KR0121799B1 - 현상제 카트리지와 이것을 이용한 화상형성장치 - Google Patents

현상제 카트리지와 이것을 이용한 화상형성장치

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KR0121799B1
KR0121799B1 KR1019930011913A KR930011913A KR0121799B1 KR 0121799 B1 KR0121799 B1 KR 0121799B1 KR 1019930011913 A KR1019930011913 A KR 1019930011913A KR 930011913 A KR930011913 A KR 930011913A KR 0121799 B1 KR0121799 B1 KR 0121799B1
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마모루 와타나베
후지이미치히로
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세키자와 스토무
후지쓰 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 카트리지가 사용되었는지 안되었는지를 판별할 수 있도록 설계된 현상제 카트리지와 이 카트리지를 이용한 화상형성장치에 관한 것이다.
상기 현상제 카트리지는 현상장치의 현상제 운송방향에 수직방향으로 회전축을 연장한 원통형 본체와 ; 미사용된 현상제를 저장하기 위해 원통형 본체에 제공된 제1현상제 저장실과 ; 제1현상제 저장실 안에 형성된 통로와 ; 제1현상제 저장실의 통로와 연관해서 제공된 투입 포트를 가지고 실린더 본체를 회전가능하게 유지하기 위한 실린더를 구비한 케이스와 ; 현상장치로부터 사용된 현상제를 저장하기 위해 케이스의 실린더의 하부 부분에 제공된 제2현상제 저장실 및 ; 현상제 카트리지가 미사용되었는지 사용되었는지를 알기 위해서 현상제 카트리지의 미사용된 상태를 나타내는 제1위치와 현상제 카트리지의 사용된 상태를 나타내는 제2위치로 선택적으로 이동가능한 세팅수단을 포함한다. 상기 화상형성장치는 순환 잠복 캐리어와 ; 그 순환 잠복 캐리어 위에 정전 잠상을 형성하기 위한 수단과 ; 순환 잠복 캐리어 위의 정전 잠상을 현상시키기 위한 현상수단과 ; 상기에 전술된 카트리지와 동일한 구성성분을 구비하며 현상제를 교환하기 위해 현상수단에 분리가능하게 부착된 현상제 카트리지와 ; 현상제 교환을 위해 현상제 카트리지의 원통형 본체를 구동시키는 구동수단과 ; 현상제 카트리지가 미사용되었는지 사용되었는지를 검출하기 위해 현상제 카트리지의 세팅수단을 검출하는 검출수단 및 ; 검출수단으로부터의 검출 결과에 따라 구동수단을 제어하는 제어회로를 포함한다.

Description

현상제 카트리지와 이것을 이용한 화상형성장치
제1도는 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치의 외형을 나타낸 도면.
제2도는 제1도의 화상형성장치의 내부 구조를 나타내는 도면.
제3도는 제2도의 구조에서 중요부분의 장치를 나타내는 도면.
제4도는 제3도에 도시된 현상장치의 단면도.
제5도는 제4도에서 라인 A-A를 따라 취한 단면도.
제6도는 제4도에 도시된 현상장치에서 교반 스크루와 토너 농도센서 사이의 관계를 나타내는 도면.
제7a도는 제6도의 교반 스크루의 사시도.
제7b도는 제6도의 토너 농도센서의 사시도.
제8도는 제3도에 도시된 드럼 유닛의 전방 단면도.
제9도는 제8도에 도시된 드럼 유닛의 측단면도.
제10a도는 제9도에 도시된 폐토너 회수기구의 전방 단면도.
제10b도는 제9도에 도시된 폐토너 회수기구의 측단면도.
제11도는 제10a도 및 10b도에 도시된 폐토너 회수기구의 작동을 설명하는 도면.
제12도는 제9도에 도시된 폐토너 회수기구의 변형의 설명도.
제13도는 제9도에 도시된 폐토너 회수기구의 다른 변형의 설명도.
제14도는 본 발명의 일 실시예를 따른 현상제 카트리지의 외형을 나타낸 도면.
제15도는 제14도에 도시된 현상제 카트리지의 내부드럼의 정면도.
제16도는 제15도에 도시된 현상제 카트리지의 내부드럼의 설명도.
제17도는 제14도에 도시된 현상제 카트리지의 외부 케이스의 정면도.
제18도는 제17도의 외부 케이스의 단면도.
제19도는 제14도의 현상제 카트리지의 정면도.
제20도는 제19도의 현상제 카트리지의 배면도.
제21도는 제19도의 현상제 카트리지의 측면도.
제22도는 제19도의 현상제 카트리지의 사시도.
제23도는 제19도의 현상제 카트리지를 구동하기 위한 구동기의 설명도.
제24도는 현상장치에 설치된 제19도의 현상제 카트리지를 나타낸 사시도.
제25도는 설치된 현상제 카트리지와 구동기 사이의 연결을 나타낸 도면.
제26a도 내지 제26c도는 현상제 카트리지의 방출스크루의 설명도.
제27도는 제23도에 도시된 폐토너 반송기구의 설명도.
제28도는 제27도에 도시된 폐토너 반송기구의 중요부분의 장치를 나타낸 도면.
제29a, 29b, 30a 및 30b도는 현상제 카트리지가 부착되는 방법을 설명하는 도면.
제31도는 현상제 카트리지 교환 순서의 설명도.
제32a도 및 제32b도는 현상제 카트리지가 부착되는 방법을 설명하는 도면.
제33a도 내지 제33f도는 현상제 카트리지 교환 동작을 설명하는 도면.
제34a도 및 34b도는 현상제 카트리지를 분리시키는 방법을 설명하는 도면.
제35a도 및 35b도는 현상제 카트리지가 부착될때의 카트리지 판별을 설명하는 도면.
제36도는 현상제 카트리지가 부착될때의 자동 세팅 동작을 설명하는 도면.
제37도는 제19도의 구동기의 정면 단면도.
제38도는 제37도의 구동기의 정면도.
제39도는 제37도의 구동기의 하부측면도.
제40도는 제37도의 구동기의 좌측면도.
제41도는 제37도에 도시된 현상장치의 구동축의 설명도.
제42a도 내지 제42d도는 제37도에 도시된 패들축의 설명도.
제43도 및 제44도는 제37도의 구동기의 캠 구조를 나타낸 도면.
제45도는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 블록선도.
제46도 및 제47도는 본 발명의 일 실시예에 따른 현상제 교환 동작의 타임챠트.
제48a, 48b, 49a, 49b, 50a, 50b, 51a, 51b도는 본 발명의 일 실시예에 따른 현상제 교환 동작의 설명도.
제52a도 내지 제52d도는 현상제 교환 동작에서 캠의 기능을 설명하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
4 : 현상장치 5 : 카트리지
30 : 감광드럼 44 : 투입포트
45 : 방출포트 46 : 방출셔터
60 : 현상제 저장실 61 : 토너 저장실
71 : 폐현상제 저장실 72 : 현상제 투입포트
73 : 토너 투입 포트 74 : 회수 셔터
75 : 폐토너 회수 포트 78 : 방출 스크루
본 발명은 현상제 카트리지, 특히 현상장치 안의 현상제를 교환하기 위한 현상제 카트리지와 이 현상제 카트리지를 이용하는 화상형성장치에 관한 것이다.
복사기, 프린터 또는 팩시밀리 등과 같은 화상형성장치에서, 정전 잠상은 감광드럼과 같은 잠상 캐리어 위에 형성된다. 현상장치는 정전 잠상을 현상제로 현상하기 위해 사용된다. 현상장치에 사용되는 전형적인 형상제는 토너와 캐리어 두 성분으로 이루어진다. 이 현상제의 토너는 현상 공정에서 소모되므로 보충되어야 한다. 이것은 토너 카트리지를 새로운 것으로 교환함으로써 이루어진다. 또한, 현상장치에서 현상제는 시간 경과에 따라 열화되기 때문에 화상의 질이 떨어진다. 그러므로 구현상제(old developer)를 신현상제(new developer)로 교환하는 것이 필요하다. 최근에, 이러한 교환은 종종 화상형성장치의 사용자에 의해 수행되고 있다. 이런 관점에서, 조작자의 손을 더럽히지 않고 현상제 교환을 용이하게 하도록 설계된 화상형성장치에 대한 요구가 있어 왔다.
일반적인 현상제 교환은 다음과 같다. 미사용된 현상제를 담고 있는 현상제 카트리지와 현상장치내의 현상제를 회수하기 위한 비어있는 회수 카트리지가 현상장치내에 위치된다. 그 다음, 현상장치의 현상제가 회수 카트리지에 회수된 후, 미사용된 현상제가 현상제 카트리지로부터 현상장치내로 공급된다. 이 방법은 두 개의 카트리지를 포함하고, 따라서 교환을 까다롭게 한다.
예를 들면, 미합중국 특허 출원 제5,109,254호 및 일본국 미심사 특허 공보 118675/1992에는 현상제의 자동교환을 확실하게 하기 위해 단일 카트리지로 설계된 두 개의 카트리지를 갖는 현상제 카트리지가 개시되어 있다. 상기 방법에서, 현상제 교환 구역이 현상장치의 측면에 제공된다. 현상제 카트리지는 원통형 부분과, 이 원통형 부분위에 위치하고 사용된 현상제가 유지되는 현상제 저장실과, 원통형 부분 아래에 위치된 회수실을 포함한다. 이 현상제 카트리지는 현상장치의 현상제 교환구역에 위치된다. 더욱 구체적으로, 현상제 카트리지의 원통형 부분은 현상장치의 현상제 교환구역에 끼워 맞춰진다.
현상제 카트리지의 회수실의 셔터(shutter)가 개방될 때, 현상장치안의 사용된 현상제는 현상제 교환 구역으로부터 회수실내로 떨어진다. 그후에, 회수실의 셔터는 폐쇄되고 현상제 저장실의 셔터는 개방된다. 결과적으로, 현상제 저장실안의 미사용된 현상제는 현상장치내로 공급될 현상제 교환 구역내로 떨어진다. 현상장치내의 현상제는 이 방법으로 미사용된 현상제와 교환된다.
전술된 일본 미심사 특허 공보 118675/1992는 보충 토너를 저장하기 위한 토너 저장실이 현상제 저장실 다음에 제공되는 것을 개시하고 있다.
이러한 교환 방법에 따라서, 현상제 카트리지가 설치될 때, 현상제 카트리지를 교환하기 위한 순서는 자동적으로 실행된다. 사용된 카트리지에서, 현상제 저장실은 비어있고, 회수실은 폐현상제로 차있다. 사용된 현상제 카트리지가 화상형성장치에 잘못 장착되면, 현상장치내의 사용된 현상제는 폐현상제로 가득찬 회수실로 떨어져서, 현상제가 회수실로부터 흘러나와 화상형성장치를 더럽힐 것이다.
전술된 미합중국 특허 공보에는 상기 문제점을 해결하기 위해 퓨즈(fuse)가 제공된 현상제 카트리지가 개시되어 있다. 이 방법에 있어서, 현상제 카트리지가 화상형성장치에 장착될때, 상기 장치의 모터를 구동시키기 위해 상기 퓨즈를 통해 흐르는 전류 경로가 형성된다. 이 퓨즈는 현상제 교환이 완성되고 일정시간 경과 후에 작동되도록 설계된다. 그러므로, 교환 후에 현상제 카트리지의 퓨즈가 작동하기 때문에, 그 카트리지가 상기 장치에 장착된다 하더라도 전류는 상기 장치의 구동회로를 통해 흐르지 않는다. 자연적으로 교환 작업은 실행되지 않으며, 그로 인해 전술된 단점이 극복된다.
