KR200288576Y1 - 화상형성장치의 프로세스 카트리지용 커플링 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 화상형성장치의 프로세스 카트리지용 커플링 구조에 관한 것으로, 커플링의 돌출부를 두 개의 삼각형이 적층된 구조로 형성하되 상하의 삼각형 꼭지점이 일정범위 어긋나도록 형성하여 요홈부재의 요홈과 보다 정확하게 정합시킬 수 있도록 함으로써 감광 드럼의 회전 정확도가 개선될 수 있도록 함에 그 목적이 있다. 이를 위해 구성되는 본 고안의 화상형성장치용 커플링 구조는 카트리지의 현상 롤러에 구동력을 전달하는 헬리컬 기어, 상기 헬리컬 기어의 일측면에 형성되어 감광 드럼의 일단 내측에 장착되는 정합부, 상기 헬리컬 기어의 타측면에 형성되는 수형 커플링 축 및 상기 커플링 축의 끝단면에 형성되는 돌출부로 이루어져 구동력 전달을 위해 화상형성장치의 적소에 장착되어진 요홈부재의 일정각도 비틀린 형상의 다각형 요홈과 상기 돌출부를 통해 결합되는 화상형성장치의 프로세스 카트리지용 커플링 구조에 있어서, 돌출부는 그 중심이 일치된 상태의 동일 형상으로 이루어진 두 다각형이 적층된 이중구조로 형성되어지되 적층된 두 다각형의 꼭지점이 일정범위 어긋나도록 형성되어 돌출부 각각의 꼭지점이 요홈의 각 꼭지점에 접촉될 수 있도록 한 구성으로 이루어진다.

Description

화상형성장치의 프로세스 카트리지용 커플링 구조{Coupling structure for process cartridge of a picture make apparatus}

본 고안은 화상형성장치용 커플링 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화상형성장치에서 주 조립체로부터 프로세스 카트리지의 감광드럼에 구동력을 전달하기 위한 화상형성장치의 프로세스 카트리지용 커플링 구조에 관한 것이다.

일반적으로 화상형성장치라 함은 기록매체 상에 화상을 형성시키기 위해 전자사진 형성 방식 처리(electrophotographic image formation type process)를 사용하는 장치를 의미하는 것으로, 이 화상형성장치의 예로는 전자 사진 복사기, 전자 사진 프린터(레이저빔 프린터, LED 프린터 등), 팩시밀리(facsimile) 및 워드프로세서 등이 있다.

전술한 바와 같이 전자사진 화상 형성 방식을 사용한 전자사진 화상형성장치에서 잠상은 대전수단에 의해 균일하게 대전된 전자시진 감광부재를 화상 형성 광에 선택적으로 노출시킴으로써 형성된다. 이 잠상은 토너를 가지고 현상수단에 의해 도너 화상으로 현상된다. 이와 같이 형성된 토너 화상은 전사수단에 의해 기록매체에 전사되어 기록재 상에 화상을 형성한다. 다음은 전자사진 감광드럼을 구동시키기 위한 커플링 구조를 설명한 것이다.

도 1 은 종래 화상형성장치용 커플링 구조를 보인 사시도이다.

도 1 에 도시된 바와 같이 종래의 기술에 따른 화상형성장치(레이저 빔 프린터)용 커플링(20)은 프로세스 카트리지(10)의 감광 드럼(12) 종방향 단부에 설치된다. 이러한 커플링(20)은 프로세스 카트리지(10)의 현상 롤러(도시하지 않음)에 구동력을 전달하는 헬리컬 기어(22), 헬리컬 기어(22)의 일면에 형성되어 감광 드럼(12)의 일단 내측에 장착되는 정합부(24), 헬리컬 기어(22)의 타면에 형성되는 수형 커플링 축(26, 원기둥 형상) 및 커플링 축(26)의 끝단면에 형성되는 돌출부(28)로 이루어진다.

전술한 바와 같이 구성된 커플링(20)은 통상 헬리컬 기어(22), 정합부(24), 수형 커플링 축(26) 및 돌출부(28)가 일체형으로 성형된 부재를 이루며, 구동력을 전달하는 작용을 하게 된다.

전술한 바와 같은 커플링(20)의 구성에서 돌출부(28)는 비틀린 다각형 프리즘 형상으로 이루어진다. 특히, 돌출부(28)는 정삼각형의 프리즘을 회전 방향으로 비튼 형상을 취한다.

