KR20230054104A - 토너 배출구를 통해 구동력이 전달되는 구조를 가지는 토너 리필 카트리지 - Google Patents

토너 배출구를 통해 구동력이 전달되는 구조를 가지는 토너 리필 카트리지 Download PDF

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최웅용
안용남
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Abstract

개시된 토너 카트리지는, 토너를 수용하며, 수용된 토너를 외부로 배출하는 토너 배출구가 마련된 몸체; 상기 몸체의 중심축을 중심으로 회전되며, 상기 몸체에 수용된 토너를 교반하는 교반 부재; 상기 몸체에 대해 상기 중심축 방향을 따라 이동하며, 상기 토너 배출구를 개방하는 개방 위치와 상기 토너 배출구를 차단하는 차단 위치를 가지는 셔터 부재; 상기 셔터 부재가 상기 차단 위치일 때 상기 토너 배출구를 통해 외부로 노출되며, 외부로부터 구동력을 입력받아 회전되는 구동력 입력부; 및 상기 구동력 입력부의 회전력을 상기 교반 부재로 전달하는 구동 샤프트;를 포함한다.

Description

토너 배출구를 통해 구동력이 전달되는 구조를 가지는 토너 리필 카트리지 {Toner refill cartridge having structure in which driving force is transmitted through toner outlet}
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 이용하여 현상 카트리지에 새로운 토너를 충전할 수도 있다.
도 1은 전자사진방식 화상형성장치의 일 예의 개략적인 외관 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전자사진방식 화상형성장치의 일 예의 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전자사진방식 화상형성장치의 일 예에 채용된 현상 카트리지의 일 예의 사시도이다.
도 4는 토너 리필 카트리지의 일 예의 조립 사시도이다.
도 5는 토너 리필 카트리지의 일 예의 분해 사시도이다.
도 6은 도 4의 토너 리필 카트리지의 단면도이다.
도 7은 도 6의 토너 리필 카트리지에서 셔터 부재가 열림 위치일 때를 나타낸 단면도이다.
도 8은 일 예에 따른 토너 리필 카트리지가 장착되는 토너 충전부를 설명하기 위한 조립 사시도이다.
도 9는 도 8의 분해 사시도의 일 예이다.
도 10은 도 8의 토너 충전부의 일 단면도이다.
도 11은 도 10의 토너 충전부의 제2 셔터 부재가 제2 개방 위치일 때를 나타낸 단면도이다.
도 12a 내지 도 12c는 일 예에 따른 토너 리필 카트리지가 화상형성장치의 토너 충전부에 장착되는 과정을 나타낸 사시도이다.
도 13a 내지 도 13c는 도 12a 내지 도 12c의 토너 리필 카트리지가 화상형성장치의 토너 충전부에 장착되는 과정을 나타낸 단면도이다.
도 14a 내지 도 14c는 도 12a 내지 도 12c의 토너 리필 카트리지가 화상형성장치의 토너 충전부에 장착될 때, 결합부가 잠금부에 의해 고정되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 15는 일 예에 따른 화상형성장치에 장착된 토너 리필 카트리지에서 토너가 화상형성장치로 공급되는 모습을 나타낸 단면도이다.
도 16a 내지 도 16c는 제어부에 의해 토너 배출 카트리지가 분리되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 다른 예에 따른 토너 리필 카트리지를 나타낸 사시도이다.
도 18은 도 17의 토너 리필 카트리지의 분리 사시도의 일 예이다.
도 19 및 도 20은 도 17의 토너 리필 카트리지의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
토너 리필 카트리지는 사용자가 직접 가압하여 토너를 수동으로 배출시키는 토너 리필 카트리지와 본체로부터 구동력을 전달받아 토너가 자동으로 배출되는 토너 리필 카트리지로 구분될 수 있다.
수동으로 토너를 배출시키는 토너 리필 카트리지는 토너 주입을 위하여 사용자의 물리적인 힘이 필요하기 때문에, 사용자에게 불편함을 줄 수 있는 반면, 자동으로 토너를 배출하는 토너 리필 카트리지는 토너 주입을 위하여 사용자의 물리적인 힘이 필요 없기 때문에 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.
다만, 자동으로 토너를 배출하는 토너 리필 카트리지는, 토너를 자동으로 배출하기 위한 구성을 포함할 수 있으며, 그로 인해 구조가 복잡해 지고, 크기가 커질 수 있다. 예를 들어, 자동으로 토너를 배출하는 토너 리필 카트리지는 구동력을 입력받는 구동력 입력부와, 이러한 구동력 입력부를 외부로 노출시키기 위해, 토너 배출구와 별도로 마련된 연결 개구를 포함할 수 있다. 이러한 별도의 연결 개구로 인해, 토너 리필 카트리지의 단부의 구조가 복잡해지고 그 크기 또한 커질 수 있다.
본 예에 따른 토너 리필 카트리지에서는, 토너 배출구를 통해 구동력이 전달되는 구조를 가짐으로써, 토너 리필 카트리지에서 본체에 연결되는 구조를 단순화할 수 있으며 그 크기를 작게 할 수 있다. 예를 들어, 토너 리필 카트리지는 장착 과정에서 몸체에 대해 중심축 방향을 따라 이동하는 셔터 부재와, 셔터 부재의 내측에 배치되어 토너 배출구를 통해 외부로 노출되는 구동력 입력부를 포함할 수 있다. 그에 따라, 토너 리필 카트리지가 장착되는 과정에서 구동력 입력부는 토너 배출구를 통해 본체의 구동력 전달부에 자연스럽게 연결되며, 셔터 부재는 중심축 방향을 따라 이동하여 자연스럽게 개방될 수 있다.
본체의 구동력 전달부는 본체에서 토너를 이송하는 회전 이송부와 함께 회전하며, 토너 리필 카트리지의 구동력 입력부는 토너 리필 카트리지의 내부의 토너를 교반하는 교반 부재와 함께 회전할 수 있다. 그에 따라, 구동력 전달부와 구동력 입력부가 회전할 때, 토너 리필 카트리지에서는 교반 부재에 의해 토너가 교반되어 중력 방향으로 이동하며, 본체에서는 회전 이송부에 의해 토너가 중력 방향으로 이송된다. 그리하여, 토너 리필 카트리지의 토너를 본체에 신속하게 충전할 수 있다.
이하에서, 첨부 도면을 참조하면서 이러한 토너 리필 카트리지 및 토너 리필 카트리지가 장착된 화상형성장치의 예에 대하여 상세히 설명한다. 아울러 본 명세서 및 도면에서 실질적으로 동일한 기능 구성을 가진 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.
도 1은 전자사진방식 화상형성장치의 일 예의 개략적인 외관 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 전자사진방식 화상형성장치의 일 예의 개략적인 구성도이다. 도 3은 도 1에 도시된 전자사진방식 화상형성장치의 일 예에 채용된 현상 카트리지(2)의 일 예의 사시도이다. 도 1, 도 2, 및 도 3을 참조하면, 화상형성장치는 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. 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.
