KR20070116428A - Photoreceptor cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 감광드럼 카트리지를 도시한 측면도.1 is a side view showing a conventional photosensitive drum cartridge.
도 2는 종래의 감광드럼의 조립 방법을 도시한 평면도.Figure 2 is a plan view showing an assembly method of a conventional photosensitive drum.
도 3은 종래의 감광드럼에 있어서, 동력 전달 부재에 관한 다양한 실시예를 도시한 측단면도.Figure 3 is a side cross-sectional view showing various embodiments of the power transmission member in the conventional photosensitive drum.
도 4는 본 발명의 감광드럼 카트리지가 화상형성장치 본체에 착탈되는 동작을 도시한 사시도.Figure 4 is a perspective view showing the operation of attaching and detaching the photosensitive drum cartridge of the image forming apparatus main body of the present invention.
도 5는 본 발명의 샤프트를 도시한 사시도.5 is a perspective view of a shaft of the present invention.
도 6은 본 발명의 감광드럼의 조립 상태를 도시한 측면도.Figure 6 is a side view showing an assembled state of the photosensitive drum of the present invention.
도 7은 본 발명의 하우징 및 이에 삽입되는 샤프트를 도시한 측면도.Figure 7 is a side view showing a housing and a shaft inserted therein of the present invention.
도 8은 본 발명의 감광드럼에 있어서, 핀 및 후크부의 체결 상태를 도시한 측단면도.Figure 8 is a side cross-sectional view showing a fastening state of the pin and the hook in the photosensitive drum of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
500...화상형성장치 본체 510...슬롯(slot)500 ... Imager
600...감광드럼 카트리지 610...샤프트(shaft)600 ...
612...핀 구멍 614...커플링(coupling) 삽입부612
620...핀(pin) 630...부시(bush)620
640...샤프트 커플링(shaft coupling) 643...샤프트 삽입부640
645...본체 커플링 647...커플링 기어645
649...기어 650...하우징649 Gear 650 Housing
651...대전 롤러 고정부 655...부시 고정부651 ... Charge Roller
656...핀 관통부 690...대전 롤러656
700...슬리브(sleeve) 710,720...플랜지(flange)700 ... sleeve 710,720 ... flange
721...샤프트 구멍 722...후크부(hook portion)721
본 발명은 감광드럼 카트리지에 관한 것으로, 상세하게는 전자사진방식 화상형성장치 본체에 착탈 가능하게 마련되며 조립공차가 개선되는 감광드럼 카트리지에 관한 것이다.The present invention relates to a photosensitive drum cartridge, and more particularly, to a photosensitive drum cartridge detachably provided to a main body of an electrophotographic image forming apparatus and having improved assembly tolerance.
프린터나 복사기 등의 전자사진방식 화상형성장치는 전자사진 프로세스에 의하여 인쇄 매체에 화상을 인쇄하는 장치이다. 전자사진방식 화상형성장치에서는, 감광드럼의 외주에 정전잠상이 형성되고, 정전잠상은 현상롤러에 의하여 토너화상으로 현상된다. 감광드럼 카트리지는 감광드럼은 물론 화상형성장치의 종류에 따라 대전 롤러, 현상 롤러, 토너 저장부 등을 함께 구비할 수 있으며, 화상형성장치 본체에 착탈 가능하게 설치된다. An electrophotographic image forming apparatus such as a printer or a copying machine is an apparatus for printing an image on a printing medium by an electrophotographic process. In the electrophotographic image forming apparatus, an electrostatic latent image is formed on the outer periphery of the photosensitive drum, and the electrostatic latent image is developed into a toner image by a developing roller. The photosensitive drum cartridge may include a charging roller, a developing roller, a toner storage unit, etc. according to the type of the image forming apparatus as well as the photosensitive drum, and may be detachably installed on the main body of the image forming apparatus.
