KR100367795B1 - 프로세스 카트리지, 그 조립 방법 및 전자사진 화상 형성장치 - Google Patents

프로세스 카트리지, 그 조립 방법 및 전자사진 화상 형성장치 Download PDF

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Abstract

전자사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 착탈식으로 장착되는 프로세스 카트리지는, 전자사진 감광 드럼 상에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위한 현상 부재와, 정전 잠상을 현상하도록 현상 부재에 의해 사용될 현상제를 수용하기 위한 현상제 수용부를 갖는 토너 수용 프레임과, 전자사진 감광 드럼을 지지하는 드럼 프레임과, 현상 부재를 지지하기 위한 것으로 토너 수용 프레임에 요동 가능하게 결합된 현상 프레임과, 드럼 프레임과 현상 프레임 각각의 일측의 종단부에서 드럼 프레임과 현상 프레임에 연결된 제1 단부 커버와, 드럼 프레임과 현상 프레임의 각각의 타측의 종단부에서 드럼 프레임과 현상 프레임에 연결된 제2 단부 커버를 포함한다.

Description

프로세스 카트리지, 그 조립 방법 및 전자사진 화상 형성 장치 {PROCESS CARTRIDGE, ASSEMBLING METHOD THEREFOR AND ELECTROPHOTOGRAPHIC IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은 프로세스 카트리지, 그 조립 방법 및 전자사진 화상 형성 장치에 관한 것이다.
여기서, 전자사진 화상 형성 장치는 전자사진 화상 형성 방식을 통해 기록 재료 상에 화상을 형성한다. 전자사진 화상 형성 장치의 예는 전자사진 복사기, 전자사진 프린터(레이저 빔 프린터 또는 LED 프린터 등), 팩스기, 및 워드 프로세서를 포함한다.
전술한 프로세스 카트리지는 유닛으로서 전자사진 감광 부재 및 대전 수단, 현상 수단 또는 화상 형성 장치의 주 조립체에 착탈식으로 장착 가능한 카트리지 형태의 세척 수단을 포함한다. 프로세스 카트리지는 전자사진 감광 부재 및 적어도 하나의 대전 수단과, 현상 수단과, 화상 형성 장치의 주 조립체에 착탈식으로장착 가능한 카트리지 형태의 세척 수단을 포함할 수 있다. 프로세스 카트리지는 전자사진 감광 부재와, 화상 형성 장치의 주 조립체에 착탈식으로 장착 가능한 카트리지 형인 적어도 하나의 현상 수단을 포함할 수 있다.
프로세스 카트리지 방식으로, 작업성이 상당히 향상되므로 사용 또는 보수유지 작업이 사용자에 의해 효과적으로 수행될 수 있고, 따라서 프로세스 카트리지 방식은 전자사진 분야에서 널리 사용된다.
도23에 도시된 바와 같이, 프로세스 카트리지(45)는 초음파 용접에 의해 서로 용접된 현상 롤러(18)와 토너 수용 용기(46)를 지지하는 현상 장치 프레임(43)을 포함한다. 감광 드럼(11), 대전 롤러(12) 및 세척 블레이드(14)를 지지하는 세척 프레임(47)이 핀(49)에 의해 현상 유닛에 연결된다. 압축 코일 스프링(42)은 세척기 프레임(47)과 현상 장치 프레임(43) 사이에 구비된다. 이것에 의해, 감광 드럼(11)과 현상 롤러(18)는 이들 사이의 이격 롤러로 서로를 향해 가압된다.
프로세스 카트리지 방식의 전자사진 화상 형성 장치에 있어서, 프로세스 카트리지의 교환이 요구될 때까지의 시간을 연장하기 위해 대용량 현상제(토너) 수용 용기와 큰 제거 토너 용기가 요구된다.
그러나, 현상제 수용 용기의 용량이 증가될 때, 현상제의 중량도 증가한다. 결과적으로, 현상 롤러와 감광 드럼에 인가되는 부하는 이에 상응하여 증가된다.
또한, 현상제의 소비로 인해 부하가 변동한다. 더욱이, 현상제 롤러(48)에 인접한 현상제 자체는 현상제의 중량에 의해 영향을 받는다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것이다.
따라서, 본 발명의 주목적은 현상제(토너)의 수용 용량이 증가할 지라도 화질이 안정적인 프로세스 카트리지와 전자사진 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 프로세스 카트리지와, 현상제의 중량에 의해 현상 부재와 전자사진 감광 드럼에 인가된 부하가 감소된 전자사진 화상 형성 장치와 상기 프로세스 카트리지의 조립 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 프로세스 카트리지와, 현상제의 중량에 의해 프로세스 카트리지, 현상 부재 및 전자사진 감광 드럼에 인가된 부하의 변화가 감소될 수 있는 전자사진 화상 형성 장치와 상기 프로세스 카트리지의 조립 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 태양에 따라, 전자사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 착탈식으로 장착 가능한 것으로써, 전자사진 감광 드럼 상에 형성된 정전 잠상을 형상하기 위한 현상 부재와, 정전 잠상을 현상하기 위해 현상 부재에 의해 사용되는 현상제를 수용하기 위한 현상제 수용부를 갖는 토너 수용 프레임과, 전자사진 감광 드럼을 지지하기 위한 드럼 프레임과, 토너 수용 프레임과 요동 가능하게 결합되고 현상 부재를 지지하기 위한 현상 프레임과, 각 드럼 프레임 및 현상 프레임의 각각의 일측의 종단부에서 드럼 프레임 및 현상 프레임과 연결된 제1 단부 커버와, 각 드럼 프레임 및 현상 프레임의 각각의 일측의 종단부에서 드럼 프레임 및 현상 프레임과 연결된 제2 단부 커버를 포함하는 프로세스 카트리지가 제공된다.
본 발명의 이러한 및 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면과 관련한 본발명의 양호한 실시예의 이하의 설명을 참조하여 더 명백해질 것이다.
도1은 카트리지의 종방향에 직각인 평면에서의 본 발명의 양호한 실시예인 프로세스 카트리지의 단면도.
도2는 카트리지에 직각인 평면에서의 본 발명의 양호한 실시예인 화상 형성 장치의 개략 수직 단면도.
도3은 카트리지의 일반적인 구조를 설명하는 본 발명의 양호한 실시예인 프로세스 카트리지의 개략 사시 분해도.
도4는 카트리지의 일반적인 구조를 도시하는 본 발명의 양호한 실시예인 프로세스 카트리지의 개략 사시도.
도5는 본 발명의 양호한 실시예인 프로세스 카트리지의 분해된 필수 부분의 개략 사시도.
도6은 본 발명의 양호한 실시예인 프로세스 카트리지의 개략 측면도.
도7은 본 발명의 양호한 실시예인 프로세스 카트리지의 개략 측면도.
도8a 및 도8b는 본 발명의 양호한 실시예인 프로세스 카트리지의 필수 부분의 개략 측면도.
도9는 본 발명의 양호한 실시예인 프로세스 카트리지의 구동 시스템을 설명하는 다이어그램.
도10은 본 발명의 다른 실시예인 프로세스 카트리지의 수직 단면도.
도11은 본 발명의 다른 실시예인 분해된 프로세스 카트리지의 평면도.
도12는 본 발명의 다른 실시예인 프로세스 카트리지의 일부의 수평 단면도.
도13은 본 발명의 다른 실시예인 프로세스 카트리지의 측면도.
도14는 본 발명의 양호한 실시예인 밀봉 부재의 정면도.
도15는 본 발명의 다른 실시예인 밀봉 부재의 사시도.
도16은 본 발명의 다른 실시예인 프로세스 카트리지의 수직 단면도.
도17은 본 발명의 다른 실시예인 프로세스 카트리지의 수직 단면도.
도18은 본 발명의 다른 실시예인 프로세스 카트리지의 수직 단면도.
도19는 화상 형성 장치의 주 조립체로의 프로세스 카트리지의 설치 및 화상 형성 장치의 주 조립체로부터의 프로세스 카트리지의 제거를 도시하는 사시도.
도20은 프로세스 카트리지의 임펠러 장착 기어의 사시도.
도21은 도20의 평면 B-B에서의 임펠러 장착 기어의 단면도.
도22는 도20의 평면 A-A에서의 임펠러 장착 기어의 단면도.
도23은 종래의 프로세스 카트리지의 예의 수직 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11, 111 : 전자사진 감광 드럼
12 : 대전 롤러
13, 113 : 세척 수단 프레임
14 : 세척 블레이드
15, 115 : 프로세스 카트리지
16, 116 : 토너 저장 프레임
17, 117 : 현상 수단 프레임
18, 118 : 현상 롤러
27 : 주 조립체
본 발명의 양호한 실시예가 도1 내지 도9를 참조하여 설명될 것이다.
이러한 실시예에서, "종방향"은 기록 매체 이송 방향에 직각이고, 기록 매체의 평면에 평행한 방향을 의미한다.
(프로세스 카트리지와 전자사진 화상 형성 장치의 주 조립체)
도1은 본 발명에 따른 프로세스 카트리지의 필수 부분의 단면도이다. 도2는 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 필수 부분의 단면도이다. 이러한 프로세스 카트리지에는 전자사진 감광 부재와, 전자사진 감광 부재 상에서 작동하는 프로세싱 수단이 제공된다. 프로세싱 수단으로서, 예컨대 전자사진 감광 부재의 주연면을 대전시키기 위한 대전 수단, 전자사진 감광 부재 상에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위한 현상 수단, 및 전자사진 감광 부재의 주연면 상에 잔류하는 토너를 제거하기 위한 세척 수단이 있다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 프로세스 카트리지(15)는 드럼의 형상인 (이후에는, "전자사진 감광 드럼"인) 전자사진 감광 부재(11)와, 대전 부재로서 대전 롤러(12)와, 현상 부재로서 현상 롤러(18) 및 현상 블레이드(26)를 포함하는 현상 장치와, 세척 부재로서 세척 블레이드(14)와, 그리고 상기 부품들이 일체로 배치되는 하우징을 포함한다. 프로세스 카트리지(15)는 (이후에는, "장치 주 조립체"인) 전자사진 화상 형성 장치의 주 조립체(27) 내에 착탈식으로 설치된다.
현상 롤러(18)는 알루미늄, 스테인레스강 등과 같은 금속 재료로 형성된 원통형 부재이고, (도시되지 않은) 비도전성 자기 롤러를 포함한다.
도2에서, 이 프로세스 카트리지(15)는 화상 형성을 위하여 전자사진 화상 형성 장치(C) 내에 설치된다.
시트(S)는 이송 롤러(7)에 의해 장치의 바닥 부분 내에서 시트 카세트(6)의 외부로 급지된다. 이 시트(S)의 이송과 동시에, 감광 드럼(11)은 화상 데이터에 따라서 노광 장치(8)에 의해 노출된다. 그 결과, 정전 잠상은 감광 드럼(11) 상에 형성된다. 그러므로, 토너 저장 용기(16) 내에 저장된 (이후에는, "토너"인) 현상제는 현상 블레이드(26)에 의해 마찰 전기로 대전되고, 이 현상제는 현상 롤러(18)의 주연면 상에 담지된다. 그 다음, 현상 바이어스가 현상 부재로서의 현상 롤러(18)에 인가될 때, 토너는 감광 드럼(11)에 공급된다. 그 결과, (이후에는, "토너 화상"인) 토너로 형성된 화상은 감광 드럼(11) 상에 형성되고, 이는 정전 잠상에 상응한다. 그 다음, 이 토너 화상은 바이어스(전압)를 전사 롤러(9)에 인가함으로써 기록 매체로서의 시트(S) 상에 전사된다. 그리고, 시트(S)는 토너 화상이 정착되는 정착 장치(10)로 이송된다. 다음으로, 시트(S)는 장치의 상부측 상에 구비된 이송부(2) 내로 배출 롤러(1)에 의해 배출된다. 한편, 화상 전사 후 감광 드럼(11) 상에 잔류하는 토너는 세척 부재로서의 세척 블레이드(14)에 의해 제거된다. 제거된 토너는 제거된 토너 이송 부재(115)에 의해 제거된 토너의 저장 통(5)의 후방으로 이동된다. 전술된 감광 드럼의 노출에 앞서 감광 드럼(111)은 대전 부재로서의 대전 롤러에 의해 대전되는 것을 여기에서 유의해야 한다.
