KR100523153B1 - 하우징 및 핀 구조를 갖는 토너 카트리지 - Google Patents

Abstract

본 발명의 토너 카트리지(1)는 손잡이(3a, 3b), 커버(25), 측벽(33, 245) 및 클리너 챔버(27)를 형성하는 유닛 조립체를 갖고, 광도전체 롤러(43)를 지탱한다. 각각의 측벽은 호퍼(61)의 측면으로부터 핀(37a, 37b)을 느슨하게 수용하는 U-형상의 하우징(35, 247)을 갖는다. 호퍼는 토너 부가 롤러(45)와 현상기 롤러(43)를 지탱하는 유닛 조립체의 일부이다. 호퍼의 측면으로부터 제2 핀(131a, 131b)은 광도전체 롤러에 대하여 현상기 롤러를 압박하기 위해 2개의 조립체를 함께 끌어당기는 스프링을 소유한다. 호퍼는 프린터 내에서 롤러 상에서 이동시키기 위해 각각의 측면 상에 편평한 가로대(161a, 133a)를 역시 갖는다. 이는 카트리지가 중앙의 위치결정 엘리먼트(29a, 29b), 삽입을 위한 날개형 가이드(9a, 9b), 하부 셔터(7)를 열기 위한 링크(13a, 13b), 및 축상에 적극적으로 위치시키기 위한 광도전체 축(47)의 비차단 단부를 갖게 한다.

Description

하우징 및 핀 구조를 갖는 토너 카트리지

본 발명은 전자사진 현상(Electrophotographic development)에 관한 것이며, 보다 상세하게는 토너 펌프 및 관련 구조물이 없는 토너 카트리지에 관한 것이다.

<관련된 출원>

하기 미국 특허 출원들은 "전자사진 출력 장치(Electrophotographic Output Device)에 이용하기 위한 다기능 인코더 휠(Multiple Function Encoder Wheel for Cartridges Utilized in an Electrophotographic Output Device)"이라는 표제 하에 1996년 2월 16일자로 특허 제08/602,648호로 출원되어, 미국 특허 제5,634,169호로 현재 특허가 허여된 상기 출원과 동일자로 특허 출원 제 08/770,327호; "외부 플래너 설치 가이드를 구비한 토너 카트리지(Toner Cartridge with External Planar Installation Guides)," 제 08/770,328호; "호퍼 출구 교반기를 구비한 토너 카트리지(Toner Cartridge with Hopper Exit Agitator)," 제 08/770,328호, "광도전체 축 상에 위치하는 토너 카트리지(Toner Cartridge with Locating on Photoconductor Shaft)," 제 08/770,326호; "열 차폐 셔터를 구비한 토너 카트리지(Toner Cartridge with Heat Shield Shutter)," 및 제 08/770,334호;"토너 카트리지에서 통풍 플러그(Venting Plug in Toner Cartridge),"라는 표제 하에 출원된 5개의 특허와 제 29/066,775호; "레이저 프린터용 토너 카트리지(Toner Cartridge for Laser Printer)"라는 표제 하에 상기 출원과 동일자로 출원된 장식물 의장 출원에서 개시되고 통합된 주제를 가리킨다.

본 발명의 양수인은 2가지 상이한 일반 디자인의 토너 카트리지를 제조 판매해 왔다. 대형 레이저 프린터용 카트리지는 알드리히(Aldrich) 등의 미국 특허 제5,012,289호 및 몰로이(Molloy)의 동 제5,136,333호에 기재된 유형의 토너 계량기에 대한 펌프를 구비한 한편, 카트리지의 외부 구조는 크라프트(Craft) 등의 미국특허 제5,136,333호에 기재된 바와 같다. 카트리지의 다른 부품들에 대한 세부 사항은 변화되고 있다.

소형 발광 다이오드 프린터형 카트리지는 베이커(Baker) 등의 미국 특허 제5,337,032호에 기재된 바와 같이, 토너 부가 롤러(toner adder roller)를 갖는 레벨 아래로 잘 연장하는 토너 호퍼를 갖고, 베이커(Baker) 등의 미국 특허 제5,331,378호에 기재된 바의 현상기 롤러 시스템 및 광도전체 롤러에 대해 독립적인 드라이브 시스템을 갖는다.

본 발명은 광도전체 조립체와 호퍼 조립체 사이에 느슨한 하우징 및 핀 접속을 사용한다.

선행 기술의 카트리지는 하우징 및 광도전체 조립체에 호퍼 조립체를 접속시키는 트랙상에서 운행하는 최소한 3개의 휠을 갖는다. 이들 휠은 호퍼 조립체의 현상기 롤러와 하우징 조립체의 광도전체 롤러 사이의 접촉력을 조절하기 위해 2개의 조립체가 갖는 평면을 한정한다. 카트리지에서 이러한 휠 모두를 가지게 되면, 이들 휠이 급지 경로에 대한 현상기 유니트의 위치적 변화를 더 심하게 한다는 점에서 해로운 영향을 준다. 또한, 카트리지를 거칠게 취급하는 동안 카트리지 내의 전방 휠들은 토너의 중량 때문에 파괴되는 경향이 있다.

본 발명에서는 단지 2개의 후방 롤러가 카트리지 내에 존재한다. 종래의 카트리지에서 2개의 전방 휠에 대응하는 2개의 롤러가 프린터 내에 존재한다. 카트리지 내의 호퍼는 이들 카트리지를 수용하는 편평한 표면을 갖는다.

본 발명의 토너 카트리지는 손잡이, 커버 및 클리너 챔버(cleaner chamber)로서 구성되고, 광도전체 롤러를 지탱하는 제1 유닛 엘리먼트(unitary element)를 갖는다. 2개의 측벽 각각은 제2 유닛 엘리먼트의 핀을 느슨하게 수용하는 하우징을 갖는다. 제2 유닛 엘리먼트는 현상기 롤러를 지탱하고, 그리고 각각의 측면 상에 2개의 핀을 갖고, 핀 중의 하나가 각각의 하우징에 설치된 토너 호퍼를 갖는다. 제2 핀은 일반적으로 종래의 것과 마찬가지로, 광도전체 롤러에 대해 현상기 롤러를 압축시키기 위한 2개의 유닛 엘리먼트를 접속한다.

호퍼 엘리먼트는 커버 엘리먼트에 단지 느슨하게 접속되기 때문에, 호퍼는 그것이 설치된 프린터의 프레임에 대해 이동함으로써 조절될 수 있다. 이는 프린터 내의 롤러 상에 정지시키기 위해 각각의 측면 상에 편평한 가로대(ledge)를 갖는 호퍼에 의해 용이하게 달성된다. 바람직한 디자인은 상단의 프린터로부터 압력을 수용하는 중앙의 위치결정 엘리먼트, 각 측면 상의 만곡된 평판의 날개형 가이드 엘리먼트, 상기 날개형 가이드 위에서 각 측면 상의 하부 셔터에 연결되는 링크를 갖고, 상기 가이드가 프린터 내로 삽입될 때 셔터를 열기 위해 상기 날개형 가이드가 이동하게 되며, 광도전체 롤러의 중심 축은 하부 위치결정부(locator)로서 작용하도록 차단되지 않는다.

현상기 유니트의 밑면이 급지 경로의 일부이기 때문에, 프린터에 따라 호퍼 조립체를 조절하면 급지 경로의 위치 정확성이 개선된다. 거칠게 취급할 때 종래의 카트리지의 대응하는 휠이 파괴되는 경향이 있었지만, 본 발명의 카트리지는 거칠게 취급하여도 잘 견디어 낸다. 또한, 휠 및 이들의 설치비용이 카트리지로부터 제거된다는 작은 장점도 있다.

독립된(self-contained) 제거식 프린터 카트리지(1)를 상부 및 좌측 후방으로부터 바라본 사시도로 도 1에 나타냈다. (손잡이(3a 및 3b)는 정면이고, 선회식 상부 셔터(5)를 갖는 쪽은 상부면이다).

예시할 목적으로, 도 1은 개방 위치로 하향 선회하는 상부 셔터(5) 및 개방 위치로 후방 및 상향 선회하는 하부 셔터(7)를 나타낸다. 실제 작동 중에, 이들 위치는 카트리지(1)가 아래 설명하게 되는 바와 같이 설치된 프린터 또는 다른 장치와 상호 작용함으로써 달성된다.

프린터 내로 카트리지(1)의 삽입을 용이하게 하고 가이드하기 위해, 카트리지(1)는 좌측 날개형 가이드(9a) 및 우측 날개형 가이드(9b)를 갖는다. 날개형 가이드(9a 및 9b)는 정면 근처를 제외하고는 비교적 큰 원호로서 형성된 얇은 평판(plane)이며, 바닥(9aa)이 하향으로 확장되어 있다. 날개형 가이드(9a 및 9b)는 서로 거울상이며, 다만 본원에 기재된 특정 실시예에서, 예를 든 카트리지(1)가 설치될 특정 프린터에 의해 제공되는 폭을 간단히 수용하기 위해 좌측 날개형 가이드(9a)가 우측 날개형 가이드(9b)보다 더 넓다(횡방향으로 더 연장된다).

본 명세서에 기재된 실시예에서, 하부 셔터(7)는 좌측 상단 액추에이터 링크 암(11a) 상의 좌측 후방 커버(31a)로부터 그리고 하부 셔터(7)의 반대 측면 상에 위치하는 우측 상단 액추에이터 링크 암(11b) 상의 후방 커버(도시하지 않음)로부터 선회한다. 각각의 링크 암(11a 및 11b)은 각각의 액추에이터(13a 및 13b)와 일체로 형성되고, 각각의 액추에이터는 각각의 날개형 가이드(9a 및 9b) 위로 연장하는 직사각형 액추에이터 표면(13aa 및 13bb) 각각을 갖는다.

선회식 하부 셔터 링크(15a)와, 이 하부 셔터 링크(15a) 및 좌측 상단 액추에이터 링크 암(11a)으로 선회한 하부 셔터의 측면(17a)은 액추에이터(13a)의 회전에 반응하여 하부 셔터(7)의 회전을 제공하기 위해 종래의 4개의 바 연동 장치(bar linkage)를 완성한다. 코일 스프링(19a)의 후방 단부는 카트리지가 프린터 또는 기타 장치 내로 삽입되지 않을 때 하부 셔터(7)를 폐쇄상태로 편향시키기 위해 링크 암(11a) 내의 하부 훅(11aa)에 접속된다. 코일 스프링(19a)의 정면 단부는 액추에이터(13a) 아래의 상부 홀(31aa)에 접속된다. 이들 부품(도 3에 도시하지 않음)의 거울상은 반대 측면에 존재하고, 그의 대응하는 부품은 "b"자를 갖는 동일한 번호로 나타낼 것이다.

