KR20080053903A - 현상제 용기, 현상장치 및 프로세스 카트리지 - Google Patents

현상제 용기, 현상장치 및 프로세스 카트리지 Download PDF

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Abstract

화상형성장치의 현상제 용기는 개구부를 구비하고 개구부에 공급되어지는 현상제를 수용하기 위한 현상제 수용실과, 현상제 수용실내에 구비되고 탄성을 가지며 그 회전에 의해 현상제를 이송시키기 위한 이송부재와, 현상제 수용실내에 구비되고 이송부재에 접촉가능하며 이송부재의 회전으로 탄성에 대항하여 이송부재를 변형시키기 위한 변형부와, 그리고 변형부에 의해 변형된 이송부재가 탄성복원되도록 함으로써 현상제를 개구부를 향해 투척하는 복원부로 이루어진다. 변형부와 복원부 사이의 경계부는 개구부의 하단 아래에 배치된다.
현상제 용기, 현상장치, 프로세스 카트리지, 토너반송부재, 교반부재

Description

현상제 용기, 현상장치 및 프로세스 카트리지{DEVELOPER CONTAINER, DEVELOPING APPARATUS AND PROCESS CARTRIDGE}
본 발명은 전자사진 화상형성장치 내에 착탈가능하게 설치되는 현상제 용기, 현상장치 및 프로세스 카트리지에 관한 것이다.
여기서, "전자사진 화상형성장치(이하, 간단히 "화상형성장치"라고 함)"는 전자사진 화상형성 시스템을 이용하여 기록매체(기록매체 시트)에 화상을 형성하는 장치를 의미한다. "전자사진 화상형성장치"는 예컨대 복사기, 프린터(레이저 빔 프린터, LED 프린터 등), 팩시밀리 장치, 워드프로세서 및 상술한 화상형성장치의 둘 이상의 기능을 수행하는 복합기 등을 포함한다.
전자사진 화상형성 시스템(전자사진 처리)을 이용하는 프린터와 같은 화상형성장치는 다음의 단계를 수행하여 화상을 기록한다. 먼저, 화상 베어링 부재인 전자사진 감광부재(이하, "감광부재"라고 함)"를 균일하게 대전시킨다. 그후, 감광부재의 균일하게 대전된 외주면의 다수의 지점을 선택적으로 노광하여, 정전잠상을 감광부재의 외주면에 형성시킨다. 그후, 감광부재의 외주면에 형성된 정전잠상을 현상제인 토너로 현상시켜, 가시화상 즉 토너로 이루어진 화상(이하, 간단히 "토너 화상"라고 함)을 형성한다. 그후, 감광부재의 외주면에 형성된 토너화상을 기록용지, 플라스틱 시트 등의 기록매체 시트에 전사시킨다. 토너화상을 기록매체 시트에 전사시킨 후, 토너화상에 열과 압력을 가하여, 기록매체 시트상의 토너화상을 기록매체에 정착시킨다.
상술한 바와 같은 화상형성장치는 일반적으로 현상제가 보충되어야 하고, 다양한 처리 수단을 위한 유지보수를 필요로 한다. 따라서, 화상형성장치에 현상제를 보충하는 작업을 용이하게 하고, 다양한 처리 수단의 유지보수를 용이하게 하기 위한 다양한 아이디어가 제안되고 있다. 그러한 아이디어의 하나로서, 화상형성장치의 주조립체 내에 착탈가능하게 설치되는 카트리지에 감광부재, 대전수단, 현상수단, 클리닝수단 등을 일체로 구비하는 것이 있다. 이 아이디어는 화상형성장치의 주조립체 내에 착탈가능하게 설치되는 프로세스 카트리지로서 실용화되고 있다. 프로세스 카트리지를 이용하는 화상형성시스템을 사용함으로써, 프로세스 카트리지에 근거하는 화상처리시스템을 사용하지 않는 화상형성장치보다 이용가능성이 우수한 화상형성장치가 제공될 수 있다.
최근에는 다양한 색의 다수의 현상제를 이용하여 컬러화상을 형성하는 컬러화상형성장치가 상용되고 있다. 그러한 컬러화상형성장치의 하나로서, 소위 인라인(in-line)형 화상형성장치, 즉 다수의 감광부재를 사용하는 화상형성장치가 잘 알려져 있다. 이때, 감광부재의 수는 다색화상당 여러가지 색의 다수의 현상제를 이용하여 수행되는 단색화상형성작업의 수에 대응된다. 또한, 다수의 감광부재는 토너화상이 전사되는 장치의 부재의 면이 이동하는 방향에 평행하게 일렬로 나란히 배열(병렬)되어 있다. 일부의 인라인형 화상형성장치에서는, 다수의 감광부재가 수직 방향(중력 방향)에 교차하는(수직하는) 직선 열로 나란히 배열되어 있다. 예컨대, 수평선에 평행한 직선 열로 나란히 배열되어 있다. 인라인 구성은 화상형성속도의 증가에 대한 요구, 복합기에 대한 요구 등에 쉽게 대처할 수 있다는 점에서 바람직하다.
다수의 감광부재가 수직 방향에 교차하는 직선 열로 나란히 배열되어 있는 인라인형 화상형성장치 중에서, 다수의 감광부재가 중간 전사부재, 즉 토너화상이 일시적으로 전사되는 부재 아래에, 또는 토너화상이 전사되는 최종 매체인 기록매체 시트를 반송하기 위한 기록매체 베어링 부재 아래에 배치된 화상형성장치가 있다(미국특허 제6,907,215호).
감광부재가 중간 전사부재 또는 기록매체 베어링 부재 아래에 배치된 화상형성장치의 경우, 예컨대, 중간 전사부재 또는 기록매체 베어링 부재가 정착장치와 현상장치 사이에 있도록 정착장치와 현상장치를 위치시킬 수 있다. 따라서, 감광부재가 중간 전사부재 또는 기록매체 베어링 부재 아래에 배치된 화상형성장치는 현상장치(또는 노광장치)가 정착장치로부터의 열에 쉽게 영향을 받지 않는다는 장점이 있다.
상술한 감광부재가 중간 전사부재 또는 기록매체 베어링 부재 아래에 배치된 화상형성장치 중 일부의 경우, 중력에 반하여 현상제를 현상장치에 공급해야 한다.
즉, 일반적으로, 현상장치는 현상실 및 현상제 저장실을 갖는다. 현상실에 는 감광부재에 현상제를 공급하기 위한 부재(현상제 베어링 부재), 현상제 베어링 부재에 현상제를 공급하기 위한 부재(현상제 공급부재) 등이 위치한다. 현상제 저장실에는 현상실에 반송될 현상제가 저장된다. 상술한 바와 같이, 감광부재가 중간 전사부재 또는 기록매체 베어링 부재 아래에 배치된 화상형성장치 중 일부의 경우, 현상제를 현상실보다 낮은 높이에 위치한 현상제 저장실에서 현상실로 공급해야 한다. 즉, 현상제는 중력에 반하여 공급되어야 한다.
미국특허 제6,907,215호에는 현상제를 현상제 저장실에서 현상제 저장실보다 높은 높이에 위치한 현상실로 반송하기 위한 수단이 개시되어 있다. 상기 특허문헌에 따르면, 현상제 저장실에서 현상제를 교반하기 위한 부재(교반부재)는 교반부재의 모서리에 부착된 반송부재를 구비한다. 반송부재는 유연한 시트로 형성된다. 그러나, 미국특허 제6,907,215호에 개시된 수단의 경우, 현상장치는 교반부재의 반경 방향에 대하여 교반부재의 바깥쪽 모서리에 부착된 반송부재에 의해 현상제가 반송부재에 놓인 상태로 현상제 저장실로 반송되도록 구성된다. 따라서, 상기 특허문헌에 개시된 현상장치는 현상제 저장실의 크기를 줄이기 어려웠다. 또한, 토너 수용(포획) 부재는 공급롤러(31) 아래에 배치된다. 따라서, 현상제가 토너 수용(포획) 부재 및 공급롤러(31) 사이의 틈에 채워지지 않도록 할 필요가 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 종래기술보다 구조적으로 훨씬 더 단순하고 더 소형이며, 현상제가 중력에 반하여 이송될 필요가 있는 구조를 가지면서도 중력에 반하여 그 내부로 현상제를 만족스럽게 반송시킬 수 있는 현상제 용기, 현상장치 및 프로세스 카트리지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 현상제공급롤러와 현상제공급롤러 아래에 위치하는 격벽 사이에서 현상제를 교반할 수 있고, 교반된 현상제를 현상제공급롤러로 공급할 수 있는 교반부를 가지는 현상장치와 프로세스 카트리지를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 개구부를 구비하고, 상기 개구부에 공급되어지는 현상제를 수용하기 위한 현상제 수용실; 상기 현상제 수용실내에 구비되고, 탄성을 가지며, 그 회전에 의해 현상제를 이송시키기 위한 이송부재; 상기 현상제 수용실내에 구비되고, 상기 이송부재에 접촉가능하며, 상기 이송부재의 회전으로 탄성에 대항하여 상기 이송부재를 변형시키기 위한 변형부; 그리고 상기 변형부에 의해 변형된 상기 이송부재가 탄성복원되도록 함으로써 현상제를 상기 개구부를 향해 투척하는 복원부로 이루어지고, 상기 변형부와 상기 복원부 사이의 경계부가 상기 개구부의 하단 아래에 배치되는 구성을 가지는 현상제 용기와; 상기 용기를 포함하는 현상장치 및 이러한 현상장치를 포함하는 프로세스 카트리지가 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 현상제를 옮기기 위한 회전가능한 현상롤러; 현상제를 상기 현상롤러에 공급하기 위한 회전가능한 현상제공급롤러; 상기 현상제공급롤러보다 낮은 위치에 구비되는 격벽; 그리고 현상제를 위한 개구부를 가지고, 상기 현상제공급롤러와 상기 격벽 사이에 구비되고, 상기 개구부를 상기 현상제공급롤러에 더 가깝게 근접시키는 운동과 상기 현상제공급롤러로부터 상기 개구부를 이격시키는 운동을 포함하는 진동운동에 의해 현상제를 교반하기 위한 교반부로 이루어지는 화상형성장치의 현상장치와; 상기 현상장치를 포함하는 프로세스 카트리지가 제공된다.
본 발명의 부가적인 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예들에 관한 하기의 상세한 설명을 검토하면 더욱 자명해질 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 소형이고 구조적으로 단순하면서도 중력에 반하여 현상제를 만족스럽게 반송시킬 수 있는 현상제 반송메커니즘을 제공하는 것이 가능하다. 더욱이, 현상제공급롤러와 현상제공급롤러 아래에 위치하는 격벽 사이의 영역에서 현상제를 교반하고, 교반된 현상제를 현상제공급롤러에 공급하는 것이 가능하다.
한편, 상기 실시예들 중 둘 또는 그 이상의 실시예들을 조합하는 것은 선택가능한 것이고, 이러한 조합은 상기 실시예들에 의해 얻을 수 있는 것과 동일한 효과를 제공할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 현상제 용기, 현상장치 및 프로세스 카트리지에 대하여 설명한다.
제1 실시예
[전자사진 화상형성장치]
먼저, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자사진 화상형성장치(화상형성장치)의 일반적인 구조에 대하여 설명한다. 도1은 본 실시예에 의한 화상형성장치(100)를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 본 실시예의 화상형성장치(100)는 인라인형 및 중간 전사형 풀컬러 레이저 빔 프린터이다. 화상형성장치(100)는 그림정보에 따라 기록매체 시트(기록용지, 플라스틱 시트, 패브릭 등)상에 풀컬러 화상을 형성할 수 있다. 그림정보는 주조립체에 연결된 화상독취장치 및 주조립체에 연결된 개인용 컴퓨터와 같은 호스트 장치로부터 화상형성장치의 주조립체로 입력되어, 정보가 주조립체와 컴퓨터 또는 유사장치들간에 교환될 수 있다.
화상형성장치(100)는 다수의 화상형성부, 구체적으로, 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C) 및 블랙(K)을 각각 형성하기 위한 제1, 제2, 제3 및 제4 화상형성부(SY,SM, SC 및 SK)를 갖는다. 본 실시예에서, 제1 내지 제4 화상형성부(SY,SM, SC 및 SK)는 수직 방향에 교차하는 직선 열로 나란히 배열되어 있다.
한편, 본 실시예에서, 제1 내지 제4 화상형성부는 그들이 형성하는 화상의 색상이 다르더라도 실질적으로 동일한 구조 및 기능을 갖는다. 따라서, 구별할 필요가 없는 한, 제1 내지 제4 화상형성부는 토너의 색상을 나타내는 참조부호 Y, M, C 및 K를 언급하지 않고 함께 기재할 것이다.
본 실시예의 화상형성장치(100)는 다수의 화상 베어링 부재, 구체적으로, 드럼의 형태를 갖는 4개의 전자사진 감광부재(감광드럼)(1)를 갖는다. 다수의 화상 베어링 부재는 수직 방향에 교차하는 직선 열에 평행하게 나란히 배열(병렬)되어 있다. 감광드럼(1)은 미도시된 구동수단(구동원)에 의해 도면의 화살표(A)로 표시된 방향(시계 방향)으로 회동한다. 화상형성장치(100)는 감광드럼(1)의 외주면에 인접하는 대전롤러(2) 및 주사유닛(노광장치)(3)을 또한 구비한다. 대전롤러(2)는 감광드럼(1)의 외주면을 균일하게 대전하는 대전수단이다. 주사유닛(노광장치)(3)은 레이저 빔을 투사하고 그림정보로 그 빔을 변조하면서 감광드럼(1)의 외주면상에 정전화상(정전잠상)을 형성하는 노광수단이다. 감광드럼(1)의 외주면에 인접하여, 현상유닛(현상장치)(4) 및 클리닝부재(6)도 마련된다. 현상유닛(4)은 정전화상을 가시화상 즉 토너로 이루어진 화상으로 현상하는 현상수단이다. 클리닝부재(6)는 토너화상을 전사한 후 감광드럼(1)의 외주면에 남아있는 토너(전사 잔류토너)를 제거하기 위한 클리닝수단이다. 화상형성장치(100)는 감광드럼(1)상의 토너화상이 일시적으로 전사되는 중간부재인 중간 전사벨트(5)를 또한 구비하고 있다. 중간 전사벨트(5)는 4개의 감광드럼(1)과 마주보도록 배치된다. 감광드럼(1)의 회전방향으로, 감광드럼(1)이 대전롤러(2)에 의해 대전되는 영역, 감광드럼(1)이 주사유닛(3)에 의해 노광되는 영역, 정전화상이 현상유닛(4)에 의해 현상되는 영역, 토너화상이 중간 전사벨트(5)로부터 전사되는 영역, 및 감광드럼(1)이 클리닝부재(6)에 의해 클리닝되는 영역이 상기 기재된 순서로 위치된다.
