KR0160952B1 - 복사기의 수상시이트 분말영상정착장치 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

복사기의 수상시이트 분말영상정착장치

제1도는 본 발명에 따른 정착장치의 측면도.

제2도는 제1도의 11-11선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 정착로울러 8 : 압력로울러

10 : 정착니프 22 : 고무쿠션

23 : 스트립 24 : 영역

25 : 판스프링 26 : 봉체

27 : 만곡지지면

본 발명은 복사기의 수상시이트 분말영상정착장치에 관한 것으로, 정착니프를 구성하는 제1영역을 형성하는 정착로울러 및 압력로울러와 정착니프에 대향된 압력로울러의 제2영역에서 압력로울러에 가압하는 편중부재로 구성되고, 접선방향의 마찰력이 로울러의 회전시에 상기 영역중의 적어도 하나에서 압력로울러에 가하여지는 복사기의 수상시이트 분말영상정착장치에 관한 것이다.

이러한 형태의 정착장치가 미국특허 제4,553,826호부터 알려진 바 있으며, 이 특허문헌에는 편중부재가 압력로울러의 주면에 대부분 접촉하는 원통형의 만곡면을 갖는 정착장치가 기술되어 있다.

만약 이러한 정착장치에 있어서, 정착니프를 지나는 수상(受像)시이트가 온도나 이 수상시이트내의 습기함량차이로 일부가 집중적으로 팽창도어 이들 부분에서 기포나 주름이 생기는 경우 수상시이트는 이러한 기포나 주름 때문에 이들이 정착니프에서 펼쳐진다 하여도 수상시이트가 정착니프를 통과한 후에도 완전하게 펼쳐지지 않는다.

이러한 형태의 불균형성은 폴리에스터 포일의 경우 온도가 일정하게 분포되지 않으면 나타나며 종이류의 시이트에 있어서는 습기함유분포가 일정하기 않는 경우에 나타난다.

본 발명의 목적은 수상시이트에 존재하는 기포와/또는 주름이 정착 중에 제거될 수 있는 서두에 언급된 형태의 정착장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 따라서, 이러한 목적은 압력로울러의 굽힘강도를 정착로울러의 굽힘강도보다 작게하여 이로써 얻어진 마찰력에서 압력로울러가 마찰력이 작용하는 방향으로 편향되게 하고 편향제한수단이 제공되어 마찰력의 방향으로 향하는 압력로울러의 편향을 제한하도록 하므로서 달성될 수 있다.

따라서, 마찰력이 작용하는 방향에 대하여 평행한 방향으로 정착니프를 통해 공급되는 수상시이트는 정착니프에서 로울러의 길이 방향에서 보았을 때에 중앙으로부터 정착니프의 양단으로 향하는 수상시이트에 존재하는 기포나 주름이 나타나지 않도록 이 수상시이트를 연신하는 힘이 가하여진다.

이러한 효과는 특히 광도전지지체로부터 정착로울러에 전달되는 분말영상이 전달되어 압력 하에 정착되고 가열된 시이트 상에 가열되는 정착장치에서 폴리에스터 수상시이트의 처리에 유효하다. 이와 같이 조합된 이송 및 정착장치에 의하여 수상물질은 이것이 정착니프에 이르기 전에 100℃의 온도로 예열된다. 만약 폴리에스터 시이트에 약간의 온도차이가 있어 이 시이트를 예열하는 과정과 그 후에 폴리에스터 시이트가 보다 뜨거운 부분에서 더욱 크게 팽창하게 되는 경우 이러한 부분에서 기포나 주름이 나타날 것이며 높은 온도에서 폴리에스터의 낮은 굽힘 강도로 크게 확대된다. 또한 정착니프의 온도가 높으므로 정착니프에서 폴리에스터 시이트의 일부가 뜨거운 상태로 남아있게 되므로 정착니프에서 시이트가 기포나 주름이 없는 부분에서는 쉽게 연산되어 다른 부분에서는 기포나 주름이 나타나지 않는다.

압력로울러의 굽힘 강도는 작으므로 중간에서 압력로울러의 편향이 일어나도록 하는 마찰력은 압력로울러의 단위 길이 미터당 최소 0.5mm이다. 따라서 정착니프로 진입된 직후에 시이트가 충분히 연신되어 기포와 주름이 나타나지 않게 된다.

