KR101260311B1 - 화상형성장치 및 그 제어방법 - Google Patents

화상형성장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

인쇄 도중 비산방지부재에 의해 야기되는 진동 및 소음을 줄일 수 있는 화상형성장치 및 그 제어방법을 개시한다. 개시된 화상형성장치는, 상담지체와; 상기 상담지체를 토너로 현상하는 현상부재와; 외면에 비산된 토너가 부착되는 비산방지부재와; 상기 현상부재 및 상기 비산방지부재를 구동하는 구동부와; 인쇄작업이 진행 중인 경우 상기 비산방지부재를 작동 정지시키고, 그 외의 경우 상기 비산방지부재를 구동하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

화상형성장치 및 그 제어방법{IMAGE FORMING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 화상형성장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인쇄 도중 비산방지부재에 의해 야기되는 진동 및 소음을 줄일 수 있는 화상형성장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
화상형성장치는 인쇄매체에 화상을 형성하는 전자장치로서, 최근 소위 레이저 프린터로 대표되는 전자사진방식의 화상형성장치가 각광을 받고 있다.
전자사진방식 화상형성장치는 감광체와, 상기 감광체를 노광시켜 정전잠상을 형성하게 하는 광주사유닛(Laser Scanning Unit)과, 상기 정전잠상을 토너로 현상하는 현상롤러와, 상기 감광체 표면에 상기 토너로 현상된 가시화상을 인쇄매체로 전사시키는 전사롤러와, 상기 인쇄매체에 전사된 토너를 열과 압력으로 정착시키는 정착롤러를 갖는다.
그리고, 상기 현상롤러 및 상기 전사롤러에 의한 현상 및 전사과정 중에 토너들이 비산될 수 있어 비산된 토너들을 포집하여 비산을 방지하는 비산방지부재가 채용되고 있다.
본 출원인은 한국특허 출원번호 제2005-109802(화상형성장치의 현상장치)에서 상기 비산방지부재가 카트리지 케이싱 내부에 마련된 현상카트리지를 개시한 바 있다.
그런데, 상술한 종래의 화상형성장치의 경우 상기 비산방지부재가 회전 구동됨에 따라 상기 비산된 토너들이 포집될 수는 있으나, 그로부터 인쇄 중에 소음 및 진동이 유발된다. 이에 따라, 인쇄된 화상에 지터(jitter) 가 발생되어 화질이 떨어지게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 비산방지부재에 의한 소음 및 진동을 줄일 수 있는 화상형성장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 인쇄화질을 개선할 수 있는 화상형성장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 비산된 토너를 용이하게 포집할 수 있는 화상형성장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 화상형성장치에 있어서, 상담지체와; 상기 상담지체를 토너로 현상하는 현상부재와; 외면에 비산된 토너가 부착되는 비산방지부재와; 상기 현상부재 및 상기 비산방지부재를 구동하는 구동부와; 인쇄작업이 진행 중인 경우 상기 비산방지부재를 작동 정지시키고, 그 외의 경우 상기 비산방지부재 를 구동하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치에 의해서 달성될 수 있다.
여기서, 상기 구동부는, 상기 현상부재를 정역회전시키는 제1구동원과; 상기 현상부재가 정역회전함에 따라 상기 현상부재로부터 상기 비산방지부재로 상기 제1구동원의 동력이 전달 및 차단되게 하는 동력단속부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 구동부를 제어하여 상기 인쇄작업 진행 중에는 상기 상담지체를 현상하도록 상기 현상부재를 정회전시키고 그 외의 경우 상기 비산방지부재를 구동하도록 상기 현상부재를 역회전시킬 수 있다.
여기서, 상기 동력단속부는, 상기 현상부재로부터 회전동력을 수령하여 정역회전하는 피동회전체와; 상기 비산방지부재의 회전축에 설치되어 상기 비산방지부재와 함께 회전 가능한 제1단속부재와; 상기 피동회전체와 상기 제1단속부재 사이에 개재되며, 상기 회전동력을 상기 제1단속부재에 선택적으로 전달 가능 하도록 상기 피동회전체의 정역회전에 연동하여 상기 제1단속부재에 물림 및 물림해제 되는 제2단속부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 피동회전체는 작동편을 포함하며, 상기 제2단속부재는, 상기 작동편이 역회전함에 따라 상기 작동편에 접촉되어 상기 제2단속부재를 상기 회전축 방향으로 전진 이동시키는 캠부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2단속부재는, 상기 작동편에 접촉되어 상기 회전동력을 수령하는 동력수령부를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 현상부재에 고전압을 인가하는 고전압발생장치를 더 포함하며, 상기 고전압발생장치는 상기 비산된 토너가 전기력에 의해 부착될 수 있도록 상기 비산방지부재에 전압을 인가할 수 있다.
여기서, 상기 비산방지부재에 부착된 토너를 클리닝하는 클리닝 부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 상담지체와 상기 현상부재와 상기 비산방지부재를 수용하며, 상기 현상부재와 상기 상담지체의 회전에 의해 상기 비산된 토너들이 모이는 포집공간을 형성하는 케이싱을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 비산방지부재는 상기 포집공간 내에 배치될 수 있다.
그리고, 상기 케이싱은 상기 포집공간을 외부와 연통시키는 개구를 가지며, 상기 개구에 배치되어 상기 케이싱 내부의 토너가 외부로 배출되는 것을 저지하는 필터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 구동부는 상기 현상부재 및 상기 비산방지부재를 각각 구동하는 제1구동원 및 제2구동원을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 현상부재 및 상기 상담지체가 정지상태에 있을 때 상기 비산방지부재가 구동되도록 상기 제1 및 제2구동원을 제어할 수 있다.
