KR20120099511A - 프로세스 카트리지 및 전자 사진 화상 형성 장치 - Google Patents

Abstract

전자 사진 화상 형성 장치의 본체에 착탈가능한 프로세스 카트리지는, 전자 사진 감광 드럼; 상기 전자 사진 감광 드럼 상에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위한 현상 롤러; 상기 전자 사진 감광 드럼을 지지하는 드럼 프레임; 상기 현상 롤러를 지지하고, 상기 드럼 프레임에 대하여 이동가능하고, 상기 현상 롤러가 상기 전자 사진 감광 드럼과 접촉하는 접촉 위치 및 상기 현상 롤러가 상기 전자 사진 감광 드럼으로부터 이격되는 이격 위치를 취할 수 있는 현상 프레임; 및 제1 외력을 받는 제1 힘 수용부 및 제2 외력을 받는 제2 힘 수용부를 포함하는 힘 수용 디바이스를 포함하고, 상기 제2 힘 수용부는 상기 현상 프레임에 대하여 이동가능하고, 상기 제2 힘 수용부는 상기 제1 외력을 받는 상기 제1 힘 수용부에 의해 동작 위치로부터 후퇴된 대기 위치에 배치되고, 상기 대기 위치로부터, 상기 현상 프레임을 상기 접촉 위치로부터 상기 이격 위치로 이동시키기 위한 동작 위치로 이동가능하며, 상기 제2 힘 수용부가 상기 대기 위치로부터 상기 동작 위치로 이동하는 거리는 상기 제1 힘 수용부가 상기 제1 외력에 의해 이동되는 거리보다 크다.

Description

프로세스 카트리지 및 전자 사진 화상 형성 장치{PROCESS CARTRIDGE AND ELECTROPHOTOGRAPHIC IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은, 전자 사진 감광 드럼(electrophotographic photosensitive drum) 및 (감광 드럼을 처리하는) 현상 롤러(development roller)로 구성된 프로세스 카트리지(process cartridge)에 관한 것으로, 더 구체적으로, 서로 접촉하거나 또는 떨어져서 배치될 수 있는 전자 사진 감광 드럼 및 현상 롤러로 구성된 프로세스 카트리지에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 전술된 프로세스 카트리지를 이용하는 전자 사진 화상 형성 장치에 관한 것이다.

최근, 프로세스 카트리지 시스템은 전자 사진 화상 형성 프로세스를 사용하는 화상 형성 장치의 분야에서 널리 사용되어 왔다. 프로세스 카트리지 시스템은 전자 사진 화상 형성 시스템들 중 하나이다. 그것은, 전자 사진 감광 드럼 및 현상 롤러, 즉, 전자 사진 감광 드럼을 처리하기 위한 롤러가 화상 형성 장치의 본체(main assembly)에 착탈가능하게 장착될 수 있도록 일체로 배치된 카트리지를 사용한다. 따라서, 프로세스 카트리지 시스템의 이용은 유저가 서비스 제공자에 의존하지 않고 전자 사진 화상 형성 장치를 유지할 수 있게 한다. 이것이 전자 사진 화상 형성 장치의 분야에서 프로세스 카트리지 시스템이 널리 사용되어 온 이유이다.

프로세스 카트리지는, 화상을 형성할 때 현상 롤러를 감광 드럼과 접촉하여 유지시키기 위해, 그것의 현상 롤러가 미리 설정된 양의 압력을 인가하여 그것의 전자 사신 감광 드럼을 향해 압박되어 유지되도록 구성된다. 소위 접촉 현상 방법, 즉, 감광 드럼 상에 잠상(latent image)을 현상하기 위해 감광 드럼과 접촉하여 현상 롤러를 배치하는 현상 방법의 경우, 현상 롤러의 탄성층(elastic layer)은, 미리 설정된 양의 접촉 압력이 현상 롤러의 둘레면(peripheral surface)과 감광 드럼의 둘레면 사이에서 유지되도록 감광 드럼의 둘레면에 대하여 압박되어 유지된다.

따라서, 화상 형성 장치의 본체에서 프로세스 카트리지가 상당한 기간의 시간 동안 미사용된 채로 남아 있으면, 현상 롤러의 탄성층은 때때로 변형된다. 따라서, 프로세스 카트리지가 상당한 기간의 시간 동안 미사용된 채로 남아있었던 화상 형성 장치가, 그 후 처음 사용되면, 잠상이 불균일하게 현상될 수 있다. 또한, 소위 접촉 현상 방법의 경우, 현상 롤러는 현상 중에 감광 드럼과 접촉한다. 따라서, 현상 롤러로부터 현상제가 부착되지 않아야 하는 감광 드럼의 둘레면의 지점들 상으로 때때로 현상제(developer)가 전사된다. 또한, 감광 드럼 및 현상 롤러는 현상 중에 서로 접촉하여 회전할 뿐만 아니라, 현상 이외의 프로세스들 중에도 서로 접촉하여 회전한다. 따라서, 소위 접촉 현상 방법은 감광 드럼, 현상 롤러 및 현상제의 열화를 더욱 악화시킨다.

전술된 문제점에 대한 해결책들 중 하나는 일본 공개특허공보 제2003-167499호에 제안되어 있다. 본 특허 출원에 따르면, 화상 형성 장치는 화상이 실제로 형성되고 있지 않을 때 전자 사진 감광 드럼 및 현상 롤러를 서로 분리시켜 유지시키도록 프로세스 카트리지에 작용하는 기구를 구비한다(특허 문헌 1).

특허 문헌 1에 제안된 화상 형성 장치의 경우, 그것의 본체는 4개의 프로세스 카트리지들이 본체 내에 착탈가능하게 장착될 수 있도록 구성되어 있다. 각각의 카트리지는 감광체 유닛 및 현상 유닛으로 구성된다. 감광체 유닛은 감광체를 갖는다. 현상 유닛은 현상 롤러를 지지하고, 그것이 감광체 유닛에 대하여 회전이동할 수 있도록 감광체 유닛에 접속되어 있다. 또한, 화상 형성 장치의 본체는 분리대(separation plate)를 구비하는 한편, 프로세스 카트리지는 힘 수용부(force receiving portion)를 구비한다. 분리대가 이동함에 따라, 힘 수용부는 분리대로부터 힘을 받아 감광체 유닛에 대하여 현상 유닛을 이동시킨다. 그 결과, 감광 드럼과 접촉한 현상 롤러는 감광 드럼으로부터 분리된다.

종래 기술에 따르면, 힘 수용부, 즉, 현상 롤러와 감광체를 서로 분리시키기 위한 힘을 받는 부분은 현상 유닛의 외부 윤곽선을 벗어나 돌출되어 유지된다. 따라서, 그것은, 유저가 프로세스 카트리지를 취급하는 중에 또는 프로세스 카트리지가 단독으로 운반될 때 손상을 받기 쉽다. 또한, 전술된 힘 수용부의 존재는, 프로세스 카트리지의 전자 사진 감광체 및 현상 롤러가 서로 접촉하여 또는 떨어져서 배치될 수 있도록 구성된 프로세스 카트리지의 크기를 감소시키는 연구들을 행할 때, 및 전술된 것과 같은 프로세스 카트리지가 착탈가능하게 장착될 수 있는 화상 형성 장치의 본체의 크기를 감소시키는 연구들을 행할 때 발생하는 주된 문제점들 중 하나가 되어 왔다.

본 발명의 주된 목적은 프로세스 카트리지, 서로 접촉하여 또는 떨어져서 배치될 수 있고 종래 기술에 따른 등가물(counterpart)보다 크기가 훨씬 작은 전자 사진 감광 드럼 및 현상 롤러를 제공하고, 또한, 본 발명에 따른 프로세스 카트리지와 호환가능하고, 착탈가능하게 장착될 수 있으며 종래 기술에 따른 등가물보다 크기가 훨씬 작은 전자 사진 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 프로세스 카트리지, 서로 접촉하여 또는 떨어져서 배치될 수 있는 전자 사진 감광체 및 현상 롤러, 프로세스 카트리지가 유저에 의해 다루어지거나 또는 단독으로 이송될 때, 종래 기술에 따른 등가물보다 훨씬 덜 손상을 받는 현상 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적들, 특징들 및 장점들 및 그외의 목적들, 특징들 및 장점들은, 첨부 도면들과 함께 취해진 이하의 본 발명의 바람직한 실시예들의 설명을 고려할 때 더 명확해질 것이다.

