KR100518732B1

KR100518732B1 - 조작성이 뛰어나고 대량의 토너를 수납할 수 있는 토너수납 용기를 구비하는 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법

Info

Publication number: KR100518732B1
Application number: KR10-2003-0022184A
Authority: KR
Inventors: 키타에미
Original assignee: 가부시키가이샤 리코
Priority date: 2002-04-12
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2005-10-06
Also published as: JP2005309473A; US20030215267A1; KR20030081092A; JP3741691B2; JP2004004559A; US6882817B2; CN1253762C; CN1452023A

Abstract

본 발명은 토너 수납 용기의 토너 용량을 확보하면서 교환시의 조작성을 향상시킬 수 있는 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

토너 수납 용기(80)는 화상 형성 장치 본체에 대하여 착탈 가능하게 장착할 수 있는 교환 가능한 용기이며, 이 토너 수납 용기(80)는 토너 수납 용기(80)를 교환 가능한 교환 위치와 복사기 본체(100)내의 정규 위치 사이를 토너 보급 수단의 일부 또는 전부와 함께 이동한다.

Description

조작성이 뛰어나고 대량의 토너를 수납할 수 있는 토너 수납 용기를 구비하는 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법{IMAGE FORMING METHOD AND APPARATUS INCLUDING AN EASY-TO-HANDLE LARGE CAPACITY TONER CONTAINER}

본 발명은 프린터, 복사기, 팩시밀리 등 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 토너 수납 용기의 토너 용량을 확보하면서 교환시의 조작성을 향상시킬 수 있는 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법에 관한 것이다.

종래, 전자 사진 방식의 화상 형성 장치는 화상 담지체에 형성된 정전 잠상을 가시상으로 처리하는 현상 장치를 구비하고 있는데, 이 현상 장치로서 2 성분 현상 방식의 것을 채용하는 경우에는 그 근처에 토너 병, 토너 카트리지, 토너 탱크 등의 토너 저장부를 마련하고 오거(Auger) 등에 의해 토너를 보급하고 있다. 또, 근래의 화상 형성 장치는 풀 컬러 화상을 얻을 수 있는 장치가 증가하는 경향에 있는데, 이와 같은 컬러 화상 형성 장치에서는 4개의 현상 장치와 4색(옐로우, 마젠타, 시안, 블랙)의 토너 저장부를 마련하지 않으면 안된다. 또한, 화상 형성 장치는 토너 저장부의 토너 저장량을 감소하지 않으면서 소형화로 될 수 있는 것이 요망되고 있지만, 각 현상 장치의 근처에 토너 저장부를 배치하는 것은 장치의 소형화를 방해할 뿐만 아니라, 그 설계 자유도도 크게 저해한다.

이와 같은 문제를 해소한 화상 형성 장치가 일본 특허 공개 공보 2001－305843호에 기재되어 있다. 이 공보에 기재된 발명은 토너 수납 용기에 수납된 토너를 이른바 모노 펌프로 불리우는 스크루 펌프를 이용하여 현상 장치에 보급함으로써, 토너 수납 용기를 현상 장치와 별도의 유닛으로서 임의의 위치에 배치할 수 있고, 따라서 그 교환 조작성을 고려하면서 토너 수납 용기를 화상 형성 장치의 비어있는 공간에 배치할 수 있다.

그런데, 예컨대 복사 기능, 프린트 기능, 팩시밀리 기능 등을 구비하는 비교적 대형의 화상 형성 장치에는 조작부 근처의 바로 밑에 빈 공간이 있는데, 그 빈 공간에 토너 수납 용기를 배치할 수 있으면, 토너 용량을 충분히 확보하면서 장치를 대형화로 하지 않아 매우 유리하다.

그러나, 상기 조작부 근처의 바로 밑에 빈 공간이 있는 화상 형성 장치에서는 조작부로 인해 토너 수납 용기의 교환성을 양호하게 하기 어렵다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제에 감안하여 이루어진 것으로서, 토너 수납 용기의 토너 용량을 확보하면서 교환시의 조작성을 도모할 수 있는 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 화상 담지체에 형성된 정전 잠상을 가시상 처리하는 현상 장치와, 이 현상 장치에 보급할 토너를 수납한 토너 수납 용기와, 이 토너 수납 용기내의 토너를 현상 장치에 보급하는 토너 보급 수단을 구비하는 화상 형성 장치에 있어서, 토너 수납 용기는 화상 형성 장치 본체에 대하여 착탈 가능하게 장착할 수 있는 교환 가능한 용기이며, 이 토너 수납 용기는 토너 수납 용기를 교환 가능한 교환 위치와 상기 화상 형성 장치 본체내의 정규 위치 사이를 상기 토너 보급 수단의 일부 또는 전부와 함께 이동하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 토너 보급 수단이 상기 토너 수납 용기와 상기 현상 장치를 연결하는 유연한 재질의 보급로를 구비하면 효과적이다.

또한, 본 발명은 상기 토너 보급 수단이 내부에 나선형 홈을 구비하는 탄성 부재의 고정자와, 고정자 내부에서 회전함으로써 축방향으로 토너를 이동시키는 회전자를 구비한 스크루 펌프를 마련하고, 이 스크루 펌프에 의해 발생하는 부압에 의해 상기 토너 수납 용기내의 토너를 현상 장치에 보급하면 효과적이다.

또한, 본 발명은 상기 토너 수납 용기가 회전에 의해 상기 토너 보급 수단의 일부 또는 전부와 함께 상기 교환 위치와 상기 정규 위치 사이를 이동하면 효과적이다.

