KR20210013310A - 분말 용기, 프로세스 카트리지, 및 화상 형성 장치 - Google Patents

분말 용기, 프로세스 카트리지, 및 화상 형성 장치 Download PDF

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Abstract

분말 용기는, 외측으로부터 분말을 받아들이고 회수하는 회수구; 분말 용기의 폭방향의 일단측에 배치되고 외측으로부터 구동이 전달되는 피구동 유닛; 피구동 유닛에 전달된 구동에 의해 회전되는 제1 회전 샤프트; 분말 용기의 타단측에 배치되고 제1 회전 샤프트와 함께 회전되는 제1 기어; 타단측에 배치되고, 제1 기어로부터 구동이 전달되는 제2 기어를 포함하며, 제2 기어와 함께 회전되는 제2 회전 샤프트; 및 제2 기어와 분말 용기의 폭방향의 중앙부 사이의 위치에서 제2 회전 샤프트 상에 배치되고, 제2 회전 샤프트와 함께 회전되어 외측으로 구동을 전달하는 구동 기어를 포함한다.

Description

분말 용기, 프로세스 카트리지, 및 화상 형성 장치{POWDER CONTAINER, PROCESS CARTRIDGE, AND IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은 화상 형성 장치의 본체 또는 프로세스 카트리지에 착탈 가능하게 장착되는 분말 용기와, 분말 용기를 각각 구비한 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치에 관한 것이다.
종래, 폐토너와 같이 분말을 회수하고 저장하기 위한 분말 용기(현상제 용기)가 화상 형성 장치(또는 프로세스 카트리지)의 본체에 착탈 가능하게 장착되는 화상 형성 장치가 공지되어 있다(예를 들어, PTL 1 참조).
구체적으로, 화상 형성 장치의 본체에 장착된 클리닝 디바이스에 의해 회수된 미전사 토너(untransferred toner)는 폐토너 반송 유닛(반송 파이프)에 의해 반송된 다음, 회수구로부터 분말 용기 내에 폐토너로서 회수된다. 분말 용기가 회수된 폐토너로 채워지면, 분말 용기는 화상 형성 장치의 본체로부터 착탈되고 새로운 분말 용기(또는 유지 보수를 받은 분말 용기)로 교체된다.
특허 문헌 1: 일본 공개 특허 출원 제2009-80433호 공보
종래의 분말 용기에서, 분말 용기 내에 회수된 분말(폐토너)을 반송하는 반송 나사 등을 구동하기 위한 구동 유닛(구동 입력 유닛)이 피구동 유닛의 구동력을 사용하여 화상 형성 장치의 본체에 장착된 폐토너 반송 유닛에 구동력을 전달하기 위한 구동 기어(구동 출력 유닛)와 함께 배치되는 경우에, 피구동 유닛(구동 입력 유닛)과 구동 기어(구동 출력 유닛) 양자를 분말 용기의 폭방향의 일단측에 배치하는 것은 레이아웃 때문에 어렵다. 따라서, 피구동 유닛과 구동 기어 중 하나를 폭방향의 일단측에 배치하고 다른 하나를 폭방향의 타단측에 배치하고 있다.
그러나, 전술한 바와 같이 피구동 유닛과 구동 기어 중 하나를 폭방향의 일단측에 배치하고 다른 하나를 폭방향의 타단측에 배치하면, 분말 용기의 크기가 폭방향으로 증가된다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 구동 입력 유닛의 역할을 하는 피구동 유닛과 구동 출력 유닛의 역할을 하는 구동 기어가 분말 용기의 크기를 너무 증가시키지 않고 제공될 수 있는 분말 용기, 프로세스 카트리지, 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 양태에 따르면, 분말 용기는, 화상 형성 장치의 본체 및 화상 형성 장치의 본체에 착탈 가능하게 장착되는 착탈 가능한 부재 중 하나에 착탈 가능하게 장착된다. 분말 용기는, 외측으로부터 분말을 받아들이고 회수하는 회수구; 분말 용기의 폭방향의 일단측에 배치되고 외측으로부터 구동이 전달되는 피구동 유닛; 피구동 유닛으로 전달된 구동을 사용하여 회전되는 제1 회전 샤프트; 분말 용기의 폭방향의 타단측에 배치되고 제1 회전 샤프트와 함께 회전되는 제1 기어; 분말 용기의 폭방향의 타단측에 배치되고, 제1 기어로부터 구동이 전달되는 제2 기어를 포함하며, 제2 기어와 함께 회전되는 제2 회전 샤프트; 및 제2 기어와 분말 용기의 폭방향의 중앙부 사이의 위치에서 제2 회전 샤프트 상에 배치되고, 제2 회전 샤프트와 함께 회전되어 외측으로 구동을 전달하는 구동 기어를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 구동 입력 유닛의 역할을 하는 피구동 유닛과 구동 출력 유닛의 역할을 하는 구동 기어가 분말 용기의 크기를 너무 증가시키지 않고 제공될 수 있는 분말 용기, 프로세스 카트리지, 및 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화상 형성 장치를 도시하는 전체 구성도이다.
도 2는 프로세스 카트리지와 토너 용기를 도시하는 개략도이다.
도 3a는 화상 형성 장치를 도시하는 사시도이다.
도 3b는 개폐 커버가 개방된 화상 형성 장치를 도시하는 사시도이다.
도 4는 토너 용기가 프로세스 카트리지에 부착된 상태를 도시하는 사시도이다.
도 5는 토너 용기가 프로세스 카트리지로부터 분리된 상태를 도시하는 사시도이다.
도 6은 토너 용기가 프로세스 카트리지에 부착되는 상태를 도시하는 사시도이다.
도 7은 하방에서 본 토너 카트리지를 도시하는 사시도이다.
도 8은 기어 트레인이 제거된 토너 용기의 회수구 근처 부분을 도시하는 사시도이다.
도 9는 토너 용기의 내측을 도시하는 도면이다.
도 10은 토너 용기의 토너 회수 유닛을 도시하는 도면이다.
도 11은 프로세스 카트리지와 토너 용기의 폐토너 반송로를 도시하는 개략도이다.
도 12는 프로세스 카트리지에 부착된 토너 용기의 폐토너 회수 유닛의 내측을 도시하는 사시도이다.
도 13은 프로세스 카트리지에 부착된 토너 용기의 폐토너 회수 유닛의 내측 및 폐토너 반송 유닛의 내측을 도시하는 사시도이다.
도 14는 토너 용기의 폐토너 회수 유닛의 메인 구성요소를 도시하는 사시도이다.
도 15는 토너 용기의 폐토너 회수 유닛의 메인 부품을 도시하는 사시도이다.
도 16a는 구동 기어가 제2 회전 샤프트로부터 분리된 상태를 도시하는 사시도이다.
도 16b는 제2 회전 샤프트측으로부터 본 구동 기어의 사시도이다.
본 발명의 예시적인 실시예를 첨부 도면을 참조하여 아래에서 상세하게 설명한다. 도면에서, 동일하거나 등가인 구성요소들은 동일 부호로 표시되고, 동일한 설명을 적절하게 간략화되거나 생략될 것이다.
먼저, 도 1을 참조하여, 화상 형성 장치(100)의 전체 구성 및 동작에 관하여 설명한다.
도 1에서, 화상 형성 장치로서의 프린터(100)는 토너 화상이 형성되어 있는 표면을 갖는 감광체 드럼(1), 및 개인용 컴퓨터 등의 입력 디바이스로부터 입력된 화상 정보에 기초하여 노출 광(L)을 감광체 드럼(1) 상에 방출하는 노광 유닛(기록 유닛)(7)을 포함한다.
더욱이, 프린터(100)는 감광체 드럼(1)의 표면 상의 토너 화상 보어를 전사 닙 부분(전사 위치)으로 반송되는 시트(P) 상에 전사하는 전사 롤러(9), 감광체 드럼(1), 대전 롤러(4), 현상 디바이스(5), 클리닝 디바이스(2), 및 폐토너 반송 유닛(6)이 통합된 프로세스 카트리지(10), 및 용지 등의 시트(P)가 저장되는 시트 급송 디바이스(시트 카세트)(12)를 포함한다.
게다가, 프린터(100)는 감광체 드럼(1)과 전사 롤러(9)가 서로 접촉하는 전사 닙 부분을 향해 시트(P)를 반송하는 레지스트레이션 롤러(타이밍 롤러)(16), 시트(P) 상의 미정착 화상을 정착시키는 정착 디바이스, 정착 디바이스(20)에 장착된 정착 롤러(21), 정착 디바이스(20)에 장착된 가압 롤러(22), 및 분말 용기로서의 토너 용기(30)를 포함한다.
