KR101214070B1 - 감광드럼용 지지결합구와 감광드럼조립체 및 화상형성장치의 카트리지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자사진 화상형성장치에 사용되는 감광드럼조립체와 이를 포함하는 카트리지에 관한 것이다. 본 발명은 실시예로, 적어도 외주면의 일부분은 감광드럼의 어느 한 쪽 일단에 삽입되며, 카트리지에 형성된 결합부에 상기 감광드럼을 회전 가능하게 지지하는 축결합구가 분리 가능하게 결합되는 장착홈이 형성되어 있고, 상기 장착홈에는 탄성결합핀이 돌출되어 있으며, 상기 탄성결합핀에는 상기 지지결합구가 걸려 고정되는 걸림턱이 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 감광드럼 고정용 지지결합구를 제시한다.

Description

감광드럼용 지지결합구와 감광드럼조립체 및 화상형성장치의 카트리지{Photosensitive drum assembly and cartridge including it}

본 발명은 전자사진 화상형성장치에 사용되는 감광드럼조립체와 이를 포함하는 카트리지에 관한 것이다.

화상형성장치는 종이 등에 문자나 화상을 형성하는 장치로, 복사기, 레이저 프린터 등이 있다.

일예로 레이저 프린터는 정전기 현상의 원리를 이용하여 인쇄를 하는 비충격식 프린터로, 화상 정보를 레이저를 통하여 감광드럼에 형성하고, 토너가 형성된 화상에 일시적으로 달라붙게 한 후 용지에 고온 압착하게 된다. 이때, 감광드럼에 토너를 고정하기 위하여 정전기 현상이 인용되는 것이 일반적이다.

이러한 화상형성장치에는 토너의 재보급과 소모성 부재의 주기적인 교체를 위하여 토너보관통, 감광드럼조립체, 대전유닛, 소제유닛, 노광유닛, 현상유닛 등을 구비한 카트리지가 분리 가능하게 제공되고 있다.

카트리지가 화상형성장치와 분리 가능함에 따라 카트리지에 구비된 감광드럼 등의 위치가 결합시마다 달라질 소지가 있으며, 반면에 정밀한 인쇄품질을 얻기 위해서는 카트리지의 작동시 정확한 감광드럼이 위치 세팅이 필수적이다.

또한, 카트리지에 구비된 감광드럼, 현상유닛은 인쇄작업을 수행하기 위하여 적당히 회전되어야 하므로, 카트리지에 구비된 감광드럼조립체는 화상형성장치의 본체에서 구동력을 전달받아야 회전된다. 이를 감광드럼의 일단부에는 본체의 구동력을 전달받기 위한 결합 구조물이 구비된다. 이러한 결합 구조물의 구성이나 형상은 본체에 구비된 구동력 전달부재들과 쌍을 이루고 있는 것으로, 감광드럼 등의 정확한 정렬이나 구동력의 안정된 전달을 위하여 감광드럼의 일단부에 구비된 결합 구조물의 형상은 본체에 구비된 구동력 전달부재의 구성에 의해 한정된다.

한편, 감광드럼은 전착된 토너를 종이 등에 옮기는 과정 중에 마모, 변형 등의 손상이 있게 된다. 이러한 감광드럼의 수명은 대전유닛, 소제유닛 등의 수명과 일치하지 않기 때문에 일정 기간 사용된 후에는 교체되는 것이 바람직하다.

그러나 종래의 기술에 따른 카트리지는 전술된 바와 같이 감광드럼의 정확한 정렬이나 구동력 전달의 안정성을 위하여 카트리지와 견고하게 고정하도록 구성하였다. 그에 따라 감광드럼의 분해를 위해서는 카트리지를 해체해야 하는 등의 번거로움이 있었다.

본 발명은 전술된 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 감광드럼의 사용상 안정성을 저해시키지 아니하면서도 카트리지에 대한 분리 결합이 용이하도록 하는 목적을 갖는다.

상기 과제를 위하여 본 발명은 실시예로, 적어도 외주면의 일부분은 감광드럼의 어느 한 쪽 일단에 삽입되며, 카트리지에 형성된 결합부에 상기 감광드럼을 회전 가능하게 지지하는 축결합구가 분리 가능하게 결합되는 장착홈이 형성되어 있고, 상기 장착홈에는 탄성결합핀이 돌출되어 있으며, 상기 탄성결합핀에는 상기 축결합구가 걸려 고정되는 걸림턱이 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 감광드럼 고정용 지지결합구를 제시한다.

이때, 지지결합구는 축결합구와의 결속력을 증대시키기 위하여 상기 장착홈에서 상기 축결합구의 미끄럼 회전 이동을 방지하는 회전방지부가 더 형성될 수 있다.

