KR100479749B1 - 토너 수납 용기의 교환 빈도를 삭감할 수 있는 화상 형성장치 및 그 화상 형성 장치의 제조 방법 - Google Patents

토너 수납 용기의 교환 빈도를 삭감할 수 있는 화상 형성장치 및 그 화상 형성 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수개의 토너 수납 용기를 효율 높게 배치하여 공간을 유효하게 이용함으로써 장치 본체의 대형화를 방지할 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
4색(옐로우, 마젠타, 시안, 블랙)의 토너 수납 용기(80)는 횡단면 형상이 장방형인 대략 장방체로 형성되고, 적어도 하나의 토너 수납 용기(80)가 다른 용기와 크기가 다르며, 그 중 큰 토너 수납 용기(80)의 횡단면에서의 짧은 쪽 변의 길이(L1)와 작은 토너 수납
용기의 횡단면의 긴 쪽 변의 길이(L2)가 대략 동일하게 형성되어 있다.

Description

토너 수납 용기의 교환 빈도를 삭감할 수 있는 화상 형성 장치 및 그 화상 형성 장치의 제조 방법{IMAGE FORMING APPARATUS CAPABLE OF REDUCING A FREQUENCY OF EXCHANGING A TONER CONTAINER, AND METHOD OF MAKING THE APPARATUS}
본 발명은 프린터, 복사기, 팩시밀리 등 화상 형성 장치 및 화상 형성 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 복수개의 토너 수납 용기를 효율 높게 배치하여 공간을 유효하게 이용함으로써 장치 본체의 대형화를 방지할 수 있는 화상 형성 장치 및 그 화상 형성 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 전자 사진 방식의 화상 형성 장치는 화상 담지체에 형성된 정전 잠상을 가시상으로 처리하는 현상 장치를 구비하고 있는데, 이 현상 장치로서 2 성분 현상 방식의 것을 채용하는 경우에는 그 근처에 토너 병, 토너 카트리지, 토너 탱크 등의 토너 저장부를 마련하고 오거(Auger) 등에 의해 토너를 보급하고 있다. 또, 근래의 화상 형성 장치는 풀 컬러 화상을 얻을 수 있는 장치가 증가하는 경향에 있는데, 이와 같은 컬러 화상 형성 장치에서는 4개의 현상 장치와 4색(옐로우, 마젠타, 시안, 블랙)의 토너 저장부를 마련하지 않으면 안된다. 또한, 화상 형성 장치는 토너 저장부의 토너 저장량을 감소하지 않으면서 소형화로 될 수 있는 것이 요망되고 있지만, 각 현상 장치의 근처에 토너 저장부를 배치하는 것은 장치의 소형화를 방해할 뿐만 아니라, 그 설계 자유도도 크게 저해한다.
이와 같은 문제를 해소한 화상 형성 장치가 일본 특허 공개 공보 2001－305843호에 기재되어 있다. 이 공보에 기재된 발명은 토너 수납 용기에 수납된 토너를 이른바 모노 펌프로 불리우는 스크루 펌프를 이용하여 현상 장치에 보급하므로, 토너 수납 용기를 현상 장치와 별도의 유닛으로서 임의의 위치에 배치할 수 있고, 따라서 그 교환 조작성을 고려하면서 토너 수납 용기를 화상 형성 장치의 비어있는 공간에 배치할 수 있다.
그러나, 근래의 화상 형성 장치는 그 소형화가 상당히 진척되어 있고, 상기 비어 있는 공간도 적어지고 있다. 또 토너 수납 용기는 가능한 한 적게 교환할 수록 좋으므로 토너 수납 용기 자체를 소형화하기 어렵다는 사정이 있다. 나아가, 컬러 화상 형성 장치의 경우, 컬러 토너에 비하여 블랙 토너의 소비량이 많아 블랙 토너의 저장량을 많이 하고자 하는 요망도 있다.
본 발명은 상기한 종래의 사정에 감안하여 이루어진 것으로서, 복수개의 토너 수납 용기를 효율 높게 배치하여 공간을 유효하게 이용함으로써 장치 본체의 대형화를 방지할 수 있는 화상 형성 장치 및 그 화상 형성 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 정전 잠상이 형성된 화상 담지체와, 상기 화상 담지체상의 정전 잠상을 가시상 처리하는 현상 장치와, 상기 현상 장치에 보급할 토너를 수납하고 화상 형성 장치 본체에 대하여 착탈 가능하게 장착되는 토너 수납 용기를 구비하는 복수개의 화상 형성 기구와, 상기 복수개의 화상 형성 기구에 의해 형성된 토너 화상을 순차적으로 중첩시켜 시이트에 일괄적으로 전사하는 중간 전사체를 마련하는 화상 형성 장치에 있어서, 상기 복수개의 토너 수납 용기는 횡단면 형상이 장방형인 대략 장방체로 형성되고, 적어도 하나의 토너 수납 용기는 다른 용기보다 용량이 상이하며, 그 중 용량이 큰 토너 수납 용기의 횡단면에서의 짧은 쪽 변의 길이와 용량이 작은 토너 수납 용기의 횡단면에서의 긴 쪽 변의 길이는 대략 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수개의 토너 수납 용기는 용량이 큰 토너 수납 용기의 횡단면에서의 짧은 쪽 변과 용량이 작은 토너 수납 용기의 횡단면에서의 긴 쪽 변이 서로 평행되게 대략 일직선상에 나란히 배치되면 효과적이다.
