본 발명은 본 명세서에서 개시된 구조를 참조하여 기재되어 있지만, 이는 이하의 상세한 설명에 한정되지 않고, 본원은 개선의 목적 내에서 당연히 따를 수 있는 수정 또는 변경이나 청구범위를 포함하도록 의도된 것이다.
먼저, 본 발명의 본 실시예에서는 화상 형성 장치 및 프로세스 카트리지의전체 구조를 설명한 다음, 프로세스 카트리지를 수리하는 방법을 설명하기로 한다. 나중에, 프로세스 카트리지 검사 프로세스, 및 수리 프로세스를 통해 재조립된 프로세스 카트리지를 설명하기로 한다. 프로세스 카트리지 B의 단측 치수 방향은 프로세스 카트리지 B가 장치 주 조립체(14)로 장착되거나, 그로부터 착탈되는 방향을 의미하고, 기록 매체가 이송하는 방향과 일치한다. 프로세스 카트리지의 장측 치수 방향 또는 길이 방향은 프로세스 카트리지 B가 장치 주 조립체(14)로 장착되거나 그로부터 착탈하는 방향과 교차(거의 직각으로)하고, 기록 매체가 이송하는 방향과 교차(거의 직각으로)하는 방향을 의미한다. 또한, 이는 기록 매체의 표면과 평행하다.
도1은 본 발명에 따른 전자 사진 화상 형성 장치(레이저 빔 프린터)와 그 일반적인 구조를 기재한 것이다. 도2는 도1의 장치의 외관 사시도이다. 도3 내지 도6은 본 발명에 따른 프로세스 카트리지에 관한 도면들이다. 도3은 단측 치수 방향에 평행한 평면에서의 프로세스 카트리지의 단면도이고, 도4는 프로세스 카트리지의 우측면도이다. 도5는 프로세스 카트리지의 우측면도이고, 도6은 프로세스 카트리지의 우측 전방의 위에서 바라본, 프로세스 카트리지의 사시도이다. 프로세스 카트리지의 상부측 및 하부측은 프로세스 카트리지 B가 장치 주 조립체(14)내에 있을 때 각각 상부측과 하부측인 측부를 의미한다. 프로세스 카트리지 B의 좌측 및 우측은 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14)의 안으로 삽입되는 방향이란 점에서 상류측의 위에서 대각선으로부터 보아서 프로세스 카트리지(B)의 좌우측을 의미한다.
먼저, 도1 및 도2를 참조하여 본 발명에 따른 전자사진 화상 형성 장치로서 레이저 빔 프린터(A)를 설명하기로 한다. 도3에는 프로세스 카트리지(B)의 단측 치수 방향에 평행한 면에서 프로세스 카트리지(B)의 단면도가 도시된다. 도1을 참조하면, 레이저 빔 프린터(A)는 전자사진 화상 형성 프로세스를 통해 기록 매체(예를 들면, 기록 용지, OHP 시트, 직물 등)상에 화상을 형성한다. 이는 현상제(이하 "토너"라 함)의 사용으로 전자 사진 감광 부재(이하 "감광 드럼"이라 함)상에 가시 화상(이하 "토너 화상"이라 함)을 형성한다. 보다 상세하게는, 감광 드럼은 대전 수단에 의해 대전되고, 대전된 감광 드럼은 광학 수단으로부터 화상 형성 데이터로 조정되면서 조사된 레이저 빔에 노출된다. 그 결과, 화상 형성 데이터에 따른 잠상이 감광 드럼상에 형성된다. 이 잠상은 현상 수단에 의해 토너 화상으로 현상된다. 한편, 카세트(3a)로부터 유지된 기록 매체(2)는 토너 화상의 형성과 동기하여, 픽업 롤러(3b), 컨베이어 롤러쌍(3c, 3d) 및 정합 롤러쌍(3e)에 의해 한번 뒤집어진 채 카세트(3a)로부터 이송된다. 프로세스 카트리지(B)의 감광 드럼상의 토너는 전송 수단으로서 전송 롤러(4)로 전압을 인가함으로써 기록 매체(2)상에 전송된다. 기록 매체(2)상에 토너 화상의 전송 이후에, 기록 매체(2)는 이송된다. 가이드(3f)에 의해 드라이버 롤러(5c)와 정착 롤러(5b)를 포함하는 정착 수단(5)으로 이송된다. 정착 롤러(5b)는 히터(5a)를 포함한다. 정착 수단(5)에서, 토너 화상은 압력 및 열의 인가를 통해 기록 매체(2)상에 정착된다. 그 후에, 기록 매체(2)는 역전 경로(3j)를 통해, 토출 롤러 쌍(3g, 3h, 3i)에 의해 더 이송되어 분배 트레이(6)로 토출된다. 이 분배 트레이(6)는 화상 형성 장치(A)의 주 조립체(14)의 상부에 위치한다. 또한, 피봇식 플래퍼(3k)는 기록 매체(2)가 역전 경로(3j)를 통과하지 않고 토출 롤러 쌍(3m)에 의해 토출 되도록 피봇된다. 이 실시예에서, 상술된 픽업 롤러(3b), 이송 롤러 쌍(3c, 3d), 정합 롤러 쌍(3g, 3h, 8i) 및 토출 롤러 쌍(3m)이 함께 이송 수단(3)을 구성한다.
도3 및 도6을 참조로, 상술된 프로세스 카트리지(B)내에서, 감광층(7e, 도7)을 갖는 감광 드럼(7)이 회전하며, 감광 드럼이 회전함에 따라 감광 드럼의 주연 표면은 대전 수단인 대전 롤러(8)에 전압을 인가함으로써 균등하게 대전된다. 다음, 화상 형성 데이터에 의해 변조된 레이저 빔은 광학 시스템(1)으로부터 노출 개구(1c)를 통해 감광 드럼(7)에 투영된다. 그 결과, 잠상이 감광 드럼(7) 상에 형성된다. 이 잠상은 토너를 사용하는 현상 수단(9)에 의해 현상(가시화)된다. 더욱 구체적으로는, 대전 롤러(8)는 감광 드럼(7)을 대전시키도록 감광 드럼(7)과 접촉하여 위치한다. 대전 롤러는 감광 드럼(7)의 회전에 의해 회전된다. 현상 수단(9)은 감광 드럼(7) 상의 잠상이 현상되도록 현상 스테이션 내의 감광 드럼(7)의 부분에 토너를 공급한다. 광학 시스템(1)은 레이저 다이오드(1a), 다각 거울(1b), 렌즈(1c) 및 반사 거울(1d)을 포함한다.
현상 수단(9)에 있어서, 토너 용기(11A) 내의 토너는 토너 이송 부재(9b)의 회전에 의해 현상 부재(9c)로 운반된다. 영구 자석이 위치된 현상 롤러(9c)가 회전함에 따라, 현상 롤러가 마찰 전기적으로 현상 블레이드(9d)에 의해 대전되면서, 토너층이 현상 블레이드(9d)에 의해 현상 롤러(9c) 상에 형성되어, 토너는 잠상에 따라 감광 드럼(7)으로 전사된다. 그 결과, 토너 화상 또는 가시적 화상은 감광드럼 상에 형성된다. 현상 블레이드(9d)는 현상 롤러(9c)의 주연 표면 상에 코팅된 토너량을 조절한다. 현상 롤러(9c)의 주변부에서, 현상 챔버 내의 토너를 계산하기 위한 토너 교반 부재(9e, 9f)는 회전적으로 부착된다.
토너 화상에 대해 반대 극성인 전압이 전사 롤러(4)에 인가된다. 그 결과, 감광 드럼(7) 상의 토너 화상은 기록 매체(2)로 전사된다. 그 후에, 감광 드럼(7) 상에 잔류하는 토너가 세척 수단(10)에 의해 제거된다. 세척 수단(10)은 감광 드럼(7)과 접촉하여 위치하는 탄성 세척 블레이드(10a)를 포함한다. 세척 블레이드(10)는 감광 드럼(7) 상에 잔류하는 토너를 떼어내어 제거된 토너를 위한 토너 상자에 수집한다.
프로세스 카트리지(B)는 서로에 대해 연결된 현상 수단 보유 프레임(12) 및 토너 보유 프레임(11)을 포함한다. 토너 보유 프레임(11)은 토너 저장을 위한 토너 용기(11A, 토너 저장부)를 구비하고, 현상 수단 보유 프레임(12)은 현상 롤러(9c)와 같은 현상 수단(9)을 보유한다. 프로세스 카트리지(B)는 또한 감광 드럼(7), 세척 블레이드(10a)와 같은 세척 수단(10) 및 대전 롤러(8)가 부착된 세척 수단 보유 프레임(13)을 보유한다. 세척 수단 보유 프레임(13)은 토너 보유 프레임(11)과 현상 수단 보유 프레임(12)의 조합에 연결된다. 프로세스 카트리지(B)는 운전자에 의해 장치 주 조립체 내에 제거 가능하게 장착 가능하다.
프로세스 카트리지(B)는 화상 형성 데이터에 의해 변조된 광선이 감광 드럼(7)으로 투영되게 통과하는 노출 개구(1e)와 감광 드럼(7)의 주연 표면이 기록 매체(2)에 접촉하도록 위치하게 통과하는 전사 개구(13n)를 구비한다. 더욱 구체적으로는, 노출 개구(1e)는 세척 수단 보유 프레임(13)에 속하며, 전사 개구(13n)는 현상 수단 보유 프레임(12) 및 세척 수단 보유 프레임(13) 사이에 존재한다.
다음에, 본 실시예의 프로세스 카트리지(B)의 구조가 기재될 것이다. 본 실시예의 프로세스 카트리지(B)는 토너 보유 프레임(11), 현상 수단 보유 프레임(12) 및 세척 수단 보유 프레임(13)을 포함한다. 더욱 구체적으로, 토너 보유 프레임(11) 및 현상 수단 보유 프레임(12)은 서로 연결되고, 세척 수단 보유 프레임(13)은 토너 보유 프레임(11) 조합 및 현상 수단 보유 프레임(12)에 회전 연결된다. 다시 말하면, 전술된 감광 드럼(7), 대전 롤러(8), 현상 수단(9) 및 세척 수단(10) 등은 대응 프레임 내에 일체로 위치되어서 장치 주 조립체(14)의 카트리지 장착 수단 내에 제거 가능하게 장착될 수 있다.
(프로세스 카트리지의 구조 프레임)
본 실시예의 프로세스 카트리지(B)에서, 토너 보유 프레임(11), 현상 수단 보유 프레임(12) 및 세척 수단 보유 프레임(13)은 프로세스 카트리지(B)의 프레임을 형성하도록 결합된다. 이 프로세스 카트리지(B) 프레임은 다음에 기재될 것이다.
도3을 참조하면, 토너 이송 부재(9b)는 토너 보유 프레임(11)에 회전 부착된다. 현상 롤러(9c) 및 현상 블레이드(9d)는 현상 수단 보유 프레임(12)에 부착되고, 또한, 현상 챔버 내에서 토너를 순환시키는 교반 부재(9e, 9f)는 현상 수단 보유 프레임(12)에 부착되어서 현상 롤러(9c)에 근접하게 위치된다. 또한, 로드 안테나(9h)는 현상 수단 보유 프레임(12)에 부착되어서 현상 롤러(9c)에 대체로 평행하게 연장된다. 토너 보유 프레임(11) 및 현상 수단 보유 프레임(12)은 서로 (초음파 용접에 의해 본 실시예에서)용접되어, 프로세스 카트리지(B)의 제2 프레임 부로써 [도7의 (b)의] 현상 유닛(D)을 형성한다.
감광 드럼(7), 대전 롤러(8) 및 세척 수단(10)이 세척 수단 보유 프레임(13)에 부착된다. 또한, 감광 드럼(7)이 긴 시간동안 주위의 광원에 노출되는 것을 방지하고, 또한 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14)로부터 제거될 때 감광 드럼(7)을 덮어서 외부 물체와 접촉하는 것을 방지하기 위하여 드럼 셔터(18)도 세척 수단 보유 프레임(13)에 부착된다. 감광 드럼(7), 대전 롤러(8), 세척 수단(10), 세척 수단 보유 프레임(13) 및 드럼 셔터(18)의 조합은 프로세스 카트리지(B)의 제1 프레임부로써의 세척 유닛을 구성한다.
현상 유닛(D)과 세척 유닛(C)은 한 쌍의 연결 부재(22)를 이용하여 서로에 대해 피봇하는 방법으로 서로 연결되어, 프로세스 카트리지(B)를 형성한다. 더욱 구체적으로 도7을 참조하면, 현상 수단 보유 프레임(12)은 현상 수단 보유 프레임(12)의 종축의 각각의 종단부에 위치한 한 쌍의 아암(19)을 갖는다. 각각의 아암(19)의 단부로부터, 회전 축(20)은 [도7의 (b)의]현상 수단 보유 프레임(12)의 종방향으로 연장된다. 한편으로는, 세척 수단 보유 프레임(13)은 세척 수단 보유 프레임(13)의 각각의 종단부에 위치한 한쌍의 리세스를 갖고, 한 쌍의 회전 축(20)은 각각 세척 수단 보유 프레임(13)에 대해 정확히 정착되는 위치에 위치된다.[도7의 (a)] 회전 축(20)이 리세스(21)가 위치된 대응 회전축에 위치되고, (도18 및 도19의)연결 수단(22)이 세척 수단 보유 프레임(13)에 부착될 때, 현상 유닛(D) 및세척 유닛(C)은 회전 축(20) 주위에서 서로에 대해 피봇하는 방법으로 서로 연결된다. 현상 수단 보유 프레임(12)은 각각의 연결 부재(22)에 부착된 압축 스프링(22a)에 의해 계속 가압되어, 현상 롤러(9c)가 감광 드럼(7)을 향해 계속 가압되는 것을 보장한다. 또한, 현상 롤러(9c)의 각각의 종단부는 직경이 현상 롤러(9c)보다 큰 스페이서 링(9i)에 끼워진다. 따라서, 스페이서 링(9i)은 감광 드럼(7) 상에서 가압되어, (약 300㎛의)소정의 간극이 감광 드럼(7)의 주연 표면과 현상 롤러(9c) 사이에 보유되는 것을 보장한다. 다시 말하면, 현상 유닛(D) 및 세척 유닛(C)은 축(20) 주위에서 서로에 대해 피봇을 형성한다. 따라서, 감광 드럼(7)의 주연 표면과 현상 롤러(9c) 사이의 위치 관계는 압축 스프링(22a)의 탄성에 의해 보유될 수 있다.
(프로세스 카트리지 안내 수단의 구조)
다음에, 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14) 안에 장착되거나 또는 그로부터 제거될 때, 프로세스 카트리지(B)를 안내하기 위한 안내 수단이 설명될 것이다. 안내 수단은 도4 내지 도6에 도시된다. 도4는 (화살표로 표시된) 이미지 형성 장치(A)의 장치 주 조립체(14)내에 프로세스 카트리지(B)가 삽입되는 방향의 후방 측부로부터 취한 우측면도이다. 도5는 프로세스 카트리지(B)의 좌측면도이다.
도면을 참조하면, 외부 쉘(100) 또는 프로세스 카트리지(B)의 프레임은 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14) 안에 장착되거나 또는 그로부터 제거될 때, 프로세스 카트리지(B)를 안내하기 위해 프로세스 카트리지(B)의 종방향 단부에서 일 대 일로 위치되는 한 쌍의 안내 수단과 함께 제공된다. 각각의 안내 수단은 제1 안내 부재로서 원통형 안내부(13a)와, 제2 안내 부재로서 긴 안내부(13b)와, 제3 안내 부재로서 짧은 안내부(13c)를 포함한다.
원통형 안내부(13a)는 원통형 부재이고, 세척 수단 보유 프레임(13)의 측벽으로부터 직각으로 외향 돌출하고, 감광 드럼(7)의 축방향 선에 평행하다. 이는 드럼 샤프트(7a)를 회전하지 않게 지지한다. 드럼 샤프트(7a)는 감광 드럼(7)을 지지한다. 긴 안내부(12a)는 현상 수단 보유 프레임(12)의 일부이고, 현상 수단 보유 프레임(12)과 세척 수단 보유 프레임(13) 측벽의 외부 표면 양쪽에 걸쳐지는 방식으로 연장된다. 세척 수단 보유 프레임(13)의 일부인 짧은 안내부(13b)는 세척 수단 보유 프레임(13)의 외부 표면상에 있고, 전술한 원통형 안내부(13a) 위에 위치한다. 더 정확히는, 긴 안내부(12a)는 (도10 및 도22에 도시된 바와 같이) 현상 수단 보유 프레임(12)에 고정된 한 쌍의 현상 유닛 홀더(40, 41)의 하나의 결합부이다. 현상 유닛 홀더(40, 41)는 다음에 설명될 것이다. 원통형 안내부(13a) 및 짧은 안내부(13b)는 세척 수단 보유 프레임(13)의 결합부이다.
긴 안내부(12a)는 (도4 및 도5에서 화살표X에 의해 지시된 방향인) 프로세스 카트리지(B)가 삽입되는 방향으로 연장된다. 달리 말하면, 이는 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14) 안으로 삽입될 때 긴 안내부(12a)의 각도가 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체 안으로 삽입되는 각도와 대략 동일하게 되는 방향으로 연장된다. 원통형 안내부(13a)는 긴 안내부(12a)가 연장되는 방향으로 긴 안내부(12a)와 정렬하는 방식으로 위치된다. 게다가, 짧은 안내부(13b)는 긴안내부(12a)와 대략 평행하게 연장되는 방식으로 위치된다. 분명하게도, 제1 안내 부재와 같은 원통형 안내부(13a), 제1 안내 부재와 같은 긴 안내부(12a) 및 제3 안내 부재와 같은 짧은 안내부(13b)의 다른 세트는 도5에 도시된 프로세스 카트리지(B)의 타측 상에, 즉 도4에 도시된 측면에 대향하는 측면에 도4에 도시된 바와 같은 방식으로 위치한다. 세척 수단 보유 프레임(13)과 현상 수단 보유 프레임(12) 측벽의 외부 표면으로부터 돌출한 이들 3개의 안내 부재의 거리는 대략 동일하다. 다음에, 이들 안내 부재는 상세히 설명될 것이다.
