KR101825766B1 - 현상제 수용 유닛, 현상 장치, 프로세스 카트리지, 및 화상 형성 장치 - Google Patents

현상제 수용 유닛, 현상 장치, 프로세스 카트리지, 및 화상 형성 장치 Download PDF

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Abstract

현상제 수용 유닛은, 현상제를 배출할 수 있는 개구를 구비하고, 현상제를 수용하는 현상제 수용 부재; 상기 개구를 밀봉하도록 상기 현상제 수용 부재에 접합되는 접합부를 포함하는 밀봉 부재; 및 상기 밀봉 부재를 이동시킴으로써 상기 접합부를 상기 현상제 수용 부재로부터 박리하여 상기 개구를 노출시키는 개봉 부재를 포함한다. 상기 접합부는 그 길이 방향으로 제 1 접합부와 제 2 접합부를 포함한다. 상기 접합부가 상기 현상제 수용 부재로부터 박리될 때, 상기 제 1 접합부가 상기 제 2 접합부보다 먼저 박리되도록 상기 개봉 부재가 휘어진다.

Description

현상제 수용 유닛, 현상 장치, 프로세스 카트리지, 및 화상 형성 장치{DEVELOPER ACCOMMODATING UNIT, DEVELOPING DEVICE, PROCESS CARTRIDGE, AND IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은 현상제 수용 유닛, 및 이를 이용한 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치에 관한 것이다.
화상 형성 장치는, 예컨대, 전자 사진 화상 형성 프로세스를 이용하여, 기록 물질(매체)에 화상을 형성하며, 예를 들면, 전자 사진 복사기, (LED 프린터, 레이저 빔 프린터와 같은) 전자 사진 프린터, 전자 사진 팩시밀리 등을 포함한다.
또한, 프로세스 카트리지는 화상 담지 부재로서의 감광 부재와 이 감광 부재에 작용하는 현상 수단과 같은 프로세스 수단을 전자 사진 화상 형성 장치의 본체에 착탈가능하게 장착할 수 있는 카트리지로 일체로 조립함으로써 제조된다.
종래의 전자 사진 형성 프로세스를 이용한 전자 사진 화상 형성 장치에서는, 전자 사진 감광 부재와 이 감광 부재에 작용하는 프로세스 수단을 일체로 카트리지로 조립하여, 이 카트리지를 전자 사진 화상 형성 장치의 본체에 착탈 가능하게 장착할 수 있는 카트리지 방식이 채용되고 있다.
이러한 카트리지에 있어서, 도 14에 도시된 바와 같이, 현상제(토너, 캐리어 등)를 수용하는 현상제 수용 용기(100)에 마련된 개구가 밀봉 부재 등으로 구성된 밀봉 부재(101)로 밀봉되어 있다. 사용시 밀봉 부재(101)의 접합부(102)를 박리함으로써 개구가 개봉되어(개방되어) 현상제의 공급을 가능하게 하는 방식이 널리 채용되었다(일본 특개평 4-66980 호, 미국 특허 출원 공개 번호 제2011/0286768A1 호).
또한, 카트리지 제조시 현상제 충전 공정에서 카트리지 내에 현상제가 비산하는 문제점을 해소하기 위해 현상제 수용 용기(100)를 변형가능하게 만든 카트리지가 고안되었다(일본 특개평 4-66980 호).
그러나, 토너 시일을 한번에 박리하고자 하면, 개봉에 필요한 토크가 커져 화상 형성 장치 본체의 모터에 큰 부하를 가하게 될 가능성이 있었다. 이에 따라, 화상 형성 장치 본체 모터의 출력 규격을 높이면, 모터가 대형화되거나 또는 고출력의 모터가 필요하게 되어 비용이 상승한다.
본 발명의 주 목적은 현상제 수용 부재의 개구를 개봉할 때 모터에 가해지는 부하를 저감할 수 있는 현상제 수용 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따라, 현상제 수용 유닛으로서, 현상제를 배출할 수 있는 개구를 구비하고, 현상제를 수용하는 현상제 수용 부재; 상기 개구를 밀봉하도록 상기 현상제 수용 부재에 접합되는 접합부를 포함하는 밀봉 부재; 및 상기 밀봉 부재를 이동시킴으로써 상기 접합부를 상기 현상제 수용 부재로부터 박리하여 상기 개구를 노출시키는 개봉 부재를 포함하고, 상기 접합부는 그 길이 방향으로 제 1 접합부와 제 2 접합부를 포함하며, 상기 접합부가 상기 현상제 수용 부재로부터 박리될 때, 상기 제 1 접합부가 상기 제 2 접합부보다 먼저 박리되도록 상기 개봉 부재가 휘어지는, 현상제 수용 유닛이 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따라, 현상제를 수용하는 현상제 수용 유닛으로서, 현상제를 배출할 수 있는 개구를 구비한 현상제 수용 부재; 상기 개구를 밀봉하도록 상기 현상제 수용 부재에 접합되는 접합부를 포함하는 밀봉 부재; 및 상기 밀봉 부재를 이동시킴으로써 상기 접합부를 상기 현상제 수용 부재로부터 박리하여 상기 개구를 노출시키는 개봉 부재를 포함하고, 상기 개봉 부재의 외형이 그 길이 방향 중앙부와 그 길이 방향 단부에서 다른, 현상제 수용 유닛이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라, 전술한 현상제 수용 유닛을 이용한 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치가 제공된다.
첨부 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 하기된 설명을 참조함으로써, 본 발명의 여타 목적, 특징 및 장점들이 보다 명확해질 것이다.
도 1의 (a), (b) 및 (c)는 본 발명의 제 1 실시예에서 개봉 부재와 그 주변부를 각각 도시한 설명도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에서 프로세스 카트리지의 주 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에서 화상 형성 장치의 주 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에서 현상제 수용 유닛의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에서 현상제 수용 용기의 사시도이다.
도 6의 (a) 및 (b)는 본 발명의 제 1 실시예에서 배출부와 그 주변부를 각각 도시한 상세도이다.
