KR100197919B1

KR100197919B1 - 프로세스 카트리지, 현상 장치 및 전자 사신 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR100197919B1
Application number: KR1019970000262A
Authority: KR
Inventors: 이사오 이께모또; 신이찌 사사끼
Original assignee: 미따라이 하지메; 캐논 가부시키가이샤
Priority date: 1996-01-09
Filing date: 1997-01-08
Publication date: 1999-06-15
Also published as: EP0784250A3; EP0784250A2; JP3492129B2; DE69711729D1; DE69711729T2; JPH09251236A; EP0784250B1; US5864731A; KR970059854A

Abstract

전자 사진 화상 형성 장치의 본체에 탈착 가능하게 장착 가능한 프로세스 카트리지는, 전자 사진 감광 부재와, 상기 전자 사진 감광 부재 상에 형성된 잠상을 현상하기 위한 현상 장치와, 잠상을 현상하기 위해 상기 현상 장치에 의해 사용되는 토너를 수용하기 위한 토너 수용부와, 상기토너 수용부에 수용된 토너를 상기 현상 장치 쪽으로 공급하기 위한 제1토너 공급부재와, 상기 토너 수용부에 수용된 토너를 상기 현상 장치쪽으로 공급하기 위한 제2토너 공급 부재를 포함하고, 상기 제2토너 공급 부재는 토너 공급부에 수용된 토너를 상기 현상 장치쪽으로 공급하기 위해 토너 수용부에 수용된 토너의 잔류량의 감소의 검출에 응답해서 작동을 개시한다.

Description

프로세스 카트리지, 현상 장치 및 전자 사진 화상 형성 장치

본 발명은 프로세스 카트리지, 현상 장치 및 전자 사진 화상 형성 장치에 관한 것이다.

본 명세서에서, 전자 사진 화상 형성 장치는 전자 사진 복사기, (LED프린터, 레이저 비임 프린터 등의)전자 사진 프린터, 전자 사진 모사 장치, 전자 사진 워드 프로세서 등과 같은 장치를 의미하며, 이는 기록 매체 상에 화상을 형성하기 위해 전자 사진 화상 형성 공정을 사용한다.

프로세스 카트리지는, 그 속에 대전 수단, 현상 수단, 및/또는 청소 수단, 및 전자 사진 감광 부재가 일체로 배치되는, 화상 형성 장치의 본체 내에 제거가능하게 장착될 수 있는 카트리지와, 대전 수단, 현상 수단 및 청소 수단 중의 적어도 하나의 프로세싱 수단이 전자 사진 감광 드럼과 함께 그 속에 일체로 배치되는, 화상 형성 장치의 본체 내에 제거가능하게 장착되는 카트리지와, 그리고 그 속에 적어도 하나의 현상 수단과 전자 사진 감광 부재가 일체로 배치되는, 화상 형성 장치의 본체 내에 제거가능하게 장착되는 카트리지를 의미한다.

전자 사진 화상 형성 공정을 사용하는 종래의 화상 형성 장치는 프로세스 카트리지 시스템을 사용하는데, 여기에서는 전자 사진 감광 부재와 상기 감광 부재 상에 작용하는 프로세싱 수단이 화상 형성 장치의 본체 내에 제거가능하게 장착가능한 카트리지 내에 일체로 배치된다.

이러한 프로세스 카트리지 시스템에 의하면, 화상 형성 장치는 수리업자에 의하지 않고서도 사용자 자신에 의해 유지될 수 있다. 따라서, 작업 효율이 현저히 향상될 수 있다. 따라서, 프로세스 카트리지 시스템은 화상 형성 장치의 분야에 폭넓게 사용되고 있다.

몇몇 화상 형성 장치는 현상제 잔류량을 검출하는 수단을 구비한다. 이러한 검출 수단은 현상제 보유부 내의 현상제 양이 장치가 연속적으로 흐린 화상(blurred image), 즉 저밀도 화상을 출력하기 시작하는 위험 지점(critical point)이하로 감소하기 전에 사용자에게 경고를 발생한다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 추가 개발의 결과로서 이루어졌다.

그러므로, 본 발명의 주 목적은 위험 지점에 도달하기 전에 토너 보유부 내의 토너 공급량의 감소를 효과적으로 취급할 수 있는 프로세스 카트리지, 현상 장치 및 전자 사진 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 토너 보유부 내의 토너량이 소정의 수준으로 감소함에 따라 현상제를 현상 스테이션으로 공급하기 시작하는 수단을 구비하는 프로세스 카트리지, 현상 장치 및 전자 사진 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 높은 사용 효율로써 토너 보유부 내에 보유된 토너를 소비할 수 있는 프로세스 카트리지, 현상 장치 및 전자 사진 화상 형성장치를 제공하는 것이다.

제1도은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 일 실시예의 개략적인 단면도로써, 화상 형성 장치의 전체 구조를 도시하는 도면.

제2도는 제1실시예에서의 프로세스 카트리지의 단면도.

제3도은 제2도에 도시한 프로세스 카트리지의 현상제 반송 수단의 개략도.

제4도는 제1도에 도시한 화상 형성 장치의 토너 잔류량 검출 회로의 회로도.

제5도는 제4도에 도시한 토너 잔류량 검출 회로의 판정 기준을 도시하는 그래프.

제6도은 제2도에 도시한 프로세스 카트리지의 단면도로써, 현상제 반송 수단이 작동 중에 있는 프로세스 카트리지의 상태를 도시하는 도면.

제7도은 첫 번째 토너 고갈 검출을 보여주는 블록도.

제8도은 두 번째 토너 고갈 검출을 보여주는 블록도.

제9도는 본 발명의 제2실시예의 현상 장치의 단면도.

