KR20220005301A - 모터를 이용하여 현상 카트리지의 유입 셔터를 구동하는 구조 - Google Patents

모터를 이용하여 현상 카트리지의 유입 셔터를 구동하는 구조 Download PDF

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문지원
홍진화
이민철
이수성
양정민
콕 웡 찬
리안 체 사이먼 탄
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Abstract

개시된 화상형성장치는 구동 모터를 구비하는 본체와, 토너 수용부에 수용된 토너를 감광체에 형성된 정전잠상에 공급하여 가시적인 토너 화상을 형성하는 현상 카트리지를 포함한다. 현상 카트리지는 토너 리필 카트리지가 장착되는 장착부와, 상기 장착부와 상기 토너 수용부를 연결하는 토너 유입부와, 상기 토너 유입부를 막는 차단 위치와 토너 유입부를 개방하는 유입 위치로 전환가능한 유입 셔터를 구비한다. 클러치는 상기 구동 모터의 구동력을 상기 유입셔터로 선택적으로 전달한다.

Description

모터를 이용하여 현상 카트리지의 유입 셔터를 구동하는 구조{structure for driving toner inlet shutter of developing cartridge by using motor}
전자사진방식을 이용하는 화상형성장치는, 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 화상형성장치 본체로부터 탈거되며, 새로운 현상 카트리지가 본체에 장착될 수 있다. 토너 리필 키트(토너 리필 카트리지)를 토너 충전부에 장착하여 현상 카트리지에 새로운 토너를 재충전할 수도 있다.
도 1은 전자사진방식 화상형성장치의 일 예의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전자사진방식 화상형성장치의 일 예의 개략적인 구성도이다.
도 3은 토너 충전부의 일 예의 분해 사시도이다.
도 4는 유입 셔터가 유입 위치에 위치된 상태를 보여주는 평면도이다.
도 5는 유입 셔터가 차단 위치에 위치된 상태를 보여주는 평면도이다.
도 6은 구동 모터를 이용하여 유입 셔터를 회전시키는 구동 구조의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 일방향 클러치의 일 예의 분해 사시도이다.
도 8과 도 9는 도 7에 도시된 일방향 클러치의 동작을 보여주는 개략도들이다.
도 10은 일방향 클러치의 일 예의 개략적인 구성도이다.
도 11은 토너 리필 카트리지의 일 예의 개략적인 부분 분해사시도이다.
전자사진방식 화상형성장치는 토너가 수용된 현상 카트리지를 구비한다. 현상 카트리지는 감광체에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하여 정전잠상을 가시적인 토너 화상으로 현상시킨다. 현상 카트리지에 수용된 토너가 모두 소모되면 토너 리필(refill) 카트리지를 이용하여 현상 카트리지에 새로운 토너를 재충전할 수 있다. 토너 리필 카트리지를 현상 카트리지에 장착하고 토너 리필 카트리지를 회전시킴으로써, 현상 카트리지에 마련된 유입 셔터를 회전시켜 토너 유입구를 개방할 수 있다. 그러나, 사용자가 토너 리필 카트리지를 과도한 회전시키면 유입 셔터가 파손될 가능성이 있으며, 토너 리필 카트리지를 충분히 회전시키지 않으면 토너 유입구가 완전히 개방되지 않아서 토너 재충전 과정에서 토너가 누출될 수 있다.
본 예의 화상형성장치에서는, 화상형성장치 본체에 마련된 구동 모터를 이용하여 토너 유입구를 개폐하는 유입 셔터를 구동한다. 구동 모터의 구동력은 클러치에 의하여 유입 셔터로 선택적으로 전달된다. 클러치는 구동 모터의 회전 방향에 따라서 구동력을 유입 셔터로 선택적으로 전달할 수 있다. 유입 셔터의 위치는 위치 검지 센서에 의하여 검지되며, 따라서 유입 셔터가 토너 유입구를 개방하는 위치와 폐쇄하는 위치로 신뢰성있게 전환될 수 있다. 토너 리필 카트리지의 토너 배출구를 개폐하는 배출 셔터는 유입 셔터와 연결되어 구동 모터에 의하여 구동될 수 있다. 이하에서, 도면을 참조하면서 화상형성장치의 예들을 설명한다.
도 1은 전자사진방식 화상형성장치의 일 예의 개략적인 사시도이다. 도 1을 참조하면, 화상형성장치는, 구동 모터(100)를 구비하는 본체(1)와, 토너 수용부(230)에 수용된 토너를 감광체에 형성된 정전잠상에 공급하여 가시적인 토너 화상을 형성하는 현상 카트리지(2)와, 클러치(110)를 포함할 수 있다. 현상 카트리지(2)는 토너가 수용되는 토너 수용부(230)와, 토너 리필 카트리지(9)가 장착되는 장착부(11)와, 장착부(11)와 토너 수용부(230)를 연결하는 토너 유입부(12)와, 토너 유입부(12)를 막는 차단 위치와 토너 유입부(12)를 개방하는 유입 위치로 전환가능한 유입 셔터(13)를 포함할 수 있다. 클러치(110)는 구동 모터(100)의 구동력을 유입 셔터(13)로 선택적으로 전달한다.