도 7의 (a)와 (b)는 본 발명의 제 1 실시예에서 개봉 부재의 형상을 각각 도시한 사시도이다.
도 8의 (a), (b) 및 (c)는 본 발명의 제 1 실시예에서 개봉 부재와 그 주변부를 각각 도시한 확대 단면도이다.
도 9는 등분포 하중이 작용하는 단순보의 휨 모델의 개략도이다.
도 10의 (a)와 (b)는 본 발명의 제 2 실시예에서 개봉 부재와 그 주변부를 각각 도시한 설명도이다.
도 11의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 제 2 실시예에서 개봉 부재 단부를 각각 도시한 확대 단면도이다.
도 12의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 제 2 실시예에서 개봉 부재 중앙부를 각각 도시한 확대 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에서 현상제 수용 유닛 구성의 단면도이다.
도 14는 종래 현상제 수용 유닛을 도시한 사시도이다.
이하의 설명에서, 현상제 수용 용기는 적어도 가요성 용기와, 상기 가요성 용기에 마련되어 현상제를 배출할 수 있는 개구를 밀봉하는 밀봉 부재를 의미한다.
(제 1 실시예)
도 2는 본 발명을 적용할 수 있는 현상제 수용 유닛를 포함한 프로세스 카트리지의 주 단면도이고, 도 3은 본 발명을 적용할 수 있는 전자 사진 화상 형성 장치의 주 단면도이다.
<프로세스 카트리지>
프로세스 카트리지는 전자 사진 감광 부재인 화상 담지 부재와 화상 담지 부재에 작용하는 프로세스 수단을 포함하며, 화상 형성 장치에 착탈가능하게 장착할 수 있다. 프로세스 수단의 예에는, 예를 들어, 화상 담지 부재의 표면을 대전시키는 대전 수단, 화상 담지 부재에 화상을 형성하는 현상 장치, 화상 담지 부재 표면에 잔류하는 현상제(토너, 캐리어 등)를 제거하는 클리닝 수단이 포함된다.
본 실시예의 프로세스 카트리지(A)는 도 2에 도시된 바와 같이 화상 담지 부재로서의 감광체 드럼(11)을 포함하고, 감광체 드럼(11) 주위에, 대전 수단으로서의 대전 롤러(12)와 클리닝 수단으로서의 탄성 클리닝 블레이드(14)를 포함한 클리닝 유닛(24)을 포함하고 있다. 또한, 프로세스 카트리지(A)는 제 1 프레임(17)과 제 2 프레임(18)을 포함한 현상제 수용 유닛(25)을 포함하고 있다. 프로세스 카트리지(A)는 클리닝 유닛(24)과 현상제 수용 유닛(25)을 일체로 조립함으로써 제조되며, 도 3에 도시된 바와 같이 화상 형성 장치의 본체(B)에 대해 탈착가능하게 장착할 수 있도록 구성되어 있다. 현상 장치(38)는 현상 수단으로서의 현상 롤러(현상제 담지 부재)(13), 현상 블레이드(15), 현상제 공급 롤러(23), 가요성 용기인 현상제 수용 부재(34)와 밀봉 부재(19)를 포함한 현상제 수용 용기(26)를 포함한다. 현상 롤러(13)와 현상 블레이드(15)는 제 1 프레임(17)에 의해 지지된다.
<화상 형성 장치>
프로세스 카트리지(A)는 도 3에 도시된 바와 같이 화상 형성 장치의 본체(B)에 장착되며, 화상 형성을 위해 사용된다. 화상 형성에 있어서, 장치의 하부에 장착된 용지 카세트(6)로부터 반송 롤러(7)에 의해 용지(S)가 반송되고, 이 용지 반송과 동기하여, 감광체 드럼(11)이 노광 장치(8)에 의해 선택적으로 노광되어 잠상을 형성한다. 현상제는 스폰지 형상의 현상제 공급 롤러(23)에 의해 현상 롤러(13)로 공급되며, 현상 롤러(13)의 표면에 얇은 층으로 담지된다. 현상 롤러(13)에 현상 바이어스를 인가함으로써, 잠상에 따라 현상제가 공급되고, 잠상이 현상제 화상으로 현상된다. 이 현상제 화상은 전사 롤러(9)에 대한 바이어스 전압인가에 의해 반송되는 용지(S)에 전사된다. 용지(S)는 정착 장치(10)로 반송되어 화상이 정착된 다음, 장치 상부의 배출부(3)로 배출된다.
<현상제 수용 유닛>
다음으로, 현상제 수용 유닛(25)의 구성을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. 도 4는 개봉 전 현상제 수용 유닛(25)의 단면도이고, 도 5는 현상제 수용 용기(26)의 절개 사시도이다.
본 실시예의 현상제 수용 유닛(25)은 도 4에 도시된 바와 같이, 현상제 수용 용기(26), 현상 롤러(13), 현상 블레이드(15) 및 이 부재들을 지지하기 위한 제 1 프레임(17)과 제 2 프레임(18)으로 구성되어 있다. 제 1 프레임(17)과 제 2 프레임(18)의 조합이 현상제 수용 용기(26)를 수용하는 프레임을 구성한다.
그런데, 본 실시예에서는 현상제 수용 유닛(25)이 현상 장치(38)와 동일하다. 이는 현상제 수용 유닛(25)이 현상 롤러(13)와 현상 블레이드(15)를 포함하고 있기 때문이다. 그러나, 현상제 수용 유닛(25)으로부터 분리된 프레임으로 현상 롤러(13)와 현상 블레이드(15)를 지지함으로써, 현상 롤러(13)와 현상 블레이드(15)도 현상제 수용 유닛(25)으로부터 분리될 수 있다. 이 경우, 현상 장치(38)는 현상제 수용 유닛(25), 현상 롤러(13) 및 현상 블레이드(15)로 구성된다.