그러나, 상기 문제점을 해결하는 공지의 기술은 퓨즈 접촉부가 상기 장치 측면에 제공되어야 하고 현상제 카트리지의 퓨즈가 현상제 카트리지의 수동장착에 의해 상기 접촉부에 확실하게 연결되어야만 한다는 것을 필요로 한다. 현상제 카트리지의 퓨즈는 상기 장치의 접촉부와 전기적인 접촉을 하지 않기 때문에, 새로운 현상제 카트리지를 위한 교환작업은 전기적인 접촉의 실패로 인해 실행될 수 없다. 토너 저장실을 추가로 포함하는 전술된 현상제 카트리지에 관하여, 토너 저장실안의 토너가 소모되는 시간은 일정하지가 않다. 전술된 퓨즈 이용기술에 있어서, 구동전류는 교환작업이 완성된 후에 끊어져서 토너 공급을 못하게 한다. 더욱이, 상기 장치의 구동회로가 고장나게 되면, 큰 전류가 교환작업의 초기에 흐르게 되어서 퓨즈가 자발적으로 끊어지게 한다. 이것은 교환될 카트리지로 교환하기 전에 현상제 카트리지를 바람직하지 못하게 장착시킨다.
더욱이, 교환될 많은 양의 현상제와 많은 양의 토너 보충이 있을 때, 현상제 저장실과 토너 저장실 및 긴 현상제 카트리지의 회수실을 만드는 것이 필요하다. 이 경우에 있어서, 현상제 카트리지는 필연적으로 길게 되어 있다. 이러한 것이 현상제 카트리지 문제점을 야기하게 되고, 현상제 카트리지의 저장을 위해 외부공간을 필요로 한다. 또한, 감광드럼 주위의 상대적으로 좁은 공간안에 현상제 카트리지를 위치시키기 위한 외부공간을 제공할 필요가 있고, 결과적으로 현상장치의 크기가 커지게 된다. 또한, 현상장치의 현상제 교환 구역은 현상장치의 추가 부분으로 인해 더욱 작게 제작되어야 한다. 또한, 작은 교환 영역내에서 현상제 교환을 하는 것은 어렵다. 더욱이, 토너가 이런 작은 현상제 교환구역을 사용하여 보충되기 때문에, 보충 토너의 양은 토너 보충이 정확하게 이루어지지 않을 정도로 작다.
본 발명의 주 목적은 현상제 카트리지가 미사용된 것인지 사용된 것인지를 정확히 판단하는 세팅수단을 갖는 현상제 카트리지와 이 현상제 카트리지를 사용한 화상형성장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 카트리지가 토너 저장실을 포함하더라도 토너 보급이 완료될때까지 현상제 교환 및 토너 보급이 계속될 수 있도록 설계된 현상제 카트리지와 화상형성장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 구동기가 고장났다 하더라도 현상제 카트리지가 사용된 카트리지로 장착되지 못하도록 설계된 현상제 카트리지와 이 카트리지를 사용한 화상형성장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 관점에 있어서 현상장치에 분리가능하게 부착되어 현상제를 교환하고 토너를 보급하는 현상제 카트리지가 제공된다. 상기 현상제 카트리지는 현상장치의 현상제 운송방향에 수직방향으로 연장된 회전축을 갖는 원통형 본체와 ; 원통형 본체에 제공되어 미사용된 현상제를 저장하는 제1현상제 저장실과 ; 제1현상제 저장실 안에 형성된 통로와 ; 제1현상제 저장실에 통로와 연결된 투입 포트를 가지고 원통형 본체를 회전가능하게 유지하기 위한 실린더를 구비한 케이스와 ; 케이스에 있는 실린더의 하부에 제공되어 현상장치로부터 사용된 현상제를 저장하는 제2현상제 저장실 및 ; 상기 현상제 카트리지의 제2현상제 저장실에 사용된 현상제가 저장되었는지를 검출하기 위해, 사용된 현상제가 상기 제2현상제 저장실에 저장되지 않았다는 것을 나타내는 제1위치와 사용된 현상제가 상기 제2현상제 저장실에 저장되었다는 것을 나타내는 제2위치로 선택적으로 이동가능한 세팅수단을 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 관점에 있어서, 순환 잠복 캐리어와 ; 그 순환잠복 캐리어위에 정전 잠상을 형성하기 위한 수단과 ; 순환 잠복 캐리어 위의 정전 잠상을 현상시키기 위한 현상수단과 ; 현상장치의 현상제 운송방향에 수직방향으로 연장한 회전축을 갖는 연장한 원통형 본체, 미사용된 현상제를 저장하기 위해 원통형 본체에 제공된 제1현상제 저장실, 제1현상제 저장실안에 형성된 통로, 제1현상제 저장실의 통로와 연결된 투입 포트를 가지고 원통형 본체를 회전가능하게 유지하기 위한 실린더를 구비한 케이스, 현상장치로부터 사용된 현상제를 저장하기 위해 케이스의 실린더의 하부에 제공된 제2현상제 저장실 및, 세팅수단을 포함하는 카트리지로, 현상제를 교환하기 위해 현상수단에 분리가능하게 부착된 현상제 카트리지와 ; 현상제 교환을 위해 현상제 카트리지의 원통형 본체를 구동시키는 구동수단과 ; 현상제 카트리지가 미사용되었는지 사용되었는지를 검출하기 위해 현상제 카트리지의 세팅수단을 검출하는 검출수단 및 ; 검출수단으로부터의 검출 결과에 따라서 구동수단을 제어하는 제어회로를 포함하는 화상형성장치가 제공된다.
상기 구조에 있어서, 현상제 카트리지가 사용되었는지 안되었는지를 나타내주는 기계적인 세팅수단의 사용으로 인해, 카트리지의 미사용/사용된 상태를 검출할 때 전기적인 접촉의 실패가 발생하지 않고, 카트리지가 사용되었는지 안되었는지를 확실하게 구별할 수 있게 해준다. 세팅수단이 임의의 전기적인 경로를 형성하지 않기 때문에, 그런 경로를 형성하는 종래의 단점이 극복될 수 있다. 또한, 현상제를 저장하기 위한 제1현상제 저장실과 토너를 저장하기 위한 제2현상제 저장실은 카트리지안에 배열되기 때문에, 현상제 카트리지는 보다 작게 만들어진다. 따라서, 현상제 카트리지를 다루기 쉽고 자유공간에 위치시킬 수 있다.
본 발명의 다른 특징들 및 장점들이 첨부된 도면과 관련하여 하기에 상세히 설명될 것이다.
명세서의 일부분에 포함된 첨부 도면은 본 발명의 양호한 실시예를 나타내며, 상기에 주어진 일반적인 서술과 하기에 서술될 양호한 실시예들의 상세한 설명을 도시하며, 본 발명의 원리의 이해를 도울 것이다.
제1도는 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치의 외형을 나타내고, 제2도는 제1도의 화상형성장치의 구조를 나타내며, 제3도는 제2도의 구조에서 중요부분의 장치를 나타낸다.
제1도에 도시한 바와 같이, 화상형성장치는 프린터로 구성된다. 이 프린터는 인쇄용지를 보유하는 3개의 용지 카세트(10)와, 프린터의 좌측 및 우측문(11,12)과, 인쇄된 용지를 보유하기 위해 상부에 제공된 스태커(13) 및 프린터를 작동시키는 작동패널(14)을 포함한다. 제2도에 도시한 바와같이, 프린터는 회전가능 감광드럼(30), 감광드럼(30)을 대전시키는 사전충전기(31), 잠상을 형성하도록 감광드럼(30)상에 광화상을 기록하는 레이저 광학 유닛(32), 감광드럼(30)상의 잠상을 토너로 현상하는 현상장치(4), 감광드럼(30)의 토너화상을 공급될 용지상에 전사하고 이 용지를 분리하는 전사/분리 유닛(33) 및 화상 전사후 감광드럼(30)을 소제하는 클리너(34)를 갖는다. 현상제 카트리지(5)는 현상제를 회수 및 공급하고 토너를 보충하며 폐토너를 회수하기 위해 현상장치(4)에 부착된다.
용지 공급 시스템은 용지 카세트(10)에서 용지를 빼내기 위한 피크 롤러(20), 빼낸 용지를 유지 롤러(22)로 공급하는 공급 롤러(21) 및 토너 화상 전사후 용지를 열적으로 장착하는 열 롤러 정착 장치(23)를 갖는다. 이 용지 공급 시스템은 또한 용지의 후방 단부를 열 롤러 정착 장치(23)로부터 배면 인쇄 급지 통로(26)쪽으로 향하게 하는 블레이드 휠(24), 열 롤러 정착 장치(23)로부터 용지를 방출 방향으로 공급하고 배면 인쇄 급지 통로(26)로 용지를 공급하는 스위치백 롤러(25), 용지의 방출을 안내하는 안내 롤러(27), 인쇄된 용지를 스태커(13)로 방출하는 방출 롤러(28), 공급 롤러를 사용하여 스위치백 롤러(25)로부터 나오는 용지를 유지 롤러(22)로 공급하기 위한 배면 인쇄 급지 통로(26)를 구비한다.
이 프린터의 동작은 아래에 기술될 것이다. 감광드럼(30)이 사전충전기(31)에 의해 대전된 후, 잠상을 형성하기 위해 광학 시스템 유닛(32)에 의해 광화상이 드럼(30)상에 기록된다. 그 다음, 감광드럼(30)은 토너 화상을 갖도록 현상장치(4)에 의해 현상된다. 그 사이에, 인쇄용지는 피크 롤러(20)에 의해 관련된 용지 카세트(10)로부터 빼내져서 공급 롤러(21)에 의해 유지 롤러(22)로 공급된다. 이 용지는 감광드럼(30)상의 토너 화상과 동시성을 갖도록 유지 롤러(22)에 의해 유지된다.
전사/분리 유닛(33)은 감광드럼(30)의 토너 화상을 유지 롤러(22)에 의해 공급된 용지상에 전사하고, 그 후에 그 용지를 강광드럼(30)으로부터 분리시킨다. 토너 화상이 열 롤러 정착 장치(23)에 의해 정착된 후, 그 용지는 스위치백 롤러(25)쪽으로 공급된다. 또한, 그 용지는 스위치백 롤러(25)에 의해 스태커(13)쪽으로 공급된다. 용지의 후방 단부가 블레이드 휠(24)에 도달할 때, 스위치백 롤러(25)는 용지 공급을 중지한다. 용지 공급이 중지될 때, 용지의 후방 단부는 블레이드 휠(24)의 반시계방향 회전에 의해 배면 인쇄 급지 통로(26)쪽으로 향하게 된다. 스위치백 롤러는 용지를 배면 인쇄 급지 통로(26)로 공급하기 위해 역방향으로 회전한다. 용지는 또한 배면 인쇄 급지 통로(26)의 공급 롤러에 의해 유지 롤러(22)로 공급된다.
그후, 전사/분리 유닛(33)은 감광드럼(30)의 토너 화상을 용지의 배면상에 전사하고 용지의 전면 인쇄와 같이 용지를 감광드럼으로부터 분리시킨다. 토너 화상이 열 롤러 정착 장치(23)에 의해 정착된 후, 그 용지는 스위치백 롤러(25)쪽으로 공급된다. 또한, 그 용지는 스위치백 롤러(25)에 의해 스태커(13)쪽으로 공급되고 방출 롤러(28)에 의해 스태커(13)상에 방출된다. 양면 인쇄는 이 방식으로 용지상에 실행된다. 단면 인쇄에 있어서는 단지 용지의 윗면만 인쇄된 후 그 용지가 스태커(13)상에 방출된다.
이 프린터에 있어서, 용지 카세트(10)는 앞쪽으로부터 프린터내로 설치되고 용지는 제1도에 도시한 바와 같이 스태커(13)위로 방출된다. 이렇게 설계된 프린터는 어느쪽면에도 공간을 필요로 하지 않으므로 공간을 가능한한 축소할 수 있다. 또한, 방출 통로가 스위치백 통로로 사용되므로, 양면 프린터를 소형으로 만들 수 있다.
