KR100699523B1 - 카트리지의 토너충진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카트리지의 토너충진장치에 관한 것으로 토너토출구의 셔터를 대체하여 스크류에 의한 자연배출방식이 가능하도록 토출슈트를 형성하여 구성의 간소화를 도모함은 물론, 나아가 토출슈트 외방으로 토너충진시 비산되는 토너를 재집진하여 활용하기 위한 리사이클유닛을 더 구비하여 토너충진장치의 유지 및 보수가 용이하도록 하여 토너충진효율의 극대화와 작업환경개선 및 토너리사이클에 따른 경제적 이익창출의 극대화를 이루기 위해 창출된 것으로,

상기 카트리지의 토너충진장치(2)는,

공급호퍼(25) 최하단의 토출구(26)에 입구에 비하여 그 출구의 직경이 현격히 감소하는 원뿔형상으로 내주연 길이방향으로 다양한 단면을 가지는 요입홈(31)을 형성하여 고정수단을 통해 장착되는 토출슈트(30)와,

상기 토출슈트(30) 외방에는 토너배출시 요입홈(31)을 통해 비산하는 토너를 재집진하기 위해 리사이클캡(40)을 장착하되,

상기 리사이클캡(40)은,

상광하협의 원통형으로 상방에는 집진기와 연결되는 집진포트(43)가 직립 형성되고, 이와 직교하는 외주연에는 리사이클포트(44)를 형성하고, 하방에는 개폐를 단속하기 위해 실린더등의 작동기구(45)에 의해 구동하는 1차개폐밸브(46)를 구비한 상부바디(41)와,

상기 1차개폐밸브(46)를 통해 상부바디(41)의 직하방에 장착되며 외주연 일 측으로 토너의 리사이클량을 감지하는 중량센서(47)를 형성하고, 상기 중량센서(47) 하방에는 진동자(vibrator;48)를 더 구비하여, 하방으로 2차개폐밸브(49)를 통해 공급호퍼(25)와 연결되도록 구성된 리사이클유닛(4)의 리사이클포트(44)와 파이프등을 통해 연결되도록 한 것을 특징으로 한다.

카트리지, 토너충진장치, 리사이클, 토너

Description

카트리지의 토너충진장치{Toner charger apparatus for cartridge}

도 1은 종래 기술이 적용된 카트리지의 토너충진장치를 도시한 간략 구성도,

도 2는 종래 기술이 적용된 카트리지의 토너충진장치의 토너배출부를 도시한 일부파절 확대 단면도,

도 3은 본 발명이 적용된 카트리지의 토너충진장치를 도시한 간략 구성도,

도 4는 본 발명이 적용된 카트리지의 토너충진장치의 토너배출부를 도시한 일부 파절 확대 단면도,

도 5는 본 발명이 적용된 카트리지의 토너충진장치의 토너리사이클유닛을 도시한 구성도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

2;토너충진장치 25;공급호퍼

26;토출구 30;토출슈트

31;요입홈 4;리사이클유닛

40;리사이클캡 41;상부바디

42;하부바디 43;집진포트

44;리사이클포트 46;1차개폐밸브

46;중량센서 48;진동자

49;;2차개폐밸브 100;카트리지

본 발명은 카트리지의 토너충진장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 프린트등에 적용되는 카트리지에 토너를 재충진하기 위한 토너충진장치에 있어서, 토너충진시 발생하는 비산토너를 회수하여 재사용할 수 있도록 토너리사이클 유닛의 추가와 토너토출구의 구성을 간소화한 카트리지의 토너충진장치 개선안에 관한 것이다.

일반적으로 토너(toner)는 프린터와 복사기에 적용되는 현상용 분말제를 일컫는 것으로, 별도 용기인 카트리지(cartridge)에 수납되어 프린터 및 복사기의 현상작용을 통하여 용지에 흡착되어 문자를 비롯한 그림등 다양한 형태의 인쇄가 가능하도록 한다.

이와 같이 카트리지에 수납된 토너는 매 인쇄시 현상작용을 통해 소정의 양이 배출 소진되고, 연속 반복된 인쇄작업에 의해 토너가 완전 소진될 경우 토너가 수납된 카트리지를 새롭게 교체하여 프린터 및 복사기의 원활한 인쇄작업이 이루어질 수 있도록 하였다.

상기와 같은 카트리지에 토너의 충진을 위해서는 별도의 토너충진장치가 요구되고, 그 가운데 도 1에 도시된 도면은 다양한 토너충진장치중 그 일례를 도시한 간략구성도이다.