대전 롤러(4), 현상 디바이스(5), 클리닝 디바이스(2), 폐토너 반송 유닛(6) 등은 감광체 드럼(1) 주변에 배치된다. 이들 구성 요소[감광체 드럼(1), 대전 롤러(4), 현상 디바이스(5), 클리닝 디바이스(2), 및 폐토너 반송 유닛(6)]는 프로세스 카트리지(10)(착탈 가능한 부재, 착탈 가능한 디바이스, 또는 착탈 가능한 유닛)로서 통합되며, 화상 형성 장치(100)의 본체에 착탈 가능하게(교체 가능하게) 장착된다. 프로세스 카트리지(10)는 일정한 교체 사이클에서 새로운 것으로 교체된다.
더욱이, 분말 용기로서의 토너 용기(30)는 프로세스 카트리지(10)[현상 디바이스(5)]의 상부측에서 화상 형성 장치(100)의 본체에 착탈 가능하게(교체 가능하게) 장착된다. 토너 용기(30)[토너 저장부(31)] 내측에 분말로서의 토너(새로운 토너)가 저장된다. 토너는 토너 용기(30)로부터 현상 디바이스(5)의 내측으로 적절히 공급된다. 토너 용기(30)가 내부에 저장된 토너가 비게 되면[또는 현상 디바이스(5)가 내부에 저장된 토너가 비게 되면], 토너 용기(30)는 새로운 것으로 교체된다. 본 실시예에 따른 토너 용기(30)는 또한 새로운 토너가 저장된 토너 저장부(31)(분말 저장부)에 추가하여 분말로서 폐토너를 회수하는 폐토너 회수 유닛(32)(분말 회수 유닛)을 포함하고, 이것에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 화상 형성 장치(100)에서 화상을 형성하는 정상 동작에 관하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 먼저, 개인용 컴퓨터 등의 입력 장치가 화상 형성 장치(100)의 노광 유닛(7)에 화상 정보를 전송하면, 노광 유닛(7)은 화상 정보에 기초하여 노출 광(L)(레이저광)을 감광체 드럼(1)의 표면을 향해 방출한다.
한편, 감광체 드럼(1)은 화살표 방향(시계 방향)으로 회전한다. 감광체 드럼(1)의 표면은 대전 롤러(4)와 대향하는 위치에서 균일하게 대전된다(충전 프로세스). 따라서, 대전 전위[약 -900 볼트(V)]가 감광체 드럼(1) 상에 형성된다. 이어서, 감광체 드럼(1)의 대전된 표면은 노출 광(L)의 조사 위치에 도달한다. 노출 광(L)이 조사된 부분의 전위는 잠상 전위(latent image potential)[약 0 내지 -100 볼트(V)]에 도달하여, 정전 잠상(electrostatic latent image)이 감광체 드럼(1)의 표면 상에 형성된다(노광 프로세스).
이어서, 정전 잠상이 형성된 감광체 드럼(1)의 표면이 현상 디바이스(5)와 대향하는 위치에 도달한다. 현상 디바이스(5)는 감광체 드럼(1) 상에 토너를 공급하여, 감광체 드럼(1) 상의 잠상이 현상되고 토너 화상이 형성된다(현상 프로세스).
도 2에 도시된 바와 같이, 현상 디바이스(5)는 현상 롤러(5a), 2개의 현상 반송 나사(5b, 5c), 닥터 블레이드(5d) 등을 포함한다. 토너 및 캐리어로 형성된 현상제(2성분 현상제)가 현상 디바이스(5) 내에 저장된다. 또한, 토너는, 현상 디바이스(5) 내측의 현상제에서의 토너의 소비에 따라 토너 용기(30)[토너 저장부(31)]의 배출구(36)로부터 현상 디바이스(5)의 유입구(64)를 통해 현상 디바이스(5)의 내측으로 공급된다. 공급된 토너는 현상제와 함께 교반되면서 현상 반송 나사(5b, 5c)에 의해 길이 방향(도 2의 용지 시트에 대해 수직 방향)으로 주기적으로 반송된다. 이어서, 나사들 중 하나인 현상 반송 나사(5b)에 의해 반송된 현상제의 일부는 현상 롤러(5a)에 의해 퍼올려지고, 현상 롤러(5a)에 의해 퍼올려진 현상제의 양이 닥터 블레이드(5d)에 의해 최적화되어, 현상제는 감광체 드럼(1)과 대향하는 위치(현상 영역)에 도달한다. 현상 영역에서, 최적화된 양의 현상제 중의 토너가 감광체 드럼(1) 상의 정전 잠상에 부착되어, 감광체 드럼(1) 상에 토너 화상이 형성된다. 현상 롤러(5a) 및 2 개의 현상 반송 나사(5b, 5c)는 화상 형성 장치 본체에 장착된 구동 모터로부터 구동을 수신하여 도 2의 화살표 방향으로 회전 구동된다.
그 후에, 현상 프로세스를 받은 감광체 드럼(1)의 표면은 전사 롤러(9)에 의해 형성된 전사 닙 부분(전사 위치)에 도달한다. 전사 롤러(9)에 의해 형성된 전사 닙 부분에서, 전력 공급 유닛은 전사 롤러(9)에 전사 바이어스(토너의 극성에 반대인 극성을 갖는 바이어스)를 인가하여, 감광체 드럼(1) 상에 형성된 토너 화상이 레지스트레이션 롤러(16)에 의해 반송된 시트(P) 상에 전사된다(전사 프로세스).
이어서, 전사 프로세스를 받은 감광체 드럼(1)의 표면은 클리닝 디바이스(2)와 대향하는 위치에 도달한다. 이 위치에서, 감광체 드럼(1) 상에 남아있는 미전사 토너는 클리닝 블레이드(2a)에 의해 기계적으로 제거되어 클리닝 디바이스(2) 내에 회수된다(클리닝 프로세스).
따라서, 감광체 드럼(1) 상의 일련의 화상 형성 프로세스가 완료된다.
클리닝 디바이스(2) 내에 회수된 미전사 토너는 클리닝 디바이스(2) 내에 장착된 회수 나사(2b)에 의해 폭방향(회전축 방향)의 일단측으로 반송되고, 폐토너 반송 유닛(6)[이 유닛 내에 폐토너 반송 코일(6a)이 장착됨]에 의해 도 2의 비스듬한 상부 우측으로 반송되어, 폐토너 반송 유닛(6)의 유출구(74)로부터 토너 용기(30)의 회수구(37)를 통해 토너 용기[폐토너 회수 유닛(32)] 내에 폐토너로서 회수된다.
새로운 토너 용기(30)에서, 토너 저장부(31)가 새로운 토너로 채워지고 폐토너 회수 유닛(32)은 비어 있게 된다.
한편, 감광체 드럼(1)과 전사 롤러(9) 사이의 전사 닙 부분(전사 위치)으로 반송된 시트(P)는 아래에서 설명되는 바와 같이 취급된다.
우선, 시트 급송 디바이스(12) 내에 저장된 시트(P) 중의 최상부 시트는 급지 롤러(15)에 의해 반송 경로를 향해 급송된다.
이어서, 시트(P)는 레지스트레이션 롤러(16)의 위치에 도달한다. 레지스트레이션 롤러(16)의 위치에 도달한 시트(P)는 감광체 드럼(1) 상에 형성된 화상에 대한 위치 정렬을 위한 동기화된 타이밍에 전사 닙 부분[전사 롤러(9)와 감광체 드럼(1)의 접촉 위치)을 향해 반송된다.
전사 프로세스를 받은 시트(P)는 전사 닙 부분[전사 롤러(9)]의 위치를 통과하고, 반송 경로를 통해 정착 디바이스(20)에 도달한다. 정착 디바이스(20)에 도달한 시트(P)는 정착 롤러(21)와 가압 롤러(22) 사이에 급송되고, 정착 롤러(21)로부터 가해진 열 및 정착 롤러(21)와 가압 롤러(22) 양자로부터 가해진 압력으로 인해 화상이 정착된다. 정착된 화상을 갖는 시트(P)는 정착 롤러(21)와 가압 롤러(22) 사이의 닙(정착 닙 부분)으로부터 출력되고, 화상 형성 장치(100)의 본체로부터 배출되어, 배출 트레이 상에 배치된다.
따라서, 일련의 화상 형성 프로세스가 완료된다.
본 실시예에 따른 화상 형성 장치(100)는 도 3a에 도시된 바와 같이 복수의 외부 커버로 덮여 있다. 더욱이, 도 3b에 도시된 바와 같이, 전방측의 외부 커버의 일부는 회전 가능한 방식으로 배치된 개폐 커버(90)로서 구성된다.
