KR100677628B1 - 전자사진방식 화상형성장치의 정착기 - Google Patents

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Abstract

토너 화상을 용지에 정착시키는 정착기가 개시된다. 개시된 정착기는, 토너 화상이 전사된 용지를 가열하기 위한 가열롤러와, 가열롤러와 접촉닙을 형성하여 회전하면서 그 접촉닙으로 통과되는 용지를 가압하는 가압롤러 및, 그 가압롤러를 용지의 이송방향으로 변위시킴으로써 접촉닙을 변화시키는 접촉닙조정기구를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 정착기는 가열롤러와 가압롤러 간의 접촉닙을 조정기구를 이용하여 능동적으로 조정하면서 용지가 휘어지는 상태를 변화시킬 수 있으므로, 정착 전의 토너 화상이 주변 기기에 닿아서 번지는 현상을 효과적으로 막을 수 있다.

Description

전자사진방식 화상형성장치의 정착기{Image fixing device for electro-photographic image forming apparatus}
도 1은 종래의 정착기가 채용된 전자사진방식 화상형성장치의 요부를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 정착기를 도시한 도면,
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 정착기의 가압롤러 쉬프트 동작을 보인 도면.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100...정착기 101...가열롤러
102...가압롤러 110...부쉬
120...가이드레일 121...접촉리브
130...스프링 141,142...제1,2힌지레버
본 발명은 전자사진방식 화상형성장치에 있어서, 인쇄매체에 전사된 화상을 가열압착하여 정착시키는 정착기에 관한 것이다.
일반적으로 레이저 빔 프린터와 같은 전자사진방식 화상형성장치는, 현상기 에서 토너 화상을 현상하여 용지에 전사하고 그것을 정착기에서 가열 압착하여 완전히 정착시키는 구조를 가지고 있다. 즉, 현상기에서 토너로 만들어진 화상을 용지에 전사하면, 정착기에서 그 토너 화상을 가열 압착시켜서 손으로 문질러도 번지지 않게 완전히 정착시키는 것이다.
그런데, 통상 정착기는 도 1에 도시된 바와 같이 히터(미도시)가 내장된 금속제 가열롤러(10)와 고무제 가압롤러(20)가 강한 압력으로 밀착되어 돌아가는 구조이기 때문에, 그 접촉닙(contact nip;N)은 도면처럼 상대적으로 무른 가압롤러(20) 쪽으로 눌려 들어간 형상으로 만들어진다. 따라서, 현상기(31)의 감광드럼(30)과 전사롤러(40) 사이를 지나면서 토너 화상이 전사된 용지(1)가 이 접촉닙(N)을 지날 때에는, 도면처럼 선,후단부가 위쪽으로 약간 들린 상태로 지나가게 된다. 문제는, 이렇게 들린 용지(1)의 후단부가 현상기(31) 본체와 같은 주변 기기에 닿게 되면, 감광드럼(30)으로부터 전사된 토너 화상이 쉽게 번질 수 있다는 데에 있다. 즉, 정착기의 접촉닙(N)를 통과한 선단부는 이미 토너 화상이 정착된 다음이기 때문에, 주변 기기에 닿아서 쓸리더라도 화상이 번지지 않지만, 후단부는 아직 접촉닙(N)를 통과하기 전이기 때문에 주변 기기에 닿아서 쓸릴 경우 토너 화상이 번지게 된다.
이를 해결하기 위한 방안으로서 기존에는, 가압롤러(20)의 밀착력을 줄여서 용지(1)가 접촉닙(N)에서 덜 휘어지게 하는 방안이 제안된 바 있다. 즉, 용지(1) 후단부의 화상이 자꾸 번져 나오면, 가압롤러(20)와 가열롤러(10) 간의 밀착력을 줄여 용지(1)가 휘어지는 정도를 완화시킴으로써, 용지(1) 후단부가 주변 기기에 닿아서 토너 화상이 번지는 현상을 막고자 한 것이다. 그러나, 이러한 방법은 일반적인 얇은 종이를 인쇄매체로 사용하는 경우에는 효과가 있지만, 예컨대 마분지와 같은 두꺼운 용지를 사용할 경우라면 밀착력을 조금 줄이는 정도로는 잘 해결이 되질 않는다. 즉, 두꺼운 용지는 얇은 용지에 비해 접촉닙(N)을 통과할 때 선,후단부의 들리는 정도가 더 심하기 때문에, 밀착력을 줄인다해도 주변 기기에 닿게 될 가능성이 매우 높다.
