KR20100130558A - 토너 카트리지, 화상 형성 장치 - Google Patents

토너 카트리지, 화상 형성 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 토너를 수용하는 토너 수용부와, 토너 수용부 내에서, 회전축을 나선 중심으로 하여 나선 형상으로 연장되는 나선부를, 회전축을 회전 중심으로 하여 회전시킴으로써, 토너 수용부 내의 토너를 교반하는 교반 패들을 구비한다.

Description

토너 카트리지, 화상 형성 장치{TONER CARTRIDGE, IMAGE FORMING DEVICE}
본 출원은 2009년 6월 3일에 가출원된 미국 특허 출원 61/183663호와 2009년 7월 27일에 가출원된 미국 특허 출원 61/228813에 기초한 것으로서, 이들을 우선권 주장하며, 그 전체 내용이 본 명세서에서 참조로서 인용된다.
본 명세서는, 토너 카트리지에 있어서의 교반 패들에 의한 토너 교반 저항의 저감에 기여하는 기술에 관한 것이다.
종래, 토너 카트리지 내의 토너를, 당해 토너 카트리지 내의 교반 패들에 의해 교반하는 구성이 알려져 있다.
상기 종래의 토너 카트리지에 있어서의 교반 패들은, 교반 패들의 회전축 방향으로 연장되고 또한 회전 반경 방향 외측 단부에 위치하는 부재가 직선이다.
상술한 바와 같이 회전축 방향으로 직선적으로 연장되는 부재를 회전시켜 토너를 교반하는 경우, 당해 직선 형상의 부재는, 토너 교반시에 큰 저항을 받아, 교반 패들을 회전 구동할 때의 구동 부하도 크다.
특히, 토너 카트리지 내의 퇴적된 토너는, 큰 교반 저항을 발생시킨다. 큰 교반 저항은 파손, 혹은 고출력의 모터를 사용할 필요가 발생함으로써 비용의 증대를 일으킨다.
상술한 과제를 해결하기 위해, 본 명세서는, 토너를 수용하는 토너 수용부와, 상기 토너 수용부 내에서, 회전축을 나선 중심으로 하여 나선 형상으로 연장되는 나선부를, 상기 회전축을 회전 중심으로 하여 회전시킴으로써, 상기 토너 수용부 내의 토너를 교반하는 교반 패들을 구비하는 토너 카트리지에 관한 것이다.
본 명세서는, 토너를 수용하는 토너 수용부와, 상기 토너 수용부 내에서 회전축을 나선 중심으로 하여 나선 형상으로 연장되는 나선부를, 상기 회전축을 회전 중심으로 하여 회전시킴으로써, 상기 토너 수용부 내의 토너를 교반하는 교반 패들과, 감광체와, 상기 토너 수용부 내의 토너를 사용하여, 상기 감광체의 감광면 상에 토너상을 형성하는 현상기를 구비하는 화상 형성 장치에 관한 것이다.
도 1은, 화상 형성 장치의 종단면도.
도 2는, 토너 카트리지(CY)가 구비하는 교반 패들(K)의 구성을 도시하는 개략 사시도.
도 3은, 회전축 A 방향에 있어서의 지지부(101)의 위치에서의 토너 카트리지(CY)의, 지지부(101) 부근의 회전축 A 방향과 직교하는 평면에 의한 단면도.
도 4는, 회전축 A 방향과 직교하는 평면에 의한 지지부(103)의 위치에서의 카트리지(CY)의 단면도.
도 5는, 회전축 A 방향과 직교하는 평면에 의한 지지부(106)의 위치에서의 카트리지(CY)의 단면도.
도 6은, 교반 패들(K)을 도 2에 도시한 V 방향에서 본 측면도.
이하, 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은, 화상 형성 장치의 종단면도이다.
화상 형성 장치는, 화상 판독부(R)와, 화상 형성부(P)를 구비한다.
화상 판독부(R)는, 시트 원고 및 북 원고의 화상을 스캔하여 판독한다.
화상 형성부(P)는, 화상 판독부(R)에 의해 원고로부터 판독된 화상이나 외부 기기로부터 화상 형성 장치로 송신된 화상 데이터 등에 기초하여, 시트에 현상제상을 형성한다.
화상 판독부(R)는, 원고의 화상을 판독한다.
화상 형성부(P)는, 픽업 롤러(51 내지 54), 감광체(2Y 내지 2K), 현상 롤러(3Y 내지 3K), 믹서(4Y 내지 4K), 클리닝 유닛(6Y 내지 6K), 중간 전사 벨트(11), 이차 전사 롤러(12), 정착 장치(7), 배출 트레이(8) 및 토너 카트리지(CY 내지 CK), 레이저 스위프 유닛(L)을 구비한다.
