첨부 도면과 연계하여 본 발명의 양호한 실시예에 대해 설명하기로 한다. 본 명세서에서, 측방향 또는 폭방향은 프로세스 카트리지(B)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 장착되는 방향이고, 기록 재료의 이송 방향과 동일하다. 프로세스 카트리지(B)의 길이방향은 프로세스 카트리지가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)로부터 장착되거나 탈거되는 방향을 가로지르는 (실질적으로 수직한) 방향이며, 기록 재료의 표면과 평행하고 기록 재료의 이송 방향을 가로지르는 (실질적으로 수직인) 방향이다. 프로세스 카트리지에 대해, 좌측 및 우측은 기록 재료의 이송 방향 및 상부측으로부터 본 것이다.
도1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전자 사진 화상 형성 장치(레이저 비임 프린터)의 구조를 도시하고 있고, 도2는 외관 사시도이다. 도3 내지 도8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 프로세스 카트리지를 도시하고 있다. 도3은 프로세스 카트리지의 단면도이고, 도4는 그 외관 사시도이고, 도6은 좌측면도이고, 도7은 상부측으로부터 본 사시도이고, 도8은 저부측으로부터 본 사시도이다. 본 명세서에서, 프로세스 카트리지(B)의 상부 또는 상부측이나 상부면은 프로세스 카트리지(B)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 장착될 때 상부 위치를 점유하는 측이고, 저부 또는 하부면이나 하부측은 프로세스 카트리지가 화상 형성 장치의 주 조립체에 장착될 때 하부 위치를 점유하는 측이다.
도1 및 도2를 참조하여, 상기 실시예의 레이저 비임 프린터(A)의 형태로 된 전자 사진 화상 형성 장치에 대해 설명하기로 한다. 도1에 도시된 바와 같은 레이저 비임 프린터(A)는 전자 사진 화상 형성 과정을 통해 기록지, OHP 용지, 직물 등의 기록 재료 상에 화상을 형성한다. 화상 형성 과정에서, 시각화된 토너 화상은 드럼의 형태로 된 전자 사진 감광 부재 상에 형성된다. 구체적으로, 감광 드럼은 대전 수단에 의해 전기적으로 대전되고, 감광 드럼은 정전 잠상이 화상 정보에 따라 감광 드럼 상에 형성되도록 광학 수단을 통해 기록될 화상 정보에 따라 조정된 레이저 비임에 노출된다. 잠상은 현상 수단에 의해 토너 화상으로 시각화된다.토너 화상의 형상과 동시에, 용지 이송 카세트(3a) 내에 담긴 기록 재료(2)는 픽-업 롤러(3b), 한 쌍의 이송 롤러(3c, 3d) 및 한 쌍의 정합 롤러에 의해 이송된다. 다음에, 프로세스 카트리지(B)에 내장된 감광 드럼(7) 상에 형성된 토너 화상은 전사 롤러(4)의 형태로 된 전사 수단으로의 전압의 인가에 의해 기록 재료(2) 상으로 전사된다. 토너 화상을 받은 기록 재료(2)는 이송 안내부(3f)를 따라 정착 수단(5)으로 이송된다. 정착 수단(5)은 구동 롤러(5c)와, 히터(5a)가 내장된 정착 롤러(5b)를 포함한다.
기록 재료(2) 상의 토너 화상은 열 및 압력의 인가에 의해 정착된다. 기록 재료(2)는 배출 롤러(3g, 3h, 3i)에 의해 역전 통로(3j)를 통해 배출 트레이(6)로 추가로 이송된다. 배출 트레이(6)는 화상 형성 장치의 주 조립체(4)의 상부측에 제공된다. 선회 가능한 플래퍼(3k)가 역전 통로(3j)를 통하지 않고 배출 롤러(3m)에 의해 기록 재료(2)를 배출하도록 작동될 수도 있다. 상기 실시예에서, 이송 수단(3)은 픽-업 롤러(3b), 한 쌍의 이송 롤러(3c, 3d), 한 쌍의 정합 롤러(3e), 이송 안내부(3f) 및 한 쌍의 배출 롤러(3g, 3h, 3i)를 포함한다.
한편, 도3 내지 도8에 도시된 바와 같은 프로세스 카트리지(B)는 감광층(7e)을 갖는 감광 드럼(7)(도11 참조)을 포함하고, 그 표면은 대전 롤러(8)의 형태로 된 대전 수단으로의 전압의 인가에 의해 균일하게 대전된다. 다음에, 화상 정보에 따라 조정된 레이저 비임은 잠상이 형성되도록 광학 시스템으로부터 개구(1e)를 통해 감광 드럼(7) 상으로 투사된다. 다음에, 잠상은 현상 수단(9)에 의해 토너로 현상된다. 대전 롤러(8)는 감광 드럼(7)을 전기적으로 대전시키도록 그에 접촉되어 제공된다. 대전 롤러(8)는 감광 드럼(7)에 의해 구동된다. 현상 수단(9)은 감광 드럼(7) 상에 형성된 잠상을 현상하도록 토너를 감광 드럼(7)의 현상 구역으로 공급한다. 광학 시스템(1)은 레이저 다이오드(1a), 다각형 미러(1b), 렌즈(1c) 및 반사 미러(1d)를 포함한다. 여기에서, 현상 수단(9)은 토너 이송 부재(9b)의 회전에 의해 토너를 토너 용기(11A)로부터 현상 롤러(9c)를 향해 이송한다. 고정 자석이 내장된 현상 롤러(9c)는 현상 블레이드(9d)에 의해 마찰 전기적으로 대전된 한 층의 토너가 현상 롤러(9c)의 표면 상에 형성되어 토너가 현상 구역으로 운반되도록 회전된다. 토너가 잠상에 따라 감광 드럼(7) 상으로 전달되어, 잠상을 토너 화상으로 시각화한다. 여기에서, 현상 블레이드(9d)는 현상 롤러(9c)의 주연면 상에 도포되는 토너의 양을 조절하고 이동성 전하를 토너 입자로 인가하는 기능을 한다. 회전 가능한 토너 교반 부재(9e)는 현상 챔버 내에서 토너를 순환시키도록 현상 롤러(9c)에 인접하게 제공된다. 전사 롤러(4)에는 토너 화상의 극성과 반대인 극성이 제공된다. 이와 같이, 감광 드럼(7) 상에 형성된 토너 화상을 기록 재료(2) 상으로 전사한다. 다음에, 감광 드럼(7) 상에 잔류하는 잔류 토너는 세척 수단(10)에 의해 제거된다. 세척 수단(10)은 감광 드럼(7)에 연결된 탄성 세척 블레이드(10a)를 포함하고, 감광 드럼(7)으로부터 잔류 토너를 긁어내어 제거 토너 용기(10b) 내에 긁어낸 토너를 수집하는 기능을 한다. 프로세스 카트리지(B)는 토너를 담는 토너 용기(토너 수용부)(11A)를 갖는 토너 프레임(11)과, 현상 롤러(9c) 등을 갖는 현상 수단(9)을 지지하는 현상 장치 프레임(12)을 포함하며, 토너 프레임(11) 및 현상 장치 프레임(12)은 서로 결합된다.
또한, 프로세스 카트리지(B)는 감광 드럼(7)과, 대전 롤러(8)와, 세척 블레이드(10a)를 갖는 세척 수단(10)을 포함한다. 프로세스 카트리지(B)는 사용자에 의해 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 착탈식으로 장착 가능하다. 프로세스 카트리지(B)에는 감광 드럼(7)을 화상 정보 광선에 노출시키는 노출 개구(1e)와, 감광 드럼(7)을 기록 재료(2)와 대면시키는 개구가 제공된다. 구체적으로, 노출 개구(1e)는 세척 프레임(13) 내에 제공되고, 전사 개구(13n)는 현상 장치 프레임(12)과 세척 프레임(13) 사이에 제공된다.
[프로세스 카트리지(B)의 수납]
본 발명의 하나의 실시예에 따른 프로세스 카트리지(B)의 구조에 대해 설명하기로 한다.
상기 실시예의 프로세스 카트리지(B)는 서로 결합되는 토너 프레임(11) 및 현상 장치 프레임(12)을 포함하고, 세척 프레임(13)은 프로세스 카트리지(B)에 회전 가능하게 결합되어, 하우징이 구성된다. 하우징에는 감광 드럼(7), 대전 롤러(8), 현상 수단(9) 및 세척 수단(10)이 있다. 이와 같이, 카트리지가 구성된다. 프로세스 카트리지(B)는 화상 형성 장치의 주 조립체(14) 내에 제공된 카트리지 장착 수단에 착탈식으로 장착된다. 각각의 프레임을 설명하기로 한다. 도3 및 도20에 도시된 바와 같이, 토너 이송 부재(9b)는 토너 프레임(11)에 회전 가능하게 장착된다. 현상 장치 프레임(12)으로는 현상 롤러(9c) 및 현상 블레이드(9d)가 장착되고, 현상 챔버 내에서 토너를 순환시키는 교반 부재(9e)는 현상 롤러(9c)에 인접하게 회전 가능하게 장착된다. 도3 및 도19에 도시된 바와 같은 현상 장치 프레임(12)에는 길이방향으로 현상 롤러(9c)와 반대로 현상 롤러(9c)와 실질적으로 평행하게 연장되는 안테나 로드(9h)가 제공된다. 상기 토너 프레임(11) 및 현상 장치 프레임(12)은 일체형 현상 유닛(D)(제2 프레임, 도13 참조)으로 용접(상기 실시예에서는 초음파 용접)된다. 현상 유닛(D)에는 이물질 및 장기간의 노광으로부터 감광 드럼을 보호하기 위해 프로세스 카트리지(B)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)의 외부에 있을 때 감광 드럼(7)을 덮는 데 효과적인 드럼 셔터 부재(18)가 제공된다. 도6에 도시된 바와 같은 드럼 셔터 조립체(18)에는 도3에 도시된 개구(13n)를 개폐하는 셔터 커버(18a)와, 이를 지지하는 링크(18b, 18c)가 제공된다. 도4 및 도5에 도시된 바와 같이, 각각의 길이방향 단부에서 기록 재료(2)의 이송 방향에 대한 셔터 커버(18a)의 상류에서, 우측 링크(18c)의 단부는 현상 홀더(40)의 구멍(40a)에 축받이된다. 도6 및 도7에 도시된 바와 같이, 좌측 링크(18c)의 단부는 토너 프레임(11)의 하부 프레임(11b) 내에 제공된 보스(11h)에 축받이된다. 각각의 링크(18c)의 다른 단부는 프로세스 카트리지(B)의 장착 방향에 대한 셔터 커버(18a)의 상류측에 축받이된다. 링크(18c)는 금속 와이어로 제조되고, 셔터 커버(18a)에 축받이된 부분은 프로세스 카트리지의 대향측들 사이에서 연결된다. 이와 같이, 좌우측 링크(18c)는 서로 일체화된다. 링크(18b)는 셔터 커버(18a)의 일측 상에만 제공되며, 그 일단부는 기록 재료(2)의 이송 방향에 대해 하류측에서 셔터 커버(18a)에 축받이되고, 타단부는 현상 장치 프레임(12) 내에 제공되는 장부촉(dowel)(12d)에 축받이된다. 링크(18b)는 합성 수지 재료로 제조된다. 링크(18b, 18c)는 서로 다른 길이를 갖고, 2차 링크 기구는 링크들, 셔터 커버(18a), 토너 프레임(11) 및 현상 장치 프레임(12)에 의해 구성된다. 측방향으로 돌출된 돌출부(18c1)는 화상 형성 장치(14)의 카트리지 장착 공간(S)에 인접하게 제공되는 (도시되지 않은) 정착 수단에 접촉되고, 프로세스 카트리지(B)의 운동에 의해, 드럼 셔터 부재(8)는 셔터 커버(18a)를 개방시키도록 구동된다. 셔터 커버(18a) 및 링크(18b, 18c)에 의해 구성되는 드럼 셔터 부재(18)는 장부촉(12d) 내에 삽입되어 있으면서 링크(18b)와 결합된 일단부 및 현상 장치 프레임(12)과 결합된 타단부를 갖는 (도시되지 않은) 토션 코일 스프링의 기능에 의해 셔터 커버(18a)가 전사 개구(13n)를 덮도록 가압된다.
도3 및 도12에 도시된 바와 같이, 세척 프레임(13)은 세척 유닛(C)(도12 참조)(제1 프레임)을 구성하도록 감광 드럼(7), 대전 롤러(8) 및 세척 수단(10)을 지지한다.
상기 현상 유닛(D) 및 세척 유닛(C)은 상대적인 회전을 위한 원형 단면을 갖는 핀 형태로 된 연결 또는 커플링 부재(22)와 결합된다. 도13에 도시된 바와 같이, 현상 장치 프레임(12)의 각각의 길이방향(현상 롤러(9c)의 축방향)에 형성된 아암부(19)의 자유 단부 부분에는 현상 롤러(9c)에 평행하게 연장되는 둥근 구멍(20)이 제공된다(도13 참조). 한편, 세척 프레임(13)의 각각의 길이방향 단부에는 아암부(19)를 수용하는 리세스(21)가 제공된다. 아암부(19)는 리세스(21) 내로 삽입되며, 연결 부재(22)는 세척 프레임(13)의 장착 구멍(13e) 내로 억지 끼워맞춤되고, 아암부(19)의 단부에서 구멍(20) 내로 결합되고, 내부 구멍(13e) 내로 추가로 억지 끼워맞춤된다. 이와 같이, 현상 유닛(D) 및 세척 유닛(C)은 연결 부재(22)를 중심으로 회전되도록 결합된다. 압축 코일 스프링(22a)은 현상 장치 프레임(12)을 하향으로 가압하도록 아암부(19)의 기부 부분으로부터 돌출된 도시되지 않은 장부촉 내에 제공되고 세척 프레임(13)의 리세스(21)의 상부벽에 맞닿는다. 이와 같이, 현상 롤러(9c)는 감광 드럼(7)에 대해 확실하게 가압된다. 세척 프레임(13)의 리세스(21)의 상부벽은 현상 유닛(D) 및 세척 유닛(C)이 서로 결합될 때, 압축 코일 스프링(22a)이 점차로 가압되도록 경사져 있다. 도13에 도시된 바와 같이, 현상 롤러(9c)보다 직경이 큰 스페이서 롤러(9i)는 현상 롤러(9c)의 각각의 길이방향 단부에서 제공된다. 스페이서 롤러(9i)는 감광 드럼(7) 및 현상 롤러(9c)가 소정의 간극(대략 300㎛)으로 서로 대향되도록 감광 드럼(7)에 대해 가압된다. 이와 같이, 현상 유닛(D) 및 세척 유닛(C)은 연결 부재(22)를 중심으로 서로에 대해 회전 가능하다. 압축 코일 스프링(22a)의 탄성력에 의해, 정확한 위치 관계가 감광 드럼(7)의 주연면과 현상 롤러(9c)의 주연면 사이에 이루어진다. 이러한 방식으로, 압축 코일 스프링(22a)은 아암부(19)의 기부 부분에서 현상 장치 프레임(12)에 장착된다. 따라서, 압축 코일 스프링(22a)의 힘은 아암부(19)의 기부 부분을 넘어 영향을 주지 않는다. 아암부(19)의 기부 부분은 강도 및 강성이 커서, 그 정확성은 스프링 장착부 주위에 특정한 보강부를 사용하지 않아도 보증된다. 세척 프레임(13)과 현상 프레임(12) 사이의 커플링은 이후에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.
[프로세스 카트리지(B)를 위한 안내 수단]
프로세스 카트리지(B)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 장착될 때 이를안내하는 안내 수단에 대해 설명하기로 한다. 도9 및 도10은 안내 수단을 도시하고 있다. 도9는 프로세스 카트리지(B)가 주 조립체(A)에 장착되는 방향(화살표 X)에서 좌측으로부터 본 사시도이다. 도10은 우측으로부터 본 사시도이다.
도4 내지 도7에 도시된 바와 같이, 세척 프레임(13)에는 프로세스 카트리지(B)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 대해 장착 또는 탈거될 때 안내하는 안내 수단이 대향 외부면 상에 제공된다. 안내 수단은 위치 설정 안내부로서의 원통형 안내부(13aR, 13aL) 및 회전 방지 안내부(13bR, 13bL)를 포함한다. 도5에 도시된 바와 같이, 원통형 안내부(13aR)는 중공 실린더의 형태로 되어 있고, 회전 방지 안내부(13bR)는 원통형 안내부(13aR)와 일체로 성형되어 원통형 안내부(13aR)의 원주로부터 반경 방향 및 외향으로 연장된다. 원통형 안내부(13aR)는 일체형 장착 플랜지(13aR1)를 갖는다. 원통형 안내부(13aR) 및 회전 방지 안내부(13bR)를 갖는 우측 안내부(13R)는 플랜지(13aR1) 내에 형성된 구멍을 통해 소형 나사를 통과하여 세척 프레임(13) 내로 나사 결합시킴으로써 세척 프레임(13)에 고정된다. 세척 프레임(13)에 고정된 우측 안내 부재(13R)의 회전 방지 안내부(13bR)는 현상 장치 프레임(12)에 고정된 현상 홀더(40)측으로 연장되도록 현상 장치 프레임(12)의 일측 상에 배치된다. 이는 이후에 설명하기로 한다. 도6에 도시된 바와 같이, 세척 프레임(13)의 구멍(13k1)(도11 참조)은 드럼 샤프트(7a)의 확대된 직경부(7a2)와 결합된다. 이는 회전이 방지되도록 세척 프레임(13) 상에 돌출된 위치 설정 핀(13c)과 결합되고, 원통형 안내부(13aL)는 소형 나사(13d)에 의해 세척 프레임(13)에 고정된 평탄 플랜지(29)의 외향(도6의 도면용지에 수직한 방향에서 전방측)으로 돌출된다. 플랜지(29)의 내부에는 그에 고정된 드럼 샤프트(7a)가 제공된다. 이는 감광 드럼(7) 내로 클램핑된 스퍼어 기어(7n)를 회전 가능하게 지지하는 데 효과적이다. 상기 원통형 안내부(13aL) 및 드럼 샤프트(7a)는 서로 동축이다. 플랜지(29), 원통형 안내부(13aL) 및 드럼 샤프트(7a)는 일체형이거나 일편 금속(예컨대, 철)이다. 도6에 도시된 바와 같이, 회전 방지 안내부(13bL)는 세척 프레임(13)의 위치로부터 일체로 돌출된다. 이는 원통형 안내부(13aL)로부터 약간 이격되어 있고, 원통형 안내부(13aL)로부터 실질적으로 반경 방향으로 연장된다. 회전 방지 안내부(13bL)는 긴 구성을 갖는다. 회전 방지 안내부(13bL)가 플랜지를 방해할 수도 있는 부분에서, 플랜지(29)는 절결되어 있다. 그 높이는 회전 방지 안내부(13bL)의 상부면과 실질적으로 동일 평면 상에 있도록 되어 있다. 회전 방지 안내부(13bL)는 현상 롤러 샤프트 수용 박스(9v)측으로 연장된다. 좌측 안내 부재(13L)는 금속으로 된 원통형 안내부(13aL) 및 합성 수지 재료로 된 지지용 회전 방지 안내부(13bL)에 의해 구성된다.
