WO2017039101A1 - 현상 카트리지 및 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치 - Google Patents

현상 카트리지 및 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치 Download PDF

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Definitions

  • a developing cartridge driven by receiving power from a main body and an electrophotographic image forming apparatus employing the same are disclosed.
  • An image forming apparatus using an electrophotographic method supplies a toner to an electrostatic latent image formed on the photosensitive member to form a visible toner image on the photosensitive member, transfers the toner image to a recording medium, and then transfers the transferred toner image to the recording medium.
  • the image is printed on the recording medium by fixing.
  • the developing cartridge is an assembly of parts for forming a visible toner image, which is detachable from the main body of the image forming apparatus, and is a consumable that is replaced when the life has passed.
  • the developing cartridge includes a photosensitive member and a developing roller for supplying toner to the photosensitive member, and accommodates the toner to be supplied to the photosensitive member.
  • the photosensitive member is connected to the driving unit provided in the main body.
  • the photosensitive member and the developing roller are connected by a gear connecting structure. As a result, the photosensitive member and the developing roller are driven.
  • Rotational uniformity of the photosensitive member and the developing roller affects the quality of the printed image.
  • a developing cartridge capable of stably rotating a photosensitive member and an image forming apparatus employing the same are provided.
  • a developing cartridge capable of stably rotating a developing roller and an image forming apparatus employing the same are provided.
  • a developing cartridge is a developing cartridge detachable from an image forming apparatus main body, the photosensitive drum having an electrostatic latent image formed thereon; A developing roller which supplies the developer to the photosensitive drum to develop the developing roller; A housing in which the photosensitive drum and the developing roller are supported; A developing roller gear provided on a rotating shaft of the developing roller and connected to a driving gear of the main body when the developing cartridge is mounted to the main body; And a driven coupler provided at one end of the photosensitive drum and connected to the main body by a axial connection with a driving coupler coaxially located with the driving gear when the developing cartridge is mounted to the main body.
  • the side wall of the housing may be provided with an immersion part immersed in the longitudinal direction of the developing roller from the side wall so that the driving coupler and the driving gear can be accommodated when the developing cartridge is mounted to the main body.
  • the immersion portion may be provided with an opening for exposing the developing roller gear to the outside of the housing.
  • the driven coupler may support the photosensitive drum to be rotatable on the side wall of the housing.
  • the driven coupler may include an insertion portion inserted into a hollow portion of the photosensitive drum; A second coupling part having a shape complementary to the first coupling part provided on the driving coupler; And a bearing part provided on an outer side of the second coupling part in a radial direction and supported by a support part provided on the side wall such that the photosensitive drum is rotatably supported by the housing.
  • the bearing portion may have a concave groove shape, and the support portion may be inserted into the bearing portion.
  • the bearing part may have a convex cylindrical shape, and the support part may have a cylindrical shape in which the bearing part is inserted and supported to rotate.
  • the side wall of the housing may be provided with a connector opening so that the first coupling portion is engaged with the second coupling portion.
  • Both side walls of the housing may be provided with an arc-shaped first positioning portion concentric with the photosensitive drum and a second positioning portion concentric with the developing roller.
  • An electrophotographic image forming apparatus includes a main body; It attaches and detaches to the said main body, Comprising: The above-mentioned developing cartridge is provided.
  • Both side walls of the housing are provided with an arc-shaped first positioning portion concentric with the photosensitive drum and a second positioning portion concentric with the developing roller, and the first and second positioning portions are provided in the main body.
  • First and second accommodating parts may be provided.
  • the second accommodating part may include an anti-rotation part supporting the second positioning part on the downstream side of the second positioning part with respect to the rotation direction of the developing roller.
  • the rotational uniformity of the photosensitive drum can be improved by separately connecting the photosensitive drum and other rollers of the developing cartridge with the main body.
  • the developing roller can improve the rotational uniformity of the developing roller by separately connecting the other rollers of the developing cartridge with the main body.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of an embodiment of an electrophotographic image forming apparatus.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of a development cartridge employed in the electrophotographic image forming apparatus shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a block diagram of one embodiment of a power connection structure.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of one embodiment of a power connection structure.
  • FIG. 5 is a perspective view showing one embodiment of a drive coupler and a driven coupler.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing one embodiment of a driven coupler.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing one embodiment of a driven coupler.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of an embodiment of a structure in which the drive coupler and the gear driving unit are formed coaxially.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of one embodiment of a power connection structure according to the embodiment shown in FIG. 8.
  • FIG. 10 is a partial perspective view of one embodiment of a development cartridge.
  • FIG. 11 is a schematic diagram of one embodiment of a positioning structure of a developing cartridge.
  • FIG. 12 is a schematic structural diagram of an embodiment of an electrophotographic image forming apparatus.
  • FIG. 13 is a plan view of one embodiment of a development cartridge.
  • FIG. 14 is a block diagram of one embodiment of a power connection structure.
  • 15 is a schematic diagram of one embodiment of a power connection structure.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of an electrophotographic image forming apparatus
  • FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of a development cartridge 100 employed in the electrophotographic image forming apparatus illustrated in FIG. 1.
  • the developing cartridge 100 of this embodiment is an integrated developing cartridge having a photosensitive drum 1 and a developing roller 3.
  • the photosensitive drum 1 is an example of a photosensitive member in which an electrostatic latent image is formed, and a photosensitive layer having photoconductivity is formed on an outer circumference of a cylindrical metal pipe.
  • the charging roller 2 is an example of the charger which charges the surface of the photosensitive drum 1 to a uniform electric potential.
  • the charging bias voltage is applied to the charging roller 2.
  • a corona charger (not shown) may be used.
  • the developing roller 3 is for supplying toner to develop an electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 1. When a developing bias voltage is applied to the developing roller 3, the toner moves from the surface of the developing roller 3 to the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 1 and is attached.
  • the developing roller 3 may be in contact with the photosensitive drum 1 to form a developing nip or may be spaced apart from the photosensitive drum 1 by a developing gap.
  • the developing cartridge 100 may further be provided with a supply roller 4 for attaching the toner to the developing roller 3.
  • a supply bias voltage can be applied to the supply roller 4 in order to attach toner to the developing roller 3.
  • Reference numeral 5 denotes a regulating member for regulating the amount of toner adhered to the surface of the developing roller 3.
  • the regulating member 5 may be, for example, a regulating blade whose tip is in contact with the developing roller 3 at a predetermined pressure.
  • Reference numeral 6 denotes a cleaning member for removing residual toner and foreign matter from the surface of the photosensitive drum 1 before charging.
  • the cleaning member 6 may for example be a cleaning blade whose tip is in contact with the surface of the photosensitive drum 1.
  • waste toner the foreign matter removed from the surface of the photosensitive drum 1 is referred to as waste toner.
  • the developing cartridge 100 includes a toner container 10 and a waste toner container 11.
  • the waste toner container 11 accommodates waste toner removed from the surface of the photosensitive drum 1.
  • Toner is accommodated in the toner container 10.
  • the toner container 10 is provided with a stirrer 7.
  • the stirrer 7 serves to transfer the toner to the developing roller 3.
  • the stirrer 7 may serve to stir the toner to charge the toner to a predetermined potential. Although one stirrer 7 is shown in FIG. 2, the scope of the present invention is not limited thereto. In consideration of the volume or shape of the toner container 10, an appropriate number of agitators 7 may be provided in the toner container 10 in an appropriate position in order to supply the toner to the developing roller 3 effectively.
  • the stirrer 7 may have a form in which a stirring blade of one or a plurality of flexible films is provided on a rotating shaft.
  • the stirrer 7 may be an auger having a spiral stirring blade. The stirrer 7 transfers the toner to the developing roller 3, while stirring the toner to triboelectrically charge the toner.
  • the housing 90 forms a toner accommodating portion 10 and a waste toner accommodating portion 11, and includes a photosensitive member 1, a charging roller 2, a developing roller 3, and a supply roller 4. ), A stirrer 7 and the like to serve as a frame for supporting the members constituting the developing cartridge 100.
  • the photosensitive drum 1 has a portion of its outer circumference exposed to the outside of the housing 90 through the opening 99.
  • the housing 90 may include a first frame 90a and a second frame 90b.
  • the developing cartridge 100 may include a first unit 100a and a second unit 100b.
  • the first unit 100a may include a photosensitive drum 1, a charging roller 2, a cleaning member 6, and a first frame 90a supporting them.
  • the waste toner accommodating part 11 is provided in the first frame 90a.
  • the second unit 100b may include a developing roller 3, a supply roller 4, a regulating member 5, and an agitator 7 and a second frame 90b supporting them.
  • the toner container 10 is provided in the second frame 90b.
  • the lower wall 91 of the first frame 90a and the upper wall 92 of the second frame 90b are spaced apart from each other, and are scanned from the exposure machine (200 in FIG. 1) to expose the photosensitive drum 1 therebetween.
  • the optical path 12 into which the light L is incident is formed.
  • the scope of the present invention is not limited thereto, and the first and second frames 90a and 90b may be integrated.
  • the developing cartridge 100 opens the door 701 and is mounted on the image forming apparatus main body 700.
  • a driving unit (not shown) provided in the main body 700 is connected to the developing cartridge 100, so that the photosensitive member 1, the charging roller 2, and the developing roller 3 ), The feed roller 4, the stirrer 7 and the like, and the members constituting the developing cartridge 100 are driven.
  • the exposure machine 200 scans the light modulated according to the image information onto the surface of the photosensitive drum 1 charged at a uniform electric potential.
  • a laser scanning unit (LSU) that scans the photosensitive drum 1 by deflecting light irradiated from the laser diode in the main scanning direction using a polygon mirror may be employed.
  • the transfer roller 300 is an example of a transfer machine positioned to face the surface of the photosensitive drum 1 to form a transfer nip.
  • a transfer bias voltage for transferring the toner image developed on the surface of the photosensitive drum 1 to the recording medium P is applied to the transfer roller 300.
  • a corona transfer machine may be used instead of the transfer roller 300.
  • the toner image transferred to the surface of the recording medium P by the transfer roller 300 is held on the surface of the recording medium P by electrostatic attraction.
  • the fixing unit 400 forms a permanent printed image on the recording medium P by fixing the toner image to the recording medium P by applying heat and pressure.
  • a charging bias voltage is applied to the charging roller 2, and the photosensitive drum 1 is charged at a uniform electric potential.
  • the exposure apparatus 200 scans the light modulated in correspondence with the image information to the photosensitive drum 1 through the optical path 12 provided in the developing cartridge 100 to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1.
  • the toner is conveyed to the feed roller 4 by the stirrer 7, and the feed roller 4 adheres the toner to the surface of the developing roller 3.
  • the restricting member 5 forms a toner layer of uniform thickness on the surface of the developing roller 3.
  • the developing bias voltage is applied to the developing roller 3.
  • the toner conveyed to the developing nip D is moved to and adhered to the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 1 by the developing bias voltage, which is visible on the surface of the photosensitive drum 1.
  • a toner image is formed.
  • the recording medium P taken out from the stacking means 501 by the pickup roller 502 is transferred to the transfer nip in which the transfer roller 300 and the photosensitive drum 1 face each other by the transfer roller 503.
  • a transfer bias voltage is applied to the transfer roller 300, the toner image is transferred to the recording medium P by electrostatic attraction.
  • the toner image transferred to the recording medium P is fixed to the recording medium P by receiving heat and pressure from the fixing unit 400, thereby completing printing.
  • the recording medium P is discharged by the discharge roller 504.
  • the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 without being transferred to the recording medium P is removed by the cleaning member 6 and accommodated in the waste toner accommodating portion 11.
