KR20150051068A

KR20150051068A - 동력전달장치와 이를 가지는 화상형성장치

Info

Publication number: KR20150051068A
Application number: KR1020130132499A
Authority: KR
Inventors: 우상범; 김수용; 성창용; 유재일
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2013-11-01
Filing date: 2013-11-01
Publication date: 2015-05-11
Also published as: US9377743B2; US20150125182A1

Abstract

감광체가 안정적으로 인쇄매체에 가시화상을 형성할 수 있도록 개선된 구조를 가지는 동력전달장치를 개시한다.
동력전달장치는 회전체와 회전체를 구동하기 위한 구동력을 생성하는 구동모터를 연결하며, 구동모터로부터 동력을 전달받아 회전하는 적어도 하나의 기어와, 그 일단이 기어를 관통하는 회전축과, 회전축의 타단과 회전체를 연결하는 커플러를 포함한다. 커플러의 외경과 회전체의 외경과 기어의 외경은 하기의 관계식을 만족한다.
0.7D1 < Dc < D2
D1 : 회전체의 외경
D2 : 기어의 외경
Dc : 커플러의 외경

Description

동력전달장치와 이를 가지는 화상형성장치{POWER TRANSMITTING DEVICE AND IMAGE FORMING APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 동력을 전달하는 동력전달장치와 이를 가지는 화상형성장치에 관한 것이다.

화상형성장치는 인쇄매체에 화상을 인쇄하는 장치로, 프린터, 복사기, 팩스 및 이들의 기능을 통합하여 구현한 복합기 등이 이에 해당한다.

전자사진방식을 채택한 화상형성장치는 소정 전위로 대전된 감광체에 광을 주사하여 감광체의 표면에 정전잠상을 형성한 후, 이 정전잠상에 토너를 공급하여 가시화상을 형성한다. 감광체에 형성된 가시화상은 인쇄매체에 바로 전사되거나 중간전사체를 거쳐 인쇄매체로 전사되고, 인쇄매체에 전사된 가시화상은 정착장치를 지나면서 인쇄매체에 고정된다.

감광체의 토너화상이 인쇄매체에 전사되도록 감광체에는 전사롤러가 접촉하여 전사 닙(Nip)을 형성한다. 인쇄매체가 전사 닙에 접근하는 과정에서 감광체에 접촉하거나 인쇄매체가 전사 닙을 통과하는 과정에서 발생하는 충격에 의해 감광체에 비틀림이 발생할 수 있다. 감광체의 비틀림은 감광체에 주사되는 광의 위치 변화를 초래하여 인쇄매체에 전사된 가시화상에 결함(defect)을 발생시킬 수 있으며, 이는 인쇄품질의 저하로 이어지게 된다.

본 발명의 일 측면은 감광체가 안정적으로 인쇄매체에 가시화상을 형성할 수 있도록 개선된 구조를 가지는 동력전달장치와 이를 가지는 화상형성장치를 개시한다.

본 발명의 사상에 따른 동력전달장치는, 회전체와, 상기 회전체를 구동하기 위한 구동력을 생성하는 구동모터를 연결하는 동력전달장치에 있어서, 상기 구동모터로부터 동력을 전달받아 회전하는 적어도 하나의 기어;와, 그 일단이 상기 기어를 관통하는 회전축;과, 상기 회전축의 타단과 상기 회전체를 연결하는 커플러;를 포함하며, 상기 커플러의 외경과 상기 회전체의 외경과 상기 기어의 외경은 하기의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 한다.

0.7D1 < Dc < D2

D1 : 회전체의 외경

D2 : 기어의 외경

Dc : 커플러의 외경

상기 커플러의 비틀림 강성은 632kNm/rad 보다 클 수 있다.

상기 동력전달장치의 비틀림 강성은 149kNm/rad 보다 클 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따른 화상형성장치는, 정전잠상이 형성되는 감광체;와, 상기 감광체를 구동하는 구동유닛;과, 상기 구동유닛으로부터 상기 감광체로 동력을 전달하는 동력전달유닛;을 포함하고, 상기 동력전달유닛은, 상기 구동유닛과 연결되어 회전하는 적어도 하나의 기어;와, 그 일단이 상기 기어와 연결되어 회전하는 회전축;과, 상기 회전축의 타단과 상기 감광체를 연결하는 커플러;를 포함하며, 상기 커플러의 외경은 21.5mm 초과 120mm 미만인 것을 특징으로 한다.

