KR20160028652A - 동력전달장치 및 이를 채용한 화상형성장치 - Google Patents

동력전달장치 및 이를 채용한 화상형성장치 Download PDF

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Abstract

개시된 동력전달장치는, 축과, 축에 회전될 수 있게 설치되는 제1, 제2피동부재와, 축에 설치되어 구동원과 연결되어 회전되는 것으로서 그 회전방향에 따라 축을 따라 제1, 제2피동부재 쪽으로 슬라이딩되어 제1, 제2피동부재와 선택적으로 동력연결되는 구동 부재를 포함한다.

Description

동력전달장치 및 이를 채용한 화상형성장치{power transmitting device and image forming apparatus adopting the same}
하나의 구동원으로부터 전달되는 정/역방향의 회전 동력을 두 개의 피동부에 각각 전달하는 동력전달장치 및 이를 채용한 화상형성장치에 관한 것이다.
화상형성장치 등 모터의 회전력에 의하여 구동되는 장치에서, 모터의 정방향의 회전력과 역방향의 회전력을 각각 제1, 제2피동체에 전달하는 동력전달구조가 요구될 수 있다. 이러한 동력전달구조는, 모터의 정방향 회전력을 제1피동체에 전달하고 제2피동체로의 회전력의 전달을 차단하며, 반대로 모터의 역방향) 회전력을 제2피동체에 전달하고 제1피동체로의 회전력의 전달을 차단한다.
동력전달구조의 일 예로서, 모터와 두 개의 피동체 사이에 일방향 베어링(또는 허브 클러치)을 각각 배치하는 구조(클러치 구조), 모터와 두 개의 피동체 사이에 모터의 회전방향에 따라 정/역방향으로 회전되는 스윙 플레이트를 배치하여 모터의 회전방향에 따라 스윙 플레이트에 탑재된 동력전달기어가 정방향(F) 피동체와 역방향 피동체에 선택적으로 연결되도록 한 구조(스위칭 구조) 등이 있다.
일방향 베어링(또는 허브 클러치)는 일반적으로 고가이고, 동력의 단속이 구동축과는 별개인 피동축에서 일어나므로 기어열이 복잡해질 수 있다. 또한, 스위칭 구조는 모터의 정/역회전에 따라서 스윙 플레이트가 회동되는 구조이므로 스윙 플레이트에 탑재된 동력전달기어와 피동체에 마련된 피동기어간의 축간거리가 변동되어 동력전달의 안정성이 떨어지며 기어의 마모 등의 문제가 발생될 수 있다.
모터의 정방향의 회전력과 역방향의 회전력을 각각 제1피동체와 제2피동체에 전달하는 간단한 구조의 동력전달장치 및 이를 채용한 화상형성장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 동력전달장치는, 축; 상기 축에 회전될 수 있게 설치되는 제1, 제2피동부재; 상기 축에 설치되어 구동원과 연결되어 회전되는 것으로서, 그 회전방향에 따라 상기 축을 따라 상기 제1, 제2피동부재 쪽으로 슬라이딩되어 상기 제1, 제2피동부재와 선택적으로 동력연결되는 구동 부재;를 포함한다.
상기 동력전달장치는, 상기 구동 부재가 정방향으로 회전될 때에 상기 구동 부재와 상기 제1피동부재를 동력연결하며, 상기 구동 부재가 역방향으로 회전될 때에는 상기 구동 부재를 상기 제2피동부재 쪽으로 슬라이딩시키는 제1래치부; 상기 구동 부재가 상기 역방향으로 회전될 때에 상기 구동 부재와 상기 제2피동부재를 동력연결하며, 상기 구동 부재가 상기 정방향으로 회전될 때에는 상기 구동 부재를 상기 제1피동부재 쪽으로 슬라이딩시키는 제2래치부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1래치부는, 상기 구동 부재의 상기 제1피동부재와 대향된 제1대향면으로부터의 돌출 거리가 상기 정방향으로 증가되는 제1상향경사부; 상기 제1상향경사부의 상사부로부터 상기 제1대향면을 향하여 연장된 제1구동부; 상기 제1피동부재의 상기 구동 부재와 대향된 제2대향면으로부터의 돌출 거리가 상기 역방향으로 증가되는 제1하향경사부; 상기 제1하향경사부의 상사부로부터 상기 제2대향면을 향하여 연장되고, 상기 구동 부재가 상기 정방향으로 회전될 때에 상기 제1구동부와 대향되는 제1피동부;를 포함할 수 있다.
상기 구동 부재가 상기 정방향으로 회전될 때에 상기 제1구동부와 상기 제1피동부는 서로 맞물려서 상기 구동 부재를 상기 제1피동부재 쪽으로 슬라이딩시키는 방향의 힘을 발생시킬 수 있다.
상기 제1구동부와 상기 제1피동부는 상기 축에 대하여 언더컷 형상일 수 있다.
상기 제1구동부의 상기 제1대향면에 대한 경사각도와 상기 제1피동부의 상기 제2대향면에 대한 경사각도는 90보다 작을 수 있다.
상기 제1상향경사부의 상사부와 상기 제1하향경사부의 상사부 중 적어도 하나는 에지 형상일 수 있다.
상기 제2래치부는, 상기 구동 부재의 상기 제2피동부재와 대향된 제3대향면으로부터의 돌출 거리가 상기 역방향으로 증가되는 제2상향경사부; 상기 제2상향경사부의 상사부로부터 상기 제3대향면을 향하여 연장된 제2구동부; 상기 제2피동부재의 상기 구동 부재와 대향된 제4대향면으로부터의 돌출 거리가 상기 정방향으로 증가되는 제2하향경사부; 상기 제2하향경사부의 상사부로부터 상기 제4대향면을 향하여 연장되고, 상기 구동 부재가 상기 역방향으로 회전될 때에 상기 제2구동부와 대향되는 제2피동부;를 포함할 수 있다.
상기 구동 부재가 상기 역방향으로 회전될 때에 상기 제2구동부와 상기 제2피동부는 서로 맞물려서 상기 구동 부재를 상기 제2피동부재 쪽으로 슬라이딩시키는 방향의 힘을 발생시킬 수 있다.
상기 제2구동부와 상기 제2피동부는 상기 축에 대하여 언더컷 형상일 수 있다.
상기 제2구동부의 상기 제3대향면에 대한 경사각도와 상기 제2피동부의 상기 제4대향면에 대한 경사각도는 90보다 작을 수 있다.
상기 제2상향경사부의 상사부와 상기 제2하향경사부의 상사부 중 적어도 하나는 에지 형상일 수 있다.
일 측면에 따른 화상형성장치는, 감광체를 포함하는 현상기; 토너가 수용된 토너 카트리지; 상기 토너 카트리지로부터 토너를 상기 현상기로 공급하는 제1운반부재; 구동원; 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 동력전달장치;를 포함하며, 상기 제1운반부재는 상기 제1피동부재와 동일한 방향으로 회전되도록 연결되며, 상기 제2피동부재와는 반대방향으로 회전되도록 연결된다.
상기 제1피동부재에는 제1풀리가 마련되고 상기 제1운반부재의 회전축에는 벨트에 의하여 상기 제1풀리와 연결되는 제2풀리가 마련되어, 상기 제1운반부재가 상기 제1피동부재와 동일한 방향으로 회전될 수 있다.
상기 제2피동부재에는 제1기어가 마련되고 상기 제1운반부재의 회전축에는 상기 제1기어와 맞물리는 제2기어가 마련되어, 상기 제2운반부재가 상기 제2피동부재와 반대 방향으로 회전될 수 있다.
상기 화상형성장치는, 상기 토너 카트리지와 연결되어 토너를 받는 제1버퍼부; 상기 제1버퍼부 및 상기 현상기와 연결된 제2버퍼부;를 더 포함하며, 상기 제1운반부재는 상기 제1버퍼부에 설치되어 토너를 상기 제2버퍼부로 운반하며, 상기 제2버퍼부에는 토너를 상기 현상기로 운반하는 제2운반부재가 설치되며, 상기 구동원은 일방향 클러치유닛에 의하여 상기 제2운반부재와 연결될 수 있다.
구동원의 회전방향에 따라서 두 개의 피동부재를 선택적으로 구동할 수 있는 간단하고 신뢰성있는 동력전달장치 및 이를 채용한 화상형성장치의 구현이 가능하다.
