KR20150020939A - 화상 형성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 화상 형성 장치는, 인쇄 매체를 픽업하는 픽업 롤러; 인쇄 매체를 외부로 배지 시키거나 이동 방향을 전환 시키기 위해 회전 방향이 전환 가능한 배지 롤러; 픽업 롤러의 배지 롤러 사이의 인쇄 매체 이동 경로로서 제1 메인 경로와 제2 메인 경로를 포함하는 메인 경로; 배지 롤러에 의해 이동 방향이 전환된 인쇄 매체를 다시 메인 경로로 공급하기 위한 리턴 경로; 상기 메인 경로 상에 위치하며 인쇄 매체에 화상을 인쇄하는 화상 형성부; 제1 메인 경로와 제2 메인 경로가 분지되는 부분에 위치하여 상기 제1 메인 경로와 제2 메인 경로 중 어느 하나를 개방하고 다른 하나를 폐쇄하도록 회전 가능한 디버터; 상기 배지 롤러에 회전력을 제공하는 배지 모터; 상기 배지 모터 및 상기 화상 형성부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 디버터는 상기 배지 모터로부터 회전력을 전달 받으며, 상기 배지 롤러의 회전과 연동되어 회전한다.

Description

화상 형성 장치{IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은 잉크를 분사하여 인쇄 매체의 양면에 화상을 형성하는 잉크젯 화상 형성 장치에 관한 것이다.

화상 형성 장치는 컴퓨터 등을 포함하는 호스트 장치에 결합되어 호스트 장치에서 인가되는 인쇄 신호에 따라 호스트 장치에서 전송되는 화상 데이터를 종이를 포함하는 인쇄 매체에 출력하는 장치이다.

이러한 화상 형성 장치 중에는 양면 인쇄가 가능한 것이 있다.

도1은 양면 인쇄가 가능한 종래 화상 형성 장치의 일 예로, 소위 잉크젯 프린터라 불리는 화상 형성 장치의 일부를 도시한 단면도이다.

양면 인쇄를 위해서는, 화상이 형성된 종이 등의 인쇄 매체가 이동하는 메인 경로가 소정 지점에서 내측의 제1 메인 경로(A1)와, 외측의 제2 메인 경로(A2)로 분지되며, 분지되는 지점에 디버터(1)가 회전 가능하게 구비된다. 그리고 이 디버터(1)는, 디버터 고정 프레임(2)에 회전 가능하게 결합되어, 제1 메인 경로(A1) 또는 제2 메인 경로(A2) 중 어느 하나의 경로를 개방하고 다른 하나의 경로를 폐쇄하도록 작동한다.

또한, 메인 경로 상에는 내측으로 돌출되는 돌출부(3)가 구비되는데, 이는 종이 등의 인쇄 매체가 이동하는 과정에서 디버터(1)에 걸려, 인쇄 매체가 구겨지거나 잼(jam)이 발생하는 것을 방지하기 위한 구성이다.

상기 디버터(1)가, 도1에 도시된 바와 같이, 제2 메인 경로(A2)를 개방하고 제1 메인 경로(A1)를 폐쇄하는 위치로 이동한 경우, 상기 돌출부(3)의 선단이 상기 디버터(1)보다 경로의 중앙쪽으로 더 돌출되어 위치함으로써, 제2 메인 경로(A2)로 진행하는 인쇄 매체가 디버터(1)에 걸려 구겨지거나 잼(jam)이 발생하는 것이 방지되는 것이다.

상기 디버터(1)는 디버터 고정 프레임(2)에 고정된다. 따라서, 양면 인쇄를 위해서는, 인쇄 매체의 이동 경로를 변경시켜 주기 위한, 디버터(1)와, 이 디버터(1)를 고정하기 위한 디버터 고정 프레임(2)이 필요하며, 디버터(1)를 회전시키기 위한 별도의 모터가 필요하다.

따라서, 양면 인쇄를 가능하게 하면서도, 구조를 단순화하고, 부품 수를 줄이며, 기기 전체의 부피를 감소 시킬 수 있는 화상 형성 장치의 개발이 요구된다.

본 발명은, 디버터를 대형화 함으로써, 디버터 고정 프레임을 제거하여, 화상 형성 장치의 구성을 간소화 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 디버터의 회전이 배지 롤러의 회전과 연동되도록 하여, 디버터의 작동을 위한 별도의 모터가 필요 없게 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 화상 형성 장치는, 인쇄 매체를 픽업하는 픽업 롤러; 인쇄 매체를 외부로 배지 시키거나 이동 방향을 전환 시키기 위해 회전 방향이 전환 가능한 배지 롤러; 픽업 롤러의 배지 롤러 사이의 인쇄 매체 이동 경로로서 제1 메인 경로와 제2 메인 경로를 포함하는 메인 경로; 배지 롤러에 의해 이동 방향이 전환된 인쇄 매체를 다시 메인 경로로 공급하기 위한 리턴 경로; 상기 메인 경로 상에 위치하며 인쇄 매체에 화상을 인쇄하는 화상 형성부; 제1 메인 경로와 제2 메인 경로가 분지되는 부분에 위치하여 상기 제1 메인 경로와 제2 메인 경로 중 어느 하나를 개방하고 다른 하나를 폐쇄하도록 회전 가능한 디버터; 상기 배지 롤러에 회전력을 제공하는 배지 모터; 상기 배지 모터 및 상기 화상 형성부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 디버터는 상기 배지 모터로부터 회전력을 전달 받으며, 상기 배지 롤러의 회전과 연동되어 회전한다.

본 발명에 의하면, 양면 인쇄를 위한 구성을 간소화할 수 있어, 제조 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 내구성을 높일 수 있게 된다.

