KR100307479B1 - 프로세스카트리지및프로세스카트리지가분리가능하게장착될수있는화상형성장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자사진 감광 부재와, 전자사진 감광 부재상에 작용하는 프로세스 수단과, 적어도 화상 형성 장치에 대한 프로세스 수단에 관한 정보를 전달하는 메모리 수단을 포함하는, 화상 형성 장치에 분리가능하게 장착되는 프로세스 카트리지를 제공한다. 메모리 수단은 화상 형성 장치의 커넥터 부재에 연결되기 위해 화상 형성 장치내로의 프로세스 카트리지의 삽입 방향으로 프로세스 카트리지의 전방 단부면에 부착된다.

Description

프로세스 카트리지 및 프로세스 카트리지가 분리 가능하게 장착될 수 있는 화상 형성 장치{PROCESS CARTRIDGE AND IMAGE FORMING APPARATUS TO WHICH PROCESS CARTRIDGE CAN DETACHABLY BE MOUNTED}
본 발명은 프로세스 카트리지 및 이러한 프로세스 카트리지가 분리 가능하게 장착될 수 있는 전자사진 화상 형성 장치에 관한 것이다. "전자사진 화상 형성 장치"로서는 예를 들어 전자사진 복사기, (레이저 빔 프린터, LED 프린터 등과 같은) 전자사진 프린터, 전자사진 팩시밀리 장치, 및 전자사진 워드 프로세서를 들 수가 있다. "프로세스 카트리지" 내에는 화상 형성 장치 상에 제거 가능하게 장착될 수 하나의 카트리지 유니트로서 전자사진 감광 부재와 대전 수단, 현상 수단 또는 세척 수단이 합체되거나, 화상 형성 장치 상에 제거 가능하게 장착될 수 있는 하나의 카트리지 유니트로서 전자사진 감광 부재와 대전 수단, 현상 수단 및 세척 수단 중의 적어도 하나가 합체되거나, 또는 화상 형성 장치 상에 제거 가능하게 장착될 수 하나의 카트리지 유니트로서 전자사진 감광 부재와 적어도 현상 수단이 합체될 수 있다.
전자사진 화상 형성 공정을 사용하는 종래의 화상 형성 장치에 있어서는, 전자사진 감광 부재와 이 전자사진 감광 부재 상에 작용하는 프로세스 수단이 화상 형성 장치에 분리 가능하게 장착될 수 하나의 프로세스 카트리지로서 일체로 합체되어 있다. 이러한 프로세스 카트리지를 사용함으로써, 어떤 전문가의 도움없이도 조작자 스스로 장치의 유지 보수 작업(maintenance)을 수행할 수 있으므로, 조작성을 현저하게 개선시킬 수가 있다. 따라서, 이 프로세스 카트리지는 화상 형성 장치에 광범위하게 사용되고 있다.
이제, 도12를 참조하여 종래의 화상 형성 장치(칼라 레이저 프린터)의 일예를 설명하기로 한다.
제1 대전기는 화상 담지 부재(104a)에 대해 가압되고 전압이 인가되는 대전 롤러(104b)로 구성되며, 화상 형성 전에 화상 담지 부재(104a)의 표면을 균일하게 대전하는 역할을 한다. 화상 담지 부재(104a)로의 노출은 레이저 다이오드를 갖는 스캐너부(110)에 의해 수행된다. 레이저 다이오드는 화상 신호에 반응하여 레이저광을 방출하고, 방출된 레이저는 다각형 거울(110a) 상에 조사된다. 고속으로 회전하는 다각형 거울(110a)로부터 반사된 레이저광은 화상 담지 부재(104a)를 그 모선 방향으로 주사한다. 이 레이저광은 초점 렌즈(110b)와 반사 거울(110c)을 거쳐 화상 담지 부재(104a)의 표면 상에 수집된다. 화상 담지 부재(감광 드럼)(104a)의 표면은 화상 신호에 대응하는 레이저광에 의해 노출됨으로써, 각각의 색 성분에 대한 잠상을 형성한다.
회전 현상 수단(105)은 내부에 자홍색 토너, 시안색 토너, 황색 토너 및 흑색 토너를 각각 함유한 복수의 현상 장치(105M, 105C, 105Y, 105K)를 포함하는데, 이 현상 장치들은 축(105e)에 대해 회전 가능하게 배치되어 있다. 각 현상 장치의 중심은 공전하는 기어(resolving gear)의 주위에 배치된 자전하는 기어와 동기하여 회전됨으로써, 현상 장치의 자세를 일정하게 유지해준다. 4개의 현상 장치는 축(105e)에 대한 토오크 분포를 균일하게 이루기 위해 동일한 양의 토너를 함유한다. 본 실예에서, 각 현상 장치는 A3 용지를 3000장 정도 프린팅할 수 있는 토너 양을 함유하고 있다.
화상 형성 시에 있어서, 잠상의 색 성분에 대응하는 현상 장치(105M)(105C, 105Y, 105K)는 화상 담지 부재(104a)에 대향하도록 위치된다. 그 위치에서, 현상 장치의 현상 롤러(105b)는 작은 갭을 두고 화상 담지 부재(104a)에 서로 마주하는 관계로 위치된다. 현상 장치(105M)(105C, 105Y, 105K)가 현상 위치로 이동하면, 현상 롤러(105b)는 장치의 고전압원에 연결되어 현상 롤러에 현상 바이어스를 인가해준다. 동시에, 현상 롤러는 장치의 구동원으로부터의 구동 수단에 연결된다.
이런 식으로 현상 롤러(105b)에 현상 바이어스와 회전력을 인가함으로써, 화상 담지 부재(104a) 상의 잠상이 현상되고, 그에 따라 토너 화상이 형성된다.