또한, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 상담지체, 상기 상담지체를 토너로 현상하는 현상부재 및 외면에 비산된 토너가 부착되는 비산방지부재를 구비한 화상형성장치의 제어방법에 있어서, 상기 상담지체 및 상기 현상부재를 이용하여 인쇄작업을 수행 중인 경우, 상기 비산방지부재를 작동 정지시키는 단계와; 그 외의 경우, 상기 비산방지부재를 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형 성장치 제어방법에 의해서도 달성될 수 있다.
여기서, 상기 비산방지부재에 전압을 인가하는 단계를 더 포함할 수있다.
상기한 바와 같이 구성된 화상형성장치 및 그 제어방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 비산방지부재가 인쇄 중에 구동됨에 따른 구동소음, 진동을 줄일 수 있다.
둘째, 비산방지부재의 진동에 의해 인쇄매체에 유발되는 화상의 지터현상을 원천적으로 제거할 수 있다. 이에 따라, 인쇄품질을 향상시킬 수 있다.
셋째, 공기유동을 형성하여 비산된 토너를 용이하게 포집할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화상형성장치 및 그 제어방법을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 화상형성장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 급지부(110), 복수의 현상카트리지(120), 중간전사유닛(130), 전사부(140) 및 정착부(150)를 포함한다.
여기서, 현상카트리지(120)는 칼라 화상을 구현하기 위해 복수개로 마련되는 것을 일례로서 설명하는 것일 뿐이므로, 필요에 따라서 현상카트리지(120)는 1개로 마련될 수도 있다. 또한, 1개의 현상카트리지(120)만 사용되는 경우에는 상기 중간전사유닛(130)은 생략될 수도 있다.
급지부(110)는 인쇄매체가 적재되는 플레이트(113), 상기 인쇄매체를 픽업하여 상기 중간전사유닛(130)과 상기 전사부(140) 사이로 공급하는 픽업롤러(115)를 포함한다.
각 현상카트리지(120)는 상담지체(121); 현상부재(122); 상기 상담지체(121)를 소정의 표면전위로 대전시키는 대전기(123); 및 비산방지부재(126)를 포함한다. 상기 각 상담지체(121)는 감광드럼으로 마련될 수 있다.
각 현상카트리지(120)는 도 1에 도시된 바와 같이, 맨 왼쪽부터 순서대로 옐로우(Y:yellow), 마젠타(M:margenta), 시안(C:cyan), 블랙(K:black) 색상의 토너를 저장한다.
중간전사유닛(130)은 중간전사벨트(132), 상기 벨트(132)를 구동회전 시키는 한 쌍의 롤러(133, 134) 및 중간전사롤러(131Y, 131M, 131C, 131K)를 포함한다.
한편, 상기 화상형성장치(100)는 상기 현상카트리지(120)의 개수에 대응하는 수의 노광유닛(미도시)과; 상기 대전기(123) 및 상기 현상부재(122)에 인가하기 위한 고전압을 발생시키는 고전압발생장치(HVPS: High Voltage Power Supply, 도 2의 190)를 더 포함할 수 있다.
상술한 구성요소를 갖는 화상형성장치(100)의 칼라 인쇄과정을 간략히 설명하면 다음과 같다.
칼라 화상은 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C) 및 블랙(K) 색상의 토너화상이 중첩됨으로써 형성되는데, 먼저 옐로우 화상이 형성되는 과정을 설명하기로 한다.
상기 옐로우 현상카트리지(120Y)의 상담지체(121)는 상기 대전기(123)에 의 해 그 표면이 대략 -1200V(Volt)로 대전된다. 상기 노광유닛(미도시)은 옐로우 색상의 토너에 의해 현상될 영역에 대응하여 상기 상담지체(121) 표면을 노광시킨다. 이에 따라, 상기 현상카트리지(120Y)의 상담지체(121) 표면에는 노광영역 및 비노광영역의 전위차에 의한 정전잠상이 형성된다. 상기 노광영역은 대략 -50V 정도의 전위를 가지고, 상기 비노광 영역은 상기 대전된 표면전위인 -1200V의 전위를 갖게 된다.
한편, 상기 정전잠상을 현상할 상기 옐로우 토너는 도 1에 도시된 바와 같이, 현상카트리지(120)와는 분리된 별도의 토너 저장탱크(160)로부터 공급받을 수 있다. 필요에 따라서, 상기 토너 저장탱크(160) 대신에 현상카트리지(120) 내부에 토너가 저장되도록 마련될 수도 있다.
보다 상세하게 토너 공급과정을 설명하면, 미도시된 연결관을 통해 상기 토너 저장탱크(160)에 저장된 토너가 토너공급관(128)을 통해 상기 현상카트리지(120)로 공급된다. 그리고, 토너공급관(128)은 현상롤러(122)의 길이방향을 따라 연장되며, 내부의 토너를 공급롤러(121a)로 공급하기 위한 토너 유출구(128b)를 갖는다.
상기 토너공급관(128) 내부에는 토너의 융착을 방지하고 상기 토너를 상기 공급롤러(121a)로 용이하게 공급할 수 있도록 오우거(128a, auger)가 배치될 수 있다. 또한, 상기 토너공급관(128)에는 토너를 상기 공급롤러(121a)를 향해 유출하기 위한 토너 유출구(128b)가 마련된다.
