KR101654756B1 - 현상기 유닛 셔터를 작동시키기 위한 결합 피쳐를 갖는 토너 카트리지 - Google Patents

현상기 유닛 셔터를 작동시키기 위한 결합 피쳐를 갖는 토너 카트리지 Download PDF

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Abstract

하나의 예시적인 실시예에 따른 토너 카트리지는 토너를 유지하기 위한 저장소를 갖는 하우징을 포함한다. 출구 포트가 저장소로부터 현상기 유닛의 입구 포트를 통하여 현상기 유닛으로 토너를 전달하기 위한 하우징의 전방부 상에 위치된다. 하우징의 전방부로부터 돌출하는 제 1 결합 부재는 토너 카트리지가 이미지 형성 장치 안으로 삽입될 때 현상기 유닛의 입구 포트 상의 셔터 개방을 시작하기 위해 초기 힘을 제공하기 위해 위치된다. 하우징의 전방부로부터 돌출하는 제 2 결합 부재는 제 1 결합 부재로부터 하우징의 측면들 중 하나를 향하여 이격되고 토너 카트리지가 이미지 형성 장치 안으로 더 삽입될 때 현상기 유닛의 입구 포트 상의 셔터를 계속하여 개방하기 위해 힘을 제공하기 위해 위치된다.

Description

현상기 유닛 셔터를 작동시키기 위한 결합 피쳐를 갖는 토너 카트리지 {TONER CARTRIDGE HAVING ENGAGEMENT FEATURES TO ACTUATE A DEVELOPER UNIT SHUTTER}
본 발명은 일반적으로 전자 사진식 프린터들 그리고 더 특별하게는 현상기 유닛용 셔터 및 이 셔터를 작동시키기 위한 결합 피쳐들을 갖는 토너 카트리지에 관한 것이다.
이미지 형성 장치용 토너 카트리지 내에 종래적으로 수납되는 구성요소들의 이른 교체를 감소시키기 위해, 토너 카트리지 제조업자들은 더 짧은 수명을 갖는 구성요소들로부터 더 긴 수명을 갖는 구성요소들을 별개의 교체 가능한 유닛들로 분리시키기 시작하였다. 현상기 롤, 토너 부가기 롤 및 닥터 블레이드와 같은 비교적 긴 수명의 구성요소들은 하나의 교체 가능한 유닛("현상기 유닛")에 위치된다. 현상기 유닛에 수납되는 구성요소들과 비교하여 비교적 신속히 소비되는 이미지 형성 장치의 토너 공급부는 현상기 유닛과 정합하는 토너 카트리지의 형태로 별개의 교체 가능한 유닛 내의 저장소에 제공된다. 이러한 구성에서, 토너 카트리지에 수납되는 구성요소들의 수는 종래의 토너 카트리지들과 비교하여 감소된다.
별개의 토너 카트리지 및 현상기 유닛을 갖는 이미지 형성 장치들은 현상기 유닛의 입구 포트와 토너 카트리지의 출구 포트 사이의 토너의 누출에 민감하다. 토너 누출은 토너 카트리지가 현상기 유닛으로부터 분리되고 이미지 형성 장치로부터 제거될 때 가장 빈번하게 경험하게 된다. 토너 누출이 발생할 때, 이미지 형성 장치의 취급, 이동 또는 선적은 토너가 현상기 유닛의 입구 포트로부터 빠져나가는 것을 야기할 수 있다. 누출된 토너는 이미지 형성 장치의 내부 및 외부 표면들 양쪽 모두를 오염시킬 수 있으며 불명확함뿐만 아니라, 일부 경우들에서는 신뢰성 문제들 또는 프린트 결함들을 초래한다. 따라서, 토너 카트리지가 제거될 때 토너가 현상기 유닛을 빠져나가지 않는 것을 보장하기 위한 셔터를 갖는 현상기 유닛이 요망된다.
이러한 셔터의 제공은 몇몇의 어려움들을 갖는다. 첫째, 현상기 유닛은 그의 대응하는 광 전도성 드럼에 대하여 정밀하게 위치되어야만 한다. 그렇지 않다면, 현상기 롤이 일시적으로 광 전도성 드럼으로부터 분리되고 토너를 드럼에 공급하는 것에 실패하는 "여백(white gapping)"과 같은 프린트 결함들이 발생할 수 있다. 따라서, 현상기 유닛 상의 힘의 균형이 긴밀하게 제어되어야만 한다. 둘째, 현상기 유닛의 입구 포트 상의 셔터의 개방 및 폐쇄의 타이밍이 토너 카트리지의 삽입 또는 제거 그리고 토너 카트리지의 출구 포트 상의 대응하는 셔터의 개방 및 폐쇄에 대하여 정밀해야만 한다. 셋째, 토너 카트리지의 출구 포트 상의 셔터와 현상기 유닛의 입구 포트 상의 셔터 양쪽 모두는 구성요소들의 수명에 걸쳐 카트리지 삽입 및 제거 시에 그리고 부품 공차들 및 카트리지 삽입 경로들의 범위에 걸쳐 신뢰할 수 있게 개방 및 폐쇄되어야만 한다.
하나의 예시적인 실시예에 따른 이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지는 전방부, 후방부, 정상부, 바닥부 및 한 쌍의 측면들을 갖는 하우징을 포함한다. 하우징은 또한 토너를 유지하기 위한 저장소를 갖는다. 출구 포트가 현상기 유닛 상의 입구 포트를 통하여 저장소로부터 현상기 유닛으로 토너를 전달하기 위해 하우징의 전방부 상에 위치된다. 하우징의 전방부로부터 돌출하는 제 1 결합 부재가 토너 카트리지가 이미지 형성 장치 안으로 삽입될 때 현상기 유닛의 입구 포트 상의 셔터 개방을 시작하기 위한 초기 힘(initial force)을 제공하기 위해 위치된다. 하우징의 전방부로부터 돌출하는 제 2 결합 부재가 제 1 결합 부재로부터 하우징의 측면들 중 하나를 향하여 이격되고 위치되어 토너 카트리지가 이미지 형성 장치 안으로 더 삽입될 때 현상기 유닛의 입구 포트 상의 셔터를 계속해서 개방하기 위한 힘을 제공하기 위해 위치된다.
다른 예시적인 실시예에 따른 이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지는 전방부, 후방부, 정상부, 바닥부 및 한 쌍의 측면들을 갖는 하우징을 포함한다. 하우징은 토너를 유지하기 위한 저장소를 또한 갖는다. 출구 포트가 현상기 유닛 상의 입구 포트를 통하여 저장소로부터 현상기 유닛으로 토너를 전달하기 위해 하우징의 전방부 상에 위치된다. 제 1 결합 부재가 하우징의 전방부로부터 돌출한다. 제 1 결합 부재는 이 제 1 결합 부재가 토너 카트리지의 전방부 위로 이동할 때 앞으로 더 돌출하는 제 1 선단 경사식 전방 표면을 갖는다. 제 1 경사식 전방 표면은 제 1 경사식 전방 표면 위에 위치된 제 1 수직 전방 표면 내로 유도된다. 제 2 결합 부재가 하우징의 전방부로부터 돌출하고 제 1 결합 부재로부터 하우징의 측면들 중 하나를 향하여 이격된다. 제 2 결합 부재는 이 제 2 결합 부재가 토너 카트리지의 전방부 위로 이동할 때 앞으로 더 돌출하는 제 2 선단 경사식 전방 표면을 갖는다. 제 2 경사식 전방 표면은 제 2 경사식 전방 표면 위에 위치된 제 2 수직 전방 표면 내로 유도된다. 제 2 수직 전방 표면 및 제 2 경사식 전방 표면의 적어도 일부는 제 1 수직 전방 표면보다 앞으로 더 돌출한다. 제 1 경사식 측면 표면이 하우징의 전방부 위로 이동할 때 정렬 부재가 하우징의 측면들 중 하나를 향하여 더 돌출하는 제 1 경사식 측면 표면을 갖는 하우징의 전방부 상에 위치된다. 제 1 경사식 측면 표면은 제 1 경사식 측면 표면 위에 위치된 제 2 경사식 측면 표면 내로 유도된다. 하우징의 측면을 향하는 제 2 경사식 측면 표면의 돌출은 제 2 경사식 측면 표면이 하우징의 전방부 위로 이동할 때 감소한다.
본 명세서에 포함되며 명세서의 일부를 형성하는 첨부된 도면들은 본 개시의 몇몇 양태들을 예시하고, 설명과 함께 본 개시의 원리들을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 하나의 예시적인 실시예에 따른 이미지 형성 장치의 내부의 개략적인 측면도이다.
