KR20210147951A

KR20210147951A - 현상 카트리지

Info

Publication number: KR20210147951A
Application number: KR1020210068140A
Authority: KR
Inventors: 타쿠야 오카; 잇세이 이마무라; 료헤이 츠츠미; 케이타로 나카타
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2021-05-27
Publication date: 2021-12-07
Also published as: CN113741160B; CN113741160A; JP7463190B2; US20210373462A1; US11693335B2; EP3916485A1; US20220187739A1; US11300900B2; JP2021189317A

Abstract

화상 형성 장치의 장치 본체에 장착 가능한 카트리지로서, 카트리지는 현상 롤러; 현상실과, 현상제 수용실과, 제1 개구부를 구비하는 프레임 부재로서, 현상제 수용실이 내벽과 제2 개구부를 구비하는, 프레임 부재; 교반축과 시트를 구비하는 교반 부재; 및 현상제가 제2 개구부를 통해 현상제 수용실로 보급되도록 구동되는 반송 부재를 포함하고, 시트는, 시트가 내벽의 부분과 접촉하여 탄성 변형된 후에, 탄성 변형의 적어도 일부가 복원되도록 내벽과 접촉하면서 회전되고, 반송 부재는 시트가 정면을 통과하는 타이밍에서 구동되고 있다.

Description

현상 카트리지{DEVELOPMENT CARTRIDGE}

본 발명은, 복사기, 프린터, 및 팩시밀리기와 같은 전자사진방식의 화상 형성 장치에 사용되는 현상 카트리지에 관한 것이다.

전자사진방식의 화상 형성 장치로서, 현상 롤러를 구비한 현상 카트리지가 중간 전사 유닛의 하방에 배치되는 구성이 알려져 있다(일본특허공개 제2011-253203호). 이러한 현상 카트리지의 현상 롤러가 설치된 현상실은, 토너(현상제)를 수용하는 토너 수용실(현상제 수용실)의 상방에 설치되어 있다. 이에 따라, 시트를 구비한 교반 부재를 회전시켜 토너 수용실에 수용되어 있는 토너를 상향으로 비상시킴으로써 현상실에 토너를 공급하는 구성이 채용되고 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 화상 형성 장치의 장치 본체에 착탈 가능한 카트리지로서, 카트리지는, 현상제를 담지하고 회전 가능하게 구성된 현상 롤러; 현상 롤러가 설치된 현상실과, 카트리지가 장치 본체에 장착된 상태에서 현상실의 하방에 위치되며 현상제를 수용하는 현상제 수용실과, 현상실과 현상제 수용실을 연통하는 제1 개구부를 구비하는 프레임 부재로서, 현상제 수용실은, 내벽과, 카트리지의 외부로부터 보급되는 현상제를 현상제 수용실 내로 수취하기 위한 제2 개구부를 구비하는, 프레임 부재; 현상제 수용실에 회전 가능하게 설치되고, 현상제 수용실에 수용된 현상제를 교반하도록 구성된 교반 부재로서, 현상 롤러의 회전 축선의 방향으로 연장되는 교반축과, 교반축과 함께 회전하도록 교반축에 부착된 시트를 구비하는, 교반 부재; 및 현상제가 제2 개구부를 통해 현상제 수용실로 보급되도록 구동 가능하게 구성된 반송 부재를 포함하고, 교반 부재의 시트는, 시트가 현상제 수용실의 내벽의 부분과 접촉하여 탄성 변형된 후에 탄성 변형의 적어도 일부가 복원되도록 내벽과 접촉하면서 회전하도록 구성됨으로써, 시트 상의 현상제를 제1 개구부를 향해 투입하고, 현상제 수용실의 제2 개구부는, 교반 부재가 회전하고 있을 때에 시트가 그 정면을 통과하도록 하는 위치에 배치되어 있고, 교반 부재가 회전하고 있는 동안의 시트가 제2 개구부의 정면을 통과하는 타이밍에서 반송 부재가 구동되고 있도록 구성되어 있다.

본 발명의 추가적인 특징은 첨부 도면을 참조하여 실시형태의 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 프로세스 카트리지가 장착된 전자사진방식의 화상 형성 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 실시형태에 따른 프로세스 카트리지를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 실시형태에 따른 프로세스 카트리지를 설명하는 사시도이다.
도 4는 본 실시형태에 따른 현상 유닛을 설명하는 사시도이다.
도 5는 본 실시형태에 따른 토너 반송 동작을 설명하는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 실시형태에 따른 토너 카트리지(Y, M, 및 C)의 주요 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 실시형태에 따른 토너 카트리지(K)의 주요 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 실시형태에 따른 토너 카트리지(Y, M, 및 C)의, 후방에서 보았을 때의 전체 사시도이다.
도 9는 본 실시형태의 실시예 1에 따른 구동 제어의 회로 구성을 나타낸 블록도이다.
도 10은 실시예 1에 따른 현상 유닛의 구동 기어열을 나타내는 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 실시예 1에 따른 토너 반송 부재와 수취 반송 스크류(reception conveyance screw)의 구동 제어를 설명하는 시퀀스 차트이다.
도 12는 실시예 1에 따른 실시예들과 비교예들에 대한 각각의 타이밍 차트와 토너 막힘의 평가 결과를 설명하는 차트이다.
도 13은 본 실시형태의 실시예 2에 따른 구동 제어의 회로 구성을 나타낸 블록도이다.
도 14는 실시예 2에 따른 현상 유닛의 구동 기어열을 나타내는 도면이다.
도 15는 실시예 1의 변형예에 따른 구동 제어를 나타낸 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 따른 화상 형성 장치 및 프로세스 카트리지에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

<화상 형성 장치의 전체 구성>

먼저, 전자사진방식의 화상 형성 장치(100)의 전체 구성에 대해 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 착탈 가능한 4개의 프로세스 카트리지(70(70Y, 70M, 70C, 70K))가 장착 부재(도시하지 않음)를 사용하여 장착되어 있다. 또한, 화상 형성 장치(100)에 있어서 프로세스 카트리지(70)가 장착되는 방향의 상류측과 하류측을 각각 전방쪽면측과 후방쪽면측으로 정의한다.

각각의 프로세스 카트리지(70)는, 전자사진 감광체 드럼(이하, 감광체 드럼이라고 함)(1(1a, 1b, 1c, 1d))과 현상 롤러(25(25a, 25b, 25c, 25d))를 구비한다. 각각의 프로세스 카트리지(70)는, 대전 롤러(2(2a, 2b, 2c, 2d)) 및 클리닝 부재(6(6a, 6b, 6c, 6d))와 같은 프로세스 유닛을 더 구비한다. 대전 롤러(2)는, 감광체 드럼(1)의 표면을 균일하게 대전시키는 기능을 하고, 현상 롤러(25)는, 감광체 드럼(1)에 형성된 잠상을 토너에 의해 현상하여 그것을 가시화하는 기능을 한다. 그리고, 클리닝 부재(6)는, 감광체 드럼(1)에 형성된 토너상(toner image)이 기록 매체 상으로 전사된 후에 감광체 드럼(1)에 잔류하는 토너를 제거하는 기능을 한다.

또한, 프로세스 카트리지(70)의 하방에는, 화상 정보에 기초하여 감광체 드럼(1)을 선택적으로 노광하여 감광체 드럼(1)에 잠상을 형성하는 데 사용되는 스캐너 유닛(3)이 설치되어 있다.

