KR20070064757A

KR20070064757A - 이미지 드럼의 제조장치 및 이를 이용한 제조방법

Info

Publication number: KR20070064757A
Application number: KR1020050125203A
Authority: KR
Inventors: 백계동; 배기덕; 문창렬; 신규호; 권순철; 최원경; 이창승
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2007-06-22
Also published as: KR100785474B1; US20070137776A1; US7784177B2

Abstract

인쇄장치에서 이미지 형성을 위해 토너를 선택적으로 흡착하는 이미지 드럼의 제조방법이 개시된다. 이미지 드럼의 제조방법은 중공의 원통형으로 형성되고 내면에 원주 방향으로 복수개의 성형 홈을 새긴 성형 몰드, 및 성형 몰드의 중공보다 작은 크기의 반경을 가지고 슬릿 형상의 결속 홈이 형성된 코어부를 제공하는 단계, 성형 몰드의 성형 홈에 도전성 물질을 채우는 단계, 각 단자에 전압을 독립적으로 인가하기 위한 제어 유닛을 코어부의 결속 홈에 도전성 물질에 대응하는 도전 패턴이 외부로 부분적으로 노출되도록 삽입하는 단계, 도전 패턴과 성형 홈의 도전성 물질이 각각 대응하도록 성형 몰드에 코어부를 삽입하는 단계 및 성형 몰드와 코어부 사이의 공간에 용융 플라스틱을 채워서 제어 유닛 및 도전성 물질과 일체를 이루는 드럼 몸체를 형성하는 단계를 구비한다. 드럼 몸체의 표면에 도전성 물질을 사출 성형하며, 제어 유닛을 수용하는 드럼 몸체가 인서트 사출을 통해서 형성되므로 종래에 일일이 링 전극을 새기고, 제어 유닛을 드럼 몸체에 고정시키는 공정을 극히 단순화시킬 수 있으며, 작업 공정도 보다 쉬우므로 제조 비용을 줄일 수 있다.

이미지 드럼, 제어 유닛, 제어 유닛 가이드

Description

이미지 드럼 및 이미지 드럼의 제조방법{IMAGE DRUM AND METHOD FOR MANUFACTURING THE IMAGE DRUM}

도 1은 종래의 이미지 형성 요소를 설명하기 위한 사시도이다.

도 2는 종래의 이미지 형성 요소의 외벽 일부를 설명하기 위한 부분 확대 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이미지 드럼을 이용한 프린터의 내부 구성을 설명하기 위한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이미지 드럼을 설명하기 위한 사시도이다.

도 5 내지 도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이미지 드럼의 제조방법을 설명하기 위한 사시도 및 단면도들이다.

도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이미지 드럼을 설명하기 위한 사시도이다.

도 13은 도 12의 성형 몰드를 설명하기 위한 단면도이다.

도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이미지 드럼의 제조방법을 설명하기 위한 부분 사시도이다.

도 15는 도 14의 이미지 드럼의 제조방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110：드럼 몸체 120：링 전극들

130：제어 유닛 140：제어 유닛 가이드

150：성형 몰드 160：코어부

본 발명은 인쇄장치에 사용되는 이미지 드럼에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 본 발명은 링 컨덕터를 포함하는 이미지 드럼을 용이하게 제작할 수 있으며 제조비용을 줄일 수 있는 이미지 드럼 및 이미지 드럼의 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 이미지 형성 요소를 설명하기 위한 사시도이며, 도 2는 종래의 이미지 형성 요소의 외벽 일부를 설명하기 위한 부분 확대 단면도이다. 참고로, 도 1 및 도 2의 이미지 형성 요소는 미국특허 제6,014,157호에 개시되어 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 이미지 형성 요소(10)는 실린더 형상의 드럼 몸체(12)를 구비하며, 드럼 몸체(12)는 알루미늄이나 알루미늄 합금과 같은 금속으로 형성된다. 드럼 몸체(12)의 외면으로는 복수개의 전극(14)이 원주 방향으로 형성된다. 전극(14)은 드럼 몸체(12) 및 다른 전극으로부터 전기적으로 절연된 상태를 유지하며, 그 위로는 절연 물질로 이루어진 얇은 절연층이 형성된다. 일반 적으로 전극(14)은 요구되는 해상도 등에 따라 다양하게 설계될 수 있지만, 현재 600dpi정도의 해상도를 구현하기 위해서 링 형상의 전극은 약 40㎛의 피치를 가지며 드럼 몸체 상에 촘촘하게 형성되는 것이 좋다.

드럼 몸체(12)의 내부로는 컨트롤 유닛(16)이 장착되며, 컨트롤 유닛(16)에서 단자(18)는 드럼 몸체(12)와 접하는 장측 측면에 형성된다. 컨트롤 유닛(16)은 단자(18)를 통해서 각각의 전극(14)에 고전압을 인가시킬 수 있는데, 도 4에 도시된 바와 같이, 전극(14)은 긴 홈 형상으로 형성되며 주변의 돌출부에 의해서 전기적으로 분리되어 있으며, 홈의 내부는 도전성 물질에 의해서 충진되어 있다. 또한, 도전성 물질(32)이 관통 홀(24) 중 작은 직경을 갖는 홀(24) 및 큰 직경을 갖는 홀(26)에 채워져 전극(14)가 제브라-스트립(zebra-strip)(36)을 전기적으로 연결하고 있다. 이때 관통 홀(24)의 내부는 절연을 위한 산화 피막(34)이 형성되어 드럼 몸체(12)와 전극(14) 등을 절연시킬 수 있다.