도 1은, 장치의 일반적인 구조를 도시하는 본 발명의 제1 실시예의 전자 사진 화상 형성 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시예의 프로세스 카트리지의 개략적인 단면도이다.
도 3은, 또한, 장치의 일반적인 구조를 도시하는 본 발명의 제1 실시예의 전자 사진 화상 형성 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는, 프로세스 카트리지들을 교체하는 방법을 도시하는 본 발명의 제1 실시예의 전자 사진 화상 형성 장치의 다른 개략적인 단면도이다.
도 5는, 감광 드럼의 축 선에 수직인 면에서, 본 발명의 제1 실시예의 전자 사진 화상 형성 장치에서의 프로세스 카트리지들 중 하나 및 그 주변의 개략적인 단면도이다.
도 6은, 장치 본체로의 프로세스 카트리지의 장착과 관련된, 카트리지의 구조적인 구성요소들의 이동을 도시하는 프로세스 카트리지의 제1 실시예의 프로세스 카트리지의 개략적인 단면도이다.
도 7은, 장치 본체로의 프로세스 카트리지의 장착과 관련된, 카트리지의 구조적인 구성요소들의 이동을 도시하는, 장치 본체 내에 장착되어 있는, 본 발명의 제1 실시예의 프로세스 카트리지의 (카트리지 구동력을 수취하는 측면으로부터 보이는) 개략적인 측면도이다.
도 8은, 또한, 장치 본체로의 프로세스 카트리지의 장착과 관련된, 카트리지의 구조적인 구성요소들의 이동을 도시하는, 장치 본체 내에 장착되어 있는, 본 발명의 제1 실시예의 프로세스 카트리지의 (카트리지 구동력을 수취하는 측면으로부터 보이는) 개략적인 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 제1 실시예의 프로세스 카트리지의 분해된 사시도이다.
도 10의 (a)는, 카트리지가 구동되는 측면으로부터 보이는, 본 발명의 제1 실시예의 프로세스 카트리지의 사시도이고, 도 10의 (b)는, 카트리지가 구동되는 측면에 대향하는 측면으로부터 보이는, 본 발명의 제1 실시예의 프로세스 카트리지의 사시도이다.
도 11은, 카트리지가 구동되는 측면으로부터 보이는, 본 발명의 제1 실시예의 프로세스 카트리지의 사시도이다.
도 12는, 카트리지의 구조적인 구성요소들의 이동을 도시하는, 프로세스 카트리지의 제2 실시예의 프로세스 카트리지의 개략적인 도면이다.
도 13은, 본 발명의 제2 실시예의 프로세스 카트리지의 분해된 사시도이다.
도 14는, 장치 본체로의 프로세스 카트리지의 장착과 관련된 카트리지의 구조적인 구성요소들의 이동을 도시하는 프로세스 카트리지의 제3 실시예의 프로세스 카트리지의 개략적인 도면이다.
도 15는, 본 발명의 제3 실시예의 프로세스 카트리지의 분해된 사시도이다.
도 16은, 본 발명의 제1 실시예의 전자 사진 화상 형성 장치의 카트리지 트레이 가이딩 홀의 개략적인 도면이다.
도 17은, 본 발명의 제1 실시예의 전자 사진 화상 형성 장치의 부분 단면 사시도이다.
도 18은, 가압 부재의 이동을 도시하는 본 발명의 제1 실시예의, 가압 부재의 동작에 관련된 구성요소들 및 가압 부재의 개략적인 도면이다.
도 19는, 제1 힘 인가 부재의 동작을 도시하는 본 발명의 제1 실시예의, 제1 힘 인가 부재의 동작에 관련된 구성요소들 및 제1 힘 인가 부재의 개략적인 도면이다.
도 20은, 본 발명의 제1 실시예의 프로세스 카트리지의 힘 수용 디바이스의 사시도이다.
도 21은, 카트리지의 제2 힘 인가 부재에 의해 이동된 본 발명의 제1 실시예의 프로세스 카트리지의 개략적인 도면이다.

(제1 실시예)

다음으로, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 본 바람직한 실시예의 프로세스 카트리지들 및 전자 사진 화상 형성 장치들을 설명한다.

도 1은, 착탈가능하게 장착된 (이하, 카트리지들(50)로서 간략히 지칭될 수 있는) 복수의 (4개의) 프로세스 카트리지들(50y, 50m, 50c, 50k) (이하, 장치 본체로서 간략히 지칭될) 전자 사진 화상 형성 장치(100)의 개략적인 단면도이다. 복수의 (4개의) 카트리지들(50)은 옐로우(yellow), 마젠타(magenta), 시안(cyan) 및 블랙(black) 토너들(현상제들)을 일대일로 저장한다. 도 2는 카트리지 자체의 개략적인 단면도이다. 도 3 및 도 4는, 화상 형성 장치의 본체로부터 임의의 카트리지 또는 카트리지들(50)이 어떻게 제거되는지를 도시하는, 본 실시예의 전자 사진 화상 형성 장치의 개략적인 단면도들이다.

{전자 사진 화상 형성 장치의 일반적인 구조}

본 실시예의 전자 사진 화상 형성 장치는 이하의 화상 형성 동작을 실행하도록 구성된다. 먼저, 도 1을 참조하면, (이하, 감광 드럼들로서 지칭될) 전자 사진 감광 드럼들(30y, 30m, 30c, 30k) 각각의 둘레면의 균일하게 대전된 영역은, 장치 본체(100)에 구비된 레이저 스캐너(10)에 의해 투영되는 레이저 광선(11)에 의해 주사되는 한편, 영상 신호들로 변조된다. 그 결과, 정전 잠상은 각각의 감광 드럼(30)의 둘레면에 작용한다. 이 정전 잠상은 현상 롤러(42)에 의해 가시 화상으로 현상되고, 화상은 감광 드럼(30)의 둘레면 상에 토너(현상제)로 형성된다. 즉, 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙 토너상들이, 감광 드럼들(30y, 30m, 30c, 30k) 상에 각각 형성된다. 다음으로, 이 토너상들은, 전사 롤러들(18y, 18m, 18c, 18k)에 인가되는 전압들에 의해, 롤러들(20-22)에 의해 지지되고 스트레칭된 전사 벨트(19) 상으로 순차적으로 전사된다. 그 후에, 전사 벨트(19) 상의 토너상들은, 전사 롤러(3)에 의해 기록 매체 이송 수단인 기록 매체 이송 롤러(1)에 의해 전달되는 한 장의 기록 매체 P 상으로 전사된다. 다음으로, 기록 매체 P는 구동 롤러, 및 내부 히터로 구성된 정착 유닛(6)을 구비한 정착 롤러로 이송된다. 정착 유닛(6)에서, 기록 매체 P 및 그 위의 토너상들에 열과 압력이 인가된다. 그 결과, 기록 매체 P 상의 토너상들이 기록 매체 P에 정착된다. 다음으로, 기록 매체 P는 한 쌍의 배출 롤러들(7)에 의해 전달 트레이(9) 상으로 배출된다.

{프로세스 카트리지의 일반적인 구성}

다음으로, 도 1, 도 2 및 도 10을 참조하여, 본 실시예의 카트리지들(50)을 설명한다. 본 실시예의 복수의(4개의) 카트리지들(50)은, 그것들이 저장하는 토너 T의 색이 상이하더라도 동일한 구조이다. 따라서, 카트리지(50y)를 참조하여 카트리지들(50)의 구성을 설명한다.

카트리지(50y)는 감광 드럼(30) 및 감광 드럼(30)을 처리하는 처리 수단을 구비한다. 본 실시예의 처리 수단은 감광 드럼(30)을 대전하기 위한 대전 수단인 대전 롤러(32), 감광 드럼(30) 상에 형성되는 잠상을 현상하기 위한 현상 수단인 현상 롤러(42), 감광 드럼(30)의 둘레면에 남아있는 잔류 토너를 제거하기 위한 제거 수단인 블레이드(blade)(33) 등이다. 카트리지(50y)는 드럼 유닛(31) 및 현상 유닛(41)으로 구성된다.

{드럼 유닛의 구성}

도 2 및 도 10을 참조하면, 드럼 유닛(31)은 전술된 감광 드럼(30), 대전 롤러(32) 및 블레이드(33)를 포함한다. 또한, 그것은, 폐 토너 저장부(35), 드럼 유닛 메인 프레임(34) 및 (이하, 커버로서 간략히 지칭될) 측면 커버들(36, 37)을 포함한다. 도 9를 참조하면, 감광 드럼(30)의 길이방향 단부들 중 하나는 커버(36)의 지지부(36b)에 의해 회전가능하게 지지되어 있는 한편, 감광 드럼(30)의 그외의 길이방향 단부는 도 10의 (a) 및 (b)에 도시된 커버(37)의 지지부(37b)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 커버들(36, 37)은 드럼 유닛 메인 프레임(34)의 길이방향 단부들에 부착되어 있다. 다음으로, 도 10의 (b)를 참조하면, 커버(36)에 의해 지지된, 감광 드럼(30)의 길이방향 단부는 감광 드럼(30)에 구동력을 전달하기 위한 커플링 부재(30a)를 구비한다. 카트리지(50y)가 장치 본체(100)로 장착될 때, 커플링 부재(30a)는, 도 4 및 도 7에 도시된 장치 본체(100)의 제1 커플링 부재(105)와 결합한다. 따라서, 장치 본체(100)에 구비된 모터(도시되지 않음)로부터 커플링 부재(30a)로 구동력이 전달됨에 따라, 감광 드럼(30)은 도 2의 화살표 U로 표시된 방향으로 회전한다. 대전 롤러(32)는, 감광 드럼(30)의 회전에 의해 감광 드럼(30)과 접촉하여 회전하도록 드럼 유닛 메인 프레임(34)에 의해 지지되어 있다. 또한, 블레이드(33)도, 블레이드(33)와 감광 드럼(30)의 둘레면 사이에 존재하는 미리 설정된 양의 압력으로 감광 드럼(30)의 둘레면과 접촉하여 유지되도록 드럼 유닛 메인 프레임(34)에 의해 지지되어 있다. 커버들(36, 37)은, 현상 유닛(40)이 드럼 유닛(31)에 대하여 회전가능하게 이동할 수 있는 방법으로 현상 유닛(40)을 지지하기 위한 홀들(36a(도 9), 37a(도 10의 (b))을 구비한다.

