KR20080055053A

KR20080055053A - 화상형성기기와 그 동력 커플링장치

Info

Publication number: KR20080055053A
Application number: KR1020060127904A
Authority: KR
Inventors: 황인학
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-06-19
Also published as: EP1933207A1; JP2008152243A; CN101206426A; US20080145091A1

Abstract

사용자가 소모품을 교체할 때 잘못된 위치에 결합하는 것을 사전에 방지할 수 있도록 개선된 구조를 가지는 화상형성기기와 그 동력 커플링장치를 개시한다. 본 발명에서 동력 커플링장치는 구동부에 구비되는 복수의 구동커플러와, 구동커플러 각각에 대응하여 피동부에 구비되는 복수의 종동커플러를 포함하고, 구동커플러 각각은 종동커플러에 결합되는 제1결합부를 포함하고, 종동커플러 각각은 상기 제1결합부에 대응되는 구조의 제2결합부를 포함하되, 제1결합부들 중 적어도 두 결합부의 단면 형상은 서로 다르도록 형성된다. 구동부의 동력을 전달받는 피동부는 화상형성기기의 현상유닛에 마련되는 토너 카트리지나 감광체 등을 포함한다.

Description

화상형성기기와 그 동력 커플링장치{IMAGE FORMING APPARATUS AND POWER COUPLING DEVICE THEREOF}

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 화상형성기기를 나타낸 구성도.

도 2는 도 1에서 일부 구성을 발췌하여 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 화상형성기기에서 구동부 및 동력 커플링장치를 개략적으로 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 화상형성기기에서 토너 카트리지와 동력 커플링장치를 나타낸 사시도.

도 5는 도 4에서 동력 커플링장치를 발췌하여 나타낸 사시도.

도 6은 본 발명에서 제1결합부들의 단면 형상의 관계를 설명하기 위한 도면.

도 7은 본 발명에서 제1결합부와 제2결합부의 변형된 실시예를 나타낸 사시도.

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 화상형성기기에서 구동부, 감광체 및 동력 커플링장치를 나타낸 사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10 : 본체

30 : 현상유닛

60 : 구동부

100K, 100C, 100M, 100Y : 토너 카트리지

200K, 200C, 200M, 200Y : 현상기

300 : 동력 커플링장치

310K, 310C, 310M, 310Y : 구동커플러

312K, 312C, 312M, 312Y : 제1결합부

320K, 320C, 320M, 320Y : 종동커플러

322K, 322C, 322M, 322Y : 제2결합부

본 발명은 화상형성기기에 관한 것으로, 특히 구동부를 동력을 피동부를 전달하는 동력 커플링장치를 가지는 화상형성기기에 관한 것이다.

화상형성기기는 입력된 화상 신호에 따라 인쇄매체인 용지에 화상을 인쇄하는 장치를 말한다. 화상형성기기의 일 종류인 전자사진방식 화상형성기기는 소정 전위로 대전된 감광체에 광을 주사하여 그 외주면에 정전잠상을 형성하고, 상기 정전잠상에 현상제인 토너를 투입하여 가시화상으로 현상한 후, 이를 용지에 전사 및 정착시켜 화상을 인쇄한다.

이러한 화상형성기기는 일반적으로 감광체, 대전수단, 현상수단 등을 하나의 부품으로 일체화한 프로세스 카트리지를 구비한다. 이 프로세스 카트리지는 화상형 성기기 내에 마련된 구동부와 동력 커플링장치에 의해 연결 및 분리 가능하게 장착된다.

그런데 프로세스 카트리지에 수용되는 토너의 양은 보통 수천매를 인쇄할 수 있는 정도에 불과하지만, 프로세스 카트리지를 구성하는 부품들은 그 수명이 수만매를 인쇄할 수 있을 정도로 수명이 길다. 따라서 토너를 다 사용한 경우에 프로세스 카트리지 자체를 교체하는 것은 비경제적이다. 이러한 점을 고려하여 근래에는 토너가 저장되는 부분을 별도의 토너 카트리지로 구성하여 토너가 다 사용된 토너 카트리지만을 경제적으로 교환할 수 있도록 한 화상형성기기 개발되고 있다.

토너 저장부 및 감광체를 비롯한 현상에 필요한 주요 부품들을 하나의 프로세스 카트리지로 구성하든, 아니면 감광체를 비롯한 현상에 필요한 주요 부품들과는 별도로 토너만을 교환할 수 있도록 한 토너 카트리지를 구비하든 간에 이러한 카트리지들은 동력 커플링장치에 의해 구동부에 연결되게 된다.