전자사진방식 화상형성장치에서 양호한 정전 잠상을 형성하려면 감광드럼이 균일한 바이어스 전압으로 대전되어야 하는 바, 대전 롤러와 감광드럼의 조립 공차가 규제되어야 한다. In order to form a good electrostatic latent image in the electrophotographic image forming apparatus, the photosensitive drum must be charged with a uniform bias voltage, and therefore, an assembly tolerance between the charging roller and the photosensitive drum must be regulated.
한편, 정전 잠상을 토너 화상으로 현상하는 장치는 현상 롤러와 감광드럼 외주면의 접촉여부에 따라 크게 2가지로 나눌 수 있다. 현상 롤러와 감광드럼 외주면이 접촉되는 경우에는 현상닙(Nip)이 형성되고 현상닙에서 현상 작용이 이루어진다. 현상롤러와 감광드럼 외주면이 접촉되지 않는 경우에는 현상갭(Gap)이 형성되고 현상갭에서 현상 작용이 이루어진다. On the other hand, the apparatus for developing the electrostatic latent image into a toner image can be divided into two types according to whether the developing roller and the photosensitive drum outer peripheral surface are in contact with each other. When the developing roller is in contact with the photosensitive drum outer circumferential surface, a developing nip is formed, and a developing action is performed at the developing nip. When the developing roller and the photosensitive drum outer circumferential surface do not contact each other, a developing gap Gap is formed and a developing action is performed in the developing gap.
양호한 대전 및 현상 동작을 위하여, 감광드럼은 축 얼라인먼트(Alignment), 현상롤러, 대전 롤러 등에 대한 축간 평행도, 축 흔들림, 런아웃(run out) 등이 일정 범위 이내로 규제되어야 한다. 축 얼라인먼트, 축간 평행도, 축 흔들림, 런아웃 등이 틀어지면 대전 바이어스 전압 또는 현상갭이나 현상닙 등의 균일성이 저하될 수 있으므로 인쇄 품질이 떨어진다. 예를 들면, 인쇄 매체에 일정 간격으로 화상이 인쇄되지 않거나(White-Void), 인쇄된 화상의 좌우 농도가 불균일하게 되는 등의 치명적인 인쇄 결함이 발생하게 된다.For good charging and developing operation, the photosensitive drum should be regulated within a certain range of the axis alignment, axis parallelism, run out, and the like for the axis alignment, the developing roller, the charging roller, and the like. If the shaft alignment, the parallelism between the axes, the shaft shake, and the runout are misaligned, the uniformity such as the charging bias voltage or the developing gap or the developing nip may be degraded, resulting in poor print quality. For example, a fatal printing defect occurs such that an image is not printed on the print medium at regular intervals (White-Void), or the left and right density of the printed image is uneven.
이를 방지하려면, 감광드럼를 구동하기 위한 다수의 구동부품과 감광드럼의 조립 위치를 결정하는 위치결정부품에 대한 조립공차를 관리하여야 한다. 예를 들면, 미국특허 제5,749,028호 "Multi-size photoreceptor flange bearing", 및 미국특허 제5,444,546호 "Photoreceptor drum axle improvement" 에는 2단 구조의 샤프트가 감광드럼의 양 단부를 각각 지지하는 감광드럼 고정 장치가 개시된다. To prevent this, it is necessary to manage assembly tolerances for a plurality of driving components for driving the photosensitive drum and for positioning components for determining the assembly position of the photosensitive drum. For example, US Pat. No. 5,749,028 “Multi-size photoreceptor flange bearing” and US Pat. No. 5,444,546 “Photoreceptor drum axle improvement” include a photosensitive drum fixing device in which a two-stage shaft supports both ends of the photosensitive drum, respectively. Is disclosed.
