KR101161054B1 - 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치 - Google Patents

프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치 Download PDF

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Abstract

전자 사진 화상 형성 장치의 본체에 착탈식으로 장착 가능한 프로세스 카트리지(7)이며, 상기 본체는 회전 가능한 제1 본체 구동 전달 부재(66)와, 회전 가능한 제2 구동 전달 부재(53)를 포함하며, 상기 프로세스 카트리지는, 전자 사진 감광 드럼(1)과, 현상재로 상기 드럼에 형성된 정전 잠상을 현상하는 현상 롤러(25)와, 제1 본체 구동 전달 부재와 결합하여 상기 프로세스 카트리지가 상기 드럼의 축 방향을 따라서 상기 장치 본체에 장착되는 경우 상기 드럼으로 제1 회전 구동력을 전달하는 상기 드럼의 축 방향 일 단부 측에 설치된 드럼 커플링 부재(16)와, 상기 제2 본체 구동 전달 부재의 축과 상기 현상 롤러의 축 사이에서 어긋남이 허용되면서 제2 회전 구동력을 전달하는 상기 현상 롤러의 축 방향 일 단부에 설치된 축 커플링 부재(20)를 포함하며, 상기 축 커플링 부재는 제2 본체 구동 전달 부재와 결합하는 결합부(23)를 포함하며, 상기 결합부는 상기 프로세스 카트리지가 상기 장치 본체로 진입하는 경우 상기 현상 롤러의 축 방향과 수직한 방향으로 이동 가능한, 프로세스 카트리지를 제공한다.
프로세스 카트리지, 현상 장치, 현상 롤러, 전자 사진 화상 형성 장치, 감광 드럼

Description

프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치 {PROCESS CARTRIDGE AND IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은 프로세스 카트리지와 이를 이용한 전자 사진 화상 형성 장치에 관한 것이다.
여기서, 전자 사진 화상 형성 장치는 전자 사진 형식 프로세스를 이용하여 기록 매체에 화상을 형성한다. 전자 사진 화상 형성 장치의 예에는 전자 사진 복사기, 전자 사진 프린터(예를 들어, 레이저 빔 프린터, LED 프린터 등), 팩시밀리 장치 및 워드 프로세서가 포함된다.
프로세스 카트리지는 카트리지에 적어도 현상 수단과 전자 사진 감광 드럼을 일체로 포함하며, 전자 사진 화상 형성 장치 본체에 착탈식으로 장착 가능하다.
종래, 감광 드럼 및 이러한 감광 드럼에서 작용 가능한 프로세스 수단은 전자 사진 화상 형성 프로세스를 사용한 전자 사진 화상 형성 장치에서 카트리지 내에 일체로 합체된다. 전자 사진 화상 형성 장치 본체에 착탈식으로 장착 가능한 프로세스 카트리지 방식이 채용되었다. 이러한 프로세스 카트리지 방식에서는, 장치의 유지보수 작업을 서비스맨에게 의지하지 않고 수행할 수 있으므로, 현저하게 작동성이 향상될 수 있다. 그러므로, 이러한 프로세스 카트리지 방식은 전자 사진 화상 형성 장치에서 널리 사용된다.
레이저, LED 혹은 램프 등의 화상 정보에 대응한 광이 전자 사진 화상 형성 장치에서의 감광 드럼으로 조사된다. 이에 의해, 감광 드럼에 정전 잠상이 형성된다. 이러한 정전 잠상은 현상 장치에 의해 현상된다. 감광 드럼에 형성된 현상된 화상은 기록 매체에 전사된다. 이에 의해, 기록 매체에 화상이 형성된다.
일본 특허출원공개 제2001-255806호는 복수의 프로세스 카트리지를 일렬로 배열한 인라인(in-line)형 컬러 전자 사진 화상 형성 장치를 게시한다. 프로세스 카트리지(40)는 현상 롤러(68)을 포함하는 현상 유닛(42)과 감광 드럼(44)을 포함하는 드럼 유닛(41)을 구비하며, 핀(43)에 의해 서로 회전 가능하게 결합된다. 감광 드럼(44)에는 감광 드럼(44)의 축 방향 단부에 카트리지 커플링(60)이 설치된다. 프로세스 카트리지(40)가 장치 본체에 장착되는 경우, 카트리지 커플링(60)은 장치 본체에 설치된 본체 커플링(61)과 결합해서 구동력이 전달된다. 구동력은 현상 유닛(42)의 핀(43)에 설치된 현상 구동력 전달 부재로서의 입력 기어(64)로부터 아이들러 기어(65, 66)를 통해 현상 롤러(68)로 전달된다. 프로세스 카트리지(40)가 장치 본체에 장착되는 경우, 입력 기어(64)는 장치 본체에 설치된 기어(67)와 결합되어 구동력을 받는다. 더 상세하게는, 장치 본체로부터 감광 드럼(44) 및 현상 롤러(68)로의 구동 전달은 서로 독립하여 행하여진다.
그러나, 최근에, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 화상 형성 장치의 소형화 및 화상 품질 향상이 요구된다. 종래의 예에서는, 입력 기어는, 현상 유닛이 요동하는 경우에도, 그 위치 변화가 없는 요동 중심에 설치된다. 이러한 이유로, 현상 롤러는 입력 기어로부터 프로세스 카트리지의 아이들러 기어를 통해 구동력을 받기 위해 이격 공간(space)이 필요하다. 현상 롤러의 회전 정밀도는 아이들러 기어, 본체 기어, 입력 기어 사이의 결합에 의해 영향을 받는다.
본 발명은 전술한 종래 기술을 발전시킨 것이다.
따라서, 본 발명의 주목적은, 독립적으로 구동 입력에서부터 감광 드럼까지 장치 본체로부터 축 커플링 부재를 통해 현상 롤러로 회전 구동력이 직접 입력되는 소형 전자 사진 화상 형성 장치 및 프로세스 카트리지를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 현상 롤러의 회전 정밀도가 개선되어서, 화상 품질이 개선된 화상 형성 장치 및 프로세스 카트리지를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 전자 사진 화상 형성 장치 본체에 착탈식으로 장착 가능한 프로세스 카트리지이며, 상기 본체는, 회전 가능한 제1 본체 구동 전달 부재와, 회전 가능한 제2 본체 구동 전달 부재를 포함하며, 상기 프로세스 카트리지는,
전자 사진 감광 드럼과,
상기 전자 사진 감광 드럼에 형성된 정전 잠상을 현상제를 사용해서 현상하는 현상 롤러와,
상기 프로세스 카트리지가 상기 전자 사진 감광 드럼의 축 방향을 따라 상기 장치 본체에 장착되는 경우, 상기 제1 본체 구동 전달 부재와 결합하여 제1 회전 구동력을 상기 전자 사진 감광 드럼으로 전달하며, 상기 전자 사진 감광 드럼의 축 방향 일 단부 측에 설치되는 드럼 커플링 부재와,
상기 제2 본체 구동 전달 부재의 축과 상기 현상 롤러의 축 사이에 어긋남이 허용되면서 제2 회전 구동력을 전달하며, 상기 현상 롤러의 축 방향 일 단부 측에 설치되는 커플링 부재를 포함하고,
상기 축 커플링 부재는 상기 프로세스 카트리지가 상기 장치 본체에 장착되는 경우 상기 제2 본체 구동 전달 부재와 결합하여 상기 제2 회전 구동력을 받는 결합부를 포함하며, 상기 프로세스 카트리지가 상기 장치 본체로 진입하는 경우, 상기 결합부는 상기 현상 롤러의 축 방향과 교차하는 방향으로 이동 가능한, 프로세스 카트리지가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 기록 매체에 화상을 형성하는 전자 사진 화상 형성 장치이며, 상기 전자 사진 화상 형성 장치는,
(i) 회전 가능한 제1 본체 구동 전달 부재 및 회전 가능한 제2 본체 구동 전달 부재와,
(ii) 상기 전자 사진 화상 형성 장치의 장치 본체에 착탈식으로 장착되는 프로세스 카트리지와,
(iii) 상기 기록 매체를 반송하는 반송 수단을 구비하고,
상기 프로세스 카트리지는,
전자 사진 감광 드럼과,
상기 전자 사진 감광 드럼에 형성된 정전 잠상을 현상제를 사용해서 현상하는 현상 롤러와,
상기 프로세스 카트리지가 상기 전자 사진 감광 드럼의 축 방향을 따라 상기 장치 본체로 장착되는 경우, 상기 제1 본체 구동 전달 부재와 결합하여 제1 회전 구동력을 상기 전자 사진 감광 드럼으로 전달하며, 상기 전자 사진 감광 드럼의 축 방향 일 단부 측에 설치되는 드럼 커플링 부재와,
상기 제2 본체 구동 전달 부재의 축과 상기 현상 롤러의 축 사이에서 어긋남이 허용되면서 제2 회전 구동력을 상기 현상 롤러에 전달하며, 상기 현상 롤러의 축 방향 일 단부 측에 설치되는 축 커플링 부재를 포함하고,
상기 축 커플링 부재는, 상기 프로세스 카트리지가 상기 장치 본체에 장착되는 경우 상기 제2 본체 구동 전달 부재와 결합하여 상기 제2 회전 구동력을 받는 결합부를 포함하며, 상기 결합부는 상기 프로세스 카트리지가 상기 장치 본체로 진입하는 경우 상기 현상 롤러의 축 방향과 교차하는 방향으로 이동 가능한, 전자 사진 화상 형성 장치가 제공된다.
