KR20100037766A - 광주사유닛 및 이를 구비하는 화상형성장치 - Google Patents

광주사유닛 및 이를 구비하는 화상형성장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광주사유닛에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 광주사유닛은 전동모터의 회전자에 결합되는 폴리곤미러와, 전동모터의 회전축의 축방향으로 상기 회전자와 대향하는 대향부재와, 상기 회전자와 상기 대향부재 사이를 통과하는 유동의 유속을 저감시키는 유속저감부를 포함한다.

Description

광주사유닛 및 이를 구비하는 화상형성장치{Laser Scanning Unit And Image Forming Apparatus Having The Same}
본 발명은 광주사유닛에 관한 것으로, 특히 구동모터의 작동 신뢰성이 향상된 광주사 장치에 관한 것이다.
광주사유닛은 전자사진방식의 화상형성장치에 구비되는 장치로서, 감광체에 화상신호에 상응하는 광을 주사하여 광감체의 표면에 정전잠상을 형성시키는 기능을 한다.
일반적으로, 광주사유닛은 회전력을 발생시키는 구동모터와, 구동모터에 의해 회전하는 폴리곤미러를 포함한다. 폴리곤미러는 그 측면에 복수의 반사면을 구비하여 광원으로부터 입사되는 광을 편향주사하고, 편향주사된 광은 에프세타렌즈를 거쳐 반사거울에 의해 투광부재 쪽으로 반사된다. 이후, 반사거울에서 반사된 광은 투광부재를 통과해 감광체에 조사되어 감광체의 표면에 정전잠상을 형성시킨다.
화상형성장치의 소형화에 대한 사용자의 요구에 대응하기 위해, 근래에는 중력방향으로 고정자의 하측에 회전자가 메달린 구조(이하, 역취구조)의 광주사유닛 이 개발 및 생산되고 있고, 광주사 장치를 비롯한 화상형성장치 내의 대부분의 구성요소가 집적화 되는 추세이다.
본 발명의 목적은 구동모터의 구동신뢰성이 향상된 광주사유닛을 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 광주사유닛은 코어 및 상기 코어에 감겨지는 코일을 구비하는 고정자와, 상기 고정자에 연결되는 회전축과, 상기 회전축에 결합되며, 영구자석을 구비하는 회전자와, 상기 회전자에 결합되는 폴리곤미러와, 상기 회전축의 축방향으로 상기 회전자와 대향하는 대향부재와, 상기 회전자와 상기 대향부재 사이를 통과하는 유동의 유속을 저감시키는 유속저감부를 포함한다.
이때, 상기 회전자는 중력방향으로 상기 고정자의 하측에 배치될 수 있다.
또한, 상기 유속저감부는 상기 대향부재에 마련될 수 있다.
또한, 상기 유속저감부는 상기 회전자를 향해 상기 대향부재로부터 돌출되어 형성되는 격벽을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유속저감부는 상기 폴리곤미러의 테두리에 대응하여 상기 대향부재에 마련되는 원형 격벽을 구비할 수 있다.
또한, 상기 유속저감부는 방사형 격벽을 구비할 수 있다.
또한, 상기 유속저감부는 벌집형 격벽을 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 화상형성장치는 광주사유닛을 포함하며, 상기 광주사유닛은 코어 및 상기 코어에 감겨지는 코일을 구비하는 고정자;와, 상기 고정자에 연결되는 회전축;과, 상기 회전축에 결합되며 영구자석을 구비하는 회전자;와, 상기 회전자에 결합되는 폴리곤미러;와, 상기 회전축의 축방향으로 상기 회전자와 대향하는 대향부재;와, 상기 회전자와 상기 대향부재 사이를 통과하는 유동의 유속을 저감시키는 유속저감부;를 포함한다.
이때, 상기 회전자는 중력방향으로 상기 고정자의 하측에 배치될 수 있다.
또한, 상기 유속저감부는 상기 회전자를 향해 상기 대향부재로부터 돌출되어 형성되는 격벽을 구비할 수 있다.
또한, 상기 유속저감부는 상기 폴리곤미러의 테두리에 대응하여 상기 대향부재에 마련되는 원형 격벽을 구비할 수 있다.