제10도는 본 발명의 제3실시예의 프로세스 카트리지의 단면도.

제11도는 제10도에 도시한 프로세스 카트리지의 현상제 반송 수단의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 토너 저장부 4 : 현상 수단

8 : 전자 사진 감광 부재(감광드럼) 9 : 청소 수단

11 : 대전기 21 : 토너 공급 부재

30 : 현상제 반송 수단 32 : 레버

36 : 솔레노이드 42 : 압축 스프링

50 : 저장 수단 54 : 전사 롤러

55 : 정착 수단 A : 화상 형성 장치

B : 프로세스 카트리지

본 발명의 일 태양에 의하면, 전자 사진 화상 형성 장치의 본체에 탈착가능하게 장착 가능한 프로세스 카트리지가 제공되는데, 이 프로세스 카트리지는 전자 사진 감광 부재와, 상기 전자 사진 감광부재 상에 형성된 잠상을 형상하기 위한 현상 수단과, 잠상을 현상하기 위해 상기 현상 수단에 의해 사용되는 토너를 수용하기 위한 토너 수용부와, 상기 토너 수용부에 수용된 토너를 상기 현상 수단 쪽으로 공급하기 위한 제1 토너 공급 부재와, 상기 토너 수용부에 수용된 토너를 상기 현상 수단 쪽으로 공급하기 위한 제2 토너 공급 부재를 포함하고, 상기 제2 토너 공급 부재는 토너 수용부에 수용된 토너를 상기 현상 수단 쪽으로 공급하기 위해 토너 수용부에 수용된 토너의 잔류량의 감소의 검출에 반응하여 작동을 개시한다.

본 발명의 일 태양에 의하면, 프로세스 카트리지, 현상 장치 및 전자 사진 화상 형성 장치는, 전자 사진 감광 부재 상에 형성된 잠상을 현상하기 위한 현상 부재와, 잠상을 현상하기 위해 상기 현상 부재에 위해 사용되는 토너를 저장하기 위한 토너 저장부와, 상기 토너 저장부에 보유된 토너를 상기 현상 부재로 반송하기 위한 제1 토너 반송 부재와, 상기 토너 저장부에 보유된 토너를 상기 현상 부재로 반송하기 위한 제2토너 반송 부재를 포함하고, 상기 제2토너 반송 부재는 토너 저장부내의 토너 잔류량의 소정 수준으로의 감소의 검출에 반응하여 토너 저장부에 보유된 토너를 상기 현상 수단 쪽으로 반송하기 시작한다.

본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부 도면과 관련하여 행해진 본 발명의 양호한 실시예에 대한 다음 설명을 고려하면 보다 명백해질 것이다.

이후, 본 발명에 따른 전자 사진 화상 형성 장치, 프로세스 카트리지 및 현상 장치를 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

[실시예 1]

우선, 제1도 내지 제8도을 참조하여, 본 실시예의 프로세스 카트리지, 및 그러한 프로세스 카트리지와 조화될 수 있는 전자 사진 화상 형성 장치를 상세히 설명한다.

제1도을 참조하면, 화상 형성 장치(A)(레이저 비임 프린터)에서, 화상 데이터를 운반 중인 레이저 비임이 광학 시스템(51)으로부터 드럼 형태의 전자 사진 감광부재(8)(이후, 감광드럼)상으로 투사되어, 그 감광충 상에 잠상을 형성하고, 이 잠상은 토너 화상으로 현상된다.

토너 화상의 형성과 동시에, 기록 매체(P)가 시트 공급기 카세트(5)로부터 공급되어, 픽업 롤러(53b), 컨베이어 롤러 쌍(53c), 컨베이어 롤러(53d)등으로 이루어진 반송 수단에 의해 프로세스 카트리지(B)의 화상 형성 스테이션으로 반송된다. 화상 형성 스테이션에서, 감광 드럼(8)상에 형성된 토너 화상은 전사 수단으로서의 전사 롤러(54)에 전압을 인가함으로써 기록 매체(P)상으로 전사된다. 그 다음에, 기록 매체(P)가 안내 판(53f)에 의해 안내되면서 정착 수단(55)으로 반송된다.

정착수단(55)은 구동기 롤러(55a), 및 히터(55b)를 내장한 정착기 롤러(55c)를 구비하고, 기록 매체(P)가 정착 수단(55)을 통과할 때, 가열 및 가압에 의해 전사된 토너 화상을 기록 매체(P)에 정착한다. 그후, 기록 매체(P)는 반전 경로를 통해 더욱 반송되고, 방출 롤러 쌍(53g) 및 방출 롤러(53h)에 의해 반송 트레이(56)속으로 방출된다.

프로세스 카트리지(B)는 전자 사진 감광 부재, 및 하나 이상의 프로세싱 수단을 구비한다. 프로세싱 수단은 전자 사진 감광 부재를 대전하기 위한 대전 수단, 전자 사진 감광 부재 상에 형성된 잠상을 현상하기 위한 현상 수단, 전자 사진 감광부재의 표면에 잔류한 토너를 청소하기 위한 청소 수단 등을 포함한다.

제2도를 참조하면, 본 실시예의 프로세스 카트리지(B)에서, 대전기(11), 레이저 비임을 감광 드럼(8) 상으로 투사되게 하기 위한 노출 개구부(12), 토너를 사용하여 잠상을 현상하기 위한 현상 수단(4), 및 청소 수단(9)이 전자 사진 감광 드럼(8)주위에 배치된다. 이러한 구성 부재는 현상제 수용부로서의 토너 수용 프레임부(1), 현상 프레임부(2) 또는 청소 프레임부 내에 일체로 배치된다. 즉, 프로세스 카트리지(B)는 토너 수용 프레임부(1)와, 현상 롤러(5) 등을 지지하는 현상 프레임부(2)와, 감광 드럼(8), 청소 수단(9) 및 대전기(11)를 지지하는 청소 프레임부(3)를 일체화해서 구성된다.