한편, 본 실시예에서, 현상유닛(4)이 사용하는 현상제는 비자성 단일 성분 현상제(토너)이다. 현상유닛(4)은 현상롤러(후술하는 현상액 베어링 부재)를 감광드럼(1)에 접촉하도록 배치함으로써 정전화상을 역으로 현상한다. 즉, 본 실시예에서 현상유닛(4)은 감광드럼(1)이 대전되는 극성(본 실시예에서는 음(negative)) 과 같은 극성을 갖는 토너를 노광에 의해 전하량이 줄어든 감광드럼(1)의 외주면의 다수의 지점에 부착한다. 그 결과, 감광드럼(1)상의 정전화상은 가시화되어 현상된다.
본 실시예에서도, 감광드럼(1), 감광드럼(1)을 처리하기 위한 처리수단인 대전롤러(2), 현상장치(4) 및 클리닝부재(6)는 카트리지(프로세스 카트리지)(7)의 형태로 일체화되며, 카트리지(프로세스 카트리지)(7)는 화상형성장치(100)의 주조립체에 구비된 카트리지 장착 가이드, 카트리지 위치결정 부재 등과 같은 카트리지 장착수단에 의해 주조립체에 착탈가능하게 설치된다. 본 실시예에서, 화상형성장치가 다색화상의 형성을 위해 필요로 하며 서로 다른 색상의 토너를 수용하는 4개의 프로세스 카트리지(7)는 같은 형상을 갖는다. 4개의 프로세스 카트리지(7)는 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C) 및 블랙(K) 토너를 각각 수용하고 있다. 본 실시예는 프로세스 카트리지를 참조하여 기술하지만, 본 발명은 현상장치(4)가 다른 처리수단에 무관하게 화상형성장치의 주조립체에 착탈가능하게 설치되도록 구성된 화상형성장치에도 적용될 수 있다.
중간 전사부재로서의 중간 전사벨트(5)는 순환벨트이다. 중간 전사벨트(5)는 4개의 감광드럼(1) 모두에 접촉하며 도면에서 화살표(B)로 표시된 방향(반시계 방향)으로 회전(순환이동)한다. 중간 전사벨트(5)는 다수의 지지부재(구동롤러(51), 보조 이차 전사롤러(52) 및 종동롤러(53)) 주위로 당겨져 있어 그들에 의해 지지되고 있다.
중간 전사벨트(5)가 형성하는 루프의 내측에는 일차 전사수단으로서 4개의 일차 전사롤러(8)가 4개의 감광드럼(1)과 일대일로 마주보도록 평행하게 배열되어 있다. 일차 전사롤러(8)는 감광드럼(1)과 마주하여 중간 전사벨트(5)를 유지시켜, 중간 전사벨트(5)와 감광드럼(1)의 외주면 사이의 접촉영역인 일차 전사부(일차 전사닙)(N1)를 형성한다. 일차 전사 바이어스를 인가하기 위한 수단인 미도시된 일차 전사 바이어스 전원(고압 전원)으로부터 토너가 대전되는 정상 극성에 반대되는 바이어스가 일차 전사롤러(8)로 인가된다. 일차 전사 바이어스가 일차 전사롤러(8)에 인가됨에 따라, 감광드럼(1)상의 토너화상은 중간 전사벨트(5)상으로 전사(일차 전사)된다.
중간 전사벨트(5)가 형성하는 루프의 외측에는 토너화상을 이차적으로 전사하기 위한 수단인 이차 전사를 위한 롤러(이차 전사롤러)(9)가 보조 이차 전사롤러(52)와 마주보도록 구비된다. 이차 전사롤러(9)는 보조 이차 전사롤러(52)에 반대하여 중간 전사벨트(5)를 가압하여, 중간 전사벨트(5)와 이차 전사롤러(9) 사이의 접촉영역이며 토너화상이 이차적으로 전사되는 전사부(전사닙)(N2)를 형성한다. 이차 전사 바이어스를 인가하기 위한 수단인 미도시된 이차 전사 바이어스 전원(고압 전원)으로부터 이차 전사롤러(9)로 토너가 대전되는 정상 극성에 반대되는 바이어스가 인가된다. 이차 전사 바이어스가 이차 전사롤러(9)에 인가됨에 따라, 중간 전사벨트(5)상의 토너화상은 기록매체(12) 시트상으로 전사(이차 전사)된다. 일차 및 이차 전사를 위한 각각의 전사롤러(8, 9)는 동일한 구조를 갖는다.
본 실시예에서 화상형성장치에 의해 수행되는 화상형성작업은 다음과 같다. 우선, 감광드럼(1)의 외주면을 대전롤러(2)에 의해 균일하게 대전한다. 다음으로, 감광드럼(1)의 대전된 외주면을 주사유닛(3)으로부터 방사되고 그림정보에 따라 변조되는 레이저광 빔에 의해 스캔(노광)된다. 그 결과, 그림정보에 따른 정전화상이 감광드럼(1)에 형성된다. 그후, 감광드럼(1)상의 정전화상을 현상유닛(4)에 의해 가시화상 즉 토너로 이루어진 화상(이하, 토너화상이라고 함)으로 현상한다. 감광드럼(1)상의 토너화상은 전사롤러(8)의 작용으로 중간 전사벨트(5)상에 전사(일차 전사)된다.
예컨대, 화상형성장치가 풀컬러 화상형성모드이면, 상술된 처리는 제1 내지 제4 화상형성부(SY,SM, SC 및 SK)에서 순차적으로 수행되어, 서로 다른 컬러의 토너화상이 중간 전사벨트(5)상에 여러 층으로 순차적으로 전사(일차 전사)된다.
그후, 기록매체(12)가 중간 전사벨트(5)의 움직임과 동시에 이차 전사부(N2)로 반송된다. 중간 전사벨트(5)상의 서로 다른 컬러의 토너화상은 이차 전사롤러(9)의 작용으로 기록매체(12)상에 모두 전사(이차 전사)된다. 이때, 이차 전사롤러(9)는 이차 전사롤러(9)와 중간 전사벨트(5) 사이의 기록매체(12)의 존재로 인해 중간 전사벨트(5)에 반대하여 가압된다.
기록매체(12)상으로 토너화상이 전사된 후, 기록매체(12)는 정착수단으로서의 정착장치(10)에 반송된다. 정착장치(10)에서, 기록매체(12) 및 토너화상에 열과 압력을 가함으로써, 토너화상이 기록매체(12)에 정착된다.
일차 전사 단계 후 감광드럼(1)상에 남아있는 잔류토너는 클리닝부재(6)에 의해 제거되어 제거된 토너를 위한 챔버(후술함)로 회수된다. 이차 전사 단계 후 중간 전사벨트(5)상에 남아있는 잔류토너는 중간 전사벨트(5)를 클리닝하기 위한 장치인 클리닝장치(11)에 의해 제거된다.
화상형성장치(100)는 화상형성부의 단 하나 또는 둘 이상(전부는 아님)의 사용으로 단색 또는 다색화상을 형성할 수 있도록 설계된다.
[프로세스 카트리지]
다음으로, 화상형성장치(100)에 장착되는 프로세스 카트리지(7)의 일반적인 구조에 대하여 설명한다. 도2는 감광드럼(1)의 길이방향(회전축 방향)에 수직한 면에서 프로세스 카트리지를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 화상형성장치(100)가 화상형성을 위해 필요로 하며 서로 다른 컬러의 토너를 수용하는 4개의 프로세스 카트리지(7)는 수용하는 현상제의 컬러가 다르더라도 실질적으로 동일한 구조 및 기능을 갖는다.
프로세스 카트리지(7)는 감광드럼(1) 등을 갖는 감광부재유닛(13) 및 현상롤러(17) 등을 갖는 현상유닛(4)을 포함한다.
감광부재유닛(13)은 감광부재유닛(13)의 다양한 구성요소를 지지하기 위한 프레임인 클리닝수단 프레임(14)를 포함한다. 감광드럼(1)은 미도시된 베어링의 개재로 클리닝수단 프레임(14)에 의해 회전가능하게 지지된다. 감광드럼(1)은 감광드럼 구동수단(구동원)으로서의 미도시된 모터로부터 전달된 구동력에 의해 도면의 화살표(A)로 표시된 방향(시계 방향)으로 회동된다.
감광부재유닛(13)은 감광드럼(1)의 외주면에 접촉하도록 클리닝수단 프레임(14)에 부착된 대전롤러(2) 및 클리닝부재(6)를 또한 포함한다. 감광부재유닛(13)은 제거된 토너를 위한 챔버(14a)도 포함하며, 챔버(14a)는 클리닝부재(6)에 의해 감광드럼(1)의 외주면으로부터 제거된 전사 잔류토너를 저장한다. 제거된 토너를 위한 챔버(14a)는 클리닝수단 프레임(14)의 내부공간의 일부이다. 감광부재유닛(13)은 클리닝부재(6)에 의해 감광드럼(1)의 외주면으로부터 제거된 전사 잔류토너가 제거된 토너를 위한 챔버(14a)로 떨어지도록 구성된다.
또한, 클리닝수단 프레임(14)은 클리닝수단 프레임(14)에 부착된 대전롤러 베어링(15)을 베어링(15)의 축선이 대전롤러(2) 및 감광드럼(1)에 평행하도록 유지한다. 구체적으로, 대전롤러 베어링(15)은 화살표(C)로 표시된 방향으로 움직일 수 있도록 구비된다. 대전롤러(2)의 회전축(2a)은 대전롤러 베어링(15)에 의해 회전가능하게 유지된다. 또한, 각 대전롤러 베어링(15)은 압력발생수단인 대전롤러 가압스프링(16)에 의해 감광드럼(1)을 향하여 가압된다.
현상유닛(4)은 현상유닛(4)의 다양한 구성요소를 지지하기 위한 프레임인 현상수단 프레임(18)을 포함한다. 현상유닛(4)은 현상제 베어링 부재이며 감광드럼(1)의 외주면에 접촉하면서 화살표(D)로 표시된 방향(반시계 방향)으로 회전하는 현상롤러(17)를 포함한다. 즉, 본 실시예에서, 회전 방향에 대한 현상롤러(17)와 감광드럼(1)의 관계는 현상롤러(17)와 감광드럼(1) 사이의 접촉영역에서 현상롤러(17)의 외주면이 움직이는 방향이 현상롤러(17)와 감광드럼(1) 사이의 접촉영역에서 감광드럼(1)의 외주면이 움직이는 방향과 같다(본 실시예에서는 상방향). 현상롤러(17)는 현상수단 프레임(18)의 좌우측에 각각 부착된 측판(19)(19R, 19L)의 개재로 현상수단 프레임(18)에 의해 (회전축 방향에 대해) 현상롤러(17)의 길이 방향의 단부에 의해 회전가능하게 지지된다. 한편, 본 실시예에서, 현상롤러(17)는 감광드럼(1)과 접촉하도록 마련된다. 그러나, 본 발명은 감광드럼과 현상롤러 사이에 미리 설정된 양의 미세간격이 유지되는 프로세스 카트리지(화상형성장치)에도 적용될 수 있다.
현상유닛(4)은 도면의 화살표(E)로 표시된 방향(반시계 방향)으로 회전하는 현상제 공급 롤러인 토너공급롤러(20)도 포함한다. 토너공급롤러(20)는 현상롤러(17)의 외주면과 접촉한다. 본 실시예에서, 토너공급롤러(20) 및 현상롤러(17)는 두 롤러간의 접촉영역에서 토너공급롤러(20)의 외주면이 움직이는 방향이 두 롤러간의 접촉영역에서 현상롤러(17)의 외주면이 움직이는 방향에 반대이도록 회전한다. 토너공급롤러(20)는 현상롤러(17)의 외주면에 토너를 공급하고, 현상롤러(17)의 외주면으로부터 현상롤러(17)의 외주면에 남아있는 토너, 즉 현상에 사용되지 않은 현상롤러(17)의 외주면상의 토너를 떼어낸다. 또한, 현상유닛(4)은 토너공급롤러(20)에 의해 현상롤러(17)의 외주면상에 공급된 토너에 의해 현상롤러(17)의 외주면상에 형성된 토너층의 두께를 조절하기 위한 부재인 현상 블레이드(21)를 포함한다. 현상 블레이드(21)는 현상롤러(17)의 외주면과 접촉하고 있다.
현상수단 프레임(18)의 내부공간의 일부인 현상제 저장실로서의 토너 저장실(18a)은 비자성 단일 성분 현상제, 즉 토너를 저장한다. 토너 저장실(18a)에는 현상수단 프레임(18)에 의해 회전가능하게 지지되는 토너반송부재(22)가 있다. 후술하는 바와 같이, 토너반송부재(22)는 토너 저장실(18a)에서 토너를 교반하고, 상술한 현상롤러(17) 및 토너공급롤러(20)가 배치된 현상실(18b)로 토너를 반송한다. 한편, 본 발명의 본 실시예는 장치 주조립체에 착탈가능하게 설치되고 토너 저장 실(18a)과 토너반송부재(22)만을 갖는 토너 카트리지(현상제용기)에도 적용가능하다.
현상유닛(4)은 현상유닛(4)의 측판(19)(19R, 19L)의 홀(19a)(19Ra, 19La)을 각각 통과하는 한 쌍의 연결핀(23)(23R, 23L)을 이용하여 감광부재유닛(13)에 부착되어, 두 유닛이 서로에 대해 선회가능하다. 화상형성장치(100)가 화상형성작업중일 경우, 현상유닛(4)은 화살표(F)로 표시된 방향(시계 방향)으로 연결핀(23)을 중심으로 회전하는 방향으로 현상유닛을 가압하기 위한 수단인 압축스프링(24)에 의해 가압된다. 따라서, 현상롤러(17)는 감광드럼(1)과 접촉을 유지하게 된다.
[토너반송부재의 구조]
이어서, 본 실시예에 있어서 프로세스 카트리지(7)의 현상유닛(4)의 토너반송부재의 구조를 상세히 설명한다.
한편, 본 명세서에서, 현상유닛(현상장치)(4) 또는 프로세스 카트리지(7)의 구조에 관한 방향을 나타내는 "상방", "하방", "수직" 및 "수평"과 같은 용어는 정상 사용상태에 있는 현상유닛(4) 또는 프로세스 카트리지(7)의 전체 또는 소정의 부재(구성요소)의 상방, 하방, 수직, 수평 방향을 의미한다. 즉, 현상유닛(현상장치) 또는 프로세스 카트리지의 정상 사용상태는 현상유닛(현상장치) 또는 프로세스 카트리지가 적절히 위치된 화상형성장치의 주조립체에서 적절한 위치에 있고 화상형성 준비가 된 상태를 의미한다.
도3은 토너가 반송된 프로세스 카트리지(7)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
현상유닛(4)은 상술한 바와 같이 현상실(18b) 및 토너 저장실(18a)을 포함한다. 현상실(18b)에는 현상롤러(17), 토너공급롤러(20) 및 현상 블레이드(21) 등이 있다. 토너 저장실(18a)은 현상실(18b)에 공급될 토너 및 토너를 현상실(18b)로 반송하기 위한 토너반송부재(시트형상 부재)(22)를 포함한다. 토너 저장실(18a)은 현상실(18b) 아래에 마련된다. 따라서, 토너는 토너 저장실(18a)로부터 현상실(18b)로 중력에 반하여 반송되어야 한다.