또한, 상기 복수개의 화상 형성 기구는 상기 토너 수납 용기의 토너를 상기 현상 장치로 보급하는 토너 보급 수단을 더 구비하고, 이 토너 보급 수단은 부압에 의해 상기 토너 수납 용기내의 토너를 현상 장치로 이송하는 스크루 펌프와, 토너 수납 용기내에 공기를 공급하는 공기 펌프를 구비하며, 용량이 작은 토너 수납 용기에는 동일한 공기 펌프에 의해 공기를 공급하고, 용량이 큰 토너 수납 용기에는 별도의 공기 펌프에 의해 공기를 공급하면 효과적이다.
또한, 그 중 용량이 큰 토너 수납 용기를 복수개의 토너 수납 용기로 분할할 수 있으면 효과적이다.
또한, 상기 복수개로 분할된 토너 수납 용기와, 상기 용량이 작은 토너 수납 용기는 동일 치수이며, 횡단면 형상이 장방형인 대략 장방체로 형성되어 있으면 효과적이다.
또한 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 정전 잠상이 형성된 화상 담지체와, 상기 화상 담지체상의 정전 잠상을 가시상 처리하는 현상 장치와, 상기 현상 장치에 보급할 토너를 수납하고 화상 형성 장치 본체에 대하여 착탈 가능하게 장착되는 토너 수납 용기를 구비하는 복수개의 화상 형성 기구를 설치하는 단계와, 상기 복수개의 화상 형성 기구에 의해 형성된 토너 화상을 순차적으로 중첩시켜 시이트에 일괄적으로 전사하는 중간 전사체를 설치하는 단계를 포함하는 화상 형성 장치를 제조하는 방법에 있어서, 상기 복수개의 토너 수납 용기는 횡단면 형상이 장방형인 대략 장방체로 형성되고, 복수개의 토너 수납 용기 중 적어도 하나의 토너 수납 용기는 다른 용기보다 용량이 상이하며, 그 중 용량이 큰 토너 수납 용기의 횡단면에서의 짧은 쪽 변의 길이와 용량이 작은 토너 수납 용기의 횡단면에서의 긴 쪽 변의 길이는 대략 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수개의 토너 수납 용기는 용량이 큰 토너 수납 용기의 횡단면에서의 짧은 쪽 변과 용량이 작은 토너 수납 용기의 횡단면에서의 긴 쪽 변이 서로 평행되게 대략 일직선상에 나란히 배치하면 효과적이다.
또한, 상기 복수개의 화상 형성 기구는 상기 토너 수납 용기의 토너를 상기 현상 장치로 보급하는 토너 보급 수단을 더 구비하고, 이 토너 보급 수단은 부압에 의해 상기 토너 수납 용기내의 토너를 현상 장치로 이송하는 스크루 펌프와, 토너 수납 용기내에 공기를 공급하는 공기 펌프를 구비하며, 용량이 작은 토너 수납 용기에는 동일한 공기 펌프에 의해 공기를 공급하고, 용량이 큰 토너 수납 용기에는 별도의 공기 펌프에 의해 공기를 공급하면 효과적이다.
또한, 그 중 용량이 큰 토너 수납 용기를 복수개의 토너 수납 용기로 분할할 수 있으면 효과적이다.
또한, 상기 복수개로 분할된 토너 수납 용기와, 상기 용량이 작은 토너 수납 용기를 동일 치수로, 횡단면 형상이 장방형인 대략 장방체로 형성하면 효과적이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 일례인 컬러 복사기를 나타내는 개략도이다. 이 컬러 복사기는 중앙에 복사기 본체(100), 그 하부에 테이블형으로 구성된 용지 공급부(200)가 배치되고, 복사기 본체(100)의 위쪽에 스캐너(300), 스캐너(300)의 위쪽에 원고 자동 보급 장치(400)가 배치된 구성이다.
복사기 본체(100)에는 복수개의 롤러(14, 15, 16)에 씌워진 가요성 엔드리스 벨트에 의해 구성된 화상 담지체로서의 중간 전사 벨트(13)가 마련되어 있다. 이 중간 전사 벨트(13)는 복수개의 롤러(14, 15, 16)중 1개 롤러가 도시하지 않은 구동 장치에 의해 회전 구동되고, 이것에 의해 중간 전사 벨트(13)가 도면에서 화살표로 나타낸 시계 바늘 방향으로 주행 구동되며 다른 롤러는 종동 회전한다. 이와 같이 주행하는 중간 전사 벨트(13)의 상부 주행 변에는 블랙, 시안, 마젠타, 옐로우의 화상 형성 유닛(11)이 옆으로 나란히 배치되어 있다. 즉, 롤러(14)와 롤러(15)간의 주행 변 위에 4개의 화상 형성 유닛(11)을 배치하여 탠덤 화상 형성 기구(10)를 구성하고 있다.
4개의 화상 형성 유닛(11)은 중간 전사 벨트(13)에 접하는 잠상 담지체로서의 감광체 드럼(12)을 구비하고 있다. 이 감광체 드럼(12)의 주위에는 대전 장치, 현상 장치, 클리닝 장치, 방전 장치 등이 배치되고, 나아가 감광체 드럼(12)이 중간 전사 벨트(13)에 접하는 위치에서 중간 전사 벨트(13)의 뒤쪽에는 전사 장치(17)가 설치되어 있다. 본 실시예의 경우, 4개의 화상 형성 유닛(11)은 동일 구조로 구성되어 있는데, 현상 장치의 토너 색은 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙의 4색으로 나뉘어진다. 또, 각 화상 형성 유닛(11)의 위쪽에는 광 변조된 레이저빛을 각 감광체 드럼 표면에 조사하는 노광 장치(19)가 배치되어 있다. 노광 장치(19)는 각 화상 형성 유닛(11)마다 설치해도 좋지만, 공통의 노광 장치를 이용하면 비용을 절감시킬 수 있다.
