KR100667793B1

KR100667793B1 - 현상롤러의 축방향 양 단부가 구동되는 화상형성장치

Info

Publication number: KR100667793B1
Application number: KR1020050004441A
Authority: KR
Inventors: 최재명
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2007-01-11
Also published as: KR20060083573A

Abstract

현상롤러의 축방향 양 단부가 구동되는 화상형성장치에 대하여 개시된다. 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치는, 정전잠상이 형성되는 감광체; 상기 정전잠상에 현상제를 공급하여 현상시키는 것으로서, 양 단부에 제1, 제2현상롤러 구동기어가 결합되는 현상롤러; 구동원과 상기 제1, 제2현상롤러 구동기어를 각각 연결하는 제1, 제2동력전달부; 를 포함하여, 상기 현상롤러의 양 단부에 회전력이 전달되므로, 갭링의 편마모가 방지되어 현상롤러의 축 방향으로 균일한 현상갭이 유지되며, 현상 불량으로 인한 인쇄 품질의 저하가 방지된다.

현상롤러, 화상형성장치, 지연수단, 동력전달부, 비틀림스프링

Description

현상롤러의 축방향 양 단부가 구동되는 화상형성장치{Image forming apparatus including the developing-roller driven by two side edges}

도 1은 종래의 현상롤러 구동장치의 주요부를 도시한 측면도.

도 2는 종래의 현상롤러 구동장치의 주요부를 도시한 평면도.

도 3은 본 발명의 화상형성장치의 주요부를 도시한 측단면도.

도 4는 본 발명의 현상롤러 구동장치의 주요부를 도시한 사시도.

도 5는 본 발명의 현상롤러 구동장치의 주요부를 도시한 사시도.

도 6은 본 발명의 현상롤러 구동장치의 주요부를 도시한 평면도.

도 7은 본 발명의 지연수단의 일 실시예를 도시한 분해사시도.

도 8은 본 발명의 지연수단의 일 실시예를 도시한 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 -- 인쇄유닛 110 -- 감광체

120 -- 대전기 130 -- 노광유닛(LSU)

140 -- 현상기 150 -- 전사벨트

160 -- 전사롤러 170 -- 정착롤러

180 -- 급지카세트 181 -- 픽업롤러

182 -- 피드롤러 183 -- 배출롤러

190 -- 배출트레이 400 -- 현상롤러

450a, 450b -- 갭링(Gap Ring) 500a -- 제1현상롤러 구동기어

500b -- 제2현상롤러 구동기어 600a, 600b -- 동력전달기어

601 -- 구동기어 602 -- 결합공

603 -- 고무패드 604 -- 결합돌기

605 -- 종동기어 700 -- 구동원

800a -- 제1동력전달부 800b -- 제2동력전달부

S -- 용지

본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 현상 불량이 방지되도록 현상기를 안정적으로 구동하여 인쇄 품질을 향상시킬 수 있는 화상형성장치에 관한 것이다.

전자사진방식 화상형성장치는, 일정한 전위로 대전된 감광체에 광을 주사하여 정전잠상을 형성하고, 현상기를 이용하여 정전잠상을 소정 색상의 토너(toner)로 현상한 후 이를 용지에 전사 및 정착시켜 단색화상 또는 칼라화상을 인쇄하는 장치를 말한다. 정착이 완료된 용지는 배지경로를 통하여 배출된다.

도 1 내지 도 2는 종래의 현상기 구동장치를 도시한다. 이를 참조하면, 현상기(14)는 현상롤러(40)를 포함하는 카트리지 형태로 화상형성장치에 장착된다. 감 광체(11)와 현상롤러(40) 사이에 일정한 현상갭(g)을 두고 현상이 이루어지며, 현상갭(g)을 일정하게 유지하기 위하여 한 쌍의 갭링(45a, 45b)(Gap Ring)이 현상롤러(40)의 축방향 양 단부에 설치된다. 현상롤러 구동기어(50)는 현상롤러(40)의 일 단부에 설치되고, 구동원(미도시)에 연결된 동력전달기어(60)가 현상롤러 구동기어(50)에 회전력을 공급한다.