카트리지(1)가 프린터 내에 삽입될 때, 액추에이터 표면(13aa 및 13bb)은 프린터의 짝짓는 표면(mating surface)에 의해 도 1에 나타낸 바와 같이 각각의 날개형 가이드(9a, 9b) 위의 위치에 하향으로 가압된다.

조작자가 홀(3aa, 3bb)을 통해 손잡이(3a, 3b)를 잡고 상부 셔터(5) 방향으로 및 프린터(도 10에서 291)의 후방으로 카트리지(1)를 이동시키면 카트리지(1)가 삽입되고, 프린터에 카트리지가 설치된다. 홀(3aa 및 3bb)을 제외하고, 손잡이(31, 3b) 아래의 카트리지(1)의 폭을 따라 일정한 간격으로 위치하는 일련의 상향 연장 리브(21)는 강도를 제공하며, 한편 홀(3aa 및 3bb)은 인간의 손가락이 손잡이(3a, 3b)를 잡는 공간을 제공한다. 좌측면에는 비교적 넓은 상향 연장 탭(23)이 제공된다. 본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 전형적인 프린터의 바람직한 조합에서, 탭(23)의 상단은 카트리지(1)가 설치되었음을 검출하도록 프린터 내의 물리적 감지 스위치와 상호 작용한다.

정면 커버(25)는 그 위에 손잡이(3a, 3b), 리브(21) 및 탭(23)이 일체로 형성되어 있고, 후술하는 개별 토너 호퍼 위에 존재한다. 클리너 챔버(27)의 상단 커버는 상부 셔터(5)의 후방에 존재한다.

날개형 가이드(9a 및 9b)의 바로 안쪽에는 볼록하고 긴 위치결정 표면(29a, 29b)이 있으며, 카트리지(1)가 설치될 때 카트리지(1)의 토닝 메카니즘(toning mechanism)을 확고하게 위치시키기 위해 프린터에 의해 상기 위치결정면에 압력이 가해진다. 위치결정 표면(29a 및 29b), 날개형 가이드(9a 및 9b) 및 날개형 가이드(9a) 아래의 후방 커버(31)는 클리너 챔버(27)와 함께 일체로 형성된다. 또한, 이들 엘리먼트들은 손잡이(3a, 3b)를 갖는 정면 커버(25) 및 좌측에 있는 외부 커버(33)와 일체로 형성되며, 상기 외부 커버는 정면 커버(25)의 길이와 일반적으로 동일한 길이로 연장된다. 외부 커버(33)는 그의 상단에 U-자형 하우징(35)을 갖는다. 하우징(35)은 나중에 설명하게 될 스페이서 스터드(spacer stud:37a)를 둘러싸며, 조립 홀(39a)이 외부 커버(33)의 상부 정면 근처에 있고, 스프링 보유 홀(39b)이 외부 커버(33)의 하부 정면 근처에 있다.

커플러(coupler:41)는 현상기 롤러(43)(도 1에 도시하지 않음) 및 토너 부가 롤러(45)(도 1에 도시하지 않음)를 회전 가능하게 구동시키는 올드햄(Oldham) 커플러를 포함하는 프린터로부터 구동 엘리먼트를 수용한다. 커플러(41) 후방에는 광도 전체 롤러(49)(도 1에 도시되지 않은 롤러)의 축(47)이 있다.

도 2는 내부 엘리먼트를 나타내기 위해 상단 근처가 절단된 카트리지(1)의 상부 및 좌측 정면으로부터 바라본 사시도이다. 바로 정면에 패들(paddle:63)을 갖고, 작동하는 동안 도 2에 나타낸 바와 같이 시계 방향으로 회전하는 대형 원통형 토너 호퍼(61)가 존재한다. 패들(63)은 아래 설명하게 되는 바와 같이 삽입되는 최좌측 섹션(63aa)을 제외하고는 호퍼(61)의 폭을 가로질러 연장하는 외부 토너 이동 바(63a)를 갖는다. 카트리지(1)가 프린터에 작동 가능하도록 설치될 때 호퍼(61)의 후방 벽(61a)은 편평한 표면(61aa)으로서 호퍼(61)의 전체 높이의 약 1/3에서 종료된다(구체적으로, 호퍼(61)는 106mm 직경을 갖고, 호퍼(61)의 가장 낮은 지점으로부터 후방 벽(61a)의 가장 높은 지점의 표면(61aa)과 일치하는 수평면까지 수직 거리는 35.3 mm임). 후방 벽(61a)의 상부 표면(61aa)은 얇고, 그의 금형으로부터 성형된 부품의 제거를 용이하게 하기 위해 호퍼(61)로부터 약간 하향 경사지게 편평하다. 교반기 바(65)로부터의 연장부(65a)는 매달린 탭(depending tab:65b)(도 9 참조)을 가지며, 이 매달린 탭은 상부 표면(61aa) 상에 정착함으로써 상부 표면(61aa) 보다 약간 위에 교반기 바(65)를 위치시킨다. 연장부(65a)는 상부 표면(61aa)을 지나서, 패들(63)의 바(63a)가 회전함에 따라 연장부(65a)와 직면하는 위치까지 연장된다. 상부 표면(61aa)과 대향한 표면(61aaa)에서부터 토너가 배출되며, 이 표면(61aaa)은 편평하고, 카트리지(1)가 프린터 내에 작동 가능하도록 설치될 때 수직에서 약 50도가 된다(도 9에서 최상으로 보임).

후방 벽(61a)의 후방부에 위치하는 수직 리브(67)는 호퍼(61)의 상단으로부터 아래로 약 1/3에 형성된 상단 벽(69)을 위한 보강재이다. 패들(63)의 토너 이동 바(63a)는 호퍼(61)의 측면에 밀접해 있으며, 다만 후방 벽(61a)의 상단 및 상단벽(69)의 시작점이 호퍼(61)로부터 후방으로 카트리지(1)의 토닝 메카니즘으로 전달될 토너를 위한 개구를 형성하고 있다. 이러한 구성은 도 9에 가장 잘 도시되어 있다.

도 2에서, 커플러(41)가 직접적으로 부착된 현상기 롤러(43)의 작은 부분이 리브(67)를 지나가는 것으로 보인다. 현상기 롤러(43)는 광도전체 롤러(49)와 접촉하며 병렬로 배치된다. 클리너 챔버(27)는 일정 간격을 두고 위치한 수직 내부 배플(71)을 가지며, 이 배플은 보강 부재일 뿐만 아니라 클리너 챔버(27) 내의 토너의 불균형 축적을 제한하는 부재이다. 현상하는 동안 전달되지 않는 토너는 세척용 블레이드(73)에 의해 광도전체 롤러(49)로부터 폐기되고, 상기 세척용 블레이드는 강도를 증가시키기 위해 수평 보강판(73aa)을 갖는 수직 패널(73a)에 설치된다. 도 3에 잘 나타낸 바와 같이, 패널(73a)은 지지 부재(75)에 설치되고, 이 지지부재는 양측면에서 수직 칼럼(75a, 75b)(도 2)을 갖는다. 패널(73a)은 스크류(77a)에 의해 수직 칼럼(75a)에 그리고 스크류(77b)에 의해 수직 칼럼(75b)에 설치된다.

도 3은 카트리지(1)의 내부 구성을 나타내기 위해 클리너 부분 및 추가의 커버 엘리먼트를 제거한 상단 우측 정면도이다. 단단한 강철봉으로 된 닥터 블레이드(91)는 현상기 롤러(43)와 평행하게 연장하고, 그와 가압 접촉된다. 닥터 블레이드(91)는 토너 부가 롤러(45)를 향하여 수직에서 약 20도 경사로 롤러(43)와 접촉한다. 또한, 도 3에는 금속 전기적 접점(93)이 닥터 블레이드(91)에 연결되고, 금속 전기적 접점(95)이 토너 부가 롤러(45)에 연결되고, 금속 전기적 접점(97)이 현상기 롤러(43)에 연결되어 있는 것이 도시되어 있다. 접점들의 외측 단부(93a, 95a, 97a)는 카트리지(1)가 설치될 때 프린터 내의 금속 접점들과 접촉하게 됨으로써 프린터로부터 전기적 전위를 수용하는 전기적 접점을 이루게 된다.

카트리지(1)의 현상 시스템은 본 발명의 양수인이 생산하는 옵트라(Optra) 상표 프린터와 본질적으로 매우 유사하다. 그러한 프린터 종류에서와 마찬가지로, 토너 부가 롤러(45)는 강철 축에 부착된 도전성 스폰지 물질이고, 현상기 롤러(43)는 강철 축에 부착된 반도체 물질이다. 카트리지(1)가 프린터에 사용하도록 설치될 때, 카트리지(1)는 일반적으로 도 3에 나타낸 바와 같은 방향을 취하고, 토너 부가 롤러(45)의 가장 낮은 표면을 포함하는 수평면이 호퍼(61)의 가장 낮은 지점보다 22.6 mm 위에 있다.

토너 부가 롤러(45) 및 현상기 롤러(43)는 호퍼(61)의 말단 부재(99 및 101)(도 4)의 후방 연장부(99a 및 101a)에서 회전가능하게 지지된다. 교반기(65)는 연장부(99a 및 101a)에 대해 선회하는 경우 연장부(99a)와 평행해지도록 굴곡부분(65aa)을 갖는다. 패들(63)이 회전할 때, 바(63a)가 연장부(65a)와 접촉함으로써 핀(103a)을 중심으로 교반기(65)를 상향 회전시킨다. 교반기(65)는 토너를 제거하기 위해 중력에 의해 후방 벽(61a) 근처로 복귀하고, 그렇지 않으면 토너가 배출 표면(61aaa) 상에 축적되는 경향이 있다(도 9 참조).

도 4는 호퍼(61)의 말단 부재(99 및 101) 및 이들의 연장부(99a 및 101a)를 보다 완전히 나타내는 커버 엘리먼트가 제거된 카트리지의 상단 우측 후면도이다. 말단 부재(101)는 스페이서 스터드(37b)와 일체로 형성된다. 스터드(37b) 아래 및 그의 정면에 스프링 설치 포스트(131b)가 존재하고, 이 포스트에 스프링(132b)의 한쪽 말단이 설치되고, 스프링의 다른 말단은 홀(242)에 설치된다(도 20에 잘 나타남).