장치 본체(100A)의 하부에는 기록 매체(S)를 수납한 카세트(17)가 장착되어 있다. 그리고, 기록 매체(S)가 2차 전사 롤러(69) 및 정착부(74)를 통과한 후 장치 본체(100A)의 상방으로 반송되는 방식으로 기록 매체 반송 유닛이 설치되어 있다. 또한, 프로세스 카트리지(70(70Y, 70M, 70C, 70K))의 상방에는, 각각의 감광체 드럼(1(1a, 1b, 1c, 1d)) 상에 형성된 토너상을 전사시키기 위한 중간 전사 유닛으로서의 역할을 하는 중간 전사 유닛(5)이 설치되어 있다. 중간 전사 유닛(5)은, 각각의 색의 감광체 드럼(1)에 대향하는 위치의 1차 전사 롤러(58(58a, 58b, 58c, 58d)), 및 2차 전사 롤러(69)에 대향하는 위치의 대향 롤러(59)를 구비하고, 전사 벨트(50)가 1차 전사 롤러(58)와 대향 롤러(59)에 걸쳐져 있다. 전사 벨트(50)는, 모든 감광체 드럼(1)에 대향하며 접촉하도록 순환 및 이동하고, 1차 전사 롤러(58(58a, 58b, 58c, 58d))에의 전압 인가에 의해, 토너상이 감광체 드럼(1)으로부터 전사 벨트(50) 상으로 일차 전사된다. 그리고, 전사 벨트(50) 내에 배치된 대향 롤러(59)와 2차 전사 롤러(69)에의 전압 인가에 의해, 전사 벨트(50) 상의 토너가 기록 매체(S) 상으로 전사된다.

화상 형성 시에, 각각의 감광체 드럼(1)이 회전되고, 대전 롤러(2)에 의해 균일하게 대전된 감광체 드럼(1)은 스캐너 유닛(3)에 의해 선택적으로 노광된다. 이러한 동작에 의해, 감광체 드럼(1)에 정전 잠상이 형성된다. 이 잠상은 현상 롤러(25)에 의해 현상된다. 이러한 현상에 의해, 각각의 감광체 드럼(1)에 각각의 색의 토너상이 형성된다. 이러한 화상 형성과 동기하여, 레지스트레이션 롤러(registration roller) 쌍(55)이, 기록 매체(S)를, 대향 롤러(59)와 2차 전사 롤러(69)가 전사 벨트(50)를 개재시켜 서로 당접하고 있는 2차 전사 위치로 반송한다. 그리고, 2차 전사 롤러(69)에의 전사 바이어스 전압의 인가에 의해, 전사 벨트(50) 상의 각각의 색의 토너상이 기록 매체(S) 상으로 2차 전사된다. 이러한 동작에 의해, 기록 매체(S)에 컬러 화상이 형성된다. 컬러 화상이 형성된 기록 매체(S)는 정착부(74)에 의해 가열 및 가압되어, 토너상이 정착된다. 그 후, 기록 매체(S)는 배출 롤러(72)에 의해 배출부(75)로 배출된다. 정착부(74)는 장치 본체(100A)의 상부에 배치되어 있다.

제1 내지 제4 토너 카트리지(9)는, 각각의 프로세스 카트리지(70)에 수용되는 토너의 색에 대응하는 순서로, 프로세스 카트리지(70)의 하방에 수평 방향으로 나란히 각각 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 제1 토너 카트리지(9Y)는 옐로우(Y)의 토너를 수용하고 있다. 마찬가지로, 제2 토너 카트리지(9M)는 마젠타(M)의 토너를 수용하고, 제3 토너 카트리지(9C)는 시안(C)의 토너를 수용하고 있다. 제4 토너 카트리지(9K)는 블랙(K)의 토너를 수용하고 있다. 그리고, 각각의 토너 카트리지(9)는, 동일한 색의 토너를 수용한 프로세스 카트리지(70)에 토너를 보급한다.

토너 카트리지(9)에 의한 보급 동작은, 화상 형성 장치(100)의 장치 본체에 설치된 잔량 검지부(도시하지 않음)가 프로세스 카트리지(70) 내의 토너 잔량의 부족을 검지할 때에 행해진다. 토너 카트리지(9)는, 화상 형성 장치(100)에 설치된 장착 가이드(도시하지 않음) 및 위치 결정 부재(도시하지 않음)와 같은 장착 유닛을 통해 화상 형성 장치(100)에 착탈 가능하게 되어 있다. 프로세스 카트리지(70)와 토너 카트리지(9)의 상세 내용에 대해서는 후술한다.

토너 카트리지(9)의 하방에는, 제1 내지 제4 토너 반송 장치(18)가 각각의 토너 카트리지(9)에 대응하여 배치된다. 각각의 토너 반송 장치(18)는 각각의 토너 카트리지(9)로부터 수취한 토너를 상향으로 반송하고, 그것을 각각의 현상 유닛(4)에 공급한다.

<프로세스 카트리지>

본 실시형태에 따른 프로세스 카트리지(70)(현상 카트리지)에 대해 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 토너를 수용한 프로세스 카트리지(70)의 주요 단면도이다. 옐로우의 토너를 수용한 카트리지(70Y), 마젠타의 토너를 수용한 카트리지(70M), 시안의 토너를 수용한 카트리지(70C), 블랙의 토너를 수용한 카트리지(70K)는 서로 유사하게 구성되어 있다.

프로세스 카트리지(70(70Y, 70M, 70C, 70K))는 클리닝 유닛(26(26a, 26b, 26c, 26d))과 현상 유닛(4(4a, 4b, 4c, 4d))을 구비한다. 클리닝 유닛(26)은, 감광체 드럼(1(1a, 1b, 1c, 1d))과, 대전 롤러(2(2a, 2b, 2c, 2d))와, 클리닝 부재 (6(6a, 6b, 6c, 6d))를 구비하고 있다. 현상 유닛(4)은 현상 롤러(25)를 구비하고 있다.

감광체 드럼(1)의 둘레에는, 전술한 바와 같이 대전 롤러(2)와 클리닝 부재(6)가 배치되어 있다. 클리닝 부재(6)는 고무 블레이드로 형성된 탄성 부재(7) 및 클리닝 지지 부재(8)를 구비하고 있다. 고무 블레이드(7)의 선단부(7a)는 감광체 드럼(1)의 회전 방향에 대해 카운터 방향으로부터 당접하여 배치되어 있다. 클리닝 부재(6)에 의해 감광체 드럼(1)의 표면으로부터 제거된 잔류 토너는 제거 토너실(27a)로 낙하한다. 또한, 제거 토너실(27a)에서의 제거된 토너의 누출을 방지하기 위한 스쿠핑 시트(scooping sheet)(도시하지 않음)가 감광체 드럼(1)과 당접하고 있다. 클리닝 유닛(26)에 구동원인 본체 구동 모터(도시하지 않음)의 구동력을 전달함으로써, 감광체 드럼(1)이 화상 형성 동작에 따라 회전 구동된다. 대전 롤러(2)는 대전 롤러 베어링(28)을 통해 클리닝 유닛(26)에 회전 가능하게 부착되고, 대전 롤러 가압 부재(도시하지 않음)에 의해 감광체 드럼(1)을 향해 가압되어, 감광체 드럼(1)에 의해 종동 회전된다.

<현상 유닛>

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 현상 유닛(4)은, 감광체 드럼(1)과 접촉하여 회전하는 현상 롤러(25)와, 현상 롤러(25)를 지지하는 현상 프레임 부재(31)를 구비한다. 현상 프레임 부재(31)는, 현상 롤러(25)가 설치된 현상실(31b)을 구비한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 현상 롤러(25)는, 현상 프레임 부재(31)의 양측에 부착된 현상 전방 베어링(12) 및 현상 후방 베어링(13)을 통해, 현상 프레임 부재(31) 상에 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 현상실(31b)에는, 현상 롤러(25)에 접촉하여 화살표C 방향으로 회전하는 토너 공급 롤러(34)와, 현상 롤러(25) 상의 토너층을 규제하기 위한 현상 블레이드(35)가 설치되어 있다.

토너 공급 롤러(34)로부터 현상 롤러(25)에 공급된 토너가 현상 블레이드(35)를 통과할 때, 현상 롤러(25) 상의 토너 코팅량이 규제되고, 또한 토너가 대전된다. 결과적으로, 감광체 드럼(1) 상에 형성된 잠상을 현상하는 데 최적으로 토너 코팅이 형성된다.

