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KR101848393B1 - 화상형성장치 및 화상형성장치의 동력전달구조 - Google Patents

화상형성장치 및 화상형성장치의 동력전달구조 Download PDF

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KR101848393B1
KR101848393B1 KR1020110121147A KR20110121147A KR101848393B1 KR 101848393 B1 KR101848393 B1 KR 101848393B1 KR 1020110121147 A KR1020110121147 A KR 1020110121147A KR 20110121147 A KR20110121147 A KR 20110121147A KR 101848393 B1 KR101848393 B1 KR 101848393B1
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정태일
송민근
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에스프린팅솔루션 주식회사
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Abstract

화상형성장치의 본체에 장착된 현상카트리지를 구동하기 위한 동력전달구조를 개선한 화상형성장치를 개시한다.
화상형성장치는 본체와, 본체의 일측에 위치하며, 구동원으로부터 발생된 구동력에 의해 회전하는 적어도 하나의 구동커플링과, 본체에 장착되는 현상카트리지 내부의 회전체와 연결되는 적어도 하나의 피구동커플링과, 구동커플링의 회전력이 피구동커플링에 전달될 수 있도록 구동커플링과 피구동커플링을 각각 수용하여 연결하는 커플링홀더를 포함한다. 구동커플링은 커플링홀더에 수용된 상태에서 커플링홀더의 일측 내면과 접촉할 수 있도록 마련되는 제1구형(Sphere)부를 구비하고, 피구동커플링은 상기 커플링홀더에 수용된 상태에서 커플링홀더의 타측 내면과 접촉할 수 있도록 마련되는 제2구형(Sphere)부를 구비한다.

Description

화상형성장치 및 화상형성장치의 동력전달구조{IMAGE FORMING APPARATUS AND POWER TRANSMISSION ASSEMBLY OF THE SAME}
본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로, 특히 커플링을 통한 동력전달구조를 가지는 화상형성장치 및 화상형성장치의 동력전달구조에 관한 것이다.
화상형성장치는 입력된 신호에 따라 인쇄매체에 화상을 형성하는 장치로서, 프린터, 복사기, 팩스 및 이들의 기능을 통합하여 구현한 복합기 등이 이에 해당한다.
화상형성장치의 일 종류인 전자사진방식 화상형성장치는 그 내부에 감광체와 현상장치를 포함하는 현상카트리지 및 광주사유닛을 구비한다. 광주사유닛은 소정 전위로 대전된 감광체에 광을 주사하여 감광체의 표면에 정전잠상을 형성하고, 현상장치는 정전잠상이 형성된 감광체에 현상제를 공급하여 가시화상을 형성한다.
현상카트리지에 포함된 감광체, 현상롤러 등은 현상카트리지가 화상형성장치의 본체에 장착된 상태에서 본체에 마련된 구동원으로부터 이미지를 형성하기 위한 구동력을 전달받아 구동되며, 이와 같이 본체에 마련된 구동원의 구동력을 현상카트리지에 포함된 감광체, 현상롤러 등에 전달하기 위해 커플링이 일반적으로 사용된다.
본체에 현상카트리지가 장착되면, 본체의 일측에 마련된 구동측 커플링이 축방향으로 이동하여 현상카트리지의 일측에 마련된 피동측 커플링과 결합하여 피동측 커플링에 구동원의 구동력을 전달하고, 피동측 커플링과 연결된 감광체, 현상롤러 등이 구동력을 전달받아 회전하면서 이미지를 형성하게 된다.
그런데 이와 같은 구조에서는 본체에 현상카트리지가 장착된 상태에서 구동커플링과 피구동커플링의 회전축이 서로 어긋난 경우, 구동커플링으로부터 피구동커플링으로 구동력이 원활하게 전달되지 못하여 화상품질이 떨어지게 되며, 커플링의 내구성에도 악영향을 미치는 문제가 있다.
본 발명의 일 측면은 화상형성장치의 본체에 장착된 현상카트리지를 구동하기 위한 동력전달구조를 개선한 화상형성장치를 제공한다.
본 발명의 사상에 따른 화상형성장치는 본체;와, 상기 본체의 일측에 위치하며, 구동원으로부터 발생된 구동력에 의해 회전하는 적어도 하나의 구동커플링;과, 상기 본체에 장착되는 현상카트리지 내부의 회전체와 연결되는 적어도 하나의 피구동커플링;과, 상기 구동커플링의 회전력이 상기 피구동커플링에 전달될 수 있도록 상기 구동커플링과 상기 피구동커플링을 각각 수용하여 연결하는 커플링홀더;를 포함하고, 상기 구동커플링은 상기 커플링홀더에 수용된 상태에서 상기 커플링홀더의 일측 내면과 접촉할 수 있도록 마련되는 제1구형(Sphere)부를 구비하고, 상기 피구동커플링은 상기 커플링홀더에 수용된 상태에서 상기 커플링홀더의 타측 내면과 접촉할 수 있도록 마련되는 제2구형(Sphere)부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1구형(Sphere)부와 상기 제2구형(Sphere)부의 외경은 서로 동일할 수 있다.