컬러 화상형성기기는 보통 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙의 4가지 컬러의 프로세스 카트리지나 토너 카트리지를 사용한다. 이와 같이 서로 구별되는 복수의 카트리지가 사용되면 사용자는 카트리지를 교환할 때 올바른 카트리지를 선택하여 정해진 위치에 장착할 필요가 있다. 그러나 종래의 화상형성기기의 동력 커플링장치에는 카트리지의 잘못된 결합을 방지하기 위한 구조가 마련되지 않아 사용자가 실수로 카트리지를 잘못된 위치에 장착하는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자가 소모품을 교체할 때 잘못된 위치에 결합하는 것을 사전에 방지할 수 있도록 개선된 구조를 가지는 화상형성기기 및 그 동력 커플링장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화상형성기기는 감광체;와 상기 감광체에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하여 현상시키는 복수의 현상기;와 화상형성기기 본체에 마련된 구동부의 동력을 상기 복수의 현상기로 전달하기 위한 동력 커플링장치;를 포함하고, 상기 동력 커플링장치는 각 현상기에 따라 상기 구동부에 구비되는 복수의 구동커플러와, 상기 구동커플러 각각에 대응하여 상기 복수의 현상기 각각에 구비되는 복수의 종동커플러를 포함하며, 상기 구동커플러 각각은 상기 종동커플러에 결합되는 제1결합부를 포함하고, 상기 종동커플러 각각은 상기 제1결합부에 대응되는 구조의 제2결합부를 포함하며, 상기 제1결합부들 중 적어도 두 결합부의 단면 형상은 서로 다른 것을 특징으로 한다.

상기 제1결합부들의 단면 형상은 다각형을 포함할 수 있고, 바람직하게는 정다각형을 포함할 수 있다.

또 상기 제1결합부들 중 어느 두 결합부는 그 단면 형상이 서로 다른 직경을 가지는 원 안에 내접하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 복수의 구동커플러는 컬러별 4개의 제1결합부를 포함하고, 상기 4개의 제1결합부는 그 단면 형상이 각각 정삼각형, 정사각형, 정오각형 및 정육각형으로 구성될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 화상형성기기는 감광체;와 상기 감광체에 형성된 정전 잠상에 색상별로 토너를 공급하여 현상시키는 복수의 현상기;와 상기 복수의 현상기에 색상별로 토너를 공급하는 복수의 토너 카트리지;와 화상형성기기 본체에 마련된 구동부의 동력을 상기 복수의 토너 카트리지로 전달하기 위한 동력 커플링장치;를 포함하고, 상기 동력 커플링장치는 각 색상에 따라 상기 구동부에 구비되는 복수의 구동커플러와, 상기 구동커플러 각각에 대응하여 상기 복수의 토너 카트리지 각각에 구비되는 복수의 종동커플러를 포함하며, 상기 구동커플러 각각은 상기 종동커플러에 결합되는 제1결합부를 포함하고, 상기 종동커플러 각각은 상기 제1결합부에 대응되는 구조의 제2결합부를 포함하며, 상기 제1결합부들 중 적어도 두 결합부의 단면 형상은 서로 다른 것을 특징으로 한다.

상기 복수의 토너 카트리지 각각은 토너 저장용기, 상기 토너 저장용기에 회전 가능하게 설치되고 상기 종동커플러와 결합하는 회전축, 상기 회전축에 설치되어 상기 회전축과 함께 회전하며 토너를 교반하는 교반부재를 구비할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 화상형성기기는 토너의 색상별로 마련되는 복수의 감광체; 화상형성기기 본체에 마련된 구동부의 동력을 상기 복수의 감광체로 전달하기 위한 동력 커플링장치;를 포함하고, 상기 동력 커플링장치는 각 색상별로 상기 구동부에 구비되는 복수의 구동커플러와, 상기 구동커플러 각각에 대응하여 상기 복수의 감광체 각각에 구비되는 복수의 종동커플러를 포함하며, 상기 구동커플러 각각은 상기 종동커플러에 결합되는 제1결합부를 포함하고, 상기 종동커플러 각각은 상기 제1결합부에 대응되는 구조의 제2결합부를 포함하며, 상기 제1결합부들 중 적어도 두 결합부의 단면 형상은 서로 다른 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 화상형성기기의 동력 커플링장치는 구동부의 동력을 피동부로 전달하는 화상형성기기의 동력 커플링장치에 있어서, 상기 구동부에 구비되는 복수의 구동커플러와, 상기 구동커플러 각각에 대응하여 상기 피동부에 구비되는 복수의 종동커플러를 포함하고, 상기 구동커플러 각각은 상기 종동커플러에 결합되는 제1결합부를 포함하고, 상기 종동커플러 각각은 상기 제1결합부에 대응되는 구조의 제2결합부를 포함하며, 상기 제1결합부들 중 적어도 두 결합부의 단면 형상은 서로 다른 것을 특징으로 한다.

또 상기 제1결합부들 중 어느 두 결합부는 그 단면 형상이 서로 다른 직경을 가지는 원 안에 내접하는 것이 바람직하다.