구체적으로, 개폐 커버(90)는 스핀들(90a)(회전 중심축)을 중심으로 회전 가능하도록 화상 형성 장치(100)의 본체에 의해 유지된다. 개폐 커버(90)는 스핀들(90a)을 중심으로 도 1의 반시계 방향으로 회전함으로써 폐쇄 상태(도 1 및 도 3a에 도시된 상태)로 시프트되고, 스핀들(90a)을 중심으로 도 1의 시계 방향으로 회전시킴으로써 개방 상태[(도 3b)에 도시된 상태]로 시프트된다.
본 실시예에서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 토너 용기(30)(분말 용기)는 노출되도록 구성되어 개폐 커버(90)가 개방 상태에 있는 동안에 토너 용기(30)가 화상 형성 장치(100)의 본체에 부착되고 본체로부터 분리될 수 있다. 개폐 커버(90)가 개방되어 있는 동안, 토너 용기(30)(도 7에 도시된 상태에서)만이 새로운 것으로 교체되거나, 또는 토너 용기(30)와 프로세스 카트리지(10)(도 4에 도시된 상태에서)가 동시에 새로운 것으로 교체된다.
더욱이,도 1에 도시된 바와 같이, 개폐 커버(90)가 폐쇄되어 있는 동안에, 도 1을 참조하여 전술한 화상 형성 프로세스(인쇄 작업)가 수행된다.
본 실시예의 토너 용기(30)(분말 용기)의 특징적인 구성 및 동작에 관하여 이하에서 상세히 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 분말 용기로서의 토너 용기(30)는 프로세스 카트리지(10)에 착탈 가능하게 장착되도록 구성된다. 특히, 본 실시예에서, 토너 용기(30)는, 프로세스 카트리지(10)가 화상 형성 장치(100)에 부착된 상태 및 프로세스 카트리지(10)가 화상 형성 장치(110)로부터 분리된 상태 모두에서 프로세스 카트리지(10)에 부착되고 프로세스 카트리지(10)로부터 분리될 수 있다.
예를 들어, 도 3을 참조하여 전술한 바와 같이, 본 실시예에서, 토너 용기(30)는 프로세스 카트리지(10)가 부착된 화상 형성 장치(100)의 본체에 착탈 가능하게 장착된다. 따라서, 바꿔 말해서, 분말 용기로서의 토너 용기(30)는 화상 형성 장치(100)의 본체에 간접적으로 착탈 가능한 방식으로 장착된다.
본 실시예의 토너 용기(30)는 화상 형성 장치(100)의 본체에 간접적으로 착탈 가능한 방식으로 장착되도록 구성되지만, 토너 용기(30)는 화상 형성 장치(100)의 본체에 직접적으로 착탈 가능한 방식으로 장착되도록 구성될 수 있다.
더욱이, 프로세스 카트리지(10)는 화상 형성 장치(100)의 본체에 분리 가능하게 부착되는 착탈 가능한 부재이다. 그러나, 현상 디바이스가 착탈 가능한 부재로서 기능할 수 있거나 또는 다른 디바이스가 착탈 가능한 부재로서 기능할 수 있다. 또한, 토너 용기(30)(분말 용기)는 프로세스 카트리지 이외의 착탈 가능한 부재에 착탈 가능하게 장착되도록 구성될 수 있다.
도 4 내지 도 7을 참조하여 보충 설명이 아래에서 제공될 것이다. 프로세스 카트리지(10)에 부착된 토너 용기(30)는 도 4에 도시된 바와 같이 단일의 착탈 가능한 유닛[토너 용기(30) 및 프로세스 카트리지(10)]으로서 화상 형성 장치(100)의 본체에 착탈 가능하게 장착된다. 더욱이, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 토너 용기(30)를 예정된 방향(도 6의 화이트 화살표 방향)으로 이동시킴으로써 토너 용기(30)를 프로세스 카트리지(10)에 부착할 수 있고, 토너 용기(30)를 반대 방향으로 이동시킴으로써 프로세스 카트리지(10)로부터 토너 용기(30)를 분리시킬 수 있다. 토너 용기(30)는 도 7에 도시된 바와 같이 별개의 상태에서도 분배된다. 유사하게, 프로세스 카트리지(10)는 별개의 상태에서도 분배된다.
토너 용기(30)가 프로세스 카트리지(10)[또는 화상 형성 장치(100)의 본체]에 부착되거나 분리될 때에, 사용자와 같은 작업자는 토너 용기(30)의 작동 방향의 전방측에 배치된 핸들(38; 도 2 내지 도 6 참조)을 잡고 토너 용기(30)를 당기거나 민다. 핸들(38)은 절첩 가능한 유형으로 제공되어, 핸들(38)이 기립 상태(도 4 내지 도 6에 도시된 상태)에 있는 동안에 토너 용기(30)가 화상 형성 장치(100)의 본체에 부착되더라도, 핸들(38)은, 개폐 커버(90)를 개방 상태로부터 폐쇄 상태로 시프트시키는 작동과 연동하여 토너 용기(30)의 외측부에 일치하도록 개폐 커버(90)에 의해 가압되어 수용된다.
한편, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 가이드(51) 및 복수의 포지셔너(49, 50)가 토너 용기(30)에 배치되고, 복수의 가이드 거터(77, 79) 및 가이드 수납부(78)가 프로세스 카트리지(10)에 배치되며, 프로세스 카트리지(10)에 대한 토너 용기(30)의 부착/분리 및 위치 결정은 이들 구성요소가 서로 끼워 맞춤되어 있는 동안에 수행된다.
구체적으로, 토너 용기(30)의 폭방향(+Y 방향)의 일단측에 돌출 방식으로 배치된 2개의 포지셔너(49, 50)[위치 결정 돌출부(49, 50)]가 각각 프로세스 카트리지(10)의 폭방향의 일단측에 배치된 가이드 수납부(78) 및 가이드 거터(79)로 안내되고, 토너 용기(30)의 폭방향(-Y 방향)의 타단측에 배치된 가이드(51)(+X 방향에서 상방으로 경사진 대략 직사각형 형상으로 형성된 돌출부)가 프로세스 카트리지(10)의 폭방향의 타단측에 배치된 가이드 거터(77)로 안내되는 동안에, 토너 용기(30)는 프로세스 카트리지(10)에 부착된다. 포지셔너(49, 50)가 가이드 수납부(78) 및 가이드 거터(79)의 말단부에 끼워지고 가이드(51)가 가이드 거터(77)의 말단부에 끼워지는 위치에서, 프로세스 카트리지(10)에서의 토너 용기(30)의 위치가 결정된다.
한편, 포지셔너(49)(제1 포지셔너)는, 화상 형성 장치로부터 토너를 교반하는 교반 부재(33; 후술됨)로 구동력을 입력하는, 교반 부재를 위한 구동 입력 유닛(커플링)의 외주를 둘러싸도록 기립 방식으로 배치된 돌출부이다. 더욱이, 포지셔너(50)(제2 포지셔너)는, 후술되는 피구동 유닛의 역할을 하는 커플링 기어(60)의 외주를 둘러싸도록 기립 방식으로 배치된 돌출부이다. 전술한 바와 같이 포지셔너(49, 50)의 근방(내측)에 화상 형성 장치로부터의 구동을 받는 입력 유닛을 배치함으로써, 구동을 보다 신뢰성 있게 입력할 수 있게 된다.
토너 용기(30)(분말 용기)는 배출구(36), 회수구(37), 제1 셔터(40), 제2 셔터(41) 등을 포함한다.
예를 들어, 도 2, 도 7 및 도 9를 참조하면, 토너 용기(30)의 배출구(36)는 토너를 토너 용기(30)[토너 저장부(31)] 내에 저장된 분말로서 현상 디바이스(5)로 배출하기 위한 개구이다. 배출구(36)는, 토너 용기(30)가 프로세스 카트리지(10)에 세팅될 때에, 현상 장치(5)의 유입구(64)[제2 현상 반송 나사(5c) 위에 배치된 개구]와 연통한다.
예를 들어, 도 2, 도 8, 도 10 및 도 15를 참조하면, 토너 용기(30)의 회수구(37)는 토너 용기(30) 외측으로부터의 분말로서 폐토너(미전사 토너)를 받아들이고 회수하기 위한 개구이다. 회수구(37)는, 토너 용기(30)가 프로세스 카트리지(10)에 세팅될 때에, 폐토너 반송 유닛(6)의 유출구[폐토너 반송 유닛(6)의 하류측 단부의 바닥면에 배치된 개구; 도 12 및 도 13 참조]와 연통한다.