구동부품 및 위치결정부품에 관한 또 다른 종래의 예를 도 1 내지 도 3에 도 시하였다. 도 1은 종래의 감광드럼 카트리지(120)를 도시한 측면도이다. 도 2는 종래의 감광드럼(130)의 조립 방법을 도시한 평면도이다. 도 3은 종래의 감광드럼(130)에 있어서 동력 전달 부재에 관한 다양한 실시예를 도시한 측단면도이다. 도 3에는 제1 기어(223) 및 이와 내접하는 제2 기어(260) 또는 이와 외접하는 제2 기어(250)가 도시되었다. 제2 기어(250,260)의 2가지 실시예 중 어느 하나가 선택적으로 제1 기어(223)에 맞물린다.Another conventional example of the drive part and the positioning part is shown in FIGS. 1 is a side view showing a conventional
이들 도면을 참조하면, 화상형성장치 본체에 착탈 가능하게 마련되는 감광드럼 카트리지(120)가 도시된다. 감광드럼 카트리지(120)의 조립 동작에 의하여 감광드럼(130)이 화상형성장치 본체의 소정 위치에 설치된다. 하우징(210a,210b)에는 샤프트(212a,212b)가 고정되는 샤프트 고정부(211a,211b)가 마련되며, 샤프트(212a,212b)는 감광드럼(130)을 회전 가능하게 지지한다. 감광드럼(130) 외주에 현상된 토너 화상이 감광드럼(130)과 전사롤러(170) 사이로 통과되는 인쇄 매체(P)에 전사된다. Referring to these drawings, there is shown a
감광드럼(130)은 그 외주면의 일부가 노출되도록 설치되어 소정의 방향으로 회전된다. 감광드럼(130)은 감광층이 형성된 원통 형상의 슬리브(131)와 슬리브(131)의 양단부에 고정되는 플랜지(220a,220b)로 이루어진다. 하우징(210a,210b)의 좌측 및 우측 부분에 샤프트 고정부(211a,211b)가 각각 마련된다. 한 쌍의 샤프트(212a,212b)는 샤프트 고정부(211a,211b)에 각각 고정되고, 한 쪽 샤프트(212b)에 회전 가능하게 끼워진 플랜지(220b)가 구동됨으로써 감광드럼(130)이 회전된다. 이때, 플랜지(220a,220b)를 회전 가능하게 지지하는 샤프트(212a,212b)가 하우 징(210a,210b)의 좌우측에 별도로 마련되므로 축 얼라인먼트, 축간 평행도, 축 흔들림, 런아웃 등의 규제가 까다로워지는 문제점이 있다.The
플랜지(220b)의 구동을 위하여 플랜지(220b)의 외주에 제1 기어(223)가 마련된다. 플랜지(220b)의 제1 기어(223)와 맞물리는 제2 기어(250,260)가 화상형성장치 본체에 마련된다. 제2 기어(250,260)는 화상형성장치 본체에 마련된 구동원(미도시)과 연결되어 동력을 전달받는다. The
참조부호 250의 제2 기어를 구비하는 감광드럼 카트리지(120)를 x축 또는 z축 방향에서 착탈하는 경우, 제1 기어(223) 및 제2 기어(250)의 치형이 서로 부드럽게 조립될 수 있다. 그러나, 상기 감광드럼 카트리지(120)를 y축 방향으로 슬라이딩시키며 화상형성장치 본체에 착탈하는 경우, 제1 기어(223) 및 제2 기어(250)의 치형이 어긋난 상태에서 래디얼(radial) 방향의 부하를 받으며 접촉 개시되므로 충격에 의하여 기어가 파손될 우려가 있다. 그리고, 플랜지(220b) 및 이에 대한 동력 전달 구조가 복잡하게 될 수 있다.When the
반면에, 제2 기어(260)의 내주에 제1 기어(223)가 맞물리는 경우, 제2 기어(260)의 외경이 플랜지(220b) 및 감광드럼(130)의 외경보다 커지게 되므로 주변에 다른 부품을 설치할 공간이 줄어드는 단점이 있다. On the other hand, when the
본 발명의 기술적 과제는 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로, 축 얼라인먼트, 축간 평행도, 축 흔들림, 런아웃 등의 규제가 용이하고, 감광드럼 카트리지를 감광드럼의 길이 방향으로 착탈하는 경우에 동력전달부품의 파손이 방지되며, 간단한 구조를 갖고 설치 공간이 줄어드는 감광드럼 카트리지를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The technical problem of the present invention is to improve the above-described problems, and it is easy to regulate axial alignment, axis parallelism, shaft shake, runout, and the like, and when the photosensitive drum cartridge is detached in the longitudinal direction of the photosensitive drum, It is to provide a photosensitive drum cartridge which is prevented from being damaged and has a simple structure and reduces installation space.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 감광드럼 카트리지는, In order to achieve the above object, the photosensitive drum cartridge of the present invention,