공급롤러(121a)는 상기 토너가 음전하를 띠도록 상기 토너를 마찰대전 시키 면서 상기 현상부재(122)로 공급한다.
상기 현상부재(122)는 상기 고전압발생장치(도 2의 190)에 의해 그 표면이 -600V 정도의 전위를 갖도록 전압이 인가되며, 표면에는 상기 공급롤러(121a)에 의해 공급된 옐로우 토너가 도포된다.
상기 토너는 상기 현상부재(122)와 상기 상담지체(121) 사이의 전기력에 의해 상기 노광영역에 도포되게 된다. 이에 따라 상기 상담지체(121)에는 옐로우 토너로 구성된 옐로우 가시화상이 형성된다.
상기 상담지체(121) 표면에 형성된 옐로우 가시화상은 중간전사롤러(131Y)에 의해 상기 중간전사벨트(132)로 전사된다.
한편, 상술한 옐로우 가시화상이 형성되는 과정과 동일한 과정을 거쳐서 마젠타 가시화상이 마젠타 현상카트리지(120M)의 상담지체(121)에 형성되며, 상기 마젠타 색상의 가시화상은 회전구동 중인 상기 중간전사벨트(132)에 전사된 상기 옐로우 가시화상과 중첩된다.
나머지, 시안 색상의 가시화상 및 블랙 색상의 가시화상도 상술한 과정을 거쳐서 순서대로 형성되어 상기 중간전사벨트(132)로 전사된다. 이에 따라, 최종적인 칼라화상이 상기 중간전사벨트(132)에 형성되게 된다.
상기 YMCK 색상의 토너로 구성된 칼라화상은 상기 전사부(140)에 의해 상기 중간전사벨트(132)와 상기 전사부(140) 사이로 진입하는 인쇄매체(P)로 전사된다.
상기 인쇄매체(P)로 전사된 칼라화상은 정착부(160)를 통과하면서 열과 압력에 의해 상기 인쇄매체(P)에 융착된 후 외부로 배출된다. 이에 따라, 칼라화상 인 쇄가 완료된다.
한편, 상기 비산방지부재(126)는 상기 화상형성장치(100) 내부에서 유동하고 있는 토너를 그 외면에 부착시킴으로써 토너의 비산을 방지한다. 비산방지부재(126)는 도전성 회전축(도 5의 126a)과; 상기 회전축(도 5의 126a) 외면을 둘러싸는 도전성 탄성층(126b)을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 화상형성장치(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 현상부재(122) 및 상기 비산방지부재(126)를 구동하는 구동부(170)와; 상기 구동부(170)를 제어하는 제어부(180)를 더 포함한다. 필요에 따라 상기 구동부(170)는 상기 대전기(123)를 추가적으로 구동하도록 마련될 수도 있다.
구동부(170)는 하나의 구동원으로 상기 현상부재(122) 및 상기 비산방지부재(126)를 동시에 구동하도록 마련될 수도 있고, 2개의 구동원을 포함하여 각각을 따로 구동하도록 마련될 수도 있다. 여기서, 상기 구동원은 전기모터일 수 있다.
여기서, 하나의 구동원으로 상기 현상부재(122) 및 상기 비산방지부재(126)를 동시에 구동하고자 하는 경우, 상기 구동부(170)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 현상부재(122)를 정역회전 시키는 제1구동원(173)과; 상기 제1구동원(173)의 동력을 상기 비산방지부재(126)로 단속적으로 전달하는 동력단속부(200)를 포함할 수 있다. 제1구동원(173)은 전기모터로 마련될 수 있으며, 동력단속부(200)는 후술하기로 한다.
여기서, 2개의 구동원으로 상기 현상부재(122) 및 상기 비산방지부재(126)를 각각 독립적으로 구동하는 경우, 상기 구동부(170)는 상기 제1구동원(173)과; 상기 동력단속부(200) 대신에 별도의 제2구동원(미도시)을 포함할 수 있다.
한편, 제어부(180)는 인쇄작업이 진행 중인 경우 상기 비산방지부재(126)를 작동정지시키고, 그 외의 경우 상기 비산방지부재(126)를 구동하도록 상기 구동부(170)를 제어한다.
여기서, 인쇄작업이 진행 중인 경우는 상기 상담지체(121)가 회전 구동 중인 경우를 의미할 수 있다. 필요에 따라서, 상기 인쇄작업이 진행 중인 경우는 인쇄매체(P)가 픽업롤러(115)에서 픽업된 후 상기 인쇄매체(P)가 정착부(150)를 통과하여 배출되기 전까지 과정을 의미할 수도 있다.
여기서, 상기 구동부(170)가 상기 현상부재(122) 및 상기 비산방지부재(126)를 각각 구동하는 제1 및 제2구동원(173, 미도시)으로 마련된 경우, 상기 제어부(180)는 인쇄작업 중인 경우 상기 제1구동원(173)을 ON 및 상기 제2구동원을 OFF시킴으로써 상기 현상부재(122)를 구동하고 상기 비산방지부재(126)를 작동정지 시킬 수 있다. 그리고, 인쇄작업 진행 상태가 아닌 경우에는 반대로 제1구동원(173)을 OFF시키고 상기 제2구동원(미도시)을 ON시킴으로써 상기 현상부재(122)를 작동 정지시키고 상기 비산방지부재(126)를 구동할 수 있다.
이에 따라, 인쇄작업이 진행 중인 경우에는 상기 비산방지부재(126)가 구동 정지 상태에 있으므로 비산방지부재(126)의 구동에 의해 유발되는 진동, 구동소음 및 화상의 지터(jitter)현상을 원천적으로 제거할 수 있다.
