KR101584653B1

KR101584653B1 - 화상 형성 장치용 카트리지 조립체

Info

Publication number: KR101584653B1
Application number: KR1020140111234A
Authority: KR
Inventors: 이병백; 정우성; 박진삼
Original assignee: 주식회사신도리코
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2016-01-12

Abstract

본 발명은 감광 드럼의 표면으로부터 회수된 폐토너를 일측으로 이송하는 폐토너 이송 수단을 구비한 드럼 유닛; 상기 드럼 유닛과 연결되고, 상기 드럼 유닛에서 회수된 폐토너를 공급받도록 구성되고, 내부의 현상제를 외부로 배출하도록 현상제 배출 수단을 구비한 현상 유닛; 및 상기 드럼 유닛의 일측에 상기 드럼 유닛과 일체로 형성되고, 상기 현상 유닛의 현상제 배출 수단에 의해 배출되는 현상제를 수집하는 현상제 수집 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 카트리지 조립체로서, 토너의 소모량을 줄일 수 있고, 인쇄 화상의 품질이 저하되는 문제를 해소할 수 있다.

Description

화상 형성 장치용 카트리지 조립체{Cartridge assembly for image forming apparatus}

본 발명은 화상 형성 장치용 카트리지 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 토너의 소모량을 줄일 수 있고, 인쇄 화상의 품질이 저하되는 문제를 해소할 수 있는 화상 형성 장치용 카트리지 조립체에 관한 것이다.

복사기, 프린터, 복합기 등의 화상 형성 장치는 화상 형성 방식에 따라 잉크젯 방식, 전자사진 방식, 열전사 방식으로 나뉜다. 여기서 전자사진 방식의 화상 형성 장치는 대전-노광-현상-전사-정착의 일련의 프로세스를 거쳐서 인쇄 매체에 화상을 형성한다.

종래의 전자사진 방식의 화상 형성 장치는 감광 드럼, 대전 롤러, 전사 롤러 등을 구비한 드럼 유닛과, 내부에 현상제를 수용하고 현상 롤러 및 공급 롤러를 구비한 현상 유닛이 일체로 형성된 카트리지 조립체로 이루어져 있었다.

여기서, 카트리지 조립체에는 인쇄를 위해 토너(toner)와 캐리어(carrier)로 이루어진 현상제가 들어 있으며, 이 현상제는 인쇄에 따른 토너의 소모로 인해 보충/교환이 필요하다.

기존에는, 현상제의 보충/교환은 폐현상제, 즉 폐토너와 폐캐리어를 동시에 회수하여 배출하고, 새로운 현상제를 보충하는 방식을 사용하였다. 그러나, 이러한 현상제 보충/교환 방식은 버려지는 현상제의 양이 많았고, 별도의 폐현상제 수납부가 필요하였다.

이러한 종래의 현상제 소모량을 고려하여, 토너를 회수하여 재사용하는 화상 형성 장치가 일본특허공개 제1993-66659호(선행문헌 1)에 개시되어 있다. 선행문헌 1은 감광 드럼에 폐토너 탱크가 일체로 설치되고, 폐토너 탱크 안의 폐토너를 현상기로 회수하는 배출 기구를 설치한 프로세스 카트리지를 개시한다.

그러나, 선행문헌 1은 토너를 회수해 재사용함으로써 토너 소모량을 줄일 수 있지만, 장시간 사용에 따른 캐리어의 감소 및 현상제의 열화로 인해 시간이 지날수록 화상의 품질이 저하되는 문제를 안고 있다.

한편, 일본특허공개 제2001-194908호(선행문헌 2)는 토너를 회수하여 재사용하고 캐리어의 공급량을 제어하는 화상 형성 장치를 개시한다. 따라서, 선행문헌 1의 캐리어 감소 문제를 해소할 수 있다.