도 2는 도 1에 도시된 전자사진방식 화상형성장치의 일 예의 개략적인 구성도이다. 도 2를 참조하여 화상 형성 과정을 간략하게 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 매체 공급기(7)로부터 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.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 예의 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 구비할 수 있다. 토너 수용부(230)에 토너를 재충전하기 위하여, 현상 카트리지(2)는 토너 수용부(230)와 연결된 토너 충전부(10)를 구비할 수 있다. 토너 충전부(10)는 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.
현상부(210)에는 토너를 현상롤러(22) 쪽으로 운반하는 하나 이상의 운반 부재(211)가 설치될 수 있다. 운반부재는 토너를 휘저어 토너를 소정 전위로 대전시키는 역할을 겸할 수 있다. 폐토너 수용부(220)는 현상부(210)로부터 상방으로 이격되어 그 사이에 광주사기(4)로부터 감광 드럼(21)으로 조사되는 노광 광(L)의 통로(250)를 형성한다. 클리닝 부재(26)에 의하여 감광드럼(21)으로부터 제거된 폐토너는 폐토너 수용부(220)에 수용된다. 폐토너는 하나 이상의 폐토너 이송부재(221)(222)(223)에 의하여 폐토너 수용부(220)의 내부로 이송된다. 토너 수용부(230)는 토너를 수용하며, 도 2에 점선으로 도시된 바와 같이 토너 공급부(234)에 의하여 현상부(210)와 연결된다. 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 공급부재(233)는 토너를 주주사 방향으로 운반하여, 토너 공급부(234)로 전달할 수 있다.
도 3은 토너 충전부(10)의 일 예의 분해 사시도이다. 도 3을 참조하면, 토너 충전부(10)는 토너 리필 카트리지(9)가 장착되는 장착부(11)와, 장착부(11)와 토너 수용부(230)를 연결하는 토너 유입부(12)와, 토너 유입부(12)를 막는 차단 위치와 토너 유입부(12)를 개방하는 유입 위치로 전환가능한 유입 셔터(13)를 포함할 수 있다.
장착부(11)는 토너 수용부(230)와 연결된다. 장착부(11)에는 토너 리필 카트리지(9)가 장착된다. 토너 유입부(12)는 토너 리필 카트리지(9)로부터 토너를 받아 토너 수용부(230)로 전달하도록 장착부(11)와 연결된다. 예를 들어, 장착부(11)는 하부 몸체(14)와 상부 몸체(15)를 구비할 수 있다. 상부 몸체(15)에는 토너 리필 카트리지(9)의 선단부를 수용하는 수용부(151)가 마련된다. 상부 몸체(15)는 하부 몸체(14)에 결합된다. 하부 몸체(14)는 토너 수용부(230)와 연결된다. 토너 유입부(12)는 하부 몸체(14)에 마련된다.
유입 셔터(13)는 토너 유입부(12)를 막는 차단위치와 토너 유입부(12)를 개방하는 유입 위치로 전환될 수 있게 하부 몸체(14)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 유입 셔터(13)는 하부 몸체(14)에 차단 위치와 유입 위치로 회전될 수 있게 설치될 수 있다. 하부 몸체(14)에는 유입 셔터(13)를 회전될 수 있게 지지하는 제1원통부(142)가 마련된다. 제1원통부(142)는 상부 몸체(15) 쪽으로 돌출된 원통형 리브에 의하여 구현될 수 있다. 유입 셔터(13)는 제1원통부(142)를 에워싸고 제1원통부(142)에 회전될 수 있게 지지되는 제2원통부(132)가 마련된다. 상부 몸체(15)는 유입 셔터(13)를 덮도록 하부 몸체(14)에 결합된다. 일 예로서, 유입 셔터(13)는 개구부(131)를 구비할 수 있다. 하부 몸체(14)에는 토너 유입부(12)와 연통된 토너 유입구(141)가 마련될 수 있다. 유입 셔터(13)는 개구부(131)가 토너 유입구(141)와 어긋나서 토너 유입구(141)를 막는 차단 위치와 개구부(131)가 토너 유입구(141)가 정렬되어 토너 유입구(141)를 개방하는 유입 위치로 회전될 수 있다.
유입 셔터(13)는 본체(1)에 마련된 구동 모터(100)에 의하여 회전된다. 유입 셔터(13)에는 구동 모터(100)와 연결되는 기어부(133)가 마련된다. 예를 들어, 하부 몸체(14)에는 구동 모터(100)와 연결된 기어(16)가 마련되고, 기어부(133)는 기어(16)와 맞물릴 수 있다. 구동 모터(100)를 이용하여 유입 셔터(13)를 구동하는 구조는 후술한다.
