KR100703006B1 - 화상형성기의 정착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 화상형성기의 정착장치는 가열롤러; 상기 가열롤러와의 사이에 제 1 정착닙을 형성하는 가압롤러; 상기 가열롤러의 하류에서 상기 가열롤러와의 사이에 제 2 정착닙을 형성하는 가압부재; 및 상기 가압롤러와 상기 가압부재에 권취되어 무한궤도 운동하는 정착벨트;를 포함하며, 상기 가압부재는 상기 제 2 정착닙을 경유하여 나온 용지를 닙 출구 영역에서 제 2 정착닙의 가압력보다 큰 가압력으로 가압하기 위한 돌출부를 구비한 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 정착 닙의 확대로 용지의 닙 체류시간이 증가함에 따라 고속 인쇄에 따른 인쇄 품질을 향상시킬 수 있으며, 정착 후 닙 출구 영역에서 용지의 랩 잼을 방지할 수 있다.

화상형성기, 정착장치, 가열롤러, 가압롤러, 벨트, 닙, 잼

Description

화상형성기의 정착장치{FIXING APPARATUS FOR IMAGE FORMING APPARATUS}

도 1은 일반적인 화상형성기의 정착장치를 개략적으로 나타낸 단면도,

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성기의 정착장치를 개략적으로 나타낸 단면도,

도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 화상형성기의 정착장치를 개략적으로 나타낸 단면도, 그리고,

도 3은 본 발명 정착장치의 정착 닙에서 가압력 분포상태를 나타낸 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 가열롤러 110 : 열원

200 : 가압롤러 300 : 가압부재

300' : 돌출부 310, 311 : 지지부재

311a : 제 1 부재 311b : 제 2 부재

320 : 탄성부재 400 : 정착벨트

본 발명은 화상형성기에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 화상 토너를 용지에 융착시키는 화상형성기의 정착장치에 관한 것이다.

일반적으로 프린터, 복사기, 스캐너, 복합기 등과 같은 화상형성기는 공지된 전사장치에 의해 용지 표면에 전사된 현상제, 예컨대 화상 토너를 용지에 융착시키는 정착장치를 구비한다.

첨부한 도 1은 일반적인 화상형성기의 정착장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 화상형성기의 정착장치는 서로 밀착되어 회전하는 가열롤러(10)와 가압롤러(20) 등을 구비한다. 가열롤러(10)의 내부에는 화상 토너를 용지에 영구적으로 융착시키기 위한 열을 발생시키는 열원(11), 예컨대 히팅코일이 구비된다. 또한, 열원(11)의 온도를 감지하기 위한 온도센서(미도시)가 가열롤러(10)의 표면에 접촉 또는 비접촉되게 설치된다.

상기와 같이 구성된 정착장치는 회전하는 가열롤러(10)와 가압롤러(20)의 압접에 의해 형성된 닙(NIP)(a)을 용지(1)가 통과하면서 전사장치(미도시)에 의해 용지(1) 표면에 전사된 미정착 화상 토너(1')를 가열, 가압하여 용지에 융착시킨다. 가열롤러(10)의 외부에 설치된 온도센서는 가열롤러(10)의 온도를 감지한다. 제어부(미도시)는 열원(11)을 온/오프하여 가열롤러(10)의 온도를 제어한다.

최근 화상형성기의 고속화 요구에 부응하여, 정착롤러의 외경을 확대할 필요가 있다. 이는 고속화에 수반한 인쇄 속도의 증가로 용지의 닙 체류시간이 감소함으로써 초래되는 정착 품질의 악화를 방지하기 위하여, 정착 닙을 확대하여 용지의 닙 체류시간을 확보하기 위한 것이다. 그러나 화상형성기의 사이즈를 고려하면, 정착롤러의 외경 확대에는 한계가 있으며, 또한 웜 업 타임(Warm Up Time)이 길어지고 비용이 증가한다는 문제가 있다.

