KR0159133B1 - 감광 드럼, 프로세서 카트리지 및 화상 형성 장치 - Google Patents

Abstract

화상 형성 장치용 감광 드럼은 표면에 감광 재료를 구비한 원통형 부재와, 원통형 부재의 종방향 단부에 병렬 배치된 헬리컬 기어와 스퍼어 기어를 갖는다.

Description

감광 드럼, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치

제1도는 프로세스 카트리지를 포함하는 일반적 구조를 도시하는 레이저 프린터와 화상 형성 장치의 대표적인 예의 단면도.

제2도는 레이저 프린터의 외관 사시도.

제3도는 제1도에 도시한 프로세스 카트리지의 단면도.

제4도는 프로세스 카트리지의 외관 사시도.

제5도는 저면에서 본 프로세스 카트리지의 외관 사시도.

제6도는 상하부 프레임으로 나뉘어진 프로세스 카트리지의 단면도.

제7도는 하부 프레임의 내부 사시도.

제8도는 상부 프레임의 내부 사시도.

제9도는 감광 드럼의 단면도.

제10a도 및 b도는 감광 드럼의 한 단부에 부착된 플랜지 기어부를 도시한 도면.

제11도는 드럼 접지 접점의 사시도.

제12도는 드럼 접지 접점의 사시도.

제13도는 분기 아암과 접촉하는 드럼 접지 접점을 포함하는 실시예를 도시하는 감광 드럼의 단부의 부분 절결도.

제14도는 분기 아암과 접촉하지 않는 드럼 접지 접점을 포함하는 실시예의 단면도.

제15도는 드럼 축에 인접한 구역의 확대 사시도.

제16도는 드럼 축을 프레임으로부터 인출하는 동작을 도시하는 개략도.

제17a도 및 b도는 대전 롤러와 인접 기본 부품의 확대 측면도.

제18도는 대전 롤러와 인접 기본 부품의 확대 정면도.

제19a도 및 b도는 대전 롤러 베어링의 사시도.

제20도는 제3도의 A-A선에 따라 취한 프로세스 카트리지의 단면도.

제21도는 제3도의 B-B선에 따라 취한 프로세스 카트리지의 단면도.

제22도는 감광 드럼과 현상 슬리브 사이의 위치 관계와 현상 슬리브 가압 방법을 설명하는 도면.

제23a도 및 b도는 각각 제22도의 AA-AA선 단면도 및 BB-BB선 단면도.

제24도는 종래의 슬리브 베어링이 미끄러지는 상태를 도시한 도면.

제25a도 및 b도는 현상 슬리브와 슬리브 기어 사이의 결합을 도시한 도면.

제26도는 받침 시트의 선단 웨이브의 사시도.

제27a,b도 및 c도는 받침 시트의 부착 방법을 도시한 도면.

제28a도 및 b도는 받침 시트의 부착 방법을 도시한 도면.

제29도는 받침 시트의 사시도.

제30도는 받침 시트의 부착 방법을 도시한 도면.

제31도는 클리닝 블레이드 지지 부재와 상부 프레임상에 제공된 리브 사이의 접촉 상태를 도시한 도면.

제32a도 및 b도는 클리닝 블레이드 지지 부재와 상부 프레임상에 제공된 리브 사이의 접촉 상태를 도시한 도면.

제33도는 토너의 평균 입경의 정상 분포 곡선.

제34도는 블레이드 침입량 및 블레이드 설치 각의 크기를 설명하는 도면.

제35도는 블레이드 접촉 압력을 측정하는 방법을 도시한 개략도.

제36도는 블레이드 날과 토너 평균 입경 사이의 관계를 나타낸 표.

제37도는 하부 프레임의 내부 평면도.

제38도는 상부 프레임의 내부 평면도.

제39도는 하부 프레임의 하면이 기록 매체를 안내하는데 사용되는 상태를 도시한 도면.

제40도는 셔터 기구의 사시도.

제41도는 프로세스 카트리지의 외관 측면도.

제42도는 프로세스 카트리지의 외관 저면도.

제43a 내지 b도는 셔터 축 유지 부재의 평면도 및 그 사시도.

제44도는 프로세스 카트리지의 외관 평면도.

제45도는 감광 드럼의 조립 결과를 도시한 도면.

제46도는 현상 슬리브의 단부에 토너가 부착되는 상태를 도시한 도면.

제47도는 현상 슬리브 설치면의 성형 형상을 도시한 도면.

제48도는 현상 블레이드와 클리닝 블레이드가 부착된 실시예의 단면도.

제49도는 클리닝 블레이드의 단부에 배채된 밀봉 부재의 평면도.

제50도는 클리닝 블레이드의 단부에 배치된 밀봉 부재와 감광 드럼 사이의 관계를 도시한 도면.

제51도는 클리닝 블레이드의 단부에 배치된 밀봉 부재 상에 피복된 윤활제의 상태를 도시한 도면.

제52도는 현상 블레이드의 단부에 배치된 밀봉 부재의 평면도.

제53도는 현상 블레이드의 한 단부에 배치된 밀봉 부재의 형상을 도시한 도면.

제54도는 감광 드럼을 프레임에 조립할 때 안내 부재가 부착되는 위치를 도시하는 개략도.

제55도는 블레이드 지지 부재의 한 단부에 배치된 드럼 안내 부재의 단면도.

제56a 및 b도는 클리닝 블레이드와 감광 드럼 사이의 접촉면의 윤활제를 도시한 개략도.

제57도는 감광 드럼 베어링과 현상 슬리브 베어링이 프레임에 부착된 상태를 도시한 도면.

제58도는 토너 저장 개구 상에 파열 테이프를 구비한 카버 필름이 부착된 상태를 도시한 도면.

제59도는 파열 테이프를 잡아당기는 부분에 부착된 시일 부재의 확대 단면도.

제60a도 및 b도는 각각 프로세스 카트리지 조립-장착 라인과 프로세스 카트리지 분해-클리닝 라인의 개략도.

제61도는 화상 형성 장치에 프로세스 카트리지를 장착하는 방법을 도시한 도면.

제62도는 화상 형성 장치에 프로세스 카트리지를 장착하는 방법을 도시한 도면.

제63도는 화상 형성 장치에 프로세스 카트리지를 장착하는 방법을 도시한 도면.

제64도는 화상 형성 장치에 프로세스 카트리지를 장착하는 방법을 도시한 도면.

제65도는 화상 형성 장치 내의 프로세스 카트리지의 위치 상태를 도시한 도면.

제66도는 감광 드럼에 부착된 기어 및 전기 접점의 위치 관계를 도시한 개략도.

제67도는 프로세스 카트리지 상에 작용하는 힘을 도시한 도면.

제68도는 프로세스 카트리지 측의 돌기에 대한 회전 운동을 설명하는 도면.

제69도는 상부 뚜껑이 개방될 때 프로세스 카트리지의 상태를 도시한 도면.

제70도는 상하부 프레임을 분리하는 방법을 설명하는 도면.

제71도는 감광 드럼의 한 단부에 부착된 플랜지 기어의 다른 실시예의 평면단면도.

제72a도 및 b도는 본 발명에 따른 드럼 축의 다른 실시예의 개략적 단면도.

제73a도 및 b도는 본 발명에 따른 슬라이딩 베어링의 다른 실시예의 사시도.

제74a도 및 b도는 본 발명에 따른 슬라이딩 베어링의 다른 실시예의 사시도.

제75도는 본 발명에 따른 클리닝 수단의 다른 실시예를 도시하는 도면.

제76도는 본 발명에 따른 클리닝 수단의 다른 실시예를 도시하는 도면.

제77a도 및 b도는 본 발명에 따른 클리닝 수단의 다른 실시예를 도시하는 도면.

제78도는 본 발명에 따른 클리닝 수단의 다른 실시예를 도시하는 도면.

제79a도 및 b도는 본 발명에 따른 클리닝 수단의 다른 실시예를 도시하는 도면.

제80도는 본 발명에 따른 클리닝 수단의 다른 실시예를 도시하는 도면.

제81도는 본 발명에 따른 클리닝 수단의 다른 실시예를 도시하는 도면.

제82도는 본 발명에 따른 클리닝 수단의 다른 실시예를 도시하는 도면.

제83a도 및 b도는 본 발명에 따른 클리닝 수단의 다른 실시예를 도시하는 도면.

제84도는 셔터 기구를 개방 상태에서 로킹하는 로킹 기구를 구비한 다른 실시예를 도시하는 도면.

제85도는 셔터 기구를 기초로 한 가압 구조의 다른 실시예를 구비한 화상 형성 장치 및 그 장치용의 프로세스 카트리지의 사시도.

제86도는 셔터 기구를 기초로 한 가압 구조의 다른 실시예를 구비한 화상 형성 장치 및 그 장치용의 프로세스 카트리지의 사시도.

제87a도 및 b도는 카트리지를 화상 형성 장치에 설치하는 초기 단계를 도시한 셔터 기구를 기초로 한 가압 구조의 다른 실시예의 측면도 및 평면도.

제88a도 및 b도는 카트리지 주 조립체를 케이스로부터 인출하는 단계를 도시한 셔터 기구를 기초로 한 가압 구조의 다른 실시예의 측면도 및 평면도.

제89도는 셔터 기구를 기초로 한 가압 구조의 다른 실시예의 로킹 레버 기구의 평면도.

제90a,b도 및 c도는 셔터 기구를 기초로 한 가압 구조의 다른 실시예의 로킹 레버의 자세를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

A : 화상 형성 장치 B : 프로세스 카트리지

1 : 장치 주 조립체 2 : 설치 공간

3 : 광학 시스템 4 : 카세트

5 : 기록 매체 반송 수단 6 : 전사 수단(전사 롤러)

7 : 정착 수단 8 : 방출 트레이

9 : 감광 드럼 10 : 대전 수단(대전 롤러)

11 : 노광 수단 12 : 현상 수단

13 : 클리닝 수단 14 : 상부 프레임

15 : 하부 프레임 16 : 베어링 부재

17 : 전달 수단 20 : 교반 기어

24 : 셔터 기구

본 발명은 화상 형성 장치에서 화상을 형성하는데 사용할 수 있는 감광 드럼과, 상기 감광 드럼을 포함하며 화상 형성 장치에 착탈 가능하게 부착되는 프로세스 카트리지와, 화상 형성 장치에 관한 것이다.

화상 형성 장치로는 레이저 비임 프린터, LED프린터, 전자 사진 복사기, 팩시밀리, 워드 프로세서 등이 있다.

종래의 화상 형성 장치인 전사식 전자 사진 복사기나 전자 사진 프린터에 있어서는 대전, 화상 노광, 현상 등의 공지된 공정을 통해 감광 드럼 상에 토너 화상이 형성되고, 이 화상이 전사지 등의 기록 재료에 전사되고, 그 후 감광 드럼 상에 남는 잔류 토너는 클리너에 의해 제거된다.

이런 화상 형성 장치에 있어서, 감광 드럼 및 적어도 하나의 대전기, 현상 장치, 클리너 또는 기타 처리 수단은 소형화 및 보수 용이화를 위해 일체화되고, 이 유니트가 화상 형성 장치(프로세스 카트리지)에 대해 착탈 가능하게 장착되도록 제조된다. 이는 예를 들어 미합중국 특허 제3,985,436호, 제4,500,195호, 제4,540,268호 및 제4,627,701호에 기술되어 있다. 본 발명의 출원인에게 양도된 미합중국 특허 제4,829,335호에서는 감광 부재의 종방향 단부에 헬리컬 기어가 장착되어 있다.

이런 구조에 따르면 헬리컬 기어를 통한 구동이 수행되면 추력이 발생하고 이 힘이 감광 부재의 추력 방향으로의 정확한 위치 결정을 하는데 사용되므로 실제로 충분히 효과적이다.

본 발명의 출원인에게 양도된 미합중국 특허 제5,126,800호는 화상 보유 부재에 본 발명에 따른 제1 및 제2전달부를 제공하고 이 제1 및 제2전달부와 현상제보유 부재의 제3구동 전달부 사이에 선택적인 결합과, 공통 화상 보유 부재의 사용에도 불구하고 현상제 보유 부재의 회전 속도를 선택적으로 변경할 수 있는 것을 제안하고 있다. 이런 이유로 본 발명은 실제로 효과적인 것이다.

본 발명은 그 개량에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 감광 부재를 프로세스 카트리지의 프레임이나 화상 형성 장치 등의 프레임에 설치하는 경우, 그리고 필요에 따라 구동력을 정확히 전달할 수 있는 복수개의 구동열을 설치할 수 있는 감광 부재, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 감광 드럼, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치와, 제조 과정에서의 조작성이 개선되는 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 감광 드럼, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치와, 조립 작업성이 개선되는 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 감광 드럼, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치 및 기어가 소형화되고 부품 갯수가 감축되며 제조 비용이 저렴하면서도 기어의 피치 불균일성을 회피할 수 있는 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 한가지 태양에 따르면 헬리컬 기어와 스퍼어 기어를 동시에 사용한다. 따라서, 감광 드럼이 프로세스 카트리지의 프레임이나 화상 형성 장치 등의 프레임에 장착되는 경우 복수개의 동력열은 구동력을 정확히 전달할 수 있게 된다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 헬리컬 기어와 스퍼어 기어가 원통 부재의 종방향 단부에 병렬 배치되어 있어서 감광 드럼 조립시에 작성이 개선된다. 이는 기어를 원통 부재에 장착할 때 한 단부에 설치할 수 있기 때문이다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 감광 드럼을 프로세스 카트리지의 프레임이나 화상 보유 부재의 프레임에 설치하는 경우에 작업성이 개선된다. 이는 기어가 원통 부재의 한 단부에 설치되므로 작업자가 기어의 위치를 근거로 하여 설치 방향을 결정하기가 용이하기 때문이다.

본 발명의 상술한 바 및 기타 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면과 관련한 본 발명의 적합한 실시예에 대한 다음 설명을 고려하면 명백해 진다.

[실시예 1]

도면을 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 프로세스 카트리지와 상기 프로세스 카트리지를 구비한 화상 형성 장치를 더욱 상세히 설명하기로 한다.

[프로세스 카트리지와 이 프로세스 카트리지를 구비한 화상 형성 장치의 일반적 설명]

우선, 화상 형성 장치의 전체적 구조를 설명한다. 제1도는 프로세스 카트리지를 구비한 레이저 프린터의 단면도로서 그 일반적 구조를 도시한다. 제2도는 이런 레이저 프린터의 외관 사시도이다.

제1도를 참조하면, 이 화상 형성 장치 A는 장치의 주 조립체(1) 내의 카트리지 설치 공간(2)에 배치된 교환식 카트리지 B를 포함한다. 프로세스 카트리지 B는 화상 보유 부재와 적어도 하나의 처리 수단을 포함한다. 장치의 주 조립체(1)내에서, 광학 시스템(3)은 상부에 배치되어 있고 카세트(4)는 하부에 배치된 카세트장착 공간(1a) 내에 배치되어 있다. 광학 시스템(3)은 외부 장치 등에 의해 제공된 화상 정보를 보유하는 광 비임을 프로세스 카트리지 B내의 화상 보유 부재 상에 투사하고, 카세트(4)는 기록 매체를 유지한다. 카세트(4) 내의 기록 매체는 기록 매체 운반 수단(5)에 의해 하나씩 분배된다. 또, 장치의 주 조립체(1) 내에서, 장착된 프로세스 카트리지 B의 화상 보유 부재에 마주하여 전사 수단(6)이 배치된다. 전사 수단은 화상 보유 부재 상에 형성된 화상을 전사하고 현상제(이하 토너라 함)에 의해 기록 매체 상에 현상시킨다. 기록 매체가 반송되는 방향에 대해 전사 수단(6)의 하류측에는 기록 매체 상에 전사된 토너 화상을 정착하는 정착 수단(7)이 배치된다. 토너 화상이 정착된 기록 매체는 반송 수단(5)에 의해 장치의 상부에 배치된 방출 트레이(8)로 방출된다.

[화상 형성 장치]

다음에, 화상 형성 장치 A의 구조를 광학 시스템(3), 기록 매체 반송 수단, 전사 수단(6) 및 정착 수단(7)에 대해 이 순서로 설명한다.

[광학 시스템]

광학 시스템은 외부 장치 등에 의해 제공된 화상 정보를 보유하는 광 비임을 화상 보유 부재에 투사한다. 제1도에 도시한 바와 같이, 광학 시스템은 장치의 주 조립체(1) 내에 배치된 스캐너 유니트(3e)와 미러(3f)를 포함하며, 상기 스캐너 유니트(3e)는 레이저 다이오드(3a), 다각형 미러(3b), 스캐너 모터(3c) 및 화상 형성 렌즈(3d)를 구비한다.

화상 신호가 컴퓨터나 워드 프로세서 같은 외부 장비에 의해 보내져 오면 레이저 다이오드(3a)는 화상 신호에 응답하여 발광하고, 방출된 광은 스캐너 모터(3c)에 의해 고속으로 회전하는 다각형 미러(3b)에 화상 비임으로서 투사된다. 다각형 미러(3b)에 의해 반사된 화상 비임은 화상 형성 렌즈(3d)를 통해 투사되고 미러(3f)에 의해 화상 보유 부재 상에 반사된다. 결국, 화상 형성에 따른 잠상이 화상 보유 부재 상에 형성된다.

이 실시예에서, 스캐너 유니트(3e)는 약간 상향으로 경사져서 화상 형성 렌즈(3d)를 통해 전달된 광 비임이 미러(3f)를 향해 약간 상향으로 투사되도록 되어 있다. 레이저 비임의 투사 수단인 스캐너 유니트(3e)에는 레이저 비임 통로를 차단하여 레이저 비임이 뜻하지 않게 누설되는 것을 방지하는 폐쇄 자세와 스캐너 사용중에 상기 폐쇄 위치로부터 후퇴하여 레이저 비임 통로를 차단하지 않는 개방 자세를 취하는 레이저 셔터(3g)가 제공되어 있다.

[기록 매체 반송 수단]

기록 매체 반송 수단(5)는 카세트 내에 수용된 기록 매체를 하나씩 화상 형성 스테이션으로 공급하고 또 정착 수단(7)을 통해 방출 트레이(8)로 반송한다. 카세트(4)는 장치 주 조립체(1)의 하부의 전체 길이에 걸쳐 가로질러 연장되도록 배치되어 있다. 이는 장치의 주 조립체(1)로부터 화살표 a 방향으로 핸들(4a)에 의해 장치의 주 조립체(1)의 카세트 설치 공간(1a)으로 밀어넣어지거나 그로부터 인출될 수 있다. 카세트(4)는 축(4b)에 대해 피봇하도록 스프링(4d)에 의해 상향 가압되는 장전판(4c)을 구비한다. 기록 매체가 이 장전판(4c) 상에 장착되면 기록 매체 반송 방향에 대해 기록 매체의 선단은 분리 갈고리(4e)와 접촉한다.

카세트 장착 후에 카세트(4) 내의 기록 매체는 상부로부터 하나씩 분리되어 회전 픽업 롤러(5a)에 의해 카세트로부터 반송되어 나온다. 카세트로부터 반송되어 나온 기록 매체는 역전 롤러(5b), 가이드(5c), 롤러(5d) 등을 구비한 제1역전 시트 통로를 통해 반송되어 화상 형성 스테이션으로 분배된다. 이 때, 기록 매체는 화상 보유 부재 및 화상 형성 스테이션 내의 전사 롤러(6)에 의해 형성된 압력 닙으로 공급된다. 이 압력 닙에서, 화상 보유 부재의 표면에 형성된 토너 화상은 기록 매체 상에 전사된다. 토너 화상을 수용한 기록 매체는 카버 가이드(5e)에 의해 안내되고 정착 수단(7)으로 반송되어 토너 화상이 기록 매체 상에 정착된다. 정착수단(7)을 통과한 후, 기록 매체는 릴레이 롤러(5f)를 거쳐 활 모양의 제2역전 통로(5g)로 반송된다. 이 제2역전 통로를 통과하는 동안, 기록 매체는 다시 역전되고 방출 개구(8a)로부터 한 쌍의 롤러(5h, 5i)에 의해 스캐너 유니트(3e)와 장착된 프로세스 카트리지 B 상방에 위치한 방출 트레이(8)로 방출된다.

이 실시예에서 기록 매체 반송 통로는 제1 및 제2역전 통로에 의해 이루어지는 소위 S자 형상으로 되어 있다. 이런 배치는 이 장치가 차지하는 공간을 감축시킬 수 있을 뿐 아니라 화상 보유면을 하향으로 한 채 정상 순번대로 기록 매체를 방출 트레이(8)에 적층시킬 수있다.

[전사 수단]

전사 수단(6)은 화상 형성 스테이션 내의 화상 보유 부재 상에 형성된 토너 화상을 기록 매체 상에 전사한다. 이 실시예에서 전사 수단(6)은 제1도에 도시한 바와 같이 전사 롤러(6)으로 구성된다. 전사 롤러(6)은 장착된 프로세스 카트리지 B의 화상 보유 부재 상에 기록 매체를 가압한다. 기록 매체가 화상 보유 부재 상에 가압되는 상태에서 토너 화상에 반대의 극성을 갖는 전압이 전사 롤러(6)에 인가되어 화상 보유 부재 상의 토너 화상은 기록 매체 상에 전사된다.

전사 롤러(6)은 스프링(6b)로부터 압력을 받는 베어링(6a)에 의해 지지되어 화상 보유 부재 상에 가압된다. 기록 매체 반송 방향에 대해 전사 롤러(6)의 상류측에는 기록 매체가 화상 보유 부재와 전사 롤러(6) 사이의 닙으로 들어갈 때 기록 매체를 안정시키고 동시에 토너가 흩어지지 않도록 전사 롤러(6)의 표면을 보호하는 안내 부재(6c)가 제공되어 있다. 화상 보유 부재와 전사 롤러(6) 사이의 닙을 통과한 후 기록 매체는 수평 방향에 대해 약 20도 정도의 각도를 유지하면서 하방으로 반송되어 화상 보유 부재로부터 확실히 분리될 수 있다.

[정착 수단]

정착 수단(7)은 전사 롤러(6)에 전압을 인가하여 기록 매체 상에 전사된 토너 화상을 정착시킨다. 그 구조는 제1도에 도시되어 있다. 정착 수단(7)에서, 참고부호 7a는 거의 반원형인 횡단면을 갖는 홈통형의 내열 필름 안내 부재를 가리킨다. 이 안내 부재(7a)의 하방에는 평판형 저열용량 세라믹 히터(7b)가 배치되고 종방향 중심선을 따라 연장된다. 또, 안내 부재(7a) 주위에는 내열 수지로 된 원통형(무한) 박막(7c)가 헐겁게 끼워져 있다. 이 필름(7c)는 세 개의 층, 즉 약 50㎛ 두께의 폴리이미드 베이스층, 약 4㎛ 두께의 초벌층, 그리고 약 10㎛ 두께의 불소 피복층으로 구성된다. 베이스층 재료는 인장 강도가 높으며 필름 상에 가해지는 응력이나 마모를 견딜 만큼 충분히 두껍다. 이 초벌층은 PTFE, PFA 및 카본의 혼합물로 이루어지며 전기적으로 도전성이다.

또, 안내 부재(7a) 하방에는 가압 롤러(7d)가 스프링(도시 않음)에 의해 제공된 일정 압력으로 세라믹 히터(7b)와 접촉하여 배치되고 그 사이에 박막(7c)가 개재된다. 다시 말하면, 세라믹 히터(7b)와 가압 롤러(7d)는 정착 닙을 형성하고 박막(7c)가 그 사이에 개재된다. 가압 롤러(7d)는 금속 코어와 유연성 실리콘 고무로 구성되며, 실리콘 고무는 그 주위면이 불소 코팅 되어 있다.

세라믹 히터(7b)는 전기가 인가되면 발열하며, 중앙 제어부의 온도 제어 시스템에 의해 예정된 정착 온도를 유지하도록 제어된다. 가압 롤러(7d)는 제1도에 화살표로 표시한 바와 같이 반시계 방향으로 소정의 주위 속도로 회전한다. 가압 롤러(7d)가 회전 구동되면 원통형 박막(7c)는 롤러(7d)와 박막(7c) 사이의 마찰에 의해 세라믹 히터(7b)의 하향 대향면 상에 견고하게 접촉한 채 미끄러지면서 제1도에 화살표 방향으로 박막 안내 부재(7a) 주위를 소정 주위 속도로 시계 방향으로 회전한다.

화상 전사 공정을 거친 후에 기록 매체는 정착 수단(7)로 반송되고 거기서 입구 가이드(7f)에 의해 온도 제어 세라믹 히터(7b)와 압력 롤러(7d) 사이에 형성된 정착 닙으로 안내된다. 정착 닙에서, 기록 매체는 회전 구동되는 원통형 박막(7c)와 가압 롤러(7d) 사이로 공급되고 서로 적층되는 식으로 박막(7c)를 사이에 개재시키고 세라믹 히터(7b)의 하향 대향면 상에 견고하게 가압된 채 박막과 함께 닙을 통해 통과한다.

정착 닙을 통과하면서, 기록 매체 상에 정착되지 않은 토너 화상은 박막(7c)를 통하여 세라믹 히터(7b)로부터의 열을 받아 토너 화상이 기록 매체 상에 열 정착된다. 정착 닙을 빠져 나온 후, 기록 매체는 회전 박막(7c)의 표면으로부터 분리되고, 출구 가이드(7g)에 의해 안내되고, 릴레이 롤러(5f)에 의해 더욱 반송되고, 제2역전 시트 통로(5g)를 통과하고, 방출 롤러 쌍(5h, 5i)에 의해 방출 트레이(8)로 방출된다.

[프로세스 카트리지]

다음에, 화상 형성 장치 A에 설치되는 프로세스 카트리지 B의 각 부분의 구조를 설명한다. 제3도는 프로세스 카트리지의 단면도로서 그 구조를 도시한다. 제4도는 프로세스 카트리지의 외관 사시도이다. 제5도는 저부측에서 본 프로세스 카트리지의 외관 사시도이다. 제6도는 상하부로 분리된 프로세스 카트리지의 단면도이다. 제7도는 카트리지의 하반부의 내부 사시도이다. 제8도는 상반부의 내부 사시도이다.

이 프로세스 카트리지 B는 화상 보유 부재와 적어도 하나의 처리 수단으로 구성된다. 처리 수단으로서는 예를 들어 화상 보유 부재의 표면을 대전시키는 대전 수단과, 화상 보유 부재 상에 토너 화상을 형성하는 현상 수단과, 화상 보유 부재 표면으로부터 잔류 토너를 제거하는 클리닝 수단 등으로 이루어진다. 이 실시예의 프로세스 카트리지 B는 화상 보유 부재로서의 감광 드럼, 대전 수단(10), 토너(현상제)를 포함하는 현상 수단(12), 및 클리닝 부재(13)를 포함하며, 상기 감광 드럼(9)는 제1도 및 제3도에 도시한 처리 수단의 나머지에 의해 둘러싸인다. 이들 처리 수단은 하우징 내에 일체로 설치되며 상하부 프레임 부재(14 및 15)로 이루어져서 장치의 주 조립체(1)에 장착하거나 그로부터 인출할 수 있는 교환식 카트리지를 형성한다.

상부 프레임 부재(14)에는 대전 수단(10), 노광 수단(11), 현상 장치(12)의 토너 저장 수단이 제6도와 제8도에 도시한 바와 같이 수용되고, 하부 프레임 부재(15)에는 감광 드럼(9), 현상 수단(12)의 현상 슬리브 및 클리닝 수단(13)이 제6도 및 제7도에 도시한 바와 같이 수용된다. 다음에, 프로세스 카트리지 B의 각 부분의 구조를 감광 드럼(9), 대전 수단(10), 노광 수단(11), 현상 수단(12) 및 클리닝 수단(13)에 대해 이 순서로 상세히 설명한다.

[감광 드럼

[감광 드럼의 구조]

본 실시예의 감광 드럼(9)은 외경이 24㎜이고 두께 0.8㎜인 알루미늄의 원통 부재로 된 도전성 베이스 부재(9a)와 상기 도전성 부재(9a)의 주위 표면에 감광층으로서 도포된 유기 반도체(OPC)를 포함한다. 감광 드럼(9)는 도시하지 않은 구동 모터로부터 드럼(9)의 한 단부에 고정된 플랜지 기어에 전달된 구동력에 의해 화상 형성 동작을 위해 회전되고 이때 드럼(9)의 다른 단부는 개방된다.

[플랜지 기어]

플랜지 기어는 외측에 배치된 헬리컬 기어(9c₁)과 내측에 배치된 스퍼어 기어(9c₂)의 두 기어를 포함하며, 기록 매체 반송 방향에 대해 좌측(구동측) 단부에 고정된다. 이 플랜지 기어(9c)는 사출 성형에 의해 플라스틱 재료로 일체로 제조된다.

플랜지 기어(9c)의 재료로는 본 실시예에서 미끄럼 성능을 갖는 폴리아세탈이 사용되고 있지만 보통의 폴리아세탈이나 불화 폴리카보네이트도 사용할 수 있다.

플랜지 기어(9c)에 대해, 외측의 헬리컬 기어(9c₁)과 내측의 스퍼어 기어(9c₂)는 직경이 다르며, 본 실시예에서 헬리컬 기어(9c₁)의 직경은 내측 상의 스퍼어 기어(9c₂)보다 크게 형성되어 있다. 또, 헬리컬 기어(9c₁)은 스퍼어 기어(9c₂)보다 폭이 넓고 잇수가 많으므로 플랜지 기어(9c) 상에 큰 부하가 걸리더라도 주 조립체로부터의 구동력은 확실히 전달되어 감광 드럼(9)를 회전하도록 하고 큰 구동력을 전달하여 이 기어(9c)와 결합된 기어를 안정되게 회전시킨다.