도 1은 동력전달장치의 일 실시예의 분해사시도이다.
도 2는 구동 기어의 측면도이다.
도 3은 구동 기어와 제1피동부재가 연결된 상태를 보여주는 도면이다.
도 4a는 구동 기어가 제2피동부재 쪽으로 슬라이딩되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 4b는 구동 기어가 제1피동부재 쪽으로 슬라이딩되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 5는 구동 기어와 제2피동부재가 연결된 상태를 보여주는 도면이다.
도 6은 상사부의 형상의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예를 간략히 도시한 구성도이다.
도 8은 토너 버퍼유닛의 일 실시예의 횡단면도이다.
도 9는 토너 버퍼유닛의 일 실시예의 종단면도이다.
도 10은 제1운반부재를 구동하기 위한 구동구조의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 11은 도 10의 부분 분해 사시도이다.
도 12는 일방향 클러치유닛의 일 예를 상세히 도시한 분해 사시도이다.
도 13은 제1운반부재를 구동하고 제2운반부재를 구동하지 않는 모습(제1구동모드)을 보여주는 도면이다.
도 14는 제1, 제2운반부재를 동시에 구동하는 모습(제2구동모드)을 보여주는 도면이다.
이하, 도면들 참조하면서 본 발명에 따른 동력전달장치 및 화상형성장치의 실시예들에 관하여 설명한다.
도 1은 동력전달장치(1000)의 일 실시예의 분해사시도이다. 도 2는 구동 기어(1100)의 측면도이다.
도 1을 참조하면, 동력전달장치(1000)는 구동 기어(1100)와, 제1, 제2피동부재(1200)(1300)를 포함한다. 구동 부재(1100)와, 제1, 제2피동부재(1200)(1300)는 축(1001)에 회전될 수 있게 설치된다. 구동 부재(1100)는 제1, 제2피동부재(1200)(1300) 사이에 위치된다. 구동 부재(1100)는 구동원, 예를 들어 모터(1002)와 연결되어 회전된다. 본 실시예에서 구동 부재(110)로서 구동 기어가 채용된다. 이하에서, 구동 부재(1100)는 구동 기어(1100)로 기재한다.
제1, 제2피동부재(1200)(1300)는 그 자체가 피동체일 수 있다. 또한, 제, 제2피동부재(1200)(1300)는 각각 도시되지 않은 제1, 제2피동체를 구동시킬 수 있다. 이를 위하여, 제1, 제2피동부재(1200)(1300)는 제1, 제2동력전달요소(1201)(1301)를 각각 구비할 수 있다. 제1, 제2동력전달요소(1201)(1301)는 예를 들어 기어(도 1 참조), 벨트, 타이밍 벨트, 체인 구동을 위한 풀리 등일 수 있다.
구동 기어(1100)는 축(1001)을 따라 슬라이딩되어 제1, 제2피동부재(1200)(1300)에 선택적으로 연결된다. 구동 기어(1100)는 그 회전방향에 따라 제1, 제2피동부재(1200)(1300) 쪽으로 선택적으로 슬라이딩되어 제1, 제2피동부재(1200)(1300)와 동력연결된다. 예를 들어, 모터(1002)가 정방향(F)으로 회전되면 구동 기어(1100)는 제1피동부재(1200)와 연결되어 모터(1002)의 정방향(F)의 회전력을 제1피동부재(1200)에 전달하며, 모터(1002)가 역방향(R)으로 회전되면 구동 기어(1100)는 제2피동부재(1300)와 연결되어 모터(1002)의 역방향(R)의 회전력을 제2피동부재(1300)에 전달한다.
동력전달장치(1000)는 구동 기어(1100)의 회전방향에 따라서 구동 기어(1100)를 각각 제1, 제2피동부재(1200)(1300)와 연결시키는 제1, 제2래치부(1400)(1500)를 구비한다. 제1래치부(1400)는 구동 기어(1100)가 정방향(F)으로 회전될 때에 구동 기어(1100)와 제1피동부재(1200)를 동력연결하며, 구동 기어(1100)가 역방향(R)으로 회전될 때에는 구동 기어(1100)를 제2피동부재(1300) 쪽으로 슬라이딩시킨다. 제2래치부(1500)는 구동 기어(1100)가 역방향(R)으로 회전될 때에 구동 기어(1100)와 제2피동부재(1300)를 동력연결하며, 구동 기어(1100)가 정방향(F)으로 회전될 때에는 구동 기어(1100)를 제1피동부재(1200) 쪽으로 슬라이딩시킨다. 제1, 제2래치부(1400)(1500)은 구동 기어(1100)의 회전방향으로 둘 이상 마련될 수 있다. 본 실시예에서는 세 개씩의 제1, 제2래치부(1400)(1500)가 마련된다.
도 1과 도 2를 참조하면, 제1래치부(1400)는, 정방향(F)의 회전방향을 따라서 축(1001) 방향의 돌출 높이가 증가하는 제1상향경사부(1102)와, 제1상향경사부(1102)의 상사부(1103)로부터 축(1001) 방향으로 연장된 제1구동부(1104)와, 구동 기어(1100)가 정방향(F)으로 회전될 때에 제1구동부(1104)와 대향되어 제1구동부(1104)로부터 구동 기어(1100)의 회전력을 받는 제1피동부(1203)와, 정방향(F)의 회전방향을 따라서 축(1001) 방향의 돌출 높이가 감소하는 제1하향경사부(1205)를 포함할 수 있다. 제1피동부(1203)는 제1하향경사부(1205)의 상사부(1204)로부터 축(1001) 방향으로 연장된다. 예를 들어, 본 실시예에서는 구동 기어(1100)에 제1상향경사부(1102)와 제1구동부(1104)가 마련되고, 제1피동부재(1200)에 제1피동부(1203)와 제1하향경사부(1205)가 마련된다.
도 2를 참조하면, 구동 기어(1100)는 제1피동부재(1200)와 대향된 제1대향면(1101)을 구비한다. 제1상향경사부(1102)는 정방향(F)의 회전방향을 따라 제1대향면(1101)으로부터의 높이(축(1001) 방향으로의 돌출량)가 증가되는 경사면의 형태이다. 제1구동부(1104)는 제1상향경사부(1102)의 상사부(top dead portion: 1103)로부터 제1대향면(1101)을 향하여 연장되며, 축(1001)과 평행하거나 또는 축(1001)에 대하여 언더컷(undercut) 형상을 이루는 면이다. 다시 말하면, 제1구동부(1104)의 제1대항면(1101)에 대한 경사각도(A1)은 90도 이하일 수 있다.
도 1을 참조하면, 제1피동부(1202)는 구동 기어(1100)가 정방향(F)으로 회전될 때에 제1구동부(1104)와 대향되도록 제1피동부재(1200)의 구동 기어(1100)와 대향된 제2대향면(1202)으로부터 축(1001) 방향으로 연장된 면일 수 있다. 제1피동부(1203)는 제1구동부(1104)에 대응되도록 축(1001)과 평행하거나 또는 축(1001)에 대하여 언더컷(undercut) 형상을 이루는 면일 수 있다. 다시 말하면, 제1피동부(1203)의 제2대향면(1202)에 대한 경사각도(A3)는 경사각도(A1)과 동일할 수 있으며, 90도 이하일 수 있다. 제1하향경사면(1205)과 제1상향경사면(1103)은 구동 기어(1100)가 역방향(R)으로 회전될 때에 구동 기어(1100)를 제2피동부재(1300)를 향하여 밀 수 있는 형상을 가지면 되며, 반드시 완전히 자웅결합되는 상보적인 형상일 필요는 없다.
도 1과 도 2를 참조하면, 제2래치부(1500)는, 역방향(R)의 회전방향을 따라서 축(1001) 방향의 돌출 높이가 증가하는 제2상향경사부(1107)와, 제2상향경사부(1107)의 상사부(1108)로부터 연장된 제2구동부(1109)와, 구동 기어(1100)가 역방향(R)으로 회전될 때에 제2구동부(1109)와 대향되어 제2구동부(1109)로부터 구동 기어(1100)의 회전력을 받는 제2피동부(1303)와, 역방향(R)의 회전방향을 따라서 축(1001) 방향의 돌출 높이가 감소하는 제2하향경사부(1305)를 포함할 수 있다. 제2피동부(1303)는 제2하향경사부(1305)의 상사부(1304)로부터 연장된다. 예를 들어, 본 실시예에서는 구동 기어(1100)에 제2상향경사부(1107)와 제2구동부(1109)가 마련되고, 제2피동부재(1300)에는 제2피동부(1303)와 제2하향경사부(1305)가 마련된다.
