KR100622950B1 - 화상 형성 장치 - Google Patents

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Abstract

개시된 화상형성장치는 외부공기가 유·출입되는 흡입구 및 배기구를 갖는 본체와, 본체의 내부에 설치되며, 가열 압착 동작에 의해 기록재에 전사된 화상을 정착시키는 정착유닛과, 흡입구측에 설치되어 외부 공기를 흡입하는 흡입팬과, 정착유닛의 상부에 설치되며 흡입팬으로부터 흡입된 외부공기의 흐름을 가이드하는 제 1덕트부가 형성되고, 제 1덕트부를 통과하는 외부 공기를 그 하측으로 유통시키도록 공기통과홀이 마련된 배지플레이트 및 배지플레이트의 하부측에 설치되어 공기통과홀을 통과하는 외부공기의 토출 방향을 조절하는 풍향조절유닛을 포함한다. 이러한 구성을 통해 정착유닛으로부터 발생되는 고온의 열기가 본체의 상면으로 전달되는 것을 차단함과 아울러서, 배지롤러들이 변형되는 것을 방지하고, 양면인쇄가이더측으로 역이송되는 기록재의 마찰력을 줄여 잼 발생률을 줄이는 이점이 있다.
화상, 형성, 정착유닛, 방열, 냉각, 풍향조절, 양면인쇄, 배지유닛

Description

화상 형성 장치{Image Forming Apparatus}
도 1은 종래의 화상형성장치용 정착유닛의 냉각구조를 도시한 일부 수직 단면도,
도 2는 상기 도 1의 선 Ⅰ-Ⅰ′를 따른 단면도,
도 3은 본 발명에 의한 화상형성장치의 동작을 개략적으로 설명하기 위한 수직 단면도로서, 중간전사매체를 통해 전사되는 화상형성장치를 일 예로 도시한 도면,
도 4a는 도 3의 A표시부를 확대 도시한 도면,
도 4b, 4c는 본 발명의 일 실시 예에 의한 화상형성장치용 정착유닛의 냉각구조의 동작을 설명하기 위한 도면들,
도 5는 상기 도 4a의 선 Ⅳ-Ⅳ'를 따른 단면도,
도 6은 본 발명에 적용되는 배지플레이트의 구성을 도시한 사시도, 그리고,
도 7은 도 6의 선 Ⅵ-Ⅵ´를 따라 절취한 일부 절취 사시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 설명 >
150 : 정착유닛 171 : 배지플레이트
171a : 리브 171b : 배지롤러홀
171c : 제 1덕트부 171d : 공기통과홀(슬릿홀)
171f : 제 2덕트부 180 : 본체
181 : 본체상면 183,185 : 본체측면
183a : 흡입구 185a : 배기구
190 : 풍향조절유닛 191 : 풍향조절모터
193 : 블레이드
본 발명은 화상 형성 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정착유닛에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시키는 화상 형성 장치에 관한 것이다.
복사기, 프린터, 팩시밀리 등의 화상형성장치는 예컨대, 감광드럼으로 되는 상담지체와, 감광드럼상에 정전잠상을 형성하는 정전잠상형성유닛과, 감광드럼상의 정전잠상을 현상해서 현상제상을 가시화하는 현상유닛과, 감광드럼상의 현상제상을 중간전사벨트 또는 인쇄매체상에 전사하는 전사유닛과, 전사유닛을 통해 인쇄매체상에 전사된 화상을 고열로 가열 압착하여 영구적으로 정착시키는 정착유닛이 채용된다.
이러한 구성을 통해 정전잠상의 형성, 현상, 전사, 정착의 화상 형성을 하는 동작이 반복적으로 행해진다.
상술한 정착유닛은 화상을 인쇄매체에 정착시키기 위해 다량의 열을 사용한다. 이러한 이유 때문에 정착유닛의 위치가 중요하게 고려되며, 대부분 본체의 상 측에 위치시켜 사용하고 있다.
그러나, 이렇게 본체의 상측에 위치시킨 경우 본체의 상부가 가열되어 온도가 높아지게 된다. 따라서, 사용자가 화상을 입을 수 있거나, 불쾌감을 느낄 수 있다.
도 1은 상술한 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 착안된 종래의 화상형성장치용 정착유닛의 냉각구조를 도시한 일부 수직 단면도이고, 도 2는 상기 도 1의 선 Ⅰ-Ⅰ′를 따른 단면도이다.