제1 부재와 같은 원통형 안내부(13a)는 종방향 단부(C1; 13c의 우측 단부), (C2; 13d의 좌측 단부)의 각각에 있다. 프로세스 카트리지(B)의 현상 유닛(D)측에서 보이는 바와 같이 (프로세스 카트리지 삽입 방향의 하류에서 보이는 바와 같이), 단부(C1)는 세척 수단 보유 프레임(13)의 감광 드럼(7) 축방향의 우측 단부(13c)를 의미하고, 프로세스 카트리지(B)의 현상 유닛(D)측에서 보이는 바와 같이, 단부(C2)는 세척 수단 보유 프레임(13)의 감광 드럼(7) 축방향의 좌측 단부(13d)를 의미한다. 원통형 안내부(13a)는 감광 드럼(7)의 축선과 정렬하여 세척 수단 지지 프레임(13)의 각각의 종방향 단부(13c, 13d)로부터 연장하는 원통형 부재이다. 금속 드럼 샤프트(7a)는 세척 수단 지지 프레임(13)의 이러한 원통형 안내부(13a)에 의해 지지된다. 드럼 샤프트(7a)의 단부는 대응하는 원통형 안내부(13a)의 중공에 끼워 맞춤된다. 따라서, 드럼 샤프트(7a)는 장치 주 조립체(14)의 (후속하여 기술되는) 안내부(16a)를 따라서 원통형 안내부(13a)에 의해 안내되고, 원통형 안내부(13a)가 대응하는 홈(16a5)에 끼워 맞춤되듯이홈(16a5)에 정확히 위치한다.(도8 및 도9 참조)
제2 안내 부재로서의 긴 안내부(12a)는 현상 유닛(D)의 종방향 단부 D1 (우측 단부(12c)) 및 D2(좌측 단부 (12d))에 위치한다. 단부 D1은 감광 드럼(7)의 종방향에 관해 현상 수단 지지 프레임(12)의 우측인 반면, 단부 D2는 감광 드럼(7)의 종방향에 관해 현상 수단 지지 프레임(12)의 좌측이다. 긴 안내부(12a)는 (화살표 X로 지정된) 프로세스 카트리지의 삽입 방향에 관해 원통형 안내부(13a)로부터 일정 거리만큼 이격하여 상류측에 위치한다. 보다 정확하게는, 긴 안내부(12a)는 원통형 안내부(13a)의 주연부의 상부측 및 하부측으로부터 프로세스 카트리지의 삽입 방향에 관해 상류 방향으로 도시되고 원통형 안내부(13a)의 주연부에 접하는 (도4의) 2개의 "가상의" 선(111, 112) 사이의 지역(L) 내에 위치한다. 또한, 긴 안내부(12a)는 세척 수단 지지 프레임(13) 위로 약간의 거리(약 1 내지 3㎜)만큼 연장한다.
제3 안내부로서의 짧은 안내부(13b)는 세척 유닛(C)의 종방향 단부(13c, 13d)에 하나씩 위치한다. 각각의 짧은 안내부(13b)는 대응하는 원통형 안내부(13a) 위에 위치한다. 보다 정확하게는, 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14)로 삽입되는 방향에 관해, 짧은 안내부(13b)는 대략 원통형 안내부(13a) 위에 위치한다. 다시 말해, 짧은 안내부(13b)는 (화살표 X 방향인) 프로세스 카트리지의 삽입 방향에 수직하고 원통형 안내부(13a)의 주연부에 접하는 직선(113, 114) 사이의 지역(15) 내에 위치한다.
이 경우에는, 이러한 안내 부재의 크기의 예가 주어진다.
안내 부재의 크기의 허용 가능 범위는 이러한 실시예에서 프로세스 카트리지에 대해 적용된 범위이다. 원통형 안내부(13a)는 대략 10.0㎜이다 (허용 가능 범위 : 5.5㎜ 내지 10.0㎜). 긴 안내부(12a)는 길이가 대략 36.0㎜ (허용 가능 범위 : 15.0㎜ 내지 41.0㎜)이고, 폭은 대략 8.0㎜ (허용 가능 범위 : 1.5㎜ 내지 10.0㎜)이다. 짧은 안내부(13b)는 길이가 대략 10.0㎜ (허용 가능 범위 : 3.0㎜ 내지 17.0㎜)이고, 폭은 대략 4.0㎜ (허용 가능 범위 : 1.5㎜ 내지 7.0㎜)이다. 또한, 원통형 안내부(13a)의 주연부 표면 및 긴 안내부(12a)의 선단부 사이의 간극은 프로세스 카트리지의 삽입 방향에 대해 대략 9.0㎜이고, 원통형 안내부(13a)의 주연부 표면 및 짧은 안내부(13b)의 말단부(13bl) 사이의 간극은 대략 7.5㎜ (허용 가능 범위 : 5.5㎜ 내지 9.5㎜).
다음으로, 세척 유닛(C)의 상부의 삽입 제어 접촉부(13e) 및 제거 제어 접촉부(13f)가 기술될 것이다. 본 명세서에서, 세척 유닛(C)의 상부 표면은 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14)에 적절하게 장착된 후에 상부측에 있게 되는 프로세스 카트리지(B)의 표면을 의미한다.
이러한 실시예에서, 프로세스 카트리지의 삽입 방향의 수직 방향에 관해, 세척 유닛(C)의 상부 표면(13i)의 우측 및 좌측 단부(13c, 13d) 각각에는 프로세스 카트리지 제거 자세 조절 접촉부(13e) 및 프로세스 카트리지 제거 자세 접촉부(13f)가 제공된다. 이러한 삽입 제어 접촉부(13e)는 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14)에 장착될 때, 프로세스 카트리지(B)의 자세를 조절한다. 보다 구체적으로는, 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14) 안쪽으로 삽입될때, 장치 주 조립체(14)에 대한 프로세스 카트리지(B)의 자세가 고정되도록 삽입 제어 접촉부(13e)가 장치 주 조립체(14)의 돌출부(25)와 접촉하게 된다. (도8 및 도9 참조) 제거 제어 접촉부(13f)는 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14)로부터 취출될 때 그 기능을 한다. 보다 구체적으로는, 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14)로부터 인출될 때, 삽입 제어 접촉부(13e)는 돌출부(25)와 접촉하게 된다. 결과적으로, 프로세스 카트리지(B)는 삽입 제어 접촉부(13e) 및 돌출부(25) 사이의 접촉점을 주위로 선회하도록 제작되어 부드럽게 취출 가능하게 된다. 프로세스 카트리지(B)의 장착 및 착탈은 도8 및 도9를 참조하여 기술될 것이다.
보다 상세히 기술하자면, 이러한 실시예에서, 프로세스 카트리지의 삽입 방향에 수직한 방향에 관한 세척 유닛(C)의 상부 표면(13i)의 좌우 단부들에는 각각 홈(13g)이 제공된다. 이러한 홈(13g)은 (X방향이 수평 방향이라는 가정하에) 프로세스 카트리지(B)의 선단부로부터 대각 상향으로 연장하는 제1 경사 표면(13g1)과, 제1 경사 표면(13g1)의 상단부(13g2)로부터 대각선 하향 연장하는 제2 경사 표면(13g3)과, 경사 표면(13g3)의 하단부(13g4)로부터 대각선 하향 연장하는 제4 경사 표면(13g5)를 구비한다.
또한, (경사) 표면(13g7)은 경사 표면(13g5)의 하단부(13g6)로부터 연장한다. 제2 경사 표면(13g3)은 삽입 제어 접촉부(13e)이고, 표면(13g7)은 제거 제어 접촉부(13f)이다.
이 경우에는, 이러한 표면 및 부분의 상세 설명이 제시된다. 장치 주 조립체(14) 내의 프로세스 카트리지(B)의 수평 방향(X; 도5)에 대한 삽입 제어 접촉부(13e)의 각도는 0°이다. 삽입 제어 접촉부(13e)의 길이는 대략 6.0㎜ (허용 가능 범위 : 4.5㎜ 내지 8.0㎜)이다. 전술한 수평 방향(X)에 대한 제거 제어 접촉부(13f)의 각도는 대략 45°이고, 제거 제어 접촉부(13f)의 길이는 대략 10.0㎜ (허용 가능 범위 : 8.5㎜ 내지 15.0㎜)이다.
(프로세스 카트리지의 장착 및 착탈)
다음으로, 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14)에 장착되는 공정 및 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14)로부터 착탈되는 공정이 도8 및 도9를 참조하여 기술될 것이다.
전술한 바와 같이 조립된 프로세스 카트리지(B)는 장치 주 조립체(14)에 제공된 카트리지 장착 수단에 제거 가능하게 장착된다.
도1을 참조하면, 조작자가 힌지(35a)를 주위로 회전시킴으로써 덮개(35)를 개방할 때, 카트리지 장착 공간(S)이 노출된다. 장치 주 조립체(14)의 카트리지 장착 공간의 좌우측 벽부(좌측 벽부는 도시되지 않음)에는 각각 도9에 도시된 바와 같이 카트리지 장착 안내부(16)가 제공된다. 이러한 안내부(16)는 그 도입부가 상호 평행한 제1 안내부(16a) 및 제2 안내부(16b)의 2개의 부분을 포함한다. 프로세스 카트리지(B)는 이러한 안내부(16a, 16b)를 따라 삽입된다. 화상 형성 장치 안쪽으로의 프로세스 카트리지(B)의 장착은 덮개(35)의 폐쇄로서 마감된다. 프로세스 카트리지(B)는 도8에 도시된 바와 같이 감광 드럼(7)의 축선에 수직한 (보다 정확하게는, 대략 수직한) 방향으로 장치 주 조립체(14)에 장착 또는 착탈된다. 또한, 프로세스 카트리지(B)는 장치 주 조립체(14) 안쪽으로 세척 유닛(C)측이 앞서고 현상 유닛(D)측이 뒤서는 방법으로 삽입된다.
프로세스 카트리지(B)에는 프로세스 카트리지(B)를 장착 또는 착탈할 때, 조작자가 프로세스 카트리지(B)를 손쉽게 파지하기 위해 프로세스 카트리지(B)의 종방향 단부에 위치한 손잡이 부분(도3 참조)으로서의 홈(17)이 제공된다; 조작자는 양손을 사용하여 손잡이 부분(17)을 파지하여 프로세스 카트리지(B)를 장착 또는 착탈시킨다.
프로세스 카트리지(B)에는 프로세스 카트리지(B)의 장착 및 착탈과 더불어 전송 개구(13n)의 차단 및 노출을 위해 드럼 셔터(18; 도3)가 제공된다. 프로세스 카트리지(B)가 레이저 빔 프린터(A)로부터 착탈될 때, 전송 스테이션에 있는 감광 드럼(7) 부분을 보호하기 위해 셔터(18)가 폐쇄된다. 도5를 참조하면, 이러한 드럼 셔터(18)는 세척 수단 지지 프레임(13)에 의해 회전 가능하게 지지되는 아암(18a) 및 링크(18b)의 단부에 의해 연결되고 그 연결에 의해 지지된다. 각각의 아암(18a)은 받침점(fulcrum) 샤프트(18c)에 의해 지지된다. 받침점(18c) 부분에 대응하는 아암 부분(18a)에는 레버(23)가 그 기부에 의해 부착된다. 프로세스 카트리지(B)가 도5에서 화살표 X방향으로 장치 주 조립체(14) 안쪽으로 삽입될 때, 각각의 레버(23)의 선단은 장치 주 조립체(14)의 (미도시된) 정지 스토퍼와 접촉하게 된다. 프로세스 카트리지(B)가 더 삽입될 때, 레버(23)는 푸시되고 셔터(18)는 레버(23)의 이동에 의해 개방된다. 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14)로부터 착탈될 때, 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14)로부터 인출되면서 셔터(8)는 비틀림 코일 스프링(23a)의 탄성에 의해 폐쇄된다.
제1 안내부(16a)는 안내부(16)의 하부측 부분이고, 프로세스 카트리지(B)의 긴 안내부(12a) 및 원통형 안내부(13a)를 안내한다. (화살표 X에 의해 지정되는) 프로세스 카트리지의 삽입 방향에 관해 상류측으로부터 하류측으로 목록을 일람해보면, 제1 안내부(16a)는 주 안내부(16a1), 계단부(16a2), 홈(16a3), 부 안내부(16a4) 및 위치 설정 홈(16a5)를 구비한다. 주 안내부(16a1)는 긴 안내부(12a) 및 원통형 안내부(13a)를 안내하고, 제2 안내부(16a4)는 원통형 안내부(13a)를 위치 설정 홈(16a5)으로 안내한다. 위치 설정 홈(16a5)은 원통형 안내부(13a)가 프로세스 카트리지(B) 부분을 정확히 고정시키기 위해 끼워 맞춤되는 곳이다. 제2 안내부(16b)는 안내부(16)의 상부측 부분이고, 프로세스 카트리지(B)의 짧은 안내부(13b)를 안내한다. 프로세스 카트리지의 삽입 방향에 관해 상류측으로부터 하류측으로 목록을 일람해보면, 제2 안내부(16b)는 상향 경사진 표면(16b1) 및 홈(16b2)를 구비한다.
장치 주 조립체(14)의 카트리지 장착 공간(S)에는 한 쌍의 돌출부(25; 회전 제어 부재)가 있다. 그 돌출부는 프로세스 카트리지(B)의 종방향 단부쪽으로 위치한 지주(27; stay)에 하나씩 고정된다. 프로세스 카트리지(B)가 카트리지 장착 공간(S) 안쪽으로 삽입될 때, 각각의 돌출부(25)는 삽입 제어 접촉부(13e)와 접촉하게 되고 도8에 도시된 바와 같이 시계 방향으로 프로세스 카트리지(B)의 회전을 제어한다. 또한, 원통형 안내부(13a)는 홈(16a5)에 끼워 맞춤된다. 결과적으로, 프로세스 카트리지(B)가 소정의 위치에 정확히 장착된다. 후속하여 기술되는 바와같이, 프로세스 카트리지(B)가 착탈될 때, 돌출부(25)는 제거 제어 접촉부(13f)와 접촉하여 프로세스 카트리지(B)가 부드럽게 착탈되도록 한다.
또한, 카트리지 장착 공간(S)에는 한 쌍의 가압 부재(26)가 있다.(도8 참조) 각각의 가압 부재(26)는 받침점으로서 샤프트(26b)에 의해 회전적으로 지지되어, 비틀림 코일 스프링(26a)의 탄성에 의해 도8의 시계 방향으로 가압 보유된다. 가압 부재(26)는 프로세스 카트리지(B)가 장치의 진동등에 의해 흔들리는 것을 방지하기 위해 가요성 수단으로 프로세스 카트리지(B)의 상부 표면 상에 압력을 지속적으로 가한다.
다음으로, 프로세스 카트리지(B)의 장착 및 착탈 중에, 장치 주 조립체(14)측 상의 장착 안내부와 프로세스 카트리지(B)측 상의 안내부(12a, 13a, 13b) 사이의 관계가 도면을 참조하여 기술될 것이다. 도8은 프로세스 카트리지(B)가 착탈되기 직전의 프로세스 카트리지(B)의 상태를 도시하기 위한 가상 도면이다. 도8에서, 그 종방향이 실선으로 도시된 바와 같이, 전체 프로세스 카트리지(B)의 외형 및 장치 주 조립체(14)측 상의 장착 안내부는 "가상선"으로 도시된다.
먼저, 프로세스 카트리지(B)가 조작자에 의해 장치 주 조립체(14) 내에 삽입된다. 프로세스 카트리지(B)가 삽입됨에 따라, 프로세스 카트리지(B)의 긴 가이드(12a) 와 원통 가이드(13a)가 안내부(16a)에 의해 안내되어 안내부(16a)와 나란하게 된다. 이 단계에서, 짧은 가이드(13b)는 여전히 안내부(16b)에 의해 안내되지 않고, 짧은 가이드(13b)는 소정의 간격(이 실시예에서는 대략 2.0㎜ 내지 4.0㎜)을 가진다. 또한 이 단계에서는, 가압 부재(26)는 프로세스 카트리지(B)의상부 경사면(13j)을 따라 상향으로 회전한다. 다음에, 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14) 내로 더 깊게 삽입됨에 따라, 가압 부재(6)는 프로세스 카트리지(B)의 상부면 상을 활주하여 프로세스 카트리지(B)가 상승하는 것을 방지한다. 프로세스 카트리지(B)의 상부면을 활주한 후에, 가압 부재(26)는 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체 내에 있는 한 프로세스 카트리지(B)의 상부면을 계속해서 가압한다. 다음에, 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14) 내로 더 깊게 삽입됨에 따라, 원통 가이드(13a)는 체1 가이드부(16a)의 스텝부(16a2)를 활주하여 지나서, 리세스(163) 단부에 이른다. 가이드부(16a)의 리세스(16a3)는 프로세스 카트리지(B)가 소정의 삽입 지점에 다다름에 따라 긴 가이드(12a)를 해제하기 위한 것이다. 리세스의 깊이(이 실시예에서는 대략 4.0㎜ 내지 8.0㎜)는 짧은 가이드(13b)와 가이드(16) 사이의 수직 거리보다 크게 만들어진다. 또한 이 단계에서, 짧은 가이드(13b)는 여전히 제2 가이드부(16b)(상향 경사면(16b1))와 접촉하지 않는다.
따라서, 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14) 내로 더 진행함에 따라, 짧은 가이드(13b)는 프로세스 카트리지(B)의 원형 가이드(13a)가 리세스(16a3)의 바닥 단부에 도달하기 전에 제2 가이드부(16b)와 접촉하게 된다. 즉, 긴 가이드(12a)와 짧은 가이드(13b)는 프로세스 카트리지 삽입이 스탭부등에 의해 야기될 수 있는 프로세스 카트리지(B)로의 충격을 완화시키도록 안내하는 작용을 한다.
프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14) 내로 더 진행함에 따라, 프로세스 카트리지(B)의 긴 가이드(12a)는 제1 가이드부(16a)의 리세스(16a3)의 단부에이른다. 그후, 프로세스 카트리지(B)의 원형 가이드(13a)는 제2 가이드부(16a4)에 지지된다. 이 시기동안, 프로세스 카트리지(B)의 짧은 가이드(13b) 및 원형 가이드(13a)는 각각, 가이드부(16a)와 제2 가이드(16b)에 의해 안내된다.