추가로, 상기 장착홈에는 상기 축결합구의 삽입 결합에 따라 탄성 변형되어 상기 축결합구가 분리되는 방향으로 상기 축결합구에 탄성력을 작용하는 가압부가 더 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 가압부는 상기 장착홈의 내주면에서 상기 장착홈의 중심 방향으로 연장되는 외팔보 형태의 탄성편, 상기 탄성편에서 상기 축결합구가 분리되는 방향으로 돌출되어 있는 가압편을 포함하여, 축결합구의 분리를 용이하게 할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면 원통 형상의 감광드럼, 상기 감광드럼의 적어도 어느 일단에 결합되는 지지결합구 그리고 상기 지지결합구에 분리 가능하게 결합되며 상기 감광드럼의 일단에서 일부분이 돌출되는 축결합구를 포함하고, 상기 축결합구가 상기 감광드럼에서 돌출되는 부분의 길이는 상기 감광드럼의 단면 직경에 대하여 0.2배 내지 0.5배인 감광드럼조립체를 제시한다. 이러한 감광드럼조립체는 카트리지 하우징에서 용이하게 분리되거나 결합될 수 있어, 감광드럼의 조립성을 향상시키는 것이다.

한편, 원통 형상의 감광드럼, 상기 감광드럼의 적어도 어느 일단에 결합되며, 상기 감광드럼의 길이방향에 따라 개방된 장착홈이 형성되어 있는 지지결합구 그리고 상기 장착홈에 일부가 분리 가능하게 삽입되며 상기 감광드럼의 일단에서 돌출되는 축결합구를 포함하고, 상기 장착홈의 내부에 형성되는 설치판에서 끝단부에 걸림턱이 형성된 탄성결합핀이 돌출되어 있고, 상기 축결합구에는 상기 탄성결합핀의 끌단부가 삽입되며 상기 걸림턱이 걸리는 삽입홀이 형성되어 있는 감광드럼조립체를 제시한다.

여기서, 상기 축결합구에서 상기 장착홈에 삽입되는 일면과 반대 방향의 타면은, 상기 삽입홀에 걸린 탄성결합핀의 끝단부에 접근 가능하도록 개방될 수 있다. 이는 축결합구와 지지결합구의 결합을 해제함에 있어 사용자의 편의성을 증대시키는 것이다.

또한, 상기 탄성결합핀은 상기 설치판의 중심에서 방사상으로 복수가 서로 이격되게 돌출되어 있으며, 상기 탄성결합핀의 끝단부는 상기 삽입홀을 통과하여 상기 탄성결합핀의 길이방향으로 연장될 수 있다.

더하여, 상기 장착홈의 내면에는 끼움턱이 돌출되어 있고, 상기 축결합구에는 상기 끼움턱이 결합되는 끼움홈이 상기 장착홈에 대한 상기 축결합구의 삽입 방향에 따라 길게 형성될 수 있다.

또한, 상기 장착홈에는 상기 축결합구의 삽입 결합에 따라 탄성 변형되어 상기 축결합구가 분리되는 방향으로 상기 축결합구에 탄성력을 작용하는 가압부가 더 형성되어 있고, 상기 축결합구에는 상기 가압부에 가압되는 지지부가 더 형성될 수 있다. 이때, 상기 지지부는 상기 삽입홀의 주연부에 형성될 수 있다. 이는 가압부의 강성 증대를 위한 설계를 용이하게 한다.

다른 실시예로, 상기 축결합구에는 상기 축결합구와 상기 지지결합구의 결합에 따라 탄성 변형되며 상기 축결합구가 분리되는 방향으로 탄성 지지하는 탄성가압편이 더 형성될 수 있다. 이는 가압부와 마찬가지로 축결합구와 지지결합구의 분리가 용이하게 이루어지게 하는데 주요한 것이다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 전술된 감광드럼조립체를 포함하고, 카트리지 하우징에 서로 이격되게 형성되어 있는 한 쌍의 결합부에서 상기 감광드럼조립체가 분리 가능한 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 카트리지를 제시한다.

이때, 상기 결합부 중 상기 축결합구가 결합되는 것은 상기 축결합구의 삽입방향에 따라 개방될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 카트리지 하우징에 대한 감광드럼의 장착과 분리를 용이하게 하면서도, 화상형성장치에서 감광드럼의 회전 작동시 그 회전축을 안정되게 지지할 수 있어서, 인쇄품질의 저하됨 없이 감광드럼의 교체가 용이하게 이루어지게 하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카트리지의 개략적인 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 감광드럼조립체의 분해 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 감광드럼조립체의 조립된 일부분의 확대도.
도 4는 본 발명의 실시예에 채용된 축결합구를 일부 절개한 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 채용된 지지결합구를 일부 절개한 사시도.
도 6은 도 3의 A-A선에 따른 단면도.
도 7은 도 3의 B-B선에 따른 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 카트리지와 감광드럼조립체를 개략적으로 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 감광드럼조립체의 조립된 단면도.

본 발명은 감광드럼을 카트리지에 고정하는데 사용되는 지지결합구, 이 지지결합구를 포함하는 감광드럼조립체 및 이를 포함하는 화상형성장치의 카트리지를 포함한다.

화상형성장치는 토너를 이용하여 종이 등 시트 류에 문자, 문양을 형성하는 장치로, 복사기, 팩시밀리, 프린터 등을 예시로 들 수 있다.