도 1을 참조하면, 화상형성장치(1)는 외관을 형성하는 본체(10)의 내부에 정착유닛(30)이 설치되고, 정착유닛(30)을 통해 정착과정을 마친 기록재(P)를 본체(10)의 외측으로 배지하는 배지유닛(50)과, 정착유닛(30)의 동작에 따라 발생되는 열이 본체(10)의 상면(11)측으로 전달되는 것을 차단하는 냉각유닛(70)을 포함한다.
정착유닛(30)은 정착케이스(31)의 내부에 히팅롤러(33) 및 가압롤러(35)가 한 쌍을 이루며 설치된다. 이들 사이로 기록재(P)가 통과할 수 있도록 상호 나란하게 배치되어 외주가 접촉된다. 이중 어느 한 롤러(33 또는 35)가 구동수단(도시않됨)과 결합됨으로써 상호 마찰 구동된다. 가압롤러(35)는 합성수지재 등으로 구성되고, 탄성수단(37)에 의해 적정 탄성으로 히팅롤러(33)측으로 탄성바이어스(elastic bias)된다. 히팅롤러(33)는 금속재의 슬리이브(sleeve : 33a)내에 발열램프(33b)가 내장된다.
배지유닛(50)은 정착유닛(30)의 상측에 설치되어 정착유닛(30)을 통해 정착 과정을 마친 기록재(P)의 배출을 가이드하는 배지플레이트(51)와, 배지플레이트(51)를 통해 배지되는 기록재(P)를 본체(10)의 외부로 배출하는 배지롤러(53) 및 배지아이들롤러(55)로 구성된다.
배지플레이트(51)의 내면에는 기록재(P)의 이동을 가이드하도록 복수개의 리브(51a)들이 소정의 간격을 두고 복수개가 직립되게 형성된다. 여기서, 배지플레이트(51)는 본체(10)의 상면(11)으로부터 소정의 간격(D)을 두고 설치되어 정착유닛(30)으로부터 발생된 열이 본체(10)의 상면(11)으로 직접 전달되는 것을 차단한다.
이에 더하여, 본체(10)의 내부에는 정착유닛(30)으로부터 배출되는 기록재(P)가 배지플레이트(51)의 리브(51a)를 따라 가이드되어 화살표(←)방향으로 일정구간 배지된 후, 화살표(→)방향으로 역전되는 기록재(P)의 이송을 가이드하는 양면인쇄가이더(57)가 추가로 마련된다.
도 2를 참조하면, 냉각유닛(70)은 본체(10)의 양측면(13,15)에 형성된 흡입구(13a) 및 배기구(15a)와, 흡입구(13a)측에 설치된 흡입팬(71)으로 구성된다.
이에 더하여, 배지플레이트(51)에는 흡입팬(71)를 통해 유입되는 외부공기의 흐름을 가이드하는 덕트부(51c)가 오목하게 형성된다. 덕트부(51c)에는 덕트부(51c)에 머물고 있는 공기를 배지플레이트(51)의 하측으로 토출시키도록 배기홀(51d)이 소정의 간격을 두고 형성된다.
이와 같은 구성을 통해 배기홀(51d)을 통해 배출되는 외부공기는 배지플레이트(51)의 밑면에 얇은 층류를 형성하여 정착유닛(30)으로부터 배출되는 고온의 열이 본체(10)의 상면(11)으로 전달되는 것을 차단한다.
그러나, 종래의 화상형성장치(1)는 정착유닛(30)을 통해 정착 과정을 마친 기록재(P)가 높은 표면 온도를 지닌 채 배출되어 기록재(P) 적재가 안정적으로 이루어지지 않는다. 특히, OHP와 같은 특수 용지를 배출시킬 경우 이러한 문제점은 더욱 두드러진다.
또한, 높은 표면 온도를 지닌 기록재(P)가 지속적으로 배출될 경우 배지롤러(51) 또는 배지아이들롤러(53)의 소성변화를 야기시키는 문제점이 있다.
또한, 정착유닛(30)으로부터 발생되는 고열이 강한 대류 효과로 상승하여 양면인쇄가이더(57)측으로 진입하는 기록재(P)를 가압할 수 있다. 그와 같은 경우 기록재(P)가 양면인쇄가이더(57)측으로 밀착된 상태로 진입하게 됨에 따라 마찰력이 증가되어 잼(Jam) 현상을 유발할 소지가 높다.