또한, 상기 유속저감부는 방사형 격벽을 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 구동모터 조립체는 코어 및 상기 코어에 감겨지는 코일을 구비하는 고정자와, 상기 고정자에 연결되는 회전축과, 상기 회전축에 결합되며, 영구자석을 구비하는 회전자와, 상기 회전축의 축방향으로 상기 회전자와 대향하는 대향부재에 마련되며, 상기 회전자와 상기 대향부재 사이를 통과하는 유동의 유속을 저감시키는 유속저감부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 광주사유닛에서는 구동모터의 구동신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 화상형성장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 화상형성장치는 본체(10), 인쇄매체공급유닛(20), 광주사유닛(30), 감광체유닛(50), 현상유닛(60), 전사유닛(70), 정착유닛(80) 및 인쇄매체 배출유닛(90)을 포함한다.
본체(10)는 화상형성장치의 외관을 형성하는 한편, 그 내부에 설치되는 각종 부품들을 지지한다.
인쇄매체 공급유닛(20)은 인쇄매체(S)가 보관되는 카세트(21)와, 카세트(21)에 보관된 인쇄매체(S)를 한 장씩 픽업하는 픽업롤러(22)와, 픽업된 인쇄매체(S)를 전사유닛(70) 쪽으로 이송하는 이송롤러(23)를 포함하여 구성된다.
광주사유닛(30)은 광이 외부로 출사될 수 있도록 투광부재(32)를 가지는 케이스(31)와, 케이스(31)의 내부에 장착되는 주사광학계를 포함하여 구성되며, 광주사유닛(30)에 대해서는 본 명세서의 후반부에서 상세히 설명한다.
감광체유닛(50)은 감광체(51), 감광체 하우징(52) 및 대전롤러(53)를 포함하여 구성된다. 감광체(51)는 감광체 하우징(52)에 회전 가능하게 설치되며, 광주사유닛(30)으로부터 광이 주사되기에 앞서 대전롤러(53)에 의해 소정 전위로 대전된다.
현상유닛(60)은 서로 다른 색상의 현상제, 예를 들면, 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K) 색상의 현상제가 각각 수용되는 4개의 현상기(60Y, 60M, 60C, 60K)를 포함하여 구성되며, 정전잠상이 형성된 감광체(51)에 현상제를 공급하여 가시화상을 형성한다.
각각의 현상기(60Y, 60M, 60C, 60K)는 현상제수용부(61), 공급롤러(52)와 현상롤러(53)를 가진다. 현상제수용부(61)에는 감광체(51)로 공급될 현상제가 저장되고, 공급롤러(52)는 현상제수용부(61)에 저장된 현상제를 현상롤러(53)에 공급한다. 현상롤러(53)는 정전잠상이 형성되어 있는 감광체(51)의 표면에 현상제를 부착하여 가시화상을 형성한다.
전사유닛(70)은 중간전사벨트(71), 제1전사롤러(72) 및 제2전사롤러(73)를 포함하여 구성된다. 중간전사벨트(71)는 지지롤러들(74, 75)에 의해 지지되어 감광체(51)의 선속도와 동일한 선속도로 주행한다. 제1전사롤러(72)는 중간전사벨트(71)를 사이에 두고 감광체(51)와 마주하여 감광체(51)에 형성된 가시화상이 중간전사벨트(71)로 전사되도록 한다. 제2전사롤러(73)는 중간전사벨트(71)를 사이에 두고 지지롤러(55)와 마주한다. 제2전사롤러(73)는 감광체(51)에서 중간전사벨트(71)로 화상이 전사되는 동안에는 중간전사벨트(71)로부터 이격되고, 감광체(51)의 화상이 중간전사벨트(71)로 완전히 전사되면 중간전사벨트(71)에 소정 압력으로 접촉된다. 제2전사롤러(73)가 중간전사벨트(71)와 접촉하면 중간전사벨트(71)의 화상이 인쇄매체로 전사된다.
정착유닛(80)은 열원을 가지는 가열롤러(81)와, 가열롤러(81)에 대향하여 설 치되는 가압롤러(82)를 구비한다. 인쇄매체가 가열롤러(81)와 가압롤러(82) 사이를 통과할 때, 가열롤러(81)로부터 전달되는 열과 가열롤러(81)와 가압롤러(82) 사이에서 작용하는 압력에 의해 화상이 인쇄매체에 고정된다.
인쇄매체 배출유닛(90)은 배지롤러(91)와 배지백업롤러(92)를 구비하여 정착유닛(80)을 통과한 인쇄매체를 본체(10)의 외부로 배출한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 광주사유닛의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 구동모터 및 폴리곤미러를 나타내는 단면도이며, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 유속저감부를 나타내는 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 광주사유닛(30)은 광이 외부로 출사될 수 있도록 투광부재(32)를 가지는 케이스(31)와, 케이스(31)의 내부에 장착되는 주사광학계를 포함하여 구성된다.
