KR20130021338A - 전자 사진 화상 형성 장치 및 프로세스 카트리지 - Google Patents

Abstract

기록재에 화상을 형성하기 위한 전자 사진 화상 형성 장치는, 전자 사진 감광체(드럼); 현상제 담지체; 드럼을 클리닝하기 위한 클리닝 블레이드; 상기 현상제 담지체의 단부에 제공되고, 상기 현상제의 누설을 방지하기 위한, 주연 표면 시일형의 현상제 시일 부재; 및 상기 클리닝 블레이드의 단부에 제공되는 현상제 보유 부재를 포함한다. 드럼의 길이 방향에 대하여, 상기 현상제 시일 부재는, 상기 클리닝 블레이드가 제공되는 영역에 배치되고, 상기 보유 부재의 내측 단부 위치는 상기 현상제 시일 부재의 내측 단부 위치와 동일한 위치 또는 그의 내측에 위치되고, 상기 보유 부재의 외측 단부 위치는, 상기 현상제 시일 부재의 외측 단부 위치와 동일한 위치 또는 그의 외측에 위치된다.

Description

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

본 발명은 전자 사진 화상 형성 장치 및 프로세스 카트리지에 관한 것이다.

여기에서, 전자 사진 화상 형성 장치는 전자 사진 화상 형성 시스템을 이용해서 기록재(예를 들어, 기록 용지, OHP 시트, 천 등)에 화상을 형성한다. 전자 사진 화상 형성 장치의 예들은 예를 들어, 전자 사진 복사기, (레이저 빔 프린터 또는 LED 프린터와 같은) 전자 사진 프린터, 팩시밀리 머신 및 (다기능 프린터와 같은) 이러한 머신들의 복합기를 포함한다.

또한, 프로세스 카트리지는 전자 사진 감광체와, 전자 사진 감광체에 작용하는 프로세스 수단으로서의 대전 수단, 현상 수단, 및 클리닝 수단 중 적어도 하나를 일체적으로 카트리지에 조립함으로써 준비된다. 또한, 이 카트리지는 전자 사진 화상 형성 장치의 본체에 대하여 착탈 가능하다.

전자 사진 화상 형성 장치에 있어서, 하프톤 화상의 재현성과 화상의 지나친 엣지 효과의 억제의 관점으로부터 접촉 현상 시스템이 널리 이용된다. 접촉 현상 시스템은 현상 수단의 현상제 담지체가 전자 사진 감광체에 접촉되어, 전자 사진 감광체에 형성된 잠상이 현상제(토너)로 현상되는 시스템을 칭한다.

접촉 현상 시스템의 구성으로서, 전자 사진 감광체와 현상제 담지체를 전자 사진 감광체와 현상제 담지체의 회전축 방향에 대하여 서로 균일하게 접촉하도록 이러한 부재들 중 하나가 탄성체(탄성체에 의해 백업된 시트 등을 포함함)이고 다른 부재가 강체인 것이 일반적이다. 가장 단순한 구성은, 전자 사진 감광체가 강체이고 현상제 담지체를 탄성체(현상 롤러)인 것이다. 특히, 화상 형성 장치 본체에 착탈 가능한 프로세스 카트리지로서, 프로세스 카트리지가 전자 사진 감광체 및 현상제 담지체를 포함하도록 구성되는 경우에, 프로세스 카트리지는 많은 경우에 상술한 조합으로 사용된다.

프로세스 카트리지의 현상 디바이스 프레임에 제공된 개구에 설치되는 현상 롤러에 있어서, 회전축 방향(이하, 길이 방향이라 칭함)에 대해 현상 롤러의 단부에서의 현상제 시일 방법으로서 현상 롤러 주연 표면 시일형(방법)이 일반적으로 사용된다.

이 유형에서, 상술한 개구의 길이 방향의 길이보다 긴 현상 롤러가 이용된다. 또한, 현상 디바이스 프레임에 있어서, 현상 롤러의 주연 표면과 대향되어 제공된 양 단부가 원호 형상으로 형성되어 양 단부에 펠트(felt) 재료 등의 식모 재료, 파일 직물 또는 몰토프렌(Moltopren)과 같은 시일 부재가 본딩된다. 또한, 시일 부재가 현상 롤러의 주연 표면에 대향하여 가압되어 현상제를 밀봉한다.

그 때문에, 현상 롤러의 주연 표면에 현상제가 담지된 영역(현상제 코트 영역)과, 현상제가 담지되지 않은 영역(현상제 논-코트 영역)이 발생된다. 또한, 전자 사진 감광체 표면을 균일하게 대전시키기 위한 대전 방법으로서, 접촉 대전 방법이 널리 이용되고 있다. 예를 들어, 강체인 감광체에 탄성체인 대전 롤러가 접촉되는 대전 롤러 유형이 있다. 대전 롤러 유형 중에서, DC 전압을 인가해서 대전을 행하는 DC 접촉 대전 디바이스는 방전에 의한 감광체 표면의 열화와 클리닝 부재의 접촉에 의해 감광체 표면의 마모(소모)의 양이 적은 이점을 갖는다.

또한, 전사에 기여하지 않고 전자 사진 감광체에 남는 잔류 토너를 제거하기 위한 수단으로서, 고무와 같은 탄성 재료로 형성된 클리닝 블레이드에 의해 잔류 토너를 제거하는 수단이 널리 실용적으로 이용되고 있다.

이러한 클리닝 블레이드의 길이 방향의 양 단부측의 각각에 있어서 시일 부재가 일반적으로 제공된다. 예를 들어, 펠트 재료 등의 식모 재료, 파일 직물, 또는 몰토프렌(Moltopren)과 같은 시일 부재가 블레이드의 측면 또는 화상 영역 외의 화상 담지체 표면에 접촉된다. 그 결과, 클리닝 블레이드에 의해 긁어내어진 토너나 블레이드 엣지에 따라 측방향으로 이동된 토너가 외부로 탈출되는 것이 방지되는 구성이 이미 제안되어 있다.

이러한 전자 사진 화상 형성 장치에 있어서, 전자 사진 감광체와 현상 롤러 사이의 접촉 영역의 단부에서의 감광체 표면 마모가 문제가 된다. 이에 대하여, 본 발명자들은 미국 특허 제7,697,879호에 개시된 바와 같은 전자 사진 화상 형성 장치 및 프로세스 카트리지를 제안한다. 이 제안에서, (현상제 담지체 길이)>(클리닝 블레이드 길이)가 만족됨으로써, 클리닝 블레이드의 길이 방향으로 외측에 위치되는, 전자 사진 감광체와 현상 롤러가 접촉하는 영역에서의 감광체 표면 마모가 억제된다.

그러나, (현상제 담지체 길이)>(클리닝 블레이드 길이)의 구성이 채용되어도, 현상 롤러 단부에 제공된 시일 부재의 영역에 대향하는 감광체 상의 영역의 표면 마모가 현저하게 발생하는 것을 알았다.

또한, 전자 사진 화상 형성 장치, 현상 디바이스 및 프로세스 카트리지의 소형화 및 비용 절감의 관점에서, 몇몇 경우에 (현상제 담지체 길이)<(클리닝 블레이드 길이)의 구성이 반드시 채용될 수는 없다.

또한, 이러한 (클리닝 블레이드 길이)<(현상제 담지체 길이)의 구성에 있어서도, 현상 롤러 단부에 제공된 시일 부재의 영역에 대향하는 감광체 상의 영역의 표면 마모가 현저하게 발생하는 것을 알았다.

본 발명의 주된 목적은, 상술한 감광체 표면 마모를 억제하거나 감소시킬 수 있는 전자 사진 화상 형성 장치 및 프로세스 카트리지를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 기록재에 화상을 형성하기 위한 전자 사진 화상 형성 장치로서, 잠상이 형성되는 회전 가능한 전자 사진 감광체; 현상제를 담지하고 상기 감광체와 접촉하여 상기 현상제를 이용해서 상기 잠상을 현상하기 위한 회전 가능한 현상제 담지체; 상기 감광체와 접촉하여 상기 감광체를 클리닝하기 위한 클리닝 블레이드; 상기 현상제 담지체의 단부에 제공되고, 상기 현상제의 누설을 방지하기 위한, 주연 표면 시일형의 현상제 시일 부재; 및 상기 클리닝 블레이드의 단부에 제공되고, 상기 감광체와 접촉하여 상기 현상제를 보유할 수 있는 보유 부재를 포함하고, 상기 감광체의 길이 방향에 대하여, 상기 현상제 시일 부재는, 상기 클리닝 블레이드가 제공되는 영역에 배치되고, 상기 보유 부재의 내측 단부 위치는 상기 현상제 시일 부재의 내측 단부 위치와 동일한 위치 또는 내측에 위치되고, 상기 보유 부재의 외측 단부 위치는, 상기 현상제 시일 부재의 외측 단부 위치와 동일한 위치 또는 외측에 위치되는, 전자 사진 화상 형성 장치가 제공된다.

본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부 도면과 함께 읽혀지는 본 발명의 바람직한 실시예들의 후술하는 설명을 고려하면 더욱 명백해질 것이다.

도 1은 제1 실시예의 전자 사진 화상 형성 장치의 일례의 전반적인 개략 구성도.
도 2는 프로세스 카트리지의 확대도.
도 3은 제1 실시예의 길이 방향의 길이의 관계의 일례를 나타내는 전개도.
도 4는 제1 비교예의 길이 방향의 길이의 관계의 일례를 나타내는 전개도.
도 5는 제1 비교예의 드럼 마모량을 나타내는 그래프.
도 6은 제1 실시예의 드럼 마모량을 나타내는 그래프.
도 7은 제2 비교예의 드럼 마모량을 나타내는 그래프.
도 8은 제2 실시예의 길이 방향의 관계의 일례를 나타내는 전개도.
도 9는 제2 실시예의 드럼 마모량을 나타내는 그래프.
도 10은 제3 실시예의 길이 방향의 관계의 일례를 나타내는 전개도.
도 11은 제4 실시예의 길이 방향의 관계의 일례를 나타내는 전개도.
도 12의 (a)는 본 발명의 클리닝 유닛의 개략 단면도.
도 12의 (b)는 도 12의 (a)의 길이 방향 단부의 상세도.
도 13은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 일 실시예의 개략 단면도.
도 14는 본 발명에 따른 프로세스 카트리지의 개략 단면도.
도 15는 본 발명에 따른 프로세스 카트리지의 현상 유닛 단부에서의 시일 구성을 나타내는 개략 단면도.
도 16의 (a)는 본 발명에 따른 프로세스 카트리지의 현상 유닛에 있어서의 현상 롤러가 제거되었을 때의 현상 유닛의 개략 사시도.
도 16의 (b)는 도 16의 (a)의 개략 상세도.
도 17은 본 발명에 따른 프로세스 카트리지의 클리닝 유닛 단부에서의 시일 구성을 나타내는 개략 단면도.
도 18의 (a)는 본 발명에 따른 프로세스 카트리지의 감광 드럼이 제거되었을 때의 클리닝 유닛의 외관 사시도.
도 18의 (b)는 도 18의 (a)의 개략 상세도.
도 19의 (a)는 드럼 마모를 억제하는 대책을 위해 클리닝 유닛에 감광 드럼이 설치된 상태의 개략 단면도.
도 19의 (b)는 도 19의 (a)의 개략 상세도.
도 20의 (a)는 본 발명에 따른 클리닝 유닛의 감광 드럼과 제2 시일 부재가 제거된 상태의 개략 사시도.
도 20의 (b)는 도 20의 (a)의 개략 상세도.
도 21의 (a)는 드럼 마모를 억제하는 대책을 위해 클리닝 유닛에 감광 드럼이 설치된 상태의 개략 사시도.
도 21의 (b)는 도 21의 (a)의 개략 상세도.

