KR20200025354A

KR20200025354A - 확장 가능한 플런저를 갖는 토너 리필 카트리지

Info

Publication number: KR20200025354A
Application number: KR1020180102568A
Authority: KR
Inventors: 김준희; 이상훈
Original assignee: 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
Priority date: 2018-08-30
Filing date: 2018-08-30
Publication date: 2020-03-10
Also published as: US11209753B2; CN112020680B; WO2020046418A1; US20210240107A1; CN112020680A

Abstract

개시된 토너 리필 카트리지는, 토너가 수용되는 내부 공간과 토너가 배출되는 토너 배출구를 갖는 몸체와, 내부 공간을 따라 제1방향으로 이동가능하게 몸체에 결합되어 토너를 토너 배출구를 통하여 상기 몸체 외부로 밀어내는 피스톤과, 피스톤을 제1방향으로 미는 것으로서 다수의 분절 부재를 포함하며 다수의 분절 부재 중 적어도 한 쌍의 서로 인접하는 두 분절 부재는 제1방향으로 상호 겹쳐진 단축 상태와 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 연장된 확장 상태로 전환 가능한 플런저와, 다수의 분절 부재를 상기 확장 상태에서 상기 단축 상태로 전환되지 않도록 로킹시키는 제1로킹부를 포함한다.

Description

확장 가능한 플런저를 갖는 토너 리필 카트리지{Toner refill cartridge with extendable plunger}

전자사진방식을 이용하는 프린터는, 감광체에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하여 감광체 상에 가시적인 토너 화상을 형성하고, 이 토너 화상을 중간 전사 매체를 거쳐 또는 직접 인쇄 매체로 전사한 후, 전사된 토너 화상을 인쇄 매체에 정착시킨다.

현상 카트리지는 토너를 수용하며, 감광체에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하여 가시적인 토너 화상을 형성한다. 현상 카트리지에 수용된 토너가 모두 소모되면, 현상 카트리지는 프린터 본체로부터 탈거되며, 새로운 현상 카트리지가 본체에 장착될 수 있다. 토너 리필 키트(토너 리필 카트리지)를 이용하여 현상 카트리지에 새로운 토너를 충전할 수도 있다.

도 1은 전자사진방식 프린터의 일 실시예의 개략적인 외관 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전자사진방식 프린터의 일 실시예의 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전자사진방식 프린터의 일 실시예에 채용된 현상 카트리지의 일 실시예의 사시도이다.
도 4는 토너 리필 카트리지의 일 실시예의 사시도이다.
도 5는 토너 리필 카트리지의 일 실시예의 단면도로서 플런저의 단축 상태를 보여준다.
도 6은 토너 리필 카트리지의 일 실시예의 단면도로서 플런저의 확장상태를 보여준다.
도 7은 플런저의 확장 상태에서 제1로킹 홈과 가이드 보스의 결합 상태의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 8은 토너 리필 카트리지의 일 실시예의 평면도로서 플런저의 확장 상태를 보여준다.
도 9는 확장 상태의 플런저의 단면도이다.

도 1은 전자사진방식 프린터의 일 실시예의 개략적인 외관 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 전자사진방식 프린터의 일 실시예의 개략적인 구성도이다. 도 3은 도 1에 도시된 전자사진방식 프린터의 일 실시예에 채용된 현상 카트리지의 일 실시예의 사시도이다. 도 1, 도 2, 및 도 3을 참조하면, 프린터는 본체(1)와, 본체(1)에 착탈 가능한 카트리지 형태의 현상 카트리지(2)를 구비할 수 있다. 본체(1)에는 도어(3)가 마련될 수 있다. 도어(3)는 본체(1)의 일부를 개폐한다. 도 1에는 본체(1)의 상부를 개방하는 도어(3)가 도시되어 있으나, 필요에 따라서 본체(1)의 측부 또는 전부를 개방하는 도어가 채용될 수도 있다. 도어(3)를 열고, 현상 카트리지(2)를 본체(1)에/로부터 장착/탈거할 수 있다.

감광드럼(21)은 정전잠상이 형성되는 감광체의 일 예로서, 원통형 금속 파이프와 그 외주에 형성되는 광도전성을 가지는 감광층을 포함할 수 있다. 대전롤러(23)는 감광드럼(21)의 그 표면을 균일한 전위로 대전시키는 대전기의 일 예이다. 대전롤러(23)에는 대전바이어스전압이 인가된다. 대전롤러(23) 대신에 코로나 대전기(미도시)가 사용될 수도 있다. 현상롤러(22)는 토너를 감광드럼(21)의 표면에 형성되는 정전잠상에 공급하여 현상시킨다.

현상제로서 토너와 캐리어를 사용하는 이성분 현상방식의 경우, 현상롤러(22)는 회전되는 슬리브 내부에 마그넷이 고정적으로 설치된 형태일 수 있다. 슬리브는 감광드럼(21)으로부터 수십 내지 수백 마이크로미터 이격되게 위치될 수 있다. 마그넷의 자기력에 의하여 캐리어가 현상롤러(22)의 외주에 부착되고, 토너는 정전력에 의하여 캐리어에 부착되어 현상롤러(22)의 외주에는 캐리어와 토너로 된 자기 브러쉬가 형성된다. 현상롤러(22)에 인가되는 현상바이어스에 의하여 토너만이 감광드럼(21)에 형성된 정전잠상으로 이동된다.

