KR20230055452A - 현상 유닛의 피벗 축에 위치되는 토너 수용부를 갖는 프로세스 카트리지 - Google Patents

현상 유닛의 피벗 축에 위치되는 토너 수용부를 갖는 프로세스 카트리지 Download PDF

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KR20230055452A
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inlet
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이상훈
김준희
김동욱
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Abstract

개시된 프로세스 카트리지는, 감광드럼을 구비하는 감광 유닛과, 현상 유닛을 포함한다. 현상 유닛은 현상 롤러, 토너 챔버, 및 토너 챔버로부터 연장되어 상기 토너 챔버로의 토너 공급 경로를 형성하는 토너 수용부, 및 토너 수용부에 마련되는 토너 유입구를 포함한다. 현상 유닛은 토너 수용부를 중심으로 현상 롤러가 감광 드럼에/로부터 접근/이격되는 방향을 피벗될 수 있도록 감광 유닛에 지지된다.

Description

현상 유닛의 피벗 축에 위치되는 토너 수용부를 갖는 프로세스 카트리지{process cartridge with toner receiving unit at pivot axis of development unit}
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.
프로세스 카트리지는 토너를 수용하며, 감광체에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하여 가시적인 토너 화상을 형성한다. 프로세스 카트리지에 수용된 토너가 모두 소모되면 프로세스 카트리지가 화상형성장치 본체로부터 탈거되고 새로운 프로세스 카트리지가 본체에 장착될 수 있다. 토너 카트리지로부터 프로세스 카트리지로 토너가 공급될 수 있다. 토너 카트리지는 토너 공급부에 의하여 프로세스 카트리지와 연결된다. 토너 공급부와 프로세스 카트리지와의 안정적인 연결이 요구된다.
도 1은 프로세스 카트리지의 일 예의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 프로세스 카트리지의 일 예의 측면도이다.
도 3은 토너 수용부의 내부를 보여주는 부분 절개 사시도이다.
도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 프로세스 카트리지의 일 예가 적용된 화상형성장치의 일 예의 개략적인 구성도이다.
도 5는 토너 수용부와 토너 공급 유닛과의 연결 구조의 일 예를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 6은 토너 수용부와 토너 공급 유닛과의 연결 구조의 일 예를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 7은 프로세스 카트리지의 일 예의 개략적인 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 프로세스 카트리지의 일 예에서 토너 수용부를 상세히 보여주는 부분 절개 사시도이다.
도 9는 도 7에 도시된 프로세스 카트리지의 일 예가 화상형성장치 본체에 장착된 상태를 보여주는 부분 절개 사시도이다.
도 10은 현상 카트리지의 일 예의 개략적인 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 현상 카트리지의 일 예의 측면도이다.
도 12는 현상 카트리지의 일 예의 개략적인 사시도이다.
화상형성장치는 교체 가능한 프로세스 카트리지를 구비한다. 프로세스 카트리지는 감광 드럼과 현상 롤러를 포함할 수 있다. 프로세스 카트리지는 화상형성장치 본체에 착탈될 수 있다. 프로세스 카트리지는 감광 드럼을 구비하는 감광 유닛과, 현상 롤러를 구비하는 현상 유닛을 포함할 수 있다. 현상 유닛에 토너가 수용되며, 현상 롤러는 토너를 감광 드럼에 형성된 정전잠상에 공급하여 정전잠상을 가시적인 토너 화상으로 현상시킨다. 현상 유닛은 현상 롤러가 감광 드럼에/으로부터 접근/이격되는 방향으로 피벗될 수 있다. 예를 들어, 현상 롤러가 감광 드럼에 접촉된 상태에서 화상형성작업이 수행될 수 있으며, 화상형성작업이 수행되지 않는 동안에 현상 롤러는 감광 드럼으로부터 이격될 수 있다. 토너 카트리지로부터 현상 유닛으로 토너가 공급될 수 있다. 토너 카트리지는 토너 공급부에 의하여 현상 유닛과 연결될 수 있다. 현상 유닛에는 프로세스 카트리지가 본체에 장착되면 토너 공급부와 연결되는 토너 수용부가 마련된다. 현상 유닛이 감광 유닛에 대하여 피벗될 때에도 토너 공급부와 토너 수용부가 안정적인 연결을 유지할 수 있는 구조가 요구된다.
본 예의 프로세스 카트리지는, 감광 드럼을 구비하는 감광 유닛과 현상 롤러를 구비하는 현상 유닛을 포함한다. 현상 유닛은 현상 롤러가 감광 드럼에/로부터 접근/이격되는 방향으로 피벗될 수 있게 감광 유닛에 지지된다. 현상 유닛은 토너 챔버와, 토너 챔버로부터 연장되어 외부로부터 토너 챔버로의 토너 공급 경로를 형성하는 토너 수용부를 구비한다. 현상 유닛은 토너 수용부를 중심으로 하여 피벗될 수 있게 감광 유닛에 지지될 수 있다.
일 예로서, 토너 수용부는 감광 유닛의 측부로부터 외측으로 돌출되며, 현상 유닛의 피벗축을 중심으로 하는 원통 형상의 외주부를 구비할 수 있다. 토너 유입구는 외주부에 마련될 수 있다. 일 예로서, 감광 유닛의 측부에 커버부가 마련될 수 있다. 토너 수용부의 외주부는 커버부에 피벗될 수 있게 삽입될 수 있다. 커버부에 토너 유입구와 정렬되는 토너 공급구가 마련될 수 있다. 일 예로서, 토너 수용부는 감광 유닛의 측부로부터 노출된 개구부와, 개구부로부터 토너 챔버 내부로 연장된 연장부를 구비할 수 있다. 토너 유입구는 연장부의 토너 챔버 내부에 위치되는 단부 부근에 마련될 수 있다. 연장부에 토너 유입구를 개폐하는 셔터가 마련될 수 있다.