본 발명에 대해 도면을 기초로 설명한다. 이하의 실시예에 기재되어 있는 구성 요소의 치수, 재료, 형상, 상대적인 배치 등에 대해, 달리 특정되지 않는 한 본 발명의 범위가 이들만에 한정되지는 않는다.

[제1 실시예]

(1) 전자 사진 화상 형성 장치의 전반적인 구성

도 1은 본 발명에 따른 전자 사진 화상 형성 장치(100)의 일례의 개략 구성도이다. 이 장치(100)는 탠덤형(tandem type)의 전자 사진 풀-컬러 레이저 빔 프린터이며, 마이크로컴퓨터와 같은 외부 호스트 디바이스(200)로부터 접촉 회로부(101)에 입력되는 전기적인 화상 정보에 대응한 풀 컬러 또는 단색 컬러 화상을 기록 재료(매체)(1)에 형성하여 기록 재료(1)를 출력할 수 있다.

장치(100)는, 제1, 제2, 제3 및 제4의 화상 형성 수단(프로세스 스테이션 또는 화상 형성 스테이션)으로서의 4개 프로세스 카트리지(8)(8M, 8C, 8Y, 8K)가 실질적으로 수직 방향(실질적으로 중력 방향)에 대하여 하부 위치로부터 상부 위치 순서대로 쌓여진 구성을 갖는다. 각 카트리지(8)는, 화상 담지체로서 잠상이 형성되는 회전 가능 드럼형의 전자 사진 감광체(9)(이하, 드럼(9)이라 칭함)와, 드럼(9)에 관한 프로세스 수단을 포함하며, 화상 형성 장치 본체(100A)의 미리 정해진 내부 설치부에 미리 정해진 방식으로 착탈가능하다.

제1 카트리지(8M)는 현상 디바이스(12)에 마젠타(M)의 현상제를 수용하여 M 컬러의 화상을 형성한다. 제2 카트리지(8C)는 현상 디바이스(12)에 시안(C)의 현상제를 수용하여 C 컬러 화상을 형성한다. 제3 카트리지(8Y)는 현상 디바이스(12)에 옐로(Y)의 현상제를 수용하여 Y 컬러의 화상을 형성한다. 제4 카트리지(8K)는 현상 디바이스(12)에 블랙(K)의 현상제를 수용하여 K 컬러의 화상을 형성한다.

각 카트리지(8)는 현상 디바이스(12)에 수용된 현상제(토너)의 컬러가 서로 다른 것을 제외하고는 상호 동일한 구조를 갖는다. 도 2는 1개의 카트리지(8)의 확대도이다. 카트리지(8)는 클리닝 디바이스 프레임(5)과 현상 수단인 현상 디바이스(현상 유닛)(12)를 결합하여 구성된다.

프레임(5)은, 드럼(9)과, 드럼에 작용하는 프로세스 수단인 접촉 대전 롤러(대전 수단)(10), 클리닝 블레이드(클리닝 수단: 클리닝 부재)(14) 등을 유지한다. 현상 디바이스(12)는 현상 디바이스 프레임(25)과 현상제 수용부인 토너 용기(26)를 포함한다. 현상 디바이스 프레임(25)은 현상 롤러(22), 토너 공급 롤러(23), 현상 블레이드(24) 등을 포함한다. 토너 용기(26)에는, 현상제인 토너 T가 수용된다. 또한, 토너 반송 기구(21)가 제공된다.

상술한 클리닝 디바이스 프레임(5)과 현상 디바이스(12)가 핀(80)에 의해 회전 가능하게 연결되어 카트리지(8)를 제공한다. 본 실시예에서, 상술한 대전 롤러(10), 현상 디바이스(12) 및 클리닝 블레이드(14)는 드럼(9)에 대한 프로세스 수단이다.

카트리지(8)가 장치 본체(100A)에 미리 정해진 방식으로 장착되어 있는 상태에서, 각 카트리지(8)의 클리닝 디바이스 프레임(5)이 장치 본체(100A)에 대해 위치 결정되어 이에 의해 유지된다. 현상 디바이스(12)는 장치 본체(100A) 측의 요동(swinging) 기구(미도시)에 의해 핀(80)을 중심으로 클리닝 디바이스 프레임(5)에 대하여 회전 이동-제어된다. 요동 기구는 제어 회로부(101)에 의해 제어된다.

즉, 현상 디바이스(12)는 현상 실행 시에, 현상 롤러(22)가 드럼(9)에 대하여 미리 정해진 가압력으로 접촉된 상태에서 잠상을 현상할 수 있는 현상 가능상태로 현상 롤러(22)가 놓여지도록 요동 기구에 의해 핀(80)을 중심으로 요동되어 그 상태에서 유지된다. 또한, 비(non) 현상 시에는, 현상 롤러(22)가 드럼(9)으로부터 비접촉 방식으로 떨어진 이격 상태에 현상 롤러(22)가 놓여지도록, 현상 디바이스(12)는 요동 기구에 의해 핀(80)을 중심으로 요동된다.

풀 컬러 화상 형성 동작은 다음과 같다. 호스트 디바이스(200)로부터의 화상 형성 요구 신호에 의해, 제어 회로부(101)는 각 카트리지(8)에 대한 노광 수단인 레이저 스캐너(11)(11M, 11C, 11Y, 11K)의 준비 회전과, 각 카트리지(8)의 드럼(9) 및 전사 반송 벨트(7)의 준비 회전을 개시한다.

드럼(9)은 도1 및 2에 있어서 화살표에 의해 나타낸 시계 방향으로 미리 정해진 주연 속도로 회전 구동된다. 대전 롤러(10)는 드럼(9)에 대하여 미리 정해진 가압력으로 접촉되어 드럼(9)의 회전에 의해 회전된다. 벨트(7)는 복수개의 롤러(7a, 7b, 7c) 사이에서 연장 및 신장되어, 도 1에 있어서 화살표에 의해 나타낸 반시계 방향으로 드럼(9)의 주연 속도에 대응하는 속도로 회전 구동된다.

또한, 정착 디바이스(15)의 온도 조정 회전이 개시된다. 또한, 급지부(2) 내의 기록 매체인 기록재(전사 재료 또는 기록지)의 1매가 픽업 롤러(16)에 의해 분리되어 취출되고 레지스트레이션 롤러(17)에 의해 일단 유지된다.

제1 카트리지(8M)에 있어서, 드럼(9)이 대전 롤러(10)에 의해 균일하게 대전되면, M 컬러의 화상 정보에 따른 레이저광 L이 스캐너(11M)로부터 드럼(9)으로 발광되어 정전 잠상이 형성된다. 현상 디바이스(12)에 있어서, 현상 롤러(22)가 구동되는 동시에 도시되지 않은 전원으로부터 현상 바이어스가 인가된다. 이와 동시에, 이격 상태에 있는 현상 디바이스(12)가 요동 기구에 의해 현상 가능 상태로 전환되어, 현상 롤러(22)가 드럼(9)에 접촉된다. 그 결과, M 컬러 토너가 잠상에 대응해서 드럼(9)에 전사되어, 드럼(9) 상에 M 컬러 토너 화상이 형성된다.

한편, 기록재(1)는 제1 카트리지(8M)에 있어서 드럼(9) 상의 M 컬러 토너 화상과 타이밍을 맞춰 레지스트레이션 롤러(17)를 통과하고, 시트 통과 경로(4)를 통해 벨트(7)에 급지되어, 흡착 수단인 흡착 롤러(35)의 작용에 의해 벨트(7)에 의해 흡착 및 담지된다. 또한, 기록재(1)는 벨트(7)의 회전 구동에 의해 전사부에 반송되고, 전사 디바이스(13M)의 작용에 의해 M 컬러 토너 화상이 기록재(1) 상에 전사된다.

제2 내지 제4 카트리지(8C, 8Y, 8K)에 있어서도, 제1 카트리지(8M)에서와 마찬가지의 동작에 의해, C 컬러 토너 화상, Y 컬러 토너 화상 및 K(블랙) 컬러 토너 화상이 미리 정해진 제어 타이밍에서 드럼(9) 상에 형성된다. 그리고, 기록재(1)의 제2 내지 제4의 카트리지(8C, 8Y, 8K)의 각 전사부로의 반송에 수반하여, 각 전사 디바이스(13C, 13Y, 13K)의 작용에 의해 상술한 각 컬러 토너 화상이 동일한 기록재(1) 상에 순차적으로 중첩되어 전사된다.

최하류의 제4 카트리지(8K)에 있어서 M, C, Y 및 K의 4개 컬러의 토너 화상이 전사된 기록재(1)는 정착부(15)로 반송되고, 여기에서 토너 화상이 정착되어 4 컬러-기반 풀-컬러 화상 형성된 제품으로서 배출부(3)에 반송된다.

각 카트리지(8)에 있어서, 기록재(1)에 대한 토너 화상 전사 후에 드럼(9)은 클리닝 블레이드(14)에 의해 잔류 토너의 제거를 거치고, 그 후에 후속하는 화상 형성을 반복하여 거친다.

그리고, 미리 정해진 1매 또는 복수의 시트의 각각에 대한 화상 형성 잡이 종료하면, 제어 회로부(101)는 각 카트리지(8)의 노광 수단(11)의 회전, 드럼(9) 및 벨트(7)의 회전, 정착 디바이스(15)의 회전을 정지한다. 현상 디바이스(12)는 이격 상태로 전환된다. 이 상태에서, 화상 형성 장치는 호스트 디바이스(200)로부터의 후속하는 화상 형성 요구 신호의 입력을 대기한다.

(2) 프로세스 카트리지

카트리지(8)에 대해 추가적으로 설명한다. 여기에서, 카트리지(8) 또는 카트리지(8)를 구성하는 부재에 대해 길이 방향은 회전체의 회전축 방향 또는 회전축 방향에 평행한 방향을 칭한다. 또한, 부재의 일단부측과 타단부부측은 길이 방향에 대한 부재의 일단부측과 타단부측을 칭한다. 도 3은 카트리지(8)를 구성하는 각종 부재의 길이 방향에 대한 치수 관계를 나타낸다.

드럼(9)은, 강성의 지지체(9a)를 포함한다. 지지체(9a)로서, 예를 들어, 직경 24mm와 두께 0.7mm의 알루미늄 베이스관(base tube)이 사용된다. 그 지지체(9a)의 외주면 상(지지체 상)에는, 감광층(9b)으로서 유기 광도전층이 도포된다. 감광층(9b)에 대한 재료로서, 폴리아릴레이트 수지를 함유한 감광 재료가 사용된다. 본 실시예에서, 감광층(9b)의 도포 영역 Le(감광층(9b)의 길이 방향의 길이)는, 현상 롤러(22)의 길이 방향의 길이 Ldr 이상이기만 하면 되고, 250mm이다.

현상 디바이스(12)는 상술한 바와 같이 토너 용기(26)와 현상 디바이스 프레임(25)을 포함한다. 토너 용기(26) 내에 수용된 토너는 토너 용기(26) 내에 제공된 토너 반송 기구(21)에 의해, 현상 디바이스 프레임(25)에 의해 회전 가능하게 유지된 토너 공급 롤러(23)에 전달된다. 그리고, 전달된 토너가 현상 롤러(22)에 공급된다.