스퍼어 기어(9c₂)는 주 조립체 제공된 기어와 결합하여 반송 롤러를 회전시키는 구동력을 전달한다.

이하에 대표적인 기어에 관한 데이터를 제시한다. 그러나, 본 발명은 이들예에 제한되는 것은 아니다.

(1) 헬리컬 기어(9c₁)의 외경(z1) : 약 28.9㎜

(2) 스퍼어 기어(9c₂)의 외경(z2) : 약 26.1㎜

(3) 헬리컬 기어(9c₁)의 치폭(z3) : 약 7.7㎜

(4) 스퍼어 기어(9c₂)의 치폭(z4) : 약 4.3㎜

(5) 헬리컬 기어(9c₁)의 잇수(z5) : 33

(6) 스퍼어 기어(9c₂)의 잇수(z6) : 30

(7) 헬리컬 기어(9c₁)의 모듈(z7) : 0.8

(8) 스퍼어 기어(9c₂)의 모듈(z8) : 0.8

(9) 헬리컬 기어(9c₁)의 나선각 및 방향 : 우측 14.6°

이상 서술한 바와 같이, 플랜지 기어(9c)는 나란히 배치되어 이뿌리 하방을 중공부로 한 사출 성형 플라스틱 재료로 만들어지는 두 개의 기어(9c₁및 9c₂)를 포함하므로 플랜지 기어(9c)는 반경 방향으로 작용되는 힘에는 약하고 구동력이 전달될 때 가해지는 부하에 의해 변형되기 쉽다.

따라서, 이런 변형을 방지하기 위해 플랜지 기어(9c)의 중공부(9c₃)에 보강 부재(9c₄)가 억지 끼워 맞춤된다. 보강 부재(9c₄)는 내주는 물론 외주에도 중공부(9c₃) 내에 억지 끼움하는 것이 좋다. 본 발명자가 행한 실험에 따르면 억지 끼움강도는 0 내지 50㎛ 범위에서 설정하는 것이 좋다. 이는 억지 끼움 상태가 상술한 범위 이상으로 커지면 이끝원 직경이 팽창되고 또 다른 문제도 일으키게 되고 또 상술한 범위 이하이면 기어 강도를 증가시키는 데 효과적이질 못하기 때문이다.

드럼 기어(플랜지 기어(9c))의 피치에 대응하는 화상에 나타는 피치 불균일은 플랜지 기어(9c)의 중공부(9c₃) 내의 보강 부재(9c₄)에 의해 제거될 수 있음을 실험으로부터 확인하였다.

다음에, 감광 드럼(9)를 플랜지 기어(9c)에 고정하는 수단으로서, 감광 드럼(9)와 플랜지(9c)는 특별한 공구에 의해 플랜지 기어(9c)의 홈(9c₅)상의 부분(9a₁)(두위치)에서 감광 드럼(9a)의 단부를 크림핑하여 연결될 수 있다. 이 실시예에서 크림핑은 두 위치에서 행해지지만 크림핑 위치의 갯수는 두 개로만 제한되는 것은 아니다. 기본적으로는 두 부품이 플랜지 기어(9c) 상에 가해지는 부하를 충분히 극복할 수 있을 정도로 견고하게 서로 고정되어야 한다는 것이다. 이런 고정 수단을 채택함으로써, 아교를 사용하여 신뢰성이 저하되었던 종래의 고정 수단을 보다 신뢰성 있는 기계적 고정 수단으로 대체할 수 있게 된다.

[드럼 접지 접점]

제9도는 참조하면, 본 실시예의 감광 드럼(9)는 드럼(9)의 내주면과 접촉하도록 도전성 접지 접점(18a)를 배치하여 접지한다. 이 접지 접점(18a)는 플랜지 기어(9c)가 부착되는 곳의 대향 되는 상부 내면 상에 감광 드럼(9)와 접촉하여 배치된다.

접지 접점(18a)는 스텐레스 강 스프링 재료, 인청동 스프링 재료 등의 도전성 재료로 제조되며 감광 드럼(9)를 회전 지지하는 베어링 부재(16)의 드럼을 구동하지 않는 쪽에 부착된다. 제11도를 참조하여 그 구조를 보다 상세히 기술하면, 베어링 부재(16) 상에 제공된 보스 주위에 억지 끼움하는 구멍(18a₂)가 베이스(18a₁)을 통해 형성되어 있다. 베이스에는 두 개의 아암(18a₃)이 연장되며 그 각 단부에는 반구형 돌기(18a₄)가 제공되어 있다. 이들 돌기는 아암의 각기 다른 부분에 배치되어 제11도의 배면을 향해 돌출한다.

베어링 부재(16)을 감광 드럼(9)에 부착할 때 이 접지 접점(18a)의 돌기(18a₄)는 아암(18a₃)의 탄성력에 의해 감광 드럼(9)의 내면 상에 가압된다. 감광 드럼(9)와의 접촉이 이루어지는 부분을 두 곳 이상으로 하면(본 실시예서는 두 곳임), 접지 접점(18a)의 신뢰성이 개선되며 또 실제 접점이 반구형 돌기(18a₄)가 되므로 감광드럼(9)와 접촉점(18a) 사이의 접촉을 더욱 안정시키게 된다.

상술한 접지 접점(18a)의 경우에, 아암(18a₃)의 길이는 동일하며 반구형 돌기(18a₄)의 위치만이 다르지만 그 대신에 접지 접점(18a)의 아암(18a₃)의 길이를 제12도에 도시한 바와 같이 변경할 수도 있다. 이런 배치 구조는 반구형 돌기(18a₄)와 감광 드럼(9) 사이의 접촉점이 원주 방향으로 서로 변위되므로 드럼(9)의 종방향으로 감광 드럼(9)의 내면 상에 작은 결함 등이 연장되는 경우에도 양 반구형 돌기(18a₄)가 동시에 결함 상에 걸리게 되는 일은 없다. 결국, 감광 드럼(9)는 더욱 신뢰성 있게 접지된다. 그러나, 이런 후자의 배치의 경우에 아암의 길이 차이는 두아암(18a) 사이의 아암 변형량이 달라지게 하여 돌기(18a)가 감광 드럼(9)의 내면과 접촉하는 두 개의 접촉 위치 사이의 접촉 압력이 달라지게 되지만 이렇게 되면 아암(18a₃) 사이의 굽힘 각도를 변경함으로써 쉽게 수정될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예의 접지 접점(18a)는 두 개의 아암(18a₃)를 갖지만 아암(18a₃)의 갯수는 세 개 이상으로 할 수도 있고 접지 점점(18a)가 감광 드럼(9)와 신뢰성 있게 접촉하는 한 제13도 및 제14도에 도시한 바와 같이 단 하나(분기 없이)로 할 수도 있다. 또, 반구형 돌기 등을 갖지 않는 접지 접점(18a)이라도 전술한 바와 같이 사용할 수 있다.

접지 접점(18a)가 감광 드럼(9)의 내면에 접촉하는 접촉 압력이 너무 약하면 반구형 돌기(18a₄)는 감광 드럼의 내면 상의 미세한 불균일 표면을 추종할 수 없게 되어 접촉 불량을 일으키게 되고 또 아암(18a₃)이 진동하여 소음을 유발하기도 한다. 이런 접촉 불량 및 진동 소음을 방지하기 위해 접촉 압력을 증가시켜야 하며 접촉 압력의 증가가 적절치 못하면 드럼 내면이 반구형 돌기(18a₄)에 의해 긁히게 되고 화상 형성 장치는 작동 기간을 길게 할 수가 없다. 이 때 반구형 돌기(18a₄)가 이런 긁힘 부위에 닿게 되면 진동이 발생하고 때로는 접촉 불량이나 진동 소음을 유발한다.

이런 요인들을 염두에 두고 감광 드럼(9)의 내면과 드럼 접지 접점(18a) 사이의 접촉 압력은 10 내지 200g의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 본 발명자가 행한 실험에 따르면 접촉 압력이 10g이하일 때는 감광 드럼(9)가 회전할 때 접촉 불량이 발행하게 되고 다른 전자 장치들을 방해하는 전자파를 발생시키며, 화상 형성 장치를 200g 이상의 접촉 압력으로 오랜 기간동안 사용하게 되면 감광 드럼(9)의 내면은 접지 접점(8a)이 미끄러지는 부분에서 긁히고 감광 드럼 회전시에 이상한 소음이나 접촉 불량을 발생하게 된다.

감광 드럼(9)의 내면 상태로 인해 소음 등이 완전히 제거될 수 없는 경우도 있을 수 있다. 그래도 드럼 내면 중 접지 접점(18a)가 미끄럼하는 부위에 도전성 그리이스를 도포하면 긁힘이나 접촉 불량은 보다 확실히 방지된다.

접지 접점(18a)가 감광 드럼(9)의 내면에 접촉하는 접촉 위치는 제3도에 도시한 바와 같이 드럼(9) 내면의 상부측(전사 롤러(6)과는 직경 방향 대향 위치)으로 하는 것이 좋다. 이는 감광 드럼(9)가 구동될 때 전사 롤러를 향해 힘이 작용하고 이 힘은 전사 롤러(6)를 향한 이동 여유(또는 마모)로 변한다. 따라서, 두 부품간의 접촉은 드럼 내면의 상부측에 접촉하도록 접지 접점(18a)을 배치함으로써 보다 신뢰성이 증대된다.

[드럼 축]

제9도를 참조하면 감광 드럼(9)는 구동측의 금속 드럼 축(9d)와 비구동측의 베어링 부재(16)의 베어링(16a)에 의해 회전 지지된다. 다음에, 제15도를 참조하면 드럼 축(9d)는 감광 드럼(9)를 둘러싸는 하부 프레임(15) 내에 형성된 축 구멍(15s)에 47㎛ 이하로 억지 끼움되며, 감광 드럼(9)의 단부에 고정되어 드럼(9)를 회전지지하는 플랜지 기어(9c)의 축 구멍 내에 삽입된다. 드럼 축(9d)를 하부 프레임(15)의 축 구멍(15s)에 억지 끼움함으로써 드럼(9)는 하부 프레임(15)에 드럼 축(9d)를 고정하는 기계 나사를 사용하지 않고 지지될 수 있다. 따라서, 이런 배치구조는 드럼 축을 고정하는 기계 나사 구멍이 너무 커지게 되어 하부 프레임(15)를 재사용할 수 없게 되는 일이 있고, 또 감광 드럼이 정밀 화상, 즉 고화질 화상을 제공하기 위해 원활하게 회전할 수 있도록 드럼 축(9d)의 공차가 감소된다.

드럼 축(9d)의 단부 표면 중 하나(프로세스 카트리지 B 외부로 노출된 표면)에는 나사 구멍(9d₁)이 천공되어 프로세스 카트리지 B를 교환 중에 분리해 낼 때 억지 끼움된 드럼 축(9d)를 제거하기 쉽게 한다. 드럼 축(9d)의 재료는 금속이나 플라스틱으로 할 수 있다. 나사 구멍(9d₁)은 암나사를 가지며 축(9d)의 방향과 평행으로 천공되고 축(9d)의 단부 표면의 대략 중심에 위치된다.

제16도를 참조하면, 드럼 축(9d)를 하부 프레임(15)로부터 인출해 내는 동작이 설명되어 있다. 드럼 축(9d)를 인출해 내기 위한 인출 공구(19)는 외경이 약 4㎜인 축(19a)와, 외경이 약 40㎜이고 두께 약 10㎜인 추(19b)와, 외경 약 10㎜인 스톱퍼(19a₂)를 포함하며 상기 축(19a)는 한 단부(19a₁)에 나사가 형성되어 있고 추(19b) 내에 형성된 중앙 구멍을 통과하여 다른 단부에 스톱퍼(19a₂)가 고정되어 있다. 이 인출 공구(19)의 나사부(19a₁)을 하부 프레임(15)에 억지 끼움된 드럼 축(9d)의 나사 구멍(9d₁)에 삽입하고 추(19b)를 스톱퍼(19a₂) 쪽으로 여러번 밀면 드럼 축(9d)는 하부 프레임(15)로부터 용이하게 인출된다. 나사부(9a₁)은 수나사로 형성되어 상기 암나사를 가진 나사 구멍(9d₁)에 나사 결합된다.

이 실시예에서, 교환을 위해 카트리지를 분해할 때 사용하는 나사구멍을, 카트리지 프레임의 구멍에 억지 끼움된 드럼축에 나사구멍으로 천공한 경우에 관해 설명하기로 한다. 구멍 천용은 이 경우로 제한되지는 않고, 억지 끼움할 다른 부재에 천공하여 인출이 용이하게 할 수도 있다.

[대전 수단]

[대전 수단의 구성]

대전 수단은 감광 드럼(9)의 표면을 대전시키기 위한 것이다. 이 7실시예에서 소위 일본국 공개 특허 공보 149669/1988호에 기술된 바와 같은 접촉 대전 방식이 채택된다. 특히, 제3도를 참조하면 대전 롤러(10)은 슬라이딩 베어링(10c)에 의해 상부 프레임(14) 내에 회전 지지된다. 이 대전 롤러(10)은 (금속 롤러 축(10b)(강철, SUS 등의 도전성 금속 재료로 된 코어)와, 롤러 축(10b) 상에 도포된 탄성 고무층(EPDM, NBR) 등의 재료)과, 상기 탄성 고무층 상에 도포된 카본 분산 우레탄 고무층을 포함하거나 또는 금속 롤러 축(10b)와 카본 분산 성형 우레탄 고무층이 형성된다.

대전 롤러(10)의 롤러 축(10b)를 회전 지지하는 슬라이드 베어링(10c)는 누락부분(제17도(a)) 없이 감광 드럼(9)(제17도(b))를 향해 약간 미끄럼할 수 있도록 슬라이드 베어링 안내 갈고리(14n)에 의해 유지된다. 또, 롤러 축(10b)를 회전 지지하는 슬라이드 베어링(10c)는 감광 드럼(9)를 향해 스프링(10a)에 의해 가압되어 대전 롤러(10)은 감광 드럼(9)의 표면과 접촉 상태로 유지된다.

[대전 롤러의 미끄럼 거리]

전술한 바와 같이, 대전 롤러(10)은 감광 드럼(9)의 표면과 접촉하여 드럼(9)가 구동될 때 드럼(9)의 회전에 추종하여 회전된다. 감광 드럼(9)가 도시하지 않은 구동 모터로부터 전달된 힘에 의해 구동되면 드럼(9)는 전사 롤러를 향해 가압된다. 다시 말하면, 감광 드럼(9)는 대전 롤러(10)으로부터 멀어지는 방향으로 약간 변위된다. 특히, 감광 드럼(9)는 극히 적은 양이긴 하지만 구동측 보다 비구동측이 많이 변위된다. 이렇게 되면 대전 롤러(10)이 감광 드럼(10)을 향해 반경 방향으로 미끄럼하는 거리는 감광 드럼(9)이 변위하는 거리와 맞지 않는 일이 자주 있어서 감광 드럼(9)와 대전 롤러(10)는 분리된다.

따라서, 본 실시예에서, 대전 롤러(9)가 반경 방향으로 감광 드럼을 향해 미끄러질 수 있는 거리는 전에 비해 크게 설정된다. 또, 대전 롤러(10)의 반경 방향 미끄럼 양은 종방향 좌우측이 다르게 설정된다. 특히, 비구동측(전원 공급측)에서의 슬라이딩 베어링의 미끄럼 거리는 구동측(전원 비공급측) 보다 크게 설정된다. 이 실시예에서 제17도를 참조하면 대전 롤러(10)에 있어서, 구동측과 비구동측의 각 슬라이딩 베어링(10c)의 미끄럼 양 β는 중간 지점과 맞닿음 면(10c₃)까지 사이의 거리를 변경 즉, 단축하여 설정된다. 다시 말하면, 대전 롤러(10)을 상부 프레임(14)에 장착할 때 대전 롤러(10)의 종방향 축에 직각인 방향(반경 방향)의 대전 롤러(10)의 허용 운동량은 대전 롤러(10)의 한 쪽과 다른 쪽을 다르게 선택한다.

[슬라이딩 베어링]

대전 롤러(10)과 감광 드럼(9)는 이들이 설치되는 상부 프레임 같은 부품을 포함하는 관련 부품의 공차 때문에 서로 약간 각도 변위된다. 따라서, 감광 드럼이 회전하면 감광 드럼의 회전에 예속되어 회전하는 대전 롤러(10)은 축방향으로 추력을 받게 되고 한 쪽으로 밀려서 롤러 축(10b)는 상부 프레임(14)의 측방에 맞닿는 일이 있고 맞닿는 부분은 마찰에 의해 깎이게 된다. 또, 카트리지 장전 중에 대전 롤러(10)의 롤러 축(10b)는 진동 등에 의해 상부 프레임(14)의 측벽에 맞닿게 되어 맞닿은 부분이 긁히는 일도 있다. 이런 사태가 발생하면 대전 롤러(10)의 롤러 축(10b)는 깎이거나 긁힌 부분에서 걸리는 일도 일어나며 이는 대전 롤러(10)과 감광드럼(9) 사이의 접촉을 차단한다. 결국, 손상이 발생된다. 게다가, 깎이거나 긁힌 카트리지 프레임은 재사용할 수 없게 된다.

또, 제조나 재사용 중에 카트리지 프레임의 결함을 보완하기 위한 공정을 단순화하기 위해서는 대전 롤러(10)의 축 방향의 힘을 규제하는 드레스트 규제 수단을 상부 프레임(14)에 배치하지 않고 슬라이딩 베어링(10c)에 일체로 형성한다. 다시 말하면 열쇠 모양으로 돌출된 스톱퍼(10c₁)은 드러스트 규제 수단으로서 제18도 및 제19도에 도시한 바와 같이 슬라이딩 베어링에 각각 일체로 형성된다. 본 실시예에서 전원 공급측(19도(b))의 슬라이딩 베어링(10c)는 다량의 카본 필러를 함유하는 도전성 수지 재료로 형성되고, 전원 비공급측(제19도(a))의 것은 폴리아세탈(POM) 같은 비도전성 재료로 형성된다.

또, 프로세스 카트리지 낙하등의 상황에서 미끄럼 안내 갈고리(14n)과 슬라이딩 베어링(10c)가 손상을 입지 않도록 갈고리(14)와 베어링(10c)는 감광 드럼(9) 구동시에 대전 롤러(10)이 겪는 것보다 훨씬 큰 추력 방향의 힘을 받게 되고, 추력 방향에 대해 슬라이딩 베어링(10c)의 외측에 상부 프레임(14)로부터 하향 돌출하는 현수 부재(14p)가 제공된다.

대전 롤러(10)을 상부 프레임(14)에 조립하는데 있어서는 우선 슬라이딩 베어링 안내 갈고리(14)가 슬라이딩 베어링(10c)를 지지하게 하고, 스프링(10a)를 사이에 개재시키고, 그 후 대전 롤러(10)의 롤러 축(10b)를 슬라이딩 베어링(10c)에 끼우면 된다. 이 상부 프레임(14)를 하부 프레임(15)와 결합시키면 대전 롤러(10)은 제3도에 도시한 바와 같이 감광 드럼(9) 상에 가압 되게 된다.

[대전 롤러에 가해진 전압]

화상 형성 동작 중에 감광 드럼(9)의 표면은 감광 드럼(9)의 회전에 의해 회전되는 대전 롤러(10)에 DC 전압에 AC 전압을 중첩시켜 합성한 진동 전압을 가하여 균일하게 대전할 수 있다.

대전 롤러에 가해진 전압을 보다 상세히 설명하기 위해 대전 롤러(10)에 가해진 전압은 순수 DC 전압으로 할 수도 있으나 감광 드럼(9)를 균일하게 대전하기 위해서는 AC 전압을 DC 전압에 중첩시킴으로서 이루어지는 진동 전압을 가하는 것이 좋다. 특히, 순수 DC 전압을 인가할 때 대전에 개시되는 대전 개시 전압의 두 배 이상의 피크-대-피크 전압을 갖는 AC 전압을 DC전압에 중첩시켜서 구성되는 진동 전압을 대전 롤러(9)에 인가함으로써 대전 균일성이 향상된다(일본국 공개특허 공보 149669/1988). 여기서, 진동 전압이라 함은 시간에 대한 주기의 변동치를 말하며 순수 DC 전압이 인가될 때 감광 드럼 표면의 대전이 개시되는 대전 개시 전압의 두 배 이상의 피크-대-피크 전압을 갖는 것이 좋다. 그 파형은 사인파형으로 제한되지는 않으며, 대신에 구형파, 삼각형파 또는 펄스파 형태일 수도 있다. 그러나, 대전 소음 면에서, 고주파 성분을 포함하지 않는 사인 파형이 적합하다. 진동 전압도 DC 전원의 온/오프를 주기적으로 반복하여 형성된 구형파 형태의 전압 등을 포함한다.

[대전 롤러에의 전원 통로]

다음에, 대전 롤러(10)에의 전원 통로에 대해서 기술한다. 제18도를 참조하면 도전성 대전 바이어스 접점(18c)의 한 단부(18c₁)는 장치의 주 조립체측의 도전성 대전 바이어스 접촉 핀에 가압되고 이 대전 바이어스 접점(18c)의 다른 단부는 스프링(10a)에 접촉한다. 스프링(10a)는 롤러 축(10b)의 한 단부(전원측)를 회전 지지하는 슬라이딩 베어링(10c)와 접촉한다. 전력은 장치의 주 조립체측의 전원으로부터 상술한 바와 같이 확립된 통로를 거쳐 대전 롤러(9)로 공급된다.

상술한 바와 같이, 대전 롤러(10)의 전원측 슬라이딩 베어링(10c)는 다량의 카본 필러를 함유하는 도전성 수지 재료로 형성되므로 대전 바이어스는 전술한 전원통로를 통해 신뢰성있게 인가될 수 있다.

[노광 수단]

노광 수단(11)은 대전 롤러(10)에 의해 균일하게 대전된 감광 드럼(9)의 표면을 광학 시스템(3)으로부터의 광 비임에 노광시킨다. 제1도 내지 제3도에 도시한 바와 같이, 상부 프레임(14)에는 미러(3f)에 의해 반사된 레이저 비임이 감광 드럼(9) 상에 투사되도록 하는 개구(11a)가 제공되어 있다.

[현상 수단]

[현상 수단의 구조]

제3도를 참조하면, 자성 토너를 사용하여 토너 화상을 형성하는 현상 수단(12)에는 토너를 저장하는 토너 저장소(12a)와, 이 토너 저장소(12a) 내에서 토너를 공급하기 위한 토너 공급 기구(12b)가 제공된다. 토너 저장소(12a)로부터 공급되어 온 토너는 현상 슬리브(12d)가 도면에서 화살표 방향으로 회전될 때 복수의 자극을 갖는 롤러 자석을 구비한 현상 슬리브(12d)의 표면 상에 얇은 토너층을 형성한다. 토너층이 현상 슬리브(12d) 상에 형성되는 동안 토너는 토너와 현상 슬리브(12d) 및 현상 블레이드(12e) 사이의 마찰에 의해 마찰 대전되어 감광 드럼(9) 상에 정전 잠상을 현상한다. 토너 층의 두께를 조절하는 현상 블레이드(12e)는 소정 압력으로 현상 슬리브(12d)의 표면을 내리 누르도록 하부 프레임(15)에 부착된다.

[현상 블레이드]

현상 블레이드의 구조는 폴리우레탄이나 실리콘 고무 등의 가요성 재료를 성형한 판형 블레이드를 금속제 지지 부재(12e₁)에 부착하고 상기 지지 부재(12e₁)를 나사(12e₂)로 정밀하게 위치된 하부 프레임(15)의 설치 부위에 부착하여 이루어지며, 상기 현상 슬리브(12e)가 소정 압력으로 현상 슬리브를 문지르도록 되어 있다.

[토너 공급 기구]

제13도를 참조하면, 자성 토너 공급 기구(12b)는 축(12b₃)에 대해 아암(12b₂)가 진퇴 요동할 때 아암(12b₂)에 연결된 공급 부재(12b₁)이 토너 저장소(12b₁)의 하면을 따라 화살표 B방향으로 진퇴 운동하게 하여 토너를 공급한다.

공급 부재(12b₁), 아암(12b₂) 및 축(12b₃)은 폴리프로필렌(PP), 아크릴로부타디엔 스티렌(ABS), 고충격 폴리스티렌(HIPS) 등의 재료로 제조되며, 아암(12b₂)와 축(12b₃)은 일체로 형성된다.

공급 부재(12b₁)은 단면 삼각형의 봉형 부재이며, 감광 드럼(9)의 회전축에 평행한 방향으로 연장된다. 다수의 공급 부재(12b₁)이 서로 연결되어 토너 저장소(12a)의 전체 하면을 닦아 내도록 일체의 부재를 형성한다.

축(12b₃)에는 한 쌍의 아암 부재(12b₂)가 일체로 형성되며, 이들 각 아암 부재(12b₂)는 토너 저장소(12a)의 각 측벽으로부터 축(12b₃)의 종방향으로 일정 거리 떨어진 위치에서 축(12b₃)으로부터 하향 현수된다(제20도). 본 실시예에서, 아암 부재(12b₂)는 토너 저장소(12a)의 각 측벽으로부터 15㎜이상 떨어져 배치되어 토너 저장소(12a) 내의 토너는 측벽과 아암 부재(12b₂)사이의 좁은 공간에 끼이게 되지 않는다. 또, 토너 저장소(12a)가 토너로 완전히 채워지면 토너 공급 부재(12b₁)이나 아암 부재(12b₂)에 대한 토너 저항이 커지지만 아암 부재(12b₂) 사이의 거리를 좁히면 축(12b₃)의 비틀림이 감소된다.

아암 부재(12b₂)가 선회하는 축(12b₃)의 한 단부는 토너 저장소(12a)의 측벽을 통과하여 회전 지지된 전달 부재(17)에 연결되고 다른 단부는 토너 저장소(12a) 내의 U형 홈(12a₁)의 하부에 의해 회전 지지되고 동시에 카버 부재(12f)의 리브(12f₂)에 의해 상승이 방지된다(제20도). 전달 부재(17)은 프로세스 카트리지 B가 화상 형성 장치 A에 설치될 때 구동력을 전달하는 전달 수단(17)에 결합되도록 되어 있다. 전달 수단(17)은 소정 각도 만큼 축(12b₃)에 대해 아암 부재(12b₂)를 선회시키는 구동력을 전달한다. 이 전달 수단(17)은 후술하기로 한다.

공급 부재(12b₁)과 아암 부재(12b₂)는 공급 부재(12b₁)의 종방향으로 각각 하나의 공급 부재(12b )에서 서로 떨어져 위치된 한 쌍의 돌기(12b₂)를 아암 부재(12b )에 형성된 긴 구멍(12b₅)에 결합하여 연결된다. 도면에 도시하지는 않았지만 상술한 구조는 연결점이 거의 저항 없이 굽혀질 수 있도록 공급 부재와 아암 부재를 일체로 형성하여 구성되게 할 수 있다.

전술한 바와 같은 구조를 갖게 되면, 아암 부재(12b₂)가 화상 형성 동작 중에 소정 각도 선회할 때 공급 부재(12b₁)이 제3도에 실선과 파선으로 도시한 바와 같이 토너 저장소(12a)의 하면을 따라 화살표 b 방향으로 진동하고 토너 저장소(12a) 부근에 저장된 토너가 현상 슬리브(12d)를 향해 반송된다. 동시에, 공급 부재(12b )의 횡단면은 거의 삼각 형상이기 때문에 토너는 공급 부재(12b )의 경사면에 의해 부드럽게 스쳐지는 식으로 반송된다.

따라서, 자성 토너는 과잉 반송되어 현상 슬리브(12d) 부근에 끼이지도 않고 불충분하게 반송되어 고갈되지도 않는다. 결국, 현상 슬리브의 표면 상에 현성된 토너층은 쉽게 악화되지 않는다.

[카버 부재]

토너 저장소(12a)의 상부 개구부는 개구부에 용접된 카버 부재(12f)로 덮여 있다. 카버 부재(12f)의 상부판 내면에는 제3도에 도시한 바와 같이 하향 돌기(12f )이 제공되어 있다. 하향 돌기(12f₁)의 하단과 토너 저장소(12a)의 하단 사이의 거리는 토너 공급 부재(12b₁)의 삼각형 횡단면의 높이보다 약간 크게 설정되어 있다. 따라서, 공급 부재(12b₁)이 토너 저장소(12a)의 하면으로부터 상승될 때 그 운동은 하향 돌기(12f₁)에 의해 규제된다. 결국, 토너 공급 부재(12b )은 토너 저장소(12a)의 하면과 하향 돌기(12f₁) 사이에서 부유 승강하여 과도한 상승이 방지된다.

[구동력 전달 수단]

다음에, 토너 공급 기구(12b)에 구동력을 전달하는 구동력 전달 수단을 설명한다. 제20도는 제3도에 도시한 프로세스 카트리지 B의 A-A선에 따라 취한 단면도이다. 제21도 역시 그 프로세스 카트리지의 B-B선에 따라 취한 단면도이다.

제20도를 참조하면, 토너 공급 기구(12b)의 피봇점인 축(12b₃)의 한 단부는 상부 프레임(14)의 토너 저장소(12a)의 측벽을 통과하여 회전 지지된 전달 부재(17)에 연결된다. 전달 부재(17)은 미끄럼 성능을 향상시키는 폴리아세탈(POM)이나 폴리아미드 같은 수지 재료로 이루어지며 축(12b₃)의 회전축에 대해 자유로이 회전하도록 스냅식으로 프레임 부재(14)에 부착된다.