상기 커플링홀더는, 상기 구동커플링이 회전하는 과정에서, 상기 제1구형(Sphere)부의 중심과, 상기 제2구형(Sphere)부의 중심을 연결하는 가상의 축(Axis)을 중심으로 회전할 수 있다.
상기 제1구형(Sphere)부의 중심과 상기 제2구형(Sphere)부의 중심 간의 거리는 상기 커플링홀더 내면의 축방향 길이보다 상대적으로 짧을 수 있다.
상기 구동커플링은 상기 제1구형(Sphere)부의 구면으로부터 상기 제1구형(Sphere)부의 반경 방향으로 돌출되는 적어도 하나의 제1돌기를 포함하고, 상기 구동커플링이 회전하는 과정에서 상기 커플링홀더가 상기 구동커플링으로부터 이탈하는 것을 방지하기 위해, 상기 커플링홀더는 상기 적어도 하나의 제1돌기가 걸릴 수 있도록 상기 커플링홀더의 내면으로부터 내측으로 단차지게 형성되는 걸림턱을 포함할 수 있다.
상기 피구동커플링은 상기 제2구형(Sphere)부의 구면으로부터 상기 제2구형(Sphere)부의 반경 방향으로 돌출되는 적어도 하나의 제2돌기를 포함하고, 상기 구동커플링과 상기 피구동커플링이 동일한 각속도로 회전할 수 있도록, 상기 커플링홀더는 상기 적어도 하나의 제2돌기와 대응하는 형상으로 마련되어 상기 적어도 하나의 제2돌기를 수용하는 적어도 하나의 수용부를 포함할 수 있다.
상기 제2돌기는 적어도 둘 이상이 상기 제2구형(Sphere)부의 원주 방향을 따라 배치되고, 상기 수용부는 상기 적어도 둘 이상의 제2돌기를 수용할 수 있도록, 상기 커플링홀더 내주면의 원주 방향으로 배치될 수 있다.
상기 커플링홀더와 접촉하여 상기 커플링홀더를 그 축방향으로 가압하는 탄성부재를 포함할 수 있다.
상기 구동커플링과 결합되어 상기 구동커플링을 회전시키는 회전축(Shaft)을 포함하고, 상기 회전축은 그 외주면에 마련되어 상기 탄성부재의 일단을 지지하는 지지부를 포함할 수 있다.
상기 제1구형(Sphere)부는 상기 제2구형(Sphere)부와 마주하는 제1절단면을 포함하고, 상기 제2구형(Sphere)부는 상기 제1절단면과 마주하는 제2절단면을 포함하며, 상기 제1구형(Sphere)부의 중심과 상기 제1절단면 간의 최단거리와, 상기 제2구형(Sphere)부의 중심과 상기 제2절단면 간의 최단거리의 합은 상기 제1구형(Sphere)부의 중심과 상기 제2구형(Sphere)부의 중심 간의 거리보다 상대적으로 짧을 수 있다.
상기 회전체는 현상롤러일 수 있다.
상기 회전체는 감광체일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 화상형성장치의 동력전달구조는 본체에 마련되는 구동원으로부터 발생된 구동력을 전달받아 제1축(Axis)을 중심으로 회전하는 적어도 하나의 구동커플링;과, 상기 본체에 장착되는 현상카트리지 내부의 회전체와 연결되며, 상기 구동커플링의 회전력을 전달받아 제2축(Axis)을 중심으로 회전하는 적어도 하나의 피구동커플링;과, 상기 제1축(Axis)과 상기 제2축(Axis)이 서로 일치하지 않더라도 상기 구동커플링의 회전각속도와 상기 피구동커플링의 회전각속도가 서로 동일하도록 상기 구동커플링과 상기 피구동커플링을 각각 수용하여 연결하는 원통부를 구비하는 커플링홀더;와, 상기 구동커플링 및 상기 피구동커플링이 상기 원통부에 수용된 상태에서, 상기 커플링홀더와 상기 구동커플링 및 상기 피구동커플링 간의 위치를 규제하기 위해 상기 커플링홀더를 그 축방향으로 가압하는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동커플링은 상기 원통부에 수용된 상태에서 상기 원통부의 일측 내면과 접촉할 수 있도록 마련되는 제1구형(Sphere)부를 구비하고, 상기 피구동커플링은 상기 원통부에 수용된 상태에서 상기 원통부의 타측 내면과 접촉할 수 있도록 마련되는 제2구형(Sphere)부를 구비할 수 있다.