토너 충전부(10)에는 유입 셔터(13)의 위치를 검출하는 위치 검출 센서(17)가 마련된다. 위치 검출 센서(17)는 다양한 방식으로 유입 셔터(13)의 위치를 검출할 수 있다. 일 예로서 위치 검출 센서(17)는 고정 전극(171)와 가동 전극(172)을 포함할 수 있다. 고정 전극(171)와 가동 전극(172)은 하부 몸체(14)에 설치된다. 가동 전극(172)은 유입 셔터(13)와 간섭되어 고정 전극(171)에 접촉된 위치와 고정 전극(171)으로부터 이격된 위치로 탄력적으로 변형될 수 있다. 유입 셔터(13)에는 간섭부(134)가 마련된다. 간섭부(134)는 유입 셔터(13)가 유입 위치에 위치된 때에 가동 전극(172)을 밀어 고정 전극(171)에 접촉시킬 수 있다. 예를 들어, 유입 셔터(13)는 유입 위치로부터 180도 회전되어 차단 위치로 전환될 수 있다. 이 경우, 간섭부(134)의 형성 각도는 약 180도일 수 있다.
도 4는 유입 셔터(13)가 유입 위치에 위치된 상태를 보여주는 평면도이며, 도 5는 유입 셔터(13)가 차단 위치에 위치된 상태를 보여주는 평면도이다. 먼저 도 4를 참조하면, 유입 셔터(13)가 유입 위치에 위치되어 개구부(131)와 토너 유입구(141)가 정렬된다. 이때, 가동 전극(172)은 간섭부(134)와 간섭되어 고정 전극(171)에 접촉된 상태이다. 이 상태를 위치 검출 센서(17)의 온(ON)상태라 한다. 도 4에 도시된 상태에서 유입 셔터(13)가 반시계방향으로 회전된다. 유입 셔터(13)가 유입 위치로부터 차단 위치로 회전되는 동안에 가동 전극(172)은 간섭부(134)와 지속적으로 간섭되어 고정 전극(171)에 접촉된 상태로 유지된다. 따라서, 위치 검출 센서(17)는 온 상태로 유지된다. 유입 셔터(13)가 예를 들어 180도 회전되면, 도 15에 도시된 바와 같이 유입 셔터(13)가 차단 위치에 도달되고 개구부(131)와 토너 유입구(141)와의 정렬이 어긋난다. 유입 셔터(13)가 차단 위치에 도달되면, 간섭부(134)와 가동 전극(172)과의 간섭이 종료되며, 가동 전극(172)은 탄성력에 의하여 도 5에 도시된 바와 같이 고정 전극(171)으로부터 이격된다. 이 상태를 위치 검출 센서(17)의 오프(OFF) 상태라 한다. 이와 같이, 위치 검출 센서(17)의 상태가 온 상태에서 오프 상태로 변하면, 유입 셔터(13)가 차단 위치에 도달된 것으로 판단될 수 있다.
유입 셔터(13)를 유입 위치로부터 차단 위치로 전환시키기 위하여, 유입 셔터(13)는 도 5에 도시된 상태에서 반시계 방향으로 회전될 수 있다. 유입 셔터(13)가 유입 위치로부터 차단 위치로 회전되는 동안에 가동 전극(172)은 간섭부(134)와 간섭되지 않으며, 고정 전극(171)으로부터 이격된 상태로 유지된다. 따라서, 위치 검출 센서(17)는 오프 상태로 유지된다. 유입 셔터(13)가 예를 들어 180도 회전되면, 도 4에 도시된 바와 같이 유입 셔터(13)가 유입 위치에 도달되고 개구부(131)와 토너 유입구(141)가 서로 정렬된다. 유입 셔터(13)가 유입 위치에 도달되면, 간섭부(134)와 가동 전극(172)이 간섭되어 가동 전극(172)이 고정 전극(171)에 접촉되고, 위치 검출 센서(17)는 다시 온 상태가 된다. 이와 같이, 위치 검출 센서(17)의 상태가 오프 상태에서 온 상태로 변하면, 유입 셔터(13)가 유입 위치에 도달된 것으로 판단될 수 있다.
유입 셔터(13)를 구동 모터(100)를 이용하여 차단 위치로 회전시키는 구조에 따르면, 사용자가 토너 리필 카트리지(9)를 회전시킬 필요가 없으므로 사용자 편의 성이 향상될 수 있다. 또한, 위치 검출 센서(17)를 이용하여 유입 셔터(13)의 위치를 신뢰성있게 검지할 수 있으므로, 위치 검출 센서(17)의 검출 신호에 기반하여 구동 모터(100)를 제어하여 유입 셔터(13)를 차단 위치 또는 유입 위치에 정밀하게 위치시킬 수 있다. 따라서, 사용자가 토너 리필 카트리지(9)를 회전시켜 유입 셔터(13)를 개폐하는 구조와 비교하여 유입 셔터(13)의 과도한 회전에 의한 파손과 불충분한 회전에 의한 토너 누출이 방지될 수 있다.
