KR20020067984A - 토너 공급 용기 및 화상 형성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 화상 형성 장치에 탈착 가능하게 장착될 수 있는 토너 공급 용기는 토너를 수용하는 주 몸체와, 주 몸체로부터의 토너의 토출을 허용하는 개구와, 주 몸체 내에 제공되어 회전에 의해 토너를 공급하는 회전 가능한 공급 부재를 포함하고, 공급 부재는, 주 몸체 내에서 토너를 상승시키는 상승부와, 수집부에 의해 상승된 토너를 개구를 향해 하향으로 안내하는 안내부와, 상승부에 의해 상승된 토너를 개구를 향해 공급하지 없고 공급 부재의 회전에 의해 하강시키는 하강부를 포함한다.

Description

토너 공급 용기 및 화상 형성 장치{TONER SUPPLY CONTAINER AND IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은 전자사진 화상 형성 방법 또는 정전 기록 방법을 채용하는 화상형성 장치와, 이러한 화상 형성 장치에 사용되는 토너 공급 용기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 복사기, 프린터, 팩시밀리 기계 등과 같은 화상 형성 장치와, 이러한 화상 형성 장치에 사용되는 토너 공급 용기에 관한 것이다.

전자사진 복사기, 프린터 등과 같은 화상 형성 장치에서, 토너의 미세한 분말이 현상제로서 사용되어 왔다. 화상 형성 장치에서 현상제가 소비됨에 따라, 토너는 토너 공급 용기를 사용하여 화상 형성 장치에 공급된다.

토너는 미세한 분말 형태로 있기 때문에, 토너 공급 작동 중 토너가 비산하여 상기 장치에 인접해 있는 영역 및 조작자(operator)를 오염시키는 문제점이 있어 왔다. 따라서, 이러한 문제점을 방지하기 위한 방법에 관한 수많은 제안들이 있어 왔고, 그 중 몇몇은 실제로 사용되어 왔다. 이러한 제안들 중 하나에 따르면, 토너 공급 용기가 화상 형성 장치의 주 조립체(이하, 장치 주 조립체라 함)내에 위치되고, 토너 공급 용기 내부의 토너는 필요에 따라 소량 만큼 용기로부터 배출된다. 이 방법의 경우에는, 신뢰성 있고 자연스럽게(중력에 의존하여) 토너를 배출시키는 것이 곤란하다. 따라서, 토너를 교반/이송하기 위한 소정 형태의 수단을 제공할 필요가 있다.

일본 특개평 7-113796호에 개시된 토너 공급 용기는 일반적으로 대략 원통형이다. 상기 용기에는 비교적 작은 토너 출구가 제공되는데, 상기 출구는 길이방향 단부 벽들 중 하나의 벽 내에 있다. 상기 용기에는 나선형 토너 교반/이송 부재도 또한 제공되는데, 상기 부재는 용기 내부에 위치된다. 이 나선형 부재는 외부로부터 구동되고, 외부 구동력은 용기의 대응하는 길이방향 단부 벽을 통해 연장되는이 나선형 부재의 길이방향 단부들 중 하나에 전달된다. 타 단부, 즉 나선형 교반/이송 부재의 비구동 단부는 자유로운 상태가 된다.

일본 특개평 7-104572호에 개시된 토너 공급 용기는 또한 토너 교반기를 포함하는데, 상기 교반기는 탄성 재료로 형성된 복수의 교반 블레이드를 구비하고 있다. 이 경우에, 용기의 축방향에 평행한 방향으로 토너를 이송하는 힘은 회전축으로부터 교반 블레이드의 팁까지 거리를 변동시켜 교반 블레이드에 사다리 형태를 부여함으로써 실현된다.

종래 기술에 따른 상술한 두 개의 교반 부재의 각각의 길이방향 단부들 중 하나는 길이방향 단부들 중 하나에서 용기 벽을 통해 연장된다. 따라서, 교반 부재가 통과하여 연장되는 용기 벽 중 일부분에는 소정 형태의 지지/밀봉 기구가 제공될 필요가 있다. 폭넓게 사용되는 이러한 지지/밀봉 기구의 구조의 경우에, 기어는 교반 부재의 길이방향 단부에 부착되고, 밀봉 부재는 기어와 용기 벽 사이에 개재된다. 밀봉 부재의 경우에, 일반적으로 도넛 형태의 오일 밀봉체 또는 일편의 목재 펠트가 사용된다.

이러한 유형의 토너 용기가 화상 형성 장치의 주 조립체 내부에 장착된다. 작동시, 토너 용기 내부의 토너 교반/이송 부재가 장치 주 조립체측으로부터 전달된 힘에 의해 회전 구동됨에 따라, 용기 내에 있는 토너는 용기 내에서 이송된 다음에, 필요에 따라 용기의 토너 출구로부터 소량씩 연속해서 배출된다.

일본 특개평 7-44000호는 종래 기술에 따른 다른 토너 공급 용기를 개시하고 있다. 이 출원에 따르면, 토너 공급 용기는 대략 원통 병 형태인데, 즉 토너 공급용기는 병의 목부와 동등한 최소의 직경을 갖는 토너 출구부와, 병의 주 몸체와 동등한 토너 보유부와, 병의 주 몸체와 목부를 연결하는 병의 일부분과 동등한 원추형의 접근부를 구비한다. 주 몸체부의 내면에는 단일 나선형 리브 또는 복수의 나선형 리브가 제공되는데, 상기 리브는 주 몸체의 하나의 길이방향 단부로부터 타 단부까지 연장된다. 출구부의 외향 단부에는 구멍이 제공되는데, 이를 통해 토너가 배출된다. 작동시, 토너 공급 용기가 회전됨에 따라, 그 내부의 토너는 나선형 리브에 의해 토너 출구를 향해 이송되고, 접근부에 의해 토너 출구로 안내(또는 상승)된 다음에, 출구 구멍으로부터 배출된다.

또한, 일본 특개평 10-260574호는 종래 기술에 따른 토너 공급 용기를 개시하고 있다. 이 토너 공급 용기 또한 대략 원통 병 형태로 되어 있다. 즉, 상기 용기는 병의 목부와 동등한 최소의 직경을 갖는 출구부와, 병의 주 몸체와 동등한 토너 보유부와, 병의 주 몸체와 목부를 연결하는 병의 일부분과 동등한 원추형의 접근부를 구비하고 있다. 주 몸체부의 내면에는 주 몸체의 하나의 길이방향 단부로부터 타 단부까지 연장되는 복수의 나선형 리브 또는 단일 나선형 리브가 제공된다. 출구부의 외향 단부에는 구멍이 제공되는데, 이를 통해 토너가 배출된다. 그러나, 이 토너 공급 용기는 그 접근부가 토너가 이송됨에 따라 토너를 상향으로 모이게 하는(rake) 부분과, 토너가 상향으로 모아짐에 따라 토너를 토너 출구로 안내하는 부분을 포함한다는 점에서 전술한 용기와 다르다.

종래 기술에 따른 바로 앞의 두 개의 토너 공급 용기들은 이들이 교반 부재를 포함하고 있지 않다는 점에서 앞의 다른 두 개의 토너 공급 용기들과 다르다.또한, 이들 바로 앞의 두 개의 토너 공급 용기들은 화상 형성 장치의 주 조립체 내부에 장착된다. 이들은, 내부에 토너를 이송하기 위해서, 장치 주 조립체측으로부터의 구동력에 의해 토너 공급 용기 자체가 회전된다는 점에서 다르다.

그러나, 종래 기술에 따른 상기 토너 공급 용기들은 다음과 같은 문제점을 내포하고 있다.

첫째, 일본 특개평 7-113796호 및 일본 특개평 7-104572호에 개시된 종래 기술에 따른 토너 공급 용기의 경우에, 교반 부재를 구동시키는 힘이 수용되는 토너 공급 용기의 일부분에는 지지/밀봉 기구가 제공되어야만 한다. 이러한 요건은 부품의 개수를 증가시키고 이어서 조립 시간 및 노동력을 증가시켜서, 결과적으로 제조 비용의 상승을 초래한다.

또한, 상술한 바와 같은 이러한 지지/밀봉 기구의 경우에는, 토너가 지지/밀봉부에 흡입될 가능성이 존재한다. 토너가 지지/밀봉부에 흡인되면, 토너 입자는 용융되어 보다 큰 토너 입자로 응집되어, 화상 현상에 기여하게 될 경우에 화질에 악영향을 미치게 될 것이다. 이와 같은 일이 거의 발생하지 않더라도, 이는 문제점이다.