프로세스 카트리지(B)가 더 진행함에 따라, 짧은 가이드(13b)는 제2 가이드(16b)의 리세스(16b2)의 단부에 이른다. 짧은 가이드(13b)가 가이드부(16b)로부터 자유롭거나 또는 결합되지 않은 짧은 기간동안, 단지 원형 가이드(13a)만이 제2 가이드부(16a4) 위를 활주한다. 마지막으로, 원형 가이드(13a)가 제1 가이드부(16a)의 홈(16a5) 안으로 낙하함에 따라, 프로세스 카트리지(B)는 반시계 방향으로 점차적으로 피봇하게 되고, 동시에, 프레임(13)을 지지하는 세척 수단의 삽입 제어 접촉부(13e)는 장치 주 조립체(14)의 돌출부(25)의 회전 제어부(25a)(도8)와 접촉하게 된다. 결과적으로, 프로세스 카트리지(B)는 장치 주 조립체(14) 내에 최종 위치에 이른다. 이 단계에서, 프로세스 카트리지(B)와 장치 주 조립체(14) 사이의 위치 관계는 원형 가이드(13a)의 둘레에 고정되고, 다른 가이드(긴 가이드(12a) 및 짧은 가이드(13b))는 전혀 장치 주 조립체(14)의 가이드(16)과 접촉하지 않는다. 즉, 프로세스 카트리지(B)는 장치 주 조립체(14)에 대해 정확하게 위치 설정된다.
삽입 제어 접촉부(13e)와 회전 제어부(25a) 사이의 위치 관계에 관해서는, 2개의 부분은 프로세스 카트리지(B)의 구동에 의해 발생된 모멘트가 2개의 부분간의 접촉에 의해 폐쇄되도록 향한다. 장치 주 조립체(14)와 프로세스 카트리지(B)는 삽입 제어 접촉부(13e)와 회전 제어부(25a)간의 접촉 지점으로부터 원통가이드(13a)의 중심까지의 거리가 긴 가이드(12a)와 짧은 가이드(13b)로부터 원통 가이드(13a)의 중심까지의 거리보다 크게 되도록 구성된다. 따라서, 프로세스 카트리지(B)의 상태는 프로세스 카트리지(B)의 구동시에 보다 안정되게 보유된다.
프로세스 카트리지(B)와 장치 주 조립체(14)간의 위치 관계가 도8에 도시된 바와 같을 때, 감광 드럼(7)의 축선 방향에 대해 감광 드럼(7)의 일단부에 위치하는 헬리컬 드럼 기어(7b)는 장치 주 조립체(14)측 상에 제공되는 헬리컬 구동 기어(28)와 연결된다. 구동력은 기어(28, 7b)를 통해 장치 주 조립체(14)로부터 감광 드럼(7)에 전달된다. 구동력이 헬리컬 기어(28)로부터 헬리컬 구동 기어(7b)로 전달되기 때문에, 프로세스 카트리지(B)는 도8의 시계 방향으로 프로세스 카트리지(B)를 회전시키도록 그 방향으로 작용하는 힘을 받게된다. 그러나, 프로세스 카트리지(B)는 삽입 제어 접촉부(13e)에 의해 시계 방향으로 움직이는 것이 방지된다.
게다가, 프로세스 카트리지(B)는 가압 부재(26)에 의해 연속적으로 인가된 하향 압력하에 놓이게 된다. 따라서, 원통 가이드(13a)가 장치 주 조립체(14)의 홈(16a5) 내에 끼워지지 않더라도, 프로세스 카트리지(B)는 회전 제어부(25a)와 삽입 제어 접촉부(13e)간의 접촉 지점에 대해 회전하게 되어 원통 가이드(13a)가 홈(16a5) 내로 끼워지게 한다.
다음에, 도8을 참조하여, 화상 형성 장치(A)로부터 프로세스 카트리지(B)를 분해하는 것이 설명된다. 화살표 Y로 표시된 방향이 프로세스 카트리지(B)가 분해되는 방향이다. 프로세스 카트리지(B) 분해시에 먼저, 작업자는 프로세스 카트리지(B)의 핸들(17)(도3 및 도6에서, 분해 방향에 대해 지지 프레임 전진 수단(12)의 리세스 하부의 토너 지지 프레임부)을 잡고, 그것을 상방(화살표 a 방향)으로 당긴다. 핸들(17)이 당겨짐에 따라, 프로세스 카트리지(B)는 원형 가이드(13a)에 대해 시계 방향으로 회전하고, 프로세스 카트리지(B)의 이동 제어 접촉부(13f)는 장치 주 조립체(14)의 돌출부(25)의 이동 제어 접촉부(25b)와 접촉하게 된다. 조작자가 프로세스 카트리지를 계속 상향 견인하면 프로세스 카트리지(B)는 돌기(25)의 제거 제어 접점(13f)과 제거 제어 접점(25b) 사이의 접촉점이 받침점의 역할을 하면서 회전한다. 결국, 원통형 가이드(13a)는 상향 이동하고 홈(16a5)에서 빠져 나오게 된다. 이렇게 프로세스 카트리지(B)가 이동하는 동안에, 드럼 기어(7b)와 헬리컬 구동 기어(28)는 서로로부터 원활하게 분리된다. 그 후, 프로세스 카트리지(B)는 장치 주 조립체(14)로부터 똑바로 인출될 수 있다. 프로세스 카트리지(B)가 똑바로 인출되면 프로세스 카트리지(B)는 장착시에 진행되었던 단계의 역순을 따라서 주 조립체(14)로부터 인출된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 이 실시예에 따르면, 카트리지 삽입 방향으로 현상 유닛(D)의 단부벽의 외부상에서 연장되는 제2 안내 부재로서의 긴 가이드는 현상 유닛(D)과 세척 유닛(C)에 걸치는 형태로 세척 유닛(C)의 단부벽의 외부에 걸쳐서도 연장된다. 따라서, 프로세스 카트리지는 착탈시에 덜걱거리지 않아서 원활하게 삽입될 수 있다. 다시 말하면, 본 발명은 프로세스 카트리지(B)의 작동성을 개선하게 된다.
또, 장치 주 조립체(14)에의 프로세스 카트리지(B) 착탈시에 프로세스 카트리지(B)를 안내하는 프로세스 카트리지(B)의 안내 수단은 프로세스 카트리지(B)의 착탈 중에 프로세스 카트리지(B)가 적어도 두 개의 안내부에 안내된다. 따라서, 장치 주 조립체 상에 프로세스 카트리지 장착 가이드가 계단부 등을 갖고 있더라도 프로세스 카트리지(B)가 받는 충격은 완화될 수 있다.
프로세스 카트리지(B)와 장지 주 조립체(14)는 장치 주 조립체(14) 내의 프로세스 카트리지(B)의 자세가 프로세스 카트리지(B)의 구동에 의해 발생되는 프로세스 카트리지(B)의 모멘트를 감당하도록 된 회전 제어부(25a) 및 원통형 가이드(13a)에 의해 고정되고, 프로세스 카트리지(B)의 다른 가이드(긴 가이드(12aq)와 짧은 가이드(13b)는 장치 주 조립체(14)의 가이드(16)와 접촉하지 않은 상태를 보유하게 된다. 따라서, 프로세스 카트리지(B)는 구동되는 동안(화상 형성중)에 자세면에서 더욱 안정된 상태를 보유하게 된다.
도7의 (a) 및 도7의 (b)를 참조하면, 감광 드럼(7)에는 감광 드럼(7)의 축선상에서 보아 헬리컬 드럼 기어(7b)가 위치되는 단부와는 반대측 단부에 배치된 스퍼어 기어(7n)가 제공되어 있다. 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14)에 장착될 때, 스퍼어 기어(7n)는 장치 주 조립체(14)측에 제공된 전이 롤러(4)와 동축인 기어(도시되지 않음)와 맞물리게 되고, 프로세스 카트리지(B)로부터 전달 롤러(4)로 전달 롤러(4)를 회전시키는 구동력을 전달한다.
참고 부호 9u는 현상 롤러(9c)의 축방향으로 보아 현상 롤러(9c)의 한 단부에 부착된 헬리컬 기어를 가리킨다. 헬리컬 기어(9u)는 현상 롤러(9c)를 구동하는 힘이 헬리컬 드럼 기어(7b)로부터 헬리컬 기어(9u)로 전달되도록 헬리컬 드럼기어(7b)와 맞물리게 된다.
(토너 보유 프레임)
도3, 도14 및 도15를 참조하여, 토너 보유 프레임을 상세히 기술하기로 한다. 도14는 토너 밀봉 부재의 용접 이전의 토너 보유 프레임의 사시도이고, 도15는 토너의 충전 후의 토너 보유 프레임의 사시도이다.
토너 보유 프레임(11)은 상부(11a)와 저부(11b)의 두 구성 요소를 포함한다. 상부(11a)에는 상부(11a)의 상부벽의 부분인 두 개의 리세스(17)가 제공되어 있다. 각 리세스(17)는 프로세스 카트리지(B)의 종방향으로 종단부로부터 상부 벽의 중심을 향해서 연장된다. 각 리세스(17)의 외벽은 상술한 핸들의 일부를 구성한다. 저부의 외면과 토너 보유 프레임(11)의 저부(11b)의 저벽에는 서로 인접한 것과는 약 5 mm 떨어져 평행하게 프로세스 카트리지(B)의 종방향으로 연장되는 복수개의 리브(11c)가 제공되어 있다. 상기 리브(11c)는 프로세스 카트리지(B)를 쥘 때 손에서 미끄러지는 것을 방지한다. 토너 보유 프레임(11)의 상부 및 저부(11a, 11b)를 결합할 때, 상부 및 저부(11a 및 11b)의 용접 표면은 서로 접촉하여 배치되고, 두 부품에 진동이 강력하게 가해진다. 결국, 용접 리브는 용융되면서 두 부분(11a, 11b)이 서로 용접되게 한다. 두 부분을 용접하는 방법은 상술한 진동 용접 방법에 국한될 필요는 없다. 예를 들어, 두 부분을 열 용접, 초음파 용접, 접착 등에 의해 접합할 수도 있다. 토너 보유 프레임(11)의 두 부분(11a, 11b)을 접합하기 전에, 토너 이송 부재(9b)는 토너 보유 프레임(11)의 상부(11a) 내에 부착되고, 커플링(11e)은 구멍(11e1)을 통해 토너 이송 부재(9b)(도14에 도시함)의단부에 부착되어 있다. 이 구멍(11e1)은 토너 보유 프레임(11)의 종단부에 배치된 토너 보유 프레임(11)의 상부(11a)의 벽들 중 하나에 형성되어 있다. 구멍(11e1)이 형성되어 있는 벽과 같은 벽에 토너를 토너 보유 프레임(11)에 충전하는 다른 구멍(11d)이 형성되어 있다. 이 토너 충전 구멍(11d)의 직경은 약 30 mm이다. 구멍(11e1)과 토너 충전 구멍(11d)은 서로 인접 배치되어 있다. 또, 토너 보유 프레임(11)의 상부(11a)에는 토너를 토너 보유 프레임(11)으로부터 현상 수단 보유 프레임(12)으로 보내는 토너 보유 프레임(11)의 개구를 구성하는 개구(11i)가 제공되어 있다. (후술하는) 밀봉부는 이 개구(11i)를 차단하도록 용접된다. 밀봉부의 용접 후에, 토너는 토너 충전구(11d)를 통해 토너 보유 프레임(11)으로 충전되고, 토너 충전구(11d)는 토너 유닛(J)을 완성하도록 토너 캡(11f)으로 밀봉된다. 토너 캡(11f)은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 부드러운 재료로 형성되어, 토너 보유 프레임(11)의 토너 충전구(11d)로 가압된 후에 빠지지 않는다. 토너 유닛(J)은 현상 유닛(D)을 형성하는 초음파 용접에 의해 후술하는 현상 수단 보유 프레임(12)으로 용접된다. 토너 유닛(J)을 현상 수단 보유 프레임(12)에 용접하는 방법은 초음파 용접에 제한될 필요는 없다. 예를 들면, 아교 접착, 탄성에 의한 스냅 고정 등이 될 수 있다.
도3을 참조하면, 토너 보유 프레임(11)의 바닥부(11b)의 경사면(K)의 각도는 프로세스 카트리지(B)가 수평으로 위치된 장치 주 조립체(14)에 적절히 장착된 후, 토너 보유 프레임(11)의 바닥부(11b)의 경사면(K)이 수평선(Z)에 대해 형성하는 각도θ는 대략 60°가 되고, 여기서 토너 용기의 바닥부의 토너가 소비됨에 따라, 토너 용기의 상부의 토너는 자연히 강하하게 된다. 토너 이송 부재(9b)의 회전 범위는 경사면(K)의 가상 범위 밖으로 연장되고, 토너 보유 프레임(11)의 바닥부(11b)의 바닥벽에는 토너 이송 부재(9b)의 회전을 수용하기 위한 리세스(11g)가 제공된다. 토너 이송 부재(9b)의 회전 범위의 직경은 대략 30mm 이다(본 실시예에서, 바닥부(11b)의 바닥벽에 대한 리세스(11g)의 깊이는 대략 3.6mm 이다. 깊이는 대략 2.0 내지 10.0mm 범위 내이다). 그 이유는 다음과 같다. 즉, 토너 이송 부재(9b)의 회전 범위가 경사면(K) 위에 있을 경우, 경사면(K)의 상부측으로부터 경사면(K)의 바닥 단부로 자연적으로 강하한 후에, 토너 이송 부재(9b)의 인접부에 축적되는 토너가 현상 수단 보유 프레임(12)으로 이송되지 않고, 토너 이송 부재(9b)의 회전 범위 및 경사면(K) 사이의 공간에 토너가 그대로 남아 있을 수 있다. 그러나, 본 실시예에서는 사실상 토너 보유 프레임(11) 내의 전 토너가 현상 수단 보유 프레임(12)으로 이송되는 것을 보장한다.
토너 이송 부재(9b)는 3mm의 직경을 갖는 철재 로드로 형성된다. 토너 이송 성능을 향상시키기 위해, 토너 이송 부재는 직사각형으로 형성되고, 토너 이송 부재(9b)의 대향되는 짧은 부분에는 일대일 지지축들(9b1)이 제공된다. 지지축(9b1)의 하나는 개구(11i)의 내향 면의 구멍(11r) 안에 고정되고, 다른 하나는 커플러(11e)에 고정된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 이러한 실시예에 따르면, 토너 보유 프레임(11)은 두 부분, 즉 상부(11a) 및 바닥부(11b)로 구성되고, 바닥부(11b)의 바닥벽에는 토너 이송 부재(9b)에 간극을 제공하기 위한 리세스(11g)가 제공된다.따라서, 대용량 프로세스 카트리지의 토너 이송 성능은 비용의 증가 없이도 향상될 수 있다.
프로세스 카트리지(B)가 공장에서 사용자에게 운송되는 동안, 토너 보유 프레임(11) 내의 토너가 운송 중에 발생되는 진동, 충격 등에 의해 갑작스러운 이동을 예상할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 토너 보유 프레임(11) 상부(11a)의 내부에는 동일한 간격으로 토너 보유 프레임(11)의 종방향에 수직으로 연장되는 다수의 분할 플레이트(11p)(도3의 크로스-헤치된 부분)가 제공된다. 본 실시예에서는, 세 개의 분할 프레이트(11p)가 제공된다. 각 분할 플레이트(11p)의 바닥 모서리는 두 부분(11p1, 11p2)을 포함한다. 바닥 모서리부(11p1)는 토너 이송 부재(9b)의 회전 범위에 맞는 대략 4분의 1의 원 형상을 가지는 반면에, 바닥 모서리부(11p1)는 기본적으로 직선이고 토너 보유 프레임(11)의 바닥부(11b)의 바닥벽으로부터 미세 간격을 보유한다. 토너 이송 부재(9b)와 대면하는 바닥 모서리부(11p1)의 위치가 이러하므로, 프로세스 카트리지(B)의 종방향으로부터 보여지는 바와 같이 토너 충전구(11d)는 분할 플레이트(11p)로 부분적으로 덮이는 것처럼 보인다.
토너 용기(11A) 내의 토너가 이동하는 것을 방지하기 위한 관점에서, 분할 플레이트(11p)는 가능한 한 큰 것이 바람직하다. 그러나, 분할 플레이트(11p)가 가능한 한 크게 제작될 경우, 토너 용기(11A)의 가장 깊은 단부까지 토너로 채워지는 것이 어렵게 된다. 그 이유는 다음과 같다. 토너 용기(11A)로 토너를 충전할 때, 현상 유닛(J)은 토너 충전구(11d)가 상부로 향하도록 위치설정된다. 이러한상태에서, 분할 플레이트(11p)는 토너 충전구(11d) 바로 아래에 있게 된다. 따라서, 분할 플레이트(11p)가 일정한 크기 보다 클 경우, 토너 충전구(11d)로부터 토너 용기(11A)의 다른 단부 또는 가장 깊은 단부까지의 직선 토너 통로를 막아서 토너 용기(11A)가 가장 깊은 단부까지 채워지는 것을 방지하게 된다. 따라서, 본 실시예의 분할 플레이트(11p)는 상술한 바와 같은 형상을 갖게 된다. 그 결과, 분할 플레이트(11p)에 의해 부분적으로 막혀지는 상술한 직선 토너 통로를 통해 토너 용기(11A)의 가장 깊은 단부까지 채워진다. 또한, 토너 보유 프레임(11)의 종방향에 직각인 평면에서 토너 보유 프레임(11)의 단면에서, 각각의 분할 플레이트(11p)는 충분히 큰 비율로 토너 보유 프레임(11)을 점유한다. 따라서, 프로세스 카트리지(B)가 진동, 충격 등을 받을 경우, 분할 플레이트(11p)는 토너가 이동되는 것을 방지하여 토너가 조밀하게 되도록 한다.