말단 부재(101)는 직각의 차단벽(133)과 일체로 형성되며, 상기 차단벽은 하향 후방으로 연장하여 인코더 휠(135)을 물리적으로 보호하는 배리어의 작용을 한다. 차단벽(133)의 바닥부는 카트리지(1)가 설치될 때 프린터로부터 위치결정 롤러를 수용하기 위한 편평한 접촉면(133a)을 형성한다. 인코터 휠(135)은 비틀림 항복 부재(torsional yield member)를 갖는 패들 기어 조립체(163)를 통해 패들(63)에 결합되어 있어서 창(135a)의 위치를 감지함으로써 카트리지(1)가 설치된 프린터에 호퍼(61) 내의 토너 양에 관한 정보를 제공한다. 또한, 다른 창(135b)은 다른 정보를 제공하는 한편, 보다 넓은 창(135c)은 본래의 기준 위치를 제공한다. 광선 차단용 선택 라벨(136)은 창(135b)과 창(135c) 사이에 위치하고, 일련의 창(135b)을 봉쇄함으로써 휠(135)에 관한 정보를 만든다. 인코더 휠(135)의 세부 사항 및 작동은 "전사 장치에 이용되는 카트리지용 다중 기능 인코더 휠(Multiple Function Encoder Wheel for Cartridges Utilized in an Electrophotographic Output Device)"이라는 표제 하에 1996년 2월 16일자로 출원된 미국 특허 출원 제08/602,648호(현재 미국 특허 제5,634,169호)에 기재되어 있으며, 이 명세서의 발명에 기여하지 않는다.

도 4는 호퍼 연장부(101a)로부터 직각으로 연장하는 플로어(137)에 의해 지지되는 전기적 접점(93, 95 및 97)을 나타낸다. 수직 리브(139)가 플로어(137)로부터 접점들(93, 95 및 97) 사이로 연장하여 플로어(137)를 강화시킨다.

설치 롤러(141a)는 그 축이 호퍼 연장부(99a)에 지지되고, 대칭을 이루는 설치 롤러(141b)는 호퍼 연장부(101a)에 설치된다. 롤러(141a 및 141b)는 후술하는 바와 같이 카트리지(1) 커버의 내부 표면과 접촉한다. 호퍼(61)의 접촉면(133a 및 161a)(도 5)은 아래 기재하는 바와 같이 프린터 내의 롤러 상에서 정착한다.

호퍼 말단 부재(101)는 치밀하게 끼워 맞추어지는 탄성 원통형 플러그(143)를 수용하는 개구를 갖는다. 플러그(143)를 설치하기 전에, 토너는 개방 홀을 통해 호퍼(61)내로 적재되고, 다음에 플러그(143)가 상기 홀을 밀봉한다.

광도전체 롤러(49)는 그의 우측 단부에 트랜스퍼 롤러 구동 기어(145)를 갖고, 이 구동기어는 카트리지(1)가 프린터에 설치될 때 프린터 내에서 롤러를 구동시킨다.

도 5는 호퍼(61)의 부재(99 및 99a)의 외부를 보다 완전히 나타내는 커버 엘리먼트가 제거된 카트리지의 상단 좌측 후면도이다. 말단 부재(99)는 스페이서 스터드(37a)와 일체로 형성된다. 스터드(37a) 아래 및 그의 정면에 스프링 설치 포스트(131a)가 존재하고, 이 스프링 설치 포스트는 스프링(132a)의 한쪽 말단을 고정하고, 스프링의 다른 말단은 부재(431)(도 19)의 홀에 설치되고, 상기 부재는 커버(33)의 내부 연장부이다(도 2).

말단 부재(99)는 직각의 차단벽(161)과 일체로 형성되며, 이 차단벽은 하향 후방으로 연장하여 비틀림 패들 기어 조립체(163)를 물리적으로 보호하는 배리어로서 작용한다. 벽(161)의 바닥부는 카트리지(1)가 설치될 때 프린터로부터 위치결정 롤러를 수용하기 위한 편평한 접촉면(161a)을 형성한다. 패들 기어 조립체(163)의 상세한 설명은 본 명세서의 일부가 아니고, 상기 특허 출원 제08/602,648호(현재 미국 특허 제5,634,169호)에 보다 완전히 기재되어 있다.

광도전체 롤러(49)의 단부와 통합된 기어(49a)는 카트리지(1)가 프린터 내에 설치될 때 프린터 내의 맞물려 있는 기어로부터 동력을 수용한다. 커플러(41)는 현상기 롤러(43)와 통합되어 아이들러 기어(165)를 구동하고, 이 아이들러 기어는 토너 부가 롤러(45)와 통합된 기어(167)와 맞물림으로써 토너 부가 롤러(45)(도 3)를 구동한다. 커플러(41)는 프린터 내의 단일 모터로부터 동력을 받는 것이 바람직하지만, 구동부와 광도전체 롤러(49)를 분리하는 프린터 내의 드라이버로부터 동력을 수용한다.

기어(167)는 컴파운드 기어(169) 중에 대형 기어를 구동하고, 기어(169)는 컴파운드 기어(171) 중에 대형 기어를 구동하고, 기어(171)는 패들 기어(163)를 구동한다. 기어(165 및 169)를 설치한 기어 플레이트(173)는 설치 나사(175)에 의해 호퍼 연장부(99a) 상에 설치된다.

도 5는 도 3에 나타낸 것과 반대쪽 교반기(65)의 단부를 나타낸다. 그 단부는 핀(103b)에서 연장부(101a)로 선회할 때 말단 부재(101)의 연장부(101a)와 평행하게 되는 굴곡 부분(65bb)을 갖는다.

본 발명의 바람직한 실시예를 합체하는 카트리지의 상세한 설명을 계속하여, 도 6은 도 2의 단면과 유사하게 상단 근처가 절단된 카트리지의 상단 우측 후면도이다. 도 6은 판스프링(191)의 편향(bias)에 의해 현상기 롤러(43) 상에 가압되도록 설치된 닥터 블레이드(91)의 설치를 보다 분명히 나타낸다. 블레이드(91)는 탭(361)에 의해 좌측 후방에 위치하고(도 14에 잘 나타남), 호퍼 말단 부재(99a)의 연장부(196a)(도 12)에 의해 후방에 위치하고, 상기 호퍼 말단 부재는 닥터 블레이드(91)의 좌측면을 유지하기 위해 정면 및 후면 장벽을 형성한다. 마찬가지로, 우측에는, 후방 연장부(365)(도 13에 잘 나타남) 및 정면 연장부(366)를 포함하는 연장부(101a)로부터 연장하는 2개의 표면은 닥터 블레이드(91)의 좌측면을 지탱하는 케이지에 대칭적인 닥터 블레이드(91)의 우측부를 지탱하는 정면 및 후면을 형성한다. 닥터 블레이드(91)의 상단은 스프링(191)에 의해 유지된다. 닥터 블레이드(91)의 상단을 가로지르는 접착 테잎(192)은 종래의 장치와 마찬가지로, 밀봉을 위해 벽(69)(도 2)의 인접한 수평 에지 위에 걸려 있다.

스프링(191)은 중심으로부터 일정 간격을 두고 위치하는 무딘 단부(191a 및 191b)를 갖고, 상기 단부가 닥터 블레이드(91)와 접촉하여 블레이드를 현상기 롤러(43)쪽으로 하향 편향시킨다. 리브(67)와 통합된 중심 가로대는 스프링(191)의 중심을 수용하는 공동을 형성한다. 리브(67)와 일체로 형성된 스프링(191)의 중심 부분에 대해 마주보는 수평 가로대(199a 및 199b)는 스프링(191)이 정면을 향하여 이동하는 것을 방지하는 수평 장벽이다. 바람직하게는, 카트리지를 운반하는 동안 발생할는지도 모르는 카트리지(1)의 거친 취급을 허용하기 위해, 단단한 상단 부재(도시하지 않음)가 가로대(199a 및 199b) 사이의 각 측면과 연장부(99a 및 101a) 각각에 양면 접착제에 의해 부착된다. 이 상단부재들은 블레이드(91) 상단 위에 0.18 mm의 간격으로 위치하고, 따라서 거칠게 취급하는 동안에만 블레이드(91)와 접촉한다.

도 6은 연장부(99a 및 101a)에서 더욱 연장되는 부재로서 각각 성형되고, 설치 롤러(141a 및 141b) 각각을 지지하는 포스트(141aa 및 141bb)를 나타낸다(도 5).

도 7은 외부에서 본 카트리지(1)의 하단 좌측 정면도이다. 호퍼(61)의 배면을 따른 일련의 수평 오목부(221)는 손가락이 개구(3aa 및 3bb)를 통해 카트리지를 잡을 때 엄지손가락을 위해 거친 표면을 제공한다. 호퍼(61)의 바닥과 통합된 일련의 비교적 긴 수직 리브(223)는 종이 및 기타 매체의 가이드로서 작용하는 한편, 리브(223)의 시작점 후방에서 리브(223)들 사이에 위치하는 일련의 보다 짧은 리브(225)는, 리브(223 및 225) 바로 뒤에 위치하는 광도전체 롤러(49)와 매체가 만날 때 매체 장애를 방지한다. 광도전체 롤러(49)를 지나가는 매체는 하부 셔터(7)의 바닥부에 위치하는 다른 매체 가이드 리브(227)와 만난다. 도 7은 아이들러 기어(165) 및 기어(167)를 분명히 나타낸다.

도 8은 외부에서 본 카트리지(1)의 하단 우측 후면도이다. 도 8은 확대된 정면부(9bb)를 갖는 우측 날개형 가이드(9b)를 나타낸다. 도 8은 도 6에서 삭제된 우측 커버 엘리먼트를 보여준다. 정면 하부 커버 부분(241)은 인코더 휠(135) 대부분을 덮고 있고, 조립을 용이하게 하기 위한 접근구멍(243)을 갖고, 접근 개구(244)(도 20에 잘 나타남)를 갖는다. 커버 부분(241)은 약간 밖으로 계단을 형성함으로써 스프링(132b)(도 20)이 포스트(131b)(도 4)와 홀(242)(도 20에 잘 나타냄) 사이에서 연장할 수 있는 공간을 제공한다. 일반적으로, 커버 부분(241)은 그 위로 전방에 있는 커버 부분(245)과 통합되며, 이 커버 부분(245)은 카트리지(1)의 나머지 상부 정면에 걸쳐 있게 된다. 커버 부분(245)은 스페이스 스터드(37b)를 포획하는 U-자형 하우징(247)을 상단부에서 갖는다. 광도전체 롤러(49) 위의 영역과 대향하는 커버 부분(245)의 후방부에는 직사각형 채널(249)이 위치하며, 제2 직사각형 채널(249a)과 마지막 직사각형 채널(249b)은 개방되어 있어서 카트리지(1)의 작동 중에 광도전체 롤러(49)를 냉각시키기 위한 기류를 통과시킨다.

본 명세서에 기재된 본 발명의 특정 실시예의 최후방 부분(251)은 하부 셔터(7)에 링크(11b 및 17b)를 설치한다. 채널(249a 및 249b) 아래에서 전방에 위치하는 커버의 바닥 부분(253)은 광도전체 롤러(49)의 축(47)을 설치하고, 광도전체 롤러(49)를 냉각시키기 위한 기류를 통과시키는 2개의 대칭을 이룬 상부 통풍구(255a 및 255b)를 갖는다.