본 발명의 이러한 목적, 특징 및 장점들은 첨부 도면과 결합된 본 발명의 바람직한 실시예의 이하 설명을 토대로 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 전자 사진 화상 형성 장치의 전체 구성도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 단면도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 외관 사시도이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 현상 유닛의 사시도이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 프로세스 카트리지를 화상 형성 장치 본체에 장착하는 동작을 설명하는 도면이다.
도 6은 제1 실시예에 따른 프로세스 카트리지가 화상 형성 장치 본체에 위치 결정되는 상태의 사시도이다.
도 7은 제1 실시예에 따른 현상 롤러의 지지 구성을 설명하는 도면이다.
도 8은 제1 실시예에 따른 축 커플링 부재의 분해도이다.
도 9는 제1 실시예에 따른 축 커플링 부재의 단면도이다.
도 10은 제1 실시예에 따른 현상 유닛의 축 커플링 부재의 사시도이다.
도 11은 제1 실시예에 따른 화상 형성 장치의 제1 본체 구동 전달 부재 및 제2 본체 구동 전달 부재를 설명한 사시도이다.
도 12는 제1 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 장착 전에 축 커플링 부재의 동작을 설명하는 측면도이다.
도 13은 제1 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 장착 전에 축 커플링 부재의 동작을 설명하는 개략도이다.
도 14는 제1 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 장착 후에 축 커플링 부재의 동작을 설명하는 측면도이다.
도 15는 제1 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 장착 후에 축 커플링 부재의 동작을 설명하는 개략도이다.
도 16은 제2 실시예에 따른 축 커플링 부재의 위치 결정을 설명하는 측면도이다.
도 17은 제3 실시예에 따른 축 커플링 부재를 설명하는 사시도이다.
도 18은 제3 실시예에 따른 축 커플링 부재의 동작을 설명하는 도면이다.
도 19는 제4 실시예에 따른 축 커플링 부재의 동작을 설명하는 도면이다.
도 20은 제4 실시예에 따른 축 커플링 부재의 동작을 설명하는 도면이다.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
제1 실시예
도 1 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세스 카트리지 및 전자 사진 화상 형성 장치를 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 컬러 전자 사진 화상 형성 장치의 전체 구성도이다.
(화상 형성 장치의 전체 구성)
도 1은 전자 사진 화상 형성 장치(100)(이하, 화상 형성 장치라고 함)의 전체 구성을 도시한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 4개의 착탈식으로 장착 가능한 프로세스 카트리지(7)(7a, 7b, 7c, 7d)가 장착 부재(도시하지 않음)에 의해 장착된다. 도 1에서, 프로세스 카트리지(7)는 장치(100)의 본체에 수평 방향에 대하여 경사져 있다.
각각의 프로세스 카트리지(7)는 전자 사진 감광 부재 드럼(1)(이하, 감광 드럼이라 함)(1a, 1b, 1c, 1d)을 가진다. 프로세스 카트리지(7)의 감광 드럼(1) 주위에는, 대전 롤러(2)(2a, 2b, 2c, 2d)와, 현상 롤러(25)(25a, 25b, 25c, 25d)와, 클리닝 부재(6)(6a, 6b, 6c, 6d) 등의 프로세스 수단이 일체로 배치된다. 대전 롤러(2)는 감광 드럼(1)의 표면을 균일하게 대전시키는 기능을 갖는다. 현상 롤러(25)는 감광 드럼(1)에 형성된 잠상을 토너에 의해 가시화된 화상으로 현상하는 기능을 갖는다. 클리닝 부재(6)는 감광 드럼(1)에 형성된 현상제 화상이 기록 매체로 전사된 후, 감광 드럼(1)에 잔류한 토너를 제거한다.
화상 정보를 기초로 감광 드럼(1)을 선택적으로 노광하여 감광 드럼(1)에 잠상을 형성하기 위한 스캐너 유닛(3)이 프로세스 카트리지(7)의 하방에 설치된다.
기록 매체(S)를 수납한 카세트(17)는 장치 본체(100A)의 하부에 장착된다. 기록 매체 반송 수단은 기록 매체(S)가 2차 전사 롤러(70), 정착부(74)를 통과하여 장치 본체(100A)의 상방으로 반송되도록 설치된다. 즉, 카세트(17)로부터 1매씩 기록 매체(S)의 분리 및 급송을 수행하는 급송 롤러(54)를 구비한다. 또한, 급송된 기록 매체(S)를 급송하는 반송 롤러 쌍(76)과, 감광 드럼(1)에 형성되는 잠상을 기록 매체(S)와 동기시키기 위한 레지스트 롤러 쌍(55)을 구비한다. 프로세스 카트리지(7)(7a, 7b, 7c, 7d)의 상방에는, 감광 드럼(1)(1a, 1b, 1c, 1d) 상에 형성된 토너 화상을 전사시키기 위한 중간 전사 수단으로서의 중간 전사 유닛(5)이 설치된다. 중간 전사 유닛(5)은 구동 롤러(56)와 종동 롤러(57)를 구비한다. 또한, 2차 전사 롤러(70)에 대향하는 대향 롤러(59)와 각 컬러의 감광 드럼(1)에 대향하는 위치에 설치된 1차 전사 롤러(58)(58a, 58b, 58c, 58d)를 구비한다. 전사 벨트(9)는 롤러 주위에 걸쳐져 있다. 전사 벨트(9)의 순환 운동은 모든 감광 드럼(1)과 접촉하며 수행된다. 1차 전사 롤러(58)(58a, 58b, 58c, 58d)에 전압을 인가함으로써, 토너 화상이 감광 드럼(1)에서 전사 벨트(9)로 1차 전사된다. 전사 벨트(9)에 배치된 대향 롤러(59)와 2차 전사 롤러(70)의 사이에, 전사 벨트(9)로부터 토너를 기록 매체(S)로 전사하기 위해 전압이 인가된다.
화상 형성 동작에 있어서 각각의 감광 드럼(1)이 회전되며, 드럼(1)은 대전 롤러(2)에 의해 균일하게 대전된다. 순차로, 감광 드럼(1)은 스캐너 유닛(3)을 이용하여 선택적으로 노광된다. 이에 의해, 감광 드럼(1)에 정전 잠상이 형성된다. 잠상은 현상 롤러(25)에 의해 현상된다. 이에 의해, 컬러 현상제 화상을 각 감광 드럼(1)에 형성한다. 이러한 화상 형성과 동기하여, 레지스트 롤러 쌍(55)은 대향 롤러(59)와 2차 전사 롤러(70)가 전사 벨트(9)을 사이에 두고 서로 대향하고 있는 2차 전사 위치로 기록 매체(S)를 반송한다. 전사 벨트 상의 컬러 현상제 화상을 기록 매체(S)에 전사하기 위하여, 2차 전사 롤러(70)에 전사 바이어스 전압이 인가된다. 이에 의해, 기록 매체(S)에 컬러 화상이 형성된다. 컬러 화상이 형성된 기록 매체(S)는 정착부(74)에 의해 가열되고 가압되어서, 현상제 화상이 정착된다. 그 후, 기록 매체(S)는 배출 롤러(72)에 의해 배출부(75)로 배출된다. 또한, 정착부(74)는 장치(A)의 본체 상부에 배치된다.