또한, 본 발명은 상기 보급로가 상기 교환 위치와 상기 정규 위치 사이를 회전 이동하는 상기 토너 수납 용기의 회전축 근처를 통과하면 효과적이다.

또한, 본 발명은 상기 보급로가 복수개의 보급로부를 연결하여 구성되고, 이 보급로부의 연결부가 상기 회전축 근처에 설치되어 있으면 효과적이다.

또한, 본 발명은 상기 보급로의 복수개 보급로부 중 적어도 하나가 다른 보급로부와 재질이 다르면 효과적이다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 현상 장치에 의해 화상 담지체에 형성된 정전 잠상을 가시상 처리하는 단계와,상기 현상 장치에 보급할 토너를 토너 수납 용기에 수납하는 단계와, 토너 보급 수단에 의해 상기 토너 수납 용기내의 토너를 상기 현상 장치에 보급하는 단계를 포함하는 화상 형성 방법에 있어서, 상기 토너 수납 용기는 화상 형성 장치 본체에 대하여 착탈 가능하게 장착할 수 있는 교환 가능한 용기이며, 이 토너 수납 용기는 교환 가능한 교환 위치와 상기 화상 형성 장치 본체내의 정규 위치 사이를 상기 토너 보급 수단의 일부 또는 전부와 함께 이동하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 일례인 컬러 복사기를 나타내는 개략도이다. 이 컬러 복사기는 중앙에 복사기 본체(100), 그 하부에 테이블형으로 구성된 용지 공급부(200)가 배치되고, 복사기 본체(100)의 위쪽에 스캐너(300), 스캐너(300)의 위쪽에 원고 자동 보급 장치(400)가 배치된 구성이다.

복사기 본체(100)에는 복수개의 롤러(14, 15, 16)에 씌워진 가요성 엔드리스 벨트에 의해 구성된 화상 담지체로서의 중간 전사 벨트(13)가 마련되어 있다. 이 중간 전사 벨트(13)는 복수개의 롤러(14, 15, 16)중 1개 롤러가 도시하지 않은 구동 장치에 의해 회전 구동되고, 이것에 의해 중간 전사 벨트(13)가 도면에서 화살표로 나타낸 시계 바늘 방향으로 주행 구동되며 다른 롤러는 종동 회전한다. 이와 같이 주행하는 중간 전사 벨트(13)의 상부 주행 변에는 블랙, 시안, 마젠타, 옐로우의 화상 형성 유닛(11)이 옆으로 나란히 배치되어 있다. 즉, 롤러(14)와 롤러(15)간의 주행 변 위에 4개의 화상 형성 유닛(11)을 배치하여 탠덤 화상 형성 기구(10)를 구성하고 있다.

4개의 화상 형성 유닛(11)은 중간 전사 벨트(13)에 접하는 잠상 담지체로서의 감광체 드럼(12)을 구비하고 있다. 이 감광체 드럼(12)의 주위에는 대전 장치, 현상 장치, 클리닝 장치, 방전 장치 등이 배치되고, 나아가 감광체 드럼(12)이 중간 전사 벨트(13)에 접하는 위치에서 중간 전사 벨트(13)의 뒤쪽에는 전사 장치(17)가 설치되어 있다. 본 실시예의 경우, 4개의 화상 형성 유닛(11)은 동일 구조로 구성되어 있는데, 현상 장치의 토너 색은 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙의 4색으로 나뉘어진다. 또, 각 화상 형성 유닛(11)의 위쪽에는 광 변조된 레이저빛을 각 감광체 드럼 표면에 조사하는 노광 장치(19)가 배치되어 있다. 노광 장치(19)는 각 화상 형성 유닛(11)마다 설치해도 좋지만, 공통의 노광 장치를 이용하면 비용을 절감시킬 수 있다.

한편, 중간 전사 벨트(13)를 사이에 두고 탠덤 화상 형성 기구(10)의 반대 측에는 2차 전사 장치(22)가 설치되어 있다. 이 2차 전사 장치(22)는 한 쌍의 롤러(23)간에 엔드리스 벨트인 2차 전사 벨트(24)가 씌워져 이 벨트가 중간 전사 벨트(13)를 통하여 롤러(16)에 눌러지도록 배치되어 있다. 또한, 도 1에 있어서 2차 전사 장치(22)의 왼쪽 옆에는 시이트상에 담지된 전사 화상을 정착하기 위한 정착 장치(25)가 설치되어 있다.

상술한 2차 전사 장치(22)에는 화상 전사 후의 시이트를 이 정착 장치(25)로 보급하는 시이트 보급 기능도 구비되어 있다. 물론, 2차 전사 장치(22)로서 비접촉의 대전기를 마련하여도 좋지만, 이와 같은 경우에는 전사 후의 시이트를 정착 장치(25)까지 보급하는 시이트 보급 장치를 별도로 마련할 필요가 있다.

또한, 도시한 예에서는 이와 같은 2차 전사 장치(22) 및 정착 장치(25)의 아래에 상술한 탠덤 화상 형성 기구(10)와 평행으로 시이트의 양면에 화상을 기록하기 위하여 시이트를 반전시키는 시이트 반전 장치(28)를 마련하고 있다.

이와 같은 구성의 컬러 복사기를 이용하여 복사할 때에는, 우선 원고 자동 보급 장치(400)의 원고대(30)상에 원고를 세트하거나, 원고 자동 보급 장치(400)를 열고 스캐너(300)의 콘택트 유리(31)상에 원고를 세트한 후 원고 자동 보급 장치(400)를 닫아 원고를 누른다.