상기 커플러의 외경은 상기 감광체의 외경과 실질적으로 같거나 상기 감광체의 외경보다 클 수 있다.

상기 감광체의 일단에는 상기 커플러와 연결되는 플랜지가 마련되고, 상기 플랜지는 상기 커플러의 적어도 일부분을 수용하는 수용부를 포함할 수 있다.

상기 커플러는 그 일측으로부터 상기 커플러가 상기 감광체에 결합되는 방향으로 연장되는 복수의 체결돌기를 포함할 수 있다.

상기 수용부는 상기 감광체의 축방향 내측으로 갈수록 그 직경이 점차 감소하는 형상으로 마련되고, 상기 커플러는 상기 수용부에 수용, 결합되는 체결부를 포함하고, 상기 체결부는 상기 수용부에 대응될 수 있도록 상기 커플러가 상기 감광체에 결합되는 방향을 따라 그 직경이 점차 감소하는 형상으로 마련될 수 있다.

상기 플랜지는 상기 감광체의 반경 방향 외측으로 연장되는 복수의 제1체결돌기와, 복수의 제1체결돌기 사이에 형성되는 복수의 제1체결홈을 포함하고, 상기 커플러는 상기 복수의 제1체결홈에 삽입되는 복수의 제2체결돌기와 상기 복수의 제1체결돌기를 수용하는 복수의 제2체결홈을 포함할 수 있다.

상기 복수의 제2체결돌기는 상기 커플러의 원주 방향을 따라 이격 배치될 수 있다.

또한 본 발명의 사상에 따른 화상형성장치는, 제1회전체;와, 상기 제1회전체를 가압하여 닙(Nip)을 형성하는 제2회전체;와, 상기 제1회전체를 구동하는 구동유닛;과, 상기 구동유닛으로부터 상기 제1회전체로 동력을 전달하는 동력전달유닛;을 포함하고, 인쇄매체가 상기 닙으로 통과할 때, 상기 인쇄매체에 의해 가해지는 충격에 의한 상기 제1회전체의 비틀림 각도 변화율이 2ㅀ 미만이 될 수 있도록, 상기 동력전달유닛의 비틀림강성은 632kNm/rad 보다 큰 것을 특징으로 한다.

상기 구동유닛은 구동모터와, 구동축과, 상기 구동축에 연결되는 구동기어를 포함하고, 상기 동력전달유닛은 상기 구동기어와 맞물려 회전하는 종동기어와, 그 일단이 상기 종동기어와 연결되어 회전하는 회전축과, 그 일측은 상기 회전축의 타단과 결합되고 그 타측은 상기 제1회전체의 일단에 결합되는 커플러를 포함할 수 있다.

상기 커플러의 외경은 상기 제1회전체의 외경과 실질적으로 같을 수 있다.

상기 감광체의 일단에는 상기 커플러와 연결되는 플랜지가 마련되고, 상기 플랜지는 상기 커플러의 적어도 일부분을 수용하며 상기 감광체의 축방향 내측으로 갈수록 그 직경이 점차 감소하는 형상으로 마련되는 수용부를 포함하며, 상기 커플러는 상기 수용부에 수용, 결합되는 체결부를 포함하고, 상기 체결부는 상기 수용부에 대응될 수 있도록 상기 커플러가 상기 감광체에 결합되는 방향을 따라 그 직경이 점차 감소하는 형상으로 마련될 수 있다.

상기 커플러의 외경은 상기 제1회전체의 외경보다 크고, 상기 종동기어의 외경보다 작을 수 있다.

