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KR100509507B1 - 전자사진방식 화상형성장치의 토너 카트리지 - Google Patents

전자사진방식 화상형성장치의 토너 카트리지 Download PDF

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KR100509507B1
KR100509507B1 KR10-2003-0083635A KR20030083635A KR100509507B1 KR 100509507 B1 KR100509507 B1 KR 100509507B1 KR 20030083635 A KR20030083635 A KR 20030083635A KR 100509507 B1 KR100509507 B1 KR 100509507B1
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toner
roller
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최삼석
백명수
박동훈
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 전자사진방식 화상형성장치의 토너 카트리지에 관하여 개시한다. 개시된 전자사진방식 화상형성장치의 토너 카트리지는, 감광드럼의 외주면에 형성된 정전잠상을 가시화하는 현상롤러와, 상기 현상롤러 상에 토너를 공급하는 토너공급롤러와, 토너를 저장하는 메인 챔버와, 상기 공급롤러의 하부에 배치되어서 상기 공급롤러와의 사이에 토너를 받아서 상기 현상롤러로 이송되는 토너를 안내하는 가이드 부재와, 상기 가이드 부재의 하부에 형성되어서 상기 가이드 부재 상의 토너가 상기 현상롤러로 부착되고 남는 토너가 적재되는 공간을 형성하는 토너회수챔버와, 상기 토너회수챔버 내에서 회전하여 상기 토너회수챔버 내의 토너를 상기 메인 챔버로 회수시키는 회수롤러 및 상기 가이드 부재로부터 하방으로 설치되어 토너가 상기 토너회수챔버로 직접 누출되는 것을 방지하는 토너방지막을 구비한다.

Description

전자사진방식 화상형성장치의 토너 카트리지{Toner cartridge of electrophotographic image forming apparatus}
본 발명은 전자사진방식 화상형성장치의 토너카트리지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 현상롤러 및 토너공급롤러로부터 회수되는 토너를 효율적으로 회수하는 수단을 구비한 전자사진방식 화상형성장치의 토너카트리지에 관한 것이다.
건식 칼라 레이저 프린터와 같은 전자사진방식 화상형성장치는, 감광체에 정전잠상을 형성한 후 이를 분말상의 토너로 현상하고, 그 현상된 화상을 소정 전사매체를 경유하여 용지에 전사하여 화상을 형성하는 장치이다. 화상형성장치는 감광체의 정전잠상을 현상시키기 위해 감광체에 액세스할 수 있도록 배치되며, 그 내부에 건식 토너를 함유한 현상유닛인 토너 카트리지를 구비한다.
일본특허공개 2001-255727호에는 현상롤러를 포함하는 현상장치와, 이 현상장치에 토너를 공급하는 토너 카트리지가 분리되어 있다. 이러한 토너 카트리지는 현상장치 내의 토너 챔버에 토너를 공급하기 위해서 토너 카트리지가 수직으로 배치된다. 따라서 이러한 형태의 현상장치를 적용하는 프린터는 수직 부피를 필요로 한다.
컴팩트한 구조의 건식 컬러 프린터에서는 현사유닛으로서 토너 카트리지가 수평으로 형성되어서 컬러별 토너 카트리지를 수직으로 적재하는 구조가 요구된다.
도 1은 수평으로 토너를 공급하는 종래의 토너 카트리지의 구성을 보여주는 일부 단면도이다.
도 1을 참조하면, 하우징(10)의 하부에는 대략 반원형의 챔버(12)가 다수개가 연속적으로 배치되어 있으며 각 챔버(12)에는 하나의 교반기(agitator)(14)가 배치되어 있다. 하우징(10)의 전단에는 현상롤러(20)가 설치되어 있으며, 현상롤러(20)의 일측에는 토너공급롤러(30)가 접촉되게 배치되어 있다. 토너 공급롤러(30)의 하부에는 교반기(14)로부터 공급된 토너를 받아서, 토너가 토너공급롤러(30)의 외주에 부착되는 것을 도와주는 가이드 부재(40)가 배치되어 있다. 가이드 부재(40)의 하부에는 토너공급롤러(30)로부터 현상롤러(20)로 공급되지 않은 잔류토너를 제1교반기(14)가 배치된 챔버(12) 쪽으로 돌려보내는 회수롤러(50)가 배치되어 있다.