한편, 커플링(28)의 돌출부(28)와 정합되는 요홈부재(30)는 주 조립체(도시하지 않음)의 기어(40)와 함께 일체로 형성된다. 이때, 커플링(28)의 돌출부(28)에 대응하는 요홈부재(30)의 일면에는 커플링(28)의 돌출부(28)에 관계하는 형태로 그 단면 형상이 정삼각형을 이루는 요홈(32)이 형성되어 커플링(20)의 돌출부(28)에 정합된다. 즉, 요홈(32)은 커플링(28)의 돌출부(28)에 관계하여 회전 방향으로 비틀린 형상을 취한다.

전술한 바와 같이 구성된 커플링(20)은 감광 드럼(12)의 일단에 장착된 상태로 프로세스 카트리지(10)에 장착되어 주 조립체에 장착됨으로써 커플링(20)의 돌출부(28)와 요홈부재(30)의 요홈(32)은 정합된다. 회전력이 요홈(32)으로부터 돌출부(28)에 전달되면 정삼각형의 돌출부(28)의 정점들은 요홈(32)의 내측 표면에 일정하게 접촉하게 되고, 이로써 그 중심들이 회전에 의해 자동적으로 정렬된다. 이때, 요홈(32)에 결합되는 돌출부(28)의 형상이 비틀림 형상을 갖고 있기 때문에 본체와의 결합 구동에 있어서 요홈부재(30)가 회전하면 할수록 더 깊이 결합되는 상태가 되면서 회전력을 전달하게 된다.

그러나, 전술한 바와 같이 구성된 종래의 기술에 따른 커플링은 돌출부가 비틀림 형상을 갖기 때문에 제조가 매우 어려울 뿐만 아니라, 비틀린 경사면을 갖고 있기 때문에 돌출부와 요홈이 결합되어 접하는 부분의 면접촉이 사실상 안되고 있으며, 실제에 있어서 삼각형상의 모서리 부분 즉, 꼭지점 부분만 접하여 회전하게 되므로 돌출부의 삼각 모서리 부분이 쉽게 마모되거나 변형이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 돌출부의 단면 형상이 삼각형의 형상으로 이루어지기 때문에 세 꼭지점 중에 어느 하나의 꼭지점 부분이 변형되는 경우에 있어서 회전력의 전달이 정확하게 이루어지지 않는 문제가 발생하게 된다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 커플링의 돌출부를 두 개의 삼각형이 적층된 이중구조로 형성하되 상하의 삼각형 꼭지점이 일정범위 어긋나도록 형성하여 요홈부재측의 비틀림 형상의 요홈과 보다 정확하게 정합될 수 있도록 함으로써 본체와 결합된 상태에서 회전하면 할수록 더욱 깊이 결합되어 회전력의 전달이 정확하게 이루어질 수 있도록 한 화상형성장치의 프로세스 카트리지용 커플링 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은 커플링의 돌출부를 두 개의 삼각형이 적층된 이중구조로 형성하되 상하의 삼각형 꼭지점이 일정범위 어긋나도록 형성하여 비틀림 형상의 요홈에 접촉하는 부분이 각 꼭지점(모서리)의 여섯 부분에서 이루어지도록 함으로써 힘의 분산을 적게 하여 모서리 부분의 파손을 방지할 수 있도록 함에 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 본체와의 결합 구동에 따른 장시간의 사용시 모서리 부분의 변형이 하나 또는 두 개 정도 발생하는 경우에 있어서도 구동력의 전달이 정확하게 이루어질 수 있도록 함에 있다.

아울러, 본 고안은 구동력이 전달될 때(화상형성장치의 작동시) 주 조립체의 커플링 회전 중심이 감광 드럼의 커플링 회전 중심과 동심으로 이루어질 수 있도록 함에 있다.

도 1 은 종래의 기술에 따른 화상형성장치용 커플링 구조를 보인 사시도.

도 2 는 본 고안에 따른 화상형성장치용 커플링 구조를 보인 사시도.

도 3 은 본 고안에 따른 화상형성장치용 커플링 구조를 보인 정면도.

도 4 는 본 고안에 따른 화상형성장치용 커플링 구조를 보인 평면도.

