KR101454461B1

KR101454461B1 - 전자사진 화상 형성용 감광드럼 및 상기 감광드럼을 포함한 프로세스 카트리지

Info

Publication number: KR101454461B1
Application number: KR1020120127003A
Authority: KR
Inventors: 최정환; 권진환; 도상일
Original assignee: 주식회사 파캔오피씨
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2014-11-04
Also published as: WO2013187737A1; KR20130040760A

Abstract

본 발명은 전자사진 화상 형성용 감광드럼 및 상기 감광드럼을 포함한 프로세스 카트리지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 그 주위면 상에 감광층을 가지는 실린더형 부재와, 상기 구동 회전 가능 부재로부터 구동력을 받도록, 상기 실린더형 부재의 일단부에 마련되고 적어도 2 이상의 원기둥 또는 다각기둥 형태의 돌출부를 포함하되, 상기 돌출부는 상기 왜곡 구멍구멍에 끼워져 구동회전 가능 부재의 회전시 상기 왜곡 구멍 입구에 상기 돌출부의 측면이 걸려 고정되어 구동력이 전달되며, 상기 돌출부는 상기 왜곡구멍을 구성하는 재질과 대비하여 인장강도가 0.8 내지 0.99, 항복신율이 0.8 내지 0.99배, 굴곡탄성율이 1.01 내지 1.2배, 충격강도가 0.7 내지 0.99배 범위의 물성을 갖는 합성수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성용 감광드럼 및 상기 감광드럼을 포함한 프로세스 카트리지에 관한 것으로, 본 발명의 전자사진 화상 형성용 감광드럼 및 상기 감광드럼을 포함한 프로세스 카트리지는 복수개의 코너부가 있는 비-원형 횡단면을 가진 왜곡 구멍을 구비한 전자사진 화상 형성장치 본체에 결합가능하면서도 부품의 손상을 최소화할 수 있고, 구조가 단순하여 금형의 제작비용을 절감할 수 있을 뿐더러 금형의 교체시기를 연장할 수 있어 기존 특허의 회피 및 경제성을 달성할 수 있다.

Description

전자사진 화상 형성용 감광드럼 및 상기 감광드럼을 포함한 프로세스 카트리지{PHOTOCONDUCTIVE DRUM FOR ELECTROPHOTOGRAPHIC IMAGE FORMATION AND PROCESS CARTRIDGE COMPRISING SAID PHOTOCONDUCTIVE DRUM}

본 발명은 전자사진 화상 형성용 감광드럼 및 상기 감광드럼을 포함한 프로세스 카트리지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터, 상기 모터로부터 구동력을 받는 구동 회전 가능 부재, 및 상기 구동 회전 가능 부재의 중앙부에 형성되며 복수개의 코너부가 있는 비-원형 횡단면을 가진 왜곡 구멍을 구비하며 기록재 상에 화상을 형성시키기 위한 전자 사진 화상 형성 장치용의 전자 사진 화상형성용 감광 드럼에 있어서, 상기 전자사진 화상형성용 감광 드럼은 그 주위면 상에 감광층을 가지는 실린더형 부재와, 상기 구동 회전 가능 부재로부터 구동력을 받도록, 상기 실린더형 부재의 일단부에 마련되고 적어도 2 이상의 원기둥 또는 다각기둥 형태의 돌출부를 포함하되, 상기 돌출부는 상기 왜곡 구멍구멍에 끼워져 구동회전 가능 부재의 회전시 상기 왜곡 구멍 입구에 상기 돌출부의 측면이 걸려 고정되어 구동력이 전달되며, 상기 돌출부는 상기 왜곡구멍을 구성하는 재질과 대비하여 인장강도가 0.8 내지 0.99, 항복신율이 0.8 내지 0.99배, 굴곡탄성율이 1.01 내지 1.2배, 충격강도가 0.7 내지 0.99배 범위의 물성을 갖는 합성수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성용 감광드럼 및 상기 감광드럼을 포함한 프로세스 카트리지에 관한 것이다.