제21도에 도시한 구동력 전달 수단에 있어서, 감광 드럼(9)의 한 단부에 부착된 플랜지 기어(9c)의 헬리컬 기어(9c )은 현상 슬리브(12d)의 슬리브 기어(12g)와 결합되고, 슬리브 기어(12g)는 교반 기어(20)과 일체로 형성되고 이 교반 기어(20)의 측면에 배치된 보스(20a)가 회전 중심으로부터 소정 거리 격리되어 배치되며, 보스(20a)는 전달 부재(17)의 아암 부재(17a)에 형성된 긴 구멍과 결합된다. 이런 배치 구조를 채택하면 플랜지 기어(9c)가 도면중 화살표 방향으로 회전하면 교반기어(20)은 도면의 화살표 방향으로 슬리브 기어(12g)를 통해 회전되어 전달 부재(17)이 도면의 화살표 방향으로 교반 기어(20)의 보스(20a)에 의해 진퇴 선회하여 전달 부재(17)에 연결된 축(12b )에 구동력을 전달하고 최종적으로 토너 공급 기구(12b)가 구동된다.

[교반 기어의 위치 결정]

교반 기어(20)의 회전축의 위치 결정은 하부 프레임(15)에 형성된 리브(15p)의 U자형 홈(15p₁)에 교반 기어(20)의 축(20b)를 끼워 맞추는 방법에 의존한다. 따라서, 교반 기어(20)과 슬리브 기어(12g) 사이의 결합 정밀도를 개선하기 위해서는 하부 프레임(15)를 정밀하게 형성하면 되는 것이다. 교반 기어(20)의 축(20b)의 상부측은 전달 부재(17)을 회전 지지하는 상부 프레임(14)에 형성된 관통 구멍 하방에 제공된 오목 가이드(14i)에 의해 규제된다. 따라서, 상하부 프레임(14 및 15)를 결합하면 교반 기어(20)는 회전 지지되고 그 위치가 고정된다. 이런 배치 구조를 채택함으로써, 교반 기어(20)를 회전 지지하는 관통 구멍을 마련할 필요가 없어지고 카트리지 프레임의 강도도 개선하게 된다.

[현상 슬리브]

다음에, 토너층이 형성되는 현상 슬리브(12d)를 설명한다. 현상 슬리브(12d)와 감광 드럼(9)는 사이에 미세 간극(약 200㎛ 내지 300㎛)을 두고 서로 대향하여 배치된다. 본 실시예에서, 이 미세 간극을 두기 위해, 현상 슬리브(12d) 보다 상술한 미소 간극 만큼 큰 외경을 갖는 접촉 링(12d )을 현상 슬리브(12d)에 있어서 현상 슬리브(12d)의 각 축방향 단부를 향해 토너 층이 형성되는 범위 외부에 끼워져서 잠상이 형성되는 범위 이외에서 링(12d )과 감광 드럼이 접촉하게 된다.

여기서, 감광 드럼(9)과 현상 슬리브(12d) 사이의 위치 관계를 설명하기로 한다. 제22도는 감광 드럼(9)와 현상 슬리브(12d) 사이의 위치 관계와 현상 슬리브(12d)에 압력을 가하는 방법을 설명하기 위한 종단면도이다. 제23도(a)는 제22도의 AA-AA선에 따라 취한 단면도, 제23도(b)는 제22도의 BB-BB선에 따라 취한 단면도이다.

제22도에 도시한 바와 같이, 토너층이 형성되는 현상 슬리브(12d)와 감광 드럼(9)는 사이에 미소 간극(약 200㎛ 내지 400㎛)을 두고 마주하도록 위치된다. 이때, 감광 드럼(9)의 한 단부는 하부 프레임(15)의 축 구멍(15s)에 억지 끼움된 드럼축에 의해 회전 지지되고, 감광 드럼(9)의 한 단부에 부착된 플랜지 기어(9c)의 축구멍을 통하여 끼워지며, 다른 단부도 상기 하부 프레임(15)에 고정식으로 끼워진 베어링 부재(16)의 베어링(16a)에 의해 회전 지지된다. 현상 슬리브(12d)에는 현상 슬리브(12d)의 각 축방향 단부를 향해 토너 층이 형성되는 범위 외측으로 상술한 미세 간극 만큼 큰 외경을 갖는 접촉 링(12d₁)이 끼워져서 링(12d₁)이 잠상 형성 범위 외부에서 감광 드럼과 접촉하게 된다.

현상 슬리브(12d)는 각 축 방향 단부를 향해 위치된 슬리브 베어링(12h, 12i)에 의해 회전 지지되며, 한 쪽(비구동측)의 슬리브 베어링(12h)는 축 방향에 대해 토너 층 현성 범위 외측의 접촉 링 내측에 배치되고, 다른 쪽(구동측)의 슬리브 베어링(12i)는 접촉 링(12d₁) 외측은 물론 토너 형성 범위 외측에 위치된다. 이들 슬리브 베어링(12h, 12i)는 제22도에 화살표 방향으로 약간 미끄러질 수 있도록 하부 프레임(15)에 부착된다. 슬리브 베어링(12h, 12i)로부터 돌출되는 돌기에는 하부 프레임(15)의 벽에 가압하는 상태로 감광 드럼(9) 쪽을 향해 현상 슬리브(12d)를 가압하는 압력을 발생하는 압력 스프링(12j)가 부착되어 있다. 상술한 배치에 의해, 접촉 링(12d₁)은 감광 드럼(9)과 접촉을 유지하고 현상 슬리브(12d)와 감광 드럼(9) 사이에 간극을 신뢰성 있게 유지하며, 또 플랜지 기어(9c)와 그 헬리컬 기어(9c₁)이 결합된 현상 슬리브(12d)의 슬리브 기어(12g)에 구동력이 신뢰성 있게 전달된다.

[현상 슬리브의 미끄럼량]

제24도를 참조하면, 슬리브 베어링(12h, 12i)가 미끄럼 할 수 있는 양이 도시되어 있다. 이를 설명하기 위해, 우선 현상 슬리브의 구동측에서, 구동력이 장치의 주 조립체측에 제공된 구동 모터로부터 플랜지 기어(9c)의 헬리컬 기어(9c₁)에 전달되면 슬리브 기어(12g)의 헬리컬 기어(9c₁)로부터 작동 압력은 작동 압력각(본실시예에서는 20°)으로 헬리컬 기어(9c₁)의 상호 결합 피치원의 접선 및 슬리브기어(12g)의 접선으로부터 멀어지는 방향으로 배향된다. 따라서, 작동 압력은 제24도에 화살표 P로 표시한 방향으로(θ≒20°)배향된다. 상술한 구조적 배치 관계에 의해, 이 작동 압력 P는 슬리브 베어링(12h)의 미끄럼 방향에 평행 및 수직인 성분 Ps와 성분 Ph로 나뉘어진다. 슬리브 베어링(12h)가 감광 드럼(9)의 회전 중심과 현상 슬리브(12d)의 회전 중심을 연결하는 직선에 평행인 방향으로 미끄러지면 미끄럼 방향에 평행인 성분 Ps는 제24도에 도시한 바와 같이 감광 드럼(9)로부터 멀어진다. 따라서, 감광 드럼(9)와 현상 슬리브(12d) 사이의 간극은 플랜지 기어(9c)의 헬리컬 기어(9c₁)과 슬리브 기어(12g) 사이의 작동 압력으로 변화하려 하고, 이로써 현상 슬리브(12d) 상의 토너는 감광 드럼(9) 상으로 적절히 이동하지 못하게 된다. 이는 현상 성능을 악화시키기도 한다.

상술한 이유로 본 실시예에서는 플랜지 기어(9c)의 헬리컬 기어(9c₁)으로부터 슬리브 기어(12g)에 구동력이 전달되는 방식을 고려하고, 또 제23도(a)에 도시한 바와 같이, 현상 슬리브(12d)의 구동측(슬리브 기어(12g)가 부착된 쪽)의 슬리브 베어링(12)가 미끄러질 수 있는 방향을 제23도(a)에 화살표 Q방향으로 도시한 바와 같이 배향시킨다. 다시 말하면, 플랜지 기어(9c)의 헬리컬 기어(9c₁)과 슬리브 기어(12g) 사이의 작동 압력의 방향과 구동측 슬리브 베어링(12i)의 미끄럼 방향(화살표Q방향)에 의해 형성되는 각도ψ는 90°보다 약간 큰 각도(본 실시예에서 약 92°)를 취하도록 설정한다. 이런 배치 구조에 의해, 작동 압력 P의 수평 성분은 본 실시예에서 거의 제로로 감소되며 성분 Ps는 감광 드럼(9)를 향해 현상 슬리브(12d)를 약간 밀게 된다. 이 경우에 압축 스프링(12j)에 의해 현상 슬리브(12d) 상에 가해진 압력은 감광 드럼(9)와 현상 슬리브(12d) 사이의 간극을 일정하게 유지하여 적절한 현상 동작이 수행되도록 스프링 압력의 크기 α만큼 증가된다.

다음에, 현상 슬리브(12d)의 비구동측(현상 슬리브(12g)가 부착되지 않은 쪽)의 슬리브 베어링(12h)의 미끄럼 방향을 설명한다. 구동측의 경우와는 달리, 비구동측은 외력을 받지 않으므로 제23도(b)에 도시한 바와 같이 슬리브 베어링(12h)의 미끄럼 방향은 감광 드럼(9)의 중심과 현상 슬리브(12d)의 중심 사이를 연결하는 직선에 거의 평행하게 되어 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시예에서는 현상 슬리브(12d)가 감광 드럼 상에 직접 가압되는 경우 현상 슬리브(12d)와 감광 드럼(9) 사이의 위치 관계는 현상 슬리브(12d)가 가압되는 방향을 구동측과 비구동측에서 차이를 둠으로써 항상 적절히 유지할 수 있고, 따라서 적절한 현상 동작이 수행된다.

또, 구동측의 슬리브 베어링(12i)의 미끄럼 방향은 비구동측의 슬리브 베어링(12h)에서 기술한 바와 같은 방법으로 감광 드럼(9)의 중심과 현상 슬리브(12d)의 중심을 연결하는 직선에 거의 평행하게 할 수 있다. 특히, 본 실시예에서는 구동측에서 플랜지 기어(9c)와 슬리브 기어(12g) 사이의 작동 압력 P의 미끄럼 방향 성분 Ps는 현상 슬리브(12d)를 감광 드럼(9)로부터 멀리 이동시키는 힘을 작용하고, 이 때 비구동측에 비해 구동측의 압축 스프링(12j)의 압력을 성분 Ps와 같은 양 만큼 증가시켜 현상 슬리브(12d)가 성분 Ps를 보상하도록 가압될 수 있게 하기만 하면 된다. 다시 말하면, 압축 스프링(12j)에 의해 현상 슬리브(12d)의 비구동측에 가해진 압력 P1과 압축 스프링(12j)에 의해 구동측 상에 가해진 압력 P2 사이의 관계는 P2=P1+Ps의 방정식을 만족하도록 설정하고, 현상 슬리브(12d)는 항상 적절한 압력을 받게 하고, 현상 슬리브(12d)와 감광 드럼(9) 사이의 적절한 간극이 보장된다.

[슬리브 베어링의 정지 돌기]

현상 슬리브(12d)의 구동측의 슬리브 베어링(12i)의 상부에는 슬리브 베어링(12d)가 미끄러져 빠지는 것을 방지하기 위한 정지 돌기(12i₁)이 제공되어 현상 슬리브(12d)를 장치에 조립할 때 현상 슬리브(12d)가 압축 스프링(12j)에 의해 빠져 나가지 못하도록 한다. 상술한 바와 같이, 압축 스프링(12j)의 가압 방향과 슬리브 베어링(12i)의 미끄럼 방향이 다르기 때문에 현상 슬리브(12d) 조립시에 압축 스프링(12j)의 힘에 의해 제23도의 시계 방향 회전 모멘트가 발생되고 따라서 정지 돌기(12i₁)은 이 힘을 보상하기 위해 슬리브 베어링(12i)의 상부에 배치된다.

[구동 부재측의 프레임 강도]

슬리브 기어(12g)에 구동력이 전달되면 슬리브 기어(12g)는 하향력(제23도(a)에서 화살표 P방향)을 받게 되어 하부 프레임(15)는 슬리브 베어링(12i)를 통해 이힘을 받게 되고, 따라서 하부 프레임(15)가 구동 부재측에 변형될 가능성이 있다. 이런 가능성을 배제하기 위해, 본 실시예에서 다음과 같은 구조가 제공된다.

첫째, 감광 드럼(9)의 드럼축(9d)를 지지하는 측벽과 현상 슬리브(12d)의 구동측을 지지하는 측벽을 제7도에 도시한 바와 같이 단일 부재로 연결하고 하부 프레임(15)의 구동 부재 부분(제7도의 우측 부분)을 거의 상자형으로 형성하여 하부 프레임(15)의 구동 부재 부분에 가해진 압력을 분산시키도록 하부 프레임(15)를 성형한다.

둘째, 상자형으로 형성된 프레임 부분의 강도는 하면(상술한 하향면에 해당하는 면) 상에 제21도에 도시한 다수의 리브(15p)를 제공함으로써 증가된다. 세째, 슬리브 베어링(15) 상에 작용된 상술한 하향력의 영향은 슬리브 베어링(12i)를 다른 쪽의 슬리브 베어링(12h) 보다 하부 프레임(15)의 측벽에 가깝게 배치함으로써 감소될 수 있다.

상술한 바와 같이 구조적인 배치를 함으로써, 특히 구동 수단(12)의 구동측에 해당하는 부분인 하부 프레임(15)의 구동 부재 부분의 프레임 강도를 증가시킬 수 있다. 본 실시예에서, 세 가지 방법을 모두 채택하였지만 각각의 방법 자체 만으로도 효과적임은 물론이다.

[현상 슬리브에의 슬리브 기어의 연결]

다음에, 슬리브 기어(12g)를 현상 슬리브(12d)에 연결하는 방법을 기술하기로 한다. 제25도는 현상 슬리브(12d)와 슬리브 기어(12g)의 연결 방법을 도시하는 개략도이다. 제25도(a)를 참조하면, 슬리브 플랜지(12k)는 접착, 크림핑, 억지 끼움등으로 외경 12mm인 원통형 현상 슬리브(12d)의 한 단부(구동측)에 끼워 고정된다. 이 슬리브 플랜지(12k)는 접촉 스프링(12d₁)의 게이트부(12d₂)의 내경보다 작은 외경을 갖는 부분(12k₁)과 상기 부분(12k₁)의 외경 보다 작은 외경을 갖고 슬리브 베어링(12i)에 의해 회전 지지된 부분(12k₂)와 슬리브 기어(12g)에 끼워지는 산과 골이 제공된 끼움 부분(12k₃)의 세 개의 단차부(계단부)를 구비한다.

슬리브 플랜지(12k)의 직경 단차부(12k₁)의 연장 길이는 접촉 링(12d₁)의 게이트부(12d₂)의 두께 보다 커서 현상 슬리브(12d)가 추력 방향으로 이동한 후에도 슬리브 베어링(12i)가 접촉 링(12d₁) 상에 닿지 않는다. 슬리브 플랜지(12k)가 슬리브 베어링(12i)에 의해 회전 지지되는 부분(12k₂)의 결합 직경은 약 6㎜ 내지 8㎜이다.

슬리브 기어(12g)에 끼워지는 산과 골을 가진 끼움 부분(12k₃)은 직경 단차부(12k₂)의 외경 보다 한 단계 작으며 두 개의 다른 부분, 즉 4㎜ 내지 5㎜의 작은 외주 직경을 갖는 골 부분(12k₅)와 상기 골 부분(12k₅) 보다 직경이 커서 상기 골 부분(12k₅)로부터 돌출하는 산 부분(12k₄)를 포함한다. 산 부분(12k₄)의 돌출 높이는 약 0.7㎜, 그 폭은 약 2.0㎜ 이며, 산 부분(12k₄)의 외주 D와 골 부분(12k₅)의 외주 d는 동심이다. 슬리브 플랜지(12k)와 슬리브 기어(12)는 조정 가능하게 끼워져서(H-js 끼움), 끼움 부분(12k₃)의 골 부분(12k₅)는 중심 맞추기 및 체결용 위치에 선택되고 따라서 끼움 부분(12k₃)의 산 부분(12k₄)의 위치에서 유격이 있게 된다. 또, 슬리브 기어(12g)에는 슬리브 플랜지(12k)의 부분(12k₃)과 결합되는 끼움 구멍(12g₂)가 제공되고 또 보스부(12g₁)이 제공되어 슬리브 플랜지(12k)의 부분(12k₃)이 슬리브 기어(12g)에 끼워지는 길이는 기어 치폭 보다 커진다. 따라서, 허용 구동력이 증가된다.

슬리브 플랜지(12k)의 재료로는 알루미늄 합금 또는 폴리아세탈(POM), 폴리부티렌-테레프탈레이트(PBT), 폴리아미드(PA) 등을 사용할 수 있다. 슬리브 기어(12g)용 재료로는 폴리아세탈(POM), 폴리부티렌-테레프탈레이트(PBT), 폴리아미드(PA), 불화 폴리카보네이트(PC) 등을 사용할 수 있다.

이 실시예에서, 슬리브(12k)가 슬리브 기어(12g)에 끼워지는 부분(12k₃) 상에 두 개의 산 부분이 제공되지만 서너개의 산 부분을 제공하더라도 같은 효과를 얻을 수 있다. 특히, 슬리브 기어(12g)를 플라스틱으로 사출 성형하여 제조할 때 두께를 네 개의 골을 갖게 하여 보다 균일하게 하여 제조 정밀도를 개선할 수도 있다. 또, 슬리브 플랜지(12k)는 슬리브 기어(12g)에 끼워져서 끼움 부분(12k₃)의 골 부분(12k₅)에서 조절 가능하게 접촉할 수 있도록 하지만 조절 가능한 접촉은 산 부분(12k₄)에서 하게 하고 골 부분(12k₅)에 유격을 제공할 수도 있다.

[클리닝 수단]

[클리닝 수단의 구조]

클리닝 수단(13)은 감광 드럼(9) 상의 토너 화상이 전사 수단(6)에 의해 기록매체 상에 전사된 후에 잔류 토너를 제거하기 위한 것이다. 제3도를 참조하면 이 세척 수단(13)은 감광 드럼(9) 상의 잔류 토너를 닦아 내기 위한 클리닝 블레이드(13a)와, 상기 클리닝 블레이드(13a) 하방에 배치되어 감광 드럼(9)의 표면에 접촉되는 닦아 내어진 토너를 퍼내는 수용 시트(13b)와, 상기 수집된 폐토너를 저장하는 폐토너 저장소(13c)를 구비한다.

[수용 시트]

여기서, 수용 시트(13b)의 부착 방법을 설명한다. 수용 시트(13b)는 양면 접착 테이프로 폐토너 저장소(13c) 상에 제공된 부착면(13d) 상에 부착된다. 그러나, 폐토너 저장소(13c)는 수지 재료로 된 하부 프레임(15)와 상부 프레임(14)에 의해 형성되고, 그 부착면(13d)는 완전한 평면은 아니다. 따라서, 양면 접착 테이프(13e)를 부착면(13d) 상에 부착하고 수용 시트(13b)를 상기 양면 접착 테이프(13e) 상에 간단히 부착하면 수용 시트(13b)의 선단(감광 드럼(9)과 접촉하는)은 참조 부호 U로 도시한 바와 같이 파형이 된다. 수용 시트(13b)의 선단에 파형 U를 형성함으로써, 수용 시트(13b)는 감광 드럼(9)의 표면에 밀착하지 못하게 되어 클리닝 블레이드(13a)에 의해 닦여진 토너를 신뢰성 있게 퍼내지 못하게 된다.

따라서, 파형 U의 발생을 방지하기 위해 수용 시트(13b)의 선단에 인장을 줄 수 있다. 다시 말하면, 파형 U의 발생은, 폐토너 저장소의 하부에 위치한 부착면(13d)를 견인 공구로 하향으로 견인하여 부착면(13d)를 탄성적으로 굽어지게 하고 수용 시트(13b)를 부착한 후에는 견인을 멈추어 재료의 탄성으로 인해 부착 표면을 직선화하면서 수용 시트(13b)의 선단에 인장력이 가해지도록 수용 시트를 부착함으로써 방지될 수 있다.

그러나, 최근에 프로세스 카트리지가 소형화되어 감에 따라 수용 시트(13b)의 부착면(13d)의 크기도 작아지고 있다. 따라서, 부착면(13d)를 굽힌 상태에서 수용시트(13b)를 부착하면 수용 시트(13b)는 제17도(a)에 도시한 바와 같이 양 하단부(13b₁)에서 하향으로 비어져 나오게 된다. 수용 시트(13b)가 부착면(13d) 하방으로 비어져 나오게 되면 기록 매체는 돌출하는 수용 시트(13b)에서 걸리게 되는 일이 있다.

또, 부착면(13d)를 굽힌 상태에서 수용 시트(13b)를 부착하면 양면 접착 테이프(13e)가 수용 시트(13b)의 하부측으로부터 하향으로 비어져 나오게 된다. 따라서, 만일에 이 상태에서 수용 시트(13b)를 부착 공구(22)에 의해 양면 접착 테이프(13e) 상에 가압되고 테이프(13e)의 돌출부는 제27도(b)에 도시한 바와 같이 접착 공구(22)에 부착하고 부착 공구(22)를 제거하면 양면 접착 테이프(13e)가 부착면(13d)로 부터 박리되고 결국 수용 시트(13b)의 접착이 부적절해진다.

따라서, 본 실시예에서, 수용 시트(13b)의 하단부 형상은 제28도(a)에 도시한 바와 같이 부착면(13d)가 인장 공구(21)에 의해 인장된 상태에서 부착되는 형상과 동일한 형상으로 한다. 다시 말하면 수용 시트(13b)는 종방향 양단부 보다는 종방향 중간부가 폭넓어지도록 제조된다. 이런 형상으로, 굽혀진 양면 접착 테이프(13e)는 수용 시트(13b) 밖으로 비어져 나오지 않게 된다. 게다가, 부착 표면(13d)를 직선화하기 위해 견인 공구(21)로 견인하는 것을 정지하고 수용 시트(13b)의 상단부에 인장을 줄 때 수용 시트(13b)의 하단은 부착면(13d)의 하부로부터 비어져 나오지 않게 된다. 따라서, 전술한 바와 같이 수용 시트(13b)의 부적합한 부착이나 기록 매체가 수용 시트(13b)에 걸리는 일은 회피할 수 있다.

또, 수용 시트(13b)의 처리의 단순화 및 처리 공구 등의 사용 수명을 고려하면 수용 시트(13b)의 하단 형상은 선형으로 하는 것이 적합하다. 따라서, 제29도에 도시한 바와 같은 선형 구조를 사용하여 수용 시트(13b)의 폭을 수용 시트(13d) 하단 곡선을 따르는 종방향 중심을 향해 넓어지게 한다.

또, 본 실시예에서, 수용 시트(13b)를 위한 부착면(13d)를 굽히기 위해, 부착면(13d)는 인장 공구(21)에 의해 인장되지만 제30도에 도시한 바와 같이 수용 시트(13b)의 부착면(13d)와 일체로 형성된 폐 토너 저장소(13c) 내에 제공된 격벽판(13c₁)의 상부를 압착 공구로 압착하여 수용 시트(13b)의 부착면(13d)를 굽힐 수도 있음은 물론이다.

또, 본 실시예에서, 수용 시트 부착면(13d)는 폐 토너 저장소(13c)의 하부에 형성되지만 이런 형태의 구조를 가진 수용 시트를 폐 토너 저장소(13c)와는 다른 금속판 같은 재료로 된 부재의 부착면 상에 부착하거나 또는 금속 판 부재를 폐 토너 저장소(13c)에 조립할 수도 있다.

[클리닝 블레이드]

제3도를 참조하면 클리닝 블레이드(13a)는 폴리우레탄 고무(JISA경도 : 60도 내지 75도) 같은 탄성 재료로 제조되고, 소위 냉간 압연 강철판 같은 금속판으로 된 지지 부재(13a₁)에 일체로 고정된다. 클리닝 블레이드(13a)가 부착되는 지지 부재(13a₁)은 감광 드럼(9)가 부착되는 하부 프레임(15)의 클리닝 블레이드 설치면에 나사 등으로 고정된다. 하부 프레임(15)의 클리닝 블레이드 설치면은, 클리닝 블레이드(13a)가 고정되는 지지 부재(13a₁)이 설치될 때 클리닝 블레이드(13a)의 엣지부가 소정 정밀 접촉 압력으로 감광 드럼(9)와 접촉 위치되도록 정밀하게 성형되어 있다.

주 대전 바이어스, 즉 AC 전압에 상술한 DC전압을 중첩시킴으로써 발생된 전압은 프로세스 카트리지 B의 대전 롤러(10)에 가해지기 때문에 감광 드럼(9)는 이 AC성분(약 2KVp-p) 만큼 현미경적으로 진동을 일으킨다. 감광 드럼(9)의 현미경적 진동은 진동을 일으키는 클리닝 블레이드(13a)의 소위 스틱 슬립을 트리거하기 쉽다. 스틱 슬립으로 인한 클리닝 블레이드(13a)의 진동은 크며, 이런 큰 진동은 지지 부재(13a₁)이 부착되는 지지 부재(13a₁)을 통하여 하부 프레임(15) 및 상부 프레임(14)에 전달되어 소음이 발생하기도 한다.

따라서, 본 실시예에서 클리닝 블레이드(13a)의 진동에 의해 발생한 소음을 억제하는 수단으로서, 제31도 및 제32도에 도시한 바와 같이 상부 프레임(14) 내의 예정 위치에 리브(14j)가 제공되고 이 리브(14j)는 클리닝 블레이드(13a)가 고정되는 지지 부재(13a₁)의 상면에 맞닿는다. 또, 폐 토너 저장소(13c)로부터 폐 토너가 누설되는 것을 방지하기 위해 발포 우레탄 등으로 제조된 밀봉 부재(S1)이 리브(14j)에 부착되고 리브(14j)와 지지 부재(13a₁) 사이에서 압축된다. 결국, 클리닝 블레이드(13a)의 진동은 밀봉 부재(S1)과 리브(14j)의 협동에 의해 억제되어 상술한 진동에 관한 소음을 방지한다. 상술한 바로부터 알 수 있듯이, 클리닝 블레이드(13a)의 지지 부재(13a₁)은 밀봉 부재(S1)을 사이에 두고 상부 프레임(14)와 하부 프레임(15)에 의해 협지된다. 다시 말하면 프로세스 카트리지 B는 다음과 같은 방법으로 조립된다: 클리닝 블레이드(13a)는 지지 부재(13a₁)을 하부 프레임(15)에 나사로 부착함으로써 하부 프레임(15)에 설치되고, 상부 프레임(14)와 하부 프레임(15)은 상부 프레임(14)와 하부 프레임(15) 사이에 지지 부재(13a₁)을 압축하듯이 배치된다.

리브(14j)에서, 그 높이는 리브(14j)가 부착되는 지지 부재(13a₁)의 상면과 상부 프레임(14) 내면 사이의 제로 간극을 두도록 선택된다. 또, 본 실시예에서, 리브(14j)는 클리닝 블레이드(13a)의 종방향으로 중심 잡히고, 또 길이 L_R은 약 180㎜ 이상으로 제조된다. 결국, 상부 프레임(14)는 약 0.5㎜ 내지 1.0㎜ 만큼 클리닝 블레이드(13a)의 반응에 의해 굽혀지지만 본 실시예에서 이 문제는 그 굽힘이 상부 프레임(14)의 형상 내에서 이루어지도록 설계함으로써 쉽게 처리할 수 있다.

[평균 토너 입경 및 블레이드 접촉 압력 사이의 관계]

최근에, 화상의 질(화질)을 보다 향상시키려는 노력이 계속 있어 왔고, 따라서, 토너 입경은 이런 욕구를 충족시키기 위해 토너 입경이 점차 감소되어 왔다. 종래에는 평균 입경 약 9㎛인 토너가 사용되고 있지만, 본 실시예에서는 평균 입경 약 7㎛인 토너가 사용된다. 제33도의 정상 분포 곡선은 이런 토너의 토너 입경 분포를 도시한 것이다. 제33도에서 잘 알 수 있는 바와 같이, 토너 입경이 감소할수록 작은 토너 입자가 증가된다. 따라서, 클리닝 블레이드(13a)가 감광 드럼(9)에 접촉하는 접촉 압력은 토너 입자의 미세한 정도에 비례하여 증가시켜야 하며, 그렇지 않으면 토너가 클리닝 블레이드(13a)에 의해 미끄러져서 소위 클리닝 고장을 일으키기 쉽다. 또, 클리닝 블레이드(13a)에 의해 미끄러진 토너는 대전 롤러(10)에 의해 집합되고 드럼 표면 상에 용융된 토너가 감광 드럼(9)의 표면 상에 굳어진 채 남아 부적절한 대전을 이루기 쉬어진다.

따라서, 본 실시예에서, 클리닝 블레이드(13a)가 감광 드럼(9)와 접촉하는 압력은 토너 입경 감소에 따라 증가된다. 이하에, 클리닝 블레이드(13a)의 접촉 압력을 측정하는 방법과 본 발명의 출원인이 행한 내구성 실험 결과 블레이드 압력과 토너 입경을 변경해 가면서 정상 상태 하에서 5000부의 복사를 한 후 세척 능력, 대전 특성, 감광 드럼 상태를 살펴 보았다.

우선, 제34도에 도시한 바와 같이, 감광 드럼(9)에 대한 클리닝 블레이드의 관입량 λ와 설정 각도 ψ의 크기를 설명하기로 한다. 블레이드의 관이비량 λ는 그 자체를 변형시키지 않고 감광 드럼(9)에 클리닝 블레이드(13a)의 선단이 들어가는 량을 가리키는 것이며, 접근각 ψ는 클리닝 블레이드(13a)의 선단과 감광 드럼(9) 사이의 접촉점에서 감광 드럼(9)의 접선과 클리닝 블레이드(13a)에 의해 형성된 각도를 의미한다.