그리고, 도시하지 않은 조작부의 스타트 스위치를 누르면, 원고 자동 보급 장치(400)에 원고를 세트했을 때에는 원고 이송 기구(32)에 의해 원고를 한 매씩 보급하여 콘택트 유리(31)상으로 이동시키고, 직접 콘택트 유리(31)상에 원고를 세트했을 때에는 즉시 스캐너(300)를 구동하여 제1 주행체(33) 및 제2 주행체(34)를 주행시킨다. 그리고, 제1 주행체(33)에서 광원으로부터 빛을 발사함과 동시에 원고면으로부터의 반사광을 나아가 반사하여 제2 주행체(34)를 향하게 하고, 제2 주행체(34)의 거울로 반사하여 결상 렌즈(35)를 통하여 판독 센서(36)에 입사하여 원고 내용을 읽어낸다.

또, 도시하지 않는 조작부의 스타트 스위치를 누르면, 중간 전사 벨트(13)가 회전 주행하고, 동시에 개개의 화상 형성 유닛(11)의 감광체(40)를 회전하여 각 감광체(40)상에 각각 블랙(BK)·옐로우(Y)·마젠타(M)·시안(C)의 단색 화상을 형성한다. 그리고, 중간 전사 벨트(13)의 주행과 함께 이들 단색 화상을 순차적으로 전사하여 중간 전사 벨트(13)상에 합성 컬러 화상을 형성한다.

한편, 도시하지 않는 조작부의 스타트 스위치를 누르면, 용지 공급부(200)의 용지 공급 롤러(42)중 어느 하나를 선택 회전시켜 용지 뱅크(43)에 다단으로 마련되어 있는 용지 공급 카세트(44) 중 어느 하나로부터 시이트를 투입시키며, 분리 롤러(45)로 1매씩 분리하여 용지 공급로(46)로 이송하고 보급 롤러(47)로 보급하여 복사기 본체(100)내의 용지 공급로(48)에 유도하며, 레지스트레이션 롤러(49)와 충돌시켜 시이트를 정지시킨다.

또는, 수동 용지 공급을 선택한 경우에는 용지 공급 롤러(50)를 회전하여 수동 트레이(51)상의 시이트를 투입시키고, 분리 롤러(52)로 1매씩 분리하여 수동 용지 공급로(53)에 투입한 후, 마찬가지로 레지스터 롤러(49)와 충돌시켜 시이트를 정지시킨다.

그리고, 중간 전사 벨트(13)상의 합성 컬러 화상과 타이밍을 맞추어 레지스터 롤러(49)를 회전시켜 중간 전사 벨트(13)와 2차 전사 장치(22) 사이로 시이트를 투입시킨 후, 2차 전사 장치(22)에 의해 전사하여 시이트상에 일괄적으로 풀 컬러 화상을 기록한다.

화상 전사 후의 시이트는 2차 전사 장치(22)에 의해 정착 장치(25)로 이송되고, 정착 장치(25)에서 열과 압력을 가하여 전사 화상을 정착한 후, 전환톱(55)으로 전환하여 배출 롤러(26)에 의해 용지 받이(27)상에 배출하여 적재한다. 또는, 전환톱(55)으로 전환하여 시이트 반전 장치(28)로 보내고 거기서 반전하여 다시 전사 위치로 유도하여 뒷면에도 화상을 기록한 후, 배출 롤러(26)에 의해 용지 받이(27)상으로 배출한다.

한편, 화상 전사 후의 중간 전사 벨트(13)는 중간 전사체 클리닝 장치(17)에 의해 화상 전사 후에 중간 전사 벨트(13)상에 잔류하는 잔류 토너가 제거되고, 탠덤 화상 형성 기구(10)에 의한 재차의 화상 형성에 대비한다.

도 2는 상기 도 1의 컬러 복사기 본체(100)의 주요부 구성도이다.

탠덤 화상 형성 기구(10)에 있어서, 4개의 화상 형성 유닛(11)은 도 2에 나타낸 바와 같이,도면에서 화살표 방향으로 회전하는 중간 전사 벨트(13)의 상류측으로부터 각각 Y(옐로우), M(마젠타), C(시안), Bk(블랙)의 순서로 중간 전사 벨트(13)와 접촉되게 배치되어 있다. 이 배치에 의해 최상류의 옐로우용 감광체(12)와 최하류의 블랙용 감광체(12)의 거리만큼 블랙 단색 모드에서의 최초 복사 시간을 단축시키는 것이 가능해진다.

도 3은 탠덤 화상 형성 기구(10)의 시안용 화상 형성 유닛(11)과 블랙용 화상 형성 유닛(11)을 확대하여 나타낸 구성도이다. 각 화상 형성 유닛(11)은 도 3에 나타낸 바와 같이, 감광체(12)의 주위에 대전 장치(56), 현상 장치(60), 1차 전사 장치(17), 클리닝 장치(58), 방전 장치(59)를 마련하고 있다. 노광 장치(도 1 참조)로부터의 레이저빛(L)은 대전 장치(56)와 현상 장치(60) 사이로 감광체 드럼에 조사된다.

도 4는 화상 형성 유닛(11)내의 현상 장치(60)에 토너를 보급하는 토너 보급 기구의 구성도이다.