도 9는 말단 부재(99)가 부착되고 교반기(65)가 설치된 호퍼(61)의 중심 연장부 및 중심 부분을 형성하는 성형 플라스틱의 하우징(271)의 정면 우측 사시도이다. 이는 벽(69)과 벽(61a) 사이에 형성된 배출구를 갖는 원통형 챔버를 형성하는 것으로 보인다. 호퍼(61)의 바닥 후면에서 삽입부(273)는 프린터 내의 롤러를 위한 공간을 제공한다. 도 2에 잘 나타낸 바와 같이, 패들 바(63a)는 삽입부(273)를 세척하기 위한 최좌측 섹션(63aa)을 갖는다.

하우징(271)은 그의 우측면 둘레에 슬롯(275)을 갖는다 매우 비슷한 슬롯이 좌측면 둘레에 있다. 말단 부재(101)는 짝짓는 융기부(321)(도 13)를 갖는다. 제조하는 동안, 슬롯(275)은 말단 부재(101) 내의 융기부(321)와 짝이 맞추어지고, 그 슬롯과 융기부는 초음파로 생성된 열에 의해 함께 용접된다. 말단 부재(99)는, 융기부(322)(도 12)가 하우징(271)의 좌측면 상의 짝짓는 슬롯(도시되지 않음)에 삽입된 상태에서 동일한 방식으로 하우징(271)의 좌측면에 용접된다.

교반기 연장부(65a) 위의 노치(277)는 교반기(65)의 완전히 뒤집어 지는 것을 방지하는 한편, 패들 바(63a)가 연장부(65a)를 지나서 통과하도록 교반기(65)의 충분한 회전을 가능하게 한다.

현상기 조립체

하우징(271) 및 그의 부착된 말단 부재(99 및 101)는 토너 호퍼(61)를 형성한다. 연장부(101a)는 토너 부가 롤러(45) 및 현상기 롤러(43)의 축들을 지탱한다. 스크류(175)에 의해 연장부(99a)에 부착된 기어 플레이트(173)는 토너 부가 롤러(45) 및 현상기 롤러(43)의 반대쪽 단부를 지탱한다. 따라서, 단일의 유닛 조립체는 호퍼(61)와 그 후방의 현상기 롤러(43)로 형성된다.

광도전체 및 커버 조립체

정면 커버(25), 손잡이(3a, 3b), 좌측 외부 커버(33), 좌측 커버(31)(도 1), 우측 커버 부분들(241, 245 및 251)(도 8), 날개형 가이드(9a, 9b) 및 클리너 챔버(27)는 단일 성형 부품이다. 광도전체 롤러(49)는 그의 축(47)이 양측면 상의 커버를 지나 연장하는 상태로 이 부분에서 지탱된다. 하부 셔터(7)는 좌측 커버(31) 및 우측 후방 커버(251)에 대해 이동 가능하게 지지된다. 따라서, 단일의 유닛 조립체는 커버 부재들, 광도전체 롤러(49) 및 하부 셔터(7)로 형성된다.

사용 중에, 스프링(132a 및 132b)은 소정의 인장력으로 광도전체 롤러(49)에 대해 현상기 롤러(43)를 잡아당긴다. 카트리지(1)가 위로 제거될 때, 현상기 조립체와 광도전체 롤러 및 커버 조립체는, 스터드(37a)(도 1)가 하우징(35)과 접촉하고, 스터드(37b)(도 8)가 하우징(247)과 접촉할 때까지 중량 때문에 회전하며, 따라서 2개의 조립체를 함께 유지하게 된다.

열 장벽으로서 하부 셔터

개방될 때 하부 셔터(7)는 클리너 챔버의 하부 표면 전체를 커버한다. 하부 셔터(7)의 재료는 폴리카보네이트이고, 이 물질은 종이가 광도전체 롤러(49)와 접촉한 다음에 후방으로 물러난 후에 발생하는 부착작업으로부터의 열을 발산시킨다. 광도전체 및 커버 조립체의 몸체, 호퍼(61), 말단 부재(99 및 101), 및 상부 셔터(5)의 물질은 폴리카보네이트가 사용되는 비용보다 더 적은 폴리스티렌이다. 폴리카보네이트로 이루어진 하부 셔터(7)의 부가 비용은, 폴리스티렌으로 제조될 수 있게 하는 클리너 챔버(27)에 대한 열 보호를 제공하는 하부 셔터(7)에 의해 정당화된다.

교반기 바 시스템

카트리지(1)의 토너는 단일성분이고, 일정 시간 동안 방해받지 않고 유지될 때 정체되어 응집이 일어날 수 있다. 토너의 이러한 정체 및 고착은 레이저 프린터 내의 기어 트레인 및 프린터 모터에 의해 발생된 약간의 진동에 의해 더 악화될 수 있다.

경사진 배출 표면(61aaa)을 통해 벽(61a)으로부터 토너 전달에 실패하는 것은 호퍼(61) 내에서 단일성분의 토너가 고착, 정체 및 응집된 결과이다. 고착된 토너의 멈춤각(angle of repose)(즉, 고착된 토너가 그 자신의 중량에 의해 "하강" 하기 전에 정착하는 표면의 경사각)은 90도에 달하거나 또는 90도를 초과한다. 배출 표면(61aaa)은 작동하는 동안 수직으로부터 약 50도 상향으로 경사져 있어서(도 9 각 A), 토너를 덩어리로 만들어서 토너 부가 롤러(45)에 도달하지 않게 한다. 이것은 빈 카트리지를 사용한 결과로 나타나는 것과 같이 "스타베이션(starvation)"이라고 하는 조급한 인쇄 실패를 초래한다. 실험적으로, 토너 부가 롤러(45)로의 토너 전달을 방해하는 토너의 정체 덩어리의 존재로 인하여 스타베이션이 발생될 때, 465 g 용량의 호퍼(61) 중에 230 g 만큼의 토너가 카트리지(1)의 호퍼(61) 내에서 발견되었다.

교반기 바(65)는 토너 정체 및 토너 부가 롤러(45)에 토너를 전달하는 실패를 극복한다. 교반기 바(65)의 주요 기능은 토너 정체를 방지하고, 현상기 통의 유입구로부터 토너 부가 롤러로 토너를 전달함으로써 조급한 인쇄 실패를 방지하는 것이다.

호퍼 패들(63)이 시계반대 방향으로(counter-clockwise) 회전할 때(도 3), 이 패들이 연장부(65a)와 접촉하여 교반기 바(65)를 들어올리기 시작하는 회전점에 도달한다. 패들(63)은 연장부(65a)와의 결합이 풀릴 때까지 교반기 바(65)를 계속하여 들어올리게 된다. 이 지점에서, 교반기 바(65)는 정지 위치까지 중력에 의해 다시 복귀하고, 현상기 챔버의 입구로부터 토너를 토너 부가 롤러에 운반한다. (기재된 실시예에서 사용하지 않지만, 대안은 연장부(65a) 또는 상부 벽(61aa)에 낙하에 대한 쿠션 역할을 할 패드를 배치하는 것이다. 그러한 패드는 하향 위치(down position)에서 교반기의 위치를 조절하며 탭(65b)을 제거하도록 하는 스페이서(spacer)로서 작용할 수도 있다.)

교반기 바가 이동하는 끝에서, 교반기 바(65)는 패들(63)의 경로에서 벗어나고, 호퍼 하우징(271)(도 9) 내의 노치(277)에 도달한다. 노치(277)는 호퍼 패들(63)의 말단을 세척하기 위해 교반기 바(65)를 위한 공간을 제공하고, 교반기 바(65)의 과잉 이동을 방지하는데, 교반기 바의 과잉 이동은, 카트리지가 운반되거나, 저장되거나 또는 기계 밖에서 다루어질 때 상향 위치(up position)로 고정되는 원인이 될 수 있다.

상향 위치에서, 교반기 바(65)는 호퍼 벽(61a) 위에 거의 수직 벽을 형성한다. 벽(61a) 위의 초기 개구는 약 26.7 mm인 한편, 그러한 개구에 대향하는 바(65)의 높이는 7 mm이다. 이 개구는 토너가 주요 통으로부터 교반기(65)와 경사진 벽(61aa) 사이에 흐르는 하는 공간을 허용한다. 또한 이 개구는 다량의 토너가 호퍼(61)로부터 토너 부가 롤러(45)로 전달되는 것을 방지하는 일시적인 장벽으로서 작용한다. 교반기 바(65)가 정지 위치로 하강할 때, 새로 전달된 토너와 벽(61aaa) 상에 정지된 임의의 정체 토너는 모두 토너 부가 롤러(45)를 향하여 가압된다. 또한 교반기 바(65)의 움직임은 현상기 롤러 위의 영역에 있는 토너와 현상기 롤러를 향하여 닥터 블레이드(91)에 이르는 토너를 교반시키고, 이것이 이 공간에서 토너의 뭉침(packing) 및 정체를 방지하는 데 도움이 된다.

교반기 바(65)는 스탬핑 가공(또는 레이저 커팅 가공)에 의해 실행되는 것이 바람직하고, 조립 또는 작동중에 교반기 형상을 유지하는 스프링 특성을 갖는 강철 또는 박판 금속으로부터 형성될 수 있다. 교반기 바(65), 연장부(65a) 및 굴곡 부분(65aa 및 65bb)을 포함하는 전체 부품은 한번의 작업으로 모든 모양들을 스탬핑 가공함으로써 이루어질 수 있다. 본 명세서에 나타낸 바람직한 실시예에 대해 계획한 바와 같이, 교반기 바(65)는 예를 들면 220 mm인 토너 부가 롤러의 길이와 거의 동일한 길이를 갖고; 예를 들어 약 7mm의 높이; 1.3 mm의 두께를 갖고, 스탬프 가공된 전체 부품의 교반기 중량이 예를 들면 약 20 g이 되도록 선택된다. 교반기 바(65)는 중력에 의해 구동되기 때문에, 중량은 벽(61aaa)을 따라 토너 부가 롤러(45)로 정체 토너를 가압하기에 충분한 구동력을 제공하도록 선택되지만, 그 중량은 호퍼 패들(63)의 토크 감지 기능에 악영향을 미치지 않도록 제한된다.

굴곡 부분(65aa 및 65bb)과, 핀(103a 및 103b)으로부터 교반기 바(65)까지의 관련된 거리는 상향 위치로부터 하향 위치로 하강할 때 교반기 바(65)가 지나가는 원호를 결정한다. 바람직한 실시예에서, 13.5 mm의 선회 거리는, 예를 들면 패들이 교반기 바(65)의 바닥부와 벽(61aa) 사이에 3 mm의 갭을 남긴 상향 위치로부터 토너 부가 롤러(45)에서 3 mm 위의 하향 위치로 지나가게 한다. 이러한 디자인에 따라, 패들의 중량은 원호 따라 지나간 거리 위로 토너를 이동시키도록 효과적으로 적용된다. 더 짧은 선회 거리는 토너를 포획하여 전달하는 데 불충분한 이동을 초래할 수 있고, 원호를 통해 지나가는 거리에 걸쳐 토너 상에 동일한 힘을 가하기 위해 더 무거운 패들을 요구한다. 핀(103a 및 103b)은 토너 축적으로 인한 뭉침을 방지하도록 굴곡 부분(65aa 및 65bb)에서 끼워지는 핀 구멍보다 작은 직경(예를 들면 1 mm)을 갖는다.

