KR100285389B1 - 화상 형성 장치 - Google Patents

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마사히꼬 하야시
미노루 구미다
마사미 마끼노
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다카노 야스아키
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Abstract

감광체 유닛(12) 및 현상 유닛(14) 중 적어도 한 쪽이 평행 지지축(16) 주위로 회전 가능하면서 장치 본체에 착탈 가능하게 장착된다. 그리고, 양 유닛이 장치 본체에 장착된 상태에 있어서, 현상 유닛(14)의 현상 롤러 기어(피동 기어)(40)는 장치 본체에 설치된 구동 기어(42)에 맞물리고, 현상 롤러 기어(피동 기어)(40)에 평행 지지축(16)의 중심으로부터 수직 하강하는 방향의 구동력(A)이 부여된다.
감광체 드럼에 접근 또는 감광체 드럼으로부터 이격하는 방향의 구동력을 현상 유닛(14)에 작용시키지 않도록 하였으므로, 감광체 드럼과 현상 롤러의 압접력을 항상 일정하게 하여 고화질 화상을 얻을 수 있다.

Description

화상 형성 장치
본 발명은 화상 형성 장치에 관한 것으로, 특히 예를 들어 전자 사진 방식을 이용한 복사기 및 레이저 프린터 등에 적용되고, 감광체나 현상 롤러 등의 프로세스 부재를 카트리지 내에 수납하여 장치 본체에 착탈 가능하게 장착할 수 있도록 한 화상 형성 장치에 관한 것이다.
이러한 종류의 종래 화상 형성 장치의 일예가 도5 및 도6에 도시된다. 프로세스 카트리지(1)는 감광체 드럼(2)과 그에 회전 가능하게 접촉하는 현상 롤러(3)를 포함하고, 각각의 축간 거리(L)는 일정하게 보유 지지된다. 즉, 감광체 드럼(2)에 현상 롤러(3)를 접촉시키는 이른바 접촉 현상 방식의 화상 형성 장치에서는 감광체 드럼(2)과 현상 롤러(3)의 압접력이 화상 품질에 크게 영향을 끼치므로, 축간 거리(L)를 고정하여 양 프로세스 부재 사이의 압접력이 변동하지 않도록 하고 있다. 그리고, 이와 같은 프로세스 카트리지(1)가 도6에 도시한 바와 같이, 장치 본체(4)에 착탈 가능하게 장착된다. 프로세스 카트리지(1)가 장착되면, 감광체 드럼(2)에 관련하여 설치되는 그리고 도시하지 않은 구동 모터의 구동력을 감광체 드럼(2)에 전달하는 감광체 기어(5)가 장치 본체(4)에 설치된 드라이브 기어(6)에 맞물려서 감광체 드럼(2)에 회전이 부여된다. 마찬가지로, 현상 롤러(3)에 관련하여 설치되고, 구동력을 현상 롤러(3)에 전달하는 현상 롤러 기어(7)가 장치 본체(4)에 설치된 드라이브 기어(8)에 맞물려서 현상 롤러(3)에 회전이 부여된다.
그러나, 감광체 드럼(2)과 현상 롤러(3)의 축간 거리(L)를 일정하게 보유 지지하기 위해 양 프로세스 부재를 강제적으로 고정하도록 하고 있으므로, 양 프로세스 부재의 외경 치수나 양 프로세스 부재를 위치 결정하는 구멍 등에 변동을 발생한 경우에는 축간 거리(L)를 일정하게 할 수 없어 화상 열화를 초래한다는 문제가 있었다.
이에 반해, 종래에서는 현상 롤러(3)의 재질을 극단적으로 부드러운 것으로 하거나, 현상 롤러(3)의 표면을 탄성 필름 등으로 피복하고, 축간 거리(L)의 변동을 흡수하도록 하고 있었다. 그리고, 소화 61년 12월 22일자로 출원 공개된 일본 실용 신안 공개 소61-203756호 공보[G03G 15/08, 15/00]에 의해 개시되어 있는 현상 장치에서는 회전 가능하게 설치된 현상 유닛의 지지점을 감광체와 현상 롤러의 공통 접선의 근방에 설치하는 동시에, 감광체의 중심과 현상 롤러의 중심을 통하는 직선 상에 구동 기어를 설치하고, 구동력의 변동에 의해 압접력이 변동하지 않도록 하고 있다.