도 2는 하나의 예시적인 실시예에 따른 이미지 형성 장치에 사용하기 위한 토너 카트리지 및 현상기 유닛을 각각 갖는 4개의 이미징 스테이션들의 사시도이다.
도 3은 하나의 예시적인 실시예에 따른 현상기 유닛의 입구 포트 상의 셔터의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 현상기 유닛 상의 셔터의 측면도이다.
도 5는 하나의 예시적인 실시예에 따른 현상기 유닛에 사용하기 위한 하부 밀봉 부재 및 셔터 하우징의 사시도이다.
도 6은 하나의 예시적인 실시예에 따른 개방 위치에서 도 3에 도시된 현상기 유닛 상의 셔터의 사시도이다.
도 7은 하나의 예시적인 실시예에 따른 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지의 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 토너 카트리지의 일부의 전방 입면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 토너 카트리지의 일부의 측면 입면도이다.
도 10은 하나의 예시적인 실시예에 따른 현상기 유닛과 정합되도록 토너 카트리지가 이미지 형성 장치 안으로 삽입될 때의 토너 카트리지의 사시도이다.
도 11a 및 도 11b는 각각 토너 카트리지가 하나의 예시적인 실시예에 따른 이미지 형성 장치 내의 그의 안착된 위치에 접근할 때의 토너 카트리지의 측면 입면도 및 사시도이다.
도 12a 및 도 12b는 도 11a 및 도 11b에 도시된 토너 카트리지가 이미지 형성 장치 내의 그의 안착된 위치를 향하여 더 전진된 토너 카트리지의 사시도들이다.
도 13은 하나의 예시적인 실시예에 따른 반경 에지를 포함하는 결합 부재를 갖는 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지의 저면 평면도이다.
도 14a 및 도 14b는 도 11a 및 도 11b에 도시된 토너 카트리지가 이미지 형성 장치 안으로 완전히 삽입되고 현상기 유닛과 정합된 토너 카트리지의 사시도들이다.
도 15a 내지 도 15e는 하나의 예시적인 실시예에 따른 토너 카트리지의 삽입 동안 토너 카트리지 상의 정렬 부재에 의한 현상기 유닛의 위치 지정을 도시하는 도 11a의 라인 15-15을 따라 취해진 순차적인 횡단면도들이다.
도 16a 내지 도 16e는 하나의 예시적인 실시예에 따른 토너 카트리지의 삽입 동안 토너 카트리지의 입구 포트 상의 셔터의 작동을 도시하는 순차적인 정면 입면도들이다.
이후의 설명에서, 첨부된 도면들이 참조되고 여기서 동일한 부호들은 동일한 요소들을 나타낸다. 실시예들은 당업자들이 본 개시를 실행하기에 충분히 상세하게 설명된다. 다른 실시예들이 이용될 수 있고 프로세스, 전기 및 기계적 변화들 등이 본 개시의 범주를 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있는 것이 이해된다. 예들은 단지 가능한 변형예들의 전형이다. 몇몇 실시예들의 부분들 및 피쳐들은 다른 실시예들의 부분들 및 피쳐들에 포함되거나 또는 대체될 수 있다. 따라서 이후의 설명은 제한하는 의미로 취해지지 않고 본 개시의 범주는 단지 첨부된 청구항들 및 이들의 등가물들에 의해서 규정된다.
도 1은 예시적인 이미지 형성 장치(20)의 내부의 개략도를 예시한다. 이미지 형성 장치(20)는 정상부(24), 바닥부(25), 전방부(26) 및 후방부(27)를 갖는 하우징(22)을 포함한다. 하우징(22)은 내부에 위치된 하나 또는 그 초과의 입력 트레이(28)들을 포함한다. 트레이(28)들은 매체 시이트들의 스택을 담기 위한 크기를 갖는다. 본원에 사용되는 것과 같은, 용어 "매체"는 종이뿐만 아니라 라벨들, 봉투들, 직물들, 사진 용지 또는 임의의 다른 요구되는 기재를 포함하는 것을 의미한다. 트레이(28)들은 바람직하게는 재충전을 위해 제거 가능하다. 제어 패널(30)이 하우징(22) 상에 위치될 수 있다. 제어 패널(30)을 사용하여, 사용자는 명령들을 입력하고 일반적으로 이미지 형성 장치(20)의 작업을 제어할 수 있다. 예컨대, 사용자는 모드(예컨대, 컬러 모드, 흑백 모드)들을 스위치하기 위해, 프린트된 이미지들의 개수를 보기 위한 것 등에 대한 명령들을 입력할 수 있다. 매체 경로(32)는 이미지 전사(transfer) 프로세스를 통하여 매체 시이트들을 이동시키기 위해 이미지 형성 장치(20)를 통하여 연장한다. 매체 경로(32)는 단방향 경로(34)를 포함하고 양방향 경로(36)를 포함할 수 있다. 매체 시이트는 픽(pick) 메커니즘(38)에 의해 트레이(28)로부터 단방향 경로(34) 안으로 유입된다. 도시된 예시적인 실시예에서, 픽 메커니즘(38)은 피봇 가능한 아암(42)의 단부에 위치되는 롤(40)을 포함한다. 롤(40)은 매체 시이트를 트레이(28)로부터 매체 경로(32) 안으로 이동시키기 위해 회전한다. 매체 시이트는 그 후 다양한 전달 롤러들에 의해 매체 경로(32)를 따라 이동된다. 매체 시이트들은 하나 또는 그 초과의 롤(48)들을 갖는 수동 이송기(manual feed)(46)에 의해 매체 경로(32) 안으로 또한 유입될 수 있다.
이미지 형성 장치(20)는 하나 또는 그 초과의 이미징 스테이션(50)들을 포함하는 이미지 전사 섹션을 포함한다. 각각의 이미징 섹션(50)은 카트리지(100) 및 공통 광 전도성 유닛(300) 상에 장착된 현상기 유닛(200)을 포함한다. 각각의 토너 카트리지(100)는 이하에 더 상세하게 논의되는 것과 같이 토너를 유지하기 위한 저장소(102) 및 저장소(102)로부터 현상기 유닛(200)으로 토너를 전달하기 위해 대응하는 현상기 유닛(200)의 입구 포트와 연통하는 출구 포트를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 교반 부재(agitating member)들이 토너를 이동시키는 것을 보조하기 위해 저장소(102) 내에 위치될 수 있다. 각각의 현상기 유닛(200)은 토너 저장소(202) 및 저장소(202)로부터 현상기 롤(206)로 토너를 이동시키는 토너 부가기 롤(204)을 포함한다. 광 전도성 유닛(300)은 각각의 이미징 스테이션(50)에 대하여 대전 롤(charging roll)(304) 및 광 전도성(PC) 드럼(302)을 포함한다. PC 드럼(302)들은 실질적으로 서로 평행하게 장착된다. 명쾌함을 위해, 현상기 유닛(200), PC 드럼(302) 및 대전 롤(304)은 이미징 스테이션(50)들 중 단지 하나에만 라벨이 붙여진다. 예시된 예시적인 실시예에서, 각각의 이미징 스테이션(50)은 토너의 색상을 제외하고 실질적으로 동일하다.
각각의 대전 롤(304)은 대응하는 PC 드럼(302)과 함께 닙(nip)을 형성한다. 프린트 작업 동안, 대전 롤(304)은 PC 드럼(302)의 표면을 특정한 전압, 예컨대 -1000 볼트로 대전시킨다. 각각의 이미징 스테이션(50)과 연관된 프린트헤드(52)로부터의 레이저 빔이 그 후 PC 드럼(302)의 표면으로 배향되고 잠상(latent image)을 형성하기 위해 이 PC 드럼이 접촉하는 이러한 구역들을 선택적으로 방전한다. 하나의 실시예에서, 레이저 빔에 의해 비춰지는 PC 드럼(302) 상의 구역들은 대략 -300 볼트로 방전된다. 대응하는 PC 드럼(302)과 함께 닙을 형성하는 현상기 롤(206)은 그 후 토너 이미지를 형성하기 위해 PC 드럼(302)에 토너를 전달한다. 닥터 블레이드 조립체와 같은 계량 장치가 현상기 롤(206) 상으로의 토너를 계량하고 PC 드럼(302)으로의 토너의 전달에 앞서 토너에 요구되는 전하(charge)를 인가하는데 사용될 수 있다. 토너는 프린트헤드(52)로부터 레이저 빔에 의해 방전되는 PC 드럼(302) 표면의 구역들로 유치된다(attracted).