연장부(65a)는 패들(63)의 활성 부분과 결합하기에 충분히 길다. 또한, 연장부(65a)의 길이는, 이 연장부(65a)가 패들 표면의 긁힘(scraping)을 방지하기 위해 패들(63)과 먼저 결속할 때 패들(63)의 활성 부분과 중첩하기에 충분히 길다. 패들(63)이 연장부(65a)에서 해제될 때 패들(63)의 긁힘을 방지 하기 위해 연장부(65a)의 바닥 끝에 작은 반경(예를 들면 0.5 mm)이 만들어진다.

교반기 바(65)의 전체 길이 및 탄성은 부품을 단순히 구부림으로써 핀(103a 및 103b) 상에 조립할 수 있게 한다.

따라서, 이러한 교반기 디자인은 토너 정체를 극복하고, 호퍼(61)의 입구로부터 토너 부가 롤러(45)의 활성 영역으로 토너를 전달하는 기능을 한다. 교반기 바(65) 및 그의 연장부(65a)와 굴곡부분(65aa 및 65bb)은 단일 부품이다. 교반기 바(65)는 내부에서 구동되고, 외부 구동식 교반기에 의해 요구될 수 있는 외부 기어링, 캠 또는 밀봉이 없다. 따라서, 기어 비용, 복잡성, 밀봉, 마모 및 토너 누출이 문제 영역에서 제거된다. 교반기 바(65)는 토너에 대한 과도한 교반 또는 손상을 주지 않고 토너를 이동시키고, 정체를 방지하기에 충분히 빈번하게 작동된다. 이러한 디자인은 상승된 위치에서 다량의 토너 전달을 방지하고, 토너 부가 롤러(45)의 영역으로부터 호퍼(61)로의 토너 복귀를 방해함으로써 호퍼(61)로부터 토너 부가 롤러(45)를 포함한 더 작은 영역으로 토너의 선입 선출 전달(first-in, first-out delivery)을 강화시킨다.

치수

카트리지가 작동할 수 있도록 설치된 상태에서, 현상기 롤러(43)와 토너 부가 롤러(45)의 맞물림(nip) 위치는 수직으로부터 105도의 위치이다. 현상기 롤러(43)에 대한 광도전체 롤러(49)의 맞물림 각(nip angle)은 수직으로부터 95도이다. 이미 기재한 바와 같이, 닥터 블레이드 날은 수직으로부터 20도이다.

호퍼(61)의 바닥부로부터 호퍼(61) 근처의 상단 표면(69)의 에지와 일치하는 수평면까지의 거리는 61.96 mm이고, 약 26.7 mm의 초기 개구를 형성한다(이미 기재한 바와 같이, 바닥의 벽(61aa)은 35.3 mm에 있다). 상단 표면(69)은 64.34 mm의 가장 높은 지점에 대해 약간 상향 각을 갖는다.

토너 부가 롤러(45)의 직경은 14 mm이고, 그 바로 아래의 호퍼 하우징(271)의 바닥부 보다 1 mm 위의 주변부와 함께 위치한다. 현상기 롤러(43)의 직경은 20.11 mm이고, 그 바로 아래의 호퍼 하우징(271)의 바닥부 보다 2 mm 위의 주변부와 함께 위치한다. 호퍼(61)의 바닥부로부터 현상기 롤러(43)의 바닥부와 일치하는 수평면까지의 거리는 23.7 mm이고, 토너 부가 롤러(45)의 바닥부까지의 대응하는 길이는 22.6 mm이다. 광도전체 롤러(49)의 직경은 30 mm이다.

롤러들(43 및 45) 아래의 하우징(271)의 바닥부는 하우징(271) 외부로 가이드 리브(225)를 위한 충분한 공간을 제공하기 위해 6도 상향 각으로 존재한다.

카트리지 설치

도 10은 전형적인 바람직한 실시예로서 본 명세서에 기재한 본 발명의 카트리지가 사용될 수 있는 프린터 내부의 좌측 정면도이다. 카트리지(1)는 정면으로부터 프린터(291) 내의 최종 위치로 프린터(291)(도 10) 내에 적절하게 설치된다. 이를 달성하기 위해, 날개형 가이드(9a 및 9b)는 만곡된 트랙을 따라 하부 가이드(293)에 의해 초기에 안내되고, 상기 가이드가 레이저 프린트헤드(도시하지 않음) 아래에서 급지 엘리먼트(295) 위로 카트리지(1)를 안내한다.

경로는 하향이고, 카트리지(1)를 삽입하는 동안 중력을 이용함으로서 삽입을 용이하게 한다. 하부 가이드(293)(및 도시하지 않은 가이드, 이 가이드는 프린터(291)의 반대 측면에서 하부 가이드(293)의 거울상이다)는 날개형 가이드(9a, 9b)와 동일한 곡률을 가지며, 따라서 날개형 가이드(9a, 9b)가 하부 가이드(293) 및 그의 대향 가이드를 따라갈 수 있다.

상부 가이드(297)는 하부 가이드(293)와 평행하다. 상부 가이드(297)는 하부 가이드(293)보다 프린터 안으로 더 많이 연장한다. 상부 가이드(297)의 거울상인 가이드(도시하지 않음)는 프린터(291)의 반대측면에 있다. 상부 가이드(297)는 카트리지(1)가 삽입되는 동안 액추에이터 표면(13bb)과 먼저 만난다. 카트리지(1)가 후방으로 이동할 때, 액추에이터 표면(13bb)은 하부 셔터(7)를 개방시키기 위해 선회한다(프린터의 좌측면에서 상부 가이드(297)의 거울상과 만남으로써 회전되는 표면(13aa)과 마찬가지임). 이러한 하부 셔터(7)의 조기 움직임은 카트리지(1)의 삽입이 종료되는 시점에서 작동이 발생하는 경우에 요구될 수 있는 메카니즘 및 공간에 대한 필요성을 제거한다는 점에서 매우 유리하다.

도 10에는 카트리지가 삽입될 때 접촉면(133a)이 정착하는 우측 기준 위치 롤러(299)가 도시되어 있다. 접촉면(161a)은 프린터(291)의 반대 측면에서 동일한 롤러(도시하지 않음) 상에 정착할 것이다. 기준 위치 롤러(299)의 후방에는 도 11에 분명히 나타낸 V-자형 블록(301) 및 관련된 전기적 접점(302)이 존재한다. 더 후방에는 이하 기재하게 되는 바와 같이 셔터를 개방 상태로 유지하기 위해 하부 셔터(7)와 접촉할 직립 러그(303)가 존재한다.

카트리지(1)가 삽입될 때, 날개형 가이드(9a, 9b)는 가이드(293 및 297) 및 프린터(291)의 반대 측면의 거울상 가이드(도시하지 않음)에 의해 안내된다. 삽입을 계속함에 따라, 날개형 가이드(9a, 9b)는 하부 가이드(293)( 및 그의 거울상 가이드)에서 떨어지고, 광도전체 롤러(49)의 축(47)이 V-자형 블록(301) 및 프린터(291)의 반대 측면의 거울상 V-자형 블록(도시하지 않음)으로 들어간다. 매달린 금속 박판(302)(도 11의 측면도에 나타냄)은 V-자형 블록(301)에 의해 안내됨에 따라 축(47)과 접촉하여 그 축에 의해 다소 굴곡된다. 이것은 축(47)에 대해 잠재적으로 작동하기 위한 접속부를 생성한다. 카트리지(1)가 V-자형 블록(301)으로 하강할 때, 러그(303)는 하부 셔터(7)와 접촉하여 하부 셔터(7)를 개방 상태로 유지한다. 그에 앞서, 상부 가이드(297)의 보다 긴 길이는 하부 셔터(7)를 개방 상태로 유지하기에 충분하다.

이러한 최종 위치에서, 카트리지(1)는 작동 엘리먼트들에 대해 보다 정확하게 위치한다. 카트리지(1)는 "기준면"이라는 표제하에 아래 기재하는 바와 같이 프린터(291) 내에 유지된다.

카트리지를 제거하기 위해, 카트리지의 손잡이(3a, 3b)를 쥐고, 상향으로 및 전방으로 신속하게 잡아당긴다. 날개형 가이드(9a, 9b)는 다시 가이드(293 및 297) 사이에 도입되고, 카트리지를 자유롭게 잡아당길 수 있다.

카트리지의 제조

모든 성형된 부품은 인접한 표면을 동일한 두께로 유지하라는 기술적 지시(냉각에 따른 뒤틀림을 피하기 위함)를 따른다. 따라서, 후방(예로서 도 13에 나타냄)에서 바라본 성형된 스터드는 부품에서 홀로서 나타난다. 도 13에서 교차하는 곡선을 갖는 원은 용융된 수지가 금형내로 들어간 게이트를 나타낸다.

카트리지(1)의 조립은 패들(63)이 설치된 말단 부재(99 및 101)에 호퍼 하우징(271)을 결합시키는 것에서 시작한다. 말단 부재(99)의 내부는 도 12에 나타냈으며, 말단 부재(101)의 내부는 도 13에 나타냈다. 이들 부재 모두는 폴리스티렌 수지의 성형 부품이다. 각각의 말단 부재(99 및 101)는 하우징(271)의 대응하는 측면에 부합된다(도 9). 말단 부재(101)의 융기부(321)는 하우징(271)의 우측 에지 상의 슬롯(275)으로 들어간다. 말단 부재(99)의 융기부(322)는 하우징(271)의 좌측 에지 상의 슬롯(도시하지 않음)으로 들어간다. 이들 부품은 고정물에 단단하게 고정되고, 2개의 말단 부재 중 마지막 부재가 용접되기 전에 패들(63)이 삽입된 상태에서 초음파 용접된다. 이어서, 부싱(도시하지 않음)은 패들(63)의 축 둘레에서 말단 부재(101)의 중심 홀(325)에 억지 끼워맞춤(press fit)이 되고, 제2 부싱(도시하지 않음)은 중심 홀(329)에서 패들(63)의 축 둘레에 마찬가지로 억지 끼워 맞춤이 된다.

이어서, 교반기 바(65)(도 9)가 구부러지며 핀(103a)에 말단 부분(65aa)을, 그리고 핀(103b)에 말단 부분(65bb)을 설치함으로써 장착된다.

