KR100808532B1

KR100808532B1 - 토너 병, 토너 용기, 토너 카트리지, 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법

Info

Publication number: KR100808532B1
Application number: KR1020067017631A
Authority: KR
Inventors: 마사토 스즈키; 요시히데 가와무라; 마사히로 나카야마
Original assignee: 가부시키가이샤 리코
Priority date: 2004-02-06
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2008-02-29
Also published as: TWI297107B; CN100511009C; US20070077100A1; WO2005076089A1; US7313349B2; CN1938651A; JP2005221825A; EP1711864A1; KR20060114377A; TW200537261A; EP1711864A4

Abstract

본 발명은 토너 병을 취급할 때에 톱니가 손상되지 않는 링형 기어를 구비하는 토너 병을 제공한다. 토너 병(10)은 바닥이 있는 원통형 병 본체(11)와, 토너 공급용의 원통형 개구(15) 및 이 개구의 둘레에 배치된 링형 기어(18)를 포함한다. 링형 기어의 치선원 직경이 원통형 병 본체의 직경보다 작기 때문에, 링형 기어의 톱니는 원통형 병 본체의 외면을 지나서 돌출하지 않는다. 따라서, 링형 기어의 톱니가 쉽게 손상되지 않는다. 원통형 병 본체의 측벽에는 나선형 오목부가 형성되어 있다. 토너 병을 회전시키기 위하여 링형 기어를 구동할 때에, 내측의 토너가 나선형 오목부에 의해 반송되고, 개구를 통하여 화상 형성 장치로 공급된다.

Description

토너 병, 토너 용기, 토너 카트리지, 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법{TONER BOTTLE, TONER CONTAINER, TONER CARTRIDGE, AND, IMAGE FORMING APPARATUS AND IMAGE FORMING PROCESS}

본 발명은 복사기, 팩시밀리 및 프린터 등과 같은 전자 사진 방식의 화상 형성 장치에 토너를 공급하기 위한 토너 병, 이러한 토너 병의 제조 방법, 토너 병과 캡을 포함하는 토너 용기, 토너 용기와 토너를 포함하는 토너 카트리지, 토너 카트리지가 장착된 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법에 관한 것이다. 본 발명에서 사용하고 있는"토너"라는 용어는 협의의 토너뿐 아니라, 통상적으로 사용되는 "현상제"를 포함하는 것으로 의도된다.

종래의 전자 사진 방식의 화상 형성 장치에서는, 현상제를 수납한 용기를 화상 형성 장치의 본체에 수평으로 탈착 가능하게 장착한 후에, 용기를 용기의 축선 둘레에서 회전시키는 방식으로 현상제를 공급하고 있다.

일본 특개소 60-146265 및 특개평 9-311535는, 현상제 공급 장치 또는 현상제 공급 용기에 있어서, 원통형 용기를 회전 가능하게 구동하는 기어, 즉 현상제 용기의 본체에 동심으로 장착되는 종동 기어를 개시하고 있다. 이들 현상제 공급 용기는, 바닥이 있는 원통형 용기 본체의 일단에 현상제 공급 구멍을 형성하고, 축 선을 따라 나선형 오목부를 형성하며, 축선을 대략 수평 방향으로 유지하면서 용기 본체를 축선을 중심으로 회전시킴으로써 나선형 오목부에 의해 토너를 안내 및 반송하여, 화상 형성 장치의 공급 개구를 통하여 현상부에 토너를 공급하도록 구성되어 있다.

구체적으로, 일본 특개소 60-146265에 개시된 바와 같이, 토너 공급 장치의 토너 카트리지는 예컨대 도 8에 도시된 바와 같이 구성되어 있다. 도 8에 있어서, 도면 부호 80은 토너 카트리지를, 81은 토너 공급 구멍을, 82는 나선형 리브를, 83은 토너 카트리지(80)를 회전시키기 위한 종동 기어로서의 링형 기어를, 84는 나선형 리브(82)에 의해 형성된 토너 반송용의 나선형 오목부를 각각 지칭하고 있다.

또한, 일본 특개소 9-311535에 개시된 현상제 공급 장치는 토너 용기의 내면에 퇴적되는 잔존 토너의 양을 최소화하도록 구성되어 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 토너 병(91)의 유출 개구(92) 측에 종동 기어로서의 링형 기어(95)를 설치하고, 이 기어(95)를 톱니가 의도적으로 부분 누락된 구동 기어(97)와 맞물리게 하며, 토너 병(91)을 간헐적으로 회전 운동시켜 토너 병에 진동을 부여할 수 있다. 도 9에 있어서, 도면 부호 93은 토너 병의 축선을, 94는 토너 반송용의 나선형 오목부(94a)를 형성하는 내면을 위한 나선형 안내 돌기를, 96은 구동 모터를, T는 토너를 각각 지칭하고 있다.

그러나 도 8에 도시된 토너 카트리지(80)와 도 9에 도시된 토너 병과 같은 종래 기술의 현상제 공급 용기는 치선원 직경(tip circle diameter) 또는 기어의 외경이 병 본체의 직경보다 큰 종동 기어를 각각 구비하고 있고, 종동 기어가 병 본체와 동심으로 배치되도록 구성되어 있다. 따라서 종동 기어의 외주는 병 본체의 외면으로부터 외측으로 연장되고, 이에 따라 포장 및 운반과 같은 용기 취급 시에 톱니가 손상되는 경우가 있다. 이러한 문제를 해소하기 위하여, 현상제 공급 용기는 특정의 완충재와 함께 포장 및 운반되어야 한다.

통상적으로, 종래의 현상제 공급 용기는 플라스틱 성형품이다. 이들 성형품은 통상 직접 블로우 성형법에 의해 제조된다. 대안으로, 이들 성형품은 1차적으로 사출 성형에 의해 제조된 결과적인 1차 성형체를 특정의 금형에 삽입하고, 특정의 조건하에서 2축 연신 블로우 성형함으로써 제조된다. 그러나 나선형 오목부를 형성한 용기 본체의 외측에 링형 기어를 마련한 형상으로 의도되기 때문에, 사출 성형 또는 2축 연신 블로우 성형용의 금형 구조는 상당히 복잡해지고, 또한 링형 기어가 병 본체의 비교적 얇은 부분에 배치되므로, 리브 구조가 복잡하게 되고 병 본체의 두께가 증가해야만 하는 일부 문제가 존재한다.

본 발명의 목적은, 취급, 포장 및 운반 등과 같은 토너 병의 처리 시에 링형 기어의 손상 가능성, 특히 링형 기어의 톱니의 손상 가능성을 현저하게 억제하여 주로 완충재 없이 포장 및 운반이 가능한 토너 병과, 이러한 토너 병의 제조 방법과, 토너 병과 캡으로 이루어진 토너 용기와, 토너로 채워진 토너 용기를 포함하는 토너 카트리지와, 토너 카트리지가 장착된 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 병 본체의 벽 두께를 두껍게 할 필요가 없고, 병 본체를 보강하기 위한 리브 구조가 비교적 간단한 토너 병과, 이러한 토너 병의 제조 방법과, 토너 병과 캡으로 이루어진 토너 용기와, 토너로 채워진 토너 용기를 포함하는 토너 카트리지와, 토너 카트리지가 장착된 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법을 제공하는 것이다.

이들 목적은 본 발명에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 바닥이 있는 원통형 병 본체와, 토너 공급용의 원통형 개구와, 링형 기어를 포함하는 토너 병이 제공되며,

상기 원통형 병 본체의 축선을 따라 원통형 병 본체의 측벽에 나선형 오목부가 형성되어 있고,

상기 원통형 개구는 원통형 병 본체와 동심으로 원통형 병 본체의 일단에 배치되고, 원통형 개구의 외경은 원통형 병 본체의 외경보다 작으며,

상기 링형 기어는 상기 원통형 개구와 동심으로 원통형 개구에 배치되고, 이 링형 기어의 치선원 직경은 원통형 병 본체의 외경보다 작다.

본 발명에 따른 토너 병에 있어서, 링형 기어의 톱니는 원통형 병 본체의 외면을 넘어서 돌출하지 않으므로, 취급, 포장 및 운반 등의 처리로 인한 톱니의 손상 가능성은 거의 없게 된다. 따라서, 본 발명의 토너 병은 실질적으로 완충재 없이 포장 및 운반될 수 있다.