예를 들어, 도 2, 도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 토너 용기(30)에서, 배출구(36)로부터 배출될 토너(분말)를 저장하기 위한 분말 저장부의 역할을 하는 토너 저장부(31)와, 회수구(37)로부터 받아들인 폐토너(분말)를 회수하는 폐토너 회수 유닛의 역할을 하는 폐토너 회수 유닛(32)은 벽에 의해 분리되어 있다.
더욱이, 토너 저장부(31)(분말 저장부)에는, 도 2에서 시계 방향으로 회전하도록 구동되는 보충 나사(34)와, 도 2에서 반시계 방향으로 회전하도록 구동되는 교반 부재(33) 등이 장착된다.
보충 나사(34)는, 보충 나사(34)의 구동 타이밍 및 회전 시간을 제어하면서, 토너 저장부(31) 내에 저장된 목표량의 토너를 배출구(36)를 통해 배출한다.
교반 부재(33)는 예정된 방향으로 회전하고 토너 저장부(31) 내에 저장된 토너를 교반하여 토너 응집을 방지한다. 교반 부재(33)는 회전축 방향으로 중앙에 대해 회전 방향으로 180도 만큼 벗어나도록 회전 샤프트 부분 상에 배치된 2개의 블레이드부를 포함한다. 교반 부재(33)의 축방향 양단부는 베어링을 통해 토너 용기(30)의 케이싱에 회전 가능하게 지지된다.
도 2에서 반시계 방향으로 회전하도록 구동되는 반송 나사(63)(폐토너 반송 나사)는 폐토너 회수 유닛(32)(분말 회수 유닛)에 배치된다. 반송 나사(63)는 그 최하단이 토너 용기(30)의 삽입 방향에서 상류측을 향해 상방으로 이동하도록 회전한다. 반송 나사(63)는 회수구(37)로부터 흘러나온 폐토너가 회수구(37) 근방에 축적되지 않고 폐토너 회수 유닛(32)에 균일하게 회수되도록 폐토너를 반송한다.
폐토너 회수 유닛(32)(분말 회수 유닛)은 제1 회전 샤프트의 역할을 하는 반송 나사(63)를 회전시키는 피구동 유닛(구동 입력 유닛)의 역할을 하는 커플링 기어(60)를 포함하고, 나중에 상세히 설명되는, 피구동 유닛의 구동력을 사용하여 프로세스 카트리지(10)에 장착된 폐토너 반송 유닛(6)[폐토너 반송 코일(6a)]에 구동을 전달하는 구동 기어(구동 출력 유닛)을 포함한다.
본 실시예에서, 토너 용기(30)가 프로세스 카트리지(10)[또는 화상 형성 장치(100)의 본체]에 부착된 상태에서 작업자가 레버(39)를 회전시키면, 제1 셔터(40)[배출구(36)]의 개폐 작동과 제2 셔터(41)[회수구(37)]의 개폐 작동은 동일한 타이밍에 수행되고, 프로세스 카트리지(10)의 유입구(64) 및 유출구(74)의 개폐 작동들이 또한 동일한 타이밍에 수행된다.
토너 용기(30)가 화상 형성 장치(100)의 본체에 부착된 상태에서 개폐 커버(90)가 개방될 때에, 레버(39)는 도 3b에 도시된 바와 같이 외측에 대해 노출되도록(작업자에 의해 작동 가능하도록) 배치된다.
구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 토너 용기(30)에는 레버(39)의 회전 작동과 연동하여 회전하는 회전부(43)가 배치된다. 회전부(43)에는, 프로세스 카트리지(10) 상에 배치된 맞물림부와 맞물리는 토너 용기 맞물림부(43a)가 배치된다. 토너 용기 맞물림부(43a)는 원의 일부가 누락되도록 성형된다(대략 원호 형상으로 형성된다). 토너 용기(30)가 프로세스 카트리지(10)에 부착될 때에, 프로세스 카트리지(10)의 맞물림부는 토너 용기 맞물림부(43a)에 삽입된다. 프로세스 카트리지(10)의 맞물림부가 삽입된 상태에서 레버(39)가 회전하면, 회전부(43)가 회전하여 프로세스 카트리지(10)의 맞물림부와 맞물린 상태가 얻어진다. 따라서, 프로세스 카트리지(10)와 토너 용기(30)의 맞물림이 완료되고, 토너 용기(30)가 프로세스 카트리지(10)로부터 취출되는 취출 방향으로 토너 용기(30)가 이동하는 것이 방지된다.
또한, 프로세스 카트리지(10)의 맞물림부는 회전부(43)의 회전에 따라 회전한다. 따라서, 프로세스 카트리지(10)의 맞물림부에 연결된 셔터 개폐 메커니즘은, 토너 용기(30)의 제2 셔터(41)가 개방되는 방향에 연계된 방식으로 이동하고, 이에 따라 회수구(37)가 개방된다.
이와 달리, 토너 용기(30)가 프로세스 카트리지(10)로부터 분리될 때에, 회전부(43)는 레버(39)의 반대 방향 회전 작동과 함께 반대 방향으로 회전하여, 제2 셔터(41) [회수구(37)]가 폐쇄되고 토너 용기 맞물림부(43a)와 프로세스 카트리지(10)의 맞물림부의 맞물림이 해제된다.
전술한 바와 같이, 회전부(43)는 토너 용기(30)와 프로세스 카트리지(10)를 맞물리기 위한 맞물림부로서 기능을 갖는다.
레버(39)가 하강 위치(도 8에 도시된 상태)에 있는 동안에 토너 용기(30)가 화상 형성 장치(100)의 본체에 부착되더라도, 레버(39)는 개폐 커버(90)를 개방 위치로부터 폐쇄하는 작동과 연동하여 개폐 커버(90)(도 3b 참조)의 가압 부재(91)에 의해 가압되므로, 제1 셔터(40)에 의해 배출구(36)를 개방시키는 작동[및 유입구(64)를 개방시키는 작동]과 제2 셔터(41)에 의해 회수구(37)를 개방시키는 작동[및 유출구(74)를 개방시키는 작동]은 동시에 수행된다. 따라서, 세팅 불량을 방지할 수 있다.
또한, 가압 부재(91)는 기립 상태(도 3b에 도시된 상태)로 개폐 커버(90)에 고정되지 않고 기울임 가능한 유형으로 배치되어, 기립 상태와 쓰러진 상태가 한쪽에서 다른 쪽으로 전환될 수 있다. 가압 부재(91)는 공장에서 출하될 때에 쓰러진 상태에 있다. 가압 부재(91)가 쓰러진 상태에 있을 때에, 개폐 커버(90)가 폐쇄 상태에 있더라도, (도 8에 도시된 쓰러진 상태의) 레버(39)는 가압 부재(91)에 의해 가압되지 않으므로 배출구(36) 및 회수구(37)는 폐쇄 상태로 유지된다. 화상 형성 장치(100)는 배출구(36) 및 회수구(37)가 전술한 바와 같이 셔터(40, 41)에 의해 폐쇄된 상태에서 토너 용기(30)가 부착되어 있는 방식으로 공장으로부터 출하된다. 따라서, 화상 형성 장치 본체(100)의 본체와 토너 용기(30)가 별개로 포장되어 공장으로부터 출하되는 상황과 비교하여 시간과 노력을 줄일 수 있고, 또한 운송 중에 진동 등으로 인해 화상 형성 장치(100)의 본체에 부착된 토너 용기(30)로부터 토너가 누출되는 것과 같은 결함을 방지할 수 있다.
사용자 위치 등에 도달했을 때에, 사용자(또는 서비스업자)는 가압 부재(91)를 쓰러진 상태로부터 기립 상태로 회전시키는 작동을 수행한다. 이 작동은 개폐 커버(90)가 개방된 상태[셔터(40, 41)는 폐쇄 상태로 유지됨]에서 수행된다. 가압 부재(91)가 기립한 후에, 단지 개폐 커버(90)를 폐쇄하는 것에 의해 셔터(40, 41)가 개방되고, 토너가 토너 용기(30)로부터 비어있는 현상 디바이스(5)로 공급됨으로써, 현상 디바이스(5)는 사용 준비 상태가 된다.
도 11(및 도 12 내지 도 15)을 참조하면, 본 실시예에 따른 토너 용기(30)(분말 용기)의 폐토너 회수 유닛(32)(분말 회수 유닛)은 회수구(37), 피구동 유닛으로서의 커플링 기어(60), 입력 유닛 기어(61), 제1 회전 샤프트로서의 반송 나사(63), 제1 기어(62), 제2 기어(65), 제2 회전 샤프트(67), 구동 기어(66) 등이다.
