KR100708151B1

KR100708151B1 - 회전롤러구조 및 이를 채용한 화상형성장치의 정착기

Info

Publication number: KR100708151B1
Application number: KR1020050056204A
Authority: KR
Inventors: 홍석덕; 정경식
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2007-04-17
Also published as: EP1775644A2; EP1775644A3; US7546077B2; EP1775644B1; CN1892498A; KR20070000671A; CN100541351C; US20060291920A1; DE602006003289D1

Abstract

기록매체에 부착된 토너화상에 열과 압력을 가하여 정착시키는 화상형성장치의 정착기가 개시된다. 정착기는 서로 탄력적으로 대면되어 회전되며 적어도 하나에는 탄성층이 마련된 제1, 제2롤러와, 제1, 제2롤러 중 적어도 어느 한 롤러에 마련되는 열원과, 제1, 제2롤러 중 적어도 어느 한 롤러의 일단부에 결합되는 기어와, 제1, 제2롤러의 기어가 결합된 단부의 반대쪽 단부에 서로 대향되게 각각 결합되는 제1, 제2간격유지부재를 구비한다.

Description

회전롤러구조 및 이를 채용한 화상형성장치의 정착기{Feeding roller structure and fuser of image forming apparatus using the same}

도 1은 본 발명에 따른 화상형성장치의 정착기의 제1실시예를 도시한 단면도.

도 2는 닙을 보여주는 단면도.

도 3은 압력롤러와 기어의 기울어짐을 보여주는 도면.

도 4는 압력롤러의 흔들림을 보여주는 도면.

도 5는 압력롤러의 흔들림에 의한 닙의 크기의 변화를 보여주는 도면.

도 6은 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 정착기의 제2실시예를 도시한 단면도.

도 7은 한 쌍의 제1탄성부재의 탄성력의 불균형과 탄성층의 두께의 불균일에 의한 닙의 크기의 변화를 보여주는 도면.

도 8은 열롤러의 진원도 오차를 보여주는 도면.

도 9는 열롤러의 진원도 오차에 의한 닙의 크기의 변화를 보여주는 도면.

도 10은 제1간격유지부재의 진원도 오차를 보여주는 도면.

도 11은 열롤러와 제1간격유지부재와의 결합의 바람직하지 않은 일 예를 보여주는 도면.

도 12는 열롤러와 제1간격유지부재와의 결합의 바람직하지 않은 일 예에 의한 닙의 크기의 변화를 보여주는 도면.

도 13은 열롤러와 제1간격유지부재와의 결합의 바람직한 일 예를 보여주는 도면.

도 14는 열롤러와 제1간격유지부재와의 결합의 바람직한 일 예에 의한 닙의 크기의 변화를 보여주는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10......열롤러(제1롤러) 11......중공파이프

12......탄성층 13, 14......열롤러의 양단부

20......압력롤러 23, 24......압력롤러의 양단부

30, 40......베어링 50......열원

61, 62......제1탄성부재 63, 64......제2탄성부재

71, 72......기어 81, 82......제1, 제2간격유지부재

본 발명은 회전롤러구조 및 이를 채용한 화상형성장치의 정착기에 관한 것이다.

회전롤러구조는 한 쌍의 롤러가 서로 맞물려 회전하면서 쉬트 형상의 피이송체, 예를 들면 용지를 이송시키는 것이다. 한 쌍의 롤러는 그 길이방향으로 일정한 압력으로 맞물려야 한다. 또한 회전되는 동안에 압력이 균일한 것이 바람직하다. 또, 어느 한 롤러가 탄성층을 가지는 경우에는 탄성층의 압축에 의하여 형성되는 닙(nip)의 크기 또한 길이방향으로 일정하여야 하며, 회전되는 동안에도 일정하여야 한다.

회전롤러구조는 열롤러와 압력롤러를 구비하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착기에도 체용될 수 있다. 이 때, 열롤러와 압력롤러의 압력과 닙이 일정하기 않으면 기록매체의 사행이 발생될 수 있다. 또한, 기록매체로 전달되는 열과 압력이 불균일해져서 정착성능을 열화시킨다.

