KR101053846B1

KR101053846B1 - 현상카트리지 및 이를 포함하는 화상형성장치

Info

Publication number: KR101053846B1
Application number: KR1020070005898A
Authority: KR
Inventors: 전인철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-01-19
Filing date: 2007-01-19
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2027-01-19
Also published as: CN101226360A; US20080175623A1; KR20080068311A; CN101226360B; US7860434B2

Abstract

본 발명은 현상카트리지 및 이를 포함 하는 화상형성기기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 현상카트리지는 본체프레임과 감광체를 가지며, 상기 감광체와 평행한 회전축을 가지는 현상장치와; 상기 현상장치의 회전축에 회전가능하도록 결합된 피동부와; 상기 현상장치의 회전축에 평행한 전동축을 가지고 상기 피동부와 전동가능하게 연결되는 전동부와; 상기 현상장치의 회전축 및 상기 전동축을 회전가능하게 지지하며, 상기 본체프레임에 회동가능하도록 지지되어 상기 감광체의 동작회전방향과 일치하는 방향으로 회동할 때 상기 현상장치를 상기 감광체에 접근시키는 유닛케이싱과; 상기 본체프레임에 설치되어 상기 전동부를 상기 감광체의 동작회전방향과 동일한 방향으로 회전구동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 현상장치와 감광체 사이의 현상 갭(gap)을 일정하게 유지할 수 있다.

화상형성, 현상카트리지, 현상기, 현상장치, 감광, 갭

Description

현상카트리지 및 이를 포함하는 화상형성장치{DEVELOPING CARTRIDGE AND IMAGE FORMING APPARATUS INCLUDING THE SAME}

도 1은 종래 현상카트리지의 단면도,

도 2는 도 1의 현상카트리지의 현상유닛의 확대 사시도,

도 3은 도 1의 현상카트리지의 현상롤러에 동력이 전달되는 구조의 확대 사시도,

도 4a 및 도 4b는 도 1의 현상카트리지의 현상갭 변동을 유발하는 회전 모멘트를 설명하기 위한 요부 개략단면도,

도 5는 도 1의 현상카트리지의 현상유닛에 가해지는 회전모멘트의 변화를 도시한 그래프,

도 6은 현상갭 변화에 따른 화상농도 변화를 도시한 그래프,

도 7은 본 발명에 따른 현상카트리지의 요부 확대 사시도,

도 8은 도 7의 현상카트리지의 측면에 장착되는 사이드 프레임의 사시도,

도 9a 및 도 9b는 도 7의 현상카트리지의 현상갭 변동을 유발하는 회전 모멘트를 설명하기 위한 요부 개략단면도,

도 10은 도 7의 현상카트리지의 현상유닛에 가해지는 회전모멘트의 변화를 도시한 그래프,

도 11은 도 7의 현상카트리지의 요부 확대 평면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 현상카트리지 110 : 힌지축

120 : 현상유닛 123 : 현상장치

123a : 피동기어 123b : 갭링

127 : 닥터 블레이드 150 : 사이드 프레임

163 : 구동부 163a : 구동커플링부

165 : 회전디스크 167 : 전동부

167a: 피동커플링부 210 : 메인구동부

본 발명은, 현상카트리지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 현상갭을 일정하게 유지할 수 있도록 현상장치에 전달되는 동력전달 구조를 개선한 현상카트리지 에 관한 것이다.

전자사진 방식의 화상형성기기는 제전-대전-노광-현상-전사-정착 순서에 따라 토너를 이용하여 인쇄매체에 화상을 형성하는 전자기기로서 여기에는 복사기, 레이저 프린터 등이 있다. 그리고, 이러한 전사사진방식 화상형성기기는 상기 토너를 저장하며 상기 화상형성기기의 본체에 착탈 가능하게 마련되는 현상카트리지를 갖는다.

종래의 현상카트리지(1)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 감광드럼(33)을 포함하는 감광유닛(30) 및 현상롤러(23)를 포함하는 현상유닛(20)으로 구성된다.