감광층이 형성된 원통 형상의 슬리브와, 상기 슬리브의 양단부에 각각 끼워지는 한 쌍의 플랜지를 구비하는 감광드럼;A photosensitive drum having a cylindrical sleeve having a photosensitive layer formed thereon, and a pair of flanges respectively fitted to both ends of the sleeve;
상기 감광드럼의 회전축이 되는 한 개의 샤프트; 를 포함하며,One shaft serving as a rotation axis of the photosensitive drum; Including;
상기 샤프트 및 한 쌍의 플랜지는 상기 감광드럼의 길이 방향을 따라 동일축 상에 위치되고 상기 샤프트의 구동에 의하여 상기 감광드럼이 회전되는 것을 특징으로 한다.The shaft and the pair of flanges are located on the same axis along the longitudinal direction of the photosensitive drum, characterized in that the photosensitive drum is rotated by the drive of the shaft.
일 실시예로서, 상기 감광드럼 카트리지는,In one embodiment, the photosensitive drum cartridge,
상기 감광드럼이 조립되고 상기 샤프트가 회전 가능하게 고정되는 하우징; 을 더 포함하며, 상기 샤프트는 상기 감광드럼의 길이 방향을 따라 상기 하우징에 삽입되면서 상기 한 쌍의 플랜지와 조립된다. 여기서 상기 샤프트는 상기 감광드럼보다 더 긴 것이 바람직하다.A housing in which the photosensitive drum is assembled and the shaft is rotatably fixed; It further comprises, The shaft is assembled with the pair of flanges while being inserted into the housing along the longitudinal direction of the photosensitive drum. Preferably, the shaft is longer than the photosensitive drum.
일 실시예로서, 상기 샤프트에 핀이 끼워지고, 상기 한 쌍의 플랜지 중 적어도 어느 하나에 후크부가 마련되며, 상기 핀이 상기 후크부에 체결됨으로써 상기 샤프트로부터 상기 감광드럼에 구동력이 직접 전달된다.In one embodiment, a pin is fitted to the shaft, a hook portion is provided on at least one of the pair of flanges, and the driving force is directly transmitted from the shaft to the photosensitive drum by fastening the pin to the hook portion.
또한, 상기 감광드럼 카트리지가 상기 감광드럼의 길이 방향을 따라 슬라이딩되면서 착탈되는 화상형성장치 본체에 구동원과 연결되는 본체 커플링이 마련되고, 상기 슬라이딩시 상기 본체 커플링과 맞물림으로써 상기 샤프트를 구동시키는 샤프트 커플링이 상기 샤프트의 일 단부에 마련되는 것이 바람직하다.In addition, a main body coupling coupled to a driving source is provided in the image forming apparatus main body in which the photosensitive drum cartridge is slid along the longitudinal direction of the photosensitive drum, and drives the shaft by engaging with the main body coupling during the sliding. Preferably, a shaft coupling is provided at one end of the shaft.