케이스(31)는 후술되는 구동모터(34)의 고정자(35)가 지지되는 상측부재(31a)와, 구동모터(34)의 회전자(38)에 대향되는 하측부재(31b)와, 상측부재(31a)와 하측부재(31b) 사이의 측면부재(31c)들을 구비한다.
주사광학계는 화상 신호에 따라 광을 출사하는 광원(32)과, 광원(32)에서 출사된 광을 편향시키는 광편향기(33)와, 광편향기(33)에서 편향된 광에 포함된 수차를 보정하는 에프세타(fθ) 렌즈(40)와, 에프세타(fθ) 렌즈(40)를 통과한 광을 감광체(51) 쪽으로 반사시키는 반사거울(41)을 구비한다. 광원(32)과 광편향기(33) 사이의 광로 상에는 광원(32)에서 출사된 광을 집속시키는 콜리메이팅렌즈(42)와, 광을 정형하는 실린더렌즈(43)가 구비된다. 또한, 주사광학계는 동기신호 검출을 위한 광검출미러(44) 및 광검출센서(45)를 더 구비한다.
광편향기(33)는 구동모터(34a)와, 이 구동모터(34a)에 의해 회전하는 폴리곤미러(34b)를 구비한다. 폴리곤미러(34b)는 그 측면에 복수의 반사면을 구비하여 광원(32)으로부터 입사되는 광을 편향 주사한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 구동모터(34)는 코어(35a) 및 상기 코어(35a)에 감겨지는 코일(35b)을 구비하는 고정자(35)와, 회전축(37)에 결합되는 고정자(35)의 코일(35b)과 전자기적으로 상호 작용하는 복수 개의 영구자석(38a)이 내주면에 마련되는 회전자(38)와, 일측이 고정자(35)에 마련된 베어링(36)에 회전가능 하도록 연결되고 타측이 회전자(38)에 연결되는 회전축(37)을 포함한다. 폴리곤미러(39)는 회전자(38)의 일측에 결합되어 회전자(38)와 함께 회전된다.
이에 따라, 고정자(35) 코일(35b)에 전원이 인가되면, 고정자(35)의 코일(35b)과 회전자(38)의 영구자석(38a) 사이의 상호작용에 의해 회전자(38)가 회전을 시작하고, 이와 동시에 폴리곤미러(39)의 회전이 이루어진다.
또한, 광주사유닛(30)은 회전자(38)와 대향부재, 즉 하측부재(31b) 사이를 통과하는 유동의 유속을 저감시키는 유속저감부(100)를 포함하며, 본 실시예의 유속저감부(100)는 폴리곤미러(39)의 테두리에 대응하여 회전자(38)에 대향하는 하측부재(31b)로부터 돌출되어 형성되는 원형 격벽(110)을 구비한다.
이에 의해, 본 실시예의 광주사유닛(30)에서는 폴리곤미러(39)가 결합된 회전자(38) 또는 회전자(38)와 결합된 회전축(37)이 고정자(35)로부터 이탈되는 것이 방지된다.
구체적으로, 회전자(38)가 회전되면, 회전축(37)의 축방향으로 폴리곤미러(39)의 상측공간(A) 및 하측공간(B)(도 3 참조)에는 유동이 발생하며, 상측공간(A)을 통과하는 유동의 유속 및 하측공간(B)을 통과하는 유동의 유속의 차이에 의해 상대적인 압력차가 발생한다. 압력차가 크게 발생할 경우, 양력에 의해 회전자(38)가 일측으로 이동되거나 고정자(35)로부터 이탈되는 경우가 발생한다.
이때, 회전자(38)에 작용되는 양력이 고정자(35) 측을 향할 경우는 고정자에 의해 회전자(38)의 축방향 이동이 제한되지만, 회전자(38)에 작용되는 양력이 고정자(35)의 반대측을 향할 경우는 회전자(38) 또는 회전축(37)이 고정자(35)로부터 이탈될 수 있다.
특히, 본 실시예의 광주사유닛(30)에서와 같은 역취구조의 구동모터(34)에서 폴리곤미러(39)의 하측공간(B)에 저압이 발생될 경우, 회전자의 이탈 가능성은 더욱 증가한다. 참고로, 역취구조란 회전자(38)가 중력방향(g)으로 고정자(35)의 하측에 메달린 구조, 즉 회전자(38) 또는 회전자(38)가 결합된 회전축(37)이 고정자(35)로부터 이탈되는 방향으로 중력이 작용하도록 회전자(38)가 고정자(35)에 결합되는 구조를 나타낸다.
