KR101381668B1

KR101381668B1 - 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR101381668B1
Application number: KR1020120038209A
Authority: KR
Inventors: 타카히사 나카우에; 타카시 모리타; 타모쯔 시미즈; 테루히코 나가시마
Original assignee: 교세라 도큐멘트 솔루션즈 가부시키가이샤
Priority date: 2011-04-15
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2014-04-04
Also published as: JP5789552B2; US8897676B2; EP2511771B1; CN102736481A; CN102736481B; US20120263502A1; KR20120117669A; EP2511771A1; JP2012230358A

Abstract

화상 형성 장치는 상 담지체와, 현상 장치와, 상기 현상 장치에 토너를 보급하는 토너 컨테이너를 포함한다. 상기 현상 장치는 제 1 회전축을 갖는 제 1 반송 부재와 토너 보급구를 구비한다. 상기 토너 컨테이너는 제 2 회전축을 갖는 제 2 반송 부재와 토너 배출구를 구비한다. 상기 현상 장치와 상기 토너 컨테이너는 상기 제 1 회전축과 상기 제 2 회전축이 서로 직교하는 방향이며 상기 토너 보급구와 상기 토너 배출구가 상하 방향으로 겹치도록 부착된다. 상기 제 2 반송 부재는 상기 토너 배출구로부터 상기 토너 보급구로 상기 토너가 배출될 때 이 토너가 상기 토너 보급구에 있어서의 상기 토너 반송방향 상류측의 위치로 배출되는 방향으로 회전한다.

Description

화상 형성 장치{IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은 전자 사진 방식의 화상 형성 장치에 관한 것이다.

복사기나 팩시밀리 장치 등의 전자 사진 방식의 화상 형성 장치는 상 담지체인 감광체 드럼에 토너를 공급하는 현상 장치와, 이 현상 장치에 보급하는 토너를 수용하는 토너 컨테이너를 구비하고 있다. 현상 장치는 감광체 드럼에 공급하는 토너를 대전에 의해 부착시키는 현상 롤러와, 토너를 교반하면서 현상 롤러에 순환 반송하는 스크루를 갖는다. 토너 컨테이너는 토너를 수용하는 수용부와, 이 수용부로부터 현상 장치측으로 토너를 반송하는 반송 수단을 갖는다. 현상 장치측에 있는 토너 보급구와 토너 컨테이너측에 있는 토너 배출구가 위치 맞춤된 상태에서 양자가 부착됨으로써 토너 컨테이너로부터 현상 장치로 토너가 보급된다.

종래의 현상 장치에는 토너 보급량의 조정을 위해서 상기 스크루에 있어서 국부적으로 토너의 반송 능력을 억제하는 억제부가 설치된 것이 있다. 이 현상 장치의 경우, 상기 억제부에 의한 토너의 체류 영역이 토너 보급구까지 도달하는 것이 있다. 이 상태에서 토너 보급구로부터 토너가 보급되면 체류한 토너가 눌려져 굳어져서 스크루의 주위를 따라 토너의 덩어리인 토너 벽이 형성되기 쉽다. 형성된 토너 벽에 의해 토너 보급구가 폐쇄되면 토너가 정상으로 현상 장치에 공급되지 않고 현상 장치 내의 토너량이 감소된다. 그리고, 화상 긁힘이 발생되어 인자(印字) 품질의 저하의 원인이 된다.

본 발명의 목적은 토너 보급구에 토너 벽이 형성되는 것을 방지하여 토너 보급의 안정화를 도모한 화상 형성 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일국면에 의한 화상 형성 장치는 둘레면에 토너 상을 담지하는 상 담지체와, 상기 상 담지체의 둘레면에 토너를 공급하는 현상 장치와, 상기 현상 장치에 토너를 보급하는 토너 컨테이너를 포함한다. 상기 현상 장치는 토너를 담지하는 토너 담지체와, 상기 토너를 교반하면서 반송하는 것으로서, 제 1 회전축과 이 제 1 회전축의 외주에 배치되어 이 제 1 회전축과 일체로 회전하는 교반 날개를 갖는 제 1 반송 부재와, 상기 제 1 반송 부재의 상부에 배치되고 상기 제 1 회전축 방향으로 연장되어 상기 제 1 반송 부재를 덮는 천판을 포함하고, 상기 토너 담지체 및 상기 제 1 반송 부재를 수용하는 하우징과, 상기 천판에 형성되고 상기 제 1 반송 부재 상으로 상기 토너를 받아들이기 위한 토너 보급구를 구비한다. 상기 토너 컨테이너는 상기 현상 장치에 보급하기 위한 토너를 수용하는 토너 수용부와, 상기 토너 수용부에 수용된 토너를 반송하는 것으로서, 제 2 회전축과 이 제 2 회전축의 외주에 배치되어 이 제 2 회전축과 일체로 회전하는 반송 날개를 갖는 제 2 반송 부재와, 상기 제 2 반송 부재를 경유해서 보내진 토너를 상기 토너 보급구를 향해서 배출하는 토너 배출구를 구비한다. 상기 현상 장치와 상기 토너 컨테이너는 상기 제 1 회전축과 상기 제 2 회전축이 서로 직교하는 방향이며 상기 토너 보급구와 상기 토너 배출구가 상하 방향으로 겹치도록 부착된다. 상기 제 2 반송 부재는 상기 토너 배출구로부터 상기 토너 보급구로 상기 토너가 배출될 때 이 토너가 상기 토너 보급구에 있어서의 상기 제 1 반송 부재에 의한 토너 반송방향 상류측의 위치로 배출되는 방향으로 회전된다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 의한 화상 형성 장치의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 화상 형성 장치에 조립되어 있는 현상 장치 및 토너 컨테이너를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 현상 장치 및 토너 컨테이너의 사시도이다.
도 4는 현상 장치 단체(單體)의 사시도이다.
도 5는 현상 장치의 내부 구조를 나타내는 평면도이다.
도 6은 토너 컨테이너 단체의 사시도이다.
도 7은 현상 장치와 토너 컨테이너가 부착된 상태의 내부 구조를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 8은 제 3 반송 스크루(제 2 반송 부재)의 회전축과 직교하는 방향의 현상 장치 및 토너 컨테이너의 단면도이다.
도 9는 제 1 반송 스크루(제 1 반송 부재)의 회전축과 직교하는 방향의 현상 하우징의 단면도이다.
도 10은 제 3 반송 스크루의 회전 방향 및 토너 보급구의 개구폭을 변화시켰을 때의 현상 장치 내의 토너의 중량과 토너 보급구에 형성된 토너 벽의 유무의 관계를 나타낸 표형식의 도면이다.