도 6은 구동 모터(100)를 이용하여 유입 셔터(13)를 회전시키는 구동 구조의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 구동 모터(100)와, 클러치(110)가 도시되어 있다. 구동 모터(100)와 클러치(110)는 하나 이상의 기어에 의하여 연결된다. 구동 모터(100)는 본체(1)에 마련된 회전 부재들, 예를 들어, 전사 롤러(5), 픽업롤러(71), 정착기(6), 배출롤러(73) 중 적어도 하나를 구동할 수 있다. 구동 모터(100)는 도시되지 않은 기어열에 의하여 본체(1)에 마련된 회전 부재들에 연결될 수 있다. 구동 모터(100)는 현상 카트리지(2)의 회전 부재들, 예를 들어, 감광 드럼(21), 현상 롤러(22), 대전 롤러(23), 공급 롤러(24), 운반 부재(211), 폐토너 이송부재(221)(222)(223), 토너 공급부재(231)(232)(233) 중 적어도 하나를 구동할 수 있다. 구동 모터(100)는 도시되지 않은 기어열에 의하여 현상 카트리지(2)의 회전 부재들과 연결될 수 있다. 회전 부재들의 회전축은 현상 카트리지(2)의 일측부를 통과하여 외부로 돌출되며 돌출된 회전축의 단부에는 예를 들어 기어열과 연결되는 기어가 결합될 수 있다. 본 예의 화상형성장치는, 클러치(110)를 이용하여 구동 모터(100)의 구동력을 선택적으로 유입 셔터(13)에 전달한다. 클러치(110)는 구동 모터(100)의 구동력을 유입 셔터(13)와 회전 부재들에 선택적으로 전달할 수 있다. 예를 들어, 클러치(110)는 구동 모터(100)의 회전 방향에 따라서 구동력을 유입 셔터(13)와 회전 부재들에 선택적으로 전달할 수 있다.
클러치(110)는 구동 모터(100)의 구동력을 유입 셔터(13)로 선택적으로 전달하는 제1클러치(110-1)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1연결 기어(401)와 구동 모터(100) 사이에 제1클러치(110-1)가 개재된다. 제1연결 기어(401)는 유입 셔터(13)의 기어부(133)와 맞물리는 기어(16)와 연결될 수 있다. 클러치(110)는 구동 모터(100)의 구동력을 회전 부재, 예를 들어 현상 카트리지(2)의 회전 부재로 선택적으로 전달하는 제2클러치(110-2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2연결 기어(402)와 구동 모터(100) 사이에 제2클러치(110-2)가 개재된다. 제2연결 기어(402)는 현상 카트리지(2)의 회전 부재들 중 하나와 연결될 수 있다.
제1클러치(110-1)와 제2클러치(110-2)는 다양한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1클러치(110-1)와 제2클러치(110-2)는 구동 모터(100)의 회전 방향에 따라서 구동 모터(100)의 구동력을 유입 셔터(13)와 현상 카트리지(2)의 회전 부재로 선택적으로 전달하는 일방향 클러치를 포함할 수 있다. 제1클러치(110-1)는 구동 모터(100)가 제1방향으로 회전될 때에 구동력을 유입 셔터(13)로 전달하며, 제2클러치(110-2)는 구동 모터(100)가 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 회전될 때에 구동력을 회전 부재로 전달할 수 있다.
도 7은 일방향 클러치(400)의 일 예의 분해 사시도이다. 도 8과 도 9는 도 7에 도시된 일방향 클러치(400)의 동작을 보여주는 개략도들이다. 도 7 내지 도 9를 참조하면, 일방향 클러치(400)는 입력 부재(410), 출력 부재(420), 및 입력 부재(410)와 출력 부재(420) 사이에 개재되는 클러치 부쉬(430)를 포함할 수 있다. 본 예의 일방향 클러치(400)는 입력 부재(410)가 A1방향으로 회전될 때에 출력 부재(420)가 A1방향으로 회전되고 입력 부재(410)가 A2방향으로 회전될 때에 출력 부재(420)가 회전되지 않는 구조를 갖는다.