본 발명에 따르면, 감광체와 구동유닛을 연결하여 동력을 전달하는 동력전달장치의 비틀림 강성을 개선함으로써 감광체의 비틀림 각도 변화율이 적절히 규제되므로, 인쇄매체에 전사된 가시화상에 결함(defect)이 발생되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치의 구성을 도시한 도면.
도 2는 구동유닛, 동력전달유닛과 감광체를 도시한 결합사시도.
도 3은 도 2의 평면도.
도 4는 플랜지 및 커플러의 결합관계를 도시한 사시도.
도 5는 인쇄매체에 의해 감광체에 가해지는 토크 변화율과 비틀림 강성 및 비틀림 각도 변화율 간의 관계를 설명하기 위한 도면.
도 6은 종동기어, 회전축, 커플러, 동력전달유닛의 비틀림 강성과 감광체의 비틀림 각도 변화율 간의 관계를 나타낸 표.
도 7은 커플러의 외경과 커플러의 비틀링 강성 간의 관계를 도시한 그래프.
도 8은 플랜지 및 커플러의 제1 변형실시예를 도시한 사시도.
도 9는 플랜지 및 커플러의 제2 변형실시예를 도시한 사시도.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 화상형성장치(1)는 본체(10)와, 인쇄매체(S)의 저장 및 급송을 위한 급지장치(20)와, 급지장치(20)를 통해 공급된 인쇄매체(S)에 화상을 형성하는 현상장치(30)와, 현상장치(30)에 토너를 공급하는 토너장치(40)와, 현상장치(30)의 감광체(32)에 정전잠상을 형성하는 광주사장치(50)와, 인쇄매체(S)에 전사된 토너 화상을 인쇄매체(S)에 정착시키는 정착장치(60)와, 화상형성이 완료된 인쇄매체(S)를 본체(10) 외부로 배출하는 배지장치(70)를 포함한다.

급지장치(20)는 인쇄매체(S)의 저장 및 급송을 위한 것으로 본체(10)의 하부에 마련되어 현상장치(30) 쪽으로 인쇄매체(S)를 공급한다.

이러한 급지장치(20)는 인쇄매체(S)를 저장하도록 본체(10)에 인출 가능한 카세트 타입의 급지트레이(21)와, 급지트레이(21)에 저장된 인쇄매체(S)를 낱장씩 픽업하여 현상장치(30) 쪽으로 이송하는 이송부재(25)를 포함할 수 있다.

급지트레이(21) 내에는 적재된 인쇄매체(S)를 이송부재(25) 쪽으로 안내하도록 일단은 회전 가능하게 결합되고, 타단은 가압스프링(22)에 지지되는 녹업플레이트(23)가 마련될 수 있다.

이송부재(25)는 녹업플레이트(23)에 적재된 인쇄매체(S)를 한 장씩 픽업하는 픽업롤러(27)와, 픽업롤러(27)에 의해 픽업된 인쇄매체(S)를 현상장치(30) 쪽으로 이송시키는 피드롤러(28)를 포함할 수 있다.

현상장치(30)는 외관을 형성하는 하우징(31)과, 하우징(31)의 내부에 회전 가능하게 결합되어 정전잠상을 형성하는 감광체(32)와, 토너장치(40)로부터 공급된 토너를 교반하는 교반스크류들(33a, 33b)과, 교반스크류들(33a, 33b)에 의해 교반된 토너를 감광체(32)로 공급하는 현상롤러(34)와, 감광체(32)를 대전시키는 대전부재(35)를 포함한다.

토너장치(40)로부터 공급된 토너는 하우징(31)의 내부로 유입되어 교반스크류들(33a, 33b)에 의해 하우징(31)의 일측으로 교반, 이송되며, 교반되어 이송된 토너는 현상롤러(34)에 의해 감광체(32)로 공급되어 가시화상을 형성한다.

감광체(32)에 공급되어 가시화상을 형성한 토너가 인쇄매체(S)에 전사되도록, 감광체(32)는 전사롤러(14)와 접촉하여 전사 닙(Nip, N1)을 형성한다. 전사롤러(14)는 본체(10) 내부에 회전 가능하게 배치된다. 감광체(32)는 후술할 구동유닛(110, 도 2 참조) 및 동력전달유닛(120, 도 2 참조)으로부터 동력을 전달받아 회전하는 회전체로 구성될 수 있다.

토너장치(40)는 현상장치(30)와 결합되며, 인쇄매체(S)에 화상을 형성하기 위한 토너를 수용, 보관하고, 화상형성동작이 진행될 때 토너를 현상장치(30)로 공급한다.

광주사장치(50)는 화상정보가 포함된 광을 감광체(32)에 주사하여 감광체(32)에 정전잠상을 형성한다.

정착장치(60)는 하우징(62)과, 하우징(62)의 내부에 회전 가능하게 배치되는 가열부재(64) 및 가압부재(66)를 포함하여 구성된다.

