KR20090054886A - 현상제 수용기 및 충전 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 현상제 수용기는 현상제를 수용하는 수용 공간을 갖는 수용실과, 회전축 및 상기 회전축과 소정의 각도를 이룬 상태로 나선 형상으로 연장하여 상기 회전축의 축 방향과 이루는 각도가 상기 소정의 각도보다 작은 저각도 부위가 복수 설치된 나선 부재를 갖고, 상기 수용 공간 내에서 상기 회전축을 중심으로 회전하여 당해 수용 공간에 수용되어 있는 현상제를 반송하는 반송 부재를 구비하고, 상기 저각도 부위는 상기 나선 형상 부재가 상기 회전축의 주위를 일주하는 구간에, 적어도 하나 설치되어 있고, 상기 수용 공간에 수용되어 있는 현상제의 양은 상기 수용 공간 내의 상기 회전축의 축 방향을 수평 방향으로 유지하고 있는 한 상기 저각도 부위 중 어느 하나가 상기 현상제에 매립될 만한 양인 것을 특징으로 한다.

토너 카트리지, 현상제 배출구, 회전축, 나선 형상 반송 부재, 고각도 부위, 저각도 부위

Description

현상제 수용기 및 충전 방법{DEVELOPER CONTAINER AND METHOD FOR FILLING THE SAME}

본 발명은 현상제를 수용하는 현상제 수용기 및 현상제 수용기로의 현상제의 충전 방법에 관한 것이다.

현상제에 의해 상을 현상하는 화상 형성 장치에서는, 현상 장치에 현상제를 보급하기 위한 소모품으로서, 장치에 탈착 가능한 현상제 수용기가 이용되고 있다. 이 현상제 수용기는, 예를 들면 토너 카트리지라고 불리고 있으며, 통 형상의 용기와, 그 용기에 수용되는 반송구를 구비하고 있다(예를 들면, 특허문헌 1~4). 이 반송구는, 예를 들면 철사를 용기의 내경에 맞추어 나선 형상으로 감은 것이고, 이 반송구를 일정 방향으로 회전시킴으로써, 용기에 수용되어 있는 현상제는 그 용기의 단부에 설치된 배출구로 교반(攪拌)되면서 반송된다. 배출구로부터 배출된 현상제는 현상 장치로 보급된다.

[특허문헌 1] 일본 특허공개 평10-247009호 공보

[특허문헌 2] 일본 특허공개 2000-305344호 공보

[특허문헌 3] 일본 특허공개 2006-53446호 공보

[특허문헌 4] 일본 특허공개 2002-268344호 공보

본 발명은 현상제의 완화(loosening) 및 반송에 적합한 현상제 수용기 및 현상제 수용기로의 현상제의 충전 방법을 제공한다.

본 발명의 청구항 1에 기재된 현상제 수용기는, 현상제를 수용하는 수용 공간을 갖는 수용실과, 회전축 및 상기 회전축과 소정의 각도를 이룬 상태로 나선 형상으로 연장하여 상기 회전축의 축 방향과 이루는 각도가 상기 소정의 각도보다 작은 저각도 부위가 복수 설치된 나선 부재를 갖고, 상기 수용 공간 내에서 상기 회전축을 중심으로 회전하여 당해 수용 공간에 수용되어 있는 현상제를 반송하는 반송 부재를 구비하고, 상기 저각도 부위는 상기 나선 형상 부재가 상기 회전축의 주위를 일주하는 구간에, 적어도 하나 설치되어 있고, 상기 수용 공간에 수용되어 있는 현상제의 양은 상기 수용 공간 내의 상기 회전축의 축 방향을 수평 방향으로 유지하고 있는 한 상기 저각도 부위 중 어느 하나가 상기 현상제에 매립되는 양인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 2에 기재된 현상제 수용기는, 각각이 상기 회전축과 상기 나선 부재를 연결하는 복수의 제 1 연결부를 구비하고, 상기 제 1 연결부 각각은 서로 이웃하는 2개의 상기 저각도 부위 사이에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 3에 기재된 현상제 수용기는, 상기 회전축의 축 방향과 평행한 방향으로부터 보았을 때의, 상기 제 1 연결부가 상기 나선 부재로 연장하는 방향과, 상기 저각도 부위의 중심으로부터 상기 회전축으로 그은 수선(垂線)이 이루는 각도는 약 90도인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 4에 기재된 현상제 수용기는, 상기 나선 부재의 상기 저각도 부위와 상기 회전축을 연결하는 제 2 연결부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 5에 기재된 현상제 수용기는, 상기 수용 공간은 원통 형상이고, 상기 반송 부재를 상기 수용 공간에 수용했을 때에, 상기 나선 부재의 외경이 상기 수용 공간의 내경을 따라 배치되며, 복수의 상기 저각도 부위 중, 서로 이웃하는 2개의 저각도 부위 각각의 중심으로부터 상기 회전축으로 그은 2개의 수선이 이루는 각도는 약 180도이고, 상기 수용 공간에 수용되는 현상제의 양은 당해 수용 공간의 체적의 반 이상을 점하는 양인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 6에 기재된 현상제 수용기는, 상기 수용 공간에 수용되는 현상제의 양은 서로 이웃하는 2개의 저각도 부위 모두가 상기 현상제에 매립되는 양인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 7에 기재된 현상제 수용기는, 상기 수용 공간에 수용되는 현상제의 양은 상기 반송 부재 전체가 상기 현상제에 매립되지 않을 만한 양인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 8에 기재된 현상제 충전 방법은, 현상제를 수용하는 수용 공간을 갖는 용기와, 회전축과, 상기 회전축의 축 방향과 소정의 각도를 이룬 상태로 나선 형상으로 연장하고, 상기 회전축의 축 방향과 이루는 각도가 상기 소정의 각도보다 작은 저각도 부위가 상기 회전축의 주위를 일주하는 나선 형상 부재의 구 간에 적어도 하나 설치된 나선 부재를 갖고, 상기 수용 공간 내에서 상기 회전축을 중심으로 회전하여 당해 수용 공간에 수용되어 있는 현상제를 반송하는 반송구를 구비하는 현상제 수용기에 대하여 현상제를 충전하는 충전 방법으로서, 상기 수용 공간 내의 상기 회전축의 축 방향을 수평인 상태를 유지하고 있는 한 상기 저각도 부위 중 어느 하나가 상기 현상제에 매립되는 양의 현상제를 충전하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 9에 기재된 현상제 충전 방법은, 현상제를 수용하는 수용 공간을 갖는 용기와, 회전축과, 상기 회전축의 축 방향과 소정의 각도를 이룬 상태로 나선 형상으로 연장하고, 상기 회전축의 축 방향과 이루는 각도가 상기 소정의 각도보다 작은 저각도 부위가, 나선 형상 부재가 상기 회전축의 주위를 일주하는 구간에 적어도 하나 설치된 나선 부재를 갖고, 상기 수용 공간 내에서 상기 회전축을 중심으로 회전하여 당해 수용 공간에 수용되어 있는 현상제를 반송하는 반송구를 구비하는 현상제 수용기에 대하여 현상제를 충전하는 충전 방법으로서, 상기 수용 공간 내의 상기 회전축의 축 방향을 수평인 상태를 유지하고 있는 한 상기 저각도 부위 모두가 상기 현상제에 매립되는 양이며, 또한, 상기 반송 부재 전체가 상기 현상제에 매립되지 않는 양의 현상제를 충전하는 것을 특징으로 한다.

청구항 1에 기재된 현상제 수용기에 의하면, 본 발명을 채용하지 않은 경우와 비교하여, 초기 구동시에는 응집된 현상제를 저각도 부위가 완화시키고 나서, 반송 부재가 그것을 반송할 수 있다.

청구항 2에 기재된 현상제 수용기에 의하면, 본 발명을 채용하지 않은 경우와 비교하여, 현상제로부터 받는 반력(反力)에 의한 반송 부재의 변형이나 열상(裂傷)을 저감시킬 수 있다.

청구항 3에 기재된 현상제 수용기에 의하면, 본 발명을 채용하지 않은 경우와 비교하여, 고각도 부위에 걸리는 부하를 견뎌, 반송 부재의 변형이나 열상을 방지할 수 있다.

청구항 4에 기재된 현상제 수용기에 의하면, 저각도 부위가 회전축과 연결되어 있기 때문에, 응집된 현상제를 완화시킬 때에 저각도 부위에 걸리는 부하를 견뎌, 반송 부재의 변형이나 열상을 방지할 수 있다.

청구항 5에 기재된 현상제 수용기에 의하면, 현상제가 나선부에 의해 교반되지 않는 공간, 소위 데드 스페이스가 없어, 현상제의 완화 및 반송에 적합하다.

청구항 6~7에 기재된 현상제 수용기에 의하면, 본 발명을 채용하지 않은 경우와 비교하여, 초기 구동시에 응집된 현상제를 완화시켜 반송하는 효과가 높다.

청구항 8~9에 기재된 충전 방법에 의하면, 초기 구동시에 응집된 현상제를 저각도 부위가 완화시키고 나서, 그것을 나선 부재가 반송할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

A. 제 1 실시예

A-1. 토너 카트리지(10)의 전체 구조

도 1은 현상제 수용기의 일례인 토너 카트리지(10)의 구조를 나타낸 분해 사 시도이다.

토너 카트리지(10)는 용기(11) 및 캡(cap)(17)과, 반송 부재의 일례인 반송구(搬送具)(20)와, 커플링(coupling)(30)을 구비하고 있으며, 도시하지 않는 화상 형성 장치에 탈착 가능하게 구성되어 있다. 용기(11)는 종이나 플라스틱 등에 의해 성형된 바닥이 있는 통 형상의 부재이며, 그 내벽면을 따라 형성된 수용 공간(이하, 수용실이라고 함)에 분말 형상의 현상제를 수용하고 있다. 용기(11)의 저부(底部)(12)에는 홀(hole)(13)이 설치되어 있고, 홀(13)에 커플링(30)의 일부가 삽입된다. 또한, 용기(11)의 저부(12)에 가까운 쪽의 단부(端部) 주위면에는 현상 장치의 리저브 탱크(reservoir tank)(도시 생략)에 현상제를 송출하기 위한 현상제 배출구(15)가 설치되어 있다. 현상제 배출구(15)의 근방에는 용기(11)의 주위 방향으로 왕복 이동 가능한 셔터(shutter)(16)가 설치되어 있다. 셔터(16)는 토너 카트리지(10)가 화상 형성 장치에 장착되어 있지 않을 때에는 닫혀 있고, 토너 카트리지(10)가 화상 형성 장치에 장착되어 있을 때에는 열린다. 용기(11)의 개구부(14)에 캡(17)이 삽입 또는 조립됨으로써, 개구부(14)가 닫혀, 토너 카트리지(10) 내의 수용실은 폐공간으로 된다.