(프로세스 카트리지)
도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 실시예의 프로세스 카트리지(7)를 설명한다. 도 2는 현상제(이하, 토너라고 함)를 수납한 프로세스 카트리지(7)의 주단면이다. 또한, 옐로 색 토너를 수납한 카트리지(7a), 마젠타 색 토너를 수납한 카트리지(7b), 시안 색 토너를 수납한 카트리지(7c), 블랙 색 토너를 수납한 카트리 지(7d)는 동일한 구성을 가진다.
각각의 프로세스 카트리지(7)(7a, 7b, 7c, 7d)는 제1 프레임으로서의 드럼 유닛(26)(26a, 26b, 26c, 26d)과 제2 프레임으로서의 현상 유닛(4)(4a, 4b, 4c, 4d)을 포함한다. 드럼 유닛(26)은 감광 드럼(1)(1a, 1b, 1c, 1d)과, 대전 롤러(2)(2a, 2b, 2c, 2d) 및 클리닝 부재(6)(6a, 6b, 6c, 6d)를 구비한다. 현상 유닛(4)은 현상 롤러(25)를 구비한다.
드럼 유닛(26)은 클리닝 프레임(27)을 구비하며, 감광 드럼(1)이 드럼-프론트(drum-front) 베어링(10)과 드럼-리어(drum-rear) 베어링(11)을 통해 회전 가능하게 설치된다(도 3). 감광 드럼(1)의 단부에는 드럼 커플링(16)과 플랜지(85)가 설치된다.
감광 드럼(1)의 주위에는, 전술한 바와 같이, 대전 롤러(2)와 클리닝 부재(6)가 배치된다. 클리닝 부재(6)에 의해 감광 드럼(1) 표면으로부터 제거된 잔류 토너는 제거 토너 실(27a)로 낙하된다. 구동원인 본체 구동 모터(도시하지 않음)로부터 드럼 유닛(26)으로 구동력이 전달되므로, 화상 형성 동작 프로세스에 따라 감광 드럼(1)이 회전된다. 대전 롤러(2)는 대전 롤러 베어링(28)을 통해 클리닝 프레임(27)에 회전 가능하게 설치된다. 그리고, 감광 드럼(1)에 의한 회전에 의해, 감광 드럼(1)을 향해 대전 롤러 가압 부재(46)에 의해 가압된다.
현상 유닛(4)은 감광 드럼(1)과 접촉하고 화살표(B) 방향으로 회전되는 현상 롤러(25)와, 현상 롤러(25)를 지지하는 현상 장치 프레임(31)을 구비한다. 현상 롤러(25)는 현상 장치 프레임(31)의 양측에 각각 설치된 현상-장치-리어 베어 링(13), 현상-장치-프론트 베어링(12)을 통해, 현상 장치 프레임(31)에 회전 가능하게 지지된다(도 4). 토너 공급 롤러(34)는, 현상 롤러(25)의 외측 주위에 접촉하여, 화살표(C) 방향으로 회전한다. 현상 블레이드(35)는, 현상 롤러(25)의 외측 주위에 접촉하여, 그 위의 토너층을 규제한다. 현상 장치 프레임(31)의 토너 수용부(31a)에는, 수용된 토너를 교반하고 이러한 토너를 토너 공급 롤러(34)로 반송하는 토너 반송 부재(36)가 설치된다.
도 3은 프로세스 카트리지(7)의 외관 사시도이다. 현상 유닛(4)은 드럼 유닛(26)에 회전 가능하게 설치된다. 클리닝 프레임(27)에 압입된 프론트(front) 지지 핀(14), 리어(rear) 지지 핀(15)은 현상-장치-프론트 베어링(12)와 현상-장치-리어 베어링(13)의 현수(hanging) 구멍(12a, 13a)에서 결합한다. 이에 의해, 현상 유닛(4)은 클리닝 프레임(27)에 대해 지지 핀(14, 15)의 축을 중심으로 회전 가능하게 지지된다(도 2). 클리닝 프레임(27)에는 감광 드럼(1)을 회전 가능하게 지지하는 드럼-프론트 베어링(10), 드럼-리어 베어링(11)이 설치된다. 드럼-리어 베어링(11)은 감광 드럼(1)과 연결된 드럼 커플링(16)을 지지한다. 드럼-프론트 베어링(10)은 플랜지(85)를 지지한다. 드럼 커플링(16)은 장치 본체(100A)로부터 감광 드럼(1)으로 회전 구동력(제1 회전 구동력)을 전달한다.
도 4에 도시한 현상 유닛(4)은, 프로세스 카트리지(7)의 화상이 형성되는 동안, 현상 장치 프레임(31)에 설치된 가압 스프링(38)과, 현상-장치-프론트 베어링(12)에 설치된 인장 스프링(도시하지 않음)에 의해 드럼 유닛(26)으로 압박된다. 현상 롤러(25)는 현상-장치-프론트 베어링(12), 현상-장치-리어 베어링(13)의 구 멍(12a, 13a)을 중심으로, 가압 스프링(38)과 인장 스프링(39)에 의해 회전되어서, 감광 드럼(1)에 접촉된다.
감광 드럼(1)과 현상 롤러(25)의 사이에 접촉해서 현상을 행하는 접촉 방식 현상 시스템에서는, 감광 드럼(1)이 강체 부재이고, 현상 롤러(25)가 탄성체 부재인 것이 바람직하다. 탄성체 부재로는 솔리드 고무 단층(monolayer)일 수 있으며, 솔리드 고무층과, 토너로의 대전 특성을 고려하여 그 위에 수지 재료 코팅을 가질 수도 있다.
프로세스 카트리지(7)의 화상 형성 동작을 설명한다(도 1 및 도 2). 화상 정보가 화상 형성 장치(100)로 보내지면, 본체 구동 모터(도시하지 않음)가 회전을 개시하고, 회전 구동력이 감광 드럼(1)으로, 현상 롤러(25)로, 토너 공급 롤러(34)로 그리고 토너 반송 부재(36)로 전달된다. 감광 드럼(1)의 표면을 균일하게 대전시키기 위하여, 대전 바이어스 전압이 장치 본체(100A)로부터 대전 롤러(2)로 인가된다. 화상 정보에 따라, 스캐너 유닛(3)에 의해 노광이 행하여져서, 감광 드럼(1) 상에 잠상이 형성된다.
토너 수용부(31a) 내의 토너는 토너 반송 부재(36)의 회전에 의해 토너 공급 롤러(34)로 반송된다. 회전하는 현상 롤러(25)의 외주로 토너를 공급하기 위하여 토너 공급 롤러(34)가 회전한다. 공급된 토너는 현상 블레이드(35)에 의해 현상 롤러(25)의 외주에 마찰 대전 된다. 화상 형성 장치(100)에 설치된 전원부(도시하지 않음)로부터 현상 롤러(25)로 현상 바이어스 전압이 인가된다. 이에 의해, 감광 드럼(1)에 형성된 정전 잠상이 현상된다. 여기서, 감광 드럼(1)과 대향해서 현 상 롤러(25)가 배치된다. 현상 롤러(25)는 감광 드럼(1)에 접촉되고, 감광 드럼(1)에 형성된 정전 잠상을 현상한다.
(프로세스 카트리지를 화상 형성 장치 본체에 장착하는 기구)
도 5를 참조하여, 본 실시예에 따른, 프로세스 카트리지(7)를 장치 본체(100A)에 장착하는 장착 기구를 설명한다.
도 5의 (a)에서는, 프로세스 카트리지(7)의 장치 본체(100A)로의 장착 전의 상태를 설명한다. 도 5의 (a)의 상태에서는, 프로세스 카트리지(7)는 장치 본체(100A)의 전방측판(82)에 설치된 개구부(82a)를 통해 화살표(E) 방향으로 장착된다. 이러한 경우, 프로세스 카트리지(7)의 클리닝 프레임(27)에 일체로 설치된 가이드부(27b)가 장치 본체(100A)에 설치된 본체 가이드 부재(81) 상에서 가이드된다. 본체 가이드 부재(81)는 프로세스 카트리지(7)를 제거 가능하도록 장착하는 장착 부재이다.