통상 복사기나 레이저빔 프린터(LBP) 등의 전자 사진 화상 형성장치는 컴퓨터의 보금과 함께 현재 가장 사용이 많이 되는 전자기기 중 하나이다. 본 명세서에서 전자사진 화상 형성 장치란, 전자사진 화상 형성 방법을 사용하여 기록 매체에 화상을 형성하기 위한 장치, 예를 들면, 전자사진 복사기, 전자사진 프린터, 팩시밀리 장치 등을 의미한다. 또한, 프로세스 카트리지란, 전자사진 화상 형성 장치의 본체에 착탈가능하게 장착될 수 있으며, 처리 수단으로서의 대전(charging) 수단, 처리 수단으로서의 현상(developing) 수단, 및 처리 수단으로서의 클리닝 수단 중의 적어도 하나와, 전자사진 감광체 드럼이 화상 형성 장치의 본체에 착탈가능하게 장착될 수 있도록 일체로 배치되는 카트리지를 의미한다. 이는 또한, 전자사진 화상 형성 장치의 본체에 착탈가능하게 장착될 수 있고, 처리 수단으로서의 현상 수단과 전자사진 감광체 드럼이 화상 형성 장치의 본체에 착탈가능하게 장착될 수 있도록 일체로 배치되는 프로세스 카트리지를 포함한다.

전자 사진 화상 형성 방식(electrophotographic image formation type)을 사용한 전자 사진 화상 형성 장치에서, 잠상은 대전 수단에 의해 균일하게 대전된 전자 사진 감광 부재를 화상 형성 광에 선택적으로 노출시킴으로써 형성된다. 잠상은 토너를 가지고 현상 수단에 의해 토너 화상으로 현상된다. 형성된 토너화상은 전사 수단에 의해 기록 매체에 전사되어 기록재 상에 화상을 형성한다. 전자 사진 감광 드럼을 회전시키기 위한 여러 가지 방법이 제안되었다.

