KR100561419B1 - 다중헤드기어펌프 및 이를 채용한 습식 화상형성장치 - Google Patents

다중헤드기어펌프 및 이를 채용한 습식 화상형성장치 Download PDF

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Abstract

개시된 다중헤드기어펌프는, 모터; 입구와 출구를 구비하는 하우징과, 상기 하우징 내에서 서로 맞물려 회전되면서 상기 입구로부터 출구로 유체를 펌핑하는 한 쌍의 펌핑기어를 구비하고 상기 모터에 의하여 동시에 구동되는 제1, 제2 펌핑헤드;를 포함하며, 상기 제1, 제2펌핑헤드는 그 펌핑용량이 서로 다른 것을 특징으로 한다.

Description

다중헤드기어펌프 및 이를 채용한 습식 화상형성장치{Multi-head gear pump and liquid type image forming apparatus}
도 1은 본 발명에 따른 다중헤드기어펌프의 일 실시예를 도시한 단면도.
도 2는 펌핑헤드를 상세히 도시한 단면도.
도 3은 동력전달유닛의 일 실시예를 도시한 단면도.
도 4는 동력전달유닛의 다른 실시예를 도시한 단면도.
도 5는 동력전달유닛의 또 다른 실시예를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 다중헤드기어펌프의 다른 실시예를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 다중헤드기어펌프의 또 다른 실시예를 도시한 단면도.
도 8a, 8b, 8c, 8d는 3개의 펌핑헤드를 가지는 다중헤드기어펌프의 실시예들을 도시한 구성도.
도 9a, 9b, 9c는 4개의 펌핑헤드를 가지는 다중헤드기어펌프의 실시예들을 도시한 구성도.
도 10은 본 발명에 따른 습식 화상형성장치의 일 실시예를 도시한 구성도.
도 11은 각각 2개의 펌핑헤드를 가지는 4개의 다중헤드기어펌프를 구비하는 경우 잉크순환장치의 일 구성예를 도시한 구성도.
도 12는 펌핑헤드의 펌핑방향과 공급, 회수경로의 연결구조와의 관계를 설명하는 도면.
도 13은 각각 3개의 펌핑헤드를 가지는 두 개의 다중헤드기어펌프와 두 개의 펌핑헤드를 가지는 하나의 다중헤드기어펌프를 구비하는 잉크순환장치의 일 구성예를 도시한 구성도.
도 14는 각각 4개의 펌핑헤드를 가지는 두 개의 다중헤드기어펌프를 구비하는 잉크순환장치의 일 구성예를 도시한 구성도.
도 15는 각각 4개의 펌핑헤드를 가지는 두 개의 다중헤드기어펌프를 구비하는 잉크순환장치의 다른 구성예를 도시한 구성도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10......현상기 11, 12......제1, 제2현상용기
50......잉크카트리지 80......공급경로
90......회수경로 100......모터
101, 102, 103, 104......제1 내지 제4회전축
201, 202, 203, 204......제1 내지 제4펌핑헤드
210......하우징 220......입구
230......출구 241, 242......펌핑기어
300......동력전달유닛 301, 302......제1, 제2연결축
310......플렉서블 커플러 321, 322......제1, 제2기어
323......아이들기어 400......버퍼챔버
500......감속부
본 발명은 하나의 모터에 의하여 동시에 구동되는 다수의 펌핑헤드를 구비하는 다중헤드기어펌프에 관한 것이다.
일반적으로 습식 화상형성장치는, 감광체에 광을 주사하여 원하는 이미지에 해당하는 정전잠상(electrostatic latent image)을 형성하고, 이를 분말상의 토너와 액상의 캐리어가 혼합된 액체 현상제(이하, 잉크라 한다.)로 현상한 후 용지에 전사, 정착시켜 화상을 인쇄하는 장치를 말한다. 습식 화상형성장치는 잉크카트리지와 현상기 사이에서 잉크를 순환시키기 위한 잉크펌프를 구비한다. 습식 화상형성장치는 잉크카트리지로부터 현상기로 잉크를 공급하는 공급용 잉크펌프와 현상기로부터 잉크카트리지로 잉크를 회수하는 회수용 잉크펌프를 구비한다. 균일한 인쇄품질을 얻기 위해서 잉크펌프는 정량, 정속 펌핑이 가능하여야 한다. 또한, 소비전력 대비 펌핑용량이 큰 것이 바람직하다. 이러한 조건을 중촉시키기 위하여 잉크펌프로서 기어펌프가 채용될 수 있다.
칼라화상을 인쇄하는 습식 칼라화상형성장치는 시안(C:cyan), 마젠타(M:megenta), 옐로우(Y:tellow), 블랙(K:black) 색상을 각각 현상시키기 위한 4개의 현상기와 상기 4가지 색상의 잉크가 각각 수용된 4개의 잉크카트리지를 구비한다. 습식 칼라화상형성장치의 경우에는 각 색상의 잉크가 서로 섞여서는 않 되므로 각 색상의 잉크는 독립적인 경로를 통하여 순환되어야 한다. 또한, 각 색상의 잉크에 대하여 공급용과 회수용 잉크펌프가 각각 구비되어야 한다. 따라서, 잉크를 순환시키기 위한 장치가 대형화될 우려가 있다.
