KR20220117972A - 롤러를 이용한 셔터의 개폐 구조 - Google Patents

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roller
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이한준
노성태
노승훈
이동우
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Abstract

개시된 화상 형성 장치는, 토너 화상이 형성되는 감광체와, 상기 토너 화상을 검출하는 토너 농도 센서와, 인쇄 매체를 이동시키는 이송 롤러와, 상기 이송 롤러의 회전 방향에 연동하여 상기 감광체와 상기 토너 농도 센서 사이를 막는 차단 위치와 상기 감광체와 상기 토너 농도 센서 사이를 개방하는 개방 위치로 전환가능한 셔터를 포함한다.

Description

롤러를 이용한 셔터의 개폐 구조{open/close mechanism of shutter using roller}
전자사진방식을 이용하는 화상 형성 장치는, 감광체에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하여 감광체 상에 가시적인 토너 화상을 형성하고, 이 토너 화상을 인쇄매체로 전사한 후, 전사된 토너 화상을 인쇄매체에 정착시켜 인쇄 매체에 화상을 인쇄한다. 인쇄되는 화상의 농도가 일정하게 유지되도록 하기 위하여, 일정 인쇄 매수마다 화상 농도 보정 작업이 수행될 수 있다.
도 1은 화상 형성 장치의 일 예의 개략도로서, 셔터가 차단 위치에 위치된 상태를 보여준다.
도 2는 도 1에 도시된 화상 형성 장치의 일 예에서 셔터가 개방 위치에 위치된 상태를 보여준다.
도 3은 화상 형성 장치의 일 예의 개략도로서, 셔터가 차단 위치에 위치된 상태를 보여준다.
도 4는 도 3에 도시된 화상 형성 장치의 일 예에서 셔터가 개방 위치에 위치된 상태를 보여준다.
도 5는 화상 형성 장치의 일 예의 개략도로서, 셔터가 차단 위치에 위치된 상태를 보여준다.
도 6은 화상 형성 장치의 일 예의 개략도이다.
도 7은 화상 형성 장치의 구동 방법의 일 예를 보여주는 흐름도이다.
레이저 프린터, 복사기 등의 화상 형성 장치는 인쇄되는 화상의 농도를 균일하게 유지하기 위하여, 특정 시점, 예를 들어 소정의 인쇄 매수마다 토너 농도 보정 작업을 수행한다. 토너 농도 보정 작업은 토너 화상, 예를 들어 농도 보정용 토너 화상을 토너 화상 수용 부재, 예를 들어 감광체에 형성하고, 토너 농도 센서를 이용하여 감광체 상의 토너 화상의 농도를 감지한다. 토너 농도 센서는 감광체에 인접하게 위치된다. 화상 형성 과정에서 토너 비산이 발생될 수 있다. 토너 비산은 감광체로부터 이탈된 토너에 의하여 발생될 수 있으며, 감광체로 토너를 공급하는 현상기로부터 누출된 토너에 의하여 발생될 수도 있다. 비산된 토너에 의하여 토너 농도 센서가 오염되면, 토너 농도 센서의 성능이 저하되어 화상 농도를 정확하게 보정할 수 없게 되어 인쇄 품질이 저하될 수 있다. 토너 농도 센서의 오염이 심하면 화상 농도 보정이 불가능해질 수도 있다.
본 예의 화상 형성 장치는, 토너 농도 센서와 감광체 사이를 개폐하는 셔터 메카니즘을 구비한다. 셔터 메카니즘은, 감광체와 토너 농도 센서 사이를 막는 차단 위치와 감광체와 토너 농도 센서 사이를 개방하는 개방 위치로 전환가능한 셔터를 구비할 수 있다. 차단 위치에 위치된 셔터는 토너 농도 센서의 감광체와 대향된 센싱부를 덮을 수 있다. 개방 위치에 위치된 셔터는 토너 농도 센서의 센싱부를 감광체를 향하여 노출시킬 수 있다. 화상 농도 보정 작업이 수행되는 동안에 셔터는 개방 위치에 위치될 수 있다. 화상 형성 동안에 셔터는 차단 위치에 위치될 수 있으며, 화상 형성 과정에서 비산된 토너는 셔터에 의하여 차단될 수 있다. 따라서, 비산된 토너에 의한 토너 농도 센서의 오염이 저감될 수 있다.
셔터는 인쇄 매체를 이송시키는 이송 롤러와 연결되어 차단 위치와 개방 위치로 전환될 수 있다. 이송 롤러는 구동 모터에 의하여 인쇄 매체를 이송시키는 제1방향과, 그 반대 방향인 제2방향으로 회전될 수 있다. 셔터는 이송 롤러의 회전 방향에 연동하여 차단 위치와 개방 위치로 전환될 수 있다. 예를 들어, 이송 롤러가 제1방향으로 회전되면 셔터는 개방 위치로부터 차단 위치로 회전될 수 있으며, 이송 롤러가 제2방향으로 회전되면 셔터는 차단 위치로부터 개방 위치로 회전될 수 있다. 셔터를 차단 위치와 개방 위치로 구동하기 위한 별도의 구동 수단, 예를 들어 모터, 솔레노이드 액추에이터와 이들을 제어하기 위한 제어 수단을 구비할 필요가 없어 화상 형성 장치의 구조가 간단해질 수 있으며, 비용 또한 절감될 수 있다.
이하에서, 첨부 도면을 참조하면서 화상 형성 장치의 예들에 대하여 설명한다. 아울러 본 명세서 및 도면에서 실질적으로 동일한 기능 구성을 가진 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.