(현상제 수용 용기)
도 5에 도시된 바와 같이, 현상제 수용 용기(26)는 현상제 수용 부재(34), 밀봉 부재(19) 및 개봉 부재(20)로 구성되고, 내부에 분말 현상제를 수용할 수 있는 가요성 용기이다. 현상제 수용 부재(34)는 시트 형상의 부재를 진공 성형, 압축 공기 성형 또는 프레스 성형하여 형성된 성형부(34a)와, 토너는 통과하지 않지만 공기는 통과할 수 있는 시트 형상의 통기부(34b)로 구성되어 있다. 여기서, 성형부(34a)와 통기부(34b)의 접합 방법으로서, (열) 용접, 레이저 용접, 접착제 결합, 접착 테이프 결합 등이 있다. 현상제 수용 부재(34)의 외주부(34c)에는 현상제 수용 부재(34)를 프레임에 고정하기 위한 피고정부(34g)가 부분적으로 제공되어 있다. 또한, 현상제 수용 부재(34)는 현상제를 배출할 수 있는 개구가 제공된 배출부(35)를 포함하고 있다.
프로세스 카트리지(A)의 사용 전에는, 밀봉 부재(19)가 현상제 수용 부재(34)에 접합되어 배출부(35)를 덮고 있음으로써, 현상제 수용 부재(34)에 현상제가 밀봉되어 있다. 밀봉 부재(19)는 가요성을 가진 시트 형상의 부재로 구성되며, 개구를 밀봉하도록 현상제 수용 부재(34)에 접합되는 접합부를 포함하고 있다. 또한, 프로세스 카트리지(A)의 사용을 개시할 때, 현상제 수용 부재(34)로부터 밀봉 부재(19)가 박리됨(당겨짐)으로써, 접합부가 제거(박리)되어 개구를 노출시키고, 이에 따라, 현상제 수용 용기(26)로부터 현상제가 배출될 수 있게 된다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 밀봉 부재(19)는 개봉 부재(20)와 피결합부(19b)에서 연결되어 있으며, 개봉 부재(20)는 도 1에 도시된 후술하는 제 2 프레임(18)의 제 1 지지부(18d)와 제 2 지지부(18f)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 개봉 부재(20)는 밀봉 부재(19)의 이동 방향에 대하여 수직한 방향으로 회전축을 포함하고, 화상 형성 장치의 본체(B)에 제공된 도시되지 않은 구동 수단에 의해 구동력이 개봉 부재(20)에 전달됨으로써, 개봉 부재(20)는 화살표(C) 방향으로 회전한다. 그 결과, 밀봉 부재(19)를 권취하여 배출부(35)를 노출시키는 것이 가능해진다.
도 4에 도시된 바와 같이, 현상제 수용 용기(26)는 제 1 프레임(17)과 제 2 프레임(18)에 의해 형성된 내부 공간에 피고정부(34g)에 의해 고정된다. 여기서, 배출부(35)는 화상 형성시의 자세에서 수용된 현상제가 용이하게 배출될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 따라서, 화상 형성시의 자세에서, 배출부(35)는 수직 방향으로 하방을 향하도록 배치된다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 현상제 수용 부재(34)의 개구가 현상제 수용 부재(34)의 저면의 하부에 제공됨으로써, 수용된 현상제를 현상제 수용 부재(34) 내에 남기지 않고 사용할 수 있다.
(배출부)
다음으로, 배출부(35)의 구성을 도 6의 (a) 및 (b)를 참조하여 설명한다. 도 6의 (a) 및 (b)는 현상제 수용 부재(34)에 제공된 배출부(35)와 그 주변부를 각각 도시한 상세도이다.
현상제 수용 부재(34)에 밀봉 부재(19)가 접합된 상태가 도시되어 있다. 밀봉 부재(19)는 성형부(34a)에 형성된 개구(35a)를 밀봉하고, 이동됨으로써 개구(35a)를 노출시킨다. 밀봉 부재(19)의 이동 방향(밀봉 부재(19)가 개봉 부재(20)에 의해 당겨지는 방향)이 화살표 방향(D)이다. 밀봉 부재(19)의 이동에 의해 접합부가 박리됨으로써, 개봉 방향(E)으로 개구(35a)의 노출이 진행된다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 배출부(35)는 내부의 현상제를 배출할 수 있는 복수의 개구로서 형성된 개구(35a)와, 복수의 개구(35a)를 연결하는 연결부(35b)로 구성되어 있다. 개구(35a)와 연결부(35b)는 개봉 방향(E)에 대해 수직한 방향으로 일렬로 배치되어 있다.
제 1 실시예에서 복수의 개구(35a)는 각각 원형상이다. 또한, 배출부(35)는 밀봉 부재(19)의 접합부(결합부)(22)에 의해 연속적으로 둘러싸이며, 밀봉 부재(19)는 현상제가 수용된 현상제 수용 부재(34)의 배출부(35)를 밀봉하도록 배출부(35)에 개봉가능하게 접합되어 있다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 접합부(22)는 배출부(35)를 둘러싸도록 긴 방향(화살표(F) 방향)으로 연장하는 2개의 선형 접착부와 짧은 방향(화살표(E) 방향)으로 연장하는 2개의 선형 접착부를 연속적으로 접합함으로써 구성된 직사각형 형상으로 배출부(35)의 밀봉을 가능하게 한다. 긴 방향(화살표(F) 방향)으로 용접된 2개의 접합부(22)들 중 먼저 개봉되는 부분을 접합부(A(22a))라 하고, 후에 개봉되는 부분을 접합부(B(22b))라 한다. 접합부(A(22a))는 제 1 접합부와 제 2 접합부를 포함하고, 접합부(B(22b))는 개구(35a)를 개재하여 접합부(A(22a))에 대향하고 있다. 또한, 짧은 방향(화살표(E) 방향)으로 연장하는 접합부(22)를 폭방향(단변) 접합부(22c)라 한다. 본 실시예에서, 개봉 방향은 화살표(E) 방향이다. 개봉 방향은 다음과 같이 정의된다. 밀봉 부재(19)를 이동시킴으로써 개봉이 실시되는 경우, 개구(35a)가 개재된 접합부(A(22a))와 접합부(B(22b)) 중 접합부(A(22a))가 먼저 개봉(박리)된다. 그때, 제 1 접합부와 제 2 접합부의 개봉 타이밍이 달라서, 제 1 접합부가 먼저 박리(개봉)된다. 제 1 접합부는, 예를 들어, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 폭방향 접합부(22c)와 중첩되는 접합부(A)의 영역(22a1), 가장 좌측에 배치된 개구(35a)와 폭방향 접합부(22c) 사이에 개재된 영역(22a2), 또는 이 영역들의 조합(22a1 + 22a2)일 수 있다. 한편, 제 2 접합부는 접합부(A)의 길이 방향 중앙부에 있는 영역(22a3) 또는 우측에 배치된 개구(35a)들 사이에 개재된 영역(22a4)일 수 있다. 또한, 선형 접착부가 접합부의 길이 방향으로 연장하고 있지만, 길이 방향과 평행하지 않고 경사진 방향으로 연장할 수도 있다. 마찬가지로, 본 실시예에서는 접합부가 선형이지만, 그 형상이 선형에 한정되는 것은 아니다.