상기 제1구형(Sphere)와 상기 제2구형(Sphere)부는 서로 대면하는 제1절단면과 제2절단면을 각각 포함하며, 상기 제1구형(Sphere)부의 중심과 상기 제1절단면 간의 최단거리와, 상기 제2구형(Sphere)부의 중심과 상기 제2절단면 간의 최단거리의 합은 상기 제1구형(Sphere)부의 중심과 상기 제2구형(Sphere)부의 중심 간의 거리보다 상대적으로 짧을 수 있다.
상기 제1구형(Sphere)부와 상기 제2구형(Sphere)부의 외경은 서로 동일할 수 있다.
상기 제1구형(Sphere)부의 중심과 상기 제2구형(Sphere)부의 중심 간의 거리는 상기 원통부의 축방향 길이보다 상대적으로 짧을 수 있다.
상기 구동커플링은 상기 제1구형(Sphere)부의 구면으로부터 상기 제1구형(Sphere)부의 반경 방향으로 돌출되는 적어도 하나의 제1돌기를 포함하고, 상기 커플링홀더는 상기 적어도 하나의 제1돌기가 걸릴 수 있도록 상기 원통부의 내면으로부터 돌출되는 걸림턱을 포함할 수 있다.
상기 피구동커플링은 상기 제2구형(Sphere)부의 구면으로부터 상기 제2구형(Sphere)부의 반경 방향으로 돌출되는 적어도 하나의 제2돌기를 포함하고, 상기 커플링홀더는 상기 적어도 하나의 제2돌기와 대응하는 형상으로 마련되어 상기 적어도 하나의 제2돌기를 수용하는 적어도 하나의 수용부를 포함할 수 있다.
상기 원통부는 상기 피구동커플링을 원활하게 수용할 수 있도록 챔퍼(Chamfer)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 구동커플링과 피구동커플링의 회전축이 서로 어긋난 경우에도 안정적으로 구동력을 전달할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1에서 현상카트리지를 구동하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달구조를 발췌하여 도시한 도면.
도 3a 및 도 3b는 도 2에서 구동커플링, 피구동커플링, 커플링홀더를 발췌하여 도시한 도면.
도 4는 도 3에 도시된 구성을 분리하여 도시한 도면.
도 5는 구동커플링, 피구동커플링, 커플링홀더 간의 설계 파라미터를 도시한 도면.
도 6은 구동커플링과 피구동커플링의 회전중심이 서로 평행하지 않은 경우 커플링홀더를 통해 동력이 전달되는 모습을 도시한 도면.
도 7은 구동커플링과 피구동커플링의 회전중심 간의 오프셋(Offset)이 있는 경우 커플링홀더를 통해 동력이 전달되는 모습을 도시한 도면.
이하에서는 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 화상형성장치(1)는 본체(10), 인쇄매체 공급유닛(20), 광주사유닛(30), 현상카트리지(40), 전사유닛(50), 정착유닛(60) 및 인쇄매체 배출유닛(70)을 구비한다.
본체(10)는 화상형성장치(1)의 외관을 형성하는 한편, 그 내부에 설치되는 각종 부품들을 지지한다. 또한, 본체(10)의 일측에는 커버(11)가 회동 가능하게 설치된다. 커버(11)는 본체(10)의 일부분을 개폐한다. 사용자는 커버(11)를 통해 본체(10)의 내부로 접근하여 현상카트리지(40)와 같은 부품들을 착탈할 수 있다.
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 인쇄매체를 전사유닛(50) 쪽으로 이송하는 이송롤러(23)를 포함하여 구성된다.
광주사유닛(30)은 현상카트리지(40)의 하부에 배치되어 화상 정보에 상응하는 광을 감광체(41)에 주사하여 감광체(41)의 표면에 정전잠상을 형성한다.
현상카트리지(40)는 서로 다른 색상의 현상제, 예를 들면, 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K) 색상의 현상제가 각각 수용되는 4개의 현상카트리지(40Y, 40M, 40C, 40K)를 포함하여 구성될 수 있다.
각각의 현상카트리지(40Y, 40M, 40C, 40K)는 감광체(41), 대전롤러(42), 현상롤러(43)와 공급롤러(미도시)를 가진다. 감광체(41)의 표면에는 광주사유닛(30)의 의해 정전잠상이 형성된다. 대전롤러(42)는 감광체(41)를 소정 전위로 대전시킨다. 공급롤러(미도시)는 현상제를 현상롤러(43)에 공급하며, 현상롤러(43)는 정전잠상이 형성되어 있는 감광체(41)의 표면에 현상제를 부착하여 가시화상을 형성한다. 또한, 각각의 현상카트리지(40Y, 40M, 40C, 40K)의 일측에는 감광체(41) 및 현상롤러(43)가 각각의 현상카트리지(40Y, 40M, 40C, 40K)가 본체(10)에 장착된 상태에서 본체(10)의 일 측면에 마련된 구동커플링들(110, 도 3 참조)과 연결되어 회전할 수 있도록 피구동커플링들(45)이 마련된다.