제3도를 참조하여, 현상장치(4) 및 현상제 카트리지(이하, 카트리지라고 함)(5)를 설명한다. 현상장치(4)는 현상제를 감광드럼(30)에 공급하기 위해 반시계방향으로 회전하는 현상 롤러(40), 토너 및 캐리어로 이루어진 현상제를 교반하는 한쌍의 교반 스크루(41), 현상 롤러로부터 현상제를 벗기고 그 벗겨진 현상제를 교반 스크루(41)로 되돌리는 회수 블레이드(48)(제5도 참조) 및 토너를 현상장치(4)내로 공급하는 토너 공급 롤러(43)를 갖는다. 또한, 카트리지(5)로부터 현상제 및 토너를 수용하는 투입 포트(44)가 현상장치의 우측 상부에 비스듬히 배치되어 있다. 이 투입 포트(44)는 나중에 기술될 카트리지(5)의 출구 포트(72,73)에 면해있다. 현상제를 방출하는 방출 포트(45)와 방출 포트(45)를 덮는 방출 셔터(46)가 현상장치(4)의 교반스크루(41) 아래에 제공된다. 방출 포트(45) 및 방출 셔터(46)는 카트리지(5)의 회수 구역(77)에 면한다.
이 카트리지(5)는 현상장치(4)이 감광드럼(30)에 대향하여 위치된다. 따라서, 단지 현상장치(4)를 감광드럼(30) 주위 공간에 배치하고 그 주위의 자유 공간에 카트리지(5)를 배열하는 것이 가능하다. 감광드럼(30)주위의 좁은 공간에 카트리지(5)를 위한 공간을 제공하는 것이 불필요하고, 따라서 이것은 화상형성장치를 소형화하는데 기여한다.
카트리지(5)가 자유 공간에 위치되므로, 비교적 큰 카트리지(5)가 설치될 수 있다. 게다가, 카트리지(5)는 현상장치(4)에 의해 배치되고, 카트리지(5)는 보다 작게 만들 수 있다.
감광드럼(30), 사전 충전기(31) 및 클리너(34)는 단일 드럼 유닛(3)으로 조립되고, 그 장치로부터 분리될 수 있다. 클리너(34)에 의해 제거된 감광드럼(30)상의 잔류 토너(폐토너)를 반송하는 폐토너 반송 파이프(35)가 클리너(34)의 하부에 연결되어 있다. 이 파이프(35)는 카트리지(5)에 폐토너를 방출하도록 카트리지의 상부에 제공된 폐토너 방출구역(36)에 연결된다.
이렇게 설계됨으로써 현상장치(4)에 토너가 공급되고, 현상제도 공급된다. 게다가, 클리너(34)로부터 카트리지(5)로 폐토너의 회수 뿐만 아니라 현상장치(4)로부터 카트리지(5)로 현상제를 회수하는 것이 가능하다.
이제 현상장치(4)를 보다 구체적으로 설명한다. 제4도는 현상장치의 평면도, 제5도는 제4도에서 라인 A-A를 따라 취한 단면도, 제6도는 토너 농도센서의 설명도, 제7a도는 교반 스크루의 사시도, 및 제7b도는 토너 농도센서의 사시도이다.
제4도에 도시한 바와같이, 한쌍의 교반 스크루(41a,41b)는 각각 나선형 스크루로 이루어진다. 교반 스크루(41a,41b)는 서로 반대 방향으로 회전한다. 격벽(41c)은 교반 스크루(41a,41b)사이에 제공된다. 교반 스크루(41b)는 도면에서 현상제를 우측으로 반송하는 동안 현상제를 교반한다. 교반 스크루(41b)에 의해 반송되는 현상제는 격벽(41c)을 넘어 교반 스크루(41a)위에 반송된다. 교반 스크루(41a)는 현상제를 현상 롤러(40)로 공급하기 위해 도면에서 좌측으로 현상제를 반송하는 동안 현상제를 교반한다. 이렇게 설계된 스크루는 현상제가 충분히 교반되도록 하여 교반되지 않는 현상제를 최소화한다.
제5도에 도시된 바와 같이, 교반 스크루(41a,41b)에 대응하는 현상장치(4)의 컨테이너(49)부분은 각각 U자 형상으로 형성된다. 따라서, 교반되지 않는 현상제를 최소화시킬 수 있다. 현상제가 회수될 때, 현상장치(4)의 현상제는 교반 스크루(41a,41b)의 반송력에 의해 방출 포트(45)로부터 방출된다. 컨테이너(49)의 하부가 U자 형상을 가지므로, 방출되지 않은 현상제는 최소화될 수 있고 따라서 현상제를 교환하는 효율성은 향상될 수 있다.
현상 롤러(40)는 정착 자기 롤러와 자기 브러시가 형성되어 있는 회전 가능한 슬리브를 갖는다. 슬리브상의 자기 브러시의 높이는 닥터 블레이드(doctor balde)(40-1)에 의해 제한된다. 제7b도에 도시한 토너 농도센서(47)는 교반 스크루(41a) 아래에 제공된다. 이 토너 농도센서(47)는 자기 센서로 구성되고 현상제의 토너 농도를 검출한다. 토너 농도센서(47)가 제공되는 이유는 현상 롤러상의 토너 농도가 정확이 검출될 수 있도록 현상 롤러(40)에 근접하여 토너 농도를 감지하는데 있다.
제6도에 도시한 바와같이, 토너 농도센서(47)는 그것의 상단부가 컨테이너(49)의 U자 형상 하부 아래에 위치되지 않도록 부착된다. 일반적으로, 토너 농도센서(47)는 교반 스크루(41a)와 접촉을 피하기 위해 컨테이너(49)의 하부 약간 아래에 부착된다. 그러나, 이 경우에 현상제는 컨테이너(49)의 하부와 센서(47)사이의 간극에 있고, 토너 농도는 정확히 검출될 수 없다. 이점에서, 토너 농도센서(47)는 그것의 상단부가 컨테이너(49)의 U자 형상 하부 아래에 위치되지 않도록 부착된다. 이 배치에서 토너 농도센서(47)는 교반 스크루(41a)와 접촉할 것이다. 이 문제를 피하기 위해, 토너 농도센서(47)에 면하는 교반 스크루(41a)의 외부표면은 스크루(41a)가 토너 농도센서(47)의 상단부에 대해 부딪치지 않도록 절단된다.
이제 드럼 유닛에 대해 설명한다. 제8도는 드럼 유닛의 정면도, 제9도는 드럼 유닛의 측면도, 제10a도는 폐토너 회수기구의 정면도, 제10b도는 토너 회수기구의 측면도, 제11도는 토너 회수기구의 동작을 설명하는 도면, 제12도는 토너 회수기구의 변형예의 설명도, 제13도는 토너 회수기구의 또다른 변형예의 설명도이다.
제8도의 정면도에 도시된 바와같이, 드럼 유닛(3)은 감광드럼(30), 사전 충전기(31) 및 단일 유닛으로 조립된 클리너(34)를 갖는다. 클리너(34)는 감광드럼(30)으로부터 잔류 토너를 벗겨내는 스크레핑 블레이드(scraping blade)(34-1), 감광드럼(30)상의 잔류 토너를 제거하기 위하여 회전하는 클리닝 롤러(34-2), 블레이드(34-1) 및 롤러(34-2)에 의해 제거되고 클리너(34)에 축적되는 토너를 방출하는 폐토너 방출 스크루(37)를 갖는다.
제9도에 도시된 바와같이, 토너 방출기구(38)는 드럼 유닛내의 클리너(34)의 폐토너 방출 스크루(37)의 말단부에 제공된다. 이 토너 방출기구(38)는 드럼 유닛(3)의 단부로부터 돌출한다. 제10b도에 도시된 바와 같이, 이 토너 방출기구는 방출 스크루(37)의 말단부 주위에 제공된 토너 방출 파이프(381), 드럼 유닛(3)의 돌출 블록(380), 토너 방출 파이프(381)의 말단부를 씌우기 위한 핀(383)으로 돌출 블록(380)상에 지지되는 캡(382)을 갖추고 있다.
이 캡(382)은 화상형성장치에 분리 가능하게 부착된 드럼 유닛(3)이 교환을 위해 그것으로부터 분리될 때 토너를 클리너(34)로부터 새지 않게 하기 위해 토너 방출 파이프(381)의 말단부를 씌우도록 제공된다.
제10b도에 도시된 바와같이, 그 장치의 프레임(15)에는 클리너(34)의 토너 방출기구(38)가 삽입되는 구멍, 그 구멍의 상부에 제공된 결합 돌출부(16), 구멍을 덮기 위해 제공되는 폐토너 반송 블록(39)이 있다. 제3도를 참조하여 설명되어진 폐토너 반송 파이프(35)는 제10a도에 도시한 바와같이 페토너 반송 블록(39)에 연결된다. 구동축(351)에 의해 회전되는 반송 스크루(350)가 이 파이프(35)에 배치되어 있다.
이제 토너 반송 동작에 관해 기술할 것이다. 제9도에서 드럼 유닛(3)은 교체를 위해 도면의 화살표 방향으로 장치내에 삽입된다. 클리너(34)의 토너 방출기구(38)는 프레임(15)의 홀에 들어간다. 따라서, 토너 방출기구(38)의 캡(382)의 결합 레버(382a)는 프레임(15)의 결합 돌출부(16)에 접촉하고, 그것에 의해 제10a도 및 제10b도에 도시된 바와같이 핀(383) 주위에서 캡(382)을 회전시킬 수 있다. 결과적으로, 방출 파이프(381)의 말단부는 토너가 방출 스크루(37)에 의해 개방부로부터 방출될 수 있도록 자유롭게 된다. 이것은 제11도에 나타나 있다. 드럼 유닛(3)이 설치됨에 따라, 방출 파이프(381)의 말단부의 하부는 제11도에 도시된 바와 같이 방출 파이프(381)의 하부(384)로부터 폐토너를 방출하기 위해 캡(382)에 의해 자유롭게 된다. 방출된 토너는 페토너 반송 블록(39)내에 떨어지고 제3도에 도시된 폐토너 방출 구역(36)으로 반송하도록 반송 스크루(350)에 의해 폐토너 반송 파이프(35)내부에 반송된다.
제12도는 토너 방출기구(38)의 변형을 나타내는 것이다. 제12도에 도시된 바와같이, 경사진 절결부(381b)은 방출 파이프(381)의 말단부에 제공되고 캡(382)은 이러한 변형으로 돌출부(382a)에 제공된다. 제11도에 도시한 실시예에서, 캡(382)이 개방될 때, 단지 방출 파이프(381)의 단부면의 하부만이 개방된다. 토너가 물을 흡수하고 유동성이 낮아질 때, 토너는 전술한 개방부(384)로부터 떨어지지 않고 캡(382)으로 반송될 것이다. 토너가 방출 스크루(37)에 의해 캡(382)으로 압착되므로, 토너는 캡(382)상에 견고하게 고착한다. 이것은 방출 파이프(381)를 막을 수 있다. 그러므로, 이 변형예에서, 경사진 절결부(381b)는 개방부를 더 넓게 하기 위해 방출 폐토너(381)상에 제공된다. 따라서, 토너 방출 포트는 토너가 확실히 방출될 수 있도록 더 넓어진다. 심지어 토너가 유동성을 감소시키기 위해 물을 흡수해도, 토너가 캡(382)상에 견고하게 고착하지 않도록 하는 것이 가능하다.