상기 피동부는 화상형성기기의 컬러별 4개의 토너 카트리지에 각각 회전 가능하게 설치된 회전축을 포함할 수 있다. 또 상기 피동부는 화상형성기기에 마련되는 컬러별 4개의 감광체를 포함할 수 있다.

상기 제1결합부의 정삼각형, 정사각형 및 정오각형 단면 형상은 직경이 D인 원에 내접하고, 상기 제1결합부의 정육각형인 단면 형상은 직경이 D보다 작은 원에 내접하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제1결합부와 제2결합부는 홈,돌기 구조로 마련될 수 있다. 이 때 상기 제1결합부와 제2결합부는 축 방향을 따라 비틀린 구조를 가질 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 화상형성기기를 나타낸 구성도이고, 도 2는 도 1에서 일부 구성을 발췌하여 나타낸 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 화상형성기기는 외관을 형성하는 한편, 내부에 설치되는 각종 부품들을 지지하는 본체(10)와, 인쇄매체인 용지(P)를 공급하기 위한 급지유닛(20)과, 용지에 화상을 현상하기 위한 현상유닛(30)과, 용지에 열과 압력을 가하여 화상을 용지에 고착시키는 정착유닛(40) 및 인쇄를 마친 용지를 본체(10)의 외부로 배출하기 위한 배지유닛(50)을 구비한다.

급지유닛(20)은 용지(P)가 적재되는 급지트레이(21)와, 급지트레이(21)에 적재된 용지(P)를 한 장씩 픽업하기 위한 픽업롤러(22)와, 픽업된 용지를 현상유닛(30) 쪽으로 이동시키는 이송롤러(23)를 포함하여 구성된다.

현상유닛(30)은 노광유닛(70)에 의해 표면에 정전잠상이 형성되는 감광체(31)와, 감광체(31)을 대전시키기 위한 대전롤러(32)와, 블랙(Black), 시안(Cyan), 마젠타(Magenta), 옐로우(Yellow) 색상의 토너가 각각 저장되는 4개의 토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y)와, 이 토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y)로부터 토너를 공급받아 감광체(31)에 현상된 정전잠상을 토너화상으로 현상하는 4개의 현상기(200K, 200C, 200M, 200Y)와, 중간전사벨트(33)와, 제1전사롤러(34) 및 제2전사롤러(35)를 구비한다. 이하에서는 색상에 따라 각 구성요소를 구분할 필요가 있 을 때에는 각 구성요소를 지칭하는 참조부호 뒤에 K, C, M, Y를 붙여 구분한다.

중간전사벨트(33)는 지지롤러들(36)(37)에 의해 지지되어 감광체(31)의 회전 선속도와 동일한 속도로 주행한다. 제1전사롤러(34)는 감광체(31)와 대면되며, 감광체(31)에 현상된 토너화상이 중간전사벨트(33)로 전사되도록 한다. 제2전사롤러(35)는 중간전사벨트(33)와 대면되도록 설치된다. 제2전사롤러(35)는 감광체(31)에서 중간전사벨트(33)로 토너화상이 전사되는 동안에는 중간전사벨트(33)로부터 이격되고, 중간전사벨트(33)에 토너화상이 완전히 전사되면 중간전사벨트(33)에 소정 압력으로 접촉된다.

정착유닛(40)은 용지에 열과 압력을 가하여 토너화상을 용지에 정착시키는 것으로서, 토너가 전사된 용지에 열을 가해주기 위한 열원(41)을 가지는 가열롤러(42)와, 가열롤러(42)에 대향하도록 설치되어 가열롤러(42)와의 사이에 일정한 정착 압력을 유지시키는 가압롤러(43)를 포함하여 구성된다.

한편 배지유닛(50)은 정착유닛(40)을 통과한 용지를 본체(10)의 외부로 이송할 수 있도록 순차적으로 설치되는 일련의 배지롤러들(51)을 포함하여 구성된다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 현상기(200K, 200C, 200M, 200Y)는 현상롤러(211)가 설치되는 몸체(210)와, 토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y)로부터 토너를 공급받기 위한 개구(222)가 형성된 토너수용부(220)를 가진다. 토너수용부(220)에는 토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y)로부터 공급되는 토너를 몸체(210)로 이송시키는 이송수단(미도시)이 구비된다. 이러한 이송수단으로는 오거나 이송벨트 등과 같은 장치가 채용될 수 있다. 몸체(210)에는 현상롤러(211) 와 함께 공급롤러(212) 및 제1, 제2오거(213)(214)가 설치된다. 제1, 제2오거(213)(214)는 토너수용부(220)를 통하여 공급되는 토너를 공급롤러(212) 쪽으로 이송하고, 공급롤러(212)는 현상롤러(211)와 접촉한 상태로 회전하면서 토너를 현상롤러(211)에 부착시킨다.