화상형성장치에는 토너를 보관하며, 토너를 종이 등 인쇄대상물에 전착시키기 위한 구성을 포함하는 카트리지가 장착된다. 또한, 화상형성장치는 카트리지가 분리 가능하게 고정되는 구조를 갖는다. 또한, 화상형성장치는 감광드럼 등의 작동에 필요한 동력을 카트리지에 제공하는 동력전달구조와, 전력 공급을 위한 전류전달구조를 갖는다. 카트리지는 외형을 이루고 있는 하우징에 감광드럼과 현상유닛, 대전유닛, 토너보관통 등이 구비된 것이다. 이때, 카트리지의 설계에 따라 소제유닛 등이 더 추가 가능하다.

본 발명의 특징들 중 하나는 카트리지의 하우징과 감광드럼의 조립성을 개선하는 점이다. 카트리지가 화상형성장치에서 분리 가능함에 따라 화상형성장치에 대한 카트리지의 고정 위치 즉, 감광드럼의 작동 위치가 불안정할 요소가 있다. 감광드럼의 위치가 안정되지 못하면 인쇄 품질을 나빠지지 때문에 화상형성장치에 대한 감광드럼의 위치를 안정되게 할 필요가 있다. 또한, 감광드럼의 교체 용이성을 확보하기 위해서는 카트리지 하우징에 대한 감광드럼의 위치 고정의 해제가 쉬운 구조를 채택하여야 한다. 본 발명의 한 감광드럼 고정용 지지결합구와 이를 이용한 감광드럼조립체에 의하여 감광드럼의 작동 위치의 안정성과 조립 분해의 용이성을 확보 가능하게 된다.

본 발명에 따른 감광드럼 고정용 지지결합구는 원통 형상인 감광드럼의 적어도 어느 한 쪽 일단에 삽입되는 것이다. 특히, 도면으로 제시된 실시예는 화상형성장치에서 동력을 전달받거나 접지를 이루는 감광드럼의 일단(이하 '동력 수용단'이라 함)과 반대쪽의 종동 회전을 지지지하는 타단(이하 '종동 회전단'이라 함)에 바람직한 것이다. 그러나 축결합구로 제시되는 구성요소에 동력을 전달받기 위한 결합물(예를 들어 비원형 단면을 가지는 축돌기)이 형성되거나 접지를 위한 위한 전도성 금속 단자가 더 구비되는 경우에는, 동력을 전달받거나 접지를 이루는 일측에도 적용 가능한 것이다.

지지결합구는 축결합구를 매개로 하여 카트리지 하우징에 형성된 결합부에 장착된다. 이때, 상기 결합부는 홀로 형성될 수 있다. 축결합구는 일부분이 지지결합구에 삽입된 형태로 고정되고, 나머지 부분은 감광드럼의 길이방향을 따라 돌출된다. 이 돌출된 부분은 대개 원형 단면을 가지는 카트리지의 결합부에 회전 가능하게 끼움 결합된다. 이러한 결합 형태는 감광드럼의 양단 모두에서 동일하게 이루어지거나, 적어도 종동 회전단에서 이루어진다.

일부 카트리지에서 감광드럼은 하우징의 내부에서 그 길이방향으로 제한된 이동을 할 수 있게 제작된다. 이는 감광드럼의 동력 수용단을 통하여 화상형성장치의 동력을 전달받는 과정 중에 감광드럼이 길이방향 이동하며 정렬하기 위한 것이다. 이러한 카트리지의 축 방향 이동은 캐논사의 레이저 프린터 제품군에 적용된 카트리지에서 쉽게 찾아볼 수 있다. 이러한 감광드럼의 축 방향 이동은 축결합구가 카트리지 하우징의 원통형 결합부에서 슬라이딩 이동할 수 있게 구성함으로써 구현 가능하다.

한편, 감광드럼의 어느 일단에서 지지결합구와 축결합구의 결합은 감광드럼의 작동시에 흔들림이 없도록 견고하게 이루어져야 한다. 본 발명은 이를 위하여 지지결합구에 구비되어 있으며 축결합구에 결합되는 탄성결합핀을 구비한다. 탄성결합핀은 걸림턱이 돌출되어 있으며 축결합구가 지지결합구에 일정 힘으로 가압되면 탄성결합핀이 탄성 변형되었다가 복원되면서 걸림턱이 축결합구가 빠지지 아니하도록 물리적으로 결합시키는 것이다. 이러한 탄성결합핀에 의한 물림 결합은 외부에서 탄성결합핀을 다시 탄성 변형시키기 전까지는 축결합구와 지지결합구의 결속을 유지할 수 있게 된다. 또한, 사용자가 탄성결합핀을 탄성 변형시키면 축결합구와 지지결합구와의 견고한 결합은 해제된다.

나아가, 지지결합구에는 축결합구의 삽입 결합에 따라 탄성 변형되어 상기 축결합구가 분리되는 방향으로 축결합구에 탄성력을 작용하는 가압부가 더 형성되어 있다. 이러한 가압부는 탄성 변형이 용이하도록 외팔보 형태의 판 형태를 취할 수 있으며, 축결합구와 지지결합구가 탄성결합핀에 의하여 끼움 결합된 상태에서 축결합구에 밀려나 축결합구가 분리되는 방향으로 탄성있게 축결합구를 밀게 된다. 그에 따라 사용자가 탄성결합핀에 의한 물림을 해제하는 수간 가압부가 축결합구를 밀어 내어 축결합구와 지지결합구의 분리를 돕는 것이다.