둘째, 일본 특개평 7-44000호 및 일본 특개평 10-260574호에 개시된 종래 기술에 따른 토너 공급 용기의 경우에, 토너 공급 용기는 내부 교반 부재를 구비하고 있지 않다. 따라서, 지지/밀봉 기구와 관련한 상기 문제점을 내포하지 않는다. 그러나, 이들은 그 내면에 단일 나선형 리브 또는 복수의 나선형 리브가 제공되기 때문에 다음과 같은 문제점을 내포하고 있다.

이들 토너 공급 용기들은 내부에 토너를 교반하기 위한 내부 교반 부재 등을 포함하고 있지 않기 때문에, 이들이 적재시 진동을 받거나 또는 고온/다습한 상태로 거의 장시간 저장되는 경우에는, 내부의 토너가 덩어리져서, 소위 토너 브릿지(toner bridges)를 형성할 가능성이 있다. 일단 토너 브릿지가 형성되면, 토너 교반 부재가 없다면 토너가 효과적으로 배출되지 않는다. 보다 상세하게는, 토너 브릿지가, 토너 공급 용기의 내면 상의 나선형 리브에 의해 출구를 향해 붕괴되지 않고 이송되어서, 토너 출구를 막을 수 있다.

본 발명의 주 목적은, 토너 이송 성능과 토너 교반 성능 양자 모두에 있어서 종래 기술에 따른 토너 공급 용기보다 우수한 토너 공급 용기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이송 중 내부에서 토너가 덩어리지지 않도록 하는 토너 공급 용기를 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적들과 다른 목적, 특징 및 장점들이 수반된 도면과 관련하여 취해진 본 발명의 양호한 실시예의 이하 설명을 고려하면 보다 명확해 질 것이다.

이하에서, 본 발명의 양호한 실시예가 첨부된 도면과 관련되어 설명될 것이다.

도1은 본 발명의 실시예의 형성 장치(전자사진 화상 복사기)의 주 조립체의 개략적인 단면도.

도2는 도1에 도시된 전자사진 복사기의 사시도.

도3은 토너 공급 용기가 토너 공급 용기 교환 커버를 개방하여 전자사진 복사기 내로 장착되는 방법을 도시하는, 도1에 도시된 전자사진 복사기의 상부의 사시도.

도4는 원통형 벽의 반부가 용기의 내부를 도시하기 위해 제거된, 본 발명의 제1 실시예의 토너 공급 용기의 사시도.

도5a는 복사기의 전방부로부터 도시된, 용기의 축방향 선이 포함된 평면에서의 본 발명의 제1 실시예의 토너 공급 용기의 단면도이며, 도5b는 상기 용기의 도5a의 평면 A-A에서의 단면도.

도6a, 도6b 및 도6c는 용기 내의 토너가 용기로부터 토출되는 방법을 도시한, 본 발명의 제1 실시예의 토너 공급 용기의 개략적인 단면도.

도7a, 도7b 및 도7c는 본 발명의 제1 실시예의 토너 이송 부재의 사시도, 정면도 및 좌측면도.

도8a 및 도8b는 용기의 다양한 구조적 구성 요소를 설명하기 위한, 복사기의 전방측으로부터 도시된 본 발명의 제1 실시예의 토너 공급 용기의 단면도 및 도8a의 평면 A-A으로부터 도시된 도면.

도9a 및 도9b는 복사기의 전방측으로부터 도시된, 내부 구조의 구성 요소가 본 발명의 제1 실시예의 토너 공급 용기와 약간 다른 토너 공급 용기의 단면도 및 도9a의 평면 A-A으로부터 도시된 도면.

도10은 조립 방법을 도시하기 위한, 본 발명의 제1 실시예의 토너 공급 용기의 분해 조립 사시도.

도11a 및 도11b는 구획 벽이 원통형 벽의 내부면과 맞닿는 본 발명에 따른 토너 공급 용기의 부분의 개략적 단면도로써, 구획 벽과 원통형 벽의 내부벽 사이의 위치적 관계를 도시한다.

도12는 조립 방법을 도시하기 위한, 본 발명의 다른 실시예의 토너 공급 용기의 분해 조립 사시도.

도13a 및 도13b는 본 발명에 따른 토너 공급 용기의 구동력 전달 부분의 개략적 정면도 및 측면도로써, 그 구조를 도시한다.

도14a 및 도14b는 본 발명에 따른 다른 토너 공급 용기의 구동력 전달 부분의 개략적 정면도 및 측면도로써, 그 구조를 도시한다.

도15는 복사기의 전방측으로부터 도시된, 본 발명에 따른 토너 공급 용기의 다른 구동력 전달 부분과 그 인접물의 개략적인 단면도.

도16a, 도16b 및 도16c는 이송 부재의 일 측부 상의 경사진 리브들의 세트와이송 부재의 타 측부 상의 경사진 리브들의 세트가 토너 이송 부재에 대해 대칭으로 배치된, 본 발명의 제2 실시예의 토너 공급 용기의사시도, 측면도 및 평면도.

도17a, 도17b 및 도17c는 용기가 시계 방향으로 회전할 때 용기 내의 토너가 용기로부터 토출되는 방법을 도시한, 본 발명의 제2 실시예의 토너 공급 용기의 개략적인 단면도.

도18a, 도18b 및 도18c는 용기가 반시계 방향으로 회전할 때 용기 내의 토너가 용기로부터 토출되는 방법을 도시한, 본 발명의 제2 실시예의 토너 공급 용기의 개략적인 단면도.

도19는 경사진 리브의 형상이 제1 및 제2 실시예의 이송 부재와 다른 토너 이송 부재의 사시도.

도20은 경사진 리브의 형상이 제1 및 제2 실시예의 이송 부재와 다른 또 다른 토너 이송 부재의 사시도.

도21은 경사진 리브의 형상이 제1 및 제2 실시예의 이송 부재와 다른 또 다른 토너 이송 부재의 사시도.

도22는 경사진 리브의 형상이 제1 및 제2 실시예의 이송 부재와 다른 또 다른 토너 이송 부재의 사시도.

도23은 경사진 리브의 형상이 제1 및 제2 실시예의 이송 부재와 다른 또 다른 토너 이송 부재의 사시도.

도24a 및 도24b는 토너 출구가 용기의 원통형 벽 내에 있는, 본 발명의 다른 실시예의 토너 공급 용기의 가상 사시도 및 단면도.

도25a 및 도25b는 복사기의 전방측으로부터 도시된 토너 공급 용기의 제1 비교예에서 토너 이송 부재가 구멍을 구비하지 않은 토너 공급 용기의 단면도 및 도8a의 평면 A-A으로부터 도시된 도면.

도26은 용기의 다양한 구조적 구성 요소를 설명하기 위해, 주 몸체의 내부 표면이 단일 나선 리브 또는 복수개의 나선 리브를 구비하는, 종래 기술에 따른 토너 공급 용기의 제2 비교예의 토너 공급 용기의 부분 절결된 사시도.

도27은 제1 및 제2 실시예와 제1 비교예의 토너 공급 용기의 토너 토출 성능을 도시한 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1A:토너 병

1a:개구

2:밀봉 부재

3:공급 부재

3a:돌기

3d:샤프트부

4:플랜지 부재

우선, 도1을 참조하면, 전자사진 복사기, 즉 본 발명에 따른 토너 공급 용기가 장착된 화상 형성 장치의 예가 그 구조에 관하여 설명될 것이다.

(전자사진 화성 형성 장치)

도1에서, 참조부호 1은 (이하 장치 주 조립체로 언급되는)전자사진 복사기의 주조립체를 지시한다.

원고 배치 유리 압반(102) 상에 배치된 원고는 참조부호 100에 의해 지시된다. 원고(101)의 화상 형성 데이터의 광 화상은 광학부(103)의 복수의 거울 및 렌즈(Ln)에 의해 (이하, 감광 드럼으로 언급되는) 화상 담지 부재인 전자사진 감광 부재 상에 포커스 된다.

카세트들이 참조부호 105 내지 108로 지시된다. 이들 카세트안에 적층되어 배치된 (이하 "용지(p)"로 언급되는) 기록 매체(p) 중 도2에 도시된 제어 패널(100a)을 통해 조작자에 의해 입력된 정보 또는 원고(100)의 크기와 일치하는 크기의 용지가 카세트(105 내지 108)의 용지 크기 정보에 기초하여 선택된다. 또한, 기록 매체의 선택은 용지에 제한되지 않는다. 예를 들어, OHP 등과 같은 것들이 필요에 따라 기록 매체로 사용될 수 도 있다.