이미지 형성 요소(10)를 제조하기 위해서, 원통형의 드럼 몸체(12)가 제공되며, 그 표면에 홈은 다이아몬드 절삭기구를 이용하여 약 40㎛의 주기 및 약 20㎛의 폭을 가지도록 형성된다. 이 외에도 드럼 몸체(12)에 약 20㎛의 홈을 원주방향으로 형성하기 위해서, 레이저 빔이나 전자 빔 등이 사용될 수도 있다.

그 다음, 레이저 빔 등을 이용하여 드럼 몸체(12)의 안쪽에서부터 큰 직경을 갖는 홀(26)이 형성되고, 드럼 몸체(12)의 안쪽 또는 바깥쪽에서부터 작은 직경을 갖는 홀(24)이 형성되어 관통 홀(22)이 형성된다. 관통 홀(22)을 형성한 후, 드럼 몸체(12) 전체에 산화 피막을 형성하여 절연층을 형성할 수 있으며, 전극(14)을 형 성하기 위한 홈 및 관통 홀(22) 내부에 도전성 물질을 채운다. 그라인딩 등을 통해 드럼 몸체(12)의 외면 및 내면을 소정의 깊이로 제거하여 전극(14) 및 관통 홀(22) 내부의 전기 연결부를 완성할 수 있으며, 드럼 몸체(12)의 표면에 절연층을 형성하고 컨트롤 유닛(16)을 장착하여 이미지 형성 요소를 제조할 수 있다.

상술한 바와 같이, 드럼 몸체(12)의 표면에 전극(14)을 형성하기 위해서는, 정밀한 절삭기구를 이용하여 홈을 촘촘히 형성하고, 드럼 몸체(12)의 내부 및 외부에서 관통 홀을 형성하여야 하고, 산화 피막을 형성한 뒤 홈 및 홀에 도전성 물질을 충진하여야 하는 등 복잡한 과정들을 거쳐야 한다. 특히, 원통형의 표면에 약 20㎛의 홈을 약 40㎛의 피치로 균일하게 형성하여야 하는 과정은 매우 어렵기 때문에, 이미지 형성 요소를 제조하기 위한 비용을 크게 증가시키게 되며, 불량 발생 등의 문제가 있다. 상술한 바와 같이, 현재에는 상술한 이미지 형성 요소와 같이 링 컨덕터(ring conductor)를 이용한 직접 유도 방식의 이미지 형성 방법 및 장치가 개시되어 있지만, 그 방법 및 장치를 이용한 프린터가 너무 고가이어서 대중화되기가 매우 어렵다는 문제점이 있다.

따라서, 상술한 본 발명의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은 드럼 몸체의 표면에 사출 성형을 통해 링 전극들을 형성시키고, 사출 성형을 통해 드럼 몸체에 제어 유닛을 수용하는 형상으로 형성시키므로 종래의 복잡한 제조 공정을 줄이며, 제조 비용을 줄이는 이미지 드럼 및 이미지 드럼의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 제어 유닛을 회로기판 또는 연성회로기판을 사용하여 형성할 수 있으며, 회로기판 또는 연성회로기판에 도전 패턴들이 링 전극들과 전기적으로 각각 연결되어 각 단자에 전압을 독립적으로 인가하여 링 전극을 제어하는 이미지 드럼 및 이미지 드럼의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 사출 성형을 통해서 드럼 몸체의 양단부에 회전 기어가 일체로 형성되어 제조 공정을 줄일 수 있는 이미지 드럼 및 이미지 드럼의 제조방법을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 이미지 드럼의 제조방법은 중공의 원통형으로 형성되고 내면에 원주 방향으로 복수개의 성형 홈을 새긴 성형 몰드, 및 상기 성형 몰드의 중공보다 작은 크기의 반경을 가지고 슬릿 형상의 결속 홈이 형성된 코어부를 제공한다.

제공된 성형 몰드의 성형 홈에는 도전성 물질을 채운다. 도전성 물질이란 전기가 통하는 금속을 의미할 수 있으며, 본 발명의 다른 실시예에서는 금속 이외에 전기가 통하는 다양한 재질도 사용할 수 있다. 일 예로, 실버 페이스트(silver paste) 방식으로 채우거나 도전성 폴리머를 충진하는 방식으로 형성할 수가 있다.

그리고, 제어 유닛을 코어부의 외부로 부분적으로 노출되도록 결속 홈에 결속한다. 제어 유닛은 코어부와 성형 몰드의 중공 사이에 크기 차만큼 노출된다. 여기서, 제어 유닛은 각 단자에 전압을 독립적으로 인가하며, 성형 홈에 형성되며 도전성 물질인 링 전극들을 제어하게 된다.

제어 유닛을 코어부의 결속 홈에 결속한 후에 성형 몰드에 상기 코어부를 삽입한다. 제어 유닛의 단부가 성형 홈에 밀착되도록 코어부를 위치시킨다.

코어부를 성형 몰드에 삽입한 후에 성형 몰드와 상기 코어부 사이의 공간에 용융 플라스틱을 채워서 상기 제어 유닛을 수용하는 드럼 몸체를 형성한다.