이러한 가압부는 축결합구에 형성되어도 무방한 것이다. 본 발명의 다른 실시예는 축결합구에 탄성 변형되어 축결합구가 분리되는 방향으로 지지하는 탄성결합편이 구비되어 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치의 카트리지, 감광드럼조립체 및 감광드럼용 지지결합구를 설명한다. 다만, 실시예들에서 유사하거나 사실상 동일한 구성요소에 대한 도면번호는 통일하여 사용하기로 한다.

도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 카트리지가 도시되어 있다.

화상형성장치의 카트리지(100)는 화상형성장치의 본체(도시 생략)에 분리 가능한 것으로, 카트리지(100)에는 감광드럼조립체(10), 현상유닛(20)이 포함된다. 또한, 카트리지(100)에는 대전유닛(30), 소제유닛(40), 토너보관통 등이 더 포함될 수 있다.

감광드럼조립체(10), 현상유닛(20), 대전유닛(30)은 각각 대략 원통형의 롤러부재들로 서로 인접되게 구성되고, 서로 평행한 축 상에서 회전 가능하게 구성될 수 있다. 이러한 롤러부재들의 회전은 각 롤러부재에 결합된 기어나 벨트 등의 공지된 동력전달수단을 통하여 이루어질 수 있다.

감광드럼조립체(10)에는 내부가 비어 있는 원통 형상인 감광드럼이 포함된다. 감광드럼은 대전유닛에 의하여 그 외주면이 대전되고, 노광유닛에서 조사되는 빛에 의하여 인쇄하고자 하는 화상에 대응한 정전잠상이 형성된다.

현상유닛(20)은 토너를 감광드럼에 형성된 정전잠상에 공급하는 것으로, 토너를 감광드럼에 공급하기 위한 현상 바이어스 전압이 인가된다.

전사유닛은 감광드럼에 현상된 토너 화상이 기록 매체로 전사되도록 하며, 이를 위하여 전사유닛에는 전사 바이어스 전압이 인가된다. 기록매체로 옮겨진 토너 화상은 롤러들에 의한 고온 압축에 의하여 기록매체에 고정된다.

소제유닛(40)은 인쇄가 종료된 후 감광드럼에 잔류하는 토너를 제거한다.

도 2 내지 도 5에는 감광드럼조립체가 도시되어 있다.

감광드럼조립체(10)는 감광드럼(1), 지지결합구(2), 축결합구(3)를 포함한다. 감광드럼조립체(10)는 감광드럼을 카트리지의 하우징(110)에 회전가능하게 장착하기 위한 구성이다. 도면에는 종동 회전단을 도시하였으나, 반대쪽의 동력 수용단에도 동력을 전달받기 위한 결합물이 더 포함되며 지지결합구와 축결합구를 구비할 수 있다.

축결합구(3)는 대략 원통형 외형을 갖는다. 축결합구(3)의 후방 일부분은 지지결합구(2)에 형성된 장착홈(21)에 삽입되는 부분으로, 그 외주면에는 축결합구(3)가 장착홈(21)에 삽입되는 방향에 따라 끼움홈(3a)이 형성되어 있다. 이 끼움홈의 수와 위치는 이후 설명되는 끼움턱에 대응된다.

지지결합구(2)는 감광드럼(1)의 개방된 일단에 삽입된다. 이때, 감광드럼에 삽입되는 외주면에는 결합력을 높이기 위한 널링(knurling) 처리가 되어 있다. 또한, 지지결합구의 전단에는 감광드럼에 삽입되는 깊이를 한정하기 위한 플랜지(2a)가 더 형성되어 있다.

장착홈(21)은 지지결합구(2)의 정면을 향하여 개방되어 축결합구(3)가 삽입된다. 장착홈(21)에는 축결합구의 삽입방향에 따라 길게 형성된 끼움턱(21a)이 돌출되어 있다. 이 끼움턱(21a)은 축결합구의 외주면에 형성된 끼움홈(3a)에 결합되는 것으로, 지지결합구에 대한 축결합구의 회전을 방지하는 것이다.

이와 같이, 지지결합구에 대한 축결합구의 미끄럼 회전 이동을 방지하는 회전방지부는 끼움턱과 끼움홈의 구조 외에도 다양하게 변경 가능한 것이다. 다른 예로, 장착홈과 축결합구의 단면은 타원이거나 다각형인 비원형일 수 있다. 또 다른 예로 장착홈의 내주면과 축결합구의 외주면 사이에 개재되는 고무 재질의 미끄럼방지용 패드로 이루어질 수도 있다.

회전방지부가 더 구비됨으로써 축결합구와 지지결합구의 결속력은 증대된다. 따라서 동력 수용단에서 전달받은 동력에 의하여 감광드럼의 회전시에 축결합구와 지지결합구의 조립오차에 따른 진동 등이 저감되어 인쇄 품질의 저하를 방지할 수 있게 된다. 더하여 회전방지부에 의하여 지지결합구에 대한 축결합구의 미끄럼 회전이 방지됨으로써 지지결합구와 축결합구가 서로 접하는 면에서 마모 등의 문제점이 없게 된다.