본 예의 현상 카트리지는, 사이드 브라켓과, 현상 롤러를 구비하는 토너 챔버와, 토너 챔버로부터 연장되어 토너 챔버로의 토너 공급 경로를 형성하는 토너 수용부와, 토너 수용부에 마련되는 토너 유입구를 포함할 수 있다. 토너 챔버는 토너 수용부를 중심으로 피벗될 수 있게 사이드 브라켓에 지지될 수 있다. 일 예로서, 토너 수용부는 사이드 브라켓의 측부로부터 외측으로 돌출되며, 토너 챔버의 피벗축을 중심으로 하는 원통 형상의 외주부를 구비할 수 있다. 토너 유입구는 외주부에 마련될 수 있다. 일 예로서, 토너 수용부는 사이드 브라켓의 측부로부터 노출된 개구부와, 개구부로부터 토너 챔버 내부로 연장된 연장부를 구비할 수 있다. 토너 유입구는 연장부의 토너챔버 내부에 위치되는 단부 부근에 마련될 수 있다.
본 예의 화상형성장치는, 감광 드럼, 현상 유닛, 토너 카트리지, 토너 공급 유닛을 포함할 수 있다. 현상 유닛은 현상 롤러, 토너 챔버, 및 토너 챔버로부터 연장되어 토너 챔버로의 토너 공급 경로를 형성하는 토너 수용부, 및 토너 수용부에 마련되는 토너 유입구를 포함할 수 있다. 토너 공급 유닛은 토너 카트리지로부터 토너를 받아 토너 유입구를 통하여 토너 챔버에 공급한다. 현상 유닛은 토너 수용부를 중심으로 현상 롤러가 감광 드럼에/로부터 접근/이격되는 방향을 피벗될 수 있다.
일 예로서, 화상형성장치는 감광 드럼을 구비하는 감광 유닛을 포함할 수 있으며, 현상 유닛은 감광 유닛에 피벗될 수 있게 지지될 수 있다. 감광 유닛과 현상 유닛은 교체 가능한 프로세스 카트리지를 형성할 수 있다. 일 예로서, 화상형성장치는 현상 유닛을 토너 수용부를 중심으로 피벗될 수 있게 지지하는 사이드 브라켓을 포함할 수 있다. 현상 유닛과 사이드 브라켓은 교체 가능한 현상 카트리지를 형성할 수 있다. 이하, 도면들 참조하면서 프로세스 카트리지, 현상 카트리지, 및 화상형성장치의 예들에 관하여 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 프로세스 카트리지(2)의 일 예의 개략적인 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 프로세스 카트리지(2)의 일 예의 측면도이다. 도 3은 토너 수용부(300)의 내부를 보여주는 부분 절개 사시도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 프로세스 카트리지(2)는 감광 유닛(100)과 현상 유닛(200)을 포함할 수 있다. 감광 유닛(100)은 감광 드럼(21)을 포함할 수 있다. 현상 유닛(200)은 현상 롤러(22), 토너 챔버(203), 토너 챔버(203)로부터 연장되어 외부로부터 토너 챔버(203)로의 토너 공급 경로(302)를 형성하는 토너 수용부(300), 및 토너 수용부(300)에 마련되는 토너 유입구(301)를 포함할 수 있다. 현상 유닛(200)은 토너 수용부(300)를 중심으로 현상 롤러(22)가 감광 드럼(21)에/로부터 접근/이격되는 방향을 피벗될 수 있도록 감광 유닛(100)에 지지될 수 있다.
감광 드럼(21)은 표면에 정전잠상이 형성되는 감광체의 일 예이다. 대전 롤러(23)는 감광 드럼(21)의 표면을 균일한 전위로 대전시킨다. 클리닝 블레이드(25)는 후술하는 전사 과정 후에 감광 드럼(21)의 표면에 잔류하는 폐토너 등의 이물질을 제거한다. 감광 드럼(21)의 표면으로부터 제거된 이물질은 폐토너 수용부(26)에 수용될 수 있다
토너 챔버(203)에 토너가 수용된다. 현상 롤러(22)는 부분적으로 토너 챔버(203)로부터 노출되며, 현상 롤러(22)의 노출된 부분은 감광 드럼(21)과 대향된다. 예를 들어, 현상 롤러(22)의 노출된 부분은 감광 드럼(21)과 접촉되어 현상 닙을 형성할 수 있다. 현상 롤러(22)는 토너 챔버(203)에 수용된 토너를 감광 드럼(21)의 표면에 형성된 정전잠상에 공급하여 정전잠상을 가시적으로 토너 화상으로 현상시킨다. 현상 롤러(22)에 토너를 감광 드럼(21)으로 부착시키는 현상 바이어스 전압이 인가될 수 있다. 공급 롤러(27)는 토너 챔버(203) 내부의 토너를 현상 롤러(22)에 부착시킨다. 공급 롤러(27)에 토너를 현상 롤러(22)에 부착시키는 공급 바이어스 전압이 인가될 수 있다. 현상 롤러(22)의 외주에 부착되어 현상 닙으로 공급되는 토너층의 두께는 규제 블레이드(28)에 의하여 규제된다.