회수구(37)는, 전술한 바와 같이, 외측으로부터 폐토너(분말)를 받아들이고 회수하도록 폐토너 회수 유닛(32)에 배치된 개구이다.
피구동 유닛으로서의 커플링 기어(60)는 토너 용기(30)(분말 용기)의 폭방향의 일단측(도 11에서 우측)에 배치되고 외측으로부터 전달되는 구동을 받는다.
구체적으로는, 커플링 기어(60)는 서로 일체화된 커플링부와 기어부를 포함하고, 토너 용기(30)의 폭방향[반송 나사(63)의 회전축 방향에 대응하는 방향, 즉 도 11의 수평 방향]의 일단측의 측면에 기립해 있는 스터드 상에 회전 가능하게 장착된다. 토너 용기(30)가 장착되어 있는 프로세스 카트리지(10)가 화상 형성 장치(100)의 본체에 부착될 때에, 커플링 기어(60)의 커플링부는 부착 작동과 연동하여 화상 형성 장치(100)의 본체에 배치된 구동 커플링에 끼워진다. 화상 형성 장치(100)의 본체에 장착된 구동 모터가 구동되고 구동 커플링이 예정된 방향으로 회전하면, 구동이 커플링 기어(60)에 전달되어 커플링 기어(60)가 예정된 방향으로 회전 구동된다 . 이 방식으로, 피구동 유닛으로서의 커플링 기어(60)가 구동 입력 유닛으로서 기능한다.
제1 회전 샤프트로서의 반송 나사(63)는 커플링 기어(60)(피구동 유닛)에 전달된 구동을 사용하여 예정된 방향으로 회전된다.
구체적으로, 반송 나사(63)는 나사부가 샤프트 상에 나선형으로 권취된 나사 부재이며, 폐토너 회수 유닛(32)의 폭방향으로 거의 전체 길이에 걸쳐 연장되도록 배치된다. 반송 나사(63)는 베어링을 통해 토너 용기(30)의 케이싱에 회전 가능하게 유지된다. 반송 나사(63)는 회수구(37)로부터 흘러나온 폐토너가 회수구(37) 근방에 축적되지 않고 폐토너 회수 유닛(32)에 균일하게 회수되도록 폐토너를 반송한다. 본 실시예에서, 반송 나사(63)의 나사 부분은, 폐토너 회수 유닛(32)에 의해 회수된 폐토너의 균형을 잡기 위해 회수구(37)로부터 멀리 있는 반송 방향의 하류측에 배치되지 않는다.
또한, 반송 나사(63)(제1 회전 샤프트)의 폭방향의 일단측에, 커플링 기어(60)의 기어부와 맞물리는 입력 유닛 기어(61)가 배치된다. 커플링 기어(60)에 입력된 구동력이 입력 유닛 기어(61)를 통해 반송 나사(63)로 전달되어, 반송 나사(63)는 입력 유닛 기어(61)와 함께 예정된 방향으로 회전함으로써 폐토너를 반송한다.
제1 기어(62)는 토너 용기(30)의 폭방향의 타단측(도 11의 좌측)에 배치되고, 반송 나사(63)(제1 회전 샤프트) 및 입력 유닛 기어(61)와 함께 회전한다. 즉, 반송 나사(63)에서, 입력 유닛 기어(61)가 폭방향의 일단측에 배치되고, 제1 기어(62)는 폭방향의 타단측에 배치된다. 커플링 기어(60)와 입력 유닛 기어(61) 사이에 아이들러 기어를 제공하는 것이 가능할 수 있다.
제2 회전 샤프트(67)는 토너 용기(30)의 폭방향의 타단측에 배치된다. 제2 회전 샤프트(67)는 제1 기어(62)로부터 구동이 전달되는 제2 기어(65)를 구비하여, 제2 기어(65)와 함께 회전된다. 즉, 제2 회전 샤프트(67)는 폭방향의 타단측에서 제1 기어(62)와 맞물리는 제2 기어(65)를 구비하여, 제2 기어(65)와 함께 회전된다.
또한, 구동 기어(66)는 폭방향의 중앙부측의 제2 기어(65)로부터 떨어진 위치에서 제2 회전 샤프트(67) 상에 배치된다. 구동 기어(66)는 제2 기어(65)와 토너 용기(30)의 폭방향의 중앙부 사이의 위치에서 제2 회전 샤프트(67) 상에 배치되고 제2 회전 샤프트(67)와 함께 회전하여 외측으로 구동을 전달한다. 구동 기어(66)는 폭방향에서의 위치가 회수구(37)와 커플링 기어(60)(피구동 유닛) 사이에 위치되도록 배치된다. 구체적으로, 제2 회전 샤프트(67)는 반송 나사(63)와 달리 폭방향의 타단측으로부터 폭방향의 일단측으로 연장되지 않고, 반송 나사(63)보다 짧은 범위에서 폭방향의 타단측으로부터 폭방향의 중앙부로 연장된다. 보다 구체적으로, 제2 회전 샤프트(67)는 토너 용기(30)의 폭방향의 중앙부에 대해 타단측에서 종결(단부가 배치)되도록 배치된다. 또한, 토너 용기(30)의 케이싱의 일부는 전술한 바와 같이 베어링을 통해 제2 회전 샤프트(67)를 회전 가능하게 유지하도록 오목한 형상으로 형성된다. 제2 회전 샤프트(67)에서, 제2 기어(65)가 폭방향의 타단측에 배치되고, 구동 기어(66)는 폭방향의 일단측에서 폭방향의 중앙부에 배치된다. 커플링 기어(60)에 입력된 구동력은 입력 유닛 기어(61), 반송 나사(63), 제1 기어(62), 제2 기어(65), 및 제2 회전 샤프트(67)을 통해 구동 기어(66)에 전달되어, 구동 기어(66)가 예정된 방향으로 회전된다. 구동 기어(66)는 회수구(37)와 배출구(36) 사이에 배치된다.
제1 기어(62)와 제2 기어(65) 사이에 아이들러 기어를 제공하는 것이 가능할 수 있다.
구동 기어(66)는 제2 회전 샤프트(67) 및 제2 기어(65)와 함께 회전하여 외측으로 구동을 전달한다.
구체적으로, 구동 기어(66)는 커플링 기어(60), 반송 나사(63), 제2 회전 샤프트(67), 및 복수의 기어(61, 62, 65)와 함께 폐토너 회수 유닛(32)에 배치되고, 프로세스 카트리지(10)에 장착된 클리닝 디바이스(2)에 저장된 미전사 토너를 회수구(37)를 향해 반송하는 반송 부재의 역할을 하는 반송 코일(6a)을 구동시킨다. 이 방식으로, 구동 기어(66)는 외측으로부터 커플링 기어(60)에 입력된 구동력을 사용하여 외부 제공된 폐토너 반송 코일(6a)에 구동력을 전달하는 구동 출력 유닛으로서 기능한다.
보다 구체적으로, 도 11을 참조하면, 프로세스 카트리지(10)의 감광체 드럼(1)의 폭방향의 일단측에 기어부를 포함하는 피구동 커플링(80)이 배치된다. 프로세스 카트리지(10)가 화상 형성 장치(100)의 본체에 부착될 때에, 피구동 커플링(80)은 부착 작동과 연동하여 화상 형성 장치(100)의 본체에 배치된 구동 커플링에 끼워진다. 화상 형성 장치(100)의 본체에 장착된 구동 모터가 구동되고 구동 커플링이 예정된 방향으로 회전하면, 구동이 피구동 커플링(80)으로 전달되어, 피구동 커플링(80)이 예정된 방향으로(도 1의 시계 방향으로) 회전 구동된다.
한편, 감광체 드럼(1)의 피구동 커플링(80)의 기어부와 맞물리는 기어(81)가 클리닝 디바이스(2)의 내측에 배치된 회수 나사(2b)의 폭방향의 일단측에 배치된다. 회수 나사(2b)는 전술한 바와 같이 감광체 드럼(1)의 회전 구동과 함께 예정된 방향으로 회전하므로, 클리닝 디바이스(2)에 의해 회수된 미전사 토너는 점선 화살표의 방향으로 폭방향의 일단측으로부터 폭방향의 타단측으로 반송된다. 회수 나사(2b)에 의해 폭방향의 타단측으로 반송된 미전사 토너는 폐토너 반송 유닛(6)으로 반송되고, 폐토너 반송 유닛(6)에 배치된 폐토너 반송 코일(6a)(반송 부재)에 의해 유출구(74)의 위치로 반송되며, 회수구(37)를 통해 폐토너 회수 유닛(32)[토너 용기(30)] 내에 폐토너로서 회수된다.