도 1은 화상 형성 장치의 일 예의 개략도로서, 셔터(320)가 차단 위치에 위치된 상태를 보여준다. 도 2는 화상 형성 장치의 일 예의 개략도로서, 셔터(320)가 개방 위치에 위치된 상태를 보여준다. 본 예의 화상 형성 장치는 토너와 자성 캐리어를 포함하는 이성분 현상제를 채용하는 단색 화상 형성 장치이다. 토너의 색상은 예를 들어 블랙색상일 수 있다. 도 1과 도 2를 참조하면, 화상 형성 장치는, 토너 화상이 형성되는 감광체(1), 토너 화상을 검출하는 토너 농도 센서(310)와, 인쇄 매체(P)를 이송시키는 이송 롤러(21), 이송 롤러(21)의 회전 방향에 연동하여 감광체(1)와 토너 농도 센서(310) 사이를 막는 차단 위치와 감광체(1)와 토너 농도 센서(310) 사이를 개방하는 개방 위치로 전환가능한 셔터(320)를 포함한다.
감광체(1)는 다양한 형태의 기재와 기재의 표면에 형성되는 감광층을 포함할 수 있다. 기재는 예를 들어 무단 벨트 형태, 실린더 형태 등일 수 있다. 본 실시예의 감광체(1)는 실린더 형태의 기재를 포함한다. 이러한 형태의 감광체(1)를 '감광 드럼'이라 한다. 감광체(1)의 표면에는 정전잠상이 형성되며, 도시되지 않은 현상기에 의하여 정전잠상에 토너가 공급되어 정전잠상이 가시적인 토너 화상으로 현상된다.
이송 롤러(21)는 인쇄 매체(P)를 이송시킨다. 이송 롤러(21)는 서로 맞물려 회전되는 한 쌍의 롤러(21-1)(21-2)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 롤러(21-1)(21-2) 중 하나는 도시되지 않은 모터에 의하여 구동되는 구동 롤러이며, 다른 하나는 구동 롤러가 회전됨에 따라서 종동 회전되는 종동 롤러이다. 일 예로서, 한 쌍의 롤러(21-1)(21-2) 각각은 탄성을 갖는 최외곽층을 구비할 수 있다. 일 예로서, 한 쌍의 롤러(21-1)(21-2) 중 하나는 탄성을 갖는 최외곽층을 구비하는 탄성 롤러이며, 다른 하나는 강체 롤러일 수 있다.
인쇄 매체(P)는 예를 들어 도시되지 않은 매체 공급부로부터 인출될 수 있으며, 이송 롤러(21)는 인쇄 매체(P)를 감광체(1)와 전사기(4)가 서로 대향된 전사 닙(NT)으로 이송시킬 수 있다. 도면으로 도시되지 않았지만, 화상 형성 장치는 매체 공급부(미도시)와 전사 닙(NT) 사이의 매체 이송 경로를 따라 배치되어 인쇄 매체(P)를 이송시키는 다수의 이송 롤러를 구비할 수 있으며, 이송 롤러(21)는 다수의 이송 롤러 중에서 전사 닙(NT)에 가장 가까운 이송 롤러일 수 있다. 이송 롤러(21)는 인쇄 매체(P)의 사행(skew)를 보정하여 이송시키는 정렬 롤러(registration roller)일 수 있다. 이송 롤러(21)는 인쇄 매체(P)를 전사 닙(NT)으로 이송시키는 제1방향(A1)과 제1방향(A1)의 반대 방향인 제2방향(A2)으로 회전될 수 있다. 화상 형성 작업을 수행하는 동안에 이송 롤러(21)는 제1방향(A1)으로 회전될 수 있다. 화상 농도 보정 작업이 수행되는 동안에 인쇄 매체(P)는 이송되지 않는다.
토너 농도 센서(310)는 토너 화상을 검출한다. 토너 농도 센서(310)는 토너 화상의 농도에 대응되는 전기 신호를 발생시킨다. 토너 농도 센서(310)는 감광체(1)의 표면과 대향하는 센싱부(311)와 센싱부(311)와 전기적으로 연결된 전기 회로부(312)를 포함할 수 있다. 전기 회로부(312)는 예를 들어 인쇄회로기판을 포함할 수 있다. 센싱부(311)는 예를 들어 감광체(1)의 표면에 광을 조사하고 반사된 광을 수광하여 토너 화상의 농도에 대응되는 전기적 신호를 발생시킨다. 전기 신호는 전기 회로부(312)를 거쳐서 도시되지 않은 제어부로 전달된다. 제어부는 전기 신호로부터 토너 화상의 농도값을 산출할 수 있다. 토너 농도 센서(310)는 감광체(1)의 주행 방향, 예를 들어 회전 방향(R1)을 기준으로 하여 전사 닙(NT)의 상류측에 인접하게 위치된다. 센싱부(311)는 감광체(1)와 대향되게 위치된다.
셔터(320)는 감광체(1)와 토너 농도 센서(310) 사이를 막는 차단 위치와 감광체(1)와 토너 농도 센서(310) 사이를 개방하는 개방 위치로 전환될 수 있다. 도 1에 도시된 차단 위치에서 셔터(320)는 토너 농도 센서(310)의 센싱부(311)를 덮을 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 셔터(320)가 개방 위치에 위치되면, 토너 농도 센서(310)의 센싱부(311)가 감광체(1)를 향하여 노출될 수 있다. 예를 들어, 셔터(320)는 몸체(321)와, 몸체(321)로부터 연장된 커버부(322)를 포함할 수 있다. 셔터(320)가 차단 위치에 위치되면, 커버부(322)가 센싱부(311)와 감광체(1) 사이에 위치되어 광경로(360)를 차단한다. 셔터(320)가 개방 위치에 위치되면, 커버부(322)는 센싱부(311)와 감광체(1) 사이로부터 벗어난다. 셔터(320)는 차단 위치와 개방 위치로 피벗될 수 있다. 셔터(320)는 예를 들어 이송 롤러(21)에 의하여 전사 닙(NT)으로 이송되는 인쇄 매체(P)를 안내하는 안내 부재(350)에 피벗 축(323)을 중심으로 피벗될 수 있게 지지될 수 있다.