감광유닛(30)은 인쇄매체로 전사된 후에도 감광드럼(33)의 표면에 묻어 있는 폐토너를 클리닝 하는 클리닝 블레이드(35), 감광드럼(33)을 접촉 대전시키는 대전롤러(31)를 갖는다. 그리고, 감광드럼(33)의 회전축(33a)은 현상카트리지(1) 양측에 설치되는 사이드 프레임(40)의 축공(43)에 삽입되어 회전가능하게 지지된다. 감광드럼(33)의 회전축(33a)의 일단부에는 현상카트리지(1)가 화상형성기기(미도시)에 장착될 때, 화상형성기기(미도시)의 내부의 메인구동부로부터 동력을 전달받기 위한 감광체 피동커플링(미도시)이 마련된다. 그리고, 화상형성기기(미도시)의 메인구동부는 상기 감광체 피동커플링(미도시)에 회전축(33a) 방향으로 맞물리는 감광체 구동커플링(미도시)을 포함한다. 상기 감광체 구동커플링(미도시)은 화상형성기기(미도시)의 본체(미도시) 내부에 설치된 구동모터(미도시)에 의해 구동된다.

현상유닛(20)은 유닛케이싱(21) 내부에 저장된 토너로 감광드럼(33)을 현상시킨다. 유닛케이싱(21)은 토너를 공급롤러(25) 측으로 이송하는 교반기(29), 교반기(29)에 의해 이송된 토너를 마찰대전 시키는 공급롤러(25) 및 마찰 대전된 토너로써 전기력을 이용하여 감광드럼(33)을 현상시키는 현상롤러(23)를 회전가능하게 지지한다.

또한, 현상유닛(20)은 교반기(29)의 회전축에 연결된 교반기 기어(29a), 교반기 기어(29a)와 후술할 피동커플링(67) 사이에 개재되어 피동커플링(67)의 회전 동력을 교반기 기어(29a)로 전달하는 전달기어(26, 28)를 포함한다. 이러한 기어들(26, 28)과 피동커플링(67) 사이의 축간 거리를 유지할 수 있도록 이들을 회전가능하게 지지하는 지지플레이트(24)가 유닛케이싱(21)에 결합된다.

한편, 현상유닛(20)은 힌지축(10)을 중심으로 회동 가능하도록 마련된다. 즉, 힌지축(10)이 지지플레이트(24)에 삽입되고 양측 사이드 프레임(40)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 또한, 사이드 프레임(40)과 유닛케이싱(21)의 돌기(21a)는 서로 탄성부재로 연결되어 현상유닛(20)이 과도하게 힌지축(10)을 중심으로 회동하는 것이 규제된다. 이에 따라, 현상유닛(20)은 힌지축(10)을 중심으로 어느 정도 회동할 수 있다.

그리고, 종래의 현상카트리지(1)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 현상카트리지(100) 현상유닛(20)의 회전체를 회전구동하기 위한 동력전달 구조를 갖는다. 현상롤러(23)의 회전축(도 1의 23a) 일단에는 도 3의 피동커플링(67)이 결합된다. 그리고, 피동커플링(67)은 외주면에 형성된 치형부(67b)를 가지며, 치형부(67b)는 전달기어(26)와 치합된다.

그리고, 현상롤러(23)의 회전축(도 1의 23a) 방향으로 상기 피동커플링(67)에 결합되는 구동커플링(63)이 도 2의 좌측 사이드 프레임(40)에 대향하는 우측 사이드 프레임(미도시)에 회전가능하게 지지된다.

구동커플링(63) 및 피동커플링(67)은 각각 서로를 향해 돌출된 2개의 구동돌기(63a) 및 2개의 피동돌기(67a)를 갖는다. 각각의 돌기(63a, 67a)는 원주방향으로 서로 이격되어 있으며 회전디스크(65)의 돌기홈(65a)에 삽입된다. 그리고, 회전디 스크(65)는 피동커플링(67)과 일체로 회전하도록 결합된다.

구동커플링(63)은 현상카트리지(1)가 화상형성기기(미도시)에 장착 시 화상형성기기(미도시) 내부의 메인구동부로부터 회전동력을 전달받는다. 이러한 커플링(63, 67)을 이용한 동력전달방식은 현상유닛(20)이 회동하더라도 현상롤러(23)에 균일하게 회전구동력을 전달하기 위해 사용된다.

그리고, 현상유닛(20) 및 감광유닛(30)은 각각 서로 다른 동력전달구조를 통해 상기 메인구동부로부터 동력을 수령한다.