클러치 부쉬(430)는 축방향으로 이동될 수 있게 출력 부재(420)에 지지된다. 예를 들어, 출력 부재(420)에는 축방향으로 연장된 보스(424)가 마련되고, 클러치 부쉬(430)에는 보스(424)가 삽입되는 관통부(434)가 마련된다. 입력 부재(410)는 구동 모터(100)와 연결된다. 입력 부재(410)는 클러치 부쉬(430)를 회전시킨다. 예를 들어, 입력 부재(410)에는 방사상으로 연장된 구동 리브(411a)(411b)가 마련된다. 클러치 부쉬(430)에는 구동 리브(411a)(411b)와 회전 방향으로 대향되는 종동 리브(435a)(435b)가 마련된다. 따라서, 입력 부재(410)가 회전되면 구동 리브(411a)(411b)가 종동 리브(435a)(435b)를 밀며, 클러치 부쉬(430)는 입력 부재(410)와 같은 방향으로 회전된다. 클러치 부쉬(430)의 종동 리브(435a)(435b)의 반대쪽에는 제1클러치부(433)가 마련된다. 출력 부재(420)에는 제1클러치부(433)와 맞물리는 제2클러치부(423)가 마련된다. 제1클러치부(433)는 제1걸림부(431)와 제1경사부(432)가 원주방향으로 반복 배열된 형태이며, 제2클러치부(423)는 제1걸림부(431) 및 제1경사부(432)와 각각 마주보는 제2걸림부(421)와 제2경사부(422)가 원주 방향으로 반복 배열된 형태이다. 종동 리브(435a)(435b)와 축방향으로 대향되는 입력 부재(410)의 대향면(412)은 축방향으로 경사진 면이다. 대향면(412)는 입력 부재(410)가 A1 방향으로 회전될 때에 클러치 부쉬(430)를 출력 부재(420) 쪽으로 미는 구조를 갖는다. 예를 들어, 구동 리브(411a)(411b) 사이의 대향면(412)은 A1 방향으로 갈수록 출력 부재(420) 쪽으로 돌출되는 경사면일 수 있다. 도 8 및 도 9에서 대향면(412)는 경사진 형태를 보여주기 위하여 개념적으로 도시된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 입력 부재(410)가 A1 방향으로 회전되면 대향면(412)이 클러치 부쉬(430)의 종동 리브(435a)(435b)에 접촉되어 종동 리브(435a)(435b)를 출력 부재(420) 쪽으로 민다. 구동 리브(411a)(411b)가 종동 리브(435a)(435b)와 접촉되면 클러치 부쉬(430)가 A1 방향으로 회전된다. 제1, 제2걸림부(431)(421)가 서로 대향되고, 제1걸림부(431)가 제2걸림부(421)를 A1 방향으로 민다. 따라서 출력 부재(420)가 A1 방향으로 회전된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 입력 부재(410)가 A2 방향으로 회전되면 구동 리브(411a)(411b)가 종동 리브(435a)(435b)로부터 이격되고, 클러치 부쉬(430)는 회전되지 않는다. 대향면(412)은 종동 리브(435a)(435b)로부터 축방향으로 이격된다. 구동 리브(411b)(411a)가 종동 리브(435a)(435b)와 각각 접촉되면 클러치 부쉬(430)가 A2 방향으로 회전된다. 제1걸림부(431)는 제2걸림부(421)로부터 A2 방향으로 이격되고, 제1, 제2경사부(422)(432)가 서로 접촉된다. 제1, 제2경사부(422)(432)에 의하여 클러치 부쉬(430)는 입력 부재(410) 쪽으로 밀리고, 제1클러치부(433)가 제2클러치부(423)로부터 이격된다. 따라서, 출력 부재(420)는 회전되지 않는다.
도 7 내지 도 9에 도시된 일방향 클러치(400)가 제1클러치(110-1)로서 적용될 수 있다. 이 경우, 입력 부재(410)가 구동 모터(100)와 연결되며 출력 부재(420)가 제1연결 기어(401)를 통하여 유입 셔터(13)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 구동 모터(100)가 제1방향으로 회전되면 입력 부재(410)와 출력 부재(420)가 함께 A1 방향으로 회전되어 유입 셔터(13)를 차단 위치와 유입 위치로 회전시킬 수 있다. 구동 모터(100)가 제2방향으로 회전되면 입력 부재(410)는 A2 방향으로 회전되지만 출력 부재(420)는 회전되지 않으므로 구동 모터(100)의 구동력이 유입 셔터(13)로 전달되지 않는다. 도면을 도시되지는 않았지만, 제1클러치(110-1)로서 전기적 신호에 의하여 구동 모터(100)의 구동력을 선택적으로 유입 셔터(13)로 전달하는 전자 클러치가 채용될 수도 있다.