셔터(320)와 이송 롤러(21)는 다양한 방식에 의하여 연결될 수 있다. 예를 들어, 셔터(320)와 이송 롤러(21)는 마찰접촉될 수 있다. 셔터(320)와 이송 롤러(21)는 직접 마찰접촉될 수 있으며, 간접적으로 마찰접촉될 수 있다. 간접적으로 마찰접촉된다는 것은 셔터(320)와 이송 롤러(21) 사이에 하나 이상의 부재가 개재된다는 것을 의미한다. 본 예에서, 셔터(320)는 이송 롤러(21)와 간접적으로 마찰접촉될 수 있다. 도 1을 참조하면, 이송 롤러(21)와 마찰 접촉되어 피벗가능하며, 셔터(320)와 연결되어 셔터(320)를 차단 위치와 개방 위치로 피벗시키는 링크 부재(330)가 도시되어 있다. 셔터(320)는 링크 부재(330)를 개재하여 이송 롤러(21)와 간접적으로 마찰접촉된다. 셔터(320)는 링크 부재(330)와 연결되어 이송 롤러(21)가 제1방향(A1)과 제2방향(A2)으로 회전될 때에 각각 감광체(1)와 토너 농도 센서(310) 사이를 막는 차단 위치와 감광체(1)와 토너 농도 센서(310) 사이를 개방하는 개방 위치로 전환될 수 있다. 셔터(320)는 피벗 축(323)을 기준으로 하여 커버부(322)의 반대쪽에 위치되는 제1연결부(324)를 구비할 수 있다.
링크 부재(330)는 이송 롤러(21), 예를 들어 롤러(21-1)와 마찰 접촉되어 피벗될 수 있다. 링크 부재(330)는 이송 롤러(21)의 회전력을 셔터(320)에 전달한다. 링크 부재(330)는 예를 들어 안내 부재(350)에 피벗 축(331)을 중심으로 회전될 수 있게 지지될 수 있다. 링크 부재(330)는 셔터(320)와 연결되는 제2연결부(332)와, 이송 롤러(21), 예를 들어 롤러(21-1)와 마찰접촉되는 접촉부(333)를 구비할 수 있다. 셔터(320)의 제1연결부(324)는 링크 부재(330)의 제2연결부(332)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1연결부(324)는 보스 형상일 수 있으며, 제2연결부(332)는 보스 형상의 제1연결부(324)가 삽입되는 슬롯 형상일 수 있다. 접촉부(333)는 피벗 축(331)을 기준으로 하여 제2연결부(332)의 반대쪽에 위치된다. 접촉부(333)는 이송 롤러(21), 예를 들어 롤러(21-1)의 외주에 직접 마찰접촉될 수 있다. 링크 부재(330)가 피벗 축(331)을 중심으로 회전될 때에 접촉부(333)가 롤러(21-1)의 외주에 접촉된 상태로 유지될 수 있도록 하기 위하여, 접촉부(333)는 피벗 축(331)을 중심으로 하는 원호 형상일 수 있다. 롤러(21-1)의 최외곽층은 탄성층일 수 있다.
전술한 구성에 의하여 셔터(320)가 차단 위치와 개방 위치로 피벗되는 과정을 설명한다. 먼저, 도 1을 참조하면, 셔터(320)가 차단 위치에 위치되어 있다. 커버부(322)는 토너 농도 센서(310)의 센싱부(311)와 감광체(1) 사이에 위치된다. 화상 형성 작업을 위하여, 이송 롤러(21)는 제1방향(A1)으로 회전된다. 매체 공급부로부터 인출된 인쇄 매체(P)는 이송 롤러(21)에 의하여 전사 닙(NT)으로 이송된다. 링크 부재(330)의 접촉부(333)와 롤러(21-1)와의 마찰접촉에 의하여 링크 부재(330)에 B1 방향의 회전력이 작용된다. B1 방향의 회전력은 제2연결부(332)와 제1연결부(324)에 의하여 셔터(320)에 전달된다. 셔터(320)에 C1 방향의 회전력이 작용된다. 셔터(320)는 차단 위치에 유지된다. 셔터(320)는 예를 들어 셔터(320)가 차단 위치를 넘어서 C1 방향으로 회전되지 않도록 하는 제1스토퍼에 의하여 차단 위치에 유지될 수 있다. 제1스토퍼는 차단 위치에 위치된 셔터(320)에 접촉되어 셔터(320)의 C1 방향으로의 회전을 제한할 수 있다. 제1스토퍼는 링크 부재(330)의 B1 방향으로의 회전을 제한할 수도 있다. 본 예에서 제1스토퍼는 차단 위치에 도달되는 셔터(320)에 접촉되어 셔터(320)의 C1 방향으로의 회전을 제한하는 제1돌기(351)를 포함할 수 있다. 제1돌기(351)는 예를 들어 안내 부재(350)에 마련될 수 있다. 이 상태에서, 감광체(1)에 형성된 토너 화상이 전사 닙(NT)을 통과하는 인쇄 매체(P)로 전사되며, 정착기에 의하여 인쇄 매체(P)에 정착된다. 제1스토퍼에 의하여 셔터(320)가 차단 위치에 유지되므로, 화상 형성 작업 동안에 링크 부재(330)의 접촉부(333)와 롤러(21-1) 사이에 슬립이 발생된다.