대표적으로 캐논 가부시키가이샤의 대한민국 특허 제270672호에는 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 착탈식으로 장착 가능한 프로세스 카트리지에 있어서, 상기 주 조립체는 모터와, 상기 모터로부터 구동력을 받기 위한 주 조립체측 기어와, 트위스트 표면(twisted surface)에 의해서 형성되며 상기 기어와 사실상 동축을 이루는 주 조립체 요홈과, 주 조립체에 마련되고 상기 기어와 사실상 동축을 이루는 주 조립체 돌출부를 포함하며, 상기 프로세스 카트리지는, 전자 사진 감광 드럼과, 상기 전자 사진 감광 드럼 상에서 작용 가능한 프로세스 수단과, 상기 트위스트 표면과 결합 가능하며 상기 전자 사진 감광 드럼의 종방향 단부에 마련된 트위스트 카트리지 돌출부와, 상기 카트리지 돌출부의 자유 단부에 마련되며 상기 카트리지 돌출부와 사실상 동축을 이루는 카트리지 요홈을 포함하며, 상기 프로세스 카트리지가 주 조립체에 장착될 때 상기 주 조립체 돌출부는 상기 카트리지 요홈으로 들어가고, 상기 주 조립체측 기어가 상호 결합된 상기 주 조립체 요홈 및 카트리지 돌출부와 회전할 때 회전 구동력이 상기 주 조립체 요홈과 상기 카트리지 돌출부의 결합을 통해서 상기 기어로부터 상기 감광 드럼으로 전달되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지와, 기록재 상에 화상을 형성하기 위한 화상 형성 장치의 주 조립체에 착탈식으로 장착 가능한 프로세스 카트리지에 내장된 감광 드럼에 있어서, 상기 주 조립체는 모터와, 상기 모터로부터 구동력을 받기 위한 주 조립체측 기어와, 상기 기어의 사실상 중앙에 형성된 다각형 단면을 갖는 트위스트 요홈과, 상기 요홈에 마련된 주 조립체 돌출부를 포함하며, 상기 감광 드럼은 그 위에 감광 층을 갖는 실린더와, 상기 실린더의 단부에 장착된 구동 전달 부재를 포함하며, 상기 전달 부재는, 상기 프로세스 카트리지가 주 조립체에 장착될 때 구동력을 상기 주 조립체로부터 상기 현상 롤러로 전달하기 위한 기어와, 상기 기어의 사실상 중앙에 마련된 축과, 상기 축의 단부에 마련된 트위스트 돌출부를 포함하며, 상기 돌출부는 상기 주 조립체로부터 상기 요홈과 돌출부의 결합을 통해서 구동력을 받고, 상기 카트리지 요홈은 상기 트위스트 돌출부에 제공되고, 상기 구동력은 축을 통해서 상기 감광 드럼으로 전달되고, 상기 주 조립체 돌출부에 의해 상기 기어를 통해서 상기 현상 롤러로 전달되는 것을 특징으로 하는 감광드럼과, 기록재 상에 화상을 형성하기 위한 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 착탈식으로 장착 가능한 프로세스 카트리지에 내장된 전자 사진 감광 드럼과 상기 감광 드럼 상에 형성된 잠상을 현상하기 위한 현상 롤러로 구동력을 전달하기 위한 구동력 전달 부재에 있어서, 상기 주 조립체는 모터와, 상기 모터로부터 구동력을 받기 위한 주 조립체측 기어와, 상기 기어의 사실상 중앙에 형성된 다각형 단면을 갖는 트위스트 요홈과, 상기 요홈에 마련된 주 조립체 돌출부를 포함하며, 상기 구동 전달 부재는, 상기 프로세스 카트리지가 주 조립체에 장착될 때 구동력을 상기 주 조립체에서 상기 현상 롤러로 전달하기 위한 기어와, 상기 기어의 사실상 중앙에 마련된 축과, 상기 축의 단부에 마련된 트위스트 돌출부를 포함하며, 상기 돌출부는 상기 주 조립체로부터 상기 요홈과 돌출부의 결합을 통해서 구동력을 받고, 상기 카트리지 요홈은 상기 트위스트 돌출부에 마련되고, 상기 구동력은 축을 통해서 상기 감광 드럼으로 전달되고 상기 주 조립체 돌출부가 상기 카트리지 요홈에 있는 상태에서 상기 기어를 통해서 상기 현상 롤러로 전달되는 것을 특징으로 하는 구동력 전달 부재가 개시되어 있다. 또한 대한민국 특허 제258609호의 특허공보에는 기록재 상에 화상을 형성시키기 위한 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 착탈 가능하게 장착될 수 있는 처리 카트리지에 있어서, 상기 장치는, 모터, 이 모터로부터 구동력을 전달하는 구동 회전 가능 부재, 및 상기 구동 회전 가능 부재의 중앙부에 형성되며 복수개의 코너부가 있는 비-원형 횡단면을 가진 왜곡 구멍을 구비하고, 상기 처리 카트리지는, 전자 사진 감광 드럼과, 상기 전자 사진 감광 드럼 상에서 작동 가능한 처리 수단과, 상기 전자 사진 감광 드럼의 종단부에 마련되고, 복수개의 코너부가 있는 비-원형 횡단면을 가지며, 상기 왜곡 구멍과 결합될 수 있는 왜곡 돌출부를 구비하여, 상기 처리 카트리지가 주 조립체에 장착되어 상기 구동 회전 가능 부재가 상기 왜곡 구멍과 결합된 왜곡 돌출부와 함께 회전할 때에, 회전 구동력이 상기 왜곡 구멍과 왜곡 돌출부 사이의 결합에 의하여 상기 구동 회전 가능 부재로부터 전자 사진 감광 드럼으로 전달되고 상기 왜곡 돌출부는 상기 왜곡 구멍을 향하여 가압되는 것을 특징으로 하는 처리 카트리지와, 전자 사진 감광 드럼에 그리고 이 감광 드럼 상에 형성되는 잠상을 현상하는 현상 롤러에 구동력을 전달하기 위한 구동력 전달 부재에 있어서, 상기 감광 드럼과 현상 롤러는, 모터와 이 모터로부터 구동력을 전달하는 주 조립체 기어와 상기 주 조립체 기어의 중앙부에 형성되며 실질적으로 삼각형의 횡단면을 가지는 왜곡 구멍을 포함하는 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 착탈 가능하게 장착될 수 있는 처리 카트리지의 내부에 수용되고, 상기 구동력 전달 부재는, 상기 처리 카트리지가 주 조립체에 장착될 때 상기 주 조립체로부터 받은 구동력을 상기 현상 롤러에 전달하는 드럼 기어와, 상기 드럼 기어의 중앙부에 마련되는 축과, 상기 축의 단부에 실질적으로 삼각형 프리즘 형상으로 마련되고 화상 형성 장치의 주 조립체의 왜곡 구멍에 결합되어서, 상기 처리 카트리지가 주 조립체에 장착될 때에 구동력을 주 조립체로부터 받는 왜곡 돌출부를 구비한 것을 특징으로 하는 구동력 전달 부재 및 기록재 상에 화상을 형성시키기 위한 전자 사진 화상 형성 장치용의 전자 사진 감광 드럼에 있어서, 상기 장치는, 모터, 이 모터로부터 구동력을 받는 구동 회전 가능 부재, 및 상기 구동 회전 가능 부재의 중앙부에 형성되며 복수개의 코너부가 있는 비-원형 횡단면을 가진 왜곡 구멍을 구비하고, 상기 전자 사진 감광 드럼은, 그 주위면 상에 감광층을 가지는 실린더형 부재와, 상기 주 조립체로부터 구동력을 받도록, 상기 실린더형 부재의 일단부에 마련되고 상기 왜곡 구멍과 결합될 수 있으며 복수개의 코너부가 있는 비-원형 횡단면을 가지는 왜곡 돌출부를 구비하여, 상기 감광 드럼이 주 조립체에 장착될 때에, 상기 왜곡 돌출부가 왜곡 구멍에 결합되어 상기 전자 사진 감광 드럼을 회전시키는 구동력을 받는 것을 특징으로 하는 전자 사진 감광 드럼 등이 개시되어 있다.