현상 유닛(200)은 토너 수용부(300)를 구비한다. 토너 수용부(300)는 토너 챔버(203)로부터 연장된다. 토너 수용부(300)는 예를 들어 후술하는 토너 카트리지(40)로부터 배출되는 토너를 토너 챔버(203)로 공급하기 위한 토너 공급 경로(302)를 형성한다. 토너 수용부(300)에는 토너가 유입되는 토너 유입구(301)가 마련된다. 프로세스 카트리지(2)가 화상형성장치 본체(도 4: 1)에 장착되면, 토너 공급 유닛(도 4: 50)이 토너 수용부(300)와 연결되며, 토너 카트리지(40)에 수용된 토너가 토너 유입구(301)를 통하여 토너 수용부(300)로 유입되어 토너 챔버(203)로 공급될 수 있다. 토너 수용부(300) 내부에 토너 운반 부재(320)가 마련될 수 있다. 토너 운반 부재(320)는 예를 들어 토너 유입구(301)를 통하여 토너 수용부(300) 내부, 예를 들어 토너 공급 경로(302)로 유입된 토너를 토너 챔버(203)로 운반한다. 토너 운반 부재(320)는 예를 들어 오거(auger)를 포함할 수 있다. 토너 운반 부재(320)에 의하여 토너 공급 경로(302)를 따라 운반된 토너는 토너 공급 경로(302)의 단부에 마련된 토너 공급구(303)를 통하여 토너 챔버(203) 내부로 공급된다.
도 3을 참조하면, 토너 챔버(203)에 토너 수위 센서(204)가 마련될 수 있다. 토너 수위 센서(204)는 토너 챔버(203) 내부의 토너 수위를 검출한다. 토너 수위 센서(204)는 토너 수용부(300)보다 낮은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어 토너 수위 센서(204)는 토너 공급구(303)보다 낮은 위치에 위치될 수 있다. 토너 수위 센서(204)는 예를 들어, 광센서, 정전용량 센서 등에 의하여 구현될 수 있다. 토너 수위 센서(204)에 의하여 토너 챔버(203) 내부의 토너 수위가 기준 수위 이하인 것이 감지되면, 도시되지 않은 제어부는 토너 카트리지(40)로부터 토너 챔버(203)로 토너를 공급하도록 도시되지 않은 토너 공급 모터를 구동할 수 있다.
화상형성작업은 도 2에 실선으로 도시된 바와 같이 현상 롤러(22)가 감광 드럼(21)에 접근된 상태, 예를 들어 현상 롤러(22)가 감광 드럼(21)에 접촉되어 현상 닙이 형성된 상태에서 수행될 수 있다. 화상형성작업이 수행되지 않는 동안에, 현상 롤러(22) 및 감광 드럼(21)의 변형, 손상 위험을 줄이기 위하여, 도 2에 점선으로 도시된 바와 같이 현상 롤러(22)가 감광 드럼(21)으로부터 이격될 수 있다. 이를 위하여, 현상 유닛(200)은 감광 유닛(100)에 피벗될 수 있게 지지될 수 있다. 감광 유닛(100)은 프레임(120)을 구비할 수 있다. 현상 유닛(200)은 프레임(120)에 피벗될 수 있게 지지될 수 있다. 현상 유닛(200)은 토너 수용부(300)를 중심으로 피벗될 수 있다. 예를 들어, 토너 수용부(300)는 현상 유닛(200)의 피벗 축(PX)과 동축일 수 있다. 토너 수용부(300) 중에서 감광 유닛(100)의 프레임(120)에 지지되는 부분은 피벗 축(PX)을 중심으로 하는 원통형일 수 있다. 탄성 부재(101)는 현상 롤러(22)가 감광 드럼(21)에 접근되는 방향으로 피벗되도록 현상 유닛(200)에 탄성력을 가한다. 예를 들어 탄성 부재(101)는 감광 유닛(100)과 현상 유닛(200)에 일단부와 타단부가 각각 연결된 인장 코일 스프링에 의하여 구현될 수 있다.
일 예로서, 토너 수용부(300)는 감광 유닛(100)의 측부(121)로부터 외측으로 돌출된 외주부(310)를 구비할 수 있다. 외주부(310)는 피벗 축(PX)을 중심으로 하는 원통 형상일 수 있다. 외주부(310)는 감광 유닛(100)의 프레임(120)의 측부(121)에 마련된 관통홀(122)에 삽입될 수 있다. 외주부(310)에 토너 유입구(301)가 마련될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 현상 유닛(200)이 감광 유닛(100)에 대하여 피벗되더라도 토너 수용부(300)의 위치는 변하지 않는다.
도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 프로세스 카트리지(2)의 일 예가 적용된 화상형성장치의 일 예의 개략적인 구성도이다. 도 4를 참조하면, 화상형성장치는 프로세스 카트리지(2), 광주사기(13), 전사기, 및 정착기(80)를 구비할 수 있다.
프로세스 카트리지(2)의 구성은 전술한 바와 동일하다. 칼라 인쇄를 위하여, 프로세스 카트리지(2)는 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 토너 화상을 형성하기 위한 4개의 프로세스 카트리지(2C)(2M)(2Y)(2K)를 포함할 수 있다. 이하에서, 특별히 다른 언급이 없는 한 참조부호에 C, M, Y, K가 붙은 경우에는 각각 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 현상제를 현상하기 위한 구성요소를 지칭하는 것이다. 광주사기(13)는 시안(C), 마젠타(M), 옐로우(Y), 블랙(K) 색상의 화상정보에 대응되어 변조된 광을 프로세스 카트리지(2C)(2M)(2Y)(2K)의 감광드럼들(21)에 각각 조사하여 감광드럼들(21)에 시안(C), 마젠타(M), 옐로우(Y), 블랙(K) 색상에 대응되는 정전잠상들을 형성한다. 광주사기(13)의 예로서는 레이저 다이오드를 광원으로 사용하는 LSU(laser scanning unit)일 수 있다.