제13도는 토너 방출기구(38)의 다른 변형예를 나타낸 것이다. 이 변형은 제13도에 도시된 바와같이 방출 파이프(381)의 전방 가장자리에 제공되는 보조 파이프(381c)를 갖는다. 이 보조 파이프(381c)는 방출 파이프(381)의 축방향으로 미끄러질 수 있게 맞물린다. 보조 파이프(381c)는 드럼 유닛(3)의 돌출 블록(380a)에 제공된 스프링(381d)에 연결되고 캡(382)쪽으로 힘을 가한다. 그러므로, 보조 파이프(381c)는 제13도에 도시된 바와같이 방출 파이프(381)를 씌우기 위해 캡(382)에 대해 인접해 있다. 드럼 유닛(3)이 설치될 때, 캡(382)은 결합 돌출부(16)에 의해 회전되고 보조 파이프(381c)는 스프링(381d)을 압축하도록 프레임(15)상에 제공된 다른 결합 돌출부(17)에 인접하고 방출 파이프(381)의 정면 단부로부터 떨어져 이동한다. 방출 파이프(381)의 개방부는 따라서 더 넓어지게 된다. 그러므로, 토너 방출 포트는 제12도의 변형예에서와 같이 토너가 확실히 방출되도록 넓어진다. 심지어 토너가 유동성을 감소시키기 위해 물을 흡수해도, 토너가 견고하게 캡(382)상에 고착되는 것을 막을 수 있다.
이제 전술한 카트리지에 대해 설명할 것이다. 제14도는 본 발명의 실시예에 따른 현상제 카트리지의 외형을 도시한 것이고, 제15도는 카트리지의 내부 드럼의 정면도, 제16도는 제15도에 도시한 카트리지의 내부 드럼의 설명도, 제17도는 제17도에 도시한 카트리지의 외부 케이스의 정면도, 제18도는 제17도에 도시한 카트리지의 외부 케이스의 단면도이다.
제14도에 도시된 바와같이, 측면 핸들(51)은 조작자의 손에 쉽게 잡히도록 카트리지(5)의 상부에 제공되고, 카트리지(5)를 손으로 분리시킬 수 있도록 카트리지(5)의 우측 측면상에 제공된다. 카트리지(5)는 내부드럼(6) 및 폐현상제 저장실(71)을 보유하도록 내부 드럼 유지 구역(70)을 갖는 외부 카트리지(7)와 내부드럼(6)을 포함한다. 이 폐현상제 저장실(71)은 현상장치(4)의 사용된 현상제를 저장하기 위해 제공된다. 외부케이스(7)는 내부 드럼 유지 구역(70)의 하부에 토너 투입 포트(73)와 현상제 투입 포트(72)를 포함하고, 드럼 유지 구역(70)의 상부에 폐토너 회수 포트(75)가 있다. 외부 케이스(7)의 폐현상제 저장실(71)에는 회수 포트(77)를 덮는 회수 셔터(74)가 제공된다.
제15도에 도시된 바와같이, 내부 드럼(6)의 내부는 격벽(62)에 의해 좌측부 및 우측부로 분할된다. 하나는 미사용된 현상제를 저장하는 현상제 저장실(60)이고, 다른 하나는 보충 토너를 저장하는 토너 저장실(61)이다. 현상제 저장실(60)에는 미사용 현상제를 방출하기 위한 현상제 공급 통로(63) 및 현상제를 방출하기 위한 패들(64)이 제공된다. 토너 저장실(61)에는 보충 토너를 방출하기 위한 토너 공급 통로(65) 및 토너를 방출하기 위한 패들(66)이 제공된다.
2개의 양패들(64,66)을 구동하기 위한 패들 축(64a)이 내부드럼(6)의 중앙에 배치된다. 측면핸들(51)은 내부드럼(6)의 우측단부에 제공된다. 내부드럼(6)의 좌측단부에는 잠금 돌출부(67a)를 갖고 내부드럼(6)을 회전시키도록 구동수단과 결합되는 회전가능한 결합부(67), 카트리지의 신/구 여부를 판별하는 신/구 판별구역(68) 및 잠금 포올(lock pawl)(69)이 제공된다.
제16a도에는 내부드럼(6)의 좌측 단부상에 제공된 3개의 현상제 공급 통로(63)와 그 통로(63)주위에 위치된 누출 방지 밀봉부(63a)가 도시되어 있다. 제16b도에는 내부드럼(6)의 우측단부에 제공된 4개의 토너 공급 통로(65)와 그 통로(65)주위에 위치된 누출 방지 밀봉부(65a)가 있다. 현상제 공급 통로(63)는 제15도에 도시된 바와같이 내부 드럼(6)의 회전 방향으로 120도로 토너 공급 통로(65)로부터 떨어져 위치된다.
제17도 및 제18도에 도시된 바와같이, 외부 케이스(7)에는 상부 핸들(50), 내부 드럼(6)을 유지하는 내부드럼 유지 구역(70) 및 전술한 바와같이 폐현상제를 저장하는 폐현상제 저장실(71)이 제공된다. 내부 드럼유지 구역(70)의 상부에는 폐토너 회수 포트(75), 폐토너 방출 구역(36)의 방출 셔터를 개방하기 위한 셔터 개방/폐쇄 돌출부(75a) 및 외부 케이스 잠금 포올(76)이 제공된다. 거기에는 내부 드럼유지 구역(70)의 하부에 제공되는 3개의 현상제 투입 포트(72)와 4개의 토너 투입 포트(73)가 있다. 돌출 블록(71a)은 폐현상제 저장실(71)에 제공된다. 사용된 현상제를 회수하는 회수 포트(77) 및 사용된 현상제를 저장실(71)로 안내하는 방출 스크루(78)는 돌출 블록(71a)의 좌측부에 제공된다. 또한, 폐현상제 저장실(71)의 바닥부(71b)는 돌출블록(71a)의 회수 포트(77)의 표면에 대하여 기울어져 있다.
외부 케이스(7)를 갖는 카트리지 어셈블리 및 함께 조립된 내부 드럼(6)이 아래에 기술될 것이다. 제19도는 제14도의 카트리지 어셈블리의 정면도, 제20도는 제19도의 카트리지 어셈블리의 배면도, 제21도는 제19도의 카트리지 어셈블리의 배면도, 제21도는 제19도의 카트리지 어셈블리의 측면도, 제22도는 제19도의 카트리지 어셈블리의 사시도이다.
제19도에 도시된 바와같이, 카트리지(5)는 내부 드럼유지 구역(70)에 내부 드럼(6)을 위치시킴으로써 완전하게 된다. 카트리지(5)는 상부에 상부 핸들(50), 폐토너 회수 포트(75), 셔터 개방/폐쇄 돌출부(75a) 및 외부 케이스 잠금 포올(76)을 구비한다. 카트리지(5)에는 또한 하부에 현상제 투입 포트(72) 및 토너 투입 포트(73)가 있다. 게다가, 회수 셔터(74)는 카트리지(5)의 하부에 있는 폐현상제 저장실(71)에 제공된다. 이 회수 셔터(74)는 그것을 개방하거나 폐쇄시킬 현상장치의 돌출부와 결합하는 돌출부(74a)를 갖는다.
제20도에 도시된 바와같이, 방출 스크루(78)는 폐현상제 회수포트(77)의 하부에 제공된다. 제19도에 도시된 바와같이, 거기에는 폐토너 회수 포트(75)를 덮기 위한 밀봉 탭(a1) 및 포트(77,72,73) 각각을 밀봉하도록 현상제 투입 포트(72) 및 토너 투입 포트(73)를 덮기 위한 밀봉탭(a2)이 있다. 또한, 제19, 21 및 제22도에 도시된 바와같이, 잠금 돌출부(67a)를 갖는 회전가능한 결합부(67)는 카트리지(5)의 좌측단부에 제공되고, 패들 축(64a), 신/구 판별 구역(68), 잠금 포올(69) 및 저장된 현상제 및 토너의 특성을 나타내는 특성 세팅 구역(79)은 카트리지(5)의 좌측단부에 제공된다.
이제 이 카트리지(5)를 설치하는 동작에 관하여 기술할 것이다. 제23도는 제19도의 카트리지 어셈블리를 구동하는 구동기의 설명도이고, 제24도는 현상장치에 설치된 제19도의 카트리지를 나타내는 사시도이고, 제25도는 설치된 카트리지와 구동기 사이의 연결을 나타내는 도면이고, 제26a 내지 제26c도는 카트리지의 방출 스크루의 설명도이고, 제27도는 제23도에 도시한 폐토너 반송기구의 설명도이며, 제28도는 제27도에 도시한 폐토너 반송기구의 중요부의 장치를 나타내는 도면이다.
제23도에서, 카트리지(5)를 세팅하는 프레임(9)은 카트리지(5)를 구동시키기 위해 배면에 제공되는 구동기(8)를 갖는다. 이 프레임(9)에는 회전가능 결합부(67) 및 카트리지(5)의 결합 돌출부(67a)가 고정될 설치구멍(90)과, 내부드럼(6)의 회전을 허용하도록 카트리지(5)의 외부케이스 잠금 포올(76)을 풀리게 하는 잠금 해제 로드(91) 및 신/구 세팅 구역(68)을 작동시키는 신/구 세팅 로드(92)가 제공된다.
제23도에 도시된 바와같이, 구동기(8)에는 구동축(80)이 제공된다. 이 구동축(80)은 패들 구동축(80a) 및 구동 돌출부(80b)를 갖는다. 패들 구동축(80a)은 패들축(64a)을 회전시키도록 카트리지(5)의 패들축(64a)과 결합한다. 구동 돌출부(80b)는 내부드럼(6)을 회전시키도록 카트리지(5)의 회전가능한 결합부(67)와 결합한다. 구동기(8)에는 또한 현상장치(4)의 토너 공급 롤러(43)를 구동하기 위한 현상장치 구동축(81)(제25도 참조), 현상장치(4)의 방출 셔터(46)를 개방 및 폐쇄하기 위한 셔터 개방/폐쇄 레버(82)(제25도 참조) 및 카트리지(5)의 방출 스크루(78)를 회전시키기 위한 방출 스크루 작동기(83)가 제공된다.
구동기(8)는 또한 카트리지(5)를 특성 세팅 구역(79)의 세팅을 검출하기 위한 특성 검출 스위치(84), 내부 드럼(6)의 우측 회전 단부를 검출하기 위한 카트리지 우측 단부 센서(CP1), 내부드럼(6)의 좌측 회전단부를 검출하기 위한 카트리지 좌측 단부 센서(CP2) 및 카트리지(5)으 신/구 세팅 구역(68)에 의해 작동되는 신/구 판별 스위치(CS)를 갖는다. 폐토너 방출 구역(36)은 구동기(8)의 상부에 제공된다.
이제 카트리지(5)의 설치 동작에 대하여 기술할 것이다. 카트리지(5)는 카트리지(5)의 회전가능한 결합부(67)가 프레임(9)의 설치 구멍(90)에 끼워지도록 프레임(9)에 삽입된다. 그 후에, 카트리지(5)는 회전가능한 결합부(67)의 결합 돌출부(67a)가 카트리지(5)를 잠그기 위하여 프레임(9)과 결합하도록 우측으로 돌려지며, 그로 인해 카트리지(5)를 제거할 수 없게 한다. 이 상태에서, 카트리지(5)의 토너 투입 포트(73)는 현상장치(4)의 수용 포트(44)에서 토너 공급 롤러(43)에 면하고, 반면에 카트리지(5)의 현상제 투입 포트(72)는 제24도에 도시된 바와같이, 현상장치(4)의 수용 포트(44)에서 토너 공급 롤러(43)의 축(43a)에 면한다. 구동기(8)의 폐토너 방출 구역(36)은 카트리지(5)의 폐토너 회수 포트(75)에 면한다. 또한, 카트리지(5)의 내부 드럼(6)의 회전 가능한 결합부(67)는 구동기(8)의 구동축(80)의 구동 돌출부(80b)와 결합하기 때문에 내부 드럼은 회전될 수 있다. 카트리지(5)의 내부 드럼(6)은 패들 축(64a)이 회전하도록 구동축(80)의 패들 구동축(80a)과 결합한다.