현상 롤러(25)와 감광체 드럼(1)은, 서로 대향하는 부분(서로 접촉하는 부분)에 있어서 이들의 표면이 서로 동일 방향(본 실시형태에서는 아래로부터 위로 향하는 방향)으로 이동하도록 각각 회전한다. 본 실시형태에서는, 현상 롤러(25)에 인가된 미리 정해진 직류(DC) 바이어스에 관하여, 마찰 대전에 의해 마이너스로 대전된 토너가, 감광체 드럼(1)과 접촉하는 현상부에서, 그 전위차로 인해 명부 전위부에만 전사되어 정전 잠상을 가시화한다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 현상 프레임 부재(31)는, 현상실(31b)의 하방에 설치되며 토너를 수용하는 토너 수용실(31a)(현상제 수용실)과, 현상실(31b)과 토너 수용실(31a)을 연통하는 개구부(31c)(제1 개구부)를 구비한다. 토너 수용실(31a)에는, 토너 수용실(31a)에 수용된 토너를 교반하며 또한 현상실(31b)(토너 공급 롤러(34))로 토너를 반송하는 데 사용되는 토너 반송 부재(36)(교반 부재)가 설치되어 있다.

토너 반송 부재(36)는, 현상 롤러(25)의 회전 축선의 방향으로 연장되는 교반축(36a), 및 교반축(36a)과 함께 회전하도록 교반축에 고정되어 있는 시트 부재(36b)(시트)를 구비한다. 시트 부재(36b)는, 외부로부터 힘을 받음으로써 탄성 변형될 수 있도록 구성되어 있다. 시트 부재(36b)는 가요성 시트이다. 도 4에 나타내는 토너 공급 롤러(34)의 길이방향 단부에 설치된 올덤 커플링(Oldham coupling)(21)(구동력 받음 부재)이 장치 본체(100A)의 본체 현상 커플링(도시하지 않음)과 계합함으로써, 현상 유닛(4)에 구동력이 입력된다. 현상 유닛(4)은, 이 구동력이 현상 유닛(4)의 구동열(구동 전달 부재)로 전달되어, 이에 의해 토너 반송 부재(36)가 회전하도록 구성되어 있다.

<토너 카트리지>

다음으로, 본 실시형태에 따른 화상 형성 장치(100)에 장착되는 토너 카트리지(9)의 전체 구성에 대해 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명한다. 도 6a는 본 실시형태에 따른 토너 카트리지(9Y, 9M, 9C)의, 길이방향(전후 방향)의 중앙부에 있어서의 단면도이다. 도 6b는 본 실시형태에 따른 토너 카트리지(9Y, 9M, 9C)의, 길이방향(전후 방향)의 후방쪽의 보급 프레임 부재 개구(52)에 있어서의 단면도이다. 도 7a는 본 실시형태에 따른 토너 카트리지(9K)의, 길이방향(전후 방향)의 중앙부에 있어서의 단면도이다. 도 7b는 본 실시형태에 따른 토너 카트리지(13K)의, 길이방향(전후 방향)의 후방쪽의 보급 프레임 부재 개구(52)에 있어서의 단면도이다. 도 8a는 본 실시형태에 따른 토너 카트리지(9Y, 9M, 9C)의, 후방에서 보았을 때의 사시도이다. 도 8b는 본 실시형태에 따른 토너 카트리지(9Y, 9M, 9C)의, 후방에서 보았을 때의 사이드 커버(62)가 제거된 경우의 사시도이다.

토너 카트리지(9)는, 토너 카트리지(9) 내의 각종 부재를 지지하는 보급 프레임 부재(50)와, 내부에 토너를 수용하는 보급 토너 수용실(51)을 구비한다. 또한, 토너 카트리지(9)가 통상 사용될 때의 자세(사용시의 자세)에 있어서, 하측에 보급 프레임 부재 개구(52)가 형성되어 있다. 보급 토너 수용실(51) 내에는, 보급 토너 교반 부재(53), 보급 토너 반송 스크류(54), 및 구획 부재(55)가 설치되어 있다. 본 실시형태에서는, 컬러 토너를 수용하는 제1 내지 제3 토너 카트리지(9Y, 9M, 9C)에 비해, 블랙의 토너를 수용하는 제4 토너 카트리지(9K)가 폭방향(좌우 방향)에 있어서 더 크도록 구성되어 있다.

보급 토너 교반 부재(53)는 토너 카트리지(9)의 길이방향에 평행하게 배치되고, 보급 프레임 부재(50)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 보급 토너 교반 부재(53)는 회전축(53a), 및 가요성 시트인 반송 부재로서의 보급 교반 시트(53b)를 구비한다. 보급 교반 시트(53b)의 일단은 회전축(53a)에 부착되고, 보급 교반 시트(53b)의 타단은 자유단으로서 구성되어 있다. 회전축(53a)이 회전하여, 보급 교반 시트(53b)가 화살표G 방향으로 회전하고, 이에 의해 보급 교반 시트(53b)에 의해 토너가 교반되어, 보급 토너 반송 스크류(54)로 반송된다.

보급 토너 반송 스크류(54)는 보급 토너 교반 부재(53)의 회전 축선에 평행하게 배치되고, 보급 프레임 부재(50)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 보급 토너 반송 스크류(54)는 회전함으로써, 보급 토너 수용실(51) 내의 토너를 전방쪽으로부터 후방쪽으로(토너 카트리지(9)가 장착되는 방향에 있어서 상류측으로부터 하류측으로) 반송한다. 즉, 보급 토너 반송 스크류(54)는 토너를 보급 프레임 부재 개구(52)를 향해 반송한다.

구획 부재(55)는 보급 프레임 부재(50)와 함께 터널부(56)를 형성한다. 터널부(56)는 보급 토너 반송 스크류(54)의 외경에 대응하여 형성되고, 보급 토너 반송 스크류(54)에 의해 반송된 토너를 긁어냄으로써 정량 반송하는 역할을 갖고 있다. 또한, 마찬가지로, 구획 부재(55)는 보급 프레임 부재(50)와 함께 토너 배출실(57)을 형성한다.

보급 프레임 부재 개구(52)가 토너 배출실(57)에 설치된다. 또한, 신축 가능한 벨로즈부(bellows portion)(65a)를 구비하는 펌프(65)가, 내부와 연통하여 설치된다. 펌프(65)는 후술하는 구동열에 의해 신축되고, 그 내부 용적을 변동시킬 수 있다. 펌프(65)의 신축에 따라, 보급 토너 수용실(51) 및 토너 배출실(57)의 내압이 변동하고, 보급 프레임 부재 개구(52)로부터의 흡배기가 행해짐으로써, 토너가 안정적으로 배출될 수 있게 한다.

토너 카트리지(9)의 후방에는 구동열이 배치된다. 구동 입력 기어(59)가 화상 형성 장치(100)로부터 회전 구동을 받고, 캠 기어(60)에 회전을 전달한다. 캠 기어(60)에는 캠 홈(60a)이 형성되어 있고, 링크 기구(61)의 링크 돌기부(61a)가 캠 홈(60a)과 계합하고 있다. 링크 기구(61)는 사이드 커버(62)에 전후 방향으로 이동 가능하게 지지된다. 캠 기어(60)의 회전에 따라, 링크 돌기부(61a)가 캠 홈(60a)의 산부와 저부를 교대로 통과함으로써, 링크 기구(61)가 전후 방향으로 왕복 운동하게 한다. 링크 기구(61)는 펌프(65)의 커플링부(65b)와 연결되어 있고, 펌프(65)의 커플링부(65b)는 링크 기구(61)의 이동에 따라 왕복 운동한다. 그리고, 펌프(65)의 벨로즈부(65a)가 신축되어, 펌프(65)의 내부 용적이 변동하고, 이에 의해 결과적으로 보급 토너 수용실(51) 및 토너 배출실(57)의 내압이 변동한다. 다음으로, 전술한 보급 토너 반송 스크류(54)의 단부에는 스크류 기어(64)가 설치되어 있고, 스크류 기어(64)는 캠 기어(60)로부터 회전 구동을 받고, 보급 토너 반송 스크류(54)를 회전시킨다.

또한, 토너 배출실(57)에는, 토너 카트리지(9)가 통상 사용될 때의 자세(사용시의 자세)에 있어서, 그 하면에 보급 프레임 부재 개구(52)가 형성되어 있고, 보급구(63)를 구비한 보급구 셔터(41)가, 전후 방향으로 이동 가능하게 보급 프레임 부재(50)에 지지되어 있다. 보급 프레임 부재 개구(52)는, 토너 카트리지(9)가 화상 형성 장치(100)에 장착되어 있지 않을 때에는 보급구 셔터(41)에 의해 닫혀 있다. 보급구 셔터(41)는, 토너 카트리지(9)를 장착하기 위한 동작에 연동하여, 화상 형성 장치(100)에 의해 가압되어 미리 정해진 위치로 이동되도록 구성되어 있다. 보급구 셔터(41)가 화상 형성 장치(100)에 장착될 때, 보급 프레임 부재 개구(52)와 보급구(63)는 서로 연통함으로써, 토너 카트리지(9)로부터의 토너의 배출을 가능하게 한다.