전사유닛(50)은 각각의 현상카트리지(40Y, 40M, 40C, 40K)의 감광체(41)에 접촉하여 순환 주행하는 전사벨트(51), 전사벨트(51)를 구동시키는 구동롤러(53), 전사벨트(51)에 일정한 장력을 부여하는 텐션롤러(55), 각각의 현상카트리지(40Y, 40M, 40C, 40K)의 감광체(41)에 현상되어 있는 가시화상을 인쇄매체(P)로 전사시키기 위한 4개의 롤러(57)를 포함하여 구성될 수 있다.
정착유닛(60)은 열원을 가지는 가열롤러(61)와, 가열롤러(61)에 대향하여 설치되는 가압롤러(62)를 구비한다. 인쇄매체가 가열롤러(61)와 가압롤러(62) 사이를 통과할 때, 가열롤러(61)로부터 전달되는 열과 가열롤러(61)와 가압롤러(62) 사이에서 작용하는 압력에 의해 화상이 인쇄매체에 고정된다.
인쇄매체 배출유닛(70)은 복수의 배지롤러(71)를 구비하여 정착유닛(60)을 통과한 인쇄매체를 본체(10)의 외부로 배출한다.
이미지를 형성하는 각각의 현상카트리지(40Y, 40M, 40C, 40K)는 본체(10)에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 트레이(80)에 수용되어 본체(10) 내부에 장착되며, 본체(10) 내부에 장착된 상태에서, 본체(10)에 마련되는 구동모터(미도시)와 같은 구동원으로부터 구동력을 전달받아 구동된다.
도 2는 도 1에서 현상카트리지를 구동하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달구조를 발췌하여 도시한 도면이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2에서 구동커플링, 피구동커플링, 커플링홀더를 발췌하여 도시한 도면이며, 도 4는 도 3에 도시된 구성을 분리하여 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치(1)는 본체(10)의 일측에 위치하여 구동모터 등의 구동원(미도시)으로부터 발생된 구동력에 의해 회전하는 구동커플링들(110)과, 본체(10)에 장착되는 각각의 현상카트리지(40Y, 40M, 40C, 40K) 내부의 감광체(41), 현상롤러(43) 등과 연결되는 피구동커플링들(45)과, 구동커플링(110)의 회전력이 피구동커플링(45)에 전달될 수 있도록 구동커플링(110)과 피구동커플링(45)을 각각 수용하여 연결하는 커플링홀더(120)와, 커플링홀더(120)를 가압하는 탄성부재(130)를 포함하여 구성된다.
구동커플링(110)은 현상카트리지(40Y, 40M, 40C, 40K)가 본체(10)에 장착된 상태에서 피구동커플링(45)과 연결될 수 있도록, 본체(10) 내부의 각종 링크장치들(미도시)에 의해 회전중심방향(l1, 도 6참조)으로 이동 가능하게 마련되며, 구동커플링(110)의 크기를 소형화 할 수 있도록 구(Sphere)의 일부분이 절단된 형상으로 마련되는 제1구형(Sphere)부(112)와, 제1구형(Sphere)부(112)의 구면으로부터 제1구형(Sphere)부(112)의 반경 방향으로 돌출되는 적어도 하나의 제1돌기(114)와, 구동원(미도시)과 연결되어 회전하는 제1회전축(101)이 결합될 수 있도록 구동커플링(110)의 중심을 관통하는 제1관통홀(116)과, 구동커플링(110)을 제1회전축(101)에 고정시키기 위한 제1고정부(118)를 포함한다.
제1구형(Sphere)부(112)는 구동커플링(110)이 커플링홀더(120)에 수용된 상태에서 커플링홀더(120)의 원통부(122)의 일측 내면과 접촉할 수 있도록 마련된다. 제1구형(Sphere)부(112)는 구동커플링(110)의 회전중심(l1, 도 6참조)과 피구동커플링(45)의 회전중심(l2, 도 6참조)이 서로 평행하지 않거나, 구동커플링(110)의 회전중심(l1, 도 7참조)과 피구동커플링(45)의 회전중심(l2, 도 7참조) 간에 오프셋(Offset)이 존재하는 경우, 구동커플링(110)이 원통부(122)의 내면에서 자유도를 가지고 회전할 수 있도록 함으로써, 동력전달과정에서 구동커플링(110), 피구동커플링(45), 커플링홀더(120) 간의 연결관계를 유지시킨다.
제1돌기(114)는 커플링홀더(120)의 원통부(122)에 마련된 걸림턱(123)에 걸릴 수 있도록 마련되어, 구동커플링(110)이 구동원(미도시)로부터 동력을 전달받아 회전하는 과정에서 커플링홀더(120)가 구동커플링(110)으로부터 이탈하는 것을 방지한다. 또한, 제1돌기(114)는 적어도 둘 이상이 제1구형(Sphere)부(112)의 원주 방향을 따라 배치될 수 있다.