도 10은 일방향 클러치(400a)의 일 예의 개략적인 구성도이다. 일방향 클러치(400a)는 입력 부재(410a)가 A2방향으로 회전될 때에 출력 부재(420a)가 A2방향으로 회전되고 입력 부재(410a)가 A1방향으로 회전될 때에 출력 부재(420a)가 회전되지 않는 구조를 갖는 점에서 도 7 내지 도 9에 도시된 일방향 클러치(400)와 차이가 있다. 이하에서 차이점을 위주로 설명한다. 도 10을 참조하면, 클러치 부쉬(430a)는 축방향으로 이동될 수 있게 출력 부재(420a)에 지지된다. 입력 부재(410a)는 구동 모터(100)와 연결된다. 입력 부재(410a)는 클러치 부쉬(430a)를 회전시킨다. 클러치 부쉬(430a)에는 제1클러치부(433a)가 마련되고, 출력 부재(420a)에는 제1클러치부(433a)와 맞물리는 제2클러치부(423a)가 마련된다. 제1클러치부(433a)는 제1걸림부(431a)와 제1경사부(432a)가 원주방향으로 반복 배열된 형태이며, 제2클러치부(423a)는 제1걸림부(431a) 및 제1경사부(432a)와 각각 마주보는 제2걸림부(421a)와 제2경사부(422a)가 원주 방향으로 반복 배열된 형태이다. 입력 부재(410a)의 대향면(412a)은 A2 방향으로 갈수록 출력 부재(420) 쪽으로 돌출되는 경사면으로서, 입력 부재(410a)가 A2 방향으로 회전될 때에 클러치 부쉬(430a)를 출력 부재(420a) 쪽으로 민다. 즉, 제1, 제2클러치(433a)(423a)와 대향면(412a)은 각각 도 7 내지 도 9에 도시된 제1, 제2클러치(433)(423)와 대향면(412a)와 대칭적인 형상이다. 따라서, 입력 부재(410a)가 A1 방향으로 회전되면 출력 부재(420a)는 회전되지 않으며, 입력 부재(410a)가 A2 방향으로 회전되면 출력 부재(420a)도 A2 방향으로 회전될 수 있다.
도 10에 도시된 일방향 클러치(400a)가 제2클러치(110-2)로서 적용될 수 있다. 이 경우, 입력 부재(410a)가 구동 모터(100)와 연결되며 출력 부재(420a)가 제2연결 기어(402)를 통하여 현상 카트리지(2)의 회전 부재와 연결될 수 있다. 예를 들어, 구동 모터(100)가 제1방향으로 회전되면 입력 부재(410a)는 A1 방향으로 회전되지만 출력 부재(420a)는 회전되지 않으므로 구동 모터(100)의 구동력이 현상 카트리지(2)의 회전 부재로 전달되지 않는다. 구동 모터(100)가 제2방향으로 회전되면 입력 부재(410a)와 출력 부재(420a)가 함께 A2 방향으로 회전되어 구동 모터(100)의 구동력이 현상 카트리지(2)의 회전 부재로 전달될 수 있다. 도면을 도시되지는 않았지만, 제2클러치(110-2)로서 전기적 신호에 의하여 구동 모터(100)의 구동력을 선택적으로 현상 카트리지(2)의 회전 부재로 전달하는 전자 클러치가 채용될 수도 있다.
클러치(110)를 이용하여 구동 모터(100)의 구동력을 유입 셔터(13)로 선택적으로 전달하는 구조에 따르면, 현상 카트리지(2)의 회전 부재를 구동하는 구동 모터(100)를 이용하여 유입 셔터(13)를 구동할 수 있다. 따라서, 유입 셔터(13)를 구동하기 위한 추가적인 구동 모터를 채용할 필요가 없어 화상형성장치의 제조 비용이 절감될 수 있다.
전술한 바와 같이, 토너 수용부(230)에 수용된 토너가 모두 소모되면, 토너 리필 카트리지(9)를 이용하여 토너 수용부(230)에 새로운 토너를 재충전할 수 있다. 본 예의 화상형성장치는 토너 리필 카트리지(9)를 본체(1)의 외부로부터 내부로 삽입하여 토너 충전부(10)에 장착하고, 토너 수용부(230)에 토너를 재충전한 후에 토너 리필 카트리지(9)를 분리하는 구조를 갖는다. 이를 위하여, 도 1을 참조하면, 본체(1)에는 토너 리필 카트리지(9)가 본체(1)의 외부로부터 토너 충전부(10)에 액세스할 수 있도록 허용하는 연통부(8)가 마련된다. 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.
도 11은 토너 리필 카트리지(9)의 일 예의 개략적인 부분 분해사시도이다. 도 1과 도 11을 참조하면, 토너 리필 카트리지(9)는 내부에 토너가 수용된 몸체(91)와, 몸체(91)에 길이방향(B)으로 이동가능하게 결합되어 토너를 몸체(91) 외부로 밀어내는 플런저(plunger)(92)를 구비하는 주사기형(syringe) 토너 리필 카트리지일 수 있다. 몸체(91)의 선단부(911)에는 몸체(91)로부터 토너가 배출되는 토너 배출구(93)가 마련된다. 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 장착된 상태에서 플런저(92)를 길이방향(B)으로 누르면, 몸체(91)에 수용된 토너가 토너 충전부(10)를 통하여 현상 카트리지(2)의 토너 수용부(230)로 공급될 수 있다.