도 5의 (b)는 프로세스 카트리지(7)를 장치 본체(100A)로 장착하는 것이 완료된 상태를 설명한다. 장치 본체(100A)에 설치된 가이드 부재(81)에는 장착 방향에 대하여 하류를 향하여 상향으로 경사진 경사부(81a)가 설치된다. 클리닝 프레임(27)에는 장착 방향에 대하여 상류측 단부에 하향 경사부(27c)가 설치된다. 프로세스 카트리지(7)가 장치 본체(100A)에 장착되는 경우, 클리닝 프레임(27)의 가이드부(27b)가 경사부(81a)를 타고 오르며, 경사부(27c)가 본체 가이드부(81)을 타고 오른다. 이에 의해, 프로세스 카트리지(7)는 중간 전사 유닛(5)을 향해(상향으로) 이동한다.
도 5의 (c)는 프로세스 카트리지가 장치 본체(100A)에 장착된 상태를 설명한다. 프로세스 카트리지(7)가 중간 전사 유닛(5)을 향하여 이동한 후에, 프로세스 카트리지(7)의 장착 동작이 계속되는 경우, 클리닝 프레임(27)에 일체로 설치된 접촉부(27d)가 장치 본체(100A)의 후방측판(83)과 접촉한다. 이로써, 화상 형성 장치(100)로의 프로세스 카트리지(7) 장착이 완료된다.
이러한 상태에서, 드럼-리어 베어링(11)의 피압박부(11a)는 후방측판(83)에 설치된 백 압박(back-pressed) 부재(91)와 접촉하여서, 가압 스프링(92)에 의해 상향으로 밀어 올려진다. 그리고, 드럼-리어 베어링(11)의 상부에 설치된 카트리지 위치 결정부(11b)는, 프로세스 카트리지(7)가 후방측에서 장치 본체(100A)에 대해 위치 결정됨으로써, 후방측판(83)의, 본체 위치 결정부로서 기능하는, 접촉부(83a)에 접촉한다.
드럼-프론트 베어링(10)의 피인장부(10a)는 전방측판(82)에 설치된 인장 부재(93)와 결합한다. 전방측판(82)에 설치된 인장 스프링(94)에 의해 인장 부재(93)가 상향으로 들어 올려지고, 이에 의해, 피인장부(10a)도 상향으로 들어 올려진다. 그리고, 드럼-프론트 베어링(10)의 카트리지 위치 결정부인 접합부(10b)는 본체 전방측판(82)의 본체 위치 결정부인 위치 결정부(82b)에 접촉하여서, 프로세스 카트리지(7)가 전방측의 장치 본체(100A)에 대하여 위치 결정된다.
도 6에 도시한 바와 같이, 접촉부(83a)는 실질적으로 V자 형상을 가지며, 드럼-리어 베어링(11)의 위치 결정면(11b)에 접촉한다. 드럼-프론트 베어링(10)은 전방측판(82)에 설치된 인장 부재(93)의 드럼-프론트 베어링(10)의 피인장부(10a) 에 고정되어, 화살표(P) 방향으로 인장된다. 위치 결정에 관하여, 드럼-리어 베어링(11)의 경우와 마찬가지로, 전방측판(82)에 설치되고 실질적으로 V자 형상을 가지는 드럼 위치 결정부(82b)에 접촉된다. 드럼-프론트 베어링(10)과 드럼-리어 베어링(11)의, 장치 본체(100A)에 대한, 위치 결정에 요구되는 가압력은 화살표(P와 R) 방향으로 인가된다. 그러므로, 프로세스 카트리지(7)가 위치 결정되며, 즉, 감광 드럼(1)을 회전 가능하게 지지하는 드럼-프론트 베어링(10)과 드럼-리어 베어링(11)이 장치 본체(100A)에 대하여 정확하게 위치 결정될 수 있다. 또한, 클리닝 프레임(27)에는 측면에 프로세스 카트리지(7)의 회전 스토퍼(stopper)로 기능하는 보스(27g)가 설치되고, 보스(27g)는 장치 본체(100A)에 설치된 회전 스토퍼 수납 부재(51)와 결합한다. 이에 의해, 프로세스 카트리지(7)의 장치 본체(100A)에서의 회전이 방지된다. 전술한 설명을 이해하기 쉽도록, 도 6에서는, 구동측 결합부(23)가 생략된다.
(프로세스 카트리지에서의 현상 롤러 지지부와 현상 구동력 입력부의 구성)
도 7 내지 도 11을 참조하여, 본 실시예의 프로세스 카트리지(7)에서의 현상 롤러(25)와 현상 구동력 입력부의 구조를 위한 지지 구성을 설명한다. 도 7은 현상 롤러(25)의 지지부의 길이 방향 일 단부측(후방측)을 설명한다. 도 7에서, 현상 롤러(25)의 현상 롤러 축(25j)은 현상-장치-리어 베어링(13)의 내면에 회전 가능하게 결합된다. 현상 롤러(25)의 고무 롤러부(25g)와 현상-장치-리어 베어링(13) 사이에는, 현상 롤러(25)의, 감광 드럼(1)과의 접촉량을 규제하기 위한 규제 롤러(47)가 현상 롤러 축(25j)과 회전 가능하게 결합한다. 지금까지, 현상 롤 러(25)의 길이 방향 일 단부측의 지지 구성을 설명하였으나, 현상 롤러 축(25j)의 타단부측을 회전 가능하게 지지하기 위하여, 길이 방향 타단부측에 대해서도 마찬가지로 베어링 부재에 베어링부가 일체로 설치된다.
본 실시예에서는, 축 커플링 부재인 올덤 커플링(20)이 현상 구동력 입력부로서 사용된다. 도 8 및 도 9를 참조하여, 올덤 커플링(20)의 구성을 설명한다. 여기서, 올덤 커플링(20)의 이해를 쉽게 하기 위해, 현상-장치-리어 베어링(13)이 생략된다.
도 8에 도시한 바와 같이, 올덤 커플링(20)은 종동측 결합부(21)와, 중간 결합부(22)와, 구동측 결합부(23)를 구비한다.
종동측 결합부(21)는 현상 롤러 축(25j)의 단부에 고정된다. 고정 방법으로는, 스프링 핀과 병행 핀이 사용될 수 있다. 또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 대체 구조로서는, 현상 롤러 축(25j)의 주연면에 컷트부(25c)가 설치되고, 종동측 결합부(21)에 설치된 구멍은 상보적인 형상으로 설치된다. 구동측 결합부(23)의 축부(23b)는 결합부 베어링 부재(19)의 구멍(19a)에서 회전 가능하게 유지된다. 구동측 결합부(23)에는 이하에서 후술할 장치 본체(100A)의 제2 본체 구동 전달 부재인 본체 현상 커플링(53)(도 11)과 결합 가능한 돌출부(23c1 내지 23c4)가 일체로 설치된다. 이러한 올덤 커플링(20)은, 본체 현상 커플링(53)의 축과 현상 롤러(25)의 축 사이에서 어긋남이 허용되면서, 장치 본체(100A)로부터 현상 롤러(25)로 회전 구동력(제2 회전 구동력)을 전달한다.
도 9의 단면도를 참조하여, 올덤 커플링(20)을 더 상세하게 설명한다. 도 9 의 (a)는 도 8의 화살표(H) 방향에 수직한 단면도이며, 도 9의 (b)는 도 8의 화살표(I) 방향에 수직한 단면도이다.
도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 종동측 결합부(21)에는 리브(21a)가 일체로 설치된다. 중간 결합부(22)에는 홈(groove)(22a)이 형성되며, 리브(21a)와 홈(22a)은 도 8에서의 화살표(H) 방향으로 서로 이동하도록 결합된다.
도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 구동측 결합부(23)에는 리브(23a)가 일체로 설치된다. 중간 결합부(22)에는 홈(22b)이 형성되며, 리브(23a)와 홈(22b)은 도 8에서의 화살표(I) 방향으로 서로 이동하도록 결합된다.
도 10은 프로세스 카트리지(7)에 설치된 커플링의 구성을 설명한다. 축 방향을 향하여 돌출된 돌출부(23c1 내지 23c3)는 현상 유닛(4)에 설치된 올덤 커플링(20)의 구동측 결합부(23)의 단부면에 형성된다. 본체 현상 커플링(53)에 대하여 정렬하기 위한 센터링(centering) 보스(23c4)(회전축)는 구동측 결합부(23)의 단부면으로부터 축 방향으로 돌출한다. 감광 드럼(1)의 축 방향 일 단부측에는 삼각기둥 형상의 드럼 커플링(16)이 설치된다. 결합부 베어링 부재(19)의 가이드부(19b)는, 도시하지 않는 나사 등에 의해 고정된 사이드 커버(48)의 홈(48a)에 의해, 현상 롤러(25)의 축 방향과 교차하는 방향으로 이동하도록 가이드된다. 다시 말하면, 구동측 결합부(23)는 현상 유닛(4)과 교차하는 방향으로 이동 가능하다.