중간 전사 메커니즘(ITM)(54)이 이미징 스테이션(50)들에 인접하게 배치된다. 이러한 실시예에서, ITM(54)은 구동 롤(56), 텐션(tension) 롤(58) 및 백업 롤(60)에 대하여 따르는(trained) 무단 벨트(endless belt)로서 형성된다. 이미지 형성 작업들 동안, ITM(54)은 도 1에서 보이는 것과 같이 시계 방향으로 이미징 스테이션(50)들을 지나 이동한다. 하나 또는 그 초과의 PC 드럼(302)들이 제 1 전사 닙(62)에서 ITM(54)에 이들 각각의 색상들 내의 토너 이미지들을 가한다. 하나의 실시예에서, 양의 전압 필드(positive voltage field)는 PC 드럼(302)들로부터 이동하는 ITM(54)의 표면으로 토너 이미지를 유치한다. ITM(54)은 회전하며 이미징 스테이션(50)들로부터 하나 또는 그 초과의 토너 이미지들을 수집하고 그 후 토너 이미지들을 백업 롤(60)에 의해 지지되며 전사 롤(66)과 ITM(54) 사이에 형성되는 제 2 전사 닙(64)에서 매체 시이트로 토너 이미지들을 옮긴다.
단방향 경로(34)를 통하여 전진하는 매체 시이트가 제 2 전사 닙(64)을 통하여 이동할 때 ITM(54)으로부터 토너 이미지를 수용한다. 토너 이미지를 갖는 매체 시이트는 그 후 매체 경로(32)를 따라 그리고 용해기(fuser) 구역(68) 안으로 이동된다. 용해기 구역(68)은 매체 시이트에 토너 이미지를 점착시키기 위해 닙(72)을 형성하는 용해 롤들 또는 벨트(70)들을 포함한다. 용해된 매체 시이트는 그 후 용해기 구역(68)으로부터 하류에 위치된 배출 롤(74)들을 지나간다. 배출 롤(74)들은 전진 또는 반대 방향들 중 하나로 회전될 수 있다. 전진 방향에서, 배출 롤(74)들은 매체 시이트를 단방향 경로(34)로부터 이미지 형성 장치(20)의 정상부(24) 상의 출력 구역(76)으로 이동시킨다. 반대 방향에서, 배출 롤(74)들은 매체 시이트의 제 2 측 상의 이미지 형성을 위해 매체 시이트를 양방향 경로(36) 안으로 이동시킨다.
단색 이미지 형성 장치(20)는 다수의 이미징 스테이션(50)들을 포함할 수 있는 컬러 이미지 형성 장치(20)와 비교하여, 단일 이미징 스테이션(50)을 포함할 수 있다. 도 2는 각각의 카트리지(100), 현상기 유닛(200) 그리고 PC 유닛(300)의 프레임(306)에 장착되는 PC 드럼(302)을 각각 포함하는 4개의 이미징 스테이션(50)들의 세트를 예시한다. 일 실시예에서, 프레임(306)은 서로에 대한 그리고 이미지 형성 장치(20) 내의 ITM 벨트(54), 프린트헤드(52) 및 구동 모듈들에 대한 PC 드럼(302)들의 위치의 정밀한 제어를 초래하는 스탬핑된 금속 플레이트들로부터 제조된다. 프레임(306)은 현상기 유닛(200)들을 수용하고 현상기 롤(206)과 이들 각각의 PC 드럼(302)들과 정합하기 위한 크기를 갖는 중앙 개구를 포함한다.
도 3은 하나의 예시적인 실시예에 따른 현상기 유닛(200)의 사시도를 더 상세하게 도시한다. 현상기 유닛(200)은 상기 논의된 프레임(306)과 같은 이미지 형성 장치(20) 내에 제거 가능하게 장착된다. 상기 논의된 저장소(202), 토너 부가기 롤(204) 및 현상기 롤(206)이 현상기 유닛(200)의 하우징(210) 내에 위치된다. 하우징(210)은 현상기 하우징(210)의 측면 부분(212)으로부터 연장하는 셔터 하우징 부분(220)을 포함한다. 하나의 실시예에서, 셔터 하우징 부분(220)은 스크류(도시되지 않음)들과 같은 적절한 패스너들에 의해 현상기 하우징(210)의 메인 하우징 부분(214)에 부착된다. 대안적으로는, 셔터 하우징 부분(220)은 메인 하우징 부분(214)에 초음파 용접될 수 있거나 메인 하우징 부분(214)과 일체로 형성될 수 있다. 회전 가능한 오거(auger)가 메인 하우징 부분(214)으로부터 셔터 하우징 부분(220)으로 돌출하여 셔터 하우징 부분(220)으로부터 메인 하우징 부분(214)으로 토너를 이동시킨다. 셔터 하우징 부분(220)은 카트리지(100)로부터 현상기 유닛(200)으로 토너가 들어가는 것을 허용하는 입구 포트(222)(도 5 참조)를 포함한다. 셔터(230)가 셔터 하우징 부분(220)의 정상 표면(224) 상에 위치되고 개방 위치(도 6)와 폐쇄 위치(도 3) 사이에서 슬라이딩 가능하게 이동 가능하다. 개방 위치에서, 셔터(230)는 토너가 카트리지(100)로부터 입구 포트(222)를 통하여 현상기 유닛(200)으로 유동하는 것을 허용한다. 폐쇄 위치에서, 셔터(230)는 입구 포트(222)를 차단하여 토너가 현상기 유닛(200)을 빠져나가는 것을 방지한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 하부 밀봉 부재(232)가 셔터(230)의 바닥 표면에 부착되고 셔터(230)와 셔터 하우징 부분(220) 사이의 계면을 밀봉한다. 상부 밀봉 부재(234)가 셔터(230)의 정상 표면에 부착되고 카트리지(100)가 설치될 때 셔터(230)와 카트리지(100) 사이의 계면을 밀봉한다. 하부 밀봉 부재(232)와 상부 밀봉 부재(234)는 셔터(230)에 의해 이동 가능하다. 셔터(230)가 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 슬라이딩할 때, 하부 밀봉 부재(232)는 셔터 하우징 부분(220)의 정상 표면(224)에 대항하여 슬라이딩한다. 하나의 실시예에서, 하부 밀봉 부재(232)와 상부 밀봉 부재(234)는 미국, 코네티컷, 로저스의 로저스 회사(Rogers Corporation)로부터 이용 가능한 PORON® 과 같은 탄성 중합 발포체 재료로 형성된다. 하지만, 하부 밀봉 부재(232)와 상부 밀봉 부재(234)는 셔터(230)가 셔터 하우징 부분(220)에 대하여 자유롭게 슬라이딩하는 한 효과적인 토너 밀봉을 제공하는 임의의 적절한 재료로 구성될 수 있다.
한 쌍의 연장 스프링(236, 238)들이 셔터(230)의 대향 측들 상에 위치되며 이들은 도 3에 도시된 폐쇄 위치를 향하여 셔터(230)를 바이어싱한다(bias). 스프링(236, 238)들은 셔터(230)로부터 연장하는 레그들에 그 일 단부가 연결된다. 도 3은 셔터(230)로부터 연장하는 레그(240)에 연결되는 스프링(236)의 단부(236a)를 도시하며; 스프링(238)을 위한 연결은 실질적으로 동일하지만 도 3에서는 보이지 않는다. 스프링(236, 238)들의 다른 단부는 셔터 하우징 부분(220) 상에 장착된 각각의 앵커(244, 246)에 연결된다. 다시, 스프링(236)의 단부(236b)가 도 3에 도시되지만 스프링(238)은 도시되지 않는다. 예시된 예시적인 실시예에서, 앵커(244, 246)들은 각각 스크류(248, 250)들과 같은 패스너들에 의해 셔터 하우징 부분(220)에 장착되지만; 셔터 하우징 부분(220)에 앵커(244, 246)들을 용접하거나 앵커(244, 246)들을 셔터 하우징 부분(220)과 일체로 형성하는 것과 같은 임의의 적절한 장착 방법이 사용될 수 있다. 스프링(236, 238)들은 앵커(244, 246)들에 대항하여 셔터(230)를 바이어싱한다. 스프링(236, 238)들을 위한 부착 지점을 제공하는 것 외에, 앵커(244, 246)들은 셔터가 도 3에 도시된 폐쇄 위치로 복귀할 때 셔터(230)의 슬라이딩 운동을 제한하기 위한 멈춤부(stop)들의 역할을 한다.