선택된 용지(p)는 공급/분리 장치(105A 내지 108A) 중에서 대응하는 공급/분리 장치에 의해 카세트(105 내지 108) 중 하나의 외부로 공급되며, 이송부(109)에 의해 정합 롤러(110)에 추가로 이송된다. 정합 롤러(110)는 용지(p)가 감광 드럼(104)의 회전과 광학부(103)의 주사 타이밍과 동기식으로 더 이송되는 것을 허용한다. 전사 대전 장치와 분리 대전 장치는 각각 참조부호 111과 112로 표시된다. 감광 드럼(104) 상에 형성된 토너 화상은 전사 방전 장치(111)에 의해 용지(p)에 전사된다.

그 다음, 토너 화상이 전사된 용지(p)는 분리 방전 장치에 의해 감광 드럼(104)으로부터 분리된다.

그 후에, 용지(p)는 용지(p) 상의 토너 화상이 열과 압력에 의해 용지(p)에 고정되는 고정부(114)로 용지 이송부(113)에 의해 이송된다. 그 다음, 복사기가 단면 복사 1 2 모드인 경우에 용지(p)는 반전부(115)를 통해 이송되고 배출 롤러(116)에 의해 반송 트레이(117)로 배출되는 반면, 양면 복사 모드인 경우에 용지(p)는 재공급 이송 경로(119, 120)를 통해 반전부(115)의 플래퍼(118)를 제어하여 정합 롤러(110)로 이송되며 용지(p)가 단면 복사 모드인 경우에 통과하는 것과 동일한 경로를 통과한 후에 반송 트레이(117) 내로 배출된다.

특히, 양면 복사 모드인 경우, 용지(p)는 반전부(115)를 통과하면서 배출 롤러(116)에 의해 장치 주 조립체로부터 부분적으로만 배출된다. 즉, 용지(p)가 장치 주 조립체로부터 배출되는 동안에 용지(p)의 후단부가 플래퍼(118)를 지나가자 마자, 플래퍼(118)는 제어되며, 동시에 배출 롤러(116)는 장치 주 조립체 내로 용지(p)를 재공급하도록 역회전된다. 그 후에, 용지(p)는 재공급 이송 경로(119, 120)에 의해 정합 롤러(110)로 이송된다. 그 다음, 용지(p)는 단면 복사 모드인 경우에 용지(p)가 지나가는 경로와 동일한 경로를 따라서 반송 트레이(117)로 배출된다.

전술된 바와 같이 구성된 장치 주 조립체(100)에서, 현상부(201), 세척부(202), 주 대전부(203) 등은 감광 드럼(104) 주위에 배치된다. 현상부(201)는 광학부(103)에 의해 감광 드럼(104)의 주연 표면을 노출시켜 형성된 정전 잠상을 토너를 사용하여 현상한다. 현상부(201)에 토너를 공급하기 위한 토너 공급 용기(1)는 장치 주 조립체의 토너 공급 용기 장착부에 제거 가능하게 장착된다.

현상부(201)에는 토너 호퍼(201a)와 현상 장치(201b)가 제공된다. 토너 호퍼(201a)는 토너 공급 용기로부터 공급된 토너를 교반하기 위한 교반 부재(201c)를 갖는다.

교반 부재(201c)에 의해 교반된 후에, 토너는 자기 롤러(201d)에 의해 현상 장치(201b)로 전달된다. 현상 장치(201b)는 현상 롤러(201f)와 토너 전달 부재(201e)를 갖는다. 토너는 자기 롤러(201d)에 의해 토너 호퍼(201a)로부터 토너 전달 부재(201e)로 전달되며 토너 전달 부재(201e)에 의해 현상 롤러(201f)로 더 전달된다. 그 다음, 토너는 현상 롤러(201f)에 의해 감광 드럼(104)으로 공급된다.

세척부(202)는 감광 드럼(104) 상에 잔류한 토너 입자를 제거하기 위한 것이다. 주 대전 장치(203)는 감광 드럼(104)을 대전시키기 위한 것이다. 장치 주 조립체(100)의 외형 부품을 구성하는 토너 공급 용기 교체 커버는 도2에서 참조부호 15로 표시된다. 사용자가 토너 공급 용기 교체 커버(15)를 개방할 때 토너 공급 용기 베드(50)는 구동 시스템(도시되지 않음)에 의해 소정 위치로 외부로 잡아 당겨진다. 토너 공급 용기(1)는 이 용기 베드(50) 상에 배치된다. 사용자가 토너 공급 용기(1)를 장치 주 조립체의 외부로 취할 때, 사용자는 용기 베드(50)가 장치 주 조립체의 외부로 잡아 당겨진 후에 용기 베드(50) 상의 토너 공급 용기(1)를 제거한다. 토너 공급 용기 교체 커버(15)는 토너 공급 용기의 배치 또는 제거(교체)를 위한 전용 커버이며, 즉, 토너 공급 용기(1)를 배치하거나 제거하기 위해서만 개방되고 폐쇄된다. 장치 주 조립체의 보수에 대해서는 전방 커버(100)를 개방시킴으로써 실행된다.

토너 공급 용기(1)는 장치 주 조립체에 용기 베드(50)를 제공하지 않고 장치 주 조립체 내에 직접 배치되거나 그로부터 직접 제거될 수 있다.

(실시예 1)

도4, 도5a 및 도5b를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예의 토너 공급 용기가 설명될 것이다. 도4는 본 발명의 제1 실시예의 토너 공급 용기의 부분 절결된 사시도이다. 도5a는 복사기의 전방측에서 본 토너 공급 용기의 단면도이며, 도5b는 도5a의 면 A-A에서 본 토너 공급 용기의 도면이다.

(토너 공급 용기)

토너 공급 용기(1)는 용기의 밀봉 부재(2) 측으로부터 용기의 주 몸체의 길이 방향에 사실상 평행한 방향으로 사용자에 의해 화상 형성 장치 주 조립체 내에 장착되도록 구조된다. 토너 공급 용기(1)를 제거할 때, 토너 공급 용기(1)는 장착된 방향과 반대 방향으로 장치 주 조립체의 외부로 잡아 당겨진다.

도4, 도5a 및 도5b에 도시된 바와 같이, 토너 병(1A)(용기의 병 또는 주 몸체)은 일반적으로 중공-원통형이며 원통형부는 그의 중심 위치에서 일 단부 표면으로부터 돌출되어 형성된다. 원통형의 자유단측은 화상 형성 장치(현상 장치)측 내로 토너를 토출하기 위한 개구(1a)를 한정한다.

개구(1a) 내에서, 개구(1a)를 밀봉하기 위한 밀봉 부재(2)는 가압 끼워맞춤되며, 밀봉 부재(2)는 토너 병(1A)의 주 몸체에 대해 토너 병(1A)의 축방향으로 활주되어 개구(1a)를 자동적으로 개방하고 폐쇄한다.

도4에서는, 개방 위치에 있을 때가 도시되어 있다.

토너 병(1A)의 내부 구조에 대해 설명될 것이다.

토너 병(1A)은 일반적으로 원통형이며, 화상 형성 장치의 주 조립체 내에 거의 수평하게 위치된다. 토너 병(1A)은 이하에서 설명될 공급 부재(3)와 밀봉 부재(2) 내에 제공된 결합 돌기를 통해 화상 형성 장치의 주 조립체(100)로부터의 회전 구동력에 의해 회전된다.

일반적으로 평판의 형태인 공급 부재(3)는 토너 병(1A) 내에 제공되며 토너 병(1A)의 내측을 2개의 부분으로 분할하며, 이는 토너 병(1A)의 길이 방향으로 전체 길이에 걸쳐 연장된다.

공급 부재(3)의 평평한 부분의 측면 각각에는 (공급 부재(3)가 개구를 향해 하향으로 토너를 안내하기에 효율적인 위치를 취할 때, 즉 공급 부재(3)가 도7b에 도시된 위치를 취할 때) 개구를 향해 토너 병(1A)의 회전축 a-a에 대해 경사져서 연장된 복수의 돌기(3a)(안내부)가 제공되어 있다. 평판형태인 영역은 경사진 돌기를 지지하는 기능을 가진다. 개구(1a)에 가장 근접한 경사진 돌기(3a)의 일 단부는 개구(1a)를 한정하는 원통형부로 이어진다. 최종적으로, 토너는 원통형부로 공급 부재(3)가 회전하여 가장 근접한 돌기(3a)의 표면 상에서 하향 활주하여 개구(1a)를 통해 배출된다. 개구에 가장 근접한 돌기(3a)의 일 단부는 원통형부의 인접부로 연장될 수 있다.