이하, 도면에 의거해서 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시형태에 의한 화상 형성 장치(1)의 내부 구조를 나타내는 단면도이다. 여기서는 화상 형성 장치(1)로서 흑백 프린터를 예시하지만, 화상 형성 장치는 복사기, 팩시밀리 장치, 또는, 이들의 기능을 구비하는 복합기이여도 좋고, 또한 칼라 화상을 형성하는 화상 형성 장치이여도 좋다.

화상 형성 장치(1)는 대략 직육면체 형상의 하우징 구조를 갖는 본체 하우징(10)과, 이 본체 하우징(10) 내에 수용되는 급지부(20), 화상 형성부(30), 정착부(40) 및 토너 컨테이너(50)를 포함한다.

본체 하우징(10)의 앞면측에는 전방측 커버(11)가, 후면측에는 후방측 커버(12)가 각각 구비되어 있다. 사용자는 전방측 커버(11)를 개방함으로써 토너를 다 썼을 때에 토너 컨테이너(50)를 본체 하우징(10)의 앞면측으로부터 인출할 수 있다. 후방측 커버(12)는 시트 잼이나 유지 보수시에 개방되는 커버이다. 화상 형성부(30) 및 정착부(40)의 각 유닛은 후방측 커버(12)가 개방됨으로써 본체 하우징(10)의 후면측으로부터 인출 가능하게 된다. 또한, 본체 하우징(10)의 상면에는 화상 형성 후의 시트가 배출되는 배지부(排紙部)(13)가 구비되어 있다.

급지부(20)는 화상 형성 처리가 실시되는 시트를 수용하는 급지 카세트(21)를 포함한다. 이 급지 카세트(21)는 본체 하우징(10)의 전방측으로부터 전방 방향으로 인출 가능하다. 급지 카세트(21)에는 상기 시트의 다발이 수용되는 시트 수용 공간, 상기 시트의 다발을 급지를 위해 리프트 업하는 리프트 판 등이 구비되어 있다. 급지 카세트(21)의 후단측 상부에는 시트 조출부(21A)가 설치되어 있다. 이 시트 조출부(21A)에는 급지 카세트(21) 내의 시트 다발의 최상층 시트를 1장씩 조출하기 위한 픽업 롤러(도시 생략)가 배치되어 있다.

화상 형성부(30)는 급지부(20)로부터 송출되는 시트에 토너 화상을 형성하는 화상 형성 처리를 행한다. 화상 형성부(30)는 감광체 드럼(31)(상 담지체)과, 이 감광체 드럼(31)의 주위에 배치된 대전 장치(32), 노광 장치(도 1에는 나타나지 않음), 현상 장치(33), 전사 롤러(34) 및 클리닝 장치(35)를 포함한다.

감광체 드럼(31)은 그 축 주위에서 회전하여 그 둘레면에 정전잠상 및 토너 상이 형성된다. 감광체 드럼(31)으로서는 비정질 실리콘(a-Si)계 재료를 이용한 감광체 드럼을 이용할 수 있다. 대전 장치(32)는 감광체 드럼(31)의 표면을 균일하게 대전하는 것으로서, 감광체 드럼(31)에 접촉하는 대전 롤러를 포함한다. 노광 장치는 레이저광원과 미러나 렌즈 등의 광학계 기기를 갖고, 감광체 드럼(31)의 둘레면에 퍼스널 컴퓨터 등의 외부 장치로부터 부여되는 화상 데이터에 의거해서 변조된 광을 조사해서 정전잠상을 형성한다.

현상 장치(33)는 감광체 드럼(31) 상의 상기 정전잠상을 현상해서 토너 상을 형성하기 위해 감광체 드럼(31)의 둘레면에 토너를 공급한다. 현상 장치(33)는 현상 하우징(60)(도 2~도 5 참조)과, 감광체 드럼(31)에 공급하는 토너를 담지하는 현상 롤러(331)(토너 담지체)와, 현상 하우징(60)의 내부에서 현상제(토너)를 교반하면서 순환 반송하는 제 1 반송 스크루(332)(제 1 반송 부재) 및 제 2 반송 스크루(333)를 포함한다. 이 현상 장치(33)에 대해서는 나중에 상세히 설명한다.