한편, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 현상롤러(23)는 감광드럼(33)의 동작회전방향(도 1의 C, 시계방향)에 반대방향(도 1의 D, 반시계방향)으로 회전하여야 하므로 구동커플링(63)은 반시계방향으로 구동된다. 이에 따라, 구동돌기(63a)도 반시계방향으로 회전하여 회전디스크(65) 및 피동커플링(67)을 동일한 방향으로 회전시킨다.

그런데, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제1구동돌기(63a1)의 힌지축(10)을 중심으로 한 모멘트 암(r1)이 제2구동돌기(63a2)의 모멘트 암(r2)보다 길이가 짧고, 제1구동돌기(63a1) 및 제2구동돌기(63a2)가 회전디스크(65)에 가하는 힘(F)은 그 크기가 거의 동일하다. 따라서, 제2구동돌기(63a2)에 의해 유발되는 현상유닛(20)의 힌지축(10) 중심의 회전모멘트(M2)가 제1구동돌기(63a1)에 의한 회전모멘트(M1)보다 크다. 이에 따라, 그 둘을 합한 합산 회전모멘트(M0)에 의해 현상유닛(20)은 감광드럼(33)으로부터 멀어지게 된다.

반면, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1구동돌기(63a1)의 힌지축(10)을 중심으 로 한 모멘트 암(r1)과 제2구동돌기(63a2)의 모멘트 암(r2)이 서로 같을 때에는 각각에 의한 회전모멘트가 서로 평형을 이루어 현상유닛(20)에 가해지는 합산 회전모멘트(M0)는 영(零)이 된다.

도 4a 및 도 4b의 결과를 정리하면, 시간에 따른 합산 회전모멘트(M0)의 변화는 도 5에 도시한 바와 같다. 구동커플링(63)이 1회전 할 때 2번 최대값에 도달하며, 도 4b와 같이 모멘트 암이 서로 같은 경우를 제외하고는 항상 합산 회전모멘트는 (+)값을 갖는다. 여기서, 현상유닛(20)이 감광드럼(33)으로부터 멀어지는 방향의 회전모멘트를 (+) 값으로 정의하기로 한다.

한편, 감광드럼(33) 현상방식으로 현상롤러(23)와 감광드럼(33)의 외주면이 서로 접촉하는 현상닙(nip)에서 현상이 일어나는 접촉방식과, 현상롤러(23)와 감광드럼(33)이 현상갭(gap)을 사이에 두고 이격 배치되어 상기 현상갭을 통해 현상이 일어나는 비접촉 방식이 있다.

그런데, 종래의 현상카트리지(1)는 합산 회전모멘트(M0)가 항상 (+)값을 가지므로 현상롤러(23)가 감광드럼(33)으로부터 이격되는 회전모멘트를 받게 된다. 따라서, 현상닙(nip) 또는 현상갭(gap)이 시간에 따라 변동되게 된다. 이에 따라, 인쇄매체의 길이방향을 따라 화상의 농도가 주기적으로 변하게 되어 인쇄품질이 떨어진다.

특히, 비접촉 방식의 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 유닛케이싱(21) 내부에 저장되어 있는 토너가 오래될수록 현상갭 변화에 민감하게 반응하여 화상농도가 급격히 변화함을 알 수 있다. 이에 따라, 현상카트리지를 장시간 사용할수록 오래 된 토너가 많아지므로 인쇄품질은 더욱 떨어지게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 인쇄품질을 향상시킬 수 있는 현상카트리지 및 이를 포함하는 화상형성기기를 제공하는 것이다.

또한, 부가적으로 인쇄품질의 경시변화를 줄일 수 있는 현상카트리지를 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 본 발명에 따라, 본체프레임과 감광체를 갖는 현상카트리지에 있어서, 상기 감광체와 평행한 회전축을 가지는 현상장치와; 상기 현상장치의 회전축에 일체 회전가능하도록 결합된 피동부와; 상기 현상장치의 회전축에 평행한 전동축을 가지고 상기 피동부와 전동가능하게 연결되는 전동부와; 상기 현상장치의 회전축 및 상기 전동축을 회전가능하게 지지하며, 상기 본체프레임에 회동가능하도록 지지되어 상기 감광체의 동작회전방향과 일치하는 방향으로 회동할 때 상기 현상장치를 상기 감광체에 접근시키는 유닛케이싱과; 상기 본체프레임에 설치되어 상기 전동부를 상기 감광체의 동작회전방향과 동일한 방향으로 회전구동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 현상카트리지에 의해서 달성될 수 있다.