반면, 인쇄가 완료되는 등, 인쇄작업 중이 아닌 경우에 비로소 상기 비산방지부재(126)를 구동함으로써 상기 비산방지부재(126)에 토너가 보다 잘 부착되게 하여 토너의 비산을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 화상형성장치(100)는 상기 비산방지부재(126)의 외면에 부착된 토너를 클리닝 하는 클리닝 부재(127)를 더 포함할 수 있다. 상기 비산방지부재(126)가 회전 구동되면 상기 비산방지부재(126)의 외면과 상기 클리닝 부재(127)가 서로 접촉됨으로써 상기 비산방지부재(126)에 부착된 토너가 상기 비산방지부재(126)로부터 클리닝 될 수 있다. 그리고, 상기 클리닝 작업은 인쇄작업 중이 아닌 경우에 수행된다.
도 2 및 도 3은 각각 인쇄작업 진행 중인 경우 및 그 이외의 경우(가령, 인쇄작업이 완료된 경우)의 현상카트리지(120) 내부의 구동상태를 각각 도시한 것이다.
본 발명에 따른 화상형성장치(100) 및 현상카트리지(120)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상담지체(121), 현상부재(122) 및 비산방지부재(126)를 수용하는 케이싱(124)을 더 포함할 수 있다.
케이싱(124)은 도 2에 도시된 바와 같이, 인쇄작업 진행 중인 경우 상담지체(121)가 시계방향으로, 대전기(123) 및 현상부재(122)가 반시계방향으로 회전함에 따라 형성된 공기유동에 의해 비산된 토너가 모이는 포집공간(D)을 갖는다.
상기 비산방지부재(126)는 도 2에 도시된 바와 같이, 공기유동을 따라 이동하는 토너가 보다 용이하게 상기 비산방지부재(126)의 외면에 부착될 수 있도록, 상기 포집공간(D) 내에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 케이싱(124)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 포집공간(D)을 외부와 연통시키는 개구(125)가 마련될 수 있다. 상기 개구(125)에 의해 도 2에 도시된 바와 같은 공기유동이 완성될 수 있다. 상기 개구(125)의 위치 및 크기, 개수는 적절하게 변경될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 화상형성장치(100) 또는 현상카트리지(120)는 상기 개구(125)를 통해 포집된 토너가 케이싱(124) 외부로 배출되는 것을 저지하도록 상기 개구(125)에 설치된 필터(129)를 더 포함할 수 있다. 상기 필터(129)는 공기는 통과시키되 토너는 걸러낼 수 있도록 미세한 통기공이 내부에 형성될 수 있다. 필터(129)는 스펀지와 같이 미세한 다공성 재질로 마련될 수 있다.
한편, 상기 케이싱(124)과 상기 상담지체(121) 사이의 간격을 통해 상기 케이싱(124) 내부의 토너가 누설되는 것을 방지하기 위한 누설방지부재(미도시)가 설치될 수 있다. 상기 누설방지부재(미도시)는 탄성 필름 재질로 마련될 수 있다. 그리고, 상기 누설방지부재(미도시)는 상기 간격을 폐쇄할 수 있도록 상기 케이싱(124)에 부착될 수 있다.
인쇄작업이 완료된 경우와 같이 인쇄작업 진행 중인 것이 아닌 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 상담지체(121)는 구동 정지되며, 상기 구동부(170)에 의해 비산방지부재(126)가 시계방향으로 회전 구동된다. 여기서, 인쇄작업 진행 중인 것이 아닌 경우 상기 대전기(123)도 구동 정지되는 것이 불필요한 전력낭비를 억제하기 위해 바람직하다. 이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같은 비산방지부재(126)로부터 개구(125)로 이어지는 공기유동이 형성된다.
여기서, 상기 구동부(170)가 하나의 제1구동원(173)을 이용하여 현상부 재(122) 및 상기 비산방지부재(126)를 함께 구동하는 경우, 상기 현상부재(122)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1구동원(173)에 의해 정역방향으로 회전가능하게 마련될 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이 2개의 구동원으로 상기 현상부재(122) 및 상기 비산방지부재(126)를 각각 구동하는 경우에는 상기 비산방지부재(126)를 구동 시 제1구동원(173)의 전원을 OFF시킬 수 있다.
반면, 상기 제1구동원(173) 하나로 상기 현상부재(122) 및 상기 비산방지부재(126)를 구동하고자 하는 경우 상기 제1구동원(173)의 전원을 OFF시키는 것이 아니라 상기 제1구동원(173)이 생성하는 회전구동력의 방향을 전환하여 그 둘을 구동한다.
즉, 상기 제어부(180)는 인쇄작업 진행 중인 경우 상기 제1구동원(173)을 제어하여 상기 현상부재(122)가 도 2에 도시된 바와 같이 정방향(반시계방향, A)으로 회전 구동되게 한다. 그 외의 경우(인쇄작업 진행 중이 아닌 경우) 비산방지부재(126)를 구동할 필요가 있는 때 상기 제어부(180)는 상기 제1구동원(173)을 제어하여 상기 현상부재(122)가 도 3에 도시된 바와 같이 역방향(시계방향, B)으로 회전 구동되게 한다. 상기 제1구동원(173)에 공급되는 전원방향을 스위칭함으로써 상기 현상부재(122)의 회전방향을 전환할 수 있다.
한편, 상기 동력단속부(200)는 상기 현상부재(122)가 정방향(A)으로 회전하는 경우, 즉 인쇄작업 진행 중인 경우 상기 제1구동원(173)의 동력이 상기 비산방지부재(126)로 전달되는 것을 차단한다.