(토너 보유 프레임 및 현상 수단 보유 프레임의 대면하는 부분의 구조)
도3 및 도14를 참조하면, 토너 보유 프레임(11)이 현상 수단 보유 프레임(12)과 연결되는 토너 보유 프레임(11)의 부분은 토너가 토너 보유 프레임(11)으로부터 현상 수단 보유 프레임(12)으로 보내지는 개구(11i)를 갖는다. 개구(11i)는 바닥 면(11k)을 갖는 리세스, 즉 리세스 면(11k)으로 둘러싸인다. 커버 필름 플레이트(53)는 도3에 도시된 바와 같이 이러한 리세스로 끼워지고, 리세스 면(11k)으로 열 용접된다. 리세스 면(11k)에 용접된 커버 필름 플레이트(53)와 함께, 커버 필름 플레이트(53)의 외향 면(53a)은 대략 토너 보유 프레임(11)(상부 부분11a)의 면(11j)과 같이 플러쉬된다. 리세스 면(1k)에는 다수의조글(joggle)(11o)이 제공되어, 개구(11i)의 긴 모서리 중 하나를 따라 직선으로 정렬된다(본 실시예에서는 5 개의 조글이 제공된다). 면(11j)에는 두 개의 조글(11o)이 제공되어, 개구(11i)의 짧은 모서리 중 하나를 따라 위치되고 리세스 면(11k)으로부터 약간 이격된다. 또한, 면(11j)에는 두 개의 긴 홈(11n)이 제공되고, 일대일로 면(11j)의 긴 모서리를 따라 평행하게 연장된다. 각 홈(11n)의 바닥면(11n2)은 면(11j) 보다 더 외측(현상 수단 보유 프레임(12)측)에 위치설정된다.
도12를 참조하면, 토너 보유 프레임(11)과 대면하는 현상 수단 보유 프레임(12)의 면은 직사각형 단면을 가진 한 쌍의 직선 리브(12v)를 갖는 면(12u)이다. 리브(12v)는 면(12u)의 긴 모서리를 따라 현상 수단 보유 프레임(12)의 종방향으로 연장되고, 토너 보유 프레임(11)의 홈(11n) 내에 일대일로 끼워지게 된다. 각 리브(12v)의 상부면에는 리브(12v) 보다 작은 삼각형 단면의 리브(도시되지 않음)가 제공된다. 따라서, 토너 보유 프레임(11) 및 현상 수단 보유 프레임(12)은 종방향 모서리를 따라 초음속 용접에 의해 서로 용접된다.
다음으로, 도15를 참조하면, 바닥면(11k), 즉 리세스 면(11k)을 갖는 토너 보유 프레임(11)의 리세스 내에 끼워지는 커버 필름 플레이트(53)에는 둥근 구멍(53c1) 및 다수의 신장된 구멍(53c)이 제공된다. 둥근 구멍(53c1)은 최우측 조글(11m1)이 완전히 들어맞는 최우측 구멍이다. 신장된 구멍(53c)에서, 나머지 조글(11m)은 느슨하게 들어맞는다. 조글(11m)이 커버 필름 플레이트(53)의 구멍(53c1, 53c)으로 끼워질 때, 신장된 구멍(53c)에 대응하는 조글(11m)은 대응하는 신장된 구멍(53c)의 중앙이 된다. 커버 필름 플레이트(53)에는 또한 개구(11i)와 정렬하는 개구(53b)(대략 개구11i와 크기가 동일한)가 제공된다. 커버 필름 플레이트(53)의 개구는 종방향으로 쉽게 전단되고 개구(53b)의 네 개의 모서리를 따라 커버 필름 플레이트(53)에 접착되는 커버 필름(51)으로 덮여진다. 또한, 커버 필름(51)에서, 개구(53b)를 노출시키기 위해 커버 필름을 전단시키기 위한 전단 테이프(52)가 결합된다. 전단 테이프(52)는 커버 필름(51)의 한 종방향 단부에서 다른 단부로 연장되어 접혀지고, 탄성 밀봉(54)(도12 참조) 예를 들면, 접착된 일편의 펠트(felt) 사이에서부터 현상 수단 보유 프레임(12)의 종방향 단부 중 하나에 위치되어 토너 보유 프레임(11)과 대면하는 현상 수단 보유 프레임(12)의 짧은 모서리 및 현상 수단 보유 프레임(12)과 대면하는 토너 보유 프레임(11)부로, 토너 보유 프레임(11)(도5 및 도15)의 외부로 더 연장되면서 처음 단부로 두 겹으로 된다. 탄성 밀봉부(54)의 내측면은 작은 마찰 계수를 가진 합성 수지 필름으로 형성된 테이프(55)로 덮여지고, 탄성 밀봉부(54)에 접착된다. 종방향 즉, 탄성 밀봉부(54)가 위치되는 대향 단부에 관하여 현상 수단 보유 프레임(12)의 면으로, 즉 현상 수단 보유 프레임(12)의 다른 단부의 면으로, 탄성 밀봉부(56)는 접착된다(도12).
또한, 두 개의 프레임(11, 12)을 연결할 때, 토너 보유 프레임(11) 및 현상 수단 보유 프레임(12)을 정렬하기 쉽도록 하기 위해, 토너 보유 프레임(11)의 면(11j)에는 둥근 구멍(11r) 및 정사각형 구멍(11q)이 제공되고, 이러한 구멍으로 현상 수단 보유 프레임(12) 측면 상에 제공된 둥근 조글(12w1) 및 정사각형 조글(12w2)이 끼워진다. 둥근 조글(12w1)은 둥근 구멍(11r)에 완전히 맞는 반면에, 정사각형 조글(12w2)은 정사각형 구멍(11q)에 느슨하게 맞는다. 또한, 탄성 밀봉부(56)는 둥근 조글(12w1) 주위로 끼워지고, 면(12u)에 부착된다. 토너 보유 프레임(11)과 대면하는 현상 수단 보유 프레임(12)의 면(12u)에는 토너 보유 프레임(11)의 조글(11m, 11o)이 느슨히 끼워지는 다수의 리세스(12y)가 제공된다.
토너 보유 프레임(11) 및 현상 수단 보유 프레임(12)은 토너 보유 프레임(11) 및 현상 수단 보유 프레임(12)의 결합 전에, 부조립체 유닛으로서 독립적으로 결합된다. 토너 보유 프레임(11) 및 현상 수단 보유 프레임(12)을 결합할 때, 현상 수단 보유 프레임(12)을 위치설정하기 위한 둥근 조글(12w1) 및 정사각형 조글(12w2)은 각각 토너 보유 프레임(11)을 위치설정하기 위한 둥근 구멍(11r) 및 정사각형 구멍(11q)으로 끼워지고, 그 후 토너 보유 프레임(11) 및 현상 수단 보유 프레임(12)은 서로에 대해 가압된다. 서로에 대해 가압됨에 따라, 탄성 밀봉부(54, 56)는 한 쌍의 리브(12z)가 토너 보유 프레임(11)의 면에 가까워지도록 하면서 압축된다. 리브(12z)는 현상 수단 보유 프레임(12)의 종방향 단부에서 일대일로 위치되면서, 현상 수단 보유 프레임(12)의 폭방향으로 연장되어 현상 수단 보유 프레임(12)의 부분과 일체로 형성되고, 스페이서(spacer)로 작용한다. 전단 테이프(52)로의 통로를 제공하도록, 전단 테이프(52)가 당겨지는 면 상의 리브(12z)는 전단 테이프 경로 외측 영역, 즉 전단 테이프(52)의 상부 및 바닥 모서리 각각의 위쪽 및 아래쪽 영역에서만 전단 테이프(52)의 폭 방향(짧은 모서리)으로 연장된다.
상술한 상태에서 서로 가압된 토너 보유 프레임(11) 및 현상 수단 보유 프레임(12)에서, 초음파에 의한 진동이 리브(12v) 및 홈(11n) 사이에 적용된다. 그 결과, 삼각형 단면의 상술한 더 작은 리브는 홈(11n)의 바닥에 용융되어 접합된다. 따라서, 토너 보유 프레임(11)의 홈(11n)의 주연부 및 현상 수단 보유 프레임(12)의 스페이서로서의 리브(12z)는 토너 보유 프레임의 개구면(11j, 12u) 및 현상 수단 보유 프레임(12) 사이에 각각 사실상 밀봉 공간을 만들면서, 그 반대편과 단단하게 접촉하여 위치된다. 커버 필름(51) 및 전단 테이프(52)는 이 공간에 놓인다.
토너 보유 프레임(11)에 저장된 토너를 현상 수단 보유 프레임(12) 내로 방출하기 위해서는, 프로세스 카트리지(B)의 외부로 연장되는 전단 테이프(52)의 단부(52a, 도5)는 조작자에 의해 당겨져야 한다. 단부(52a)가 당겨짐에 따라, 커버 필름(51)은 찢겨지고, 그런 후 개구(53b, 11i)는 토너가 토너 보유 프레임(11)으로부터 현상 수단 보유 프레임(12) 내로 방출되도록 노출된다.
토너 보유 프레임(11)과 현상 수단 보유 프레임(12)의 상호 대향되는 표면들은 전술된 바와 같이 구성되기 때문에, 커버 필름판(53)의 외향 대면 표면과 토너 보유 프레임(11)의 표면(11j)은 사실상 동일 평면이다. 따라서, 전단 테이프(52)는 커버 필름(53)을 찢기에 충분한 힘을 전단 테이프(52)에 인가함으로써 현상 수단 보유 프레임(12)과 토너 보유 프레임(11) 사이에서부터 부드럽게 떨어질 수 있다. 또한, 종방향에 대해 커버 필름판(53)의 위치는 전단 테이프(52)가 떨어진 측면에 대향된 측면 상에 위치된 조글(11ml)에 의해 고정되고, 또한 커버 필름판(53)은 토너 보유 프레임(11)의 리세스, 즉 커버 필름판(53)이 정확히 위치되는 것을 보장하며 하부면(11k)을 갖는 리세스에 끼워진다. 또한, 토너 보유 프레임(11)에는 종방향으로 배열되는 복수의 조글(11m)이 제공되고, 이러한 조글(11m)은 커버 필름판(53)의 구멍 내에 끼워진다. 따라서, 굴곡되려는 커버 필름(51)은 사실상 평탄하고 정확히 위치되게 된다. 또한, 커버 필름판(53)이 토너 보유 프레임(11)에 용접되는 단계에 후속되는 조립 단계가 커버 필름판(53)과 토너 보유 프레임(11) 사이의 용접 이음부가 응고되어 안정화될 때까지 가다리지 않고 시작된다면, 커버 필름판(53)은 이동하지 않을 것이다.
전술된 바와 같이, 토너 보유 프레임(11)과 현상 수단 보유 프레임(12)은 초음파에 의해 생성되는 마찰열에 의해 상호 용접되고, 현상 수단 보유 프레임(12)의 각 리브(12v)의 상부면 상에 있는 3각 단면을 갖는 리브는 마찰열에 의해 용융된다. 따라서, 토너 보유 프레임(11)과 현상 수단 보유 프레임(12)이 열적 응력으로 인해 변형될 가능성이 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에 의하면, 종방향에 대해 현상 수단 보유 프레임(12)의 전체 범위를 가로질러 연장하는 현상 수단 보유 프레임(12)의 리브(12v)는 종방향에 대해 토너 보유 프레임(11)의 전체 범위를 가로질러 연장하는 토너 보유 프레임(11)의 홈(11n)에 끼워져서, 토너 보유 프레임(11)과 현상 수단 보유 프레임(12) 사이의 용접 이음부의 인접성을 강화시킨다. 따라서, 토너 보유 프레임(11)과 현상 수단 보유 프레임(12)이 열적 응력으로 인해 변형되지 않을 것이다.
전술된 바와 같이, 토너 보유 프레임(11)의 상부 부분(11a)은 상부 부분(11a)과 일체로 형성된 홈(11n), 조작부(17, 리세스), 구획판(11p), 토너 충전 구멍(11d), 구멍(11e1), 원형 구멍(11r), 사각 구멍(11q), 및 커버 필름판 고정부[하부면(11k), 조글(11m) 및 개구(11i)를 갖는 리세스]를 가진다. 토너 보유 프레임(11)의 하부 부분(11b)은 하부 부분(11b)과 일체로 형성된 리브(11c)와 리세스(11g)를 가진다. 토너 보유 프레임(11)의 상부 및 하부 부분(11a, 11b)을 위한 재료는, 예컨대 폴리에틸렌, ABS 수지(아크릴로니트릴/부타딘/스티렌 공중합체), 폴리카보네이트, 폴리프로필렌 등과 같은 플라스틱이다.
도3에 의하면, 본 실시예의 토너 보유 프레임(11)은 토너 용기(11A)에 저장된 토너(단일 성분 토너)가 개구(11i)를 향해 효과적으로 하강하게 하는 2개의 경사면(K, L)을 가진다. 경사면(K, L)은 토너 보유 프레임(11)의 전체를 가로질러 토너 보유 프레임(11)의 종방향으로 연장한다. 경사면(L)은 개구(11i) 상에 있지만, 경사면(K)은 [토너 보유 프레임(11)의 짧은 모서리의 방향으로] 개구(11i)로부터 도시되는 바와 같이 토너 보유 프레임(11)의 가장 깊은 단부에 위치된다. 또한, 경사면(L)은 토너 보유 프레임(11)의 상부 부분(11a)의 일부이고, 경사면(K)은 토너 보유 프레임(11)의 하부 부분(11b)의 일부이다.
다음, 현상 수단 보유 프레임(12)이 자세히 기술될 것이다.
(현상 수단 보유 프레임)
도3, 도11, 도12 및 도13에 의하면, 현상 수단 보유 프레임(12)이 기술될 것이다. 도11은 현상 수단 보유 프레임(12)과 현상 수단의 분해 사시도로, 다양한 부품이 현상 수단 보유 프레임으로 조립되는 방법을 도시한다. 도12는 용접면측으로부터 도시되는 바와 같이 현상 수단 보유 프레임(12)의 사시도로, 토너 교반 부재(9e, 9f)가 현상 수단 보유 프레임(12)에 부착되는 방법을 도시한다. 도13은 현상 유닛 홀더의 부착 전의 현상 유닛의 사시도이다.
전술된 바와 같이, 현상 롤러(9c), 현상 블레이드(9d), 토너 교반 부재(9e, 9f) 및 토너 잔류 검출 로드 안테나(9h)는 현상 수단 보유 프레임으로 조립된다.
현상 블레이드(9d)는 두께가 대략 1 내지 2mm인 금속판(9dl)과 고온 용융에 의해 또는 양면 테이프 등을 사용하여 금속판에 고정되는 일편의 우레탄 고무(9d2)를 포함한다. 이는 현상 롤러(9c)의 주연면 상의 토너 량을 조절한다. 현상 수단 보유 프레임(12)의, 블레이드 고정면과 같은 블레이드 접촉면(12i)은 평탄도가 대략 0.05mm로 조절된다. 표면(12i)에는 조글(12il)과 나사 구멍(12i2)이 제공된다. 현상 블레이드(9d)를 현상 수단 보유 프레임(12)에 부착하기 위해서는, 조글(12i1)은 금속판(9d1)의 구멍(9d3) 내로 끼워지고, 금속판(9d1)은 평탄면(12i)에 나사 고정되어 나사에 의해 금속판(9d1)의 나사 구멍(9d4)과 나사 구멍(12i2)에 관통된다. 토너 침습을 방지하기 위해, 몰토프렌(MOLTOPRENE) 등으로 형성된 탄성 밀봉부(12s)는 금속판(9dl)의 상부 모서리를 따라 종방향으로 연장하는 방식으로 현상 수단 보유 프레임(12)에 접합된다. 또한, 현상 롤러(9c)의 주연면의 곡률과 일대일로 대응하는 반원통 표면(12j)에 후속하는 탄성 밀봉부(12s)의 종방향 단부로부터 하향 연장하는 한쌍의 탄성 밀봉부(12s1)은 현상 수단 보유 프레임(12)에 접합된다. 탄성 밀봉부(122)의 접촉면의 평면이 현상 롤러(9c)의 주연면에 접하게 되는 방식으로 현상 롤러(9c)와 접촉되게 위치되는 얇은 탄성 밀봉부(12s2)는 아래턱 형상부(12h)에 접합된다.
현상 블레이드(9d)의 금속 판(9d1)은 굴곡부(9d1a)를 형성하는 종방향 단부중 하나에서 90도로 굴곡된다. 굴곡부(9d1a)는 이후에 기술될 현상 유닛 홀더에 의해 보유되는 현상 편의 접촉부[121, 도10의 (a) 및 (b)]와 접촉을 형성하고, 금속판(9d1)과 현상 롤러(9c)와 전위 수준이 동일하다. 이는 다음의 원인에 의한 것이다. 즉, 토너량은 토너 잔류 검출 로드 안테나(9h)와 현상 롤러(9c) 사이의 정전 용량의 변화에 근거하여 검출되고, 따라서 금속판(9d1)에 의해 영향을 받는 이 정전 용량이 불규칙하게 변화하는 것이 방지되어야 한다. 따라서, 금속판(9d1)과 현상 롤러(9c)는 전위 수준이 동일해야 한다.
다음, 현상 롤러 유닛(C)이 기술될 것이다. 현상 롤러 유닛(C)은 (1) 현상 롤러(9c); (2) 현상 롤러(9c)와 감광 드럼(7)의 주연면들 사이의 거리를 일정하게 보유하기 위한 스페이서 링(9i); (3) 현상 수단 보유 프레임(12)에 대해 현상 롤러(9c)를 정확하게 위치시키기 위한 현상 롤러 베어링(9j); (4) 감광 드럼(7)과 현상 롤러(9c) 사이의 원통형 알루미늄 기부들 사이에서의 누수를 방지하도록 현상 롤러(9c)의 종방향 단부들을 덮기 위한 슬리브 캡(9o); (5) 현상 롤러(9c)를 회전시키도록 감광 드럼(7)에 부착된 헬리컬 드럼 기어(7b)에 의해 구동되는 현상 롤러 기어(9k, 헬리컬 기어); (6) 그 일단부가 현상 롤러 기어(9k)와 접촉된 상태로 있는, 코일 스프링 형상의 접촉부(9l); 및 (7) 현상 롤러(9c)의 주연면에 접합시키도록 현상 롤러(9c)의 중공부 내에 위치되는 자석(9g)을 포함한다. 현상 롤러 유닛(G)을 현상 수단 보유 프레임(12)에 부착시키기 위해, 먼저 현상 롤러 베어링(9j)의 2개의 구멍(9j1)은 현상 수단 보유 프레임(12)의 종방향 단부에 위치된 현상 수단 보유 프레임(12)의 구멍(12p)과 일대일로 정렬되고, 현상 유닛홀더(40, 41)의 핀들은 구멍(9j1, 12p)을 통해 삽입된다. 그런 후, 현상 유닛 홀더(40, 41)는 현상 수단 보유 프레임(12)에 나사 고정된다; 현상 롤러 유닛(G)은 그 종방향 단부에 위치된 현상 수단 보유 프레임(12)의 현상 롤러 고정부(12X)에 고정된다. 현상 유닛 홀더(40, 41)는 이후에 기술될 것이다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 있어서, 현상 롤러(9c)를 현상 수단 보유 프레임(12)에 부착할 때, 먼저 현상 롤러 유닛(G)이 조립되고, 그런 후 조립된 현상 롤러 유닛(G)은 현상 유닛 홀더(40, 41)를 사용하여 현상 수단 보유 프레임(12)에 부착된다. 따라서, 조립 효율성은 현상 롤러(9c) 자체를 현상 수단 보유 프레임(12)에 직접 부착시키는 것과 비교하면 양호하다.