(프로세스 카트리지 프레임의 구조)
도3 및 도4는 프로세스 카트리지 프레임의 구조를 도시하는 사시도이다. 도3은 그의 조립 전에 프로세스 카트리지 프레임을 도시하고, 도4는 그 조립 후의 프로세스 카트리지를 도시한다.
프로세스 카트리지(15)는 3개의 부분, 즉 감광 드럼(11), 대전 롤러(12) 및 세척 블레이드(14)를 일체로 지지하는 드럼 프레임으로서의 세척 수단 프레임(13)과, 현상 롤러(18)와 (도3에는 도시되지 않았으나, 도4에서 26으로 표시된) 현상 블레이드를 일체로 지지하는 현상 수단 프레임(17)과, 토너가 저장되는 토너 저장부(16d)가 함께 구비된 토너 저장 프레임(16)을 포함한다. 더욱이, 본 실시예에서 프로세스 카트리지(15)는 프레임(13, 16)을 함께 유지하기 위하여 세척 수단 프레임(13)과 토너 저장 프레임(16)의 종단부에 고정된 한 쌍의 측면 커버(19, 20)를 포함한다. 현상 수단 프레임(17)은 세척 수단 프레임(13)에 의해 지지된다.
세척 수단 프레임(13)에, 세척 블레이드(14)는 작은 나사를 사용하여 고정된다. 대전 롤러(12)는 (도시되지 않은) 베어링에 의해, 종단부에 의해 회전 가능하게 지지된다. 다시 도1을 참조하면, 세척 수단 프레임(13)에서, 세척 블레이드 (14)에 의하여 제거된 토너를 제거된 토너의 통(5) 내에 이송하기 위하여, 제거된 토너의 이송 부재(115)는 회전 가능하게 배치된다. 더욱이, 세척 수단 프레임(13)에서, 감광 드럼(11)은 감광 드럼(11)의 플랜지 부분(즉, 종단부)이 한 쌍의 베어링(22a, 22b)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 토너 저장 프레임(16)은 그 안에 토너를 저장하고 현상 롤러(18) 쪽으로 저장된 토너를 이송하기 위한 (도1의) 한 쌍의 토너 이송 부재(113, 114)를 포함한다. 이들 토너 이송 부재는 토너를 교반하는 기능을 할 수 있다.
현상 수단 프레임(17)에 관한 상세한 설명은 뒤에서 주어질 것이다.
전술된 측면 커버(19, 20)는 프로세스 카트리지(15)의 (감광 드럼(11)의 종방향에 수직인 평면에서의 단면인) 주 단면과 크기에서 정합하기에 충분한 크기이다. 이들은 (감광 드럼(11)의 종방향에 대한 단부인) 프로세스 카트리지(15)의 종단부에서 하나에 대해 하나씩 위치되어 세척 수단 프레임(13) 및 토너 저장 프레임(16) 둘 모두를 덮고 이들에 고정된다. 이러한 배치로, 측면 커버(19, 20)는 세척 수단 프레임(13) 및 토너 저장 프레임(16)을 함께 일체로 유지한다. 측면 커버(19, 20)에 구비되는 구멍(19a, 20a)은 세척 수단 프레임(13) 내의 감광 드럼(11)의 회전축과 각각 정렬된다. 세척 수단 프레임(13)에 구비된 측면 커버(19)(즉, 도면의 전방측에 도시된 측면 커버)의 구멍(13a)에서, 베어링(22a)이 가압 끼워 맞춤 된다. 또한, 축(25)은 세척 수단 프레임(13)에 의해 감광 드럼(11)의 종단부의 하나를 회전 가능하게 지지하기 위하여 측면 커버(19)의 구멍(19a), 베어링(22a) 및 플랜지(11a)의 중심 구멍(11a1)을 통하여 놓여진다. 이러한 배치로, 측면 커버(19)는 베어링(22a)에 의해 정확하게 위치되어 감광 드럼(11)에 대한 측면 커버(19)의 위치 관계의 정확도를 향상시킨다. 더욱이, 측면 커버(19)에 구비되고 그 위치가 측면 커버(19)의 부착 후 감광 드럼(11)으로부터 가능한 멀리 떨어지도록 위치된 위치 부재(19b)는 세척 수단 프레임(13)의 측벽(13c)에 구비된 위치 설정부(13b)와 결합된다. 그 결과, 감광 드럼(11)의 중심 또는 축선에 관하여 측면 커버(19)의 회전 방향에 대한 측면 커버(19)의 위치는고정된다. 그 다음, 측면 커버(19)는 세척 수단 프레임(13)의 측벽(13c)(즉, 종단부에 있는 벽)에 고정된다. 토너 저장 프레임(16)에는 토너 저장 프레임(16)의 측벽(16d)의 하나(즉, 종단부에 있는 벽)로부터 돌출된 한 쌍의 원통형 위치 설정부(16a, 16b)가 토너 저장 프레임(16)의 종방향으로 구비된다. 이들 위치 설정부(16a, 16b)는 측면 커버(19)에 구비된 위치 설정부(19c, 19d)(즉, 구멍)에 각각 끼워져서, 측면 커버(19)에 대해 토너 저장 프레임(16)을 정확히 위치시킨다. 그 다음, 토너 저장 프레임(16) 및 측면 커버(19)는 서로 고정된다. 다른 넓은 커버(20)는 토너 저장 프레임(16) 및 세척 수단 프레임(13)에 유사하게 고정되어, 서로에 대해 정확하게 위치된다. 현상 수단 프레임(17)은 뒤에서 설명될 방법을 사용하여 위치된다. 베어링(22; 22a, 22b)은 장치 주 조립체(27)에 대해 프로세스 카트리지(15)를 위치시키기 위한 부재로 이중 역할을 한다.
(토너 저장 프레임 및 현상 수단 프레임의 결합)
토너 저장 프레임(16)으로부터 현상 롤러(18)로 토너를 공급하기 위하여, 토너 저장 프레임(16) 및 현상 수단 프레임(17)에는 개구(17a, 도1의 16c)가 구비된다. 더욱이, 현상 수단 프레임(17) 및 토너 저장 프레임(16)은 가요성 밀봉 수단으로서의 밀봉 수단(21)이 2개의 프레임 사이에 위치된 상태로 이들의 내부 공간이 개구(17a, 16c)를 통하여 서로 연결되는 방법으로 서로 결합된다. 전술된 바와 같이, 토너 저장 프레임(16)의 위치는 측면 커버(19, 20)에 대해 상대적으로 고정되는 반면, 현상 수단 프레임(17)의 위치는 세척 수단 프레임(13)에 대해 상대적으로 고정된다. 그러므로, 프레임(16, 17)은 2개 프레임의 크기 오차를 수용하도록 이들이 서로에 대해 피봇되는 것을 허용하는 방법으로 서로 부착된다. 프로세스 카트리지(15)의 위치는 장치 주 조립체(27) 내에 설치될 때 감광 드럼(11)을 지지하는 세척 수단 프레임(13)에 의해 장치 주 조립체(27)의 카트리지 설치 공간에 대해 상대적으로 고정된다. 토너 저장 프레임(16)은 토너를 포함할 때의 그 사용의 개시와 비어 있을 때의 그 사용의 종료 사이의 무게에 있어서 사실상 차이가 있다. 그러므로, 가요성 재료가 밀봉 부재(21)용 재료로 사용된다. 이러한 장치로, 비록 토너 저장 프레임(16), 또는 측면 커버(19, 20) 모두 또는 하나에 변형이 발생하더라도, 이러한 변형은 수용될 수 있다.
도18은 전술된 밀봉 부재(21)와 다른 가요성 밀봉 부재가 장착된 프로세스 카트리지의 수직 단면도이다.
가요성 밀봉 부재로서의 밀봉 부재(60)는 (예를 들어, 발포성 우레탄인) 발포성 합성 수지, 경도가 낮은 고무, 실리콘 고무 등과 같은 탄성 재료로 형성된다. 밀봉 부재(60)는 대형 개구(60a)를 갖는 판의 일 단편의 형태이다. 밀봉 부재(60)의 설치 후에, 개구(60a)는 2개의 개구(17a, 16c)와 정렬된다. 개구(60a)의 크기는 개구(17a, 16c)의 것과 거의 동일하다. 밀봉 부재(60)는 서로 대면하는 현상 수단 프레임(17)의 표면 또는 토너 저장 프레임(16)의 표면, 또는 이들 둘 모두에 접착된다. 밀봉 부재(60)는 토너 저장 프레임(16)의 일부에는 접착되지 않는 데, 토너 시일(24)이 밖으로 당겨질 때 이에 대응하는 영역을 통하여 토너 시일(24)이 지나가게 된다.
밀봉 부재(60)의 두께는 프로세스 카트리지(15)의 조립이 완료된 후에 현상수단 프레임(17)의 표면(17g)과 토너 저장 프레임(16)의 표면(16f) 사이의 거리보다 크다.
그러므로, 프로세스 카트리지(15)의 조립이 완료된 후에, 밀봉 부재(60)는 도18에 도시된 바와 같이 상호 대면하는 표면(17g, 16f)에 의해 가압된다.
밀봉 부재(60)의 압축에 의해 발생된 반작용력은 현상 롤러(18)의 이격 롤러(18b)를 감광 드럼(11) 상에 가압 상태로 유지하는 압력으로 작용한다. 따라서, 밀봉 부재(60)가 발생시키는 반작용력은 가능한 작은 것이 좋다.
상술한 구조를 제공함으로써, 토너의 중량에 의해 발생된 부하(load)는 현상 수단 프레임(17)에 의해 지지된 현상 롤러에 가해지지 않고 측면 커버(19, 20)에 가해진다. 따라서, 감광 드럼(11)은 토너의 중량에 의해 발생된 부하를 받지 않으며, 따라서, 토너 저장 프레임(16) 내의 토너의 양이 증가하더라도, 안정적인 화상이 형성된다.
(현상 수단 프레임의 구조)
이하에서는 도3, 도5, 도6 및 도7을 참조해서 현상 수단 프레임의 구조에 대해 설명하기로 한다. 도3은 조립 전 현상 수단 프레임의 상태를 도시하고 있다. 도5, 도6 및 도7은 현상 수단 프레임에 대해 압력을 가하는 현상 수단 프레임의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
현상 수단 프레임(17)에는, 자기 롤러(18a)와 현상 블레이드(26)(도1)와 자기 시일(도시 안됨)을 수용한 현상 롤러(18)가 부착된다. 자기 롤러(18a)는 현상 롤러(18)의 종방향 중심 구멍을 거쳐 넣어지며, 현상 수단 프레임(17)에 의해 각각의 종단부에서 비회전식으로 지지된다. 현상 롤러(18)와 자기 롤러(18a) 사이에는 간극이 유지된다. 현상 롤러(18)는 현상 수단 프레임(17)에 의해 각각의 종단부에서 회전 가능하게 지지된다. 현상 롤러(18)에 전력을 공급하기 위해, 현상 롤러(18) 내에는 전기 접점이 제공된다. 또한, 현상 롤러(18)의 양 종단부에는 감광 드럼(11)의 주연면과 현상 롤러(18) 사이에 소정 거리를 유지하기 위해 링(18b)(이격 링)(도3)이 끼워진다.