  • the driving force is transmitted from a driving unit (not shown) provided in the main body 700 so that the developing cartridge 100 includes the photosensitive drum 1 and the developing roller 3. The wholes are rotated.
  • a structure in which the photosensitive drum 1 is connected to the driving unit of the main body 700 and the photosensitive drum 1 and the developing roller 3 are connected by a gear connecting structure may be considered.
  • the gear 1 and the gear 2 are connected to the rotary shafts of the photosensitive drum 1 and the developing roller 3, respectively, and the gear 1 and the gear 2 mesh with each other.
  • the uniformity of rotation of the photosensitive drum 1 may be affected by the developing roller 3. That is, the uniformity of rotation of the photosensitive drum 1 is affected by the manufacturing precision of the gear 1 and the gear 2, the supporting precision of the developing roller 3 to the second frame 90b, and the like. Rotational uniformity of the photosensitive drum 1 greatly affects the quality of the image.
  • the photosensitive drum 1 is separated from the developing roller 3 by power. That is, the photosensitive drum 1 and the developing roller 3 are connected to the driving unit provided in the main body 700 separately. In addition, the photosensitive drum 1 is connected to the driving unit of the main body 700 by the shaft connecting structure, not the gear connecting structure.
  • the driving unit 703 is provided in the main body 700.
  • the driving unit 703 includes a driving coupler 710 and a gear driving unit 720.
  • the drive coupler 710 and the gear driver 720 are driven by one or more motors 702.
  • the developing cartridge 100 is provided with a driven coupler 610 and a gear connecting portion 620.
  • the driving coupler 710 and the driven coupler 620 are connected, and the gear driving unit 720 is connected to the gear connecting unit 620.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of one embodiment of a power connection structure. 3 and 4, the driving coupler 710 and the driven coupler 610 are connected by an axial connection structure.
  • the driven coupler 610 is provided at one end of the photosensitive drum 1.
  • the drive coupler 710 has a complementary shape to be axially engaged with the driven coupler 610.
  • the gear connecting portion 620 is connected to the gear driving unit 720 by the gear connecting structure.
  • the gear connecting portion 620 includes a developing roller gear 32 provided on the rotating shaft 31 of the developing roller 3, and the gear driving unit 720 is rotated by the motor 702 and the developing roller gear ( 32 may include a drive gear 721 that meshes with 32.
  • the feed roller 4 and the stirrer 7 are rotated in connection with the developing roller 3.
  • the feed shaft 4 of the feed roller 4 is provided with a feed roller gear 42 meshing with the developing roller gear 32.
  • the agitator gear 72 is provided in the rotating shaft 71 of the stirrer 7.
  • the stirrer gear 72 is connected to the feed roller gear 72 through the idle gear 61, 62.
  • the driving coupler 710 and the driven coupler 610, the driving gear 721, and the developing roller gear 32 are engaged with each other.
  • the motor 702 is driven, the photosensitive drum 1 and the developing roller 3 can be rotated.
  • the feed roller 4 and the stirrer 7 may be rotated in connection with the developing roller 3. Therefore, the photosensitive drum 1 is directly connected to the driving unit 703 by the shaft connection method, not the gear connection method.
  • the shaft connection method is a method in which the shaft and the shaft is directly connected to ensure a high rotational uniformity compared to the gear connection method.
  • the gear receiving the driving force is not connected to the photosensitive drum 1, it is possible to prevent the generation of jitter due to the gears to ensure a stable uniformity of rotation of the photosensitive drum 1, Since thrust does not occur, positional stability in the main body 700 of the developing cartridge 100 can be improved.
  • the developing roller 3 is connected to many rotating members such as the supply roller 4 and the stirrer 7, when the photosensitive drum 1 is directly connected to the developing roller 3 by a gear connecting method, the rotation of the rotating members Uniformity can affect the uniformity of rotation of the photosensitive drum 1. According to this embodiment, since the photosensitive drum 1 is separated from the developing roller 3, the influence of the developing roller 3 and the rotating members connected thereto on the uniformity of rotation of the photosensitive drum 1 can be blocked.
  • the charging roller 2 may be rotated together as the photosensitive drum 1 is rotated by frictional contact with the photosensitive drum 1.
  • FIG. 5 is a perspective view showing one embodiment of a drive coupler 710 and a driven coupler 610.
  • the driving coupler 710 is supported to be axially slidable to the support shaft 704 provided in the main body 700.
  • the driving coupler 710 includes a gear part 712 connected to the motor 702 and a first coupling part 711.
  • the driven coupler 610 is coupled to one end of the photosensitive drum 1.
  • the driven coupler 610 has a second coupling portion 611 having a complementary shape that can be axially coupled to the first coupling portion 711.
  • the first coupling portion 711 is convex
  • the second coupling portion 611 is concave
  • the first coupling portion 711 is concave
  • the second coupling portion 612 is convex. It may be.
  • the first and second coupling parts 711 and 611 may be coupled to each other and may have various shapes in which the driven coupler 610 may also rotate when the driving coupler 710 is rotated.
  • the first coupling portion 711 may have a convex or concave polygonal shape
  • the second coupling portion 611 may have a concave or convex polygonal shape.
  • the drive coupler 710 may be guided to the support shaft 704 and slide from a first position spaced apart from the driven coupler 610 to a second position connected to the driven coupler 610.
  • the drive coupler 710 may be moved to the first and second positions in various ways.
  • the driving coupler 710 may be moved to the first and second positions in association with the mounting operation of the developing cartridge 100.
  • the driving coupler 710 In a state where the developing cartridge 100 is removed from the main body 700, the driving coupler 710 is positioned at the first position.
  • an operating member (not shown) moved in the axial direction of the support shaft 704 by the mounting operation of the developing cartridge 100 may move the driving coupler 710 to the second. Can be pushed towards the position.
  • the driving coupler 710 may be positioned at the second position and connected to the driven coupler 610.
  • the driving coupler 710 When the developing cartridge 100 is removed from the main body 700, the driving coupler 710 may be moved from the second position to the first position while the operation member is moved in the opposite direction.
  • the operation member may be operated in conjunction with the opening and closing operation of the door 701.
  • the operating member is connected with the door 701.
  • the actuating member moves the drive coupler 710 from the second position to the first position.
  • the actuating member moves the drive coupler 710 from the first position to the second position. Can be moved to
  • a position moving mechanism (not shown) for moving the driving coupler 710 to the first and second positions may be provided in the main body 700.
  • the position movement mechanism may be driven by a motor 702 or other motor that drives the drive coupler 710.
  • the position shifting mechanism may position the driving coupler 710 in the first position when the image forming operation is not performed, and the driving coupler 710 in the second position when the image forming operation is performed.
  • the position moving mechanism may detect an open / close state of the door 701 and move the driving coupler 710 to the first and second positions according to the detection result.
  • the position movement mechanism may position the drive coupler 710 in the first position when the door 701 is opened, and position the drive coupler 710 in the second position when the door 701 is closed.
  • the position moving mechanism may move the drive coupler 710 to the first and second positions according to the rotational direction of the motor 702.
  • the position shift mechanism moves the drive coupler 710 from the first position to the second position when the motor 702 is rotated in the forward direction, that is, in the rotational direction for image formation, and the motor 702 rotates in the reverse direction.
  • the driving coupler 710 can be moved from the second position to the first position.
  • the photosensitive drum 1 is supported to be rotatable on both side walls of the housing 90.
  • a bearing member is interposed between the photosensitive drum 1 and both side walls.
  • the driven coupler 610 may be integrally formed with the bearing member.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of a driven coupler 610.
  • the photosensitive drum 1 is cylindrical in shape having a hollow portion 1a.
  • a driven coupler 610 is coupled to one end of the photosensitive drum 1.
  • the driven coupler 610 includes a second coupling part 611, an insertion part 612 inserted into the hollow part 1a, and a bearing part 613.
  • the insertion portion 612 is pressed into the hollow portion 1a.
  • the second coupling part 611 is located inside the insertion part 612 in the radial direction.
  • the bearing part 613 is provided outside the second coupling part 612 in the radial direction.
  • the bearing portion 613 is supported on the side wall 93 of the housing 90.
  • the side wall 93 may be integral with the housing 90, for example, and may be a side bracket coupled to the housing 90.
  • the side wall 93 is described as the side bracket 93.
  • the bearing portion 613 of this embodiment is in the form of a circular concave groove.
  • the side bracket 93 is provided with a cylindrical support portion 93a inserted into the bearing portion 613.
  • the support portion 93a protrudes inward from the inner wall 93b of the side bracket 93 and is inserted into the bearing portion 613. Thereby, the photosensitive drum 1 can be supported to be rotated on the side wall 93.
  • the side bracket 93 is provided with a connection hole 93c to be connected to the driven coupler 610 to the drive coupler 710.
  • the driven coupler 610 may be, for example, a metal sintered member.
  • the driven coupler 610 may be impregnated with oil.
  • the side bracket 93 and the driven coupler 610 may be formed of a high strength plastic material, such as poly phenylene sulfide (PPS) resin.
  • PPS poly phenylene sulfide
  • the driven coupler 610a of this embodiment is different from the driven coupler 610 shown in FIG. 6 in that it has a bearing portion 613a of a convex shape.
  • the insertion portion 612 is press-fitted into the hollow portion 1a, whereby the driven coupler 610 is fixed to one end of the photosensitive drum 1.
  • the bearing portion 613a is in the form of a cylindrical protrusion.
  • the side bracket 93 is provided with a cylindrical support portion 93d which is supported to be rotatable by inserting a bearing portion 613a therein.
  • the support portion 93d protrudes inward from the inner wall 93b of the side bracket 93.
  • the outer diameter part of the bearing part 613a is inserted and supported by the inner diameter part of the support part 93d.
  • the side bracket 93 is provided with a connection hole 93c to be connected to the driven coupler 610 to the drive coupler 710.
  • the driving gear 721 constituting the driving coupler 710 and the gear driving unit 720 may be coaxial.
  • 8 is a cross-sectional view of an embodiment of a structure in which the driving coupler 710 and the gear driving unit 720 are formed coaxially. In FIG. 8, the shape of the developing cartridge 100 is omitted.
  • the drive coupler 710 is supported to be rotatable on the support shaft 704.
  • the drive coupler 710 can slide in the axial direction of the support shaft 704.
  • An elastic member 705 may be further provided to apply an elastic force in a direction in which the driving coupler 710 is connected to the driven coupler 610.
  • the drive coupler 710 is inserted into the inner diameter portion 721 of the drive gear 721.
  • the drive coupler 710 slides in the axial direction of the support shaft 704 in the inner diameter portion 721a.
  • the drive gear 721 may be integrated with the gear unit 712.
  • the gear unit 712 is connected to the motor 702 directly or by a power connecting member such as a gear.
  • the driving force of the motor 702 is transmitted to the driving coupler 710 via the gear unit 712 and the driving gear 721.
  • the drive gear 721 and the drive coupler 710 may be rotated together, and the drive coupler 710 may have a support shaft. It may have a suitable shape to be moved in the direction of 704.
  • the cross-sectional shape of the inner diameter portion 721a of the driving gear 721 and the outer diameter portion 710a of the driving coupler 710 may be a polygonal shape, a D-shape, or the like.
  • slots (not shown) extending in the direction of the support shaft 704 are provided at the inner diameter portion 721a of the drive gear 721 and the outer diameter portion 710a of the drive coupler 710, respectively.
  • a pin (not shown) may be inserted into the driving coupler 710 and the driving gear 721 to rotate together, and the driving coupler 710 may move along the support shaft 704.
  • the driving coupler 710 and the driving gear 721 may be connected by various structures.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of one embodiment of a power connection structure.