토너 화상을 형성시키기 위한 현상제로서 자성 토너를 사용하는 현상 수단(4)은 토너를 보유하기 위한 토너 저장부(1)을 포함한다. 토너 저장부(1)에는 토너를 현상제 운반체로서의 현상 롤러(5)를 향해 공급하기 위하여 화살표 방향으로 회전하며 그리고 토너의 응집 및 국부 집중을 방지하는 토너 공급 부재(21)가 제공된다. 현상 롤러(5)는 현상 롤러(5)로 공급되는 토너를 끌어당기며 토너를 현상 롤러(5)의 표면에 유지시키는 자석(6)을 내장한다. 또한, 탄성 블레이드(7)가 현상 롤러(5)의 표면과 접촉하도록 위치되어서 현상 롤러(5)의 표면 상에 형성된 토너 층의 두께를 조절함으로써 현상 롤러(5)의 표면 상에 얇은 토너 층이 형성되게 된다. 현상롤러(5)가 회전함에 따라서 현상 롤러(5)상에 토너 층이 형성되는 동안에, 토너는 토너와 회전하는 현상 롤러(5) 사이의 마찰로 인하여 대전되어서 감광 드럼(8)상에 전자 사진 화상을 현상시키기에 충분한 양의 마찰 전기 전하가 얻어진다.

본 실시예에서는, DC 성분(약 -500V)을 AC 전압 성분(Vpp는 약 1600V)상에 중첩되게하여 이루어진 전압을 현상 롤러(5)에 현상 바이어스로서 인가한다.

상술한 토너 층이 그 위에 형성되는 현상 롤러(5)와 감광 드럼(8)은 서로 미세한 간극(약 250㎛)을 유지하면서 인접하에 위치된다. 이러한 위치 배열은 현상 롤러(5)에 현상롤러(5)의 직경보다는 상기한 바와 같은 미세 간극만큼 직경이 더큰(도시되지 않은)접촉 링을 끼워 맞춤으로써 실현된다. 보다 상세하게는, 링은 현상 롤러(5) 둘레에서 대응하는 축방향 단부에 인접하게 토너 층 형성 영역의 외측에 끼워져서 잠상 형성 영역의 외측 영역에서 감광 드럼(8)과 접촉하게 된다.

또한, 현상 롤러(5)의 축방향 단부들 중 하나에는 제1헬리컬 기어(도시되지 않음)가 제공되는데, 이 헬리컬 기어를 통해서 현상 롤러(5)는 이 현상 롤러(5)를 회전 구동시키는 힘을 받게 된다. 제1 헬리컬 기어는 감광 드럼(8)의 대응하는 축방향 단부에 고정된 제2헬리컬 기어(도시되지 않음)와 맞물리므로 현상 롤러(5)는 감광 드럼(8)의 회전에 따라서 회전하게 된다. 또한, 제1 헬리컬 기어는 토너 공급 부재(21)에 연결된 제3헬리컬 기어(도시되지 않음)에 맞물리므로 감광 드럼(8)의 회전력은 토너 공급 부재(21)로도 전달된다. 여기서 주목할 점은 제2헬리컬 기어는 화상 형성 장치의 본체 상에 제공된 헬리컬 기어와 맞물려서 이로부터 구동력을 받게 되고 이에 따라 토너 공급 부재(21)도 감광 드럼(8)의 회전에 따라서 회전하게 하는 기어라는 것이다. 즉, 토너 공급 부재(21)는 화성 형성 중에 화상 형성 장치의 본체로부터 구동력을 받을 때에 회전 한다. 도면 부호 21a는 토너 공급 부재(21)와 동시에 회전 하는 보조 토너 공급 부재를 나타낸다.

이어서 제2도 및 제3도를 주로 참조해서 이하에서는 본 발명의 특징을 이루는 현상제 반송 수단에 대하여 설명한다.

현상제 반송 수단(30)은 크랭크의 변형된 형태로서 토너 공급 부재(21)의 스위핑(sweeping)범위 외측의 토너 저장부(1)내에 위치된다. 현상제 반송 수단은 토너 저장부(1)의 내벽에 의하여 회전 가능하게 지지되는 회전 축선부(30a, 30a)와, 상기 회전 축선부(30a, 30a)로부터 연장되는 아암부(30b, 30b)와, 상기 아암부(30b, 30b)에 연결된 수평부(30c, 30c)와, 상기 수평부(30c)에 부착된 가요성 부재(31)를 포함한다. 제2도를 참조하면, 아암부(30b)는 현상제 반송 수단(30)이 비작동 시에 토너저장부(1)의 천정부와 사실상 접촉한 상태로 남아 있도록 굴곡되어 있다. 가요성 부재(31)는 일례로, 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 또는 고무로 제조된 쉬트로 형성된다. 회전 축선부(30a), 아암부(30b) 및 수평부(30c)는 비자성 금속 재료 또는 플라스틱 수지로 형성된다.

제3도를 참조하면, 회전 축선부(30a, 30a)중 어느 한 회전 축선부에는 작동 스프링(35)(비틀림 코일 스프링)이 끼워 맞추어진다. 작동 스프링(35)의 한 단부는 토너 저장부(1)의 벽에 부착되고 다른 단부는 아암부(30b)에 부착되어서 토너 공급 부재(21)의 방향으로 현상제 반송 수단(30)에 압력을 가하게 된다. 다른 회전 축선부(30a)는 토너 저장부(1)의 벽을 관통하여 놓이는 레버(33)의 클로부(claw portion, 33a)와 맞물려서 현상제 반송 수단의 비작동 기간 중에 현상제 반송수단(30)이 작동 스프링(35)으로부터의 압력에 의하여 회전하는 것이 방지된다.