현상제로서 토너를 사용하는 일성분 현상방식의 경우, 현상롤러(22)는 감광드럼(21)에 접촉될 수 있으며, 감광드럼(21)으로부터 수십 내지 수백 마이크로미터 이격되게 위치될 수도 있다. 본 실시예에서는 현상롤러(22)와 감광드럼(21)이 서로 접촉되어 현상닙을 형성하는 일성분 접촉현상방식이 채용된다. 현상롤러(22)는 도전성 금속 코어(미도시)의 외주에 탄성층(미도시)형성된 형태일 수 있다. 현상롤러(22)에 현상바이어스전압이 인가되면 현상닙을 통하여 토너가 감광드럼(21)의 표면에 형성된 정전잠상으로 이동되어 부착된다.

공급롤러(24)는 토너를 현상롤러(22)에 부착시킨다. 공급롤러(24)에 토너를 현상롤러(22)로 부착시키기 위하여 공급바이어스전압이 인가될 수 있다. 참조부호 25는 현상롤러(22)의 표면에 부착되는 토너의 양을 규제하기 위한 규제부재를 표시한다. 규제부재(25)는 예를 들어 그 선단이 현상롤러(22)에 소정의 압력으로 접촉되는 규제 블레이드일 수 있다. 참조부호 26은 대전 전에 감광드럼(21)의 표면으로부터 잔류토너 및 이물질을 제거하기 위한 클리닝 부재를 표시한다. 클리닝 부재(26)는 예를 들어 그 선단이 감광드럼(21)의 표면에 접촉되는 클리닝 블레이드일 수 있다. 이하에서, 감광드럼(21)의 표면으로부터 제거된 이물질을 폐토너로 지칭한다.

광주사기(4)는 화상정보에 따라 변조된 광을 균일한 전위로 대전된 감광드럼(21)의 표면에 주사한다. 광주사기(4)로서, 예를 들면 레이저 다이오드로부터 조사되는 광을 폴리곤미러를 이용하여 주주사방향으로 편향시켜 감광드럼(21)에 주사하는 LSU(laser scanning unit)가 채용될 수 있다.

전사롤러(5)는 감광드럼(21)과 대향되게 위치되어 전사닙을 형성하는 전사기의 일 예이다. 전사롤러(5)에는 감광드럼(21)의 표면에 현상된 토너화상을 인쇄매체(P)로 전사시키기 위한 전사바이어스전압이 인가된다. 전사롤러(5)대신에 코로나 전사기가 사용될 수도 있다.

전사롤러(5)에 의하여 인쇄매체(P)의 표면으로 전사된 토너화상은 정전기적 인력에 의하여 인쇄매체(P)의 표면에 유지된다. 정착기(6)는 토너화상이 열과 압력을 가하여 인쇄매체(P)에 정착시킴으로써 인쇄매체(P)에 영구적인 인쇄화상을 형성한다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 실시예의 현상 카트리지(2)는 감광드럼(21)과 현상롤러(22)가 설치된 현상부(210)와, 감광드럼(21)으로부터 제거된 폐토너가 수용되는 폐토너 수용부(220)와, 현상부(210)와 연결되고 토너가 수용되는 토너 수용부(230)를 구비한다. 토너 수용부(230)에 토너를 재충전하기 위하여, 현상 카트리지(2)는 토너 수용부(230)와 연결된 토너 충전부(10)를 구비한다. 토너 충전부(10)는 후술하는 토너 리필 카트리지(9)와 현상 카트리지(2)와의 인터페이스를 제공한다. 현상 카트리지(2)는 현상부(210)와, 폐토너 수용부(220)와, 토너 수용부(230)와, 토너 충전부(10)를 구비하는 일체형 현상 카트리지이다.

감광드럼(21)의 외주의 일부분은 하우징의 외부로 노출된다. 감광드럼(21)의 노출된 부분에 전사롤러(5)가 접촉되어 전사닙을 형성한다. 현상부(210)에는 토너를 현상롤러(22) 쪽으로 운반하는 하나 이상의 운반 부재가 설치될 수 있다. 운반부재는 토너를 휘저어 토너를 소정 전위로 대전시키는 역할을 겸할 수 있다.

폐토너 수용부(220)는 현상부(210)의 상측에 위치된다. 폐토너 수용부(220)는 현상부(210)로부터 상방으로 이격되어 그 사이에 광 통로(250)를 형성시킨다. 클리닝 부재(26)에 의하여 감광드럼(21)으로부터 제거된 폐토너는 폐토너 수용부(220)에 수용된다. 감광드럼(21)의 표면으로부터 제거된 폐토너는 하나 이상의 폐토너 이송부재(221)(222)(223)에 의하여 폐토너 수용부(220)의 내부로 이송된다. 폐토너 이송부재의 형태와 갯수는 특별히 제한되지 않는다. 폐토너 수용부(220)의 용적이나 형태를 감안하여 효과적으로 폐토너를 폐토너 수용부(220) 내부에 분산시킬 수 있는 적절한 위치에 적절한 수의 폐토너 이송부재가 설치될 수 있다.