전자는 화상 품질을 결정짓는 데 중요한 현상 롤러의 재질 설정이나 그 주변 구성에 제약이 많고, 고화질화 및 고해상도화를 추구하는 면에서 큰 폐해가 되고 있었다.
한편, 후자는 구동 기어에 의해 감광체의 회전축 중심으로부터 이격하는 방향의 구동력을 작용시킨 때, 현상 롤러가 감광체로부터 이격하고, 반대로 구동 기어에 의해 감광체의 회전축 중심을 향하는 구동력을 작용시킨 때는 현상 롤러가 감광체를 과잉 압박해 버릴 우려가 있다. 즉, 감광체의 중심과 현상 롤러의 중심을 통하는 직선 상에 구동 기어를 배치한 상술한 종래 기술에서는 현상 롤러가 감광체로부터 이격(또는 현상 롤러가 감광체를 압박)하는 방향으로 힘이 작용하므로, 감광체와 현상 롤러의 압접력을 일정하게 보유 지지하는 것은 매우 곤란하다.
그러므로, 본 발명의 주된 목적은 간단한 구성으로 감광체와 현상 롤러의 압접력을 일정하게 보유 지지하여 화상 열화를 방지할 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
도1은 본 발명의 일실시예를 도시한 사시도.
도2는 도1의 단면 측면도.
도3은 도1 실시예의 감광체 유닛과 현상 유닛을 장치 본체에 장착한 상태를 도시한 측면도.
도4는 도1의 측면도.
도5는 종래 기술을 도시한 단면 측면도.
도6은 도5 실시예의 프로세스 카트리지를 장치 본체에 장착한 상태를 도시한 측면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 화상 형성 장치
12 : 감광체 유닛
14 : 현상 유닛
16 : 평행 지지축
20 : 감광체 드럼
22 : 돌출부
24 : 장치 본체
28 : 감광체 기어
30, 42 : 구동 기어
38 : 현상 롤러
40 : 현상 롤러 기어
46 : 공급 롤러
48 : 공급 롤러 기어
본 발명은 장치 본체에 착탈 가능하게 장착되면서 회전 가능하게 지지되는 감광체를 포함하는 제1 유닛, 장치 본체에 착탈 가능하게 장착된 상태에서, 감광체의 표면에 회전 가능하게 접촉하는 현상 롤러와 장치 본체에 설치된 구동 기어에 맞물려 현상 롤러에 구동력을 전달하는 피동 기어를 포함하는 제2 유닛, 감광체의 회전축에 평행하게 설치되는 그리고 제1 유닛 및 제2 유닛 중 적어도 한 쪽을 회전 가능하게 지지하는 평행 지지축 및 구동 기어에 회전을 부여하여 그에 맞물리는 피동 기어에 구동력을 전달하는 구동력 전달 수단을 구비하고, 평행 지지축의 회전축 중심으로부터 수직 하강하는 방향의 구동력을 피동 기어에 부여하도록 한 화상 형성 장치이다.
예를 들어, 화상 롤러를 포함하는 제2 유닛을 평행 지지축 주위로 회전 가능하게 장치 본체에 장착하고, 또 그 평행 지지축의 중심으로부터 수직 하강하는 면(연직면) 상에서, 현상 롤러에 구동력을 전달하는 피동 기어와 그 피동 기어에 회전을 부여하는 구동 기어가 접촉하도록 제1 유닛을 위치 결정한다. 즉, 구동 기어에 맞물리는 피동 기어에 평행 지지축의 중심으로부터 수직 하강하는 방향의 구동력을 부여하도록 구성한다. 따라서, 감광체와 현상 롤러의 압접력을 변동시키는 힘을 현상 롤러를 포함하는 제2 유닛에 작용시키지 않고, 양 프로세스 부재 사이의 압접력을 일정하게 보유 지지할 수 있다.