한편, 장치의 하부에 배치된 급지부(101)는 전사 재료(102)를 전사 드럼(103)에 공급해주는 역할을 한다. 전사 재료(102)는 급지 카세트(101a) 내에 수납되어 있다. 화상 형성 동작에 반응하여, 급지 롤러(101b)가 회전하여 급지 재료(102)를 급지 카세트(101a)로부터 픽업하고, 픽업된 전사 재료는 전사 드럼(103)으로 공급된다.
급지부(101)로부터 공급된 전사 재료(102)는 전사 드럼(103) 둘레에 권취된다. 전사 드럼(103)의 주위에는 정전 흡착 롤러(103g)가 배치되어 전사 드럼과 접촉하고 그리고 전사 드럼으로부터 분리된다. 정전 흡착 롤러(103g)는 흡착 롤러와 전사 드럼 사이에 전사 재료(102)를 압착(pinch)시키도록 전사 드럼에 대해 가압된다. 이러한 경우에, 정전 흡착 롤러(103g)와 전사 드럼(103) 사이에 바이어스를인가해 줌으로써, 전사 재료(102)는 전사 드럼(103)의 주연면에 정전기적으로 고착된다.
화상 담지 부재(104a) 상에 형성된 색 토너 화상은 전사 드럼(103)에서 전사 재료(102) 상에 전사된다.
자홍색 토너 화상의 전사가 완료되면, 다음의 현상 장치(105C)가 회전하여 화상 담지 부재(104a)에 대향되는 현상 위치로 오게 된다. 유사한 공정을 반복함으로써, 동일한 전사 재료 상에 시안색 토너 화상, 황색 토너 화상 및 흑색 토너 화상이 연속적으로 전사되고, 그에 따라 전색 화상이 형성된다. 즉, 전사 재료(102)를 보유지지한 전사 드럼(103)이 4회전함으로써, 하나의 전색 화상 프린트를 얻을 수가 있다.
클리너(104d)는 화상 담지 부재(104a) 상에 남아 있는 잔류 토너를 제거하는 역할을 하며, 전사부의 하류측에서 화상 담지 부재(104a) 주위에 배치되어 있다.
전색 토너 화상이 전사된 전사 재료는 전사 드럼(103)으로부터 분리되고, 분리된 전사 재료는 정착부(106)로 반송된다. 정착부(106)는 가압 롤러(106a)와, 가압 롤러에 대해 가압되어 전사 재료에 열과 압력을 인가해주는 정착 롤러(106b)를 포함하고 있다. 전사 재료가 정착부(106)를 통과하는 동안, 전사 재료(102)에 색 토너 화상이 정착된다.
정착부(106)에서 색 토너 화상이 전사 재료에 정착된 후에, 전사 재료는 한쌍의 배출 롤러(107)에 의해 배출 트레이(108) 상으로 배출된다.
상술한 바와 같이, 최근에는 화상 형성 장치에 분리 가능하게 장착될 수 있는 하나의 카트리지로 화상 담지 부재, 클리너, 제1 대전기, 현상 수단 및 폐기 토너 박스가 일체로 합체되어 있다. 따라서, 조작자 스스로가 화상 형성 장치에 대해 프로세스 카트리지를 장착 및 분리할 수 있으므로, 토너가 완전히 소모되었거나 또는 일부 사용 수명이 다한 프로세스 카트리지를 조작자 스스로 새로운 카트리지로 교환할 수 있고, 그에 따라 유지 보수 작업을 용이하게 할 수가 있다.
화상 담지 부재의 사용 수명을 연장시키고 프린트 매수를 증가시키면, 도12에 도시된 실예에서와 같이, 제한된 토너 공급 능력을 갖는 현상 수단을 하나의 독립된 유니트로서 사용하기 위해서, 프로세스 카트리지는 현상 수단만을 포함하는 현상 카트리지와, 화상 담지 부재(104a), 제1 대전기(104b), 및 클리너(104c)를 포함하는 드럼 카트리지 유니트(104)로 분할되며, 이들 양 카트리지는 화상 형성 장치에 분리 가능하게 장착될 수 있다. 이러한 경우에, 카트리지의 장착 또는 분리와 유지 보수는 용이하게 수행될 수 있고, 카트리지는 그 주요부의 사용 수명(토너 소모나 또는 부품의 사용 수명의 만료)에 관계없이 사용될 수 있다. 이러한 드럼 카트리지에 있어서, 클리너에 의해 수집된 폐기 토너는 화상 담지 부재의 사용 수명을 초과하는 용적을 가진 세척 용기 내에 축적되고, 따라서 세척 용기는 화상 담지 부재의 사용 수명이 만료되기 전에는 폐기 토너로 충전되지 않는다. 화상 담지 부재의 사용 수명이 만료되면, 드럼 카트리지는 새것으로 교환된다.
드럼 카트리지에 있어서, 조작자의 조작 능력을 개선하기 위해서, 즉 한 방향을 따라 현상 카트리지와 같은 다른 부품 또는 유니트의 교환을 행하도록 하기 위해서는, 드럼 카트리지가 축방향을 따라 장착 및 분리되는 것이 일반적이다.
그러나, 상술한 종래의 드럼 카트리지에 있어서는, 화상의 품질을 더욱 개선하고 사용 수면을 더욱 연장시키기 위해서, 화상 담지 부재 및 다른 프로세스 유니트에 관한 상세한 정보(예를 들어, 프로세스 유니트의 제조 정밀도들 사이의 분산으로 인한 특성차)가 화상 형성 장치에 공급되어, 적절한 전자사진 프로세스 조건을 얻을 필요가 있다. 이를 위해, 최근에 카트리지 상에 메모리 수단(기록 매체)을 장착하고, 이 메모리 수단에 다양한 정보 데이타를 저장하여 카트리지와 화상 형성 장치 사이의 통신에 의해 화상 형성 장치에 상기 정보를 공급하도록 하는 기술이 제안되었다.