본 예의 현상 카트리지(2)는 감광드럼(31)과 현상롤러(32)가 설치된 현상부(310)와, 감광드럼(31)으로부터 제거된 폐토너가 수용되는 폐토너 수용부(320)와, 현상부(310)와 연결되고 토너가 수용되는 토너 수용부(330)를 구비한다. 토너 충전부(10)는, 토너 수용부(330)에 토너를 재충전하기 위하여, 후술하는 토너 리필 카트리지(9)와 현상 카트리지(2)와의 인터페이스를 제공한다.
폐토너 수용부(320)는 현상부(310)의 상측에 위치되며, 폐토너 수용부(320)와 현상부(310) 사이에 광 통로(350)가 형성된다. 클리닝 부재(36)에 의하여 감광드럼(31)으로부터 제거된 폐토너는 폐토너 수용부(320)에 수용된다. 폐토너는 하나 이상의 폐토너 이송부재(321)(322)(323)에 의하여 폐토너 수용부(320)의 내부로 이송된다.
토너 수용부(330)는 토너 충전부(10)와 연결되어 토너를 수용한다. 토너 수용부(330)는 도 2에 점선으로 도시된 바와 같이 토너 공급부(334)에 의하여 현상부(310)와 연결된다. 토너 공급부(334)는 광주사기(4)에 의하여 주주사 방향으로 주사되는 광(L)과 간섭되지 않도록 노광 광(L)의 유효 폭의 외측에 위치된다. 토너 수용부(330)에는 토너를 토너 공급부(334)를 통하여 현상부(310)로 공급하기 위한 하나 이상의 토너 공급부재(331)(332)(333)가 설치될 수 있다. 토너 공급부재(333)는 토너를 주주사 방향으로 운반하여, 토너 공급부(334)로 전달할 수 있다.
현상 카트리지(2)는 토너 수용부(330)에 수용된 토너를 감광드럼(31)에 형성된 정전잠상에 공급하여 가시적인 토너 화상을 형성하며, 본체(1)에 착탈 가능하다. 본 예의 화상형성장치에 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 1 및 도 3을 참조하면, 토너 리필 카트리지(9)는 내부에 토너가 수용되며 토너 배출구(94)를 통해 토너가 배출된다. 도시하지 않았으나, 토너 리필 카트리지(9)는 본체(1)와 통신을 위한 통신부를 구비할 수 있다. 통신부는 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 장착되면, 본체(1)와 전기적으로 연결된다. 통신부는 토너 리필 카트리지(9)의 토너 충전부(10)에의 장착 여부, 토너 리필 카트리지(9)의 정보 전달 등의 기능을 수행할 수 있다. 통신부는 소위 CRUM(Customer Replaceable Unit Monitor)을 포함할 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. 예를 들어, 연통부(8)는 본체(1)의 상면(1-1)에, 전면부(1-2)와 가까운 위치에 마련될 수 있다. 토너 충전부(10)는 연통부(8)의 하부에 위치된다. 토너 리필 카트리지(9)는 본체(1)의 상방으로부터 연통부(8)에 삽입되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)와 연결될 수 있다. 즉, 토너 리필 카트리지(9)를 중력 방향을 따라 이동시켜 연통부(8)에 삽입하여, 토너 리필 카트리지(9)와 토너 충전부(10)를 연결시킬 수 있다. 이 상태에서 토너 리필 카트리지에 저장된 토너가 배출되어, 토너 충전부(10)를 통하여 현상 카트리지(2)의 토너 수용부(330)로 공급될 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)는 토너 재충전 후에는 연통부(8)로부터 탈거된다.
도 4는 토너 리필 카트리지(9)의 일 예의 조립 사시도이며, 도 5는 토너 리필 카트리지(9)의 일 예의 분해 사시도이다. 도 6은 도 4의 토너 리필 카트리지(9)의 단면도이다. 도 7은 도 6의 토너 리필 카트리지(9)에서 셔터 부재(230)가 개방 위치(2301)일 때를 나타낸 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 토너 리필 카트리지(9)는, 몸체(210), 교반 부재(220), 셔터 부재(230), 가압 부재(240), 구동력 입력부(250) 및 구동 샤프트(260)를 포함한다.
몸체(210)는 토너 리필 카트리지(9)의 외관을 형성하는 것으로서, 내부에 토너를 수용하며, 수용된 토너를 외부로 배출하는 토너 배출구(212)가 마련된다. 몸체(210)의 내부에는 교반 부재(220), 셔터 부재(230), 가압 부재(240), 구동력 입력부(250) 및 구동 샤프트(260)가 배치된다.
몸체(210)의 일 단부에는 토너 배출구(212)가 마련되며, 타 단부에는 뚜껑(211)이 결합될 수 있다. 뚜껑(211)에는 토너 리필 카트리지(9) 내부의 토너 사용 여부를 나타내는 상태 표시부(2111)가 배치될 수 있다.
몸체(210)의 외주면에는 복수의 결합부(214)가 마련된다. 복수의 결합부(214)는 몸체(210)의 외주면으로부터 돌출된다. 복수의 결합부(214)는 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 삽입되었을 때, 토너 리필 카트리지(9)를 화상형성장치의 토너 충전부(10)에 고정하며, 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10) 내에서 회전하는 것을 방지한다.
몸체(210)는 토너를 수용하는 수용 공간(2101)과 토너 배출구(212)가 형성된 배출 공간(2102)을 포함한다. 배출 공간(2102)은 수용 공간(2101)의 폭보다 작은 폭을 가질 수 있다. 수용 공간(2101)의 폭은 교반 부재(220)의 회전 반경보다 크며, 배출 공간(2102)의 폭은 교반 부재(220)의 회전 반경보다 작을 수 있다. 수용 공간(2101)과 배출 공간(2102) 사이에는 배출 공간(2102)에 근접할수록 폭이 좁아지는 연결 공간(2103)이 배치될 수 있다.
교반 부재(220)는 수용 공간(2101)에 배치되며, 토너를 교반하도록 회전한다. 교반 부재(220)는 몸체(210)의 중심축(CX)을 중심으로 회전될 수 있다. 예를 들어, 교반 부재(220)의 일 단부는 뚜껑(211)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다. 교반 부재(220)는 몸체(210)의 중심축(CX)에 배치된 회전축(221)과 이러한 회전축(221)에 설치된 교반 날개(222)를 포함한다. 교반 날개(222)가 회전함으로써, 수용 공간(2101) 내부에 수용된 토너가 교반된다. 교반된 토너는 유동성이 증가하여, 중력에 의해 하부 방향으로 이동할 수 있다.
셔터 부재(230)는 몸체(210)의 중심축(CX) 방향을 따라 이동 가능하다. 몸체(210)의 중심축(CX) 방향은 몸체(210)의 길이 방향 또는 교반 부재(220)의 회전축(221)의 연장 방향일 수 있으며, 토너 리필 카트리지(9)가 장착될 때에는 중력 방향과 평행할 수 있다. 셔터 부재(230)는 토너 배출구(212)를 개방하는 개방 위치(2301)와 토너 배출구(212)를 차단하는 차단 위치(2302)를 가진다. 셔터 부재(230)는 중심축(CX) 방향을 따라 개방 위치(2301)와 차단 위치(2302) 사이로 이동한다. 몸체(210)에는 셔터 부재(230)가 차단 위치(2302)에 유지시키기 위한 단차(213)를 가질 수 있다. 예를 들어, 단차(213)는 배출 공간(2102)에 배치될 수 있다.