<토너 보급 동작>

다음으로, 본 실시형태에 따른 토너 보급 동작에 대해 설명한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 현상 유닛(4)에는, 프로세스 카트리지(70)가 장착되는 방향에 있어서의 하류측의 일단(길이방향 단부)에 토너 수취구(40)가 설치되고, 토너 수취구(40)에 연통하여 수취 반송로(41)가 설치된다. 토너 카트리지(9)로부터 배출된 토너는, 장치 본체(100A)에 설치된 토너 반송 장치(18)에 의해 토너 수취구(40)에 공급된다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 수취 반송로(41) 내부에는 수취 반송 스크류(44)(반송 부재)가 배치되어 있다. 수취 반송로(41)는 현상 롤러(25)의 회전 축선의 방향(길이방향)으로 연장되어 있다. 수취 반송 스크류(44)는, 축부, 및 축부의 외주에 설치된 나선형 블레이드부를 구비하고, 회전함으로써 토너를 반송하도록 구성되어 있다. 또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 프로세스 카트리지(70)가 장치 본체(100A)에 장착된 상태에서, 수취 반송 스크류(44)(반송 부재)의 회전 축선(Ra2)은 토너 반송 부재(36)의 회전 축선(Ra1)보다 하측에 있다.

토너 수용실(31a)은, 토너 수취구(40)로부터 수취된 토너로서 수취 반송로(41)를 거쳐 수취 반송 스크류(44)에 의해 반송된 토너를 토너 수용실(31a) 내로 수취하기 위한 수용실 연통구(43)(제2 개구부)를 구비한다. 수용실 연통구(43)는, 현상 유닛(4)(토너 수용실(31a))의 길이방향의 중앙부에 설치되고, 수취 반송로(41)와 토너 수용실(31a) 사이를 연통하고 있다. 프로세스 카트리지(70)가 장치 본체(100A)에 장착된 상태에서, 수용실 연통구(43)는 토너 반송 부재(36)의 회전 축선(Ra1)보다 하측에 있다. 수용실 연통구(43)는, 토너 반송 부재(36)의 시트 부재(36b)가 회전할 때에 그 정면을 통과하는 위치에 설치되어 있다. 시트 부재(36b)는, 수용실 연통구(43)를 막도록 수용실 연통구(43)의 정면을 통과한다.

<토너 반송 구성>

다음으로, 현상 유닛(4)에 있어서의 토너 반송 구성에 대해 도 4 및 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다. 현상 유닛(4)의 부재 등에 관한 상, 하, 수직, 및 수평과 같은 방향은, 프로세스 카트리지(70)가 장치 본체(100A)에 장착되어 화상 형성 장치(100)가 화상 형성 가능한 상태에서의 현상 유닛(4)의 자세에 있어서의 방향을 나타낸다.

현상 유닛(4)에 설치된 수취 반송 스크류(44)는, 현상 롤러(25)의 회전 축선의 방향으로 연장되어 있고, 토너 수취구(40)로부터 수취된 토너를, 수용실 연통구(43)를 통해 토너 수용실(31a)로 반송한다.

토너 수용실(31a)의 내벽은, 개구부(31c)의 하방에 시트 부재(36b)와 당접하는 변형부(31a1)(제1 부분)를 구비한다. 변형부(31a1)는, 토너 반송 부재(36)의 회전 축선(Ra1)에 수직인 단면에 있어서, 토너 수용실(31a)의 수용실 연통구(43)가 설치된 내벽의 영역의, 회전 축선(Ra1)에 대하여 반대측의 내벽의 영역에 설치되어 있다. 토너 반송 부재(36)의 시트 부재(36b)는, 토너 반송 부재(36)가 회전할 때 변형부(31a1)에 당접하여 변형부(31a1)로부터 힘을 받음으로써 탄성 변형된다(휘어진다). 또한, 토너 반송 부재(36)는, 시트 부재(36b)가 변형부(31a1)와 접촉한 상태로 회전함으로써, 그 회전 방향의 하류측의 시트 부재(36b)의 표면에 토너가 담지된 상태로 회전하고, 토너를 교반하면서 토너 반송 부재(36)의 회전 방향으로 토너를 반송한다. 본 실시형태에 있어서, 변형부(31a1)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 토너 수용실(31a)의 내벽의 시트 부재(36b)가 떨어질 때까지의 부분을 지칭한다. 또한, 토너 수용실(31a)의 내벽은, 토너 반송 부재(36)의 회전 방향에 있어서 변형부(31a1)의 하류측이며 개구부(31c)의 상류측에 복원부(31a2)(제2 부분)를 구비한다. 복원부(31a2)는, 토너 반송 부재(36)의 회전 축선(Ra1)에 수직인 단면에 있어서, 토너 수용실(31a)의 수용실 연통구(43)가 설치된 내벽의 영역의, 회전 축선(Ra1)에 대하여 반대측의 내벽의 영역에 설치되어 있다.

여기서, 복원부(31a2)는, 시트 부재(36b)의 토너 수용실(31a)의 내벽과의 접촉에 의한 탄성 변형(휨)의 적어도 일부를 복원(해소)시키기 위한 부분이다. 본 실시형태에 있어서, 복원부(31a2)는, 토너 반송 부재(36)의 회전 축선(Ra1)을 통과하는 수평면보다 상측에 배치되어 있다. 따라서, 토너 반송 부재(36)의 회전에 따라 시트 부재(36b)가 변형부(31a1)를 통과한 후에, 복원부(31a2)에 있어서 시트 부재(36b)의 내벽과의 접촉 상태가 해소된다. 결과적으로, 변형부(31a1)에 의해 야기된 시트 부재(36b)의 탄성 변형은, 자신의 탄성 복원력에 의해 자연 상태로 복원된다. 시트 부재(36b) 상에 담지되어 있던 토너는, 시트 부재(36b)의 이러한 복원에 의한 형상 변화에 따라 중력에 반하여 개구부(31c)를 향해 비상하게 된다(튀어 오른다). 토너 수용실(31a)의 내벽은, 이와 같이 시트 부재(36b)와 접촉 이격하는 형상을 갖는다. 내벽의 개구부(31c)는, 토너 반송 부재(36)의 회전 방향에 있어서 복원부(31a2)의 하류측에 위치한다. 개구부(31c)를 향해 비상한 토너는 일부 현상실(31b) 내로 공급된다. 한편, 현상실(31b) 내에 도달하지 않은 토너는, 토너 수용실(31a) 내부로 낙하하여 토너 수용실(31a)의 저부로 돌아간다. 이 사이클을 반복함으로써 토너가 교반되고 반송된다.

토너 반송 부재(36)의 회전 구동을 이용함으로써 토너 수용실(31a)로부터 현상실(31b)에 토너를 공급하는 구성에 있어서, 수용실 연통구(43)가 토너 수용실(31a)에 배치되는 경우에, 다음과 같은 것을 생각할 수 있다.

토너 반송 부재(36)의 시트 부재(36b)가 수용실 연통구(43)의 정면을 통과하는 타이밍에서, 수취 반송 스크류(44)가 구동되고 있지 않는 경우, 수용실 연통구(43)의 근방에 있는 토너가 시트 부재(36b)에 의해 눌린다. 그에 따라, 수취 반송로(41)에 있어서 수취 반송 스크류(44)에 의해 토너가 반송되는 방향과는 반대방향으로 토너가 이동(역류)하는 것을 생각할 수 있다. 또한, 시트 부재(36b)가 수용실 연통구(43)를 막도록 수용실 연통구(43)의 정면을 통과할 때에 토너에 인가되는 압력으로 인해, 수취 반송로(41)로 역류된 토너는 응집될 수도 있다. 수취 반송로(41) 내에서 토너가 응집된 경우, 수취 반송로(41)의 내부에서 토너가 막혀서, 토너 수용실(31a)로 미리 정해진 양을 보급할 수 없게 될 수도 있다.