용기(11) 내에는 그 용기(11) 내의 수용실의 길이 방향과 거의 동등한 길이를 갖고, 수용실의 내경보다 약간 작은 외경을 갖는 반송구(20)가 수용된다. 이 반송구(20)는, 예를 들면 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌 또는 저밀도 폴리에틸렌 등의 수지 재료를 사출 성형 등에 의해 일체 성형하여 제조된다. 반송구(20)의 회전축(21)의 일단(一端)은 홀(13)에 삽입된 커플링(30)에 연결된다. 화상 형성 장치측에 설치된 모터 등의 구동 장치(도시 생략)에 의해 커플링(30)이 화살표 D 방향으로 회전되면, 그에 연결된 반송구(20)도 화살표 D 방향으로 회전한다.

A-2. 반송구(20)의 구조

도 2는 토너 카트리지(10)의 측면도이다. 여기서, 도 1과 도 2를 참조하면서 반송구(20)의 구조에 대하여 상세하게 설명한다.

반송구(20)는 단면이 십자 형상의 회전축(21)과, 그 회전축(21)의 축 방향을 따라 설치된 나선 형상 반송 부재(23)와, 회전축(21)과 나선 형상 반송 부재(23)를 연결하고 현상제를 교반하는 제 1 연결부의 일례인 교반판(24)을 구비하고 있다. 나선 형상 반송 부재(23)는 용기(11)의 수용실의 내경보다 약간 작은 외경을 갖고 있다. 따라서, 반송구(20)를 수용실에 수용했을 때에는, 나선 형상 반송 부재(23)는 수용실의 내경을 따라 배치되게 된다. 회전축(21)의 일단에는 커플링(30)이 부착되는 부착부(22)가 설치되어 있다. 현상제는 회전축(21)의 축 방향을 따라, 이 부착부(22)가 설치되지 않은 측으로부터, 부착부(22)가 설치되어 있는 측으로 반송된다. 회전축(21)에서 부착부(22)가 설치되어 있지 않은 측의 단부는 현상제의 반송 방향 상류측에 위치하므로, 이하에서는, 「상류측 단부」라고 부른다. 한편, 회전축(21)에서 부착부(22)가 설치되어 있는 측의 단부는 현상제의 반송 방향 하류측에 위치하므로, 이를 「하류측 단부」라고 부른다.

도 3은 도 2 중의 단면 A-A로부터 단면 B-B까지의 구간을 확대한 측면도이다. 나선 형상 반송 부재(23)는 회전축(21)을 따라 나선 형상으로 설치되어 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 나선 현상 반송 부재(23)에서는, 회전축(21)의 축 방향 을 따라 고각도 부위(231)와 저각도 부위(232)가 교대로 설치되어 있다. 저각도 부위(232)는 나선 형상 반송 부재(23)가 회전축(21)의 주위를 일주하는 구간에, 적어도 하나 설치되어 있다. 나선 형상 반송 부재(23)에서 저각도 부위(232)가 점하는 비율은 고각도 부위(231)보다 작고, 본 실시예에서는 1~30% 정도이다. 고각도 부위(231)와 저각도 부위(232)에서는 수행하는 기능이 약간 서로 다르다. 즉, 고각도 부위(231)는 주로 현상제를 화상 형성 장치 본체에 공급할 때에 현상제를 회전축(21)의 축 방향으로 반송하는 기능을 담당한다. 한편, 저각도 부위(232)는 주로 응집된 현상제를 나선 형상 반송 부재(23)의 회전 방향으로 반송시키면서 완화시키는 기능을 담당한다.

A-3. 나선 형상 반송 부재(23)의 구조

도 4는 도 2 중의 단면 A-A로부터 단면 B-B까지의 구간을 반송 방향 상류측으로부터 본 요부 단면도이며, 나선 형상 반송 부재(23)의 구조를 설명한 도면이다. 여기서는, 도 3 및 도 4를 참조하면서, 도 2 중의 단면 A-A로부터 B-B까지의 구간에 대하여 설명한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 나선 형상 반송 부재(23)는 회전축(21)을 중심으로 호를 그리면서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 회전축(21)의 축 방향으로 나선 형상으로 연장하고 있다. 상기 구간에서, 나선 형상 반송 부재(23)는 고각도 부위(231A 및 231B)와, 이들 사이에 낀 저각도 부위(232)를 갖는다. 고각도 부위(231A 및 231B)는 고각도 부위(231)를 설명의 편의상 2개로 구분한 동일 체적의 부위이다. 고각도 부위(231A 및 231B)가 나선 형상으로 연장하는 방향(고각도 부 위(231)와 저각도 부위(232)의 접합점에서의, 고각도 부위(231)의 외형을 이루는 변(모서리(ridge))의 접선의 방향)과 회전축(21)의 축 방향(c)이 이루는 각도는, 어느 쪽이든 α1이다. 또한, 저각도 부위(232)가 연장하는 방향(고각도 부위(231)와 저각도 부위(232)의 접합점에서의, 저각도 부위(232)의 외형을 이루는 변의 접선의 방향)과 회전축(21)의 축 방향(c)이 이루는 각도는 α2이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 각도 α2는 각도 α1보다 작다.

나선 형상 반송 부재(23)는 교반판(24A, 24B)에 의해 회전축(21)과 연결됨으로써 지지되어 있다. 회전축(21), 나선 형상 반송 부재(23) 및 교반판(24A, 24B)은 각각, 소정의 굵기를 갖는 봉 형상의 부재이며, 이들 사이에는 간극(間隙)이 존재한다. 교반판(24A)은 상기 구간 중 반송 방향 상류측의 위치에서, 회전축(21)에 직교하는 방향으로 설치된 거의 직선 형상의 부재이다. 교반판(24B)은 상기 구간 중 반송 방향 하류측의 위치에서, 회전축(21)에 직교하는 방향으로 설치된 거의 직선 형상의 부재이다. 이처럼 회전축(21)의 축 방향에 인접하는 교반판(24A)과 교반판(24B)은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 회전축(21)의 축 방향에 평행한 방향으로부터 보았을 때, 180도의 각도를 이루고 있다. 또한, 여기서, 고각도 부위(231)가 나선 형상으로 연장하는 방향, 및, 저각도 부위(232)가 연장하는 방향이란, 이들 부위의 내주면 또는 외주면 중, 축 방향(c)의 한쪽측의 모서리와 평행한 방향을 말한다.

교반판(24A)의 선단 부분은 고각도 부위(231A)의 한쪽 단부를 지지하고 있다. 고각도 부위(231A)의 다른쪽 단부는 저각도 부위(232)의 한쪽 단부와 연결되 어 있다. 그리고, 저각도 부위(232)의 다른쪽 단부는 고각도 부위(231B)의 한쪽 단부와 연결되어 있다. 고각도 부위(231B)의 다른쪽 단부는 교반판(24B)의 선단 부분에 의해 지지되어 있다. 상술한 대로 고각도 부위(231A)와 고각도 부위(231B)는 동일 체적의 부재이기 때문에, 교반판(24A)과 연결된 고각도 부위(231A)의 단부와 교반판(24B)과 연결된 고각도 부위(231B)의 단부의 중앙에 저각도 부위(232)가 위치한다. 이처럼 고각도 부위(231A)와 고각도 부위(231B)에 양단이 연결된 저각도 부위(232)의 중심은, 회전축(21)의 축 방향으로부터 보았을 때 교반판(24A)의 중심 및 교반판(24B)의 중심과 각각 90도의 각도를 이루는 위치에 존재한다. 즉, 교반판(24A)또는 교반판(24B)이 회전축(21)으로부터 나선 형상 반송 부재(23)로 연장하는 방향과, 저각도 부위(232)의 중심으로부터 회전축(21)으로 그은 수선이 이루는 각도는 90도이다.

상술한 구간이 회전축(21)을 중심으로 하여 180도의 위상차로, 당해 회전축(21)의 축 방향에 복수(도 2의 예에서는 11개) 연결됨으로써, 나선 형상 반송 부재(23)가 형성된다. 따라서, 서로 이웃하는 2개의 저각도 부위(232, 232) 각각의 중심으로부터 회전축(21)으로 그은 2개의 수선이 이루는 각도는 180도이다.

수용실 내에 충전된 현상제에는 중력이 작용하고 있기 때문에, 현상제는 수용실 내의 아래쪽으로 갈수록 조밀하게 존재하고 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 화살표 D 방향으로 나선 형상 반송 부재(23)가 이동하면, 현상제의 관성력에 의해 나선 형상 반송 부재(23)는, 도면 중 오른쪽 아래의 영역에서는 위쪽을 향하는 반력(Fu)을 받고, 도면 중 왼쪽 아래의 영역에서는 아래쪽을 향하는 반력(Fd)을 받는 다. 특히, 저각도 부위(232)는 주로 현상제를 나선 형상 반송 부재(23)의 회전 방향으로 반송시키면서 완화시키는 기능을 담당하고 있으므로, 고각도 부위(231)보다 현상제로부터의 반력(Fu, Fd)을 많이 받기 쉽다. 따라서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 나선 형상 반송 부재(23)를 서로 이웃하는(즉, 회전축에 대하여 서로 180도의 각도를 이루는 위치에 설치되어 있는) 2개의 저각도 부위(232)의 중심끼리를 연결하는 선이 수평이 될 만한 상태로 했을 때, 이들 2개의 저각도 부위(232) 사이에 낀 고각도 부위(231)는 이들 저각도 부위(232)로부터 정반대 방향의 반력을 전달시키게 되어, 변형이나 열상의 가능성이 높아진다. 교반판(24A 및 24B)은 이러한 고각도 부위(231)(231A 및 231B)에 전달된 반력을 회전축(21)으로 분산시켜, 이러한 변형, 열상을 방지하는 기능을 갖고 있다.

A-4. 현상제의 충전 방법

다음으로, 상기 토너 카트리지(10)에 적량의 현상제를 충전하는 방법에 대하여 설명한다.