{현상 유닛의 구성}

도 2 및 도 9를 참조하면, 현상 유닛(41)은 전술된 현상 롤러(42)를 구비한다. 또한, 그것은 현상 블레이드(43), 현상 유닛 메인 프레임(48), 베어링 유닛(45) 및 한 쌍의 측면 커버들(46)을 구비한다. 현상 유닛 메인 프레임(48)은 현상 롤러(42)에 공급되는 토너를 저장하는 토너 저장부(49)를 구비한다. 그것은, 현상 롤러(42)의 둘레면 상에 토너가 코팅되는 두께를 규제하는 현상 블레이드(34)를 지지한다. 도 9를 참조하면, 베어링 유닛(45)은 현상 유닛 메인 프레임(48)의 길이방향 단부들 중 하나에 견고하게 부착되어 있다. 그것은, 현상 롤러 기어(69)를 구비하는 길이방향 단부들 중 하나인, 현상 롤러(42)를 회전가능하게 지지한다. 또한, 베어링 유닛(45)은, 커플링 부재(67)로부터 현상 롤러 기어(69)로 구동력을 전달하는 아이들러 기어(idler gear)(68)를 구비한다. 커버(46)는, 커플링 부재(67) 및 아이들러 기어(68)를 커버하는 방법으로, 베어링 유닛(45)의 길이방향에서, 베어링 유닛(45)의 외측에 안전하게 부착되어 있다. 또한, 커버(46)는 커버(46)의 외면 밖으로 튀어나온 원통부(46b)를 구비한다. 커플링 부재(67)는 원통부(46b)의 중공부(hollow)를 통해 노출되어 있다. 장치 본체(100) 및 프로세스 카트리지(50y)는, 프로세스 카트리지(50y)가 장치 본체(100) 내에 장착되도록 구성되고, 커플링 부재(67)는, 도 17에 도시된, 장치 본체(100)의 제2 커플링(106)과 결합하고, 이에 의해 장치 본체(100)에 구비된 모터(도시되지 않음)로부터 프로세스 카트리지(50y)로 구동력을 전달한다.

{드럼 유닛과 현상 유닛의 접속}

도 9 내지 도 11을 참조하면, 현상 유닛(41) 및 드럼 유닛(31)은 이하의 방법으로 접속된다: 먼저, 프로세스 카트리지(50y)의 일 단부에서, 원통부(46b)가 지지 홀(supporting hole)(36a) 내에 끼워진다. 다른 단부에서, 현상 유닛 메인 프레임(48)으로부터 돌출된 돌출부(projection)(48b)가 지지 홀(37a) 내에 끼워진다. 그 결과, 현상 유닛(41)은, 현상 유닛(41)이 드럼 유닛(31)에 대하여 회전가능하게 이동할 수 있는 방법으로, 드럼 유닛(31)에 접속되어 있다. 다음으로, 도 2를 참조하면, 현상 유닛(41)은, 현상 롤러(42)가 감광 드럼(30)과 접촉하여 유지되도록, 탄성 부재들인 한 쌍의 압축 스프링들(95)에 의해 원통부(46b)의 축 선에 대하여 회전하는 방향으로 압박되어 유지된다. 즉, 현상 유닛(41)은, 압축 스프링들(95)의 복원성에 의해 G로 표시되는 방향으로 압박되어 유지되고, 원통부(46b) 및 돌출부(48b)에 대하여 현상 유닛(41)을 회전시키는 방향으로 작용하는 모멘트(moment) H를 생성한다. 따라서, 현상 롤러(42)는 현상 롤러(42) 및 감광 드럼(30) 사이의 미리 설정된 양의 접촉 압력의 존재 하에서 감광 드럼(30)과 접촉하여 유지된다. 현상 유닛(41)이 감광 드럼(30)과 접촉하여 유지될 때의 현상 유닛(41)의 위치는 "접촉 위치"로서 지칭된다.

도 10의 (a)를 참조하면, 본 실시예의 압축 스프링(95)은, 감광 드럼(30)의 커플링 부재(30a) 및 현상 롤러 기어(69)에 구동력을 전달하는 커플링 부재(67)가 배치된 길이방향 단부들 중 하나로부터 대향하는 측에 배치된다.

{힘 수용 디바이스}

도 2를 참조하면, 카트리지(50y)는, 장치 본체(100)에서 현상 롤러(42) 및 감광 드럼(30)을 서로 접촉시키거나, 또는 서로 분리시켜 배치하기 위한 힘 수용 디바이스(90)를 구비한다.

카트리지(50y)가 구동되는 측에서 볼 때, 커버(36)가 제거된, 카트리지(50y)의 개략적인 측면도들인 도 6 및 도 8을 참조하면, 힘 수용 디바이스(90)는 제1 힘 수용 부재(71) 및 제2 힘 수용 부재(70)로 구성되어 있다. 카트리지(50y)가 미리 설정된 방법으로 장치 본체(100)에 대하여 위치 결정되기 시작할 때까지, 제2 힘 수용 부재(70)는 그것의 대기 위치, 즉, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 제2 힘 수용 부재(70)가 카트리지(50y)의 외부 윤곽선 너머로 돌출되지 않은 위치에서 유지된다. 카트리지(50y)가, (후술될) 카트리지 트레이(13)에 의해 (도 1에 도시된) 화살표 Z2로 표시되는 방향으로 장치 본체(100) 내로 전진하면, 카트리지(50y)는 장치 본체(100)의 카트리지 위치 결정부(101a)에 의해 장치 본체(100) 내에 위치 결정된다. 카트리지(50y)가 카트리지 위치 결정부(101a)에 대하여 가압되면, 제1 힘 수용 부재(71)가 후술될 장치 본체(100)의 돌출부(180)(제1 힘 수용 부재 가압 부재)에 의해 위쪽으로 가압된다. 즉, 제1 힘 수용 부재(71)는 돌출부(180)로부터 제1 외력(external force)을 받는다. 그 결과, 제2 힘 수용 부재(70)는 그것의 대기 위치로부터 이동되고, 도 11에 도시된 바와 같이, 카트리지(50y)의 외부 윤곽선 너머로 카트리지(50y)의 외부로 돌출된다.

다음으로, 도 6, 도 7 및 도 9를 참조하면, 카트리지(50y)가 위치 결정부(101a)에 의해 장치 본체(100) 내에 정확하게 위치 결정되어 유지되는 상태에서, 제1 힘 수용 부재(71)는 제2 힘 수용 부재(70) 아래에 있다. 제1 및 제2 힘 수용 부재들(71, 70)은 서로 접속되어 있다. 더 구체적으로, 제2 힘 수용 부재(70)는 그것의 회전 액슬(rotational axle)(70b)에 의해 회전가능하게 지지되어 있으며, 긴 홀(elongated hole)(70a)을 구비한다. 제1 힘 수용 부재(71)의 (도면들에서의) 상단부는 제2 힘 수용 부재(70)의 긴 홀에 끼워져 있는 돌출부(접속 핀(connective pin))를 구비한다. 따라서, 제1 힘 수용 부재(71), 더 구체적으로, 제2 힘 수용 부재(70)의 긴 홀(70a)에 있는 제1 힘 수용 부재의 돌출부(접속 핀)에 의해 제2 힘 수용 부재(70)에 힘이 인가되는 경우, 제1 힘 수용 부재(71)는 그것의 회전 액슬(70b)에 대하여 회전식으로 이동한다.

도 7을 참조하면, 긴 홀(70a)은 회전 액슬(70b) 및 힘 포착면(force catching surface)(70c) 사이에 배치되어 있기 때문에, 제2 힘 수용 부재(70)의 레버리지 비율(leverage ratio)을 적절하게 설정함으로써, 제2 힘 수용 부재(70)가 이동하는 거리 h2는 제1 힘 수용 부재(71)가 이동하는 거리 h1(도 7)보다 크게 될 수 있다. 여기에서, 제1 및 제2 힘 수용 부재들(71, 70)이 이동하는 거리들은 수직 방향, 즉, 힘 수용 부재(71)가 (후술될) 힘 인가 부재(60)를 향해 이동되는 방향에 평행한 방향에서 측정된 거리들이다. 즉, 전술된 구성 배열을 이용하여, 제2 힘 수용 부재(70)가 이동하는 거리 h2는, 제2 힘 수용 부재(70)가 돌출하는 거리에 있어서 돌출부(180)를 크게 하지 않고도 증가될 수 있고, 이에 의해 도 1에 도시된 장치 본체(100)의 크기를 감소시킬 수 있다. 또한, 힘 수용 디바이스는 커버(46)에 의해 이동가능하게 지지된다.