전사기는 감광드럼(21)에 형성된 토너 화상을 인쇄 매체(P)에 전사시킨다. 본 예에서는 중간전사방식 전사기가 채용된다. 일 예로서, 전사기는 중간전사벨트(31), 중간전사롤러들(32)과, 전사롤러(33)를 포함할 수 있다. 중간전사벨트(31)는 4개의 감광드럼(21) 상에 현상된 토너화상을 일시적으로 수용한다. 중간전사벨트(31)는 지지 롤러들(34)(35)(36)에 지지되어 순환된다. 중간전사벨트(31)를 사이에 두고 4개의 감광드럼(21)과 대면되는 위치에 4개의 중간전사롤러(32)가 배치된다. 중간전사롤러들(32)에는 감광드럼들(21) 상에 현상된 토너 화상들을 중간전사벨트(31)로 중간전사시키기 위한 중간 전사 바이어스 전압이 인가된다. 중간전사롤러들(32) 대신에 코로나 전사기나 핀 스코로트론(pin scorotron)방식의 전사기가 채용될 수도 있다. 전사롤러(33)는 중간전사벨트(31)와 대면되게 위치된다. 전사롤러(33)에는 중간전사벨트(31)에 전사된 토너화상들을 인쇄 매체(P)로 전사시키기 위한 전사 바이어스 전압이 인가된다. 정착기(15)는 인쇄 매체(P)로 전사된 토너화상들에 열 및/또는 압력을 가하여 인쇄 매체(P)에 정착시킨다. 정착기(15)의 형태는 도 4에 도시된 예에 한정되지 않는다.
상기한 구성에 의하여, 광주사기(13)는 각 색상의 화상정보에 대응하여 변조된 4개의 광을 4개의 감광드럼(21)에 주사하여 4개의 감광드럼(21) 각각에 정전잠상을 형성시킨다. 4개의 토너 챔버들(203)로부터 공급되는 C, M, Y, K 토너에 의하여 4개의 감광드럼(21)의 정전잠상들이 가시적인 C, M, Y, K 토너화상으로 현상된다. 현상된 토너화상들은 중간전사벨트(31)로 순차로 중간전사된다. 적재대(17)에 적재된 인쇄 매체(P)는 픽업 롤러(16)와 이송 롤러(18)에 의하여 전사롤러(33)와 중간전사벨트(31) 사이로 이송된다. 전사롤러(33)에 인가되는 전사 바이어스 전압에 의하여 중간전사벨트(31) 상에 중간전사된 토너화상들은 인쇄 매체(P)로 전사된다. 인쇄 매체(P)가 정착기(15)를 통과하면, 토너화상들은 열과 압력에 의하여 인쇄 매체(P)에 정착된다. 정착이 완료된 인쇄 매체(P)는 배출롤러(19)에 의하여 배출된다.
화상형성장치의 일 예는 토너 카트리지(40)를 포함할 수 있다. 토너 카트리지(40)는 토너를 수용한다. 토너 카트리지(40)는 토너 공급 유닛(50)에 의하여 현상 유닛(200)의 토너 수용부(300)와 연결된다. 토너 공급 유닛(50)은 토너 공급 관로(51)를 구비할 수 있다. 토너 공급 관로(51)는 토너 카트리지(40)로부터 토너를 받아서 토너 수용부(300)로 공급한다. 프로세스 카트리지(2)는 화상형성장치 본체(1)에 착탈될 수 있다. 프로세스 카트리지(2)가 본체(1)에 장착되면, 토너 수용부(300)가 토너 공급 관로(51)와 연결된다.
본 예의 프로세스 카트리지(2)에 따르면, 토너 수용부(300)와 토너 공급 관로(51)가 각각 피벗 축(PX)을 중심으로 하는 원통면을 갖는다. 이 원통면들이 서로 대향됨으로써 토너 수용부(300)와 토너 공급 관로(51)가 서로 연결된다. 이하에서, 토너 수용부(300)와 토너 공급 유닛(50)과의 연결 구조의 예들을 설명한다.
도 5는 토너 수용부(300)와 토너 공급 유닛(50)과의 연결 구조의 일 예를 보여주는 개략적인 단면도이다. 도 3 및 도 5를 참조하면, 토너 수용부(300)는 감광 유닛(100)의 측부(121)로부터 돌출된 외주부(310)를 구비한다. 외주부(310)는 피벗 축(PX)을 중심으로 하는 원통 형상이다. 외주부(310)에 토너 유입구(301)이 마련된다. 토너 공급 관로(51)는 토너 유입구(301)를 덮도록 외주부(310)를 적어도 부분적으로 감쌀 수 있다. 토너 공급 관로(51)의 단부(511)는 외주부(310)와 상보적인 형상을 가진다. 예를 들어 토너 공급 관로(51)의 단부(511)는 외주부(310)를 부분적으로 감싸는 부분 원통 형상일 수 있다. 프로세스 카트리지(2)가 화상형성장치 본체(1)에 장착되면 토너 공급 관로(51)의 단부(511)가 토너 수용부(300)의 외주부(310)를 부분적으로 감싼다. 토너 공급 관로(51)의 단부(511)에 마련된 토너 배출구(512)가 외주부(310)에 마련된 토너 유입구(301)와 정렬된다. 토너 유입구(301)의 폭(W1)은 토너 배출구(512)의 폭(W2)보다 클 수 있으며, 그보다 약간 작을 수도 있다. 토너 유입구(301)의 폭(W1)은 토너 공급 관로(51)의 단부(511)의 폭(W3)보다 작을 수 있다. 토너 유입구(301)의 폭(W1)은 현상 유닛(200)이 회전되더라도 토너 유입구(301)가 토너 공급 관로(51)의 단부(511)의 폭(W3)을 벗어나지 않도록 결정될 수 있다. 토너 공급 관로(51)의 단부(511)에 씰링 부재(53)가 마련될 수 있다. 씰링 부재(53)는 토너 공급 관로(51)의 단부(511)와 외주부(310) 사이의 틈새를 막아 토너 누출을 방지한다. 씰링 부재(53)는 예를 들어 스펀지, 펠트 등으로 제조될 수 있다.