제1고정부(118)의 일단은 구동커플링(110)과 제1회전축(101)이 결합된 상태에서 제1회전축(101)의 외주면에 마련되는 제1지지부(102)에 의해 지지, 고정된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 지지부(102)는 제1회전축(101)의 외주면에 제1회전축(101)의 원주 방향을 따라 형성되는 홈형태로 마련될 수 있다.
피구동커플링(45)은 구동커플링(110)과 연결될 수 있도록 현상카트리지(40Y, 40M, 40C, 40K)의 일측에 노출되며, 피구동커플링(45)의 크기를 소형화 할 수 있도록 구(Sphere)의 일부분이 절단된 형상으로 마련되는 제2구형(Sphere)부(45a)와, 제2구형(Sphere)부(45a)의 구면으로부터 제2구형(Sphere)부(45a)의 반경 방향으로 돌출되는 적어도 하나의 제2돌기(45b)와, 감광체(41), 현상롤러(43) 등과 연결되어 회전하는 제2회전축(48)이 결합될 수 있도록 피구동커플링(45)의 중심을 관통하는 제2관통홀(45c)과, 피구동커플링(45)을 제2회전축(48)에 고정시키기 위한 제2고정부(45d)를 포함한다.
제2구형(Sphere)부(45a)는 피구동커플링(45)이 커플링홀더(120)에 수용된 상태에서 커플링홀더(120)의 원통부(122)의 타측 내면과 접촉할 수 있도록 마련된다. 제2구형(Sphere)부(45a)는 구동커플링(110)의 회전중심(l1, 도 6참조)과 피구동커플링(45)의 회전중심(l2, 도 6참조)이 서로 평행하지 않거나, 구동커플링(110)의 회전중심(l1, 도 7참조)과 피구동커플링(45)의 회전중심(l2, 도 7참조) 간에 오프셋(Offset)이 존재하는 경우, 피구동커플링(45)이 원통부(122)의 내면에서 자유도를 가지고 회전할 수 있도록 함으로써, 동력전달과정에서 구동커플링(110), 피구동커플링(45), 커플링홀더(120) 간의 연결관계를 유지시킨다.
제2돌기(45b)는 구동커플링(110), 피구동커플링(45), 커플링홀더(120)가 서로 결합된 상태에서 커플링홀더(120)의 수용부(124)에 수용, 결합되어, 피구동커플링(45)이 구동커플링(110)과 동일한 각속도로 회전할 수 있도록 한다. 또한, 제2돌기(45b)는 적어도 둘 이상이 제2구형(Sphere)부(45a)의 원주 방향을 따라 배치될 수 있다.
커플링홀더(120)는 양측에서 각각 구동커플링(110)과 피구동커플링(45)을 수용하여 연결하는 원통부(122)와, 제1돌기(114) 및 제2돌기(45b)를 수용하는 적어도 하나의 수용부(124)와, 탄성부재(130)의 일단을 지지하는 지지면(126)과, 커플링홀더(120)와 피구동커플링(45)이 결합되는 과정에서 커플링홀더(120)가 피구동커플링(45)을 수용할 수 있도록 원통부(122)의 일단에 마련되는 챔퍼(Chamfer)(128)를 포함한다.
원통부(122)는 구동커플링(110)과 피구동커플링(45)을 수용할 수 있도록 제1구형(Sphere)부(112)의 외경(d1) 및 제2구형(Sphere)부(45a)의 외경(d2)에 대응하는 내경(D)으로 커플링홀더(120)의 중심을 관통하여 형성된다.
또한, 원통부(122)는 그 내면으로부터 내측으로 단차지게 형성되는 걸림턱(123)을 포함한다. 앞서 설명한 바와 같이, 걸림턱(123)은 제1돌기(114)와 함께 구동커플링(110)이 구동원(미도시)로부터 동력을 전달받아 회전하는 과정에서 커플링홀더(120)가 구동커플링(110)으로부터 이탈하는 것을 방지한다.
수용부(124)는 제1돌기(114) 및 제2돌기(45b)를 수용할 수 있도록 제1돌기(114) 및 제2돌기(45b)와 대응하는 형상으로 마련된다. 또한, 수용부(124)는 적어도 둘 이상이 원통부(122)의 원주 방향을 따라 배치될 수 있다.
챔퍼(Chamfer)(128)는 커플링홀더(120)가 피구동커플링(45)을 원활하게 수용할 수 있도록 원통부(122)의 일단으로부터 원통부(122)의 반경이 확대되는 방향으로 경사지게 마련된다. 특히, 챔퍼(Chamfer)(128)는 구동커플링(110)의 회전중심(l1, 도 6참조)과 피구동커플링(45)의 회전중심(l2, 도 6참조)이 서로 평행하지 않거나, 구동커플링(110)의 회전중심(l1, 도 7참조)과 피구동커플링(45)의 회전중심(l2, 도 7참조) 간에 오프셋(Offset)이 발생하여 서로 일치하지 않는 경우에 피구동커플링(45)이 챔퍼(Chamfer)(128)의 경사면(128a)을 따라 원활하게 원통부(122)로 진입하여 수용될 수 있도록 피구동커플링(45)을 안내한다.