토너 수용부(230)는 토너 충전부(10)와 연결되어 토너를 수용한다. 토너 수용부(230)는 도 2에 점선으로 도시된 바와 같이 토너 공급부(234)에 의하여 현상부(210)와 연결된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 토너 공급부(234)는 폐토너 수용부(220)를 상하 방향으로 관통하여 현상부(210)에 연결될 수 있다. 토너 공급부(234)는 광주사기(4)에 의하여 주주사 방향으로 주사되는 노광 광(L)과 간섭되지 않도록 노광 광(L)의 유효 폭의 외측에 위치된다.

토너 수용부(230)에는 토너를 토너 공급부(234)를 통하여 현상부(210)로 공급하기 위한 하나 이상의 토너 공급부재(231)(232)(233)가 설치될 수 있다. 토너 공급 부재의 형태와 갯수는 특별히 제한되지 않는다. 토너 수용부(230)의 용적이나 형태를 감안하여 효과적으로 토너를 현상부(210)로 공급하기 위하여 토너 수용부(230)에는 적절한 위치에 적절한 수의 토너 공급부재가 설치될 수 있다. 토너 공급부재(233)는 토너를 주주사 방향으로 운반하여, 토너 공급부(234)로 전달할 수 있다.

상술한 구성에 의한 화상형성과정을 간략히 설명한다. 대전롤러(23)에 대전바이어스가 인가되고, 감광드럼(21)은 균일한 전위로 대전된다. 광주사기(4)는 화상정보에 대응되어 변조된 광을 감광드럼(21)으로 주사하여, 감광드럼(21)의 표면에 정전잠상을 형성시킨다. 공급롤러(24)는 토너를 현상롤러(22)의 표면에 부착시킨다. 규제부재(25)는 현상롤러(22)의 표면에 균일한 두께의 토너층을 형성시킨다. 현상롤러(22)에는 현상바이어스전압이 인가된다. 현상롤러(22)가 회전됨에 따라 현상닙으로 운반된 토너는 현상바이어스전압에 의하여 감광드럼(21)의 표면에 형성된 정전잠상으로 이동되어 부착되어 감광드럼(21)의 표면에는 가시적인 토너화상이 형성된다. 픽업롤러(71)에 의하여 적재수단(7)으로부터 인출된 인쇄매체(P)는 이송롤러(72)에 의하여 전사롤러(5)와 감광드럼(21)이 대면된 전사닙으로 이송된다. 전사롤러(5)에 전사바이어스전압이 인가되면, 정전기적 인력에 의하여 토너화상은 인쇄매체(P)로 전사된다. 인쇄매체(P)로 전사된 토너화상이 정착기(6)로부터 열과 압력을 받아 인쇄매체(P)에 정착됨으로써 인쇄가 완료된다. 인쇄매체(P)는 배출롤러(73)에 의하여 배출된다. 인쇄매체(P)로 전사되지 않고 감광드럼(21)의 표면에 잔류되는 토너는 클리닝 부재(26)에 의하여 제거된다.

전술한 바와 같이, 현상 카트리지(2)는 토너 수용부(230)에 수용된 토너를 감광드럼(21)에 형성된 정전잠상에 공급하여 가시적인 토너 화상을 형성하며, 본체(1)에 착탈 가능하다. 또한, 현상 카트리지(2)는 토너를 재충전할 수 있는 토너 충전부(10)를 구비한다. 토너 충전부(10)는 현상 카트리지(2)와 일체로 형성되어 현상 카트리지(2)와 함께 본체(1)에 착탈될 수 있다. 본 실시예의 프린터에 따르면, 현상 카트리지(2)를 본체(1)로부터 탈거하지 않고, 현상 카트리지(2)가 본체(1)에 장착된 상태에서 토너를 현상 카트리지(2)에 재충전할 수 있다.

도 1을 참조하면, 토너 리필 카트리지(9)는 내부에 토너가 수용되며 토너 배출구(94)를 구비하는 몸체(91)와, 몸체(91)에 제1방향(A1)으로 이동가능하게 결합되어 토너를 몸체(91)로 외부로 밀어내는 플런저(plunger)(93)를 구비하는 주사기형(syringe) 토너 리필 카트리지일 수 있다. 토너 배출구(94)는 몸체(91)의 선단부에 마련될 수 있다. 몸체(91)의 선단부에는 토너 배출구(94)를 선택적으로 개폐하는 배출 셔터(미도시)가 마련될 수 있다.

본체(1)에는 현상 카트리지(2)가 본체(1)에 장착된 상태에서 본체(1)의 외부로부터 토너 충전부(10)에 액세스할 수 있도록 연통부(8)가 마련된다. 연통부(8)는 본체(1)의 전면부(1-2)에 가까운 위치에 마련될 수 있다. 전면부(1-2)는 사용자와 대향되므로, 사용자가 연통부(8)에 용이하게 액세스할 수 있다. 따라서, 연통부(8)를 통한 토너 재충전 작업이 용이하게 수행될 수 있다. 연통부(8)는 본체(1)의 상면(1-1)에 마련될 수 있다. 토너 충전부(10)는 연통부(8)의 하부에 위치된다. 연통부(8)와 토너 충전부(10)는 상하방향으로 정렬될 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)는 본체(1)의 상방으로부터 연통부(8)를 통하여 토너 충전부(10)에 액세스할 수 있다.

