KR20100080366A - 토너 카트리지 및 화상 형성 장치 - Google Patents

토너 카트리지 및 화상 형성 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 토너 카트리지는 토너를 수용하는 케이스와, 케이스 내의 토너를 회전 축선을 중심으로 회전시켜 교반하는 회전기 및 토너로부터 격리된 공간을 회전 축선 방향으로 이동시키는 클릭 부재를 포함한다.
Figure P1020090122259
토너, 카트리지, 프린터, 믹서

Description

토너 카트리지 및 화상 형성 장치{TONER CARTRIDGE AND IMAGE FORMING APPARATUS}
본 명세서에 설명된 예시적 실시예는 화상 형성 장치 및 이에 사용되는 토너 카트리지에 관한 것이다.
[관련 출원]
본 출원은 2008년 12월 31일에 출원된 미국 가출원 제61/142075호에 기초하며 이를 우선권 주장하며, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함되어 있다.
또한, 본 출원은 2009년 10월 9일에 출원된 일본 특허 출원 제2009-234876호에 기초하며 이를 우선권 주장하며, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함되어 있다.
장기간 보관되면 토너 카트리지 내의 토너는 굳어진다. 일본 특허 출원 공보 평 제6-348130호에는, 토너 카트리지 내의 굳어진 토너를 화상 형성 장치에 의해 토너 카트리지 내의 회전체를 회전시킴으로써 붕괴시키는 구성이 개시되어 있다.
굳어진 토너를 화상 형성 장치에 의해 토너 카트리지 내의 회전체를 회전시 켜 붕괴시키는 데에는 한계가 있어서, 사용자가 토너 카트리지를 화상 형성 장치에 세팅하기 전에, 토너 카트리지를 흔듦으로써 굳어진 토너를 붕괴시키는 것이 일반적이다.
토너 카트리지를 흔들기에 충분한 진폭 및 힘은 기계적으로 나타내어진 적이 없고, 사용자에 의해서 토너를 붕괴시키기에는 진폭 및 힘이 충분하지 않을 수 있다.
본 발명에 개시된 일 양태는 토너를 수용하는 케이스와, 케이스 내의 토너를 회전 축선을 중심으로 회전시켜 교반하는 회전기와, 토너로부터 격리된 공간을 회전 축선 방향으로 이동시키는 클릭 부재(clicker piece; 발음편)를 포함하는 토너 카트리지에 관한 것이다.
본 발명에 개시된 다른 양태는 토너를 수용하는 케이스, 케이스 내의 토너를 회전 축선을 중심으로 회전시켜 교반하는 회전기 및 토너로부터 격리된 공간을 회전 축선 방향으로 이동시키는 클릭 부재를 포함하는 토너 카트리지와, 토너 카트리지에 의해 공급되는 토너로 시트 상에 화상을 형성하는 화상 형성부를 포함하는 화상 형성 장치에 관한 것이다.
도 1은 화상 형성 장치(1)의 사시도이다. 화상 형성 장치(1)는 프린터 부(100), 스캐너(120) 및 급지 카세트(140)를 포함한다.
프린터부(100)는 급지 카세트(140)로부터 공급되는 용지에 화상을 형성한다. 프린터부(100)는 전방측에 커버(110)를 가진다. 커버(110) 내에는 토너 카트리지(200)가 설치되어 있다. 스캐너(120)는 프린터부(100)에 의해 용지에 형성되는 화상의 원본인 원고의 화상을 판독한다. 급지 카세트(140)는 프린터부(100)에 공급되는 용지를 저장한다.
카트리지 홀더(150)는 토너 카트리지(200)를 착탈 가능하게 지지한다. 토너 카트리지(200)는 토너를 프린터부(100)에 공급한다.
도 2는 토너 카트리지(200)의 분해 사시도이다. 도 3은 토너 카트리지(200)의 상면도이다. 토너 카트리지(200)는 케이스(204), 덮개(206), 섀터 가이드(shatter guide; 208), 배출부(212), 섀터(214), 스크류(216), 커플링(218), 믹서(220), 믹서 기어(222), 전방 벽(224), 후방 벽(226), 위치 결정 리브(locator rib; 232), 축단부(238) 및 베어링(236)을 포함한다.