두 롤러의 닙과 압력의 불균형은 롤러의 가공오차, 진원도오차 등 다양한 요인에 의하여 발생된다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 안정된 압력과 닙을 유지할 수 있는 회전롤러구조 및 이를 채용한 화상형성장치의 정착기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 화상형성장치의 정착기는, 기록매체에 부착된 토너화상에 열과 압력을 가하여 정착시키는 화상형성장치의 정착기로서, 서로 탄력적으로 대면되어 회전되며, 적어도 하나에는 탄성층이 마련된 제1, 제2롤러; 상기 제1, 제2롤러 중 적어도 어느 한 롤러에 마련되는 열원; 상기 제1, 제2롤러 중 적어도 어느 한 롤러의 일단부에 결합되는 기어; 상기 제1, 제2롤러의 상기 기어가 결합된 단부의 반대쪽 단부에 서로 대향되게 각각 결합되는 제1, 제2간격유지부재;를 구비한다.

일 실시예로서, 상기 제1, 제2간격유지부재는 상기 제1, 제2롤러의 양단부에 설치된다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 화상형성장치의 정착기는, 기록매체에 정전기적으로 부착된 토너화상에 열과 압력을 가하여 정착시키는 전자사진방식 화상형성장치의 정착기로서, 서로 탄력적으로 대면되어 회전되며, 적어도 어느 한 롤러의 표면에는 탄성층이 형성된 제1, 제2롤러; 상기 제1, 제2롤러의 양단부에 각각 결합되어 서로 접촉됨으로써 상기 탄성층의 압축량을 규제하는 제1, 제2간격유지부재;를 구비한다.

일 실시예로서, 상기 제1간격유지부재는 최대 진원도 오차를 가지는 부분이 상기 제1롤러의 최대 진원도 오차를 가지는 부분과 일치되도록 결합된다.

일 실시예로서, 상기 제2간격유지부재는 최대 진원도 오차를 가지는 부분이 상기 제2롤러의 최대 진원도 오차를 가지는 부분과 일치되도록 결합된다.

일 실시예로서, 상기 제1롤러는 고정된 위치에서 회전되며, 상기 제2롤러는 한 쌍의 제1탄성부재에 의하여 상기 제1롤러 쪽으로 탄성바이어스된다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 회전롤러구조는, 서로 탄력적으로 대면되어 회전되면서 쉬트 형태의 피이송체를 이송시키는 제1, 제2롤러; 상기 제1, 제2롤러 중 적어도 어느 한 롤러의 일단부에 결합되는 기어; 상기 제1, 제2롤러의 상기 기어가 결합된 단부의 반대쪽 단부에 서로 대향되게 각각 결합되는 제1, 제2 간격유지부재;를 구비한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 회전롤러구조는, 서로 탄력적으로 대면되어 회전되면서 쉬트 형태의 피이송체를 이송시키는 것으로서, 적어도 어느 한 롤러의 표면에는 탄성층이 형성된 제1, 제2롤러; 상기 제1, 제2롤러의 양단부에 각각 결합되어 서로 접촉됨으로써 상기 탄성층의 압축량을 규제하는 제1, 제2간격유지부재;를 구비한다.

이하 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 화상형성장치의 정착기의 일 실시예를 도시한 단면도이다. 전자사진방식 화상형성장치는 대전, 노광, 현상, 전사, 정착의 일련의 과정을 수행함으로써 기록매체에 화상을 인쇄하는 장치를 말한다. 좀 더 상세히 설명하면, 바이어스가 인가된 대전롤러 또는 코로나 방전기를 이용하여 감광체의 표면을 균일한 전위로 대전시킨다(대전과정). 균일하게 대전된 감광체에 LSU(laser scanning unit) 등의 노광기를 이용하여 화상정보에 대응되어 변조된 광을 조사하여 정전잠상을 형성한다(노광단계). 이 정전잠상에 토너를 공급하여 감광체 상에 토너화상을 형성한다(현상단계). 토너화상을 중간전사체를 거치거나 또는 직접 기록매체로 전사한다(전사단계). 그러면, 기록매체에는 인쇄하고자 하는 화상의 토너화상이 전기적인 힘에 의하여 부착된다. 정착기를 이용하여 이 기록매체에 열과 압력을 가하면, 토너가 용융되어 기록매체에 영구적으로 부착된다(정착과정).