이러한 카트리지에 있어서는, 메모리 수단과 이 메모리 수단을 화상 형성 장치에 연결하는 커넥터 부재가 화상 형성 장치로의 카트리지의 삽입 방향을 고려하여 적절한 위치에 장착되어야만 한다. 한편, 화상 형성 장치와 이러한 화상 형성 장치에 사용되는 카트리지에 있어서는 축방향 또는 길이 방향을 따라 카트리지에 대해 장착 및 분리하기 위해서, 예를 들어 조작자가 카트리지를 교환할 경우, 카트리지의 보유지지를 안정화시키는 것이 중요하다.
따라서, 본 발명의 주 목적은 메모리 수단을 화상 형성 장치에 확실하고 안정되게 연결시킬 수 있도록 장착한 프로세스 카트리지, 및 이러한 프로세스 카트리지를 구비한 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 조작성 및 교환성이 뛰어난 프로세스 카트리지, 및 이러한 프로세스 카트리지를 구비한 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 드럼 카트리지의 개략 사시도.
도2는 도1의 메모리 수단과 화상 형성 장치의 커넥터를 도시하는 설명도.
도3은 도1의 카트리지의 개략 정면도.
도4는 도1의 카트리지의 주요부가 화상 형성 장치로 삽입된 상태를 도시하는 설명도.
도5는 도1의 카트리지의 주요부가 화상 형성 장치로부터 분리된 상태를 도시하는 설명도.
도6은 도1의 메모리 수단과 그 주위를 도시하는 설명도.
도7은 도1의 메모리 수단과 화상 형성 장치의 커넥터 사이의 위치 관계를 도시하는 설명도.
도8은 평면 방향에서의 도1의 메모리 수단의 위치를 도시하는 설명도.
도9는 본 발명의 제2 실시예를 도시하는 설명도.
도10은 도8의 카트리지의 개략 정면도.
도11은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 입면 단면도.
도12는 종래의 화상 형성 장치의 입면 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
13 : 드럼 유니트
14 : 용기
15 : 화상 담지 부재
17 : 제1 대전 수단
25 : 정착 장치
31 : 다각형 거울
32 : 초점 렌즈
33 : 반사 거울
43 : 안내 레일
45, 73 : 커넥터
53 : 안내 리브
55a : 노치
56 : 커버 부재
58 : 뚜껑 부재
59 : 제1 파지부
60 : 제2 파지부
71 : 메모리 수단
72 : 메모리 칩
73d : 돌출부
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치에 대해 상세히 설명한다.
<제1 실시예>
먼저, 도1 내지 도8 및 도11을 참조하여 본 발명의 제1 실시예를 설명한다.
[전체 화상 형성 장치의 설명]
칼라 화상 형성 장치의 일예로서 칼라 레이저 프린터를 도시하는 도11을 참조하여 칼라 화상 형성 장치의 전체 구성을 간략히 설명한다.
칼라 레이저 프린터의 화상 형성부는 일정 속도로 회전하는 화상 담지 부재(전자사진 감광 부재)(15)와, 고정식의 흑색 현상 장치(21B)와, 회전 가능한 3색의 현상 장치[황색 현상 장치(20Y), 자홍색 현상 장치(20M), 시안색 현상 장치(20C)]를 포함하고 있다. 급지부로부터 공급되어 색 토너 화상이 화상 형성부 내에서 중첩 형식으로 전사되는 전사 재료(2)는 정착 장치(25)로 반송되고, 그곳에서 토너 화상이 전사 재료에 전색 화상으로서 정착된다. 그 후에, 전사 재료는 반송 롤러(34, 35)의 쌍과 한쌍의 배출 롤러(36)에 의해 프린터의 상부면 상에 형성된 배출부(37) 상에 배출된다. 상기 회전 가능한 색 현상 장치와 고정식 흑색 현상 장치는 프린터에 분리 가능하게 장착될 수 있다.
다음에, 화상 형성 장치의 각 부품들에 대해 순서대로 설명한다.
[화상 담지 부재 유니트]
드럼 유니트(화상 담지 부재 유니트)(13)는 화상 담지 부재(전자사진 감광부재)(15)와, 제1 대전 수단(17), 및 화상 담지 부재용 홀더로서 작용하는 세척 장치의 용기(14)를 포함하며, 이들은 하나의 유니트로서 일체로 형성되어 있다. 드럼 유니트(13)는 프린터 본체에 분리 가능하게 장착되어, 화상 담지 부재(15)의 사용 수명이 만료되면 (새것으로) 용이하게 교환될 수 있게 되어 있다.
도시된 실시예에서, 화상 담지 부재(15)는 62 ㎜의 직경을 갖는 알루미늄 실린더와 이 알루미늄 실린더 상에 코팅된 유기 광도전체 층으로 구성되고, 세척 장치(16)의 용기(14)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 화상 담지 부재(15)의 둘레에는 세척 블레이드(16)와 제1 대전 수단(17)이 배치되어 있다. 화상 담지 부재(15)는 (도시하지 않은) 구동 모터의 구동력을 화상 담지 부재의 한 단부에 전달해줌으로써 화상 형성 작업과 동기하여 반시계 방향으로 회전된다.
[대전 수단]
제1 대전 수단(17)은 접촉 대전 형식의 것이며, 화상 담지 부재(15)의 표면이 대전 롤러에 전압을 인가함으로써 균일하게 대전되도록 화상 담지 부재(15)에 대해 가압된 도전성 대전 롤러를 포함하고 있다.