도1은 종래의 화상 형성 장치에서 인쇄 매체가 통과하는 통로의 일부를 도시한 단면도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화상 형성 장치의 인쇄 매체 이송 경로를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 화상 형성 장치에 있어서, 제어부에 의해 제어되는 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도4 및 도5는 본 발명의 일 실시예에 의한 화상 형성 장치의 일부를 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도6 및 도7은 본 발명의 일 실시예에 의한 화상 형성 장치에의 디버터 설치 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도8은 회전 부재를 도시한 사시도이다.
도9a 내지 도9e는 양면 인쇄시 화상 형성 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도10a 및 도10b는 단면 인쇄시 화상 형성 장치의 동작을 설명하는 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상 형성 장치를 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 화상 형성 장치를 설명함에 있어, 인쇄 매체란 일반적인 의미의 종이 만을 뜻 하는 것은 아니며, 카드-스톡, 투명지, 마일라(MYLAR), 포일 등의 시트 재료 등 이송 경로를 통과할 수 있는 모든 것을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상 형성 장치를 설명함에 있어 전방이란, 이동하는 용지를 기준으로 할 때, 용지가 아직 진행하지 않은 쪽 방향을 의미하며, 후방이란 용지가 지나온 쪽 방향을 의미한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 화상 형성 장치에서 용지가 이송되는 경로를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도3은 제어부에 의해 제어되는 구성 중 일부를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도2 및 도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상 형성 장치에서는, 급지 트레이(11, 12)에 수납된 용지가 소정 경로를 통해 이동하며, 그 과정에서 화상 형성 장치(18)에 의해 화상이 형성된다.

이 때, 용지가 이동하는 경로는, 크게 메인 경로(A)와 리턴 경로(B)로 구분할 수 있다.

도2에서 실선 화살표 A로 표시되는 메인 경로는, 후술하는 픽업 롤러(31, 33)와 배지 롤러(38) 사이의 경로이다. 이 메인 경로(A)는 급지 트레이(11)로부터 화상 형성장치(18)까지 연결되는 급지 경로와, 화상 형성 장치(18)로부터 배지 롤러(38)까지 연결되는 배지 경로를 포함한다. 그리고 이들 급지 경로와 배지 경로를 포함하는 메인 경로 상에는 다수의 롤러 및 화상 형성 장치(18)가 위치한다.

한편, 도2에서 점선 화살표 B로 표시되는 리턴 경로는, 화상 형성 장치(18)를 통과하며 한 면이 인쇄된 용지를, 다시 메인 경로로 진입시켜 화상 형성 장치(18)를 한 번 더 통과하도록 하기 위한 경로이다. 이 리턴 경로(B) 상에도 다수의 롤러가 위치한다.

이하, 메인 경로(A) 상에 위치하는 각각의 구성 및 리턴 경로(B) 상에 위치하는 각각의 구성을 먼저 설명한 후, 이들 구성요소의 동작에 의해 용지가 이동하는 과정을 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 화상 형성 장치는, 종이 등의 용지를 수납하는 급지 트레이(11, 12)와, 급지 트레이(11, 12)에 수납된 용지를 이동 시키기 위한 다수의 롤러로 구성되는 롤러부와, 용지에 화상을 형성하는 화상 형성부(18)와, 다수의 롤러를 회전시키기 위한 하나 이상의 모터(90, 도3 참조)와, 이 모터의 동력을 전달하기 위한 기어 어셈블리를 포함한다. 또한, 용지의 이동을 센싱하기 위한 센싱부(80, 도3 참조)를 포함한다. 그리고, 상기 화상 형성부(18) 및 모터(90)의 작동을 제어하기 위한 제어부(70, 도3 참조)를 포함한다.

먼저, 도2를 참조하면, 급지 트레이(11, 12)는 자동 트레이(11)와, 수동 트레이(12)를 포함한다. 자동 트레이(11)는 주로 화상 형성 장치 내측에 위치하며, 다수의 용지를 적재한다. 수동 트레이(12)는 주로 화상 형상 장치의 외측으로 노출되어 위치하며, 비교적 적은 수의 용지를 빠르고 신속하게 공급하는데 유리하다.

롤러부는, 메인 경로 상에 위치하는 메인 롤러부와, 리턴 경로상에 위치하는 리턴 롤러부를 포함한다.

상기 급지 경로 상에 위치하는 메인 롤러부는 상기 상기 자동 급지 트레이(11)의 전방 상단 및 상기 수동 급지 트레이의 전방에 각각 위치하며 용지를 한 장씩 픽업하는 제 1 픽업 롤러(31) 및 제2 픽업 롤러(33)와, 상기 제 1 픽업 롤러(31)에 의하여 픽업된 용지를 이어받아 상기 화상 형성부(18) 쪽으로 이송하는 가속 롤러(32)와, 상기 가속 롤러(32)로부터 이어받은 용지를 상기 화상 형성부(18)로 이송시키는 이송 롤러(34)를 포함한다. 여기서, 이송 롤러란 용지의 이송에 관여하는 모든 롤러를 의미한다. 따라서, 이하에서는, 픽업 롤러 또는 가속 롤러 등 특별히 이름을 부여한 롤러를 제외한 나머지 롤러는 모두 이송 롤러라 칭한다. 한편, 급지 경로 상에 위치하는 메인 롤러부는 화상 형성 장치(18)의 직 후방 쪽에 위치하는 인입 롤러(35)를 더 포함한다. 따라서, 인입 롤러(35)는 급지 경로 상에 위치하는 롤러 중 최 전방에 위치하는 이송 롤러가 된다.