세척 유닛(C)의 상부면(13i) 상에 제공된 조절 맞닿음부(13j)에 대해 설명하기로 한다. 여기에서, 상부면이란 프로세스 카트리지(B)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 장착될 때 상부 위치를 점유하는 표면을 의미한다. 상기 실시예에서, 도4 내지 도7에 도시된 바와 같이, 조절 맞닿음부(13j)는 세척 유닛(C)의 상부면(13i) 상에서 (프로세스 카트리지 장착 방향에 수직한 방향으로) 우측 단부(13p) 및 좌측 단부(13q)의 각각에서 제공된다. 조절 맞닿음부(13j)는 프로세스 카트리지(B)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 탈거될 때 프로세스 카트리지(B)의 위치를 조절하는 기능을 한다. 구체적으로, 프로세스 카트리지(B)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 장착될 때, 조절 맞닿음부(13j)는 화상 형성 장치의 주 조립체(14) 내의 정착 부재(25)(도9 및 도10 참조)에 맞닿는다. 이와 같이, 프로세스 카트리지(B)는 원통형 안내부(13aR, 13aL)를 중심으로 한 회전이 제한된다.
화상 형성 장치의 주 조립체(14) 내에 제공되는 안내 수단을 설명하기로 한다. 화상 형성 장치의 주 조립체(14)의 개폐 부재(35)가 반시계 방향으로 피벗부(35a)를 중심으로 회전될 때, 화상 형성 장치의 주 조립체(14)의 상부 부분은 도9 및 도10에 도시된 바와 같이 프로세스 카트리지(B)를 위한 장착부가 보이도록 개방된다. 안내 부재(16R)는 도9에 도시된 바와 같이 개구를 통해 프로세스 카트리지 장착 방향에 대해 좌측 내부측 상에 제공되고, 안내 부재(16L)는 도10에 도시된 바와 같이 우측 내부측 상에 제공된다. 도면에 도시된 바와 같이, 각각의 안내 부재(16L, 16R)는 화살표(X)(프로세스 카트리지(B) 삽입 방향)에 의해 지시된 방향에서 보아 하향으로 경사져 있는 안내부(16a, 16c)와, 안내부(16a, 16c)와 함께 연장되고 프로세스 카트리지(B)의 원통형 안내부(13aR, 13aL)가 적절하게 끼워지는 반원형 위치 설정 홈(16b, 16d)을 포함한다. 위치 설정 홈(16b, 16d)의 주연벽 부분은 원통형이다.
위치 설정 홈(16b, 16d)의 중심은 프로세스 카트리지(B)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 장착될 때 프로세스 카트리지(B)의 원통형 안내부(13aR, 13aL)의 중심과 동심이고, 추가로 감광 드럼의 중심과도 동심이다. 안내부(16a, 16c)는 프로세스 카트리지(B)의 장착 방향에서 보아 원통형 안내부(13aR, 13aL)가 각각 내부에 느슨하게 끼워지는 폭을 갖는다. 안내부(13bR, 13bL)는 안내부(13bR, 13bL)가 느슨하게 끼워지도록 원통형 안내부(13aR, 13bL)의 직경보다 작은 폭을 갖는다. 그러나, 원통형 안내부(13aR, 13aL) 및 안내부(13bR, 13bL)의 회전은 안내부(16a, 16c)에 의해 제한되고, 프로세스 카트리지(B)의 방향은 주 조립체에 장착될 때 정확하게 된다. 프로세스 카트리지(B)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 완전히 장착될 때, 프로세스 카트리지(B)의 원통형 안내부(13aR, 13aL)는 각각 안내 부재(13R, 13L)의 위치 설정 홈(16b, 16d) 내에 결합되고, 또한, 프로세스 카트리지(B)의 세척 프레임(13)의 전단부의 좌우측 조절 맞닿음부(13j)는 화상 형성 장치의 주 조립체(14)의 정착 부재(25)에 맞닿는다. 프로세스 카트리지(B)의 원통형 안내부(13aR, 13aL)의 중심이 수평으로 유지될 때, 현상 유닛(D)측은 제1 모멘트가 발생되도록 세척 유닛(C)보다 무겁다.
프로세스 카트리지(B)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 장착될 때, 사용자는 리세스(17)측 또는 하부측에서 토너 프레임(11)의 리브(11c)를 파지하며, 원통형 안내부(13aR, 13aL)는 화상 형성 장치의 주 조립체(14)의 카트리지 장착부의 안내부(16a, 16c) 내로 삽입된 다음에 사용자는 회전 방지 안내부(13bR, 13bL)를 화상 형성 장치의 주 조립체(14)의 안내부(16a, 16c) 내로 삽입하도록 전방측의 방향으로 프로세스 카트리지를 회전시킨다. 프로세스 카트리지(B)의 원통형 안내부(13aR, 13aL) 및 회전 방지 안내부(13bR, 13bL)는 화상 형성 장치의 주 조립체(14)의 안내부(16a, 16c)를 따라 추가로 삽입되고, 프로세스 카트리지(B)의 원통형 안내부(13aR, 13aL)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)의 위치 설정 홈(16b,16d)에 도달될 때, 원통형 안내부(13aR, 13aL)는 프로세스 카트리지(B)의 중력에 의해 위치 설정 홈(16b, 16d) 상에 장착된다. 이로써, 프로세스 카트리지(B)의 원통형 안내부(13aR, 13aL)는 위치 설정 홈(16b, 16d)에 대해 정확하게 위치된다. 원통형 안내부(13aR, 13aL)들의 중심을 연결하는 중심선은 감광 드럼(7)의 중심선이다. 따라서, 감광 드럼(7)의 위치는 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 대해 대체로 결정된다. 마지막으로, 주 조립체(14)에 대한 감광 드럼의 위치는 커플링이 결합될 때 결정된다. 이러한 상태에서는 화상 형성 장치의 주 조립체(14)의 정착 부재(25)와 프로세스 카트리지(B)의 조절 맞닿음부(13j) 사이에 작은 간극이 있다. 사용자가 프로세스 카트리지(B)를 해제시킬 때, 현상 유닛(D)측은 원통형 안내부(13aR, 13aL) 주위에서 하강되고, 그에 따라 세척 유닛(C)이 상승된다. 이와 같이, 프로세스 카트리지(B)의 조절 맞닿음부(13j)는 화상 형성 장치의 주 조립체(14)의 정착 부재(25)에 맞닿고, 프로세스 카트리지(B)는 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 정확하게 장착된다. 다음에, 개폐 부재(35)는 그 근접한 위치에 대해 피벗부(35a)를 중심으로 시계 방향으로 회전된다.
프로세스 카트리지(B)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)로부터 인출될 때, 화상 형성 장치의 주 조립체(14)의 개폐 부재(35)는 그 개방 위치로 회전된다. 사용자는 상부 및 하부 리브(11c)를 파지하여 상승시킨다. 이와 같이, 프로세스 카트리지(B)의 원통형 안내부(13aR, 13aL)는 주 조립체(14)의 위치 설정 홈(16b, 16d)을 중심으로 회전한다. 따라서, 조절 맞닿음부(13j)는 화상 형성 장치의 주 조립체(14)의 정착부 부재(25)로부터 해제된다. 프로세스 카트리지(B)가 추가로인출될 때, 원통형 안내부(13aR, 13aL)는 위치 설정 홈(16b, 16d)으로부터 결합 해제되어 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 고정된 안내 부재(16R, 16L)의 안내부(16a, 16c)로 이동된다. 다음에, 프로세스 카트리지(B)는 프로세스 카트리지(B)의 원통형 안내부(13aR, 13aL) 및 회전 방지 안내부(13bR, 13bL)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)의 안내부(16a, 16c) 내에서 상승하도록 상승된다. 이와 같이, 프로세스 카트리지(B)의 방향은 다른 부분을 방해하지 않고 화상 형성 장치의 주 조립체(14)의 외부로 안내되도록 조절된다. 도12에 도시된 바와 같이, 스퍼어 기어(7n)는 드럼 기어(7b)(헬리컬 기어)로부터 대향인 단부에서 제공된다. 스퍼어 기어(7n)는 프로세스 카트리지(B)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 장착될 때 화상 형성 장치의 주 조립체(14) 내에 제공된 전사 롤러(4)와 동축으로 일체형인 (도시되지 않은) 기어와 맞물린다. 이와 같이, 구동 연결부는 전사 롤러(4)를 구동시키도록 이루어진다.
[토너 프레임]
도3, 도5, 도7, 도16, 도20 및 도21을 참조하여, 토너 프레임에 대해 설명하기로 한다. 도20은 토너 밀봉부가 용접되기 전의 토너 프레임의 사시도이고, 도21은 토너가 충전된 후의 토너 프레임의 사시도이다. 도3에 도시된 바와 같이, 토너 프레임(11)은 상부 프레임(11a) 및 하부 프레임(11b)을 포함한다. 도1에 도시된 바와 같은 상부 프레임(11a)은 화상 형성 장치의 주 조립체(14)의 광학 시스템의 우측에서 공간을 점유하도록 상향으로 연장되어, 프로세스 카트리지(B) 내에 담긴 토너의 양은 화상 형성 장치(A)의 크기를 증가시키지 않고 커진다. 도3, 도4 및도7에 도시된 바와 같이, 상부 프레임(11a)에는 파지부를 제공하도록 길이방향의 중심부 내에 리세스(17)가 제공된다. 사용자는 상부 프레임(11a)의 리세스(17)와 하부 프레임(11b)의 저부측 사이에서 프로세스 카트리지를 파지한다. 리브(11c)는 사용자에 의한 파지가 용이하도록 하부 프레임(11b)의 저부측 및 리세스(17)의 일측 상에서 연장된다. 도3에 도시된 바와 같이, 상부 프레임(11a)에는 하부 프레임(11b) 주위에 림을 갖는 플랜지(11b1)와 결합되는 플랜지(11a1)가 제공되고, 프레임(11a, 11b)은 용접면(U)에서 초음파 용접에 의해 용접된다. 이는 용접된 리브를 용융시킨다. 연결 방법은 초음파 용접에 제한되는 것이 아니라, 용접, 강제 진동(forced vibration), 접합(bonding) 등일 수도 있다. 프레임(11a, 11b)이 초음파 용접에 의해 용접될 때, 프레임(11a, 11b)은 플랜지(11b1)에 의해 지지된다. 또한, 단차부(11m)는 실질적으로 개구(11i) 위에서 플랜지(11b1)와 동일 평면 상에 제공된다. 이후에는 단차부(11m)를 제공하는 구조를 설명하기로 한다. 프레임(11a, 11b)을 용접하기 전에, 토너 이송 부재(9b)는 하부 프레임(11b) 내에 설치된다. 도16에 도시된 바와 같이, 커플링 부재(11e)는 토너 이송 부재(9b)의 일단부와 로킹되도록 토너 프레임(11)의 측판 내에 형성된 구멍(11e1)을 통해 설치된다. 상기 구멍(11e1)은 하부 프레임(11b)의 길이방향 단부에서 제공된다. 구멍(11e1)과 동일측 상에서, 사각형 또는 삼각형 토너 충전 개구(11d)가 토너를 충전시키도록 제공된다. 토너 충전 개구(11d)의 모서리는 상부 및 하부 토너 프레임(11a, 11b) 사이의 연결선을 따라 연장하고 직각을 이루는 변들 중 하나인 변과, 직각을 이루는 다른 측면인 실질적으로 수직인 변과, 하부 프레임(11b)의 저부측을따라 연장되는 빗변을 포함한다. 이러한 배열로, 토너 충전 개구(11d)의 크기는 최대화된다. 구멍(11e1) 및 토너 충전 개구(11d)는 서로 병렬로 배치된다. 도20에 도시된 바와 같이, 개구(11i)는 토너가 토너 프레임(11)으로부터 현상 장치 프레임(12)으로 이송되도록 토너 프레임(11)의 길이방향으로 연장되어 형성되고, 개구(11i)는 이후에서 설명되는 바와 같이 밀봉된다. 다음에, 토너는 토너 충전 개구(11d)를 통해 토너 프레임 내로 충전되고, 토너 충전 개구(11d)는 도21에 도시된 바와 같이 토너 캡(11f)에 의해 폐쇄된다. 이와 같이, 토너 유닛(J)이 달성된다. 토너 캡(11f)은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 수지 재료로 제조되고, 토너 프레임(11)의 토너 충전 개구(11d) 내로 억지 끼워맞춤되거나 그에 결합된다. 다음에, 토너 유닛(J)은 현상 유닛(D)을 구성하도록 초음파 용접에 의해 이후에서 설명될 현상 장치 프레임(12)과 용접된다. 연결 방법은 초음파 용접에 제한되는 것이 아니라, 결합, 탄성력을 이용한 스냅 끼움 등일 수도 있다.
도3에 도시된 바와 같이, 토너 프레임(11)의 하부 프레임(11b)에는 경사면(K)이 제공되고, 경사각은 토너의 소비에 따라 토너가 저절로 낙하하도록 결정된다. 수평 위치에 있는 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 장착되는 프로세스 카트리지(B)의 수평선(Z)과 경사면(K) 사이의 바람직한 각도(θ)는 65°이다. 하부 프레임(11b)에는 토너 이송 부재(9b)를 회전시키도록 하부 부분에서 오목 형상부(11g)가 제공된다. 토너 이송 부재(9b)의 회전 직경은 대략 37㎜이다. 오목 형상부(11g)는 경사면(K)의 연장부로부터 대략 0 내지 10㎜의 리세스가 형성된다. 그 이유는 다음과 같다. 오목 형상부(11g)가 경사면(K) 위에 있다면 오목형상부(11g)와 경사면(K) 사이의 위치로 낙하된 토너는 토너 프레임 내에 잔류하는 사용 불가능한 토너의 발생의 결과로 현상 장치 프레임(12)으로 이송될 수 없다. 그러나, 상기 실시예의 구조로, 토너는 토너 프레임(11)으로부터 현상 장치 프레임(12) 내로 확실히 이송된다.
토너 이송 부재(9b)는 대략 2㎜의 직경을 갖는 강철 로드형 부재로 제조된다. 이는 크랭크의 형태로 되어 있다. 도20은 토너 프레임의 일측을 도시하고 있다. 하나의 저널(9b1)은 개구(11i)에 대면하는 토너 프레임(11)의 구멍(11r) 내에 축받이되고, 다른 것은 커플링 부재(11e)에 고정된다(도20에는 도시되지 않음). 상기된 바와 같이, 오목 형상부(11g)는 안정된 토너 이송이 저비용으로 보증되도록 토너 이송 부재(9b)를 회전시킨다.
도3, 도20 및 도22에 도시된 바와 같이, 개구(11i)는 토너 프레임(11)으로부터 현상 장치 프레임(12)으로 토너를 이송시키도록 토너 프레임(11)과 현상 장치 프레임(12) 사이의 연결 위치에서 제공된다. 개구(11i) 주위에는 리세스 형성면(11k)이 제공된다. 리세스 형성면(11k)에는 상부 및 하부 플랜지(11j, 11j1)가 제공되고, 상부 플랜지(11j)의 상부 모서리 부분 및 하부 플랜지(11j1)의 하부 모서리 부분에는 길이방향으로 연장되는 각각의 홈(11n)이 제공된다. 상부 플랜지(11j)는 채널형 구성을 갖고, 하부 플랜지(11j1)는 리세스 형성면(11k)과 교차하는 방향으로 연장된다. 도22에 도시된 바와 같이, 홈(11n)의 저부(11n2)는 리세스 형성면(11k)보다 (현상 장치 프레임(12)을 향해) 외부에 있다. 개구(11i)의 플랜지(11j)는 동일 평면 내에서 프레임 형태로 될 수도 있다.
도19에 도시된 바와 같이, 현상 장치 프레임(12)의 토너 프레임(11)에 대면하는 표면은 동일 평면(하나의 평탄면(12u)) 내에 있다. 상부 및 하부 부분과 평탄면(12u)의 대향 길이방향 단부들에는 평탄면(12u)으로부터 이격된 프레임 형태로 된 평행 플랜지(12e)가 연장된다. 평행 플랜지(12e)의 길이방향 모서리를 따라, 토너 프레임(11)의 홈(11n)과 결합되는 리브(12v)가 제공된다. 리브(12v)의 상부면에는 초음파 용접에 사용되는 삼각형 돌기(12v1)가 제공된다. 토너 프레임(11)과 각각의 부품들로 조립된 현상 장치 프레임(12)은 토너 프레임(11)의 홈(11n)과 현상 장치 프레임(12)의 리브(11v) 사이의 결합에 의해 서로 결합되고, 초음파 용접은 이후에서 설명될 결합부에서 수행된다. 도21에 도시된 바와 같이, 용이하게 파열 가능한 커버 필름(51)은 리세스 형성면(11k) 상에 부착되고, 토너 프레임(11)의 개구(11i)를 밀봉하도록 길이방향으로 연장된다. 커버 필름(51)은 리세스 형성면(11k) 내의 개구(11i)의 4개의 측면을 따라 토너 프레임(11) 상에 부착된다. 커버 필름(51)으로는 개구(11i)를 밀봉 해제시키기 위해 사용자가 커버 필름(51)을 파열시키도록 파열 테이프(52)가 용접된다. 파열 테이프(52)는 개구(11i)의 하나의 길이방향 단부(52b)에서 접혀져서 토너 프레임(11)과 펠트 등으로 제조된 탄성 밀봉 재료(54)(도19 참조) 사이를 통해 토너 프레임(11)에 대면한 현상 장치 프레임의 표면의 길이방향 단부로 연장된다. 파열 테이프(52)의 외부 단부(52a)네는 파지 부재(11t)가 제공된다(도6, 도20 및 도21 참조). 파지 부재(11t)는 토너 프레임(11)과 일체형이고, 토너 프레임과(11) 연결하는 부분은 절단되도록 다른 부분보다 특히 얇게 제조된다. 파열 테이프(52)의 단부는 파지 부재(11t)에 부착된다.밀봉 재료(54)의 일부분의 표면의 내부로는 작은 마찰 계수를 갖는 합성 수지로 된 테이프(55)가 부착된다. 탄성 밀봉 부재(56)는 그가 부착되는 위치로부터 반대인 길이방향 단부 부분에서 평탄면(12a)에 부착된다(도19 참조).
상기 탄성 밀봉 재료(54, 56)는 플랜지(12e)의 각각의 대향 길이방향 단부들에서 전체 폭에 걸쳐 플랜지(12e)에 부착된다. 탄성 밀봉 재료(54, 56)는 리세스 형성면(11K)의 대향 길이방향 단부들에서 플랜지(11j)와 만나고, 플랜지(11j)의 전체 폭에 걸쳐 리브(12v)와 중첩된다. 토너 프레임(1) 및 현상 장치 프레임(12)이 연결될 때 프레임(11, 12)의 정렬을 용이하게 하기 위해, 토너 프레임(11)의 플랜지(11j)에는 둥근 구멍(11r)과, 현상 장치 프레임(12) 상에 각각 제공되는 원통형 장부촉(12w1) 및 사각형 장부촉(12w2)과 결합 가능한 사각형 구멍(11q)이 제공된다. 둥근 구멍(11r)은 장부촉(12w1)과 밀접하게 끼워지고, 사각형 구멍(11q)은 폭 방향으로 밀접하게 그리고 길이방향으로 느슨하게 장부촉(12w2)과 결합된다.
토너 프레임(11) 및 현상 장치 프레임(12)이 서로 결합될 때, 토너 프레임(11) 및 현상 장치 프레임(12)은 독립적으로 조립된다. 다음에, 위치 설정 원통형 장부촉(12w1) 및 현상 장치 프레임(12)의 사각형 장부촉(12w2)은 위치 설정용 둥근 구멍(11r) 및 토너 프레임(11)의 사각형 구멍(11q) 내로 결합된다. 현상 장치 프레임(12)의 리브(12v)는 토너 프레임(11)의 홈(11n) 내로 결합된다. 다음에, 토너 프레임(11) 및 현상 장치 프레임(12)은 서로 가압 접촉된다. 이와 같이, 밀봉 재료(54, 56)는 토너 프레임(11)의 대향 길이방향 단부들에서 플랜지(11j)에 가압되고, 리브(12z)는 스페이서로서 기능을 하는 토너 프레임(11)의 플랜지(11j)로 접근한다. 리브(12z)는 각각의 대향 길이방향 단부에서 현상 장치 프레임(12)의 평탄면(12u)과 일체로 성형된다. 파열 테이프를 통과시키기 위해, 리브(12z)는 파열 테이프(52)의 측면들에서만 제공된다.