그리고, 최근에는 봉투를 직접 인쇄매체로 사용하는 경우도 많은데, 봉투의 경우에는 그 앞,뒷면 사이의 수납공간에 공기층이 있기 때문에, 도면과 같이 후단부가 번쩍 들린 상태로 접촉닙(N)에 진입하게 되면 앞, 뒷면 사이가 공기층에 의해 벌어지면서 진입속도에 큰 차이가 생겨 구겨질 가능성이 많다.
본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 두꺼운 용지나 봉투와 같은 특별한 인쇄매체를 사용할 경우에도 그 후단부의 휘어지는 정도를 적절히 완화시킴으로써 인쇄불량을 방지할 수 있도록 개선된 전자사진방식 화상형성장치의 정착기를 제공하는데 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 정착기는, 토너 화상이 전사된 용지를 가열하기 위한 가열롤러; 상기 가열롤러와 접촉닙을 형성하여 회전하면서 그 접촉닙으로 통과되는 상기 용지를 가압하는 가압롤러; 및, 상기 가압롤러를 용지의 이송방향으로 변위시킴으로써 접촉닙을 변화시키는 접촉닙조정수단;을 포함하는 것 을 특징으로 한다.
상기 접촉닙조정수단은, 상기 가압롤러의 회전축을 지지하며 몸체에 가이드슬릿이 형성된 부쉬와, 상기 가이드슬릿에 결합되어 상기 부쉬를 승강가능하게 가이드하며 상기 부쉬의 하강 시 그 가이드슬릿을 통해 상기 가압롤러의 회전축과 접촉되도록 돌출되는 접촉리브가 마련된 가이드레일과, 상기 가압롤러가 상기 가열롤러에 밀착되는 방향으로 상기 부쉬에 탄성력을 제공하는 탄성부재와, 상기 탄성부재의 탄성력과 반대방향으로 상기 가압롤러를 이동시키기 위한 조작레버를 포함하여서, 상기 조작레버를 조작하여 상기 가압롤러를 상기 탄성부재의 탄성력과 반대방향으로 이동시키면, 상기 부쉬가 하강하면서 상기 접촉리브가 상기 가이드슬릿을 통해 돌출되고, 그 돌출된 접촉리브가 상기 가압롤러의 회전축에 접촉되면서 그 회전축의 위치를 쉬프트시키도록 구성될 수 있다.
상기 가압롤러 회전축의 쉬프트는, 용지 진행방향으로의 제1쉬프트 성분과, 상기 가압롤러가 상기 가열롤러에서 이격되는 방향으로의 제2쉬프트 성분이 합성된 형태로 진행되는 것이 바람직하며, 상기 제2쉬프트 성분의 진행범위는 상기 가압롤러와 상기 가열롤러 사이가 완전히 벌어질 때까지를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 조작레버는, 상기 가압롤러의 회전축에 결합되는 장공을 구비하는 제1힌지레버와, 상기 제1힌지레버를 연동시키는 제2힌지레버를 포함하여서, 상기 제2힌지레버를 돌리면 상기 제1힌지레버가 연동되어 회전하면서 그 장공에 결합된 상기 가압롤러의 회전축을 이동시키게 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 접촉닙조정수단이, 상기 가압롤 러의 회전축이 끼워지는 캠홈이 형성된 이동지지부재와, 상기 가압롤러가 상기 가열롤러에서 이격되는 방향으로 상기 이동지지부재에 탄성력을 제공하는 탄성부재와, 상기 가압롤러가 상기 가열롤러에 밀착되는 방향으로 상기 이동지지부재를 가압하기 위한 가압레버와, 상기 가압레버와 연동되는 작동레버를 포함하여서, 상기 작동레버를 조작하면 상기 가압레버가 움직이면서 상기 이동지지부재가 변위되고, 그에 따라 상기 가압롤러의 회전축이 상기 캠홈을 타고 이동하면서 그 회전축의 위치가 쉬프트되도록 구성될 수 있다.
상기 이동지지부재는 상기 캠홈이 마련된 지지부와, 그 지지부에서 연장되어 상기 가압레버와 접촉되는 피스톤부를 포함할 수 있으며, 상기 피스톤부의 이동속도를 늦추는 댐퍼가 더 구비될 수 있다.
