KR20150026679A - 전자사진방식 화상형성장치 - Google Patents

Abstract

개시된 전자사진방식 화상형성장치는 본체 프레임; 상기 본체 프레임에 탈착 가능하게 장착되며, 정전잠상을 형성하는 감광드럼을 구비하는 현상 카트리지; 상기 본체 프레임에 탈착 가능하게 장착되는 것으로서, 상기 현상 카트리지에 토너를 공급하도록 연결이 시작되는 제1 위치와, 상기 현상 카트리지에 토너를 공급하도록 연결이 완료되는 제2 위치로 이동 가능한 토너 카트리지; 상기 현상 카트리지에 마련되며, 상기 토너 카트리지가 상기 제1 위치에 위치할 때, 상기 현상 카트리지에 대한 상기 토너 카트리지의 상대적인 위치를 규제하는 적어도 하나의 제1 위치 규제부재; 및 상기 본체 프레임에 마련되며, 상기 토너 카트리지가 상기 제2 위치에 위치할 때, 상기 토너 카트리지가 상기 제1 위치 규제부재와 이격되도록 상기 현상 카트리지에 대한 상기 토너 카트리지의 상대적인 위치를 규제하는 적어도 하나의 제2 위치 규제부재;를 포함한다.

Description

전자사진방식 화상형성장치{Electrophotographic image forming apparatus}

전자사진방식 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장착 과정에서 현상 카트리지와 토너 카트리지의 안정적인 연결을 보장하며, 장착 완료시에는 진동에 의한 영향을 최소화할 수 있는 전자사진방식 화상형성장치에 관한 것이다.

화상형성장치는 입력된 신호에 따라 기록매체에 화상을 형성하는 장치로서, 프린터, 복사기, 팩스 및 이들의 기능을 통합하여 구현한 복합기 등이 이에 해당한다.

화상형성장치는 용지를 적재 또는 급지하고 그 내부의 각종 부품을 지지하거나 구동하는 본체와, 본체에 장착되어 용지에 화상을 형성하는 현상기를 포함하여 구성된다.

현상유닛은 인쇄속도, 현상방식, 시스템 레이아웃 등에 따라 1피스(One-Piece)방식, 2피스(Two-Piece)방식 등으로 구분될 수 있는데, 1피스(One-Piece)방식은 화상을 형성하는 부분과 토너를 공급하는 부분이 하나의 현상기 내에 마련되어 서로 분리되지 않는 방식이고, 2피스(Two-Piece)방식은 화상을 형성하는 부분과 토너를 공급하는 부분이 각각 현상카트리지와 토너카트리지로 분리되어 별도로 화상형성장치 본체에 장착된다.

일반적으로 2피스(Two-Piece)방식의 현상유닛의 경우, 토너카트리지에 저장된 토너가 현상카트리지로 공급되는 구조를 가지는데, 현상카트리지와 토너카트리지 간의 상대적인 위치관계가 일정한 오차범위 내에서 규제되지 않을 경우, 토너가 토너카트리지에서 현상카트리지로 이동하는 과정에서 토너가 원활하게 공급되지 않거나 현상카트리지 또는 토너카트리지의 외부로 누출될 우려가 있다.

본 발명의 일 측면은, 토너 카트리지가 현상 카트리지에 연결되도록 본체에 장착되는 동안 그 위치가 일정한 오차범위 내에서 규제되며, 본체에 장착 완료시 토너 카트리지와 현상 카트리지가 이격될 수 있도록 개선된 구조를 가진 전자사진방식 화상형성장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 전자사진방식 화상형성장치는,

본체 프레임; 상기 본체 프레임에 탈착 가능하게 장착되며, 정전잠상을 형성하는 감광드럼을 구비하는 현상 카트리지; 상기 본체 프레임에 탈착 가능하게 장착되는 것으로서, 상기 현상 카트리지에 토너를 공급하도록 연결이 시작되는 제1 위치와, 상기 현상 카트리지에 토너를 공급하도록 연결이 완료되는 제2 위치로 이동 가능한 토너 카트리지; 상기 현상 카트리지에 마련되며, 상기 토너 카트리지가 상기 제1 위치에 위치할 때, 상기 현상 카트리지에 대한 상기 토너 카트리지의 상대적인 위치를 규제하는 적어도 하나의 제1 위치 규제부재; 및 상기 본체 프레임에 마련되며, 상기 토너 카트리지가 상기 제2 위치에 위치할 때, 상기 토너 카트리지가 상기 제1 위치 규제부재와 이격되도록 상기 현상 카트리지에 대한 상기 토너 카트리지의 상대적인 위치를 규제하는 적어도 하나의 제2 위치 규제부재;를 포함한다.

상기 현상 카트리지는 토너 주입구를 포함하고, 상기 토너 카트리지는 상기 현상 카트리지에 토너를 공급하도록 상기 토너 주입구에 대응하는 토너 배출구와, 상기 토너 배출구를 개폐하는 셔터를 포함할 수 있다.

상기 토너 주입구와 상기 토너 배출구 중 적어도 하나에는, 상기 토너 주입구와 상기 토너 배출구 사이를 밀봉하는 밀봉부재가 형성될 수 있다.

상기 제1 위치는 상기 토너 배출구가 상기 토너 주입구에 중첩되기 시작하는 위치일 수 있다.

상기 제2 위치는 상기 토너 배출구가 상기 토너 주입구에 중첩이 완료되는 위치일 수 있다.

상기 제2 위치는 상기 토너 카트리지가 상기 본체 프레임에 장착이 완료된 위치일 수 있다.

상기 제1 위치 규제부재는 상기 토너 주입구와 상기 토너 배출구가 중첩되기 시작할 때 또는 그 전부터, 상기 토너 카트리지와 접촉할 수 있다.

상기 제1 위치 규제부재는 상기 토너 주입구와 상기 토너 배출구가 중첩이 완료될 때, 상기 토너 카트리지와 접촉이 해제될 수 있다.