도 3에는 감광드럼조립체(10)와 카트리지의 하우징(110)의 일부분이 도시되어 있다. 도면에서 하우징(110)은 감광드럼조립체(10)가 조립되는 일부분을 예시적으로 도시한 것이다. 하우징(110)에는 감광드럼조립체(10)의 일단에서 돌출되어 있는 축결합구(3)가 회전 가능하게 삽입되는 결합부(110a)가 홀 형태로 형성되어 있다. 도시하지 아니하였으나, 결합부에는 축결합구의 회전이 용이하게 이루어지도록 하는 미끄럼 부재가 더 구비될 수 있다. 이러한 미끄럼 부재는 베어링 등 기계적 요소이거나 윤활제 등 다양하게 변경될 수 있다.

하우징에 형성된 결합부는 외부를 향하여 개방되어 있다. 또한, 축결합구에 함몰된 홈도 축결합구가 결합부에 삽입되는 방향으로 개방되어 있다.

도 4 내지 도 7은 축결합구와 지지결합구 및 이들의 조립된 상태가 도시되어 있다.

원통 형상의 축결합구(3)의 내부에는 홈을 형성하는 막음판(31)이 형성되어 있다. 이 막음판(31)의 중앙에는 삽입홀(311)이 형성되어 있다. 이때, 삽입홀(311)은 장공으로 형성되어 있다. 도시하지 아니하였으나 탄성결합핀의 형상에 따라 삽입홀은 원형으로 형성될 수도 있다. 또한, 삽입홀(311)의 내측면에는 탄성결합핀의 걸림턱이 견고하게 걸리도록 막음판의 중앙을 향하여 돌출된 단턱(312)이 더 형성되어 있다.

더하여, 삽입홀(311)의 주연부에는 막음판(31)의 강성을 증대시키기 위한 리브(32)가 더 형성될 수 있다. 이때, 리브(32)는 지지결합구가 결합되는 방향에 따라 막음판에서 연장되며, 축결합구(3)의 원통 부분과 연결되어 있다. 이러한 리브는 지지결합구에 대한 축결합구의 결합 방향으로 삽입홀을 가리지 아니하는 것이다. 이러한 리브는 막음판의 두께에 의하여 강성이 보강된다면 생략 가능한 것이다.

한편, 지지결합구(2)의 외형을 이루는 원통체의 내부에도 장착홈(21)의 막힌 내벽을 형성하는 설치판(22)이 형성되어 있다. 이 설치판(22)의 후단부, 즉 장착홈의 타측에 형성되는 홈에는 전술된 축결합구와 마찬가지로 생략 가능한 리브에 의하여 보강된 구조를 갖는다.

탄성결합핀(23)은 설치판(22)의 중심부에서 장착홈(21)의 개구된 방향으로 돌출되어 있다. 탄성결합핀(23)은 일단이 설치판(22)에 연결되며 길게 형성됨에 따라 탄성 변형이 가능한 것이다. 또한 탄성결합핀(23)의 끝단부에는 걸림턱(231)이 형성되어 있다. 이 걸림턱(231)은 탄성결합핀(23)의 길이방향과 수직된 단턱을 가지는 것이다.

더하여 탄성결합핀(23)은 복수가 구비될 수 있다. 이 경우, 탄성결합핀은 설치판의 중심에서 서로 방사상으로 이격 형성된다. 각 탄성결합핀(23)은 서로 이격되며 평행한 것이다. 또한, 걸림턱(231)은 각 탄성결합핀(23)이 서로 마주보는 면과 반대되는 타측면에 형성된다. 도면에서는 한 쌍의 탄성결합핀(23)이 형성되어 있다. 걸림턱(231)은 각 탄성결합핀(23)의 외측면에 끝단부에 형성되어 있다. 더하여, 걸림턱의 전방으로 탄성결합핀(23)의 끝단부는 더 돌출되어 연장편(232)을 형성하고 있다.

또한, 탄성결합핀(23)과 설치판(22)의 연결부분 중 일면에 관통홀(221)이 더 형성되어 있다. 이 관통홀(221)은 탄성결합핀(23)의 탄성 이동에 따른 응력이 집중되지 아니하게 하여 탄성결합핀의 탄성 변형시 파손되는 것을 방지하고, 원활한 탄성 변형이 이루어지도록 하는 것이다.

한편, 설치판(22)에는 가압부(24)가 형성되어 있다. 가압부(24)는 장착홈의 내면에서 장착홈(21)의 중심 방향으로 연장되는 외팔보 형태의 탄성편(241), 이 탄성편(241)에서 축결합구(3)가 분리되는 방향으로 돌출되어 있는 가압편(242)을 포함한다.

구체적으로 탄성편(241)의 일면이 지지결합구의 외형을 형성하는 원통체에 연결되어 있다. 따라서 탄성편(241)은 외팔보와 같이 원통체에 연결되어 탄성 변형이 용이하게 이루어진다. 이러한 탄성편(241)은 복수가 방사상으로 형성될 수 있다. 장착홈의 원형 둘레를 따라 일정 간격으로 구비된 복수의 탄성편(241)은 축결합구(3)를 장착홈에서 편심되지 아니하고 이탈 방향과 평행하게 밀어줄 수 있게 된다. 도면에서는 설치판(22)이 절개됨에 따라 한 쌍의 탄성편(241)이 서로 대칭되게 형성되어 있다.