  • the driving gear 721 may be engaged with the developing roller gear 32, and the driving coupler 710 may be connected with the driven coupler 610 at the same time.
  • the structure of the driving unit 703 provided in the main body 700 for driving the photosensitive drum 1 and the developing roller 3 can be simplified, and a compact that occupies a small space in the main body 700.
  • One drive 703 can be implemented.
  • the side wall 93 may include a first side wall 93-1 positioned at the side of the first frame 90a and a second side wall 93-2 positioned at the side of the second frame 90b. .
  • the first and second side walls 93-1 and 93-2 may be integrated with the first and second frames 90a and 90b, respectively, and may be coupled to the first and second frames 90a and 90b.
  • the first and second side brackets 93-1 and 93-2 may be used.
  • the first side wall 93-1 and the second side wall 93-2 are separated in the present embodiment, the first side wall 93-1 and the second side wall 93-2 may be integrated.
  • the immersion portion 95 is immersed inward from the outer wall 93e of the side wall 93, that is, in the longitudinal direction of the developing roller 3.
  • the immersion portion 95 has a form that can accommodate the driving coupler 710 and the driving gear 721 when the developing cartridge 100 is mounted to the main body 700.
  • the immersion portion 95 is provided with an opening 95a for partially exposing the developing roller gear 32 to the outside of the housing 90.
  • the side wall 93 includes an outer wall 93e and a stepped wall 93f which is stepped inward from the outer wall 93e.
  • the immersion portion 95 may be implemented by the step between the outer wall 3e and the stepped wall 93f.
  • the cylindrical support 93a described above protrudes from the inner wall of the stepped wall 93f (FIG. 6: 93b). It is inserted into the bearing part (FIG. 6: 613) provided in the driven coupler 610.
  • the stepped wall 93f is provided with the connection hole 93c in the drive coupler 710 so that it may be connected to the driven coupler 610.
  • 95a is provided between the outer wall 93e and the stepped wall 93f to expose the developing roller gear 32 to the outside of the housing 90.
  • the developing cartridge 100 may have a positioning structure for positioning within the main body 700.
  • 11 is a schematic diagram of one embodiment of a positioning structure of the developing cartridge 100.
  • the developing cartridge 100 is provided with a first positioning unit 110
  • the main body 700 is provided with a first receiving unit 740 for receiving the first positioning unit 110.
  • the first positioning unit 110 and the first receiving unit 740 may determine a position within the main body 700 of the photosensitive drum 1. Since the photosensitive drum 1 is rotated, when the first positioning unit 110 is provided in the photosensitive drum 1, the first receiving unit 740 in which the first positioning unit 110 is accommodated is the first position. Since the determining unit 110 needs to be rotatable, the structure of the first accommodating unit 740 may be complicated.
  • the first positioning unit 110 is located adjacent to the photosensitive drum 1.
  • the first positioning unit 110 may be provided on both side walls of the housing 90.
  • the first positioning unit 110 is provided on the side bracket 93 on which the photosensitive drum 1 can be rotated.
  • the first positioning unit 110 may have an arc shape coaxial with the photosensitive drum 1.
  • the first accommodating part 740 supports at least two positions of the arc-shaped first positioning part 110.
  • the developing cartridge 100 may further include a second positioning unit 120.
  • the main body 700 is provided with a second accommodating part 750 for accommodating the second positioning part 120.
  • the second positioning unit 120 and the second receiving unit 750 determine the position in the main body 700 of the developing roller 3.
  • the first positioning unit 110 may be provided on both side walls of the housing 90.
  • the second positioning unit 120 may be a rotation shaft 31 of the developing roller 3, and may be a protrusion concentric with the rotation shaft 31 and protruding from the housing 90.
  • the second accommodating part 750 has a shape supporting the first positioning part 120 so that the developing cartridge 100 is not rotated. Referring to FIG. 11, the second accommodating part 750 is rotated to support the second positioning part 120 on the downstream side of the second positioning part 120 based on the rotation direction of the developing roller 3.
  • the prevention part 751 is provided.
  • the main body 700 may be provided with one or more guide rails for guiding the development cartridge 100 when the development cartridge 100 is detached.
  • the first and second guide rails 741 and 752 are provided in the main body 700.
  • the first and second positioning units 110 and 120 are guided to the first and second guide rails 741 and 752, respectively.
  • the first and second positioning parts 110 and 120 are respectively driven by the first and second guide rails 741 and 752. Guided to the receiving portion (740) (750).
  • the first and second positioning portions 110 and 120 are attached to the first and second receiving portions 740 and 750, respectively.
  • the driven coupler 610 and the driving coupler 710 are coaxially aligned with each other, and the driving coupler 710 and the driven coupler 610 are connected to each other.
  • the developing roller gear 32 meshes with the drive gear 721.
  • the first and second positioning parts 110 and 120 are supported by the first and second receiving parts 740 and 750, respectively, such that the driving coupler 710 and the driven coupler 610 are coaxially aligned with each other.
  • the photosensitive drum 1 can be stably driven, and the distance between the drive gear 721 and the developing roller gear 32 is maintained, so that the driving force of the driving unit 703 can be stably transmitted to the developing roller 3. .
  • the integrated developer 100 having the photosensitive drum 1 and the developing roller 3 has been described.
  • the above-described power connection structure and the positioning structure include the separate developing cartridge having the developing roller 3. Applicable to
  • FIGS. 12 is a schematic structural diagram of an embodiment of an electrophotographic image forming apparatus.
  • 13 is a plan view of one embodiment of a development cartridge 800.
  • the same components as those described in the embodiment shown in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals.
  • the image forming apparatus includes a photosensitive drum 1, a charging roller 2, an exposure machine 200, a development cartridge 800a, an intermediate transfer belt 310, a first transfer roller 320, and a second.
  • the transfer roller 330 and the fixing unit 400 are provided.
  • the developing cartridge 800 of this embodiment is a separate developing cartridge having a developing roller 3.
  • the photosensitive drum 1 is a photoconductive layer formed on the outer circumference of a cylindrical metal drum.
  • a photosensitive belt (not shown) may be employed.
  • the charging roller 2 is an example of a charger for charging the photosensitive drum 1 to a uniform electric potential.
  • the charging roller 2 supplies electric charge while rotating in contact or non-contact state with the outer circumferential surface of the photosensitive drum 1 to charge the outer circumferential surface of the photosensitive drum 1 to a uniform potential.
  • a corona discharger (not shown) may be employed instead of the charging roller 2.
  • the exposure machine 200 scans the light corresponding to the image information to the photosensitive drum 1 charged to have a uniform potential to form an electrostatic latent image.
  • a laser scanning unit (LSU) using a laser diode as a light source may be used.
  • the image forming apparatus of this embodiment uses toners of cyan, magenta, yellow, and black colors to print color images.
  • toners of cyan, magenta, yellow, and black colors to print color images.
  • it is distinguished by appending Y, M, C, and K after the reference numerals indicating the components.
  • the image forming apparatus of this embodiment includes four developing cartridge units 800 each containing toners of cyan, magenta, yellow, and black colors. do. 10 and 11, the developing cartridge 800 includes a developing roller 3.
  • the developing cartridge 800 is positioned such that the developing roller 3 is spaced apart from the photosensitive drum 1 by a developing gap to perform non-contact developing.
  • the development gap can be on the order of tens to hundreds of microns.
  • the developing cartridge 800 may further include a supply roller 4, an agitator 7, and the like for supplying toner to the developing roller 5.
  • the developing roller 3, the supply roller 4, and the stirrer 7 are supported to be rotatable in the housing 890.
  • the intermediate transfer belt 310 is supported by the support rollers 301 and 302 to travel at the same traveling line speed as the rotational linear speed of the photosensitive drum 1.
  • the length of the intermediate transfer belt 310 should be equal to or at least longer than the length of the paper P of the maximum size used in the image forming apparatus.
  • the first transfer roller 320 faces the photosensitive drum 1 and is applied with a first transfer bias voltage for transferring the toner image developed on the photosensitive drum 1 to the intermediate transfer belt 310.
  • the second transfer roller 330 is installed to face the intermediate transfer belt 310.
  • the second transfer roller 330 is spaced apart from the intermediate transfer belt 310 while the toner image is transferred from the photosensitive drum 1 to the intermediate transfer belt 310, and the toner image is completely transferred to the intermediate transfer belt 310. When transferred, it is in contact with the intermediate transfer belt (310).
  • a second transfer bias voltage is applied to the second transfer roller 330 to transfer the toner image onto the paper.
  • the image forming process by the above configuration will be briefly described.
  • Light corresponding to image information of, for example, yellow (Y) color is irradiated from the exposure machine 3 to the photosensitive drum 1 charged at a uniform electric potential by the charging roller 2.
  • an electrostatic latent image corresponding to an image of yellow (Y) color is formed on the photosensitive drum 1.
  • the developing bias voltage is applied to the developing roller 3 of the yellow developing cartridge 800Y.
  • the yellow (Y) color toner is attached as the electrostatic latent image, and the yellow (Y) color toner image is developed on the photosensitive drum 1.
  • the yellow (Y) color toner image is transferred to the intermediate transfer belt 310 by a first transfer bias voltage applied to the first transfer roller 320.
  • the exposure machine 200 After the transfer of the one-page yellow toner image is completed, the exposure machine 200 generates light having a uniform potential by the charging roller 2, for example, light corresponding to the image information of the magenta (M) color.
  • the electrostatic latent image corresponding to the image of magenta (M) color is formed by scanning the photosensitive drum 1 recharged with.
  • the magenta developer 4M develops by supplying toner of magenta (M) color on the electrostatic latent image.
  • the magenta (M) color toner image formed on the photosensitive drum 1 is transferred to the intermediate transfer belt 310 so as to be superimposed on the yellow (Y) color toner image that has been transferred first.
  • the intermediate transfer belt 6 has toner images of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) colors. This superimposed color toner image is formed.
  • the color toner image is transferred to the paper P passed between the intermediate transfer belt 310 and the second transfer roller 330 by the second transfer bias voltage.
  • the fixing unit 400 applies heat and pressure to the color toner image to fix the paper to the paper.
  • the developing cartridge 800 may be opened and detached from the main body 700 by opening the door 701.
  • the rotating bodies in the developing cartridge 800 including the developing roller 3 are rotated by receiving a driving force from a driving unit (not shown) provided in the main body 700.
  • a structure in which the developing roller 3 is connected to the driving unit of the main body 700 and the developing roller 3 and the supply roller 2 and the stirrer 7 are connected by a gear connecting structure may be considered.
  • the gear connecting structure the gears 1, 2 and 3 are connected to the rotary shafts of the developing roller 3, the feed roller 4 and the stirrer 7, respectively, and the gears 1, 2 and 3 are sequentially To interlock.
  • the rotational uniformity of the developing roller 3 can be influenced by the feed roller 4 and the stirrer 7. That is, the uniformity of rotation of the developing roller 3 depends on the manufacturing precision of the gears 1, 2, 3, the developing roller 3, the supply roller 4, and the support accuracy of the stirrer 7 to the housing 810. This is affected. Rotational uniformity of the developing roller 3 greatly influences the quality of the image.
  • the developing roller 3 is separated from the feed roller 4 and the stirrer 7 by power. That is, the developing roller 3 is connected to the driving unit provided in the main body 700 individually. In addition, the developing roller 3 is connected to the driving portion of the main body 700 by the shaft connecting structure, not the gear connecting structure.
  • the driving unit 707 is provided in the main body 700.
  • the driving unit 707 includes a driving coupler 760 and a first driving unit 770.
  • the drive coupler 760 and the gear drive 770 are driven by one or more motors 702.