한편, 배지 경로 상에 위치하는 메인 롤러부는, 상기 화상 형성부(18)의 전방에 위치하는 배출 롤러(36)와, 배출 롤러(36)를 통과한 용지를 외부로 배출하기 위한 버티컬 롤러(37)와 배지 롤러(38a)를 포함한다. 상기 배지 롤러(38a)의 외주면에는 한 쌍의 아이들 롤러(38b, 38c)가 서로 대향되는 방향에서 접촉될 수 있다. 이 한 쌍의 아이들 롤러는 배지 아이들 롤러(38b)와 전환 아이들 롤러(38c)를 포함하며, 이들에 대한 기능은 아래에서 더욱 상세히 설명하도록 한다.

한편, 리턴 경로(B) 상에는 다수의 이송 롤러(39,40,41)가 소정 간격을 두고 이격되게 배치되어, 한번 화상 형성부(18)를 통과한 용지가 다시 화상 형성부 쪽으로 이동할 수 있도록 한다.

상기 화상 형성부(18)는 서로 다른 색상을 가지는 잉크를 고속으로 분사하는 노즐이 구비된 잉크젯 헤드(inkjet head)일 수 있고, 상기 잉크젯 헤드는 용지의 폭에 대응하는 폭을 가지는 PSA(Page Straight Array) 헤드 또는 PWP(Page Width Printer) 헤드일 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않고 잉크 카트리지가 장착된 상태로 좌우로 왕복하는 셔틀 방식 헤드(Shuttle-typed head)도 가능하다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 화상 형성 장치는, 상기 급지 경로 상에 위치하는 일부 또는 전부의 롤러에 회전력을 제공하는 메인 모터(91, 도3 참조)와, 상기 메인 모터(91)에서 발생하는 회전력을 다수의 이송 롤러축들에 전달하기 위한 기어 어셈블리를 더 포함한다. 상기 기어 어셈블리에 의하여 단일 구동원으로부터 공급되는 회전력이 다수의 회전축을 동시에 회전시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 화상 형성 장치는, 배지 경로 상에 위치하는 배지 롤러(30)에 회전력을 제공하는 배지 모터(92, 도3 참조)와, 양면 인쇄 모드에서 용지를 역이송하기 위한 롤러에 회전력을 제공하는 듀플렉스 모터(Duplex motor, 93)를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상 형성 장치는, 센싱부(80)를 더 포함한다. 상기 센싱부(80)는 용지의 이송 상황을 센싱한다. 보다 상세하게는 용지가 메인 경로, 또는 리턴 경로를 통과하는 중인지, 통과하고 있다면 어느 위치를 통과하고 있는지 여부를 센싱하여, 제어부에 센싱 신호를 전달한다.

한편, 제어부(70)는, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상 형성 장치의 내부에 구비되어, 상기 화상 형성부(18) 및 모터(90)의 작동을 제어한다. 여기서 제어부(70)가 모터(90)의 작동을 제어한 다는 것은, 곧, 용지를 이송시키기 위한 이송 롤러의 작동을 제어한다는 것을 의미하며, 더 나아가 후술하는 디버터(54)의 작동을 제어한다는 것을 의미한다.

이하, 도2를 참조하여, 급지 트레이(11,12)에 적재된 용지의 이송 경로를 보다 상세히 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 화상 형성 장치(10)는 자동 트레이(11)에 적재된 용지를 이용하여 인쇄 할 수도 있고, 다목적 트레이(Multi-Pulpose Tray) 또는 수동 트레이(12)를 이용하여 낱장으로 인쇄 할 수도 있다.

상기 급지 트레이(11, 12)에 수용되는 용지는 상기 급지 트레이(11, 12)의 전방에 구비되는 제 1 픽업 롤러(31) 및 제2 픽업 롤러(13)에 의해 픽업되어, 이송 경로에 진입한다.

한편, 상기 가속 롤러(32)는 상기 이송 롤러(34)와 제 1 픽업 롤러(31) 사이에 구비되어, 상기 제 1 픽업 롤러(31)에 의하여 픽업된 용지를 이어받아 빠른 속도로 이송시킨다. 즉, 상기 제 1 픽업 롤러(31)의 선속도보다 상기 가속 롤러(32)의 선속도가 더 빠르게 설정된다. 여기서, 상기 제 1 픽업 롤러(31)의 선속도를 상기 가속 롤러(32)의 선속도에 가깝게 설정할 경우, 용지가 픽업되지 않고 헛도는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 픽업 롤러(31)의 선속도를 가속 롤러(32)의 선속도보다 작게 설정하는 것이 일반적이다. 그리고, 상기 제 1 픽업 롤러(31)와 상기 이송 롤러(34) 간에는 높이 차가 존재하기 때문에, 상기 픽업 롤러(31)에 의하여 픽업된 용지의 선단이 상기 이송 롤러(34)에 안정적으로 물리도록 하는 수단이 필요하며, 이를 위해 상기 가속 롤러(32)가 제공된다. 상기 가속 롤러(32) 이후에 제공되는 롤러들의 선속도는 상기 가속 롤러(32)의 선속도와 동일하게 설정할 수 있다. 그리고, 상기 이송 롤러(34)는 제품의 규격에 따라서 다수 지점에 배치될 수 있다.

한편, 상기 이송 롤러(34)를 통과한 용지는 상기 이송 롤러(34)의 전방에 설치되는 인입 롤러(35)로 이송된다.

상기 인입 롤러(35)는 상기 화상 형성부(18)의 직후방(용지의 인쇄 방향을 기준으로 함)에 위치하여, 용지가 안정적으로 상기 화상 형성부(18)로 안내되도록 한다.