가압 부재(240)는 셔터 부재(230)가 중심축(CX) 방향을 따라 개방 위치(2301)에서 차단 위치(2302)로 이동하도록 셔터 부재(230)를 가압할 수 있다. 예를 들어, 가압 부재(240)는 셔터 부재(230)를 토너 배출구(212)에 가까워지는 방향으로 가압하는 탄성력을 제공한다. 셔터 부재(230)는 가압 부재(240)에 의해 가압되어, 몸체(210)의 단차(213)에 접촉할 때까지 이동할 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)에 외력이 가해지지 않는 상태에서는, 셔터 부재(230)는 가압 부재(240)의 탄성력에 의해 차단 위치(2302)를 유지할 수 있다.
토너 리필 카트리지(9)를 장착하는 과정에서, 사용자에 의해 토너 리필 카트리지(9)에 가압 부재(240)의 탄성력보다 큰 외력이 가해질 경우, 가압 부재(240)의 탄성력에도 불구하고 셔터 부재(230)는 차단 위치(2302)에서 개방 위치(2301)로 이동한다. 토너 리필 카트리지(9)에 가해진 외력이 해제될 경우, 가압 부재(240)의 탄성력에 의해 셔터 부재(230)는 개방 위치(2301)에서 차단 위치(2302)로 이동하며, 토너 배출구(212)는 차단된다.
셔터 부재(230)는 토너 배출구(212)를 차단하는 제1 셔터(231)와 배출 공간(2102)의 내부를 차단하는 제2 셔터(232)를 포함한다. 제1 셔터(231)는 토너 배출구(212)의 폭에 대응하는 제1 외경을 가지며, 제2 셔터(232)는 배출 공간(2102)의 폭에 대응하는 제2 외경을 가진다. 제1 외경은 제2 외경보다 작을 수 있다. 제1 셔터(231)와 제2 셔터(232)는 셔터 연결부(233)에 의해 연결된다. 제1 셔터(231), 셔터 연결부(233) 및 제2 셔터(232)는 하나의 몸체(210)일 수 있다. 셔터 부재(230)의 이동시, 제1 셔터(231), 셔터 연결부(233) 및 제2 셔터(232)는 함께 이동할 수 있다.
본 예에서는 제2 셔터(232)가 배출 공간(2102)의 내부를 차단하는 구조를 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 아니하며, 제2 셔터(232)는 토너 배출구(212) 외에 몸체(210)의 내부를 차단하는 구조라면 자유롭게 변형될 수 있다. 예를 들어, 제2 셔터(232)는 배출 공간(2102)의 내부가 아닌 수용 공간(2101)과 배출 공간(2102) 사이를 차단하는 구조일 수 있다. 다시 말해, 제2 셔터(232)는 수용 공간(2101)과 배출 공간(2102) 사이 또는 배출 공간(2102)의 내부를 차단할 수 있다.
제1 셔터(231)의 둘레에는 제1 실링 부재(234)가 배치되며, 제2 셔터(232)의 둘레에는 제2 실링 부재(235)가 배치될 수 있다. 셔터 부재(230)가 차단 위치(2302)일 때, 제1, 제2 실링 부재(234, 235)는 몸체(210)의 내주면과 제1, 제2 셔터(231, 232)에 의해 가압되며, 셔터 부재(230)와 몸체(210) 사이를 밀봉한다. 셔터 부재(230)가 개방 위치(2301)일 때, 제1, 제2 실링 부재(234, 235)는 몸체(210)의 내주면과 접촉하지 않으며, 제1, 제2 실링 부재(234, 235)와 몸체(210) 사이로 토너가 이동 가능하다.
구동력 입력부(250)는 외부로부터 구동력을 입력받아 회전된다. 구동력 입력부(250)는 화상형성장치로부터 구동력을 전달받도록 구성된 종동 커플러일 수 있다.
구동력 입력부(250)는 토너 배출구(212)를 통해 외부로 노출될 수 있다. 예를 들어, 셔터 부재(230)가 차단 위치(2302)일 때, 구동력 입력부(250)는 토너 배출구(212)를 통해 외부로 노출될 수 있다. 이를 위한 예로서, 구동력 입력부(250)는 셔터 부재(230)의 내측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 구동력 입력부(250)는 셔터 연결부(233)의 내측에 마련될 수 있다. 셔터 부재(230)가 차단 위치(2302)일 때, 셔터 부재(230)에 의해 토너 배출구(212)가 차단된 상태에서도, 셔터 부재(230)의 내측에 배치된 구동력 입력부(250)는 토너 배출구(212)를 통해 외부로 노출될 수 있다.
구동력 입력부(250)가 토너 배출구(212)를 통해 외부로 노출됨에 따라, 토너 리필 카트리지(9)에서 구동력 입력부(250)를 외부로 노출시키기 위한 별도의 개구를 마련할 필요가 없게 된다. 이를 통해, 토너 리필 카트리지(9)와 토너 충전부(10)의 연결 구조를 컴팩트하게 설계할 수 있다. 또한, 구동력 입력부(250)가 셔터 부재(230)의 내측에 배치함에 따라, 몸체(210) 내부에서 구동력 입력부(250)를 위해 셔터 부재(230) 외에 별도의 추가 공간을 마련할 필요가 없다. 이를 통해, 토너 리필 카트리지(9)에서 토너 수용을 위한 공간 외에 나머지 공간을 줄일 수 있다.
구동력 입력부(250)는 구동 샤프트(260)를 통해 교반 부재(220)로 회전력을 전달한다. 구동 샤프트(260)는 구동력 입력부(250)의 회전력을 교반 부재(220)로 전달한다. 예를 들어, 구동 샤프트(260)는 셔터 부재(230)에 고정되며, 셔터 부재(230)를 통해 구동력 입력부(250)의 회전력을 전달받을 수 있다.
구동 샤프트(260)는 교반 부재(220)에 대해 중심축(CX) 방향으로 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 구동 샤프트(260)는 중심축(CX) 방향을 따라 연장되며, 일 단부가 교반 부재(220)에 삽입된다. 교반 부재(220)에는 구동 샤프트(260)의 단부가 삽입되며 구동 샤프트(260)로부터 회전력을 전달받기 위한 샤프트 홈(223)을 포함한다. 구동 샤프트(260)의 단부와 샤프트 홈(223)의 단면 형상은 서로 대응할 수 있다. 상대 회전을 방지하기 위하여, 구동 샤프트(260)의 단부와 샤프트 홈(223) 중 어느 하나는 회전 방지 돌기(2611)를 가지며, 구동 샤프트(260)의 단부와 샤프트 홈(223) 중 나머지는 회전 방지 돌기(2611)가 삽입되는 회전 방지 홈(2231)을 가질 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 토너 리필 카트리지(9)가 장착되는 과정에서, 셔터 부재(230)는 몸체(210)에 대해 중심축(CX) 방향으로 이동할 수 있다. 셔터 부재(230)는 차단 위치(2302)에서 개방 위치(2301)로 이동할 수 있다. 교반 부재(220)는 몸체(210)에 대해 회전 가능하나, 중심축(CX) 방향으로 위치가 고정된 상태이다. 그에 따라, 셔터 부재(230)가 중심축(CX) 방향을 따라 이동할 때, 셔터 부재(230)에 고정된 구동 샤프트(260)는 교반 부재(220)에 대해 중심축(CX) 방향을 따라 이동한다. 즉, 셔터 부재(230)가 차단 위치(2302)에서 개방 위치(2301)로 이동할 때, 구동 샤프트(260)는 중심축(CX) 방향을 따라 이동한다. 구동 샤프트(260)가 중심축(CX) 방향을 따라 이동하여, 구동 샤프트(260)가 교반 부재(220)에 삽입되는 깊이가 달라진다. 셔터 부재(230)가 중심축(CX) 방향을 이동할 때, 구동 샤프트(260)가 샤프트 홈(223)에 삽입되는 깊이가 달라진다. 예를 들어, 셔터 부재(230)가 차단 위치(2302)일 때 구동 샤프트(260)가 샤프트 홈(223)에 삽입된 깊이가 제1 깊이(D1)일 때, 셔터 부재(230)가 개방 위치(2301)일 때 구동 샤프트(260)가 샤프트 홈(223)에 삽입된 깊이는 제1 깊이(D1)보다 큰 제2 깊이(D2)가 될 수 있다.