도 4를 참조하면, 셔터(230)가 위에 장착된 셔터 하우징 부분(220)의 측면도가 도시된다. 앵커(244, 246)들은 도 4로부터 제거되어 셔터(230) 및 셔터 하우징 부분(220)의 피쳐들을 더 분명하게 디스플레이한다. 도시된 것과 같이, 셔터 하우징 부분(220)은 입구 포트(222)의 대향 측면들 상에 한 쌍의 렛지(ledge)(226, 227)들을 포함한다. 셔터(230)는 정상 부분(252)과 이 정상 부분(252)으로부터 하방으로 연장하는 한 쌍의 측면 부분(254, 256)들을 포함한다. 레그(240, 242)들은 메인 하우징 부분(214)에 가까운 각각의 측면 부분(254, 256)의 각각의 세그먼트로부터 형성된다. 셔터(230)는 각각 측면 부분(254, 256)들로부터 연장하는 한 쌍의 탭(258, 260)들을 또한 포함한다. 탭(258, 260)들은 각각 렛지(226, 227)들의 바닥 표면 아래를 랩핑하고 바닥 표면과 접촉한다. 하부 밀봉 부재(232)는 셔터(230)의 정상 부분(252)과 셔터 하우징 부분(220)의 정상 표면(224) 사이에 끼워진다. 하나의 실시예에서, 셔터 하우징 부분(220)의 정상 표면(224)으로부터 셔터(230)의 정상 부분(252)의 바닥 표면까지의 거리는 하부 밀봉 부재(232)의 공칭 두께 미만이어서 하부 밀봉 부재(232)는 셔터(230)와 셔터 하우징 부분(220) 사이의 계면이 밀봉되는 것을 보장하기 위해 압축된다. 셔터(230)는 셔터 하우징 부분(220)으로부터 멀어지도록 측면 부분(256)으로부터 연장하는 아암(262)을 포함한다. 셔터(230)는 메인 하우징 부분(214)으로부터 가장 먼 정상 부분(252)의 에지에 형성되는 립(264)을 또한 포함한다. 이하에 더욱 상세하게 논의되는 것과 같이, 아암(262) 및 립(264)은 토너 카트리지(100)가 설치될 때 셔터(230)를 개방하기 위해 토너 카트리지(100)의 대응하는 한 쌍의 결합 피쳐들로부터의 작동력을 수용하도록 위치된다.
도 5는 하부 밀봉 부재(232)를 더 명백하게 예시하기 위해 셔터(230) 및 상부 밀봉 부재(234)가 제거된 셔터 하우징 부분(220)을 도시한다. 입구 포트(222)가 하부 밀봉 부재(232) 아래의 셔터 하우징 부분(220)의 정상 표면(224) 상의 그 위치를 예시하기 위해 점선들로 도시된다. 하부 밀봉 부재(232)는 그 본체가 입구 포트(222)를 커버하고 차단하는 폐쇄 위치로 도시된다. 하부 밀봉 부재는 하부 밀봉 부재의 본체의 내부 부분을 통하는 개구(233)를 포함하며 이는 입구 포트(222)의 개구와 크기 및 형상이 유사하다. 예시된 예시적인 실시예에서, 셔터 하우징 부분(220)의 정상 표면(224)은 하부 밀봉 부재(232)가 입구 포트(222)를 밀봉하기 위해 충분히 압축되는 것을 보장하기 위해 입구 포트(222)를 둘러싸는 높아진 부분(224a)을 포함한다. 셔터(230)의 슬라이딩 경로 내에 있는, 부분(224b 및 224c)들의 입구 포트(222)의 각각의 측면 상의 정상 표면(224)의 상승부는 높아진 부분(224a)보다 낮은데 이는 입구 포트(222)와 비교하여 이러한 영역들에서 밀봉이 덜 중요하기 때문이다. 경사식 부분(224d, 224e)들은 부분(224b, 224c)들로부터 각각 높아진 부분(224a)으로의 점진적인 천이를 제공한다. 부분(224b 및 224c)들 내의 정상 표면(224)의 상승부의 감소는 이러한 영역들에서의 하부 밀봉 부재(232)의 압축을 감소시킨다. 이는 셔터(230)의 작동 동안 정상 표면(224)으로부터 하부 밀봉 부재(232) 상의 원치않는 끌림(drag)을 감소시키고 셔터(230)를 작동시키는데 요구되는 전체 에너지를 낮춘다. 하나의 실시예에서, 높아진 부분(224a)의 상승부는 부분(224b 및 224c)들보다 약 0.25㎜ 더 높고 하부 밀봉 부재의 공칭 압축은 약 0.6㎜이다.
도 6은 개방 위치에 있는 셔터(230)의 평면 사시도를 도시한다. 셔터(230) 및 상부 밀봉 부재(234)는 각각 하부 밀봉 부재(232)의 개구(233)와 유사한 크기 및 형상을 갖는 개구(231, 235)를 포함한다. 셔터(230)가 개방될 때, 토너가 카트리지(100)로부터 셔터 하우징 부분(220) 안으로 유동하는 것을 허락하여 그 후 메인 하우징 부분(214) 안으로 빼내어질 수 있도록 개구(231, 233, 235)들이 입구 포트(222) 위에 위치될 때까지 셔터(230)는 도 6에서 보이는 것과 같이 좌측으로 슬라이딩한다. 셔터 하우징 부분(220)은 메인 하우징 부분(214)으로부터 가장 먼 셔터 하우징 부분(220)의 에지에서 컷아웃(228)을 포함한다. 컷아웃(228)은 이면 에지(228a) 및 2 개의 측면 에지(228b, 228c)들을 포함한다. 이하에 더 상세하게 논의될 것과 같이, 컷아웃(228)은 토너 카트리지(100)가 설치될 때 토너 카트리지(100) 상의 결합 피쳐가 립(264)과 접촉하고 셔터(230)를 작동시키는 것을 허용하도록 위치된다.
예시된 예시적인 실시예에서, 셔터(230)는 메인 하우징 부분(214)에 가까운 셔터(230)의 정상 부분(252) 상에 위치되는 발포체 부재(266)를 또한 포함한다. 발포체 부재(266)는 토너 카트리지(100)가 제거되고 셔터(230)가 폐쇄 위치로 이동될 때 토너 카트리지(100)로부터 빠져나가는 임의의 토너를 빨아들이는 것을 보조한다. 발포체 부재(266)는 미국, 펜실베니아, 미디어의 FXI로부터 이용 가능한 SUPER SEAL FOAM와 같은 가요성의, 개방 셀의, 폴리머(예컨대, 폴리우레탄) 발포체를 포함할 수 있다.
도 7은 토너 카트리지(100)의 사시도를 도시한다. 토너 카트리지(100)는 정상부(105), 바닥부(106), 전방부(107), 후방부(108) 및 한 쌍의 측면(109, 110)들을 갖고 저장소(102)를 내부에 형성하는 하우징(104)을 포함한다. 일 실시예에서, 하우징(104)은 초음파 용접에 의한 것과 같이, 카트리지(100)의 후방부(108)에서 메인 하우징(112) 상에 장착되는 단부 캡(111)을 포함한다. 핸들(113)이 이미지 형성 장치(20)로의 삽입 및 이로부터의 제거 동안 카트리지(100)의 파지 및 조작을 용이하게 하기 위해 정상부(105) 상에 위치될 수 있다. 하나의 실시예에서, 핸들(113)은 하우징(104)에 피봇식으로 부착된다. 하우징(104)은 메인 섹션(114) 및 연장 섹션(116)을 포함한다. 연장 섹션(116)은 하우징(104)의 바닥부(106)에 위치된다. 도 7에 예시된 것과 같이, 전방부(107)와 후방부(108) 사이에서 측정된 연장 섹션(116)의 깊이(W')는 메인 섹션(114)의 깊이(W)보다 더 작다. 토너 카트리지(100)는 정상부(105)와 바닥부(106) 사이에서 측정된 전체 높이를 포함한다. 하나의 실시예에서, 연장 섹션(116)은 메인 섹션(114)보다 더 작은 높이를 포함한다.