현상 롤러(22)는 도 2에 있어서 화살표에 의해 표시된 반시계 방향으로 미리 정해진 속도로 회전 구동된다. 토너 공급 롤러(23)는 현상 롤러(22)에 접촉하여 화살표로 나타낸 반시계 방향으로 회전 구동된다. 따라서, 현상 롤러(22)와 공급 롤러(23) 사이의 접촉부에 있어서, 현상 롤러(22)와 공급 롤러(23)의 표면의 이동 방향은 역방향이다. 이에 의해, 공급 롤러(23)로부터 현상 롤러(22)로 토너가 코팅된다.

또한, 현상 디바이스 프레임(25)에는, 현상제 도포 부재로서의 현상 블레이드(24)가 제공된다. 현상 블레이드(24)는 현상 롤러(22)의 표면에 접촉된다.

본 실시예의 토너 T는 1-성분 현상제로서의 음의 대전성의 거의 구형인 비자성 토너이다. 중심 입자 사이즈는 약 7㎛이고, 유동성 부여제로서, 소수성 실리카가 외부에서 1.5 wt%의 양으로 토너에 첨가된다. 토너 표면을 외부 첨가제로 코팅함으로써, 음의 대전성의 향상이 달성되고, 토너 입자들 사이에 미소한 갭을 제공함으로써 유동성의 향상이 달성된다.

현상 디바이스 프레임(25)은, 길이 방향에 대하여 드럼(9)의 표면측에 개구(25a)를 포함하고, 또한, 개구(25a)의 길이 방향의 양측의 각각에 현상 롤러(22)의 양 단부의 각각의 내측을 유지하기 위한 유지부(25b)를 포함한다. 유지부(25b)의 현상 롤러(22)측의 표면은 원호 형상으로 형성되고, 그 원호면 상에는, 펠트 재료 등의 식모 재료, 파일 직물 또는 몰토프렌과 같은 시일 부재(현상 시일 부재) A가 제공된다. 시일 부재 A의 길이 방향의 길이(폭) Lsd는 5mm이다.

또한, 현상 롤러(22)는, 그 외주면이 시일 부재 A에 대해 가압되는 상태에 서 현상 디바이스 프레임(25)의 좌우측의 판(미도시)에 의해 회전 가능하게 유지된다(현상 롤러 주연 표면 시일형). 즉, 현상 롤러(22)의 일단부측과 타단부측의 각각에 현상제 누설을 방지하기 위한 주연 표면 시일형의 시일 부재 A가 제공된다. 토너 공급 롤러(23)와 현상 롤러(22) 각각은 드럼(9)에 평행하게 제공된다.

본 실시예에서 설명된 현상 롤러(22)는, SUS(스테인레스 스틸)의 코어 금속(22a)과, 코어 금속(22a)의 외주면 상에 직경 16mm를 갖도록 제공된 도전성의 탄성체(22b)를 포함한다. -50V의 전압 인가 시의 체적 저항은 현상성 및 화질의 관점에서 약 10⁵ 내지 10⁶Ω이다. 또한, 경도(hardness)는, Asker C 경도의 관점에서 50도이고, MD 1 경도의 관점에서는 40도이다. 코어 금속(22a)의 양 단부는 현상 디바이스 프레임(25)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 또한, 현상 롤러(22)가 드럼(9)에 대하여 현상 가능 상태로 접촉된 상태에서, 드럼(9)의 표면에 탄성체(22b)가 40㎛만큼 침입하도록, 현상 롤러(22)는 미리 정해진 가압력으로 드럼(9)에 대하여 압접된다.

현상 롤러(22)는, 현상 시에는 드럼(9)에 대하여 140%의 주속차를 갖고 회전되어 드럼(9) 상의 정전 잠상을 토너로 현상한다. 또한, 코어 금속(22a)의 단부로부터, 현상 시에 300V의 현상 바이어스가 인가된다. 또한, 현상 디바이스 프레임(25)의 길이 방향의 양 단부로부터의 토너 누설(현상제 누설)을 방지하기 위해서, 탄성체(22b)의 단부 주연 표면에 상술한 바와 같이 시일 부재 A가 접촉된다.

본 실시예에서, 현상 롤러(22)의 길이 방향의 길이 Ldr은 240mm이다. 현상 블레이드(24)에 의해 토너가 도포되는, 시일 부재 A 및 A의 내측 단부들 Aa 및 Aa 사이의 거리인 토너 코트 영역(현상제가 담지되는 담지 영역: 현상 영역) Lt의 길이 방향의 길이는 222mm이다. 따라서, 시일 부재 A의 내측단부 Aa로부터 현상 롤러(22)의 외측 단부로 현상 롤러(22) 상에 토너가 코팅되지 않는 비-토너-코트 영역(현상제가 담지되지 않는 비-담지 영역) Lnt는 9mm이다.

본 실시예에서는, 현상 롤러(22)의 토너 코트 영역(현상 영역) Lt가 222mm이므로, A4 사이즈의 기록재(1)가 짧은 엣지 급지(A5 사이즈의 기록재(1)에 대한 긴 용지 급지)에 의해 통과될 수 있다.

대전 수단(10)은 접촉 대전 유형이다. 본 실시예에서, 대전 수단(10)은, 코어 금속(10a)의 외주면 상에 제공된 도전성의 탄성체(10b)를 포함하고, 롤러 형상으로 형성된 도전성 롤러(대전 롤러)이다. 이 롤러(10)가 드럼(9)에 접촉되어, 롤러(10)의 코어 금속(10a)의 단부로부터 대전시에 미리 정해진 대전 바이어스가 인가된다. 이에 의해, 드럼(9)의 표면이 균일하게 대전된다. 롤러(10)의 길이 방향의 길이 Lcr은 228mm이다.

클리닝 수단(14)은, SUS 금속판(14a)과 그 금속판(14a)의 단부에 탄성 고무 칩을 열압착시켜 제공된 클리닝 부재로서의 탄성 블레이드(14b)(클리닝 블레이드)를 포함한다. 블레이드(14b)의 단부는 드럼(9)의 표면에 대하여 원하는 각도와 침투 깊이(양)로 접촉된다. 블레이드(14b)에 의해, 드럼(9)의 표면으로부터 전사 잔류 토너와 같은 잔존 부착 물질이 제거되어, 드럼(9)의 표면을 클리닝한다.

클리닝 수단(14), 대전 수단(10) 및 드럼(9)은 잔류 토너 수용 용기로서도 기능하는 클리닝 디바이스 프레임(5)에 제공된다. 블레이드(14b)의 길이 방향의 양 단부에 밀착하여, 예를 들어, 양모 펠트와 같은 식모 재료, 벨루어(velour) 재료인 파일 직물, 및 몰토프렌(우레탄 폼(foam))으로 형성된 시일 부재(클리닝 시일 부재) B가 L형 또는 역 L형으로 제공된다.

시일 부재 B는 드럼(9)으로부터 제거된 토너를 보유할 수 있도록 제공된 보유 부재로서도 기능한다. 시일 부재 B 및 B의 내측 단부 Ba 및 Ba 사이의 갭이 클리닝 디바이스 프레임(5)의 개구(5a)를 구성한다. 또한, 시일 부재 B는 드럼(9)에 압접되어 주연 표면 시일링 효과를 달성한다. 드럼(9)의 양 단부 각각에서 드럼(9)의 내측을 유지하기 위한 유지부(5b)의 면은 원호 형상으로 형성되고, 시일 부재 B는 원호면 상에 본딩된다.

즉, 클리닝 부재인 블레이드(14b)의 일단부와 타단부의 각각에 현상제 누설을 방지하기 위한 시일 부재 B가 제공된다. 시일 부재 B가 L형 또는 역 L형으로 구성되어, 블레이드(14b)에 의해 드럼(9)의 표면으로부터 긁어내어지고, 블레이드의 길이 방향의 길이로 측방향으로 이동하여 클리닝 디바이스 프레임(5)의 외측으로 누설된다.

일반적으로, 시일 부재 B의 블레이드(14b)의 길이 방향의 길이 Lsc는 토너의 상술한 누설을 방지할 목적으로 결정된다. 본 실시예에서, 누설 방지 목적뿐인 경우에, 블레이드측 단부에서 8mm, 블레이드 바로 아래에서 길이 방향에 대하여 4mm의 길이 방향의 길이가 이 목적으로 충분하다. 그러나, 본 실시예에서는, 후술하는 바와 같이, 드럼 마모 억제도 동시에 달성하는 것을 목적으로 길이 방향의 길이 Lsc가 결정되어, 시일 부재 B의 블레이드(14b)의 길이 방향의 길이 Lsc는 17mm이다. 특히, 길이 방향의 길이는 블레이드 단부에서 8mm이고, 블레이드 바로 아래의 영역에서 9mm이다.

본 실시예에서, 블레이드(14b)의 길이 방향의 길이 Lcb는 237mm이다. 따라서, 클리닝 디바이스 프레임(5)의 개구(5a)인 시일 부재 B 및 B의 내측 단부 Ba 및 Ba 사이의 거리 Lht는 220mm이다.

상술한 바와 같이, 블레이드(14b)의 길이 방향의 길이 Lcb와 현상 롤러(22)의 길이 방향의 길이 Ldr 사이의 관계가 Ldr>Lcb를 만족하게 되는 것과 동시에, 블레이드(14b)의 길이 방향의 길이 Lcb는 토너 코트 영역 Lt보다 길게 된다. 일반적으로, 블레이드(14b)의 길이 방향의 길이 Lcb는, 현상 디바이스로부터 누설되어 시일 부재 A 및 A에 침입한 토너가 회수될 수 있도록, 현상 영역 Lt와 현상 영역 Lt의 양측에 제공된 주연 표면 시일 부재 A의 폭 Lsd 및 Lsd의 합보다 길게 된다.

(3) 프로세스 카트리지의 길이 방향의 길이 사이의 관계

도(3)을 참조하여, 카트리지(8)의 길이 방향의 길이에 대한 구성에 대해 설명한다. 도 3은 드럼(9), 대전 롤러(10), 현상 롤러(22), 시일 부재 A 및 A, 블레이드(14b) 및 시일 부재 B 및 B의 길이 방향의 길이를 나타내는 전개도이다.

블레이드(14b)의 길이 방향의 길이 Lcb와 현상 롤러(22)의 길이 방향의 길이 Ldr 사이의 관계가 Ldr>Lcb를 만족하여, 길이 방향의 길이에 대하여 클리닝 블레이드(24b)의 외측에서 현상 롤러(22)와 드럼(9)이 접촉하는 영역에 있어서의 감광체 표면 마모가 억제된다.

이러한 억제에 대한 이유를 설명한다. 화상 형성 단계를 반복함으로써, 드럼(9)과 현상 롤러(22)의 사이에 감광층의 절삭 분말이 개재된다. 또한, 이 영역은 클리닝 블레이드(14b)의 접촉 영역의 외측에 위치하므로, 감광층의 절삭 분말이 드럼(9)으로부터 클리닝 블레이드(14b)에 의해 제거되지 않고 계속해서 존재한다. 따라서, 현상 롤러(22)와 드럼(9) 사이의 슬라이딩 및 마모를 완충하는 효과가 계속되어, 감광체 표면 마모가 억제될 수 있다.

본 실시예에서, 드럼 마모는 길이 방향에 대하여 클리닝 블레이드(14b)의 내측(Lcb의 영역)에서, 그리고 현상 롤러 주연 표면의 시일 영역(Lsd의 영역)에서 현저하게 발생했다.