도 1을 보면, 열롤러(제1롤러)(10)와 압력롤러(제2롤러)(20)가 도시되어 있다. 열롤러(10)는 중공 파이프(11)의 표면에 실리콘 고무 등으로 된 탄성층(12)을 입힌 것으로서, 중공파이프(11)의 내부에는 열원(50)으로서 예를 들면 할로겐 램프가 설치된다. 압력롤러(20)는 금속재 파이프이다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 열롤러(10)는 금속재 파이프이고, 압력롤러(20)가 탄성층을 가진 금속재 파이프인 것도 가능하다. 또한, 열롤러(10)와 압력롤러(20)가 모두 탄성층을 가진 금속재 파이프인 것도 가능하다. 본 실시예에서는 열롤러(10)는 베어링(30)에 의하여 고정된 위치에서 회전가능하게 지지된다. 압력롤러(20)는 베어링(40)에 의하여 지지된다. 한 쌍의 제1탄성부재(61)(62)는 압력롤러(20)를 열롤러(10) 쪽으로 누른다. 그러면, 도 2에 도시된 바와 같이, 열롤러(10)의 탄성층(12)에 압축되면서 열롤러(10)와 압력롤러(20) 사이에는 닙(N)이 형성된다. 열롤러(10)의 일단부(13)에는 기어(71)가 설치된다. 기어(71)는 도시되지 않은 구동모터와 연결된다. 압력롤러(20)는 베어링(40)에 의하여 지지된다. 압력롤러(20)의 일단부(23)에는 기어(71)와 맞물리는 기어(72)가 결합된다. 이와 같은 구성에 의하여 구동모터(미도시)를 회전시킴으 로써 열롤러(10)와 압력롤러(20)가 회전된다. 물론, 기어(72)가 없는 경우에, 압력롤러(20)는 열롤러(10)와의 접촉에 의하여 종동회전될 수도 있다. 또, 기어(72)는 구동모터(미도시)와 직접 연결될 수도 있다. 도 1을 포함하여 이하에서 설명되는 정착기의 실시예들은 열원(50)을 제외한다면, 쉬트 형상의 피이송체를 이송시키기 위한 회전롤러구조가 된다. 이하에서 설명되는 작용과 효과 중에서 정착기 고유의 작용과 효과를 제외하면 회전롤러구조에 적용될 수 있다. 도 1에 점선으로 도시된 바와 같이, 열롤러(10)를 압력롤러(20)쪽으로 미는 제2탄성부재(63)(64)를 더 구비하는 것도 가능하다.

압력롤러(10)와 기어(72)는 그 회전축이 서로 동축이 되어야 한다. 하지만, 기어(72)의 제작상의 오차 및/또는 기어(72)가 결합되는 압력롤러(20)의 일단부(23)의 가공상의 오차에 의하여 도 3에 도시된 바와 같이, 압력롤러(20)와 기어(72)의 회전축(23a)(72a)이 소정 각도(θ)로 경사질 수 있다. 이 경우에 압력롤러(20)가 회전되면, 압력롤러(20)의 타단부(24)는 도 4에 다소 과장되게 도시되어 있는 바와 같이 흔들린다. 압력롤러(20)가 도 4의 A로 표시된 위치에 위치될 때에는 압력롤러(20)가 열롤러(10)를 누르기 때문에 탄성층(12)의 압축량이 커지고 닙(N)의 크기도 커진다. 따라서, 도 5에 실선으로 도시된 바와 같이 열롤러(10)의 일단부(13)에서 타단부(14)쪽으로 갈수록 탄성층(12)의 압축량과 닙(N)의 크기는 증가된다. 반대로, 압력롤러(20)가 도 4의 B로 표시된 위치에 위치될 때에는 탄성층(12)의 압축량과 니1(N)의 크기는 줄어든다. 따라서, 도 5에 이점쇄선으로 도시된 바와 같이 열롤러(10)의 일단부(13)에서 타단부(14)쪽으로 갈수록 탄성층(12)의 압 축량과 닙(N)의 크기는 줄어들게 된다. 따라서, 열롤러(10)와 압력롤러(20)가 회전되면, 탄성층(12)의 압축량과 닙(N)의 크기는 주기적으로 작아졌다 커졌다를 반복하게 된다.