더하여 탄성편(241)에는 가압편(242)이 더 돌출되어 있다. 이 가압편(242)은 장착홈에 삽입되는 축결합구(3)에 접촉하는 것이다. 돌출된 가압편은 축결합구와의 접촉이 보다 확실하게 이루어지게 하는 것이다.

이하에서는 지지결합구와 축결합구의 결합관계를 설명한다.

지지결합구(2)의 장착홈(21)에 축결합구(3)가 삽입되면서, 지지결합구(2)의 탄성결합핀(23)의 끝단부는 축결합구(3)의 삽입홀(311)을 통과하며 탄성 변형하게 된다. 축결합구(3)가 장착홈(21)에 충분히 삽입되면 탄성결합핀(23)에 형성된 걸림턱(231)은 삽입홀(311)을 완전히 통과하게 되면서, 탄성 변형되었던 탄성결합핀(23)은 복원되고 걸림턱(231)은 삽입홀(311)의 주연부에 걸리게 된다. 이때, 삽입홀에 형성된 단턱에 걸림턱이 걸림으로써 걸림 고정이 더욱 확실하게 이루어질 수 있게 된다.

이로써 사용자가 탄성결합핀을 다시 탄성 변형시키지 아니하는 한 지지결합구와 축결합구의 결속은 유지된다.

한편 장착홈(21)의 내주면에서 돌출된 끼움턱이 축결합구(3)의 외주면에 함몰된 끼움홈에 결합됨에 따라, 축결합구와 지지결합구가 더욱 견고하게 결합할 수 있게 된다.

더하여, 장착홈(21)에 축결합구(3)가 삽입됨에 따라 탄성편의 끝단에 형성된 가압편(242)이 축결합구(3)에 의하여 눌리어 탄성편(241)을 탄성 변형시키게 된다. 탄성 변형된 탄성편(241)의 복원력은 지속적으로 축결합구(3)가 분리되는 방향으로 축결합구(3)를 밀어도록 작용하게 된다. 그러나 탄성편에 의한 가압력에도 불구하고 탄성결합핀의 걸림턱과 삽입홀의 물림 결합에 의하여 지지결합구와 축결합구의 결속은 그대로 유지된다.

이때, 축결합구(3)에는 가압부(24)에 의하여 가압되는 지지부(33)가 더 형성되고, 이 지지부(33)는 상기 삽입홀(311)의 주연부에 형성되어 있다. 도면에서 지지부(33)는 축결합구(3)의 막음판(31)의 강성을 보강하는 리브(32)로 이루어질 수 있다. 다시 도 4를 참고하면, 리브의 구성 중에 삽입홀(311)의 주연부를 감싸는 원통 형상의 리브(32)가, 가압부의 가압편(242)과 접촉하는 부분이 된다. 원통 형상의 리브(32)는 축결합구(3)의 외형을 이루는 원통체와 막음판(31) 모두에 연결되는 보강 부재로 구조적 강성이 큰 부분이다. 따라서 가압부에 의하여 지속적인 가압되더라도 사용 수명 기간 동안 영구 변형될 염려가 저감되는 것이다.

더하여 삽입홀(311) 주연부에 지지부(33)가 형성됨에 따라 구조적 강성을 크게 갖는 가압부의 구조가 얻어질 수 있다. 즉, 가압부에서 주된 탄성 변형은 탄성편(241)에서 이루어지는 것으로 탄성편(241)은 가능한 구조적 강성이 큰 축결합구(3)의 원통 부분에서 연장되는 것이 유리한데, 이러한 탄성편(241)의 형상을 가지려면 가압부가 축결합구(3)와 접촉하는 부분이 삽입홀(311)의 주연부가 되는 것이다. 결국, 삽입홀(311) 주연부에 지지부(33)가 형성되도록 함으로써 가압부(24)의 구조적 강성을 보강할 수 있게 되는 것이다.

한편, 축결합구(3)에서 장착홈에 삽입되는 일면과 반대 방향의 타면은 개방되어 있어, 삽입홀(311)에 걸린 탄성결합핀(23)의 끝단부에 접근 가능하게 되고, 이로써 사용자가 축결합구(3)와 지지결합구(2)를 용이하게 분리할 수 있게 된다.

더하여 도 3에 도시된 바와 같이, 카트리지의 결합부(110a)를 이루는 홀도 축결합구(3)가 결합되는 방향으로 개방되어 있어, 카트리지(100)에 감광드럼조립체(10)가 결합된 상태에서 탄성결합핀의 끝단부에 형성된 연장편에 접근 가능하게 된다.