다음으로, 배출 롤러(36)는 상기 화상 형성부(18)의 전방에는 제공되어, 상기 화상 형성부(18)를 통과하면서 화상이 형성된 용지가 상기 화상 형성부(18)를 벗어나도록 한다. 그리고, 상기 배출 롤러(36)의 전방에는 버티컬 롤러(37)가 구비되어, 상기 화상 형성부(18)를 벗어난 용지를 배지 롤러(38a)로 안내한다. 상기 배지 롤러(38a)의 외주면 일측에는 배지 아이들 롤러(38b)가 구비된다. 따라서, 인쇄를 마친 용지가 상기 배지 롤러(38a)와 배지 아이들 롤러(38b) 사이를 통과하여, 외부로 배출되도록 한다.

한편, 반전 아이들 롤러(38c)는 양면 인쇄 기능을 위해 배지 롤러(38a)의 외주면 타측에 제공되어 인쇄를 마친 용지가 상기 배지 롤러(38a)와 반전 아이들 롤러(38c) 사이로 통과하도록 한다. 즉, 상기 배지 롤러(38a)는 배지 기능 및 용지 반전 기능을 동시에 수행할 수 있다. 반전 기능을 위해서는, 상기 용지가 배지 롤러(38a)와 반전 아이들 롤러(38c)를 완전히 벗어나기 전에 상기 배지 롤러(38a)는 일시 정지한 후 역회전하는 과정이 필요하며, 이러한 과정을 통해 용지가 리턴 경로로 역이송된다.

여기서 상기 리턴 경로(B)는 한쪽 면(제1 면)만 인쇄된 용지를 반전시켜, 인쇄되지 않은 다른 면(제 2면)이 상기 화상 형성부(18)를 향하는 상태로 상기 인쇄 경로로 안내되도록 한다.

한편, 이 과정에서, 상기 점선 M1으로 묶인 롤러들은 메인 모터(91, 도3 참조)로부터 기어 어셈블리(미도시)를 통하여 회전력을 전달받을 수 있고, 점선 M2로 묶인 롤러는 배지 모터(92)로부터 회전력을 전달받을 수 있다. 그리고, 점선 M3로 묶인 롤러들은 상기 듀플렉스 모터(93)로부터 기어 어셈블리를 통하여 회전력을 전달받을 수 있다. 그러나, 위에서 제시된 실시예에 제한되는 것은 아니다.

도4 및 도5는 상기 배지 롤러(38a) 주변의 구성을 좀 더 상세히 도시한 측단면도이다. 또한, 도6 및 도7은 상기 배지 롤러(38a) 주변의 구성을 좀 더 상세히 도시한 사시도이다. 이하, 도4 내지 도7을 참조하여, 배지 롤러(38a) 주변의 구성을 좀 더 상세히 설명한다.

먼저, 도6 및 도7을 참조하면, 도6 및 도7에는 배지 롤러(38a) 주변의 구성으로서, 배지 롤러 어셈블리(38)와, 디버터 어셈블리(50)가 도시되어 있다.

배지 롤러 어셈블리(38)는, 배지 축(381)과, 배지 롤러(38a)와, 배지 기어(382)를 포함한다.

배지 축(381)은 배지 모터(92, 도3 참조)와 연결되어, 배지 모터의 구동에 의해 회전한다.

배지 롤러(38a)는 회전 가능하도록 배지 축(381)에 결합된다. 보다 상세하게는 배지 축(381)과 일체로 회전 가능하도록 결합된다. 따라서 배지 롤러(38a)의 회전 중심은 배지 축(381)이 된다.

한편, 배지 기어(382)는 회전 가능하도록 배치 축(381)에 결합된다. 보다 상세하게는 배지 축(381)과 일체로 회전 가능하도록 결합된다. 따라서, 배지 기어(382)의 회전 중심도 배지 축(381)이 된다. 상기 배지 기어(382)는 도시된 바와 같은 평기어에 한정되는 것은 아니며, 헬리컬 기어 또는 기타 동력 전달 가능한 기어가 사용될 수 있다. 상기 배지 기어(382)는 상기 배지 롤러보다 작은 직경을 갖도록 형성된다. 보다 상세하게는 배지 롤러(38a)의 이끝원(Addendum circle)의 반지름(중심으로부터 이빨의 외측 끝부분까지의 거리)이 상기 배지 롤러의 반지름 보다 더 작게 형성된다. 한편, 상기 배지 기어는 기어 이빨이 일부 빠진 형태로 제공된다. 즉, 상기 배지 기어(382)는, 기어 이빨이 일부 빠진 부분인 기어 이빨 제거부(383)를 포함한다.

디버터 어셈블리(50)는, 디버터축(51)과, 디버터 기어(52)와, 원웨이 베어링(53)과, 디버터(54)와, 상시 가압부(56)를 포함한다.

디버터축(51)은 배지축(51)과 평행하게 연장되도록 배치된다. 상기 디버터 축(51)의 외측에는 디버터 기어(52)가 배치된다. 상기 디버터 기어(52)는 상기 배지 기어(382)와 치합된다.

상기 디버터 기어(52)의 내측에는 원웨이 베어링(53)이 구비된다. 즉, 상기 디버터 기어(52)와 상기 디버터 축(51) 사이에 상기 원웨이 베어링(53)이 구비된다. 상기 원웨이 베어링(53)은 상기 디버터 기어(52)가 어느 한 방향으로 회전할 때는 그 회전력을 디버터 축(51)에 전달하고, 다른 한 방향으로 회전할 때는 그 회전력을 디버터 축(51)에 전달하지 않는다. 따라서, 디버터 기어(52)가 어느 한 방향으로 회전할 때는 디버터 축(51)이 회전하며, 디버터 기어(52)가 다른 한 방향으로 회전할 때는 디버터 축(51)이 디버터 기어(52)를 따라 회전하지 않는다.