프로세스 카트리지(B)의 레버(33)는 L자형이며, 클크로부(33a)에 연결된 수직부(33b)의 중간에서 지지부재(1a)에 위해 회전 가능하게 지지된다. 수직부(33b)의 한단부, 즉 클로부(33a)의 대향 단부에는 지지부재(1a)를 중심으로 반시계 방향으로 수직부(33b)를 회전 시키는 방식으로 수직부(33b)에 압력을 가하는 스프링 부재(1b)가 제공된다. 이러한 구조에 의해 클로부(33a)가 현상제 반송 수단(30)의 아암부(30b)와 접촉상태로 유지된다.

화상 형성 장치의 본체에는 레버(32) 및 솔레노이드(36)가 제공된다. 프로세스 카트리지가 장치 본체에 장착된 후, 본체측 상의 레버(32)는 스프링 부재(1b)가 접촉하는 면에 대향한 면 상에서 프로세스 카트리지(B)의 레버(33)의 수직부(33b)를 가압할 수 있다. 솔레노이드(36)는 본체측의 레버(32)를 가압한다.

상술한 바와 같이, 토너 공급 부재(21) 및 현상제 반송 수단(30)은 토너 저장부(1) 내에 배치되며, 현상 롤러(4) 및 탄성 블레이드(7)는 현상 프레임부(2)에 부착된다. 감광 드럼(8)과, 주 대전기(11)와, 청소 블레이드(10)는 청소 프레임부(3)에 배치된다.

또한, 프로세스 카트리지(B)에는 감광 드럼(8)이 부주의하게 노광되거나 손상 되는 것을 방지하는 드럼 셔터(25)가 제공된다. 이 드럼 셔터(25)는 프로세스 카트리지(B)가 장치 본체에 장착됨에 따라 자동 개방되며, 프로세스 카트리지(B)가 장치 본체로부터 제거됨에 따라 스프링(도시되지 않음)으로부터의 압력에 의해 자동 폐쇄 된다.

현상제 반송 수단(30)은 토너 저장부(1)에 보유된 토너량의 감소의 검출에 반응하여 작동되며, 토너 저장부(1)에 보유된 토너를 현상 롤러(5)를 향해 공급한다.

이러한 현상제 공급 수단(30)의 작용은 코일 스프링 또는 압축 스프링과 같은 탄성 부재의 탄성에 의해 야기된다.

또한, 본 실시예의 현상 수단(4)에는 토너 저장부(1)내의 토너 존재 또는 고갈을 검출하기 위한 토너 잔류량 검출 수단(26)이 제공된다. 다음에는 토너 잔류량 감출 수단의 구조를 설명한다.

제2도를 참조하면, 토너 저장부(1)로부터 현상 롤러(5)로 토너가 반송되는 토너 경로에 안테나 부재로서 금속 안테나선(26)이 있다. 이는 금속 현상 롤러(5)에 사실상 평행하게 현상 프레임부(2)에 고정된다. 이 안테나선(26) 및 현상 롤러(5)는 제1전극 및 제2전극으로 각각 사용되며, 전압이 두 전극 사이에 가해지며, 두 전극 사이의 정전 용량의 변화를 검출함으로써 토너의 존재 또는 고갈이 검출된다.

즉, 토너 저장부(1)에 충분한 양의 토너가 있을 때 토너가 두 전극 사이에 존재하기 때문에, 두 전극 사이의 정전 용량은 크나, 토너가 소비되면서 두 전극 사이로부터 토너가 없어질 때 두 전극 사이의 정전 용량이 감소된다. 이러한 정전 용량의 변화는 장치 본체측에 제공된 토너 잔류량 검출 회로에 의해 검출되며, 검출된 정전 용량이 소정치 이하일 때, 토너가 없는 것으로 판정된다.

제4도는 장치 본체측에 제공된 토너 잔류량 검출 회로(100)를 도시하고 있다. 이 회로(100)에서, 현상 롤러(5) 및 안테나선(26)을 포함하는 회로부는 컨덴서와 동등하며, 여기서 사각 파형을 갖는 AC 전압(V_pp는 약 1600V)이 장치 본체에 제공된 고압 전원(HV)으로부터 현상 롤러(5)에 가해진다.

실제로, 고압 전원(HV)으로 부터의 고압 파형은 상승 및 하강부에서 경사를 포함하며, 현상 롤러(5)와 안테나선(26)사이의 정전 용량과 저항기(R1, R2)에 의해 미분 파형(ANT, differential waveform)으로 검출된다. 다이오드(D1)는 출력이 음(negative)인 클램핑 다이오드이다.

미분 파형(ANT)은 저항기(R1, R2)에 의해 분할 되며, 그 피크는 작동 증폭기(OA1)와 다이오드(D2)와 컨덴서(C1)를 포함하는 제1 피크 유지 회로(first peak hold circuit)에 의해 검출되어 DC신호로 변환된다. 컨덴서(C1)를 방전시키기 위해 저항기(R3)가 제공된다.

현상 롤러(5)와 안테나선(26) 사이의 정전 용량은 현상 롤러(5)와 안테나선 (26)사이에 존재하는 토너량에 좌우된다. 즉, 두 개의 전기 도체들 사이의 토너량이 증가됨으로써 두 개의 도체들 사이의 유전 상수가 증가하여 두 개의 도체들 사이의 정전 용량이 증가하게 된다. 역으로, 두 개의 도체들 사이의 유전 상수는 두 개의 도체들 사이의 토너량이 감소함으로써 감소되며, 이로써 두 개의 도체들 사이의 정전 용량이 감소하게 된다. 따라서, 제1피크 유지 회로에 의해 검출된 전압은 토너량이 감소함으로써 감소된다.