도 4에 있어서, 현상 장치(60)에 보급할 토너를 수납한 토너 수납 용기(80)는 복사기 본체(100)에 설치된 후술하는 세트부(110)(도 8 참조)에 세트된다. 이 세트부(110)에는 토너 수납 용기(80)내에 삽입되는 노즐(90)이 수직으로 설치되어 있고, 토너 수납 용기(80)를 위쪽으로부터 세트부에 세트함으로써 노즐(90)이 토너 수납 용기(80)에 삽입된다. 노즐(90)은 단관 구조로 되어 있고, 상부에 단면이 원추형으로 형성된 첨단 부재(91)가 일체 성형 또는 고착 등에 의해 설치되고, 이 첨단 부재(91)에 계속하여 공기 공급구와 토너 보급구를 겸하는 트인 구멍(92)이 마련되어 있다. 이 트인 구멍(92)은 통로(93)와 통하여 있고, 통로(93)에는 보급로로서의 토너 이송 관(85)이 접속된 토너용 접속구(94)가 마련되어 있다. 또, 통로(93)에는 토너용 접속구(94)보다 위쪽에서 도면의 우측으로 굽어진 곳에 공기 접속구(95)가 마련되어 있다.

본 실시예의 경우, 공기 접속구(95)에는 공기 공급 수단으로서의 공기 펌프(96)가 공기 이송 파이프(97)를 통하여 접속되어 있다. 이 공기 펌프(96)가 동작하면, 이 펌프로부터 공기 이송 파이프(97) 및 통로(93)를 통하여 토너 수납 용기(80)내를 향하여 하부측으로부터 공기가 분출된다. 그리고, 토너 수납 용기(80)내로 분출된 공기는 토너층을 통과함으로써 토너를 교반하면서 유동화시킨다.

토너 수납 용기(80)는 보호 케이스로서의 외측 상자(81)와 그 외측 상자(81)내에 착탈 가능하게 수용된 유연하고 변형 가능한 자루형의 토너 자루(82)를 구비하는 백 인 박스(bag-in-box) 타입으로 구성되어 있다. 이 외측 상자(81)는 강성을 구비하는 종이, 골판지, 수지 등의 재료로 구성되고, 토너 자루(82)가 들어갈 정도의 내부 공간을 구비하고 있다. 토너 수납 용기(80)는 토너를 수납한 토너 자루(82)가 유연하여도 외측 상자(81)내에 수납됨으로써 외부로부터 오는 충격 등으로부터 보호되고, 또한 조작성이 향상되기 때문에 용기를 취급하기 쉽고, 보관시 정리하기도 쉽다는 이점이 있다.

또, 토너 자루(82)의 자루 부분은 폴리에스테르 필름, 폴리에틸렌 필름 등의 유연한 시이트재(80∼125㎛ 정도 두께)를 단층 또는 여러층 구성으로 한 자루형 용기이다. 그리고, 도면에서 토너 자루(82)의 하부 중앙에 폴리에틸렌이나 나일론 등 수지로 만들어진 고리 부재(83)가 고정되게 설치되어 토너 배출구를 구성하고 있다. 고리 부재(83)의 토너 배출구에는 자폐 밸브의 역할을 구비하는 단층 또는 여러층의 시일(84)이 마련되고, 시일(84)은 비통기성의 발포 스폰지 등으로 이루어지는 탄성체에 의해 구성된다. 또, 토너 자루(82)는 토너가 쉽게 자루내에 잔류되지 않도록 토너 배출구를 향해 점차 가늘어지는 형상으로 형성되어 있다. 따라서, 이와 같이 구성된 토너 수납 용기(80)는 세트부에 세트되었을 때, 연직 방향의 하부측, 즉 바로 밑으로부터 노즐(90)이 삽입된다. 또한, 토너 수납 용기(80)에는 이 용기가 꺼내지면 용수철 힘에 의해 자동적으로 용기의 토너 배출구를 닫는 기계적인 개폐기를 설치해도 좋다.

한편, 현상 장치(60)에는 그 상부에 서브 토너 수납 수단으로서의 서브 호퍼(61)가 마련되어 있고, 토너 수납 용기(80)의 토너는 일단 이 서브 호퍼(61)에 수납된다. 그리고, 서브 호퍼(61)상에는 토너 수납 용기(80)의 토너를 이 서브 호퍼(61)에 이송하는 토너 이송 수단으로서의 분말체 펌프(70)가 설치되어 있다. 이 분말체 펌프(70)는 1축 편심 스크루 펌프이며, 금속 등의 강성을 구비하는 재료로 편심한 스크루 형상으로 만들어진 회전자(71)와, 고무 등의 탄성체로 이루어지고 2 줄기 스크루 형상으로 형성된 고정자(72)와, 이들을 감싸면서 분말체의 보급로를 형성하는 수지 재료 등으로 만들어진 홀더(73)를 구비하고 있다. 상기 회전자(71)는 이음 핀에 의해 연결된 구동축(74)에 일체로 연결된 기어(75)(도 5에 나타냄)가 아이들 기어(도시하지 않음)를 통하여 제 1 클러치(76)와 구동 연결되고, 제 1 클러치(76)의 온·오프에 의해 분말체 펌프(70)의 가동이 제어된다. 또한, 제 1 클러치(76)와 후술하는 제 2 클러치(68)는 도시하지 않은 구동 장치에 의해 구동되는 회전 구동축(79)에 설치되어 있다(도 5 참조).