현상롤러(40)의 일 단부에만 회전력이 공급되면, 동력전달기어(60)와 현상롤러 구동기어(50)의 기어 접촉각에 따라 현상롤러(40)가 감광체(11) 방향으로 향하는 힘(F1)을 받게 된다. 회전력이 공급되지 않는 현상롤러(40)의 타 단부는 상대적으로 감광체(11)에서 벗어나는 방향으로 힘(F2)을 받게 된다. 따라서, 참조부호 F1의 힘이 작용하는 측의 현상갭(g1)은 참조부호 F2의 힘이 작용하는 측의 현상갭(g2)보다 작다. 현상갭의 차이(g2~g1)는 감광체(11)의 정전잠상이 균일하게 현상되는 것을 방해하여 인쇄 품질이 저하된다.

현상롤러(40) 양 단부의 작용력(F1, F2)이 다르면 현상갭(g)을 일정하게 유지하기 위하여 설치되는 한 쌍의 갭링(45a, 45b) 중 하나가 편마모되어, 현상롤러(40)의 축 방향으로 현상갭의 차이(g2~g1)가 유발되고, 이로 인하여 정상적인 현상이 이루어지지 않아 인쇄 품질의 저하가 우려된다.

본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로, 현상롤러의 축 방향으로 균일한 현상갭이 유지되고, 갭링의 편마모와 인쇄품질 저하가 방지되는 화상형성장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치는,

정전잠상이 형성되는 감광체;

상기 정전잠상에 현상제를 공급하여 현상시키는 것으로서, 양 단부에 제1, 제2현상롤러 구동기어가 결합되는 현상롤러;

구동원과 상기 제1, 제2현상롤러 구동기어를 각각 연결하는 제1, 제2동력전달부; 를 포함하여, 상기 현상롤러의 양 단부에 회전력이 전달된다.

구동원으로부터 상기 제1, 제2현상롤러 구동기어에 전달되는 회전력의 시간차를 보상하기 위하여, 상기 제1, 제2동력전달부 중 어느 하나에는, 상기 회전력의 전달을 일시적으로 지연시키는 지연수단이 마련된다.

상기 제1, 제2동력전달부는 다수의 기어열을 포함하며,

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 지연수단은,

기어 몸체에 결합공이 형성된 구동기어와;

상기 결합공에 삽입되는 결합돌기가 기어 몸체에 형성되며, 상기 구동기어와 동심축상에 연결되는 종동기어와;

상기 결합돌기와 상기 결합공이 회전 방향으로 접촉되는 접촉면에 개재되며 소정의 탄성을 가지는 고무패드; 를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 지연수단은,

구동기어와;

상기 구동기어와 동심축상에 연결되는 종동기어와;

상기 구동기어와 종동기어를 탄력적으로 연결하는 비틀림스프링; 을 포함한다.

또한, 상기 제1동력전달부는 구동원과 직접 연결되며, 상기 제2동력전달부는 상기 제1동력전달부에 의하여 종동되며 구동원과 연결되고, 상기 지연수단은 상기 제1동력전달부에 구비되는 것이 바람직하다.

이하 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 화상형성장치의 주요부를 도시한 측단면도이다.

도 3을 참조하면, 전자사진방식에 의해 용지(S)에 토너화상을 전사시키는 인쇄유닛(100)과, 배지경로(310), 반전경로(320)가 도시되어 있다. 참조부호 180, 181, 182은 각각 급지카세트, 픽업롤러, 피드롤러를 나타낸다.

인쇄유닛(100)은 대전기(120), LSU(130), 감광체(110), 현상제가 수용된 현상기(140), 전사벨트(150), 전사롤러(160)를 포함하며, 전자사진방식에 의해 용지(S)에 화상을 인쇄한다. 본 발명에 따른 실시예의 인쇄유닛(100)은 칼라화상을 인쇄할 수 있는 것으로서, 각각 블랙(K:black) 시안(C:cyan) 마젠타(M:magenta) 옐로우(Y:yellow) 색상의 현상제가 수용된 4개의 현상기(140)를 구비한다.