{전자 사진 화상 형성 장치 본체의 카트리지 트레이}

다음으로, 서랍의 형태인 카트리지 트레이(13)를 설명한다.

도 4를 참조하면, 카트리지 트레이(13)는, 실용적인 관점에서, 그것이 장치 본체(100)에 대하여 수평으로 및 선형으로 이동될 수 있는 방법으로 장치 본체(100)에 부착된다. 즉, 카트리지 트레이(13)는, 각각 화살표 Z2 또는 Z1으로 표시되는 방향에서 장치 본체(100)로 인입되거나, 또는 장치 본체(100)로부터 인출될 수 있다. 장치 본체(100)는 카트리지 트레이(13)가 가장 안쪽의 위치(장치 본체(100)에서, 도 1에 도시된, 화상 형성 위치) 및 가장 바깥쪽의 위치(카트리지 교환 위치: 카트리지 트레이(13)가 잡아 당겨질 수 있는 가장 먼 위치인, 도 4에 도시된, 카트리지 장착 또는 제거 위치)에서 고정될 수 있도록 구성된다. 카트리지(50)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 중력 방향에 대하여 가상으로 평행인 화살표 C로 표시되는 방향에서 조작자에 의해 카트리지 트레이(13) 내로 장착된다. 카트리지 트레이(13)는, 카트리지들(50)이 카트리지 트레이(13) 내에 장착될 때, (감광 드럼(30) 및 현상 롤러(42)의 축 선들에 평행인) 그것들의 길이 방향이 카트리지 트레이(13)의 이동 방향에 수직이면서, 카트리지 트레이(13)가 이동가능한 방향에 평행한 방향에서, 카트리지들(50)이 직렬로(in tandem) 배열되도록 구성된다. 카트리지(13)가 장치 본체(100)로 인입될 때, 카트리지 트레이(13)의 카트리지들(50)은, 각각의 카트리지(50)의 감광 드럼(30) 및 카트리지 경로 아래에 배치된 중간 전사 벨트(19) 사이의 미리 설정된 양의 갭(gap) f2(도 5)를 갖고 장치 본체(100)로 진입한다. 다음으로, 카트리지 트레이(13)가 장치 본체(100)의 가장 안쪽의 위치로 이동되는 경우, 각각의 카트리지(50)는 장치 본체(100)에 제공된 카트리지 위치 결정부(101a)(도 5 및 도 7)에 의해 장치 본체(100) 내에 위치 결정된다. 카트리지 위치 결정 동작은 상세하게 후술될 것이다. 유저는, 장치 본체(100) 내로 카트리지 트레이(13)를 계속 인입한 후에 도어(12)를 닫는다. 도어(12)를 닫는 것은, 각각의 카트리지(50)가 장치 본체(100) 내에 적절하게 장착되어 있음을 보장한다. 따라서, 조작성의 관점에서, 장치 본체(100) 및 카트리지들(50)에 대한 이러한 구성 배열은, 카트리지들(50)이 유저에 의해 장치 본체(100) 내로 개별적으로 장착되는 것을 필요로 하는 종래 기술에 따른 전자 사진 화상 형성 장치의 구성 배열보다 우수하다.

다음으로, 도 1, 도 3, 도 4 및 도 17을 참조하여, 카트리지 트레이(13)의 동작을 설명한다. 도 17은 카트리지 트레이(13)의 동작을 이해하는데 용이하도록 카트리지들(50)을 도시하지 않는다.

카트리지 트레이(13)는, 카트리지 트레이(13)가 트레이 지지 부재들(14)에 의해 지지되어 유지되고 있는 상태에서 장치 본체(100)로부터 인출될 수 있는 방법으로 한 쌍의 트레이 지지 부재들(14)에 의해 지지되어 있다. 트레이 지지 부재들(14)은, 조작자(유저)에 의해 개폐될 수 있는 도어(12)의 이동에 의해 이동된다. 도어(12)는, 그 회전축(12a)에 대하여 회전 이동할 수 있도록 장치 본체(100)에 부착된다. 도어(12)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 그것이 개구부(80)를 완전히 커버하는 위치(닫힘(shut) 위치), 및 도 3에 도시된 바와 같이, 그것이 개구부(80)를 완전히 노출시키는 위치(개방 위치) 사이에서 회전으로 이동가능하다.

장치 본체(100)에서 임의의 카트리지 또는 카트리지들(50)을 꺼낼 필요가 있는 경우, 도어(12)는 닫힘 위치로부터 개방 위치로 회전 이동된다. 도어(12)가 회전 이동되는 경우, 도어(12)에 구비된 한 쌍의 돌출부들(15)(접속 핀들)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 트레이 지지 부재(14)에 구비된, 일대일 대응의, 한 쌍의 긴 홀들(14c)에서, 긴 홀(14c)의 하단부로부터 긴 홀(14c)의 상단부를 향해 이동하면서, 회전축(12a)에 대하여 시계 방향으로 이동한다. 그 결과, 트레이 지지 부재들(14)은 돌출부들(15)에 의해 화살표 Z1으로 표시되는 방향으로 이동된다. 트레이 지지 부재들(14)이 전술된 방향으로 이동함에 따라, 트레이 지지 부재들(14) 각각으로부터 돌출된 돌출부들(14d1, 14d2)은, 도 4에 도시된 장치 본체(100)에 구비된 가이딩 홀들(107)에 의해 가이딩된다. 도 16을 참조하면, 각각의 가이딩 홀(107)은 3개의 섹션들, 즉, 두개의 수평 섹션들(107a1, 107a3) 및 하나의 대각선 섹션(107a2)을 갖는다. 대각선 섹션(107a2)은 수평 섹션(107a1)으로부터 수평 섹션(107a3)으로 대각선 위쪽으로 연장된다. 따라서, 도어(12)가 도 1에 도시된 닫힘 위치로부터 도 3에 도시된 개방 위치로 이동되는 경우, 돌출부들(14d1, 14d2)은 가이딩 홀(107)에 의해 수평부(107a1), 대각선부(107a2) 및 수평부(107a3)를 통해 순차적으로 가이딩된다. 따라서, 트레이 지지 부재들(14)은 화살표 Z1으로 표시되는 방향으로 먼저 이동된 다음, 화살표 Y1으로 표시되는 방향, 즉, 전사 벨트(19)로부터 멀어지도록 이동하는 방향으로 이동된다. 화살표 Y1으로 표시되는 방향으로 트레이 지지 부재들(14)을 계속 이동시키면, 카트리지 트레이(13)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 화살표 Z1으로 표시되는 방향에서 개구부(80)를 통해 장치 본체(100)로부터 인출될 수 있다. 도 17은, 카트리지 트레이(13)가 장치 본체(100)로부터 그것의 가장 바깥쪽의 위치로 인출된 후의 화상 형성 장치의 부분적으로 잘린 사시도이다.

다음으로, 임의의 카트리지 또는 카트리지들(50)이 장치 본체(100) 내에 장착되는 경우를 설명한다. 도 4를 참조하면, 도어가 개방 위치에서 유지되면서, 카트리지 트레이(13)가 개구부(80)를 통해 화살표 Z2의 방향으로 장치 본체(100) 내로 인입된다. 그 후에, 도어(12)는 도 2에 도시된 닫힘 위치로 기동된다. 도어(12)가 이동될 때, 도어(12)의 각각의 돌출부(15)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 트레이 지지부(14)의 대응하는 긴 홀(14c)에서, 긴 홀(14c)의 하단부(14c2)를 향해 이동하면서, 회전축(12a)에 대하여 반시계 방향으로 이동한다. 따라서, 트레이 지지 부재(14)는 한 쌍의 돌출부(15)에 의해 화살표 Z2의 방향으로 이동된다. 따라서, 도어(12)가 도 1에 도시된 닫힘 위치로 이동되는 경우, 돌출부들(14d1, 14d2)(도 4)은, 도 16에 도시된 바와 같이, 수평부(107a1), 대각선부(107a2), 수평부(107a3)에 의해 나열된 순서로 가이딩된다. 따라서, 트레이 지지 부재(14)는 먼저 화살표 Z2의 방향으로 이동한 다음, 화살표 Y2로 표시되는 방향, 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 전사 벨트(19)에 근접하여 이동하는 방향으로 이동한다.