상기 가압롤러 회전축의 쉬프트는, 용지 진행방향으로의 제1쉬프트 성분과, 상기 가압롤러가 상기 가열롤러에서 이격되는 방향으로의 제2쉬프트 성분이 합성된 형태로 진행되는 것이 바람직하며, 상기 제2쉬프트 성분의 진행범위는 상기 가압롤러와 상기 가열롤러 사이가 완전히 벌어질 때까지를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 작동레버는 화상형성장치 본체의 개폐용 도어에 설치되어서 그 작동레버 단독 조작 및 상기 도어의 개폐와 함께 하는 종동 조작이 각각 가능하게 구성되는 것이 바람직하며, 상기 부쉬는 비대칭구조를 갖는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신 의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명에 따른 정착기(100)를 도시한 것이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 정착기(100)는, 히터(미도시)가 내장된 금속재 가열롤러(101)와 용지(1) 압착을 위한 고무재 가압롤러(102)가 상호 밀착되어서 접촉닙(N)을 형성하며 회전하는 기본구조를 가지고 있다. 따라서, 토너 화상이 전사된 용지(1)가 이 접촉닙(N)을 통과하면, 상기 가열롤러(101)에서 전달되는 고온의 열과, 가압롤러(102)에 의한 고압의 밀착력을 동시에 받게 되며, 화상이 열압착에 의해 완전히 굳어지면서 정착된다.
한편, 여기서는 상기 가압롤러(102)의 위치를 조정하면서 접촉닙(N)의 조건을 변화시키는 접촉닙조정수단이 구비되어 있다. 이것은, 접촉닙(N)으로 용지(1)가 들어가면서 후단부가 번쩍 들리는 정도를 능동적으로 조절할 수 있도록 하기 위한 수단으로서, 가압롤러(102)의 회전축(102a)을 지지하는 부쉬(110)와, 그 부쉬(110)의 승강을 가이드하는 가이드레일(120), 가압롤러(102)가 가열롤러(101)에 밀착되는 방향으로 부쉬(110)에 탄성력을 작용시키는 스프링(130), 그리고 가압롤러(102)의 회전축(102a)에 끼워지는 장공(141a)이 형성된 제1힌지레버(141) 및, 그와 연동가능하게 설치된 제2힌지레버(142) 등을 구비하고 있다. 따라서, 사용자가 제2힌지레버(142)를 회전시키면 도 3과 같이 제1힌지레버(141)도 회전하게 되고, 그에 따라 장공(141a)에 결합된 가압롤러(102)의 회전축(102a)이 스프링(130)의 탄성력을 극복하면서 하강하게 된다. 그런데, 상기 부쉬(110)에는 상기 가이드레일(120)에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 가이드슬릿(111)이 형성되어 있고, 상기 가이드레일(120)에는 부쉬(110)의 하강 시 가이드슬릿(111)을 통해 돌출되도록 접촉리브(121)가 마련되어 있다. 따라서, 부쉬(110)가 하강하면 도 3과 같이 접촉리브(121)가 돌출되어 올라오면서 가압롤러(102)의 회전축(102a)과 접촉하게 되며, 계속해서 그 경사면을 따라 회전축(102a)을 용지 진행 방향의 출측으로 쉬프트시키게 된다. 이 쉬프트는 가압롤러(102)의 하강과 함께 이루어지는 것이므로, 용지 진행방향으로의 제1쉬프트 성분(S1)과, 가압롤러(102)가 가열롤러(101)에서 이격되는 방향으로의 제2쉬프트 성분(S2)이 합성된 형태로 진행된다. 즉, 가열롤러(101)와 가압롤러(102)가 약간 떨어지는 밀착력 완화와 함께, 가압롤러(102)의 회전축(102a) 위치가 출측으로 약간 이동하는 축이동이 동시에 일어나는 것이다. 이렇게 되면 접촉닙(N)의 상태가 바뀌게 되는데, 제2쉬프트 성분(S2)만큼 밀착력이 완화되기 때문에 접촉닙(N)의 영역이 약간 좁아지게 되며, 또한 제1쉬프트 성분(S1)만큼 회전축(102a)이 출측으로 이동하면서 접촉닙(N)도 전체적으로 출측으로 이동하게 된다. 이렇게 변화된 접촉닙(N)으로 용지(1)가 들어가게 되면, 도 3에 도시된 바와 같이 용지(1)의 선단부는 변화 전보다 조금 더 들려지게 되지만, 후단부는 들려지는 높이가 반대로 줄어든다. 즉, 접촉닙(N)의 이동에 의해 용지(1)가 물려들어 가기 시작하는 시작점(P)이 출측으로 이동하기 때문에 용지(1)가 휘어지는 시점도 늦춰지게 되어 도면과 같은 변화가 유도되는 것이다. 이렇게 되면 접촉닙(N)을 빠져나온 선단부의 경우는 오히려 주변 기기에 닿을 가능성이 더 높아지지만, 선단부는 이미 접촉닙(N)을 통과하면서 토너 화상이 완전히 정착된 다음이기 때문에, 주변 기기에 닿고 쓸리더라도 화상에 전혀 문제가 생기지 않는다. 