종래에 드럼 몸체의 표면에 링 전극들을 형성하기 위해서는, 정밀한 절삭기구를 이용하여 홈을 촘촘히 형성하고, 드럼 몸체의 내부 및 외부에서 관통 홀을 형성하여야 하며, 산화 피막을 형성한 뒤 홈 및 홀에 도전성 물질을 충진하여야 하는 등 복잡한 과정들을 거쳐야 한다. 특히, 원통형의 표면에 약 20㎛의 홈을 약 40㎛의 피치로 균일하게 형성하여야 하는 과정은 매우 어렵기 때문에, 이미지 형성 요소를 제조하기 위한 비용을 크게 증가시키게 되며, 불량 발생 등의 문제가 있다. 상술한 바와 같이, 현재에는 상술한 이미지 형성 요소와 같이 링 전극들을 이용한 직접 유도 방식의 이미지 형성 방법 및 장치가 개시되어 있지만, 그 방법 및 장치를 이용한 프린터가 너무 고가이어서 대중화되기가 매우 어렵다는 문제점이 있다.

그러나, 본 발명에 따른 이미지 드럼의 제조방법은 성형 몰드의 내면에 형성된 성형 홈에 도전성 물질을 채워서 링 전극들을 형성하며, 드럼 몸체의 표면에 링 전극들을 형성시키게 된다. 따라서, 종래에 절삭기구를 이용하여 홈을 일일이 절삭할 필요 없이 성형 몰드에 약 40㎛의 피치로 약 20㎛의 폭을 갖는 홈을 형성하고, 이를 잉용한 성형 방법을 통해서 미세한 링 전극들을 간단하게 형성할 수가 있다. 본 발명의 방법은 제조 공정 및 제조 비용을 줄일 수 있으며 대량 생산에 유리하다.

또한, 본 발명에 따른 다른 실시예에 따르면, 이미지 드럼 제조방법은 드럼 몸체를 형성하기 위한 성형 몰드에 삽입되며 결속 홈이 형성되는 코어부, 코어부의 내부에 장착되며 연성회로기판을 사용한 제어 유닛, 및 성형 몰드의 내면에 원주 방향으로 형성된 복수개의 링 전극들과 대응되는 성형 홈들을 새긴 제어 유닛 가이드를 제공한다.

연성회로기판(FPCB)를 사용한 제어 유닛의 표면에 도전 패턴을 인쇄한다.

다음 과정은 제어 유닛에 도전 패턴을 인쇄한 후, 제어 유닛의 단부에 도전 패턴과 인접하도록 제어 유닛 가이드를 장착한다. 제어 유닛은 연성회로기판을 사용하므로 휘거나 밀리는 현상이 발생할 수 있다. 이때, 제어 유닛의 단부에 제어 유닛 가이드를 장착한 후 성형 몰드에 장착하므로 드럼 몸체를 성형할 때에 제어 유닛이 휘거나 밀리는 등의 변형을 방지할 수 있다.

다음 과정은 제어 유닛 가이드를 장착한 제어 유닛을 상기 결속 홈에 삽입한다.

다음 과정은 제어 유닛을 장착한 코어부를 링 전극들과 성형 홈이 대응되도록 성형 몰드의 중공에 삽입한다. 그리고, 성형 몰드와 코어부 사이의 공간에 용융 플라스틱을 채워서 제어 유닛을 수용하는 드럼 몸체를 형성한다.

또한, 제어 유닛은 연성회로기판(FPCB)을 사용할 수 있으며, 제어 유닛의 표면에는 도전성 물질로 형성된 링 전극들에 각각 대응하는 위치에 도전 패턴이 형성될 수 있다. 그리고, 제어 유닛은 다수의 도전 패턴을 포함하는 회로 기판(PCB)을 사용할 수 있으며, 회로 기판은 도전 패턴이 외부로 노출된다. 그리고, 도전 패턴 에 절연층을 형성시키고, 도전성 물질로 형성된 링 전극들에 대응되게 연결 홀을 형성시키며, 링 전극들과 도전 패턴을 각각 전기적으로 연결시킬 수 있다.

따라서, 제어 유닛은 링 전극들을 제어하여 인쇄장치에서 이미지 형성을 위해 토너를 선택적으로 흡착하는 과정을 보다 정교하게 작업할 수 있다. 그리고, 제어 유닛을 코어부의 결속 홈에 결속한 후 성형 몰드에 코어부를 삽입하여 성형에 의해서 드럼 몸체를 형성시키므로 드럼 몸체에 코어부가 안정적으로 수용될 수 있으며, 제조 공정을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 다른 실시예에 따르면, 이미지 드럼 제조방법은 중공의 원통형으로 형성되고 내면에 원주 방향으로 복수개의 성형 홈을 새긴 성형 몰드, 및 상기 성형 몰드의 중공보다 작은 크기의 반경을 가지고 슬릿 형상의 결속 홈이 형성된 코어부를 제공한다.

성형 몰드에 형성된 성형 홈에 도전성 물질을 채운다. 이때, 도전성 물질을 성형 몰드의 중공에 채우고, 상기 중공의 내경과 일치하는 직경을 갖는 피스톤 몸체를 통과시켜서 성형 홈 이외의 도전성 물질을 제거하여 성형 홈에 상기 도전성 물질을 채운다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서는 설계자의 의도에 따라 성형 홈에만 도전성 물질을 채우는 방법을 사용할 수 있다.

다음 단계는 각 단자에 전압을 독립적으로 인가하며 회로기판(PCB)을 사용하여 형성된 제어 유닛을 포함하고, 제어 유닛을 상기 코어부의 외부로 부분적으로 노출되도록 결속 홈에 결속한다.