그러나, 본 실시예의 화상형성장치에서는 유속저감부(100)에 의해 회전자(38)와 하측부재(31b) 사이를 통과하는 유동에 유동저항이 가해짐으로써, 폴리곤미러(39)의 하측의 정압이 폴리곤미러(39)의 상측의 정압 보다 낮게 형성되는 것이 방지되고, 결과적으로 폴리곤미러(39)가 결합된 회전자(38)가 하측으로 이탈되는 것이 방지되어 구동모터(34)의 작동신뢰성이 향상된다. 따라서, 구동모터(34)를 역취구조로 설치하면서, 회전자(38)와 하측부재(31b) 사이의 공간을 극히 좁게 형성시키는 것이 가능해진다.
물론, 회전자가 중력방향으로 고정자의 상측에 마련되는 정취구조의 구동모터에서도, 본 실시예의 유속저감부는 회전자의 들뜸을 방지시키는 데 이용될 수 있다. 즉, 회전자에 대향하는 대향부재에 유속저감부를 마련하여, 회전자와 대향부재 사이를 통과하는 유동의 속도를 저감시킴으로써, 양력에 의한 회전자의 들뜸 또는 진동을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유동저감부는 다양한 형태로 변형실시 될 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 유동저감부(200)는 하나 이상의 원형 격벽(210)과, 하나 이상의 방사형 격벽(220)을 구비할 수 있다. 물론, 유동저감부(200)는 방사형 격벽(220)만으로 구성될 수도 있다. 미설명부호 230은 전동모터 회전자(미도시)에 대향하며 유동저감부(200)가 마련되는 대향부재를 나타낸다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 유동저감부(300)는 벌집형 격벽(310)을 구비할 수 있으며, 이외의 다양한 형태로 변형 실시될 수 있다. 미설명부호 330은 전동모터 회전자(미도시)에 대향하며 유동저감부(300)가 마련되는 대향부재를 나타낸다.
이러한 구성을 가지는 화상형성장치의 동작을 간략히 설명한다. 인쇄동작이 시작되면, 감광체(51)의 표면은 대전롤러(53)에 의해 균일하게 대전된다. 균일하게 대전된 감광체(51)의 표면에는 광주사유닛(30)으로부터 어느 한 색상, 예를 들어 옐로우 색상의 화상 정보에 대응하는 광이 조사되고, 감광체(51)에는 옐로우 색상 의 화상에 대응하는 정전점상이 형성된다.
이어서 옐로우 현상기(60Y)의 현상롤러(53)에는 현상바이어스가 인가되고, 이에 따라 옐로우 색상의 현상제가 정전잠상에 부착되어 감광체(51)에는 옐로우 색상의 가시화상이 형성된다. 이러한 가시화상은 제1전사롤러(72)에 의해 중간전사벨트(71)로 전사된다.
옐로우 색상에 대한 한 페이지 분량의 전사가 완료되면, 광주사유닛(30)은 다른 한 색상, 예를 들어 마젠타 색상의 화상 정보에 대응되는 광을 감광체(51)에 주사하여 마젠타 색상의 화상에 대응하는 정전잠상을 형성시킨다. 마젠타 현상기(60M)는 정전잠상에 마젠타 색상의 현상제를 공급하여 가시화상을 형성한다. 감광체(51)에 형성된 마젠타 색상의 가시화상은 제1전사롤러(72)에 의해 중간전사벨트(71)로 전사되는데, 이 때 마젠타 색상의 가시화상은 먼저 전사되어 있던 옐로우 색상의 가시화상 위에 중첩된다.
시안 및 블랙 색상에 대하여도 위와 같은 과정을 수행하면, 중간전사벨트(71)에는 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙 색상의 화상이 중첩된 칼라화상이 완성된다. 이와 같이 완성된 칼라화상은 중간전사벨트(71)와 제2전사롤러(73) 사이를 통과하는 인쇄매체(S)로 전사되고, 인쇄매체(S)는 정착유닛(80)과 인쇄매체 배출유닛(90)을 거쳐 본체(10)의 외부로 배출된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 예로 들어 본 발명을 설명하였으나,본 발명의 광주사유닛은 다양한 형태의 화상형성장치에 적용될 수 있음은 당연하다.