사용자는 롱 노우즈 펜치 등과 같은 간단한 소도구를 이용함으로써, 카트리지의 결합부를 통과하여 삽입홀(311)에서 돌출된 탄성결합핀(23)의 끝단부에 접근 가능하게 된다. 이후, 탄성결합핀(23)의 끝단, 즉 연장편(232)을 서로 가깝게 오므려 탄성결합핀(23)을 탄성 변형시키면, 가압부(24)에 의하여 축결합구(3)가 지지결합구(2)의 밀려나 탄성결합핀(23)의 걸림턱과 삽입홀(311)의 걸림 결합이 바로 해제된다.

이후, 감광드럼(1)을 길이방향으로 더욱 이동시킴으로써 축결합구(3)와 지지결합구(2)를 완전히 분리할 수 있으며, 카트리지에서 감광드럼을 분리할 수 있게 되는 것이다.

도 8에는 본 발명의 실시예에 따른 카트리지가 개략적으로 도시되어 있다. 도면에서 카트리지(100)의 감광드럼조립체(10)는 피동 회전단(10a)에 본 발명의 실시예에 따른 지지결합구(2)와 축결합구(3)가 구비된 것이고, 반대쪽의 동력 수용단(10b)은 종래의 기술에 따른 구조를 가지는 것이다. 종래의 기술에 따른 동력 수용단은 하우징의 결합부에 삽입되었을 때에 결합부에서 더 돌출될 정도로 긴 축을 갖는다. 이때, 축의 돌출 길이는 화상형성장치의 동력 전달 구조에 따라 한정될 수 있는 것이다.

기조립된 카트리지(100)의 하우징(110)에 감광드럼(1)을 장착하기 위해서는 먼저 동력 수용단을 하우징(110)의 일측 결합부에 삽입한다. 이후 지지결합구(2)가 장착된 감광드럼(1)의 피동 회전단(10a)을 타측 결합부(110a)에 위치시키고 개방된 결합부(110a)에 축결합구(3)를 통과시켜 지지결합구(2)의 장착홈에 삽입함으로써 이루어진다.

또는 피동 회전단(10a)에 지지결합구(2)와 축결합구(3)를 먼저 조립하여 감광드럼조립체(10)를 먼저 완성하고, 카트리지의 하우징(110)을 벌려 결합구 이격 거리를 더 길게 확보하고 축결합구(3)를 결합부(110a)에 삽입시킬 수도 있다.

이와 같이 감광드럼조립체를 카트리지의 하우징을 벌려 삽입하기 위한 조건으로, 축결합구(3)가 감광드럼(1)에서 돌출되는 부분의 길이(이하 '돌출길이'라고 함)는 감광드럼(1)의 원형 단면 직경에 대하여 0.2배 내지 0.5배일 수 있다. 만일 상기 돌출길이가 감광드럼의 단면 직경에 대하여 0.2배 미만인 경우에는 결합부에 의하여 둘레가 지지되는 축결합구의 면적이 지나치게 작아 감광드럼의 회전을 안정되게 지지할 수 없는 단점이 있게 된다. 또한, 만일 상기 돌출길이가 감광드럼의 단면 직경에 대하여 0.5배를 초과하는 경우에는 이러한 피동 회전단을 결합하기 위해서는 하우징의 영구 변형이나 파손을 가져올 정도로 변형을 하거나, 하우징을 분해하여야 하는 단점이 있게 된다. 또는 하우징의 결합부의 간격을 피동 회전단이 삽입 가능할 정도로 유격이 크게 제작하는 경우에 동력 수용단에서 요구하는 충분한 결합력이 이루어지지 못하게 되는 문제가 발생되기 시작한다. 이러한 기술적 한계를 고려하였을 때에 돌출길이는 감광드럼의 단면 직경에 대하여 0.2배 내지 0.5배의 범위일 필요가 있게 된다.

한편, 도 9에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지지결합구와 축결합구의 조립된 단면도가 도시되어 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 지지결합구(2)와 축결합구(3)는 아래에 설명되는 내용과 저축되는 경우를 제외하고는 전술된 실시예의 지지결합구와 축결합구의 특징을 갖는다.

본 발명의 다른 실시예는 전술된 실시예의 가압부와 구성이 서로 다르다. 즉, 축결합구(3)와 지지결합구(2)의 결합에 따라 탄성 변형되며 상기 축결합구(3)가 분리되는 방향으로 지지결합구(2)를 탄성 지지하는 탄성가압편(34)이 축결합구(3)에 형성되어 있다.

이러한 탄성가압편(34)은 막음판(31)과 리브의 일부가 절개되어 형성된다. 탄성가압편(34)은 지지결합구(2)의 탄성결합핀이 삽입홀에 결합되면, 지지결합구에 접촉하여 밀려 나며 탄성 변형된다. 이후 탄성결합핀과 삽입홀의 결합이 해제되기까지 탄성가압편(34)은 축결합구(3)를 지지결합구(2)에서 밀어내도록 탄성 지지하게 된다. 이와 같이 축결합구에 형성된 탄성가압편은 상대적으로 지지결합구의 구조적 강성을 증대시키는데 도움이 된다. 즉, 탄성결합핀이 연결되어 있는 설치판의 강성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 감광드럼 고정용 지지결합구, 이를 포함하는 감광드럼조립체 및 화상형성장치의 카트리지는 감광드럼의 장착과 분리를 용이하게 하면서도, 화상형성장치에서 감광드럼의 회전 작동시 그 회전축을 안정되게 지지할 수 있는 것이다. 따라서 인쇄품질의 저하됨 없이 감광드럼의 교체가 용이하게 이루어지게 할 수 있다.