  • the developing cartridge 800 is provided with a driven coupler 660 and a gear connecting portion 670.
  • the gear driving unit 77 is connected to the gear connecting unit 670.
  • the gear connecting portion 670 is connected to the gear driving portion 770 by a gear connecting structure.
  • the driving coupler 760 and the driven coupler 660 are connected by an axial connection method.
  • the driven coupler 660 is provided at one end of the rotation shaft 31 of the developing roller 3.
  • the drive coupler 760 has a complementary shape to be axially engaged with the driven coupler 660.
  • the drive coupler 710 is supported to be axially slidable to the support shaft 704 provided in the main body 700.
  • the driving coupler 760 includes a gear part 712 connected to the motor 702, and a first coupling part 711.
  • the driven coupler 660 has a second coupling portion 611 having a complementary shape that can be axially coupled with the first coupling portion 711.
  • the driving coupler 710 and the driven coupler 610 are engaged with each other by the shaft connection structure. Therefore, the developing roller 3 is directly connected to the driving unit 707 by the shaft connecting method, and the gear is not connected to the developing roller 3. Therefore, the influence of the feed roller 4 and the stirrer 7 on the rotational uniformity of the developing roller 3 can be reduced. In addition, since the gear is not connected to the developing roller 3, it is possible to prevent the generation of jitter due to the gear, so that the uniformity of rotation of the developing roller 3 can be secured. Since the thrust by the gear does not occur, the positional stability in the main body 700 of the developing cartridge 800 can be improved.
  • the gear driving unit 770 may include a drive gear 771 provided in the main body 700.
  • the gear connecting portion 670 may include a connecting gear 63 installed in the housing 890 of the developing cartridge 800.
  • the connecting gear 63 is engaged with the drive gear 771 when the developing cartridge 800 is mounted to the main body 700.
  • the connecting gear 63 is connected to the feed roller gear 42, and the stirrer gear 72 is connected to the feed roller gear 42 via the idle gear 64.
  • the drive coupler 760 may have a structure shown in FIG. 5 or 8.
  • the drive gear 771 is provided on a support shaft (not shown) separate from the support shaft 704.
  • the drive coupler 760 of this embodiment has the structure shown in FIG. That is, the driving coupler 760 is coaxially installed with the gear driving unit 770, that is, the driving gear 771. 8 and 13, the drive coupler 760 is rotatably supported by the support shaft 704.
  • the drive coupler 760 can slide in the axial direction of the support shaft 704.
  • An elastic member 705 may be further provided to apply an elastic force in a direction in which the driving coupler 760 is connected to the driven coupler 660.
  • the driving coupler 760 is inserted into the inner diameter portion 771a of the driving gear 771.
  • the inner diameter portion 771a of the driving gear 771 and the outer diameter portion 760a of the driving coupler 760 may have an appropriate shape so that the driving gear 771 and the driving coupler 760 may rotate together.
  • the drive coupler 760 slides in the axial direction of the support shaft 704 in the inner diameter portion 771a.
  • the driving force of the motor 702 is transmitted to the driving coupler 760 and the connecting gear 63 through the driving gear 771. According to such a configuration, when the developing cartridge 100 is mounted on the main body 700, the developing roller 3, the supply roller 4, and the stirrer 7 may be driven by the driving unit 707.
  • the drive coupler 760 is supported in conjunction with the mounting operation of the developing cartridge 800, in conjunction with the opening and closing operation of the door 701, or by a position moving mechanism provided in the main body 700. Guided to shaft 704 may be moved to a first position spaced from driven coupler 660 and to a second position connected to driven coupler 660.

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Abstract

화상형성장치 본체에 착탈되는 현상 카트리지가 개시된다. 현상 카트리지는,정전잠상이 형성되는 감광 드럼과, 감광 드럼에 현상제를 공급하여 현상시키는 현상롤러와, 감광 드럼과 현상롤러가 지지되는 하우징과, 현상 롤러의 회전축에 마련되며 현상 카트리지가 본체에 장착되면 본체의 구동 기어와 연결되는 현상롤러 기어와, 감광 드럼의 일단부에 마련되며 현상 카트리지가 본체에 장착되면 본체에 구동 기어와 동축으로 위치되는 구동 커플러와 축연결방식에 의하여 연결되는 종동 커플러를 포함한다.

Description

현상 카트리지 및 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치
본체로부터 동력을 전달받아 구동되는 현상 카트리지 및 이를 채용한 전자 사진방식 화상형상장치가 개시된다.
전자사진방식을 이용하는 화상형성장치는, 감광체에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하여 감광체 상에 가시적인 토너화상을 형성하고, 이 토너화상을 기록매체로 전사한 후, 전사된 토너화상을 기록매체에 정착시켜 기록 매체에 화상을 인쇄한다.
현상 카트리지는 가시적인 토너화상을 형성하기 위한 부품들의 조립체로서, 화상형성장치 본체에 착탈가능하며, 수명이 경과한 때에 교체되는 소모품이다. 현상 카트리지는 감광체와, 감광체에 토너를 공급하기 위한 현상롤러를 구비하며, 감광체에 공급될 토너를 수용한다. 현상 카트리지가 화상형성장치 본체에 장착되면, 감광체가 본체에 마련된 구동부와 연결된다. 감광체와 현상롤러는 기어 연결구조에 의하여 연결된다. 이에 의하여, 감광체와 현상롤러가 구동된다.
감광체와 현상롤러의 회전균일성은 인쇄화상의 품질에 영향을 미친다.
감광체가 안정적으로 회전될 수 있는 현상 카트리지 및 이를 채용한 화상형성장치를 제공한다.
현상롤러가 안정적으로 회전될 수 있는 현상 카트리지 및 이를 채용한 화상형성장치를 제공한다.
일 측면에 따른 현상 카트리지는 화상형성장치 본체에 착탈되는 현상 카트리지로서, 정전잠상이 형성되는 감광 드럼; 상기 감광 드럼에 현상제를 공급하여 현상시키는 현상롤러; 상기 감광 드럼과 상기 현상롤러가 지지되는 하우징; 상기 현상 롤러의 회전축에 마련되며, 상기 현상 카트리지가 상기 본체에 장착되면 상기 본체의 구동 기어와 연결되는 현상롤러 기어; 상기 감광 드럼의 일단부에 마련되며, 상기 현상 카트리지가 상기 본체에 장착되면 상기 본체에 상기 구동 기어와 동축으로 위치되는 구동 커플러와 축연결방식에 의하여 연결되는 종동 커플러;를 포함한다.
상기 하우징의 측벽에는, 상기 현상 카트리지가 상기 본체에 장착된 때에, 상기 구동 커플러와 상기 구동 기어가 수용될 수 있도록 상기 측벽으로부터 상기 현상 롤러의 길이방향으로 몰입된 몰입부가 마련될 수 있다.
상기 몰입부에는 상기 현상롤러 기어를 상기 하우징의 외부로 노출시키는 개구부가 마련될 수 있다.
상기 종동 커플러는 상기 감광 드럼을 상기 하우징의 측벽에 회전될 수 있게 지지할 수 있다.
상기 종동 커플러는, 상기 감광드럼의 중공부에 삽입되는 삽입부; 상기 구동 커플러에 마련된 제1결합부와 상보적인 형상을 가진 제2결합부; 반경 방향으로 상기 제2결합부의 외측에 마련되며, 상기 감광드럼이 상기 하우징에 회전가능하게 지지되도록 상기 측벽에 마련된 지지부에 지지되는 베어링부;를 포함할 수 있다.
상기 베어링부는 오목한 홈 형상이며, 상기 지지부는 상기 베어링부에 삽입될 수 있다.
상기 베어링부는 볼록한 원통형이며, 상기 지지부는 상기 베어링부가 삽입되어 회전될 수 있게 지지되는 원통형일 수 있다.
상기 하우징의 측벽에는 상기 제1결합부가 상기 제2결합부에 맞물릴 수 있도록 개구된 연결구가 마련될 수 있다.
상기 하우징의 양측벽에는 상기 감광드럼과 동심을 이루는 원호 형상의 제1위치결정부와, 상기 현상롤러와 동심을 이루는 제2위치결정부가 마련될 수 있다.
일 측면에 따른 전자사진방식 화상형성장치는, 본체; 상기 본체에 착탈되는 것으로서, 전술한 현상 카트리지를 구비하는 한다.
상기 하우징의 양측벽에는 상기 감광드럼과 동심을 이루는 원호 형상의 제1위치결정부와, 상기 현상롤러와 동심을 이루는 제2위치결정부가 마련되며, 상기 본체에는 상기 제1, 제2위치결정부를 각각 수용하는 제1, 제2수용부가 마련될 수 있다.
제2수용부는 상기 현상 롤러의 회전방향을 기준으로 하여 제2위치결정부의 하류측에서 제2위치결정부를 지지하는 회전방지부;를 구비할 수 있다.
전술한 현상 카트리지 및 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치의 실시예들에 따르면, 감광 드럼과 현상 카트리지의 다른 롤러들이 개별적으로 본체와 동력연결됨으로써 감광 드럼의 회전균일성을 향상시킬 수 있다. 또한, 현상롤러가 현상 카트리지의 다른 롤러들이 개별적으로 본체와 동력연결됨으로써 현상롤러의 회전균일성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전자사진방식 화상형성장치에 채용된 현상 카트리지의 일 실시예의 구성도이다.
도 3은 동력 연결구조의 일 실시예의 블록도이다.
도 4는 동력 연결구조의 일 실시예의 개략도이다.
도 5는 구동 커플러와 종동 커플러의 일 실시예를 보여주는 사시도이다.
도 6은 종동 커플러의 일 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 7은 종동 커플러의 일 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 8은 구동 커플러와 기어구동부가 동축으로 형성된 구조의 일 실시예의 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 실시예에 따른 동력 연결구조의 일 실시예의 개략도이다.
도 10은 현상 카트리지의 일 실시예의 부분 사시도이다.
도 11은 현상 카트리지의 위치 결정 구조의 일 실시예의 개략도이다.
도 12는 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예의 개략적인 구성도이다.
도 13은 현상 카트리지의 일 실시예의 평면도이다.
도 14는 동력 연결구조의 일 실시예의 블록도이다.
도 15는 동력 연결구조의 일 실시예의 개략도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 명세서 및 도면에서 실질적으로 동일한 기능 구성을 가진 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.
도 1은 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예의 구성도이며, 도 2는 도 1에 도시된 전자사진방식 화상형성장치에 채용된 현상 카트리지(100)의 일 실시예의 구성도이다. 본 실시예의 현상 카트리지(100)는 감광 드럼(1)과 현상롤러(3)를 구비하는 일체형 현상 카트리지이다.
도 1과 도 2를 보면, 감광 드럼(1)은 정전잠상이 형성되는 감광체의 일 예로서, 원통형 금속 파이프의 외주에 광도전성을 가지는 감광층이 형성된 것이다. 대전롤러(2)는 감광 드럼(1)의 그 표면을 균일한 전위로 대전시키는 대전기의 일 예이다. 대전롤러(2)에는 대전 바이어스 전압이 인가된다. 대전롤러(2) 대신에 코로나 대전기(미도시)가 사용될 수도 있다. 현상롤러(3)는 토너를 감광 드럼(1)의 표면에 형성되는 정전잠상에 공급하여 현상시키기 위한 것이다. 현상롤러(3)에 현상바이어스전압이 인가되면 현상롤러(3)의 표면으로부터 토너가 감광 드럼(1)의 표면에 형성된 정전잠상으로 이동되어 부착된다. 현상롤러(3)는 감광 드럼(1)에 접촉되어 현상닙을 형성하거나 또는 감광 드럼(1)과 현상갭만큼 이격되게 배치될 수 있다.