상기 토너 카트리지는 상기 장착 방향을 따라, 상기 제1 위치 규제부재 및 상기 제2 위치 규제부재에 순차적으로 접촉하는 접촉 영역을 포함할 수 있다.

상기 접촉 영역은 상기 토너 카트리지의 장착 방향의 선단에 형성될 수 있다.

상기 제2 위치 규제부재는, 상기 제1 위치 규제부재보다, 상기 토너 배출구를 상기 토너 주입구에 접근시키도록 배치될 수 있다.

상기 본체 프레임은 상기 현상 카트리지 및 상기 토너 카트리지의 적어도 일단을 지지하는 측부 프레임과, 상기 토너 카트리지의 하부를 지지하며, 상기 토너 카트리지의 슬라이딩 이동을 가이드하는 제1 가이드를 포함하는 하부 프레임을 포함할 수 있다.

상기 현상 카트리지는 상기 토너 카트리지의 슬라이딩 이동을 가이드하는 제2 가이드를 포함할 수 있다.

상기 토너 카트리지가 상기 제2 위치일 때, 상기 제2 가이드와의 접촉이 해제될 수 있다.

상기 토너 카트리지는 상기 감광드럼의 길이방향과 평행한 방향으로 상기 본체 프레임에 장착될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 현상 카트리지와 토너 카트리지가 연결되는 과정에서 현상 카트리지와 토너 카트리지가 일정한 위치에서 규제하여 토너가 외부로 누출되는 것을 방지하면서도, 현상 카트리지와 토너 카트리지가 연결이 완료된 때에는 토너 카트리지에 발생한 진동이 현상 카트리지에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예를 간략히 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1에 개시된 토너 카트리지 및 현상 카트리지가 본체 프레임에 장착이 완료된 상태를 나타낸 것이며,
도 3은 도 2의 토너 카트리지 및 현상 카트리지의 일부를 감광드럼의 길이 방향으로 절단한 단면도이다.
도 4는 토너 카트리지가 본체 프레임에 장착되기 전 상태를 나타낸 것이며,
도 5는 도 4의 토너 카트리지와 현상 카트리지를 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
도 6은 도 4의 일부를 확대 도시한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 토너 카트리지의 토너 수용부가 현상 카트리지의 토너 배출구에 중첩되는 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 8a 내지 도 8c는 장착 방향을 따라 토너 카트리지가 본체 프레임에 장착되는 과정을 나타낸 사시도이며,
도 9a 내지 도 9c는 도 8a 내지 도 8c의 일부를 감광드럼의 길이방향으로 절단한 부분 단면도이다.
도 10은 도 9c의 일부를 확대 도시한 도면이다.
도 11은 도 3의 토너 카트리지와 현상 카트리지를 우측 방향에서 바라본 측면도이다.
도 12는 도 3의 토너 카트리지의 평면도이다.

이하에서, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 명세서 및 도면에서 실질적으로 동일한 기능 구성을 가진 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치(1)의 일 실시예를 간략히 도시한 구성도이다. 본 실시예의 화상형성장치(1)는 현상제로서 토너와 자성 캐리어를 포함하는 이성분 현상제를 채용하는 단색 화상형성장치이다. 토너의 색상은 예를 들어 블랙색상이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 화상형성장치(1)는 현상유닛(10), 노광기(20), 전사롤러(30) 및 정착기(40)를 포함한다. 현상유닛(10)은 감광드럼(11), 대전롤러(12), 현상롤러(13)를 포함한다.

감광드럼(11)은 정전잠상이 형성되는 상담지체의 일 예로서, 원통형 금속 파이프의 외주에 광도전성을 가지는 감광층이 형성된 것이다.

대전롤러(12)는 감광드럼(11)이 균일한 표면전위를 갖도록 대전시키는 대전기의 일 예이다. 대전롤러(12) 대신에 대전 브러쉬, 코로나 대전기 등이 채용될 수도 있다. 클리닝 롤러(14)는 대전롤러(12)의 표면에 뭍은 이물질을 제거할 수 있다.

노광기(20)는 화상정보에 대응하여 변조된 광을 감광드럼(11)에 조사하여 감광드럼(11)에 정전잠상을 형성한다. 노광기(20)로서, 레이저 다이오드를 광원으로 하는 LSU(laser scanning unit), LED(light emitting diode)를 광원으로 사용하는 LED노광기 등이 채용될 수 있다.

현상롤러(13)는 현상제 중에서 토너를 감광드럼(11)에 형성된 정전잠상에 공급하여 감광드럼(11)의 표면에 가시적인 토너화상을 형성한다. 참조부호 16은 현상롤러(13)의 표면에 부착되는 토너의 양을 규제하기 위한 규제부재를 표시한다.

전사롤러(30)는 감광드럼(11)으로부터 기록매체로 토너화상을 전사시키는 전사기의 일 예이다. 전사롤러(30)에는 기록매체에 토너화상을 전사시키기 위한 전사바이어스 전압이 인가된다. 전사롤러(30) 대신에 코로너 전사기나 핀 스코로트론(pin scorotron)방식의 전사기가 채용될 수도 있다. 전사 후에 감광드럼(11)의 표면에 잔류되는 토너는 클리닝 블레이드(15)에 의하여 제거된다. 클리닝 블레이드(15)는 전사과정 후에 감광드럼(11)의 표면에 잔류되는 토너와 이물질을 제거하는 클리닝 수단의 일 예이다. 클리닝 블레이드(15) 대신에 회전되는 브러쉬 등의 다른 형태의 클리닝 장치가 채용될 수도 있다.

정착기(40)는 기록매체로 전사된 토너화상을 기록매체에 부착시켜 정착시킨다. 정착기(40)는 가열롤러(41)와 가압롤러(42)로 구성된다. 가열롤러(41)는 회전축 방향으로 회전 가능한 원통 형상의 부재이며, 그 내부에는 예를 들어 할로겐 램프 등의 열원이 설치된다. 가압롤러(42)는 회전축 방향으로 회전 가능한 원통형상의 부재이며, 가열롤러(41)를 가압하도록 설치되다. 가열롤러(41) 및 가압롤러(42)의 외주면에는 실리콘 곰 등의 내열 탄성층이 설치될 수 있다. 가열롤러(41)와 가압롤러(42)의 접촉 영역(240)인 정착 닙에 기록매체를 통과시킴으로써 토너화상을 기록매체에 정착시킨다.