어느 한 방향으로의 회전시에만 동력을 전달하고, 다른 방향으로의 회전시에는 동력을 전달하지 않는 원웨이 베어링은, 종래 원웨이 베어링 중 어느 하나를 채택 가능한 것이므로, 그 구조 및 원리에 대한 상세한 설명은 생략한다.

디버터(54)는 디버터 축(51)과 일체로 회전 가능하도록 결합된다. 상기 디버터(54)는 상기 디버터 축(51)의 연장 방향과 수직한 방향에서 볼 때, 상기 디버터 기어와 좌우 측으로 이격된 지점에 위치할 수 있다.

상시 가압부(56)는 상기 디버터(54)를 일방향으로 가압하도록 결합된다. 예컨대, 상기 상시 가압부(56)는 스프링일 수 있으며, 보다 상세하게는, 코일 스프링일 수 있다. 상기 스프링(55)은 일단이 디버터(54)에 결합되고, 타단은 화상 형성 장치의 다른 부분에 고정되어, 디버터(54)를 상시 어느 한 방향으로 잡아 당긴다. 따라서, 상기 디버터(54)가 외력에 의해 스프링(55)을 연장시키는 방향으로 회전한 상태에서, 그 외력이 제거되면, 스프링(55)이 복원력에 의해 다시 압축되면서, 디버터(54)가 원위치로 되돌아 오게 된다.

한편, 본 실시예에서는, 스프링(55)이 초기 상태에서 외력이 작용하면 연장되었다가, 외력이 제거되면, 다시 원래 길이로 수축하여 되돌아오는 예를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 스프링(55)이 초기 상태에서, 외력이 작용하면 수축되었다가, 외력이 제거되면 다시 원래 길이로 팽창하여 되돌아 오도록 설치될 수도 있다.

한편, 상기 디버터(54)의 수는 필요에 따라 적절히 선택 가능하다. 또한, 배지 기어(38a), 디버터 기어(52) 및 원웨이 베어링(53) 의 수는, 상기 디버터의 수와 반드시 동일해야 하는 것은 아니며, 이 역시 필요에 따라 적절히 선택 가능하다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 화상 형성 장치는, 상기 배지 축(381)과, 디버터 축(51)과, 상기 배지 축(381)과 디버터 축(51) 사이에서 동력 전달을 하는 기어 어셈블리를 더 포함하는 것으로 볼 수도 있다. 이 경우, 기어 어셈블리는, 배지 기어(382), 디버터 기어(52) 및 원웨이 베어링(53)을 포함한다.

상기 원웨이 베어링(53)은, 상기 배지 축(381) 또는 상기 디버터 축(51) 중 어느 하나의 회전력을 다른 하나로 전달할 때, 어느 한 방향으로의 회전시에는 회전력을 전달하고, 다른 한 방향으로의 회전시에는 회전력을 전달하지 않도록 설치된다.

즉, 본 실시에에서는, 배지 모터(92)가 배지 축(381)을 회전시키고, 그 회전력이 기어 어셈블리를 통해 디버터 축(51)으로 전달되는 경우를 설명하였지만, 배지 모터(92)가 디버터 축(51)을 회전 시키고, 디버터 축(51)의 회전력이 기어 어셈블리를 통해 배지 축(381)으로 전달되도록 하는 것도 가능하다.

도4 및 도5는 도6 및 도7에 도시된 배지 롤러 어셈블리(38)와, 디버터 어셈블리(50)가 장착된 화상 형성 장치의 일부를 도시한 측단면도이다.

도4 및 도5를 참조하면, 전술한 메인 경로(A)는 배지 경로(메인 경로 중 화상 형성부(18)와 배지 롤러(38a) 사이의 경로)의 끝 부분에서 제1 메인 경로(A1)와, 제2 메인 경로(A2)로 분지되어 나누어진다.

도4는 제1 메인 경로(A1)가 개방되고, 제2 메인 경로(A2)가 폐쇄된 모습을 도시하고 있으며, 도5는 제1 메인 경로(A1)가 폐쇄되고, 제2 메인 경로(A2)가 개방된 모습을 도시하고 있다. 이하, 도4에 도시된 바와 같이 디버터(54)가 제1 메인 경로(A1)를 개방하고 있을 때의 디버터(54)의 위치를 제1 위치라 하며, 도5에 도시된 바와 같이 디버터(54)가 제2 메인 경로(A2)를 개방하고 있을 때의 위치를 제2 위치라 한다.

도4 및 도5에 도시된 구성을 좀 더 자세히 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상 형성 장치는, 전술한 배지 롤러 어셈블리(38)와 디버터 어셈블리(50) 이외에, 배지 가이드(100)와, 미들 프레임(60)과, 배지 가이드 커버(20)를 더 포함한다.

배지 롤러 어셈블리(38)는 메인 경로(A)의 끝 부분에 위치하며, 디버터 어셈블리(50)는 메인 경로(A) 상에서 배지 롤러 어셈블리(38)와 화상 형성부(18)의 사이에 위치한다.

이들 각각의 구성을 좀 더 상세히 설명하면, 먼저 상기 배지 가이드(100)는, 인쇄 매체를 상기 배지 롤러(38a) 쪽으로 안내하는 역할을 하며, 중앙에는 외측을 향해 돌출되도록 라운드진 돌출부(101)가 구비된다. 그리고 상기 돌출부(101)에는 메인 회전 부재(102)가 회전 가능하게 결합되다. 상기 메인 회전 부재(102)는 예컨대 도8에 도시된 바와 같은 스타휠 일 수 있다. 상기 메인 회전 부재(102)는 그 회전 중심축을 기준으로 회전 가능하다. 상기 메인 회전 부재(102)는 그 회전축을 따라 복수개가 서로 이격되게 배치될 수 있다.