잉크를 순환시키기 위한 장치를 소형화시키기 위해서는 잉크펌프의 갯수를 줄일 필요가 있다. 미국특허 US5,466,131과 US5,540,569를 보면, 두 개의 펌핑헤드를 가지는 잉크젯 프린터용 다중헤드기어펌프가 개시되어 있다. 상기 인용문헌에 개시된 펌프는 기본적으로 두 펌핑헤드 사이의 압력차를 해소하기 위하여 두 펌핑헤드에 의하여 펌핑되는 잉크가 서로 섞일 수 있도록 된 것이다. 따라서, 현상기들과 잉크카트리지들 사이에서 4가지 색상의 잉크가 서로 섞이지 않고 순환되어야 하는 습식 칼라화상형성장치에는 적용되기 어렵다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 소비전력 대비 펌핑용량이 크고, 일정한 속도로 정량의 펌핑이 가능한 다중헤드기어펌프를 제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 본 발명은 펌핑헤드들이 서로 다른 펌핑용량과 펌핑방향을 가지도록 된 다중헤드기어펌프를 제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 본 발명은 상기 다중헤드기어펌프를 채용하여 잉크펌프의 제어부담을 줄이고 균일한 인쇄품질을 얻을 수 있도록 개선된 습식 화상형성장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다중헤드기어펌프는, 모터; 입구와 출구를 구비하는 하우징과, 상기 하우징 내에서 서로 맞물려 회전되면서 상기 입구 로부터 출구로 유체를 펌핑하는 한 쌍의 펌핑기어를 구비하며, 상기 모터에 의하여 동시에 구동되는 제1, 제2 펌핑헤드;를 포함하며, 상기 제1, 제2펌핑헤드는 그 펌핑용량이 서로 다른 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 습식 화상형성장치는, 정전잠상이 현성되는 감광체; 상기 정전잠상에 현상제를 공급하여 현상시키는 제1 내지 제4현상기; 제1 내지 제4 색상의 잉크가 수용된 제1 내지 제4잉크카트리지; 상기 제1 내지 제4잉크카트리지와 상기 제1 내지 제4현상기를 각각 연결하는 제1 내지 제4공급경로와 제1 내지 제4회수경로; 상기 제1 내지 제4공급경로 및 상기 제1 내지 제4회수경로와 연결되어 상기 제1 내지 제4현상기와 상기 제1 내지 제4잉크카트리지 사이에서 잉크를 순환시키는다수의 다중헤드기어펌프를 포함하며, 상기 다중헤드기어펌프는, 입구와 출구를 구비하는 하우징과, 상기 하우징 내에서 서로 맞물려 회전되면서 상기 입구로부터 출구로 유체를 펌핑하는 한 쌍의 펌핑기어를 구비하며, 서로 일렬로 배치되는 다수의 펌핑헤드;를 포함하며, 상기 제1 내지 제4회수경로와 연결되는 펌핑헤드는 상기 제1 내지 제4공급경로와 연결되는 펌핑헤드보다 그 펌핑용량이 큰 것을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 다중헤드기어펌프의 일 실시예를 도시한 단면도이며, 도 2는 펌핑헤드의 일 예를 도시한 단면도이다. 도 1을 보면, 제1회전축(101)을 갖는 모터(100)와, 서로 일렬로 배열된 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)가 도시되어 있 다. 참조부호 300과 400은 각각 동력전달유닛과 버퍼챔버를 표시한 것이다.
도 2를 보면, 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)는 입구(220)와 출구(230)가 마련된 하우징(210)과, 이 하우징(210) 내에서 서로 맞물려 회전되는 한 쌍의 펌핑기어(241, 242)를 구비한다. 한 쌍의 펌핑기어(241, 242)는 하우징(210)의 내벽(211)과 바람직하게는 최소한의 클리어런스(clearance)를 유지하면서 회전된다. 도 2의 화살표시 방향으로 한 쌍의 펌핑기어(241, 242)가 회전되면 유체는 입구(220)로부터 유입되어 하우징(210)의 내벽(211)과 한 쌍의 펌핑기어(241, 242)의 치형 사이의 공간을 통하여 이송되어 출구(230)로 배출된다. 하우징(210)의 내벽(211)과 한 쌍의 펌핑기어(241, 242)의 이끝원부(243) 사이의 클리어런스를 통한 펌핑압력의 누설을 방지하기 위하여 하우징(210)의 내벽(211)에는 한 쌍의 기어(241, 242)의 이끝원부(243)와 탄력적으로 접촉되는 씰링부재(미도시)가 더 구비될 수도 있다.