전사 롤러(34)는 감광체 드럼(31)의 둘레면에 형성된 토너 상을 시트 상에 전사시키기 위한 롤러로서, 감광체 드럼(31)과 전사 닙부를 형성하고 있다. 이 전사 롤러(34)에는 토너와 역극성의 전사 바이어스가 부여된다. 클리닝 장치(35)는 클리닝 롤러 등을 갖고, 토너 상 전사 후의 감광체 드럼(31)의 둘레면을 청소한다.

정착부(40)는 전사된 토너 상을 시트 상에 정착하는 정착 처리를 행한다. 정착부(40)는 가열원을 내부에 구비한 정착 롤러(41)와, 이 정착 롤러(41)에 대해서 압접되어 정착 롤러(41)와의 사이에 정착 닙부를 형성하는 가압 롤러(42)를 포함한다. 토너 상이 전사된 시트가 상기 정착 닙부에 통지(通紙)되면 토너 상은 정착 롤러(41)에 의한 가열 및 가압 롤러(42)에 의한 압박에 의해 시트 상에 정착된다.

토너 컨테이너(50)는 현상 장치(33)에 보급하는 토너를 저류한다. 토너 컨테이너(50)는 토너의 주된 저류 개소가 되는 컨테이너 본체(51)(토너 수용부의 일부)와, 컨테이너 본체(51)의 일측면 하부로부터 돌출된 통형상부(52)(토너 수용부의 일부)와, 컨테이너 본체(51)의 타측면을 덮는 덮개 부재(53)와, 컨테이너 내부에 수용되어 토너를 반송하는 제 3 반송 스크루(54)(제 2 반송 부재)를 포함한다. 토너 컨테이너(50) 내에 저류된 토너는 제 3 반송 스크루(54)가 회전 구동됨으로써 통형상부(52)의 선단 하면에 형성된 토너 배출구(521)로부터 현상 장치(33) 내에 공급된다. 이 토너 컨테이너(50)에 대해서도 나중에 상세히 설명한다.

본체 하우징(10) 내에는 시트를 반송하기 위해서 주반송로(22F) 및 반전 반송로(22B)가 구비되어 있다. 주반송로(22F)는 급지부(20)의 시트 조출부(21A)로부터 화상 형성부(30) 및 정착부(40)를 경유해서 본체 하우징(10) 상면의 배지부(13)에 대향해서 형성되어 있는 배지구(14)까지 연장되어 있다. 반전 반송로(22B)는 시트에 대해서 양면 인쇄를 행할 경우에 편면 인쇄된 시트를 주반송로(22F)에 있어서의 화상 형성부(30)의 상류측으로 리턴시키기 위한 반송로이다.

주반송로(22F)의 감광체 드럼(31)과 전사 롤러(34)의 전사 닙부보다 상류측에는 레지스트 롤러 쌍(23)이 배치되어 있다. 시트는 레지스트 롤러 쌍(23)에 의해 일단 정지되어 스큐(skew) 교정이 행해진 후, 화상 전사를 위한 소정의 타이밍에서 상기 전사 닙부에 송출된다. 주반송로(22F) 및 반전 반송로(22B)의 적소에는 시트를 반송하기 위한 반송 롤러가 복수개 배치되어 있고, 예컨대 배지구(14)의 근방에는 배지 롤러 쌍(24)이 배치되어 있다.

반전 반송로(22B)는 반전 유닛(25)의 외측면과, 본체 하우징(10)의 후방측 커버(12)의 내면 사이에 형성되어 있다. 또한, 반전 유닛(25)의 내측면에는 전사 롤러(34) 및 레지스트 롤러 쌍(23) 중 한쪽의 롤러가 탑재되어 있다. 후방측 커버(12) 및 반전 유닛(25)은 이들의 하단에 설치된 지점부(121)의 축 주위에서 각각 회동 가능하다. 반전 반송로(22B)에 있어서 시트 잼이 발생했을 경우에 후방측 커버(12)가 개방된다. 주반송로(22F)에서 시트 잼이 발생했을 경우, 또는 감광체 드럼(31)의 유닛이나 현상 장치(33)가 외부로 인출될 경우에는 후방측 커버(12)에 추가해서 반전 유닛(25)도 개방된다.

계속해서, 도 2~도 7을 참조하여 현상 장치(33) 및 토너 컨테이너(50)의 구조, 및 이들의 배치 관계에 대해서 설명한다. 도 2는 현상 장치(33)와 토너 컨테이너(50)의 부착 상태를 나타내는 평면도, 도 3은 그 사시도, 도 4는 현상 장치(33) 단체의 사시도, 도 5는 현상 장치(33)의 내부 구조를 나타내는 평면도, 도 6은 토너 컨테이너(50) 단체의 사시도, 도 7은 현상 장치(33)와 토너 컨테이너(50)가 부착된 상태의 내부 구조를 개략적으로 나타내는 평면도를 각각 나타내고 있다.

현상 장치(33)는 일방향[현상 롤러(331)의 축방향]으로 길이가 긴 상자 형상을 갖는 현상 하우징(60)(하우징)을 구비한다. 현상 하우징(60)은 그 길이 방향으로 연장되는 개구부가 형성되고, 이 개구부로부터 현상 롤러(331)의 둘레면의 일부가 노정되어 있다. 본 실시형태에 있어서 현상 하우징(60)은 그 길이 방향이 본체 하우징(10)의 좌우 방향과 일치하도록 본체 하우징(10)에 부착되어 있다.

현상 하우징(60)은 현상 롤러(331), 제 1 및 제 2 반송 스크루(332,333)를 수용한다. 현상 하우징(60)은 제 1 반송 스크루(332)의 상부에 그 축방향을 따라 배치되고, 제 1 반송 스크루(332)를 덮는 천판(60T)을 구비한다.