케이스(204)에는 토너가 수용된다. 케이스(204)는 전방측으로부터 후방측으로 연속하는 원호 형상의 내부 바닥면(203)을 가진다. 케이스(204)는 전방 단부에 전방 벽(224)을, 후방 단부에 후방 벽(226)을 포함한다. 케이스(204)의 상면은 덮개(206)에 의해 폐쇄된다. 케이스(204) 내의 토너를 프린터부(100)로 공급하는 배출부(212)는, 케이스(204)의 전방 단부에 위치되며 전방측에서 보아 우측 단부 바닥에 설치된다. 배출부(212)의 바닥에는 토너를 프린터부(100)에 낙하시키기 위한 구멍을 가진다. 케이스(204) 내에서의 배출부(212)의 연장선 상에는 둥근 홈(217) 이 전방측으로부터 후방측으로 연장되어 있다.
섀터 가이드(208)는 후방측으로부터 전방측으로 연장되어 있다. 섀터(214)는 섀터 가이드(208)를 따라 구멍을 폐쇄하는 후방 위치로부터 구멍을 노출시키는 전방 위치로 슬라이드한다. 토너 카트리지(200)를 카트리지 홀더(150)로부터 꺼내면, 섀터(214)는 후방 위치로의 압박력으로 인해 구멍을 폐쇄한다. 후방측을 상부에 위치시켜 토너 카트리지(200)를 카트리지 홀더(150)에 세팅하면, 섀터(214)는 카트리지 홀더(150)에 걸려 전방 위치로 가압되어 구멍이 노출된다.
커플링(218)은 전방측으로부터 보아 후방 벽(226)의 우측 단부 바닥을 관통한다. 스크류(216)는 둥근 홈(217) 내에 설치된다. 케이스(204)의 내측에서 커플링(218)은 스크류(216)의 후방 단부에 접속된다. 전방측에서 보아 커플링(218)이 스크류(216)를 시계 방향으로 돌리면, 스크류(216)는 둥근 홈(217) 내의 스크류(216) 주위의 토너를 배출부(212) 쪽으로 반송한다. 스크류(216)는 토너를 교반하는 능력을 가져도 좋다.
믹서(220)는 케이스(204)의 원호 형상의 내부 바닥면(203)을 따라 회전한다. 믹서(220)의 회전 축선은 전방측으로부터 후방측으로 연장되어 있다. 믹서(220)는 케이스(204) 내의 토너를 교반한다. 믹서 기어(222)는 후방벽(226)을 믹서(220)의 회전 축선상에서 관통한다. 믹서 기어(222)의 둘레면을 덮도록, 후방벽(226)으로부터 커버 리브가 연장되어 있다. 믹서 기어(222)는 케이스(204)의 내측에서 믹서(220)의 후방 단부에 접속된다. 믹서 기어(222)는 커플링(218)의 외주에 새겨진 기어 이(gear teeth)와 맞물린다. 커플링(218)이 전방측에서 보아 시계 방향으로 회전하면, 전방측에서 보아 반 시계 방향으로 회전하는 믹서 기어(222)는 전방측에서 보아 믹서(220)를 반 시계 방향으로 회전시킨다.
도 4는 도 3에 도시된 1-1 단면부에 따른 토너 카트리지(200)의 단면도이다. 전방 벽(224)은 믹서(220)의 회전 축선상에 베어링(236)을 가진다. 믹서(220)의 축단부(238)는 베어링(236) 내로 회전 가능하게 결합된다.
믹서(220)는 중공의 샤프트(220a)를 가진다. 샤프트(220a) 내의 공간(220b)은 전방 단부로부터 후방 단부까지 동일 직경이어도 좋다. 공간(220b)은 전방 단부에서 축단부(238)에 의해 폐쇄되어 있다. 공간(220b)은 후방 단부에서 믹서 기어(222)가 접속되어 폐쇄되어 있다. 공간(220b)은 믹서(220)를 성형하기 위한 다이 커팅(die cutting)이 용이하도록, 한쪽의 단부로부터 다른 쪽의 단부로 직경이 점차 증가되어도 좋다.