성형 몰드에 상기 코어부를 삽입한 후, 성형 몰드와 코어부 사이의 공간에 용융 플라스틱을 채워서 제어 유닛을 수용하는 드럼 몸체를 형성한다. 그리고, 제어 유닛의 표면에 절연층을 형성시킨다.

다음 단계는 도전성 물질로 형성된 링 전극들에 대응되도록 상기 절연층에 연결 홀을 형성시킨다. 그리고, 연결 홀을 통해서 상기 링 전극들과 상기 제어 유닛을 각각 전기적으로 연결한다. 따라서, 상기 방법을 통해서 회로기판을 사용한 제어 유닛을 일체로 이미지 드럼에 형성시킬 수 있다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이미지 드럼을 이용한 프린터의 내부 구성을 설명하기 위한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이미지 드럼을 설명하기 위한 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 이미지 드럼은 드럼 몸체(110), 링 전극들(120), 제어 유닛(130) 및 제어 유닛 가이드(140)를 구비하며, 이미지 드럼(100)을 중심으로 토너 공급 롤러(210), 마그네틱 커터(220) 및 이미지 전달부(230)가 설치된다. 토너 저장부(미도시)로부터 토너 공급 롤러(210)로 토너(1)가 공급되며, 공급된 토너(1)는 이미지 드럼(100)을 인접하게 통과하면서 토너 공급 롤러(210)에서 이미지 드럼(100)으로 이전된다. 이때 토너는 대전된 상태를 유지하며, 이미지 드럼(100)의 최외곽에 있는 절연층과 접촉된 상태를 유지하면서 마그네틱 커터(220)로 이송 된다.

마그네틱 커터(220)는 토너(1)에 인력을 제공하는 마그네트(222) 및 회전 슬리브(224)를 포함한다. 마그네트(222)는 이미지 드럼(100)에 인접하게 위치하며, 자력을 이용하여 이미지 드럼(100) 상에서 부착되어 있는 토너(1)를 끌어 당길 수 있다. 마그네트(222)는 전압이 인가되지 않는 이미지 드럼(100)의 전극으로부터 토너(1)를 회수할 수 있는 충분한 자력을 가진다. 마그네트(222)에 의해서 회수되는 토너(1)는 회전 슬리브(224)를 통해서 다시 토너 저장부 또는 토너 공급 롤러(210)로 회송된다.

마그네틱 커터(220)에 의해서 회송되지 않는 토너(1)는 이미지 드럼(100) 상에서 이미지 전달부(230)로 전달되며, 이미지 전달부(230)로 전달된 토너는 인쇄 용지로 다시 이전되고, 인쇄 용지는 열처리되어 토너가 용지에 고착될 수가 있다. 이를 위해서 이미지 드럼(100)은 영상신호에 맞도록 전극으로 인가되는 전압을 제어하며, 제어된 전압에 의해서 이미지 드럼(100)은 마그네트(222)에 비해 더 큰 자력을 형성하여 토너(1)가 마그네틱 커터(220)로 회수되는 것을 방해할 수 있다.

이렇게 약 5000개의 전극이 각각 독립적으로 제어되어, 2차원 영상을 이미지 드럼 상에 표현할 수 있으며, 토너를 통해 이미지 드럼 상에 표현된 영상은 이미지 전달부(230)를 중계수단으로 하여 인쇄용지로 전달될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 토너가 인쇄용지에 부착된 후에는 인쇄용지가 열처리 장치를 통과하게 되고, 열처리 장치를 통과하면서 토너는 인쇄용지에 흡착되어 인쇄를 완료할 수 있다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 드럼 몸체(110)는 원통형으로 형성되며, 알루미 늄과 같이 열 전도 및 기계적 강도가 우수한 재질로 이루어질 수가 있다. 또한, 드럼 몸체(110)의 외면으로 링 전극들(120)이 형성된다. 드럼 몸체(110)의 재질은 폴리 아미드 이미드(PAI), 폴리 이미드(PI), 폴리 아세탈(POM), 나일론(PA), 폴리 페닐렌옥 사이드(PPO, PPE) 및 폴리 카보네이트(PC) 중에 하나를 사용하여 형성될 수 있다. 그리고, 본 발명의 다른 실시예에서는 설계자의 의도에 따라 드럼 몸체를 다른 종류의 엔지니어링 플라스틱을 사용하여 제조할 수 있다.

링 전극들(120)은 사출성형에 의해서 드럼 몸체(110)의 외면에서 원주 방향을 따라 드럼 몸체(110)와 일체로 형성되며 서로 전기적으로 절연되며, 복수개가 형성된다. 링 전극들(120)은 평면의 상태에서 구리 또는 기타 도전성 박막을 성형 몰드에 성형하여 형성될 수 있기 때문에, 본 실시예에서는 종래의 이미지 드럼 제조에서 적용되는 홈 절삭 과정이나 도전물질 충진 과정 등을 생략할 수가 있다. 무엇보다도, 드럼 몸체(110)의 외면에 사출 성형을 통해서 링 전극들(120)을 형성하는 것이 가능하기 때문에, 원통의 외면에서 링 전극을 형성하는 것보다 작업의 난이도가 훨씬 낮고 링 전극에 대한 불량 발생률도 현저하게 감소시킬 수가 있다.