현상 하우징(60)의 좌단 부근의 천판(60T)에는 토너 컨테이너(50)로부터 공급되는 토너를 상기 하우징 내에 받아들이기 위한 토너 보급구(60H)가 천공되어 있다. 이 토너 보급구(60H)와 토너 컨테이너(50)의 토너 배출구(521)가 상하 방향으로 겹치도록 현상 장치(33)와 토너 컨테이너(50)가 부착된다. 토너 컨테이너(50)는 도 2에 화살표 A로 나타내는 바와 같이, 현상 하우징(60)의 길이 방향과 직교하는 방향(전후 방향)에 있어서 현상 장치(33)에 대해서 착탈된다. 토너 컨테이너(50)는 상면으로부터 바라봐서 일방향으로 긴 하우징 형상을 구비하므로 현상 장치(33)에 토너 컨테이너(50)가 장착된 상태에서는 상면으로부터 바라봐서 대략 L자형의 구조체를 형성하게 된다(도 2 참조).

천판(60T)의 상면에는 좌우 방향으로 슬라이딩 이동이 가능한 현상 셔터판(61)이 배치되어 있다. 현상 셔터판(61)은 바이어싱 스프링(62)에 의해 항상 좌측 방향으로 바이어싱되어 있다. 바이어싱 스프링(62)은 코일 스프링으로서, 현상 셔터판(61)의 우단 가장자리와, 상기 현상 셔터판(61)에 인접하는 리브에 각각 설치된 스프링 자리(621,622)에 각 단부가 부착되어 있다. 도 4에서는 토너 보급구(60H)가 개방되어 있는 상태를 나타내고 있지만, 토너 컨테이너(50)가 미장착된 상태에서는 현상 셔터판(61)은 바이어싱 스프링(62)에 바이어싱되어 좌측에 위치해서 토너 보급구(60H)를 폐쇄한다.

토너 컨테이너(50)의 통형상부(52)의 선단 가장자리 하부에는 압박판(522)이 부착되어 있다. 또한, 통형상부(52)의 선단면에는 제 3 반송 스크루(54)에 회전 구동력을 입력하기 위한 컨테이너 기어(54G)가 노출해서 배치되어 있다. 현상 하우징(60)의 토너 보급구(60H)의 좌측 안쪽부에는 입력 기어(631)와 커플링(632)을 구비하는 기어 홀더(63)가 배치되어 있다. 커플링(632)은 본체 하우징(10)에 구비된 도시 생략된 모터로부터의 회전 구동력이 부여된다. 입력 기어(631)는 토너 컨테이너(50)가 현상 장치(33)에 장착된 상태에서 컨테이너 기어(54G)와 맞물려져 상기 회전 구동력을 컨테이너 기어(54G)에 전달한다.

토너 컨테이너(50)가 현상 장치(33)에 장착될 때, 토너 보급구(60H)에 대해서 토너 컨테이너(50)의 통형상부(52)가 전방으로부터 후방으로 진입한다. 이 때, 토너 컨테이너(50)의 압박판(522)이 토너 보급구(60H)를 폐쇄하고 있는 상태의 현상 셔터판(61)과 간섭하고, 이 현상 셔터판(61)을 우측 방향으로 이동시킨다. 구체적으로는 현상 셔터판(61)의 상면에 돌출되어 있는 사행 볼록조(623)와 압박판(522)이 간섭하고, 바이어싱 스프링(62)의 바이어싱 포오스에 저항해서 현상 셔터판(61)이 우측 방향으로 밀어 보내진다. 토너 컨테이너(50)의 통형상부(52)가 소정 위치까지 진입하면 토너 보급구(60H)는 완전히 개방됨과 아울러 입력 기어(631)에 컨테이너 기어(54G)가 맞물려지게 된다.

도 5를 참조해서 현상 하우징(60)은 내부 공간(600)을 구비한다. 일성분 현상 방식의 경우, 이 내부 공간(600)에는 토너가 현상제로서 충전된다. 토너는 내부 공간(600) 내에 있어서 교반 반송되고, 차차 현상 롤러(331)에 공급되어 소비되고, 그 소비분은 토너 컨테이너(50)로부터 적절하게 공급된다.

현상 하우징(60)의 내부 공간(600)은 좌우 방향으로 연장되는 칸막이판(601)에 의해 좌우 방향으로 길이가 긴 제 1 통로(602)와 제 2 통로(603)로 구획되어 있다. 칸막이판(601)은 현상 하우징(60)의 좌우 방향폭보다 짧고, 칸막이판(601)의 우단 및 좌단에는 제 1 통로(602)와 제 2 통로(603)를 각각 연통시키는 제 1 연통부(604) 및 제 2 연통부(605)가 구비되어 있다. 이에 따라, 현상 하우징(60)의 내부에는 제 1 통로(602), 제 1 연통부(604), 제 2 통로(603) 및 제 2 연통부(605)에 이르는 순환 경로가 형성되어 있다.

상술한 토너 보급구(60H)는 제 1 통로(602)의 좌단 부근의 상방에 배치되어 있다. 제 1 통로(602)에는 제 1 반송 스크루(332)가 수용되고, 제 2 통로(603)에는 제 2 반송 스크루(333)가 수용되어 있다. 제 1 반송 스크루(332)는 회전축(332a)(제 1 회전축)과, 이 회전축(332a)의 외주 상에 스파이럴 형상으로 돌출되어 회전축(332a)과 일체로 회전하는 날개 부재(332b)(교반 날개)를 포함한다(도 7~도 9 참조). 마찬가지로, 제 2 반송 스크루(333)는 회전축(333a) 및 날개 부재(333b)를 포함한다. 제 1 반송 스크루(332)는 회전축 주위에서 회전 구동됨으로써 도 5의 화살표 a 방향으로 현상제를 반송한다. 한편, 제 2 반송 스크루(333)는 회전축 주위에서 회전 구동됨으로써 화살표 b 방향으로 현상제를 반송한다.