상기와 같이 구성되는 화상형성장치(1)의 동작을 설명한다.

화상형성장치(1)가 동작하면 피기록 화상의 화상 신호가 제어부(미도시)로 송신된다. 그런 다음, 제어부는 수신한 화상 신호에 기초하여 대전롤러(12)에 의해 감광드럼(11)의 표면을 소정의 전위로 균일하게 대전시킨 후, 노광기(20)에 의해 감광드럼(11)의 표면에 레이저 광을 조사하여 정전잠상을 형성한다.

한편, 현상유닛(10)에서는 토너와 캐리어를 혼합 교반하여 충분히 대전시킨 후, 현상롤러(13)에 현상제를 부착시킨다. 그리고, 현상롤러(13)에 부착된 현상제 중에서 토너가 감광드럼(11)의 외주면 상에 형성된 정전잠상으로 이동하여 정전잠상을 현상한다. 이렇게 하여 형성된 토너화상은 감광드럼(11)과 전사롤러(30)가 대향하여 형성된 전사닙에서 감광드럼(11)으로부터 기록매체로 전사된다.

토너화상이 전사된 기록매체는 정착기(40)로 반송된다. 기록매체를 가열롤러(41)와 가압롤러(42) 사이에서 열 및 압력이 가하면서 통과시킴으로써, 토너화상이 기록매체에 정착된다.

다음으로, 본 실시형태에 관한 현상유닛(10)의 구성과 그 동작에 대해서 설명한다.

도 2는 도 1에 개시된 토너 카트리지(200) 및 현상 카트리지(100)가 본체 프레임(300)에 장착이 완료된 상태를 나타낸 것이며, 도 3은 도 2의 토너 카트리지(200) 및 현상 카트리지(100)의 일부를 감광드럼(11)의 길이 방향으로 절단한 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 현상유닛(10)은 현상 카트리지(100)와 토너 카트리지(200)로 구비한다. 현상 카트리지(100)와 토너 카트리지(200)는 길이 방향(x축 방향)의 단부가 본체 프레임(300)에 의해 지지되도록 장착된 상태이다.

현상 카트리지(100)는 상술한 감광드럼(11), 대전롤러(12), 현상롤러(13) 외에 교반부 및 토너 주입구(120)를 구비한다.

교반부는 현상제를 구성하는 자성 캐리어와 비자성 또는 약자성의 토너를 교반하여 캐리어와 토너를 대전시키는 영역이다. 교반부는 제1 교반부재(111)와 제2 교반부재(112)를 구비한다.

제1 교반부재(111)는 현상롤러(13)와 대략 수직 방향으로 대향하여 배치되어 있고, 혼합 교반된 현상제를 현상롤러(13)에 공급한다. 제2 교반부재(112)는 현상제를 혼합 교반하여 현상제를 충분히 대전시키는 역할을 수행하며, 대전한 현상제를 제1 교반부재(111)로 반송(搬送)한다. 제1, 제2 교반부재(111, 112)는 예를 들어 현상롤러(13)의 길이방향(x축 방향)으로 연장된 회전축과 이러한 회전축의 외주에 형성된 나선형 날개를 구비하는 오거(auger)일 수 있다.

제1 교반부재(111)와 제2 교반부재(112)는 평행하게 되도록 배치된다. 제1 교반부재(111)와 제2 교반부재(112) 사이에는 격벽(113)이 설치된다. 격벽(113)은 제1 교반부재(111)와 제2 교반부재(112)에 의해 이송된 현상제가 각 교반부재의 양단에서 연결 통과하도록 개구(미도시)가 설치된다.

제2 교반부재(112)에 의해 반송된 현상제는 제1 교반부재(111)에 의해 교반 및 반송되면서 현상롤러(13)의 외주면으로 운반된다. 제2 교반부재(112)에는 토너 검출 농도를 검출하기 위한 토너 농도 센서(미도시)가 설치될 수 있고, 토너가 반송되는 반송로 내의 토너 농도가 저하되면 토너 카트리지(200)로부터 현상 카트리지(100) 내부로 토너가 공급된다. 토너 주입구(120)는 제2 교반부재(112)가 설치된 영역에 형성될 수 있다.

토너 카트리지(200)는 내부에 토너를 수용하며, 현상 카트리지(100)의 토너 주입구(120)에 연결되어 토너를 공급한다. 토너 카트리지(200)는 교반부 및 토너 배출구(220)를 구비한다.

교반부는 현상 카트리지(100)로 토너를 교반하여 반송하는 제1 교반부재(211)와, 토너 카트리지(200) 내부에 수용된 토너를 제1 교반부재(211)로 교반하여 반송하는 제2 교반부재(212)를 구비한다. 제1 교반부재(211)는 예를 들어 현상롤러(13)의 길이방향으로 연장된 회전축과 이러한 회전축의 외주에 형성된 나선형 날개를 구비하는 오거(auger)일 수 있다. 제2 교반부재(212)는 예를 들어 회전축과, 이러한 회전축에 하나 또는 다수의 유연한 필름 형태의 교반 날개가 마련된 형태일 수 있다. 제2 교반부재(212)의 회전에 의해 내부에 수용된 토너가 제1 교반부재(211)로 운반되며, 제1 교반부재(211)로 운반된 토너는 제1 교반부재(211)의 회전에 의해 토너 배출구(220)로 운반된다.

토너 배출구(220)는 제1 교반부재(211)가 설치된 영역에 형성될 수 있다. 토너 배출구(220)는 현상 카트리지(100)의 토너 주입구(120)에 대응하는 위치에 배치된다. 토너 배출구(220)를 통해 배출된 토너는 토너 주입구(120)를 통해 현상 카트리지(100) 내부로 공급된다.