그리고, 상기 동력단속부(200)는 상기 현상부재(122)가 역방향(B)으로 회전 하는 경우, 즉 인쇄작업 진행 중이 아닌 경우, 상기 제1구동원(173)의 동력이 상기 비산방지부재(126)로 전달되도록 한다. 이에 따라, 상기 비산방지부재(126)는 도 3에 도시된 바와 같이, 역방향(B, 시계방향)으로 회전하며, 상기 비산방지부재(126)의 회전에 의해 도 3에 도시된 바와 같이 비산된 토너가 상기 포집공간(D)로 이동될 수 있는 공기유동이 형성된다.
또한, 상술한 바와 같이, 상기 비산방지부재(126)가 회전구동 되는 경우, 상기 클리닝 부재(127)에 의해 그 외면에 부착된 비산된 토너들이 클리닝된다. 클리닝에 의해 상기 비산방지부재(126) 외면으로부터 떨어져 나온 토너들은 상기 비산방지부재(126)의 회전에 의한 공기유동에 의해 상기 포집공간(D)에 모이게 된다.
상기 동력단속부(200)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 기구적인 메카니즘에 의해서 구현될 수 있다.
상기 동력단속부(200)는 비산방지부재(126)의 회전축(126a) 상에 설치될 수 있다.
상기 동력단속부(200)는 상기 현상부재(122)로부터 동력을 수령하는 피동회전체(210)와; 상기 비산방지부재(126)의 회전축(126a)에 설치되어 상기 비산방지부재(126)와 함께 회전 가능한 제1단속부재(220)와; 상기 피동회전체(210)와 상기 제1단속부재(220) 사이에 개재되는 제2단속부재(230)를 포함할 수 있다.
상기 피동회전체(210)는 외주면에 형성된 기어열(215)과, 상기 제2단속부재(230) 측으로 돌출된 제1 및 제2작동편(211, 213)을 포함한다.
상기 제1 및 제2작동편(211, 213)은 원활한 동력전달을 위해서는 복수 개로 마련되는 것이 바람직하다. 도 4에 도시된 바와 같이, 서로 대칭이 되도록 마련될 수 있다. 필요에 따라서는 상기 작동편(211, 213)은 120도 간격으로 돌출된 3개의 작동편으로 대체될 수도 있다. 한편, 제1작동편(211) 및 제2작동편(213)에 의해 상기 제2단속부재(230)로 동력이 전달되는 과정은 서로 동일하므로 제1작동편(211)에 의한 동력전달 과정에 대해서만 설명하기로 한다.
상기 피동회전체(210)는 상기 비산방지부재(126)의 회전축(126a)에 삽입 설치될 수 있다. 상기 피동회전체(210)의 내경이 상기 비산방지부재(126)의 회전축(126a)의 외경보다 크도록 마련되어 상기 피동회전체(210)가 상기 회전축(126a)에 대해 자유 회전 가능하다.
그리고, 현상부재(122)의 회전축(122a)에 설치된 현상기어(122b)는 상기 제1구동원(173)에 의해 회전 구동된다. 상기 현상기어(122b)는 상기 회전축(122a)의 D-cut부(122c)에 설치되어 상기 현상부재(122)와 함께 회전하도록 마련된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 현상기어(122b)와 상기 피동회전체(210) 사이에는 아이들 기어(101)가 개재될 수 있으며, 필요에 따라 상기 아이들 기어(101)는 생략될 수도 있다. 아이들 기어(101)의 일측(101a)은 상기 현상기어(122b)에 치합되고 타측(101b)는 상기 피동회전체(210)의 기어열(215)에 치합된다. 이에 따라, 피동회전체(210)는 현상부재(122)와 동일한 방향으로 회전 가능하다.
한편, 상기 제1단속부재(220)는 상기 회전축(126a)의 D-cut부(126c)가 삽입되는 삽입홀(225)을 가지며, 상기 삽입홀(225)은 상기 D-cut부(126c)에 대응되는 형상으로 마련된다. 상기 제1단속부재(220)와 상기 회전축(126a) 즉, 상기 비산방지부재(126)는 서로 일체로 회전 가능하다.
상기 제1단속부재(220)는 상기 제2단속부재(230)의 제2톱니(231)에 대향하는 제1톱니(223)를 가질 수 있다. 상기 제1톱니(223) 및 상기 제2톱니(231)는 도 4 및 도 6a에 도시된 바와 같은 치형으로 마련될 수 있다. 즉, 상기 현상부재(122)가 정방향(A)으로 회전하는 경우에는 상기 제1톱니(223)와 상기 제2톱니(231)가 서로 맞물려서 동력이 전달되지만, 상기 현상부재(122)가 역방향(B)으로 회전하는 경우에는 서로 헛돌아서 동력이 전달되지 않도록 상기 치형이 마련될 수 있다.
또한, 상기 제1단속부재(220)는 상기 비산방지부재(126) 회전축(126a)의 D-cut부(126c)의 길이에 대응하며 상기 삽입홀(225)이 형성된 원통부(221)를 가질 수 있다. 상기 원통부(221)는 상기 제2단속부재(230)를 관통하도록 마련될 수 있다.