현상 수단 프레임(17)에는 구동측 상에, 즉 현상 롤러가 구동되는 현상 롤러(18)의 종단부 중 하나에는 아암부(17c)가 마련된다. 아암부(17c)의 단부에는 구멍(17d)이 마련되며, 구멍의 중심은 피봇 중심으로서 기능한다. 현상 수단 프레임(17)은 감광 드럼(11)과 현상 롤러(18)의 중심축이 서로에 대해 평행하게 유지되는 방식으로 세척 수단 프레임(13)에 의해 피봇식으로 지지된다. 보다 상세하게는, 핀(17d1)이 세척 수단 프레임(13)의 구멍(도시 안됨)과 현상 수단 프레임(17)의 구멍(17d)에 끼워져서, 현상 수단 프레임(17)이 구멍(17d)의 중심 둘레에서 피봇 가능하게 된다. 또한, 상술한 바와 같이, 세척 수단 프레임(13)과 토너 저장 프레임(16)은 서로에 대해 이동할 수 없게 고정된다. 따라서, 현상 수단 프레임(17)은 토너 저장 프레임(16)에 대해 이동 가능하다. 다음으로, 도16을 참조하면, 인장 코일 스프링(36)의 고리부는 종단부에 의해 현상 롤러(18)를 감광 드럼(11)쪽으로 가압된 상태로 유지하는 힘을 제공하기 위해 각각 현상 수단 프레임(17)과 세척 수단 프레임(13)의 스프링 고정 돌기(13d, 17f) 둘레에 끼워진다. 감광 드럼(11)의 종방향에서, 구멍(17d)은 감광 드럼(11)의 구동측 상에 위치된다. 구동측이란 프로세스 카트리지(15)가 장치 주 조립체(27)에 있을 때 구동력을 수용하는 측을 의미한다. 비구동측이란 전자사진 감광 드럼(11)의 종방향에서 구동측에 대향하는 측면을 의미한다.
또한, 현상 수단 프레임(17)의 비구동측에는 나사(17e2)를 사용해서 현상 수단 프레임(17)에 고정되고 현상 롤러(18)의 회전축 방향으로 돌출한 돌출 부재(17e)가 마련된다. 돌출 부재(17e)는 감광 드럼(11)과 현상 롤러(18e)의 회전축을 서로 평행하게 유지하면서 이것을 감광 드럼(11)쪽으로 가압 유지하는 압력을 받는다. 세척 수단 프레임(13)과 토너 저장 프레임(16)의 종단부는, 비구동측 상에서, 나사(100)를 사용해서 부착된 측면 커버(19)로 덮힌다.
세척 수단 프레임(13)과 토너 저장 프레임(16)의 종단부는 다른 측면 상에서 또는 구동측 상에서, 나사(100)(도3)에 의해 부착된 측면 커버(20)로 덮힌다.
역으로, 세척 수단 프레임(13)과 토너 저장 프레임(16)은 측면 커버(19, 20)에 고정된다. 또한, 현상 수단 프레임(17)의 종단부가 세척 수단 프레임(13)에 의해 지지되고 다른 것은 측면 커버(19)에 의해 지지된 상태에서, 현상 수단 프레임(17)은 세척 수단 프레임(13)과 토너 저장 프레임(16)에 대해 이동 가능하다.
(현상 롤러 가압 시스템)
돌출 부재(17e)의 단부(17e1)는 측면 커버(19)에 마련된 안내부로서의 홈(19e)으로 삽입된다. 홈(19e)은 감광 드럼(11)의 회전축 방향으로 연장되어서 돌출 부재(17e)가 감광 드럼(11)의 회전축 방향으로 이동하도록 한다. 홈(19e)에서, 탄성 부재로서의 압축 코일 스프링(23b)과, 홈(19e)의 종방향으로 활주 가능한 가압 부재로서의 활주편(23a)은 압력이 활주편(23a)을 거쳐 돌출 부재(17e)에 인가되도록 배치된다.
또한, 홈(19e)은 현상 롤러(18)(현상 수단 프레임(17))가 이동하게 된 방향을 조절하기 위한 위치 설정 부재로서 기능한다. 즉, 돌출 부재(17e)의 이동 방향이 홈(19e)의 내면에 의해 조절되기 때문에, 현상 롤러(18)는 이 홈(19e)의 종방향에 평행한 방향으로만 변위되도록 된다.
프로세스 카트리지(15)는 장치 주 조립체(27)로부터의 구동력을 수용하기 때문에, 힘은 각각 감광 드럼(11)과 현상 롤러(18)의 종단부에 부착된 기어(105b, 107b)(도9)에 구멍(17e)의 중심축에 평행한 방향으로 가해져서 기어(105b, 107b)를 이동시켜서 서로 결합한다(기어(105b, 107b)를 서로 분리시키는 방향으로 힘이 가해지지는 않는다). 즉, 기어(105b, 107b)는 기어(105b, 107b) 사이의 작용 횡단선이 구멍(17d)에 근접해서 연장하도록 배치된다. 또한, 구멍(17d)의 중심선과 감광 드럼(11)의 회전축은 작용 횡단선에 대해 동일 측면 상에 배치된다. 또한, 현상 롤러(18)는 상술한 압축 코일 스프링(23b)으로부터의 힘을 받아서, 감광 드럼(11)쪽으로 가압되어 유지된다.
본 발명의 상술한 설명은 다음과 같이 요약될 수 있다.
화상 형성 장치의 주 조립체(27)에 착탈식으로 설치 가능한 프로세스 카트리지(15)는, 전자사진 감광 드럼(11)과, 전자사진 감광 드럼(11) 상에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위한 현상 부재로서의 현상 롤러(18)와, 전자사진 감광 드럼(11)을 지지하기 위한 프레임으로서의 세척 수단 프레임(13)과, 현상 롤러(18)를 지지하기 위한 현상 수단 프레임(17)을 포함한다. 현상 수단 프레임(17)에는 현상 롤러(18)의 종단부 중 하나에 부착되고 현상 롤러(18)의 종방향으로 돌출한 돌출 부재(17e)가 마련된다. 돌출 부재(17e)는 홈(19e) 내에서 세척 수단 프레임(13)쪽으로 또는 이로부터 멀어지게 이동할 수 있게 된 안내부로서의 홈(19e)에 끼워진다. 현상 수단 프레임(17)은 현상 롤러(18)의 다른 종단부에서 세척 수단 프레임(13)과 피봇식으로 결합한다. 그 회전축에 수직하게 이동될 수 있는 현상 롤러(18)는 현상 수단 프레임(17)에 의해 지지된다. 프로세스 카트리지(15)는 또한, 돌출 부재(17e)가 그 중심축에 수직한 방향으로 홈(19e)에서 이동할 수 있도록 하면서 세척 수단 프레임(13)쪽으로 돌출 부재(17e)를 압박된 상태로 유지하도록 하는 압력을 발생시키기 위한 탄성 부재로서의 압축 코일 스프링(23b)을 포함한다.
안내 부재로서의 홈(19e)에는 리세스(19e1)가 마련되며, 여기에는 돌출 부재(17e)의 단부(17e1)가 끼워진다. 리세스(19e1) 내에는, 돌출 부재(17e)가 코일 스프링(23b)의 탄성력에 의해 세척 수단 프레임(13)쪽으로 가압되어 유지되도록 하는 방식으로 탄성 부재로서의 코일 스프링(23b)이 끼워진다. 이런 배열에 의해, 현상 롤러(18)는 현상 롤러(18b)와 전사 사진 감광 드럼(11)의 주연면 사이에 한 쌍의 이격 롤러(18b)를 개재한 상태로 전사 사진 감광 드럼(11) 상에 가압된다. 이격 롤러는 현상 롤러의 종단부 둘레에 하나씩 끼워진다.
코일 스프링(23b)의 단부에, 활주편(23a)이 가압 부재로서 부착된다. 활주편(23a)은 돌출 부재(17e)의 평평한 부분(17e3)에 접촉하고, 코일 스프링(23b)의탄성력에 의해 돌출 부재(17e)들 가압한다. 코일 스프링(23b)은 홈(19e)에 끼워 맞추어지고 홈(19e)내에 활주하도록 허용된다.
돌출 부재(17e)는 그 축선이 현상 롤러(18)의 회전축과 정렬하도록 배치된다.
현상 수단 프레임(17)은, 핀(17d1)이 현상 수단 프레임(17)과 세척 수단 프레임(18)을 통해 끼워 맞춰진 채 현상 수단 프레임(17)에 의해 회전 가능하게 지지된 현상 롤러(18)의 회전축으로부터 이격된 위치에서, 현상 롤러(18)의 타측의 종단부에 의해, 세척 수단 프레임(13)으로 회전 가능하게 지지된다.
더욱이, 현상 롤러(18)의 타측의 종단부에서, 인장 스프링(36)은, 인장 스프링(36)의 일단부가 현상 수단 프레임(17)에 부착되고 타단부가 세척 수단 프레임(13)에 부착된 채, 현상 수단 프레임(17)과 세척 수단 프레임(13)의 사이에서 신장된다.
홈(19e)은, 세척 수단 프레임(13)과 현상 수단 프레임(17)의 각 종단부에서, 이들 종단부에 제1 측부 커버로서 부착된 측부 커버(19)의 내향 대면하는 표면에 제공된다.
토너 저장 프레임(16)과 현상 수단 프레임(17)은 토너가 토너 저장 프레임(16)의 개구(16c)와 현상 수단 프레임(17)의 개구(17a)의 사이의 연결부로부터 누설하지 않도록 결합된다. 한편, 현상 수단 프레임(17)과 토너 저장 프레임(16)은 서로에 대해 피봇 가능하도록 요구된다. 따라서, 본 실시예에서, 그 크기가 양쪽의 개구부의 이동 영역의 크기와 정합하는 밀봉 부재(21)는 토너 저장프레임(16)의 개구부와 현상 수단 프레임(17)의 개구부의 사이에 위치하여 토너 누설을 방지한다. 밀봉 부재(21)는, 밀봉 부재(21)의 개구가 개구(16c, 17a)와 정렬한 채 2개의 개구부들 사이에서 꼭 끼워진다. 밀봉 부재(21)는 현상 수단 프레임(17)의 이동을 방해하는 힘을 발생하지 않도록 형상을 가지도록 소망되는데, 상세하게는, 적어도 하나의 절첩부이 제공되거나 벨로우즈(bellow) 형상을 갖는다. 개구(16c 또는 17a)를 둘러싸는 표면에는 개구를 둘러싼 홈이 제공될 수 있고, 여기에 2개의 프레임들간의 간극이 변할 수 있게 허용하면서 O-링은 토너 저장 프레임(16)과 현상 수단 프레임(17)의 사이의 연결부를 밀봉하도록 끼워 맞춰진다.
본 실시예에서, 밀봉 부재(21)는 엘라스토머로 이루어지고, 2개의 절첩부(도시 생략)를 구비하여 밀봉 부재(21)의 전체 탄성력을 감소시킨다. 그러나, 밀봉 부재(21)를 위한 재료는 엘라스토머에 한정될 필요가 없다. 이는 예를 들어 발포성 우레탄, 낮은 경도를 갖는 고무, 실리콘 고무 등과 같은 탄력성이 우수한 임의의 재료일 수 있다. 밀봉 부재(21)에 사용되는 재료는 반작용력이 작을 경우, 절첩부들, 즉 벨로우즈의 형상으로 된 밀봉 부재(21)의 형상의 제공으로 얻어진 것과 동일한 효과는 이러한 제공 또는 형상에 관계없이 얻어질 수 있다.
(구동 시스템)
도9는 본 실시예에서 구동열(drive train)을 도시한 다이아그램이다.
화살표 X는 프로세스 카트리지(15)가 장치 주조립체(27)로 장착되는 방향을 나타낸다.
장치 주조립체(27)에 제공된 구동원(101, 102)(예를 들어, 전기 모터)은 결합부(103, 104)에 연결된다. 프로세스 카트리지(15)가 장치 주조립체(27)로 장착될 때, 결합부(103, 104)들은 프로세스 카트리지(15)에 마련된 결합부(105a, 16a)에 결합된다. 결합부(105a, 106a)는 입력 기어(105b, 106b)와 각각 회전한다. 결합부(106a)는 베어링(116c)에 의해 지지된다. 결합부(105a)는 기어(105b)와 일체이거나 기어 플랜지(105)의 일체형 부품이다. 기어 플랜지(105)는 베어링(116b)에 의해 지지된다.