100 : 카트리지
10 : 감광드럼조립체 10a : 피동 회전단 10b : 동력 수용단
20 : 현상유닛 30 : 대전유닛 40 : 소제유닛
110 : 하우징 110a : 결합부
1 : 감광드럼
2 : 지지결합구
2a : 플랜지 21 : 장착홈 21a : 끼움턱
22 : 설치판 221 : 관통홀 23 : 탄성결합핀
231 : 걸림턱 232 : 연장편 24 : 가압부
241 : 탄성편 242 : 가압편
3 : 축결합구
3a : 끼움홈 31 : 막음판 311 : 삽입홀
312 : 단턱 32 : 리브 33 : 지지부
34 : 탄성가압편

Claims (14)

1. 적어도 외주면의 일부분은 감광드럼에 삽입될 수 있으며,
   카트리지에 회전 가능하게 결합될 수 있는 축결합구와 결합되어 있는 장착홈이 형성되어 있고,
   상기 장착홈에는 탄성결합핀이 돌출되어 있으며, 상기 탄성결합핀에는 상기 축결합구가 걸려 고정되는 걸림턱이 돌출되어 있으며,
   상기 장착홈에는 상기 축결합구의 미끄럼 회전 이동을 방지하는 회전방지부가 형성되어 있는
   것을 특징으로 하는 감광드럼 고정용 지지결합구.
2. 삭제
3. 제1항에서,
   상기 장착홈에는
   상기 축결합구의 삽입 결합에 따라 탄성 변형되어 상기 축결합구가 분리되는 방향으로 상기 축결합구에 탄성력을 작용하는 가압부가 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 감광드럼 고정용 지지결합구.
4. 제3항에서,
   상기 가압부는
   상기 장착홈의 내주면에서 상기 장착홈의 중심 방향으로 연장되는 외팔보 형태의 탄성편, 상기 탄성편에서 상기 축결합구가 분리되는 방향으로 돌출되어 있는 가압편을 포함하는 것을 특징으로 하는 감광드럼 고정용 지지결합구.
5. 삭제
6. 원통 형상의 감광드럼,
   상기 감광드럼의 적어도 어느 일단에 결합되며, 상기 감광드럼의 길이방향에 따라 개방된 장착홈이 형성되어 있는 지지결합구 그리고
   상기 장착홈에 일부가 분리 가능하게 삽입되며 상기 감광드럼의 일단에서 돌출되는 축결합구를 포함하고,
   상기 장착홈의 내부에 형성되는 설치판에서 끝단부에 걸림턱이 형성된 탄성결합핀이 돌출되어 있고,
   상기 축결합구에는 상기 탄성결합핀의 끌단부가 삽입되며 상기 걸림턱이 걸리는 삽입홀이 형성되어 있는 감광드럼조립체.
7. 제6항에서,
   상기 축결합구에서
   상기 장착홈에 삽입되는 일면과 반대 방향의 타면은, 상기 삽입홀에 걸린 탄성결합핀의 끝단부에 접근 가능하도록 개방되어 있는 감광드럼조립체.
8. 제6항에서,
   상기 탄성결합핀은 상기 설치판의 중심에서 방사상으로 복수가 서로 이격되게 돌출되어 있으며,
   상기 탄성결합핀의 끝단부는 상기 삽입홀을 통과하여 상기 탄성결합핀의 길이방향으로 연장되어 있는 감광드럼조립체.
9. 제6항에서,
   상기 장착홈의 내면에는 끼움턱이 돌출되어 있고,
   상기 축결합구에는 상기 끼움턱이 결합되는 끼움홈이 상기 장착홈에 대한 상기 축결합구의 삽입 방향에 따라 길게 형성되어 있는 감광드럼조립체.
10. 제6항에서,
    상기 장착홈에는
    상기 축결합구의 삽입 결합에 따라 탄성 변형되어 상기 축결합구가 분리되는 방향으로 상기 축결합구에 탄성력을 작용하는 가압부가 더 형성되어 있고,
    상기 축결합구에는 상기 가압부에 가압되는 지지부가 더 형성되어 있는 감광드럼조립체.
11. 제10항에서,
    상기 지지부는 상기 삽입홀의 주연부에 형성되어 있는 감광드럼조립체.
12. 제6항에서,
    상기 축결합구에는
    상기 축결합구와 상기 지지결합구의 결합에 따라 탄성 변형되며 상기 축결합구가 분리되는 방향으로 상기 지지결합구를 탄성 지지하는 탄성가압편이 더 형성되어 있는 감광드럼조립체.
13. 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 감광드럼조립체를 포함하고,
    카트리지 하우징에 서로 이격되게 형성되어 있는 한 쌍의 결합부에서 상기 감광드럼조립체가 분리 가능한 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 카트리지.
14. 제13항에서,
    상기 결합부 중 상기 축결합구가 결합되는 것은 상기 축결합구의 삽입방향에 따라 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 카트리지.

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