화상 농도 보정 작업을 위하여, 셔터(320)를 개방 위치로 피벗시킬 수 있다. 화상 농도 보정 작업이 수행되는 동안에는 인쇄 매체(P)가 이송되지 않는다. 이송 롤러(21)가 제2방향(A2)으로 회전된다. 링크 부재(330)의 접촉부(333)와 롤러(21-1)와의 마찰에 의하여 링크 부재(330)에 B2 방향의 회전력이 작용된다. B2 방향의 회전력은 제2연결부(332)와 제1연결부(324)에 의하여 셔터(320)에 전달된다. 셔터(320)에 C2 방향의 회전력이 작용된다. 셔터(320)는 피벗 축(323)을 중심으로 C2 방향으로 회전된다. 도 2에 도시된 바와 같이 셔터(320)가 개방 위치에 도달된다. 커버부(322)는 토너 농도 센서(310)의 센싱부(311)와 감광체(1) 사이로부터 도피되어, 토너 농도 센서(310)의 센싱부(311)와 감광체(1) 사이의 광경로(360)가 개방된다. 따라서, 센싱부(311)로부터 감광체(1)로 광이 조사될 수 있으며, 감광체(1)에서 반사된 광이 센싱부(311)로 입사될 수 있다. 셔터(320)는 예를 들어 셔터(320)가 개방 위치를 넘어서 C2 방향으로 회전되지 않도록 하는 제2스토퍼에 의하여 개방 위치에 유지될 수 있다. 제2스토퍼는 개방 위치에 위치된 셔터(320)에 접촉되어 셔터(320)의 C2 방향으로의 회전을 제한할 수 있다. 제2스토퍼는 링크 부재(330)의 B2 방향으로의 회전을 제한할 수도 있다. 본 예에서 제2스토퍼는 셔터(320)가 개방 위치에 도달되면 링크 부재(330)에 접촉되어 링크 부재(330)의 B2 방향으로의 회전을 제한하는 제2돌기(352)를 포함할 수 있다. 제2돌기(352)는 예를 들어 안내 부재(350)에 마련될 수 있다.
화상 농도 보정 작업이 수행된 후에 화상 형성 작업을 수행하기 위하여, 이송 롤러(21)가 제1방향(A1)으로 회전되면, 링크 부재(330)의 접촉부(333)와 롤러(21-1)와의 마찰 접촉에 의하여 링크 부재(330)가 B1 방향으로 회전되고, 제2연결부(332)와 제1연결부(324)의 작용에 의하여 셔터(320)가 C1 방향으로 회전된다. 차단 위치에 도달되면, 셔터(320)가 제1돌기(351)에 접촉되고 화상 형성 작업 동안에 링크 부재(330)의 접촉부(333)와 롤러(21-1) 사이에 슬립이 발생되며, 셔터(320)는 차단 위치에 유지된다.
전술한 바와 같이, 화상 형성 작업을 수행하는 동안에 셔터(320)가 차단 위치에 위치되어 토너 농도 센서(310)의 센싱부(311)를 덮을 수 있다. 감광체(1) 또는 도시되지 않은 현상기 등으로부터 비산된 토너가 셔터(320)의 커버부(322)에 의하여 차단되므로, 센싱부(311)가 비산된 토너로부터 보호될 수 있다. 셔터(320)에 의하여, 토너 농도 센서(310)는 화상 형성 장치 외부로부터 내부로 유입되는 이물질로부터 보호될 수 있다. 그러므로, 화상 형성 장치의 수명 기간 동안에 토너 농도 센서(310)의 정상적인 동작이 보장될 수 있다. 또한, 화상 농도 보정 작업의 신뢰성이 확보되어, 안정적인 인쇄 품질이 유지될 수 있다.
셔터(320)는 이송 롤러(21)의 회전 방향에 연동하여 차단 위치와 개방 위치로 전환된다. 셔터(320)가 이송 롤러(21)와의 간접적인 마찰 접촉에 의하여 차단 위치와 개방 위치로 전환된다. 셔터(320)를 구동하기 위한 솔레노이드 등의 전용 액추에이터와 전용 액추에이터를 구동하기 위한 구동 회로가 구비될 필요가 없다. 따라서, 저비용으로 셔터(320)를 구동하기 위한 소형화된 메카니즘의 구현이 가능하다.
도 3은 화상 형성 장치의 일 예의 개략도로서, 셔터(320)가 차단 위치에 위치된 상태를 보여준다. 도 4는 화상 형성 장치의 일 예의 개략도로서, 셔터(320)가 개방 위치에 위치된 상태를 보여준다. 본 예의 화상 형성 장치는, 링크 부재(330)와 이송 롤러(21) 사이에 마찰 부재(340)가 개재되는 점에서 도 1 및 도 2에 도시된 화상 형성 장치의 예와 차이가 있다. 이하에서, 차이점을 위주로 설명한다. 도 3과 도 4를 참조하면, 링크 부재(320)는 마찰 부재(340)를 개재하여 이송 롤러(21)와 마찰 접촉되며, 셔터(320)와 연결되어 셔터(320)를 차단 위치와 개방 위치로 피벗시킨다.
셔터(320)는 링크 부재(330)와 연결되어 이송 롤러(21)가 제1방향(A1)과 제2방향(A2)으로 회전될 때에 각각 감광체(1)와 토너 농도 센서(310) 사이를 막는 차단 위치와 감광체(1)와 토너 농도 센서(310) 사이를 개방하는 개방 위치로 전환될 수 있다. 셔터(320)는 피벗 축(323)을 기준으로 하여 커버부(322)의 반대쪽에 위치되는 제1연결부(324)를 구비할 수 있다. 셔터(320)는 링크 부재(330)를 개재하여 이송 롤러(21)와 간접적으로 마찰접촉된다. 링크 부재(330)는 이송 롤러(21), 예를 들어 롤러(21-1)와 마찰 접촉되어 피벗될 수 있다. 링크 부재(330)는 예를 들어 안내 부재(350)에 피벗 축(331)을 중심으로 회전될 수 있게 지지될 수 있다. 링크 부재(330)는 셔터(320)와 연결되는 제2연결부(332)와, 이송 롤러(21), 예를 들어 롤러(21-1)와 대향되는 대향 단부(334)를 구비할 수 있다. 셔터(320)의 제1연결부(324)는 링크 부재(330)의 제2연결부(332)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1연결부(324)는 보스 형상일 수 있으며, 제2연결부(332)는 보스 형상의 제1연결부(324)가 삽입되는 슬롯 형상일 수 있다. 대향 단부(334)는 피벗 축(331)을 기준으로 하여 제2연결부(332)의 반대쪽에 위치된다. 대향 단부(334)에는 이송 롤러(21), 예를 들어 롤러(21-1)의 외주에 마찰접촉되는 마찰 부재(340)가 마련될 수 있다. 마찰 부재(340)는 탄성을 가질 수 있다. 마찰 부재(340)는 예를 들어 펠트, 스펀지, 고무 등으로 제조될 수 있다. 마찰 부재(340)는 대향 단부(334)에 접착될 수 있다. 롤러(21-1)는 탄성을 가진 최외곽층을 가지는 탄성 롤러일 수 있으며, 탄성층이 없는 강체 롤러일 수도 있다.