토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y)는 화상형성기기에서 분리되었을 때 토너공급구(111)를 막고, 화상형성기기에 장착될 때에는 토너공급구(111)를 개방하는 셔터(미도시)를 가진다. 이와 같은 구성에 의하여, 토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y) 중 어느 하나의 토너 카트리지에 저장된 토너가 다 사용된 경우에 그 토너 카트리지만을 교환하면 된다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 화상형성기기에서 구동부 및 동력 커플링장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 화상형성기기는 토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y)에 내장되는 부품들을 구동할 수 있도록 본체(10)의 내부에 마련되는 구동부(60)와, 구동부(60)의 동력을 토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y)에 설치된 피동부품으로 전달하는 동력 커플링장치(300)를 가진다.

구동부(60)는 구동모터(61)와, 구동모터(61)의 동력을 토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y) 쪽으로 전달하는 동력전달장치를 구비한다. 구동모터(61)는 토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y)에 설치된 피동부품만을 구동하기 위한 것일 수 있다. 또한 구동모터(61)는 토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y)에 설치된 부품뿐만 아니라 현상기(200K, 200C, 200M, 200Y)에 설치된 부품이나 감광체(31) 등 화상형성기기의 다른 부품들을 함께 구동할 수도 있다.

동력전달장치는 구동모터(61)에 연결된 피니언(63)에 맞물리는 제1동력전달기어(64), 제1동력전달기어(64)에 맞물리도록 동력전달샤프트(65)의 일단에 형성된 제2동력전달기어(66), 동력전달샤프트(65)에 일정한 간격을 두고 형성된 복수의 웜(67)과, 이 웜(67)들에 맞물리는 웜휠(68) 및 각각의 웜휠(68)에 맞물려 회전하는 구동기어(69)를 포함하여 구성된다.

각각의 구동기어(69)에는 동력 커플링장치(300)의 구동커플러(310K, 310C, 310M, 310Y)가 마련된다. 토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y)가 화상형성기기에 장착될 때 구동커플러(310K, 310C, 310M, 310Y)는 토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y)에 마련된 종동커플러(320K, 320C, 320M, 320Y)에 결합되고, 토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y)가 화상형성기기에서 분리될 때에 구동커플러(310K, 310C, 310M, 310Y)는 종동커플러(320K, 320C, 320M, 320Y)로부터 분리된다. 동력 커플링장치(300)에 관한 보다 자세한 설명은 후술한다.

한편 도면에 도시되지는 않았으나, 구동기어(69)와 구동커플러(310K, 310C, 310M, 310Y) 사이 또는 구동기어(69)에서 구동커플러(310K, 310C, 310M, 310Y)가 마련된 면의 반대면에는 토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y)의 장착 시에 충격을 완화하거나 구동커플러(310K, 310C, 310M, 310Y)와 종동커플러(320K, 320C, 320M, 320Y)의 결합을 견고히 하기 위한 탄성체가 설치될 수 있다.

본 실시예에서 설명한 구동부의 예는 예시적인 것으로서, 토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y)에 설치된 피동부품들을 구동하는데 필요한 동력을 제 공할 수만 있으면 설계상의 필요에 따라 적절히 변경될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 화상형성기기에서 토너 카트리지와 동력 커플링장치를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4에서 동력 커플링장치를 발췌하여 나타낸 사시도이다. 도 4에서는 토너 카트리지 중 어느 하나의 카트리지, 예를 들면 블랙 색상의 토너 카트리지 및 그에 상응하는 동력 커플링장치를 도시하였다. 도 5a 내지 도 5d는 본 발명에서 동력 커플링장치를 구현하는 한 예로서, 각각 블랙, 시안, 마젠타, 옐로우 색상에 대한 동력 커플링장치를 도시한 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y)는 각 색상에 따른 토너가 저장되는 토너 저장용기(110), 토너 저장용기(110)에 회전 가능하게 설치되는 회전축(120) 및 회전축(120)에 설치되어 회전축(120)과 함께 회전하며 토너 저장용기(110)에 저장된 토너를 교반하는 교반부재(130)를 가진다.

토너 저장용기(110)에는 교반부재(130)에 의해 교반된 토너를 상응하는 현상기의 개구(222)로 배출하는 토너공급구(111)가 형성되고, 토너 저장용기(110)의 내부에는 토너를 토너공급구(111) 쪽으로 이송하기 위한 이송코일(140)이 설치된다. 이송코일(140)의 일단에는 회전축(120)의 회전력을 전달받을 수 있도록 기어(141)가 결합된다.

한편 회전축(120)의 일단에는 구동기어(69)에 구비된 구동커플러(310K)와 결합하여 동력을 전달받는 종동커플러(320K)가 구비되고, 회전축(120)의 타단에는 기어(121)가 결합된다. 또 기어(141)와 기어(121) 사이에는 동력전달을 위한 연결기어(150)가 개재된다. 따라서 구동기어(69)의 회전력은 구동커플러(310K)와 종동커 플러(320K)를 통해 회전축(120)으로 전달되고, 회전축(120)의 회전력은 기어들(121)(150)(141)을 통해 이송코일(140)로 전달된다.