현상 롤러 유닛(G)은 이후의 순서로 조립된다. 먼저, 현상 롤러(9c)의 각 종방향 단부는 슬리브 캡(9o)으로 덮여진다. 그런 후, 현상 롤러(9c)의 각 종방향 단부는 스페이서 링(9i)과 현상 롤러 베어링(9j)으로 끼워진다. 스페이서 링(9i)은 슬리브 캡(9o)의 외향측 상에 위치되고, 현상 롤러 베어링(9j)은 스페이서 링(9i)의 외향측 상에 위치된다. 다음, 현상 롤러 기어(9k)는 베어링(9j)의 외향측 상에서 현상 롤러(9c)의 종방향 단부들 중 하나에 부착되고, 코일 스프링 형태의 현상 접촉부(91)는 현상 롤러 기어(9k)의 외향측 상에서 현상 롤러 기어(9k)가 부착되는 것과 현상 롤러(9c)의 동일한 종방향 단부에 부착된다. 이러한 조립 단계에서, 선단의 단면이 D자 형상인 원통 자석(9g)의 하나의 종방향 단부(9gl)는 현상 롤러 기어(9k)가 부착되는 현상 롤러(9c)의 종방향 단부로부터 돌출하지만, 선단의 단면이 또한 D자 형상인 자석(9g)의 다른 종방향 단부는 현상 롤러(9c)의 다른 종방향 단부로부터 돌출한다. 현상 롤러 유닛(G)은 전술된 바와 같이 구성 및 조립된다.
다음, 잔류 토너량을 검출하기 위한 로드 안테나(9h)가 기술될 것이다. 로드 안테나(9h)의 일 단부(9h1)는 U자를 형성하는 방식으로 굴곡된다. U형 단부 부분(9h1)은 전기 접속을 이루기 위해 현상 유닛 홀더(40)에 부착되는 토너 검출 접촉부(122)와 접촉되어 배치된다. 현상 유닛 홀더(40)가 이후에 기술될 것이다. 로드 안테나(9h)를 현상 수단 보유 프레임(12)에 부착하기 위해서는, 먼저 로드 안테나(9h)는 로드 안테나(9h)의 다른 단부로부터 현상 수단 보유 프레임(12)의 측벽(12A)의 관통 구멍(12b)을 통해 현상 수단 보유 프레임(12) 내로 삽입되고, 단부 부분(9h3)은 현상 수단 보유 프레임(12)의 측벽으로 로드 안테나(9h)를 지지하도록 현상 수단 보유 프레임(12)의 다른 측벽의 관통 구멍(12k)에 관통된다. 즉, 로드 안테나(9h)는 현상 수단 보유 프레임(12)의 측벽의 관통 구멍(12b, 12k)에 의해 정확하게 위치됨으로써 측벽들에 의해 지지된다. 관통 구멍(12b)은 토너의 침수를 방지하도록 (도시되지 않은) 밀봉부, 예컨대 일편의 펠트, 스폰지 등으로 끼워진다.
또한, U형 부분(9h1)의 선단(9h2)은 축방향에 대한 로드 안테나(9h)의 위치를 고정시키고 토너 검출 접촉부(122)와 접촉하는 접촉부와 같은 U형 부분의 강성을 또한 증가시키도록 현상 수단 보유 프레임(12)의 대략 5mm 깊이의 구멍(12o) 내로 삽입된다. 토너 검출 접촉부(122)가 이후에 기술될 것이다. 로드 안테나(9h)의 단부 부분(9h3)이 끼워지는 관통 구멍(12k)은 토너의 침수를 방지하도록 열 용접등의 방법에 의해 측벽의 외향측으로부터 막힌다.
다음으로, 상기 토너 교반 부재(9e, 9f)를 설명한다. 상기 토너 교반 부재(9e, 9f)는 크랭크샤프트와 같은 형상이고 회전에 의해 토너를 교반시킨다. 상기 부재들은 현상 롤러(9c) 및 로드 안테나(9h)에 인접하고, 토너 카트리지(11A) 내에 저장된 토너가 관통하여 현상 롤러(9c)에 다다르게 되는 통로 내에 위치된다. 또한, 상기 토너 교반 부재(9e, 9f)는 상기 이 부재의 아암 위치가 90도가 됨으로써 상기 각을 형성하도록 장착된다.
토너 교반 부재(9e, 9f)들은 각각 현상 수단 보유 프레임(12)의 측벽(12A)의 구멍(12t, 12r)을 통해 현상 수단 보유 프레임(12) 안으로 삽입되거나 도는 상기 로드 안테나(9h)는 상기와 동일한 측벽을 통해 각각 단부(9e3, 9f3)로부터 삽입되고, 상기 단부(9e3, 9f3)는 측벽(12A)에 대향으로 위치된 현상 수단 보유 프레임(12)의 측벽(12B)의 관통 구멍(12m, 12n)을 통해 끼워진다. 삽입된 후, 구멍(12k)이 로드 안테나(9h)의 삽입 후 플러그되는 것과 동일한 방식으로 이러한 관통 구멍(12m, 12n)들은 측판(12B)의 외향 측부로부터 열 용접에 의해 플러그된다. 현상 수단 보유 프레임(12) 안으로 교반 부재(9e, 9f)가 삽입된 후, 교반 기어(9m, 9n)는 각각 관통 구멍(12t, 12r) 안으로 끼워진다. 교반 기어(9m, 9n)가 삽입되는 동안, 토너 교반 부재(9e, 9f)의 크랭크 아암(9e2, 9f2)은 교반 기어(9m, 9n)의 샤프트의 단부에서 그들의 직경방향으로 각각 절결된 홈(9m1, 9n1) 안에 끼워진다. 또한, 교반 부재(9e, 9f)의 저어널(9e1, 9f1)은 현상 수단 보유 프레임(12)에 의해 토너 교반 부재(9e, 9f)를 지지하기 위해 교반 기어(9m, 9n)의 샤프트의 단부 홈의바닥의 중심 구멍(도시 생략) 내에 끼워진다.
토너 보유 프레임(11)과 현상 수단 (12)이 결합될 때, 로드 안테나(9h) 및 토너 교반 부재(9e, 9f)가 통과하여 삽입되는 현상 수단 보유 프레임(12)의 측벽(12A)은 토너 보유 프레임(11)의 상부(11a)에 부착된 토너 캡(11f)을 커버하고, 상기 측벽(12A)은 토너 보유 프레임의 측벽 위로 연장된다. 또한, 측벽(12A)에는 구동력을 토너 이송 부재(9b)로 전송시키기 위한 토너 전송 기어(9s)가 회전식으로 끼워지는 구멍(12X)이 구비된다. 토너 전송 기어(9s)는 토너 이송 부재(9b)의 단부에 연결된 커플러(11; 도14 및 도15)가 연결됨으로써 토너 이송 부재(9b)에 구동력을 전송시키고 토너 보유 프레임(11)에 의해 회전식으로 지지된다.
다음, 구동력의 전송에 대해 설명한다.
도13은 기어 트레인을 도시한다. 교반 기어(9m, 9n)[교반 기어(9m)는 도13에 도시되지 않고 아이들러 기어(9q)의 작은 기어(9q1)의 바닥측면과 맞물리고, 교반 기어(9n)는 교반 기어(9m) 아래에 놓인다.]와 토너 전송 기어(9s)는 기어 트레인을 통해 현상 롤러 기어(9k)로부터 구동력을 수납한다. 보다 상세하게 설명하기 위해, 우선 교반 기어(9m)는 아이들러 기어[9q; 아이들러 기어(9q)는 스텝 기어]의 작은 기어(9q1)를 통해 구동력을 수납한다. 교반 기어(9m)가 구동력을 수납할 때, 교반 부재(9e)는 회전한다. 스텝 아이들러 기어(9q)는 큰 기어(9q3)가 현상 롤러 기어(9k)와 맞물리기 때문에 아이들러 기어(9q)는 구동력을 수납한다. 또한, 상기 구동력은 아이들러 기어(9q)의 중간 기어(9q2)로부터 스텝 기어인 아이들러 기어(9r)로 전송된다. 이후, 구동력은 아이들러 기어(9r)의 작은 기어(9r1)로부터토너 전송 기어(9s)로 전송되어 토너 이송 부재(9b)를 회전시킨다. 또한, 구동력은 토너 전송 기어(9s)로부터 아이들러 기어(9t)를 통해 교반 기어(9n)로 전송되어, 교반 부재(9f)를 회전시킨다. 아이들러 기어(9q, 9r, 9t)는 현상 수단 보유 프레임(12)의 일체식으로 형성된 부분인 저글(joggle)형 샤프트(12e, 12f, 12g) 상에 회전식으로 장착된다. 이러한 샤프트(12e, 12f, 12g)는 약 2 내지 3 ㎜ 의 직경이고, 그 단부는 아래에 설명하는 현상 유닛 홀더(40)에 의해 지지된다. 따라서, 그들이 하중에 의해 변형되는 것이 방지된다. 또한, 샤프트(12e, 12f, 12g)의 기부는 "클래딩" 방식 또는 스텝핑 방식으로 직경이 증가하여 강성을 증가시킨다. 상기 기어 트레인은 로드 안테나(9h)의 상기 설명한 U형상의 부분(9h1)에서와 같이 현상 수단 보유 프레임(12)의 동일한 축면 상에 위치된다.
상기 설명한 구조의 장치를 설비함으로써, 기어 트레임의 기어의 지지 및 토너 잔여량 검출 접촉부와의 전기 접속부를 형성하는 것은 단일 부품[본 실시예에서는 현상 유닛 홀더(40)]에 의해 달성될 수 있다. 또한, 상기 기어 트레인의 토너 교반 부재(9e, 9f), 로드 안테나(9h), 기어(9q, 9r, 9s, 9t) 및 교반 기어(9m, 9n)는 현상 수단 보유 프레임(12)의 종방향의 관점에서 현상 수단 보유 프레임(12)의 동일한 측벽으로부터 현상 수단 보유 프레임(12)에 부착될 수 있다. 따라서, 조립 효율은 현저하게 개선된다.
현상 수단 보유 프레임(12)의 아래턱형 부(12h)는 기록 매체(2) 예로써, 기록지를 이송하기 위한 가이드로써 두배로 된다. 또한, 현상 수단 보유 프레임(12)의 강성을 증가시키기 위해, 현상 수단 보유 프레임(12)은 진공 성형에 의해 성형될 수 있다.
도12에서, 인용 코드 12P에 의해 표시된 부분은 개구이고, 상기 개구의 긴 엣지는 현상 수단 보유 프레임(12)의 종방향과 평행하다. 토너 보유 프레임(11)이 현상 수단 보유 프레임(12)과 결합됨으로써, 개구(12P)는 토너 보유 프레임(11)의 개구(11i)와 정렬되어 토너 보유 프레임(11)에 저장된 토너가 현상 롤러(9c)에 공급되게 허용한다. 상기 설명한 로드 안테나(9h) 및 교반 부재(9e, 9f)는 개구(12P)의 종방향 측면에서 개구(12P)의 일단부에서 타단부로 연장된다.
본 실시예에서, 현상 수단 보유 프레임(12)에서, 현상 롤러 고정부(12X), 측벽(12A) 현상 블레이드 고정부[(블레이드 부착 평평면(12i)], 로드 안테나(9h) 고정부[관통 구멍 (12b, 12k, 12o)], 교반 부재 고정부[관통 구멍(12t, 12f, 12g)] 등은 현상 수단 보유 프레임(12)의 일체식 부분으로써 현상 수단 보유 프레임(12)과 일체식으로 형성된다. 현상 수단 보유 프레임(12)용 재료는 상기 설명한 토너 보유 프레임(11)에서와 동일하다.
(현상 유닛 홀더)
다음으로, 현상 유닛 홀더(40)를 설명한다.
현상 유닛 홀더(40)에 관한 설명은 도4 내지 도7, 도10, 도11 및 도22를 참조하여 설명한다. 도10의 (a)는 상기 현상 유닛 홀도의 외측으로부터 볼 수 있듯이 프로세스 카트리지(B)가 구동되는 측면(본 명세서에서는 "구동측") 상에서, 현상 수단 보유 프레임(12) 에 부착된 현상제 유닛 홀더(40)의 사시도이다. 도10의 (b)는 내향 측으로부터 볼 수 있는 현상제 유닛 홀더(40)의 사시도이다.
현상제 유닛 홀더(40, 41)는 현상 유닛(D)을 완료하기 위해 상기 조립체의 종방향으로부터 도13에 도시된 조립체의 종단부에 일대일로 부착된다. 특히, 우선 현상 유닛 홀더(40)의 두개의 핀(40d, 41d)은 현상 롤러 베어링의 대응 구멍(9ji)을 통해 유입되고 현상 수단 보유 프레임(12)의 구멍(12p) 내에 끼워진다. 이후, 현상 유닛 홀더(40, 41)는 현상 유닛 홀더(41)와 현상 수단 보유 프레임(12) 사이에 개재시키는 방식으로 작은 나사(33, 34)를 사용하여 현상 수단 보유 프레임(12)에 끼워진다. 이후, 현상 유닛 홀더(40, 41)는 현상 유닛 홀더(40, 41)와 현상 수단 보유 프레임(12) 사이에 현상 롤러 베어링(9j)을 개재시키는 방식으로 작은 나사(33, 34)를 사용하여 현상 수단 보유 프레임(12)에 견고하게 고정된다. 작은 나사(33, 34)는 현상 유닛 홀더(40, 41)의 관통 구멍(401, 411)을 통해 견인된다. 현상 롤러(9c)의 원통형 중공 내에 놓여진 자석(9g; 도3 및 도13)을 장착시키기 위하여, D형 단면을 갖는 자석의 샤프트의 일단부(9g1)는 D형 단면을 갖는 현상 유닛 홀더(40)의 구멍(40e)내에 끼워지고 D형 단면을 갖는 자석(9g)의 샤프트의 타단부(9g2)는 현상 유닛 홀더(41)의 구멍(40e; 도22)에 끼워진다. 결국, 자석(9g)의 위치는 종방향의 관점에서 끼워진다. D형 단면을 갖는 상기 설명한 자석 샤프트 단부로써 고정되는 기준점에 대한 자석(9g)의 자극의 각도는 D형 단면을 갖는 대응 구멍(40e)에 끼워진다.
현상 유닛 홀더(40, 41)는 현상 유닛 홀더(40, 41)의 일체로 형성되고 현상 유닛 홀더(40, 41)로부터 돌출하는 회전축(20)을 구비한다. 회전축(20)은 세척 수단 보유 프레임(13)의 리세스[21; 도7의 (a)]에 위치된 뒤, 현상 수단 보유프레임(12)은 연결 부재(22; 도6)에 의해 세척 수단 보유 프레임(13)에 연결된다. 결국, 현상 유닛(D)은 현상 유닛(D)이 감광 드럼(7)을 보유하는 세척 수단 보유 프레임(13)에 대해 피봇식 이동을 허용하는 방식으로 세척 수단 보유 프레임(13)에 의해 지지된다. 또한, 감광 드럼(7)의 주연면과 현상 롤러(9c) 사이의 갭을 일정하게 보유시키기 위해[감광 드럼(7)과 현상 롤러(9c)가 진동에 의해 서로에 대해 변위되는 것을 방지하기 위해] 접촉 부재(22)에 부착된 압축 스프링(도16 및 도17)은 현상 유닛 홀더(40, 41)의 스프링 시트(40b, 41b; 도10 및 도22) 상에서 가압된다.
상기 설명한 것처럼, 현상 유닛 홀더(40, 41)는 현상 유닛 홀더(40, 41)의 외부면 상에 긴 가이드(12a)가 구비된다. 또한, 현상 유닛 홀더(40)는 잔여 토너량을 검출하기 위한 토너 검출 접점(122)과 현상 바이어스 접점(121)에 끼워진다. 접점(122, 121)은 금속판으로 형성되고, 접점(122, 121)의 구멍을 통해 현상 유닛 홀더(40)의 내부면 상의 돌출부를 가압함으로써 현상 유닛 홀더(40)에 부착된다. 우선, 토너 검출 접점(122)의 부착은 도면을 참조로 설명한다.
토너 검출 점점(122)은 외부(122a) 및 내부(122b)를 포함한다. 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14) 내에 있을 때 장치 주 조립체(14) 측면 상에 구비된 도시되지 않는 토너 검출 접점과 접촉상태로 있게 하기 위해 외부(122a)는 현상 유닛 홀더(40)의 외부면 상에 위치된다. 내부(122b)는 로드 안테나(9h)의 U형 부분(9h1)과 접촉된 상태로 있게 되고, 이 때에 상기 두 부분들 사이의 소정의 접촉압은 보유된다. 토너 검출 접점(122)의 외부(122a)의 노출면은 현상 유닛홀더(40)의 주벽(40a)의 외부면(40a1)과 사실상 동일한 평면에 있게 된다. 토너 검출 접점(122)의 내부(122b)는 이 내부(122b)가 로드 안테나(9h)와 접촉하도록 현상 유닛 홀더(40)의 내측 상에 위치된다. 다시 말해서, 토너 검출 접점(122)은 현상 유닛 홀더(40)의 주벽(40a)을 통해 도입된다.