각각의 단부 상에 저마찰 워셔를 갖는 토너 부가 롤러(45)는, 말단 부재(99) 내의 소켓(333)(도 12)을 통해 그의 축을 삽입하고, 직진하여 토너 부가 롤러(45)를 횡방향으로 이동시켜 롤러의 축을 말단 부재(101)의 홀(335)에 억지 끼워맞춤 부싱(도시하지 않음) 속으로 통과시킴으로써 설치된다.

토너 부가 롤러(45) 및 기어 플레이트(173)를 설치하기 전에, 반원 중심체(도시하지 않음)를 갖는 낫 형상의 밀봉부가 현상기 롤러(43)의 각각의 배치 측면에 설치된다. 그러한 밀봉부는 "프린터용 토너 밀봉(Toner Seal for Printer)"이라는 표제하에 문헌[IBM Technical Disclosure Bulletin, 33권, 3B호, 1990년 8월, 29-30페이지]에 예시되어 있다. 우측에 있는 이러한 밀봉부의 위치는 도 13에 표시된 표면(383)이다. 퍼티(putty)가 밀봉을 위한 위치의 각 단부에 먼저 도포되고, 유연하고 기다란 밀봉부가 퍼티로 눌러지는 것이 필수적인 표준이다. 밀봉부는 중심을 향하여 약간 볼록하다. 이러한 밀봉 시스템은 종래 카트리지와 본질적으로 동일하다.

닥터 블레이드(91)(도 6에 잘 나타냄)는 우측의 융기부(365)(도 13) 뒤로 수직으로 상향 이동시킴으로써 설치된다. 완성된 카트리지(1)에서, 닥터 블레이드(91)는 현상기 롤러(43)와의 접촉에 의해 바닥부에 유지된다. 각각의 단부에 저마찰 워셔를 갖는 현상기 롤러(43)는 말단 부재(99)(도 12)를 지나 그의 축의 좌측 단부를 위치시키고, 도 15에 도시된 부싱(375)의 중심 홀 안으로 그의 축의 우측 단부를 끼워넣음으로써 설치된다.

기어 플레이트(173)는 도 14에 하나만 도시되어 있다. 이 기어 플레이트는 토너 부가 롤러(45)의 축을 수용하기 위한 홀(351) 및 현상기 롤러(43)의 축을 위한 홀(359)을 갖는다. 중심 홀(353)은 스크류(175)를 수용하지만, 이 홀은 스크류(175)의 축보다 훨씬 더 크다. 기어 플레이트(173)는 축(355), 축(357) 및 우측 방향으로 연장하는 탭(361)을 갖는다.

기어 플레이트(173)는 토너 부가 롤러(45) 및 현상기 롤러(43)가 각각의 홀(351 및 359) 안에 배치되면서 동시에 말단 부재(99) 쪽으로 이동된다. 기어 플레이트(173)는 탭(361)이 닥터 블레이드(91)와 접할 때까지 회전한다. 이는 기어 플레이트(173)와 닥터 블레이드(91)를 위한 위치결정 부재로서 작용한다. 이어서, 스크류(175)는 그 위치에 기어 플레이트(173)를 고정시키기 위해 홀(353) 내에 꽉 죄인다.

기어(169, 165 및 171)는 축(355, 357) 및 축(363)(도 5의 말단 부재(99)에 있음) 상에 압축된다. (도 14에 나타낸 바와 같이, 이러한 축들은 압축력을 수용할 때 구부러질 수 있도록 갭을 갖는 확대된 헤드를 갖는다.) 기어(167)도 역시 토너 부가 롤러(45)의 축상에 압축된다. 패들 기어 조립체(163)는 패들(63)의 축상으로 압축된다. 이들 기어 및 구동 커플러(41)는 "D" 단면의 짝을 맞춤으로써 그들 축에 부착된다.

개구(379)는 부싱(375)이 한 방향으로 고정될 수 있는 반원 세그먼트보다 적은 구멍을 갖는 원이기 때문에, 부싱(375)은 말단 부재(101)의 개구(379)(도 13)로 들어 갈 수 있게 되어 있는 편평한 외부 세그먼트(377)를 갖는다. 이어서, 부싱(375)은 하부 탭(381)을 하향 회전시키는 방향으로 회전하고, 이것은 부싱(375)이 개구(379)에 불완전하게 끼워질 수 있는 방향을 제거하고, 부싱(375)을 제 위치에 고정시킨다. 설치된 부싱(375)은 도 16에 나타냈다. 작동 중에, 현상기 롤러(43)는 탭(381)을 하향 회전시키는 방향으로 회전한다. 부싱(375)의 장점은, 한 부재가 다음의 시험 동안 교체를 필요로 하는 경우에 있어서 현상기 롤러(43)의 비교적 용이한 설치 및 교체를 제공한다는 것이다.

이어서, 구동 커플러(41)는 커버(31)로부터 커플러(41)를 약간 공간을 두고 위치시키기 위해 위치결정 쐐기(locating shim)를 사용하여 현상기 롤러(43)의 축의 좌측 단부에 억지 끼워맞춤된다. 설치 롤러(141a 및 141b)는 호퍼(61)의 완성 중에 억지 끼워맞춤에 의해 미리 적용된다. 접착 테잎은 닥터 블레이드(91)의 상단을 가로질러 도포된다. 이어서, 스프링(191)이 닥터 블레이드(91)를 하향 편향시키는 위치로 구부러진다. 토너가 설치되어 누출 시험된 후, 가로대(199a 및 199b)의 각 측면 상의 상술한 상부 정지 부재는 개별적으로 적용되어 이들의 배면 접착층에 의해 제자리에 유지 고정된다. 또한, 인코더 휠(135)은 억지 끼워맞춤에 의해 설치된다.

롤러(43 및 45) 및 닥터 블레이드(91)가 제위치에 있게 되면, 금속 접점(93)은 리브(139)를 통해 삽입된다. 접점(93)은 리브(139)에 결합시키기 위한 화살형 측면을 갖고, 연장부(101a) 내의 2개의 포스트(385)(도 4) 위로 상향 연장하고, 닥터 블레이드(91)를 압박시키는 굴곡 단부로 연장한다. 접점(95 및 97)은 마찬가지로, 리브(139)에 결합되는 화살형 측면을 갖고, 각각의 짧은 굴곡 단부(387, 389)로 종료되고, 상기 굴곡 단부가 롤러(45 및 43) 각각의 축을 압박한다. 접점 그리스가 접점 및 축에 부가된다.

상기한 모든 것은 현상기 조립체의 부품이다. 광도전체 롤러 및 커버 조립체는 별개로 조립된다. 클리너 블레이드 패널(73a)(도 3 참조)은 스크류(77a 및 77b)를 사용하여 설치된다. 링크 암들(11a, 11b, 17a, 17b, 15a 및 15b)은 인접한 암 내에 대응하는 홀로 들어가는 연장부를 갖는 스터드에 의해 공지된 방식으로 조립된다. 이어서, 암은 연장부가 개구를 찾지 못하는 작동 위치로 회전되고, 따라서 이들이 자유롭게 회전하도록 남겨두면서 부재들을 함께 고정하게 된다. 액추에이터(13a)는 암(11a)에, 그리고 액추에이터(13b)는 암(11b)에 도 17에 나타낸 바와 같이 래치(latch)를 갖는 핀(401)에 의해 지탱된다.

핀(401)은 가요성 원형 암(403)을 갖고, 암(11a 및 11b)은 짝짓는 가로대(405b)(및 도시하지 않은 반대 측면의 가로대)를 갖는다. 핀(401)은 액추에이터(13a) 및 암(11a)의 구멍을 통해 삽입되고, 다른 핀(401)은 액추에이터(13b) 및 암(11b)의 구멍을 통해 삽입된다. 핀(401)은, 암(403)이 가로대(405b) 및 반대 측면상의 가로대 각각의 둘레로 구부러진 다음에 가로대(405b) 및 반대 측면 상의 가로대 아래에 고정되어 회복될 때까지 회전된다. 이에 의해 모두 4개의 바 링크(bar linkage)가 제자리에 유지된다. 핀(401)은 축(407)(도 4에 잘 나타냄)을 갖고, 상기 축은 4개의 바 링크 각각의 안정성을 더하기 위해 클리너 챔버(27) 각각의 측면 상의 홈(도시하지 않음)으로 들어간다.

하부 셔터(7)는 이 하부 셔터(7)를 구부리고, 핀(431b) 및 반대 측면의 도시하지 않은 핀을 위치시키고, 위치결정 표면(29a, 29b) 각각의 측면의 홀에 핀(431b) 및 반대 측면의 핀을 삽입함으로써 설치된다. 핀(431b)은 그 둘레에 감겨진 코일 압축 스프링(433)을 가지며, 이 스프링이 하부 셔터(7)를 상향으로 편향시키도록 인장력을 부여한다.

도 19에 나타낸 바와 같이, 스프링(132a)의 한쪽 단부는 한 측면 상의 커버(33)의 커넥터 탭(431)의 홀을 통해 부착되고, 스프링(132a)의 반대쪽 단부는 커버(33)의 홀(39a)에 일시적으로 부착된다. 도 20에 나타낸 바와 같이, 스프링(132b)은 한 측면의 커버(241)의 커넥터 탭(242)의 홀을 통해 부착되고, 스프링(132b)의 반대쪽 단부는 커버(241)의 홀(243)에 일시적으로 부착된다.

광도전체 롤러(49)는 박층 워셔(도시하지 않음)를 사용하여 좌측면에 이 광도전체 롤러 및 2개의 기어(49a 및 145)(도 4 및 5 참조)를 제 위치에 배치시키고, 그러한 조립체 및 하우징(31(도 2) 및 253(도 8))을 통해 축(47)을 삽입함으로써 클리너 하우징 조립체 내로 설치된다. 표준 E-자형 클립은 측면 이동으로부터 광도전체 롤러 및 축을 지탱하기 위해 축(47)의 각 단부 상에 설치된다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 기어(145)의 연장 허브(145a)는 3개의 꼭지점(421a)을 갖는 내부 구리 박판(421)을 갖는다. 구리 박판(421)은 중심 홀을 가로질러 연장하는 연장 부재(421b)를 갖는다. 허브(145a)는 광도전체 롤러(49)의 내부로 삽입된다. 꼭지점(421a)은 광도전체 롤러(49)의 내부를 형성하는 알루미늄 실린더에 삽입되어, 물리적 및 전기적 접속을 형성하게 된다. 이어서, 축(47)은 기어(145), 광도전체 롤러(49) 및 이어서 기어(49a)를 통해 이동된다. 이는 연장 부재(421b)를 굴곡시킴으로써 축(47)을 압박하고, 전기적 접점을 만든다.

이어서, 현상기 조립체는 광도전체 롤러 및 커버 조립체 앞에 배치되고, 이들이 함께 이동한다. 커버들(33 및 241, 245)은 외부로 구부러진 후, 최종 위치에서 폐쇄한다. 스프링(132a 및 132b)은 홀(39a 및 243)로부터 제거되고, 스터드(131a 및 131b) 각각에 수동으로 부착된다. 이것으로 카트리지(1)를 완성한다.