제1펌핑헤드(201)는 모터(100)의 제1회전축(101)과 동력연결된다. 도 1을 보면, 참조부호 500은 감속부를 나타낸다. 통상적으로 모터(100)의 회전력은 적절한 감속과정을 거쳐 제1펌핑헤드(201)로 전달된다. 물론, 제1펌핑헤드(201)는 모터(100)의 제1회전축(101)에 직결될 수도 있다. 제1펌핑헤드(201)의 펌핑기어(241)의 중심축에는 종동축(501)이 결합된다. 종동축(501)은 하우징(210)의 외부에까지 연장되며, 본 실시예의 감속부(500)는 제1회전축(101)과 종동축(501)에 각각 결합된 기어(502)(503)를 포함한다. 감속효과를 얻기 위해서는 기어(503)는 기어(502)보다 잇수가 많아야 함은 당연하다. 감속부(500)는 본 실시예에서 설명된 구성에 한정되지 않으며, 본 발명의 범위는 도 1에 도시된 감속부(500)의 구성에 의하여 제한되지 않는다. 이와 같은 구성에 의하여, 제1펌핑헤드(201)는 모터(100)의 제1회전축(101)과 동력연결된다. 종동축(501)과 하우징(210) 사이에는 씰링부재(320)가 개재되는 것이 바람직하다.
제1, 제2펌핑헤드(201)(202) 사이에는 동력전달유닛(300)이 위치된다. 동력전달유닛(300)은 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)가 모터(100)에 의하여 동시에 구동될 수 있도록 제1펌핑헤드(201)의 한 쌍의 펌핑기어(241, 242) 중 어느 하나의 회전력을 제2펌핑헤드(202)의 한 쌍의 펌핑기어(241, 242) 중 어느 하나로 전달한다. 도 1을 보면, 동력전달유닛(300)은 제1연결축(301)과 제2연결축(302)을 구비한다. 제1연결축(301)의 일단부는 제1펌핑헤드(201)의 펌핑기어(241)의 중심축에 결합되고 타단부는 버퍼챔버(400) 내부까지 연장된다. 제2연결축(302)의 일단부는 제2펌핑헤드(202)의 펌핑기어(241)의 중심축에 결합되고 타단부는 버퍼챔버(400) 내부까지 연장된다. 본 실시예의 제1, 제2연결축(301)(302)은 서로 실질적으로 동심을 이루도록 배치된다. 제1, 제2연결축(301)(302)의 타단부들이 서로 약간 이격되는 것이 바람직하다. 하우징(210)과 제1, 제2연결축(301)(302) 사이에는 씰링부재(320)가 개재되는 것이 바람직하다.
제1, 제2연결축(301)(302)은 엄밀하게 완전한 동심이 될 수는 없으며, 예를 들면, 공차범위 내에서 어느 정도의 편심되어 있다. 이 경우에 제1, 제2연결축(301)(302)을 리지드(rigid)하게 축연결하면, 두 축(301)(302)간의 편심에 의한 진동, 소음이 발생될 수 있으며, 두 축(301)(302)이나 펌핑기어(241)가 파 손될 수 있다. 따라서, 제1, 제2연결축(301)(302)의 타단부들은 플렉서블 커플러(310)에 의하여 축연결된다. 플렉서블 커플러(310)는 두 축이 어느 정도 편심되어 있더라도 부드럽게 축연결할 수 있도록 된 것이다. 플렉서블 커플러(310)는 당업자에게 잘 알려져 있는 것이므로 상세한 설명은 생략한다. 이와 같은 구성에 의하여, 모터(100)는 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)를 동시에 구동시킨다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 제1연결축(301)의 일단부가 제1펌핑헤드(201)의 펌핑기어(242)의 중심축에 결합되고 제2연결축(302)의 일단부가 제2펌핑헤드(202)의 펌핑기어(242)의 중심축에 결합되는 것도 가능하다.
제1, 제2펌핑헤드(201)(202)는 서로 다른 유체를 펌핑할 수 있다. 이 경우에 두 유체는 서로 섞여서는 안된다. 이를 위하여, 버퍼챔버(400)는 제1, 제2펌핑헤드(201)(202) 사이에 위치되어 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)를 서로 격리시킨다. 씰링부재(320)를 구비하더라도, 유체는 제1, 제2연결축(301)(302)을 따라 일부 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)밖으로 흘러나올 수 있다. 버퍼챔버(400)는 동력전달유닛(300)을 그 내부에 수용함으로써 흘러나온 유체가 외부로 누출되지 않도록 한다.
도 1에 도시된 실시예에 따르면, 제1펌핑헤드(201)의 한 쌍의 펌핑기어(241)(242)와 제2펌핑헤드(202)의 한 쌍의 펌핑기어(241)(242)는 동일한 회전속도로 회전되므로 펌핑용량이 동일하다. 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)의 펌핑용량을 서로 다르게 하기 위해서는 제1펌핑헤드(201)의 한 쌍의 펌핑기어(241)(242)과 제2펌핑헤드(202)의 한 쌍의 펌핑기어(241)(242)의 모듈(module)을 서로 다르게 하는 방안을 고려할 수 있다. 도 2를 보면, 유체는 하우징(210)의 내벽(211)과 한 쌍의 펌핑기어(241)(242)의 치형 사이의 공간을 통하여 펌핑된다. 모듈이 달라지면 치형의 크기가 달라지므로 회전속도가 동일하다 하더라도 펌핑되는 유체의 양이 달라진다. 또한, 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)의 펌핑기어(241)(242)의 잇수를 다르게 함으로써 펌핑용량을 다르게 할 수도 있다. 또한, 제1펌핑헤드(201)의 한 쌍의 펌핑기어(241)(242)과 제2펌핑헤드(202)의 한 쌍의 펌핑기어(241)(242)의 두께를 다르게 할 수도 있다. 두께가 클수록 펌핑용량이 커진다.