본 발명의 상술한 목적, 기타 목적, 특징 및 이점은, 도면을 참조로 한 이하의 실시예의 상세한 설명으로부터 증명될 것이다.
본 실시예의 화상 형상 장치(10)의 사시도를 도1에, 도1 실시예의 단면 측면도를 도2에 각각 도시한다. 도1 및 도2를 참조하여 화상 형성 장치(10)는 감광체 유닛(제1 유닛)(12) 및 현상 유닛(제2 유닛)(14)을 포함하고, 감광체 유닛(12) 및 현상 유닛(14) 중 적어도 한 쪽(본 실시예에서는 현상 유닛(14))이 후술하는 감광체 드럼(20)의 회전축에 평행하게 설치된 평행 지지축(16) 주위로 회전 가능하게 지지된다.
평행 지지축(16)은 본 실시예에서는 도1에 도시한 바와 같이, 그 양단부가 감광체 유닛(12)의 측면으로부터 돌출하도록 배치된다. 그리고, 감광체 유닛(12)의 양측면, 바람직하게는 감광체 드럼(20)(후술)의 회전축(20a)과 같은 축 상에는 대략 원통형의 돌출부(22)(도3 참조)가 설치된다. 그리고, 돌출부(22)와 평행 지지축(16)의 양단부가 장치 본체(24)의 대략 반원형의 절결부(26)에 결합하여 감광체 유닛(12)은 위치 결정된다. 즉, 현상 롤러 기어(40)(후술)와 구동 기어(42)(후술)가 평행 지지축(16)의 회전축 중심을 통하는 연직면 상에서 접촉하도록 평행 지지축(16)과 돌출부(22)의 2점에서 감광체 유닛(12)을 위치 결정한다. 그리고, 평행 지지축(16)에 현상 유닛(14)을 회전 가능하게 결합시키고, 양 유닛(12, 14)은 장치 본체(24)에 착탈 가능하게 장착된다.
감광체 유닛(12)은 상담지체이며 화살표 R 방향으로 회전하는 감광체 드럼(20)을 포함하고, 이 감광체 드럼(20)이 감광체 유닛(12)의 내부에 회전 가능하게 지지된다. 감광체 드럼(20)의 회전축(20a) 중 적어도 한 쪽 단부측에는 도4에 도시한 감광체 기어(28)가 설치되고, 이 감광체 기어(28)가 구동 기어(30)에 맞물려서 도시하지 않은 구동원으로부터 구동 기어(30)에 구동력이 전달되면, 그에 따라서, 감광체 기어(28)(감광체 드럼(20))에 회전이 부여된다. 또, 구동 기어(30)는 장치 본체(24)에 설치되어 있다.
감광체 드럼(20)의 상방에는 대전기(32)가 설치되고, 제너 다이오드(도시 생략)에 의해 대전 전위가 규정되는 대전기(32)에 의해 감광체 드럼(20)의 표면은 균일하게 대전된다. 그리고, 감광체 드럼(20)의 우측에는 감광체 드럼(20)의 표면에 접촉하여 감광체 드럼(20) 상에 잔류한 토너를 포획하는 클리닝 롤러(34)가 설치된다.
현상 유닛(14)은 표면에 담지한 토너(36)를 감광체 드럼(20)에 공급하는 현상 롤러(38)를 포함하고, 이 현상 롤러(38)는 본 실시예에서는 현상 유닛(14)을 장치 본체(24)에 장착한 상태에 있어서, 그 회전축(38a)의 중심과 감광체 드럼(20)의 회전축(20a) 중심을 통하는 평면이 수평이 되는 위치에 설치된다. 그리고, 현상 유닛(14)을 장치 본체(24)에 장착한 때, 현상 롤러(38)는 감광체 드럼(20)의 표면에 소정 압력으로 접촉하도록 구성된다. 즉, 현상 유닛(14)은 평행 지지축(16) 주위로 회전 가능하게 설치되어 있으므로, 현상 유닛(14)의 자중에 의해 현상 유닛(14)에는 감광체 유닛(14)에 접근하는 방향의 힘이 작용한다. 또, 감광체 드럼(20)과 현상 롤러(38)의 압접력을 스프링 등의 탄성 부재에 의해 얻도록 해도 좋은 것은 물론이다.