도5b에 도시된 바와 같이, 돌기(3a)는 회전 대칭 배열로 공급 부재(3)의 평판부의 측면 양쪽에 제공되어서 토너가 토너 병의 일방향 회전으로 개구(1a)를 향해 공급되도록 한다. 모델과 함께 공급 부재의 매 180도 회전에 의해, 돌기에 의해 상승된 토너는 돌기의 표면 상에서 하향 활주하고, 그에 의해 토너가 개구를 향해 그리고 개구로 점진적으로 공급된다.

따라서, 공급 부재가 병과 함께 일체로 회전할 때, 2개의 토너 공급 작동 및 토출 작동이 간헐적으로 수행된다. 연속적인 고속 회전에 의해, 토너 공급 및 토출 작동은 거의 연속적으로 수행된다. 여기서, 회전 대칭은 회전축에 대해 거의 대칭이므로 공급 부재(3)의 각각의 측면부 상의 돌기(3a)는 매 180° 회전마다 거의 동일한 위치를 취하는 것을 의미한다.

도6a 내지 도6c 및 도7a 내지 도7c를 참조하여, 이 실시예의 토너 공급 용기(1)의 토너 토출 원리가 기술될 것이다. 도6a 내지 도6c는 도5a의 선 A-A를 따라 취한 부분 단면도이다.

토너 병(1A)은 화살표 a에 의해 지시된 방향으로 공급 부재와 일체로 회전한다. 토너 병(1A)에서, 토너 입자는 점으로 나타난 바와 같이 바닥부에 존재한다. 공급 부재(3)의 판형부에는 후술되는 구멍 또는 개구가 제공된다. 공급 부재는 도7a에서 3y로 지시된 바와 같이, 돌기의 외측부와 구멍이 없는 판형부에 의해 구성된 토너 스쿠프부(scoop) 또는 상승부를 갖는다. 도6a에서 도시된 상태에서, 상승부는 병의 바닥부의 토너 분말 내에 있다. 병이 공급 부재(3)와 일체로 회전함에 따라, 토너 분말 내에 잠긴 상승부는 중력에 대항하여 토너를 점진적으로 상승시킨다.

보다 구체적으로, 이 실시예에서, 토너는 상승부(도7a의 3y 영역)와 거기에 접하는 병의 내부 표면에 의해 한정된 공간안으로 상승 또는 승강된다. 상승부는 공급 부재가 토너를 개구쪽으로 하향하도록 안내하는 위치(예컨대, 도7b)를 취할 때 상부 위치를 취하는 경사진 돌기 부분에 의해 한정된다.

판형부가 병의 전체 길이에 걸쳐 병의 내부 표면과 거의 접촉하여 배치되므로, 토너는 병의 내부 표면을 이용하여 효과적으로 상승될 수 있다.

상승부에 의해 상승되지 않는 토너는 구멍부(3c)를 관통하므로, 토너는 상승 작용과 병행하여 교반된다.

병의 회전으로, 도6b에 도시된 바와 같이 공급 부재(3)에 의해 퍼올려지거나 상승된 토너의 일 부분은 경사진 돌기(3a)와 그것을 지지하는 판형부의 부분(3x)의 도움으로 중력에 의해 개구쪽으로 하향 안내된다(도6b 및 도7b의 t2).

공급 부재(3)의 상승부에 의해 상승된 토너의 일 부분은 개구로 공급되거나 안내되지 않고, 중력에 의해 구멍부(3c)를 통해 낙하한다(도6b 및 도7b의 t1). 재차, 토너는 상승된 토너의 안내 및 공급과 더불어 구멍부(3c)를 통해 낙하함으로써 교반될 수 있다.

전술한 작용의 반복에 의해, 토너 병(1A) 내의 토너는 교반되는 한편, 토출 개구쪽으로 점진적으로 공급된다. 마지막으로, 토너는 도6c에 도시된 바와 같이 개구(1a)쪽으로 연속되는 경사진 돌기(3a) 위의 부분으로부터 개구(1a)를 통해 토출된다.

판형부가 거의 토너 병(1A)의 전체 길이에 걸쳐 연장되고 복수의 경사진 돌기(3a)는 전술한 바와 같은 방식으로 제공되므로, 토너는 충분히 교반되는 한편 효과적으로 공급된다.

경사진 돌기는 회전축에 수직 방향으로 보았을 때, 즉 회전축 상에 투영되었을 때 부분적으로 중첩된다. 이렇게 함으로써, 경사진 돌기에 의해 개구쪽으로 전진된 토너는 그 경사진 돌기의 바로 앞에 배치된 다른 경사진 돌기에 의해 더욱 전진된다. 따라서, 토너는 효과적으로 교반되고 공급된다.

이러한 실시예를 사용할 때, 공급 부재(3) 상에 제공된 경사진 돌기(3a)의 외형, 크기, 배치 및 구조를 적절히 선택함으로써, 다양한 토너 토출 성능이 제공될 수 있다.

(공급 부재)

공급 부재(3)는 상세히 기술될 것이다. 공급 부재(3)는 용기의 주 몸체(1A)의 거의 전체 길이에 걸쳐 연장되고 주 몸체(1A)의 내부 공간을 구획한다. 이 실시예에서, 공급 부재(3)는 용기의 주 몸체(1A)를 두 부분으로 분할하지만, 공간을 셋 또는 네 부분으로 분할할 수 있다.

공급 부재(3)는 양호하게는 개구(1a) 또는 개구(1a)의 연장부를 축방향으로 가로질러 연장한다. 그 이유는 다음과 같다. 토너는 전술한 바와 같이 경사진 돌기(3a)의 토너 공급 작용에 의해 개구(1a)를 통해 최종적으로 토출된다. 따라서, 공급 부재(3)는 양호하게는 주 몸체의 플랜지부(3b)(단부 벽 표면)에 인접한 개구(1a)를 가로질러 연장된다.

공급 부재(3)는 용기의 주 몸체(1A)와 일체로 회전하고 용기의 주 몸체(1A)의 전체 길이에 걸쳐 연장된다. 따라서, 공급 부재(3)는 마치 주 몸체(1A)에 대한 리브를 강화하는 기능을 한다.

공급 부재(3)가 용기의 주 몸체(1A)와 일체로 회전하므로, 토너가 공급 부재(3)와 주 몸체(1A) 사이에서 마찰되어 고형화되는 것이 방지될 수 있다.

(중공체의 형상을 유지하는 골격과 같은) 공급 부재(3)의 강화 기능에 의해 강도가 보장되므로, 토너 공급 용기는 긴 외형을 갖는다. 동일한 이유로, 주 몸체(1A)의 벽부의 두께는 감소될 수 있는데, 이것은 주 몸체(1A)의 비용 감소와 주 몸체(1A) 재료의 더 큰 선택폭을 낳는다.

도7a 내지 도7c를 참조하여, 토너 교반 효과가 기술된다.

도7a 도7b 및 도7c는 본 발명의 실시예에 따른 공급 부재(3)의 사시도, 정면도 및 좌측면도이다.

공급 부재(3)에는 평판부에 복수의 관통 구멍부(3c)가 제공된다. 구멍부(3c)에 의해, 토너 병(1A) 내의 토너는 공급 부재(3)에 의해 한정된 공간 사이에서 거의 자유롭게 이동 가능하다.

따라서, 토너 병의 회전에 의해 상승된 토너의 일정 분량은 경사진 돌기(3a)에 의해 개구쪽으로 안내 및 공급되고, 상승된 토너의 나머지 분량은 구멍부(3c)를 통해 낙하한다. 따라서, 토너의 다양한 이동이 병 내에서 일어난다.

구멍부(3c)를 통한 토너의 낙하는 그 낙하로부터 유발된 충격에 의해 응고된 토너를 완화하기에 효과적이므로, 병 내에서 토너의 유동성을 개선한다.구멍부(3c)는 실질적으로 토너 병의 전체 길이에 걸쳐 제공되므로, 토너의 유동성은 병 내부의 임의의 지점에서 매우 신속히 향상되어 토너 용기의 교환 후 초기 단계에서 만족스런 토출 성능이 제공될 수 있다. 이러한 이유로, 토출 성능의 표준화를 위한 예비 회전은 불필요하므로, 화상 형성 장치의 휴지 시간(화상 형성이 불가능한 시간 간격)을 최소화한다.