제1, 제2연결축(301)(302)은 도 3에 도시된 바와 같이, 나란하게 위치될 수도 있다. 이 경우에, 제1, 제2연결축(301)(302)은 다수의 연결기어에 의하여 서로 동력연결될 수 있다. 도 3을 보면, 제1연결축(301)의 일단부는 제1펌핑헤드(201)의 펌핑기어(242)의 중심축에 결합되고 타단부는 버퍼챔버(400) 내부까지 연장된다. 제2연결축(302)의 일단부는 제2펌핑헤드(202)의 펌핑기어(241)의 중심축에 결합되고 타단부는 버퍼챔버(400) 내부까지 연장된다. 제1, 제2연결축(301)(302)의 타단부에는 각각 제1, 제2기어(321)(322)가 결합된다. 제1, 제2기어(321)(322)는 서로 맞물린다. 이와 같은 구성에 의하여, 모터(100)는 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)를 동시에 구동시킨다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 제1연결축(301)의 일단부가 제1펌핑헤드(201)의 펌핑기어(241)의 중심축에 결합되고 제2연결축(302)의 일단부가 제2펌핑헤드(202)의 펌핑기어(242)의 중심축에 결합되는 것도 가능하다.
도 1과 도 3에 도시된 동력전달유닛(300)에 의하면, 제1펌핑헤드(201)의 한 쌍의 펌핑기어(241)(242)과 제2펌핑헤드(202)의 한 쌍의 펌핑기어(241)(242)는 동일한 방향으로 회전된다. 따라서, 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)는 동일한 방향으로 유체를 펌핑한다. 동력전달유닛(300)은 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)가 서로 반대 방향으로 유체를 펌핑하도록 구성될 수도 있다.
도 4를 보면, 제1, 제2연결축(301)(302)의 타단부에는 각각 제1, 제2기어(321)(322)가 결합된다. 제1, 제2기어(321)(322)는 아이들기어(323)를 통하여 서로 동력연결된다. 아이들기어(323)는 다수일 수 있다. 아이들기어(323)가 홀수 개라면 제1펌핑헤드(201)와 제2펌핑헤드(202)는 서로 반대방향으로 유체를 펌핑한다.
도 3과 도 4에 도시된 동력전달유닛(300)에 의하면, 제1펌핑헤드(201)의 한 쌍의 펌핑기어(241)(242)과 제2펌핑헤드의 한 쌍의 펌핑기어(241)(242)의 회전속도를 다르게 함으로써 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)가 서로 다른 펌핑용량을 가지도록 할 수 있다. 제1, 제2기어(321)(322)의 잇수를 다르게 하거나 또는 아이들기어(323)로서 2단기어를 사용하여 감속할 수도 있다. 물론 이 경우에도 펌핑기어(241)(242)의 모듈, 두께, 잇수를 다르게 하는 것도 가능하다.
도 5를 보면, 그 일단부가 제1펌핑헤드(201)의 펌핑기어(241)와 제2펌핑헤드(202)의 펌핑기어(242)의 중심축에 각각 결합된 제1, 제2연결축(301)(302)이 도시되어 있다. 제1, 제2연결축(301)(302)의 타단부에는 각각 제1, 제2기어(321)(322)가 결합된다. 제2기어(322)는 내측기어(internal gear)이고 제1기어(321)는 제2기어(322)에 맞물리는 외측기어이다. 이와 같은 구성에 의 하면, 제1펌핑헤드(201)와 제2펌핑헤드(202)는 서로 반대방향으로 유체를 펌핑한다. 또, 제2기어(322)는 제1기어(321)보다 잇수가 많아서, 제2펌핑헤드(202)의 한 쌍의 펌핑기어(241)(242)는 제1펌핑헤드(201)의 한 쌍의 펌핑기어(241)(242)보다 회전속도가 느리다. 따라서, 제2펌핑헤드(202)는 그 펌핑용량이 제1펌핑헤드(202)보다 작다.
이하에서, 도 1 내지 도 5에 이미 개시된 구성요소와 실질적으로 그 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호로 표시하고 중복되는 설명은 생략한다.
도 6과 도 7은 각각 본 발명에 따른 다중헤드기어펌프의 다른 실시예들을 도시한 단면도들이다.
도 6을 보면, 모터(100)는 양방향에 마련된 제1, 제2회전축(101)(102)을 갖는다. 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)는 각각 제1, 제2회전축(101)(102)과 동력연결된다. 이 때, 제1, 제2회전축(101)(102)과 제1, 제2펌핑헤드(201)(202) 사이에는 감속부(500)가 각각 개재될 수 있다. 두 감속부(500)의 감속비를 다르게 함으로써 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)가 서로 다른 펌핑방향과 펌핑용량을 가지도록 할 수 있다. 또한, 펌핑기어(241)(242)의 모듈, 두께에 따라 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)가 서로 다른 펌핑용량을 가지도록 할 수 있다.
