상 즉 토너로 형성된 화상(이하, 토너상)으로 현상 장치(3)에 의해 현상된다.
전술된 전자 사진 화상 형성 공정을 통해, 의도된 완전-컬러 화상의 황색 성분에 대응하는 황색 토너상이 제1 카트리지(PY)의 드럼(1) 상에 형성된다. 이러한 황색 토너상은 벨트(13) 상으로 전사(1차 전사)된다.
제2 카트리지(PM)의 드럼(1) 상에, 완전-컬러 화상의 마젠타색 성분에 대응하는 마젠타색 토너상이 형성되고, 이러한 토너상은 벨트(13) 상에 이미 있는 황색 토너상 위에 적층되도록 벨트(13) 상으로 전사(1차 전사)된다.
제3 카트리지(PC)의 드럼(1) 상에, 완전-컬러 화상의 시안색 성분에 대응하는 시안색 토너상이 형성되고, 이러한 토너상은 벨트(13) 상에 이미 있는 황색 및 마젠타색 토너상 위에 적층되도록 벨트(13) 상으로 전사(1차 전사)된다.
제4 카트리지(PK)의 드럼(1) 상에, 완전-컬러 화상의 흑색 성분에 대응하는 흑색 토너상이 형성되고, 이러한 토너상은 벨트(13) 상에 이미 있는 황색, 마젠타색 및 시안색 토너상 상에 적층되도록 벨트(13) 상으로 전사(1차 전사)된다.
결국, 미정착된 완전-컬러 토너상이 4개의 단색 화상 즉 황색, 마젠타색, 시안색 및 흑색 화상에 의해 벨트(13) 상에 형성된다.
벨트(13) 상으로의 토너상의 1차 전사 후, 각각의 카트리지 내의 드럼(1)의 주연 표면 상에 잔류하는 토너는 세척 장치(4)에 의해 제거된다.
한편, 용지 급송 롤러(20)는 사전 설정된(제어된) 타이밍으로 구동된다. 용지 급송 롤러(20)가 구동됨에 따라, 용지 급송 트레이(19) 상의 기록 용지(P)의 시트의 적층체의 기록 매체로서의 기록 용지(P)의 가장 상부 시트가 용지 급송 롤러(20) 및 분리 패드(21)의 공동 작용에 의해 기록 매체의 시트의 잔여부로부터 분리되고, 용지 급송 롤러(20)에 의해 장치 본체 내로 급송된다. 기록 용지(P)는 닙부(2차 전사 닙부) 즉 2차 전사 롤러(22)와 벨트(13) 사이의 인터페이스 내로 도입되고, 그 다음에 2차 전사 롤러(22) 및 벨트(13)에 의해 집혀진 상태로 남아서 닙부를 통해 운반된다. 기록 용지(P)가 닙부를 통해 운반되는 동안에, 색상 면에서 상이한 토너상의 4개의 층은 그 선행 모서리로부터 시작하여 벨트(13)로부터 박리되는 것처럼 기록 용지(P) 상으로 함께 전사된다.
기록 용지(P)는 벨트(13)의 표면으로부터 분리되고, 정착 장치(23) 내로 도입되고, 정착 장치(23)의 정착 닙부 내에서 열 및 압력이 적용된다. 결과적으로, 색상 면에서 상이한 토너상의 4개의 층은 기록 용지(P)에 정착된다. 그 후, 기록 용지(P)는 정착 장치의 외부로 이동되고, 그 다음에 배출 롤러 쌍(24)에 의해 분배 트레이(25) 상으로 완전-컬러 카피로서 배출된다.
이러한 실시예에서, 벨트(13)로부터의 기록 용지(P)의 분리 후, 벨트(13)의 표면 상에 잔류하는 토너는 예컨대 제1 프로세스 카트리지와 감광 드럼(1) 사이의 1차 전사 영역 내의 제1 프로세스 카트리지(PY)의 드럼(1)의 주연 표면에 정전기적으로 부착되고, 그 다음에 제1 프로세스 카트리지(PY)의 세척 장치(4)에 의해 제거된다.
(카트리지를 교체하는 방법)
화상 형성 동작이 제1 내지 제4 카트리지(PY, PM, PC, PK)의 각각의 카트리지에 의해 수행됨에 따라, 각각의 카트리지의 현상 장치(3) 내에 저장된 현상제(토너)가 소비된다. 그러므로, 결국, 현상 장치(3) 내의 현상제의 양은 과도하게 작아져서 카트리지를 구매한 사용자에게 만족스러운 화상을 형성하지 못하게 되며; 바꿔 말하면, 카트리지는 그 상업적 가치를 상실한다.
이와 같이, 화상 형성 장치에는 각각의 카트리지 내에 남아 있는 토너의 양을 검출하는 수단(도시되지 않음)이 제공된다. 각각의 카트리지 내에서의 토너의 검출된 양은 카트리지가 그 서비스 수명의 종료의 근처에 있다는 것 또는 카트리지가 그 서비스 수명의 종료에 도달하였다는 것 등의 경고를 내리기 위해 사전 설정된 문턱 수치(threshold value)와 화상 형성 장치의 제어 부분에 의해 비교된다. 카트리지 내의 잔여 토너의 검출된 양이 사전 설정된 문턱 수치보다 작으면, 카트리지가 그 수명의 종료에 근접한다고 또는 그 수명의 종료에 도달하였다고 사용자에게 경고하는 메시지가 모니터의 스크린 상에 표시되며; 바꿔 말하면, 화상 형성 장치는 사전 설정된 수준의 화상 품질을 유지하기 위해 사용자에게 교체 카트리지를 준비하거나 카트리지를 교체하라고 촉구한다.
유용성 면에서 화상 형성 장치를 개선시키기 위해, 이러한 실시예에서의 화상 형성 장치에는 카트리지를 교체하기 위해 사용자가 장치의 전방측으로부터 카트리지로 접근하는 것을 용이하게 하기 위해 전방으로 외부로 인출될 수 있는 카트리지 서랍(트레이)이 제공된다.
더 구체적으로, 화상 형성 장치의 전방 벽에는 그를 통해 카트리지가 장치 본체에 대해 삽입 및 제거될 수 있는 개구(30)(도2)가 제공된다. 즉, 장치 본체[장치 메인 프레임(101)]는 개구(30)를 갖는다.
나아가, 장치 본체에는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 회전 이동될 수 있도록 본체 프레임(101)에 부착되는 도어(31)가 제공된다.
이러한 실시예에서, 이러한 도어(31)는 도어의 수평 모서리들 중 1개에 위치되는 수평 샤프트(32)(도어 힌지 샤프트)를 중심으로 장치 본체에 대해 회전 이동된다. 즉, 도어(31)는 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 개구(30)를 덮는 장치 메인 프레임에 대해 닫혀진 상태로 남아 있는 폐쇄 위치(대략 수직 위치)로 이동될 수 있도록 그리고 또한 장치 메인 프레임(101)의 전방 패널의 개구(30)를 넓게 노출시키는 도3 및 도4에 도시된 바와 같은 개방 위치(대략 수평 위치)로 이동될 수 있도록 힌지 샤프트(32)를 중심으로 회전된다. 조작자가 도어(31)를 개방 또는 폐쇄하는 것을 용이하게 하기 위해 도어(31)에 제공되는 손가락 위치 설정을 위한 리세스(31a)가 도시되어 있다.
장치 본체의 주요 부품을 구성하는 좌측 및 우측 패널[81L(도17), 81R]에는 좌측 및 우측 패널(81L, 81R)의 내향측 상에 있고 그 길이 방향이 장치 본체의 전후 방향과 일치하는 각각 한 쌍의 트레이 보유(지지) 부재(34L, 34R)가 제공된다. 보유 부재(34L, 34)는 서로에 대향한다. 보유 부재(34L, 34R)들 사이에, 박스 프레임(box frame)의 형태로 되어 있는 카트리지 트레이(이동 부재)(35)가 배치된다. 보유 부재(34L, 34R)는 트레이(35)가 장치 본체의 전후 방향으로 수평으로 활주될 수 있도록 트레이(35)를 보유한다. 트레이(35)는 카트리지(PY, PM, PC, PK)를 보유한다.
도어(31)가 개방됨에 따라, 보유 부재(34L, 34R)가 기계 연동부를 통해 보유 부재(34L, 34R)에 전달되는 도어(31)의 이동에 의해 사전 설정된 거리만큼 장치 본체의 전방 및 상향의 양쪽 모두의 방향으로 이동된다. 보유 부재(34L, 34R)의 이러한 이동은 더 상세하게 후술될 것이다. 결과적으로, 보유 부재(34L, 34R)는 각각의 보유 부재(34)의 전방 단부 부분이 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 사전 설정된 거리만큼 장치 본체의 외향으로 연장하도록 개구(30)를 통해 장치 본체의 외부로 나온다. 도어(31)의 이동이 보유 부재(34L, 34R)를 이동시키게 하는 기계 연동부는 더 상세하게 후술될 것이다.
보유 부재(34L, 34R)가 이동됨에 따라, 장치 본체측 상의 구동력 출력 부분이 각각 카트리지(PY, PM, PC, PK)의 대응하는 구동력 입력 부분으로부터 결합 해제된다. 나아가, 카트리지를 고정하기 위해 가압 부재에 의해 각각의 카트리지에 가해진 압력은 카트리지로부터 제거된다(압력 제거). 나아가, 각각의 카트리지의 전기 접촉부는 장치 본체측 상의 대응 부분으로부터 결합 해제되며, 그에 의해 전력이 장치 본체측 상의 전력 공급 시스템으로부터 카트리지로 공급되는 것을 불가능하게 한다(전기 결합 해제). 더욱이, 트레이(35)는 자유롭게 이동 가능하게 된다.