그리고, 상기 하우징은, 상기 핀이 관통되는 핀 관통부와, 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 부시를 고정시키는 부시 고정부를 구비하는 것이 바람직하다.The housing preferably includes a pin penetrating portion through which the pin penetrates and a bush fixing portion for fixing a bush rotatably supporting the shaft.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 첨부 도면에 도시된 바에 국한되지 않으며, 동일한 발명의 범위내에서 다양하게 변형될 수 있음을 밝혀둔다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; Embodiments of the invention are not limited to what is shown in the accompanying drawings, it is to be understood that various modifications can be made within the scope of the same invention.
도 4는 본 발명의 감광드럼 카트리지(600)가 화상형성장치 본체(500)에 착탈되는 동작을 도시한 사시도이다. 본 발명의 감광드럼 카트리지(600)는 감광드럼의 길이 방향을 따라 슬라이딩되면서 화상형성장치 본체(500)의 슬롯(510)에 장착된다. 도 5는 본 발명의 샤프트(610)를 도시한 사시도이다. 도 6은 본 발명의 감광드럼의 조립 상태를 도시한 측면도이다. 도 7은 본 발명의 하우징(650) 및 이에 삽입되는 샤프트(610)를 도시한 측면도이다. 도 8은 본 발명의 감광드럼에 있어서, 핀(620) 및 후크부(722)의 체결 상태를 도시한 측단면도이다. 4 is a perspective view illustrating an operation in which the
도 4 내지 도 8을 함께 참조하며 감광드럼 카트리지(600)의 구성과 작용을 상세히 설명한다. 감광드럼은 슬리브(700)와, 슬리브(700)의 양단부에 각각 끼워지는 한 쌍의 플랜지(710,720)를 구비한다. 슬리브(700)는 원통 형상을 갖고 그 외주에는 감광층이 형성된다. 감광드럼의 회전축이 되는 샤프트(610)가 한 개 마련되며, 샤프트(610) 및 플랜지(710,720)가 함께 회전되고, 구동력이 샤프트(610)에 전달되는 것이 종래와 구별되는 점이다. 즉, 샤프트(610) 및 한 쌍의 플랜 지(710,720)는 감광드럼의 길이 방향을 따라 동일축 상에 위치되고, 샤프트(610)의 구동에 의하여 감광드럼이 회전된다. 한 개의 샤프트(610)를 동일축으로 하여 한 쌍의 플랜지(710,720)가 고정되고 샤프트(610)에 대하여 플랜지(710,720)가 회전 불가능할 정도의 엄격한 공차 범위에서 끼워 맞춤되므로 축 얼라인먼트, 축간 평행도, 축 흔들림, 런아웃 등의 규제가 용이한 장점이 있다.4 to 8, the configuration and operation of the
감광드럼 카트리지(600)는 감광드럼이 조립되고 샤프트(610)가 회전 가능하게 고정되는 하우징(650)을 구비한다. 샤프트(610)는 감광드럼의 길이 방향을 따라 하우징(650)에 삽입되면서 한 쌍의 플랜지(710,720)와 조립된다. 따라서, 샤프트(610)는 감광드럼보다 더 길게 된다. The
샤프트(610)를 회전 가능하게 지지하기 위하여 부시(630)가 마련된다. 부시(630)의 내주는 샤프트(610)의 외주를 미끄럼 지지하고 부시(630)의 외주는 하우징(650)에 마련된 부시 고정부(655)에 고정된다. 하우징(650)에는 샤프트(610)를 관통시키고 부시(630)의 외주를 고정시키는 부시 고정부(655)와, 샤프트(610)에 끼워진 핀(620)이 관통되는 핀 관통부(656)가 마련된다. 일례로 감광드럼 카트리지(600)에 대전 롤러(690)가 조립되는 경우, 대전 롤러(690)의 회전축을 지지하는 대전 롤러 고정부(651)가 하우징(650)에 마련될 수 있다.A
