KR100583654B1

KR100583654B1 - 구동력 전달장치 및 이를 이용한 화상형성장치

Info

Publication number: KR100583654B1
Application number: KR1020010072214A
Authority: KR
Inventors: 이이지마기이치로; 기도마모루
Original assignee: 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2006-05-26
Also published as: JP2003042242A; CN1388416A; CN1322376C; US20020176722A1; US6778795B2; JP4081644B2; KR20020090291A

Abstract

복수 열의 스루홀(3)이 적어도 하나의 평벨트(flat belt)(1)에 그 진행 방향을 따라 형성되어 있고, 상기 평벨트(1)의 상기 스루홀에 끼워 맞춰지는 복수 열의 돌기(4)가, 상기 평벨트(1)가 그 위에 걸쳐지는 적어도 하나의 인장부재(2) 상에 그 회전 방향을 따라 설치되어 있다.

구동력 전달장치, 화상형성장치, 평벨트

Description

구동력 전달장치 및 이를 이용한 화상형성장치{DRIVING FORCE TRANSMISSION APPARATUS AND IMAGE FORMING APPARATUS USING THE SAME}

도 1은 본 발명에 따른 구동력 전달장치를 개략적으로 나타내는 설명도.

도 2(a)는 본 발명의 다른 예에 따른 구동력 전달장치를 개략적으로 나타내는 설명도이고, 도 2(b)는 그 주요부를 나타내는 설명도.

도 3은 본 발명의 또다른 예에 따른 구동력 전달장치를 개략적으로 나타내는 설명도.

도 4는 실시예 1에 따른 화상형성장치의 전체 구조를 나타내는 설명도.

도 5는 실시예 1에 채용된 구동력 전달장치를 상세하게 나타내는 사시 설명도.

도 6(a)는 실시예 1에 채용된 구동력 전달장치의 정면을 나타내는 설명도이고, 도 6(b)는 그 평면도를 나타내는 설명도.

도 7(a)는 실시예 1에 채용된 구동력 전달장치의 주요부를 나타내는 설명도이고, 도 7(b)는 도 7(a)의 B 방향에서 본 도면이며, 도 7(c)는 도 7(a)의 C 방향에서 본 도면.

도 8(a)는 비교예에서의 평벨트의 스루홀과 풀리의 돌기간의 맞물린 상태를 나타내는 설명도이고, 도 8(b)는 본 실시예에서의 평벨트의 스루홀과 풀리의 돌기 간의 맞물린 상태를 나타내는 설명도이고, 도 8(c)는 평벨트가 사행(蛇行)할 때 본 실시예의 변형예에서의 평벨트의 스루홀과 풀리의 돌기간의 맞물린 상태를 나타내는 설명도이며, 도 8(d)는 평벨트가 사행할 때 본 실시예에서의 평벨트의 스루홀과 풀리의 돌기간의 맞물린 상태를 나타내는 설명도.

도 9는 실시예 1에 채용된 구동력 전달장치의 변형예를 나타내는 설명도.

도 10은 실시예 2에 따른 화상형성장치의 전체 구조를 나타내는 설명도.

도 11(a) 내지 도 11(d)는 실시예 3에 따른 구동력 전달장치와 그 변형예들을 나타내는 설명도.

도 12는 실시예 4에 따른 구동력 전달장치를 나타내는 설명도.

도 13(a)는 본 실시예에 채용된 인장 롤러를 나타내는 설명도이고, 도 13(b)는 본 실시예에 채용된 평벨트의 모양을 나타내는 설명도이며, 도 13(c)는 상기 인장 롤러의 분해사시도.

도 14는 본 실시예에 따른 구동력 전달장치의 작동을 나타내는 설명도.

도 15는 실시예 5에 따른 구동력 전달장치의 주요부를 나타내는 설명도.

도 16(a)는 실시예 6에 따른 구동력 전달장치의 주요부를 나타내는 설명도이고, 도 16(b)는 상기 구동력 전달장치의 작동을 나타내는 설명도.

도 17은 실시예 7에 따른 화상형성장치의 주요부를 나타내는 설명도.

도 18은 실시예 7에 채용된 구동력 전달장치의 외관을 나타내는 사시설명도.

도 19는 도 18의 후면측에서 본, 실시예 7에 채용된 구동력 전달장치를 나타내는 사시설명도.

도 20(a)는 자유회전부재의 구체예를 나타내는 설명도이고, 도 20(b)는 상기 자유회전부재의 축방향에 대한 위치 제한의 예를 나타내는 설명도.

도 21은 실시예 7에 채용된 구동력 전달장치의 변형예를 나타내는 설명도.

도 22(a)는 실시예 8에 따른 구동력 전달장치를 나타내는 설명도이고, 도 22(b)는 본 실시예에 채용된 평벨트의 구조를 나타내는 설명도.

도 23(a)는 본 실시예에 따른 구동력 전달장치의 스루홀의 주변부를 나타내는 설명도이고, 도 23(b)는 본 실시예에 따른 구동력 전달장치의 작동을 나타내는 설명도.

도 24는 비교예에 따른 구동력 전달장치의 작동을 나타내는 설명도.

도 25는 본 실시예에 채용된 평벨트의 제조방법을 나타내는 설명도.

도 26은 도 25에 도시된 평벨트의 제조방법에서 에지부 용접단계를 상세하게 나타내는 설명도.

도 27은 실시예 1에 따른 구동력 전달장치에 채용된 종동 풀리(driven pulley)에서의 회전 불균일을 나타내는 설명도.

도 28은 실시예 1에 따른 구동력 전달장치의 구동 결과를 나타내는 설명도.

도 29는 비교예에 따른 구동력 전달장치의 구동 결과를 나타내는 설명도.

도 30은 실시예 2에 따른 구동력 전달장치에 채용된 종동 풀리에서의 회전 불균일을 나타내는 설명도.

도 31은 종래 기술에 따른 구동력 전달장치의 문제점을 나타내는 설명도.

도 32는 종래 기술에 따른 구동력 전달장치를 사용하는 화상형성장치에서 화 상 캐리어부재의 회전 불균일과 농도 불균일 허용치 사이의 관계를 나타내는 설명도.

도 33은 평벨트를 사용하는, 종래 기술에 따른 구동력 전달장치에서 종동 풀리의 평균 회전속도와 부하 토크간의 관계를 나타내는 설명도.

도 34는 평벨트를 사용하는, 종래 기술에 따른 구동력 전달장치의 일예를 나타내는 설명도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

1: 평벨트

2: 인장부재

3: 스루홀

4: 돌기

본 발명은 일반적으로 복사기, 프린터, 팩시밀리, 또는 이러한 장치들로 이루어진 복합형 장치와 같은 화상형성장치에 사용되는 구동력 전달장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 걸침에 의해, 즉 복수의 인장부재 상에 무단 평벨트(endless-shaped flat belt)를 팽팽하게 걸침으로써 구동력을 전달하는 구동력 전달장치의 개선에 관한 것이고, 또한 이러한 구동력 전달장치를 채용하는 화상형성장치의 개선에 관한 것이다.

프린터 및 복사기와 같은 화상형성장치에 사용되는 구동력 전달장치는 이러한 구동력 전달장치의 구조적 결함이 직접적으로 화상 결함을 초래한다는 특정한 특성을 갖는다. 이러한 환경하에서, 높은 맞물림 비율, 높은 전달 속도 및 회전 불균일의 억제 등과 같은 다양하고도 고도한 요구를 충족시킬 것이 요청되고 있다.

높은 맞물림 비율 및 높은 전달 속도를 구현하기 위하여, 또는 종래 기술에 따른 화상형성장치의 구동력 전달장치로서 보다 낮은 회전 불균일 성능을 달성하기 위하여, 헬리컬 기어(helical gear)(예컨대, 일본 특개평 9-80840 및 5-72862호 참조)를 사용함으로써 구동력을 화상 캐리어로 전달하는 기술이 제안되어 왔다.

또한, 치부(齒部)가 설치된 벨트의 사용이 헬리컬 기어의 사용보다 낮은 회전 불균일 성능을 구현할 수 있기 때문에, 치부가 설치된 벨트를 사용하는 또다른 기술이 구동력 전달부재로서 제안되어 왔다.

더욱이, 치부가 설치된 벨트를 채용함으로써 구현되는 것보다 낮은 회전 불균일 구현하기 위하여, 헬리컬 기어 벨트를 사용하는 또다른 기술이 제안되어 왔다(예컨대, 일본 특개평 9-160332 및 10-26903호 참조).

일반적으로, 구동력 전달부재로서 헬리컬 기어가 사용되는 경우에, 맞물림 비율이, 이러한 구동력 전달부재로서 평기어(spur gear)가 사용되는 경우에 비하여, 쉽게 커지며, 또한 구동 기어와 종동 기어간의 맞물림이 천천히 수행된다. 그 결과, 상기 종동 기어에 전달되는 맞물림 진동이 상당히 감소된다는 것을 알 수 있다. 그러나, 그러한 구동력 전달부재로서 기어가 사용되는 경우에, 그러한 기술적 문제점이 회피될 수 없다. 즉, 회전 불균일이 백래시(back lash)에 의해 발생된 다.

환언하면, 구동기어가 종동기어를 회전 구동하도록 종동 기어에 맞물릴 때, 구동기어의 치부가 소정의 시간 동안만 종동기어의 치부와 서로 접촉하게 된다. 그러나, 이러한 기간이 경과한 후에, 구동기어의 치부와 종동기어의 치부는, 백래시를 의미하는, 다음 치부가 서로 맞물릴 때까지 비접촉 상태에 있게 된다. 그 결과, 백래시는 이들 구동/종동 기어의 다음 치부가 서로 맞물릴 때 진동을 발생시키며, 종동 기어는 주기적인 회전 불균일이 발생하는(즉, 기어 치부간의 맞물림이 반복되는) 요인을 구성한다.

이러한 백래시는 기어가 사용되는 경우에 원칙적으로 회피될 수 없다. 화상형성장치의 구동력 전달장치로서 기어가 사용되는 경우에, 종동기어는 그러한 기어 맞물림에 의해 진동하여 비강제적인 상태에서 백래시에 대응하는 움직임에 의해서만 쉽게 움직이게 된다. 그 결과, 맞물림 진동에 의해 초래된 작은 진동력도 주기적인 농도 불균일이 출력 화상에 발생하게 한다.

또한, 헬리컬 기어가 사용될 때에도, 평기어가 사용되는 경우에 비하여 맞물리는 치부의 총 수가 크게 증가하지 않는다. 결과적으로, 치부에 관한 변형 문제가 고려되면, 헬리컬 기어는 특히 맞물림 접촉부에 소정의 큰 경도를 갖는 물질을 사용하여 제조될 것이 요구된다.

그러나, 큰 경도를 갖는 물질로 구성된 구동기어가 큰 경도를 갖는 물질로 구성된 종동기어와 맞물리는 경우에는, 이러한 기어 맞물림에 의해 발생하는 진동을 흡수할 수 있는 부분이 구동력 전달 경로(즉, 몇 개의 회전부재가 기어 열에 의 해 구동되는 경우의 전달 경로)에 존재하지 않기 때문에, 구동기어를 종동기어와 맞물리게 함으로써 발생하는 맞물림 진동이 감쇄되지 않고 종동기어에 직접 전달된다. 따라서, 출력 화상에 주기적인 농도 불균일이 발생한다는 또다른 기술적 문제점이 있다.

한편, 치부가 설치된 벨트를 사용하는 구동력 전달장치에서는, 풀리와 맞물리는 치부가 설치된 벨트가 우수한 가요성를 갖는 고무 재료와 같은 재료로 이루어지기 때문에, 풀리를 치부가 설치된 벨트와 맞물리게 함으로써 발생하는 진동이 기어에 의해 발생하는 것보다 더 작을 것이 예상된다. 그러나, 실제 측정 결과, 이하에 설명하는 바와 같이, 치부가 설치된 벨트와 기어에 의해 발생하는 진동간의 실질적인 차이는 없다.

말하자면, 도 31은 평기어 벨트와 평기어 양자가 구동력 전달부재로서 사용되는 경우에 회전 불균일을 나타내는 도표이다.

도 31로부터 분명한 바와 같이, 평기어 벨트가 사용되는 경우에도, 평기어와 다르지 않은 회전 불균일 결과가 얻어진다.

분명히, 치부 피치를 좁힘으로써 회전 불균일은 향상될 수 있다. 그러나, 이러한 치부 피치가 과도하게 좁혀진 경우에, 부하 증가에 의해 초래되는 소위 "치부 스킵 현상(teeth skipping phenomenon)"이 발생하여, 기어가 실제로 구동될 수 없게 된다. 따라서, 큰 개선은 기대될 수 없다. 결과적으로, 평기어 벨트가 사용되는 경우에도, 출력 화상에 농도 불균일이 발생하는 것은 회피할 수 없다.

도 32는 프린터와 같은 화상형성장치에서 화상 캐리어 드럼의 회전 불균일과 농도(밀도) 불균일 허용치간의 관계를 나타낸다.

이 도면에서, 출력 화상에 포함된 농도 뷸균일이 인식될 수 있는, 화상 캐리어 드럼의 회전 불균일 레벨은, 상기 회전 불균일의 눈금을 구성하는 △V0-p(%)의 속도 변동율에서 대략 0.3%와 같다. 상기 불균일 레벨 이상의 속도 변동율이 발생하면, 출력 화상의 농도 불균일에 관한 문제가 있다. 결과적으로, 치부가 설치된 기어 및 벨트에서 발생하는 맞물림 진동 레벨은 이러한 농도(밀도) 불균일의 관점에서 매우 심각한 문제를 구성한다.

환언하면, 화상형성장치로서 회전 불균일 요건에 관하여, 매우 높은 레벨이 요구된다. 헬리컬 기어 벨트가 사용되는 경우에도, 평기어 벨트와 유사한 방식으로 소위 "치부 스킵 현상(teeth skipping phenominon)"이 발생한다. 도 31에 나타낸 평기어 벨트의 회전 불균일 레벨이 허용치 이하로 감소하는 개선을 달성하는 것은 어렵다.

결과적으로, 상기한 기술적인 문제를 해결할 수 있는 종래 기술에 따른 기술로서, 예컨대 다음과 같은 구동력 전달장치가 이미 제안되었다(예컨대, 일본 특개평 7-319254호 참조). 즉, 동일한 이동량만큼 복수의 화상 캐리어 드럼의 외부 주변면을 각각 이동하기 위한 구동력 전달장치로서, 무단 평벨트가 구동 풀리 및 종동 풀리 사이에 걸쳐져서 구동력을 전달한다.

이러한 타입의 구동력 전달장치에서는, 마찰력을 통하여 평벨트와 풀리(구동 풀리와 종동 풀리) 사이에 구동력이 전달되기 때문에, 원칙적으로 기어가 설치된 벨트와 기어를 맞물리게 함으로써 발생하는 맞물림 진동이 평벨트와 풀리 사이에서 발생하지 않는다. 그 결과, 종래 기술에 따른 상기 기술은 기어가 설치된 벨트와 기어가 사용되는 경우에 발생하는, 주기적인 농도 불균일이 출력 화상에 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

그러나, 평벨트를 사용하는 종래 기술에 따른 상기한 종류의 구동력 전달장치에서는, 평벨트와 풀리간의 구동력 전달이 마찰 전달을 활용하여 실현되기 때문에, 또 다른 기술적 문제, 즉 평벨트와 풀리간에 슬립(slip)이 새롭게 발생한다.

이 경우에, 도 33은 평벨트가 설치된 구동력 전달장치에서 종동 풀리의 평균 회전속도와 부하 토크간의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 33에 나타낸 바와 같이, 부하 토크가 한계값을 초과할 때, 종동 풀리의 평균 회전속도는 급속하게 감소한다. 그 이유는 다음과 같다. 즉, 통상의 슬립 량이 종동 풀리 축(즉, 종동 축)에 주어지는 부하의 증가와 함께 유사하게 증가하면서, 부하가 소정의 한계값 이상이 될 때, 평벨트와 구동 풀리간의 슬립 또는 평벨트와 종동 풀리간의 슬립이 급속하게 증가하여, 종동 풀리의 평균 회전 속도가 크게 낮아진다.

상기한 조건하에서 종동 풀리의 부하량 부근으로 구동력이 전달될 때, 이러한 종동 풀리의 속도는 시간이 경과함에 따라 불안정한 상태가 된다. 그 결과, 컬러가 시프트되고(컬러 편차) 및/또는 전사 불균일이 출력 화상에 발생하여, 통상의 화상형성 동작이 수행될 수 없다. 최악의 경우에는, 화상형성장치는 정지하거나 정상적으로 작동하지 않는다.

또한, 부하 토크의 한계값을 향상시키기 위하여, 벨트 초기 장력을 증가시키는 것이 유리하다. 환언하면, 벨트 초기 장력이 증가하기 때문에, 풀리에 대하여 벨트를 누르는데 사용되는 압력이 증가한다. 그 결과, 마찰 구동력이 증가하기 때문에, 부하 토크의 한계값이 증가한다.

그러나, 고무 벨트 및/또는 수지 벨트가 사용되는 경우에, 벨트 자체의 강성이 낮아서 큰 장력이 가해질 수 없다. 그 결과, 구동력 전달 시스템의 강성을 보장하고 또 안정한 구동력을 얻기 위하여 금속 벨트의 사용이 고려될 수 있다. 그러나, 도 33에 나타낸 바와 같이, 금속 벨트와 풀리간의 마찰 계수가 고무 벨트나 수지 벨트와 풀리간의 마찰 계수보다 극히 작기 때문에, 종동 풀리 축에 주어지는 부하의 한계값은 크게 개선될 수 없다. 이러한 고무 및 수지 벨트에 두배의 장력이 인가된 경우에도, 이들 벨트는 화상형성장치의 타깃 부하량을 달성함에 의해서는 구동될 수 없었다.