이러한 토너 주입구(120)와 토너 배출구(220) 사이에는, 이들 사이의 밀봉을 위한 적어도 하나의 밀봉부재가 배치될 수 있다. 예를 들어, 토너 카트리지(200)는 토너 배출구(220)에 배치된 제1 밀봉부재(221)를 더 포함하며, 현상 카트리지(100)는 토너 주입구(120)에 배치된 제2 밀봉부재(121)를 더 포함한다.

이러한 현상 카트리지(100)와 토너 카트리지(200)는 본체 프레임(300)에 장착되며, 적어도 일 단부가 본체 프레임(300)에 의해 지지된다. 현상 카트리지(100)와 토너 카트리지(200)는 수명이 경과하면 교체되는 소모품이다. 현상 카트리지(100)와 토너 카트리지(200)의 수명은 서로 다를 수 있으므로, 이들은 본체 프레임(300)으로부터 개별적으로 교체되는 2피스(piece) 방식이 채용될 수 있다. 현상 카트리지(100)와 토너 카트리지(200)를 본체 프레임(300)으로부터 개별적으로 교체할 때, 예를 들어 토너 카트리지(200)만을 교체할 때, 토너 카트리지(200)가 현상 카트리지(100)에 토너를 공급하도록 연결되는 과정에서 토너가 누출될 우려가 있다. 한편, 토너 카트리지(200)가 현상 카트리지(100)에 연결이 완료되었을 때, 토너 카트리지(200)와 현상 카트리지(100)의 직접적인 접촉시 현상 카트리지(100)는 진동에 취약할 수 있다. 왜냐하면, 토너 카트리지(200)의 진동이 현상 카트리지(100)에 전달될 수 있기 때문이다.

본 실시예에서는 토너 카트리지(200)가 본체 프레임(300)에 장착되는 과정에서, 토너 카트리지(200)의 토너 배출구(220)가 현상 카트리지(100)의 토너 주입구(120)에 안정적으로 연결될 수 있도록 현상 카트리지(100)에 토너 카트리지(200)의 상대적인 위치를 규제하는 적어도 하나의 제1 위치 규제부재(130)가 마련되며, 토너 카트리지(200)에 발생한 진동이 현상 카트리지(100)로 전달되는 것을 방지하도록 본체 프레임(300)에 토너 카트리지(200)의 상대적인 위치를 규제하는 적어도 하나의 제2 위치 규제부재(332)가 마련된다.

이하에서는 도 4 내지 도 9를 참조하여, 현상 카트리지(100), 토너 카트리지(200) 및 본체 프레임(300)의 연결관계를 설명하고, 이러한 연결관계에서 현상 카트리지(100)에 마련된 제1 위치 규제부재(130)와 본체 프레임(300)에 마련된 제2 위치 규제부재(332)의 특징에 대해 상세하게 설명한다.

도 4는 토너 카트리지(200)가 본체 프레임(300)에 장착되기 전 상태를 나타낸 것이며, 도 5는 도 4의 토너 카트리지(200)와 현상 카트리지(100)를 다른 각도에서 바라본 사시도이다. 비록 도 4에서는 현상 카트리지(100)가 본체 프레임(300)에 장착/탈거된 상태가 도시되어 있지 않지만, 현상 카트리지(100)가 본체 프레임(300)에/로부터 토너 카트리지(200)와 동일한 방향으로 장착/탈거될 수 있음은 물론이다.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 현상 카트리지(100)와 토너 카트리지(200)는 본체 프레임(300)에 탈착 가능하게 장착된다. 예를 들어, 토너 카트리지(200)는 장착 방향(A)을 따라 장착되며, 장착 방향(A)과 반대 방향으로 탈착될 수 있다. 장착 방향(A)은 현상 카트리지(100)의 감광드럼(11) 또는 현상롤러(13)의 길이방향(x축 방향)과 평행한 방향일 수 있다.

본체 프레임(300)은 현상 카트리지(100)와 토너 카트리지(200)의 길이 방향으로 양 단부에 배치된 측부 프레임(310)과, 현상 카트리지(100)와 토너 카트리지(200)의 하중을 지지하는 하부 프레임(320)을 포함할 수 있다. 여기서, 현상 카트리지(100), 토너 카트리지(200)의 길이 방향은 이들의 장착 방향(A)과 평행한 방향으로 정의한다.

측부 프레임(310)은 제1, 제2 측부 프레임(330, 340)을 포함한다. 제1 측부 프레임(330)에는 현상 카트리지(100)의 일 단부를 지지하는 지지부(미도시)와 토너 카트리지(200)의 일 단부를 지지하는 지지부(331)가 마련된다. 도 6은 도 4의 일부를 확대 도시한 것으로서, 도 6를 참조하면, 지지부(331)는 삽입홀(333, 334)과 커플러(335, 336)를 포함한다. 삽입홀(333, 334)은 토너 카트리지(200)의 장착 방향(A)의 선단에 형성된 돌출부(미도시)가 삽입되어 토너 카트리지(200)의 일 단부를 지지한다. 커플러(335, 336)는 토너 카트리지(200)의 제1 교반부재(211), 제2 교반부재(212)에 연결되어 구동력을 전달한다. 즉, 지지부(331)는 토너 카트리지(200)의 단부를 지지하면서, 토너 카트리지(200)에 동력을 전달한다.

제1 측부 프레임(330)은 토너 카트리지(200)의 위치를 규제하는 제2 위치 규제부재(332)를 포함한다. 제2 위치 규제부재(332)는 토너 카트리지(200)가 지지부(331)에 연결되는 것을 가이드하는 한편, 토너 카트리지(200)가 현상 카트리지(100)와 직접 접촉하는 것을 방지하도록 토너 카트리지(200)의 상대적인 위치를 규제한다. 또한, 제2 위치 규제부재(332)는 토너 카트리지(200)의 토너 배출구(220)와 현상 카트리지(100)의 토너 주입구(120)의 안정적인 연결을 유지하도록 위치를 규제한다.