상기 토너충진장치(1)는 토너박스로부터 토너를 흡입하여 공급호퍼(10)로 이 송하기 위해 공압타이머를 장착한 진공컨베이어(11)가 개재된 흡입호퍼(12)가 직립 구성되고,

상기 흡입호퍼(12)직하방에는 진공컨베이어(11)를 통해 흡입된 토너를 카트리지에 공급하기 위한 공급호퍼(10)가 개재되며, 상기 공급호퍼(10)의 토출구 하방에는 카트리지를 안치하는 카트리지팔레트(13)가 형성된다.

또한 공급호퍼(10)는 그 내방으로 토너 토출을 위한 스크류(14)가 모터(15)를 통해 직립 개재되고, 이러한 스크류(14)는 공급호퍼(10)의 하단에 형성된 토출구(16) 내방까지 연장 장착된다.

상기와 같이 스크류(14)가 내장된 토출구(16)는 토너의 원활한 토출을 위해 작동기구등에 의해 구동하는 셔터(17)를 구비하여 스크류(14)의 구동과 동시에 셔터(17)를 개방하고, 이로 인해 일정량의 토너가 토출구(16)를 통해 카트리지로 충진된다.

이와 같이 충진이 완료되면 스크류(14)의 구동이 정지되고, 이와 함께 셔터(17)가 폐쇄되어 더 이상의 토너가 배출되는 것을 방지하여 카트리지의 토너충진작업을 완료한다.

이처럼 토너를 충진하기위한 일련의 작업으로 스크류(14)가 공급호퍼(10)에 수납된 토너를 이송하고, 이어 토출구(16)에 형성된 셔터(17)를 통해 최종적으로 배출되는데, 이러한 작업과정에서 분말상으로 탄소성분이 다량 함유된 토너는 셔터개방구(18)에 마찰열에 의한 고착현상이 빈번히 발생하였다.

이 경우 셔터개방구(18)가 토너에 의해 폐쇄되어 스크류(14)에 의한 토너 이 송에도 더 이상의 토너배출이 불가능한 현상이 초래되고, 이에 셔터(17)를 토출구(16)로부터 분리하여 재정비해야하는 문제점을 야기하였다.

상기와 같이 셔터(17)정비를 위해서는 전체 토너충진장치의 구동을 멈춘상태에서 정비작업을 수행하므로 작업효율을 저하시키는 직접적인 원인으로 작용하였으며, 나아가 고착되는 토너를 폐기처분하여야 하므로 원자재 낭비에 따른 경제적 손실을 야기하는 문제점을 안고 있었다.

이에 본 발명에서는 상기한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로 토너토출구의 셔터를 대체하여 스크류에 의한 자연배출방식이 가능하도록 토출슈트를 형성하여 구성의 간소화를 도모함은 물론, 나아가 토출슈트 외방으로 토너충진시 비산되는 토너를 재집진하여 활용하기 위한 리사이클유닛을 더 구비하여 토너충진장치의 유지 및 보수가 용이하도록 하여 토너충진효율의 극대화와 작업환경개선 및 토너리사이클에 따른 경제적 이익창출의 극대화를 그 목적으로 한다.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 본 발명의 구성 및 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명이 적용된 카트리지의 토너충진장치를 도시한 간략 구성도, 도 4는 본 발명이 적용된 카트리지의 토너충진장치의 토너배출부를 도시한 일부 파절 확대 단면도, 도 5는 본 발명이 적용된 카트리지의 토너충진장치의 토너리사이클유닛을 도시한 구성도로서 함께 설명한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 카트리지의 토너충진장치(2)는 도 3에서와 같이, 최상방으로 토너를 공급하는 진공컨베이어(20)가 형성되고, 그 직하방으로 진공컨베이어(20)에 의해 공급된 토너를 일시적으로 보관하는 흡입호퍼(21)가 직립 구성되고, 상기 흡입호퍼(22) 하방에는 카트리지에 토너를 직접적으로 충진하기 위해 구동모터(23)에 의해 구동하는 스크류(24)가 장착된 공급호퍼(25)가 개재된다.

상기와 같이 토너충진장치(2)는 토너의 최종배출작업이 이루어지는 공급호퍼(25) 최하단으로 토출구(26)가 형성되고, 이러한 토출구(26)에는 도 4에서와 같이 토너의 원활한 토출을 위해 원뿔형의 토출슈트(30)를 개재하며, 이러한 토출슈트(30)는 중공형으로 토출구(26)와 나사체결등의 고정수단을 통해 장착된다.

이와 같이 토출구(26)에 장착되는 토출슈트(30)는 충진작업시 카트리지와 카트리지가 교체되는 시간동안 토너가 중력에 의해 흘러내리는 것을 방지하기 위해 입구에 비하여 그 출구의 직경이 감소하는 원뿔형상으로 구비되며, 이와 동시에 직경 감소에 의한 압력변화로 토너의 토출성 감소를 방지하기 위해 내주연으로 다수 개의 요입홈(31)을 형성한다.