나선형 돌기가 병의 내부 표면에 형성된 종래의 토너 공급 용기의 경우에는, 응고된 토너를 완화하기 위한 명확한 수단이 없으므로, 토너가 토출 가능한 정도로 완화되었다고 예상될 때까지 회전될 필요가 있었다.

그러나, 본 실시예에 따르면, 토너는 공급 부재(3) 상에서 명확하게 이동하고 유동성이 향상된다. 비록 토너가 교결되어 덩어리지더라도 토너는 문제없이 토출될 수 있다.

공급 부재(3)는 양호하게는 플라스틱 수지 재료의 사출 성형을 통해 제조되지만, 또 다른 방법을 통해 및/또는 상이한 재료로 제조될 수 있다.

이러한 재료는 용기의 재활용 관점에서 양호하게는 용기의 주 몸체(1A)와 동일하다. 보다 구체적으로, ABS, PP, POM, HI-PS가 양호한 재료이다. 본 실시예에서는 HHI-PS가 사용되었다.

(경사진 돌기)

도8a 및 도8b를 참조하여, 토너의 교반 및 공급 성능에 현저한 영향을 주는 경사진 돌기(3a)가 기술될 것이다. 도8a에서, θ는 경사진 돌기(3a)의 병 회전축(a-a)에 대한 경사 각도이고, 크기(p)는 인접한 경사진 돌기(3a) 사이의 간격이다. 또한, s는 토너가 경사진 돌기(3a)에 의해 공급되는 거리이고, b는 경사진 돌기(3a)의 폭이다.

경사진 돌기(3a)는 공급 부재(3)의 평판부로부터의 돌기의 형태이며, 따라서 경사진 돌기(3a)는 토너 병(1A)이 회전될 때 토너 병 내의 토너 분말 내로 삽입되는 기능을 갖는다. 또한, 토너는 경사진 돌기(3a)의 경사에 의해 개구를 향하여 공급되는 이중의 기능을 수행한다.

경사진 돌기(3a)의 경사각(θ)을 변화시킴으로써, 토너 공급 성능이 선택적으로 결정된다. 예컨대, 경사각(θ)이 급한 경사를 제공하도록 변하면, 토너는 수직 낙하와 유사한 방식으로 경사진 돌기(3a) 상을 활주한다. 이러한 경우에, 토너 활주 작동이 향상되어 토너 공급량이 많아지지만, 경사진 돌기 당 토너 공급 거리(s)는 짧아지고, 따라서 공급 속도는 낮아진다. 경사각(θ)이 덜 급한 배열을 제공하도록 변하면, 경사진 돌기(3a) 당 토너 공급 거리(s)는 길어져서 공급 속도가 높아진다. 그러나, 경사각(θ)이 너무 작으면 토너가 경사진 돌기(3a) 상에서 쉽게 활주할 수 없다. 토너 공급 성능의 최적의 설계는 경사각(θ)을 적절하게 선택함으로써 달성된다. 경사각(θ)은 실험에서 양호하게는 30°내지 80°이고 더욱 양호하게는 45°내지 70°이다.

전술된 분석에서, 경사진 돌기에 의한 토너 공급 거리(s)는 회전축 상에 돌출된 길이로 가정한다. [(예를 들어 도7b와 같이) 공급 부재가 토너를 개구를 향하여 하향으로 안내할 때] 경사진 돌기의 저측면이 병 표면의 내부로부터 멀어진다. 상기 구조가 유리하다.

이렇게 함으로써, 경사진 돌기에 의해 상승된 토너가 경사진 돌기 상에서 하강 활주하는 토너의 관성에 기인하여 바로 전방 측의 경사진 돌기를 따라잡는 것을 피할 수 있다. 따라서, 경사진 돌기 당 토너 공급 거리가 증가될 수 있다.

반면, 도7b에 도시된 바와 같이, (예를 들어, 도7b와 같이) 경사진 돌기의 상부 측면이 병의 내부 표면에 가능한 한 가까운 것이 바람직하고, 병의 내부 표면 내에 접촉하는 것이 더욱 바람직하다.

이렇게 함으로써, 상승부에 의해 상승된 거의 모든 토너가 경사진 돌기 상에서 안내되어 공급될 수 있다.

따라서, 토너가 효과적으로 공급될 수 있다.

(돌기의 경사각 및 간격)

모든 경사진 돌기(3a)가 동일한 경사각(θ)으로 경사질 필요는 없다. 도9a에 도시된 바와 같이, 경사진 돌기(3a)가 경사진 돌기(3a)에 대해 다르게 설정될 수 있다(경사각 θ1, θ2, θ3). 유사하게, 간격(p)이 균일할 필요는 없고, 경사진 돌기(3a)에 대해 간격(p1, p2, p3)으로 설정될 수 있다.

그러한 설정에 의해, 토너 토출 특성이 제어될 수 있다.

대체로 회전되는 종래의 토너 공급 용기에서, 토너 토출량은 토너 병 내에 남아있는 토너의 양에 따라 변화하고, 따라서 일정한 토출량을 유지하는 것이 매우 어렵다. 이는 토너가 병에 채워져서 토너의 분말 압력이 높은 초기 단계에서는 토너 토출량이 반드시 많고, 병 내에 함유된 토너의 양이 적은 마지막 단계에서는 토너 토출량이 초기 단계에서의 토출량과 비교하여 극히 작기 때문이다.

그러나, 본 실시예의 구조에 따르면, 경사각(θs)과 간격(p)을 적절하게 설정함으로써, 토너 토출량이 일정하게 될 수 있다.

예를 들어, 간격(p)이 비교적 낮은 토너 토출 속도를 제공하도록 개구(1a)와 인접한 먼 거리로 설정되고, 경사각(θ)이 개구(1a)로부터 먼 부분에서 더 큰 토너 토출 속도를 제공하도록 작은 각도로 설정된다. 예컨대, 이러한 방식으로, 공급 성능이 토너 병의 종방향으로 변화될 수 있다. 이렇게 함으로써, 초기 단계에서, 토너 토출량이 많아지는 경향을 억제하고, 반대로 마지막 단계에서, 토너 공급 속도가 커진다. 따라서, 대체로 일정한 토너 토출량이 보장될 수 있다.

(폭)

도9b에 도시된 바와 같이, 경사진 돌기(3a)의 폭이 경사각(θ) 및 간격(p)과 유사하게 토너 공급력을 조절하도록 선택될 수 있다.

예를 들어, 폭(b)이 넓어질수록 상승된 토너의 양은 많아진다. 그러나, 토너의 양이 너무 많아지면, 토너 공급 용기의 제조 시기에서 토너의 충진이 영향을 받는다. 따라서, 양호한 치수로 설정된다.

발명자에 의한 실험과 연구는 경사진 돌기(3a)의 폭이 양호하게는 토너 병 내경(d)의 약 5 내지 20 %, 더욱 양호하게는 10 내지 15%라는 것을 밝혀냈다.

결국 폭(b)은 토출 개구의 개구(1a)로 연속되고 개구(1a)의 폭보다 커질 수도 있다.

폭(b)이 개구(1a)의 폭보다 작다면, 토너 공급 효율은 낮아지게 될 것이다. 폭(b)이 개구(1a)의 절반보다 작지 않다면 충분히 실용적인 공급이 수행될 수 있다.

본 실시예에서, 폭은 개구(1a)의 폭과 거의 동일하다.

(토너 공급 용기의 조립 방법)

본 발명의 실시예에 따른 토너 공급 용기의 조립 방법이 설명될 것이다.

도10은 실시예1에 따른 토너 공급 용기(1)의 조립을 도시하는 사시도이다. 본 실시예에 따른 토너 공급 용기(1)의 구조는 매우 간단하여, 도10에 도시된 바와 같이 다섯 개의 부분들을 결합함으로써 조립될 수 있다. 용기의 주 몸체(1A)가 사출 성형 또는 중공 성형에 의해 쉽게 제조될 수 있고, 밀봉 부재(2), 공급 부재(3), 플랜지 부재(4), 충진 포트 및 캡핑 부재(5)가 사출 성형에 의해 쉽게 제조될 수 있다. 본 실시예에서, 모든 부분이 사출 성형을 통해 제작된다.

용기 주 몸체(1A)와 플랜지 부재(4)를 결합하기 위한 방법에 관하여, 초음파 용접법 또는 진동 용접법이 사용 가능하며, 또는 밀봉 특성이 보장되는 열 용융 접착 재료나 다른 접착 재료에 의해 접합될 수도 있다.