한편, 앞서 설명한 디버터(54)는, 상기 제1 메인 경로(A1)와 상기 제2 메인 경로(A2)가 나누어지는 부분에 구비된다. 상기 디버터(54)는 일측으로 회전하여 제1 메인 경로(A1)를 개방하고 제2 메인 경로(A2)를 폐쇄하며, 타측으로 회전하여 제1 메인 경로(A1)를 폐쇄하고 제2 메인 경로(A2)를 개방하는 역할을 한다. 상기 디버터(54)는 복수의 서브 회전 부재(55)가 결합될 수 있으며, 상기 서브 회전 부재(55) 역시 상기 메인 회전 부재(102)와 같은 스타휠 일 수 있다. 상기 서브 회전 부재(55)는 제2 메인 경로(A2)를 향해 일부 또는 전부가 돌출될 수 있다.

상기 메인 회전 부재(102)와 상기 서브 회전 부재(55)는 이동하는 인쇄 매체와 접촉시, 회전함으로써, 인쇄 매체 상의 잉크 등이 묻어나지 않도록 하는 역할을 한다.

미들 프레임(60)은 상기 배지 가이드(100)의 외측에서 상기 배지 어셈블리(38)의 하부에 위치한다. 또한, 상기 미들 프레임(60)은 상기 디버터 어셈블리(50)의 하부에 위치하는 것이 되기도 한다. 상기 미들 프레임(60)은 상기 배지 가이드(100)의 외측에 이격되어 위치하며, 상기 배지 가이드(100)와 상기 미들 프레임(60) 사이의 이격된 공간은 메인 경로(A)의 일부를 형성한다.

한편, 또한, 배지 가이드 커버(20)는, 배지 롤러 어셈블리(38)와, 상기 디버터 어셈블리(50) 및 상기 미들 프레임(60)의 외측에 구비된다. 상기 디버터 어셈블리(50)와 상기 배지 가이드 커버(20) 사이의 이격된 공간 및 상기 미들 프레임(60)과 상기 배지 가이드 커버(20) 사이의 이격된 공간은 리턴 경로(B)의 일부를 형성한다.

이하, 도3 및 도4에 더하여, 도5 및 도6을 함께 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상 형성 장치의 작동 원리를 설명한다.

배지 모터(92)가 작동하면, 배지 모터(92)와 연결된 배지 축(381)이 회전한다. 배지 축(381)이 회전하면, 배지 기어(382)가 일체로 회전하게 된다.

배지 기어(382)가 회전하면, 배지 기어(382)와 치합된 디버터 기어(52)가 배지 기어(382)와는 반대 방향으로 회전하게 된다.

이때, 디버터 기어(52)의 회전은, 디버터 축(51)에 회전력을 전달하기도 하고, 전달하지 않기도 한다. 이는 디버터 기어(52)와 디버터 축(51) 사이에 원웨이 베어링(53)이 위치하기 때문이다.

원웨이 베어링(53)은 디버터 기어(52)의 어느 한 방향 회전시 동력을 디버터 축(51)에 전달하지만, 그 반대 방향으로의 회전시에는 동력을 전달하지 않는다.

디버터 기어(52)의 회전에 의해 디버터 축(51)이 회전하는 경우, 디버터(52)는 디버터 축(51)과 일체로 회전하며, 제1 메인 경로(A1) 또는 제2 메인 경로(A2) 중 어느 하나를 개방하고, 다른 하나를 차단한다.

한편, 디버터 기어(52)의 회전력이 디버터 축(51)에 전달되지 않는 경우, 디버터(54)에는 상시 가압부(56)에 의한 외력만이 작용하므로, 디버터(54)는 상시 가압부(56)에 의해 가압되는 쪽에 위치하게 된다.

한편, 배지 기어(382) 및 디버터 기어(52)가 디버터 축(51)에 동력을 전달할 수 있는 방향으로 회전하더라도, 배지 기어(382)의 기어 이빨 제거부(383)가 디버터 기어(52)에 대응되는 위치에 오게 되면, 디버터 기어(52)에 동력이 전달되지 않으므로, 이 경우에도, 디버터(54)는 상시 가압부(56)에 의해 가압되는 쪽에 위치하게 된다.

이하 도9a 내지 도9e를 참조하여, 양면 인쇄시, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상 형성 장치의 동작 순서를 설명한다. 도9a 내지 도9e에서는, 디버터의 위치 및 그에 따른 인쇄 매체의 이동 상태가 잘 파악되도록, 일부 구성을 생략되어 있다.

도9a는 본 발명의 일 실시예에 의한 화상 형성 장치가 작동하기 전의 초기 상태를 나타낸다. 초기 상태에서, 디버터(54)는 제1 메인 경로(A1) 또는 제2 메인 경로(A2) 중 어느 하나를 개방하고, 다른 하나를 폐쇄한 위치에 있을 수 있다.

본 실시예에서는, 디버터(54)가 초기 상태에서, 제1 메인 경로(A1)를 개방하고, 제2 메인 경로(A2)를 폐쇄하는 경우를 예로 들어 설명하며, 이때의 디버터(54)의 위치를 앞서 간단히 언급한 바와 같이 제1 위치라 한다.

도9b는 양면 인쇄를 위해 화상 형성 장치가 작동하기 시작한 상태를 도시한다. 초기 상태에서, 양면 인쇄가 시작되면, 도9b에 도시된 바와 같이, 제어부는 배지 모터를 작동시켜 배지 축(381)이 제1 방향으로 회전하도록 한다. 이하 제1 방향은 반시계 방향(CCW)으로 한다. 상기 배지 모터가 제1 방향(반시계 방향)으로 회전하면, 배지 축(381) 및 배지 기어(382) 역시 제1 방향(반시계 방향)으로 회전한다. 그리고 배지 기어(382)와 치합된 디버터 기어(52)는 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전한다. 이하, 제2 방향은 시계 방향(CW)으로 한다.