트레이(35)의 프레임 부분의 전방 부분에는 핸들(35a)이 제공된다. 이와 같이, 도어(31)가 개방됨에 따라, 핸들(35a)이 개구(30)를 통해 노출된다. 조작자는 도5 및 도6에 도시된 바와 같이 트레이(35)가 사전 설정된 위치까지 개구(30)를 통해 외부로 완전히 나올 때까지 트레이(35)가 보유 부재(34L, 34R) 상에서 활주하게 하기 위해 핸들(35a) 상에 손가락을 위치시키고 전방으로 수평으로 트레이(35)를 인출하여야 한다.
트레이(35)가 전술된 사전 설정된 위치까지 외부로 인출됨에 따라, 트레이(35) 내에 보유된 제1 내지 제4 카트리지(PY, PM, PC, PK)가 모두 장치 본체의 개구를 통해 장치 본체의 외부로 이동되며, 그에 의해 장치 본체로부터 노출되며; 각각의 카트리지의 상부 표면은 노출된다. 장치 본체는 트레이(35)가 모든 카트리지를 노출시킬 정도로 충분한 사전 설정된 거리만큼 외부로 인출됨에 따라 이것이 추가로 외부로 인출되는 것이 정지 부분(도시되지 않음)에 의해 방지되도록 그리고 또한 트레이(35)가 외부로 완전히 인출되면 이것이 보유 부재(34L, 34R)에 의해 이러한 가장 외곽 위치에 견고하게 보유되도록 구성된다.
트레이(35)는 그 내에 보유된 각각의 카트리지가 트레이(35)로부터 상향으로 직선형으로 외부로 이동될 수 있도록 그리고 또한 제1 내지 제4 카트리지의 각각의 카트리지를 위한 교체 카트리지가 바로 위로부터 트레이(35) 내로 장착될 수 있도록 구성된다. 이와 같이, 교체되어야 하는 카트리지 또는 카트리지들 즉 그 수명이 만료된 카트리지 또는 카트리지들은 이것을 단순히 들어올림으로써 트레이(35)로부터 인출될 수 있으며, 그 다음에 새로운 카트리지 또는 카트리지들이 트레이(35) 내에서 1:1 방식으로 비워진 공간 또는 공간들 내로 바로 위로부터 끼워질 수 있다.
부수적으로, 제거된 카트리지에 드럼(1)의 저부측을 보호하는 수동 드럼 커버(도시되지 않음)가 제공되면, 커버는 트레이(35)로부터의 카트리지의 제거 후에 수동으로 폐쇄되어야 한다. 트레이(35) 내로 교체 카트리지로서 장착될 새로운 카트리지에 대해, 그 커버는 트레이(35) 내로 위치되기 전에 수동으로 개방되어야 한다. 반면에, 제거된 카트리지에 드럼(1)의 저부측을 보호하는 자동 드럼 커버(도시되지 않음)가 제공되면, 커버는 트레이(35)로부터 바로 상향으로 상승됨에 따라 자동적으로 폐쇄된다. 트레이(35) 내로의 교체 카트리지로서 장착될 새로운 카트리지에 대해, 그 커버는 바로 위로부터 트레이(35) 내로 끼워짐에 따라 자동적으로 개방된다.
전술된 트레이(35)는 각각의 카트리지 내의 드럼(1)의 축 방향에 교차하는 방향으로 이동 가능한 부재이다. 나아가, 트레이(35)는 가장 외곽 위치(카트리지 장착 또는 제거 위치), 잠상 형성 위치(접촉 위치) 및 전이 위치를 취하도록 가동될 수 있다. 가장 외곽 위치는 카트리지(35)가 가능한 한 멀리까지 개구(30)를 통해 장치 본체로부터 외부로 인출된 후 있을 위치이고, 또한 트레이(35)가 카트리지가 트레이(35)에 대해 장착 및 제거되게 하는 위치이다. 잠상 형성 위치는 본체 프레임(101) 내에 있으며 트레이(35)가 화상 형성 장치가 트레이(35) 내의 각각의 카트리지 내의 드럼(1) 상에 정전 잠상을 형성할 수 있게 하는 위치이다. 전이 위치는 가장 외곽 위치와 잠상 형성 위치 사이의 위치를 의미한다. 부수적으로, 트레이(35)가 전이 위치 또는 가장 외곽 위치에 있을 때, 각각의 카트리지 내의 드럼(1)은 벨트(13)와 접촉하지 않는다.
좌측 및 우측 보유 부재(34L, 34R)는 트레이(35)의 이동을 제어하는 수단을 구성한다. 즉, 이들은 전술된 가장 외곽 위치까지 트레이(35)를 이동시키기 전에 잠상 형성 위치로부터 트레이(35)를 상향으로 이동시킨다. 이들은 또한 전술된 잠상 형성 위치로 트레이(35)를 하향으로 이동시킨다. 바꿔 말하면, 보유 부재(34L, 34R)는 트레이(35)가 전술된 가장 외곽 위치와 전이 위치 사이에서 이동되게 하는 제1 위치 그리고 전술된 잠상 형성 위치에 트레이(35)를 보유하는 제2 위치를 취하도록 가동될 수 있다. 도어(31)가 폐쇄됨에 따라, 보유 부재(34L, 34R)가 도어(31)의 이동에 의해 제1 위치로부터 제2 위치로 이동된다.
도7 및 도8은 각각 그로부터 카트리지가 구동되는 측면 그리고 그로부터 카트리지가 구동되지 않는 측면으로부터 볼 때의 카트리지들 중 1개의 외관 사시도이다.
이러한 실시예에서, 카트리지가 장치 본체 내에 있을 때, 카트리지의 좌측 및 우측 방향은 드럼(1)의 축선에 평행한 방향이다. 각각의 카트리지는 다양한 부품의 조립체이고, 그 길이 방향이 전술된 좌측 또는 우측 방향과 일치하는 대략 직사각형 평행 6면체의 형태로 되어 있다. 각각의 카트리지 내의 드럼(1)은 카트리지의 프레임(5)(하우징)의 좌측 벽 및 우측 벽들 사이에 배치되며, 그에 의해 각각 좌측 벽 및 우측 벽에 제공되는 한 쌍의 베어링 부분(51, 52)에 의해 지지되며; 바꿔 말하면, 드럼(1)은 하우징(5)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 우측 베어링 부분(51)에는 그를 통해 드럼 구동력이 입력되는 부분으로서 커플러(53)가 제공된다. 나아가, 하우징(5)의 우측 벽에는 그를 통해 현상 롤러 구동력이 입력되는 부분으 로서 커플러(54)가 제공된다. 하우징(5)의 좌측 벽에는 카트리지의 전기 접촉부(55)가 제공된다. 하우징(5)에는 각각 하우징(5)의 상부 벽의 우측 및 좌측 단부로부터 연장하는 한 쌍의 돌출부(overhang)(56)가 제공된다. 카트리지의 다음의 설명에서, 카트리지의 우측 즉 커플러(53, 54)를 갖는 측면은 구동측으로서 호칭될 수 있으며, 좌측 즉 우측으로부터의 대향측은 비구동측으로서 호칭될 수 있다.
도9는 트레이(35)의 외관 사시도이다. 트레이(35)는 금속 물질로 형성되고 그 길이 방향 단부에서 합체되는 4개의 섹션[35b(전방), 35c(후방), 35d(좌측), 35e(우측)]으로 구성되는 직사각형 메인 프레임을 갖는다. 직사각형 메인 프레임 내의 공간은 메인 프레임의 좌측 및 우측 섹션을 연결하는 전후 방향으로 연장하는 3개의 구획 벽(35f)에 의해 대략 동일한 크기의 4개의 부분-공간으로 구획된다. 이하, 이들 4개의 부분-공간은 후방 섹션(35c)측으로부터 전방 섹션(35b)을 향해 나열하여 제1 내지 제4 공간[35(1) 내지 35(4)]으로서 호칭될 것이다. 이들 부분-공간[35(1) 내지 35(4)]은 그 내에 제1 내지 제4 카트리지(PY, PM, PC, PK)가 보유되는 공간이다. 부분-공간[35(1) 내지 35(4)]에 대응하는 트레이(35)의 메인 프레임의 우측 섹션(35e)의 부분에는 현상 롤러 구동 커플러(54)가 대응하는 부분-공간의 내부로 또는 외부로 이동하게 하기 위한 것인 구멍(35g)이 제공된다.
나아가, 트레이(35)에는 각각이 대응하는 카트리지의 전기 접촉부(55)(도8)와 접촉하는 중간 전기 접촉부(72a 내지 72d)(도21)가 제공된다. 이들 전기 접촉부(72a 내지 72d)는 장치 본체에 제공되는 전기 접촉부(75a 내지 75d)(도21 및 도22)에 전기적으로 연결 가능하다. 이들 전기 접촉부 및 그 연결은 후술될 것이다.
각각의 카트리지는 그에 대해 사전 지정된 트레이(35)의 부분-공간들 중 1개 내로 바로 위로부터 삽입되어야 한다. 카트리지가 삽입됨에 따라, 좌측 및 우측 돌출부(56)가 트레이(35)의 메인 프레임의 좌측 및 우측 섹션(35d, 35e)의 상부 표면에 의해 그 저부 표면에 의해 포획되며; 바꿔 말하면, 카트리지는 트레이(35)에 의해 지지된다. 즉, 트레이(35)는 카트리지가 수직 상향 방향으로 트레이(35)로부터 제거될 수 있도록 각각의 카트리지를 지지하며; 바꿔 말하면, 각각의 카트리지가 트레이(35)의 바로 위로부터 트레이(35) 내로 하향으로 이동됨에 따라, 카트리지가 트레이(35)에 의해 지지된다. 전술된 구조적 배열의 채용으로써, 4개의 카트리지(PY, PM, PC, PK)는 트레이(35)에 체결되지 않은 상태로 트레이(35) 내에 정밀하게 위치된다. 그러므로, 이들은 용이하게 교체될 수 있다.