토너가 들어있는 임의의 접합부는 반드시 밀봉되어야 한다는 것을 용이하게 이해할 수 있다. 패들(63)의 베어링 및 토너 부가 롤러(45) 바로 안쪽에는 합성 고무 단부 밀봉부가 위치한다. 도 13은 그러한 밀봉부를 수용하는 상부 및 하부 탭을 갖는 소켓(355)을 나타내고, 상기 밀봉부는 밀봉부의 회전을 방지하기 위해 탭 내에 끼워지는 짝짓는 연장부들을 갖는다. 클리너 챔버(27)의 단부는 이들의 위치를 고정시키기 위해 외부 접착제가 부착된 발포성 벽을 갖는다. 이미 공지된 바와 같이, 다른 연장된 접합부는 감압성 접착제가 한 측면에 도포된 플라스틱(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 테잎을 갖는다. 이미 공지된 바와 같이, 현상기 롤러(43)는 이 롤러(43)의 정면에 위치하게 될 하우징(271)의 바닥부로부터 매달려 있는 테잎에 의해 밀봉된다. 제2 접착성 스트립은 하우징(271)의 최후방 에지를 밀봉한다. 이러한 밀봉은 기본적으로 표준 밀봉이고, 본 발명의 일부를 형성하지 않는다.

토너

바람직한 실시예에서, 카트리지(1)는 기본적으로 종래와 동일한 단일성분의 전자사진용 토너를 사용한다. 호퍼(61) 내의 토너의 양은 인쇄 품질을 손상시키지 않게 제한되고, 패들(63) 상의 토너 저항에 의해 토너 레벨을 감지하는 것에 의해 제한된다. 카트리지(1)가 설치된 위치에 있을 때, 토너의 전형적인 상단 레벨은 상부 벽(61aa)에서 10 mm 위에 있을 것이다. 이러한 전형적인 가장 높은 레벨에서 토너의 존재는 도 9에서 토너(425)의 표면 선으로 나타내지만, 토너는 그렇지 않으면 투명하게 도시되어 있다. 물론, 실제 토너는 불투명한 건조 분말이다. 사용하는 동안, 토너는 하위 레벨로 고갈되고, 패들(63)에 의해 이동된다. 종래와 마찬가지로, 현상기 롤러(43)는 광도전체 롤러(49) 상에 정전기적 영상을 발현시키기 위해 광도전체 롤러(49) 상에 토너(425)를 인가한다.

기준면

도 19는 최종적으로 설치되어서 커버(33)의 연장부인 편평한 표면(441) 상에 위치하는 호퍼 조립체의 롤러(141a)를 직접 나타낸다. 마찬가지로, 도 20은 최종적으로 설치되어서 커버(2413)의 연장부인 편평한 표면(443) 상에 위치하는 호퍼 조립체의 롤러(141b)를 직접 나타낸다. 광도전체 롤러를 갖는 조립체 및 롤러의 횡방향 조정이 가능하게 현상기 롤러를 갖는 조립체의 그러한 배치는 선행 기술의 카트리지에서와 본질적으로 동일하다.

그러나, 본 발명의 카트리지의 기재된 실시예에서, 카트리지(1)는 편평한 표면(133a 및 161a)을 갖고, 프린터(291)는 각각 편평한 표면(133a 및 161a)이 정착하는 제2 세트의 롤러(도 10의 롤러(299) 및 그의 거울상)를 갖는다. 선행 기술의 카트리지에서, 제2 세트의 롤러는 카트리지의 일부였다. 선행 기술의 카트리지에서와 마찬가지로, 2 세트의 롤러(141a, 141b, 299 및 롤러(299)의 거울상)는 광도 전체 롤러(49)와 계획된 접촉을 하도록 현상기 롤러(43)를 안내하는 이동 평면을 만든다.

도 19는 커버(33)의 연장부인 탭(23)을 도시하고, 카트리지(1)가 도 19에 나타낸 바와 같이 프린터에 설치될 때, 이 탭은 대체로 프린터 프레임의 편평한 표면(445) 위에 있게 된다. 마찬가지로 도 20에 나타낸 바와 같이, 상단의 편평한 가로대(447)는 커버(241)의 연장부이고, 카트리지(1)가 프린터에 설치될 때, 프린터 프레임의 편평한 표면(도 10에서 448) 위에 존재한다.

편평한 바닥 표면(449)은 커버(33)의 탭(23) 아래에 놓이고, 커버(245)의 편평한 바닥 표면(451(도 20))은 가로대(447) 아래에 놓인다. 바닥 표면(449 및 451)은 프레임 표면(445 및 448) 각각에 정착하는 위치결정 표면이다.

도 21은 위치결정 표면(29b)을 하향 압박하는 외팔보형 롤러(461)를 강조하여 프린터 내에 설치된 카트리지(1)의 우측부를 나타낸다. 롤러(461)의 거울상인 제2 외팔보형 롤러(도시하지 않음)가 존재하고 위치결정 표면(29a)을 하향 압박한다. 롤러(461) 및 그의 거울상 롤러는 프린터 프레임에 부착된다. 이들 롤러는 롤러(461)를 위한 코일 스프링(463) 및 거울상 롤러를 위한 거울상 코일 스프링에 의해 확고하게 하향 편향된다. 카트리지(1)가 가이드(293, 297) 내의 날개형 가이드(9a) 및 대응하는 거울상 가이드 내의 날개형 가이드(9b)의 이동에 의해 프린터에 삽입될 때, 위치결정 표면(29b)은 외팔보형 롤러(461)와 직면하고, 위치결정 표면(29a)은 대응하는 거울상의 외팔보형 롤러와 직면하고; 따라서 상기 위치결정 표면들(29a, 29b)은 카트리지(1)가 연속적으로 이동할 때 이들 롤러를 상향으로 회전시킨다.

날개형 가이드(9a)가 가이드(293)에서 벗어나 하강하고, V-자형 블록(301)에 고정된 축(47)에 의해 최종적으로 위치할 때, 외팔보형 롤러(461)는 도 21에 나타낸 바와 같이 표면(29b)과 완전히 접촉한다. 프린터의 상부 커버가 폐쇄될 때, 프린터 커버 상에 하향으로 위치한 판스프링은 커버(33)의 좌측 정면 상의 탭(23)과 접촉하고, 프린터 커버 상에 하향으로 위치한 제2 스프링은 우측 커버(241)의 표면(447)과 접촉한다. 카트리지와 프린터 커버의 이러한 상호 작용은 베이커(Baker) 등의 미국 특허 제5,365,315호에 기재된 바와 같이 일반적으로 종래의 것과 같다.

프린터 커버가 폐쇄될 때, 카트리지 롤러 메카니즘은 상부 셔터(5)로 이동하고, 이어서, 계속해서 하향 이동하여 상부 셔터(5)를 아래로 밀어 개방시키고 충전 롤러를 광도전체 롤러(49)와 접촉시킨다. 광도전체 롤러(49)를 방전하기 위한 레이저 빔은 림(Ream)의 미국 특허 제5,526,097호에 기재된 바와 같이 상부 셔터(5)가 하향 선회한 후 남겨지는 개구를 통해 진행된다.

요약하면, 광도전체 롤러 및 커버 조립체는 정면 표면(449 및 451)에 의해 하향으로 위치하고, V-자형 블록(301) 및 거울상의 V-자형 블록 내의 축에 의해 하향으로 위치하고, 표면(29b) 상의 외팔보형 롤러(461) 및 표면(29a) 상의 거울상 외팔보형 롤러에 의해 하향 위치에 유지된다. 현상기 조립체는 이 조립체를 이동시키는 스프링(132 및 132b)에 의해 횡방향으로 위치함으로써, 현상기 롤러(43)가 광도전체 롤러(49)와 접촉하고, 롤러(299) 상에 정지한 가로대(133a) 및 롤러(299)에 대해 거울상인 롤러 상에 정지한 가로대(161a)에 의해 하향으로 위치한다. 현상기 조립체는 상향으로 변위되지 않을 정도의 충분한 중량을 갖기 때문에 상향 위치결정부(upward locator)를 필요로 하지 않는다.

롤러(299) 및 거울상 롤러 각각 상에 정지한 가로대(133a 및 161a)는 현상기 조립체를 횡방향으로 조정되게 한다. 선행 기술의 카트리지에서, 두 세트의 롤러가 카트리지의 트랙 내에 있었다. 이는 프린터 내에 카트리지의 바닥부를 위치시키는 데 곤란한 허용 오차를 요구하였다. 본 발명의 카트리지에서, 가로대(133a 및 161a)는 매체 가이드 리브(223 및 225)에 연결되는 부품을 갖지 않으며, 가이드 리브는 가로대(133a 및 161a)와 동일한 성형 부품이다.

도 22는 커버(25)의 바닥부의 슬롯(471) 내에 유지된 측면 부재(99)의 연장부를 나타낸다. 이는 호퍼 조립체와 커버(25) 사이에 횡방향 배치를 제공한다. 일반적으로 유사한 횡방향 배치 구조는 선행 기술의 카트리지에 제공되었다. 바람직한 경우, 말단 부재(99 및 101)의 상부는 상향 융기부를 갖고, 이 융기부는 거칠게 취급하는 동안 커버(25)를 타격함으로써 커버(25)에 관한 호퍼 조립체의 상대적인 상향 이동을 제한한다.

프린터 내에 설치될 때, 프레임 부재는 좌측 커버(31) 및 우측 커버(241)와 접촉하여도 이들이 호퍼 조립체와 접촉하지 않고, 각각의 가로대(133a 및 161a) 상의 롤러(299) 및 그의 거울상 롤러 위에서 자유로운 이동을 방해하지 않는다.

플러그에 의한 통풍

바람직한 형상의 플러그(143)(도 24)는 토너를 봉쇄하는 동안 기류를 카트리지(1)에서 배출시키는 통풍 엘리먼트이다. 기재된 실시예의 카트리지(1)는 1분당 8 내지 24장 이상의 표준 페이지를 인쇄하도록 고속으로 작동하도록 설계되었다. 이러한 작동은 작동 중에 잠재적으로 해로운 내부 압력 레벨을 발생하여 카트리지(1)로부터 토너의 누출에 기여한다. 그러한 압력을 완화시키기 위해, 플러그(143)는 펠트 필터(felt filter)에서 끝나는 래버린스(labyrinth) 디자인(복잡한 미로형 구조)이다.