본 발명은 상술한 문제점을 해소시키기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 첫 번째 목적은 정착유닛으로부터 배출되는 기록재의 표면온도를 효과적으로 냉각시키는 화상형성장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 두 번째 목적은 정착유닛으로부터 발생되는 고온의 열이 강한 대류 현상에 의해 상승하는 것을 차단하여 양면 인쇄를 실시할 경우 양면인쇄가이더측으로 역이송되는 기록재의 마찰력을 감소시켜 잼 현상이 발생되는 것을 줄이는 화상형성장치를 제공하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 제안된 본 발명의 실시 예를 따르면, 외부공 기가 유·출입되는 흡입구 및 배기구를 갖는 본체; 상기 본체의 내부에 설치되며, 가열 압착 동작에 의해 기록재에 전사된 화상을 정착시키는 정착유닛; 상기 흡입구측에 설치되어 외부 공기를 흡입하는 흡입팬; 상기 정착유닛의 상부에 설치되며 상기 흡입팬으로부터 흡입된 외부공기의 흐름을 가이드하는 제 1덕트부가 형성되고, 상기 제 1덕트부를 통과하는 외부 공기를 그 하측으로 유통시키도록 공기통과홀이 마련된 배지플레이트; 및 상기 배지플레이트의 하부측에 설치되어 상기 공기통과홀을 통과하는 외부공기의 토출 방향을 조절하는 풍향조절유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치가 제공된다.
상기 풍향조절유닛은 풍향조절모터와, 상기 풍향조절모터의 구동력에 의해 소정의 각도로 회전되는 블레이드를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 공기통과홀은 배지플레이트의 폭방향을 따라 길게 형성된 슬릿홀로 함이 바람직하다.
상기 공기통과홀의 하측에는 상기 공기통과홀을 통해 토출되는 공기를 2차 저장하는 제 2덕트부를 형성함이 바람직하다.
상기 제 1덕트부는 오목하게 형성되고, 상기 제 2덕트부는 상기 제 1덕트부와 대응된 형상으로 볼록하게 형성되되 그 하부가 개방되도록 형성된 것으로 함이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 화상형성장치의 동작을 개략적으로 설명하기 위한 수 직 단면도로서, 중간전사매체를 통해 전사동작이 실시되는 화상형성장치를 예로 들은 도면이다.
도 3을 참조하면, 감광체(101)를 이루는 감광드럼(101a)은 대전유닛(103)인 대전롤러(103a)에 의하여 표면이 일정 전위로 대전된다. 이와 같이 표면이 일정 전위로 대전되어 있는 감광드럼(101)상에 광 주사 유닛(105)을 통해 소정의 광 예컨대, 레이저 빔이 주사되면 상기 감광드럼(101)상에는 정전 잠상이 형성된다.
감광드럼(101)상에 형성된 정전 잠상은 현상유닛(107)의 현상제를 통해 가시상으로 현상된다. 여기서, 현상유닛(107)은 옐로우(YELLOW), 마젠타(MAGENTA), 시안(CYAN), 블랙(BLACK)의 현상제가 들어 있는 현상기(107Y,107M,107C,107BK)로 구성된다.
현상기(107)로부터 공급되는 현상제를 통해 감광체(101)의 정전 잠상이 가시상으로 현상되면, 가시상은 중간전사장치(110)를 통해 1차 전사된 후 전사롤러(131)를 통하여 기록재(P)에 최종 전사된다.
상술한 바와 같이 전사롤러(131)를 통해 기록재(P)에 가시상이 전사되면, 정착유닛(150)의 가열 압착 동작을 통해 가시상이 정착되고, 배지유닛(170)을 통해 본체(180)의 외측으로 배지된다. 여기서, 정착유닛(150)의 구성은 도 1의 구성과 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
기록재(P)는 급지카세트(191)내에 겹쳐 쌓여진 상태로 수납되고, 최상부의 것부터 차례로 픽업롤러(193)를 통해 픽업되어 전사롤러(131)측으로 공급된다.
한편, 양면 인쇄를 실시할 경우 배지유닛(170)을 통해 본체(180)의 외측으로 배출되는 기록재(P)는 소정의 위치에서 역전된 후 양면인쇄가이더(201)의 내면을 따라 가이드되어 다시 전사롤러(131)측으로 역 이송되어 양면 인쇄 과정을 실시한다.