또한, 금속 벨트를 사용하여 부하 토크의 한계값을 개선시키기 위하여, 매우 큰 벨트 초기 장력이 금속 벨트에 가해지는 경우에, 풀리를 지지하기 위한 축이 수축된다. 그 결과, 각각의 풀리축의 정렬이 시프트되어 금속 벨트가 크게 사행(蛇行)하게 된다. 따라서, 풀리 상에 설치된 벨트 에지 가이드에 대하여 평벨트가 큰 힘으로 스치게 되므로, 벨트 에지부에 변형이 발생하여, 평벨트가 불안정한 상태로 구동되었다.

결과적으로, 실제의 화상형성장치에서 예측할 수 있는 종동 부하 조건하에서, 치명적인 결함, 예컨대 안정한 화상형성 동작이 구현될 수 없다. 이러한 금속 벨트 사용은 또한 만족스런 해법을 구성하지 못하였다.

또한, 풀리에 대한 벨트의 권선 각도가 증가하고, 이에 따라 장력에 의해 풀리에 가해지는 벨트 압력이 증가할 수 있다. 그 결과, 풀리에 대한 벨트 권선 각도의 증가는 벨트의 슬립에 효과적이다.

예컨대, 도 34에 나타낸 바와 같이, 다음과 같은 기술이 이미 제안되었다. 즉, 복수의 감광성 드럼용 구동력 전달장치로서 복수의 감광성 드럼(500: 500Y, 500M, 500C, 500K)에 대하여 동축식으로 구동 풀리(도시되지 않음)가 설치되면서, 평벨트(510)가 상기 구동 풀리에 감긴다. 구동 인장 풀리(501)와 종동 인장 풀리(502) 이외에, 수개의 보조 인장 풀리(511 내지 515)가 설치되어, 감광성 드럼(500) 구동용 풀리에 대한 평벨트(510)의 권선 각도가 커지는 것이 보장될 수 있다(예컨대, 일본 특개평 7-319254호, 10-111586호 및 10-161384호 참조). 부수적으로, 도 34에서, 참조 번호 505는 중간 전사 동작 또는 종이 반송에 사용되는 벨트 유닛을 나타낸다.

그러나, 이러한 타입의 구동력 전달장치에서는, 벨트(평벨트(510))에 장력을 인가하기 위하여 반드시 큰 공간이 필요하며, 또한 보조 인장 풀리(511 내지 515)를 지지하기 위한 지지부재가 반드시 설치된다. 간소화/저비용화의 관점에서 이러한 배치를 사용하는 것은 바람직하지 않다.

상기한 환경에서, 본 발명의 발명자는 예컨대 컬러 화상형성장치의 화상 캐리어 드럼용 구동력 전달장치로서 소위 천공 벨트를 사용하는 실시예를 고안하였다.

본 발명은 상기한 기술적 문제를 해결하기 위한 것으로, 구동력 전달장치 및 상기 구동력 전달장치를 이용한 화상형성장치를 제공하는 목적을 갖는다. 즉, 풀리와 같은 인장부재와 무단 평벨트 사이에서 발생하는 슬립에 기인한 구동력의 전달 에러를 제거하면서, 무단 평벨트가 복수의 인장부재 상에 걸쳐지는 구동력 전달장치에 있어서, 큰 부하가 피구동 부재에 가해지는 경우에도 안정한 상태에서 구동력이 전달될 수 있다.

본 발명의 일관점에 따르면, 구동력을 생성하는 구동원; 상기 구동력에 의해 구동되는 화상 캐리어; 및 상기 구동원에 의해 생성된 구동력을 상기 화상 캐리어로 전달하는 구동력 전달장치를 구비하며, 상기 구동력 전달장치가 진행 방향을 따라 복수의 스루홀을 갖는 제 1 무단 평벨트; 및 상기 제 1 평벨트의 복수의 스루홀이 끼워 맞춰지는 복수의 돌기를 갖는 회전부재를 구비하는, 화상형성장치가 제공된다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명은, 하나 또는 복수 세트의 무단 평벨트(1)를 복수의 인장부재(2)(예컨대, 2a 내지 2d) 상에 걸침으로써 구동력을 전달하는 구동력 전달장치에서, 복수 열의 스루홀(3)이 평벨트(1)의 진행 방향을 따라 적어도 하나의 평벨트에 형성되고, 상기 스루홀(3)과 맞물리는 복수 열의 돌기(4)가 상기 평벨트(1)가 인장부재(2)의 회전 방향을 따라 걸쳐지는 적어도 하나의 인장부재(2) 상에 설치된다는 점을 특징으로 한다.

예컨대 도 1에서, 구동원(도시되지 않음)으로부터 발생한 구동력이 하나의 인장부재(2a)에 전달될 때, 이 구동력은 상기 인장부재(2a)를 통하여 평벨트(1)에 전달되고, 다음에 이 구동력은 상기 평벨트(1)를 통하여 예컨대 인장부재(2b, 2c)와 동축식으로 설치된 종동부재(도시되지 않음)로 전달된다.

이러한 기술적 수단에서, 무단 평벨트(1)로서, 본 발명은 한 세트의 무단 평벨트 뿐만 아니라 복수 세트의 무단 평벨트에서도 제한되지 않는다.

또한, 인장부재(2)는 평벨트(1)에 장력을 인가할 수 있는 임의의 부재로부터 선택될 수 있고, 따라서 풀리, 롤러 등을 널리 포함할 수 있다.

또한, 구동력의 안정한 전달의 관점에서, 구동력 전달장치를 구성하는 각 부재의 강성이 크도록 선택되는 것이 바람직하다. 그 결과, 예컨대 금속 재료와 같이 큰 강성을 갖는 재료를 사용하여 상술한 평벨트(1)와 인장부재(2)가 제조되는 것이 바람직하다. 적절한 금속 재료로서, 내구성의 관점에서 스테인레스강이 사용되는 것이 바람직하다.

또한, 평벨트(1)에 있어서, 복수의 스루홀(3)이 상기 평벨트(1)의 진행 방향을 따라 배열된다. 스루홀(3)은 회전하는 인장부재(2) 상에 형성된 돌기(4)에 끼워 맞춰지기 때문에, 이들 스루홀(3)은 상기 평벨트(1)의 진행 방향을 따라 소정의 피치로 설치된다.

돌기(4)와 스루홀(3)의 모양은 임의로 선택될 수도 있다. 일반적으로, 돌기(4)와 스루홀(3)간의 장착 특성을 고려하여, 돌기(4)의 모양은 반구형으로 선택되는 한편, 스루홀(3)의 모양은 원형으로 선택된다.

특히, 본 발명에 따르면, 평벨트(1)에 형성된 복수 열의 전술한 스루홀(3)은 상기 평벨트(1)의 진행 방향을 따라 형성될 수 있다.

이 경우에, "복수 열의 스루홀이 평벨트(1)의 진행 방향을 따라 형성된다"는 표현은 복수 열의 스루홀(3)이 상기 평벨트(1)의 진행 방향에 수직한 폭방향에 대하여 배열되어 있다는 것을 의미하고, 상기 배열 방법은 임의로 선택될 수 있다.

전술한 바와 같이, 복수 열의 이들 스루홀(3)이 설치되면, 종동부재에 결합된 인장부재(2)(예컨대, 2b, 2c)의 축에 큰 부하 토크가 인가되는 경우에도, 상기 복수 열의 스루홀(3)에 의한 분배 방식으로 힘이 수용될 수 있다. 따라서, 스루홀(3)의 일부에 발생하는 파손이 효과적으로 방지될 수 있다.

또한, 이들 스루홀(3)의 바람직한 배열에 관하여, 평벨트(1)의 진행 방향에 수직한 폭방향에 대하여 서로 인접하여 위치하는 스루홀(3)은, 이들 스루홀(3)이 평벨트(1)의 진행 방향에 대하여 서로 중첩되지 않는 위치에 배치되는 것이 바람직하다.

이러한 스루홀 배치로 인하여, 스루홀(3)간의 벨트 강성이 보장되며, 따라서 큰 장력이 벨트 초기 장력으로서 인가되는 경우에도 벨트 사행(蛇行) 동작에 기인한 스루홀(3)의 홀 부분에서 발생하는 파손이 효과적으로 방지된다.

또한, 전술한 구동력 전달장치에 관한 본 발명이 화상형성장치에 적용되는 경우에, 다음의 화상형성장치가 얻어진다.

본 발명에 따른 화상형성장치는, 구동력을 발생시키는 구동원; 상기 구동원으로부터 발생한 구동력을 수용함으로써 회동되는 화상 캐리어; 및 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 구동원으로부터 발생한 구동력을 상기 화상 캐리어로 전달하는 구 동력 전달장치를 구비하는 화상형성장치이며, 상기 구동력 전달장치는, 상기 구동원과 상기 화상 캐리어 사이에 배치된 복수의 인장부재(2); 및 이들 복수의 인장부재(2) 상에 걸쳐지는 하나 또는 복수의 무단 평벨트(1)를 구비하고, 상기 평벨트(1)의 진행 방향을 따라 적어도 하나의 평벨트(1)에 복수 열의 스루홀(3)이 형성되고; 상기 스루홀(3)과 맞물리는 복수 열의 돌기(4)가 상기 평벨트(1)가 상기 인장부재(2)의 회전 방향을 따라 걸쳐지는 적어도 하나의 인장부재(2) 상에 설치된다.

여기에서, 화상 캐리어로서, 감광성 부재 이외에 중간 전사부재 및 종이와 같은 판 반송부재가 포함된다. 이들 화상 캐리어 부재의 형식으로서, 드럼 형상(원통형) 부재 이외에 무한 벨트부재가 포함된다.

이러한 화상형성장치에 따르면, 전술한 구동력 전달장치가 화상형성장치에 적용되는 경우에, 기어와 기어를 설치한 벨트를 사용하는 종래 기술에 따른 구동력 전달장치에 비하여, 스루홀이 돌기와 맞물릴 때 진동이 발생하지 않으며, 따라서 주기적인 농도(밀도) 불균일과 같은 화상 결함이 출력 화상에 발생한다는 문제를 방지할 수 있다.

또한, 구동력은 각 인장부재(2)의 돌기(4)를 평벨트(1)의 스루홀(3)과 서로 맞물리게 함으로써 전달된다. 그 결과, 큰 부하가 가해지는 경우에도, 평벨트와 풀리간에 가해지는 마찰력을 사용하여 구동력이 전달되는 종래 기술과 비교하여, 평벨트와 풀리는 슬립하지 않는다. 또한, 보다 큰 부하가 가해질 때에도, 스루홀(3)의 홀 부분이 파손될 위험은 없다. 따라서, 화상 결함의 발생을 방지할 수 있으며, 예컨대 컬러 시프트, 컬러 편차, 및/또는 화상 전사 불균일이 출력 화상에 발생하지 않는다. 따라서, 안정한 화상형성 동작이 수행될 수 있다.

또한, 에너지 절감 및 비용 절감의 관점에서, 이하에 후술하는 경우, 즉 화상 캐리어뿐만 아니라 전사 롤러와 정전 충전 롤러와 같은 회전부재가 하나의 구동원에 의해 회전 구동되는 한편, 이러한 회전부재가 화상 캐리어에 접촉하여 회전 구동되는 경우, 및 구성 요소의 총수를 줄이기 위하여 이들 화상 캐리어 및 다른 회전부재에 사용되는 베어링에 대하여 롤러 베어링 대신에 슬라이드 베어링이 사용되는 경우에, 화상 캐리어에 가해지는 회전 부하가 증가하는 경향이 있다. 그 결과, 본 발명은 상기한 화상형성장치에 적용되는 것이 바람직하다.

또한, 화상형성장치 내에는 복수 계통의 화상 캐리어가 설치된 화상형성장치가 있다.

이 경우에, 본 발명의 장점에 유용하도록, 즉 회전 부하가 큰 경우에도 평벨트(1)와 풀리와 같은 인장부재(2) 사이에서 슬립이 발생하지 않고, 평벨트(1)에 형성된 스루홀(3)의 홀 부분의 파손이 방지될 수 있으며, 화상 결함, 예컨대 컬러 시프트나 전사 불균일이 출력 화상에 발생하지 않도록 하기 위하여, 본 발명은 보다 큰 회전 부하가 가해지는 복수 계통의 화상 캐리어에 적용되는 것이 바람직하다.

이런 경우에, 본 발명의 화상형성장치는, 구동력을 발생시키는 구동원; 상기 구동원으로부터 발생한 구동력을 수용함으로써 회전 구동되는 화상 캐리어; 및 상기 구동원으로부터 발생한 구동력을 상기 화상 캐리어로 전달하는 구동력 전달장치를 구비하는 화상형성장치이며, 도 1에 나타낸 구동력 전달장치는, 복수 계통의 화상 캐리어 중에서 최대의 회전 부하가 가해지는 계통 화상 캐리어로 구동력을 전달할 수 있는 구동력 전달장치로서 채용될 수 있다.

본 실시예에서, "회전 부하가 최대인 계통의 화상 캐리어로 구동력을 전달할 수 있는 구동력 전달장치"라는 표현은, 어떤 계통에 속하는 복수의 화상 캐리어가 있다는 가정하에서 주 이미지 캐리어용으로 설치된 구동력 전달 시스템을 의미하며, 각각의 화상 캐리어용 구동력 전달 시스템이 병렬로 설치된다. 또한, 이러한 "구동력 전달장치"는 어떤 시스템에 속하는 복수의 화상 캐리어가 있다는 가정하에서 최대 회전 부하를 갖는 화상 캐리어를 포함하는 복수의 화상 캐리어용 전체 구동력 전달 시스템을 의미하며, 각각의 화상 캐리어용 구동력 전달 시스템은 직렬로 설치된다.

또한, 복수 계통의 화상 캐리어가 단일 구동원에 의해 회전 구동되는 경우에, 1 계통의 화상 캐리어에 가해지는 외란이 또다른 화상 캐리어에 영향을 줄 위험이 있다. 이러한 외란으로서, 다음의 경우가 고려될 수 있다. 예컨대, 세정 장치가 전달장치와 접촉 및/또는 이 전달장치로부터 분리되며, 물품이 기록 시트 상으로 올라가거나 및/또는 기록 시트 아래로 내려온다.

이러한 경우에, 2 계통의 화상 캐리어가 설치된 화상형성장치에서, 본 발명에 따르면, 구동력 전달장치는, 하나의 구동원으로부터 제 1 계통의 화상 캐리어로 구동력을 전달하는 제 1 평벨트, 및 하나의 구동원으로부터 제 2 계통의 화상 캐리어로 구동력을 전달하는 제 2 평벨트를 구비한다.

화상형성장치가 상기와 같이 구성되어 있기 때문에, 어떤 외란이 제 1 계통의 화상 캐리어에 가해지고 이 외란이 제 1 평벨트를 통하여 구동원에 전달되는 경우에도, 구동원은 그 특성에 기초하여 이 외란을 상쇄하여, 이 외란이 제 2 평벨트를 통하여 제 2 계통의 화상 캐리어로 전달되지 않게 된다. 구동원의 이러한 특성에 관하여, 구체적으로는, 구동원이 그 자체로부터 구동 토크(즉, 제 1 평벨트 및 제 2 평벨트에 가해진 부하 토크의 합)를 발생시켜서적절한 두고, 종동 풀리가 평벨트로부터 직접적으로 외란(토크 변동)을 받는 경우보다는 외란이 DC적으로 큰 토크 발생원을 통과하는 경우가 구동원의 유지력이 유효하기 때문에 이 외란에 대한 악영향이 다소 작아질 수 있다. 역으로, 제 2 계통의 화상 캐리어에 외란이 인가될 때, 유사한 효과가 달성될 수 있다.

이 경우에, 2 계통의 화상 캐리어의 관계에 관하여 다양한 실시예가 고려될 수 있다: 즉, 1) 제 1 계통 화상 캐리어는 기록 시트에 직접 접촉하지만, 제 2 계통 화상 캐리어는 상기 기록 매체에 직접 접촉하지 않는 실시예; 2) 제 1 계통에 속하는 화상 캐리어 표면상에 유지된 토너 화상의 컬러가 제 2 계통에 속하는 화상 캐리어 상에 유지된 토너 화상의 컬러와 다른 실시예; 3) 제 1 계통 화상 캐리어에는 세정 장치가 접촉/이간되지 않지만, 제 2 계통 화상 캐리어에는 세정 장치가 접촉/이간되는 실시예; 4) 제 1 계통 화상 캐리어에는 전사 장치가 접촉/이간되지 않지만, 제 2 계통 화상 캐리어에는 전사 장치가 접촉/이간되는 실시예; 및 5) 세정 장치와 전사 장치가 인접하고 제 1 계통 및 제 2 계통 화상 캐리어에 세정 장치 및 전사 장치가 다른 타이밍에 이간되는 실시예.

또한, 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 구동력 전달장치는, 한 또는 복수의 무단 평벨트(1)를 복수의 인장부재(2)(예컨대, 2a 내지 2d) 상에 걸침으로써 구동력을 전달하는 구동력 전달장치에 있어서, 상기 평벨트(1)의 진행 방향에 수직한 폭방향을 따라 길어지는 긴 구멍형 스루홀(3a)이 상기 평벨트(1)의 진행 방향을 따라 적어도 하나의 평벨트(1)에 형성되고; 상기 인장부재(2)의 회전 방향을 따라 상기 평벨트(1)가 걸쳐지는 적어도 하나의 인장부재 상에 기둥형 돌기(4a)가 형성되며, 상기 기둥형 돌기(4a)는 상기 평벨트(1)의 상기 긴 구멍형 스루홀(3a)에 끼워 맞춰지고, 또 상기 인장부재(2)의 회전 방향에 수직한 폭방향을 따라 연장하고 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 기술적 수단에 있어서, 평벨트(1) 및 인장부재(2)의 재료는 도 1에 나타낸 전술한 실시형태와 유사하다.

