KR100337975B1 - 현상분말이송장치 - Google Patents

Abstract

이송튜우브(10)내에 수용된 회전가능한 나선형 스프링(13)에 의하여 낮은 위치의 저장조(1)로부터 현상단으로 현상분말을 공급하기 위한 이송장치이다.

이송튜우브는 저장조(1)의 최하측 위치에 유입공(21)을 갖는다. 나선형 스프링(13)과 함께, 날개(23,24)가 튜우브의 하측에 있는 경우에도 현상분말을 상향 이송할 수 있도록 현상분말을 이송튜우브(10)로 밀어내는 유입날개(22)가 구비된 유입공(21)의 둘레에서 회전한다.

저레벨검출요소(32)가 회전날개(23,24)에 결합되어 콘베이어 파이프가 비게되는 것을 방지하고 저장조내의 현상분말이 떨어져 일어나는 파이프라인효과를 방지한다.

Description

현상분말 이송장치

본 발명은 저장조로부터 현상분말을 현상단으로 이송하는 현상분말 이송장치에 관한 것으로, 특히 저장조에 유입공과 현상단에 유출공을 가지며 작동상태에서 상기 유출공이 유입공보다 높은 위치에 있게 되는 튜우브와, 이 튜우브내에 배치되고 그 종축선을 중심으로 하여 회전 가능하며 유입공으로부터 유출공으로 현상분말을 공급할 수 있게 된 나선형 이송수단으로 구성되는 현상분말 이송장치에 관한 것이다.

이러한 형태의 장치가 EP-A-0 256 862로부터 알려진 바 있다. 이 공지의 장치에 있어서, 낮은 위치의 저장조로부터 높은 위치의 현상단으로 자기현상분말을 이송하기 위하여 자기수단이 제공되고 이는 나선형 이송수단에 의하여 튜우브의 상측방향으로 분말이송이 이루어질 수 있도록 이 튜우브를 통하여 이송하기 위한 분말입자를 튜우브벽쪽으로 당길 수 있게 되어 있다. 현상분말을 상승시키는 이러한 방법의 한가지 결점은 튜우브의 둘레에 배치되는 자석에 있으며, 이러한 자석은 튜우브형상에 맞는 복잡한 구조를 요구한다. 다른 결점이 있다면 이러한 공지의 장치가 자성을 띠는 현상분말을 상승시키는데에만 이용가능할 뿐이라는 것이다.

본 발명의 목적은 이들 결점이 없이 현상분말을 상승시키기 위한 이송수단을 제공하는데 있다. 이를 위하여, 본 발명에 따라서, 서두에 따른 장치에 있어서, 푸싱수단이 튜우브의 유입공을 통하여 저장조내에 있는 형상분말을 밀어 올리도록 저장조에 제공된다.

따라서, 현상분말을 상승시키기 위하여 이송튜우브에 맞출 필요가 없고 이송튜우브의 외부가 그대로 남겨질 수 있는 분말 이송장치가 제공되며, 상기 장치는 또한 콘베이어 스크류에 의하여 비자성체 현상분말을 상승시키는데 이용될 수 있다.

본 발명에 따른 한유리한 실시형태에 있어서, 유입공은 저장조에 결합되고 고정형 튜우브의 벽에 형성된 통공으로 구성되고 푸싱수단은 이송수단의 회전축선을 중심으로 하여 회전가능한 적어도 하나의 블레이드로 구성되며 이 블레이드는 회전축선에 가장 근접한 블레이드변부에 교차하는 회전축선을 통한 방사상 평면과 둔각 α을 이룬다.

본 발명에 따른 장치의 다른 실시형태에서, 유입공은 회전축선으로부터 가장 멀리 떨어져 있는 유입공의 변부에 교차하는 회전축선을 통한 방사상 평면과 예각 β을 이루는 평면에 놓여있다.