제 1, 제 2 반송 스크루(332,333)가 회전 구동됨으로써 상술한 순환 경로를 따라 토너가 순환 반송된다. 토너 보급구(60H)로부터 새롭게 보급된 토너에 대해서 설명하면 상기 토너는 제 1 통로(602)에 낙하되어 기존의 토너와 혼합되고, 제 1 반송 스크루(332)에 의해 화살표 a 방향으로 반송된다. 이 때, 토너는 교반되어 대전된다. 이어서, 토너는 제 1 통로(602)의 하류단으로부터 제 1 연통부(604)를 거쳐 제 2 통로(603)에 들어가고, 제 2 반송 스크루(333)에 의해 화살표 b 방향으로 반송된다. 이 반송시에 토너는 마찬가지로 대전되는 한편, 일부가 현상 롤러(331)의 둘레면에 공급된다. 그리고, 나머지부의 토너는 제 2 연통부(605)를 거쳐 제 1 통로(602)의 상류단으로 리턴된다.

제 1 반송 스크루(332)에는 토너 보급구(60H)로부터 토너 반송방향 하류측으로서 토너 보급구(60H)의 바로 근방의 위치에 반송 능력 억제부(400)가 설치되어 있다. 반송 능력 억제부(400)는 제 1 반송 스크루(332)의 날개 부재의 둘레 가장자리부에 회전축과 병행해서 부설된 복수개의 억제 로드(401 및 402)를 구비해서 구성된다. 본 실시형태에서는 반송 능력 억제부(400)는 억제 로드(401 및 402)의 2개로서 설명하지만 억제 로드의 개수는 이것에 한정되는 것은 아니다.

이 반송 능력 억제부(400)를 설치함으로써 제 1 통로(602)를 화살표 a 방향으로 반송되는 토너는 반송 능력 억제부(400)에 도달한 시점에서 억제 로드(401 및 402)에 의해 진행을 방해되어 체류한다. 따라서, 토너가 보급되어 현상 하우징(60) 내의 토너량이 증가되면 이 체류한 토너가 토너 보급구(60H)를 폐쇄하도록 작용하여 그 이상의 토너의 보급을 억제한다. 그 후 토너가 소비되어 체류한 토너가 적어지면 토너 보급구(60H)를 폐쇄하고 있었던 토너가 줄어들어 다시 토너가 보급되게 된다. 또한, 반송 능력 억제부(400)는 억제 로드의 부설 이외의 형태이여도 좋고, 예컨대 날개 부재의 직경을 다른 부분보다 작게 함으로써 토너 반송 능력을 감소시킨 것이여도 좋다.

계속해서, 토너 컨테이너(50)의 상세 구조에 대해서 설명한다. 토너 컨테이너(50)는 현상 장치(33)에 보급하는 토너의 주된 저류 개소가 되는 컨테이너 본체(51)와, 컨테이너 본체(51)의 일측면 하부로부터 돌출된 통형상부(52)와, 컨테이너 본체(51)의 타측면을 덮는 덮개 부재(53)와, 컨테이너 본체(51)의 하부 및 통형상부(52)에 걸쳐서 배치되고, 컨테이너 내부에 수용된 토너를 반송하는 제 3 반송 스크루(54)(제 2 반송 부재)를 포함한다.

통형상부(52)의 선단면에는 제 3 반송 스크루(54)에 연결된 컨테이너 기어(54G)가 배치되어 있다. 컨테이너 기어(54G)는 토너 컨테이너(50)가 현상 장치(33)에 장착된 상태에서 입력 기어(631)와 맞물려지고, 입력 기어(631)로부터 회전 구동력이 전달되어 제 3 반송 스크루(54)를 도 7의 화살표 P 방향으로 회전시킨다. 제 3 반송 스크루(54)는 회전축(54a)(제 2 회전축)과, 이 회전축(54a)의 둘레 상에 스파이럴 형상으로 돌출된 날개 부재(54b)(반송 날개)를 포함한다.

제 3 반송 스크루(54)가 화살표 P 방향으로 회전함으로써 컨테이너 본체(51) 내에 저류되어 있는 토너가 도 7의 화살표 c 방향, 즉 토너 배출구(521)를 향해서 반송된다. 토너 배출구(521)는 제 3 반송 스크루(54)에 의해 반송된 토너를 배출하는 것이며, 통형상부(52)의 선단 하면에 배치되어 있다. 이 토너 배출구(521)는 토너 보급구(60H)와 상하 방향으로 겹치도록 부착되어 있으므로 화살표 c 방향으로 반송된 토너는 토너 배출구(521)로부터 토너 보급구(60H)를 경유해서 현상 하우징(60) 내에 받아들인다.

도 8은 제 3 반송 스크루(54)의 회전축(54a)과 직교하는 방향의 토너 컨테이너(50) 및 현상 하우징(60)의 단면도이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 1 반송 스크루(332)의 회전축(332a)과 제 3 반송 스크루(54)의 회전축(54a)이 서로 직교하는 방향이 되도록 현상 장치(33)에 대해서 토너 컨테이너(50)가 부차되어 있다. 토너 컨테이너(50)가 컨테이너 본체(51)와, 컨테이너 본체(51)에 돌출된 통형상부(52)를 구비하고, 통형상부(52)에 토너 배출구(521)를 갖는 구성을 구비하고 있으므로 이와 같이 직교 방향의 부착을 용이하게 행할 수 있다.