상술한 정의를 기초로 하여 제35도를 참고로 블레이드의 접촉 압력을 측정하는 방법에 대해 설명하기로 한다. 우선, 1㎝ 폭의 부재를 클리닝 블레이드(13a)로부터 절단해 내어 모터(56)에 의해 화살표 방향으로 이동 가능한 블레이드 마운트(57) 상에 고정하고 이 클리닝 수단(13)의 조각을 약 20° 내지 25°의 범위에서 선택한 예정 각도 ψ로 부하 센서(58)와 접촉 위치시킨다. 그리고, 블레이드 마운트(57)은 소정 관입량 λ와 동등한 량 만큼 부하 센서쪽으로 이동되고 부하 센서에 의해 감지된 값은 증폭기(59)에 의해 증폭되어 전압계(60)을 통해 독출된다. 이렇게 독출된 전압은 미리 준비해 둔 단위 전압당 전혀 부하를 가하여 센티미터당 선형 부하로 변환한다. 이렇게 얻은 값이 블레이드 접촉 압력이다.

본 발명의 출원인은 전술한 블레이드 접촉 압력 측정 방법을 사용하여 내구성 시험을 행하였는데, 그 실험에서는 세척 능력, 대전 특성 및 감광 드럼 상태를 접촉 압력과 토너 입경을 변화시킴으로써 감광 드럼 상태를 연구하였다. 그 결과를 제36도에 도시하였다. 시험 중에, 대전 특성을 안정시키기 위해 약 1KV DC와 약 2KV AC 전압의 중첩 전압을 대전 롤러에 인가하였다. 현상 시스템에 있어서는 단일 성분 자성 토너를 사용하는 역전 현상이었다. 이 시험에서 말하는 역전현상이라 함은 잠상의 전압의 극성과 같은 대전 극성을 가진 토너에 의해 현상된다. 이 실시예의 경우에, 음의 극성으로 대전된 접촉 대전 수단에 의해 대전된 화상 보유 부재의 표면 상에 음의 극성을 갖는 잠상이 형성되고 동일한 음의 극성으로 대전된 토너에 의해 현상된다. 처리 속도는 약 20㎜/sec 내지 160㎜/sec이었다.

제36도를 참조하면 시험 번호 1은 주된 조합, 즉 블레이드 접촉 압력이 15gf/㎝이고, 9㎛ 평균 직경을 가진 토너를 감광 드럼(9)에 사용하는 경우를 도시한 것이다. 기대하는 바와 같이, 세척 능력이 충분하기 때문에 특성 곡성과 감광드럼 상태는 양호하였다.

시험 번호 2에서, 블레이드 접촉 압력은 15gf/㎝이었고 평균 입경 7㎛인 토너를 사용하였다. 약 1000장의 복사가 완료된 후에 클리닝 고장이 발생하였고, 그 후 약 천 수백장의 복사가 완료된 후에 대전 고장이 발생하였다. 게다가, 클리닝 블레이드(13a)에 의해 미끄러진 토너는 대전 롤러(10)에 의해 인가된 중첩 전압에 의해 발생한 진동에 의해 뭉쳐서 드럼 상에서 용융되었다.

시험 번호 3에서, 블레이드 접촉 압력은 20gf/㎝이었고 평균 입경 7㎛인 토너를 사용하였다. 블레이드에 의해 미끄러진 토너의 량은 감소되었지만 세척 능력이 불충분하였다. 따라서, 클리닝 블레이드(13a)에 의해 미끄러진 토너는 감광드럼(9)와 접촉하는 쪽의 클리닝 수단(13)의 표면에 축적되고, 2000회 복사완료된 후 축적된 토너가 장치 작동 개시시에 블레이드 선단의 변형으로 인한 감광 드럼(9)에 의해 축출된다. 축출된 토너는 대전 롤러(10)에 접착되고 대전 고장을 일으킨다. 그러나, 대전 롤러(10)에 접착된 토너는 복수개의 복사가 연속된 후에는 점차 제거되며 대전 성능이 회복된다.

시험 번호 4에서, 블레이드 접촉 압력은 25gf/㎝으로 증가하였고 평균 입경 4㎛인 토너를 사용하였다. 결과는 시험 번호 3과 거의 동일하였다.

시험 번호 5에서, 블레이드 접촉 압력은 25gf/㎝으로 증가하였고 평균 입경 7㎛인 토너를 사용하였다. 토너의 미끄러짐 량은 거의 없었고 따라서 감광 수단에 부착되는 쪽의 클리닝 수단(13)에 전혀 부착되지 않았다. 5000부 정도의 내구성 한도 내에서 토너는 장치 동작 개시시에 클리닝 수단(13)에 거의 부착되지 않았으며 소위 클리닝 고장은 일어나지 않았다. 결국, 세척 능력, 대전 특성 및 감광 드럼 상태는 양호하였다.

시험 번호 6과 7에서, 접촉 압력은 25gf/㎝에서 유지하였고 평균 입경 5㎛인 토너와 평균 입경 4㎛인 토너를 각각 사용하였다. 결과는 시험 5에서와 같았으며, 감광 드럼 상태는 물론 세척 능력과 대전 특성도 양호하였다.

시험 번호 8 및 10에서, 블레이드 접촉 압력의 상한은 평균 입경 7㎛인 토너를 사용하였을 때 측정한 것을 사용하였다. 접촉 압력을 60gf/㎝이하로 하면 화상과 관련된 문제점은 전혀 없었으나 블레이드 접촉 압력을 65gf/㎝로 하면 드럼 표면은 거의 긁혀지고 약 4000장 복사 후에 이들 화상에 나타난 긁힘 자국으로 인한 줄무늬가 생겼다.

시험 번호 9 및 11에서, 블레이드 접촉 압력의 상한은 평균 입경 4㎛인 토너를 사용하였을 때 측정한 것을 사용하였다. 결과는 시험 번호 8 및 시험 번호 10과 결과는 동일하였으며 블레이드 접촉 압력이 60gf/㎝인 경우에는 화상과 관련한 문제점은 전혀 없었으나 블레이드 접촉 압력이 65gf/㎝인 경우에는 드럼 면이 거의 긁히고 약 4000부 정도 복사한 후 이들 긁힘에 의한 줄무늬가 화상에 나타난다.

상술한 바와 같은 결과에 따라서 토너의 입경이 7㎛이하인 경우에는 블레이드 접촉 압력은 적어도 20gf/㎝이 되도록 설정해야 하며 클리닝 고장을 확실히 방지하면서 만족스런 화상을 항상 제공하기 위해서는 블레이드 접촉 압력은 25gf/㎝ 내지 60gf/㎝의 범위 내로 설정해야 한다. 이들 상한 및 하한을 고려하면 약 36gf/㎝으로 블레이드 접촉 압력을 설정하는 것이 보다 바람직하다. 따라서, 본 실시예에서, 탄성 클리닝 블레이드(13a)는 평균 입경 4㎛ 내지 7㎛의 범위일 때 클리닝 블레이드(13a)는 감광 드럼9)과 25gf/㎝ 내지 60gf/㎝의 접촉 압력으로 접촉 배치되는 식으로 하부 프레임(15) 상에 장착된다.

[상부 및 하부 프레임]

프로세스 카트리지의 하우징을 구성하는 상부 및 하부 프레임(14 및 15)를 기술하기로 한다. 제6도를 참조하면 하부 프레임(15) 측에는 감광 드럼(9) 이외에 현상 수단(12), 현상 블레이드(12e), 클리닝 수단(13)으로 구성되는 현상 슬리브(12d)가 배치된다. 한 편, 상부 프레임(14) 측에는 대전 롤러(10), 현상 수단(12)을 구성하는 토너 저장소(12a) 및 토너 공급 기구(12b)가 배치되어 있다.

제8도 및 제38도를 참조하면, 상부 및 하부 프레임(14 및 15)를 조합하기 위해 네 쌍의 갈고리(14)가 상부 프레임(14)이 일체로 등간격으로 형성되어 있다. 제7도 및 제37도를 참조하면, 하부 프레임(15)에는 프레임(15)와 일체로 형성된 구멍(15a, 15b)가 제공되어 있다. 따라서, 상부 및 하부 프레임(14 및 15)는 갈고리(14a)가 결합 구멍(15a, 15b)에 강제로 끼워져 결합되고, 갈고리(14a)와 결합 구멍(15a)는 탄성 결합되고 필요에 따라 분해될 수 있다. 또, 연결을 견고히 하기 위해, 갈고리(15c)와 결합 구멍(15d)가 제7도 및 제37도에 도시한 바와 같이 하부 프레임(15)의 종방향 양단부를 향해 제공되고 제8도 및 제38도에 도시한 바와 같이 결합 구멍(15d 및 15e)와 결합되는 결합 구멍(14b 및 14c)가 상부 프레임(14)의 종방향 단부를 향해 제공된다. 다시 제7도 및 제37도를 참조하면 위치 결정 돌기(15m)은 하부 프레임(15)의 종방향 단부를 향해 감광 드럼(9)가 배치되는 곳의 부근에 형성된다. 이들 돌기(15m)은 제4도에 도시한 바와 같이 상부 프레임(14)를 연결했을 때 상부 프레임(14)를 통해 절결된 구멍(14g)를 관통하여 외부로 비어져 나온다.

전술한 바와 같이 상부 및 하부 프레임(14 및 15)에 프로세스 카트리지 B를 구성하는 각종 부재를 별도로 결합하면 감광 드럼에 대해 특별히 위치되어야 하는 현상 슬리브(12), 현상 블레이드(12e), 클리닝 블레이드(13a) 등의 부재는 동일 프레임측(본 실시예에서는 하부 프레임(15)측) 상에 배치되어 프로세스 카트리지 B의 조립 공정을 단순화하면서도 각 부재가 정밀하게 배치된다.

게다가, 본 실시예의 하부 프레임(15)에는 제7도 및 제37도에 도시한 바와 같이 그 단부 중 하나에 인접하여 배치된 결합 오목부(15n)이 제공되고 상부 프레임(14)에는 갈고리(14a)의 대략 중간점에 있는 오목부(15n)에 결합하도록 단부 중 하나에 인접 배치한 결합 돌기(14h)가 제공되어 있다.

또, 본 실시예의 하부 프레임(15)에는 제7도 및 제37도에 도시한 바와 같이 프레임의 각 코너 부분에 인접하여 위치된 한 쌍의 결합 오목부(15e)와 결합 돌기(15f₁) 및 결합 오목부(15f₂)가 제공되어 있고 상부 프레임(14)에는 제8도 및 제38도에 도시된 바와 같이 프레임(14)의 각 코너 부분에 인접하여 배치되어 한 쌍의 결합 오목부(15e), 결합 돌기(15f₁) 및 결합 오목부(15f₂)와 결합되는 한 쌍의 결합 돌기(14d), 결합 오목부(14e₁) 및 결합 돌기(14e₂)가 제공되어 있다. 결합 오목부(15f₂)에 인접하여, 결합 구멍(15f₃)이 제공되고 결합 돌기(14e₂)에 인접하여 결합구멍(15f₃)과 결합하는 결합 갈고리(14e₃)이 제공된다.

따라서, 상부 및 하부 프레임(14 및 15)을 서로 맞붙이면 결합 돌기(14h, 14d, 14e₂, 15f₁)은 각각 결합 오목부(15n, 15e, 15f₂, 14e₁)과 결합되고 또 결합 갈고리(14e₃)은 결합 구멍(15f₃)과 결합되어 상부 및 하부 프레임(14 및 15)가 견고하게 조합되어 비틀림력이 작용하더라도 조합된 상부 및 하부 프레임(14 및 15)가 서로 이동되지 않게 된다.

결합 돌기, 결합 오목부, 결합 갈고리 및 결합 구멍은 이들이 상부 및 하부 프레임(14 및 15) 상에 작용되는 비틀림력에 저항할 수 있도록 배치될 수 있는 한 전술한 바와는 다른 위치에 배치할 수도 있다.

제6도를 참조하면, 상부 프레임(14)에는 프로세스 카트리지 B를 화상 형성 장치 A에서 분리할 때 외부 광, 먼지 등으로부터 감광 드럼(9)를 보호하는 셔터 기구(24)가 제공되어 있다. 이 셔터 기구(24)의 구조적인 세부 사항을 이하에 설명한다.

하부 프레임(15)의 하면은 기록 매체를 운반하는 가이드로서의 기능을 한다. 여기서, 기록 매체를 운반하는 가이드로서의 기능을 하는 하부 프레임(15)의 하면에 대해 설명하기로 한다.

제39도를 참조하면 감광 드럼(9)와 전사 롤러(6) 사이에 형성된 닙 N의 상류에 배치된 하부 프레임(15)의 하면의 가이드 부분(15h)은 닙 N의 위치에서 접선 N1 방향에 대해 La(La=5.0㎜ 내지 7.0㎜) 만큼 기록 매체 P를 전향하도록 위치된다. 이 가이드 부분(15h)는 토너를 슬리브(12d)에 공급하는 데 필요한 공간과 현상 슬리브(12d)를 위한 공간을 제공하도록 구성된 하부 프레임(15)의 하면의 일부분이기 때문에, 그 구조 및 위치는 적절한 현상 조건을 얻기 위해 결정되는 현상 슬리브(13d)의 위치에 의해 영향을 받는다. 따라서, 이 표면을 접선 N₁방향에 가깝게 배열하려 하면 하부 프레임(15)가 얇아져서 프로세스 카트리지 B의 강도에 관해 문제가 발생하게 된다.

하부 프레임(15)의 하면 하방에서, 기록 매체가 운반되는 방향에 대해 하류측에 배치된 클리닝 수단(13)의 하단(13f)의 위치는 클리닝 블레이드(13a), 수용 시트(13b) 등을 배치하는 방법에 따라 결정되고 하단부(13f)가 기록 매체 P를 방해하지 않도록 접선 N₁으로부터 Lb의 거리(Lb=4.5㎜ 내지 8.0㎜)(본 실시예에서는 약 6.2㎜)를 갖는 위치에 선택된다. 게다가, 본 실시예에서, 제39도에서 감광 드럼(9)의 회전 중심으로부터의 수직선과 감광 드럼(9)의 회전 중심과 전사 롤러(6)의 회전 중심을 연결하는 선 사이에 형성되는 각도 δ는 δ=10° 내지 30°(본 실시예에서는 약 20°)를 만족하도록 설정된다.

[셔터 기구]

기록 매체 상에 토너 화상을 전사하기 위해, 감광 드럼(9)는 하부 프레임(15) 상에 제공된 개구(15g)(제42도)를 통하여 전사 롤러(6)를 마주 보도록 되어 있다. 그러나, 카트리지 B를 화상 형성 장치 A로부터 분리해 낼 때 감광 드럼(9)가 노출된 채 남게 되면 감광 드럼(9)는 외부 광에 노출되어 오염되고 또 면지가 감광 드럼(9)에 부착된다. 따라서, 프로세스 카트리지 B에 프로세스 카트리지를 화상 형성 장치 A로부터 분리해 낼 때 외부 광, 먼지 등으로부터 감광 드럼(9)의 노출된 부분을 보호하는 셔터 기구(24)가 제공되어 있다. 이후에, 셔터 기구의 구조를 제40도 내지 44도를 참조하여 상세히 기술하기로 한다.

[셔터 기구의 구조]

제40도를 참조하면, 셔터 기구(24)는 셔터 아암(24a), 셔터 링크(24b), 셔터부(24c), 축 수용기(24d, 24e) 및 비틀림 스프링(24f)를 포함하고, 또 프로세스 카트리지 B를 화상 형성 장치에 장착하거나 그로부터 취출할 때 자동 개폐된다.

셔터 아암(24a)는 금속 재료로 만들어지며, 제40도에 도시한 바와 같이 축 수용기(24d, 24e₁)(제43도)에 의해 회전 지지된다. 이 셔터 아암(24a)에 의해 셔터 링크(24b)는 회전 지지되며 셔터 링크(24b)의 회전 중심 부분(24b₁)은 셔터 아암(24a)의 회전 규제부(24a₂)에 의해 규제되어 셔터 링크가 화살표 d1 방향으로 소정 각도 이상 회전하는 것을 방지한다. 셔터 링크(24b)에 의해, 셔터부(24c)는 회전 지지되며, 셔터부(24c)의 회전 중심 부분(24c₁)은 셔터 링크(24b)의 회전 규제부(24b₂)에 의해 규제되어 셔터부(24c)가 화살표 e1 방향으로 소정 각도 이상 회전하는 것이 방지된다.

셔터 아암(24a)의 한 단부를 회전 가능하게 지지하는 축 수용기(24d)에는 수용부(24d₁)로부터 돌출하는 돌기(24d₂)(제43도)가 제공되어 있고, 이 돌기에 비틀림 스프링(24f)가 끼워진다. 비틀림 스프링(24f)의 한 단부는 축 수용기(24d)의 홈(24d₃)에 배치되고 다른 단부는 셔터 링크(24b)를 회전 지지하는 셔터 아암(24a)의 지지부(24a₃) 상에 놓여서 셔터 아암(24a)에는 제41도에 도시한 바와 같이 화살표 방향으로 회전 모멘트가 제공된다. 비틀림 스프링(24f)로부터의 힘에 의해 가압되면 셔터 아암(24a)의 회전 규제부(24a₂)는 화살표 d2 방향으로 셔터 링크(24b)를 규제하고, 이어서 셔터 링크(24b)의 회전 규제부(24b₂)는 화살표 e2방향으로 셔터부(24c)를 규제하여 제41도에 도시한 바와 같이 셔터 기구(24)가 완전히 닫힌다.

이 실시예에서, 셔터부(24c)의 내면(감광 드럼(9)의 표면에 대향하는 면)은 셔터 기구(24)가 완전히 닫혀 셔터부(24c)가 감광 드럼(9)의 표면에 손상을 주는 것이 방지되는 상태에서 셔터부(24c)와 감광드럼(9)가 서로 접촉하더라도 미끄러지도록 성형된다. 또, 제42도에 도시한 바와 같이, 셔터 지지부(14k)는 하부 프레임(14)의 드럼 개구(15g)의 종방향 단부에 각각 제공되어 있다. 이 셔터 지지부(14k)는 셔터 기구가 완전히 닫힌 상태에서 셔터부(24c)가 감광 드럼(9)의 표면에 접촉하지 않도록 셔터부(24c)를 유지한다.

또, 셔터 기구는 상부 프레임(14)에 부착되고 그로부터 제거될 수 있다. 특히, 셔터 아암(24a)의 축부(24a₁)을 지지하는 축 수용기(24d, 24e)에는 각각 결합 갈고리(24d₄, 24e₄)가 제공되어 있고, 셔터 기구(24)는 현상측의 상면의 각 종방향 단부에서 상부 프레임(14) 상에 제공된 결합 구멍(도시 않음)에 결합 갈고리(24d₄, 24e₄)를 결합하여 상부 프레임(14)에 결합된다.

[ 수용기의 결합 갈고리의 결합량]

셔터 기구는 프로세스 카트리지 B를 장착 또는 분리할 때 개폐되어 상부 프레임(14) 상의 셔터 기구를 수용하는 축 수용기(24d, 24e) 상에 작용된 힘은 셔터 기구(24)가 개폐될 때 변동되도록 되어 있다. 축 수용기 쌍(24d, 24e) 이외에는 축 수용기(24d)에만 셔터 기구를 폐쇄 방향으로 가압하는 비틀림 스프링(24f)가 끼워져 있기 때문에, 축 수용기(24d) 상에 작용된 힘은 비틀림 스프링(24f)가 끼워지지 않은 다른 축 수용기(24e) 상에 작용되는 힘보다 커서 그 변형도 크다. 결국, 축 수용기(24d)의 결합 갈고리(24d₄)의 결합량이 다른 축 수용기(24e)의 결합 갈고리(24e₄)의 결합량과 동일하면 결합 갈고리(24d₄)는 분리된다. 따라서, 본 실시예에서 결합 갈고리(24d₄)의 결합량은 축 수용기(24e)의 결합 갈고리(24e₄)의 결합량 보다 크게 하여 축 수용기(24d)가 쉽게 분리되지 않도록 한다. 특히, 축 수용기(24d)의 한 쪽 상의 결합 갈고리(24d₄)의 결합량은 다른 쪽 보다 크게 되어 있다. 다시 말하면, 축 수용기(24d, 24e)는 상부 프레임(14)의 종방향으로 배치되어 있지만 비틀림 스프링(24f)는 한 쪽 단부, 즉 축 수용기(24d) 상의 한 단부에만 제공되며, 이 축수용기(24d)의 경우에 축 수용기(24d)의 한 쪽의 결합 갈고리(24d₄)의 결합량은 다른 쪽과는 다르며, 비틀림 스프링(24f)가 제공되지 않은 축 수용기(24e)의 경우에는 한 쪽의 결합 갈고리(24e₄)의 결합량은 다른 쪽과 같다. 따라서, 축 수용기(24d 또는 24e)가 상부 프레임(14)와 결합을 유지하는 강도의 크기는 서로 다르다.

이하에 제시한 것은 본 실시예의 결합 갈고리(24d₄, 24e₄)의 결합량에 대한 구체적인 값의 예이다. 그 선택은 이 예에만 제한되지는 않으며 적절히 선택할 수 있다.

(1) 축 수용기(24d)의 한 쪽의 결합 갈고리(24d₄)의 결합량(D1) : 약 1.0㎜

(2) 축 수용기(24d)의 다른 쪽 결합 갈고리(24d₄)의 결합량(D2) : 약 1.1㎜

(3) 축 수용기(24d)의 결합 갈고리(24d₄)의 아암 길이 (D3) : 약 2.8㎜

(4) 축 수용기(24e)의 한 쪽의 결합 갈고리(24e₄)의 결합량(E1) : 약 1.0㎜

(5) 축 수용기(24e)의 다른 쪽 결합 갈고리(24e₄)의 결합량(E2) : 약 1.0㎜

(6) 축 수용기(24e)의 결합 갈고리(24e₄)의 아암 길이(E3) : 약 2.8㎜

[셔터 기구의 회전 중심]

셔터 기구(24)에서, 셔터 기구의 회전축인 셔터 아암(24a)의 축 부분(24a₁)은 상부 프레임(14)의 현상측 상면에 상부 프레임(14)의 종방향으로 연장되므로 이 축부분(24a₁)은 카트리지 장착시 등의 상황 하에서 사용자가 손으로 잡아당겨서 인장되어 손상을 입거나 변형되기 쉽게 된다. 또, 제42도를 참조하면 본 실시예에서 토너 저장소(12a) 내의 토너 공간을 증가시키기 위해 카버 부재(12f) 상에 팽창부(12f₃)가 제공된다. 셔터 기구의, 회전 축인 축부분(24a₁)은 팽창부(12f₃) 상방을 가로질러 연장되며, 셔터 기구의 회전 범위는 증가된다. 따라서, 본 실시예에서, 이런 증가를 방지하기 위해 카버 부재(12f)의 팽창부(12f₃)에는 제44도에 도시한 바와 같이 종방향으로 연장되는 홈(12f₄)가 제공되고, 축 부분(24a₁)은 이 홈(12f₄)를 통하여 연장되고 카버 부재(12f)의 팽창부(12f₃)의 상면 상방으로 비어져 나오지 않는다.

[프로세스 카트리지의 조립]

다음에, 상술한 구조를 갖는 프로세스 카트리지의 조립 방법을 첨부 도면을 참조하여 상세히 기술하기로 한다.

[하부 프레임에의 조립]

제45도를 참조하면, 우선, 토너 누설을 방지하기 위해 하부 프레임(15)에서, 발포 폴리우레탄 등으로 된 방지 밀봉 부재(S4)를 양면 접착 테이프를 사용하여 현상 슬리브 밀봉 베어링면(15i) 상에 부착하고, 동일 재료로 된 밀봉 부재(S5)를 동일 방법으로 하부 프레임(15)의 종방향에 대해 클리닝 블레이드 설치면(15j)의 외측에 위치한 시트부(15j₁) 상에 부착한다. 그러나, 이 실시예에서, 현상 슬리브 밀봉 베어링면(15i) 상에 부착되는 밀봉 부재용으로는 펠트 재료가 사용되며, 클리닝 설치면(15j)에 인접하여 위치한 시트부(15j₁) 상에 부착되는 밀봉 부재로는 발포 우레탄이 사용된다. 토너 누설을 방지하는 밀봉 부재(S4 와 S5)는 외곽 형상을 가질 필요는 없다. 대신에, 탄성 중합체로 고화될 수 있는 액체 재료를 프레임 내에 밀봉부재를 안착시킬 위치에 형성된 오목부에 주입하여 성형할 수도 있다.

현상 슬리브(12d)는 밀봉 부재(S4)가 부착되는 하부 프레임(15) 내에 장착된다. 전술한 바와 같이, 현상 슬리브(12d)의 단부로부터의 토너 누설은 밀봉 부재(S4)에 의해 방지되고, 제46도에 도시한 바와 같이 현상 슬리브(12d)의 회전 방향(도면의 화살표 방향)과 이 슬리브 내에 배치된 롤러 자석(12c)의 작극 사이의 관계 때문에 토너는 제46도에 실선으로 도시한 바와 같이 현상 슬리브(12d)의 단부의 밀봉 부재(S4) 부근에 부착되고, 따라서 밀봉 부재(S4)의 밀봉 성능은 제47도에 도시한 하부(15i1)에서 가장 높아져 바람직하다. 따라서, 본 실시예의 슬리브 밀봉 베어링면(15i)는 현상 슬리브(12d)의 하부로부터 슬리브 밀봉 베어링면(15i)의 하부(15i1) 까지의 반경 방향 거리가 다른 부분의 반경 R2 보다 작아지도록 성형된다. 다시 말하면, 두 반경 R1 및 R2의 관계는 R1 R2이다. 이런 배치 구조에서, 현상 슬리브(12d)는 베어링(12h, 12i)를 통하여 하부 프레임(15)에 설치되고 밀봉 부재(S4)는 다른 부분 보다 하부(15i1)을 따라 더욱 압축되며 현상 슬리브(12d)와 하부(15i₁) 사이의 밀봉 압력을 증가시키고 밀봉 성능을 개선한다. 본 실시예에서 슬리브 밀봉 베어링면(15i)는 다른 부분 보다는 하부(15i₁)을 따라 약 0.4㎜ 더 압축된다.

현상 슬리브(12e)가 부착되는 블레이드 지지 부재(12e₁)과 클리닝 블레이드(13a)가 부착되는 블레이드 지지 부재(13a₁)은 하부 프레임(15)의 대응 블레이드 설치면(15k, 15j)에 나사(12e2, 13a₂)로 설치된다. 이 때 본 실시예에서 제45도에 도시한 바와 같이 나사(12e₂, 13a₂)를 동일 방향으로 삽입할 수 있게 하기 위해서는 블레이드 지지 부재(12e₁, 13a₁)을 위한 블레이드 설치면(15k, 15j)을 각각 거의 평행하게 형성한다. 따라서, 프로세스 카트 B를 대량 생산하면 현상 블레이드(12e)와 클리닝 블레이드(13a)는 자동 기계 등에 의해 자동적으로 연속적으로 나사결합된다. 이런 배치 구조에서, 스크루 드라이버 등을 위한 공간이 제공되어 양 블레이드(12e, 13a)의 효율은 증가될 수 있고, 또 하우징(프레임)을 형성하는 주형을 위한 개방 방향을 동일하게 하여 주형 구조를 단순화시키고 제조 비용을 감소시킬 수 있다.

본 실시예에서, 하부 프레임(15)은 제45도에 도시한 수직선에 대해 현상 블레이드 설치 베어링면(15k)와 클리닝 블레이드 설치 베어링면(15j)의 각도가 약 24°및 22°가 되도록 상기 양면이 거의 평행하도록 성형된다. 또, 상술한 바와 같이, 양 블레이드(12e, 13a)를 자동 기계 등과 연속적으로 나사 결합하기 위해 블레이드 설치면(15k, 15j)에서 현상 블레이드(12e)와 클리닝 블레이드(13a)를 나사 체결하도록 제공되는 양 나사 구멍의 각도는 동일하게, 즉 제45도에 도시한 수평선에 대해 약 24°가 되도록 하여 한 번에 천공할 수 있게 한다.

나사 결합 대신에 현상 블레이드(12e) 및 클리닝 블레이드(13a)는 제48도에 도시한 바와 같이 접착제(12e₄, 13a₃)으로 하부 프레임(15) 상에 접착하여 부착할 수 있다. 이 경우에도 이런 배치 구조를 채택함으로써 양 블레이드(12e, 13a)는 동일 방향으로부터 접착할 수 있고, 나사를 사용하는 경우와 같이 현상 블레이드(12e)와 클리닝 블레이드(13a)는 자동 기계 등에 연속적으로 접착할 수 있다.

[클리닝 블레이드 단부의 밀봉]

또, 발포 폴리우레탄 등으로 된 밀봉 부재(S6)는 제49도에 도시한 바와 같이 블레이드 설치면(15j)의, 클리닝 블레이드(13a)의 단부에 대응하는 하부에 부착된다. 밀봉 부재(S6)는 클리닝 블레이드(13a)에 의해 긁어내어진 토너가 블레이드(13a) 상의 측부로 이동하여 블레이드 단부로부터 누설되는 것을 방지한다.