또한, 본 발명의 모터조립체는 광주사유닛 이외의 다른 제품에 적용될 수도 있다. 즉, 모터조립체는 고정자와, 고정자에 연결되는 회전축과, 회전축에 결합되는 회전자와, 회전축의 축방향으로 회전자에 대향되는 대향부재와, 회전자와 대향부재 사이를 통과하는 유동의 유속을 저감시키는 유속저감부를 구비하여, 양력에 의한 회전자의 이탈, 진동 등이 방지될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 도시 및 설명된 대향부재는 화상형성장치의 케이스를 이루는 하나의 면이었으나, 대향부재는 회전자에 대향하는 부재로서 그 형상 또는 기능에는 제한이 없다. 따라서, 대향부재는 제품 내에서 다른 기능을 하는 별도 부재의 일면이 될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 화상형성장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 광주사유닛의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 구동모터 및 폴리곤미러를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 유속저감부를 나타내는 사시도이다.
도 5은 본 발명의 제2실시예에 따른 유속저감부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 유속저감부를 나타내는 사시도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
10 본체 20 인쇄매체공급유닛
30 광주사유닛 31 케이스
32 광원 33 광편향기
34 구동모터 35 고정자
36 베어링 37 회전축
38 회전자 39 폴리곤미러
50 감광체유닛 60 현상유닛
70 전사유닛 80 정착유닛
90 인쇄매체배출유닛 100 유속저감부
110 원형격벽

Claims (13)

  1. 화상신호에 따라 광을 출사하는 광원;과, 구동모터 및 구동모터의 회전자에 부착되는 폴리곤미러를 구비하며, 광원에서 출사된 광을 편향시키는 광편향기;와, 광편향기에서 편향된 광의 수차를 보정하는 에프세타(fθ) 렌즈;를 포함하는 광주사 유닛에 있어서,
    상기 구동모터의 회전축의 축방향으로 상기 회전자와 대향하는 대향부재와,
    상기 회전자와 상기 대향부재 사이를 통과하는 유동의 유속을 저감시키는 유속저감부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전자는 중력방향으로 상기 고정자의 하측에 배치되는 것을 특징으로 하는 광주사유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유속저감부는 상기 대향부재에 마련되는 것을 특징으로 하는 광주사유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유속저감부는 상기 구동모터의 회전자를 향해 상기 대향부재로부터 돌출되어 형성되는 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 광주사유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유속저감부는 상기 폴리곤미러의 테두리에 대응하여 상기 대향부재에 마련되는 원형 격벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 광주사유닛.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 유속저감부는 방사형 격벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 광주사유닛.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 유속저감부는 벌집형 격벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 광주사유닛.
  8. 감광체와, 상기 감광체에 화상정보에 대응하는 광을 조사하여 정전잠상을 형 성시키는 광주사유닛과, 정전잠상이 형성된 감광체에 현상제를 공급하여 가시화상을 형성시키는 현상유닛을 포함하는 화상형성장치에 있어서, 상기 광주사유닛은,
    화상신호에 따라 광을 출사하는 광원;과,
    구동모터 및 구동모터의 회전자에 부착되는 폴리곤미러를 구비하며, 광원에서 출사된 광을 편향시키는 광편향기;와,
    광편향기에서 편향된 광의 수차를 보정하는 에프세타(fθ) 렌즈;와,
    상기 구동모터의 회전축의 축방향으로 상기 회전자와 대향하는 대향부재;와,
    상기 회전자와 상기 대향부재 사이를 통과하는 유동의 유속을 저감시키는 유속저감부;를 포함하는 것을 특징으로 화상형성장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 회전자는 중력방향으로 상기 고정자의 하측에 배치되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 유속저감부는 상기 회전자를 향해 상기 대향부재로부터 돌출되어 형성되는 격벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유속저감부는 상기 폴리곤미러의 테두리에 대응하여 상기 대향부재에 마련되는 원형 격벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 유속저감부는 방사형 격벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  13. 코어 및 상기 코어에 감겨지는 코일을 구비하는 고정자와,
    상기 고정자에 연결되는 회전축과,
    상기 회전축에 결합되며, 영구자석을 구비하는 회전자와,
    상기 회전축의 축방향으로 상기 회전자와 대향하는 대향부재에 마련되며, 상기 회전자와 상기 대향부재 사이를 통과하는 유동의 유속을 저감시키는 유속저감부를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동모터 조립체.
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