그리고, 상기 피동부는 피니언치형부를 가지며, 상기 전동부는 상기 피니언치형부와 맞물리는 전동치형부를 가질 수 있다.

또한, 상기 전동부는 상기 전동축의 방향으로 형성된 피동커플링부를 가지며, 상기 구동부는 상기 피동커플링부에 상기 전동축 방향으로 맞물리도록 형성된 구동커플링부를 가질 수 있다.

또한, 회전디스크를 더 포함하며, 상기 피동커플링부는 상기 구동커플링부 측으로 돌출되어 상기 회전디스크에 삽입되는 복수의 피동돌기를 포함하며, 상기 구동커플링부는 상기 피동커플링부 측으로 상기 피동돌기의 돌출방향에서 이격되게 돌출되어 상기 회전디스크에 삽입되는 복수의 구동돌기를 가질 수 있다.

여기서, 상기 감광체의 회전축 및 상기 현상장치의 회전축 중 어느 하나의 양단에 설치되어 상기 감광체와 상기 현상장치 사이의 간격을 유지하기 위한 갭유지 부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 목적은, 본 발명에 따라 본체 및 감광체를 갖는 현상카트리지를 포함하는 화상형성기기에 있어서, 상기 현상카트리지는, 상기 감광체와 평행한 회전축을 가지는 현상장치와, 상기 회전축에 일체 회전가능하도록 결합된 피동부와, 상기 회전축에 평행한 전동축을 가지고 상기 피동부와 전동가능하게 연결되는 전동부와, 상기 회전축 및 상기 전동축을 회전가능하게 지지하며 상기 본체프레임에 회동가능하도록 피봇지지되어 상기 감광체의 동작회전방향과 일치하는 방향으로 회동할 때 상기 현상장치를 상기 감광체에 접근시키는 유닛케이싱과, 상기 본체프레임에 설치되어 상기 전동부를 상기 감광체의 동작회전방향과 동일한 방향으로 회전구동시키는 구동부를 포함하며,

상기 구동부를 회전 구동시키는 메인구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기에 의해서 달성될 수 있다.

여기서, 상기 피동부는 피니언치형부를 가지며, 상기 전동부는 상기 피니언 치형부와 맞물리는 전동치형부를 가질 수 있다.

그리고, 상기 현상카트리지는 회전디스크를 더 포함하며, 상기 피동커플링부는 상기 구동커플링부 측으로 돌출되어 상기 회전디스크에 삽입되는 복수의 피동돌기를 포함하며, 상기 구동커플링부는 상기 피동커플링부 측으로 상기 피동돌기의 돌출방향에서 이격되게 돌출되어 상기 회전디스크에 삽입되는 복수의 구동돌기를 가질 수 있다.

또한, 상기 감광체의 회전축 및 상기 현상장치의 회전축 중 어느 하나의 양단에 설치되어 상기 감광체와 상기 현상장치 사이의 간격을 유지하기 위한 갭유지 부재를 더 포함할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 현상카트리지(100)의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 7은 설명의 편의를 위해 우측 사이드 프레임(도 8의 150)을 생략하고 도시한 사시도이다.

현상카트리지(100)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 감광체(133)를 포함하는 감광유닛(130) 및 현상장치(123)를 포함하는 현상유닛(120)을 갖는다.

감광유닛(130)은 상술한 종래의 현상카트리지(1)의 감광유닛(30)과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 필요에 따라서 감광체(133)는 도면에 도 시된 것과 같이 드럼타입의 회전체 대신에 벨트타입이 사용될 수도 있다. 이외에도 전기력에 의해 대전된 토너가 부착되어 토너가시화상을 형성할 수 있는 한 다양한 형태로 변형될 수 있다.

현상유닛(120)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 현상장치(123), 현상장치(123)의 회전축(1231)에 결합된 피동부(123a), 회전축(1231)에 평행한 전동축을 가지고 피동부(123a)를 전동 회전시키는 전동부(167) 및 전동부(167)를 회전 구동시키는 구동부(163)를 포함한다.

필요에 따라서는, 현상장치(123)는 도면에 도시된 것과 같이 롤러 타입의 회전체 대신에 벨트타입으로 마련될 수도 있다. 이 이외에도 감광체(130)측으로 토너를 공급하여 감광체(130) 상의 정전잠상을 현상시킬 수 있는 한 다양한 형태로 변형될 수 있다.