전술한 캐논사의 특허는 전세계 레이저빔 프린터를 비롯한 전자사진 화상 형성장치의 90% 이상에 사용되다시피하여 현재 사실상 업계 표준이 되어 있다. 그런데, 상기 방식에 따르는 감광드럼은 모두 본체부의 복수개의 코너부가 있는 비-원형 횡단면을 가진 왜곡 구멍에 결합되어 구동력을 받는 상기 왜곡 구멍과 결합될 수 있으며 복수개의 코너부가 있는 비-원형 횡단면을 가지는 왜곡 돌출부를 구비하여야만 한다. 이러한 특허의 존재로 인해 시장에서는 소모품인 감광드럼 및 프로세스 카트리지의 가격이 매우 높아 독점의 폐해가 나타나고 있어 자유로운 경쟁을 해치는 것 외에도, 복잡한 형태로 인한 금형비용의 상승 등을 초래하는 등의 문제가 있다.

따라서, 상기 특허를 회피하기 위한 노력이 있어왔다. 대한민국 실용신안등록출원 제2010-8538호에는 구동 모터에 의해 회전 구동되며 깊이가 깊어질수록 삼각형 단면이 회전하는 형상의 삼각 비틀림 구멍이 회전중심에 형성된 제1축을 화상형성장치 본체에 구비하여, 토너를 저장하고 있는 프로세스 카트리지가 상기 화상형성장치 본체에 장착된 상태에서는 상기 프로세스 카트리지 내의 감광 드럼의 일단부에 결합된 구동 결합체의 삽입 기둥이 상기 삼각 비틀림 구멍에 일부 이상이 삽입되고, 상기 제1축의 회전 구동에 따라 상기 삽입 기둥이 회전하면서 상기 감광 드럼이 회전하는 화상형성장치의 회전 구동력 전달 구조에 있어서, 상기 삽입 기둥의 선단부에는 상기 삼각형의 꼭지점에 대응하는 회전각 위치에 방사상으로 돌출된 3개의 제1걸림돌기가 형성되고, 상기 제1걸림돌기로부터 이격된 상기 삽입 기둥의 기저부에는 상기 삼각 비틀림 구멍의 삼각형 단면의 비틀림각 만큼 회전 편차를 갖도록 제2걸림돌기가 방사상으로 돌출 형성되어, 상기 제1축이 회전하기 시작할 때에는 제1걸림돌기가 상기 삼각 비틀림 구멍과 접촉하면서 회전 구동력이 전달되고, 상기 제1축의 회전이 진행되면서 상기 제1걸림돌기는 상기 비틀림 결합 구멍의 깊은 위치에 도달하고 상기 제2걸림돌기는 상기 삼각 비틀림 구멍의 입구측의 비틀림면에 접촉하면서 회전 구동력이 전달되는 것을 특징으로 하는 화상형성 장치의 회전 구동력 전달 구조가 개시되어 있다. 그러나, 상기 문헌에 개시된 구동력 전달 구조는 상기 캐논 특허의 침해를 구성할 염려가 높고, 걸림돌기의 강도가 충분치 않아 사용중 상기 걸림돌기가 부러지는 등의 부작용이 있다. 본 출원인은 상기 특허를 회피하기 위하여 단순 삼각기둥 형태의 돌출부를 선단에 구비한 감광드럼을 개발한 바 있으나, 상기 돌출부나 본체의 왜곡구멍의 형태가 변형 또는 파손됨을 경험하였다. 이는 상기 드럼을 프린터 본체에 결합시 드럼의 돌출부가 결합하는 본체의 왜곡 구멍의 형태가 입체적으로 비틀린 형상을 가지기 때문에 구멍의 입구가 날카로운 엣지(edge)를 갖는데 상기 드럼의 돌출부와 본체 구멍간 구동력의 전달이 점접촉(point contact)의 형태로 나타나기 때문으로 판단된다.