이들 실시형태들은 저장조가 낮은 위치에 놓여있음에도 불구하고 튜우브를 통하여 현상분말을 상향 이송하기 위하여 튜우브의 유입공에 충분히 현상분말을 이동시킬 수 있도록 하는 간단한 방법을 제공한다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 도에서 보인 장치는 수직축선을 갖는 원통형 저장조(1)로 구성되고, 이 저장조(1)의 상부에는 운반상자(도시하지 않았음), 예를 들어 탑업형 병(top-up bottle)에 들어 있는 현상분말이 이 저장조(1)에 공급되어 채워질 수 있도록 폐쇄 가능한 형태의 충전공(2)이 구비되어 있다. 기본적으로 탑업형 병에는 1회작동 분으로 저장조에 공급될 수 있는 400그램분량의 현상분말이 용입될 수 있으며 저장조에는 여분으로 100그램의 현상분말이 남아 있어야 하므로 저장조에는 총 500그램의 현상분말이 용입될 수 있어야 한다. 저장조의 용적은 치밀하게 밀적되지 않고 공기를 함유하는 현상분말의 비중, 예를 들어 0.3kg/dm³의 비중으로부터 계산되었다. 제 1 도에서 보인 저장조의 경우에 있어서, 그 높이는 그 직경과 거의 같다. 직립형의 원통형 저장조(1)는 전자사진복사기(도시하지 않았음)내의 현상장치로부터 일정한 거리를 둔 위치에서 스트랩(3)상에 고정된다.

저장조(1)는 축선상에 축부싱(5)이 구비된 원추형 기부(4)를 갖는다. 축(6)이 축부싱(5)에 착설되고 저장조(11)의 외부에는 구동장치(도시하지 않았음)가 결합되는 반면에 저장조(1)의 내부에는 단축(7)을 가지며 이에 이후 상세히 설명되는 바와 같이 저장조내의 가동부재들이 고정된다.

원형단면의 이송튜우브(10)가 저장조(1)내에 고정되고 단축(7)으로 부터 연장되며, 이 단축의 둘레에서 튜우브단부(11)는 충분한 간격을 두고 결합되고 이로부터 상측으로 먼저 직선이 되게 저장조를 통해 연장된 다음 저장조의 외부로 크게 만곡되게 연장된다. 저장조(1)의 외부에서 어느 정도 유연성을 갖는 이송튜우브의 상단부(12)는 복사기의 현상장치 측으로 수평이 되게 연장되고, 현상장치에서 이송튜우브는 공급되는 현상분말이 이미 공급되어 있는 현상분말과 혼합되는 분말혼합단으로 연장된다. 이송튜우브(10)내에는 나선형 분말이송 스프링(13)이 배치된다. 스프링(13)의 코일은 튜우브(10)의 내면에 근접하게 배치된다. 스프링(13)의 일측단부는 단축(7)의 둘레에 결합되고 축(6)에 착설된 로타(14)에 고정된다.

로타(14)는 저장조내에 있는 현상분말이 치밀하지 않게되고 자유롭게 유동될 수 있는 형태를 유지토록 하는 부재와 현상분말이 저장조(1)의 최하측부로 유동될 수 있도록 촉진하여 저장조내에서 현상분말이 치밀하게 되어 뭉치는 것을 방지하기 위한 부재를 재가한다. 이송튜우브(10)의 둘레에서 회전 가능한 로타(14)의 부분을 형성하는 "L"자형 교반봉(18)은 분말이 자유롭게 유동토록 한다.

현상분말이 엉키는 것을 방지하기 위하여 1㎜굵기의 와이어(19)가 사용되는데, 이는 이송튜우브(10)를 중심으로하여 회전가능한 로타(14)의 부분을 구성하며 현상분말이 저장조의 벽에 달라붙는 것을 방지하기 위하여 저장조의 측벽으로부터 2㎜ 정도의 거리를 두고 저장조의 벽에 접촉함이 없이 운동한다.