도 2를 참조하면, 구동 기어(1100)는 제2피동부재(1300)와 대향된 제3대향면(1106)을 구비한다. 제2상향경사부(1107)는 역방향(R)의 회전방향을 따라 제3대향면(1106)으로부터의 높이(축(1001) 방향으로의 돌출량)가 증가되는 경사면의 형태이다. 제2구동부(1109)는 제2상향경사부(1107)의 상사부(top dead portion: 1108)로부터 제3대향면(1106)을 향하여 연장되며, 축(1001)과 평행하거나 또는 축(1001)에 대하여 언더컷(undercut) 형상을 이루는 면이다. 다시 말하면, 제2구동부(1104)의 제2대항면(1106)에 대한 경사각도(A2)은 90도 이하일 수 있다.
도 1을 참조하면, 제2피동부(1303)는 구동 기어(1100)가 역방향(R)으로 회전될 때에 제2구동부(1109)와 대향되도록 제2피동부재(1300)의 구동 기어(1100)와 대향된 제4대향면(1302)으로부터 축(1001) 방향으로 연장된 면일 수 있다. 제2피동부(1303)는 제2구동부(1109)에 대응되도록 축(1001)과 평행하거나 또는 축(1001)에 대하여 언더컷(undercut) 형상을 이루는 면일 수 있다. 다시 말하면, 제2피동부(1303)의 제4대향면(1302)에 대한 경사각도(A4)는 경사각도(A2)와 동일할 수 있으며, 90도 이하일 수 있다. 제2하향경사면(1305)과 제2상향경사면(1108)은 구동 기어(1100)가 정방향(F)으로 회전될 때에 구동 기어(1100)를 제1피동부재(1200)를 향하여 밀 수 있는 형상을 가지면 되며, 반드시 완전히 자웅결합되는 상보적인 형상일 필요는 없다.
도 3은 구동 기어(1100)와 제1피동부재(1200)가 연결된 상태를 보여주는 도면이다. 도 4a는 구동 기어(1100)가 제2피동부재(1300) 쪽으로 슬라이딩되는 과정을 보여주는 도면이다. 도 4b는 구동 기어(1100)가 제1피동부재(1200) 쪽으로 슬라이딩되는 과정을 보여주는 도면이다. 도 5는 구동 기어(1100)와 제2피동부재(1300)가 연결된 상태를 보여주는 도면이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면서, 도 1 및 도 2에 도시된 동력전달장치(1000)에 의한 동력전달과정을 설명한다.
먼저, 도 3을 참조하면, 구동 기어(1100)는 제1피동부재(1200)와 연결되어 있다. 제1구동부(1104)는 제1피동부(1203)와 대향되어 있다. 따라서, 모터(1002)에 의하여 구동 기어(1100)가 정방향(F)으로 회전되면, 제1구동부(1104)가 제1피동부(1203)를 정방향(F)으로 밀며, 제1피동부재(1200)는 정방향(F)으로 회전된다. 구동 기어(1100)와 제2피동부재(1300)는 서로 이격되어 있으므로, 구동 기어(1100)의 정방향(F)의 회전력은 제2피동부재(1300)로 전달되지 않는다.
도 3에 도시된 상태에서 모터(1002)에 의하여 구동 기어(1100)가 역방향(R)으로 회전되면, 도 4a에 도시된 바와 같이 제1구동부(1104)가 제1피동부(1203)로부터 이격된다. 구동 기어(1100)의 역방향(R)의 회전력은 제1피동부재(1200)로 전달되지 않고, 제1피동부재(1200)는 정지된 상태로 유지된다. 제1하향경사면(1203)과 제1상향경사면(1102)이 서로 접촉된 상태에서 구동 기어(1100)가 역방향(R)으로 회전되면, 구동 기어(1100)는 제2피동부재(1300)를 향하여 S2방향으로 슬라이딩된다.
구동 기어(1100)가 역방향(R)으로 계속 회전되어 상사부(1204)와 상사부(1103)가 서로 대향되면, 도 5에 도시된 바와 같이 구동 기어(1100)는 제2피동부재(1300)와 연결된다. 제2구동부(1109)는 제2피동부(1303)와 대향되어 있다. 따라서, 모터(1002)에 의하여 구동 기어(1100)가 역방향(R)으로 회전되면, 제2구동부(1109)가 제2피동부(1303)를 역방향(R)으로 밀며, 제2피동부재(1300)는 역방향(R)으로 회전된다. 구동 기어(1100)와 제1피동부재(1200)는 서로 이격되어 있으므로, 구동 기어(1100)의 역방향(R)의 회전력은 제1피동부재(1200)로 전달되지 않는다.
제2구동부(1109)와 제2피동부(1303)의 경사 각도(A2)(A4)를 예각, 즉 90도보다 작게 하면, 도 4a에 도시된 상태에서 구동 기어(1100)가 역방향(R)으로 회전됨에 따라 도 5에 도시된 상태로 전환될 때에, 제2구동부(1109)와 제2피동부(1303)가 맞물리면서 구동 기어(1100)를 제2피동부재(1300) 쪽으로, 즉 S2방향으로 슬라이딩시키는 힘이 발생된다. 따라서, 제1상향경사부(1102)와 제1하향 경사부(1205)가 자연스럽게 서로 이격되어 구동 기어(1100)와 제1피동부재(1200)와의 동력연결이 부드럽게 차단될 수 있다. 또한, 구동 기어(1100)가 제2피동부재(1300)와 부드럽게 동력연결될 수 있다.
도 5에 도시된 상태에서 모터(1002)에 의하여 구동 기어(1100)가 다시 정방향(F)으로 회전되면, 도 4b에 도시된 바와 같이 제2구동부(1109)가 제2피동부(1303)로부터 이격된다. 구동 기어(1100)의 정방향(F)의 회전력은 제2피동부재(1300)로 전달되지 않고, 제2피동부재(1300)는 정지된 상태로 유지된다. 제2하향경사면(1305)과 제2상향경사면(1107)이 서로 접촉된 상태에서 구동 기어(1100)가 정방향(F)으로 회전되면, 구동 기어(1100)는 제1피동부재(1200)를 향하여 S1방향으로 슬라이딩된다. 구동 기어(1100)가 정방향(F)으로 계속 회전되어 상사부(1304)와 상사부(1108)가 서로 대향되면, 도 3에 도시된 바와 같이 구동 기어(1100)는 제1피동부재(1200)와 연결된다.
제1구동부(1104)와 제1피동부(1203)의 경사 각도(A1)(A3)를 예각, 즉 90도보다 크게 하면, 도 4b에 도시된 상태에서 구동 기어(1100)가 정방향(F)으로 회전됨에 따라 도 3에 도시된 상태로 전환될 때에 제1구동부(1104)와 제1피동부(1203)가 맞물리면서 구동 기어(1100)를 제1피동부재(1200) 쪽으로, 즉 S1방향으로 슬라이딩시키는 힘이 발생된다. 따라서, 제2상향경사부(1107)와 제2하향경사부(1305)가 자연스럽게 서로 이격되어 구동 기어(1100)와 제2피동부재(1300)와의 동력연결이 부드럽게 차단될 수 있다. 또한, 구동 기어(1100)가 제1피동부재(1200)와 부드럽게 동력연결될 수 있다.
도 6은 상사부(1103)(1108)(1204)(1304)의 형상의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 구동 기어(1100)가 정방향(F)으로 회전되면서 제2상향경사부(1107)와 제2하향경사부(1305)의 작용에 의하여 제1피동부재(1200)를 향하여 S1방향으로 슬라이딩될 때에 상사부(1103)와 상사부(1204)가 서로 만날 수 있다. 이때, 상사부(1103)와 상사부(1204) 둘 다 축(1101)에 직교하는 평면이면, 상사부(1103)와 상사부(1204)가 서로 면접촉되면서 구동 기어(1100)가 S1방향으로 슬라이딩되지 못한다. 제2상향경사부(1107)와 제2하향경사부(1305)는 구동 기어(1100)를 지속적으로 S1방향으로 가압하게 되고 결국 구동 기어(1100)는 제2피동부재(1300)와 제1피동부재(1200) 사이에 끼어서 회전되지 못하며, 모터(1002)가 탈조되는 작동 불량이 발생될 수 있다. 이러한 문제는 상사부(1103)와 상사부(1204) 중 적어도 하나를 날카로운 에지(sharp edge) 형상으로 하여 상사부(1103)와 상사부(1204)가 면접촉되지 않도록 함으로서 해소될 수 있다. 즉, 상사부(1103)와 상사부(1204)가 선접촉 또는 점접촉되면, 제2상향경사부(1107)와 제2하향경사부(1305)는 구동 기어(1100)를 S1방향으로 가압함에 따라서 상사부(1103) 및/또는 상사부(1204)가 제1하향경사부(1204) 및/또는 제1상향경사부(1103)을 따라 안내되므로, 구동 기어(1100)가 S1방향으로 자연스럽게 슬라이딩될 수 있다.