토너화상이 전사되어 있는 인쇄매체(S)는 가열부재(64)와 가압부재(66) 사이를 통과하는데, 이 때 열과 압력에 의해 토너화상이 인쇄매체(S)에 고정된다.

가열부재(64)는 가압부재(66)에 맞물려서 회전하며 가압부재(66)와 함께 정착 닙(N2)을 형성하고, 열원(68)에 의해 가열되어 정착 닙(N2)을 지나는 인쇄매체(S)에 열을 전달한다. 가열부재(64)는 구동원(미도시)으로부터 동력을 전달받아 회전하는 가열롤러로 구성될 수 있다. 가열부재(64)의 내측에는 토너가 전사된 인쇄매체(S)에 열을 가해주기 위한 열원(68)이 배치된다. 열원(68)으로는 할로겐 램프가 사용될 수 있으나, 이외에 전열선 또는 인덕션 히터 등으로 다양하게 구현될 수 있다.

가압부재(66)는 가열부재(64)의 외주면에 접하도록 배치되어 가열부재(64)와의 사이에 정착 닙(N2)을 형성한다. 가열부재(64)는 구동원(미도시)으로부터 동력을 전달받아 회전하는 가압롤러로 구성될 수 있다.

배지장치(70)는 순차적으로 설치되는 제1배지롤러(71)와 제2배지롤러(72)를 포함하여 정착장치(60)를 통과한 인쇄매체(S)를 본체(10)의 외부로 배출한다.

이하에서는 감광체(32)를 구동하는 동력전달구조에 대해 자세히 설명한다.

도 2는 구동유닛, 동력전달유닛과 감광체를 도시한 결합사시도이고, 도 3은 도 2의 평면도이며, 도 4는 플랜지 및 커플러의 결합관계를 도시한 사시도이다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 화상형성장치(1)는 감광체(32)를 구동하는 구동유닛(110)과, 구동유닛(110)으로부터 감광체(32)로 동력을 전달하는 동력전달유닛(120)을 포함한다.

구동유닛(110)은 구동력을 생성하는 구동모터(112)와, 구동모터(112)에 연결되는 구동축(114)과, 구동축(114)에 연결되는 구동기어(116)를 포함한다. 본체(10) 내부에 구동유닛(110)을 수용하는 공간 상의 제약에 의해 구동기어(116)의 외경은 최대 120mm를 초과하지 않도록 설계된다.

동력전달유닛(120)은 구동기어(116)와 맞물려 회전하는 종동기어(122)와, 그 일단(124a)이 종동기어(122)와 연결되어 회전하는 회전축(124)과, 그 일측은 회전축(124)의 타단(124b)과 결합되고 그 타측은 감광체(32)의 일단에 결합되어 회전축(124)과 감광체(32)를 연결하는 커플러(126)를 포함한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 커플러(126)는 감광체(32)의 일단에 마련된 플랜지(130)에 상대 회전이 불가능하도록 결합된다.

커플러(126)는 그 외경(Dc)이 감광체(32)의 외경(D1)보다 작도록 마련되고, 플랜지(130)에 삽입되는 복수의 체결돌기들(126a)을 포함한다. 복수의 체결돌기들(126a)은 커플러(126)의 일측으로부터 커플러(126)가 감광체(32)에 결합되는 방향으로 연장되고, 커플러(126)의 원주방향으로 이격 배치된다.

플랜지(130)는 그 내측으로 복수의 체결돌기들(126a)이 삽입될 수 있도록 복수의 수용부들(132)을 포함한다. 복수의 수용부들(132)은 복수의 체결돌기들(126a)이 형성되는 커플러(126)의 일측과 대향하는 플랜지(130)의 일측으로부터 커플러(126)가 감광체(32)에 결합되는 방향으로 형성되고, 복수의 체결돌기들(126a)에 각각 대응할 수 있도록 플랜지(130)의 원주방향으로 이격 배치된다.