[노출 수단]
화상 담지 부재(15)로의 노출은 스캐너부(30)에 의해 수행된다. 보다 상세하게는, 레이저 다이오드에 화상 신호가 보내지면, 레이저 다이오드는 화상 신호에 대응하는 화상 광을 다각형 거울(31)로 방출한다. 다각형 거울(31)은 스캐너 모터(31a)에 의해 고속으로 회전되어서, 다각형 거울(31)로부터 반사된 화상 광이 초점 렌즈(32)와 반사 거울(33)을 거쳐 (일정 속도로 회전되는) 화상 담지부재(15)의 표면을 선택적으로 노출시키고, 그에 따라 화상 담지 부재(15) 상에 정전 잠상을 형성해준다.
[현상 수단]
현상 수단은 상기 정전 잠상을 가시화하기 위해 황색 토너와 자홍색 토너 및 시안색 토너를 함유하는 회전 가능한 3색 현상 장치(20Y, 20M, 20C)와, 흑색 토너를 함유하는 흑색 현상 장치(21B)를 포함하고 있다. 흑색 현상 장치(21B)는 고정식 현상 장치로써, 12000 페이지 또는 프린트(A4 사이즈, 5% 인자)를 얻을 수 있는 양의 토너를 함유하고 있다. 이러한 고정식 흑색 현상 장치에 있어서는, 현상 슬리브(21BS)가 화상 담지 부재에 대향하도록 그 사이에 작은 갭(약 300 μm)을 두고 배치되어서 화상 담지 부재(15) 상에 흑색 토너 화상을 형성해준다.
회전 가능한 3색 현상 장치(20Y, 20M, 20C)의 각각은 6000 페이지(A4 사이즈, 5% 인자)를 얻을 수 있는 양의 토너를 함유하며, 축(22) 둘레를 회전하는 현상 로터리(23) 상에 분리 가능하게 장착되어 있다.
화상 형성 시에 있어서, 회전 가능한 현상 장치들은 소정의 현상 장치가 화상 담지 부재(15)에 대향하도록 현상 로터리(23) 상에 보유지지되면서 축 둘레를 회전한다. 또한, 현상 슬리브(21BS)가 화상 담지 부재(15)에 대향하도록 그 사이에 작은 갭(약 300 μm)을 두고 배치된 후에, 화상 담지 부재(15) 상의 정전 잠상이 토너 화상으로서 현상된다. 색 화상 형성 시에 있어서, 중간 전사 부재(9)가 1회전씩 회전될 때마다 현상 로터리(23)가 회전하여, 황색 현상 장치(20Y), 자홍색 현상 장치(20M), 시안색 현상 장치(20C), 및 흑색 현상 장치(21B)의 순서로 현상공정이 수행된다.
도11에서, 현상 공정이 수행되는 경우에는, 예를 들어 황색 현상 장치(20Y)는 화상 담지 부재 유니트(13)에 대향하게 되고, 용기 내의 황색 토너는 토너 이송 기구에 의해 코팅 롤러(20YR)로 보내진다. 시계 방향으로 회전되는 코팅 롤러(20YR)와 현상 슬리브(20YS)에 대해 가압된 블레이드(20YB)는 상호 협력하여서, 시계 방향으로 회전되는 현상 슬리브(20YS)의 주연면 상에 토너 박층을 형성해주고 토너에 전하(마찰 대전)을 인가해준다. 화상 담지 부재(15)에 대향한 현상 슬리브(20YS)에 현상 바이어스를 인가해 줌으로써, 화상 담지 부재(15) 상의 잠상이 토너 화상으로서 현상된다.
또한, 자홍색 현상 장치(20M)와 시안색 현상 장치(20C)에 대해서도 유사한 방식으로 토너 화상이 형성될 수가 있다. 현상 장치(20Y, 20M 또는 20C)의 현상 슬리브는 현상 장치가 현상 위치에 오게 될 때 프린터의 고전압원 및 구동원에 연결되므로서, 전압과 구동력을 현상 슬리브에 인가해준다.
[중간 전사 부재]
중간 전사 부재(9)는 [현상 장치에 의해 가시화된 화상 담지 부재(15) 상에] 4개의 토너 화상(황색 화상, 자홍색 화상, 시안색 화상, 및 흑색 화상)을 4회에 걸쳐 중첩 형식으로 수용하도록 화상 담지 부재(15)의 주연 속도와 동기하여 시계 방향으로 회전되고 있다. 중첩된 토너 화상들이 전사된 중간 전사 부재(9)는 전압이 인가된 전사 롤러(10)와 상호 협력하여 그 사이에 전사 재료(2)를 압착시킨다. 전사 재료가 중간 전사 부재와 전사 롤러 사이에서 반송되는 동안, 중간 전사 부재상의 중첩된 토너 화상들은 전사 재료(2) 상에 집중적으로 전사된다. 중간 전사 부재(9)는 186 ㎜의 직경을 갖는 알루미늄 실린더(12)와, 중간 저항 스폰지 또는 중간 저항 고무로 제조되어 알루미늄 실린더 상에 코팅된 탄성층(11)으로 구성되어 있다. 이 중간 전사 부재(9)는 회전 가능하게 지지되고, 중간 전사 부재에 고정된 (도시하지 않은) 기어에 전달된 구동력에 의해 회전되고 있다.
[세척 수단]
세척 수단은 화상 담지 부재 상의 (현상 수단에 의해 가시화된) 토너 화상이 중간 전사 부재(9)에 전사된 후에, 화상 담지 부재(15) 상에 남아 있는 잔류 토너룰 제거하는 역할을 한다. 제거된 폐기 토너는 세척 용기(14)에 축적된다. 세척 용기(14)에 축적된 폐기 토너의 양은 화상 담지 부재(15)의 사용 수명이 만료되기 전에는 용기(14)를 충전시키지 않는다. 따라서, 세척 용기(14)는 화상 담지 부재의 사용 수명이 만료될 때 화상 담지 부재(15)와 함께 교환된다.