도 6에서 괄호로 표시된 참조부호와 같이, 상사부(1108)와 상사부(1304) 역시 둘 중 적어도 하나를 날카로운 에지(sharp edge) 형상으로 할 수 있다. 이에 의하여, 구동 기어(1100)가 역방향(R)으로 회전되어 제1상향경사부(1102)와 제1하향경사부(1205)가 구동 기어(1100)를 S1방향으로 가압할 때에 상사부(1108) 및/또는 상사부(1304)가 제2하향경사부(1304) 및/또는 제2상향경사부(1108)을 따라 안내되므로, 구동 기어(1100)가 S2방향으로 자연스럽게 슬라이딩될 수 있다.
상술한 구성에 의하여, 구동 기어(1100)를 정방향(F)으로 회전시켜 제1피동부재(1200)를 정방향(F)으로 구동하고, 구동 기어(1100)를 역방향(R)으로 회전시켜 제2피동부재(1300)를 역방향(R)으로 구동할 수 있다. 상술한 동력전달장치(1000)는 하나의 축(1001)만을 이용하여 제1, 제2피동부재(1200)(1300)를 선택적으로 구동할 수 있으므므로, 그 구조가 간단하고 동력절환의 신뢰성 또한 우수하다. 또한, 동력절환을 위한 부품의 수가 적어 저렴한 비용으로 동력전달장치(1000)의 구현이 가능하다.
도 7은 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 일 실시예를 간략히 도시한 구성도이다. 도 8은 토너 버퍼유닛(300)의 일 실시예의 횡단면도이다. 도 9는 토너 버퍼유닛(300)의 일 실시예의 종단면도이다. 본 실시예의 화상형성장치는 단색 화상형성장치이다. 토너의 색상은 예를 들어 블랙색상이다.
도 7을 참조하면, 감광드럼(10)은 정전잠상이 형성되는 감광체의 일 예로서, 원통형 금속 파이프의 외주에 광도전성을 가지는 감광층이 형성된 것이다. 감광드럼(10) 대신에 순환주행되는 벨트의 외면에 감광층이 형성된 감광벨트가 채용될 수도 있다.
대전롤러(20)는 감광드럼(10)의 표면을 균일한 대전 전위로 대전시키는 대전기의 일 예이다. 대전롤러(20)는 감광드럼(10)에 접촉되어 회전된다. 대전롤러(20)에는 대전 바이어스 전압이 인가된다. 대전롤러(20) 대신에 코로나 방전을 일으킴으로써 감광드럼(10)의 표면을 대전시키는 코로나 대전기(미도시)가 채용될 수도 있다.
노광기(30)는 대전된 감광드럼(10)의 표면에 화상정보에 대응되는 광을 조사하여 정전잠상을 형성한다. 노광기(30)로서, 예를 들면 레이저 다이오드로부터 조사되는 광을 폴리곤미러를 이용하여 주주사방향으로 편향시켜 감광드럼(10)에 주사하는 LSU(laser scanning unit)가 채용될 수 있으나, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
현상기(100)에는 현상제가 수용된다. 현상기(100)는 현상제 중에서 토너를 감광드럼(10)에 형성된 정전잠상에 공급하여 감광드럼(10)의 표면에 가시적인 토너화상을 형성한다.
전사롤러(40)는 감광드럼(10)에 형성된 토너화상을 용지로 전사시키는 전사기의 일 예이다. 전사롤러(40)는 감광드럼(10)과 대면되어 전사닙을 형성하며, 전사롤러(40)에는 전사 바이어스 전압이 인가된다. 전사 바이어스 전압에 의하여 감광드럼(10)과 전사롤러(40) 사이에는 전사전계가 형성된다. 전사닙에 형성된 전사전계에 의하여 감광드럼(10)의 표면에 현상된 토너화상은 기록매체(P)로 전사된다. 전사롤러(40) 대신에 코로나 방전을 이용하는 코로나 전사기가 채용될 수도 있다.
전사 후에 감광드럼(10)의 표면에 잔류되는 토너는 클리닝 부재(50)에 의하여 제거된다. 클리닝 부재(50)는 예를 들어 일단부가 감광드럼(10)의 표면에 접촉되는 블레이드, 감광드럼(10)과 접촉되어 회전되는 롤러 또는 브러쉬 등일 수 있다.
기록매체(P)에 전사된 토너화상은 정전기적 힘에 의하여 기록매체(P)에 부착되어 있다. 정착기(60)는 열과 압력을 가하여 토너화상을 기록매체(P)에 정착시킨다.
현상기(100)는 그 내부에 수용된 현상제를 감광드럼(10)에 형성된 정전 잠상에 공급하여 정전 잠상을 가시적인 화상으로 현상시킨다. 일성분 현상방식이 채용되는 경우 현상기(100) 내에는 토너가 수용되며, 이성분 현상방식이 채용되는 경우 현상기(100) 내에는 토너와 캐리어가 수용된다. 현상롤러(101)는 현상기(100)내의 토너를 감광드럼(10)으로 공급하기 위한 것이다. 현상롤러(101)에는 현상바이어스전압이 인가될 수 있다.
일성분 현상방식은 현상롤러(101)와 감광드럼(10)이 서로 접촉되어 회전되는 접촉 현상방식과 현상롤러(101)와 감광드럼(10)이 서로 수십 내지 수백 미크론 정도 이격되게 위치되어 회전되는 비접촉 현상방식으로 구분될 수 있다.
이성분 현상방식이 채용되는 경우에, 현상롤러(101)는 감광드럼(10)으로부터 수십 내지 수백 미크론 이격되게 위치된다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 현상롤러(101)는 중공 원통형 슬리브 내에 자기롤러가 배치된 형태일 수도 있다. 토너는 자성 캐리어의 표면에 부착된다. 자성 캐리어는 현상롤러(101)의 표면에 부착되어 감광드럼(10)과 현상롤러(101)가 대면된 현상영역으로 운반된다. 현상롤러(101)와 감광드럼(10) 사이에 인가되는 현상바이어스전압에 의하여 토너만이 감광드럼(10)으로 공급되어 감광드럼(10)의 표면에 형성된 정전잠상을 가시적인 토너화상으로 현상시킨다. 현상기(100)는 토너를 캐리어와 혼합, 교반하여, 이들을 현상롤러(101)로 운반하는 운반교반기(미도시)를 구비할 수 있다. 운반교반기는 예를 들어 오거(auger)일 수 있으며, 현상 카트리지(300)에는 복수의 운반교반기가 마련될 수 있다.
토너 카트리지(200)에 수용된 토너는 현상기(100)로 공급된다. 토너 카트리지(200)의 내부에 수용된 토너가 모두 소모되면, 토너 카트리지(200)는 새로운 토너 카트리지(200)로 교체될 수 있으며, 새로운 토너가 충전될 수 있다. 이를 위하여, 토너 카트리지(200)의 토너 잔량을 검출하는 토너 잔량 검출장치가 필요하다. 토너 카트리지(200)에 토너 잔량 검출장치가 설치된 경우, 토너 카트리지(200)의 토너가 모두 소모되었음이 검출된 후에 토너 카트리지(200)를 교체하여야만 인쇄작업이 가능하다. 그러므로, 토너 소모 상태를 확인하고 새로운 토너 카트리지(200)를 구입할 때까지는 인쇄작업을 수행할 수 없다.