프로세스 카트리지 B의 소형화에 의해 밀봉 부재(S6)의 하단부와 감광 드럼(9)과 밀봉 부재(S6) 사이의 접촉 영역 사이의 거리 LS(제50도)가 짧아지면 밀봉 부재(S6)는 감광 드럼(9)의 토오크와 진동에 의해 감광 드럼(9)에 의해 인출되기 쉽고 또 일정 기간 사용후에 박리되기 쉬워진다. 따라서, 이 실시예에서, 밀봉 부재(S6)에 고밀도 폴리우레탄 시트(37)를 부착하여 제49도에 도시한 바와 같이 감광 드럼(9)와 밀봉 부재(S6) 사이의 마찰을 감소시킨다.

또, 클리닝 블레이드(13a) 상에 불화 폴리비닐리덴(PVDF), 불화 탄소, 실리콘 입자 등의 고체 윤활제를 피복하여 시동 기간 중에 감광 드럼(9) 상의 토너의 부족으로 인한 강한 접촉으로 발생되는 토오크 증가는 방지할 수 있고, 또 윤활제(38)은 제51도에 도시한 바와 같이 밀봉 부재(S6) 상에도 피복되어 드럼 단부와 밀봉 부재(S6) 사이의 마찰은 더욱 감소되어 밀봉 부재(S6)의 인출을 방지할 수 있다.

[현상 슬리브 단부에서의 밀봉]

제52도를 참조하면, 현상 슬리브(13)의 단부 부분과 하부 프레임(15)제52도에서 밀봉 부재(S4)의 단부면) 사이에 형성된 간극 Lt를 통해 토너가 누설되는 것을 방지하는 동시에 현상 슬리브(12d)의 간극(Lt) 부분 상의 토너 층을 긁어 내기 위해 현상 블레이드(12e)의 각 단부에는 밀봉 부재(7)이 제공된다. 이 밀봉 부재(7)은 제53도에 도시한 바와 같이 현상 슬리브(12d) 상에 가압되는 현상 블레이드(12e)의 외관 형상을 따르도록 형성되어 현상 블레이드(12e)가 현상 슬리브 상에 가압하는 접촉 압력이 증가되지 않도록 한다. 이런 배치 구조에 의해, 밀봉 부재(S7)은 상부측(S71)에서 토너의 누설을 방지하고, 하부측(S72)로는 현상 슬리브(12d)의 단부상의 토너를 긁어 낸다.

상술한 바와 같이, 감광 드럼(9)는 블레이드(12e, 13a)가 부착된다. 따라서, 본 실시예에서, 제45도에 도시한 바와 같이, 하부 프레임(15)에는 안내 부재(15q₁, 15q₂)가 제공되어 있고, 안내 부재(15q₁)은 현상 블레이드 지지 부재(12e₁) 상의 감광 드럼(9)에 마주하는 면 상에 배치되고 안내 부재(15q₂)는 클리닝 블레이드 지지 부재(13a1)의 감광 드럼(9)에 마주하는 면 상에 배치된다. 이들 부재는 모두 감광드럼(9)의 종방향에 대하여 감광 드럼(9)의 화상 형성 범위(제54도에서 범위 Ld) 외측에 배치된다. 양 안내 부재(15q₁, 15q₂) 사이의 거리는 감광 드럼(9)의 외경 Rd 보다 크게 설정되어 있다.

이런 배치 구조를 사용하면, 감광 드럼(9)는 결국 제45도에 도시한 바와 같이 종방향에 대해 양단부(화상 형성 범위 외측 부분)은 안내 부재(15q₁및 제15q₂)에 의해 안내되는 상태로 부착된다. 다시 말하면, 감광 드럼(9)는 하부 프레임(15) 쪽으로 하향 회전되어 블레이드(13a)가 약간 휘어진 상태로 현상 슬리브가 약간 측방으로 밀린 상태로 된다.

상술한 단계를 따르지 않고 감광 드럼(9)를 먼저 배치하고 나중에 블레이드(12e, 13a) 같은 다른 부재를 설치하면 블레이드(12e, 13a) 등이 부착되는 동안 감광드럼(9)의 표면에 손상을 줄 기회가 부여된다. 또, 현상 블레이드(12e) 및 클리닝 블레이드(13a)의 부착 위치 또는 감광 드럼(9) 상의 그 접촉 위치를 측정하는 시험은 실행할 수가 없게 되어 불편하다. 또, 시동 기간 중에 일어나는 토너의 부족으로 인한 토오크 증가 및 블레이드(12e)와 현상 슬리브(12d) 사이 또는 블레이드(13a)와 감광 드럼(9) 사이의 강한 접촉에 의해 발생되는 블레이드 박리를 방지하는 윤활제는 하부 프레임(15)에 양 블레이드(12e, 13a)를 부착하기 전에 도포해야 하므로 조립 공정 중에 윤활제가 갑자기 고갈되는 단점을 낳기 쉽다. 그러나, 이런 단점은 본 실시예에서와 같이 감광 드럼(9)을 나중에 배치함으로써 해소될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시예에 따르면 현상 수단(12)과 프레임에 부착된 크리닝 수단(13)으로 자세 검사 같은 시험을 수행할 수 있고, 또 감광 드럼(9) 설치 중에 화상 형성 범위에서 감광 드럼(9)가 긁히거나 흠이 생기는 방지된다.

또, 현상 수단(12)와 클리닝 수단(13)을 프레임 상에 조립한 후에 이들에 윤활제를 도포할 수 있으므로 윤활제의 고갈이 방지되고 현상 블레이드(12e)와 현상 슬리브(12d) 사이 또는 클리닝 블레이드(13a)와 감광 드럼(9) 사이의 강한 접촉에 의해 발생되는 토오크 증가를 효과적으로 방지할 수 있다.

또, 본 실시예에서, 드럼 안내 부재(15q₁, 15q₂)는 하부 프레임(15)에 제공되어 하부 프레임(15)와 일체로 형성할 수도 있고 별도의 부재로 형성할 수도 있다. 그러나, 이런 배치 구조 대신에, 돌기(12e₅, 13a₄)는 제55도에 도시한 바와 같이 감광 드럼(9)를 하부 프레임(15)에 설치할 때 안내 역할을 하도록 감광 드럼(9)의 화상 형성 장치 외측의 블레이드 지지 부재(12e₁, 13a₁) 상의 종방향 양단부에 각각 제공될 수 있으며, 블레이드 지지 부재(12e₁, 13a₁)과 일체로 형성하거나 별도의 부재로 제공될 수 있다.

[감광 드럼 삽입부의 설치]

본 실시예에서, 감광 드럼(9)는 제45도에 도시한 클리닝 블레이드(13a)의 접촉면에 대해 예정 각도 γ를 형성하는 방향으로 삽입된다. 이는 거시적으로는 엣지를 포함하여 윤활제가 균일하게 도포된 것으로 보이지만 제56도(a)에 현미경적 구조로 도시한 바와 같이 블레이드(13a)의 자유단의 엣지에 수십 미크론의 넓은 면이 윤활제로 코팅되지 않은 채로 남은 영역 Lc가 있기 때문이다.

따라서, 감광 드럼(9)를 상술한 방법으로 설치하면 감광 드럼(9)가 클리닝 블레이드(13a)와 접촉한 후 블레이드(13a) 상의 윤활제(38)은 감광 드럼(9)의 진입에 따라 긁어내어지고 윤활제(38)가 도포되지 않은 Lc 부분에서만 분산된다. 결국, 드럼(9)이 완전히 설치된 시점에서, 윤활제(38)은 드럼(9)와 블레이드(13a) 사이의 전체 표면에 걸쳐 존재하게 된다.

전술한 바와 같이, 드럼(9)는 블레이드(13)의 접촉면에 대해 여정 각도 γ를 이루는 방향으로 설치된다. 그러나, 본 발명에 따라 실행된 시험에 따르면 일반적으로 말해서 블레이드(13a)의 고무 경도가 60°이고, 동시에 관입량이 0.5㎜ 이상일때, 또는 블레이드(13a)와 드럼(9) 사이의 접촉 압력이 15gf/㎝ 이상일 때에는 드럼(9)의 접근 각 γ가 블레이드(13a)의 접촉면에 대해 45°이하이면 상술한 효과를 얻을 수 있음은 명백하다. 본 실시예에서 드럼(9)는 약 22°의 각도 γ를 유지하면서 설치된다.

[드럼 축과 베어링 부재의 설치]

상술한 바와 같이 현상 슬리브(12d), 현상 블레이드(12e) 및 클리닝 블레이드(13a)가 하부 프레임(15)에 조립 완료된 후에 지지 부재(9d4)를 지지하는 드럼 축(9d)와 베어링 부재(16)은 제57도에 사시도 및 제22도에 단면도로 도시한 바와 같이 감광 드럼(9)의 각 단부에 부착되어 감광 드럼(9)는 하부 프레임(15)에 회전 가능하게 설치된다. 베어링 부재(16)은 미끄럼 성능을 가진 폴리아세탈 등의 재료로 제조되며, 감광 드럼(9)에 끼워지는 드럼 축 베어링부(16a), 슬리브 베어링 부(16b) 및 D-절결 자석(12c)의 축단부가 끼워지는 D-절결 보어부(16c)를 포함하고 상기 세 부분이 일체로 형성되어 있다.

따라서, 감광 드럼(9) 및 자석(12c)는 베어링들에 의해 지지되며, 베어링부(16a)는 원통형 감광 드럼(9)의 단부에 끼워지고, 자석의 단부는 D-절결 보어부(16c)에 끼워지며, 축 베어링 부재(16)은 하부 프레임(15)의 측벽에 고정적으로 끼워진다. 제57도를 참조하면, 베어링 부재(16)에는 도전성 접지 접점(18a)이 부착되고, 상기 도전성 접지 접점(18a)는 베어링 부재(16)이 감광 드럼(9)에 끼워질 때 감광 드럼(9)의 도전성(알루미늄) 베이스 부재(9a)와 접촉하게 된다(제10도). 또, 베어링 부재(16)에는 베어링 부재를 현상 슬리브(12d)에 부착할 때 도전성 부재(18d)와 접촉하게 되고 현상 슬리브(12d)의 내면과 접촉하는 바이어스 전압 접점(18b)이 제공되어 있다.

감광 드럼(9)와 자석(12c)는 전술한 바와 같이 단일 부재의 베어링 부재(16)에 의해 지지되기 때문에 양 부품(9, 12)의 위치 정밀도가 개선되고, 또 부품 갯수도 감소되어 조립 공정도 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 제조 비용도 저감시킬 수 있다.

또, 감광 드럼(9)와 자석(12c)의 위치는 단일 부재를 사용하여 고정되기 때문에 감광 드럼(9)와 자석(12c)는 보다 정밀하게 위치 결정할 수 있어서 감광 드럼(9) 표면 상에 자력이 균일하게 작용될 수 있게 되고 매끄럽고 정밀하면서도 선명한 화상을 창조할 수 있게 된다.

또, 베어링 부재(16)에 감광 드럼(9)을 접지하기 위한 드럼 접지 접점(18a)와 현상 슬리브(12d)에 바이어스를 인가하는 현상 바이어스 접점(18b)를 제공함으로써 부품들을 효과적으로 소형화할 수 있고, 나아가서 프로세스 카트리지 B 자체를 효과적으로 소형화할 수 있다.

또, 베어링 부재에는 프로세스 카트리지 B를 화상 형상 장치에 설치할 때 장치의 주 조립체 내에 프로세스 카트리지 B의 위치를 고정하도록 지지되는 부분이 제공되므로 프로세스 카트리지 B는 장치의 주 조립체에 정밀하게 위치될 수 있다.

제22도를 참조하면, 베어링 부재(16)에는 또 드럼 축(16d), 즉 원통형 외향 돌기가 제공된다. 축 부분(16d)과 프로세스 카트리지 B를 장치의 주 조립체 A에 설치할 때 후술하는 바와 같이 다른 단부의 드럼축(9d)가 끼워지는 하부 프레임(15)의 축 구멍부(15s)는 카트리지 수납부(2)의 U자형 홈부(2a₁) 내에 안착되어 카트리지 B의 자세가 고정된다. 프로세스 카트리지 B의 자세는 감광 드럼(9)에 직접 맞닿는 축 구멍부(15s)와 축 부분(16d)에 의해 고정되며, 프로세스 카트리지 B는 다른 부품의 처리 정밀도나 조립 공차에 의해 영향을 받지 않고 정밀하게 위치될 수 있다.

제22도에 따르면, 자석(12c)의 다른 단부는 슬리브 플랜지(12k)의 오목부에 끼워지며, 상기 자석(12c)의 외경은 오목부의 내경보다 약간 작게 형성된다. 따라서, 자석(12c)는 슬리브 플랜지(12k) 상에서 유격이 있도록 유지되며 이로써 블레이드 지지 부재(12e₁)은 아연 도금 강판 같은 자성 금속판으로 제조되기 때문에 자석은 자중에 의해 하부측에 유지되거나 그 자체의 자력에 의해 블레이드 지지 부재(12e₁)을 향해 약간 변위된다.

슬리브 플랜지(12k)와 자석(12c) 사이에 유격의 존재를 허용함으로써 자석(12c)와 회전 미끄럼하는 슬리브 플랜지(12k) 사이의 마찰 토오크는 감소될 수 있고, 이어서 프로세스 카트리지 자체의 토오크를 감소시킬 수 있다.

[상부 프레임에의 설치]

한 편, 상부 프레임(14)에서는, 우선, 상술한 바와 같이 슬라이딩 베어링(10c)가 스프링(10a)를 통하여 베어링 미끄럼 안내 갈고리(14n)에 부착되고, 대전 롤러(10)은 슬라이딩 베어링(10c)에 회전 가능하게 부착된다. 또, 토너 공급 기구(12b)를 토너 저장소(12a) 내에 부착하고, 제58도에 도시한 파열 테이프(25)를 가진 카버 필름(26)을 현상 슬리브(12d)에 토너 저장소(12a)로부터 공급되는 토너가 통과하는 개구(12a₂)에 부착하여 이 개구(12a₂)를 폐쇄하며, 카버 부재(12f)를 용접하고, 토너를 토너 저장소(12a) 내에 충전시킨 다음 토너 저장소(12a)를 밀봉한다. 다음에, 상부 프레임(10)의 현상측 상면에 셔터 기구(24)를 부착하여 셔터가 자유로이 개폐 될 수 있게 한다. 전술한 바와 같이, 이 셔터 기구(24)는 카버 부재(12f)의 홈(12f₄) 내에 축부(24a₁)을 배치하고, 축 수용기(24d 및 제24e)로 축부(24a₁)의 종방향 단부를 낮춤으로써 부착된다(제44도).

[파열 테이프]

토너 카트리지(12a)의 개구(12a₂) 상에 부착된 카버 필름(26) 상에 제공된(폴리에틸렌-테레프탈레이트나 폴리에틸렌으로 제조된) 파열 테이프(25)는 개구(12a₂)의 종방향 단부(58도의 우단부)로부터 다른 단부(제58도의 좌단부)까지 연장되고, 거기서 접혀서 개구(14f)를 통해 비어져 나오고 상부 프레임(14)의 후단부에 간극이 형성된다. 개구(14f)는 프로세스 카트리지 B가 장치 주 조립체 A에 설치될 때 파열 테이프(25)가 조작자를 향하게 배치되므로 작업 시야에 들어오게 되어 쉽게 알 수 있다(제44도). 또, 예를 들어 프레임 칼라가 흑색일 때 백색, 황색, 또는 오렌지색을 선택함으로써 프레임(14, 15)의 칼라와 더욱 대비되게 하여 이런 시각성을 개선할 수도 있다.

또, 조작자의 조작성을 개선하기 위해, 파열 테이프의 견인 방향(화살표 g2방향)은 프로세스 카트리지 B가 장치의 주 조립체 A에 설치되는 방향(화살표 g1방향)과 거의 반대되게 제조할 수 있다. 이런 배치 구조를 사용하면 조작자는 손을 바꾸지 않고도 예를 들어 왼손으로 프로세스 카트리지를 잡고 오른손으로 파열 테이프를 자신 쪽으로 잡아당김으로써 프로세스 카트리지 B를 장치의 주 조립체 A에 설치할 수 있다. 또, 조작자가 프로세스 카트리지 B를 장치의 주 조립체 A에 설치한 후에도 파열 테이프를 잡아당기는 것을 기억하지 않더라도 조작자는 프로세스 카트리지 B를 화상 형성 장치 A로부터 인출한 후 손을 빠꾸지 않고 파열 테이프(25)를 잡아당길 수 있다.

새로운 프로세스 카트리지 B를 사용할 때는 개구(14f)로부터 비어져 나온 파열 테이프(25)를 잡아당겨서 토너 저장소(12a)의 개구(12a₂) 상에 부착된 카버 필름(26)을 박리시켜 토너 저장소(12a) 내의 토너가 현상 슬리브(12d) 쪽으로 이동될 수 있게 한 후 화상 형성 장치 A에 설치할 수 있다.

[상부와 하부 프레임 사이에 배치되는 밀봉 부재]

다음에, 상부 프레임(14)와 하부 프레임(15) 사이의 연결부에 부착되는 밀봉 부재를 설명한다. 제37도 및 제38도를 참조하면, 밀봉 부재는 상부 프레임(14)와 프레임(15) 사이의 연결부에 부착된다. 상부 프레임(14) 상에는 밀봉 부재(S1, S2, S3)가 부착되고 하부 프레이(15) 상에는 밀봉 부재(S8, S9)이 부착된다. 상부 프레임과 하부 프레임(14, 15) 사이의 연결부를 통한 토너의 누설은 이들 밀봉 부재에 의해 방지된다. 이 실시예에서, 클리닝 수단 측에서 상부 및 하부 프레임(14, 15)을 통한 토너의 누설을 방지하는 것은 밀봉 부재(S1)이며, 현상 수단 측에서 프레이(14, 15) 사이의 연결을 통한 토너의 누설을 방지하는 것은 밀봉 부재(S2, S3, S8 및 S9)이다.

[상부 및 하부 프레임 사이의 연결부에 위치된 홈과 리브]

전술한 바와 같이, 밀봉 부재는 상부 프레임(14)와 하부 프레임(15) 사이의 연결면에 부착되어 프로세스 카트리지로부터 토너가 투설되는 것을 방지하고, 제6도에 도시한 바와 같이 밀봉 부재(S1, S2 및 S3)가 부착되는 상부 프레임(14)의 밀봉 베어링면에는 홈(14m)이 제공되고 밀봉 부재(S1, S2 및 S3)에 대응하는 상부 프레임(14)의 표면에는 삼각형 리브(15r)이 제공되어 있다. 따라서, 상부 및 하부 프레임(14, 15)가 서로 합체되면 밀봉 부재(S1, S2 및 S3)은 제53도에 도시한 파형을 형성하도록 압축되어 상부 및 하부 프레임(14, 15) 사이의 연결부에 있는 밀봉 부재의 밀봉 성능이 개선된다. 이 경우에, 밀봉 부재의 일부만이 압축되기 때문에, 밀봉 부재로부터의 반응은 증가되기 어렵고, 따라서 상부 및 하부 프레임(14, 15)의 결합력이 감소된다. 전술한 바와 같이, 프로세스 카트리지 B의 조립 과정에서 밀봉부재(S1, S2 및 S3)를 사이에 두고 상부 및 하부 프레임(14, 15)를 서로 합체하면 상부 및 하부 프레임(14, 15)는 밀봉 부재(S1, S2 및 S3)가 국부적으로 압축되면서 접합된다.

또, 외력(예를 들어 진동이나 충격)으로 인해 프로세스 카트리지 내의 토너 상에 압력이 작용하면 가압된 토너는 밀봉 부재(S1, S2 및 S3)가 개재되는 상부 및 하부 프레임(14, 15) 사이의 연결 부위에 침투하게 된다. 그러나 토너의 진행은 삼각형 리브(15r)의 존재와 이 삼각형 리브(15r)에 의해 국부적으로 압축되는 밀봉 부재(S1, S2 및 S3)의 작용으로 방해받게 되고 따라서 토너는 상부 및 하부 프레임(14, 15) 사이의 연결부로부터 누설되지 않게 된다.

이 실시예에서, 밀봉 부재(S1, S2 및 S3)로서 몰트플레인(상표명) 등의 발포 우레탄을 사용하고 있지만 탄성 중합체 내에 경화되는 액체 재료를 상술한 홈(14m)에 주입하여 그 자체가 밀봉 부재로 성형되도록 할 수도 있다.

돌기의 구조에 대해서는, 그 단면 형상은 밀봉 부재를 국부적으로 압축할 수 있는 형상인 한 꼭 삼각형이어야 하는 것은 아니다. 또, 밀봉 부재 베어링면 상에 제공된 홈도 꼭 제공되어야 하는 것은 아니다. 본 실시예에서, 기록상으로는 밀봉부재의 두께는 약 3㎜이지만 돌기의 높이를 약 0.5㎜가 되게 하고 두께를 약 1㎜로 압축할 수도 있다.

[밀봉 부재의 경도]

상부 및 하부 프레임(14, 15) 사이의 연결면 상에 부착된 밀봉 부재(S1, S2 및 S3) 중에서 현상 부재 측에 위치한 밀봉 부재(S2, S3)은 클리닝 수단 측에 위치한 밀봉 부재(S1) 보다는 경하다. 이는 프로세스 카트리지 B가 현상 수단 측이 클리닝 수단측 보다 종방향으로 더 잘 휘어지기 때문이다. 본 실시예에서, 클리닝 수단측의 밀봉 부재(S1)으로는 메쉬 60(#60)에 해당하는 밀봉 재료가 사용되고 현상 수단측의 밀봉 부재(S2, S3)에는 메쉬 120(#120)에 해당하는 밀봉 재료가 사용된다. 밀봉 부재(S1, S2 및 S3)의 두께로는 약 3㎜의 두께를 갖는 것을 사용하고 상부 및 하부 프레임(14, 15) 결합시에 약 1㎜의 두께로 이들 밀봉 부재를 압축함으로써 필요한 밀봉 성능을 확보할 수 있다. 이들 값은 밀봉 성능과 상부 및 하부 프레임(14, 15)을 결합하는 힘을 고려한 적정한 값이다.

[파열 테이프의 볼록측 접점]

상술한 바와 같이, 밀봉 부재(S8 및 S9)는 종방향 양단부가 하부 프레임(15) 및 현상 수단측에 부착된다. 이들 두 밀봉 부재(S8, S9)로부터, 파열 테이프(25)가 견인되는 쪽에 배치된 밀봉 부재(S8)은 카트리지 내로부터 시작하여 상부 및 하부 프레임(14, 15) 사이의 결합점(제59도에 일점 쇄선으로 도시한 위치)을 가로질로 굽힘 외곽선을 따라가면서 넓은 면적을 덮는 식으로 하부 프레임(15)의 굽힘면(15t) 상에 부착된다. 이런 배치 구조를 사용하면 조작자가 프로세스 카트리지 B로부터 파열 테이프를 당기면 파열 테이프는 상부 프레임(4) 및 굽힘면(15t) 상에 넓게 부착된 밀봉 부재(58)의 대응 부분 사이에서 프로세스 카트리지 B로부터 벗겨내어진다. 따라서, 파열 테이프(25)는 볼록측이 밀봉 부재(58)과 항상 접촉하게 되어 밀봉 부재(S3)가 박리되는 것을 방지하고 이를 견인하는 데 필요한 힘을 감소시키게 된다.

다시 말하면, 파열 테이프(25)는 굽힘 밀봉 부재(S8)의 호형 부분과 접촉하고 밀봉 부재(S8)의 엣지부에 접촉하지 않게 되며, 따라서 파열 테이프(25)는 잡아당길 때 밀봉 부재(S8)로부터 박리되지 않는다. 또, 파열 테이프(25)가 견인되는 방향은 파열 테이프가 부착되는 표면의 종방향과는 다르기 때문에 파열 테이프(25)는 잡아당길 때 탄성 밀봉 부재(S8)의 엣지와 접촉하지 않게 된다. 상술한 설명에서 명백한 바와 같이, 본 발명에 따르면 개구(12a₂)를 밀봉하는 파열 테이프(25)는 개구(12a₂) 상에 제거 가능하게 부착되어, 잡아당길 때 밀봉 부재(S8)의 엣지와 접촉하지 않는다.

상술한 바와 같이 각종 부품이 조립되는 상부 및 하부 프레임(14, 15)는 결합 갈고리 및 결합 홈 등의 쌍을 결합하여 합체되며 프로세스 카트리지 B의 조립 공정이 완료된다. 여기서, 제60도(a)를 참조하여 선적 라인을 설명하기로 한다. 하부 프레임(15)에 각종 부품을 조립한 후, 조립된 하부 프레임(15)를 검사한다(예를 들어 감광 드럼(9) 및 현상 슬리브(12d)의 위치 관계). 그 후, 이 하부 프레임(15)를 대전 롤러(10) 등의 조립된 상부 프레임(14)와 합체시켜 프로세스 카트리지 B를 완성하고 이 완성된 카트리지 B를 일반 검사(전체 검사)에 통과시킨 후 선적한다. 이로써 라인이 단순화된다.

[프로세스 카트리지의 설치 구조]

이하에 첨부 도면을 참고로 하여 프로세스 카트리지 B를 화상 형성 장치 A에 설치하는 방법을 기술하기로 한다.

[프로세스 카트리지 설치 가이드]

프로세스 카트리지 B가 화상 형성 장치 A에 설치될 때, 상부 뚜껑(1b)는 장치의 주 조립체(1)의 상부에 위치한 축(1b₄)에 대해 회전 개방되고, 프로세스 카트리지 B는 제61도에 화살표 방향으로부터 장치의 주 조립체(1) 내에 제공된 카트리지 설치 공간(2) 내에 삽입된다. 이 때, 프로세스 카트리지 B는 제62도에 도시한 바와 같이 안내되면서 설치되고 축 구멍부(15s) 및 프로세스 카트리지 B의 각 종방향 측면으로부터 돌출하는 베어링 부재(16)의 축 부분(16d)와 카트리지 설치 방향에 대해 말단부(제62도 우측)를 향해 비스듬히 상향으로 설치 공간(2)의 양 내면 상에 제공된 제1안내부(2a)에 의해 안내되고, 설치 방향에 대해 하부 전방부에서 프로세스 카트리지 B의 양 종방향 측면 상에 제공된 제2결합부(15u, 14r)은 설치 공간(2)의 양 내면 상에 제공된 제2안내부(2b)에 의해 안내된다.

돌기 부분인 제2결합부(15u)는 감광 드럼(9) 상에 제공된 플랜지 기어(9c)와 같은 쪽에 배치되어 있다. 또, 제2결합부(15u)는 감광 드럼(9)의 축에 직각인 방향(프로세스 카트리지 B에 대한 전방)으로 하부 프레임(15)의 클리닝 수단측으로부터 약 2.7㎜ 돌출하며, 상기 클리닝 수단(13)은 감광 드럼(9)의 축에 평행으로 배치된다. 게다가, 결합부(15u)는 하부를 향한 테이퍼부(15u₁)를 갖는 판형으로 되어 있다(제4도 및 제5도). 또, 결합부(15u)는 하부 프레임(15)의 클리닝측의 하면으로부터 약 6㎜하향 돌출한다.

프로세스 카트리지 B의 설치중에, 축 구멍부(15a)와 축부분(16d)에 관해 회전하는(반시계 방향으로) 프로세스 카트리지 B의 경우와 마찬가지로 프로세스 카트리지 B를 화상 형성 장치 A를 향해 하향 전진 방향으로 미는 것도 해 보았으나 프로세스 카트리지 B는 제2결합부(15u, 14r)이 제2안내부(2b)와 접촉하기 때문에 프로세스 카트리지 B가 하강하지 않았다. 이와는 반대로, 축 구멍부(15s)와 축부(16d)에 대해 프로세스 카트리지 B가 피봇하는 식으로 프로세스 카트리지 B를 하향 후방으로 밀어도 보았으나 제1결합부(14q)가 안내부(2a)와 접촉하기 때문에 프로세스 카트리지 B는 더 이상 하강하지 않았다.

또, 제63도를 참조하면, 프로세스 카트리지 B는 전사 롤러(6) 상을 통과하지만 제2결합부(15u)는 전사 롤러(6)의 한 단부에 부착된 축부(6d)를 아래로 누르는 상태를 유지하고, 따라서 설치 방향에 대해 프로세스 카트리지 B의 하부 전방부는 전사 롤러(6) 등과 접촉하지 않게 되어 이들 부품을 손상시킬 우려가 없어진다. 이 경우에, 다른 단부에 배치된 제2결합부(14r)은 안내 부재(3b)와 접촉된다. 여기서 프로세스 카티르지 B가 장치의 주 조립체에 삽입되면 제2결합부(15u)는 전사 롤러(6)의 축부(6d)로부터 분해되어 전사 롤러(6)은 감광 드럼(9) 상에 가압되는 스프링(6b)에 의해 상향 가압된다.

따라서, 프로세스 카트리지 B는 안내부(2a, 2b)에 의해 안내될 때, 그리고 제1도에 도시한 바와 같이 상부 뚜껑(1b)가 폐쇄될 때 원활하게 삽입되며, 상기 축 구멍부(15s) 및 축부(16d)는 삽입 방향에 대해 제1 안내부(2a)의 최하측에 제공된 대략 U자형 홈부(2a1)에 끼워져서 프로세스 카트리지 B의 위치가 고정된다.

[카트리지 설치 중 셔터 기구의 동작]

프로세스 카트리지 B에는 감광 드럼(9)의 표면을 보호하는 셔터 기구(24)가 제공되어 있고, 본 실시예에서 셔터 기구(24)는 프로세스 카트리지 B가 화상 형성 장치 A에 설치될 때 자동적으로 개방되도록 구성되어 있다. 이하에, 카트리지 설치 중 셔터 기구(24)의 운동을 기술한다.