제2 측부 프레임(340)은 현상 카트리지(100) 및 토너 카트리지(200)의 장착/탈거를 위하여 현상 카트리지(100) 및 토너 카트리지(200)가 통과할 수 있는 개구(341)가 마련될 수 있다.

하부 프레임(320)은 토너 카트리지(200), 현상 카트리지(100)의 하중을 지지한다. 하부 프레임(320)은 토너 카트리지(200)의 장착을 가이드하는 제1 가이드(321)를 포함한다. 토터 카트리지(200)가 제1 가이드(321)에 의해 가이드됨에 따라, 토너 카트리지(200)의 토너 배출구(220)가 현상 카트리지(100)의 토너 주입구(120)에 자연스럽게 접근할 수 있다. 하부 프레임(320)은 현상 카트리지(100)의 포함된 감광드럼(11)에 광을 주사하는 노광기(20; 도 1 참조)를 지지하는 돌출 영역(260)을 포함한다.

현상 카트리지(100)는 본체 프레임(300)에 탈착 가능하게 장착된다. 현상 카트리지(100)는 토너 카트리지(200)로부터 토너를 공급받기 위한 토너 주입구(120)를 포함한다. 토너 주입구(120)는 현상 카트리지(100)의 장착 방향과 교차하는 방향, 예를 들어 z방향으로 돌출 형성될 수 있다.

현상 카트리지(100)는 토너 주입구(120)에 토너 카트리지(200)의 토너 배출구(220)가 중첩되기 시작할 때, 현상 카트리지(100)에 대한 토너 카트리지(200)의 위치를 규제하는 제1 위치 규제부재(130; 도 5 참조)를 포함한다. 제1 위치 규제부재(130)는 토너 배출구(220)가 제1, 제2 밀봉부재(221, 121)에 의해 상승하는 것을 규제함으로써, 토너의 누출을 방지한다.

제1 위치 규제부재(130)는 토너 주입구(120)가 형성된 현상 카트리지(100)에 형성되기 때문에, 제1 위치 규제부재(130)와 토너 주입구(120) 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있다. 만일 토너 주입구(120)가 형성된 현상 카트리지(100)가 아닌 다른 부재, 예를 들어 본체 프레임(300)에 제1 위치 규제부재(130)가 형성될 경우, 본체 프레임(300)에 형성된 부품의 치수 오차 및 각 부품의 조립 오차 등이 발생하며, 그로 인해 서로 다른 부재에 형성된 제1 위치 규제부재(130)와 토너 주입구(120) 사이의 간격이 일정하게 유지하기 어렵기 때문이다.

토너 카트리지(200)는 현상 카트리지(100)에 삽입되는 삽입부(200a)를 포함한다. 삽입부(200a)에는 토너 카트리지(200)의 토너를 배출하는 토너 배출구(220)가 형성되며, 토너 배출구(220)를 개폐하는 셔터(230)가 형성된다. 현상 카트리지(100)는, 토너 카트리지(100)의 삽입부(200a)가 삽입되어 장착 방향(A)을 따라 이동될 수 있도록, 장착 방향(A)을 따라 연장 형성된 홈(140)을 가질 수 있다. 예를 들어, 현상 카트리지(100)는 길이 방향(x축 방향)과 수직인 방향으로의 단면 형상이 'C'자 형상일 수 있다.

토너 카트리지(200)의 삽입부(200a)가 현상 카트리지(100)의 홈(140)에 삽입된 상태에서, 토너 카트리지(200)가 장착 방향(A)을 따라 이동함으로써, 삽입부(200a)에 형성된 토너 배출구(220)는 현상 카트리지(100)의 토너 주입구(120)와 연결된다. 이를 위해, 토너 배출구(220)는 토너 카트리지(200)의 장착 방향과 교차하는 방향, 예를 들어 수직인 방향으로 토너를 배출하도록 형성된다. 셔터(230)는 토너 카트리지(200)를 본체 프레임(300)에 장착하는 과정에서 토너 배출구(220)를 개방하도록 이동된다.

토너 카트리지(200)는 본체 프레임(300)에 탈착 가능하게 연결된다. 토너 카트리지(200)는 현상 카트리지(100)에 토너를 공급하도록 연결이 시작되는 제1 위치(201: 도 9b 참조)와, 현상 카트리지(100)에 토너를 공급하도록 연결이 완료되는 제2 위치(202: 도 9c 참조)로 이동 가능하다. 토너 카트리지(200)는 장착 방향을 따라 제1 위치(201)에서 제2 위치(202)로 순차적으로 이동함으로써, 본체 프레임(300)에 장착이 완료된다. 제1 위치(201)는 토너 카트리지(200)의 토너 배출구(220)가 현상 카트리지(100)의 토너 주입구(120)에 중첩되기 시작하는 위치이며, 제2 위치(202)는 토너 카트리지(200)의 토너 배출구(220)가 현상 카트리지(100)의 토너 주입구(120)에 중첩이 완료되는 위치이다.

토너 카트리지(200)가 본체 프레임(300)에 장착되는 과정에서, 토너 카트리지(200)가 제1 위치(201), 제2 위치(202)에 위치할 때, 토너 주입구(120)와 토너 배출구(220) 사이의 연결 상태에 주의할 필요가 있다. 왜냐하면, 토너 카트리지(200)가 제1 위치(201)에 위치할 때, 토너 주입구(120)와 토너 배출구(220) 사이에 배치된 제1, 제2 밀봉부재(221, 121)에 의해 오히려 토너가 누출될 우려가 있으며, 토너 카트리지(200)가 제2 위치(202)에 위치할 때 토너 카트리지(200)와 현상 카트리지(100)가 접촉할 경우 토너 카트리지(200)의 진동이 현상 카트리지(100)에 전달될 수 있기 때문이다.