다음에 프로세스 카트리지의 구동 시스템을 설명하기로 한다.
감광 드럼(11)의 일측 종단부에 기어 플랜지(105)가 고정된다. 현상 롤러(18)의 일측 종단부에 기어 플랜지(107)가 고정된다. 기어 플랜지(105)는 기어(105b)와 일체로 형성된다. 유사하게, 기어 플랜지(107)는 기어(107b)와 일체로 형성된다. 감광 드럼(11)의 타측 종단부에 베어링 플랜지(119)가 고정되고, 현상 롤러(18)의 타측 종단부에 베어링 플랜지(120)가 고정된다. 감광 드럼(11)과 현상 롤러(118)는 자체적으로 하나의 유닛이다. 기어(105b)는 슬리이브 기어(107b)와 맞물린다.
결합부(103)가 장치 주조립체(27)에 제공된 구동력원(101)으로부터 구동력에 회전될 때, 감광 드럼(11)과 현상 롤러(18)가 회전한다. 감광 드럼 유닛은 베어링(116b, 117b)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 현상 롤러(18)는 현상 수단 프레임(17)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 더욱이, 현상 롤러(18)는 감광 드럼(11)의 주연면으로부터 상술한 이격 롤러(18b)에 의해 제공된 최적의 간극을 유지하면서 회전된다. 베어링(116b, 117b)은 자체에 세척 수단 프레임(13)에 제공된 구멍들이거나, (도3에 도시된 것처럼) 베어링(2)은 세척 수단 프레임(13)에 고정된다. 베어링(116b, 117b)에서, 플랜지(105, 109)의 저어널부(105c, 119b)는 각각 끼워 맞춰진다.
다음에 토너 이송 부재(113, 114)의 구동에 대해 설명하기로 한다.
토너 이송 부재(114)로 구동력이 입력 기어(106b)로부터 전달된다. 토너 이송 부재(114)는 기어(106b)의 축에 직접 연결된다. 구동력은 입력 기어(106b)와 맞물린 아이들러 기어(108)와, 이에 맞물린 토너 이송 기어(109)를 통해 토너 이송 부재(113)로 전달된다. 아이들러 기어(108)는 축(108a)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 따라서, 입력 기어(106b)가 회전할 때, 토너 이송 기어 부재(113, 114)는 그들의 저어널부가 베어링(116b, 116e) 및 베어링(117c, 117d)에 의해 회전 가능하게 지지되기 때문에 입력 기어(106b)의 회전에 따른다.
더욱이, 제거된 토너를 수집하기 위해 세척 수단 프레임(13)에 제공된 제거된 토너 통(5)에서, 감광 드럼(11)으로부터 제거된 토너를 이송하기 위한 깃털 형상의 토너 이송 부재(115)가 배치된다. 이러한 제거 토너 이송 부재(115)는 베어링(116a, 117a)의 사용으로 세척 수단 프레임(13)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 토너 이송 부재(115)의 일측 종단부에, 입력 기어(112)가 고정된다. 이 기어(112)는 아이들러 기어(111a, 111b, 111c)를 통해 출력 기어(110)와 간접적으로 맞물린다.
토너 이송 부재(114)의 타측 종단부(비 피구동측)에 출력 기어(110)가 고정된다. 아이들러 기어(11a, 11b, 11c)가 축부에 의해 베어링부(117e, 117f, 117g)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 따라서, 토너 이송 부재(114)가 회전될 때, 제거 토너 이송 부재(115)는 토너 이송 부재(114)의 회전에 따른다. 다시 말하면, 기어(106b)에 의해 수용된 구동력은 토너 이송 부재(114)를 통해 토너 이송 부재의 타측 종단부에 전달된다. 다음에, 타측 종단부(비피구동측)에서 기어(111a, 111b, 111c, 112)를 통해 이송 부재(115)로 전달된다. 구동 시스템의 요소들의 상기 위치 배열은 구동력이 구동 시스템을 통해 피구동 및 비피구동측의 양측에 효과적으로 전달되는 것을 보장한다.
상술한 바와 같이, 프로세스 카트리지(15)의 전체를 통한 구동력의 전달은 감광 드럼(11)과 현상 롤러(18)에 구동력을 전달하기 위한 구동 시스템과 토너 이송 부재 및 제거 토너 이송 부재로 구동력을 전달하는 또 다른 구동 시스템으로 분리하여 분배되고, 구동력은 구동력원(101, 102)으로부터 각각 전달된다.
상술한 구조적 배열 이외에, 구동력이 토너 이송 부재(114)의 출력부로부터 제거 토너 이송 부재(115)로 전달되는 것에 의하면, 다음과 같은 배열을 고려할 수 있다: (1) 제거 토너 이송 부재(115)는 유사한 구조의 제공으로 토너 이송 부재(113)에 의해 구동력을 전달함으로서 구동된다; (2) 제거 토너 이송 부재(115)는 기어열을 통해 임의의 입력 기어(106b, 109) 및 아이들러 기어(108)에 의해 구동력을 전달함으로써 구동된다; 또는 (3) 제거 토너 이송 부재(115)는 비피구동측으로 연장하는 아이들러 기어(108)의 축의 단부에 부착된 아이들러 기어에 의해 구동된다.
전술된 실시예는 이하와 같이 요약될 수 있다.
전자사진 화상 형성 장치 주 조립체(27) 내에 제거 가능하게 설치 가능한 프로세스 카트리지(15)는 전자사진 감광 드럼(11)과, 전자사진 감광 드럼(11) 상에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위한 현상 부재로서 현상 롤러(18)와, 정전 잠상을 현상하기 위해 사용된 현상제(t)를 저장하기 위한 현상제 저장부로서 토너 저장부(16d)와, 전방에 현상 롤러(18)가 배치된 토너 저장부(16d) 내에 저장된 토너(t)를 이송하기 위한 현상제 이송 부재로서 토너 이송 부재(113, 114)와, 프로세스 카트리지(15)가 전자사진 감광 부재의 주 조립체(27) 내에 설치될 때 장치 주 조립체(27)로부터 전자사진 감광 드럼(11)을 회전시키기 위한 구동력을 수용하고 수용된 구동력을 전자사진 감광 드럼(11)에 전달하기 위한 제1 구동력 전달 수단으로서 커플링(105a)과 입력 기어(105b)의 연결 수단과, 프로세스 카트리지(15)가 전자사진 화상 형성 장치 주 조립체(27) 내로 설치될 때 장치 주 조립체(27)로부터 토너 이송 부재를 구동시키기 위한 구동력을 수용하고 수용된 구동력을 토너 이송 부재에 전달하기 위한 구동력 전달 수단으로서 커플링(106a)과 입력 기어(106b)의 연결 수단을 포함하고, 커플링(106a) 및 기어(106b)를 구동시키기 위한 구동 시스템과 커플링(105a) 및 기어(106b)를 구동시키기 위한 구동 시스템은 상호 독립적이다.
프로세스 카트리지(15)가 전자사진 감광 드럼(11)의 종방향에 대해 평행인 방향으로 장치 주 조립체(27) 내로 설치되도록 제공되면, 커플링(105a) 및 커플링(106a)이 장치 주 조립체(27)로부터 구동력을 수용하는 위치는 프로세스 카트리지(15)가 장치 주 조립체(27) 내로 설치된 방향에 대한 프로세스 카트리지(15)의 선단부이다.
또한, 프로세스 카트리지(15)는 전자사진 감광 드럼(11)에 남아 있는 현상제를 제거하기 위한 세척 블레이드(114) 및 세척 블레이드(114)에 의해 전자사진 광감 드럼(11)으로부터 제거된 현상제를 이송하기 위한 제거된 현상제 이송 부재로서 제거 토너 이송 부재(115)를 포함한다. 제거 토너 이송 부재(115)는 커플링(106a)이 장치 주 조립체(27)로부터 수용하는 구동력에 의해 회전된다.
커플링(106a)이 주 조립체(27)로부터 수용한 구동력은 토너 이송 부재(114)를 통해 토너 이송 부재(114)의 타측 종단부로 전달되고, 토너 이송 부재(114)의 타측 종단부에서 제거 토너 이송 부재(115)에 전달된다.
토너 이송 부재(114)의 타측 종단부에는 다수의 기어(111a, 111b, 111c, 112)가 배치되고, 토너 이송 부재(114)를 통해 이 측면으로 전달된 구동력은 다수의 기어(111a, 111b, 111c, 112)를 통해 제거 토너 이송 부재(115)로 전달된다.
커플링(105a)이 장치 주 조립체(27)로부터 수용한 구동력은 기어(107b)를 통해 현상 롤러(18)로 전달된다. 이러한 구동력에 의해, 현상 롤러는 회전 구동된다. 또한, 프로세스 카트리지(15)가 장치 주 조립체(27) 내에 설치될 때, 전술된 카트리지 커플링으로서의 커플링(106a)은 구동력을 수용하기 위한 장치 주 조립체(27)의 주 조립체 커플링으로서 커플링(104)과 결합되고, 전술된 카트리지 커플링으로서의 커플링(105a)은 구동력을 수용하기 위한 장치 주 조립체의 주 조립체 커플링으로서 커플링(103)과 결합된다.
장치 주 조립체(27)는 주 조립체의 제1 구동력 전달 부재와 같은커플링(103) 및 주 조립체의 제2 구동력 전달 부재로서의 커플링(104)을 구비한다.
전술된 구조적 배치의 제공에 의해, 화상 형성에 직접 관련된 현상 롤러 및 감광 드럼을 회전 구동시키기 위한 구동 시스템에 직접 전달되는 제거된 토너와 현상용 토너의 이송에 관련된 구동 시스템의 진동 및 회전의 불균일성이 발생되지 않는다. 따라서, 피치의 불균일성, 진동 또는 불선명에서 기인하는 불균일성으로부터 받는 화상 형성을 방지할 수 있다.
특히, 토너 저장 용기의 수용력이 (예를 들어, 약 30,000매의 A4형 표준 복사를 충분히 할 수 있는 양에 상당하는 수용력으로) 증가될 때 토너 이송 부재를 구동시키기 위한 시스템에 적용되는 부하량은 증가한다. 또한, 토너 이송 부재의 수가 세 개, 네 개 등으로 증가될 때 구동력 전달에서 기인하는 불균일성이 더 쉽게 발생될 수 있는 가능성이 있다. 따라서, 전술된 바와 같은 구동 시스템 구조에서 구동 시스템이 다수의 하부 시스템으로 나뉘어지는 것이 양호하다.
또한, 토너 저장 용기의 수용력 증가로 인해, 제거 토너 이송 부재에 적용되는 부하도 증가된다. 또한, 다수의 하부 시스템으로 나뉘어진 구동 시스템은 세척 수단이 실질적으로 제거된 토너로 충전됨으로써 양호하다.
또한, 제거 토너 이송 부재를 구동시키기 위한 구동력 입력 시스템 및 현상 토너를 구동시키기 위한 구동력 입력 시스템은 장치 주 조립체와 프로세스 카트리지를 연결하기 위한 커플링의 구조를 단순화하며, 기어 등의 배치를 더 용이하게 하고 공간 절약의 관점에서 장점을 제공하는 단일 유닛으로 일체화된다.
종래에는, 토너 이송 시스템 및 토너 교반 시스템은 현상 롤러의 기어와 토너 이송 시스템 및 토너 교반 시스템의 기어가 직접 맞물림으로써 구동된다. 그러나, 본 실시예에서, 양쪽 기어들 사이의 이러한 직접적인 결합은 발생되지 않는다. 따라서, 토너 저장 용기의 수용력의 부하가 증가됨으로써 토너 이송 시스템 및 토너 교반 시스템에 적용되는 부하가 증가되더라도 현상 롤러(18) 구동용 기어(105b, 107b)의 강도가 증가되는 것은 불필요하다. 따라서, 구동력 전달용 저 모듈 기어가 사용될 수 있다. 이러한 배치로, 드럼 기어(105a)와 슬리브 기어(107a)가 서로 결합됨으로써 발생되는 피치의 불균일성으로 인해 나타나는 전술된 불균일성을 받는 화상이 발생되지 않는다.