마찰 부재(340)를 채용함으로써, 링크 부재(330)와 이송 롤러(21), 예를 들어 롤러(21-1)와의 안정적인 마찰 접촉이 가능하다. 또한, 화상 형성 작업 동안에 마찰 부재(340)와 롤러(21-1)의 외주 사이에 슬립이 발생되므로, 마찰 부재(340)는 이송 롤러(21), 예를 들어 롤러(21-1)의 외주에 부착된 이물질을 제거하는 클리닝 부재로서 기능할 수도 있다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하며, 셔터(320)를 차단 위치와 개방 위치로 전환시키는 과정을 설명한다. 먼저, 도 3을 참조하면, 셔터(320)가 차단 위치에 위치되어 있다. 커버부(322)는 토너 농도 센서(310)의 센싱부(311)와 감광체(1) 사이에 위치된다. 화상 형성 작업을 위하여, 이송 롤러(21)는 제1방향(A1)으로 회전된다. 매체 공급부로부터 인출된 인쇄 매체(P)는 이송 롤러(21)에 의하여 전사 닙(NT)으로 이송된다. 마찰 부재(340)와 롤러(21-1)와의 마찰에 의하여 링크 부재(330)에 B1 방향의 회전력이 작용된다. B1 방향의 회전력은 제2연결부(332)와 제1연결부(324)에 의하여 셔터(320)에 전달된다. 셔터(320)에 C1 방향의 회전력이 작용된다. 제1돌기(351)에 의하여 셔터(320)는 차단 위치에 유지된다. 이 상태에서, 감광체(1)에 형성된 토너 화상이 전사 닙(NT)을 통과하는 인쇄 매체(P)로 전사되며, 정착기에 의하여 인쇄 매체(P)에 정착된다.
화상 농도 보정 작업을 위하여, 셔터(320)를 개방 위치로 전환시킬 수 있다. 화상 농도 보정 작업이 수행되는 동안에는 인쇄 매체(P)가 이송되지 않는다. 이송 롤러(21)가 제2방향(A2)으로 회전된다. 마찰 부재(340)와 롤러(21-1)와의 마찰에 의하여 링크 부재(330)에 B2 방향의 회전력이 작용된다. B2 방향의 회전력은 제2연결부(332)와 제1연결부(324)에 의하여 셔터(320)에 전달된다. 셔터(320)에 C2 방향의 회전력이 작용된다. 셔터(320)는 피벗 축(323)을 중심으로 C2 방향으로 회전된다. 도 4에 도시된 바와 같이 셔터(320)가 개방 위치에 도달된다. 링크 부재(330)가 제2돌기(352)에 접촉되고 셔터(320)는 개방 위치에 유지된다. 커버부(322)는 토너 농도 센서(310)의 센싱부(311)와 감광체(1) 사이로부터 도피되어, 토너 농도 센서(310)의 센싱부(311)와 감광체(1) 사이의 광경로(360)가 개방된다. 따라서, 센싱부(311)로부터 감광체(1)로 광이 조사될 수 있으며, 감광체(1)에서 반사된 광이 센싱부(311)로 입사될 수 있다.
화상 농도 보정 작업이 수행된 후에 화상 형성 작업을 수행하기 위하여, 이송 롤러(21)가 제1방향(A1)으로 회전되면, 마찰 부재(340)와 롤러(21-1)와의 마찰접촉에 의하여 링크 부재(330)가 B1 방향으로 회전되고, 제2연결부(332)와 제1연결부(324)의 작용에 의하여 셔터(320)가 C1 방향으로 회전된다. 차단 위치에 도달되면, 셔터(320)가 제1돌기(351)에 접촉되고 화상 형성 작업 동안에 마찰 부재(340)와 롤러(21-1) 사이에 슬립이 발생되며, 셔터(320)는 차단 위치에 유지된다.
도 5는 화상 형성 장치의 일 예의 개략도로서, 셔터(320)가 차단 위치에 위치된 상태를 보여준다. 본 예의 화상 형성 장치는, 토너 농도 센서(310)의 센싱부(311)를 탄력적으로 덮는 씰링 부재(370)를 구비하는 점에서 도 3 및 도 4에 도시된 예와 차이가 있다. 이하에서 차이점을 위주로 설명한다. 도 5를 참조하면, 화상 형성 장치는 씰링 부재(370)를 구비한다. 씰링 부재(370)는 예를 들어 셔터(320)의 커버부(322)에 마련될 수 있다. 씰링 부재(370)는 커버부(322)의 센싱부(311)와 대향된 면(322a)에 마련될 수 있다. 씰링 부재(370)는 탄성을 가진 재료로 형성될 수 있다. 씰링 부재(370)는 예를 들어 펠트, 스펀지, 고무 등으로 형성될 수 있다. 셔터(320)가 차단 위치에 위치되면, 씰링 부재(370)는 센싱부(311)에 접촉되어 센싱부(311)를 덮을 수 있다. 씰링 부재(370)가 센싱부(311)를 덮으므로, 센싱부(311)가 오염 물질로부터 더 효과적으로 보호될 수 있다. 셔터(320)가 차단 위치로부터 개방 위치로 또 그 반대로 전환될 때에 씰링 부재(370)가 센싱부(311)를 닦을 수 있다. 즉, 씰링 부재(370)는 센싱부(311)를 닦는 와이핑 부재로 기능할 수 있다. 이에 의하여 센싱부(311)의 오염이 제거될 수 있다.