단축(7)의 둘레에 배치된 이송스프링(13)의 부분에서 이송튜우브(10)에는 펀넬형 유입공(21)이 구비되어 있으며 그 상측변부는 단축(7)의 상부보다 하측에 놓인다. 제 2 도에서 보인 바와같이, 펀넬형 유입공(21)은 튜우브벽의 원통형튜우브 주연을 1/4 정도 절개한 부분과, 이송튜우브(10)의 외측단면의 반경과 같은 거리만큼 접선방향으로 절개부분의 일측으로부터 연장된 평날개(22)의 부분으로 이루어진다. 따라서 펀넬형 유입공은 평날개(22)의 최외측변부를 지나는 방사상 평면과 45°의 각도 β를 이루는 최외측 유입평면으로 구성된다. 직경방향으로 대향된 두개의 날개(23)(24)가 펀넬형 유입공(21)과 같은 높이에서 로타(14)에 착설되고 저장조(1)의 중심에 가장 근접한 날개의 변부를 지나는 방사상 평면과 110°의 각도 α 를 이룬다.

이들 각도 α와 β는 이들의 고유작동에 영향을 주지않는 특정범위, 예를 들어 ±15°의 범위내에서 변할 수 있다.

로타(14)이 회전시, 각 날개(23)(24)의 작동면은 현상분말에 내향력을 가하여 이 분말이 이송튜유브(10)의 유입공(21)을 통하여 이송스프링(13)의 저면코일측으로 이동되게 하며 이 코일에 분말이 얹히어 이송튜유브(10)를 통해 상측으로 이송된다. 날개(22)(23)(24)에 의하여 분말이 밀리도록 하므로서 저장조 하측에 있는분말이라 하더라도 이송튜유브(10)를 통한 분말이송이 유지된다.

본 발명 장치의 작동이 제 3 도에 의거하여 상세히 설명된다.

시험장비로서 내경이 15㎜이고 길이가 305㎜인 이송튜우브(10)를 제작하였다. 이 이송튜우브는 수직부분의 길이가 약 150㎜이고 만곡부는 곡률반경이 50㎜이며, 유축공(12)이 구비된 수평부분의 길이는 약 80㎜이다.

이송튜우브(10)의 튜우브단부(11)에 형성된 유입공(21)은 높이가 10㎜이며 단축(7)은 이송튜우브(10)측으로 15㎜ 정도 돌출되어 있다. 이송스프링(13)은 0.5㎜ 두께의 스프링강으로 제작되어 이송튜우브(10)내에 배치되었으며 그 외경은 13㎜이고 내경은 9㎜이며 피치는 5㎜이다. 이러한 시험장비를 가지고 로타(14)를 35rpm의 회전속도로 회전시켰을 때에 저장조(1)가 완전히 채워져 있고 모든 현상분말이 배출되었을때 4g/분의 최대유량(V)이 측정되었다. 430그램의 현상분말이 배출되고 500그램이 채워진 저장조가 모두 비었을 때에 측정유량(V)은 약 2.5g/분으로 떨어졌다.

제 3 도에서 라인(35)은 현상분말 배출량(Q)에 대한 측정유량(V)의 값을 보인 것이다.

저장조(1)가 가득 채워지고 이송튜우브(10)는 비어있는 상태에서 분말 이송 장치를 작동시킨후에 현상분말이 이송튜우브(10)를 떠나기전까지 얼마의 시간이 경과되었다(시험장비에서 약 4분). 저장조(1)가 완전히 비는 경우에 이송튜우브(10)가 비는 것을 방지하기 위하여, 예를 들어 100그램의 잔류공급량이 남아 있고 저장조가 보충될 때까지 이송장치가 작동이 정지되었을 때에 저장조(1)를 보충하라는신호가 공급된다. 이는 이송튜우브의 파이프라인효과가 나타나지 않도록 하고 저장조(1)의 충전전도에 따른 유동량(V)의 전파가 제한되는 효과를 갖는다. 500그램의 현상분말이 채워져 있는 저장조(1)로부터 약 400그램의 현상분말을 공급한 후에 로타(14)를 정지시켰을 때에 유동량(Q)의 강화는 제 3 도의 라인(36)으로 보인 바와 같이 약 3g/분으로 제한된다.