한편, 고압 전원(HV)으로부터의 출력은 현상 롤러(5)에 공급되며, 기준 컨덴서(C2) 및 저항기(R4, R5; 볼륨 저항기, R6)들을 포함하는 미분 회로에도 공급된다.

다이오드(D3)는 음의 출력을 갖는 클램핑 다이오드이다.

볼륨 저항기(R5)를 통해서 검출된 미분 파형은 작동 증폭기(OA2), 다이오드(D4), 컨덴서(C3) 및 방전 저항기(R7)를 포함하는 제2피크 유지 회로에 위해 DC신호로 변환된다. 볼륨 저항기(R5)는 제2피크 유지 회로로부터의 출력이 소정의 기준치(본 실시예에서는 약 2.7V)에 정합하도록 조정된다.

제1 피크 유지 회로로부터의 출력[잔류 토너량에 비례하는 컨덴서(C1)값의 전위]과 제2피크유지 회로로부터의 출력[컨덴서(C3)기준치의 전위)은 비교기 (CO1)에 위해 비교되어 잔류 토너량을 표시하는 신호로서 출력된다. 현상 롤러(5)와 안테나선(26)사이의 토너량이 충분하면 컨덴서(C1)의 출력은 낮은 수준으로 유지된다. 따라서, 잔류 토너량은 비교기(CO1)의 출력으로부터 검출할 수 있다.

제5도는 상술한 정전 용량과 토너 저장부(1)내의 토너량 사이의 관계를 도시한 그래프로서, 횡좌표 축은 잔류 토너량을 나타내고 종좌표 축은 정전 용량을 나타낸다. 두 개의 전극들 사이에 토너가 있으면 이들 두 개의 전극들 사이의 정전 용량이 크고, 토너량이 감소됨에 따라 정전 용량이 감소한다. 따라서, 정전 용량의 변화가 장치 본체측에 마련된 잔류 토너량 검출 회로에 의해 검출되고, 이와 같이 검출된 정전 용량은 소정치(C)이하로 강하될 때 토너가 없는 것으로 판정된다.

잔류 토너량 검출 회로(100)의 출력을 기초로 해서 토너가 없는 것으로 판정되더라도 제2도에 해칭으로 도시된 토너(T)는 비록 그 양은 매우 적더라도 토너 공급 부재(21)의 스위핑 범위 너머의 공간에 여전히 잔류한다는 사실에 주목해야 한다.

제7도는 잔류 토너량 검출 제어를 위한 블록도이다. 이 블록도는 토너 고갈이 최초로 검출될 때 실행되는 제어를 도시하고 있다. 잔류 토너량 검출 수단 및 잔류 토너량 검출 회로에 의해 토너가 없는 것으로 판정한 후에, 온(ON)신호가 솔레노이드 구동기 회로(20)를 통해서 제3도에 도시된 화상 형성 장치(A)의 본체측 상의 솔레노이드(36)에 송신되어 레버(32)를 이동시키게 된다. 그 결과, 프로세스 카트리지 (B)측 상의 레버(33)가 회전 되고, 클로부(33a)가 현상제 반송 수단(30)의 아암부(30b)로부터 분리된다. 따라서, 현상제 반송 수단(30)이 압력을 발생하도록 권취되었던 스프링(35)으로부터의 압력에 기인하여 회전해서 제2도 및 제6도의 화살표(Y)방향으로 현상제 반송 수단(30)을 회전시키며, 스토퍼(30d)에 접촉함으로써 정지한다. 이러한 현상제 반송 수단(30)의 운동 중에, 그 가요성 부재(31)가 잔류 토너(T)를 토너 공급부재(21)의 스위핑 범위내로 이동시키는 방식으로 잔류 토너(T)를 반송한다. 그러면, 토너(T)는 정상적인 방식으로 토너 공급 부재(21)에 의해 현상 스테이션 쪽으로 반송된다. 보다 상세하게는, 잔류 토너(T)는 토너 공급 부재(21)쪽으로 경사진 경사면, 즉 토너 저장부(1)의 벽 중 하나를 따라 가요성 부재(31)에 의해 밀려난다[제2도 및 제6도는 화상 형성 장치(A)본체 내의 프로세스 카트리지(B)의 상태를 도시함].

또한, 현상제 반송 수단(30)의 회전 운동 중에 토너 저장부(1) 내의 잔류 토너량은 극히 적으며, 따라서 화상 형성 장치의 본체 상에 가해진 증가된 회전 부하의 영향이 극히 낮은 수준으로 유지된다.

“토너 고갈”검출 결과는 프로세스 카트리지(B)에 마련된 RAM등의 저장 수단(50)내에 카트리지 특정 정보로서 저장된다. 이 저장 수단(50)은 프로세스 카트리지(B)에 마련된 전기 접점(도시생략)을 통해서 화상 형성 장치(A)의 본체로부터의 정보를 수신할 수 있다.

토너(T)는 현상제 반송 수단(30)에 의해 토너 공급 부재(21)의 스위핑 범위내로 이동되고 토너 공급 부재(21)에 의해 더욱 반송된 후에 현상 롤러(5)에 의해 감광 드럼(8)에 공급된다. 따라서, 화상 형성은 중단 없이 계속된다. 다음에, 토너(T)가 토너 공급 부재(21)의 스위핑 범위 내에 사실상 잔류하지 않는 시점까지 소비됨에 따라, 제2토너 잔류량 검출 공정이 수행된다.