도 7a 및 도 7b는 토너 카트리지(200)의 토너 주입구(120)가 현상 카트리지(100)의 토너 배출구(220)에 중첩되는 과정을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 7a를 참조하면, 토너 카트리지(200)는 장착 방향(A)을 따라 이동한다. 셔터(230)는 토너 카트리지(200)와 함께 장착 방향(A)으로 이동된다. 셔터(230)는 토너 주입구(120)와의 접촉으로 인해 이동이 제한될 때까지 토너 카트리지(200)와 함께 장착 방향(A)을 따라 이동하며, 토너 배출구(220)를 폐쇄한 상태를 유지한다. 이 후, 토너 카트리지(200)가 장착 방향(A)을 따라 이동함에 따라, 셔터(230)는 토너 주입구(120)에 접촉하게 되며 이동이 제한된다. 도 7b를 참조하면, 셔터(230)의 이동이 제한된 상태에서 토너 카트리지(200)가 장착 방향(A)으로 이동함에 따라 토너 배출구(220)가 개방된다. 즉, 토너 카트리지(200)의 셔터(230)가 토너 배출구(220)에 대하여 장착 방향(A)과 반대 방향(C)으로 상대적으로 이동함으로써, 토너 배출구(220)가 개방된다. 그에 따라, 토너 배출구(220)와 토너 주입구(120)이 중첩되기 시작한다.

토너 배출구(220)와 토너 주입구(120)의 중첩이 시작되면, 토너 배출구(220)에 배치된 제1 밀봉부재(221)와 토너 주입구(120)에 배치된 제2 밀봉부재(121)는 서로 접촉하게 된다. 제1, 제2 밀봉부재(121)는 탄성을 가지는 부재이다. 이러한 제1, 제2 밀봉부재(221, 121)의 탄성으로 인해 토너 카트리지(200)에 토너 배출구(220)가 토너 주입구(120)로부터 멀어지는 방향(B방향)으로 외력이 작용한다. 외력이 작용한 토너 카트리지(200)는 일시적으로 또는 지속적으로 B방향으로 상승할 수 있다. 그로 인해, 토너 배출구(220)와 토너 주입구(120) 사이에 틈새가 발생할 수 있으며, 토너 카트리지(200)의 토너는 이러한 틈새를 통해 외부로 누출될 수 있다. 누출된 토너로 인해 기록매체에 형성된 인쇄화상에 오염이 생길 수 있으며, 화상형성장치(1) 내부가 토너에 오염되어 2차적인 불량이 유발될 수 있다. 도 7a 및 도 7b에서는 토너 주입구(120)와 토너 배출구(220) 사이에 제1, 제2 밀봉부재(221, 121)가 배치된 예를 중심으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되지는 않으며, 밀봉부재가 단수 개이거나 3개 이상인 경우에도 동일한 문제가 발생할 수 있다.

본 실시예에서는 토너 카트리지(200)가 현상 카트리지(100)에 토너를 공급하도록 연결이 시작되는 제1 위치(201)에 위치할 때, 현상 카트리지(100)에 마련된 제1 위치 규제부재(130)를 통해 현상 카트리지(100)에 대한 토너 카트리지(200)의 위치를 규제한다. 제1 위치 규제부재(130)는 현상 카트리지(100)의 길이 방향(x축 방향)으로 일부 구간에 형성될 수 있다. 그러나, 제1 위치 규제부재의 형성은 이에 한정되는 것은 아니며, 비록 도면상 도시되어 있지 않지만, 현상 카트리지(100)의 길이 방향(x축 방향)을 따라 전체 구간에 형성될 수도 있다.

도 8a 내지 도 8c는 장착 방향(A)을 따라 토너 카트리지(200)가 본체 프레임(300)에 장착되는 과정을 나타낸 사시도이며, 도 9a 내지 도 9c는 도 8a 내지 도 8c의 일부를 감광드럼(11)의 길이방향으로 절단한 부분 단면도이다.

도 8a 및 도 9a을 참조하면, 토너 카트리지(200)의 삽입부(200a)가 현상 카트리지(100)에 삽입된 상태에서 장착 방향(A)을 따라 이동된다. 이 때, 토너 카트리지(200)의 토너 배출구(220)는 셔터(230)에 의해 폐쇄된 상태이기 때문에, 토너의 배출이 제한된다.

도 8b 및 도 9b를 참조하면, 도 9a의 토너 카트리지(200)가 장착 방향(A)을 따라 이동함에 따라 토너 카트리지(200)는 제1 위치(201)에 위치하여, 토너 주입구(120)가 토너 배출구(220)에 중첩되기 시작한다. 제1 위치 규제부재(130)는 토너 주입구(120)와 토너 배출구(220)가 중첩되기 시작할 때 또는 그 전부터 토너 카트리지(200)의 접촉 영역(240)에 접촉된 상태이다. 접촉 영역(240)은 토너 카트리지(200)의 장착 방향(A)으로 선단에 형성될 수 있다. 토너 주입구(120)가 토너 배출구(220)에 중첩되기 시작함에 따라, 토너 배출구(220)에 배치된 제1 밀봉부재(221)와 토너 주입구(120)에 배치된 제2 밀봉부재(121)는 서로 접촉하여, 제1, 제2 밀봉부재(221, 121)의 탄성으로 인해 토너 카트리지(200)에 토너 배출구(220)가 토너 주입구(120)로부터 멀어지는 방향으로 외력이 작용한다. 이 때, 제1 위치 규제부재(130)는 토너 카트리지(200)의 접촉 영역(240)에 접촉한 상태이기 때문에, 제1 위치(201)에 위치한 토너 카트리지(200)는 제1, 제2 밀봉부재(221, 121)에 의해 외력이 작용함에도 불구하고, 그 위치 또는 높이가 규제될 수 있다. 이를 통해, 토너 카트리지(200)가 장착되는 과정에서 토너 배출구(220)와 토너 주입구(120) 사이에 틈새가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 그로 인해 토너가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 제1 위치 규제부재(130)에 의해 위치를 규제한다는 것은 토너 카트리지(200)를 장착 방향(A)과 교차하는 방향, 예를 들어 수직인 방향(z축 방향)으로의 위치를 규제하는 것으로 정의한다.