현상 카트리지(100)에는 토너를 현상롤러(3)에 부착시키기 위한 공급롤러(4)가 더 마련될 수 있다. 공급롤러(4)에는 토너를 현상롤러(3)로 부착시키기 위하여 공급바이어스전압이 인가될 수 있다. 참조부호 5는 현상롤러(3)의 표면에 부착되는 토너의 양을 규제하기 위한 규제부재를 표시한다. 규제부재(5)는 예를 들어 그 선단이 현상롤러(3)에 소정의 압력으로 접촉되는 규제 블레이드일 수 있다. 참조부호 6은 대전 전에 감광 드럼(1)의 표면으로부터 잔류토너 및 이물질을 제거하기 위한 클리닝 부재를 표시한다. 클리닝 부재(6)는 예를 들어 그 선단이 감광 드럼(1)의 표면에 접촉되는 클리닝 블레이드일 수 있다. 이하에서, 감광 드럼(1)의 표면으로부터 제거된 이물질을 폐토너로 지칭한다.
현상 카트리지(100)는 토너 수용부(10)와 폐토너 수용부(11)를 구비한다. 폐토너 수용부(11)에는 감광 드럼(1)의 표면으로부터 제거된 폐토너가 수용된다. 토너 수용부(10)에는 토너가 수용된다. 토너 수용부(10)에는 교반기(7)가 설치된다. 교반기(7)는 토너를 현상롤러(3)로 이송하는 역할을 한다. 교반기(7)는 토너를 휘저어 토너를 소정 전위로 대전시키는 역할을 겸할 수 있다. 도 2에는 하나의 교반기(7)가 도시되어 있으나, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 토너 수용부(10)의 용적이나 형태를 감안하여 효과적으로 토너를 현상롤러(3)로 공급하기 위하여 토너 수용부(10)에는 적절한 위치에 적절한 수의 교반기(7)가 설치될 수 있다. 교반기(7)의 형태는 회전축에 하나 또는 다수의 유연한 필름 형태의 교반날개가 마련된 형태일 수 있다. 또, 도면으로 도시되지는 않았지만, 교반기(7)는 나선형 교반날개를 구비하는 오거(auger)일 수도 있다. 교반기(7)는 토너를 현상롤러(3)로 이송시키는 한편, 토너를 교반하여 토너를 마찰대전시킨다.
도 2를 참조하면, 하우징(90)은 토너 수용부(10)와 폐토너 수용부(11)를 형성하며, 감광체(1), 대전롤러(2), 현상롤러(3), 공급롤러(4), 교반기(7) 등 현상 카트리지(100)를 구성하는 부재들을 지지하는 프레임의 역할을 한다. 감광 드럼(1)은 개구(99)를 통하여 그 외주의 일부가 하우징(90) 외부로 노출된다. 하우징(90)은 제1프레임(90a)과 제2프레임(90b)을 구비할 수 있다.
현상 카트리지(100)는 제1유닛(100a)과 제2유닛(100b)을 포함할 수 있다. 제1유닛(100a)은 감광 드럼(1), 대전롤러(2), 및 클리닝 부재(6)와, 이들을 지지하는 제1프레임(90a)을 포함할 수 있다. 제1프레임(90a)에는 폐토너 수용부(11)가 마련된다. 제2유닛(100b)은 현상롤러(3), 공급롤러(4), 규제부재(5), 및 교반기(7)와, 이들을 지지하는 제2프레임(90b)을 포함할 수 있다. 제2프레임(90b)에는 토너 수용부(10)가 마련된다. 제1프레임(90a)의 하부벽(91)과 제2프레임(90b)의 상부벽(92)은 서로 이격되며, 그 사이로 감광 드럼(1)을 노광시키기 위하여 노광기(도 1의 200)로부터 주사되는 광(L)이 입사되는 광로(12)가 형성된다. 다만, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니며, 제1, 제2프레임(90a)(90b)는 일체일 수도 있다.
도 1을 참조하면, 현상 카트리지(100)는 도어(701)를 열고 화상형성장치 본체(700)에 장착된다. 현상 카트리지(100)가 본체(700)에 장착되면, 본체(700)에 마련된 구동부(미도시)가 현상 카트리지(100)와 연결되어, 감광체(1), 대전롤러(2), 현상롤러(3), 공급롤러(4), 교반기(7) 등 현상 카트리지(100)를 구성하는 부재들을 구동한다.
노광기(200)는 화상정보에 따라 변조된 광을 균일한 전위로 대전된 감광 드럼(1)의 표면에 주사한다. 노광기(200)로서, 예를 들면 레이저 다이오드로부터 조사되는 광을 폴리곤미러를 이용하여 주주사방향으로 편향시켜 감광 드럼(1)에 주사하는 LSU(laser scanning unit)가 채용될 수 있다.
전사롤러(300)는 감광 드럼(1)의 표면과 대면되게 위치되어 전사닙을 형성하는 전사기의 일 예이다. 전사롤러(300)에는 감광 드럼(1)의 표면에 현상된 토너화상을 기록매체(P)로 전사시키기 위한 전사바이어스전압이 인가된다. 전사롤러(300)대신에 코로나 전사기가 사용될 수도 있다.
전사롤러(300)에 의하여 기록매체(P)의 표면으로 전사된 토너화상은 정전기적 인력에 의하여 기록매체(P)의 표면에 유지된다. 정착기(400)는 토너화상이 열과 압력을 가하여 기록매체(P)에 정착시킴으로써 기록매체(P)에 영구적인 인쇄화상을 형성한다.
상술한 구성에 의한 화상형성과정을 간략히 설명한다. 대전롤러(2)에 대전바이어스전압이 인가되고, 감광 드럼(1)은 균일한 전위로 대전된다. 노광기(200)는 화상정보에 대응되어 변조된 광을 현상 카트리지(100)에 마련된 광로(12)을 통하여 감광 드럼(1)으로 주사하여, 감광 드럼(1)의 표면에 정전잠상을 형성시킨다. 토너는 교반기(7)에 의하여 공급롤러(4) 쪽으로 이송되며, 공급롤러(4)는 토너를 현상롤러(3)의 표면에 부착시킨다. 규제부재(5)는 현상롤러(3)의 표면에 균일한 두께의 토너층을 형성시킨다. 현상롤러(3)에는 현상바이어스전압이 인가된다. 현상롤러(3)가 회전됨에 따라 현상닙(D)으로 운반된 토너는 현상바이어스전압에 의하여 감광 드럼(1)의 표면에 형성된 정전잠상으로 이동되어 부착되어 감광 드럼(1)의 표면에는 가시적인 토너화상이 형성된다. 픽업롤러(502)에 의하여 적재수단(501)으로부터 인출된 기록매체(P)는 이송롤러(503)에 의하여 전사롤러(300)와 감광 드럼(1)이 대면된 전사닙으로 이송된다. 전사롤러(300)에 전사바이어스전압가 인가되면, 정전기적 인력에 의하여 토너화상은 기록매체(P)로 전사된다. 기록매체(P)로 전사된 토너화상이 정착기(400)로부터 열과 압력을 받아 기록매체(P)에 정착됨으로써 인쇄가 완료된다. 기록매체(P)는 배출롤러(504)에 의하여 배출된다. 기록매체(P)로 전사되지 않고 감광 드럼(1)의 표면에 잔류되는 토너는 클리닝 부재(6)에 의하여 제거되어, 폐토너 수용부(11)에 수용된다.
현상 카트리지(100)가 본체(700)에 장착되면, 본체(700)에 마련된 도시되지 않은 구동부로부터 구동력을 전달받아 감광 드럼(1)과 현상롤러(3)를 포함하는 현상 카트리지(100) 내의 회전체들이 회전된다.
일 예로서, 감광 드럼(1)이 본체(700)의 구동부와 연결되고, 감광 드럼(1)과 현상롤러(3)가 기어 연결구조에 의하여 연결되는 구조가 고려될 수 있다. 기어 연결구조에 의하면, 감광 드럼(1)과 현상롤러(3)의 회전축에 각각 기어1과 기어2가 연결되고, 기어1과 기어2가 서로 맞물린다. 이와 같이 감광 드럼(1)과 현상롤러(3)가 기어 연결 구조에 의하여 서로 연결되는 구조에서는, 감광 드럼(1)의 회전 균일성이 현상롤러(3)의 영향을 받을 수 있다. 즉, 기어1, 기어2의 제조 정밀도, 현상롤러(3)의 제2프레임(90b)에의 지지 정밀도 등에 의하여 감광 드럼(1)의 회전 균일성이 영향을 받는다. 감광 드럼(1)의 회전균일성은 화상의 품질에 영향을 큰 영향을 미친다.
이와 같은 문제를 해소하기 위하여, 본 실시예에 따르면, 감광 드럼(1)이 현상롤러(3)와 동력이 분리된다. 즉, 감광 드럼(1)과 현상롤러(3)가 개별적으로 본체(700)에 마련된 구동부와 연결된다. 또한, 감광 드럼(1)은 본체(700)의 구동부와 기어 연결구조가 아닌 축연결구조에 의하여 연결된다.
도 3은 동력 연결구조의 일 실시예의 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본체(700)에는 구동부(703)가 마련된다. 구동부(703)는 구동 커플러(710), 기어구동부(720)를 포함한다. 구동 커플러(710)와 기어구동부(720)는 하나 또는 둘 이상의 모터(702)에 의하여 구동된다. 현상 카트리지(100)에는 종동 커플러(610)와 기어연결부(620)가 마련된다. 현상 카트리지(100)가 본체(700)에 장착되면, 구동 커플러(710)와 종동 커플러(620)가 연결되고, 기어구동부(720)는 기어연결부(620)와 연결된다.
도 4는 동력 연결구조의 일 실시예의 개략도이다. 도 3과 도 4를 참조하면, 구동 커플러(710)와 종동 커플러(610)는 축연결구조에 의하여 연결된다. 종동 커플러(610)는 감광 드럼(1)의 일단부에 마련된다. 구동 커플러(710)는 종동 커플러(610)와 축방향으로 맞물릴 수 있도록 상보적인 형상을 가진다.
기어연결부(620)는 기어 연결 구조에 의하여 기어구동부(720)와 연결된다. 예를 들어, 기어연결부(620)는 현상롤러(3)의 회전축(31)에 마련된 현상롤러 기어(32)를 포함하며, 기어구동부(720)는 모터(702)에 의하여 회전되고 현상롤러 기어(32)와 맞물리는 구동기어(721)를 포함할 수 있다. 공급롤러(4)와 교반기(7)는 현상롤러(3)와 연결되어 회전된다. 예를 들어, 공급롤러(4)의 회전축(41)에는 현상롤러 기어(32)와 맞물리는 공급롤러 기어(42)가 마련된다. 교반기(7)의 회전축(71)에는 교반기 기어(72)가 마련된다. 교반기 기어(72)는 아이들 기어(61)(62)를 통하여 공급롤러 기어(72)와 연결된다.