가압 부재(240)는 구동 샤프트(260)의 둘레를 둘러싸며 중심축(CX) 방향을 따라 압축 및 팽창이 가능한 탄성 부재일 수 있다. 예를 들어, 탄성 부재는 코일 스프링일 수 있다. 가압 부재(240)의 일 단부는 교반 부재(220)에 의해 지지될 수 있다. 예를 들어, 가압 부재(240)의 일 단부는 제1 지지홈(224)에 의해 지지될 수 있다. 제1 지지홈(224)은 샤프트 홈(223)과 동축 상에 배치되며, 제1 지지홈(224)의 폭은 샤프트 홈(223)의 폭보다 클 수 있다. 가압 부재(240)의 타 단부는 셔터 부재(230)에 의해 지지될 수 있다. 이러한 가압 부재(240)에 의해, 셔터 부재(230) 및 구동력 입력부(250)는 교반 부재(220)로부터 멀어지는 방향으로 힘이 작용한 상태이다.
셔터 부재(230)는 구동력 입력부(250)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 셔터 부재(230)와 구동력 입력부(250)는 하나의 몸체로 형성될 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)가 장착되는 과정에서 셔터 부재(230)와 구동력 입력부(250)는 몸체(210)에 대해 중심축(CX) 방향을 따라 함께 상대 이동한다. 외부로부터 회전력이 구동력 입력부(250)에 전달될 때, 구동력 입력부(250)와 셔터 부재(230)가 함께 회전할 수 있다. 구동 샤프트(260)는 셔터 부재(230)에 고정되며, 셔터 부재(230)와 함께 회전할 수 있다. 그에 따라, 구동력 입력부(250)에 입력된 구동력은 셔터 부재(230) 및 구동 샤프트(260)를 통해 교반 부재(220)로 전달되어, 교반 부재(220)가 토너를 교반시키도록 회전될 수 있다.
도 8은 일 예에 따른 토너 리필 카트리지(9)가 장착되는 토너 충전부(10)를 설명하기 위한 조립 사시도이며, 도 9는 도 8의 분해 사시도의 일 예이다. 도 10은 도 8의 토너 충전부(10)의 일 단면도이다. 도 11은 도 10의 토너 충전부(10)의 제2 셔터 부재(160)가 제2 개방 위치(1601)일 때를 나타낸 단면도이다.
도 8 내지 도 11을 참조하면, 토너 충전부(10)는 충전 커버(110), 토너 이송관(120), 구동력 전달부(150), 회전 이송부(140), 제2 셔터 부재(160) 및 제2 가압 부재(170)를 포함한다.
충전 커버(110)는 토너 리필 카트리지(9)가 삽입되는 삽입공(111)을 제공한다. 삽입공(111)은 중력 방향을 따라 위에서 아래로 갈수록 폭이 완만하게 감소한다. 그에 따라, 토너 충전부(10)의 삽입공(111)에 토너 리필 카트리지(9)가 쉽게 삽입될 수 있다. 또한, 충전 커버(110)는 토너 이송관(120), 구동력 전달부(150), 회전 이송부(140), 제2 셔터 부재(160) 및 제2 가압 부재(170)가 외부로 돌출되지 않도록 보호한다.
토너 이송관(120)은 적어도 일부가 삽입공(111) 내에 배치된다. 토너 이송관(120)은 토너가 이송되는 이송 경로를 제공한다. 예를 들어, 토너 이송관(120)은 중력 방향을 따라 연장된 원통 구조를 가진다. 토너 이송관(120)에는 토너가 유입되는 토너 유입구(121)가 형성된다. 토너 유입구(121)는 토너 이송관(120)의 상부 측면에 형성된다. 토너 유입구(121)를 통해, 토너가 중력 방향과 수직인 방향으로 유입될 수 있다. 토너 이송관(120)에서 토너 유입구(121)의 주변에는 제3 실링 부재(130)가 배치된다. 제3 실링 부재(130)는 토너 유입구(121)로 토너 유입이 가능하도록 개구(131)가 형성된다. 토너 유입구(121) 및 제3 실링 부재(130)의 개구(131)를 통해, 토너는 중력 방향과 수직인 방향으로 유입된다. 토너 이송관(120)의 하부에는 토너가 유출되는 토너 유출구(123)가 형성된다. 토너 유출구(123)를 통해, 화상형성장치의 현상 카트리지(2)로 토너가 전달된다.
회전 이송부(140)는 토너 이송관(120)의 내부에 회전 가능하도록 배치된다. 회전 이송부(140)가 회전함에 따라, 토너 이송관(120)의 토너가 중력 방향으로 이송될 수 있다. 예를 들어, 회전 이송부(140)는 회전축(141)에 배치된 나선형 날개(142)를 포함하며, 회전에 의해 토너를 중력 방향으로 이송하는 오우거(auger)일 수 있다. 회전 이송부(140)에 의해, 토너 이송관(120)에서 토너가 뭉치지 않고, 중력 방향을 따라 빠르게 이송될 수 있다.
구동력 전달부(150)는 토너 이송관(120)의 일 단부에 배치된다. 구동력 전달부(150)는 토너 이송관(120)의 상부에 배치된다. 구동력 전달부(150)의 회전축은 회전 이송부(140)의 회전축(141)과 동축으로 배치된다. 구동력 전달부(150)는 회전 이송부(140)의 일 단부에 연결된다. 그에 따라, 회전 이송부(140)가 회전할 때, 회전 이송부(140)의 회전력이 구동력 전달부(150)로 전달되어 구동력 전달부(150)가 함께 회전한다. 회전 이송부(140)의 회전 방향 및 회전 속도는 구동력 전달부(150)의 회전 방향 및 회전 속도와 동일할 수 있다.
구동력 전달부(150)는 토너 리필 카트리지(9)의 구동력 입력부(250)에 결합되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 토너 충전부(10)의 구동력 전달부(150)와 토너 리필 카트리지(9)의 구동력 입력부(250)는 커플러 형태일 수 있다. 구동력 입력부(250)와 구동력 전달부(150)는 서로 대응하는 형상의 돌기와 홈을 포함한다. 그에 따라, 구동력 입력부(250)에 구동력 전달부(150)가 결합되어, 구동력 전달부(150)의 구동력이 구동력 입력부(250)에 전달된다. 회전 이송부(140)의 회전력이 구동력 전달부(150)로 전달되어, 토너 리필 카트리지(9)의 구동력 입력부(250)를 회전시킬 수 있다.