<개봉 부재>
다음으로, 본 실시예의 개봉 부재(20)에 대해 도 7과 함께 도 1 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1의 (a) 내지 (c)는 개봉 부재(20)와 그 주변부를 각각 도시한 설명도이다. 도 7의 (a) 및 (b)는 개봉 부재(20)의 다른 형상을 각각 도시한 사시도이다.
개봉 부재(20)는 밀봉 부재(19)를 이동시켜, 현상제 수용 부재(34)로부터 박리시키기 위한 목적으로 사용된다. 이하, 도 1을 참조하여 개봉 부재(20)에 대해 설명한다. 도 1의 (a)는 개봉 부재(20), 배출부(35), 밀봉 부재(19), 제 2 프레임(18)에 제공된 제 1 지지부(18d)와 제 2 지지부(18f)의 배치 관계를 도시한 사시도이다. 도 1의 (b)는 개봉 부재(20)의 형상을 나타낸 설명도이며, 도 1의 (c)는 개봉 부재(20)에 의해 밀봉 부재(19)가 개봉되는 도중의 상태를 나타낸 설명도이다.
도 1의 (a)와 (b) 및 도 4에 도시된 바와 같이, 개봉 부재(20)는 밀봉 부재(19)의 폭보다 긴 축 형상이며, 그 회전 축 방향으로 양단부의 피지지부(20f, 20g)가 제 1 지지부(18d)와 제 2 지지부(18f)에 의해 각각 회전가능하게 지지되어 있다.
본 실시예에서, 도 1의 (b)와 (c)에 도시된 바와 같이, 개봉 부재(20)는 U자형 단면을 갖고, 밀봉 부재(19)와 결합하는 결합부(20b)를 포함한 결합면과 결합면에 대향하는 대향면을 갖는다. 또한, 결합면과 대향면 사이에는 개봉 부재(20)를 보강하기 위한 복수의 보강부가 제공되어 있다. 복수의 보강부가 간격을 두고 배치되는 것이 바람직하며, 그 강도를 강화하기 위해 그 개수를 증대시킬 수도 있다. 도 1의 (b)에서, 보강부들 사이의 간격이 단부들에서 좁고 중앙부에서 넓기 때문에, 중앙부에서보다 단부에서 강도가 더 강하다. 여기서, 개봉 부재(20)의 형상은 U자 형상 이외에, H자형 단면(도 7의 (a) 참조)과 (중공부가 제공된) 직사각형(프레임형) 단면(도 7의 (b) 참조) 등일 수도 있다.
또한, 개봉 부재(20)는 탄성을 가진 재료로 구성된다. 그 재료로서, 예를 들면, 폴리아세탈(POM), 폴리스티렌(PS), ABS 수지 등의 몰드가 사용된다. 그런데, 개봉 부재(20)의 형상과 재질은, 개봉 부재(20)가 밀봉 부재(19)의 박리 강도에 대해 적극적으로 휘어지면서 충분한 파괴 강도를 양립하여 실현하기만 하면 되기 때문에, 그때의 휨과 파괴 강도의 밸런스를 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.
<현상제 수용 부재의 개봉>
현상제 수용 부재(34)의 개봉을 도 8과 도 9를 참조하여 설명한다. 도 8의 (a) 내지 (c)는 개봉 부재(20)의 개봉 과정을 도시한 확대 단면도이다. 도 8의 (a) 내지 (c)에는, 개봉 부재(20)의 양단부 각각에서 개봉 부재(20)를 회전가능하게 지지하는 제 1 프레임(18)의 지지부(18d)가 도시되어 있지 않다. 도 8의 (a)는 접합부(A(22a))가 박리되기 전 개봉 부재(20)의 정지 상태를 나타내고, 도 8의 (b)는 접합부(A(22a))가 박리되기 직전 개봉 부재의 회전 상태를 나타낸다. 또한, 도 8의 (c)는 접합부(A(22a))가 박리된 후 개봉 부재(20)의 회전 상태를 나타낸다. 도 9는 등분포 하중이 작용하는 단순보의 휨 모델의 설명도이다.
본 실시예에서는, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 현상제 수용 부재(34)의 피고정부(34g)가 제 2 프레임(18)의 고정부(18a)에 초음파 클램핑으로 접합되어 고정되어 있다. 또한, 밀봉 부재(19)를 개봉함에 있어서, 개봉 부재(20)가 회전하여 밀봉 부재(19)가 당겨지면서 개봉 부재(20) 주위에 권취됨으로써 개구(35a)로부터 밀봉 부재(19)가 박리되도록 한다.
즉, 개봉함에 있어서, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 본체로부터 개봉 부재(20)로 도시되지 않은 구동 수단에 의해 구동력이 전달됨으로써, 개봉 부재(20)가 화살표(C) 방향으로 회전한다. 그리고, 개봉 부재(20)가 더 회전하여 밀봉 부재(19)를 당김으로써, 접합부(A(22a))의 개봉이 개시된다. 회전에 수반하여, 밀봉 부재(19)가 개봉 부재(20)의 코너부(20c)(역점부(力点部)(20a))에 의해 화살표(D) 방향으로 당겨진다.