또한, 통상적으로 본 발명의 토너 병은 토너가 채워져 있고, 캡이 설치되어 토너 카트리지를 형성한다. 토너 카트리지를 화상 형성 장치의 현상 유닛에 장착할 때에, 토너 병의 원통형 개구와 캡의 밀봉 부재의 긴밀한 접촉으로 인하여 토너 카트리지가 충분히 지지된 상태와 함께 원통형 개구가 충분히 밀봉된 상태를 얻을 수 있으며, 이로써 토너 공급 기구에서 토너의 누설 및 누출을 방지할 수 있다. 결과적으로, 원통형 개구의 지지 상태를 보다 안정적으로 할 수 있으며, 원통형 개구에 배치된 링형 기어의 회전 속도를 안정적으로 유지할 수 있다. 즉, 안정적 위치에 배치된 링형 기어로 인하여 토너 병의 회전 정밀도를 높일 수 있다.

또한, 링형 기어는 링형 기어의 치선원 직경보다 큰 외경을 갖는 원통형 병 본체의 외면에 의해 적어도 부분적으로 보호되므로, 토너 병을 보다 확실하게 지지할 수 있다.

바람직하게는, 상기 링형 기어는 상기 원통형 개구의 단부면으로부터 5 mm 내지 20 mm의 간격을 두고 배치되어 있다.

바람직하게는, 상기 원통형 병 본체의 외경과 상기 링형 기어의 치선원 직경 사이의 차이는 1 mm 내지 5 mm 이다.

바람직하게는, 상기 토너 병은 상기 원통형 병 본체의 일단에 연결 및 연장부를 더 포함하고, 상기 연결 및 연장부의 원통형 개구의 내경은 원통형 병 본체의 내경보다 작고, 상기 연결 및 연장부에 토너 안내용의 나선형 경로가 마련되며, 상기 링형 기어가 연결 및 연장부의 에지에 연결된다.

이들 특징으로 인하여, 토너의 공급을 신속하고 원활하게 할 수 있고, 토너 병에 저중량 및 고강도의 특성을 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 링형 기어의 톱니 폭은 2 mm 이상이고, 특히 링형 기어의 톱니 폭은 4 mm 내지 6 mm 이다.

이들 특징으로 인하여, 링형 기어의 기계적 강도를 높일 수 있고, 링형 기어와 구동 기어의 결합을 보다 안정적으로 할 수 있어서, 링형 기어의 회전 속도를 보다 정밀하게 할 수 있다. 예컨대, PET와 같은 플라스틱 기어는 상기 특징이 부여되는 때에 충분한 기계적 강도를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 링형 기어는 벽두께가 링형 기어의 톱니 폭보다 얇은 원통형 개구에 마련되고, 이 링형 기어는 원통형 개구와 동심의 디스크 및 이 디스크의 외부 에지에 동심으로 연결된 링형 톱니를 포함하며, 상기 디스크의 벽두께(W3)와 원통형 개구의 벽두께(W2)는 W3 = W2 ± 2 mm의 관계를 갖는다.

보다 바람직하게는, 상기 디스크의 벽두께(W3)와 상기 원통형 개구의 벽두께(W2)는 각각 1 mm 내지 4 mm 이다.

디스크의 벽두께와 원통형 개구의 벽두께가 실질적으로 동일하다는 특징으로 인하여, 플라스틱 재료의 사출 성형 시에 수축 마크를 방지할 수 있으며, 이로써 링형 기어의 치수 정밀도를 향상시킬 수 있다.

바람직하게는, 상기 원통형 병 본체의 바닥에 토너 공급용의 개구가 마련되어 있고, 토너 공급용의 개구에는 시트형(sheet-like) 또는 판형의 밀봉 부재가 부착되며, 이 밀봉 부재는 토너 공급용의 개구를 개폐할 수 있다.

이러한 특징으로 인하여, 토너 병 세정 또는 충전 시에 편리성 및 간편성을 부여할 수 있고, 이로써 토너 병의 용이한 재생이 가능하게 되고, 재사용을 보장할 수 있다.

바람직하게는, 상기 토너 병은 원통형 병 본체와 일체로 성형된 링형 기어를 갖춘 플라스틱 성형품이고, 여기서 플라스틱은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리비닐 클로라이드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리스티렌 수지 및 폴리 카보네이트 수지로 이루어진 군에서 선택된다.

이러한 특징으로 인하여, 링형 기어와 원통형 병 본체를 수동으로 조립해야 하는 필요성을 제거할 수 있고, 또한 수동 처리로 인해 가능한 난류의 발생을 제거할 수 있어서, 토너 병의 높은 치수 정밀도에 기여할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 전술한 토너 병을 제조하는 제조 방법이 제공된다. 본 발명에 따른 토너 병 제조 방법은 토너 병을 회전시키기 위한 링형 기어를 구비하는 중공의 원통형 프리폼(preform)을 링형 기어를 지지 링으로 이용하여 몰드 툴 내로 설치하는 단계와, 상기 중공의 원통형 프리폼을 수용하는 몰드 툴을 가열하는 단계와, 상기 중공의 원통형 프리폼의 중공 캐비티 내로 가압 가스를 주입하는 단계와, 상기 중공의 원통형 프리폼을 2축 연신 블로우 성형하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 중공의 원통형 프리폼을 사출 성형에 의해 형성한다.

토너 병 제조 공정에 있어서, 전술한 토너 병을 링형 기어 및 원통형 병 본체를 포함한 일체의 플라스틱 성형품으로서 제조할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 전술한 특징을 갖는 토너 병에서 선택된 토너 병과, 캡을 포함하는 토너 용기가 제공될 수 있고, 상기 토너 병에 부착되는 캡은, 링형 기어의 톱니를 노출시킨 상태로 원통형 개구 및 그 주변을 덮는다.

바람직하게는, 상기 원통형 개구를 덮는 캡의 위치에 토너 출구가 마련되어 있고, 이 토너 출구를 개폐하기 위한 셔터가 마련되어 있다.

바람직하게는, 상기 토너 용기는 캡을 통하여 화상 형성 장치의 특정의 위치에 탈착 가능하게 장착되고, 상기 셔터가 개방될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 전술한 특징을 갖는 토너 용기와 이 토너 용기를 채우는 토너를 포함하는 토너 카트리지가 제공될 수 있다.

토너 카트리지에 있어서, 전자 사진 방식의 화상 형성 장치를 사용하는 중에 토너의 누설 및 비산을 방지할 수 있으므로, 예컨대 조작자에게 편의성 및 유용성을 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 화상 형성 장치가 제공될 수 있다. 본 발명에 따른 화상 형성 장치는 광전도체와, 이 광전도체에 정전 잠상을 형성하도록 구성되는 정전 잠상 형성 유닛과, 가시 화상을 형성하기 위하여 토너에 의해 정전 잠상을 현상하도록 구성된 현상 유닛과, 가시 화상을 기록 매체 상에 전사하도록 구성된 전사 유닛과, 전사된 화상을 기록 매체 상에 정착하도록 구성된 정착 유닛을 포함하며, 전술한 토너 카트리지가 캡을 통하여 화상 형성 장치에 탈착 가능하게 장착되고, 토너 카트리지로부터 토너가 공급된다.

이러한 화상 형성 장치에 따르면, 토너 병의 회전 정밀도의 개선으로 인하여 토너를 현상기로 보다 안정적으로 공급할 수 있다. 또한, 토너 병을 회전시키는 링형 기어의 기계적 강도의 개선으로 인하여, 초기에 충전된 모든 토너를 소모하기 전에 기어의 돌발적 손상으로 인해 토너 카트리지를 폐기해야 하는 단점을 회피할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 화상 형성 방법이 제공될 수 있고, 이 화상 형성 방법은, 광전도체 표면에 정전 잠상을 형성하는 단계와, 가시 화상을 형성하기 위하여 토너에 의해 정전 잠상을 현상하는 단계와, 가시 화상을 기록 매체 상에 전사하는 단계와, 전사된 화상을 기록 매체 상에 정착하는 단계를 포함하며,

전술한 토너 카트리지가 캡을 통하여 탈착 가능하게 장착된 화상 형성 장치를 채용하고, 토너 카트리지로부터 토너가 공급된다.