그러나, 선행문헌 2는 드럼에 남아 있는 현상제를 클리닝 부재로 긁어서 현상제를 회수하는 구조 이외에 별도의 현상제 배출 구조가 없기 때문에 장시간 사용에 따른 현상제의 열화에 의해 인쇄 화상의 품질이 저하되고, 독립적인 토너 및 캐리어 수납부가 필요하다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 회수된 토너를 신토너와 함께 재사용함과 동시에 현상제 배출이 가능하여 토너 소모량을 줄이고, 인쇄 화상의 품질 저하를 방지할 수 있는 화상 형성 장치용 카트리지 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 드럼 유닛과 현상제 수집 유닛이 일체로 구성되어 드럼 수명에 맞춰 폐현상제를 처리할 수 있는 화상 형성 장치용 카트리지 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 감광 드럼의 표면으로부터 회수된 폐토너를 일측으로 이송하는 폐토너 이송 수단을 구비한 드럼 유닛; 상기 드럼 유닛과 연결되고, 상기 드럼 유닛에서 회수된 폐토너를 공급받도록 구성되고, 내부의 현상제를 외부로 배출하도록 현상제 배출 수단을 구비한 현상 유닛; 및 상기 드럼 유닛의 일측에 상기 드럼 유닛과 일체로 형성되고, 상기 현상 유닛의 현상제 배출 수단에 의해 배출되는 현상제를 수집하는 현상제 수집 유닛을 포함하고, 상기 드럼 유닛은 상기 폐토너 이송 수단을 통해 이송되는 폐토너와 토너 공급 유닛으로부터 공급되는 신토너가 함께 상기 현상 유닛으로 투입되도록 상기 폐토너 이송 수단, 신토너 공급 유닛 및 상기 현상 유닛을 연결하는 토너 투입 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 현상제 배출 수단은 상기 현상 유닛의 길이방향을 따라 상기 현상 유닛 내부에 설치된 제1 이송 스크류, 상기 현상 유닛의 일측 상부에서 상기 현상 유닛 및 상기 현상제 수집 유닛과 연통된 현상제 배출 채널 및 상기 현상제 배출 채널의 길이방향을 따라 상기 현상제 배출 채널 내부에 설치된 제2 이송 스크류를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 드럼 유닛은 감광 드럼의 표면에 남아 있는 토너를 회수하는 클리닝 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 현상제 회수 수집 유닛은 상기 현상 유닛과 대면하는 측면에 상기 현상 유닛의 측면 형상과 대응되는 형상의 가이드 홈을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 토너의 소모량을 줄일 수 있고, 인쇄 화상의 품질이 저하되는 문제를 해소할 수 있다.

또한, 현상제 수집 유닛이 드럼 유닛과 일체로 형성됨으로써, 장치 전체의 크기를 줄일 수 있고, 폐현상제 관리가 용이하다.

도 1은 본 발명에 따른 화상 형성 장치용 카트리지 조립체를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 화상 형성 장치용 카트리지 조립체를 다른 방향에서 도시한 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 화상 형성 장치용 카트리지 조립체를 도시한 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 화상 형성 장치용 카트리지 조립체의 내부 구성을 확대 도시한 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 화상 형성 장치용 카트리지 조립체를 다른 방향에서 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 화상 형성 장치용 카트리지 조립체의 현상제 배출 수단을 확대 도시한 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 화상 형성 장치용 카트리지 조립체의 드럼 유닛과 현상 유닛을 분해 도시한 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 화상 형성 장치용 카트리지 조립체의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명에 따른 화상 형성 장치용 카트리지 조립체는 화상 형성 장치의 내부에 설치되어 화상을 형성하는 드럼 유닛(100)과 현상 유닛(200), 그리고 현상 유닛(200) 내부의 현상제를 수집하는 현상제 수집 유닛(300)을 포함한다.

드럼 유닛(100)은 잠상을 형성하기 위해 감광 드럼, 대전 롤러, 전사 롤러 등의 부품들을 포함한다. 또한, 드럼 유닛(100)은 감광 드럼(110)의 표면으로부터 회수된 폐토너를 드럼 유닛(100)의 일측으로 이송하는 폐토너 이송 수단(120)을 구비한다.