화상 형성 장치는, 프로세서(801) 및 메모리(802)를 구비한다. 프로세서(801)는, 화상 형성 장치에 있어서의 각종 처리를 행한다. 프로세서(801)는, 메모리(802)에 저장되는 프로그램을 실행함으로써 다양한 기능을 실현한다.
화상 형성 장치에 있어서의 카피 처리의 개요에 대하여 설명한다.
우선, 픽업 롤러(51 내지 54)가 카세트로부터 시트를 시트 반송로에 반송한다. 복수의 롤러쌍이 시트를 이차 전사 위치 T로 반송한다.
복수매의 시트 원고의 화상을 화상 판독부(R)가 판독하여 화상 데이터를 얻는다.
레이저 스위프 유닛(L)이, 화상 데이터에 기초하여, 감광체(2Y, 2M, 2C 및 2K)의 감광면 상에 정전 잠상을 형성한다.
현상기에 있어서의 믹서(4Y 내지 4K)는, 현상기 내의 현상제를 교반한다. 현상 롤러(3Y 내지 3K)는, 감광체(2Y 내지 2K) 상의 정전 잠상에 현상제를 공급하여, 감광체의 감광면 상의 정전 잠상을 현상화한다. 토너 카트리지(CY 내지 CK)는, 이들 현상기에 토너 보급을 행한다. 카트리지(CY 내지 CK)는, 각각이 교반 패들(K)을 갖는다. 화상 형성 장치는, 도 2에 도시한 모터(U)에 의해 교반 패들(K)을 회전 구동하여, 토너 카트리지(CY 내지 CK) 내의 토너를 교반한다.
감광체는, 중간 전사 벨트(11)의 벨트면 상에 현상제상을 전사한다. 중간 전사 벨트(11)는, 회전하는 벨트면 상에 담지한 현상제상을, 이차 전사 위치 T까지 반송한다. 중간 전사 벨트(11) 및 이차 전사 롤러(12)는, 이차 전사 위치 T에 있어서 시트를 협지 반송하고, 중간 전사 벨트(11) 상의 토너상을 당해 시트에 전사시킨다.
정착기(7)는, 시트 상의 현상제상을 당해 시트에 가열 정착시킨다.
복수의 반송 롤러쌍은, 현상제상을 가열 정착 후의 시트를, 배출 트레이(8) 상에 차례로 배출한다.
토너 카트리지(CY 내지 CK)의 구성에 대하여 설명한다. 토너 카트리지(CY 내지 CK)는, 동일한 구성이면 된다.
도 2는, 토너 카트리지(CY)가 구비하는 교반 패들(K)의 구성을 도시하는 개략 사시도이다. 도 3은, 회전축 A 방향에 있어서의 지지부(101)의 위치에서의 토너 카트리지(CY)의, 지지부(101) 부근의 회전축 A 방향과 직교하는 평면에 의한 단면도이다. 도 4는, 회전축 A 방향과 직교하는 평면에 의한 지지부(103)의 위치에서의 카트리지(CY)의 단면도이다. 도 5는, 회전축 A 방향과 직교하는 평면에 의한 지지부(106)의 위치에서의 카트리지(CY)의 단면도이다. 도 6은, 교반 패들(K)을 도 2에 도시한 V 방향에서 본 경우에 있어서의, 반송 오거와의 관계를 나타내는 측면도이다.
카트리지(CY)는, 토너 수용부(201), 교반 패들(K) 및 오거(202)를 구비하고 있다.
토너 수용부(201)는, 토너를 수용하는 용기로서의 역할을 갖는다. 토너 수용부(201)는, 그 저부에 토너 수용부 내의 토너를 토너 수용부(201) 밖으로 배출하기 위한 배출구(210e)를 갖는다.
교반 패들(K)은, 토너 수용부(201) 내에서, 토너 수용부(201)의 길이 방향으로 연장되는 회전축 A를 회전 중심으로 하여 회전한다.
또한, 교반 패들(K)은, 축부(120)와, 지지부(101 내지 106)와, 나선부(110)와, 배출구측 패들(130)을 구비한다.
나선부(110)는, 회전축 A를 나선 중심으로 하여 나선 형상으로 연장된다.
축부(120)는, 토너 수용부(201)의 길이 방향으로 연장되는 회전축 A 방향으로 연장된다.
복수의 지지부(101 내지 106)는, 회전축 A 방향에 있어서 서로 다른 위치에 있다. 또한, 복수의 지지부(101 내지 106)는, 축부(120)로부터 회전 반경 방향 외측으로 연장되어 있고, 나선부(110)를 지지한다.
배출구측 패들(130)은, 축부(120)에 있어서의 일단부측에 있고, 토너 수용부(210)의 배출구(210e) 부근의 토너를 교반한다.