대한민국 특허 제258609호 대한민국 특허 제270672호 대한민국 실용신안등록출원 제2010-8538호

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 복수개의 코너부가 있는 비-원형 횡단면을 가진 왜곡 구멍을 구비한 전자사진 화상 형성장치 본체에 결합가능하면서도 부품의 손상을 최소화할 수 있고, 구조가 단순하여 금형의 제작비용을 절감할 수 있을 뿐더러 금형의 교체 시기를 연장할 수 있어 기존 특허의 회피 및 경제성을 달성할 수 있는 전자사진 형성용 드럼을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 모터, 상기 모터로부터 구동력을 받는 구동 회전 가능 부재, 및 상기 구동 회전 가능 부재의 중앙부에 형성되며 복수개의 코너부가 있는 비-원형 횡단면을 가진 왜곡 구멍을 구비하며 기록재 상에 화상을 형성시키기 위한 전자 사진 화상 형성 장치용의 전자 사진 화상형성용 감광 드럼에 있어서, 상기 전자사진 화상형성용 감광 드럼은 그 주위면 상에 감광층을 가지는 실린더형 부재와, 상기 구동 회전 가능 부재로부터 구동력을 받도록, 상기 실린더형 부재의 일단부에 마련되고 적어도 2 이상의 원기둥 또는 다각기둥 형태의 통으로 이루어진 돌출부를 포함하되, 상기 돌출부는 상기 왜곡 구멍에 끼워져 구동회전 가능 부재의 회전시 상기 왜곡 구멍 입구에 상기 원기둥의 측면이 걸려 고정되어 구동력이 전달되며, 상기 돌출부는 상기 왜곡구멍을 구성하는 재질과 대비하여 인장강도가 0.8 내지 0.99, 항복신율이 0.8 내지 0.99배, 굴곡탄성율이 1.01 내지 1.2배, 충격강도가 0.7 내지 0.99배 범위의 물성을 갖는 합성수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성용 감광드럼을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 돌출부가 중심부의 주원기둥과 상기 주원기둥의 주연부에 형성된 복수의 부원기둥으로 이루어진 것임을 특징으로 하는 전자사진 화상형성용 감광드럼을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 부원기둥의 갯수가 상기 왜곡 구멍의 코너부의 숫자와 동일 또는 적은 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성용 감광드럼을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 합성수지가 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene, POM), 폴리플루오로에틸렌(polyfluoroethylene) 및 폴리카보네이트(polycarbonate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성용 감광드럼을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 부원기둥이 상기 주원기둥을 중심으로 대칭적으로 형성된 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성용 감광드럼을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 주원기둥이 말단부 내측에 걸림턱을 구비한 통공과, 상기 통공 내측에 위치하는 탄성부재와, 상기 탄성부재의 일단부에 위치하여 상기 걸림턱에 의해 전진이 저지되는 슬리브 및 상기 감광드럼 본체에 전기적으로 연결되며 상기 슬리브에 삽입된 금속 접지부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성용 감광드럼을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 금속 접지부의 재질이 황동인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성용 감광드럼을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 전자사진 화상 형성용 감광드럼을 포함한 프로세스 카트리지를 제공한다.

본 발명의 전자사진 화상 형성용 감광드럼 및 상기 감광드럼을 포함한 프로세스 카트리지는 복수개의 코너부가 있는 비-원형 횡단면을 가진 왜곡 구멍을 구비한 전자사진 화상 형성장치 본체에 결합가능하면서도 부품의 손상을 최소화할 수 있고, 구조가 단순하여 금형의 제작비용을 절감할 수 있을 뿐더러 금형의 교체 시기를 연장할 수 있어 기존 특허의 회피 및 경제성을 달성할 수 있다.

도 1은 종래 전자사진 화상형성용 감광드럼 중 돌출부(17)와 본체부 왜곡구멍과(18)의 결합관계를 보여주는 구조도
도 2는 본 발명에 따른 전자사진 화상형성용 감광드럼의 돌출부의 일예를 도시한 사시도
도 3은 본 발명에 따른 전자 사진 화상형성용 감광드럼의 돌출부가 본체부의 복수개의 코너부가 있는 비-원형 횡단면을 가진 왜곡 구멍(18)에 결합하여 회전력이 전달되는 과정을 설명하기 위한 단면도
도 4는 본 발명의 전자사진 화상형성용 감광드럼에 접지를 위한 탄성부재, 슬리브 및 금속 접지부를 더 포함한 경우의 부분 사시도
도 5는 도 4의 접지를 위한 탄성부재, 슬리브 및 금속 접지부를 더 포함한 경우의 부분 단면도