또한, 평벨트(1)는 진행 방향을 따라 배열된 긴 구멍형 스루홀(3a)을 갖는다. 회전하는 인장부재(2) 상에 형성된 기둥형 돌기(4a)에 끼워 맞춰지도록 각각의 스루홀(3a)이 사용되기 때문에, 이들 스루홀(3a)은 평벨트(1)의 진행 방향을 따라 소정 피치로 설치된다.

이 경우에, 통상적으로 긴 구멍형 스루홀(3a)의 모양은 세로 방향을 따라 직선부를 갖고 또한 곡선부를 갖는다.

한편, 통상적으로 기둥형 돌기(4a)의 모양은 반원 원기둥형이지만, 긴 구멍형 스루홀(3a)에 대한 그 맞물림 및 이격 동작이 부드러운 방식으로 수행될 수 있다면, 그 모양에 제한되는 것은 아니다.

또한, 본 실시형태는 긴 구멍형 스루홀(3a)과 기둥형 돌기(4a)를 구비하는 구동력 전달장치의 전부를 커버한다. 선택적으로, 본 실시형태는 긴 구멍형 스루홀(3a)이 아닌 원형 스루홀(3b)(도 2(b) 참조)이 설치되거나 또는 기둥형 돌기(4a)가 아닌 반구형 돌기(4b)(도 2(b) 참조)가 설치된 구동력 전달장치를 수반할 수도 있다.

전술한 바와 같이, 긴 구멍형 스루홀(3a)이 설치되면, 큰 부하 토크가 종동부재에 결합된 인장부재(2)(예컨대, 2b, 2c)의 축에 인가되는 경우에도, 평벨트(1)의 긴 구멍형 스루홀(3a)과 인장부재(2)의 기둥형 돌기(4a) 사이의 맞물림 방식은 다른 직경을 갖는 원의 점접촉과 같지 않으며(즉, 원형 스루홀과 반구형 돌기), 선형 접촉부와 동일하다. 즉, 긴 구멍형 스루홀(3a)의 세로 선모양부(직선형 부분 또는 곡선형 부분)와 인장부재(2) 상에 형성된 기둥형 돌기(4a)의 선모양부 사이에 설정된 선형 접촉부에 의해 수용되도록 구동력이 분산될 수 있다. 그 결과, 긴 구멍형 스루홀(3a)의 홀 부분에 발생하는 파손이 효과적으로 방지될 수 있다.

또한, 전술한 구동력 전달장치에 관한 진보적인 사상이 화상형성장치에 인가될 때, 이하의 화상형성장치가 달성될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 화상형성장치는, 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 구동력을 발생시키는 구동원; 상기 구동원으로부터 발생된 구동력을 수용함으로써 회전 구동되는 화상 캐리어; 및 상기 구동원으로부터 발생한 구동력을 상기 화상 캐리어로 전달하는 구동력 전달장치를 구비하는 화상형성장치에 있어서, 상기 구동력 전달장치는, 상기 구동원과 상기 화상 캐리어 간에 배치된 복수의 인장부재(2); 및 이들 복수의 인장부재(2) 상에 걸쳐지는 하나 또는 복수의 무단 평벨트를 구비하며, 상 기 평벨트(1)의 진행 방향에 수직한 폭방향을 따라 연장하는 긴 구멍형 스루홀(3a)이 상기 평벨트(1)의 진행을 따라 적어도 하나의 상기 평벨트(1)에 형성되고; 상기 평벨트(1)의 긴 구멍형 스루홀(3a)에 끼워 맞춰지며 상기 인장부재(2)의 회전 방향에 수직한 폭방향을 따라 연장하는 기둥형 돌기(4a)가 평벨트(1)가 걸쳐지는 적어도 하나의 상기 인장부재(2) 상에 상기 인장부재(2)의 회전 방향을 따라 형성된 것을 특징으로 한다.

이 경우에, 화상 캐리어로서 감광성부재와 중간 전사부재 및 종이와 같은 시트 반송부재가 구비될 수 있다. 이들 화상 캐리어부재의 실시형태로서, 드럼 형상 (원기둥 형상)부재 및 무한 벨트부재가 구비될 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 도 1에 나타낸 실시형태와 유사한 작용 및 효과가 달성될 수 있다.
또한, 본 실시형태의 구동력 전달장치 내에, 도 2(a) 및 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 적어도 하나의 평벨트(1)가 긴 구멍형 스루홀(3a) 또는 긴 구멍형 스루홀(3a)과 원형 스루홀(3b) 양자를 갖는 반면, 적어도 하나의 인장부재(2)가 기둥형 돌기(4a)와 반구형 돌기(4b) 양자를 가질 수 있다. 기둥형 돌기(4a)는 긴 구멍형 스루홀(3a)에 끼워 맞춰지는 한편, 반구형 돌기(4b)는 긴 구멍형 스루홀(3a)이나 원형 스루홀(3b)에 끼워 맞춰진다.

이 때에, 원형 스루홀(3b)이 설치되는 실시형태에서, 이들 원형 스루홀(3b)은 소정의 피치로 설치되고, 반구형 돌기(4b)가 이들 원형 스루홀(3b)에 대응하여 설치될 수 있다.

이 경우에, 기둥형 돌기(4a)와 반구형 돌기(4b) 간의 레이아웃에 관하여, 임의의 적절히 선택된 돌기 레이아웃, 예컨대 모든 돌기나 하나 걸러 하나의 돌기가 대응하는 스루홀에 대하여 형성될 수 있다. 이들 돌기(4a, 4b)의 양에 관하여, 양 돌기(4a, 4b)의 총 수는 항상 서로 같은 것은 아니며, 적절한 분포비에 기초하여 분포될 수 있다.

또한, 원형 스루홀(3b)이 설치되지 않는 실시형태에서는, 반구형 돌기(4b)가 긴 구멍형 스루홀(3a)에 끼워 맞춰진다. 이 경우에, 기둥형 돌기(4a) 및 반구형 돌기(4b) 양측에 끼워 맞춰지는 긴 구멍형 스루홀(3a)의 모양은 돌기(4a/4b)의 모양과 다를 수 있지만, 평벨트(1)의 구조가 단순해질 수 있다는 기술적인 관점을 고려할 때 동일 구조를 갖는 긴 구멍형 스루홀(3a)을 채용하는 것이 바람직하다.

또한, 통상적으로, 긴 구멍형 스루홀(3a)에 끼워 맞춰지는 한 쌍의 반구형 돌기(4b)가 세로 방향을 따라 긴 구멍형 스루홀(3)의 양측에 설치된다. 그러나, 본 발명은 이러한 구조에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 3 이상의 세트의 반구형 돌기(4b)가 형성될 수도 있다.

상기 실시형태에서, 도 2(a) 및 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 이하의 가정에 기초하여서는 "d1 ≤d3 ≤d2"의 관계가 바람직하게 만족스럽다. 즉, 기둥형 돌기(4a)의 에지부와 긴 구멍형 스루홀(3a)의 에지부 사이의, 평벨트(1)의 진행 방향을 따른 간격이 "d1"이라 하고, 기둥형 돌기(4a)의 에지부와 긴 구멍형 스루홀(3a)의 에지부 사이의, 평벨트(1)의 폭방향을 따른 또다른 간격이 "d2"라 하고, 반구형 돌기(4b)의 에지부와 긴 구명형 또는 원형 스루홀(3a 또는 3b)의 에지부 사이의, 평벨트(1)의 폭방향을 따른 간격이 "d3"라 한다.

이 경우에, 기둥형 돌기(4a)는 주로 인장부재(2)에 가해지는 부하 토크에 대한 작용력을 분산시킬 수 있는 한편, 반구형 돌기(4b)는 주로 평벨트(1)의 사행 방향에 대한 위치를 제한할 수 있다.

결과적으로, 평벨트(1)의 사행 동작이 효과적으로 회피될 수 있는 한편, 부하 토크가 분산될 수 있고 또 이들 스루홀 위치(즉, 긴 구멍형 스루홀(3a)과 원형 스루홀(3b))의 파손이 방지될 수 있다.

또한, 본 발명은 전술한 관계(d1 ≤d3 ≤d2)를 만족시킬 수 있는 구동력 전달장치가 합체되는 화상형성장치에 관한 것이다.

이 경우에, 본 발명의 화상형성장치는, 도 2(a) 및 2(b)에 나타낸 바와 같이, 구동력을 발생시키는 구동원; 상기 구동원으로부터 발생한 상기 구동력을 수용함으로써 회전 구동되는 화상 캐리어; 및 상기 구동원에 의해 발생한 구동력을 상기 화상 캐리어로 전달하는 구동력 전달장치를 구비하며, 상기 구동력 전달장치는, 상기 구동원과 상기 화상 캐리어 사이에 배치된 복수의 인장부재(2); 및 상기 복수의 인장부재(2) 위에 걸쳐지는 하나 이상의 무단 평벨트(1)를 구비하고, 상기 구동력 전달장치는 전술한 관계(d1 ≤d3 ≤d2)를 만족시킬 수 있다.

화상형성장치 내에 복수 계통의 화상 캐리어가 설치된 화상형성장치가 있는 한편, 본 발명의 진보적인 사상은, 도 1에 나타낸 구동력 전달장치가 합체되는 전술한 화상형성장치와 유사하게, 회전 부하가 큰 계통에 속한 화상 캐리어에 적용되는 것이 바람직하다.

이 경우에, 본 발명의 화상형성장치는, 구동력을 발생시키는 구동원; 상기 구동원으로부터 발생한 상기 구동력을 수용함으로써 회전 구동되는 화상 캐리어; 및 상기 구동원으로부터 발생한 구동력을 상기 화상 캐리어로 전달하는 구동력 전달장치를 구비하는 화상형성장치에 의해 구현되며, 도 2에 나타낸 상기 구동력 전달장치는, 복수 계통의 화상 캐리어 중에서 최대의 회전부하가 인가되는 일 계통의 화상 캐리어에 구동력을 전달할 수 있는 구동력 전달장치로서 사용될 수 있다.

또한, 하나의 구동원을 사용하여 2계통의 화상 캐리어가 회전 구동되는 경우에, 본 발명에 따른 2계통의 화상 캐리어가 설치된 화상형성장치는, 하나의 구동원으로부터 제 1 계통의 화상 캐리어로 구동력을 전달하는 제 1 평벨트, 및 하나의 구동원으로부터 제 2 계통의 화상 캐리어로 구동력을 전달하는 제 2 평벨트를 구비할 수 있는 구동력 전달장치에 의해 특징지워질 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 구동력 전달장치는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 복수의 무단 평벨트(1)를 복수의 인장부재(2)(예컨대, 2a 내지 2c) 상에 걸침으로써 구동력을 전달하는 구동력 전달장치에 의해 특징지워지는데, 여기서 구동력이 전달되는 인장부재(2)의 적어도 하나(예컨대, 2a)에 자유회전부재가(5)가 자유롭게 회전할 수 있도록 설치되고, 인장부재(2a)의 회전축에 대하여 동축식으로 배치되며; 평벨트(1)가, 상기 자유회전부재(5)가 설치된 인장부재(예컨대, 2a)와는 다른, 서로 인접하게 위치하는 인장부재(2)(예컨대, 2b 및 2c) 상에 상기 자유회전부재(5)를 통하여 걸쳐진다.

다음에, 도 3에서, 구동력이 인장부재(2)(예컨대, 2a)로 전달될 때, 구동력이 이 인장부재(2a)를 통하여 평벨트(1)로 전달되고, 다음에 이 구동력이 상기 평벨트(1)를 통하여, 예컨대 인장부재(2b, 2c)에 동축식으로 설치된 종동부재(도시되지 않음)로 전달된다.

이 때에, 평벨트(1)가 자유회전부재(5)를 통하여 인장부재(2b, 2c)에 대하여 걸쳐지기 때문에, 인장부재(2b, 2c)에 대한 평벨트(1)의 권선 각도가 충분히 큰 권선 각도로서 보장될 수 있고, 또한 이 평벨트(1)와 종동부재가 결합되는 인장부재(2b, 2c) 사이에 마찰 저항이 충분히 큰 마찰 저항으로 될 수 있다. 따라서, 평벨트(1)로부터 유도된 구동력은 인장부재(2b, 2c)로 확실하게 전달될 수 있다.

한편, 회전부재(5)가 동축식으로 인장부재(2)(예컨대, 2a)의 회전축 상에 자유회전 가능하게 설치되기 때문에, 자유회전부재(5)의 설정공간을 특별히 보장할 필요는 없다.

결과적으로, 보조 인장 풀리를 종래와 같이 지지하기 위한 별도의 부재와 특별한 공간이 요구되지 않는다. 또한, 평벨트(1)의 권선 각도가 구동부재가 결합되는 인장부재(2)(예컨대, 2b, 2c)에 대하여 충분히 큰 권선 각도로 설정될 수 있다.

이러한 기술적 수단에서, 평벨트(1)로서, 본 발명은 한 세트의 평벨트에만 제한되지 않고, 복수 세트의 평벨트일 수 있다. 또한, 인장부재(2)는 풀리, 롤러 등을 폭넓게 포함할 수 있다.

이 경우에, "구동력이 전달되는 인장부재(2)(예컨대, 2a)"라는 표현은 인장부재(2)가 구동원에 직접 결합될 수 있거나, 또는 인장부재(2)가 또다른 구동력 전달 시스템에 의해 구동될 수 있다는 것을 의미한다.

또한, "자유회전부재(5)"라는 표현은, 자유롭게 회전할 수 있고 구동력이 전달되는 인장부재(2)(예컨대, 2a)의 회전축에 대하여 동축식으로 설치되어야 하며, 베어링, 칼라(collar) 등을 널리 포함하는 부재를 의미한다.

또한, 도 3에 나타낸 실시형태에서, 평벨트(1)는 통상적인 벨트를 포함할 수 있다. 선택적으로, 평벨트(1)와 인장부재(2) 사이에 생기는 슬립을 효과적으로 회피한다는 관점에서, 다음의 변경예을 채용하는 것이 바람직하다. 즉, 1열 또는 복수 열의 스루홀(도시되지 않음)이 평벨트의 진행 방향을 따라 적어도 하나의 평벨트(1)에 형성되는 한편, 평벨트(1)의 스루홀에 끼워 맞춰지는 돌기가 평벨트(1)가 걸쳐지는 적어도 하나의 인장부재(2)에 설치된다.

이러한 변경예에 따르면, 인장부재(2)에 대한 평벨트(1)의 권선 각도가 커질 수 있기 때문에, 이들 돌기에 끼워 맞춰지는 스루홀 부분에 가해지는 힘이 분산될 수 있고, 이들 스루홀 부분의 파손이 효과적으로 방지될 수 있다.

또한, 자유회전부재(5)가 인장부재(2)의 회전축 방향을 따라 이동할 때, 이 자유회전부재(5) 상에 걸쳐지는 평벨트(1)가 사행하기 때문에, 평벨트(1)의 사행 동작이 효과적으로 방지된다는 기술적 관점에서, 축 방향을 따라 이 자유회전부재(5)의 위치를 제한하는 것이 바람직하다.

이 경우에, 자유회전부재(5)는 인장부재(2)의 회전축의 축 방향에 대하여 위치제한부재(도시되지 않음)에 의해 위치 제한될 수 있다.

또한, 자유회전부재(5) 자체가 축방향을 따라 위치 제한되는 경우에도, 자유회전부재(5) 상에 걸쳐지는 평벨트(1) 자체가 사행하게 될 위험이 있다. 이러한 벨트 사행 동작의 발생을 효과적으로 방지할 수 있는 기술적 관점에서, 자유회전부재(5)에는 이 자유회전부재(5) 상에 걸쳐지는 평벨트(1)의 진행 방향에 수직한 폭방향에 대하여 이 자유회전부재(5)의 위치를 제한하는 위치제한부가 설치된다.

이 경우에, "위치제한부"라는 표현은, 평벨트(1)에 스루홀이 설치되는 경우에 스루홀에 끼워 맞춰지는 돌기들과, 또한 평벨트(1)의 사행 동작을 방지할 수 있는 제한 벽을 널리 포함할 수 있다.

또한, 전술한 구동력 전달장치에 관한 진보적인 사상이 화상형성장치에 적용될 때, 다음과 같은 화상형성장치가 달성될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 화상형성장치는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 구동력을 발생시키는 구동원; 상기 구동원으로부터 발생한 상기 구동력을 수용함으로써 회전 구동되는 화상 캐리어; 및 상기 구동원에 의해 발생한 구동력을 상기 화상 캐리어로 전달하는 구동력 전달장치를 구비하는 화상형성장치에 의해 특징지워지는데, 상기 구동력 전달장치는, 상기 구동원과 상기 화상 캐리어 사이에 배치된 복수의 인장부재(2)(예컨대, 2a 내지 2c); 및 상기 복수의 인장부재(2) 위에 걸쳐지는 하나 이상의 무단 평벨트(1)를 구비하며, 인장부재(2) 중에서 하나의 인장부재(예컨대, 2a)의 회전축에 대하여 동축식으로 자유회전 가능하게 배치된 자유회전부재(5)가 구동력이 전달되는 적어도 하나의 인장부재(2a) 상에 설치되고, 또한 평벨트(1)가 서로 인접하여 위치하는, 이 자유회전부재(5)가 설치되는 인장부재(2a)와는 다른 인장부재(2)(예컨대, 2b, 2c)에 대하여 자유회전부재(5)를 통하여 걸쳐진다.