상기 토너공급롤러(30)는 현상롤러(20)와 동일한 방향으로 회전하면서, 현상롤러(20)와 접촉시에는 현상롤러(20) 표면의 잔류토너를 클리닝하며, 접촉 직전에는 클리닝된 현상롤러(20)의 표면에 토너를 압착시켜서 현상롤러(20)의 표면에 토너를 공급한다.
하우징(10)에는 회전하는 토너가 부착된 현상롤러(20)의 표면의 토너의 높이를 규제하는 닥터 블레이드(16)가 배치되어서 과도하게 부착된 토너를 현상롤러(20)로부터 털어낸다.
닥터 블레이드(16)에 의해서 현상롤러(20)로부터 이탈된 토너와, 상기 토너공급롤러(30)로부터 현상롤러(20) 표면에 부착되지 않고 토너이동경로를 지난 토너는 토너회수챔버(52)에 쌓인다. 이 토너회수챔버(52)에 적재된 토너는 회수롤러(50)에 의해서 회수홀(51)을 통해서 챔버(12)로 회수된다. 상기 회수홀(51)은 상기 가이드 부재(40) 및 챔버(12) 사이의 공간을 막는 부재(53)에 형성된 다수의 홀(51)이다.
하우징(10)의 상부에는 현상롤러(20) 및 공급롤러(30)를 커버하며 토너의 외부유출을 방지하는 실 브라케트(seal bracket)(33)가 설치되어 있다. 이 실 브라케트(33)의 일측에는 실 필름(seal film)(34)이 부착되어서 현상롤러(20) 및 공급롤러(30) 사이의 토너가 외부로 유출되지 않게 하며, 또한 외부로부터의 이물질이 토너 카트리지 내부로 유입되는 것을 방지한다.
그러나, 상기 구조의 토너 카트리지는 제1교반기(14)로부터 가이드 부재(40) 상부로 공급되는 토너가 상기 회수홀(51)을 통해서 토너회수챔버(52)로 헛되게 이송되어, 토너이송흐름을 저해하는 문제가 있다. 또한, 회수되는 토너의 유량을 감소시키며, 따라서 토너회수챔버(52)에 적체되는 토너에 의해서 회수롤러(50)를 구동하는 부하가 증대되는 문제를 야기할 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 토너공급롤러로 공급되는 토너가 토너회수챔버로 누출되는 것을 방지하는 수단을 구비한 토너 카트리지를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자시진방식 화상형성장치의 토너 카트리지는, 감광드럼의 외주면에 형성된 정전잠상을 가시화하는 현상롤러;
상기 현상롤러 상에 토너를 공급하는 토너공급롤러;
토너를 저장하는 메인 챔버;
상기 공급롤러의 하부에 배치되어서 상기 공급롤러와의 사이에 토너를 받아서 상기 현상롤러로 이송되는 토너를 안내하는 가이드 부재;
상기 가이드 부재의 하부에 형성되어서 상기 가이드 부재 상의 토너가 상기 현상롤러로 부착되고 남는 토너가 적재되는 공간을 형성하는 토너회수챔버;
상기 토너회수챔버 내에서 회전하여 상기 토너회수챔버 내의 토너를 상기 메인 챔버로 회수시키는 회수롤러; 및
상기 가이드 부재로부터 하방으로 설치되어 토너가 상기 토너회수챔버로 직접 누출되는 것을 방지하는 토너방지막;을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 토너방지막은 그 단이 상기 회수롤러의 외주면에 접촉되도록 설치된 것이 바람직하다.
상기 가이드 부재의 하부에는 길이 방향으로 장홈이 형성되어 있고,
상기 토너방지막은 상기 장홈에 설치된 것이 바람직하다.
상기 회수롤러는 타원형이며, 그 외주에 토너수용공간인 홈이 다수 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 토너방지막은 상기 회수롤러의 회전축을 중심으로 상기 회수롤러가 상방으로 올라가는 방향에서 상기 회수롤러의 외주면과 접촉되는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성에 의하면, 토너를 토너공급롤러 및 현상롤러로 원활하게 공급할 수 있음으로써 토너화상품질의 향상을 도모할 수 있다.