도 6은 화상 형성 장치의 일 예의 개략도이다. 도 6을 참조하면, 화상 형성 장치의 일 예는, 광주사기(3), 감광 드럼(1a), 현상기(10), 전사기, 정착기(7)를 포함할 수 있다. 셔터 메카니즘(300)으로서 도 1 내지 도 5에 도시된 셔터 메카니즘이 채용될 수 있다.
감광 드럼(1a)은 정전잠상이 형성되는 감광체의 일 예이다. 감광드럼(1a)은 원통형 금속 파이프와, 금속 파이프의 외주에 형성되는 광도전성을 가지는 감광층을 포함할 수 있다. 대전롤러(2)는 감광드럼(1a)의 표면을 균일한 표면 전위로 대전시키는 대전기의 일 예이다. 대전롤러(2)는 감광드럼(1a)에 접촉되어 회전되며, 대전롤러(2)에는 대전 바이어스 전압이 인가된다. 클리닝 롤러(8)는 대전롤러(2)의 표면의 이물질을 제거한다. 클리닝 블레이드(6)는 전사과정 후에 감광드럼(1a)의 표면에 잔류되는 토너는 제거한다. 감광드럼(1a)의 회전방향을 기준으로 하여 클리닝 블레이드(6)의 상류측에는 감광드럼(1a) 상의 잔류 전위를 제거하는 제전기(5)가 배치될 수 있다. 제전기(5)는 예를 들어, 감광드럼(1a)의 표면에 광을 조사할 수 있다. 광주사기(3)는 대전된 감광드럼(1a)의 표면에 화상정보에 대응되는 광을 조사하여 정전잠상을 형성한다. 광주사기(3)로서, 예를 들면 레이저 다이오드로부터 조사되는 광을 폴리곤 미러를 이용하여 주주사방향으로 편향시켜 감광드럼(1a)에 주사하는 LSU(laser scanning unit)가 채용될 수 있다.
현상기(10)는 감광드럼(1a)과 현상 롤러(13)를 포함하는 일체형 현상기일 수 있다. 현상기(10)는 현상제, 예를 들어 토너와 캐리어를 혼합, 교반한다. 현상 롤러(13)는 토너를 감광드럼(1a)에 형성된 정전잠상에 공급하여 감광드럼(1a)의 표면에 가시적인 토너 화상을 형성한다. 현상기(10)의 하우징(110)은 서로 나란한 교반실(210)과 현상실(220)로 구분될 수 있다. 현상실(220)에는 외부와 연통되는 개구부(120)가 마련될 수 있다. 현상 롤러(13)는 개구부(120)를 통하여 부분적으로 외부로 노출되며, 감광 드럼(1a)과 대향된다. 교반실(210)에는 제1교반기(241)가 설치된다. 현상실(220)에는 현상 롤러(13)와 제2교반기(242)가 설치된다. 교반실(210)과 현상실(220)은 현상 롤러(13)의 축방향으로 연장된 격벽(230)에 의하여 서로 구분된다. 격벽(230)의 길이방향, 즉 현상 롤러(13)의 축방향의 양단부 각각에 개구(미도시)가 마련된다. 교반실(210)과 현상실(220)은 개구에 의하여 서로 연결된다. 제1, 제2교반기(241)(242)는 예를 들어 현상 롤러(13)의 축방향으로 연장된 축과 이 축의 외주에 형성된 나선형 날개를 구비하는 오거(auger)일 수 있다. 제1교반기(241)가 회전되면 교반실(210) 내부의 현상제는 제1교반기(241)에 의하여 축방향(제1이송방향)으로 운반되며, 격벽(230)의 일단부 근처에 마련된 개구를 통하여 현상실(220)로 운반된다. 현상실(220)에서 현상제는 제2교반기(242)에 의하여 제1이송방향의 반대 방향인 제2이송방향으로 운반되며, 격벽(230)의 타단부 근처에 마련된 개구를 통하여 교반실(210)로 운반된다. 이에 의하여, 현상제는 교반실(210)과 현상실(220)을 따라 순환되며, 순환과정에서 현상실(220)에 위치된 현상 롤러(13)로 공급된다.
현상 롤러(13)는 하우징(110)에 회전될 수 있게 지지되어 토너와 캐리어를 포함하는 현상제를 개구부(120)를 통하여 감광드럼(1a)과 대향된 현상 영역(9)으로 운반한다. 토너는 정전기력에 의하여 캐리어에 부착되며, 캐리어는 자기력에 의하여 현상 롤러(13)의 표면에 부착된다. 현상 롤러(13)의 표면에 부착된 현상제는 규제 부재(16)에 의하여 그 두께가 규제되어 개구부(120)를 통하여 현상 영역(9)으로 운반된다. 현상 롤러(13)와 감광드럼(1a) 사이에 인가되는 현상 바이어스 전압에 의하여 토너가 현상 롤러(13)로부터 감광드럼(1a)으로 이동되며, 감광드럼(1a)의 표면에 가시적인 토너 화상이 형성된다.
전사롤러(4a)는 감광드럼(1a)에 형성된 토너 화상을 인쇄 매체(P)로 전사시키기 위한 전사 닙(NT)을 형성하는 전사기의 일 예이다. 전사롤러(4a)는 감광드럼(1a)과 대면되어 전사 닙을 형성하며, 전사롤러(4a)에는 전사 바이어스 전압이 인가된다. 전사 바이어스 전압에 의하여 감광드럼(1a)과 전사롤러(4a) 사이에 형성되는 전사전계에 의하여 감광드럼(1a)의 표면에 현상된 토너 화상이 인쇄 매체(P)로 전사된다. 인쇄 매체(P)에 전사된 토너 화상은 정전기적 힘에 의하여 인쇄 매체(P)에 부착된다. 정착기(7)는 열과 압력을 가하여 토너 화상을 인쇄 매체(P)에 정착시킨다. 이에 의하여 인쇄 매체(P)에 화상이 인쇄될 수 있다.