이와 같은 탄성층(12)의 압축량과 닙(N)의 크기의 주기적인 변화는 제1, 제2롤러(10)(20)가 서로 맞물려 쉬트 형상의 피이송체(예를 들면 기록매체)를 이송시키는 회전롤러구조에서 피이송체의 사행을 유발할 수 있다. 또 열롤러(10)와 압력롤러(20)를 채용하는 정착기에 적용할 경우에 기록매체의 사행은 물론, 기록매체로 전달되는 열량의 주기적인 차이로 인하여 정착을 마친 기록매체에 주기적인 가로선을 발생시킬 수 있다. 또, 탄성층(12)의 피로가 누적되어 열롤러(10)의 수명이 단축될 수 있다. 이와 같은 탄성층(12)의 압축량과 닙(N)의 크기의 주기적인 변화는 도 1에 점선으로 도시된 바와 같이, 열롤러(10)가 제2탄성부재(63)(64)에 의하여 압력롤러(20)쪽으로 탄성바이어스된 경우에 기어(71)와 열롤러(10)의 회전축(미도시)의 경사에 의하여도 발생될 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 열롤러(10)와 압력롤러(20)의 타단부(14)에는 제1, 제2간격유지부재(81)(82)가 마련된다. 제1, 제2간격유지부재(81)(82)는 서로 접촉되어 열롤러(10)와 압력롤러(20)가 바람직한 탄성층(12)의 압축량과 닙(N)의 크기를 형성하는 위치 이상으로는 서로 접근되지 못하도록 제한한다. 따라서, 제1, 제2간격유지부재(81)(82)에 의하여 적어도 탄성층(12)의 과도한 압축과 닙(N)의 과도한 확대를 방지할 수 있다.

더 나아가서는 제1탄성부재(62)의 탄성력을 제1탄성부재(61)의 탄성력보다 크게 함으로써 압력롤러(20)가 도 4의 B로 도시된 바와 같이 열롤러(10)로부터 이격되는 것을 방지할 수 있다. 이 경우에, 제1탄성부재(62)의 탄성력을 다소 크게 하더라도 제1, 제2간격유지부재(81)(82)에 의하여 열롤러(10)와 압력롤러(20)가 소정 거리 이상으로는 접근되지 못하므로 탄성층(12)의 압축량과 닙(N)의 크기는 일정하게 유지된다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1, 제2간격유지부재(81)(82)는 열롤러(10)의 일단부(13)와 압력롤러(20)의 일단부(23)에도 설치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써 압력롤러(20)의 회전축(23a)과 기어(72)의 회전축(72a)의 기울어짐에 의하여 압력롤러(20) 전체가 흔들리는 것을 방지할 수 있다. 이 경우에, 제1탄성부재(61)의 탄성력을 다소 크게 하더라도 제1, 제2간격유지부재(81)(82)에 의하여 열롤러(10)와 압력롤러(20)가 소정 거리 이상으로는 접근되지 못하므로 탄성층(12)의 압축량과 닙(N)의 크기는 일정하게 유지된다.