토너 카트리지(100)는 입구 포트(222)를 통하여 현상기 유닛(200)으로 토너를 전달하기 위해 출구 포트(122)를 포함한다. 출구 포트(122)는 하우징(104)의 전방부(107) 상의 메인 섹션(114)의 하방을 향하는 개구로서 형성된다. 출구 포트(122)는 카트리지(100)가 이미지 형성 장치(20)에 설치될 때 셔터(230)의 상부 밀봉 부재(234)와 정합하는 밀봉 부재(124)를 포함한다. 상부 밀봉 부재(234)와 같이, 밀봉 부재(124)는 토너가 출구 포트(122)로부터 입구 포트(222) 안으로 유동하는 것을 허용하도록 크기를 갖고 형상을 갖는 개구(126)를 포함한다. 출구 포트(122)는 내부에 위치된 셔터(127)를 포함하며 이 셔터는 토너가 저장소(102)로부터 출구 포트(122) 밖으로 유동하는 것을 허용할지를 조절한다. 셔터(127)는 토너가 출구 포트(122)를 빠져나가는 것을 방지하는 폐쇄 위치와 토너가 출구 포트(122) 밖으로 유동하는 것을 허용하는 개방 위치 사이에서 회전 가능할 수 있다. 셔터(127)는 토너 카트리지(100)가 이미지 형성 장치(20) 내에 설치되는 경우 외에 토너가 빠져나가는 것을 방지하기 위해 오버-센터(over-center) 스프링(도시되지 않음)에 의해 폐쇄 위치를 향하여 바이어싱된다. 셔터(127)는 중공 내부와 배출 개구를 갖는 원통형 본체를 포함한다. 폐쇄 위치에서, 배출 개구는 토너의 이동을 방지하기 위해 출구 포트(122)로부터 멀리 위치된다. 개방 위치에서, 셔터(127)의 배출 개구는 토너 이동을 허용하기 위해 출구 포트(122)와 정렬된다. 하나의 실시예에서, 셔터(127)는 본 출원의 양수인에게 양도된, 발명의 명칭이 "이미지 형성 장치에 사용하기 위한 토너 카트리지용 셔터(Shutter for a Toner Cartridge for use with an Image Forming Decive)" 인, 미국 특허 제 7,606,520호에 도시되고 설명된 타입이다. 셔터(127)는 하우징(104)의 전방부(107)에 노출되는 면(128)을 포함한다. 면(128)은 토너 카트리지(100)가 이미지 형성 장치(20) 안으로 삽입될 때 이하에 더 상세하게 논의되는 것과 같이 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 셔터의 회전을 제어하기 위해 현상기 유닛(200) 상의 대응하는 결합 피쳐와 접촉하는 컵형(cupped) 노치(130)를 포함한다. 각진 돌출부의 형태인 가이드(131)가 메인 섹션(114)의 전방부(107)에 위치된다. 가이드(131)는 측면(110)을 향하여 셔터(127)로부터 이격되고 이하에 더 상세하게 논의될 것과 같이 카트리지(100)가 삽입될 때 셔터(127)가 적절하게 개방되는 것을 보장하는 것을 보조한다.
토너 카트리지(100)는 하우징(104)의 전방부(107) 상에 위치된 구동 기어(132)를 더 포함한다. 구동 기어(132)는 이미지 형성 장치(20)의 대응하는 기어와 맞물리고 이 대응하는 기어로부터의 회전 동력을 수용하여 토너를 출구 포트(122)로 이동시키기 위해 저장소(102) 내에 위치된 다양한 패들(paddle)들 및/또는 교반기(agitator)들 및 오거에 회전 동력을 제공한다. 예시된 예시적인 실시예에서, 구동 기어(132)는 그의 바닥 부분 상에 노출되는 단지 수 개의 치형부들에 의해 부분적으로 커버된다. 구동 기어(132)는 출구 포트(122) 위의 하우징(104)의 메인 섹션(114) 상에 위치된다.
다수의 토너 카트리지(100)들이 단일 이미지 형성 장치(20)에 의해 사용될 때, 토너 카트리지(100)는 토너 카트리지(100)가 잘못된 위치에서 삽입되는 것을 방지하는 키형(keying) 구조(134)를 포함할 수 있다. 예컨대, 검정, 청록, 노랑 및 자홍 토너들을 갖는 토너 카트리지들이 사용되는 것과 같은, 이미지 형성 장치(20) 내의 각각의 토너 카트리지(100)가 상이한 색상의 토너를 제공할 때, 키형 구조(134)는 각각의 토너 카트리지(100)가 임의의 다른 색상과 대응하는 위치 안으로 삽입되는 것을 방지한다. 예컨대, 키형 구조(134)는 청록 색상의 토너를 갖는 토너 카트리지(100)가 검정, 노랑 또는 자홍 토너 카트리지를 위한 위치에 위치되는 것을 방지한다. 예시된 예시적인 실시예에서, 키형 구조(134)는 하우징(104)의 연장 섹션(116)의 전방부(107) 상에 위치된다.
토너 카트리지(100)는 이미지 형성 장치(20)의 제어기와 통신하는 프로세싱 회로를 갖는 전기 커넥터(136)를 또한 포함할 수 있다. 프로세싱 회로는 기능들, 안전 및 오퍼레이셔널 인터록(operational interlock)들, 작업 파라미터들 및 토너 카트리지(100)에 관한 사용 정보를 제공할 수 있다. 예시된 예시적인 실시예에서, 전기 커넥터(136)는 하우징(104)의 바닥부(106)의 리세스(138)에 위치된다. 토너 카트리지(100)가 이미지 형성 장치(20)에 설치될 때, 전기 커넥터(136) 상의 접점들은 이미지 형성 장치(20)의 제어기로의 통신 링크를 수립하기 위해 대응하는 접점들과 정합한다. 하나의 실시예에서, 전기 커넥터(136)는 본 출원의 양수인에게 양도된, 발명의 명칭이 "이동 가능한 전기 커넥터를 구비한 카트리지(Cartridge with a Movable Electrical Connector)"인 미국 특허 제 7,272,336호에 도시되고 설명된 타입이다.
토너 카트리지(100)는 도 7에 화살표 A에 의해 도시된 방향으로의 토너 카트리지(100)의 삽입 동안 토너 카트리지(100)를 현상기 유닛(200)과 정렬하는 다양한 정렬 부재(140)들을 또한 포함할 수 있다. 예컨대, 정렬 부재(140)들은 토너 카트리지(100)의 정확한 위치지정을 보장하기 위해 각각 대응하는 슬롯들 및/또는 돌출부들과 정합하는 하우징(104)의 측면(109, 110)들로부터 외향으로 돌출하는 돌출부들 및/또는 측면(109, 110)들 내의 오목부(depression)들로서 형성되는 기다란 슬롯들의 조합을 포함할 수 있다. 예컨대, 정렬 부재(140)들은 출구 포트(122)가 현상기 유닛(200)의 입구 포트(222)와 정합하고, 구동 기어(132)가 이미지 형성 장치(20)의 대응하는 구동 기어와 정합하고, 전기 커넥터(136)가 대응하는 전기 접점들과 정합하는 것을 보장하는 것을 돕는다.
토너 카트리지(100)는 토너 카트리지(100)가 이미지 형성 장치(20) 안으로 삽입될 때 현상기 유닛(200) 상의 셔터(230)를 작동시키기 위해 연장 섹션(116)의 전방부(107) 상에 서로로부터 이격되는 제 1 결합 부재(150) 및 제 2 결합 부재(160)를 또한 포함한다. 결합 부재(150 및 160)들은 연장 섹션(116)의 전방부(107)로부터 돌출한다. 도 8 및 도 9는 결합 부재(150 및 160)들의 피쳐들을 더 명백하게 예시하기 위해 토너 카트리지(100)의 확대 정면 및 측면 입면도들을 각각 도시한다. 예시된 예시적인 실시예에서, 결합 부재(150 및 160)들은 하우징(104)에 일체로 형성된 좁은 리브(rib)들로서 형성된다. 대안적으로는, 결합 부재(150, 160)들은 예컨대 하나 또는 그 초과의 패스너들에 의해 또는 접착제에 의해 하우징(104)의 전방부(107)에 부착될 수 있다. 결합 부재(150)는 출구 포트(122)와 하우징(104)의 전방부(107) 상에 수평으로 정렬된다. 결합 부재(160)는 연장 섹션(116)의 전방부(107)의 중심을 향하여(즉, 측면(110)을 향하여) 결합 부재(150)로부터 이격된다.