현상 유닛(200)은 감광 드럼(110)에 형성된 잠상에 현상제를 공급하기 위한 현상 롤러(210)를 구비하고, 현상 롤러(210)가 드럼 유닛(100)의 감광 드럼(110)과 접촉하도록 드럼 유닛(100)과 결합된다. 또한, 현상 유닛(200)은 드럼 유닛(100)에서 회수된 폐토너를 현상 유닛(200) 내부로 공급받도록 구성된다. 그리고, 현상 유닛(200)은 그 내부에 존재하는 현상제를 외부로 배출하는 현상제 배출 수단(220)을 구비한다.

현상제 수집 유닛(300)은 드럼 유닛(100)의 일측에, 즉 드럼 유닛(100)으로부터 폐토너가 회수되는 방향에 있는 드럼 유닛(100)의 일측 단부에서 드럼 유닛(100)과 일체로 형성된다. 이 현상제 수집 유닛(300)은 현상 유닛(200)의 현상제 배출 수단(220)에 의해 배출되는 현상제를 수집하는 역할을 한다.

도 4 내지 5를 참조하면, 드럼 유닛(100)에 구비된 폐토너 이송 수단(120)은 드럼 유닛(100)의 길이방향을 따라 드럼 유닛(100) 내부에 설치된 이송 스크류로 구성되고, 이 폐토너 이송 수단(120)은 감광 드럼(110)으로부터 수집된 폐토너를 현상제 수집 유닛(300)으로 이송시킨다. 그리고, 드럼 유닛(100)은 수집된 폐토너를 현상 유닛(200)으로 투입하기 위한 토너 투입 수단(130)을 갖는다. 여기서, 토너 투입 수단(130)은 폐토너와 함께 신토너를 현상 유닛(200)으로 투입할 수 있도록 구성된다.

구체적으로, 토너 투입 수단(130)은 드럼 유닛(100)의 외측에 장착되는 신토너 공급 유닛(400), 정확하게는 신토너 공급 유닛(400)의 주입구(410)와 연결되고, 폐토너 이송 수단(120)과 연결되며, 이와 동시에 현상 유닛(200)과 연결된다(도 4 참조). 신토너 공급 유닛(400)은 내부의 신토너를 외부로 배출하는 호퍼(420), 호퍼(420)로 배출된 신토너를 이송하는 신토너 이송 경로(430) 및 신토너 이송 경로(430)를 통해 이송된 신토너가 토너 투입 수단(130)으로 투입되도록 토너 투입 수단(130)과 연결된 주입구(410)를 구비한다.

이러한 토너 투입 수단(130)에 의해, 폐토너 이송 수단(120)으로부터 이송되는 폐토너와 신토너 공급 유닛(400)으로부터 공급되는 신토너가 함께 현상 유닛(200) 내부로 투입될 수 있다. 도 4에서, 노란색 화살표(A)는 폐토너 이동 경로를 나타내고, 붉은색 화살표(B)는 신토너 이동 경로를 나타내며, 파란색 화살표(C)는 신토너와 폐토너가 혼합된 토너를 나타낸다.

한편, 도면에 구체적으로 도시하지는 않았지만, 드럼 유닛(100)의 일측에는 감광 드럼(110)의 표면에 남아 있는 폐토너를 긁어서 회수하는 클리닝 수단(미도시)이 구비된다. 이 클리닝 수단은 클리닝 블레이드로 구성될 수 있다. 그리고 폐토너 이송 수단(120)은 클리닝 수단을 통해 회수된 폐토너를 토너 투입 수단(130) 측으로 이송한다.