다음으로, 현상 바이어스 접점(121)을 설명한다.
현상 바이어스 접점(121)은 판 스프링부(121a), 내부(121b) 및 외부(121c)를 갖는다. 상기 부분(121a, 121b)들은 현상 유닛 홀더(40)의 내측면 상에 있게 되고, 부분(121c)은 현상 유닛 홀더(40)의 외측면 상에 있게 된다. 현상 유닛 홀더(40)를 현상 수단 보유 프레임(12)에 부착시킨 후, 판스프링부(121a)는 자체의 탄성으로 현상 블레이드(9d)의 금속판(9d1)의 절곡부(9d1e)와 접촉상태로 보유되며, 사실상 금속판(9d1) 및 현상 롤러(9c)와 위치 레벨이 동일하게 보유된다. 내부(121b)는 보스(40f)주위로 상기 설명한 구멍(40e)으로 끼워지고, 코일 형상으로 현상 접점(91)과 접촉이 보유되고 현상 접점(91)의 탄성에 의해 보스(40f) 주위로 끼워지고, 현상 접점(91)이 내부(121b) 상에 활주하는 것을 허용한다.(100g 내지 300g의 영역에서 접촉압력을 보유시킨다.) 만일 필요하다면, 전기 도전성 그리스가 현상 접촉부(91)가 활주하는 내향부(121b)의 표면 영역 상에 코팅될 수 있다. 외향부(121c)는 측벽(40a)의 외향측 상에 있는 측벽(40a)의 리세스 내에 고정된다. 외향부(121c)의 외향 표면은 측벽(40a)의 외향 표면과 실질적으로 같은 높이이다. 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14) 내에 장착된 후, 외향부(121c)는 장치 주 조립체(14)의 도시되지 않은 현상 접촉부와 접촉을 보유하고 장치 주조립체(14)로부터 현상 롤러(9c)로 인가되는 현상 바이어스를 수용한다. 다시 말해, 현상 바이어스는 장치 주 조립체(14)로부터 현상 바이어스 접촉부(121)과 코일의 형태인 현상 접촉부(91)를 통해서 현상 롤러(9c)로 인가된다.
현상 유닛 홀더(40)의 현상 수단 보유 프레임(12)으로의 부착 후에, 토너 검출 접촉부(122)의 판 스프링부 또는 내향부(122b)는 도13에 도시된 로드 안테나(9h)의 U형부(9h1)와 접촉을 보유하여서 로드 안테나(9h)에 전기적으로 접속한 채로 머무른다. 로드 안테나(9h)와 토너 검출 접촉부(122)의 내향부(122b) 사이의 접촉 압력은 약 100g이다. 또한, 장치 주 조립체(14) 내에 프로세스 카트리지(B)의 장착 후 현상 유닛 홀더(40)의 외향 표면(40a1) 내에 고정된 외향부(122a)는 장치 주 조립체(14)의 도시되지 않은 토너 검출 접촉부에 전기적으로 접속을 보유한다. 따라서, 현상 롤러(9c)와 로드 안테나(9h) 사이에 있는 토너량의 변화에 응답하여 변화하는 현상 롤러(9c)와 로드 안테나(9h) 사이의 정전 용량을 반영하는 전기 신호는 로드 안테나(9h)와 토너 검출 접촉부(122)를 통해서 장치 주 조립체(14)의 도시되지 않은 접촉부로 전송된다. (도시되지 않은) 제어부가 장치 주 조립체(14)의 도시되지 않은 접촉부에 전송된 전기 신호가 소정의 레벨에 도달하였음을 검출함에 따라서 제어부는 프로세스 카트리지(B)가 교체되어야 한다는 신호를 발생시킨다. 전술한 바와 같이, 현상 유닛 홀더(40)의 내향 표면 내 세개의 홀(40g) 내에 기어(9q, 9r, 9t)를 위한 조글 같은 기어 샤프트의 단부가 대응하여 끼워진다. 다시 말해, 조글 같은 기어 샤프트(12e, 12f, 12g)는 현상 유닛 홀더(40) 및 현상 수단 보유 프레임(12)에 의해서 개재되어 그에 의해서 지지된다.현상 유닛 홀더(40)의 내향 표면 내의 구멍(40m)에 교반 기어(9m)는 현상 유닛 홀더(40)에 의해서 회전식으로 지지되도록 삽입된다.
신호 부품(현상 수단 홀더)이 위에서 설명된 바와 같이 다양한 기능을 수행하도록 하는 것은 비용 절감 뿐만 아니라 조립 효율성에 향상을 가져온다.
또한, 이 실시예에서, 회전축(20), 스프링 장착부(40b), 긴 가이드(12a), 자석(9g) 고정부(구멍(40e)), (보스(40) 등과 같은) 현상 바이어스 접촉부 고정부, 토너 검출 접촉부(122) 고정부, 구멍(40m), 핀(40d), 나사 구멍(401) 등이 현상 유닛 홀더(40)의 일체형 부분으로서 형성된다. 또한, 회전축(20), 스프링 장착부(41b), 긴 가이드(12a) 등이 현상 유닛 홀더(41)의 일체형 부분으로서 형성된다. 현상 수단 홀더(40, 41)는 단일 단계의 (20%의 유리 충전재를 포함하는) 아크릴로니트릴-스티렌 중합체 수지로 형성된다. 현상 유닛 홀더(40, 41)를 현상 수단 보유 프레임(12)으로 부착시키기 위해서, 먼저, 현상 유닛 홀더(40, 41)는 현상 유닛 홀더(40, 41)의 핀(40d, 41d)을 현상 수단 보유 프레임(12)의 구멍(12p) 내로 삽입함으로써 현상 수단 보유 프레임(12)에 대해서 정확하게 위치된 후, 나사는 현상 유닛 홀더(40, 41)의 나사 구멍(401, 411)을 통해서 놓여져서 현상 수단 보유 프레임(12)의 암 나사 형성된 구멍(12r1)으로 나사 체결된다.
(전기 접촉부의 구조)
다음으로, 도4와 도7을 참조하여 프로세스 카트리지(B)로서 화상 형성 장치(A)의 주 조립체와 프로세스 카트리지(B)를 전기적으로 접속시키기 위한 전기 접촉부의 위치와 접촉부에 대하여 설명될 것이다.
프로세스 카트리지(B)에는 도면에 도시된 바와 같이 다수의 전기 접촉부가 제공된다. 좀더 구체적으로, 프로세스 카트리지(B)는, (1) 감광 드럼(7)을 장치 주 조립체(14)를 통해서 접지 시키기 위해서 감광 드럼(7)으로 전기적으로 접속되는 전기 도전성 접지 접촉부(119), (2) 대전 바이어스를 장치 주 조립체(14)로부터 대전 롤러(8)로 인가하기 위해서 대전 롤러 샤프트(8a)에 전기적으로 접속된 전기 도전성 대전 바이어스 접촉부(120), (3) 현상 바이어스를 장치 주 조립체(14)로부터 현상 롤러(9c)로 인가하기 위하여 현상 롤러(9c)에 전기적으로 접속된 전기 도전성 현상 바이어스 접촉부(121) 및 (4) 잔류 토너의 양을 검출하기 위해서 마개 안테나(9h)로 전기적으로 접속된 전기 도전성 토너 잔류량 검출 접촉부(122)와 같은 4개의 전기 접촉부를 갖는다. 이들 4개의 전기 접촉부는 카트리지 하우징의 측벽(우측)의 외향 표면에서 프로세스 카트리지(B)로부터 노출되어 있고, 이들 사이의 누전을 방지하기에 충분한 거리로 서로로부터 분리되어 있다. 전술한 바와 같이, 접지 접촉부(119)와 대전 바이어스 접촉부(120)는 세척 수단 보유 프레임(13)에 부착되어 있고, 현상 바이어스 접촉부(121)과 토너 잔류량 검출 접촉부(122)는 현상 수단 보유 프레임(12, 현상 유닛 홀더(40))에 부착된다. 토너 검출 접촉부(122)는 프로세스 카트지지(B)가 장치 주 조립체(14) 내에 적절하게 장착되었는지를 검출하기 위한 카트리지 유무 검출 접촉부로써 역할도 한다.
접지 접촉부(119)는 드럼 샤프트(7a)용 재료로서 전기 도전성 물질을 사용하는 것과 삽입 성형을 통해서 전기 도전성 접촉부를 전기 절연성 드럼 샤프트(7a) 안으로 삽입하는 것 중 하나에 의해서 감광 드럼(7)의 드럼 샤프트(7a)의 일부로서형성된다. 이 실시예에서 드럼 샤프트(7a)는 철과 같은 금속 재료로 형성된다. 다른 접촉부(120, 121, 122)는 약 0.1 내지 0.3mm 두께의 전기 도전성 금속판, 예컨대 스테인리스 강판 또는 인청동으로 형성된다. 이들은 프로세스 카트리지(B)의 내향 측에서부터 프로세스 카트리지(B)의 외향 측으로 복잡하게 연장된다. 특히, 대전 바이어스 접촉부(120)는 세척 유닛(C)의 피동측(단부 C1측)에서부터 노출되고, 현상 바이어스(121)과 토너 검출 접촉부(122)는 현상 유닛(D)의 피동 측(단부 D측)에서부터 노출된다.
대전 바이어스 접촉부(120)는 긴 가이드(12a)의 실질적으로 바로 위에, 그리고 대전 롤러[8, 도7의 (a)]를 지지하고 있는 세척 수단 보유 프레임(13)의 부분에 인접하여 위치한다. 또한, 대전 바이어스 접촉부(120)는 대전 롤러(8)에 전기적으로 접속된다. 대전 바이어스 접촉부(120)의 부분(120a)은 대전 롤러(8a)와 접촉한다.
다음으로, 현상 바이어스 접촉부(121) 및 토너 검출 접촉부(122)가 설명될 것이다. 이들 두개의 접촉부(121, 122)는 현상 유닛(D)의 종단부(D1), 즉 세척 수단 보유 프레임(13)의 대전 바이어스 접촉부(120)가 위치되는 위치와 같이 프로세스 카트리지(B)의 동일한 종단부 상에 위치된다. 도10의 (a)를 참조하면, 현상 바이어스 접촉부(121)의 외향부(121c)는 긴 가이드(12a) 바로 아래, 그리고 현상 롤러(9c, 도4) 내에 내장되는 자석(9g)을 지지하고 있는 현상 수단 보유 프레임(12)의 우측벽(12c)의 부분의 인접부 내에 위치된다. 현상 바이어스 접촉부(121)는 현상 롤러[9c, 도7의 (b)]의 단부와 접촉한 현상 접촉부로서 코일 스프링(91)을 통해서 현상 롤러(9c)에 전기적으로 접속된다. 도4에 도시된 토너 검출 접촉부(122)는 카트리지 삽입 방향(화살표 X의 방향)에 의하여 긴 가이드(12a)의 상류측 상에 위치된다. 또한, 도7의 (b)를 참조하면 토너 검출 접촉부(122)는 현상 롤러(9c)를 따라서 토너 용기(11A) 내로 연장되는 로드 안테나(9h)와 접촉된다. 또한, 전술된 바와 같이, 로드 안테나(9h)는 현상 롤러(9c)의 종방향으로 현상 롤러(9c)의 일단부에서 타단부까지 신장되고, 현상 롤러(9c)의 주연 표면에서부터 소정의 거리를 보유한다. 로드 안테나(9h)와 현상 롤러(9c)의 정전 용량은 두 부품(9h, 9c) 사이에 있는 토너량에 따라서 변화된다. 따라서, 장치 주 조립체(14)의 (도시되지 않은) 제어부는 이 정전 용량의 변화를 전위의 변화로서 검출함으로써 잔류 토너량을 결정한다.
여기서, 토너 잔류량은 현상 롤러(9c)와 로드 안테나(9h) 사이에 있어서 소정의 정전 용량을 제공하는 토너의 양을 의미한다. 따라서, 토너 용기(11A) 내에 잔류하는 토너의 양이 소정의 레벨까지 감소될 때를 검출하는 것이 가능하다. 특히, 장치 주 조립체(14)의 제어부가 토너 검출 접촉부(122)를 통해서 정전 용량이 소정의 제1 값을 갖는 것을 검출함에 따라서 토너 용기(11A) 내 잔류하는 토너량이 소정의 레벨까지 감소하였다는 것을 결정한다. 또한, 정전 용량이 소정의 제1 값을 가짐에 따라서 장치 주 조립체(14)는 프로세스 카트리지(B)가 교체되어야 한다는 신호를 발생시킨다(예컨대, 램프가 켜지고 꺼지거나 또는 버저가 울린다.). 또한, 제어부가 정전 용량이 제1의 값보다 적은 소정의 제2 값을 가진다는 것을 검출함에 따라서 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14) 내에 장착되었다는 것을결정한다. 만일 제어부가 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체(14) 내에 장착되었다는 것을 검출하지 못한다면, 제어부는 장치 주 조립체(14)가 화상 형성 작동을 개시하는 것을 허용하지 않는다. 장치 주 조립체(14)는 프로세스 카트리지(B)가 장치 주 조립체 (14) 내에 장착되지 않았다는 신호를 발생시키는 것이 가능할 수도 있다(예컨대, 이는 램프를 켜지거나 꺼지게 할 수 있다. ).
다음으로, 프로세스 카트리지(B) 측 상의 전기 접촉부 사이의 접속과 장치 주 조립체(14) 측 상의 전기 접촉부가 설명될 것이다.
화상 형성 장치(A)의 카트리지 장착 공간(S)에는 대응식으로 프로세스 카트리지(B)가 카트리지 장착 공간(S) 내에 장착됨에 따라서 접촉부(119 내지 122)와 접촉하게 되는 (도시되지 않은) 4개의 접촉부가 마련된다. 4개의 접촉부는 공간(S)의 동일 벽 상에 있다.
여기서, 접촉부와 가이드 사이의 위치 관계가 설명될 것이다.
먼저, 도4를 참조하면, 수직 방향으로 현상 바이어스 접촉부(121)는 최저 레벨 상에 위치된다. 토너 검출 접촉부(122), 긴 가이드(12a) 및 원통형 가이드(13a, 접지 접촉부(119))는 현상 바이어스 접촉부(121) 위의 거의 같은 레벨에 위치되고, 짧은 가이드(13b)는 이들 3개 위에 위치된다. 대전 바이어스 접촉부(120)는 최고 레벨에 위치된다. 카트리지 삽입 방향(화살표 X 방향)으로 토너 검출 접촉부(122)는 최상류에 위치된다. 긴 가이드(12a), 대전 바이어스 접촉부(120) 및 현상 바이어스 접촉부(121)는 나열된 순서에서 토너 검출 접촉부(122)의 상류 측상에 위치된다. 또한, 짧은 가이드(13b) 및 원통형 가이드(13a, 접지접촉부(119))는 하류에 위치된다. 전술된 접촉부와 가이드의 위치 설정에 따라 대전 바이어스 접촉부(120)는 대전 롤러(8)에 근접하여 위치되고, 현상 바이어스 접촉부(121)는 현상 롤러(9c)에 근접하여 위치되고, 토너 검출 접촉부(122)는 로드 안테나(9h)에 근접하여 위치되고, 접지 접촉부(119)는 감광 드럼(7)에 근접하여 위치된다. 다시 말해, 전극은 복잡하게 늘어뜨려질 필요가 없고, 대응 접촉부 사이의 거리를 줄일 수 있다.
프로세스 카트리지(B)의 접촉부(119 내지 122)가 이 실시예에서와 같이 헬리컬 드럼 기어(7b)와 동일 측(구동측) 상에 위치되기 때문에, 장치 주 조립체(14) 상의 카트리지 구동 수단과 헬리컬 드럼 기어(7b) 사이의 결합, 및 프로세스 카트리지(B) 측 상의 접촉부(119 내지 122)와 장치 주 조립체(14) 측 상의 전기적인 접촉은 프로세스 카트리지(B)의 동일 측에서 이루어진다. 따라서, 만일 이 측이 위치 기준으로 사용된다면 결합된 치수 에러의 양은 감소될 수 있고, 따라서 접촉부(119 내지 122)와 헬리컬 드럼 기어(7b)는 좀 더 정확하게 위치될 수 있다. 또한, 헬리컬 드럼 기어(7b)의 나선 방향이 설정되면, 위에서 설명된 실시예에서와 같이, 감광 드럼(7)은 헬리컬 드럼 기어(7b)를 향하여 밀쳐지고, 접점이 위치하는 프로세스 카트리지(B)의 측면에 대하여, 감광 드럼(7)의 축방향에 관하여 감광 드럼(7)의 위치는 고정될 수 있다. 이 경우에, 상기 효과가 얻어질 뿐만 아니라, 감광 드럼(7)과 각 접점 사이의 위치 관계에 정밀도를 개선하는 것도 가능하게 된다. 또한, 드럼 셔터(18, 도5)를 개폐하기 위한 레버(23)가 위치되면, 위에서 설명된 실시예에서와 같이, 접점(119 내지 122)이 위치된 측면에 반대편 상에서, 프로세스카트리지(B)로 인한 마찰 저항은 프로세스 카트리지(B)의 종방향으로 균등하게 분배된 기구 주 조립체 내에 삽입된다. 다른 말로, 드럼 셔터(18)는 개방되고 폐쇄되기 때문에 프로세스 카트리지(B)의 종방향에 대한 프로세스 카트리지(B)의 한 측면 상에 발생된 마찰 저항은 다른 측면 상의 레버(23)에 작용하는 힘과 균형을 이룬다. 따라서, 프로세스 카트리지(B)는 부드럽게 삽입될 수 있다.
또한, 프로세스 카트리지(B)의 모든 접점이 프로세스 카트리지(B)가 한쪽 측면 상에 위치하고, 프로세스 카트리지(B)가 도9에 도시된 위치설정 홈(16a5) 내에 자리잡은 판 스프링(45)에 의해 프로세스 카트리지(B)의 우측으로 압박되어 보유되면, 위에서 설명된 실시예에서와 같이, 프로세스 카트리지(B) 측면 상의 모든 접점은 기구 주 조립체(14) 측면 상의 상대부품과 접촉하며 남게된다.