한편, 상기 제2단속부재(230)는 상기 피동회전체(210)의 제1작동편(211)에 접촉되어 상기 제2단속부재(230)를 상기 회전축(126a) 방향으로 전진 및 후퇴이동 시키는 제1캠부(235)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1캠부(235)는 상기 작동편(211)의 회전운동을 상기 제2단속부재(230)의 직선운동으로 변환하는 역할을 한다. 여기서, 상기 제2단속부재(230)는 상기 피동회전체(210)의 제2작동편(213)에 접촉되어 상기 제1캠부(235)와 동일한 기능을 수행하는 캠부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2단속부재(230)는 상기 피동회전체(210)의 제1작동편(211)에 접촉되어 상기 피동회전체(210)의 회전에 따라 상기 제2단속부재(230)를 함께 회전 가능하게 하는 제1동력수령부(233, 234)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2단속부재(230)는 상기 피동회전체(210)의 제2작동편(213)에 접촉되는 상기 제1동력수령부(233, 234)와 동일한 기능을 수행하는 동력수령부를 더 포함할 수 있다. 즉, 작동편의 개수에 대응하여 캠부 및 동력수령부가 마련될 수 있다.
상기 제1동력수령부(233, 234)는 도 6a에 도시된 바와 같이 소정 간격만큼 서로 이격되어 있다. 이에 따라, 상기 제1작동편(211)이 정방향(A)으로 회전하면 제1동력수령부 중 어느 하나(234)와 상기 제1작동편(211)이 접촉됨으로써 상기 제2단속부재(230)가 정회전 하게 되고, 상기 제1작동편(211)이 역방향(B)으로 회전하면 제1동력수령부 중 다른 하나(233)와 상기 제1작동편(211)이 접촉됨으로써 상기 제2단속부재(230)가 역회전 하게 된다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하여 상기 피동회전체(210)가 정방향(A)으로 회전하는 경우 동력단속부(200)의 동력단속과정을 상술하기로 한다.
상기 현상부재(도 5의 122)가 정방향(도 5의 A)으로 회전함에 따라 상기 동력단속부(200)의 피동회전체(210)도 상기 현상부재(도 5의 122)의 회전방향과 동일하게 정방향(A)으로 회전한다.
도 6a에 도시된 피동회전체(210)가 정방향(A)으로 회전함에 따라 도 6b에 도시된 바와 같이 제1작동편(211)이 제1동력단속부(234)와 접촉하게 된다. 이에 따라, 제2단속부재(230)도 정방향(A)으로 회전하게 되며 도 6c에 도시된 바와 같이 제2단속부재(230)가 제1단속부재(220)로부터 후퇴이동하게 된다. 즉, 제1톱니(223)가 형성된 제1단속부재(220)는 도 4에 도시된 바와 같이, 비산방지부재(126)의 D cut부(126c)와 연결되어 있기 때문에 제2톱니(231)가 형성된 제2단속부재(230)가 뒤로 밀리게 된다. 그 결과, 제2단속부재(230)로부터 제1단속부재(220)로 동력전달이 차단되어 비산방지부재(도 4의 126)는 정지상태에 있게 된다.
여기서, 상기 제1작동편(211)이 상기 동력수령부(234)와 접촉된 상태에서 상기 제1작동편(211)과 상기 제1캠부(235) 사이의 간격(F)이 상기 제2톱니(231)가 상기 제1톱니(223)로부터 이격되는 간격(H)보다 더 큰 것이 바람직하다. 상기 제2톱니(231)와 상기 제1톱니(223)사이에 간격(G)을 두어 상기 톱니들(223, 231)이 부딪혀서 구동소음이 발생하지 않도록 하기 위함이다.
반대로, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 현상부재(122)가 역방향(B)으로 회전하는 경우 상기 동력단속부(200)의 피동회전체(210)도 동일하게 역방향(B)으로 회전한다.
피동회전체(210)가 역방향(B)으로 회전하는 경우 동력전달과정을 도 8a 및 도 8b를 참조하여 설명하기로 한다.
피동회전체(210)가 역방향(B)으로 회전하면 제1작동편(211)이 제1캠부(235)에 접촉됨에 따라 상기 제2단속부재(230)가 상기 제1단속부재(220)를 향해 전진이동하게 된다. 이에 따라, 도 8b에 도시된 바와 같이 상기 제2단속부재(230)의 제2톱니(231)와 상기 제1단속부재(220)의 제1톱니(221)가 서로 치합되면서 상기 제1단속부재(220)에 회전동력이 전달된다.
상기 제1단속부재(220)가 역방향(B)으로 회전함에 따라 그와 함께 회전하도록 마련된 상기 비산방지부재(도 4의 126)도 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이 역 방향(B)으로 회전한다. 이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 비산방지부재(126)로부터 상기 필터(129)를 경유하는 공기유동이 발생될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 화상형성장치(100) 및 현상카트리지(120)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 현상부재(122)의 외면에 도포되는 토너층의 두께를 규제하는 닥터블레이드(122d)가 더 포함될 수 있다. 상기 닥터블레이드(122d)는 상기 현상부재(122)가 정방향(A)으로 회전하는 경우에 상기 토너층을 적정 두께로 규제할 수 있도록 최적화 되어 있다.
그런데, 상기 현상부재(122)가 역방향(B)으로 과도하게 회전하는 경우, 상기 현상부재(122) 외면의 상기 토너층이 상기 닥터블레이드(122d)에 의해 과도하게 규제되어 상기 토너층의 두께가 불균일하게 나타날 가능성이 있다. 따라서, 상기 현상부재(122)는 대략 1/4바퀴(90도)정도 역방향(B)으로 회전시키는 것이 바람직하다. 즉, 제어부(180)는 인쇄작업 진행 중이 아닌 경우(예를 들어 인쇄가 완료된 경우), 상기 구동부(170)를 제어하여 상기 현상부재(122)가 1/4바퀴 정도만 회전하게 할 수 있다.