도 11은 장치 본체(100A)에 설치된 커플링의 구성을 설명한다. 도 11에 도시한 바와 같이, 장치 본체(100A)의 구동력을 감광 드럼(1)으로 전달하기 위한 제1 본체 구동 전달 부재인 드럼 구동 커플링(66)에는 실질적으로 삼각형 단면을 가지 는 구멍(66a)이 설치된다. 장치 본체(100A)로부터 현상 롤러(25)로 회전 구동력(제2 회전 구동력)을 전달하기 위한 제2 본체 구동 전달 부재인 본체 현상 커플링(53)에는 구멍(53a 내지 53c)이 설치된다. 드럼 구동 커플링(66)은 압축 스프링등의 압박 부재(77)에 의해 프로세스 카트리지(7) 방향으로 압박된다. 드럼 구동 커플링(66)은 감광 드럼(1)의 축방향으로 이동 가능하다. 프로세스 카트리지(7)가 장치 본체(100A)에 장착될 때 드럼 커플링(16)과 드럼 구동 커플링(66)의 구멍(66a) 사이에 위상이 어긋나는 경우, 드럼 구동 커플링(66)은 드럼 커플링(16)에 의해 밀려서 후퇴된다. 그러나, 회전하는 드럼 구동 커플링(66)에 의해 드럼 커플링(16)과 구멍(66a)이 서로 결합되어서, 감광 드럼(1)으로 회전 구동력이 전달된다.
본체 현상 커플링(53)은 압축 스프링 등의 압박 부재(73)에 의해 감광 드럼(1)의 축 방향과 평행한 방향으로 프로세스 카트리지(7)를 향해 압박된다. 그러나, 본체 현상 커플링(53)은 축 방향과 교차하는 방향에 대하여 덜걱거림 없이 장치 본체(100A)에 설치된다. 즉, 본체 현상 커플링(53)은 구동 전달을 위해 회전하는 동안 이외에는 축 방향으로만 이동 가능하다.
프로세스 카트리지(7)가 장치 본체(100A)에 진입함에 의해 구동측 결합부(23)와 본체 현상 커플링(53)이 서로 결합하는 경우, 돌출부(23c1 내지 23c3)와 구멍(53a 내지 53c) 사이에 위상이 어긋나기도 한다. 이러한 경우, 돌출부(23c1 내지 23c3)의 자유단부가 구멍(53a 내지 53c) 이외의 위치에 접촉하고, 본체 현상 커플링(53)은 압박 부재(73)의 압박력에 저항하여 축 방향으로 후퇴한다. 그러나, 본체 현상 커플링(53)이 회전하고, 돌출부(23c1 내지 23c3)와 구멍(53a 내지 53c) 사이의 위상이 서로 정렬하는 경우, 본체 현상 커플링(53)은 압박 부재(73)의 압박력에 의해 전진된다. 돌출부(23c1 내지 23c3)와 구멍(53a 내지 53c)이 서로 결합되어서, 결합부 위치 결정부인 센터링 보스(23c4)와 전달 부재 위치 결정부인 센터링 구멍(53E)이 서로 결합된다. 본체 현상 커플링(53)과 구동측 결합부(23)의 축(회전축)이 정렬된다. 회전하는 본체 현상 커플링(53)에 의해 돌출부(23c1 내지 23c3)와 구멍(53a 내지 53c)이 서로 결합되어서, 회전 구동력(제2 회전 구동력)이 현상 롤러(25)로 전달된다.
여기서, 장치 본체(100A)에 설치된 모터로부터, 드럼 구동 커플링(66)으로 그리고 본체 현상 커플링(53)으로 구동력이 공급된다. 각 프로세스 카트리지에 대하여 또는 복수의 프로세스 카트리지에 대하여 공통으로, 하나의 모터가 설치될 수도 있다.
(프로세스 카트리지에서 현상 분리-접촉 동작 시 올덤 커플링의 동작)
도 12 내지 도 15를 참조하여, 본 실시예의 프로세스 카트리지(7)에서 올덤 커플링의 동작을 설명한다.
도 12는 프로세스 카트리지(7)가 화상 형성 장치(100) 본체에 장착되기 전의 상태를 설명한 측면도이며, 도 13은 그 길이 방향의 단면도이다.
도 12에 도시한 바와 같이, 전술한 바와 같이, 프로세스 카트리지(7)가 장치 본체(100A)에 장착되기 전에, 현상 롤러(25)와 감광 드럼(1)은 서로 접촉되어 있다. 사이드 커버(48) 내에 설치된 비틀림(torsion) 코일 스프링인 압박 부재(18) 의 아암부(18a)는 결합부 베어링 부재(19)의 걸림부(19c)로 접촉되어 있다. 이에 의해, 구동측 결합부(23)는 현상 롤러(25)의 축 방향과 교차하는 방향{도 13에서의 화살표(Q) 방향}으로 압박된다. 그러므로, 결합부 베어링 부재(19)의 접촉부(19d)는 드럼-리어 베어링(11)에 설치된 유지부인 접촉부(11c)에 접촉되고, 결합부 베어링 부재(19)가 위치 결정된다. 즉, 구동측 결합부(23)는 일정한 위치로 위치 결정된다. 여기서, 드럼-리어 베어링(11)의 접촉부(11c)는 감광 드럼(1)의 축에 평행하고 V자 형상으로 구성된 2개의 면에 의해 형성된다. 결합부 베어링 부재(19)는 접촉부(11c)에 결합부 베어링 부재(19)가 접촉하여서 감광 드럼(1)의 축(1c)과 평행하게 유지될 수 있다. 또한, 드럼-리어 베어링(11)에는 위치 결정부(11b)가 일체로 설치된다. 그러므로, 결합부 베어링 부재(19)에 의해 회전 가능하게 지지되는 구동측 결합부(23)는 위치 결정부(11b)를 위치 결정하는 장치 본체(100A)의 후방측판(83)에 대하여 고정밀도로 위치 결정된다. 그러므로, 장치 본체(100A)에 설치된 본체 현상 커플링(53)의 축(53d)에 대해서도 고정밀도로 위치 결정된다. 올덤 커플링(20)의 구동측 결합부(23)는 결합부 베어링 부재(19)에 회전 가능하게 결합된다. 이러한 이유로, 이러한 상태에서 올덤 커플링(20)의 구동측 결합부(23)의 축(23c5)이 현상 롤러(25)의 축(25k)으로부터 거리(d3)만큼 분리되지만, 서로 매우 가깝다. 즉, 구동측 결합부(23)는, 프로세스 카트리지(7)가 장치 본체(100A)에 진입할 때 본체 현상 커플링(53)과의 결합이 매끄럽게 되도록 위치 결정하는 위치에 있다. 본 실시예에서 결합부 베어링 부재(19)를 압박하는 부재는 압박 부재(18)이지만, 결합부 베어링 부재(19)에는 탄성 변형 가능한 탄성부가 설치될 수도 있어 서, 결합부 베어링 부재(19)가 접촉부(11c)에 접촉된다.