한편, 화상형성기의 고속화에 따른 정착성 확보를 위해, 정착롤러의 닙 가압력을 증가시킬 필요가 있다. 그러나 단순히 닙 가압력을 증가시키는 것은 정착장치의 내구성에 문제가 발생할 수 있다. 또한, 닙 부위에서 용지 이동성이 나빠져 용지 잼(Jam) 발생 가능성이 높아질 뿐만 아니라, 정착롤러의 구동 토오크가 커서 장치에 무리가 발생하는 문제가 있다. 일반적인 정착장치의 정착 닙에서 가압력은 닙 입구와 출구 영역이 서로 대칭되는 분포를 나타낸다(도 3의 ① 참조). 이는 정착이 완료된 용지가 닙 출구 영역을 통과할 때, 가열롤러 표면에 화상면이 부착되어 말려 올라가는 랩 잼(Wrap Jam)이 발생하기 쉬운 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 정착 닙을 확대함으로써 고속 인쇄에 따른 정착 품질을 향상시킬 수 있는 화상형성기의 정착장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 정착 후 닙 출구 영역에서 용지의 랩 잼을 방지할 수 있는 화상형성기의 정착장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 화상형성기의 정착장치는, 가열롤러; 상기 가열롤러와 밀착되어 회전하는 가압롤러; 상기 가열롤러에 대향하여 압 접되게 설치된 가압부재; 및 상기 가압롤러와 상기 가압부재에 권취되어 무한궤도 운동하는 정착벨트;를 포함한다.

상기 가압부재는 상기 가압롤러의 후방에 일정간격을 두고 설치된다.

상기 가압부재는 상기 가열롤러에 대향 압접되는 일측면이 상기 가열롤러의 표면에 대응하는 형상으로 형성되며, 타측면이 상기 정착벨트에 내접하여 장력을 가하도록 절곡 형성된다.

상기 가압부재는 상기 가열롤러에 대향 압접되는 일측면의 후단에 돌출형성된 돌출부를 구비한다.

상기 가압부재는, 상기 정착벨트의 내측면과 접촉하는 탄성부재; 및 상기 탄성부재를 지지하는 지지부재;를 포함한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 지지부재는 꺽쇄형상의 벤딩부재이며, 상기 가열롤러에 대향하여 가압하도록 벤딩 부위가 돌출형성된다.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의하면, 상기 지지부재는, 상기 가열롤러에 일측면이 대향되도록 설치된 제 1 부재; 및 상기 제 1 부재의 후단에 결합되며, 상기 가열롤러에 대향하여 가압하도록 단부가 돌출형성된 제 2 부재;를 포함한다.

또한, 본 발명에 의한 화상형성기의 정착장치는 가열롤러; 상기 가열롤러와의 사이에 제 1 정착닙을 형성하는 가압롤러; 상기 가열롤러의 하류에서 상기 가열롤러와의 사이에 제 2 정착닙을 형성하는 가압부재; 및 상기 가압롤러와 상기 가압부재에 권취되어 무한궤도 운동하는 정착벨트;를 포함하며, 상기 가압부재는 상기 제 2 정착닙을 경유하여 나온 용지를 닙 출구 영역에서 제 2 정착닙의 가압력보다 큰 가압력으로 가압하기 위한 돌출부를 구비한다.

상기 가압부재는 상기 정착벨트의 내측면과 접촉하는 탄성부재; 및 상기 탄성부재를 지지하는 지지부재;를 포함한다.

상기 지지부재는 대략 수직하게 절곡된 제 1 및 제 2 부재를 구비하며, 상기 제 1 및 제 2 부재의 모서리에 상기 돌출부가 마련된 것이 바람직하다.

상기 지지부재는 대략 수직하게 조립된 제 1 및 제 2 부재를 구비하며, 상기 제 1 및 제 2 부재의 모서리에 상기 돌출부가 마련된 것이 바람직하다. 상기 돌출부는 상기 제 1 및 제 2 부재를 그 모서리가 어긋나도록 조립하는 것에 의해 형성된 것이 바람직하다.

상기 탄성부재는 실리콘 고무, 우레탄, 발포수지 중에서 선택된 어느 하나로 형성된 것이 바람직하다.

상기 탄성부재의 정착벨트 접촉면에는 윤활제가 도포된 것이 바람직하다.

상기 지지부재는 금속으로 형성된 것이 바람직하다.

본 발명의 상기와 같은 목적 및 다른 특징들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

첨부한 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성기의 정착장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성기의 정착 장치는 가열롤러(100), 가압롤러(200), 가압부재(300), 정착벨트(400) 등을 구비한다.

상기 가열롤러(100)는 원통형 롤러로서, 내부에 화상 토너(1')를 용지(1)에 영구적으로 융착시키기 위한 열을 발생시키는 열원(110), 예컨대 히팅코일을 구비한다.