여기서, 상기 현상부재(122)가 1/4바퀴(90도)회전 할 때 상기 비산방지부재(126)는 4 또는 5바퀴 회전할 수 있도록 상기 현상기어(122b), 상기 아이들 기어(101) 및 상기 피동회전체(210)의 기어비가 설정되는 것이 바람직하다.
여기서, 상술한, 상기 현상부재(122)를 1/4바퀴 역방향으로 회전시키는 것은 일 실시예일 따름이고 비산방지부재(126)를 구동하기 위해 현상부재(122)를 반드시 1/4바퀴만 역방향 회전시켜야 하는 것은 아니다. 필요에 따라서, 상기 현상부 재(122)의 회전각도는 달라질 수 있을 뿐만 아니라 상기 현상부재(122)는 360도 이상 회전할 수도 있다. 경우에 따라서, 상기 비산방지부재(126)에 의한 클리닝 효과를 높이기 위해 상기 현상부재(122)는 역방향으로 복수회 회전하도록 마련될 수도 있다.
이상에서, 상기 현상기어(122b)로부터 상기 피동회전체(210)가 서로 기어에 의해 동력이 전달되도록 설명하였으나, 이는 예시에 불과하고 체인, 벨트 등 공지된 다른 동력전달수단이 채용될 수 있음은 물론이다.
또한, 이상에서는 상기 비산방지부재(126)가 상기 현상부재(122)의 회전방향에 따라 구동 및 작동정지 되는 것으로 설명하였으나, 필요에 따라서 상기 현상부재(122) 대신에 상기 현상카트리지(120) 내부에 수용되는 다른 회전체인 상기 대전기(123) 또는 상기 상담지체(121)가 선택될 수도 있다.
한편, 상기 비산방지부재(126)에는 상기 비산된 토너들이 그 외면에 보다 용이하게 부착될 수 있도록 소정 전압이 인가될 수 있다. 상기 소정 전압은 토너들이 음전하(-)로 마찰대전 되는 경우, 전기적 인력에 의해 상기 토너들이 상기 비산방지부재(126)의 외면이 부착될 수 있도록 플러스(+) 직류전압인 것이 바람직하다. 만약, 비산된 토너들이 양전하(+)를 많이 띠는 경우에는, 상기 소정전압은 마이너스(-) 직류전압일 수도 있다. 또한, 상기 소정전압은 상기 고전압발생장치(190)에 의해 발생될 수 있고, 필요에 따라서는 별도의 전압발생장치에 의해서 발생될 수도 있다.
필요에 따라서는, 상기 소정전압은 그라운드 전압일 수도 있다. 즉, 상기 비 산방지부재(126)는 상기 고전압발생장치(190)로부터 전압을 인가받는 것이 아니라 접지단에 연결될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 화상형성장치(100)의 제어방법을 간략히 설명하기로 한다.
상기 상담지체(121) 및 상기 현상부재(122)를 이용하여 인쇄작업을 수행 중인 경우, 상기 비산방지부재(126)를 작동 정지시킨다(S10).
그 외의 경우, 상기 비산방지부재(126)를 구동시킨다(S20).
여기서, 그 외의 경우에는 상기 인쇄작업이 완료된 경우 및 상기 인쇄작업을 수행하기 전의 워밍업 중인 경우 중 적어도 어느 하나가 포함될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화상형성장치 제어방법은 상기 비산방지부재(126)에 전압을 인가하는 단계(S30)를 더 포함할 수 있다. 전압 인가단계(S30)는 상기 S10 및 상기 S20 단계 중 어느 단계에 수행되더라도 무방하다. 또한, 토너가 마찰 대전되어 음전하(-)를 띠도록 마련된 경우, 상기 전압은 소정의 (+)직류전압일 수 있다. 필요에 따라서, 상기 전압은 그라운드 전압일 수도 있다.