절대적이지는 않지만 종종 누출은 카트리지가 불활성화된 직후에 발생한다. 호퍼(61)의 내부 압력은 현상기 롤러(43) 아래 밀봉부(도시하지 않음)를 지나는 현상기 롤러(43)에 의해 수반된 토너(425)가 공기를 흡입함으로써 생성된다. 토너 부가 롤러(45)는 호퍼(61) 내에 압력을 증가시키는 이러한 공기/토너 혼합물을 평형압력에 도달할 때까지 현상기 롤러로부터 제거한다. 도 23에 나타낸 바와 같이, 플러그(143)는 얇은 접속 암(487)에 의해 분리된 원형 베이스 부재(483) 및 원형 캡 부재(485)를 갖는 단일 성형 부품(481)으로부터 성형되고, 상기 접속 암은 견고한 힌지처럼 굴곡을 허용하기 위해 중심 노치(489)를 갖는다.

베이스(483)는 이 베이스(483)의 전체 바닥의 주변에 동일한 간격으로 분리된 일련의 외부 홀(491)을 갖는다. 베이스(483)의 바닥부로부터 연장하고, 내부에 위치하는 원형 벽(493)은 전체 주변 둘레에 동일한 간격으로 위치하는 벽(493)의 외측 단부에서 이격된 직사각형 개구(495)를 갖는다.

마찬가지로, 캡(485)은 벽(497)의 전체 주변 둘레에 동일한 간격으로 위치하는 벽(497)의 외측 단부에서 이격된 직사각형 개구(499)를 갖는 캡(485)의 상단으로부터 신장하는 원형 벽(497)을 갖는다. 표준 F3 펠트로 제조된 디스크(501)는 캡(485)의 중심에 끼워지고, 여기서 디스크가 캡(485)의 중심에 있는 홀(503)(도 24) 내부와 접촉한다.

도 24에 나타낸 바와 같이 플러그(143)를 완성하기 위해, 캡(485) 및 베이스(483)는 힌지점(489)에서 암(487)을 접어서 서로 공간을 채우며 갈짓자로 맞물리게 된다(intermesh:손가락을 깍지낀 모양). 이러한 위치에서 개구(499) 부분이 대향한 외부 개구(495)에서 없어지고, 개구(495) 부분이 대향한 개구(499)에서 없어진다. 도 25는 모든 개구(495 및 499)를 나타내는 도 24의 갈짓자로 맞물린 단면도이고, 화살표(505)의 앵글(505a 및 505b)에 의해 갈짓자 경로를 나타낸다.

도 25에 나타낸 바와 같이, 플러그는 베이스(483)의 바닥 주변이 캡(485)의 주변보다 약간 더 작게 되어 있어서 억지 끼워맞춤에 의해 함께 유지된다. 작동 중에, 압력이 카트리지(1) 내에서 증가할 때, 토너 입자를 잠정적으로 함유하는 공기는 호퍼(61) 내부에 있는 홀(491)에 유입된다. 그러한 공기는 화살표(505)로 나타낸 바와 같이 원형 챔버(507)에 유입되고, 홀(491)에 바로 대향한 벽(497)에 의해 봉쇄되고, 따라서, 굽은 화살표(505a)로 나타낸 바와 같이 좌우로 움직이며 개구(499)에 도달된다. 이어서, 기류는 챔버(509)에 도입된다. 그러한 기류는 벽(493)에 의해 봉쇄되고, 역시 굽은 화살표(505a)로 나타낸 바와 같이 좌우로 움직이며 챔버(509)의 반대쪽 단부 상의 개구(495)에 도달하게 된다. 화살표(505)로 나타낸 바와 같이 개구(495)를 통과함에 따라, 기류는 중심 챔버(511)로 도입되고, 펠트 필터(501)를 통과한 다음에 홀(503)을 통해 카트리지(1) 외부로 빠져나간다. (도 23은 챔버(511)를 4개의 동일한 부분으로 분할시키는 4개의 중심 플랜지(513a 내지 513d)를 나타낸다. 그러나, 플랜지(513a-513d)는 펠트 디스크(501)의 구조적 지지를 위한 것이고, 기능적으로, 챔버(511)는 단일 챔버일 수 있다.)

플러그(143)의 이러한 래버린스 형태는 플러그(143) 내부에 토너의 최소한의 축적만을 허용하면서 통풍구로서 연속적으로 작동하게 한다. 내부 챔버(507, 509 및 511)는 동심원상에 있다.

본 발명에 의하여, 현상기 유니트의 밑면이 급지 경로의 일부이기 때문에, 프린터에 따라 호퍼 조립체를 조절하면 급지 경로의 위치 정확성이 개선된다. 거칠게 취급할 때 종래의 카트리지의 대응하는 휠이 파괴되는 경향이 있었지만, 본 발명의 카트리지는 거칠게 취급하여도 잘 견디어 낸다. 또한, 휠 및 이들의 설치 비용이 카트리지로부터 제거된다는 장점도 있다.

도 1은 카트리지가 삽입되는 정면에서 프린터를 바라보며 좌측을 정하는 경우, 상부 및 좌측 후방으로부터 바라본 토너 카트리지의 사시도.

도 2는 상단 근처가 절단된 카트리지의 상부 및 좌측 정면으로부터 바라본 사시도.

도 3은 추가의 커버 엘리먼트가 제거된 카트리지의 상단 우측 정면도.

도 4는 커버 엘리먼트가 제거된 카트리지의 상단 우측 후면도.

도 5는 커버 엘리먼트가 제거된 카트리지의 상단 좌측 후면도.

도 6은 도 2의 단면과 유사하게 절단된 카트리지의 상단 우측 후면도.

도 7은 카트리지의 하단 좌측 정면도.

도 8은 카트리지의 하단 우측 후면도.

도 9는 호퍼 하우징 부재의 정면 우측 사시도.

도 10은 카트리지(1)가 설치된 프린터 내부의 좌측 정면도.

도 11은 카트리지가 설치된 도 10에 나타낸 부분들을 보다 상세히 나타내는 부분 절단된 우측면도.

도 12는 호퍼의 한쪽 단부 부재의 내부를 나타내는 사시도.

도 13은 호퍼의 다른쪽 단부 부재의 내부를 나타내는 사시도.

도 14는 기어 플레이트의 사시도.

도 15는 용이하게 제거가능한 부싱의 사시도.

도 16은 제거가능한 부싱이 설치된 상태를 나타내는 사시도.

도 17은 셔터를 상세하게 나타내는 우측 후면도.

도 18은 광도전체 롤러에 삽입된 확장된 허브의 사시도.

도 19는 카트리지의 커버 내부의 엘리먼트들을 나타내는 우측 사시도.

도 20은 카트리지의 커버 내부의 엘리먼트들을 나타내는 좌측 하단 사시도.

도 21은 프린터에 설치된 카트리지의 부품들을 나타내는 우측 사시도.

도 22는 호퍼로부터 연장부를 수용하는 경우의 카트리지 커버 내부를 나타내는 도면.

도 23은 조립하기 전의 호퍼 플러그의 엘리먼트들을 나타내는 도면.

도 24는 조립된 호퍼 플러그만을 나타내는 도면.

도 25는 기류를 예시하기 위한 호퍼 플러그의 갈짓자 구조의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 토너 카트리지(toner cartridge)

3a, 3b: 손잡이

7: 하부 셔터

13a, 13b: 액추에이터

9a, 9b: 날개형 가이드

25: 커버

27: 클리너 챔버(cleaner chamber)

37a, 37b, 131a, 131b: 핀

35, 247: 하우징

43: 현상기 롤러

45: 토너 부가 롤러(toner adder roller)

61: 호퍼

Claims (10)

1. 상부 전방 단부의 손잡이와; 후방 단부의 클리너 챔버와; 하우징 내에 위치한 스터드를 느슨하게 수용하기 위한 하우징을 각각 가지는 좌측벽 및 우측벽과; 광감응성 롤러를 설치하기 위해 상기 챔버 근처에 개구를 포함하는 제 1 유닛 부재와,

   토너 호퍼, 포스트, 상기 호퍼의 각각의 측면으로부터 연장하는 스터드, 상기 호퍼로부터 토너를 수용하기 위해 회전 가능하게 현상기 롤러를 설치하는 수단을 포함하는 제 2 유닛 부재와,

   상기 제 2 유닛 부재의 좌측면의 포스트와 상기 좌측벽 사이에 접속된 제1 스프링과,

   상기 제 2 유닛 부재의 우측면의 포스트와 상기 우측벽 사이에 접속된 제2 스프링을 구비하며,

   상기 카트리지의 좌측면의 스터드는 상기 좌측면의 하우징에 의해 지탱되도록 상기 좌측면의 하우징 내에 위치되며,

   상기 카트리지의 우측면의 스터드는 상기 우측면의 하우징에 의해 지탱되도록 상기 우측면의 하우징 내에 위치되는 구성으로 된 토너 카트리지.
2. 제 1 항에 있어서, 영상 장치 내의 롤러 부재 상에 정착하도록 차단되지 않게 상기 호퍼의 측부 상에 편평한 가로대를 추가로 포함하는, 토너 카트리지.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 카트리지 중심에서 상기 카트리지의 양측면에 연장된 상단 위치결정 엘리먼트를 추가로 포함하는, 토너 카트리지.
4. 제 3 항에 있어서, 이동을 안내하기 위해 상기 카트리지의 양측면에 만곡된 평판형 부재를 가지며, 상기 평판형 부재는 연속적인 슬롯에 의해 안내되도록 연속적이며 또한 상기 셔터를 앞으로 및 위로 회전시키기 위해 각각의 측부에 있는 링크 상에 설치된 하부 셔터를 추가로 포함하고, 각각의 상기 링크는 각각의 상기 평판형 부재 위에 위치하는 액추에이터 표면과 일체로 형성되어서 슬롯 내로 상기 평판형 부재가 삽입되면 상기 평판형 부재를 향하여 상기 액추에이터 표면을 회전시키고, 상기 회전은 상기 셔터를 앞으로 및 위로 이동시키는, 토너 카트리지.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 카트리지의 각 측부 상에 위치결정용 표면들을 추가로 포함하고, 상기 광감응성 롤러의 중심 축은 상기 중심 축이 하부 위치결정부로서 작용하기 위해 차단되지 않도록 연장하는, 토너 카트리지.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 호퍼가 정전형 영상을 현상시키기 위한 전자사진용 토너(electrophotographic toner)를 포함하는, 토너 카트리지.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 호퍼가 정전형 영상을 현상시키기 위한 전자사진용 토너를 포함하는, 토너 카트리지.
8. 제 2 항에 있어서, 상기 호퍼가 정전형 영상을 현상시키기 위한 전자사진용 토너를 포함하는, 토너 카트리지.
9. 제 3 항에 있어서, 상기 호퍼가 정전형 영상을 현상시키기 위한 전자사진용 토너를 포함하는, 토너 카트리지.
10. 제 4 항에 있어서, 상기 호퍼가 정전형 영상을 현상시키기 위한 전자사진용 토너를 포함하는, 토너 카트리지.

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