좌측 보유 부재(34L)의 내향 표면 그리고 우측 보유 부재(34R)의 내향 표면에는 전후 방향으로 연장하는 안내 홈(34a)(도6, 도10 및 도21)이 제공된다. 트레이(35)의 메인 프레임의 좌측 및 우측 섹션은 1:1 방식으로 이들 홈 내에 끼워진다. 이와 같이, 트레이(35)는 좌측 및 우측 보유 부재(34L, 34R)들 사이에서 지지될 뿐만 아니라, 또한 이것은 전후 방향으로 활주하게 되며, 이 때 그 메인 프레임의 좌측 및 우측 섹션(35d, 35e)은 보유 부재(34L, 34R)의 안내 홈(34a) 내에서 활주한다.
도5 및 도6을 참조하면, 트레이(35)가 그 가장 외곽 위치로 외부로 인출되며 교체되어야 하는 트레이(35) 내의 카트리지 또는 카트리지들이 교체된 후, 트레이(35)는 장치 본체의 외부로 인출되는 방향에 대향하는 방향으로 압박되어야 하 며; 바꿔 말하면, 트레이(35)는 장치 본체 내로 뒤로 압박되어야 한다(이것은 전이 위치로 뒤로 이동되어야 한다). 그 다음에, 트레이(35)는 잠상 형성 위치로 뒤로 이동되어야 한다. 그 다음에, 트레이(35)는 외부로 인출되기 전에 있었던 도3 및 도4에 도시된 위치로 복귀되어야 한다. 그 후, 도어(31)는 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 장치 본체의 하우징에 대해 폐쇄되어야 한다.
도어(31)가 폐쇄됨에 따라, 보유 부재(34L, 34R)는 도어(31)의 이동에 의해 사전 설정된 거리만큼 후방으로 하향으로 이동된다. 결과적으로, 트레이(35)는 전이 위치로부터 잠상 형성 위치로 이동된다. 나아가, 보유 부재(34L, 34R)의 이동은 그 사전 설정된 위치에 카트리지를 고정하기 위해 카트리지 가압 부재가 대응하는 카트리지에 압력을 가하게 한다. 결과적으로, 각각의 카트리지 내의 드럼(1)의 주연 표면의 하향 대면 영역은 전후 방향의 관점에서 각각의 카트리지에 대해 사전 설정된 특정한 지점과 일치하는 벨트(13)의 지점(영역)과 접촉된다. 그 다음에, 장치 본체의 각각의 구동력 출력 부분은 대응하는 카트리지의 구동력 입력 부분과 결합되며, 장치 본체의 전력 공급 시스템은 각각의 카트리지의 전기 접촉부에 전기적으로 연결된다.
[도어(31)와 트레이 보유 부재(34L, 34R) 사이의 기계 연동부]
도10은 도어(31)와 트레이 보유 부재(34L, 34R) 사이의 기계 연동부의 사시도이다. 도어(31)의 힌지 샤프트(32)는 장치 본체의 좌측 및 우측 방향에 평행하게 수평으로 배치된다. 힌지 샤프트(32)는 장치 본체의 좌측 및 우측 프레임(80L, 80R)(도17)에 의해 그리고 그 사이에서 그 길이 방향 단부에 회전 가능하게 지지되 며, 이 때 한 쌍의 베어링이 1:1 방식으로 힌지 샤프트(32)와 좌측 및 우측 프레임(80L, 80R) 사이에 위치된다. 도어(31)는 힌지 샤프트(32)에 견고하게 부착된다. 이와 같이, 도어(31)가 개방 또는 폐쇄됨에 따라, 힌지 샤프트(32)가 도어(31)와 함께 회전한다. 힌지 샤프트(32)에는 그 좌측 및 우측 길이 방향 단부에 근접한 힌지 샤프트(32)의 부분에 부착되는 한 쌍의 연결 암(37L, 37R)이 제공된다. 암(37L, 37R)은 회전 위상 면에서 동일하도록 힌지 샤프트(32)에 견고하게 부착된다. 암(37L, 37R)에는 그 자체의 수평 샤프트(37a)가 제공된다. 좌측 암(37L)의 수평 샤프트(37a)는 좌측 보유 부재(37L)의 저부 전방 부분에 제공되는 구멍(34b) 내에 끼워지며, 우측 암(37R)의 수평 샤프트(37a)는 우측 보유 부재(37R)의 저부 전방 부분에 제공되는 구멍(34b) 내에 끼워진다. 양쪽 모두의 구멍(34b)은 단면 면에서 길다.
바꿔 말하면, 힌지 샤프트(32)는 암(37L, 37R), 수평 샤프트(37a) 및 구멍(34b)의 개재 상태로 보유 부재(37L, 37R)에 연결된다. 이와 같이, 도어(31)가 개방 및 폐쇄됨에 따라, 도어(31)를 이동시키기 위해 도어(31)에 가해지는 힘이 전후 방향으로 좌측 및 우측 보유 부재(34L, 34R)를 이동시키는 방식으로 이들에 전달된다.
각각의 보유 부재(34L, 34R)에는 보유 부재의 (사전 설정된 거리의 존재 상태에서) 전방 및 후방 부분으로부터 돌출하는 한 쌍의 핀(34c)이 제공된다. 나아가, 각각의 좌측 및 우측 프레임(80L, 80R)에는 한 쌍의 안내 슬롯(36)이 제공된다. 핀(34c)은 1:1 방식으로 이들 안내 슬롯(36) 내에 끼워지며, 그에 의해 보유 부재(34L, 34R)는 좌측 및 우측 프레임(80L, 80R)에 의해 지지된다.
도11은 좌측 보유 부재(34L)의 2개의 핀(34c) 그리고 좌측 프레임(80L)의 안내 슬롯(36)을 도시하고 있다. 이것은 우측 보유 부재(34R)를 도시하지 않고 있다. 그러나, 우측 보유 부재(34R)는 그 핀(34c) 그리고 좌측 프레임(80L)의 대응하는 안내 슬롯(36)이 좌측 보유 부재(34L)의 핀 그리고 대응하는 안내 슬롯(36)에 대해 대칭으로 위치된다는 점을 제외하면 좌측 보유 부재(34L)와 동일하다.
그러므로, 좌측 및 우측 보유 부재(34L, 34R)는 안내 슬롯(36)에 의해 설정된 범위 내에서 좌측 및 우측 프레임(80L, 80R)에 대해 이동하게 된다. 즉, 보유 부재(34L, 34R)는 프레임(101)에 대해 이동하게 되도록 장치 본체의 프레임(하우징)(101)에 의해 지지된다.
도12는 안내 슬롯(36)들 중 1개의 확대도이다. 각각의 안내 슬롯(36)은 제1, 제2 및 제3 안내 섹션(36a, 36b, 36c)으로 구성된다. 제1 안내 섹션(36a)은 전후 방향으로 수평으로 연장한다. 제2 안내 섹션(36b)은 상향 경사 방향으로 제1 섹션(36a)의 전방 단부로부터 전방으로 연장한다. 제3 안내 섹션(36c)은 제2 안내 섹션(36b)의 전방 단부로부터 연장하므로, 제1 안내 섹션(36a)보다 높게 위치된다. 제3 안내 섹션(36c)은 핀(34c)을 포획 및 보유하는 섹션을 구성한다.
도어(31)가 개방됨에 따라, 핀(34c)[및 보유 부재(34L, 34R)]이 안내 슬롯(36)의 제1 안내 섹션(36a)에 의해 수평[드럼(1)의 주연 표면에 접하고 드럼(1)과 벨트(13) 사이의 접촉 영역의 중심과 일치하는 직선에 평행한 방향]으로 안내되면서 도어(31)의 이동에 의해 어떤 거리(a1)만큼 이동되고, 그 다음에 제2 안내 섹 션(36b)에 의해 안내되면서 상향 경사 방향으로 이동된다[거리(a2)만큼 수평으로 이동되고, 거리(b)만큼 수직(감광 드럼(1)의 전술된 접선 및 축선에 직각인 방향)으로 이동된다]. 그 다음에, 마지막으로, 이들은 제3 안내 섹션(36c)에 의해 안내되면서 거리(a3)만큼 수평으로 이동된다. 이와 같이, 도어(31)가 개방됨에 따라, 보유 부재(34L, 34R)가 핀(34c)과 동일한 방식으로 이동되는데, 이것은 핀(34c)이 보유 부재(34L, 34R)에 부착되기 때문이다.
도11의 (a)는 도어(31)가 완전히 닫혀 있는 상태에서의 도어(31)와 트레이 보유 부재[34L(R)] 사이의 기계 연동부의 상태를 도시하고 있다. 기계 연동부가 이러한 상태에 있을 때, 보유 부재(34L, 34R)는 장치 본체 내에서 그 가장 후방 위치에 있다. 보유 부재(34L, 34R)는 도어(31)와 보유 부재(34L, 34R) 사이에서의 힌지 샤프트(32), 연결 암(37L, 37R), 수평 샤프트(37a) 및 구멍(34b)의 존재 상태에서 장치 본체에 의해 지지된다. 나아가, 핀(34c)은 안내 슬롯(36)의 제1 안내 섹션(36a)의 후방 단부에 위치된다. 그러므로, 보유 부재(34L, 34R)는 좌측 및 우측 프레임(80L, 80R)에 대해 그 가장 낮은 위치(전술된 제2 위치)에 있다. 그러므로, 트레이(35)가 또한 그 가장 낮은 위치(전술된 잠상 형성 위치)에 있는데, 이것은 트레이(35)가 보유 부재(34L, 34R)에 의해 보유되기 때문이다.
