KR100844241B1 - 화상 가열 장치 및 정착 장치 - Google Patents

화상 가열 장치 및 정착 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100844241B1
KR100844241B1 KR1020060055159A KR20060055159A KR100844241B1 KR 100844241 B1 KR100844241 B1 KR 100844241B1 KR 1020060055159 A KR1020060055159 A KR 1020060055159A KR 20060055159 A KR20060055159 A KR 20060055159A KR 100844241 B1 KR100844241 B1 KR 100844241B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
roller
belt
fixing
pad
nip
Prior art date
Application number
KR1020060055159A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060133907A (ko
Inventor
이꾸오 나까모또
야스히로 하야시
다이고 마쯔우라
가즈히로 하세가와
시게아끼 다까다
Original Assignee
캐논 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 캐논 가부시끼가이샤 filed Critical 캐논 가부시끼가이샤
Publication of KR20060133907A publication Critical patent/KR20060133907A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100844241B1 publication Critical patent/KR100844241B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2064Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat combined with pressure
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/206Structural details or chemical composition of the pressure elements and layers thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2053Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/20Details of the fixing device or porcess
    • G03G2215/2003Structural features of the fixing device
    • G03G2215/2009Pressure belt
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/20Details of the fixing device or porcess
    • G03G2215/2003Structural features of the fixing device
    • G03G2215/2016Heating belt
    • G03G2215/2022Heating belt the fixing nip having both a stationary and a rotating belt support member opposing a pressure member

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Abstract

화상 가열 장치는 기록재 상의 화상을 가열하는 닙을 형성하는 제1 및 제2 벨트와, 제1 벨트를 닙에서 가압하는 제1 가압 패드와, 제1 벨트를 닙에서 가압하기 위해 사이에 갭을 두고 제1 가압 패드로부터 이격되어 제공되는 제1 롤러와, 제2 벨트를 닙에서 가압하기 위해 제1 가압 패드에 대향하여 제공되는 제2 가압 패드와, 제2 벨트를 닙에서 가압하기 위해 제1 롤러에 대향하여 제공되어 제2 가압 패드와 접촉하는 제2 롤러를 포함하며, 제2 롤러는 제1 롤러의 마찰 계수보다 작은 마찰 계수를 갖는다.
제1 벨트, 제1 가압 패드, 제1 롤러, 마찰 계수, 닙

Description

화상 가열 장치 및 정착 장치 {IMAGE HEATING APPARATUS AND FIXING APPARATUS}
도1은 본 발명의 제1 실시예의 정착 장치의 단면도.
도2는 본 발명의 제1 비교 정착 장치의 단면도.
도3은 본 발명의 제11 실시예의 정착 장치의 정착 닙의 압력 분배를 도시한 그래프.
도4는 제1 비교 정착 장치의 정착 닙의 압력 분배를 도시한 그래프.
도5는 본 발명의 제1 및 제2 실시예의 정착 장치와 다르게 구성된 정착 장치의 구성을 간략히 도시한 개략도.
도6은 통상의 화상 형성 장치의 전체 구성을 도시한 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20: 정착 벨트
21: 압력 인가 벨트
22: 가열 롤러
23: 정착 롤러
24: 정착 패드
25: 텐션 롤러
26: 압력 인가 롤러
27: 압력 인가 패드
본 발명은 기록 매체에 형성된 화상을 가열하는 화상 가열 장치에 관한 것이다. 이 화상 가열 장치는 복사기, 인쇄 기계 및 팩시밀리에 이용된다.
전자 사진 방식의 화상 형성 장치의 정착 장치는 기록 매체의 시트에 형성된 토너 화상을 가열, 가압하여 기록 매체의 시트에 정착시킨다. 다양한 정착 장치중 하나로서, 정착 롤러와 압력 인가 롤러(이하, 간단하게 가압 롤러라 표기)로 이루어진 소위 롤러식 정착 장치가 존재한다. 정착 롤러와 가압 롤러는 서로에 대해 가압되어 정착 닙을 형성한다. 롤러식 정착 장치는 전자 사진 방식의 화상 형성 장치 분야에서 오래전부터 사용되어 왔다.