제2 셔터 부재(160)는 적어도 일부가 삽입공(111) 내에 배치되며, 중력 방향 또는 중력 방향과 반대 방향으로 이동 가능하다. 제2 셔터 부재(160)는 토너 유입구(121)를 차단하는 제2 차단 위치(1602)와 토너 유입구(121)를 개방하는 제2 개방 위치(1601)를 가질 수 있다. 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 장착될 때, 제2 셔터 부재(160)는 토너 리필 카트리지(9)의 몸체(210)에 의해 중력 방향으로 가압되어, 제2 차단 위치(1602)에서 제2 개방 위치(1601)로 이동할 수 있다. 예를 들어, 제2 셔터 부재(160)는 몸체(210)의 단부 및 결합부(214) 중 적어도 하나에 의해 가압되어, 제2 개방 위치(1601)로 이동할 수 있다.
제2 셔터 부재(160)는 토너 이송관(120)의 둘레를 둘러싸는 셔터 영역(161)과 몸체(210)에 접촉 및 가압되는 접촉 영역(162)을 포함한다. 셔터 영역(161)의 중력 방향으로 길이(L1)는 토너 유입구(121)와 토너 유출구(123) 사이의 중력 방향으로 거리(L2)보다 짧을 수 있다. 접촉 영역(162)은 결합부(214)가 삽입되는 제1홈(163)을 포함할 수 있다.
제2 가압 부재(170)는 제2 셔터 부재(160)가 제2 개방 위치(1601)에서 제2 차단 위치(1602)로 이동하도록 제2 셔터 부재(160)를 가압한다. 예를 들어, 제2 가압 부재(170)는 제2 셔터 부재(160)를 중력 방향과 반대 방향인 상부 방향으로 가압하는 탄성력을 제공할 수 있다. 제2 가압 부재(170)는 토너 리필 카트리지(9)의 장착 과정에서 가해진 외력이 해제될 때, 탄성력에 의해 제2 셔터 부재(160)를 상부 방향으로 가압하여, 제2 개방 위치(1601)에서 제2 차단 위치(1602)로 이동시킬 수 있다. 그에 따라, 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)로부터 분리될 경우, 토너 유입구(121)는 제2 셔터 부재(160)에 의해 차단된다. 제2 셔터 부재(160)는 제2 차단 위치(1602)를 유지하고 토너 충전부(10)로부터 이탈되지 않기 위한 걸림 돌기(164)를 포함한다.
회전 이송부(140)의 타 단부에는 회전력을 공급하는 구동력 공급부(190)가 배치된다. 구동력 공급부(190)는 회전 이송부(140)를 통해 구동력 전달부(150)로 회전력을 전달한다. 구동력 전달부(150)로 전달된 회전력은 토너 리필 카트리지(9)로 전달되어, 교반 부재(220)를 회전시킬 수 있다. 그에 따라, 하나의 구동력 공급부(190)에 의해, 토너 충전부(10)의 회전 이송부(140)와 토너 리필 카트리지(9)의 교반 부재(220)가 함께 회전될 수 있다.
제어부(15)는 구동력 공급부(190)의 회전을 제어한다. 제어부(15)는 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 장착될 경우, 구동력 공급부(190)를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 장착되는 과정에서 통신부에 의해 토너 리필 카트리지(9)가 화상형성장치에 전기적으로 연결되면, 제어부(15)는 토너 리필 카트리지(9)가 장착되었음을 결정할 수 있으며, 이를 기초로 구동력 공급부(190)를 회전시킬 수 있다. 제어부(15)에 의해 자동으로 구동력 공급부(190)를 회전시킴으로써, 토너 리필 카트리지(9)의 내부에 수용된 토너가 자동으로 화상형성장치로 공급될 수 있다.
토너 충전부(10)는 토너 리필 카트리지(9)의 위치를 고정하는 고정부(180)를 더 포함한다. 고정부(180)는 토너 리필 카트리지(9)의 결합부(214)가 삽입 가능한 제2홈(182)과, 제2홈(182)에 형성되어 상기 결합부(214)의 이동을 제한하는 잠금 돌기(181)를 포함한다. 잠금 돌기(181)는 중력 방향으로 경사진 경사면(1810)을 가질 수 있다. 경사면(1810)을 통해 결합부(214)에 의한 중력 방향으로 힘을 중력 방향과 수직인 방향으로 힘으로 전환할 수 있으며, 그에 따라 토너 리필 카트리지(9)의 장착 과정에서 고정부(180)가 회전될 수 있다. 다만, 경사면(1810)은 선택적인 구성으로, 필요에 따라 생략될 수 있다.
고정부(180)는 토너 리필 카트리지(9)의 장착 과정에서 회전될 때, 본래 위치로 회복시키기 위한 복원력을 가질 수 있다. 이를 위한 예로서, 고정부(180)는 외주면에 형성된 고정 날개(183)를 포함할 수 있다. 고정 날개(183)는 탄성 변형이 가능한 나선형 구조를 가지며, 충전 커버(110)의 날개 지지홈(113)에 의해 지지될 수 있다.
이하에서는 토너 리필 카트리지(9)가 화상형성장치에 장착되는 과정, 토너 리필 카트리지(9)에 의해 토너가 공급되는 과정, 토너 리필 카트리지(9)가 화상형성장치로부터 분리되는 과정을 설명한다.
도 12a 내지 도 12c는 일 예에 따른 토너 리필 카트리지(9)가 화상형성장치의 토너 충전부(10)에 장착되는 과정을 나타낸 사시도이며, 도 13a 내지 도 13c는 도 12a 내지 도 12c의 토너 리필 카트리지(9)가 화상형성장치의 토너 충전부(10)에 장착되는 과정을 나타낸 단면도이다. 도 14a 내지 도 14c는 도 12a 내지 도 12c의 토너 리필 카트리지(9)가 화상형성장치의 토너 충전부(10)에 장착될 때, 결합부(214)가 잠금 돌기(181)에 의해 고정되는 과정을 나타낸 도면이다. 도 15는 일 예에 따른 화상형성장치에 장착된 토너 리필 카트리지(9)에서 토너가 화상형성장치로 공급되는 모습을 나타낸 단면도이다.
도 12a 및 도 13a를 참조하면, 먼저 토너가 채워져 있는 토너 리필 카트리지(9)를 준비한다. 토너 리필 카트리지(9)의 셔터 부재(230)가 차단 위치(2302)에 위치한 상태이며, 그에 따라 제1 셔터(231), 제2 셔터(232)에 의해 토너 리필 카트리지(9)의 내부에 수용된 토너는 외부로 누설되지 않는다. 이 때, 토너 충전부(10)의 제2 셔터 부재(160)는 제2 차단 위치(1602)에 위치하며, 제2 셔터 부재(160)에 의해 토너 이송관(120)의 토너 유입구(121)가 차단된 상태이다. 제2 셔터 부재(160)는 중력 방향으로 이동 가능한 반면, 제2 셔터 부재(160)를 제외한 토너 충전부(10)의 나머지 구성, 예를 들어 구동력 전달부(150), 토너 이송관(120) 등은 중력 방향으로 이동하지 않는 구조이다. 사용자는 토너 배출구(212)가 토너 충전부(10)의 삽입공(111)에 대향하도록 토너 리필 카트리지(9)를 중력 방향을 따라 세운 상태에서, 토너 충전부(10)에 토너 리필 카트리지(9)를 삽입한다.