또, 상기 홀더(73)의 선단, 즉 도 4의 우측 끝에는 토너 흡입부(77)가 설치되고, 토너 흡입부(77)에 상기 토너 이송 관(85)이 접속되어 있다. 이 토너 이송 관(85)으로서는 예컨대 직경 4∼10 mm의 유연성 관으로, 내토너성이 뛰어난 고무 재료(예컨대, 폴리우레탄, 니트릴, EPDM, 실리콘 등)로 이루어진 것을 이용하면 상하 좌우 임의의 방향으로 배치를 용이하게 할 수 있어 아주 바람직하다. 또한 상기한 분말체 펌프(70)를 이용하면, 토너 수납 용기(80)의 토너 배출구가 서브 호퍼(61)의 토너 접수구보다 연직 방향에서 낮은 위치에 있는 경우에도 토너 수납 용기(80)의 토너를 순조롭게 서브 호퍼(61)로 보급할 수 있다.　

도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 서브 호퍼(61)는 그 내부가 상하로 분할되어 윗실(62)과 아랫실(63)로 구성되어 있다. 바닥 면적은 아랫실(63)보다 윗실(62)이 더 크고, 이 윗실에는 한 쌍의 위 스크루(64, 65)와 양 스크루간에 배치된 양단부가 잘라진 칸막이(166)가 설치되어 있다. 이 윗실(62)은 도 6에 나타낸 바와 같이, 부호 A로 나타내는 위치가 분말체 펌프(70)에 의해 보급된 토너의 공급 위치이며, 이 위치 A에 공급된 토너는 위 스크루(64, 65)의 회전에 의해 화살표 P1 방향으로 이동된다. 또, 부호 B는 윗실(62)과 아랫실(63)의 연통구이며, 위 스크루(64, 65)에 의해 화살표 P1 방향으로 이동된 토너가 연통구(B)로부터 아랫실(63)로 낙하한다.

또, 아랫실(63)에는 도 7에 나타낸 바와 같이, 아래 스크루(66)가 설치되어 있고, 연통구(B)에 의해 위치 B＇로 공급된 토너는 아래 스크루(66)의 회전에 의해 화살표 P2 방향으로 이동된다. 부호 C는 아랫실(63)과 현상 장치(60)를 연결하는 보급구로서, 화살표 P2 방향으로 이동되는 토너는 보급구 C로부터 현상 장치(60)내로 낙하하여 보급된다.

이와 같이 구성된 서브 호퍼(61)에는 상기 분말체 펌프(70)에 의해 공급된 토너가 일시적으로 축적되고, 스크루에 의해 토너가 현상 장치(60)에 이송된다. 따라서, 본 실시예에서는 위 스크루(64, 65)와 아래 스크루(66)가 서브 호퍼(61)내에서의 토너 이송 수단을 구성하고 있다. 또, 도 5에 나타낸 바와 같이, 위 스크루(64, 65)와 아래 스크루(66)는 각 스크루의 기어(64a, 65a, 66a)가 아이들 기어열(67)을 통하여 회전 구동축(79)에 설치된 제 2 클러치(68)와 구동 연결되고 이 제 2 클러치(68)의 온·오프에 의해 그 구동이 제어된다.

또, 도 6에 나타낸 바와 같이, 서브 호퍼(61)에는 분말체 펌프(70)에 의해 이송된 토너가 공급되는 위치 A 근처의 측벽에 소정의 토너량을 검지하는 토너 검지 수단으로서의 토너 센서(69)가 설치되어 있다. 본 예의 토너 센서는 진동식의 센서로서, 윗실(62)내의 토너에 접촉하는 토너 센서 검지면(69a)으로 소정 토너량의 유무를 검지하는 것이다.

이와 같이 구성된 토너 보급 장치는 토너 농도 센서(도시하지 않음) 등에 의해 현상 장치(60)로의 토너 보급 명령이 내려지면, 제2 클러치(68)가 온 하여 위 스크루(64, 65)와 아래 스크루(66)를 동작시킨다. 위 스크루(64, 65)와 아래 스크루(66)를 동작시키면, 그 회전에 따라 소정량의 토너가 현상 장치(60)에 보급된다. 한편, 서브 호퍼(61)로의 토너 보급에 대해서는 토너 센서(69)가 이 호퍼내의 토너량을 감시하고, 그 토너 검지량이 규정량을 하회하면, 분말체 펌프(70)가 동작하여 토너 수납 용기(80)의 토너가 서브 호퍼(61)내에 보급된다. 이 때, 서브 호퍼(61)로의 토너 보급량은 고도의 정밀도로 제어할 필요는 없고, 따라서 분말체 펌프(70)에 의한 토너 이송량은 상하 스크루로 현상 장치(60)에 보급하는 양보다 많게 설정되어 있다.

또, 분말체 펌프(70)를 몇 회 동작시켜도 토너 센서(69)의 토너 검지량이 규정량을 하회한 채로 있을 때, 토너 수납 용기(80)의 토너가 거의 없어진 토너 니어 엔드(near end)라고 판단된다. 그리고, 토너 니어 엔드라고 판단되면, 예컨대 조작부의 패널(도시하지 않음)에 카트리지 교환을 표시하고, 이 토너 수납 용기(80)가 교환되지 않은 경우에는 소정 횟수 화상 형성을 수행한 후에 화상 형성 등을 정지시킨다.

그런데, 본 실시예의 컬러 복사기는 분말체 펌프(70)에 의해 토너 수납 용기(80)의 토너를 현상 장치(60)에 보급하므로, 토너 수납 용기(80) 세트부(110)의 설치 위치에 대한 자유도가 높다. 그러나, 세트부(110)를 복사기 본체(100)의 하부 측에 설치하면, 사용자가 허리를 구부리고 토너 수납 용기(80)의 교환 작업을 하지 않으면 안되므로 세트부(110)는 복사기 본체(100)의 상부에서, 또한 정면측에서 조작할 수 있는 위치에 마련하는 것이 바람직하다. 나아가 토너 수납 용기(80)는 수납하는 토너의 절대량이 적으면 빈번하게 교환하지 않으면 안되기 때문에 어느 정도의 수납량을 확보하고자 하는 요구가 있다.