한편, 토너 카트리지(200)의 장착이 완료된 때, 즉 토너 카트리지(200)가 제2 위치(202)에 위치할 때, 제1 위치 규제부재(130)와 토너 카트리지(200)는 접촉이 해제된다. 이를 통해, 토너 카트리지(200)에 발생한 진동이 제1 위치 규제부재(130)를 따라 현상 카트리지(100)에 전달되는 것을 방지할 수 있다.

도 8c 및 도 9c를 참조하면, 토너 카트리지(200)가 장착 방향(A)으로 이동함에 따라 토너 카트리지(200)의 일 단부는 제1 측부 프레임(330)에 결합하여 지지된다. 커플러(335)는 제1 교반부재(211)에 동력을 전달하도록 연결된다. 토너 카트리지(200)의 토너 배출구(220)는 현상 카트리지(100)의 토너 주입구(120)에 연결된다. 도 10은 도 9c의 일부를 확대 도시한 도면이다. 도 9c 및 도 10을 참조하면, 제2 위치 규제부재(332)는 토너 카트리지(200)가 제2 위치(202)에 위치할 때, 현상 카트리지(100)에 대한 토너 카트리지(200)의 위치를 규제한다. 여기서, 제2 위치 규제부재(130, 332)에 의해 위치를 규제한다는 것은 장착 방향(A)과 교차하는 방향, 예를 들어 수직인 방향으로의 위치를 규제하는 것으로 정의한다.

제2 위치 규제부재(332)는 토너 카트리지(200)의 토너 배출구(220)를 현상 카트리지(100)의 토너 주입구(120)에 제1 위치 규제부재(130)보다 더 접근시키는 방향으로 위치를 규제한다. 그에 따라 토너 카트리지(200)의 접촉 영역(240)과 제1 위치 규제부재(130)는 소정의 간격(g)만큼 이격될 수 있다. 이 때, 토너 주입구(120)와 토너 배출구(220) 사이에 배치된 제1, 제2 밀봉부재(221, 121)는 접촉 영역(240)이 제1 위치 규제부재(130)와 접촉할 때보다 더 압축된다. 제2 위치 규제부재(332)는 제1 위치 규제부재(130)보다 장착 방향(A)과 수직인 방향으로 소정의 간격(g)만큼 가깝게 배치될 수 있다.

토너 카트리지(200)와 제1 위치 규제부재(130)가 이격됨에 따라, 토너 카트리지(200)는 현상 카트리지(100)와 이격될 수 있다. 토너 카트리지(200)는 현상 카트리지(100)와 이격된 상태이기 때문에, 토너 카트리지(200)의 교반기 등이 작동하여 진동이 발생하더라도, 이러한 진동이 현상 카트리지(100)로 전달되는 것을 방지하거나 최소화할 수 있다. 비록 토너 카트리지(200)와 현상 카트리지(100)는 토너 주입구(120)와 토너 배출구(220)가 연결되어 있으나, 이들 사이에는 탄성을 가지는 밀봉부재들(121, 221)이 배치된 상태이기 때문에, 밀봉부재들(121, 221)에 의해 진동의 흡수될 수 있다.

도 11은 도 3의 토너 카트리지(200)와 현상 카트리지(100)를 우측 방향에서 바라본 측면도이다. 도 12는 도 3의 토너 카트리지(200)의 평면도이다. 도 11에서 설명의 편의상 토너 카트리지(200)를 점선으로 표시하였다.

토너 카트리지(200)는 장착 초기에 본체 프레임(300)의 하부 프레임(320) 및 현상 카트리지(100)에 의해 가이드되어 장착 방향(A)을 따라 슬라이딩 이동될 수 있다. 토너 카트리지(200)의 일부를 하부 프레임(320)의 제1 가이드(321)에 삽입하고, 토너 카트리지(200)의 다른 일부를 현상 카트리지(100)의 제2 가이드(141)에 삽입할 수 있다. 예를 들어, 토너 카트리지(200)의 하부 및 일 측부가 하부 프레임(320)의 제1 가이드(321)에 접촉하고, 토너 카트리지(200)의 삽입부(200a)의 일부(250)가 현상 카트리지(100)의 제2 가이드(141)에 접촉하도록, 토너 카트리지(200)를 하부 프레임(320)과 현상 카트리지(100)에 의해 형성된 공간에 삽입한다. 이 때, 토너 카트리지(200)의 삽입부(200a)는 제2 가이드(141)에 접촉할 뿐, 홈(140)에 접촉하지 않는다.

이러한 상태에서, 토너 카트리지(200)를 장착 방향(A)을 따라 이동시킴에 따라, 토너 카트리지(200)는 제1 측부 프레임(330)에 일 측이 지지되도록 장착되며, 토너 배출구(220)가 현상 카트리지(100)의 토너 주입구(120)에 연결된다. 하부 프레임(320)의 제1 가이드(321)는 토너 카트리지(200)의 하중을 지지하며, 현상 카트리지(100)의 제2 가이드(141)는 토너 카트리지(200)의 삽입부(200a)가 현상 카트리지(100)의 홈(140)에 안정적으로 삽입되도록 유도할 수 있다. 제2 가이드(141)에 의해 삽입부(200a)가 현상 카트리지(100)의 홈(140)에 안정적으로 삽입될 수 있기 때문에, 토너 카트리지(200)의 삽입부(200a)가 현상 카트리지(100)의 홈(140)에 잘못 삽입됨에 따라 셔터(230)가 의도치 않게 개방되어 토너가 누출되는 것을 방지할 수 있다.