이와 같이 인쇄 동작을 실시하는 동안 정착유닛(150)으로부터 고온의 열이 발생되어 본체(180)의 상면(181)으로 전달된다. 또한, 정착유닛(150)으로부터 배출되는 기록재(P)의 표면 온도가 높아 배지부에 안정적으로 적재되지 못하거나, 양면 인쇄시 양면인쇄가이더(201)측으로 역이송되는 기록재가 정착유닛(150)으로부터 상승하는 열기에 의해 양면인쇄가이더(201)측으로 가압되어 마찰력을 상승시킬 수 있다. 이를 해소시키기 위하여 본 발명은 다음과 같은 구성을 제안한다.
도 4a는 도 3의 A표시부를 확대도시한 도면, 그리고, 도 4b,4c는 본 발명의 일 실시 예에 의한 화상형성장치용 정착유닛의 냉각구조의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 정착유닛(150)의 상부 및 본체(180)의 상면 (181)사이에는 배지플레이트(171)가 개재된다. 배지플레이트(171)는 본체(180)의 상면으로부터 소정의 간격(D)을 두고 설치되고, 그 하면에 복수개의 리브(171a)가 소정의 간격을 두고 돌출 형성된다. 배지플레이트(171)의 선단은 배지롤러(173)의 일부가 그 하부측으로 돌출되게 설치되도록 배지롤러홀(171b)이 관통 형성되고, 배지롤러(173)가 노출된 측에는 배지아이들롤러(175)가 회전가능하게 접촉되어 설치된다.
도 5는 상기 도 4a의 선 Ⅳ-Ⅳ′를 따른 단면도이다. 도 6은 본 발명에 적용 되는 배지플레이트의 구성을 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 선 Ⅵ-Ⅵ´를 따라 절취한 일부 절취 사시도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 정착유닛(150)과 대향하는 위치에 해당하는 배지플레이트(171)에는 제 1덕트부(171c)가 오목하게 형성된다. 제 1덕트부(171c)의 중앙부에는 그 길이 방향을 따라 슬릿홀(171d)이 길게 형성된다.
이에 더하여, 제 1덕트부(171c)와 대응하는 배지플레이트(171)의 하부에는 제 2덕트부(171f)가 형성된다. 제 2덕트부(171f)는 제 1덕트부(171c)로부터 슬릿홀(171d)을 통해 배출되는 공기를 2차 저장하는 공간을 마련하는 것으로서, 그 하측이 개방된 상태를 이룬다. 여기서, 제 1덕트부(171c) 및 제 2덕트부(171f)의 측단면 형상은 대략 모래시계 형상을 이룬다.
제 1덕트부(171c)에는 제 1덕트부(171c)에 저장된 공기의 토출 방향을 가이드하는 풍향조절유닛(190)이 마련된다. 풍향조절유닛(190)은 동력을 발생시키는 풍향조절모터(191)와, 상기 풍향조절모터(191)의 구동력에 의해 소정 각도로 회전하는 블레이드(193)로 구성된다. 블레이드(193)의 각도 조절을 위하여 일 예로 풍향조절모터(191)를 스텝 모터(Step Motor)로 구성할 수 있다. 블레이드(193)는 수평 상태에서 제 2덕트부(171f)와 미세 틈새(t)를 이루는 폭을 갖는다.
리브(171a)에는 블레이드(193)를 관통시키기 위한 관통홀(171a')이 형성된다. 이때, 블레이드(193)의 길이를 각 리브(171a) 사이의 길이에 해당하는 길이로 짧게 제작된 것을 다수개로 마련하여 설치하고, 리브(171a)에 블레이드(193)를 지지하는 블레이드축(193a')이 관통하는 홀을 형성할 수 도 있다.
본체(180)의 양측면(183,185)에는 흡입구(183a) 및 배기구(185a)가 마련되고, 흡입구(183a)측에는 외부 공기를 강제 흡입하는 흡입팬(203)이 설치된다. 흡입팬(203)을 통해 흡입된 공기는 제 1덕트부(171c)를 따라 흐르면서 1차 저장된다.
다음은 상술한 바와 같은 냉각 구조를 통해 정착유닛(150)의 열을 냉각시키는 동작에 대해서 좀더 상세히 설명한다.
실질적으로 화상 동작을 실시하지 않고 대기 상태에 있을 경우, 도 4a에 도시된 바와 같이 블레이드(193)는 수평 상태를 유지한다. 따라서, 흡입팬(203)의 흡입력에 의해 강제 흡입되어 제 1덕트부(171c)에 머무는 공기는 슬릿홀(171d)을 통해 2차 저장공간인 제 2덕트부(171f)로 분사된다. 이때, 제 1,2덕트부(171c,171f)는 모래 시계 형태로 이루어져 빠른 분사가 유도된다.