트레이(35) 내의 각각의 카트리지(PY, PM, PC, PK)는 전술된 가압 부재에 의해 그 좌측 및 우측 견부 부분에 가해지는 압력 하에 있다. 이와 같이, 베어링(51) 즉 구동측 상의 베어링의 주연 표면의 (그에 의해 카트리지가 정확하게 위치되는) 저부측 그리고 베어링(52) 즉 비구동측 상의 베어링의 주연 표면의 (그에 의해 카트리지가 정확하게 위치되는) 저부측은 장치 본체의 스테이(stay)(내부 패널)에 제공되는 위치 설정 부분 상에 1:1 방식으로 가압된다. 카트리지는 베어링(51, 52)의 축선을 중심으로 회전하려는 경향이 있다. 그러나, 트레이(35)의 좌측 섹션(35d)에 제공되는 카트리지 위치 설정 부분으로서의 회전 정지부와 카트리지의 일부 사이의 접촉은 카트리지가 베어링(51, 52)의 축선을 중심으로 회전하는 것을 방지한다. 즉, 트레이(35)의 금속 좌측 섹션(35d)은 또한 카트리지 위치 설정 부분으로서 역할한다. 이와 같이, 각각의 카트리지는 장치 본체에 대해 정확하게 위치된다. 또한, 기계 연동부가 도11의 (a)에 도시된 상태에 있을 때, 각각의 카트리지 내의 드럼(1)의 하향 대면 영역은 벨트 유닛(12)의 벨트(13)의 상부측의 외향 표면과 신뢰 가능하게 접촉 상태로 남아 있다.
각각의 카트리지의 커플러(53, 54)는 장치 본체에 제공되는 각각 드럼 구동 커플러 및 현상 롤러 구동 커플러와 커플링된다.
각각의 카트리지의 전기 접촉부(55)로, 전력이 장치 본체로부터 대응하는 중간 전기 접촉부를 통해 공급될 수 있다.
트레이(35)[금속 좌측 섹션(35d)]에는 그 저부 좌측 부분으로부터 하향으로 돌출하는 돌출부(67)가 제공된다. 장치 본체의 고정 부재인 중간 전사 벨트 보유 부재(68)에는 구멍(69)[도11 및 도13의 (a)]이 제공된다. 트레이(35)의 돌출부(67)의 팁 부분은 구멍(69) 내에 끼워지며(결합되며), 그에 의해 트레이(35)는 장치 본체에 대해 정밀하게 위치된다.
나아가, 트레이(35)[금속 우측 섹션(35e)]에는 그 저부 우측 부분 내에 있는 노치(110)가 제공된다[도13의 (b) 및 도14]. 반면에, 우측 프레임(80R)에는 핀(111)이 제공된다. 핀(111)은 노치(110) 내에 끼워지며, 그에 의해 장치 본체에 대한 트레이(35)의 정확한 위치 설정에 기여한다. 부수적으로, 장치 본체에 대해 트레이(35)를 정밀하게 위치시키는 수단으로서, 전술된 좌측 및 우측 위치 설정 수단들 중 1개로도 충분하다.
전술된 바와 같이, 금속 좌측 섹션(35d)에는 카트리지 회전 정지 부분(위치 설정 부분) 그리고 트레이(35)가 접촉 위치에 있을 때 트레이(35)가 전술된 접선에 평행한 방향으로 이동하는 것을 방지하는 규제 부분[돌출부(67) 및 노치(110)]이 제공된다. 이러한 구조적 배열은 드럼(1)이 트레이(35)의 원하지 않은 위치 이동(shifting)에 기인하는 마찰 손상을 받는 것을 방지하는 데 매우 효과적이다.
도11의 (b)는 도어(31)가 부분적으로 개방된 상태에서의 도어(31)와 트레이 보유 부재[34L(34R)] 사이의 기계 연동부의 상태를 도시하고 있다. 도11의 (a)에 도시된 바와 같은 폐쇄 위치에 있는 도어(31)가 개방됨에 따라, 보유 부재(34L, 34R)가 도어(31)의 이동에 의해 장치 본체 내에서 전방으로 이동된다. 더 구체적으로, 우선, 트레이 보유 부재(34L, 34R)는 거리(a1)만큼 장치 본체 내에서 전방으로 수평으로 이동되는데, 이것은 보유 부재(34L, 34R)의 핀(34c)이 제1 안내 섹션(36a)에 의해 거리(a1)만큼 수평으로 안내되기 때문이다. 도11의 (b)는 보유 부재(34L, 34R)가 거리(a1)만큼 전방으로 수평으로 이동되는 것을 종료한 상태에서의 연동부의 상태를 도시하고 있다. 좌측 및 우측 보유 부재(34L, 34R)가 전술된 바와 같이 거리(a1)만큼 이동되면서, 각각의 카트리지의 드럼 구동 커플러 및 현상 롤러 구동 커플러가 장치 본체측 상의 대응 부분으로부터 결합 해제되며, 또한 정밀하게 위치된 상태로 카트리지를 유지하기 위해 가압 부재에 의해 각각의 카트리지에 가해지는 압력이 제거된다. 나아가, 돌출부(67)의 팁 부분은 장치 본체 상의 고정 부재(68)에 제공되는 구멍(69) 내에 남아 있으며, 그에 의해 정밀하게 위치된 상태로 남아 있으므로, 트레이(35)가 보유 부재(34L, 34R)의 이동을 따르는 것을 방지한다.
도어(31)가 추가로 개방됨에 따라, 보유 부재(34L, 34R)는 도어(31)의 이동에 의해 전방으로 추가로 이동된다. 그러나, 보유 부재(34L, 34R)의 이러한 전방 이동 동안에, 핀(34c)은 제2 안내 섹션(36b)에 의해 안내되므로, 보유 부재(34L, 34R)는 상향 경사 방향으로 전방으로 이동된다. 보유 부재(34L, 34R)의 이러한 상향 경사 이동 동안에, 각각의 카트리지의 전기 접촉부는 장치 본체의 대응 부분으로부터 결합 해제되며, 그에 의해 카트리지와 장치 본체 사이의 전기 연결을 끊어뜨린다.
도13의 (a)를 참조하면, 돌출부(67)가 구멍(69) 내로 진입하는 거리(c) 그리고 트레이(35)를 보유하는 보유 부재(34L, 34R)가 상향 경사 방향으로 이동되면서 수직으로 변위되는 거리(b)가 도시되어 있다. 보유 부재(34L, 34R)의 이러한 상향 경사 이동 동안에, 트레이(35)의 돌출부가 구멍(69) 내에 남아 있기만 하면(c>b), 돌출부(67)는 보유 부재(34L, 34R)의 이동의 수직 성분만 따른다. 그 다음에, 보유 부재[34L(34R)]가 어떤 거리만큼 상향으로 변위됨에 따라(c<b), 돌출부(67)가 구멍(69)의 외부로 나온다. 전술된 구조적 배열의 제공으로써, 트레이(35) 내의 각각의 카트리지(PY, PM, PC, PK)의 감광 드럼(1)의 주연 표면의 하향 대면 영역이 벨트(13)와 접촉하기만 하면, 트레이(35)는 수평으로 이동하게 되지 않는다. 그러므로, 드럼(1)은 벨트(13)에 의한 감광 드럼(1)의 주연 표면의 마찰에 기인할 수 있는 긁힘(scratch)을 경험하는 것 및/또는 전술된 마찰에 또한 기인할 수 있는 흔적을 발생시키는 것이 방지된다. 부수적으로, 노치(110)와 핀(111) 사이의 치수 관계 더 구체적으로 핀(111)이 노치(110) 내로 진입하는 거리는 돌출부(67)와 구멍(69) 사이의 전술된 치수 관계[도13의 (b)]와 동일하다.
도11의 (c)는 도어(31)가 완전히 개방된 상태에서의 기계 연동부의 상태를 도시하고 있다. 이러한 상태에서, 보유 부재(34L, 34R)는 안내 슬롯(36)의 제2 안내 섹션(36b)에 의해 수행된 그 상향 경사 이동을 종료하였으므로, 핀(34c)은 수평인 안내 슬롯(36)의 제3 안내 섹션(36c)에 있다. 즉, 보유 부재(34L, 34R)는 상향 경사 방향으로 이동된 후 수평으로 이동하였다. 전술된 구조적 배열의 제공에 대한 이유는 수직 방향의 관점에서 정상 상태로 카트리지 및 보유 부재(34L, 34R)를 유지하고 또한 카트리지(들)를 교체할 때 보유 부재(34L, 34R)가 후방으로 위치 이동하는 것을 방지하기 위한 것이다.
기계 연동부가 도13의 (c)에 도시된 상태에 있을 때, 돌출부(67) 및 핀(111)은 구멍(69) 및 노치(110)의 외부로 이미 나왔으므로, 트레이(35)는 위치 제한으로부터 자유롭고; 즉, 트레이(35)는 전후 방향으로 보유 부재(34L, 34R)에 대해 수평으로 이동(활주)될 수 있다.
전술된 돌출부(67) 및 구멍(69)[노치(110)(리세스) 및 핀(111)(돌출부)]은 가동 부재인 트레이(35)가 장치 본체 내에서 잠상 형성 위치에 있을 때 각각의 카트리지 내의 드럼(1) 그리고 벨트(13)가 드럼(1)이 벨트(13)와 접촉하는 방향에 교차하는 방향으로 서로에 대해 이동하는 것을 방지하는 카트리지 이동 규제 수단을 구성한다. 트레이(35)의 전술된 일탈 이동을 방지하기 위해 이러한 이동 규제 수단(67, 69)에 의해 트레이(35) 상에 위치된 제한부는 트레이(35)가 수직 성분 즉 벨트(13)로부터 드럼(1)을 분리할 방향으로의 트레이 이동 수단으로서의 좌측 및 우측 트레이 보유 부재(34L, 34R)의 이동의 성분에 의해 상향으로 이동된 후에 제거된다.