도 8을 이용해서 토너의 흐름에 대해서 상세하게 설명한다. 상기한 바와 같이, 현상 하우징(60) 내의 토너량이 증가되면 토너(T)가 반송 능력 억제부(400)의 부근에서 체류하게 된다. 그리고, 이 체류한 토너(T)가 토너 보급구(60H)를 폐쇄하기 시작한다. 이 때, 토너(T)는 토너 보급구(60H)의 개구 범위 중 제 1 통로(602)의 토너 반송방향 하류측의 부분으로부터 폐쇄하기 시작한다.

이와 같이 토너 보급구(60H)의 일부가 토너(T)에 의해 폐쇄되어 있는 상태일 때에 토너 배출구(521)로부터 토너가 더 배출되면 이 배출된 토너가 토너 보급구(60H)를 폐쇄하고 있는 토너(T)를 눌려져 굳어져 버린다. 이 눌려져 굳어진 부분에 있어서 제 1 반송 스크루(332)의 주위에[현상 하우징(60)의 내벽을 따라] 토너(T)가 응집된 토너 벽이 형성되어 버린다. 이와 같이 토너가 눌려져 굳어져서 생긴 토너 벽은 토너 보급구(60H)로의 토너 보급의 방해가 된다. 따라서, 점차로 현상 하우징(60) 내의 토너량이 감소되어 토너가 부족한 상태가 된다. 이에 따라, 화상 긁힘이 발생되어 인자 품질의 저하의 원인이 되어 있었다.

그래서, 본 실시형태에서는, 토너 컨테이너(50)로부터 배출되는 토너가 토너 보급구(60H)에 있어서의 제 1 통로(602)의 토너 반송방향 상류측의 위치(도 8의 화살표 d의 위치)로부터 보급되도록 한다. 이를 위해서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 1 통로(602)의 토너 반송 방향이 화살표 a로 나타내는 바와 같이 회전축(332a)의 연신 방향을 따라 왼쪽으로부터 오른쪽의 방향일 경우에 제 3 반송 스크루(54)의 회전축(54a)과 직교하는 단면으로 바라봤을 때에 회전축(54a)은 반시계 방향(화살표 P의 방향)으로 회전하도록 한다. 회전축(54a)이 화살표 P 방향으로 회전함으로써 회전축(54a)에 부설된 날개 부재(54b)도 화살표 P 방향으로 회전하고, 토너는 토너 보급구(60H)에 있어서의 제 1 통로(602)의 토너 반송방향 상류측인 화살표 d의 위치로부터 낙하하게 된다. 이와 같이 함으로써 반송 능력 억제부(400)에 의해 토너(T)가 체류해서 제 1 통로(602)의 토너 반송방향 하류측으로부터 토너 보급구(60H)를 폐쇄하여도 토너 보급구(60H)에 있어서의 토너 반송방향 상류측으로부터 토너를 보급할 수 있고, 현상 하우징(60) 내의 토너량을 안정시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태의 현상 장치(33)에서는 토너 보급구(60H)의 위치에 대해서도 개량되어 있다. 도 9는 제 1 반송 스크루(332)의 회전축(332a)과 직교하는 방향의 현상 하우징(60)의 단면도이다. 여기서, 회전축(332a)과 직교하는 단면으로 바라봤을 때에 날개 부재(332b)에 의한 교반 영역을 회전축(332a)을 지나는 수선(V)을 경계로 하여 날개 부재(332b)가 아래로부터 위로 회동하는 제 1 영역(R1)과, 날개 부재(332b)가 위로부터 아래로 회동하는 제 2 영역(R2)으로 구분하는 것으로 한다.

제 1 반송 스크루(332)의 회전축(332a)이 화살표 Q 방향으로 회전하면 부설된 날개 부재(332b)에 의해 제 1 통로(602)의 후방 부근의 영역[제 1 영역(R1)]의 토너는 아래로부터 위를 향해서 교반된다. 한편, 제 1 통로(602)의 전방 부근의 영역[제 2 영역(R2)]에 있는 토너는 위로부터 아래를 향해서 교반되어 제 1 통로(602)의 제 1 영역(R1)에 몰아진다. 즉, 도 9에 나타내는 바와 같이, 제 1 통로(602)의 토너는 제 1 통로(602)의 제 1 영역(R1)이 높고, 제 1 통로(602)의 제 2 영역(R2)이 낮아지는 경사를 가지고 퇴적된다.

이와 같이, 제 1 영역(R1)이 높고, 제 2 영역(R2)이 낮아져서 토너가 제 1 통로(602)에 퇴적되기 때문에 토너 보급구(60H)로부터 제 1 통로(602)의 제 1 영역(R1)측으로부터 토너가 보급되면 토너가 높게 퇴적되어 있는 위치에 더욱 토너가 더해지게 된다. 이러한 보급 형태에서는 토너 보급구(60H) 부근에서 토너를 눌려져 굳어 버리게 되어 토너 벽의 형성의 원인이 된다. 그래서, 본 실시형태에서는 토너 보급구(60H)를 제 1 통로(602)의 전방 부근의 위치, 즉, 제 1 반송 스크루(332)의 회전축(332a)을 직교하는 단면으로 바라봤을 때에 날개 부재(332b)가 위로부터 아래로 회전하는 제 2 영역(R2) 상의 천판(60T)에 형성하고 있다. 이렇게 함으로써 제 1 통로(602)에 있어서 토너가 낮게 퇴적되어 있는 위치로 토너 보급구(60H)로부터 토너가 보급되어 토너 벽의 형성을 방지해서 안정되게 토너를 보급할 수 있다.