{전자 사진 화상 형성 장치 본체에 대한 프로세스 카트리지의 위치결정}

다음으로, 도 5, 도 17을 참조하여, 장치 본체(100) 내에서의 카트리지(50)의 위치 결정을 설명한다. 도 17을 참조하면, 장치 본체(100)는, 장치 본체(100)에 대하여 카트리지(50)를 위치 결정하기 위한 복수의 쌍(본 실시예에서는 4개의 쌍)의 카트리지 위치 결정부(101a)를 구비한다. 즉, 카트리지 트레이(13)의 각각의 카트리지 구획은, 전사 벨트(19)를 샌드위칭하는 방법으로, 카트리지(50)의 길이방향에 평행인 방향에서 일대일로 대응하는 구획의 길이방향 단부들에 배치된 한 쌍의 카트리지 위치 결정부(101a)를 구비한다. 도 18의 (a) 및 (b)를 참조하면, 트레이 지지 부재들(14) 각각 위로 가압 부재들(61)(61y, 61m, 61c, 61k)이 존재한다. 각각의 가압 부재(61)는, 가압 부재(61)를 회전 가능하게 지지하기 위해 장치 본체(100)에 구비된 가압 부재 지지 샤프트(55)가 끼워지는 홀(61d)을 구비한다.

도 18의 (a) 및 (b)를 참조하면, 도어(12)가 (X 방향으로) 개방 위치로부터 닫힘 위치로 이동될 때, 가압 부재(61)는 화살표 Z로 표시되는 방향으로 이동되고, 이에 의해 도 20에 도시된 드럼 유닛 메인 프레임(34)의 상면에 압력을 가한다. 따라서, 카트리지(50y)는 도 7에서 화살표 P로 표시된 방향으로 압력을 받아, 드럼 유닛(31y)에 구비된 카트리지 위치 결정부(31b)를 장치 본체(100)의 카트리지 위치 결정부(101a)와 접촉시킨다. 그 결과, 카트리지(50y)는 장치 본체(100) 내에 적절하게 위치 결정된다. 마찬가지로, 카트리지들(50m, 50c, 50k)도 장치 본체(100) 내에 적절하게 위치 결정된다.

또한, 카트리지(50)가 도어(12)의 이동에 의해 위치 결정부(101a)를 향해 하강되는 경우, 장치 본체(100)의 돌출부(180)는 카트리지(50)의 하부에 존재하는 제1 힘 수용 부재(71)의 힘 수용부(71c)와 접촉한다. 즉, 힘 수용 부재(71)는 카트리지(50)의 저부측으로부터 돌출부(180)로부터의 힘을 받는다. 반대로, 도어(12)가 (Y 방향으로) 닫힘 위치로부터 개방 위치로 이동되는 경우, 가압 부재(61)는 화살표 J로 표시되는 방향으로 이동한다. 그 결과, 가압 부재(61)는 도 5에 도시된 드럼 유닛 메인 프레임(34)의 상면으로부터 분리된다.

{전자 사진 화상 형성 장치 본체의 현상 롤러 분리 기구}

다음으로, 제1 힘 인가부(60)의 동작을 설명한다.

도 1, 도 3 및 도 19를 참조하면, 장치 본체(100)의 수직 방향에서, 힘 인가 부재(60)는, 카트리지(50)의 적절한 위치 결정 후에, 힘 인가 부재(60)가 카트리지(50) 위에 존재하도록 위치 결정된다. 감광 드럼(30)의 축 선에서, 힘 인가 부재(60)는, 카트리지(50)의 대응하는 길이방향 단부들에 있는 제2 힘 수용 부재(70)와 접촉할 수 있도록 위치 결정된다.

구동력은 장치 본체(100)에 구비된 모터(110)(기계적인 파워 소스)로부터 기어(111)를 통해 기어(112)로 전달된다. 구동력이 기어(112)로 전달됨에 따라, 기어(112)는 화살표 L로 표시되는 방향으로 회전하고, 이에 의해 기어(112)와 일체인 캠 부(cam portion)(112a)가 화살표 L의 방향으로 회전한다. 캠 부(112a)는 힘 인가 부재(60)에 구비된 이동력 수용부(60b)와 접촉한다. 따라서, 캠 부(112a)가 회전할 때, 이동력 수용 부재(60)는 화살표 E 또는 B로 표시되는 방향으로 이동된다.

도 19의 (a)를 참조하면, 힘 인가 부재(60)가 화살표 E로 표시되는 방향으로 이동할 때, 힘 인가 부재(60)의 립(rib)(60y)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 힘 수용 부재(70)로부터 분리되고, 이에 의해 현상 롤러(42)가 감광 드럼(30)과 접촉하는 것이 가능해진다. 현상 롤러(42)가 감광 드럼(30)과 접촉하여 유지되는 것을 가능하게 하는 현상 유닛(41)의 이러한 위치는 접촉 위치로서 지칭된다.

도 19의 (b)를 참조하면, 힘 인가 부재(60)는 화살표 B로 표시되는 방향으로 이동되고, 립(60y)은 제2 힘 수용 부재(70)과 접촉하며, 제2 힘 수용 부재(70)는 립(60y)을 통해 외력(제2 외력)을 받는다. 따라서, 현상 유닛(41)은 원통부(46b)(회전 액슬)에 대하여 회전되고(회전 이동되고), 이에 의해 감광 드럼(30)으로부터 현상 롤러(42)를 분리시킨다. 현상 롤러를 감광 드럼(30)으로부터 분리시켜 유지하는 현상 유닛(41)의 이러한 위치는 분리 위치로서 지칭된다.

마찬가지로, 힘 인가 부재(60)는, 카트리지 트레이(13)에 의해 카트리지(50)가 장치 본체(100) 내로 이동되는 카트리지(50)의 경로 위에 위치 결정된다. 제2 힘 수용 부재(70)는, 카트리지(50)가 장치 본체(100) 내로 이동될 때까지 제2 힘 수용 부재(70)가 그것의 대기 위치(도 5)에 유지되는 방법으로 카트리지(50)에 부착된다. 따라서, 종래 기술에 따른 화상 형성 장치의 힘 인가 부재와 비교하여, 카트리지(50)의 장착 중에 힘 인가 부재(60) 및 카트리지(50)가 서로 충돌하지 않고 카트리지 경로에 상당히 근접하여 힘 인가 부재(60)를 위치 결정할 수 있으며, 이것은 낭비되는 공간을 최소화시킬 수 있고, 이에 의해 카트리지(50y)의 길이 방향(감광 드럼(30)의 축 방향)뿐만 아니라 장치 본체(100)의 수직 방향에서 카트리지(50y)의 치수를 상당히 감소시킬 수 있다. 힘 인가 부재(60)의 상세한 설명은 후술된다.

{전자 사진 화상 형성 장치 내의 프로세스 카트리지의 장착 및 힘 수용 디바이스의 동작의 설명}

다음으로, 장치 본체(100)로의 카트리지(50)의 장착의 개시로부터, 감광 드럼(30)으로부터의 현상 롤러(42)의 제거까지의 동작 시퀀스를 설명한다.

도 4를 참조하면, 카트리지 트레이(13)가 장치 본체(100)로부터 그것의 가장 바깥쪽의 위치로 인출된 후에, 각각의 카트리지(50)는 화살표 C로 표시되는 수직 방향으로 카트리지 트레이(13) 내로 장착되거나 또는 카트리지 트레이(13)로부터 제거될 수 있다.

카트리지 트레이(13)로의 카트리지(들)(50)의 장착 후에, 카트리지 트레이(13)는, 개구부(80)를 통해 화살표 Z2로 표시되는 방향으로 장치 본체(100) 내로 이동된다. 즉, 본 실시예에서, 각각의 카트리지(50)는 감광 드럼(30)의 축 선에 (대략 수직으로) 교차하는 방향으로부터 장치 본체(100) 내로 수평으로 이동된다.

도 3을 참조하면, 카트리지(50y)는, 카트리지 트레이(13)가 장치 본체(100) 내로 이동되는 방향에서, 카트리지 트레이(13)의 하류측 단부에 장착된다. 즉, 카트리지(50y)는 상류측으로부터 하류측으로 힘 인가 부재(60)의 립들(60k, 60c, 60m) 아래로 이동한다.

카트리지(50y)가 장치 본체(100) 내로 이동될 때, 제2 힘 수용 부재(70)가 돌출을 유지하도록 장치 본체(100) 및 카트리지(50y)가 구성되면, 가압 부재(61) 및 힘 인가 부재(60)는 본 실시예에서 그것들이 위치 결정되는 것보다 상당히 높게 위치 결정되어야 한다. 그러나, 본 실시예에서, 카트리지(50y)가 장치 본체(100) 내로 이동될 때, 제2 힘 수용 부재(70)가 전술된 대기 위치에 유지되도록 장치 본체(100) 및 카트리지(50y)가 구성된다. 따라서, 가압 부재(61) 및 힘 인가 부재(60)는, 제2 힘 수용 부재(70)가 카트리지(50y)의 외부 윤곽선 너머로 돌출된 거리를 고려하지 않고 가능한 근접하여 위치 결정될 수 있다. 즉, 가압 부재(61) 및 힘 인가 부재(60)는 카트리지(50y)의 경로에 상당히 근접하여 위치 결정될 수 있으며, 이것은 종래 기술에 따른 프로세스 카트리지의 등가물들과 비교하여 장치 본체(100)의 수직 방향에 평행한 방향에서 카트리지(50y)의 치수를 감소시킬 수 있다. 또한, 도 20을 참조하면, 드럼(30)의 축 선에 평행한 방향에서, 힘 수용 디바이스(90), 가압 부재(61) 및 힘 인가 부재(60)가 오버랩되며, 이에 의해 카트리지(50y)의 길이방향에서 카트리지(50y)의 치수를 감소시킬 수 있다.