본 발명에 따른 정착장치의 한 실시형태에 있어서, 편향제한 수단은 압력로울러의 주면에 대하여 변부가 지지되는 판스프링과, 압력로울러의 편향부분에 판스프링이 접촉하는 만곡지지면을 갖는 고정지지체로 구성된다. 따라서, 편향량은 압력로울러의 만곡강도와 압력로울러가 편향되게 이에 가하여지는 마찰력에 관계없이 정하여 질 수 있다. 이러한 수단이 다른 효과는 접속부가 압력로울러에 옮겨진 현상분말과 압력로울러에 남아 있는 종이먼지를 벗기어내는 스크레이퍼(scraper)로서 사용될 수 있다는 점이다. 정착장치의 작동상태에 있어서, 스크레이퍼로서 작용하는 판스프링은 항상 압력로울러에 이 압력로울러의 편향량에 관계없이 그전 길이를 따라 접촉하게 되므로 스크레이퍼와 압력로울러사이로 현상분말이나 종이먼지가 통과하지 못하고 압력로울러에 달라붙지도 아니한다.

본 발명에 따른 정착장치의 한 유리한 실시형태에 있어서, 압력로울러를 편향시키도록 요구된 마찰력을 발생하기 위하여, 압력로울러가 직접 구동되며 편중부재가 정착장치의 작동상태에서 고정위치를 점유한다. 따라서, 압력로울러의 편향량은 구동토오크와, 편중부재와 압력로울러사이의 마찰에 의하여 거의 결정되며, 어느 정도는 정착니프에서의 마찰이 영향을 준다. 만약 압력로울러의 편향에 요구된 마찰력이 정착로울러의 구동에 의하여서만 발생되고, 반대작용하는 토오크가 이들 사이의 조합으로 압력로울러에 가하여지는 경우, 비교적 큰 마찰력이 정착니프에서 발생하여 이 정착니프를 통해 공급된 수상시이트상의 분말영상의 정착에 나뿐 영향을 미칠 것이다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면에서 보인 정착장치는 직경이 100mm이고 길이가 900mm인 1.75mm두께의 실리콘 고무층(2)이 피복된 강철실린더의 정착로울러(1)로 구성된다. 로울러내부에는 실리콘고무층(2)을 약 110℃의 온도까지 가열하기 위하여 가열소자(3)가 착설되어 있다. 정착로울러(1)의 양단에는 각각 장공(5)을 관통하는 저어널(4)이 구비되어 있으며, 장공은 프레임(7)에 고정된 암(6)에 형성되어 있다. 정착로울러(1)는 프레임(7)의 고정위치에 착설된 구동축(도시하지 않았음)을 통하여 구동된다. 구동축과 정착로울러(1)사이에는 슈미트커플링(schmidt coupling)과 같은 커플링이 착설되어 정착로울러(1)가 장공(5)의 길이방향으로 제한된 범위 내에서 자유롭게 이동될 수 있도록 하여 정착로울러(1)가 이후 상세히 설명되는 바와 같이 상기 방향으로 배치될 수 있도록 한다.

또한 정착장치에는 직경이 25mm이고 길이가 역시 900mm이며 두께 0.6mm의 내마모성 플루오로-에틸렌층(9)이 수축피복된 알루미늄실린더의 압력로울러(8)가 구성되어 있다. 이 압력로울러의 재질로서는 현상분말에 대하여 내마모성이고 비접착성을 보이는 다른 재질이 사용될 수 있다. 이 압력로울러(8)는 로울러표면에 균일한 온도가 분포되도록 하는 히트 파이프(heat pipe)의 형태로 구성된다.

직경이 200mm인 광전도성 드럼(12)이 프레임(7)에 고정된 암(13)에 정착로울러(1)상의 고정위치에서 회전 가능하게 착설된다. 광전도성 드럼(12)은 이송니프(14)를 구성하고 정착니프(10)와는 다른게 거의 직선을 이루는 정착로울러(1)의 영역에서 정착로울러(1)와 접촉될 수 있다.