현상 카트리지(100)가 본체(700)에 장착되면, 구동 커플러(710)와 종동 커플러(610), 구동기어(721)와 현상롤러 기어(32)가 서로 맞물린다. 모터(702)가 구동되면, 감광 드럼(1)과 현상롤러(3)가 회전될 수 있다. 공급롤러(4)와 교반기(7)는 현상롤러(3)와 연결되어 회전될 수 있다. 따라서, 감광 드럼(1)은 기어연결방식이 아닌 축연결방식에 의하여 구동부(703)와 직접 연결된다. 축연결방식은 축과 축이 직접 연결되는 방식으므로 기어 연결방식에 비하여 높은 회전균일성을 확보할 수 있다. 또한, 감광 드럼(1)에 구동력을 받는 기어가 연결되지 않으므로, 기어에 의한 지터(jitter)의 발생을 방지할 수 있어 감광 드럼(1)의 회전 균일성을 안정적으로 확보할 수 있으며, 기어에 의한 추력이 발생하지 않으므로 현상 카트리지(100)의 본체(700) 내에서의 위치 안정성을 향상시킬 수 있다. 현상롤러(3)는 공급롤러(4), 교반기(7) 등의 많은 회전부재와 연결되므로, 감광 드럼(1)이 기어연결방식에 의하여 현상롤러(3)와 직접 연결되면, 회전부재들의 회전 균일성은 감광 드럼(1)의 회전 균일성에 영향을 미칠 수 있다. 본 실시예에 따르면, 감광드럼(1)은 현상롤러(3)와 동력이 분리되므로, 감광 드럼(1)의 회전 균일성에 미치는 현상롤러(3) 및 이에 연결된 회전 부재들의 영향을 차단할 수 있다.
대전롤러(2)는 감광 드럼(1)에 마찰 접촉되어 마찰력에 의하여 감광 드럼(1)이 회전됨에 따라 함께 회전될 수 있다. 대전롤러(2)의 회전축(21)에 대전롤러 기어(22)가 마련되고, 감광 드럼(1)의 회전축에 대전롤러 기어(22)와 맞물리는 기어(미도시)가 마련되는 구조도 가능하다.
도 5는 구동 커플러(710)와 종동 커플러(610)의 일 실시예를 보여주는 사시도이다. 도 5를 참조하면, 구동 커플러(710)는 본체(700)에 마련된 지지축(704)에 축방향으로 슬라이딩될 수 있게 지지된다. 구동 커플러(710)는 모터(702)와 연결되는 기어부(712)와, 제1결합부(711)를 구비한다. 종동 커플러(610)는 감광 드럼(1)의 일단부에 결합된다. 종동 커플러(610)는 제1결합부(711)와 축방향으로 결합될 수 있는 상보적인 형상을 가진 제2결합부(611)를 구비한다. 본 실시예에서 제1결합부(711)가 볼록한 형상이고, 제2결합부(611)가 오목한 형상이나, 제1결합부(711)가 오목한 형상이고, 제2결합부(612)가 볼록한 형상일 수도 있다. 제1, 제2결합부(711)(611)는 상호 결합되어 구동 커플러(710)가 회전될 때에 종동 커플러(610)도 회전될 수 있는 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1결합부(711)가 볼록 또는 오목한 다각형 형상이고 제2결합부(611)는 오목 또는 볼록한 다각형 형상일 수 있다.
구동 커플러(710)는 지지축(704)에 안내되어 종동 커플러(610)로부터 이격된 제1위치로부터 종동 커플러(610)에 연결되는 제2위치로 슬라이딩될 수 있다. 구동 커플러(710)는 다양한 방식에 의하여 제1, 제2위치로 이동될 수 있다.
일 예로서, 구동 커플러(710)는 현상 카트리지(100)가 장착동작에 연동하여 제1, 제2위치로 이동될 수 있다. 현상 카트리지(100)가 본체(700)로부터 탈거된 상태에서는 구동 커플러(710)는 제1위치에 위치된다. 현상 카트리지(100)가 본체(700)에 장착되면, 현상 카트리지(100)의 장착 동작에 의하여 지지축(704)의 축방향으로 이동되는 작동 부재(미도시)가 구동 커플러(710)를 제2위치 쪽으로 밀 수 있다. 이에 의하여, 현상 카트리지(100)의 장착이 완료되면, 구동 커플러(710)가 제2위치에 위치되어 종동 커플러(610)와 연결될 수 있다. 현상 카트리지(100)가 본체(700)로부터 탈거되면, 작동 부재가 반대 방향으로 이동되면서 구동 커플러(710)를 제2위치로부터 제1위치로 이동시킬 수 있다.
다른 예로서, 작동부재는 도어(701)의 개폐동작에 연동하여 작동될 수도 있다. 예를 들어, 작동부재는 도어(701)와 연결된다. 도어(701)가 열리면, 작동부재는 구동 커플러(710)를 제2위치로부터 제1위치로 이동시키며, 도어(701)가 닫히면, 작동 부재는 구동 커플러(710)를 제1위치로부터 제2위치로 이동시킬 수 있다.
다른 예로서, 본체(700)에 구동 커플러(710)를 제1, 제2위치로 이동시키는 위치이동기구(미도시)가 마련될 수도 있다. 위치이동기구는 구동 커플러(710)를 구동하는 모터(702) 또는 다른 모터에 의하여 구동될 수있다. 위치이동기구는 화상형성동작을 수행하지 않을 때에는 구동 커플러(710)를 제1위치에 위치시키며, 화상형성동작을 수행할 때에는 구동 커플러(710)를 제2위치에 위치시킬 수 있다. 위치이동기구는 도어(701)의 개폐상태를 감지하고, 감지 결과에 따라서 구동 커플러(710)를 제1, 제2위치로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 위치이동기구는 도어(701)가 열린 때에는 구동 커플러(710)를 제1위치에 위치시키고, 도어(701)가 닫히면 구동 커플러(710)를 제2위치에 위치시킬 수도 있다. 위치이동기구는 모터(702)의 회전방향에 따라서 구동 커플러(710)를 제1, 제2위치로 이동될 수도 있다. 예를 들어, 위치 이동기구는 모터(702)가 정방향, 즉 화상형성을 위한 회전 방향으로 회전되면 구동 커플러(710)를 제1위치로부터 제2위치로 이동시키고, 모터(702)가 역방향으로 회전되면 구동 커플러(710)를 제2위치로부터 제1위치로 이동시킬 수 있다.
감광 드럼(1)은 하우징(90)의 양측벽에 회전될 수 있게 지지된다. 감광 드럼(1)과 양측벽 사이에는 베어링 부재가 개재된다. 현상 카트리지(100)의 부품의 수와 제조 공수를 줄이기 위하여, 종동 커플러(610)는 베어링 부재와 일체로 형성될 수 있다.
도 6은 종동 커플러(610)의 일 실시예를 보여주는 단면도이다. 도 6을 참조하면, 감광 드럼(1)은 중공부(1a)를 구비하는 실린더 형상이다. 감광 드럼(1)의 일단부에 종동 커플러(610)가 결합된다. 종동 커플러(610)는 제2결합부(611)와, 중공부(1a)에 삽입되는 삽입부(612)와, 베어링부(613)를 구비한다. 예를 들어, 삽입부(612)는 중공부(1a)에 압입된다. 이에 의하여, 종동 커플러(610)가 감광 드럼(1)의 일단부에 고정된다. 제2결합부(611)는 반경방향으로 삽입부(612)의 내측에 위치된다. 반경 방향으로 제2결합부(612)의 외측에 베어링부(613)가 마련된다. 베어링부(613)는 하우징(90)의 측벽(93)에 지지된다. 측벽(93)은 예를 들어 하우징(90)과 일체일 수 있으며, 하우징(90)에 결합되는 측부 브라켓일 수 있다. 이하에서 측벽(93)을 측부 브라켓(93)으로 기재한다.
본 실시예의 베어링부(613)는 원형의 오목한 홈 형태이다. 측부 브라켓(93)에는 베어링부(613)에 삽입되는 원통형의 지지부(93a)가 마련된다. 지지부(93a)는 측부 브라켓(93)의 내벽(93b)으로부터 내측으로 돌출되어 베어링부(613)에 삽입된다. 이에 의하여, 감광드럼(1)이 측벽(93)에 회전될 수 있게 지지될 수 있다. 측부 브라켓(93)에는 구동 커플러(710)에 종동 커플러(610)에 연결될 수 있도록 연결공(93c)이 마련된다.
종동 커플러(610)는 예를 들어 금속 소결 부재일 수 있다. 종동 커플러(610)에는 오일이 함침될 수 있다. 측부 브라켓(93)과 종동 커플러(610)는 PPS(Poly Phenylene sulfide) 수지 등의 고강도 플라스틱 재료로 형성될 수도 있다.
도 7은 종동 커플러(610a)의 일 실시예를 보여주는 단면도이다. 본 실시예의 종동 커플러(610a)는 볼록한 형상의 베어링부(613a)를 구비하는 점에서 도 6에 도시된 종동 커플러(610)와 차이가 있다. 삽입부(612)는 중공부(1a)에 압입되며, 이에 의하여 종동 커플러(610)가 감광 드럼(1)의 일단부에 고정된다. 베어링부(613a)는 원통형 돌기 형태이다. 측부 브라켓(93)에는 그 내측에 베어링부(613a)가 삽입되어 회전될 수 있게 지지되는 원통형의 지지부(93d)가 마련된다. 지지부(93d)는 측부 브라켓(93)의 내벽(93b)으로부터 내측으로 돌출된다. 지지부(93d)의 내경부에는 베어링부(613a)의 외경부가 삽입되어 지지된다. 측부 브라켓(93)에는 구동 커플러(710)에 종동 커플러(610)에 연결될 수 있도록 연결공(93c)이 마련된다.
구동 커플러(710)와 기어구동부(720)를 구성하는 구동기어(721)는 동축일 수 있다. 도 8은 구동 커플러(710)와 기어구동부(720)가 동축으로 형성된 구조의 일 실시예의 단면도이다. 도 8에서는 현상 카트리지(100)의 형상은 생략된다.
도 8을 참조하면, 구동 커플러(710)는 지지축(704)에 회전될 수 있게 지지된다. 구동 커플러(710)는 지지축(704)의 축방향으로 슬라이딩될 수 있다. 구동 커플러(710)가 종동 커플러(610)에 연결되는 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재(705)가 더 마련될 수도 있다. 구동 커플러(710)는 구동기어(721)의 내경부(721)에 삽입된다. 구동 커플러(710)는 내경부(721a) 내에서 지지축(704)의 축방향으로 슬라이딩된다. 구동기어(721)는 기어부(712)와 일체일 수 있다. 기어부(712)는 모터(702)와 직접 또는 기어 등의 동력연결부재에 의하여 연결된다. 모터(702)의 구동력은 기어부(712), 구동기어(721)를 거쳐서 구동 커플러(710)에 전달된다.
구동기어(721)의 내경부(721a)와 구동 커플러(710)의 외경부(710a)는 구동기어(721)와 구동 커플러(710)가 함께 회전될 수 있고 또 구동 커플러(710)가 지지축(704)의 방향으로 이동될 수 있도록 적절한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 구동기어(721)의 내경부(721a)와 구동 커플러(710)의 외경부(710a)의 단면 형상은 다각형 형상, D-형상 등일 수 있다. 또한, 구동기어(721)의 내경부(721a)와 구동 커플러(710)의 외경부(710a)에 지지축(704)의 방향으로 연장된 슬롯(미도시)이 각각 마련되고, 이 슬롯들(미도시)에 핀(pin)(미도시)이 삽입되어, 구동 커플러(710)와 구동기어(721)가 함께 회전되고 또 구동 커플러(710)가 지지축(704)을 따라 이동될 수 있다. 이 외에도 구동커플러(710)와 구동기어(721)는 다양한 구조에 의하여 연결될 수 있다.
도 9는 동력연결구조의 일 실시예의 개략도이다. 도 9를 참조하면, 현상 카트리지(100)가 본체(700)에 장착되면, 구동기어(721)가 현상롤러 기어(32)와 맞물리며, 동시에 구동 커플러(710)가 종동 커플러(610)와 연결될 수 있다. 따라서, 감광 드럼(1)과 현상롤러(3)를 구동하기 위하여 본체(700)에 마련되는 구동부(703)의 구조를 간소화할 수 있으며, 본체(700) 내에서 작은 공간을 차지하는 컴팩트(compact)한 구동부(703)의 구현이 가능하다.