도 7을 보면, 서로 나란하게 위치되고, 모터(100)의 제1회전축(101)과 동력연결된 제3, 제4회전축(103)(104)이 도시되어 있다. 제3, 제4회전축(103)(104)은 감속부(500a)에 의하여 제1회전축(101)과 동력연결된다. 일 예로서, 감속부(500a)는 다수의 기어(504)를 구비할 수 있다. 본 실시예의 제3, 제4회전축(103)(104)은 각각 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)의 한 쌍의 펌핑기어(241)(242) 중 어느 하나의 중심축에 결합된다. 감속부(500a)는 다수의 기어(504)의 잇수의 조합에 의하여 제3, 제4회전축(103)(104)이 서로 다른 속도로 회전되도록 연결함으로써 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)가 서로 다른 펌핑용량을 가지도록 할 수 있다. 또한, 감속부(500a)는 제1회전축(101)으로부터 제3, 제4회전축(103)(104)에 연결되는 다수의 기어(504)의 개수를 각각 다르게 하여 제3, 제4회전축(103(104)이 서로 다른 방향으로 회전되도록 함으로써 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)가 서로 다른 펌핑방향을 가지도록 할 수 있다. 또한, 펌핑기어(241)(242)의 모듈, 두께에 따라 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)가 서로 다른 펌핑용량을 가지도록 할 수 있다.
도 6, 도 7에 도시된 실시예들에 따르면, 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)는 완전히 서로 격리되며, 유체의 섞임이 발생할 여지를 없앨 수 있다.
상술한 실시예들에서는 두 개의 펌핑헤드를 구비하는 다중헤드기어펌프에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이에 의하여 한정되지 않는다. 본 발명에 따른 다중헤드기어펌프는 3 이상의 펌핑헤드를 구비하는 것도 가능하다. 도 8a, 8b, 8d는 3개의 펌핑헤드(201)(202)(203)를 갖는 다중헤드기어펌프의 실시예들을 도시한 구성도이다. 또, 도 9a 내지 도 9c는 4개의 펌핑헤드(201)(202)(203)(204)를 갖는 다중헤드기어펌프의 실시예들을 도시한 구성도이다. 상기 실시예들에서, 선행되는 펌핑헤드와 뒤따르는 펌핑헤드는 버퍼챔버(400)에 의하여 격리되며, 동력전달유닛(300)에 의하여 서로 동력연결된다. 또한, 동력전달유닛(300)은 버퍼챔버(400) 내부에 수용됨으로써 유체의 유출을 방지한다. 본 발명에 따른 다중헤드기어펌프의 구성은 도 8a 내지 8d와 도 9a 내지 9c에 개시된 구성에 한정되는 것은 아니다.
도 10은 본 발명에 따른 습식 화상형성장치의 일 실시예를 도시한 것이다. 도 10을 보면, 시안, 마젠타, 옐로우, 블랙색상을 현상시키기 위한 제1 내지 제4현상기(10C, 10M, 10Y, 10K)와, 순환주행되는 전사벨트(20), 전사롤러(30), 정착기(40)가 도시되어 있다. 참조부호 50C, 50M, 50Y, 50K은 각각 제1 내지 제4 현상기(10C,10M,10Y,10K)로 공급될 시안, 마젠타, 옐로우, 블랙색상의 잉크가 각각 저장된 제1 내지 제4잉크 카트리지이다. 참조부호 60은 감광드럼, 참조부호 70은 감광드럼(60)에 광을 주사하여 정전잠상을 형성시키는 노광기, 참조부호 16은 정전잠상에 잉크를 공급하여 현상시키는 현상롤러이다. 본 발명에 따른 습식 화상형성장치는 도 10에 도시된 현상기와 잉크카트리지의 배치순서에 의해 그 기술적 범위가 제한되지 않는다.
도 10을 보면, 제1현상용기(11) 내에 제2현상용기(12)가 설치된다. 제2현상용기(12)에는 현상롤러(16)로 잉크를 공급하는 디포지트롤러(13)가 설치된다. 참조부호 14와 15는 각각 현상롤러(16)로부터 잉크를 긁어내리는 클리닝롤러, 현상롤러(16)에 부착된 잉크의 양을 규제하는 규제롤러이다. 상술한 바와 같은 구성에 의해, 노광기(70)에 의해 감광드럼(60)에 정전잠상이 형성되고, 이 정전잠상은 현상롤러(16)에 의해 공급되는 잉크에 의해 현상된다. 현상된 화상은 전사벨트(20)로 전사된다.
제1 내지 제4현상기(10C,10M,10Y,10K)는 소정의 순서에 의해 시안, 마젠타, 옐로우, 블랙 화상을 전사벨트(20)로 중첩전사시킨다. 이 화상은 카세트(99)로부터 공급되어 전사벨트(20)와 전사롤러(30) 사이로 통과되는 용지로 전사된다. 화상이 전사된 용지는 정착기(40)를 통과하면서 열과 압력에 의한 정착과정을 거침으로써 화상의 인쇄가 완료된다.