피동부(123a)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 외주면에 피니언치형부(미도시)가 형성된 피니언으로 마련될 수 있다. 이때, 전동부(167)는 상기 피니언치형부(미도시)에 치합되는 전동치형부(167b)를 가질 수 있다. 필요에 따라서, 피동부(123a) 및 전동부(167)는 각각 마찰차(friction wheel)를 포함하여, 상기 마찰차에 의해 전동회전 될 수도 있다.

구동부(163)는, 현상카트리지(100)가 화상형성기기(미도시)에 장착될 때, 화상형성기기(미도시) 내부의 메인구동부(도 8의 210)로부터 회전 구동력을 수령하여 전동부(167)를 감광체(133)의 동작회전방향(E)과 동일한 방향(F)으로 회전시킨다. 이를 위해, 도 8에 도시된 바와 같이, 메인구동부(210)는 구동부(163)를 감광 체(133)의 동작회전방향(E)과 반대방향(H)으로 회전하도록 마련된다. 그리고, 구동부(163)는 본 명세서의 청구항에서는 카트리지 구동부로 호칭될 수 있다.

또한, 구동부(163)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 우측 사이드 프레임(150)에 회전가능하게 지지된다. 그리고, 구동부(163)는 우측 사이드 프레임(150)으로부터 현상카트리지(100)의 외부로 돌출된 돌출부(151)에 설치될 수 있다.

돌출부(151)에는 구동부(163)가 작동 중 이탈되는 것을 방지하기 위한 브라켓(153)이 마련될 수 있다. 그리고, 구동부(163)의 회전축(163b)의 양단은 브라켓(153) 및 사이드 프레임(150)에 회전가능하게 지지될 수 있다.

또한, 구동부(163)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 화상형성기기(미도시) 내부에 설치된 메인구동부(210)와 기어 연결될 수 있도록 외주면에 치형부(163c)가 형성될 수 있다.

한편, 구동부(163) 및 전동부(167)는, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 각각 구동커플링부(163a) 및 피동커플링부(167a)를 가질 수 있다. 구동커플링부(163a) 및 피동커플링부(167a)는 서로 전동축 방향으로 연결된다. 필요에 따라서, 현상유닛(120)이 힌지축(110) 중심으로 회동하더라도 계속 동력전달이 이루어지는 한, 구동부(163) 및 전동부(167)를 전동축 방향이 아닌 전동축 가로방향으로 연결할 수도 있다. 또한, 구동부(163)의 회전축(163b)과 전동축이 편심될 수도 있다.

여기서, 구동커플링부(163a)는 회전축(163b) 방향을 따라 전동부(167) 측으로 돌출된 복수의 구동돌기(163a)로 마련될 수 있다. 그리고, 피동커플링부(167a) 는 전동축의 길이방향을 따라 구동커플링부(167a)측 방향으로 돌출된 복수의 피동돌기(167a)로 마련될 수 있다.

그리고, 상기 복수의 구동돌기(163a) 및 상기 복수의 피동돌기(167a)는 서로 회전디스크(165)에 원주방향으로 서로 이격되게 삽입된다.

회전디스크(165)는 상기 돌기(163a, 167a)가 삽입되는 삽입홈(165a)이 원주방향으로 이격 형성된다. 그리고, 회전디스크(165)는 전동부(167)에 일체로 회전하도록 결합된다. 이에 따라, 구동돌기(163a)가 회전함에 따라 회전디스크(165) 및 피동커플링부(167)도 그와 동일한 방향으로 회전한다.

필요에 따라, 구동커플링부(163a) 및 피동커플링부(167a)는 도면에 도시한 형상과 달리 회전동력을 전달할 수 있는 한 다양한 형상으로 마련될 수 있다. 가령, 구동커플링부(163a)를 다각형 단면으로 돌출된 수커플링으로 마련하고, 피동커플링부(167a)를 그에 대응하는 형상의 암커플링으로 마련할 수도 있다.

한편, 전동부(167)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 전달기어(128) 및 피동부(123a)의 피니언치형부(미도시)에 치합되는 전동치형부(167b)가 외주면에 형성될 수 있다.

한편, 현상유닛(120)은 유닛케이싱(121) 내부에 저장된 토너를 교반시켜 공급롤러(미도시)로 이송하는 교반기(미도시)와, 상기 현상장치(123)와 접촉회전하여 상기 교반기(미도시)에 의해 이송된 토너를 마찰 대전시키는 공급롤러(미도시)를 더 포함할 수 있다.