토너 카트리지(10)에 현상제를 충전하는 경우, 저각도 부위(232)가 충전하는 현상제의 양의 기준(guideline)이 된다. 구체적으로는, 용기(11)의 자세가 그 수용실에 수용된 반송구(20)의 회전축(21)의 축 방향을 수평으로 유지하고, 나선 형상 반송 부재(23)의 저각도 부위(232) 중 어느 하나가 현상제에 매립될 만한 양의 현상제가 충전된다. 또한, 회전축(21)의 축 방향을 수평으로 유지한 상태란, 중력 방향으로 수직인 평면에 대하여 회전축(21)이 평행해지도록 현상제 수용기를 배치한 상태이다. 저각도 부위(232)는 회전축에 대하여 180도마다 설치되어 있으므로, 나선 형상 반송 부재(23)의 저각도 부위(232) 중 어느 하나가 반드시 현상제에 매립될 만한 양이란, 적어도 토너 카트리지(10)의 수용실의 반 이상을 점하는 양이다. 따라서, 토너 카트리지(10)의 수용실의 전(全)체적에 대하여, 반 이상을 점하는 양의 현상제가 충전된다.

또한, 나선 형상 반송 부재(23)를 서로 이웃하는 2개의 저각도 부위(232)의 중심끼리를 연결하는 선이 수평이 될 만한 상태로 했을 때, 이들 2개의 저각도 부위(232) 모두가 현상제에 매립되도록 현상제가 충전되어도 된다. 저각도 부위(232)에는 일정한 폭이 있고, 나선 형상 반송 부재(23)의 회전 방향으로 소정의 길이를 갖고 있으므로, 그 폭의 분을 포함하여 2개의 저각도 부위(232, 232) 모두가 매립될 만한 현상제의 양은, 토너 카트리지(10)의 수용실의 반보다 많은 양으로 된다. 이렇게 하면, 현상제가 저각도 부위(232)에 접촉하는 기회가 더 많아져, 더 완화되기 쉬워진다.

단, 나선 형상 반송 부재(23) 전부가 현상제에 매립되지 않는 것이 바람직하다. 현상제가 충전되어 있지 않은 빈 공간에서는, 나선 형상 반송 부재(23)의 이동에 따른 반력이 생기지 않기 때문에, 초기 구동 상태에서 현상제가 완화되기 쉬워지기 때문이다. 또한, 이렇게 하면, 나선 형상 반송 부재(23)에 의해, 이 빈 공간에 밀어올려진 현상제는 공기 등의 기체에 둘러싸이기 때문에, 다양한 방향으로 흩어져 완화되기 쉽다. 또한, 반력이 생기지 않는 빈 공간이 존재함으로써, 나선 형상 반송 부재(23)에 대한 부하를 저감시킬 수 있다.

A-5. 반송구의 작용

상술한 대로 토너 카트리지(10)에 적량의 현상제가 충전되면, 나선 형상 반송 부재(23)의 저각도 부위(232) 중 어느 하나가 반드시 충전된 현상제에 매립되게 된다. 도 5는 토너 카트리지(10)의 내부에서, 반송구(20)가 회전 운동하는 상태를 설명하기 위한 측면도이다. 도 5의 (a)는 반송구(20)가 회전 운동을 하기 전의 구동 전 상태를 나타낸 도면이다. 도 5의 (b)는 도 5의 (a)와 같이 현상제가 정지한 상태로부터 반송구(20)를 회전시키기 시작한 직후의 초기 구동 상태를 나타낸 도면이다. 또한, 도 5의 (c)는 소정 기간 반송구(20)를 계속 회전시킨 통상 구동 상태를 나타낸 도면이다. 도 5의 (a)~(b)에서 점묘화된 영역은 현상제를 나타내고 있다.

도 5의 (a)와 같이 구동 전 상태에 있어서는, 토너 카트리지(10)에 충전된 현상제는 정지한 상태를 유지하고 있다. 이 상태에서 반송구(20)를 회전시키면, 나선 형상 반송 부재(23)의 저각도 부위(232)는 토너 카트리지(10)의 수용실 내벽을 따라 회전하여, 항상 어느 하나의 저각도 부위(232)가 현상제에 접하게 된다. 나선 형상 반송 부재(23)는 어느 부위라도, 회전 방향과 축 방향(c)의 양쪽 방향으로 현상제를 반송하지만, 상술한 바와 같이, 저각도 부위(232)가 회전축(21)의 축 방향(c)과 이루는 각도(α2)는, 고각도 부위(231)가 회전축(21)의 축 방향(c)과 이루는 각도(α1)보다 작다. 따라서, 고각도 부위(231)와 비교하여, 저각도 부위(232)는 축 방향(c)보다 회전 방향으로 현상제를 반송하는 힘이 크다.

다음으로, 도 5의 (b)에 나타낸 초기 구동 상태에서는, 현상제는 아직 완회되어 있지 않기 때문에, 수용실의 아래쪽에 조밀하게 충전되어 있다. 그 때문에, 나선 형상 반송 부재(23)가 축 방향(c)으로 현상제를 반송하려고 하는 힘에 대해서는, 다른 상태에 비하여 큰 반력이 생긴다. 한편, 초기 구동 상태에서도, 수용실 위쪽에는 현상제가 충전되어 있지 않은 빈 공간이 존재하고 있어, 이곳에는 공기 등의 기체가 존재할 뿐이다. 그 때문에, 나선 형상 반송 부재(23)가 현상제가 충전되어 있는 공간으로부터 충전되어 있지 않은 빈 공간으로 이동할 때, 즉 현상제의 계면을 회전 방향에 따라 아래에서 위로 빠져나갈 때에는, 받는 반력은 비교적 적다. 따라서, 초기 구동 상태에서는, 특히 저각도 부위(232)가 상기한 계면을 빠져나갈 때에, 현상제를 완화시키기 쉽다. 또한, 회전축(21)과 나선 형상 반송 부재(23)를 연결하는 교반판(24)이 현상제를 교반하기 때문에, 현상제가 완화된다. 이처럼, 반송구(20)를 회전시키기 시작한 직후의 초기 구동 상태에서는, 저각도 부위(232)가 응집된 현상제를 완화시키므로, 토너 카트리지(10)에 충전된 현상제와 그 위쪽의 빈 공간의 계면의 일부에서, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같은 소량의 완화된 현상제가 반송구(20)의 회전 운동에 따라 상하 운동하게 된다.

또한, 이대로 반송구(20)가 회전 운동을 계속함에 의해, 대부분의 현상제가 완화되어, 통상 구동 상태로 된다. 이 통상 구동 상태로 되면, 도 5의 (c)에 나타낸 바와 같이 상기 계면의 전면(全面)에서, 완화된 현상제가 반송구(20)의 회전 운동을 따라 상하 운동하게 된다. 상술한 바와 같이, 고각도 부위(231)쪽이 저각도 부위(232)보다 회전축(21)의 축 방향(c)과 이루는 각도가 크기 때문에, 현상제를 회전축(21)의 축 방향(c)으로 반송하기 쉬운 경향이 있다. 따라서, 이 통상 구동 상태에 있어서는, 초기 구동 상태에서 완화된 현상제는 고각도 부위(231)에 의해 수용실 내를 반송 방향 하류측으로 반송된다. 여기서, 현상제를 축 방향(c)으로 반송하는 고각도 부위(231)는 축 방향(c)과 반대 방향의 반력을 현상제로부터 받고, 가장 그 반력이 커지는 곳은 그 중앙부이다. 따라서, 상술한 바와 같이, 교반판(24)은 고각도 부위(231) 중, 회전축(21)의 축 방향으로부터 보았을 때, 저각도 부위(232)로부터 90도의 각도를 이루는 위치에 연결되어 있다. 가장 커지는 반력에 대항하여 나선 형상 반송 부재(23)를 지지하기 위해서이다.

B. 제 2 실시예

B-1. 토너 카트리지(1010)의 전체 구조

도 8은 현상제 수용기의 일례인 토너 카트리지(1010)의 구조를 나타낸 분해 사시도이다.

토너 카트리지(1010)는 수용실의 일례를 구성하는 용기(1011) 및 캡(1017)과, 반송 부재의 일례인 반송구(1020)와, 커플링(1030)을 구비하고 있으며, 도시하지 않는 화상 형성 장치에 탈착 가능하게 구성되어 있다. 용기(1011)는 종이나 플라스틱 등에 의해 성형된 바닥이 있는 통 형상의 부재이며, 그 내벽면에 의해 형성된 수용 공간에 분말 형상의 현상제를 수용한다. 용기(1011)의 저부(1012)에는 홀(1013)이 설치되어 있다. 홀(1013)에는 커플링(1030)의 일부가 삽입된다. 또한, 용기(1011)의 저부(1012)에 가까운 쪽의 단부 주위면에는 현상 장치의 리저브 탱크(도시 생략)에 현상제를 송출하기 위한 현상제 배출구(1015)가 설치되어 있다. 현상제 배출구(1015)의 근방에는 용기(1011)의 주위 방향으로 왕복 가능한 셔터(1016)가 설치되어 있다. 셔터(1016)는 토너 카트리지(1010)가 화상 형성 장치 에 장착되어 있지 않을 때에는 닫혀 있고, 토너 카트리지(1010)가 화상 형성 장치에 장착되어 있을 때에는 열린다. 용기(1011)의 개구부(1014)에 캡(1017)이 삽입 또는 조립됨으로써, 개구부(1014)가 닫혀, 토너 카트리지(1010) 내의 수용실은 폐공간으로 된다.

용기(1011) 내에는, 용기(1011) 내의 수용실의 길이 방향과 거의 동등한 길이를 갖고, 수용실의 내경보다 약간 작은 외경을 갖는 반송구(1020)가 수용된다. 반송구(1020)는, 예를 들면 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌 또는 저밀도 폴리에틸렌 등의 수지 재료를 사출 성형 등에 의해 일체 성형하여 제조된다. 반송구(1020)의 회전축(1021)의 일단은 홀(1013)에 삽입된 커플링(1030)에 연결된다. 화상 형성 장치에 설치된 모터 등의 구동 장치(도시 생략)에 의해 커플링(1030)이 화살표 D 방향으로 회전되면, 그에 연결된 반송구(1020)도 화살표 D 방향으로 회전한다.

B-2. 반송구(1020)의 구조

도 9는 토너 카트리지(1010)의 측면도이다. 여기서, 도 8과 도 9를 참조하면서, 반송구(1020)의 구조에 대하여 상세하게 설명한다.

반송구(1020)는 단면이 십자 형상의 회전축(1021)과, 그 회전축(1021)의 축 방향에 따라 설치된 나선 형상 반송 부재(1023)와, 회전축(1021)과 나선 형상 반송 부재(1023)를 연결하는 지지판(1024)을 구비하고 있다. 나선 형상 반송 부재(1023)는 용기(1011)의 수용실의 내경보다 약간 작은 외경을 갖고 있다. 따라서, 반송구(1020)를 수용실에 수용했을 때에는, 나선 형상 반송 부재(1023)의 외경 은 수용실의 내경에 따라 배치된다. 회전축(1021)의 일단에는 커플링(1030)이 부착되는 부착부(1022)가 설치되어 있다. 현상제는 회전축(1021)의 축 방향을 따라, 이 부착부(1022)가 설치되어 있지 않은 측으로부터, 부착부(1022)가 설치되어 있는 측으로 반송된다.