이러한 화상형성장치에 따르면, 도 3에 나타낸 구동력 전달장치는 불필요한 레이아웃 공간의 확대 없이도 복수의 인장부재(2)에 대한 평벨트(1)의 큰 권선 각도를 보장할 수 있고, 또한 구동력의 전달 에러를 줄일 수 있다. 결과적으로, 이 화상형성장치는 간소화/저비용화 관점의 요구를 충족시킬 수 있는 한편, 컬러 시프트나 컬러 편차, 및/또는 출력 화상에 발생하는 화상 전사 불균일과 같은 화상 결함의 발생을 피할 수 있다. 따라서, 안정한 화상형성 동작이 수행될 수 있다.

또한, 에너지 절감 및 비용 절감의 관점에서, 화상 캐리어에 가해지는 회전부하가 이하의 경우에 증가하는 경향이 있다. 즉, 화상 캐리어뿐만 아니라 전사 롤러와 정전 충전 롤러와 같은 회전부재가 단일 구동원에 의해 회전 구동되는 한편, 이들 회전부재가 화상 캐리어와 접촉하여 회전 구동되는 경우; 및 구성요소의 총 수를 줄이기 위하여, 이들 화상 캐리어 및 다른 회전부재에 사용되는 베어링에 대하여 롤러 베어링 대신에 슬라이드 베어링이 사용되는 경우가 있다. 결과적으로, 본 발명의 진보적인 사상은 이러한 화상형성장치에 적용되는 것이 바람직하다.

또한, 화상형성장치 내에 복수 계통의 화상 캐리어가 설치되는 화상형성장치가 있다. 이 경우에, 본 발명의 진보적인 사상은 도 1에 나타낸 구동력 전달장치가 합체된 화상형성장치와 유사하게 보다 큰 회전 부하가 가해지는 복수 계통의 화상 캐리어에 적용되는 것이 바람직하다.

이 경우에, 본 발명의 화상형성장치는, 구동력을 발생시키는 구동원; 상기 구동원으로부터 발생한 상기 구동력을 수용함으로써 회전 구동되는 화상 캐리어; 및 상기 구동원으로부터 발생한 구동력을 상기 화상 캐리어로 전달하는 구동력 전달장치를 구비하는 화상형성장치에 의해 구현되는데, 도 3에 나타낸 구동력 전달장 치는, 복수 계통의 화상 캐리어 중에서 최대의 회전부하가 가해지는 1계통의 화상 캐리어로 구동력을 전달할 수 있는 구동력 전달장치로서 사용될 수 있다.

또한, 단일 구동원에 의해 2계통의 화상 캐리어가 회전 구동되는 경우에, 본 발명에 따른 화상형성장치는, 2계통의 화상 캐리어가 설치된 화상형성장치에 의해서 구현될 수 있는데, 여기에서 구동력 전달장치는, 단일 구동원으로부터 제 1 계통의 화상 캐리어로 구동력을 전달하는 제 1 평벨트; 및 단일 구동원으로부터 제 2 계통의 화상 캐리어로 구동력을 전달할 수 있는 제 2 평벨트를 구비한다.

상기 구동력 전달장치 및/또는 화상형성장치에서는, 통상적으로, 평벨트(1)의 구조가 한 장의 벨트부재에 의해 구성된다. 그러나, 평벨트(1)가 인장부재(2) 상에 쉽게 걸쳐질 수 있고 또 각각의 스루홀(3, 3a, 3b)의 홀 부분에 발생하는 파손이 확실하게 방지될 있다는 관점을 고려하면, 적어도 하나의 평벨트(1)가 다음과 같이 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 동일한 재료 또는 실질적으로 동일한 재료 특성을 갖는 복수의 벨트부재가 이들 벨트부재의 적어도 일부분이 고정되도록 서로 중첩되고, 또한 이들 벨트부재가 독립적으로 압축/팽창될 수 있다.

즉, 본 실시예의 평벨트(1)는, 동일 재료 또는 동일 재료 특성(구체적으로 말하자면, 장력 강도 및 휨 강도)을 갖는 복수의 벨트부재가 서로 중첩되는 식으로, 인장부재(2) 또는 자유회전부재(5) 상에 감긴다.

이 때에, 복수의 벨트부재가 서로 중첩하는 경우에도, 이 평벨트(1)의 휨 강성은 한 장의 벨트부재가 갖는 휨 강성과 실질적으로 동일하다. 즉 작은 휨 강도가 얻어질 수 있다. 결과적으로, 평벨트(1)는 안정한 상태에서 인장부재(2) 및 자 유회전부재(5) 상에 감길 수 있다.

또한, 동일한 재료 또는 실질적으로 동일한 재료 특성을 갖는 벨트부재가 서로 중첩되고 중첩된 벨트부재가 사용되기 때문에, 스루홀(3, 3a, 3b)의 홀 부분에 가해지는 힘에 대한 평벨트(1)의 강성은 증가될 수 있다. 또한, 평벨트(1)가 감기는 인장부재(2)에 부하 토크가 생기는 경우에, 복수의 벨트부재는 벨트 장력의 변화에 따라 실질적으로 동일한 모양을 갖도록 변형된다. 그 결과, 작용력이 단일 평벨트(1)의 스루홀 부분에 집중적으로 가해지지 않고, 또한 이 스루홀 부분의 파손이 효과적으로 방지되어, 안정한 벨트 구동 동작을 야기할 수 있다.

또한, 본 실시예에서, 평벨트(1)에는 각각의 스루홀(3, 3a, 3b)이 설치되기 때문에, 서로 중첩되는 벨트부재는 서로에 대하여 바람직하게 및 상호적으로 위치 결정된다.

이 경우에, 벨트부재의 적어도 일부가 고정될 필요가 있다. 벨트부재의 고정방법으로서, 이들 벨트부재의 일부가 용접되거나, 또는 서로 접착된다. 그 결과, 이들 벨트부재는 항상 확고하게 서로 중첩되는 한편, 이들 벨트부재 각각은 초기에 위치 결정될 필요(즉, 벨트 진행 방향 및 이 벨트 진행 방향에 수직한 방향을 따른 초기 위치 결정될 필요)가 없다.

(실시예)

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

(실시예 1)

도 4는 본 발명이 적용되는 복사기(화상형성장치)(80)의 실시예 1을 개략적 으로 나타내는 단면도이다.

이 도면에서, 화상입력 시스템, 화상형성 시스템 및 시트반송 시스템으로 하위 분할하여 복사기(80)의 배치를 설명한다.

화상입력 시스템에는 원고가 장착되는 원고 장착베이스(70), 이 원고 장착베이스(70)에 장착된 원고를 판독하는 원고 판독장치(71), 및 이 원고 판독장치(71)에 의해서 판독된 화상 정보를 처리하는 화상 처리장치(72)가 설치된다.

화상형성 시스템에는 화상형성 스테이션(10), 노광장치(13), 두개의 제 1 중간 전사 드럼(31) 및 하나의 제 2 중간 전사 드럼(32)이 설치된다. 화상형성 스테이션(10)(구체적으로는, 참조번호 10K, 10Y, 10M, 10C, 즉 이 도면에서 점선으로 둘러싸인 부분)은 각각 흑색, 노란색, 마젠타색(magenta) 및 시안색(cyan)에 각각 대응한다. 노광장치(13)(구체적으로는, 참조번호 13K 내지 13C)는 화상 처리장치(72)로부터 공급된 화상 데이터에 따라 화상형성 스테이션(10)을 노광한다. 각각의 화상형성 스테이션(10)에서 형성된 화상은 이어서 두개의 제 1 중간 전사 드럼(31)(구체적으로는, 참조번호 31a, 31b)으로 전사되어 유지된다.

이 경우에, 화상형성 스테이션(10) 각각에는 감광성 드럼(11)(구체적으로는, 참조번호 11K 내지 11C), 상기 감광성 드럼(11)을 충전하는 충전 장치(12)(구체적으로는, 참조번호 12K 내지 12C), 각각의 컬러 토너 및 노광장치(13)를 사용하여 충전된 감광성 드럼(11) 상에 기록된 잠재된 화상을 현상하는 현상장치(14)(구체적으로는, 참조번호 14K 내지 14C) 등과 같은 전자사진장치들이 설치된다.

부수적으로, 각각의 감광성 드럼(11)(11K 내지 11C) 및 제 1 중간 전사 드럼(31a, 31b)이 서로 대향하는 부분에 (1차) 전사장치(도시되지 않음)가 배치되고, 제 1 중간 전사 드럼(31a, 31b)과 제 2 중간 전사 드럼(32)이 서로 대향하는 부분에 (2차) 전사장치(도시되지 않음)가 설치된다.

또한, 시트 반송 시스템에는, 종이와 같은 기록용 시트가 적재/장착되는 시트 트레이(40), 시트 트레이(40) 내의 기록용 시트를 한 장씩 픽업(pick-up)하는 픽업 롤러(41), 픽업된 기록용 시트를 위치 결정하는 레지스터 롤러(42), 제 2 중간 전사 드럼상의 화상을 기록용 시트로 전사하는 (3차) 전사롤러(43), 기록용 시트로 전사된 화상을 고정하기 위한 고정 롤러(44), 및 배출된 기록용 시트를 저장하는 배출 트레이(45)가 설치된다.

다음에, 상기 복사기(80)의 기본적인 풀컬러 복사 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 사용자가 원고 장착 베이스(70)상에 판독될 원고를 장착하고, 사용자 인터페이스(도시되지 않음)를 사용하여 풀컬러 복사 작업을 지시하면, 화상 판독장치(71)는 이 원고를 스캔하여 이 스캔된 원고의 내용을 광학적으로 판독한 후, 판독된 원고 내용을 전자 신호(화상 데이터 "I")로 변환한다. 이 화상 데이터(I)는 화상 처리장치(72)에서 흑색, 노란색, 마젠다색 및 시안색으로 컬러 분리된다. 또한, 이 화상 처리장치(72)는 마킹 장치/처리의 특성을 고려한 소정의 가중 인자가 여러 컬러를 갖는 화상 데이터(I)(즉, IK, IY, IM, IC)에 인가되는 화상 처리 작업을 수행한다.

한편, 각각의 화상형성 스테이션(10) 내에서 사용되는 감광성 드럼(11)은 벨트 구동장치(100)(나중에 설명되는 도 5 및 도 6 참조)에 의해 이 도면에 나타낸 바와 같이 화살표로 지시하는 방향을 따라 회전 구동된다. 이들 감광성 드럼(11)의 표면은 충전 장치(12)에 의해 소정의 전위로 균일하게 충전되어 있다. 다음에, 각각의 노광장치(13K 내지 13C)가 각각의 화상 데이터(I: IK 내지 IC)에 대응하는 노광용 광을 각각의 감광성 드럼(11: 11K 내지 11C) 상으로 소정의 타이밍으로 노광하여, 잠재된 화상이 각각의 감광성 드럼(11: 11k 내지 11C)의 표면상에서의 전위차에 의해 형성된다. 잠재된 화상은, 각각의 현상 장치(14: 14K 내지 14C)에 의해 토너가 이들 잠재 화상으로 정전기적으로 부착되는 식으로, 토너 화상(T(K,Y,M,C))으로 변환된다.

한편, 제 1 중간 전사 드럼(31a/31b)과 제 2 중간 전사 드럼(32)은 모두 도면에 나타낸 바와 같이, 화살표로 지시된 방향을 따라 벨트 구동 장치(100)(나중에 설명될 도 5 및 6 참조)에 의해 회전 구동된다. 다음에, 이 토너 화상(T(K,Y))이 1차 전사장치(도시되지 않음)에 의해 감광성 드럼(11: 11K, 11Y)으로부터 제 1 중간 전사 드럼(31a)으로 정전기적으로 전사되고, 토너 화상(T(M,C))은 감광성 드럼(11: 11M, 11C)으로부터 제 1 중간 전사 드럼(31b)으로 정전기적으로 전사(1차 전사)된다. 이 경우에, 제 1 중간 전사 드럼(31a)의 표면상에서 토너 화상(T(K,Y))이 서로 중첩되고, 제 1 중간 전사 드럼(31b)의 표면상에서 토너 화상(T(M,C))이 서로 중첩된다.

또한, 제 1 중간 전사 드럼(31a) 상에서 서로 중첩된 토너 화상(T(KY))은 2차 전사 장치(도시되지 않음)에 의해 제 2 중간 전사 드럼(32)으로 정전기적으로 전사(2차 전사)되며, 이와 유사하게 제 1 중간 전사 드럼(31b) 상에서 서로 중첩된 토너 화상(T(MC))도 이 2 차 중간 전사 드럼(32)으로 정전기적으로 전사된다. 이 경우에, 제 2 중간 전사 드럼(32)의 표면상에서 토너 화상(T(KY))이 토너 화상(T(MC))과 중첩되어, 그 위에 풀컬러 토너 화상(T(KYMC))이 형성된다.

상술한 바와 같이, 토너 이미지 T(KYMC)가 형성되는 시트 트레이(40)에 저장된 기록 시트 "S"의 한 시트는 픽업 롤러(41)에 의해 픽업되고, 그리고 나서 레지스터 롤러(42)로 반송된다. 예를 들면, 레지스터 롤러(42)는 정지 상태로부터 소정의 타이밍까지 회전을 개시함으로써, 제 2 중간 전사 드럼(32) 상에 정전기적으로 형성된 풀컬러 토너 화상 T(KYMC)가 전사 롤러(43)에 대하여 닙부(nip portion)(도시되지 않음)에 도달되는 타이밍과 기록 시트(S)가 이 닙부에 도달되는 또 다른 타이밍을 일치시킨다. 따라서, 제 2 중간 전사 드럼(32) 상에 형성된 풀컬러 토너 화상 T(KYMC)는 기록 시트(S)로 정전기적으로 전사된다.

이후, 기록 시트(S)가 정착 롤러(44)의 닙부를 통과하는 경우, 풀컬러 토너 화상 T(KYMC)가 기록 시트(S)의 표면상에 정전기적으로 유지되는 동안, 이 풀컬러 토너 화상 T(KYMC)는 각 정착 롤러(44)로부터 주어지는 열(열 에너지)과 압력 및 그 작용에 의해 이 표면상에 정착되고, 풀컬러 토너 화상이 정착된 기록 시트(S)는 복사기(80)의 외부에 제공된 배출 트레이(45)로 배출된다.

이러한 일련의 복사 과정이 1 사이클로 한정되어, 이 복사 사이클을 연속적으로 행함으로써, 풀컬러 화상을 연속 복사할 수 있다.

도 5는 복사기(80)를 구동하는 벨트 구동 장치(100)를 나타내는 사시도이다. 이 도면은 도 4의 배면측에서 보여지는 바와 같이 벨트 구동 장치(100)의 구조를 나타낸다. 한편, 도 6(a)는 도 5의 벨트 구동 장치(100)의 정면도를 나타내는 설명도이고, 도 6(b)는 평면도를 나타내는 설명도이다.

도면에서, 벨트 구동 장치(100)는 각 감광 드럼(11)(11K∼11C), 제 1 중간 전사 드럼(31a, 31b) 및 제 2 중간 전사 드럼(32)을 구동하는데 사용된다. 이 벨트 구동 장치(100)에는 2개의 평벨트(101/102), 및 이 평벨트(101, 102)가 인장되어 걸쳐있는 각종 인장부재가 구비되어 있다.

이 경우, 상술한 인장부재로서, 종동 풀리(111∼117), 및 각 평벨트(101/102)를 회전시키는 인장 풀리(121, 122)가 있다. 종동 풀리(111∼117)는 각 감광 드럼(11)(11K∼11C)의 일단, 제 1 중간 전사 드럼(31a/31b), 및 축방향을 따른 제 2 중간 전사 드럼(32) 상에 장착된다.

한편, 본 실시예에서, 제 2 중간 전사 드럼(32) 상에 장착된 종동 풀리(117)는 제 1 평벨트(101)와 제 2 평벨트(102)가 각각 걸려있는 2단 벨트 걸이면을 갖는다.

다음으로, 제 1 평벨트(101)는 인장 풀리(121), 각 감광 드럼(11K∼11C)의 축상에 장착된 종동 풀리(111∼114), 및 제 2 중간 전사 드럼(32)의 축상에 장착된 종동 풀리(117)에 걸려있다.

다른 한편, 제 2 평벨트(102)는 인장 풀리(122), 제 1 중간 드럼(31a/31b)의 축상에 장착된 종동 풀리(115, 116), 및 제 2 중간 전사 드럼(32)의 축상에 장착된 종동 풀리(117)에 걸려있다.

또한, 각 풀리(111∼117, 121, 122)가 구비된 풀리축(도시되지 않음)는 복사 기(80)의 측면에 제공된 각 슬라이드 베어링에 의해 지지되어, 이 풀리축은 자유롭게 회전될 수 있다.

이 경우, 구동 모터(도시되지 않은 구동원 등)로부터의 출력을 어느 축에 부여할지에 대한 방법은 평벨트와 풀리간의 권선 각도가 큰 풀리축에 구동 모터로부터의 구동력을 입력시키는 구성을 이용하는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 예를 들면, 구동 모터로부터의 구동력은 제 2 중간 전사 드럼(32)의 축에 입력되도록 설정될 수 있다. 변형적으로, 구동 모터로부터의 구동력은 또 다른 풀리축에 입력될 수 있다.

이 평벨트(101, 102)의 제조 재료로서 수지 재료가 사용될 수 있다. 그렇지만, 내구성과 가공 정밀도 등에 비추어 스테인리스강, 니켈 및 티타늄과 같은 금속 재료가 사용되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 가격, 내구성 및 기계적 강도 등에 비추어 스테인리스강이 사용되는 것이 더 바람직하다.