감광체(32)와 전사롤러(14)가 형성하는 전사 닙(N1)으로 인쇄매체(S)가 접근하거나, 인쇄매체(S)가 전사 닙(N1)을 통과하는 과정에서 감광체(32)에 가해지는 충격에 의해 감광체(32)에 비틀림이 발생한다. 감광체(32)의 비틀림 각도 변화율이 지나치게 커질 경우, 광주사장치(50)로부터 주사되는 광이 감광체(32)에 도달하는 위치가 정해진 위치로부터 크게 벗어나게 되며, 이는 인쇄매체(S)에 전사되는 가시화상에 결함(defect)을 발생시킬 수 있다. 따라서 인쇄매체(S)가 전사 닙(N1)을 통과하는 과정에서 인쇄매체(S)에 전사되는 가시화상에 결함이 발생되지 않도록 감광체(32)의 비틀림 각도 변화율을 규제해야 한다. 이하에서는 감광체(32)의 비틀림 각도 변화율을 규제하는 원리에 대해 설명한다.

도 5는 인쇄매체에 의해 감광체에 가해지는 토크 변화율과 비틀림 강성 및 비틀림 각도 변화율 간의 관계를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 종동기어, 회전축, 커플러, 동력전달유닛의 비틀림 강성과 감광체의 비틀림 각도 변화율 간의 관계를 나타낸 표이며, 도 7은 커플러의 외경과 커플러의 비틀링 강성 간의 관계를 도시한 그래프이다. 도 5에서 감광체는 원기둥 형상으로 근사하였다.

도 5에 도시된 바와 같이, 인쇄매체(S)가 전사 닙(N1)으로 진입할 때 감광체(32)에 가해지는 힘에 의한 토크(Torque, M)와, 감광체(32)의 비틀림 각도(θ)와, 감광체(32) 및 감광체(32)를 회전 가능하게 지지하는 동력전달유닛(120)의 비틀림 강성(Tosional rigidity, K) 사이의 관계는 다음과 같이 근사된다.

M = K ㆍ θ (식 1)

식 1에 따라, 인쇄매체(S)가 전사 닙(N1)으로 진입할 때 감광체(32)에 가해지는 힘에 의한 토크(M)의 변화율(dM/dt)과, 감광체(32)의 비틀림 각도의 변화율(dθ/dt) 사이의 관계는 다음과 같다.

dM/dt = K ㆍ dθ/dt (식 2)

인쇄매체(S)에 전사되는 가시화상에 결함(defect)을 발생시키지 않기 위해서는 감광체(32)의 비틀림 각도의 변화율(dθ/dt)이 일정한 수치 이하로 규제되어야 하며, 인쇄매체(S) 진입에 따른 토크의 변화율(dM/dt)이 일정한 경우, 식(2)에 따라 감광체(32) 및 동력전달유닛(120)의 비틀림 강성(K)을 일정한 수치 이상으로 높여야 한다.

감광체(32)의 외경(D1) 및 길이(L1)가 정해진 경우, 동력전달유닛(120)의 비틀림 강성을 높임으로서 감광체(32)의 비틀림 각도의 변화율(dθ/dt)을 규제할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 동력전달유닛(120)은 종동기어(122)와, 회전축(124)과, 커플러(126)로 구성되므로, 동력전달유닛(120)의 전체 비틀림 강성(Kt)은 종동기어(122)의 비틀림 강성(Kg)과, 회전축(124)의 비틀림 강성(Ks)과, 커플러(126)의 비틀림 강성(Kc)과 관계되며, 회전축(124)의 비틀림 강성(Ks)과 종동기어(122)의 비틀림 강성(Kg)과, 회전축(124)의 비틀림 강성(Ks)과, 커플러(126)의 비틀림 강성(Kc) 사이의 관계는 다음과 같다.

1/Kt = 1/Kg + 1/Ks +1/Kc (식 3)

종동기어(122), 회전축(124), 커플러(126), 동력전달유닛(120)의 전체 비틀림 강성(Kg, Ks, Kc, Kt)과 감광체(32)의 비틀림 각도 변화율(dθ/dt) 간의 관계는 CAE(Computer Aided Engineering) 해석을 통해 얻을 수 있으며, 해석 결과는 도 6의 표와 같다.

표에 나타난 바와 같이, 동력전달유닛(120)의 전체 비틀림 강성(Kt)이 클수록 감광체(32)의 비틀림 각도 변화율(dθ/dt)은 작음을 알 수 있다.