도 10은 도 9 중의 단면 A-A로부터 단면 B-B까지의 구간을 확대한 측면도이다. 나선 형상 반송 부재(1023)는 회전축(1021)을 따라 나선 형상으로 설치되어 있다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 나선 형상 반송 부재(1023)에서는, 제 1 부위(고각도 부위)의 일례인 제 1 부위(1231)와, 제 2 부위(저각도 부위)의 일례인 제 2 부위(1232)가 회전축(1021)의 축 방향을 따라 교대로 설치되어 있다. 나선 형상 반송 부재(1023)의 전(全)부위에서의 제 2 부위(1232)가 점하는 비율에 대해서는 특히 한정은 없지만, 이 예에서는 1~30% 정도이다.

B-3. 나선 형상 반송 부재의 구조

도 11은 도 9 중의 단면 A-A로부터 단면 B-B까지의 구간을 반송 방향 상류측으로부터 본 요부 단면도이며, 나선 형상 반송 부재(1023)의 구성을 설명하는 도면이다. 여기서는, 도 10 및 도 11을 참조하면서, 도 9 중의 단면 A-A로부터 단면 B-B까지의 구간에 대하여 설명한다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 나선 형상 반송 부재(1023)는 회전축(1021)을 중심으로 호를 그리면서, 도 10에 나타낸 바와 같이, 회전축(1021)의 축 방향으로 나선 형상으로 연장하고 있다. 나선 형상 반송 부재(1023)는 지지판(1024A 및 1024B)에 의해 회전축(1021)과 연결됨으로써 지지되고 있다. 이 회전축(1021), 나 선 형상 반송 부재(1023) 및 지지판(1024A, 1024B)은 각각, 소정의 굵기를 갖는 봉 형상의 부재이며, 이들 사이에는 간극이 존재한다. 상기 구간에서, 나선 형상 반송 부재(1023)는 제 1 부위(1231A 및 1231B)와, 이들 사이에 낀 제 2 부위(1232)를 갖는다. 제 1 부위(1231A 및 1231B)는 상술한 제 1 부위(1231)를 설명의 편의상 2개로 구분한 동일 체적의 부위이며, 이 제 1 부위(1231A 및 1231B)가 회전축(1021)의 축 방향(c)과 이루는 각도는 어느 쪽이든 α1이다. 또한, 제 2 부위(1232)가 회전축(1021)의 축 방향(c)과 이루는 각도는 α2이다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 각도 α2는 제 1 부위(1231A), 각도 α1보다 작다.

지지판(1024A)은 상기 구간 중 반송 방향 상류측의 위치에서, 회전축(1021)에 직교하는 방향에 설치된 거의 직선 형상의 부재이다. 지지판(1024B)은 상기 구간 중 반송 방향 하류측의 위치에서, 회전축(1021)에 직교하는 방향에 철치된 거의 직선 형상의 부재이다. 이처럼 회전축(1021)의 축 방향에 인접하는 지지판(1024A)과 지지판(1024B)은, 도 11에 나타낸 바와 같이, 회전축(1021)의 축 방향에 평행한 방향으로부터 보았을 때, 180도의 각도를 이루고 있다.

지지판(1024A)의 선단 부분은 제 1 부위(1231A)의 한쪽 단부를 지지하고 있다. 제 1 부위(1231A)의 다른쪽 단부는 제 2 부위(1232)의 한쪽 단부와 연결되어 있다. 그리고, 제 2 부위(1232)의 다른쪽 단부는 제 1 부위(1231B)의 한쪽 단부와 연결되어 있다. 제 1 부위(1231B)의 다른쪽 단부는 지지판(1024B)의 선단 부분에 의해 지지되어 있다. 상술한 대로 제 1 부위(1231A)와 제 1 부위(1231B)는 동일 체적의 부재이기 때문에, 지지판(1024A)과 연결된 제 1 부위(1231A)의 단부와 지지 판(1024B)과 연결된 제 1 부위(1231B)의 단부의 중앙에 제 2 부위(1232)가 위치한다. 이처럼 제 1 부위(1231A)와 제 1 부위(1231B)에 양단이 연결된 제 2 부위(1232)는, 회전축(1021)의 축 방향으로부터 보았을 때 지지판(1024A) 및 지지판(1024B)과 각각 90도의 각도를 이루는 위치에 존재한다.

상술한 구간이 회전축(1021)을 중심으로 하여 180도의 위상차로, 당해 회전축(1021)의 축 방향에 복수(도면의 예에서는 11개) 연결됨에 의해, 나선 형상 반송 부재(1023)가 형성된다.

B-4. 제 2 부위(1232)를 설치하고 있는 이유에 대하여

여기서, 제 2 부위(1232)를 설치하고 있는 이유를 설명한다. 반송구(1020)는 회전축(1021)을 중심으로 한 회전 운동을, 회전축(1021)의 축 방향의 직선 운동으로 변환하는 기능을 갖고 있으며, 이러한 기능을 수행하기 위해 나선 형상 반송 부재(1023)를 구비하고 있다. 여기서, xyz 좌표계를 이용하여, 상술한 제 2 부위(1232)를 설치한 나선 형상 반송 부재(1023)와, 이를 설치하지 않은 나선 형상 반송 부재(1230)를 표현하여, 양자의 차이를 설명한다.

도 12는 제 2 부위(1232)가 설치되어 있지 않은 나선 형상 반송 부재(1230)를 xyz 좌표계로 나타낸 사시도이다. 이하, 도 12에서, 나선 형상 반송 부재(1023)와 나선 형상 반송 부재(1230)는 xyz 좌표계에서의 z축 방향으로 나선 형상으로 연장하고 있는 것으로 하고, 또한, 설명을 알기 쉽게 하기 위하여 나선 형상 반송 부재(1230)는 z축에 수직인 방향으로는 두께가 없는 것으로 하여 설명한다. 이 경우, 나선 형상 반송 부재(1230)는, 도면에 나타낸 바와 같이, 곡선 f1과 곡선 f2 사이에 낀 띠 형상의 나선 형상에 의해 나타낸다. 나선 형상 반송 부재(1230)의 가장자리는 곡선 f1 및 곡선 f2에 의해 나타내고 있고, 원점에 가까운 쪽의 가장자리가 곡선 f1이며, 원점으로부터 먼 쪽의 가장자리가 곡선 f2이다. 이들 곡선 f1과 곡선 f2는 z축 방향으로 Δz의 거리를 갖고 있다. 여기서, Δz는 나선 형상 반송 부재(1230)의 z 축 방향의 두께를 의미하고 있다. θ는 z축과 평행한 방향으로부터 보았을 때, 나선 형상 반송 부재(1230) 위의 임의의 점으로부터 z축으로 그은 수선이 x축과 이루는 각도를 나타내고 있다. r은 이 나선 형상 반송 부재(1230)와 z축의 거리이다. 즉, r은 나선 형상 반송 부재(1230)의 나선의 직경을 나타내고 있으며, 여기서는 임의의 정수이다. α는 나선 형상 반송 부재(1230)의 곡선 f1 위의 임의의 점에서, 이 점으로부터 z축으로 그은 수선과 평행한 방향으로부터 보았을 때, 이 점에서의 곡선 f1의 접선과 z축이 이루는 각도이다. 즉, α는 나선 형상 반송 부재(1230)가 회전축(1021)의 축 방향과 이루는 각도를 의미하고 있으며, 임의의 정수이다.

도 13은 곡선 f1의 미소(微小) 부분에 대하여 확대한 사시도이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 곡선 f1 위의 임의의 점 Q0는 상술한 각도 θ가 dθ만큼 변위하면, 점 Q1으로 변위한다. 평면 S는 점 Q0을 통과하며, z축에 수직인 평면이다. 점 Q2는 점 Q1을 평면 S에 정사영(正射影)한 점이다. 따라서, 점 Q0으로부터 점 Q1까지의 궤적(이하, 호 Q0Q1이라 함)은 평면 S에서의 점 Q0으로부터 점 Q2까지의 궤적(이하, 호 Q0Q2라 함)에 정사영된다. 이때의 호 Q0Q2의 길이는 반경 r, 각도 dθ인 호의 길이이므로, r·dθ이다. 여기서, 호 Q0Q1의 z축 방향의 변위(즉, 점 Q2와 점 Q1을 연결하는 선분의 길이)를 dz로 하면, 상술한 각도 α, dz 및 dθ 사이에는 다음 식 (1)의 관계가 존재한다.

…(1)

여기서, 곡선 f1이 θ＝0일 때에 z＝0이라고 하여 식 (1)을 적분하고, 곡선 f1을 xyz 좌표계로 나타내면, 다음 식 (2)와 같이 된다.

…(2)

또한, 곡선 f2를 xyz 좌표계로 나타내면, 다음 식 (3)과 같이 된다.

…(3)

수지 재료의 성형의 방법에는, 가열하면 액체로 되는 열가소성 수지를 고온 고압 하에서 금형에 사출하여 성형을 행하는 사출 성형과, 상온에서 액체인 수지에 경화제를 혼입하여 상온 상압 하에서 금형에 흘려넣고, 수지의 중합 반응을 발생시켜서 성형을 행하는 주형 성형이 있다. 어느 쪽이든, 액상의 재료를 일정 시간, 금형에 의해 소정 형상으로 유지하는 것, 및 고화된 성형품을 금형으로부터 박리하 는 것이 필요하다. 상술한 대로 나선 형상 반송 부재(1230)와 z축의 거리(r)는 정수이기 때문에, 나선 형상 반송 부재(1230)를 내측으로부터 유지하는 금형의 형상은, 대략, z축을 중심으로 한 반경 r의 원주(V0)로 된다. 도 14의 (a)는 원주(V0)를 xy 평면으로 절단한 단면도이다. 또한, 도 14의 (b)는 원주(V0)의 주위에 형성되는 나선 형상 반송 부재(1230)를 x축 방향에 평행한 방향으로부터 본 측면도이다. 도 14에서, z축에 수직인 평면(S0, S1, S2, S3, S4)을 상정한다. 나선 형상 반송 부재(1230)의 곡선 f1은 θ＝0에서 z축에 수직인 평면 S0와 교차하고, θ＝π에서 z축에 수직인 평면 S2와 교차하며, θ＝2π에서 z축에 수직인 평면 S4와 교차한다. 또한, 나선 형상 반송 부재(1230)의 곡선 f2는 θ＝0에서 z축에 수직인 평면 S1과 교차하고, θ＝π에서 z축에 수직인 평면 S3와 교차한다.