또한, 현상유닛(120)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 교반기(미도시)의 회전축 에 결합된 교반기 기어(129a), 공급롤러(미도시)의 회전축에 결합되어 피동부(123a)의 피니언치형부(미도시)와 치합되는 공급롤러 기어(125a), 피동커플링부(167)와 교반기 기어(129a)사이에 개재되어 피동커플링부(167)의 회전동력을 교반기(미도시)에 전달하는 전달기어(128)를 더 포함할 수 있다. 참조번호 127은 닥터 블레이드로서, 도 1의 닥터 블레이드(27)와 동일하다.

또한, 현상유닛(120)은 토너를 저장하는 유닛케이싱(121)을 더 포함한다.

유닛케이싱(121)은 감광체(133)의 회전방향(F)과 동일한 방향으로 힌지축(110)을 중심으로 회동함에 따라 현상장치(123)를 감광체(133) 측으로 접근시킨다.

또한, 유닛케이싱(121)은 피동커플링부(167), 공급롤러의 회전축(미도시), 전달기어(128) 및 현상장치(123)의 회전축(1231)을 회전가능하게 지지하는 지지플레이트부(124)를 포함할 수 있다. 지지플레이트부(124)는 유닛케이싱(121)과 별도로 제작되어 서로 일체로 회동하도록 결합될 수 있다.

또한, 유닛케이싱(121)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 힌지축(110)을 중심으로 회동가능하게 마련된다. 즉, 힌지축(110)이 지지플레이트(124)에 삽입되고, 삽입된 힌지축(110)의 양단이 현상카트리지(100)의 양측에 설치된 사이드 프레임(150)에 회동가능하게 피봇 지지된다. 또한, 사이드 프레임(150)과 유닛케이싱(121)의 돌기(121a)는 서로 탄성부재(미도시)로 연결되어 현상유닛(120, 정확하게는 유닛케이싱(121))이 과도하게 힌지축(110)을 중심으로 회동하는 것을 규제한다. 이에 따라, 유닛케이싱(121), 즉 현상유닛(120) 전체가 힌지축(110)을 중심으 로 어느 정도 회동할 수 있도록 마련된다. 여기서, 사이드 프레임(150)은 본 명세서의 청구범위에서 본체프레임으로서 호칭될 수 있다. 본체프레임은 사이드 프레임(150)의 형상에 국한되지 않고 유닛케이싱(121)을 회전가능하게 지지할 수 있는 한 다양한 형태로 마련될 수 있다.

이상의 구성요소를 갖는 현상카트리지(100)가 화상형성기기(미도시)에 장착되어 현상유닛(120)에 회전 구동력이 전달될 때, 현상유닛(120)에 가해지는 힌지축(110) 중심의 회전모멘트를 도 9a 및 도 9b를 참조하여 설명하기로 한다.

도 9a에 도시된 바와 같이, 제1구동돌기(163a1)의 힌지축(110)을 중심으로 한 모멘트 암(r4)이 제2구동돌기(163a2)의 모멘트 암(r3)보다 길이가 짧다. 따라서, 제2구동돌기(163a2)에 의해 유발되는 현상유닛(120)의 힌지축(110) 중심의 회전모멘트(M3)가 제1구동돌기(163a1)에 의한 회전모멘트(M4)보다 크다. 이에 따라, 그 둘을 합한 합산 회전모멘트(M5)에 의해 현상유닛(120)은 감광체(133)으로 접근 회동하게 된다.

여기서, 도 9a에 도시된 상태에서 합산 회전모멘트(M5) 값이 가장 크며, 합산 회전모멘트(M5)는 부호가 (-)로서 현상유닛(120)을 감광체(133)으로 접근 회동 시키는 방향의 회전모멘트이다.

한편, 도 9b에 도시된 바와 같이, 제1구동돌기(163a1)의 힌지축(110)을 중심으로 한 모멘트 암(r3)과 제2구동돌기(163a2)의 모멘트 암(r4)이 서로 같을 때에는 합산 회전모멘트(M5)가 영(零)이 된다.