도 6을 참조하면, 현상제 배출 수단(220)은 제1 이송 스크류(221), 현상제 배출 채널(222) 및 제2 이송 스크류(223)를 포함한다. 제1 이송 스크류(221)는 현상 유닛(200)의 길이방향을 따라 현상 유닛(200) 내부에 설치된다. 현상제 배출 채널(222)은 현상 유닛(200)의 일측(즉, 현상제 수집 유닛(300) 측) 상부에서 현상 유닛(200) 및 현상제 수집 유닛(300)과 연통된다. 여기서, 현상제 배출 채널(222)은 그 일단의 하부가 현상 유닛(200)과 연통되고 그 타단의 하부가 현상제 수집 유닛(300)과 연결된다. 제2 이송 스크류(223)는 현상제 배출 채널(222)의 길이방향을 따라 현상제 배출 채널(222) 내부에 설치된다. 도 6에서, 파란색 화살표(D)는 제1 이송 스크류(221)에 의해 이송되는 현상제 이동 경로를 나타내고, 붉은색 화살표들(E)은 제2 이송 스크류(223)에 의해 이송되는 현상제 이동 경로를 나타낸다.

이러한 현상제 배출 수단(220)에 의해, 현상 유닛(200) 내부에 있는 현상제는 제1 이송 스크류(221)에 의해 현상제 배출 채널(222) 방향으로 이송되고, 현상 유닛(200) 내부의 현상제가 일정 수위를 넘어가면 제2 이송 스크류(223)에 의해 현상제 배출 채널(222)로 유입되어 현상제 수집 유닛(300)으로 수집된다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 화상 형성 장치용 카트리지 조립체는, 토너 투입 수단(130)을 통해 폐토너를 회수하여 신토너와 함께 공급함으로써 토너의 소모량을 줄일 수 있고, 이와 동시에 현상 유닛(200) 내부에서 열화된 현상제를 현상제 수집 유닛(300)으로 배출할 수 있어 인쇄 화상의 품질 저하 문제를 해소할 수 있다.

또한, 앞에서 언급한 것처럼, 현상제 수집 유닛(300)이 드럼 유닛(100)과 일체로 형성됨으로써, 드럼 유닛(100)의 수명(클리닝 수단의 수명)이 다하여 드럼 유닛(100)을 교체할 때 현상제 수집 유닛(300)도 드럼 유닛(100)과 함께 교체된다. 따라서, 드럼 유닛(100)의 수명에 맞춰 폐현상제를 처리할 수 있다. 이와 같이, 드럼 유닛(100)과 현상제 수집 유닛(300)의 교체 주기가 동일해지기 때문에, 폐현상제 관리가 용이하다.

또한, 전술한 드럼 유닛(10)과 현상제 수집 유닛(300)의 일체 구성은 장치 전체의 크기를 감소시키는 효과를 갖는다.

한편, 도 7을 참조하면, 드럼 유닛(100)과 일체로 형성된 현상제 수집 유닛(300)은 현상 유닛(200)과 대면하는 측면에 현상 유닛(200)의 측면 형상과 대응되는 형상의 가이드 홈(310)을 구비한다. 그리고, 현상제 수집 유닛(300)과 대면하는 드럼 유닛(100)의 맞은편 측면에도 역시 현상 유닛(200)의 측면 형상과 대응되는 형상의 가이드 홈(미도시)이 구비된다.

이와 같이, 현상제 수집 유닛(300)의 가이드 홈(310)에 의해 현상 유닛(200)과 드럼 유닛(100)의 체결이 용이하다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 화상 형성 장치용 카트리지 조립체의 작동을 설명한다.

먼저, 클리닝 수단에 의해 감광 드럼(110)으로부터 회수된 폐토너는 드럼 유닛(100)의 폐토너 이송 수단(120)에 의해 드럼 유닛(100)의 토너 투입 수단(130) 측으로 이송된다. 이와 동시에, 신토너 공급 유닛(400)의 신토너가 호퍼(420), 신토너 이송 경로(430) 및 주입구(410)를 통해 토너 투입 수단(130)으로 공급된다. 따라서, 회수된 폐토너와 신토너가 동시에 토너 투입 수단(130)으로 유입된다. 그리고, 토너 투입 수단(130)의 폐토너와 신토너 혼합물은 현상 유닛(200) 내부에 설치된 이송 스크류(제1 이송 스크류(221)와는 별개의 이송 스크류)에 의해 현상 유닛(200) 내부로 투입된다. 도 1 및 3에서, 노란색 화살표(A)는 폐토너 이동 경로를 나타내고, 붉은색 화살표(B)는 신토너 이동 경로를 나타낸다.