밀봉 부재(19)가 당겨지면, 접합부(A(22a))를 통해 현상제 수용 부재(34)가 당겨진다. 그리고, 피고정부(34g)에 힘이 인가됨으로써, 현상제 수용 부재(34)가 고정부(18a)에 의해 더 당겨진다. 그리고, 도 1의 (c)에 나타낸 바와 같이, 탄성을 가진 개봉 부재(20)의 피지지부(20f, 20g)가 회전 축 방향으로 양 단부에서 제 1 및 제 2 지지부(18d, 18f)에 의해 각각 지지되어 있기 때문에, 개구(35a)의 노출이 진행하는 방향에 대해 수직한 방향으로, 즉 회전 축 방향으로 개봉 부재(20)의 휨이 발생한다.
상기 휨은 등분포 하중이 작용하는 단순보의 휨 모델과 동일한 시스템을 갖는다. 따라서, 개봉 부재(20)의 굴곡량을 다음과 같은 식으로 산출할 수 있다. 여기서, L은 보의 전체 길이이고, χ는 보가 지지된 위치로부터 보의 길이이며, I는단면 이차 모멘트이고, E는 영률이며, w는 단위 길이당 하중이다.
회전 축 방향으로 중앙부에서 개봉 부재(20)의 굴곡량(νa)을 다음의 식 1로 구한다.
νa = (5wL4) / (384EI) (식 1)
또한, 회전 축 방향으로 양단부에서 개봉 부재(20)의 굴곡량(νb)을 다음의 식 2로 구한다.
νb = (wχ)(L2 + 2 Lχ2 + χ)2 / (24EI) (식 2)
여기서, 회전 축 방향으로 개봉 부재(20)의 단부에서의 굴곡량과 관련하여, 개봉 부재(20)는 제 1 지지부(18d)와 제 2 지지부(18f)에 의해 지지되기 때문에, χ = 0이므로, νb = 0이다. 그 결과, νb와 νa의 관계는 다음의 식 3으로 표현된다.
νb = 0 < (5wL4) / (384EI) = νa (식 3)
또한, 밀봉 부재(19)의 피결합부(19b)를 개봉 부재(20)의 결합부(20b)와 결합시킴으로써, 밀봉 부재(19)가 개봉 부재(20)에 고정된다. 이때, 본 실시예에서는, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, U자형 개봉 부재(20)의 개방부인 코너부(20c)가 개봉시 역점부(20a)가 되도록, 결합부(20b)가 제공되어 있다. 이에 따라, 밀봉 부재(19)에 의해 개봉 부재(20)가 회전하여 화살표(D) 방향의 반대 방향으로 당겨질 때, 결합부(20b)가 제공된 개봉 부재(20)의 표면이 화살표(D) 방향의 반대 방향으로 쉽게 휘어지는 경향이 있다.
따라서, 회전 축 방향으로 개봉 부재(20)의 중앙부는 제 1 지지부(18d)와 제 2 지지부(18f)에 의해 지지된 개봉 부재(20)의 단부보다 더 크게 박리된다(도 1의 (c) 참조). 그 결과, 단부에서 개봉 부재(20)의 굴곡량이 작기 때문에, 폭 방향(개봉 부재(20)의 회전 축 방향)으로 밀봉 부재(19)의 단부가 개봉 부재(20)의 회전에 의해 중앙부에서보다 단부에서 더 많이 이동한다.
따라서, 개봉 부재(20)의 회전에 의해, 회전 축 방향으로 개봉 부재(20)의 각 단부의 제 1 접합부가 개봉 부재(20)의 중앙부의 제 2 접합부보다 먼저 박리된다(도 1의 (c) 참조). 그리고, 개봉 부재(20)의 회전에 의해 개봉이 더 진행되면, 길이 방향 각 단부의 접합부(A(22a))의 제 1 접합부로부터 길이 방향 중앙부의 접합부(A(22a))의 제 2 접합부로 박리가 확산됨으로써, 접합부(A(22a))의 박리가 완료된다.
그리고, 개봉 부재(20)의 회전이 더 진행되면, 접합부(B(22b))의 박리가 실시된다. 접합부(B(22b))를 박리할 때에도, 접합부(A(22a))를 박리할 때와 마찬가지로, 회전 축 방향으로 중앙부에서보다 단부에서 개봉 부재(20)의 굴곡량이 더 작다. 이에 따라, 개봉 부재(20)에 의한 밀봉 부재(19)의 이동량은 개봉 부재(20)의 중앙부에서보다 개봉 부재(20)의 단부에서 더 크다. 따라서, 접합부(B(22b))에서도 개봉 부재(20)의 회전이 진행됨에 따라 회전 축 방향으로 개봉 부재(20)의 단부가 중앙부보다 먼저 박리된다. 즉, 접합부(B(22b))의 박리가 제 1 접합부로부터 먼저 개시된 다음, 중앙의 제 2 접합부에서 실시된다.
이와 같이 개봉 부재(20)에 탄성을 부여하고, 회전 축 방향으로 개봉 부재(20)의 중앙부를 적극적으로 휘면서 밀봉 부재(19)를 개봉하는 구성을 채용한다. 그 결과, 개구(35a)의 노출이 진행하는 방향에 대해 수직한 방향(접합부(22a, 22b)의 길이 방향)으로, 개봉 타이밍을 시프트할 수 있다.
따라서, 개봉시 개봉 부재(20)에 의해 밀봉 부재(19)가 한번에 당겨지는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 개봉시 화상 형성 장치 본체의 모터에 가해지는 토크 부하를 저감할 수 있으므로, 소형 모터를 사용할 수 있어서 비용 절감을 도모할 수 있다. 또한, 현상제 수용 부재(34)의 개구(35a)의 변형을 억제할 수 있으므로, 개구(35a)를 확실하게 개봉할 수 있다.