이러한 화상 형성 방법에 따르면, 토너 병의 회전 정밀도의 개선으로 인하여 토너를 현상기로 보다 안정적으로 공급할 수 있다. 또한, 토너 병을 회전시키는 링형 기어의 기계적 강도의 개선으로 인하여, 초기에 충전된 모든 토너를 소모하기 전에 기어의 돌발적 손상으로 인해 토너 카트리지를 폐기해야 하는 단점을 회피할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 토너 병의 전체 구조를 예시적으로 보여주는 부분 단면 정면도로서, 캡을 제거한 상태를 보여주는 도면이고,

도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 토너 병의 주요 구조를 예시적으로 보여주는 정면도이고,

도 3a는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 원통형 병 본체의 주요 구조를 예시적으로 보여주는 정면도이고,

도 3b는 도 3a에 도시된 원통형 병 본체의 주요 구조를 예시적으로 보여주는 측면도이고,

도 4a는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 토너 병의 링형 기어 구조를 예시적으로 보여주는 정면도이고,

도 4b는 도 4a에 도시된 토너 병의 링형 기어 구조를 예시적으로 보여주는 측면도이고,

도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 토너 병의 주요 구조를 예시적으로 보여주는 단면도이고,

도 6은 본 발명에 따른 토너 병을 2축 연신 블로우 성형에 의해 제조하기 위한 프리폼(preform) 형상을 예시적으로 보여주는 개략 사시도이고,

도 7은 도 6에 도시된 프리폼을 2축 연신 블로우 성형하여 토너 병을 제조하는 방법을 도시하고,

도 8은 종래 기술의 현상제 공급 용기를 예시적으로 보여주는 개략 사시도이고,

도 9는 종래 기술의 다른 현상제 공급 용기를 예시적으로 보여주는 개략 사시도이고,

도 10은 본 발명의 화상 형성 장치에 의한 본 발명의 화상 형성 방법을 예시적으로 보여주는 개략도이고,

도 11은 본 발명의 화상 형성 장치에 의한 본 발명의 화상 형성 방법을 예시적으로 보여주는 다른 개략도이고,

도 12는 탠덤 타입의 컬러(color) 장치의 본 발명의 화상 형성 장치에 의한 본 발명의 화상 형성 방법을 예시적으로 보여주는 개략도이다.

도면을 참고로 하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

(제1 실시 형태)

도 1은 성형품으로서의 토너 병(10)의 전체 구조를 도시하는 부분 단면 정면도로서, 캡을 제거한 상태를 보여주는 도면이다. 토너 병(10)의 원통형 개구(15)에 캡(도시 생략)을 부착함으로써 토너 용기를 구성한다. 토너 병(10)의 원통형 병 본체(11)의 측벽에는 축선(14)을 따라 나선형 오목부(12)와 보강용 나선형 리브(13a)가 형성되어 있고, 축선(14)에 평행하게 선형 리브(13b)가 형성되어 있다.

원통형 병 본체(11)의 축방향 일단에 토너 공급용의 원통형 개구(15)가 마련되고, 이 원통형 개구(15)는 원통형 병 본체(11)와 동심을 이룬다. 원통형 개구(15)는 특정의 길이를 갖고, 화상 형성 장치의 현상부(도시 생략)에 토너를 공급하기 위한 입구로서 작용하며, 원통형 개구(15)의 단부는 토너 공급 입구(5a)에 해당한다. 원통형 개구(15)에는 원통형 병 본체(11)와 동심의 링형 기어(18) 또는 플랜지형 기어가 마련된다. 또한, 원통형 병 본체(11)의 전방 에지와 원통형 개구(15) 사이에는 원통형 병 본체(11)와 동심을 이루는 연결 및 연장부(16)와 쇼울더(17)가 마련된다.

토너 병(10)의 구조상의 특징은, 치선원의 직경이 나선형 오목부(12)가 형성되는 원통형 병 본체(11)의 외경보다 작은 링형 기어(18)가 종동 기어로서 토너 용기를 회전시키는 기능을 하고, 원통형 개구(15)와 동심으로 배치되며; 이 링형 기어(18)가 원통형 개구(15)에 마련되고; 링형 기어의 톱니부의 폭, 즉 톱니 폭이 2 mm 이상이며; 특정의 구조를 갖는 연결 및 연장부(16)가 마련된다는 점이다.

바닥(21)과 반대측에서 원통형 병 본체(11)의 전방 에지에 연결되는 연결 및 연장부(16)가 토너 도출로이다. 연결 및 연장부(16)는 원통형 병 본체(11) 측으로부터 원통형 개구(15) 측으로 하향 테이퍼져 있다. 링형 기어(18)는 원통형 개구(15)의 임의의 위치에 존재할 수 있다. 도 1은 링형 기어(18)가 연결 및 연장부(16)의 에지에 접속 상태로 위치된 모드를 도시하고 있다.

도 1에 있어서, 도면 부호 19 및 20은 캡(도시 생략)을 원통형 병 본체(11)의 원통형 개구(15)에 끼워 장착하기 위한 부재를 지칭하며, 19는 상기 캡을 밀봉 상태로 부착하기 위한 링형 버트(ring butt)이고, 20은 캡의 이탈을 방지하기 위한 링형 칼라(ring collar)이다. 셔터를 구비한 캡을 장착함으로써 전술한 바와 같이 완충재 없이 포장 및 운반을 용이하게 할 수 있다.

후술하는 바와 같은 2축 연신 블로우 성형에 의해 이러한 구조의 원통형 병 본체(11)를 제조할 수 있다.

축선을 대략 수평 방향으로 한 상태로 원통형 병 본체(11)와 캡(도시 생략)으로 형성된 토너 용기(도시 생략)를 화상 형성 장치의 현상부에 탈착 가능하게 장착할 수 있다. 그 후, 링형 기어(18)와 구동 기어를 맞물리게 한 상태로 구동 기어를 회전시킴으로써 토너 용기를 축선(14) 둘레에서 회전시키면, 원통형 병 본체(11)에 수용된 토너를 나선형 오목부(12)에 의해 안내 및 운반할 수 있고, 이로써 토너를 원통형 개구(15)를 통하여 현상부로 공급할 수 있다.

토너 병과 토너 용기의 구조에 있어서, 링형 기어의 톱니는 원통형 병 본체 의 외면을 넘어서 돌출하지 않고, 따라서 취급, 포장 및 운반과 같은 처리로 인하여 톱니가 손상될 가능성은 거의 없다. 바람직하게는, 예컨대 도 1에 도시된 토너 병은 병 본체의 바닥(21)에 토너 충전 개구(도시 생략)가 마련되어 있고, 이 토너 충전 개구를 개폐할 수 있는 시트형 또는 판형 밀봉 부재가 탈착 가능하게 설치되며, 이로 인하여 토너 병의 재생을 보장할 수 있다.

바람직하게는, 예컨대 도 1에 도시된 토너 병(10)과 캡(도시 생략)은 결과적인 토너 용기의 부착을 가능하게 하고; 캡이 토너 병에 부착된 때에, 캡은 링형 기어(18)의 톱니를 노출시킨 상태로 원통형 개구(15)와 그 주변을 덮는다. 또한, 토너 용기가 전자 사진 방식의 화상 형성 장치에 특정의 자세로 장착될 때에 셔터가 개방되도록 원통형 개구를 덮는 캡의 위치에 셔터를 마련하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 토너 용기에 토너를 충전하여 본 발명에 따른 토너 카트리지를 제공할 수 있고, 그 후 토너 카트리지는 캡을 이용하여 전자 사진 방식의 화상 형성 장치에 부착될 수 있다.

(제2 실시 형태)

도 2는 플라스틱 원통형 병 본체에 플라스틱 링형 기어를 맞물리게 함으로써 형성되는 토너 병의 원통형 개구와 그 주변의 정면도를 도시한다. 도 3a는 링형 기어를 장착하기 전의 원통형 병 본체의 주요 구조의 정면도를 도시하고, 도 3b는 측면도이다. 도 4a는 링형 기어의 구조를 보여주는 정면도이고, 도 4b는 단면도이다.