잔류공급량을 검출하기 위하여 "L"자형 교반봉(18)의 수평부분에는 자유롭게 회전될 수 있는 베인(30)이 배치되어 있다. 저장조가 완전히 채워져 있을 때에 이 베인(30)은 회전베인을 따라 유동하는 현상분말에 의하여 수평위치로 가압된다. 분말의 높이가 베인(30)의 아래로 떨어졌을 때에 이 베인(30)은 제 1 도에서 보인 바와같이 자유롭게 매달린 위치로 처지며, 이 위치에서 베인에 고정된 자석(32)이 리드접점형태인 최소공급량 검출기(31)의 범위내에 오게되어 로타(14)의 매 회전시마다 낮은레벨의 펄스를 발생한다. 예를 들어 연속하여 3개의 저레벨펄스가 공급시에 최소공급량신호가 공급되며, 이는 측정의 불안정성을 배제하기 위한 것이다. 분말이송장치는 최소공급량검출신호의 공급시에 작동을 중지하고 이에 따라 베인(30)이 저장조가 보충된 후에도 자유롭게 매달린 위치에 있게되므로 현상단이 일부로 구성된 복사기의 다음 작동시 로타(14)가 3회 회전된다. 만약 3회째의 회전시에 베인(30)의 자석(32)이 리드접점의 범위를 벗어나는 경우 이는 저장조가 보충되었음을 알리는 신호가 되며 이에 따라 분말이송장치가 작동된다.

시험장비에 있어서는 예를들어 라인(37)로 보인 바와같이 저장조(1)내 현상분말의 잔류공급량이 100그램에 이르기 전에도 현상분말이 적극적으로 밀리지 아니하고 이송을(V)이 실제로 제로로 감소되었다.

단위시간당 저장조(1)를 떠나는 현상분말의 배출량을 어떠한 제한범위로 예상하는 것은 현상장치(도시하지 않았음)에 있는 현상분말의 분량이 사전에 결정된 레벨이하로 떨어질 때에(예를 들어 이원현상 시스템의 경우에 있어서, 반송입자나 혼합체에서 현상분말의 농도하락), 대략 동일분량의 현상분말이 일정한 측정시간에 측정될 수 있으므로 중요하며, 모든 경우에 있어서 대략 동일한 시간이 현상장치내 현상분말의 분량이 다시 적정레벨에 이르기전에 경과하게 된다.

이송튜우브(10)가 처음 현상분말로 채워졌을때에 스프링의 수직부분에서 이송스프링(13)의 내측원통형부분은 회전스프링 코일로부터 낙하하는 현상분말로 채워질 것이다. 단축(7)은 이러한 분말이 저장조(1)로 낙하하는 것을 방지한다. 스프링내부의 상기 공간이 채워진 후에 이송속도는 스프링 코일사이의 간격에 의하여 결정된다. 이러한 이송속도에서 이송튜우브의 수평부분에 있는 분말은 실제로 이송 튜우브의 하반부에 놓이게 되며 여기에서 분말은 이송튜우브의 상단부(12)에서 이로부터 현상장치쪽으로 낙하할 때까지 현저한 교란없이 스프링코일에 의하여 전진된다. 튜우브벽과 단축(7) 사이의 비교적 좁은 통로는 이송스프링(13)의 이송능력을 제한하므로서 예를 들어 3-4g/분의 요구된 이송속도에서 이송스프링의 회전수는 이송특성이 불규칙할 정도로 낮은 것은 아니다.

제 1 도는 본 발명에 따른 장치의 단면도.

제 2 도는 제 1 도의 II-II선 단면도.