또한, 본 실시예에서 세척 수단 프레임 및 토너 저장 프레임은 측면 커버에 의해 서로에 대해 일체로 고정된다. 제거 토너 이송 부재 및 현상 토너 이송 부재는 정확하게 연결되고 구동될 수 있다.
또한, 현상 롤러와 같은 현상 부재를 지지하는 현상 수단 프레임은 피벗 지지되어 감광 드럼을 따라 피벗되는 것을 가능하게 한다. 이는 드럼 기어(105b) 및 슬리브 기어(107b)를 구동시킴으로써 서로에 대해 연결시키는 것이 용이하다.
제거 토너 이송 부재(115)를 회전 구동시키는 힘은 토너 이송 부재를 구동시키기 위한 구동 시스템으로부터 전달된다. 감광 드럼이 고속으로 회전될 때 제거된 토너를 보통의 회전 속도에서 계속해서 이송하는 것을 용이하게 한다.
(냉각용 공기 통로 구조)
도8은 감광 드럼을 따라 위치된 기어열의 개략도이다. 도8a는 측면 커버가 제거된 프로세스 카트리지의 측면도이고, 도8b는 측면 커버의 윤곽이 점선에 의해표시된 프로세스 카트리지의 측면도이다. 세척 수단 프레임(13) 내에서, 재생된 제거 토너를 이송하기 위한 이송 부재(115)는 저장기(5) 후방에서 전방에 배치된다. 이송 부재(115)가 감광 드럼(11)으로부터의 구동력을 수용하도록 프로세스 카트리지(115)의 구조가 배치될 때, 회전 속도는 큰 비율로 감소되어야 한다. 그러나, 구동력이 토너 이송 부재(114)로부터 전달되도록 배치될 때는, 큰 비율의 속도 감소는 불필요하다. 따라서, 이는 양호한 회전 속도를 얻는 것을 쉽게 한다. 이러한 경우에, 기어(111b, 111c)는 감광 드럼(11)의 토너 저장 프레임(16) 및 현상 수단 프레임(17)을 관통하는 인접부 내에 배치된다(도8a).
본 실시예에서, 감광 드럼의 인접부 내에서 온도가 상승되는 것을 방지하기 위해 공기 통로(19f)가 감광 드럼의 인접부 내의 측면 커버(16) 내에 고정되는 것이 보장된다(도8b). 특히, 기어(111b, 111c)는 다수의 슬릿(24a, 24b)을 각각 구비하고, 슬릿의 간격 부분은 공기 통로(19b)를 통해 공기를 강제로 배기 또는 흡기하기 위한 다수의 축 방향 유동 베인을 형성한다. 이러한 배치에 의해, 내부를 냉각시키는 공기 통로(19)가 기어(111b, 111c)에 의해 막히는 것이 발생되지 않는다.
다음으로, 도20, 도21, 및 도22를 참조하여 냉각 공기 통로가 설명된다. 도20은 기어(11c)의 사시도이다. 기어(111b)가 헬리컬형 톱니 방향과 헬리컬형 공기 통로 방향으로 기어(111c)에 대향하는 것을 제외하면, 기어(111b)의 구조는 기어(111c)와 동일하다. 따라서, 공기 통로 구조는 예시적으로 기어(111c)를 참조로 설명된다. 기어(111c)의 회전축에 대해 수직인 원통형 평면에서, 도21은 도20에 도시된 기어(111c)의 부분(B-B)의 단면 전개도이고, 도22는 도20에의 평면(A-A)에서 도시된 기어(111c)의 단면도이다.
기어(111c)는 헬리컬 기어이다. 헬리컬 치형을 포함하는 림 부분(11c2)과 연결되는 디스크 부분(111c3)에서, 허브(111c1)는 기어(111c)의 반경방향으로 동일 간격으로 연장되는 다수의 관통 슬릿(24a)을 구비한다. 디스크 부분(111c3)의 표면과 측면 커버(19)의 내향 표면(19h) 사이에는 일정 거리가 제공된다. 따라서, 측면 커버(19)의 공기 통로(19f)와 슬릿(24a)은 공간(29)을 통해 연속된다. 기어(111c)는 감광 드럼(15)의 종방향에 수직인 측면 커버(19)의 내향 표면으로부터 내향으로 연장되는 축(19G)에 의해 회전 지지되고, 축(19G)은 허브(111c1)의 중심 구멍을 통과하게 된다. 축(19G)의 단부는 기어(111c)가 축방향으로 이동하는 것을 방지하도록 (도시되지 않은) 리테이너 링에 끼워맞춰진다. 림 부분(111c2)의 외향 표면(111c4)은 측면 커버(19)의 내향 표면(19h)에 매우 근접해 있다. 측면 커버(19)의 내향 표면(19h)과 림 부분의 외향 표면(111c4)은 그들 사이에 가능한 한 적은 양의 공기 유동을 만들도록 요구된다. 따라서, 그 면들은 그들 사이의 간극이 미로를 형성하도록 복잡하게 형성될 수 있다.
기어(111c)의 반경방향으로의 각각의 슬릿(24a)의 길이 및 위치는 공기 통로(19f)의 길이 및 위치와 상응한다.
도21을 참조하면, 두 개의 인접 슬릿(24a)들 사이의 간격은 헬리컬 날개(24g)에 의해 점유되고, 두 개의 인접 슬릿(24a)은 헬리컬 날개에 의해 분리된다. 슬릿(24a)은 기어(111c)가 공기를 이동시키는 데 있어서 공기 역학적으로 효과적으로 되도록 축방향 유동 팬의 두 개의 인접 날개들 사이의 간격 공간과 같이형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 기어(111c)는 회전 속도가 상대적으로 느리고, 따라서 기어(111c)의 날개는 단순히 비스듬하게 될 수 있다. 이러한 슬릿(24a)을 제공함으로써, 기어(111c)의 디스크 부분(111c3), 즉 기어(111c)의 반경방향으로의 림(111c2)의 내부 측면 상의 기어(111c)의 부분은 임펠러를 구성한다.
도20 및 도21을 참조하면, 기어(111c)가 화살표(24c)에 의해 지시된 방향으로 회전할 때, 공기는 화살표(24d)에 의해 지시된 바와 같이 축방향으로 유동하게 된다. 그후, 공기는 공간(29)을 거쳐 공기 통로(19f)를 향해 이동하고, 측면 커버(19)의 공기 통로(19f)를 거쳐 프로세스 카트리지(15)의 외부로 배출된다.
도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 냉각 공기 통로는 모든 슬릿(24a)으로부터의 공기 유동이 공간(29)을 통해 동시에 유동될 수 있도록 구성된다. 따라서, 모든 날개(24d)는 공기 유동 발생에 도움을 주게 된다.
날개(24g)의 표면(24f)의 방향이 역전되면, 공기 유동 방향은 기어(111c)의 회전 방향이 동일하게 유지되더라도 역전된다. 따라서, 표면(24f)의 방향은 구성 요소들의 위치 배치 및 냉각 공기 통로의 일반적 형태를 고려하여 냉각 효율 면에서 유익하도록 결정되어야 한다.
헬리컬 기어(111c)의 치형(24e)의 비틀림각은 날개(24g) 표면(24f)의 비틀림각에 평행하게 된다. 이러한 배치로 인해, 치형(24e) 및 날개(24g)는 기어(111c)의 축방향으로의 공기 유동의 측면에서 동일하게 된다. 또한, 그러한 배치는 기어(111c)가 수지로 성형되는 경우에 모드 형성의 측면에서 유익하다.기어(111c)의 치형(24e) 및 날개(24g)가 기어(111c)의 축방향에 대해 공기를 보내는 방향에 대해 동일하도록 구성되는 경우에, 공기를 통과시키기 위한 간극은 림(111c2)의 외향 표면과 측면 커버(19)의 내향 표면 사이에 제공된다. 또한, 기어(111c)가 그 대응부와 결합하는 부분을 제외하고는 기어(111c)의 주연 표면을 따르는 커버는 공기 송풍기의 케이싱과 같은 기능을 하는 부재로서 제공된다.
전술된 바와 같이, 화상 형성 작업 중에, 기어(111b, 111c)가 회전하여, 프로세스 카트리지(15)의 내부 공간이 통기된다. 또한, 고정 장치 등에 의해 발생된 열이 제거된다. 또한, 장치 주 조립체(27)는 장치 주 조립체(27)가 그를 통해 본래 통기되는 통기 구멍, 또는 (도시되지 않은) 팬과 같은 통기 수단 등을 구비한다.
(프로세스 카트리지의 다른 실시예)
도10, 도11 및 도21을 참조하여, 선행 실시예와는 상이한 본 발명에 따른 프로세스 카트리지에 대해 설명하기로 한다.
도11 및 도12는 본 발명에 따른 프로세스 카트리지의 실시예들 중 하나의 개략도이고, 위로부터 본 카트리지의 구조를 도시한 것이다.
도11을 참조하면, 토너 저장부를 갖춘 토너 저장 프레임(116)은 측면 커버(119a, 119b)에 대해 정확히 배치되고, 측면 커버(119, 119a, 119b)의 핀(119c)을 토너 저장 프레임(116)의 구멍이나 대응 위치 설정 보스(116a) 내에 끼워맞춤으로써 그에 고정된다. 세척 수단 프레임(113)은 측면 커버(119a, 119b)에 대해 정확히 배치되고, 위치 설정 보스(113b)를 측면 커버(119a, 119b)의 위치 설정 핀(119d)에 결합함으로써 그에 고정된다. 따라서, 세척 수단 프레임(113)과 토너 저장 프레임(116)은 서로 일체로 고정된다.
도10을 참조하면, 현상 장치(D)의 현상 수단 프레임(117)은 세척 수단 프레임(113)의 구멍(113a) 내에 삽입되는 핀에 의해 지지되고, 현상 롤러(118)와 현상 블레이드(112)를 유지하면서 구멍(113a)의 중심 주위로 피벗되게 된다. 세척 수단 프레임(113)의 스프링 고정 돌기(113c)와 현상 수단 프레임(117)의 스프링 고정 돌기(117f) 사이에 인장 코일 스프링(112)이 도13에 도시된 바와 같이 신장되어 있다. 인장 코일 스프링(122)의 탄성도로 인해, 이격 링(118b)은 화상 형성 구역 외부의 감광 드럼(11) 상에서 압축된다. 이격 링(18b)은 현상 롤러(118)의 종단부에 마련되고, 현상 간극과 동등한 값(약 300 ㎛)만큼 현상 롤러(118) 보다 반경이 더 크다.
이러한 배치로서, 현상 수단 프레임(117)과 토너 저장 프레임(116) 사이에 간극이 제공된다. 또한, 토너 저장 프레임(116)은 프로세스 카트리지가 장치 주 조립체 내에 있을 때 그 기부벽이 거의 수평이 되도록 구성된다.
이러한 실시예에서, 화상 장치(D)와 토너 저장 프레임(116) 사이의 간극은 밀봉된다. 더 구체적으로, 토너를 통과할 수 있게 하는 각각의 화상 장치(D)와 토너 저장 프레임(116)의 개구(117b, 116c)는 벨로우즈와 같이 형성된 밀봉 부재로서의 가요성 부재(120)에 의해 연결된다. 가요성 밀봉부로서의 가요성 부재(120)는 각각의 연결부(120a, 120b)에 의해 프레임(116, 117)에 용접되거나 접착된다.
가요성 부재(120)는 토너가 프레임(116)의 개구(116c)와 프레임(117)의개구(117b) 사이를 통과하는 동안 단지 토너가 누설되는 것을 방지하도록 연결되어야 한다. 따라서, 프레임(116, 117)은 개구(116c, 117b)를 각각 둘러싸는 수형 및 암형 커플러를 갖게 될 수 있고, 그들 사이의 연결부는 커플러가 프레임(116, 117)의 변위를 서로 흡수할 수 있게 된다면 밀봉 부재로 밀봉되게 된다.