따라서, 본 실시형태는 수용실 연통구(43)에 있어서의 토너 막힘을 방지하는 것에 관한 것이다.

<현상 유닛의 구동 전달 구성>

다음으로, 도 9 및 도 10을 참조하여, 실시예 1에 따른 현상 유닛(4)의 구동 전달 구성에 대해 설명한다.

실시예 1은, 토너 반송 부재(36)의 구동과 수취 반송 스크류(44)의 구동이 서로 독립적으로 제어될 수 있도록 구성되어 있다.

도 9는 구동 제어의 회로 구성을 나타낸 블록도이며, 이는, 예를 들면 도 1에 나타낸 화상 형성 장치(100) 내에 설치된다. 화상 형성 또는 보급 동작이 행해질 때, 도 9에 나타내는 구동 제어부(301)로부터, 장치 본체(100A)의 구동원인 현상 유닛 구동 모터(302)(제1 구동원)와 수취 반송 스크류 구동 모터(303)(제2 구동원)로 구동 신호가 전송된다.

현상 유닛 구동 모터(302)로부터 출력된 구동력은, 장치 본체(100A)의 본체 현상 커플링(도시하지 않음)으로 전달된다. 그리고, 토너 공급 롤러(34)의 길이방향 단부에 설치된 올덤 커플링(21)(구동력 받음 부재)과 본체 현상 커플링(도시하지 않음)의 계합에 의해, 구동력은 장치 본체(100A)로부터 현상 유닛(4)에 입력된다. 이 구동력은 현상 유닛(4)에 설치된 기어열로 전달되어, 구동력이 반송 부재 기어(84)(제2 기어)로 전달된다. 반송 부재 기어(84)는, 토너 반송 부재(36)와 함께 회전하도록 토너 반송 부재(36)의 길이방향 단부에 설치되어 있다.

수취 반송 스크류 구동 모터(303)로부터 출력된 구동력은, 장치 본체(100A)의 수취 반송 스크류 본체 기어(도시하지 않음)로부터, 반송 스크류 기어(86)(제3 기어)로 전달된다. 반송 스크류 기어(86)는, 수취 반송 스크류(44)와 함께 회전하도록 수취 반송 스크류(44)의 길이방향 단부에 설치되어 있다.

여기서, 도 10을 참조하여, 현상 유닛(4)에 설치된 구동 기어열에 대해 상세하게 설명한다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 토너 공급 롤러(34)의, 올덤 커플링(21)이 설치된 제1 단부와는 반대측의 길이방향 단부인 제2 단부에는 토너 공급 롤러 기어(80)(제1 기어)가 설치되어 있다. 현상 롤러(25)의, 토너 공급 롤러 기어(80)와 동일한 측의 길이방향 축부에는, 현상 롤러 기어(81)가 설치되어 있다. 올덤 커플링(21)에 입력된 구동력은, 토너 공급 롤러 기어(80)로부터, 현상 아이들러 기어(82)를 통해 현상 롤러 기어(81)로 전달되고, 이에 의해 현상 롤러(25)가 회전된다.

전술한 반송 부재 기어(84)는, 토너 반송 부재(36)의, 토너 공급 롤러 기어(80)와 동일한 측의 길이방향 단부에 설치되어 있다. 반송 부재 아이들러 기어(83)는 현상 아이들러 기어(82) 및 반송 부재 기어(84)의 양쪽 모두와 맞물리고, 현상 아이들러 기어(82)로부터 반송 부재 기어(84)로 구동력을 전달한다. 이러한 방식으로, 토너 공급 롤러(34)의 올덤 커플링(21)에 입력된 구동력은, 토너 공급 롤러 기어(80), 현상 아이들러 기어(82), 반송 부재 아이들러 기어(83), 및 반송 부재 기어(84)의 순으로 순차적으로 전달된다.

본 실시형태에 있어서의 스페이스 등의 관점에서, 토너 공급 롤러 기어(80)와 같은 기어열은 현상 유닛(4)의 구동력 입력부와는 축방향 반대측(타단측)에 설치되어 있지만, 전술한 기어열과 구동력 입력부가 동일한 측에 설치될 수도 있다.

<토너 반송 부재와 수취 반송 스크류의 구동 제어>

본 실시예에 따른 토너 반송 부재(36)와 수취 반송 스크류(44)의 구동 제어에 대해 도 11a 및 도 11b를 참조하여 설명한다.

도 11a는 토너 반송 부재(36)와 수취 반송 스크류(44)가 실질적으로 동시에 구동되는 경우의 구동 제어를 설명하는 시퀀스 차트이다. 먼저, 단계(S101)에서, 프린트 신호가 화상 형성 장치(100)로 전송된다. 이어서, 단계(S102)에서, 보급 필요/불필요 판단 장치(도시하지 않음)가 보급이 필요한지 여부를 판단한다. 보급이 필요한 경우(단계(S102)에서의 YES), 단계(S103)에서, 보급 동작, 토너 반송 부재(36), 및 수취 반송 스크류(44)가 실질적으로 동시에 구동하기 시작한다. 보급이 불필요한 경우(단계(S102)에서의 NO), 단계(S104)에서, 보급 동작을 시작하지 않고서 토너 반송 부재(36)와 수취 반송 스크류(44)가 실질적으로 동시에 구동하기 시작한다. 단계(S105)에서, 구동이 시작된 후에 화상 형성 동작이 시작된다. 단계(S106)에서, 화상 형성 동작이 종료된다. 그 후에, 단계(S107)에서, 보급 동작, 토너 반송 부재(36), 및 수취 반송 스크류(44)가 실질적으로 동시에 정지된다.

도 11b는 토너 반송 부재(36)와 수취 반송 스크류(44)가 상이한 타이밍에서 구동되는 경우의 구동 제어를 설명하는 시퀀스 차트이다. 먼저, 단계(S201)에서, 프린트 신호가 화상 형성 장치(100)로 전송된다. 이어서, 단계(S202)에서, 보급 필요/불필요 판단 장치(도시하지 않음)는 보급이 필요한지 여부를 판단한다. 보급이 필요한 경우(단계(S202)에서의 YES), 단계(S203)에서, 보급 동작과 수취 반송 스크류(44)가 실질적으로 동시에 구동하기 시작한다. 보급이 불필요한 경우(단계(S202)에서의 NO), 단계(S204)에서, 보급 동작을 시작하지 않고서 수취 반송 스크류(44)가 구동하기 시작한다. 수취 반송 스크류(44)가 구동하기 시작한 후, 단계(S205)에서, 토너 반송 부재(36)가 구동하기 시작한다. 단계(S206)에서, 토너 반송 부재(36)의 구동 시작과 동시에 화상 형성 동작이 시작된다. 단계(S207)에서, 화상 형성 동작이 종료된다. 그 후에, 단계(S208)에서, 토너 반송 부재(36)가 정지된다. 토너 반송 부재(36)의 동작이 정지된 후에, 단계(S209)에서, 보급 동작과 수취 반송 스크류(44)가 동시에 정지된다.

이러한 방식으로, 토너 반송 부재(36)가 구동되고 있을 때에는, 수취 반송 스크류(44)가 구동 상태로 유지된다. 보다 구체적으로, 화상 형성 장치(100)는, 토너 반송 부재(36)의 시트 부재(36b)가 수용실 연통구(43)의 정면을 통과하는 타이밍에서 수취 반송 스크류(44)를 구동 상태로 유지함으로써, 수취 반송로(41) 내로의 토너의 역류에 의해 달리 생길 수도 있는 수용실 연통구(43)에 있어서의 토너 막힘을 방지할 수 있다. 나아가, 화상 형성 장치(100)는 토너 카트리지(9)로부터의 토너 공급 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

토너 반송 부재(36)의 시트 부재(36b)가 수용실 연통구(43)의 정면을 통과하는 타이밍 이외의 타이밍에서 수취 반송 스크류(44)는 구동되고 있지 않아도 상관없다. 즉, 토너 반송 부재(36)의 시트 부재(36b)가 수용실 연통구(43)의 정면을 통과하는 타이밍에서 수취 반송 스크류(44)가 구동 상태로 있는 한, 목표로 하는 유리한 효과가 달성될 수 있다.