이동 수단으로서의 보유 부재(34L, 34R)는 각각의 카트리지가 갖는 드럼(1)이 벨트(13)로부터 분리되는 방향에 교차하는 방향으로 제1 안내 섹션(36a)에 의해 안내되면서 이동한다(제1 이동). 다음에, 보유 부재(34L, 34R)는 상향 경사 방향 즉 2개의 방향 성분 즉 전술된 분리 방향 그리고 분리 방향에 교차하는 방향을 갖는 방향으로 이동한다(제2 이동). 그 후, 보유 부재(34L, 34R)는 교차 방향으로 이동한다(제3 이동). 보유 부재(34L, 34R)가 제1 이동을 수행하고 있는 동안에, 카트리지의 구동은 정지된다. 그 다음에, 트레이(35)가 보유 부재(34L, 34R)의 전술된 분리 이동을 따름에 따라, 이것은 트레이 이동 규제 수단[67, 69(110, 111)]으로부터 결합 해제된다.
전술된 바와 같이, 카트리지는 카트리지(들)가 교체되는 것을 더 용이하게 하기 위해 트레이 이동 수단(트레이 보유 수단)의 이동의 수직 성분에 의해 수직으로 이동되는 가동 부재(트레이) 내에 장착된다. 바꿔 말하면, 본 발명은 유용성 면에서 화상 형성 장치를 개선시킬 수 있다. 나아가, 이것은 카트리지 교체 작업을 단순화시키는 프로세스 카트리지 서랍(트레이)을 갖고 또한 감광 드럼이 중간 전사 벨트에 의해 마찰되거나 그에 대해 마찰됨으로써 자국을 남기고 및/또는 흔적을 발생시키는 문제점을 겪지 않는 화상 형성 장치를 제공하는 전술된 목적을 달성할 수 있다. 나아가, 이것은 전술된 목적을 달성하기 위해 크기 면에서 화상 형성 장치를 증가시킬 것이 요구되지 않는다.
(인터페이스 부분)
도14 내지 도16은 트레이 보유 부재의 이동에 의해 결합 또는 결합 해제되는 인터페이스 부품 그리고 그 인접부를 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도14는 도어(31)가 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 폐쇄되어 있으며 어떠한 카트리지도 트레이(35) 내에 있지 않은 상태에 있는 주로 보유 부재(34L, 34R), 트레이(35) 및 우측 프레임(80R)의 사시도이다. 도15는 도어(31)가 개방되어 있으며 트레이(35)가 외부로 완전히 인출된 상태에 있는 주로 보유 부재(34L, 34R), 트레이(35) 및 우측 프레임(80R)의 사시도이다.
장치 본체의 우측 상에, 드럼 구동력 전달 커플러(39) 및 현상 롤러 구동력 전달 커플러(40)(이하, 각각 드럼 커플러 및 현상 롤러 커플러)가 배치된다. 드럼 커플러(39) 및 현상 롤러 커플러(40)는 장치 본체측 상의 구동력 출력 부분을 구성하고, 카트리지측 상의 구동력 입력 부분(53, 54)(커플러)(도7)과 커플링된다. 드럼 커플러(39) 및 현상 롤러 커플러(40)는 각각의 카트리지 내의 각각 드럼(1) 및 현상 롤러(3a)에 회전 구동력을 전달한다.
장치 본체 내의 좌측 및 우측의 양쪽 모두 상에, 장치 본체의 좌측 및 우측 스테이(81L, 81R)(도24)의 일부인 카트리지 위치 설정 부분(41)이 위치된다. 각각의 카트리지 위치 설정 부분(41)은 카트리지 베어링 부분[51(52)]의 주연 표면의 하향 대면 부분에 의해 대응하는 베어링 부분[51(52)]을 지지한다. 또한, 장치 본체 내의 좌측 및 우측의 양쪽 모두 상에, 그 사전 설정된 위치에 고정된 상태로 카트리지를 유지하기 위한 것인 카트리지 가압 부재(42)가 위치된다. 더 구체적으로, 각각의 카트리지 가압 부재(42)는 전술된 카트리지 위치 설정 부분(41)에 의해 지지되는 베어링 부분[51(52)]을 안정된 상태로 유지하기 위해 대응하는 카트리지의 상부 표면의 좌측 및 우측 단부 부분 상에서 가압한다. 가압 부재(42)에는 그에 의해 가해질 압력을 발생시키는 스프링이 제공된다.
도16의 (a)는 도14에 도시되어 있는 가압 부재(42), 드럼 커플러(39), 현상 롤러 커플러(40) 및 그 인접부의 확대도이다.
각각의 가압 부재(42)는 장치 본체에 회전 가능하게 부착된다. 전술된 스프링(43)에 의해 발생된 압력은 가압 부재(42)의 가압 레버 부분(45)을 통해 대응하는 카트리지의 상부 표면의 좌측(우측) 단부 부분에 가해진다. 가압 부재(42)가 카트리지를 가압하고 있지 않는 도16의 (b)에 도시된 상태에 있을 때, 가압 부재(42)의 가압 레버 부분(45)은 카트리지로부터 멀리 떨어진 상태로 유지되는 보유 부재(34R)의 가압 부재 상승 부분(46)에 의해 위로 압박되었다. 즉, 카트리지에 가해진 압력은 트레이 보유 부재(34R)의 이동에 의해 제거되었다.
해제 링(48)(구동력이 카트리지에 전달되는 것을 방지하기 위해 커플러를 커 플링 해제하는 커플링 해제 수단)에는 해제 핀(47)이 제공된다. 해제 링(48)은 드럼 커플러(39)를 후퇴시키기 위해 드럼 커플러(39)의 주위에 끼워진다. 보유 부재(34R)가 이동됨에 따라, 해제 핀(47)이 도16의 (a)에 도시된 위치로부터 도16의 (b)에 도시된 위치로의 보유 부재(34R)의 이동에 의해 이동되며, 그에 의해 해제 링(48)이 도16의 (a)에 도시된 위치로부터 도16의 (b)에 도시된 위치로 이동하게 한다. 해제 링(48)의 이러한 이동은 드럼 커플러(39) 및 현상 롤러 커플러(40)가 도16의 (b)에 도시된 위치로 후퇴하게 한다. 즉, 각각의 카트리지 내의 드럼 커플러 및 현상 롤러 커플러는 장치 본체측 상의 대응 부분으로부터 결합 해제된다.
도15는 드럼 커플러(39) 및 현상 롤러 커플러(40)가 보유 부재(34L, 34R)의 이동에 의해 장치 본체 상의 대응 부분으로부터 결합 해제된 상태 그리고 가압 부재(42)가 보유 부재(34L, 34R)의 이동에 의해 카트리지로부터 결합 해제된 상태에서의 드럼 커플러(39), 현상 롤러 커플러(40), 가압 부재(42) 및 보유 부재(34L, 34R)의 상태를 도시하고 있다. 전술된 부품이 도15에 도시된 상태에 있을 때, 트레이(35)는 자유롭게 활주될 수 있고; 트레이(35)는 장치 본체 내로 뒤로 압박될 방향으로 또는 장치 본체의 외부로 인출될 방향으로 이동될 수 있다.
전술된 바와 같이, 보유 부재(34L, 34R)는 도어(31)의 개방 및 폐쇄 이동에 의해 이동된다. 이와 같이, 도어(31)를 개방 또는 폐쇄하기 위해 필요한 힘의 크기를 감소시키기 위해, 화상 형성 장치는 전술된 압력이 카트리지로부터 제거되는 타이밍이 커플러가 결합 해제되는 타이밍과 약간 상이하도록 구성될 것이 요망된다.
즉, 드럼 구동력 전달 커플러(39), 현상 롤러 구동력 전달 커플러(40) 및 카트리지 가압 부재(42)는 결합 해제 타이밍 면에서 약간 상이하게 된다. 더 구체적으로, 해제 링 핀(47) 및 가압 부재 상승 부분(46)은 드럼 커플러(39) 및 가압 부재(43)가 결합 해제 타이밍 면에서 약간 상이하게 하기 위해 위치 면에서 상이하게 되며, 4개의 카트리지는 드럼 커플러 결합 해제 타이밍 및 가압 부재 결합 해제 타이밍 면에서 약간 상이하게 된다. 그러므로, 이러한 구조적 배열의 채용은 사전 설정된 시간 간격 그리고 도어(31) 상에서 지지하는 하중의 크기에 걸쳐 분산되며, 그에 의해 피크 하중을 감소시킨다. 그러므로, 이것은 사용자가 도어(31)를 개방 또는 폐쇄하기 위해 가하여야 하는 힘의 크기를 감소시킬 수 있다.
전술된 바와 같이, 이러한 실시예에서, 구동력 전달 수단[커플러(39, 40)]이 보유 부재(34L, 34R)의 이동에 의해 후퇴될 뿐만 아니라, 또한 트레이(35)가 보유 부재(34L, 34R)의 이동에 의해 수직으로 이동된다. 즉, 구동력 전달 수단을 결합 해제시키는 역할 그리고 트레이(35)를 수직으로 이동시키는 역할은 동일한 기구에 의해 수행되며, 그에 의해 장치 본체 크기의 감소에 기여한다.
(트레이 위치 규제 수단)
도17은 보유 부재(34L, 34R) 및 트레이(35)가 도어(31) 및 트레이(35)의 이동에 의해 계속하여 압박되었지만 장치 본체 내로 뒤로 완전히 압박되지 않은 상태에서의 보유 부재(34L, 34R), 트레이(35) 및 그 인접부의 상태를 도시하고 있다. 도18은 트레이(35)가 가능한 한 멀리까지 장치 본체 내로 뒤로 압박된 상태에서의 보유 부재(34L, 34R), 트레이(35) 및 그 인접부의 상태를 도시하고 있다. 도19는 장치 본체 내의 좌측 후방 부분 내에 배치되는 카트리지 위치 설정 규제 수단의 이동을 도시하는 개략도이다.