한 쪽 플랜지(720)의 중심 부분에는 샤프트(610)가 끼워지는 샤프트 구멍(721) 및 핀(620)이 체결되는 후크부(722)가 마련된다. 샤프트(610)의 일단부는 부시 고정부(655), 한 쪽 플랜지(720)의 샤프트 구멍(721) 및 다른 쪽 플랜지(710)의 샤프트 구멍(미도시)를 차례로 관통하며, 도시되지 않은 지지 부재에 의하여 회 전 가능하게 지지된다. The central portion of one
샤프트(610)의 타단부에는 핀 구멍(612)이 래디얼 방향으로 마련되며, 핀 구멍(612)에 핀(620)이 체결된다. 샤프트(610)에 핀(620)이 끼워지고, 한 쌍의 플랜지(710,720) 중 적어도 어느 하나에 후크부(722)가 마련되며, 핀(620)이 후크부(722)에 체결됨으로써 샤프트(610)로부터 감광드럼에 구동력이 직접 전달된다. 따라서, 감광드럼에 구동력을 전달하는 동력전달부품의 구조가 매우 간단해지는 장점이 있다.The other end of the
샤프트(610)의 타단부에는 커플링 삽입부(614)가 마련된다. 샤프트(610)에 동력을 전달하는 샤프트 커플링(640)에는 샤프트 삽입부(643)가 마련된다. 커플링 삽입부(614) 및 샤프트 삽입부(643)는 서로 일치되는 형상으로서 예를 들면 원주의 일부가 절개된 장공 형상이다.A
화상형성장치 본체(500)는 구동원(미도시)과, 상기 구동원에 연결되는 본체 커플링(645)이 마련된다. 감광드럼 카트리지(600)의 슬라이딩시 본체 커플링(645)과 샤프트 커플링(640)이 체결되면서 구동력이 감광드럼에 전달된다. 샤프트 커플링(640) 및 본체 커플링(645)에는 커플링 기어(647)가 형성된다. 커플링 기어(647)는 본체 커플링(645) 및 샤프트 커플링(640)의 체결 접촉에 의하여 파손되지 않도록 감광드럼의 길이 방향을 따라 형성된 경사면을 갖는 것이 바람직하다.The image forming apparatus
샤프트 커플링(640)은 샤프트(610)의 외주에 끼워지므로 샤프트(610)의 외주보다는 큰 외경을 갖는다. 플랜지에 구동력이 전달되는 종래의 실시예와 달리 본 발명에서, 샤프트 커플링(640)의 외경은 감광드럼 또는 플랜지(710,720)보다 클 필 요가 없다. 샤프트 커플링(640)의 크기가 감소되므로 다른 부품을 설치할 공간 확보가 용이하다. 이러한 실시예로서 토너를 회수하는 오거(Auger, 미도시) 또는 대전 롤러(690)를 구동하는 기어(649)가 샤프트 커플링(640)에 마련될 수 있다.Since the
상술한 바와 같이 본 발명의 감광드럼 카트리지는, 축 얼라인먼트, 축간 평행도, 축 흔들림, 런아웃 등의 규제가 용이하고, 감광드럼 카트리지를 감광드럼의 길이 방향으로 착탈하는 경우에 동력전달부품의 파손이 방지되며, 동력전달부품의 구조 및 설치 공간이 간소화되며, 다른 부품의 구동을 위한 기어열 등을 샤프트 커플링에 설치할 수 있는 장점을 갖는다.As described above, the photosensitive drum cartridge of the present invention can be easily regulated such as shaft alignment, interaxial parallelism, shaft shaking, and runout, and prevents damage to the power transmission component when the photosensitive drum cartridge is detached in the longitudinal direction of the photosensitive drum. The structure and installation space of the power transmission component are simplified, and the gear train for driving other components can be installed in the shaft coupling.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art to which the art belongs can make various modifications and other equivalent embodiments therefrom. Will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the claims below.
Claims (6)
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