이상의 도 9a 및 도 9b의 결과를 정리하면, 시간에 따른 합산 회전모멘 트(M5)의 그래프는 도 10에 도시한 바와 같다. 구동부(163)가 1회전할 때 합산 회전모멘트(M5)는 2번 최저값을 갖는다. 그리고, 도 9b와 같이 제1 및 제2구동돌기(163a1, 163a2)의 모멘트 암(r4, r3)이 서로 같은 경우를 제외하고는 합산 회전모멘트(M5)는 항상 (-)값을 갖는다. 즉, 합산 회전모멘트(M5)는 항상 현상장치(123)를 감광체(133) 측으로 접근시키도록 현상유닛(120)을 힌지축(110)을 중심으로 회동시킨다.

이에 따라, 감광체(133)의 현상방식으로 접촉방식의 경우에는 현상닙(nip)을 일정하게 유지할 수 있으며 비접촉방식의 경우에는 도 11에 도시된 바와 같이 현상갭(gap)을 유지할 수 있다.

도 11에서 현상갭 유지부재로서 갭링(123b)을 현상장치(123)의 회전축(1231) 양단에 결합한다. 이때, 합산 회전모멘트(M5)가 (-)값이므로 현상장치(123)를 감광체(133)으로 접근시키므로 갭링(123b)을 항상 감광체(133)의 외주면에 접촉상태로 유지할 수 있다. 이에 따라, 현상갭(G)은 일정하게 유지될 수 있다.

현상닙 및 현상갭을 일정하게 유지하여 화상의 농도를 일정하게 함으로써 인쇄품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 현상카트리지(100)를 장시간 사용하더라도 오래된 토너에 의한 화상의 농도변화를 줄일 수 있으므로 비교적 균일한 인쇄품질을 장시간 유지할 수 있다.

종래에는 합산 회전모멘트(M0)가 도 5에 도시된 바와 같이, 항상 (+)값이므로 갭링(미도시)이 설치되어 있다고 하더라도 현상장치(도 1의 23)가 감광체(도 1의 33)으로부터 이격됨으로써 갭링과 감광체(도 1의 33)이 서로 접촉되지 않을 수 있다. 이에 의해, 현상갭을 일정하게 유지될 수 없었다.

한편, 본 발명에 따른 화상형성기기(미도시)는 상술한 현상카트리지(도 7의 100), 현상카트리지(도 7의 100)의 현상유닛(도 7의 120)을 구동하는 메인구동부(도 8의 210)를 포함한다. 현상카트리지(도 7의 100)는 화상형성기기의 본체(미도시)에 착탈 가능하게 마련된다. 그리고, 감광유닛(130)의 감광체(133)를 회전구동하기 위한 감광체 구동커플링(미도시)이 화상형성기기(미도시) 내부의 현상카트리지(100)가 장착되는 위치에 마련된다.

또한, 화상형성기기(미도시)는 용지와 같은 인쇄매체를 적재하는 급지카세트(미도시), 적재된 인쇄매체를 현상카트리지(도 7의 100)로 이송하기 위한 이송롤러(미도시)를 더 포함할 수 있다.

또한, 화상형성기기(미도시)는 현상카트리지(도 7의 100)의 감광체(도 7의133) 표면에 광을 주사하는 광주사장치(미도시), 전사롤러(미도시) 및 정착기(미도시)를 더 포함할 수 있다.

감광유닛(도 7의 130)의 감광체(도 7의 133) 표면은 대전롤러(미도시)와 접촉하여 표면이 균일한 전위로 대전된다. 대전된 감광체(도 7의 133) 표면은 광주사장치(미도시)에 의해 노광되어 노광영역과 비노광영역의 전위차에 의한 정전잠상이 형성된다. 이 정전잠상은 현상장치(도 7의 123)에 의해 유닛케이싱(121)에 저장된 토너로 현상되어, 감광체(도 7의 130) 표면에는 토너로 구성된 토너 가시화상이 형성된다.

이 토너 가시화상은, 감광체(133)와 나란하게 배치된 전사롤러(미도시)에 의 해 전기적 인력에 이끌려 인쇄매체로 전사된다.

전사된 토너 가시화상은 정착기(미도시)를 통과하면서 열과 압력에 의해 인쇄매체에 정착되고, 정착 완료된 인쇄매체는 화상형성기기(미도시) 외부로 배출된다.

본 발명은 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구의 범위와 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 현상카트리지 및 이를 포함하는 화상형성기기에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 화상 농도 변화를 최소화 하여 인쇄품질을 향상시킬 수 있다.