도 5 는 본 고안에 따른 화상형성장치용 커플링의 설치를 보인 사시도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100. 카트리지 110. 감광드럼

200. 커플링 202. 헬리컬 기어

204. 정합부 206. 수형 커플링 축

208. 돌출부 220. 기어

230. 요홈부재 232. 요홈

전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 고안은 다음과 같다. 즉, 본 고안에 따른 화상형성장치용 커플링 구조는 카트리지의 현상 롤러에 구동력을 전달하는 헬리컬 기어, 상기 헬리컬 기어의 일측면에 형성되어 감광 드럼의 일단 내측에 장착되는 정합부, 상기 헬리컬 기어의 타측면에 형성되는 수형 커플링 축 및 상기 커플링 축의 끝단면에 형성되는 돌출부로 이루어져 구동력 전달을 위해 화상형성장치의 적소에 장착되어진 요홈부재의 일정각도 비틀린 형상의 다각형 요홈과 상기 돌출부를 통해 결합되는 화상형성장치의 프로세스 카트리지용 커플링 구조에 있어서, 돌출부는 그 중심이 일치된 상태의 동일 형상으로 이루어진 두 다각형이 적층된 이중구조로 형성되어지되 적층된 두 다각형의 꼭지점이 일정범위 어긋나도록 형성되어 돌출부 각각의 꼭지점이 요홈의 각 꼭지점에 접촉될 수 있도록 한 구성으로 이루어진다.

전술한 구성에서 돌출부를 형성하는 동일 형상의 두 다각형 및 요홈을 형성하는 다각형은 그 단면 형상이 정삼각형의 동일 형태로 이루어질 수 있다.

한편, 돌출부를 형성하는 상하 두 정삼각형의 인접하는 두 꼭지점이 이루는 어긋난 각도는 요홈의 꼭지점이 이루는 각과 동일한 각도로 형성된다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 양호한 실시예에 따른 화상형성장치의 프로세스 카트리지용 커플링 구조에 대해 상세히 설명한다.

도 2 는 본 고안에 따른 화상형성장치용 커플링 구조를 보인 사시도, 도 3 은 본 고안에 따른 화상형성장치용 커플링 구조를 보인 정면도, 도 4 는 본 고안에 따른 화상형성장치용 커플링 구조를 보인 평면도, 도 5 는 본 고안에 따른 화상형성장치용 커플링의 설치를 보인 사시도이다.

도 2 내지 도 5 에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 화상형성장치용 커플링(200) 역시 도 1 에 도시된 바와 같은 종래 기술에 따른 커플링(20)에서와 같이 프로세스 카트리지(100)의 현상 롤러(도시하지 않음)에 구동력을 전달하는 헬리컬 기어(202), 헬리컬 기어(202)의 일측면에 형성되어 감광 드럼(110)의 일단 내측에 장착되는 정합부(204), 헬리컬 기어(202)의 타측면에 형성되는 수형 커플링 축(206) 및 수형 커플링 축(206)의 끝단면에 형성되는 돌출부(208)로 이루어지는 것은 마찬가지이다. 다만, 종래의 기술에 따른 커플링(20)과 비교하여 본 고안에따른 커플링(200)은 돌출부(208)의 구조에 있어서 동일 형상으로 이루어진 두 다각형이 적층된 구조로 형성되어지되 적층된 두 다각형의 꼭지점이 일정범위 어긋나도록 형성된 구성으로 이루어지는 것이 다를 뿐이다.

한편, 본 고안에 따른 커플링(200)의 돌출부(208) 구조가 동일 형상으로 이루어진 두 다각형이 적층된 구조로 형성되어 적층된 두 다각형의 꼭지점이 일정범위 어긋나도록 구성된 반면, 주 조립체(도시하지 않음)의 기어(220) 중심에 형성되어 커플링(200)의 돌출부(208)와 정합되는 요홈부재(230)의 요홈(232)은 기존의 구성과 마찬가지로 정삼각형을 회전 방향으로 비튼 형상으로 이루어진다. 따라서, 본 고안에 따른 커플링(200)의 돌출부(208)는 요홈부재(230)의 요홈(232)에 관계하여 정삼각형 구조임을 알 수 있다.

전술한 바와 같이 구성된 본 고안에 따른 커플링(200)의 돌출부(208)를 형성하는 동일 형상의 다각형은 요홈부재(230)의 요홈(232)에 관계하여 정삼각형의 형태로 이루어질 수 있으며, 도면으로 표현하지는 않았지만 커플링(200)의 돌출부(208)를 형성하는 동일 형상의 다각형을 정사각형의 형태로 형성할 수도 있다. 이때, 커플링(200)의 돌출부(208)를 형성하는 동일 형상의 다각형을 정사각형의 형태로 형성하는 경우 요홈부재(230)의 요홈(232) 구조는 회전 방향으로 일정각도 비틀린 형상의 정사각형으로 이루어진 것이 전제되어야 한다.