부수적으로, 접점은 셔터 레버(23)와 동일한 측면에 위치될 수도 있다. 또한 이러한 배열은 위에서 설명한 바와 같이 동일한 효과를 충분히 제공한다.
(프로세스 카트리지 프레임의 구조)
본 실시예의 프로세스 카트리지(B)는 함께 프로세스 카트리지(B)의 프레임을 구성하는 토너 지지 프레임(11), 현상 수단 지지 프레임(12) 및 세척 수단 지지 프레임(13)을 포함한다. 다음으로, 프로세스 카트리지(B)의 이 프레임의 구조를 설명한다.
도3을 참조하여, 토너 지지 프레임(11)은 토너 용기(11A)를 포함하고, 토너 이송 부재(9b)는 토너 지지 프레임(11)에 부착된다. 현상 수단 지지 프레임(12)에는, 현상 롤러(9c) 및 현장 블레이드(9d)가 부착된다. 또한 현상 수단 지지 프레임(12)에는, 현상 챔버 내의 토너를 순환시키기 위한 교반 부재(9e, 9f)가 현상 롤러(9c)에 인접하여 부착된다. 토너 지지 프레임(11) 및 현상 수단 지지 프레임(12)은 서로 용접되고, 현상 장치[D, 도7의 (b)]를 형성한다.
충전 수단 지지 프레임(13)에는, 감광 드럼(7), 대전 롤러(8) 및 세척 수단(10)이 부착된다. 또한, 프로세스 카트리지(B)가 기구 주 조립체(14)의 외부에 있을 때 감광 드럼(7)을 덮음으로써 감광 드럼(7)을 보호하기 위한 드럼 셔터(18)는 충전 수단 지지 프레임(13)에 부착되고, 세척 장치[C, 도7의 (a)]를 완성한다.
현상 장치(D) 및 세척 장치(C)는 연결 부재(22)에 의해 연결되고 프로세스 카트리지(B)를 형성한다. 여기에, 연결 부재(22)는 도면을 참조로 설명한다. 도16을 참조하여, 본 실시예의 각각의 연결 부재(22)는 세척 장치(C)에 대한 현상 장치(D)의 위치 관계를 고정하기 위한 위치설정 돌기(22b), 현상 장치(D)의 현상 롤러(9c)를 세척 장치(C)의 감광 드럼 상에 보유하기 위한 압축 스프링(22a) 및 세척 장치(C) 및 현상 장치(D)의 결함을 보유하기 위한 세척 장치(C)의 상대 부품과 결합하는 다수의 고정 갈고리(22c1, 22c2)를 포함한다. 더 상세하게, 위치설정 돌기(22b) 및 갈고리(22c1, 22c2)는 연결 부재(22)의 일체로 형성된 부분들이고, 압축 스프링(22a)은 연결 부재(22)의 형성 후에 연결 부재(22)에 부착된다.
현상 장치(D)는 현상 장치 지지부(40, 41)를 포함하고, 현상 수단 지지 프레임(12)의 종방향 단부들에 대하여 일대일로 부착된다. 현상 장치 지지부(40, 41)는 아암(19)을 구비하고, 회전축(20)을 구성하는 연결 돌기, 단부를 구비한다. 현상 장치 지지부(40, 41)는 현상 수단지지 프레임(12)에 그들이 부착된 후, 그들 회전축(20)이 서로 정렬되도록 구성된다[도7의 (b)]. 한편, 충전 수단 지지 프레임(13)은 충전 수단지지 프레임(13)의 종방향 단부에서 일대일로 위치되고, 상기 연결 돌기가 위치되는, 연결 리세스[21, 도7의 (a)]를 갖고, 이로써 정확하게 위치된다. 도18을 참조하여, 충전 수단 지지 프레임(13)의 각각의 종방향 단부는 위치설정 돌기(22b)가 맞추어지는 정사각형 구멍(13o), 상기 고정 갈고리(22c1, 22c2)가 물리는 정사각형 구멍(13p1, 13p2) 및 상기 압축 스프링(22a)이 그를 통해 놓이는 원형 구멍(13q)으로 제공된다. 이들 구멍들은 연결 리세스(21)의 상부 벽부 내에 있다.
상기 연결 돌기의 회전축이 충전 수단 지지 프레임(13)의 연결 리세스(21) 내에 위치된 후, 연결 부재(22)는 고정 갈고리가 해당 구멍 내에 물리도록 하는 방식으로 충전 수단 지지 프레임(13) 내에 삽입된다. 결과적으로, 현상 장치(D)는 세척 장치(C)에 회전 가능하게 연결된다.
두 개의 장치(C, D)가 연결됨으로서, 연결 부재(22)에 부착된 압축 스프링(22a)은 현상 장치(D)의 아암(19)의 기부에 위치된 스프링 고정부(19a) 내에 맞추어지고, 계속해서 연결 돌기의 회전축(20)에 대하여 현상 장치(D)를 회전시키는 방향으로 작용하는 모멘트를 발생한다. 결과적으로, 현상 롤러(9c)는 현상 장치(D) 그 자체 및 압축 스프링(22a)의 탄성에 의해 감광 드럼(7)으로 향하여 계속 압박되고, 현상 롤러(9c)와 동축인 스페이서 링(9i)에 간섭되고, 롤러(9c)의 것보다 약간 큰 직경을 갖는다(도22).
감광 드럼(7)의 한쪽 단부 및 현상 롤러(9c)의 동일한 단부에는, 헬리컬 기어(7b) 및 헬리컬 현상 롤러 기어[9k, 도7의 (a), (b)]가 부착되고, 서로 맞물린다. 그러므로, 현상 롤러(9c)는 감광 드럼(7)에 의해 회전 가능하게 구동된다. 현상 장치 지지부(40, 41)는 감광 드럼(7)과 현상 롤러(9c) 사이의 피치점에 있는 작동의 횡선 및 피치점과 회전축(20)의 축선을 연결하는 직선이 맞물린 측면에서 약 0 내지 6도가 되도록 형성된다. 그러므로, 감광 드럼(7)이 현상 롤러(9c)를 회전시킴으로서, 또한 모멘트가 현상 장치(D) 내에 발생되고, 스페이서 링(9i)의 간섭과 함께, 현상 롤러(9c)가 감광 드럼(7)을 향하여 압박되게 한다.
다른 말로, 프로세스 카트리지(B)에서, 현상 롤러(9c)는 현상 장치(D) 그 자체의 무게, 압축 스프링(22a)의 탄성 및 감광 드럼(7)에 의한 현상 롤러(9c)의 회전 구동에 의해 발생된 모멘트에 의해, 스페이서 링(9i)의 간섭과 함께, 감광 드럼(7)을 향하여 계속 압박되게 된다. 그러므로, 감광 드럼(7)과 현상 롤러(9c)의 주연 표면 사이의 간격은 일정하게(본 실시예에서는, 약 300 μm) 보유되고, 좋은 품질의 화상이 계속해서 출력되는 것을 보장한다.
다음으로, 연결 부재(22)를 상세히 설명한다. 연결 부재(22) 및 위치설정 돌기(22b)와 다수의 고정 스냅 갈고리(22c1, 22c2)와 같은 그 일체 요소들은 사출 성형에 의해 수지 재료로 일체로 형성된다. 이어서, 압축 스프링(22a)이 부착된다. 연결 부재(22)를 위한 수지 재료로서는, 폴리에틸렌(PS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티롤(ABS), 폴리에틸렌 옥사이드(PPO) 등이 사용된다.
연결 부재(22)는 충전 수단지지 프레임(130의 연결 리세스(21)에 대한 연결돌기의 회전축(20)의 정확한 위치설정을 위하여, 연결 부재(22)의 일체 부분인 위치설정 돌기(22b)와 함께 제공된다. 위치설정 돌기(22b)는 정사각형 필라의 형태이고 연결 돌기의 회전축(20)과 접촉하는 참조용 표면(22a1)을 갖는다. 위치설정 돌기(22b)가 원형 필라의 형태라면, 위치설정 돌기(22b)는 단지 한 점에서 연결 돌기의 회전축(20)과 접촉하게 되고, 탄성 변형으로 인하여 회전축(20)의 정확한 위치설정에 실패하게 된다. 이어서, 위치설정 돌기(22b)가 참조용 표면(22a1)과 함께 제공됨으로써 정사각형 필라와 같은 위치설정 돌기(22b)의 형상은 회전축(20)의 위치설정에 있어서 에러의 양을 줄인다. 또한, 위치설정 돌기(22b)는 사실상 공차가 없으며, 따라서 위치설정 돌기(22b)는 세척 수단 지지 프레임(13)의 상부 벽부의 정사각형 구멍(13o) 내에 완벽하게 압박 고정될 수 있다. 이것은, 연결 부재(22)와 충전 수단 지지 프레임(13) 사이의 어떠한 움직임의 존재는 연결 돌기가 고정된 회전축(20)의 위치가 고정되는 정밀도를 그 움직임 량에 비례되는 양만큼 감소시키기 때문에, 연결 부재(22)를 어떠한 움직임도 없이 충전 수단 지지 프레임(13)에 고정시킨다.
연결 부재(22)는 주위에 압축 코일 스프링(22a)이 압박 고정된 보스(22d)가 제동된다. 보스(22d)는 연결 부재(22)의 일체 부분으로 형성된다. 따라서, 압축 스프링(22a)은 미리 연결 부재(22)의 보스(22d) 주위에 압박 고정될 수 있고, 보스(22d)의 설치는 프로세스 카트리지(B)를 조립할 때 편리하다.
도16을 참조하여, 연결 부재(22)는 연결 부재(22)의 고정을 위하여, 한 쌍의 고정 갈고리(22c1) 및 한 쌍의 고정 갈고리(22c2)가 제공된다. 고정 스냅 갈고리쌍(22c1, 22c2)은 각기 위치설정 돌기(22b) 및 압축 스프링(22a)에 인접하여 위치된다. 위치설정 돌기(22b)에 인접한 고정 갈고리(22c1)는 고정 갈고리(22c1)의 실제 갈고리부가 위치설정 돌기(22b)를 향하여 돌출 되도록 향하게 된다. 유사하게, 압축 스프링(22a)에 인접한 고정 갈고리(22c2)는 고정 갈고리(22c2)의 실제 갈고리부가 압축 스프링(22a)을 향하여 돌출 되도록 향하게 된다. 상기의 구조적 배열의 설치와 함께, 신뢰성 있는 연결이 이루어질 수 있고, 연결 부재(22)는 충전 수단 지지 프레임(13)으로부터 이탈되는 것이 방지된다.
더 상세하게, 연결 부재(22)는 압축 스프링(22a)의 탄성에 의해 발생되고 충전 수단 지지 프레임(13)의 밖으로 연결 부재(22)를 밀어내는 방향으로 작용하는 힘 하에서 보유된다. 그러나, 고정 갈고리(22c2)의 단부 또는 실제 갈고리부는 압축 스프링(22a)을 향하여 돌출된다. 따라서, 압축 스프링(22a)으로부터의 힘은 고정 갈고리(22c2)의 실제 갈고리부를 충전 수단 지지 프레임(13)의 고정 갈고리 고정부에 잠기어진 체로 보유한다. 다른 말로, 연결 부재(22)는 압축 스프링(22a)의 탄성에 의해 충전 수단 지지 프레임(13)으로부터 이탈되는 것이 방지된다.
연결 돌기의 회전축(20)은 감광 드럼(7), 현상 롤러(9c), 스페이서 링(9i) 등의 진동으로 인해 발생되는 현상 장치(D)의 작은 진동으로 인하여 일정하게 회전한다. 연결 돌기의 회전축(20)이 회전함으로써, 회전축(20)과 연결 부재(22)의 위치설정 돌기(22b) 사이의 마찰은 위치설정 돌기(22b)를 위로 밀어낸다. 그러나, 고정 갈고리(22c2)의 단부 또는 실제 갈고리부는 위치설정 돌기(22b)를 향하여 돌출된다. 따라서, 마찰은 고정 갈고리(22c1)의 실제 갈고리부를 충전 수단 지지 프레임(13)의 고정 갈고리 고정부에 잠기어진 체로 보유한다. 다른 말로, 연결 부재(22)는 위치설정 돌기(22b)를 위로 밀어내는 방향으로 연결 돌기의 회전축(20)에 의해 발생되는 힘에 의해 충전 수단 지지 프레임(13)으로부터 이탈되는 것을 방지한다.
도18의 (b)를 참조하여, 고정 갈고리(22c1, 22c2)가 충전 수단 지지 프레임(13)에 잠기어지는 깊이(h1)는 0.4 내지 1.2 mm의 범위 내에 있다. 이는 깊이(h1)가 0.1 mm인 경우에 실험이 입증되기 때문에, 고정 갈고리와 충전 수단 고정 프레임(13)의 대응 캐치 부분 사이의 결합은 신뢰성이 없는 반면에, 깊이(h1)가 1.2 mm를 초과하는 경우에는 고정 갈고리가 스냅 결합될 때 각각의 고정 갈고리의 기부내에 유도된 응력은 과다하게 된다. 더욱이, 상기 실시예에서, 각각의 고정 갈고리의 다양한 치수는 h2 =1.5 mm; h3= 7.0 mm; h4=4.0 mm로 설정된다.
또한, 이러한 실시예에서, 두쌍의 고정 갈고리 또는 4개의 고정 갈고리의 합게는 연결 부재(22)의 일체부로서 형성된다. 그러나, 연결 부재(22)의 배치는 전술한 것으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 연결 부재(22)에는 두 개의 고정 갈고리 즉, 압축 스프링(20a)을 향해 돌출하는 실제적인 갈고리부와 위치설정 돌출부(2b)를 향해 돌출하는 실제적인 갈고리부가 제공될 수 있다. 이러한 배치는 충분히 신뢰성있는 연결을 제공한다.
좌측 및 우측 부재(22)가 삽입되는 경우에는, 좌측 및 우측 연결 돌출부의 회전축(20)은 세정 수단 고정 프레임(13)의 좌측 및 우측 연결 리세스(21)의 벽에 의해 발생된 좌측 및 우측 공간, 및 좌측 및 우측 연결 부재(22)의 위치설정 돌출부(22b) 내에 국한된다. 이러한 실시예에서, 프로세스 카트리지(B)의 종방향 단부의 일단부에서, 전술한 공간의 치수와 회전축(20)의 직경 사이에 0.5 내지 0.8 mm 범위 내의 공차가 제공되어, 두 개의 회전축(20, 좌측 및 우측 회전축)이 성분 산출의 에러로 인해 완전 정렬을 수행하지 못하는 경우에도, 프로세스 카트리지(B)는 조립될 수 있다.
(프로세스 카트리지 분해검사)
프로세스 카트리지(B)의 토너 용기(11A)내에 토너가 소모됨에 따라, 프로세스 카트리지(B)는 하기에 기술된 단계에 따라 회수되어 분해 검사된다.
(세정 유닛 및 현상 유닛의 분리 단계)
다음으로, 프로세스 카트리지(B)가 세정 유닛(C) 및 현상 유닛(D)으로 분해되는 공정이 기술되어질 것이다. 이러한 목적에 따라, 연결 부재(22)의 어느 한쪽은 끊어지거나 쌓이거나 무너진다.
먼저, 도19를 참조하면, 프로세스 카트리지(B)의 상부면에 놓여지고 세정 유닛(C) 및 현상 유닛(D)을 함께 고정시키는 한쌍의 연결 부재(22)는 커터(37) 등을 이용하여 절단되고 제거된다. 전술한 바와 같이, 각각의 연결 부재(22)는 수지 재료로 형성되며, 두 개의 유닛이 서로에 대해 피벗 회전하는 방식으로 세정 유닛(C)에 대해 현상 유닛(D)의 위치를 고정시키며, 연결 부재(22)에 부착된 압축 스프링(22a)은 현상 유닛(D)을 세정 유닛(C)을 향해 압축시킨다. 또한 전술한 바와 같이, 연결 부재(22)는 제거되지 않도록 스냅 결합 등에 의해 프로세스 카트리지(B)에 부착된다.
따라서, 세정 유닛(C) 및 현상 유닛(D)은 한쌍의 연결 부재(22)를 소정 슬롯 내에서 압축시킴으로써 간단히 정확하게 결합된다. 따라서, 연결 부재(22)를 제거하기 위해 연결 부재(22)는 연결 부재(22)와 현상 수단 고정 프레임(12) 사이 또는 연결 부재(22)와 충전 수단 고정 프레임(13) 사이에서 접합부 내부로 편평한 헤드 드라이버의 팁부를 삽입함으로써 상부로 쌓여진다. 연결 부재(22) 위로 쌓여지는 동안, 고정 갈고리(22c1, 22c2)의 일부는 종종 파쇄된다. 갈고리(22c1, 22c2)의 일부가 파쇄되는 경우에는, 연결 부재(22)는 새로운 갈고리로 교체된다. 그렇지 않으면, 연결 부재(22)는 만족스럽게 작동되는지를 결정하도록 검사된다. 연결 부재(22)가 만족스럽게 작동됨을 확인하게 되면, 연결 부재(22)는 재사용된다. 압축 스프링(22a)에 대해, 압축 스프링(22a)의 검사시 이상이 발견되지 않으면, 재사용된다.
한쌍의 연결 부재(22)가 제거됨에 따라, 세정 유닛(C) 및 현상 유닛(D)은 서로 분리된다.
(세정 유닛 분해 검사)
다음으로, 세정 유닛(C)에 부착된 감광 드럼(7) 유닛은 제거된다. 도20을 참조하면, 감광 드럼(7) 유닛은 세정 유닛(C)의 충전 수단 고정 프레임(13)의 측벽(10p) 사이에 놓여져 있으며, 드럼 샤프트(7a), 측벽(10p)의 드럼 샤프트 구멍(10p1) 내에 고정된 종방향 단부에 의해 회전 지지된다. 드럼 샤프트(7a)는 감광 드럼(7)을 통해 측벽(10p)중의 하나의 샤프트 구멍(10p1)으로부터 다른 벽의 샤프트 구멍(10p1)에 연장된다.