배출 셔터(94)는 토너 배출구(93)를 개방하는 배출 위치와 토너 배출구(93)를 닫는 폐쇄 위치로 전환될 수 있게 몸체(91)의 선단부(911)에 설치된다. 예를 들어, 배출 셔터(94)는 배출 위치와 배출 위치로 회전될 수 있다. 배출 셔터(94)에는 개구부(941)가 마련된다. 배출 위치에서 토너 배출구(93)와 개구부(941)가 서로 정렬되며, 폐쇄 위치에서 토너 배출구(93)와 개구부(941)가 서로 어긋난다.
배출 셔터(94)는 유입 셔터(13)와 연결되어 회전될 수 있다. 유입 셔터(13)는 배출 셔터(94)와 연결되어 토너 배출구(93)와 토너 유입부(12)를 막는 차단 위치와 토너 배출구(93)와 토너 유입부(12)를 개방하는 유입 위치로 회전가능될 수 있다. 즉, 배출 셔터(94)는 유입 셔터(13)와 함께 배출 위치와 폐쇄 위치로 회전될 수 있다.
토너 리필 카트리지(9)가 본체(1)의 연통부(8)를 통하여 토너 충전부(10)에 장착되면, 몸체(91)의 선단부(911)가 토너 충전부(10)에 마련된 수용부(151)에 삽입되고, 배출 셔터(94)가 유입 셔터(13)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 4와 도 11을 참조하면, 유입 셔터(13)와 배출 셔터(94)에는 제1연결부(135)와 제2연결부(95)가 각각 마련된다. 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 장착되면 제1연결부(135)와 제2연결부(95)가 서로 연결된다. 제1연결부(135)와 제2연결부(95)는 배출 셔터(94)가 유입 셔터(13)와 함께 회전될 수 있도록 서로 연결된다. 예를 들어, 제1연결부(135)는 한 쌍의 돌기를 포함할 수 있으며, 제2연결부(95)는 한 쌍의 돌기가 삽입되는 한 쌍의 홀을 포함할 수 있다.
토너 리필 카트리지(9)는 배출 셔터(94)가 폐쇄 위치에 위치된 상태에서 연통부(8)를 통하여 본체(1) 내부로 삽입되며, 토너 충전부(10)에 장착된다. 유입 셔터(13)는 차단 위치에 위치된다. 토너 배출구(93)는 토너 유입구(141)와 정렬된다. 제1연결부(135)와 제2연결부(95)가 서로 연결된다. 배출 셔터(94)가 폐쇄 위치에, 유입 셔터(13)가 차단 위치에 위치되어 있다. 따라서, 토너 리필 카트리지(9)의 토너는 토너 충전부(10)로 배출될 수 없다. 토너 배출구(93)와 토너 유입구(141)를 개방하기 위하여 구동 모터(100)가 제1방향으로 회전된다. 구동 모터(100)의 구동력은 제1클러치(110-1)에 의하여 유입 셔터(13)로 전달되며, 유입 셔터(13)가 차단 위치로부터 유입 위치로 회전된다. 제2클러치(110-2)는 구동 모터(100)의 구동력을 차단한다. 따라서, 구동 모터(100)의 구동력은 현상 카트리지(2)의 회전부재들에 전달되지 않는다. 배출 셔터(94)는 유입 셔터(13)와 함께 폐쇄 위치로부터 배출 위치로 회전된다. 유입 셔터(13)가 유입 위치에 도달되면, 배출 셔터(94)가 배출 위치에 도달된다. 유입 셔터(13)에 마련된 간섭부(134)에 밀려서 가동 전극(172)이 고정 전극(171)에 접촉되며 위치 검출 센서(17)의 상태가 오프 상태에서 온 상태로 변한다. 구동 모터(100)의 구동이 정지된다. 토너 배출구(93), 배출 셔터(94)의 개구부(941), 유입 셔터(13)의 개구부(131), 및 토너 유입구(141)가 차례로 정렬된다. 플런저(92)를 길이방향(B)을 눌러 몸체(91) 내부의 토너를 토너 배출구(93) 및 개구부(941)를 통하여 토너 충전부(10)로 배출한다. 토너는 유입 셔터(13)의 개구부(131) 및 토너 유입구(141)를 통하여 토너 유입부(12)를 거쳐서 현상 카트리지(2)의 토너 수용부(230)로 충전된다. 플런저(92)가 하사 위치에 도달되면, 토너 재충전이 완료된다.
토너 리필 카트리지(9)를 토너 충전부(10)로부터 분리하기 전에, 구동 모터(100)가 제1방향으로 회전된다. 구동 모터(100)의 구동력은 제1클러치(110-1)에 의하여 유입 셔터(13)로 전달되며, 유입 셔터(13)가 개방 위치로부터 차단 위치로 회전된다. 배출 셔터(94)는 유입 셔터(13)와 함께 배출 위치로부터 폐쇄 위치로 회전된다. 유입 셔터(13)가 차단 위치에 도달되면, 배출 셔터(94)가 폐쇄 위치에 도달된다. 간섭부(134)와 가동 전극(172)과의 간섭이 종료되고, 가동 전극(172)이 고정 전극(171)으로부터 이격된다. 위치 검출 센서(17)의 상태가 온 상태에서 오프 상태로 변한다. 구동 모터(100)의 구동이 정지된다. 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)로부터 분리된다.