제어 유닛(130)은 드럼 몸체(110)에 링 전극들(120)과 전기적으로 연결되도록 고정되고 각각의 링 전극들(120)에 독립적으로 전압을 인가한다. 제어 유닛(130)은 상면에 도전성 패턴이 형성될 수 있다. 상기 도전 패턴은 링 전극들(120)으로서 약 40㎛ 이하의 피치(pitch) 및 약 20㎛ 정도의 폭을 가지고 균일하게 형성되어 있으며, 드럼 몸체(110)의 주변을 두르는 링 형상의 링 전극들(120)이 인쇄 용지의 인쇄 폭에 해당하는 길이로 형성되어 있다. 예를 들어, A4 사이즈의 인쇄 용지를 가정할 때 드럼 몸체(110)는 전체적으로 20~22cm 정도의 형성되며, 이때 링 전극(120)은 약 40㎛의 피치로 약 5000라인 형성될 수 있다. 또한, 링 전극들(134)은 상호 평행하게 되어 하나의 닫힌 또는 부분적으로 열린 링 구조를 형성할 수가 있다. 제어 유닛(130)은 연성회로기판(FPCB)을 사용할 수 있으며, 본 발명의 다른 실시예에서는 설계자의 의도에 따라 제어 유닛을 회로기판으로 적용하여 사용할 수 있다.

도 5를 참조하면, 중공의 원통형으로 형성되고 내면에 원주 방향으로 복수개의 성형 홈(152)을 새긴 성형 몰드(150)를 제공한다. 성형 홈(152)들은 서로 내부에 일정 간격으로 평행하게 위치하고, 동일한 두께의 홈이 새겨진다. 그리고, 성형 몰드(150)의 중공에 도전성 물질을 채워 넣는다(ⓐ). 본 실시예에서는 성형 홈(152)들을 약 20㎛의 폭을 가지며, 약 40㎛의 피치로 약 5000라인을 형성한다.

도 6을 참조하면, 성형 몰드(150)의 중공에 실버 페이스트 또는 도전성 폴리머를 이용한 도전성 물질을 채워 넣으며, 성형 몰드(150)의 중공과 성형 홈(152)들을 모두 채운다. 이때, 성형 몰드(150)의 중공의 크기는 드럼 몸체(110)의 직경에 따라 결정할 수 있으며, 성형 몰드(150)를 제조함에 따라 대량 생산이 가능하다.

도 7을 참조하면, 성형 몰드(150)에 도전성 물질을 채워 넣은 후, 외부에서 중공을 피스톤 몸체(S)으로 통과시킨다(ⓑ). 피스톤 몸체(S)는 성형 몰드(150)의 중공에 맞는 직경으로 제조될 수 있다.

도 8을 참조하면, 피스톤 몸체(S)가 통과한 후에 성형 몰드(150)의 중공에 존재하는 상기 물질이 외부로 제거되며, 성형 홈(152)에만 도전성 물질이 충진되어 드럼 몸체의 외면에 일체로 링 전극들(120)이 형성된다. 따라서, 종래에 드럼 몸체의 외곽에 일일이 링 전극들을 형성시킬 필요 없이 드럼 몸체(110)의 외면에 한번에 같은 패턴의 링 전극들을 형성시킬 수 있다.

도 9를 참조하면, 성형 몰드(150)의 중공보다 작은 크기의 반경을 가지고 슬릿 형상의 결속 홈(162)이 형성된 코어부(160)를 제공한다. 코어부(160)와 성형 몰드(150)의 크기 차이는 드럼 몸체의 직경에 맞도록 설계되며, 결속 홈(162)은 제어 유닛(130)이 삽입될 수 있는 정도의 홈을 갖는다.

제어 유닛(130)의 단부에는 제어 유닛 가이드(140)가 장착되며, 제어 유닛 가이드(140)의 수용 홈(142)에 대응된 위치에 형성되는 도전 패턴(132)을 포함하고, 도전 패턴(132)들에 전기적인 신호를 제어하기 위한 제어부(134)가 형성될 수 있다. 제어 유닛 가이드(140)는 성형 홈(152)에 대응된 수용 홈(142)이 형성되며, 수용 홈(142)이 성형 홈(152)과 동일한 위치에 위치하도록 배치시킨 후, 수용 홈(142)에 도전성 물질을 채워서 링 전극들(134)과 전기적으로 연결시킨다.

도 10을 참조하면, 코어부(160)의 결속 홈(162)에 제어 유닛(130)을 삽입한다. 그러면, 제어 유닛(130)의 일부분이 수용되고, 일부는 외부로 노출된다. 상기 노출된 부분에는 제어 유닛 가이드(140)가 장착되며, 제어 유닛 가이드(140)는 연성회로기판으로 형성된 제어 유닛(130)이 휘거나 위치가 밀리는 등 변형을 방지할 수 있다.

도 11을 참조하면, 결속 홈(162)에 제어 유닛(130)을 삽입한 코어부(160)를 성형 몰드(150)의 중공에 삽입하며, 코어부(160)를 성형 몰드(150)의 중앙에 배치시키면 성형 몰드(150)와 코어부(160) 사이에는 성형공간이 제공된다. 상기 성형공간에 용융 플라스틱을 채워서 드럼 몸체(110)를 형성시킨다. 따라서, 드럼 몸체(110)에는 자동적으로 제어 유닛(130)을 수용하게 된다.