탄성부재(130)의 양단은 각각 제1회전축(101)의 외주면에 마련되는 제2지지부(104) 및 커플링홀더(120)의 지지면(126)에 의해 각각 지지되어 커플링홀더(120)를 피구동커플러(45) 쪽으로 가압한다. 커플링홀더(120)는 탄성부재(130)에 의해 피구동커플러(45) 쪽으로 가압되고, 수용부(124)에 수용되는 제1돌기(114) 및 제2돌기(45b)에 의해 탄성부재(130)가 커플링홀더(120)에 가하는 가압력과 반대되는 방향으로 지지됨으로써, 그 축방향 위치가 규제된다.
도 5는 구동커플링, 피구동커플링, 커플링홀더 간의 설계 파라미터를 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 구동커플링(110)의 회전중심(l1, 도 6참조)과 피구동커플링(45)의 회전중심(l2, 도 6참조)이 서로 평행하지 않거나, 구동커플링(110)의 회전중심(l1, 도 7참조)과 피구동커플링(45)의 회전중심(l2, 도 7참조) 간에 오프셋(Offset)이 발생하여 서로 일치하지 않는 경우에, 구동커플링(110), 피구동커플링(45)이 커플링홀더(120)를 통해 연결되어 동일한 각속도로 회전할 수 있도록 하기 위한 설계 파라미터 및 설계 파라미터 간의 관계는 다음과 같다.
[설계 parameter]
X : 제1구형(Sphere)부(112)의 중심과 제2구형(Sphere)부(45a) 중심 간의 x축방향 거리
Y : 제1구형(Sphere)부(112)의 중심과 제2구형(Sphere)부(45a) 중심 간의 y축방향 거리
a : a=tan-1(Y/X)
b : 걸림턱(123)의 각도
A1 : 제1구형(Sphere)부(112)의 중심과 제1구형(Sphere)부(112)의 구면의 일부분이 이루는 각도
B : 제1구형(Sphere)부(112)의 중심과 제1구형(Sphere)부(112)의 구면의 일부분을 제외한 나머지 부분이 이루는 각도
A2 : 제2구형(Sphere)부(45a)의 중심과 제2구형(Sphere)부(45a)의 구면의 일부분이 이루는 각도
A3 : 제2구형(Sphere)부(45a)의 중심과 제2구형(Sphere)부(45a)의 구면의 일부분을 제외한 나머지 부분이 이루는 각도
c1 : 제1구형(Sphere)부(112)의 중심과 제1절단면(119) 간의 최단거리
c2 : 제2구형(Sphere)부(45a)의 중심과 제2절단면(45e) 간의 최단거리
d1 : 제1구형(Sphere)부(112)의 외경
d2 : 제2구형(Sphere)부(45a)의 외경
D : 커플링홀더(120)의 원통부(122)의 내경
L : 원통부(122)의 직선구간 길이
l : 제1구형(Sphere)부(112)의 중심과 제2구형(Sphere)부(45a) 중심 간의 거리
(1) A1 = A2 = A3 > a a=tan-1(Y/X)
(2) B > a + b
(3) X > c * 2
(4) L > l l2=X2+Y2
(5) d1 = d2
여기서 X, Y, b는 화상형성장치의 구동부의 사양, 즉, 구동토크, 회전속도 등에 따라 미리 설정되는 파라미터이며, A1는 10ㅀ 이상 30ㅀ 이하, B는 10ㅀ 이상 45ㅀ 이하인 것이 바람직하다.
위에서 언급된 파라미터들 간에 상기 (1) 내지 (5)와 같은 관계를 만족하는 경우, 구동커플링(110)의 회전중심(l1, 도 6참조)과 피구동커플링(45)의 회전중심(l2, 도 6참조)이 서로 평행하지 않거나, 구동커플링(110)의 회전중심(l1, 도 7참조)과 피구동커플링(45)의 회전중심(l2, 도 7참조) 간에 오프셋(Offset)이 발생하여 서로 일치하지 않는 경우에도 구동커플링(110)의 각속도와 피구동커플링(45)의 각속도가 동일하게 유지되며, 안정적인 동력전달이 가능하다.
이하에서는 구동커플링과 피구동커플링의 회전중심이 서로 어긋난 경우 구동커플링으로부터 피구동커플링으로 동력이 전달되는 과정에 대해 설명한다.
도 6은 구동커플링과 피구동커플링의 회전중심이 서로 평행하지 않은 경우 커플링홀더를 통해 동력이 전달되는 모습을 도시한 도면이고, 도 7은 구동커플링과 피구동커플링의 회전중심 간의 오프셋(Offset)이 있는 경우 커플링홀더를 통해 동력이 전달되는 모습을 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 제1회전축(101)에서 전달되는 구동력은 제1회전축(101)과 결합된 구동커플링(110)에 전달되어 구동커플링(110)이 제1회전축(101)과 동일한 각속도(w1)로 회전하게 된다.