상술한 바와 같은 구성에 의하여 피이송체(기록매체)의 사행을 방지할 수 있으며, 정착 후의 기록매체에 가로선이 발생되지 않도록 할 수 있다. 또, 회전롤러구조 및 이를 채용하는 정착기의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 열롤러(10)가 고정된 위치에서 베어링(30)에 의하여 회전가능하게 지지되고, 압력롤러(20)가 베어링(40)에 의하여 지지된 채로 제1탄성부재(61)(62)에 의하여 열롤러(10) 쪽으로 눌러진 경우를 상정한다. 열롤러(10)의 탄성층(12)에 압력롤러(20)가 접촉되면, 탄성층(12)이 압축되어 반력이 생긴다. 이 반력과 제1탄성부재(61)(62)의 탄성력이 평형을 이루는 상태에서 탄성층 (12)의 압축량과 닙(N)의 크기가 소망하는 양과 크기가 되도록 제1탄성부재(61)(62)의 탄성계수를 비롯한 물성이 정해진다. 이때, 제1탄성부재(61)(62)의 탄성력이 지나치게 크면 열롤러(10)의 탄성층(12)이 과도하게 압축되어 닙(N)이 과도하게 확대된다. 이는 열롤러(10)의 수명에 치명적인 영향을 미칠 수 있다. 반대로, 제1탄성부재(61)(62)의 탄성력이 너무 작으면 닙(N)이 너무 작아져서 기록매체를 제대로 이송시킬 수 없거나 기록매체로 정착에 필요한 열을 제대로 전달할 수 없게 된다. 따라서, 제1탄성부재(61)(62)의 탄성력은 바람직한 탄성층(12)의 압축량 및 닙(N)의 크기를 유지할 수 있도록 설계된다. 그러나, 이와같이 설계가 되었다고 해도 조립상 또는 제조상의 오차에 의하여 제1탄성부재(61)(62)의 탄성력의 크기가 달라질 수 있다. 예를 들어 제1탄성부재(61)의 탄성력이 제1탄성부재(62)의 탄성력보다 커질 수 있다. 이때 열롤러(10)의 일단부(13) 쪽의 탄성층(12)이 더 많이 압축되어 닙(N)이 커진다. 또, 열롤러(10)의 제조오차에 의하여 열롤러(10)의 탄성층(12)의 두께가 균일하지 않은 경우, 예를 들면, 열롤러(10)의 일단부(13) 쪽은 탄성층(12)이 두껍고, 타단부(14)쪽은 탄성층(12)이 얇을 수 있다. 이 경우에 제1탄성부재(61)는 더 많이 압축되어 더 큰 탄성력을 압력롤러(20)에 가한다. 따라서, 열롤러(10)의 일단부(13) 쪽의 탄성층(12)이 더 많이 압축되어 닙(N)이 커진다. 도 9에는 제1탄성부재(61)(62)의 탄성력의 불균형 또는 열롤러(10)의 탄성층(12)의 두께의 불균일에 의하여 발생된 닙(N)의 불균형을 도시한 것이다. 도 7을 보면, 큰 탄성력이 작용하는 열롤러(10)의 일단부(13) 쪽은 닙(N)이 크고 타단부(14) 쪽으로 갈수록 닙(N)이 작아지며, 닙(N)의 경계(D)가 기울어지게 된다. 이 경우에, 정착 화상 품질 저하 및 기록매체의 사행등의 문제점이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 도 6에 도시된 바와 같이, 열롤러(10)의 양단부(13)(14)와 압력롤러(20)의 양단부(23)(24)에 제1, 제2간격유지부재(81)(82)를 설치한다. 제1, 제2간격유지부재(81)(82)에 의하여 열롤러(10)와 압력롤러(20)와의 간격은 열롤러(10)의 탄성층(12)의 두께의 불균일이나 제1탄성부재(61)(62)의 탄성력의 크기에 불구하고 일정하게 유지된다. 따라서, 탄성층(12)의 압축량도 열롤러(10)의 탄성층(12)의 두께의 불균일이나 제1탄성부재(61)(62)의 탄성력의 차이에 불구하고 일정하며, 닙(N)의 크기도 일정하게 된다. 이와 같은 구성에 의하여, 도 7에 도시된 바와 같은 닙(N)의 불균일이나 닙(N)경계의 기울어짐을 방지할 수 있다.

열롤러(10)의 외주면(탄성층(12)의 표면)은 실질적으로 진원이 아닐 수 있다. 열롤러(10)는 일반적으로 알루미늄 등의 금속재를 압출성형함으로써 제조되는 중공파이프(11)에 탄성층(12)을 입힌 것이다. 압출성형하는 과정 및/또는 탄성층(12)을 입히는 과정에서 외주면의 진원도 오차가 발생된다. 물론, 압력롤러(20)도 진원도 오차를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 8를 참조하면, 실선으로 도시된 실질적인 열롤러(10)를 점선으로 도시된 이상적인 열롤러(10)와 비교해 보면, 90도와 270도 부근에서 최대의 양의 진원도 오차(+δmax)와 음의 진원도 오차(-δmax)를 가진다. 이와 같은 열롤러(10)를 도 6에 도시된 정착기에 적용하여 탄성층(12)의 압축량과 닙(N)의 크기의 변화를 살펴보면, 도 9에 도시된 바와 같이 된다. 이 때, 압력롤러(20)는 진원이고, 열롤러(10)의 길이방향으로는 탄성층(12)의 두께의 불균일이 없는 것으로 가정한다. 도 9를 보면, 열롤러(10)가 이상적인 진원이라면 닙 (N)의 크기는 점선으로 도시된 바와 같이 열롤러(10)가 일회전함에 따라 변하지 않고 일정하다. 실제로는 진원도 오차(+δmax)(-δmax)를 가지는 열롤러(10)의 경우에 일회전됨에 따라 0도와 180도 부근에서는 탄성층(12)의 압축량과 닙(N)의 크기는 바람직한 값을 갖는다. 진원도 오차가 양의 값이 되면, 압력롤러(20)가 밀리면서 제1탄성부재(61)(62)가 압축되어 큰 탄성력이 압력롤러(20)에 가해진다. 이 탄성력에 의하여 탄성층(12)이 압축된다. 탄성력과 탄성층(12)의 압축에 의한 반력이 평형을 이루는 위치에서 압력롤러(20)는 정지되며, 이 때의 닙(N)의 크기는 바람직한 닙(N)의 크기보다 커진다. 진원도 오차가 양의 최대값(+δmax)이 되는 90도 위치에서 닙(N)의 크기는 바람직한 크기를 넘어 최대가 된다. 닙(N)의 크기는 진원도 오차가 음의 최대값(-δmax)이 되는 270도 위치에서 가장 작아진다.