상기한 컬러 복사기에 있어서, 이와 같은 요구를 모두 만족하는 토너 수납 용기(80)의 세트부(110)로서 가장 적당한 위치는 도 8에 나타낸 바와 같이, 복사기 본체의 위쪽에 정면으로 설치된 조작부(120)의 바로 아래쪽에 있고, 동시에 복사기 본체의 앞쪽에 있는 적당한 크기의 공간 위치이다. 그러나, 이 위치에서는 위에 조작부가 있어 토너 수납 용기(80)를 세트부(110)에 삽입하는 데에 방해가 된다.

그래서, 본 실시예에서는 토너 수납 용기(80)가 토너 보급 수단의 일부 또는 전부와 함께 교환 가능한 교환 위치와 복사기 본체(100)내의 정규 위치 사이를 이동하도록 구성되어 있다. 즉, 토너 수납 용기(80)는 세트부(110)과 함께 정규 위치와 교환 위치 사이를 이동 가능토록 장착되는데, 교환 위치로 이동하면 용기를 교환할 수 있게 된다.

본 실시예의 세트부(110)는 복사기 본체(100)와 측판(130)을 사이에 두고 서로 등을 맞대는 위치로 설치되어 있다. 이 세트부(110)에는 토너 수납 용기(80)를 유지하는 홀더(121)가 구비되고, 이 홀더(121)내의 하부에는 상기한 노즐(90)이 수직으로 설치되어 있다. 이 홀더(121)는 도 8에 나타낸 바와 같이, 측판(130)에 회전축(131)을 중심으로 하여 회전 가능하게 지지되고, 이 구성에 의해 세트부(110)는 정규 위치와 교환 위치 사이에서 요동된다. 즉, 세트부는 정규 위치로부터 측판(130)의 근처, 동시에 토너 수납 용기(80)의 하부 측에 설치된 회전축(131)을 중심으로 하여 도 8의 역시계 방향으로 회전하는 점선으로 나타내는 교환 위치로 회전한다. 나아가, 본 장치에는 세트부(110)를 정규 위치에 유지하는 스토퍼(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 이 스토퍼는 조작 단추(111)를 누르면 해제되며, 이 때 세트부(110)는 자중에 의해 교환 위치로 이동한다. 또, 교환 위치에 있는 세트부(110)를 사용자가 밀어 올리면, 세트부(110)가 스토퍼에 걸려 정규 위치에 유지된다. 이 스토퍼로서는 각종 구성의 것을 사용할 수 있지만, 교환 위치로부터 정규 위치 사이의 이동을 허용하는 탄성 부세(付勢)된 테이퍼 붙은 걸림톱이면 간단한 구성이면서 유리하게 이용할 수 있다.

상기 세트부(110)와 분말체 펌프(70), 서브 탱크(61)는 측판(130)을 사이에 두고 서로 등을 맞대고 배치되어 있기 때문에, 노즐(90)과 분말체 펌프(70)를 연결하는 토너 이송 관(85)은 측판(130)의 관통공(도시하지 않음)을 통하여 노즐(90)과 분말체 펌프(70)를 접속하고 있다. 이 때, 세트부(110)는 교환 위치와 정규 위치 사이에서 요동되지만, 상기한 바와 같이 토너 이송 관(85)은 유연성(flexible)을 구비하고 있기 때문에, 이와 같은 움직임에 대하여 여유를 갖는 길이로 함으로써 세트부(110)의 이동에 의해 관이 파손되거나 빠지는 등의 문제가 발생하지 않는다. 그러나, 토너 이송 관(85)의 길이에 여유를 너무 많이 취하면, 조립시나 토너 교환 동작시에 다른 부품이 토너 이송 관(85)에 걸려 관이 빠지거나 접어지기 쉽다. 그러나, 상기 관통공을 회전축(131)의 부근에 마련하면 관의 움직임이 작아 여유량도 작게 할 수 있다.

그런데, 토너 이송 관(85)이 1개이면, 세트부의 요동으로 관통공의 내주면과 관의 외주면이 마찰되어 관이 파손되는 경우가 있다. 그래서, 토너 이송 관(85)은 1개에만 한정하지 않고, 복수개를 연결하여 구성한 것이어도 좋다. 이 경우, 도 9에 나타낸 바와 같이, 관통공의 위치에 측판(130)에 고정한 중계 파이프(132)를 설치하고, 노즐(90)로부터 중계 파이프(132)를 연결하는 제 1 관(85a)과 중계 파이프(132)로부터 분말체 펌프(70)를 연결하는 제 2관(85b)으로 구성할 수 있다. 이와 같이 구성한 경우, 세트부(110)의 요동으로 노즐(90)의 위치가 움직이므로 제 1관(85a)은 그 움직임을 방해하지 않는 변형이 용이한 재질의 것을 사용하고, 또 분말체 펌프(70)는 위치가 변하지 않기 때문에 제 2관(85b)은 관의 파손 등을 방지하기 위해 강성이 높은 재질의 것을 사용하는 등, 상이한 재질의 것을 사용할 수 있다.