한편, 상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 화상형성장치(100)의 개략 단면도,
도 2는 인쇄작업 진행 중인 경우 도 1의 화상형성장치(100)의 요부 확대 단면도,
도 3은 그 외의 경우(예를 들어 인쇄작업이 완료된 경우) 도 1의 화상형성장치(100)의 요부 확대 단면도,
도 4는 도 1의 화상형성장치(100)의 요부 확대 사시도,
도 5는 인쇄작업 진행 중인 경우 도 1의 화상형성장치(100)의 요부 확대 사시도,
도 6a 내지 도 6c는 도 5의 동력단속부(200)의 동력 차단과정을 순차적으로 도시한 도면,
도 7은 그 외의 경우(예를 들어 인쇄작업이 완료된 경우) 도 1의 화상형성장치(100)의 요부 확대 사시도,
도 8a 및 도 8b는 도 7의 동력단속부(200)의 동력 전달과정을 순차적으로 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 화상형성장치 120: 현상카트리지
121: 상담지체 122: 현상부재
122b: 현상기어 123: 대전기
124: 케이싱 125: 필터
126: 비산방지부재 127: 클리닝 부재
128: 토너공급관 129: 필터
130: 중간전사유닛 140: 전사부
150: 정착부 160: 토너 저장탱크
170: 구동부 173: 제1구동원
180: 제어부 200: 동력단속부
210: 피동회전체 211: 제1작동편
213: 제2작동편 220: 제1단속부재
221: 원통부 223: 제1톱니
230: 제2단속부재 233, 234: 제1동력수령부
235: 제1캠부

Claims (22)

  1. 화상형성장치에 있어서,
    상담지체와;
    상기 상담지체를 토너로 현상하는 현상부재와;
    외면에 비산된 토너가 부착되는 비산방지부재와;
    상기 현상부재 및 상기 비산방지부재를 구동하는 구동부와;
    인쇄작업이 진행 중인 경우 상기 비산방지부재를 작동 정지시키고, 그 외의 경우 상기 비산방지부재를 구동하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 현상부재를 정역회전시키는 제1구동원과;
    상기 현상부재가 정역회전함에 따라 상기 현상부재로부터 상기 비산방지부재로 상기 제1구동원의 동력이 전달 및 차단되게 하는 동력단속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 구동부를 제어하여 상기 인쇄작업 진행 중에는 상기 상 담지체를 현상하도록 상기 현상부재를 정회전시키고 그 외의 경우 상기 비산방지부재를 구동하도록 상기 현상부재를 역회전시키는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 동력단속부는,
    상기 현상부재로부터 회전동력을 수령하여 정역회전하는 피동회전체와;
    상기 비산방지부재의 회전축에 설치되어 상기 비산방지부재와 함께 회전 가능한 제1단속부재와;
    상기 피동회전체와 상기 제1단속부재 사이에 개재되며, 상기 회전동력을 상기 제1단속부재에 선택적으로 전달가능 하도록 상기 피동회전체의 정역회전에 연동하여 상기 제1단속부재에 맞물리는 물림위치 및 맞물림이 해제되는 물림해제위치 간을 이동 가능한 제2단속부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 피동회전체는 작동편을 포함하며,
    상기 제2단속부재는, 상기 작동편이 역회전함에 따라 상기 작동편에 접촉되어 상기 제2단속부재를 상기 회전축 방향으로 전진 이동시키는 캠부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2단속부재는, 상기 작동편에 접촉되어 상기 회전동력을 수령하는 동력수령부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 현상부재에 고전압을 인가하는 고전압발생장치를 더 포함하며,
    상기 고전압발생장치는 상기 비산된 토너가 전기력에 의해 부착될 수 있도록 상기 비산방지부재에 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비산방지부재에 부착된 토너를 클리닝하는 클리닝 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상담지체와 상기 현상부재와 상기 비산방지부재를 수용하며, 상기 현상부재와 상기 상담지체의 회전에 의해 상기 비산된 토너들이 모이는 포집공간을 형성하는 케이싱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 비산방지부재는 상기 포집공간 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 케이싱은 상기 포집공간을 외부와 연통시키는 개구를 가지며,
    상기 개구에 배치되어 상기 케이싱 내부의 토너가 외부로 배출되는 것을 저지하는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 현상부재 및 상기 비산방지부재를 각각 구동하는 제1구동원 및 제2구동원을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 현상부재 및 상기 상담지체가 정지상태에 있을 때 상기 비산방지부재가 구동되도록 상기 제1 및 제2구동원을 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  14. 삭제
  15. 상담지체, 상기 상담지체를 토너로 현상하는 현상부재 및 외면에 비산된 토너가 부착되는 비산방지부재를 구비한 화상형성장치의 제어방법에 있어서,
    상기 상담지체 및 상기 현상부재를 이용하여 인쇄작업을 수행 중인 경우, 상기 비산방지부재를 작동 정지시키는 단계와;
    그 외의 경우, 상기 비산방지부재를 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치 제어방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 비산방지부재에 전압을 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치 제어방법.
  17. 제4항에 있어서,
    상기 제1단속부재 및 상기 제2단속부재는,
    상기 제2단속부재가 상기 물림해제 위치에 있을 때 서로 간섭되지 않도록 서로 이격된 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  18. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 현상부재가 역방향으로 소정각도로만 회전하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  19. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 현상부재가 역방향으로 90도까지만 회전하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  20. 상담지체, 토너로 상기 상담지체 상의 정전잠상을 현상하는 현상부재 및 자유토너 입자를 수집하기 위한 비산방지부재를 구비한 화상형성장치의 제어방법에 있어서,
    인쇄작업을 수행하는 단계; 및
    상기 인쇄작업 중에는 상기 비산방지부재가 구동되지 않게 하고, 상기 인쇄작업이 수행되지 않을 때 상기 비산방지부재가 구동되도록 상기 비산방지부재의 구동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 제어방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 인쇄작업을 수행하는 단계는,
    상기 상담지체 및 상기 현상부재 중 적어도 어느 하나를 정방향으로 회전하도록 구동시키는 단계를 포함하며,
    상기 상담지체 및 상기 현상부재 중 적어도 하나를 상기 인쇄작업이 수행되지 않을 동안 역방향으로 회전하도록 구동하는 단계를 더 포함하고,
    상기 비산방지부재의 구동을 제어하는 단계는,
    상기 상담지체 및 상기 현상부재 중 적어도 하나가 정방향으로 회전할 때 상기 비산방지부재가 구동되는 것을 막는 단계와;
    상기 상담지체 및 상기 현상부재 중 적어도 하나가 역방향으로 회전할 때 상기 비산방지부재가 상기 상담지체 및 상기 현상부재 중 적어도 하나에 의해 구동되는 것을 허여하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 제어방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 상담지체 및 상기 현상부재 중 적어도 하나를 역방향으로 회전하도록 구동하는 단계는,
    상기 상담지체 및 상기 현상부재 중 적어도 하나가 상기 역방향으로 제한된 소정회전 각도까지만 회전하도록 상기 상담지체 및 상기 현상부재 중 적어도 하나를 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 제어방법.
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