디버터 기어(52)가 제2 방향(시계 방향)으로 회전 하면, 원웨이 베어링(53)도 제2 방향(시계 방향)으로 회전하며, 동시에 디버터 축(51)이 제2 방향(시계 방향)으로 회전한다. 참고로, 원웨이 베어링(53)은, 디버터 기어(52)가 제2 방향(시계 방향)으로 회전할 때는 디버터 축(51)으로 동력을 전달하여, 디버터 축(51)이 제2 방향(시계 방향)으로 회전하도록 하지만, 디버터 기어(52)가 제1 방향(반시계 방향)으로 회전할 때는 디버터 축(51)으로 동력을 전달하지 않는다.

디버터 축(51)이 제2 방향(시계 방향)으로 회전하면, 디버터(54) 역시 제2 방향(시계 방향)으로 회전한다.

따라서, 디버터(54)는 제1 메인 경로(A1)를 차단하고, 제2 메인 경로(A2)를 개방하는 위치로 이동하게 되며, 이 위치를 제2 위치라 한다.

디버터(54)가 제2 위치로 이동한 이후에도, 배지 모터(92)는 계속 구동되며, 그에 따라 배지 축(381), 배지 롤러(38a), 배지 기어(382)는 계속 회전한다. 그리고 제2 메인 경로를 통해 진입한 인쇄 매체는 배지 롤러(38a)와 반전 아이들 롤러(38c) 사이를 통과하며, 계속 하여 전진하게 된다.

도9c는 배지 롤러(38a)의 회전 방향이 바뀌기 직전 모습을 도시한다.

디버터가 이미 제2 위치로 이동한 이후에도 인쇄 매체는 제1 메인 경로를 계속 이동하며, 이 때 배지 모터(92)의 구동에 의해, 배지 롤러(38a) 및 배지 기어(382)는 제1 방향(반시계 방향, CCW)으로의 회전을 계속 하게 된다. 그러나, 디버터 기어(52), 디버터 축(51), 디버터로는 배지 모터(92)의 회전력이 전달되지 않는다. 배지 기어(382)와 치합되는 쪽에 디버터 기의 이빨 제거부가 위치하기 때문에, 배지 기어(382)의 기어 이빨 제거부(383)에 해당하는 부분에서, 배지 기어(382)와 디버터 기어(52) 사이의 치합 상태가 해제되어, 동력 전달이 중단되는 것이다. 배지 모터(92)로부터, 배지 축(381) 및 배지 기어(382)를 통해 디버터 어셈블리로 전달되는 힘이 제거되면, 디버터에는 상시 가압부(56)에 의해 작용하는 힘만이 작용하게 되며, 상시 가압부(56)에 의해 디버터는 제1 위치로 되돌아 가게 된다.

도9d는 배지 롤러(38a)의 회전 방향이 바뀌어 인쇄 매체의 반전이 이루어진 직후 상태를 나타내는 도면이다.

도9d를 참조하면, 배지 축(381) 및 배지 기어(382)의 회전 방향은 제2 방향(시계 방향, CW)이 된다. 배지 축(381) 및 배지 기어(382)의 회전 방향이 제2 방향(시계 방향, CW)으로 바뀌면, 배지 롤러(38a)와 반전 아이들 롤러(38c) 사이에 물려 있는 인쇄 매체의 진행 방향이 바뀌게 되며, 인쇄 매체는 리턴 경로 상을 이동하게 된다. 이 때, 배지 축(381) 및 배지 기어(382)의 회전 방향의 전환은, 제어부가 배지 모터(92)의 회전 방향을 반대로 전환함에 의해 이루어질 수도 있다. 또한, 배지 모터(92)와 배지 롤러(38a) 사이에 별도의 기어 어셈블리를 구비하여, 배지 모터(92)가 동일한 방향으로 회전하더라도 제어부가 기어 어셈블리의 치합을 제어하여 배지 롤러(38a)의 회전 방향이 전환되도록 할 수도 있다.

한편, 배지 축(381) 및 배지 기어(382)가 제2 방향(시계 방향)으로 회전하면, 배지 기어(382)와 치합된 디버터 기어(52)는 제1 방향(반시계 방향, CCW)으로 회전한다.

그러나, 디버터 기어(52)의 제1 방향(반시계 방향, CCW)으로의 회전은, 원웨이 베어링(53)에 의해, 디버터 축(51)으로 그 동력을 전달하지 못한다.

따라서, 디버터 축(51)은 회전하지 않으며, 디버터 역시 제2 위치에 그대로 위치하게 된다. 디버터에 작용하는 힘은, 디버터를 제2 위치쪽으로 가압하는 상시 가압부(56)에 의한 힘 뿐이기 때문이다.

따라서, 인쇄 매체는 리턴 경로 내에서 이동하게 된다.

도9e는 인쇄를 마친 인쇄 매체가 외부로 배출되는 경우를 설명하는 도면이다.

도9e를 참조하면, 제어부는 배지 축(381) 및 배지 롤러(38a)가 시계 방향(CCW)으로 회전하는 상태를 유지하도록, 배지 모터(92)를 작동시킨다.

이때, 디버터는 도9d에서와 마찬가지로 제1 위치에 존재한다. 도9d를참조하여 설명한 바와 마찬가지로, 배지 축(381)의 시계 방향(CW) 회전은 배지 기어(382)를 시계 방향(CW)으로 회전시키고, 배지 기어(382)와 치합된 디버터 기어(52)를 반시계 방향(CCW)로 회전시키지만, 원웨이 베어링(53)에 의해 디버터 기어(52)의 회전력이 디버터 축(51)으로 전달되지는 않기 때문이다. 따라서, 디버터 축(51)은 회전하지 않으며, 디버터 역시 제1 위치에 그대로 있게 된다.