현상기(10) 내의 토너가 소비되면, 토너 용기(100)로부터 현상기(10)로 토너가 공급될 수 있다. 토너 용기(100)에는 토너 배출구(102)가 마련된다. 토너 용기(100) 내에는 토너를 토너 배출구(102)로 운반하는 운반 부재가 마련될 수 있다. 토너 용기(100)는 토너 배출구(102)를 선택적으로 개폐하는 셔터(140)를 구비할 수 있다. 토너 배출구(102)와 현상기(10)는 토너 공급 부재(202)에 의하여 연결될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 토너 용기(100)로부터 현상기(10)로 토너가 공급될 수 있다.
인쇄 화상의 품질을 유지하기 위하여, 주기적으로 화상 농도 보정이 수행될 수 있다. 도 7은 화상 형성 장치의 구동 방법의 일 예를 보여주는 흐름도이다. 도 1 내지 도 7을 참조하여 이하에서, 화상 농도 보정을 포함하는 화상 형성 장치의 구동 방법의 일 예를 설명한다.
화상 농도 보정 방법의 일 예는, 감광체(1)에 토너 화상을 형성하는 단계(S401), 이송 롤러(21)를 인쇄 매체(P)를 이송시키는 제1방향(A1)의 반대 방향인 제2방향(A2)으로 회전시켜 셔터(320)를 감광체(1)와 토너 농도 센서(310) 사이를 개방하는 개방 위치로 전환시키는 단계(S402), 및 토너 농도 센서(310)를 이용하여 토너 화상의 농도를 검출하는 단계(S403)를 포함할 수 있다.
도시되지 않은 제어부는 화상 농도 보정을 위한 화상(예를 들어 농도 보정 패턴)의 정보에 기반하여 광주사기(3)를 구동한다. 광주사기(3)는 대전 롤러(2)에 의하여 균일한 전위로 대전된 감광체(1)의 표면에 농도 보정 패턴에 대응되는 정전잠상을 형성시킨다. 현상기(10)로부터 공급된 토너에 의하여 정전잠상이 가시화되며, 감광체(1) 상에 농도 보정 패턴에 대응되는 토너 화상이 형성된다. 토너 화상은 예를 들어, 연속적 또는 단속적인 농도 패턴을 갖는 화상일 수 있다.
셔터(320)는 차단 위치에 위치되어 있다. 도시되지 않은 제어부는 도시되지 않은 구동 모터를 역방향으로 구동하여 이송 롤러(21)를 제2방향(A2)으로 회전시킨다. 이송 롤러(21), 예를 들어 롤러(21-1)에 직접 또는 마찰 부재(340)를 개재하여 마찰 접촉된 링크 부재(330)가 피벗 축(331)을 중심으로 B1 방향으로 회전된다. 셔터(320)는 C1 방향으로 회전되어 개방 위치에 도달된다. 셔터(320)가 개방 위치에 도달되면, 셔터(320)의 커버부(322)가 토너 농도 센서(310)의 센싱부(311)와 감광체(1) 사이의 광경로(36)로부터 벗어나서 광경로(360)가 개방된다. 셔터(320)의 커버부(322)에 씰링 부재(370)가 마련된 경우, 차단 위치로부터 개방 위치로 피벗되는 과정에서 씰링 부재(370)에 의하여 토너 농도 센서(310)의 센싱부(311)에 묻은 토너 등의 오염 물질이 클리닝될 수 있다.
제어부는 감광체(1)에 광을 조사하고 반사광을 수광하도록 토너 농도 센서(310)를 제어한다. 센싱부(311)로부터 조사된 광은 감광체(1) 상의 토너 화상에 입사되고, 다시 반사되어 센싱부(311)로 입사된다. 토너 농도 센서(310)는 반사광을 수광하여 토너 화상의 농도에 대응되는 전기 신호를 발생시킨다. 전기 신호는 전기 회로부(312)를 통하여 제어부로 입사된다.
제어부는 토너 농도 센서(310)로부터 입사된 전기 신호에 기반하여 화상 농도를 보정하는 단계(S406)를 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 전기 신호로부터 토너 화상의 농도값을 산출하고, 산출된 농도값을 예를 들어 메모리에 저장된 기준 농도값과 비교한다. 산출된 농도값과 기준 농도값의 차이가 소정의 오차 범위를 벗어나는 경우, 제어부는 화상 농도를 보정하기 위하여 인쇄 인자(parameter)를 조정할 수 있다. 인쇄 인자는 예를 들어, 대전 롤러(2)에 인가되는 대전 바이어스 전압, 광주사기(3)의 광원에 인가되는 구동 전압, 현상 롤러(13)에 인가되는 현상 바이어스 전압, 전사롤러(4a)에 인가되는 전사 바이어스 전압 등을 포함할 수 있다. 제어부는 전술한 인쇄 인자 중 적어도 하나를 조정한 후에, 화상 농도가 적절히 보정되었는지 확인하는 단계를 수행할 수 있다. 확인하는 단계는 전술한 S401, S402, 및 S403 단계를 수행하여 토너 화상의 농도값을 구하고, 이를 기준 농도값과 비교하는 단계를 포함할 수 있다.
화상 농도를 보정하는 단계가 완료되면, 이송 롤러(21)를 제1방향(A1)으로 회전시켜 셔터(320)를 감광체(1)와 토너 농도 센서(310) 사이를 차단하는 차단 위치로 전환시키는 단계(S404)가 수행될 수있다. 제어부는 구동 모터를 정방향으로 구동하여 이송 롤러(21)를 제1방향(A1)으로 회전시킨다. 이송 롤러(21), 예를 들어 롤러(21-1)에 직접 또는 마찰 부재(340)를 개재하여 마찰 접촉된 링크 부재(330)가 피벗 축(331)을 중심으로 B2방향으로 회전된다. 셔터(320)는 C2 방향으로 회전되어 차단 위치에 도달된다. 셔터(320)가 차단 위치에 도달되면, 셔터(320)의 커버부(322)가 토너 농도 센서(310)의 센싱부(311)와 감광체(1) 사이의 광경로(36)를 차단한다.