상술한 인쇄유닛(100)에 의한 화상형성과정을 살펴보면, 먼저 대전기(120)가 감광체(110)에 전하를 공급하여 그 표면이 균일한 전위를 가지도록 대전시킨다. 이 후 노광과정에서는, LSU(130)가 예를 들어 옐로우(Y:yellow)색상의 화상정보에 해당되는 광을 감광체(110)에 주사하여, 광이 주사된 부분과 그렇지 않은 부분과의 상대적 전위차에 의해 옐로우 색상의 정전잠상이 형성된다. 현상기(140Y)는 상기 정전잠상에 현상제를 공급하여 현상함으로써 옐로우 색상의 토너화상을 형성하며, 상기 토너화상은 전사벨트(150)로 전사된다.

옐로우 색상의 토너화상이 전사벨트(150)로 완전히 전사되면, 위에서 설명한 것과 같은 방법으로 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K) 색상의 토너화상을 차례로 전사벨트(150)로 중첩 전사시킨다. 그러면, 전사벨트(150)상에 완전한 칼라 토너화상이 형성된다. 용지(S)는 픽업롤러(181)에 의해 급지카세트(180)로부터 인출되어 피드롤러(182)에 의해 이송된다. 용지(S)는 칼라토너화상의 선단이 전사벨트(150)와 전사롤러(160)가 대면된 위치에 도달하는 시점에 맞추어 전사벨트(150)와 전사롤러(160)가 대면된 위치에 도달된다. 이 칼라토너화상은 용지(S)에 전사된다.

정착롤러(170)는 칼라토너화상에 열과 압력을 가하여 용지(S)에 정착시킨다. 배지경로(310)는 정착롤러(170)와 배출롤러(183)를 연결하는 것으로서, 인쇄가 완료된 용지(S)가 배출트레이(190)로 배출되는 경로를 형성한다. 화상형성장치는 양면인쇄를 위한 반전경로(320)를 더 구비할 수도 있다. 반전경로(320)는 일면에 화상이 인쇄된 용지(S)를 그 배면에 다시 화상을 인쇄할 수 있도록 반전시켜 인쇄유닛(100)으로 공급하는 경로로서, 배지경로(310)로부터 분기되어 인쇄유닛(100)으로 용지(S)를 공급하는 피드롤러(182)까지 연장되어 형성된다. 배지경로(310)와 반전경로(320)에는 용지(S)를 피딩시키기 위한 별도의 구동수단(미도시)이 더 구비될 수 있다. 이에 의해 화상의 인쇄가 완료된다.

본 실시예에서는 하나의 감광체와 LSU를 사용하는 멀티패스방식의 인쇄유닛 을 예로서 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 전자사진방식에 의해 화상을 인쇄하는 다양한 인쇄유닛이 채용될 수 있다.

도 4 및 도5는 본 발명의 현상롤러 구동장치의 주요부를 도시한 사시도이고,도 6은 평면도이다. 설명을 위해 현상기 1개를 장착시킨 예를 간단히 도시하였다.