상술한 바와 같이, 프로세스 카트리지 B가 화상 형성 장치 A에 삽입될 때 셔터 아암(24a)의 지지부(24a3)에 인접하여 제공된 돌출부(24a4)(제40도)는 제62도에 도시한 위치에서 장치의 주 조립체 상면에 위치된 셔터 캠면(2c)와 접촉하게 된다. 프로세스 카트리지 B를 더욱 삽입하면 셔터 아암(24a)의 돌출부(24a₄)는 셔터 캠면(2c) 상에서 우측으로 이동하고 셔터 링크(24b)와 셔터부(24c)도 우측으로 이동하여 하부 프레임(15)의 하부로부터 분리되어 제64도에 도시한 바와 같이 감광 드럼(9)의 표면을 노출시키게 된다. 이 때, 셔터 아암(24a)의 회전 규제부(24a₂)에 의해 가해지는 회전 규제로부터 벗어나면 셔터 링크(24b)는 그 자중에 의해 셔터 아암(24a)의 지지부(24a₃)로부터 현수되고 장치의 주 조립체의 내면과 접촉한 채 유지되지만 셔터부(24c)는 셔터 링크(24b)의 회전 규제부(24b₂)에 의해 회전 규제로부터 해방되지 않은 상태로 위치된다.

프로세스 카트리지 B를 더욱 삽입하면. 셔터 아암(24a)의 돌출부(24a₄)는 셔터 캠 면(2c) 상에서 우측 방향으로 데드 엔드 까지 계속 이동하고 좌측으로 다시 이동하려하여 자중에 의해 셔터 아암(24b)의 지지부(24a₃)으로부터 현수되는 셔터 링크(24b)는 화상 형성 장치 A의 내면에 접촉하는 지점에 대해 반시계 방향으로 회전을 개시하려 한다. 셔터 링크(24b)가 수직으로 되도록 충분히 회전하면, 다시 말해서 셔터 링크(24b)와 함께 회전하던 셔터부는 장치의 주 조립체의 내면과 접촉하게 되어 셔터 링크(24b)의 회전 규제부(24b₂)에 의한 회전 규제로부터 해제된다. 프로세스 카트리지 B의 설치 후에 장치의 주 조립체의 상부 뚜껑(1b)가 폐쇄되면 셔터 기구(24)는 제1도에 도시한 바와 같은 형상이 되고, 감광 드럼(9)이 전사 롤러(6)과 접촉하게 된다.

전술한 바와 같이, 본 실시예의 셔터 기구(24)는 프로세스 카트리지 B의 설치중에 자동적으로 개방될 뿐 아니라 장치의 주 조립체의 내면의 윤곽에 따라 형상 및 이동이 변동된다. 게다가, 드럼으로부터 제거할 수도 있어서 공간을 절약하고 화상 형성 장치 전체의 소형화를 이룩할 수 있다.

[전기 접점 및 접촉 핀 사이의 관계]

프로세스 카트리지 B에는 감광 드럼(9)와 접촉하는 도전성 드럼 접지 접점(18a)와 현상 슬리브(12d)와 접촉하는 도전성 현상 바이어스 접점(18b)와, 대전 롤러(10)와 접촉하는 도전성 대전 바이어스 접점(18c)가 제공되어 있고, 이들은 하부 프레임(15)의 하면에 노출되도록 배치되어 있다. 프로세스 카트리지 B가 상술한 방법으로 장치의 주 조립체 A에 설치되면 접점(18a, 18b, 18c)는 각각 제65도에 도시한 장치의 주 조립체측에 위치한 드럼 접지 핀(27a), 현상 바이어스 핀(27b) 및 대전 바이어스 핀(27c) 상에 가압된다.

제65도를 참조하면 접촉 핀(27a, 27b, 27c)의 구조에 있어서, 돌출하기는 하지만 전체가 돌출되지는 않고 또 홀더 카버(28)가 설치되는 회로 기판(28)의 배선 패턴에 도전성 압축 스프링(30)으로 전기적 접속되도록 홀더 카버(28) 내에 끼워진다.

제66도를 참조하여, 프로세스 카트리지 B 내의 전기 접점의 위치 결정을 설명한다. 제66도는 감광 드럼(9)와 각 전기 접점(18a, 18b, 18c) 사이의 위치 관계를 개략적으로 도시하는 평면도이다.

제66도에 도시한 바와 같이, 접점(18a, 18b, 18c)는 플랜지 기어(9c)가 부착되는 쪽(구동측)에 대향하는 쪽(비 구동측)에 배치되고 대전 바이어스 접점(18c)는 기록 매체 반송 방향에 대해 감광 드럼(9)의 하류측(클리닝 수단측)에 배치되고 드럼 접지 접점(18a)와 현상 바이어스 접점(18b)는 기록 매체 반송 방향에 대해 프로세스 카트리지의 상류측(현상 수단측)에 배치된다.

또, 장치의 주 조립체 상의 접점(18a, 18b, 18c)와 접촉 핀(27a, 27b, 27c) 사이의 접촉점은 화상 카트리지 B가 삽입되는 방향(도면에서 화살표 방향)(제66도에서 y3 및 y4)으로 정렬되지 않도록 배치된다. 다시 말하면, 이들 접점은 대전 바이어스 접점(18c), 드럼 접지 접점(18a) 및 현상 슬리브(18b)의 순서로 장치의 주 조립체에 들어가고, 여기서, 대전 바이어스 접점(18c)는 드럼 접지 접촉 핀(27a)와 장치의 주 조립체 내에 배치된 현상 바이어스 핀(27b)를 방해하지 않도록 위치되고, 드럼 접지 접점(18a)는 장치의 주 조립체 내에 배치된 현상 바이어스 접촉 핀(27b)를 방해하지 않도록 설치된다. 이런 배치는 장치 내에 깊숙히 들어가는 접점들이 장치의 입구측에 가깝게 배치된 접촉 핀과 접촉하지 않도록, 그리고 접촉 고장을 일으키지 않도록 한다.

전술한 바와 같이, 접촉점을 프로세스 카트리지 B가 삽입되는 방향에 정렬되지 않도록 배치함으로써 프로세스 카트리지 B 착탈 중에 장치의 주 조립체 상의 접점들과 프로세스 카트리지 B 상의 접점들 사이에 발생하는 방해를 회피할 수 있게 적절한 조건을 설정할 수 있다. 따라서, 장치의 주 조립체와 프로세스 카트리지를 소형화하기가 쉬워진다.

또, 접점 중에, 드럼 접지 접점(18a)와 현상 바이어스 접점(18b)는 감광 드럼(9)에 대해 현상 수단 측에 배치되고, 대전 바이어스 접점(18c)는 클리닝 수단측에 위치되므로 프로세스 카트리지 B 내의 전극의 형상은 단순화시킬 수 있고 프로세스 카트리지 B의 소형화가 가능하다.

특히, 현상 바이어스 접점(18b)는 드럼 접지 접점(18a) 보다 감광 드럼(9)으로 부터 멀리 떨어져 있고 드럼 접지 접점(18a)의 노출 면적은 현상 바이어스 접점(18b)의 것 보다 크다. 또, 현상 바이어스 접점(18b)의 노출 면의 형상은 직각 평행 사변형 부품으로부터 반구형이 돌출한 형상이며, 드럼 접지 접점(18a)의 노출면의 형상은 장화 모양이다. 드럼 접지 접점(18a)의 노출 부분은 감광 드럼(9)에 마주하는 곳으로부터 감광 드럼(9)를 향해 외향 연장되며, 대전 바이어스 접점(18c)의 노출 부분은 굽혀진다. 현상 바이어스 접점(18b)와 드럼 접지 접점(18a)는 감광성 드럼(9)가 감광 재료로 도포되는 범위(제66도의 Z부분) 내에 배치된다.

또, 프로세스 카트리지 B 내의 프로세스 카트리지 B의 전기 접촉점을 외측 부분이 아닌 곳에 배치함으로써 이물질이 접점에 부착되어 외력에 의한 접점의 오염이나 변형시키는 일이 방지된다.

이하에는 본 실시예에 따른 전기 접점의 대표적인 크기 설정치를 설명한다. 그러나, 본 발명은 이 예만으로 제한되는 것은 아니며, 적당하다면 다른 크기의 것으로 할 수도 있다.

(1) 드럼축에 직각인 방향의 감광 드럼(9)와 드럼 접지 접점(18a) 사이의

거리(X1) : 약 3.9㎜

(2) 드럼축에 직각인 방향의 감광 드럼(9)와 대전 바이어스 접점(18c) 사이의

거리(X2) : 약 15.5㎜

(3) 드럼축에 직각인 방향의 감광 드럼(9)와 현상 바이어스 접점(18b) 사이의

거리(X3) : 약 23.5㎜

(4) 드럼축 방향의 감광 드럼(9)와 드럼 접지 접점(18a) 사이의

거리(Y1) : 약 11.5㎜

(5) 드럼축 방향의 감광 드럼(9)와 대전 바이어스 접점(18c) 사이의

거리(Y2) : 약 1.5㎜

(6) 드럼축 방향의 감광 드럼(9)와 현상 바이어스 접점(18b) 사이의

거리(Y3) : 약 3.1㎜

(7) 드럼 접지 접점(18a)의 측단부와 접촉 중심 사이의

거리(x1) : 약 10.3㎜

(8) 드럼 접지 접점(18a)의 수직 길이(y1) : 약 6.0㎜

(9) 대전 바이어스 접점(18c)의 수직 길이(x2) : 약 12.4㎜

(10) 대전 바이어스 접점(18c)의 수평 길이(y2) : 약 6.5㎜

(11) 현상 바이어스 접점(18b)의 수직 길이(x3) : 약 7.0㎜

(12) 현상 바이어스 접점(18b)의 수직 단부와 접촉 중심 사이의

거리(y3) : 약 6.1㎜

(13) 드럼 접지 접점(18a)의 외부 반경(r1) : 약 3.0㎜

(14) 현상 바이어스 접점(18b)의 외부 반경(r2) : 약 3.0㎜

(15) 현상 바이어스 접점(18b)의 접촉점과 드럼 접지 접점(18a)의 접촉점

사이의 편차(y3) : 약 5.0㎜

(16) 현상 바이어스 접점(18b)의 접촉점과 대전 바이어스 접점(18c)의

접촉점 사이의 편차(y4) : 약 7.5㎜

[프로세스 카트리지 수납 구조]

프로세스 카트리지 B를 상술한 바와 같은 공정에 따라 안내부(2a, 2b)를 따라 삽입하고 상부 뚜껑(1b)을 닫을 때 프로세스 카트리지 B는 자세가 안정되어야 한다. 따라서, 본 실시예에서 상부 뚜껑(1b)가 폐쇄되면 프로세스 카트리지 B는 카트리지 설치 공간(2)의 내면 상에 가압된다.

제65도에서, 상부 뚜껑(1b)에는 완충 스프링을 구비한 압력 발생 수단(1b₁)이 내면의 소정 위치에 제공되고 그 회전 중심 부근에는 판 스프링(1b₂)가 제공되어 상부 뚜껑을 개방할 때 판 스프링(1b₂)가 설치될 프로세스 카트리지 B와 접촉하지 않도록 되어 있다.

이런 구조를 채택하면 상부 뚜껑(1b)를 개방하고 프로세스 카트리지 B를 한내부(2a, 2b)를 따라 소정 위치까지 삽입하면 상부 뚜껑(1b₁)의 내면에 제공된 압력발생 수단(1b₁)은 프로세스 카트리지 B의 상면을 내리 누르게 되고, 동시에 상부 뚜껑의 아암부(1b₃)은 판 스프링(1b₂)를 내리 눌러서 프로세스 카트리지 B의 상면을 누르게 된다.

결국, 축 구멍부(15s)와 프로세스 카트리지 B의 축부(16)은 홈부(2a₁) 내에 가압되어 프로세스 카트리지 B의 위치가 고정되고, 동시에 레그부(15v₁, 15v₂)는 맞닿음부(2b₁, 2b₂)와 접촉하게 되어 위치 고정된다. 결국, 카트리지 B의 회전이 규제된다.

프로세스 카트리지 B의 하부 프레임(15)의 레그부(15v₁, 15v₂)는 카트리지 삽입 방향(제5도)에 대해 하부의 구동측과 비 구동측의 두 위치에 제공되고, 맞닿음부(2b₁, 2b₂)는 제2 안내부(2b)상의 각 레그부(15v₁, 15v₂)에 대응하는 소정 위치에 제공되고, 두 맞닿음부 (2b₁, 2b₂)는 같은 높이로 되어 있고, 두 레그부(15v₁, 15v₂)는 높이가 약간 다르도록 되어 있다. 특히, 구동측 상의 레그부(15v₁)은 비 구동측 상의 레그부(15v₂) 보다 약 0.1㎜ 내지 0.5㎜ 만큼 크게 만들어지므로 구동측상의 레그부(15v₁)은 맞닿음부(2b₁)과 항상 접촉하게 되고, 비 구동측의 레그부(15v₂)는 맞닿음부(12b₂)로부터 약간 상승된 상태로 남게 된다. 따라서, 정상 조건하에서, 장치의 주 조립체 내의 프로세스 카트리지 B의 위치는 세 개의 위치, 즉 프로세스 카트리지 B의 축 구멍(15a)의 위치와 축부(16d), 구동측 상의 레그부(15v₁) 위치에 고정되어 프로세스 카트리지 B 본체 전체가 장치 동작중 시계 방향으로 회전 모멘트를 받더라도 프로세스 카트리지 B의 자세 변경이 방지된다. 비구동측 상의 레그부(15v₂)는 프로세스 카트리지 B가 예를 들어 진동 등의 외력에 의해 변형될 때만 맞닿음부(12b₂)와 접촉하여 스톱퍼로서의 기능을 하도록 되어 있다.

[프로세스 카트리지 상에 작용되는 힘]

프로세스 카트리지 B의 설치 후에 상부 뚜껑(1b)가 폐쇄되면, 카트리지 B 상에는 상술한 바와 같이 압력 발생 수단(1b₁) 등에 의해 가해진 하향 압력 이외에도 상향력이 작용한다. 따라서, 설치된 프로세스 카트리지 B를 안정시키기 위해, 프로세스 카트리지 B 상에 작용된 하향 압력은 상향 압력 보다 크게 설정해야 한다.

[상향력]

프로세스 카트리지 B상에 작용되는 상향력은 전기 접촉 핀(27a, 27b, 27c)와 전사 롤러(6) 및 셔터 기구(24)에 의해 발생된다.

프로세스 카트리지 B 설치 중에, 전기 접촉 핀(27a, 27b, 27c)는 카트리지 B의 하면에 노출된 전기 접점(18a, 18b, 18c) 상에 내리 눌려지고, 전사 롤러(6)은 감광 드럼(9) 상에 가압되게 된다. 따라서, 프로세스 카트리지 B는 제65도 및 제67도에 도시한 바와 같이 각 접촉 핀의 스프링(30)으로부터의 힘 Fc₁, Fc₂, Fc₃과 전사 롤러(6)의 스프링(6b)로부터의 힘 Ft에 의해 상향 가압된다(제1도). 또, 프로세스 카트리지 B의 설치에 의해 개방된 셔터 기구(24)는 비틀림 코일 스프링(24f)에 의해 폐쇄 방향으로 일정하게 가압되는 상태로 남는다. 이 힘Fd는 프로세스 카트리지 B가 취출시에 견인되는 방향과 같은 방향으로 프로세스 카트리지 B 상에 작용되어 프로세스 카트리지 B가 힘 Fd의 수직 성분 Fd₁및 Fd₂에 의해 상방으로 가압된다.

[하향력]

한 편, 프로세스 카트리지 B는 상술한 바와 같이 압력 발생 수단(1b₁)로부터의 힘 Fs₁, Fs₂와 판 스프링(1b₂)로부터의 힘 Fs에 의해 하향 가압된다. 또, 자중 Fk₁, Fk₂및 Fk₃과 감광 드럼(9)에 구동력을 전달하기 위한 기어의 회전에 의해 하향 가압된다.

특히, 제65도를 참조하면, 프로세스 카트리지 B를 장착할 때 감광 드럼(9)의 종방향 단부 중 하나에 부착된 플랜지 기어(9c)는 장치의 주 조립체 A에 제공된 구동 기어(31)와 결합하여 구동 모터의 구동력을 전달한다. 이 때, 양 기어(9c, 31) 사이의 작동 압력간의 방향은 수평선에 대해 θ=1° 내지 6°의 각도로 하향 설정된다(본 실시예에서는 4°임). 따라서, 화상 형성 동작 중에 구동 기어(31)과 플랜지 기어(9c) 사이의 작동 압력 Fg는 프로세스 카트리지 B를 하향으로 가압하는 역할을 한다. 기어의 작동 압력 Fg를 수평선에 대해 하향으로 함으로써 프로세스 카트리지 B는 밀리지 않게 된다.

또, 작동 압력 각도를 수평선에 대해 하향으로 함으로써 조작자가 프로세스 카트리지 B를 완전히 삽입하지 않고(상부 뚜껑(1b)가 닫힐 수 있을 정도로) 상부 뚜껑(1b)를 폐쇄할 때에도 프로세스 카트리지 B는 상부 뚜껑(1b)의 폐쇄가 감지된 후에 구동 모터가 회전하면 구동 기어(31)의 회전력에 의해 견인되고 축 구멍부(15)와 축부(16d)는 홈부(2a₁) 내에 결합되어 프로세스 카트리지 B가 적절히 설치된다.

프로세스 카트리지 B를 잘못 삽입하여 플랜지 기어(9c)와 구동 기어가 연결되지 못한 경우에, 프로세스 카트리지 B는 장치의 주 조립체 A로부터 상방으로 비어져 나오게 되어 상부 뚜껑(1b)가 폐쇄되는 것이 방지된다. 따라서, 조작자는 프로세스 카트리지 B가 부적절하게 삽입되었음을 인지하게 된다.

또, 프로세스 카트리지 B가 화상 형성 동작 중에 제65도에 좌측 하향으로 비스듬하게 배향된 힘을 받게 되고, 축 구멍부(15s)와 축 부분(16d)는 상술한 작동 압력 때문에 홈(2a₁) 내에 맞닿게 되므로 프로세스 카트리지 B는 안정되게 유지된다. 그러나, 작동 압력각이 상술한 바와 같이 수평선에 대해 좌측 하향으로 비스듬히 설정되면 그 자세는 플랜지 기어(9c)가 구동 기어(31) 상에 올라타게 된다. 따라서, 하향 작동 압력각이 증가되면 플랜지 기어(9c)는 프로세스 카트리지 B의 설치 중에 구동 기어(31)와 충돌하기 쉽다. 게다가, 프로세스 카트리지 B는 제거 중에 견인에 앞서 들어 올려야만 하고 그렇지 않으면 양 기어(9c, 31)은 서로 충돌하기 쉬워서 그 분해에 방해가 된다. 따라서, 상술한 비스듬한 좌측 하향 작동 압력 각도 θ는 약 1°내지 6°정도가 바람직하다.

[상향력과 하향력 사이의 관계]

상술한 바와 같이 프로세스 카트리지 B상에 작용되는 상향력과 하향력은 프로세스 카트리지 B를 적절히 설치하고 각 접촉 핀을 프로세스 카트리지 B의 대응 부품과 접촉하여 견고하게 유지될 수 있게 하기 위해서는 다음의 조건을 만족시켜야 한다.

(1) 프로세스 카트리지 B상에 작용되는 전체 압력이 하향 압력으로서 표시 될 것.

(2) 구동측 상의 레그부(15v₁)은 축 구멍부(15s) 및 축부(16)를 연결하는 축주위에 피봇되고 상승되지 않을 것.

(3) 축 구멍부(15s)와 축 부분(16d)가 양 레그부(15v₁, 15v₂)를 연결하는 축에 대해 피봇되어 상승되지 않을 것.

(4) 구동측의 축 구멍(15s)와 구동측 상의 레그부(15v₁)이 비 구동측 상의 축부분(16d)과 비 구동측 상의 레그부(15v₂)를 연결하는 축에 대해 피봇되어 상승되지 않을 것.

(5) 비 구동측 축부(16d)와 비 구동측 레그부(15v₂)는 구동측 상의 축 구멍부(15s)와 구동측 상의 레그(15v₁)을 연결하는 축에 대해 피봇되어 상승되지 않을 것.

(6) 구동측의 축 구멍부(15s)가 비 구동측 상의 축부(16d)와 구동측 상의 레그부(15v₁)을 연결하는 축에 대해 피봇되어 상승되지 않을 것.

(7) 구동측 상의 축부(16d)가 구동측 상의 축 구멍부(15s)와 비 구동측 상의 레그부(15v₂)를 연결하는 축에 대해 피봇되어 상승되지 않을 것.

그러나, 본 실시예의 경우에, 비 구동측 상의 레그부(15v₂)는 맞닿음부(2b₂) 상방으로 약간 들어 올려지기 때문에 조건(7)은 배제할 수 있으므로 (1) 내지 (6)의 조건만 만족하면 된다.

특히, 조건(1)에 맞추기 위해서는, 예를 들면 다음 관계식만 만족하면 된다.

Fs₁+ Fs₂+ Fs₃+ Fg₁+ Fk₁+ Fk₂+ Fk₃Fc₁+ Fc₂+ Fc₃+ Ft + Fd₁+ Fd₂

또, 제68도를 참고하면, 조건(3)을 만족하기 위해, 필요하다면 구동측 상의 레그부(15v₁)의 지점 P 주위의 회전 모멘트가 다음 수식을 만족하게 하고 수식에서 M(T) 카트리지 토오크에 의해 발생된 반응력, 즉 도면에서 지점 P 주위의 프로세스 카트리지 B의 시계 방향 모멘트이다.

M(Fs₁+Fs₂) + M(Fs₃) + M(Fg₁) + M(Fk₁+ Fk₂)

M(Fc₁) + M(Fc₂) + M(Fc₃) + M(Ft) + M(Fd₁+ Fd₂) + M(T)

여기서 M()는 모멘트이다.

마찬가지로, 조건(1) 내지(6)을 만족하게 되면 압력 Fs₁, Fs₂및 Fs₃은 모든 조건을 만족하게 된다. 결국, 프로세스 카트리지 B는 화상 형성 동작 중 장치의 주 조립체 내의 소정 위치에 안정되게 유지된다.

[화상 형성 동작]

다음에, 제1도를 참조하여 상술한 바와 같이 프로세스 카트리지 B가 설치된 장치의 주 조립체 A의 화상 형성 동작에 관하여 설명하기로 한다.

장치에 기록 개시 신호가 전해지면 픽업 롤러(5a)와 반송 롤러(5b)가 구동되어 기록 매체는 분리 갈고리(4e)에 의해 카세트(4)로부터 분리되어 낱개로 공급되고, 반송 롤러(5b)에 의해 가이드(5c)를 따라 안내되고, 화상 형성 장치로 분배된다.

기록 매체의 선단부가 도시하지 않은 센서에 의해 감지되면 기록 매체의 선단부가 센서로부터 전사 닙부로 이동되는 반송 타이밍과 동기하여 화상 형성 스테이션에 화상이 형성된다.

특히, 감광 드럼(9)는 제1도에 도시한 화살표 방향으로 회전되어 기록 매체 반송 타이밍과 동기하게 되며, 이 회전에 응답하여 대전 바이어스가 대전 수단에 인가되어 감광 드럼(9)의 표면이 불균일하게 대전된다. 이 때, 화상 신호에 의해 변조된 레이저 비임이 광학 시스템(3)으로부터 감광 드럼(9)의 표면 상에 투사되어 이 투사된 레이저 비임에 응답하여 드럼 표면 상에 잠상이 형성된다.

잠상이 형성됨과 동시에, 프로세스 카트리지 B의 현상 수단(12)이 구동되어 토너 공급 기구(12b)가 현상 슬리브(12d) 쪽으로 토너 저장소(12g) 내의 토너를 공급하기 위해 구동되고 회전 현상 슬리브(12d) 상에는 토너 층이 형성된다. 감광 드럼(9) 상의 잠상은 토너에 의해 현상되어 감광 드럼(9)의 것과 같은 극성, 같은 전위량을 가진 전압을 현상 슬리브(12d)에 도포된다. 이 때, 토너와는 반대 극성을 갖는 전압을 전사 롤러(6)에 인가함으로써 감광 드럼(9) 상의 토너 화상은 전사 닙부로 반송되어 온 기록 매체 상에 전사된다.

토너 화상을 기록 매체 상에 전사시키는 감광 드럼(9)는 제1도에 도시한 화살표 방향으로 더 회전되지만, 감광 드럼(9) 상의 잔류 토너는 클리닝 블레이드(13a)에 의해 닦여내어진다. 닦여내어진 토너는 폐토너 저장소(13c) 내에 수집된다.

한 편, 토너 화상이 전사된 기록 매체는 하면에 의해 안내되는 카버 가이드(5e)에 의해 안내되고 정착 수단으로 반송된다. 이 정착 수단에서, 기록 매체 상의 토너 화상은 열과 압력을 가하여 정착된다. 다음에, 기록 매체는 방출 릴레이 롤러(5f)와 시트 통로(5g)에 의해 역전되어 역전 만곡되면서 디컬링되고 방출 롤러(5h, 5i)에 의해 방출 트레이(8)에 의해 방출된다.

[프로세스 카트리지 제거 공정]

현상 수단 내의 토너량이 화상 형성 동작 중에 줄어들었음을 도시하지 않은 센서 등이 감지하게 되면 이 정보는 장치 주 조립체 A의 표시부 등에 표시되어 조작자가 프로세스 카트리지 B를 교환해야 함을 인지하게 해 준다. 이하에, 프로세스 카트리지 B의 교환을 위한 프로세스 카트리지 제거 공정을 설명한다.

프로세스 카트리지 B를 장치의 주 조립체로부터 취출할 때는 우선 제69도에 도시한 바와 같이 상부 뚜껑(1b)를 개방한다. 이 때, 압력 발생 수단(1b₁)과 판스프링(1b2)는 상부 뚜껑(1b₁)과 함께 프로세스 카트리지 B로부터 분리되어 압력 발생 수단(1b₁) 및 판 스프링(1b₂)에 의해 발생된 힘 Fs₁+ Fs₂+ Fs₃가 사라진다. 결국, 프로세스 카트리지 B의 자중에 의해 발생된 힘 Fk₁+ Fk₂만이 프로세스 카트리지 B 상에 작용된 하향력으로서 남게 된다.

이 시점에서, 접촉 핀(27a, 27b, 27c)에 의해 발생된 상향력 Fc₁+ Fc₂+ Fc₃와 전사 롤러(6)에 의해 발생된 상향력 Ft, 그리고 셔터 기구(24)로부터의 상향력 Fd는 프로세스 카트리지 B의 자중에서 나오는 하향력 Fk₁+ Fk₂보다 약간 크게 배치하여 상부 뚜껑(1b) 개방시에 프로세스 카트리지 B가 약간 상승되게 하여 플랜지 기어(9c)와 구동 기어(31) 사이의 결합이 해제되게 하고 축 구멍부(15s)와 축 부분(16d)는 홈부(21a₁)으로부터 분리된다. 결국, 플랜지 기어(9c)와 구동 기어(31) 사이의 작동 압력각이 수평선에 대해 비스듬히 하향으로 되더라도 프로세스 카트리지 B는 원활하게 인출된다.

이와는 반대로, 프로세스 카트리지 B가 상부 뚜껑(1b)에 조립되어 있는 종래의 구조의 경우에는 작동 압력각이 수평선에 대해 비스듬히 하향으로 설정되면 상부 뚜껑(1b) 개방시에 플랜지 기어(9c)와 구동 기어(31)이 결합된 채 남게 된다. 결국, 프로세스 카트리지 B는 원활하게 취출될 수 없다. 따라서, 구동 기어(31)에는 일방 클러치 등을 제공해야 한다. 그러나 본 실시예의 경우에는 상부 뚜껑(1b)가 개방되면 플랜지 기어(9c)는 구동 기어(31)로부터 자동으로 분리되고, 일반 클러치를 제공할 필요성이 없어져서 부품 갯수를 감축할 수 있다.

또, 전술한 바와 같이 프로세스 카트리지 B가 상승되고 축 구멍부(15s)와 축부분(16d)가 홈부(2a₁)로부터 분리되면, 프로세스 카트리지 B는 셔터 기구(24)를 폐쇄하는 압력을 작용하는 스프링(24f)로부터의 압력에 의해 카트리지 설치 공간(2)으로부터 프로세스 카트리지 B가 인출되는 방향과 같은 방향으로 비스듬히 상향으로 민다. 따라서, 프로세스 카트리지 B를 쉽게 제거할 수 있다.

전술한 바와 같이, 상부 뚜껑(1b)가 개방되면 전사 롤러(6), 접촉 핀(27a, 27b, 27c), 및 셔터 기구(24)에 의해 발생된 상향력으로 프로세스 카트리지 B를 제거 방향으로 약간 들어올리게 되므로 그 취출이 원활하고 용이하다.

[프로세스 카트리지의 재생 공정]

전술한 바와 같이 제거될 수 있는 프로세스 카트리지 B는 재생 가능하도록 구성된다. 이하에, 그 재생 공정을 설명하기로 한다. 토너 저장소(12a) 내의 토너가 고갈된 후에, 본 실시예의 프로세스 카트리지 B는 재생하여 상부 및 하부 프레임(14, 15)를 분리하고 토너를 토너 저장소(12a) 내에 재충전하게 되므로 자원을 절약할 수 있고 자연 환경을 보호할 수 있다.