제 2덕트부(171f)로 분사된 공기는 블레이드(193) 및 제 2덕트부(171f)의 미세 틈새(t)를 통해서 작은 유속을 유지하며 지속적으로 빠져 나간다. 이와 같이 지속적으로 빠져 나가는 공기는 배지플레이트(171)의 저면을 타고 공기 층류를 형성함으로써 정착유닛(150)으로부터 상승하는 고열이 본체(180)의 상면(181)까지 전달되지 못하도록 한다.
다음, 화상 형성 동작이 진행되어 정착유닛(150)으로부터 배출되는 기록재(P)가 배지롤러(173)측으로 배출될 경우 도 4b에 도시된 바와 같이 풍향조절모터(191)가 구동되어 블레이드(193)를 왼쪽으로 기울어지게 각도 조절한다. 따라서, 제 2덕트부(171f)로부터 빠져 나오는 공기는 기록재(P)의 표면 위로 높은 유속으로 분사됨으로써 기록재(P)의 표면 온도를 낮춘다. 또한, 기록재(P)와 접촉하는 배지 롤러(173) 및 배지아이들롤러(175)를 지속적으로 냉각시켜줌으로써 배지롤러(173) 및 배지아이들롤러(175)의 변형을 막을 수 있다.
다음, 양면 인쇄 동작을 실시하여 기록재(P)가 화살표(→)방향을 따라 역이송 될 경우 도 4c에 도시되 바와 같이 블레이드(193)를 오른쪽으로 기울어지게 제어함으로써, 제 2덕트부(171f)에 저장되어 있던 공기를 양면인쇄가이더(201)측으로 배출한다. 따라서, 양면인쇄가이더(201)측으로 진입하는 기록재(P)위로 높은 유속의 공기 막 형태로 분사시킴으로써 기록재(P)의 선단과 양면인쇄가이더(201)사이에 풍부한 공기막을 형성하여 쿠션 효과를 발생시킴에 따라 기록재(P) 및 양면인쇄가이더(201)와의 마찰을 최소화 한다. 따라서, 잼 발생 확률을 낮추게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 화상 형성 장치를 따르면, 정착유닛을 냉각시키기 위해 본체외부로부터 유입되는 공기를 기록재의 배지방향으로 각도조절하여 배출되도록 함으로써, 배지되는 기록재의 적층 동작을 안정적으로 행할 수 있으며, 배지롤러들이 변형되는 것을 해소할 수 있다.
또한, 본체 외부로부터 유입되는 공기를 양면인쇄가이더측으로 각도 조절하여 배출되도록 함으로써, 양면인쇄가이더측으로 이송되는 기록재의 마찰력을 줄여 잼 발생 확률을 낮추는 이점이 있다.
이와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (5)

  1. 외부공기가 유·출입되는 흡입구 및 배기구를 갖는 본체;
    상기 본체의 내부에 설치되며, 가열 압착 동작에 의해 기록재에 전사된 화상을 정착시키는 정착유닛;
    상기 흡입구측에 설치되어 외부 공기를 흡입하는 흡입팬;
    상기 정착유닛의 상부에 설치되며 상기 흡입팬으로부터 흡입된 외부공기의 흐름을 가이드하는 제 1덕트부가 형성되고, 상기 제 1덕트부를 통과하는 외부 공기를 그 하측으로 유통시키도록 공기통과홀이 마련된 배지플레이트; 및
    상기 배지플레이트의 하부측에 설치되어 상기 공기통과홀을 통과하는 외부공기의 토출 방향을 선택적으로 가변시켜 조절하는 풍향조절유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 풍향조절유닛은 풍향조절모터;와 상기 풍향조절모터의 구동력에 의해 소정의 각도로 회전되는 블레이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 공기통과홀은 배지플레이트의 폭방향을 따라 길게 형 성된 슬릿홀인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 공기통과홀의 하측에는 상기 공기통과홀을 통해 토출되는 공기를 2차 저장하는 제 2덕트부가 형성된 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제 1덕트부는 오목하게 형성되고, 상기 제 2덕트부는 상기 제 1덕트부와 대응된 형상으로 볼록하게 형성되되 그 하부가 개방되도록 형성된 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
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