여기서, 원주(V0)를 평면(S0, S1, S2, S3, S4)으로 절단하여, 각 부분을 y축의 플러스 방향 및 마이너스 방향 중 어느 한 방향으로 빼내는 것이 가능한지의 여부를 고찰한다. 평면 S1과 평면 S2 사이에 낀 공간에는, y 성분이 마이너스인 영역에 나선 형상 반송 부재(1230)가 존재하고 있지 않다. 그러므로, 원주(V0) 중, 평면 S1과 평면 S2로 잘린 부분은 아래쪽 방향(즉, y축의 마이너스 방향)으로 빼내는 것이 가능하다. 마찬가지로, 평면 S3와 평면 S4 사이에 낀 공간에는, y 성분이 플러스인 영역에 나선 형상 반송 부재(1230)가 존재하고 있지 않다. 그러므로, 원주(V0) 중, 평면 S3와 평면 S4로 잘린 부분은 위쪽 방향(즉, y축의 플러스 방향)으로 빼내는 것이 가능하다.

한편, 평면 S0와 평면 S1 사이에 낀 공간 및 평면 S2와 평면 S3 사이에 낀 공간에는, y 성분이 플러스인 영역과 마이너스인 영역 쌍방에 나선 형상 반송 부재(1230)가 존재하고 있다. 따라서, 이 평면으로 잘리는 원주(V0)는 y축의 플러스 방향 및 마이너스 방향 어느 쪽으로도 빼낼 수 없다. 왜냐하면, 그 빼내는 방향에 나선 형상 반송 부재(1230)가 존재하고 있기 때문이다.

이상과 같이, 나선 형상 반송 부재(1230)를 모두 나선 형상으로 작성하면, 나선 형상 반송 부재(1230)의 내측에 배치되는 금형인 원주(V0) 중 일부는 y축 방향으로 빼낼 수 없다. 그래서, 이를 개량한 나선 형상 반송 부재(1023)는 나선 형상 반송 부재(1230)와 마찬가지로 나선 형상의 곡면으로 형성되는 제 1 부위(1231)와, 평면으로 구성된 제 2 부위(1232)의 2개의 부위를 갖는다. 그 이유는 아래와 같다.

도 15의 (a)는 나선 형상 반송 부재(1023)를 성형하기 위한 금형의 일부를 xy 평면으로 절단했을 때의 단면도이다.

도 15의 (a)에 나타낸 금형은, 상술한 원주(V0)를 x축에 수직인 2개의 평면(S5, S6)으로 절단하고, 절단한 입체 V2 및 입체 V3를 제외한 형상의 입체 V1로 된다. 평면 S5의 x 성분은 「r1」이며, 평면 S6의 x 성분은 「－r1」이다. 「r1」은 원주(V0)의 반경(r)보다 작다. 입체 V2 및 입체 V3는 원점을 중심으로 하여 대칭이기 때문에, 이하, 입체 V2에 대하여 설명하고, 입체 V3에 대한 설명을 생략한다. 또한, 평면(S5, S6)은 모두 x축에 수직이므로 서로 평행하고, 평면(S5, S6)으로 잘린 입체 V1의 각 면도 평행하다. 따라서, 이들 각 면에 의해 성형되는 나선 형상 반송 부재(1023)의 각 부위도 z축 방향과 평행한 방향으로부터 보았을 때 에 서로 평행한 방향으로 연장하는 직선 형상으로 된다.

도 15의 (b)는 입체 V1의 주위에 형성되는 나선 형상 반송 부재(1023)의 일부를 확대하여, x축 방향에 평행한 방향으로부터 본 측면도이다. 도 15의 (b)에 나타낸 점 P11, 점 P12, 점 P13, 점 P14는 곡선 f1에, 점 P21, 점 P22, 점 P23, 점 P24는 곡선 f2에 각각 포함된다. 그리고, 도 15의 (b)는 이들 점으로 둘러싸인 영역을 나선 형상의 내측으로부터 보고 있다. 입체 V1과 입체 V2는 z축에 평행한 직선 L2 및 직선 L3 사이에 낀 부분에서, 평면 S5로 절단되어 있다. 직선 L2의 y 성분은

이며, 직선 L3의 y 성분은

이다.

나선 형상 반송 부재(1023)는 점 P12, 점 P22에서 직선 L2와 접하고 있고, 각각의 z 성분은 점 P12 쪽이 점 P22보다 작다. 또한, 나선 형상 반송 부재(1023)는 점 P13, 점 P23에서 직선 L3와 접하고 있고, 각각의 z성분은 점 P13 쪽이 점 P23보다 작다. 점 P12-점 P13-점 P23-점 P22로 둘러싸인 영역, 즉 제 2 부위(1232)는 입체 V1의 직선 L2와 직선 L3로 구획된 평면에 의해 성형되는 부분이다. 점 P12-점 P13을 연결한 선분 및 점 P22-점 P23을 연결한 선분은 각각 제 2 부위(1232)의 가장자리에 상당하며, 이들이 z축과 이루는 각도는 α2이다.

한편, 점 P11-점 P12-점 P22-점 P21로 둘러싸인 영역, 및 점 P13-점 P23-점 P24-점 P14로 둘러싸인 영역, 즉 제 1 부위(1231)는 입체 V1의 곡면에 유지되어 성형되는 부분이다. 점 P11-점 P12를 연결한 선분, 점 P13-점 P14를 연결한 선분, 점 P21-점 P22를 연결한 선분, 및 점 P23-점 P24를 연결한 선분은 각각 제 1 부 위(1231)의 가장자리에 상당하며, 이들이 z축과 이루는 각도는 α1이다.

제 2 부위(1232)는 y축에 평행하기 때문에, 이 제 2 부위(1232)에 접하는 입체 V1을 y축의 플러스 마이너스 중 어느 한 쪽의 방향으로든 빼내는 것이 가능하다. 한편, 제 1 부위(1231) 중 제 2 부위(1232)보다 y축의 마이너스 방향에 있는 부분은, y 성분이 마이너스의 공간에 존재하고 있다. 그 때문에, 이에 접하는 입체 V1은 y축의 마이너스 방향으로 빼낼 수 없다. 마찬가지로, 제 1 부위(1231) 중 제 2 부위(1232)보다 y축의 플러스 방향에 있는 부분은, y 성분이 플러스의 공간에 존재하고 있다. 그 때문에, 이에 접하는 입체 V1은 y축의 플러스 방향으로 빼낼 수 없다. 따라서, 제 2 부위(1232)의 선분 P12-P22에 접하는 입체 V1은 y축의 플러스 방향으로, 제 2 부위(1232)의 선분 P13-P23에 접하는 입체 V1은 y축의 마이너스 방향으로 각각 빼낼 필요가 있다. 이처럼 입체 V1은 그 부분마다 빼내는 방향이 서로 다르기 때문에, 입체 V1을 제 2 부위(1232)의 대각선인 P13-P22를 통과하는 면(S10)으로 분리한 구성으로 할 필요가 있다.

B-5. 제 2 부위(1232)의 각도(α2)와 Δz의 관계에 대하여

상술한 바와 같이, 회전축(1021)의 축 방향과 평행한 방향으로부터 보았을 때 서로 대략 평행한 방향으로 연장하는 직선 형상의 제 2 부위(1232)를 설치하고, 또한, 회전축(1021)의 축 방향과 수직인 방향으로부터 보았을 때, 그 제 2 부위의 위치에 있는 면(S10)으로 분리되는 금형을 이용함으로써, 그 금형을 나선 형상 반송 부재(1023)의 내측으로부터 빼낼 수 있다.

또한, 상술한 각도(α2)와, 앞서 서술한 Δz, 즉 나선 형상 반송 부재(1230) 의 z축 방향의 두께와의 대소 관계에 따라서는, P13-P22를 통과하는 면(S10)이 z축과 이루는 각도가 90도를 넘는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 금형을 면(S10)으로 분리시켰다고 해도, 그 금형을 구성하는 각 부분을 나선 형상 반송 부재(1023)의 내측으로부터 빼낼 수 없다. 이하, 그 이유를 설명한다.

도 16의 (a)는 제 1 부위(1231)가 회전축(1021)의 축 방향과 이루는 각도(α1)와, 제 2 부위(1232)가 회전축(1021)의 축 방향과 이루는 각도(α2)가 같은 경우에서, 나선 형상 반송 부재(1023)의 내측을 x축에 평행한 방향으로부터 보았을 때의 측면도이다. 또한, 도 16의 (b)는 도 16의 (a)에 나타낸 나선 형상 반송 부재(1023)와, 이를 성형하는 금형이 조합된 상태를 나타낸 사시도이다. 도 16의 (c)는 도 16의 (b)에 나타낸 나선 형상 반송 부재(1023)와 금형의 조합된 상태를, 나선 형상 부재(1023)의 회전축을 포함하는 평면으로 절단한 단면도이다.

나선 형상 반송 부재(1023)의 제 1 부위(1231)가 z축과 이루는 각도(α1)가 크면, 도 15의 (b)에 나타낸 점 P13의 z 성분이 점 P22의 z 성분보다 작은 경우가 있다. 이러한 경우, 입체 V1을 P13-P22를 통과하는 면으로 절단했다고 하면, 절단된 2개의 입체는, 도 16의 (c)에 나타낸 바와 같이, 빼내는 방향으로 서로 맞물려 각각이 빼내지는 것을 서로 방해하므로, y축의 플러스 마이너스 중 어느 쪽의 방향으로도 빼낼 수 없다.

다음으로, 도 17의 (a)는 제 1 부위(1231)가 회전축(1021)의 축 방향과 이루는 각도(α1)보다, 제 2 부위(1232)가 회전축(1021)의 축 방향과 이루는 각도(α2)가 작은 경우에서, 나선 형상 반송 부재(1023)의 내측을 x축에 평행한 방향으로부 터 보았을 때의 측면도이다. 또한, 도 17의 (b)는 도 17의 (a)에 나타낸 나선 형상 반송 부재(1023)와, 이를 성형하는 금형이 조합된 상태를 나타낸 사시도이다. 도 17의 (c)는 도 17의 (b)에 나타낸 나선 형상 반송 부재(1023)와 금형의 조합된 상태를 나선 형상 반송 부재(1023)의 회전축을 포함하는 평면으로 절단한 단면도이다. 도 17에서 제 2 부위(1232)의 각도(α2)와 Δz의 관계는, 점 P13의 z 성분이 점 P22의 z 성분보다 반드시 커지도록 설계되어 있다. 이에 의해, 입체 V1을 P13-P22를 통과하는 면으로 절단해도, 도 17의 (c)에 나타낸 바와 같이, 절단된 2개의 입체는 빼내는 방향으로 서로 맞물리는 경우가 없으므로, 각각을 적절히, 나선 형상 반송 부재(1023)로부터 빼내는 것이 가능하다.