둘째, 현상카트리지를 장시간 사용하더라도 화상 농도 변화를 최소화 할 수 있다.

셋째, 현상갭 또는 현상닙을 비교적 일정하게 유지할 수 있다.

Claims

본체프레임과 감광체를 갖는 현상카트리지에 있어서,

상기 감광체와 평행한 회전축을 가지는 현상장치와;

상기 현상장치의 회전축에 회전 가능하도록 결합된 피동부와;

상기 현상장치의 회전축에 평행한 전동축을 가지고 상기 피동부와 전동가능하게 연결되는 전동부와;

상기 현상장치의 회전축 및 상기 전동축을 회전가능하게 지지하며, 상기 본체프레임에 회동 가능하도록 지지되어 상기 감광체의 동작회전방향과 일치하는 방향으로 회동할 때 상기 현상장치를 상기 감광체에 접근시키는 유닛케이싱과;

상기 본체프레임에 설치되어 상기 전동부를 상기 감광체의 동작회전방향과 동일한 방향으로 회전 구동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 현상카트리지.
제1항에 있어서,

상기 피동부는 피니언치형부를 가지며, 상기 전동부는 상기 피니언치형부와 맞물리는 전동치형부를 갖는 것을 특징으로 하는 현상카트리지.
제1항에 있어서,

상기 전동부는 상기 전동축의 방향으로 형성된 피동커플링부를 가지며, 상기 구동부는 상기 피동커플링부에 상기 전동축 방향으로 맞물리도록 형성된 구동커플링부를 갖는 것을 특징으로 하는 현상카트리지.
제3항에 있어서,

회전디스크를 더 포함하며,

상기 피동커플링부는 상기 구동커플링부 측으로 돌출되어 상기 회전디스크에 삽입되는 복수의 피동돌기를 포함하며,

상기 구동커플링부는 상기 피동커플링부 측으로 상기 피동돌기의 돌출방향에서 이격되게 돌출되어 상기 회전디스크에 삽입되는 복수의 구동돌기를 갖는 것을 특징으로 하는 현상카트리지.
제1항에 있어서,

상기 감광체의 회전축 및 상기 현상장치의 상기 회전축 중 어느 하나의 양단에 설치되어 상기 감광체와 상기 현상장치 사이의 간격을 유지하기 위한 갭유지 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 현상카트리지.
본체프레임 및 감광체를 갖는 현상카트리지를 포함하는 화상형성기기에 있어서,

상기 현상카트리지는,

상기 감광체와 평행한 회전축을 가지는 현상장치와, 상기 현상장치의 회전축 에 회전가능하도록 결합된 피동부와, 상기 현상장치의 회전축에 평행한 전동축을 가지고 상기 피동부와 전동가능하게 연결되는 전동부와, 상기 현상장치의 회전축 및 상기 전동축을 회전가능하게 지지하며, 상기 본체프레임에 회동가능하도록 지지되어 상기 감광체의 동작회전방향과 일치하는 방향으로 회동할 때 상기 현상장치를 상기 감광체에 접근시키는 유닛케이싱, 상기 본체프레임에 설치되어 상기 전동부를 상기 감광체의 동작회전방향과 동일한 방향으로 회전 구동시키는 카트리지 구동부를 포함하며,

상기 카트리지 구동부를 회전구동시키는 메인구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
제6항에 있어서,

상기 피동부는 피니언치형부를 가지며, 상기 전동부는 상기 피니언치형부와 맞물리는 전동치형부를 갖는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
제6항에 있어서,

상기 전동부는 상기 전동축의 방향으로 형성된 피동커플링부를 가지며, 상기 카트리지 구동부는 상기 피동커플링부에 상기 전동축 방향으로 맞물리도록 형성된 구동커플링부를 갖는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
제8항에 있어서,

상기 현상카트리지는 회전디스크를 더 포함하며,

상기 피동커플링부는 상기 구동커플링부 측으로 돌출되어 상기 회전디스크에 삽입되는 복수의 피동돌기를 포함하며,

상기 구동커플링부는 상기 피동커플링부 측으로 상기 피동돌기의 돌출방향에서 이격되게 돌출되어 상기 회전디스크에 삽입되는 복수의 구동돌기를 갖는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
제6항에 있어서,

상기 현상카트리지는 상기 감광체와 상기 현상장치 사이의 간격을 유지하기 위한 갭유지 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.