다음으로, 도 5를 참조하면, 본 실시예의 화상 형성 장치는, 카트리지 트레이(13)가 장치 본체(100) 내로 이동될 때, 힘 인가 부재(60)와 제2 힘 수용 부재(70) 사이의 갭 f1, 및 감광 드럼(30)과 전사 벨트(19) 사이의 갭 f2가 유지되는 것을 보장하도록 구성된다. 따라서, 카트리지(50)가 장치 본체(100) 내로 이동될 때, 카트리지(50) 및 장치 본체(100)는 서로 충돌하지 않는다.

장치 본체(100) 내로 카트리지 트레이(13)가 계속 인입된 후에, 도어(12)는 도 1 및 도 18의 (b)에 도시된 닫힘 위치 내로 이동된다. 도어(12)가 닫힘 위치 내로 이동됨에 따라, 트레이 지지 부재들(14)은 전사 벨트(19)를 향해(화살표 Y2로 표시되는 방향) 이동된다. 이후, 화살표 Y2로 표시되는 방향에서 트레이 지지 부재들(14)의 이러한 이동의 수직 성분은 거리 f2로서 지칭된다. 트레이 지지 부재들(14)이 화살표 Y2로 표시되는 방향으로 이동되는 경우, 카트리지들(50)은 트레이 지지 부재들(14)의 이동에 의해 전사 벨트(19)를 향해 이동되며, 이에 의해 각각의 카트리지(50)의 감광 드럼(30)의 둘레면이 전사 벨트(19)의 표면과 접촉하게 된다. 감광 드럼(30)의 둘레면이 전사 벨트(19)의 표면과 접촉할 때까지, 힘 수용 디바이스(90) 및 힘 인가 부재(60) 사이의 갭 f1은, 도 5에 도시된 바와 같이, 갭들 f1 및 f2의 합으로 넓어진다.

또한, 도어(12)가 닫힘 위치로 이동됨에 따라, 가압 부재(61)는 도어(12)의 이동에 의해 이동되며, 이에 의해 드럼 유닛 메인 프레임(34)의 상면에 압력을 가한다. 따라서, 각각의 카트리지(50)의 카트리지 위치 결정부(31b)는, 장치 본체(100)의 카트리지 위치 결정부(101a)와 접촉하여 배치된다. 결과적으로, 각각의 카트리지(50)는 도 7에 도시된 바와 같이 장치 본체(100)에 대하여 적절하게 위치 결정된다.

또한, 각각의 카트리지(50)의 커버(36)에 구비된, 도 10에 도시된, 샤프트(36d)는 카트리지 트레이(13)에 구비된 카트리지 회전 정지부(13a)(도 17)와 결합한다. 따라서, 장치 본체(100)에서, 카트리지(50)가 도 1의 화살표 a로 표시되는 방향으로 더 이동하는 것이 방지된다.

다음으로, 도 6을 참조하면, 본 실시예의 힘 인가 부재(60)의 홈(home) 위치는, 힘 인가 부재(60)가 감광 드럼(30)으로부터 분리된 현상 롤러(42)를 유지하는 위치가 된다. 이것은 다음의 이유 때문이다. 즉, 카트리지들(50)의 장착 후에 화상 형성 장치가 화상 형성을 위해 사용되지 않는 상태에서, 각각의 카트리지(50)는 도 8에 도시된 상태에서 유지된다. 즉, 힘 인가 부재(60)는 화살표 B로 표시되는 방향으로 이동하였고, 제2 힘 수용 부재(70)는 립(60y)에 의해 이동될 수 있는 한 멀리 이동되었다. 카트리지(50)가 이러한 상태에 있을 때, 감광 드럼(30)과 현상 롤러(42)가 서로 분리되어 유지된다. 그것은, 감광 드럼(30)과 현상 롤러(42)가 서로 분리되어 유지되고, 카트리지(50)가 장치 본체(100)로부터 제거되는, 도 8에 도시된, 이러한 상태에 있다. 따라서, 카트리지(50)가 다음번에 장치 본체(100) 내로 장착되는 경우, 힘 인가 부재(60)는 도 8에 도시된 위치에 있다. 따라서, 카트리지(50)가 장착될 때, 제2 힘 수용 부재(70)는, 도 6에 도시된 바와 같이 그것의 대기 위치 밖에 있기 때문에, 제2 힘 수용 부재(70)는 립(60y)과 접촉한다. 따라서, 제1 힘 수용부(71)는, 도 6에 도시된 제1 힘 수용부(71)의 일체부로서 형성된 탄성부(71b)를 구비한다. 따라서, 제2 힘 수용 부재(70) 및 립(60y) 사이의 접촉이 카트리지(50)의 내향 이동과 간섭하기 시작하면, 탄성부(71b)는 내부에 있고(압축되고), 이에 의해 힘 수용 디바이스(90)가 손상되는 것이 방지된다.

도 6에 도시된 상태에 있는 힘 인가 부재(60)가 도 7에 도시된 화살표 E로 표시되는 방향으로 이동됨에 따라, 제2 힘 수용 부재(70)는 카트리지(50y)로부터 더 멀리 돌출되고, 이에 의해, 립(60y)의 경로에 진입한다. 이러한 제2 힘 수용 부재(70)의 위치, 즉, 제2 힘 수용 부재(70)가 립(60y)의 경로에 있는 위치는 가장 바깥쪽의 위치(작동 위치)로 지칭된다. 즉, 제2 힘 수용 부재(70)가 그것의 가장 바깥쪽의 위치에 있는 경우, 제2 힘 수용 부재(70)의 돌출 거리는 제2 힘 수용 부재(70)가 전술된 대기 위치에 존재하는 경우보다 크다. 제2 힘 수용 부재(70)가 힘 인가 부재(60)와 결합하기 위해, 가장 바깥쪽의 위치에서 제2 힘 수용 부재(70)의 돌출의 거리는 갭들 f1 및 f2의 합보다 커야 한다. 또한, 힘 인가 부재(60)의 작용은, 장치 본체(100)로의 카트리지(50)의 장착의 완료 및 화상 형성 동작의 개시 사이의 기간에 트리거링된다.

다음으로, 도 8을 참조하면, 힘 인가 부재(60)가 화살표 B로 표시되는 방향으로 이동됨에 따라, 제2 힘 수용 부재(70)(측면(70c))가 힘 인가 부재(60)의 경로에 있기 때문에, 제2 힘 수용부(70)의 제2 힘 수용부인 측면(70c)은 립(60y3)을 통해 외력(제2 외력)을 받는다. 따라서, 현상 유닛(41)은 그것의 회전축(46b)(샤프트)에 대하여 회전 이동되고, 이에 의해 현상 롤러(42)가 감광 드럼(30)으로부터 갭 α만큼 분리된다. 그것은, 제2 힘 수용 부재(70)가 힘 인가 부재(60)로부터 외력(제2 외력)을 받는 가장 바깥쪽의 위치에 있다. 따라서, 이러한 구조적인 배열은, 감광 드럼으로부터 현상 롤러를 분리시키기 위해 프로세스 카트리지쪽으로 힘 인가 부재를 이동시키는 구조적인 배열보다 현상 유닛(41)의 회전축(46b)의 회전축(46b)과 힘 인가 부재(60) 사이의 거리가 크다. 따라서, 이러한 구조적인 배열의 이용은 감광 드럼(30)으로부터 현상 롤러(42)를 분리시키는데 필요한 토크의 양을 감소시킬 수 있다.

본 실시예에서, 탄성부(71b)는 제1 힘 수용 부재(71)와 일체이다. 그러나, 그것이 카트리지(50)의 위치의 전술된 변동에 의해 제1 힘 수용 부재(70)에 인가되는 힘을 흡수할 수 있는 한, 그것은 다른 구성요소 또는 독립 구성요소의 일부로서 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 힘 수용 부재들(71, 70) 사이에 제1 및 제2 힘 수용 부재들(71, 70)과 독립적으로 흡수 부재를 배치함으로써 또는 제2 힘 수용 부재(71) 자체의 변형에 의해 전술된 힘이 흡수될 수 있도록 탄성 재료의 제2 힘 수용 부재를 형성함으로써, 카트리지(50)의 위치의 변화에 의해 제1 힘 수용 부재(71)에 인가되는 힘이 흡수될 수 있다.