한편, 중간 전사 벨트(13)를 사이에 두고 탠덤 화상 형성 기구(10)의 반대 측에는 2차 전사 장치(22)가 설치되어 있다. 이 2차 전사 장치(22)는 한 쌍의 롤러(23)간에 엔드리스 벨트인 2차 전사 벨트(24)가 씌워져 이 벨트가 중간 전사 벨트(13)를 통하여 롤러(16)에 눌러지도록 배치되어 있다. 또한, 도 1에 있어서 2차 전사 장치(22)의 왼쪽 옆에는 시이트상에 담지된 전사 화상을 정착하기 위한 정착 장치(25)가 설치되어 있다.
상술한 2차 전사 장치(22)에는 화상 전사 후의 시이트를 이 정착 장치(25)로 보급하는 시이트 보급 기능도 구비되어 있다. 물론, 2차 전사 장치(22)로서 비접촉의 대전기를 마련하여도 좋지만, 이와 같은 경우에는 전사 후의 시이트를 정착 장치(25)까지 보급하는 시이트 보급 장치를 별도로 마련할 필요가 있다.
또한, 도시한 예에서는 이와 같은 2차 전사 장치(22) 및 정착 장치(25)의 아래에 상술한 탠덤 화상 형성 기구(10)와 평행으로 시이트의 양면에 화상을 기록하기 위하여 시이트를 반전시키는 시이트 반전 장치(28)를 마련하고 있다.
이와 같은 구성의 컬러 복사기를 이용하여 복사할 때에는, 우선 원고 자동 보급 장치(400)의 원고대(30)상에 원고를 세트하거나, 원고 자동 보급 장치(400)를 열고 스캐너(300)의 콘택트 유리(31)상에 원고를 세트한 후 원고 자동 보급 장치(400)를 닫아 원고를 누른다.
그리고, 도시하지 않은 조작부의 스타트 스위치를 누르면, 원고 자동 보급 장치(400)에 원고를 세트했을 때에는 원고 이송 기구(32)에 의해 원고를 한 매씩 보급하여 콘택트 유리(31)상으로 이동시키고, 직접 콘택트 유리(31)상에 원고를 세트했을 때에는 즉시 스캐너(300)를 구동하여 제1 주행체(33) 및 제2 주행체(34)를 주행시킨다. 그리고, 제1 주행체(33)에서 광원으로부터 빛을 발사함과 동시에 원고면으로부터의 반사광을 나아가 반사하여 제2 주행체(34)를 향하게 하고, 제2 주행체(34)의 거울로 반사하여 결상 렌즈(35)를 통하여 판독 센서(36)에 입사하여 원고 내용을 읽어낸다.
또, 도시하지 않는 조작부의 스타트 스위치를 누르면, 중간 전사 벨트(13)가 회전 주행하고, 동시에 개개의 화상 형성 유닛(11)의 감광체(40)를 회전하여 각 감광체(40)상에 각각 블랙(BK)·옐로우(Y)·마젠타(M)·시안(C)의 단색 화상을 형성한다. 그리고, 중간 전사 벨트(13)의 주행과 함께 이들 단색 화상을 순차적으로 전사하여 중간 전사 벨트(13)상에 합성 컬러 화상을 형성한다.
한편, 도시하지 않는 조작부의 스타트 스위치를 누르면, 용지 공급부(200)의 용지 공급 롤러(42)중 어느 하나를 선택 회전시켜 용지 뱅크(43)에 다단으로 마련되어 있는 용지 공급 카세트(44) 중 어느 하나로부터 시이트를 투입시키며, 분리 롤러(45)로 1매씩 분리하여 용지 공급로(46)로 이송하고 보급 롤러(47)로 보급하여 복사기 본체(100)내의 용지 공급로(48)에 유도하며, 레지스트레이션 롤러(49)와 충돌시켜 시이트를 정지시킨다.
또는, 수동 용지 공급을 선택한 경우에는 용지 공급 롤러(50)를 회전하여 수동 트레이(51)상의 시이트를 투입시키고, 분리 롤러(52)로 1매씩 분리하여 수동 용지 공급로(53)에 투입한 후, 마찬가지로 레지스터 롤러(49)와 충돌시켜 시이트를 정지시킨다.
그리고, 중간 전사 벨트(13)상의 합성 컬러 화상과 타이밍을 맞추어 레지스터 롤러(49)를 회전시켜 중간 전사 벨트(13)와 2차 전사 장치(22) 사이로 시이트를 투입시킨 후, 2차 전사 장치(22)에 의해 전사하여 시이트상에 일괄적으로 풀 컬러 화상을 기록한다.
화상 전사 후의 시이트는 2차 전사 장치(22)에 의해 정착 장치(25)로 이송되고, 정착 장치(25)에서 열과 압력을 가하여 전사 화상을 정착한 후, 전환톱(55)으로 전환하여 배출 롤러(26)에 의해 용지 받이(27)상에 배출하여 적재한다. 또는, 전환톱(55)으로 전환하여 시이트 반전 장치(28)로 보내고 거기서 반전하여 다시 전사 위치로 유도하여 뒷면에도 화상을 기록한 후, 배출 롤러(26)에 의해 용지 받이(27)상으로 배출한다.