인쇄 작업을 수행하기 위하여 구동 모터(100)는 제2방향으로 회전될 수 있다. 구동 모터(100)의 구동력은 제2클러치(110-2)에 의하여 현상 카트리지(2)의 회전 부재들에 전달된다. 제1클러치(110-1)에 의하여 구동 모터(100)의 구동력을 차단되므로 유입 셔터(13)는 회전되지 않고 차단 위치에 유지된다.
본 개시는 도면에 도시된 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 구동 모터를 구비하는 본체;
    토너가 수용되는 토너 수용부와, 토너 리필 카트리지가 장착되는 장착부와, 상기 장착부와 상기 토너 수용부를 연결하는 토너 유입부와, 상기 토너 유입부를 막는 차단 위치와 토너 유입부를 개방하는 유입 위치로 전환가능한 유입 셔터를 구비하며, 상기 토너 수용부에 수용된 토너를 감광체에 형성된 정전잠상에 공급하여 가시적인 토너 화상을 형성하는 현상 카트리지;
    상기 구동 모터의 구동력을 상기 유입셔터로 선택적으로 전달하는 클러치;를 포함하는 화상형성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유입 셔터는 상기 차단 위치와 상기 유입 위치로 회전되는 화상형성장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유입 셔터의 위치를 검출하는 위치 검출 센서;를 포함하는 화상형성장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 클러치는 상기 구동 모터의 회전 방향에 따라 상기 구동력을 상기 유입 셔터로 선택적으로 전달하는 일방향 클러치를 포함하는 화상형성장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 현상 카트리지는 회전 부재를 포함하며,
    상기 클러치는 상기 구동 모터의 구동력을 상기 유입 셔터로 선택적으로 전달하는 제1클러치와, 상기 구동 모터의 구동력을 상기 회전 부재로 선택적으로 전달하는 제2클러치를 포함하는 화상형성장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1클러치와 상기 제2클러치는 상기 구동 모터의 회전 방향에 따라 선택적으로 구동력을 상기 유입 셔터와 상기 회전 부재로 전달하는 화상형성장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1클러치는 상기 구동 모터가 제1방향으로 회전될 때에 상기 구동력을 상기 유입 셔터로 전달하며,
    상기 제2클러치는 상기 구동 모터가 상기 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 회전될 때에 상기 구동력을 상기 회전 부재로 전달하는 화상형성장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 토너 리필 카트리지는 몸체와, 상기 몸체로부터 토너가 배출되는 배출구와, 상기 배출구를 개폐하는 개방 위치와 폐쇄 위치로 전환가능한 배출 셔터를 포함하며,
    상기 배출 셔터는 상기 유입 셔터와 연결되는 화상형성장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배출 셔터는 상기 유입 셔터가 상기 차단 위치와 유입 위치로 전환됨에 따라 상기 유입 셔터와 함께 상기 폐쇄 위치와 상기 개방 위치로 전환되는 화상형성장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 본체에는 상기 토너 리필 카트리지가 외부로부터 상기 장착부에 장착될 수 있도록 허용하는 연통부가 마련된 화상형성장치.
  11. 구동 모터를 구비하는 본체;
    토너 수용부에 수용된 토너를 감광체에 형성된 정전잠상에 공급하여 가시적인 토너 화상을 형성하는 것으로서, 회전 부재와, 토너 배출구와 상기 토너 배출구를 선택적으로 개폐하는 배출 셔터를 구비하는 토너 리필 카트리지가 장착되는 장착부와, 상기 장착부와 상기 토너 수용부를 연결하는 토너 유입부와, 상기 배출 셔터와 연결되어 상기 토너 배출구와 상기 토너 유입부를 막는 차단 위치와 상기 토너 배출구와 상기 토너 유입부를 개방하는 유입 위치로 회전가능한 유입 셔터를 구비하는 현상 카트리지;
    상기 구동 모터의 구동력을 상기 유입 셔터와 상기 회전 부재로 선택적으로 전달하는 클러치;를 포함하는 화상형성장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 유입 셔터의 위치를 검출하는 위치 검출 센서;를 포함하는 화상형성장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 클러치는 상기 구동 모터가 제1방향으로 회전될 때에 상기 구동력을 상기 유입 셔터로 전달하는 제1클러치를 포함하는 화상형성장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 클러치는 상기 구동 모터가 상기 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 회전될 때에 상기 구동력을 상기 회전 부재로 전달하는 제2클러치를 포함하는 화상형성장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 본체에는 상기 토너 리필 카트리지가 외부로부터 상기 장착부에 장착될 수 있도록 허용하는 연통부가 마련된 화상형성장치.
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