이같은 설치 동작에 의해 카트리지(5)의 폐현상제 회수 포트(77)를 덮고 있는 회수 셔터(74)의 돌출부(74a)는 현상장치(4)의 하부 부분과 접하고, 그로 인해 제25도에 도시된 바와같이 회수 셔터(74)를 개방시킨다. 이때에 방출 스크루(78)가 구동기(8)의 스크루 구동축(83)에 연결된다. 카트리지(5)의 베어링부(52)는 제26a도 및 제26b도에 도시된 바와같이 방출 스크루(78)의 스크루축(78a)에 대해 큰부분으로 세팅되어 스크루축(78a)이 이동하도록 간극을 제공한다. 비록, 스크루축(78a)의 중심이 제26c도에 도시된 바와같이, 스크루 구동축(83)의 중심과 일렬로 정렬되어 있지 않는다 하더라도, 스크루 구동축(83)이 회전할 때, 중심 조정이 이루어져 축중심이 상호 정렬된다.
제27도 및 제28도에 도시된 바와같은 설치 동작에 의해, 폐토너 방출구역(36)의 방출 포트를 덮고 있는 셔터(36a)는 폐토너 회수 포트(75)의 셔터 구동 돌출부(75a)에 의해 밀려 스프링(36b)을 압축하는 동안 이동한다. 결과적으로, 폐토너 방출구역(36)의 방출포트가 개방되고, 페토너 회수 포트(75)와 마주한다.
제29a도 및 제29b도에 도시된 바와같이, 설치전에, 카트리지(5)내의 내부드럼(6)의 잠금 포올(69)은 내부드럼(6)의 회전을 제한하는 외부케이스(7)의 잠금포올(76)과 맞붙어 있다. 따라서, 카트리지(5)의 설치전에, 조작자에 의한 내부드럼(6)의 회전이 억제되고 외부케이스(7)와 내부드럼(6)사이의 위치관계가 유지된다. 제30a도 및 제30b도에 도시된 바와같이, 설치동작을 통해, 프레임(9)의 잠금해제 로드(91)가 외부케이스(7)의 잠금포올(76)을 들어올려 외부케이스(7)의 잠금포올(76)로부터 내부드럼(6)의 잠금포올(69)이 잠금상태가 풀려짐으로써 내부드럼(6)의 회전을 허용한다.
이러한 카트리지를 교환하기 위한 동작이 이하에 기술된다.
제31도는 카트리지 교환 순서의 설명도(No.1)를 나타내고 있고, 제32a도 및 제32b도는 카트리지의 부착동작을 나타낸 설명도이며, 제33a도 내지 제33f도는 카트리지 교환동작(No.2)의 설명도이고, 제34a도 및 제34b도는 카트리지를 분리시키는 방법을 설명한 도해이고, 제35a도 및 제35b도는 카트리지가 부착될 때 카트리지 판별을 설명한 도해이고, 제36도는 카트리지가 부착될 때 자동 세팅 동작을 설명한 도해이다. 제31도에 예시된 교환 순서를 따라 기술하면 다음과 같다.
1 : 제32a도에 도시된 바와같이, 오퍼레이터는 카트리지(5)의 탭(a1,a2)을 구부린 다음 카트리지(5)를 밖으로 당긴다. 그러면 외부케이스(7)의 폐토너 회수 포트(75), 현상제 투입포트(72) 및 토너 투입포트(73)가 개봉된다. 그후에, 제32b도에 도시된 바와같이, 작동자가 카트리지를 장치속에 설치한다. 만약, 설치시에 카트리지(5)가 새것이라면 신/구 세팅구역(68)의 활주 돌출부(68a)는 제36도의 좌측면에 도시된 바와같이 구역(68)의 우측면에 위치한다. 따라서, 구동기(8)의 신/구 판별스위치(CS)는 제35a도에 도시된 바와같이 온상태에 세팅되어 장치가 새로운 카트리지(5)가 설치되었음을 인식하게 되어 교환순서가 시작된다. 반면에 만약 카트리지(5)가 사용하던 (낡은)것이라면, 신/구 세팅구역(68)의 활주 돌출부(68a)는 제36도의 우측면에 도시된 바와 같이 구역(68)의 좌측면에 위치한다. 따라서 이 경우, 구동기(8)의 신/구 판별스위치(CS)는 제35b도에 도시된 바와같이 온상태에 세팅되지 않게 되어 교환 순서가 시작되지 않는다.
카트리지(5)가 설치되어 설치방향에서 보이는 것처럼 좌측으로(화살표 A방향으로)향하게 될 때 활주 돌출부(68a)는 제36도에 도시된 바와같이 프레임(9)의 신/구 세팅로드(92)에 의해 도면의 좌측으로 활주함으로써 카트리지(5)는 낡은 것으로서 세팅된다. 따라서, 일단 카트리지(5)가 장치속에 설치되면, 그것은 낡은 것으로서 세팅됨으로써, 비록 이 카트리지가 나중에 새로 설치되더라도, 그것은 낡은 것으로 판별되고 교환순서가 시작되지 않게 되어 이 카트리지를 사용할 수 없게 해준다. 따라서, 교환 순서로 하여금 작동자에 의한 낡은 카트리지(5)의 잘못된 설치를 방지시키는 것이 가능하다.
설치 동작에 의해, 카트리지(5)의 현상제 회수 셔터(74)가 제25도에 도시된 바와같이 개방되고, 페토너 방출구역(36)의 셔터(36a)는 제27도에 도시된 바와같이 개방된다. 제30a도에 도시된 바와같이, 외부케이스(7)의 잠금포올(76)은 잠금 해제로드(91)에 의해 내부드럼(6)의 잠금포올(69)과 분리되어 내부드럼(6)이 회전할 수 있게 된다.
2 : 작동자가 제32b도에 도시된 바와같이, 카트리지(5)의 내부드럼(6)을 우측으로 돌리면, 내부드럼(6)의 회전가능한 결합부(67)의 돌출부(67a)는 프레임(9)과 결합하여 카트리지(5)가 잠겨진다. 그 결과로서, 카트리지(5)는 장치속에 확실하게 위치된다. 그러면, 내부드럼(6)의 회전가능한 결합부(67)의 돌출부(67a)는 구동 우회전 위치 스위치(CP1)를 온상태로 세팅시킨다. 이렇게 함으로써 장치는 카트리지(5)의 설치 완료 상태를 인식하게 된다. 이 상태에서 카트리지(5)의 외부케이스(7)에 있는 토너 투입 포트(73)는 제33a도에 도시된 바와같이 현상장치(4)의 수용 포트(44)와 마주 접한다. 카트리지(5)의 외부케이스(7)에 있는 폐현상제 회수 포트(77)는 현상장치(4)의 방출 포트(45) 바로 아래에 위치된다. 다시 말하면, 카트리지(5)는 경사진 상태의 감광드럼(30)에 대향하여 배열된다. 또한, 내부드럼(6)의 현상제 투입 통로(63)는 폐토너 방출구역(36)의 방출 포트와 마주 접하는 반면에 내부드럼(6)의 토너 공급통로(65)는 외부케이스(7)내의 토너 투입 통로(73)와 마주 접한다.
3 : 구동 우회전 위치 스위치(CP1)와 신/구 판별스위치(CS)가 온상태로 세팅됨에 따라 구동기(8)는 제33b도에 도시된 바와 같이, 그것을 위치시키기 위해 내부드럼(6)을 좌측으로 돌린다. 이렇게 함으로서, 외부케이스(7)의 토너 투입 포트(73)와 접하고 있는 내부드럼(6)의 토너 공급 통로(65)의 상태가 해제되고, 토너 투입 포트(73)가 폐쇄된다. 이 상태에서, 구동기(8)는 셔터 개폐 레버(82)를 작동시켜 현상장치(4)의 방출 셔터(46)를 개방시키며, 스크루 드라이브 축(83)으로 하여금 방출 스크루(78)를 구동시키도록 한다. 그러면, 현상장치(4)가 아직은 설명된 바 없는 주모터에 의해 1분 동안 구동된다. 결과적으로, 현상장치(4)내의 현상제가 카트리지(5)의 회수 포트(77)를 통해 현상장치의 방출 포트(45)로부터 폐현상제 저장실(71)로 떨어지고 제33b도에 도시된 바와같이 방출 스크루(78)에 의해 폐현상제 저장실(71)속으로 방출되어 폐현상제의 회수가 달성된다.
그다음, 1분간 현상장치(4)를 구동시킨 후, 현상장치(4)내의 전체 현상제가 회수되었다는 것을 고려한다면, 구동기(8)는 셔터 개폐 레버(82)를 작동시켜 현상장치(4)의 방출 셔터(46)를 폐쇄시킨다. 그런다음, 구동기(8)는 스크루 구동축(83)이 방출 스크루(78)을 구동시키는 것을 정지시키며 주 모터에 의한 현상장치(4)의 구동을 정지시킨다.
4 : 다음으로, 구동기(8)는 구동 좌회전 위치 스위치(CP2)가 내부드럼(6)의 회전가능한 결합부(67)의 돌출부(67a)에 의해 온상태로 세팅될때까지 내부드럼(6)을 회전시킨다. 이러한 회전 종료상태에서, 내부드럼(6)의 현상제 투입 포트(63)는 외부케이스(7)의 현상제 투입포트(72)와 마주 접하며 포트(72)는 제33c도에 도시된 바와같이 개방된다. 그러면, 구동기(8)는 패들 구동푹(80a)으로 하여금 패들축(64a)을 구동시키도록 해줌으로써 패들(64)을 회전시키게 된다. 따라서 내부드럼(6)내의 현상제 저장실(60)에 있는 현상제가 현상장치(4)속으로 수용 포트(44)를 통해 공급된다. 현상제 저장실(60)에 있는 미사용된 현상제가 3개의 현상제 투입 포트(72)를 통해 동시에 공급되기 때문에 현상제 공급시간이 단축된다. 내부드럼(6)이 회전할 때, 프레임(9)의 신/구 세팅 로드(92)는 내부드럼(6)의 신/구 세팅 구역(10)의 활주 돌출부(68a)로 하여금 도면의 좌측으로 활주할 수 있도록 하여서, 제36도에 도시된 바와 같이 카트리지(5)를 낡은 것으로 세팅한다.
5 : 그리고나서, 구동기(8)는 구동 우회전 위치 스위치(CP1)가 내부드럼(6)의 회전가능한 결합부(67)의 돌출부(67a)에 의해 온상태로 세팅될때까지 내부드럼(6)을 회전시킨다. 따라서, 내부드럼(6)의 현상제 투입 포트(63)는 제33d도에 도시된 바와같이 폐토너 방출구역(36)의 방출 포트와 마주 접한다. 내부드럼(6)의 토너 공급 포트(65)는 외부케이스(7)의 토너 투입 포트(73)와 마주 접한다.
결과적으로, 현상제 장치는 정상적으로 프린팅하는데 적합하며, 토너의 보충 및 폐토너의 회수가 가능하다. 즉, 패들축(64a)이 패들 구동축(80a)에 의해 구동되어 패들(64)을 회전시키기 때문에, 토너는 토너 저장실(61)로부터 토너 공급롤러(43)로 공급된다. 토너 농도 조절하에서, 구동기(8)는 현상장치 구동축(81)으로 하여금 토너 공급롤러(43)를 회전시키도록 함으로써 토너를 현상장치(4)속에 공급한다. 또한, 클리너(34)에서 나온 폐토너는 폐토너 반송 파이프(35)와 폐토너 방출구역(36)을 통해 카트리지(5)의 현상제 저장실(60)속으로 회수된다. 즉, 현상제 저장실(60)은 폐토너의 회수실로서 이용된다.
6 : 상기 방식으로 토너를 보충하는 동안 토너 공백이 토너 농도 조절하에서 판별될 때, 교환 표시가 작동패널(14)(제1도에 도시됨)상에 나타난다. 그다음 작동자는 작동 패널(14)상의 교환 스위치를 누른다. 현상장치(4)안의 현상제 캐리어가 저하될 때 토너 저장실(61)이 빈 상태가 되도록 토너 저장실(61)내의 토너량을 선택하는 것이 효율적이다. 따라서, 현상제의 토너 공백상태 및 저하가 동시에 발생하여 높은 카트리지 교환 효율성을 제공한다.