한편, 화상 전사 후의 중간 전사 벨트(13)는 중간 전사체 클리닝 장치(17)에 의해 화상 전사 후에 중간 전사 벨트(13)상에 잔류하는 잔류 토너가 제거되고, 탠덤 화상 형성 기구(10)에 의한 재차의 화상 형성에 대비한다.
도 2는 상기 도 1의 컬러 복사기 본체(100)의 주요부 구성도이다.
탠덤 화상 형성 기구(10)에 있어서, 4개의 화상 형성 유닛(11)은 도 2에 나타낸 바와 같이,도면에서 화살표 방향으로 회전하는 중간 전사 벨트(13)의 상류측으로부터 각각 Y(옐로우), M(마젠타), C(시안), Bk(블랙)의 순서로 중간 전사 벨트(13)와 접촉되게 배치되어 있다. 이 배치에 의해 최상류의 옐로우용 감광체(12)와 최하류의 블랙용 감광체(12)의 거리만큼 블랙 단색 모드에서의 최초 복사 시간을 단축시키는 것이 가능해진다.
도 3은 탠덤 화상 형성 기구(10)의 시안용 화상 형성 유닛(11)과 블랙용 화상 형성 유닛(11)을 확대하여 나타낸 구성도이다. 각 화상 형성 유닛(11)은 도 3에 나타낸 바와 같이, 감광체(12)의 주위에 대전 장치(56), 현상 장치(60), 1차 전사 장치(17), 클리닝 장치(58), 방전 장치(59)를 마련하고 있다. 노광 장치(도 1 참조)로부터의 레이저빛(L)은 대전 장치(56)와 현상 장치(60) 사이로 감광체 드럼에 조사된다.
도 4는 화상 형성 유닛(11)내의 현상 장치(60)에 토너를 보급하는 토너 보급 기구의 구성도이다.
도 4에 있어서, 현상 장치(60)에 보급할 토너를 수납한 토너 수납 용기(80)는 복사기 본체(100)에 설치된 후술하는 세트부(110)(도 8 참조)에 세트된다. 이 세트부(110)에는 토너 수납 용기(80)내에 삽입될 노즐(90)이 수직으로 설치되어 있고, 토너 수납 용기(80)를 위쪽으로부터 세트부에 세트함으로써 노즐(90)이 토너 수납 용기에 삽입된다. 노즐(90)은 단관 구조로 되어 있고, 상부에 단면이 원추형으로 형성된 첨단 부재(91)가 일체 성형 또는 고착 등에 의해 설치되고, 이 첨단 부재(91)에 계속하여 공기 공급구와 토너 보급구를 겸하는 트인 구멍(92)이 마련되어 있다. 이 트인 구멍(92)은 통로(93)에 통하여 있고, 통로(93)에는 보급로로서의 토너 이송 관(85)이 접속된 토너용 접속구(94)가 마련되어 있다. 또, 통로(93)에는 토너용 접속구(94)보다 위쪽에서 도면의 우측으로 굽어진 곳에 공기 접속구(95)가 마련되어 있다.
공기 접속구(95)는 본 실시예의 경우, 공기 공급 수단으로서의 공기 펌프(96)가 공기 이송 파이프(97)를 통하여 접속되어 있다. 공기 이송 펌프(97)에는 공기 밸브(98)가 마련되어 있고, 이 공기 펌프(96)가 동작하여 공기 밸브(98)가 온 하면, 이 펌프로부터 공기 이송 파이프(97) 및 통로(93)를 통하여 토너 수납 용기(80)내에 하부측으로부터 공기가 분출된다. 그리고, 토너 수납 용기(80)내로 분출된 공기는 토너층을 통과함으로써 토너를 교반하면서 유동화시킨다.
토너 수납 용기(80)는 횡단면 형상이 장방형인 대략 장방형으로 형성된 보호 케이스로서의 외측 상자(81)와 그 외측 상자(81)내에 착탈 가능하게 수용된 유연하고 변형 가능한 자루형의 토너 자루(82)를 구비하는 백 인 박스(bag-in-box) 타입으로 구성되어 있다. 이 외측 상자(81)는 강성을 구비하는 종이, 골판지, 수지 등의 재료로 제조되는데, 토너 자루(82)가 들어갈 정도의 내부 공간을 구비하고 있다. 토너 수납 용기(80)는 토너를 수납한 토너 자루(82)가 유연하여도 외측 상자(81)내에 수납됨으로써 외부로부터 오는 충격 등으로부터 보호되고, 또한 조작성이 향상되기 때문에 용기를 취급하기 쉽고, 보관시 정리하기도 쉽다는 이점이 있다.
또, 토너 자루(82)의 자루 부분은 폴리에스테르 필름, 폴리에틸렌 필름 등의 유연한 시이트재(80∼125㎛ 정도 두께)를 단층 또는 여러층 구성으로 한 자루형 용기이다. 그리고, 도면에서 토너 자루(82)의 하부 중앙에 폴리에틸렌이나 나일론 등 수지로 만들어진 고리 부재(83)가 고정되게 설치되어 토너 배출구를 구성하고 있다. 고리 부재(83)의 토너 배출구에는 자폐 밸브의 역할을 구비하는 단층 또는 여러층의 시일(84)이 마련되고, 시일(84)은 비통기성의 발포 스폰지 등으로 이루어지는 탄성체에 의해 구성된다. 또, 토너 자루(82)는 토너가 쉽게 자루내에 잔류되지 않도록 토너 배출구를 향해 점차 가늘어지는 형상으로 형성되어 있다. 따라서, 이와 같이 구성된 토너 수납 용기(80)는 위쪽으로부터 세트부에 세트되었을 때, 하측으로부터 노즐(90)이 삽입된다. 또한, 토너 수납 용기(80)에는 이 용기가 꺼내지면 용수철 힘에 의해 자동적으로 용기의 토너 배출구를 닫는 기계적인 개폐기를 설치해도 좋다.