현상기(140)는 현상롤러(400), 현상제(토너)를 포함한다. 현상롤러(400) 양 단부에 회전력을 공급하기 위하여 구동원(700)(미도시)과, 제1동력전달부(800a), 제2동력전달부(800b)가 구비된다. 제1동력전달부(800a)는 현상롤러(400) 일 단부에 결합된 제1현상롤러 구동기어(500a)를 구동원(700)과 연결하는 동력전달기어(600a)에 회전력을 전달하는 다수의 기어열이다. 제2동력전달부(800b)는 현상롤러(400) 타 단부에 결합된 제2현상롤러 구동기어(500b)를 구동원(700)과 연결하는 동력전달기어( 600b)에 회전력을 전달하는 다수의 기어열이다. 도 5의 참조부호 800a, 800b 로 도시된 제1, 제2동력전달부의 내부에 상기 기어열(미도시)이 설치된다. 도시되지는 않았지만 색상별로 4종류의 현상기(140)가 장착된 경우에는 4개의 현상롤러(400)를 색상별로 독립적으로 구동하기 위하여 클러치 등의 부품이 제1, 제2동력전달부(800a, 800b)에 채용될 수 있다. 제1, 제2동력전달부(800a, 800b)에는 상술한 실시예는 물론, 마찰차나 벨트풀리, 타이밍벨트, 원웨이 구동부 등의 다양한 동력전달부품이 채용될 수 있다.

현상기(140)의 교체를 용이하게 하기 위하여, 제1, 제2현상롤러 구동기어(500a, 500b)에 맞물리는 동력전달기어(600a, 600b)는 현상기(140)가 교체되는 방향의 반대쪽에 설치되는 것이 바람직하다. 현상기(140)를 감광체(110) 반대방향으 로 빼어내면서 분리할 때, 제1, 제2현상롤러 구동기어(500a, 500b)가 동력전달기어(600a, 600b)에 의하여 간섭되지 않는다.

현상롤러(400)가 구동되면, 제1, 제2현상롤러 구동기어(500a, 500b)와 동력전달기어(600a, 600b)의 접촉각과 회전 방향에 따라 현상기(140)는 감광체(110) 방향 또는 이에 반대 방향으로 작용력을 받게 된다. 도 6의 실시예에서는 현상기(140)가 감광체(110) 방향으로 작용력을 받는 경우를 도시하였다. 상기 작용력은 현상롤러(400)의 양 단부에 동일하게 작용한다. 현상롤러(400) 양 단부 모두에 회전력이 공급되기 때문이다. 현상롤러(400) 양 단부의 균일한 작용력(F3 ≒ F4)으로 인하여, 현상갭이 현상롤러(400)의 축방향으로 일정하고, 갭링(450a, 450b)의 편마모가 방지된다.

현상롤러(400)의 양 단부를 모두 구동하는 경우에, 현상롤러(400) 양 단부에 작용하는 작용력의 시간 차이를 줄여줄 필요가 있다. 특히, 제1, 제2동력전달부(800a, 800b)에 다수의 기어열이 채용되는 경우에는 기어의 백래시(back lash)나, 현상롤러(400) 양 단부에 각각 설치되는 기어열의 치형 공차 등으로 인하여, 현상롤러(400) 양 단부에 공급되는 회전력의 작용시점이 다를 수 있다. 극단적인 경우에는 현상롤러(400) 일 단부의 제1현상롤러 구동기어(500a)만이 동력전달기어(600a)와 접촉되고, 현상롤러(400) 타 단부의 제2현상롤러 구동기어(500b)는 동력전달기어(600b)와 제대로 접촉되지 않는 경우를 상정해 볼 수 있다. 이러한 극단적인 경우에는 현상롤러(400) 일 단부의 제1현상롤러 구동기어(500a)에만 회전력이 전달될 우려가 있다.

따라서, 회전력을 현상롤러(400)의 양 단부로 공급하되, 양 단부에 작용되는 작용력의 시간차이를 줄일 수 있는 지연수단이 필요하다. 지연수단은 기어의 백래시(back lash) 등에 의하여 발생하는 양 단부의 회전력 작용 시점 차이를 줄여준다. 지연수단은 인접한 2개의 기어 사이에 구비된다. 지연수단의 설치위치는 인접한 2개의 기어가 연결되는 다수의 기어연결부 중에서 임의로 선택 가능하다. 상기 선택된 1개 또는 다수개의 기어연결부에 지연수단이 구비된다.