주요 구성이 도 1에 도시된 토너 병과 실질적으로 동일한 도 2에 도시된 토 너 병(30)은 도 3a 및 도 3b에 도시된 플라스틱 원통형 병 본체(31)에 사실상 링형인 플라스틱 링형 기어(41)를 맞물리게 함으로써 구성된다. 구체적으로, 토너 공급용의 원통형 개구(32)가 도 3a 및 도 3b에 도시된 원통형 병 본체(31)의 전방부에 마련되고, 원통형 개구와 원통형 병 본체(31) 사이에 플랜지(33)가 마련되며, 서로 대향하는 한 쌍의 돌기(34)가 플랜지(33)의 외면에 형성되어 있다. 또한, 원통형 개구(32)에 링형 칼라(35)가 형성되어 있고, 플랜지(33)의 전방 에지에 기어의 이탈을 방지하는 링형 돌기(36)가 형성되어 있다. 링형 칼라(35)는 도 1에 도시된 캡의 이탈을 방지하는 링형 칼라(20)에 해당하는 것이며; 링형 돌기(36)는 캡(도시 생략)을 밀봉 상태로 부착하는 링형 버트 조인트로서 또한 작용한다. 다른 한편으로, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 링형 기어(41)에는 돌기(34)에 대응하는 오목부(42)가 형성되어 있다.

각 부분의 사이즈와 관련하여, 예컨대 링형 기어(41)의 내경(D1)은 34.2 mm 이고, 링형 돌기(36)의 외경(D2)은 34 mm 이고, 플랜지(33)의 외경(D3)은 34.1 mm 이며, 링형 기어(41)의 톱니 폭(W1)은 5.5 mm 이며, 플랜지(33)의 폭(W2)은 6 mm 이다.

도 2에 도시된 토너 병(30)을 구성할 때에는, 링형 기어(41)를 공급 개구(32) 측의 토너 병(30)에 삽입한 후, 링형 칼라(35)와 링형 돌기(36)를 통과시키며, 플랜지(33)에 끼워 장착한다. 이러한 구조에서는, 오목부(42)에 돌기(34)가 끼워져 장착된다.

(제3 실시 형태)

도 5는 토너 병의 주요 구성을 보여주는 부분 단면도이다. 플라스틱 성형품인 토너 병(50)은 도 1에 도시된 토너 병과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 링형 기어(51)는 원통형 병 본체(52)와 일체로 형성되어 있다.

링형 기어(51)가 원통형 개구(53)와 동심으로 마련되어 있는 토너 병(50)의 특징은, 원통형 개구(53)의 벽두께(W3)가 링형 기어 톱니(51b)의 톱니 두께(W1)보다 얇고(예컨대, W1 : 5.5 mm, W3: 2 mm), 링형 기어(51)가 원통형 개구(53)와 동심의 디스크(51a)와 디스크(51a)의 외부 에지와 동심으로 연결되는 링형 톱니(51b)로 구성되고, 디스크(51a)의 벽두께(W3)는 원통형 개구(53)의 벽두께(W2)와 실질적으로 동일하다는 점에 있다.

(토너 병 제조 방법)

본 발명의 토너 병 제조 방법에 의해 본 발명에 따른 토너 병을 제조할 수 있다. 본 발명의 토너 병 제조 방법은 프리폼 세팅 공정, 블로우 성형 공정, 및 요구에 따른 기타 공정을 포함한다.

프리폼 세팅 공정에서는, 토너 병을 회전시키기 위한 링형 기어를 구비하는 중공의 원통형 프리폼을 링형 기어를 지지 링으로서의 이용하여 몰드 툴(mold tool) 내에 세팅하고, 토너를 지지하기 위하여 링형 기어를 원통형 개구와 동심으로 세팅한다. 바람직하게는, 사출 성형법에 의해 프리폼을 제조한다.

블로우 성형 공정에서는, 프리폼을 가열한 후에, 프리폼의 중공 캐비티에 가압 가스를 주입하고, 프리폼을 2축 연신 블로우 성형한다.

가압 가스의 압력과 가열된 몰드 툴의 온도와 같은 2축 연신 블로우 성형의 조건을 성형 재료, 의도한 형상 등에 따라 적절하게 선택할 수 있는데, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지의 경우에는 가압 가스의 압력을 0.5 내지 10 MPa, 가열된 프리폼의 온도를 90 내지 120℃로 할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같은 링형 기어를 일체로 구비하는 토너 병(50)은, 예컨대 도 6에 도시된 바와 같은 프리폼 또는 패리슨(parison; 60)을 사출 성형하고, 프리폼 또는 패리슨을 예정된 구조의 몰드 툴 내로 세팅하고, 2축 연신 블로우 성형함으로써 제조할 수 있다. 프리폼 또는 패리슨(60)은 PET 수지, 도는 PET와 폴리에틸렌 수지의 혼합물로 형성될 수 있다.

구체적으로, 사출 성형법에 의해 중공의 원통형 프리폼(60)을 토너 병을 회전시키기 위한 링형 기어(61)가 토너 공급용 원통형 개구(62)와 동심으로 마련되는 형상으로 형성한 후, 지지 링으로서의 링형 기어(61)를 사용하여 프리폼(60)을 몰딩 툴(70)에 세팅하고, 몰딩 툴(70)을 가열하고, 프리폼(60)의 중공 캐비티 내로 가압 가스를 주입하여, 2축 연신 블로우 성형을 통하여 의도한 토너 병을 얻을 수 있다. 도 7에서, 도면 부호 72는 연신 핀을, 73은 캐리어 핀을 지칭한다.

(토너 용기 및 토너 카트리지)

본 발명의 토너 용기는 본 발명의 토너 병, 캡, 셔터, 및 요구에 따른 기타 부품을 포함한다. 캡은 토너 병에 부착된 때에 원통형 개구(15) 및 그 주변을 덮는다. 캡의 재료는 용례에 따라 적절하게 선택될 수 있는데, 예컨대 폴리스티렌 수지, 폴리비닐 클로라이드 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리옥시메틸렌 수지, ABS 수지, 폴리카보네이트 수지와 같은 열가소성 플라스틱을 이용할 수 있다.

바람직하게는, 원통형 개구를 덮는 캡의 위치에 토너 출구와, 이 토너 출구를 개폐하는 셔터가 마련되어, 셔터는 토너 출구를 개방 또는 폐쇄한다. 또한, 캡에 의해 토너 용기를 화상 형성 장치에 탈착 가능하게 장착하고, 셔터를 특정의 방식으로 개방할 수 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 토너 용기에 토너를 충전하여 본 발명의 토너 카트리지를 제공할 수 있다. 통상적으로 입수 가능한 토너 중에서 적절한 토너를 선택할 수 있다.

(화상 형성 장치 및 화상 형성 방법)

본 발명에 따른 화상 형성 장치는 정전 잠상 유지 부재와, 정전 잠상 형성 유닛, 현상 유닛, 전사 유닛 및 정착 유닛을 포함하며, 내부 캡을 부착-탈착하는 기구와, 필요에 따라 전하 제거 유닛, 세정 유닛, 재생 유닛 및 제어 유닛과 같은 다른 유닛을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 화상 형성 방법은 정전 잠상 형성 단계, 현상 단계, 전사 단계 및 정착 단계를 포함하며, 필요에 따라 예컨대 전하 제거 단계, 세정 단계, 재생 단계 및 제어 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 토너 카트리지는 탈착 가능하게 화상 형성 장치에 장착되고, 토너 카트리지를 회전시킴으로써 현상 유닛에 토너를 공급하도록 구성되어 있다.

본 발명에 따른 화상 형성 방법은 본 발명의 화상 형성 장치에 적절하게 적용될 수 있다. 정전 잠상 형성 유닛에 의해 정전 잠상 형성 단계를 실시할 수 있 고, 현상 유닛에 의해 현상 단계를 실시할 수 있고, 전사 유닛에 의해 전사 단계를 실시할 수 있고, 정착 유닛에 의해 정착 단계를 실시할 수 있다. 기타의 유닛을 이용하여 기타의 단계를 실시할 수 있다.

(정전 잠상 형성 단계 및 정전 잠상 형성 유닛)

정전 잠상 형성 단계는 정전 잠상 유지 부재에 정전 잠상을 형성하는 단계이다.

정전 잠상 유지 부재(이하, "광전도체"로 지칭함)는 재료, 형상, 구조 또는 사이즈에 특별이 제한이 없으며, 당업계에 공지되어 있는 것 중에서 적절하게 선택될 수 있다. 예컨대, 광전도체의 형상은 드럼 형상일 수 있고, 광전도체의 재료는 비정질 실리콘이나 셀레늄과 같은 무기 광전도체, 또는 폴리실란이나 프탈로시아닌과 같은 유기 광전도체의 재료일 수 있다. 이들 중에서, 수명의 관점에서 비정질 실리콘이 바람직하다.