정착장치의 작동위치에서, 광전도성 드럼(12), 정착로울러(1)와 압력로울러(8)는 이후 상세히 설명되는 바와 같이 그 목적을 한편으로는 광전도성 드럼(12)에 전달된 분발영상이 정착로울러(1)에 전달되는 이송니프(14)를 형성하고 다른 한편으로는 수상시이트(11)가 영상분말의 이송과 정착을 위하여 통과될 수 있는 정착니프(10)를 형성하는 수단에 의하여 상대측에 가압된다. 가열판(32)사이에서 예열된 수상시이트가 정착니프(10)를 통하여 잘 통고할 수 있도록 하기 위하여 압력로울러(8)와 정착로울러(1)의 직경은 이들 로울러의 전 길이를 통하여 좁은 한계치 내에서 일정하다.

압력로울러(8)의 양단에는 각각 장공(17)을 관통하는 저어널(16)이 구비되어 있으며, 이들 장공(17)은 프레임(7)에 고정된 암(18)에 형성되어 있다. 장공(17)의 길이방향은 장공(5)의 길이방향과 약 90°의 각도를 이룬다. 장공(17)은 정착로울러(1)와 광전도성 드럼(12)의 회전축선을 지나는 평면으로 연장되고 여기에서 저어널(16)은 충분한 간격을 두고 수직으로 장공(17)에 삽입된다. 장공(17)의 타측단부에서 저어널(16)은 작은 간격을 두고 장공(17)에 수직으로 삽입되어 있다.

정착장치의 비작동위치에서, 압력로울러(8)는 제1도에서 점선으로 보인 위치에서 스프링(19)으로 고정되고, 이 위치에서 압력로울러(8)는 사실상정착로울러(1)의 방향으로 이동할 수 없으며 장공(5)의 저면부에 안착된 정착로울러(1)로부터 자유롭게 되어 있다. 이러한 정착로울러(1)의 위치가 제1도에서 점선(20)으로 도시되어 있다.

프레임(7)에는 정착로울러(1)의 하측으로 약간의 거리를 두고 장방향의 통체(21)가 고정되어 있다. 이 통체(21)에는 압축공기가 채워진 기다란 고무쿠션(22)이 수용되어 있다. 통체(21)의 상측 개방부는 인장되지 않고 양측이 통체(21)에 고정되는 상태로 고무쿠션(22)상에 놓이는 모헤어피복 직물로된 스트립(23)이 피복된다.

제1도에서 점선으로 보인 비작동위치, 실선으로 보인 작동위치와 이들의 중간위치에서, 압력로울러(8)는 스트립(23)의 모헤어표면에 가압되어 고무쿠션(22)을 압축한다. 작동위치에서, 스트립(23)은 압력로울러의 주연영역(24)과 접촉하며, 이 주연영역(24)은 압력로울러의 일부주면이고 그 각도는 30°이다. 고무쿠션(22)에 0.8바아 이상의 압력을 가하므로 압력로울러(8)는 정착니프(10)에서 100N/m 의 힘으로 정착로울러(1)에 가압되고, 정착로울러(1)는 다시 동일한 압력으로 이송니프(14)의 영역에서 광전도성 드럼(12)에 가압된다.

자유롭게 상향돌출된 판스프링(25)이 통체(21)에 고정되며, 0.6mm두께의 스프링강으로 되어 있다. 정착장치의 작동위치에서, 이 판스프링(25)의 상측변부는 대향된 압력영역인 주연영역(24)과 정착영역인 정착니프(10)사이의 중간에 위치인 압력로울러(8)의 접촉선을 따라서 이 압력로울러(8)와 압력 접촉한다. 이 판스프링(25)은 접촉선을 지나는 압력로울러의 접선에 대하여 수십 도의 각도를 이룬다. 봉체(26)가 압력로울러(8)로부터 원격하고 프레임(7)에 대하여 고정적으로 연결된 판스프링(25)측에 착설되어 있다. 이 봉체(26)는 제2도에서 보인 바와같이 판스프링(25)을 향하는 측에 대칭이 되게 만곡된 지지면(27)을 갖는다.