현상 장치 프레임(12) 및 토너 프레임(11)으로는 초음파 진동이 리브(12v)와 홈(11n) 사이에 제공되어, 밀봉 재료는 홈(11n)의 저부와 용접되도록 삼각형 돌기(12v1)를 용융시킨다. 이로써, 토너 프레임(11)의 홈(11n)의 모서리(11n1) 및 리브(12z)(현상 장치 프레임(12)을 위한 스페이서)는 서로 밀접하게 접촉되고, 밀봉된 주변 모서리를 구비한 공간이 토너 프레임의 리세스 형성면(11k)과 현상 장치 프레임(12)의 대향 평탄면(12u) 사이에 제공된다. 커버 필름(51) 및 파열 테이프(52)는 상기 공간 내에 수용된다. 토너 프레임(11)으로부터 현상 장치 프레임(12) 내로 토너를 이송하기 위해, 프로세스 카트리지(B)의 외부로 돌출된 파열 테이프(52)의 단부(52)(도6 참조)에서 파지 부재(11t)의 기부 부분측은 토너 프레임(11)으로부터 절단되거나 파열되고, 사용자는 손으로 파지 부재(11t)를 인출한다. 다음에, 커버 필름(51)이 파열된다. 따라서, 개구(11i)의 밀봉은 토너 프레임(11)으로부터 현상 장치 프레임(12) 내로 토너가 이송될 수 있도록 해제된다. 탄성 밀봉 재료(54, 56)는 평탄 육면체 형상을 유지하면서 토너 프레임(11)의 플랜지(11j)의 각각의 대향 길이방향 단부에서 약간 가압된다. 따라서, 밀봉성은 충분하다.
토너 프레임(11) 및 현상 장치 프레임(12)의 대향면들의 상기 구조 때문에, 커버 필름(51)을 파열시키는 힘이 파열 테이프(52)로 제공될 때, 파열 테이프(52)는 프레임들(11, 12) 사이를 통해 매끄럽게 인출될 수 있다. 토너 프레임(11) 및 현상 장치 프레임(12)이 서로 용접될 때, 삼각형 돌기(12v1)를 용융시키는 데 효과적인 열이 발생된다. 발생된 열은 열응력으로 인해 토너 프레임(11) 및 현상 장치 프레임(12)에서 열변형을 일으킬 수도 있다. 그러나, 상기 실시예에 따르면, 토너 프레임(11)의 홈(11n) 및 현상 장치 프레임(12)의 리브(12v)는 그들 사이의 결합이 용접된 부분 주위에서 보강되도록 실질적으로 전체 길이방향 범위에 걸쳐 서로 결합된다. 따라서, 열응력으로 인한 열변형은 중요하지 않다.
토너 프레임(11) 및 현상 장치 프레임(12)의 재료는 폴리스티렌, ABS 수지 재료(아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌 공중합 수지 재료), 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 플라스틱 수지 재료일 수도 있다.
도3은 상기 실시예에서 사용된 토너 프레임(11)의 측단면도이다. 도3은 토너 프레임(11)과 현상 장치 프레임(12) 사이의 결합면(JP)이 실질적으로 수직인 예를 도시하고 있다.
상기 실시예에서 사용된 토너 프레임(11)에 대해 추가로 설명하기로 한다. 1성분 토너가 개구(11i)를 향해 토너 용기(11A) 내에 수용되게 하기 위해, 2개의 경사면(K, L)이 제공된다. 경사면(K, L)은 토너 프레임(11)의 전체 길이 주위에서 연장된다. 경사면(L)은 개구(11i) 위에 배치되고, 경사면(K)은 개구(11i)의 후방측에 배치된다. 경사면(L)은 상부 프레임(11a) 내에 형성되고, 경사면(L)은 하부 프레임(11b) 내에 형성된다. 경사면(L)은 수직 방향이거나, 프로세스 카트리지(B)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 장착되는 상태에서 수직 방향보다 하향으로향한다. 경사면(K)은 토너 프레임(11)과 현상 장치 프레임(12) 사이의 결합면(JP)에 수직한 선(m)에 대한 그 각도(θ3)가 대략 20 내지 40°가 되도록 경사져 있다. 상기 실시예에서, 상부 프레임(11a)의 구성은 상부 프레임(11a) 및 하부 프레임(11b)이 서로 연결될 때 하부 프레임(11b)이 그러한 각도로 설치될 수 있도록 결정된다. 상기 실시예에 따르면, 토너는 토너 용기(11A)로부터 개구(11i)를 향해 효율적으로 이송될 수 있다.
[현상 프레임]
현상 장치 프레임을 추가로 설명하기로 한다. 도3, 도14, 도15, 도16, 도17 및 도18을 참조하여, 현상 장치 프레임을 설명하기로 한다. 도14는 다양한 부품들이 설치되는 현상 장치 프레임(12)의 부분 분해 사시도이다. 도15는 현상 수단 구동력 전달 유닛(DG)이 설치되는 현상 장치 프레임(12)의 사시도이다. 도16은 구동력 전달 유닛(DG)이 없는 현상 유닛의 측면도이다. 도17은 내부로부터 본 현상 수단 구동력 전달 유닛(DG)의 측면도이다. 도18은 베어링 케이스의 일부의 내부를 도시하는 사시도이다.
현상 장치 프레임(12)은 상기된 바와 같이 현상 롤러(9c), 현상 블레이드(9d), 토너 교반 부재(9e) 및 토너 잔량을 검출하는 안테나 로드(9h)로 조립된다. 현상 블레이드(9d)는 일체형 금속판(9d1) 및 실리콘 고무(9d2)를 포함하며, 금속판(9d1)은 도14에 도시된 바와 같이 대략 1 내지 2㎜의 두께를 갖는다. 현상 롤러(9c)의 생성 라인(generating line)을 따라 현상 롤러(9c)에 접촉하는 실리콘 고무(9d2)에 의해, 현상 롤러(9c)의 주연면 상에 인가된 토너의 양은 제어된다. (우측의) 스크레이퍼(9y1) 및 (좌측의) 스크레이퍼(9y2)는 그 일부에서 탄성 변형부를 구비한 현상 롤러(9c)의 주연면에 접촉된다. 이들은 그 대향 길이방향 단부들에서 현상 롤러(9c)로부터 토너를 긁어내고 내부를 향해 토너를 이동시키는 기능을 한다. 이와 같이, 현상 롤러(9c)의 대향 단부들에서의 토너의 누설을 방지한다. 현상 장치 프레임(12)에는 현상 블레이드가 장착되는 평탄면(12i)(블레이드 맞닿음면) 내에 장부촉(12i1) 및 암형 나사(12i2)가 제공된다. 금속판(9d1)에는 우측 단부 부분에 있는 구멍(9d3) 그리고 좌측 단부 부분에 있는 긴 구멍(9d5)이 제공되며, 긴 구멍(9d5)은 길이방향으로 길고 장부촉(12i1)과 결합된다. 좌측 및 우측 부분에 있는 구멍(9d3) 및 긴 구멍(9d5)은 현상 블레이드(9d)를 위한 위치 설정 수단으로서 기능을 한다. 구체적으로, 도14에서, 장부촉(12i1) 및 우측에 있는 구멍(9d3)은 수㎛ 내지 수십㎛의 간극에 느슨하게 끼워지고 길이방향으로 그리고 그에 수직한 방향으로 운동을 제한하는 기능을 한다. 한편, 좌측에서도, 동일한 것이 장부촉(12i1)에 적용되지만, 좌측 장부촉(12i1)과 결합되는 금속판(9d1)의 구멍(9d5)은 길이방향으로 길다. 긴 구멍(9d5)이 좌측 구멍과 동일하다면, 좌측 및 우측 장부촉(12i1)들 사이의 거리와 구멍(9d3, 9d5)들 사이의 거리의 편차가 작다고 하더라도 장착 불능을 일으킬 것이다. 그러나, 긴 구멍(9d5)과 장부촉(12i1) 사이의 결합은 길이방향에 수직한 방향과 관련되는 한 우측에서와 동일하다. 이러한 방식으로, 현상 블레이드(9d)는 장부촉(12i1)과 구멍(9d3) 사이의 결합에 의해 길이방향으로 정확하게 위치되고, 장부촉(12i1)과 구멍(9d3 및 9d5)들 사이의 결합에 의해 직각 방향으로 정확하게 위치된다. 따라서, 장착 정확성은 보증된다. 현상 블레이드(9d)가 상기 위치 설정 수단과 결합된 후에, 각각의 (우측의) 스크레이퍼(9y1) 및 (좌측의) 스크레이퍼(9y2)의 나사 보어(9y1a, 9y2a)를 통해 그리고 나사 보어(9d4)를 통해 암형 나사(12i2) 내로 나사 결합된다. 이와 같이, 좌측 및 우측 스크레이퍼(9y1(우측) 및 9y2(좌측))와 금속판(9d1)은 평탄면(12i) 상에 고정된다. 현상 장치 프레임(12)으로는, 몰토프렌(Moltopren)으로 제조된 탄성 밀봉 부재(12s)가 토너의 외부 누설을 방지하도록 그 길이를 따라 금속판(9d1) 위에 부착된다. 또한, 밀봉 부재(12s1)는 밀봉 부재(12s)의 각각의 대향 단부들로부터 현상 롤러(9c)를 따라 연장되는 아치형 표면(12j)으로 부착된다. 또한, 얇은 탄성 밀봉 부재(12s2)는 현상 롤러(9c)의 생성 라인과 접촉되어 하부 조오부(lower jaw portion)(12h)에 부착된다. 현상 블레이드(9d)의 금속판(9d1)의 일단부는 절곡부(9d1a)를 제공하도록 약 90°로 절곡된다. 현상 블레이드(9d)는 대략 1.5 내지 2㎜의 두께를 갖는다. 따라서, 자기 밀봉 부재(12s1)는 작은 간극의 발생의 결과로 현상 블레이드(9d)의 길이방향 단부 부분과 중첩될 수 없다. 간극이 밀봉 해제된 상태로 남아 있으면, 간극을 통과한 토너는 토너층이 현상 롤러(9c) 상에 형성될 때 축적된다. 도32에 도시된 바와 같이, 간극을 밀봉시키기 위해, 보조 밀봉부(12s3)는 현상 블레이드(9d)의 후방측 및 각각의 밀봉 부재(12s1)의 내부에서 현상 장치 프레임(12)의 도시되지 않은 장착부에 부착된다.
도14 및 도18을 참조하여, 현상 롤러 유닛(G)을 설명하기로 한다. 현상 롤러 유닛(G)은 1) 현상 롤러(9c)와, 2) 합성 수지 재료 등의 전기 절연 재료로 제조되고, 현상 롤러(9c)의 각각의 대향 단부들에서 감광 드럼(7)의 알루미늄(Al)으로된 원통형 부분과 현상 롤러(9c)의 알루미늄(Al)으로 된 원통형 부분 사이의 누전을 방지하도록 슬리브 캡으로서 기능을 하는, 현상 롤러(9c)의 주연면과 감광 드럼(7)의 주연면 사이의 소정의 간극을 유지하는 스페이서 롤러(9i)와, 3) 현상 롤러(9c)를 회전 가능하게 지지하고 현상 장치 프레임(12)을 정확하게 위치 설정하는 현상 롤러 샤프트 수용부(9j)(도14는 현상 롤러 샤프트 수용부(9j)의 확대도임)와, 4) 감광 드럼(7)의 헬리컬 드럼 기어(7b)로부터 구동력을 수용하고 현상 롤러(9c)를 회전시키는 현상 롤러 기어(9k)(헬리컬 기어)와, 5) 현상 롤러(9c)의 단부와 결합되는 하나의 단부를 갖는 현상 코일 스프링 접촉부(9l)(도18 참조)와, 6) 현상 롤러(9c)의 주연면 상에 토너를 쌓도록 현상 롤러(9c) 내에 제공되는 자석을 하나의 유닛으로서 포함한다. 도14에서, 베어링 케이스(9v)는 현상 롤러 유닛(G)에 이미 장착되었다. 그러나, 실제로, 현상 롤러 유닛(G)은 현상 롤러 유닛(G)이 측판(12A, 12B)들 사이에 장착된 후에 베어링 케이스(9v)가 현상 장치 프레임(12)에 장착될 때 베어링 케이스(9v)와 결합된다.
도14에 도시된 바와 같은 현상 롤러 유닛(G)에는 현상 롤러(9c)의 하나의 단부에 견고하게 결합되는 금속 플랜지(9p)가 제공된다. 금속 플랜지(9p)는 외향으로 연장되는 현상 롤러 기어 장착 샤프트부(9p1)를 갖는다. 현상 롤러 기어 장착 샤프트부(9p1)에는 2개의 평행 평탄부가 제공된다. 이로써, 합성 수지 재료로 된 현상 롤러 기어(9k)는 회전 불가능하게 결합된다. 현상 롤러 기어(9k)는 헬리컬 기어이므로, 그 회전 동안에 추력이 발생된다. 헬리컬 구성의 방향은 추력이 길이방향으로 내부를 향하도록 되어 있다. 플랜지(9p)를 통해, D자형 샤프트(9g1)가외향으로 연장된다. 샤프트(9g1) 중 하나는 구동력 전달 유닛(DG)의 현상 홀더(40)와 결합되고, 회전 불가능하게 지지된다. 현상 롤러 샤프트 수용부(9j)에는 내향 회전 방지 돌기(9j5)를 갖는 둥근 구멍이 제공되고, C자형 단면을 갖는 베어링(9j4)은 정확하게 끼워지고, 플랜지(9p)는 베어링(9j4)과 회전 가능하게 결합된다. 현상 롤러 샤프트 수용부(9j)는 현상 장치 프레임(12)의 슬릿(12f) 내로 결합되고, 현상 홀더(40)의 돌기(40f)는 현상 홀더(40)가 현상 장치 프레임(12)에 고정되도록 현상 장치 프레임(12)의 구멍(12g) 및 현상 롤러 샤프트 수용부(9j)의 구멍(9j1) 내로 삽입된다. 상기 베어링(9j4)에는 플랜지가 제공되고, 플랜지 부분만 C자형의 단면을 갖지만, 전체 길이에 걸쳐 C자형의 단면을 가질 수도 있다. 현상 롤러 샤프트 수용부(9j)의 베어링(9j1)에는 단차 구멍이 제공되고, 회전 방지 돌기(9j5)는 베어링(9j4)의 플랜지를 수용하는 큰 직경부에서 제공된다. 이후에서 설명될 베어링(9j) 및 베어링(9f)은 폴리아세탈, 폴리아미드 등의 수지 재료로 제조된다.
슬리브 형태로 된 현상 롤러(9c)를 관통하는 자석의 단부 부분들은 현상 롤러(9c)로부터 연장된다. 샤프트(9g1)는 도18에 도시된 현상 롤러 샤프트 수용 박스(9v) 내에 제공되는 도시되지 않은 D자형의 지지 구멍(9v3)과 결합된다. 도시되지 않은 모서리 부재의 중공 저널(9w)은 각각의 대향 단부들에서 현상 롤러(9c)의 내부로 삽입되어 그에 고정되고, 저널(9w)과 일체형인 직경이 감소된 원통형 부분(9w1)은 현상 롤러(9c) 및 자석(9g)과 서로 전기적으로 접속된 현상 코일 스프링 접촉부(9l)를 전기적으로 절연시키는 데 효과적이다. 플랜지를 구비한베어링(9f)은 합성 수지로 된 절연 재료로 제조되고, 자석 지지 구멍(9v3)과 동심인 베어링 결합 구멍(9v4)과 결합된다. 베어링 결합 구멍(9v4)에는 베어링(9f)의 회전이 방지되도록 베어링(9f)과 일체형인 키이부(9f1)가 결합되는 키이 홈(keyway)이 제공된다. 베어링 결합 구멍(9v4)은 평탄한 링 형태로 된 현상 바이어스 접촉부(121)의 내부 단부가 있는 저부를 갖는다. 현상 롤러(9c)가 현상 롤러 샤프트 수용 박스(9v) 내에 설치될 때, 금속으로 된 현상 코일 스프링 접촉부(9l)는 현상 바이어스 접촉부(121)에 대해 가압 및 억지 끼워맞춤된다. 상기 현상 바이어스 접촉부(121)는 디스크의 외경으로부터 절곡되고 베어링 결합 구멍(9v4)의 축방향 리세스(9v6)와 결합되어 베어링(9f) 외부로 확대되는 제1 방전부(121a)와, 제1 방전부(121a)로부터 베어링 결합 구멍(9v4)의 하나의 단부에서 제공된 절결부(9v7) 내로 절곡된 제2 방전부(121b)와, 제2 방전부(121b)로부터 절곡된 제3 방전부(121c)와, 제3 방전부(121c)로부터 반경 방향 및 외향으로 절곡된 제4 방전부(121d)와, 제4 방전부(121d)로부터 동일한 방향으로 절곡된 외부 접촉부(121e)를 갖는다. 그러한 현상 바이어스 접촉부(121)를 지지하기 위해, 현상 롤러 샤프트 수용 박스(9v)에는 길이방향 및 내향으로 돌출된 지지부(9v8)가 제공되고, 지지부(9v8)는 제4 방전부(121c) 및 외부 접촉부(121e)에 접촉된다. 제2 방전부(121b)에는 장부촉(9v9)이 현상 롤러 샤프트 수용 박스(9v)의 후방측에서 길이방향 및 내향으로 돌출되는 구멍(121f)이 제공된다. 현상 바이어스 접촉부(121)의 외부 접촉부(121e)는 프로세스 카트리지(B)가 주 조립체(14)에 장착될 때 화상 형성 장치의 주 조립체(14)의 현상 바이어스 접촉 부재(125)와 접촉하게 된다. 이로써, 현상 바이어스는 현상 롤러(9c)에 인가될 수 있다.
현상 롤러 샤프트 수용 박스(9v) 내에 제공되는 2개의 원통형 돌기(9v1)는 현상 롤러 샤프트 수용 박스(9v)가 현상 장치 프레임(12)에 대해 정확하게 위치되도록 현상 장치 프레임(12)의 하나의 길이방향 단부에서 제공되는 구멍부(12m)와 결합된다. 도시되지 않은 소형 나사는 현상 롤러 샤프트 수용 박스(9v)의 나사 보어(9v2)를 통해 현상 장치 프레임(12)의 암형 나사(12c) 내로 나사 결합된다. 이와 같이, 현상 롤러 샤프트 수용 박스(9v)를 현상 장치 프레임(12)에 고정시킨다. 따라서, 상기 실시예에서, 현상 롤러(9c)가 현상 장치 프레임(12)에 장착될 때, 현상 롤러 유닛(G)은 1차로 조립된다. 다음에, 이와 같이 조립된 현상 롤러 유닛(G)은 현상 장치 프레임(12)에 장착된다.
현상 롤러 유닛(G)은 다음 단계에서 조립된다. 우선, 자석(9g)은 플랜지(9p)가 장착된 현상 롤러(9c) 내로 삽입되고, 저널(9w) 및 현상 코일 스프링 접촉부(9l)는 현상 롤러(9c)의 일단부에 장착된다. 다음에, 스페이서 롤러(9i)는 각각의 단부에 장착되고, 현상 롤러 샤프트 수용부(9j)는 그 외부에 장착된다. 다음에, 현상 롤러 기어(9k)는 현상 롤러(9c)의 일단부에서 현상 롤러 기어 장착 샤프트부(9p1)에 장착된다. 다음에, 이제 현상 롤러 기어(9k)를 갖는 현상 롤러(9c)의 각각의 대향 단부에서, 자석의 샤프트(9g1)(D자형 샤프트)는 돌출된다. 이러한 방식으로, 현상 롤러 유닛(G)은 구성된다.