제 3 도는 제 1 도와 제 2 도에서 보인 장치에서 단위시간당 튜우브를 통하여 이송될 수 있는 현상분말의 분량과 저장조의 높이 사이의 관계를 보인 그래프.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1... 저장조 10... 이송튜우브

13... 나선형 스프링 21... 유입공

22... 평날개 23.24... 날개

32... 검출기

Claims (10)

1. 저장조(1)로부터 현상단으로 현상분말을 이송하기 위한 장치로서, 이 장치가 저장조(1)측에 유입공(21)과 작동상태에서 이 유입공(21)보다 높은 위치에 있는 현상단측의 유출공(12)이 구비된 튜우브(10)와, 튜우브(10)내에 배치되고 그 종축선을 중심으로 하여 회전가능하여 회전시 유입공(21)으로부터 유출공(12)으로 현상분말을 공급할 수 있는 나선형 이송수단(13)으로 구성된 것에 있어서, 튜우브(10)의 유입공(21)을 통하여 저장조(1)내의 현상분말을 밀어내는 푸싱수단(22-24)이 저장조내에 제공됨을 특징으로 하는 현상분말 이송장치.
2. 제1항에 있어서, 유입공(21)이 저장조내에 결합된 고정튜우브(10)의 벽부분에 형성된 통공으로 구성되고, 푸싱수단이 이송수단(13)의 회전축선을 중심으로하여 회전가능한 하나 이상의 날개(23,24)로 구성되며, 이 날개는 회전축선에 가장 근접한 날개의 변부에 교차하는 회전축선을 지나는 방사상 평면과 둔각(α)을 이룸을 특징으로 하는 장치.
3. 제2항에 있어서, 둔각(α)이 95°와 125°사이임을 특징으로 하는 장치.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 두개의 직경방향으로 대향된 날개(23,24)가 제공됨을 특징으로 하는 장치.
5. 제1항에 있어서, 유입공(21)이 회전축선으로부터 가장 멀리 떨어져 있는 유입공(21)의 변부와 교차하는 회전축을 지나는 방사상 평면과 예각(β)을 이루는 평면에 놓여 있음을 특징으로 하는 장치.
6. 제5항에 있어서, 예각(β)이 30°와 60°사이임을 특징으로 하는 장치.
7. 제2항에 있어서, 유입공(21)이 회전축선으로부터 가장 멀리 떨어져 있는 유입공(21)의 변부와 교차하는 회전축을 지나는 방사상 평면과 예각(β)을 이루는 평면에 놓여 있고, 회전축선에 가장 근접한 날개(23,24)의 변부와 회전축선으로부터 가장 멀리 떨어져 있는 유입공(21)의 변부가 실제로 회전축선에 대하여 동일한 주연평면내에 배치됨을 특징으로 하는 장치.
8. 제1항에 있어서, 나선형 이송수단이 나선형 스프링(13)이고 그 일측단부가 튜우브의 최하측으로 연장되며 상기 단부에서 단축(7)이 동축상으로 연장되어 상기 방향으로 유입공(21)의 크기 이상으로 연장된 거리를 두고 나선형 스프링에 결합됨을 특징으로 하는 장치.
9. 제1항에 있어서, 튜우브(10)의 외측에 배치된 푸싱수단(23,24)과 튜우브내측에 배치된 이송수단(13)이 함께 구동되도록 연결됨을 특징으로 하는 장치.
10. 제1항에 있어서, 푸싱수단(14,23,24)이 저장조의 수평방향으로 연장되고 둘레에 자유롭게 회전되는 베인(30)이 배치된 암(18)을 재가하고, 이베인은 푸싱수단(14,23,24)의 작동시에 그리고 저장조(1)의 현상분말의 공급량이 최소공급랑보다 많을 때에 수직이 아닌 위치로 현상분말에 의하여 밀리고 현상분말의 최소공급량일 때에는 하측으로 매달리게되어 이 베인(30)이 최소공급량검출기(31)의 범위내에 도달하게 됨을 특징으로 하는 장치.