이하 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 토너 카트리지가 적용되는 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 화상형성장치에는, 감광체인 감광드럼(101)과, 감광드럼(101)을 대전시키는 대전기(102)와, 대전된 감광드럼(101)에 광을 주사하여 원하는 화상의 정전잠상을 형성하는 노광유닛으로서 LSU(laser scanning unit;103)와, 정전잠상을 Y(yellow), M(magenta), C(cyan), K(black)의 4가지 색상의 분말상 토너로 현상하는 현상기로서 토너 카트리지(100M)(100C)(100Y)(100K)와, 상기 감광드럼(101)에 현상된 4가지 색상의 화상을 순차적으로 중첩되게 전사받아서 용지에 전사하는 전사벨트(104)를 포함한 전사유닛과, 용지를 가열 압착하여 화상을 정착시키는 정착유닛(105) 등이 구비된다. 참조부호 106은 용지카세트를 나타내며, 참조부호 107은 감광드럼 클리닝유닛을, 참조부호 108은 제전기를 각각 나타낸다.
여기서, 각 색상별 토너 카트리지(100M)(100C)(100Y)(100K)는, 내부에 저장된 토너를 묻혀서 감광드럼(101) 외주면에 비접촉상태로 공급하는 현상롤러(110)와, 현상롤러(110)와 동축상에 설치되어 감광드럼(101)에 밀착됨으로써 감광드럼(101)과 현상롤러(110) 사이에 일정한 갭을 유지해주는 갭유지롤러(111)를 포함하며, 각 토너 카트리지(100)는 스프링(109)에 의해 감광드럼(101)에 접근되는 방향 즉, 갭유지롤러(111)가 감광드럼(101)에 밀착되는 방향으로 탄성바이어스되어 있다.
상기 구조의 토너 카트리지는 수평으로 적층할 수 있으므로 컴팩트한 컬러 프린터에 유용하게 적용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 토너 카트리지의 단면도이며, 도 4는 도 3의 일부를 확대한 도면이다.
도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 하우징(100a)의 하부에는 대략 반원형의 챔버(100b) 5개가 연속적으로 배치되어 있으며 각 챔버(100b)에는 하나의 교반기(agitator)(121,122,123,124,125)가 배치되어 있다. 하우징(100a)의 전단에는 현상롤러(110)가 설치되어 있으며, 현상롤러(110)의 일측에는 토너공급롤러(130)가 접촉되게 배치되어 있다. 토너 공급롤러(130)의 하부에는 제1 교반기(121)로부터 공급된 토너를 받아서, 토너가 토너공급롤러(130)의 외주에 부착되는 것을 도와주는 가이드 부재(140)가 배치되어 있다. 가이드 부재(140)의 하부에는 토너공급롤러(130)로부터 현상롤러(110)로 공급되지 않은 잔류토너를 제1교반기(121)가 배치된 메인챔버(100c) 쪽으로 돌려보내는 회수롤러(150)가 배치되어 있다.
상기 토너공급롤러(130)는 현상롤러(110)와 동일한 방향으로 회전하면서, 현상롤러(110)와 접촉시에는 현상롤러(110) 표면의 잔류토너를 클리닝하며, 접촉 직전에는 클리닝된 현상롤러(110)의 표면에 토너를 압착시켜서 현상롤러(110)의 표면에 토너를 공급한다.
하우징(100a)에는 회전하는 토너가 부착된 현상롤러(110)의 표면의 토너의 높이를 규제하는 닥터 블레이드(116)가 배치되어서 과도하게 부착된 토너를 현상롤러(110)로부터 털어낸다.
닥터 블레이드(116)에 의해서 현상롤러(110)로부터 이탈된 토너와, 상기 토너공급롤러(130)로부터 현상롤러(110) 표면에 부착되지 않고 토너이동경로를 지난 토너는 회수롤러(150)의 회전 영역을 제공하는 토너회수챔버(152)에 쌓인다. 이 토너회수챔버(152)에 적재된 토너는 회수롤러(150)가 토너회수챔버(152)에 쌓인 토너를 메인챔버(100c) 방향으로 이동시켜서 상기 가이드 부재(140)의 하부 및 메인챔버(100c) 사이를 통해서 메인챔버(100c)로 이송한다.
하우징(100a)의 상부에는 현상롤러(110) 및 공급롤러(130)를 커버하며 토너의 외부유출을 방지하는 실 브라케트(seal bracket)(133)가 설치된다. 이 실 브라케트(133)의 외측에는 실 필름(seal film)(134)이 현상롤러(110)의 표면에 접촉되게 설치되어서 현상롤러(110) 및 공급롤러(130) 사이의 토너가 외부로 유출되지 않게 하며, 또한 외부로부터의 이물질이 토너 카트리지 내부로 유입되는 것을 방지한다.