본 발명에 따른 이미지 드럼 및 이미지 드럼의 제조방법은 성형 몰드(150)의 내면에 형성된 성형 홈에 도전성 물질을 채워서 링 전극들(120)을 형성하며, 드럼 몸체(110)의 표면에 링 전극들(120)을 형성시키는 방법을 사용하게 된다. 즉, 성형 홈(152)에 있는 도전성 물질과 일체를 형성할 수 있다. 그 결과 드럼 몸체(110)의 외면에는 미세한 링 전극(120)이 인젝션 몰딩에 의해서 한번에 형성될 수가 있다. 따라서, 종래에 절삭기구를 이용하여 홈을 일일이 절삭할 필요 없이 성형 몰드(150)에서 성형 방법을 이용하여 간단히 링 전극들(120)을 형성시키므로 제조 공정을 줄이며 제조 비용을 줄일 수 있다.

또한, 제어 유닛은 링 전극들(120)을 제어하여 인쇄장치에서 이미지 형성을 위해 토너를 선택적으로 흡착하는 과정을 보다 정교하게 작업할 수 있다. 그리고, 제어 유닛(130)을 코어부(160)의 결속 홈(162)에 결속한 후 성형 몰드(150)에 코어부(160)를 삽입하여 성형에 의해서 드럼 몸체(110)를 형성시키므로 드럼 몸체(110)에 코어부(160)가 안정적으로 수용될 수 있으며, 제조 공정을 줄일 수 있다.

실시예 2

도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이미지 드럼을 설명하기 위한 사시도이고, 도 13은 도 12의 성형 몰드를 설명하기 위한 단면도이다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 이미지 드럼은 드럼 몸체(210), 링 전극들(220) 및 제어 유닛(230)를 구비한다.

드럼 몸체(210)의 양단부에는 사출 성형에 의해서 회전 기어(212)가 일체로 형성된다. 회전 기어(212)는 외부의 기어와 치합되며, 외부의 기어가 회전함에 따라 드럼 몸체(210)도 마찬 가지로 회전하게 된다. 따라서, 공급된 토너는 이미지 드럼을 인접하게 통과하면서 토너 공급 롤러에서 이미지 드럼으로 이전된다. 구체적으로 회전 기어(212)는 중앙에 통공(214)이 형성되며, 통공(214)을 통해 드럼 몸체(210)의 내부 및 외부와 상호 연결될 수 있다.

도 13을 참조하면, 드럼 몸체(210)를 제조하기 위한 성형 몰드(250)를 제공한다. 성형 몰드(250)에는 드럼 몸체(210)의 양단부에 회전 기어(212)를 일체로 형성시키기 위해서 성형 몰드(250)의 상부에는 회전 기어(212)와 동일한 형상으로 성형공간(254)이 제공된다. 따라서, 성형 몰드(250)의 중공에 성형 재료를 채워서 드럼 몸체(210)와 회전 기어(212)를 일체로 형성시킨다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서는 설계자의 의도에 따라 회전 기어를 별도로 형성시킨 후 드럼 몸체에 조립할 수 있다.

도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이미지 드럼의 제조방법을 설명하기 위한 부분 사시도이며, 도 15는 도 14의 이미지 드럼의 제조방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 중공의 원통형으로 형성되고 내면에 원주 방향으로 복수개의 성형 홈을 새긴 성형 몰드 및 상기 성형 몰드의 중공보다 작은 크기의 반경을 가지고 슬릿 형상의 결속 홈이 형성된 코어부를 제공한다(S1).

그리고, 성형 몰드의 성형 홈에 도전성 물질을 채운다. 구체적으로 도전성 물질을 중공에 형성하고, 중공의 내경과 일치하는 직경을 갖는 피스톤 몸체를 통과시켜서 성형 홈 이외의 도전성 물질을 제거하여 성형 홈에 도전성 물질을 채운다(S2).

각 단자에 전압을 독립적으로 인가하며 회로기판(PCB)을 사용하여 형성된 제어 유닛을 포함하고, 제어 유닛을 코어부의 외부로 부분적으로 노출되도록 결속 홈에 결속한다(S3). 제어 유닛에는 링 전극들과 각각 전기적으로 연결되기 위한 도전 패턴이 형성되며, 내면에 상기 도전 패턴에 전기적인 신호를 전달하는 제어부가 장착된다. 회로기판을 사용한 제어 유닛은 복수개의 회로기판이 도전 패턴이 서로 엇갈리도록 겹쳐서 하나로 제조한다.

그리고, 성형 몰드에 상기 코어부를 삽입한 후, 상기 성형 몰드와 상기 코어부 사이의 공간에 용융 플라스틱을 채워서 상기 제어 유닛을 수용하는 드럼 몸체를 형성한다(S4). 그리고, 드럼 몸체에서 상기 제어 유닛을 제외한 상기 코어부를 제거하여 상기 드럼 몸체를 중공 형상으로 제조한다.

제어 유닛에 형성되는 도전 패턴은 가로 방향으로 길게 연장되며, 링 전극들이 하나의 도전 패턴에 접촉된다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 제어 유닛의 표면에 절연층을 형성시킨다(S5).

도 14에서 도시된 바와 같이, 도전성 물질로 형성된 링 전극들(220)에 대응되도록 절연층(260)에 연결 홀(262)을 형성시킨다(S6). 연결 홀(262)은 링 전극들(220)에 각각 대응되도록 형성되며, 상기 연결 홀(262)을 통해서 링 전극들(220)과 제어 유닛을 각각 전기적으로 연결한다(S7).

본 발명에 따른 이미지 드럼의 제조방법은 사출 성형을 통해서 드럼 몸체(210)의 양단부에 회전 기어(212)가 일체로 형성되어 제조 공정을 줄일 수 있다. 그리고, 제어 유닛은 연성회로기판 또는 회로기판을 사용할 수 있으므로 성형 몰드에 사출 성형을 통해서 드럼 몸체(210)를 제조할 때 함께 장착할 수 있다.