본 실시예에서는 도 10에 나타낸 바와 같이, 컬러용(Y, M, C)의 토너 수납 용기(80)를 유지하는 홀더부(121a)와 블랙용의 토너 수납 용기(80)를 유지하는 홀더부(121b)가 마련되어 있다. 따라서, 컬러 토너 수납 용기 중 어느 하나를 교환하는 경우, 3개의 토너 수납 용기를 동시에 정규 위치로부터 교환 위치로 이동시킨 후 그 중의 하나를 교환한다. 토너 수납 용기 교환을 수행할 때에는 토너 수납 용기(80)를 도 8의 화살표 P3 방향으로 취출하고, 새로운 용기를 화살표 P3의 역방향으로 홀더(121)내에 삽입하면 된다. 또한, 옐로우용, 마젠타용, 시안용, 블랙용의 토너 수납 용기(80)를 하나의 홀더에 수납하고 4개의 토너 수납 용기가 동시에 정규 위치와 교환 위치 사이를 이동하도록 세트부(110)를 구성할 수도 있고, 토너 수납 용기(80)마다 독립한 홀더부를 구비하고 4개의 토너 수납 용기가 각각 정규 위치와 교환 위치 사이를 이동하도록 세트부(110)를 구성할 수도 있다.

상기한 컬러 복사기에 있어서는 토너 엔드(end) 등에 의해 토너 수납 용기(80)를 교환할 때, 도시하지 않은 앞 커버를 개방하여 교환하도록 할 수도 있고, 토너 수납 용기의 교환 전용 커버를 마련하여 교환하도록 할 수도 있다. 화상 형성 장치는 앞 커버 등을 개방하면, 화상 형성 동작을 수행하지 않도록 설정되어 있지만, 용기 전용 커버를 개방하여 교환하도록 하면 이 커버를 개방해도 화상 형성 동작이 실시되도록 할 수 있다.

토너 수납 용기 전용 커버를 개방하여 교환을 수행하도록 하는 경우, 본 실시예의 장치에서는 서브 호퍼(61)를 구비하고 있으므로, 토너 수납 용기(80)가 비어 있어도 화상 형성을 실시할 수 있다. 따라서, 토너 수납 용기(80)가 빈 용기라는 신호를 받아도 화상 동작을 중단하지 않고 조작부에 교환 표시를 하여 토너 수납 용기(80)가 교환되었을 때, 본 장치에서는 세트부(110)가 교환 위치에 있어도 토너 수납 용기(80)가 세트되면 분말체 펌프(70)에 의해 토너 보급을 실시할 수 있다. 따라서, 토너 수납 용기(80)의 토너 엔드에 의해 화상 형성 동작을 중단시키는 일 없이 연속 가동이 가능하여 작업성이 향상된다.

또한, 본 실시예에서는 세트부(110)가 교환 위치에 있어도 토너 수납 용기(80)가 세트되면 분말체 펌프(70)에 의해 토너 보급이 가능한 것을 이용하여 용기가 세트되면 즉시 분말체 펌프(70)를 동작시키고 이것에 의해 토너가 보급되었는지 여부를 감시하게 함으로써 용기 세트 불량을 검지하게 할 수도 있다.

본 발명의 구성에 의하면, 토너 수납 용기가 화상 형성 장치 본체에 대하여 착탈 가능하게 장착될 수 있는 교환 가능한 용기이며, 이 토너 수납 용기가 교환 가능한 교환 위치와 화상 형성 장치 본체내의 정규 위치 사이를 토너 보급 수단의 일부 또는 전부와 함께 이동하므로, 토너 수납 용기의 교환성과 토너 용량 확보를 양립시킬 수 있다. 또한, 토너 수납 용기가 교환 위치에 있어도 토너 보급이 가능하고, 또한 세트 오류 검지에 이용할 수도 있으며, 토너 교환시의 장치 정지를 없애어 작업성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명의 구성에 의하면, 토너 보급 수단이 토너 수납 용기와 현상 장치를 연결하는 유연한 재질의 보급로를 구비하므로, 토너 수납 용기와 현상 장치의 연결을 해제하지 않고 토너 수납 용기를 교환 위치로 이동할 수 있다. 또한 토너 수납 용기는 현상 장치에 인접시킬 필요가 없어 레이아웃상의 자유도를 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명의 구성에 의하면, 토너 보급 수단이 내부에 나선형 홈을 구비하는 탄성 부재의 고정자와, 고정자 내부에서 회전함으로써 축방향으로 토너를 이동시키는 회전자를 구비한 스크루 펌프를 구비하고, 이 스크루 펌프에 의해 발생하는 부압에 의해 상기 토너 수납 용기내의 토너가 현상 장치에 보급되므로, 토너 수납 용기와 현상 장치의 연결을 해제하지 않고 토너 수납 용기를 교환 위치로 이동시킬 수 있으며, 또한 교환 위치에 있는 토너 수납 용기로부터도 토너를 보급할 수 있다.

또한 본 발명의 구성에 의하면, 토너 수납 용기가 회전에 의해 토너 보급 수단의 일부 또는 전부와 함께 교환 위치와 정규 위치 사이를 이동하므로, 이동 조작이 용이하다.

또한 본 발명의 구성에 의하면, 보급로가 교환 위치와 정규 위치의 사이를 회전 이동하는 토너 수납 용기의 회전축 근처를 통과하므로, 교환 위치와 정규 위치의 이동으로 인해 보급로가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 발명의 구성에 의하면, 보급로가 복수개의 보급로부를 연결하여 구성되고, 이 보급로부의 연결부가 회전축 근처에 설치되어 있으므로, 교환 위치와 정규 위치 사이의 이동으로 인해 보급로가 파손되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

또한 본 발명의 구성에 의하면, 보급로의 복수개 보급로부 중 적어도 어느 하나가 다른 보급로부와 재질이 상이하므로, 교환 위치와 정규 위치의 이동에 의한 움직임을 허용하는 동시에, 교환 위치와 정규 위치 사이의 이동으로 인해 보급로가 파손되는 것을 보다 확실히 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컬러 복사기의 구성도.