클릭 부재(202)는 샤프트(220a) 내의 폐쇄된 공간에 설치된다. 클릭 부재(202)는 구형일 수 있다. 클릭 부재(202)는 금속 또는 수지로 제조될 수 있다. 클릭 부재(202)는 샤프트(220a) 내의 폐쇄된 공간 내에서 믹서(220)의 회전 축선 방향으로 이동할 수 있다. 사용자가 토너 카트리지(200)를 카트리지 홀더(150)에 세팅하기 전에, 토너 카트리지(200)를 믹서(220)의 회전 축선 방향으로 리드미컬하게 충분한 진폭 및 힘으로 흔들면, 클릭 부재(202)가 공간(220b)의 일단부나 타단부와 충돌하여 소리를 발생시킨다.
굳어진 토너를 붕괴시키기에 적합한 리듬, 진폭 및 힘으로 사용자가 토너 카트리지(200)를 흔들기 위한 소리가 발생되도록, 샤프트(220a) 내의 폐쇄된 공간 및 클릭 부재(202)에 대한 수단을 강구하여도 좋다.
믹서(220)의 회전 축선 방향으로의 샤프트(220a) 내의 폐쇄된 공간의 길이는, 믹서(220)의 전체 길이보다 짧아도 좋다. 예를 들어, 샤프트(220a) 내의 폐쇄된 공간은, 도 5에 도시된 바와 같이, 회전 축선 방향으로의 믹서(220)의 길이의 절반 이하의 길이이어도 좋다. 샤프트(220a)는 한쪽 단부로부터 중간까지 중실(solid)이어도 좋고, 중간으로부터 다른쪽 단부까지 중공(hollow)이어도 좋다. 도 6에 도시된 바와 같이, 구형의 클릭 부재(202) 대신에, 공간(220b)의 직경보다 좁고 믹서(220)의 회전 축선 방향으로의 공간(220b)의 직경보다 긴 막대가 클릭 부재(242)로 사용되어도 좋다. 믹서(220)의 회전 축선 방향으로의 공간(220b)의 길이와 클릭 부재(202) 또는 클릭 부재(242)의 길이는, 굳어진 토너를 붕괴시키기에 적합한 리듬, 진폭 및 힘으로 사용자가 토너 카트리지(200)를 흔들 수 있도록 최적화하면 좋다.
도 7은 다른 수단을 강구한 믹서(220)의 단면도이다. 축 부재(278)는 플랜지(278a)의 전방측에서 축단부(238)를 포함하고, 플랜지(278a)의 후방측에서 스페이서 샤프트(270)를 포함한다. 믹서(220)의 전방 단부는 회전 축선 방향으로의 구멍을 가진다. 구멍은 공간(220b)의 직경보다도 작으므로, 구멍과 스페이서 샤프트(270)의 공간 사이에는 단차부가 존재한다.
구멍에 스페이서 샤프트(270)가 삽입된다. 공간(220b)에서 스페이서 샤프트(270)는 전방 스프링(272)으로 둘러싸인다. 스페이서 샤프트(270)의 단부는 전방 스프링(272)과 접촉한다. 전방 스프링(272)은 믹서(220)의 회전 축선 방향으로 스페이서 샤프트(270)를 따라 신축한다. 전방 스프링(272)의 전방 단부는 구멍과 공간(220b) 사이의 단차부에 가압된다.
클릭 부재(274)는 공간(220b)의 직경보다 좁고 믹서(220)의 회전 축선 방향으로의 공간(220b)의 직경보다 긴 막대이다. 클릭 부재(274)의 전방 단부와 후방 단부는 중앙부의 직경보다 작아서 단차부를 형성한다. 전방 스프링(272)의 후방 단부는 클릭 부재(274)의 전방 단부를 둘러싸고, 전방 단부의 단차부에 가압된다. 후방 스프링(276)의 전방 단부는 클릭 부재(274)의 후방 단부를 둘러싸고, 후방 단부의 단차부에 가압된다.
믹서 기어(222)로부터 믹서(220)의 회전 축선 방향으로 전방측을 향하여 스페이서 샤프트(280)가 연장되어 있다. 스페이서 샤프트(280)의 후방 단부는 믹서 기어(222)의 믹서(220)로의 접속부와의 사이에 단차부를 형성한다.