압력로울러(8)가 점선으로 보인 위치에 있고 이에 따라서 판스프링(25)이 자유롭게된 정착장치의 비작동위치에서는, 지지면(27)의 단부(27a)(27b)(제2도)만이 판스프링(25)과 접촉한다.

압력로울러(8)는 고정장소에 배치된 구동축(28)(제2도 참조)을 통하여, 고정되는 구동축(28)과 압력로울러(8)의 회전축사이의 거리가 변화하도록 하는 커플링(29)을 통해 구동될 수 있도록 되어 있다. 정착장치의 비작동위치로부터 시작하여 구동축(28)을 구동시키기 위한 구동력이 제1도에서 화살표로 보인 방향으로 정착로울러를 회전시키기 위하여 가하여질 때에 압력로울러는 고무쿠션(22)의 스트립(23)상에서 구르게되어 이 압력로울러(8)는 회전운동과 함께 판스프링(25)의 방향으로 병진운동하므로서 자유롭게 회전할 수 있게된 정착로울러(1)를 광전도성 드럼(12)에 대하여 상측으로 가압하게 된다. 판스프링(25)과 접촉시에, 압력로울러(8)가 중간에 편향되고 역시 판스프링(25)이 편향된다.

지지면(27)의 만곡 형태는 판스프링(25)의 편향정도와 이에 따라 압력로울러(8)의 편향정도를 제한한다. 구동력이 가하여지지 않을 때에 압력로울러(8)는 스프링(19)에 의하여 다시 점선으로 보인 위치로 복귀한다. 이러한 복귀과정은 압력로울러(18)의 역방향 구동으로 이루어진다.

정착작동이 이루어지도록 하기 위하여, 정착로울러(1)를 구동시키기 위한 구동력이 가하여지고, 이 정착로울러(1)는 이송니프(14)와 정착니프(10)의 외측에서 정착로울러(1)의 표면속도가 정착니프(10)의 외측에서 압력로울러(8)의 표면속도보다 약간 빠른 속도로 회전하게 된다. 이와 같이 약간 빠른 속도 때문에 정착니프(10)에는 마찰력이 가하여지고 압력로울러(8)에서 스트립(23)에 의해 가하여지는 마찰력이 조합되어 최대편향부분에서 판스프링(25)에 대하여 200N/m의 힘으로 압력로울러(8)를 가압한다. 이 힘은 판스프링에 의하여 압력로울러(8)의 표면을 깨끗이 닦아내는데 필요하다. 지지면(27)의 곡률반경은 100,000~200,000mm이다. 이는 압력로울러(8)가 중간에서 0.5-1mm 정도 편향됨을 의미한다. 압력로울러(8)가 만곡되므로서 일부 속도성분이 축방향으로 향하게되고 이러한 성분은 압력로울러(8)의 중간으로부터 양단부측을 향하게 된다. 따라서 로울러(1)(8)사이에 놓인 수상시이트는 축방향으로 연신되고 기포나 주름이 평활하게 펼쳐진다. 상기 압력로울러에서 만곡부분의 축방향속도는 이동속도의 약 0.3%이다. 이동속도가 3m/분이므로 축방향속도는 0.15mm/초이다.

정착니프(10)에서 수상시이트(11)의 연신으로 정착니프(10)에 평행한 방향으로 정착니프(10)의 각 직선과 직후부분으로 향하는 수상시이트의 주름(30)(31)은 희미하게 나타날 것이다. 이들 주름(30)(31)은 수상시이트의 이송 중에 동일장소에 남아있게되나 수상시이트가 평활 하게 되는 것에 영향을 주지 않는다. 한번 주름이 생기면 수상시이트에 가하여진 연식력과 그 결과로 수상시이트에 나타나는 장력사이의 평행 때문에 이러한 주름은 변화되지 아니한다. 만약 연신력이 계속 가하여지면 압력로울러는 수상시이트(11)상에서 축방향으로 미끌어질 것이다. 정착로울러(1)와 압력로울러(8)를 구동시키므로서 나타나는 속도차이는 정착니프(10)에서 수상시이트(11)와 분말영상사이의 상대적인 운동이 이루어지도록하여 분말영상이 가압된 실리콘고무층(2)에 전개되는 결과로서 정착니프(10)에서 일어나는 영상의 확장현상을 보상한다. 이러한 이유는 수축피복층인 내마모성 플루오로-에틸렌층(9)과 수상시이트(11)사이의 마찰로 압력로울러(8)와 수상시이트(11)사이에서 어떠한 니프압력에서도 실제로 미끄럼현상이 일어나지 않고 이러한 미끄럼현상이 수상시이트(11)와 정착로울러(1)의 표면에 공급된 분말영상 사이에서만 일어나기 때문이다.