구동커플링(110)의 제1구형(Sphere)부(112)와 커플링홀더(120)의 원통부(122) 내면의 접촉 및 탄성부재(130)의 가압력에 의해, 구동커플링(110)의 회전중심(l1)과 커플링홀더(120)의 회전중심(l3)은 다양한 결합 각도에서 항상 동심원을 유지하게 된다. 또한, 구동커플링(110)의 제1돌기(114)가 커플링홀더(120)의 수용부(124)에 수용되어 커플링홀더(120)를 회전시키므로, 커플링홀더(120)의 각속도(w2)는 구동커플링(110)의 각속도(w1)와 동일하게 유지된다.
커플링홀더(120)의 원통부(122) 내면과 피구동커플링(45)의 제2구형(Sphere)부(45a)의 접촉 및 탄성부재(130)의 가압력에 의해, 피구동커플링(45)의 회전중심(l2)과 커플링홀더(120)의 회전중심(l3)은 다양한 결합 각도에서 항상 동심원을 유지하게 된다. 또한, 커플링홀더(120)의 수용부(124)에 피구동커플링(45)의 제2돌기(45b)가 수용되어 피구동커플링(45)을 회전시키므로, 피구동커플링(45)의 각속도(w3)는 커플링홀더(120)의 각속도(w2)와 동일하게 유지되며, 따라서 구동커플링(110)과 피구동커플링(45)은 동일한 각속도로 회전하게 된다.
이와 같이 전달된 구동력은 피구동커플링(45)과 결합된 제2회전축(48)으로 전달되어 최종적으로 제2회전축(48)과 연결된 감광체(41), 현상롤러(43) 등을 일정한 각속도로 구동되도록 한다.
1: 화상형성장치, 10: 본체,
11: 커버, 15: 연결링크
20: 인쇄매체 공급유닛, 30: 광주사유닛,
40: 현상카트리지, 41: 감광체,
42: 대전롤러, 43: 현상롤러,
45: 피구동커플링 50: 전사유닛,
60: 정착유닛, 70: 인쇄매체 배출유닛,
80: 트레이, 110: 구동커플링
120: 커플링홀더, 130: 탄성부재

Claims (20)

  1. 본체;와,
    상기 본체의 일측에 위치하며, 구동원으로부터 발생된 구동력에 의해 회전하는 적어도 하나의 구동커플링;과,
    상기 본체에 장착되는 현상카트리지 내부의 회전체와 연결되는 적어도 하나의 피구동커플링;과,
    원통형의 내면을 갖고, 상기 구동커플링의 회전력이 상기 피구동커플링에 전달될 수 있도록 상기 구동커플링과 상기 피구동커플링을 각각 수용하여 연결하는 커플링홀더;를 포함하고,
    상기 구동커플링은,
    상기 커플링홀더에 수용된 상태에서, 상기 커플링홀더의 상기 원통형의 내면의 일측과 접촉하도록 제 1 구면을 갖는 제 1 구형(Sphere)부;를 포함하고,
    상기 피구동커플링은,
    상기 커플링홀더에 수용된 상태에서, 상기 커플링홀더의 상기 원통형의 내면의 타측과 접촉하도록 제 2 구면을 갖는 제 2 구형(Sphere)부;를 포함하는 화상형성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1구형(Sphere)부와 상기 제2구형(Sphere)부의 외경은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커플링홀더는, 상기 구동커플링이 회전하는 과정에서, 상기 제1구형(Sphere)부의 중심과, 상기 제2구형(Sphere)부의 중심을 연결하는 가상의 축(Axis)을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1구형(Sphere)부의 중심과 상기 제2구형(Sphere)부의 중심 간의 거리는 상기 커플링홀더 내면의 축방향 길이보다 상대적으로 짧은 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구동커플링은 상기 제1구형(Sphere)부의 구면으로부터 상기 제1구형(Sphere)부의 반경 방향으로 돌출되는 적어도 하나의 제1돌기를 포함하고,
    상기 구동커플링이 회전하는 과정에서 상기 커플링홀더가 상기 구동커플링으로부터 이탈하는 것을 방지하기 위해, 상기 커플링홀더는 상기 적어도 하나의 제1돌기가 걸릴 수 있도록 상기 커플링홀더의 내면으로부터 내측으로 단차지게 형성되는 걸림턱을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 피구동커플링은 상기 제2구형(Sphere)부의 구면으로부터 상기 제2구형(Sphere)부의 반경 방향으로 돌출되는 적어도 하나의 제2돌기를 포함하고,
    상기 구동커플링과 상기 피구동커플링이 동일한 각속도로 회전할 수 있도록, 상기 커플링홀더는 상기 적어도 하나의 제2돌기와 대응하는 형상으로 마련되어 상기 적어도 하나의 제2돌기를 수용하는 적어도 하나의 수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2돌기는 적어도 둘 이상이 상기 제2구형(Sphere)부의 원주 방향을 따라 배치되고,
    상기 수용부는 상기 적어도 둘 이상의 제2돌기를 수용할 수 있도록, 상기 커플링홀더 내주면의 원주 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 커플링홀더와 접촉하여 상기 커플링홀더를 그 축방향으로 가압하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구동커플링과 결합되어 상기 구동커플링을 회전시키는 회전축(Shaft)을 포함하고,
    상기 회전축은 그 외주면에 마련되어 상기 탄성부재의 일단을 지지하는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1구형(Sphere)부는 상기 제2구형(Sphere)부와 마주하는 제1절단면을 포함하고, 상기 제2구형(Sphere)부는 상기 제1절단면과 마주하는 제2절단면을 포함하며,