이와 같은 화상형성장치는 잉크젯 프린터와 달리 잉크카트리지(50)로부터 현상기(10)로 공급되는 잉크가 모두 인쇄에 사용되는 것은 아니다. 또한, 충분히 좋은 인쇄품질을 얻기 위해서는 실제 인쇄에 필요한 잉크량보다 많은 양의 잉크를 현상기(10)로 공급하여야 하며, 과잉 공급된 잉크는 다시 현상기(10)로부터 회수될 필요가 있다. 따라서, 화상형성과정에 잉크는 잉크카트리지(50)로부터 제2현상용기(12)로 공급되고, 제2현상용기(12)로부터 넘쳐서 제1현상용기(11) 내에 모인 잉크는 다시 잉크카트리지(50)로 회수되는 순환과정을 반복하게 된다. 습식 칼라화상형성장치는 각 색상의 잉크가 서로 섞이지 않고 순환되어야 한다. 이를 위해, 습식 화상형성장치는 잉크카트리지(50C, 50M, 50Y, 50K)와 제2현상용기(12)를 각각 연결하여 잉크의 공급경로를 형성하는 제1 내지 제4공급경로(80C, 80M, 80Y, 80K)와, 잉크카트리지(50C, 50M, 50Y, 50K)와 제1현상용기(11)를 각각 연결하여 잉크의 회수경로를 형성하는 제1 내지 제4회수경로(90C, 90M, 90Y, 90K)를 구비한다.
잉크를 압송하는 펌프로서 기어펌프가 채용된다. 순환되는 잉크의 양은 대략 500cc/min 이상이 되는데, 이와 같이 많은 양의 잉크를 순환시킬 수 있고 또 화상형성장치 안에 내장될 수 있을 정도로 크기가 작은 펌프로서는 기어펌프가 가장 적합하다. 기어펌프는 소비전력 대비 펌핑가능한 유량이 많고, 일정한 속도에서 정량 펌핑이 가능하다는 장점이 있다. 본 실시예의 습식 화상형성장치는 특히, 잉크펌프 의 개수를 줄여서 모터제어부담을 줄이기 위하여 도 1 내지 6, 도 8a 내지 8d, 도 9a 내지 9c에 도시된 둘 이상의 펌핑헤드를 가지는 다중헤드기어펌프를 채용하는 것을 특징으로 한다.
도 11 내지 도 15는 다중헤드기어펌프를 이용한 잉크순환장치의 구성예들을 도시한 구성도들이다. 도 11 내지 도 15에서 펌핑헤드들은 표시하는 참조부호 201, 202, 203, 204는 각 펌핑헤드를 구분하기 위한 것일 뿐 펌핑헤드들의 위치와 배열순서를 표시하는 것은 아니다.
도 11은 각각 2개의 펌핑헤드를 가지는 4개의 다중헤드기어펌프를 구비하는 경우 잉크순환장치의 일구성예를 도시한 구성도이다. 본 실시예에서는 도 1에 도시된 다중헤드기어펌프를 채용한 경우를 예로써 설명하지만, 도 6, 도 7에 도시된 다중헤드기어펌프가 채용될 수도 있음은 당업자라면 당연히 알 수 있을 것이다.
도 11을 보면, 각각 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)를 가진 제1 내지 제4다중헤드기어펌프(2C, 2M, 2Y, 2K)가 도시되어 있다. 제1 내지 제4다중헤드기어펌프(2C, 2M, 2Y, 2K)의 제1펌핑헤드(201)는 각각 제1 내지 제4공급경로(80C, 80M, 80Y, 80K)와 연결되고, 제1 내지 제4다중헤드기어펌프(2C, 2M, 2Y, 2K)의 제2펌핑헤드(202)는 각각 제1 내지 제4회수경로(90C, 90M, 90Y, 90K)와 연결된다.
이 경우에, 제1펌핑헤드(201)와 제2펌핑헤드(202)는 그 펌핑방향이 서로 다른 것이 바람직하다. 만일 펌핑방향이 동일하다면 도 12에 도시된 바와 같이 회수경로(90C)를 제2펌핑헤드(2020)와 연결할 때에 연결구조가 복잡해지고 공간을 많이 차지하게 된다. 또한, 제2펌핑헤드(202)는 제1펌핑헤드(201)보다 펌핑용량이 큰 것 이 바람직하다. 만일 그와 반대로 되면, 제1현상용기(11)의 잉크의 수위가 점점 높아져서 제1현상용기(11) 밖으로 누출될 수 있기 때문이다.
도 13은 각각 3개의 펌핑헤드를 가지는 두 개의 다중헤드기어펌프와 두 개의 펌핑헤드를 가지는 하나의 다중헤드기어펌프를 구비하는 잉크순환장치의 일 구성예를 도시한 구성도이다. 본 실시예에서는 도 8a와 도 1에 도시된 다중헤드기어펌프를 채용한 경우를 예로써 설명하지만, 도 6, 도 7과 도 8b, 8c, 8d에 도시된 다중헤드기어펌프가 채용될 수도 있음은 당업자라면 당연히 알 수 있을 것이다.