토너 잔량을 검출하는 안테나 로드(9h)에 대해 설명하기로 한다. 도14 및 도19에 도시된 바와 같이, 안테나 로드(9h)는 크랭크 형상으로 절곡된 하나의 단부를 갖는다. 그 일단부에 제공되는 접촉부(9h1)(토너 잔량 검출 접촉부(122))는 전기적으로 접속되도록 이후에서 설명될 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 장착되는 토너 검출 접촉 부재(126)에 접촉된다. 안테나 로드(9h)가 현상 장치 프레임(12)에 장착될 때, 안테나 로드(9h)의 자유 단부는 현상 장치 프레임의 측판(12B) 내에 제공되는 관통 구멍(12b)을 통해 관통된다. 다음에, 자유 단부는 현상 장치 프레임(12)의 대향측 내에 형성된 도시되지 않은 구멍 내에서 지지된다. 이와 같이, 안테나 로드(9h)는 관통 구멍(12b) 및 도시되지 않은 구멍에 의해 위치 설정 및 지지된다. 토너의 유입을 방지하기 위해, 합성 수지 재료 링, 펠트, 스펀지 등으로 된 (도시되지 않은) 밀봉 부재는 관통 구멍(12b) 내로 삽입된다. 크랭크 형태로 된 접촉부(9h1)의 아암부는 현상 롤러 샤프트 수용 박스(9v)가 현상 장치 프레임(12)에 장착될 때 안테나 로드(9h)가 외부에 결합 해제되는 것을 방지하도록 현상 롤러 샤프트 수용 박스(9v)가 안테나 로드(9h)의 운동을 방지하는 위치에 놓인다. 안테나 로드(9h)의 자유 단부가 삽입되는 현상 장치 프레임(12)의 측판(12A)은 토너 프레임(11) 및 현상 장치 프레임(12)이 서로 결합될 때 토너 캡(11f)을 부분적으로 덮도록 하부 프레임(11b) 내에 제공되는 토너 캡(11f)에 대향된다. 도16에 도시된 바와 같이, 측판(12A)에는 토너 이송 기어(9s)의 샤프트 커플링부(9s1)(도15 참조)가 구동력을 토너 이송 부재(9b)로 전달하는 구멍(12x)이 제공된다. 기어(9s)에는 구동력을 토너 이송 부재(9b)로 전달하도록 토너 이송 부재(9b)의 하나의 단부와 결합되어 토너 프레임(11) 상에 회전 가능하게 지지되는 커플링 부재(11e)(도16 및 도20 참조)와 결합되는 샤프트 커플링부(9s1)가 제공된다.
도19에 도시된 바와 같이, 토너 교반 부재(9e)는 현상 장치 프레임(12) 상에 회전 가능하게 지지되고, 안테나 로드(9h)와 평행하게 연장된다. 토너 교반 부재(9e)는 크랭크 형상을 갖고, 일단부에서 측판(12B) 내에 축받이되고, 타단부에서 도16에 도시된 바와 같이 측판(12A) 내에 회전 가능하게 지지되는 일체형 샤프트부를 갖는 토너 교반 기어(9m)와 결합된다. 크랭크 아암은 교반 기어(9m)의 회전을 토너 교반 부재(9e)로 전달하도록 샤프트부의 절결부 내에 걸리게 된다.
현상 유닛(D)으로의 구동력의 전달에 대해 설명하기로 한다. 도15에 도시된 바와 같이, 현상 홀더(40)의 지지 구멍(40a)은 회전 불가능하게 지지되도록 D자형 자석(9g)의 부분적으로 비원형인 샤프트(9g1)와 결합된다. 현상 홀더(40)가 현상 장치 프레임(12)에 장착될 때, 현상 롤러 기어(9k)는 기어 트레인(GT)의 기어(9q)와 결합되고, 토너 교반 기어(9m)는 소형 기어(9s2)와 결합된다. 이에 의해, 토너 이송 기어(9s) 및 토너 교반 기어(9m)는 현상 롤러 기어(9k)로부터 구동력을 수용할 수 있다. 기어(9q)와 토너 이송 기어(9s) 사이의 기어는 모두 아이들러 기어이다. 기어(9q)와 일체형인 소형 기어(9q1)의 현상 롤러 기어(9k) 단부와 맞물리는 기어(9q)는 현상 홀더(40)와 일체형인 장부촉(40b) 상에 회전 가능하게 지지된다. 소형 기어(9q1) 및 기어(9r)와 일체형인 소형 기어(9r1)와 맞물리는 대형 기어(9r)는 현상 홀더(40)와 일체형인 장부촉(40c) 상에 회전 가능하게 지지된다. 소형 기어(9r1)는 토너 이송 기어(9s)와 맞물린다.
토너 이송 기어(9s)는 현상 홀더(40)와 일체형인 장부촉(40d) 상에 회전 가능하게 지지된다. 토너 이송 기어(9s)에는 샤프트 커플링부(9s1)가 제공된다. 토너 이송 기어(9s)는 소형 기어(9s2)와 맞물리기 쉽다. 소형 기어(9s2)는 현상 홀더(40)와 일체형인 장부촉(40e) 상에 회전 가능하게 지지된다. 장부촉(40b, 40c, 40d, 40e)은 대략 5 내지 6㎜의 직경을 갖고 기어 트레인(GT) 내에 기어를 지지한다. 상기 구조로, 기어 트레인을 구성하는 기어는 하나의 부재(상기 실시예에서는 현상 홀더(40))에 의해 지지된다. 따라서, 기어 트레인(GT)은 조립 단계가 간단해질 수 있도록 현상 홀더(40) 내로 조립될 수 있다. 구체적으로, 조립되는 현상 유닛(D)은 안테나 로드(9h) 및 토너 교반 부재(9e)를 현상 장치 프레임(12)에 장착하고 현상 롤러 유닛(G), 현상 수단 구동력 전달 유닛(DG) 및 기어 케이스(9v)를 현상 장치 프레임(12)에 장착함으로써 완성된다.
도19에는 현상 장치 프레임(12)의 길이방향으로 연장되는 개구(12p)가 도시되어 있다. 개구(12p)는 토너 프레임(11) 및 현상 장치 프레임(12)이 결합될 때 토너 프레임(11)의 개구(11i)에 대면된다. 토너 프레임(11) 내에 수용되는 토너는 토너 프레임(11)에 의해 현상 롤러(9c)로 공급될 수 있다. 교반 부재(9e) 및 안테나 로드(9h)는 개구(12p)의 전체 길이에 걸쳐 연장된다. 현상 장치 프레임(12)의 재료는 토너 프레임(11)의 재료와 동일할 수도 있다.
[전기 접촉부]
도8, 도9, 도11 및 도23을 참조하여, 프로세스 카트리지(B)가 주 조립체(14)에 장착된 때 화상 형성 장치의 주 조립체(14)와 프로세스 카트리지(B) 사이에 전기 접속을 이루기 위한 접촉부들의 접속 및 배열에 관하여 설명하기로 한다.
도8에 도시된 바와 같이, 프로세스 카트리지(B)에는 복수개의 전기 접촉부들이 제공된다. 이들 접촉부는 1) 감광 드럼(7)을 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 전기 접지하도록 감광 드럼(7)과 전기 접속된 원통형 가이드(13aL)(전기 전도성 접촉부)(전기 전도성 접촉부로 간주되는 경우에 도면부호 119가 사용된다), 2) 화상 형성 장치의 주 조립체(14)로부터 대전 롤러(8)로 대전 바이어스를 인가하도록 대전 롤러 샤프트(8a)와 전기 접속된 전기 전도성 대전 바이어스 접촉부(120), 3) 화상 형성 장치의 주 조립체(14)로부터 현상 롤러(9a)에 현상 바이어스를 인가하도록 현상 롤러(9c)와 전기 접속된 전기 전도성 현상 바이어스 접촉부(121), 및 4) 토너 잔량을 검출하기 위한 안테나 로드(9h)와 전기 접속된 전기 전도성 토너 잔량 검출 접촉부(122)이다. 이들 4개의 접촉부들은 카트리지 프레임의 측면 및 바닥면 상에서 노출되도록 제공된다. 4개의 접촉부(119 내지 122)들은 프로세스 카트리지(B)의 장착 방향으로 볼 때 카트리지 프레임의 좌측면 및 바닥면 상에 이들 사이에서의 누전을 방지하도록 서로로부터 이격되어 있다.
접지 접촉부(119) 및 대전 바이어스 접촉부(120)는 세척 유닛(C) 상에 제공되고, 현상 바이어스 접촉부(121) 및 토너 잔량 검출 접촉부(122)는 현상 장치 프레임(12) 상에 제공된다. 토너 잔량 검출 접촉부(122)는 주 조립체(14)에 장착된 프로세스 카트리지(B)의 존재 유무를 주 조립체(14)가 검출할 수 있도록 프로세스 카트리지 검출 접촉부로서 역할도 한다. 도11에 도시된 바와 같이, 접지 접촉부(119)는 전기 전도성 재료로 이루어진 플랜지(29)와 일체로 된 드럼 샤프트(7a)와 동축이며, 드럼 실린더(7d)와 전기 접속된 접지판(7f)은 드럼샤프트(7a)에 가압 접촉되는데, 이에 의해 접지가 외부로 연속적으로 연장된다. 본 실시예에서, 플랜지(29)는 철 등의 금속으로 제조된다. 대전 바이어스 접촉부(120) 및 현상 바이어스 접촉부(121)는 프로세스 카트리지의 내부로부터 연장되는 약 0.1㎜ 내지 0.3㎜의 두께(스테인레스강 또는 인청동의 판재와 같은 전기 전도성 금속판)를 갖는다. 대전 바이어스 접촉부(120)는 구동력 전달 기구를 갖는 쪽에 대향한 쪽에서 세척 유닛(C)의 바닥면 상에서 노출되며, 현상 바이어스 접촉부(121) 및 토너 잔량 검출 접촉부(122)는 구동력 전달 기구를 갖는 쪽에 대향한 쪽에서 현상 유닛(D)의 바닥면 상에서 노출된다.
드럼 기어(7b)는 현상 롤러(9c)를 회전시키도록 현상 롤러 기어(9k)와 맞물려 결합한다. 회전할 때 드럼 기어(7b)는 길이방향으로 유격을 갖고 세척 프레임(13)에 제공된 감광 드럼(7)을 드럼 기어(7b)가 제공된 쪽을 향해 가압하는 (화살표 d의 방향으로의) 추력을 발생시킨다. 이에 의해, 스퍼어 기어(7n)에 고정된 접지판(7f)은 드럼 샤프트(7a)에 대해 가압된다. 이때, 드럼 기어(7b)의 측면 모서리(7b1)는 세척 프레임(13)에 고정된 베어링(38)의 내측 단부면(38b)에 맞닿는다. 이에 의해, 감광 드럼(7)은 프로세스 카트리지(B) 내에서 길이방향으로 정확히 위치된다. 접지 접촉부(119)는 세척 프레임(13)의 일 측면에서 노출된다. 드럼 샤프트(7a)는 감광층(7e)으로 피복되고 알루미늄으로 제작된 드럼 실린더(7d)로 그 중심에서 진입한다. 드럼 실린더(7d) 및 드럼 샤프트(7a)는 드럼 실린더(7d)의 내부면(7d1) 및 드럼 샤프트(7a)의 단부면(7a1)에 대한 접지판(7f)의 접촉에 의해 서로 전기 접속된다.
대전 바이어스 접촉부(120)는 세척 프레임(13)이 대전 롤러(8)를 지지하는 위치에 인접하여 제공된다. 도12에 도시된 바와 같이, 대전 바이어스 접촉부(120)는 대전 롤러 샤프트(8a)에 연결된 복합 스프링(8b)을 통해 대전 롤러(8)의 샤프트(8a)와 전기 접속된다. 복합 스프링(8b)은 세척 프레임(13) 내의 대전 롤러(8)와 감광 드럼(7)의 중심들을 연결하는 선을 따라 연장하는 안내 홈과 활주 결합하여 있는 대전 롤러 베어링(8c)과 안내홈의 일단부에 있는 스프링 시트(seat) 사이에서 압축된 코일 스프링 부분을 갖는다. 복합 스프링(8b)에는 내부 접촉부가 제공되며, 복합 스프링은 스프링 시트에 인접한 시트 권취부에서 대전 롤러 샤프트(8a)에 가압 접촉된다. 대전 바이어스 접촉부(120)는 도8에 도시된 노출부로부터 세척 프레임(13) 내로 연장하며, 대전 롤러(8)의 일단부에서 대전 롤러의 이동 방향과 교차하도록 절곡되고, 복합 스프링(8b)이 안착되는 스프링 시트(120b)로 종료한다.
현상 바이어스 접촉부(121) 및 토너 잔량 검출 접촉부(122)에 대하여 설명하기로 한다. 이들 접촉부(121, 122)는 세척 프레임(13)의 하나의 측면 모서리(13k)와 동일한 쪽에 제공된 현상 유닛(D)의 바닥면 상에 제공된다. 현상 바이어스 접촉부(121)의 제3 방전부, 즉 외부 접촉부(121e)는 스퍼어 기어(7n)를 사이에 둔 상태로 대전 바이어스 접촉부(120)로부터 대향한 쪽에 배치된다. 전술된 바와 같이, 현상 바이어스 접촉부(121)는 현상 롤러(9c)의 측면 모서리와 전기 접속된 현상 코일 스프링 접촉부(91)를 통해 현상 롤러(9c)와 전기 접속된다.
드럼 기어(7b) 및 현상 롤러 기어(9k)에서 발생된 추력과 현상 바이어스 접촉부(121) 사이의 관계에 대하여 설명하기로 한다. 전술된 바와 같이, 구동될 때 감광 드럼(7)은 도11에서 화살표 d로 나타낸 방향으로 이동된다. 한편, 드럼 기어(7b)와 맞물려 결합되어 있는 현상 롤러 기어(9k)는 도18에 도시된 현상 바이어스 접촉부(121)를 가압하는 현상 코일 스프링 접촉부(91)를 가압하도록 화살표 d의 방향과 대향한 방향으로 추력을 수용한다. 이에 의해, 현상 롤러(9c)와 현상 롤러 샤프트 수용부(9j) 사이의 현상 코일 스프링 접촉부(91)에 의해 제공된 가압력이 감소된다. 이렇게 함으로써, 현상 코일 스프링 접촉부(91)와 현상 바이어스 접촉부(12) 사이의 접촉이 보장되어서, 현상 롤러(9c)의 단부면과 현상 롤러 샤프트 수용부(9j)의 단부면 사이의 마찰 저항을 감소시켜 현상 롤러(9c)의 회전을 원활하게 한다.
도8에 도시된 토너 잔량 검출 접촉부(122)는 카트리지 장착 방향(도9에서 화살표 X)에 대하여 현상 바이어스 접촉부(121)의 상류측에서 현상 장치 프레임(12)에서 노출된다. 도19에 도시된 바와 같이, 토너 잔량 검출 접촉부(122)는 토너 프레임(11) 쪽에서 금속 안테나 로드(9h)의 일부이며, 안테나 로드(9h)는 현상 롤러(9c)의 길이방향으로 연장된다. 안테나 로드(9h)는 현상 롤러(9c)의 전체 길이방향에 걸쳐 현상 롤러(9c)로부터 이격된 위치에 배치된다. 프로세스 카트리지(B)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 장착된 때, 주 조립체(14) 내의 토너 검출 접촉 부재(126)(도9, 23)에 접촉된다. 안테나 로드(9h)와 현상 롤러(9c) 사이의 정전 용량은 이들 사이에 존재하는 토너의 양에 따라 변화한다. 정전 용량의 변화는 화상 형성 장치의 주 조립체(14) 내의 토너 검출 접촉부재(26)와 전기 접속된 제어기(도시안됨)에 의해 전위차의 변화로서 검출되어, 토너 잔량이 검출된다.
여기서, 정전 용량을 제공하는 토너의 양은 현상 롤러(9c)와 안테나 로드(9h) 사이에 존재하는 토너의 양이다. 이럼으로써, 토너 용기(11A) 내의 토너 잔량이 소정량에 도달하는 경우가 검출될 수 있다. 따라서, 이러한 경우는 토너 잔량 검출 접촉부(122)를 통해 화상 형성 장치의 주 조립체(14) 내의 제어기에 의해 검출되는데, 이는 토너 용기(1A) 내의 토너 잔량이 소정 레벨에 도달하였음을 의미한다. 정전 용량이 제1 소정 레벨에 도달하였음을 화상 형성 장치의 주 조립체(14)가 검출한 때, 프로세스 카트리지(B)의 교환에 대한 필요성이 램프의 점멸 또는 부저 소리에 의해 알려진다. 제어기는 제1 소정 레벨보다 낮은 제2 소정 레벨의 정전 용량을 검출함으로써 주 조립체(14)에 장착된 프로세스 카트리지(B)의 존재를 검출한다. 제어기는 장착된 프로세스 카트리지(B)를 검출한 때만 주 조립체(14)의 화상 형성 작동을 허용한다. 즉, 그러하지 않은 경우에는 화상 형성 장치의 주 조립체(14)의 화상 형성 작동의 개시는 금지된다. 프로세스 카트리지가 장착되지 않았음은 램프의 점멸 등에 의해 알려질 수 있다.
프로세스 카트리지(B)에 제공된 접촉부들과 화상 형성 장치의 주 조립체(14) 내에 제공된 접촉 부재들 사이의 접속에 대하여 설명하기로 한다. 화상 형성 장치(A)의 카트리지 장착 공간(S)에서의 한 쪽의 내부면 상에는, 도9에 도시된 바와 같이, 프로세스 카트리지(B)가 화상 형성 장치의 주 조립체에 장착된 때, 접지 접촉부(119), 대전 바이어스 접촉부(120), 현상 바이어스 접촉부(121) 및 토너 잔량 검출 접촉부(122)와 접촉하는 접지 접촉 부재(123), 대전 접촉 부재(124), 현상 바이어스 접촉 부재(125) 및 토너 검출 접촉 부재(126)가 제공된다. 도9에 도시된 바와 같이, 접지 접촉 부재(123)는 위치 설정 홈(16b)의 바닥에 제공된다. 현상 바이어스 접촉 부재(125), 토너 검출 접촉 부재(126) 및 대전 접촉 부재(124)는 안내부(16a) 외부 아래에서 안내부(16a)에 인접한 카트리지 장착 공간(S)의 벽면들 중 하나의 벽면의 하부 부분에 제공된다. 이들은 상향으로 탄성적이다.