도 4 및 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이, 각각의 구동커플러(310K, 310C, 310M, 310Y)은 구동기어(69)의 일면에서 돌출된 제1기저부(311)와, 제1기저부(311)에 마련되어 상응하는 종동커플러(320K, 320C, 320M, 320Y)와 결합하는 제1결합부(312K, 312C, 312M, 312Y)를 가진다. 또 각각의 종동커플러(320K, 320C, 320M, 320Y)는 회전축(120)의 일단에 결합되는 제2기저부(321)와, 각각의 제1결합부(312K, 312C, 312M, 312Y)에 대응하는 구조로 제2기저부(321)에 형성되어 제1결합부(312K, 312C, 312M, 312Y)와 결합하는 제2결합부(322K, 322C, 322M, 322Y)를 가진다. 도 5a 내지 도 5d에서는 제1결합부(312K, 312C, 312M, 312Y)가 돌기로 구성되고, 제2결합부(322K, 322C, 322M, 322Y)가 그에 대응하는 홈으로 구성되는 예를 도시하였으나, 반대로 제1결합부를 홈으로 구성하고, 제2결합부를 돌기로 구성하는 것도 물론 가능하다.

본 발명에서 제1결합부들(312K, 312C, 312M, 312Y)은 사용자가 토너 카트리지를 장착할 때 잘못된 위치에 토너 카트리지를 장착하는 일이 없도록 그 횡단면 형상이 서로 다르게 구성된다. 도 5a 내지 도 5d에서는 제1결합부(312K, 312C, 312M, 312Y)의 단면 형상 및 제1결합부(312K, 312C, 312M, 312Y)에 대응하는 제2결합부(322K, 322C, 322M, 322Y)의 단면 형상이 각각 삼각형, 사각형, 오각형 및 육각형인 예를 보였다. 그러나 이는 단순히 예시적인 것으로서, 설계상의 필요에 따라 제1결합부(312K, 312C, 312M, 312Y)와 제2결합부(322K, 322C, 322M, 322Y)의 단 면 형상은 적절히 변경될 수 있다.

제1결합부(312K, 312C, 312M, 312Y)의 단면 형상은 정다각형인 것이 바람직하다. 즉 본 실시예에서 제1결합부(312K)의 단면 형상은 정삼각형, 제1결합부(312C)의 단면 형상은 정사각형, 제1결합부(312M)의 단면 형상은 정오각형, 제1결합부(312Y)의 단면 형상은 정육각형으로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 제1결합부(312K, 312C, 312M, 312Y)의 단면 형상을 정다각형으로 하면 구동커플러와 종동커플러의 회전 중심을 맞추기 위한 설계가 용이해지고, 또 사용자가 토너 카트리지를 장착할 때 보다 손쉽게 제1결합부와 제2결합부를 결합할 수 있다.

도 6은 본 발명에서 제1결합부들의 단면 형상의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 6에서 가장 좌측의 그림은 직경인 D인 원 안에 블랙, 시안, 마젠타 색상에 대한 제1결합부들(312K, 312C, 312M)의 단면 형상, 즉 삼각형, 사각형 및 오각형을 내접시킨 것이고, 도 6에서 중앙에 있는 그림은 직경인 D인 원 안에 블랙과 옐로우 색상에 대한 제1결합부들(312K, 312Y)의 단면 형상, 즉 삼각형과 육각형을 내접시킨 것이다. 좌측의 그림에서 알 수 있듯이 같은 크기의 원에 내접하는 삼각형, 사각형 및 오각형은 서로를 완전히 포함하지 않는다. 따라서 제1결합부(312K, 312C, 312M)들은 그 단면 형상을 직경이 같은 원 안에 내접하는 다각형으로 설계하여도 사용자가 토너 카트리지를 잘못된 위치에 장착할 염려가 없다.

그러나 중앙의 그림에서 알 수 있듯이 직경이 D인 원 안에 내접하는 삼각형은 같은 직경을 가지는 원 안에 내접하는 육각형에 완전히 포함될 수 있다. 따라서 이와 같은 경우에는 사용자가 단면 형상이 삼각형인 제2결합부(322K)를 가지는 블랙 색상의 토너 카트리지(100K)를 단면 형상이 육각형인 제1결합부(312Y)에 잘못 장착할 가능성이 있다. 그러므로 이와 같은 경우에는 도 6에서 가장 우측에 있는 그림과 같이 제1결합부(312Y)의 육각형 단면 형상은 D보다 작은 직경(D')을 가지는 원에 내접하도록 크기를 줄이는 것이 바람직하다. 그러면 블랙 색상의 토너 카트리지(100K)가 제1결합부(312Y)에 결합될 가능성이 봉쇄되므로 사용자가 토너 카트리지를 잘못된 위치에 장착하려고 시도하여도 토너 카트리지가 잘못된 위치에 장착되는 일이 생기지 않게 된다.