도 12b 및 도 13b를 참조하면, 충전 커버(110)의 삽입공(111)에 토너 리필 카트리지(9)를 삽입할 때, 토너 리필 카트리지(9)의 결합부(214)를 충전 커버(110)에 마련된 위치 결정홈(112)에 맞추어 삽입한다. 결합부(214)를 위치 결정홈(112)에 맞춘 상태에서 삽입하는 과정에서, 화상형성장치의 구동력 전달부(150)에 토너 리필 카트리지(9)의 구동력 입력부(250)가 접촉하며, 화상형성장치의 제2 셔터 부재(160)에 토너 리필 카트리지(9)의 몸체(210)가 접촉한다. 토너 리필 카트리지(9)의 구동력 입력부(250) 및 몸체(210)가 화상형성장치의 구동력 전달부(150) 및 제2 셔터 부재(160)에 접촉한 상태에서, 토너 리필 카트리지(9)를 중력 방향으로 가압한다.
도 12c 및 도 13c를 참조하면, 사용자의 가압에 의해 토너 리필 카트리지(9)의 몸체(210)는 중력 방향으로 이동한다. 이 때, 중력 방향으로 이동하지 않는 구동력 전달부(150)에 접촉한 구동력 입력부(250) 및 구동력 입력부(250)가 배치된 셔터 부재(230)는 중력 방향으로 이동하지 않는다. 그에 따라, 셔터 부재(230)는 몸체(210)에 대해 중력 방향과 반대 방향으로 상대 이동한다. 셔터 부재(230)는 차단 위치(2302)에서 개방 위치(2301)로 상대 이동하며, 셔터 부재(230)와 교반 부재(220) 사이에 배치된 가압 부재(240)는 압축된다. 셔터 부재(230)가 개방 위치(2301)로 이동함에 따라, 토너 배출구(212)와 제1 셔터(231) 사이로 토너가 이송될 수 있으며, 몸체(210)의 내주면과 제2 셔터(232) 사이로 토너가 이송될 수 있다. 그에 따라, 수용 공간(2101)에 수용된 토너는 중력 방향을 따라 이동 가능한 상태가 된다.
토너 리필 카트리지(9)의 몸체(210)가 중력 방향으로 이동함에 따라, 몸체(210)에 의해 접촉 및 가압된 제2 셔터 부재(160)가 중력 방향을 따라 제2 차단 위치(1602)에서 제2 개방 위치(1601)로 이동한다. 제2 셔터 부재(160)가 제2 개방 위치(1601)로 이동함에 따라, 토너 이송관(120)의 토너 유입구(121)가 개방되며, 제2 가압 부재(170)는 압축된다. 그에 따라, 몸체(210)의 내주면과 제2 셔터(232) 사이로 이동한 토너는 토너 이송관(120)의 토너 유입구(121)로 유입될 수 있다.
토너 리필 카트리지(9)를 토너 충전부(10)에 장착하는 과정에서, 토너 리필 카트리지(9)의 몸체(210)의 위치가 고정되는 과정의 예를 설명한다.
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 토너 리필 카트리지(9)를 충전 커버(110)의 삽입공(111)에 삽입시키는 과정에서, 토너 리필 카트리지(9)의 몸체(210)의 외주면에 형성된 결합부(214)가 중력 방향을 따라 이동한다. 몸체(210)의 결합부(214)가 중력 방향을 따라 이동하는 과정에서, 결합부(214)는 제2 셔터 부재(160)의 제1홈(163) 및 고정부(180)의 제2홈(182)에 삽입될 수 있다. 결합부(214)가 제2홈(182)에 삽입되는 과정에서, 결합부(214)의 경사면(2140)이 잠금 돌기(181)의 경사면(1810)을 접촉 및 가압한다. 결합부(214)의 중력 방향으로 가압력의 적어도 일부는, 결합부(214)의 경사면(2140) 및 잠금 돌기(181)의 경사면(1810)에 의해 중력 방향과 수직인 방향으로 가압력으로 전환되며, 그에 따라 잠금 돌기(181)는 중력 방향과 수직인 방향, 예를 들어, 좌측 방향으로 이동하게 된다. 이 때, 잠금 돌기(181)가 형성된 고정부(180)는 회전되며, 고정부(180)의 고정 날개(183)의 형상이 일시적으로 변형된다.
도 14c를 참조하면, 결합부(214)가 중력 방향을 따라 이동하는 과정에서, 결합부(214)가 잠금 돌기(181)보다 아래로 이동할 경우, 결합부(214)에 의해 잠금 돌기(181)에 가해진 힘이 해제된다. 잠금 돌기(181)에 가해진 힘이 해제될 경우, 고정 날개(183)의 형상 복원력에 의해, 고정부(180)는 반대 방향으로 회전되며, 잠금 돌기(181) 역시 우측 방향으로 이동하여 본래 위치로 이동한다. 그에 따라, 잠금 돌기(181)는 결합부(214)보다 상부에 위치하여, 결합부(214)의 상부 방향으로 이동을 제한한다. 그리하여, 토너 리필 카트리지(9)의 몸체(210)의 위치가 고정되며, 토너 리필 카트리지(9)가 의도치 않게 토너 충전부(10)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 토너 리필 카트리지(9)가 장착된 상태에서, 토너 리필 카트리지(9)에 의해 토너 충전부(10)로 토너가 충전되는 과정을 설명한다.
도 15를 참조하면, 사용자가 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 장착이 완료될 때까지 가압함에 따라, 토너 리필 카트리지(9)의 구동력 입력부(250)에 토너 충전부(10)의 구동력 전달부(150)에 체결되며, 셔터 부재(230) 및 제2 셔터 부재(160)는 개방 위치(2301) 및 제2 개방 위치(1601)에 위치한다.
제어부(15)는 토너 리필 카트리지(9)가 토너 충전부(10)에 장착되었을 때, 구동력 공급부(190)를 회전시킬 수 있다. 제어부(15)는, 통신부를 통해 화상형성장치에 토너 리필 카트리지(9)의 장착되었는지 여부를 결정하고, 토너 리필 카트리지(9)가 장착되었다고 판단된 경우, 구동력 공급부(190)를 소정 방향으로 회전시킬 수 있다. 제어부(15)가 구동력 공급부(190)를 소정 방향으로 회전시킴에 따라, 구동력 공급부(190)에 연결된 회전 이송부(140)가 회전하여, 토너 이송관(120) 내부의 토너가 중력 방향으로 빠르게 이송될 수 있다. 이 때, 회전 이송부(140)의 단부에 배치된 구동력 전달부(150)가 회전 이송부(140)와 함께 회전한다. 구동력 전달부(150)가 회전함에 따라, 구동력 전달부(150)에 체결된 구동력 입력부(250)가 회전하며, 구동력 입력부(250)의 회전력은 구동 샤프트(260)를 통해 교반 부재(220)로 전달되어, 교반 부재(220)를 회전시킨다. 교반 부재(220)의 회전에 의해, 수용 공간(2101)에 저장된 토너가 교반되며, 교반된 토너는 몸체(210)와 제1, 제2 셔터(231, 232) 사이를 지나 토너 이송관(120)의 토너 유입구(121)로 공급된다, 토너 이송관(120)에 공급된 토너는 회전 이송부(140)에 의해 중력 방향으로 이동하여, 토너 유출구(123)를 통해 화상형성장치의 본체 내부로 전달된다.