[급지부]
급지부는 전사 재료(2)를 화상 형성부에 공급하는 역할을 한다. 이 급지부는 다수의 전사 재료를 함유하는 카세트와, 급지 롤러(3)와, 이송 롤러(4)와, 이중 이송 방지의 지연 롤러(5)와, 급지 가이드(6), 및 한쌍의 레지스트 롤러(8)를 포함하고 있다.
화상 형성 시에 있어서, 급지 롤러(3)는 카세트(1)로부터 단일의 전사 재료(2)를 픽업하기 위해 화상 형성 작업과 동기하여 회전되고, 픽업된 전사 재료는 급지 가이드(6)와 반송 롤러(7)를 거쳐 한쌍의 레지스트 롤러(8)에 공급된다.화상 형성 동안에, 한쌍의 레지스트 롤러(8)는 전사 재료(2)를 일시적으로 대기시키는 비회전 동작과 중간 전사 부재(9)를 향해 전사 재료(2)를 반송해주는 회전 동작을 수행함으로써, 다음의 전사 공정에서 토너 화상과 전사 재료(2) 사이의 정합을 달성한다.
[전사부]
전사부는 요동 가능한 전사 롤러(10)를 포함하고 있다. 전사 롤러(10)는 금속제 축과 이 금속제 축 둘레에 제공된 중간 저항 발포 탄성층으로 구성되며, 상하 방향으로 이동 가능하고 또한 회전 구동된다.
4색 토너 화상이 중간 전사 부재(9) 상에 형성되어 동안, 즉 중간 전사 부재(9)가 수회 회전하고 있는 동안에, 전사 롤러(10)는 도11에 실선으로 도시된 바와 같이 중간 전사 부재(9)로부터 이격되어서, 화상의 왜곡(distortion)을 방지해준다. 한편, 4색 토너 화상이 중간 전사 부재(9) 상에 형성되어진 후에, 전사 롤러(10)는 전사 재료(2)에 색 토너 화상을 전사하는 타이밍과 동기하여 (도시하지 않은) 캠에 의해 (가상선으로 도시된 위치로) 상방으로 이동되어서, 전사 재료(2)를 개재하여 예정된 압력으로 중간 전사 부재(9)에 대해 가압된다. 동시에, 전사 롤러(10)에 전사 바이어스를 인가함으로써, 중간 전사 부재(9) 상의 토너 화상이 전사 재료(2) 상에 전사된다.
중간 전사 부재(9)와 전사 롤러(10)가 각각 구동되기 때문에, 이들 부재 사이에 압착된 전사 재료(2)는 전사 공정이 수행됨과 동시에 도11에서 좌측 방향으로 반송되어, 정착부(25)로 보내진다.
[정착부]
정착부는 [현상 수단에 의해 형성된 토너 화상을 중간 전사 부재(9)를 통해 전사함에 의해 전사 재료로 전사된] 토너 화상을 전사 재료(2)에 정착하는 역할을 하고, 전사 재료(2)에 열을 인가하는 정착 롤러(26)와, 전사 재료(2)를 정착 롤러(26)에 대해 가압하는 가압 롤러(27)를 포함한다.
롤러(26, 27)는 히터(28, 29)를 내장하고 전사 재료(2)를 운반하도록 회전구동되는 중공 롤러이다. 토너 화상을 담지하는 전사 재료(2)가 정착 롤러(26) 및 가압 롤러(27) 사이로 운반되는 동안 토너는 열과 압력에 의해 전사 재료(2)에 정착된다.
다음에 (이하에 "드럼 카트리지"로 기재되는) 본 실시예에 의한 프로세스 카트리지로서의 드럼 유니트가 도1을 참조하여 상세히 설명된다.
화상 담지 부재(15)는 감광층이 코팅되는 원통부(15a)와, 원통부의 양 단부에 확고하게 고정된 드럼축(15d)을 갖는 플랜지부(15b, 15c)로 구성된다. 드럼축(15d)은 카트리지 프레임으로서 용기(14)의 측벽(14a)으로부터 돌출한다. 드럼 카트리지(13)가 프린터(H)에 장착될 때 드럼축(15d)들 중 하나가 드럼 카트리지(13)를 구동하기 위해 커플링 부재(41)에 끼워져 화상 담지 부재(15)가 드럼의 축에 수직 방향으로 위치되고, 구동력이 감광 드럼에 전달될 수 있게 한다. 플랜지부(15c)는 다른 드럼축(15d)을 통해 용기(14)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 위치 설정 핀(51, 52)이 플랜지부(15c) 가까이에서 용기(14)의 측벽에 형성된다. 위치 설정 핀(51, 52)이 (카트리지 삽입쪽에서) 프린터의 측면판(HF)에 형성된 위치 설정 구멍(41, 42)에 끼워질 때 감광 드럼의 비구동측은 드럼의 축에 수직인 방향 및 드럼의 축방향으로 위치한다.
카트리지의 구동측(도1에서 우측)에 관련하여, 드럼축(15d) 및 커플링 부재(41) 사이의 전술한 연결과 동시에, 용기의 단부면에 제공된 위치 설정 기구(54)가 프린터(H)에 의해 지지되는 위치 설정 축(44)상에 조립되어, 드럼 카트리지가 구동될 때 발생되는 회전 모멘트력에 기인한 토션을 방지한다.
다음에 드럼 카트리지(13)의 메모리 수단(71)이 도2를 참조하여 설명된다. 메모리 수단(71)은 (예를 들어 화상 담지 부재 및 다른 프로세스 수단의 제조 정밀도 사이의 분산에 기인한 특징의 차이와 같은) 필요 정보 데이타가 사전에 저장되는 RAM 또는 ROM과 같은 메모리 칩(72)을 포함한다. 메모리 수단은 드럼 카트리지의 사용중 카트리지와 프린터 사이의 연락을 실행함으로써 드럼 카트리지의 사용 조건을 판단하는 데 사용된다.