클리닝 블레이드(14b)의 길이 방향의 길이 Lcb에 대향하여, 현상 롤러(22)는 토너 코트 영역 Lt와, 비토너 코트 영역 Lnt 및 Lnt를 갖는다. 또한, 드럼 마모는, 토너 코트 영역 Lt보다 비토너 코트 영역 Lnt에서 그 정도가 더 커지는 특징을 갖는다. 이것은, 토너 코트 영역 Lt에서는 토너가 현상 롤러(22)와 드럼(9) 사이의 개재 물질로서 존재하여 슬라이딩을 완충하는 한편, 비토너 코트 영역 Lnt에서는 토너가 존재하지 않기 때문이다.

특히, 비토너 코트 영역 Lnt의 현상 롤러 주연 표면 시일 영역 Lsd에서는, 시일 부재 A가 현상 롤러(22) 상의 개재 물질을 제거한다. 이로 인해, 감광 드럼 표면과 현상 롤러 표면 사이에 개재 물질이 존재하지 않게 되어, 감광 드럼 표면과 현상 롤러 표면이 직접 접촉되어 상호 슬라이딩 및 마모하므로, 드럼 마모의 정도가 커지게 된다.

따라서, 시일 부재 B 및 B의 내측 단부 Ba 및 Ba 사이의 거리인 Lht와, 시일 부재 A 및 A의 내측 단부 Aa 및 Aa 사이의 거리인 Lt 사이의 관계는 Lt≥Lht를 만족하게 된다. 그 결과, 토너 코트 영역 Lt와 시일 부재 B가 서로 근접하게 된다. 토너 코트 영역 Lt는 전사 단계 후에 전사 잔류 토너가 발생하는 영역이며, 전사 잔류 토너가 잔류 토너(폐 토너)로서 회수될 때 측방향으로 이동하는 토너가 시일 부재 B에 침입하기 쉬워진다. 토너가 침입하는 위치는 시일 부재 A의 폭 Lsd에 대하여 결정되고, 결과적으로 시일 부재 B가 시일 부재 A를 오버랩하도록 설정된다. 이것이 본 실시예의 특징이다.

시일 부재 B의 전체 폭 Lsc을 최적화함으로써, 잔류 토너가 블레이드(14b)의 길이 방향으로 측방향으로 이동하여 클리닝 디바이스 프레임(5)의 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예에서, 시일 부재 A 및 A와 시일 부재 B 및 B는 동일 중심선(동일선)에 대하여 대칭으로 배치된다. 따라서, 중심선으로부터 시일 부재 A의 내측 단부 Aa까지의 거리는 1/2×Lt이고, 중심선으로부터 시일 부재 B의 내측 단부 Ba까지의 거리는 1/2×Lht이다.

시일 부재 B 및 B의 내측 단부 Ba 및 Ba 사이의 거리인 Lht와, 시일 부재 A 및 A의 내측 단부 Aa 및 Aa 사이의 거리인 Lt 사이의 관계는 Lt≥Lht를 만족하게 되고, 시일 부재 A의 전체 폭 Lsd 및 시일 부재 B의 전체 폭 Lsc는 (1/2×Lt+Lsd)≤(1/2×Lht+Lsc)를 만족하게 된다.

즉, 시일 부재 B의 내측 단부 Ba의 위치는 시일 부재 A의 내측 단부 Aa의 위치와 동일한 위치에 있거나 내측에 있다. 또한, 시일 부재 B의 외측 단부 Bb의 위치는 시일 부재 A의 외측 단부 Ab의 위치와 동일한 위치에 있거나 외측에 있다. 이러한 방식으로 시일 부재 A 및 B를 배치함으로써, 시일 부재 B가 시일 부재 A와 오버랩된다.

드럼(9)의 표면에 압접된 시일 부재 B와 드럼(9) 사이의 갭에 침입한 잔류 토너는 블레이드(14b)의 바로 아래에, 잔류 토너 버퍼로서 어느 정도의 잔류 축적 효과를 갖는다. 일반적으로, 드럼(9)의 표면으로부터 긁어내어진 잔류 토너는, 순차적으로 잔류 토너 수용 용기에 수용되도록 구성되므로, 블레이드(14b)의 부근에는 존재하지 않는다. 한편, 블레이드(14b) 부근에 언제나 잔류 토너가 존재하면, 적은 양의 잔류 토너가 존재하여도 잔류 토너가 블레이드(14b)를 통해 빈번하게 미끄러지는 미끄럼-통과 기회가 있다는 것을 알게 되었다.

즉, 비토너 코트 영역 Lnt의, 특히 시일 부재 폭 Lsd와 시일 부재 폭 Lsc가 길이 방향으로 오버랩하는 영역에 잔류 토너가 적절히 축적되어(잔류 토너 외에, 감광층(9b)의 절삭 분말 P, 토너, 외부 첨가제 등도 축적됨), 블레이드(14b)를 통과하는 미끄러짐이 유발된다. 즉, 시일 부재 A의 폭이 Lsd이고 시일 부재 B의 폭이 Lsc일 때, 길이 방향의 위치에서 Lsd와 Lsc의 오버랩 영역에서, 시일 부재 B는 드럼(9)과 압접되고 압접한 부분에 현상제를 축적한다.

즉, 시일 부재 A와 시일 부재 B가 서로 오버랩되는 길이방향의 위치의 영역에서, 시일 부재 B는 드럼(9)과 압접된다. 그 결과, 현상 롤러(22)의 표면 또는 드럼(9)의 표면에, 개재 물질 C로서 잔류 토너가 계속적으로 약간의 양으로 공급되어, 감광층(9b)의 마모가 억제(감소)된다.

(4) 드럼 마모의 검토 및 해결책

드럼(9)의 표면 마모가 현저하게 발생하면, 현상 롤러(22)에 인가된 바이어스가 드럼(9)의 마모된 부분으로 유입되어, 누설 화상이라 칭해지는 화상 불량이 발생한다. 화상 형성 장치에 있어서 드럼 마모로 인해 발생되는 화상 불량(누설 화상)을 고치기 위해서, I) 토너 코트 영역 Lt 및 비토너 코트 영역 Lnt에 있어서의 드럼 마모 및 II) 해결책에 대한 검토가 이루어졌다.

I) 토너 코트 영역 Lt 및 비토너 코트 영역 Lnt의 드럼 마모

제1 비교예로서, 다음과 같은 설정의 풀-컬러 레이저 빔 프린터("Color Laser Jet CP3525dn")를 이용해서 화상 형성 시험이 행해졌다. 시험 조건은, 23℃/50% RH 환경에서 인쇄율 1%로 2-시트의 간헐적인 방식으로 24000 시트의 화상 형성이 행해졌다. 프린터에서, 상술한 블레이드(14b)의 길이 방향의 길이 Lcb와 현상 롤러(22)의 길이 방향의 길이 Ldr 사이의 관계는 Ldr>Lcb로 설정되고, 토너 코트 영역 Lt와 비토너 코트 영역 Lht 사이의 관계는 Lht>Lt로 설정되었다.

제1 비교예에서, 길이 방향의 길이 관계가 도 4에 나타내어지고, 그 때의 드럼 마모는 도 5에 나타내어진다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 드럼 마모는 토너 코트 영역 Lt보다 비토너 코트 영역 Lnt의 현상 롤러 주연 표면 시일 영역 Lsd 주연 표면에서 그 정도가 더 커지는 특징을 갖는다. 제1 비교예의 프린터에서, 토너 코트 영역 Lt에는 드럼(9)의 표면과 현상 롤러(22)의 표면 사이에 개재 물질 C로서 토너가 존재한다. 이로 인해, 드럼(9)의 표면과 현상 롤러(22)의 표면이 직접 접촉해서 상호 슬라이딩하고 마모하는 영역이 적어져서, 드럼 마모의 정도가 적어진다.

한편, 비토너 코트 영역 Lht의, 특히 현상 롤러 주연 표면 시일 영역 Lsd에서, 시일 부재 A가 추가적으로 개재 물질을 제거함으로써, 감광 드럼 표면과 현상 롤러 표면 사이에 개재 물질이 존재하지 않는다. 이로 인해, 감광 드럼 표면과 현상 롤러 표면이 직접 접촉해서 상호 슬라이딩하고 마모하여, 드럼 마모의 정도가 커진다.

II) 해결책

상술한 토너 코트 영역 Lt와 비토너 코트 영역 Lht 사이의 관계가 Lt≥Lht일 경우, 현상 롤러 주연 표면 시일 영역 Lsd에 블레이드(14b)의 단부에 제공된 시일 부재 B에 의해 축적된 잔류 토너가 블레이드(14b)를 통과해서 슬라이딩하여 약간의 양으로 공급된다. 공급된 잔류 토너가 현상 롤러(22)와 드럼(9) 사이의 개재 물질 C로서 작용되게 하여, 드럼 마모가 현저하게 억제될 수 있다.

실제로, Lht>Lt의 경우의 드럼 마모량과 Lt≥Lht의 경우의 드럼 마모량을 비교하기 위한 실험이 행해졌다. 실험 조건으로서, 23℃/50% RH 환경에서 인쇄율 1%로 2-시트의 간헐적인 방식으로 24000 시트의 화상 형성이 행해졌다. 도 6은 실험 결과를 나타내는 그래프이다. 도 6에서, 도 5에 나타낸 Lht<Lt인 경우의 실험 결과도 나타내었다.

도 6으로부터 분명한 바와 같이, Lt≥Lht를 만족함으로써, 비토너 코트 영역 Lnt에 있어서의 드럼 마모가 현저하게 억제되었다. 본 실시예에 따르면, 상술한 바와 같이, Lt≥Lht가 만족되므로, 비토너 코트 영역 Lnt에서, 드럼(9)의 드럼 마모의 정도가 감소될 수 있고, 누설 화상의 발생을 억제할 수 있다.

본 실시예의 화상 형성 장치에 있어서, 대전 롤러에 의한 방전에 의해 감광체 표면이 열화되고, 클리닝 부재의 접촉에 의해 감광체 표면이 긁어내어지는 것에 의해 발생하는 감광체의 마모보다도, 현상 롤러의 슬라이딩 및 마찰에 의한 감광체의 상술한 마모가 더욱 주요한 요인을 구성한다.

도 2를 참조하여 설명한 프로세스 카트리지에서, 현상 롤러(22)와 감광 드럼(9) 사이의 이격 상태와 현상 롤러(22)와 감광 드럼(9) 사이의 접촉 상태 사이의 드럼 마모량을 비교하기 위한 실험이 행해졌다.

실험 조건으로서, 23℃/50% RH 환경에서 인쇄율 1%로 2-시트의 간헐적인 방식으로 24000 시트의 화상 형성이 행해졌다.

제2 비교예에서는, 현상 롤러(22)와 감광 드럼(9) 사이의 이격된 상태에서 실험이 행해지므로, 화상을 형성되어도 토너 화상은 형성되지 않는다. 제2 비교예에 있어서의 인쇄율 1%는, 1%의 인쇄가 가능한 잠상의 형성을 의미하며, 이 상태에서 토너 화상은 형성되지 않는다. 이격 상태를 만들기 위해서, 항상 이격 상태를 유지하도록 요동 기구를 제어하기 위한 제어 회로부가 고안되었다. 접촉 상태의 실험 결과로서, 도 6에 나타낸 제1 실시예가 인용된다. 도 7은 실험 결과를 나타내는 그래프이다.