반면 상기 후단부는 아직 접촉닙(N)을 통과하지 않은 정착 전의 상태이지만, 도면과 같이 접촉닙(N)의 쉬프트에 의해 들려지는 높이가 줄어들게 되면, 주변 기기에 잘 닿지 않게 되므로 화상이 번질 가능성이 대폭 줄어들게 된다. 따라서, 이렇게 접촉닙(N)의 상태를 조정하여 화상 번짐의 문제에 능동적으로 대처할 수 있다. 대개, 용지(1)가 심하게 휘어지면서 화상이 번지는 현상은 마분지 같은 두꺼운 인쇄매체나 봉투 등을 사용할 경우에 발생하므로, 일반 종이를 사용할 때에는 도 2와 같이 쉬프트 없이 사용하고, 두꺼운 용지를 사용할 때에 도 3과 같이 가압롤러(102)를 쉬프트시켜서 정착을 진행하는 식으로 사용하면 된다. 그리고, 용지 잼 처리나 정비 등이 필요할 경우에는 도 4와 같이 제1,2힌지레버(141)(142)를 더 돌려서 가압롤러(102)를 가열롤러(101)로부터 완전히 이격시킨다. 물론, 제1,2힌지레버(141)(142)를 반대로 조작하면 스프링(130)의 복원력에 의해 부쉬(110)가 상승하면서 두 롤러(101)(102)가 밀착된다. 따라서, 인쇄조건에 따라 두 롤러(101)(102)의 접촉닙(N) 조건을 바꿔주고, 잼 처리 시에는 두 롤러(101)(102) 사이를 완전히 벌리면서 원활한 정착작업을 진행할 수 있게 된다.
한편, 본 실시예에서는 제2힌지레버(142)를 수동으로 조작하는 것을 예시하 고 있는데, 모터와 같은 동력원을 연결해서 컨트롤러의 신호에 따라 자동으로 움직이게 구성할 수도 있음은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 정착장치는, 가열롤러와 가압롤러 간의 접촉닙을 능동적으로 조정하면서 용지가 휘어지는 상태를 변화시킬 수 있으므로, 정착 전의 토너 화상이 주변 기기에 닿아서 번지는 현상을 효과적으로 막을 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 토너 화상이 전사된 용지를 가열하기 위한 가열롤러;
    상기 가열롤러와 접촉닙을 형성하여 회전하면서 그 접촉닙으로 통과되는 상기 용지를 가압하는 가압롤러;
    상기 가압롤러를 용지의 이송방향으로 변위시킴으로써 접촉닙을 변화시키는 접촉닙조정수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접촉닙조정수단은,
    상기 가압롤러의 회전축을 지지하며 몸체에 가이드슬릿이 형성된 부쉬와,
    상기 가이드슬릿에 결합되어 상기 부쉬를 승강가능하게 가이드하며 상기 부쉬의 하강 시 그 가이드슬릿을 통해 상기 가압롤러의 회전축과 접촉되도록 돌출되는 접촉리브가 마련된 가이드레일과,
    상기 가압롤러가 상기 가열롤러에 밀착되는 방향으로 상기 부쉬에 탄성력을 제공하는 탄성부재와,
    상기 탄성부재의 탄성력과 반대방향으로 상기 가압롤러를 이동시키기 위한 조작레버를 포함하여서,
    상기 조작레버를 조작하여 상기 가압롤러를 상기 탄성부재의 탄성력과 반대 방향으로 이동시키면, 상기 부쉬가 하강하면서 상기 접촉리브가 상기 가이드슬릿을 통해 돌출되고, 그 돌출된 접촉리브가 상기 가압롤러의 회전축에 접촉되면서 그 회전축의 위치를 쉬프트시키도록 된 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착기.
  3. 제2에 있어서,
    상기 가압롤러 회전축의 쉬프트는, 용지 진행방향으로의 제1쉬프트 성분과, 상기 가압롤러가 상기 가열롤러에서 이격되는 방향으로의 제2쉬프트 성분이 합성된 형태로 진행되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착기.
  4. 제3에 있어서,
    상기 제2쉬프트 성분의 진행범위는 상기 가압롤러와 상기 가열롤러 사이가 완전히 벌어질 때까지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 조작레버는,
    상기 가압롤러의 회전축에 결합되는 장공을 구비하는 제1힌지레버와,
    상기 제1힌지레버를 연동시키는 제2힌지레버를 포함하여서,
    상기 제2힌지레버를 돌리면 상기 제1힌지레버가 연동되어 회전하면서 그 장 공에 결합된 상기 가압롤러의 회전축을 이동시키게 된 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착기.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 부쉬는 비대칭구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착기.
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