예를 들어, 토너 리필 카트리지(9)를 본체(1)의 상방으로부터 연통부(8)에 삽입하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)와 연결될 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 장착된 상태에서 플런저(93)를 A1 방향으로 누르면, 몸체(91)에 수용된 토너가 토너 배출구(94)를 통하여 배출되어 토너 충전부(10)를 통하여 현상 카트리지(2)의 토너 수용부(230)로 공급될 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)는 토너 재충전 후에는 연통부(8)로부터 탈거된다.

이와 같은 구성에 의하면, 토너 충전부(10)를 통하여 토너 수용부(230)에 토너를 재충전할 수 있으므로, 현상 카트리지(2)의 교체 시기를 감광드럼(21)의 수명이 다하는 때까지 연장할 수 있어, 장당 인쇄비의 절감이 가능하다. 현상 카트리지(2)가 본체(1)에 장착된 상태에서 토너의 재충전이 가능하므로, 사용자 편의성이 향상될 수 있다.

주사기형 토너 리필 카트리지(9)에서, 플런저(93)는 초기에는 상사 위치(도 1: Q1)에 위치될 수 있다. 토너 수용부(230)에 토너를 충전하기 위하여 플런저(93)는 하사 위치(도 1: Q2)로 이동될 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)의 포장 비용과 운송 비용은 토너 리필 카트리지(9)의 크기에 의존될 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)가 플런저(93)가 상사 위치(Q1)에 위치된 상태에서 유통되는 경우, 토너 리필 카트리지(9)의 크기가 커서 포장 비용과 운송 비용이 증가될 수 있다. 본 실시예에서는 토너 리필 카트리지(9)의 포장 비용 및 운송 비용을 줄일 수 있도록 단축 상태에서 확장 상태로 전환 가능한 플런저(93)가 채용된다. 도 4는 토너 리필 카트리지(9)의 일 실시예의 사시도이다. 도 5와 도 6은 토너 리필 카트리지(9)의 일 실시예의 단면도들로서, 도 5는 플런저(93)의 단축 상태를, 도 6은 플런저(93)의 확장상태를 보여준다.

도 4, 도 5, 및 도 6을 참조하면, 토너 리필 카트리지(9)는 토너가 수용되는 내부 공간(92)과 토너가 배출되는 토너 배출구(94)를 갖는 몸체(91), 내부 공간(92)을 따라 제1방향(A1)으로 이동가능하게 몸체(91)에 결합되어 토너를 토너 배출구(94)를 통하여 몸체(91) 외부로 밀어내는 피스톤(96), 피스톤(96)을 제1방향(A1)으로 미는 플런저(93)를 포함할 수 있다. 플런저(93)는 다수의 분절 부재(93-1)(93-2)(93-3)(93-4)를 포함할 수 있다. 다수의 분절 부재(segment member)(93-1)(93-2)(93-3)(93-4) 중 적어도 한 쌍의 서로 인접하는 두 분절 부재는 제1방향(A1)으로 상호 겹쳐진 단축 상태와 제1방향(A1)의 반대 방향인 제2방향(A2)으로 연장된 확장 상태로 전환될 수 있다. 다수의 분절 부재(93-1)(93-2)(93-3)(93-4) 모두가 제1방향(A1)으로 상호 겹쳐진 단축 상태와 제1방향(A1)의 반대 방향인 제2방향(A2)으로 연장된 확장 상태로 전환될 수도 있다. 토너 리필 카트리지(9)는 다수의 분절 부재(93-1)(93-2)(93-3)(93-4)를 확장 상태에서 단축 상태로 전환되지 않도록 로킹시키는 제1로킹부를 구비할 수 있다.

내부 공간(92)에는 토너가 수용된다. 토너 배출구(94)는 내부 공간(92)과 연결되며 몸체(91)의 선단부, 즉 제1방향(A1)의 단부에 위치된다. 배출 셔터(95)는 토너 배출구(94)를 선택적으로 개방한다. 예를 들어, 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 장착되기 전에는 배출 셔터(95)는 토너 배출구(94)를 막는 폐쇄 위치에 위치될 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 장착되는 동작에 의하여 배출 셔터(95)는 토너 배출구(94)를 개방하는 배출 위치로 전환될 수 있다.

피스톤(96)은 내부 공간(92)의 제2방향(A2) 쪽이 단부로부터 내부 공간(92)에 삽입되며, 제1방향(A1)으로 이동 가능하다. 예를 들어 피스톤(96)은 내부 공간(92)의 내벽에 밀착될 수 있도록 고무 등의 탄성체로 형성될 수 있다.

플런저(93)는 다수의 분절 부재(93-1)(93-2)(93-3)(93-4)를 구비한다. 제1방향(A1) 쪽의 선두에 위치되는 분절 부재(93-1)는 피스톤(96)과 연결된다. 예를 들어 피스톤(96)은 분절 부재(93-1)에 결합될 수 있다. 다수의 분절 부재(93-1)(93-2)(93-3)(93-4)는 내부가 빈 통형(tube shape)일 수 있다.