한편, 현상 장치(60)에는 그 상부에 서브 토너 수납 수단으로서의 서브 호퍼(61)가 마련되어 있고, 토너 수납 용기(80)의 토너는 일단 이 서브 호퍼(61)에 수납된다. 그리고, 서브 호퍼(61)상에는 토너 수납 용기(80)의 토너를 이 서브 호퍼(61)에 이송하는 토너 이송 수단으로서의 분말체 펌프(70)가 설치되어 있다. 이 분말체 펌프(70)는 1축 편심 스크루 펌프이며, 금속 등의 강성을 구비하는 재료로 편심한 스크루 형상으로 만들어진 회전자(71)와, 고무 등의 탄성체로 이루어지고 2 줄기 스크루 형상으로 형성된 고정자(72)와, 이들을 감싸면서 분말체의 보급로를 형성하는 수지 재료 등으로 만들어진 홀더(73)를 구비하고 있다. 상기 회전자(71)는 이음 핀에 의해 연결된 구동축(74)에 일체로 연결된 기어(75)(도 5에 나타냄)가 아이들 기어(도시하지 않음)를 통하여 제 1 클러치(76)와 구동 연결되고, 제 1 클러치(76)의 온·오프에 의해 분말체 펌프(70)의 가동이 제어된다. 또한, 제 1 클러치(76)와 후술하는 제 2 클러치(68)는 도시하지 않은 구동 장치에 의해 구동되는 회전 구동축(79)에 설치되어 있다(도 5 참조).
또, 상기 홀더(73)의 선단, 즉 도 4의 우측 끝에는 토너 흡입부(77)가 설치되고, 토너 흡입부(77)에 상기 토너 이송 관(85)이 접속되어 있다. 이 토너 이송 관(85)으로서는 예컨대 직경 4∼10 mm의 유연성 관으로, 내토너성이 뛰어난 고무 재료(예컨대, 폴리우레탄, 니트릴, EPDM, 실리콘 등)로 이루어진 것을 이용하면 상하 좌우 임의의 방향으로 배치를 용이하게 할 수 있어 아주 바람직하다. 또한 상기한 분말체 펌프(70)를 이용하면, 토너 수납 용기(80)의 토너 배출구가 서브 호퍼(61)의 토너 접수구보다 연직 방향에서 낮은 위치에 있는 경우에도 토너 수납 용기(80)의 토너를 순조롭게 서브 호퍼(61)로 보급할 수 있다.　
도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 서브 호퍼(61)는 그 내부가 상하로 분할되어 윗실(62)과 아랫실(63)로 구성되어 있다. 바닥 면적은 아랫실(63)보다 윗실(62)이 더 크고, 이 윗실에는 한 쌍의 위 스크루(64, 65)와 양 스크루간에 배치된 양단부가 잘라진 칸막이(166)가 설치되어 있다. 이 윗실(62)은 도 6에 나타낸 바와 같이, 부호 A로 나타내는 위치가 분말체 펌프(70)에 의해 보급된 토너의 공급 위치이며, 이 위치 A에 공급된 토너는 위 스크루(64, 65)의 회전에 의해 화살표 P1 방향으로 이동된다. 또, 부호 B는 윗실(62)과 아랫실(63)의 연통구이며, 위 스크루(64, 65)에 의해 화살표 P1 방향으로 이동된 토너가 연통구(B)로부터 아랫실(63)로 낙하한다.
또, 아랫실(63)에는 도 7에 나타낸 바와 같이, 아래 스크루(66)가 설치되어 있고, 연통구(B)에 의해 위치 B＇로 공급된 토너는 아래 스크루(66)의 회전에 의해 화살표 P2 방향으로 이동된다. 부호 C는 아랫실(63)과 현상 장치(60)를 연결하는 보급구로서, 화살표 P2 방향으로 이동되는 토너는 보급구 C로부터 현상 장치(60)내로 낙하하여 보급된다.
이와 같이 구성된 서브 호퍼(61)에는 상기 분말체 펌프(70)에 의해 공급된 토너가 일시적으로 축적되고, 스크루에 의해 토너가 현상 장치(60)에 이송된다. 따라서, 본 실시예에서는 위 스크루(64, 65)와 아래 스크루(66)가 서브 호퍼(61)내에서의 토너 이송 수단을 구성하고 있다. 또, 도 5에 나타낸 바와 같이, 위 스크루(64, 65)와 아래 스크루(66)는 각 스크루의 기어(64a, 65a, 66a)가 아이들 기어열(67)을 통하여 회전 구동축(79)에 설치된 제 2 클러치(68)와 구동 연결되고 이 제 2 클러치(68)의 온·오프에 의해 그 구동이 제어된다.
또, 도 6에 나타낸 바와 같이, 서브 호퍼(61)에는 분말체 펌프(70)에 의해 이송된 토너가 공급되는 위치 A 근처의 측벽에 소정의 토너량을 검지하는 토너 검지 수단으로서의 토너 센서(69)가 설치되어 있다. 본 예의 토너 센서는 진동식의 센서로서, 윗실(62)내의 토너에 접촉하는 토너 센서 검지면(69a)으로 소정 토너량의 유무를 검지하는 것이다.