토너 카트리지(200)의 삽입부(200a)는 장착 방향(A)을 따라 일부 구간에 형성될 수 있다. 삽입부(200a)가 일부 구간에 형성됨으로써, 토너 카트리지(200)는 장착 초기에는 제2 가이드(141)에 의해 접촉하여 가이드되는 한편, 토너 카트리지(200)가 본체 프레임(300)에 장착 완료된 때에는, 즉 제2 위치(202)에 위치할 때에는 삽입부(200a)는 현상 카트리지(100)의 제2 가이드(141)와의 접촉이 해제된다. 이를 위해, 삽입부(200a)의 일부 구간은 토너 카트리지(200)의 장착 방향(A)의 선단에 형성되며, 장착 방향(A)의 후단에 형성되지 아니한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1 : 화상형성장치 10 : 현상유닛
11 : 감광드럼 12 : 대전롤러
13 : 현상롤러 14 : 클리닝 롤러
15 : 클리닝 블레이드 16 : 규제부재
20 : 노광기 30 : 전사롤러
40 : 정착기 41 : 가열롤러
42 : 가압롤러 100 : 현상 카트리지
111 : 제1 교반부재 112 : 제2 교반부재
113 : 격벽 120 : 토너 주입구
121 : 제2 밀봉부재 130 : 제1 위치 규제부재
140 : 홈 141 : 제2 가이드
200 : 토너 카트리지 201 : 제1 위치
202 : 제2 위치 200a : 삽입부
211 : 제1 교반부재 212 : 제2 교반부재
220 : 토너 배출구 221 : 제1 밀봉부재
230 : 셔터 240 : 접촉 영역
250 : 일부 300 : 본체 프레임
310 : 측부 프레임 330 : 제1 측부 프레임
331 : 지지부 332 : 제2 위치 규제부재
333, 334 : 삽입홀 335, 336 : 커플러
340 : 제2 측부 프레임 341 : 개구
320 : 하부 프레임 321 : 제1 가이드
322 : 돌출 영역

Claims (15)

1. 본체 프레임;
   상기 본체 프레임에 탈착 가능하게 장착되며, 정전잠상을 형성하는 감광드럼을 구비하는 현상 카트리지;
   상기 본체 프레임에 탈착 가능하게 장착되는 것으로서, 상기 현상 카트리지에 토너를 공급하도록 연결이 시작되는 제1 위치와, 상기 현상 카트리지에 토너를 공급하도록 연결이 완료되는 제2 위치로 이동 가능한 토너 카트리지;
   상기 현상 카트리지에 마련되며, 상기 토너 카트리지가 상기 제1 위치에 위치할 때, 상기 현상 카트리지에 대한 상기 토너 카트리지의 상대적인 위치를 규제하는 적어도 하나의 제1 위치 규제부재; 및
   상기 본체 프레임에 마련되며, 상기 토너 카트리지가 상기 제2 위치에 위치할 때, 상기 토너 카트리지가 상기 제1 위치 규제부재와 이격되도록 상기 현상 카트리지에 대한 상기 토너 카트리지의 상대적인 위치를 규제하는 적어도 하나의 제2 위치 규제부재;를 포함하는 전자사진방식 화상형성장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 현상 카트리지는 토너 주입구를 포함하고,
   상기 토너 카트리지는 상기 현상 카트리지에 토너를 공급하도록 상기 토너 주입구에 대응하는 토너 배출구와, 상기 토너 배출구를 개폐하는 셔터를 포함하는 전자사진방식 화상형성장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 토너 주입구와 상기 토너 배출구 중 적어도 하나에는, 상기 토너 주입구와 상기 토너 배출구 사이를 밀봉하는 밀봉부재가 형성된 전자사진방식 화상형성장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 위치는 상기 토너 배출구가 상기 토너 주입구에 중첩되기 시작하는 위치인 전자사진방식 화상형성장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 제2 위치는 상기 토너 배출구가 상기 토너 주입구에 중첩이 완료되는 위치인 전자사진방식 화상형성장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2 위치는 상기 토너 카트리지가 상기 본체 프레임에 장착이 완료된 위치인 전자사진방식 화상형성장치.
7. 제2항에 있어서,
   상기 제1 위치 규제부재는
   상기 토너 주입구와 상기 토너 배출구가 중첩되기 시작할 때 또는 그 전부터, 상기 토너 카트리지와 접촉하는 전자사진방식 화상형성장치.
8. 제2항에 있어서,
   상기 제1 위치 규제부재는
   상기 토너 주입구와 상기 토너 배출구가 중첩이 완료될 때, 상기 토너 카트리지와 접촉이 해제되는 전자사진방식 화상형성장치.
9. 제2항에 있어서,
   상기 토너 카트리지는
   상기 장착 방향을 따라, 상기 제1 위치 규제부재 및 상기 제2 위치 규제부재에 순차적으로 접촉하는 접촉 영역을 포함하는 전자사진방식 화상형성장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 접촉 영역은 상기 토너 카트리지의 장착 방향의 선단에 형성된 전자사진방식 화상형성장치.
11. 제2항에 있어서,
    상기 제2 위치 규제부재는,
    상기 제1 위치 규제부재보다, 상기 토너 배출구를 상기 토너 주입구에 접근시키도록 배치된 전자사진방식 화상형성장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 본체 프레임은
    상기 현상 카트리지 및 상기 토너 카트리지의 적어도 일단을 지지하는 측부 프레임과,
    상기 토너 카트리지의 하부를 지지하며, 상기 토너 카트리지의 슬라이딩 이동을 가이드하는 제1 가이드를 포함하는 하부 프레임을 포함하는 전자사진방식 화상형성장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 현상 카트리지는 상기 토너 카트리지의 슬라이딩 이동을 가이드하는 제2 가이드를 포함하는 전자사진방식 화상형성장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 토너 카트리지가 상기 제2 위치일 때, 상기 제2 가이드와의 접촉이 해제되는 전자사진방식 화상형성장치.
15. 제1항에 있어서,
    상기 토너 카트리지는 상기 감광드럼의 길이방향과 평행한 방향으로 상기 본체 프레임에 장착되는 전자사진방식 화상형성장치.

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