예컨대 정전 잠상 유지 부재의 표면을 균일하게 하전시키고, 그 표면을 화상형태(imagewise)로 조사(照射)함으로써 정전 잠상을 형성할 수 있는데, 상기 표면 조사는 정전 잠상 형성 유닛에 의해 실시될 수 있다.

정전 잠상 형성 유닛은 예컨대 정전 잠상 유지 부재의 표면을 균일하게 하전시키는 하전기(charger)와, 잠상 캐리어의 표면을 화상형태로 노출시키는 광 조사기를 포함한다.

예컨대 하전기를 이용하여 정전 잠상 유지 부재의 표면에 전압을 인가함으로써 하전을 실시할 수 있다.

하전기는 특별히 제한되지 않으며, 용례에 따라 적절하게 선택될 수 있는데, 예컨대 도전성 또는 반도전성 롤러, 브러시, 필름 또는 고무 블레이드와 같이 당업계에 알려진 접촉식 하전기와, 코로트론(corotron) 및 스코로트론(scorotron)과 같이 코로나 방전을 이용하는 비접촉식 하전기를 예로 들 수 있다.

하전 부재와 관련해서, 하전 부재의 형상은 특별히 제한되지 않고, 예컨대 롤러 이 외에 자성 브러시 또는 털 브러시일 수도 있다. 하전 부재는 화상 형성 장치의 사양 및 구조에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 자성 브러시를 하전기로서 사용할 때에, 자성 브러시는 Zn-Cu 페라이트와 같은 다양한 페라이트 입자로 형성된 정전 하전기, 정전 하전기를 지지하는 비자성의 도전 슬리브, 비자성의 도전 슬리브 내에 구비된 자성 롤러를 포함한다. 털 브러시를 하전기로서 사용할 때에, 털 브러시의 재료는 예컨대 탄소, 황화구리, 금속 또는 금속 산화물에 의한 처리에 의해 도전성으로 되는 털이고, 이러한 털은 처리에 의해 도전성으로 되는 금속 또는 다른 코어 로드에 감기거나 장착된다.

예컨대 광 조사기를 이용하여 정전 잠상 유지 부재의 표면을 화상형태로 조사함으로써 광 조사를 실시할 수 있다.

광 조사기는 특별히 제한되지 않고, 형성 대상 화상과 동일한 방식으로 하전기에 의해 하전된 정전 잠상 유지 부재의 표면을 노출시킬 수 있는 것이면 용례에 따라 적절하게 선택될 수 있고, 예컨대 복사(copy) 광학 시스템, 로드 렌즈 어레이 시스템, 레이저 광학 시스템 및 액정 셔터 광학 시스템을 예로 들 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 정전 잠상 유지 부재가 그 이면으로부터 화상형 태로 노출되는 백라이트 시스템을 채용할 수 있다.

(현상 공정 및 현상 유닛)

현상 단계는 본 발명에 따른 토너 카트리지로부터 공급되는 토너를 이용하여 정전 잠상을 현상하여 가시 화상을 형성하는 단계이다.

예컨대 토너 또는 현상제를 이용하여 정전 잠상을 현상함으로써 가시 화상을 형성할 수 있고, 이 현상 공정은 현상 유닛에 의해 실시될 수 있다.

현상 유닛은 예컨대 토너 또는 현상제를 이용하여 화상을 현상할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 당업계에 공지되어 있는 것 중에서 적절하게 선택될 수 있다. 토너를 내장하는 화상-현상제를 포함하는 것과, 정전 잠상에 접촉식 또는 비접촉식으로 토너를 공급할 수 있는 것을 예로 들 수 있다.

화상-현상제에서는, 예컨대 토너와 캐리어를 함께 혼합하여 교반할 수 있다. 토너는 마찰에 의해 하전되어, 회전 자석 롤러의 표면에 자성 브러시를 형성한다. 이러한 자석 롤러가 광전도체의 근처에 배치되어 있으므로, 상기 자석 롤러의 표면에 형성된 자성 브러시 중의 토너의 일부는 전기적 인력에 의해 상기 광전도체의 표면으로 이동한다. 그 결과, 상기 토너에 의해 정전 잠상이 현상되고, 상기 광전도체의 표면에 가시 토너 화상이 형성된다.

(전사 단계 및 전사 유닛)

전사 유닛은 가시 화상을 기록 매체에 전사하는 단계이다. 바람직한 양태에 따르면, 중간 화상-전사 부재를 이용하여 가시 화상을 중간 화상-전사 부재에 전사하는 제1 전사 단계를 실행한 후에, 상기 가시 화상을 기록 매체에 전사하는 제2 전사 단계를 실행한다. 더욱 바람직한 양태에 따르면, 2개 이상의 컬러 토너, 바람직하게는 전체 컬러 토너를 이용하여, 상기 제1 전사 단계는 가시 화상을 중간 화상-전사 부재에 전사하여 복합 전사 화상을 형성하고, 제2 전사 단계는 상기 복합 전사 화상을 기록 매체에 전사한다.

전사용 하전기를 이용하여 광전도체를 하전시킴으로써 전사를 행할 수 있고, 이러한 전사는 전사 유닛을 이용하여 실시될 수 있다. 바람직한 양태에 따르면, 전사 유닛은 가시 화상을 중간 화상-전사 부재에 전사하여 복합 전사 화상을 형성하는 제1 전사 유닛과, 상기 복합 전사 화상을 기록 매체에 전사하는 제2 전사 유닛을 포함한다.

중간 화상-전사 부재는 특별히 제한되지 않고, 당업계에 공지된 전사체로부터 적절하게 선택될 수 있으며, 예컨대 전사 벨트를 예로 들 수 있다.

제1 전사 유닛과 제2 전사 유닛의 전사 유닛은 바람직하게는 정전 화상 유지 부재 또는 광전도체에 형성된 가시 화상을 기록 매체측에 해방시킴으로써 하전되는 화상-전사기를 포함한다. 하나, 둘 또는 그 이상의 전사 유닛이 있을 수 있다.

화상-전사기는 코로나 방전에 의해 기능하는 코로나 전사 유닛, 전사 벨트, 전사 롤러, 압력 전사 롤러 또는 접착 전사 유닛일 수 있다.

기록 매체는 특별히 한정되지 않고, 당업계에 공지되어 있는 기록 매체 또는 기록 용지 중에서 적절하게 선택될 수 있다.

기록 매체는 통상적으로 평평한 용지이지만, 특별히 제한되지 않으며, 용례에 따라 선택될 수 있으며, 예컨대 오버헤드 프로젝터(OHP)에 대해서는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 베이스를 포함한다.

정착 단계는 정착 장치를 이용하여 기록 매체에 전사된 가시 화상을 정착하는 단계이다. 이러한 단계는 기록 매체에 전사된 각 컬러의 현상제에 대하여 실시될 수도 있고, 각 컬러의 현상제를 적층한 후에 하나의 작업으로 실시될 수도 있다.

정착 장치는 특별히 제한되지 않고, 당업계에 공지된 열 및 압력 유닛으로부터 적절하게 선택될 수 있다. 가열 및 압력 유닛의 예로는, 가열 롤러와 압력 롤러의 조합과, 가열 롤러, 압력 롤러 및 무단 벨트의 조합을 포함한다.

가열-압력 유닛의 가열 온도는 바람직하게는 80℃ 내지 200℃ 이다. 또한, 본 발명에 있어서, 정착 단계 및 정착 유닛에 추가로 또는 그에 대신하여, 용례에 따라 당업계에 공지된 광학 정착 유닛을 사용할 수도 있다.

전하 제거 단계는 정전 잠상 유지 부재에 방전 바이어스를 인가하여 전하를 방출하는 단계로서, 전하 제거 유닛에 의해 실시될 수 있다.

전하 제거 유닛은 특별히 제한되지 않고, 방전 바이어스를 정전 잠상 유지 부재에 인가할 수 있는 것이면 당업계에 공지된 전하-제거 유닛으로부터 적절하게 선택될 수 있고, 예컨대 방전 램프를 예로 들 수 있다.

세정 단계는 정전 잠상 유지 부재에 남아 있는 전자 사진용 토너를 제거하는 단계로서, 세정 유닛에 의해 실시될 수 있다.