실험적으로 감광체(32)의 비틀림 각도 변화율(dθ/dt)이 2% 미만이 될 때, 인쇄매체(S)에 전사되는 가시화상에 결함이 발생되지 않으며, 표에서 동력전달유닛(120)의 전체 비틀림 강성(Kt)이 149KNm/rad일 때 감광체(32)의 비틀림 각도 변화율(dθ/dt)이 2%이므로, 인쇄매체(S)에 전사되는 가시화상에 결함이 발생되지 않기 위해서는 동력전달유닛(120)의 전체 비틀림 강성(Kt)이 149KNm/rad보다 커야 됨을 알 수 있다.

식 3과 같이, 동력전달유닛(120)의 전체 비틀림 강성(Kt)은 동력전달유닛(120)을 구성하는 각각의 요소 즉, 종동기어(122)의 비틀림 강성(Kg)과, 회전축(124)의 비틀림 강성(Ks)과, 커플러(126)의 비틀림 강성(Kc)과 관계된다. 따라서 종동기어(122)의 비틀림 강성(Kg), 회전축(124)의 비틀림 강성(Ks), 커플러(126)의 비틀림 강성(Kc) 중 어느 하나를 조절하여 동력전달유닛(120)의 전체 비틀림 강성(Kt)을 조절할 수 있다. 표에서 종동기어(122)의 비틀림 강성(Kg)와 회전축(124)의 비틀림 강성(Ks)이 일정할 때, 커플러(126)의 비틀림 강성(Kc)이 632KNm/rad인 경우 감광체(32)의 비틀림 각도 변화율(dθ/dt)이 2%이므로, 인쇄매체(S)에 전사되는 가시화상에 결함이 발생되지 않기 위해서는 커플러(126)의 비틀림 강성(Kc)이 632KNm/rad보다 커야 됨을 알 수 있다. 표에 나타내지는 않았지만, 커플러(126)의 비틀림 강성(Kc) 뿐만 아니라 종동기어(122)의 비틀림 강성(Kg) 또는 회전축(124)의 비틀림 강성(Ks)을 조절하여 감광체(32)의 비틀림 각도 변화율(dθ/dt)이 2% 이내가 될 수 있도록 함으로써 인쇄매체(S)에 전사되는 가시화상에 결함이 발생되지 않게 할 수도 있을 것이다.

커플러(126)의 형상은 원기둥 형상에 근사시킬 수 있으며, 커플러(126)의 비틀림 강성(Kc)은 하기의 관계식과 같이 정리된다.

Kc = G * J / Lc (식 4)

G = 비틀림 강성 계수.

J = π * Dc⁴/ 32

Lc = 커플러의 길이

Dc = 커플러의 외경

식 4과 같이, 커플러(126)의 비틀림 강성(Kc)은 커플러의 외경(Dc)과 커플러의 길이(Lc)와 관계되며, 커플러의 길이(Lc)를 줄이는 것보다 커플러의 외경(Dc)을 키우는 것이 더 효과적임을 알 수 있다. 커플러의 외경(Dc)과 감광체(32)의 비틀림 각도 변화율(dθ/dt) 간의 관계는 CAE(Computer Aided Engineering) 해석을 통해 얻을 수 있으며, 해석 결과는 도 7의 그래프와 같다.

도 6의 표 및 도 7의 그래프에 도시된 바와 같이, 커플러의 외경(Dc)이 21.5mm 일 때 커플러(126)의 비틀림 강성(Kc)이 632KNm/rad가 됨을 알 수 있으며, 커플러(126)의 비틀림 강성(Kc)이 632KNm/rad인 경우 감광체(32)의 비틀림 각도 변화율(dθ/dt)이 2%이므로, 인쇄매체(S)에 전사되는 가시화상에 결함이 발생되지 않기 위해서는 커플러의 외경(Dc)이 21.5mm보다 커야 됨을 알 수 있다.