특히, 제7도, 제8도, 제37도 및 제38도를 참조하면, 상부 및 하부 프레임(14, 15)는 결합 갈고리(14a)와 결합 개구(15a), 결합 갈고리(14a)와 결합 개구(15b), 결합 갈고리(14c)와 결합 개구(15d), 결합 갈고리(15c)와 결합 개구(14b), 결합 갈고리(14e₃)과 결합 개구(15f₃)을 분해함으로써 분리될 수 있다. 제70도를 참조하면, 이런 분해 과정은 사용된 프로세스 카트리지를 분해 공구(32)에 배치하고 로드(32a)를 튀어나오게 하여 결합 갈고리(14a)를 밀면 용이하게 수행될 수 있다. 또, 프로세스 카트리지 B는 분해 공구(32)를 사용하지 않고 결합 갈고리(14a, 14c, 15c 및 14e₃)을 눌러서 분해할 수 있다.

제7도 및 제8도에 도시한 바와 같이 프로세스 카트리지 B가 상부 프레임(14) 조립체와 하부 프레임(15) 조립체로 분해된 후, 카트리지 내부에 부착된 폐 토너를 제거하기 위해 부품들에 공기 블라스트 등을 불어서 세척하면 감광 드럼(9), 현상 슬리브(12) 및 클리닝 수단은 토너에 직접 접촉되는 부품들이기 때문에 비교적 다량의 폐 토너가 이들에 부착되는 것을 볼 수 있으며, 폐 토너의 부착 정도는 터너와 직접 접촉하지 않는 부품인 대전 롤러(10) 보다는 덜하다. 따라서, 대전 롤러(10)은 감광 드럼(9), 클리닝 수단 등에 비해 용이하게 세척될 수 있다. 게다가, 본 실시예에서, 대전 롤러(10)은 감광 드럼(9), 현상 슬리브(12d) 및 클리닝 수단(13)이 배치되는 상부 프레임(14) 내에 배치되므로, 하부 프레임(15)로부터 분리된 상부 프레임(14)는 용이하게 세척할 수 있다.

제60도(b)를 참조하면, 프로세스 카트리지 B는 상부 프레임(14) 조립체와 하부 프레임(15) 조립체로 분리되고, 각 조립체는 그 이상의 세척을 위해 분해한다. 특히, 상부 프레임(14) 조립체는 상부 프레임(14), 대전 롤러(10) 등으로 분해되고, 하부 프레임(15) 조립체는 감광 드럼(9), 현상 슬리브(12d), 현상 슬리브(12e), 클리닝 블레이드 등으로 분해된다. 다시 말하면, 프로세스 카트리지 B는 세척할 각 부품별로 분해되므로 세척 라인이 단순해진다.

폐 토너 등을 세척한 후, 개구(12a₂)에는 파열 테이프(25)를 가진 카버 필름(26)을 부착하여 밀봉하고 새로운 토너를 토너 저장소(12a)의 측면 상에 제공되고 토너 충전 입구(12a₄)를 카버(12a₃)으로 덮는다. 그 후, 상부 및 하부 프레임(14, 15)는 결합 갈고리(14a)와 결합 개구(15a), 결합 갈고리(14a)와 결합 돌기(15b), 결합 갈고리(14c)와 결합 개구(15d), 결합 갈고리(15c)와 결합 개구(14b), 결합 갈고리(14e₃)과 결합 개구(15f₃)을 걸어서 결합하고 다음번 사용을 위해 프로세스 카트리지 B를 재마무리한다.

상부 및 하부 프레임(14, 15)가 결합되면 결합 갈고리(14a)와 결합 개구(15a), 결합 갈고리(14a)와 결합 돌기(15b) 등을 결합한다. 그러나, 프로세스 카트리지 재사용 횟수가 증가됨에 따라 결합 갈고리와 결합 개구는 결합이 되지 않게 될 수가 있다. 따라서, 본 실시예에서는 각 결합 갈고리와 결합 개구 부근에 결합 갈고리와 결합 개구의 결합과 동등한 효과를 갖도록 나사 구멍을 형성하여 상부 및 하부 프레임을 서로 나사 결합할 수 있다. 예를 들어, 상부 프레임(14) 내에 배치된 현상 수단(12)의 대응 결합 갈고리(14a) 부근에 나사 구멍(14a₁)을 형성하고 하부 프레임(15) 내에 제공된 결합 개구(15a) 부근, 즉 상기 나사(14a₁)의 위치에 대응하는 위치에 나사 구멍(15a₁)을 형성한다. 이들 나사 구멍 이외에도, 프레임의 각 코너 부근에 결합 돌기(14d)와 (클리닝 수단측) 결합 오목부(15e)를 관통하고 결합돌기(15f₁)과 (현상 수단측)결합 오목부(14e₁)을 관통하는 관통 구멍을 형성한다. 따라서, 이들 결합 갈고리가 효과적으로 결합되지 않더라도 상부 및 하부 프레임(14, 15)는 이들 나사 구멍을 통하여 나사를 끼워 서로 고정함으로써 견고하게 체결될 수 있다.

[다른 실시예]

다음에, 화상 형성 장치 및 프로세스 카트리지 내의 각종 부분의 다른 실시예를 도면을 참조로 하여 기술하기로 하는데, 이 실시예에서는 상술한 제1 실시예에서와 같은 기능을 갖는 부분을 동일한 참조 부호를 사용하여 기술한다.

[화상 보유 부재]

제1 실시예에서는 화상 보유 부재의 감광층으로는 유기 반도체(OPC)를 사용하였지만 재료는 이 예에 국한되지는 않는다. 예를 들어, 재료는 비정질 실리콘(A-Si), 셀렌(Se), 산화 아연(ZnO), 황화 카드뮴(CdS) 등일 수 있다.

[플랜지 기어]

제1 실시예에서, 구동력이 전달될 때 작용하는 부하에 의해 플랜지 기어(9c)가 변형되는 것을 방지하는 수단으로서 제9도에 도시한 플랜지 기어(9c)의 중공부(9c₃) 내에 보강 부재를 억지 끼움하여 사용하고 있지만, 본 발명은 이에 국한되지는 않는다. 만족할 만한 강도를 얻을 수 있는 한 보강 부재(9c₄)를 억지 끼움하는 대신에 플랜지 기어 자체에 리브 등을 추가하기만 할 수도 있다. 예를 들어, 제71도에 도시한 구조의 플랜지 기어는 이런 기어 중에 하나가 된다.

전술한 바에 따르면, 플랜지 기어(9c)는 플라스틱 재료를 사출 성형하여 제조되기 때문에, 기어부의 하부 랜드 하방이 중공으로 된다. 이 중공부(9c₃)에는 제9도에 도시한 바와 같이 리브가 제공되어 기어의 정밀도에 오차가 생기기 쉽다. 따라서, 본 실시예의 플랜지 기어(9c)의 경우에, 벽(9c₆)은 기어부의 하부 랜드 하방에 배치되며, 동시에 다수의 리브(9c₇)이 상기 중공부(9c)에 제공된다. 이런 배치 구조에서, 플랜지 기어(9c)의 강도는 기어 정밀도를 악화시키지 않고 증가될 수 있다.

[드럼 축]

제1 실시예에서는 드럼 축(9d)의 단부면 상에 축 구멍부(15s)에 억지 끼움된 드럼 축(9d)를 분해하기 위한 동작을 단수화시키는 대표적인 수단으로서 나사 구멍(9d₁)이 제공되어 있지만, 본 발명은 이 예에 제한되지는 않는다. 이 구조는 드럼 축(9d)를 취출하기 쉽게 하는 구성인 한 어떤 구성으로도 할 수 있다.

예를 들어, 제72도(a)에 도시한 하부 프레임(15)의 드럼 축(9d)와 축 구멍부(15s) 상에는 노치(9d₂)를 제공하고, 플랜지부(9d₃)의 외경 Rb는 제72도(b)에 도시한 바와 같이 하부 프레임(15)의 축 구멍부(15s)의 외경 Ra보다 크게 하여 드럼 축(9d)이 용이하게 취출될 수 있게 한다. 또, 이 실시예에서, 나사 절삭 비용을 생략할 수 있고 이로써 제조 비용을 저감할 수 있다.

[대전 수단]

[슬라이딩 베어링]

제1 실시예에서는 제18도 및 제19도에 도시한 바와 같이 대전 롤러(10)의 추력 방향의 힘을 규제하는 드러스트 규제 수단으로서의 후크형 스톱퍼부(10c₁)을 슬라이딩 베어링(10c) 상에 일체로 형성하고 있으나, 본 발명은 이런 배치 구조에 국한되지는 않는다. 슬라이딩 베어링 상에 일체로 형성되는 드러스트 규제부만 설치하면 된다.

예를 들어, 제73도(a)에 도시한 바와 같이 벽을 스톱퍼부(10c₁)로 사용되는 슬라이딩 베어링(10c)의 한 단부를 완전히 덮도록 일체로 형성하고, 제73도(b)에 도시한 바와 같이 스톱퍼부(10c₁)의 내벽 상에 돌출 리브(10c₂)를 제공하여 대전 롤러(10)의 롤러축의 단부가 스톱퍼부와 접촉을 유지하면서 회전할 때 마찰 저항이 감소되도록 할 수도 있다.

또, 상술한 실시예에서, 스톱퍼부는 드러스트 규제 수단으로서 대전 롤러(10)을 회전 지지하는 슬라이딩 베어링(10c) 상에 제공되지만 본 발명은 본 실시예에 의해 국한되지는 않는다. 드러스트 규제 수단을 전사 롤러 등에 제공하더라도 같은 효과를 얻을 수 있다.

제1실시예에서 채택하였던 대전 수단의 구조는 소위 접촉식 대전 방법을 이용하고 있지만, 알루미늄 외피 등의 금속제 외피를 삼면에서 덮도록 텅스텐 와이어 부근에 배치하고, 텅스텐 와이어에 고전압을 인가하여 발생한 양이온 및 음이온을 감광 드럼 표면 상에 전사시키는 방법을 채택하여 균일하게 대전될 수 있음은 물론이다.

또, 접촉식 대전 수단은 전술한 롤러형 이외에 블레이드형(대전 블레이드), 패드형, 블럭형, 로드형, 와이어형 등으로 할 수도 있다.

[현상 수단]

현상 방법에 있어서, 두 개의 부품으로 된 자석 브러시 형상 방법, 직렬 현상 방법, 터치 다운 현상 방법, 클라우드 현상 방법 등의 공지의 각종 현상 방법을 사용할 수 있다.

[클리닝 수단

[클리닝 블레이드]

제1 실시예에서는 리브(14j)는 클리닝 블레이드의 진동에 의해 발생된 소음을 억제하는 수단으로서 제31도 및 제32도에 도시한 바와 같이 상부 프레임(14)의 내면 상의 적당한 위치에 제공되며, 이 리브(14j)는 밀봉 부재(S1)을 사이에 두고 블레이드 지지 부재(13a₁)의 상면에 맞닿아 있도록 되어 있지만, 본 발명은 이 예에 국한되지는 않는다. 예를 들어, 리브(14j)는 그 배치 구조가 블레이드(13a)의 진동을 억제할 수 있는 한 블레이드(13a)를 지지하는 블레이드 지지 부재(13a₁)을 지지하는 블레이드 경사면 상에 맞닿게 할 수도 있다.

또, 클로로프렌 고무 등으로 된 완충 부재(33)을 제75도에 도시한 바와 같이 클리닝 블레이드(13a)이 부착되는 블레이드 지지 부재(13a₁)과 상부 프레임(14) 사이에 협지시켜 배치하고 밀봉 부재(S1)이 완충 부재(33)에 인접 배치되어 폐 토너의 누설을 방지하도록 할 수도 있다. 본 실시예에 사용된 완충 부재(33)의 두께 측정치는 블레이드 지지 부재(13a₁)의 상면과 상부 프레임(14)의 내면 사이의 간극 보다 약 0.5㎜ 내지 1.5㎜ 크고 그 종방향 길이는 약 150㎜ 내지 220㎜였다. 완충 부재(33)을 개재시킴으로써 상부 프레임(14)를 약 0.5㎜ 내지 1.0㎜ 휘게 할 수 있다. 다시 말하면, 완충 부재(33)은 상부 프레임(14)를 구부릴 만한 강도의 힘으로 블레이드 지지 부재(13a₁)을 가압하여 클리닝 블레이드의 부착 미끄럼에 의해 발생되는 진동이 억제되어 프로세스 카트리지로부터 나오는 소음을 감소한다.

또, 완충 부재(33)은 제76도에 도시한 바와 같이 상부 프레임(14)의 리브(14j)와 블레이드 지지 부재(13a₁) 사이에 개재되도록 배치하고 본 실시예에 사용된 완충 부재(33)을 0.5㎜이하의 우레탄 고무로 하고, 두께가 약 0.3㎜ 감소되고 경도가 약 60°에 달하도록 할 수도 있다. 따라서, 클리닝 블레이드(13a)의 부착 미끄럼에 의해 발생되는 수십 헤르쯔 이상의 주파수의 미소 진동을 억제할 수 있다. 결국, 소음 발생을 방지할 수 있고 또 양질의 화상을 얻을 수 있다.

또, 상부 프레임(14)의 소정 위치에 제공된 리브(14j)는 제77도 및 제78도에 도시한 바와 같이 블레이드 지지 부재(13a)와 직접 접촉하도록 배치된다. 제77도에 도시한 리브(14j)는 블레이드 지지 부재(13a₁)의 전체 상면을 거의 가로질러 접촉하도록 배치되며, 제78도에 도시한 리브(14j)는 블레이드 지지 부재(13a₁)의 거의 전체 표면적(상부 경사면)에 걸쳐 접촉하도록 배치된다. 이런 배치 구조는 클리닝 블레이드(13a)로부터 리브(14j)를 통하여 카트리지 프레임에의 진동 전달율을 증가시키지만 진동 물체 자체의 질량(카트리지 프레임의 질량)도 증가되어 클리닝 블레이드(13a)로부터의 진동은 카트리지 프레임 전체, 즉 보다 큰질량에 걸쳐 흡수된다. 따라서, 블레이드(13a)의 진동은 감소될 수 있고 이 진동에 의해 발생된 소음도 감소된다.

또, 제79도에 도시한 배치 구조는 상부 프레임(14)에 카트리지 종방향으로 연장되는 개구(34)를 클리닝 블레이드(13a)(리브(14j)일 수도 있음)의 근방에 제공하고 장치의 주 조립체 상의 상부 뚜껑(1b)에는 소정 위치에 배치되어 상부 뚜껑(1b) 폐쇄시에 개구(34)를 통하여 블레이드 지지 부재(13a₁)의 상면상에 맞닿는 맞닿음 부재(35)를 제공하는 구조로 할 수도 있다. 이런 배치 구조는 맞닿음 부재(35)에 의해 전체 장치를 거쳐 클리닝 블레이드의 진동이 전달될 수 있게 하며, 진동되는 물체 자체의 질량은 더욱 증가되고 클리닝 블레이드(13a)로부터의 진동은 증가된 질량, 즉 전체 장치의 질량에 걸쳐 흡수되고, 블레이드(13a)의 진동이 감소되고, 나아가서 진동에 의해 발생되는 소음이 감소된다. 또, 접촉 밀폐성을 개선하기 위해, 고무 재료 같은 얇고 유연한 완충재를 상기 블레이드 지지 부재(13a₁)과 맞닿음 부재(23) 사이에 개재시킬 수 있다.

제80도를 참조하면, 블레이드 지지 부재(13a₁)은 카트리지 프레임 상에 나사고정되며, 이는 경사면의 종방향 양단부 뿐만 아니라 상면의 종방향 양단부에도 나사 고정할 수 있다. 앞의 실시예와 마찬가지로, 이 배치 구조는 감광 부재(9)와 클리닝 블레이드(13a) 사이의 마찰력으로 발생한 수십 헤르쯔 이상의 주파수를 가진 미소 진동을 억제할 수 있어서 양질의 화상을 얻을 수 있다.

또, 제81도에 도시한 바와 같이 단일 부재 클리닝 수단의 경우에 블레이드 지지 부재(13a₁)을 상면 중앙에서 고정적으로 나사 체결하면 전술한 실시예에서와 같은 효과를 얻을 수 있다.

또, 상부 프레임(14)의 내면과 블레이드 지지 부재(13a₁) 사이의 간극 보다 약간 크고 카트리지 종방향으로 연장되는 리브(14j)를 상부 프레임(14)의 내면 중앙에 제공하여 리브(14j)가 블레이드 지지 부재(13a₁)을 가압할 때 발생하는 탄성 변형을 블레이드 지지 부재(13a₁)의 상면을 누르는데 사용되게 할 수도 있다. 이런 배치구조에서, 리브(14j)는 상부 프레임(14)의 탄성 변형에 의해 블레이드 지지 부재(13a₁)의 상면을 누르고, 이 압력에 의해 클리닝 블레이드(13a)의 진동이 억제되고 진동에 의한 소음이 감소된다.

또, 폐 토너 저장소(13c)의 하부와 블레이드 지지 부재(13a₁)의 상부 사이의 간극 보다 약간 큰 격벽(36)을 하부 프레임(15)의 폐 토너 저장소(13c) 내에서 카트리지의 종방향 중앙부에 제공하면 전술한 실시예의 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 이 경우에, 하부 프레임(15)의 강도도 이 격벽(36)의 제공에 의해 개선된다.

상술한 실시예들 중 하나 이상을 채택함으로서 감광 드럼(9)와 클리닝 블레이드(13a) 사이의 마찰력에 의해 발생된 수십 헤르쯔 이상의 주파수를 가진 미소 진동이 억제되고, 감광 드럼(9)와 클리닝 블레이드(13a)의 진동의 진폭을 실시예의 채택 이전에는 약 4㎛ 내지 5㎛이던 것이 실시예를 채택한 후에는 측정 오차 내의 범위인 0.01㎛ 이하로 저하되어 진동에 의해 발생되는 소음이 제거되고 양질의 화상이 얻어진다.

감광 드럼(9) 상의 잔류 토너를 클리닝하기 위한 방법으로는, 클리닝 수단을 블레이드, 털 브러시, 자석 브러시 등으로 구성할 수 있다.

[상부 및 하부 프레임]

제1 실시예에서는 하부 프레임(15)의 현상측의 구동부는 거의 상자형으로 성형되며, 또 프레임의 국부적인 강도를 증가시키기 위해 리브가 제공된다. 이 방법은 상부 및 하부 프레임의 다른 부분의 강도를 증가시키는 데도 적용할 수 있다.

[셔터 기구]

제1실시예에서는 셔터 기구(24)가 프로세스 카트리지 B 장착시에 자동적으로 개방되고 카트리지 취출시에는 비틀림 코일 스프링에 의해 자동적으로 폐쇄되도록 설계되어 있다. 따라서, 프로세스 카트리지 B가 화상 형성 장치 내에 존재할 때는 셔터 기구(24)가 스프링(24)에 의해 폐쇄 방향으로 가압되어 프로세스 카트리지 B가 카트리지 설치 공간(2) 외부로 들어 올려지는 방향으로 가압되는데, 이것은 설계상 장점이 된다. 그러나, 비틀림 스프링(24)로부터의 압력이 너무 강하면 프로세스 카트리지 B는 자세가 불안정해진다. 따라서, 셔터 부재(24) 개방시에 셔터 기구(24)를 로킹하도록 로킹 기구를 제공할 수 있다.

제84도를 참조하면 로킹 기구로서 압축 스프링(39a)에 의해 가압되는 레버(39b)가 프로세스 카트리지 B의 소정 위치에 제공되며, 이 레버는 셔터 기구가 완전히 개방되었을 때 셔터부(24c) 상에 제공된 결합 구멍(24c₂)에 결합한다. 이런 배치 구조를 채택함으로써 셔터 기구(24)는 개방 상태로 로크되므로 비틀림 스프링(24f)로부터의 압력은 프로세스 카트리지 B를 상승시키는 작용을 방지한다.

로킹된 셔터 기구는 제84도에 도시한 이젝트 버튼(40)에 의해 해제된다. 특히, 장치의 주 조립체에는 장치의 주 조립체로부터 부착하는 방향으로 압축 스프링(40c)에 의해 가압된다. 이 이젝트 버튼(40)이 눌러지면, 버튼의 단부측에 위치한 가압 돌기(40a)는 레버(39b)를 밀어 넣어서 레버가 결합 구멍(24c₂)로부터 분해되어 셔터 기구를 로킹 상태로부터 해제한다.

이젝트 버튼(40)에는 결합 갈고리(40b)가 제공되어 있다. 상부 뚜껑이 폐쇄되면, 이 결합 갈고리(40b)는 상부 뚜껑(1b) 상에 제공된 결합 후크(41)과 결합하여 상부 뚜껑(1b)를 폐쇄 상태로 로크한다. 한편, 이젝트 버튼(40)이 눌러지면, 결합은 해제되고 상부 뚜껑(1b)의 회전 중심에 제공된 비틀림 코일 스프링으로부터의 압력에 의해 상부 뚜껑(1b)가 개방된다. 다시 말하면, 이젝트 버튼(40)이 가압되면 상부 뚜껑(1b)가 자동으로 개방되고 동시에 프로세스 카트리지 B가 스프링(24f)로 부터의 압력에 의해 카트리지 설치 공간(2)으로부터 부유하듯이 상승되어 프로세스 카트리지 B의 취출이 용이해진다.

제85도 내지 제89도를 참조하면, 제1실시예의 드럼 셔터에 의해 제공되는 압력은 제1 실시예와는 전체적으로 다른 대체 가능한 구조에 의해서 제공할 수도 있다. 이하에, 상기 대체 가능한 구조를 제85도 내지 제89도를 참조하여 기술하기로 한다.

이 실시예에서, 제85도의 프로세스 카트리지(42)는 장치의 전방에 제공된 삽입 창문(44)을 통해 삽입함으로써 화상 형성 장치 내에 설치된다. 프로세스 카트리지(42)와 화상 형성 장치(43)은 제1실시예와 같은 기능을 하고, 프로세스 카트리지(42)가 카트리지 조립체(42a)와 셔터 기구로서의 기능을 하는 케이스(42b)를 포함한다.

카트리지 삽입 창문(44)은 폐쇄 방향으로 스프링(45)으로부터의 압력을 받고 이 얇은 판(46)은 삽입할 프로세스 카트리지(42)에 의해 밀려 개방된다. 프로세스 카트리지(42)는 플랜지부(42c)가 화상 형성 장치의 주 조립체의 전방면과 거의 같은 레벨이 될 때까지 삽입된다. 카트리지 주 조립체(42a)가 더욱 삽입되면, 케이스(42a)는 프로세스 카트리지(42)로부터 비어져 나온다. 결국, 카트리지 주 조립체(42a)의 전방부는 프로세스 카트리지(42)로부터 돌출된다. 이 때, 돌출된 카트리지 주 조립체(42a)는 도시하지 않은 센서에 의해 감지되고, 도시하지 않은 모터와 결합된 기어(47)가 회전을 개시한다.

기어(47)은 카트리지 주 조립체(42a)의 상면에 제공된 래크(42a₁)과 결합하며 카트리지 주 조립체(42a)는 기어(47)의 회전에 의해 케이스(42b)로부터 더욱 취출된다. 이 때, 이 카트리지 주 조립체 내에서 수납된 감광 드럼의 축의 연장부가 화상 형성 장치(43) 내에 제공된 안내 홈(49)에 결합하여 이 안내 홈(49)에 의해 전방으로 안내된다.

제88도를 참조하면, 카트리지 주 조립체(42a)의 후방(제88도의 좌측)에 전기 접점을 형성하는 접점(50)이 제공된다. 카트리지 주 조립체(42a)가 더욱 취출되면, 접점(50)은 화상 형성 장치(43) 측에 제공되어 스프링(51)으로부터의 하향력을 받는 접촉 핀(52)와 접촉하게 된다. 이 때, 카트리지 주 조립체(42a)는 접촉 핀(52)로부터 하향 압력을 받게 되고, 결국 카트리지 주 조립체(42a)의 후방부는 안내 홈(49)를 따라 약간 하강한다.

또, 프로세스 카트리지(42)를 삽입할 때, 화상 형성 장치(43) 측에 제공된 축(53)은 케이스(42b)의 구멍(24b₁)로 돌출된다. 이 축(53)은 레버(54)를 거쳐 압축 스프링(55)에 의해 구멍(42b₁) 내로 돌출되는 방향으로 가압되며, 레버(54)는 화상 형성 장치(43) 외부로 노출된다. 카트리지 주 조립체(42a)가 소정 지점을 벗어나서 더욱 취출되면, 축(53)은 카트리지 주 조립체(42a)의 측면 상에 제공된 오목부(42a₂)내로 하강되어 그 위치에서 카트리지 주 조립체(42a)는 카트리지 주 조립체(42a)를 케이스(42b)내로 후퇴 견인하는 역할을 하는 인장 스프링(42d)의 압력에 대해 고정된다. 다시말하면, 이 로크 상태에서, 인장 스프링(42d)의 힘은 카트리지 조립체(42a)가 정상 위치를 벗어나서 이동되지 못하게 되므로 프로세스 카트리지(42)는 화상 형성 장치 내에서 자세가 안정되게 된다.

레버(54)는 축(54a)에 대해 피봇 가능하며, 제89도에 화살표로 도시한 방향으로 힘이 작용하면 축(53)은 인장 스프링(42d)로부터의 압력에 의해 오목부(42a₂)를 벗어나 밀려 나오게 되고 카트리지 주 조립체(42a)는 케이스(42b) 내로 후퇴 견인된다. 이런 후퇴 견인 동작 중에, 기어(47)과 래크(42a₁)이 결합된 채로 남게 되므로 기어(47)은 카트리지 주 조립체(42a)가 케이스(42b) 내로 스냅식으로 후퇴 견인되지 못하게 하는 댐퍼 역할을 한다.

카트리지 주 조립체(42a)가 케이스(42b) 내로 후퇴 견인한 후, 카트리지 주 조립체(42a)는 제87도에 도시한 바와 같이 화상 형성 장치로부터 소정량 만큼 돌출하며 용이하게 취출될 수 있게 된다.

전술한 바와 같이, 로킹 스프링(42a)의 제공 이외에 카트리지 주 조립체(42a)를 케이스(42b) 내로 후퇴시키는데 필요한 적절한 힘을 인장 스프링(42d)에 가하면 카트리지(42) 취출은 극히 용이해진다.

또, 이런 배치 구조를 채택하면, 레버(54)의 상태를 관찰함으로써 카트리지(42)의 설치 관련 상태를 감시할 수 있다. 특히, 제90도를 참조하면, 프로세스 카트리지(42)가 화상 형성 장치(43) 내에 있지 않을 때 레버(54)의 자세는 제90도(a)에 도시한 바와 같고, 프로세스 카트리지(42)가 완전히 설치되고 축(53)이 오목부(42a₂)내로 하강하면 제90도(b)에 도시한 바와 같이 되고, 카트리지(42)가 화상 형성 장치(43) 내에 부적절하게 설치되었으면 제90도(c)와 같이 된다. 따라서, 레버(54)의 자세를 외부에서 관찰하기만 하여 카트리지 삽입 관련 상태를 판단할 수 있다.

[프로세스 카트리지 구조 및 조립 공정]

[리닝 블레이드 단부의 밀봉]

제1 실시예에서는 감광 드럼(9)의 단부와 클리닝 블레이드(13a)의 단부에 대응하는 블레이드 부착면(15j)의 하부 사이에 부착된 밀봉 부재(S6) 사이의 마찰력을 감소시키는 수단으로서, 제49도에 도시한 바와 같이 고밀도 폴리에틸렌 밀봉체(37)를 부착하거나 또는 실리콘 미립자 같은 윤활제(38)을 밀봉 부재(S6)에 도포하고 있지만 본 발명은 이 예에 국한되지는 않는다. 윤활제(38)로서는 폴리플루오로비닐리덴 입자 등의 분말 금속 재료를 사용할 수 있다.

분말 윤활제를 밀봉 부재(S6)에 부착하는 방법으로서, 윤활제(38)은 밀봉 부재(S6)과 감광 드럼(9)의 단부 사이의 마찰력이 비교적 크지 않을 때 밀봉 부재(S6) 상에 뿌려지기만 한다. 이는 드럼(9)가 사용 개시 전일 때 밀봉 부재(S6)의 표면은 거칠고 마찰이 크기 때문이며, 일정 기간 사용 후에는 밀봉 부재(S6)의 표면 거칠기는 감소되고 마찰도 감소된다.

또, 분말 윤활제(38)은, 이 분말 윤활제(38)을 휘발성 액체 내에 혼합하고 이 혼합물을 밀봉 부재(37) 내로 흡인한 후 액체는 증발시키는 방법을 사용하여 밀봉 부재(38)을 통하여 분산될 수 있다. 이 방법으로 밀봉 부재(37)에 걸쳐 분산된 윤활제(38)이 감광 드럼(9)와 밀봉 부재(37) 사이의 접촉면에서 약간씩 노출되게 된다. 결국, 감광 드럼(9)와 밀봉 부재(38) 사이의 마찰은 장기간에 걸쳐 감소하게 되어 밀봉 부재(37)이 감광 드럼에 의해 끌려가거나 찢어지는 것이 방지된다.

[감광 드럼 설치 방법]

제1실시예의 설명 중에는 감광 드럼(9)의 설치 방법 중 하나가 제시되어 있는데, 그 방법은 카트리지 조립 공정 초기에 감광 드럼(9)와 클리닝 블레이드(13a) 사이의 접촉면 전체에 윤활제(38)을 개재시키기 위해 감광 드럼을 블레이드(13a)의 접촉면에 대해 45° 미만의 각도 γ를 형성하는 방향으로 안내되면서 삽입한다. 이 드럼 설치 방법은 재생 조립 공정에도 적용할 수 있다.