여기서, 도 13을 참조하여 더 상세하게 설명한다. 구동측 결합부(23)가 본체 현상 커플링(53)과 결합하여 회전하는 경우, 후술하는 바와 같이, 구동측 결합부(23)는 본체 현상 커플링(53)에 의해 위치 결정된다. 이에 의해, 결합부 베어링 부재(19)의 접촉부(19b)는 드럼-리어 베어링(11), 즉, 접촉부(11c)로부터 이격한다. 그러므로, 프로세스 카트리지(7)가 장치 본체(100A)에 진입하는 경우, 구동측 결합부(23)의 축(23c5)은, 본체 현상 커플링(53)의 축(53d)으로부터 감광 드럼(1)으로 예정된 거리(d3)만큼 어긋난 상태에서 결합을 시작한다. 이 상태에서 프로세스 카트리지(7)가 진입하므로, 센터링 보스(23c4)에 설치된 베벨부(23c6)(도 10)와, 구멍(53e)에 설치된 베벨부(53f)(도 11)가 서로 접촉하며, 축의 어긋남을 보정하면서 결합한다. 이 때, 구동측 결합부(23)는 장치 본체(100A)로 접촉부(11c)에 의해 고정밀도로 위치 결정된다. 그러므로, 장치 본체(100A)에 설치된 본체 현상 커플링(53)에 대하여 고정밀도로 위치 결정된다. 그러므로, 베벨부(23c6), 베벨부(53f)를 극단적으로 크게 할 필요가 없으며, 구동측 결합부(23) 및 본체 현상 커플링(53)을 소형화할 수 있다. 도 15에 도시하는 바와 같이, 본체 현상 커플링(53)이 회전하고, 구동측 결합부(23)의 돌출부(23c1 내지 23c3)와 본체 현상 커플링(53)의 구멍(53a 내지 53c)의 위상이 정렬하는 경우, 보스(23c4)와 구멍(53e)이 서로 결합한다. 이에 의해, 구동측 결합부(23)의 회전축(23c)과 본체 현상 커플링(53)의 회전축(53d)이 서로 정렬한다.
도 14는 프로세스 카트리지가 장치 본체(100A)에 장착되는 경우의 상태를 설 명한다. 도 15는 길이 방향의 단면도이다. 도시하지 않은 장치 본체(100A)에서, 프로세스 카트리지(7)에서의 올덤 커플링(23)의 구동측 결합부(23)와, 장치 본체(100A)의 본체 현상 커플링(53)이 서로 결합된다. 즉, 보스(23c4)와 구멍(53e)의 결합에 의해 올덤 커플링(20)의 구동측 결합부(23)가 본체 현상 커플링(53)에 위치 결정된다. 도 15에 도시한 바와 같이, 결합부 베어링 부재(19)와 드럼-리어 베어링(11) 사이에 간극(80)을 갖고 구동측 결합부(23)와 본체 현상 커플링(53)이 서로 고정된다. 현상 롤러의 축(25k), 구동측 결합부(23)의 축(23c5)과, 본체 현상 커플링(53)의 축(53d)이 실질적으로 정렬된다. 각각의 드럼 축(1c)에서부터의 거리가 d4이다.
이상에서 설명한 실시예에서, 감광 드럼(1)으로 회전 구동력을 입력하는 드럼 구동 커플링(66)과 독립하여 회전되는 본체 현상 커플링(53)으로부터, 커플링(22)을 통해 현상 롤러(25)로 회전 구동력이 직접 입력된다. 그러므로, 현상 롤러(25)의 회전이 감광 드럼(1)의 회전 정밀도에 영향을 끼치는 것이 억제되며, 또한, 현상 롤러(25) 자신의 회전 정밀도가 향상되므로, 화상 품질이 향상된다.
또한, 올덤 커플링(20)의 구동측 결합부(23)는 카트리지(7)에 대하여 위치 결정되며, 현상 롤러(25)의 축(25k)과 교차하는 방향으로 이동 가능하므로, 본체 현상 커플링(53)과 구동측 결합부(23)가 큰 가이드(이격-구조) 등을 사용하지 않고 결합 가능하다. 그러므로, 프로세스 카트리지(7)와 화상 형성 장치(100)가 소형화될 수 있다. 또한, 프로세스 카트리지(7)의 장치 본체(100A)로의 장착성이 향상된다.
제2 실시예
제1 실시예에서는, 결합부 베어링 부재(19)가 감광 드럼(1)을 지지하는 드럼-리어 베어링(10)으로 압박된다. 그러나, 도 16에 도시한 바와 같이, 결합부 베어링 부재(19)에 접촉 가능한 유지부인 접촉부(27f)가 클리닝 프레임(27)에 설치될 수도 있다.
도 16은 프로세스 카트리지(7)가 장치 본체(100A)에 장착되기 전의 상태를 설명한다. 제1 실시예에 대하여 설명한 바와 같이, 사이드 커버(48)에 설치되고 꼬임 코일 스프링인 압박 부재(18)의 아암부(18a)가 결합부 베어링 부재(19)의 걸림부(19c)에 접촉한다. 이에 의해, 구동측 결합부(23)는 현상 롤러(25)의 축 방향과 교차하는 방향으로 압박된다. 그러므로, 결합부 베어링 부재(19)의 접촉부(19d)가 클리닝 프레임(27)에 설치된 접촉부(27f)에 접촉되어서, 결합부 베어링 부재(19)가 정위치에 위치 결정된다. 클리닝 프레임(27)의 접촉부(27f)는, V자 형상으로 구성되고 감광 드럼(1)의 축과 평행한 2개의 면에 의해 형성된다. 클리닝 프레임(27)에는 드럼-리어 베어링(11)이 설치되고, 드럼-리어 베어링(11)에는 위치 결정부(11b)가 일체로 설치된다. 그러므로, 결합부 베어링 부재(19)에 의해 회전 가능하게 지지되는 구동측 결합부(23)는 장치 본체(100A)와 감광 드럼(1)의 회전축에 대하여 고정밀도로 위치 결정된다. 이러한 이유 때문에, 장치 본체(100A)에 설치된 본체 현상 커플링(53)의 축(53d)에 대하여 고정밀도로 위치 결정될 수 있다. 기타 구성은 제1 실시예에서의 것과 동일하며, 제1 실시예의 효과와 마찬가지의 효과가 제공된다.
제3 실시예
제1 실시예에서는, 축 커플링 부재로서 올덤 커플링이 사용되었지만, 직경이 작은 현상 롤러를 포함하는 프로세스 카트리지에서는, 도 17에 도시한 바와 같이, 축 커플링 부재(20)의 중간 결합부(22)로서 탄성부인 스프링이 사용될 수도 있다.
도 17에서, 축 커플링 부재(20)는 종동측 결합부(21)와, 중간 결합부(22)와, 구동측 결합부(23)를 구비한다. 중간 결합부는 스프링(22)을 포함한다. 종동측 결합부(21)에는 스프링(22)이 결합하기 위한 보스(21a)가 설치된다. 마찬가지로, 구동측 결합부(23)에도 스프링(22)과 결합하는 보스(23a)가 설치된다. 스프링(22)에는 종동측 결합부 보스(21a)와 결합되는 아암부(22a)와, 구동측 결합부 보스(23a)와 결합하는 아암부(22b)가 설치된다. 구동측 결합부(23)의 축부(23b)는 결합부 베어링 부재(19)의 구멍(19a)에 회전 가능하게 결합된다. 구동측 결합부(23)에는 장치 본체(100A)의 제2 본체 구동 전달 부재인 본체 현상 커플링(53)과 결합하는 돌출부(23c1 내지 23c4)가 일체로 설치된다. 제1 실시예와 마찬가지로, 장치 본체(100A)의 구동이 구동측 결합부(23)로 전달되는 경우, 구동측 결합부 보스(23a)로부터 스프링(22)의 아암부(22b)로 이러한 구동이 전달된다. 스프링(22)으로 전달된 회전 구동력은 스프링(22)의 아암부(22a)로부터 종동측 결합부(21)의 보스(21a)로 전달된다.
도 18에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는 중간 결합부로서 스프링(22)이 사용되었으나, 탄성부로서 원통형의 탄성 고무(22)가 사용될 수도 있다. 탄성 고무(22)의 내주연에는 구동측 결합부(23)의 보스(23a) 및 종동측 결합부(21)의 보 스(21a)와 결합하여 구동력을 전달하는 리브(22a)가 설치된다.