이처럼, 나선 형상 반송 부재(1023)로부터 금형인 입체V1을 빼내기 위해서는, 각도 α2와 Δz가 다음 식 (4)의 관계를 충족할 필요가 있다.

…(4)

또한, 도 18의 (a)는 각도 α1과 각도 α2가 같지만, 점 P13의 z 성분이 점 P22의 z 성분보다 큰 경우에서, 나선 형상 반송 부재(1023)의 내측을 x축에 평행한 방향으로부터 보았을 때의 측면도이다. 또한, 도 18의 (b)는 도 18의 (a)에 나타낸 나선 형상 반송 부재(1023)와, 이를 성형하는 금형이 조합된 상태를, 나선 형상 반송 부재(1023)의 회전축을 포함하는 평면으로 절단한 단면도이다. 이처럼, 각도 α1(＝각도 α2)이 Δz와의 관계에서 충분히 작은 경우에는, P13-P22를 통과하는 면으로 절단된 2개의 입체는 빼내는 방향이 서로 맞물리는 경우가 없으므로, 각각, y축의 플러스 마이너스 중 어느 한쪽의 방향으로 빼낼 수 있다. 즉, 이 제 1 실시예에서는, 반드시 나선 형상 반송 부재(1023)에 설치한 제 2 부위(1232)가 회전축(1021)의 축 방향(c)과 이루는 각도(α2)는, 제 1 부위(1231)가 회전축(1021)의 축 방향(c)과 이루는 각도(α1)보다 작지 않아도 되고, 제 2 부위(1232)가 회전축(1021)의 축 방향과 평행한 방향으로부터 보았을 때에 서로 평행한 반향으로 연장하는 직선 형상이면 된다.

B-6. 금형의 구조

나선 형상 반송 부재(1203)만을 성형하는 경우에는, 상술한 바와 같은 형상의 입체 V1으로 구성되는 금형을 나선 형상 반송 부재(1023)의 내측으로부터 빼내면 된다. 그러나, 반송구(1020)와 같이 나선 형상 반송 부재(1023)가 회전축(1021)과 지지판(1024)으로 연결되어 있는 경우에는, 입체 V1의 내부에 회전축(1021)과 지지판(1024)을 성형해야만 한다.

도 19는 이러한 회전축(1021)과 지지판(1024)을 성형하는 금형을 설명하기 위한 도면이다. 도 19의 (a)에 나타낸 바와 같이, S7은 제 2 부위(1232) 중, 점 P13과 점 P22를 통과하는 x축에 평행한 평면이다. S7에 의해, 입체 V1은 입체 V1L(도면 중 왼쪽)과 입체 V1R(도면 중 오른쪽)로 분리된다. 입체 V1R과 입체 V1L은 대칭이기 때문에, 이하, 입체 V1R에 대하여 설명한다. 입체 V1R은 y축의 아래쪽 방향으로 빼내는 금형이지만, 지지판(1024R)까지의 영역(도면 중 사선으로 나타냄)은 회전축(1021)이 아래쪽 방향으로 존재하기 때문에, 아래쪽 방향으로 빼낼 수 없다.

도 19의 (b)는 이 영역을 가로지르는 z축에 수직인 평면(S8)에 의해, 입체 V1R를 절단한 단면도이다. 도면 중에 나타낸 입체 V5는 V1R의 일부이며, 회전축(1021)의 x축 방향의 폭으로, 회전축(1021)으로부터 y 성분이 플러스인 영역을 자른 입체이다. 그리고, 입체 V4는 입체 V1R로부터 입체 V5를 제거한 입체이다. 여기서, 입체 V4를 아래쪽 방향으로 빼낸 후, 입체 V5는 위쪽 방향, 및 지지판(1024R)으로부터 멀어지는 방향으로 빼낼 수 있다.

이처럼, 입체 V1R을 입체 V4 및 입체 V5로 더 분할함으로써 나선 형상 반송 부재(1023)가 회전축(1021) 및 지지판(1024)과 일체로 된 반송구를 성형하는 금형을 반송구로부터 박리시킬 수 있다.

이상과 같이, 입체 V1R을 입체 V4 및 입체 V5로 분할하면, 입체 V4는 아래쪽 방향으로, 입체 V5는 위쪽 방향으로 빼낼 수 있다. 마찬가지로, 입체 V1L도 위쪽 방향으로 빼내는 부분과 아래쪽 방향으로 빼내는 부분으로 분할한다. 그렇게 하면, 입체 V1R 및 입체 V1L의 각각의 분할한 부분은 빼내는 방향마다 일체의 금형이어도 된다.

도 20은 이러한 금형 중, 아래쪽 방향으로 빼내는 부분을 나타낸 사시도이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 금형은 톱날과 같은 형상을 하고 있어, 이것이 상하에 끼워져, 반송구(1020)의 모양을 형성한다.

B-7. 지지판의 작용에 대하여

또한, 상술한 지지판(1024)의 작용에 대하여, 도 11로 돌아가서 설명한다. 상술한 바와 같이, 나선 형상 반송 부재(1023)에는 제 1 부위(1231)와 제 2 부 위(1232)가 설치되어 있고, 제 2 부위(1232)가 회전축(1021)의 축 방향과 이루는 각도(α2)는, 제 1 부위(1231)가 회전축(1021)의 축 방향과 이루는 각도(α1)보다 작아지도록 성형되어 있다.

수용실 내에 충전된 현상제에는 중력이 작용하기 때문에, 현상제는 수용실 내의 아래쪽일수록 조밀하게 존재하고 있다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 화살표 D 방향으로 나선 형상 반송 부재(1023)가 회전 이동하면, 현상제의 관성력에 의해 나선 형상 반송 부재(1023)는 현상제로부터 화살표 D 방향의 반대 방향으로 반력을 받는다. 예를 들면, 도면 중 오른쪽 영역에서는 전체적으로 위쪽 방향의 반력(Fu)을 받고, 도면 중 왼쪽 영역에서는 전체적으로 아래쪽 방향의 반력(Fd)을 받는다.

제 2 부위(1232)는 회전축(1021)의 축 방향과 이루는 각도가 제 1 부위(1231)보다 작으므로, 화살표 D 방향으로 회전할 때에 현상제를 누르는 제 2 부위(1232)의 면의 법선(法線) 벡터는 제 1 부위(1231)의 경우의 법선 벡터보다 화살표 D 방향에 가깝다. 따라서, 제 2 부위(1232)는 제 1 부위(1231)보다 현상제로부터의 반력(Fu, Fd)을 강하게 받기 쉽다. 특히, 도 11에 나타낸 바와 같이, 나선 형상 반송 부재(1023)를 서로 이웃하는(즉, 회전축에 대하여 서로 180도의 각도를 이루는 위치에 설치되어 있는) 2개의 제 2 부위(1232, 232)의 중심끼리를 연결하는 선이 수평이 될 만한 상태로 했을 때, 이들 2개의 제 2 부위(1232, 232) 사이에 낀 제 1 부위(1231)는, 이들 제 2 부위(1232, 232)로부터 정반대 방향의 반력(Fu, Fd)이 전달되게 되어, 변형이나 열상의 가능성이 높아진다. 지지판(1024A, 1024B)은 반력(Fu, Fd)의 방향과 평행한 방향으로 연장하고 있으므로, 이러한 제 1 부 위(1231)(1231A, 1231B)에 전달된 반력을 받아들여, 상기한 바와 같은 변형, 열상을 방지하는 작용, 효과를 갖고 있다.

C. 제 3 실시예

이어서, 본 발명의 제 3 실시예를 설명한다. 제 3 실시예는 제 2 실시예와 그 구성, 동작에 대하여 많은 점에서 공통되고 있으므로, 이하에는 제 3 실시예가 제 2 실시예와 서로 다른 점만 설명하고, 그 외는 생략한다.

제 3 실시예에서는, 나선 형상 반송 부재(1023)를 내측으로부터 유지하는 금형인 입체 V1은 원주(V0) 그 자체라는 점에서, 제 2 실시예와 다르다. 즉, 제 3 실시예에서, 나선 형상 반송 부재(1023)의 제 1 부위(1231) 및 제 2 부위(1232)는 모두 나선 형상으로 작성되어 있다.

또한, 제 3 실시예에서는, 상기한 입체 V1을 입체 V1L 및 입체 V1R로 분리하는 면(S10)은 제 2 부위(1232)의 대각선(P13-P22)을 통과하지 않는다는 점에서, 제 2 실시예와 다르다.

도 21은 제 3 실시예에서, 입체 V1을 입체 V1L과 입체 V1R로 분리하는 면(S10)과, 나선 형상 반송 부재(1023)의 제 2 부위(1232)의 관계를 나타낸 도면이다. 도 21에 나타낸 바와 같이, 제 2 부위(1232)에는 점 P12와 점 P13을 연결하는 선상의 1점인 점 P15와, 점 P22와 점 P23을 연결하는 선상의 1점인 점 P25가 있다. 그리고, 제 2 실시예에서는, 입체 V1을 분리하는 면(S10)은 이 점 P15와 점 P25를 연결하는 선을 통과한다. 이때, 입체 V1은 면(S10)을 경계로 입체 V1L과 입체 V1R로 분리된다. 도면에 나타낸 바와 같이, 점 P15와 점 P25를 연결하는 선과 z축이 이루는 각(

)은 예각(90도＞

＞0도) 또는 90도이다. 그러므로, 입체 V1L은 위쪽(y축이 플러스 방향)으로 빼낼 수 있고, 입체 V1R은 아래쪽(y축이 마이너스 방향)으로 빼낼 수 있다.

여기서, 제 2 부위(1232)와 회전축(1021)의 축 방향이 이루는 각도에 대하여, 금형인 입체(V1R, V1L)의 빼내기 쉬운 정도와 관련지어서 설명한다. 도 22는 2개의 제 2 부위(1232-2, 1232-3)를 예로 들어, 이들 제 2 부위와 회전축(1021)의 축 방향이 이루는 각도의 영향을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 제 2 부위(1232-2)와 회전축(1021)의 축 방향인 z축이 이루는 각도는 α2이며, 제 2 부위(1232-3)와 회전축(1021)의 축 방향인 z축이 이루는 각도는 α3이고, 그 대소 관계는 90도≥

＞α2＞α3＞0도로 한다.