그리고, 현상 롤러(38)의 회전축(38a) 중 적어도 한 쪽 단부측에는 현상 롤러 기어(피동 기어)(40)가 설치되고, 이 현상 롤러 기어(40)에 맞물리는 구동 기어(42)에 의해 현상 롤러 기어(40) 즉 현상 롤러(38)에 회전이 부여된다. 또, 구동 기어(42)는 상술한 구동 기어(30)와 마찬가지로 장치 본체(24)에 설치되고, 현상 유닛(14)이 장치 본체(24)에 착탈 가능하게 장착된 때, 그 구동 기어(42)에 현상 롤러 기어(40)가 맞물린다.
또한, 현상 롤러(38)에 관련하여 그에 회전 가능하게 접촉하고 수용실(44) 내의 토너(36)를 현상 롤러(38)에 공급하는 공급 롤러(46)가 설치되고, 이 공급 롤러(46)에 수용실(44) 내에 회전 가능하게 설치되면서 수용실(46) 내의 토너(36)를 교반하는 교반기(도시 생략)에 의해 토너(36)가 공급된다. 그리고, 이들 공급 롤러(46) 및 교반기에 구동 기어(42)로부터의 구동력에 의해 회전이 부여된다. 즉, 현상 롤러 기어(40)(현상 롤러(38))의 회전축 상에는 복수의 기어(도시 생략)가 설치되고, 각각의 기어에, 공급 롤러(46)에 구동력을 전달하기 위한 공급 롤러 기어(48) 및 아이들러 기어(50) 등이 맞물리고, 구동 기어(40)로부터의 구동력이 현상 롤러 기어(40), 공급 롤러 기어(48) 및 교반기 기어(52)에 전달되고, 그리고 현상 유닛(14) 내에 회전 가능하게 설치된 현상 롤러(38) 등의 각 프로세스 부재에 회전이 부여된다.
그리고, 상술한 바와 같이, 감광체 유닛(12) 및 현상 유닛(14) 중 적어도 한 쪽을 평행 지지축(16) 주위로 회전 가능하게 지지하고, 현상 롤러 기어(40)와 구동 기어(42)가 평행 지지축(16)의 회전축 중심을 통하는 연직면 상에서 접하도록 감광체 유닛(12)을 위치 결정하는 동시에, 도4에 도시한 바와 같이, 평행 지지축(16)의 중심으로부터 수직 하강하는 방향의 구동력(A)을 구동 기어(42)에 맞물리는 피동 기어(본 실시예에서는 현상 롤러 기어(40))에 부여하도록 구성하고 있다.
즉, 현상 롤러 기어(40)의 회전축 중심과 감광체 드럼(20)의 회전축(20a) 중심을 통하는 평면(L1)과, 현상 롤러 기어(40)의 회전축 중심과 구동 기어(42)의 회전축 중심을 통하는 평면(L2)에 협지되는 각도(θ)가 구동 기어(42)의 압력각과 동등해지도록 현상 롤러 기어(40)(현상 롤러(38)) 및 구동 기어(42)가 배치된다. 즉, 감광체 드럼(20)과 현상 롤러(38)를 접촉시키는 접촉 현상 방식의 화상 형성 장치에서는, 일반적으로 현상 롤러(38)의 회전 속도는 감광체 드럼(20)의 회전 속도보다도 빠른 값으로 설정되므로, 구동 기어(42)로부터는 그에 맞물리는 피동 기어에 대해 비교적 강한 구동력(A)이 전달된다. 이 구동력(A)은 피동 기어(현상 롤러 기어(40))뿐만 아니라, 현상 롤러(38)를 회전 가능하게 지지하고 있는 현상 유닛(14) 전체에 작용하므로, 구동력(A) 방향에 따라서는 현상 유닛(14)(현상 롤러(38))을 감광체 드럼(20)에 필요 이상으로 압박해 버리거나, 역으로 감광체 드럼(20)으로부터 이격하는 방향으로 현상 유닛(14)을 변위시키고, 감광체 드럼(20)과 현상 롤러(38) 사이의 압접력을 일정하게 할 수 없다는 문제가 있었다.