이 외의 드럼 몸체, 링 전극들, 제어 유닛은 제1 실시예와 실질적으로 동일하고, 구성 요소의 기능 및 효과도 실질적으로 동일하기 때문에 본 실시예의 설명에서 이전 실시예의 설명 및 도면을 참조할 수 있으며, 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 이미지 드럼 및 이미지 드럼의 제조방법은 성형 몰드의 내면에 형성된 성형 홈에 도전성 물질을 채워서 링 전극들을 형성한다. 따라서, 종래에 절삭기구를 이용하여 홈을 일일이 절삭할 필요 없이 성형 몰드에서 사출 성형 방법을 이용하여 간단히 링 전극들을 형성시키므로 제조 공정을 줄이며 이에 따른 제조 비용을 줄일 수 있다.

또한, 제어 유닛은 링 전극들을 제어하여 인쇄장치에서 이미지 형성을 위해 토너를 선택적으로 흡착하는 과정을 보다 정교하게 작업할 수 있다. 그리고, 제어 유닛을 코어부의 결속 홈에 결속한 후, 성형 몰드에 코어부를 삽입하고, 사출 성형에 의해서 드럼 몸체를 형성시키므로 드럼 몸체에 제어 유닛이 일체로 수용될 수 있으며, 일일이 조립해야 하던 종래의 조립 과정을 생략하여 제조 공정을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 이미지 드럼의 제조방법은 사출 성형을 통해서 드럼 몸체의 양단부에 회전 기어를 일체로 형성할 수 있으며, 이에 따른 제조 공정을 줄일 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

인쇄장치에서 이미지 형성을 위해 토너를 선택적으로 흡착하는 이미지 드럼의 제조방법에 있어서,

중공의 원통형으로 형성되고 내면에 원주 방향으로 복수개의 성형 홈을 새긴 성형 몰드 및 상기 성형 몰드의 중공보다 작은 크기의 반경을 가지고 슬릿 형상의 결속 홈이 형성된 코어부를 제공하는 단계;

상기 성형 몰드의 성형 홈에 도전성 물질을 채우는 단계;

각 단자에 전압을 독립적으로 인가하기 위한 제어 유닛을 상기 코어부의 결속 홈에 상기 도전성 물질에 대응하는 도전 패턴이 외부로 부분적으로 노출되도록 삽입하는 단계;

상기 도전 패턴과 상기 성형 홈의 도전성 물질이 각각 대응하도록 상기 성형 몰드에 상기 코어부를 삽입하는 단계; 및

상기 성형 몰드와 상기 코어부 사이의 공간에 용융 플라스틱을 채워서 상기 제어 유닛 및 상기 도전성 물질과 일체를 이루는 드럼 몸체를 형성하는 단계;

를 구비하는 이미지 드럼의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 성형 몰드의 상기 중공에 상기 도전성 물질을 도포하고, 상기 중공의 내경과 일치하는 직경을 갖는 피스톤 몸체를 상기 중공에 통과시켜서 상기 성형 홈 이외의 도전성 물질을 제거하여 상기 성형 홈에 상기 도전성 물질을 채우는 것을 특징으로 하는 이미지 드럼의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 제어 유닛은 연성회로기판(FPCB)을 사용하며, 상기 제어 유닛의 표면에는 상기 도전성 물질로 형성된 링 전극들에 대응하는 상기 도전 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 이미지 드럼의 제조방법.
제3항에 있어서,

상기 제어 유닛 가이드를 상기 제어 유닛의 단부에 형성하고, 상기 제어 유닛 가이드가 장착된 상기 코어부를 상기 성형 몰드에 삽입하는 것을 특징으로 하는 이미지 드럼의 제조방법.
제4항에 있어서,

상기 제어 유닛 가이드는 상기 성형 홈에 대응된 수용 홈이 형성되며, 상기 수용 홈이 상기 성형 홈과 동일한 위치에 위치하도록 배치시킨 후, 상기 수용 홈에 도전성 물질을 채워서 상기 링 전극과 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 이미지 드럼의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 제어 유닛은 상기 도전 패턴을 포함하는 회로 기판(PCB)을 사용하며, 상기 회로 기판은 상기 도전 패턴이 외부로 노출되며, 상기 도전 패턴에 절연층을 형성시키고, 상기 절연층에는 상기 도전성 물질로 형성된 링 전극들에 대응되게 연결 홀을 제공하여 상기 링 전극들과 상기 도전 패턴을 각각 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 이미지 드럼의 제조방법.
제6항에 있어서,

상기 드럼 몸체에서 상기 제어 유닛을 제외한 상기 코어부를 제거하여 상기 드럼 몸체를 중공 형상으로 제조하는 것을 특징으로 하는 이미지 드럼의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 성형 몰드의 양단부에는 상기 드럼 몸체를 회전시키기 위한 외부의 기어와 치합되는 회전 기어의 형상으로 성형공간이 제공되며, 상기 용융 플라스틱을 상기 성형공간에 채워서 상기 드럼 몸체의 양단부에 상기 회전 기어를 일체로 형성시키는 것을 특징으로 하는 이미지 드럼의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 제어 유닛과 상기 성형 홈에 충진된 상기 도전성 물질이 서로 접촉되도록 상기 성형 몰드에 상기 코어부를 삽입하는 것을 특징으로 하는 이미지 드럼의 제조방법.
인쇄장치에서 이미지 형성을 위해 토너를 선택적으로 흡착하는 이미지 드럼의 제조방법에 있어서,