전술한 바와 같이, 프로세스 카트리지(10)의 클리닝 디바이스(2)에 의해 회수된 미전사 토너(폐토너)는 도 11의 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 이동하고, 최종적으로 회수구(37)를 통해 폐토너 회수 유닛(32)[토너 용기(30)] 내에 회수된다.
폐토너 회수 유닛(32)의 구동 기어(66)와 맞물리는 피구동 기어(75)는 폐토너 반송 코일(6a)(반송 부재)의 일단측[유출구(74)측의 단부 또는 폐토너의 반송 방향에서 하류측]에 배치된다. 피구동 기어(75)는 프로세스 카트리지(10)에 대한 토너 용기(30)의 부착 작동과 연동하여 구동 기어(66)와 맞물린다. 전술한 바와 같이, 폐토너 회수 유닛(32)의 구동 기어(66)로부터 피구동 기어(75)로 구동이 전달되고 폐토너 반송 코일(6a)(반송 부재)이 예정된 방향으로 회전하면, 폐토너 반송 유닛(6) 내의 폐토너(미전사 토너)가 유출구(74)의 위치를 향해 반송된다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 폐토너 반송 유닛(6)은 폐토너를 클리닝 디바이스(2)의 결합부로부터 비스듬한 상부측으로 반송한 다음, 폐토너를 대략 수평 방향으로 폭방향의 타단측으로부터 폭방향의 중앙부로 반송하고, 즉 폐토너 반송 유닛(6)은 만곡된 반송부를 포함한다. 폐토너 반송 코일(6a)은 유연하게 벤딩될 수 있으므로, 폐토너 반송 코일(6a)이 전술한 바와 같이 만곡된 반송부를 갖는 폐토너 반송 유닛(6)의 내측에 장착되더라도, 폐토너를 바람직한 방식으로 반송할 수 있다 .
피구동 기어(75)는 폐토너의 유동 방향으로 유출구(74)를 지나간 위치에서 폐토너 반송 코일(6a)의 말단부에 배치된다. 바꿔 말하면, 피구동 기어(75)는 폐토너 반송 경로의 말단부에 배치된다. 이러한 배열로, 폐토너의 반송이 방해되지 않는 위치에서 구동 기어(66)로부터 구동을 받는 것이 가능하게 된다. 더욱이, 공간을 효과적으로 사용할 수 있다.
또한, 구동 기어(66)의 회전 샤프트[제2 회전 샤프트(67)]는 피구동 기어(75)의 회전 샤프트 아래에 위치된다. 구동 기어(66)의 회전 방향은 피구동 기어(75)를 들어올리는 방향[최하점이 피구동 기어(75)를 향해 위로 이동하는 방향, 즉 최하점이 토너 용기(30)의 삽입 방향으로 하류측을 향해 이동하는 방향]이다. 이러한 구성에 의해, 토너 용기(30)는 하방으로 가압되고 프로세스 카트리지(10)에 대한 토너 용기(30)의 자세가 안정화된다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에서, 폐토너 회수 코일(6a)은, 폐토너 반송 코일(6a)의 구동원을 별개로 제공하는 대신에 또는 클리닝 디바이스(2)의 결합부에서 회수 나사(2b)에 의한 구동 전달에 의해 폐토너 반송 코일(6a)을 구동하는 대신에, 폭방향으로 중앙부의 위치에서 폐토너 회수 유닛(32)의 구동 기어(66)로부터의 구동 전달에 의해 구동된다.
바꿔 말하면, 본 실시예에 따른 토너 용기(30)(분말 용기)는, 일단측에 배치된 피구동 유닛[커플링 기어(60)], 일단측과 타단측 사이에 배치된 구동 기어(66), 피구동 유닛에 입력된 구동력을 타단측에 전달하는 제1 전달 유닛, 및 제1 전달 유닛에 전달된 구동력을 구동 기어(66)로 전달하는 제2 전달 유닛을 포함한다.
따라서, 폐토너 반송 코일(6a)의 구동 메커니즘의 구성을 비교적 간단하게 할 수 있고, 폐토너 반송 코일(6a)의 구동 메커니즘으로 인한 프로세스 카트리지(10)의 크기 증가와 같은 결함을 감소시킬 수 있다 .
또한, 본 실시예에 따른 토너 용기(30)(분말 용기)는, 내부 회수된 폐토너를 반송하는 반송 나사(63)를 구동하기 위한 피구동 유닛(구동 입력 유닛)의 역할을 하고 폭방향의 일단측에 배치되는 커플링 기어(60)를 포함하고, 커플링 기어(60)의 구동력을 사용함으로써 외부 제공된 폐토너 반송 유닛(6)[폐토너 반송 코일(6a)]에 구동을 전달하는 구동 기어(66)(구동 출력 유닛)을 포함한다. 이와 관련하여, 구동 기어(66)는 폭방향의 타단측에 배치되는 대신에 폭방향의 중앙부에 배치된다. 따라서, 폭방향에서 토너 용기(30)의 크기 증가와 같은 결함을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 폐토너 회수 유닛(32)을 포함하는 토너 용기(30)는 프로세스 카트리지(10)에 착탈 가능하게 장착되도록 구성된다. 이와 관련하여, 토너 용기(30)가 부착된 프로세스 카트리지(10)가 단일의 착탈 가능한 유닛으로서 취급되더라도, 전체 크기가 감소된다.
본 실시예에서, 예를 들어 도 15에 도시된 바와 같이, 회수구(37)는 반송 나사(63)(제1 회전 샤프트) 위에 배치된다. 구체적으로, 회수구(37)는 반송 나사(63)의 나사 부분 바로 위에 배치된다.
이러한 배열로, 회수구(37)로부터 흘러나온 폐토너는 중력에 의해 떨어지고 회전하는 반송 나사(63)에 부딪쳐 폐토너가 느슨해진다. 따라서, 폐토너 회수 유닛(32)에서 폐토너의 회수 효율이 향상된다.
한편, 회수구(37)는 프로세스 카트리지(10)의 유출구(74)와 연통하는 개구부이다. 정사각형 막대 형태의 회수 경로는 회수구(37)로부터 토너 용기(30)를 향해 연장된다. 토너 용기(30)측의 회수 경로의 개구(회수 경로 개구)는 반송 나사(63)(제1 회전 샤프트) 위에서 개방된다. 회수구(37)로부터 흘러나온 폐토너는 회수 경로를 통해 반송 나사(63) 상에 떨어진다. 바꿔 말하면, 회수 경로는 폐토너가 반송 나사(63) 상에 떨어지는 위치에 배치된다.
또한, 본 실시예에서, 예를 들어 도 11 및 도 15에 도시된 바와 같이, 회수구(37)는 폭방향의 위치가 제2 기어(65)와 구동 기어(66) 사이에 위치되도록 배치된다.
따라서, 제2 기어(65)와 구동 기어(66) 사이의 공간을 효과적으로 사용하여 회수구(37)를 배치할 수 있어, 토너 용기(30) 전체가 콤팩트하게 될 수 있다.
더욱이, 도 11을 참조하면, 회수구(37)는 일단측에서 제2 기어(65)의 기어이의 단부와 타단측에서 회수구(37)의 에지 사이의 거리(B)가 일단측에서 구동 기어(66)의 기어이의 단부와 일단측에서 회수구(37)의 에지 사이의 거리(A)보다 짧도록(A>B) 배치된다. 이 구성에 의해, 폐토너를 효율적으로 반송할 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 예를 들어 도 14에 도시된 바와 같이, 제2 회전 샤프트(67)의 회전 중심은 반송 나사(63)(제1 회전 샤프트)의 회전 중심의 상부측에 위치된다.
따라서, 회수 나사(63)의 상부측에 회수구(37)를 용이하게 배치할 수 있어, 전술한 효과[폐토너 회수 유닛(32)에서 폐토너의 회수 효율을 향상시키는 효과 및 토너 용기(30)를 콤팩트하게 하는 효과]가 보다 용이하게 얻어질 수 있다.
더욱이, 본 실시예에서, 예를 들어 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 회전 샤프트(67)의 회전 중심은 피구동 기어(75)[프로세스 카트리지(10)에 배치되어 구동 기어(66)와 맞물리는 피구동 기어]의 회전 중심의 하부측에 위치된다.