세정 유닛은 특별히 제한되지 않고, 정전 잠상 유지 부재에 남아 있는 전자 사진용 토너를 제거할 수 있는 것이면 당업계에 공지된 세정 유닛으로부터 적절하 게 선택될 수 있고, 예컨대 자성 브러시 클리너, 정전 브러시 클리너, 자성 롤러 클리너, 브러시 클리너 및 웹 클리너를 예로 들 수 있다.

재생 단계는 세정 단계에 의해 제거된 전자 사진용 토너를 현상 단계로 재순환시키는 단계로서, 재생 유닛에 의해 실시될 수 있다.

재생 유닛은 특별히 제한되지 않고, 당업계에 공지된 운반 장치 중에서 적절하게 선택될 수 있다.

제어 단계는 각각의 단계를 제어하는 단계로서, 제어 유닛에 의해 적절하게 실시될 수 있다.

제어 유닛은 특별히 제한되지 않고, 각 유닛의 동작을 제어할 수 있는 것이면 용례에 따라 적절하게 선택될 수 있고, 시퀀서(sequencer) 또는 컴퓨터를 예로 들 수 있다.

본 발명에 따른 화상 형성 장치를 이용한 본 발명의 화상 형성 방법의 실시예를 도 10을 참고로 설명하기로 한다. 도 10에 도시된 화상 형성 장치(100)는 정전 잠상 유지 부재로서의 광전도체 드럼(110; 이하에서 "광도전체(110)"로 지칭), 하전 유닛으로서의 하전 롤러(120), 노출 유닛으로서의 광 조사기(30), 현상 유닛으로서의 화상 현상기(40), 중간 화상-전사 부재(50), 세정 유닛으로서 작용하고 세정 블레이드를 구비하는 클리너(60), 전하 제거 유닛으로서의 전하 제거 램프(70)를 포함한다.

중간 화상 전사 부재(50)는 무단 벨트이고, 3개의 롤러(51)에 걸쳐 있고 화살표 방향으로 구동되도록 설계된다. 3개의 롤러(51) 중 하나는 중간 화상 전사 부재(50)에 화상을 전사하기 위한 바이어스를 인가하는 바이어스 롤러로서 작용한다. 중간 화상 전사 부재(50)를 세정하기 위한 클리너(90)가 중간 화상 전사 부재(50)의 근처에 배치되고 세정 블레이드를 구비한다. 전사 유닛으로서의 전사 롤러(80)가 중간 화상 전사 부재(50)와 마주하고, 토너 화상을 중간 화상 전사 부재(50)로부터 최종 전사 부재로서 작용하는 전사 시트(95)로 전사한다. 중간 화상 전사 부재(50) 상에 현상된 화상에 전하를 인가하는 코로나 하전기(58)가 중간 화상 전사 부재(50)의 둘레에 배치되어 있다. 코로나 하전기는 광전도체(110)와 중간 화상 전사 부재(50)의 접촉 영역과 중간 화상 전사 부재(50)와 전사 시트95)의 다른 접촉 영역 사이에서 중간 화상 전사 부재(50)의 회전 방향으로 배치되어 있다.

화상 현상기(40)는 현상제 캐리어로서의 현상 벨트(41), 현상 벨트(41)의 둘레에 배치된 블랙 현상 유닛(45K), 옐로우 현상 유닛(45Y), 마젠타 현상 유닛(45M), 녹색 현상 유닛(45C)을 포함한다. 블랙 현상 유닛(45K)은 현상제 탱크(42K), 현상제 반송 롤러(43K) 및 현상용 롤러(44K)를 포함한다. 옐로우 현상 유닛(45Y)은 현상제 탱크(42Y), 현상제 반송 롤러(43Y) 및 현상용 롤러(44Y)를 포함한다. 마젠타 현상 유닛(45M)은 현상제 탱크(42M), 현상제 반송 롤러(43M) 및 현상용 롤러(44M)를 포함한다. 녹색 현상 유닛(45C)은 현상제 탱크(42C), 현상제 반송 롤러(43C) 및 현상용 롤러(44C)를 포함한다. 현상 벨트(41)는 무단 벨트의 형태이고, 회전 가능한 복수의 벨트 롤러에 걸쳐 뻗어 있고, 그 일부는 광전도체(110)와 접촉하고 있다.

도 10에 도시된 화상 형성 장치(100)에 있어서, 예컨대 하전 롤러(120)는 광전도체(110)를 균일하게 하전시킨다. 광 조사기(30)는 광전도체(110)에 화상형태로 광을 인가하여 그 위에 정전 잠상을 형성한다. 화상 현상기(40)는 현상제를 광전도체(110)로 반송하여 광전도체 상의 정전 잠상을 현상하여 가시 화상을 형성한다. 가시 화상은 중간 화상 전사 부재(50)로 전사되고(1차 전사), 그 후 롤러(51)에 의해 인가된 전압의 작용에 의해 전사 시트(95)로 전사되어(2차 전사), 전사 시트(95) 상에 전사된 화상을 형성한다. 전사 공정 후의 광전도체(110) 상의 미전사 현상제는 클리너(60)에 의해 제거된 후에, 전하 제거 램프(70)에 의해 잔여 전하가 제거되어, 다른 하전 공정에 사용된다.

도 11을 참고로 하여, 화상 형성 장치를 이용한 화상 형성 방법의 다른 실시예를 설명하기로 한다. 도 11의 화상 형성 장치는, 현상 벨트(41)를 포함하고 있지 않고, 블랙 현상 유닛(45K), 옐로우 현상 유닛(45Y), 마젠타 현상 유닛(45M), 녹색 현상 유닛(45C)이 광전도체(110)를 둘러싸서 직접 마주하고 있다는 점을 제외하고는, 도 10의 화상 형성 장치와 동일한 구조 및 동일한 이점을 갖는다. 도 10의 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는 각각 동일한 도면 부호를 병기한다.

도 12에 도시된 화상 형성 장치(100)는 탠덤 타입의 컬러 화상 형성 장치이며, 복사기 본체(150), 반송 테이블(200), 스캐너(300) 및 자동 문서 반송기(ADF; 400)를 포함한다.

복사기 본체(150)는 중앙부에 중간 화상 전사 부재(50)를 포함한다. 중간 화상 전사 부재(50)는 3개의 지지 롤러(114, 115, 116)에 걸쳐 뻗어 있고, 도 12에 서 시계 방향으로 회전 및 이동할 수 있다. 제2 지지 롤러(115)의 근처에 중간 화상 전사 부재 클리너(117)가 배치되어 있다. 중간 화상 전사 부재 클리너(117)는 화상 전사 후에 중간 화상 전사 부재(50)로부터 잔여의 토너를 제거할 수 있다. 제1 및 제2 지지 롤러(114, 115) 사이에서 뻗어 있는 중간 화상 전사 부재(50) 위에는, 옐로우, 녹색, 마젠타 및 블랙 화상 형성 장치(118)가 중간 화상 전사 부재(50)의 이동 방향으로 평행하게 배치되어, 탠덤 화상 형성 유닛(220)을 구성한다. 탠덤 화상 형성 유닛(220)의 근처에는 광 조사기(121)가 배치되어 있다. 중간 화상 전사 부재(50)를 사이에 두고 2차 화상 전사기(122)가 탠덤 화상 현상 유닛(220)에 마주한다. 2차 화상-전사기(122)는 2개의 롤러(123)에 걸쳐 뻗어 있는 2차 전사 벨트(124)로서 작용하는 무단 벨트를 포함한다. 2차 전사 벨트(124)에 운반된 전사 시트는 중간 화상 전사 부재(50)와 접촉할 수 있다. 2차 화상 전사기(122)의 측면에 화상 정착기(125)가 배치되어 있다. 화상 정착기(125)는 무단 화상 정착 벨트(126)와, 이 벨트에 압박되는 압력 롤러(127)를 포함한다.

탠덤 화상 형성 장치는 2차 화상 전사기(122)와 화상 정착기(125)의 근처에 시트 반전기(sheet reverser; 28)를 더 포함한다. 시트 반전기(28)는 전사 시트의 양면에 화상을 형성하기 위하여 전사 시트를 뒤집을 수 있다.

탠덤 화상 형성 장치(220)를 이용하여 이하의 방식으로 완전 컬러 화상(컬러 복사)를 형성한다. 먼저, 자동 문서 반송기(ADF; 400)의 문서 플래튼(130)에 문서를 배치한다. 대안으로, 자동 문서 반송기(400)를 개방하고, 문서를 스캐너(300)의 접촉 유리(32)에 배치한 후, 자동 문서 반송기(400)를 폐쇄하여 문서를 누른다.