(제 2 실시예)
제 2 실시예에 대해 설명한다. 본 실시예에서는 제 1 실시예의 개봉 부재(20)의 구성과 다른 구성을 채용하였으며, 본 실시예에서는 제 1 실시예의 구성과 다른 부분에 대해 설명하고, 동일한 구성 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
<개봉 부재>
도 10의 (a)와 (b)는 개봉 부재(20)와 그 주변부를 각각 도시한 설명도이다. 도 10의 (a)는 개봉 부재(20), 배출부(35) 밀봉 부재(19), 제 2 프레임(18)에 제공된 지지부(18d)의 배치 관계를 도시한 사시도이다. 도 10의 (b)는 개봉 부재(20)의 구성을 나타낸 설명도이다.
본 실시예의 개봉 부재(20)는 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 축 방향으로 단면이 하나의 평면을 갖는 소위 D-컷 형상이다. 또한, 개봉 부재(20)의 회전 축 방향으로, 개봉 부재(20)는 회전 방향으로의 원주가 중앙부에서 제 1 및 제 2 지지부(18d, 18f)에 의해 지지된 단부로 갈수록 길어지도록 구성되어 있다. 즉, 단부(A)에서의 외형과 중앙부(B)에서의 외형이 서로 다르며, 단부(A)의 단면적이 단면적(B)보다 크다.
또한, 본 실시예에서 개봉 부재(20)의 재질은 탄성을 갖거나 강성을 가질 수 있다. 예를 들어, 탄성을 가진 재질로서, POM, PS 또는 ABS의 몰드가 사용될 수 있다. 강성을 가진 재질로서, 스테인리스강, 철과 같은 금속이 사용될 수 있다.
<현상제 수용 부재(백)의 개봉>
현상제 수용 부재(34)의 개봉 동작에 대해 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한다. 도 11의 (a) 내지 (d)는 도 10의 (b)에 표시된 A-A 선을 따라 취한 단면이며, 회전 축 방향으로 각 단부에서 개봉 부재(20)의 개봉 과정을 도시하고 있다. 도 12의 (a) 내지 (d)는 도 10의 (b)에 표시된 B-B 선을 따라 취한 단면이며, 회전 축 방향으로 중앙부에서 개봉 부재(20)의 개봉 과정을 도시하고 있다. 또한, 도 11의 (a)와 도 12의 (a), 도 11의 (b)와 도 12의 (b), 도 11의 (c)와 도 12의 (c), 도 11의 (d)와 도 12의 (d)는 개봉 부재(20)가 동일한 회전 상태인 동일한 타이밍 상태를 나타내고 있다.
또한, 가상점(S, M)은 각각 도 11의 (a)의 시점과 도 12의 (a)의 시점에서 밀봉 부재(19)의 반환부(19d)의 위치를 나타낸다. 개봉 부재(20)의 회전에 의해 밀봉 부재(19)가 당겨짐에 따라, 가상 점(S, M)도 이동하게 된다. 또한, 가상점(R, N)은 각각 도 11의 (a)의 시점과 도 12의 (a)의 시점에서 반환부(19d)의 위치를 나타내며, 이동하지 않는다. 가상점(S, R)들을 연결한 길이가 "G"이고, 가상점(M, N)들을 연결한 길이가 "H"이다.
도 11의 (b)에서 개봉 부재(20)의 코너부(20c1)가 역점부(20a)이며, 도 12의 (b)에서 개봉 부재(20)의 코너부(20c2)가 역점부(20a)이다. 현상제 수용 부재(34)는 제 1 실시예에서와 마찬가지로 제 2 프레임(18)에 고정되어 있다.
먼저, 개봉 부재(20)가 도시되지 않은 구동 수단에 의해 본체로부터 전달되는 구동력에 의해 화살표(C) 방향으로 회전하게 된다. 그리고, 개봉 부재(20)가 더 회전하여 밀봉 부재(19)를 당김으로써 접합부(A(22a))가 개봉을 개시하기 직전의 상태가 도 11의 (b)와 도 12의 (b)에 도시되어 있다.
도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 회전 축 방향으로 개봉 부재(20)의 단부에서, 개봉 부재(20)의 코너부(20c1)(역점부(20a))에 의해 밀봉 부재(19)가 화살표(D) 방향으로 당겨진다. 이때, 개봉 부재(20)는 회전 축 방향으로 중앙부에서 단부로 갈수록 원주가 커진다. 따라서, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 회전 축 방향으로 개봉 부재(20)의 중앙부에서, 개봉 부재(20)의 코너부(20c2)(역점부(20a))는 밀봉 부재(19)에 접촉하고 않으며, 이에 따라, 중앙부에서 밀봉 부재(19)는 화살표(D) 방향으로 당겨지지 않는다.
개봉 부재(20)의 회전에 의한 밀봉 부재(19)의 이동량은 개봉 부재(20)의 회전 축 방향으로 중앙부에서보다 단부에서 더 크다. 이는 개봉 부재(20)의 원주가 개봉 부재(20)의 회전 축 방향으로 중앙부에서보다 단부 부근에서 더 길어서, 밀봉 부재(19)가 중앙부에서보다 단부에서 더 많이 권취되기 때문이다. 따라서, 도 11의 (c), 도 11의 (d), 도 12의 (c) 및 도 12의 (d)에 도시된 바와 같이, 도 11의 (c)의 길이(G)가 도 12의 (c)의 길이(H)보다 길고, 도 11의 (d)의 길이(G)가 도 12의 (d)의 길이(H)보다 길다. 또한, 길이(G)와 길이(H)의 차이는 단부와 중앙부의 개봉 부재(20)의 원주의 차이와 동일하다. 따라서, 개봉 부재(20)의 단부의 제 1 접합부가 개봉 부재(20)의 중앙부의 제 2 접합부보다 먼저 박리된다.
그리고, 개봉 부재(20)가 더 회전하면, 개봉 부재(20)의 단부로부터 개봉 부재(20)의 중앙부로 박리가 확산되어 중앙부가 마지막으로 박리됨으로써, 접합부(A(22a))의 박리가 완료된다.