<본 실시예의 평가 실험>

본 실시예의 유리한 효과를 검증하기 위해 이하의 실험을 행하였다. 상온 상습 조건의 환경 하(온도 23℃, 습도 60%)에서 2매의 간헐 인쇄 내구 시험을 행하였다. 이러한 인쇄 내구에서는, 화상 비율 1%의 가로선을 인쇄하였다. 본 실험은 프로세스 카트리지(70) 내에 200g의 토너를 로딩한 상태에서 시작하였고, 토너가 10g만큼 감소될 때마다 토너 카트리지(9)로부터 10g의 토너를 보급하도록 제어를 행하였다. 그리고, 인쇄 내구는 프로세스 카트리지(70)의 소비량이 100%에 도달할 때까지 계속되었고, 수취 반송로(41) 내에서 토너 막힘이 발생하여 보급 불량이 발생했는지 여부에 관해 평가하였다.

비교예로서 이하의 3종류의 구동 제어를 행하였다. 비교예 1에서는, 프린트 신호가 전송되었을 때, 토너 반송 부재(36)가 구동된 후에, 수취 반송 스크류(44)가 구동되었다. 수취 반송 스크류(44)가 정지된 후에, 토너 반송 부재(36)가 정지되었다. 비교예 2에서는, 프린트 신호가 전송되었을 때, 토너 반송 부재(36)가 구동된 후에, 수취 반송 스크류(44)가 구동되었다. 토너 반송 부재(36)가 정지된 후에, 수취 반송 스크류(44)가 정지되었다. 비교예 3에서는, 프린트 신호가 전송되었을 때, 수취 반송 스크류(44)가 구동된 후에, 토너 반송 부재(36)가 구동되었다. 수취 반송 스크류(44)가 정지된 후에, 토너 반송 부재(36)가 정지되었다.

(토너 막힘의 평가)

전술한 2매의 간헐 인쇄 내구 시험 후에, 수취 반송로(41) 내에서 토너 막힘이 발생하였는지 여부에 기초하여 통과 또는 실패를 판단하였다. 토너 막힘이 발생하지 않은 경우, 그 결과는 통과로서 평가되었다.

도 12는 본 실시예와 비교예 1, 2, 및 3의 각각의 타이밍 차트와 평가 결과를 나타낸다.

본 실시예에 따른 제어는, 토너 반송 부재(36)가 회전하고 있을 때에는 수취 반송 스크류(44)를 회전 상태로 유지함으로써, 토너가 수취 반송로(41) 내로 역류하여 수취 반송로(41) 내에서 응집하는 것을 방지할 수 있었다. 결과적으로, 토너 막힘을 방지할 수 있었다.

비교예 1에 따른 제어에서는, 토너 반송 부재(36)가 구동된 후에 수취 반송 스크류(44)가 구동되었다. 또한, 수취 반송 스크류(44)가 정지된 후에 토너 반송 부재(36)가 정지되었다. 그 따라, 토너가 수취 반송로(41) 내로 역류하여 수취 반송로(41) 내에서 응집되었다. 결과적으로, 토너 막힘이 발생하였다.

비교예 2에 따른 제어에서는, 토너 반송 부재(36)가 구동된 후에 수취 반송 스크류(44)가 구동되었고, 그에 따라, 토너가 수취 반송로(41) 내로 역류하여 수취 반송로(41) 내에서 응집되었다. 결과적으로, 토너 막힘이 발생하였다.

비교예 3에 따른 제어에서는, 수취 반송 스크류(44)가 정지된 후에 토너 반송 부재(36)가 정지되었고, 그에 따라, 토너가 수취 반송로(41) 내로 역류하여 수취 반송로(41) 내에서 응집되었다. 결과적으로, 토너 막힘이 발생하였다.

전술한 평가 결과에 의하면, 본 실시예에서는, 토너 반송 부재(36)의 시트 부재(36b)가 수용실 연통구(43)의 정면을 통과하는 타이밍에서, 수취 반송 스크류(44)가 구동 상태로 있다. 결과적으로, 본 실시예는 수취 반송로(41) 내로의 토너의 역류에 의해 달리 생길 수도 있는 수용실 연통구(43)에 있어서의 토너 막힘을 방지할 수 있다. 나아가, 본 실시예는 토너 카트리지(9)로부터의 토너 공급 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 화상 형성 장치(100)는 2개의 모터, 즉, 수취 반송 스크류(44)를 구동하기 위한 모터와 토너 반송 부재(36)를 구동하기 위한 모터를 구비하도록 구성되어 있지만, 이로 한정되지 않는다. 이하, 하나의 현상 유닛 구동 모터(302)와 액추에이터(222)를 사용한 변형예에 대해 설명한다.

도 15는 변형예에 따른 구동 전달 경로의 블록도를 나타낸다. 본 변형예는, 현상 유닛 구동 모터(302)가 구동될 때에는 반송 스크류 기어(86)가 항상 구동되도록 구성되고, 액추에이터(222)를 통해 현상 유닛 구동 모터(302)로부터 올덤 커플링(21)으로 구동이 전달되도록 구성되어 있다. 액추에이터(222)는 전자 클러치 또는 스프링 클러치로 이루어진다. 액추에이터(222)는, 현상 유닛 구동 모터(302)로부터 올덤 커플링(21)으로 구동력이 전달될 수 있는 제1 상태와, 현상 유닛 구동 모터(302)로부터 올덤 커플링(21)으로의 구동력의 전달이 차단된 제2 상태로 스위칭될 수 있다. 제2 상태에서는, 반송 부재 기어(84)가 구동되지 않으므로, 토너 반송 부재(36)의 회전이 정지되어 있다. 구동 제어부(301)는, 액추에이터(222)를 제1 상태로 스위칭함으로써 반송 부재(36)를 회전시키면서 수취 반송 스크류(44)를 구동하는 제1 모드와, 액추에이터(222)가 제2 상태로 스위칭된 상태에서 수취 반송 스크류(44)를 구동하는 제2 모드를 실행할 수 있다. 제1 모드와 제2 모드의 양쪽 모두에서, 수취 반송로(41) 내에 있어서의 토너 응집 및 토너 막힘이 생길 가능성이 낮다.

실시예 2는, 토너 반송 부재(36)와 수취 반송 스크류(44)를 구동하기 위한 구동 입력부를 하나만 구비한다는 점에서 실시예 2는 실시예 1과 다르다.

<현상 유닛의 구동 전달 구성>

도 13 및 도 14를 참조하여, 현상 유닛(4)의 구동 전달 구성에 대해 설명한다.

도 13은 구동 제어의 회로 구성을 나타낸 블록도이며, 이는, 예를 들면 도 1에 나타낸 화상 형성 장치(100) 내에 설치된다. 화상 형성 또는 보급 동작이 행해질 때, 도 13에 나타내는 구동 제어부(301)로부터, 장치 본체(100A)의 구동원인 현상 유닛 구동 모터(302)로 구동 신호가 전송된다. 토너 공급 롤러(34)의 길이방향 단부인 제1 단부에 설치된 올덤 커플링(21)(구동력 받음 부재)이 장치 본체(100A)의 본체 현상 커플링(도시하지 않음)과 계합된다. 이러한 구성에 의해, 현상 유닛 구동 모터(302)로부터 출력된 구동력은 현상 유닛(4)에 입력된다. 올덤 커플링(21)은, 장치 본체(100A)로부터 현상 유닛(4)을 구동하기 위한 구동력을 받도록 구성되어 있다.

여기서, 도 14를 참조하여, 현상 유닛(4)의 구동 구성에 대해 상세하게 설명한다. 토너 공급 롤러(34)의, 길이방향에 있어서 제1 단부와는 반대측의 제2 단부에 토너 공급 롤러 기어(80)(제1 기어)가 설치되어 있다. 토너 공급 롤러(34)의 제2 단부와 동일한 측의 현상 롤러(25)의 길이방향 단부에 현상 롤러 기어(81)가 설치되어 있다. 토너 공급 롤러 기어(80) 및 현상 롤러 기어(81)의 양쪽 모두와 맞물리는 현상 아이들러 기어(82)가 설치되어 있다. 토너 공급 롤러(34)의 제1 단부에서의 올덤 커플링(21)으로부터 입력된 구동력은, 토너 공급 롤러 기어(80) 및 현상 아이들러 기어(82)를 통해 현상 롤러 기어(81)로 전달되고, 이에 따라 현상 롤러(25)가 회전 구동된다.