7 : 구동기(8)는 교환 스위치의 누름상태를 검출할 때 제33e도에 도시된 위치로 내부드럼(6)을 좌측으로 회전시킨다. 결과적으로, 외부케이스(7)의 토너 투입 포트(73)와 마주하는 내부드럼(6)의 토너 공급 통로(65)의 상태가 해제되고, 토너 투입 포트(73)가 폐쇄되며 카트리지(5)가 잠겨진다. 이 상태에서, 구동기(8)는 현상장치 구동축(81)으로 하여금 현상장치(4)의 수용 포트(44)에 있는 잔류 토너를 현상장치(4)내에 회수할 수 있도록 토너 공급롤러(43)를 회전시키도록 함으로써, 카트리지(5)가 분리될 때 토너의 스퍼터링(sputtering)을 방지해준다.
8 : 그 다음에, 제33f에 도시된 바와같이, 구동기(8)는 내부드럼(6)을 우측으로 회전시킴으로써, 내부드럼(6)의 회전가능한 결합부(67)의 돌출부(67a)는 프레임(9)의 설치 구멍(90)으로 들어간다. 이렇게 함으로써 카트리지(5)가 열려져 분리될 수 있다.
9) 그리고나서, 작동자는 제34a도에 도시된 바와 같이, 카트리지(5)의 사이드 핸들(51)을 잡고, 현상장치로부터 카트리지(5)를 밖으로 잡아당긴다.
그리고나서 작동자는 카트리지(5)의 상부핸들(50)을 잡고, 제34b도에 도시된 바와같이 현상장치로부터 카트리지를 제거한다.
상기 방식으로, 카트리지(5)의 분리, 현상제의 교환, 토너의 보충 및 폐토너의 회수는 단일 카트리지(5)로 단일 분리 동작을 따라 달성될 수 있다.
구동기에 관해 이하에 기술한다. 제37도는 제19도의 구동기의 정면 단면도이고, 제38도는 제37도의 구동기를 나타낸 정면도이고, 제39도는 제37도의 구동기를 나타낸 하부 측면도이고, 제40도는 제37도의 구동기를 나타낸 좌측면도이고, 제41도는 제37도에 도시된 현상장치 구동축을 나타낸 설명도이고, 제42a도 내지 제 42d도는 제37도에 도시된 패들축을 나타낸 설명도이고, 제43도 및 제44도는 제37도의 구동기의 캠구조를 나타낸 도면이다.
제37도 및 제38도에 도시된 바와같이, 현상장치 구동축(81)의 기어(89a)를 회전시켜 구동축(81)을 회전하도록 하는 단일 구동 모터(85)가 설치된다. 이 구동축(81)은 벨트(88a)에 의해 풀리(89b)를 통해서 구동축(80)의 제1캠(86)과 제2캠(87)의 구동풀리(89c)를 구동시킨다. 상기 제2캠(87)은 벨트(88b)에 의해 풀리(89d,89e)를 통해서 스크루 구동축(83)의 구동기어(89f)와 셔터 개폐 레버 구동캡(82a)을 구동시킨다.
카트리지 좌향 위치 검출스위치(CP1), 신/구 판별 스위치(CS), 타이밍 센서(TMH) 및 카트리지 우향 위치 검출스위치(CP2)가 구동축(80)주위에 제공된다. 구동축(80)아래 부분에는 제38도에 도시된 바와같이 특성 검출 스위치(84)가 제공된다.
제39도에 도시된 바와같이, 벨트(88a)에 의해 구동되는 구동풀리(89c)는 제2캠(87)의 캠 홈과 결합하는 핀을 갖는다(홈은 제44도를 참조할것). 따라서, 셔터 개폐 레버 구동캠(83a)고 스크루 구동축(83)이 구동된다. 셔터 개폐 레버(82)는 결합 금속 이음쇠(82b)와 스프링(82c)을 갖는다. 금속 이음쇠(82b)는 벨트(88b)에 의해 구동되는 구동캠(82a)의 캠 홈을 따라 이동하기 때문에, 셔터 개폐 페버(82)는 도면에서 좌우로 이동한다. 이 셔터의 개폐상태가 셔터 개폐 레버(82)의 후방 단부에 설치된 셔터 개폐 검출 스위치(STP)에 의해 검출된다.
제40도에 도시된 바와같이, 벨트(88a)에 의해 구동되는 구동풀리(86a)는 제1캠(86)의 캠홈과 결합하는 핀을 갖는다(홈은 제43도를 참조할 것). 구동풀리(86a)는 패들 구동축(80a)를 직접 구동시킨다. 도면에서 좌우로 이동가능한 패들 구동축(80a)은 판스프링(80c)에 의해 도면에서 우측 방향으로 향하게 된다. 이 패들 구동축(80a)은 제42a도 내지 제42d도에 도시된 바와같이 중앙 오목부(802)의 각각의 면에 형성된 경사 돌출부(800,801)를 갖는다. 슬롯이 형성된 스크루 드라이버 형상을 갖는 카트리지(5)의 패들축(64a)이 패들 구동축(80a)의 오목부(802)내에 끼워질 때, 패들축(64a)은 제42a도 및 제42b도에 우측 회전과 관련하여 경사 돌출부(800,801)에 의해 구동된다. 그러나, 좌측 회전과 관련하여, 패들축(64a)은 경사 돌출부(800,801)의 경사표면을 따라 활주함으로써, 패들 구동축(80a)은 판 스프링(80c)으 힘에 대항하여 제40도에서 좌측으로 이동하여 패들축(64a)의 구동을 제한시킨다. 다시말하면, 패들 구동축(80a)과 패들축(80)은 일방 클러치를 구성한다.
현상장치 구동축(81)은 좌측 단부에 슬롯이 형성된 스크루 드라이버 형상의 수평 돌출부와 우측 단부에 슬롯이 형성된 스크루 드라이버 형상의 수직 돌출부를 갖는 중간부재(81a) 및, 슬롯이 형성된 스크루 드라이브를 갖는 롤로축(43)에 대해서 수직 평평한 오목부를 구비한 구동축(81b)을 포함하고 있다. 따라서, 구동축(81)은 도면에서 수직 및 수평 방향으로의 자유도(degree of freedom)를 갖고 있으며, 현상장치(4)의 롤러축(43)변화에 따라 구동될 수 있다.
내부드럼(6), 패들(64,66), 토너 공급 롤러(43), 현상제 방출 셔터(46) 및 방출 스크루(78)는 상기 방식으로 단일 구동 모터(85)에 의해 순차적으로 구동된다.
구동기의 동작이 이하에 설명된다. 제45도는 본 발명의 일실시예에 따른 제어 블록도이고, 제46도 및 제47도는 본 발명의 일실시예에 따른 현상제 교환 동작에 관한 타임 챠트를 나타낸 것이고, 제48a도, 제48b도, 제49a도, 제49b도, 제50a도, 제50b도, 제51a도 및 제51b도는 본 발명의 일실시예에 따른 현상제 교환 동작을 나타낸 도면이고, 제52a도 내지 제52d도는 현상제 교환 동작에 있어서 캠의 기능을 설명한 도면이다.
제45도를 참조하면, 마이크로프로세서(MPU)로 구성된 제어회로(100)는 카트리지 특성센서(84)의 출력으로부터 현상제 및 토너의 특성을 검출하여서 예비 충전 전압, 현상 바이어스 전압 등을 제어하고, 신/구 판별 스위치(CS)의 출력에 따른 교환 순서를 시작하고, 타이밍 센서(TMH)의 출력, 카트리지 우향 위치 검출 스위치(CP1), 카트리지 좌향 위치 검출 스위치(CP2) 및 셔터 개폐 검출 스위치(STP)에 기초한 단일 구동모터(85)를 제어한다.
제31도의 교환 순서에 따른 동작이 제46도, 제47도 및 제48도 내지 제52도를 참조하여 기술된다. 제32도 내지 제34도 역시 참조된다. 1),2) 우선 작동자는 카트리지(5)를 현상장치속에 설치하고 카트리지(5)의 내부드럼(6)을 우측으로 회전시킨다. 그결과, 내부드럼(6)의 회전가능한 결합부(67)의 돌출부(67a)는 프레임(9)과 결합하여 카트리지(5)를 잠근다. 그리고 내부드럼(6)의 회전가능한 결합부(67)의 돌출부(67a)는 제48b도에 도시된 바와같이 구동 우회전 위치 스위치(CP1)를 온상태로 세팅시킨다. 이 상태에서, 구동기(8)는 제48a도의 상태로 된다.
3) 구동 우회전 위치 스위치(CP1)가 온상태로 세팅됨에 따라 제어회로(100)는 교환동작을 시작하고 모터(85)의 정방향 및 역방향 회전을 두 번 반복한다. 결과적으로 제1캠(86)은 역방향(좌측)으로 회전하여 제49a도 및 제49b도에 도시된 위치로 내부드럼을 좌회전시킨다. 이렇게 함으로써, 외부케이스(7)의 토너 투입 포트(73)와 마주한 내부드럼(6)의 토너 공급 통로(65)의 상태가 해제되고 토너 투입 포트(73)가 폐쇄된다. 그 다음에, 제어회로(100)가 모터(85)의 정방향 및 역방향 회전을 한번 수행하여 제2캠(87)을 역방향으로 회전시킨다. 다음에, 제어회로(100)는 모터(85)룰 정방향으로 회전시킴으로써 제2캠(87)의 정방향 회전을 야기시킨다. 결과적으로, 셔터 개폐 레버(82)가 작동하여 방출 스크루(78)를 구동시키고 주 모터로 하여금 1분간 현상장치(4)가 구동되도록 한다.
결국, 현상장치(4)내에 있는 현상제가 현상장치의 방출 포트(45)로부터 카트리지(5)의 회수 포트(77)를 통해 폐현상제 저장실(71)내로 떨어지고, 제33b도에 도시된 바와같이 방출 스크루(78)에 의해 폐현상제 저장실(71)내로 배출됨으로서 폐현상제의 회수 작업이 달성된다.
그리고, 현상장치(4)를 1분간 구동시킨 후, 제어회로(100)는 현상장치(4)내의 전체 현상제가 회수되었음을 고려할 때, 역방향으로 모터(85)를 회전시킨다. 그결과, 제2캠(87)은 역방향으로 회전하여 현상장치(4)의 배출 셔터(46)를 폐쇄하도록 셔터 개페 레버(82)를 작동시킨다. 그러면 제어회로(100)는 스크루 구동축(83)이 배출 스크루(78)를 구동시키는 것을 중단시키며 주 모터에 의한 현상장치(4)의 구동을 중단시킨다.
4) 그다음, 제어회로(100)는 모터(85)의 정방향 및 역방향 회전을 두 번 반복하여 제1캠(86)을 역방향(좌측)으로 회전시킴으로써 내부드럼(6)이 제50a도 및 제50b도에 도시된 바와같이 좌측으로 회전한다. 다시 말하면, 내부드럼(6)은 구동 좌측 위치 스위치(CP2)가 내부드럼(6)의 회전가능한 결합부(67)의 돌출부(67a)에 의해 온상태로 세팅될때까지 회전한다. 이 상태에서, 내부드럼(6)의 현상제 투입 포트(63)는 제33c도에 도시된 바와같이 외부케이스(7)의 현상제 투입 포트(72)와 마주 접한다. 따라서, 제어회로(100)은 패들 구동축(80a)으로 하여금 패들축(62)을 구동시키도록 함으로써, 패들(64)이 회전된다. 결과적으로, 내부드럼(6)의 현상제 저장실(60)내이 현상제가 수용 포트(44)를 통해 현상장치(4)내로 공급되고, 현상제 교환 동작이 종료된다.