화상 형성 장치가 화상을 형성하는 광택 수준 또는 화상 형성 장치의 화상 형성 속도를 향상시키기 위해서는, 기록 매체의 시트의 닙 통과 시간을 오래 하여, 토너를 충분히 용융하는 것이 바람직하다. 종래 기술에서 기록 매체의 시트의 닙 통과 시간을 오래 하기 위해서는, 정착 롤러나 가압 롤러의 지름을 크게 해야만 했으므로, 정착 장치가 대형화된다.
이러한 문제점의 한 해결책으로서, 일본 특허공개 제2004-341346호에서는 소위 벨트식 정착 방법이 제안되었다. 이 방법은 닙 폭(기록재의 시트 반송 방향의 폭)이 더 큰 정착 장치를 제공하여, 토너를 충분히 용융시킬 수 있으면서, 종래 기 술의 롤러 방식 정착 장치보다 크기가 작고 정착 속도가 빠르다. 상술 된 바와 같이 정착 벨트식 정착 방법(이하에서는 간단하게 벨트식 정착 방법이라고 표기)은 정착 벨트와 압력 인가 벨트를 사용하여, 토너를 충분히 용융시킬 수 있는 긴(기록재 시트 반송 방향으로 긴) 정착 닙을 형성한다.
하지만, 일본 특허공개 제2004-341346호에 기재된 정착 장치는 아래와 같은 문제점이 있다. 즉, 두 벨트 사이에 형성된 정착 닙은 고압부, 저압부 및 수직압이 없는 부분을 갖는다. 고압부는 벨트 중 하나의 벨트의 일부와 다른 벨트의 일부에서 동시에 발생하는데, 이 부분에는 두 벨트 중 하나의 벨트가 현수된 한 쌍의 롤러 중 하나의 롤러와, 나머지 벨트가 현수된 다른 한 쌍의 롤러 중 하나의 롤러에 의해 압력이 인가된다. 저압부는 벨트 중 하나의 일부와 다른 벨트의 일부에서 동시에 발생하는데, 이 부분에는 정착 패드에 의해서만 압력이 인가된다. 수직압이 없는 부분은 벨트 중 하나의 벨트의 부분과 다른 벨트의 일부와 동시에 발생하며, 이 부분에는 압력이 인가되지 않는다.
따라서, 정착 닙의 고압부과 정착 닙의 저압부는 기록 시트 반송 속도가 다르다. 또한, 벨트들은 약간 가요성을 갖는다. 따라서, 벨트들은 회전(원형으로 이동)하면서, 상술된 기록 시트 반송 속도의 변화에 따라 신축된다. 이러한 기록 시트 반송 속도의 변화는 정착되지 않은 토너를 보유한 기록재의 시트가 정착 닙을 통해 반송될 때, 기록재의 시트 상의 정착되지 않은 토너 화상이 어긋나게 한다.
반면에, 수직압이 없는 정착 닙의 부분은 가열 시 발생한 수증기를 보유할 수 없다. 따라서, 수직압이 없는 부분은 수증기의 양이 (시트 반송 방향에 수직한 방향으로) 불균일해져, 수직압이 없는 부분의 일부 영역은 다른 영역보다 많은 공기와 수증기를 가지며, 일부 영역은 공기와 수증기가 존재하지 않는다. 이것은 수직압이 없는 부분에서 토너 화상 및 벨트 사이의 접촉 상태를 불균일하게 한다. 토너 화상 및 벨트 사이의 접촉 상태의 불균일성은 특히 통풍성이 낮은 코팅된 용지의 시트와 같은 기록재의 시트가 기록재로 사용될 때, 광택이 얼룩진 화상을 발생시킨다.
본 발명의 제1 목적은 제1 벨트와 제2 벨트를 이용하여 닙을 형성하도록 구성된, 화상이 불량하게 가열되는 문제를 방지하는 화상 가열 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제1 벨트와 제2 벨트를 이용하여 닙을 형성하고, 인접한 부분보다 압력이 크게 낮은 부분을 갖지 않는 정착 닙을 형성하도록 구성된 화상 가열 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적들과, 다른 목적, 특성 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예의 후속하는 설명을 고려하면 더욱 명확하게 이해될 것이다.