도 13을 보면, 제1, 제2, 제3펌핑헤드(201)(202)(203)를 가진 제1, 제2다중헤드기어펌프(3S)(3R)와, 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)를 가진 제3다중헤드기어펌프(3K)가 도시되어 있다. 제1다중헤드기어펌프(3S)의 3개의 펌핑헤드(201)(202)(203)는 각각 제1 내지 제3공급경로(80C, 80M, 80Y)와 연결되고, 제2다중헤드기어펌프(3R)의 3개의 펌핑헤드(201)(202)(203)는 각각 제1 내지 제3회수경로(90C, 90M, 90Y)와 연결된다. 제3다중헤드기어펌프(3K)의 제1펌핑헤드(201)는 제4공급경로(80K)와, 제2펌핑헤드(202)는 제4회수경로(90K)와 각각 연결된다. 이 경우에, 제2다중헤드기어펌프(3R)는 그 펌핑용량이 제1다중헤드기어펌프(3S)보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 제3다중헤드기어펌프(3K)의 제2펌핑헤드(202)는 제1펌핑헤드(201)보다 그 펌핑용량이 더 큰 것이 바람직하다.
도 14는 각각 4개의 펌핑헤드를 가지는 두 개의 다중헤드기어펌프를 구비하는 잉크순환장치의 일 구성예를 도시한 구성도이다. 본 실시예에서는 도 9a에 도시된 다중헤드기어펌프를 채용한 경우를 예로써 설명하지만, 도 9b, 9c에 도시된 다 중헤드기어펌프가 채용될 수도 있음은 당업자라면 당연히 알 수 있을 것이다.
도 14를 보면, 각각 제1 내지 제4펌핑헤드(201)(202)(203)(204)를 가지는 제1, 제2다중헤드기어펌프(4S, 4R)가 도시되어 있다. 제1다중헤드기어펌프(4S)의 4개의 펌핑헤드(201)(202)(203)(204)는 각각 제1 내지 제4공급경로(80C, 80M, 80Y, 80K)와 연결되고, 제2다중헤드기어펌프(4R)의 4개의 펌핑헤드(201)(202)(203)(204)는 각각 제1 내지 제4회수경로(90C, 90M, 90Y, 90K)와 연결된다. 이 경우에, 제2다중헤드기어펌프(4R)는 그 펌핑용량이 제1다중헤드기어펌프(4S)보다 큰 것이 바람직하다.
도 15는 각각 4개의 펌핑헤드를 가지는 두 개의 다중헤드기어펌프를 구비하는 잉크순환장치의 다른 구성예를 도시한 구성도이다.
도 15를 보면, 제1다중헤드기어펌프(4CM)의 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)는 각각 제1, 제2공급경로(80C, 80M)와, 제1다중헤드기어펌프(4CM)의 제3, 제4펌핑헤드(203)(204)는 각각 제1, 제2회수경로(90C, 90M)와 연결된다. 제2다중헤드기어펌프(4YK)의 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)는 각각 제3, 제4공급경로(80Y, 80K)와, 제2다중헤드기어펌프(4YK)의 제3, 제4펌핑헤드(203)(204)는 각각 제3, 제4회수경로(90Y, 90K)와 연결된다. 이 경우에, 제3, 제4펌핑헤드(203)(204)는 제1, 제2펌핑헤드(201)(202)보다 그 펌핑용량이 크고, 펌핑방향은 반대방향인 것이 바람직하다.
일반적으로 습식 칼라화상형성장치의 경우에는 4개의 잉크카트리지와 4개의 현상기 사이에서 잉크를 순환시키기 위하여 8개의 잉크펌프가 필요하다. 이 경우에 각 잉크펌프의 작동여부와 기능을 검지하고 제어하는 제어부담이 매우 크다. 상술한 도 11 내지 도 15에 도시된 실시예들에 따르면, 각각 4개, 3개, 2개의 잉크펌프만으로 잉크를 순환시킬 수 있어, 각 잉크펌프의 작동여부와 기능을 검지하고 제어하는 제어부담을 줄일 수 있다. 칼라화상을 인쇄하는 경우에는 4가지 색상의 잉크가 모두 순환되고, 흑백화상을 인쇄하는 경우에는 블랙 색상의 잉크만이 순환되도록 하면, 더욱 효율적이다. 도 13에 도시된 실시예에 따르면 블랙색상의 잉크를 순환시키는 제3다중헤드기어펌프(3K)만이 독립적으로 구동될 수 있다. 도 15에 도시된 실시예에 따르면, 흑백화상을 인쇄하는 경우에는 제2다중헤드기어펌프(4YK)만을 구동시키면 된다. 또한, 다수의 펌핑헤드가 일렬로 배열되는 경우에는 선행하는 펌핑헤드와 뒤따르는 펌핑헤드가 버퍼챔버에 의하여 격리되어 있으므로 두 펌핑헤드에 의하여 펌핑되는 잉크가 서로 섞이지 않는다. 또한, 동력전달유닛이 버퍼챔버 내부에 수용되므로 펌핑헤드로부터 유출된 잉크가 외부에까지 누출되어 습식 화상형성장치를 오염시키는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 다중헤드기어펌프에 의하면, 하나의 모터로 다수의 펌핑헤드를 구동할 수 있는 컴팩트한 다중헤드기어펌프를 구현할 수 있다. 또한, 펌핑용량이 다르고 펌핑방향이 다른 다수의 펌핑헤드를 하나의 모터로 구동할 수 있는 다중헤드기어펌프를 구현할 수 있다.