드럼 샤프트(7a)를 충전 수단 고정 프레임(13)의 외부로 당기기 위해서는, 드럼 샤프트(7a)의 일단부는 드럼 샤프트(7a)의 타단부를 측벽(10p)의 외부로 고착하도록 해머 등에 의해 충전 수단 고정 프레임(13)의 내부로 두드린다. 그리고 나서, 드럼 샤프트(7a)는 드럼 샤프트(7a)의 돌출 단부를 고정시킴으로써 충전 수단 고정 프레임(13)의 외부로 당겨질 수 있다. 드럼 샤프트(7a)의 단부를 두드릴 때, 드럼 샤프트(9a)의 직경보다 작은 샤프트는 드럼 샤프트(7a)와 해머 사이에 위치될 수 있는데, 이는 이러한 샤프트의 위치가 드럼 샤프트(7a)의 제거 작동을 보다 용이하게 수행할 수 있도록 한다. 드럼 샤프트(7a)가 제거됨에 따라, 감광 드럼(7)은 충전 수단 고정 프레임(13)으로부터 제거될 수 있다. 충전 수단 고정 프레임(13)의 내부 공간은 격벽 리브(10q)에 의해 분할되며, 보강 리브(10r)는 격벽 리브(10q)의 위치 설정에 의해 형성된 개별 격실 내에 대각선으로 위치된다.
다음으로, 충전 수단 고정 프레임(13)의 세정이 기술되어질 것이다. 감광 드럼(7)이 제거된 이후에, 세정 유닛(C)은 도20에 도시된 것처럼 보인다. 이러한 세정 유닛(C)은 적절한 테이블 상에 고정된다. 그리고 나서, 분해검사 기술자는 손으로 흡입 노즐(R)을 고정함으로써, 세정 블레이드(10a)와 고무롤러 시이트(10c) 사이의 간극(10d)에 대해 진공 장치(도시 안됨)의 흡입 노즐(R)의 개구를 압축시켜야 한다. 그 후, 분해 검사 기술자는 간극을 따라 흡입 노즐 개구를 수평으로 이동시키고 화살표(P)에 지시된 부분을 따라 충전 수단 고정 프레임(13)을 누름으로써 충전 수단 고정 프레임(13) 내에 폐 토너를 흡입하여야 한다.
폐기 토너를 추출한 이후에, 세정 블레이드(10a) 및 고무 롤러 시트는 세정유닛(C)으로부터 제거된다. 그 후, 충전 수단 고정 프레임(13) 및 제거된 토너 상자(10b)의 내부는 공기 등으로 세정된다. 제거된 세정 블레이드(10a)는 세정되며 이상 여부를 검사한다. 이상이 없음이 발견되면, 재사용된다.
(현상 유닛 분해검사)
현상 유닛(d)의 분해 검사를 기술하기 이전에 도7의 (b),도11, 및 도22를 참조하면, 분해 이전의 현상 유닛(d)의 일반적인 구조가 기술되어질 것이다. 기술되어진 바와 같이, 현상 롤러(9c)가 현상 롤러 베어링(9j)에 의해 회전가능하게 지지되며, 슬리브 플랜지와 현상 롤러(9c)의 종방향 단부는 현상 롤러 베어링(9j)에 의해 회전가능하게 지지된다. 현상 블레이드(9d)는 현상 수단 고정 프레임(12)의 개구의 기다란 모서리 중의 하나에 부착된다. 현상 롤러(9c)의 공동부에 자석(9g)이 위치된다. 종방향 단부(9g1, 9a2), 또는 자석(9g)의 샤프트 부분은 D-형상의 횡단면을 가지며, 현상 유닛 홀더(40,41)의 구멍(40e) 내에 끼워맞춤되며, 또한 D-형상의 단면을 갖는다(도10 및 도22). 현상 유닛 홀더(40,41)는 나사의 이용으로 일대일로 현상 수단 고정 프레임(12)의 종방향 단부에 나사결합된다. 즉, 현상 롤러(9c)는 현상 롤러 베어링(9j)에 의해 회전 지지되며, D -형상의 단면을 갖는 자석(9g)의 샤프트 부분(9g1,9g2)의 위치는 현상 유닛 홀더(40,41)에 의해 고정된다.
현상 유닛 홀더(40)는 두 개의 프레임의 측벽을 가로질러 현상 수단 고정 프레임(12)과 토너 고정 프레임(11)의 조합의 종방향 단부의 하나에 부착되며, 도22에 도시된 현상 구단(9)의 토너 교반 부재(9e,9f) 및 토너 이송 부재(9b)에 구동력을 전송하기 위한 구동력 전송 기어 트레인(24)을 덮는다. 따라서, 프로세스 카트리지(B) 프레임의 외부의 일부분을 구성한다. 현상 유닛 홀더(41)는 현상 수단 고정 프레임(12)의 외부 측면을 덮으며, 프로세스 카트리지(B) 프레임의 외부의 일부분을 구성한다.
현상 유닛 홀더(40,41)은 자석(9g), 및 현상 유닛 홀더(40,41)의 구멍으로 일대일로 끼워맞춤되는 단부를 지지한다.
(현상 롤러 및 현상 블레이드의 제거)
전술된 바와 같이, 세정 유닛(C)과 현상 유닛(D)의 조합에 현상 유닛 홀더(40)를 부착하기 위해서는, 도22에 도시되어진 위치설정 핀(40d)은 현상 수단 고정 프레임(12)의 위치설정 구멍(12p)으로 끼워맞춤되며(도11), 현상 유닛 홀더(40)의 구멍(40l, 도10)으로 놓여진 이후에 현상 수단 고정 프레임(12) 내에 나사(33)가 결합되며, 그 위치는 구멍(12p)의 위치와는 상이하다. 따라서, 현상 유닛 홀더(40)는 나사(33)를 제거함으로써 현상 유닛(D)의 측벽으로부터 제거될 수 있다. 전술한 바와 같이, 현상 유닛 홀더(40)의 아암(19)에는 회전 축(20)을 구성하는 일부분인 연결 돌출부가 제공된다. 아암(19), 및 그 회전축(20)은 현상 유닛 홀더(40)의 일체식으로 성형된 부품이다. 회전축(20)은 충전 수단 고정 프레임(13)의 연결 리세스(21)의 최저 부분 내에 위치된다.
구동력 전송 기어 트레인(24)은 직경이 상이하고 그들 사이에서 결합되는 7개의 기어(9k, 9m, 9n, 9q, 9r, 9s, 9t:단, 각각의 기어는 하나의 독립된 기어로서 계산된다)를 포함한다. 이러한 기어는 감광 드럼(7)의 회전력을 전송시킴으로써현상 롤러(9c), 토너 이송 부재(9b), 및 토너 교반 부재(9e,9f)를 구동시킨다. 이러한 기어는 샤프트 또는 구멍으로부터 간단히 당김으로써 쉽게 제거되며 현상 수단 고정 프레임(12)은 이러한 기어를 장착하기 위해 제공된다.
다음으로, 현상 유닛 홀더(41)가 제거된다. 현상 유닛 홀더(41)가 현상 유닛(D)의 측벽에 부착될 때, 위치설정 핀(41d)은 현상 수단 고정 프레임(12)의 위치설정 구멍 내에 끼워맞춤되며, 구멍(411)을 통해 현상 구단 고정 프레임(12) 내부로 나사(34)가 고정되며(도22), 그 위치는 현상 수단 고정 프레임(12)의 위치설정 구멍과는 상이하다. 따라서, 현상 유닛 홀더(41)는 나사(34)를 제거함으로써 현상 유닛 홀더(41)의 측벽으로부터 제거될 수 있다. 또한, 현상 유닛 홀더(41)의 아암(19)에는 회전축(20)을 구성하는 일부분인 연결 돌출부가 제공된다. 아암(19), 및 그 회전축(20)은 현상 유닛 홀더(41)의 일체식 성형 부품이다. 회전축(20)은 충전 수단 고정 프레임(13)의 연결 리세스(21)의 최저 부분 내에 위치된다.
다음으로, 현상 유닛 홀더(40, 41)가 제거됨에 따라, 자석(9g)의 D-형상의 단면을 갖는 단부 또는 샤프트 부분(9g1, 9g2)은 도11에 도시되어진 바와 같이 노출되며, 현상 유닛 홀더(40, 41)의 핀(40d, 41d)은 각각 현상 수단 고정 프레임(12)의 위치설정 구멍(401, 411)의 외부로 당겨진다. 그리고 나서, 현상 롤러 유닛(G)은 현상 롤러 유닛(G)의 축선 방향에 수직인 방향으로 각각의 현상 롤러 베어링(9j)의 구멍(9il) 외부로 당겨진다. 다음으로, 암형 나사를 구비한 구멍(12i2)와 정렬 위치된 현상 블레이드(9d)의 나사 구멍(9d4)을 통해, 현상 수단고정 프레임(12)의 블레이드 고정 평면(12i) 내의 암형 나사 구멍을 구비한 구멍(12i2) 내부로 나사결합된 도시되지 않은 나사가 제거된다. 그리고 나서, 현상 블레이드(9d)는 현상 블레이드(9d)의 대응 위치설정 구멍(9d3)의 외부로 블레이드 고정 평면(12i)으로부터 돌출하는 좌측 및 우측 위치설정 조글(12il)을 미끄럼이동시키기 위한 방식으로 현상 블레이드(9d)를 이동시킴으로써 현상 수단 고정 프레임(12)으로부터 제거된다.
(분해 검사를 위한 탄성 밀봉부의 접착)
덮개 필름(50)이 복원되는 경우에는, 분해 검사된 프로세스 카트리지(B)는 가시적으로는 신규 카트리지와 동일하다. 그러나, 이러한 실시예에서, 덮개 필름(50)은 현상 유닛(D)이 최종 조립 이후 토너가 누설되지 않도록 하기 위해 현상 유닛(D)이 밀봉되어 있는 경우에는 필요하지 않음으로 복원되지 않는다.
덮개막(51)이 복원되지는 않지만, 현상 유닛은 현상 유닛(D)의 각각의 종방향 단부에서 추가의 탄성 밀봉부를 탄성 밀봉부(12s1)의 외향측 상에 배치함으로써 누설을 방지할 수 있게 된다. 도23은 전술된 프로세스를 통해 현상 유닛(D)으로부터 현상 유닛 홀더(40, 41), 현상 롤러 유닛(G) 및 현상 블레이드(9d)를 제거한 후의 현상 유닛(D)의 정면도이다. 이러한 도면에서, 참조 부호 12s3는 탄성 밀봉부(12s1)(제1 단부 밀봉부)의 외향 측면 상의 현상 수단 보유 프레임(12)에 부착된 추가의 탄성 밀봉부(이후의, "오버훌 탄성 밀봉부" 또는 "제2 단부 밀봉부")을 나타낸다. 도24 및 도25는 오버훌 탄성 밀봉부(12s3)이 그에 부착되는 도11에 도시된 현상 수단 보유 프레임(12)의 종방향 단부 중 하나 및 다른 하나의 확대 사시도이다. 오버훌 탄성 밀봉부(12s3)은 탄성 밀봉부(12s1)과 동일 방식으로 양면 접착 테이프 등과 같은 접착 수단을 이용하여 반원통형면(12i)에 접착된다. 오버훌 탄성 밀봉부(12s3)은 탄성 밀봉부(12s1)에 접촉하여 또는 그에 인접 배치된다. 본 발명의 이러한 실시예에서, 탄성 밀봉부(12s1)의 재료와 동일한 재료가 오버훌 탄성 밀봉부(12s3)용 재료로서 이용되고, 다시 말해 테트라플루오르에틸렌 섬유의 부직천, 일예로 테프론 펠트(상업적 명칭)가 이용된다. 그러나, 그 재료는 동일할 필요는 없고, 검사 기술자의 재량에 따라 선택될 수 있다. 또한, 이러한 실시예에서, 오버훌 탄성 밀봉부(12s3)의 (현상 롤러(9c)의 종방향으로의) 외부 치수, 또는 두께 및 폭은 탄성 밀봉부(12s1)과 동일하게 된다. 그러나, 그 길이는 다음과 같은 이유로 인해 탄성 밀봉부(12s1)의 길이 보다 짧아지게 된다. 즉, 오버훌 탄성 밀봉부(12s3)이 그 위에 접착되어 있는 현상 블레이드 부착 평탄면(12i)이 존재하게 되어, 오버훌 탄성 밀봉부(12s3)의 길이가 탄성 밀봉부(12s1)의 길이와 동일하게 된다면, 오버훌 탄성 밀봉부(12s3)은 현상 블레이드 부착 평탄면(12i) 상으로 연장하여, 현상 블레이드(9d)를 재부착할 때 현상 블레이드(9d)를 정밀 배치하는 것을 어렵게 한다. 오버훌 탄성 밀봉부(12s3)의 두께 및 폭은 탄성 밀봉부(12s1)과 동일하게 될 수 있지만, 그것은 동일할 필요는 없고, 검사 기술자의 재량에 따라 선택될 수 있다.
(토너 충전 프로세스)
다음으로, 토너 용기(11A)는 토너로 재충전되고, 현상 유닛(D)의 프레임부는 토너 수송 개구(12P)가 상향 대면하는 방식으로 보유되고, 토너 용기(11A)는 기부측 상에 배치된다. 작동에 있어서, 깔때기(47)의 단부는 토너 수송 개구(12P)를 통해 삽입되고, 토너(t)는 토너 용기(48)로부터 깔때기(47) 내로 부어지게 된다. 깔때기(47)의 주요 부분은 나사 송곳을 갖춘 계측 장치를 갖추게 될 수 있어 토너 용기(11A)는 더 큰 효율로 토너(t)로 재충전될 수 있다.
(프로세스 카트리지 조립체)
오버훌 탄성 밀봉부(12s3)의 부착, 및 토너(t)로 토너 용기(11A)의 재충전 후에, 프로세스 카트리지(B)는 재조립된다. 프로세스 카트리지(B)의 재조립에 필요한 모든 것은 전술된 분해 단계들을 역순을 따라가도록 하는 것이다. 다시 말해, 첫째, 현상 블레이드(9d)는 도11에 도시된 대로 현상 블레이드(9d)의 금속판(9d1)을 현상 수단 보유 프레임(12)의 현상 블레이드 부착 평탄면(12i)에 고정함으로써 현상 수단 보유 프레임(12)에 부착된다.
다음으로, 현상 롤러 유닛(G)은 도7의 (b), 도11 및 도13에 도시된 대로 현상 롤러(9c)가 현상 롤러 베어링(9j)에 끼워맞춰지는 단계와, 현상 롤러(9c)가 현상 롤러 기어(9k)에 끼워맞춰지는 단계 및 유사 단계들을 통해 조립된다. 그후, 그렇게 조립된 현상 롤러 유닛(G)은 현상 수단 보유 프레임(12)의 개구(11i)(토너 수송 개구)를 덮는 방식으로 현상 수단 보유 프레임(12)에 부착되어 현상 롤러(9c)의 각각의 단부는 토너 누설 방지 탄성 밀봉부(12s1)(제1 단부 밀봉부) 및 오버훌 탄성 밀봉부(12s3)(제2 단부 밀봉부)에 접촉 배치된다. 이러한 프로세스 중에, 현상 롤러 베어링(9j)은 현상 수단 보유 프레임(12)의 (도23의) 홈(12q) 내로 삽입된다. 또한, 아이들러 기어(9q, 9r, 9t)등은 서로 정합 방식으로 조글형 돌기(12e,12f, 12g) 주위로 끼워맞춰진다. 다음으로, 도22에 도시된 현상 유닛 홀더(40)의 위치 설정핀(40d)은 현상 수단 보유 프레임(12)의 (도13의) 구멍(12p) 내로 삽입되고, 현상 유닛 홀더(40)는 나사(33)로 현상 수단 보유 프레임(12)에 고정된다.
다음으로, 도7의 (b) 및 도22를 참조하면, 현상 유닛 홀더(41)의 핀(41d)은 도시되지 않은 구멍(종방향으로 구멍(12p)이 배치된 측면의 반대편 측면 상에 배치된 현상 수단 보유 프레임(12)의 구멍) 내로 삽입된다. 그 후, 현상 유닛 홀더(41)는 나사(34)로 현상 수단 보유 프레임(12)에 고정된다.
현상 블레이드(9d)와 현상 롤러(9c)의 부착 전에, 현상 블레이드와 현상 롤러는 그들 주위로부터 공기를 흡입하는 동안 공기를 그들 위에 송풍함으로써 그들에 부착된 토너로 세척된다. 그후에, 현상 블레이드와 현상 롤러는 재사용 가능한 지를 결정하기 위해 검사를 받게 된다. 소정의 성능 기준을 충족하지 못하는 것들은 새로운 것으로 교환된다. 현상 프로세스 중의 검사 또는 오버홀 프로세스를 통해 교환될 가능성이 통계적으로 높은 것으로 알려진 요소들은 그 요소들의 간단한 교환이 작동 효율을 때때로 향상시키기 때문에 오버훌 중에 검사 없이도 새로운 것으로 때때로 교체될 수 있다.
다음으로, 현상 유닛(D)은 세척 유닛(C)에 접촉 배치되고, 회전축(20)은 대전 수단 보유 프레임(13)의 연결 리세스(21) 내에 끼워맞춰지는 현상 유닛 홀더(40, 41)로부터 돌출한다. 그 후, 새로운 연결 부재(22), 또는 검사를 통과한 연결 부재(22)는 현상 유닛(D)을 세척 유닛(C)에 고정시키도록 연결부 내로 밀리게 되고, 프로세스 카트리지(B)의 오버훌링을 종결하게 된다.
프로세스 카트리지(B)의 오버훌링의 설명에 따라, 현상 유닛 홀더(41)는 현상 유닛 홀더(40)를 제거한 후에 제거된다. 그러나, 현상 유닛 홀더(41)는 현상 유닛 홀더(40)에 앞서 제거될 수 있고, 현상 유닛 홀더(40, 41)가 제거되는 순서는 중요하지 않다. 현상 유닛 홀더는 프로세스 카트리지(B)의 오버훌링이 자동화되는 경우에 동시에 제거될 수 있다.
선행 실시예에 주어진 그들 수치값은 실시예에 대해 임의로 선택되고 강제적 값들은 아니다. 필요하다면 전술된 다양한 단계들은 로봇을 이용하여 자동화될 수 있음을 알 수 있다.