상기 회수롤러(150)는 도 5에 도시된 바와 같이 그 단면이 대략 타원형이며, 그 외주에는 토너수용공간인 다수의 홈(150a)이 형성되어 있다.
상기 가이드 부재(140)의 메인챔버 측과 메인챔버(100c) 사이에는 그들 사이의 개방부를 막는 부재(153)이 설치되어 있으며, 상기 부재(153)에는 다수의 회수홀(151)이 형성되어 있다. 이 회수홀(151)을 통해서 토너회수챔버(152) 내의 토너는 메인챔버(100c)로 회수된다.
한편, 상기 부재(153) 및 상기 가이드 부재(140) 사이에는 상기 회수롤러(150)의 외주면과 접촉되게 토너방지막(154)이 설치되어 있다. 이 토너방지막(154)은 그 일단이 가이드 부재(140)에 고정되고 타단은 회수롤러(150)의 회전축을 중심으로 상기 회수롤러(150)가 상방으로 올라가는 방향에서 회수롤러(150)의 외주면과 탄력적으로 접촉된다. 이 토너방지막(154)은 메인챔버(100c)로부터 가이드 부재(140) 상부로 공급되는 토너가 회수홀(151)을 통해서 토너회수롤러(150) 상부(화살표 A 방향)로 누출되어서 토너회수챔버(152)로 이송되는 것을 방지한다.
상기 토너방지막(154)은 상기 회수롤러(150)와의 부드러운 접촉을 위해서 소정 두께의 탄성 필름, 예컨대 PET (Polyethyleneterephthalate) 필름을 사용하여 제조하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 토너 카트리지의 단면도이며, 도 7은 도 6의 일부를 확대한 도면이며, 상기 실시예의 구성요소와 실질적으로 동일한 부재에는 동일한 명칭을 사용하고 상세한 설명은 생략한다.
도 6 및 도 7을 함께 참조하면, 하우징(200a)의 하부에는 대략 반원형의 챔버(200b) 5개가 연속적으로 배치되어 있으며 각 챔버(200b)에는 하나의 교반기(agitator)(221,222,223,224,225)가 배치되어 있다. 하우징(200a)의 전단에는 현상롤러(210)가 설치되어 있으며, 현상롤러(210)의 일측에는 토너공급롤러(230)가 접촉되게 배치되어 있다. 토너 공급롤러(230)의 하부에는 제1 교반기(221)로부터 공급된 토너를 받아서, 토너가 토너공급롤러(230)의 외주에 부착되는 것을 도와주는 가이드 부재(240)가 배치되어 있다. 가이드 부재(240)의 하부에는 토너공급롤러(230)로부터 현상롤러(210)로 공급되지 않은 잔류토너를 제1교반기(221)가 배치된 메인챔버(200c) 쪽으로 돌려보내는 회수롤러(250)가 배치되어 있다.
하우징(200a)에는 회전하는 토너가 부착된 현상롤러(210)의 표면의 토너의 높이를 규제하는 닥터 블레이드(216)가 배치되어서 과도하게 부착된 토너를 현상롤러(210)로부터 털어낸다.
하우징(200a)의 상부에는 현상롤러(210) 및 공급롤러(230)를 커버하며 토너의 외부유출을 방지하는 실 브라케트(seal bracket)(233)가 설치된다.
상기 가이드 부재(240)의 메인챔버 측과 메인챔버(200c) 사이에는 그들 사이의 개방부를 막는 부재(253)가 설치되어 있으며, 상기 부재(253)에는 다수의 회수홀(251)이 형성되어 있다. 이 회수홀(251)을 통해서 토너회수챔버(252) 내의 토너는 메인챔버(200c)로 회수된다.
한편, 상기 가이드 부재(240)의 하부에는 길이방향에서 수직으로 장홈(240a)이 형성되어 있으며, 상기 장홈(240a)에는 토너방지막(254)이 설치되어 있다. 토너방지막(254)은 그 일단이 가이드 부재(240)에 고정되고 타단은 회수롤러(250)의 회전축을 중심으로 상기 회수롤러(250)가 상방으로 올라가는 방향에서 회수롤러(250)의 외주면과 탄력적으로 접촉된다. 이 토너방지막(254)은 메인챔버(200c)로부터 가이드 부재(240) 상부로 공급되는 토너가 회수홀(251)을 통해서 토너회수롤러(250) 상부(화살표 B 방향)로 누출되어서 토너회수챔버(252)로 이송되는 것을 방지한다.