이러한 불편함을 해소하기 위하여, 또 현상기(100)로의 안정적인 토너 공급을 위하여, 토너 카트리지(200)와 현상기(100) 사이에 토너를 임시로 수용하는 토너 버퍼유닛(300)이 마련된다. 토너 버퍼유닛(300)은 토너 카트리지(100)로부터 토너를 전달받아서 소정 양의 토너를 수용하며, 수용된 토너를 현상기(100)로 다시 전달한다. 토너 잔량 검출장치는 토너 버퍼유닛(300)에 설치된다. 이와 같은 구성에 의하면, 토너 카트리지(200)의 토너가 모두 소모되더라도 토너 버퍼유닛(300)에 어느 정도 토너가 남아있으므로 토너 카트리지(200)를 구입할 때까지 인쇄 작업이 가능하다.
도 7을 참조하면, 현상기(100)와 토너 카트리지(200)는 폭방향(X)으로 배열되며, 각각 폭방향(X)과 직교하는 깊이방향(Y)으로 연장된 형태이다. 깊이방향은 감광드럼(10)의 축방향이다. 토너 카트리지(200)는 현상기(100)로부터 폭방향(X) 및 중력방향(Z)으로 이격되게 위치된다. 토너 카트리지(200)는 중력방향(Z)으로 현상기(100)의 위쪽에 위치된다. 토너 버퍼유닛(300)은 중력방향(Z)으로 현상기(100)와 토너 카트리지(200) 사이에 위치될 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 토너 버퍼유닛(300)은 감광드럼(10)의 축방향과 직교하는 폭방향(제1방향)(X)으로 연장되어 토너 카트리지(200)와 현상기(100)를 연결한다. 토너 버퍼유닛(300)은 토너 카트리지(200)와 연결된 제1버퍼부(300a)와, 현상기(100)와 연결된 제2버퍼부(300b)를 구비한다. 토너 카트리지(200)로부터 공급된 토너는 제1버퍼부(300a), 제2버퍼부(300b)를 거쳐 현상기(100)로 공급된다. 제1버퍼부(300a)와 제2버퍼부(300b)는 폭방향(X)으로 연장된다. 제1버퍼부(300a)와 제2버퍼부(300b)는 감광드럼(10)의 축방향인 깊이방향(제2방향: Y)으로 배열된다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 제1버퍼부(300a)는 토너 카트리지(200)로부터 토너가 유입되는 토너 유입부(310)를 구비하며, 제2버퍼부(300b)는 현상기(100)로 토너를 공급하기 위한 토너 배출부(320)를 구비한다. 일 실시예로서, 토너 유입부(310)는 제1버퍼부(300a)의 상면으로부터 위쪽으로 연장되어 토너 카트리지(200)에 연결되며, 토너 배출부(320)는 제2버퍼부(300b)의 측부로부터 폭방향(X)으로 연장되고 다시 아래쪽으로 연장되어 현상기(100)에 연결된다. 토너 유입부(310)는 토너 카트리지(200)의 하부에 연결되며, 토너는 토너 카트리지(200)로부터 제1버퍼부(300a)로 중력에 의하여 낙하된다. 또한, 토너 배출구(320)는 현상기(100)의 상부에 연결되며, 토너는 제2버퍼부(300b)로부터 현상기(100)로 중력에 의하여 낙하된다.
토너 버퍼유닛(300)에 수용되는 토너의 양이 많을수록 토너 카트리지(200)에 수용된 토너가 다 소모된 후에도 토너 카트리지(200)를 새것으로 교체할 때까지 안정적으로 인쇄가 가능하다. 이를 위하여 화상형성장치 전체의 크기를 키우지 않는 한도 내에서 제1버퍼부(300a)와 제2버퍼부(300b)의 용적을 가급적 크게 할 필요가 있다. 토너 버퍼유닛(300)은 전체적으로 현상기(100)의 폭방향(X)의 옆쪽이자 토너 카트리지(200)의 아래쪽에 위치된다. 제2버퍼부(300b)가 현상기(100)의 상면보다 아래쪽으로 연장된 형태이면, 그 내부에 수용된 토너를 중력 방향(Z)의 위쪽으로 퍼올리기 위한 추가적인 장치가 필요하게 되어 토너 버퍼유닛(300)의 구조가 복잡해지고 부품 비용 및 제조 비용이 증가될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 토너 배출부(320)가 현상기(100)의 위쪽에 위치되고, 토너가 중력에 의하여 자연스럽게 현상기(100)로 공급되도록 하기 위하여 제2버퍼부(300b)는 전체적으로 현상기(100)의 위쪽에 위치된다. 제2버퍼부(300b)의 중력방향(Z)으로의 확대는 토너 카트리지(200) 및 현상기(100)에 의하여 제한되므로, 제2버퍼부(300b)는 폭방향(X)으로 확대될 수 있다. 다만, 제2버퍼부(300b)는 중력방향(Z)으로 현상기(100)와 토너 카트리지(200) 사이에 위치되어야 하므로 그 종방향의 단면적이 작아서 폭방향(X)으로 확대하더라도 토너 수용 용량의 증가 효과가 제1버퍼부(300a)에 비하여 제한적이다. 그러므로, 토너 버퍼유닛(300)의 토너 수용량을 증가시키기 위하여는 제1버퍼부(300a)를 확장하는 것이 유리하다. 위쪽으로의 확장은 토너 카트리지(200)에 의하여 제한되나, 아래쪽으로의 확장은 제한되지 않는다. 그러므로, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1버퍼부(300a)는 제2버퍼부(300b)에 비하여 아래쪽으로 확장된 형태이며, 전체적으로 제1버퍼부(300a)300a의 용적은 제2버퍼부(300b)의 용적보다 크다. 또한, 제1버퍼부(300a)는 폭방향(X)으로도 확장이 가능하다.
이와 같이, 제1버퍼부(300a)가 제2버퍼부(300b)에 비하여 아래쪽으로 확장된 형태이므로, 토너 카트리지(200)로부터 공급되어 제1버퍼부(300a)에 수용된 토너는 다시 중력방향(Z)을 거슬러 위쪽으로 운반되어 제2버퍼부(300b)로 이송된 후에 현상기(100)로 공급되어야 한다. 이를 위하여, 제1버퍼부(300a)에는 토너를 제2버퍼부(300b)로 운반하는 제1운반부재(330-1)가 배치된다.
도 8와 도 9를 참조하면, 제1운반부재(330-1)는 폭방향(X)으로 연장된 회전축(331)과, 회전축(331)에 배치된 운반 날개(332)를 포함한다. 운반 날개(332)는 예를 들어 폭방향(X)으로의 길이와 반경 방향으로의 길이를 가지는 유연한 탄성필름 형태일 수 있다. 운반 날개(332)는 토너를 반경방향으로 운반한다. 이에 의하여, 제1운반부재(330-1)가 회전되면 제1버퍼부(300a)에 수용된 토너는 운반 날개(332)에 의하여 중력방향(Z)을 거슬러 퍼올려져서 제2버퍼부(300b)로 운반된다. 제2버퍼부(300b)에는 토너를 토너 배출부(320)로 운반하는 제2운반부재(330-2)가 마련될 수 있다. 예를 들어 제2운반부재(330-2)는 폭방향(X)으로 연장된 회전축(335)의 외주에 나선 날개(336)가 형성된 오거(auger)를 포함할 수 있다. 오거 형태의 제2운반부재(330-2)는 토너 배출부(320)에까지 연장될 수 있다. 제1버퍼부(300a)가 제2버퍼부(300b)에 비하여 아래쪽으로 확장된 형태이므로, 제1운반부재(330-1)의 중심, 즉 회전축(331)의 위치는 제2운반부재(330-2)의 중심보다 아래쪽에 위치된다. 이와 같은 구성에 의하여, 토너 버퍼유닛(300)의 토너 수용 용량을 증가시킬 수 있다.
토너 버퍼유닛(300)은 토너 잔량 검출유닛(340)을 더 구비한다. 토너 잔량 검출유닛(340)은 제1버퍼부(300a)에 수용된 토너의 잔량을 검출한다. 도 8를 참조하면, 토너 잔량 검출유닛(340)은 제1버퍼부(300a)의 토너 수위(level)에 따라 승강되는 승강부재(340-1)와, 승강부재(340-1)의 위치를 검출하는 센서부(340-2)를 구비한다. 승강부재(340-1)는 예를 들어 제1버퍼부(300a)의 일 측벽(301)에 회동될 수 있게 지지된 지지축(341)과, 지지축(341)으로부터 제1버퍼부(300a)의 내측으로 연장되어 토너 수위에 따라 승강되는 승강판(342)을 구비한다. 센서부(340-2)는 승강판(342)을 직접 또는 간접적으로 검출할 수 있으며, 본 실시예의 센서부(340-2)는 지지축(341)으로부터 제1버퍼부(300a)의 외측으로 연장된 검출판(343)을 검출함으로써 제1버퍼부(300a)의 토너 잔량을 검출한다.