따라서, 토너 용기(30)의 위치는 구동 입력 유닛의 역할을 하는 커플링 기어(60)에 작용하는 외력 및 구동 출력 유닛의 역할을 하는 구동 기어(66)에 작용하는 힘[피구동 기어(75)로부터 가해진 반작용력]에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 예를 들어 도 6에 도시된 바와 같이, 구동 기어(66)는 (분리된 상태에서) 토너 용기(30)의 외측에 노출되도록 배치된다. 더욱이, 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이, 피구동 기어(75)는 (분리된 상태에서) 프로세스 카트리지(10)의 외측에 노출되도록 배치된다. 따라서, 프로세스 카트리지(10)에 대한 토너 용기(30)의 부착/분리 작동과 연동하여 프로세스 카트리지(10)의 피구동 기어(75) 및 토너 용기(30)의 구동 기어(66)를 맞물림 및 맞물림 해제할 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 가이드 돌출부(69)가 토너 용기(30)의 측면 상에 배치되어 토너 용기(30)의 타단측을 향해 돌출한다. 가이드 돌출부(69)는 토너 용기(30)가 프로세스 카트리지(10)에 부착될 때에 프로세스 카트리지(10) 상에 배치된 슬라이딩부 상에서 슬라이딩함으로써 토너 용기(30)를 안내한다.
더욱이, 본 실시예에서, 예를 들어 도 6 및 도 8을 참조하면, 프로세스 카트리지(10)에 대한 토너 용기(30)의 부착 시에 가이드 거터(77)(도 5 참조)를 따라 안내되는 가이드(51)(삽입 돌출부)는 폭방향의 타단측[제2 기어(65), 구동 기어(66), 및 제2 회전 샤프트(67)가 배치되는 측]에 배치된다.
따라서, 토너 용기(30)는 프로세스 카트리지(10)에 대해 원활하게 부착될 수 있고, 구동 기어(66)와 피구동 기어(75) 사이의 맞물림 불량이 발생할 가능성이 더 적다.
구체적으로, 가이드(51)는 토너 용기(30)의 타단측의 단부로부터 돌출하는 돌출부이고, 토너 용기(30)가 프로세스 카트리지(10)에 부착될 때에 후방측[토너 용기(30)의 삽입 방향에서 하류측]에 대해 하방으로 경사진 긴 샤프트를 갖는 형상으로 형성된다. 즉, 가이드(51)는 후방측을 향해 연장되어 경사져 있는 돌출부이다.
또한, 가이드(51)의 경사의 최하부측의 단부는 원호 형상으로 형성되고, 다른 부분보다 크기가 약간 크다(확장된다). 약간 큰 부분은 토너 용기(30)가 프로세스 카트리지(10)에 삽입될 때에 가이드 거터(77)[가이드(51)와 동일한 방식으로 경사진 홈]에 삽입되어 가이드 거터에 의해 안내된다. 가이드(51)의 다른 부분은 선형으로 경사져 있고, 가이드 거터(77)에 삽입된 후에 최하단부 둘레에서 백래시(backlash)를 방지하는 기능을 갖는다.
구동 기어(66)는 가이드(51)의 상부측에 배치된다. 토너 용기(30)는 가이드(51)의 상방 이동이 구동 기어(66)의 하부측의 가이드 거터(77)에 의해 제한되는 상태에서 삽입된다. 따라서, 구동 기어(66)는 프로세스 카트리지(10)의 피구동 기어(75)의 하부와 용이하게 맞물릴 수 있다.
또한, 도 8을 참조하여 전술한 회전부(43)[토너 용기 맞물림부(43a)]는 구동 기어(66)의 상부측에 배치된다. 즉, 구동 기어(66)는 가이드(51)와 회전부(43) 사이에 수직 방향으로 위치된다. 본 실시예에서, 회전부(43)는 구동 기어(66)의 상부측에 배치되고 가이드(51)는 구동 기어(66)의 하부측에 위치된다. 이러한 구성에 의해, 구동 기어(66)의 백래시를 더욱 방지할 수 있다.
본 실시예에서, 구동 기어(66)는 토너 용기(30)가 프로세스 카트리지(10)에 부착될 때에 구동 기어(66)와 피구동 기어(75) 사이의 맞물림 실패를 또한 방지하기 위해 회전 방향으로 여유를 갖도록 구성된다.
구체적으로, 도 16a에 도시된 바와 같이, 구동 기어(66)는 피팅 부재(68)를 통해 제2 회전 샤프트(67) 상에 배치된다. 피팅 부재(68)는 회전 방향으로 균일한 간격으로 배치된 3개의 돌출부(68a)를 포함하고, 제2 회전 샤프트(67)의 폭방향의 타단측의 단부에 배치된 D-절삭부에 끼워지도록 장착된다. 한편, 도 16b에 도시된 바와 같이, 3개의 오목부(66a)는 구동 기어(66)의 대향면[피팅 부재(68)와 대향하는 표면] 상에 회전 방향으로 균일한 간격으로 배치된다. 구동 기어(66)의 오목부(66a)의 원주 방향 폭은 피팅 부재(68)의 돌출부(68a)의 원주 방향 폭보다 약간 넓다. 이 구성에 의해, 피팅 부재(68)에 끼워진 구동 기어(66)가 제2 회전 샤프트(67)와 함께 회전하는 동안, 구동 기어(66)는 돌출부(68a)와 오목부(66a) 사이의 간극에 대응하는 회전 방향으로의 여유를 갖는다.
전술한 바와 같이 회전 방향으로 구동 기어(66)의 여유에 의해, 토너 용기(30)가 프로세스 카트리지(10)에 부착될 때에 구동 기어(66)와 피구동 기어(75)의 기어이의 에지들이 서로 거의 접촉하더라도, 구동 기어(66)는 여유 때문에 회전 방향으로 회전한다. 따라서, 기어이 에지의 손상과 같은 결함을 방지할 수 있다.
한편, 제2 회전 샤프트(67) 상에서 축방향으로 구동 기어(66)의 이동이 스토퍼 링에 의해 제한됨으로써, 피팅 부재(68)에 대해 회전 방향으로 여유를 두고 끼워진 구동 기어(66)는 제2 회전 샤프트(67)로부터 빠지는 것이 방지될 수 있다.
또한, 회전 방향에서 구동 기어(66)의 회전 방향의 여유는, 제2 회전 샤프트(67)가 회전을 개시할 때에 구동 기어(66)의 회전 개시에 약간의 지연을 유발한다. 그러나, 그러한 지연은 폐토너 반송 코일(6a)의 구동에 큰 영향을 미치지 않는다.
전술한 바와 같이, 본 실시예 따른 토너 용기(30)(분말 용기)는, 외측으로부터 폐토너(분말)를 받아들이고 회수하기위한 회수구(37), 구동이 외측으로부터 토너 용기(30)의 폭방향의 일단측에 전달되는 커플링 기어(60)(피구동 유닛), 커플링 기어(60)에 전달된 구동을 사용하여 회전되는 반송 나사(63)(제1 회전 샤프트), 토너 용기(30)의 폭방향의 타단측에서 반송 나사(63)와 함께 회전하는 제1 기어(62), 구동이 제1 기어(62)로부터 토너 용기(30)의 폭방향의 타단측에 전달되는 제2 기어(65)와 함께 회전하는 제2 회전 샤프트(67), 및 제2 기어(65)와 토너 용기(30)의 폭방향의 중앙부 사이의 위치에서 제2 회전 샤프트(67) 상에 배치되고 구동을 외측으로 전달하도록 제2 회전 샤프트(67)와 함께 회전하는 구동 기어(66)를 포함한다.
이러한 구성에 의해, 토너 용기(30)의 크기를 크게 증가시키지 않고, 구동 입력 유닛의 역할을 하는 커플링 기어(60) 및 구동 출력 유닛의 역할을 하는 구동 기어(66)를 제공할 수 있다.
본 실시예에서, 본 발명은, 감광체 드럼(화상 담지 부재), 대전 롤러(4)(대전 디바이스), 현상 디바이스(5), 클리닝 디바이스(2), 및 폐토너 반송 유닛(6)이 일체화된 프로세스 카트리지(10)에 적용된다. 그러나, 본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 각각의 디바이스들(1, 2, 4, 5, 6)이 화상 형성 장치(100)의 본체에 대해 별개로 부착되고 분리되도록 유닛으로서 구성되는 구성에도 적용될 수 있음은 물론이다.
이 경우에도, 실시예에서 설명한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
본 출원에서, "프로세스 카트리지"는, 화상 담지 부재를 대전시키는 대전 디바이스, 화상 담지 부재 상에 형성된 잠상을 현상하는 현상 디바이스, 및 화상 담지 부재를 클리닝하는 클리닝 디바이스 중 적어도 하나가 화상 담지 부재와 일체화되고, 화상 형성 장치의 본체에 착탈 가능하게 장착되는 착탈 가능한 부재(착탈 가능한 유닛)이다.