현상 유닛(200)이 피벗 축(PX)을 중심으로 피벗되면 토너 수용부(300)가 현상 유닛(200)과 함께 피벗된다. 토너 수용부(300)의 외주부(310)가 피벗 축(PX)을 중심으로 하는 원통 형상이고, 토너 공급 관로(51)의 단부(511)가 외주부(310)와 상보적인 형상을 가지므로, 현상 유닛(200)이 회전되더라도 토너 공급 관로(51)의 단부(511)와 외주부(310)와의 연결은 안정적으로 유지될 수 있다. 따라서, 토너 수용부(300)와 토너 공급 관로(51) 사이를 통한 토너 누출이 방지될 수 있으며, 토너 카트리지(40)로부터 토너 챔버(203)로의 안정적인 토너 공급이 가능하다. 또한, 현상 유닛(200)이 피벗될 때에 토너 수용부(300)의 외주부(310)와 토너 공급 관로(51)의 단부(511) 사이에 상대적인 위치 변동이 없으므로 현상 유닛(200)의 피벗 동작이 안정적으로 이루어질 수 있다. 또한, 현상닙이 토너 공급 유닛(50)과 토너 수용부(300)와의 연결 구조에 영향을 적게 받으므로, 안정적인 화상 품질이 구현될 수 있다. 씰링 부재(53)가 부착되는 토너 공급 관로(51)의 단부(511)가 부분 원통형이므로 씰링 부재(53)의 탄성력이 피벗 축(PX)을 향한다. 씰링 부재(53)의 탄성력은 현상 유닛(200)을 피벗시키는 방향으로 작용되지 않는다. 따라서, 화상형성작업이 수행되는 동안에 현상 닙의 안정적인 유지가 가능하여 안정적인 화상 품질이 구현될 수 있다.
도 6은 토너 수용부(300)와 토너 공급 유닛(50)과의 연결 구조의 일 예를 보여주는 개략적인 단면도이다. 본 예에서는 토너 수용부(300)의 외주부(310)와 토너 공급 관로(51)의 단부(511) 사이에 커버부(340)가 개재되는 점에서 도 5에 도시된 예와 차이가 있다. 이하에서 차이점을 위주로 설명한다. 도 6을 참조하면, 감광 유닛(100)의 측부(121)에 커버부(340)가 지지된다. 커버부(340)는 중공 원통 형상으로서, 커버부(340) 내부에 토너 수용부(300)의 외주부(310)가 피벗될 수 있게 삽입된다. 커버부(340)에 토너 공급구(341)가 마련된다. 토너 공급 관로(51)의 단부(511)는 커버부(340)와 상보적인 형상을 가진다. 프로세스 카트리지(2)가 화상형성장치 본체(1)에 장착되면 토너 공급 관로(51)의 단부(511)가 커버부(340)를 부분적으로 감싼다. 토너 공급 관로(51)의 단부(511)에 마련된 토너 배출구(512)가 커버부(340)에 마련된 토너 공급구(341)와 정렬된다. 현상 유닛(200)이 피벗 축(PX)을 중심으로 피벗되면 토너 수용부(300)가 현상 유닛(200)과 함께 피벗된다. 토너 수용부(300)의 외주부(310)가 피벗 축(PX)을 중심으로 하는 원통 형상이고, 커버부(340) 내부에서 회전된다. 커버부(340)는 회전되지 않는다. 따라서, 토너 공급 관로(51)의 단부(511)가 커버부(340)와 연결된 상태로 안정적으로 유지될 수 있다.
전술한 실시예에서 토너 수용부와 토너 공급 관로가 각각 부분 원통면을 가지고, 이들 부분 원통면들이 대향됨으로써 토너 수용부와 토너 공급 관로가 서로 연결된다. 토너 수용부와 토너 공급 관로가 각각 완전한 원통면을 가질 수도 있다. 도 7은 프로세스 카트리지(2-1)의 일 예의 개략적인 사시도이다. 도 7에서 토너 공급 관로(51)도 함께 도시된다. 도 8은 도 7에 도시된 프로세스 카트리지(2-1)의 일 예에서 토너 수용부(300-1)를 상세히 보여주는 부분 절개 사시도이다. 도 9는 프로세스 카트리지(2-1)가 화상형성장치 본체(1)에 장착된 상태를 보여주는 부분 절개 사시도이다. 본 예의 프로세스 카트리지(2-1)는 토너 수용부(300-1)가 채용되는 점에서 도 1 내지 도 3에 도시된 프로세스 카트리지(2)와 차이가 있다. 이하에서 차이점을 위주로 설명한다. 도 7 내지 도 9를 참조하면, 토너 수용부(300-1)는 개구부(331)와 연장부(332)를 구비한다. 개구부(331)는 감광 유닛(100)의 측부(121)로부터 노출된다. 연장부(332)는 개구부(331)로부터 토너 챔버(203) 내부로 연장된다. 연장부(332)의 토너 챔버(203) 내부에 위치되는 단부 부근에 토너 유입구(333)가 마련될 수 있다. 토너 수용부(300-1)는 전체적으로 현상 유닛(200)의 피벗 축(PX)을 중심으로 하는 중공 원통 형상이다. 토너 수용부(300-1)는 유입 셔터(334)를 구비할 수 있다. 유입 셔터(334)는 연장부(332)에 설치된다. 개구부(331)와 토너 유입구(333) 사이를 막는 차단 위치(도 8)와, 개구부(331)와 토너 유입구(333)를 연통시키는 개방 위치(도 9)로 이동될 수 있다. 탄성 부재(335)는 유입 셔터(334)에 차단 위치에 위치되는 방향의 탄성력을 가한다. 탄성 부재(335)는 예를 들어 압축 코일 스프링에 의하여 구현될 수 있다. 연장부(332)에 내측으로 돌출된 돌출부(336)가 마련될 수 있다. 돌출부(336)의 일단부(336-1)는 후술하는 공급 셔터(522)를 이동시키기 위한 간섭부로서 기능하며, 돌출부(336)의 타단부(336-2)는 유입 셔터(334)를 차단 위치에 유지시키는 스토퍼로서 기능한다.