승강판(342)은 운반 날개(332)와 간섭되지 않는 위치에 배치된다. 예를 들어, 승강판(342)은 회전축(331)의 축방향으로 운반 날개(332)로부터 이격되게 위치된다. 승강판(342)이 토너의 수위에 따라 승강되면 지지축(341)이 회전되고 검출판(343)도 함께 승강된다. 센서부(340-2)는 검출판(343)의 위치를 검출함으로써 제1버퍼부(300a) 내의 토너 잔량을 검출하나 센서부(340-2)에 의한 검출판(343)의 위치 검출방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어 센서부(340-2)는 검출판(343)의 위치에 따라서 광량이 변하는 것을 이용하는 광센서 방식, 검출판(343)의 위치에 따라서 자기장의 세기가 변하는 것을 이용하는 자기센서 방식 등에 의하여 검출판(343)의 위치를 검출할 수 있다. 본 실시예의 센서부(340-2)는 광센서 방식에 의하여 검출판(343)의 위치를 검출한다.
전술한 토너 잔량 검출 유닛(340)은 일 예일 뿐이며, 도 8에 도시된 토너 잔량 검출 유닛(340)의 예에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1버퍼부(300a)의 다수의 위치에 광센서 방식 또는 자기 센서방식의 다수의 토너잔량센서를 배치하고 이들의 검출값을 평균함으로써 토너 잔량을 검출할 수도 있다. 또한, 승강판(342)이 토너에 묻혀서 제1버퍼부(340)의 토너 수위를 반영하지 못하는 문제를 해소하기 위하여, 승강판(342)을 제1운반부재(330-1)에 마련된 편심캠(미도시)을 이용하여 주기적으로 승강시킬 수 있다. 이 경우, 센서부(340-2)는 제1운반부재(330-1)의 회전주기 동안의 승강부재(340-1)의 검출신호의 변화를 검출함으로써, 제1버퍼부(300a)의 토너 잔량을 검출할 수 있다.
현상기(100)로 토너를 공급할 필요는 없지만 제1버퍼부(300a)로부터 제2버퍼부(300b)로 토너를 공급할 필요가 있는 경우에는 제1운반부재(330-1)만 구동되고 제2운반부재(330-2)는 구동되지 않을 수 있다(제1구동모드). 현상기(100)로 토너를 공급하는 경우, 제1, 제2운반부재(330-1)(330-2)는 동시에 구동된다(제2구동모드). 즉, 제1운반부재(330-1)는 제1버퍼부(330a)로부터 제2버퍼부(330b)로 토너를 운반하며, 제2운반부재(330-2)는 제2버퍼부(330b)로부터 현상기(100)로 토너를 운반한다. 두 경우에 제1운반부재(330-1)는 동일한 방향으로 회전되어야 한다. 이하에서, 제1, 제2구동 모드를 구현하기 위한 구동 구조의 예를 설명한다.
도 10은 제1운반부재(330-1)(330-2)를 구동하기 위한 구동구조의 일 예를 보여주는 사시도이며, 도 11은 도 10의 부분 분해 사시도이다.
도 10과 도 11을 참조하면, 제1, 제2운반부재(330-1)(330-2)에 회전력을 제공하는 모터(1002)와, 구동 기어(1100)를 포함하는 동력전달장치(1000)와, 클러치 기어(361)를 포함하는 일방향 클러치유닛(360)이 도시되어 있다. 모터(1002)는 구동 기어(1100) 및 클러치 기어(361)와 연결된다. 예를 들어 모터(1002)에 마련된 기어(1003)는 감속기어(1004)를 회전시키며, 감속기어(1004)는 구동 기어(1100) 및 클러치 기어(361)와 연결된다. 제1, 제2운반부재(330-1)(330-2)의 회전축(331)(335)은 버퍼유닛(300)의 일 측벽(301)에 예를 들어 베어링 부재(302)(303)을 개재하여 지지되며, 측벽(301)으로부터 돌출된다.
제2운반부재(330-2)의 회전축(335)에는 모터(1002)의 일방향의 회전력만을 제2운반부재(330-2)에 전달하는 일방향 클러치유닛(360)이 배치된다. 일방향 클러치유닛(360)은 예를 들어 모터(1002)가 정방향(F)으로 회전될 때에는 제2운반부재(330-2)에 모터(1002)의 회전력을 전달하며, 모터(1002)가 역방향(R)으로 회전될 때는 모터(1002)의 회전력을 차단한다. 일방향 클러치유닛(360)은 다양한 구조를 가질 수 있다.
도 12은 일방향 클러치유닛(360)의 일 예를 상세히 도시한 분해 사시도이다. 도 10과 도 12를 참조하면, 제2운반부재(330-2)의 회전축(335)에 회전될 수 있게 결합되는 클러치 기어(361)와, 회전축(335)에 축방향으로 슬라이딩될 수 있게 설치되어 회전축(335)과 함께 회전되는 슬라이딩 래치(362)와, 슬라이딩 래치(362)를 클러치 기어(361) 쪽으로 미는 탄성부재(363)가 도시되어 있다. 클러치 기어(361)와 슬라이딩 래치(362) 사이에는 클러치 기어(361)의 역방향(R)의 회전력만을 슬라이딩 래치(362)로 전달하기 위한 래치부(364)가 마련된다. 래치부(364)의 구조는 전술한 제2래치부(1500)와 동일할 수 있다. 예를 들어, 래치부(364)는, 역방향(R)의 회전방향을 따라서 회전축(335) 방향으로 돌출의 높이가 증가하는 상향경사부(365)와 상향경사부(365)의 상사부(365a)로부터 연장된 구동부(366)가 클러치 기어(361)에 마련되고, 클러치 기어(361)가 역방향(R)으로 회전될 때에 구동부(366)와 대향되어 구동부(366)로부터 클러치 기어(361)의 회전력을 받는 피동부(367)와, 역방향(R)의 회전방향을 따라서 축(335) 방향으로 돌출의 높이가 감소하는 하향경사부(368)가 슬라이딩 래치(362)에 마련된 구조일 수 있다. 피동부(367)는 하향경사부(368)의 상사부(368a)로부터 연장된다. 구동부(366)와 피동부(367)의 회전축(335)과 직교하는 선과의 각도는 90도 이하일 수 있다. 또한, 상사부(365a)(368a)는 서로 면접촉되지 않는 형상을 가질 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 클러치 기어(361)가 정방향(F)으로 회전될 때에는 상항 경사부(365)와 하향 경사부(368)에 의하여 슬라이딩 래치(362)가 클러치 기어(361)로부터 멀어지는 방향으로 슬라이딩되어, 클러치 기어(361)의 회전력이 슬라이딩 래치(362)로 전달되지 않으므로 제2운반부재(330-2)가 회전되지 않는다. 클러치 기어(361)가 역방향(R)으로 회전되면, 탄성부재(363)의 탄성력에 의하여 슬라이딩 래치(362)가 클러치 기어(361) 쪽으로 슬라이딩되며, 구동부(366)와 피동부(367)가 서로 대향되어 클러치 기어(361)의 회전력이 슬라이딩 래치(362)로 전달되고, 제2운반부재(330-2)가 역방향(R)으로 회전된다.
동력전달장치(1000)는 도 1 내지 도 6에서 설명한 구조와 동일하므로, 동일한 참조부호로 표시한다. 측벽(301)에는 축(1001)이 배치된다. 축(1001)에는 제1피동부재(1200), 구동 기어(1100), 및 제2피동부재(1300)가 회전될 수 있게 설치된다. 제1피동부재(1200)와 구동 기어(1100) 사이에는 제1래치부(도 1: 1400)가 마련되며, 구동 기어(1100)와 제2피동부재(1300) 사이에는 제2래치부(도 1: 1500)가 마련된다.