마찬가지로, 이 풀리의 제조 재료로서 수지 재료가 사용될 수 있지만, 내구성과 가공 정밀도 등에 비추어 스테인리스강, 알루미늄 및 탄소강과 같은 금속 재료가 사용되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 일반적으로는, 수지로 이루어진 풀리에 비해서 금속으로 이루어진 풀리는 관성 모멘트가 더 크다. 결과적으로, 이 금속 풀리는 메시(mesh) 진동과 같은 고주파 진동에 대하여 완화 효과를 기대할 수 있는데, 이는 화상형성장치로부터 출력되는 이미지의 이미지 결함 등의 문제를 초래할 수 있다. 이 완화 효과에 비추어, 풀리 재료로서 금속 재료가 사용되는 것이 바람직하다. 특히, 비용, 내구성 및 기계적 강도에 비추어 볼 때 금속 재료 중에서 이 풀리 재료로서 스테인리스강을 사용하는 것이 보다 바람직하다.

도 7은 평벨트와 풀리의 구조를 보다 상세히 나타내는 설명도이다.

이 경우, 도 4의 중간 전사 드럼을 구동하는데 사용되는 평벨트(101/102) 및 각 풀리(110)(즉 111∼117, 121, 122)를 예로서 설명한다.

도 4에 도시된 제 1 중간 전사 드럼(31a, 31b)에 대하여 클리너(도시되지 않음)가 인접해 있으므로, 다른 드럼과 비교하여 제 1 중간 전사 드럼에 비교적 큰 부하가 주어진다. 결과적으로, 본 실시예에서, 진행 방향을 따라 제 1 및 제 2 평벨트(101, 102)에 복수열(본 실시예에서는 3열)의 스루홀(130)이 형성된다. 또한, 풀리(110)의 전부 또는 일부(본 실시예에서는 모든 풀리의 경우가 도시됨)에 복수열(본 실시예에서는 3열)의 돌기(140)가 형성된다. 이 돌기(140)는 평벨트(101, 102)의 스루홀(130)과 일치되어 배치된다. 풀리(110)의 돌기(140)가 평벨트(101/102)의 스루홀(130)에 끼워지기 때문에, 평벨트(101/102)의 안정한 구동 작동이 실현된다.

본 실시예에서, 예를 들면, 스루홀(130)로서 원형홀이 사용되고 돌기(140)로서 반구형 돌기가 사용된다.

도 7(a), 7(b), 7(c)에 도시된 실시예에서, 모든 열 상의 스루홀(130)의 피치는 평벨트(101, 102)에서 동일한 간격(등간격)으로 설정된다. 그렇지만, 본 발명은 이에 국한되지 않고, 간격은 각 열에서 변경될 수 있다. 또한, 3열의 스루홀 중에서, 중앙열의 스루홀(130b)의 피치("P")는 양측열의 스루홀(130a, 130c)의 피치("P")와 동일하다. 그렇지만, 위상("θ")은 180°만큼 변이된다.

이 위상 변이 설정은 벨트 사행에 의한 스루홀 부분의 파손을 방지하도록 의도되어 있다(후술함).

또한, 본 실시예에서, 복수열의 스루홀(130)이 평벨트(101, 102)에 형성되는 반면, 복수열의 돌기(140)는 풀리(110) 내의 상술한 스루홀(130)과 일치되어 형성된다. 그렇지만, 이 돌기(140)가 모든 스루홀(130)과 일치되어 형성될 필요는 없지만, 적어도 부하가 가장 큰 풀리(110)에 형성될 수 있다.

결과적으로, 돌기(140)는 모든 열의 스루홀(130)에 끼워질 필요는 없지만, 3열 중 1열에만 끼워질 수 있다. 변형적으로, 이 돌기(140)의 피치는 정수배의 스루홀 피치보다 큰 피치로 될 수도 있다. 결과적으로, 복수열의 스루홀(130)을 형성하는 평벨트(101/102)의 끼워맞춤 사양, 또한 평벨트(101, 102)가 걸쳐지는 몇몇 풀리(110)의 끼워맞춤 사양은 사용하는 경우마다 자유롭게 설계될 수 있다.

도 8(a) 및 도 8(b)는 본 실시예에 따른 화상형성장치의 구성의 부하에 대한 효과의 개요를 나타내고, 도 8(c) 및 도 8(d)는 벨트 사행 동작에 대한 효과의 개요를 보다 상세히 나타낸다.

도 8은 화살표로 표시된 방향을 따라 회전식 이동되는 천공 벨트(즉, 스루홀이 설치된 평벨트), 및 풀리 상에 형성되고 이 평벨트에 형성된 스루홀에 끼워지는 돌기를 나타낸다.

도 8(a)는 1열의 스루홀(130')을 형성하는 비교 형태(평벨트(101', 102'))에 대한 구동 상태를 나타낸다. 부하가 큰 경우에, 본 도면에 나타낸 바와 같이, 평벨트(101', 102')는 스루홀(130')의 회전 방향과 반대의 방향을 따라 이동함으로 써, 스루홀(130')이 돌기(140')와 맞물리는 부분에 왜곡이 발생된다. 이 왜곡의 크기가 일정 크기보다 더 크거나 같은 경우, 스루홀(130')의 벨트부가 파손되어, 벨트 구동 동작은 불안정한 구동 동작을 초래한다.

이 왜곡의 악영향을 감소시켜 안정한 상태로 벨트를 구동시키기 위해, 본 실시예에서는, 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 회전 방향에 대하여 평벨트(101, 102)에 복수열의 스루홀(130)이 형성된다. 결과적으로, 큰 부하가 주어지는 풀리(110)가 구동되는 경우에 한 개의 스루홀(130)의 일부에 발생되는 왜곡을 감소시킬 수 있으므로, 구동력은 안정한 상태 하에서 전달될 수 있다.

도 8(c)는 본 실시예에서 동일한 위상 조건을 갖도록 평벨트(101, 102)에 복수열의 스루홀(130)이 형성되는 변형 형태를 나타낸다.

이 경우, 부하에 대하여 도 8(b)와 유사한 효과가 성취될 수 있으므로, 스루홀(130)의 단일 홀당 발생되는 왜곡을 감소시킬 수 있다. 그렇지만, 벨트 사행 동작이 발생되는 상태 하에서, 사행 방향에 대한 스루홀(130)의 홀부분의 피치는 지나치게 좁기 때문에, 왜곡을 흡수할 수 있는 영역이 없는데, 이는 스루홀(130)의 홀부분의 파손을 쉽게 초래할 수 있다.

이러한 문제를 방지하기 위해, 벨트 사행 방향을 고려하는 경우에, 본 실시예에서 설명된 바와 같이, 도 8(d)에 도시된 벨트 구성을 이용하는 것이 바람직하다.

이러한 목적으로, 평벨트의 폭이 충분히 넒은 경우에, 사행 방향을 따른 복수행의 스루홀의 피치가 크기 때문에, 도 8(c)의 벨트 구성이 이용되는 경우에도 어떠한 문제도 없다. 그렇지만, 화상형성장치와 같은 장치의 소형화가 요구되는 경우에는, 도 8(d)에 도시된 벨트 구성을 이용하는 것이 바람직하다. 결과적으로, 도 8(b) 및 도 8(d)에 도시된 벨트 구성이 본 실시예에서 이용되기 때문에, 안정한 벨트 구동 동작을 실현할 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따라, 평벨트(101, 102)에 형성된 스루홀(130)의 홀부분이 파손될 위험성이 없고, 게다가, 구동 모터로부터의 구동력은 감광 드럼(11)(11K∼11C), 제 1 중간 전사 드럼(31a/31b) 및 제 2 중간 전사 드럼(32)에 확실하게 전달될 수 있다.

이 사실은 실시예 1에서 입증된다(후술함).

보다 구체적으로, 현재 유익하게 개발되고 있는 컬러 화상형성장치의 기술 분야에서, 전력 소비 및 제조 비용을 절감하기 위해, 감광 드럼뿐만 아니라 중간 전사 드럼과 중간 전사 벨트, 또한 전사 롤러와 대전 롤러가 단일 구동 모터에 의해 구동되는 구동 시스템이 요구된다. 부하 토크는 점증하고, 구동력 전달 부재는 컬러 화상 형성 동작을 실현하기 위해 이 증가된 부하 토크에 견뎌내야 하는 경향이 있다.

또한, 부품의 비용을 절감하기 위해, 각 화상 캐리어 드럼의 회전축을 지지하는 베어링에 대해서, 종래 사용되어 온 롤러 베어링을 슬라이드 베어링으로 교체할 가능성이 많다. 이러한 베어링 변화 환경 하에서, 롤러 베어링을 슬라이드 베어링으로 교체함으로써 부하 토크는 증가된다.

본 실시예는 이와 같은 요청 하에서도 매우 큰 효과를 성취할 수 있다. 이 장점은 하기 실시예에서 마찬가지로 성취될 수 있다.

본 제 1 실시예에서, 벨트 구동 장치(100)로서, 2개의 평벨트(101, 102) 및 이 평벨트를 매다는 풀리(110)(111∼117, 121, 122)로 구성되는 벨트 구동 장치가 사용되고 있다. 그렇지만, 본 발명은 이 벨트 구동 장치로 제한되지 않고, 도 9에 도시된 또 다른 벨트 구동 장치에 적용될 수 있다. 즉, 벨트 구동 장치(100)에는 단일 평벨트(103), 및 이 단일 평벨트(103)를 매다는 풀리(즉, 종동 풀리(111∼117)와 인장 풀리(121))가 설치되는 반면, 예를 들면, 구동 모터로부터의 구동력은 제 2 중간 전사 드럼(32)에 연결되는 종동 풀리에 가해질 수 있고, 또한 각 풀리(110) 상에 걸려있는 단일 평벨트(103)를 통해서 각 풀리(110)에 이 구동력을 전달하여 감광 드럼(11)(11K∼11C), 제 1 중간 전사 드럼(31a/31b) 및 제 2 중간 전사 드럼(32)을 구동할 수 있다.

[실시예 2]

도 10은 본 발명이 적용되는 복사기(화상형성장치)(90)의 실시예 2를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

본 도면에서, 복사기(90)의 구성이 설명되는데, 이 구성은 화상 입력 시스템, 화상 형성 시스템 및 시트 반송 시스템으로 세분된다.

화상 입력 시스템에는 원고 장착 베이스(70), 원고 판독 장치(71) 및 화상 처리 장치(72)가 구비되어 있다.

화상 형성 시스템에는 화상 형성 스테이션(10), 노광 장치(13), 2개 제 1 중간 전사 드럼(31) 및 1개의 제 2 중간 전사 드럼(32)이 구비되어 있다. 화상 형성 스테이션(10)(구체적으로, 참조부호 10K, 10Y, 10M, 10C, 즉, 본 도면에서 점선으로 둘러싸인 부분)은 흑색, 노란색, 마젠타색 및 시안색에 각각 대응한다. 노광 장치(13)(구체적으로는, 참조부호 13K∼13C)는 화상 형성 처리 장치(72)로부터 공급되는 화상 데이터에 응답하여 화상 형성 스테이션을 노광시킨다.

이 경우, 화상 형성 스테이션(10)(10K∼10C)에는, 감광 드럼(11)(구체적으로는, 참조부호 11K∼11C), 대전 장치(12)(구체적으로는, 참조부호 12K∼12C), 현상 장치(14)(구체적으로는, 참조부호 14K∼14C), 드럼 클리너(15)(구체적으로는, 참조부호 15K∼15C), 및 전사 롤러(22)(구체적으로는, 참조부호 22K∼22C)와 같은 전자 사진 장치가 설치되어 있다. 대전 장치(12)는 감광 드럼(11)을 대전한다. 현상 장치(14)는 노광 장치(13) 및 각 컬러 토너를 사용하여 대전된 감광 드럼(11) 상에 기록된 잠상(latent image)을 현상한다. 드럼 클리너(15)는 감광 드럼(11) 상에 남아 있는 토너를 클리닝한다. 전사 롤러(22)는 감광 드럼(11) 상에 형성된 화상을 기록 시트 "S"에 전사한다.

특히, 본 실시예에서, 감광 드럼(11)(참조부호 11K∼11C)은 벨트 구동 장치(50)(구체적으로는, 참조부호 50K∼50C) 각각에 의해 구동된다. 벨트 구동 장치(50)(참조부호 50K∼50C)에서, 전체의 벨트 구동 장치(도시되지 않음)를 통해서 각 벨트 구동 장치(50)의 구동력 전달 축에 단일 구동 모터로부터의 구동력이 공급된다.

또한, 시트 반송 시스템에는 시트 반송 벨트(20) 및 정착 롤러(44) 등이 구비된다. 이 시트 반송 벨트(20)는 각 화상 형성 스테이션(10)(참조부호 10K∼10C) 에 대응하여 기록 시트 "S"를 반송하고 레지스터 롤러(42)의 후단에 위치 결정된다. 이 시트 반송 벨트(20)의 후단에 정착 롤러(44)가 구비된다.

다음으로, 본 실시예에서, 시트 반송 벨트(20)는 적어도 구동 롤러(24a)를 포함하는 복수의 인장 롤러(24)(참조부호 24a~24e) 상에서 인장되어 걸쳐있다. 이 시트 반송 벨트(20)의 주위에는, 벨트 클리너(26), 벨트 제거 장치(27), 흡착용 정전 대전 장치(28), 및 박리용 정전 대전 장치(29)가 구비된다. 흡착용 정전 대전 장치(28)는 시트 반송 벨트(20) 상에 기록 시트 "S"를 흡착 및 유지한다. 박리용 정전 대전 장치(29)는 시트 반송 벨트(20)로부터 기록 시트 "S"를 박리한다.

다음으로, 이러한 복사기(80)의 기본적인 풀컬러 복사 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 사용자가 원고 장착 베이스(70) 상에 판독될 원고를 장착하고서, 사용자 인터페이스(도시되지 않음)를 사용하여 풀컬러 복사 동작을 지시하는 경우, 화상 판독 장치(71)는 이 원고를 스캐닝하여 이 스캐닝된 원고의 내용을 광학적으로 판독하고 나서, 판독된 원고 내용을 전기 신호(화상 데이터 "I")로 변환시킨다. 이 화상 데이터(I)는 화상 처리 장치(72)에서 흑색, 노란색, 마젠타색 및 시안색으로 색 분해된다. 또한, 이 화상 처리 장치(72)는 마킹 디바이스/프로세스의 특성을 고려한 소정의 가중 계수가 이 색들을 갖는 화상 데이터(I)(즉, IK, IY, IM, IC)에 부여되는 화상 처리 동작을 행한다.

다른 한편, 각 화상 형성 스테이션(10)에서 사용되는 감광 드럼(11)은 본 도면에 도시된 바와 같이 화살표로 표시된 방향을 따라 벨트 구동 장치(50)(참조부호 50K∼50C)에 의해 회전 구동된다. 이 감광 드럼(11)(참조부호 11K∼11C)의 표면은 대전 장치(12)(참조부호 12K∼12C)에 의해 소정의 전위로 균일하게 대전된다. 그리고 나서, 각 노광 장치(13)(13K∼13C)는 각 화상 데이터 I(IK∼IC)에 대응하는 노출광을 소정의 타이밍에서 각 감광 드럼(11)(11K∼11C)의 표면상에 노광시킴으로써, 각 감광 드럼(11)(11K∼11C)의 표면상의 전위차에 의해 잠상이 형성된다. 토너가 각 현상 장치(14)(14K∼14C)를 통해서 이 잠상에 정전기적으로 부착되는 방식으로 잠상이 토너 화상 "T"(K, Y, M, C)로 변환된다.

위에서 설명된 바와 같이, 토너 화상 T(K, Y, M, C)가 형성되는 동안, 시트 트레이(도시되지 않음)에 저장된 기록 시트 "S"의 한 시트가 픽업 롤러(41)(도시되지 않음)에 의해 픽업되어, 레지스터 롤러(42)로 반송된다. 예를 들면, 레지스터 롤러(42)가 정지 상태로부터 소정의 타이밍까지 회전을 개시하기 때문에, 본 도면의 화살표로 표시된 방향을 따라 구동 장치(도시되 않음)에 의해 회전 구동되는 시트 반송 벨트(20)로 기록 시트 "S"가 반송된다.

한편, 기록 시트 "S"가 레지스터 롤러(42)로부터 시트 반송 벨트(20)로 반송되는 동안, 기록 시트 "S"가 시트 반송 벨트(20)에 흡착되는 방식으로 흡착용 정전 대전 장치(28)로부터 시트 반송 벨트(20)로 전하가 인가된다.

다음으로, 감광 드럼(11)(11K∼11C) 상에 형성된 토너 화상 T(K, Y, M, C)는 정전기적으로 전사 롤러(22)(22K∼22C)에 의해 각 감광 드럼(11)(11K∼11C)으로부터 시트 반송 벨트(20) 상으로 전사된다. 이 경우, 토너 화상 T(K)는 먼저 기록 시트 "S" 상으로 전사(1차 전사)되고, 토너 화상 T(Y)는 이 토너 화상 T(K)로 전사 되고 나서, 토너 화상 T(M)는 이 토너 화상 T(Y)로 전사되고, 또한 토너 화상 T(C)는 순차적으로 이 토너 화상 T(M)에 중첩된다. 결과적으로, 풀컬러 토너 화상 T(K, Y, M, C)가 형성된다.

한편, 1차 전사 동작 후에 각 감광 드럼(11)(11K∼11C)의 표면상에 부분적으로 남아 있는 토너와 같은 이물은 드럼 클리너(15)(참조부호 15K∼15C)에 의해 제거된다. 또한, 시트 반송 벨트(20)의 표면상에 남는 토너와 같은 이물은 벨트 클리너(26)에 의해 제거된다. 또한, 시트 반송 벨트(20) 상에 남아 있는 전위 이력은 벨트 제거 장치(27)에 의해 제거된다.