이하에서 본 명세서에 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 종래 전자사진 화상형성용 감광드럼 중 돌출부(17)와 본체부 왜곡구멍과(18)의 결합관계를 보여주는 구조도이다. 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 종래의 전자사진 화상형성용 감광드럼은 본체부의 왜곡구멍(18)의 비틀린 형상과 일치하는 비틀린 돌출부(17)의 존재로 인해 회전 중심축이 일치되는 효과가 있다. 상기 왜곡 구멍(18) 및 왜곡 돌출부의 경우 그 단면이 삼각형인 경우가 대부분이다. 따라서, 본 발명의 일실시예 역시 상기 삼각형의 왜곡 구멍을 전제하여 설명을 전개하도록 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명자들이 단순삼각기둥 형태의 돌출부를 갖는 감광드럼을 제조하여 본체부에 결합하여 테스트해 본 결과 상기 삼각기둥의 모서리가 상기 본체부의 날카로운 왜곡구멍(18) 입구에 결려 돌출부나 왜곡구멍(18)의 입구가 변형 또는 파손되는 문제를 야기하는 것을 알게 되었다. 이는 상기 본체부의 왜곡구멍(18)의 형태가 입체적으로 비틀린 형상을 가지기 때문에 구멍(18)의 입구는 날카로운 엣지(edge)를 갖는데, 이러한 구조로 인해 비틀린 형태를 갖지 않는 돌출부의 적용을 어렵게 하고 캐논의 특허를 따르는 프린터 등에 적용가능한 감광드럼 또는 프로세스 카트리지의 형태를 제한하게 된다.

본 발명의 전자사진 화상 형성용 감광드럼은 모터, 상기 모터로부터 구동력을 받는 구동 회전 가능 부재, 및 상기 구동 회전 가능 부재의 중앙부에 형성되며 복수개의 코너부가 있는 비-원형 횡단면을 가진 왜곡 구멍(18)을 구비하며 기록재 상에 화상을 형성시키기 위한 전자 사진 화상 형성 장치용이다. 상기 전자사진 화상 형성 장치의 본체, 감광드럼 및 프로세스 카트리지에 관한 설명은 전술한 대한민국 특허 제258609호 및 대한민국 특허 제270672호의 발명의 상세한 설명에 기재된 바 있으므로, 본 명세서에서 더 이상의 상세한 설명은 하지 않기로 한다.

본 발명의 전자사진 화상형성용 감광 드럼은 그 주위면 상에 감광층을 가지는 실린더형 부재와, 상기 구동 회전 가능 부재로부터 구동력을 받도록, 상기 실린더형 부재의 일단부에 마련되고 적어도 2 이상의 원기둥 또는 다각기둥 형태의 돌출부(10,11,11a)를 포함하되, 상기 돌출부(11, 11a)는 상기 왜곡 구멍(18)에 끼워져 구동회전 가능 부재의 회전시 상기 왜곡 구멍(18) 입구에 상기 돌출부의 측면이 걸려 고정되어 구동력이 전달되며, 상기 돌출부는 상기 왜곡구멍(18)을 구성하는 재질과 대비하여 인장강도가 0.8 내지 0.99, 항복신율이 0.8 내지 0.99배, 굴곡탄성율이 1.01 내지 1.2배, 충격강도가 0.7 내지 0.99배 범위의 물성을 갖는 합성수지로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 전자 사진 화상형성용 감광드럼의 돌출부(11, 11a)가 본체부의 복수개의 코너부가 있는 비-원형 횡단면을 가진 왜곡 구멍(18)에 결합하여 회전력이 전달되는 과정을 설명하기 위한 단면도이다. 도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 전자 사진 화상형성용 감광드럼의 돌출부(11, 11a)는 왜곡 구멍(18)에 삽입되어(도 3(a)), 본체부의 회전 가능 부재의 회전시 왜곡 구멍(18) 입구에 걸려 고정되어(도 3(b)) 드럼 및 프로세스 카트리지의 구동력이 필요한 부품에 구동력을 전달하게 된다. 또한, 도 3에 나타난 바와 같이, 상기 돌출부(10, 11, 11a)는 돌출부 몸체(10)와 왜곡 구멍과 직접적으로 결합하는 부분(11, 11a)으로 세분화 될 수 있다. 본 명세서에서 상기 '돌출부'의 표현은 상기 돌출부 몸체(10)와 왜곡구멍(18)과 직접적으로 결합하는 부분(11, 11a)을 모두를 지칭할 수도 있고 왜곡구멍(18)과 직접적으로 결합하는 부분(11, 11a)인 원기둥 등을 의미할 수도 있으나, 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한 상기 '돌출부'의 표현은 왜곡구멍(18)과 직접적으로 결합하는 부분(11, 11a)을 의미한다. 또한, 도 3에 나타난 바와 같이, 상기 돌출부(11, 11a)와 왜곡구멍(18)은 구동력 전달시 점접촉을 하게 되어 있다. 따라서, 구동력 전달시 돌출부(11, 11a) 또는 상기 돌출부(11, 11a)와 접촉하는 왜곡구멍(18)의 입구가 손상될 염려가 있다. 본 발명자들은 전술한 캐논의 특허를 따르는 전자사진 화상 형성장치에 적용가능하면서도 상기 전자 사진 화상 형성장치의 본체부의 왜곡구멍(18)의 입구의 날카로움에도 왜곡구멍(18)의 입구나 돌출부(11, 11a)가 파손되지 않으면서도 본체부에서 발생한 회전 구동력이 감광드럼에 효과적으로 전달되도록 하기 위한 전자사진 화상형성용 감광드럼의 개발을 위해 연구를 거듭한 결과, 돌출부(11, 11a)의 형태가 복수의 곧은 원기둥 또는 다각기둥의 형태를 취하면서 그 재질이 왜곡구멍(18)을 구성하는 재질보다 인장강도는 0.8 내지 0.99, 항복신율이 0.8 내지 0.99배, 굴곡탄성율이 1.01 내지 1.2배, 충격강도가 0.7 내지 0.99배 범위의 합성수지인 경우 왜곡구멍(18)의 마모 및 파손을 방지하면서 소모품인 감광드럼 돌출부(11, 11a)의 파손도 방지할 수 있음을 알 수 있었다. 즉, 상기 돌출부(11, 11a)의 재질을 왜곡 구멍(18)을 구성하는 재질보다 연질이면서 탄성이 높은 것으로 하여 왜곡구멍(18) 입구의 손상을 방지하면서도 감광드럼의 수명이 다하여 교체될 때까지 돌출부(11, 11a)의 손상 역시 최소화할 수 있다. 만일, 상기 돌출부(10, 11, 11a)를 구성하는 합성수지의 물성이 상기 수치범위를 벗어나는 경우에는 왜곡구멍(18)이 변형 또는 손상되거나, 돌출부의 훼손이 심해져 감광드럼 또는 카트리지의 예정된 수명을 채우지 못하게 된다. 또한, 상기 돌출부(11, 11a)의 크기, 높이 등의 형태는 상기 왜곡 구멍(18)에 삽입되어 고정되기 때문에 왜곡구멍(18)의 형태와 깊이 등에 의해 결정됨은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 잘 알 수 있는 것이기 때문에 본 명세서에서 더 이상의 상세한 설명은 하지 않기로 한다.