위에서는 단면 형상인 육각형인 제1결합부(312Y)에 단면 현상인 삼각형인 제2결합부(322K)가 잘못 결합될 가능성에 대해 언급하였으나, 반드시 이러한 경우에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 제1결합부(312Y)의 단면 형상을 팔각형으로 하는 경우에는 단면 형상이 사각형인 제2결합부(322C)가 제1결합부(312Y)에 잘못 결합될 수 있다. 이와 같은 경우에도 제1결합부(312Y)의 크기를 작게 함으로써 토너 카트리지의 오삽을 방지할 수 있다.

도 7은 본 발명에서 돌기 구조를 가지는 제1결합부의 변형된 실시예를 나타낸 사시도이다. 도 7에서는 단면 형상이 삼각형인 제1결합부(312K) 및 블랙 토너 카트리지의 제2결합부(322K)를 도시하였으나, 다른 제1결합부(312C, 312M, 312Y) 및 제2결합부(322C, 322M, 322Y)에 대해서도 똑같이 적용될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 돌기 구조의 제1결합부(312K)는 축 방향을 따라 트위스트될 수 있고, 이에 상응하여 홈 구조의 제2결합부(322K)는 축 방향으로 연장되는 비틀림면(323)을 가질 수 있다. 이와 같이 제1결합부(312K)와 제2결합 부(322K)가 비틀림 구조를 가지면 제1결합부(312K)와 제2결합부(322K)의 결합이 보다 견고히 이루어진다.

한편 위에서는 제1결합부들(312K, 312C, 312M, 312Y) 모두가 서로 다른 횡단면 형상을 가지는 예에 관한 설명하였으나, 제1결합부들(312K, 312C, 312M, 312Y) 중 일부의 결합부들이 서로 다른 단면 형상을 가지도록 하는 것도 가능하다. 예를 들어, 제1결합부(312K)의 단면 형상은 삼각형으로 하고, 나머지 제1결합부(312C, 312M, 312Y)들의 단면 형상은 사각형으로 할 수 있다. 또 제1결합부(312K)의 단면 형상은 삼각형, 제1결합부(312C)의 단면 형상은 사각형으로 하고, 나머지 제1결합부(312M, 312Y)들의 단면 형상은 오각형으로 하는 것도 가능하다.

이하에서는 도 1 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 동력 커플링장치 및 화상형성기기의 동작을 설명한다.

대전롤러(32)에 의하여 균일한 전위로 대전된 감광체(31)에 노광유닛(70)으로부터 예를 들면 옐로우 색상의 화상 정보에 대응하는 광이 조사되고, 감광체(31)에는 옐로우 색상의 화상에 대응하는 정전점상이 형성된다. 옐로우 현상기(200Y)의 현상롤러(211)에는 현상바이어스가 인가되고, 옐로우 색상의 토너가 정전잠상에 부착되어 감광체(31)에는 옐로우 색상의 토너화상이 현상된다. 이러한 토너화상은 제1전사롤러(34)에 의해 중간전사벨트(33)로 전사된다.

한 폐이지 분량의 옐로우 토너화상의 전사가 완료되면, 노광유닛(70)은 예를 들면 마젠타 색상의 화상정보에 대응되는 광을 감광체(31)에 주사하여 마젠타 색상의 화상에 대응되는 정전잠상을 형성시킨다. 마젠타 현상기(200M)는 정전잠상에 마 젠타 색상의 토너를 공급하여 현상시킨다. 감광체(31)에 형성된 마젠타 색상의 토너화상은 먼저 전사되어 있던 옐로우 색상의 토너화상 위에 중첩되도록 중간전사벨트(33)로 전사된다.

시안 색상 및 블랙 색상에 대하여도 위와 같은 과정을 수행하면, 중간전사벨트(33)에는 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙 색상의 토너화상이 중첩된 컬러토너화상이 형성된다. 이 컬러토너화상은 중간전사벨트(33)와 제2전사롤러(35) 사이로 통과하는 용지로 전사되고, 용지에 전사된 화상은 정착유닛(40)을 통과하면서 용지에 정착된다

한편 동력 커플링장치(300)에 의해 구동부(60)의 동력이 각각의 토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y)로 전달되어 회전축(120) 및 이송코일(140)이 회전한다. 그러면 토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y)에서 교반된 토너가 상응하는 현상기(200K, 200C, 200M, 200Y)로 공급되며, 현상기(200K, 200C, 200M, 200Y)로 공급된 토너는 위에서 설명한 바와 같이 현상롤러(211)에 의해 감광체(31)로 공급된다.