상술한 바와 같이, 토너가 중력에 반하여 반송되는 구조의 현상유닛에서 토너를 효율적으로 충분히 반송할 수 있으면서도 소형의 간단한 구조를 갖는 토너반송기구(수단)를 개발하는 것이 어려웠다. 현상롤러(17)와 토너공급롤러(20)가 위치하는 현상실(18b)로 토너를 충분히 반송하지 못하면, 원치않는 백색반점(토너가 부착되는 감광부재의 외주면상의 지점들에 토너가 공급되지 않는 현상에 기인함) 등을 포함하는 화상이 형성된다.
따라서, 본 발명의 목적은 결함이 있는 화상, 구체적으로, 토너의 불충분한 공급에 기인하는 원치않는 백색반점 등의 결함을 포함하는 화상의 형성을 방지하기 위해, 토너가 중력에 반하여 반송되는 구조의 현상유닛에서 토너를 효율적으로 충분히 반송할 수 있으면서도 간단하고 저렴하며 소형인 토너(현상제)반송기구(수단)를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 실시예에서의 현상유닛(4)은 다음과 같이 구성된다. 즉, 현상유닛(4)은 현상수단 프레임(18)의 내부공간의 일부인 현상실(18b) 및 토너 저장실(18a)을 포함한다. 현상실(18b)은 현상롤러(17) 및 토너공급롤러(20)를 갖는다. 토너 저장실(18a)은 현상실(18b) 아래에 마련된다. 토너 저장실(18a)은 현상실(18b)로 공급될 토너를 저장한다. 현상실(18b)과 토너 저장실(18a) 사이에는 격벽(26)이 마련된다. 격벽(26)은 토너통로로서 홀(18c)을 갖는다. 홀(18c)은 토너 저장실(18a)의 상부에 위치한다. 토너 저장실(18a)에는 토너반송부재(22)가 마련된다. 탄성의 토너반송부재(22)는 현상실(18b)로 토너를 공급하기 위한 것으로 회전가능하게 지지된다.
토너 저장실(18a)은 현상수단 프레임(18)의 벽부분이며, 토너반송부재(22)에 탄성 휨(변형)을 발생시키며, 회전시 토너반송부재(22)가 접촉하는 안내부(18a2)를 구비한다. 안내부(18a2)는 홀(18c) 아래에 위치한다. 토너반송부재(22)가 회전함에 따라, 토너반송부재(22)는 안내부(18a2)에 접촉하게 되고, 이에 따라 안내부(18a2)로부터 반작용력을 받는다. 그 결과, 토너반송부재(22)는 자체 탄성에 의해 휨(변형)을 일으킨다. 또한, 토너반송부재(22)가 안내부(18a2)와 접촉하여 회전함에 따라, 토너반송부재(22)는 그의 회전 방향에 대하여 하류면상에 토너를 담아서 토너를 반송한다. 도3을 참조하면, 본 실시예에서, 안내부(18a2)는 토너 저장실(18a)의 내부면의 직선부의 일부로, 직선부의 하단과 토너반송부재(22)가 직선부로부터 이탈하는 지점(p) 사이에 위치한다. 또한, 토너 저장실(18a)은 토너 저장실(18a)의 내부면의 부분(18a4)에 해당되는 토너반송부재 복귀공간(이하, 간단히 복귀공간이라고 함)을 포함한다. 부분(18a4)은 토너반송부재(22)의 회전 방향에 대하여 안내부(18a2)에 가까운 하류측에, 홀(18c)에 가까운 상류측에 위치한다. 부분(18a4)에 해당되는 복귀공간은 토너반송부재(22)와 토너 저장실(18a)의 내부면 사이의 접촉이 없는 공간이다. 본 실시예에서, 복귀공간에 대응하는 부분(18a4)(이하, 복귀부(18a4)라고 함)은 상기 지점(p)과 홀(18c) 사이의 토너 저장실(18a)의 내부면의 일부이다. 또한, 복귀부(18a4)는 토너반송부재(22)의 회전축을 포함하는 수평면 위에 위치한다. 다시 말해, 현상유닛(4)은 경계선(18a3)이 토너반송부재(22)의 회전중심을 포함하는 수평면과 같은 높이에 있거나 수평면보다 위에 있도록 구성된다.
따라서, 스위핑 에지(sweeping edge)가 안내부(18a2)의 하류단을 지나침에 따라, 토너반송부재(22)의 스위핑 에지부(토너 저장실(18a)의 내부면에 가까운 부분)가 토너 저장실(18a)의 내부면으로부터 이탈한다. 토너반송부재(22)가 토너 저장실(18a)의 내부면에서 이탈함에 따라, 토너반송부재(22)는 자체 탄성으로 인해 토너 저장실(18a)의 내부면과의 접촉에 기인하는 변형으로부터 복귀된다. 즉, 토너반송부재(22)는 정상 형상으로 복귀되는 방식으로 형상이 변화된다. 이러한 정상 형상을 되찾는 방식으로의 토너반송부재(22)의 형상 변화는 토너반송부재(22)에 의해 반송될 토너반송부재(22)의 하류면상의 토너를 중력에 반하여 홀(18c)(토너반송부재(22)의 회전 방향에 대하여 복귀부(18a4)의 하류측에 위치함)을 향해 투척한다.
지점(p)은 안내부(18a2)와 복귀부(18a4) 사이의 경계부(경계선)(18a3)에 해당한다. 또한, 현상유닛(4)은 경계선(18a3)이 홀(18c)의 바닥모서리(18c1)(즉, 최저점)보다 낮은 높이에 위치하도록 구성된다. 토너반송부재(22)가 경계선(18a3)에서 이탈하자마자, 토너반송부재(22)는 자체 탄성에 의해 홀(18c)의 모서리부에 접 촉할 수 있는 영역으로 회전한다. 따라서, 토너반송부재(22)가 경계선(18a3)에서 이탈하는 순간, 토너반송부재(22)는 자체 탄성에 의해 홀(18c)의 모서리부에 부딪혀, 토너를 홀(18c) 내부로 투척하게 된다.
또한, 현상유닛(4)은 경계선(18a3)이 토너반송부재(22)의 회전중심을 포함하는 수평면보다 높은 높이에 위치하도록 구성된다.
따라서, 본 실시예의 현상유닛(4)은 작고 간단한 구조로 토너를 중력에 반하여 효율적으로 충분히 반송시킬 수 있다. 이어서, 본 실시예의 현상유닛(4)을 상세히 설명한다.
현상수단 프레임(18)은 현상실(18b)과 토너 저장실(18a)를 분리하는 격벽(26)를 갖는다. 본 실시예에서, 격벽(26)은 제1 부분(26a)과 제2 부분(26b)으로 이루어진다. 제1 부분(26a)은 제2 부분(26b)보다 수평면에 대하여 더 기울어져 있고, 토너공급롤러(20)의 옆(도면의 좌측)에 위치한다. 제2 부분(26b)은 제1 부분(26a)보다 수평면에 대하여 적게 기울어져 있고, 토너공급롤러(20)의 아래에 위치한다. 수평면에 대한 격벽(26)의 경사는 토너가 현상실(18b)로 반송되는 효율을 향상시킨다. 특히, 본 실시예에서의 격벽(26)은 수평면에 대하여 각이 다른 제1 부분(26a)과 제2 부분(26b)으로 이루어지므로, 종래기술에 따른 프로세스 카트리지의 격벽(26)보다 토너공급롤러(20)를 향하는 표면적이 더 크다. 따라서, 본 실시예에서의 현상실(18b)은 토너공급롤러(20)에 근접한 토너량이 더 많으므로, 종래기술에 따른 현상실보다 토너공급롤러(20)에 공급되는 토너량이 더 많다.
토너공급롤러(20)와 현상롤러(17) 사이의 접촉면으로부터 토너공급롤러(20) 의 반대측에 있는 격벽(26)의 제1 부분(26a)은 홀(18c)을 구비하고, 홀(18c)을 통해 토너 저장실(18a)내의 토너가 현상실(18b)로 반송된다. 본 실시예에서, 토너공급롤러(20)는 홀(18c)을 향하는 토너공급롤러(20)의 외주면의 일부가 하방으로 움직이도록 회전한다. 즉, 토너공급롤러(20)의 회전은 홀(18c)을 통해 현상실(18b)로 공급되는 토너가 격벽(26)을 따라 하방으로 움직이는 토너공급롤러(20)의 외주면의 일부에 의해 포획되도록 이루어진다. 또한, 현상유닛(4)은 홀(18c)의 바닥모서리(18c1)가 토너공급롤러(20)의 하단(20b)보다 높은 높이에 위치하도록 구성된다. 따라서, 현상실(18b)내의 토너 덩어리의 상면의 수직위치는 홀(18c)의 바닥모서리(18c1)의 수직위치에 따라 결정된다. 따라서, 현상실(18b)내의 토너 덩어리의 상면은 토너공급롤러(20)의 하단의 수직위치보다 높은 높이에 위치한다. 따라서, 본 실시예의 현상유닛(4)은 토너공급롤러(20)의 외주면과 현상실(18b)내의 토너 덩어리 사이의 접촉면의 크기가 더 커서, 종래기술에 따른 현상유닛보다 토너가 토너공급롤러(20)에 공급되는 효율이 더 크다.
토너 저장실(18a)은 회전가능하게 지지되는 토너반송부재(22), 즉 토너를 현상실(18b)로 반송하기 위한 토너반송부재를 포함한다. 구체적으로, 토너반송부재(22)는 토너 저장실(18a)을 포함하는 현상수단 프레임(18)에 의해, (그의 회전축의 방향에 대하여) 그의 길이 방향의 단부에 의해 토너 저장실(18a)에서 회전가능하게 지지된다. 토너반송부재(22)는 미도시된 구동수단(구동원)에 의해 도면의 화살표(G)로 표시된 방향(시계 방향)으로 회동된다.
토너반송부재(22)는 시트부(22a)와 시트부지지축(회전축)(22b)을 포함한다. 시트부(22a)는 실제로 토너를 반송하는 부분으로 유연성을 갖는다. 축(22b)은 시트부(22a)가 부착되는 부분이며, 토너반송부재(22)는 축(22b)을 통해 회전구동력을 받는다. 축(22b)은 토너 저장실(18a)의 길이 방향에 대하여 토너 저장실(18a)의 전 범위에 걸쳐, 감광드럼(1), 현상슬리브(17) 및 토너공급롤러(20)의 길이 방향(그들의 축선에 평행한 방향)에 대략 평행한 방향으로 연장된다. 시트부(22a)는 수지 성분의 단일 시트(판형상 부재)로 이루어지며, 축부(22b)의 전 범위를 대략 가로질러 축부(22b)의 길이 방향(축부(22b)의 축선에 평행한 방향)으로 연장된다. 시트부(22a)는 축부(22b)의 길이 방향에 대략 평행한 그의 모서리 중 하나(그의 스위핑 영역의 반경에 수직인, 즉 그의 폭 방향에 수직인 모서리들 중 하나)에 의해 축부(22b)에 부착된다.
시트부(22a)에 바람직한 재료는 폴리에스테르, 폴리페닐렌설파이드 또는 폴리카보네이트 등의 수지 성분으로 이루어지는 유연한 시트(필름)이다. 시트부(22a)의 두께는 50 ㎛ 내지 250 ㎛의 범위가 바람직하다.
토너반송부재(22)의 회전중심에서 시트부(22a)의 스위핑 에지까지의 거리(L1)는 토너반송부재(22)의 회전중심에서 토너 저장실(18a)의 내부면(18a1)까지의 직선인 거리(L2)보다 크다. 상기 거리(L1)는 토너반송부재(22)의 스위핑 영역의 반경, 즉 시트부(22a)가 자연스런 형태일때, 즉 시트부(22a)가 변형된(휜) 상태가 아닐 때, 토너반송부재(22)의 반경의 최대값에 상응한다. 거리(L2)는 상기 회전중심으로부터 시트부(22a)가 접촉하는 토너 저장실(18a)의 내부면의 부분(18a1)까지의 직선 거리의 최대값이다. 또한, 거리(L1)는 상기 회전중심에서 홀(18c)의 바닥모서리(18c1)(즉, 홀(18c)의 최저점)까지의 직선인 거리(L3)보다 크다. 따라서, 토너는 홀(18c)로 확실하게 보내진다. 상기 회전중심에서 안내부(18a2)까지의 직선인 거리(L4)는 상기 회전중심으로부터 토너 저장실(18a)의 내부면의 부분(18a1)까지의 직선 거리의 최대값인 거리(L2)보다 작다. 즉, 본 실시예에서, 상술한 거리들(L1, L2, L3 및 L4)는 다음의 관계를 만족한다.
L1 > L2 …(1)
L1 > L3 …(2)
L2 > L4 …(3)
부등식 (1), 즉 L1 > L2를 만족하면, 토너반송부재(22)가 회전함에 따라, 시트부(22a)는 토너 저장실(18a)의 내부면의 부분(18a1)과 접촉하게 되고, 부분(18a1)에 의해 실질적으로 굴곡된다. 그 후, 토너반송부재(22)가 더 회전함에 따라, 시트부(22a)에 의해 쓸린 토너 덩어리는 토너반송부재(22)의 회전에 의해 반송된다. 즉, 토너반송부재(22)에 의해 반송된 토너 덩어리는 쐐기형상 영역(27), 즉 시트부(22a)의 직선부(굴곡되지 않은 부분)의 표면의 가상의 연장부, 시트부(22a)의 굴곡부 및 토너 저장실(18a)의 내부면의 부분(18a1)에 의해 둘러싸인 영역에 존재하는 토너 덩어리이다.
또한, 부등식 (3), 즉 L2 > L4를 만족하면, 토너반송부재(22)가 더 회전함에 따라, 시트부(22a)는 안내부(18a2)와 접촉하게 되고 안내부(18a2)에 의해 굴곡된다. 그 후, 토너반송부재(22)가 더 회전함에 따라, 시트부(22a)에 의해 쓸린 토너 덩어리, 즉 토너반송부재(22)의 회전 방향에 대하여 시트부(22a)의 하류측의 토너 덩어리는 현상실(18b)로 반송된다. 즉, 현상실(18b)로 반송되는 토너 덩어리는 영역(27a), 즉 시트부(22a)의 직선부(굴곡되지 않은 부분)의 표면을 나타내는 점선(가상선), 안내부(18a2)와의 접촉으로 인해 굴곡된 시트부(22a)의 표면, 및 시트부(22a)의 스위핑 에지의 궤적을 나타내는 점선(가상선)에 의해 둘러싸인 쐐기형상 영역에 존재하는 토너 덩어리이다.