교반 패들(K)은, 모터(U)에 의해, 회전축 A를 회전 중심으로 하여 회전 구동시킴으로써, 토너 수용부(201) 내의 토너(601)를 교반한다. 프로세서(801)가 모터(U)를 제어한다.
나선부(110)는, 회전축 A 방향에 있어서의 일단부로부터 타단부에 걸쳐, 회전축 A를 나선 중심으로 하여 90도 이하의 비틀림 각도를 갖는다. 도 2의 교반 패들(K)의 나선부(110)는 일례로서, 90도의 비틀림 각도를 갖는다. 교반 패들(K)의 나선부(110)의 비틀림각을 90도 이하로 함으로써, 예를 들어, 교반 패들(K)을 형으로 성형하는 경우에, 형 펀칭성이 양호하여, 사용하는 형 수를 줄일 수 있다.
여기서의「비틀림 각도」라 함은, 교반 패들(K)의 일단부(지지부(101)측 단부)로부터 타단부(지지부(106)측 단부)까지 연장되는 나선부(110)가, 회전축 A에 대한 상대적 각도 위치가 얼만큼 변화하는지를 나타낸다.
반송 오거(202)는, 토너 수용부(201) 내에 적어도 일부가 노출된다. 반송 오거(202)는 토너 수용부(201) 내에 수용되어 있는 토너(601)를 배출구(201e)를 향해 반송한다.
나선부(110)는, 회전축 A 방향에 있어서,「반송 오거(202)의 토너 수용부(201) 내에 노출되는 범위 Yb」보다도 좁은 범위 Ya에 있다. Ya를 Yb보다도 좁게 함으로써, 나선부(110)에 의해 뒤섞는 토너를, 확실히 오거(202)가 존재하는 범위 내로 이동시킬 수 있다.
또한, 나선부(110)는, 회전 반경 방향보다도 회전 방향 상류측으로 경사짐과 함께, 토너 수용부(201)의 내벽면에 접촉하는 탄성 시트(110m)를 갖는다.
탄성 시트(110m)는, 적어도 회전 반경 방향 외측 단부가, 나선부(110)가 연장되는 방향에 있어서 복수 배열되는 탭 형상을 갖는다.
나선부(110)의 회전 반경 외측으로 돌출시키는 탄성 시트(110m)를, 나선부(110)가 연장되는 방향에 있어서 복수로 분할함으로써, 분할된 시트 선단 부분이 각각 독립하여 변형 가능해진다. 나선부(110)가 갖는 탄성 시트(110m)에 의해 토너 수용부(210) 내의 토너를 교반할 때에 탄성 시트(110m)에 과잉의 부하가 가해지는 것을 피할 수 있다. 탄성 시트(110m)에 과부하가 가해지는 것을 피함으로써, 교반 패들(K)의 회전 구동 부하가 과부하가 되는 것을 방지할 수 있다.
토너 카트리지(CY)를 구동하면, 교반 패들(K)이 회전축 A를 중심으로 하여 회전한다.
교반 패들(K)은, 토너 카트리지(CY)의 토너 수용부(210) 내의 토너를 교반하면서 회전한다. 교반 패들(K)의 나선부(110)는, 나선 형상(곡선 형상)이기 때문에, 나선부(110)에 가해지는 토너 교반 저항력 F가 분력 Bs 및 Bn으로 분산되어, 교반 패들(K)의 회전 구동시의 회전 부하를 저감시킬 수 있다.
교반 패들(K)에 있어서의 나선부(110)와 같이, 교반에 사용되는 부재의 일부를 나선 형상으로 함으로써, 토너 수용부(210) 내에서의 토너의 상태에 관계없이, 토너 교반시의 교반 저항을 대폭 저감시킬 수 있다.
토너 카트리지에 있어서의 교반 패들의 회전 부하를 저감시킴으로써, 교반 패들의 구동원으로 되는 모터나 모터로부터의 구동력을 교반 패들에 전달하는 기어 등의 구동력 전달 기구의 소형화도 도모할 수 있다. 이에 의해, 화상 형성 장치 전체로서의 공간 절약화, 저비용화 및 회전 구동 부하의 저감에 의한 신뢰성의 향상에 기여할 수 있다.
본 발명은, 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하지 않고, 다른 다양한 형태로 실시할 수 있다. 그로 인해, 전술한 실시 형태는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않고, 한정적으로 해석해서는 안 된다. 본 발명의 범위는, 특허 청구 범위에 의해 나타내는 것이며, 명세서 본문에는 전혀 구속되지 않는다. 또한, 특허 청구 범위의 균등 범위에 속하는 모든 변형, 다양한 개량, 대체 및 개질은 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.