중공의 원통형으로 형성되고 내면에 원주 방향으로 복수개의 성형 홈을 새긴 성형 몰드, 상기 성형 몰드에 삽입되며 길이 방향으로 형성된 결속 홈이 형성되는 코어부 및 상기 코어부의 내부에 장착되며 연성회로기판을 사용한 제어 유닛을 제공하는 단계;

상기 성형 몰드의 성형 홈에 도전성 물질을 채우는 단계;

상기 제어 유닛의 단부에 제어 유닛 가이드를 장착하는 단계;

상기 제어 유닛 가이드를 장착한 상기 제어 유닛을 상기 결속 홈에 삽입하는 단계;

상기 제어 유닛을 장착한 상기 코어부를 상기 성형 몰드의 중공에 삽입하는 단계; 및

상기 성형 몰드와 상기 코어부 사이의 공간에 용융 플라스틱을 채워서 상기 제어 유닛 및 상기 도전성 물질과 일체를 이루는 드럼 몸체를 형성하는 단계;

를 구비하는 이미지 드럼의 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 제어 유닛 가이드에는 상기 성형 몰드의 내면에 원주 방향으로 형성된 복수개의 링 전극들과 대응되는 성형 홈들을 형성시키며, 상기 링 전극들과 전기적 을 연결되기 위해서 상기 성형 홈에 도전성 물질을 채우는 것을 특징으로 하는 이미지 드럼의 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 성형 몰드의 양단부에는 외부의 기어와 치합되는 회전 기어의 형상의 성형공간이 제공되며, 상기 용융 플라스틱을 채워서 상기 드럼 몸체의 양단부에 상기 회전 기어를 일체로 형성시키는 것을 특징으로 하는 이미지 드럼의 제조방법.
인쇄장치에서 이미지 형성을 위해 토너를 선택적으로 흡착하는 이미지 드럼의 제조방법에 있어서,

중공의 원통형으로 형성되고 내면에 원주 방향으로 복수개의 성형 홈을 새긴 성형 몰드, 및 상기 성형 몰드의 중공보다 작은 크기의 반경을 가지고 슬릿 형상의 결속 홈이 형성된 코어부를 제공하는 단계;

상기 성형 몰드의 성형 홈에 도전성 물질을 채우는 단계;

각 단자에 전압을 독립적으로 인가하며 회로기판(PCB)을 사용하여 형성된 제어 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛을 상기 코어부의 외부로 부분적으로 노출되도록 결속 홈에 결속하는 단계;

상기 성형 몰드의 중공에 상기 코어부를 삽입한 후, 상기 성형 몰드와 상기 코어부 사이의 공간에 용융 플라스틱을 채워서 상기 제어 유닛 및 상기 도전성 물질과 일체를 이루는 드럼 몸체를 형성하는 단계;

상기 제어 유닛의 표면과 접하도록 상기 성형 몰드의 일부분에 절연층을 형성시키는 단계;

상기 드럼 몸체에 형성된 링 전극들에 각각 대응되는 상기 절연층에 연결 홀을 형성시키는 단계; 및

상기 연결 홀을 통해서 상기 링 전극들과 상기 제어 유닛을 각각 전기적으로 연결하는 단계;

를 구비하는 이미지 드럼의 제조방법.
제13항에 있어서,

상기 드럼 몸체에서 상기 제어 유닛을 제외한 상기 코어부를 제거하여 상기 드럼 몸체를 중공 형상으로 제조하는 것을 특징으로 하는 이미지 드럼의 제조방법.
인쇄장치에서 이미지 형성을 위해 토너를 선택적으로 흡착하는 이미지 드럼에 있어서,

원통형으로 형성된 드럼 몸체;

사출성형에 의해서 상기 드럼 몸체의 외면에서 원주 방향을 따라 상기 드럼 몸체와 일체로 형성되며 서로 전기적으로 절연된 다수의 링 전극들; 및

상기 드럼 몸체에 상기 링 전극들과 전기적으로 연결되도록 고정되고 각각의 상기 링 전극들에 독립적으로 전압을 인가하는 제어 유닛;

을 구비하는 이미지 드럼.
제15항에 있어서,

상기 드럼 몸체는 엔지니어링 플라스틱을 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 드럼.
제16항에 있어서,

상기 드럼 몸체는 폴리 아미드 이미드(PAI), 폴리 이미드(PI), 폴리 아세탈(POM), 나일론(PA), 폴리 페닐렌옥 사이드(PPO, PPE) 및 폴리 카보네이트(PC) 중에 하나를 사용하여 제조하는 것을 특징으로 하는 이미지 드럼.
제15항에 있어서,

상기 드럼 몸체의 양단부에는 외부의 기어와 치합되도록 일체로 형성된 회전 기어가 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 드럼.
제15항에 있어서,

상기 제어 유닛은 연성회로기판(FPCB)을 사용하며,

상기 제어 유닛의 표면에는 상기 링 전극들에 각각 대응하는 위치에 도전 패턴이 인쇄되는 것을 특징으로 하는 이미지 드럼.
제15항에 있어서,

상기 제어 유닛은 회로 기판(PCB)을 사용하며, 상기 드럼 몸체에서 상기 제어 유닛을 제외한 상기 코어부를 제거하여 상기 드럼 몸체를 중공 형상으로 제조하는 것을 특징으로 하는 이미지 드럼.