메모리 칩(72)은 프린터로의 연결을 수행하는 커넥터(73)에 의해 지지된다. 커넥터(73)는 커넥터를 메모리 칩(72)으로 연결하는 연결부(73a)와, 커넥터를 프린터(H)에 연결하는 연결부(73b)와, 커넥터를 용기(14)에 부착하는 부착면(73c)을 포함한다. 커넥터는 스크루(49)에 의해 용기(14)의 전방면(카트리지 삽입 방향)에 고정된다.
프린터의 커넥터(45)가 프린터에 대해 약 0.5 내지 2 mm로 (화살표 A로 지시된) 축방향에 수직인 방향으로의 시프트 이동(shifting movement)에 대해 지지되는 것이 바람직하다. 이 배열에서 부착 위치의 변동이 있을 경우, 커넥터(45)는 커넥터(73)에 확실하게 연결될 수 있다. 또는 카트리지의 커넥터(73)는 시프트 이동에 대해 지지되고, 프린터의 커넥터는 고정될 수 있다.
또한 용기(14)에 메모리 칩(72)으로의 연결을 위한 커넥터부(73a)를 둘러싸는 리브형 벽(55)이 제공되면, 조립 또는 취급시에 메모리 칩의 접촉이 방지되어 정전기 파괴의 발생을 방지한다. 또한 돌출부(73d)가 연결부(73a)에 형성되고, 대응 노치(55a)가 리브형 벽(55)에 형성되면 오조립이 방지될 수 있다.
또한 커넥터부(73b)가 아닌 커넥터(73)의 부분들은 커버 부재(56)의 외부면이 연결부(73b)의 단부면과 동일면이거나 그로부터 돌출되지 않도록 커버 부재에 의해 덮어진다. 이 배열에서 예를 들어 작업자가 실수로 용기(14)를 메모리 수단(71)이 하향 대면하게 설치하거나 용기가 어떤 물체에 대해 부딪히게 하여도, 메모리 수단(71)은 직접적 하중 또는 충격을 받는 것이 방지되어 메모리 수단(71)을 보호한다.
다음에 프린터에 대한 드럼 카트리지(13)의 장착 및 분리가 도1 및 도3 내지 도5를 참조하여 설명된다.
드럼 카트리지(13)에는 그 상부의 양 단부에서, 드럼 카트리지를 프린터에 대해 축방향(종방향)으로 안내하기 위해 화상 담지 부재(15)와 평행하게 연장되는 안내 리브(53)가 제공된다. 안내 리브(53)는 용기(14)상에 직접 형성되거나, 카트리지의 프레임을 구성하는 뚜껑 부재(58) 및 용기 사이의 경계에 형성될 수 있다.
드럼 카트리지(13)에는 운송 능력을 향상시키는 제1 파지부(59)가 그 상부면(예를 들어 뚜껑 부재(58)의 상부면]에 제공된다. 설명된 실시예에서, 제1파지부(59)는 카트리지 프레임의 상부면을 향해 배치되어, 카트리지가 프린터 내로 삽입될 때, 파지부(58)가 아래로 되게 함으로써 프린터의 공간 효율이 향상될 수 있게 한다. 그러나 파지부는 카트리지의 상부면에 직접 형성될 수도 있다. 드럼 카트리지(13)에는 그 후방(삽입 방향) 단부면에, 카트리지가 교환될 때 카트리지의 후퇴를 용이하게 하는 제2 파지부(60)가 또한 제공되어 조작성을 향상시킬 수 있다.
드럼 카트리지(13)를 위한 장착 안내부로서 작용하는 안내 레일(43)이 프린터상에 형성될 수 있다. 드럼 카트리지(13)는 드럼 카트리지의 안내 리브(53)가 안내 레일(43)로부터 현수되는 방식으로 프린터상에 장착된다. 설명된 실시예에서 스프링 부재(46)가 안내 레일(43)에 부착되고, 드럼 카트리지(13)에는 그 상부면에, 카트리지가 프린터 내로 완전히 삽입되는 (도4의) 제1 위치 및 제1 파지부(59)가 프린터로부터 완전히 노출된 (도5의) 제2 위치에 배치되고, 이들 위치에서 스프링 부재(63)와 결합되는 제1 및 제2 리세스(61, 62)가 제공된다. 이 배열에서, 드럼 카트리지(13)의 프린터로의 완전한 장착시 클릭되는 느낌을 얻을 수 있으며, 드럼 카트리지(13)가 프린터로부터 분리될 때, 제1 파지부(59)가 작업자가 제1 파지부를 제2 위치에 일시적으로 정지되므로 드럼 카트리지(13)는 프린터로부터 떨어지는 것이 방지될 수 있고, 조적성은 향상될 수 있다.
다음에 메모리 수단(71)의 위치가 도6 및 도7을 참조하여 상세히 설명된다.
전술한 바와 같이, 메모리 수단(71)은 드럼 카트리지의 전방 (삽입 방향) 단부면상에 지지된다. 이 경우 메모리 수단의 종방향 위치는 드럼축(15d) 및 위치설정 구멍(54)이 프린터에 대한 드럼 카트리지(13)의 자세를 결정하기 위해 프린터의 위치 설정 축(44) 및 커플링 부재(41)에 대해 조립된 후 메모리 수단(71)이 프린터의 커넥터(45)에 의해 결합되도록 선택된다.