도 10은 현상 카트리지(100)의 일 실시예의 부분 사시도이다. 도 10을 참조하면, 하우징(90)의 측벽(93)에는 몰입부(95)가 마련된다. 측벽(93)은 제1프레임(90a)의 측부에 위치되는 제1측벽(93-1)과, 제2프레임(90b)의 측부에 위치되는 제2측벽(93-2)을 포함할 수 있다. 제1, 제2측벽(93-1)(93-2)은 각각 제1, 제2프레임(90a)(90b)과 일체일 수 있으며, 제1, 제2프레임(90a)(90b)에 결합되는 제1, 제2측부 브라켓(93-1)(93-2)일 수도 있다. 본 실시예에서는 제1측벽(93-1)과 제2측벽(93-2)이 분리되어 있으나, 제1측벽(93-1)과 제2측벽(93-2)은 일체일 수도 있다.
몰입부(95)는 측벽(93)의 외벽(93e)으로부터 내측으로, 즉 현상롤러(3)의 길이방향으로 몰입된 형태이다. 몰입부(95)는, 현상 카트리지(100)가 본체(700)에 장착된 때에, 구동 커플러(710)와 구동기어(721)를 수용할 수 있는 형태를 가진다. 몰입부(95)에는 현상롤러 기어(32)를 부분적으로 하우징(90)의 외부로 노출시키기 위한 개구부(95a)가 마련된다.
예를 들어, 측벽(93)은 외벽(93e)과, 외벽(93e)으로부터 내측으로 단차진 단차벽(93f)을 구비한다. 외벽((3e)과 단차벽(93f)의 단차에 의하여 몰입부(95)가 구현될 수 있다. 전술한 원통형 지지부(93a)는 단차벽(93f)의 내벽(도 6: 93b)으로부터 돌출되어 종동 커플러(610)에 마련된 베어링부(도 6: 613)에 삽입된다. 단차벽(93f)에는 구동 커플러(710)에 종동 커플러(610)에 연결될 수 있도록 연결공(93c)이 마련된다. 개구부(95a)는 외벽(93e)과 단차벽(93f) 사이에 마련되어 현상롤러 기어(32)를 하우징(90)의 외부로 노출시킨다.
현상 카트리지(100)는 본체(700) 내에서의 위치 결정을 위한 위치 결정 구조를 가질 수 있다. 도 11은 현상 카트리지(100)의 위치 결정 구조의 일 실시예의 개략도이다. 도 11을 참조하면, 현상 카트리지(100)에는 제1위치결정부(110)가 마련되며, 본체(700)에는 제1위치 결정부(110)를 수용하는 제1수용부(740)가 마련된다. 제1위치 결정부(110)와 제1수용부(740)는 감광 드럼(1)의 본체(700) 내에서의 위치를 결정할 수 있다. 감광 드럼(1)이 회전되므로, 제1위치 결정부(110)가 감광 드럼(1)에 마련되는 경우, 제1위치 결정부(110)가 수용되는 제1수용부(740)는 제1위치 결정부(110)를 회전될 수 있게 지지하여야 하므로, 제1수용부(740)의 구조가 복잡해질 수 있다. 본 실시예에서는, 제1위치결정부(110)가 감광 드럼(1)에 인접하게 위치된다. 제1위치 결정부(110)는 하우징(90)의 양측벽에 마련될 수 있다. 예를 들어, 제1위치 결정부(110)는 감광 드럼(1)이 회전될 수 있게 지지되는 측부 브라켓(93)에 마련된다. 예를 들어, 제1위치 결정부(110)는 감광 드럼(1)과 동축을 이루는 원호 형상일 수 있다. 제1수용부(740)는 원호 형상의 제1위치 결정부(110)의 적어도 두 위치에서 지지한다.
현상 카트리지(100)는 제2위치결정부(120)를 더 구비할 수 있다. 본체(700)에는 제2위치 결정부(120)를 수용하는 제2수용부(750)가 마련된다. 제2위치 결정부(120)와 제2수용부(750)는 현상롤러(3)의 본체(700) 내에서의 위치를 결정한다. 제1위치 결정부(110)는 하우징(90)의 양측벽에 마련될 수 있다. 예를 들어, 제2위치 결정부(120)는 현상롤러(3)의 회전축(31)일 수 있으며, 회전축(31)과 동심이고 하우징(90)으로부터 돌출된 돌기일 수 있다. 현상롤러(3)가 회전되면, 현상 카트리지(100)에는 감광 드럼(1)을 중심으로 하여 현상 롤러(3)의 회전방향으로의 회전력(M)이 작용된다. 제2수용부(750)는 현상 카트리지(100)가 회전되지 않도록 제1위치결정부(120)를 지지하는 형상을 가진다. 도 11을 참조하면, 제2수용부(750)는 현상 롤러(3)의 회전방향을 기준으로 하여 제2위치결정부(120)의 하류측에서 제2위치결정부(120)를 지지하는 회전방지부(751)를 구비한다.
본체(700)에는 현상 카트리지(100)를 착탈될 때에 현상 카트리지(100)를 안내하는 하나 이상의 가이드 레일이 마련될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에서는 본체(700)에 제1, 제2가이드 레일(741)(752)이 마련된다. 현상 카트리지(100)가 본체(700)에 착탈될 때에 제1, 제2위치결정부(110)(120)는 각각 제1, 제2가이드 레일(741)(752)에 안내된다. 현상 카트리지(100)가 본체(700)에 장착될 때에 제1, 제2위치결정부(110)(120)는 각각 제1, 제2가이드 레일(741)(752)에 의하여 제1, 제2수용부(740)(750)로 안내된다.
이와 같은 구성에 의하여, 현상 카트리지(100)가 본체(700)에 장착되면, 제1, 제2위치결정부(110)(120)가 각각 제1, 제2수용부(740)(750)에 수용된다. 그러면, 도 4에 도시된 바와 같이 종동 커플러(610)와 구동 커플러(710)가 서로 동축으로 정렬되고, 구동 커플러(710)와 종동 커플러(610)가 서로 연결된다. 또한, 현상롤러 기어(32)는 구동기어(721)와 맞물린다. 제1, 제2위치결정부(110)(120)가 제1, 제2수용부(740)(750)에 각각 지지됨으로써, 구동 커플러(710)와 종동 커플러(610)가 서로 동축으로 정렬되어 감광 드럼(1)을 안정적으로 구동할 수 있으며, 구동기어(721)와 현상롤러 기어(32)와의 축간 거리가 유지되어 구동부(703)의 구동력이 현상롤러(3)에 안정적으로 전달될 수 있다.
전술한 실시예에서는 감광 드럼(1)과 현상롤러(3)를 구비하는 일체형 현상기(100)에 대하여 설명하였으나, 전술한 동력 연결 구조 및 위치 결정 구조는 현상롤러(3)를 구비하는 분리형 현상 카트리지에도 적용될 수 있다.
도 12는 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예의 개략적인 구성도이다. 도 13은 현상 카트리지(800)의 일 실시예의 평면도이다. 이하에서, 도 1 내지 도 8에 도시된 실시예에서 설명된 구성요소와 동일한 구성요소는 동일한 참조부호로 표시한다.
도 12를 보면, 화상형성장치는 감광 드럼(1), 대전롤러(2), 노광기(200), 현상 가트리지(800a), 중간전사벨트(310), 제1전사롤러(320), 제2전사롤러(330), 정착기(400)를 구비한다. 본 실시예의 현상 카트리지(800)는 현상롤러(3)를 구비하는 분리형 현상 카트리지이다.
감광 드럼(1)은 원통형상의 금속제 드럼의 외주에 광도전성층이 형성된 것이다. 감광 드럼(1) 대신에 감광벨트(미도시)가 채용될 수도 있다. 대전롤러(2)는 감광 드럼(1)을 균일한 전위로 대전시키는 대전기의 일 예이다. 대전롤러(2)는 감광 드럼(1)의 외주면과 접촉 또는 비접촉 상태로 회전하면서 전하를 공급하여 감광 드럼(1)의 외주면을 균일한 전위로 대전시킨다. 대전기로서, 대전롤러(2) 대신에 코로나 방전기(미도시)가 채용될 수도 있다. 노광기(200)는 균일한 전위를 가지도록 대전된 감광 드럼(1)에 화상정보에 해당되는 광을 주사하여 정전잠상을 형성한다. 노광기(200)로서는 레이저 다이오드를 광원으로 사용하는 LSU(laser scanning unit)가 사용될 수 있다.
본 실시예의 화상형성장치는 칼라 화상을 인쇄하기 위하여 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 토너를 사용한다. 이하에서는 색상에 따라 각 구성요소를 구분할 필요가 있을 때에는 각 구성요소를 지칭하는 참조부호의 뒤에 Y, M, C, K를 붙여 구분한다.
본 실시예의 화상형성장치는 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 토너가 각각 수용된 4개의 현상 카트리지기(800)를 구비한다. 도 10과 도 11을 참조하면, 현상 카트리지(800)는 현상롤러(3)를 구비한다. 현상 카트리지(800)는 현상롤러(3)가 감광 드럼(1)과 현상갭만큼 이격되도록 위치되어 비접촉식 현상을 수행한다. 현상갭은 수십 내지 수백 미크론 정도일 수 있다. 현상 카트리지(800) 현상롤러(3) 이외에도 현상롤러(5)로 토너를 공급하기 위한 공급롤러(4), 교반기(7) 등을 더 구비할 수 있다. 현상롤러(3), 공급롤러(4), 및 교반기(7)는 하우징(890)에 회전될 수 있게 지지된다.
중간전사벨트(310)는 지지롤러(301)(302)들에 의하여 지지되어 감광 드럼(1)의 회전 선속도와 동일한 주행선속도로 주행된다. 중간전사벨트(310)의 길이는 화상형성장치에 사용되는 최대 크기의 용지(P)의 길이와 같거나 적어도 그보다 길어야 한다. 제1전사롤러(320)는 감광 드럼(1)과 대면되며, 감광 드럼(1)에 현상된 토너화상을 중간전사벨트(310)로 전사시키기 위한 제1전사바이어스전압이 인가된다. 제2전사롤러(330)는 중간전사벨트(310)와 대면되도록 설치된다. 제2전사롤러(330)는 감광 드럼(1)으로부터 중간전사벨트(310)에 토너화상이 전사되는 동안에는 중간전사벨트(310)로부터 이격되어 있다가, 중간전사벨트(310)에 토너화상이 완전히 전사되면 중간전사벨트(310)에 접촉된다. 제2전사롤러(330)에는 토너화상을 용지로 전사시키기 위한 제2전사바이어스전압이 인가된다.