제어부(15)는 토너 리필 카트리지(9)의 내부에 수용된 토너가 토너 충전부(10)로 배출이 완료될 때까지 구동력 공급부(190)를 작동시킬 수 있다. 예를 들어, 제어부(15)는 구동력 공급부(190)의 회전 시간 또는 토너 리필 카트리지(9)의 장착 후에 진행된 인쇄 매체를 고려하여, 구동력 공급부(190)의 작동을 제어할 수 있다.
다음으로, 토너 리필 카트리지(9)의 분리 과정을 설명한다.
일 예로서, 토너 리필 카트리지(9)는 토너 충전이 완료된 후, 자동으로 분리될 수 있다. 예를 들어, 제어부(15)는 토너 리필 카트리지(9)의 토너 배출이 완료된 후, 토너 리필 카트리지(9)에 대한 잠금을 자동으로 해제할 수 있다.
도 16a 내지 도 16c는 제어부(15)에 의해 토너 배출 카트리지가 분리되는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 16a를 참조하면, 토너 공급이 완료될 때까지 결합부(214)는 잠금 돌기(181)에 걸려 있는 상태이다. 이러한 상태에서, 토너 공급이 완료된 경우, 제어부(15)는 구동력 공급부(190)의 작동 방향을 전환할 수 있다. 예를 들어, 제어부(15)는 구동력 공급부(190)의 회전 시간 또는 토너 리필 카트리지(9)의 장착 후에 진행된 인쇄 매체를 고려하여 토너 공급이 완료되었는지 여부를 결정할 수 있다. 제어부(15)는 토너 공급이 완료되었다고 판단한 후, 구동력 공급부(190)의 회전 방향을 전환할 수 있다. 예를 들어, 제어부(15)는 구동력 공급부(190)의 회전 방향을 토너를 중력 방향으로 이송하는 정방향 회전에서 역방향 회전으로 전환할 수 있다.
구동력 공급부(190)의 회전력은 고정부(180)에 선택적으로 전달될 수 있다. 예를 들어, 구동력 공급부(190)의 정방향 회전은 고정부(180)에 전달되지 않으며, 구동력 공급부(190)의 역방향 회전은 고정부(180)에 전달될 수 있다. 이를 위한 예로서, 구동력 공급부(190)는 원웨이 클러치(16)에 의해 고정부(180)에 연결될 수 있다. 원웨이 클러치(16)는 구동력 공급부(190)가 정방향 회전할 때에는 고정부(180)에 동력을 전달하지 않으며, 구동력 공급부(190)가 역방향 회전할 때 고정부(180)에 동력을 전달한다.
도 16b를 참조하면, 제어부(15)는 구동력 공급부(190)를 역방향으로 회전시킨다. 원웨이 클러치(16)에 의해, 구동력 공급부(190)의 역방향 회전력은 고정부(180)로 전달되어, 고정부(180)를 시계 방향으로 회전시킨다. 그에 따라, 고정부(180)에 형성된 잠금 돌기(181)가 좌측 방향으로 이동한다. 잠금 돌기(181)가 이동함에 따라, 결합부(214)는 상부 방향으로 이동 가능한 상태가 된다.
도 13c 및 도 16c를 참조하면, 제2 셔터 부재(160)는 제2 가압 부재(170)에 의해 상부 방향으로 가압된 상태이다. 그에 따라, 잠금 돌기(181)의 좌측 방향으로 이동에 의해, 결합부(214)에 대한 잠금이 해제되며, 제2 셔터 부재(160)는 제2 가압 부재(170)에 의해 가압되어 중력 방향과 반대 방향으로 상승한다. 제2 셔터 부재(160)에 접촉한 토너 리필 카트리지(9)의 몸체(210)가 상승한다. 그에 따라, 토너 리필 카트리지(9)는 토너 충전부(10)에 장착 완료된 상태일 때보다 상부 방향으로 이동하며, 토너 충전부(10)로부터 분리 가능한 상태가 된다. 사용자는 토너 리필 카트리지(9)의 상부 방향으로 이동한 모습을 확인하여, 토너 리필 카트리지(9)에 의한 토너 충전이 완료되었음을 인지할 수 있다.
상술한 실시예에서는, 토너 리필 카트리지(9)가 제어부(15)에 의해 자동으로 분리 가능한 상태로 전환되는 예를 중심으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되지 아니한다. 예를 들어, 토너 리필 카트리지(9)의 분리는 사용자에 외력에 의해 수동으로 분리될 수도 있다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있지 않지만, 사용자가 토너 리필 카트리지(9)의 몸체(210)를 돌려, 토너 리필 카트리지(9)의 결합부(214)를 잠금 돌기(181)로부터 분리할 수도 있다.
한편, 상술한 예에서는 토너 리필 카트리지(9)에서 셔터 부재(230)와 구동력 입력부(250)가 하나의 몸체(210)인 예를 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 아니하며, 다양한 구조로 변형될 수 있다.
도 17은 다른 예에 따른 토너 리필 카트리지(9A)를 나타낸 사시도이며, 도 18은 도 17의 토너 리필 카트리지(9A)의 분리 사시도의 일 예이며, 도 19 및 도 20은 도 17의 토너 리필 카트리지(9A)의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 17 내지 도 20을 참조하면, 다른 예에 따른 토너 리필 카트리지(9A)는 몸체(210A), 교반 부재(220), 셔터 부재(230A), 가압 부재(240), 구동력 입력부(250A) 및 구동 샤프트(260A)를 포함한다. 상술한 예와 동일한 구성은 중복 설명은 생략하며, 차이점을 중심으로 설명한다.
몸체(210A)는 가압 부재(240)의 일 단부를 지지하며 구동 샤프트(260A)가 관통하는 지지 부분(215)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 몸체(210A)는 결합부(214) 및 토너 배출구(212)가 형성된 제1 몸체부(210-1)와, 제1 몸체부(210-1)의 내측에 배치되며 지지 부분(215)이 형성된 제2 몸체부(210-2)를 포함할 수 있다. 지지 부분(215)은 복수의 암(2151)에 의해 제2 몸체부(210-2)에 고정될 수 있다. 구동 샤프트(260A)는 지지 부분(215)을 관통하여 교반 부재(220)에 연결된다.
구동 샤프트(260A)는 일 단부가 교반 부재(220)에 연결되며, 타 단부가 구동력 입력부(250A)에 고정된다. 구동력 입력부(250A)는 셔터 부재(230A)의 내측에 배치되며, 셔터 부재(230A)에 대해 회전 가능하도록 지지된다. 구동력 입력부(250A)와 셔터 부재(230A) 사이에는, 구동력 입력부(250A)를 셔터 부재(230A)에 회전 가능하게 지지하는 회전 지지부(270)를 포함할 수 있다. 구동 샤프트(260A)와 구동력 입력부(250A) 사이에는 제3 실링 부재(236)가 배치될 수 있다. 셔터 부재(230A)는 제1 셔터(231)와 제2 셔터(232)가 끼움 결합될 수 있으며, 이들 사이에 구동력 입력부(250A), 회전 지지부(270), 제3 실링 부재(236)가 배치될 수 있다.