도1과 관련해서 전술한 바와 같이, 드럼 카트리지(13)는 위치 설정 핀(51, 52)을 프린터의 위치 설정 구멍(41, 42) 내로 끼움에 의해 프린터에 대해 축방향(종방향)으로 위치된다. 카트리지 및 프린터를 형성하는 부재들의 길이의 분산이 있으므로, 축방향 위치 설정 위치와 양 커넥터들 사이의 거리는 이하와 같이 선택된다. 즉 도7에서, 축방향 위치 설정 위치(0)에서 카트리지의 커넥터(73)의 유효 끼워맞춤 선단 까지의 최소 거리가 X1t이고, 축방향 위치 설정 위치(0)로부터 커넥터의 유효 끼워맞춤 선단까지의 최대 거리가 X2t이고, 축방향 위치 설정 위치(0)로부터 커넥터(73)의 유효 끼워맞춤 루트까지의 최소 거리가 X2b이라 가정한다. 유사하게 축방향 위치 설정 위치(0)로부터 프린터의 커넥터(45)의 유효 끼워맞춤 선단까지의 최소 거리가 Y1t이고, 축방향 위치 설정 위치(0)로부터 커넥터(45)의 유효 끼워맞춤 선단까지의 최대 거리가 Y2t이고, 축방향 위치 설정 위치(0)로부터 커넥터(45)의 유효 끼워맞춤 루트까지의 최소 거리가 Y2b라 가정한다. 이경우 양 커넥터(73, 45) 모두를 관계 X1t>Y2t, X2t<Y2b및 X2b<Y1t를 만족시키도록 배열함으로써 부재들의 길이의 분산이 있을지라도 커넥터 사이의 과잉 또는 부족한 연결이 방지되게 할 수 있다.
축방향에 수직인 방향의 메모리 수단의 위치에 관해, 도8에 도시된 바와 같이, 메모리 수단(71)은 드럼축 또는 위치 설정 구멍 가까이에서 드럼축(15d) 및 위치 설정 구멍(54) 사이를 연결하는 선상에 배치된다. 메모리 수단을 이 방식으로 배열함에 의해, 메모리 수단 및 카트리지 자세 결정 기구 사이의 위치 편차가 최소화될 수 있어, 축방향에 수직인 방향의 불량 연결을 방지한다.
<제2 실시예>
다음에 본 발명의 제2 실시예가 설명된다.
제1 실시예의 화상 형성 장치 및 카트리지에서, 다양한 정보 데이타의 연락을 허용하는 메모리 수단의 사용에 의해 성능이 향상될 수 있지만, (고품질 화상, 고속 작동 등의) 추가 성능 향상을 위해, 종래의 프린터 또는 카트리지가 향상될 때, 메모리 수단에 기록된 정보의 변경은 어떤 경우에 향상된 성능을 얻기에 불충분하고, 기구 또는 부재 자체가 변경되어야 한다. 그러나 이같은 경우, 종래의 프린터에 대한 호환성이 상실된다. 제2 실시예는 이 문제에 대처할 수 있다. 제2 실시예가 도9 및 도10을 참조하여 설명된다. 전술한 제1 실시예와 동일한 요소들은 동일한 참조부호로 지시되고 그 설명은 생략된다.
드럼 카트리지(13)는 카트리지의 상부 전방 단부(삽입 방향)에 형성된 돌출부(62)를 갖고, 프린터(H)는 돌출부(62)에 대응하는 노치(48)를 갖는 카트리지 삽입 개구(47)를 포함한다. 돌출부(62)가 카트리지(13)의 상부면 및 전방 단부에 위치하므로 조작자는 카트리지가 프린터에 삽입되기 전에 호환성을 확인할 수 있다. 호환성이 유지될 수 없을 때 돌출부(62) 및 노치(48)를 위치(62' 및 48')으로 변동시킴에 의해 위 목적이 달성될 수 있다. 이 경우 돌출부(62)가 용기(14)와 같은 카트리지 프레임이 아닌 부재(예를 들어 커버부(56)]상에 형성될 때 위 목적은 커버 부재의 변경만에 의해 달성될 수 있어 "경비 증가"를 억제할 수 있다.
또한 도10에 도시된 바와 같이, 돌출부(62)가 카트리지(13)가 프린터에 장착 및 분리될 때 프린터의 안내 레일(43)에 근접하는 위치에 배치될 때, 돌출부(62)는 호환성 확인 기능 및 진동 방지 기능을 모두 갖는다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 프로세스 카트리지의 메모리 수단이 화상 형성 장치에 안정되고 확실하게 연결될 수 있고, 양호한 작동성과 대체성을 가지는 프로세스 카트리지와, 이같은 프로세스 카트리지를 갖는 화상 형성 장치가 제공된다.