토너 저장실(18a)은 저장실(18a)의 내부면의 부분(18a4)에 해당하며, 시트부(22a)의 스위핑 에지(22a1)가 접촉하지 않는 상기 토너반송부재 복귀공간을 포함한다. 토너반송부재(22)의 회전 방향(G)에 대하여, 복귀부(18a4)는 안내부(18a2)의 하류측 및 홀(18c)의 상단(18c2)의 상류측에 위치한다. 복귀부(18a4)는 시트부(22a)가 접촉하지 않는 토너 저장실(18a)의 내부면의 일부이다. 또한, 현상유닛(4)은 복귀부(18a4)가 상기 경계(지점(p))보다 높은 높이에(또는 회전 방향(G)에 대하여 경계(지점(P))의 하류측에) 위치하도록 구성된다. 여기서, 자연 상태(변형 전의 상태)에 있는 시트부(22a)의 스위핑 에지(22a1)의 궤적을 나타내는 가상원 및 안내부(18a2)를 포함하는 토너 저장실(18a)의 내부면 사이의 교차점을 지점(q)으로 나타낼 것이다. 또한, 본 실시예의 현상유닛(4)은 다음의 이유로 지점(p)가 지점(q)보다 낮은 높이에(또는 회전 방향(G)에 대하여 지점(q)의 상류측에) 위치하도록 구성된다. 즉, 시트부(22a)는 시트부(22a)와 토너 저장실(18a)의 내부면 사이의 마찰, 및 토너의 무게의 의해 굴곡된다. 따라서, 시트부(22a)가 토너 저장실(18a)의 내부면으로부터 이탈하는 지점은 회전 방향(G)에 대하여 지점(q)의 상류측에 위치한다. 또한, 현상유닛(4)은 경계(지점(p)), 즉 안내부(18a2)의 상단은 홀(18c)의 바닥모서리(18c1)보다 낮은 높이에 위치하도록 구성되며, 또한 시트부(22a)가 복귀공간, 즉 토너 저장실(18a)의 내부면의 부분(18a4)에 해당하는 공간에 있을 때, 시트부(22a)의 스위핑 에지(22a1)는 토너 저장실(18a)의 내부면에 접촉하지 않도록 구성된다.
토너반송부재(22)가 회전함에 따라, 시트부(22a)의 스위핑 에지(22a1)는 안내부(18a2)에 대응하는 범위를 통해 회전 방향(G)으로 움직인다. 토너반송부재(22)에 그것을 변형(굴곡)시키는 힘이 제거되면, 시트부(22a)에 그것을 변형(굴곡)시키는 힘이 제거되기 때문에, 시트부(22a)는 자체 탄성으로 인해 신속히 자연 상태로 복귀된다. 그 결과, 시트부(22a)상의 토너는 도3의 화살표(H)로 표시된 방향으로, 즉 격벽(26)의 홀(18c)을 향해 투척된다.
또한, 부등식 (2), 즉 L1 > L3을 만족하면, 홀(18c)에 대하여 시트부(22a)가 다음과 같이 움직인다. 즉, 시트부(22a)에 그것을 변형(굴곡)시키는 힘이 제거된 후, 즉 시트부(22a)가 자연 형상으로 복귀된 후, 시트부(22a)는 홀(18c)에 도달한다. 시트부(22a)는 홀(18c)에 도달하는 순간, 시트부(22a)의 스위핑 에지(22a1)는 홀(18c)의 바닥모서리(18c1)보다 높은 높이에 위치한다. 따라서, 시트부(22a)에 그것을 변형(굴곡)시키는 힘이 제거된 순간, 시트부(22a)의 스위핑 에지부에 고인 토너 덩어리는 현상실(18b)로 반송된다. 따라서, 토너공급롤러(20)에 충분한 토너량이 공급되고 결함이 있는 화상, 구체적으로, 토너의 불충분한 공급에 기인하는 원치않는 백색반점 등을 포함하는 화상의 형성이 방지된다. 그러나, 상술한 부등식 (2), 즉 L1 > L3의 만족은 단지 현상실(18b)에 대한 토너의 효율적인 반송을 평 가하는 척도의 하나일 뿐, 현상유닛(4)이 시트부(22a)의 탄성에 의해 발생하는 힘에 의해 토너가 투척되도록 구성되는 본 실시예의 경우 필수 조건은 아니다.
또한, 상술한 부등식 (3), 즉 L2 > L4의 만족은 시트부(22a)가 안내부(18a2)에 대응하는 범위를 통해 움직일 때, 그것이 탄성적으로 변형(굴곡)되는 정도를 증가시킨다. 따라서, 시트부(22a)는 토너를 보다 잘 투척하게 된다.
도4는 도3의 화살표(V)로 표시되는 방향으로부터 바라본 토너반송부재(22)의 구조를 보여주는 토너반송부재(22)의 개략도이다. 길이(M) 즉 시트부(22a)의 길이는 길이(N) 즉 홀(18c)의 길이보다 크다.
한편, 본 실시예에서, 현상유닛(4)은 토너반송부재(22)의 스위핑 에지부가 경계(18a3)에 접촉할 때, 토너반송부재(22)의 회전 방향에 대하여 하류 방향으로 스위핑 에지에 대한 법선(도3의 화살표(J)로 표시)이 홀(18c)에서 스위핑 에지를 포함하는 수직면의 반대측으로 연장되도록 구성된다. 이러한 구조적 배치의 사용은 토너가 투척되기 직전 토너반송부재(22)에 유지되는 토너량을 증가시킨다. 따라서, 이러한 구조적 배치의 사용은 보다 효율적으로 토너를 홀(18c)로 반송시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 실제적으로, 본 실시예의 토너반송부재(22)는 시트부(22a)와 시트부지지축(22b)만으로 이루어진다. 즉, 그 구조가 매우 단순하다. 따라서, 토너를 상방으로 반송하기 위한 스크류와 같은 종래수단보다 저렴하다.
또한, 본 실시예에서, 토너반송부재(22)의 시트부(22a)는 탄성 시트로 이루어진다. 따라서, 토너는 시트부(22a)의 탄성에 의해 발생하는 힘에 의해 투척된 다. 따라서, 본 실시예의 토너 저장실(18a)은 토너가 교반부재에 수용된 채 교반부재에 의해 현상실(18b)로 반송되도록 구성된 종래기술에 따른 카트리지의 토너 저장실보다 상당히 작다. 한편, 토너 저장실(18a)이 작을수록 현상유닛(4), 프로세스 카트리지(7) 및 화상형성장치(100)도 작게 제조할 수 있다.
본 실시예에 있어서도, 토너는 중력에 반하여 충분히 반송된다. 다시 말해, 본 실시예에 의해, 프로세스 카트리지(7)가 중간 전사벨트(5)의 바로 아래에 위치하도록 구성된 화상형성장치를 실현할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의해, 정착장치(10)로부터의 열이 주사유닛(3)에 영향을 주지 않도록, 또는 주사유닛(3)에 대한 정착장치(10)로부터의 열의 영향을 줄이는 데 필요한 공간을 없애거나 축소하기 위해, 예컨대 주사유닛(3)을 정착장치(10)로부터 멀리 배치할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의해 화상형성장치(100)의 크기(예컨대, 높이)를 줄일 수 있다. 또한, 본실시예에 따르면, 정착장치(10)와 현상장치(4) 사이 및 정착장치(10)와 프로세스 카트리지(7) 사이에 있는 중간 전사벨트(5)에 의해 정착장치(10)를 현상장치(4)와 프로세스 카트리지(7)에서 위쪽으로 멀리 떨어지도록 설치할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 현상장치(4) 및 프로세스 카트리지(7)에 대한 정착장치(10)로부터의 열의 영향을 줄이거나, 현상장치(4) 및 프로세스 카트리지(7)에 대한 정착장치(10)로부터의 열의 영향을 줄이는 데 필요한 공간을 없애거나 축소할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 화상형성장치(100)의 크기(예컨대, 높이)를 줄일 수 있다.
[현상실에서 토너를 교반하기 위한 기구의 구조]
이어서, 현상실(18b)에서 토너를 교반하기 위한 기구의 구조를 설명한다. 도5의 (a) 내지 도5의 (d)는 현상실(18b), 구체적으로, 현상실(18b)에서의 토너교반부재 및 그 주변의 단면도이며, 현상실(18b)에서의 토너를 교반하기 위한 기구의 구조를 보여준다.
현상실(18b)에서 토너의 흐름 및 순환에 관하여, 현상유닛(4)은 현상롤러(17) 및 현상롤러(17)에 토너를 공급하는 토너공급롤러(20) 모두에 인접하는 현상제 교반부재를 구비한다. 현상실(18b)의 상기 영역에 교반부재를 설치함에 따라 "토너 패킹"이라 불리는 현상, 즉 토너가 불필요하게 고농도로 밀집되는 현상이 방지된다. 따라서, 현상롤러(17)는 토너공급롤러(20)에 의해 적절한 양의 토너가 계속적으로 공급될 뿐만 아니라, 현상롤러(17)상의 토너층이 안정된 두께로 유지된다.
화상형성장치는 현상롤러(17)에 적절한 양의 토너를 신뢰성있게 공급하고, 토너가 밀집되는 것을 방지하고, 현상롤러(17)와 토너공급롤러(20)의 외주면 근처에서 토너의 순환을 향상시킴으로써 화상 품질을 향상시킬 수 있다. 한편, 현상롤러(17)로의 토너 공급이 불안정해지면, 화상형상장치는 때때로 결함이 있는 화상, 구체적으로, 불균일성 등을 갖는 화상을 형성시킨다.
따라서, 본 실시예의 주요 목적은 화상형성장치가 불만족스러운 화상, 구체적으로, 불충분한 토너 공급에 기인한 불균일성을 갖는 화상을 형성하는 것을 방지하기 위해 현상롤러(17) 등의 근처에서 토너 순환이 향상된 프로세스 카트리지(7)를 제공하는 것이다.
따라서, 본 실시예에서, 현상유닛(4)은 다음에 기술하는 바와 같이 구성된다. 즉, 본 실시예에서, 현상유닛(4)은 현상실(18b)에 마련된 교반부재(25)를 구비한다. 교반부재(25)는 교반부(25a) 및 교반부지지축(25b)을 포함한다. 교반부지지축(25b)은 현상실(18b)의 벽에 의해 회전가능하게 지지된다. 교반부(25a)는 교반부지지축(25b)에 의해 회전가능하게 지지되고, 교반부지지축(25b)의 회전에 의해 진동하게 된다. 토너공급롤러(20)의 회전 방향에 대하여, 교반부지지축(25b)은 교반부(25a)의 하류측에 있다. 이러한 구조적 배치에 의해 토너공급롤러(20)의 회전 방향에 대하여, 교반부(25a)의 하류부가 교반부(25a)의 상류부보다 움직임이 더 많다. 교반부(25a)는 토너공급롤러(20)와 격벽(26) 사이에 위치한다. 교반부(25a)는 토너 경로로서 관통홀(25c)을 구비한다. 교반부(25a)는 홀(25c)이 토너공급롤러(20)를 향해 움직이는 스트로크 및 홀(25c)이 토너공급롤러(20)로부터 멀어지는 스트로크를 교대로 반복하는 방식으로 진동한다. 홀(25c)이 토너공급롤러(20)를 향해 움직이는 스트로크에서, 홀(25c)에 가까운 교반부(25a)의 부분은 토너를 토너공급롤러(20)를 향해 이동시킨다. 반면, 홀(25c)이 토너공급롤러(20)로부터 멀어지는 스트로크에서, 홀(25c) 아래의 토너 덩어리는 홀(25c)을 통해 토너공급롤러(20)를 향해 이동한다. 다시 말해, 홀(25c)을 갖는 교반부(25a)가 진동함에 따라, 교반부(25a)는 토너를 충분히 교반시킬 뿐만 아니라 토너공급롤러(20)에 유연해진 토너를 충분히 공급할 수 있다. 또한, 교반부(25a)는 토너공급롤러(20)의 외주면의 접선에 평행한 방향으로 전후로 움직인다. 즉, 교반부(25a)는 토너공급롤러(20)의 반경 방향에 수직인 선에 평행한 방향으로 진동한다. 다시 말해, 교 반부(25a)는 현상제 공급롤러(20)의 회전 방향에 평행한 방향(회전축에 교차하는 방향)으로도 진동한다. 이러한 방향으로의 교반부(25a)의 진동은 교반부(25a)의 교반기능을 향상시킨다.
토너가 현상실(18b)내로 반송된 후, 토너는 제1 영역(e) 및 제2 영역(f)에 저장된다. 제1 영역(e)은 토너공급롤러(20) 및 격벽(26)의 제1 부분(26a) 사이에 위치하며, 제2 영역(f)은 토너공급롤러(20), 격벽(26)의 제2 부분(26b) 및 현상 블레이드(21)에 의해 둘러싸인다. 즉, 현상실(18b)의 제1 영역(e)은 토너공급롤러(20) 및 토너공급롤러(20)의 옆(도면의 좌측)으로 홀(18c) 아래에 위치하는 격벽(26)의 부분 사이에 마련된 현상실(18b)의 부분이고, 현상실(18b)의 제2 영역(f)은 토너공급롤러(20), 토너공급롤러(20) 아래에 있는 격벽(26)의 부분 및 현상 블레이드(21)에 의해 둘러싸인 현상실(18b)의 영역이다. 토너공급롤러(20)는 현상롤러(17)에 제1 및 제2 영역(e 및 f)에 저장될 토너를 공급한다.
상기 교반부(25a)는 제2 영역(f)에 마련된다. 교반부(25a)는 현상롤러(17) 및 토너공급롤러(20)의 길이 방향에 평행한 방향으로부터 바라본 단면이 대략 L형상인 약간 구부러진 판이다. 즉, 본 실시예에서, 교반부(25a)는 제1 평탄부(제1 면)(25g), 제2 평탄부(제2 면)(25h) 및 굴곡부(25f)를 포함한다. 제1 평탄부(제1 면)(25g)는 토너공급롤러(20)의 회전축에 평행하게 연장된다. 제2 평탄부(제2 면)(25h)는 제1 평탄부(25g)에 대해 기설정된 각도를 갖고, 토너공급롤러(20)의 회전 방향에 평행한 방향으로 연장된다. 다시 말해, 제1 및 제2 평탄부(25g, 25h)는 서로에 대해 교차한다. 굴곡부(25f)는 제1 및 제2 평탄부(25g, 25h) 사이의 부분, 즉 제1 및 제2 평탄부(25g, 25h) 사이의 접합(교차) 부분이다. 본 실시예에서, 교반부(25a)는 굴곡부(25f)가 토너공급롤러(20)의 반경 방향에 대하여 현상실(18b) 외부를 가리키도록 구부러진다. 즉, 제1 및 제2 평탄부(25g, 25h)에 의해 형성된 오목부는 토너공급롤러(20)를 향한다. 교반부(25a)는 수지 성분으로 이루어진다.