진원도 오차가 양의 최대값(+δmax)이 되는 위치에서는 닙(N)이 커지므로 기록매체 위의 토너화상이 열과 압력을 평균적으로 더 많이 전달받으며, 진원도 오차가 음의 최대값(-δmax)이 되는 위치에서는 토너화상이 열과 압력을 평균보다 적게 전달받게 된다. 토너화상에 전달되는 열과 압력이 불균일하게 전달됨으로써 정착이 완료된 후에 물결무늬와 같은 얼룩이 눈에 보이게 되는 경우가 있다. 또, 이와 같은 회전롤러구조에서는 피이송체의 이송량이 불균일하게 된다.

실제로 진원도 오차를 가지는 열롤러(10)의 회전속도가 빨라지면 제1탄성부재(61)(62)의 탄성력과 탄성층(12)의 압축에 의한 반력이 평형에 이르지 못한다. 따라서, 압력롤러(20)는 매우 불안정하게 열롤러(10)에 대하여 접근과 이격을 반복한다. 이와 같은 압력롤러(20)의 불안정한 흔들림은 제1탄성부재(61)(62)의 탄성력 을 크게 하여 어느 정도 억제할 수는 있지만, 이 경우에는 진원도 오차가 최대(+δmax)가 되는 위치에서 닙(N)의 크기가 과도하게 커져서 열롤러(10)의 수명에 악영향을 주게 될 우려가 있다.