상기 요입홈(31)은 토출슈트(30)의 내주연에 길이방향으로 그 단면을 사각을 비롯한 다양한 단면을 가지도록 하여 토너의 배출성향상을 그 목적으로 한다.

상기와 같이 본 발명이 적용된 카트리지의 토너충진장치(2)는 토너배출 제어를 위해 개재되는 종래 셔터를 대체하여 토출슈트(30)를 장착함으로서 압착하중에 의한 토너의 고착현상을 통해 셔터가 폐쇄되는등의 문제점을 삭제하여, 셔터폐쇄에 따른 보수작업등이 불필요하므로 충진작업의 효율성을 증대시킬 수 있는 장점을 가진다.

또한 본 발명인 카트리지의 토너충진장치(2)는 토너충진작업시 토출슈트(30)의 요입홈(31)을 통해 소량의 토너가 비산하는 현상이 발생하는데, 이를 보완하고자 토출슈트(30) 외방으로 박판의 부재를 가공하여 된 원통형의 리사이클캡(40)을 더 구비하고, 이러한 리사이클캡(40)은 다시 공급호퍼(25)와 연결되는 리사이클유닛(4)과 파이프등의 배관을 통해 연결되어 손실되는 토너를 재집진 활용할 수 있도록 한다.

이를 위한 리사이클유닛(4)은 도 5에서와 같이 상광하협의 원통형으로 상,하 바디(41,42)의 이중 구조로 구성되며, 상부바디(41) 상방에는 집진기와 연결되는 집진포트(43)가 직립 형성되고, 이와 직교하는 상부바디(41) 외주연에는 공급호퍼(25)의 토출슈트(30) 외방에 개재된 리사이클캡(40)과 파이프등으로 연결되는 리사이클포트(44)가 형성된다.

또한 상기 상부바디(41)는 하방으로 상부바디(41)의 개폐를 단속하기 위해 실린더등의 작동기구(45)에 의해 구동하는 1차개폐밸브(46)를 구비하고, 이러한 1차개폐밸브(46)는 토너충진장치(2)의 공급호퍼(25)와 연계되는 하부바디(42)와 다시 관통되도록 한다.

상기와 같이 1차개폐밸브(46)를 통해 상부바디(41)의 직하방에 장착되는 하부바디(42)는 외주연 일측으로 상부바디(41)를 통해 투입되는 토너의 리사이클량을 감지하는 중량센서(47)를 형성하고, 이러한 중량센서(47) 하방에는 투입된 토너를 공급호퍼(25)로 원활하게 투입하기 위한 진동자(vibrator;48)를 더 구비한다.

뿐만 아니라 하부바디(42) 역시 공급호퍼(25)와의 연결부위로 작동기구(45)에 의해 구동하는 2차개폐밸브(49)를 개재하여 리사이클된 토너의 원활한 회수가 가능하도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명인 카트리지의 토너충진장치(2)는,

먼저, 흡입호퍼(22) 상방에 개재된 진공컨베이어(21)를 통해 충진에 사용될 일정량의 토너를 흡입하고, 이어 흡입호퍼(22)에 보관중인 토너를 다시 하방에 위치한 공급호퍼(25)로 이송시켜 토너충진작업을 준비한다.

이 때 초기 투입되는 토너가 토출슈트(30) 외방으로 유출되는 것을 방지하기 위해 초기 작업시 토출슈트(30)를 인위적으로 폐쇄하며, 분말형태의 토너가 일정수준 이상으로 공급되는 압착력에 의해 토너가 유출되는 현상을 억제할 수 있다.

이와 같이 초기 토너의 유출을 방지하기 위한 토출슈트(30) 폐쇄는 간단히 작업자의 손을 이용하거나 기타 플레이트를 이용할 수 있으며, 본 발명의 실시에는 별다른 영향을 끼치지 않는 작업이라 할 것이다.

상기와 같이 토너충진장치(2)의 각 구성품의 작용으로 충진작업에 적용되는 토너가 공급호퍼(25)로 일정량 투입되면, 공급호퍼(25) 하방의 카트리지팔래트(미도시)가 카트리지의 일측을 리사이클캡(40)과 밀착시키고, 이어 구동모터(23)에 의해 스크류(24)가 회전하면서 공급호퍼(25)상에 안치된 토너를 토출슈트(30)를 통해 일정량 카트리지 내방으로 이송시켜 충진작업을 수행한다.

이와 같이 토출슈트(30)는 토너의 배출제어를 위한 별도의 구성품 없이 스크 류(24)에 의한 토너의 자연낙하방식을 채택하므로서, 토너충진장치(2)의 구성을 간소화할 수 있으며, 나아가 종래 토너의 배출제어를 위한 셔터가 토너의 고착현상으로 막혀 보수작업을 요함으로서 야기되는 각종 문제점을 해결할 수 있다.