접촉부들과 안내부들 사이의 위치 관계에 대하여 설명하기로 한다. 토너 잔량 검출 접촉부(122)는 최저 위치에 배치되고, 현상 바이어스 접촉부(121)는 그 위에 배치되며, 대전 바이어스 접촉부(120)는 또 그 위에 배치되고, 회전 방지 안내부(13bL) 및 원통형 안내부(13aL)(접지 접촉부(119))는 대전 바이어스 접촉부(120) 위에서 실질적으로 동일한 높이에 배치된다. 위치 관계는 도6에 도시된 프로세스 카트리지(B)의 수평 위치를 기준으로 한다. 카트리지 장착 방향(화살표 X)으로, 토너 잔량 검출 접촉부(122)는 가장 상류측에 배치되고, 안내부(13bL) 및 현상 바이어스 접촉부(121)는 그 다음(하류측)에 배치된다. 원통형 안내부(13aL)(접지 접촉부(119))는 그 다음에 배치된다. 대전 바이어스 접촉부(120)는 또 그 다음에 배치된다. 이러한 배열 때문에, 대전 바이어스 접촉부(120)는 대전 롤러(8)에 더 근접하게 될 수 있으며, 현상 바이어스 접촉부(121)는 현상 롤러(9c)에 더 근접하게 될 수 있고, 토너 잔량 검출 접촉부(122)는 안테나 로드(9h)에 더 근접하게 될 수 있다. 이렇게 함으로써, 접촉부들 사이의 거리는 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치 내에서 감소될 수 있다. 접촉부의 치수는 다음과 같다. 대전 바이어스 접촉부(120)는 약 10.0㎜ x 10.0㎜이고, 현상 바이어스 접촉부(121)는 약 6.0㎜의 길이와 약 7.5㎜의 폭을 가지며, 토너 잔량 검출 접촉부(122)는 약 2㎜의 직경과 약 18.0㎜의 폭을 가지고, 접지 접촉부(119)는 약 10.0㎜의 외경을 갖는 원형이다. 전술된 대전 바이어스 접촉부(120) 및 현상 바이어스 접촉부(121)는 직사각형의 형태를 갖는다. 접촉부들의 길이는 프로세스 카트리지(B)의 장착 방향(X)으로 측정되고, 그 폭은 이에 직각인 방향(수평)으로 측정된다.
접지 접촉 부재(123)는 전기 전도성 판스프링으로 제조되고, 위치 설정 홈(16b) 내로 장착되는데, 위치 설정 홈에는 프로세스 카트리지의 접지 접촉부(119), 즉 (드럼 샤프트(7a)가 위치된) 원통형 안내부(13aL)가 결합되며, 주 조립체 프레임을 통해 접지된다. 토너 잔량 검출 접촉 부재(126)는 안내부(16a)의 아래에 인접하여 배치된다. 다른 접촉 부재(124, 125)는 안내부(16a)의 아래에 인접하여 배치되고, 압축 코일 스프링(129)에 의해 홀더(127)로부터 상방으로 돌출된다. 이는 예로서 대전 접촉 부재(124)에 대하여 설명된다. 도23에서 확대 도시된 바와 같이, 대전 접촉 부재(124)는 떨어지지 않으면서 상방으로 이동 가능하도록 홀더(127) 내에 장착된다. 홀더(127)는 화상 형성 장치의 주 조립체에 장착된 전기 기판(128)에 고정되며, 접촉 부재 및 배선 패턴은 전기 전도성 압축 코일 스프링(129)에 의해 전기 접속된다. 프로세스 카트리지(B)가 안내부(16a)의 도움으로 화상 형성 장치(A)에 장착된 때, 접촉 부재(123-126)는 프로세스 카트리지(B)가 소정 위치에 도달한 때 외측으로 돌출한다.
이때, 접촉부(119 내지 122)는 접촉 부재들과 접촉하지 않는다. 프로세스카트리지(B)가 더욱 삽입된 때, 프로세스 카트리지(B)의 접촉부(119 내지 122)는 접촉 부재(123 내지 126)에 각각 접촉된다. 약간 정도의 추가 삽입에 의해, 프로세스 카트리지(B)의 원통형 안내부(13aL)는 위치 설정 홈(16b) 내로 결합하며, 이에 의해 접촉부(119 내지 122)는 탄성력에 대항하여 접촉 부재(123 내지 126)에 가압되어서 접촉 가압력을 보장한다. 따라서, 본 실시예에서, 프로세스 카트리지를 안내 부재(16)를 따라 장착함으로써, 접촉부들은 접촉 부재들에 확실하게 접속된다. 프로세스 카트리지(B)가 소정 위치에 장착된 때, 판스프링 형태의 접지 접촉 부재(123)는 원통형 안내부(13aL)로부터 돌출된 접지 접촉부(119)에 접촉된다. 프로세스 카트리지(B)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 장착된 때, 접지 접촉부(119) 및 접지 접촉 부재(123)는 서로 전기 접속되어 감광 드럼(7)을 전기적으로 접지시키도록 한다. 게다가, 대전 바이어스 접촉부(120) 및 대전 접촉 부재(124)는 서로 전기 접속되어, 대전 롤러(8)에 고전압(DC 전압으로 바이어스된 AC 전압)이 공급될 수 있다. 현상 바이어스 접촉부(121) 및 현상 바이어스 접촉 부재(125)는 서로 전기 접속되어 고전압이 현상 롤러(9c)에 인가되도록 한다. 더구나, 토너 잔량 검출 접촉부(122) 및 토너 검출 접촉 부재(126)가 서로 전기 접속되어, 접촉부(122)와 현상 롤러(9c) 사이의 정전 용량에 관한 정보가 화상 형성 장치의 주 조립체914)로 전달될 있게 한다. 접촉부(119 내지 122)는 프로세스 카트리지(B)의 바닥면 상에 배치되므로, 화살표 X로 나타낸 프로세스 카트리지(B)의 장착 방향에 대한 폭 방향으로의 위치 정밀도에 영향을 미치지 않는다. 프로세스 카트리지(B)의 접촉부들이 카트리지 프레임의 일 측면에 배치되어서, 화상 형성 장치의 주 조립체(14) 및 프로세스 카트리지(B)의 전기 배선 부재들과 필요한 기계적 구조 부재들이 카트리지 장착 공간(S) 및 프로세스 카트리지(B) 쪽에 적절히 배당될 수 있어서, 조립 단계의 수가 감소될 수 있고 유지 보수 및 검사 작업이 용이하게 된다.
프로세스 카트리지(B)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 장착된 때, 프로세스 카트리지의 커플링 장치와 주 조립체 쪽의 커플링은 후술되는 바와 같이 개폐 부재(35)의 폐쇄 작용과 상호 연관되어 서로 결합되며, 이에 의해 감광 드럼(7)은 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 의해 구동될 수 있다.
전술된 바와 같이, 프로세스 카트리지의 전기 접촉부들이 카트리지 프레임의 일 측면에 배치되므로, 화상 형성 장치(A)의 주 조립체와의 전기 접속은 안정되게 된다. 또는, 접촉부들의 배열에 의해, 카트리지 내에서의 전극의 배선이 저감될 수 있다.
[커플링 및 구동 구조]
화상 형성 장치의 주 조립체(14)로부터 프로세스 카트리지(B)로 구동력을 전달하기 위한 구동 전달 기구인 커플링 수단에 대해 설명하기로 한다. 도11은 감광 드럼(7)이 프로세스 카트리지(B)에 장착되어진 커플링부의 길이방향 단면도이다. 도11에 도시된 바와 같이, 프로세스 카트리지(B)에 장착된 감광 드럼(7)의 길이방향 일단부에는 카트리지 커플링 수단이 구비된다. 커플링 수단은 감광 드럼(7)의 상기 길이방향 일단부에 고정된 드럼 플랜지(36)의 수형 커플링 샤프트(37)(원형 주상 구조)를 포함하고, 수형 샤프트(37)의 자유 단부면은 돌기(37a)를 갖는다.돌기(37a)의 단부면은 단부면과 평행하다. 수형 샤프트(37)는 베어링(38)과 결합되어 드럼의 샤프트로서 기능한다. 본 실시예에서, 드럼 플랜지(36)와, 수형 커플링 샤프트(37)와, 돌기(37a)는 일체로 형성된다. 드럼 플랜지(36)에는 일체형 나선형 드럼 기어(7b)가 구비되어 구동력을 프로세스 카트리지(B) 내의 현상 롤러(9c)에 전달한다. 도11에 도시된 바와 같이, 드럼 플랜지(36)는 드럼 기어(7b), 수형 샤프트(37) 및 돌기(37a)와 일체로 성형되고, 구동력을 전달하는 기능을 갖는 구동력 전달부를 구성한다. 돌기(37a)의 형태는 비틀린 다각형 기둥의 형태이고, 구체적으로는 축을 따라 바깥쪽을 향해 회전 방향으로 점진적으로 그리고 약간 비틀린 대체로 이등변 삼각형의 단면을 갖는다. 돌기(37a)와 결합 가능한 리세스(39a)는 다각형 부분을 구비하며, 동일한 방식으로 비틀려 있다. 돌기(37a)와 리세스(39a)의 비틀림의 높이와 방향은 대체로 동일하다. 상기 리세스(39a)는 대체로 삼각형 단면을 갖는다. 리세스(39a)는 화상 형성 장치의 주 조립체(14) 내에 구비된 기어(43)와 일체로 형성된 암형 커플링 샤프트(39b) 내에 형성된다. 암형 커플링 샤프트(39b)는 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 장착되며 축방향으로 이동 가능하고 회전 가능하다. 본 실시예에 있어서, 프로세스 카트리지(B)가 주 조립체(14)에 제자리에 장착된 후에 돌기(37a)가 주 조립체(14)의 리세스(39a)와 결합되고, 회전력이 리세스(39a)로부터 돌기(37a)에 전달되면, 대체로 이등변 삼각형 기둥의 형태인 돌기(37a)의 모서리선들은 리세스(39a)의 내부면에 균일하게 접촉하게 되고, 따라서 서로 동심으로 제작된다. 수형 커플링 돌기(37a)의 외접원의 직경은 암형 커플링 리세스(39a)의 내접원의 직경보다 크며 암형 커플링 리세스(39a)의 외접원의 직경보다는 작다. 비틀림 구조로 인해, 추력이 리세스(39a)가 돌기(37a)를 그 내부로 당기는 방향으로 생성된다. 그리하여 돌기의 단부면(37a1)은 리세스(39a)의 저부(39a1)에 맞닿게 된다. 커플링부에 인가되는 추력과 드럼 기어(7b)에 인가되는 추력은 동일한 방향(화살표(d))으로, 돌기(37a)와 일체인 감광 드럼(7)은 화상 형성 장치의 주 조립체 내의 축방향 및 반경 방향으로 정확하고 안정적으로 위치된다. 본 실시예에 있어서, 감광 드럼(7)에서 기부 부분으로부터 자유 단부를 향해 보았을 때, 돌기(37a)의 비틀림의 회전 방향은 감광 드럼(7)의 회전 방향과 반대이며, 리세스(39a)의 비틀림의 회전 방향은 리세스(39a)의 입구로부터 내부를 향해 그와 반대이고, 드럼 플랜지(36)의 드럼 기어(7b)의 비틀림의 방향은 돌기(37a)의 비틀림 저항 방향과 반대이다. 상기 수형 샤프트(37)와 돌기(37a)는 드럼 플랜지(36)가 감광 드럼(7)의 일단부에 장착될 때 이들이 감광 드럼(7)과 동심을 이루거나 동축을 이루도록 드럼 플랜지(36) 상에 구비된다. 도면부호 36b로 지시된 것은 드럼 플랜지(36)가 감광 드럼(7)에 장착될 때 드럼 실린더(7d)의 내부면과 결합되는 결합부이다. 드럼 플랜지(36)는 클램핑 또는 결합에 의해 감광 드럼(7)에 장착된다. 드럼 실린더(7d)의 주연부는 감광층(7e)으로 도포된다. 감광 드럼(7)의 다른 단부에는, 스퍼어 기어(7n)가 고정된다. 드럼 플랜지(36)와 스퍼어 기어(7n)의 재료는 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등이다. 다른 재료가 사용될 수 있다.
프로세스 카트리지(B)의 수형 커플링 샤프트(37)의 돌기(37a)의 주위에는,세척 프레임(13)에 고정된 베어링(38)과 일체로 수형 샤프트와 동심을 이루는 원통형 돌기(38a)(원통형 안내부(13aR))가 구비된다(도12). 돌기(38a)에 의해, 수형 커플링 샤프트(37)의 돌기(37a)는 프로세스 카트리지(B)가 주 조립체에 장착 또는 탈거될 때 보호되어, 외력에 의해 손상되거나 변형되지 않게 된다. 그러므로, 돌기(37a)의 손상에 기인할 수 있는, 커플링 구동 중에 가능한 유격 또는 진동을 피할 수 있다. 더욱이, 베어링(38)은 또한 프로세스 카트리지가 주 조립체(14)에 장착 또는 탈거될 때 프로세스 카트리지(B)를 안내하기 위한 안내 부재를 갖는다. 구체적으로, 프로세스 카트리지(B)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 장착될 때, 베어링(38)의 돌기(38a)는 주 조립체측 안내부(16c)에 접촉하고, 돌기(38a)는 프로세스 카트리지(B)가 장치의 주 조립체(14)에 대하여 장착 및 탈거되는 것을 돕기 위한 위치 설정 안내부(13aR)로서 기능한다. 프로세스 카트리지(B)가 장치 내에 제자리에 장착될 때, 돌기(38a)는 안내부(16c) 내에 구비된 위치 설정 홈(16d)에 의해 지지된다. 감광 드럼(7), 드럼 플랜지(36) 및 수형 커플링 샤프트(37) 사이에는, 도11에 도시된 관계가 성립된다. 즉, H 〉F ≥M과 E 〉N이 만족된다. 여기서, H 〓 감광 드럼(7)의 외경, E 〓 드럼 기어(7b)의 치저원(deddendum circle)의 직경, F 〓 감광 드럼(7)의 베어링 직경 (축부 수형 커플링 샤프트(37)의 외경 및 베어링(38)의 내경), M 〓 수형 커플링 돌기(37a)의 외접원의 직경, 그리고 N 〓 감광 드럼(7)과 드럼 플랜지(36) 사이의 결합부의 직경 (드럼의 내경)이다. 상기 H 〉F를 만족함으로써, 베어링부에서의 활주 하중 토크는 드럼 실린더(7d)를 지지하는 경우에서보다 작으며, F ≥ M을 만족함으로써, 언더컷부가 불필요하다(플랜지부를 성형할 때, 금형은 도면에서 화살표(P)로 표시된 방향으로 깨어진다.). E 〉N을 만족함으로써, 기어부의 금형 형태는 프로세스 카트리지(B)의 장착 방향에서 보았을 때와 같이 좌측 금형의 우측 상에 제공된다. 따라서, 우측 금형은 간략해질 수 있으며, 금형의 내구성이 증진된다.
한편, 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에는 주 조립체의 커플링 수단이 구비된다. 주 조립체의 커플링 수단은 프로세스 카트리지(B)가 삽입될 때 감광 드럼의 회전축과 정렬되는 지점에 암형 커플링 샤프트(39b)(원형 주상 구조)를 갖는다(도11 참조). 암형 커플링 샤프트(39b)는, 도11에 도시된 바와 같이, 모터(61)로부터 감광 드럼(7)으로 구동력을 전달하기 위한 대형 기어(43)와 일체로 이루어진 구동 샤프트이다. (암형 샤프트(39b)는 대형 기어(43)의 회전의 중심에서 대형 기어(43)의 측면으로부터 돌출한다.) 본 실시예에 있어서, 대형 기어(43)와 암형 커플링 샤프트(39b)는 일체로 성형된다. 대형 기어(43)는 모터(61)의 샤프트(61a)와 일체 혹은 고정된 나선형 소형 기어(62)와 맞물리는 헬리컬 기어이다. 나선 형태의 방향 및 각도는, 구동력이 소형 기어(62)로부터 전달되었을 때 추력이 암형 샤프트(39b)를 수형 샤프트(37) 쪽으로 이동시키는 방향으로 생성되도록 정해진다. 이렇게 함으로써, 모터(61)가 화상 형성 작업을 위해 구동될 때, 암형 샤프트(39b)는 제1 힘에 의해 수형 샤프트(37) 쪽으로 이동되어 리세스(39a)와 돌기(37a)가 서로 결합하게 된다. 상기 리세스(39a)는 암형 샤프트(39b)의 회전의 중심에서 암형 샤프트(39b)의 자유 단부에 마련된다. 본 실시예에 있어서, 구동력은 모터 샤프트(61a)에 마련된 소형 기어(62)로부터 대형 기어(43)로 직접 전달된다. 그러나, 용도는 회전 속도 감속을 위한 기어 트레인과, 벨트 및 풀리 기구와, 한 쌍의 마찰 롤러와, 타이밍 벨트와, 풀리 기구로 만들어질 수 있다.
개폐 부재(35)의 폐쇄 작동과 상관하여 리세스(39a)와 돌기(37a) 사이의 결합에 관하여 설명하기로 한다. 대형 기어(43)의 중심에 마련된 암형 커플링 샤프트(39b)는 주 조립체(14) 내에 회전 가능하게 지지된다. 대형 기어(43)와 주 조립체(14) 사이에는, 도시되지 않은 외측 캠과 내측 캠이 밀접하게 개재된다. 내측 캠은 주 조립체(14)에 고정되고, 외측 캠은 암형 커플링 샤프트(39b)와 회전 가능하게 결합된다. 축방향으로 상호 대면하는 외측 캠과 내측 캠의 표면은 암형 커플링 샤프트(39b)의 중심과 정렬된 중심에서 서로 접촉하는 나사면으로 된 캠 표면이다. 대형 기어(43)와 주 조립체(14) 사이에는, 도시되지 않은 압축 코일 스프링이 압축되어 있고, 압축 코일 스프링은 암형 커플링 샤프트(39b) 내로 삽입된다. 아암은 외측 캠(63)의 외주연으로부터 반경 방향으로 연장되며, 아암의 자유 단부와 개폐 부재(35)의 피벗부(35a)는 링크 기구에 결합된다. 개폐 부재(35)가 개방되면, 외측 캠이 회전하고, 외측 캠과 내측 캠의 대향하는 캠 표면은 서로에 대하여 활주하고, 이로써 대형 기어(43)는 감광 드럼(7)으로부터 멀리 이동한다. 이때, 대형 기어(43)는 외측 캠에 의해 추진되고, 주 조립체(14)와 대형 기어(39) 사이에서 압축된 도시되지 않은 압축 코일 스프링을 가압하면서 이동하고, 암형 커플링 리세스(39a)는 수형 커플링 돌기(37a)로부터 멀어지게 되어 결합 연결이 해제된다. 그러므로, 프로세스 카트리지는 장착 가능하거나 탈거 가능하다. 개폐 부재(35)는 한편 폐쇄되고, 외측 캠은 반대 방향으로 회전하고, 스프링에 의해 추진되어, 대형기어(43)는 도11에 도시된 위치로 우측으로 이동하고, 대형 기어(43)는 암형 커플링 돌기(37a)와 결합되어, 구동력이 전달 가능한 상태가 수립된다. 상기한 구조에 의해, 장착 및 탈거 상태와 작동 가능한 상태가 개폐 부재(35)와 관련하여 확립된다. 개폐 부재(35)를 폐쇄함으로써, 외측 캠은 반대 방향으로 회전하여, 대형 기어(43)가 우측으로 이동하게 되고, 암형 커플링 샤프트(39b)와 수형 커플링 샤프트(37)의 단부면들은 서로 맞닿게 된다. 이 때에, 수형 커플링 돌기(37a)와 암형 커플링 리세스(39a)가 서로 결합되지 않으면, 회전 개시 직후에 결합하게 될 것이다.
이러한 방식으로, 본 실시예에서, 프로세스 카트리지(B)는 주 조립체에 장착 또는 탈거되고, 개폐 부재(35)는 해제된다. 개폐 부재(35)와 연관되어, 암형 커플링 리세스(35a)는 수평 방향으로 이동한다. 프로세스 카트리지(B)가 장치의 주 조립체(14)에 장착 또는 탈거되는 경우, 프로세스 카트리지(B)와 주 조립체(14)의 커플링(37a, 39a)은 결합되지 않게 된다. 그러므로, 프로세스 카트리지(B)는 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 대하여 부드럽게 장착 혹은 탈거될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 암형 커플링 리세스(39a)는 도시되지 않은 압축 코일 스프링에 의해 가압되는 대형 기어(43)에 의해 프로세스 카트리지(B) 쪽으로 추진된다. 그러므로, 암형 커플링 돌기(37a)와 리세스(39a)가 결합되도록 정렬되지 않더라도, 모터(61)는 우선 프로세스 카트리지가 주 조립체에 장착될 때까지 회전하면, 이들은 동시에 결합된다.