기타 구성은 제1 실시예에서의 것과 동일하며, 제1 실시예에서의 효과와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
제4 실시예
제1 실시예에서, 결합부 베어링 부재(19)는 감광 드럼(1)을 지지하는 드럼-리어 베어링(10)으로 압박 스프링(18)에 의해 압박된다. 도 19의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는, 드럼-리어 베어링(11)에 구동측 결합부(23)를 유지하는 유지부인 구멍(11f)이 설치된다. 구멍(11f)의 내경은 구동측 결합부(23)의 외경과 비교하여 크다. 즉, 구동측 결합부(23)는 구멍(11f)에 대하여 현상 롤러(25)의 축과 교차하는 방향으로 이동하도록 유지된다. 도 18에 도시한 바와 같이, 제1 실시예에서는, 구동측 결합부(23)가 결합부 베어링 부재(19)를 통해 드럼-리어 베어링(11)에 대하여 위치 결정되는 방향으로 본체 현상 커플링(53)의 축(53d)에 대하여 어긋나서 위치 결정된다. 본 실시예에서는, 현상 롤러(25)의 축과 교차하는 방향에 대하여 모든 방향으로 구동측 결합부(23)의 축(23c5)이 어긋나는 구성이다. 이러한 이유 때문에, 프로세스 카트리지(7)가 장치 본체(100A)로 진입하는 경우에도, 구동측 결합부(23)가 본체 현상 커플링(53)에 매끄럽게 결합된다. 도 19의 (b)는 구동측 결합부(23)가 본체 현상 커플링(도시하지 않음)에 의해 위치 결정되는 경우의 상태를 설명한다. 즉, 구멍(11f)에 접촉하지 않은 상태에서, 구동측 결합부(23)가 본체 현상 커플링(도시하지 않음)에 의해 위치 결정된다.
도 20에 도시한 바와 같이, 구동측 결합부(23)를 유지하는 구멍(27f)이 클리 닝 프레임(27)에 설치될 수 있다.
기타 구성은 제1 실시예에서의 것과 동일하고, 제1 실시예의 효과와 마찬가지의 효과를 제공한다.
기타 실시예
전술한 실시예에서는, 4개의 프로세스 카트리지가 사용되나, 이러한 개수는 필수적인 것은 아니며, 당업자에 의해, 필요에 따라, 적절하게 설정될 수 있다.
전술한 실시예에서는, 화상 형성 장치는 프린터 형식이었지만, 본 발명에서는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복사기와 팩시밀리 장치 등의 다른 화상 형성 장치 및 복합기 등의 화상 형성 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 전술한 실시예에서는, 중간 전사 부재가 사용되고, 컬러 토너 화상은 중간 전사 부재로 순차적으로 겹쳐서 전사되며, 중간 전사 부재에 의해 담지된 토너 화상은 모두 일괄적으로 전사 재료로 전사되나, 본 발명은 이러한 방식에 한정되지 않는다. 예를 들어, 대체 구성으로, 기록 매체 담지체가 사용되고, 기록 매체 담지체에 의해 순차적으로 담지된 기록 매체 상에 컬러의 토너 화상이 겹쳐서 전사된다. 본 발명이 이러한 형식의 화상 형성 장치에 적용되는 경우 마찬가지의 효과가 얻어진다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 결합부와 제2 본체 구동 전달 부재의 결합을 위한 큰 가이드가 불필요하다. 따라서, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 화상 형성 장치가 소형화된다. 또한, 축 커플링 부재의 제2 본체 구동 전달 부재와 결합부가 서로 매끄럽게 결합하므로, 장착성이 개선된다.
또한, 현상 롤러의 회전 정확도가 개선될 수 있으므로, 화상 품질이 개선될 수 있다.
본 발명에 따르면, 감광 드럼으로의 구동 입력과는 독립적으로, 장치 본체로부터 축 커플링 부재를 통해 현상 롤러로 회전 구동력이 직접 입력되는 소형 전자 사진 화상 형성 장치 및 프로세스 카트리지를 제공할 수 있다.
또한, 현상 롤러의 회전 정확도가 개선되어서, 화상 품질이 개선된 프로세스 카트리지와 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.
본 명세서에서 개시된 구조들을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 전술한 세부 내용으로 제한되는 것은 아니며, 이하의 청구범위 또는 본 발명의 목적 내에서 수정 또는 변경 등 응용이 가해질 수 있다.

Claims (35)

  1. 구동 부재를 포함하는 전자 사진 화상 형성 장치의 본체에 분리 가능하게 장착될 수 있는 프로세스 카트리지이며,
    감광체 드럼과,
    상기 감광체 드럼에 형성된 정전 잠상을 현상하고, 축선을 중심으로 회전 가능한 현상 롤러와,
    상기 현상 롤러의 축선 방향 일단부에 인접하여 제공되고, 결합부를 포함하는 커플링 부재로서, 상기 결합부는, 상기 현상 롤러를 회전시키는 구동력을 수용하기 위해 상기 구동 부재와 결합하고, 상기 현상 롤러의 축선과 교차하는 방향으로 상기 현상 롤러에 대해 이동 가능한, 커플링 부재와,
    상기 현상 롤러가 상기 감광체 드럼과 접촉한 상태에서, 상기 장치의 본체 내로 상기 프로세스 카트리지가 삽입될 때, 상기 결합부와 상기 구동 부재의 결합이 가능하도록, 상기 현상 롤러의 축선과 교차하는 방향으로 상기 결합부를 압박하는 압박부를 포함하는 프로세스 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압박부에 의해 압박되는 상기 결합부의 위치를 조절하는 조절부를 더 포함하는 프로세스 카트리지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조절부는, 상기 감광체 드럼의 축선과 상기 압박부에 의해 압박되는 상기 결합부의 축선 사이의 거리가, 상기 감광체 드럼의 축선과 상기 현상 롤러의 축선 사이의 거리보다 짧도록 상기 결합부의 위치를 조절하는 프로세스 카트리지.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 현상 롤러가 상기 감광체 드럼 상의 정전 잠상을 현상할 때, 상기 결합부의 축선과 상기 현상 롤러의 축선은 상기 구동 부재와 상기 결합부의 결합에 의해 서로 실질적으로 정렬되는 프로세스 카트리지.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 조절부는 상기 감광체 드럼을 회전 가능하게 지지하는 베어링부 상에 제공되는 프로세스 카트리지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 베어링부 상에 제공되고, 상기 장치의 본체에 제공된 본체 위치 결정부에 접촉함으로써 상기 감광체 드럼을 위치결정시키는 위치 결정부를 더 포함하는 프로세스 카트리지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 결합부를 회전 가능하게 유지하고, 상기 결합부와 함께 상기 현상 롤러의 축선과 교차하는 방향으로 이동 가능한 유지부를 더 포함하며,
    상기 압박부가 상기 유지부를 통해 상기 결합부를 압박하는 프로세스 카트리지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 압박부는 탄성 부재인 프로세스 카트리지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 커플링 부재는,
    상기 현상 롤러의 상기 축선 방향 일단부에 고정되는 피구동부와,
    상기 피구동부와 결합하고, 상기 피구동부에 대해 상기 현상 롤러의 축선과 교차하는 방향으로 이동 가능한 중간 연결부를 포함하며,
    상기 결합부는, 상기 중간 연결부와 결합하고, 상기 중간 연결부의 이동 방향과는 상이한 방향으로 상기 중간 연결부에 대해 이동 가능한 프로세스 카트리지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 감광체 드럼 및 상기 현상 롤러는 서로 독립적으로 각각의 구동력을 수용하는 프로세스 카트리지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 감광체 드럼의 축선 방향 일단부에 인접하여 제공되고, 상기 감광체 드럼을 회전시키는 구동력을 수용할 수 있는 드럼 커플링 부재를 더 포함하는 프로세스 카트리지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 현상 롤러는, 현상제를 수납하는 현상제 용기와 함께 현상 유닛으로 통합되고,
    상기 감광체 드럼은, 상기 감광체 드럼을 전기적으로 대전하는 대전 부재와 상기 감광체 드럼을 클리닝하는 클리닝 부재와 함께 드럼 유닛으로 통합되며,
    상기 현상 유닛 및 상기 드럼 유닛은 서로 접속되는 프로세스 카트리지.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 프로세스 카트리지는 상기 현상 롤러의 축선 방향을 따라 상기 장치의 본체 내로 삽입 가능한 프로세스 카트리지.