트레이(35)가 가능한 한 멀리까지 뒤로 압박되지 않은 도17에 도시된 상태에 있을 때 도어(31)가 폐쇄되면, 보유 부재[34R(34L)]의 후방 단부는 보유 부재[34R(34L)]가 도어(31)의 이동에 의해 장치 본체 내로 이동되면서 정지부가 도어(31)의 폐쇄 이동을 규제하는 위치에 있는 도19의 (a)에 도시된 바와 같이 정지부(70)(제1 규제 수단)와 충돌한다. 그러므로, 도어(31)는 하향 경사 방향으로 보유 부재[34R(34L)]를 이동시기 위해 추가로 폐쇄될 수 없다. 그러나, 트레이(35)는 장치 본체 내로 뒤로 압박될 수 있다. 그러므로, 이러한 시점에서, 트레이(35)는 도18에 도시된 바와 같이 장치 본체 내로 뒤로 완전히 압박되도록 장치 본체의 내향으로 압박되어야 한다. 트레이(35)가 장치 본체의 내향으로 압박됨에 따라, (제1 규제 부재를 결합 해제시키는 제1 해제 부재를 구성하는) 트레이(35)의 후방 단부가 정지부(70)와 접촉하게 되고, 도19의 (b)에 도시된 바와 같이 스프링(71)의 탄성에 대해 규제 위치로부터 해제 위치(허용 위치)로 정지부(70)를 이동시킨다. 트레이(35)가 도18[도19의 (b)]에 도시된 위치에 있을 때, 정지부(70)는 보유 부재(34R)가 도어(31)의 폐쇄 이동에 의해 후방으로 이동될 때 보유 부재[34R(34L)]의 후방 단부를 방해하지 않는다. 도19의 (b)에서, 정지부(70)는 도어(31)가 폐쇄되게 하며 그에 의해 도19의 (c)에서 화살표에 의해 표시된 바와 같이 보유 부재(34R)가 후방으로 이동되게 하는 위치에 있다. 그러므로, 도어(31)는 하향 경사 방향으로 보유 부재(34R, 34L) 및 트레이(35)를 후방으로 이동시키기 위해 계속하 여 폐쇄될 수 있다.
즉, 트레이(35)가 장치 본체 내에서 전이 위치로부터 멀리 떨어져 있는 위치에 있는 동안에[트레이(35)의 위치가 전이 위치로부터 카트리지가 장착 또는 제거 가능한 위치를 향해 떨어져 있는 동안에], 정지부(70)는 도어(31)가 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동하는 것을 방지한다. 나아가, 트레이(35)가 장치 본체 내에서 전이 위치로 이동됨에 따라, 이것은 정지부(70)가 위치하는 제한부를 제거한다. 즉, 트레이(35)가 정지부(70)가 위치하는 제한부를 제거함에 따라, 그에 의해 도어(31)가 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동하게 한다.
이러한 실시예에서, 카트리지는 장치 본체의 전방측으로부터 용이하게 교체될 수 있다. 더 구체적으로, 화상 형성 장치에는 카트리지가 위치되는 카트리지 트레이(서랍)가 제공된다. 카트리지가 장치 본체 내로 장착될 때, 이들은 장치 본체측 상의 부품에 의해 장치 본체에 대해 정확하게 위치된다. 서랍(트레이)은 카트리지를 느슨하게 보유하고, 장치 본체 내에서 가장 외곽 위치와 전이 위치 사이에서 이동 가능하다. 그러므로, 사용자가 카트리지(들)를 장착하거나 카트리지(들)를 교체할 때 카트리지 또는 카트리지들이 사전 설정된 위치에 정밀하게 위치되는 것을 보증하기 위해 사용자가 수행할 것이 필요한 것은 사용자가 트레이의 바로 위로부터 카트리지 트레이(서랍) 내에 카트리지를 위치시키고 그 다음에 도어(31)를 폐쇄하는 것이다. 즉, 사용자는 장치 본체에 대한 카트리지의 위치 설정에 주의를 기울일 것이 필요하지 않다. 바꿔 말하면, 이러한 실시예는 장치 본체 내로 카트리지를 장착하거나 장치 본체 내의 카트리지를 교체하기 위해 사용자에 의해 수행되어야 하는 작업 면에서 간단하며 카트리지가 장치 본체 내로 장착됨에 따라 이것이 장치 본체에 대해 정밀하게 위치되는 것을 보증하는 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.
부수적으로, 트레이(35)가 완전히 상승되기 전에 예컨대 도어(31)가 반쯤 개방되어 있을 때 트레이(35)가 조작되면, 카트리지 내의 드럼(1)은 벨트(13)에 대해 마찰될 수 있다. 드럼(1)이 벨트(13)에 대해 마찰되면, 결함이 있는 화상이 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 실시예에서, 화상 형성 장치에는 도어(31)의 이동을 규제하고 그 위치가 트레이(35)의 위치에 의해 제어되는 부재 및/또는 트레이의 이동을 규제하고 그 위치가 도어(31)의 개방 또는 폐쇄 이동에 의해 제어되는 부재가 제공되며, 그 결과 도어(31)가 완전히 개방되지 않으면, 트레이(35)는 이동될 수 없거나, 트레이(35)가 장치 본체 내로 뒤로 완전히 압박되지 않으면, 도어(31)는 폐쇄될 수 없다. 그러므로, 사용자가 장치 본체 내로 카트리지를 장착하거나 장치 본체 내의 카트리지를 교체할 때 조작 실수를 하는 것이 방지된다.
부수적으로, 보유 부재(34)의 이동을 규제하는 전술된 정지부(70)를 제공하는 대신에, 전술된 돌출부(67) 및 구멍(69)(도11 및 도13)이 이용될 수 있다. 이러한 기구는 도17, 도18 및 도19를 참조하여 후술될 것이다.
트레이(35)가 장치 본체 내로 뒤로 완전히 압박되지 않은 도17에 도시된 상태에 있을 때, 트레이(35)의 돌출부(67)는 중간 전사 벨트 지지 부재(68)(제2 규제 부재)의 구멍(69)과 정렬되지 않는다. 트레이(35)가 이러한 상태에 있을 때 도어(31)를 폐쇄하려는 시도가 수행되면, 보유 부재(34R, 34L)는 연결 암(37R, 37L) 을 통해 도어(31)의 폐쇄 이동에 의해 하강되므로, 트레이(35)는 하강된다. 그러나, 돌출부(67)는 구멍(69)의 주위에 제공되는 규제 부분(66)(모서리)과 충돌하며, 그에 의해 도어(31)가 폐쇄되는 것을 방지한다.
반면에, 트레이(35)가 장치 본체 내로 뒤로 완전히 압박된 도18에 도시된 상태에 있을 때 하강되면, 돌출부(67)는 도20의 (b) 및 도20의 (c)에 도시된 바와 같이 구멍(69) 내로 진입하고; 결합부로서의 돌출부(67)는 피결합부로서의 구멍(69)과 결합된다. 바꿔 말하면, 구멍(69)은 트레이(35)가 하강되게 하는 부분으로서 기능한다. 그러므로, 도어(31)는 트레이 보유 부재(34R, 34L)를 하강시키고 그에 의해 트레이(35)를 하강시키기 위해 폐쇄될 수 있다.
그러므로, 트레이(35)는 장치 본체의 수평 방향의 관점에서 장치 본체 내에서 전이 위치에 있을 때에만 하강될 수 있다. 그러므로, 각각의 카트리지는 카트리지 위치 설정 부재(41)에 의해 정밀하게 위치된다.
도17 및 도18을 참조하면, 이러한 실시예에서, 장치 본체의 각각의 좌측 및 우측에는 형상 면에서 동일한 2개의 돌출부(67) 그리고 형상 면에서 동일한 2개의 구멍(69)이 제공된다. 그러나, 돌출부(67) 및 구멍(69)의 개수 및 형상이 도17, 도18 및 도20에 도시된 바와 같이 되어 있을 필요는 없다. 또한, 2개 이상의 돌출부 및 구멍이 마련되며, 이들의 형상이 동일할 필요는 없다. 나아가, 각각의 돌출부(67)가 대응하는 구멍(69) 내로 끼워지는 방식이 도17, 도18 및 도20에 도시된 바와 같이 정확하게 되어 있을 필요는 없다. 더욱이, 구멍(69)이 중간 전사 벨트 지지 부재의 일부일 필요는 없다. 돌출부(67) 및 구멍(69)이 수행하는 역할은 돌 출부(67) 및 구멍(69)의 조합에 의한 것과 같이 효과적으로 핀(111) 및 노치(110)의 조합에 의해 수행될 수 있다. 또한, 핀(111) 및 노치(110)가 사용되는 경우에, 그 개수, 위치 및 형상이 도14에 도시된 바와 같이 정확하게 되어 있을 필요는 없다.
(카트리지에 전력을 공급하는 구조적 배열)
도21 내지 도23은 장치 본체로부터 각각의 카트리지에 전력을 공급하는 방법을 설명하는 도면이다.
도21 및 도22는 트레이(35)가 도어(31)를 개방함으로써 외부로 완전히 인출된 상태에서의 트레이(35), 트레이 보유 부재(34R, 34L) 및 그 인접부의 상태를 도시하고 있다. 트레이(35)에는 장치 본체의 수평 방향에 평행한 방향으로 정렬되는 다수개의 중간 전기 접촉 스프링(72a 내지 72d)이 제공된다. 각각의 스프링(72)의 하나의 단부는 카트리지의 대응하는 전기 접촉부(도8)에 전기적으로 연결된다. 즉, 트레이(35)에는 카트리지의 전기 접촉부(55)에 전기적으로 연결되는 중간 전기 접촉부(72a 내지 72d)가 제공된다.