셔터(320)가 차단 위치에 위치된 상태에서 이송 롤러(21)를 제1방향(A1)으로 구동하여 화상 형성 작업을 수행하는 단계(S405)가 수행될 수 있다. 화상 형성 작업이 수행되는 동안에 셔터(320)는 차단 위치에 유지된다. 커버부(322)가 토너 농도 센서(310)의 센싱부(311)를 덮기 때문에 센싱부(311)가 토너 등의 오염물질로부터 보호될 수 있다. 씰링 부재(370)가 채용된 경우, 씰링 부재(370)가 센싱부(311)에 접촉될 수 있으므로, 센싱부(311)가 토너 등의 오염물질로부터 더 효과적으로 보호될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 토너 화상이 형성되는 감광체;
    상기 토너 화상을 검출하는 토너 농도 센서;
    인쇄 매체를 이동시키는 이송 롤러;
    상기 이송 롤러의 회전 방향에 연동하여 상기 감광체와 상기 토너 농도 센서 사이를 막는 차단 위치와 상기 감광체와 상기 토너 농도 센서 사이를 개방하는 개방 위치로 전환가능한 셔터;를 포함하는 화상 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송 롤러와 마찰 접촉되어 피벗가능하며, 상기 셔터와 연결되어 상기 셔터를 상기 차단 위치와 상기 개방 위치로 피벗시키는 링크 부재;를 포함하는 화상 형성 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 셔터는 제1연결부를 구비하며,
    상기 링크 부재는 상기 제1연결부와 연결된 제2연결부와, 상기 이송 롤러와 마찰 접촉되는 접촉부를 구비하는 화상 형성 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 셔터는 제1연결부를 구비하며,
    상기 링크 부재는, 상기 제1연결부와 연결된 제2연결부와, 상기 이송 롤러와 대향된 대향 단부를 구비하며,
    상기 대향 단부에는 상기 이송 롤러와 마찰 접촉되는 마찰 부재가 마련된 화상 형성 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 마찰 부재는 탄성을 갖는 화상 형성 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이송 롤러는 상기 인쇄 매체를 이송시키는 제1방향과 상기 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 회전가능하며,
    상기 셔터는 상기 이송 롤러가 상기 제1방향과 상기 제2방향으로 회전될 때에 각각 상기 차단 위치와 상기 개방 위치로 전환되는 화상 형성 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    마찰 부재를 개재하여 상기 이송 롤러와 마찰 접촉되며, 상기 셔터와 연결되어 상기 셔터를 상기 차단 위치와 상기 개방 위치로 피벗시키는 링크 부재;를 포함하는 화상 형성 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 토너 농도 센서는, 상기 감광체에 광을 조사하고 반사광을 수광하는 센싱부와, 상기 센싱부와 전기적으로 연결된 전기 회로부를 포함하며,
    상기 셔터는 상기 차단 위치에서 상기 센싱부와 상기 감광체 사이의 광경로를 차단하는 커버부를 포함하는 화상 형성 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 셔터는, 상기 차단 위치에서 상기 센싱부와 상기 감광체 사이의 광경로를 차단하는 커버부를 포함하는 화상 형성 장치.
    상기 커버부에 상기 차단 위치에 위치된 때에 상기 센싱부를 탄력적으로 덮는 씰링 부재가 마련된 화상 형성 장치.
  10. 토너 화상이 형성되는 감광체;
    상기 토너 화상을 검출하는 토너 농도 센서;
    인쇄 매체를 이송시키는 제1방향과 상기 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 회전가능한 이송 롤러;
    상기 이송 롤러와 마찰 접촉되어 피벗가능한 링크 부재;
    상기 링크 부재와 연결되어 상기 이송 롤러가 상기 제1방향과 상기 제2방향으로 회전될 때에 각각 상기 감광체와 상기 토너 농도 센서 사이를 막는 차단 위치와 상기 감광체와 상기 토너 농도 센서 사이를 개방하는 개방 위치로 피벗되는 셔터;를 포함하는 화상 형성 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 링크 부재에 마련되어 상기 이송 롤러와 마찰 접촉되는 탄성을 가진 마찰 부재;를 포함하는 화상 형성 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 토너 농도 센서는, 상기 감광체에 광을 조사하고 반사광을 수광하는 센싱부와, 상기 센싱부와 전기적으로 연결된 전기 회로부를 포함하며,
    상기 셔터는, 상기 차단 위치에서 상기 센싱부와 상기 감광체 사이의 광경로를 차단하는 커버부를 포함하는 화상 형성 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 커버부에 마련되어 상기 셔터가 상기 차단 위치와 상기 개방 위치로 피벗될 때에 상기 센싱부를 닦는 와이핑 부재;를 포함하는 화상 형성 장치.
  14. 감광체에 토너 화상을 형성하는 단계;
    이송 롤러를 인쇄 매체를 이송시키는 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 회전시켜 상기 이송 롤러와 마찰력에 의하여 연결된 셔터를 상기 감광체와 토너 농도 센서 사이를 개방하는 개방 위치로 전환시키는 단계;
    상기 토너 농도 센서를 이용하여 상기 토너 화상의 농도를 검출하는 단계;를 포함하는 화상 형성 장치의 구동 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 농도를 검출하는 단계를 수행한 후에 상기 이송 롤러를 상기 제1방향으로 회전시켜 상기 셔터를 상기 감광체와 상기 토너 농도 센서 사이를 차단하는 차단 위치로 전환시키는 단계;를 포함하는 화상 형성 장치의 구동 방법.

    .
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