시험결과, 본 발명에 따른 정착장치는 온도차이 때문에 기포와 함께 정착니프에 공급될 수도 있는 뜨거운 폴리에스터 시이트에 분말영상을 정착시키는데 특히 접합한 것으로 나타났다. 기포는 정착니프에서 제거되었다.

상기정착장치는 로울러의 특정한 최대길이에 관계없이 효과적으로 작동된다. 실제로 로울러는 영상전달에 간섭을 줄 수도 있는 영상전달영역인 정착니프(10)와 이송니프(14)를 통하여 연장되는 방향으로 편향되지 않는다. 따라서 정착장치는 대형 수상물질의 처리에 매우 접합하다.

Claims (8)

1. 정착니프를 구성하는 제1영역을 형성하는 정착로울러 및 압력로울러와, 정착니프에 대향된 압력로울러의 제2영역에서 압력로울러에 가압하는 편중부재로 구성되고, 접선방향의 마찰력이 로울러의 회전시에 상기 영역중의 적어도 하나에서 압력로울러에 가하여지는 복사기의 수상시이트 분말영상정착장치에 있어서, 마찰력의 방향으로 향하는 압력로울러(8)의 편향을 제한하는 편향제한수단(25,26,27)이 구성되어 있고, 상기 압력로울러(8)는 상기 마찰력에서 상기 압력로울러(8)가 마찰력이 작용하는 방향으로 편향되게 상기 정착로울러(1)의 굽힘강도보다 작은 굽힘강도를 가짐을 특징으로 하는 복사기의 수상시이트 분말영상 정작장치.
2. 제1항에 있어서, 압력로울러(8)의 굽힘강도가 중간에서 압력로울러(8)의 편향정도가 압력로울러(8)의 단위길이 미터당 최소 0.5mm정도가 되게 작음을 특징으로 하는 정착장치.
3. 제1항 또는 2항에 있어서, 편향제한수단(25,26,27)이 변부가 압력로울러(8)의 주면에 지지되는 판스프링(25)과, 판스프링(25)이 압력로울러(8)의 편향부분에 접촉하는 만곡지지면(27)을 갖는 고정지지체(26)으로 구성됨을 특징으로 하는 정착장치.
4. 제1항에 있어서, 압력로울러(8)가 직접구동형이고, 편중부재(22, 23)는 이 편중부재(22,23)가 압력로울러(8)에 가압되는 영역(24)에서 마찰력을 발생하는 고정부재임을 특징으로 하는 정착장치.
5. 제4항에 있어서, 정착로울러(1)가 정착니프(10)를 구성하는 영역에서 마찰력을 발생토록 압력로울러(8)의 주면속도보다 빠른 주면속도로 직접 구동됨을 특징으로 하는 정착장치.
6. 제1항 또는 2항에 있어서, 편중부재(22, 23)가 고정부재로 고정장소에 배치되고, 압력로울러(8)가 편중부재(22,23)상에서 정착로울러(1)와 접촉하지 않는 제1위치와 이 압력로울러(8)가 정착로울러(1)와 압력접촉하는 제2위치사이에서 구를 수 있게 되어 있음을 특징으로 하는 정착장치.
7. 제6항에 있어서, 정착로울러(1)가 압력로울러(8)의 제1위치에서 정착로울러에 의하여 점유된 제1극단위치와 압력로울러(8)의 제2위치에서 정착로울러(1)에 의하여 점유되는 제2위치사이에서 이동 가능함을 특징으로 하는 정착장치.
8. 제1항 또는 2항에 있어서, 편중부재(22,23)가 압축공기로 채워진 쿠션(22)으로 구성됨을 특징으로 하는 정착장치.

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