장치 본체[본체 프레임(101)]에는 전원(74) 그리고 전원(74)에 연결되는 전기 접촉 스프링(75a 내지 75d)이 제공된다. 전원(74)은 좌측 프레임(80L)의 외향측 상에 위치된다. 전기 접촉 스프링(75a 내지 75d)은 장치 본체의 수평 방향에 평행한 방향으로 정렬된다. 전기 접촉 스프링(75a 내지 75d)은 좌측 프레임(80L)의 구멍 그리고 보유 부재(34L)의 구멍을 관통하여 위치되고, 트레이(35)를 향해 연장된다.
도23의 (a) 및 도23의 (b)는 트레이(35)에 제공되는 중간 전기 접촉 스프링(72)이 장치 본체측 상의 전기 접촉 스프링(75)에 대해 전기적으로 연결 및 연결 해제되는 방식을 도시하고 있다. 도23의 (a) 및 도23의 (b)는 장치 본체의 전방측으로부터 볼 때의 트레이(35), 중간 전기 접촉 스프링(72), 좌측 트레이 보유 부재(34L), 좌측 프레임(80L), 장치 본체측 상의 전기 접촉 스프링(75), 장치 본체측 상의 전기 접촉 스프링 홀더(76) 그리고 장치 본체측 상의 전원 부분(74)의 단면도의 동일한 부분을 도시하고 있다.
도23의 (a)는 도어(31)가 폐쇄 위치에 있으며 좌측 트레이 보유 부재(34L) 및 트레이(35)가 하강된 상태의 그 잠상 형성 위치에 있는 상태에서의 전술된 부품의 상태를 도시하고 있다. 이들이 이러한 상태에 있을 때, 장치 본체측 상의 전기 접촉 스프링(75)은 중간 전기 접촉 스프링(72)과 전기적으로 접촉된다.
도23의 (b)는 도어(31)가 개방 위치에 있으며 좌측 트레이 보유 부재(34L) 및 트레이(35)가 잠상 형성 위치로부터 상승된 상태의 그 상부 높이에 있는 상태에서의 전술된 부품의 상태를 도시하고 있다. 이들이 이러한 상태에 있을 때, 장치 본체측 상의 전기 접촉 스프링(75)과 중간 전기 접촉 스프링(72) 사이에 어떠한 전기 접촉도 없다. 트레이(35)가 보유 부재(34L)를 넘어 트레이(35)를 향해 돌출하고 있는 장치 본체 상의 전기 접촉 스프링(75)의 일부와 접촉하는 것을 방지하기 위해, 트레이(35)에는 장치 본체의 전후 방향으로 연장하는 홈(77)이 제공된다. 그러므로, 트레이(35)는 장치 본체의 전기 접촉 스프링(75)과 접촉하지 않고 외부로 인출될 수 있다.
더 구체적으로, 장치 본체에는 그 위치가 중간 전기 접촉부(72a 내지 72d)의 경로와 일치하지 않도록 배치되는 전기 접촉부(75a 내지 75d)가 제공된다. 장치 본체는 중간 전기 접촉부와 장치 본체의 대응하는 전기 접촉부 사이의 전기 연결이 보유 부재(34L, 34R)에 의해 잠상 형성 위치로부터 트레이(35)를 상향으로 이동(상승)시킴으로써 끊어질 수 있고 보유 부재(34L, 34R)에 의해 그 잠상 형성 위치를 향해 트레이(35)를 하향으로 이동(하강)시킴으로써 수립될 수 있도록 구성된다.
도21 내지 도23은 전력이 공급될 것이 필요한 각각의 카트리지의 1개의 섹션에 카트리지의 이러한 섹션에 전적으로 사용되는 장치 본체의 전기 접촉부 그리고 카트리지의 이러한 섹션에 전적으로 사용되는 중간 탄성 전기 접촉부를 통해 전력을 공급하는 전력 공급 방법을 도시하고 있다. 그러나, 이러한 기구는 또한 각각의 카트리지가 전력이 공급될 것이 필요한 다수개의 섹션을 가질 때 사용될 수 있다. 나아가, 이러한 기구는 또한 전력이 공급될 것이 필요하고 장치 본체의 수직 방향의 관점에서 위치 면에서 상이한 다수개의 섹션을 갖는 카트리지에 대해 사용될 수 있으며; 이를 위해 필요한 것은 전력이 공급될 것이 필요한 카트리지의 섹션에 연결되는 카트리지의 전기 접촉부를 수직 위치 면에서 맞추는 전력이 공급될 것이 필요한 카트리지의 섹션의 개수와 동일한 개수의 홈을 갖는 트레이를 제공하는 것이다.
나아가, 다수개의 카트리지가 그에 가해질 바이어스 면에서 동일할 때, 트레이(35)에는 중간 전기 접촉부로서 기능하는 전기 전도성 부재가 제공될 수 있고, 이것은 장치 본체의 단일의 전기 접촉부에 대해 연결 또는 연결 해제될 수 있다. 트레이(35)의 이러한 전기 전도성 부재에, 다수개의 전기 접촉 스프링의 각각의 전기 접촉 스프링의 하나의 단부가 전기적으로 연결되며, 다른 하나의 단부는 전력이 공급될 것이 필요한 카트리지 섹션들 중 1개에 연결되는 카트리지의 대응하는 전기 접촉부에 대해 전기적으로 연결 및 연결 해제 가능하게 된다. 이러한 구조적 배열은 중간 전기 접촉 스프링과 장치 본체의 전기 접촉 스프링 사이의 전기 접합부(junction)의 개수를 감소시키는 것을 가능케 한다. 부수적으로, 장치 본체의 전기 접촉 스프링의 형상, 중간 전기 접촉 스프링의 형상 그리고 각각의 전기 접합부 내에서의 접촉 압력의 방향이 도21 내지 도23에 도시된 바와 같이 되어 있을 필요는 없다.
즉, 화상 형성 장치는 전기 전도성 부재가 트레이(35) 내에 배치되며 중간 전기 접촉부와 각각의 카트리지의 전기 접촉부 사이의 전기 접합부의 개수가 중간 전기 접촉부와 장치 본체의 전기 접촉부 사이의 전기 접합부의 개수보다 크도록 구성될 수 있다. 화상 형성 장치가 사용하는 토너의 색상 면에서 상이한 다수개의 카트리지가 전압 요건 면에서 동일하도록 설계되면, 이러한 구조적 배열의 채용은 화상 형성 장치의 부품 개수를 감소시키는 것을 가능케 하며, 그에 의해 화상 형성 장치의 비용을 감소시키는 것을 가능케 한다.
전술된 바와 같이, 카트리지는 이들을 교체하기 위해 장치 본체의 전방측으로부터 용이하게 접근될 수 있도록 가동 부재[트레이(35)] 내에 위치되며, 가동 부재에는 그 상향 및 하향 변위에 의해 장치 본체의 전기 접촉부에 대해 연결 및 분리되는 중간 전기 접촉부가 제공된다. 그러므로, 프로세스 카트리지를 교체하는 것을 더 용이하게 하고 또한 종래 기술에 따른 화상 형성 장치보다 비용 및 크기 면에서 결코 높지 않은 프로세스 카트리지 서랍(트레이)을 채용하는 화상 형성 장치를 제공하는 것이 가능하다. 부수적으로, 전술된 양호한 실시예에서, 전사 부재는 전사 벨트이다. 그러나, 본 발명은 또한 전사 벨트를 채용하지 않고 대신에 그 상으로 토너상이 화상 담지 부재로부터 직접적으로 전사되는 기록 매체를 운반하는 운반 벨트를 채용하는 화상 형성 장치에 적용 가능하다.
나아가, 가동 부재는 그를 통해 카트리지가 장착 및 제거되는 장치 본체의 개구를 노출하거나 덮는 부재의 이동에 의해 상향 또는 하향으로 변위된다. 그러므로, 장치 본체 내에서 카트리지들 중 임의의 카트리지를 교체하는 방법은 사용자에게 실질적으로 설명을 요하지 않는다.
나아가, 다수개의 전기 접촉부가 수평으로 정렬되고; 이들은 수직 위치 면에서 동일하게 된다. 그러므로, 장치 본체의 수직 방향의 관점에서, 이들은 종래 기술에 따른 화상 형성 장치 정도로 장치 본체의 큰 내부 공간을 점유하지 않는다. 그러므로, 이러한 실시예는 화상 형성 장치의 본체의 크기를 감소시킬 수 있다.
(스테이)
도24는 각각 좌측 및 우측 스테이(81L, 81R)의 사시도이다. 이들 스테이(81L, 81R)는 각각 좌측 및 우측 프레임(80L, 80R)의 내향 표면에 나사 고정된다. 즉, 스테이(81L, 81R)는 서로에 대향한다. 스캐너 유닛(11), 트레이 보유 부재(34R, 34L) 및 벨트 유닛(12)은 바로 좌측 및 우측 스테이(81L, 81R)들 사이의 공간 내에 배치된다.
스테이(81L, 81R)는 절곡 가공 및 천공 가공을 통해 형성되는 부품이다. 각각의 스테이(81)에는 스캐너 유닛 위치 설정 부분(82), 카트리지 위치 설정 부분(41) 및 벨트 유닛 위치 설정 부분(83)이 제공된다. 그러므로, 스캐너 유닛(11), 카트리지(PY, PM, PC, PK) 및 벨트 유닛(12)이 서로에 대해 위치되는 정확도의 수준은 단독으로 스테이(81L, 81R)의 정밀도에 의해 결정될 수 있다.