따라서, 본 발명은 토너 수단 수단(130)에 의해 신토너와 폐토너를 혼합 사용함으로써 토너 소모량을 줄일 수 있다.

또한, 현상 유닛(200) 내부의 현상제는 제1 이송 스크류(221)를 통해 현상제 배출 채널(222) 방향으로 이송된다. 그리고, 현상 유닛(200) 내부의 현상제가 일정 수위를 넘어가면, 현상제는 제2 이송 스크류(223)에 의해 현상제 배출 채널(222)로 유입되어 현상제 수집 유닛(300)으로 수집된다.

따라서, 현상 유닛(200) 내의 열화된 현상제의 일부를 현상제 수집 유닛(300)으로 배출함으로써, 인쇄 화상의 품질이 저하되는 문제를 해소할 수 있다.

한편, 현상제 수집 유닛(300)에 수집된 현상제는 드럼 유닛(100)의 수명이 다할 때까지 현상제 수집 유닛(300)에 수집되어 있다가 드럼 유닛(100)의 교체에 의해 폐기 처리된다. 따라서, 폐현상제의 처리 및 관리가 용이하다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 드럼 유닛 110: 감광 드럼
120: 폐토너 이송 수단 130: 토너 투입 수단
200: 현상 유닛 210: 현상 롤러
220: 현상제 배출 수단 221: 제1 이송 스크류
222: 현상제 배출 채널 223: 제2 이송 스크류
300: 현상제 수지 유닛 310: 가이드 홈
400: 신토너 공급 유닛 410: 주입구
420: 호퍼 430: 신토너 이송 경로

Claims

감광 드럼의 표면으로부터 회수된 폐토너를 일측으로 이송하는 폐토너 이송 수단을 구비한 드럼 유닛;
상기 드럼 유닛과 연결되고, 상기 드럼 유닛에서 회수된 폐토너를 공급받도록 구성되고, 내부의 현상제를 외부로 배출하도록 현상제 배출 수단을 구비한 현상 유닛; 및
상기 드럼 유닛의 일측에 상기 드럼 유닛과 일체로 형성되고, 상기 현상 유닛의 현상제 배출 수단에 의해 배출되는 현상제를 수집하는 현상제 수집 유닛을 포함하고,
상기 드럼 유닛은 상기 폐토너 이송 수단을 통해 이송되는 폐토너와 토너 공급 유닛으로부터 공급되는 신토너가 함께 상기 현상 유닛으로 투입되도록 상기 폐토너 이송 수단, 신토너 공급 유닛 및 상기 현상 유닛을 연결하는 토너 투입 수단을 포함하고,
상기 현상제 배출 수단은 상기 현상 유닛의 길이방향을 따라 상기 현상 유닛 내부에 설치된 제1 이송 스크류, 상기 현상 유닛의 일측 상부에서 상기 현상 유닛 및 상기 현상제 수집 유닛과 연통된 현상제 배출 채널 및 상기 현상제 배출 채널의 길이방향을 따라 상기 현상제 배출 채널 내부에 설치된 제2 이송 스크류를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 카트리지 조립체.
삭제
제1항에 있어서,
상기 드럼 유닛은 감광 드럼의 표면에 남아 있는 토너를 회수하는 클리닝 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 카트리지 조립체.
제1항에 있어서,
상기 현상제 수집 유닛은 상기 현상 유닛과 대면하는 측면에 상기 현상 유닛의 측면 형상과 대응되는 형상의 가이드 홈을 구비한 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 카트리지 조립체.