제8도은 토너 고갈이 두 번째로 검출된 후에 실행되는 제어에 대한 블록도이다 제8도에 도시된 바와 같이, 토너 고갈이 두 번째로 검출될 때, 이 정보는 저장 수단(50)에서 토너 잔류량 검출 이력, 즉“토너 고갈이 한 번 검출되었음”이라고 저장된 정보와 조합되며, “토너 고갈”이라고 경고 메시지가 장치 본체의 표시부에서 표시된다. 더욱이, 장치 본체측에서의 화상 형성 작동이 필요한 경우 일시적으로 금지될 수 있도록 구성될 수 있다.

프로세스 카트리지(B)가 제2토너 잔류량 검출 이전에 다른 화상 형성 장치로 이동된 때에도, 토너 고갈 경고는 제2화상 형성 장치(A)의 본체에 의해 신뢰성있게 표시될 수 있는데, 그 이유는 “토너 고갈이 이미 한 번 검출되었음”이 제2화상 형성 장치(A)의 본체에 의해 카트리지 특정 정보로서 인식되기 때문이다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에서, 현상제 반송 수단의 가동은 토너 잔류량 검출 수단에 의한 토너 잔류량 검출의 결과와 연동되어, 토너 저장부에서의 토너 잔류량을 토너 공급 부재로 신뢰성 있게 반송할 수 있도록 한다. 따라서, 화상 형성 장치(A)의 본체에서 구동원의 용량을 증가시키지 않고도 토너 부족으로 인한 백색점(white spots)을 갖는 화상의 생성이 방지될 수 있다.

[실시예 2]

본 실시예에서의 현상 장치(100)는 전술한 현상 롤러와 같은 현상제 운반체부재(5)와, 현상제 운반체 부재(5)로 공급되는 현상제(토너)를 저장하는 현상제 용기 부를 구비한 현상 수단(4)을 플라스틱 프레임(2)에 일체로 배치함으로써 구성된 프로세스 카트리지이다. 바꿔 말하면, 본 실시예에서의 현상 장치(100)는 제1실시예에서 설명된 프로세스 카트리지에서 감광 드럼을 뺀 것으로서 생각될 수 있다. 따라서, 현상제 저장부 및 현상제 반송 수단의 구조 및 작동은 제1실시예에서 설명된 것과 동일하다. 따라서, 제1 실시예에서와 동일한 구성 또는 기능을 갖는 구성 요소 또는 부분은 제1실시예에서와 동일한 참조 부호로 표시되었으며, 이들의 설명은 생략한다.

[실시예 3]

다음에, 제10도 및 제11도를 참조하여, 본 발명에 의한 프로세스 카트리지의 제3실시예를 설명한다.

본 실시예는 현상제 반송 수단의 기계적 구조만이 제1실시예와 다르다. 토너 잔류량 검출, 장치 본체측에서의 솔레노이드 작동 및 본체측에서의 토너 고갈 경고 표시 등의 기타 태양은 제1실시예에서와 동일하므로, 제1실시예에서 주어진 설명을 인용하는 것으로도 충분하다.

제10도 및 제11도는 본 실시예에서의 현상제 반송 수단의 구조를 도시하고 있다. 상기 도면에서는 제1실시예와 상이한 부분만이 도시되어 있다. 현상제 반송 수단(40)은 동일한 회전 중심을 공유하면서 토너 공급 부재(21)와 동일한 회전 축선 상에 회전 가능하게 장착된다.

현상제 반송 수단(40)은 대체로 크랭크의 형태이며, 가요성 부재(42)가 크랭크 수평부와 동등한 부분에 부착된다. 현상제 반송 수단(40)은 토너 공급 부재(21)와 동축으로 회전 가능하게 장착된다. 아암부(40c)들 중 하나에는 프로세스 카트리지 측상의 레버(41)의 선단과 결합되는 결합부(40a)가 마련된다. 레버(41)는 토너 저장부(1)의 벽을 관통한다. 또한, 아암부(40c)의 다른 단부에는 토너 공급 부재(21)의 아암부(21a)와 결합 가능하게 하는 클로부(40b)가 마련된다. 더욱이, 아암부(40c)는 클로부(40b)가 토너 공급 부재(21)의 아암부와 접촉하게 하는 방향으로 압축스프링(43)에 의해 발생된 압력 하에 유지된다. 압축 스프링(43)은 회전 축선(21b)둘레에 권취되는 방식으로 토너 저장부(1)에 부착된다.

프로세스 카트리지의 레버(41)에는 장치 본체의 레버(32)가 접촉하는 압력 수용부(41b)가 마련된다. 상기 압력 수용부(41b)는 토너 저장부(1) 외부에 있다. 압력 수용부(41b)가 프로세스 카트리지의 레버(41)에 의해 가압됨에 따라, 토너 저장부(1)의 지지부(1c)를 중심으로 도면의 반시계 방향으로 회전한다.

토너 공급 부재(21)의 회전 축선(21b)의 다른 단부에 나선형 기어(44)가 고정되며, 이를 통해서 구동 전력원으로부터의 구동력이 전달되어서 현상제 반송 수단(40)을 구동시킨다.

상술한 구조에서, 화상 형성 장치(A)의 본체 상에 마련된 솔레노이드(36)가 회전함에 따라, 본체측 상의 레버(32)는 화살표(1) 방향으로 이동된다. 결국, 프로세프 카트리지측 상의 레버(41)가 지지부(1c)를 중심으로 화살표(2) 방향으로 회전 된다. 이러한 레버(41)의 회전은 클로부(41a)가 현상제 반송 수단(40)의 결합부(40a)로부터 해제되게 한다. 다음에, 전체 현상제 반송 수단(40)은 압축 스프링(43)으로부터의 압력에 의해서 화살표(3) 방향으로 밀려난다. 결국, 클로부(40b)는 토너 공급 부재(21)의 아암부와 결합되게 되고, 상기 현상제 반송 수단을 토너 공급 부재(21)와 함께 화살표(4)방향으로 함께 회전하게 한다. 그 결과, 토너 공급 부재(21)의 스위핑 범위 직경을 증가시킴으로써 얻어질 수 있는 효과와 동일한 효과가 실현될 수 있다. 또한, 토너 저장부의 내면에 가까운 또는 그에 부착되어 있는 토너는 현상제 반송수단(40)의 수평부에 부착된 가요성 부재(42)에 의해서 신뢰성 있게 반송될 수 있다.