상기 가압롤러(200)는 가열롤러(100)와 나란하게 배치되며, 가열롤러(100)와 압접하여 회전하면서 제 1 정착닙(a)을 형성하는 원통형 롤러이다.

상기 가열롤러(100) 및 가압롤러(200)는 공지된 기술로 이해 가능하므로 구체적인 설명은 생략한다.

상기 가압부재(300)는 가압롤러(200)의 후방에 일정간격을 두고 설치되며, 가열롤러(100)에 압접하여 제 2 정착닙(b)을 형성한다. 가압부재(300)는 가열롤러(100)에 대향 압접되는 일측면의 후단에 돌출형성된 돌출부(300')를 구비하며, 타측면이 정착벨트(400)에 내접하여 장력을 가하도록 절곡 형성된다. 가압부재(300)는 정착벨트(400)의 내측면에 접촉하는 탄성부재(320)와, 탄성부재(320)를 지지하는 지지부재(310)를 구비한다. 탄성부재(320)의 정착벨트(400) 접촉면에는 윤활제가 도포된 것이 바람직하다.

상기 지지부재(310)는 스프링(미도시)에 의해 가압되는 꺽쇄 형상의 벤딩부재이며, 가열롤러(100)에 대향하여 가압하도록 벤딩 부위가 돌출형성된다. 지지부재(310)는 제 2 정착닙(b)의 폭을 확보하기 위해 가열롤러(100)에 외접하는 소정의 각도로 절곡된다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 도 2b에 도시된 바와 같이, 지 지부재(311)는 가열롤러(100)에 일측면이 대향되도록 설치된 제 1 부재(311a)와, 제 1 부재(311a)의 후단에 결합되며, 가열롤러(100)에 대향하여 가압하도록 단부가 돌출형성된 제 2 부재(311b)를 구비한다. 바람직하게 상기 탄성부재(320)는 제 2 정착닙(b) 이후의 형상이 정착벨트(400)의 주행 가이드를 위해 원호 형상의 단면(320')이며, 제 2 정착닙(b)에서의 형상이 제 2 정착닙(b)의 폭 및 가압력을 확보하기 위해 가열롤러(100)의 표면과 대응하는 곡면의 형상이나 선형의 형상이다. 바람직하게 지지부재(310)는 일반탄소강, 스테인레스강, 알루미늄 및 그 합금, 세라믹스 등과 같이 강성이 우수한 소재가 사용되며, 탄성부재(320)는 실리콘 고무, 우레탄, 발포수지 등이 사용된다.

상기 정착벨트(400)는 가압롤러(200)와 가압부재(300)에 권취되어 무한궤도를 운동하는 벨트이다.

도면에는 도시된 바 없지만, 본 발명의 정착장치는 가열롤러(100)의 온도를 감지하기 위한 온도센서와, 온도센서에 의해 감지된 가열롤러(100)의 온도 제어를 위한 제어부를 구비한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 화상형성기의 정착장치는 가열롤러(100)와 밀착되어 회전하는 가압롤러(200)의 후방에 가열롤러(100)에 대향하여 압접되게 설치된 가압부재(300)를 구비한다. 이에 따라, 회전하는 가열롤러(100)와 가압롤러(200)의 압접에 의해 제 1 정착닙(a)이 형성되며, 가열롤러(100)와 가압부재(300)에 의해 제 2 정착닙(b)이 형성됨으로써, 정착 닙을 효과적으로 확대할 수 있다. 따라서, 정착장치로 이송되는 용지(1)는 제 1 정착닙(a)과, 제 2 정착닙(b) 을 순차적으로 통과하면서 전사장치에 의해 용지(1) 표면에 전사된 미정착 화상 토너(1')를 가열, 가압하여 용지(1)에 융착시킨다. 이때 동일한 인쇄 속도 조건에서 기존 방식 대비, 정착 닙의 확대로 용지의 닙 체류시간이 증가함에 따라 고속 인쇄시에도 인쇄 품질의 향상을 기대할 수 있다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 확대된 정착 닙, 즉 제 1 정착닙(a)과, 제 2 정착닙(b)에서 가압력은 각각 비대칭 분포를 나타낸다(도 3의 ②참조). 특히, 가압부재(300)는 가열롤러(100)에 대향 압접되는 일측면의 후단에 돌출형성된 돌출부(300')를 구비함으로써, 이 돌출부(300')가 제 2 정착닙(b)을 경유하여 나온 용지(1)를 닙 출구 영역(b')에서 제 2 정착닙(b)의 가압력보다 큰 가압력으로 가압한다. 이에 따라, 정착장치를 통과하는 용지는 정착벨트쪽으로 향하게 됨으로써 용지의 랩 잼이 발생하지 않게 된다.