    상기 제1구형(Sphere)부의 중심과 상기 제1절단면 간의 최단거리와, 상기 제2구형(Sphere)부의 중심과 상기 제2절단면 간의 최단거리의 합은 상기 제1구형(Sphere)부의 중심과 상기 제2구형(Sphere)부의 중심 간의 거리보다 상대적으로 짧은 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 회전체는 현상롤러인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 회전체는 감광체인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  13. 제 1 구면이 형성된 제 1 구형부를 갖고, 본체에 마련되는 구동원으로부터 발생된 구동력을 전달받아 제1축(Axis)을 중심으로 회전하는 적어도 하나의 구동커플링;과,
    제 2 구면이 형성된 제 2 구형부를 갖고, 상기 본체에 장착되는 현상카트리지 내부의 회전체와 연결되며, 상기 구동커플링의 회전력을 전달받아 제2축(Axis)을 중심으로 회전하는 적어도 하나의 피구동커플링;과,
    상기 제1축(Axis)과 상기 제2축(Axis)이 서로 일치하지 않더라도 상기 구동커플링의 회전각속도와 상기 피구동커플링의 회전각속도가 서로 동일하도록 상기 구동커플링과 상기 피구동커플링을 각각 수용하여 연결하는 원통부를 구비하는 커플링홀더로서, 상기 원통부에 형성되며, 상기 제 1 구면과 상기 제 2 구면이 각각 접하도록 형성되는 원통형 내면을 갖는 커플링홀더;와,
    상기 구동커플링 및 상기 피구동커플링이 상기 원통부에 수용된 상태에서, 상기 커플링홀더와 상기 구동커플링 및 상기 피구동커플링 간의 위치를 규제하기 위해 상기 커플링홀더를 그 축방향으로 가압하는 탄성부재;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 동력전달구조.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 구동커플링은 상기 원통부에 수용된 상태에서 상기 원통부의 일측 내면과 접촉할 수 있도록 마련되는 제1구형(Sphere)부를 구비하고,
    상기 피구동커플링은 상기 원통부에 수용된 상태에서 상기 원통부의 타측 내면과 접촉할 수 있도록 마련되는 제2구형(Sphere)부를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 동력전달구조.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1구형(Sphere)와 상기 제2구형(Sphere)부는 서로 대면하는 제1절단면과 제2절단면을 각각 포함하며,
    상기 제1구형(Sphere)부의 중심과 상기 제1절단면 간의 최단거리와, 상기 제2구형(Sphere)부의 중심과 상기 제2절단면 간의 최단거리의 합은 상기 제1구형(Sphere)부의 중심과 상기 제2구형(Sphere)부의 중심 간의 거리보다 상대적으로 짧은 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 화상형성장치의 동력전달구조.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1구형(Sphere)부와 상기 제2구형(Sphere)부의 외경은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 화상형성장치의 동력전달구조.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제1구형(Sphere)부의 중심과 상기 제2구형(Sphere)부의 중심 간의 거리는 상기 원통부의 축방향 길이보다 상대적으로 짧은 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 동력전달구조.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 구동커플링은 상기 제1구형(Sphere)부의 구면으로부터 상기 제1구형(Sphere)부의 반경 방향으로 돌출되는 적어도 하나의 제1돌기를 포함하고,
    상기 커플링홀더는 상기 적어도 하나의 제1돌기가 걸릴 수 있도록 상기 원통부의 내면으로부터 돌출되는 걸림턱을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 동력전달구조.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 피구동커플링은 상기 제2구형(Sphere)부의 구면으로부터 상기 제2구형(Sphere)부의 반경 방향으로 돌출되는 적어도 하나의 제2돌기를 포함하고,
    상기 커플링홀더는 상기 적어도 하나의 제2돌기와 대응하는 형상으로 마련되어 상기 적어도 하나의 제2돌기를 수용하는 적어도 하나의 수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 동력전달구조.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 원통부는 상기 피구동커플링을 원활하게 수용할 수 있도록 챔퍼(Chamfer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 동력전달구조.
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