도 8은 도 7의 장홈 및 장홈에 설치된 토너방지막의 변형예를 도시한 도면이며, 상기 실시예와 실질적으로 동일한 부재에는 동일한 참조번호를 사용하고 상세한 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 가이드 부재(240)의 하부에는 길이방향에서 경사지게 장홈(240a)이 형성되어 있으며, 상기 장홈(240a)에는 토너방지막(254)이 경사지게 설치되어 있다. 토너방지막(254)은 그 일단이 가이드 부재(240)에 고정되고 타단은 회수롤러(250)의 회전축을 중심으로 상기 회수롤러(250)가 상방으로 올라가는 방향에서 회수롤러(250)의 외주면과 탄력적으로 접촉된다. 이 토너방지막(254)은 메인챔버(200c)로부터 가이드 부재(240) 상부로 공급되는 토너가 회수홀(251)을 통해서 토너회수롤러(250) 상부(화살표 C 방향)로 누출되어서 토너회수챔버(252)로 이송되는 것을 방지한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 토너 카트리지는 가이드 부재 하부에 토너방지막을 설치함으로써 가이드 부재 상부로 공급되는 토너가 가이드 부재 하부로 누출되는 것을 방지한다.
본 발명은 도면을 참조하여 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.
도 1은 수평으로 토너를 공급하는 종래의 토너 카트리지의 구성을 보여주는 일부 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 토너 카트리지가 적용되는 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토너 카트리지의 단면도이다.
도 4는 도 3의 일부를 확대한 도면이다.
도 5는 도 3의 회수롤러의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 토너 카트리지의 단면도이다.
도 7은 도 6의 일부를 확대한 도면이다.
도 8은 도 7의 장홈 및 장홈에 설치된 토너방지막의 변형예를 도시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100a,200a: 하우징 100c,200c: 메인챔버
110,210: 현상롤러 116,216: 닥터 블레이드
121,221: 교반기 130,230: 토너공급롤러
133,233: 실 브라케트 134,234: 실 필름
140,240: 가이드 부재 140a,240a,240b: 장홈
150,250: 회수롤러 151,251: 회수홀
152,252: 토너회수챔버 154,254,255: 토너방지막

Claims (8)

  1. 감광드럼의 외주면에 형성된 정전잠상을 가시화하는 현상롤러;
    상기 현상롤러 상에 토너를 공급하는 토너공급롤러;
    토너를 저장하는 메인 챔버;
    상기 공급롤러의 하부에 배치되어서 상기 공급롤러와의 사이에 토너를 받아서 상기 현상롤러로 이송되는 토너를 안내하는 가이드 부재;
    상기 가이드 부재의 하부에 형성되어서 상기 가이드 부재 상의 토너가 상기 현상롤러로 부착되고 남는 토너가 적재되는 공간을 형성하는 토너회수챔버;
    상기 토너회수챔버 내에서 회전하여 상기 토너회수챔버 내의 토너를 상기 메인 챔버로 회수시키는 회수롤러;
    상기 가이드 부재로부터 하방으로 설치되어 토너가 상기 토너회수챔버로 직접 누출되는 것을 방지하는 토너방지막;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 토너 카트리지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 토너방지막은 그 단이 상기 회수롤러의 외주면에 접촉되도록 설치된 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 토너 카트리지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가이드 부재의 하부에는 길이 방향으로 장홈이 형성되어 있고,
    상기 토너방지막은 상기 장홈에 설치된 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 토너 카트리지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 장홈은 소정 각도로 경사지게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 토너 카트리지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 토너방지막은 상기 장홈에 설치되어 상기 회수롤러의 외주면에 경사지게 접촉되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 토너 카트리지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 회수롤러는 타원형이며, 그 외주에 토너수용공간인 홈이 다수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 토너 카트리지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 토너방지막은 상기 회수롤러의 회전축을 중심으로 상기 회수롤러가 상방으로 올라가는 방향에서 상기 회수롤러의 외주면과 접촉되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 토너 카트리지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 토너방지막은 탄성 필름으로 제조된 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 토너 카트리지.
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