동력전달유닛(120)이 본체(10) 내부에서 차지하는 공간 상의 제약에 의해 종동기어(122)의 외경(D2)은 120mm 이상으로 커질 수 없으며, 커플러의 외경(Dc)은 종동기어(122)의 외경보다는 작아야 하므로, 커플러의 외경(Dc)은 120mm 미만이 되어야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 인쇄매체(S)에 전사되는 가시화상에 결함이 발생되지 않기 위해서는 감광체(32)의 비틀림 각도 변화율(dθ/dt)이 2% 이내가 되어야 하고, 감광체(32)의 비틀림 각도 변화율(dθ/dt)이 2% 이내가 되기 위해서는 동력전달유닛(120)의 전체 비틀림 강성(Kt)이 149KNm/rad보다 커야 되며, 종동기어(122)의 비틀림 강성(Kg) 및 회전축(124)의 비틀림 강성(Ks)이 일정한 경우 동력전달유닛(120)의 전체 비틀림 강성(Kt)이 149KNm/rad보다 커지기 위해서는 커플러(126)의 비틀림 강성(Kc)이 632KNm/rad보다 커야하고, 이 때 커플러의 외경(Dc)은 21.5mm 보다 커야 함을 알 수 있다.

이하에서는 플랜지 및 커플러의 변형실시예들에 대해서 설명한다.

도 8은 플랜지 및 커플러의 제1 변형실시예를 도시한 사시도이고, 도 9는 플랜지 및 커플러의 제2 변형실시예를 도시한 사시도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 플랜지(230)의 수용부(232)는 감광체(32)의 축방향 내측으로 갈수록 그 직경이 점차 감소하는 형상으로 마련된다.

커플러(226)는 감광체(32)와 실질적으로 동일한 직경을 가지도록 형성되고, 수용부(232)에 수용, 결합되는 체결부(226a)를 포함한다. 체결부(226a)는 커플러(226)의 일측으로부터 플랜지(230)를 향하여 연장되며, 수용부(232)에 대응될 수 있도록 커플러(226)가 감광체(32)에 결합되는 방향을 따라 그 직경이 점차 감소하는 형상으로 마련된다.

체결부(226a)가 수용부(232)에 수용된 상태에서 플랜지(230)와 커플러(226) 사이에 상대 회전이 발생하지 않도록, 수용부(232)의 내면과 체결부(226a)의 외면에는 각각 서로 맞물리는 체결기어부(228, 232a)가 형성된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 플랜지(330)는 감광체(32)의 반경 방향 외측으로 연장되는 복수의 제1체결돌기(332)와, 복수의 제1체결돌기(332) 사이에 형성되는 복수의 제1체결홈(334)을 포함한다. 복수의 제1체결돌기(332)와 복수의 제1체결홈(334)은 플랜지(330)의 원주 방향을 따라 각각 서로 이격 배치된다.

커플러(326)는 감광체(32)보다 큰 직경을 가지도록 형성되고, 복수의 제1체결홈(334)에 삽입되는 복수의 제2체결돌기(326a)와 복수의 제1체결돌기(332)를 수용하는 복수의 제2체결홈(326b)을 포함한다.

복수의 제2체결돌기(326a)와 복수의 제2체결홈(326b)은 복수의 제1체결홈(334)과 복수의 제1체결돌기(332)에 각각 대응할 수 있도록 플랜지(130)의 원주방향으로 이격 배치된다.

이상, 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며 한정의 의미로 이해되어서는 안될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구항의 범주 내에서 자유로이 실행될 수 있을 것이다.

1 : 화상형성장치 10 : 본체
20 : 급지장치 30 : 현상장치
40 : 토너장치 50 : 광주사장치
60 : 정착장치 70 : 배지장치
110 : 구동유닛 120 : 동력전달유닛
126, 226, 326 : 커플러 130, 230, 330 : 플랜지.