또한, 이러한 현상제 반송 수단(30)의 회전 운동 중에, 토너 저장부(1)의 내의 토너 잔류량은 극히 작으며, 따라서 화상 형성 장치(A)의 본체 상의 증가된 회전 부하의 효과가 극히 낮은 수준으로 유지된다.

제1, 제2 및 제3실시예 중 어느 한 실시예에서, 상기 토너 잔류량 검출 수단은 정전 용량의 변화를 검출함으로써 토너 고갈을 검출하는 시스템을 사용하는 수단으로서 설명되었지만, 동일한 효과가 광전달, 현상제 중량, 또는 토너 교반 부재에 의해 요구되는 토오크의 변화를 검출함으로써 토너 고갈을 검출하는 다른 시스템을 사용함으로써도 얻어질 수도 있다.

또한, 제3실시예는 제2실시예에 적용될수 있다는 것은 명백하다. 이와 같은 적용에 대한 설명은 제3실시예에 대한 설명을 인용하는 것 만으로도 충분하므로 생략한다.

상술한 설명으로부터 명백한 바와 같이, 전술한 실시예들에 의하면, 현상제저장부 내의 현상제가 감소함에 따라, 상기 현상제는 장치 본체측 상의 구동 전력 공급원의 용량을 증가시키지 않고도 이동될 수 있다. 따라서, 교반될 필요가 없고, 토너 부족으로 인해 백색점을 갖는 화상이 생성되는 것을 방지할 수 있는 프로세스 카트리지 및 현상 장치를 제공할 수 있으며, 또한 이와 같은 프로세스 카트리지 또는 현상 장치와 호환가능한 화상 형성 장치를 제공할 수 있다. 따라서, 화상 형성 의 작동 효율을 개선시키고 고품질의 화상을 생성하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 의하면 토너 소비에서의 낭비가 더욱 저감될 수 있다.