크랭크축 형태를 갖는 상술한 교반부지지축(25b)은 제2 영역(f)에서 회전가능하게 지지된다. 또한, 교반부(25a)는 크랭크축(교반부지지축)(25b)에 의해 회전가능하게 지지된다. 크랭크축(25b)은 현상롤러(17) 및 토너공급롤러(20)의 길이 방향에 대략 평행이고 현상실(18b)의 길이 방향 일측에서 타측으로 연장된다. 크랭크축(25b)은 현상실(18b)이 속한 현상수단 프레임(18)에 의해 길이 방향 단부(회전축에 평행한 방향에 대하여 단부)에 회전가능하게 지지된다.
한편, 본 실시예에서, 교반부(25a)는 수지 성분으로 이루어진다. 그러나, 교반부(25a)는 금속 성분으로 이루어질 수 있다.
교반부(25a)는 교반부(25a)의 폭 방향에 대하여 교반부(25a)의 모서리 중 하나에 대응하는 연결부(25a1)에 의해 크랭크축(25b)에 회전가능하게 부착된다. 즉, 본 실시예에서, 교반부재(25)의 교반부지지축(25b)은 크랭크축 형태를 갖고, 교반부(25a)는 크랭크축의 크랭크핀부에 해당하는 교반부지지축(25b)의 부분에 회전가능하게 부착되어, 크랭크핀부에 해당하는 부분, 즉 크랭크축(25b)의 축선으로부터 오프셋된 부분에 의해 회전가능하게 지지된다. 도5의 (a) 내지 5의 (d)를 참조하면, 크랭크축(25b)이 미도시된 구동수단(구동원)에 의해 회동됨에 따라, 교반 부(25a)의 자유모서리부(25a2), 즉 크랭크축(25b)과 결합되지 않는 교반부(25a)의 모서리부는 화살표(I)로 표시된 방향으로 왕복운동한다. 즉, 교반부(25a)는 토너공급롤러(20)의 외주면의 접선에 평행한 방향으로 왕복운동한다.
교반부(25a)의 자유모서리부(25a2)의 궤적에 관하여, 교반부재(25)는 교반부(25a)가 상술한 바와 같이 왕복운동하고, 자유모서리부(25a2)가 제1 영역(e)에 침입하고 제1 영역(e)에서 토너 덩어리와 접촉하도록 배치된다. 본 실시예에서, 격벽(26)은 제1 및 제2 부분(26a, 26b)으로 이루어지고, 교반부(25a)는 상술한 바와 같이 토너공급롤러(20), 격벽(26)의 제1 및 제2 부분(26a, 26b)으로 둘러싸인 공간에서 왕복운동한다. 따라서, 토너가 현상실(18b)에 공급된 후, 제1 영역(e)에 밀집되어 유동성이 적어지는 일은 발생하지 않는다. 따라서, 종래기술에 따른 프로세스 카트리지에서보다 토너는 제2 영역(f) 및 토너공급롤러(20)로 보다 효율적으로 공급된다.
한편, 본 실시예에서, 프로세스 카트리지(7)는 교반부(25a)가 제1 영역(e)에 침입하도록 구성된다. 그러나, 본 실시예는 프로세스 카트리지 구조에 대하여 본 발명을 한정하지 않는다. 즉, 현상실(18b)에서 토너 순환을 향상시키고, 교반부(25a)의 자유모서리부(25a2)을 왕복운동하게 함으로써 토너가 밀집되거나 밀집된 채로 있는 문제를 방지할 수 있도록 프로세스 카트리지(7)를 구성하는 한, 교반부(25a)의 자유모서리부(25a2)가 제1 영역(e)에 침입하는 것이 본 발명의 적용에 반드시 필요한 것은 아니다.
또한, 본 실시예에서, 교반부(25a)는 상술한 방향으로 왕복운동할 뿐만 아니 라 교반부(25a)는 토너공급롤러(20)의 반경 방향에 평행한 방향으로 진동하고, 즉 교반부(25a)는 홀(25c)이 토너공급롤러(20)를 향해 움직이는 스트로크 및 홀(25c)이 토너공급롤러(20)로부터 멀어지는 스트로크를 교대로 반복한다. 따라서, 교반부(25a)는 토너를 교반함으로써 제2 영역(f)에 토너가 밀집되는 것을 방지할 뿐만 아니라 토너를 토너공급롤러(20)를 향해 밀어낸다(토너공급롤러(20)에 대하여 토너를 가압한다). 이어서, 교반부(25a)의 운동을 도5의 (a) 내지 5의 (d)를 참조하여 설명한다. 교반부(25a)가 도5의 (a)에 도시된 상태에 있으면, 자유모서리부(제1 가압부)(a2)의 선단부는 토너공급롤러(20)에 대하여 토너를 가압한다. 교반부(25a)가 도5의 (b)에 도시된 상태에 있으면, 교반부(25a)의 연결 모서리부(제2 가압부)(25a1)는 토너를 토너공급롤러(20)에 대하여 가압한다. 또한, 교반부(25a)가 도5의 (d)에 도시된 상태에 있으면, 자유모서리부(a2)의 선단부(제1 가압부)는 다시 토너공급롤러(20)에 대하여 토너를 가압한다. 즉, 교반부(25a)의 (토너공급롤러(20)의 회전 방향에 대하여) 다양한 영역에 의해 토너는 토너공급롤러(20)에 대하여 가압된다. 다시 말해, 본 실시예에서, 토너공급롤러(20)에 토너가 공급되는 효율은 상술한 교반부(25a)의 진동에 의해 향상된다.
상술한 바와 같은 토너가 제1 영역(e)에 밀집하게 되는 문제를 방지하는 효과, 상술한 바와 같은 프로세스 카트리지(7)에서 토너공급롤러(20)에 토너가 공급되는 효율을 향상시키는 효과는 크랭크축(25b)의 회전 방향에 관계없이 달성될 수 있다. 본 실시예에서, 크랭크축(25b)은 교반부(25a)를 진동(왕복운동)시키기 위해 미도시된 구동수단(구동원)에 의해 화살표(J)로 표시된 방향(시계 방향)으로 회전 된다.
도6은 교반부재(25)의 정면도이다. 본 실시예에서, 판형상의 교반부(25a)는 토너공급롤러(20)를 향하는 다수의 홀(관통홀)(25c)를 구비한다. 또한, 교반부(25a)는 진동하고, 홀(25c)이 토너공급롤러(20)를 향해 움직이는 스트로크 및 홀(25c)이 토너공급롤러(20)로부터 멀어지는 스트로크를 교대로 반복한다. 따라서, 홀(25c)을 마련함으로써, 토너가 홀(25c)을 통해 빠져나오므로, 토너는 교반부(25a)의 진동운동에 의해 교반부(25a)의 하방에서 밀집되지 않는다. 따라서, 토너공급롤러(20)에 토너가 효율적으로 공급되도록 토너는 유동화된다. 여기서, 토너공급롤러(20)의 회전 방향에 대하여 하류방향 열의 각각의 홀(25c)은 제1 홀(25c1)이라고 하고, 상류방향 열의 각각의 홀(25c)은 제2 홀(25c2)이라고 한다. 교반부(25a)의 대략 폭 방향에 대하여, 제1 및 제2 홀(25c1, 25c2)이 제1 및 제2 홀(25c1, 25c2)이 토너공급롤러(20)의 회전축에 투영된다면, 홀들이 부분적으로 중첩되는 위치관계를 갖는다. 이러한 구조적 배열은 토너공급롤러(20)의 길이 방향에 대하여 토너 교반의 불균일성을 상당히 감소시킨다. 도6을 참조하면, 제2 홀(25c2)이 속한 열과 같은 열에 있고 홀(25c2)에 가까운 홀(25c)의 하나를 참조부호(25c3)로 지칭한다. 제2 및 제3 홀(25c2, 25c3) 사이의 영역은 참조부호(R)로 지칭한다. 영역(R)와 제1 홀(25c1)이 토너공급롤러(20)의 회전축에 투영된다면, 영역(R)은 제1 홀(25c1)에 부분적으로 중첩된다. 따라서, 영역(R)에 대응하는 영역에 걸쳐 불균일한 화상의 형성을 방지할 수 있다. 본 실시예에서, 제1 홀(25c1)은 제1 부분(25g)에 속하지만, 제2 및 제3 홀(25c2, 25c3)은 제2 부분(25h)에 속한 다. 그러나, 프로세스 카트리지(7)는 상기 홀들이 본 실시예에서 그들이 속한 부분들과 다른 교반부(25a)의 부분들에 속하도록 설계될 수 있다. 즉, 프로세스 카트리지(7)는 제2 부분(25h)이 제1 홀(25c1)을 구비하고, 제1 부분(25g)이 제2 및 제3 홀(25c2, 25c3)을 구비하도록 설계될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 교반부(25a)의 자유모서리부(25a2)가 제1 영역(e)에 침입하여 제1 영역(e)에서 왕복운동하도록 교반부(25a)를 왕복운동시킨다. 따라서, 제1 영역(e)내의 토너는 자유모서리부(25a2)에 의해 교반되어, 밀집되는 것이 방지된다. 따라서, 제1 영역(e)에 있어서 토너의 유동성이 감소되지 않는다. 또한, 본 실시예에 따르면, 프로세스 카트리지(7)에서 제2 영역(f) 및 토너공급롤러(20)에 대한 토너 공급효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 토너공급롤러(20)로부터 현상롤러(17)로 적절한 양의 토너를 신뢰성있게 공급할 수 있고, 불만족스러운 화상, 즉 토너공급롤러(20)에 대한 불충분한 토너 공급에 기인한 불균일성을 갖는 화상의 형성을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 토너반송부재(22)가 토너 저장실(18a)의 안내부(18a2)에 해당하는 토너 저장실(18a)의 영역을 지나친 후, 탄성의 토너반송부재(22)는 토너 저장실(18a)의 내부면에서 이탈한다. 구체적으로, 토너반송부재(22)가 토너 저장실(18a)의 내부면에서 이탈하자마자, 토너반송부재(22)상의 토너는 토너 저장실(18a) 바로 위에 있는 현상실(18b)내로 반송(포획)된다. 또한, 본 실시예에 따르면, 프로세스 카트리지(7)는 토너가 상방으로 반송되도록 구성된다. 따라서, 프로세스 카트리지(7)가 예컨대 중간 전사벨트(5) 바로 아래 장 착가능하게 구성된 화상형성장치를 구현할 수 있다. 프로세스 카트리지(7)를 중간 전사벨트(5) 바로 아래 설치함으로써, 상술한 바와 같이 정착장치(10)를 주사유닛(3), 현상장치(4) 및/또는 프로세스 카트리지(7)로부터 멀리 설치할 수 있어, 정착장치(10)로부터의 열이 그것들(주사유닛(3), 현상장치(4) 및/또는 프로세스 카트리지(7))에 영향을 주는 것을 방지하거나, 주사유닛(3), 현상장치(4) 및/또는 프로세스 카트리지(7)에 대한 정착장치(10)로부터의 열의 영향을 줄이는 데 필요한 공간을 없애거나 축소할 수 있다. 따라서, 화상형성장치(100)의 크기를 줄일 수 있고, 예컨대, 화상형성장치(100)의 높이를 줄일 수 있다.
본 발명에 따르면, 토너반송부재(22)는 탄성을 갖는다. 따라서, 토너는 토너반송부재(22)의 탄성에 의해 발생하는 힘에 의해 투척된다. 따라서, 본 실시예의 토너반송부재(22)를 사용함으로써, 토너가 교반부재에 수용된 채 현상실(18b)로 반송되도록 구성된 교반부재 등을 사용하는 프로세스 카트리지의 토너 저장실(18a)과 비교하여, 토너 저장실(18a)의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 실질적으로, 토너를 반송하기 위해 탄성의 토너반송부재만이 필요하다. 따라서, 구성요소의 수가 작고 구조가 단순하며 저렴한 토너반송기구를 실현할 수 있다.
따라서, 화성형성장치(처리 카세트)는 중력에 반하여 토너를 반송하도록 구성되어야 하는데, 불만족스러운 화상, 구체적으로, 토너의 불충분한 공급에 기인하는 원치않는 백색반점 등을 포함하는 화상을 형성하지 않으면서도, 구조가 단순하며 저렴하고 소형인 화성형성장치를 제공할 수 있다.
또한, 진동하는 교반부(25a)는 현상실(18b)내 토너공급롤러(20) 및 토너 저 장실(18a)로부터 현상실(18b)을 분리하는 격벽(26) 사이에 위치한다. 따라서, 토너가 현상실(18b)에 공급된 후, 토너가 토너공급롤러(20)에 효율적으로 공급되도록 확실히 토너를 교반시킨다. 따라서, 토너공급롤러(20)로부터 현상롤러(17)로 적절한 양의 토너를 신뢰성있게 공급할 수 있다. 따라서, 불만족스러운 화상, 구체적으로, 불충분한 토너 공급에 기인한 불균일성을 갖는 화상의 형성을 방지할 수 있다.
제2 실시예
다음으로, 본 발명의 또 다른(제2) 실시예를 설명한다. 본 실시예의 현상장치, 프로세스 카트리지 및 화상형성장치는 제1 실시예의 것들과 기본 구조가 동일하다. 따라서, 제1 실시예의 구성요소에 대응하는 기능 및 구조가 동일한 본 실시예의 화상형성장치의 구성요소 등은 제1 실시예의 구성요소에 부여된 참조부호와 동일한 참조부호가 부여될 것이고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예와 제1 실시예의 다른 점은 본 실시예의 안내부(18a2)의 형상이 안내부(18a2)의 일부가 프로세스 카트리지(7)의 길이 방향에 수직인 방향에서 바라볼 때 토너 저장실(18a)의 안쪽으로 돌출하도록 형성된다는 점이다.
도7은 본 실시예의 프로세스 카트리지(7)의 단면도이다. 본 실시예에서, 토너 저장실(18a)의 안내부(18a2)는 토너반송부재(22)의 회전 방향(G)에 대하여 격벽(26)의 홀(18c)의 상류측에 위치한다. 여기서, 토너 저장실(18a)의 벽의 일부인 안내부(18a2)는 토너반송부재(22)가 회전함에 따라 시트부(22a)를 자체 탄성에 대해 변형시킨다. 안내부(18a2)의 형상은 토너반송부재(22)가 화살표(G)로 표시된 방향으로 회전함에 따라, 안내부(18a2)와 토너반송부재(22)의 회전축 사이의 거리가 점차 감소하도록 형성된다. 또한, 토너 저장실(18a)은 시트부(22a)의 자유 모서리부의 스위핑 에지(22a1)와 접촉하지 않는 토너 저장실(18a)의 벽의 복귀부(18a4)에 해당하는 복귀공간을 구비한다. 토너반송부재(22)의 회전 방향(G)에 대하여, 복귀부(18a4)는 안내부(18a2)의 하류측 및 홀(18c)의 상류측에 위치한다. 구체적으로, 복귀부(18a4)는 토너 저장실(18a)의 벽의 내부면의 일부이다. 또한, 토너반송부재(22)의 회전 방향(G)에 대하여, 복귀부(18a4)는 안내부(18a2)의 하류단(이하, "경계선"이라 함)의 하류측에 위치한다. 또한, 계단형상부(18a5)가 안내부(18a2)와 복귀부(18a4) 사이에 마련되도록 토너 저장실(18a)의 내면벽을 형성하여 복귀부(18a4)를 형성한다. 또한, 복귀부(18a4)의 형상은 토너반송부재(22)의 회전 방향(G)에 대하여, 복귀부(18a4)와 토너반송부재(22)의 회전축 사이의 거리가 점차 감소하도록 형성된다. 여기서, 계단형상부(18a5)는 그 각이 토너의 안식각보다 크도록 기울어져 있어, 토너가 계단형상부(18a5)에 접촉함에 따라, 토너는 하방으로 미끄러진다. 또한, 토너반송부재(22)의 시트부(22a)가 상술한 복귀공간에 있을 때, 시트부(22a)의 자유 모서리부의 스위핑 에지(22a1)는 토너 저장실(18a)의 벽의 내부면과 접촉하지 않는다.