결합 부재(150)는 전방면(151) 및 한 쌍의 측면(152, 153)들을 포함한다. 측면(152)은 카트리지(100)의 측면(109)을 향하여 대면하고 측면(153)은 측면(110) 및 결합 부재(160)를 향하여 대면한다. 전방면(151)은 선단 경사식 전방 표면이 바닥부(106)로부터 상방으로 이동할 때 전방부(107)로부터 더 외향으로 점진적으로 돌출하는 선단 경사식 전방 표면(154)을 포함한다. 경사식 전방 표면(154)은 실질적으로 수직으로 연장하는 수직 전방 표면(155) 내로 유도된다. 따라서, 경사식 전방 표면(154)은 수직 전방 표면(155) 아래에 위치된다. 예시된 예시적인 실시예에서, 결합 부재(150)는 측면(152)으로부터 돌출하는 정렬 피쳐(156)를 더 포함한다. 대안적으로, 정렬 피쳐(156)는 결합 부재(150)로부터 분리되는 하우징(104)의 전방부(107)로부터 돌출할 수 있다. 정렬 피쳐(156)는 제 1 경사식 측면 표면이 상방으로 이동할 때 측면(152)으로부터 더 외향으로 점진적으로 돌출하는 제 1 경사식 측면 표면(157)을 포함한다. 제 1 경사식 측면 표면(157)은 피크(158)에서 종료되고 그 후 제 2 경사식 측면 표면(159) 내로 유도된다. 측면(152)으로부터의 제 2 경사식 측면 표면(159)의 외향 돌출은 이 제 2 경사식 측면 표면이 상방으로 이동할 때 점진적으로 감소한다. 다시 말하면, 정렬 피쳐(156)는 측면(152)으로부터 점진적으로 외향으로 휘어지고 다시 내향으로 휘어진다. 경사식 측면 표면(157)은 피크(158) 아래에 위치되고 피크(158)는 경사식 측면 표면(159) 아래에 위치된다. 예시된 예시적인 실시예에서, 정렬 피쳐(156)의 피크(158)는 전방면(151)의 수직 전방 표면(155)과 수직으로 정렬된다(즉, 바닥부(106)로부터 피크(158)의 높이는 전방면(151)의 수직 전방 표면(155) 상의 지점과 동일하다). 또한, 예시된 예시적인 실시예에서, 피크(158)는 토너 카트리지(100)의 삽입 방향에 실질적으로 수직으로, 실질적으로 평행하게 연장하는 표면을 포함한다.
결합 피쳐(160)는 전방면(161) 및 한 쌍의 측면(162, 163)들을 포함한다. 측면(162)은 카트리지(100)의 측면(109) 및 결합 부재(150)를 향하여 대면하고 측면(163)은 측면(110)을 향하여 대면한다. 전방면(161)은 선단 경사식 전방 표면이 바닥부(106)로부터 멀어져서 상방으로 이동할 때 전방부(107)로부터 더 외향으로 점진적으로 돌출하는 선단 경사식 전방 표면(164)을 포함한다. 전방면(161)은 결합 피쳐(150)의 수직 전방 표면(155)에 실질적으로 평행하도록 실질적으로 수직으로 연장하는 수직 전방 표면(165)을 더 포함한다. 결합 피쳐(160)는 경사식 전방 표면(164)이 수직 전방 표면(165) 내로 유도되는 앞으로 돌출하는 범프(166)를 또한 선택적으로 포함할 수 있다. 범프(166)는 경사식 전방 표면(164) 및 수직 전방 표면(165)보다 전방부(107)로부터 더 앞으로 돌출한다. 하나의 실시예에서, 범프(166)는 수직 전방 표면(165)보다 약 0.5㎜ 더 앞으로 돌출한다. 경사식 전방 표면(164)은 범프(166) 아래에 위치되고 범프(166)는 수직 전방 표면(165) 아래에 위치된다. 또한, 수직 전방 표면(165) 및 결합 피쳐(160)의 수직 전방 표면(165)에 가까운 경사식 전방 표면(164)의 적어도 일부는 결합 피쳐(150)의 수직 전방 표면(155)보다 전방부(107)로부터 더 외향으로 돌출한다. 경사식 전방 표면(154, 164)들이 실질적으로 편평하고, 평면형 표면을 갖는 것으로 예시되지만, 경사식 전방 표면(154, 164)들 중 하나 또는 양자 모두의 전부 또는 일부는 그 대신에 곡선의 표면을 가질 수 있다.
현상기 유닛(200) 상의 셔터(230)는 토너 카트리지(100) 상의 결합 부재(150 및 160)들에 의해 작동된다. 결합 부재(150)는 셔터(230) 개방을 시작하기 위해 초기 힘을 제공하고 결합 부재(160)는 셔터(230)가 개방 위치로의 나머지 경로를 이동하기 위한 남은 힘 및 셔터(230)를 개방 위치로 유지하기 위한 힘을 제공한다. 도 10은 토너 카트리지가 현상기 유닛(200)과 정합하기 위해 PC 유닛(300)의 프레임(306) 안으로 처음 삽입될 때 토너 카트리지(100)의 사시도를 도시한다. 카트리지(100)는 출구 포트(122)가 현상기 유닛(200)의 입구 포트(222)와 정합되는 프레임(306) 내의 안착된 위치를 향하는 화살표 A의 삽입 방향으로 삽입된다. 도 10에 도시된 것과 같이, 현상기 하우징(210)은 이 하우징으로부터 상방으로 연장하는 기어 플레이트(216)를 포함한다. 기어 플레이트(216)는 카트리지(100)가 완전히 삽입될 때 카트리지(100) 상의 구동 기어(132)와 정합하고 이에 회전 동력을 제공하는 구동 기어(217)를 포함한다. 기어 플레이트(216)는 토너 카트리지(100)를 향하여 돌출하는 핀(218)을 또한 포함한다. 핀(218)은 토너 카트리지(100)의 전방부(107) 상에 노치(130)를 결합하기 위해 위치된다. 삽입 운동은 핀(218)이 셔터(127)를 개방 위치로 회전시키는 것을 야기한다.
도 11a 및 도 11b는 토너 카트리지(100)가 그의 안착된 위치로 접근할 때를 도시하며 카트리지(100)와 현상기 유닛(200) 사이의 상호 작용을 더 명백하게 예시하기 위해 PC 유닛(300)은 제거되었다. 토너 카트리지(100)는 화살표 A의 삽입 방향에 의해 나타낸 것과 같이 수직 하방으로 이동한다. 도 11a에 도시된 것과 같이, 토너 카트리지(100)가 하방으로 이동할 때, 결합 부재(150)의 경사식 전방 표면(154)은 셔터(230) 상의 립(264)에 접촉한다. 토너 카트리지(100)가 계속하여 전진할 때, 립(264)과 결합 부재(150) 사이의 접촉 지점은 경사식 전방 표면(154) 위로 이동하여 셔터(230)(뿐만 아니라 상부 및 하부 밀봉 부재(234 및 232)들)가 개방 위치를 향하여(도 11a에서 볼 때 좌측으로) 슬라이딩하기 시작하는 것을 야기한다. 구체적으로, 경사식 전방 표면(154)으로부터의 힘은 스프링(236, 238)들에 의해 셔터(230)에 가해지는 바이어싱 힘을 극복하며 이에 의해 스프링(236, 238)들을 연장시킨다. 도 11b에 도시된 것과 같이, 경사식 전방 표면(154)이 먼저 셔터(230)의 립(264)에 접촉할 때, 결합 부재(160)는 셔터(230)로부터 이격되고 셔터와 접촉하지 않는다. 결합 부재(150)는 토너 카트리지(100)가 더 하방으로 이동할 때 셔터 하우징 부분(220)(도 6) 내의 컷아웃(228) 내에서 이동한다.
도 12a 및 도 12b는 그 안착된 위치를 향하여 더 전진된 토너 카트리지(100)를 도시하며 명쾌함을 위해 다시 PC 유닛(300)은 제거되었다. 토너 카트리지(100)가 계속하여 전진할 때, 결합 부재(160)의 경사식 전방 표면(164)은 도 12a에 도시된 것과 같이 셔터(230)로부터 연장하는 아암(262)에 접촉한다. 아암(262)과 결합 부재(160) 사이의 접촉 지점은 토너 카트리지(100)가 계속하여 하방으로 이동할 때 수직 전방 표면(165)을 향하여 경사식 전방 표면(164) 위로 이동한다. 이는 셔터(230)가 개방 위치를 향하여(도 12b에서 볼 때 좌측으로) 계속하여 슬라이딩하는 것을 야기한다. 아암(262)이 계속하여 경사식 전방 표면(164) 위로 이동할 때, 립(264)은 경사식 전방 표면(154)으로부터 분리되고 셔터(230)는 결합 부재(150)로부터 멀어지게 슬라이딩한다. 토너 카트리지(100)가 더 전진할 때, 결합 부재(150)의 수직 전방 표면(155)은 이면 에지(228a)로부터 이격된 컷아웃(228) 내를 지나간다. 동시에, 정렬 피쳐(156)는 도 12b에 도시된 것과 같이 측면 에지(228b)에 접촉하고 셔터(230)의 이동 방향에 실질적으로 직교하는 셔터 하우징 부분(220) 상에 힘을 가한다. 측면 에지(228b) 상의 정렬 피쳐(156)로부터의 힘은 카트리지(100)에 대하여 현상기 유닛(200)을 위치시켜서 출구 포트(122)는 입구 포트(222)와 정렬되고 핀(218)은 이하에 더 상세하게 논의되는 것과 같이 셔터(127)를 개방하기 위해 노치(130)에 의해 수용된다.