본 발명의 전자 사진 화상형성용 감광드럼에 있어서, 상기 합성수지는 특별히 제한되는 것은 아니며 전술한 물성치를 만족하는 것이면 모두 허용된다. 다만,상기 화상형성장치의 본체부 왜곡구멍(18)을 구성하는 재질은 POM인데, 전술한 바와 같은 돌출부(11, 11a)의 물성치를 만족하는 공지의 합성수지로는 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene, POM), 폴리플루오로에틸렌(polyfluoroethylene) 및 폴리카보네이트(polycarbonate) 등을 들 수 있는 바, 상기 돌출부(10, 11, 11a)를 구성하는 합성수지의 종류는 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene, POM), 폴리플루오로에틸렌(polyfluoroethylene) 및 폴리카보네이트(polycarbonate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명에 따른 전자사진 화상형성용 감광드럼 중 드럼 플랜지(20) 및 돌출부(10, 11, 11a)의 일예를 도시한 사시도이다. 도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 전자사진 화상 형성용 감광드럼에 있어서, 상기 돌출부(11, 11a)는 중심부의 주원기둥(11)과 상기 주원기둥(11)의 주연부상에 형성된 복수의 부원기둥(11a)으로 이루어진 것이 바람직하고, 상기 복수의 부원기둥(11a)의 갯수는 상기 왜곡 구멍(18)의 코너부의 숫자와 동일 또는 적은 것이 바람직하다. 또한, 상기 복수의 부원기둥(11a)은 상기 주원기둥(11)을 중심으로 대칭적으로 형성된 것이 바람직하다. 본 명세서에 있어서 상기 원기둥(11, 11a)의 표현은 상부의 지름과 하부의 지름이 동일한 원기둥 그 자체 또는 가운데가 비어있는 파이프 형태의 원형관을 의미하며, 상기 주원기둥의 주연부에 형성된 부원기둥은 상기 주원기둥과 원주가 맞닿아 있거나 일부 겹쳐진 형태일 수 있다.

또한, 이렇게 제작된 돌출부(11, 11a)는 그 형태가 단순하여 금형제작비용 및 금형 사용기간 또한 종래의 돌출부를 제작하기 위한 것에 비해 초기 비용은 약 5% 절감되고, 금형 사용 내구성은 20% 정도 연장되어 원가절감을 할 수 있게 된다.