또는, 플랜지부의 외주연부와 원통형 단부 사이의 가벼운 가압 끼워맞춤 결합도 사용 가능하다. 이러한 경우에, 결합부의 외주연이 접착 테이프 등으로 감겨진다. 그 후에, 토너 병이 쉽게 분리되어, 토너 공급 용기의 재생이 용이하다.

조립의 단계는 다음과 같다.

우선, 공급 부재(3)가 공급 부재(3)의 단부가 플랜지(4)의 내부 표면 상에 제공된 돌기들(4a) 사이에 개재되도록 플랜지(4)로 삽입된다. 그 후에, 플랜지 부재(4)가 용기의 플랜지 부재(4)의 주 몸체(1A)에 결합되고, 밀봉 부재(2)가 공급부재(3)의 구동 전달 샤프트부(3d)와 결합된다.

그 후에, 토너가 토너 충진 개구(4b)를 통해 주 몸체 내로 충진되고, 충진 캡(5)은 충진 포트(4b) 내로 가압 끼워맞춤되고, 이로써 토너 공급 용기의 조립이 달성된다.

그러한 조립 방법을 이용할 때, 공급 부재(3)가 용기의 주 몸체(1A)의 내부 표면에 접촉되는 부분에 주의를 기울여야 한다. 전술된 바와 같이, 공급 부재(3)와 주 몸체의 내부 표면 사이에 간극이 있다면, 토너는 간극을 관통하여 공급 효율을 감소시키고, 마지막 단계에서 토출될 수 없는 잔류 토너의 양이 증가하게 된다. 이는 바람직하지 않다. 도11a 및 도11b는 토너 공급 효율의 감소나 잔류 토너량의 증가를 방지하는 구조의 예시를 도시한다.

도11a의 예시에서, 용기의 주 몸체가 축 방향과 평행하게 연장되는 리브의 형태인 두 개의 평행 돌기(1e)를 갖고, 공급 부재(3)가 돌기(1e)들 사이에 제공된 간극 내로 삽입된다. 이러한 구조는 사출 성형을 통해 주 몸체(1A)를 제조하는데 적절하다. 공급 부재(3)의 자유단 표면이 용기의 주 몸체(1A)에 접촉되지 않지만 토너가 관통하지 않고, 따라서 공급 효율의 감소 또는 잔류 토너의 증가가 효과적으로 방지될 수 있다. 리브 형태인 돌기(1e)가 용기의 회전 방향에 대한 공급 부재(3)의 하류측에서만 제공될 수 있다.

도11b는 리세스(1f)가 축방향으로 연장되어 제공되고 공급 부재(3)가 리세스(1f) 내에 위치되어 있는 다른 예를 도시한다. 이러한 예는 중공 성형을 통해 제조된 주 몸체(1A)에 대해 적합하다. 토너 공급 효율과 잔류 토너는 예(a)에서와 동일하다.

도12는 조립 단계의 다른 실시예를 도시한다. 이 예에서, 공급 부재(3)와 플랜지 부재(4)는 일체로 사출 성형된 다음 일체형 부재가 주 몸체(1A) 내로 삽입된다. 그렇게 함으로써, 부품의 개수가 네 개로 감소될 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 다양한 제조 방법과 조립 방법이 사용될 수 있다. 또한, 교반 부재가 종래의 토너 공급 용기의 유형과는 달리 토너 용기 내에서 회전되지 않으므로, 교반하기 위하여 요구되는 토크 증가의 문제점이 없다.

베어링 부재 등이 교반 샤프트를 수용하기 위하여 사용되지 않아서, 부품 비용이 감소하고 베어링부에서의 활주 작용으로 인한 토너 입자의 응고가 회피될 수 있다.

(토너 공급 용기의 재활용)

사용된 토너 공급 용기(1)의 재활용이 설명된다. 용이한 분해를 목적으로, 주 몸체(1A)와 플랜지 부재(4)가 접착 테이프에 의하여 결합된다. 분해 작업은 조립 작업과 반대이다. 특히, 밀봉 부재(2)가 먼저 제거되고, 접착 테이프가 제거되고, 주 몸체(1A)가 도12에 도시된 것처럼 네 개의 부품으로 분리된다. 주 몸체(1A), 돌기(3a)를 구비한 공급 부재(3), 플랜지 부재(4), 밀봉 부재(2), 및 충진 캡(5)이 공기 블로우를 사용하여 세척된다. 그 후에, 이들은 용기로 재조립되어 소정량의 토너가 충진되고, 이에 의해 재활용이 완료된다.

마모되는 부품이 없고 재사용 비율이 높다. 보통의 경우에, 교체되는 부품이 없다. 복잡한 구조적인 부품 또는 공기가 용이하게 도달하지 않는 부분을 포함하는 부품이 없기 때문에, 구조가 공기 세척에 적합하다. 그러므로, 세척이 간단하고 확실하게 수행될 수 있다. 토너 공급 특성은 새로운 토너 병에서 동일하다.

다른 한편으로, 사용된 토너 공급 용기(1)가 압착될 수 있어 재료가 감소되는 것이 가능하다. 주 몸체(1A), 공급 부재(3), 플랜지 부재(4), 밀봉 부재(2), 충진 캡(5)이 상이한 재료로 만들어지더라도, 이들은 각각의 부품으로 매우 용이하게 분리된다. 이는 그런 재활용의 경우에 편리하다. 또한, 본 발명의 실시예의 토너 공급 용기(1)는 공급 부재(3) 재료의 폭넓은 선택을 제공한다. 모든 부품들을 동일한 재료로 만드는 것이 가능하다. 그러한 경우에, 용기의 주 몸체(1A)는 초음파 용접에 의하여 구성되어, 용기의 주 몸체가 재사용될 때 분해되지 않고 압착되어 재사용된다. 재료는 양호하게는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌이고, 이는 재료가 밀봉 부재(2)를 포함하여 공통되기 때문이다.

(회전 구동부의 구조)

용기의 주 몸체(1A)를 회전시키기 위한 구동력을 전달하기 위한 수단에 대하여 설명된다. 이러한 수단을 위하여 다양한 공지된 기구가 사용될 수 있다. 도13a, 도13b 및 도14a, 도14b가 예를 도시한다.

도13a 및 도13b에서, 돌기(3f)가 플랜지부(3b)의 외부 표면 상에 제공되어 회전 구동력을 수용하기 위해 화상 형성 장치의 주 조립체 내에 제공된 구동 전달 부분과 결합된다. 도14a 및 도14b는 기어부(1d)가 주 몸체(1A)의 원주 둘레에 형성되어 있는 다른 예를 도시하고, 이 도면에 도시된 것처럼 기어부(1d)가 회전 구동력을 수용하기 위하여 화상 형성 장치의 주 조립체 내에 제공된 구동 기어와 맞물림 결합된다.

도15에 도시된 실시예에서, 밀봉 부재(2)는 또한 회전 구동력 전달 부재로서 기능한다. 밀봉 부재(2)는 밀봉부(2c), 플랜지부(2d), 구동력 수용부(2e), 로킹부(2f)를 포함한다.

밀봉부(2c)의 외경은 개구(1a)의 내경보다 약간 더 커서 플랜지부(2d)에 의하여 정지될 때까지 개구(1a) 내로 가압 끼워맞춤된다.

토너 공급 용기(1)가 화상 형성 장치의 주 조립체(100) 내로 장착된 후에, 로킹 부품(11)이 전방 도어의 개방 및 폐쇄 또는 레버 조작에 의하여 밀봉 부재(2)의 중심을 향해 이동된다. 용기의 주 몸체(1A)는 도면에서 좌측으로 이동하고, 로킹 부품(11)은 밀봉 부재(2)의 로킹부(2f)의 홈과 결합되고, 이에 의해 밀봉 부재(2)가 자동으로 뽑힌다. 토너가 주 조립체내에 장착된 용기로부터 토출될 때, 회전 구동력이 화상 형성 장치의 주 조립체의 구동 수단(12)으로부터 밀봉 부재(2)의 구동력 수용부(2e)로 전달된다. 밀봉 부재(2)는 공급 부재(3)로부터 일체로 연장된 비원형의 샤프트부(3d)와, 샤프트부(3d)와 결합하기 위하여 축방향으로 활주 가능한 대응하는 사각형 구멍(2g)을 더 포함한다. 개구가 밀봉되지 않더라도, 이들은 서로 결합되어 유지된다.

토너가 회전 구동력을 공급 부재(3) 및 주 몸체(1A)로 밀봉 부재(2) 및 이들 모두를 회전시키는 샤프트부(3d)를 통해 전달함으로써 공급되어 토출된다.