화상형성기기의 사용 중에 토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y)에 저장된 토너가 다 소모되면 사용자는 토너 카트리지(100K, 100C, 100M, 100Y)를 교환한다. 이 때 사용자는 실수로 교환되어야 할 색상의 토너 카트리지가 아닌 다른 색상의 토너 카트리지를 선택하여 화상형성기기에 장착하려고 시도할 수 있다. 그러나 본 발명에서는 구동부(60)에 구비된 구동커플러의 결합부(312K, 312C, 312M, 312Y)들이 서로 다른 단면 형상을 가지므로 사용자가 잘못된 토너 카트리지를 선택하였다 하여도 그 토너 카트리지가 화상형성기기에 장착되지 않게 된다. 따라서 사용자는 잘못된 토너 카트리지를 선택하였다는 것을 인식할 수 있게 되고, 올바른 토너 카트리지를 다시 선택하여 화상형성기기에 장착하게 된다.

위에서는 구동부에 의해 구동되는 피동부가 토너 카트리지에 구비된 부품인 예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 동력 커플링장치는 이에 같은 경우에 한정하여 적용되는 것은 아니다.

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 화상형성기기에서 구동부, 감광체 및 동력 커플링장치를 나타낸 사시도이다. 도 8에 도시된 화상형성기기는 본체(미도시)에 마련된 구동부(80)가 동력 커플링장치(400)에 의해 각 색상별 감광체(38K, 38C, 38M, 38Y)에 연결되는 예를 보인 것이다. 즉 본 실시예는 피동부가 감광체라는 점에서 제1실시예와 차이가 있다.

구동부(80)는 구동모터(81)와, 구동모터(81)의 동력을 감광체(38K, 38C, 38M, 38Y) 쪽으로 전달하는 동력전달장치를 가진다. 동력전달장치는 구동모터(81)의 동력을 각각의 구동커플러(410K, 410C, 410M, 410Y)로 전달하기 위한 동력전달기어들(82)을 구비한다. 각 감광체(38K, 38C, 38M, 38Y)의 회전축(39)의 일단에는 각각의 구동커플러(410K, 410C, 410M, 410Y)에 결합되는 종동커플러(420K, 420C, 420M, 420Y)가 설치된다.

각각의 구동커플러(410K, 410C, 410M, 410Y)는 단면 형상이 다각형인 제1결합부(412K, 412C, 412M, 412Y)를 가지고, 각각의 종동커플러(420K, 420C, 420M, 420Y)는 제1결합부(412K, 412C, 412M, 412Y)에 대응하는 구조의 제2결합부(도면에 도시되지 않았으나, 도 5a 내지 도 5d로부터 유추 가능하다)를 가진다.

본 실시예에서 구동커플러와 종동커플러에 관한 상세한 내용은 본 발명의 제1실시예와 동일하므로 이에 관한 중복적인 설명은 생략한다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 카트리지와 같은 소모품을 교체할 때 사용자가 잘못된 위치에 소모품을 장착하는 것을 사전에 방지하는 효과가 있다. 따라서 제품의 신뢰성이 향상되고, 사용자의 편의를 도모할 수 있으며, 잘못된 위치에 카트리지를 장착함에 따라 원하지 않는 색상으로 화상이 오염되는 것을 방지할 수 있다.

Claims

감광체;

상기 감광체에 형성된 정전잠상에 토너를 공급하여 현상시키는 복수의 현상기;

화상형성기기 본체에 마련된 구동부의 동력을 상기 복수의 현상기로 전달하기 위한 동력 커플링장치;를 포함하고,

상기 동력 커플링장치는 각 현상기에 따라 상기 구동부에 구비되는 복수의 구동커플러와, 상기 구동커플러 각각에 대응하여 상기 복수의 현상기 각각에 구비되는 복수의 종동커플러를 포함하며,

상기 구동커플러 각각은 상기 종동커플러에 결합되는 제1결합부를 포함하고, 상기 종동커플러 각각은 상기 제1결합부에 대응되는 구조의 제2결합부를 포함하며,

상기 제1결합부들 중 적어도 두 결합부의 단면 형상은 서로 다른 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
제1항에 있어서,

상기 제1결합부들의 단면 형상은 다각형을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
제1항에 있어서,

상기 제1결합부들의 단면 형상은 정다각형을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
제3항에 있어서,

상기 제1결합부들 중 어느 두 결합부는 그 단면 형상이 서로 다른 직경을 가지는 원 안에 내접하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
제3항에 있어서,

상기 복수의 구동커플러는 컬러별 4개의 제1결합부를 포함하고, 상기 4개의 제1결합부는 그 단면 형상이 각각 정삼각형, 정사각형, 정오각형 및 정육각형인 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
감광체;

상기 감광체에 형성된 정전잠상에 색상별로 토너를 공급하여 현상시키는 복수의 현상기;