본 고안에서는 도 2 내지 도 5 에 도시된 바와 같이 커플링(200)의 돌출부(208)를 형성하는 동일 형상의 다각형을 기존 요홈부재(230)의 요홈(232)에 관계하여 정삼각형의 형태로 형성하였다. 따라서, 두 정삼각형의 꼭지점이 일정범위 어긋나도록 적층 형성된 구성의 돌출부(208)는 꼭지점이 6개이기 때문에 요홈(232) 내부와의 접촉점이 6개가 된다.

한편, 전술한 바와 같이 두 정삼각형의 꼭지점이 일정범위 어긋나도록 적층된 구성의 돌출부(208)에서 상하 어긋난 상태의 인접하는 두 꼭지점이 이루는 각도는 요홈(232)의 비틀림 각과 동일한 각도로 형성된다.

전술한 바와 같이 구성된 커플링(200)의 돌출부(208)는 감광 드럼(110)의 일단에 장착된 상태로 프로세스 카트리지(110)에 장착되어 주 조립체에 장착됨으로써 요홈부재(230)의 요홈(232)과 정합된다. 회전력이 요홈(232)으로부터 돌출부(208)에 전달되면 정삼각형의 돌출부(208) 정점들은 요홈(232)의 내측 표면에 일정하게 접촉하게 되고, 이로써 그 중심들이 회전에 의해 자동적으로 정렬된다.

본 고안에 따른 커플링(200) 구조를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 헬리컬 기어(202)는 프로세스 카트리지(100)의 현상 롤러(도시하지 않음)에 구동력을 전달하기 위한 것으로, 이 헬리컬 기어(202)에 치(齒) 결합되는 주 조립체(도시하지 않음)측의 기어(도시하지 않음) 역시 헬리컬 기어이다.

정합부(204)는 커플링(200)을 감광 드럼(110)의 일단 내측에 장착되도록 하는 것으로, 이 정합부(204)는 감광 드럼(110)의 일단에 대응하는 헬리컬 기어(210)의 일측면 중심과 동심을 이루며 돌출·형성된다. 이때, 정합부(204)의 직경은 감광 드럼(110)의 내경에 관계하여 형성된다.

수형 커플링 축(206)은 주 조립체 측의 베어링(도시하지 않음)에 결합되어 드럼 회전축으로써 작용하는 것으로, 이 수형 커플링 축(206)은 헬리컬 기어(202)의 일측면에 형성된 정합부(204)와는 반대측인 헬리컬 기어(202)의 타측면에 돌출·형성된다.

돌출부(208)는 주 조립체(도시하지 않음)의 기어(220) 중심에 형성되어 커플링(200)의 돌출부(208)와 정합되는 요홈부재(230)의 요홈(232)으로부터 전달된 회전력을 감광 드럼(110)으로 전달 하는 것으로, 이 돌출부(208)는 수형 커플링 축(206)의 끝단면에 형성된다.

전술한 바와 같이 형성된 돌출부(208)는 도 2 내지 도 5 에 도시된 바와 같이 그 중심이 일치된 상태의 동일 형상으로 이루어진 두 삼각형이 적층된 구조로 형성되어지되 적층된 두 삼각형의 꼭지점이 일정범위 어긋나도록 형성된 구성으로 이루어진다. 즉, 돌출부(208)의 끝단면에 형성된 하나의 삼각형 꼭지점들에 대해 그 상부로 적층되는 다른 하나의 삼각형의 꼭지점들이 일정범위 어긋나도록 구성된다. 이때, 전술한 바와 같이 상하 두 삼각형의 꼭지점이 일정범위 어긋나도록 적층된 구성의 돌출부(208)에서 상하의 인접하는 두 꼭지점, 즉, 상하 어긋난 상태의 인접하는 두 꼭지점이 이루는 각도는 요홈(232)의 비틀림 각과 동일한 각도로 형성된다.

한편, 전술한 바와 같이 두 삼각형의 꼭지점들이 일정범위 어긋나도록 형성된 구조의 돌출부(208)는 그 꼭지점들을 연결하는 경우 정삼각형의 형태를 이룬다. 그리고, 돌출부(208)의 형상이 사각형 구조로 이루어지는 경우에는 그 꼭지점들을 연결하는 다각형은 정사각형의 형태를 이룬다.

전술한 바와 같이 돌출부(208)의 구성이 두 정삼각형의 꼭지점이 일정범위어긋나도록 적층 형성됨으로써 돌출부(208)가 갖는 꼭지점의 수는 6개가 되어 요홈(232) 내부와의 접촉점이 6개가 된다.

따라서, 요홈부재(230)의 요홈(232)에 돌출부(208)가 결합된 상태에서 회전하면 할수록 돌출부(208)는 요홈(232)의 내부에 더욱 깊이 결합되어 회전력의 전달이 정확하게 이루어진다.