프로세스 카트리지에 사용되는 각종 부품의 사용 수명은 달라지기 쉽다. 감광 드럼(9)의 사용 수명은 클리닝 블레이드(13a) 보다는 짧다고 가정한다. 이 경우에, 소모된 프로세스 카트리지는 카트리지 주 조립체(42a)만 교환하여 재생할 수 있다. 드럼 교환 중에 감광 드럼(9)을 제거할 때, 잔류 현상제가 블레이드(13a)의 접촉면에 계속 부착되어 있게 되고 이 나머지 현상제는 상술한 바와 같이 작용할 수 있다. 그러나, 일반적으로는 감광 드럼(9) 제거시에 이 잔류 현상제는 감광 드럼(9) 표면과 블레이드(13a) 접촉면 사이에 분할되므로 블레이드(13a)에 부착되는 잔류 현상제의 양은 블레이드(13a)의 전체 접촉면을 충분히 덮지 못한다.

따라서, 본 발명의 드럼 설치 방법을 사용하면 새로운 감광 드럼(9)를 프로세스 카트리지 B에 삽입하고 블레이드(13a) 상의 잔류 현상제를 블레이드(13a)와 감광 드럼(9) 사이의 전체 접촉면 상을 덮도록 분배된다. 다시 말해서, 잔류 현상제는 두 부품 사이에 윤활제로서 개재될 수 있는 것이다.

또, 본 발명은 상술한 바와 같은 단색 화상 형성을 위한 공정 뿐 아니라 다색 화상(예를 들어 이색 화상, 삼색 화상, 전색 화상 등)을 형성하기 위한 두 개 이상의 현상 수단(12)가 제공되는 프로세스 카트리지에도 적용할 수 있다.

이제까지는 프로세스 카트리지 B가 화상 보유 부재로서 전자 사진 감광 부재 등과, 적어도 하나의 처리 수단으로 구성되는 것을 설명하였다. 그러나, 상술한 실시예 이외에도 각종 카트리지 형상이 가능하다. 예를 들어, 프로세스 카트리지 B는, 화상 보유 부재와 대전 수단이 일체로 조립되거나, 화상 보유 부재와 현상 수단이 일체로 조립되거나, 화상 보유 부재와 클리닝 수단이 일체로 조립된 형식 등의 교환 가능한 프로세스 카트리지 형태로 수득할 수 있다. 또, 프로세스 카트리지 B는 화상 보유 부재와 두 개 이상의 처리 수단이 일체로 결합된 교환 가능한 프로세스 카트리지 형태로 수득할 수도 있다.

다시 말하면, 상술한 프로세스 카트리지는 대전 수단, 현상 수단 및 클리닝 수단이 전자 사진 감광 부재와 일체로 결합되어 카트리지 형태를 이루는 것과, 전자 사진 감광 부재와 일체로 결합된 대전 수단, 현상 수단 및 클리닝 수단 중 적어도 하나가 카트리지 형태로 된 것, 또는 전자 사진 감광 부재와 일체로 조립된 적어도 하나의 현상 수단이 카트리지 형태로 된 것 등의 교환 가능한 화상 형성 장치용 프로세스 카트리지에 관한 것이다.

본 발명의 실시예의 설명 중 레이저 비임 프린터는 화상 형성 장치의 예로서 선택되지만 본 발명은 이런 선택에 국한되지는 않는다. 본 발명은 전자 사진 복사기, 팩시밀리 장치, LED프린터, 워드 프로세서 등의 다른 화상 형성 장치에도 적용할 수 있음은 물론이다.

전술한 바와 같이, 앞서 기술한 실시예에 따르면 감광 드럼에는 헬리컬 기어와 스퍼어 기어가 모두 제공되어 있고, 감광 드럼은 두 개의 구동 전달열을 구성하는 데 기여한다. 따라서, 장치의 크기가 축소되고, 부품 갯수도 감축되며, 비용도 저감된다. 또, 헬리컬 기어와 스퍼어 기어를 갖는 기어 부재의 이뿌리의 중공부에 보강 부재를 억지 끼움함으로써 기어의 모든 피치에서 나타나는 피치 불균일을 회피할 수 있다. 스퍼어 기어 보다 직경이 크고 광폭이며 잇수가 많은 헬리컬 기어를 사용함으로써 구동 전달이 확실히 보장된다.

실시예에 따라서 감광 드럼을 프로세스 카트리지의 프레임이나 화상 형성 장치의 프레임 등에 설치하면 복수개의 구동열이 구동력을 정확하게 전달할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 제조 중의 조작성을 개선할 수 있다. 또, 감광 드럼을 프로세스 카트리지 혹은 화상 형성 장치에 설치하면 조작성을 개선할 수 있다. 또, 헬리컬 기어와 스퍼어 기어를 일체로 성형하면 기어 직경을 축소시키더라도 충분한 기계적 강도를 제공할 수 있는 데다가 피치 불균일도 미리 예방할 수 있다. 따라서, 고화질이 보장된다.

본 발명의 구조를 이제까지 설명하였으나, 본 발명은 상술한 세부 구조에 국한되는 것은 아니며 본 발명은 이하 청구 범위의 범주에서 혹은 개선할 목적으로 이루어지는 변경이나 변형을 모두 카버하는 것이다.

Claims (114)

1. 감광 드럼과 감광 드럼 상에 형성된 잠상을 현상하기 위한 현상 롤러를 내장한 프로세스 카트리지가 착탈식으로 장착 가능한 전자사진 화상 형성 장치용 감광 드럼에 있어서, 원통형 부재와, 상기 원통형 부재의 외주부 상에 배치된 감광성 재료와, 상기 원통형 부재의 종방향 단부에 병렬 배치된 헬리컬 기어 및 스퍼어 기어를 포함하고, 상기 헬리컬 기어는 상기 스퍼어 기어 보다 직경과 폭이 더 크고, 상기 프로세스 카트리지는 화상 형성 장치의 주조립체에 장착되고, 상기 헬리컬 기어는 상기 감광 드럼을 회전시키기 위해 주조립체로부터 구동력을 수용하고 주조립체로부터 수용된 구동력을 현상 롤러에 전달하고, 상기 스퍼어 기어는 주조립체로부터 수용된 구동력을 주조립체 내에 마련된 전사 롤러에 전달하고, 전사 롤러는 상기 감광 드럼 상에 형성된 토너 화상을 기록재 상에 전사시키는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 감광 드럼.
2. 제1항에 있어서, 상기 헬리컬 기어의 잇수가 상기 스퍼어 기어의 잇수 보다 많은 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
3. 제1항에 있어서, 상기 헬리컬 기어의 폭이 상기 스퍼어 기어의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
4. 제1항에 있어서, 상기 헬리컬 기어의 직경이 상기 스퍼어 기어의 직경 보다 크고, 헬리컬 기어는 감광 드럼의 종방향으로 스퍼어 기어의 외측 배치되는 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
5. 제1항, 제2항, 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
6. 제5에 있어서, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어는 사출 성형으로 일체로 제조된 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
7. 제1항에 있어서, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어는 플라스틱 수지 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
8. 제7항에 있어서, 상기 플라스틱 수지 재료는 폴리아세탈 수지 재료인 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
9. 제1항에 있어서, 상기 헬리컬 기어는 상기 화상 형성 장치의 구동 기어와 결합 가능하며 상기 감광 드럼을 회전시키는 구동력을 수용하는 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
10. 제9항에 있어서, 상기 헬리컬 기어는 현상 슬리브 기어와 결합 가능하며 현상 슬리브를 회전시키는 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
11. 제1항에 있어서, 상기 스퍼어 기어는 상기 화상 형성 장치의 기어와 결합 가능하며 전사 롤러를 회전시키기 위한 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
12. 제1항에 있어서, 상기 원통형 부재는 알루미늄으로 된 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
13. 제1항에 있어서, 상기 감광 재료는 유기 감광 부재를 구성하는 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
14. 제1항에 있어서, 상기 감광 재료의 표면 상에 토너 화상이 형성되는 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
15. 제1항에 있어서, 상기 헬리컬 기어의 직경은 약 28.9㎜ 이고 상기 스퍼어 기어의 직경은 약 26.1㎜인 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
16. 제1항에 있어서, 상기 헬리컬 기어의 잇수는 33이고, 상기 스퍼어 기어의 잇수는 30인 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
17. 제1항에 있어서, 상기 헬리컬 기어의 폭은 약 7.7㎜이고 상기 스퍼어 기어의 폭은 약 4.3㎜인 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
18. 제1항에 있어서, 상기 원통형 부재의 외경은 약 24㎜인 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
19. 제1항에 있어서, 상기 원통형 부재의 두께는 약 0.8㎜이고, 원통형 알루미늄으로 된 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
20. 제1항에 있어서, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어는 일체로 형성되고 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어의 기어부의 중공부 내에 보강 부재가 억지끼움된 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
21. 전자사진 화상 형성 장치에 대해 탈착식으로 장착 가능한 프로세스 카트리지에 있어서, 원통형 부재와 상기 원통형 부재의 외주부 상에 배치된 감광 재료를 구비한 감광 드럼과, 상기 원통형 부재의 종방향 단부에 병렬 배치된 헬리컬 기어 및 스퍼어 기어와, 상기 감광 드럼 상에 형성된 잠상을 현상하기 위한 현상 롤러를 포함하고, 상기 헬리컬 기어의 직경과 폭은 상기 스퍼어 기어보다 크고, 상기 프로세스 카트리지가 화상 형성 장치의 주조립체에 장착될 때, 상기 헬리컬 기어는 상기 감광 드럼을 회전시키기 위해 주조립체로부터 구동력을 수용하고 주조립체로부터 수용된 구동력을 현상 롤러에 전달하고, 상기 스퍼어 기어는 주조립체로부터 수용된 구동력을 주조립체 내에 마련된 전사 롤러에 전달하고, 전사 롤러는 상기 감광 드럼 상에 형성된 토너 화상을 기록재 상에 전사시키는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치에 착탈 가능한 프로세스 카트리지.
22. 제21항에 있어서, 상기 감광 드럼과 상기 현상 롤러를 지지하는 프레임도 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
23. 제22항에 있어서, 상기 프레임이, 상기 감광 드럼을 보호하는 카버를 구비하며, 상기 카버는 상기 화상 형성 장치에 착탈시에 개폐되게 된 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
24. 제21항에 있어서, 헬리컬 기어는 상기 감광 드럼을 회전시키는 구동력을 수용하기 위해 화상 형성 장치의 구동 기어와 결합 가능한 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
25. 제21항에 있어서, 상기 헬리컬 기어는 현상 슬리브 기어와 결합 가능하며 현상 슬리브를 회전시키는 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
26. 제21항에 있어서, 상기 스퍼어 기어는 상기 화상 형성 장치의 기어와 결합 가능하며 전사 롤러를 회전시키기 위한 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
27. 제21항에 있어서, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어는 상기 프로세스 카트리지의 프레임으로부터 일부 노출되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
28. 제27항에 있어서, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어는 상기 화상 형성장치의 기어와 맞물리는 부분에서 노출되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
29. 제21항에 있어서, 상기 프로세스 카트리지가 처리 수단으로서의 대전 수단과, 현상 수단 또는 클리닝 수단 및 전자 사진 감광 부재를 포함하고, 상기 프로세스 카트리지는 상기 화상 형성 장치에 대해 착탈 가능한 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
30. 제21항에 있어서, 상기 프로세스 카트리지는 처리 수단으로서의 상기 대전 수단, 현상 수단 및 클리닝 수단 중 하나 이상의 수단과, 전자 사진 부재를 포함하고 상기 프로세스 카트리지는 상기 화상 형성 장치에 대해 착탈 가능한 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
31. 제21항에 있어서, 상기 프로세스 카트리지는 현상 수단과 전자 사진 감광 부재를 일체로 포함하며 상기 프로세스 카트리지는 상기 화상 형성 장치에 대해 착탈 가능한 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
32. 기록 재료 상에 화상을 형성하는 프로세스 카트리지 착탈식 화상 형성 장치에 있어서, 원통형 부재를 포함하는 감광 드럼을 구비하는 프로세스 카트리지를 장착하는 장착 수단과, 원통형 부재의 외주부 상에 배치된 감광 재료와, 현상 롤러와, 원통형 부재의 종방향 단부에 병렬 배치된 구동 헬리컬 기어와 및 스퍼어 기어와, 프로세스 카트리지가 장착 수단에 장착될 때 감광 드럼을 회전시키는 구동력을 전달하기 위해 프로세스 카트리지의 구동 헬리컬 기어와 결합 가능한 헬리컬 기어를 포함하고, 구동 헬리컬 기어의 직경과 폭은 스퍼어 기어 보다 더 크고, 프로세스 카트리지가 화상 형성 장치의 주조립체에 장착될 때, 구동 헬리컬 기어는 감광 드럼을 회전시키기 위해 주조립체로부터 구동력을 수용하고 주조립체로부터 수용된 구동력을 현상 롤러에 전달하고, 스퍼어 기어는 주조립체로부터 수용된 구동력을 상기 주조립체 내에 마련된 전사 롤러에 전달하고, 전사 롤러는 상기 감광 드럼 상에 형성된 토너 화상을 기록 재료 상에 전사시키는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
33. 제32항에 있어서, 구동 헬리컬 기어와 스퍼어 기어는 상기 프로세스 카트리지의 프레임으로부터 일부 노출된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
34. 제33항에 있어서, 구동 헬리컬 기어와 스퍼어 기어는 상기 화상 형성 장치의 기어와 결합하는 부분에서 노출되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
35. 제32항에 있어서, 상기 장치는 전자 사진 복사기인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
36. 제32항에 있어서, 상기 장치는 레이저 비임 프린터인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
37. 제32항에 있어서,상기 화상 형성 장치는 팩시밀리 장치인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
38. 감광 드럼을 구비한 프로세스 카트리지와 현상 롤러가 탈착식으로 장착 가능한 전자 사진 화상 형성 장치용 감광 드럼 제조 방법에 있어서, 외주면 상에 배치된 감광 재료를 구비한 원통형 부재를 준비하는 단계와, 일체로 성형된 헬리컬 기어와 스퍼어 기어를 준비하는 단계와, 일체로 성형된 헬리컬 기어와 스퍼어 기어를 원통형 부재의 종방향 단부에 결합시키는 단계를 포함하고, 헬리컬 기어의 직경과 폭은 스퍼어 기어 보다 더 크고, 프로세스 카트리지가 화상 형성 장치의 주조립체에 장착될 때, 헬리컬 기어는 감광 드럼을 회전시키기 위해 주조립체로부터 구동력을 수용하고 주조립체로부터 수용된 구동력을 현상 롤러에 전달하고, 스퍼어 기어는 주조립체로부터 수용된 구동력을 주조립체 내에 마련된 전사 롤러에 전달하고, 전사 롤러는 감광 드럼 상에 형성된 토너 화상을 기록재료 상에 전사시키는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 감광 드럼 제조 방법.
39. 제38항에 있어서, 상기 일체의 헬리컬 기어와 스퍼어 기어를 상기 원통형 부재의 종단부에 크림프하는 것을 특징으로 하는 감광 드럼 제조 방법.
40. 제38항에 있어서, 상기 일체의 헬리컬 기어와 스퍼어 기어의 중공부에 보강재료가 충전된 것을 특징으로 하는 감광 드럼 제조 방법.
41. 감광 드럼과 감광 드럼 상에 형성된 잠상을 현상하기 위한 현상 롤러를 내장한 프로세스 카트리지가 착탈식으로 장착 가능한 전자사진 화상 형성 장치용 감광 드럼에 있어서, 원통형 부재와, 상기 원통형 부재의 외주부 상에 배치된 감광성 재료와, 상기 원통형 부재의 종방향 단부에 병렬 배치된 헬리컬 기어 및 스퍼어 기어를 포함하고, 상기 헬리컬 기어는 상기 스퍼어 기어 보다 직경이 더 크고, 잇수가 더 많고, 폭이 더 크며, 헬리컬 기어는 감광 드럼의 종방향으로 스퍼어 기어의 외부에 배치되고, 헬리컬 기어와 스퍼어 기어는 일체로 성형되고, 상기 프로세스 카트리지는 화상 형성 장치의 주조립체에 장착될 때, 상기 헬리컬 기어는 상기 감광 드럼을 회전시키기 위해 주조립체로부터 구동력을 수용하고 주조립체로부터 수용된 구동력을 현상 롤러에 전달하고, 상기 스퍼어 기어는 주조립체로부터 수용된 구동력을 주조립체 내에 마련된 전사 롤러에 전달하고, 전사 롤러는 상기 감광 드럼 상에 형성된 토너 화상을 기록 재료 상에 전사시키는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 감광 드럼.
42. 제41항에 있어서, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어는 사출 성형으로 일체로 제조된 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
43. 제41항에 있어서, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어는 플라스틱 수지 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
44. 제43항에 있어서, 상기 플라스틱 수지 재료는 폴리아세탈 수지 재료인 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
45. 제41항에 있어서, 상기 헬리컬 기어는 화상 형성 장치의 구동 기어와 결합 가능하며 상기 감광 드럼을 회전시키는 구동력을 수용하는 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
46. 제45항에 있어서, 상기 헬리컬 기어는 현상 슬리브 기어와 결합 가능하며 현상 슬리브를 회전시키는 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
47. 제41항에 있어서, 상기 스퍼어 기어는 화상 형성 장치의 기어와 결합 가능하며 전사 롤러를 회전시키기 위한 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
48. 제41항에 있어서, 상기 원통형 부재는 알루미늄으로 된 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
49. 제41항에 있어서, 상기 감광 재료는 유기 감광 부재를 구성하는 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
50. 제42항에 있어서, 상기 감광 재료의 표면 상에 토너 화상이 형성되는 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
51. 제41항에 있어서, 상기 헬리컬 기어의 직경은 약 28.9㎜ 이고 상기 스퍼어 기어의 직경은 약 26.1㎜인 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
52. 제41항에 있어서, 상기 헬리컬 기어의 잇수는 33이고, 상기 스퍼어 기어의 잇수는 30인 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
53. 제41항에 있어서, 상기 헬리컬 기어의 폭은 약 7.7㎜이고 상기 스퍼어 기어의 폭은 약 4.3㎜인 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
54. 제41항에 있어서, 상기 원통형 부재의 외경은 약 24㎜인 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
55. 제41항에 있어서, 상기 원통형 부재의 두께는 약 0.8㎜이고, 원통형 알루미늄으로 된 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
56. 제41항에 있어서, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어의 기어부의 중공부 내에 보강 부재가 억지끼움된 것을 특징으로 하는 감광 드럼.
57. 전자사진 화상 형성 장치에 대해 탈착식으로 장착 가능한 프로세스 카트리지에 있어서, 원통형 부재와 상기 원통형 부재의 외주부 상에 배치된 감광 재료를 구비한 감광 드럼과, 상기 감광 드럼을 대전시키기 위한 대전 롤러와, 상기 감광 드럼 상에 형성된 잠상을 현상하기 위한 현상 롤러와, 상기 감광 드럼 상에 잔류한 토너를 제거하기 위한 클리닝 블레이드와, 상기 원통형 부재의 종방향 단부에 병렬 배치된 헬리컬 기어 및 스퍼어 기어를 포함하고, 상기 헬리컬 기어는 상기 스퍼어 기어보다 직경이 크고, 잇수가 더 많고, 폭이 더 크며, 상기 헬리컬 기어는 상기 감광 드럼의 종방향으로 스퍼어 기어의 외부에 배치되고, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어는 일체로 성형되고, 상기 프로세스 카트리지가 화상 형성 장치의 주조립체에 장착될 때, 상기 헬리컬 기어는 상기 감광 드럼을 회전시키기 위해 주조립체로부터 구동력을 수용하고 주조립체로부터 수용된 구동력을 현상 롤러에 전달하고, 상기 스퍼어 기어는 주조립체로부터 수용된 구동력을 주조립체 내에 마련된 전사 롤러에 전달하고, 전사 롤러는 상기 감광 드럼 상에 형성된 토너 화상을 기록 재료 상에 전사시키는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치에 착탈 가능한 프로세스 카트리지.
58. 제57항에 있어서, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어는 사출 성형으로 일체로 제조된 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
59. 제57항에 있어서, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어는 플라스틱 수지 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
60. 제59항에 있어서, 상기 플라스틱 수지 재료는 폴리아세탈 수지 재료인 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
61. 제57항에 있어서, 상기 헬리컬 기어는 화상 형성 장치의 구동 기어와 결합 가능하며 상기 감광 드럼을 회전시키는 구동력을 수용하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
62. 제61항에 있어서, 상기 헬리컬 기어는 현상 슬리브 기어와 결합 가능하며 현상 슬리브를 회전시키는 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
63. 제57항에 있어서, 상기 스퍼어 기어는 화상 형성 장치의 기어와 결합 가능하며 전사 롤러를 회전시키기 위한 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
64. 제57항에 있어서, 상기 원통형 부재는 알루미늄으로 된 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
65. 제57항에 있어서, 상기 감광 재료는 유기 감광 부재를 구성하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
66. 제57항에 있어서, 상기 감광 재료의 표면 상에 토너 화상이 형성되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
67. 제57항에 있어서, 상기 헬리컬 기어의 직경은 약 28.9㎜이고 상기 스퍼어 기어의 직경은 약 26.1㎜인 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
68. 제57항에 있어서, 상기 헬리컬 기어의 잇수는 33이고, 상기 스퍼어 기어의 잇수는 30인 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
69. 제57항에 있어서, 상기 헬리컬 기어의 폭은 약 7.7㎜이고 상기 스퍼어 기어의 폭은 약 4.3㎜인 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
70. 제56항에 있어서, 상기 원통형 부재의 외경은 약 24㎜인 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
71. 제57항에 있어서, 상기 원통형 부재의 두께는 약 0.8㎜이고, 원통형 알루미늄으로 된 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
72. 제57항에 있어서, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어의 기어부의 중공부 내에 보강 부재가 억지끼움된 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
73. 기록 재료 상에 화상을 형성하기 위해 프로세스 카트리지가 탈착식으로 장착 가능한 화상 형성 장치에 있어서, 원통형 부재와 원통형 부재의 외주부 상에 배치된 감광 재료를 구비한 감광 드럼을 구비한 프로세스 카트리지를 장착하기 위한 장착 수단과, 상기 감광 드럼을 대전시키기 위한 대전 롤러와, 상기 감광 드럼 상에 형성된 잠상을 현상하기 위한 현상 롤러와, 상기 감광 드럼 상에 잔류한 토너를 제거하기 위한 클리닝 블레이드와, 상기 원통형 부재의 종방향 단부에 병렬 배치된 헬리컬 기어 및 스퍼어 기어와, 기록 재료를 운반하기 위한 운반 수단을 포함하고, 상기 헬리컬 기어는 상기 스퍼어 기어보다 직경이 크고, 잇수가 더 많고, 폭이 더 크며, 상기 헬리컬 기어는 상기 감광 드럼의 종방향으로 스퍼어 기어의 외부에 배치되고, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어는 일체로 성형되고, 상기 프로세스 카트리지가 화상 형성 장치의 주조립체에 장착될 때, 상기 헬리컬 기어는 상기 감광 드럼을 회전시키기 위해 주조립체로부터 구동력을 수용하고 주조립체로부터 수용된 구동력을 현상 롤러에 전달하고, 상기 스퍼어 기어는 주조립체로부터 수용된 구동력을 주조립체 내에 마련된 전사 롤러에 전달하고, 전사 롤러는 상기 감광 드럼 상에 형성된 토너 화상을 기록 재료 상에 전사시키는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
74. 제73항에 있어서, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어는 사출 성형으로 일체로 제조된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
75. 제73항에 있어서, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어는 플라스틱 수지 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
76. 제75항에 있어서, 상기 플라스틱 수지 재료는 폴리아세탈 수지 재료인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
77. 제73항에 있어서, 상기 헬리컬 기어는 화상 형성 장치의 구동 기어와 결합 가능하며 상기 감광 드럼을 회전시키는 구동력을 수용하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
78. 제77항에 있어서, 상기 헬리컬 기어는 현상 슬리브 기어와 결합 가능하며 현상 슬리브를 회전시키는 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
79. 제73항에 있어서, 상기 스퍼어 기어는 화상 형성 장치의 기어와 결합 가능하며 전사 롤러를 회전시키기 위한 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
80. 제73항에 있어서, 상기 원통형 부재는 알루미늄으로 된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
81. 제73항에 있어서, 상기 감광 재료는 유기 감광 부재를 구성하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
82. 제73항에 있어서, 상기 감광 재료의 표면 상에 토너 화상이 형성되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
83. 제73항에 있어서, 상기 헬리컬 기어의 직경은 약 28.9㎜이고 상기 스퍼어 기어의 직경은 약 26.1㎜인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
84. 제73항에 있어서, 상기 헬리컬 기어의 잇수는 33이고, 상기 스퍼어 기어의 잇수는 30인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
85. 제73항에 있어서, 상기 헬리컬 기어의 폭은 약 7.7㎜이고 상기 스퍼어 기어의 폭은 약 4.3㎜인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
86. 제73항에 있어서, 상기 원통형 부재의 외경은 약 24㎜인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
87. 제73항에 있어서, 상기 원통형 부재의 두께는 약 0.8㎜이고, 원통형 알루미늄으로 된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
88. 제73항에 있어서, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어의 기어부의 중공부 내에 보강 부재가 억지끼움된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
89. 제21항에 있어서, 상기 헬리컬 기어는 상기 스퍼어 기어 보다 잇수가 많은 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
90. 제21항에 있어서, 상기 헬리컬 기어는 상기 감광 드럼의 종방향으로 상기 스퍼어 기어의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
91. 제21항에 있어서, 상기 헬리 기어와 상기 스퍼어 기어는 일체로 제조된 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
92. 제91항에 있어서, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어는 사출 성형으로 일체로 제조된 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
93. 제21항에 있어서, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어는 플라스틱 수지 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
94. 제93항에 있어서, 상기 플라스틱 수지 재료는 폴리아세탈 수지 재료인 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
95. 제21항에 있어서, 상기 헬리컬 기어는 화상 형성 장치의 구동 기어와 결합 가능하며 상기 감광 드럼을 회전시키는 구동력을 수용하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
96. 제21항에 있어서, 상기 헬리컬 기어는 현상 슬리브 기어와 결합 가능하며 현상 슬리브를 회전시키는 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
97. 제21항에 있어서, 상기 스퍼어 기어는 화상 형성 장치의 기어와 결합 가능하며 전사 롤러를 회전시키기 위한 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
98. 제21항에 있어서, 상기 원통형 부재는 알루미늄으로 된 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
99. 주조립체와, 상기 주조립체 내에 배치된 구동 기어와, 상기 주조립체 내에 배치된 전사 롤러와, 원통형 부재와 원통형 부재의 주연부 상에 배치된 감광 재료를 구비한 감광 드럼을 구비한 프로세스 카트리지가 탈착식으로 장착 가능한 주조립체 내에 배치된 프로세스 카트리지 장착 구조와, 상기 감광 드럼에 인접 배치된 클리닝 블레이드와, 상기 원통형 부재의 종방향 단부에 병렬 배치된 헬리컬 기어 및 스퍼어 기어와, 상기 주조립체 내에 배치된 기록 재료 운반 장치를 포함하고, 상기 헬리컬 기어는 상기 스퍼어 기어보다 직경이 크고, 잇수가 더 많고, 폭이 더 크며, 상기 헬리컬 기어는 상기 감광 드럼의 종방향으로 스퍼어 기어의 외부에 배치되고, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어는 일체로 성형되고, 프로세스 카트리지가 상기 프로세스 카트리지 장착 구조에 장착될 때, 상기 헬리컬 기어는 구동 기어로부터 구동력을 수용하여 감광 드럼을 회전시키고 상기 구동 기어로부터 수용된 구동력을 현상 롤러에 전달하고, 상기 스퍼어 기어는 구동력을 전사 롤러에 전달하고, 전사 롤러는 상기 감광 드럼 상에 형성된 토너 화상을 기록 재료 상에 전사시키는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
100. 제99항에 있어서, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어는 사출 성형으로 일체로 제조된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
101. 제99항에 있어서, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어는 플라스틱 수지 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
102. 제101항에 있어서, 상기 플라스틱 수지 재료는 폴리아세탈 수지 재료인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
103. 제99항에 있어서, 상기 구동 기어는 헬리컬 기어이고 프로세스 카트리지의 헬리컬 기어는 화상 형성 장치의 구동 기어와 결합 가능하며 감광 드럼을 회전시키는 구동력을 수용하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
104. 제103항에 있어서, 상기 헬리컬 기어는 현상 슬리브 기어와 결합 가능하며 현상 슬리브를 회전시키는 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
105. 제99항에 있어서, 상기 스퍼어 기어는 화상 형성 장치의 기어와 결합 가능하며 전사 롤러를 회전시키기 위한 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
106. 제99항에 있어서, 상기 원통형 부재는 알루미늄으로 된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
107. 제99항에 있어서, 상기 감광 재료는 유기 감광 부재를 구성하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
108. 제99항에 있어서, 상기 감광 재료의 표면 상에 토너 화상이 형성되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
109. 제99항에 있어서, 상기 헬리컬 기어의 직경은 약 28.9㎜이고 상기 스퍼어 기어의 직경은 약 26.1㎜인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
110. 제99항에 있어서, 상기 헬리컬 기어의 잇수는 33이고, 상기 스퍼어 기어의 잇수는 30인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
111. 제99항에 있어서, 상기 헬리컬 기어의 폭은 약 7.7㎜이고 상기 스퍼어 기어의 폭은 약 4.3㎜인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
112. 제99항에 있어서, 상기 원통형 부재의 외경은 약 24㎜인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
113. 제99항에 있어서, 상기 원통형 부재의 두께는 약 0.8㎜이고, 원통형 알루미늄으로 된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
114. 제99항에 있어서, 상기 헬리컬 기어와 상기 스퍼어 기어의 기어부의 중공부 내에 보강 부재가 억지끼움된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.