이하에서, 본 발명은 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 구체적으로 설명될 것이다. 본 발명의 이하의 실시예들은 본 발명의 바람직한 실시예들의 일부이며 본 발명의 범주를 제한하려는 것은 아니다. 즉, 본 출원은 본 발명의 요점 내에서 만들어진 개선점들로부터 도출될 수 있는 이러한 변형예 또는 변경예를 포함하도록 의도된다.
(제1 실시예)
먼저, 도6을 참조하여, 통상의 화상 형성 장치의 일반적인 구조가 설명될 것이다.
도6에 도시된 화상 형성 장치는 전자사진방식 화상 형성 방법을 채용한 화상 형성 장치(소위 프린터)이다.
화상 형성 장치(1)는 기록 매체의 시트에 토너 화상을 형성하기 위한 화상 형성 수단과, 토너 화상에 열과 압력을 인가함으로써 기록 매체의 시트 상에 형성된 토너 화상을 정착하기 위한 화상 가열 장치로서의 정착 장치로 대략 나눌 수 있다.
화상 형성 수단은 화상 담지 부재로서 감광성 드럼(2)과, 대전 수단으로서 대상 장치(3)와, 노광 수단으로서 노광 장치와, 현상 수단으로서 현상 장치(6)와, 기록 매체 급송 카세트(9)와, 급송 및 반송 롤러(10)와, 한 쌍의 레지스터 롤러(11)와, 전사 수단으로서 전사 롤러(7)와, 세척 수단으로서의 세척 장치(8)를 구비한다. 대상 장치(3)는 감광성 드럼(2)의 주연면에 인접하여 배치되며, 감광성 드럼(2)의 주연면은 대상 장치(3)에 의해 균일하게 대전된다. 감광성 드럼(2)의 주연면의 균일하게 대전된 부분은 노광 장치(4)가 광 빔을 화상 형성 정보로 변조하는 동안 방사하는 광 빔(5)에 노광된다. 결과적으로, 정전 잠상이 감광성 드럼(2)의 주연면에 형성된다. 이러한 정전 잠상은 현상 장치(6)에 의해 토너로 형 성된 화상 또는 토너 화상으로 현상된다. 기록 매체의 다수의 시트(S)가 기록재 급송 카세트(9) 내에 저장된다. 기록 매체의 각각의 시트(S)는 급송 및 반송 롤러(10)에 의해 화상 형성 장치의 주 조립체로 공급되며, 토너 화상 형성의 전진과 동시에 한 쌍의 레지스터 롤러(11)에 의해 더 멀리 반송된다. 감광성 드럼(2)의 주연면의 토너 화상은 전사 롤러(7)에 의해 기록 매체의 시트(S) 상에 정전 전사된다. 이어서, 토너 화상을 담지하는 기록 매체의 시트(S)는 정착 장치(A)로 반송된다. 감광성 드럼(2)의 주연면에 잔류하는 토너는 세척 장치(8)에 의해 제거된다.
화상 형성 수단에 의해 기록 매체의 시트(S) 상에 형성된 토너 화상은 화상 가열 장치인 정착 장치(A)에 의해 가열 및 가압됨으로써 시트(S)의 표면에 정착된다. 그 후에, 토너 화상이 방금 정착된 시트(S)는 더 멀리 반송되며 한 쌍의 배출 롤러(12)에 의해 화상 형성 장치의 상부 부분을 구성하는 분배 트레이(13)로 배출된다.