또한, 상술한 다중헤드기어펌프를 습식 화상형성장치에 작용하면, 잉크펌프의 개수를 줄일 수 있다. 따라서, 잉크펌프의 작동여부와 기능을 검지하고 제어하 는 제어부담을 줄일 수 있다.
본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims (12)

  1. 모터;
    입구와 출구를 구비하는 하우징과, 상기 하우징 내에서 서로 맞물려 회전되면서 상기 입구로부터 출구로 유체를 펌핑하는 한 쌍의 펌핑기어를 구비하며, 상기 모터에 의하여 동시에 구동되는 제1, 제2 펌핑헤드;를 포함하며,
    상기 제1, 제2펌핑헤드는 그 펌핑용량이 서로 다른 것을 특징으로 하는 다중헤드기어펌프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2펌핑헤드는 그 펌핑방향이 서로 다른 것을 특징으로 하는 다중헤드기어펌프.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1펌핑헤드의 한 쌍의 펌핑기어와 상기 제2펌핑헤드의 한 쌍의 펌핑기어는 그 모듈이 서로 다른 것을 특징으로 하는 다중헤드기어펌프.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1펌핑헤드의 한 쌍의 펌핑기어와 상기 제2펌핑헤드의 한 쌍의 펌핑기어는 그 두께가 서로 다른 것을 특징으로 하는 다중헤드기어펌프.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1펌핑헤드의 한 쌍의 펌핑기어와 상기 제2펌핑헤드의 한 쌍의 펌핑기어는 그 회전속도가 서로 다른 것을 특징으로 하는 다중헤드기어펌프.
  6. 제5항에 있어서,
    일단부가 상기 제1펌핑헤드의 한 쌍의 펌핑기어 중 어느 하나의 중심축에 연결된 제1연결축;
    일단부가 상기 제2펌핑헤드의 한 쌍의 펌핑기어 중 어느 하나의 중심축에 연결된 제2연결축;
    하나 이상의 내치기어를 포함하며, 상기 제1연결축과 상기 제2연결축을 연결하는 다수의 연결기어;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중헤드기어펌프.
  7. 제5항에 있어서,
    일단부가 상기 제1펌핑헤드의 한 쌍의 펌핑기어 중 어느 하나의 중심축에 연결된 제1연결축;
    일단부가 상기 제2펌핑헤드의 한 쌍의 펌핑기어 중 어느 하나의 중심축에 연결된 제2연결축;
    하나 이상의 2단기어를 포함하며, 상기 제1연결축과 상기 제2연결축을 연결하는 다수의 연결기어;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중헤드기어펌프.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제1, 제2펌핑헤드 사이에 위치되어 두 펌핑헤드를 서로 격리시키는 버퍼챔버를 더 구비하며, 상기 제1, 제2연결축과 상기 다수의 기어는 상기 버퍼챔버 내부에 수용된 것을 특징으로 하는 다중헤드기어펌프.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 모터는 양단부에 마련되는 제1, 제2회전축을 구비하며,
    상기 제1, 제2펌핑헤드는 각각 서로 다른 감속비를 가지는 감속부에 의하여 상기 제1, 제2회전축과 각각 동력연결되는 것을 특징으로 하는 다중헤드기어펌프.
  10. 제5항에 있어서,
    서로 나란한 제3, 제4회전축;
    상기 제3, 제4회전축과 상기 모터의 제1회전축을 동력연결하는 감속부;를 더 구비하며,
    상기 제1, 제2펌핑헤드는 각각 상기 제3, 제4회전축과 동력연결되고,
    상기 감속부는 상기 서로 다른 감속비로 상기 제3, 제4회전축과 상기 제1회전축을 동력연결하는 것을 특징으로 하는 다중헤드기어펌프.
  11. 정전잠상이 형성되는 감광체;
    상기 정전잠상에 현상제를 공급하여 현상시키는 제1 내지 제4현상기;
    제1 내지 제4 색상의 잉크가 수용된 제1 내지 제4잉크카트리지;
    상기 제1 내지 제4잉크카트리지와 상기 제1 내지 제4현상기를 각각 연결하는 제1 내지 제4공급경로와 제1 내지 제4회수경로;
    상기 제1 내지 제4공급경로 및 상기 제1 내지 제4회수경로와 연결되어 상기 제1 내지 제4현상기와 상기 제1 내지 제4잉크카트리지 사이에서 잉크를 순환시키는다수의 다중헤드기어펌프를 포함하며, 상기 다중헤드기어펌프는,
    입구와 출구를 구비하는 하우징과, 상기 하우징 내에서 서로 맞물려 회전되면서 상기 입구로부터 출구로 유체를 펌핑하는 한 쌍의 펌핑기어를 구비하며, 서로 일렬로 배치되는 다수의 펌핑헤드;를 포함하며,
    상기 제1 내지 제4회수경로와 연결되는 펌핑헤드는 상기 제1 내지 제4공급경로와 연결되는 펌핑헤드보다 그 펌핑용량이 큰 것을 특징으로 하는 습식 화상형성장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4회수경로와 연결되는 펌핑헤드와 상기 제1 내지 제4공급경 로와 연결되는 펌핑헤드는 그 펌핑방향이 서로 반대인 것을 특징으로 하는 습식 화상형성장치.
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