이상으로 상세하게 설명한 바와 같이, 본 명세서에 기재된 기술에 따르면, 토너 카트리지 내의 토너를 교반할 때에 있어서의 교반 저항의 저감에 기여하는 기술을 제공할 수 있다.

Claims (20)

  1. 토너를 수용하는 토너 수용부와,
    상기 토너 수용부 내에서, 회전축을 나선 중심으로 하여 나선 형상으로 연장되는 나선부를, 상기 회전축을 회전 중심으로 하여 회전시킴으로써, 상기 토너 수용부 내의 토너를 교반하는 교반 패들을 구비하는 토너 카트리지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 교반 패들은, 상기 회전축 방향으로 연장되는 축부를 갖는 토너 카트리지.
  3. 제2항에 있어서, 상기 교반 패들은, 상기 회전축 방향에 있어서 서로 다른 위치에서 상기 나선부를 지지하는 복수의 지지부를 갖는 토너 카트리지.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 지지부는, 상기 축부로부터 회전 반경 방향 외측으로 연장되어 상기 나선부를 지지하는 토너 카트리지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 나선부는, 상기 회전축 방향에 있어서의 일단부로부터 타단부에 걸쳐, 상기 회전축을 나선 중심으로 하여 90도 이하의 비틀림 각도로 비틀어져 있는 토너 카트리지.
  6. 제1항에 있어서, 상기 토너 수용부는, 상기 토너 수용부 내에 수용되어 있는 토너를 상기 토너 수용부 밖으로 배출하기 위한 배출구를 갖는 토너 카트리지.
  7. 제6항에 있어서, 상기 토너 수용부 내에 적어도 일부가 노출되고, 상기 토너 수용부 내에 수용되어 있는 토너를 상기 배출구를 향해 반송하는 반송 오거를 더 구비하는 토너 카트리지.
  8. 제7항에 있어서, 상기 나선부는, 상기 회전축 방향에 있어서, 상기 반송 오거의 상기 토너 수용부 내에 노출되는 범위보다도 좁은 범위에 있는 토너 카트리지.
  9. 제1항에 있어서, 상기 나선부에는, 상기 회전 반경 방향보다도 회전 방향 상류측으로 경사짐과 함께, 상기 토너 수용부의 내벽면에 접촉하는 탄성 시트가 있는 토너 카트리지.
  10. 제9항에 있어서, 상기 탄성 시트는, 적어도 상기 회전 반경 방향 외측 단부가, 상기 나선부가 연장되는 방향에 있어서 복수로 분할되어 있는 토너 카트리지.
  11. 토너를 수용하는 토너 수용부와,
    상기 토너 수용부 내에서, 회전축을 나선 중심으로 하여 나선 형상으로 연장되는 나선부를, 상기 회전축을 회전 중심으로 하여 회전시킴으로써, 상기 토너 수용부 내의 토너를 교반하는 교반 패들과,
    감광체와,
    상기 토너 수용부 내의 토너를 사용하여, 상기 감광체의 감광면 상에 토너상을 형성하는 현상기를 구비하는 화상 형성 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 교반 패들은, 상기 회전축 방향으로 연장되는 축부를 갖는 화상 형성 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 교반 패들은, 상기 회전축 방향에 있어서 서로 다른 위치에서 상기 나선부를 지지하는 복수의 지지부를 갖는 화상 형성 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 복수의 지지부는, 상기 축부로부터 회전 반경 방향 외측으로 연장되어 상기 나선부를 지지하는 화상 형성 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 나선부는, 상기 회전축 방향에 있어서의 일단부로부터 타단부에 걸쳐, 상기 회전축을 나선 중심으로 하여 90도 이하의 비틀림 각도로 비틀어져 있는 화상 형성 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 토너 수용부는, 상기 토너 수용부 내에 수용되어 있는 토너를 상기 토너 수용부 밖으로 배출하기 위한 배출구를 갖는 화상 형성 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 토너 수용부 내에 적어도 일부가 노출되고, 상기 토너 수용부 내에 수용되어 있는 토너를 상기 배출구를 향해 반송하는 반송 오거를 더 구비하는 화상 형성 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 나선부는, 상기 회전축 방향에 있어서, 상기 반송 오거의 상기 토너 수용부 내에 노출되는 범위보다도 좁은 범위에 있는 화상 형성 장치.
  19. 제11항에 있어서, 상기 나선부에는, 상기 회전 반경 방향보다도 회전 방향 상류측으로 경사짐과 함께, 상기 토너 수용부의 내벽면에 접촉하는 탄성 시트가 있는 화상 형성 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 탄성 시트는, 적어도 상기 회전 반경 방향 외측 단부가, 상기 나선부가 연장되는 방향에 있어서 복수로 분할되어 있는 화상 형성 장치.
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