비교예에서 대전 롤러의 단부의 외측에 위치된 영역과 현상 롤러 주연 표면 시일 영역 Lsd에서의 드럼 마모는 접촉 상태(제1 실시예)로만 발생된다. 이에 대한 원인으로서, 감광 드럼에 대하여 미리 정해진 압력 및 주속 차이로 현상 롤러가 회전 구동하는 것을 들 수 있다.

본 실시예에서, 토너 코트 영역 Lt와 비토너 코트 영역 Lht 사이의 관계는 Lt≥Lht이다. 이러한 관계를 만족함으로써, 현상 롤러 주연 표면 시일 영역 Lsd에, 블레이드(14b)의 단부의 시일 부재 B에 의해 축적된 잔류 토너가 블레이드(14b)를 통과해서 약간량 공급될 수 있다. 잔류 토너는 현상 롤러(22)와 드럼(9) 사이의 개재 물질 C로서 작용되게 함으로써, 드럼 마모가 현저하게 억제될 수 있다.

[제2 실시예]

본 실시예에서, 프로세스 카트리지를 더욱 소형화하기 위해서, 블레이드(14b)의 길이 방향의 길이 Lcb와 현상 롤러(22)의 길이 방향의 길이 Ldr 사이의 관계가 Ldr≤Lcb를 만족하게 된다.

도 8을 참조하여, 구체적으로 설명한다. 감광층(9e)의 도포 영역 Le(감광층의 길이 방향의 길이)는 245mm였다. 현상 롤러(22)의 길이 방향의 길이 Ldr은 236mm였다. 시일 부재 A의 길이 방향의 길이(폭) Lsd는 5mm이다. 시일 부재 A 및 A의 내측 단부 Aa 및 Aa 사이의 거리인 Lt의 길이 방향의 길이는 222mm였다. 따라서, 시일 부재 A의 내측 단부 Aa로부터 현상 롤러(22)의 외측 단부까지 토너가 현상 롤러(22)에 코팅되지 않은 비토너 코트 영역 Lnt는 7mm이다. 클리닝 블레이드(14b)의 길이 방향의 길이 Lcb는 237mm였다.

시일 부재 B의 블레이드(14b)의 길이 방향의 길이 Lsc는 17mm이다. 특히, 길이 방향의 길이는 단부에서 8mm, 시일 부재 B 바로 아래에서 9mm이다. 따라서, 클리닝 디바이스 프레임(5)의 개구(5a)인 시일 부재 B 및 B의 내측 단부 Ba 및 Ba 사이의 거리인 Lht는 220mm이다. 다른 구성은 제1 실시예와 마찬가지이다.

제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 드럼 마모는 클리닝 블레이드(14b)의 길이 방향으로 내측, 즉 Lcb의 영역에서 발생한다. 본 실시예에서는, 블레이드(14b)의 길이 방향의 길이 Lcb와 현상 롤러(22)의 길이 방향의 길이 Ldr 사이의 관계가 Ldr≤Lcb를 만족하게 되어, 소형화가 달성된다. 이 때, 드럼 마모가 발생하는 Lcb의 영역에서, 제1 실시예와 제2 실시예의 길이 관계는 마찬가지이다. 즉, 시일 부재 B의 내측 단부 Ba의 위치는, 시일 부재 A의 내측 단부 Aa의 위치와 같이 위치되거나 내측에 위치된다.

또한, 시일 부재 B의 외측 단부 Bb는 시일 부재 A의 외측 단부 Aa의 위치와 동일한 위치에 있거나 내측에 있다. 본 실시예에 있어서도, Lt≥Lht를 만족함으로써, 비토너 코트 영역 Lnt에서의 드럼 마모가 현저하게 억제될 수 있다.

본 실시예의 효과를 검증하기 위해서, Lht>Lt의 경우(제3 비교예)의 드럼 마모량과, Lt≥Lht의 경우(제2 실시예)의 드럼 마모량을 비교하기 위한 실험이 행해졌다. 블레이드(14b)의 길이 방향의 길이 Lcb와 현상 롤러(22)의 길이 방향의 길이 Ldr 사이의 관계는 제3 비교예와 제2 실시예 양쪽에서 Ldr≤Lcb이다. 실험 조건으로서, 23℃/50% RH 환경에서 인쇄율 1%로 2-시트의 간헐적인 방식으로 24000 시트의 화상 형성이 행해졌다.

도 9는 실험 결과를 나타내는 그래프이다. 도 9로부터 분명한 바와 같이, Lt≥Lht를 만족함으로써, 현상 롤러 주연 표면 시일 영역 Lsd에 있어서의 드럼 마모가 현저하게 억제되었다. 본 실시예에 따르면, 상술한 바와 같이, Lt≥Lht가 만족되어, 현상 롤러 주연 표면 시일 영역 Lsd에 있어서, 드럼(9)의 드럼 마모의 정도가 감소될 수 있고, 누설 화상의 발생을 억제할 수 있다.

[제3 실시예]

도 10을 참조하여 카트리지의 다른 실시예를 설명한다. 본 실시예에서는, 실시예 1과 본 실시예에서 공통되는 부재 및 부분은 동일한 참조 부호를 붙이고 반복 설명을 생략한다. 도 10의 하부는 D 방향으로부터 본 드럼(9)과 시일 부재 B 사이의 관계를 도시하는 개략도이다.

클리닝 수단(14), 대전 수단(10) 및 드럼(9)은 잔류 토너 수용 용기로서도 기능하는 클리닝 디바이스 프레임(5)에 구비된다. 블레이드(14b)의 길이 방향 양 단부에 밀착하여, 시일 부재 B가 L자 및 역L자 형상으로 제공된다. 시일 부재 B 및 B의 내측 단부 Ba 및 Ba 사이의 간극은 클리닝 디바이스 프레임(5)의 개구(5a)를 구성한다. 또한, 시일 부재 B는 드럼(9)에 압접되어, 주연 표면 시일 효과를 얻는다. 클리닝 디바이스 프레임(5)의 일부로서, 드럼(9)의 양 단부 각각의 내측을 유지하는 유지부(5b)가 형성된다. 유지부(5b)의 표면은 원호 모양으로 형성되고, 시일 부재 B는 원호면 상에 설치된다.

본 실시예는 유지부(5b)가 도 10에 도시된 바와 같이 길이 방향에 대해 경사부(5c)를 갖는 것을 특징으로 한다. 이 경사부(5c)에 의해, 측방향으로 이동된 토너가 시일 부재 B로 진입하기 쉽게 한다. 즉, 시일 부재 B가 설치되는 유지부(5b)는, 경사부가 길이 방향의 단부를 향해 드럼(9)에 근접하도록 경사부(5c)가 구비된다.

이와 같이 함으로써, 유지부(5b)에 제공된 시일 부재 B는 길이 방향 단부를 향해 드럼(9)에 근접하여, 시일 부재 B와 드럼(9)의 압접력이 길이 방향의 단부를 향해 강해지게 된다. 그 때문에, 측방향으로 이동된 토너의 진입 용이성을 제어 가능하다.

또한, 블레이드(14b)의 바로 아래에서, 잔류 토너 버퍼로서, 잔류 토너를 축적하는 효과가 소정량 개선된다. 즉, 블레이드(14b)의 근방에 항상 잔류 토너가 존재하여, 소량이지만 표면 토너가 블레이드(14b)를 통해 주기적으로 활주하는 통과 활주 기회를 증가시키는 효과가 개선된다.

도 10에 도시하는 바와 같이, 시일 부재 B 및 B의 내측 단부 Ba 및 Ba의 사이의 거리인 Lht와, 토너 코트 영역 Lt 사이의 관계는 Lt≥Lht를 만족한다.

본 실시예에서도, 실시예 1과 마찬가지로 시일 부재 B의 내측 단부 Ba의 위치는 시일 부재 A의 내측 단부 Aa의 위치와 동일한 위치이거나 또는 그 내측에 배치될 수 있다.

유지부(5b)는 시일 부재 A의 폭 Lsd에 상당하는 길이 방향 위치에서, 길이 방향에 대해 경사부(5c)를 구비한다. 경사부(5c) 외측에 위치되고, 경사부(5c)의 경사가 끝나서 유지부(5b)가 드럼(9)과 평행하게 배치하는 영역(5d)에서는, 유지부(5b)는 소정의 압력으로 시일 부재 B를 통해 드럼(9)쪽으로 가압되어, 잔류 토너가 길이 방향으로 측방향으로 이동되고 클리닝 디바이스 프레임(5)의 외측으로 낙하하는 것을 방지한다.

본 실시예에서는, 시일 부재 B의 블레이드(14b)의 길이 방향 길이 Lsc는 17mm이다. 특히, 블레이드 단부에서 길이 방향 길이 Lsc는 8mm이고, 시일 부재 B 바로 아래에 위치된 영역에서는 9mm이다. 그 중 경사부(5c)를 포함하는 영역은 5mm이다.

이러한 구성에서는, 실시예 1보다 블레이드(14b)의 근방에서 항상 잔류 토너가 소정량이 존재하도록 제어하기 쉽다. 또한, Lt≥Lht를 만족함으로써, 비토너 코트 영역 Lnt에서의 드럼 마모가 대폭 억제되었다. 본 실시예에 의하면, 전술한 바와 같이 Lt≥Lht가 만족되므로, 비토너 코트 영역 Lnt에서 드럼(9)의 드럼 마모도는 저감될 수 있고, 리크 화상의 발생을 억제할 수 있다.

[제4 실시예]

도 11을 참조하여 카트리지의 또 다른 실시예를 설명한다. 본 실시예에서는, 실시예 1과 본 실시예에서 공통되는 부재 및 부분은 동일한 참조 부호를 붙이고 반복 설명을 생략한다.

본 실시예는 토너 코트 영역 Lt와 비토너 코트 영역 Lht의 관계가 Lht>Lt인 구성에서, 블레이드(14b)의 길이 방향에 대래 시일 부재 B에 근접하고 폭 Ltb를 갖는 토너 버퍼 부재(보유 부재)(27)가 제공되는 것을 특징으로 한다. 즉, 토너의 누설을 방지하기 위한 시일 부재와, 토너를 보유하기 위한 토너 버퍼 부재(27)가 개별적으로 제공된다.

구체적으로, 블레이드(14b)의 일단부측과 타단부부측에 각각 토너 버퍼 부재(27, 27)가 제공된다. 토너 버퍼 부재(27)는 펠트 재료 또는 몰토프렌(Moltopren)(우레탄 폼)과 같은 토너를 일시적으로 담지하거나 보유할 수 있는 기능을 갖는 부재이다. 시일 부재 A와 토너 버퍼 부재(27)가 서로 오버랩되는 길이 방향 위치의 영역에서, 토너 버퍼 부재(27)는 감광 드럼(9)과 압접하도록 구성된다.

이 경우, 도 11에 도시하는 바와 같이, 토너 버퍼 부재(27, 27)의 내측 단부(27a, 27a) 사이의 거리는 Lht에 상당하고, 따라서, (Lht의) 토너 코트 영역 Lt와의 관계는 Lt≥Lht다.

시일 부재 B와 토너 버퍼 부재(27)는 개별 부재이고, 따라서, 잔류 토너가 블레이드(14b)의 길이 방향으로 측방향으로 이동되고 시일 부재 B의 외측에 위치된 영역으로 낙하되는 것을 방지하는 시일 부재 B의 기능에 대해서는 문제없다.