Claims

전자 사진 화상 형성 장치의 본체에 탈착 가능하게 장착 가능한 프로세스 카트리지에 있어서, 전자 사진 감광 부재와, 상기 전자 사진 감광 부재 상에 형성된 점상을 현상하기 위한 현상 수단과, 잠상을 현상하기 위해 상기 현상 수단에 의해 사용되는 토너를 수용하기 위한 토너 수용부와, 상기 토너 수용부에 수용된 토너를 상기 현상 수단 쪽으로 공급하기 위한 제1토너 공급 부재와, 상기 토너 수용부에 수용된 토너를 상기 현상 수단 쪽으로 공급하기 위한 제2토너 공급 부재를 포함하고, 상기 제2토너 공급 부재는 토너 수용부에 수용된 토너를 상기 현상 수단 쪽으로 공급하기 위해 토너 수용부에 수용된 토너의 잔류량의 감소의 검출에 응답해서 작동을 개시하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
제1항에 있어서, 상기 제2토너 공급 부재는 탄성 부재의 탄성력으로 작동되는 것을 특징으로 하는 프로세프 카트리지.
제2항에 있어서, 상기 탄성 부재는 코일 스프링 또는 압축 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2토너 공급 부재의 작동은 로킹 부재에 의해 구속되며, 상기 로킹 부재는 상기 현상 수단을 향한 토너의 공급을 허용하도록 토너의 감소의 검출에 응답해서 본체에 마련된 해제 부재에 의해 해제 가능한 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
제4항에 있어서, 상기 해제 부재는 잔류량의 감소의 검출에 응답해서 발생된 전기 신호에 응답해서 가동되는 솔레노이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 토너 수용부에 수용된 토너의 잔류량의 검출 히스테리시스를 저장하기 위한 저장 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 토너 공급 부재는 상기 전자 사진 감광 부재의 회전에 따라 회전되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
제7항에 있어서, 프러세스 카트리지가 본체에 장착될 때, 상기 전자 사진 감광 부재는 본체로부터 받은 구동력에 의해 회전 되며, 상기 제1토너 공급 부재는 구동력에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
제1항에 있어서, 상기 전자 사진 감광 부재를 대전하기 위한 대전 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
제1항 또는 제9항에 있어서, 전자 사진 감광 부재 상에 잔류한 토너를 제거 하기 위한 청소 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하느 프로세스 카트리지.
프로세스 카트리지가 탈착 가능하게 장착될 수 있는, 기록 매체 상에 화상을 형성하기 위한 전자 사진 화상 형성 장치에 있어서, 전자 사진 감광 부재와, 상기 전자 사진 감광부재 상에 형성된 잠상을 현상 하기 위한 현상 수단과, 잠상을 현상하기 위해 상기 현상 수단에 의해 사용되는 토너를 수용하기 위한 토너 수용부와, 상기 토너 수용부에 수용된 토너를 상기 현상 수단쪽으로 공급하기 위한 제1토너 공급 부재와, 상기 토너 수용부에 수용된 토너를 상기 현상 수단 쪽으로 공급하기 위한 제2토너 공급부재를 포함하고, 상기 제2토너 공급부재는 토너 수용부에 수용된 토너를 상기 현상 수단 쪽으로 공급하기 위해 토너 수용부에 수용된 토너의 잔류량의 감소의 검출에 반응하여 작동을 개시하는 프로세스 카트리지를, 탈착가능하게 장착하기 위한 장착부와, 상기 프로세스 카트리지의 상기 토너 수용부에 수용된 토너의 잔류량을 검출하기 위한 검출 수단과, 상기 검출 수단의 검출 결과에 따라 상기 제2토너 공급 부재를 작동하기 위한 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 사진 화상 형성 장치.
제11항에 있어서, 상기 프로세스 카트리지의 상기 제2토너 공급 부재는 탄성 부재의 탄성력에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 장치.
제12항에 있어서, 상기 탄성 부재는 코일 스프링 또는 압축 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 프로세스 카트리지의 상기 제2토너 공급부재의 작동은 로킹 부재에 위해 구속되며, 상기 로킹 부재는 상기 현상 수단을 향한 토너의 공급을 허용하도록 토너의 감소의 검출에 응답해서 상기 구동 부재에 의해 해제 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
제14항에 있어서, 상기 구동 부재는 잔류량의 감소의 검출에 응답해서 발생된 전기 신호에 응답해서 가동되는 솔레노이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 토너 수용부에 수용되는 토너의 잔류량의 검출 히스테리시스를 저장하기 위한 저장 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제11항 또는 제12항에 있어서, 제1토너 공급 부재는 상기 전자 사진 감광 부재의 회전에 따라 회전되는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항에 있어서, 프로세스 카트리지가 본체에 장착될 때, 상기 전자 사진 감광부재는 본체로부터 받은 구동력에 의해 회전 되고, 상기 제1토너 공급 부재는 구동력에 의해 회전 되는 것을 특징으로 하는 장치.
제11항에 있어서, 상기 전자 사진 감광 부재를 대전시키기 위한 대전 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제11항 또는 제19항에 있어서, 전자 사진 감광 부재 상에 잔류한 토너를 제거하기 위한 청소 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
감광 부재 상에 형성된 잠상을 현상하기 위해 전자 사진 화상 형성 장치와 함께 사용할 수 있는 현상 장치에 있어서, 감광 부재 상에 형성된 잠상을 현상하기 위한 현상 부재와, 잠상을 현상하기 위해 상기 현상 부재에 의해 사용되는 토너를 수용하기 위한 토너 수용부와, 상기 토너 수용부에 수용된 토너를 상기 현상 부재 쪽으로 공급하기 위한 제1 토너 공급 부재와, 토너 수용부에 수용된 토너를 상기 현상 부재 쪽으로 공급하기 위한 제2토너 공급 부재를 포함하고, 상기 제2 토너 공급 부재는 토너 수용부 내에 수용되는 토너를 상기 현상 부재 쪽으로 공급하기 위해 토너 수용부 내에 수용되는 토너의 잔류량의 감소의 검출에 응답해서 작동이 개시되는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
제21항에 있어서, 상기 제2토너 공급 부재는 탄성 부재의 탄성력에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 장치.
제22항에 있어서, 상기 탄성 부재는 코일 스프링 또는 압축 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 제2토너 공급 부재의 작동은 로킹 부재에 의해 구속되며, 상기 로킹 부재는 상기 현상 부재를 향한 토너의 공급을 허용하도록 토너의 감소의 검출에 응답해서 본체 내에 제공된 해제 부재에 의해 해제 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
제24항에 있어서, 상기 해제 부재는 잔류량의 감소의 검출에 응답해서 발생된 전기 신호에 응답해서 가동되는 솔레노이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 토너 수용부에 수용되는 토너의 잔류량의 검출 히스테리시스를 저장하기 위한 저장 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제21항 또는 제22항에 있어서, 제1토너 공급 부재는 상기 전자 사진 감광 부재의 회전에 따라 회전되는 것을 특징으로 하는 장치.
기록 재료에 화상을 형성하는 전기 사진 화상 형성 장치에 있어서, 감광 부재에 형성된 잠상을 현상하는 현상 부재와, 잠상을 현상하기 위해 상기 현상 부재에 의해 사용되는 토너를 수용하는 토너 수용부와, 상기 토너 수용부에 수용된 토너를 상기 현상 부재를 향해 공급하는 제1토너 공급 부재와, 토너 수용부에 수용된 토너를 상기 현상 부재를 향해 공급하는 제2토너 공급 부재를 포함하고, 상기 제2토너 공급 부재는 토너 수용부에 수용된 토너를 상기 현상 부재를 향해 공급하도록 토너 수용부에 수용된 토너의 잔류량의 감소의 검출에 응답하여 작동을 개시하는, 현상 장치와, 상기 프로세스 카트리지의 상기 토너 수용부에 수용된 토너의 잔류량을 검출하는 검출 수단과, 상기 검출 수단의 검출 결과에 따라 상기 제2토너 공급 부재를 작동 시키는 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 사진 화상 형상 장치.
제28항에 있어서, 상기 현상 장치의 상기 제2토너 공급 부재는 탄성 부재의 탄성력에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 장치.
제29항에 있어서, 상기 탄성 부재는 코일 스프링 또는 압축 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 현상 장치의 상기 제2토너 공급 부재의 작동은 로킹 부재에 의해 제한되고, 로킹 부재는 상기 현상 부재를 향한 토너의 공급을 허용하도록 토너 감소의 검출에 응답하여 본체에 제공된 해재 부재에 의해 해제가능한 것을 특징으로 하는 장치.
제31항 있어서, 상기 해제 부재는 잔류량 감소 검출에 응답하여 발생된 전기 신호에 응답하여 가동되는 솔레노이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 토너 수용부에 수용된 토너의 잔류량의 검출 히스테리시스를 저장하는 저장 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 현상 장치의 상기 제1 토너 공급 부재는 상기 감광 부재의 회전에 따라 회전하는 것을 특징으로 하는 장치.