다수의 분절 부재(93-1)(93-2)(93-3)(93-4) 중 인접하는 두 분절 부재 중에서, 피스톤(96)과 가까운 분절 부재, 즉 제1방향(A1) 쪽에 위치되는 분절 부재가 선행 분절 부재이며, 선행 분절 부재의 제2방향(A2) 쪽에 위치된 분절 부재를 후행 분절 부재라 한다. 예를 들어, 인접하는 두 분절 부재(93-2)(93-3) 중에서 분절 부재(93-2)가 선행 분절 부재이고 분절 부재(93-3)가 후행 분절 부재이다.

일 예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 플런저(93)의 단축 상태는 선행 분절 부재의 내부로 후행 분절 부재가 삽입되어 선행 분절 부재와 후행 분절 부재가 서로 겹쳐진 상태일 수 있다. 이 경우, 후행 분절 부재가 선행 분절 부재 내부에 수납될 수 있도록, 제1방향(A1)에 수직한 단면의 크기는 선행 분절 부재가 후행 분절 부재보다 크다. 즉, 다수의 분절 부재(93-1)(93-2)(93-3)(93-4)의 제1방향(A1)에 수직한 단면의 크기는 피스톤(96)으로부터 멀어질수록 작다. 도 6에 도시된 바와 같이 플런저(93)의 확장 상태는 선행 분절 부재의 내부로부터 후행 분절 부재가 제2방향(A2)으로 빠져나와서 제2방향(A2)으로 연장된 상태일 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 유통 과정에서는 플런저(93)가 단축 상태이므로, 토너 리필 카트리지(9)의 크기가 작다. 따라서, 포장 비용 및 운송 비용의 절감이 가능하다.

다른 예로서, 도면으로 도시되지는 않았지만, 단축 상태는 선행 분절 부재의 외부를 감싸면서 후행 분절 부재가 제1방향(A1)으로 이동되어 선행 분절 부재와 후행 분절 부재가 서로 겹쳐진 상태일 수 있다. 이 경우, 선행 분절 부재가 후행 분절 부재 내부에 수납될 수 있도록, 제1방향(A1)에 수직한 단면의 크기는 후행 분절 부재가 선행 분절 부재보다 크다. 즉, 다수의 분절 부재(93-1)(93-2)(93-3)(93-4)의 제1방향(A1)에 수직한 단면의 크기는 피스톤(96)으로부터 멀어질수록 크다. 확장 상태는 선행 분절 부재의 외부로부터 후행 분절 부재가 제2방향(A2)으로 빠져나와서 제2방향(A2)으로 연장된 상태일 수 있다.

이하에서는, 선행 분절 부재의 내부로 후행 분절 부재가 삽입되어 선행 분절 부재와 후행 분절 부재가 서로 겹쳐진 단축 상태와 선행 분절 부재의 내부로부터 후행 분절 부재가 제2방향(A2)으로 빠져나와서 제2방향(A2)으로 연장된 확장 상태로 전환되는 플런저(93)에 대하여 설명한다.

도 5와 도 6을 보면, 플런저(93)의 단축 상태로부터 확장 상태로의 안정적인 전환을 위하여, 선행 분절 부재와 후행 분절 부재 중 어느 하나에는 제1방향(A1)(또는 제2방향(A2))으로 직선적으로 연장된 가이드 레일(931)이 마련되고, 선행 분절 부재와 후행 분절 부재 중 다른 하나에는 가이드 레일(931)에 안내되는 가이드 보스(932)가 마련될 수 있다. 예를 들어, 후행 분절 부재에 가이드 레일(931)이 마련되고 선행 분절 부재에 가이드 보스(932)가 마련될 수 있으며, 그 반대일 수도 있다. 도 5와 도 6에는 후행 분절 부재에 가이드 레일(931)이 마련되고, 선행 분절 부재에 가이드 보스(932)가 마련된 구조가 도시되어 있다.

가이드 레일(931)은 제1방향(A1)으로 직선적으로 연장된 형태일 수 있다. 가이드 레일(931)은 튜브형 분절 부재(93-2)(93-3)(93-4) 각각에 관통되어 형성될 수 있으며, 분절 부재(93-2)(93-3)(93-4)의 외벽으로부터 몰입되어 형성될 수도 있다. 가이드 보스(932)는 분절 부재(93-1)(93-2)(93-3)에 내측으로 돌출되게 형성되어 가이드 레일(931)에 삽입될 수 있다.

이와 같은 구성에 의하여, 분절 부재(93-4)를 제2방향(A2)으로 당기면, 분절 부재(93-2)(93-3)(93-4)가 분절 부재(93-1)(93-2)(93-3)로부터 각각 제2방향(A2)으로 연장되어 도 6에 도시된 바와 같이 확장 상태로 전환될 수 있다. 이에 의하여, 플런저(93)는 도 1에 도시된 상사 위치(Q1)에 위치되며, 토너 수용부(230)에 토너를 충전하기 위하여 피스톤(96)을 제1방향(A1)으로 이동시키기 위한 스트로크(stroke)가 확보될 수 있다.