이와 같이 구성된 토너 보급 장치는 토너 농도 센서(도시하지 않음) 등에 의해 현상 장치(60)로의 토너 보급 명령이 내려지면, 제2 클러치(68)가 온 하여 위 스크루(64, 65)와 아래 스크루(66)를 동작시킨다. 위 스크루(64, 65)와 아래 스크루(66)를 동작시키면, 그 회전에 따라 소정량의 토너가 현상 장치(60)에 보급된다. 한편, 서브 호퍼(61)로의 토너 보급에 대해서는 토너 센서(69)가 이 호퍼내의 토너량을 감시하고, 그 토너 검지량이 규정량을 하회하면, 분말체 펌프(70)가 동작하여 토너 수납 용기(80)의 토너가 서브 호퍼(61)내에 보급된다. 이 때, 서브 호퍼(61)로의 토너 보급량은 고도의 정밀도로 제어할 필요는 없고, 따라서 분말체 펌프(70)에 의한 토너 이송량은 상하 스크루로 현상 장치(60)에 보급하는 양보다 많게 설정되어 있다.
또, 분말체 펌프(70)를 몇 회 동작시켜도 토너 센서(69)의 토너 검지량이 규정량을 하회한 채로 있을 때, 토너 수납 용기(80)의 토너가 거의 없어진 토너 니어 엔드(near end)라고 판단된다. 그리고, 토너 니어 엔드라고 판단되면, 예컨대 조작부의 패널(도시하지 않음)에 카트리지 교환을 표시하고, 이 토너 수납 용기(80)가 교환되지 않은 경우에는 소정 횟수 화상 형성을 수행한 후에 화상 형성 등을 정지시킨다.
그런데, 토너 수납 용기(80)의 세트부는
(1) 교환 조작을 용이하게 수행할 수 있고,
(2) 어느 정도의 토너 용량을 확보할 수 있으며,
(3) 블랙 토너를 다른 컬러 토너보다도 대용량으로 할 수 있을 것
이 요망되고 있다. 본 실시예의 컬러 복사기에서는 분말체 펌프(70)에 의해 토너 수납 용기(80)의 토너를 현상 장치(60)로 보급하므로, 토너 수납 용기(80)는 세트부(110) 설치 위치에 있어서 자유도가 높다. 그러나 현상황에서는 화상 장치의 소형화가 진척됨에 따라 세트부도 공간을 효율적으로 이용하지 않으면 안된다.
도 8은 세트부(110)에 세트한 토너 수납 용기(80)를 나타낸 사시 설명도이다.
도 8에 있어서, 컬러(Y, M, C)용의 토너 수납 용기(80)는 모두 동일 형태, 동일 크기이고, 상기한 바와 같이 횡단면 형상이 장방형인 대략 직방체로 형성되어 있다. 한편, 블랙(Bk)용의 토너 수납 용기(80)도 횡단면 형상이 장방형인 대략 직방체로 형성되어 있는데, 컬러용의 토너 수납 용기(80)보다도 대용량으로 되어 있다. 그리고, 컬러용의 토너 수납 용기(80)는 그 나열 방향에서 돌출되는 부분이 없도록 직선상에 나란히 배치되어 있다. 또 블랙용의 토너 수납 용기(80)는 그 횡단면 장방형의 짧은 쪽 변(L1)이 컬러용 토너 수납 용기(80)의 횡단면 장방형의 긴 쪽 변(L2)과 동일 치수(L1=L2)로 설정되어 있다.
이와 같은 형상으로 형성된 토너 수납 용기(80)는 컬러용의 토너 수납 용기(80)가 그 긴 쪽 변이 서로 평행되도록 하여 직선형으로 나열되고, 그 것에 대하여 블랙용의 토너 수납 용기(80)는 짧은 쪽 변이 컬러용 토너 수납 용기(80)의 긴 쪽 변과 평행되도록 하여 직선상에 배치되어 있다.
이와 같이 세트부(110)에서 토너 수납 용기(80)가 나열되면, 블랙용 토너 수납 용기(80)의 짧은 쪽 변(L1)과 컬러용 토너 수납 용기(80)의 긴 쪽 변(L2)이 동일 치수이므로, 나열 방향에 있어서 돌출되는 부분이 없이 일직선상에 나란히 배치될 수 있어 낭비 공간을 없애고 복사기 내의 공간을 효율적으로 사용할 수 있다.
그런데, 본 발명의 장치에서는 도 4에 나타낸 바와 같이, 각 토너 수납 용기(80)에 공기 밸브(98)를 통하여 공기 펌프(96)로부터 공기를 공급하여 토너 수납 용기내의 토너를 유동화시키고, 이 유동화된 토너를 분말체 펌프(70)에 의해 토너 수납 용기(80)내로부터 현상 장치(60)내로 이송하고 있다. 이 경우, 하나의 공기 펌프(96)로부터 각각 공기 밸브(98)를 구비하여 여러개로 분기된 공기 통로를 토너 수납 용기(80)에 접속하고, 도시하지 않은 제어부에 의해 각각의 공기 밸브(98)의 개폐 시간에 간격을 마련하여 복수개의 토너 수납 용기에 공기를 공급할 수 있다. 그러나, 상기와 같이 블랙용 토너 수납 용기(80)의 용량을 크게 하면, 블랙 토너는 다른 3색의 토너에 비하여 용기내에서 응집하여 토너 이송 성능이 저하되기 쉽다. 따라서, 블랙용 토너 수납 용기(80)에는 다른 컬러용 토너 수납 용기(80)보다 많은 공기를 공급하거나, 공급된 공기가 토너 수납 용기내에서 응집된 토너의 자중에 압도되어 공기 펌프(96)측으로 역류하지 않도록 공기압을 높게 설정하는 등의 대책이 필요하다. 이 때문에, 블랙용 토너 수납 용기(80)에 공기를 공급하는 공기 펌프를 다른 3색의 컬러 토너 수납 용기(80)에 공기를 공급하는 공기 펌프(96)와 별도로 마련하여 블랙용의 토너 수납 용기(80)에는 공기 유량을 많이 하거나, 공기압을 높게 함으로써 토너 수납 용기(80)의 용량 차이로 인한 토너 이송 성능의 저하를 방지할 수 있다.