커플링 기구의 결합 부분인 돌기(37a)와 리세스(39a)에 대해 설명하기로 한다. 아래에 설명된 바와 같이, 장치의 주 조립체(14)의 암형 커플링 샤프트(39b)는 축방향으로는 이동 가능하지만 반경 방향으로는 이동할 수 없다. 다른 한편, 프로세스 카트리지(B)는 카트리지 장착 방향(X 방향(도9 참조))으로 이동 가능하며 또한 프로세스 카트리지가 주 조립체 내에 제위치에 장착된 경우 길이방향으로 이동 가능하다. 길이방향으로는, 프로세스 카트리지(B)는 카트리지 장착 공간(S) 내에 마련된 안내 부재(16R, 16L)들 사이의 짧은 거리에서 이동 가능하다. 구체적으로는, 프로세스 카트리지(B)가 장치의 주 조립체(14)에 장착되면, 세척 프레임(13)의 다른 종단부에 장착된 플랜지(29) 상에 형성된 원통형 안내부(13aL)(도6, 도7, 도9 참조)의 부분은 간극 없이 주 조립체(14)의 위치 설정 홈(16b)(도9 참조)에 들어가게 되어, 정확하게 위치되고, 감광 드럼(7)에 고정된 스퍼어 기어(7n)는 구동력을 전달 롤러(4)에 전달하기 위해 (도시되지 않은) 기어와 맞물리게 된다. 다른 한편으로, 감광 드럼(7)의 길이방향 일단부(구동 단부)를 가졌으며, 세척 프레임(13)의 원통형 안내부(13aR)는 주 조립체(14) 내에 마련된 위치 설정 홈(16d)에 의해 지지된다. 화상 형성 장치의 주 조립체(14)의 위치 설정 홈(16d)에 의해 지지되는 원통형 안내부(13aR)에 의해, 드럼 샤프트(7a)와 암형 샤프트(39b) 사이의 동심성(φ)은 2.00 ㎜ 이내이며, 이로써 커플링 작업 과정의 제1 정렬 기능이 달성된다. 개폐 부재(35)가 폐쇄됨으로써, 암형 커플링 리세스(39a)는 수형 방향으로 이동하여 돌기(37a)와 결합된다(도11 참조).
그런 후에, 구동 측면(커플링 측면)이 위치되고, 구동력 전달이 다음의 방식으로 확립된다. 우선, 화상 형성 장치의 주 조립체(14)의 구동 모터(61)가 회전하면, 암형 커플링 샤프트(39b)는 도11에서 화살표(d)로부터 반대되는 방향, 즉 수형 커플링 샤프트(37) 쪽으로 이동한다. 위상 정렬이 수형 커플링 돌기(37a)와 리세스(39a) 사이에 도달하면, (본 실시예에서, 돌기(37a)와 리세스(39a)는 대체로 이등변 삼각형의 단면을 가지며, 그러므로 위상 정렬이 매 120 °마다 도달된다) 맞물려진다. 수형 커플링 돌기(37a)가 그들 사이의 맞물림 시에 리세스(39a)로 들어갈 때, 이등변 삼각형의 크기들이 약간씩 다르기 때문에 부드럽게 들어가고, 구체적으로는 암형 커플링 리세스(39a)의 부분은 수형 커플링 돌기(37a)의 이등변 삼각형보다 크다.
수형 커플링 돌기(37a)가 리세스(39a)에 들어간 상태에서, 암형 커플링 샤프트(39b)가 회전하면, 돌기(37a)의 이등변 삼각형 기둥의 3개의 모서리선은 암형 커플링 리세스(39a)의 내부면과 접촉하여 구동력을 전달하게 된다. 수형 커플링 샤프트(37)는 동시에 이동하여 돌기(37a)의 모서리선들이 정다각형의 형태를 갖는 암형 커플링 리세스(39a)의 내부면에 균일하게 접촉하여, 수형 커플링 샤프트(37)는 동시에 암형 샤프트(39b)와 정렬되도록 이동된다. 이러한 구조로 인해, 수형 커플링 샤프트(37)와 암형 샤프트(39b)는 모터(61)가 구동되면 자동적으로 서로에 대해 정렬된다. 감광 드럼(7)으로 구동력이 전달됨으로써, 회전력이 프로세스 카트리지(B)에 인가되고, 이로써 프로세스 카트리지(B)의 세척 프레임(13)의 상부면에 마련된 조절 인접부(13j)(도4, 도5, 도6, 도7, 도23 참조)는 보다 강한 힘으로 고정 부재(25)(도9, 도10, 도23 참조)측으로 추진되어, 주 조립체에 대한 프로세스 카트리지의 위치가 결정된다. 구동력이 인가되지 않으면, 수형 커플링돌기(37a)와 리세스(39a) 사이의 반경 방향으로 간극이 있게 되고, 따라서, 결합이 용이하게 해제된다. 구동 중에, 커플링부에서의 접촉력이 안정적이어서, 가능한 유격 또는 진동이 억제될 수 있게 된다.
도26은 세척 프레임(13)에 대한 우측 안내 부재(13R)의 장착을 상세하게 도시하고, 도27은 우측 안내 부재(13R)가 세척 프레임(13)에 장착되어 있는 길이방향 단면도이고, 도28은 세척 프레임(13)의 우측 표면의 일부를 도시한다.
도29는 우측 안내 부재(13R)와 일체로 형성된 베어링(38)의 장착부를 개략적으로 도시하는 측면도이다. 베어링(38)과 일체인 우측 안내 부재(13R)를 도11에 도시된 세척 프레임(13)에 장착하는 것과, 유닛의 형태를 갖는 감광 드럼(7)을 세척 프레임(13)에 장착하는 것에 관하여 설명하기로 한다. 우측 안내 부재(13R)의 후방면에는 도26과 도27에 도시된 바와 같이 원통형 안내부(13aR)와 동심을 이루는 작은 직경의 베어링(38)이 구비된다. 도29에 도시된 베어링(38)은 원통형 안내부(38aR)의 중간에 축방향으로 마련된 디스크 부재(13aR3)에서 원통 베어링(38)의 단부에 연결된다. 베어링(38)과 세척 프레임(13)측 원통 안내부(13aR) 사이에는, 원형 홈(38aR4)이 세척 프레임(13)의 내부에서 보았을 때와 같이 형성된다. 세척 프레임(13)의 측부면에는 도26과 도28에 도시된 바와 같은 일부 절단된 원형 단면을 갖는 베어링 장착 구멍(13h)이 구비된다. 절결부(13h1)는 베어링 장착 구멍(13h)의 직경보다 작으면서 수형 커플링 샤프트(37)의 직경보다 작은 간극을 제공한다. 수형 커플링 샤프트(37)는 베어링(38)과의 맞물림을 허용하기 위해 베어링 장착 구멍(13h)으로부터 이격되어있다. 세척 프레임(13)의 측부면과 일체로 형성된 위치 설정 핀(13h2)은 안내 부재(13R)의 플랜지(13aR1)의 구멍(도시되지 않음) 내에 꼭 맞는다.
이렇게 함으로써, 유닛의 형태로 된 감광 드럼(7)은 축방향(길이방향)과 교차하는 방향으로 세척 프레임(13)에 장착될 수 있으며, 우측 안내 부재(13R)가 길이방향으로 세척 프레임(13)에 장착되면, 세척 프레임(13)에 대한 우측 안내 부재(13R)의 위치가 정확하다. 유닛의 형태로 된 감광 드럼(7)이 세척 프레임(13)에 장착되면, 감광 드럼(7)은 도26에 도시된 바와 같이 길이방향과 교차하는 방향으로 이동되고, 수형 커플링 샤프트(37)는 절결부(13h1)를 통해 통과하고 베어링 장착 구멍(13h) 내로 삽입되어, 드럼 기어(7b)는 세척 프레임(13) 내에 있게 된다. 이러한 상태에서, 도11에 도시된 좌측 안내부(13aL)와 일체인 드럼 샤프트(7a)는 세척 프레임(13)의 측면 모서리(13k)를 통해 통과하고, 스퍼어 기어(7n)와 맞물리게 된다. 소형 나사(13d)는 안내부(13aL)의 플랜지(29)를 통해 세척 프레임(13) 내에 나사 체결되어, 안내부(13aL)를 세척 프레임(13)에 고정시키게 되고, 감광 드럼(7)의 일단부를 지지하게 된다. 그런 후에, 안내 부재(13R)와 일체인 베어링(38)의 외주연은 베어링 장착 구멍(13h) 내에 꼭 맞고, 베어링(38)의 내부면은 수형 커플링 샤프트(37)의 주위에 꼭 맞으며, 더불어 세척 프레임(13)의 위치 설정 핀(13h2)은 우측 안내 부재(13R)의 플랜지(13aR1)의 구멍 내로 삽입된다. 소형 나사(13aR2)는 플랜지(13aR1)를 통해 세척 프레임(13) 내에 나사 체결되어 우측 안내 부재(13R)는 세척 프레임(13)에 고정된다. 이로써, 감광 드럼(7)은 세척 프레임(13)에 확고하고 정확하게 고정된다. 감광 드럼(7)이 감광 드럼(7)의 길이방향과 교차하는 방향으로 세척 프레임(13)에 장착되므로, 감광 드럼(7)을 길이방향으로 이동시킬 필요가 없어서, 세척 프레임(13)의 길이방향 치수가 감소될 수 있다. 이는 또한 화상 형성 장치의 주 조립체(14)의 치수를 줄이는 데에 효과적이다. 좌측 원통 안내부(13aL)에 있어서, 대형 플랜지(29)는 세척 프레임(13)에 접촉 및 고정되고, 플랜지(29)와 일체인 드럼 샤프트(7a)는 세척 프레임(13)에 꼭 맞는다. 우측 원통 안내부(13aR)에 있어서, 우측 원통 안내부는 감광 드럼(7)을 지지하는 베어링(38)과 동심을 이루며 일체이다. 그러므로, 감광 드럼(7)은 기록 재료(2)의 공급 방향에 대하여 정확하게 직각으로 위치될 수 있다. 좌측 원통 안내부(13aL)에 있어서, 넓은 면적 플랜지(29)와 이에 맞닿은 드럼 샤프트(7a)는 일체형 금속으로 제작되며, 따라서 드럼 샤프트(7a)의 위치가 정확하게 되어, 내마모성이 증진된다. 원통 안내부(13aL)는 프로세스 카트리지(B)가 화상 형성 장치의 주 조립체(14)로부터 반복적으로 장착 또는 탈거되는 경우에도 마모되지 않는다. 전기 접촉부에 관하여 이상에서 설명한 바와 같이, 감광 드럼(7)의 접지는 용이하다. 우측 원통 안내부(13aL)의 직경은 베어링(38)의 직경보다 크고, 베어링(38)과 원통 안내부(13aR)는 플랜지(13aR1)와 연결되어, 원통 안내부(13aR)와 베어링(38)은 상호 보강된다. 우측 원통 안내부(13aR)는 보다 큰 직경을 갖고 있으므로, 비록 합성 수지 재료로 제조되었을지라도, 프로세스 카트리지(B)를 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 대해서 반복적으로 장착 및 탈거하는 것에 대해서도 내구적이다. 도29와 도30은 우측 안내 부재(13R)와 일체인 베어링(38)의 다른 장착 방법을 도시하는 길이방향 단면도이다. 도면에서, 감광 드럼(7)용 베어링(38)이 주로 도시되어 있다. 도29에 도시된 바와 같이, 베어링 장착 구멍(13h)의 외측 테두리에는 주연 방향으로 연장하는 리브(13h3)가 구비되고, 리브(13h3)의 외주연은 실린더의 일부분을 구성한다. 본 예에서, 리브(13h3)의 외주연은 디스크 부재(13aR3)를 넘어서 플랜지(13aR1)까지와 같이 우측 원통 안내부(13aR)의 부분의 주연과 꼭 맞게 맞물려진다. 베어링(38)의 베어링 장착부(13h)와 베어링(38)의 외주연은 헐겁게 맞춰진다. 그러므로, 베어링 장착부(13h)는 절결부(13h1)가 구비되어 있기 때문에 연속적이 않아서, 절결부(13h1)가 개방되는 경향이 억제될 수 있다.
동일한 목적으로, 복수개의 제한 보스(13h4)가 도27에 도시된 바와 같이 리브(13h3)의 외주연 상에 마련될 수 있다. 제한 보스(13h4)는 금속 금형의 제조 중에 제어될 수 있어서 외접원의 직경은 클래스 9의 IT 공차를 가지며, 장착 구멍(13h)의 내접원에 대한 상기 동심성은 0.01㎜ 이내이다. 드럼 샤프트 수용부(38)가 세척 프레임(13)에 장착되면, 세척 프레임(13)의 장착 구멍(13h)과 베어링(38)의 외주연이 체결되고, 외주연에 면한 드럼 샤프트(38)의 내부면(13aR5)은 세척 프레임(13) 측에서 제한 보스(13h4)를 제한하고, 따라서 베어링의 조립 작업 중에 절결부(13h1)에 기인할 수 있는 가능한 편심성이 억제될 수 있다.
[세척 프레임(드럼 프레임)과 현상 장치 프레임 사이의 결합]
대전 롤러(8)를 수용하는 세척 프레임(13)과 세척 수단(10) 그리고 현상 수단(9)을 수용하는 현상 장치 프레임(12)은 서로 결합된다. 일반적으로, 프로세스 카트리지(B)는 전기 사진 감광 드럼(7)을 수용하는 드럼 프레임(13)과 현상 수단(9)을 수용하는 현상 장치 프레임(12)을 포함하는데, 이들은 서로 결합된다.도12와, 도13과, 도25를 참조하여 드럼 프레임(13)과 현상 장치 프레임(12)을 서로 결합시키는 구조에 대해 설명하기로 한다. 여기서, "좌측"과 "우측"이라 함은 기록 재료(2)의 공급 방향으로 상부에서 보았을 때의 방향들이다.
전기 사진 화상 형성 장치의 주 조립체(14)에 착탈 가능하게 장착되는 프로세스 카트리지는 전기 사진 감광 드럼(7)과, 정전 감광 드럼(7) 상에 형성된 잠상을 현상하는 현상 수단(9)과, 현상 수단(9)을 지지하는 현상 장치 프레임(12)과, 전기 사진 감광 드럼(7)을 지지하는 드럼 프레임(13)과, 토너 수용부를 포함하는 토너 프레임(11)과, 현상 수단(9)의 길이방향 대향 단부의 각각에 구비되며 그 일단부는 현상 수단(9)의 주위에 현상 장치 프레임(12)의 부분에 장착되며 그 타단부는 드럼 프레임(13)에 접촉되는 압축 코일 스프링(22a)과, 현상 수단(9)의 다른 종단부들의 각각에서 현상 수단(9)의 길이방향에 수직인 방향으로 투사되는 제1 돌출부(우측 아암부(19))와, 제2 돌출부(좌측 아암부(19))와, 제1 돌출부(우측 아암부(19))에 구비된 제1 개구(우측 구멍(2))와, 제2 돌출부(좌측 아암부(19))에 구비된 제2 개구(좌측 구멍(20))와, 드럼 프레임(13)의 종단부에서 전기 사진 감광 드럼(7)의 상부의 드럼 프레임(13)의 종단부에 구비되며 제1 돌출부(우측 아암부(19))와 맞물리는 제1 결합부(우측 리세스(21))와, 드럼 프레임(13)의 다른 종단부에서 전기 사진 감광 드럼(7) 주위의 드럼 프레임(13)의 부분에 구비되며 제2 돌출부(좌측 아암부(19))와 맞물리는 제2 결합부(좌측 리세스(21)))와, 제1 결합부(우측 리세스(21))에 구비되는 제3 개구(도12에서 우측 구멍(13e))와, 제2 결합부(좌측 리세스(21))에 구비된 제4 개구(도12에서 좌측 구멍(13e))와, 드럼 프레임(13)과 현상 장치 프레임(12)을 결합시키기 위해 서로 맞물려 있는 제1 돌출부(좌측 아암부(19))와 제1 결합부(우측 리세스(21))에 의해 제1 개구(우측 구멍(20))와 제3 개구(좌측 구멍(13e))를 관통하는 제1 관통 부재(도12에서 우측 연결 부재(12))와, 드럼 프레임(13)과 현상 장치 프레임(12)을 결합시키기 위해 제2 돌출부(우측 아암부(19))와 제2 결합부(좌측 리세스(21))에 의해 제2 개구(좌측 구멍(20))와 제4 개구(좌측 구멍(13e))를 관통하는 제2 관통 부재(도12에서 좌측 연결 부재(12))를 포함한다.
현상 장치 프레임(12)과 드럼 프레임(13)의 조립 방법은 현상 장치 프레임(12)과, 드럼 프레임(13)의 제1 돌출부(우측 아암부(19))와, 제1 결합부(우측 리세스(21))를 결합시키는 제1 결합 단계와, 제2 돌출부(좌측 아암부(19))와 제2 결합부(좌측 리세스(21))를 결합시키는 제2 결합 단계와, 드럼 프레임(13)과 현상 장치 프레임(12)을 결합시키기 위해 서로 맞물려 있는 제1 돌출부(우측 아암부(19))와 제1 결합부(우측 리세스(21))에 의해 제1 돌출부(우측 아암부(19))에 마련된 제1 개구(우측 구멍(20))와 제1 결합부(우측 리세스(21))에 마련된 제3 개구(우측 구멍(13e))를 통해 제1 관통 부재(우측 연결 부재(22))를 관통시키는 제1 관통 단계와, 현상 장치 프레임(12)과 드럼 프레임(13)을 상호 결합시키기 위해 제2 돌출부(좌측 아암부(19))와 제2 결합부(좌측 리세스(21))에 의해 제2 돌출부(좌측 아암부(19))에 마련된 제2 개구(좌측 구멍(20))와 제2 결합부(좌측 리세스(21))에 마련된 제4 개구(좌측 구멍(20))를 통해 제2 관통 부재(좌측 연결 부재(22))를 관통시키는 제2 관통 단계를 포함한다. 이로써, 현상 장치 프레임(12)과 드럼 프레임(13)은 프로세스 카트리지(B)로 일체를 형성하게 된다.
이러한 방식으로, 현상 장치 프레임(12)과 드럼 프레임(13)은 서로 맞물리고, 연결 또는 결합 부재(22)를 관통시킴으로써 서로 결합될 수 있다. 간단히 연결 부재(22)를 제거함으로써 현상 장치 프레임(13)과 드럼 프레임(13)으로 용이하게 해체될 수 있다. 따라서, 조립 및 분해 작업이 용이하다.