토너반송부재(22)의 회전에 의해 시트부(22a)의 자유 모서리부의 스위핑 에지(22a1)가 경계선(18a3)을 지나친 후, 시트부(22a)는 토너 저장실(18a)의 벽의 내부면(복귀부(18a4))과 비접촉한다. 따라서, 스위핑 에지(22a1)가 경계선(18a3)을 지나치자마자, 시트부(22a)는 자연 형상으로의 복귀가 가능케 된다. 시트부(22a) 는 탄성 성분(고탄성 성분)으로 이루어지므로, 자연 형상으로의 복귀가 가능케 되면, 시트부(22a)는 즉시 자연 형상, 즉 변형 전의 상태로 복귀된다. 그 결과, 시트부(22a)상의 토너(토너반송부재(22)상의 토너)는 홀(18c)을 향해 (도7의 화살표(H)로 표시된 방향으로) 시트부(22a)의 탄성에 의해 발생하는 힘에 의해 투척된다. 한편, 본 실시예에서도, 경계선(18a3)은 홀(18c)의 바닥모서리(18c1)보다 낮은 높이에 위치한다.
이어서, 경계선(18a3)이 토너반송부재(22)의 회전축과 일치하는 수평선과 일치할 때의 토너의 움직임 및 경계선(18a3)이 상기 수평선보다 위에 있을 때의 토너의 움직임을 설명한다. 도8의 (a) 내지 도8의 (c)는 프로세스 카트리지(7)의 단면도로서, 경계선(18a3)의 위치 변화에 따른 토너의 반송 방식의 변화를 보여준다.
도8의 (a)는 경계선(18a3)(시트부(22a)의 스위핑 에지(22a1)가 안내부(18a2)를 떠나는 지점, 즉 시트부(22a)가 안내부(18a2)로부터 분리되는 지점)이 토너반송부재(22)의 회전축과 일치하는 수평선과 일치하게 되는 경우에 해당한다. 이 경우, 토너가 시트부(22a)에서 미끄러져 떨어지는 양이 적다. 따라서, 시트부(22a)의 자유단부상에 모아지는 토너량이 더 많다. 한편, 경계선(18a3)에서 홀(18c)까지의 거리가 더 크다. 따라서, 현상실(18b)로 토너를 충분히 반송하기 위해 조절을 수행해야 한다. 예를 들어, 시트부(22a)의 재료를 바꾸지 않는 조건으로, 시트부(22a)가 안내부(시트변형부)(18a2)로부터 분리될 때 시트부(22a)의 탄성에 의해 발생하는 힘의 양을 증가시키기 위해 시트부(22a)의 두께를 증가시킴으로써 토너를 현상실(18b)로 충분히 반송할 수 있다. 시트부(22a)의 재료를 바꾸는 것이 바람직 하다면, 상술한 바와 같이 시트부(22a)의 두께를 만족할 만큼 변화시키고, 시트부(22a)의 재료로서 강성이 상대적으로 높은 성분을 이용함으로써, 토너는 현상실(18b)로 반송될 수 있다.
도8의 (b) 및 8의 (c)는 경계선(18a3)이 토너반송부재(22)의 회전축과 일치하는 수평선보다 위에 있는 경우에 해당한다. 도8의 (c)에 도시된 구조적 배치의 경우, 경계선(18a3)은 도8의 (b)에 도시된 경우보다 수평선에서 보다 더 위에 있다. 즉, 도8의 (b) 및 8의 (c)에 도시된 구조적 배치의 경우, 경계선(18a3)은 도8의 (a)에 도시된 구조적 배치의 경우보다 격벽(26)의 홀(18c)에 더 가깝다. 이 경우들에서, 시트부(22a)상에서 토너가 하방으로 미끄러지는 양이 많아져, 시트부(22a)의 자유단부상에 토너가 모아지는 양이 도8의 (a)에 도시된 경우보다 작다. 따라서, 이 경우들에서 현상실(18b)로 토너를 충분히 반송(투척)하기 위해 조절을 수행해야 한다. 예를 들어, 시트부(22a)의 재료를 바꾸지 않는 조건으로, 시트부(22a)의 자유단부에 더 많은 양의 토너를 모으도록 시트부(22a)를 더 구부리기 위해 시트부(22a)의 두께를 감소시킴으로써 토너를 현상실(18b)로 충분히 반송할 수 있다. 시트부(22a)의 재료를 바꾸는 것이 바람직하다면, 시트부(22a)의 재료로서 강성이 상대적으로 낮은 성분을 이용함으로써 시트부(22a)의 자유단부에 모아지는 토너량을 증가시킬 수 있다. 강성이 상대적으로 낮은 성분을 시트부(22a)의 재료로서 사용한다면, 시트부(22a)의 탄성은 더 작다. 그러나, 경계선(18a3)에서 격벽(26)의 홀(18c)까지의 거리는 더 짧다. 따라서, 상술한 바와 같이 시트부(22a)의 두께를 만족할 만큼 변화시킴으로써 토너는 현상실(18b)로 반송될 수 있다.
상술한 주제를 고려한 연구는 다음을 보여준다. 즉, 불만족스러운 화상, 즉 토너의 불충분한 공급에 기인하는 원치않는 백색반점 등을 포함하는 화상의 형성을 방지하도록 충분한 양의 토너를 현상실(18b)로 반송하기 위해, 다음과 같이 안내부(18a2)의 위치를 설정하는 것이 바람직하다.
즉, 경계선(18a3)은 토너반송부재(22)의 회전축을 포함하는 수평면과 동일한 높이에 또는 이 수평면보다 높게 위치하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 바람직하게는, 토너반송부재(22)의 회전축을 포함하는 수평선 및 토너반송부재(22)의 회전축과 경계선(18a3)을 연결하는 직선에 의해 형성되는 각(θ1)은 다음의 범위에 속한다.
0°≤ θ1 ≤ 70° …(4)
또한, 바람직하게는, 경계선(18a3)과 일치하는 수직선 및 안내부(18a2)의 표면(접선)에 의해 형성된 각(θ2)은 다음의 범위에 속한다.
15°≤ θ2 ≤ 60° …(5)
또한, 토너 저장실(18a)의 벽의 형상은 시트부(22a)가 자연 형상으로의 복귀가능하게 된 후, 시트부(22a)의 자유단부의 스위핑 에지(22a1)가 토너 저장실(18a)의 벽의 내면과 접촉하지 않도록 형성된다. 또한, 시트부(22a)의 굴곡부에 접하는 표면의 가상의 연장부, 및 안내부(18a2)와 복귀부(18a4) 사이에 있는 계단형상부(18a5)와 일치하는 직선에 의해 형성되는 각(θ3)은 다음의 범위내에 속한다.
0°≤ θ3 ≤ 90° …(6)
제1 실시예에서 기술한 거리(L1, L2, L3 및 L4)간의 관계는 본 실시예에도 적용가능하다.
상술한 바와 같이, 본 실시예는 제1 실시예에 의해 얻어진 효과와 동일한 효과를 제공할 수 있다. 또한, 본 실시예에서, 프로세스 카트리지(7)의 구조는 안내부(18a2)와 토너반송부재(22)의 회전축 사이의 거리가 경계선(18a3)에서 최소가 되도록, 안내부(18a2)와 토너반송부재(22)의 회전축 사이의 거리가 토너반송부재(22)가 화살표(G)로 표시된 방향으로 회전함에 따라 점차 감소하도록 이루어진다. 즉, 경계선(18a3)에 더 가까울수록, 안내부(18a2)와 토너반송부재(22)의 회전축 사이의 거리는 더 작아진다. 따라서, 시트부(22a)가 안내부(18a2)에 대응하는 토너 저장실(18a)이 영역을 통해 움직임에 따라, 시트부(22a)의 변형이 점차 증가된다. 그후, 시트부(22a)가 경계선(18a3)을 지나치자마자, 시트부(22a)는 즉시 자연 형상으로 복귀한다. 따라서, 본 실시예는 제1 실시예보다 현상실(18b)에 공급되는 토너량이 더 많다.
한편, 본 실시예에서도, 토너반송부재(22)의 스위핑 에지가 경계선(18a3)으로부터 이탈되기 전에, 토너반송부재(22)는 스위핑 에지부가 자체 탄성에 의해 홀(18c)의 근처와 접촉하게 되는 위치로 회전될 것이다.
또한, 본 실시예에서도, 토너반송부재(22)의 스위핑 영역 반경의 최대값은 토너반송부재(22)의 회전축과 홀(18c)의 바닥모서리(18c1) 사이의 거리보다 크다. 따라서, 토너 저장실(18a)내의 토너가 충분한 양으로 홀(18c)을 통해 현상실(18b)내로 신뢰성있게 공급되는 것이 보장된다.
또한, 본 실시예에서도, 프로세스 카트리지(7)의 구조는 토너반송부재(22)의 스위핑 에지부가 경계선(18a3)에 접촉할 때, 토너반송부재(22)의 회전 방향에 대하여 하류 방향으로 연장되는 스위핑 에지에서 토너반송부재(22)의 스위핑 에지의 상기 궤적에 대한 법선은 홀(18c)에서 토너반송부재(22)의 스위핑 에지로부터 상방으로 연장되는 수직선의 반대측에 위치하도록 이루어진다. 따라서, 토너의 투척 직전에 토너반송부재(22)상에 수용되는 토너량이 제1 실시예에서보다 현저히 많다. 따라서, 토너는 홀(18c)을 통해 현상실(18b)로 보다 효율적으로 공급될 수 있다.
제3 실시예
다음으로, 본 발명의 또 다른(제3) 실시예를 설명한다. 본 실시예의 현상장치, 프로세스 카트리지 및 화상형성장치는 제1 및 제2 실시예의 것들과 기본 구조가 동일하다. 따라서, 제1 및 제2 실시예의 구성요소에 대응하는 기능 및 구조가 동일한 본 실시예의 화상형성장치의 구성요소 등은 제1 및 제2 실시예의 구성요소에 부여된 참조부호와 동일한 참조부호가 부여될 것이고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예와 제1 및 제2 실시예의 다른 점은 본 실시예의 토너 저장실(18a)에 마련된 본 실시예의 토너반송부재(28)는 제1 및 제2 실시예의 토너반송부재(22)와 구조가 다르다는 점이다.
도9는 본 실시예의 프로세스 카트리지(7)의 단면도이다. 도10은 본 실시예의 토너반송부재(28)의 일부의 확대사시도이다.
본 실시예에서, 토너반송부재(28)는 (a) 회전축(28a), (b) 고정날개(28b), 및 (c) 회전날개(28c)를 포함한다. 고정날개(28b)는 회전축(28a)의 필수 부분이다. 회전날개(28c)는 토너반송부재(28)의 회전 방향(G)과 반대 방향으로만 고정날 개에 대하여 회전가능하다. 본 실시예에서, 또한, 토너반송부재(28)는 (d) 탄성부재(28d)를 구비한다. 탄성부재(28d)는 고정날개(28b)와 회전날개(28c)를 연결하는 회전날개(28c)의 부분 주위에 끼워져 있다. 탄성부재(28d)는 회전날개(28c)가 토너반송부재(28)의 회전 방향(G)과 같은 방향으로 가압되도록 감겨 있다. 특히, 본 실시예에서, 탄성부재(28d)는 비틀림 코일 스프링(회전날개(28c)의 필수 부분인 축(28c1) 주위에 끼워짐)이다. 축(28c1)은 고정날개(28b)의 연결부(28b1)의 홀에 끼워져, 고정날개(28b)에 의해 회전가능하게 지지된다.
토너반송부재(28)가 화살표(G)로 표시된 방향으로 회전함에 따라, 회전날개(28c)는 토너 저장실(18a)의 벽의 내부면의 부분(18a1)과 접촉하고, 토너반송부재(28)의 회전 방향(G)과 반대 방향으로 회전된다. 회전날개(28c)가 토너 저장실(18a)의 부분(18a1)과 접촉하는 동안, 회전날개(28c)는 그것이 부분(18a1)에 의해 움직여진 위치를 유지하면서 토너를 반송한다. 토너반송부재(28)가 더 회전함에 따라, 회전날개(28c)의 자유 모서리부의 스위핑 에지는 경계선(18a3)을 지나친다. 스위핑 에지가 경계선(18a3)을 지나자마자, 회전날개(28c)는 토너반송부재(28)의 회전 방향(G)과 같은 방향으로 비틀림 코일 스프링(28d)의 탄성에 의해 발생하는 힘에 의해 회전된다. 그 결과, 회전날개측의 고정날개(28b)의 표면인 고정날개(28b)의 회전스토퍼면(28b2)이 고정날개측의 회전날개(28c)의 표면인 회전스토퍼면(28c2)과 접촉하게 된다. 즉, 본 실시예에서, 토너반송부재(28)는 제1 및 제2 부분(28b, 28c)을 갖는다. 제2 부분(28c)은 제1 부분(28b)에 회전가능하게 연결된다. 제2 부분(28c)은 제1 부분(28b)보다 토너반송부재(28)의 회전축으로부터 더 멀리 위치된다. 또한, 본 실시예에서, 토너반송부재(28)는 제2 부분(28c)이 토너반송부재(28)의 회전 방향과 같은 방향으로 회전하도록 제2 부분(28c)을 가압하는 탄성부재(28d)를 구비한다. 또한, 토너반송부재(28)가 회전함에 따라, 토너반송부재(28)의 형상이 변한다. 구체적으로, 토너반송부재(28)가 회전함에 따라, 제2 부분(28c)은 탄성부재(28d)의 탄성에 의해 발생하는 힘에 반하여 안내부(18a2)에 의해 회전된다.
상술한 바와 같이, 회전날개(28c)가 토너반송부재(28)의 회전 방향(G)과 같은 방향으로 회전함에 따라, 회전날개(28c)에 의해 반송되는 토너는 회전날개(28c)에 의해 투척된다. 다시 말해서, 본 실시예의 토너반송부재(28)는 제1 및 제2 실시예의 토너반송부재(22)와 동일한 역할을 한다.