본 발명의 전자사진 화상형성용 감광드럼에 있어서, 상기 주원기둥은 말단부 내측에 걸림턱(21)을 구비한 통공과, 상기 통공 내측에 위치하는 탄성부재(30)와, 상기 탄성부재(30)의 일단부에 위치하여 상기 걸림턱(21)에 의해 전진이 저지되는 슬리브(50) 및 상기 감광드럼 본체에 전기적으로 연결되며 상기 슬리브(50)에 삽입된 금속 접지부(40)를 더 포함할 수 있다. 도 4는 본 발명의 전자사진 화상형성용 감광드럼에 접지를 위한 탄성부재, 슬리브 및 금속 접지부(40)를 더 포함한 경우의 부분 사시도이고, 도 5는 도 4의 탄성부재(30), 슬리브(50) 및 금속 접지부(40)의 구조를 나타낸 부분 단면도이다. 감광드럼의 경우 전기적으로 절연될 경우 정전기의 형성이 문제될 수 있어 이를 제거하기 위한 접지구조를 갖추는 것이 바람직하다. 본 발명의 경우 상기 금속 접지부는 통전성이 우수한 금속, 예를 들면 금, 은, 철, 구리 또는 이들의 합금인 것이 바람직하고, 경제성 및 내구성을 고려하면 구리 합금인 황동이 가장 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 상기 슬리브(50)와 금속 접지부(40)를 별개로 제작하여 양자를 끼워맞춤하였으나, 일체형으로 제작하는 것도 가능하다.

앞에서 설명된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

10:돌출부 몸체 11: 주원기둥
11a: 부원기둥 16a: 기어
18:왜곡구멍 20: 드럼 플랜지
21:걸림턱 30:탄성부재
40:금속 접지부 50:슬리브

Claims

모터, 상기 모터로부터 구동력을 받는 구동 회전 가능 부재, 및 상기 구동 회전 가능 부재의 중앙부에 형성되며 복수개의 코너부가 있는 비-원형 횡단면을 가진 왜곡 구멍을 구비하며 기록재 상에 화상을 형성시키기 위한 전자 사진 화상 형성 장치용의 전자 사진 화상형성용 감광 드럼에 있어서,
상기 전자사진 화상형성용 감광 드럼은 그 주위면 상에 감광층을 가지는 실린더형 부재와, 상기 구동 회전 가능 부재로부터 구동력을 받도록, 상기 실린더형 부재의 일단부에 마련되고 적어도 2 이상의 원기둥 또는 다각기둥 형태의 돌출부를 포함하되,
상기 돌출부는 상기 왜곡구멍에 끼워져 구동회전 가능 부재의 회전시 상기 왜곡 구멍 입구에 상기 돌출부의 측면이 걸려 고정되어 구동력이 전달되며, 상기 돌출부는 상기 왜곡구멍을 구성하는 재질과 대비하여 인장강도가 0.8 내지 0.99, 항복신율이 0.8 내지 0.99배, 굴곡탄성율이 1.01 내지 1.2배, 충격강도가 0.7 내지 0.99배 범위의 물성을 갖는 합성수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성용 감광드럼.
제1항에 있어서,
상기 돌출부는 중심부의 주원기둥과 상기 주원기둥의 주연부상에 형성된 복수의 부원기둥을 포함한 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성용 감광드럼.
제2항에 있어서,
상기 복수의 부원기둥의 갯수는 상기 왜곡 구멍의 코너부의 숫자와 동일하거나 또는 적은 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성용 감광드럼.
제1항에 있어서,
상기 합성수지는 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene, POM), 폴리플루오로에틸렌(polyfluoroethylene) 및 폴리카보네이트(polycarbonate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성용 감광드럼.
제3항에 있어서,
상기 복수의 부원기둥은 상기 주원기둥을 중심으로 대칭적으로 형성된 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성용 감광드럼.
제2항에 있어서,
상기 주원기둥은 말단부 내측에 걸림턱을 구비한 통공과, 상기 통공 내측에 위치하는 탄성부재와, 상기 탄성부재의 일단부에 위치하여 상기 걸림턱에 의해 전진이 저지되는 슬리브 및 상기 감광드럼 본체에 전기적으로 연결되며 상기 슬리브에 삽입된 금속 접지부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성용 감광드럼.
제6항에 있어서,
상기 금속 접지부의 재질은 황동인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성용 감광드럼.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 전자사진 화상 형성용 감광드럼을 포함한 프로세스 카트리지.