이러한 충진작업시 배출되는 토너는 토출슈트(30) 내방에 형성된 요입홈(31)에 의해 비산현상이 발생하고, 비산된 소량의 토너는 토출슈트(30) 외방에 개재된 리사이클캡(40)에 의해 회수된다.

물론 이러한 라사이클캡(40)으로 비산된 토너를 회수하기 위한 흡입력은 리사이클유닛(4)의 상부바디(41)에 형성된 집진포트(43)에 의해 제공됨은 당연하다 하겠다.

상기와 같이 리사이클캡(40)에 의해 회수된 토너는 리사이클유닛(4)의 상부바디(41) 외주연에 형성된 리사이클포트(44)를 통해 상부바디(41)로 유입되고, 유입된 리사이클토너는 1차개폐밸브(46)를 통과하여 하부바디(42)로 집적된다.

이 때 하부바디(42)에 장착된 2차개폐밸브(49)는 폐쇄상태를 유지하여 리사이클된 토너가 곧바로 공급호퍼(25)로 투입되는 현상을 방지한다.

이와 같이 리사이클유닛(4)을 통해 회수된 토너는 중량센서(47)에 의해 회수량이 계산되고, 이러한 회수과정을 통해 일정량이 집적되면 하부바디(42)에 장착된 2차개폐밸브(49)를 개방하여 집적된 토너를 공급호퍼(25)로 재투입한다.

이 때 하부바디(42) 외방일측에 장착된 진동자(48)를 통해 하부바디(42)에 진동을 가하여 분말상으로 하부바디(42) 내벽에 달라붙는 특성을 지닌 토너가 모두 공급호퍼(25)로 투입될 수 있도록 하며, 물론 이 때 2차개폐밸브(49)가 개방됨으로 인해 1차개폐밸브(46)는 폐쇄하여 리사이클토너의 정확한 측정이 가능하도록 한다.

상기와 같이 하부바디(42)에 집적된 리사이클토너의 투입이 완료되면 리사이클유닛(4)은 하부바디(42)에 장착된 2차개폐밸브(49)를 폐쇄하고, 1차개폐밸브(46)를 개방하여 토너충진작업시 발생하는 비산토너의 리사이클작업을 지속적으로 반복수행한다.

이상과 같은 본 발명인 카트리지의 토너충진장치는 토너가 배출되는 토출구에 원뿔 중공형의 토출슈트을 개재하여 구조간소화를 도모하여 유지 및 보수가 용이하도록 하며, 나아가 토너충진시 비산하는 토너를 리사이클하여 재투입함으로서 원자재 소비감소에 따른 경제적 이익창출의 극대화를 이룰 수 있다.

뿐만 아니라 리사이클유닛을 통해 충진작업시 비산되는 토너를 전량 회수 가능하여 청결한 작업환경조성에 따른 작업능률상승을 꾀할 수 있는 유용한 발명이다.

Claims (1)

1. 최상방으로 토너를 공급하는 진공컨베이어(20)가 형성되고, 그 직하방으로 진공컨베이어(20)에 의해 공급된 토너를 일시적으로 보관하는 흡입호퍼(21)와, 상기 흡입호퍼(22) 하방에는 카트리지에 토너를 직접적으로 충진하기 위해 구동모터(23)에 의해 구동하는 스크류(24)가 장착된 공급호퍼(25)로 구성된 카트리지의 토너충진장치를 구성함에 있어서;

   상기 카트리지의 토너충진장치(2)는,

   공급호퍼(25) 최하단의 토출구(26)에는 원뿔형상으로 내주연 길이방향으로 다양한 단면을 가지는 요입홈(31)을 형성하여 고정수단을 통해 장착되는 토출슈트(30)와,

   상기 토출슈트(30) 외방에는 토너배출시 요입홈(31)을 통해 비산하는 토너를 재집진하기 위해 리사이클캡(40)을 장착하되,

   상기 리사이클캡(40)은,

   상광하협의 원통형으로 상방에는 집진기와 연결되는 집진포트(43)가 직립 형성되고, 이와 직교하는 외주연에는 리사이클포트(44)를 형성하고, 하방에는 개폐를 단속하기 위해 실린더등의 작동기구(45)에 의해 구동하는 1차개폐밸브(46)를 구비한 상부바디(41)와,

   상기 1차개폐밸브(46)를 통해 상부바디(41)의 직하방에 장착되며 외주연 일측으로 토너의 리사이클량을 감지하는 중량센서(47)를 형성하고, 상기 중량센서(47) 하방에는 진동자(vibrator;48)를 더 구비하여, 하방으로 2차개폐밸브(49)를 통해 공급호퍼(25)와 연결되도록 구성된 리사이클유닛(4)의 리사이클포트(44)와 파이프등을 통해 연결되도록 한 것을 특징으로 하는 카트리지의 토너충진장치.

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