이와 같은 압력롤러(20)의 흔들림은 제1간격유지부재(81)의 진원도 오차에 의하여 더욱 나빠질 수 있다. 도 10을 보면, 제1간격유지부재(81) 또한 진원도 오차를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1간격유지부재(81)의 진원도 오차는 90도와 270도 부근에서 양의 최대값(+λmax)과 음의 최대값(-λmax)을 가진다고 하자. 이 때, 열롤러(10)와 제1간격유지부재(81)를 결합할 때에 도 12에 도시된 바와 같이, +δmax와 -λmax를 일치시키고 -δmax와 +λmax를 일치시킨 경우를 생각해 보자. 물론 이 경우에 압력롤러(20)와 제2간격유지부재(82)는 진원이라 가정한다. 도 12에서, 점선은 열롤러(10)가 이상적인 진원일 경우의 닙(N)의 크기, 실선은 열롤러(10)가 ±δmax의 진원도 오차를 가지며 제1갭유지부재(81)가 이상적인 진원인 경우의 닙(N)의 크기, 일점쇄선은 +δmax와 -λmax를 일치시키고 -δmax와 +λmax를 일치시켜 열롤러(10)와 제1간격유지부재(81)를 결합한 경우의 닙(N)의 크기를 도시한 것이다. 후자의 경우에 닙(N)의 크기의 변화가 매우 심한 것을 알 수 있다. 이는, 열롤러(10)가 +δmax를 가지는 위치에서 제1간격유지부재(81)가 -λmax를 가지므로 압력롤러(20)가 제1탄성부재(61)(62)의 탄성력에 의하여 열롤러(10) 쪽으로 더욱 접근되어 탄성층(12)의 압축량이 더욱 증가되기 때문이다. 또, 열롤러(10)가 -δmax를 가지는 위치에서 제1간격유지부재(81)가 +λmax를 가지므로 압력롤러(20)가 열롤러(10)로부터 오히려 이격되어 탄성층(12)의 압축량이 더욱 줄어들기 때문이 다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 도 13에 도시된 바와 같이, 열롤러(10)와 제1간격유지부재(81)를 결합할 때에 +δmax와 +λmax를 서로 일치시킨다. 도 15에서, 점선은 열롤러(10)가 이상적인 진원일 경우의 닙(N)의 크기, 실선은 열롤러(10)가 ±δmax의 진원도 오차를 가지며 제1간격유지부재(81)가 이상적인 진원인 경우의 닙(N)의 크기, 이점쇄선은 +δmax와 +λmax를 일치시키고 -δmax와 -λmax를 일치시켜 열롤러(10)와 제1간격유지부재(81)를 결합한 경우의 닙(N)의 크기를 도시한 것이다. 도 14에 도시된 바와 같이 열롤러(10)의 진원도 오차가 +δmax가 되는 위치(90도 위치)에서 제1, 제2간격유지부재(81)(82)가 서로 접촉되면서 압력롤러(20)가 열롤러(10)로부터 이격되기 때문에 닙(N)의 크기가 확대되는 것을 어느 정도 방지할 수 있다. 또, -δmax와 -λmax까지 서로 일치된 경우에는 열롤러(10)의 진원도 오차가 -δmax가 되는 위치(270도 위치)에서 제1, 제2간격유지부재(81)(82)가 서로 접촉되면서 압력롤러(20)가 열롤러(10)로 접근되기 때문에 닙(N)의 크기가 줄어드는 것을 어느 정도 방지할 수 있다. 실제로는 열롤러(10)와 제1간격유지부재(81)의 진원도 오차가 도 8과 도 10에 도시된 바와 같지는 않을 것이나, 대량 생산과정에서는 어느 정도 균일한 상태가 될 것으로 예상할 수 있다. 따라서, 열롤러(10)의 진원도 오차가 최대가 되는 위치(양 또는 음)를 마킹할 수 있다. 또, 제1간격유지부재(81) 또한 진원도 오차가 최대가 되는 위치(양 또는 음)를 마킹할 수 있다. 이 마킹위치를 서로 맞추어 열롤러(10)에 제1간격유지부재(81)를 결합하면 열롤러(10)의 진원도 오차에 의한 압력롤러(20)의 흔들림을 어느 정도 완 화시킬 수 있으며, 열롤러(10)와 제1간격유지부재(81)의 진원도 오차를 고려하지 않고 결합한 경우에 비하여는 매우 획기적으로 압력롤러(20)의 흔들림을 완화시킬 수 있다.

도면으로 도시되지는 않았지만, 압력롤러(20)와 제2간격유지부재(82)도 진원도 오차를 가질 수 있다. 압력롤러(20)와 제2간격유지부재(82)를 결합할 때에도 진원도 오차가 최대가 되는 위치를 서로 맞추어 결합함으로써 압력롤러(20)의 흔들림을 완화할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 회전롤러구조에 의하면, 두 롤러 사이의 닙을 균일하게 할 수 있어 피이송체를 사행 없이 안정적으로 이송시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 정착기에 따르면, 기록매체를 사행없이 안정적으로 이송시킬 수 있으며, 기록매체에 형성된 토너화상에 균일하게 열과 압력을 가할 수 있다. 따라서, 정착화상의 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점은 자명할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims

기록매체에 부착된 토너화상에 열과 압력을 가하여 정착시키는 화상형성장치의 정착기로서,

서로 탄력적으로 대면되어 회전되며, 적어도 하나에는 탄성층이 마련된 제1, 제2롤러;

상기 제1, 제2롤러 중 적어도 어느 한 롤러에 마련되는 열원;

상기 제1, 제2롤러 중 적어도 어느 한 롤러의 일단부에 결합되는 기어;

상기 제1롤러의 상기 일단부의 반대쪽인 타단부에 결합되는 제1간격유지부재;

상기 제2롤러의 타단부에 상기 제1간격유지부재와 대향되게 결합되는 제2간격유지부재;를 구비하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착기.
제1항에 있어서,

상기 제1롤러의 일단부와 상기 제2롤러의 일단부에도 상기 제1, 제2간격유지부재가 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착기.
제2항에 있어서,