현상 수단(9)에는 현상 롤러(9c)가 구비되고, 제1 돌출부와 제1 결합부를 서로 결합시키는 제1 결합 단계와 제2 돌출부와 제2 결합부를 결합시키는 제2 결합 단계는 동시에 수행되며, 1) 전기 사진 감광 드럼(7)과 현상 롤러(9c)는 대체로 상호 평행하게 배열되며, 2) 현상 롤러(9c)는 전기 사진 감광 드럼(7)의 주연부를 따라 이동되며, 3) 현상 장치 프레임(12)은 현상 롤러(9c)의 이동에 의해 회전하며, 4) 제1 및 제2 돌출부(아암부(19))는 현상 장치 프레임(12)의 회전에 의해 제1 및 제2 결합부(리세스(21)들))에 들어가며, (5) 제1 및 제2 돌출부(아암부(19))는 제1 및 제2 결합부(리세스(21)들)와 결합된다. 이렇게 함으로써, 감광 드럼(7) 주위에서 현상 롤러(9c)가 회전함으로써 스페이서 롤러(9i)가 감광 드럼(7)의 주연면에 접촉되면서 아암부(19)가 리세스(21)에 근접할 수 있다. 따라서, 아암부(19)와 리세스(21)의 형태는 현상 장치 프레임(12)의 아암부(19)에 마련된 구멍(20)과 드럼 프레임(13)의 리세스(21)의 각 측면에 마련된 구멍(13e)을 용이하게 정렬할 수 있도록 결정될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 토너 프레임(11)과 현상 장치 프레임(12)을 갖는 현상 유닛(D)과, 세척 프레임(13)과 대전 롤러(8)를 갖는 세척 유닛(C)이 상호 결합되는 것은 일반적이다.
현상 장치 프레임(12)과 드럼 프레임(13)이 이러한 방식으로 결합되면, 제1 및 제2 돌출부의 개구(구멍(20))와 제2 결합부의 개구(구멍(13e))는 관통 부재(결합 부재(22))가 그 안으로 통과하는 것을 허용하도록 대체로 정렬된다. 도25에 도시된 바와 같이, 아암부(19)의 자유 단부(19a)는 중심에 구멍(20)을 가지면서 아치형이며, 리세스(21)의 저부(21a)는 중심에 구멍(13e)을 가지면서 아치형이다. 아암부(19)의 자유 단부에 마련된 아치 구조의 반경은 리세스(21)의 저부에 마련된 아치부(21a)의 반경보다 약간 작다. 그 차이는 아암부(19)의 자유 단부(19a)는 리세스(21)의 저부(21a)와 맞닿도록 정해지며, 연결 부재(22)는 드럼 프레임(세척 프레임)(13)의 구멍(13e)을 통해 드러나며, 경사부를 갖는 연결 부재(22)는 아암부(19)의 구멍(20) 내로 용이하게 삽입된다. 연결 부재(22)가 삽입되면, 빈틈없는 간극(g)이 아암부(19)의 자유 단부(19a)와 리세스(21)의 저부(21a) 사이에 형성되어, 아암부(19)가 연결 부재(22)에 의해 회전식으로 지지된다. 설명의 편의를 위해, 간극(g)은 도면에서 과장되게 도시되었으나, 실제로는 간극(g)은 연결 부재(22)의 단부 또는 경사 크기보다도 작다. 도25에 도시된 바와 같이, 현상 장치 프레임(12)과 드럼 프레임(13)이 조립되면, 아암부(19)의 구멍(20)은 트랙(RL1 또는 RL2) 또는 트랙(RL1, RL2) 사이의 부분을 추적한다. 이때, 리세스(21)의 상부벽의 내부면(20a)은 압축 코일 스프링(22a)이 연속적으로 그리고 점진적으로 압축되도록 연속적으로 경사져 있다. 보다 상세하게는, 현상 장치 프레임(12)에 장착된 압축 코일 스프링(22a)의 장착부와 조립 작업 중에 장착부에 대향하는리세스(21)의 상부벽의 내부면(20a) 사이의 거리는 관련 치수들의 결정에 의해 점차 감소된다. 본 예에서, 압축 코일 스프링(22a)의 상부 코일 시트는 내부면(20a)의 경사부(20a1)에 접촉하고, 현상 장치 프레임(12)과 드럼 프레임(13) 사이의 결합이 완료된 상태에서, 압축 코일 스프링(22a)은 스프링 시트부(20a2)에 접촉하여 경사부(20a1)에 이어진다. 압축 코일 스프링(22a)과 스프링 시트부(20a2)는 서로 직교한다. 이러한 구조에 의해, 현상 장치 프레임(12)과 드럼 프레임(13)이 서로 결합될 때 압축 코일 스프링(22a)만 별도로 압축할 수 없다. 조립 작업이 용이하고, 스페이서 롤러(9i)는 자동적으로 감광 드럼(7)에 접촉하게 된다. 트랙(RL1)은 감광 드럼(7)과 동심을 이루는 중심을 갖는 아치형이며, 트랙(RL2)은 대체로 선형이어서 경사부(20a1)로부터의 거리가 우측을 향해 점차 감소한다. 도24에 도시된 바와 같이, 압축 코일 스프링(22a)은 현상 장치 프레임(12) 상에 지지된다. 도24는 현상 장치 프레임(12)의 아암부(19)의 기부의 인접부에서 프로세스 카트리지(B) 장착 방향(X)으로 연장되는 선을 따라 취한 길이방향 단면도이다. 현상 장치 프레임(12) 상에는, 상향 연장되는 스프링 보유부(12t)가 구비된다. 보유부(12t)의 기부에는 압축 코일 스프링(22a)의 시트 코일부의 내주연 주위에 억지 끼워지는 실린더의 형태로 된 스프링 고정부(12k)와, 압축 코일 스프링(22a)을 수용하도록 고정부보다 작은 직경을 갖는 안내부(12h)가 구비된다. 스프링 고정부(12k)의 높이는 1회전 미만으로는 되지 않도록 정해지며, 그러나, 특히 2회전 미만으로는 되지 않도록 정해진다. 도12에 도시된 바와 같이, 각각의 외벽(13s)의 내부와 드럼 프레임(13)의 외벽(13s)에는 그 사이에 리세스(21)를 제공하는 공간이 구비되도록격벽(13t)이 마련된다. 도12에 도시된 바와 같이, 드럼 기어(7b)가 구비되는 우측에 리세스(21)를 구성하는, 외벽(13s)의 내부면과 외벽(13s)과 대향하는 격벽(13t)의 측부는 길이방향으로 수직이며, 현상 롤러 기어(9k)가 구비되는 현상 장치 프레임(12)의 우측 아암부(19)는 대향하는 벽들 사이에 꼭 끼워진다. 다른 한편으로, 현상 장치 프레임(12)의 아암부(19)는 스퍼어 기어(7n)가 구비되는 세척 프레임(13)의 좌측 리세스(21) 내로 느슨하게 (길이방향으로) 끼워진다. 이로써, 현상 장치 프레임(12)과 세척 프레임(13)은 길이방향으로 정확하게 위치된다. 이는 일 종단부에서 리세스(21)의 대향하는 벽들 사이의 거리가 비교적 용이하게 조정될 수 있고, 아암부(19)의 폭도 비교적 용이하게 조정될 수 있기 때문이다. 현상 장치 프레임(13)과 세척 프레임(12)의 온도 상승에 의해 열변형에 기인하여 길이방향으로 치수 차이가 발생하는 경우에도, 리세스(21)의 대향하는 벽들 사이의 작은 거리 또는 대향하는 벽들 사이에 수납되는 아암부(19)의 작은 폭에 있어서의 열변형 차이는 작게 된다. 현상 장치 프레임(12)과 세척 프레임(13)의 열변형에 기인하여 총 길이가 비교적 크게 치수가 변경되더라도, 스퍼어 기어(7n)측 리세스(21)와 리세스(21)에 의해 수납되는 아암부(19)는 길이방향으로 느슨하게 끼워지고, 그리하여 현상 장치 프레임(12)과 세척 프레임(13) 사이에는 응력이 발생하지 않게 된다.
재생 단계들 중 어느 단계는 로봇을 이용하여 자동화될 수 있다. 본 발명이 적용될 수 있는 프로세스 카트리지(B)는 단색 화상의 형성을 위한 프로세스 카트리지에만 국한되지 않고, 아마도 복수개의 현상 수단을 이용하는 다색 화상(2색 화상, 3색 화상, 전색 화상 등)의 형성을 위한 칼라 카트리지일 수 있다. 상기에 있어서, 전기 사진 감광 부재는 감광 드럼으로 설명되었으나, 전기 사진 감광 부재는 이와 같은 감광 드럼에만 국한되지 않으며, 다음과 같은 것들도 사용 가능하다. 감광 부재는 비정질 실리콘, 비정질 셀레늄, 아연 산화물, 티타늄 산화물, 유기 광전도체(organic photoconductor; OPC) 등일 수 있다. 감광 부재는 드럼, 벨트 또는 다른 회전 가능한 부재, 혹은 시트 등의 형태를 가질 수 있다. 일반적으로, 그러나, 드럼 또는 벨트가 사용되며, 드럼형 감광 부재인 경우, 알루미늄 합금 등의 실린더에 증착 또는 도포 등에 의해 광전도체가 도포된다. 또한, 본 발명은 바람직하게는 2성분 토너를 사용하는 자기 브러시 현상 방법, 캐스케이드(cascade) 현상 방법, 터치-다운(touch-down) 현상 방법, 클라우드(cloud) 현상 방법과 같은 다양한 공지의 현상 방법이 사용될 수 있다. 이상에 개시된 대전 수단의 구조는 소위 접촉식 대전 방법이나, 3개의 측면에서 알루미늄 등의 금속 차폐부에 의해 봉입되는 텅스텐 와이어로 구성되는 공지의 대전 수단이 사용될 수 있는데, 상기 텅스텐 와이어에 고압을 인가함으로써 생성되는 양 또는 음이온들이 표면을 균일하게 대전하기 위해 감광 드럼의 표면에 안내된다. 대전 수단은 이상에서 설명된 바와 같은 롤러형, 블레이드형(대전 블레이드), 패드형, 블록형, 로드형, 와이어형 등일 수 있다. 감광 드럼 상에 잔류하는 토너를 제거하기 위한 세척 방법으로는 블레이드 털 브러시, 자기 브러시 등이 사용될 수 있다.
[프로세스 카트리지의 재생]
프로세스 카트리지를 재생하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
재생 방법은 현상 유닛과 세척 유닛을 서로 분리하는 유닛 분리 단계를 포함한다. 특히, 현상 유닛(D)과 현상 유닛(D) 사이의 분리 단계를 포함한다. 이상에 설명된 바와 같이, 현상 장치 프레임(12)과 드럼 프레임(13) 사이의 결합은 현상 장치 프레임(12)의 좌우측 아암부(19) 내에 형성된 구멍(20)과 드럼 프레임(13) 내에 형성된 좌우측 구멍(13e)을 관통하는 연결 부재(22)에 의해 달성된다. 그러므로, 그들 사이의 해체는 연결 부재(22)를 제거함으로써 용이하게 달성된다. 니퍼, 핀치와 같은 공구 또는 프로세스 카트리지(B)의 형상에 대응하는 특별한 공구를 사용할 수 있다. 도13과 도12는 이렇게 해서 분해된 현상 유닛(D)과 세척 유닛(C)을 도시한다.
[현상 롤러 탈거 단계]
[현상 장치 프레임] 부분에서 설명한 바와 같이, 현상 롤러 유닛(G)은 도14에 도시된 바와 같이 베어링 박스(9v)와 구동력 전달 유닛(DG)을 현상 장치 프레임(12)의 측판(12B, 12A)에 장착함으로써 지지된다. 그러므로, 현상 장치 프레임(12)의 측판(12B, 12A)에 베어링 박스(9v)와 구동력 전력 유닛(DG)을 고정시키는 도시되지 않은 소형 나사들은 드라이버에 의해 제거되고, 베어링 박스(9v)와 구동력 전달 유닛(DG)은 분해되고, 그런 후에 현상 롤러 유닛(G)을 당겨낸다.
[현상 블레이드 탈거 단계]
[현상 장치 프레임] 부분에서 설명한 바와 같이, 현상 블레이드(9d)는 소형 나사(9d6)들을 금속판(9d1) 내에 형성된 나사 구멍(9d4)과 스크레이퍼(우측)(9yl) 및 스크레이퍼(좌측)(9y2) 내에 형성된 나사 구멍(9y1a, 9y2a)을 통해 암형나사(12i2) 내로 나사 결합시킴으로써 부착된다. 이리하여, 스크레이퍼(9y1; 우측, 9y2; 좌측)와 평면(12i) 상의 금속판(9d1)이 고정된다(도14). 그러므로, 소형 나사(9d6)들을 드라이버와 같은 공구에 의해 제거되고, 스크레이퍼(우측; 9y1)와 스크레이퍼(좌측; 9y2) 및 현상 블레이드(9d)는 이들을 블레이드 인접 평면(12i)으로부터 당겨냄으로써 제거된다. 이리하여 분해된다.
[탄성 부재 장착 단계]
현상 블레이드(9d)가 제거된 후에, 도31과 도32에 도시된 바와 같이, 탄성 부재(130)는 본 실시예에서 현상 롤러(9c)에 접촉하는 측면과 대향하는 현상 블레이드(9d)의 실리콘 고무(9d2)의 측면(후방측)에 장착된다. 탄성 부재(130)는 현상 블레이드(9d)의 길이방향을 따라 양면 테이프와 같은 접합 수단에 의해 현상 장치 프레임(12)의 시트(12i4) 에 장착되어, 그 길이방향 대향 단부들은 각각 좌우측 보조 시일(12s3)에 접촉한다. 바꿔 말하면, 양면 테이프와 같은 접합 수단은 좌우측 보조 시일(12s3) 사이의 전체 폭에 걸쳐 연장된다. 그러므로, 길이방향인 탄성 부재(130)의 길이는 좌우측 보조 시일(12s3)의 폭만큼 현상 블레이드(9d)의 길이보다 짧다.
탄성 부재(130)가 장착되는 이유에 대해 설명하기로 한다. 본 실시예의 재생 단계에 있어서, 현상 블레이드(9d)는 아래에 설명된 바와 같이 대면 위치 설정이 역전되어 재사용된다. 도33은 현상 롤러(9c)와 현상 블레이드(9d) 사이의 상대적 위치 관계를 도시한다. 상대적 위치에 대한 용이한 이해를 목적으로, 현상 롤러(9c)와 현상 블레이드(9d)만이 도시되어 있다. 도면에서, 상부는 재생 전의 상태를 도시하고, 하부는 재생 후의 현상 롤러(9c)와 현상 블레이드(9d) 사이의 상대적 위치 관계를 도시한다. 측면 방향에서의 현상 롤러(9c)의 위치는 동일한 수직선 상에 위치된다. 도면으로부터 이해되는 바와 같이, 현상 블레이드(9d)의 실리콘 고무(9d2)의 단면 형태는 전후 측면에서 대칭이 아니다. 구체적으로는, 재생 전에, 현상 롤러(9c)에 접촉하는 측면(전방면(9df))은 단일 평면을 포함하는 한편, 후방 측면(9dr)은 금속판(9d1)이 블레이드에 의해 개재되는 평면(9dr1)과, 테이퍼면(9dr2)과, 테이퍼면으로부터 연장되는 평면(9dr3)을 포함하는 3개의 평면을 포함한다. 따라서, 현상 블레이드(9d)가 역전되어 재장착되면, 현상 블레이드(9d)의 실리콘 고무(9d2)는 현상 롤러(9c)에 대하여 거리(X), 즉 평면(9dr1, 9dr3)들 사이의 거리만큼 (현상 롤러(9c)의 중심으로부터 멀리) 후퇴되는데, 이는 도33에 도시되었다. 현상 롤러(9c)로부터 실리콘 고무(9d2)를 후방 이동시킴으로써, 실리콘 고무(9d2)의 형성 정도는 현상 롤러(9c)와의 접촉 압력에 기인하여 감소되고, 따라서 현상 롤러(9c)의 주연면 상에 적용된 토너의 양은 원하는 만큼이 아니게 된다. 더불어, 화상 결함에 기인하여 소정 전하가 공급되지 않는다.
이러한 점을 고려하여, 실리콘 고무(9d2)의 변형에 기인한 감소된 접촉 압력을 보상하기 위해, 탄성 부재(130)는 현상 장치 프레임(12)의 시트(12i4)에 장착되고, 이로써 실리콘 고무(9d2)는 탄성 부재(130)의 탄성력을 이용하여 후방측으로부터 현상 롤러(9c)에 대항하여 추진된다. 도37은 이러한 상태를 도시한다. 도37은 본 발명의 본 실시예에 따른 재생 방법을 통해 재생된 프로세스 카트리지(B)의 단면도이다. 시트(12i4)에 장착된 탄성 부재(130)는 도37에 도시된 바와 같이 현상롤러(9c)에 접촉하는 측면으로부터 대향하는 실리콘 고무(9d2)의 측면에 배치된다. 현상 블레이드(9d) 없이, 도31에 도시된 바와 같이, 대체로 정사각형 형상을 가지며, 현상 블레이드(9d)와 현상 롤러(9c)가 장착되면, 실리콘 고무(9d2)는 토너 프레임(11)과 시트(12i4) 사이의 토너 프레임(11) 쪽으로 압축되어 변형된다. 압축의 반작용력으로 인하여, 현상 롤러(9c)에 대항한 실리콘 고무(9d2)의 접촉 압력은 증가하고, 이리하여 현상 블레이드(9d)의 역전된 장착에 기인하여 감소된 접촉 압력을 보상하게 된다. 탄성 부재(130)의 재료는 몰토프렌(상표명) 등과 같은 발포 재료, 우레탄 고무 등과 같은 합성 고무 재료, 천연 고무 재료, 탄성 중합체 또는 충분한 탄성을 갖는 재료이다. 탄성 중합체(130)가 장착되는 위치는 현상 장치 프레임(12)의 시트(12i4)에 제한되지 않으며, 실리콘 고무(9d2)의 후방 측면일 수 있으며, 혹은 장착면은 현상 장치 프레임(12)의 형태에 대응하는 대체로 정사각형의 4개의 측면들 중 어느 것(도31에서 탄성 부재(130)의 상부, 하부, 좌측 또는 우측 중 어느 것)일 수 있다.
탄성 부재가 실리콘 고무(9d2)의 후방 측면과 어떤 부재 사이에 개재됨으로써 탄성 부재가 압축 및 변형되는 것이 요구된다. 본 실시예에서, 보조 시일(12s3)이 개구(11i)의 길이방향 대향 단부에 마련된다. 그러나, 보조 시일(12s3)은 경우에 따라 구비되지 않는다. 그러한 경우에, 탄성 부재(130)는 현상 블레이드(9d)의 길이방향을 따라 양면 테이프와 같은 접합 수단에 의해 현상 장치 프레임(12)의 시트(12i4) 상에 장착되어 탄성 부재(13)의 대향한 종단부들은 밀봉 부재(12s1)에 접촉한다. 바꿔 말하면, 양면 테이프는 좌측 및 우측 밀봉부재(12s1) 사이에서 전체에 걸쳐 현상 장치 프레임(12)의 시트(12i4) 상에 장착된다. 이 경우, 탄성 부재(130)의 길이는 현상 블레이드(9d)의 길이와 대체로 동일하다.
그러나, 본 발명에 있어서, 탄성 부재(130)는 불가피하다. 도43에 도시된 바와 같이, 현상 블레이드(9d)의 실리콘 고무(9d2)의 단면 형태가 대칭적인 형태, 즉 관련 부품의 공차 및/또는 장착 오차 등에 기인한 변경에 의한 접촉 압력의 변화를 제외하고 실리콘 고무(9d2)의 대면 위치 설정이 첫 번째인 경우에도 현상 롤러(9c)의 접촉 압력이 변화되지 않도록 전방 및 후방이 대칭적이면, 탄성 부재(130)를 사용할 필요가 없다. 부가적으로, 현상 롤러(9c)에 대한 접촉 압력이 변화되는 경우에도, 변화가 공차 이내이면 탄성 부재(130)는 불필요하다.