이 경우, 제 2 부위(1232-2)와 면(S10)이 이루는 각도(φ2), 및 제 2 부위(1232-3)와 면(S10)이 이루는 각도(φ3)는 각각, 다음 식대로 된다.

,

…(5)

제 2 부위(1232-2, 1232-3)는 동일한 두께(W)를 갖고 있다. 그리고, 도 22에 나타낸 바와 같이, 제 2 부위(1232-2)가 입체 V1의 절단면인 면(S10)의 바깥 가장자리와 접하는 길이는 T2이며, 제 2 부위(1232-3)가 상기 바깥 가장자리와 접하는 길이는 T3이다. 이를 두께 W, 각도 φ2, φ3으로 나타내면, 각각 다음 식대로 된다.

,

…(6)

, α2, α3의 상술한 대소 관계에 의해, φ2와 φ3의 대소 관계는 90도＞φ3＞φ2＞0도이므로,

이다. 이 때문에, T2와 T3의 대소 관계는 T2＞T3으로 된다. 이처럼, 두께(W)가 일정한 채, 제 2 부위(1232)와 회전축(1021)의 축 방향이 이루는 각도를 더 저각도로 하면, 제 2 부위(1232)와 이를 내측으로부터 유지하는 금형(입체 V1)의 절단면의 바깥 가장자리가 접하는 길이는 더 짧아진다. 이 길이가 길수록, 제 2 부위(1232)의 부분으로부터 금형을 빼낼 때에는 금형을 더 긴 거리만큼 이동시켜야 하기 때문에, 금형을 빼내기 어려워진다. 즉, 이 길이가 길수록 금형을 빼내기 쉬워진다. 따라서, 제 2 부위(1232)와 회전축(1021)의 축 방향이 이루는 각도를 저각도로 함으로써, 금형을 빼내기 쉬워진다. 특히 나선 형상 반송 부재(1023)는 일반적으로 수지로 제조하기 때문에, 어느 정도의 가요성(可撓性)을 갖고 있다. 따라서, 상기한 바와 같이 저각도 부위(제 2 부위(1232))에서, 나선 형상 반송 부재(1023)와 금형 절단면의 바깥 가장자리가 접하는 부분을 더 짧게 함으로써, 금형을 어느 정도 빼내기 쉽게 하면, 가요성이 있는 나선 형상 반송 부재(1023)가 적절한 정도로 변형하거나, 또는 휘어짐에 의해, 금형을 빼내는 것이 충분히 가능해진다.

상술한 제 2 실시예에서는, 나선 형상 반송 부재(1023)에 설치한 제 2 부위(1232)는 회전축(1021)의 축 방향과 평행한 방향으로부터 보았을 때에 서로 평행한 방향으로 연장하는 직선 형상이었지만, 이처럼, 나선 형상 반송 부재(1023)를 내측으로부터 유지하는 금형인 입체 V1을 분리하는 면(S10)이, 제 2 부위(1232)의 대각선(P13-P22)을 통과하지 않아도 된다면, 이 제 2 부위(1232)를 회전축(1021)의 축 방향과 평행한 방향으로부터 보았을 때 서로 대략 평행한 방향으로 연장하는 직선 형상의 형상으로 할 필요는 없다. 즉, 제 2 부위(1232)가 제 1 부위(1231)와 마찬가지로, 회전축(1021)의 축 방향과 평행한 방향으로부터 보았을 때에 호를 그리는 형상이어도, 제 1 부위(1231)보다 회전축(1021)의 축 방향과 이루는 각도가 저각도로 되어 있으면 충분하다.

D. 변형예

상기 실시예를 다음과 같이 변형해도 된다. 또한, 상기한 각 실시예 및 이하의 변형예 중 2개 이상의 것이 조합되어 사용되어도 된다.

(1) 회전축(21)과 나선 형상 반송 부재(23)의 연결 방법은 제 1 실시예에서 설명한 것에 한정되지 않는다. 제 1 실시예에서는, 회전축(21)과 나선 형상 반송 부재(23)는 교반판(24)에 의해 고각도 부위(231)에서 연결되어 있었다. 그러나, 회전축(21)과 나선 형상 반송 부재(23)는 저각도 부위(232)에서 연결되어도 된다. 도 6은 이 변형예에서의 요부 단면도이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 화살표 D방향으로 나선 형상 반송 부재(23)가 이동하면, 현상제의 관성력에 의해 도면 중 오른쪽 아래의 영역에서는, 나선 형상 반송 부재(23)는 위쪽 방향의 반력(Fu)을 받는다. 또한, 도면 중 왼쪽 아래의 영역에서는 아래쪽 방향의 반력(Fd)을 받는다. 도 7은 수용실의 저부에 저각도 부위(232)가 위치했을 때의 나선 형상 반송 부재(23)를 나타낸 도면이다. 이때, 도면 중 오른쪽 아래의 영역에서, 저각도 부위(232)와 고각도 부위(231)의 경계부(E1)는 현상제로부터 위쪽 방향의 반력(Fu)을 받는다. 그리고, 도면 중 왼쪽 아래의 영역에서, 저각도 부위(232)와 고각도 부위(231)의 경계부(E2)는 현상제로부터 아래쪽 방향의 반력(Fd)을 받는다. 이처럼, 저각도 부위(232)에는 서로 다른 방향의 반력이 동시에 걸리는 경우가 있어, 변형이나 열상의 가능성이 높다.

여기서, 이 변형예에서 저각도 부위(232)는 회전축(21)과 제 2 연결부의 일례인 연결판(25)에 의해 연결되어 있다. 회전축(21)의 축 방향에 평행한 방향으로부터 보았을 때, 연결판(25)과 교반판(24)이 이루는 각도는 90도이다. 이러한 구성에 의해, 서로 다른 방향의 반력 또는 수용실 내벽과의 사이에서 발생하는 전단력(剪斷力)을 저각도 부위(232)가 받는다고 해도, 저각도 부위(232)는 연결판(25)에 의해 회전축(21)에 견고하게 지지되어 있기 때문에, 이들 힘의 부하를 견딜 수 있다. 즉, 연결판(25)으로 지지됨에 의해, 저각도 부위(232)는 나선 형상 반송 부재(23)의 강도를 높여, 변형이나 열상을 방지한다. 그 결과, 나선 형상 반송 부재(23)는 응집된 현상제를 더 완화시키기 쉬워진다. 또한, 회전축(21)과 나선 형상 반송 부재(23)를 연결하는 부재로서, 교반판(24)을 설치하지 않고, 연결판(25)만을 설치해도 된다.

(2) 나선 형상 반송 부재(23)에서 저각도 부위(232)를 설치하는 위치는 제 1 실시예에서 설명한 것에 한정되지 않는다. 제 1 실시예에서는, 회전축(21)의 축 방향에 인접하는 2개의 교반판(24A, 24B)은 회전축(21)의 축 방향에 평행한 방향으로부터 보았을 때 180도의 각도를 이루고 있었다. 그리고, 저각도 부위(232)는 나선 형상 반송 부재(23)가 이 2개의 교반판(24A, 24B)의 선단 부분에 의해 끼워져 있는 구간당 1개소씩 설치되어 있었다. 즉, 회전축(21)의 축 방향에 인접하는 2개의 저각도 부위(232, 232)로부터 회전축(21)으로 그은 수선은, 회전축(21)의 축 방향에 평행한 방향으로부터 보았을 때에 180도의 각도를 이루고 있었다. 그러나, 저각도 부위(232)는 앞서 서술한 수선이 120도의 각도를 이루도록 설치되어도 된다. 이러한 구성에 의해, 나선 형상 반송 부재(23)의 길이 당 저각도 부위(232)가 설치되는 비율이 높아진다. 저각도 부위(232)가 설치되는 비율이 높아지면, 초기 구동시에서의 응집된 현상제에 의한 부하가 분산되기 때문에, 반송구(20)의 강도가 증가한다. 또한, 현상제의 충전량을 토너 카트리지(10)의 수용실의 전(全)체적에 대하여 반 이하로 억제할 수 있다.

또한, 상술한 실시예에서는, 회전축(21)의 축 방향으로부터 보았을 때에 저각도 부위(232)는 교반판 24A 및 교반판 24B와 각각 90도의 각도를 이루는 위치에 존재하고 있었지만, 이 각도는 90도에 한정되지 않는다. 간단히 말하면, 교반판(24)은 서로 이웃하는 2개의 저각도 부위(232) 사이에 낀 고각도 부위(231) 중 어느 하나의 위치에 연결되도록 설치되어 있으면 된다.

(3) 나선 형상 반송 부재(23)를 구성하는 부위의 수는 제 1 실시예에서 설명된 것에 한정되지 않는다. 제 1 실시예에서는, 나선 형상 반송 부재(23)는 고각도 부위(231)와 저각도 부위(232)의 2개 부위를 갖고 있었다. 그러나, 나선 형상 반송 부재(23)는 회전축(21)의 축 방향과 이루는 각도가 고각도 부위(231)와도, 저각도 부위(232)와도 다른 제 3의 부위를 갖고 있어도 된다. 또한, 이들 부위의 연결 부분에서는 2개의 부위의 경계선인 모서리가 존재했다. 그러나, 이들 부위가 연속 적으로 연결되어 있어도 된다. 간단히 말하면, 나선 형상 반송 부재(23)가 회전축(21)의 축 방향과 이루는 각도가 부위에 따라 달라져 있으면 된다.