제1피동부재(1200)와 제2피동부재(1300)는 제1운반부재(330-1)와 연결된다. 제1피동부재(1200)와 제1운반부재(330-1)는 서로 동일한 방향으로 회전되도록 연결된다. 예를 들어, 제1피동부재(1200)는 동력전달요소(1201)로서 제1풀리를 구비하며, 제1운반부재(300-1)의 회전축(331)에는 제2풀리(351)가 결합된다. 제1, 제2풀리(1201)(351)는 벨트(353)에 의하여 연결된다. 이에 의하여, 제1피동부재(1200)와 제1운반부재(330-1)는 동일한 방향으로 회전될 수 있다.
제2피동부재(1300)와 제1운반부재(330-1)는 서로 반대 방향으로 회전되도록 연결된다. 제2피동부재(1300)에는 동력전달요소(1301)로서 제1기어가 마련되며, 제1운반부재(300-1)의 회전축(331)에는 제1기어와 연결되는 제2기어(352)가 결합된다. 제2풀리(351)와 제2기어(352)는 제1운반부재(330-1)를 회전시키기 위하여 회전축(331)에 고정된다. 이에 의하여, 제2피동부재(1300)와 제1운반부재(330-1)는 서로 반대 방향으로 회전될 수 있다.
구동 기어(1100), 제1, 제2피동부재(1200)(1300), 및 제1, 제2래치부(1400)(1500)의 구조는 도 1 내지 도 6에서 설명하는 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 13은 제1운반부재(330-1)를 구동하고, 제2운반부재(330-2)를 구동하지 않는 모습을 보여주는 도면이다. 도 14는 제1, 제2운반부재(330-1)(330-2)를 동시에 구동하는 모습을 보여주는 도면이다. 도 13과 도 14를 참조하여, 제1, 제2운반부재(330-1)(330-2)의 구동 과정을 설명한다.
<제1구동모드>
제1구동모드에서는 제1운반부재(330-1)가 회전되고, 제2운반부재(330-2)는 회전되지 않는다. 모터(1002)는 정방향(F)으로 회전된다. 모터(1002)에 연결된 구동 기어(1100)와 클러치 기어(361) 역시 정방향(F)으로 회전된다.
도 13을 참조하면, 구동 기어(1100)는 제1피동부재(1200)쪽으로 슬라이딩되어 제1피동부재(1200)와 연결된다. 제1구동부(1104)는 제1피동부(1203)와 대향되어 있다. 따라서, 모터(1002)에 의하여 구동 기어(1100)가 정방향(F)으로 회전되면, 제1구동부(1104)가 제1피동부(1203)를 정방향(F)으로 밀며, 제1피동부재(1200)는 정방향(F)으로 회전된다. 구동 기어(1100)와 제2피동부재(1300)는 서로 이격되어 있으므로, 구동 기어(1100)의 정방향(F)의 회전력은 제2피동부재(1300)로 전달되지 않는다. 제1운반부재(330-1)에 마련된 제2풀리(351)와 제1피동부재(1200)의 제1풀리(1201)가 벨트(353)에 의하여 서로 연결되어 있으므로, 제1운반부재(330-1)는 제1피동부재(1200)의 회전방향과 동일한 정방향(F)으로 회전된다. 제2기어(352)가 제1운반부재(330-1)의 회전축(331)에 고정되어 있으므로, 제2기어(352) 역시 정방향(F)으로 회전되며, 제1기어(1301)에 의하여 제2기어(352)와 연결된 제2피동부재(1300) 역시 정방향(F)으로 회전된다. 구동 기어(1100)와 제2피동부재(1300)는 서로 이격되어 있으므로, 제2피동부재(1300)는 구동 기어(1100)에 의하여 간섭받지 않고 정방향(F)으로 회전될 수 있다.
다시 도 13을 참조하면, 모터(1002)가 정방향(F)으로 회전됨에 따라 클러치 기어(361)가 정방향(F)으로 회전된다. 래치부(364)의 작용에 의하여 슬라이딩 래치(362)가 클러치 기어(361)로부터 이격된다. 즉, 클러치 기어(361)가 정방향(F)으로 회전되면 상향 경사부(366)가 하향 경사부(368)를 밀어 슬라이딩 래치(362)를 탄성부재(363)의 탄성력의 반대방향으로 슬라이딩시킨다. 이에 의하여 클러치 기어(361)와 슬라이딩 래치(362)와의 동력연결이 차단되고, 제2운반부재(330-2)는 회전되지 않는다.
상술한 바와 같이, 일방향 클러치유닛(360)과 동력전달장치(1000)의 동작에 의하여, 제1운반부재(300-1)가 정방향(F)으로 회전되고, 제2운반부재(330-2)가 회전되지 않는 제1구동모드가 구현될 수 있다.
<제2구동모드>
도 13에 도시된 상태에서 모터(1002)에 의하여 구동 기어(1100)가 역방향(R)으로 회전된다.
그러면, 도 14에 도시된 바와 같이 클러치 기어(361)가 역방향(R)으로 회전되고, 탄성부재(363)의 탄성력에 의하여 슬라이딩 래치(362)가 클러치 기어(361) 쪽으로 슬라이딩된다. 즉, 클러치 기어(361)가 역방향(R)으로 회전됨에 따라서 상향 경사부(366)의 돌출높이가 낮아지며, 슬라이딩 래치(362)는 탄성부재(363)의 탄성력에 의하여 클러치 기어(361) 쪽으로 슬라이딩된다. 피동부(367)와 구동부(366)가 서로 대면되어 접촉되면, 구동부(366)가 피동부(367)를 역방향(R)으로 밀어 슬라이딩 래치(362)가 역방향(R)으로 회전되고, 제2운반부재(330-2)가 역방향(R)으로 회전된다.
구동 기어(1100)가 제1피동부재(1200)로부터 이격되어 제2피동부재(1300)와 연결되는 과정은 도 4a에 도시된 과정과 동일하다. 구동 기어(1100)가 모터(1002)에 의하여 역방향(R)으로 회전되면, 도 4a에 도시된 바와 같이 제1구동부(1104)가 제1피동부(1203)로부터 이격된다. 구동 기어(1100)의 역방향(R)의 회전력은 제1피동부재(1200)로 전달되지 않고, 제1피동부재(1200)는 정지된 상태로 유지된다. 제1하향경사면(1203)과 제1상향경사면(1102)이 서로 접촉된 상태에서 구동 기어(1100)가 역방향(R)으로 회전되면, 구동 기어(1100)는 제2피동부재(1300)를 향하여 S2방향으로 슬라이딩된다.
구동 기어(1100)가 역방향(R)으로 계속 회전되어 상사부(1204)와 상사부(1103)가 서로 대향되면, 도 14에 도시된 바와 같이 구동 기어(1100)는 제2피동부재(1300)와 연결된다. 제2구동부(1109)는 제2피동부(1303)와 대향되어 있다. 따라서, 모터(1002)에 의하여 구동 기어(1100)가 역방향(R)으로 회전되면, 제2구동부(1109)가 제2피동부(1303)를 역방향(R)으로 밀며, 제2피동부재(1300)는 역방향(R)으로 회전된다. 구동 기어(1100)와 제1피동부재(1200)는 서로 이격되어 있으므로, 구동 기어(1100)의 역방향(R)의 회전력은 제1피동부재(1200)로 전달되지 않는다.
제1운반부재(330-1)에 마련된 제2기어(352)와 제2피동부재(1300)의 제1기어(1301)가 서로 맞물려 있으므로, 제1운반부재(330-1)는 제2피동부재(1300)의 회전방향과 반대인 정방향(F)으로 회전된다. 풀리(351)가 회전축(331)에 고정되어 있으므로, 제1운반부재(330-1)가 정방향(F)으로 회전되면 제2풀리(351)도 정방향(F)으로 회전된다. 제2풀리(351)가 벨트(353)에 의하여 제1풀리(1201)에 연결되어 있으므로, 제1피동부재(1200) 역시 정방향(F)으로 회전된다. 구동 기어(1100)와 제1피동부재(1200)는 서로 이격되어 있으므로, 제1피동부재(1200)는 구동 기어(1100)에 의하여 간섭받지 않고 정방향(F)으로 회전될 수 있다.
도 14에 도시된 상태에서 모터(1002)에 의하여 구동 기어(1100)가 다시 정방향(F)으로 회전되면, 도 4b에 도시된 바와 같이 제2구동부(1109)가 제2피동부(1303)로부터 이격된다. 구동 기어(1100)의 정방향(F)의 회전력은 제2피동부재(1300)로 전달되지 않고, 제2피동부재(1300)는 정지된 상태로 유지된다. 제2하향경사면(1305)과 제2상향경사면(1107)이 서로 접촉된 상태에서 구동 기어(1100)가 정방향(F)으로 회전되면, 구동 기어(1100)는 제1피동부재(1200)를 향하여 S1방향으로 슬라이딩된다. 구동 기어(1100)가 정방향(F)으로 계속 회전되어 상사부(1304)와 상사부(1108)가 서로 대향되면, 도 13에 도시된 바와 같이 구동 기어(1100)는 제1피동부재(1200)와 연결된다.