도 7 및 도 9를 참조하면, 토너 공급 관로(51)는 토너 공급 노즐(52)을 구비한다. 토너 공급 노즐(52)은 피벗 축(PX) 방향으로 연장된 원통 형상일 수 있다. 토너 공급 노즐(52)의 단부에 토너 배출구(521)가 마련된다. 공급 셔터(522)는 토너 배출구(521)를 개폐한다. 예를 들어, 공급 셔터(522)는 토너 공급 노즐(52)의 외주를 따라 피벗 축(PX) 방향으로 이동가능하다. 공급 셔터(522)는 토너 배출구(521)를 막는 제1위치(도 7)와 토너 배출구(521)를 개방하는 제2위치(도 9)로 이동될 수 있다. 탄성 부재(523)는 공급 셔터(522)에 토너 배출구(521)를 제1위치로 이동되는 방향의 탄성력을 가한다. 탄성 부재(523)는 예를 들어 압축 코일 스프링에 의하여 구현될 수 있다. 토너 공급 노즐(52) 내부에는 토너 운반 부재(524)가 배치될 수 있다. 토너 운반 부재(524)는 예를 들어 오거(auger)일 수 있다. 토너 운반 부재(524)는 토너 카트리지(40)로부터 토너 공급 노즐(52) 내부로 공급된 토너를 토너 배출구(521) 쪽으로 운반한다.
프로세스 카트리지(2-1)가 화상형성장치 본체(1)에 장착되는 동작에 의하여, 토너 공급 노즐(52)이 개구부(331)를 통하여 연장부(332) 내부로 삽입된다. 유입 셔터(334)는 차단 위치에 위치되어 있다. 토너 공급 노즐(52)의 단부가 유입 셔터(334)와 접촉되면, 유입 셔터(334)는 토너 공급 노즐(52)에 밀려서 개방 위치로 이동된다. 제1위치에 위치된 공급 셔터(522)가 돌출부(336)의 일단부(336-1)에 접촉되면, 공급 셔터(522)가 탄성 부재(523)의 탄성력의 반대 방향으로 밀리면서 토너 배출구(521)를 개방하는 제2위치로 이동된다. 프로세스 카트리지(2-1)가 본체(1)에 완전히 장착되면, 도 9에 도시된 바와 같이 유입 셔터(334)는 차단 위치에 위치되며 공급 셔터(522)는 토너 배출구(521)를 개방하는 제2위치에 위치된다. 토너 배출구(521)와 토너 유입구(333)가 정렬된다. 이에 의하여, 토너 공급 유닛(50)과 프로세스 카트리지(2-1)와의 연결이 완료된다. 현상 유닛(200)이 피벗 축(PX)을 중심으로 피벗되면 토너 수용부(300-1)가 현상 유닛(200)과 함께 피벗된다. 토너 수용부(300-1)의 연장부(332)는 피벗 축(PX)을 중심으로 하는 중공 원통 형상이고, 원통 형상의 토너 공급 노즐(52)이 연장부(332) 내부에 삽입되어 있으므로, 현상 유닛(200)이 회전되더라도 토너 공급 노즐(52)은 연장부(332) 내부에 삽입된 상태로 유지된다. 따라서, 토너 수용부(300-1)와 토너 공급 노즐(52) 사이를 통한 토너 누출이 방지될 수 있으며, 토너 카트리지(40)로부터 토너 챔버(203)로의 안정적인 토너 공급이 가능하다.
현상 유닛은 감광 유닛과 별도로 개별적으로 화상형성장치 본체(1)에 착탈될 수 있다. 이러한 형태의 현상 유닛을 현상 카트리지라 한다. 도 10은 현상 카트리지(200-1)의 일 예의 개략적인 사시도이다. 도 11은 도 10에 도시된 현상 카트리지(200-1)의 일 예의 측면도이다. 도 10과 도 11을 참조하면, 현상 카트리지(200-1)는 사이드 브라켓(210)과 현상 유닛(200)을 구비할 수 있다. 현상 유닛(200)은 도 1 내지 도 3에서 설명한 바와 동일할 수 있다. 예를 들어, 현상 유닛(200)은 현상 롤러(22), 토너 챔버(203), 토너 챔버(203)로부터 연장되어 토너 챔버로의 토너 공급 경로(302)를 형성하는 토너 수용부(300), 및 토너 수용부(300)에 마련되는 토너 유입구(301)를 포할 수 있다. 현상 유닛(200)은 토너 수용부(300)를 중심으로 피벗될 수 있게 사이드 브라켓(210)에 지지될 수 있다. 토너 수용부(300)에는 토너가 유입되는 토너 유입구(301)가 마련된다. 토너 수용부(300) 내부에 토너 운반 부재(320)가 마련될 수 있다. 토너 운반 부재(320)는 예를 들어 토너 유입구(301)를 통하여 토너 수용부(300) 내부, 예를 들어 토너 공급 경로(302)로 유입된 토너를 토너 챔버(203)로 운반한다. 토너 운반 부재(320)는 예를 들어 오거(auger)를 포함할 수 있다. 토너 운반 부재(320)에 의하여 토너 공급 경로(302)를 따라 운반된 토너는 토너 공급 경로(302)의 단부에 마련된 토너 공급구(303)를 통하여 토너 챔버(203) 내부로 공급된다.