또한, 요홈(232) 내부에 접하는 돌출부(208)의 모서리 부분이 6개가 되므로 종래의 기술에 비해 힘의 분산을 적게하여 모서리 부분의 파손이 방지되며, 장시간의 사용에 의해 돌출부(208)의 모서리를 이루는 꼭지점 부분에 하나 또는 두 개 정도 변형이 발생하는 경우에 있어서도 구동력의 전달을 정확하게 할 수 있다.

더구나, 본 고안에서와 같이 요홈부재(230)의 요홈(232)은 변형시키지 않은 상태에서 돌출부(208)를 두 정삼각형의 꼭지점이 일정범위 어긋나도록 적층된 구조로 형성하되 상하의 인접하는 두 꼭지점, 즉, 상하 어긋난 상태의 인접하는 두 꼭지점이 이루는 각도를 요홈(232)의 비틀림 각과 동일한 각도로 형성함으로써 커플링(200)의 제조시 치수관리가 보다 용이하다는 장점이 있다. 아울러, 본 고안에 따른 커플링(200)의 돌출부(208)는 비틀림면을 갖지 않기 때문에 제조가 용이함은 물론, 이에 따른 생산성의 향상을 기대할 수 있다는 장점이 있다.

이상에서와 같이 본 고안에 따른 화상형성장치용 커플링(200)은 동일 형상의 두 삼각형이 적층된 구조의 돌출부(208)를 형성하여 요홈부재(230)의 요홈(232)과 보다 정확하게 정합되도록 함으로써 감광 드럼(110)의 회전 정확도를 개선시킬 수 있다.

본 고안은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 고안의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서와 같이 본 고안에 따르면 커플링의 돌출부를 두 개의 삼각형이 적층된 이중구조로 형성하되 상하의 삼각형 꼭지점이 일정범위 어긋나도록 형성하여 요홈부재측 비틀림 형상의 요홈과 보다 정확하게 정합될 수 있도록 함으로써 본체와 결합된 상태에서 회전하면 할수록 더욱 깊이 결합되어 회전력의 전달이 정확하게 이루어질 수 있도록 하는 효과가 발휘된다.

본 고안의 다른 효과로는 커플링의 돌출부를 두 개의 삼각형이 적층된 이중구조로 형성하되 상하의 삼각형 꼭지점이 일정범위 어긋나도록 형성하여 비틀림 형상의 요홈에 접촉하는 부분이 각 꼭지점(모서리)의 여섯 부분에서 이루어지도록 함으로써 힘의 분산을 적게 하여 모서리 부분의 파손을 방지할 수 있다.

본 고안의 또 다른 효과로는 본체와의 결합 구동에 따른 장시간의 사용시 모서리 부분의 변형이 하나 또는 두 개 정도 발생하는 경우에 있어서도 구동력의 전달이 정확하게 이루어진다.

아울러, 본 고안은 구동력이 전달될 때(화상형성장치의 작동시) 주 조립체의 커플링 회전 중심이 감광 드럼의 커플링 회전 중심과 동심으로 이루어지는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 카트리지의 현상 롤러에 구동력을 전달하는 헬리컬 기어, 상기 헬리컬 기어의 일측면에 형성되어 감광 드럼의 일단 내측에 장착되는 정합부, 상기 헬리컬 기어의 타측면에 형성되는 수형 커플링 축 및 상기 커플링 축의 끝단면에 형성되는 돌출부로 이루어져 구동력 전달을 위해 화상형성장치의 적소에 장착되어진 요홈부재의 일정각도 비틀린 형상의 다각형 요홈과 상기 돌출부를 통해 결합되는 화상형성장치의 프로세스 카트리지용 커플링 구조에 있어서,

   상기 돌출부는 그 중심이 일치된 상태의 동일 형상으로 이루어진 두 다각형이 적층된 이중구조로 형성되어지되 상기 적층된 두 다각형의 꼭지점이 일정범위 어긋나도록 형성되어 상기 돌출부 각각의 꼭지점이 상기 요홈의 각 꼭지점에 접촉될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 프로세스 카트리지용 커플링 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 돌출부를 형성하는 동일 형상의 두 다각형 및 상기 요홈을 형성하는 다각형은 그 단면 형상이 정삼각형의 동일 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 프로세스 카트리지용 커플링 구조.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 돌출부를 형성하는 상하 두 정삼각형의 인접하는 두 꼭지점이 이루는 어긋난 각도는 상기 요홈의 꼭지점이 이루는 각과 동일한 각도로 형성된 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 프로세스 카트리지용 커플링 구조.