제1 실시예에서 기술한 거리(L1, L2, L3 및 L4)간의 관계는 본 실시예에도 적용가능하다. 한편, 본 실시예에서, 거리(L1)는 고정날개(28b)의 회전스토퍼면(28b2)이 회전날개(28c)의 회전스토퍼면(28c2)과 접촉할 때 토너반송부재(28)의 스위핑 영역의 반경(최대값)과 동일하다. 또한, 본 실시예에서도, 제2 실시예에서 기술한 동일 범위가 본 실시예의 각(θ1, θ2 및 θ3)에도 적용가능하다.
특히, 제1 실시예에서 토너반송부재(22)의 스위핑 영역의 반경이 토너반송부재(22)의 회전축에서 홀(18c)의 바닥모서리(18c1)까지의 거리보다 더 큰 것이 바람직한 것처럼, 본 실시예에서는 회전스토퍼면(28b2, 28c2)이 서로 접할 때 토너반송부재(28)의 스위핑 영역의 반경이 토너반송부재(28)의 회전축에서 홀(18c)의 바닥모서리(18c1)까지의 거리보다 더 큰 것이 바람직하다. 또한, 본 실시예에서도, 제 2 실시예와 마찬가지로, 안내부(18a2)의 위치를 각(θ1)이 0°≤ θ1 ≤ 70°로 표현되는 범위에 속하도록 설정하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 실시예는 제1 및 제2 실시예에 의해 제공된 것과 동일한 효과를 제공할 수 있다. 그러나, 본 실시예에서는, 토너를 상방으로 반송하는 힘은 비틀림 코일 스프링(28d)의 탄성에 의해 발생하므로, 토너 저장실(18a)내의 토너량에 관계없이 토너는 현상실(18b)내로 충분한 양으로 보다 신뢰성있게 공급될 수 있다.
제4 실시예
다음으로, 본 발명의 또 다른(제4) 실시예를 설명한다. 본 실시예의 현상장치, 프로세스 카트리지 및 화상형성장치는 제1 및 제2 실시예의 것들과 기본 구조가 동일하다. 따라서, 제1 및 제2 실시예의 구성요소에 대응하는 기능 및 구조가 동일한 본 실시예의 화상형성장치의 구성요소 등은 제1 및 제2 실시예의 구성요소에 부여된 참조부호와 동일한 참조부호가 부여될 것이고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예는 토너공급롤러(20)에 대한 홀(18c)의 위치에 있어서 제1 및 제2 실시예와 다르다.
도11은 본 실시예의 프로세스 카트리지(7)의 단면도이다. 본 실시예에서, 토너 저장실(18a)과 현상실(18b) 사이의 격벽(26)이 구비하는 홀(18c)의 바닥모서리는 토너공급롤러(20)의 정점(최고점)(c)을 포함하는 수평면 위에 위치한다.
한편, 본 실시예의 설명의 편의를 위해, 제1 실시예에서 설명한 현상실(18b)내의 교반부재(25)는 도11에 도시하지 않았다. 그러나, 본 실시예에서도, 제1 및 제2 실시예의 교반부재(25)와 유사한 교반부재가 현상실(18b)에 마련될 수 있다.
특히, 본 실시예에서도, 제2 실시예와 마찬가지로, 안내부(18a2)의 위치를 각(θ1)이 0°≤ θ1 ≤ 70°로 표현되는 범위에 속하도록 설정하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서, 토너가 투척되는 방향은 안내부(18a2)의 위치 및/또는 시트부(22a)의 두께를 조절함으로써 조절될 수 있다. 따라서, 홀(18c)이 토너공급롤러(20)의 최고점(c)을 포함하는 수평면 위에 위치하도록 프로세스 카트리지(7)를 구성하더라도, 현상실(18b)로 토너를 충분히 반송하도록 다음의 조절을 수행할 수 있다. 즉, 이 경우, 토너의 반송량을 조절하기 위해 필요한 조절은 안내부(18a2)를 토너반송부재(22)의 회전축을 포함하는 수평면 위에 위치시키는 것과 시트부(22a)의 두께를 증가시키는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 실시예는 제1 및 제2 실시예에 의해 제공된 것과 동일한 효과를 제공할 수 있다. 그러나, 본 실시예에서는, 토너공급롤러(20)의 외주면 전체는 토너반송부재(22)에 의해 현상실(18b)내로 반송될 토너로 덮여 있다. 따라서, 제1 및 제2 실시예에서보다 용이하게 토너공급롤러(20)에서 현상롤러(17)로 토너를 공급한다.
제5 실시예
다음으로, 본 발명의 또 다른(제5) 실시예를 설명한다. 본 실시예의 현상장치, 프로세스 카트리지 및 화상형성장치는 제1 및 제2 실시예의 것들과 기본 구조가 동일하다. 따라서, 제1 및 제2 실시예의 구성요소에 대응하는 기능 및 구조가 동일한 본 실시예의 화상형성장치의 구성요소 등은 제1 및 제2 실시예의 구성요소에 부여된 참조부호와 동일한 참조부호가 부여될 것이고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예는 현상실(18b)을 토너 저장실(18a)로부터 분리하는 격벽(26)의 구조에 있어서 제1 및 제2 실시예와 다르다.
도12는 본 실시예의 프로세스 카트리지(7)의 일부를 보여주는 단면도이다. 본 실시예에서, 프로세스 카트리지(7)는 현상실(18b)을 토너 저장실(18a)로부터 분리하는 격벽(26)이 수평면에 대하여 각을 이루는 하나의 평탄한 벽인 구조를 갖는다.
본 실시예의 격벽(26)도 제1 및 제2 실시예의 격벽(26)과 마찬가지로 토너 저장실(18a)에서 현상실(18b)로 토너가 반송될 때 관통하는 홀(18c)을 구비한다. 홀(18c)의 바닥모서리(18c1)는 토너공급롤러(20)의 최저점(b)과 일치하는 수평면 위에 위치한다. 또한, 토너공급롤러(20), 격벽(26) 및 현상 블레이드(21)로 둘러싸인 현상실(18b)의 제2 영역(f)에 교반부재(25)가 마련된다. 상세히 설명하면, 제2 영역(f)은 토너공급롤러(20), 토너공급롤러(20) 아래의 격벽(26)의 부분 및 현상 블레이드(21)로 둘러싸인 영역이다.
교반부(25a)의 자유모서리부(25a2)의 궤적에 관하여, 교반부재(25)는 교반부(25a)가 왕복운동함에 따라, 교반부(25a)의 자유모서리부(25a2)가 현상실(18b)의 제1 영역(e)에 침입하고 그 안의 토너와 접촉하도록 배치된다. 제1 영역(e)은 토너공급롤러(20), 및 홀(18c)의 바닥모서리와 일치하는 수평면 아래 및 토너공급롤러(20)의 옆(도면의 좌측)에 위치하는 격벽(26)의 부분 사이의 영역이다. 따라서, 토너가 현상실(18b)에 공급됨에 따라, 제1 영역(e) 및 그 근처에 밀집되어 유동성이 적어지는 문제를 방지할 수 있다. 따라서, 토너는 제2 영역(f) 및 토너공급롤러(20)로 보다 효율적으로 공급될 수 있다.
제6 실시예
다음으로, 본 발명의 또 다른(제6) 실시예를 설명한다. 본 실시예의 현상장치, 프로세스 카트리지 및 화상형성장치는 제1 및 제2 실시예의 것들과 기본 구조가 동일하다. 따라서, 제1 및 제2 실시예의 구성요소에 대응하는 기능 및 구조가 동일한 본 실시예의 화상형성장치의 구성요소 등은 제1 및 제2 실시예의 구성요소에 부여된 참조부호와 동일한 참조부호가 부여될 것이고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예는 현상실(18b)을 토너 저장실(18a)로부터 분리하는 격벽(26)의 구조에 있어서 제1 및 제2 실시예와 다르다.
도13은 본 실시예의 프로세스 카트리지(7)의 일부를 보여주는 단면도이다. 본 실시예에서, 현상실(18b)을 토너 저장실(18a)로부터 분리하는 격벽(26)은 곡면부(26c)와 토너공급롤러(20)의 외주면간의 거리가 균일한 곡률을 갖는 곡면부(26c)를 포함한다. 즉, 본 실시예에서, 격벽(26)의 일부는 토너공급롤러(20)의 외주면의 곡률과 일치하도록 만곡된다. 다시 말해, 본 실시예에서, 제1 실시예의 격벽(26)의 제1 및 제2 부분(26a, 26b) 사이의 각진 연결부에 대응하는 격벽(26)의 부분이 만곡된다.
토너 저장실(18a)에서 현상실(18b)로 토너를 반송하기 위한 홀(18c)은 격벽(26)의 곡면부(26c)보다 높게 위치한다. 또한, 홀(18c)의 바닥모서리(18c1)는 토너공급롤러(20)의 최저점(b)보다 높게 위치한다. 또한, 토너공급롤러(20), 격벽(26) 및 현상 블레이드(21)로 둘러싸인 현상실(18b)의 제2 영역(f)에 교반부재(25)가 마련된다. 상세히 설명하면, 제2 영역(f)은 토너공급롤러(20), 토너공급롤러(20) 아래의 격벽(26)의 부분 및 현상 블레이드(21)로 둘러싸인 영역이다.
교반부(25a)의 스위핑 에지(25a2)의 궤적에 관하여, 교반부재(25)는 교반부(25a)가 왕복운동함에 따라, 스위핑 에지(25a2)가 현상실(18b)의 제1 영역(e)에 침입하고 그 안의 토너와 접촉하도록 배치된다. 제1 영역(e)은 토너공급롤러(20) 및 홀(18c)의 바닥모서리와 일치하는 수평면 아래에 위치하는 격벽(26)의 곡면부(26c) 사이의 영역이다. 따라서, 토너가 현상실(18b)에 공급됨에 따라, 제1 영역(e) 및 그 근처에 밀집되어 유동성이 적어지는 문제를 방지할 수 있다. 따라서, 토너는 제2 영역(f) 및 토너공급롤러(20)로 보다 효율적으로 공급될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 프로세스 카트리지(7)에 대한 구조적 배치는 제1 및 제2 실시예에서 기술한 바와 마찬가지로 현상실(18b)내에서 효과적으로 토너를 교반할 수 있도록 한다.
제7 실시예
다음으로, 본 발명의 또 다른(제7) 실시예를 설명한다. 본 실시예의 현상장치, 프로세스 카트리지 및 화상형성장치는 제1 및 제2 실시예의 것들과 기본 구조가 동일하다. 따라서, 제1 및 제2 실시예의 구성요소에 대응하는 기능 및 구조가 동일한 본 실시예의 화상형성장치의 구성요소 등은 제1 및 제2 실시예의 구성요소에 부여된 참조부호와 동일한 참조부호가 부여될 것이고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예는 현상실(18b)내의 교반부재(25)의 구조에 있어서 제1 및 제2 실시예와 다르다.
도14는 본 실시예의 교반부재(25)를 보여주는 측면도이다. 본 실시예에서, 교반부(25a)는 현상실(18b)의 바닥부에 마련된 교반부(25a)의 표면(하향면)으로부터 돌출된 다수의 리브(돌출부)(25d)를 구비한다. 즉, 본 실시예에서, 교반부(25a)의 하향면은 다수의 리브(25d)를 구비한다. 구체적으로, 현상실(18b)의 길이 방향에 대하여 현상실(18b) 전체에 걸쳐 현상실(18b)내의 토너를 확실히 교반하기 위해서, 교반부(25a)의 하향면은 현상실(18b)의 길이 방향에 대하여 현상실(18b) 전체에 걸쳐 연장되는 다수의 리브(25d), 또는 교반부(25a)의 길이 방향으로도 연장되고 교반부(25a)의 폭방향에 대하여 중첩되도록 교반부(25a)의 길이 방향에 평행한 (크랭크축(25b)의 축선에 평행한) 다수의 열로 배열되는 다수의 짧은 리브(25d)를 구비한다.
따라서, 예컨대, 현상실(18b)의 제2 영역(f)에서 교반부(25a)의 하향면측에 토너가 밀집되더라도, 교반부(25a)의 왕복운동으로 리브(25d)에 의해 밀집된 토너는 충분히 유연해진다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 프로세스 카트리지(7)에 대한 구조적 배치는 제1 및 제2 실시예에서 기술한 바와 마찬가지로 현상실(18b)내에서 효과적으로 토너를 교반할 수 있도록 한다. 특히, 본 실시예에서, 교반부(25a)의 하향면상에 마련된 리브(25d)는 현상실(18b)내에서 토너를 보다 충분히 유연하게 한다. 따라서, 본 실시예는 토너가 밀집되어 유동성이 감소되는 문제를 방지할 수 있고, 토너공급 롤러(20)로 토너를 보다 효율적으로 공급할 수 있다. 따라서, 본 실시예는 토너공급롤러(20)에서 현상롤러(17)로 공급되는 토너량을 보다 효과적으로 안정화시킬 수 있고, 불만족스러운 화상, 구체적으로, 불충분한 토너 공급에 기인한 불균일성을 갖는 화상의 형성을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
제8 실시예
다음으로, 본 발명의 또 다른(제8) 실시예를 설명한다. 본 실시예의 현상장치, 프로세스 카트리지 및 화상형성장치는 제1 및 제2 실시예의 것들과 기본 구조가 동일하다. 따라서, 제1 및 제2 실시예의 구성요소에 대응하는 기능 및 구조가 동일한 본 실시예의 화상형성장치의 구성요소 등은 제1 및 제2 실시예의 구성요소에 부여된 참조부호와 동일한 참조부호가 부여될 것이고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예는 현상실(18b)내의 교반부재(25)의 구조에 있어서 제1 및 제2 실시예와 다르다.
도15 및 16은 본 실시예의 프로세스 카트리지(7)의 일부를 보여주는 확대사시도로서 교반부(25a)의 수직운동을 제어하기 위한 본 실시예의 구조적 배치를 보여준다.
교반부(25a)는 그 단부가 현상수단 프레임(18)의 홈(18d)내에 위치하는 크랭크축(25b)에 연결된다. 따라서, 크랭크축(25b)은 현상수단 프레임(18)에 의해 길이방향 단부에서 지지된다. 크랭크축 부싱(30)은 크랭크축(25b)을 하방으로 가압하기 위한 부재로서 사용된다. 즉, 크랭크축(25b)은 각각의 크랭크축(25b)의 길이방향 단부를 홈(18d)의 (도면내) 상측에서 해당 홈(18d)의 하측으로 이동시킴으로 써 현상수단 프레임(18)에 부착된다. 크랭크축 부싱(30)의 축가압부(30b)는 크랭크축(25b)의 길이방향 단부가 홈(18d)의 상측으로 이동하는 것을 막는다.