상기 복수의 현상기에 색상별로 토너를 공급하는 복수의 토너 카트리지;

화상형성기기 본체에 마련된 구동부의 동력을 상기 복수의 토너 카트리지로 전달하기 위한 동력 커플링장치;를 포함하고,

상기 동력 커플링장치는 각 색상에 따라 상기 구동부에 구비되는 복수의 구동커플러와, 상기 구동커플러 각각에 대응하여 상기 복수의 토너 카트리지 각각에 구비되는 복수의 종동커플러를 포함하며,

상기 구동커플러 각각은 상기 종동커플러에 결합되는 제1결합부를 포함하고, 상기 종동커플러 각각은 상기 제1결합부에 대응되는 구조의 제2결합부를 포함하며,

상기 제1결합부들 중 적어도 두 결합부의 단면 형상은 서로 다른 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
제6항에 있어서,

상기 제1결합부들의 단면 형상은 정다각형을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
제7항에 있어서,

상기 제1결합부들 중 어느 두 결합부는 그 단면 형상이 서로 다른 크기를 가지는 원 안에 내접하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
제7항에 있어서,

상기 복수의 구동커플러는 컬러별 4개의 제1결합부를 포함하고, 상기 4개의 제1결합부는 그 단면 형상이 각각 정삼각형, 정사각형, 정오각형 및 정육각형인 것을 특징으로 하는 동력 커플링장치.
제6항에 있어서, 상기 복수의 토너 카트리지 각각은

토너 저장용기, 상기 토너 저장용기에 회전 가능하게 설치되고 상기 종동커플러와 결합하는 회전축, 상기 회전축에 설치되어 상기 회전축과 함께 회전하며 토너를 교반하는 교반부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
토너의 색상별로 마련되는 복수의 감광체;

화상형성기기 본체에 마련된 구동부의 동력을 상기 복수의 감광체로 전달하기 위한 동력 커플링장치;를 포함하고,

상기 동력 커플링장치는 각 색상별로 상기 구동부에 구비되는 복수의 구동커플러와, 상기 구동커플러 각각에 대응하여 상기 복수의 감광체 각각에 구비되는 복수의 종동커플러를 포함하며,

상기 구동커플러 각각은 상기 종동커플러에 결합되는 제1결합부를 포함하고, 상기 종동커플러 각각은 상기 제1결합부에 대응되는 구조의 제2결합부를 포함하며,

상기 제1결합부들 중 적어도 두 결합부의 단면 형상은 서로 다른 것을 특징으로 하는 화상형성기기.
구동부의 동력을 피동부로 전달하는 화상형성기기의 동력 커플링장치에 있어서,

상기 구동부에 구비되는 복수의 구동커플러와, 상기 구동커플러 각각에 대응하여 상기 피동부에 구비되는 복수의 종동커플러를 포함하고,

상기 구동커플러 각각은 상기 종동커플러에 결합되는 제1결합부를 포함하고, 상기 종동커플러 각각은 상기 제1결합부에 대응되는 구조의 제2결합부를 포함하며,

상기 제1결합부들 중 적어도 두 결합부의 단면 형상은 서로 다른 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 동력 커플링장치.
제12항에 있어서,

상기 제1결합부들의 단면 형상은 다각형을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 동력 커플링장치.
제12항에 있어서,

상기 제1결합부들의 단면 형상은 정다각형을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 동력 커플링장치.
제14항에 있어서,

상기 제1결합부들 중 어느 두 결합부는 그 단면 형상이 서로 다른 직경을 가지는 원 안에 내접하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 동력 커플링장치.
제12항에 있어서,

상기 피동부는 화상형성기기의 컬러별 4개의 토너 카트리지에 각각 회전 가능하게 설치된 회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 동력 커플링장치.
제12항에 있어서,

상기 피동부는 화상형성기기에 마련되는 컬러별 4개의 감광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 동력 커플링장치.
제16항 또는 제17항에 있어서,

상기 복수의 구동커플러는 컬러별 4개의 제1결합부를 포함하고, 상기 4개의 제1결합부는 그 단면 형상이 각각 정삼각형, 정사각형, 정오각형 및 정육각형인 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 동력 커플링장치.
제18항에 있어서,

상기 제1결합부의 정삼각형, 정사각형 및 정오각형 단면 형상은 직경이 D인 원에 내접하고, 상기 제1결합부의 정육각형인 단면 형상은 직경이 D보다 작은 원에 내접하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 동력 커플링장치.
제12항에 있어서,

상기 제1결합부는 돌기이고, 상기 제2결합부는 홈인 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 동력 커플링장치.
제12항에 있어서,

상기 제1결합부는 홈이고, 상기 제2결합부는 돌기인 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 동력 커플링장치.
제20항에 있어서,

상기 제1결합부는 축 방향을 따라 비틀린 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 동력 커플링장치.