적어도, 토너 버퍼 부재(27)의 다른 폭 Ltb의 영역은, 시일 부재 A의 폭 Lsd의 영역과 오버랩되는 것만이 요구될 수 있다. 구체적으로, 시일 부재 A 및 A의 내측 단부 Aa 및 Aa 사이의 거리를 Lt1이라고 하고 시일 부재 A 및 A의 외측 단부 Ab 및 Ab의 사이의 거리를 Lt2라고 한다.

또한, 토너 버퍼 부재(27, 27)의 내측 단부(27a, 27a) 사이의 거리를 Ltb1이라고 하고 토너 버퍼 부재(27, 27)의 외측 단부(27b, 27b)의 사이의 거리를 Ltb2라고 한다.

이 경우, Lt1과 Ltb1은 Lt1≥Ltb1의 관계를 제공하고, Lt2과 Ltb2는 Lt2≤Ltb2의 관계를 제공한다. 본 실시예에 있어서는, 토너 버퍼 부재(27)의 폭 Ltb는 5mm이다. 본 실시예에서는, 토너 버퍼 부재(27)의 내측 단부(27a)의 위치는, 시일 부재 A의 내측 단부 Aa의 위치와 동일한 위치 또는 그 내측에 위치될 수 있다. 또한, 토너 버퍼 부재(27)의 외측 단부(27b)의 위치는, 시일 부재 A의 외측 단부의 위치 Ab와 동일한 위치 또는 그 외측에 배치될 수 있다. 이와 같이 함으로써, 토너 버퍼 부재(27)는 시일 부재 A를 오버랩한다.

이에 의해, 블레이드(14b)의 바로 아래에서, 토너 버퍼 부재(27)에 소정량의 잔류 토너가 축적된다. 블레이드(14b)의 근방에 항상 잔류 토너가 존재하여, 그 양이 작더라도 블레이드(14b)를 통해 주기적으로 활주하여 표면 토너가 이를 통한 활주 기회를 증가시키는 효과가 개선된다.

즉, 토너 버퍼 부재(27)에 축적된 잔류 토너는, 블레이드(14b)를 통해 활주하고 소량이 공급된다. 잔류 토너는, 개재 물질 C로서 작용하여, 드럼 마모를 대폭 억제할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 토너 버퍼 부재(27)가 시일 부재 A를 오버랩하도록 구성되지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 토너 버퍼 부재(27)와 시일 부재 B를 서로 인접해서 제공하는 구성이 채용되고, 토너 버퍼 부재(27)의 내측 단부(27a)의 위치는, 시일 부재 A의 내측 단부 Aa의 위치와 동일한 위치 또는 그 내측에 위치된다. 또한, 시일 부재 B의 외측 단부 Bb의 위치는 시일 부재 A의 외측 단부 Ab의 외측과 동일한 위치 또는 그 외측에 위치될 수 있다.

[제5 실시예]

다른 실시예가 설명된다. 본 실시예는 시일 부재 B의 본딩 (도포) 표면에 오목부가 구비되는 것을 특징으로 한다. 또한, 시일 부재 B와 시일 부재 A 사이의 배치 관계는, 실시예 1과 동일하다. 즉, 시일 부재 B의 내측 단부 Ba의 위치는, 시일 부재 A의 내측 단부 Aa의 위치와 동일한 위치이거나 또는 그 내측에 위치된다. 또한, 시일 부재 B의 외측 단부 Bb의 위치는, 시일 부재 A의 외측 단부 Ab의 위치와 동일한 위치이거나 또는 그 외측에 위치된다.

제5 실시예에서도, Lt≥Lht를 만족함으로써, 비토너 코트 영역 Lht에서의 드럼 마모가 억제된다. 그 외, 실시예 1과 본 실시예가 공통인 다른 부분에 대해서는 그 설명을 생략한다.

(화상 형성 장치의 전체 구성)

본 실시예에 따른 화상 형성 장치의 전체 구성에 대해서 설명한다.

도 13은, 본 실시예의 화상 형성 장치(100)의 개략 단면도이다.

화상 형성 장치(100)는, 복수의 화상 형성 스테이션으로서, 각각 옐로(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K)의 각 색의 화상을 형성하기 위한 제1, 제2, 제3 및 제4의 화상 형성부 SY, SM, SC, SK를 갖는다. 본 실시예에서는, 제1 내지 제4 화상 형성부 SY, SM, SC, SK는 연직 방향과 교차하는 방향으로 일렬로 배치되어 있다.

또한, 본 실시예에서는, 제1 내지 제4 화상 형성부는, 형성되는 화상의 색이 다르다는 점을 제외하면 구성 및 동작은 실질적으로 동일하다. 따라서, 특히 구별을 요하지 않는 경우에는, 접미사 Y, M, C, K은 생략하고, 총괄적으로 설명한다.

즉, 본 실시예에서 화상 형성 장치(100)는 복수의 화상 담지 부재로서, 연직 방향과 교차하는 방향으로 병설된 4개의 감광 드럼(9)을 포함한다. 감광 드럼(9)은 도면의 화살표 G로 나타낸 방향으로 회전한다. 감광 드럼(9)의 주위에는, 대전 롤러(10) 및 스캐너 유닛(노광 디바이스)(11)이 제공된다.

여기서, 대전 롤러(10)는 감광 드럼(9)의 표면을 균일하게 대전하는 대전 수단이다. 그리고, 스캐너 유닛(노광 디바이스)(11)은, 화상 정보에 기초하여 감광 드럼(9)에 레이저빔을 조사해서 감광 드럼(9)의 표면 상에 정전상(정전 잠상)을 형성하는 노광 수단이다. 또한, 감광 드럼(9)의 주위에는, 현상 유닛(12) 및 클리닝 부재(14)가 제공된다.

여기서, 현상 유닛(12)은 정전상을 토너상으로서 현상하는 현상 수단이다. 또한, 클리닝 부재(14)는 (토너상) 전사 후의 감광 드럼(9)의 표면에 잔류하는 토너(전사 잔류 토너)를 제거하는 클리닝 수단이다. 또한, 4개의 감광 드럼(9)에 대향하여, 감광 드럼(9)으로부터 토너상을 기록재(1) 상에 전사하기 위한 중간 전사체로서의 중간 전사 벨트(28)가 배치된다.

또한, 본 실시예에서, 현상 유닛(12)은 현상제로서 비자성 1 성분 현상제, 즉, 토너를 이용한다. 또한, 본 실시예에서, 현상 유닛(12)은 현상제 담지체로서의 현상 롤러(22)를 감광 드럼(9)에 대하여 접촉시켜서 접촉 반전 현상을 행한다.

본 실시예에서는, 감광 드럼(9), 대전 롤러(10)를 포함하고 감광 드럼(9)에 작용하는 프로세스 수단, 현상 유닛(12) 및 클리닝 부재(14)는 카트리지 형태로 일체로 지지되어, 프로세스 카트리지(8)를 형성한다. 프로세스 카트리지(8)는 화상 형성 장치(100)의 본체에 제공된 장착 가이드 및 위치 결정 부재와 같은 도시하지 않은 장착 수단을 통하여, 화상 형성 장치(100)의 본체에 착탈 가능하게 되어 있다. 이러한 실시예에서, 각 색용의 프로세스 카트리지(8)는 모두 동일 형상을 갖는다. 프로세스 카트리지(8)에는, 옐로(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K)의 색의 토너가 수용되어 있다.

중간 전사 벨트(28)는 4개의 감광 드럼(9) 모두에 접촉하고, 도면의 화살표 H 방향으로 회전한다. 중간 전사 벨트(28)는 복수의 지지 부재(구동 롤러(51), 2차 전사 대향 롤러(52), 종동 롤러(53))에 걸쳐져 있다.

중간 전사 벨트(28)의 내주면측에는, 4개의 감광 드럼(9)에 대향하도록, 1차 전사 수단으로서의 4개의 1차 전사 롤러(13)가 병렬로 배치된다.

또한, 중간 전사 벨트(28)의 외주 표면측에서, 중간 전사 벨트(28)가 2차 전사 수단으로서 2차 전사 대향 롤러(52)에 대향하는 위치에 2차 전사 수단으로서의 2차 전사 롤러(32)가 배치된다.

화상 형성 시에는, 우선, 감광 드럼(9)의 (주연) 표면이 대전 롤러(10)에 의해 균일하게 대전된다. 이어서, 스캐너 유닛(11)으로부터 발광된 화상 정보에 따른 레이저광에 의해 감광 드럼(9)의 대전된 표면이 주사 노광되어, 감광 드럼(9) 상에 화상 정보에 따른 정전상이 형성된다. 이어서, 감광 드럼(9) 상에 형성된 정전상은 현상 유닛(12)에 의해 토너상으로서 현상된다. 감광 드럼(9) 상에 형성된 토너상은, 전사 롤러(13)의 작용에 의해 중간 전사 벨트(28) 상에 전사(1차 전사)된다.

예를 들어, 풀컬러 화상의 형성 시에는, 상술한 프로세스가 제1 내지 제4 화상 형성 스테이션(SY, SM, SC, SK)에서 순차적으로 행해지고, 중간 전사 벨트(28) 상에 각 색의 토너상이 순차적으로 중첩되어 전사(1차 전사)된다.

그 후, 중간 전사 벨트(28)의 이동과 동기해서 기록재(1)가 2차 전사부로 반송된다. 그리고, 기록재(1)를 통해서 중간 전사 벨트(28)에 압접하는 2차 전사 롤러(32)의 작용에 의해, 중간 전사 벨트(28) 상의 4색의 토너상이 일괄적으로 기록재(1) 상에 전사(2차 전사)된다.

토너상이 전사된 기록재(1)는 정착 수단으로서의 정착 디바이스(15)에 반송된다. 정착 디바이스(15)에서, 기록재(1)에 열 및 압력을 가함으로써 기록재(1) 상에 토너상이 정착된다.

1차 전사 공정 후에 감광 드럼(9) 상에 잔류하는 1차 전사 잔류 토너는 클리닝 부재(14)에 의해 제거되어, 제거 토너실(14c)에 회수된다. 또한, 2차 전사 공정 후에 중간 전사 벨트(28) 상에 잔류하는 2차 전사 잔류 토너는 중간 전사 벨트 클리닝 디바이스(38)에 의해 제거된다.

또한, 화상 형성 장치(100)는 화상 형성부의 원하는 하나 또는 일부(전체가 아님)를 이용해서 단색 또는 다색의 화상을 형성할 수 있도록 구성된다.

(프로세스 카트리지)

다음에, 본 실시예의 화상 형성 장치(100)에 장착되는 프로세스 카트리지(8)의 전체 구성에 대해서 설명한다. 도 14는 감광 드럼(9)과 현상 롤러(22)가 서로 접촉하는 상태로 위치된 프로세스 카트리지(8)의 개략 단면도이다.

프로세스 카트리지(8)는 감광 드럼(9) 등을 구비한 클리닝 디바이스 프레임(5)과, 현상 롤러(22) 등을 구비한 현상 유닛(12)을 포함한다. 클리닝 디바이스 프레임(5)은, 그 안의 각종 요소들을 지지한다. 클리닝 디바이스 프레임(5)에는, 도시하지 않은 베어링을 통해서 감광 드럼(9)이 도면에 도시된 화살표 G 방향으로 회전 가능하게 설치된다. 클리닝 디바이스 프레임(5)의 감광 드럼(9)은 화상 형성 장치 본체에 제공된 스캐너 유닛으로부터 방출되는 레이저광 L으로 조사된다.