공간(220b)에서, 스페이서 샤프트(280)는 후방 스프링(276)으로 둘러싸인다. 후방 스프링(276)은 믹서(220)의 회전 축선 방향으로 스페이서 샤프트(280)를 따라 신축한다. 후방 스프링(276)의 후방 단부는 스페이서 샤프트(280)의 후방 단부와 믹서 기어(222)의 믹서(220)로의 접속부 사이의 단차부에 가압된다. 전방 스프링(272)과 후방 스프링(276)은 공간(220b)의 양단부와 스페이서 샤프트(280) 사이에서 신장되어, 클릭 부재(274)의 이동을 억제하므로, 사용자가 토너 카트리지(200)를 믹서(220)의 회전 축선 방향으로 충분한 진폭 및 힘으로 흔들지 않는 한, 클릭 부재(274)가 스페이서 샤프트(270) 및 스페이서 샤프트(280)에 충돌하지 않으므로 소리가 나지 않는다.
도 8은 도 3에 도시된 2-2 단면부에 따른 토너 카트리지(200)의 단면도이다. 덮개(206)는 위치 결정 리브(232)를 가진다. 위치 결정 리브(232)는 전방측에서 보아, 케이스(204)의 우측벽으로부터 케이스(204)의 폭 방향으로 폭 a 되는 곳에서 일단부를 갖고 케이스(204)의 우측벽 상단부로부터 밑으로 높이 b 되는 곳에서 타단부를 갖는 경사면(228)과, 케이스(204)의 우측벽을 따라 케이스(204)의 우측벽의 상단부로부터 밑으로 높이 b 되는 곳에서 기립벽(standing wall; 230)을 포함한다. 서로 대향하는 경사면(228)과 기립벽(230)은 위치 결정 리브(232) 내의 공간을 형성한다. 위치 결정 리브(232) 내의 공간은 믹서(220)의 회전 축선 방향으로의 길이를 가진다.
도 8은 또한 변형예를 도시한다. 클릭 부재(802)는 위치 결정 리브(232) 내의 공간(232a)에 설치된다. 시일(804)은 클릭 부재(802)를 공간(232a)에 유지시키기 위해서 공간(232a)의 개구를 폐쇄한다. 클릭 부재(802)는 공간(232a)에 유지된다. 클릭 부재(802)는 공간(232a) 내에서 이동할 수 있다. 공간(232a) 및 클릭 부재(802)에, 도 5 내지 도 7에 도시된 공간(232b) 및 클릭 부재(202)와 같은 수단을 강구해도 좋다.
도 9는 도 8에 도시된 2-2 단면부에 따른 토너 카트리지(200)의 단면도에, 스크류(216)의 변형예를 도시한 예이다. 스크류(216)는 중공의 샤프트(216a)를 가진다. 샤프트 내의 공간(216b)은 전방 단부로부터 후방 단부까지 동일 직경이어도 좋다. 공간(216b)은 전방 단부에서 종단된다. 공간(216b)은 후방 단부가 커플링(218)에 접속될 때 폐쇄된다. 공간(216b)은 믹서(220)를 성형하기 위한 다이 커 팅이 용이하도록 한쪽 단부로부터 다른쪽 단부로 직경이 점차 증가해도 좋다.
클릭 부재(902)는 공간(216b)에 배치된다. 클릭 부재(902)는 공간(216b) 내에서 스크류(216)의 회전 축선 방향으로 이동할 수 있다. 공간(216b) 및 클릭 부재(902)에, 도 5 내지 도 7에 도시된 공간(220b) 및 클릭 부재(202)와 같은 수단을 강구해도 좋다.
도 10은 토너 카트리지(200)의 변형예의 분해 사시도이다. 토너 카트리지(200)는 케이스(914)의 상면에 개구된 홈통(gutter; 908)을 가진다. 덮개(906)에 의해 케이스(914)의 상면이 폐쇄된다. 클릭 부재(904)는 홈통(908) 내에 배치된다. 클릭 부재(904)는 홈통(908) 내부에서 스크류(216)의 회전 축선 방향으로 이동할 수 있다. 홈통(908) 내의 폐쇄된 공간 및 클릭 부재(904)에, 도 5 내지 도 7에 도시된 공간(220b) 및 클릭 부재(202)와 같은 수단을 강구해도 좋다. 홈통(908)은 스크류(216)의 회전 축선 방향과 항상 평행하지는 않는다. 홈통(908)은 회전 축선 방향으로의 스크류(216)의 변위가 클릭 부재(904)에 허용될 수 있는 것이 바람직하므로, 스크류(216)의 회전 축선 방향과 직교가 아닌 교차하는 방향이어도 좋다.