제1, 제2동력전달부(800a, 800b) 어디에도 지연수단이 채용될 수 있으나, 구동원(700)으로부터 멀리 떨어져 있어서 보다 많은 수의 동력연결부품이 개재되는 단부에는 기어 치형 사이의 간극이 누적되므로, 상대적으로 적은 수의 동력연결부품이 개재되는 단부에 지연수단이 채용되는 것이 더욱 효과적이다.

따라서, 제1동력전달부(800a)가 기어열에 의하여 구동원(700)과 직접 연결되고, 상기 제2동력전달부(800b)는 예를 들어 소정 길이의 구동샤프트가 개재되며 구동원(700)과 연결되는 실시예의 경우, 지연수단은 제1동력전달부(800a)에 구비되는 것이 바람직하다.

도 7 내지 도 8은 지연수단의 일 실시예를 도시한다. 이를 참조하면, 기어몸체부에 결합공(602)이 형성된 구동기어(601)와, 기어몸체부에 결합돌기(604)가 형성된 종동기어(605)가 인접하여 연결되고, 인접한 상기 두 기어의 연결방법은 결합공(602)에 결합돌기(604)를 삽입하는 것이며, 연결부인 결합공(602)과 결합돌기(604)의 접촉면에는 소정의 탄성력을 가진 고무패드(603)가 개재된다. 고무패드(603)는 결합공(602)과 결합돌기(604)가 회전방향으로 접촉되는 접촉면에서 탄성변 형하여 기어 백래시나 치형공차의 누적을 완화시킨다.

도시되지는 않았지만, 지연수단의 다른 실시예는, 인접한 두개의 기어를 탄력적으로 연결하며, 비틀림 탄성을 가지는 비틀림스프링을 포함한다. 비틀림스프링은 인접한 두 개의 기어 사이에서 탄성변형하여 기어 백래시나 치형공차의 누적을 완화시킨다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 화상형성장치는, 현상롤러의 축방향 양 단부가 구동되므로, 갭링의 편마모가 방지되어 현상롤러의 축 방향으로 균일한 현상갭이 유지되며, 현상 불량으로 인한 인쇄 품질의 저하가 방지된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims

정전잠상이 형성되는 감광체;

상기 정전잠상에 현상제를 공급하여 현상시키는 것으로서, 양 단부에 제1, 제2현상롤러 구동기어가 결합되는 현상롤러;

구동원과 상기 제1, 제2현상롤러 구동기어를 각각 연결하는 제1, 제2동력전달부;

상기 제1, 제2동력전달부에 설치되는 다수의 기어열의 치형 공차나 백래시를 보상하기 위한 지연수단; 을 포함하여,

상기 현상롤러의 양 단부에 회전력이 동시에 전달되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
제 1항에 있어서,

상기 지연수단은,

상기 제1, 제2동력전달부 중 어느 하나에 마련되어 상기 회전력의 전달을 일시적으로 지연시킴으로써, 상기 구동원으로부터 상기 제1, 제2현상롤러 구동기어에 전달되는 회전력의 시간차를 보상하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
제 2항에 있어서,

상기 제1, 제2동력전달부는 다수의 기어열을 포함하며,

상기 지연수단은,

기어 몸체에 결합공이 형성된 구동기어와;

상기 결합공에 삽입되는 결합돌기가 기어 몸체에 형성되며, 상기 구동기어와 동심축상에 연결되는 종동기어와;

상기 결합돌기와 상기 결합공이 회전 방향으로 접촉되는 접촉면에 개재되며 소정의 탄성을 가지는 고무패드; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
제 2항에 있어서,

상기 제1, 제2동력전달부는 다수의 기어열을 포함하며,

상기 지연수단은,

구동기어와;

상기 구동기어와 동심축상에 연결되는 종동기어와;

상기 구동기어와 종동기어를 탄력적으로 연결하는 비틀림스프링; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
제 2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1동력전달부는 구동원과 직접 연결되며,

상기 제2동력전달부는 상기 제1동력전달부에 의하여 종동되며 구동원과 연결되고,

상기 지연수단은 상기 제1동력전달부에 구비되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.