(4) 회전축(1021)과 나선 형상 반송 부재(1023)가 연결되는 위치는 제 1 부위(1231)로 한정되지 않는다. 제 2 및 제 3 실시예에서는, 회전축(1021)과 나선 형상 반송 부재(1023)는 지지판(1024)에 의해 제 1 부위(1231)에서 연결되어 있었다. 그러나, 회전축(1021)과 나선 형상 반송 부재(1023)는 제 2 부위(1232)에서 연결되어도 된다. 도 23은 이 변형예에서의 요부 단면도이다. 또한, 도 24는 이 변형예에서의 제 2 부위(1232)를 설명하는 측면도이다. 도 23 및 도 24에 나타낸 바와 같이, 제 2 부위(1232)는 회전축(1021)과 연결판(1025)에 의해 연결되어 있다. 회전축(1021)의 축 방향에 평행한 방향으로부터 보았을 때, 연결판(1025)과 지지판(1024)이 이루는 각도는 90도이다. 제 2 부위(1232)는 금형인 입체 V1과 점 P12-점 P22-점 P23-점 P13을 정점으로 하는 평면에서 접하고 있으며, 점 P14 및 점 P24는 이 평면의 내부에 있다. 연결판(1025)은 점 P13-점 P14-점 P22-점 P24를 정점으로 하는 평면에서 제 2 부위(1232)와 접속하고 있다. 각각의 z 성분에 대해서는, 점 P14가 점 P22보다 크고, 점 P24가 점 P13보다 작다. 여기서, 입체 V1을 절단할 때에 상술한 경우에서는, 점 P13과 점 P22를 포함하는 평면으로 절단하고 있었지만, 이 경우에는 연결판(1025)을 성형할 필요가 있기 때문에, 입체 V1 중, 제 2 부위(1232)와 접하는 부분에 대해서는 점 P22-점 P14를 포함하고 x축에 평행한 평면과, 점 P14-점 P13을 포함하고 x축에 평행한 평면으로 입체 V1을 절단하는 동시에, 점 P22-점 P24를 포함하고 x축에 평행한 평면과, 점 P24-점 P13을 포함하고 x축에 평행한 평면으로 입체 V1을 절단한다. 이렇게 하면, 연결판(1025)이 형성되는 동시에, 이들 평면으로 절단된 입체 V1은 서로 맞물리는 경우 없이 y축의 플러스 마이너스 중 어느 한 쪽의 방향으로 빼낼 수 있기 때문이다. 또한, 제 2 부위(1232)는 연결판(1025)에 의해 회전축(1021)에 견고하게 지지되기 때문에, 나선 형상 반송 부재(1023)의 강도를 높여, 변형이나 열상을 방지할 수 있다. 또한, 회전축(1021)과 나선 형상 반송 부재(1023)를 연결하는 부재로서, 지지판(1024)을 설치하지 않고, 상기 연결판(1025)만이 이용되어도 된다.

(5) 나선 형상 반송 부재(1023)를 구성하는 부위의 수는 제 2 및 제 3 실시예에서 설명한 것에 한정되지 않는다. 제 2 및 제 3 실시예에서는, 나선 형상 반송 부재(1023)는 제 1 부위(1231)와 제 2 부위(1232)라는 2개의 부위를 갖고 있었다. 그러나, 회전축(1021)의 축 방향과 이루는 각도가 제 1 부위(1231)와도, 제 2 부위(1232)와도 다른 제 3 부위를 갖고 있어도 된다. 또한, 이들 부위의 연결 부분에서는 2개의 부위의 경계선인 모서리가 존재했다. 그러나, 이들 부위가 연속적드로 연결되어 있어도 된다. 간단히 말하면, 나선 형상 반송 부재(1023)가 회전축(1021)의 축 방향과 이루는 각도가 부위에 따라 달라져 있으면 된다.

도 1은 현상제 수용기의 구조를 설명하기 위한 분해 사시도.

도 2는 현상제 수용기의 측면도.

도 3은 도 2의 소정 구간을 확대한 측면도.

도 4는 도 2 중의 소정 구간을 반송 방향 상류측으로부터 본 요부 단면도.

도 5는 현상제 수용기의 내부에서, 반송구가 회전 운동하는 상태를 설명하기 위한 측면도.

도 6은 변형예에서의 요부 단면도.

도 7은 수용실의 저부에 저각도 부위가 위치했을 때의 나선 형상 반송 부재를 나타낸 도면.

도 8은 현상제 수용기의 일례인 토너 카트리지의 구조를 설명하기 위한 분해 사시도.

도 9는 토너 카트리지의 측면도.

도 10은 도 9 중의 소정의 구간을 확대한 측면도.

도 11은 도 9 중의 소정의 구간을 반송 방향 상류측으로부터 본 요부 단면도.

도 12는 제 2 부위가 설치되어 있지 않은 나선 형상 반송 부재를 나타내는 사시도.

도 13은 나선 형상 반송 부재의 곡선의 미소 부분에 대하여 확대한 사시도.

도 14는 나선 형상을 유지하기 위한 금형의 조건을 설명하기 위한 도면.

도 15는 나선 형상 반송 부재를 설명하기 위한 도면.

도 16은 나선 형상 반송 부재의 제 2 부위와 제 1 부위를 매끄럽게 연결한 형태의 일례를 나타내는 도면.

도 17은 나선 형상 반송 부재의 제 2 부위와 제 1 부위를 불연속적으로 연결한 형태의 일례를 나타내는 도면.

도 18은 나선 형상 반송 부재의 제 2 부위와 제 1 부위를 매끄럽게 연결한 형태의 일례를 나타내는 도면.

도 19는 회전축과 지지판을 성형하는 금형을 설명하기 위한 도면.

도 20은 금형 중, 아래쪽 방향으로 빼내는 부분을 나타내는 사시도.

도 21은 제 2 실시예에서 금형을 분리하는 면과 나선 형상 반송 부재의 제 2 부위의 관계를 나타내는 도면.

도 22는 제 2 부위와 회전축의 축 방향이 이루는 각도의 영향을 설명하기 위한 도면.

도 23은 변형예에서의 요부 단면도.

도 24는 변형예에서의 제 2 부위를 설명하는 측면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10…토너 카트리지 11…용기

12…저부 13…홀(hole)

14…개구부 15…현상제 배출구

16…셔터(shutter) 17…캡(cap)

20…반송구 21…회전축

22…부착부 23…나선 형상 반송 부재

24…교반판 25…연결판

30…커플링(coupling) 231…고각도 부위

232…저각도 부위 1010…토너 카트리지

1011…용기 1012…저부

1013…홀 1014…개구부

1015…현상제 배출구 1016…셔터

1017…캡 1020…반송구

1021…회전축 1022…부착부

1023…나선 형상 반송 부재 1024…지지판

1025…연결판 1030…커플링

1230…나선 형상 반송 부재 1231…제 1 부위

1232…제 2 부위

Claims (9)

1. 현상제를 수용하는 수용 공간을 갖는 수용실과,

   회전축 및 상기 회전축과 소정의 각도를 이룬 상태로 나선 형상으로 연장하여 상기 회전축의 축 방향과 이루는 각도가 상기 소정의 각도보다 작은 저각도 부위가 복수 설치된 나선 부재를 갖고, 상기 수용 공간 내에서 상기 회전축을 중심으로 회전하여 당해 수용 공간에 수용되어 있는 현상제를 반송하는 반송 부재를 구비하고,

   상기 저각도 부위는 상기 나선 형상 부재가 상기 회전축의 주위를 일주하는 구간에, 적어도 하나 설치되어 있고,

   상기 수용 공간에 수용되어 있는 현상제의 양은 상기 수용 공간 내의 상기 회전축의 축 방향을 수평 방향으로 유지하고 있는 한 상기 저각도 부위 중 어느 하나가 상기 현상제에 매립되는 양인 것을 특징으로 하는 현상제 수용기.
2. 제 1 항에 있어서,

   각각이 상기 회전축과 상기 나선 부재를 연결하는 복수의 제 1 연결부를 구비하고,

   상기 제 1 연결부 각각은 서로 이웃하는 2개의 상기 저각도 부위 사이에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 현상제 수용기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 회전축의 축 방향과 평행한 방향으로부터 보았을 때의, 상기 제 1 연결부가 상기 나선 부재로 연장하는 방향과, 상기 저각도 부위의 중심으로부터 상기 회전축으로 그은 수선(垂線)이 이루는 각도는 약 90도인 것을 특징으로 하는 현상제 수용기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 나선 부재의 상기 저각도 부위와 상기 회전축을 연결하는 제 2 연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 현상제 수용기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 수용 공간은 원통 형상이고,

   상기 반송 부재를 상기 수용 공간에 수용했을 때에, 상기 나선 부재의 외경이 상기 수용 공간의 내경을 따라 배치되며,

   복수의 상기 저각도 부위 중, 서로 이웃하는 2개의 저각도 부위 각각의 중심으로부터 상기 회전축으로 그은 2개의 수선이 이루는 각도는 약 180도이고,

   상기 수용 공간에 수용되는 현상제의 양은 당해 수용 공간의 체적의 반 이상을 점하는 양인 것을 특징으로 하는 현상제 수용기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 수용 공간에 수용되는 현상제의 양은 서로 이웃하는 2개의 저각도 부위 모두가 상기 현상제에 매립되는 양인 것을 특징으로 하는 현상제 수용기.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 수용 공간에 수용되는 현상제의 양은 상기 반송 부재 전체가 상기 현상제에 매립되지 않는 양인 것을 특징으로 하는 현상제 수용기.
8. 현상제를 수용하는 수용 공간을 갖는 용기와,

   회전축과, 상기 회전축의 축 방향과 소정의 각도를 이룬 상태로 나선 형상으로 연장하고, 상기 회전축의 축 방향과 이루는 각도가 상기 소정의 각도보다 작은 저각도 부위가 상기 회전축의 주위를 일주하는 나선 형상 부재의 구간에 적어도 하나 설치된 나선 부재를 갖고, 상기 수용 공간 내에서 상기 회전축을 중심으로 회전하여 당해 수용 공간에 수용되어 있는 현상제를 반송하는 반송구(搬送具)

   를 구비하는 현상제 수용기에 대하여 현상제를 충전하는 충전 방법으로서,

   상기 수용 공간 내의 상기 회전축의 축 방향을 수평인 상태를 유지하고 있는 한 상기 저각도 부위 중 어느 하나가 상기 현상제에 매립되는 양의 현상제를 충전하는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
9. 현상제를 수용하는 수용 공간을 갖는 용기와,

   회전축과, 상기 회전축의 축 방향과 소정의 각도를 이룬 상태로 나선 형상으 로 연장하고, 상기 회전축의 축 방향과 이루는 각도가 상기 소정의 각도보다 작은 저각도 부위가, 나선 형상 부재가 상기 회전축의 주위를 일주하는 구간에 적어도 하나 설치된 나선 부재를 갖고, 상기 수용 공간 내에서 상기 회전축을 중심으로 회전하여 당해 수용 공간에 수용되어 있는 현상제를 반송하는 반송구

   를 구비하는 현상제 수용기에 대하여 현상제를 충전하는 충전 방법으로서,

   상기 수용 공간 내의 상기 회전축의 축 방향을 수평인 상태를 유지하고 있는 한 상기 저각도 부위 모두가 상기 현상제에 매립되는 양이며, 또한, 상기 반송 부재 전체가 상기 현상제에 매립되지 않는 양의 현상제를 충전하는 것을 특징으로 하는 충전 방법.

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