화상 형성 동작의 개시 전에, 힘 인가 부재(60)는 현상 롤러(42)를 감광 드럼(30)과 접촉하도록 위치시키기 위해 화살표 E로 표시되는 방향으로 이동된다. 힘 인가 부재(60)가 전술된 방향으로 이동될 때, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 힘 수용 부재(70)는 립(60y)으로부터 힘을 받지 않게 된다. 따라서, 현상 롤러(42)는 현상 유닛(41)과 드럼 유닛(31) 사이에 배치된 압축 스프링들(95)의 복원성에 의해 감광 드럼(30)과 접촉하여 배치된다. 현상 롤러(42)가 감광 드럼(30)과 접촉하기 전에, 감광 드럼(30)은 회전을 개시하고, 현상 롤러(42)는 카트리지(50)가 커플링부(coupling portion)(67)를 통해 장치 본체(100)로부터 받는 구동력에 의해 회전을 개시한다. 이것은 다음의 이유 때문이다. 즉, 도 10의 (a)를 참조하면, 현상 유닛(41)이 원통부(46b)에 대하여 이동하는 경우에도 커플링부(67)의 위치가 변화되지 않도록 커플링부(67)는 원통부(46b)와 동축으로 만들어진다. 즉, 본 실시예에서, 현상 롤러(42)가 감광 드럼(30)과 접촉하여 배치되기 전에, 현상 롤러(42) 및 감광 드럼(30)은 회전을 개시한다. 이러한 배열은, 현상 롤러(42)가 감광 드럼(30)과 접촉할 때 감광 드럼(30) 및 현상 롤러(42) 사이의 원주 속도(peripheral velocity)의 차를 최소화시킬 수 있다. 따라서, 그것은, 감광 드럼(30) 및 현상 롤러(42)가 서로 접촉할 때, 감광 드럼(30) 및 현상 롤러(42)에서 발생하는 마모량을 최소화시킬 수 있다. 화상 형성 동작의 완료 후에, 현상 롤러(42)는 전술된 바와 같이 힘 인가 부재(60)를 화살표 B로 표시되는 방향으로 이동시킴으로써 감광 드럼(30)으로부터 분리된다. 현상 롤러(42)가 감광 드럼(30)으로부터 분리된 후에, 현상 롤러(42) 및 감광 드럼(30)은 정지된다. 따라서, 이러한 배열은 현상 롤러(42) 및 감광 드럼(30)이 분리될 때 발생하는 이들 사이의 원주 속도의 차를 최소화시킨다. 따라서, 그것은, 현상 롤러(42) 및 감광 드럼(30)이 서로 분리될 때 그것들이 마모되는 양을 최소화시킨다. 결과적으로, 이러한 배열은 화상 형성 장치의 화질을 향상시킨다.

다음으로, 장치 본체(100)로부터 카트리지(50)를 제거하기 위한 동작을 설명한다.

먼저, 도어(12)가 그것의 닫힘 위치로부터 개방 위치로 이동된다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 도어(12)가 이동됨에 따라, 트레이 지지 부재들(14)은 전사 벨트(19)로부터 분리되는 방향으로 상승된다. 따라서, 카트리지들(50)은 위쪽으로 이동되어 각각의 카트리지(50)의 감광 드럼(30)이 전사 벨트(19)로부터 분리된다. 또한, 압박 부재(61)는, 전술된 바와 같이, 도 5에서 화살표 J로 표시되는 방향으로 회전하고, 드럼 유닛(31)으로부터 분리된다. 따라서, 제1 힘 수용 부재(71)가 돌출부(180)로부터 분리되고, 이에 의해, 제2 힘 수용 부재(70)가 현상 유닛(41)의 외부 윤곽선 너머로 돌출하는 것을 유지시키는 힘이 제거된다.

제2 힘 수용부(70)에 관하여, 도 21에 도시된 바와 같이, 그것의 경사면(70y2)은 힘 인가 부재(60)의 경사면(60y2)과 접촉한다. 따라서, 제2 힘 수용 부재(70)는, 카트리지(50)(카트리지 트레이(13))가 인출될 때 경사면(70y2)이 받는 힘의 성분에 의해, 그것의 회전축(70a)에 대하여, 그것의 대기 위치(비작동 위치)로 다시 회전 이동된다. 또한, 본 발명의 다른 실시예로서, 제2 힘 수용 부재를 그것의 대기 위치로 복귀시키는 힘을 생성하기 위한 수단으로서 스프링을 이용할 수 있다. 즉, 전술된 스프링이 이용되지 않는 제1 실시예는 구성요소들의 개수가 최소인 실시예로서 개시되었다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에서, 장치 본체(100) 및 카트리지(50)는, 카트리지(50)가 장치 본체(100) 내에 장착된 후에 도어(12)가 그것의 닫힘 위치로 이동될 때, 현상 유닛(41)을 이동시키기 위한 제2 힘 수용 부재(70)가 현상 유닛(41)의 외면 너머로 돌출하도록 구성된다. 따라서, 본 실시예의 카트리지(50)는 종래 기술에 따른 카트리지(50)보다 높이가 상당히 작다. 또한, 카트리지(50)가 장착된 상태에서, 제2 힘 수용 부재(70)는 그것의 대기 위치에 유지된다. 따라서, 본 실시예의 장치 본체(100)에서, 카트리지(들)(50)의 이동에 필요한 공간은 종래 기술에 따른 화상 형성 장치의 본체에서의 그것보다 클 필요가 없다. 즉, 본 발명은 개구부(80)의 크기를 감소시킬 수 있고, 또한, 종래 기술보다 카트리지(50)의 경로에 상당히 근접하여 힘 인가 부재(60)를 배치할 수 있으며, 이에 의해, 장치 본체(100)의 수직 치수를 감소시킬 수 있다. 또한, 힘 수용 디바이스(90), 가압 부재(61) 및 힘 인가 부재(60)는, 그것들이, 도 20에 도시된 바와 같이, 드럼의 축 선에 평행한 방향에서 오버랩되도록 위치 결정되어, 카트리지의 길이방향 치수를 감소시킬 수 있다.

또한, 카트리지(50)가 유저에 의해 취급될 때, 또는 단독으로 운송될 때, 제2 힘 수용 부재(70)는 그것의 대기 위치에 유지되므로, 손상을 받기가 쉽지 않다.

본 실시예에서, 장치 본체(100)는, 그것의 돌출부(180)가 카트리지(50)의 경로 아래에 있도록 구성된다. 그러나, 카트리지(50)가 장치 본체(100) 내에 장착된 상태에서 돌출부(180)가 제1 힘 수용 부재(71)와 접촉하는 한, 돌출부(180)가 어디에 위치 결정되는 지는 중요하지 않다. 또한, 돌출부(180)의 형상은, 돌출부(180)가 힘 수용부(71c)와 접촉함으로써 힘 수용부(71c)를 이동시킬 수 있는 한 선택적이다. 즉, 힘 수용부(71c)는 커버(46)로부터 돌출된 고정식 돌출부일 수 있다. 그러나, 힘 수용부(71c)가 고정되어 있으면, 카트리지(50y)가 장치 본체(100)에 장착된 상태에서 힘 수용부(71c)가 장치 본체(100)와 접촉하는 것을 방지하기 위해 힘 수용부(71c)의 높이가 조정되어야 한다.

(제2 실시예)

다음으로, 도 12 및 도 13을 참조하여, 본 발명의 다른 바람직한 실시예를 설명한다. 본 실시예에서, 카트리지(50)는 제1 레버(471), 제2 레버(470) 및 기어(472)를 구비한다. 제1 레버(471)는 제1 힘 수용부(471c)를 구비한다. 제2 레버(470)는 제2 힘 수용부(470c)를 구비하고, 기어(472)와 맞물려 있다. 이러한 구조적인 배열은 제1 레버가 이동되는 거리보다 큰 거리만큼 제2 레버를 이동시킬 수 있다.

기어(472)는, 제1 레버(471)와 결합하고 톱니의 개수가 n1인 부분(제1 부분) 및 제2 레버(470)와 결합하고 톱니의 개수가 n2인 부분(제2 부분)으로 구성된 스텝 기어이다. 따라서, 기어(472)의 제2 부분의 톱니 개수 n2를 기어(472)의 제1 부분의 톱니 개수 n1보다 크게 함으로써(n2 > n1), 제1 레버(471)가 이동되는 거리를 증폭시킬 수 있다. 본 실시예에서, 힘 수용 디바이스의 동작을 구체적으로 설명하기 위해, 도 12의 (a)를 참조하면, 카트리지(50)가 장치 본체(100) 내에 삽입된 상태에서, 제2 레버(470)는 카트리지(50) 내에 유지된다. 다음으로, 카트리지(50)가 카트리지 위치 결정부(101a)에 의해 장치 본체(100)에 대하여 적절하게 위치 결정되는 경우, 제1 힘 수용부(471c)는 돌출부(180)로부터 외력(제1 외력)을 받기 시작하고, 이에 의해 화살표 F2로 표시되는 바와 같이 위쪽으로 이동된다. 화살표 F2로 표시되는 바와 같이 제1 힘 수용부(471c)가 위쪽으로 이동하는 경우, 기어(472)는 회전하고, 기어(472)의 이러한 회전은 제2 레버(470)를 위쪽으로 움직이게 한다. 따라서, 카트리지(50)가 카트리지 위치 결정부(101a)에 의해 적절하게 위치 결정된 직후, 제2 레버(470)는 도 12의 (b)에 도시된 가장 바깥쪽의 위치에 있다. 제2 레버(470)가 그것의 가장 바깥쪽의 위치에 있는 경우, 레버(470)의 힘 수용부(470c)는, 제1 실시예에서 제2 힘 수용 부재(70)의 제2 힘 수용부(70c)가 립(60y3)으로부터 외력을 받는 것과 동일한 방법으로, 립(60y3)으로부터 외력(제2 외력)을 받는다.