그리고, 접합부(B(22b))의 박리도 마찬가지로 개봉 부재(20)의 회전 축 방향으로 단부로부터 중앙부로 실시된다.
전술한 바와 같이, 개봉 부재(20)의 원주가 회전 축 방향으로 중앙부에서 단부로 갈수록 길어지도록 개봉 부재(20)를 구성함으로써, 개봉 부재(20)가 강성의 부재인 경우에도, 개구(35a)의 노출이 진행하는 방향에 대해 수직한 방향으로 개봉 타이밍을 시프트할 수 있다.
따라서, 개봉시 개봉 부재(20)에 의해 밀봉 부재(19)가 한번에 당겨지는 정도를 줄일 수 있기 때문에, 현상제 수용 부재(34)의 개구(35a)의 변형을 억제할 수 있으므로, 개구(35a)를 확실하게 개봉할 수 있다. 또한, 개봉 타이밍을 시프트함으로써, 개봉시 화상 형성 장치 본체의 모터에 가해지는 토크 부하를 줄일 수 있으므로, 확실하게 개봉을 실시할 수 있다.
(제 3 실시예)
전술한 실시예들에서는 현상제를 수용하는 현상제 수용 부재가 가요성 용기인 경우를 예시하였으나, 상기 현상제 수용 부재는 현상제 수용 부재가 유연성이 없는 경우에도 적용할 수 있다.
도 13은 가요성이 있는 현상제 수용 부재(34)를 사용하지 않는 구성을 도시한 단면도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 현상제는 제 1 프레임(17)과 제 2 프레임(18)에 의해 획정된 공간에 직접 수용되며, 이에 따라, 제 1 프레임(17)과 제 2 프레임(18)에 의해 현상제 수용 부재가 구성된다. 또한, 제 1 프레임(17)이 현상제 배출부(35)를 구성하는 개구(35a)를 구비하고, 그 개구(35a)를 밀봉하는 밀봉 부재(19)가 강성 부재인 제 1 프레임(17)에 접합부(22)를 통해 접합되는 구성을 채용하였다.
또한, 밀봉 부재(19)는 제 1 프레임(18)의 지지부(18d)에 의해 단부가 회전가능하게 지지된 개봉 부재(20)에 설치되어 있다. 개봉 부재(20)는 전술한 바와 같이 탄성 재질로 형성되며, 제 2 프레임(18)에 제공된 지지부(18d)에 의해 단부가 회전가능하게 지지되어 있다.
이 경우에서도 개봉 부재(20)의 중앙부를 적극적으로 휘면서 개봉할 수 있게 됨으로써, 개구(35a)의 노출이 진행하는 방향에 대해 수직한 방향으로 개봉 타이밍을 시프트할 수 있으며, 이에 따라, 전술한 실시예들과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
본 명세서에 개시된 구조를 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 명시된 세부 사항에 한정되지 않으며, 본원은, 개선을 목적으로 하거나 하기된 특허청구범위 내에 있는 한, 이러한 변형 또는 변경을 포함한다.

Claims (40)

  1. 현상제 수용 유닛으로서,
    현상제를 배출할 수 있는 개구를 구비하고, 상기 현상제를 수용하는 현상제 수용 부재와,
    상기 개구를 밀봉하도록 상기 현상제 수용 부재에 접합되는 접합부를 포함하는 밀봉 부재와,
    상기 접합부를 상기 현상제 수용 부재로부터 개봉 방향으로 박리함으로써 상기 개구를 노출시키는 개봉 부재를 포함하고,
    상기 접합부는 상기 개봉 방향과 교차하는 상기 접합부의 길이 방향으로 제1 접합부와 제2 접합부를 포함하고,
    상기 접합부가 상기 현상제 수용 부재로부터 박리될 때, 상기 제1 접합부가 상기 제2 접합부보다 먼저 박리되도록 상기 개봉 부재가 휘어지는, 현상제 수용 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 개봉 부재는 상기 개봉 부재의 단부보다 상기 개봉 부재의 중앙부에서 더 휘어지는, 현상제 수용 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 상기 개봉 부재는, 상기 개봉 부재가 상기 밀봉 부재와 결합되는 결합면, 및 상기 결합면에 대향하는 대향면을 포함하고,
    상기 개봉 부재는 상기 결합면과 상기 대향면을 보강하는 보강부를 포함하는, 현상제 수용 유닛.
  4. 제3항에 있어서, 상기 보강부는 간격을 두고서 복수의 위치에 설치된, 현상제 수용 유닛.
  5. 제4항에 있어서, 상기 보강부 간의 간격은, 중앙부에서의 간격이 단부에서의 간격보다 넓은, 현상제 수용 유닛.
  6. 제1항에 있어서, 상기 개봉 부재는 U자형, 직사각형, 및 H자형 중 하나의 단면을 갖는, 현상제 수용 유닛.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 접합부는 상기 접합부의 단부에 위치하고, 상기 제2 접합부는 상기 접합부의 중앙부에 위치하는, 현상제 수용 유닛.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 접합부는 상기 접합부의 단부들의 각각에 위치하는, 현상제 수용 유닛.
  9. 제1항에 있어서, 상기 접합부는 상기 현상제 수용 부재에 선형 결합된 부분을 포함하는, 현상제 수용 유닛.
  10. 제9항에 있어서, 상기 현상제 수용 부재에 선형 결합된 부분은 상기 접합부의 길이 방향으로 선형 연장되는, 현상제 수용 유닛.
  11. 제1항에 있어서, 상기 현상제 수용 부재는 가요성 용기인, 현상제 수용 유닛.
  12. 제11항에 있어서, 상기 가요성 용기는 복수의 프레임에 의해 형성된 내부 공간에 수용되는, 현상제 수용 유닛.
  13. 제1항에 있어서, 상기 현상제 수용 부재는 복수의 프레임으로 구성되고, 상기 프레임들 중 하나 이상은 상기 개구를 구비하는, 현상제 수용 유닛.
  14. 제1항에 있어서, 상기 개봉 부재가 회전하여 상기 밀봉 부재를 박리하는, 현상제 수용 유닛.