그런데, 상기 실시예에서는 화상 형성 장치에서 가장 소비량이 많은 블랙용 토너 수납 용기(80)를 용량이 크게 형성하기 때문에, 토너 수납 용기(80)로서 컬러용과 블랙용의 2종류 토너 수납 용기(80)가 필요하게 된다. 그래서 도 9에 나타낸 실시예에서는 모든 토너 용기(80)의 크기를 통일하고, 블랙용 토너 수납 용기(80)를 복수개 마련함으로써 비용 절감과 토너 교환 횟수 절감을 도모할 수 있도록 하고 있다. 이 경우의 세트부(110)에도 토너 수납 용기(80)의 긴 쪽 변이 서로 평행되도록 직선형으로 토너 수납 용기(80)를 나열함으로써 세트부(110)의 낭비 공간을 없애어 복사기 내의 공간을 효율적으로 사용할 수 있다.
나아가, 도 9에 나타낸 구성에서는 블랙용 토너 수납 용기(80)를 2개 마련하고 있으므로, 첫 번째 토너 수납 용기(80)내의 토너를 다 사용하여도 복사기는 계속 가동될 수 있고, 또 두 번째 용기의 토너가 다 없어지기 전까지 빈 토너 수납 용기(80)를 신품의 토너 수납 용기(80)로 교환해 두면, 블랙 토너 교환을 위하여 복사기를 정지시키지 않아도 되어 토너 교환에 따른 화상 형성 장치 본체의 정지 횟수를 절감시킬 수 있게 된다.
또한, 본 실시예의 블랙 토너용 토너 보급 장치는 분말체 펌프(70)의 앞쪽에서 합류하는 토너 보급로를 마련하고, 합류 전에 분기하는 각각의 블랙 토너용 보급로에 예컨대, 밸브 등으로 이루어지는 개폐 수단을 마련하면, 한 개의 현상 장치에 대하여 복수개의 토너 수납부가 있어도 개폐 수단에 의해 그 중 한 개의 수납부를 선택하여 토너를 보급할 수 있다.
본 발명의 구성에 의하면, 정전 잠상이 형성된 화상 담지체와, 상기 화상 담지체상의 정전 잠상을 가시상 처리하는 현상 장치와, 상기 현상 장치에 보급할 토너를 수납하고 화상 형성 장치 본체에 대하여 착탈 가능하게 장착되는 토너 수납 용기를 각각 구비하는 복수개의 화상 형성 기구와, 상기 복수개의 화상 형성 기구에 의해 형성된 토너 화상을 순차적으로 중첩시켜 시이트에 일괄적으로 전사하는 중간 전사체를 마련하는 화상 형성 장치에 있어서, 상기 복수개의 토너 수납 용기는 횡단면 형상이 장방형인 대략 장방체로 형성되고, 상기 복수개 토너 수납 용기 중 적어도 하나의 토너 수납 용기는 다른 용기보다 용량이 상이하며, 그 중 용량이 큰 토너 수납 용기의 횡단면에서의 짧은 쪽 변의 길이와 용량이 작은 토너 수납 용기의 횡단면에서의 긴 쪽 변의 길이는 대략 동일하므로, 각 토너 수납 용기를 효율적으로 나열하여 배치할 수 있어 화상 형성 장치내의 공간을 유효하게 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성에 의하면, 복수개의 토너 수납 용기는 용량이 큰 토너 수납 용기의 횡단면에서의 짧은 쪽 변과 용량이 작은 토너 수납 용기의 횡단면에서의 긴 쪽 변이 서로 평행되게 대략 일직선상에 나란히 배치되므로, 각 토너 수납 용기를 일직선상에 나열하여 배치할 수 있어 화상 형성 장치내의 공간을 유효하게 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성에 의하면, 복수개의 화상 형성 기구는 토너 수납 용기의 토너를 현상 장치로 보급하는 토너 보급 수단을 더 구비하고, 이 토너 보급 수단은 부압에 의해 상기 토너 수납 용기내의 토너를 현상 장치로 이송하는 스크루 펌프와, 토너 수납 용기내에 공기를 공급하는 공기 펌프를 구비하며, 용량이 작은 토너 수납 용기에는 동일한 공기 펌프에 의해 공기를 공급하고, 용량이 큰 토너 수납 용기에는 별도의 공기 펌프에 의해 공기를 공급하므로, 토너 용량에 따른 공기 공급을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성에 의하면, 그 중 용량이 큰 토너 수납 용기를 복수개의 토너 수납 용기로 분할할 수 있으므로, 토너 수납 용기 자체를 모두 통일 크기로 하여도 소정 색의 토너 수납량을 대량으로 설정할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성에 의하면, 복수개로 분할된 토너 수납 용기와 용량이 작은 토너 수납 용기는 동일 치수로, 횡단면 형상이 장방형인 대략 장방체로 형성되어 있으므로, 비용 절감과 토너 교환 횟수 절감을 도모할 수 있다. 나아가, 토너 수납 용기에 대량의 토너를 수납함으로써 토너 이송 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컬러 복사기의 구성도.