이 후, 기록 시트 S는 정착 롤러(44)의 닙부를 통과하는 경우, 풀컬러 토너 화상 T(K, Y, M, C)가 기록 시트 S의 표면상에 정전기적으로 유지되는 동안, 이 풀컬러 토너 화상 T(K, Y, M, C)는 각 정착 롤러(44)로부터 주어지는 열(열 에너지)과 압력 및 그 작용에 의해 이 표면상에 정착되고 나서, 풀컬러 토너 화상이 정착된 기록 시트 "S"는 복사기(90)의 외부에 구비된 배출 트레이(45)로 배출된다.

이 경우, 기록 용지 "S"가 시트 반송 벨트(20)로부터 정착 롤러(44)로 반송되는 경우, 박리용 정전 대전 장치(29)에 의해 기록 시트 "S"에 전하가 인가됨으로써, 이 기록 시트 "S"는 시트 반송 벨트(20)로부터 박리된다.

이러한 일련의 복사 과정이 1 사이클로 한정되어, 이 복사 사이클을 연속적으로 실행함으로써, 풀컬러 화상을 연속 복사할 수 있다.

실시예 1과 마찬가지로, 복수열의 홀이 설치된 평벨트와 돌기가 설치된 풀리 모두가 각 벨트 구동 장치(50)(50K∼50C) 및 전체 벨트 구동 장치에 적용되어, 이 들이 복사기(90)의 각 감광 드럼(11)(11K∼11C)을 구동하도록 사용되는 경우, 실시예 1과 유사한 작용 및 효과를 성취할 수 있다.

또한, 실시예 1과 유사한 벨트 구동 장치는 또한 시트 반송 벨트(20)의 구동 장치에 적용될 수 있다. 변형적으로, 실시예 1과 유사한 벨트 구동 장치는 양쪽 장치에 적용될 수 있다.

[실시예 3]

상술한 실시예 1 및 2의 어느 것이나 화상형성장치에 적용 가능한 벨트 구동 장치를 나타낸다. 대조적으로, 본 실시예는 종동 부재를 넓게 구동하는 벨트 구동 장치의 전형적인 형태를 나타낸다.

도 11(a) 내지 도 11(d)에 관련된 벨트 구동 장치(100)에는 단일 평벨트(105) 및 이 평벨트(105)가 걸쳐있는 인장부재가 설치되어 있다. 도 11(a) 및 도 11(d) 각각에서, 이 인장부재로서, 구동 모터(도시되지 않음)로부터의 구동력이 전달되는 구동 풀리(151), 2개의 종동 풀리(152, 153) 및 인장 풀리(154)가 제공된다. 이 종동 풀리(152, 153)는 구동 풀리(151)에 인접 배치되고, 종동 부재(도시되지 않음)에 연결된다. 평벨트(105)를 회전시키기 위해 인장 풀리(154)가 사용된다.

상술한 실시예 1과 마찬가지로, 본 실시예 3에서, 복수열(본 실시예에서는 3열)의 스루홀(130)이 진행 방향을 따라 평벨트(105)에 형성된다. 또한, 복수열의 돌기(140)가 풀리(151∼154)의 전부 또는 일부에 형성된다(본 실시예에서는, 돌기(140)는 구동 풀리(151), 종동 풀리(152, 153) 상에 형성된다). 돌기(140)는 평벨트(105)의 스루홀(130)에 대응하여 배치된다. 풀리(110)의 돌기(140)가 평벨트(105)의 스루홀(130)에 맞물리기 때문에, 평벨트(105)의 안정한 구동 동작이 실현된다.

실시예 3에 따라, 실시예 1과 마찬가지로, 종동 부재가 연결되는 종동 풀리(152, 153)에 큰 부하가 걸리고, 또한 평벨트(105)가 사행하는 경우에도, 평벨트(105)의 스루홀(130)의 홀부분에 가해지는 작용력이 분산되는 동안 종동 부재로 구동력이 확실하게 전달될 수 있다.

또한, 도 11(b)에 관련된 벨트 구동 장치(100)는, 복수열의 스루홀(131)이 서로 중첩되지 않으면서 벨트 사행 방향(즉, 진행 방향에 수직한 폭 방향)을 따라 비스듬히 배열되는 방식의 3열 스루홀(131) 타입으로 구성된다. 또한, 상술한 스루홀(131)에 대응하는 돌기(141)는 풀리(151∼154)의 전부 또는 일부에 제공된다. 결과적으로, 이 벨트 구동 장치(100)는 도 11(a)에 도시된 벨트 구동 장치의 강성과 비교하여 벨트 폭 방향에 대하여 강성을 강화시킬 수 있다.

또한, 도 11(c)에 관련된 벨트 구동 장치(100)는, 복수열의 스루홀(132)이 서로 중첩되지 않으면서 벨트 사행 방향(즉, 진행 방향에 수직한 폭 방향)을 따라 비스듬히 배열되는 방식의 2열 스루홀(131) 타입으로 구성된다. 또한, 상술한 스루홀(132)에 대응하는 돌기(142)는 풀리(151∼154)의 전부 또는 일부에 제공된다.

게다가, 도 11(d)에 관련된 벨트 구동 장치(100)는 복수열의 스루홀(133)이 벨트 사행 방향(즉, 진행 방향에 수직한 폭 방향)을 따라 평행하게 배열되는 방식의 2열 스루홀 타입으로 구성된다. 또한, 상술한 스루홀(133)에 대응하는 돌기(143)는 풀리(151∼154)의 전부 또는 일부에 제공된다.

도 11(d)에 도시된 이 형태의 벨트 구동 장치(100)는 벨트 사행이 크게 발생하는 경우에 적절하게 동작되지 않는다. 그렇지만, 종동 풀리(152, 153) 모두에 부하가 걸리는 경우, 2열의 스루홀(133)에는 돌기가 설치되어 동시에 벨트(105)를 구동한다. 결과적으로, 벨트(105)에 의해 큰 부하가 구동되는 경우, 벨트 구동 장치(100)의 돌기 및 스루홀의 배열은 이점을 얻을 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 몇 가지 형태의 벨트 구동 장치는 적용되는 구동 사양에 따라 서로 결합됨으로써, 벨트는 안정한 상태로 구동될 수 있고, 고회전 불균일 방지 정밀도를 성취할 수 있다.

[실시예 4]

도 12는 본 발명이 적용되는 벨트 구동 장치(100)의 실시예 4를 나타낸다.

도 12에 도시된 벨트 구동 장치(100)는 실시예 3과 거의 유사하게 배열되는데, 즉, 단일 평벨트(105)와 이 평벨트(105)가 인장되는 인장부재(예컨대, 구동 풀리(151), 종동 풀리(152, 153) 및 인장 풀리(154))가 구비된다. 상술한 실시예 3과 달리, 벨트 구동 장치(100)에서, 가늘고 긴 구멍형 스루홀(301)이 본 도면에 도시된 바와 같이 단일 평벨트(105)에 형성된다. 이 긴 구멍형 스루홀(301)은 평벨트(105)의 진행 방향에 수직한 폭 방향을 따라 연장되어 있다. 풀리(151∼154)의 모두 또는 일부(본 실시예에서는, 모든 풀리)에는, 상술한 긴 구멍형 스루홀(301)에 대응하여 반원통형의 기둥형 돌기(302)가 제공된다. 각 풀리(151∼154) 상에 형성된 기둥형 돌기(302)는 평벨트(105)에 형성된 긴 구멍형 스루홀(301)과 맞물림으로써, 안정한 상태에서의 평벨트(105)의 구동이 실현된다.

다음으로, 본 실시예에서 사용되는 풀리(151∼154) 및 평벨트(105)를 상세하게 설명한다.

본 실시예 4에서, 도 13(a)에 도시된 바와 같이, 풀리(151∼153)에는 풀리의 주변 표면에 반원통형의 기둥형 돌기(302)가 구비된다. 예를 들면, 도 13(c)에 도시된 바와 같이, 풀리(151∼153)에서, 반원통형의 핀 맞물림 그루브(312)가 풀리 주 본체(311)의 주위 표면 내에 적절히 선택된 간격으로 형성되고, 방사 방향을 따라 풀리 주 본체(311)의 외면으로부터 각 핀 맞물림 그루브(312) 내로 원통형 핀(313)이 가압 및 삽입됨으로써 기둥형 돌기(302)가 형성되고, 이 풀리 주 본체(311)는 2개의 유지 디스크(314, 315)에 의해 사이에 끼워지고, 풀리 주 본체(311)는 나사와 같은 고정 부재(316)를 사용하여 고정된다.

또한, 도 13(b)에 도시된 바와 같이, 평벨트(105)에는 긴 구멍형 스루홀(301)이 설치된다. 이 긴 구멍형 스루홀(301)은 SUS 재료 등으로 이루어진 평벨트(105)가 긴 홀 모양으로 에칭 가공되는 방식으로 실현될 수 있다. 변형적으로, 이 긴 구멍형 스루홀(301)은 프레스 가공 및/또는 방전 가공에 의해 실현될 수 있다.

긴 구멍형 스루홀(301)과 기둥형 돌기(302) 간의 관계에 대하여, 양쪽 부재(301, 302) 간의 알맞은 특성이 양호한 상태에서 유지되는 관점에 비추어, 긴 구멍형 스루홀(301)의 치수는 기둥형 돌기(302)의 치수보다 약간 더 큰 것이 바람직하다. 그리고, 보다 양호한 상태로 양쪽 부재(301/302) 간의 알맞은 특성을 유지하기 위해, 종방향 상의 긴 구멍형 스루홀(301)의 양쪽 에지부는 원호형인 것이 바람직하고, 다른 한편, 종방향 상의 기둥형 돌기(302)의 양단부는 완만한 곡면 모양으로 형성되는 것이 또한 바람직하다.

결과적으로, 본 실시예에 따라, 도 14에 도시된 바와 같이, 종동 부재가 연결되는 종동 풀리(152, 153)에 큰 부하가 걸리는 경우에도, 구동력은 종동 부재로 확실하게 전달될 수 있고, 평벨트(105)의 긴 구멍형 스루홀(301)의 홀부분에 가해지는 작용력은 스루홀(301)의 직선부(301a)에 의해 수용된다.

따라서, 본 실시예에 따른 벨트 구동 장치의 구성이 사용됨으로써, 안정한 구동 동작을 행할 수 있고, 또한 고회전 불균일 방지 정밀도를 성취할 수 있다.

[실시예 5]

도 5는 본 발명이 적용되는 실시예 5의 벨트 구동 장치의 주요부를 나타낸다.

도 15에 도시된 바와 같이, 본 실시예 5에서, 평벨트(105)의 진행 방향에 수직한 방향을 따라 연장된 긴 구멍형 스루홀(321)과 원형 스루홀(322)은 변형적으로 소정의 피치 간격으로 평벨트(105)에 형성된다. 또한, 반원통형의 기둥형 돌기(323) 및 반구형 돌기(324)는 상술한 스루홀(321, 322)에 대응하여 풀리(151∼154)의 전부 또는 일부에 형성된다. 풀리(151∼154)의 각 돌기(323, 324)는 평벨트(105)에 형성된 각 스루홀(321, 322)에 끼워짐으로써, 평벨트(105)의 안정한 구동 동작을 실현할 수 있다.

예를 들면, 실시예 4에서, 도 13(c)에 도시된 방법에 의해 풀리(151∼154)가 제조되는 경우, 기둥형 돌기(302)가 2개의 유지 디스크(315, 316)에 의해 사이에 끼워지기 때문에, 이 유지 디스크에 의해 사이에 끼워지는 중앙의 풀리 주 본체(311)의 폭보다 더 짧은 폭을 갖는, 기둥형 돌기(302)를 구성하는 원통형 핀(313)을 사용하는 것이 바람직하다.

그렇지만, 반원통형의 제조된 기둥형 돌기(302)가 풀리(151∼154)의 축방향 상의 위치에 대하여 불균일하다면, 평벨트(105)가 사행으로 구동되는 경우에, 긴 구멍형 스루홀(301) 중 한 개만이 최악의 경우에 이 평벨트(105)의 사행 구동을 제한한다. 결과적으로, 이 긴 구멍형 스루홀(301)에 큰 작용력이 가해지는 위험성이 있다.

도 15에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따라, 벨트 구동 부재의 배열은 다음의 가정에 근거하여 "d1≤d3≤d2"의 관계를 만족시킬 수 있는 방식으로 설정된다. 즉, 평벨트(105)의 진행 방향을 따라 기둥형 돌기(323)의 에지부와 긴 구멍형 스루홀(321)의 에지부 사이의 공간은 "d1"으로 가정되고, 평벨트(105)의 폭 방향을 따라 기둥형 돌기(323)의 에지부와 긴 구멍형 스루홀(321)의 에지부 사이의 또 다른 공간은 "d2"로 가정되고, 또한 평벨트(105)의 폭 방향을 따라 반구형 돌기(324)의 에지부와 원형 스루홀(322)의 에지부 사이의 또 다른 공간은 "d3"로 가정된다.

벨트 구동 장치의 구성 부재가 이러한 치수 관계를 만족시키도록 설정되는 경우, 기능 분리형 벨트 구동 장치가 실현될 수 있다. 즉, 평벨트(105)의 사행 동작은 반구형 돌기(324)와 평벨트(105)의 원형 스루홀(322)에 의해 제한된다. 또한, 부하 토크에 의한 작용력에 관련하여, 이 작용력이 반원통형 기둥형 돌기(323)와 평벨트(105)의 긴 구멍형 스루홀(324)에 의해 분산되는 상태 하에서 평벨트(105)가 구동/반송된다.

결과적으로, 실시예 4와 마찬가지로, 종동 부재가 연결되는 종동 풀리(152, 153)에 큰 부하가 걸리고, 평벨트(105)가 사행으로 구동되는 경우에도, 구동력은 종동 부재로 확실하게 전달될 수 있고, 평벨트(105)에 형성된 스루홀(긴 구멍형 스루홀(321) 및 원형 스루홀(322))에 주어지는 작용력은 분산된다. 이 작용력은, 부하에 의한 평벨트의 진행 방향을 따라 가해지는 힘과, 진행 방향에 거의 수직한 방향을 따라 평벨트(105)의 사행 구동에 의한 힘에 의해 발생된다.

[실시예 6]

도 16은 본 발명이 적용되는 벨트 구동 장치의 실시예 6을 나타낸다.

본 도면에서, 본 실시예에 따른 벨트 구동 장치는 상술한 실시예 5와 거의 유사하게 구성된다. 실시예 5와 달리, 이 벨트 구동 장치에 있어서, 평벨트(105)의 진행 방향에 수직한 방향을 따라 연장되는 긴 구멍형 스루홀(321)은 본 도면에 도시된 바와 같이 소정의 피치 간격으로 평벨트(105)에 형성되고, 반원통형의 기둥형 돌기(323)와 쌍 구성의 반구형 돌기(325)는 상술한 긴 구멍형 스루홀(321)에 대응하여 풀리(151)의 전부 또는 일부에 소정의 피치 간격(본 실시예에서 소정의 피치 간격은 가늘고 긴 구멍형 스루홀(321)의 피치 간격보다 2배 길게 설정됨)으로 교대로 제공되고, 풀리(151∼154)의 각 돌기(323, 325)는 평벨트(105)에 형성된 각 스루홀(321)에 끼워짐으로써, 평벨트(105)의 안정한 구동 동작을 실현할 수 있다.

결과적으로, 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따라, 벨트 구동 부재의 배열은 다음의 가정에 근거하여 "d1≤d3≤d2"의 관계를 만족시킬 수 있는 방식으로 설정된다. 즉, 평벨트(105)의 진행 방향을 따라 기둥형 돌기(323)의 에지부와 긴 구멍형 스루홀(321)의 에지부 사이의 공간은 "d1"으로 가정되고, 평벨트(105)의 폭 방향을 따라 기둥형 돌기(323)의 에지부와 긴 구멍형 스루홀(321)의 에지부 사이의 또 다른 공간은 "d2"로 가정되고, 또한 평벨트(105)의 폭 방향을 따라 반구형 돌기(325)의 에지부와 원형 스루홀(322)의 에지부 사이의 또 다른 공간은 "d3"로 가정된다.

벨트 구동 장치의 구성 부재가 도 16(b)에 도시된 치수 관계를 만족시키도록 설정되는 경우, 기능 분리형 벨트 구동 장치를 실현할 수 있다. 즉, 평벨트(105)의 사행 동작은 반구형 돌기(325)와 평벨트(105)의 긴 구멍형 스루홀(321)에 의해 제한된다. 또한, 부하 토크에 의한 작용력에 있어서, 이 작용력이 반원통형의 기둥형 돌기(323)와 평벨트(105)의 긴 구멍형 스루홀(324)에 의해 분산되는 상태 하에서 평벨트(105)가 구동/반송된다.

따라서, 본 실시 형태에서, 종동 부재가 연결되는 종동 풀리(152, 153)에 큰 부하가 걸리고 평벨트(105)가 사행으로 구동되는 경우에도, 구동력은 종동 부재로 확실하게 전달될 수 있고, 평벨트(105)에 형성된 긴 구멍형 스루홀(321)의 홀부분에 주어지는 작용력(부하에 의한 평벨트의 진행 방향을 따라 가해지는 힘과, 진행 방향에 거의 수직한 방향을 따라 평벨트(105)의 사행 구동에 의한 힘)은 분산된다.

특히, 본 실시예에 있어서, 긴 구멍형 스루홀(321)이 소정의 피치 간격으로 평벨트(105)에 형성되기 때문에, 풀리측에 형성되는 각종 돌기의 패턴에 자유도를 줄 수 있다.