확장 상태에서 플런저(93)를 제1방향(A1)으로 밀어서 피스톤(96)을 제1방향(A1)으로 이동시킬 수 있다. 이때, 플런저(93)가 단축 상태로 전환되지 않도록 할 필요가 있다. 이를 위하여, 토너 리필 카트리지(9)는 제1로킹부를 구비할 수 있다. 예를 들어, 제1로킹부는 확장 상태에서 가이드 보스(932)가 삽입되는 제1로킹 홈(933)에 의하여 구현될 수 있다. 제1로킹 홈(933)은 예를 들어, 가이드 레일(931)의 제1방향(A1) 쪽의 단부로부터 제1방향(A1)으로 이격되게 위치될 수 있다. 가이드 레일(931)과 제1로킹 홈(933)은 분리벽(934)에 의하여 분리될 수 있다. 플런저(93)가 단축 상태로부터 확장 상태로 전환되면 가이드 보스(932)는 탄력적으로 분리벽(934)을 넘어서 가이드 레일(931)으로부터 제1로킹 홈(933)으로 삽입되며, 플런저(93)는 확장 상태에서 로킹된다. 가이드 보스(932)는 분절 부재(93-2)(93-3)(93-4)의 제2방향(A2) 쪽의 단부에 위치되므로, 분절 부재(93-2)(93-3)(93-4)의 제2방향(A2) 쪽의 단부가 반경 방향으로 약간 벌어지면서 가이드 보스(932)가 탄력적으로 분리벽(934)을 넘어서 제1로킹 홈(933)으로 삽입될 수 있다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 가이드 보스(932)는 분절 부재(93-2)(93-3)(93-4)에 탄력 아암이 일체로 형성되고, 가이드 보스(932)는 탄력 아암의 단부에 마련될 수도 있다.

도 7은 플런저(93)의 확장 상태에서 제1로킹 홈(933)과 가이드 보스(932)의 결합 상태의 일 예를 보여주는 단면도이다. 도 7을 참조하면, 가이드 레일(931)의 제1로킹 홈(933) 쪽의 단부(931-1)와 이와 마주하는 가이드 보스(932)의 면(932-1) 중 적어도 한 면은 가이드 보스(932)가 가이드 레일(931)으로부터 이탈되는 방향으로 경사진 경사면일 수 있다. 이에 의하면, 플런저(93)가 단축 상태로부터 확장 상태로 전환될 때에 가이드 보스(932)가 가이드 레일(931)으로부터 용이하게 이탈되어 제1로킹 홈(933)에 삽입될 수 있다. 본 실시예에서는 가이드 레일(931)의 단부(931-1)와 가이드 보스(932)의 면(932-1)이 모두 경사면이다.

가이드 보스(932)가 제1로킹 홈(933)에 삽입된 상태에서 플런저(93)가 제1방향(A1)으로 밀릴 때 가이드 보스(932)의 면(932-2)과 제1로킹 홈(933)의 면(933-1)이 서로 접촉되어 플런저(93)의 확장 상태에서 단축 상태로의 전환이 방지될 수 있다. 가이드 보스(932)의 면(932-2)과 제1로킹 홈(933)의 면(933-1)의 제1방향(A1)에 대한 경사각도는 90도 이하일 수 있다. 본 실시예에서 가이드 보스(932)의 면(932-2)과 제1로킹 홈(933)의 면(933-1)의 제1방향(A1)에 대한 경사각도는 90도이다.

단축 상태에서, 분절 부재(93-1)(93-2)(93-3)의 가이드 보스(932)는 분절 부재(93-2)(93-3)(93-4)에 마련된 가이드 레일(931)으로부터 벗어나서 분절 부재(93-2)(93-3)(93-4)의 외주에 탄력적으로 접촉될 수 있다. 이 접촉 압력에 의하여 분절 부재(93-2)(93-3)(93-4)가 단축 상태에 유지될 수 있다. 접촉 압력에 의한 저항력보다 큰 힘으로 분절 부재(93-4)를 제2방향(A2)으로 당기면 분절 부재(93-2)(93-3)(93-4)가 분절 부재(93-1)(93-2)(93-3)로부터 연장되어 플런저(93)가 확장 상태로 전환될 수 있다.

토너 리필 카트리지(9)는 단축 상태에서 플런저(93)를 로킹시키는 제2로킹부를 구비할 수도 있다. 도 5를 참조하면, 제2로킹부는, 단축 상태에서 분절 부재(93-1)(93-2)(93-3)에 마련된 가이드 보스(932)가 삽입되도록 분절 부재(93-2)(93-3)(93-4)에 마련된 제2로킹 홈(935)에 의하여 구현될 수 있다. 제2로킹 홈(935)은 분절 부재(93-1)(93-2)(93-3)의 외주에 오목하게 또는 관통되어 형성될 수 있다.

이와 같은 구성에 의하여, 토너 수용부(230)에 토너를 리필하는 과정을 간략하게 설명한다.