도1은 정착 장치(A)의 단면도이며, 도2는 비교예의 정착 장치의 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 정착 장치(A)에는 제1 벨트의 예로서 정착 벨트(정착 수단; 20)와, 제2 벨트의 예로서 압력 인가 벨트(압력 인가 수단; 21)가 제공된다. 정착 장치(A)는 시트(S)가 정착 벨트(20)와 압력 인가 벨트(21) 사이에 형성된 정착 닙(화상 가열 닙)을 통해 반송되면서 정착 벨트(20)와 가압 벨트(21) 사이에 협지되도록 남아있는 기록재의 시트(S) 상의 토너 화상에 열과 압력이 가해지도록 구성된다. 따라서, 시트(S)가 정착 닙을 통해 반송됨에 따라, 시트(S)의 정착 닙을 통한 통과 후에 토너 화상이 시트(S) 상에 정착되고, 시트(S)는 정착된 토너 화상 을 담지한다.
정착 벨트(20)는 내경이 40mm이다. 기저층과 탄성층으로 구성된다. 기저층은 폴리이미드로 형성되며 두께는 75 ㎛이다. 탄성층은 (정착 벨트 루프에 대해서) 기저층의 외부면에 형성되며 두께는 300 ㎛이다. 탄성층용 재료로서, 예를 들어, 실리콘 고무, 불소 고무 등인 공지된 탄성 물질 중 하나가 사용될 수 있다. 본 실시예에서, 경도가 20(JIS-A 스케일)이고 열전도율이 0.8W/mK인 실리콘 고무가 사용된다. 이러한 탄성층의 변형은 기록 매체의 시트(S)가 정착 벨트(20) 둘레에 권취되는 것을 방지하도록 사용되며, 정착 벨트(20)로부터 시트(S)의 분리가 용이하도록 사용된다. 또한, 정착 벨트(20)에는 탄성층의 외부면 상에 형성되는 표면층으로서 불소수지(예를 들어, PFA 또는 TFE)인 이형층이 제공된다. 이형층의 두께는 30 ㎛이다.
압력 인가 벨트(21)는 내경이 40mm이다. 이는 표면층을 구성하는 이형층 및 기저층으로 형성된다. 기저층의 두께는 75 ㎛이며, 폴리이미드로 형성된다. 이형층은 불소 수지, 보다 구체적으로 PFA 튜브로 형성된다. 이형층의 두께는 30 ㎛이다.
정착 벨트(20)는 정착 벨트 현가 롤러로서도 기능하는 정착 롤러(23) 및 가열 롤러(22)에 의해 현수된다. 가열 롤러(22)는 중공의 철재 롤러이며, 외경은 20 mm이고, 내경은 18 mm이며 두께는 1 mm이다. 가열 롤러(22)의 중공 내부에는, 가열 수단으로서의 할로겐 히터(22a)가 배치된다. 가열 롤러(22)는 텐션 롤러로서 기능한다. 정착 롤러(23)는 정착 벨트(20)를 구동하기 위한 구동 롤러로서 기능한 다.
정착 장치(A)에는 가열 롤러(22)의 위치에 대응하는 정착 벨트(20)의 외부면에 접하거나 또는 사실상 접하게 배치되는 온도 센서가 제공된다. 정착 벨트(20)의 온도를 나타내는 신호는 이 온도 센서로부터 출력되어 제어기(CPU)로 입력된다. 정착 장치(A)는 제어기가 이러한 신호를 수용함에 따라 신호에 반응하여 할로겐 히터에 전력 공급을 제공하거나 차단하여 정착 벨트(20)의 온도를 소정의 정착 온도(본 실시예에서 190℃)에서 유지되도록 구성된다.