그래서, 장치 본체(24)에 설치된 구동 기어(42)에 의해 평행 지지축(16)의 중심으로부터 수직 하강하는 방향(본 실시예에서는 감광체 드럼(20)과 현상 롤러(38)의 공통 접선 방향)의 구동력(A)이 그에 맞물려 있는 피동 기어(현상 롤러 기어(40))에 부여되도록 각도(θ)를 설정하여 감광체 드럼(20)과 현상 롤러(38) 사이의 압접력이 변동하지 않도록 하고 있다. 또, 압력각은 구동 기어(42)의 이면 상의 피치 점에 있어서, 그곳을 통과하는 반경선과 그 피치 점에 있어서의 이형의 접선과 이루는 예각을 가리킨다. 따라서, 구동 기어(42)의 구동에 의해, 감광체 드럼(20)과 현상 롤러(38) 사이에 작용하는 압접력을 일정하게 하여 압접력의 변동에 의해 발생하는 화상 열화를 방지할 수 있다.
그리고, 감광체 드럼(20)과 현상 롤러(38)의 압접력은 현상 유닛(14)의 자중 또는 외부적으로 부가하는 스프링 등의 탄성 부재에 의해 결정되므로, 현상 롤러(38) 및 감광체 드럼(20)의 외경 치수 변동이나 양 프로세스 부재의 축간 거리(L)의 변동을 무시하고, 현상 롤러(38)의 재질 선정을 광범위하게 행할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서는 구동 기어(42)가 현상 롤러 기어(40)에 맞물리는 경우를 도시하였지만, 예를 들어 구동 기어(42)에 공급 롤러 기어(48)를 맞물리게 하고, 그에 의해 회전이 부여된 공급 롤러 기어(48)를 거쳐서 현상 롤러 기어(40) 등의 프로세스 부재를 구동하는 경우라도 공급 롤러 기어(48)(피동 기어)에 평행 지지축(16)의 중심으로부터 수직 하강하는 방향의 구동력(A)을 부여함으로써, 상술한 실시예와 같은 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명에 따르면, 장치 본체에 고정적으로 설치된 구동 기어에 맞물리는 피동 기어에 그 피동 기어를 포함하는 유닛(카트리지)을 회전 가능하게 지지하고 있는 축(평행 지지축) 중심으로부터 수직 하강하는 방향의 구동력을 작용시키도록 하였으므로, 감광체와 현상 롤러의 압접력이 변동하는 것을 방지하고, 화상 열화를 방지할 수 있다.

Claims (3)

  1. 장치 본체에 착탈 가능하게 장착되면서 회전 가능하게 지지되는 감광체를 포함하는 제1 유닛과,
    상기 장치 본체에 착탈 가능하게 장착된 상태에서, 상기 감광체의 표면에 회전 가능하게 접촉하는 현상 롤러와 상기 장치 본체에 설치된 구동 기어에 맞물려 상기 현상 롤러에 구동력을 전달하는 피동 기어를 포함하는 제2 유닛과,
    상기 감광체의 회전축에 평행하게 설치되면서 상기 제1 유닛 및 상기 제2 유닛 중 적어도 한 쪽을 회전 가능하게 지지하는 평행 지지축 및
    상기 구동 기어에 회전을 부여하여 그에 맞물리는 상기 피동 기어에 상기 구동력을 전달하는 구동력 전달 수단을 구비하고,
    상기 평행 지지축의 회전축 중심으로부터 수직 하강하는 방향의 상기 구동력을 상기 피동 기어에 부여하도록 한 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 피동 기어와 상기 구동 기어가 상기 평행 지지축의 회전축 중심을 통하는 연직면 상에서 접하도록 상기 제1 유닛 및 상기 제2 유닛 중 어느 한 쪽을 위치 결정하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 감광체의 회전축 중심과 상기 피동 기어의 회전축 중심을 통하는 평면과, 상기 구동 기어의 회전축 중심과 상기 피동 기어의 회전축 중심을 통하는 평면에 협지되는 각도는 상기 구동 기어의 압력각과 동등한 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
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