토너 공급 용기(1)가 취출되어야 하면, 작업은 반대이다. 특히, 용기의 주몸체(1A)가 전방 도어의 개방에 응답하여 또는 레버를 조작함으로써 전진하고, 이에 의해 밀봉 부재(2)가 개구(1a) 내로 가압 끼워맞춤되어 개구(1a)를 재밀봉한다.

밀봉 부재(2)는 양호하게는 플라스틱 수지 재료의 사출 성형에 의해 만들어지지만, 다른 방법을 통하여 및/또는 다른 재료로 제조될 수 있거나 분리된 부품들을 조립함으로써 제조될 수 있다. 밀봉 부재(2)는 토너 공급 개구(1a) 내로 가압 끼워맞춤되어 그를 밀봉하고, 따라서 적절한 정도의 탄성이 요구된다. 재료는 양호하게는 폴리프로필렌, 나일론, 고밀도 폴리에틸렌 등이며, 더 양호하게는 저밀도 폴리에틸렌이다.

(제2 실시예)

도16a 및 도16b를 참조하여, 제2 실시예가 설명된다.

도16a 및 도16b에서, 판형 부분의 대향 측면들 상의 경사진 돌기(3a)들이 토너 병(1A)의 회전축(a-a)에 대하여 거울상 대칭 관계에 있다.

토너가 토너 병(1A)을 회전시킴으로써 토출되는 종래의 예에서, 토너 병(1A)의 회전 방향은 토너를 토출(공급)하기 위하여 하나의 방향으로 결정된다.

토너 병의 내측 표면 상에 나선형 리브를 갖는 종래의 토너 병의 경우에, 토너는 병이 하나의 소정 방향으로 회전될 때에만 공급될 수 있다.

그러나, 본 발명의 토너 공급 용기(1)의 경우에, 경사진 돌기(3a)들이 거울상 대칭으로 배열되어 있는 도16a 및 도16b에 도시된 구조가 가능하다. 이러한 배열에 의하면, 토너가 어느 한쪽 방향으로의 회전에 의하여 토출될 수 있다.

도17a 내지 도17c는 토너 병(1A)의 시계방향 회전의 경우를 도시하고, 도18a내지 도18c는 토너 병(1A)의 반시계 방향 회전의 경우를 도시한다.

도17a 내지 도17c 및 도18a 내지 도18c에서, 토너가 도17a, 도17b 및 도18a 및 도18b로 도시된 단계를 통하여 공급 부재(3)의 스쿠핑 또는 상승부에 의하여 퍼올려진다. 그 다음 토너는 경사진 돌기(3a) 상에서 개구(c)를 향해 하방으로 활주한다.

이들 도면에 도시된 것처럼, 경사진 돌기(3a)들은 거울상 대칭으로 배열되어 있고, 토너는 어느 한쪽 방향으로의 회전 방향으로 토출될 수 있다. 그러나, 토너 토출 작업은 제1 실시예와는 다르게 어느 한쪽 방향으로의 1회의 완전한 회전 시에 단지 1회 발생한다.

이러한 배열을 사용하면, 다음과 같은 유익한 효과가 제공된다.

병과 공급 부재의 회전 방향을 간헐적으로 변경함으로써, 교환 시의 충격(가속)이 용기 내의 토너에 대한 교반 효과를 현저하게 증진시키는 데 효과적이다. 동시에, 병의 내측 표면 상에 부착된 토너 입자들을 낙하시키는 것이 가능하고, 따라서 사용되지 않고 잔류하는 토너의 양이 현저하게 감소될 수 있다.

(다른 실시예)

본 발명은 상기 설명된 실시예로 제한되지 않으며 다양한 변경이 가능하다.

선행 실시예에서, 경사진 돌기(3a)는 판형 영역으로부터 사실상 수직으로 연장되고, 경사진 돌기(3a)는 도19 내지 도23에 도시된 바와 같이 변형될 수 있다.

도19에서, 돌기(3a)의 측면 단부는 토너를 둘러싸기 위해 "L"자 형상으로 굴곡 됨으로써 경사진 돌기(3a) 상에서 활주하는 토너의 양은 선행 실시예와 비교해서 더 많다.

도20 및 도21은 경사진 돌기(3a)가 반원, 타원 등과 같은 단면 형상, 즉 매끄럽게 굴곡된 단면을 갖음으로써 토너가 정확하게 보유되어 토너 공급력이 증가되는 다른 예들을 도시하고 있다. 추가로, 경사진 돌기(3a)의 표면상에 퇴적된 토너의 양이 감소됨으로써 사용할 수 없는 토너의 잔류량이 감소한다.

도22 및 도23에 도시된 바와 같이, 경사진 돌기(3a)의 폭(b)이 점차적으로 변함으로써(감소 또는 증가) 토너 공급량이 조절될 수 있다. 도22의 경우에, 경사진 돌기의 상부로 많은 양의 토너를 안내 및 공급하는 것이 가능하고, 토너의 일부가 안내 또는 공급되지 않고 하부에 남겨져 떨어진다. 이것은 토너 교반 작용을 증가시키는데 효과가 있고 토너 공급량이 조절될 수 있다.

경사진 돌기(3a)의 형상의 설계에 있어서 그 범위가 광범위하기 때문에, 토너 공급량은 소정의 토너 토출 특성력을 제공하도록 적절하게 설정될 수 있다.

토너가 토출되는 개구(1a)의 위치는 용기의 주 몸체(1A)의 종방향 단부 표면에 한정되지 않고 도24a 및 도24b에 도시된 바와 같이 주 몸체의 원통형 표면에 배치될 수 있다.

이 경우, 개구(1a)를 고려한 밀봉 부재(2)는 셔터(2a)의 내부 표면에 접합된 가스켓(2b)과 주 몸체(1A)의 외형과 일치하는 아치형 셔터(2a)를 포함한다.

밀봉 부재(2)는 개구(1a)를 폐쇄시키는 위치와 개구(1a)를 개방시키는 위치 사이에서 왕복 운동하도록 주 몸체(1A) 상에 장착된다. 장착 방법은 셔터(2a)와 평행한 레일이 제공되고, 따라서 평행한 레일 안내부가 레일과 결합 가능하게 되도록 주 몸체(1A)의 개구(1a) 둘레에 제공될 수 있다.

밀봉 부재(2)의 왕복 운동 방향은 주 몸체(1A)의 주연면 또는 주 몸체(1A)의 회전축일 수 있다. 토너 공급 용기(1)가 회전축을 따라 주 조립체에 장착 및 분리될 때 밀봉 부재(2)가 개방 및 폐쇄 방향 사이에서 밀봉 부재(2)의 운동을 이용하여 이동할 수 있으므로 후자가 바람직하다. 예컨대, 체결부가 화상 형성 장치의 장착부 아래에 제공되어 셔터와 결합될 수 있다. 토너 공급 용기의 장착 공정과 관련하여, 셔터는 폐쇄 위치에서 개방 위치까지 자동적으로 이동될 수 있다.

가스켓(2b)은 양호하게는 폴리우레탄 포움으로 구성되고 양면 접착 테이프에 의해 셔터(2a) 상에 고정된다. 가스켓은 다른 포움 재료, 고무 또는 다른 탄성 부재와 같은 다른 재료로 구성될 수 있다. 다른 공지된 방법들에 의해 고정될 수 있다. 밀봉 부재(2)가 용기의 주 몸체에 장착되면, 가스켓(2b)은 개구(1a)를 밀폐식으로 밀봉하도록 소정의 정도로 압축된다.

선행 실시예에서 토너 공급 용기의 토너 토출 특성을 시험한 결과를 설명할 것이다.

(시험1)

제1 실시예(도4 내지 도7c)의 토너 공급 용기 내에 2000g의 토너가 충진되고, 토너 공급 용기는 바닥측에서 개구(1a)와 수직으로 배치되어 고온 다습한 분위기(온도 40℃, 습도 80%)에서 40일 동안 있게 된다.

그러면, 토너 병 내의 토너 분말은 흡수된 습기로 인해 아주 작은 유동성을 갖게 된다.

용기가 놓여진 위치, 즉 바닥측에서의 개구(1a)로 인해 토너는 중력 때문에 바닥측에서 압축된다. 열악한 조건하에 놓여진 후에, 토너 병은 흔들림 없이 장치의 주 조립체로 서서히 장착되고 소정의 회전 진동수(30rpm)로 회전된다. 토너 병은 토너가 전부 토출될 때까지 회전되고 토너 토출은 매번 측정된다.