시작 스위치(도시 생략)를 누르면, 자동 문서 반송기(400)에 위치한 문서가 접촉 유리(32) 상으로 운반된다. 서류를 초기에 접촉 유리(32)에 배치한 경우에는, 스캐너(300)가 즉시 구동되어 제1 캐리지(33)와 제2 캐리지(34)를 동작시킨다. 제1 캐리지(33)의 동작에 의해 광원으로부터 광이 문서에 인가되고, 문서로부터 반사된 광은 제2 캐리지(34)를 향하여 추가 반사된다. 반사된 광은 제2 캐리지(34)의 거울에 의해 추가 반사되고, 화상 형성 렌즈(35)를 통하여 판독 센서(36)로 이동하여, 컬러 문서(컬러 화상)를 판독하고, 블랙, 옐로우, 마젠타 및 녹색 화상 정보를 생성한다.

각각의 블랙, 옐로우, 마젠타 및 녹색 화상 정보는 탠덤 화상 형성 장치(220)의 각각의 화상 형성 장치(118; 블랙, 옐로우, 마젠타 및 녹색 화상 형성 장치)로 전달되어, 블랙, 옐로우, 마젠타 및 녹색 토너 화상을 형성한다. 구체적으로, 탠덤 화상 형성 장치(220)의 각각의 화상 형성 장치(118; 블랙, 옐로우, 마젠타 및 녹색 화상 형성 장치)는 광전도체(110; 블랙 광전도체(110K), 옐로우 광전도체(110Y), 마젠타 광전도체(110M), 녹색 광전도체(110C)), 정전 하전기(60), 광 조사기, 화상 현상기(61), 전사 하전기(62), 광전도체 클리너(63), 하전 제거기(64)를 포함하고, 컬러 화상 정보에 기초하여 단색 화상(블랙, 옐로우, 마젠타 또는 녹색 화상)을 형성할 수 있다. 하전기(60)는 광전도체를 균일하게 하전시키는 작용을 한다. 광 조사기는 각각의 컬러 화상 정보에 기초하여 광전도체의 컬러 화상형태에 광을 인가하여 컬러 이미지에 대응하는 정전 잠상을 형성한다. 화상 현상기(61)는 컬러 현상제(블랙, 옐로우, 마젠타 및 녹색 현상제)에 의해 정전 잠 상을 현상하여 가시 화상을 형성한다. 전사 하전기(62)는 가시 화상을 중간 화상 전사 부재(50)에 전사한다. 블랙 광전도체(110K)에 형성된 블랙 화상, 옐로우 광전도체(110Y)에 형성된 옐로우 화상, 마젠타 광전도체(110M)에 형성된 마젠타 화상, 녹색 광전도체(110C)에 형성된 녹색 화상은 순차적으로 전사되고(1차 전사), 지지 롤러(114, 115, 116)에 의해 회전 및 변위된 중간 화상 전사 부재(50) 상에 중첩된다. 따라서 복합 컬러 화상(전사된 컬러 화상)이 형성된다.

반송 테이블(200)의 반송 롤러(142) 중 하나를 선택적으로 회전하여, 급지대(143)에서 다수의 반송 카세트(144) 중 하나로부터 시트가 배출되어, 분리 롤러(145)에 의해 1매씩 분리되어 반송 경로(146)로 이동되고, 복사기 본체(150)에서 운반 롤러(147)에 의해 반송 경로(148)로 운반되고, 저항 롤러(49)에 충돌한다. 대안으로, 수동 바이패스 트레이(51) 상의 시트를 배출하도록 반송 롤러(150)가 회전하고, 시트는 분리 롤러(52)에 의해 1매씩 분리되어 수동 바이패스 반송 경로(53)로 이동하고, 저항 롤러(49)에 충돌한다. 저항 롤러(49)는 일반적으로 접지되어 있지만, 시트의 용지 먼지를 제거하기 위하여 바이어스를 인가한 상태에서 사용될 수도 있다.

본 발명에 따른 화상 형성 장치와 본 발명에 따른 화상 형성 방법에 있어서, 본 발명에 따라 각각 채용된 토너 카트리지는 토너 병의 회전 정밀도 향상에 기인하여 각각의 현상부로 토너를 안정적으로 공급할 수 있다. 또한, 토너 병을 회전시키기 위한 기어의 기계적 강도가 증가할 수 있으므로, 기어의 돌발적인 손상에 기인하여 초기에 충전된 모든 토너가 소모되기 전에 토너 카트리지를 교체해야 하 는 단점을 회피할 수 있다. 따라서 장기간에 걸쳐 고품질의 화상을 형성할 수 있다.

Claims

바닥이 있는 원통형 병 본체와,

토너 공급용의 원통형 개구와,

링형 기어

를 포함하는 토너 병으로서,

상기 원통형 병 본체의 축선을 따라 상기 원통형 병 본체의 측벽에 나선형 오목부가 형성되어 있고,

상기 원통형 개구는 상기 원통형 병 본체와 동심으로 상기 원통형 병 본체의 일단에 배치되고, 상기 원통형 개구의 외경은 상기 원통형 병 본체의 외경보다 작고,

상기 링형 기어는 상기 원통형 개구와 동심으로 상기 원통형 개구에 배치되고, 상기 링형 기어의 치선원 직경(tip circle diameter)은 상기 원통형 병 본체의 외경보다 작으며, 상기 토너 병은,

상기 토너 병을 회전시키기 위한 상기 링형 기어를 구비하는 중공의 원통형 프리폼(preform)을 상기 링형 기어를 지지 링으로 이용하여 몰드 툴 내로 설치하는 단계와,

상기 중공의 원통형 프리폼을 수용하는 상기 몰드 툴을 가열하는 단계와,

상기 중공의 원통형 프리폼의 중공 캐비티 내로 가압 가스를 주입하는 단계와,

상기 중공의 원통형 프리폼을 2축 연신 블로우 성형(biaxial stretching and blow molding)하는 단계를 포함하는 공정에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 토너 병.
제1항에 있어서, 상기 링형 기어는 상기 원통형 개구의 단부면으로부터 5 mm 내지 20 mm의 간격을 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 토너 병.
제1항에 있어서, 상기 원통형 병 본체의 외경과 상기 링형 기어의 치선원 직경 사이의 차이는 1 mm 내지 5 mm인 것을 특징으로 하는 토너 병.
제1항에 있어서,

상기 원통형 병 본체의 일단에 연결 및 연장부를 더 포함하고,

상기 연결 및 연장부의 상기 원통형 개구의 내경은 상기 원통형 병 본체의 내경보다 작고,

상기 연결 및 연장부에 토너 안내용의 나선형 경로가 마련되며,

상기 링형 기어가 상기 연결 및 연장부의 에지에 연결되는 것을 특징으로 하는 토너 병.
제1항에 있어서, 상기 링형 기어의 톱니 폭은 2 mm 이상인 것을 특징으로 하는 토너 병.
제5항에 있어서, 상기 링형 기어의 톱니 폭은 4 mm 내지 6 mm인 것을 특징으로 하는 토너 병.
제1항에 있어서, 상기 링형 기어는 벽두께가 상기 링형 기어의 톱니 폭보다 얇은 상기 원통형 개구에 마련되고, 상기 링형 기어는 상기 원통형 개구와 동심의 디스크 및 상기 디스크의 외부 에지에 동심으로 연결된 링형 톱니를 포함하며,

상기 디스크의 벽두께(W3)와 상기 원통형 개구의 벽두께(W2)는 W3 = W2 ± 2 mm의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 토너 병.
제7항에 있어서, 상기 디스크의 벽두께(W3)와 상기 원통형 개구의 벽두께(W2)는 각각 1 mm 내지 4 mm인 것을 특징으로 하는 토너 병.
제1항에 있어서, 상기 원통형 병 본체의 바닥에 토너 공급용의 개구가 마련되어 있고, 상기 토너 공급용의 개구에는 시트형(sheet-like) 또는 판형의 밀봉 부재가 부착되며, 상기 밀봉 부재는 상기 토너 공급용의 개구를 개폐할 수 있는 것을 특징으로 하는 토너 병.
제1항에 있어서, 상기 토너 병은 상기 원통형 병 본체와 일체로 성형된 링형 기어를 갖춘 플라스틱 성형품인 것을 특징으로 하는 토너 병.
제10항에 있어서, 상기 플라스틱은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리비닐 클로라이드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리스티렌 수지 및 폴리 카보네이트 수지로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 토너 병.
삭제
제1항에 있어서, 상기 중공의 원통형 프리폼은 사출 성형에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 토너 병.
토너 병과, 캡을 포함하는 토너 용기로서,