따라서, 인쇄 매체는 제1 메인 경로(A1)로 진입하여, 배지 롤러(38a)와 배지 아이들 롤러(38b) 사이를 통과하여 외부로 배출되게 된다.

이하, 도10a 및 도10b를 참조하여, 화상 형성 장치에 의해 인쇄 매체의 어느 한면에만 화상이 인쇄되는 단면 인쇄의 경우, 화상 형성 장치의 동작 방법을 설명한다. 도10a 및 도10b에서는, 디버터의 위치 및 그에 따른 인쇄 매체의 이동 상태가 잘 파악되도록, 일부 구성을 생략되어 있다.

도10a는 본 발명의 일 실시예에 의한 화상 형성 장치가 작동하기 전의 초기 상태를 나타낸다. 초기 상태에서, 디버터(54)는 제1 메인 경로(A1) 또는 제2 메인 경로(A2) 중 어느 하나를 개방하고, 다른 하나를 폐쇄한 위치에 있을 수 있다. 이러한 초기 상태의 위치를 제1 위치라 한다.

본 실시예에서는, 디버터(54)가 제1 위치에서, 제1 메인 경로(A1)를 개방하고, 제2 메인 경로(A2)를 폐쇄하는 경우를 예로 들어 설명한다.

도10b는 인쇄를 마친 인쇄 매체가 외부로 배출되는 경우를 나타내는 도면이다. 제어부는 배지 롤러(38a)가 시계 방향(CW)으로 회전하도록 배지 모터(92)를 작동시킨다. 배지 모터(92)가 구동되어, 배지 롤러(38a)가 시계 방향으로 회전할 때, 배지 축(381) 및 배지 기어(382) 역시 시계 방향으로 회전한다. 그리고 배지 기어(382)와 치합된 디버터 기어(52)는 반시계 방향으로 회전한다. 그러나 원웨이 베어링(53)에 의해 디버터 기어(52)의 회전력은 디버터 축(51)으로 전달되지 않는다. 따라서, 디버터 축(51) 및 디버터에 작용하는 힘은, 상시 가압부(56)에 힘 뿐이며, 상시 가압부(56)가 디버터를 제2 위치에 있도록 가압하고 있으므로, 디버터는 제1 위치에 그대로 존재하게 된다.

한편, 제1 메인 경로(A1)에 진입한 인쇄 매체는, 배지 롤러(38a)와 배지 아이들 롤러(38b) 사이에 물려, 외부로 배출되게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

1. 인쇄 매체를 픽업하는 픽업 롤러;
   인쇄 매체를 외부로 배지 시키거나 이동 방향을 전환 시키기 위해 회전 방향이 전환 가능한 배지 롤러;
   픽업 롤러의 배지 롤러 사이의 인쇄 매체 이동 경로로서 제1 메인 경로와 제2 메인 경로를 포함하는 메인 경로;
   배지 롤러에 의해 이동 방향이 전환된 인쇄 매체를 다시 메인 경로로 공급하기 위한 리턴 경로;
   상기 메인 경로 상에 위치하며 인쇄 매체에 화상을 인쇄하는 화상 형성부;
   제1 메인 경로와 제2 메인 경로가 분지되는 부분에 위치하여 상기 제1 메인 경로와 제2 메인 경로 중 어느 하나를 개방하고 다른 하나를 폐쇄하도록 회전 가능한 디버터;
   상기 배지 롤러에 회전력을 제공하는 배지 모터;
   상기 배지 모터 및 상기 화상 형성부의 작동을 제어하는 제어부;
   를 포함하며,
   상기 디버터는
   상기 배지 모터로부터 회전력을 전달 받으며,
   상기 배지 롤러의 회전과 연동되어 회전하는
   화상 형성 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 배지 롤러의 회전 중심이 되는 배지 축과;
   상기 디버터의 회전 중심이 되는 디버터 축과;
   상기 배지 축과 상기 디버터 축 사이의 동력 전달을 가능하게 하는 기어 어셈블리를 더 포함하며,
   상기 기어 어셈블리는
   상기 배지 축 또는 상기 디버터 축 중 어느 하나의 회전력을 다른 하나로 전달할 때, 어느 한 방향으로의 회전시에는 회전력을 전달하고, 다른 한 방향으로의 회전시에는 회전력을 전달하지 않는 원웨이 베어링을 포함하는
   화상 형성 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 원웨이 베어링은 디버터 축과 디버터 기어 사이에 구비되어 디버터 기어가 어느 한 방향으로 회전하는 경우 디버터 축에 회전력을 전달하며, 디버터 기어가 다른 항 방향으로 회전하는 경우 회전력을 전달하지 않는
   화상 형성 장치.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 기어 어셈블리는,
   상기 배지 축에 결합되며 이끝원(Addendum circle)의 직경이 상기 픽업 롤러의 직경보다 더 작은 배지 기어와;
   상기 디버터 축에 결합되며 상기 배지 기어와 치합되는 디버터 기어를 더 포함하며,
   상기 배지 기어에는 기어 이빨이 제거된 기어 이빨 제거부가 구비되는
   화상 형성 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 디버터를 상시 어느 한 방향으로 가압하는 상시 가압부를 더 포함하는
   화상 형성 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 디버터에는 용지의 이동을 가이드 하기 위한 적어도 하나 이상의 회전 부재가 회전 가능하게 결합되는
   화상 형성 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 회전 부재는 스타 휠(star wheel)인 화상 형성 장치.

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