나아가, 스캐너 유닛 위치 설정 부분(82), 카트리지 위치 설정 부분(41) 및 벨트 위치 설정 부분(83)은 동일한 평면 즉 스테이의 평면 내에 있다. 그러므로, 스테이를 제조할 때, 모든 위치 설정 부분은 절곡 가공 후에 단일의 천공(관통) 가공을 통해 형성될 수 있다. 그러므로, 스테이는 더 높은 수준의 정밀도로 제조될 수 있다.
도25 내지 도28을 참조하면, 스테이[81L(81R)]는 리세스가 그 카트리지 위치 설정 부분(41)과 스캐너 유닛 위치 설정 부분(82) 사이에 제공되도록 성형된다. 이러한 리세스의 제공은 카트리지를 교체할 때 트레이(35)를 이동시키는 것을 가능케 한다. 스캐너 유닛 위치 설정 부분이 도29에 도시된 바와 같이 프레임[80R(80L)]에 부착되면, 도28에 도시된 공간(S)이 이용될 수 없으므로, 장치 본체는 크기 면에서 증가될 수 있다. 나아가, 스캐너 유닛(11)으로부터 프레임까지의 거리는 더 크며, 이것은 스캐너 유닛(11)이 진동하게 할 가능성이 더 높아지게 한다. 그러므로, 밴딩(banding)이 악화될 수 있다.
스테이[81R(81L)]는 그에 의해 프레임[80R(80L)]에 고정되는 부분과 잔여부 사이의 직선에서 직각으로 굽혀진다. 그러므로, 스캐너 유닛 위치 설정 부분(82) 및 카트리지 위치 설정 부분(41)은 스캐너 유닛(11) 및 카트리지의 중량에 의해 및/또는 스캐너 유닛 위치 설정 부분(82) 및 카트리지 위치 설정 부분(41)에 대해 스캐너 유닛(11) 및 카트리지를 가압하기 위해 이들에 가해진 힘에 의해 굽혀지는 것이 방지된다.
즉, 스테이[81R(81L)]는 카트리지를 정확하게 위치시키는 제1 위치 설정 부분(41) 그리고 각각의 카트리지 내의 전자 사진 감광 부재 상에 정전 잠상을 형성하는 스캐너 유닛(11)을 정확하게 위치시키는 제2 위치 설정 부분(82)을 갖는다. 그러므로, 카트리지가 스캐너 유닛(11)에 대해 높은 수준의 정확도로 위치될 뿐만 아니라, 또한 장치 본체가 강성 면에서 증가되는 것이 보증된다. 스테이를 위한 재료로서 금속 판을 사용하는 것은 카트리지 및 스캐너가 서로에 대해 높은 수준의 정확도로 위치되는 것을 보증하는 것을 더 용이하게 한다. 나아가, 스테이[81R(81L)]는 벨트 유닛(12)을 정확하게 위치시키는 제3 위치 설정 부분(83)을 갖는다. 스테이는 벨트 유닛을 정확하게 위치시키는 부분을 가지므로, 카트리지가 벨트 유닛에 대해 높은 수준의 정확도로 위치되는 것을 보증하는 것이 더 용이하다.
나아가, 스테이[81R(81L)]는 트레이(35)가 이동될 때 트레이(35)의 일부를 수용하는 리세스를 갖는다. 장치 본체의 수직 방향의 관점에서, 이러한 리세스는 제1 위치 설정 부분(41)과 제2 위치 설정 부분(32) 사이에 있다. 드럼의 축 방향에 평행한 방향의 관점에서, 이러한 리세스는 제1 위치 설정 부분(41) 및 제2 위치 설정 부분(82)에 대해 메인 프레임의 측면 방향 패널을 향해 오목하다.
나아가, 각각의 제1 위치 설정 부분(41)은 스테이의 일부를 장치 본체의 수직 방향으로 굽힘으로써 형성되며 그에 의해 스테이가 메인 프레임에 부착되는 스테이의 일부에 속하며, 각각의 제2 위치 설정 부분(82)은 또한 스테이의 또 다른 부분을 장치 본체의 수직 방향으로 굽힘으로써 형성되며 그에 의해 스테이가 본체에 부착되는 스테이의 또 다른 부분에 속한다.
장치 본체의 측면 방향 프레임 즉 드럼 축에 직각인 프레임에 스테이를 부착하는 것은 다양한 부품을 고도로 정확하게 위치시키는 것을 더 용이하게 한다. 카트리지 위치 설정 부분 및 스캐너 위치 설정 부분은 그에 의해 스테이가 장치 본체에 부착되는 부분과 잔여부 사이의 직선을 따라 스테이의 전구체(precursor)를 직각으로 굽힘으로서 수행되는 스테이의 일부의 부분으로서 형성된다. 그러므로, 이러한 실시예에서의 스테이는 종래 기술에 따른 화상 형성 장치의 스테이보다 강하다.
본 발명은 또한 단지 1개의 스테이 즉 좌측 스테이(81L) 또는 우측 스테이(81R) 중 어느 하나를 갖는 화상 형성 장치에 적용 가능하다.
전술된 양호한 실시예는 프로세스 카트리지 내의 전자 사신 감광 부재가 감광 드럼의 마찰에 기인할 수 있는 긁힘을 경험하는 것을 방지할 뿐만 아니라, 또한 이것은 감광 부재가 감광 드럼의 마찰에 기인할 수 있는 흔적을 발생시키는 것을 방지할 수 있다.
여기에 개시된 구조에 대해 설명되었지만, 본 발명은 기재된 세부 사항에 제한되지 않으며, 본원은 개선의 목적 또는 다음의 특허청구범위의 범주 내에 속할 수 있는 것과 같은 그러한 변형 및 변화를 포함하도록 해석되어야 한다.
본 발명에 따르면, 그 내에 프로세스 카트리지가 제거 가능하게 장착되며 프로세스 카트리지 내의 전자 사진 감광 부재가 그 인접부 내의 물체에 의해 마찰됨으로써 자국 및/또는 흔적을 발생시키는 문제점을 겪지 않는 것을 특징으로 하는 전자 사진 화상 형성 장치가 제공된다.

Claims (8)

  1. 전자 사진 감광 부재를 갖는 프로세스 카트리지를 사용할 수 있는 전자 사진 화상 형성 장치이며,
    상기 전자 사진 감광 부재로부터 토너상을 전사하기 위해 상기 전자 사진 감광 부재에 접촉 가능한 전사 부재와,
    상기 프로세스 카트리지를 적재하고, 상기 프로세스 카트리지를 적재한 상태에서 상기 전자 사진 감광 부재가 상기 전사 부재에 접촉되는 접촉 위치와, 상기 프로세스 카트리지를 적재한 상태에서 상기 전자 사진 감광 부재가 상기 전사 부재로부터 이격되는 이격 위치 사이에서 이동 가능한 트레이와,
    상기 트레이를 접촉 위치로 위치시키는 제1 위치와, 상기 트레이를 이격 위치로 위치시키기 위해 축 방향 및 접선에 직각인 직각 방향으로 그리고 접선 방향으로 상기 전사 부재로부터 멀어지게 제1 위치로부터 후퇴되는 제2 위치 사이에서, 상기 전자 사진 감광 부재의 축 방향에서 볼 때 상기 전자 사진 감광 부재와 상기 전사 부재 사이의 접선과 평행한 접선 방향으로 이동하도록 트레이를 지지하는 지지 부재와,
    피결합부와,
    상기 트레이 내에 제공되고, 상기 트레이가 접촉 위치에 있을 때 접선 방향으로의 상기 트레이의 이동을 규제하기 위해 상기 피결합부와 결합 가능하며, 상기 지지 부재가 제1 위치로부터 제2 위치 쪽으로 이동할 때 피결합부와 결합한 상태에 서 직각 방향으로 상기 트레이가 이동하여 상기 전자 사진 감광 부재가 상기 전사 부재로부터 이격된 후에 피결합부로부터 결합 해제되는 결합부를 포함하는 전자 사진 화상 장치.
  2. 제1항에 있어서, 접선 방향은 대체로 수평 방향이며, 직각 방향은 대체로 수직 방향인 전자 사진 화상 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 트레이는 이러한 프로세스 카트리지를 복수개 적재할 수 있는 전자 사진 화상 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 피결합부가 상기 전사 부재 상에 제공되는 전자 사진 화상 장치.
  5. 제1항에 있어서, 개구를 갖는 본체 프레임과, 개구를 폐쇄하는 폐쇄 위치와 개구를 개방하는 개방 위치 사이에서 이동 가능한 본체 도어를 더 포함하며, 접촉 위치는 상기 본체 도어가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 본체 프레임 내에 있어서 잠상이 상기 전자 사진 감광 부재 상에 형성될 수 있도록 되어 있는 전자 사진 화상 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 이격 위치는, 상기 본체 도어가 개방 위치에 있을 때 상기 프로세스 카트리지의 장착 및 탈착을 가능케 하기 위해 상기 본체 프레임의 외부측에 있는 장착 및 탈착 위치와, 장착 및 탈착 위치와 잠상 형성 위치 사이에 있고 개방 위치로부터 폐쇄 위치로의 상기 본체 도어의 이동과 상호 관련하여 잠상 형성 위치로의 이동이 허용되는 가동 위치를 포함하는 전자 사진 화상 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 결합부는 상기 트레이 내에 제공되는 리세스를 포함하며, 상기 피결합부는 상기 본체 프레임 상에 제공되고 상기 리세스와 결합 가능한 돌출부를 포함하는 전자 사진 화상 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 결합부는 상기 프로세스 카트리지를 위치시키기 위해 상기 트레이의 카트리지 위치 설정 부재 상에 제공되는 전자 사진 화상 장치.
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