상기 제1간격유지부재는 최대 진원도 오차를 가지는 부분이 상기 제1롤러의 최대 진원도 오차를 가지는 부분과 일치되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착기.
제3항에 있어서,

상기 제2간격유지부재는 최대 진원도 오차를 가지는 부분이 상기 제2롤러의 최대 진원도 오차를 가지는 부분과 일치되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착기.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1롤러는 고정된 위치에서 회전되며, 상기 제2롤러는 한 쌍의 제1탄성부재에 의하여 상기 제1롤러 쪽으로 탄성바이어스된 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착기.
기록매체에 부착된 토너화상에 열과 압력을 가하여 정착시키는 화상형성장치의 정착기로서,

서로 탄력적으로 대면되어 회전되며, 적어도 어느 한 롤러의 표면에는 탄성층이 형성된 제1, 제2롤러;

상기 제1롤러의 양단부에 각각 결합되는 제1간격유지부재;

상기 제2롤러의 양단부에 각각 결합되어 상기 제1간격유지부재와 서로 접촉됨으로써 상기 탄성층의 압축량을 규제하는 제2간격유지부재;를 구비하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착기.
제6항에 있어서,

상기 제1간격유지부재는 최대 진원도 오차를 가지는 부분이 상기 제1롤러의 최대 진원도 오차를 가지는 부분과 일치되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착기.
제7항에 있어서,

상기 제2간격유지부재는 최대 진원도 오차를 가지는 부분이 상기 제2롤러의 최대 진원도 오차를 가지는 부분과 일치되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착기.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1롤러는 고정된 위치에서 회전되며, 상기 제2롤러는 한 쌍의 제1탄성부재에 의하여 상기 제1롤러 쪽으로 탄성바이어스된 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착기.
서로 탄력적으로 대면되어 회전되면서 쉬트 형태의 피이송체를 이송시키는 제1, 제2롤러;

상기 제1, 제2롤러 중 적어도 어느 한 롤러의 일단부에 결합되는 기어;

상기 제1롤러의 상기 일단부의 반대쪽인 타단부에 결합되는 제1간격유지부재;

상기 제2롤러의 타단부에 상기 제1간격유지부재와 대향되게 결합되는 제2간격유지부재;를 회전롤러구조.
제10항에 있어서,

상기 제1롤러의 일단부와 상기 제2롤러의 일단부에도 상기 제1, 제2간격유지부재가 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 회전롤러구조.
제11항에 있어서,

상기 제1간격유지부재는 최대 진원도 오차를 가지는 부분이 상기 제1롤러의 최대 진원도 오차를 가지는 부분과 일치되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 회전롤러구조.
제12항에 있어서,

상기 제2간격유지부재는 최대 진원도 오차를 가지는 부분이 상기 제2롤러의 최대 진원도 오차를 가지는 부분과 일치되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 회전롤러구조.
제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1롤러는 고정된 위치에서 회전되며, 상기 제2롤러는 한 쌍의 제1탄성부재에 의하여 상기 제1롤러 쪽으로 탄성바이어스된 것을 특징으로 하는 회전롤러구조.
서로 탄력적으로 대면되어 회전되면서 쉬트 형태의 피이송체를 이송시키는 것으로서, 적어도 어느 한 롤러의 표면에는 탄성층이 형성된 제1, 제2롤러;

상기 제1롤러의 양단부에 각각 결합되는 제1간격유지부재;

상기 제2롤러의 양단부에 각각 결합되어 상기 제1간격유지부재와 서로 접촉됨으로써 상기 탄성층의 압축량을 규제하는 제2간격유지부재;를 구비하는 회전롤러구조.
제15항에 있어서,

상기 제1간격유지부재는 최대 진원도 오차를 가지는 부분이 상기 제1롤러의 최대 진원도 오차를 가지는 부분과 일치되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 회전롤러구조.
제16항에 있어서,

상기 제2간격유지부재는 최대 진원도 오차를 가지는 부분이 상기 제2롤러의 최대 진원도 오차를 가지는 부분과 일치되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 회전롤러구조.
제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1롤러는 고정된 위치에서 회전되며, 상기 제2롤러는 한 쌍의 제1탄성부재에 의하여 상기 제1롤러 쪽으로 탄성바이어스된 것을 특징으로 하는 회전롤러구조.