현상 유닛(4)은 반송 부재 기어(84)(제2 기어), 반송 스크류 기어(86)(제3 기어), 반송 부재 아이들러 기어(83)(중간 기어), 및 수취 반송 스크류 아이들러 기어(85)를 더 구비한다.

반송 부재 기어(84)는, 토너 반송 부재(36)의, 토너 공급 롤러 기어(80)와 동일한 측의 길이방향 단부에 고정되어, 토너 반송 부재(36)와 함께 회전한다. 반송 스크류 기어(86)는, 수취 반송 스크류(44)의, 토너 공급 롤러 기어(80)와 동일한 측의 길이방향 단부에 고정되어, 수취 반송 스크류(44)와 함께 회전한다. 반송 부재 아이들러 기어(83)는, 현상 아이들러 기어(82) 및 반송 부재 기어(84)의 양쪽 모두와 맞물리고, 현상 아이들러 기어(82)로부터 반송 부재 기어(84)로 구동력을 전달한다. 수취 반송 스크류 아이들러 기어(85)는, 반송 부재 아이들러 기어(83) 및 반송 스크류 기어(86)의 양쪽 모두와 맞물리고, 반송 부재 아이들러 기어(83)로부터 반송 스크류 기어(86)로 구동력을 전달한다.

토너 공급 롤러(34)의 올덤 커플링(21)에 입력된 구동력은, 토너 공급 롤러 기어(80), 현상 아이들러 기어(82), 반송 부재 아이들러 기어(83), 및 반송 부재 기어(84)의 순으로 순차적으로 전달되어, 토너 반송 부재(36)가 회전 구동된다. 또한, 반송 부재 아이들러 기어(83)로 전달된 구동력은, 수취 반송 스크류 아이들러 기어(85)를 통해 반송 스크류 기어(86)로 전달되고, 이에 따라 수취 반송 스크류(44)가 회전 구동된다.

프로세스 카트리지(70)의 구성으로서, 프로세스 카트리지(70)는, 장치 본체(100A)로부터 구동력을 받는 올덤 커플링(21)과, 올덤 커플링(21)으로부터 토너 반송 부재(36) 및 수취 반송 스크류(44)로 구동력을 전달하도록 구성된 구동력 전달부를 구비하고 있다. 구동력 전달부는, 전술한 토너 반송 부재(36)와 수취 반송 스크류(44)를 회전 구동하기 위한 모든 기어를 포함한다. 이 구동력 전달부는, 올덤 커플링(21)이 회전될 때, 토너 반송 부재(36)와 수취 반송 스크류(44)가 항상 회전(항상 구동)되도록 구성되어 있다.

<토너 반송 부재와 수취 반송 스크류의 동작 타이밍>

본 실시예에 따른 토너 반송 부재(36)와 수취 반송 스크류(44)의 동작 타이밍에 대해 도 11a 및 도 11b를 참조하여 설명한다.

본 실시예에 따른 토너 반송 부재(36)와 수취 반송 스크류(44)의 동작 타이밍은, 도 11a를 참조하여 설명한 제어와 유사한 방식으로 제어된다. 토너 반송 부재(36)와 수취 반송 스크류(44)는 실질적으로 동시에 구동하기 시작하고, 실질적으로 동시에 구동이 정지된다. 토너 반송 부재(36)가 회전하고 있는 동안에는 수취 반송 스크류(44)가 항상 회전 상태로 유지된다. 보다 구체적으로는, 토너 반송 부재(36)의 시트 부재(36b)가 수용실 연통구(43)의 정면을 통과하는 타이밍에서 수취 반송 스크류(44)를 구동 상태로 유지함으로써, 수취 반송로(41) 내로의 토너의 역류에 의해 달리 생길 수도 있는 수용실 연통구(43)에 있어서의 토너 막힘을 방지할 수 있다. 나아가, 화상 형성 장치(100)는 토너 카트리지(9)로부터의 토너 공급 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

<본 실시예의 평가 실험>

본 실시예의 유리한 효과를 검증하기 위해, 실시예 1과 유사하게, 이하의 실험을 행하였다. 상온 상습 조건의 환경 하(온도 23℃, 습도 60%)에서 2매의 간헐 인쇄 내구 시험을 행하였다. 이러한 인쇄 내구에서는, 화상 비율 1%의 가로선을 인쇄하였다. 본 실험은 프로세스 카트리지(70) 내에 200g의 토너를 로딩한 상태에서 시작하였고, 토너가 10g만큼 감소될 때마다 토너 카트리지(9)로부터 10g의 토너를 보급하도록 제어를 행하였다. 그리고, 인쇄 내구는 프로세스 카트리지(70)의 소비량이 100%에 도달할 때까지 계속되었고, 수취 반송로(41) 내에서 토너 막힘이 발생하여 보급 불량이 발생했는지 여부에 관해 평가하였다.

(토너 막힘의 평가)

실시예 1과 유사하게, 토너 반송 부재(36)가 회전하고 있을 때에는 수취 반송 스크류(44)를 회전 상태로 유지함으로써, 수취 반송로(41) 내로의 토너의 역류에 의해 달리 생길 수도 있는 수용실 연통구(43)에 있어서의 토너 막힘을 방지할 수 있다. 나아가, 본 실시예는 토너 카트리지(9)로부터의 토너 공급 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

실시예 1 및 2는, 감광체 드럼과 현상 유닛을 구비하는 프로세스 카트리지의 구성에 기초하여 설명하였지만, 본 발명은 또한, 현상 유닛(4)만이 화상 형성 장치의 장치 본체에 대해 착탈 가능하게 구성된 현상 카트리지의 구성에도 적용 가능하다. 나아가, 본 발명은 또한, 화상 형성 장치의 장치 본체에 고정된 현상 장치에도 적용 가능하다.

실시형태를 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 개시된 실시형태로 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 하기의 청구범위의 범주는 그러한 모든 변형예와 등가의 구성 및 기능을 포괄하도록 하는 가장 넓은 해석에 부합되어야 한다.