도27은 측정된 토너 토출량의 결과를 도시하고 있다. 세로 좌표는 누적된 토너 토출량(g)이고 가로 좌표는 토너 토출 시간(sec)의 경과 시간, 즉 병 회전 시간(sec)이다.

(시험2)

도25a 및 도25b에 도시된 바와 같이, 공급 부재(3)의 구멍부(3c) 전체는 폐쇄되어서 병의 내측은 사실상 챔버로 완전히 구획된다. 동일한 시험이 동일 조건하에서 실시되었다. 도27은 측정된 토너 토출량의 결과를 도시하고 있다.

(비교예1의 구조)

내부 표면 상에 나선형 리브를 갖는 토너 병에 대해서 동일한 시험이 동일한 조건하에 실시되었다.

도27은 측정된 토너 토출량의 결과를 도시하고 있다.

도27로부터 이해되는 바와 같이, 공급 부재(3)가 구멍부(3c)를 구비하는 시험1의 토너 병과 관련하여 회전의 초기 단계에서는 문제가 없었다. 구멍부가 없으면(시험2) 토출 특성은 약간 떨어졌다. 특히, 약150sec까지, 토출량은 약간 떨어진다.

시험2의 경우, 병의 내측은 완전히 구획되므로, 토너가 공급 부재를 가로질러 이동하는 것은 불가능하다. 이것은 구동 모터의 시동 토크를 현저히 증가시킨다. 구동 모터가 고장나서 교환을 요구할 수도 있는 단점이 있다. 이를 피하기 위해, 큰 구동 모터를 사용하는 것이 필요하고 이는 비용 증가를 초래한다.

한편, 비교예의 경우, 초기 단계에서 약200sec 까지는 토너가 거의 토출되지 않고, 토너는 병과 함께 회전한다. 병의 연속적인 회전으로, 토너는 시동으로부터 200sec 경과 후 토출되기 시작한다.

시험1 및 시험2에서 병이 열악한 조건하에 놓여지고 병 안의 토너가 교결되더라도 개시(회전의 초기 단계)부터 토너는 토출된다는 것이 확인되었다(능률은 시험1보다 시험2에서 더 낮았다).

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 이하의 유리한 효과들이 제공된다.

(1) 토너 병을 구성하는 부품의 수가 작고 요구되는 조립 단계의 수가 작기 때문에, 제조 비용이 감소될 수 있다.

(2) 종래 구성과 달리 베어링 밀봉 기구가 사용되지 않으므로 요구 회전 토크가 작다.

(3) 종래 구성과 달리 베어링 밀봉 기구가 사용되지 않으므로 따라서 토너 누수성이 감소될 수 있다.

(4) 보다 방대한 사양들로부터 돌기의 형상 및 배열이 선택됨으로써 토너 토출량 및 토출 속도가 용이하게 조절될 수 있다.

(5) 토너를 토출시키는 방향으로 회전할 수 있는 용기를 제공하도록 수정하는 것이 용이하다.

(6) 공급 부재가 용기의 주 몸체 내측에 제공되므로, 주 몸체의 기계적 강도가 강화되고 용기의 주 몸체의 두께가 감소될 수 있다.

(7) 병 안의 토너가 큰 덩어리 입자이더라도, 토너는 초기 회전 단계에서 적절하게 토출될 수 있다.

(8) 일정량 토출 특성이 제공될 수 있다.

(9) 화상 형성 장치의 주 조립체는 소형화되고, 토너 공급 용기를 위한 구동 유닛의 비용이 절감될 수 있다.

(10) 사용한 토너 공급 용기는 쉽게 재활용될 수 있다.

(11) 토너 교반 성능이 높으므로, 용기의 주 몸체 내에 토너 브리지가 생성되지 않는다.

(12) 토너 병이 토너 병의 내부 측 상에 나선형 리브를 갖지 않으므로, 금속 주형을 사용하는 주조 또는 금속 주형의 제조가 단순하고 용이하게 된다.

본 발명은 본 명세서에 기재된 구성을 참조로 설명되었지만, 상세한 설명에 한정되는 것은 아니며 본 출원은 첨부된 특허 청구의 범위 또는 개선의 목적 내에서 수정 또는 변형될 수 있다.

Claims (24)

1. 화상 형성 장치에 탈착 가능하게 장착될 수 있는 토너 공급 용기에 있어서,

   토너를 수용하는 주 몸체와,

   주 몸체로부터의 토너의 토출을 허용하는 개구와,

   주 몸체 내에 제공되어 회전에 의해 토너를 공급하는 회전 가능한 공급 부재를 포함하고,

   상기 공급 부재는 주 몸체 내에서 토너를 상승시키는 상승부와, 수집부에 의해 상승된 토너를 개구를 향해 하향으로 안내하는 안내부와, 상승부에 의해 상승된 토너를 개구를 향해 공급하지 않고 공급 부재의 회전에 의해 하강시키는 하강부를 포함하는 것을 특징으로 하는 토너 공급 용기.
2. 제1항에 있어서, 복수개의 상기 상승부와 복수개의 상기 하강부가 판 부재에 제공되는 것을 특징으로 하는 토너 공급 용기.
3. 제2항에 있어서, 하강부는 판 부재에 형성된 관통 구멍인 것을 특징으로 하는 토너 공급 용기.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 안내부는 개구를 향해 회전축에 대해 경사진 복수개의 돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 토너 공급 용기.
5. 제4항에 있어서, 돌기부들 중 하나는 개구와 근접하거나 또는 그에 연속되는 것을 특징으로 하는 토너 공급 용기.
6. 제2항에 있어서, 상승부와 하강부는 판 부재의 각각의 측면 상에 제공되는 특징으로 하는 토너 공급 용기.
7. 제6항에 있어서, 하강부는 판 부재에 형성된 관통 구멍인 것을 특징으로 하는 토너 공급 용기.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 안내부는 판 부재의 측면 상에서 개구를 향해 회전축에 대해 경사진 복수개의 돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 토너 공급 용기.
9. 제8항에 있어서, 공급 부재는 하나의 회전 방향으로의 회전에 의해 개구를 향해 토너를 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 토너 공급 용기.
10. 제9항에 있어서, 돌기부들 중 하나는 판 부재의 일 측면에서 개구와 근접하거나 또는 그에 연속되는 것을 특징으로 하는 토너 공급 용기.
11. 제1항에 있어서, 공급 부재는 주 몸체와 일체로 회전되는 것을 특징으로 하는 토너 공급 용기.
12. 제11항에 있어서, 주 몸체는 실질적으로 원통형인 것을 특징으로 하는 토너 공급 용기.
13. 화상 형성 장치에 있어서,

    토너 공급 용기를 탈착 가능하게 장착하는 장착 수단과,

    토너를 수용하는 주 몸체, 주 몸체로부터의 토너의 토출을 허용하는 개구, 및 주 몸체 내에 제공되어 회전에 의해 토너를 공급하는 회전 가능한 공급 부재를 구비하는 토너 공급 용기를 포함하고,

    상기 공급 부재는 주 몸체 내에서 토너를 상승시키는 상승부와, 수집부에 의해 상승된 토너를 개구를 향해 하향으로 안내하는 안내부와, 상승부에 의해 상승된 토너를 개구를 향해 공급하지 않고 공급 부재의 회전에 의해 하강시키는 하강부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
14. 제13항에 있어서, 복수개의 상기 상승부와 복수개의 상기 하강부가 판 부재에 제공되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
15. 제14항에 있어서, 하강부는 판 부재에 형성된 관통 구멍인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 안내부는 개구를 향해 회전축에 대해 경사진 복수개의 돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
17. 제16항에 있어서, 돌기부들 중 하나는 개구와 근접하거나 또는 그에 연속되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
18. 제14항에 있어서, 상승부와 하강부는 판 부재의 각각의 측면 상에 제공되는 특징으로 하는 화상 형성 장치.
19. 제18항에 있어서, 하강부는 판 부재에 형성된 관통 구멍인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 안내부는 판 부재의 측면 상에서 개구를 향해 회전축에 대해 경사진 복수개의 돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
21. 제20항에 있어서, 공급 부재는 하나의 회전 방향으로의 회전에 의해 개구를 향해 토너를 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
22. 제21항에 있어서, 돌기부들 중 하나는 판 부재의 일 측면에서 개구와 근접하거나 또는 그에 연속되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
23. 제13항에 있어서, 공급 부재는 주 몸체와 일체로 회전되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
24. 제23항에 있어서, 주 몸체는 실질적으로 원통형인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.