제1 롤러(고마찰 롤러)로서 정착 롤러(23)는 외경이 20 mm이다. 금속 코어로 만들어지며, 표면층을 구성하는 탄성층으로 이루어진다. 금속 코어는 철 합금으로 형성되며, 두께는 18 mm이다. 탄성층은 실리콘 고무로 형성된다. 즉, 정착 롤러(23)는 고마찰 고무 롤러이다. 탄성층의 제공은 정착 벨트(20)가 정착 롤러(23)에서 미끄러지는 것을 방지한다. 따라서, 구동력이 구동원(모터)로부터 기어열을 통해 정착 롤러(23)로 입력되면, 정착 벨트(20)에 효과적으로 전달된다. 또한, 압력 인가 롤러(26)는 정착 벨트(20)와 가압 벨트(21)가 두 개의 롤러(26, 23) 사이에 개재된 상태에서 정착 롤러(23)에 대해 가압되며, 상세히 후술될 것이다. 따라서, 정착 롤러(20)의 고무층 부분은 소정량 오목부를 형성하여, 기록 매체의 시트(S)가 정착 벨트(20)로부터 분리되는 것을 보장하기 위한 닙을 형성한다. 또한, 이하 설명되는 바와 같이 정착 장치(A)는 정착 닙의 압력이 두 개의 롤러(26, 23) 사이에 개재된 장착 벨트(20) 부분에 대응하는 정착 닙 부분에 걸쳐 최대가 되도록 구성된다.
정착 롤러(23)용 재료로서 실리콘 고무는 경도가 15도 (JIS-A 스케일)이고 열 전도율이 0.8 W/mK인 것이 사용된다. 따라서, 이러한 실리콘 고무층은 정착 롤러(23)의 내부 열전도를 감소시키므로 예열 시간을 감소시키는데 효과적이다.
정착 롤러(23)의 표면층으로서 고무층의 마찰 계수는 크다. 따라서, 기어열을 통해 정착 롤러(23)에 회전력이 입력될 때, 정착 롤러(23)의 실리콘 고무층은 정착 벨트(20)의 폴리이미드층 또는 내면층이 정착 롤러(23)에서 미끄러지는 것을 방지한다. 따라서, 회전력이 입력되어도, 정착 벨트(20)는 적절히 회전한다.
정착 패드(24)는 정착 벨트(20)를 압력 인가 벨트(21)에 가압시키는 제1 압력 인가 패드이다. 정착 롤러(23)에 평행하게 배치되며, 또한 정착 롤러(23)와 정착 패드(24) 사이에 접촉이 없도록 배치된다. 이러한 실시예에서, 정착 장치(A)는 정착 롤러(23)와 정착 패드(24) 사이에서의 최단 거리가 3 mm가 되도록 구성된다.
정착 패드(24)는 내열 탄성 재료, 보다 구체적으로 내열 실리콘 고무로 형성된다. 이의 두께는 3 mm이고, 폭은 12 mm이다.
또한, 정착 벨트(20)가 정착 패드(24) 위에서 미끄러지는, 정착 벨트(20)의 내면에 대한 정착 패드(23)의 마찰 저항을 감소시키기 위해, 정착 패드(24)에는 유리 섬유 재료를 불소 수지로 코팅하여 형성된 저마찰 시트로 형성된 커버가 제공된다. 이 커버는 정착 패드(24)가 형성된 고마찰 실리콘 고무의 표면을 덮는다. 따라서, 정착 벨트(20)의 내면은 이 커버 상에서 미끄러진다. 즉, 이런 커버의 제공은 정착 롤러(23)를 구동시키는데 필요한 토크량을 감소시켜며, 이에 따라 정착 벨트(20)를 안정적으로 회전시키기 위해 더 큰 모터를 사용할 필요가 없게 된다.
압력 인가 벨트(21)는 벨트 현가 롤러로서도 기능을 하는 압력 인가 롤러(26)와 텐션 롤러(25)에 의해 현수된다. 텐션 롤러(25)는 외경이 20 mm이다. 금속 코어와 실리콘 스폰지층으로 제조된다. 금속 코어는 직경이 16 mm이며, 철 합금으로 형성된다. 실리콘 스폰지층은 금속 코어의 주변 표면에 형성되어 가압 벨트(21)로부터 텐션 롤러(25)까지 열 전도를 감소시킨다. 제2 롤러(저마찰 롤러)로서 압력 인가 롤러(26)는 외경이 20 mm이다. 이는 철 합금으로 형성된 금속 롤러이다. 이의 내경은 16 mm, 두께는 2 mm이다. 이는 저마찰 롤러이다. 압력 인가 롤러(26)의 표면의 요철은 압력 인가 롤러(26)가 잘 미끄러지도록 해준다. 보다 구체적으로, 압력 인가 롤러(26)의 요철은 압력 인가 롤러(26)와 압력 인가 벨트(21) 사이의 마찰 계수가 0.005 이상 0.3 이하가 되도록 설정된다.