Claims

화상 형성 장치의 장치 본체에 착탈 가능한 카트리지로서,
현상제를 담지하고 회전 축선을 중심으로 회전 가능하게 구성된 현상 롤러;
상기 현상 롤러가 설치된 현상실과, 상기 카트리지가 상기 장치 본체에 장착된 상태에서 상기 현상실의 하방에 위치되며 상기 현상제를 수용하는 현상제 수용실과, 상기 현상실과 상기 현상제 수용실을 연통하는 제1 개구부를 구비하는 프레임 부재로서, 상기 현상제 수용실은, 내벽과, 상기 카트리지의 외부로부터 보급되는 상기 현상제를 상기 현상제 수용실 내로 수취하기 위한 제2 개구부를 구비하는, 프레임 부재;
상기 현상제 수용실에 회전 가능하게 설치되고, 상기 현상제 수용실에 수용된 현상제를 교반하도록 구성된 교반 부재로서, 상기 회전 축선의 방향으로 연장되는 교반축과, 상기 교반축과 함께 회전하도록 상기 교반축에 부착된 시트를 구비하는, 교반 부재; 및
상기 현상제가 상기 제2 개구부를 통해 상기 현상제 수용실로 보급되도록 구동 가능하게 구성된 반송 부재를 포함하고,
상기 교반 부재의 상기 시트는, 상기 시트가 상기 현상제 수용실의 상기 내벽의 부분과 접촉하여 탄성 변형된 후에 상기 탄성 변형의 적어도 일부가 복원되도록, 상기 내벽과 접촉하면서 회전하도록 구성됨으로써, 상기 시트 상의 상기 현상제를 상기 제1 개구부를 향해 투입하고,
상기 현상제 수용실의 상기 제2 개구부는, 상기 교반 부재가 회전하고 있을 때에 상기 시트가 그 정면을 통과하도록 하는 위치에 배치되어 있고,
상기 교반 부재가 회전하고 있는 동안의 상기 시트가 상기 제2 개구부의 상기 정면을 통과하는 타이밍에서 상기 반송 부재가 구동되고 있도록 구성되어 있는, 카트리지.
제1항에 있어서,
상기 장치 본체로부터 구동력을 받도록 구성된 구동력 받음 부재; 및
상기 구동력 받음 부재로부터 상기 교반 부재와 상기 반송 부재로 구동력을 전달하도록 구성된 구동력 전달부를 더 포함하고,
상기 구동력 전달부는, 상기 구동력 받음 부재가 상기 구동력을 받고 있을 때 상기 교반 부재와 상기 반송 부재의 양쪽 모두가 항상 구동되도록 구성되어 있는, 카트리지.
제2항에 있어서,
상기 현상실에 설치되고, 상기 현상 롤러에 상기 현상제를 공급하도록 구성된 공급 롤러를 더 포함하고,
상기 구동력 받음 부재는, 상기 공급 롤러의 길이방향 단부인 제1 단부에 설치되어 있고,
상기 구동력 전달부는,
상기 공급 롤러의 상기 제1 단부와는 반대측의 길이방향 단부인 제2 단부에 설치된 제1 기어;
상기 제1 기어와 동일한 측의 상기 교반 부재의 길이방향 단부에 설치된 제2 기어;
상기 제1 기어와 동일한 측의 상기 반송 부재의 길이방향 단부에 설치된 제3 기어; 및
상기 제1 기어로부터 상기 제2 기어를 향해 상기 구동력을 전달하도록 구성된 중간 기어를 구비하고,
상기 중간 기어는, 상기 중간 기어로부터 상기 제3 기어로 상기 구동력이 전달되도록 구성되어 있는, 카트리지.
제1항에 있어서,
상기 카트리지가 상기 장치 본체에 장착된 상태에서, 상기 제2 개구부는 상기 교반 부재의 회전 축선보다 하측에 위치되는, 카트리지.
제1항에 있어서,
상기 제2 개구부는, 상기 교반 부재의 회전 축선의 방향에 있어서 상기 현상제 수용실의 중앙부에 설치되어 있는, 카트리지.
제1항에 있어서,
상기 시트를 제1 시트라고 하면, 상기 교반 부재는, 상기 교반축과 함께 회전하도록 상기 교반축에 부착된 제2 시트를 구비하고, 상기 제2 시트는, 상기 교반 부재의 회전 축선의 방향으로 보았을 때에, 상기 제1 시트가 연장되는 방향과는 반대 방향으로 연장되도록 상기 교반축에 부착되어 있는, 카트리지.
제1항에 있어서,
상기 반송 부재는, 상기 현상 롤러의 상기 회전 축선의 방향으로 연장되는 축부와, 상기 축부의 외주에 설치된 나선형 블레이드부를 구비하는 스크류인, 카트리지.
제7항에 있어서,
상기 카트리지가 상기 장치 본체에 장착된 상태에서, 상기 반송 부재의 회전 축선은 상기 교반 부재의 회전 축선보다 하측에 위치되는, 카트리지.
화상 형성 장치로서,
장치 본체; 및
상기 장치 본체에 착탈 가능한 카트리지를 포함하고,
상기 카트리지는,
현상제를 담지하고 회전 축선을 중심으로 회전 가능하게 구성된 현상 롤러;
상기 현상 롤러가 설치된 현상실과, 상기 현상실의 하방에 위치되며 상기 현상제를 수용하는 현상제 수용실과, 상기 현상실과 상기 현상제 수용실을 연통하는 제1 개구부를 구비하는 프레임 부재로서, 상기 현상제 수용실은, 내벽과, 상기 카트리지의 외부로부터 보급되는 상기 현상제를 상기 현상제 수용실 내로 수취하기 위한 제2 개구부를 구비하는, 프레임 부재;
상기 현상제 수용실에 회전 가능하게 설치되고, 상기 현상제 수용실에 수용된 현상제를 교반하도록 구성된 교반 부재로서, 상기 회전 축선의 방향으로 연장되는 교반축과, 상기 교반축과 함께 회전하도록 상기 교반축에 부착된 시트를 구비하는, 교반 부재; 및
상기 현상제가 상기 제2 개구부를 통해 상기 현상제 수용실로 보급되도록 구동 가능하게 구성된 반송 부재를 포함하고,
상기 교반 부재의 상기 시트는, 상기 반송 부재의 상기 시트가 휘어진 후에 상기 휨의 적어도 일부가 해소되도록 상기 현상제 수용실의 상기 내벽과 접촉하면서 회전하도록 구성됨으로써, 상기 시트 상의 상기 현상제가 상기 제1 개구부를 향해 비상하게 하고,
상기 현상제 수용실의 상기 제2 개구부는, 상기 교반 부재가 회전하고 있을 때 상기 시트가 그 정면을 통과하도록 하는 위치에 배치되어 있고,
상기 반송 부재는, 적어도 상기 교반 부재가 회전하고 있는 동안의 상기 시트가 상기 제2 개구부의 상기 정면을 통과하는 타이밍에서 구동되고 있는, 화상 형성 장치.
제9항에 있어서,
상기 화상 형성 장치는, 상기 교반 부재의 회전이 정지되어 있는 동안 상기 반송 부재가 구동될 수 있도록 구성되어 있는, 화상 형성 장치.
제9항에 있어서,
상기 장치 본체는,
상기 교반 부재를 회전시키도록 구성된 제1 구동원;
상기 반송 부재를 회전시키도록 구성된 제2 구동원; 및
상기 제1 구동원 및 상기 제2 구동원을 제어하도록 구성된 제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 교반 부재가 회전하고 있는 동안의 상기 시트가 상기 제2 개구부의 상기 정면을 통과하는 타이밍에서 상기 반송 부재가 구동되도록 상기 제1 구동원 및 상기 제2 구동원을 제어하도록 구성되는, 화상 형성 장치.
제9항에 있어서,
상기 교반 부재를 회전시키도록 구성되고 상기 반송 부재를 구동하도록 구성된 구동원;
상기 구동원의 구동력을 상기 교반 부재를 향해 전달하도록 구성된 구동력 전달부;
상기 구동원으로부터 상기 교반 부재로 구동력이 전달될 수 있는 제1 상태와, 상기 구동원으로부터 상기 교반 부재로의 구동력의 전달이 차단된 제2 상태로 스위칭 가능하도록 구성된 액추에이터; 및
상기 구동원 및 상기 액추에이터를 제어하도록 구성된 제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 액추에이터를 상기 제1 상태로 스위칭함으로써 상기 교반 부재를 회전시키면서 상기 반송 부재를 구동하는 제1 모드와, 상기 액추에이터를 제2 상태로 스위칭한 상태에서 상기 구동원에 의해 상기 반송 부재를 구동하는 제2 모드를 실행 가능하도록 구성되어 있는, 화상 형성 장치.
제9항에 있어서,
상기 제2 개구부는 상기 교반 부재의 회전 축선보다 하측에 위치되는, 화상 형성 장치.
제9항에 있어서,
상기 제2 개구부는, 상기 교반 부재의 회전 축선의 방향에 있어서 상기 현상제 수용실의 중앙부에 설치되어 있는, 화상 형성 장치.
제9항에 있어서,
상기 시트를 제1 시트라고 하면, 상기 교반 부재는, 상기 교반축과 함께 회전하도록 상기 교반축에 부착된 제2 시트를 구비하고, 상기 제2 시트는, 상기 교반 부재의 회전 축선의 방향으로 보았을 때에, 상기 제1 시트가 연장되는 방향과는 반대 방향으로 연장되도록 상기 교반축에 부착되어 있는, 화상 형성 장치.
제9항에 있어서,
상기 반송 부재는, 상기 현상 롤러의 상기 회전 축선의 방향으로 연장되는 축부와, 상기 축부의 외주에 설치된 나선형 블레이드부를 구비하는 스크류인, 화상 형성 장치.
제16항에 있어서,
상기 반송 부재의 회전 축선은 상기 교반 부재의 회전 축선보다 하측에 위치되는, 화상 형성 장치.