Claims

회전체와, 상기 회전체를 구동하기 위한 구동력을 생성하는 구동모터를 연결하는 동력전달장치에 있어서,
상기 구동모터로부터 동력을 전달받아 회전하는 적어도 하나의 기어;와,
그 일단이 상기 기어를 관통하는 회전축;과,
상기 회전축의 타단과 상기 회전체를 연결하는 커플러;를 포함하며,
상기 커플러의 외경과 상기 회전체의 외경과 상기 기어의 외경은 하기의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
0.7D1 < Dc < D2
D1 : 회전체의 외경
D2 : 기어의 외경
Dc : 커플러의 외경
제1항에 있어서,
상기 커플러의 비틀림 강성은 632kNm/rad 보다 큰 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 동력전달장치의 비틀림 강성은 149kNm/rad 보다 큰 것을 특징으로 하는 동력전달장치.
정전잠상이 형성되는 감광체;와,
상기 감광체를 구동하는 구동유닛;과,
상기 구동유닛으로부터 상기 감광체로 동력을 전달하는 동력전달유닛;을 포함하고,
상기 동력전달유닛은,
상기 구동유닛과 연결되어 회전하는 적어도 하나의 기어;와,
그 일단이 상기 기어와 연결되어 회전하는 회전축;과,
상기 회전축의 타단과 상기 감광체를 연결하는 커플러;를 포함하며,
상기 커플러의 외경은 21.5mm 초과 120mm 미만인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제4항에 있어서,
상기 커플러의 외경은 상기 감광체의 외경과 실질적으로 같거나 상기 감광체의 외경보다 큰 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제4항에 있어서,
상기 감광체의 일단에는 상기 커플러와 연결되는 플랜지가 마련되고, 상기 플랜지는 상기 커플러의 적어도 일부분을 수용하는 수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제6항에 있어서,
상기 커플러는 그 일측으로부터 상기 커플러가 상기 감광체에 결합되는 방향으로 연장되는 복수의 체결돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제6항에 있어서,
상기 수용부는 상기 감광체의 축방향 내측으로 갈수록 그 직경이 점차 감소하는 형상으로 마련되고,
상기 커플러는 상기 수용부에 수용, 결합되는 체결부를 포함하고, 상기 체결부는 상기 수용부에 대응될 수 있도록 상기 커플러가 상기 감광체에 결합되는 방향을 따라 그 직경이 점차 감소하는 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제6항에 있어서,
상기 플랜지는 상기 감광체의 반경 방향 외측으로 연장되는 복수의 제1체결돌기와, 복수의 제1체결돌기 사이에 형성되는 복수의 제1체결홈을 포함하고,
상기 커플러는 상기 복수의 제1체결홈에 삽입되는 복수의 제2체결돌기와 상기 복수의 제1체결돌기를 수용하는 복수의 제2체결홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제9항에 있어서,
상기 복수의 제2체결돌기는 상기 커플러의 원주 방향을 따라 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1회전체;와,
상기 제1회전체를 가압하여 닙(Nip)을 형성하는 제2회전체;와,
상기 제1회전체를 구동하는 구동유닛;과,
상기 구동유닛으로부터 상기 제1회전체로 동력을 전달하는 동력전달유닛;을 포함하고,
인쇄매체가 상기 닙으로 통과할 때, 상기 인쇄매체에 의해 가해지는 충격에 의한 상기 제1회전체의 비틀림 각도 변화율이 2ㅀ 미만이 될 수 있도록, 상기 동력전달유닛의 비틀림강성은 632kNm/rad 보다 큰 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제11항에 있어서,
상기 구동유닛은 구동모터와, 구동축과, 상기 구동축에 연결되는 구동기어를 포함하고,
상기 동력전달유닛은 상기 구동기어와 맞물려 회전하는 종동기어와, 그 일단이 상기 종동기어와 연결되어 회전하는 회전축과, 그 일측은 상기 회전축의 타단과 결합되고 그 타측은 상기 제1회전체의 일단에 결합되는 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제12항에 있어서,
상기 커플러의 외경은 상기 제1회전체의 외경과 실질적으로 같은 것을 특징으로 하는 호상형성장치.
제13항에 있어서,
상기 감광체의 일단에는 상기 커플러와 연결되는 플랜지가 마련되고, 상기 플랜지는 상기 커플러의 적어도 일부분을 수용하며 상기 감광체의 축방향 내측으로 갈수록 그 직경이 점차 감소하는 형상으로 마련되는 수용부를 포함하며,
상기 커플러는 상기 수용부에 수용, 결합되는 체결부를 포함하고, 상기 체결부는 상기 수용부에 대응될 수 있도록 상기 커플러가 상기 감광체에 결합되는 방향을 따라 그 직경이 점차 감소하는 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제12항에 있어서,
상기 커플러의 외경은 상기 제1회전체의 외경보다 크고, 상기 종동기어의 외경보다 작은 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제15항에 있어서,
상기 플랜지는 상기 감광체의 반경 방향 외측으로 연장되는 복수의 제1체결돌기와, 복수의 제1체결돌기 사이에 형성되는 복수의 제1체결홈을 포함하고,
상기 커플러는 상기 복수의 제1체결홈에 삽입되는 복수의 제2체결돌기와 상기 복수의 제1체결돌기를 수용하는 복수의 제2체결홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.