  15. 제1항에 있어서, 상기 개봉 부재는 상기 개봉 부재의 단부들에서 지지부에 의해 지지되는, 현상제 수용 유닛.
  16. 제1항에 있어서, 상기 개봉 방향은 상기 접합부의 길이 방향에 수직인, 현상제 수용 유닛.
  17. 제1항에 있어서, 상기 개구는 복수의 위치에 설치되는, 현상제 수용 유닛.
  18. 제1항에 있어서, 상기 개봉 부재는 내부에 중공부를 갖는, 현상제 수용 유닛.
  19. 현상 장치로서,
    제1항에 따른 현상제 수용 유닛과,
    상기 현상제 수용 유닛으로부터 배출되는 현상제를 담지하는 현상제 담지 부재를 포함하는, 현상 장치.
  20. 프로세스 카트리지로서,
    제1항에 따른 현상제 수용 유닛과,
    상기 현상제 수용 유닛으로부터 배출되는 현상제를 이용하여 형성된 현상제 화상을 담지하는 화상 담지 부재를 포함하는, 프로세스 카트리지.
  21. 화상 형성 장치로서,
    상기 화상 형성 장치의 본체에 착탈가능하게 장착될 수 있는 제1항에 따른 현상제 수용 유닛을 포함하고,
    상기 현상제 수용 유닛으로부터 배출되는 현상제를 이용하여 화상을 용지 상에 형성하는, 화상 형성 장치.
  22. 현상제 수용 유닛으로서,
    현상제를 배출할 수 있는 개구를 구비하고, 상기 현상제를 수용하는 현상제 수용부와,
    상기 개구를 밀봉하도록 상기 현상제 수용부에 접합되는 접합부를 포함하는 밀봉 부재와,
    상기 접합부를 상기 현상제 수용부로부터 박리함으로써 상기 개구를 노출시키는 개봉 부재와,
    상기 현상제 수용부를 포함하고, 상기 개봉 부재를 내부에 수용하는 프레임을 포함하고,
    상기 접합부는 상기 접합부의 길이 방향으로 제1 접합부와 제2 접합부를 포함하고,
    상기 접합부가 상기 길이 방향과 교차하는 방향으로 상기 현상제 수용부로부터 박리될 때, 상기 제1 접합부가 상기 제2 접합부보다 먼저 박리되도록 상기 개봉 부재가 휘어지는, 현상제 수용 유닛.
  23. 제22항에 있어서, 상기 길이 방향과 교차하는 방향은 상기 접합부의 길이 방향에 수직인, 현상제 수용 유닛.
  24. 현상 장치로서,
    현상제를 수용하는 프레임과,
    상기 현상제를 담지하는 현상제 담지 부재와,
    상기 현상제를 상기 현상제 담지 부재에 공급할 수 있는 개구를 밀봉하도록 상기 프레임에 접합되는 접합부를 포함하는 밀봉 부재와,
    상기 접합부를 상기 프레임으로부터 박리함으로써 상기 개구를 노출시키는 개봉 부재를 포함하고,
    상기 개봉 부재는 상기 프레임의 내부에 수용되고,
    상기 접합부는 상기 접합부의 길이 방향으로 제1 접합부와 제2 접합부를 포함하고,
    상기 접합부가 상기 길이 방향과 교차하는 방향으로 박리될 때, 상기 제1 접합부가 상기 제2 접합부보다 먼저 박리되도록 상기 개봉 부재가 휘어지는, 현상 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 개봉 부재는 상기 개봉 부재의 단부보다 상기 개봉 부재의 중앙부에서 더 휘어지는, 현상 장치.
  26. 제24항에 있어서, 상기 개봉 부재는, 상기 밀봉 부재와 결합되는 결합면, 및 상기 결합면에 대향하는 대향면을 포함하고,
    상기 개봉 부재는 상기 결합면과 상기 대향면을 보강하는 보강부를 포함하는, 현상 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 보강부는 간격을 두고서 복수의 위치에 설치된, 현상 장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 보강부 간의 간격은, 중앙부에서의 간격이 단부에서의 간격보다 넓은, 현상 장치.
  29. 제24항에 있어서, 상기 개봉 부재는 U자형, 직사각형, 및 H자형 중 하나의 단면을 갖는, 현상 장치.
  30. 제24항에 있어서, 상기 제1 접합부는 상기 접합부의 단부에 위치하고, 상기 제2 접합부는 상기 접합부의 중앙부에 위치하는, 현상 장치.
  31. 제24항에 있어서, 상기 제1 접합부는 상기 접합부의 단부들의 각각에 위치하는, 현상 장치.
  32. 제24항에 있어서, 상기 접합부는 상기 프레임에 선형 결합된 부분을 포함하는, 현상 장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 프레임에 선형 결합된 부분은 상기 접합부의 길이 방향으로 선형 연장되는, 현상 장치.
  34. 제24항에 있어서, 상기 개봉 부재가 회전하여 상기 밀봉 부재를 박리하는, 현상 장치.
  35. 제24항에 있어서, 상기 개봉 부재는 상기 개봉 부재의 단부들에서 지지부에 의해 지지되는, 현상 장치.
  36. 제24항에 있어서, 상기 길이 방향과 교차하는 방향은 상기 접합부의 길이 방향에 수직인, 현상 장치.
  37. 제24항에 있어서, 상기 개구는 복수의 위치에 설치되는, 현상 장치.
  38. 제24항에 있어서, 상기 개봉 부재는 내부에 중공부를 갖는, 현상 장치.
  39. 프로세스 카트리지로서,
    제24항에 따른 현상 장치와,
    상기 현상 장치로부터 배출되는 현상제에 의해 형성되는 현상제 화상을 담지하는 화상 담지 부재를 포함하는, 프로세스 카트리지.
  40. 화상 형성 장치로서,
    상기 화상 형성 장치의 본체에 착탈가능하게 장착되는 제24항에 따른 현상 장치를 포함하고,
    상기 현상 장치로부터 배출되는 현상제를 이용하여 화상을 용지 상에 형성하는, 화상 형성 장치.
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