도 2는 도 1의 컬러 복사기 본체의 주요부 구성도.
도 3은 도 2에 나타낸 탠덤 화상 형성 기구의 주요부 확대도.
도 4는 도 1의 컬러 복사기의 토너 보급 장치의 구성을 나타내는 설명도.
도 5는　토너 보급부의 외관 사시도.
도 6은　서브 호퍼 윗실(室)의 설명도.
도 7은　서브 호퍼 아랫실의 설명도.
도 8은　본 발명의 실시예에 따른 토너 수납 용기의 세트부를 나타내는 설명도.
도 9는　본 발명의 다른 실시예에 따른 토너 수납 용기의 세트부를 나타내는 설명도.
　　<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
　60　 현상 장치
　70　 분말체 펌프
　80Y, 80C, 80M, 80Bk　 토너 수납 용기
　100　 복사기 본체

Claims (10)

  1. 정전 잠상이 형성된 화상 담지체와, 상기 화상 담지체상의 정전 잠상을 가시상 처리하는 현상 장치와, 상기 현상 장치에 보급할 토너를 수납하고 화상 형성 장치 본체에 대하여 착탈 가능하게 장착되는 토너 수납 용기를 각각 구비하는 복수개의 화상 형성 기구와,
    상기 복수개의 화상 형성 기구에 의해 형성된 토너 화상을 순차적으로 중첩시켜 시이트에 일괄적으로 전사하는 중간 전사체를 마련하는 화상 형성 장치에 있어서,
    상기 복수개의 토너 수납 용기는 횡단면 형상이 장방형인 대략 장방체로 형성되고, 상기 복수개 토너 수납 용기 중 적어도 하나의 토너 수납 용기는 다른 용기보다 용량이 상이하며, 그 중 용량이 큰 토너 수납 용기의 횡단면에서의 짧은 쪽 변의 길이와 용량이 작은 토너 수납 용기의 횡단면에서의 긴 쪽 변의 길이는 대략 동일한 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 토너 수납 용기는 용량이 큰 토너 수납 용기의 횡단면에서의 짧은 쪽 변과 용량이 작은 토너 수납 용기의 횡단면에서의 긴 쪽 변이 서로 평행되게 대략 일직선상에 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 화상 형성 기구는 상기 토너 수납 용기의 토너를 상기 현상 장치로 보급하는 토너 보급 수단을 더 구비하고, 이 토너 보급 수단은 부압에 의해 상기 토너 수납 용기내의 토너를 현상 장치로 이송하는 스크루 펌프와, 토너 수납 용기내에 공기를 공급하는 공기 펌프를 구비하며, 용량이 작은 토너 수납 용기에는 동일한 공기 펌프에 의해 공기를 공급하고, 용량이 큰 토너 수납 용기에는 별도의 공기 펌프에 의해 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    그 중 용량이 큰 토너 수납 용기를 복수개의 토너 수납 용기로 분할할 수 있는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수개로 분할된 토너 수납 용기와, 상기 용량이 작은 토너 수납 용기는 동일 치수로, 횡단면 형상이 장방형인 대략 장방체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  6. 정전 잠상이 형성된 화상 담지체와, 상기 화상 담지체상의 정전 잠상을 가시상 처리하는 현상 장치와, 상기 현상 장치에 보급할 토너를 수납하고 화상 형성 장치 본체에 대하여 착탈 가능하게 장착되는 토너 수납 용기를 각각 구비하는 복수개의 화상 형성 기구를 설치하는 단계와,
    상기 복수개의 화상 형성 기구에 의해 형성된 토너 화상을 순차적으로 중첩시켜 시이트에 일괄적으로 전사하는 중간 전사체를 설치하는 단계를 포함하는 화상 형성 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 복수개의 토너 수납 용기는 횡단면 형상이 장방형인 대략 장방체로 형성되고, 상기 복수개 토너 수납 용기 중 적어도 하나의 토너 수납 용기는 다른 용기보다 용량이 상이하며, 그 중 용량이 큰 토너 수납 용기의 횡단면에서의 짧은 쪽 변의 길이와 용량이 작은 토너 수납 용기의 횡단면에서의 긴 쪽 변의 길이를 대략 동일하게 하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치를 제조하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수개의 토너 수납 용기를 용량이 큰 토너 수납 용기의 횡단면에서의 짧은 쪽 변과 용량이 작은 토너 수납 용기의 횡단면에서의 긴 쪽 변이 서로 평행되게 대략 일직선상에 나란히 배치하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치를 제조하는 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 복수개의 화상 형성 기구는 상기 토너 수납 용기의 토너를 상기 현상 장치로 보급하는 토너 보급 수단을 더 구비하고, 이 토너 보급 수단은 부압에 의해 상기 토너 수납 용기내의 토너를 현상 장치로 이송하는 스크루 펌프와, 토너 수납 용기내에 공기를 공급하는 공기 펌프를 구비하며, 용량이 작은 토너 수납 용기에는 동일한 공기 펌프에 의해 공기를 공급하고, 용량이 큰 토너 수납 용기에는 별도의 공기 펌프에 의해 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치를 제조하는 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    그 중 용량이 큰 토너 수납 용기를 복수개의 토너 수납 용기로 분할하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치를 제조하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수개로 분할된 토너 수납 용기와, 상기 용량이 작은 토너 수납 용기를 동일 치수로, 횡단면 형상이 장방형인 대략 장방체로 형성하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치를 제조하는 방법.
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