또한, 클리닝 디바이스 프레임(5)에는, 감광 드럼(9)의 주연 표면 상에 접촉하도록, 대전 롤러(10) 및 클리닝 부재(14)가 배치된다. 클리닝 부재(14)에 의해 감광 드럼(9)의 표면으로부터 제거된 전사 잔류 토너는, 제거 토너실(14c) 내로 낙하하도록 구성된다. 또한, 클리닝 디바이스 프레임(5)에는, 대전 롤러 베어링(33)이 대전 롤러(10)의 회전 중심과 감광 드럼(9)의 회전 중심을 통과하는 선을 따라 설치된다.

여기서, 대전 롤러 베어링(33)은 도면에 도시된 화살표 I 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 대전 롤러(10)의 회전 샤프트(10a)는, 대전 롤러 베어링(33)에 회전 가능하게 설치된다. 그리고, 대전 롤러 베어링(33)은 가압 수단으로서의 대전 롤러 가압 스프링(34)에 의해 감광 드럼(9)을 향해서 가압된다.

한편, 현상 유닛(12)은 현상 디바이스 프레임(18)을 포함하고, 이는 현상 디바이스 프레임(18) 내에 제공된 각종 요소들을 지지한다. 현상 유닛(12)에는, 감광 드럼(9)과 접촉해서 도면에 도시된 화살표 D 방향(반시계 방향)으로 회전하는 현상제 담지체로서의 현상 롤러(22)가 제공된다. 현상 롤러(22)는 그 길이 방향의 양 단부 각각에서 현상 롤러 베어링(도시 생략)을 통하여, 현상 디바이스 프레임(18)에 회전 가능하게 지지된다. 여기서, 현상 롤러 베어링은 현상 디바이스 프레임(18)의 양단부 각각에 장착된다.

또한, 현상 유닛(12)은, 현상제 수납실(토너 수납실)(18a)과, 현상 롤러(22)가 제공되는 현상실(18b)을 포함한다. 토너 수납실(18a)과 현상실(18b)을 분리하는 격벽에는 개구(18c)가 제공된다. 프로세스 카트리지(8)를 출하할 때, 개구(18c)의 현상실(18b)측의 격벽의 면에는, 토너 수납실(18a) 내의 토너가 프로세스 카트리지(8)의 외부로 비산하는 것을 방지하는 현상제 시일 부재(36)가 제공되어 개구(18c)를 폐쇄한다.

현상제 시일 부재(36)는 프로세스 카트리지(8)가 화상 형성 장치(100)에 장착된 후에, 프로세스 카트리지(8)의 구동열(도시 생략)을 통해 길이 방향으로 인장된다. 따라서, 토너 수납실(18a)은 개구(18c)를 통해 개봉된다.

현상실(18b)에는, 현상 롤러(22)에 접촉해서 화살표 E 방향으로 회전하는 현상제 공급 부재로서의 토너 공급 롤러(23)와, 현상 롤러(22)의 토너층을 규제하기 위한 현상제 규제 부재로서의 현상 블레이드(24)가 배치된다. 또한, 현상 디바이스 프레임(18)의 토너 수납실(18a)에는, 수용된 토너를 교반하면서 토너 공급 롤러(23)에 토너를 반송하기 위한 교반 부재(24)가 제공된다.

현상 유닛(12)은, 베어링(19R, 19L)에 제공된 구멍(19Ra, 19La)에 결합되는 결합 샤프트(25)(25R, 25L)를 중심으로 클리닝 디바이스 프레임(5)에 회전 가능하게 연결된다. 또한, 현상 유닛(12)은 가압 스프링(37)에 의해 가압된다. 그 때문에, 프로세스 카트리지(8)의 화상 형성시에, 현상 유닛(12)은 결합 샤프트(25)를 중심으로 화살표 F 방향으로 회전하고, 감광 드럼(9)과 현상 롤러(22)가 서로 접촉한다.

(현상 유닛 및 클리닝 유닛의 시일 부재)

다음에, 도 15 내지 18을 참조하여, 현상 유닛(12) 및 클리닝 디바이스 프레임(5) 각각의 길이 방향 단부에 있어서의 시일 구성에 대해서 설명한다. 도 15 및 도 16의 (a) 및 (b)는 각각 현상 유닛(12)의 단부에 있어서의 개략 단면도 및 개략 사시도이고, 도 17 및 도 18의 (a) 및 (b)는 각각 클리닝 디바이스 프레임(5)의 단부에 있어서의 개략 단면도 및 개략 사시도이다. 또한, 현상 유닛(12) 및 클리닝 디바이스 프레임(5)에 배치된 각각의 시일 부재는 연관된 양 단부 각각에서 동일한 구성을 갖기 때문에, 일단측의 구성만을 도시하고 설명한다.

도 15에 도시된 바와 같이, 현상 유닛(12)의 길이 방향 단부 각각에는, 현상 디바이스 프레임(18), 현상 롤러(22) 및 현상 블레이드(24)에 의해 형성된 간극을 밀봉하는 제1 시일 부재(현상제 시일 부재) A가 제공된다. 각각의 시일 부재 A는, 식모 재료(예를 들어 양모 펠트), 우레탄폼 또는 고무와 같은 가요성 재료로 형성된다. 각각의 시일 부재 A(AR, AL)는, 현상 디바이스 프레임(18)에 대하여 양면 테이프로 본딩되고, 현상 롤러(22)의 외주 표면의 일부를 덮도록 배치된다. 또한, 시일 부재 A와 현상 디바이스 프레임(18) 사이의 간극은, 예를 들어 핫멜트 접착제(90)와 같은 부재를 간극 내에 유입시킴으로써 간극을 밀봉한다.

도 16의 (a)는, 현상 롤러(22)를 제거했을 때의 현상 유닛(12)의 외관의 사시도이고, 도 16의 (b)는, 현상 유닛(12)의 단부의 확대도이다. 현상 블레이드(24)와 시일 부재 A는, 현상 블레이드(24)의 길이 방향에 있어서, 폭 M의 영역에서 서로 오버랩 된다. 그 결과, 현상 롤러(22)를 장착할 때, 현상 블레이드(24)에 의해 시일 부재 A를 일정량 압축하여, 현상 블레이드(24)와 시일 부재 A 사이의 시일성을 확보한다.

한편, 도 17에 도시하는 것 같이, 클리닝 디바이스 프레임(5)의 길이방향 양 단부 각각에는, 제1 시일 부재의 경우와 유사하게 클리닝 디바이스 프레임(5)과 감광 드럼(9) 및 클리닝 부재(14)에 의해 형성된 간극을 밀봉하는, 제2 시일 부재(클리닝 시일 부재) B(BR, BL)가 제공된다. 각각의 시일 부재 B는 식모 재료(예를 들어 양모 펠트), 우레탄 폼 또는 러버와 같은 가요성 재료로 형성된다. 시일 부재 B는, 클리닝 디바이스 프레임(5)에 대하여 양면 테이프에 의해 본딩되고, 감광 드럼(9)의 외주 표면의 일부를 덮도록 배치된다.

또한, 클리닝 디바이스 프레임(5)의 길이 방향에 걸쳐, 클리닝 부재(14)와 클리닝 디바이스 프레임(5) 사이의 간극을 밀봉하는 핫멜트 접착제와 같은 부재로 형성된 간극 밀봉 부재(29)가 제공된다. 또한, 클리닝 디바이스 프레임(5)의 길이 방향 양 단부 각각에는, 클리닝 부재(14)와 간극 밀봉 부재(29) 사이의 간극을 밀봉하는 예를 들어 우레탄폼과 양면 테이프의 일체화 부재로서의 보조 밀봉 부재(30)가 제공된다.

도 18의 (a)는, 감광 드럼(9)을 제거했을 때의 클리닝 디바이스 프레임(5)의 외관 사시도이고 도 18의 (b)는, 클리닝 디바이스 프레임(5)의 단부의 확대도이다. 클리닝 부재(14)와 제2 시일 부재 B는 클리닝 부재(14)의 길이 방향에 있어서 폭 N의 영역에서 서로 오버랩된다. 이에 의해, 클리닝 디바이스 프레임(5)에 감광 드럼(9)이 설치되면, 감광 드럼(9)에 의해 시일 부재 B를 일정량 압축하여, 클리닝 디바이스 프레임(5)의 길이 방향의 양 단부에 있어서의 시일성이 확보된다. 또한, 시일 부재 B와 클리닝 디바이스 프레임(5) 사이의 간극은, 간극 내로 핫멜트 접착제(90)와 같은 부재를 유입시킴으로써 밀봉된다.

다음에, 드럼 마모에 대한 대책으로, 클리닝 디바이스(5)의 실제 구성에 대해서, 도 19의 (a) 및 (b)와 도 21의 (a) 및 (b)를 참조하여 설명된다.

도 19의 (a) 및 (b)는 감광 드럼(9)이 클리닝 디바이스 프레임(5)에 장착될 때의 클리닝 디바이스 프레임(5)의 각각의 개략 단면도 및 상세도이다. 도 21의 (a) 및 (b)는 감광 드럼(9)이 제거될 때 클리닝 디바이스 프레임(5)의 외관 사시도 및 상세도이다.

도 21에 도시된 바와 같이, 클리닝 디바이스 프레임(5)의 길이 방향의 양단부에서, 시일 부재 B(BR, BL)와 시일 본딩 표면(도포면)(31)(31R, 31L)이 제공된다. 시일 부재 B(BR, BL)는 시일 부재 A와 오버랩되도록 종래의 폭에 대해 길이 B만큼 연장된다. 따라서, 도 19에 도시된 바와 같이, 클리닝 디바이스 프레임(5)에 제공된 시일 부재 B(BR, BL)는 화살표 V 방향에 대해 수직 항력(normal reaction) F1으로 감광 드럼(9)에 작용한다.

이 수직항력 F1은, 시일 부재 B(BR, BL)와 감광 드럼(9)이 서로 접촉하는 영역에서 작용한다. 이때, 시일 부재 B(BR, BL)는, 종래의 구성과 비교해서 길이 Bin만큼 내측으로 연장하고, 따라서 감광 드럼(9)에 대한 시일 부재 B의 접촉압은 연장된 영역에 따라서 증가한다. 그 결과, 회전 방향에 대한 감광 드럼(9)의 부하는 상승하고, 감광 드럼(9)의 회전 토크가 증가한다.

따라서, 시일 특성을 유지하면서 감광 드럼(9)에 대한 시일 부재 B(BR, BL)의 압력(토크)의 증가를 억제하는 본 발명의 구성에 대해서 설명한다.

(본 발명의 압력 상승 억제 수단)

도 20의 (a) 및 (b)는 감광 드럼(9)과 시일 부재 B가 제거된 상태의 클리닝 디바이스 프레임(5)의 개략 사시도 및 상세도이다. 또한, 도 12의 (a) 및 (b)는, 도 20에 도시된 클리닝 디바이스 프레임(5)에 감광 드럼(9)과 시일 부재 B가 장착된 상태에서의 클리닝 디바이스 프레임(5)의 개략 단면도 및 확대도이다.

도 20에 도시된 바와 같이, 클리닝 디바이스 프레임(5)의 길이 방향 양 단부 각각에 종래 구성에 비해 길이 Bin만큼 내측으로 시일 본딩 표면(31)(31R, 31L)이 연장되고, 연장된 부분에 오목부(60)(60R, 60L)가 형성된다. 그리고, 도 12에 도시된 바와 같이, 시일 본딩 표면(31)(31R, 31L)에는, 시일 본딩 표면(31)에 대하여 수직 방향으로 깊이 h의 오목부(60)가 제공된다.