현상 블레이드(9d)가 현상 블레이드(9d)를 역전시킴으로써 현상 롤러(9c)와 접촉하게 되면, 현상 블레이드(9d)는 현상 롤러(9c)에 대해 접촉하도록 탄성 부재(130)의 반작용력을 이용하는 형태일 것이다. 바꿔 말하면, 접촉 압력은 탄성 부재(130)의 반작용력에 의해서만 제공될 수 있다.
[토너 재충전 단계]
그런 후에, 토너가 토너 용기(11A) 내에 재충전된다. 토너 재충전 단계에서, 도35에 도시된 바와 같이, 현상 유닛(D)의 프레임은 개구(11i)가 상부 위치를 취하고 토너 용기(11A)가 하부 위치를 취하도록 보유된다. 깔때기(47)의 자유 단부는 개구(11i) 내로 삽입되어, 토너가 토너 병(48)으로부터 깔때기(47)로 떨어지도록 되어 있다. 오거(auger)가 구비된 일정량 공급 장치는 바람직하게는 깔때기의 주 조립체 내에 사용되고, 이리하여 토너는 고효율로 재충전될 수 있다.
[현상 블레이드 재장착 단계]
그런 후에, 현상 블레이드(9d)는 재장착된다. 현상 블레이드(9d)가 재장착되면, 퇴적된 토너는 송풍 공기에 의해 제거되고, 그런 후에, 현상 블레이드(9d)의 대면 위치 설정은 이후에 설명된 바와 같이 역전되고, 그런 후에 장착된다. 보다 상세하게는, 현상 블레이드(9d)는 현상 장치 프레임(9d1) 상에 장착되어 금속판(9d1)의 절곡부(9d1a)가 도3 및 도14에 도시된 바와 같이 토너 용기(11A) 쪽을 향하도록 되었었다. 이제 현상 블레이드(9d)는 도31과 도37에 도시된 바와 같이 절곡부(9d1a)가 감광 드럼(7) 쪽을 향하도록 장착된다. 현상 블레이드(9d)가 역전된 대면 배향으로 장착되는 이유에 대해 설명하기로 한다.
이후에 설명된 바와 같이, 현상 블레이드(9d)의 실리콘 고무(9d2)는 현상 롤러(9c)의 주연면 상에 인가된 토너의 양을 조절하고 또한 현상 롤러(9c)가 회전될 때 토너를 마찰 전기적으로 대전시키는 기능을 한다. 현상 롤러(9c)가 회전하면, 현상 롤러는 토너와 마찰한다. 프로세스 카트리지(B)가 사용되면, 실리콘 고무(9d2)가 토너의 입자들에 의해 점차적으로 박리되어 현상 롤러(9c)의 주연 방향으로 연장되는 복수개의 긁힘 자국을 내게 된다. 조만간에 긁힘 자국은 결과적인 화상 중에 얼룩 또는 밀도 불균일성 등과 같은 화상 결함을 일으키게 된다. 그러나, 이와 같은 긁힘은 프로세스 카트리지(B)를 사용하기 시작할 때부터 점차적으로 생성되는 것으로, 프로세스 카트리지의 수용 전에 긁힘에 기인하여 화상 결함을 초래하지 않는 어느 정도의 긁힘의 한계가 있는데, 이는 예를 들어 내부의 토너량에 기초하여 결정된다. 상용 프로세스 카트리지(B)의 실례는 평균 4 %의 인쇄율로 A4 사이즈의 10,000 장을 인쇄할 수 있는 정도의 수명을 갖는다. 그러나, 사용자가 항상 평균 4 %의 인쇄율로 프린터를 작동시키는 것이 아니므로, 4 % 미만의 인쇄율로 10,000 장 이상을 인쇄한 경우에도 화상 결함을 일으키지 않도록 그 한계가 충분하게 제공되어야 한다. 프로세스 카트리지(B)의 공칭 수명을 훨씬 넘은 정도까지 프로세스 카트리지(B)가 사용된 경우에, 실리콘 고무(9d2)의 긁힘 자국들은 화상 결합의 발생에 의해 결정되는 허용 가능한 한계를 넘을 수도 있다. 모든 실리콘 고무(9d2)의 긁힘 자국들은 재생 중에 재사용 가능한 것을 선택하기 위해 검토된다. 그러나, 긁힘 자국의 수와 그 깊이를 검토하기란 용이하지 않으며, 현미경 및 표면 요철 감지 장치와 같은 측정 장치와 그러한 검사는 시간 소모적임을 알 수 있다. 검사를 수행하는 경우에도, 몇 개의 현상 블레이드는 재사용할 수 없다.
본 발명은 토너와의 마찰에 의해 긁히지 않은 실리콘 고무(9d2)의 후방 측면을 이용한다. 보다 상세하게는, 긁힘 자국이 없는 후방 측면은 실리콘 고무(9d2)를 역전시킴으로써 사용된다.
재사용하고자 하는 프로세스 카트리지(B)의 현상 장치 프레임(12)에는 프로세스 카트리지가 재생되기 전 상태에서 금속판(9d1)의 절곡부(9d1a)가 도3에 도시된 바와 같이 토너 용기(11A)를 향하게 대면하도록 현상 블레이드(9d)가 장착되는 경우에 절곡부(9d1a)가 현상 장치 프레임에 의해 간섭받지 않게 하는 리세스(12x)가 구비된다. 구체적으로, 도14를 참조하면, 금속판(9d1)의 구멍(9d3), 긴 구멍(9d5) 및 나사 구멍(9d4)의 위치들은 현상 장치 프레임(12)의 블레이드 인접평면(12i)(블레이드 장착부) 내의 장부촉(12i1)과 암형 나사(12i2)에 대하여 결정되어, 대면 위치 설정이 역전된 경우에도 장착될 수 있게 된다. 그러므로, 역전되어 장착되면, 장착 정밀도는 구멍(9d3)과 긴 구멍(9d5)이 서로 바뀐 경우에도 유지될 수 있다. 현상 블레이드(9d)가 역전되어 장착되면, 소형 나사(9d6)가 스크레이퍼(우측; 9y1)와 스크레이퍼(좌측; 9y2) 내에 형성된 나사 구멍(9y1a, 9y2a)과 금속판(9d1) 내에 형성된 나사 구멍(9d4)을 통해 삽입되고, 암형 나사(12i2) 내로 나사 체결되어, 스크레이퍼(우측; 9y1, 좌측; 9y2)와 금속판(9d1)이 평면(12i)에 고정된다. 스크레이퍼(우측; 9y1, 좌측; 9y2)는 대면 위치 설정이 역전되지 않고, 재생 전과 동일한 위치 및 배향으로 재장착된다. 그러므로, 스크레이퍼(우측; 9y1) 또는 스크레이퍼(좌측; 9y2)로부터 현상 롤러(9c)로의 접촉 압력은 재생 후에도 변경되지 않게 된다. 이상에서, 금속판(9d1)의 절곡부(9d1a)는 우선 토너 용기(11A)를 향해 대면하도록 장착되고, 반대 방향, 즉 감광 드럼(7)을 향해 대면하도록 역전되었었다. 그러나, 이에만 제한되는 것은 아니며, 먼저 감광 드럼(7)을 향해 대면하도록 장착되고, 재생 중에 토너 용기(11A)를 향해 대면하도록 역전될 수도 있다. 위치 설정 구멍들, 즉 구멍(9d3)과 긴 구멍(9d5)의 위치는 도14에 도시된 바와 같이 우측 및 좌측에 있으나, 이들은 위치가 바뀔 수도 있다. 현상 블레이드(9d)의 금속판(9d1)에는 절곡부(9d1a)가 구비되지만, 절곡부(9d1a)는 필수적인 것은 아니며, 금속판(9d1)에는 절곡부가 구비되지 않을 수도 잇다. 금속판(9d1)이 평평한 판인 경우, 현상 장치 프레임(12)의 리세스(12x)가 필수적인 것은 아니다. 이상에서, 현상 롤러에 대한 접촉부에서 현상 블레이드(9d)의 재료는 실리콘 고무이지만, 재료가 제한되는 것이 아니며, 현상 롤러(9c)의 접촉 압력이 보장된다면 우레탄 고무, 합성 고무 또는 천연 고무와 같은 다른 탄성 재료도 가능하다.
[현상 롤러 재장착 단계]
그런 후에, 현상 롤러 유닛(G)이 장착된다. 현상 롤러 분해 단계에서 분해되었던 현상 롤러 유닛(G)을 구성하는 현상 롤러(9c), 스페이서 롤러(9i) 및 현상 롤러 기어(9k)는 분리되어 퇴적된 토너를 제거하기 위해 공기 송풍에 의해 세척된다. 그런 후에, 재사용 가능한지 여부에 대하여 검사를 수행한다. 소정 수준에 기초하여 검사 결과가 만족스럽지 못하면, 새로운 부품 또는 부품들이 이를 대신하여 사용된다. 그 디자인에 대한 통계 또는 분석이 특정 부품 또는 부품들이 높은 빈도 또는 높은 확률로 새로운 것으로 교체되는 것으로 나타나면, 그 부품 또는 부품들은 재생 중에 검사 없이 새로운 부품 또는 부품들로 교체될 수 있다. 플랜지(9p), 현상 롤러(9c) 내의 자석(9g), 저널(9w) 및 현상 코일 스프링 접촉부(9l)는 분해되지 않는다. 일련의 세척 및 검사 작업 후에 재조립된 현상 롤러 유닛(G)은 베어링 박스(9v)와 구동력 전달 유닛(DG)을 도시되지 않은 소형 나사를 사용하여 측판(12B)에 고정시킴으로써 현상 장치에 재장착된다.
[세척 유닛 재생 단계]
그런 후에, 세척 유닛이 재생된다. 도11과 도12에 도시된 바와 같이, 드럼 플랜지(36)와 클램핑, 접합 등에 의해 감광 드럼(7)의 일단부에 고정되며, 스퍼어 기어(7n)는 감광 드럼의 타단부에 고정된다. 드럼 플랜지(36)와 스퍼어 기어(7n)는 베어링(38)과, 드럼 샤프트(7a), 확대 직경부(7a2) 및 원통 안내부(13aL)를 각각 일체로 갖는 플랜지(29)에 의해 세척 프레임(13)에 회전 가능하게 장착된다. 도26에 도시된 바와 같이 베어링(38)은 소형 나사(13aR2)에 의해 세척 프레임(13)에 장착되고, 플랜지(29)는 도11에 도시된 바와 같이 소형 나사(13d)에 의해 세척 프레임(13)에 장착된다. 그러므로, 베어링(38)과 플랜지(29)를 분해함으로써, 감광 드럼(7)은 세척 프레임(13)으로부터 제거될 수 있다. 그런 후에, 도36에 도시된 바와 같이, 감광 드럼(7)이 제거되어진 세척 유닛(C)은 테이블 상에 위치되고, 그에 고정된다. 흡입 장치(도시되지 않음)의 흡입 노즐(R)은 세척 블레이드(10a)와 수용기 시트(10c) 사이의 간극(10d)으로 세척 유닛(C)에 접촉하는 흡입 노즐(R)의 흡입 포트와 접촉하도록 조종된다. 흡입 노즐(R)은 제거된 토너가 내부로부터 흡입되도록 화살표(P)로 표시된 바와 같이 세척 유닛(C)의 상부 측면을 때리면서 간극(10d)을 따라 측면 방향으로 이동된다. 토너 제거가 완료된 후에, 세척 블레이드(10a)와 수용기 시트(10c)는 세척 유닛(C)으로부터 제거되고, 세척 프레임(13)의 내부와 제거된 토너 퇴적물 등은 공기 송풍 등에 의해 세척된다. 제거된 감광 드럼(7)과 세척 블레이드(10a)는 공기 송풍 등에 의해 세척되어 토너를 제거하게 되고, 이들이 재사용 가능한지 여부를 판단하기 위해 검사된다. 소정 수준의 기초하여 검사 결과가 만족스럽지 못하면, 새로운 부품 또는 부품들이 이들을 대신하여 사용된다. 그 디자인에 대한 통계 또는 분석이 특정 부품 또는 부품들이 높은 빈도 또는 높은 확률로 새로운 것으로 교체되는 것으로 나타나면, 그 부품 또는 부품들은 재생 중에 검사 없이 새로운 부품 또는 부품들로 교체될 수 있다. 재사용된또는 새로운 세척 블레이드(10a)와 새로운 수용기 시트(10c)는 세척 프레임(13)에 장착되며, 그 후에 새로운 감광 드럼(7)은 베어링(38) 및 플랜지(29)에서 소형 나사(13aR2)(도26)와 소형 나사(13d)(도6 및 도11)에 의해 세척 프레임에 회전 가능하게 장착된다.
[현상 유닛과 세척 유닛을 서로 재결합시키는 유닛 재결합 단계]
이상에서 설명한 바와 같이, 현상 유닛(D)과 세척 유닛(C) 사이의 분리 후에 현상 롤러 유닛 분해 단계, 현상 블레이드 분해 단계, 탄성 부재 부착 단계, 토너 재충전 단계 및 현상 블레이드 재장착 단계를 통해 재생된 현상 유닛(D)과, 세척 유닛 재생 단계에 의해 재생된 세척 유닛(C)은 현상 유닛과 세척 유닛을 서로로부터 분리시키는 분리 단계의 역과정을 통해 연결 부재(22) 주위에서 회전하도록 재결합된다. 구체적으로, 도13에 도시된 바와 같이([프로세스 카트리지(B)의 하우징의 구조] 부분에서 설명되었던 바와 같이) 현상 장치 프레임(12)의 각 길이방향 측면(현상 롤러(9c)의 축방향)에서 아암부(19)의 자유 단부는 도12에 도시된 세척 프레임(13) 상에 구비된 아암부(19)를 수납하기 위해 리세스(21) 내에 삽입되고, 연결 부재(22)는 세척 프레임(13)의 장착 구멍(13e) 내로 억지 끼워지며, 아암부(19)의 단부에 마련된 회전 구멍(20) 내로 맞물리고, 내부 구멍(13e) 내로 더욱 억지 끼워진다.
프로세스 카트리지 재생의 주요 단계들은 이상에서 설명되었다. 그러나, 이상은 본 발명에 따른 재생 방법의 예로서, 그것에만 제한되어야 하는 것은 아니다.
이상에서, 세척 유닛 재생 단계는 현상 롤러 유닛 재장착 단계 후에 설명되었으나, 세척 유닛 재생 작업이 현상 롤러 유닛 재장착 단계 후에 수행되어야 하는 것을 의미하는 것은 아니다. 현상 유닛과 세척 유닛은 분리 단계에 의해 서로로부터 분리되었으므로, 재생 작업들은 서로로부터 독립적으로 수행될 수 있다.
이상에서, 토너는 도35에 도시된 바와 같이 토너 충전 단계에서 개구(11i)를 통해 충전되고, 따라서 탄성 부재 부착 단계와 현상 블레이드 재장착 단계 사이에 수행된다. 그러나, 토너는 토너 프레임(11)의 토너 충전 개구(11d)를 통해 재충전될 수 있다. 이 경우, 개구(11i)가 덮여 있지 않으면, 토너는 누출되고, 재충전은 바람직하게는 현상 롤러 유닛 재장착 단계 후에 수행된다.
현상 유닛으로부터 제거된 현상 블레이드 또는 현상 롤러 유닛 드럼, 또는 세척 유닛으로부터 제거된 감광 드럼 또는 세척 블레이드가 현상 블레이드 또는 현상 롤러 유닛이 제거된 바로 그 현상 유닛 또는 감광 드럼 또는 세척 유닛이 제거된 바로 그 세척 유닛에 반드시 장착되어야 하는 것은 아님에 유의해야 한다.
재생이 생산 라인 등(플로우 시스템)을 사용하여 수행되면, 현상 유닛으로부터 제거된 현상 블레이드는 박스 내에 수용되어, 공기 세척되어지며, 그런 후에 재장착 스테이션으로 공급된다. 그러므로, 현상 블레이드가 각각 반드시 본래의 현상 유닛으로 복귀되는 것은 아니다. 공차 이내의 작은 치수 차이에도 불구하고 카트리지 형태가 동일하기 때문에 문제가 되지 않으며, 프로세스 카트리지의 형태가 동일하면, 본래의 현상 유닛으로 반드시 복귀되어야 하는 것은 아니다. 이는 현상 롤러 유닛, 감광 드럼 및 세척 블레이드에도 동일하게 적용된다. 동일한 이유로, 현상 유닛과 세척 유닛을 재결합함에 있어서, 이들의 조합이 반드시 본래의 조합일필요는 없다.
이상의 실시예들에 있어서, 사용된 프로세스 카트리지는 다시 수집되어 분해된다. 그런 후에, 프로세스 카트리지의 해체로부터 생긴 부품들은 개별 부품들로 조립될 수 있다. 그런 후에, 프로세스 카트리지는 경우에 적절한 부품 또는 새로운 부품(사용되지 않은 부품들)을 사용하여 이상에서 설명한 재생 방법을 통해 재생된다. 다른 재생 시스템에 있어서, 사용된 프로세스 카트리지를 수집하여 분해한다. 그런 후에, 프로세스 카트리지는 경우에 따라 동일한 프로세스 카트리지로부터 제거된 부품, 다른 프로세스 카트리지로부터 제거된 부품 또는 새로운 부품(사용되지 않은 부품들)을 사용하여 이상에 기재된 재생 방법을 통해 재생된다.
재생 단계들 중 어느 단계는 로봇을 사용하여 자동화될 수 있다. 본 발명이 적용될 수 있는 프로세스 카트리지(B)는 단색 화상의 형성을 위한 프로세스 카트리지에만 제한되지 않으며, 복수개의 현상 수단(10)을 사용하는 다색 화상(2색 화상, 3색 화상, 전색 화상 등)의 형성을 위한 칼라 카트리지일 수 있다. 이상에 개시된 대전 수단의 구조는 소위 접촉식 대전 방법이나, 3개의 측면에서 알루미늄 등의 금속 차폐부에 의해 봉입되는 텅스텐 와이어로 구성되는 공지의 대전 수단이 사용될 수 있는데, 상기 텅스텐 와이어에 고압을 인가함으로써 생성되는 양 또는 음이온들이 표면을 균일하게 대전하기 위해 감광 드럼의 표면에 안내된다. 대전 수단은 이상에서 설명된 바와 같은 롤러형, 블레이드형(대전 블레이드), 패드형, 블록형, 로드형, 와이어형 등일 수 있다. 감광 드럼 상에 잔류하는 토너를 제거하기 위한 세척 방법으로는 블레이드 털 브러시, 자기 브러시 등이 사용될 수 있다.
프로세스 카트리지는 화상 지지 부재와 현상 수단을 화상 형성 장치의 주 조립체에 착탈 가능하게 장착 가능한 유닛으로서 수용할 수 있다. 프로세스 카트리지는 전기 사진 수단 또는 카트리지와, 대전 수단, 현상 수단 또는 카트리지를 화상 형성 장치의 주 조립체에 착탈식으로 장착 가능한 유닛 또는 카트리지의 형태로 일체로 수용할 수 있다. 더욱이, 프로세스 카트리지는 적어도 전기 사진 감광 드럼과 현상 수단을 수용할 수 있다. 전술한 실시예에서, 이상에서는 레이저 비임 프린터가 전기 사진 화상 형성 장치의 예로서 설명되었으나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 본 발명은 전기 사진 복사기, 전기 사진식 팩시밀리 기계 등에 적용 가능하다.
이상에 기재된 바와 같이, 본 발명은 프로세스 카트리지의 간략한 재생 방법을 제공한다.
본 발명은 본 명세서에 개시된 구조를 참조하여 설명되었으나, 기재된 세부 사항에 제한되지 않으며, 본 출원은 개량의 목적 또는 다음 청구의 범위 내에 포함되는 변형 또는 변경을 포함한다.