상기 토너 병에 부착되는 상기 캡은, 링형 기어의 톱니를 노출시킨 상태로 원통형 개구 및 그 주변을 덮고,

상기 토너 병은 바닥이 있는 원통형 병 본체와, 토너 공급용의 원통형 개구와, 링형 기어를 포함하며,

상기 원통형 병 본체의 축선을 따라 상기 원통형 병 본체의 측벽에 나선형 오목부가 형성되어 있고,

상기 원통형 개구는 상기 원통형 병 본체와 동심으로 상기 원통형 병 본체의 일단에 배치되고, 상기 원통형 개구의 외경은 상기 원통형 병 본체의 외경보다 작고,

상기 링형 기어는 상기 원통형 개구와 동심으로 상기 원통형 개구에 배치되고, 상기 링형 기어의 치선원 직경은 상기 원통형 병 본체의 외경보다 작으며, 상기 토너 병은,

상기 토너 병을 회전시키기 위한 상기 링형 기어를 구비하는 중공의 원통형 프리폼을 상기 링형 기어를 지지 링으로 이용하여 몰드 툴 내로 설치하는 단계와,

상기 중공의 원통형 프리폼을 수용하는 상기 몰드 툴을 가열하는 단계와,

상기 중공의 원통형 프리폼의 중공 캐비티 내로 가압 가스를 주입하는 단계와,

상기 중공의 원통형 프리폼을 2축 연신 블로우 성형하는 단계를 포함하는 공정에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 토너 용기.
제14항에 있어서, 상기 원통형 개구를 덮는 상기 캡의 위치에 토너 출구가 마련되어 있고, 상기 토너 출구를 개폐하기 위한 셔터가 마련되는 것을 특징으로 하는 토너 용기.
제15항에 있어서, 상기 토너 용기는 상기 캡을 통하여 화상 형성 장치에 탈착 가능하게 장착되고, 상기 셔터가 개방될 수 있는 것을 특징으로 하는 토너 용기.
토너 용기와 이 토너 용기를 채우는 토너를 포함하는 토너 카트리지로서,

상기 토너 용기는 토너 병과, 캡을 포함하며,

상기 토너 병에 부착되는 상기 캡은, 링형 기어의 톱니를 노출시킨 상태로 원통형 개구 및 그 주변을 덮고,

상기 토너 병은 바닥이 있는 원통형 병 본체와, 토너 공급용의 원통형 개구와, 링형 기어를 포함하며,

상기 원통형 병 본체의 축선을 따라 상기 원통형 병 본체의 측벽에 나선형 오목부가 형성되어 있고,

상기 원통형 개구는 상기 원통형 병 본체와 동심으로 상기 원통형 병 본체의 일단에 배치되고, 상기 원통형 개구의 외경은 상기 원통형 병 본체의 외경보다 작고,

상기 링형 기어는 상기 원통형 개구와 동심으로 상기 원통형 개구에 배치되고, 상기 링형 기어의 치선원 직경은 상기 원통형 병 본체의 외경보다 작으며, 상기 토너 병은,

상기 토너 병을 회전시키기 위한 상기 링형 기어를 구비하는 중공의 원통형 프리폼을 상기 링형 기어를 지지 링으로 이용하여 몰드 툴 내로 설치하는 단계와,

상기 중공의 원통형 프리폼을 수용하는 상기 몰드 툴을 가열하는 단계와,

상기 중공의 원통형 프리폼의 중공 캐비티 내로 가압 가스를 주입하는 단계와,

상기 중공의 원통형 프리폼을 2축 연신 블로우 성형하는 단계를 포함하는 공정에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 토너 카트리지.
광전도체와, 상기 광전도체에 정전 잠상을 형성하도록 구성되는 정전 잠상 형성 유닛과, 가시 화상을 형성하기 위하여 토너에 의해 상기 정전 잠상을 현상하도록 구성된 현상 유닛과, 상기 가시 화상을 기록 매체 상에 전사하도록 구성된 전사 유닛과, 전사된 화상을 상기 기록 매체 상에 정착하도록 구성된 정착 유닛을 포함하는 화상 형성 장치로서,

토너 카트리지가 캡을 통하여 상기 화상 형성 장치에 탈착 가능하게 장착되고, 상기 토너 카트리지로부터 토너가 공급되며,

상기 토너 카트리지는 토너 용기와, 상기 토너 용기를 채우는 토너를 포함하며,

상기 토너 용기는 토너 병과, 상기 캡을 포함하며,

상기 토너 병에 부착되는 상기 캡은, 링형 기어의 톱니를 노출시킨 상태로 원통형 개구 및 그 주변을 덮고,

상기 토너 병은 바닥이 있는 원통형 병 본체와, 토너 공급용의 원통형 개구와, 링형 기어를 포함하며,

상기 원통형 병 본체의 축선을 따라 상기 원통형 병 본체의 측벽에 나선형 오목부가 형성되어 있고,

상기 원통형 개구는 상기 원통형 병 본체와 동심으로 상기 원통형 병 본체의 일단에 배치되고, 상기 원통형 개구의 외경은 상기 원통형 병 본체의 외경보다 작고,

상기 링형 기어는 상기 원통형 개구와 동심으로 상기 원통형 개구에 배치되고, 상기 링형 기어의 치선원 직경은 상기 원통형 병 본체의 외경보다 작으며, 상기 토너 병은,

상기 토너 병을 회전시키기 위한 상기 링형 기어를 구비하는 중공의 원통형 프리폼을 상기 링형 기어를 지지 링으로 이용하여 몰드 툴 내로 설치하는 단계와,

상기 중공의 원통형 프리폼을 수용하는 상기 몰드 툴을 가열하는 단계와,

상기 중공의 원통형 프리폼의 중공 캐비티 내로 가압 가스를 주입하는 단계와,

상기 중공의 원통형 프리폼을 2축 연신 블로우 성형하는 단계를 포함하는 공정에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
광전도체 표면에 정전 잠상을 형성하는 단계와, 가시 화상을 형성하기 위하여 토너에 의해 상기 정전 잠상을 현상하는 단계와, 상기 가시 화상을 기록 매체 상에 전사하는 단계와, 전사된 화상을 상기 기록 매체 상에 정착하는 단계를 포함하는 화상 형성 방법으로서,

토너 카트리지가 캡을 통하여 탈착 가능하게 장착된 화상 형성 장치를 채용하고, 상기 토너 카트리지로부터 토너가 공급되며,

상기 토너 카트리지는 토너 용기와, 상기 토너 용기를 채우는 토너를 포함하며,

상기 토너 용기는 토너 병과, 상기 캡을 포함하며,

상기 토너 병에 부착되는 상기 캡은, 링형 기어의 톱니를 노출시킨 상태로 원통형 개구 및 그 주변을 덮고,

상기 토너 병은 바닥이 있는 원통형 병 본체와, 토너 공급용의 원통형 개구와, 링형 기어를 포함하며,

상기 원통형 병 본체의 축선을 따라 상기 원통형 병 본체의 측벽에 나선형 오목부가 형성되어 있고,

상기 원통형 개구는 상기 원통형 병 본체와 동심으로 상기 원통형 병 본체의 일단에 배치되고, 상기 원통형 개구의 외경은 상기 원통형 병 본체의 외경보다 작고,

상기 링형 기어는 상기 원통형 개구와 동심으로 상기 원통형 개구에 배치되고, 상기 링형 기어의 치선원 직경은 상기 원통형 병 본체의 외경보다 작으며, 상기 토너 병은,

상기 토너 병을 회전시키기 위한 상기 링형 기어를 구비하는 중공의 원통형 프리폼을 상기 링형 기어를 지지 링으로 이용하여 몰드 툴 내로 설치하는 단계와,

상기 중공의 원통형 프리폼을 수용하는 상기 몰드 툴을 가열하는 단계와,

상기 중공의 원통형 프리폼의 중공 캐비티 내로 가압 가스를 주입하는 단계와,

상기 중공의 원통형 프리폼을 2축 연신 블로우 성형하는 단계를 포함하는 공정에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.