정착 장치(A)는 정착 닙이 형성되어 정착 장치(A)가 정착 준비가 된 후에, 텐션 롤러(25)와 압력 인가 롤러(26)가 회전 구동력이 압력 인가 벨트(21)로부터 압력 인가 벨트(21)로 전달될 때 가압 벨트(21)에 의해 회전되도록 구성된다.
또한, 정착 장치(A)가 정착에 사용되지 않을 때(준비 상태에 있을 때) 압력 인가 벨트(21)를 포함하는 압력 인가 유닛을 정착 벨트(20)를 포함하는 정착 유닛으로부터 분리시키기 위해, 정착 장치(A)는 압력 인가 유닛이 가압 유닛을 정착 유닛으로부터 분리시키거나 가압 유닛을 정착 유닛에 접촉시키기 위한 기구에 의해 정착 유닛으로부터 분리될 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 전술된 바와 같이 구성된 정착 장치는 추가적인 구조적 특징이 부가되어 압력 인가 벨트(21)가 정착 벨트(20)로부터 분리되는 동안 압력 인가 롤러(26)는 구동 롤러로서 기능으로 하는 데, 즉 압력 인가 벨트(21)는 구동력이 구동 기구로부터 입력되는 압력 인가 롤러(26)에 의해 회전 가능하게 구동될 수 있다.
압력 인가 패드(27)는 제2 가압 패드(탄성 패드)이다. 압력 인가 벨트(21)를 정착 벨트(20)[정착 패드(24)] 쪽으로 가압하기 위한 것이다. 압력 인가 롤러(26)에 평행하게 배치되며, 또한 압력 인가 롤러(26)와 접촉하도록 배치된다.
압력 인가 패드(27)는 내열 탄성체, 보다 구체적으로 내열 실리콘 고무로 형성된다. 이의 두께는 3 mm이며, 폭은 15 mm이다.
또한, 압력 인가 벨트(21)의 내면과 압력 인가 롤러(26)의 주변 표면에 대한 압력 인가 패드(27)의 마찰 저항을 감소시키기 위해, 압력 인가 패드(27)에는 정착 패드(24)와 같이 저마찰 시트로 형성된 커버가 제공된다. 커버는 유리 섬유제를 불소 수지로 코팅하여 형성된다. 이런 커버는 압력 인가 패드(27)를 형성하는 내열 실리콘 고무의 표면을 덮는다.
정착 패드(24)와 압력 인가 패드(27) 사이에 정착 닙을 형성하기 위해, 압력 인가 패드(27)는 압력 인가 패드(27)의 실리콘 고무부를 지지하는 압력 인가 패드(27)의 기저판 상에 소정 크기의 압력을 인가하는 가압 기구에 의해, 도1에 화살표로 표시된 방향으로 가압된 상태로 유지된다. 또한, 정착 패드(24)가 수직 이동하는 것을 방지하기 위해, 정착 패드(24)는 정착 장치(A)의 프레임에 고정된다.
압력 인가 벨트(21)가 현수되는 압력 인가 롤러(26)는 그 회전축의 길이방향 단부들이 정착 롤러(23)쪽으로, 즉 도1에 화살표로 표시된 방향으로, 압력 인가 기구에 의해 발생되는 소정 크기의 압력에 의해 가압된 상태로 유지된다. 정착 롤 러(23)는 수직 이동하는 것이 방지되도록 정착 장치의 프레임에 부착된다. 명확하게는, 정착 롤러(23)와 프레임 사이에 배치된 한 쌍의 베어링을 갖춘 정착 장치(A)의 프레임에 부착되어, 정착 롤러(23)의 회전을 가능하게 한다.