토너 리필 카트리지(9)는 플런저(93)가 단축 상태인 상태에서 유통된다. 전술한 접촉 압력 또는 제2로킹부에 의하여 플런저(93)는 단축 상태로 유지될 수 있다. 토너 수용부(230)에 토너를 리필하고자 할 때에는, 토너 리필 카트리지(9)를 연통부(8)를 통하여 토너 충전부(10)에 장착한다. 토너 리필 카트리지(9)를 토너 충전부(10)에 장착하기 전 또는 후에, 플런저(93)를 확장 상태로 전환시킨다. 그러면, 가이드 보스(932)가 제1로킹 홈(933)에 삽입되어, 플런저(93)가 확장 상태에 로킹된다. 확장 상태에서, 플런저(93)는 도 1에 도시된 상사 위치(Q1)에 위치되며, 피스톤(96)을 제1방향(A1)으로 이동시키기 위한 스트로크가 확보될 수 있다. 확장 상태에서 플런저(93)를 제1방향(A1)으로 밀어서 피스톤(96)을 제1방향(A1)으로 이동시킨다. 플런저(93)가 하사 위치(Q2)에 도달되면, 토너 충전이 완료된다. 그런 다음, 토너 리필 카트리지(9)를 토너 충전부(10)로부터 분리한다.

전술한 실시예에서는 분절 부재(93-2)(93-3)(93-4)가 직선적으로 제2방향(A2)으로 이동되어 플런저(93)가 단축 상태로부터 확장 상태로 전환되나, 분절 부재(93-2)(93-3)(93-4)가 회전되면서 제2방향(A2)으로 이동되어 플런저(93)가 단축 상태로부터 확장 상태로 전환될 수도 있다.

도 8은 토너 리필 카트리지(9)의 일 실시예의 평면도로서 플런저(93)의 확장 상태를 보여준다. 도 9는 확장 상태의 플런저(93)의 단면도이다. 도 8과 도 9를 참조하면, 선행 분절 부재와 후행 분절 부재 중 어느 하나에는 제1방향(A1)(또는 제2방향(A2))으로 나선형으로 연장된 가이드 레일(936)이 마련되고, 선행 분절 부재와 후행 분절 부재 중 다른 하나에는 가이드 레일(936)에 안내되는 가이드 보스(937)가 마련될 수 있다. 예를 들어, 후행 분절 부재에 가이드 레일(936)이 마련되고, 선행 분절 부재에 가이드 보스(937)가 마련될 수 있으며, 그 반대일 수도 있다. 도 8과 도 9에는 후행 분절 부재에 가이드 레일(936)이 마련되고, 선행 분절 부재에 가이드 보스(937)가 마련된 구조가 도시되어 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 플런저(93)를 B 방향으로 회전시킴으로써 도 8에 점선으로 도시된 단축 상태로부터 제2방향(A2)으로 연장된 확장 상태(도 8에 실선으로 도시)로 전환시킬 수 있다.

제1로킹부는 가이드 레일(936)의 단부에 확장 상태에서 가이드 보스(937)가 지지되도록 마련되는 지지 홈(936-1)에 의하여 구현될 수 있다. 지지 홈(936-1)은 가이드 레일(936)의 단부로부터 예를 들어 제1방향(A1)에 직각 방향으로 연장될 수 있다. 이에 의하여, 플런저(93)를 제1방향(A1)으로 누르더라도 플런저(93)가 단축 상태로 전환되지 않고 확장 상태에서 로킹될 수 있다.

제1로킹부는 이탈 방지 돌기(936-2)를 더 구비할 수 있다. 이탈 방지 돌기(936-2)는 가이드 레일(936)의 단부와 지지 홈(936-1) 사이에 위치된다. 이탈 방지 돌기(936-2)는 가이드 레일(936)의 단부와 지지 홈(936-1) 사이에 병목부를 형성한다. 플런저(93)가 단축 상태로부터 확장 상태로 전환될 때에는 분절 부재(93-2)(93-3)(93-4)가 회전되므로 가이드 보스(937)가 병목부를 탄력적으로 벌리면서 가이드 레일(936)로부터 지지 홈(936-1)으로 들어간다. 확장 상태에서 플런저(93)에 제1방향(A1)의 힘이 가해지더라도 지지 홈(936-1)이 제1방향(A1)에 대하여 직각인 방향으로 연장된 형태이므로 플런저(93)가 단축 상태로 전환되지 않고 확장 상태에 유지될 수 있다. 또한, 이탈 방지 돌기(936-2)에 의하여 플런저(93)의 회전이 방지되므로, 플런저(93)가 더욱 안정적으로 확장 상태에 유지될 수 있다.

본 개시는 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 개시의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims

토너가 수용되는 내부 공간과, 토너가 배출되는 토너 배출구를 갖는 몸체;
상기 내부 공간을 따라 제1방향으로 이동가능하게 상기 몸체에 결합되어 토너를 상기 토너 배출구를 통하여 상기 몸체 외부로 밀어내는 피스톤;
상기 피스톤을 상기 제1방향으로 미는 것으로서, 다수의 분절 부재를 포함하며, 상기 다수의 분절 부재 중 적어도 한 쌍의 서로 인접하는 두 분절 부재는 상기 제1방향으로 상호 겹쳐진 단축 상태와 상기 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 연장된 확장 상태로 전환 가능한 플런저;
상기 다수의 분절 부재를 상기 확장 상태에서 상기 단축 상태로 전환되지 않도록 로킹시키는 제1로킹부;를 포함하는 토너 리필 카트리지.
제1항에 있어서,
상기 다수의 분절 부재는 내부가 빈 튜브 형상이며,
상기 다수의 분절 부재의 상기 제1방향에 수직한 단면의 크기는 상기 피스톤으로부터 멀어질수록 작은 토너 리필 카트리지.
제1항에 있어서,
상기 다수의 분절 부재는, 상기 피스톤에 가까운 선행 분절 부재와, 상기 선행 분절 부재의 상기 제2방향 쪽에 위치되고 상기 선행 분절 부재의 내부로 삽입 가능한 후행 분절 부재를 포함하며,
상기 선행 분절 부재와 상기 후행 분절 부재 중 어느 하나에는 상기 제1방향으로 직선적으로 연장된 가이드 레일이 마련되며,
상기 선행 분절 부재와 상기 후행 분절 부재 중 다른 하나에는 상기 가이드 레일에 안내되는 가이드 보스가 마련된 토너 리필 카트리지.
제3항에 있어서,
상기 제1로킹부는, 상기 선행 분절 부재와 상기 후행 분절 부재 중 어느 하나에 상기 확장 상태에서 상기 가이드 보스가 삽입될 수 있도록 마련되는 제1로킹 홈을 포함하는 토너 리필 카트리지.
제4항에 있어서,
상기 가이드 레일의 상기 제1로킹 홈 쪽의 단부와 이와 마주하는 상기 가이드 보스의 면 중 적어도 하나는 상기 가이드 보스가 상기 가이드 레일으로부터 이탈되는 방향으로 경사진 경사면인 토너 리필 카트리지.
제5항에 있어서,
상기 가이드 보스가 상기 제1로킹 홈에 삽입된 상태에서 상기 플런저가 상기 제1방향으로 밀릴 때 서로 접촉되는 상기 가이드 보스의 면과 상기 제1로킹 홈의 면의 상기 제1방향에 대한 경사각도는 90도 이하인 토너 리필 카트리지.
제3항에 있어서,
상기 단축 상태에서 상기 플런저를 로킹시키는 제2로킹부;를 포함하는 토너 리필 카트리지.
제1항에 있어서,
상기 다수의 분절 부재는, 상기 피스톤에 가까운 선행 분절 부재와, 상기 선행 분절 부재의 상기 제2방향 쪽에 위치되고 상기 선행 분절 부재의 내부로 삽입 가능한 후행 분절 부재를 포함하며,
상기 선행 분절 부재와 상기 후행 분절 부재 중 어느 하나에는 상기 제1방향으로 나선형으로 연장된 가이드 레일이 마련되며,
상기 선행 분절 부재와 상기 후행 분절 부재 중 다른 하나에는 상기 가이드 레일에 안내되는 가이드 보스가 마련된 토너 리필 카트리지.
제8항에 있어서,
상기 제1로킹부는, 상기 확장 상태에서 상기 가이드 보스가 지지되도록 상기 가이드 레일의 단부에 마련되는 지지 홈을 포함하는 토너 리필 카트리지.
제9항에 있어서,
상기 제1로킹부는 상기 가이드 레일의 단부와 상기 지지홈 사이에 상기 가이드 보스가 상기 지지 홈으로부터 이탈되지 않도록 병목부를 형성하는 이탈 방지 돌기를 포함하는 토너 리필 카트리지.
토너를 수용하며, 토너가 배출되는 토너 배출구를 갖는 몸체;
상기 몸체에 제1방향으로 이동가능하게 결합되어 토너를 상기 토너 배출구를 통하여 상기 몸체 외부로 밀어내는 피스톤;
상기 피스톤을 상기 제1방향으로 미는 것으로서, 상기 피스톤에 가까운 선행 분절 부재와, 상기 선행 분절 부재와 겹쳐진 단축 상태와 상기 선행 분절 부재로부터 상기 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 연장된 확장 상태로 이동 가능한 후행 분절 부재를 구비하는 플런저;
상기 확장 상태에서 상기 후행 분절 부재가 상기 단축 상태로 이동되지 않도록 상기 선행 분절 부재에 로킹시키는 로킹부;를 포함하는 토너 리필 카트리지.
제11항에 있어서,
상기 후행 분절 부재에 마련되며 상기 제2방향으로 직선적으로 연장된 가이드 레일;
상기 선행 분절 부재에 마련되어 상기 가이드 레일에 안내되는 가이드 보스;를 포함하는 토너 리필 카트리지.
제12항에 있어서,
상기 로킹부는, 상기 확장 상태에서 상기 가이드 보스가 삽입될 수 있도록 상기 가이드 레일의 단부에 마련되는 제1로킹 홈을 포함하는 토너 리필 카트리지.
제11항에 있어서,
상기 후행 분절 부재에 마련되며, 상기 제2방향으로 나선형으로 연장된 가이드 레일;
상기 선행 분절 부재에 마련되어 상기 가이드 레일에 안내되는 가이드 보스;를 포함하는 토너 리필 카트리지.
제14항에 있어서,
상기 로킹부는,
상기 확장 상태에서 상기 가이드 보스가 지지되도록 상기 가이드 레일의 단부에 마련되는 지지 홈;
상기 가이드 레일의 단부와 상기 지지홈 사이에 상기 가이드 보스가 상기 지지 홈으로부터 이탈되지 않도록 병목부를 형성하는 이탈 방지 돌기;를 포함하는 토너 리필 카트리지.