도14를 참조하면, 가요성 부재(120)는 개구(117b, 116c)를 둘러싸는 벨트와 같이 성형된다.
서로 대면하는 각각의 프레임(116, 117)의 표면(116d, 117c)은 서로 거의 평행한 편평 표면들이다. 그 표면들은 개구(116c, 117b)를 각각 둘러싼다. 가요성 부재(120)의 연결부(120a)는 표면(116d)에 고정되고, 가요성 부재(120)의 연결부(120b)는 표면(117c)에 고정된다. 이러한 연결부(120a, 120b)를 표면(116d, 117c)에 고정하는 데 이용되는 방법은 열 용접 또는 아교 접착이다. 또한 (도시되지 않은) 고정 부재, 예를 들어 마모판을 이용하여 연결부(120a, 120b)를 고정하고, 그 고정 부재를 표면(116d, 117c)에 나사 결합하는 것이 가능하다.
가요성 부재(120)는 표면(120a, 120b)에 수직인 단면 형태의 측면에서 균일하다. 더 구체적으로, 도10 및 도15를 참조하면, 단면에 있어서 가요성 부재(120)의 L자형 외향 외피 부분(120c)과 L자형 내향 외피 부분(120d)은 지그재그 부분에 의해 연결된다. 또한, 내향 외피 부분(120d)과 외향 외피 부분(120c)은 개구(116c, 117b)의 평면에 평행한 방향으로 서로 중첩된다. 즉, 가요성 부재(120)는 두 개의 절첩부(k)를 갖는다. 이러한 구조적 배치로 인해, 상호 대향하는 표면(116d, 117c)들 간의 간격이 가변되거나, 표면(116d, 117c)이 그 평면에평행한 방향으로 서로 이동되거나, 또는 표면(116d, 117c)이 서로 평행하지 않거나 선행 변위가 조합하여 발생하더라도, 가요성 부재(120)는 벨로우즈와 같이 굽혀져서, 개구(116c, 117d)들 사이의 통로를 밀봉 유지하도록 변위를 흡수하게 된다. 또한, 가요성 부재(120)는 벨로우즈 형태이기 때문에, 하나 또는 다수의 전술된 변위가 생길 때 발생하는 저항이 매우 작다. 따라서, 가요성 부재(120)는 인장 코일 스프링(122)에 의해 이격 링(118b)과 감광 드럼(111) 사이에 발생된 접촉 압력에 영향을 주지 않는다.
또한, 프레임(116)이 토너로 충전될 때, 프레임(116) 내의 토너 중량으로 인해 측면 커버(119)를 변형시켜서, 그 결과 상호 대향하는 표면(116d, 117c)들이 서로에 대해 이동할 가능성이 있게 된다. 가요성 부재(120)는 이러한 상황을 처리할 수 있다. 이러한 유형의 변형은 프레임(116) 내부의 토너의 양이 감소함에 따라 변화한다. 그 결과, 대향 표면(116d, 117c)들 사이의 위치 관계가 또한 변화된다. 그러나, 이러한 변위는 가요성 부재(120)에 의해 또한 처리될 수 있다.
장치 주 조립체(27)의 전방 및 후방 벽에는 (도시되지 않은) 안내부가 제공된다.
한편, 프로세스 카트리지(115)는 한 쌍의 축과 같은 (도시되지 않은) 원통형 돌출부를 구비하고, 이들은 측면 커버(119)의 구멍(119e, 119f)을 통해서 세척 수단 프레임(113)으로부터 외측으로 각각 돌출하고, 그 축선은 감광 드럼(111)의 회전축과 정렬된다. 프로세스 카트리지(115)가 장치 주 조립체(27)에 설치될 때, 장치 주 조립체(27)에 대한 프로세스 카트리지(15)의 위치는 이들 원통형 돌출부들이장치 주 조립체(27)의 (도시되지 않은) 위치 설정 부분과 맞물리면서 고정된다. 프레임(116)이 비교적 크기 때문에, 감광 드럼(111)의 중심에서 프레임(116)의 무게 중심까지의 거리는 상대적으로 크고, 대량의 모멘트가 감광 드럼(111)의 회전축과 접촉하는 프로세스 카트리지(115)를 회전시키는 방향으로 발생한다. 그 결과, 도10의 화살표 A로 지시된 프로세스 카트리지(115)의 위치는 프로세스 카트리지(115)의 위치를 유지하도록 고정하면서 장치 주 조립체(27)와 접촉한 상태로 남는다.
상기 설명에 대해, 가요성 부재(120)를 위한 재료는 프레임(113, 116)에 사용되는 재료와 성질면에서 유사한 중합체가 바람직하다. 이 실시예에서, 스틸렌 수지가 프레임 재료로서 사용되고, 스틸렌 중합체는 가요성 부재(120)를 위한 재료로서 사용된다. 이러한 조합은 결합이라는 관점에서 훌륭하다. 고무, 우레탄, 실리콘 고무 등과 같은 다른 재료들이 가요성 부재(120)를 위한 재료로서 또한 사용될 수도 있다. 가요성 부재(120)를 부착시키기 위한 수단의 경우, 접착 또는 이중-형상 접착 테이프가 사용될 수도 있다. 이들 접착 수단 대신에, 기계적 접착 수단이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 가요성 부재(120)는 클래스프 부재에 의해 조여질 수도 있다. 연결 수단들 양자 모두를 조합하여 사용할 수도 있다는 것은 명백히 알 수 있다.
가요성 부재의 성형 방법의 경우, 사출 성형 또는 압출 성형이 사용될 수도 있다. 또한, 시트 형태의 재료가 열 가압될 수도 있다.
가요성 부재(120)의 반응력을 최소화하기 위해, 그 방향은 시트(S)의 이송방향에 대체로 평행한 방향이고, 도10에 도시된 바와 같이, 절첩부(k, k)들 사이의 부분, 절첩부(k)와 연결부(120a) 사이의 부분 및 절첩부(k)와 연결부(120b) 사이의 부분이 시트 이송 방향에 평행한 방향이 되도록 구성된다. 그러나, 가요성 부재(120)는 전술된 부분들이 시트 이송 방향과 수직이 되도록 구부려 질 수도 있다.
또한, 가요성 부재(120)의 절첩부 폭(W) 또는 대향하는 두 개의 절첩부들 사이의 거리는 가요성 부재의 가요성을 잃지 않는 범위 내에서 프레임(117, 116)이 서로에 대해 이동하는 것을 허용하도록 결정된다. 개구(116c)를 향하는 가요성 부재(120)의 개구는 개구(116c)보다 수평 및 수직의 모든 면에서 크고, 개구(117b)보다 수평과 수직 양자 모든 면에서 작다.
도17은 단지 단일 절첩부(k)를 갖는 가요성 부재(120)의 일 예를 도시하고 있다. 가요성 부재(120)에 단지 하나의 절첩부(k) 만이 제공되고 있지만, 연결부(120b)로부터 절첩부(k)까지의 폭(W)이 허용하는 한 서로에 대한 프레임(116, 117)의 변위를 처리할 수 있다.
본 발명의 실시예의 전술한 설명에서, 가요성 부재(120)의 벨로우즈 부분은 수직 단면도를 참조하여 설명되었다. 그러나, 수평 단면도로 도시될 때, 절첩부(k)가 돌출되는 방향은 수직 단면도에서 돌출되는 방향과 대향된다. 예를 들어, 도16에서 내측으로 돌출된 절첩부는 수평 단면도에서 볼 때 외측으로 돌출된다.
본 발명의 상술한 실시예는 다음과 같이 요약될 수 있다.
프로세스 카트리지(15, 115)는 전자사진 화상 형성 장치의 주 조립체(27)에 제거 가능하게 설치될 수 있고 이는 전자사진 감광 드럼(11, 111)과, 전자사진 감광 드럼(11, 111) 상에 형성된 정전 잠상을 현상하는 현상 부재로서의 현상 롤러(18, 118)와, 현상 롤러(18, 118)를 이용하여 정전 잠상을 현상하기 위해 이용되는 현상제를 저장하는 현상제 저장부로서의 토너 저장부(16a, 116a)가 제공되는 토너 저장 프레임(16, 116)과, 전자사진 감광 드럼(11, 111)을 지지하는 드럼 프레임으로서의 세척 수단 프레임(13, 113)과, 현상 롤러(18, 118)를 지지하고 토너 저장 프레임(16, 116)에 회동 가능하게 부착된 현상 수단 프레임(17, 117)과, 세척 수단 프레임(13, 113)의 종단부 및 현상 수단 프레임(17, 117)의 각각에서 세척 수단 프레임(13, 113) 및 현상 수단 프레임(17, 117)을 함께 유지하는 제1 단부 커버로서의 측면 커버(19, 119a)와, 세척 수단 프레임(13, 113)의 타측 종단부 및 현상 수단 프레임(17, 117)의 각각에서, 세척 수단 프레임(13, 113) 및 현상 수단 프레임(17, 117)을 함께 유지하는 제2 단부 커버로서의 측면 커버(20, 119b)를 포함한다.
현상 수단 프레임(17, 117)과 토너 저장 프레임(16, 116)은 밀봉 부재(21) 내지 밀봉 부재(60) 또는 가요성 부재(120)의 상호 위치로 서로 연결되고, 가요성 밀봉 부재는 현상 수단 프레임(17, 117) 및 토너 저장 프레임(16, 116)에 부착된다.
밀봉 부재(60)는 중공 부재이고 관통 구멍(60a)을 갖는다. 관통 구멍(60a)의 일단부는 토너 저장 프레임(16)에 제공되는 공급 출구로서의 개구(16c)를 향하고 있고, 관통 구멍(60a)의 타단부는 현상 수단 프레임(17)에 제공되는 공급 입구로서의 개구(17a)를 향하고 있다. 개구(16c)는 토너 저장부(16a)에 저장된 현상제(t)가 현상 롤러(18)를 향해 이송되는 개구이다. 개구(17a)는 현상제(t)가 개구(16c)를 통과한 후에 통과하는 현상 수단 프레임(17)에 수용되는 개구이다. 밀봉 부재(60)의 경우에, 관통 구멍(60a)의 일단부는 구멍(60a)의 개구를 둘러싸는 표면에 의해 토너 저장 프레임(16)에 부착되고, 관통 구멍(60a)의 타단부는 구멍(60a)의 개구를 둘러싸는 표면에 의해 현상 수단 프레임(17)에 부착된다.
밀봉 부재(21)와 가요성 부재(120)는 이들을 현상 수단 프레임(17, 117)에 각각 부착시키는 표면과 토너 저장 프레임(16, 116)에 각각 부착시키는 표면 사이에 적어도 하나의 절첩부(k)를 갖는다. 밀봉 부재(21)와 가요성 부재(120)는 벨로우즈의 형태이고, 그 일단부는 토너 저장 프레임(16, 116)에 각각 부착되고, 타단부는 현상 수단 프레임(17, 117)에 각각 부착된다.
가요성 밀봉 부재(21, 60)는 탄성 재료, 시트, 또는 막으로 형성된다.
밀봉 부재(21, 60)를 위한 재료 및 가요성 부재(120)를 위한 재료는 우레탄, 에스테르 수지, 또는 폴리우레탄 수지로 형성된다.
측면 커버(19)는 핸들(29)을 구비하고, 이는 프로세스 카트리지(15, 115)가 장치 주 조립체에 설치 또는 제거될 때 작업자에 의해서 파지된다. 프로세스 카트리지(15, 115)는 전자사진 감광 드럼(11, 111)의 종방향에 평행한 방향으로 장치 주 조립체에 설치 또는 제거된다.