Claims (17)

  1. 화상 형성 장치에 분리 가능하게 장착 가능한 프로세스 카트리지에 있어서,
    전자사진 감광 부재와,
    상기 전자사진 감광 부재에 작용하는 프로세스 수단과,
    메모리 칩과,
    상기 카트리지가 화상 형성 장치의 본체 상에 장착될 때 상기 메모리 칩과 본체를 접속하기 위한 커넥터와,
    상기 카트리지가 본체 상에 장착될 때 상기 카트리지의 위치를 결정하기 위한 위치 설정 수단을 포함하고,
    상기 카트리지가 본체 상에 장착될 때, 상기 카트리지의 위치가 위치 설정 기구에 의해 결정된 후에 상기 커넥터가 본체의 커넥터 부재와 연결되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화상 형성 장치로 삽입되는 방향의 프로세스 카트리지의 전방 단부면에 구비된 적어도 2개의 위치 설정 기구들을 포함하고, 적어도 상기 위치 설정 기구들이 상기 화상 형성 장치에 연결된 후 상기 커넥터가 상기 커넥터 부재에 접속되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  3. 제2항에 있어서, 상기 커넥터는 상기 2개의 위치 설정 기구들 사이를 연결하는 선상에 위치되고, 상기 위치 설정 기구들중 하나에 인접한 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 커넥터는 상기 화상 형성 장치의 커넥터 부재에 연결되는 제1 연결부와, 상기 메모리 칩이 부착되는 제2 연결부와, 상기 커넥터를 카트리지 프레임에 부착하는 부착면을 포함하고, 상기 카트리지 프레임에는 상기 커넥터가 부착되는 부착 시트와, 상기 제2 연결부를 둘러싸는 돌출 벽이 제공되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 연결부는 그 일부분으로서의 돌출부를 갖고, 상기 돌출벽은 상기 돌출부에 대응하는 노치를 갖는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  6. 제4항에 있어서, 상기 커넥터는 상기 제1 연결부가 아닌 상기 커넥터를 덮는 커버 부재를 갖고, 상기 커버 부재의 외부면은 상기 제2 연결부의 선단과 동일면이거나 그로부터 돌출하지 않는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  7. 제4항에 있어서, 상기 커넥터는 상기 카트리지 프레임에 대한 이동을 위해 지지되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  8. 제1항에 있어서, 상기 메모리 칩은 커넥터 부재를 포함하고, 상기 카트리지는 화상 형성 장치에서 프로세스 카트리지의 축방향 위치를 조절하는 조절 기구를 더 포함하고, 상기 커넥터 부재들은, 축방향 조절 위치로부터 상기 메모리 칩의 커넥터의 유효 끼워맞춤 선단까지의 최소 거리가 X1t이고, 축방향 조절 위치로부터 상기 커넥터의 유효 끼워맞춤 선단까지의 최대 거리가 X2t이고, 축방향 조절 위치로부터 상기 메모리 칩의 커넥터의 유효 끼워맞춤 루트까지의 최소 거리가 X2b이고, 축방향 조절 위치로부터 상기 화상 형성 장치의 커넥터 부재의 유효 끼워맞춤 선단까지의 최소 거리가 Y1t이고, 축방향 조절 위치로부터 상기 커넥터의 유효 끼워맞춤 선단까지의 최대 거리가 Y2t이고, 축방향 조절 위치로부터 상기 화상 형성 장치의 커넥터 부재의 유효 끼워맞춤 루트까지의 최소 거리가 Y2b라 할 때, 관계 X1t>Y2t, X2t<Y2b및 X2b<Y1t를 만족시키도록 배열되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  9. 제1항에 있어서, 프로세스 카트리지의 종방향 상부면에 제공된 제1 파지부와, 상기 화상 형성 장치 내로의 프로세스 카트리지의 삽입 방향에서 프로세스 카트리지의 후방에 제공된 제2 파지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  10. 제9항에 있어서, 프로세스 카트리지가 상기 화상 형성 장치에 장착되고 분리될 때 프로세스 카트리지를 현수시키고 안내하기 위해 상기 화상 형성 장치의 본체 상에 제공된 안내 레일 부재에 부착된 탄성 부재와 결합하는 적어도 2개의 리세스들을 더 포함하고, 상기 리세스들 중 하나는 프로세스 카트리지가 상기 화상 형성 장치 내로 완전히 삽입되는 위치에서 상기 탄성 부재에 의해 결합되고, 다른 리세스는 상기 제1 파지부가 상기 화상 형성 장치로부터 노출되는 위치에서 상기 탄성 부재에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  11. 제10항에 있어서, 프로세스 카트리지를 형성하는 부재들 사이의 경계가 상기 안내 레일 부재로부터 현수되는 리브로서 형성되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  12. 제10항에 있어서, 상기 화상 형성 장치의 본체 상에 형성된 카트리지 삽입 개구에 형성된 노치 내로 끼워지기 위해, 상기 화상 형성 장치 내로의 그 삽입 방향에서 프로세스 카트리지의 전방부에 형성된 돌출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  13. 제12항에 있어서, 상기 돌출부는 프로세스 카트리지가 상기 화상 형성 장치에 장착되고 분리될 때 상기 안내 레일 부재에 인접하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화상 형성 장치에 분리 가능하게 장착될 수 있는 카트리지 유니트로서, 프로세스 카트리지는 상기 전자사진 감광 부재와, 상기 프로세스 수단으로서의 대전 수단과, 현상 수단 또는 세척 수단을 그안에 일체로 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화상 형성 장치에 분리 가능하게 장착될 수 있는 카트리지 유니트로서, 프로세스 카트리지는 상기 전자사진 감광 부재와, 상기 프로세스 수단으로서의 대전 수단과 현상 수단과 세척 수단 중 적어도 하나를 그안에 일체로 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  16. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화상 형성 장치에 분리 가능하게 장착될 수 있는 카트리지 유니트로서, 프로세스 카트리지는 상기 전자사진 감광 부재와, 적어도 상기 프로세스 수단으로서의 현상 수단을 그안에 일체로 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  17. 화상 형성 장치에 있어서,
    기록 매체 상에 화상을 형성하는 화상 형성 수단과,
    상기 화상 형성 장치 상에 분리 가능하게 장착되는 프로세스 카트리지를 포함하고,
    상기 프로세스 카트리지는 전자사진 감광 부재와, 상기 전자사진 감광 부재에 작용하는 프로세스 수단과, 메모리 칩과, 상기 카트리지가 화상 형성 장치의 본체 상에 장착될 때 상기 메모리 칩과 본체를 접속하기 위한 커넥터와, 상기 카트리지가 본체 상에 장착될 때 상기 카트리지의 위치를 결정하기 위한 위치 설정 수단을 포함하고, 상기 카트리지가 본체 상에 장착될 때, 상기 카트리지의 위치가 위치 설정 기구에 의해 결정된 후에 상기 커넥터가 본체의 커넥터 부재와 연결되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
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