또한, 본 실시예에서, 본 발명은 단색 화상 형성 장치(100)에 장착된 토너 용기(30)(분말 용기)에 적용된다. 그러나, 본 발명이 컬러 화상 형성 장치에 장착된 토너 용기(분말 용기)에도 적용될 수 있음은 물론이다.
더욱이, 본 실시예에서, 본 발명은 프로세스 카트리지(10)를 통해 간접적으로 착탈 가능하게 화상 형성 장치(100)의 본체에 장착된 토너 용기(30)(분말 용기)에 적용된다. 그러나, 본 발명은 프로세스 카트리지를 통하지 않고 직접 착탈 가능하게 화상 형성 장치의 본체에 장착되는 토너 용기(분말 용기)에 적용될 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 본 발명은 분말로서 토너(1성분 현상제)가 저장되고 회수되는 토너 용기(30)(분말 용기)에 적용된다. 그러나, 본 발명은 분말로서 2성분 현상제(토너 및 캐리어가 혼합된 현상제)가 저장되고 회수되는 분말 용기에 적용될 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 구동은 피구동 유닛의 역할을 하는 커플링 기어(60)로부터 입력 유닛 기어(61)를 통해 반송 나사(63)(제1 회전 샤프트)로 전달된다. 그러나, 구동을 피구동 유닛으로부터 제1 회전 샤프트로 직접 구동을 전달하는 것이 가능할 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 본 발명은 토너 저장부(31)와 폐토너 회수 유닛(32)이 서로 일체화된 토너 용기(30)(분말 용기)에 적용된다. 그러나, 본 발명이 폐토너 회수 유닛(분말 회수 유닛)만을 포함하는 분말 용기에 적용될 수 있음은 물론이다.
더욱이, 본 실시예에서, 토너 용기(30)의 구동 입력 유닛[커플링 기어(60)]의 구동원으로서 교반 부재용 구동 입력 유닛의 구동원을 사용하는 것이 가능할 수 있다.
전술한 바와 같은 경우에도, 실시예에서 설명된 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예로 한정되지 않고, 본 실시예는 실시예에서 나타낸 것 이외의 방식으로도 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 적절하게 변경될 수 있다는 것이 유념된다. 또한, 전술한 구성요소들의 개수, 위치, 형상 등은 실시예에서 설명한 것으로 한정되지 않고, 본 발명을 구현하기에 적절한 다른 개수, 위치, 및 형상으로 변경될 수 있다.
본 명세서 등에서, "분말 용기"는 화상 형성 장치에서 사용될 분말 또는 화상 형성 장치에서 사용된 분말을 저장하기 위한 용기이다. 따라서, "분말 용기"는 새로운 토너 또는 새로운 캐리어를 저장하기 위한 용기 및 사용된 토너 또는 사용된 캐리어를 저장하기 위한 용기를 포함한다.
또한, 본 명세서 등에서, "폭방향"은 분말 용기가 프로세스 카트리지에 부착되는 방향에 수직인 방향이다. 분말 용기는 길이 방향 측부와 짧은 측부를 가지며, "폭방향"은 분말 용기의 길이 방향에 대응한다. 또한, "폭방향"은 반송 나사의 샤프트가 연장되는 방향과 동일하다.
또한, 본 명세서 등에서, "폭방향의 일단측"은, 해당 구성요소가 길이 방향으로 중앙부에서 분할될 때에, 한쪽이 일단측의 역할을 하고 다른쪽이 타단측의 역할을 한다는 가정에 기초한 일단측이다. 또한, "일단측 상의 단부"는 "폭방향의 일단측" 상의 단부, 즉 길이 방향의 단부이다. 본 실시예에서, 피구동 유닛은 일단측 상의 단부에 배치된다.
또한, 본 명세서 등에서, "폭방향의 타단측"은, 해당 구성요소가 길이 방향으로 중앙부에서 분할될 때에, 한쪽이 일단측의 역할을 하고 다른쪽이 타단측의 역할을 한다는 가정에 기초한 타단측이다. 또한, "타단측 상의 단부"는 "폭방향의 타단측" 상의 단부, 즉 길이 방향의 단부이다.
더욱이, 본 명세서 등에서, "폭방향의 중앙부"는 "일단측 상의 단부"와 "타단측 상의 단부" 사이의 중앙에 위치하는 부분이다. 분말 용기의 폭방향의 중앙부는 분말 용기의 길이 방향의 중간을 나타낸다.
1: 감광체 드럼(화상 담지 부재)
2: 클리닝 디바이스
2b: 회수 나사
5: 현상 디바이스
6: 폐토너 반송 유닛
6a: 폐토너 반송 코일(반송 부재)
10: 프로세스 카트리지
30: 토너 용기(분말 용기)
31: 토너 저장부(분말 저장부)
32: 폐토너 회수 유닛(분말 회수 유닛)
36: 배출구
37: 회수구
51: 가이드
60: 커플링 기어(피구동 유닛)
61: 입력 유닛 기어
62: 제1 기어
63: 반송 나사(제1 회전 샤프트)
64: 유입구
65: 제2 기어
66: 구동 기어
66a: 오목부
67: 제2 회전 샤프트
68: 피팅 부재
68a: 돌출부
74: 유출구
75: 피구동 기어
100: 화상 형성 장치(화상 형성 장치의 본체)

Claims (11)

  1. 화상 형성 장치의 본체 및 화상 형성 장치의 본체에 착탈 가능하게 장착되는 착탈 가능한 부재 중 하나에 착탈 가능하게 장착되는 분말 용기로서,
    외측으로부터 분말을 받아들이고 회수하는 회수구;
    분말 용기의 길이 방향의 일단측에 배치되고 외측으로부터 구동이 전달되는 피구동 유닛;
    길이 방향의 위치가 회수구와 피구동 유닛 사이에 위치되도록 배치되고 구동을 외측으로 전달하는 구동 기어
    를 포함하는 분말 용기.
  2. 제1항에 있어서,
    화상 형성 장치의 본체 및 착탈 가능한 부재 중 하나에 분말을 공급하기 위한 공급구를 더 포함하는 분말 용기.
  3. 제1항에 있어서,
    피구동 유닛으로 전달된 구동을 사용하여 회전되는 제1 회전 샤프트를 더 포함하고,
    상기 제1 회전 샤프트는, 샤프트 및 이 샤프트 상에 나선형으로 권취된 나사부를 포함하는 반송 나사인 것인 분말 용기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 회수구는 반송 나사의 나사부의 바로 위에 배치되는 것인 분말 용기.
  5. 제1항에 있어서,
    피구동 유닛으로 전달된 구동을 사용하여 회전되는 제1 회전 샤프트를 더 포함하고,
    상기 회수구는 제1 회전 샤프트 위에 배치되는 것인 분말 용기.
  6. 제1항에 있어서,
    길이 방향의 상기 일단측에 반대인 타단측과, 상기 타단측 상의 제2 기어를 더 포함하고,
    상기 회수구는, 길이 방향의 위치가 제2 기어와 구동 기어 사이에 위치되도록 배치되는 것인 분말 용기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구동 기어는 분말 용기의 외측에 대해 노출되도록 배치되는 것인 분말 용기.
  8. 제1항에 있어서,
    길이 방향의 상기 일단측에 반대인 타단측과,
    상기 타단측에 배치되는 가이드로서, 분말 용기가 화상 형성 장치의 본체 및 착탈 가능한 부재 중 하나에 부착될 때에 안내되는 가이드
    를 더 포함하는 분말 용기.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회수구로부터 받아들인 분말을 회수하는 분말 회수 유닛;
    내부에 저장된 분말을 배출구로부터 배출하는 분말 저장부
    를 더 포함하고,
    상기 분말 회수 유닛 및 상기 분말 저장부는 벽에 의해 분리되며,
    상기 구동 기어는 분말 회수 유닛에 배치되고 반송 부재를 구동시키며, 반송 부재는, 화상 형성 장치의 본체 및 착탈 가능한 부재 중 하나에 장착된 클리닝 디바이스(cleaning device) 내에 저장된 미전사 토너를 회수구를 향해 반송하는 것인 분말 용기.
  10. 화상 형성 장치의 본체에 착탈 가능하게 장착되는 프로세스 카트리지(process cartridge)로서, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 분말 용기를 포함하는 프로세스 카트리지.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 분말 용기를 포함하는 화상 형성 장치.
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