상술한 바와 같이, 일방향 클러치유닛(360)과 동력전달장치(1000)의 동작에 의하여, 제1운반부재(300-1)가 정방향(F)으로 회전되고, 제2운반부재(330-2)가 역방향(R)으로 회전되는 제2구동모드가 구현될 수 있다.
제1구동부(1104)와 제1피동부(1203)의 경사 각도(A1)(A3) 및 제2구동부(1109)와 제2피동부(1303)의 경사 각도(A2)(A4)를 예각, 즉 90도보다 작게 하면, 구동 기어(1100)가 정방향(F)/역방향(R)으로 회전됨에 따라 제1구동부(1104)/제2구동부(1109)와 제1피동부(1203)/제2피동부(1303)가 맞물리면서 구동 기어(1100)를 제1피동부재(1200)/제2피동부재(1300) 쪽으로 슬라이딩시키는 힘이 발생된다. 따라서, 제2상향경사부(1107)/제1상향경사부(1102)와 제2하향경사부(1305)/제1하향 경사부(1205)가 자연스럽게 서로 이격되어 구동 기어(1100)와 제2피동부재(1300)/제1피동부재(1200)와의 동력연결이 부드럽게 차단될 수 있다. 또한, 구동 기어(1100)가 제1피동부재(1200)/제2피동부재(1300)와 부드럽게 동력연결될 수 있다.
또한, 상사부(1103)와 상사부(1204) 중 적어도 하나 및 상사부(1108)와 상사부(1304) 중 적어도 하나를 날카로운 에지(sharp edge) 형상으로 하여 상사부(1103)와 상사부(1204) 및 상사부(1108)와 상사부(1304)가 면접촉되지 않도록 함으로써 구동 기어(1100)가 S1방향 또는 S2방향으로 자연스럽게 슬라이딩될 수 있음은 전술한 바와 같다.
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.
10...감광드럼 20...대전롤러
30...노광기 40...전사롤러
50...클리닝 부재 60...정착기
80...보조 대전롤러(부재) 100...현상기
200...토너 카트리지 300...토너 버퍼유닛
300a...제1버퍼부 300b...제2버퍼부
330-1...제1운반부재 330-2...제2운반부재
331, 335...회전축 351...제2풀리
352...제2기어 353...벨트
360...일방향 클러치유닛 361...클러치 기어
362...슬라이딩 래치 363...탄성부재
364...래치부 31000...동력전달장치
1001...축 1100...구동 기어
1200...제1피동부재 1201...제1풀리
1300...제2피동부재 1301...제1기어
1400...제1래치부 1500...제2래치부

Claims (16)

  1. 축;
    상기 축에 회전될 수 있게 설치되는 제1, 제2피동부재;
    상기 축에 설치되어 구동원과 연결되어 회전되는 것으로서, 그 회전방향에 따라 상기 축을 따라 상기 제1, 제2피동부재 쪽으로 슬라이딩되어 상기 제1, 제2피동부재와 선택적으로 동력연결되는 구동 부재;를 포함하는 동력전달장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 부재가 정방향으로 회전될 때에 상기 구동 부재와 상기 제1피동부재를 동력연결하며, 상기 구동 부재가 역방향으로 회전될 때에는 상기 구동 부재를 상기 제2피동부재 쪽으로 슬라이딩시키는 제1래치부;
    상기 구동 부재가 상기 역방향으로 회전될 때에 상기 구동 부재와 상기 제2피동부재를 동력연결하며, 상기 구동 부재가 상기 정방향으로 회전될 때에는 상기 구동 부재를 상기 제1피동부재 쪽으로 슬라이딩시키는 제2래치부;를 더 포함하는 동력전달장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1래치부는,
    상기 구동 부재의 상기 제1피동부재와 대향된 제1대향면으로부터의 돌출 거리가 상기 정방향으로 증가되는 제1상향경사부;
    상기 제1상향경사부의 상사부로부터 상기 제1대향면을 향하여 연장된 제1구동부;
    상기 제1피동부재의 상기 구동 부재와 대향된 제2대향면으로부터의 돌출 거리가 상기 역방향으로 증가되는 제1하향경사부;
    상기 제1하향경사부의 상사부로부터 상기 제2대향면을 향하여 연장되고, 상기 구동 부재가 상기 정방향으로 회전될 때에 상기 제1구동부와 대향되는 제1피동부;를 포함하는 동력전달장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동 부재가 상기 정방향으로 회전될 때에 상기 제1구동부와 상기 제1피동부는 서로 맞물려서 상기 구동 부재를 상기 제1피동부재 쪽으로 슬라이딩시키는 방향의 힘을 발생시키는 동력전달장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1구동부와 상기 제1피동부는 상기 축에 대하여 언더컷 형상인 동력전달장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1구동부의 상기 제1대향면에 대한 경사각도와 상기 제1피동부의 상기 제2대향면에 대한 경사각도는 90보다 작은 동력전달장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1상향경사부의 상사부와 상기 제1하향경사부의 상사부 중 적어도 하나는 에지 형상인 동력전달장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제2래치부는,
    상기 구동 부재의 상기 제2피동부재와 대향된 제3대향면으로부터의 돌출 거리가 상기 역방향으로 증가되는 제2상향경사부;
    상기 제2상향경사부의 상사부로부터 상기 제3대향면을 향하여 연장된 제2구동부;
    상기 제2피동부재의 상기 구동 부재와 대향된 제4대향면으로부터의 돌출 거리가 상기 정방향으로 증가되는 제2하향경사부;
    상기 제2하향경사부의 상사부로부터 상기 제4대향면을 향하여 연장되고, 상기 구동 부재가 상기 역방향으로 회전될 때에 상기 제2구동부와 대향되는 제2피동부;를 포함하는 동력전달장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구동 부재가 상기 역방향으로 회전될 때에 상기 제2구동부와 상기 제2피동부는 서로 맞물려서 상기 구동 부재를 상기 제2피동부재 쪽으로 슬라이딩시키는 방향의 힘을 발생시키는 동력전달장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2구동부와 상기 제2피동부는 상기 축에 대하여 언더컷 형상인 동력전달장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2구동부의 상기 제3대향면에 대한 경사각도와 상기 제2피동부의 상기 제4대향면에 대한 경사각도는 90보다 작은 동력전달장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제2상향경사부의 상사부와 상기 제2하향경사부의 상사부 중 적어도 하나는 에지 형상인 동력전달장치.
  13. 감광체를 포함하는 현상기;
    토너가 수용된 토너 카트리지;
    상기 토너 카트리지로부터 토너를 상기 현상기로 공급하는 제1운반부재;
    구동원;
    제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 동력전달장치;를 포함하며,
    상기 제1운반부재는 상기 제1피동부재와 동일한 방향으로 회전되도록 연결되며, 상기 제2피동부재와는 반대방향으로 회전되도록 연결되는 화상형성장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1피동부재에는 제1풀리가 마련되고 상기 제1운반부재의 회전축에는 벨트에 의하여 상기 제1풀리와 연결되는 제2풀리가 마련되어, 상기 제1운반부재가 상기 제1피동부재와 동일한 방향으로 회전되는 화상형성장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2피동부재에는 제1기어가 마련되고 상기 제1운반부재의 회전축에는 상기 제1기어와 맞물리는 제2기어가 마련되어, 상기 제2운반부재가 상기 제2피동부재와 반대 방향으로 회전되는 화상형성장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 토너 카트리지와 연결되어 토너를 받는 제1버퍼부;
    상기 제1버퍼부 및 상기 현상기와 연결된 제2버퍼부;를 더 포함하며,
    상기 제1운반부재는 상기 제1버퍼부에 설치되어 토너를 상기 제2버퍼부로 운반하며, 상기 제2버퍼부에는 토너를 상기 현상기로 운반하는 제2운반부재가 설치되며,
    상기 구동원은 일방향 클러치유닛에 의하여 상기 제2운반부재와 연결된 화상형성장치.
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