도 10은 제 3 반송 스크루(54)의 회전 방향 및 토너 보급구(60H)의 개구폭을 변화시켰을 때의 현상 장치(33) 내의 토너의 중량과 토너 보급구(60H)에 형성된 토너 벽의 유무의 관계를 나타낸 표형식의 도면이다. 제 3 반송 스크루(54)의 회전 방향에 있어서 정회전(실시예 1, 2)은 토너 보급구(60H)에 있어서의 제 1 통로(602)의 토너 반송방향 상류측(도 8의 화살표 d의 위치)에 토너가 낙하될 때의 회전 방향이며, 역회전(비교예 1, 2)은 토너 보급구(60H)에 있어서의 제 1 통로(602)의 토너 반송방향 하류측에 토너가 낙하될 때의 회전 방향이다.

실시예 및 비교예에서는 토너 컨테이너(50)의 통형상부(52)의 외경이 14㎜이고, 토너 보급구(60H)의 개구폭이 이 외경보다 작은 10㎜(실시예 1 및 비교예 1)이면, 외경보다 큰 16㎜(실시예 2 및 비교예 2)의 경우에 대해서 각각 확인을 행하였다. 또한, 이 개구폭은 토너 보급구(60H)의 좌우 방향[현상 하우징(60)의 길이 방향]을 따른 길이를 나타내고 있다. 통형상부(52)의 외경보다 토너 보급구(60H)의 개구폭 쪽이 작을 경우에는 제 1 반송 스크루(332)에 의한 반송 압과, 토너 배출구(521)로부터 토너가 낙하될 때에 발생되는 압력에 의해 토너 벽이 발생되기 쉽다.

현상 장치(33) 내의 토너량은 통상의 인자 상태에서는 40g~60g이다. 토너 보급구(60H)가 토너에 의해 폐쇄되어 토너 벽이 형성되면 현상 장치(33)로의 토너 공급의 방해가 되어 현상 장치(33) 내의 토너량이 감소된다. 화상 긁힘은 현상 장치(33) 내의 토너량이 20g 이하가 되면 발생된다.

실시예 1에 나타내는 바와 같이, 제 3 반송 스크루(54)의 회전 방향이 정회전, 토너 보급구(60H)의 개구폭 10㎜의 경우, 현상 장치(33) 내의 토너량은 40g이며, 토너 보급구(60H)에 토너 벽은 형성되지 않았다. 또한 화상 긁힘도 발생하지 않았다.

실시예 2에 나타내는 바와 같이, 제 3 반송 스크루(54)의 회전 방향이 정회전, 토너 보급구(60H)의 개구폭 16㎜의 경우, 현상 장치(33) 내의 토너량은 67g이며, 토너 보급구(60H)에 토너 벽은 형성되지 않았다. 또한 화상 긁힘도 발생하지 않았다. 그러나, 현상 장치(33) 내의 토너량은 통상의 인자 상태시의 토너량 40g~60g을 초과하고 있으므로 약간 과잉으로 토너가 공급되어 있는 것을 알았다.

비교예 1에 나타내는 바와 같이, 제 3 반송 스크루(54)의 회전 방향이 역회전, 토너 보급구(60H)의 개구폭 10㎜의 경우, 현상 장치(33) 내의 토너량은 10g이며, 토너 보급구(60H)에 토너 벽이 형성되어 있었다. 또한, 화상 긁힘도 발생했다. 그리고, 비교예 2에 나타내는 바와 같이, 제 3 반송 스크루(54)의 회전 방향이 역회전, 토너 보급구(60H)의 개구폭 16㎜의 경우, 현상 장치(33) 내의 토너량은 15g이며, 토너 보급구(60H)에 토너 벽이 형성되어 있었다. 또한, 화상 긁힘도 발생했다.

비교예 1 및 2에 나타내는 바와 같이, 제 3 반송 스크루(54)의 회전 방향이 역회전이라는 것은 토너 보급구(60H)에 있어서의 제 1 통로(602)의 토너 반송방향 하류측으로부터 토너를 보급한다는 것이다. 이 경우, 반송 능력 억제부(400)에 의해 토너가 체류되고, 이 체류된 토너가 토너 보급구(60H)를 토너 반송방향 하류측으로부터 폐쇄해 버리면 토너의 보급을 행할 수 없으므로 현상 장치(33) 내의 토너량이 감소되어 버린다. 이 점이 비교예 1 및 2에 의해 확인된 것을 알았다. 이상으로부터, 실시예 1의 조건이 가장 안정된 토너 보급을 행할 수 있는 것을 알았다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서는 제 1 통로(602)에 있어서의 토너 반송 방향은 회전축(332a)의 연신 방향을 따른 하나의 방향(도 8의 화살표 a)이다. 회전축(54a)은 제 3 반송 스크루(54)의 회전축(54a)과 직교하는 단면으로 바라봤을 때에 회전축(54a) 둘레면의 하측 절반 부분의 영역의 이동 방향이 상기 토너 반송 방향을 따르고, 상측 절반 부분의 영역의 이동 방향이 상기 토너 반송 방향과 역방향이 되는 방향(반시계 방향)으로 회전된다. 이것에 의해서, 토너 보급구(60H)에 있어서의 제 1 통로(602)의 토너 반송방향 상류측으로부터 토너를 낙하시킬 수 있다. 따라서, 반송 능력 억제부(400)에 의해 체류된 토너가 제 1 통로(602)의 토너 반송방향 하류측으로부터 토너 보급구(60H)를 폐쇄하여도 토너 보급구(60H)에 있어서의 토너 반송방향 상류측으로부터 토너를 보급할 수 있다. 즉, 현상 장치(33)로의 토너 보급 경로를 확보할 수 있어 현상 장치(33)로의 토너 보급을 안정되게 행할 수 있다.