예를 들면, 기둥형 돌기(301(321))는 긴 구멍형 스루홀(321)의 배열 피치 간격마다 형성될 수 있다. 또한, 기둥형 돌기(323) 및 쌍 구성의 반구형 돌기(325)는 긴 구멍형 스루홀(321)의 배열 피치보다 2배 길게 형성될 수 있다. 기둥형 돌기(323)와 쌍 구성의 반구형 돌기(325) 모두는 긴 구멍형 스루홀(321)에 대하여 2:1의 비율로 형성될 수 있다.

[실시예 7]

도 17은 본 발명이 적용되는 실시예 7의 복사기(화상형성장치)(80)에 적용되는 벨트 구동 장치를 나타낸다.

본 도면에서, 복사기(80)의 기본 구성은 실시예 1과 거의 유사하고, 4개의 감광 드럼(11)(참조부호 11K∼11C), 2개의 제 1 중간 전사 드럼(31a, 31b), 및 제 2 중간 전사 드럼(32)이 설치된다. 그렇지만, 본 실시예 7에 사용되는 벨트 구성 장치(160)의 구성은 실시예 1과 상이하다. 한편, 실시예 1에 나타낸 동일 또는 유사한 참조부호는 실시예 7의 동일 또는 유사한 구성 요소를 표시하는 것으로 사용되므로, 상세한 설명을 생략한다.

본 실시예에서, 도 17 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 벨트 구동 장치(160)는 각 감광 드럼(11)(11K∼11C), 제 1 중간 전사 드럼(31a, 31b), 및 제 2 중간 전사 드럼(32)을 구동한다. 이 벨트 구동 장치(160)에는 2개의 평벨트(171, 172)와 이 평벨트(171, 172)가 인장되거나 걸쳐 있는 각종 인장부재가 구비된다.

이 경우, 상술한 인장부재로서, 각 평벨트(171, 172)를 회전시키는 인장 풀리(191, 192) 및 종동 풀리(181∼187)가 있다. 종동 풀리(181∼187)는 축방향을 따라 각 감광 드럼(11)(11K∼11C)의 한 단부, 제 1 중간 전사 드럼(31a, 31b), 및 제 2 중간 전사 드럼(32) 각각에 장착된다.

한편, 본 실시예에서, 제 2 중간 전사 드럼(32) 상에 장착되는 종동 풀리(187)는 제 1 평벨트(171)와 제 2 평벨트(172)가 걸리는 2단 벨트 걸이면을 갖는다.

다음으로, 제 1 평벨트(171)는 인장 풀리(191), 각 감광 드럼(11)(11K∼11C)의 축 상에 장착되는 종동 풀리(181∼184), 및 제 2 중간 전사 드럼(32)의 축 상에 장착되는 종동 풀리(117) 상에 걸린다.

다른 한편, 제 2 평벨트(172)는 인장 풀리(192), 제 1 중간 전사 드럼(31a, 31b)의 축 상에 장착되는 종동 풀리(185, 186), 및 제 2 중간 전사 드럼(32)의 축 상에 장착되는 종동 풀리(187) 상에 걸린다.

한편, 풀리(181∼187, 191, 192)가 각각 구비된 풀리축(도시되지 않음)는 복사기(80)의 측면 상에 설치된 각 슬라이드 베어링에 의해 지지되므로, 이 풀리축을 자유롭게 회전시킬 수 있다. 또한, 본 실시예에서, 종동 풀리(187)의 2단 벨트 걸이면 중에, 제 1 평벨트(171)가 구비된 벨트 걸이면의 직경은 제 2 평벨트(172)가 구비된 벨트 걸이면의 직경보다 더 크게 형성된다.

보다 구체적으로, 본 실시예에 따라, 평벨트(171, 172)에는, 예를 들면 평벨트(171, 172)의 진행 방향을 따라 1열의 스루홀(175)이 각각 설치되는 반면, 상술한 스루홀(175)에 대응하는 돌기(176)는 이 평벨트(171, 172)가 걸리는 풀리의 전부 또는 일부에 구비된다. 이 평벨트는 돌기(176)를 스루홀(175)에 끼움으로써 구동력을 전달할 수 있는 천공 벨트로 구성된다.

이 경우, 구동 모터(도시되지 않은 구동원)로부터의 동력을 어느 축에 가하는지에 대한 방법에 대하여, 구동 모터로부터의 구동력이 평벨트와 풀리간의 권선 각도가 큰 풀리축에 입력되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 예를 들면, 구동 모터로부터의 구동력은 제 2 중간 전사 드럼(32)의 축에 입력될 수 있다. 변형적으로, 구동 모터로부터의 구동력은 또 다른 풀리축에 입력될 수 있다.

또한, 평벨트의 재료와 풀리의 재료에 대하여, 임의의 재료가 실시예 1과 유사하게 적절히 선택될 수 있다. 예를 들면, 이 평벨트로서, 내구성 및 가공 정밀도 등에 비추어 스테인리스강, 니켈 및 티타늄과 같은 금속 재료가 사용되는 것이 바람직하다. 다른 한편, 이 풀리의 재료로서, 내구성 및 가공 정밀도 등에 비추어 스테인리스강, 알루미늄 및 탄소강과 같은 금속 재료가 사용되는 것이 바람직하다.

특히, 본 실시예에서, 제 1 중간 전사 드럼(31a, 31b)의 종동 풀리(185, 186) 상에 자유 회전 부재(200)(구체적으로, 참조부호 200a, 200b)가 장착된다. 자유 회전 부재(200)는 자유롭게 회전 가능하고 종동 풀리(185, 186)의 축에 동축식으로 위치 결정된다. 평벨트(171)는 자유 회전 부재(200a)를 통해서 감광 드럼(11)(11K, 11Y)의 종동 풀리(181, 182) 상에 걸쳐진다.

이 경우, 자유 회전 부재(200)로서, 각종 부재가 자유롭게 선택될 수 있는데, 예를 들면, 이 선택된 부재가 종동 풀리의 축에 대하여 자유롭게 회전 가능한 경우에 칼라(collar)가 선택될 수 있다. 본 실시예에서, 예를 들면, 도 20(a)에 도시된 바와 같이, 볼 베어링이 사용된다. 이 볼 베어링은 내부 링 케이스(201)와 외부 링 케이스(202)로 구성된다. 내부 링 케이스(201)는 압력을 받아 삽입되어 상술한 종동 풀리(185, 186)의 축에 연결된다. 외부 링 케이스(202)는 볼(203)을 통해서 내부 링 케이스(201)의 외측 상에 회전 가능하게 제공된다.

또한, 자유 회전 부재(200)는 회전축(310)의 축방향에 대하여 제 1 중간 전사 드럼(31a, 31b)의 위치를 제한할 수 있는 것이 바람직하다.

상술한 자유 회전 부재(200)가 축방향을 따라 자유도를 갖는 경우, 이는 평벨트(171, 172)의 사행 동작의 발생을 초래할 수 있다. 예를 들면, 천공 벨트와 같은 홀이 설치된 평벨트가 사용되는 경우, 감광 드럼(11)(즉, 본 실시예에서는 드럼(11K, 11Y))이 구비된 종동 풀리(181, 182) 상에 형성된 돌기(176) 또는 감광 드럼(11)(즉, 본 실시예에서는 드럼(11M, 11C))이 구비된 종동 풀리(183, 184) 상에 형성된 돌기(176) 중 어느 하나가 평벨트(171, 172)에 형성된 스루홀(175)과 마찰됨으로써, 스루홀(175)의 홀부분은 쉽게 파손된다. 종동 풀리(181, 182)는 자유 회전 부재(200)의 상류측에 배치되는 반면, 종동 풀리(183, 184)는 하류측에 배치된다.

이 경우, 자유 회전 부재(200)의 축방향 제한으로서, 도 20(b)에 도시된 바 와 같이, 예를 들면, E-링 및 O-링과 같은 위치 제한 부재(210)가 이 자유 회전 부재(200)의 양측 또는 일측에 구비될 수 있다. 본 실시예에서, 위치 제한 부재(210)는 자유 회전 부재(200)의 양측에 구비된다.

또한, 본 실시예에서, 평벨트(171, 172)는 자유 회전 부재(200)의 주위면 상에 걸쳐진다. 도 20(b)의 가상선으로 표시된 바와 같이, 평벨트(171, 172)의 스루홀(175)에 대응하여 자유 회전 부재(200)의 주위면(이 경우, 외부 링 케이스(202)의 주위면)에 돌기(205)가 구비되어, 자유 회전 부재(200)와 평벨트(171, 172) 사이의 축방향에 대하여 위치적 제한을 행하는 것이 바람직하다.

다음으로, 본 실시예에 따른 화상형성장치의 벨트 구동 장치의 동작에 대하여 설명한다.

본 실시예에서, 구동 모터로부터의 구동력이 제 2 중간 전사 드럼(32)의 회전축에 입력되는 경우, 이 제 2 중간 전사 드럼(32)의 종동 풀리(187)가 회전되어, 제 2 평벨트(172), 종동 풀리(185, 186) 및 인장 풀리(192)를 통해서 제 1 중간 전사 드럼(31a, 31b)으로 구동력이 전달된다.

다른 한편, 제 2 중간 전사 드럼(32)의 종동 풀리(187)가 회전되는 경우, 제 1 평벨트(171), 종동 풀리(181∼184), 인장 풀리(192), 및 자유 회전 부재(200)(즉, 부재(200a, 200b))를 통해서 각 감광 드럼(11)(즉, 드럼(11K∼11C))으로 전달된다.

이 경우, 자유 회전 부재(200a), 인장 풀리(191) 및 회전 부재(200b)를 통해서, 180°보다 크거나 같은 권선 각도로 각 감광 드럼(11)에 인접 배치된 종동 풀 리(181∼184) 상에 제 1 평벨트(171)가 걸쳐진다.

이 상태 하에서, 제 1 평벨트(171)와 각 종동 풀리(181∼184) 사이의 권선 영역이 증가되기 때문에, 종동 풀리(181∼184)에 가해지는 구동력은 안정할 뿐만 아니라, 제 1 평벨트(171)의 스루홀(175)을 종동 풀리(181∼184)의 돌기(176)에 끼움으로써 초래되는, 스루홀(175)의 홀부분에 가해지는 힘이 분산되기 때문에, 스루홀(175)의 홀부분에 가해지는 국부 응력에 의한 스루홀(175)의 홀부분의 파손을 유리하게 방지할 수 있다.

특히, 본 실시예에서, 제 1 중간 전사 드럼(31a, 31b)의 회전축 방향이 자유 회전 부재(200)의 회전방향과 반대이지만, 자유 회전 부재(200)가 제 1 중간 전사 드럼(31a, 31b)의 회전축에 대하여 자유롭게 회전될 수 있기 때문에, 제 1 평벨트(171)의 이동을 저하시키지 않는다.

자유 회전 부재(200)가 사용되지 않는다고 가정하면, 제 1 평벨트(171)는 제 1 중간 전사 드럼(31a, 31b)의 회전축 상에 직접 걸쳐진다. 그렇지만, 이렇게 가정한 경우에, 평벨트(171)에 가해지는 부하 및 구동 부하가 증가되고 마찰에 의한 제 1 평벨트(171)의 손상이 증가되므로 바람직하지 않다.

또한, 자유 회전 부재(200)가 지지부재로서 제 1 중간 전사 드럼(31a, 31b)의 회전축을 사용하기 때문에, 독점 사용되는 인장 풀리 지지부재를 필요로 하지 않는다. 또한, 자유 회전 부재(200)의 설치 공간은 불필요하게 확장되지 않는다.

본 실시예에 따른 벨트 구동 장치(160)는 상술한 구성에만 제한되지 않고, 도 21 등에 도시된 바와 같이 벨트 구동 장치(160)의 설계를 변경시킬 수도 있다.

도 21에 도시된 벨트 구동 장치(160)는 감속 메커니즘을 사용하는 형태를 이용한다.

본 도면에서, 감속 메커니즘은, 구동 모터(도시되지 않음)로부터의 구동력이 구동 풀리(221)가 회전 가능하게 지지되는 축(220) 내로 입력되고, 회전 속도가 벨트 전동에 의해 감소되고, 구동력이 출력 축으로 전달되는 것이다.

이 경우, 종동 풀리(231)의 회전축와 종동 풀리(232)의 회전축은 공통이다. 제 1 평벨트(241)는 구동 모터로부터 공급되는 입력된 동력을 받아들이는 구동 풀리(221) 상에 걸쳐지고 종동 풀리(231) 상에 걸쳐진다. 다른 한편, 제 2 평벨트(242)는 출력 축(250)에 제공된 종동 풀리(232)와 또 다른 종동 풀리(251) 사이에 걸쳐진다.

이러한 감속 메커니즘에서, 출력 축(250)에 큰 부하가 걸리는 경우, 제 1 평벨트(241)에 걸리는 벨트 인장 부하는 제 2 평벨트(242)에 걸리는 벨트 인장 부하와 서로 다르다. 제 2 평벨트(242)는 보다 큰 인장 부하력을 수용한다. 결과적으로, 슬립에 비추어 제 1 평벨트(241)에 충분한 권선 각도가 제 2 평벨트(242)에 불충분할 수 있다는 위험성이 있다.

이러한 상황에서, 도 21에 도시된 바와 같이, 종동 풀리(251)의 주위에 걸쳐지는 제 2 평벨트(242)의 권선 각도가 증가되는 경우, 구동 풀리(221)의 회전축(입력 축)(220)에는, 자유롭게 회전 가능하고 이 회전축(220)에 동축식으로 위치 결정된 자유 회전 부재(200)가 구비된다. 제 2 평벨트(242)는 자유 회전 부재(200)에 대하여 감김으로써, 종동 풀리(232)와 종동 풀리(251)에 대한 제 2 평벨트(242)의 권선 각도가 증가하고, 이러한 여분의 인장 풀리 지지부재는 제공되지 않으며 공간은 필요로 하지 않는다.

한편, 전기의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 실시예의 벨트 구동 장치(160)(즉, 자유 회전 부재(200)를 사용하는 형태)는 실시예 2에 따른 화상형성장치의 벨트 구동 장치에 적용될 수 있다.

[실시예 8]

도 22(a)는 본 발명이 적용되는 벨트 구동 장치의 실시예 8을 나타낸다.

본 실시예에 따른 벨트 구동 장치(100)는 실시예 1과 거의 유사하게 구성된다. 벨트 구동 장치(100)는 각 감광 드럼(11)(11K∼11C), 제 1 중간 전사 드럼(31a, 31b) 및 제 2 중간 전사 드럼(32)을 구동한다. 이 벨트 구동 장치(100)에는 2개의 평벨트(401, 402) 및 이 평벨트(401, 402)가 인장되어 걸쳐지는 각종 인장부재가 구비된다.

이 경우, 상술한 인장부재로서, 각 평벨트(401, 402)를 회전시키는 종동 풀리(111∼117) 및 인장 풀리(121, 122)가 있다. 종동 풀리(111∼117)는 축방향을 따라 감광 드럼(11)(11K∼11C)의 일단, 제 1 중간 전사 드럼(31a, 31b) 및 제 2 중간 전사 드럼(32) 상에 각각 장착된다.

한편, 본 실시예에서, 제 2 중간 전사 드럼(32) 상에 장착된 종동 풀리(117)는 제 1 평벨트(401)와 제 2 평벨트(402)가 각각 걸리는 2단 벨트 걸이면을 갖는다.

특히, 도 22(b)에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 사용되는 평벨트(401, 402)는 2개의 벨트 부재(411, 412)의 일부가 서로 고정 및 중첩되도록 제조된다.

다음으로, 본 실시예에서, 평벨트(401, 402)에 형성된 복수열의 스루홀(130)이 배열되고, 복수열의 풀리 돌기(140)가 배열된다. 그렇지만 본 실시예는 이러한 구성에 국한되지 않는다. 변형적으로, 스루홀의 모양, 스루홀의 배열, 풀리 돌기의 모양, 및 풀리 돌기의 배열은 자유롭게 설계될 수 있다.

다음으로, 본 실시예에 따른 벨트 구동 장치(100) 내의 평벨트(401, 402)와 풀리 돌기(140) 사이의 맞물림(메싱) 상태를 상세히 설명한다.

예를 들면, 도 23(a)에 도시된 바와 같이, 부하 토크가 발생되는 평벨트(401/402)와 풀리(111) 간의 맞물림은 스루홀(130)의 일측과 접촉하여 이루어진다.

스루홀(130)과 풀리 돌기(140)의 치수에 간격(D1, D2)이 형성되기 때문에, 평벨트(401, 402)에 형성된 스루홀(130)은 부하로 인해 누름(인장) 방향을 따라 풀리(111)의 돌기(140) 등과 접촉하게 된다.

본 실시예에 따라, 도 23(b)에 도시된 바와 같이, 2 시트의 벨트 재료(411, 412)가 평벨트(401, 402)의 두께를 두배로 하기 위해 서로 겹쳐지기 때문에, 맞물림에 의한 스루홀(130)의 홀부분의 변형을 억제할 수 있다.

한편, 본 실시예의 평벨트(401, 402)에 있어서, 2 시트의 벨트 부재(411, 412)가 이 평벨트를 팽창/누름 방식으로 독립적으로 변형시킬 수 있도록 서로 겹쳐지기 때문에, 이 평벨트(401, 402)의 굽힘 강성은 단일 벨트 부재와 거의 동일하여, 이 평벨트(401, 402)는 안정한 상태로 풀리(111) 등에 감겨있다.