측면 커버(19, 119)는 전자사진 감광 부재(11, 111)의 축(25, 125)이 돌출하는 드럼 구멍(19a, 119f)을 구비한다. 전자사진 감광 부재(11, 111)의 종단부들 중 하나는 축(25, 125)에 의해 세척 수단 프레임(13, 113)에 의해 지지된다. 장치 주 조립체(27)에 대한 프로세스 카트리지(15, 115)의 위치는 프로세스 카트리지(15, 115)가 장치 주 조립체(27)에 설치되면서 고정된다.
토너 저장 프레임(16, 116)의 상부 표면에는 핸들(30)이 제공된다. 상부 표면은 프로세스 카트리지(15, 115)가 장치 주 조립체 내에 있을 때 상방으로 향하는 표면을 의미한다. 핸들(30)은 프로세스 카트리지(15, 115)가 이동할 때 작업자에 의해 파지되는 부분이다.
세척 수단 프레임(13, 113)은 화상 형성 데이터로 변조된 빛이 비임(beam) 프로세스 카트리지(15, 115)를 장치 주 조립체(27)에 설치한 후에 장치 주 조립체(27)로부터 전자사진 감광 드럼(11, 111)에 돌출되는 개구인 노출 개구(131, 1311)를 갖는다.
세척 수단 프레임(13, 113)에서, 전자사진 감광 드럼(11, 111)을 대전시키기 위한 대전 부재로서의 대전 롤러(12, 112)와, 전자사진 감광 드럼(11, 111) 상에 남아 있는 현상제를 제거하기 위한 세척 부재로서의 세척 블레이드(14, 114)가 배치된다.
측면 커버(19, 20, 119a, 119b)들은 스크루(100)를 이용하여 세척 수단 프레임(13, 113) 및 토너 저장 프레임(16, 116)에 고정된다.
측면 커버(19, 20, 119a, 119b)들은 수지를 이용하여 세척 수단 프레임(13, 113) 및 토너 저장 프레임(16, 116)에 고정된다.
측면 커버(19)에는, 현상 수단 프레임(17)의 종단부 중 하나에 제공된 돌출 부재가 이동 가능하게 지지된 홈(19e)이 제공된다. 수지 재질로 형성된 돌출 부재(17e)는 현상 수단 프레임(17)과 일체형 부분이다. 토너 저장부(16, 116)는 현상제(t)를 포함한다.
프로세스 카트리지(15, 115)를 위한 조립 방법은 다음과 같다.
전자사진 화상 형성 장치의 주 조립체(27) 내에 제거 가능하게 설치 가능한 프로세스 카트리지(15, 115)를 위한 조립 방법은,
a) 드럼 프레임으로서 세척 수단 프레임(13, 113)에 전자사진 감광 드럼(11, 111)을 부착하는 드럼 부착 단계와,
b) 서로 피벗 가능한 방식으로 현상 수단 프레임(17, 117) 및 토너 저장 프레임(16, 116)을 연결하는 프레임 연결 단계와,
c) 현상 수단 프레임(17, 117)에 현상 수단으로서, 전자사진 감광 드럼(11, 111) 상에 형성된 정전 잠상을 현상하는 수단인 현상 롤러(18, 118)를 부착하는 현상 부재 부착 단계와,
d) 현상제(t)로 토너 저장 프레임(16, 116)을 충전하는 현상제 충전 단계와,
e) 프레임(13, 113 및 17, 117)의 종단부 각각에서 세척 수단 프레임(13, 113) 및 현상 수단 프레임(17, 117)에 제1 단부 커버로서 측면 커버(19, 119e)를 부착하는 제1 단부 커버 연결 단계와,
f) 프레임(13, 113 및 17, 117)의 타측의 종단부 각각에서 세척 수단 프레임(13, 113) 및 현상 수단 프레임(17, 117)에 제2 단부 커버로서 측면커버(20, 119b)를 부착하는 제2 단부 커버 연결 단계를 포함한다.
프레임 연결 단계에서, 현상 수단 프레임(17, 117) 및 토너 저장 프레임(16, 116)은, 두 프레임 사이에 가요성 부재로서 밀봉 부재(21, 60) 또는 가요성 밀봉 부재(120)가 삽입되면서, 가요성 부재의 일단부가 현상 수단 프레임(17, 117)에 부착되고 가요성 부재의 타단부가 토너 저장 프레임(16, 116)에 부착되도록, 서로에 대해 피벗 가능한 방식으로 서로 연결된다.
제1 단부 커버 연결 단계 및 제2 단부 커버 연결 단계에서, 측면 커버(19, 119a) 및 측면 커버(20, 119b)는 나사를 사용하여 세척 수단 프레임(13, 113) 및 현상 수단 프레임(17, 117)에 부착된다.
제1 단부 커버 연결 단계 및 제2 단부 커버 연결 단계에서, 측면 커버(19, 119a) 및 측면 커버(20, 119b)는 수지를 사용하여 세척 수단 프레임(13, 113) 및 현상 수단 프레임(17, 117)에 부착된다.
현상제 충전 단계에서, 현상제(t)는 토너 저장 프레임(16, 116)의 종단부 중 하나에 제공된 (도시되지 않은) 현상제 충전 개구를 통해 토너 저장 프레임(16, 116)의 현상제 저장부 내로 충전된다.
(주 조립체 내의 카트리지 설치 공간)
도19는 장치 주 조립체(17)에 제공된 카트리지 설치 공간의 사시도이다. 장치 주 조립체(17)의 (도시되지 않은) 전방 도어가 개방되면서, 카트리지 설치 공간(71)으로의 입구가 볼 수 있게 된다.
이러한 카트리지 설치 공간(71)의 대향 측벽에서, 시트(S)가 반송되는 방향에 수직한 방향으로 그리고 시트(S)의 표면에 평행하게 연장된 한 쌍의 안내 레일(72, 73)이 하나에 대해 하나씩 제공된다. 안내 레일(72, 73)은 서로에 대해 실질적으로 평행하게, 또한 대체로 동일한 수준으로, 즉 대체로 수평면에 배치된다.
프로세스 카트리지(15, 115)는 종방향으로 상술된 카트리지 설치 공간(71) 내로 진행되거나 또는 그로부터 후퇴되며, 프로세스 카트리지(15, 115)는 안내부(15a, 115a 및 15b, 115b)가 카트리지 설치 공간(71)의 대응 안내 레일(72, 73)에 결합되면서 장치 주 조립체(17) 내로 제거 가능하게 설치된다.
상기 실시예에 따르면, 현상 장치 프레임의 일단부는 회동 가능하게 제조되며, 타단부는 안내 수단에 의해 안내되며, 그에 의해 현상 롤러는 전자사진 감광 드럼을 향해 탄성 부재에 의해 압박된다. 그렇게 함으로써, 전자사진 감광 드럼에 대한 현상 롤러의 위치 정확도가 개선된다. 따라서, 전자사진 감광 드럼과 현상 롤러 사이의 간극은 안정화될 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전자사진 감광 드럼과 현상 부재 사이의 위치 정확도가 개선될 수 있다.
본 발명이 본 명세서에서 개시된 구조를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 상세하게 설명된 것에 한정되는 것은 아니며, 본원은 이하의 특허 청구의 범위의 개선 또는 범주의 목적 내에 있을 수 있는 변형 또는 변경을 포함한다.
상기 설명한 것처럼, 본 발명에 따른 화질은 안정적이다.
본 명세서에 개시된 구조를 인용하여 설명하였지만, 본 발명은 설명한 것으로 한정된 것이 아니고 개선 목적 또는 첨부되는 청구 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 프로세스 카트리지와 전자사진 화상 형성 장치로 현상제(토너)의 수용 용량이 증가할 지라도 화질은 안정적이고, 전자사진 화상 형성 장치와 프로세스 카트리지 조립방법은 현상제의 중량에 의해 현상 부재와 전자사진 감광 드럼에 인가된 부하가 감소되고, 현상제의 중량에 의해 프로세스 카트리지, 현상 부재 및 전자사진 감광 드럼에 인가된 부하의 변화가 감소될 수 있다.

Claims (38)

  1. 전자사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 착탈식으로 장착되는 프로세스 카트리지에 있어서,
    전자사진 감광 드럼과,
    상기 전자사진 감광 드럼 상에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위한 현상 부재와,
    정전 잠상을 현상하도록 상기 현상 부재에 의해 사용될 현상제를 수용하기 위한 현상제 수용부를 갖는 토너 수용 프레임과,
    전자사진 감광 드럼을 지지하는 드럼 프레임과,
    상기 현상 부재를 지지하기 위한 것으로 토너 수용 프레임에 요동 가능하게 결합된 현상 프레임과,
    상기 드럼 프레임과 상기 현상 프레임 각각의 일측의 종단부에서 상기 드럼 프레임과 상기 현상 프레임에 연결된 제1 단부 커버와,
    상기 드럼 프레임과 상기 현상 프레임의 각각의 타측의 종단부에서 상기 드럼 프레임과 상기 현상 프레임에 연결된 제2 단부 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 현상 프레임과 상기 토너 수용 프레임은 가요성 시일에 의해 서로 연결되고, 상기 가요성 시일은 상기 현상 프레임과 상기 토너 수용 프레임에 결합되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가요성 시일은 상기 토너 수용 프레임에 마련된 공급 개구에 면하는 일단부와 상기 현상 프레임에 마련된 수용 개구에 면하는 타단부를 갖는 관통 구멍을 구비하고, 상기 공급 개구는 상기 현상제 수용부에 수용된 현상제가 현상 부재 쪽으로 이동하는 것을 허용하고, 상기 수용 개구는 상기 공급 개구를 통과한 현상제를 수용하고, 상기 가요성 시일이 상기 관통 구멍의 일단부 주위에서 상기 토너 수용 프레임에 결합되고 상기 관통 구멍의 타단부 주위에서 상기 현상 프레임에 결합된 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  4. 제2항에 있어서, 상기 가요성 시일은 상기 현상 프레임에 결합된 일부분과 상기 토너 수용 프레임에 결합된 일부분 사이에 적어도 하나의 절첩부를 갖고, 상기 가요성 시일은 상기 토너 수용 프레임에 결합된 일단부와 상기 현상 프레임에 결합된 타단부를 갖는 벨로우즈 형태인 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  5. 제2항에 있어서, 상기 가요성 시일은 탄성 부재, 시트 부재 또는 필름 부재로 된 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가요성 시일은 우레탄 포움, 에스테르 수지 재료 또는 폴리우레탄 수지 재료로 된 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 단부 커버는 조작자의 프로세스 카트리지 취급을 용이하게 하는 그립을 구비하고, 상기 프로세스 카트리지는 전자사진 감광 드럼의 종방향으로 장치의 주조립체로부터 장착 및 해제되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  8. 제1항 또는 제7항에 있어서, 상기 제1 단부 커버는 전자사진 감광 드럼의 축이 연장되게 되는 구멍을 구비하고, 상기 축은 전자사진 감광 드럼의 일단부를 드럼 프레임 상에 지지하고, 상기 축은 프로세스 카트리지가 상기 장치의 주 조립체에 장착되었을 때 장치의 주 조립체에 위치 설정되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  9. 제1항에 있어서, 상기 토너 수용 프레임은 프로세스 카트리지가 상기 장치의 주 조립체에 장착되었을 때 작업자의 프로세스 카트리지 취급을 용이하게 하기 위한 그립을 상부 표면 상에 구비하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  10. 제1항에 있어서, 상기 드럼 프레임은 상기 프로세스 카트리지가 상기 장치의 주 조립체에 장착되었을 때 상기 전자사진 감광 드럼 상에 투사될 장치의 주 조립체로부터의 정보 광이 지나갈 것을 허용하는 노광 개구를 구비한 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  11. 제1항 또는 제10항에 있어서, 상기 드럼 프레임은 전자사진 감광 드럼을 대전시키는 대전 부재와, 전자사진 감광 드럼으로부터 잔류 현상제를 제거하는 세척 부재도 지지하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  12. 제2항, 제3항, 제4항, 제7항, 제9항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 단부 커버와 제2 단부 커버는 나사에 의해 상기 드럼 프레임과 상기 토너 수용 프레임에 체결되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  13. 제2항, 제3항, 제4항, 제7항, 제9항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 단부 커버와 제2 단부 커버는 수지 재료에 의해 상기 드럼 프레임과 상기 토너 수용 프레임에 결합되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  14. 제1항 또는 제7항에 있어서, 상기 제1 단부 커버는 상기 현상 프레임의 일측의 종단부에 마련된 돌기를 가동식으로 지지하기 위한 홈을 구비하고, 상기 돌기와 상기 현상 프레임은 일체로 성형된 수지 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  15. 제1항에 있어서, 현상제 수용부가 현상제를 내장하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  16. 전자사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 착탈식으로 장착되는 프로세스 카트리지의 조립 방법에 있어서,