상술한 구성에 의한 화상형성과정을 간략히 설명한다. 대전롤러(2)에 의하여 균일한 전위로 대전된 감광 드럼(1)에 노광기(3)로부터 예를 들면 옐로우(Y)색상의 화상정보에 대응되는 광이 조사된다. 감광 드럼(1)에는 옐로우(Y) 색상의 화상에 대응되는 정전잠상이 형성된다. 옐로우 현상 카트리지(800Y)의 현상롤러(3)에는 현상바이어스전압이 인가된다. 그러면, 옐로우(Y) 색상의 토너가 정전잠상으로 부착되어 감광 드럼(1)에는 옐로우(Y) 색상의 토너화상이 현상된다. 옐로우(Y) 색상의 토너화상은 제1전사롤러(320)에 인가되는 제1전사바이어스전압에 의하여 중간전사벨트(310)로 전사된다. 한 페이지 분량의 옐로우(Y) 색상의 토너화상의 전사가 완료되면, 노광기(200)는 예를 들면 마젠타(M) 색상의 화상정보에 대응되는 광을 대전롤러(2)에 의히여 균일한 전위로 재대전된 감광 드럼(1)에 주사하여 마젠타(M) 색상의 화상에 대응되는 정전잠상을 형성시킨다. 마젠타 현상기(4M)는 정전잠상에 마젠타(M) 색상의 토너를 공급하여 현상시킨다. 감광 드럼(1)에 형성된 마젠타(M) 색상의 토너화상은 먼저 전사되어 있던 옐로우(Y) 색상의 토너화상 위에 중첩되도록 중간전사벨트(310)로 전사된다. 시안(C) 및 블랙(K) 색상에 관하여도 상술한 과정을 수행하면, 중간전사벨트(6)에는 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K) 색상의 토너화상이 중첩된 칼라토너화상이 형성된다. 이 칼라토너화상은 제2전사바이어스전압에 의하여 중간전사벨트(310)와 제2전사롤러(330) 사이로 통과되는 용지(P)로 전사된다. 정착기(400)는 칼라토너화상에 열과 압력을 가하여 용지에 정착시킨다. 상술한 과정에 의하여 하나의 감광 드럼(감광체)(1)과 노광기(200) 및 4개의 현상카트리지(800)를 채용한 멀티패스방식 칼라화상형성장치가 구현될 수 있다.
현상 카트리지(800)는 도어(701)를 열고 본체(700)에 착탈될 수 있다. 현상 카트리지(100)가 본체(700)에 장착되면, 본체(700)에 마련된 도시되지 않은 구동부로부터 구동력을 전달받아 현상롤러(3)를 포함하는 현상 카트리지(800) 내의 회전체들이 회전된다.
일 예로서, 현상롤러(3)가 본체(700)의 구동부와 연결되고, 현상롤러(3)와 공급롤러(2) 및 교반기(7)가 기어 연결구조에 의하여 연결되는 구조가 고려될 수 있다. 기어 연결구조에 의하면, 현상롤러(3), 공급롤러(4), 및 교반기(7)의 회전축에 각각 기어1, 기어2, 기어3이 연결되고, 기어1, 기어2, 기어3이 순차로 맞물린다. 이와 같은 기어 연결 구조에서는, 현상롤러(3)의 회전 균일성이 공급롤러(4) 및 교반기(7)의 영향을 받을 수 있다. 즉, 기어1, 기어2, 기어3의 제조 정밀도, 현상롤러(3), 공급롤러(4), 및 교반기(7)의 하우징(810)에의 지지 정밀도 등에 의하여 현상롤러(3)의 회전 균일성이 영향을 받는다. 현상롤러(3)의 회전균일성은 화상의 품질에 영향을 큰 영향을 미친다.
이와 같은 문제를 해소하기 위하여, 본 실시예에 따르면, 현상롤러(3)가 공급롤러(4) 및 교반기(7)와 동력이 분리된다. 즉, 현상롤러(3)는 개별적으로 본체(700)에 마련된 구동부와 연결된다. 또한, 현상롤러(3)는 본체(700)의 구동부와 기어 연결구조가 아닌 축연결구조에 의하여 연결된다.
도 14는 동력 연결구조의 일 실시예의 블록도이다. 도 14를 참조하면, 본체(700)에는 구동부(707)가 마련된다. 구동부(707)는 구동 커플러(760)와 제1구동부(770)를 포함한다. 구동 커플러(760)와 기어구동부(770)는 하나 또는 둘 이상의 모터(702)에 의하여 구동된다. 현상 카트리지(800)에는 종동 커플러(660)와 기어연결부(670)가 마련된다. 현상 카트리지(800)가 본체(700)에 장착되면, 구동 커플러(760)와 종동 커플러(660)가 연결되고, 기어구동부(77)는 기어연결부(670)와 연결된다. 기어연결부(670)는 기어 연결 구조에 의하여 기어구동부(770)와 연결된다.
도 15는 동력 연결구조의 일 실시예의 개략도이다. 도 13, 도 14, 및 도 15를 참조하면, 구동 커플러(760)와 종동 커플러(660)는 축연결방식에 의하여 연결된다. 종동 커플러(660)는 현상롤러(3)의 회전축(31)의 일단부에 마련된다. 구동 커플러(760)는 종동 커플러(660)와 축방향으로 맞물릴 수 있도록 상보적인 형상을 가진다. 구동 커플러(710)는 본체(700)에 마련된 지지축(704)에 축방향으로 슬라이딩될 수 있게 지지된다. 구동 커플러(760)는 모터(702)와 연결되는 기어부(712)와, 제1결합부(711)를 구비한다. 종동 커플러(660)는 제1결합부(711)와 축방향으로 결합될 수 있는 상보적인 형상을 가진 제2결합부(611)를 구비한다. 현상 카트리지(800)가 본체(700)에 장착되면, 구동 커플러(710)와 종동 커플러(610)가 축연결구조에 의하여 서로 맞물린다. 따라서, 현상롤러(3)는 축연결방식에 의하여 구동부(707)와 직접 연결되며, 현상롤러(3)에는 기어가 연결되지 않는다. 따라서, 현상롤러(3)의 회전 균일성에 미치는 공급롤러(4)와 교반기(7)의 영향을 줄일 수 있다. 또한, 현상롤러(3)에 기어가 연결되지 않으므로, 기어에 의한 지터(jitter)의 발생을 방지할 수 있어 현상롤러(3)의 회전 균일성을 안정적으로 확보할 수 있다. 기어에 의한 추력이 발생하지 않으므로 현상 카트리지(800)의 본체(700) 내에서의 위치 안정성을 향상시킬 수 있다.
기어구동부(770)는 본체(700)에 마련되는 구동기어(771)을 포함할 수 있다. 기어연결부(670)는 현상 카트리지(800)의 하우징(890)에 설치되는 연결 기어(63)를 포함할 수 있다. 연결 기어(63)는 현상 카트리지(800)가 본체(700)에 장착되면, 구동기어(771)와 맞물린다. 연결 기어(63)는 공급롤러 기어(42)와 연결되며, 교반기 기어(72)는 아이들 기어(64)를 거쳐 공급롤러 기어(42)와 연결된다.
구동 커플러(760)는 도 5 또는 도 8에 도시된 구조를 가질 수 있다. 구동 커플러(760)가 5에 도시된 구동 커플러(710)와 동일한 구조를 갖는 경우, 구동기어(771)는 지지축(704)과는 별개의 지지축(미도시)에 설치된다. 본 실시예의 구동 커플러(760)는 도 8에 도시된 구조를 갖는다. 즉, 구동 커플러(760)는 기어구동부(770), 즉 구동기어(771)와 동축으로 설치된다. 도 8과 도 13을 참조하면, 구동 커플러(760)는 지지축(704)에 회전될 수 있게 지지된다. 구동 커플러(760)는 지지축(704)의 축방향으로 슬라이딩될 수 있다. 구동 커플러(760)가 종동 커플러(660)에 연결되는 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재(705)가 더 마련될 수도 있다. 구동 커플러(760)는 구동기어(771)의 내경부(771a)에 삽입된다. 구동기어(771)의 내경부(771a)와 구동 커플러(760)의 외경부(760a)는 구동기어(771)와 구동 커플러(760)가 함께 회전될 수 있도록 적절한 형상을 가질 수 있다. 구동 커플러(760)는 내경부(771a) 내에서 지지축(704)의 축방향으로 슬라이딩된다. 모터(702)의 구동력은 구동기어(771)를 통하여 구동 커플러(760) 및 연결 기어(63)에 전달된다. 이와 같은 구성에 의하면, 현상 카트리지(100)가 본체(700)에 장착되면, 구동부(707)에 의하여 현상롤러(3), 및 공급 롤러(4)와 교반기(7)가 구동될 수 있다.
전술한 바와 같이, 구동 커플러(760)는, 현상 카트리지(800)의 장착 동작에 연동하여, 또는 도어(701)의 개폐동작에 연동하여, 또는 본체(700)에 마련된 위치이동기구에 의하여, 지지축(704)에 안내되어 종동 커플러(660)로부터 이격된 제1위치와 종동 커플러(660)에 연결되는 제2위치로 이동될 수 있다.
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.

Claims (12)

  1. 화상형성장치 본체에 착탈되는 현상 카트리지로서,
    정전잠상이 형성되는 감광 드럼;
    상기 감광 드럼에 현상제를 공급하여 현상시키는 현상롤러;
    상기 감광 드럼과 상기 현상롤러가 지지되는 하우징;
    상기 현상 롤러의 회전축에 마련되며, 상기 현상 카트리지가 상기 본체에 장착되면 상기 본체의 구동 기어와 연결되는 현상롤러 기어;
    상기 감광 드럼의 일단부에 마련되며, 상기 현상 카트리지가 상기 본체에 장착되면 상기 본체에 상기 구동 기어와 동축으로 위치되는 구동 커플러와 축연결방식에 의하여 연결되는 종동 커플러;를 포함하는 현상 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 측벽에는, 상기 현상 카트리지가 상기 본체에 장착된 때에, 상기 구동 커플러와 상기 구동 기어가 수용될 수 있도록 상기 측벽으로부터 상기 현상 롤러의 길이방향으로 몰입된 몰입부가 마련된 현상 카트리지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 몰입부에는 상기 현상롤러 기어를 상기 하우징의 외부로 노출시키는 개구부가 마련된 현상 카트리지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 종동 커플러는 상기 감광 드럼을 상기 하우징의 측벽에 회전될 수 있게 지지하는 현상 카트리지.
  5. 제4항에 있어서, 상기 종동 커플러는,
    상기 감광드럼의 중공부에 삽입되는 삽입부;
    상기 구동 커플러에 마련된 제1결합부와 상보적인 형상을 가진 제2결합부;
    반경 방향으로 상기 제2결합부의 외측에 마련되며, 상기 감광드럼이 상기 하우징에 회전가능하게 지지되도록 상기 측벽에 마련된 지지부에 지지되는 베어링부;를 포함하는 현상 카트리지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 베어링부는 오목한 홈 형상이며, 상기 지지부는 상기 베어링부에 삽입되는 현상 카트리지.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 베어링부는 볼록한 원통형이며,
    상기 지지부는 상기 베어링부가 삽입되어 회전될 수 있게 지지되는 원통형인 현상 카트리지.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 하우징의 측벽에는 상기 제1결합부가 상기 제2결합부에 맞물릴 수 있도록 개구된 연결구가 마련된 현상 카트리지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 양측벽에는 상기 감광드럼과 동심을 이루는 원호 형상의 제1위치결정부와, 상기 현상롤러와 동심을 이루는 제2위치결정부가 마련된 현상 카트리지.
  10. 본체;
    상기 본체에 착탈되는 것으로서, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 현상 카트리지를 구비하는 전자사진방식 화상형성장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 하우징의 양측벽에는 상기 감광드럼과 동심을 이루는 원호 형상의 제1위치결정부와, 상기 현상롤러와 동심을 이루는 제2위치결정부가 마련되며,
    상기 본체에는 상기 제1, 제2위치결정부를 각각 수용하는 제1, 제2수용부가 마련된 전자사진방식 화상형성장치.
  12. 제11항에 있어서,
    제2수용부는 상기 현상 롤러의 회전방향을 기준으로 하여 제2위치결정부의 하류측에서 제2위치결정부를 지지하는 회전방지부;를 구비하는 전자사진방식 화상형성장치.
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