토너 카트리지(100)가 계속하여 전진할 때, 아암(262)은 이 아암(262)이 범프(166)를 지나가고 셔터(230)가 그의 최종 개방 위치에 있는 수직 전방 표면(165)에 도달할 때까지 경사식 전방 표면(164) 위로 계속하여 이동한다. 범프(166)는 셔터(230)가 작은 양만큼 초과 이동하는 것을 야기하고, 이는 셔터 하우징 부분(220)의 정상 표면(224)에 대하여 하부 밀봉 부재(232)를 직선으로 하는 것을 도와서 셔터(230)의 최종 개방 위치에서, 하부 밀봉 부재(232)는 (도 11a에서와 같이)측면으로부터 볼 때 더 사각형이다. 사각형 형상(각이진 평행사변형 형상에 대향하는 것과 같은)은 하부 밀봉 부재(232)의 개구(233)의 벽들에 토너가 달라붙을 가능성을 최소화하고 셔터 하우징 부분(220) 안으로의 토너의 유동을 제한한다. 게다가, 하부 밀봉 부재(232)가 직선으로 될 때, 하부 밀봉 부재(232)의 대부분의 전단 응력은 완화되며 이는 수직 전방 표면(165)이 셔터(230)를 그의 최종 개방 위치로 유지하기 위해 아암(262) 상에 가해야만 하는 힘을 현저하게 감소시킨다. 현상기 유닛(200)에 작용하는 힘들의 감소는 "여백"과 같은 프린트 결함들에 대항하여 시스템 강건함을 증가시킨다. 또한, 범프(166)는 카트리지(100)가 프레임(306) 내의 그의 안착된 위치에 도달하였다는 촉각적 피드백을 사용자에게 제공한다. 구체적으로, 사용자가 토너 카트리지(100)를 프레임(306) 안으로 밀어넣을 때, 카트리지(100)는 아암(262)이 경사식 전방 표면(164)으로부터 범프(166)를 지나 수직 전방 표면(165)으로 천이할 때 제 위치로 "스냅(snap)" 될 것이다. 하나의 실시예에서, 도 13에 도시된 것과 같이, 전방면(161)과 측면(162) 사이의 결합 부재(160)의 에지(168)는 날카로운 코너를 형성하는 대신 반경 또는 둥근 형상이다. 이는 아암(262)과 에지(168) 사이의 마찰을 감소시키고 결국 토너 카트리지(100)가 시간에 걸쳐 삽입되고 제거될 때 결합 부재(160) 상의 마모를 감소시킨다.
도 14a 및 도 14b는 완전히 삽입되고 현상기 유닛(200)과 정합된 토너 카트리지(100)를 도시하며 명쾌함을 위해 다시 PC 유닛(300)은 제거되었다. 도 14a에 도시된 것과 같이, 아암(262)은 개방 위치에 셔터(230)를 유지하는 수직 전방 표면(165)에 대항하여 놓인다. 도 14a 및 도 14b에 도시된 것과 같이, 입구 포트(222)를 둘러싸는 상부 밀봉 부재(234)는 토너가 카트리지(100)로부터 현상기 유닛(200)으로 유동할 때 누출하는 것을 방지하기 위해 출구 포트(122)를 둘러싸는 밀봉 부재(124)와 정합된다. 또한, 정렬 피쳐(156)는 컷아웃(228)의 이면 에지(228a) 및 측면 에지(228b, 228c)들로부터 이격되어 결합 부재(150)는 현상기 롤의 대응하는 PC 드럼(302)에 대하여 현상기 롤(206)의 정밀한 위치지정을 방해할 수 있는 현상기 유닛(200) 상의 바람직하지 않은 힘을 가하지 않게 된다. 대신 셔터(230) 상에 카트리지(100)에 의해 가해지는 힘은 현상기 롤(206)의 축선에 실질적으로 평행하다. 이러한 방향으로의 힘들은 다른 힘들보다 현상기 유닛(200)의 힘 균형에 더 적은 영향을 가지며 따라서 프린트 결함을 야기할 수 있는 PC 드럼(302)에 대한 현상기 롤(206)의 오정렬의 가능성을 감소시킨다.
토너 카트리지(100)가 제거될 때, 결합 부재(150 및 160)들은 셔터(230)로부터 결합 해제되어 스프링(236, 238)이 셔터(230)를 앵커(244, 246)들에 대항하여 폐쇄 위치로 복귀시키는 것을 허용한다. 스프링(236, 238)들에 의해 가해지는 힘은 셔터 하우징 부분(220)의 정상 표면(224)과 하부 밀봉 부재(232) 사이의 마찰을 극복하기에 충분하다. 토너 카트리지(100)가 제거되고 셔터(230)가 폐쇄 위치에 있을 때, 개구(231, 233, 235)들은 셔터 하우징 부분(220)의 정상 표면(224) 위에 위치되고 컷아웃(228)으로부터 이격된다(도 3 및 도 5). 이는 카트리지(100)가 이동될 때 토너 카트리지(100)의 출구 포트(122)를 빠져나가는 임의의 잔여 토너가 이미지 형성 장치(20)로 떨어져서 잠재적으로 이 이미지 형성 장치를 오염시키는 것을 방지하는 것을 돕는다. 오히려, 이러한 토너의 대부분은 발포체 부재(266)에 의해 수집되거나 개구(231, 233, 235)들에 의해 형성되는 영역 내의 정상 표면(224)에 대항하여 포집될 것이다. 개구(231, 233, 235)들이 대신 컷아웃(228) 위에 위치되었다면, 카트리지(100)로부터의 잔여 토너는 컷아웃(228)을 통하여 이미지 형성 장치(20)에 떨어지는 경향을 가졌을 것이다.
도 15a 내지 도 15e는 도 11a의 라인 15-15을 따른 횡단면도를 도시하고 카트리지(100) 삽입 동안 셔터 하우징 부분(220)과 정렬 피쳐(156) 사이의 상호 작용을 더 상세하게 예시한다. 도 15a는 토너 카트리지(100)의 안착된 위치로부터 대략 24㎜의 토너 카트리지(100)를 도시한다. 도 15a에 도시된 것과 같이, 토너 카트리지(100)가 먼저 삽입될 때, 결합 부재(150)는 셔터 하우징 부분(220)의 컷아웃(228)에 들어간다. 카트리지(100)가 더 전진할 때, 측면 에지(228b)는 이 측면 에지가 피크(158)에 도달할 때까지(토너 카트리지의 안착된 위치로부터 대략 13㎜인 토너 카트리지(100)를 도시하는 도 15b에 도시된 것과 같이) 경사식 측면 표면(157)에 접촉하고 이 경사식 측면 표면 위로 이동한다. 측면 에지(228b)가 피크(158)와 접촉할 때, 정렬 피쳐(156)는 도 16a 내지 도 16e와 연관되어 이하에 논의될 것과 같이 핀(218)이 셔터(127)를 작동시키기 위해 노치(130)와 접촉하는 것을 보장하도록 현상기 유닛(200) 상에 최대 바이어스를 가한다. 카트리지(100)가 계속하여 전진할 때, 측면 에지(228b)는 이 카트리지가 측면 에지(228b)로부터 분리될 때까지(토너 카트리지의 안착된 위치로부터 대략 4㎜인 토너 카트리지(100)를 도시하는 도 15d에 도시된 것과 같이) 경사식 측면 표면(159) 위로 이동한다(토너 카트리지의 안착된 위치로부터 대략 8㎜인 토너 카트리지(100)를 도시하는 도 15c에 도시된 것과 같이). 도 15e는 정렬 피쳐(156)가 셔터 하우징 부분(220)으로부터 이격되어 현상기 유닛(200) 상에 바람직하지 않은 힘을 가하는 것을 회피하며 그 최종 안착된 위치에 있는 토너 카트리지(100)를 도시한다.