이상, 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며 한정의 의미로 이해되어서는 안될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구항의 범주 내에서 자유로이 실행될 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 정착 닙의 확대로 용지의 닙 체류시간이 증가함에 따라 고속 인쇄에 따른 인쇄 품질을 향상시킬 수 있으며, 정착 후 닙 출구 영역에서 용지의 랩 잼을 방지할 수 있다.

Claims (15)

1. 가열롤러;

   상기 가열롤러와 밀착되어 회전하는 가압롤러;

   상기 가열롤러의 표면에 대응되는 중간부 및 가압롤러 반대측에 절곡되어 형성된 절곡부를 구비하며, 상기 가열롤러에 대향하여 압접되게 설치된 가압부재; 및

   상기 가압롤러와 상기 가압부재의 절곡부에 양측이 권취되어 무한궤도 운동하는 정착벨트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기의 정착장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가압부재는 상기 가압롤러의 후방에 일정간격을 두고 설치된 것을 특징으로 하는 화상형성기의 정착장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 가압부재의 중간부는 상기 가열롤러에 대향 압접되며, 상기 절곡부는 상기 정착벨트에 내접하여 장력을 가하는 것을 특징으로 하는 화상형성기의 정착장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 가압부재는 상기 일측면의 후단에 돌출형성된 돌출부를 구비한 것을 특징으로 하는 화상형성기의 정착장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 가압부재는,

   상기 정착벨트의 내측면과 접촉하는 탄성부재; 및

   상기 탄성부재를 지지하는 지지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기의 정착장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 지지부재는 꺽쇄형상의 벤딩부재이며, 상기 가열롤러에 대향하여 가압하도록 벤딩 부위가 돌출형성된 것을 특징으로 하는 화상형성기의 정착장치.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 지지부재는,

   상기 가열롤러에 일측면이 대향되도록 설치된 제 1 부재; 및

   상기 제 1 부재의 후단에 결합되며, 상기 가열롤러에 대향하여 가압하도록 단부가 돌출형성된 제 2 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기의 정착장치.
8. 가열롤러;

   상기 가열롤러와의 사이에 제 1 정착닙을 형성하는 가압롤러;

   상기 가압롤러의 반대측에 절곡부가 형성되며, 상기 가열롤러의 하류에서 상기 가열롤러와의 사이에 제 2 정착닙을 형성하는 가압부재; 및

   상기 가압롤러와 상기 가압부재의 절곡부에 양측이 권취되어 무한궤도 운동하는 정착벨트;를 포함하며,

   상기 가압부재는 상기 제 2 정착닙을 경유하여 나온 용지를 닙 출구 영역에서 제 2 정착닙의 가압력보다 큰 가압력으로 가압하기 위한 돌출부를 구비한 것을 특징으로 하는 화상형성기의 정착장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 가압부재는,

   상기 정착벨트의 내측면과 접촉하는 탄성부재; 및

   상기 탄성부재를 지지하는 지지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기의 정착장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 지지부재는 대략 수직하게 절곡된 제 1 및 제 2 부재를 구비하며, 상기 제 1 및 제 2 부재의 모서리에 상기 돌출부가 마련된 것을 특징으로 하는 화상형성기의 정착장치.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 지지부재는 대략 수직하게 조립된 제 1 및 제 2 부재를 구비하며, 상기 제 1 및 제 2 부재의 모서리에 상기 돌출부가 마련된 것을 특징으로 하는 화상형성기의 정착장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 돌출부는 상기 제 1 및 제 2 부재를 그 모서리가 어긋나도록 조립하는 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 화상형성기의 정착장치.
13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성부재는 실리콘 고무, 우레탄, 발포수지 중에서 선택된 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 화상형성기의 정착장치.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 탄성부재의 정착벨트 접촉면에는 윤활제가 도포된 것을 특징으로 하는 화상형성기의 정착장치.
15. 제 13 항에 있어서, 상기 지지부재는 일반탄소강, 스테인레스강, 알루미늄 및 그 합금, 세라믹스 중에서 선택된 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 화상형성기의 정착장치.

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