화상형성작업은 도 11에 실선으로 도시된 바와 같이 현상 롤러(22)가 감광 드럼(21)에 접근된 상태, 예를 들어 현상 롤러(22)가 감광 드럼(21)에 접촉되어 현상 닙이 형성된 상태에서 수행될 수 있다. 화상형성작업이 수행되지 않는 동안에, 현상 롤러(22) 및 감광 드럼(21)의 변형, 손상 위험을 줄이기 위하여, 도 11에 점선으로 도시된 바와 같이 현상 롤러(22)가 감광 드럼(21)으로부터 이격될 수 있다. 이를 위하여, 현상 유닛(200)은 사이드 브라켓(210)에 피벗될 수 있게 지지될 수 있다. 현상 유닛(200)은 토너 수용부(300)를 중심으로 피벗될 수 있다. 예를 들어, 토너 수용부(300)는 현상 유닛(200)의 피벗 축(PX)과 동축일 수 있다. 토너 수용부(300) 중에서 사이드 브라켓(210)에 지지되는 부분은 피벗 축(PX)을 중심으로 하는 원통형일 수 있다. 탄성 부재(201)는 현상 롤러(22)가 감광 드럼(21)에 접근되는 방향으로 피벗되도록 현상 유닛(200)에 탄성력을 가한다.
일 예로서, 토너 수용부(300)는 사이드 브라켓(210)의 측부(211)로부터 외측으로 돌출된 외주부(310)를 구비할 수 있다. 외주부(310)는 피벗 축(PX)을 중심으로 하는 원통 형상일 수 있다. 외주부(310)는 사이드 브라켓(210)의 측부(211)에 마련된 관통홀(212)에 삽입될 수 있다. 외주부(310)에 토너 유입구(301)가 마련될 수 있다. 토너 수용부(300), 예를 들어 외주부(310)와 토너 공급 관로(51)와의 연결 구조로서, 도 5 또는 도 6에 도시된 연결 구조가 채용될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 현상 유닛(200)이 사이드 브라켓(210)에 대하여 피벗되더라도 토너 수용부(300)의 위치가 변하지 않는다. 따라서, 외주부(310)와 토너 공급 관로(51) 사이의 틈새를 통한 토너 누출이 방지될 수 있으며, 토너 카트리지(40)로부터 토너 챔버(203)로 안정적으로 토너가 공급될 수 있다.
도 12는 현상 카트리지(200-2)의 일 예의 개략적인 사시도이다. 도 12에서 토너 공급 관로(51)도 함께 도시된다. 본 예의 현상 카트리지(200-2)는 도 7 내지 도 9에 도시된 토너 수용부(300-1)가 채용되는 점에서 도 10 및 도 11에 도시된 현상 카트리지(200-1)와 차이가 있다. 이하에서 차이점을 위주로 설명한다. 도 7 내지 도 9 및 도 12를 참조하면, 토너 수용부(300-1)는 개구부(331)와 연장부(332)를 구비한다. 개구부(331)는 사이드 브라켓(210)의 측부(211)로부터 노출된다. 연장부(332)는 개구부(331)로부터 토너 챔버(203) 내부로 연장된다. 연장부(332)의 토너 챔버(203) 내부에 위치되는 단부 부근에 토너 유입구(333)가 마련될 수 있다. 토너 수용부(300-1)는 전체적으로 현상 유닛(200)의 피벗 축(PX)을 중심으로 하는 중공 원통 형상이다. 유입 셔터(334)는 개구부(331)와 토너 유입구(333) 사이를 막는 차단 위치와 개구부(331)와 토너 유입구(333)를 연통시키는 개방 위치로 이동될 수 있게 연장부(332)에 설치된다. 탄성 부재(335)는 유입 셔터(334)에 차단 위치에 위치되는 방향의 탄성력을 가한다. 연장부(332)에 내측으로 돌출된 돌출부(336)의 일단부(336-1)는 공급 셔터(522)를 이동시키기 위한 간섭부로서 기능하며, 돌출부(336)의 타단부(336-2)는 유입 셔터(334)를 차단 위치에 유지시키는 스토퍼로서 기능한다.
토너 공급 관로(51)는 피벗 축(PX) 방향으로 연장된 원통 형상의 토너 공급 노즐(52)을 구비하며, 토너 공급 노즐(52)의 단부에 토너 배출구(521)가 마련된다. 공급 셔터(522)는 토너 배출구(521)를 개폐한다. 예를 들어, 공급 셔터(522)는 토너 배출구(521)를 막는 제1위치(도 7)와 토너 배출구(521)를 개방하는 제2위치(도 9)로 토너 공급 노즐(52)의 외주를 따라 피벗 축(PX) 방향으로 이동될 수 있다. 탄성 부재(523)는 공급 셔터(522)에 제2위치로 이동되는 방향의 탄성력을 가한다. 토너 공급 노즐(52) 내부에 토너 공급 노즐(52) 내부의 토너를 토너 배출구(521) 쪽으로 운반하는 토너 운반 부재(524)가 배치될 수 있다.
현상 카트리지(200-2)가 화상형성장치 본체(1)에 장착되는 동작에 의하여, 토너 공급 노즐(52)이 개구부(331)를 통하여 연장부(332) 내부로 삽입된다. 토너 공급 노즐(52)의 단부가 차단 위치에 위치된 유입 셔터(334)와 접촉되면, 유입 셔터(334)는 토너 공급 노즐(52)에 밀려서 개방 위치로 이동된다. 제1위치에 위치된 공급 셔터(522)가 돌출부(336)의 일단부(336-1)에 접촉된 상태에서 현상 카트리지(200-2)가 본체(1) 내부로 더 삽입되면, 공급 셔터(522)가 토너 배출구(521)를 개방하는 제2위치로 이동된다. 이에 의하여, 토너 공급 유닛(50)과 현상 카트리지(200-2)와의 연결이 완료된다. 토너 수용부(300-1)의 연장부(332)는 피벗 축(PX)을 중심으로 하는 중공 원통 형상이고, 원통 형상의 토너 공급 노즐(52)이 연장부(332) 내부에 삽입되어 있으므로, 현상 유닛(200)이 피벗 축(PX)을 중심으로 피벗되더라도 토너 공급 노즐(52)이 연장부(332) 내부에 삽입된 상태로 유지된다. 따라서, 토너 수용부(300-1)와 토너 공급 노즐(52) 사이를 통한 토너 누출이 방지될 수 있으며, 토너 카트리지(40)로부터 토너 챔버(203)로의 안정적인 토너 공급이 가능하다.