    (a) 전자사진 감광 드럼을 드럼 프레임에 장착하는 드럼 장착 단계와,
    (b) 현상 프레임과 토너 수용 프레임을 서로 요동 가능하게 결합하는 프레임 결합 단계와,
    (c) 전자사진 감광 드럼 상에 형성된 정전 잠상을 현상하는 데 유효한 현상 부재를 현상 프레임에 장착하는 현상 부재 장착 단계와,
    (d) 현상제를 토너 수용 프레임에 충전하는 현상제 충전 단계와,
    (e) 제1 단부 커버가 상기 드럼 프레임과 상기 현상 프레임 각각의 일측의 종단부에서 이들 드럼 프레임과 현상 프레임에 결합하는 제1 단부 커버 결합 단계와,
    (f) 제2 단부 커버가 상기 드럼 프레임과 상기 현상 프레임 각각의 타측의 종단부에서 이들 드럼 프레임과 현상 프레임에 결합하는 제2 단부 커버 결합 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 프레임 결합 단계에서 상기 현상 프레임과 상기 토너 수용 프레임은 이들 사이에 가요성 부재를 장착함으로써 요동 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 제1 단부 커버 결합 단계와 제2 단부 커버 결합 단계에서 제1 단부 커버와 제2 단부 커버는 나사에 의해 상기 드럼 프레임과 상기 현상 프레임에 체결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 제1 단부 커버 결합 단계와 상기 제2 단부 커버 결합 단계에서 제1 단부 커버와 제2 단부 커버는 수지 재료에 의해 드럼 프레임과 현상 프레임에 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제16항 또는 제17항에 있어서, 토너 수용 프레임은 현상제 수용부를 갖고, 현상제 충전 단계에서 현상제는 상기 토너 수용 프레임의 일측의 종단부에 마련된 현상제 충전 개구를 통해서 현상제 수용부에 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 프로세스 카트리지가 착탈식으로 장착 가능하고 기록 재료 상에 화상을 형성하는 전자사진 화상 형성 장치에 있어서,
    (a) 전자사진 감광 드럼과, 전자사진 감광 드럼 상에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위한 현상 부재와, 정전 잠상을 현상하도록 상기 현상 부재에 의해 사용될 현상제를 수용하기 위한 현상제 수용부를 갖는 토너 수용 프레임과, 상기 전자사진 감광 드럼을 지지하는 드럼 프레임과, 상기 현상 부재를 지지하기 위한 것으로 상기 토너 수용 프레임에 요동 가능하게 결합된 현상 프레임과, 상기 드럼 프레임과 상기 현상 프레임 각각의 일측의 종단부에서 상기 드럼 프레임과 상기 현상 프레임에 연결된 제1 단부 커버와, 상기 드럼 프레임과 상기 현상 프레임 각각의 타측의 종단부에서 상기 드럼 프레임과 상기 현상 프레임에 연결된 제2 단부 커버를 포함하는, 프로세스 카트리지를 착탈식으로 장착하기 위한 장착부와,
    (b) 상기 장착부에 장착된 프로세스 카트리지에 마련된 전자사진 감광 드럼에 구동력을 전달하기 위한 주 조립체측 구동력 전달 부재와,
    (c) 기록 재료를 이송하기 위한 이송 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치.
  22. 전자사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 착탈식으로 장착되는 프로세스 카트리지에 있어서,
    전자사진 감광 드럼 상에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위한 현상 부재와,
    정전 잠상을 현상하도록 상기 현상 부재에 의해 사용될 현상제를 수용하기 위한 현상제 수용부를 갖는 토너 수용 프레임과,
    전자사진 감광 드럼을 지지하는 드럼 프레임과,
    상기 프로세스 카트리지가 전자사진 화상 형성 장치의 주조립체에 장착될 때 전자사진 감광 드럼의 일측의 종단부에 인접한 전자사진 화상 형성 장치의 주조립체에 대해 위치설정되며, 상기 드럼 프레임 상에 상기 전자사진 감광 드럼을 지지하는 드럼 축과,
    상기 현상 부재를 지지하기 위한 것으로 상기 토너 수용 프레임에 요동 가능하게 결합된 현상 프레임과,
    상기 드럼 프레임과 상기 토너 수용 프레임 각각의 일측의 종단부에서 상기 드럼 프레임과 상기 토너 수용 프레임에 연결된 제1 단부 커버와,
    상기 드럼 프레임과 상기 토너 수용 프레임의 각각의 타측의 종단부에서 상기 드럼 프레임과 상기 토너 수용 프레임에 연결된 제2 단부 커버를 포함하며,
    상기 일측의 종단부에 인접한 상기 드럼 축의 부분이 상기 제1 단부 커버에 형성된 구멍을 통해 외향 연장하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  23. 제22항에 있어서, 상기 현상 프레임과 상기 토너 수용 프레임은 가요성 시일에 의해 서로 연결되고, 상기 가요성 시일은 상기 현상 프레임과 상기 토너 수용 프레임에 결합되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  24. 제23에 있어서, 상기 가요성 시일은 상기 토너 수용 프레임에 마련된 공급 개구에 면하는 일단부와 상기 현상 프레임에 마련된 수용 개구에 면하는 타단부를 갖는 관통 구멍을 구비하고, 상기 공급 개구는 상기 현상제 수용부에 수용된 현상제가 현상 부재 쪽으로 이동하는 것을 허용하고, 상기 수용 개구는 상기 공급 개구를 통과한 현상제를 수용하고, 상기 가요성 시일이 상기 관통 구멍의 일단부 주위에서 상기 토너 수용 프레임에 결합되고 상기 관통 구멍의 타단부 주위에서 상기 현상 프레임에 결합된 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  25. 제23항 또는 제24항에 있어서, 상기 가요성 시일은 상기 현상 프레임에 결합된 일부분과 상기 토너 수용 프레임에 결합된 일부분 사이에 적어도 하나의 절첩부를 갖고, 상기 가요성 시일은 상기 토너 수용 프레임에 결합된 일단부와 상기 현상 프레임에 결합된 타단부를 갖는 벨로우즈 형태인 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  26. 제25항에 있어서, 상기 가요성 시일은 탄성 부재, 시트 부재 또는 필름 부재로 된 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  27. 제22항에 있어서, 상기 제1 단부 커버는 조작자의 프로세스 카트리지 취급을 용이하게 하는 그립을 구비하고, 상기 프로세스 카트리지는 전자사진 감광 부재의 종방향으로 전자사진 감광 부재의 주조립체로부터 장착 및 해제되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  28. 제22항, 제24항 및 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 토너 수용 프레임은 프로세스 카트리지가 상기 장치의 주 조립체에 장착되었을 때 작업자의 프로세스 카트리지 취급을 용이하게 하기 위한 그립을 표면을 갖는 상부 상에 구비하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  29. 제22항에 있어서, 상기 제1 단부 커버와 제2 단부 커버는 나사에 의해 상기 드럼 프레임과 상기 토너 수용 프레임에 체결되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  30. 제22항에 있어서, 상기 제1 단부 커버와 제2 단부 커버는 수지 재료에 의해 상기 드럼 프레임과 상기 단부에 결합되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  31. 제25항에 있어서, 상기 제1 단부 커버는 상기 현상 프레임의 일측의 종단부에 마련된 돌기를 가동식으로 지지하기 위한 홈을 구비하고, 상기 돌기와 상기 현상 프레임은 일체로 성형된 수지 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  32. 제22항에 있어서, 상기 현상제 수용부가 현상제를 내장하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  33. 전자사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 착탈식으로 장착되는 프로세스 카트리지의 조립 방법에 있어서,
    (a) 전자사진 감광 드럼을 드럼 프레임에 장착하는 드럼 장착 단계와,
    (b) 현상 프레임과 토너 수용 프레임을 서로 요동 가능하게 결합하는 프레임 결합 단계와,
    (c) 전자사진 감광 드럼 상에 형성된 정전 잠상을 현상하는 데 유효한 현상 부재를 현상 프레임에 장착하는 현상 부재 장착 단계와,
    (d) 현상제를 토너 수용 프레임에 충전하는 현상제 충전 단계와,
    (e) 제1 단부 커버가 상기 드럼 프레임과 상기 토너 수용 프레임 각각의 일측의 종단부에서 상기 드럼 프레임과 토너 수용 프레임에 결합하는 제1 단부 커버 결합 단계와,
    (f) 제2 단부 커버가 상기 드럼 프레임과 상기 토너 수용 프레임 각각의 타측의 종단부에서 상기 드럼 프레임과 토너 수용 프레임에 결합하는 제2 단부 커버 결합 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 프레임 결합 단계에서 상기 현상 프레임과 상기 토너 수용 프레임은 이들 사이에서 연장하는 가요성 부재를 장착함으로써 요동 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제33항 또는 제34항에 있어서, 상기 제1 단부 커버 결합 단계와 제2 단부 커버 결합 단계에서 제1 단부 커버와 제2 단부 커버는 나사에 의해 상기 드럼 프레임과 상기 토너 수용 프레임에 체결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제33항 또는 제34항에 있어서, 상기 제1 단부 커버 결합 단계와 상기 제2 단부 커버 결합 단계에서 제1 단부 커버와 제2 단부 커버는 수지 재료에 의해 상기 드럼 프레임과 토너 수용 프레임에 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 제33에 있어서, 현상제 충전 단계에서 현상제는 상기 토너 수용 프레임의 일측의 종단부에 마련된 현상제 충전 개구를 통해서 현상제 수용부에 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 프로세스 카트리지가 착탈식으로 장착 가능하고 기록 재료 상에 화상을 형성하는 전자사진 화상 형성 장치에 있어서,
    (a) 전자사진 감광 드럼과, 전자사진 감광 드럼 상에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위한 현상 부재와, 정전 잠상을 현상하도록 상기 현상 부재에 의해 사용될 현상제를 수용하기 위한 현상제 수용부를 갖는 토너 수용 프레임과, 상기 전자사진 감광 드럼을 지지하는 드럼 프레임과, 상기 프로세스 카트리지가 전자사진 화상 형성 장치의 주조립체에 장착될 때 전자사진 감광 드럼의 일측의 종단부에 인접한 전자사진 화상 형성 장치의 주조립체에 대해 위치설정되며 상기 드럼 프레임 상에 상기 전자사진 감광 드럼을 지지하는 드럼 축과, 상기 현상 부재를 지지하기 위한 것으로 상기 토너 수용 프레임에 요동 가능하게 결합된 현상 프레임과, 상기 드럼 프레임과 토너 수용 프레임 각각의 일측의 종단부에서 상기 드럼 프레임과 상기 토너 수용 프레임에 연결된 제1 단부 커버와, 상기 드럼 프레임과 상기 토너 수용 프레임의 각각의 타측의 종단부에서 상기 드럼 프레임과 상기 토너 수용 프레임에 연결된 제2 단부 커버를 포함하며, 상기 일측의 종단부에 인접한 상기 드럼 축의 부분이 상기 제1 단부 커버에 형성된 구멍을 통해 외향 연장하는, 프로세스 카트리지를 장착하기 위한 장착부와,
    (b) 상기 장착부에 장착된 프로세스 카트리지에 마련된 전자사진 감광 드럼에 구동력을 전달하기 위한 주 조립체측 구동력 전달 부재와,
    (c) 기록 재료를 이송하기 위한 이송 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치.
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