토너 카트리지를 흔들기 위한 충분한 진폭이나 힘을 기계적으로 나타낼 수 있다. 또한, 사용자는 토너를 붕괴시키기에 충분한 진폭 및 힘으로 토너 카트리지를 흔들 수 있다.
도 1은 화상 형성 장치를 도시하는 사시도.
도 2는 토너 카트리지를 도시하는 분해 사시도.
도 3은 토너 카트리지를 도시하는 상면도.
도 4는 토너 카트리지를 도시하는 단면도.
도 5는 토너 카트리지의 변형예를 도시하는 단면도.
도 6은 토너 카트리지의 변형예를 도시하는 단면도.
도 7은 토너 카트리지의 변형예를 도시하는 단면도.
도 8은 토너 카트리지의 변형예를 도시하는 단면도.
도 9는 토너 카트리지를 도시하는 단면도.
도 10은 토너 카트리지의 변형예를 도시하는 분해 사시도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 화상 형성 장치
100: 프린터부
200: 토너 카트리지
204: 케이스
206: 덮개
216: 스크류
218: 커플링
220: 믹서
222: 믹서 기어
224: 전방 벽
226: 후방 벽
232: 위치 결정 리브

Claims (20)

  1. 토너 카트리지로서,
    토너를 수용하는 케이스와,
    상기 케이스 내의 상기 토너를, 회전 축선을 중심으로 하여 회전시켜 교반하는 회전기와,
    상기 토너로부터 격리된 공간을 상기 회전 축선 방향으로 이동시키는 클릭 부재(clicker piece)를 포함하는, 토너 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클릭 부재는 구형인, 토너 카트리지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 클릭 부재는 막대인, 토너 카트리지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전기는 상기 클릭 부재가 상기 회전 축선 방향으로 통과하도록 하는 중공 샤프트를 포함하는, 토너 카트리지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 샤프트의 전체 길이의 최대 절반은 공간으로서 중공인, 토너 카트리지.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 클릭 부재는 상기 샤프트 내의 공간의 직경보다 좁고, 상기 회전 축선 방향으로의 직경보다 긴, 토너 카트리지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 클릭 부재의 단부와 상기 회전 축선 방향으로 접촉하는 스프링을 포함하는, 토너 카트리지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 클릭 부재와 상기 공간의 단부들 사이에서 신장하는 스프링을 포함하는, 토너 카트리지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 클릭 부재의 단부가 상기 클릭 부재의 중앙부의 직경보다 작아서 단차부를 형성하는, 토너 카트리지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스프링의 단부가 상기 클릭 부재의 상기 단차부에 가압되는, 토너 카트 리지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 클릭 부재의 양단부와 상기 회전 축선 방향으로 각각 접촉하는 복수의 스프링을 포함하는, 토너 카트리지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 클릭 부재와 상기 공간의 양단부들 사이에서 각각 신장하는 복수의 스프링을 포함하는, 토너 카트리지.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 회전기와는 별도로, 상기 케이스 내의 상기 토너를 상기 회전 축선 방향으로 반송하는 스크류를 포함하는, 토너 카트리지.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 회전 축선과 평행한 회전 축선을 중심으로 상기 회전기와 역 방향으로 회전하는 믹서를 포함하는, 토너 카트리지.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 클릭 부재가 상기 회전 축선 방향으로 통과하고 덮개가 상기 케이스를 폐쇄하도록 하는 내부 공간을 가지는 케이스와 접촉하는 리브를 포함하는, 토너 카트리지.
  16. 화상 형성 장치로서,
    토너를 수용하는 케이스와,
    상기 케이스 내의 상기 토너를 회전 축선을 중심으로 회전시켜 교반하는 회전기와,
    상기 토너로부터 격리된 공간을 상기 회전 축선 방향으로 이동시키는 클릭 부재
    를 포함하는 토너 카트리지, 및
    상기 토너 카트리지에 의해 공급되는 토너로 시트 상에 화상을 형성하는 화상 형성부를 포함하는, 화상 형성 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 클릭 부재는 구형인, 화상 형성 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 클릭 부재는 막대인, 화상 형성 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 회전기는 상기 클릭 부재가 상기 회전 축선 방향을 통과하는 중공 샤프트를 포함하는, 화상 형성 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 샤프트의 전체 길이의 최대 절반은 공간으로서 중공인, 화상 형성 장치.
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