가압 부재(240)는 일 단부가 지지 부분(215)에 의해 지지되며, 타 단부가 셔터 부재(230A)에 의해 지지된다. 가압 부재(240)가 교반 부재(220) 대신에 지지 부분(215)에 의해 지지됨에 따라, 가압 부재(240)의 가압력이 교반 부재(220)에 작용하는 것을 차단할 수 있다.
만일 가압 부재(240)에 의한 가압력이 교반 부재(220)에 작용할 경우, 교반 부재(220)가 상부 방향으로 가압될 수 있으며, 그에 따라 교반 부재(220)와 뚜껑(211) 사이에 회전 마찰력이 증가할 수 있다. 이 경우, 교반 부재(220)를 회전시키기 위한 구동력이 증가할 수 있으며, 심할 경우 교반 부재(220)가 회전할 때 마찰음에 의한 소음이 발생할 수 있다.
그러나, 본 예에 따른 토너 리필 카트리지(9A)에서는 가압 부재(240)의 타 단부가, 교반 부재(220)가 아닌, 지지 부분(215)에 의해 지지되기 때문에, 가압 부재(240)에 의한 가압력이 교반 부재(220)에 작용하지 않는다. 그에 따라, 교반 부재(220)를 회전시키기 위한 구동력 증가를 방지할 수 있으며, 교반 부재(220)의 소음을 방지할 수 있다.
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. 화상형성장치에 중력 방향을 따라 장착되어 토너를 보충하는 토너 리필 카트리지로서,
    토너를 수용하며, 수용된 토너를 외부로 배출하는 토너 배출구가 마련된 몸체;
    상기 몸체의 중심축을 중심으로 회전되며, 상기 몸체에 수용된 토너를 교반하는 교반 부재;
    상기 몸체에 대해 상기 중심축 방향을 따라 이동하며, 상기 토너 배출구를 개방하는 개방 위치와 상기 토너 배출구를 차단하는 차단 위치를 가지는 셔터 부재;
    상기 셔터 부재가 상기 차단 위치일 때 상기 토너 배출구를 통해 외부로 노출되며, 외부로부터 구동력을 입력받아 회전되는 구동력 입력부; 및
    상기 구동력 입력부의 회전력을 상기 교반 부재로 전달하는 구동 샤프트;를 포함하는, 토너 리필 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동력 입력부는 상기 셔터 부재의 내측에 배치된, 토너 리필 카트리지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 토너 리필 카트리지가 상기 화상형성장치에 장착되는 과정에서, 상기 구동력 입력부는 상기 몸체에 대해 상기 중심축 방향으로 상대 이동되며, 상기 셔터 부재는 상기 몸체에 대해 상기 차단 위치에서 상기 개방 위치로 상대 이동되는, 토너 리필 카트리지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동 샤프트는 상기 교반 부재에 대해 상기 중심축 방향으로 이동 가능하도록 구성되며,
    상기 셔터 부재가 상기 차단 위치에서 상기 개방 위치로 이동할 때, 상기 구동 샤프트가 상기 중심축 방향으로 이동하여 상기 교반 부재에 삽입되는 깊이가 달라지는, 토너 리필 카트리지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 셔터 부재가 상기 중심축 방향을 따라 상기 개방 위치에서 상기 차단 위치로 이동하도록, 상기 셔터 부재를 가압하는 가압 부재;를 더 포함하는, 토너 리필 카트리지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가압 부재는 상기 구동 샤프트의 둘레를 둘러싸며 상기 중심축 방향을 따라 압축 및 팽창이 가능한 탄성 부재인, 토너 리필 카트리지.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 가압 부재의 일 단부는 상기 교반 부재에 의해 지지되는, 토너 리필 카트리지.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 몸체는, 상기 가압 부재의 일 단부를 지지하며 상기 구동 샤프트가 관통하는 지지 부분을 더 포함하는, 토너 리필 카트리지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구동력 입력부는 상기 구동 샤프트에 고정되며 상기 셔터 부재에 회전 가능하도록 지지된, 토너 리필 카트리지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 몸체는,
    상기 토너를 수용하며 상기 교반 부재가 회전 가능한 수용 공간과, 상기 토너 배출구가 형성되며 상기 수용 공간의 폭보다 작은 폭을 가지는 배출 공간을 포함하며,
    상기 셔터 부재는, 상기 토너 배출구를 차단하는 제1 셔터와, 상기 수용 공간과 상기 배출 공간의 사이 또는 상기 배출 공간의 내부를 차단하는 제2 셔터와, 상기 제1 셔터의 둘레에 배치된 제1 실링 부재와, 상기 제2 셔터의 둘레에 배치된 제2 실링 부재를 포함하는, 토너 리필 카트리지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 몸체의 외주면에 마련된 복수의 결합부를 더 포함하는, 토너 리필 카트리지.
  12. 제1항에 따른 토너 리필 카트리지가 중력 방향을 따라 장착되는 토너 충전부를 가지는 화상형성장치로서,
    상기 토너 충전부는,
    토너 리필 카트리지가 삽입되는 삽입공을 제공하는 충전 커버;
    적어도 일부가 상기 삽입공 내에 배치되며, 중력 방향을 따라 연장되며, 토너가 이송되는 이송 경로를 제공하며, 중력 방향과 수직인 방향으로 토너가 유입되는 토너 유입구가 형성된 토너 이송관;
    상기 토너 이송관의 단부에 배치되며, 상기 구동력 입력부에 결합되며, 상기 구동력 입력부에 구동력을 전달하는 구동력 전달부;
    일 단부가 상기 구동력 전달부에 연결되며, 상기 토너 이송관 내부의 토너를 중력 방향으로 이송하도록 상기 토너 이송관의 내부에 회전 가능하도록 배치된 회전 이송부; 및
    상기 토너 이송관의 둘레를 둘러싸며, 중력 방향 및 상기 중력 방향과 반대 방향으로 이동 가능하며, 상기 토너 유입구를 차단하는 제2 차단 위치와 상기 토너 유입구를 개방하는 제2 개방 위치를 가지는 제2 셔터 부재;를 포함하는, 화상형성장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 회전 이송부가 회전하도록 상기 회전 이송부에 구동력을 공급하는 구동력 공급부를 포함하며,
    상기 구동력 공급부가 회전될 때, 상기 구동력 공급부의 구동력은 상기 회전 이송부를 통해 상기 구동력 전달부로 전달되며, 상기 구동력 전달부로 전달된 구동력은 상기 토너 리필 카트리지의 상기 구동력 입력부 및 상기 구동 샤프트를 통해 상기 교반 부재를 회전시키는, 화상형성장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 토너 리필 카트리지의 상기 몸체의 위치를 고정하는 고정부를 더 포함하는, 화상형성장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 토너 리필 카트리지가 상기 토너 충전부에 장착되었을 때, 상기 구동력 공급부를 회전시키는 제어부;를 더 포함하는, 화상형성장치.
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