또한, 토너 보급구(60H)는 제 2 통로(603)로부터 이간된 측의 천판(60T)의 위치, 즉, 제 1 반송 스크루(332)의 회전축(332a)을 직교하는 단면으로 바라봤을 때에 날개 부재(332b)가 위로부터 아래로 회전하는 제 2 영역(R2)측의 상방의 천판(60T)에 형성되어 있다. 이것에 의해서, 제 1 통로(602)에 있어서 토너가 낮게 퇴적되어 있는 위치에 토너를 보급할 수 있고, 토너를 눌러서 굳게 하여 토너 벽이 형성되는 것을 방지해서 토너 보급을 안정되게 행할 수 있다.

이상, 본 발명에 의하면, 특별한 장치를 이용하지 않고 토너 보급구(60H) 부근의 토너 벽의 형성을 방지할 수 있어 토너 컨테이너로부터 현상 장치 내로 토너를 안정적으로 보급할 수 있다. 따라서, 현상 장치(33) 내의 토너의 감소 등에 의한 화상 긁힘의 발생을 방지할 수 있어 고품질의 화상 형성을 행할 수 있는 화상 형성 장치(1)를 제공할 수 있다.

Claims

둘레면에 토너 상을 담지하는 상 담지체;
상기 상 담지체의 둘레면에 토너를 공급하는 현상 장치; 및
상기 현상 장치에 토너를 보급하는 토너 컨테이너를 구비하는 화상 형성 장치로서:
상기 현상 장치는,
토너를 담지하는 토너 담지체와,
상기 토너를 교반하면서 반송하는 것으로서, 제 1 회전축과 이 제 1 회전축의 외주에 배치되어 이 제 1 회전축과 일체로 회전하는 교반 날개를 갖는 제 1 반송 부재와,
상기 제 1 반송 부재의 상부에 배치되고 상기 제 1 회전축 방향으로 연장되어 상기 제 1 반송 부재를 덮는 천판을 포함하고, 상기 토너 담지체 및 상기 제 1 반송 부재를 수용하는 하우징과,
상기 천판에 형성되고 상기 제 1 반송 부재 상으로 상기 토너를 받아들이기 위한 토너 보급구를 구비하고,
상기 토너 컨테이너는,
상기 현상 장치에 보급하기 위한 토너를 수용하는 토너 수용부와,
상기 토너 수용부에 수용된 토너를 반송하는 것으로서, 제 2 회전축과 이 제 2 회전축의 외주에 배치되어 이 제 2 회전축과 일체로 회전하는 반송 날개를 갖는 제 2 반송 부재와,
상기 제 2 반송 부재를 경유해서 보내진 토너를 상기 토너 보급구를 향해서 배출하는 토너 배출구를 구비하고,
상기 현상 장치와 상기 토너 컨테이너는 상기 제 1 회전축과 상기 제 2 회전축이 서로 직교하는 방향이며 상기 토너 보급구와 상기 토너 배출구가 상하 방향으로 겹치도록 부착되고,
상기 토너 보급구는 상기 제 1 반송 부재에 의한 토너 반송 방향에 있어서 상류측 부분과 하류측 부분을 구비하며,
상기 교반 날개는 상기 토너 보급구로부터 상기 토너 반송 방향 하류측으로 상기 토너의 반송 능력을 국부적으로 억제하기 위한 반송 능력 억제부를 갖고, 상기 반송 능력 억제부에 의해 체류된 토너가 상기 토너 보급구를 상기 하류측 부분으로부터 폐쇄하며,
상기 제 2 반송 부재는 상기 토너 배출구로부터 상기 토너 보급구로 상기 토너가 배출될 때 상기 토너가 상기 토너 보급구의 상기 상류측 부분으로 배출되는 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 교반 날개에 의한 상기 토너의 반송 방향이 상기 제 1 회전축의 연신 방향을 향해서 왼쪽으로부터 오른쪽의 방향이며, 또한 상기 제 2 회전축과 직교하는 단면으로 바라봤을 때에 상기 제 2 회전축은 반시계 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 회전축과 직교하는 단면으로 바라봤을 때에 상기 교반 날개에 의한 교반 영역을 상기 제 1 회전축을 지나는 수선을 경계로 하여 상기 교반 날개가 아래로부터 위로 회동하는 제 1 영역과, 상기 교반 날개가 위로부터 아래로 회동하는 제 2 영역으로 구분할 때,
상기 토너 보급구는 상기 제 2 영역 상의 상기 천판에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 토너 컨테이너의 토너 수용부는 토너의 주된 저류 장소가 되는 컨테이너 본체와, 이 컨테이너 본체의 일측면 하부로부터 돌출된 통형상부를 구비하고,
상기 제 2 반송 부재는 상기 컨테이너 본체의 하부 및 상기 통형상부에 걸쳐서 배치되고,
상기 토너 배출구는 상기 통형상부의 선단 하면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.