깊이 h는 클리닝 디바이스 프레임(5)에 감광 드럼(9)이 설치된 후에, 시일 부재 B와 오목부(60)의 저부(표면)이 서로 접촉하지 않는 깊이이다. 여기서, 전술한 바와 같이 클리닝 디바이스 프레임(5)에 감광 드럼(9)을 장착할 때, 감광 드럼(9)은 시일 부재 B를 일정량 압축한다.

또한, 시일 본딩 표면(31)에 있어서, 오목부(60)가 형성되지 않은 영역에서는, 시일 본딩 표면(31)과 시일 부재 B가 서로 접촉한다. 그 때문에, 감광 드럼(9)에 의해 압축한 상태의 시일 부재 B는 감광 드럼(9)에 대하여 화살표 V 방향으로 수직항력 F2가 작용한다.

한편, 시일 본딩 표면(31)에서, 오목부(60)가 형성되는 영역에서는, 시일 본딩 표면(31)과 시일 부재 B는 서로 접촉하지 않는다. 그 때문에, 시일 부재 B는 감광 드럼(9)에 의해 압축한 상태가 아니고, 따라서 시일 부재 B로부터 감광 드럼(9)의 접촉 압력이 해제되어, 감광 드럼(9)에 대한 시일 부재 B의 수직항력은 감소된다. 그 결과, 감광 드럼(9)에 대한 시일 부재 B의 수직항력 F2은 전술한 수직항력 F1보다 작아진다.

즉, 연장 영역에서, 시일 부재 B는 감광 드럼(9)에 인가되는 접촉 압력의 증가를 억제할 수 있다. 그 결과, 감광 드럼(9)의 회전 방향에 대한 부하가 증폭하는 것을 억제할 수 있어서, 감광 드럼(9)의 회전 토크의 상승을 억제할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 드럼 마모를 억제하기 위해, 시일 부재 B에 잔류 토너를 적절히 축적시키고, 잔류 토너는 소량씩 클리닝 부재(14)를 통해 활주하게 된다.

여기서, 시일 본딩 표면(31)은 길이 방향에 대해 시일 부재 A와 오버랩되는 영역에서 오목부(60)를 갖는다. 바꿔 말하면, 시일 본딩 표면(31)은 길이 방향에 대해 시일 부재 A의 외측 단부의 위치보다 내측, 그리고 시일 부재 A의 내측 단부의 위치보다 외측의 영역에서 오목부(60)를 갖는다. 시일 부재 B의 시일 본딩 표면(31)에 오목부(60)가 형성됨으로써, 감광 드럼(9)에 대한 시일 부재 B의 수직항력이 작아진다.

그 때문에, 감광 드럼(9)과 시일 부재 B 사이에 유지된 잔류 토너는 소량씩 클리닝 부재(14)를 통해 쉽게 활주되도록 할 수 있다. 그 결과, 감광 드럼(9)의 마모가 발생하기 쉬운 시일 부재 A의 영역으로 토너가 쉽게 이동할 수 있어서, 드럼 마모를 보다 억제할 수 있다. 또한, 시일 본딩 표면(31)의 오목부(60)는 연장 부분에 제공되어, 비연장부는 종래의 시일 본딩 표면과 같은 구성을 갖고, 따라서 종래의 시일성을 확보할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 시일 본딩 표면(31)이 오목부(60)를 구비하지만, 시일 본딩 표면(31)의 오목부(60)에 예를 들어 몰토프렌(Moltopren)과 같은 탄성 부재가 제공되는 구성에도, 강체로 형성된 클리닝 디바이스 프레임(5)과 비교해서 압력의 상승을 억제할 수 있다.

또한, 블레이드(14)의 길이 방향 길이 Lcb와 현상 롤러(22)의 길이 방향 길이 Ldr 사이의 관계는 실시예 1과 마찬가지로 Ldr>Lcb이지만, 이에 제한되지 않는다. 실시예 2와 같이, Ldr≤Lcb의 관계인 경우에서도, 오목부(60)를 제공함으로써 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

(다른 실시예)

1) 각 실시예에서, 현상 롤러(22)는 감광 드럼(9)에 대하여 감광층(9b)을 마모시킬 수 있는 조건에서만 요구될 수 있다. 본 실시예에서는, 현상 롤러(22)가 감광 드럼(9)에 대하여 주속차를 갖고 접촉하는 상태를 구현하기 위해, 탄성체(22b)를 포함하는 현상 롤러(22)를 현상제 담지체로서 감광 드럼(9)의 표면에 접촉시켰다. 현상제 담지체는 감광층(9b)이 마모되는 조건을 만족시키는 한, 그의 형상, 재료 등을 한정하지 않는다.

2) 프로세스 카트리지(8)는 드럼(9)과, 드럼(9)에 관한 적어도 하나의 프로세스 수단이 화상 형성 장치 본체(100A)에 대하여 일체식으로 착탈(제거) 가능하도록 구성될 필요가 있다.

3) 또한, 화상 형성 장치(100)는 프로세스 카트리지(8)의 형태를 채용하지 않고, 감광 드럼(9)과, 대전 수단(10)과, 현상 수단(12)과, 클리닝 수단(14)을 장치 본체에 직접 설치한 형태의 장치일 수 있다. 화상 형성 장치(100)는 단색 화상 형성 장치일 수 있다.

본 발명은 본원에 개시된 구조를 참조하여 설명되었지만, 전술한 상세사항에 한정되지 않고, 본 출원은 이하의 청구범위의 범주 또는 개선의 목적 내에서 이러한 모든 변경 또는 변화를 포함하도록 의도된다.

Claims (12)

1. 기록재에 화상을 형성하기 위한 전자 사진 화상 형성 장치로서,
   잠상이 형성되는 회전 가능한 전자 사진 감광체;
   현상제를 담지하고 상기 감광체와 접촉하여 상기 현상제를 이용해서 상기 잠상을 현상하기 위한 회전 가능한 현상제 담지체;
   상기 감광체와 접촉하여 상기 감광체를 클리닝하기 위한 클리닝 블레이드;
   상기 현상제 담지체의 단부에 제공되고, 상기 현상제의 누설을 방지하기 위한, 주연 표면 시일형의 현상제 시일 부재; 및
   상기 클리닝 블레이드의 단부에 제공되고, 상기 감광체와 접촉하여 상기 현상제를 보유할 수 있는 보유 부재
   를 포함하고,
   상기 감광체의 길이 방향에 대하여,
   상기 현상제 시일 부재는, 상기 클리닝 블레이드가 제공되는 영역에 배치되고,
   상기 보유 부재의 내측 단부 위치는 상기 현상제 시일 부재의 내측 단부 위치와 동일한 위치 또는 그의 내측에 위치되고,
   상기 보유 부재의 외측 단부 위치는, 상기 현상제 시일 부재의 외측 단부 위치와 동일한 위치 또는 그의 외측에 위치되는, 전자 사진 화상 형성 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 현상제 담지체가 상기 감광체와 접촉하는 길이 방향의 길이가 Ldr이고, 상기 클리닝 블레이드가 상기 감광체와 접촉하는 길이 방향의 길이가 Lcb인 경우에, Ldr>Lcb가 만족되는, 전자 사진 화상 형성 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 보유 부재는 상기 클리닝 블레이드에 의해 제거된 현상제의 누설을 방지하기 위한 클리닝 부재인, 전자 사진 화상 형성 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 보유 부재는 파일 직물(pile fabric), 펠트(felt) 재료 또는 우레탄 재료를 포함하는, 전자 사진 화상 형성 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 감광체의 단부를 유지하기 위한 유지하기 위한 유지부를 더 포함하고,
   상기 보유 부재는 상기 유지부에 설치되고,
   상기 유지부에는 경사부(inclined portion)가 제공되고, 상기 경사부는 상기 경사부의 길이 방향의 단부에 더 근접한 위치에서 상기 감광체에 더 근접하는, 전자 사진 화상 형성 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 클리닝 블레이드와 상기 보유 부재가 제공되는 클리닝 디바이스 프레임을 더 포함하고,
   상기 클리닝 디바이스 프레임은 상기 보유 부재가 본딩되는 본딩면을 갖고,
   상기 본딩면은 상기 길이 방향에 대하여 상기 현상제 시일 부재의 외측 단부의 내측에 위치되고 상기 현상제 시일 부재의 내측 단부 위치의 외측에 위치된 영역에서 오목부를 갖는, 전자 사진 화상 형성 장치.
7. 기록재에 화상을 형성하기 위한 전자 사진 화상 형성 장치의 화상 형성 장치 본체에 착탈가능한 프로세스 카트리지로서,
   잠상이 형성되는 회전 가능한 전자 사진 감광체;
   현상제를 담지하고, 상기 감광체와 접촉하여 상기 현상제를 이용해서 상기 잠상을 현상하기 위한 회전 가능한 현상제 담지체;
   상기 감광체와 접촉하여 상기 감광체를 클리닝하기 위한 클리닝 블레이드;
   상기 현상제 담지체의 단부에 제공되고, 상기 현상제의 누설을 방지하기 위한, 주연 표면 시일형의 현상제 시일 부재; 및
   상기 클리닝 블레이드의 단부에 제공되고, 상기 감광체와 접촉하여 상기 현상제를 보유할 수 있는 보유 부재
   를 포함하고,
   상기 감광체의 길이 방향에 대하여,
   상기 현상제 시일 부재는, 상기 클리닝 블레이드가 제공되는 영역에 배치되고,
   상기 보유 부재의 내측 단부 위치는 상기 현상제 시일 부재의 내측 단부 위치와 동일한 위치 또는 그의 내측에 위치되고,
   상기 보유 부재의 외측 단부 위치는, 상기 현상제 시일 부재의 외측 단부 위치와 동일한 위치 또는 그의 외측에 위치되는, 프로세스 카트리지.
8. 제7항에 있어서,
   상기 현상제 담지체가 상기 감광체와 접촉하는 길이 방향의 길이가 Ldr이고, 상기 클리닝 블레이드가 상기 감광체와 접촉하는 길이 방향의 길이가 Lcb인 경우에, Ldr>Lcb가 만족되는, 프로세스 카트리지.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
   상기 보유 부재는 상기 클리닝 블레이드에 의해 제거된 현상제의 누설을 방지하기 위한 클리닝 부재인, 프로세스 카트리지.
10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 보유 부재는 파일 직물, 펠트 재료 또는 우레탄 재료를 포함하는, 프로세스 카트리지.
11. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 감광체의 단부를 유지하기 위한 유지하기 위한 유지부를 더 포함하고,
    상기 보유 부재는 상기 유지부에 설치되고,
    상기 유지부에는 경사부가 제공되고, 상기 경사부는 상기 경사부의 길이 방향의 단부에 더 근접한 위치에서 상기 감광체에 더 근접하는, 프로세스 카트리지.
12. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 클리닝 블레이드와 상기 보유 부재가 제공되는 클리닝 디바이스 프레임을 더 포함하고,
    상기 클리닝 디바이스 프레임은 상기 보유 부재가 본딩되는 본딩면을 갖고,
    상기 본딩면은 상기 길이 방향에 대하여 상기 현상제 시일 부재의 외측 단부의 내측에 위치되고, 상기 현상제 시일 부재의 내측 단부 위치의 외측에 위치된 영역에서 오목부를 갖는, 프로세스 카트리지.

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