5) 그다음, 제어회로(100)는 모터(85)의 정방향 및 역방향 회전을 두 번 반복하여 제1캠(86)을 역방향(우측)으로 회전시킴으로써, 구동 우회전 위치 스위치(CP1)이 제51a도 및 제51b도에 도시된 바와같이, 내부드럼(6)이 회전가능한 결합부(67)으 돌출부(67a)에 의해 온상태로 세팅될때까지 내부드럼(6)을 회전시킨다. 따라서, 내부드럼(6)의 현상제 투입 통로(63)는 제33d도에 도시된 바와같이 폐토너 배출 구역(36)의 배출 포트와 마주 접한다. 내부드럼(6)의 토너 공급 통로(65)는 외부케이스(7)의 토너 투입 포트(73)와 마주 접한다.
결과적으로, 현상장치는 정상적으로 프린트하는데 적합하고, 토너의 보충 및 폐토너의 회수가 가능하다. 즉, 패들축(62)이 패들 구동축(80a)에 의해 구동되어 패들(66)을 회전시킴에 따라, 토너는 토너 저장실(61)로부터 토너 공급롤러(43)에 공급된다. 토너 농도 조절하에서, 제어회로(100)는 현상장치 구동축(81)으로 하여금 토너 공급롤러(43)를 회전시키도록 함으로써 토너는 현상장치(4)안에 공급한다. 또한, 클리너(34)로부터 나온 폐토너는 폐토너 반송 파이프(35) 및 폐토너 배출구역(36)을 통해 카트리지(5)의 현상제 저장실(60)로 회수된다.
6) 상기 방식으로 토너를 보충하는 동안, 토너 공백이 토너 농도 조절하에서 판별될 때, 교환 표시가 작동패널(14)상에 나타난다. 그러면 작동자는 작동 패널(14)상의 교환 스위치를 누른다.
7) 교환 스위치의 누름 상태를 검출할 때, 제어회로(100)는 모터(85)의 정방향 및 역방향 회전을 수행하여 제1캠(86)을 역방향으로 회전시킨다. 따라서, 구동기(8)는 제33e도에 도시된 위치로 내부드럼(6)을 좌측으로 회전시킨다. 그결과 외부케이스(7)의 토너 투입포트(73)와 마주 접한 내부드럼(6)의 토너 공급통로(65)의 상태가 해제되고 토너 투입 포트(73)가 폐쇄되며 카트리지(5)가 잠긴다.
이 상태에서, 제어회로(100)는 현상장치 구동축(81)으로 하여금 토너 공급롤러(43)을 회전시키도록 함으로써 현상장치(4)의 수용포트(44)에 있는 잔류 토너가 현상장치(4)내로 회수가능하며, 이로 인해 카트리지(5)가 분리될때에 토너의 스퍼터링을 막아준다.
8) 그후, 제어회로(100)는 모터(85)의 정방향 및 역방향 회전 두 번 반복하여 제1캠(86)을 정방향(우측)으로 회전시킨다. 결과적으로, 내부드럼(6)이 오른쪽으로 회전함으로써 내부드럼(6)의 회전가능한 결합부(67)의 돌출부(67a)가 제33f도에 도시된 바와같이 프레임(9)의 설치 구멍(90)에 들어간다. 이것으로 인해 카트리지(5)가 열려 분리될 수 있다.
상기 방식으로, 카트리지(5)의 분리, 현상제의 교환 토너의 보충, 패들의 회전등이 단일 모터(85)를 제어함으로써 캠(86,87)의 기능에 의해 달성될 수 있다.
제52a도 내지 제52d도에 도시된 바와같이, 현상제 방출 셔터(46)는 제2캠(87)에 의해 구동된다. 다시말하면, 모터(85)가 시계방향으로 회전할 때, 핀은 캠(87)속으로 들어가고 셔터(46)는 폐쇄상태를 유지한다(제52a도). 이와 반대로 모터(85)가 시계 반대방향으로 회전할 때, 핀은 캠(87)을 따라 캠 홈(B) 속으로 들어가고 셔터(46)는 개방된다(제52c도). 또한, 모터(85)가 시계 반대방향으로 회전할 때, 핀은 캠 홈(제52d도)으로부터 분리된다.
셔터(46)가 개방되어 있는 동안 화상형성장치속에서 이상이 발생될때 모터(85)는 즉시 정지하여 경보를 알린다. 이 경우에, 셔터(46)는 개방상태를 유지한다. 경보가 울리면 사용자는 문제를 해결하기 위해 해당 제품 제조업체의 보수 기술자를 부른다. 그러나, 셔터(46)가 개방되면 보수 기술자는 그 문제점을 취급할 수 없기 때문에 그것을 폐쇄시켜야 한다. 셔터의 개폐가 캠(87)에 의해 수행되기 때문에, 만약 보수 기술자가 캠(87)의 기능에 관해 모르고 있다면, 그는 셔터를 폐쇄상태에 세팅시킬 수가 없게 된다. 그런 경우에, 보수 기술자는 구동기를 새것으로 교체하거나 손으로 셔터를 폐쇄시켜야 한다. 따라서 기술자가 그것을 점검하는데 2시간이 소모된다. 따라서, 그러한 문제를 해소하기 위해, 셔터의 개방상태에서 현상제 장치의 이상이 검출될 때 조차도, 현상제 장치는 즉시 멈추는 것이 아니라 구동기(8)가 셔터를 폐쇄시키고 경보를 울린후에 멈추게 된다.
이같은 조치 대신에, 장치의 이상이 셔터의 개방상태에서 검출될때 작동 패널을 통해 셔터를 폐쇄시키고 장치를 정지시키도록 구동기를 구동시키는 순서를 추가하는 것이 가능하다.
본 발명은 또한 다음과 같이 수정이 가능하다.
1. 본 실시예의 전술한 바와같은 화상형성장치가 비록 전자 사진기로서 설명되었다 하더라도, 본 발명은 역시 토너현상을 포함하는 다른 프린터(예컨대, 정전 기록기)에 사용될 수도 있다.
2. 비록, 카트리지의 내부드럼이 좌우 구역으로 분할되지만, 내부드럼은 상부 및 하부 구역으로 나누어질 수도 있다.
3.비록 구동기(8)가 단일 모터로 구성되지만, 이 구동기는 두 개 또는 그 이상의 구동원을 이용할 수도 있다.
요약하면, 본 발명을 따라서, 기계적인 세팅수단이 현상제 카트리지를 미사용된 카트리지나 사용된 카트리지로서 설정하기 위해 사용되기 때문에, 카트리지의 유무상태의 정확한 검출이 가능하다. 더우기 세팅수단은 전기적인 경로를 형성하지 않기 때문에, 카트리지 교환 순서에 영향을 미치지 않는다. 더우기, 현상제 저장실과 토너 저장실이 현상장치의 현상제 운송방향에 수직한 방향으로, 즉 현상장치의 폭방향으로 나란히 제공되기 때문에, 현상제의 투입과 토너의 보충을 현상장치의 폭방향으로 달성될 수 있다. 이런 설계는 현상제 카트리지가 더욱 짧게 제작될 수 있게 하고 현상장치 주위의 자유 공간을 효과적으로 사용할 수 있게 하여서, 화상형성장치가 소형화될 수 있다. 또한, 현상제와 토너가 현상장치의 넓은 폭방향으로부터 주입되기 때문에, 현상제 공급시간이 짧아지고 토너의 보충이 지연되지 못하게 할 수 있다.

Claims (32)

  1. 현상장치에 분리가능하게 부착되어 현상제를 교환하는 현상제 카트리지에 있어서, 상기 현상장치의 현상제 운송방향에 수직방향으로 연장한 회전축을 갖는 원통형 본체 ; 상기 원통형 본체에 제공되어 미사용된 현상제를 저장하는 제1현상제 저장실 ; 상기 제1현상제 저장실에 형성된 통로 ; 상기 제1현상제 저장실의 통로와연결된 투입 포트를 가지며 상기 원통형 본체를 회전가능하게 유지하는 실린더를 구비한 케이스 ; 상기 케이스의 실린더 하부에 제공되어 상기 현상장치로부터 사용된 현상제를 저장하는 제2현상제 저장실 및 ; 상기 현상제 카트리지의 제2현상제 저장실에 사용된 현상제가 저장되었는지를 검출하기 위해, 사용된 현상제가 상기 제2현상제 저장실에 저장되지 않았다는 것을 나타내는 제1위치와 사용된 현상제가 상기 제2현상제 저장실에 저장되었다는 것을 나타내는 제2위치로 선택적으로 이동가능한 세팅수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 현상제 카트리지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 세팅수단은 상기 제1위치 및 제2위치로 활주할 수 있는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 현상제 카트리지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 미사용된 현상제의 특성의 검출을 허용하도록 상기 케이스에 제공되어 상기 미사용된 현상제의 특성을 세팅하는 현상제 특성 세팅수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 현상제 카트리지.
  4. 현상장치에 분리가능하게 부착되어 현상제를 교환하고 토너를 보충하는 현상제 카트리지에 있어서, 상기 현상장치의 현상제 운송방향에 수직방향으로 연장한 회전축을 갖는 원통형 본체 ; 상기 원통형 본체에 제공되어 미사용된 현상제를 저장하는 제1현상제 저장실 ; 상기 원통형 본체에 제공되어 토너를 저장하는 제3현상제 저장실 ; 상기 제1 및 제3현상제 저장실에 각각 형성된 통로 ; 상기 제1 및 제3현상제 저장실의 상기 통로에 각각 연결된 한쌍의 투입 포트를 가지며 상기 원통형 본체를 회전가능하게 유지하는 실린더를 구비한 케이스 ; 상기 케이스의 상기 실린더의 하부 부분에 제공되어 상기 현상장치로부터 사용된 현상제를 저장하는 제2현상제 저장실 및 ; 상기 현상제 카트리지의 제2현상제 저장실에 사용된 현상제가 저장되었는지를 검출하기 위해, 사용된 현상제가 상기 제2현상제 저장실에 저장되지 않았다는 것을 나타내는 제1위치와 사용된 현상제가 상기 제2현상제 저장실에 저장되었다는 것을 나타내는 제2위치로 선택적으로 이동가능한 세팅수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 현상제 카트리지.
  5. 제4항에 있어서, 상기 세팅수단은 상기 제1위치 및 제2위치로 활주할 수 있는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 현상제 카트리지.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제1현상제 저장실의 통로의 위치는 상기 원통형 본체의 회전방향으로 상기 제3현상제 저장실의 통로의 위치로부터 이동되는 것을 특징으로 하는 현상제 카트리지.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제3현상제 저장실안에 각각 설치되어 상기 저장된 현상제 및 토너를 방출하기 위해 회전할 수 있는 패들을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 현상제 카트리지.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 및 제3현상제 저장실 안의 패들을 회전시키기 위해 공통의 회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는 현상제 카트리지.
  9. 제4항에 있어서, 상기 케이스의 실린더에 설치된 한쌍의 투입 포트는 상기 실린더의 회전방향으로 동일한 위치에 제공되는 것을 특징으로 하는 현상제 카트리지.
  10. 제4항에 있어서, 상기 미사용된 현상제와 상기 토너의 특성의 검출을 허용하도록 상기 케이스에 제공되어 상기 미사용된 현상제와 상기 토너의 특성들을 세팅하는 현상제 특성 세팅수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 현상제 카트리지.
  11. 제4항에 있어서, 상기 원통형 본체를 회전시키기 위한 회전수단에 연결된 회전 돌출부는 상기 원통형 본체 단부에 제공되는 것을 특징으로 하는 현상제 카트리지.
  12. 제4항에 있어서, 상기 원통형 본체의 상기 제1현상제 저장실이 외부 폐토너를 수용할 수 있도록 하기 위해 상기 케이스의 상기 실린더의 상부 부분에 제공된 페토너 수용포트를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 현상제 카트리지.