또한, 본 구조적인 배열에서, 코일 스프링(473)은, 제2 레버(470)가 그것의 대기 위치로 항상 복귀하는 것을 보장하도록 배치된다. 이에 대한 이유는 다음과 같다: 장치 설계의 관점에서, (예를 들어, 카트리지들(카트리지 트레이)을 인출하는데 필요한 힘의 양이 증가하면) 경사면(60y1)이 받는 힘의 요소가 힘 수용부(470c)를 그것의 원래 위치로 복귀시킬 만큼 충분히 크다는 것을 보장하기 어렵다고 가정한다. 즉, 코일 스프링(473)의 제공은, 제1 실시예에 없기 때문에 필수적인 것이 아니다.

그러나, 본 실시예는 코일 스프링(473)이 제공되는 경우를 참조하여 설명한다. 이 경우, 코일 스프링(473)의 복원성이 레버(471)와 일체인 탄성부(471b)의 복원성보다 작지 않으면, 제1 힘 수용 부재(470)는 이동되지 않는다. 따라서, 코일 스프링(473)에 의해 생성되는 힘 F1, 및 탄성 부재(471b)에 의해 생성되는 힘 F2 사이의 관계가 F1 < F2이도록 설정하는 것만이 필요하다.

본 실시예에서, 카트리지(450)는 이하의 방법으로 조립되도록 설계된다: 먼저, 기어(472)가 베어링 유닛(445)에 견고하게 부착된 커버(446)에 의해 회전가능하게 지지된 다음, 제2 레버(470) 및 제1 레버(471)가 기어(472)의 대응하는 위치들에 맞물리도록, 이 2개의 레버들이 부착된다. 본 실시예의 장치 본체의 형상은 제1 실시예의 장치 본체의 형상과 동일하다. 따라서, 현상 롤러를 감광 드럼과 접촉하여 배치하거나, 또는 현상 롤러를 감광 드럼으로부터 분리하는데 필요한 힘 수용부는 제2 레버(470)의 팁(470c)이다. 그외의 경우, 본 실시예는 제1 실시예와 동일하다.

전술된 바와 같이, 본 실시예의 힘 수용 디바이스는 제1 실시예의 그것과 효과가 동일하다. 그러나, 본 실시예에서, 제2 레버가 이동되는 거리는, 기어(472)의 제1 및 제2 부분들 사이의 기어 비(gear ratio)를 변화시킴으로써 쉽게 변화될 수 있다.

또한, 본 실시예에서, 카트리지 트레이가 인출되는 경우, 힘 수용 부재(470)는 경사면(60y2)과 접촉한다. 다음으로, 카트리지 트레이가 더 인출됨에 따라, 제2 힘 수용 부재(470)는 현상 유닛 내로 다시 인입되고, 경사면(60y2)에 의해 화살표 F2로 표시되는 방향으로 이동됨으로써 그 내부에 격납된다. 따라서, 리턴 스프링(return spring)(473)의 조건은 필수적인 것이 아니다.

(제3 실시예)

다음으로, 도 14 및 도 15를 참조하여, 제1 힘 수용 부재가 드럼 유닛(531)에 속하는 경우를 참조하는 본 발명의 제3 실시예를 설명한다. 먼저, 본 실시예의 카트리지를 조립하는 방법을 설명한다. 본 실시예의 카트리지는, 제1 힘 수용 부재(571)가 드럼 유닛(531)에 속하도록 설계된다. 제2 힘 수용 부재(570) 및 접속 로드(574)는 커버(546)에 부착된다. 다음으로, 커버(536)는 베어링 부재(545)와 결합된다. 마지막으로, 카트리지(550)를 완성하기 위해 현상 유닛(541) 및 드럼 유닛(531)이 커버(536)에 의해 접속된다.

도 14 및 도 15를 참조하여 본 실시예의 카트리지(550)를 더 상세하게 설명하기 위해, 먼저, 도 14를 참조하여, 장치 본체의 돌출부(5180)가 드럼 유닛과 대향하도록 배치된다. 따라서, 제1 힘 수용 부재(571)는 드럼 유닛(531) 내에 배치된다.

드럼 유닛은, 제1 힘 수용부(571c)를 가지며 이동가능한, 제1 힘 수용 부재(571)를 구비한다. 또한, 드럼 유닛은 로드(571) 및 접속 로드(574)를 구비한다. 접속 로드(574)는, 로드(571)와 접촉하여 유지된 상태에서 회전축(574a)에 대하여 회전이동이 가능하다. 현상 유닛은, 긴 홀(570b)을 가지며 회전축(570a)에 대하여 회전이동이 가능한, 제2 힘 수용 부재(570)를 구비한다. 또한, 로드(571)로부터의 접속 로드(574)의 대향하는 길이방향 단부는, 제2 힘 수용 부재(570)의 긴 홀에 끼워지는 돌출부(접속 핀)를 구비한다.

카트리지(550)가 카트리지 위치 결정부(101a)에 의해 장치 본체(101)에 대하여 적절하기 위치 결정되는 경우, 제1 힘 수용부(571c)는 돌출부(5180)로부터 외력(제1 외력)을 받기 시작한다. 따라서, 제1 힘 수용 부재(571)는 도 14의 (b)에 도시된 화살표 I로 표시되는 방향으로 이동되기 시작하여, 접속 로드(574)를 화살표 m으로 표시되는 방향(시계 방향)으로 회전 이동시킨다. 따라서, 제2 힘 수용 부재(570)는, 긴 홀(570b)로부터 참조 기호 570의 대향하는 단부를 화살표 n으로 표시되는 바와 같이 궁형으로(arcuately) 위쪽으로 이동시키는 방향으로 회전축(570a)에 대하여 회전 이동된다. 현상 롤러가 감광 드럼과 접촉하지 않는 상태로 긴 홀(570b)의 곡률(curvature)이 이루어지기 때문에, 긴 홀(570b)의 곡률의 중심은 현상 유닛(541)의 회전축과 일치한다. 따라서, 현상 유닛(541)이 드럼 유닛(531)으로부터 분리된 상태에서, 접속 로드(574)는 부하를 받지 않는다. 또한, 본 실시예에서, 리턴 스프링(573)이 제공된다. 그러나, 리턴 스프링(573)은 설계 변경에 의해 제거될 수 있다.

또한, 본 실시예에서, 접속 로드의 레버리지 비율을 적절하게 선택함으로써, 제2 힘 수용 부재가 이동되는 거리는 제1 힘 수용 부재가 이동되는 거리보다 크게 될 수 있다.

또한, 본 실시예에서, 카트리지 트레이가 인출되는 경우, 힘 수용 부재(570)는, 제1 실시예의 제1 힘 수용 부재(70)와 마찬가지로 경사면(60y2)과 접촉한다. 다음으로, 카트리지 트레이가 더 인출되면, 제2 힘 수용 부재(570)는 화살표 n으로 표시되는 방향에 대향하는 방향으로 이동됨으로써 격납될 현상 유닛(541) 내로 다시 인입된다. 따라서, 리턴 스프링(573)의 조건은 필수적인 것이 아니다.

본 발명에 따르면, 프로세스 카트리지, 전자 사진 감광 드럼 및 서로 접촉하거나, 또는 떨어져서 배치될 수 있는 현상 롤러의 크기를 감소시킬 수 있다. 또한, 전술된 프로세스 카트리지를 이용하는 전자 사진 화상 형성 장치의 크기를 감소시킬 수 있다. 또한, 전술된 프로세스 카트리지가 유저에 의해 조작되거나, 또는 단독으로 운송될 때, 전자 사진 감광 드럼으로부터 현상 롤러를 분리시키기 위한 힘 수용 디바이스가 손상되지 않도록 전자 사진 화상 형성 장치를 구성할 수 있다.

본 명세서에 개시된 구성들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 설명된 세부사항들에 한정되는 것이 아니며, 본 출원은 개선의 목적들 또는 이하의 청구범위의 범주 내에 해당할 수 있는 그러한 변경들 또는 변형들을 포함하도록 의도된다.

30: 감광 드럼
31: 드럼 유닛
42: 현상 롤러
46: 커버
67: 커플링 부재
70: 제2 힘 수용 부재
71: 제1 힘 수용 부재
90: 힘 수용 디바이스

Claims (1)

1. 전자사진 감광체 드럼과, 현상 롤러와, 프레임을 포함하는 프로세스 카트리지.

Images