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. 감광드럼을 구비하는 감광 유닛;
    현상 롤러, 토너 챔버, 및 상기 토너 챔버로부터 연장되어 상기 토너 챔버로의 토너 공급 경로를 형성하는 토너 수용부, 및 상기 토너 수용부에 마련되는 토너 유입구를 포함하는 현상 유닛;을 포함하며,
    상기 현상 유닛은 상기 토너 수용부를 중심으로 상기 현상 롤러가 상기 감광 드럼에/로부터 접근/이격되는 방향을 피벗될 수 있도록 상기 감광 유닛에 지지되는 프로세스 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 토너 수용부는 상기 감광 유닛의 측부로부터 외측으로 돌출되며 상기 현상 유닛의 피벗축을 중심으로 하는 원통 형상의 외주부를 구비하며,
    상기 토너 유입구는 상기 외주부에 마련된 프로세스 카트리지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 감광 유닛의 측부에 지지되며 상기 외주부가 피벗 가능하게 삽입되는 커버부;를 포함하며,
    상기 커버부에 상기 토너 유입구와 정렬된 토너 공급구가 마련된 프로세스 카트리지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 토너 수용부는 상기 감광 유닛의 측부로부터 노출된 개구부와, 상기 개구부로부터 상기 토너 챔버 내부로 연장된 연장부를 구비하며,
    상기 토너 유입구는 상기 연장부의 상기 토너 챔버 내부에 위치되는 단부 부근에 마련된 프로세스 카트리지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연장부에 설치되어 상기 토너 유입구를 개폐하는 셔터;를 포함하는 프로세스 카트리지.
  6. 사이드 브라켓;
    현상 롤러, 토너 챔버, 상기 토너 챔버로부터 연장되어 상기 토너 챔버로의 토너 공급 경로를 형성하는 토너 수용부, 및 상기 토너 수용부에 마련되는 토너 유입구를 포함하는 현상 유닛;을 포함하며,
    상기 현상 유닛은 상기 토너 수용부를 중심으로 피벗될 수 있게 상기 사이드 브라켓에 지지되는 현상 카트리지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 토너 수용부는 상기 사이드 브라켓의 측부로부터 외측으로 돌출되며 상기 토너 챔버의 피벗축을 중심으로 하는 원통 형상의 외주부를 구비하며,
    상기 토너 유입구는 상기 외주부에 마련된 현상 카트리지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 토너 수용부는 상기 사이드 브라켓의 측부로부터 노출된 개구부와, 상기 개구부로부터 상기 토너 챔버 내부로 연장된 연장부를 구비하며,
    상기 토너 유입구는 상기 연장부의 상기 토너 챔버 내부에 위치되는 단부 부근에 마련된 현상 카트리지.
  9. 토너 카트리지;
    감광 드럼;
    현상 롤러, 토너 챔버, 및 상기 토너 챔버로부터 연장되어 상기 토너 챔버로의 토너 공급 경로를 형성하는 토너 수용부, 및 상기 토너 수용부에 마련되는 토너 유입구를 포함하는 현상 유닛;
    상기 토너 카트리지로부터 토너를 받아서 상기 토너 유입구를 통하여 상기 토너 챔버에 공급하는 토너 공급 유닛;을 포함하며,
    상기 현상 유닛은 상기 토너 수용부를 중심으로 상기 현상 롤러가 상기 감광 드럼에/로부터 접근/이격되는 방향을 피벗가능한 화상형성장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 감광 드럼을 구비하는 감광 유닛과, 상기 감광 유닛에 피벗가능하게 지지되는 상기 현상 유닛을 구비하는 프로세스 카트리지;를 포함하는 화상형성장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 토너 수용부는 상기 감광 유닛의 측부로부터 외측으로 돌출되며 상기 현상 유닛의 피벗축을 중심으로 하는 원통 형상의 외주부를 구비하며,
    상기 토너 유입구는 상기 외주부에 마련되며,
    상기 토너 공급 유닛은, 상기 토너 유입구를 덮도록 상기 외주부를 적어도 부분적으로 감싸는 토너 공급 관로를 구비하는 화상형성장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 토너 수용부는 상기 감광 유닛의 측부로부터 노출된 개구부와, 상기 개구부로부터 상기 토너 챔버 내부로 연장된 연장부를 구비하며,
    상기 토너 유입구는 상기 연장부의 상기 토너 챔버 내부에 위치되는 단부 부근에 마련되며,
    상기 토너 공급 유닛은 상기 개구부를 통하여 상기 연장부에 삽입되는 토너 공급 노즐을 구비하는 화상형성장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 현상 유닛과, 상기 현상 유닛이 상기 토너 수용부를 중심으로 피벗 가능하게 지지되는 사이드 브라켓을 구비하는 현상 카트리지;를 포함하는 화상형성장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 토너 수용부는 상기 사이드 브라켓의 측부로부터 외측으로 돌출되며 상기 토너 챔버의 피벗축을 중심으로 하는 원통 형상의 외주부를 구비하며,
    상기 토너 유입구는 상기 외주부에 마련되며,
    상기 토너 공급 유닛은, 상기 토너 유입구를 덮도록 상기 외주부를 적어도 부분적으로 감싸는 토너 공급 관로를 구비하는 화상형성장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 토너 수용부는 상기 사이드 브라켓의 측부로부터 노출된 개구부와, 상기 개구부로부터 상기 토너 챔버 내부로 연장된 연장부를 구비하며,
    상기 토너 유입구는 상기 연장부의 상기 토너 챔버 내부에 위치되는 단부 부근에 마련된 화상형성장치.
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