  14. 전자 사진 화상 형성 장치이며,
    구동력을 인가하는 구동 부재를 포함하는 상기 장치의 본체와,
    상기 장치의 상기 본체에 분리 가능하게 장착될 수 있는 프로세스 카트리지를 포함하며,
    상기 프로세스 카트리지는,
    감광체 드럼과,
    상기 감광체 드럼에 형성된 정전 잠상을 현상하고, 축선을 중심으로 회전 가능한 현상 롤러와,
    상기 현상 롤러의 축선 방향 일단부에 인접하여 제공되고, 결합부를 포함하는 커플링 부재로서, 상기 결합부는, 상기 현상 롤러를 회전시키는 구동력을 수용하기 위해 상기 구동 부재와 결합하고, 상기 현상 롤러의 축선과 교차하는 방향으로 상기 현상 롤러에 대해 이동 가능한, 커플링 부재와,
    상기 현상 롤러가 상기 감광체 드럼과 접촉한 상태에서, 상기 장치의 본체 내로 상기 프로세스 카트리지가 삽입될 때, 상기 결합부와 상기 구동 부재의 결합이 가능하도록, 상기 현상 롤러의 축선과 교차하는 방향으로 상기 결합부를 압박하는 압박부를 포함하는 전자 사진 화상 형성 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 프로세스 카트리지는 상기 압박부에 의해 압박되는 상기 결합부의 위치를 조절하는 조절부를 포함하는 전자 사진 화상 형성 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 조절부는, 상기 감광체 드럼의 축선과 상기 압박부에 의해 압박되는 상기 결합부의 축선 사이의 거리가, 상기 감광체 드럼의 축선과 상기 현상 롤러의 축선 사이의 거리보다 짧도록 상기 결합부의 위치를 조절하는 전자 사진 화상 형성 장치.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 현상 롤러가 상기 감광체 드럼 상의 정전 잠상을 현상할 때, 상기 결합부의 축선과 상기 현상 롤러의 축선은 상기 구동 부재와 상기 결합부의 결합에 의해 서로 실질적으로 정렬되는 전자 사진 화상 형성 장치.
  18. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 조절부는 상기 감광체 드럼을 회전 가능하게 지지하는 베어링부 상에 제공되는 전자 사진 화상 형성 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 장치의 상기 본체는 본체 위치 결정부를 포함하고,
    상기 프로세스 카트리지는, 상기 베어링부 상에 제공되어 상기 본체 위치 결정부에 접촉함으로써 상기 감광체 드럼을 위치결정시키는 위치 결정부를 포함하는 전자 사진 화상 형성 장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 프로세스 카트리지는 상기 결합부를 회전 가능하게 지지하는 베어링부를 포함하고, 상기 베어링부는 상기 결합부와 함께 상기 현상 롤러의 축선과 교차하는 방향으로 이동 가능하며,
    상기 압박부는 상기 베어링부를 통해 상기 결합부를 압박하는 전자 사진 화상 형성 장치.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 압박부는 탄성 부재인 전자 사진 화상 형성 장치.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 커플링 부재는,
    상기 현상 롤러의 상기 축선 방향 일단부에 고정되는 피구동부와,
    상기 피구동부와 결합하고, 상기 피구동부에 대해 상기 현상 롤러의 축선과 교차하는 방향으로 이동 가능한 중간 연결부를 포함하며,
    상기 결합부는, 상기 중간 연결부와 결합하고, 상기 중간 연결부의 이동 방향과는 상이한 방향으로 상기 중간 연결부에 대해 이동 가능한 전자 사진 화상 형성 장치.
  23. 제14항에 있어서,
    상기 감광체 드럼 및 상기 현상 롤러는 서로 독립적으로 각각의 구동력을 수용하는 전자 사진 화상 형성 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 프로세스 카트리지는, 상기 감광체 드럼의 축선 방향 일단부에 인접하여 제공되어 상기 감광체 드럼을 회전시키는 구동력을 수용할 수 있는 드럼 커플링 부재를 포함하는 전자 사진 화상 형성 장치.
  25. 제14항에 있어서,
    상기 현상 롤러는, 현상제를 수납하는 현상제 용기와 함께 현상 유닛으로 통합되고,
    상기 감광체 드럼은, 상기 감광체 드럼을 전기적으로 대전하는 대전 부재와 상기 감광체 드럼을 클리닝하는 클리닝 부재와 함께 드럼 유닛으로 통합되며,
    상기 현상 유닛 및 상기 드럼 유닛은 서로 접속되는 전자 사진 화상 형성 장치.
  26. 제14항에 있어서,
    상기 프로세스 카트리지는 상기 현상 롤러의 축선 방향을 따라 상기 장치의 상기 본체 내로 삽입 가능한 전자 사진 화상 형성 장치.
  27. 구동 부재를 포함하는 전자 사진 화상 형성 장치의 본체에 분리 가능하게 장착될 수 있으며 감광체 드럼을 포함하는 프로세스 카트리지에 사용되는 현상 롤러이며,
    상기 감광체 드럼에 형성된 정전 잠상을 현상하고, 축선을 중심으로 회전 가능하며, 탄성층이 형성되는 원통형부와,
    상기 원통형부의 축선 방향 일단부에 인접하여 제공되고, 결합부를 포함하는 커플링 부재로서, 상기 결합부는, 상기 원통형부를 회전시키는 구동력을 수용하기 위해 상기 구동 부재와 결합하고, 상기 원통형부의 축선과 교차하는 방향으로 상기 원통형부에 대해 이동 가능한, 커플링 부재와,
    상기 현상 롤러가 상기 감광체 드럼과 접촉한 상태에서, 상기 장치의 본체 내로 상기 프로세스 카트리지가 삽입될 때, 상기 결합부와 상기 구동 부재의 결합이 가능하도록, 상기 원통형부의 축선과 교차하는 방향으로 상기 결합부를 압박하는 압박부를 포함하는 현상 롤러.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 결합부를 회전 가능하게 유지하고, 상기 결합부와 함께 상기 원통형부의 축선과 교차하는 방향으로 이동 가능한 유지부를 더 포함하며,
    상기 압박부가 상기 유지부를 통해 상기 결합부를 압박하는 현상 롤러.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 압박부는 탄성 부재인 현상 롤러.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 커플링 부재는,
    상기 원통형부의 상기 축선 방향 일단부에 고정되는 피구동부와,
    상기 피구동부와 결합하고, 상기 피구동부에 대해 상기 원통형부의 축선과 교차하는 방향으로 이동 가능한 중간 연결부를 포함하며,
    상기 결합부는, 상기 중간 연결부와 결합하고, 상기 중간 연결부의 이동 방향과는 상이한 방향으로 상기 중간 연결부에 대해 이동 가능한 현상 롤러.
  31. 구동 부재를 포함하는 전자 사진 화상 형성 장치의 본체에 분리 가능하게 장착될 수 있는 프로세스 카트리지이며,
    감광체 드럼과,
    상기 감광체 드럼에 형성된 정전 잠상을 현상하고, 축선을 중심으로 회전 가능한 현상 롤러와,
    상기 현상 롤러의 축선 방향 일단부에 인접하여 제공되는 올덤 커플링(Oldham coupling)으로서, 상기 현상 롤러의 상기 축선 방향 일단부에 고정되는 피구동부; 상기 피구동부와 결합하고, 상기 피구동부에 대해 상기 현상 롤러의 축선과 교차하는 방향[화살표(H)]으로 이동 가능한 중간 연결부; 및 상기 현상 롤러를 회전시키는 구동력을 수용하기 위해 상기 구동 부재와 결합하고, 상기 중간 연결부와 결합하며, 상기 현상 롤러의 축선과 교차하고 상기 중간 연결부의 이동 방향과는 상이한 방향[화살표(I)]으로 상기 중간 연결부에 대해 이동 가능한 구동부를 포함하는, 올덤 커플링과,
    상기 현상 롤러가 상기 감광체 드럼과 접촉한 상태에서, 상기 장치의 본체 내로 상기 프로세스 카트리지가 삽입될 때, 상기 구동부와 상기 구동 부재의 결합이 가능하도록, 상기 현상 롤러의 축선과 교차하는 방향으로 상기 구동부를 압박하는 압박부를 포함하는 프로세스 카트리지.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 압박부에 의해 압박되는 상기 구동부의 위치를 조절하는 조절부를 더 포함하는 프로세스 카트리지.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 조절부는, 상기 감광체 드럼의 축선과 상기 압박부에 의해 압박되는 상기 구동부의 축선 사이의 거리가, 상기 감광체 드럼의 축선과 상기 현상 롤러의 축선 사이의 거리보다 짧도록 상기 구동부의 위치를 조절하는 프로세스 카트리지.
  34. 제32항 또는 제33항에 있어서,
    상기 감광체 드럼을 회전 가능하게 지지하는 베어링부를 더 포함하고, 상기 조절부는 상기 베어링부 상에 제공되는 프로세스 카트리지.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 베어링부 상에 제공되고, 상기 장치의 본체에 제공된 본체 위치 결정부와 접촉함으로써 상기 감광체 드럼을 위치결정시키는 위치 결정부를 더 포함하는 프로세스 카트리지.
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