다른 한편, 1 시트의 벨트 부재로 이루어진 평벨트(401', 402')에 있어서, 도 24에 도시된 바와 같이, 스루홀(130)의 홀부분의 강도가 부하 토크의 크기를 견딜 수 없는 경우에, 스루홀(130)의 홀부분은 이 홀부분이 풀리(111) 등의 돌기(140)에 겹쳐지도록 변형된다. 그리고 나서, 평벨트(401', 402')에 형성된 스루홀(130)의 변형된 홀부분이 풀리(111) 등으로부터 분리되는 경우, 이 변형은 원상 회복된다.

그렇지만, 이 변형의 크기가 지나치게 커지는 경우에, 평벨트(401', 402')에 형성된 스루홀(130)의 홀부분은 도 24에서 기호 "A"로 표시된 바와 같이 소성 변형된다. 그리고 나서, 뒤이은 맞물림 후에, 회복되지 않은 스루홀(130)의 변형된 홀부분은 풀리 돌기(140)와 맞물린다. 결과적으로, 풀리(111) 등에 전달되는 회전량은 불균일하다. 또한, 벨트 구동 동작 중에 변형/회복 작용이 반복적으로 행해지기 때문에, 평벨트(401', 402')에 형성된 스루홀(130)의 홀부분의 강도는 점차 낮아진다. 최악의 경우, 스루홀(130)의 홀부분에 균열이 발생하여 이 평벨트를 파손할 위험성이 있다.

또한, 본 실시예에서, 도 25는 상술한 평벨트(401, 402)의 제조 실시예를 나타낸다.

이 실시예는, 2 시트의 벨트 재료(411, 412)가 에지부를 정렬하도록 서로 겹쳐진 후, 이 정렬된 에지부가 용접 처리를 통해 서로 결합되도록 하는 실시예를 나타낸다.

이 경우, 2개 벨트 부재(411, 412) 간의 위치적 관계를 조정하기 위해, 또는 평벨트(401, 402)의 사행 방향이 서로 다른 경우에 본 실시예에서 성취되는 효과의 저하를 방지하기 위해, 용접 처리 등을 행하여 이 에지부를 결합시킨다.

그렇지만, 평벨트(401, 402)의 폭이 짧은 경우, 평벨트(401, 402)의 양측의 주변 길이간의 차가 적어질 수 있기 때문에, 주변 길이간의 차에 의해 발생되는 사행 방향으로의 불균일이 존재하지 않는다. 결과적으로, 2 시트의 벨트 부재(411, 412)가 서로 다른 방향을 따라 사행되는 경우는 드물다. 거의 모든 경우에, 평벨트가 풀리를 경사지게 하여 사행하기 때문에, 동일한 풀리 상에 걸쳐지는 2 시트의 벨트 부재(411, 412)는 동일한 방향을 따라 사행된다.

이와 같은 경우, 2 시트의 벨트 부재(411, 412)는 독립적으로 사용될 수 있고, 이 벨트 부재의 에지부는 서로 결합되지 않는다. 한편, 스루홀(130)의 위치 이동이 방지되어야 하기 때문에, 적어도 일부의 스루홀(130)이 고정되어야 한다.

도 25에 도시된 실시예에서, 이 두개 시트의 길이가 조정되고 스루홀의 피치가 조정되는 동안, 시트형 벨트 부재(411, 412)가 겹쳐진다. 그리고 나서, 이 벨트 부재(411, 412)의 양쪽 에지부는 서로에 대하여 맞닿고, 동시에 용접된다. 결과적으로, 2 시트의 벨트 부재(411, 412)는 용접부에서 서로 결합될 수 있다.

용접부에서 계단형 부분이 발생될 가능성을 피하기 위해, 본 도면에 도시된 바와 같이, 맞댐 용접을 행하는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시예에서 이 벨트 부재의 한 부분만을 용접할지라도, 복수 부분이 용접될 수 있다. 게다가, 용접 대신에, 2 시트의 벨트 부재(411, 412)가 접착제를 사용하여 서로 결합될 수 있다.

예를 들면, 도 26에 도시된 바와 같이, 벨트 부재(411, 412)가 용접되는 경 우, 스루홀의 위치 및 스루홀의 간격을 정하는데 사용되는 지그(421)를 이용하는 동안, 용접 장치(420)를 사용하여 용접 작업이 행해진다. 결과적으로, 용접 작업 중에 발생되는 왜곡뿐만 아니라 스루홀 중의 위치적 관계의 불균일을 억제할 수 있다.

[예 1]

실시예 1에 따른 화상형성장치가 실험적 모델로서 이용되는 동안, 본 발명자들은 출력 화상의 농도 불균일 및 화상의 위치 변위를 실제 조사하였다. 이 실험의 결과로서, 홀이 없는 평벨트가 구동될 수 없는 종동 풀리축 토크가 주어진 상태 하에서도, 이 화상형성장치는 인식 가능한 한계값보다 낮거나 같은 출력 화상의 농도 불균일 및 화상의 위치 변위 모두를 감소시키는데 성공할 수 있었다.

도 27에는 상술한 실시예 중 한가지 실례가 도시되어 있다.

본 도면에서, 벨트의 스루홀 부분과 풀리의 돌기간의 맞물림의 변화가 목표 레벨인 ΔV0 - p < 0.3%까지 감소시킬 수 있었고, 화상 농도의 불균일은 인식 가능한 한계값보다 낮거나 같게 감소시킬 수 있었다.

또한, 본 실시예에 따라, 벨트의 초기 장력을 증가시켜 발생된 벨트 사행에 의한 악영향을 감소시킬 수 있었다.

일례가 도 28에 도시되어 있다. 한편, 비교예(벨트 스루홀이 1열 홀임)의 결과는 도 29에 도시되어 있다.

먼저, 비교예를 고려하면, 도 29는 다음과 같이 벨트가 연속적으로 구동되는 경우에 회전 불균일 레벨의 진행을 나타낸다. 즉, 1) 벨트 장력은 부하를 종동 풀 리에 가하지 않고 "T₀"에서 "T₁"로 증가된다(영역 "C1"을 참고). 2) 다음으로, 벨트 장력이 "T₀"로 복귀되고, 목표값의 절반에 해당하는 부하만이 종동 풀리에 가해지고, 벨트 장력은 앞선 경우와 유사하게 "T₀"에서 "T₁"로 증가된다(영역 "C2"를 참고). 3) 또한, 벨트 장력이 "T₀"로 복귀되고, 목표값과 같은 부하가 종동 풀리에 가해지고, 벨트 장력은 "T₀"에서 "T₁"로 증가된다(영역 "C3"를 참고).

본 도면으로부터 명백한 바와 같이, 벨트 장력이 항목 1)에서 항목 2)로 변경되는 경우, 벨트 장력이 초기 상태로 복귀되더라도, 회전 불균일의 레벨은 초기 상태로 복귀되지 않는다는 것을 알 수 있다. 이 이유는 다음과 같다. 이는 항목 1)이 부하 구동이 아니기 때문에 부하로 인한 악영향이 아니라, 벨트 장력이 "T₁"까지 증가되는 경우에 스루홀의 홀부분에 손상을 주는 벨트 사행 동작의 발생에 의한 악영향이다.

또한, 종동 풀리에 부하가 걸리는 항목 2)와 3)에서, 회전 불균일 레벨이 점차 저하되어, 결과적으로, 부하에 의한 악영향이 벨트 사행 동작에 의한 악영향과 합쳐진다는 것을 알 수 있다.

실험이 완성된 후, 벨트 스루홀의 홀부분을 관찰하면, 벨트 스루홀의 홀부분을 맞물리게 함으로서 발생되는 손상은 홀부분을 소성 변형시켜, 어떤 홀부분에 균열을 발생시킨다. 이러한 현상이 발생하면, 명백히 화상형성장치, 더욱이 구동력 전달장치로서 기능하는 것은 사실상 어렵다.

이와 반대로, 도 28은 벨트가 본 실례를 행한 다음과 같이 연속적으로 구동되는 경우에 회전 불균일 레벨의 진행을 보여준다. 즉, 1) 벨트 장력이 "T₀"로 설정되는 동안, 종동 풀리에 가해지는 부하는 0에서 목표값으로 점증한다(영역 "A1"을 참조). 2) 다음으로, 벨트 장력이 "T₀"로 복귀된 후, 이 벨트 장력은 T₁(T₀×1.4)로 설정되고, 종동 풀리에 가해지는 부하는 0에서 목표값으로 점증한다(영역 "A2"를 참조). 3) 또한, 벨트 장력이 "T₀"로 복귀된 후, 벨트 장력은 T₂(T₀×1.7)로 설정되고, 종동 풀리에 가해지는 부하는 0에서 목표값으로 점증한다(영역 "A3"를 참조).

본 도면으로부터 명백한 바와 같이, 종동 풀리에 가해지는 부하가 증가되는 경우, 회전 불균일이 다소 저하되는 경향이 있다. 그렇지만, 이 저하된 회전 불균일의 레벨은 작다. 또한, 벨트 장력을 증가시킴으로써 발생되는 벨트 사행 동작에 의한 거의 악영향은 없다. 달리 말하면, 실험을 행하는 동안, 무 부하 상태를 설정하도록 벨트 장력을 초기 상태로 복귀하는 경우에, 회전 불균일의 레벨은 또한 초기 상태로 복귀되어, 재생성을 초래한다.

역으로 말하면, 벨트 장력이 증가되기 때문에, 풀리와 평벨트 사이에 가해지는 파지력은 증가되고, 풀리와 평벨트간의 맞물림에 의한 회전 불균일은 감소될 수 있다.

결과적으로, 본 예 1이 행해지기 때문에, 출력 화상의 농도 불균일의 인식 가능한 한계값에 대응하는 "ΔV0 - p"는 0.3%보다 작거나 같게 감소될 수 있고 부하 및 벨트 사행 동작에 대하여 신뢰성이 높은 구동력 전달 시스템을 제공할 수 있다.

[예 2]

실시예 7에 따른 화상형성장치는 실험 형태로서 이용되고 본 발명의 발명자들은 출력 화상의 농도 불균일 및 화상의 위치 변위를 실제 조사하였다. 발명자들에 의해 행해진 실험에 따라, 홀이 없는 평벨트를 사용하는 경우에도, 풀리에 대한 평벨트의 권선 각도가 충분히 증가되기 때문에, 평벨트와 풀리 사이에 발생되는 슬립을 효과적으로 방지할 수 있다.

홀이 없는 평벨트가 슬립되어 구동될 수 없는 종동 풀리의 축 토크가 가해진 경우에도, 이 화상형성장치는 인식 가능한 한계값보다 낮거나 같은 출력 화상의 농도 불균일 및 화상의 위치 변위를 감소시키는데 성공할 수 있었다.

일례가 도 30에 도시되어 있다.

본 도면에서, 벨트의 스루홀 부분과 풀리의 돌기간의 맞물림의 변화가 목표 레벨인 ΔV0 - p < 0.3%까지 감소될 수 있고, 화상 농도의 불균일은 인식 가능한 한계값보다 낮거나 같게 감소될 수 있다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 구동력 전달장치에 따르면, 다음과 같은 효과를 성취할 수 있다. 즉, 복수의 인장부재 상에 무단 평벨트를 걸어 구동력을 전달하는 시스템에 있어서, 진행 방향을 따라 평벨트에 배열된 스루홀의 구성, 및 평벨트가 걸쳐지는 적어도 하나의 복수 인장부재 상에 형성된 돌기의 구성이 향상(즉, 복수 스루홀, 돌기의 배열, 가늘고 긴 구멍형 스루홀과 기둥형 돌기간의 결합의 향상)된다. 스루홀과 돌기간의 맞물림 상태가 확실하게 유지될 수 있는 동안, 구동력 전달장치는 스루홀의 홀부분 상에 작용력이 집중되는 것을 방지할 수 있는 구성을 갖는다. 결과적으로, 명백하게, 이 구동력 전달장치는 평벨트와 인장부재 사이에 발생되는 슬립을 효과적으로 방지할 수 있고, 또한 인장부재 중 어느 하나에 연결되는 종동 부재에 큰 회전 부하가 걸리는 상태에서 스루홀의 홀부분에 가해지는 힘을 효과적으로 분산시킬 수 있다. 스루홀의 홀부분의 파손이 효과적으로 방지되면서, 구동력 전달장치는 안정한 상태에서 종동 부재에 구동력을 전달할 수 있다.

결과적으로, 이러한 구동력 전달장치를 사용하는 화상형성장치에 있어서, 스루홀을 갖는 평벨트에 형성된 스루홀의 홀부분의 파손이 효과적으로 억제될 수 있고, 또한 구동력이 종동 부재에 대응하는 화상 캐리어로 안정하게 전달될 수 있기 때문에, 이 화상형성장치는 어떠한 화상 결함도 없이 출력 화상을 얻을 수 있고, 스루홀을 갖는 평벨트의 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 구동력 전달장치에 따라, 다음의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 복수의 인장부재 상에 무단 평벨트를 걸어 구동력을 전달하는 시스템에 있어서, 구동력이 전달되는 복수 인장부재 중 적어도 하나의 인장부재의 회전축에 대하여 동축식으로 자유롭게 회전할 수 있는 자유 회전 부재가 제공되어, 이 자유 회전 부재가 제공되는 인장부재와는 다른 인접한 인장부재에 대하여 자유 회전 부재를 통해서 평벨트가 걸쳐진다. 결과적으로, 예를 들면, 인접한 인장부재에 대한 평벨트의 권선 각도는 큰 각도로 설정될 수 있다. 더욱이, 이 자유 회전 부재의 설정 공간으로서 형성되는데 더 이상 특정 공간을 필요로 하지 않는다.

결과적으로, 예를 들면 종동 부재가 이 인접한 인장부재 중 적어도 하나에 연결되는 실시예에서, 큰 회전 부하가 종동 부재에 가해지는 상태에서도, 평벨트를 걸치는데 사용되는 보조 인장부재의 지지부재에 대한 설정 공간은 특별히 요구되지 않아, 레이아웃 공간을 불필요하게 연장하지 않고도 종동 부재에 구동력을 안정하게 전달할 수 있다.

또한, 이러한 구동력 전달장치를 사용하는 화상형성장치에 있어서, 보조 인장부재의 지지부재는 평벨트를 걸치는데 특별히 요구되지 않는다. 또한, 종동 부재에 대응하는 화상 캐리어에 구동력을 안정한 상태로 전달할 수 있기 때문에, 이 화상형성장치는 장치의 대형화를 회피하면서 화상 결함이 없는 출력 화상을 얻을 수 있다.

Claims

구동력을 발생시키는 구동원;

상기 구동력에 의해 구동되는 화상 캐리어; 및

상기 구동원으로부터 발생한 구동력을 상기 화상 캐리어로 전달하는 구동력 전달장치를 구비하는 화상형성장치로서,

상기 구동력 전달장치는,

진행 방향을 따라 복수의 스루홀을 갖는 제 1 무단 평벨트; 및

상기 제 1 무단 평벨트의 복수의 스루홀이 끼워 맞춰지는 복수의 돌기를 갖는 회전부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서, 상기 제 1 무단 평벨트는 벨트 진행 방향을 따라 복수의 스루홀 열(column)을 갖는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서, 상기 제 1 무단 평벨트는 상기 벨트 진행 방향에 수직한 벨트 폭방향을 따라 길게 연장하는 긴 구멍형 스루홀을 갖는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서, 상기 제 1 무단 평벨트는 서로 중첩된 복수의 평벨트 시트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서, 상기 구동력 전달장치는,

진행 방향을 따라 복수의 스루홀을 갖는 제 2 무단 평벨트; 및

상기 제 1 무단 평벨트와 상기 제 2 무단 평벨트가 걸쳐지는 제 2 회전부재를 더 구비하고,

상기 제 2 회전부재의 축은 상기 제 1 회전부재의 축과 동일한 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서, 상기 구동력 전달장치는,

진행 방향을 따라 복수의 스루홀을 갖는 제 2 무단 평벨트; 및

상기 제 1 무단 평벨트와 상기 제 2 무단 평벨트가 걸쳐지는 복수의 제 2 회전부재를 더 구비하고,

상기 제 1 회전부재는 복수의 제 1 회전부재이며,

상기 제 2 회전부재중 적어도 하나의 축은 임의의 상기 제 1 회전부재의 축과 동일한 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제5항에 있어서, 상기 동일한 축을 갖는 회전부재중 하나는 거기에 감긴 벨트의 이동에 종동하는 자유회전부재인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제5항에 있어서, 상기 구동력 전달장치는 축방향을 따라 상기 제 2 회전부재 의 이동을 제한하는 위치제한부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서, 상기 화상 캐리어는 복수의 화상 캐리어인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제8항에 있어서, 상기 구동력 전달장치는 상기 구동원으로부터 제 1 화상 캐리어로 구동력을 전달하는 장치와 상기 구동원으로부터 제 2 화상 캐리어로 구동력을 전달하는 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
진행 방향을 따라 복수의 스루홀을 가지며, 상기 스루홀이 서로 일치한 상태에서 서로 중첩된 복수의 무단 평벨트; 및

상기 복수의 무단 평벨트의 상기 스루홀이 끼워 맞춰지는 복수의 돌기를 갖는 회전부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 구동력 전달장치.
제11항에 있어서, 상기 복수의 무단 평벨트의 일부가 서로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 구동력 전달장치.
제11항에 있어서, 상기 복수의 무단 평벨트는 벨트 진행 방향을 따라 복수 열의 스루홀을 갖는 것을 특징으로 하는 구동력 전달장치.
제11항에 있어서, 상기 복수의 무단 평벨트는 상기 벨트 진행 방향에 수직한 폭방향을 따라 길게 연장하는 긴 구멍형 스루홀을 갖는 것을 특징으로 하는 구동력 전달장치.
복수의 벨트부재의 적어도 일부분이 서로 고정되고,

상기 복수의 벨트부재가 서로로부터 독립적으로 신축 가능하게 배치된 것을 특징으로 하는 평벨트.