도 16a 내지 도 16e 는 도 15a 내지 도 15e에 도시된 것과 같지만 카트리지(100)의 전방부로부터의 카트리지(100) 삽입의 동일한 간격들을 도시한다. 상기 논의된 것과 같이, 토너 카트리지(100)가 그의 안착된 위치를 향하여 전진할 때, 정렬 피쳐(156)는 핀(218)을 노치(130)와 정렬시키기 위해 도 16a 내지 도 16e에서 볼 때 우측으로 현상기 유닛(200)을 바이어싱한다. 또한, 도 16b에 도시된 것과 같이, 핀(218)이 노치(130)에 대하여 오정렬된다면, 가이드(131)는 핀(218)에 접촉하고 핀(218)을 노치(130)를 향하여 가압할 것이다. 도 16c는 노치(130)와 접촉하는 핀(218)을 도시한다. 도 16d는 핀(218)이 컵형 노치(130)의 대향 측면에 접촉하도록 셔터(127)의 오버 센터 스프링 및 핀(218)에 의해 개방 위치로 회전되는 셔터(127)를 도시한다. 도 16e는 셔터(127)가 완전히 개방되는 완전히 삽입된 카트리지(100)를 도시한다. 이러한 위치에서, 핀(218)은 현상기 유닛(200) 상의 카트리지(100)로부터 바람직하지 않은 힘을 방지하기 위해 핀이 카트리지(100)에 접촉하지 않도록 셔터(127)로부터 이격된다. 셔터(127)는 카트리지(100)가 제거될 때까지 이 위치를 유지한다. 제거는 노치(130)가 다시 핀(218)에 접촉하는 것을 야기하고 이는 셔터(127)를 폐쇄 위치로 회전시킨다.
전술한 설명은 본 개시의 다양한 양태들을 예시한다. 이는 포괄적인 것으로 의도되지 않는다. 오히려, 전술한 설명은 당업자가 본 개시를 이용할 수 있게 하기 위해 본 개시의 원리들 및 그의 실제 적용을 예시하기 위해 선택되며, 이는 자연스럽게 수반되는 다양한 수정들을 포함한다. 모든 수정들 및 변형들은 첨부된 청구항들에 의해 정의되는 본 개시의 범주 내인 것으로 고려된다. 비교적 자명한 수정들은 다양한 실시예들의 하나 또는 그 초과의 피쳐들을 다른 실시예들의 피쳐들과 조합하는 것을 포함한다.

Claims (19)

  1. 이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지로서,
    전방부, 후방부, 정상부, 바닥부 및 한 쌍의 측면들을 갖고, 토너를 유지하기 위한 저장소를 갖는, 하우징;
    상기 저장소로부터 현상기 유닛 상의 입구 포트를 통하여 현상기 유닛으로 토너를 전달하기 위한, 하우징의 전방부 상의 출구 포트;
    상기 토너 카트리지가 이미지 형성 장치 안으로 삽입될 때 현상기 유닛의 입구 포트 상의 셔터를 개방하기 시작하도록 초기 힘을 제공하기 위해 위치된, 하우징의 전방부로부터 돌출된 제 1 결합 부재; 및
    상기 제 1 결합 부재로부터 하우징의 측면들 중 하나를 향하여 이격되고, 상기 토너 카트리지가 이미지 형성 장치 안으로 더 삽입될 때 현상기 유닛의 입구 포터 상의 셔터를 계속해서 개방하도록 힘을 제공하기 위해 위치된, 하우징의 전방부로부터 돌출된 제 2 결합 부재를 포함하는,
    이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 결합 부재는 하우징의 전방부 상에서 출구 포트와 수평으로 정렬되는,
    이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 결합 부재 및 상기 제 2 결합 부재 각각은 상기 하우징의 전방부 위로 이동할 때 앞으로 더 돌출하는 선단 경사식 전방 표면을 포함하는,
    이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 결합 부재의 경사식 전방 표면은 제 2 결합 부재의 경사식 전방 표면 위에 위치된 제 2 결합 부재의 수직 전방 표면으로 이어지는,
    이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 결합 부재는 제 2 결합 부재의 수직 전방 표면과 제 2 결합 부재의 경사식 전방 표면을 분리시키는 앞으로 돌출하는 범프를 포함하는,
    이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 결합 부재의 경사식 전방 표면;과 상기 제 1 결합 부재를 대면하는 제 2 결합 부재의 측면 표면;의 사이에 형성되는 제 2 결합 부재의 에지는 둥근,
    이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지.
  7. 제 4 항에 있어서,
    제 2 결합 부재의 경사식 전방 표면의 적어도 일부 및 상기 제 2 결합 부재의 수직 전방 표면은 상기 제 1 결합 부재보다 더 앞으로 돌출하는,
    이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 결합 부재의 경사식 전방 표면은 제 1 결합 부재의 경사식 전방 표면 위에 위치된 제 1 결합 부재의 수직 전방 표면으로 이어지는,
    이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 토너 카트리지가 이미지 형성 장치 안으로 삽입될 때 현상기 유닛을 위치지정하기 위해 하우징의 전방부 상에 정렬 부재를 더 포함하며,
    상기 정렬 부재는 제 1 경사식 측면 표면이 하우징의 전방부 위로 이동할 때 측방들로 더 돌출하는 제 1 경사식 측면 표면을 갖고, 상기 제 1 경사식 측면 표면은 제 1 경사식 측면 표면 위에 위치된 제 2 경사식 측면 표면으로 이어지고, 상기 제 2 경사식 측면 표면의 돌출은 제 2 경사식 측면 표면이 하우징의 전방부 위로 이동할 때 감소하는,
    이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 정렬 부재는 상기 제 1 결합 부재의 측면 표면으로부터 돌출하는,
    이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 정렬 부재는 상기 제 2 결합 부재로부터 멀어지도록 상기 제 1 결합 부재의 측면 표면으로부터 돌출하는,
    이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지.
  12. 이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지로서,
    전방부, 후방부, 정상부, 바닥부 및 한 쌍의 측면들을 갖고, 토너를 유지하기 위한 저장소를 갖는, 하우징;
    상기 저장소로부터 현상기 유닛 상의 입구 포트를 통하여 현상기 유닛으로 토너를 전달하기 위한, 상기 하우징의 전방부 상의 출구 포트;
    상기 하우징의 전방부로부터 돌출된 제 1 결합 부재 - 상기 제 1 결합 부재는 상기 토너 카트리지의 전방부 위로 이동할 때 앞으로 더 돌출하는 제 1 선단 경사식 전방 표면을 갖고, 상기 제 1 선단 경사식 전방 표면은 상기 제 1 선단 경사식 전방 표면 위에 위치된 제 1 수직 전방 표면으로 이어짐 - ; 및
    상기 제 1 결합 부재로부터 상기 하우징의 측면들 중 하나의 측면을 향하여 이격되고, 상기 하우징의 전방부로부터 돌출된 제 2 결합 부재 - 상기 제 2 결합 부재는 상기 토너 카트리지의 전방부 위로 이동할 때 앞으로 더 돌출하는 제 2 선단 경사식 전방 표면을 갖고, 상기 제 2 선단 경사식 전방 표면은 상기 제 2 선단 경사식 전방 표면 위에 위치된 제 2 수직 전방 표면으로 이어지며, 상기 제 2 선단 경사식 전방 표면의 적어도 일부 및 상기 제 2 수직 전방 표면은 상기 제 1 수직 전방 표면보다 더 앞으로 돌출함 - ;를 포함하는,
    이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 결합 부재는 하우징의 전방부 상에서 출구 포트와 수평으로 정렬되는,
    이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 결합 부재는 제 2 수직 전방 표면과 제 2 선단 경사식 전방 표면을 분리시키는 앞으로 돌출하는 범프를 포함하는,
    이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 선단 경사식 전방 표면;과 상기 제 1 결합 부재를 대면하는 제 2 결합 부재의 측면 표면;의 사이에 형성되는 제 2 결합 부재의 에지는 둥근,
    이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 하우징의 전방부 상에 정렬 부재를 더 포함하고,
    상기 정렬 부재는 제 1 경사식 측면 표면을 가지며, 상기 제 1 경사식 측면 표면은 제 1 경사식 측면 표면이 상기 하우징의 전방부 위로 이동할 때 상기 하우징의 측면들 중 하나의 측면을 향하여 더 돌출하고, 상기 제 1 경사식 측면 표면은 제 1 경사식 측면 표면 위에 위치된 제 2 경사식 측면 표면으로 이어지며, 상기 제 2 경사식 측면 표면의 상기 하우징의 측면을 향한 돌출은 제 2 경사식 측면 표면이 상기 하우징의 전방부 위로 이동할 때 감소하는,
    이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 정렬 부재는 상기 제 1 결합 부재의 측면 표면으로부터 돌출하는,
    이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 정렬 부재는 상기 제 2 결합 부재로부터 멀어지도록 상기 제 1 결합 부재의 측면 표면으로부터 돌출하는,
    이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 정렬 부재는 상기 제 1 수직 전방 표면과 수직으로 정렬되는,
    이미지 형성 장치의 현상기 유닛에 사용하기 위한 토너 카트리지.
KR1020147029992A 2012-04-30 2013-04-26 현상기 유닛 셔터를 작동시키기 위한 결합 피쳐를 갖는 토너 카트리지 KR101654756B1 (ko)

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