크랭크축 부싱(30)은 교반부(25a)를 조정하기 위한 부분(30a)을 구비한다. 교반부 조정부(30a)는 교반부(25a)의 부분(조정될 부분)(25e)의 수직운동을 조정한다. 본 실시예에서, 부분(25e)은 교반부(25a)의 길이 방향으로 (판형상 부재인) 교반부(25a)의 길이방향 단부로부터 돌출된다. 즉, 본 실시예에서, 프로세스 카트리지(7)는 교반부(25a)의 상방 이동을 방지하기 위해 그 궤적에 대하여 교반부(25a)를 조정하기 위한 수단(부재)로서 크랭크축 부싱(30)을 이용하는 구조를 갖는다.
따라서, 교반부(25a)의 하향면측에 토너가 밀집되더라도, 교반부(25a)는 밀집된 토너 덩어리에 의해 들어올려지지 않으므로, 밀집된 토너 덩어리 위에서 반대로 미끄러지는 것이 방지된다. 따라서, 교반부(25a)는 밀집된 토너 덩어리를 침입할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 프로세스 카트리지(7)에 대한 구조적 배열은 제1 및 제2 실시예에서 기술한 바와 마찬가지로 현상실(18b)내에서 효과적으로 토너를 교반할 수 있도록 한다. 특히, 본 실시예에서는 교반부(25a)의 수직운동을 조정하기 위한 교반부 조정부(30a)를 구비한다. 따라서, 토너가 밀집되어 유동성이 감소되는 문제를 방지하기 위해, 현상실(18b)내에서 토너를 보다 효과적으로 교반할 수 있다. 따라서, 본 실시예는 토너공급롤러(20)에 보다 충분히 토너를 공급할 수 있어, 토너공급롤러(20)에서 현상롤러(17)로 충분한 양의 토너를 계속적으로 공급할 수 있다. 따라서, 본 실시예는 불만족스러운 화상, 구체적으로, 불충분한 토너 공급에 기인한 불균일성을 갖는 화상의 형성을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
상기에서, 본 발명은 본 발명의 구체적인 실시예들과 관련하여 설명되었다. 그러나, 이 실시예들은 본 발명의 이용가능성을 한정하는 것은 아니다. 다시 말해서, 상술한 실시예들은 화상형성장치의 주조립체 내에 착탈가능하게 설치되는 프로세스 카트리지의 일부인 현상장치(현상유닛)와 관련하여 설명되었다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예들에서와 같은 그러한 현상장치에 제한되어 적용되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 화상형성장치에 고정식으로 구비되는 현상장치, 또는 현상 카트리지, 즉 그 내부에 단지 현상장치만이 구비되고 화상형성장치의 주조립체 내에 착탈가능하게 설치되는 카트리지에 또한 적용가능하다.
또한, 상술한 실시예들은 중간 전사타입의 화상형성장치, 즉 중간 전사부재를 사용하는 화상형성장치와 관련하여 설명되었다. 그러나, 상술한 실시예들은 본 발명의 이용가능성을 한정하는 것은 아니다. 화상형성분야의 당업자에게 잘 알려진 바대로, 기록매체를 지지하고 반송시키기 위한 부재로서 순환 컨베이어 벨트를 사용하는 화상형성장치가 존재한다. 이러한 화상형성장치의 경우, 토너화상이 감광부재상에 형성된 후, 토너화상은 기록매체 지지부재에 의해 지지되는 기록매체 시트로 직접 전사된다. 상술한 실시예들에서와 같은, 중간 전사벨트 대신에 컨베이어 벨트를 사용하는 상기 직접 전사타입의 몇몇 화상형성장치에 있어서, 프로세스 카트리지가 착탈가능하게 설치되는 화상형성부는 컨베이어 벨트 아래에 배열된 다. 이러한 화상형성장치 중 몇몇의 경우에는, 현상장치 내에서 중력에 반하여 토너를 반송할 필요가 있다. 이러한 화상형성장치의 경우에 본 발명은 매우 효과적으로 적용이 가능하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 소형이고 구조적으로 단순하면서도 중력에 반하여 현상제를 만족스럽게 반송시킬 수 있는 현상제 반송메커니즘을 제공하는 것이 가능하다. 더욱이, 현상제공급롤러와 현상제공급롤러 아래에 위치하는 격벽 사이의 영역에서 현상제를 교반하고, 교반된 현상제를 현상제공급롤러에 공급하는 것이 가능하다.
한편, 상기 실시예들 중 둘 또는 그 이상의 실시예들을 조합하는 것은 선택가능한 것이고, 이러한 조합은 상기 실시예들에 의해 얻을 수 있는 것과 동일한 효과를 제공할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
도1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 화상형성장치의 단면도이다.
도2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 횡단면도이다.
도3은 또한 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 횡단면도이다.
도4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 토너반송부재의 개략도로서, 토너반송부재의 구조를 보인 것이다.
도5는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 일부 횡단면도로서, 토너가 현상실 내에서 어떻게 교반되는지를 보인 것이다.
도6은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 교반수단의 정면도이다.
도7은 본 발명의 바람직한 다른(제2) 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 횡단면도이다.
도8은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 횡단면도로서, 토너가 현상실 내에서 어떻게 반송되는지를 보인 것이다.
도9는 본 발명의 바람직한 또 다른(제3) 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 횡단면도이다.
도10은 도9에 도시된 프로세스 카트리지에 구비되는 토너반송부재의 일부 확대사시도이다.
도11은 본 발명의 바람직한 또 다른(제4) 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 횡단면도이다.
도12는 본 발명의 바람직한 제5 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 일부 횡단면도이다.
도13은 본 발명의 바람직한 또 다른(제6) 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 일부 횡단면도이다.
도14는 본 발명의 바람직한 제7 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 교반부의 측면도이다.
도15는 본 발명의 바람직한 제8 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 교반조정부의 분해사시도이다.
도16은 도15에 도시된 프로세스 카트리지에서 교반조정부가 분리된 상태의 일부 분해사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
1 : 감광드럼 2 : 대전롤러
3 : 주사유닛(노광장치) 4 : 현상유닛(현상장치)
5 : 중간 전사벨트 6 : 클리닝부재
7 : 카트리지(프로세스 카트리지) 8 : 일차 전사롤러
9 : 이차 전사롤러 10 : 정착장치
11 : 클리닝장치 12 : 기록매체
13 : 감광부재유닛 14 : 클리닝수단 프레임
15 : 대전롤러 베어링 16 : 가압스프링
17 : 현상롤러 18 : 현상수단 프레임
18a : 토너 저장실 18b : 현상실
19 : 측판 20 : 토너공급롤러
21 : 현상 블레이드 22 : 토너반송부재
23 : 연결핀 24 : 압축스프링
25 : 교반부재 26 : 격벽
100 : 화상형성장치

Claims (25)

  1. 개구부를 구비하고, 상기 개구부에 공급되어지는 현상제를 수용하기 위한 현상제 수용실과,
    상기 현상제 수용실 내에 구비되고, 탄성을 가지며, 그 회전에 의해 현상제를 이송시키기 위한 이송부재와,
    상기 현상제 수용실 내에 구비되고, 상기 이송부재에 접촉가능하며, 상기 이송부재의 회전으로 탄성에 대항하여 상기 이송부재를 변형시키기 위한 변형부와,
    상기 변형부에 의해 변형된 상기 이송부재가 탄성복원되도록 함으로써 현상제를 상기 개구부를 향해 투척하는 복원부로 이루어지고,
    상기 변형부와 상기 복원부 사이의 경계부는 상기 개구부의 하단 아래에 배치되는 화상형성장치용 현상제 용기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 경계부는 상기 이송부재의 회전축을 통과하는 수평면과 동일한 높이 또는 더 높은 높이에 배치되는 화상형성장치용 현상제 용기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이송부재는 상기 변형부에 접촉되고 상기 경계부에서 그로부터 이탈되기 위한 자유단을 가지고, 상기 이송부재가 상기 복원허용부재에 의해 허용되고 있는 동안 상기 이송부재는 상기 개구부를 한정하는 부재에 접촉되는 화상형성장치용 현상제 용기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이송부재의 회전반경의 최대값은 상기 이송부재의 회전축과 상기 개구부의 하단 사이의 거리보다 큰 화상형성장치용 현상제 용기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 변형부는 상기 경계부에서 회전축에 가장 가까운 화상형성장치용 현상제 용기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 변형부는 상기 경계부에 더 가까운 위치에서 회전축에 더 가까운 화상형성장치용 현상제 용기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 이송부재는 상기 변형부에 접촉되고 상기 경계부에서 그로부터 이탈되기 위한 자유단을 가지고, 상기 이송부재의 회전방향에 대해 하방으로 연장되는, 자유단에 인접한 상기 이송부재의 표면의 법선은, 상기 자유단이 상기 경계부에 놓인 상태에서 상기 개구부로부터 이격된 자유단에서 상방으로 연장되는 수직면에 대해 기울어져 있는 화상형성장치용 현상제 용기.
  8. 현상제를 반송하기 위한 현상롤러와,
    상기 현상롤러를 구비하는 현상제실과,
    현상제를 수용하고, 현상제를 상기 현상제실로 공급하기 위한 개구부를 그 상부에 구비하는 현상제 수용실과,
    상기 현상제 수용실 내에 구비되고, 탄성을 가지며, 그 회전에 의해 현상제를 이송시키기 위한 이송부재와,
    상기 현상제 수용실 내에 구비되고, 상기 이송부재에 접촉가능하며, 상기 이송부재의 회전으로 탄성에 대항하여 상기 이송부재를 변형시키기 위한 변형부와,
    상기 변형부에 의해 변형된 상기 이송부재가 탄성복원되도록 함으로써 현상제를 상기 개구부를 향해 투척하는 복원부로 이루어지고,
    상기 변형부와 상기 복원부 사이의 경계부는 상기 개구부의 하단 아래에 배치되는 화상형성장치용 현상장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 경계부는 상기 이송부재의 회전축을 통과하는 수평면과 동일한 높이 또는 더 높은 높이에 배치되는 화상형성장치용 현상장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 이송부재는 상기 변형부에 접촉되고 상기 경계부에서 그로부터 이탈되기 위한 자유단을 가지고, 상기 이송부재가 상기 복원허용부재에 의해 허용되고 있는 동안 상기 이송부재는 상기 개구부를 한정하는 부재에 접촉되는 화상형성장치용 현상장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 이송부재의 회전반경의 최대값은 상기 이송부재의 회전축과 상기 개구부의 하단 사이의 거리보다 큰 화상형성장치용 현상장치.
  12. 제8항에 있어서, 상기 변형부는 상기 경계부에서 회전축에 가장 가까운 화상형성장치용 현상장치.
  13. 제8항에 있어서, 상기 변형부는 상기 경계부에 더 가까운 위치에서 회전축에 더 가까운 화상형성장치용 현상장치.
  14. 제8항에 있어서, 상기 이송부재는 상기 변형부에 접촉되고 상기 경계부에서 그로부터 이탈되기 위한 자유단을 가지고, 상기 이송부재의 회전방향에 대해 하방으로 연장되는, 자유단에 인접한 상기 이송부재의 표면의 법선은, 상기 자유단이 상기 경계부에 놓인 상태에서 상기 개구부로부터 이격된 자유단에서 상방으로 연장되는 수직면에 대해 기울어져 있는 화상형성장치용 현상장치.
  15. 전자사진 감광부재와,
    상기 전자사진 감광부재상에 형성된 정전화상을 현상하기 위해 현상제를 반송하기 위한 현상롤러와,
    상기 현상롤러를 구비하는 현상제실과,
    현상제를 수용하고, 현상제를 상기 현상제실로 공급하기 위한 개구부를 그 상부에 구비하는 현상제 수용실과,
    상기 현상제 수용실 내에 구비되고, 탄성을 가지며, 그 회전에 의해 현상제를 이송시키기 위한 이송부재와,
    상기 현상제 수용실 내에 구비되고, 상기 이송부재에 접촉가능하며, 상기 이송부재의 회전으로 탄성에 대항하여 상기 이송부재를 변형시키기 위한 변형부와,
    상기 변형부에 의해 변형된 상기 이송부재가 탄성복원되도록 함으로써 현상제를 상기 개구부를 향해 투척하는 복원부로 이루어지고,
    상기 변형부와 상기 복원부 사이의 경계부는 상기 개구부의 하단 아래에 배치되는 화상형성장치에 착탈가능하게 설치되는 프로세스 카트리지.
  16. 현상제를 반송하기 위한 회전가능한 현상롤러와,
    현상제를 상기 현상롤러에 공급하기 위한 회전가능한 현상제공급롤러와,
    상기 현상제공급롤러보다 낮은 위치에 구비되는 격벽과,
    현상제를 위한 개구부를 가지고, 상기 현상제공급롤러와 상기 격벽 사이에 구비되고, 상기 개구부를 상기 현상제공급롤러에 더 가깝게 근접시키는 운동과 상기 현상제공급롤러로부터 상기 개구부를 이격시키는 운동을 포함하는 진동운동에 의해 현상제를 교반하기 위한 교반부로 이루어지는 화상형성장치용 현상장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 교반부는 상기 운동과 함께 상기 현상제공급롤러의 회전방향으로 진동하는 화상형성장치용 현상장치.
  18. 제16항에 있어서, 회전부를 더 포함하고,
    상기 교반부는 상기 회전부의 회전과 상호 연계되어 진동하는 현상장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 회전부는 상기 현상제공급롤러의 회전방향에 대하여 상기 교반부의 하류에 배치되는 화상형성장치용 현상장치.
  20. 제16항에 있어서, 상기 개구부는 제1 개구부와 제2 개구부를 포함하고, 상기 제1 개구부의 일부와 상기 제2 개구부의 일부는 상기 현상제공급롤러의 회전축을 따른 방향으로 볼 때 서로 중첩되는 화상형성장치용 현상장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 개구부는 상기 회전축과 평행한 방향에 대해 병렬되는 제3 개구부를 포함하고,
    상기 제2 개구부와 상기 제3 개구부 사이의 영역은 상기 회전축에서 볼 때 상기 제1 개구부의 일부와 중첩되는 화상형성장치용 현상장치.
  22. 제16항에 있어서, 상기 교반부는 상기 현상제공급롤러에 대향하는 홈을 형성하기 위해 서로 교차되는 제1 면과 제2 면을 포함하는 화상형성장치용 현상장치.
  23. 제20항에 있어서, 상기 교반부는 상기 현상제공급롤러에 대향하는 홈을 형성하기 위해 서로 교차되는 제1 면과 제2 면을 포함하고,
    상기 제1 개구부는 상기 제1 면에 구비되고, 상기 제2 개구부는 상기 제2 면에 구비되는 화상형성장치용 현상장치.
  24. 제21항에 있어서, 상기 교반부는 상기 현상제공급롤러에 대향하는 홈을 형성하기 위해 서로 교차되는 제1 면과 제2 면을 포함하고,
    상기 제1 개구부는 상기 제1 면에 구비되고, 상기 제2 및 제3 개구부는 상기 제2 면에 구비되는 화상형성장치용 현상장치.
  25. 전자사진 감광부재 및 상기 전자사진 감광부재상에 형성된 정전화상을 현상하기 위한 제16항에 기재된 현상장치를 포함하는 프로세스 카트리지.
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