도 2는 도 1의 컬러 복사기 본체의 주요부 구성도.

도 3은 도 2에 나타낸 탠덤 화상 형성 기구의 주요부 확대도.

도 4는 도 1의 컬러 복사기의 토너 보급 장치 구성을 나타내는 설명도.

도 5는　토너 보급부의 외관 사시도.

도 6은　서브 호퍼 윗실(室)의 설명도.

도 7은　서브 호퍼 아랫실의 설명도.

도 8은　토너 수납 용기의 세트부를 나타내는 설명도.

도 9는　보급로의 중계부를 나타내는 단면 설명도.

도 10은　세트부의 토너 수납 용기 배치예를 나타내는 설명 사시도.

　　<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

　60　 현상 장치

　70　 분말체 펌프

　80Y, 80C, 80M, 80Bk　 토너 수납 용기

　100　 복사기 본체

Claims

화상 담지체에 형성된 정전 잠상을 가시상(可視像) 처리하는 현상 장치와,

화상 형성 장치 본체에 대하여 착탈 가능하게 장착할 수 있고 또한 교환 가능한 상기 현상 장치에 보급할 토너를 수납하는 토너 수납 용기와,

상기 토너 수납 용기내의 토너를 현상 장치에 보급하는 토너 보급 수단

을 구비하며,

이 토너 수납 용기는 토너 수납 용기를 교환 가능한 교환 위치와 상기 화상 형성 장치 본체내의 정규 위치 사이를 상기 토너 보급 수단의 일부 또는 전부와 함께 이동하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1항에 있어서,

상기 토너 보급 수단은 상기 토너 수납 용기와 상기 현상 장치를 연결하는 유연하고 내토너성이 뛰어난 고무 재질의 보급로를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1항에 있어서,

상기 토너 보급 수단은 내부에 나선형 홈을 구비하는 탄성 부재의 고정자와, 고정자 내부에서 회전함으로써 축방향으로 토너를 이동시키는 회전자를 구비한 스크루 펌프를 마련하고, 이 스크루 펌프에 의해 발생하는 부압에 의해 상기 토너 수납 용기내의 토너를 상기 현상 장치에 보급하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제1항에 있어서,

상기 토너 수납 용기는 회전에 의해 상기 토너 보급 수단의 일부 또는 전부와 함께 상기 교환 위치와 상기 정규 위치 사이를 이동하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제2항에 있어서,

상기 보급로는 상기 교환 위치와 상기 정규 위치 사이를 회전 이동하는 상기 토너 수납 용기의 회전축 근처를 통과하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제5항에 있어서,

상기 보급로는 복수개의 보급로부를 연결하여 구성되고, 이 보급로부의 연결부는 상기 회전축 근처에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제6항에 있어서,

상기 보급로의 복수개 보급로부 중 토너 수납 용기의 노즐로부터 연결부를 연결하는 보급로부는 변형이 용이한 재질로 이루어지고, 상기 연결부로부터 분말체 펌프를 연결하는 보급로부는 강성이 높은 재질로 이루어져서 서로 재질이 다른 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
현상 장치에 의해 화상 담지체에 형성된 정전 잠상을 가시상 처리하는 단계와, 상기 현상 장치에 보급할 토너를 토너 수납 용기에 수납하는 단계와, 토너 보급 수단에 의해 상기 토너 수납 용기내의 토너를 상기 현상 장치에 보급하는 단계를 포함하는 화상 형성 방법에 있어서, 상기 토너 수납 용기는 화상 형성 장치 본체에 대하여 착탈 가능하게 장착할 수 있는 교환 가능한 용기이며, 이 토너 수납 용기는 토너 수납 용기를 교환 가능한 교환 위치와 상기 화상 형성 장치 본체내의 정규 위치 사이를 상기 토너 보급 수단의 일부 또는 전부와 함께 이동하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제8항에 있어서,

상기 토너 보급 수단은 상기 토너 수납 용기와 상기 현상 장치를 연결하는 유연하고 내토너성이 뛰어난 고무 재질의 보급로를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제8항에 있어서,

상기 토너 보급 수단은 내부에 나선형 홈을 구비하는 탄성 부재의 고정자와, 고정자 내부에서 회전함으로써 축방향으로 토너를 이동시키는 회전자를 구비한 스크루 펌프를 마련하고, 이 스크루 펌프에 의해 발생하는 부압에 의해 상기 토너 수납 용기내의 토너를 현상 장치에 보급하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제8항에 있어서,

상기 토너 수납 용기는 회전에 의해 상기 토너 보급 수단의 일부 또는 전부와 함께 상기 교환 위치와 상기 정규 위치 사이를 이동하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제9항에 있어서,

상기 보급로는 상기 교환 위치와 상기 정규 위치 사이를 회전 이동하는 상기 토너 수납 용기의 회전축 근처를 통과하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제12항에 있어서,

상기 보급로는 복수개의 보급로부를 연결하여 구성되고, 이 보급로부의 연결부는 상기 회전축 근처에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제13항에 있어서,

상기 보급로의 복수개 보급로부 중 토너 수납 용기의 노즐로부터 연결부를 연결하는 보급로부는 변형이 용이한 재질로 이루어지고, 상기 연결부로부터 분말체 펌프를 연결하는 보급로부는 강성이 높은 재질로 이루어져서 서로 재질이 다른 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.