  13. 현상제를 교환하기 위한 현상제 카트리지에 있어서, 미사용된 현상제를 저장하기 위한 제1현상제 저장실 ; 사용된 현상제를 저장하기 위한 제2현상제 저장실 ; 상기 제1 및 제2현상제 저장실 안에 각각 형성된 통로 ; 상기 통로를 따로 개방하기 위해 제공된 셔터부재 및 ; 상기 현상제 카트리지의 제2현상제 저장실에 사용된 현상제가 저장되었는지를 검출하기 위해, 사용된 현상제가 상기 제2현상제 저장실에 저장되지 않았다는 것을 나타내는 제1위치와 사용된 현상제가 상기 제2현상제 저장실에 저장되었다는 것을 나타내는 제2위치로 선택적으로 이동가능한 세팅수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 현상제 카트리지.
  14. 제13항에 있어서, 상기 셔터부재에 의해 개방될 수 있고 상기 제3현상제 저장실에 형성된 통로를 가지며, 보충 토너를 저장하는 제3현상제 저장실을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 현상제 카트리지.
  15. 화상형성장치로서, 순환 잠복 캐리어 ; 상기 순환 잠복 캐리어 위에 정전 잠상을 형성하기 위한 수단 ; 상기 순환 잠복 캐리어 위의 상기 정전 잠상을 현상하기 위한 현상수단 ; 상기 현상수단의 현상제 운송방향에 수직방향으로 연장한 회전축을 가지는 원통형 본체, 미사용된 현상제를 저장하기 위해 원통형 본체에 제공된 제1현상제 저장실, 제1현상제 저장실 안에 형성된 통로, 제1현상제 저장실의 통로와 연결된 투입 포트를 가지고 원통형 본체를 회전가능하게 유지하는 실린더를 구비한 케이스, 현상장치로부터 사용된 현상제를 저장하기 위해 케이스의 실린더의 하부 부분에 제공된 제2현상제 저장실 및, 사용된 상태로부터 현상제 카트리지의 미사용된 상태를 판별할 수 있도록 하기 위하여 상기 원통형 본체에 제공되는 세팅수단을 포함하는 카트리지로서, 현상제를 교환하기 위해 현상수단에 분리가능하게 부착된 현상제 카트리지 ; 현상제 교환을 위해 현상제 카트리지의 원통형 본체를 구동시키는 구동수단 ; 현상제 카트리지가 미사용되었는지 사용되었는지를 검출하기 위해 현상제 카트리지의 세팅수단을 검출하는 검출수단 및; 검출수단으로부터의 검출 결과에 따라서 구동수단을 제어하는 제어회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 현상제 카트리지의 세팅수단은 상기 현상제 카트리지의 미사용된 상태를 나타내는 제1위치와 상기 현상제 카트리지의 사용된 상태를 나타내는 제2위치로 선택적으로 이동할 수 있는 세팅부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 현상제 카트리지의 세팅수단의 세팅부재는 상기 제1위치와 상기 제2위치까지 활주할 수 있는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 구동수단에 의해 상기 원통형 본체를 회전시킴으로써 상기 제1위치로부터 상기 제2위치까지 상기 세팅수단의 세팅부재를 이동시키기 위한 이동부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  19. 제15항에 있어서, 상기 미사용된 현상제의 특성을 검출하도록 상기 현상제 카트리지의 케이스에 제공되어 상기 미사용된 현상제의 특성을 세팅하는 현상제 특성 세팅수단 및 ; 상기 현상제 특성 세팅수단에 의해 상기 특성 세트를 검출하고 상기 검출된 특성의 상기 제어회로를 알리기 위한 특성 검출수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  20. 화상형성장치로서, 순환 잠복 캐리어 ; 상기 순환 잠복 캐리어 위에 정전 잠상을 형성하기 위한 수단 ; 상기 순환 잠복 캐리어 위의 상기 정전 잠상을 현상하기 위한 현상수단 ; 상기 현상수단의 현상제 운송방향에 수직방향으로 연장한 회전축을 가지는 원통형 본체, 미사용된 현상제를 저장하기 위해 상기 원통형 본체에 제공된 제1현상제 저장실, 토너를 저장하기 위해 상기 원통형 본체에 제공된 제3현상제 저장실, 상기 제1 및 제3현상제 저장실 안에 각각 형성된 통로, 제1 및 제3현상제 저장실의 통로에 각각 연결된 한쌍의 투입 포트를 가지며 상기 원통형 본체를 회전가능하게 유지하기 위한 실린더를 구비하는 케이스, 상기 현상수단으로부터 사용된 현상제를 저장하기 위해 케이스의 상기 실린더의 하부 부분에 제공된 제2현상제 저장실 및, 사용된 상태로부터 상기 현상제 카트리지의 미사용된 상태를 판별할 수 있도록 하기 위하여 상기 원통형 본체에 제공되는 세팅수단을 포함하는 카트리지로서, 현상제를 교환하고 토너를 보충하기 위해 상기 현상수단에 분리가능하게 부착된 현상제 카트리지 ; 현상제 교환을 위해 현상제 카트리지의 원통형 본체를 구동시키는 구동수단 ; 현상제 카트리지가 미사용되었는지 사용되었는지를 검출하기 위해 현상제 카트리지의 세팅수단을 검출하는 검출수단 및 ; 검출수단으로부터의 검출결과에 따라서 구동수단을 제어하는 제어회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 현상제 카트리지의 상기 세팅수단은 상기 현상제 카트리지의 미사용된 상태를 나타내는 제1위치와 상기 현상제 카트리지의 사용된 상태를 나타내는 제2위치까지 선택적으로 이동가능한 세팅부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 현상제 카트리지의 상기 세팅수단의 세팅부재는 상기 제1위치 및 상기 제2위치까지 활주할 수 있는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  23. 제21항에 있어서, 상기 구동수단에 의해 상기 원통형 본체를 회전시킴으로써 상기 제1위치로부터 상기 제2위치까지 상기 세팅수단의 상기 세팅부재를 이동시키기 위해 이동부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  24. 제20항에 있어서, 상기 미사용된 현상제의 특성을 검출하도록 상기 미사용된 현상제의 특성을 세팅하기 위해 상기 현상제 카트리지와 상기 케이스에 제공된 현상제 특성 세팅수단과 ; 상기 현상제 특성 세팅수단에 의해 상기 특성 세트를 검출하고 상기 검출된 특성의 상기 제어회로를 알리기 위한 특성 검출수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  25. 제20항에 있어서, 상기 현상제 카트리지의 상기 제1현상제 저장실의 통로 위치가 상기 원통형 본체의 회전방향으로 상기 제3현상제 저장실의 통로 위치로부터 이동되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  26. 제20항에 있어서, 상기 저장된 현상제와 토너를 방출하기 위해 회전할 수 있고 상기 현상제 카트리지의 제1 및 제3현상제 저장실안에 각각 제공된 패들과, 상기 제1 및 제3현상제 저장실안의 상기 패들을 회전시키기 위한 공통 회전축울 추가로 포함하며 ; 상기 구동수단은 상기 패들을 회전시키기 위해 상기 공통회전축의 단부 부분에 연결할 수 있는 구동축을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  27. 제20항에 있어서, 상기 현상제 카트리지의 케이스의 상기 실린더에 제공된 한쌍의 투입 포트는 상기 실린더의 회전방향으로 동일한 위치에 제공되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  28. 제20항에 있어서, 상기 현상제 카트리지는 상기 원통형 본체의 단부에 제공되어 상기 원통형 본체를 회전시키는 회전 돌출부를 구비하며, 상기 구동수단은 상기 회전 돌출부에 연결가능한 회전 연결부를 구비하여 상기 원통형 본체를 회전시키는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  29. 화상형성장치로서, 순환 잠복 캐리어 ; 상기 순환 잠복 캐리어 위에 정전 잠상을 형성하기 위한 수단 ; 순환 잠복 캐리어 위의 정전 잠상을 현상시키기 위한 현상수단 ; 상기 순환 잠복 캐리어 위의 잔류 토너를 제거하기 위한 클리너 수단 ; 상기 클리너 수단에 의해 제거된 상기 토너를 상기 현상제 카트리지의 상기 제1현상제 저장실에 운반하기 위한 토너 운송수단 ; 상기 현상수단의 현상제 공급방향에 수직방향으로 연장한 원통형 본체, 미사용된 현상제를 저장하기 위하여 상기 원통형 본체의 한쪽 부분에 제공된 제1현상제 저장실, 보충 토너를 저장하기 위하여 상기 원통형 본체의 다른쪽 부분에 제공된 제3현상제 저장실, 상기 원통형 본체의 제1 및 제3현상제 저장실 안에 각각 형성된 통로, 상기 제1현상제 저장실의 통로 및 상기 제3현상제 저장실의 통로에 각각 연결된 한쌍의 투입 포트를 가지며 상기 원통형 본체를 회전가능하게 유지하는 실린더를 구비하는 케이스, 상기 현상수단으로부터 사용된 현상제를 저장하기 위해 상기 케이스의 상기 실린더의 하부 부분에 제공되는 제2현상제 저장실, 상기 원통형 본체의 제1현상제 저장실이 상기 토너 운송수단으로부터의 폐토너를 수용할 수 있도록 하기 위해 상기 케이스의 실린더의 상부 부분에 제공되는 폐토너 회수포트 및, 사용된 상태로부터 상기 현상제 카트리지의 미사용된 상태를 판별할 수 있도록 하기 위해 상기 원통형 본체에 제공된 세팅수단을 포함하는 카트리지로서, 현상제를 교환하고 토너를 보충하며 폐토너를 회수하기 위해 상기 현상수단에 분리가능하게 부착된 현상제 카트리지 ; 사용된 현상제를 미사용된 현상제로 교환하고, 토너를 보충하며 폐토너를 회수하기 위해 상기 부착된 현상제 카트리지의 상기 원통형 본체를 구동시키기 위한 구동수단 ; 상기 현상제 카트리지가 사용되었는지 안되었는지를 검출하기 위해 상기 현상제 카트리지의 상기 세팅수단을 검출하는 검출수단 및 ; 상기 검출수단으로부터의 검출결과에 따라서 상기 구동수단을 제어하기 위한 제어회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  30. 제29항에 있어서, 상기 구동수단은 상기 제1현상제 저장실의 상기 통로가 상기 케이스의 상기 연관된 투입 포트와 마주 접하는 방식으로 상기 현상제 카트리지의 상기 원통형 본체를 회전시키고, 상기 미사용된 현상제가 상기 현상수단에 공급된 후에, 상기 구동수단은 상기 제1현상제 저장실의 상기 통로가 상기 케이스의 상기 폐토너 회수 포트와 마주 접하는 방식으로 상기 원통형 본체를 회전시키는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  31. 화상형성장치로서, 순환 잠복 캐리어 ; 순환 잠복 캐리어 위에 정전 잠상을 형성하기 위한 수단; 순환 잠복 캐리어 위의 정전 잠상을 현상하기 위한 현상수단 ; 미사용된 현상제를 저장하기 위한 제1현상제 저장실, 사용된 현상제를 저장하기 위한 제2현상제 저장실, 상기 제1 및 제2현상제 저장실 안에 각각 형성된 통로, 상기 통로를 따로 개방하기 위해 제공된 셔터부재 및, 사용된 상태로부터 상기 현상제 카트리지의 미사용된 상태를 판별할 수 있도록 하기 위한 세팅수단을 구비한 카트리지로서, 현상제를 교환하기 위해 상기 현상제 수단에 분리가능하게 부착된 현상제 카트리지 ; 상기 현상제 카트리지가 사용되었는지 안되었는지를 검출하기 위해 상기 현상제 카트리지의 상기 세팅수단을 검출하는 검출수단 및 ; 상기 검출수단으로부터의 검출 결과에 따라서 상기 구동수단을 제어하기 위한 제어회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 현상 카트리지가 상기 제3현상제 저장실안에 형성되고 상기 셔터부재에 의해 개방될 수 있는 통로를 가지는 보충 토너를 저장하기 위한 제3현상제 저장실을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
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