상술한 구조적 배열을 채용함으로써, 기록 시트 반송 방향으로 충분히 긴 정착 닙을 형성하는 것이 가능하다. 인접 영역보다 압력이 실질적으로 낮은 영역을 갖는 정착 닙의 형성을 방지하기 위해, 압력 인가 벨트(21)와 압력 인가 롤러(26) 사이의 쐐기형 공간(Z)(도1)에 (기록 시트 반송 방향에 대하여) 가압 패드(27)의 하류 에지부가 박힌 상태로 유지된다. 환언하면, 전술된 설정이 달성되는 것을 보장하도록, 압력 인가 패드(27)(후술되는 패드(27)의 커버)는 압력 인가 벨트(21)와 압력 인가 롤러(26) 모두에 접촉하도록 배치된다.
또한, 쐐기형 공간(Z)에 배치되는 압력 인가 패드(27)의 부분은 압력 인가 벨트(21)를 정착 벨트(20) 쪽으로 계속 가압하는 것을 보장하기 위해, 압력 인가 패드(27)의 이 부분을 통해 보조 압력 인가 부재로서의 단편 와이어가 (기록 시트 반송 방향과 직교하는 방향에 대하여) 압력 인가 패드(27)의 일단으로부터 타단으로 밀어 넣어질 수 있다. 보다 구체적으로, 단편 와이어는 압력 인가 패드(27)를 형성하는 내열성 실리콘 고무에 고정된다. 보조 압력 인가 부재로서의 이 단편 와이어를 압력 인가 패드(27)에 제공하는 것은 공간(Z)에 대응하는 정착 닙의 부분에 있어서 압력 부족을 보상한다. 와이어는 상술한 실리콘 고무와 함께 저마찰 커버로 덮여진다. 저마찰 커버가 후술될 것이다.
도1을 다시 참조하면, 전술된 구조적 배열의 채용은 지점 P(기록 시트 반송 방향으로 양 압력 패드에 대응하는 부분의 상류 단부)로부터 지점 Q(기록 시트 반송 방향으로 정착 롤러(23)와 압력 인가 롤러(26)에 대응하는 부분의 하류 단부)까지 연장되는 보다 넓은 정착 닙을 형성 가능하게 한다. 또한, 그것은 마찰 부하(마찰 계수)가 작은 압력 인가 롤러(26)와 접촉시켜 압력 인가 패드(27)를 배치시킨다. 또한, 마찰 부하(마찰 계수)가 큰 정착 롤러(23) 가까이에, 즉 정착 패드(24)와 정착 롤러(23) 사이에 미소한 갭이 존재하는 상태로 정착 패드(24)를 배치시킨다. 명확하게는, 압력 인가 롤러(26)의 마찰 계수는 정착 롤러(23)의 마찰 계수보다 작다. 압력 인가 롤러(26) 및 정착 롤러(23)의 마찰 계수(운동 마찰 계수)는 후술되는 방법을 이용하여 측정될 수 있다. 본 실시예에서는, 압력 인가 롤러(26) 및 정착 롤러(23)의 마찰 계수를 측정할 때, 압력 인가 롤러(26) 및 정착 롤러(23)를 공통의 단편 매체(본 실시예에서는, 후술하는 시험편)와 접촉시켜 배치함으로써 압력 인가 롤러(26)와 정착 롤러(23)의 마찰 계수의 대소가 판단된다.
환언하면, 정착 장치에 대해 본 실시예의 구조적 배열의 채용은 정착 벨트(20)를 구동하는데 필요한 토크 크기의 증가를 최소화하면서, 정착 롤러(23)와 압력 인가 롤러(26) 사이뿐만 아니라 정착 패드(24)와 압력 인가 패드(27) 사이에서도 양호한 정착 닙의 형성을 가능하게 한다. 또한, 기록 시트의 반송 방향으로 주변 영역보다 압력이 실질적으로 낮은 정착 닙 영역의 크기를 최소화할 수 있다.
(상술한 커버로 덮여진) 압력 인가 패드(27)와 압력 인가 롤러(26)의 상술한 마찰 계수는 다음의 방법을 사용함으로써 측정될 수 있다. 본 실시예에서, 압력 인가 롤러(26)는 SUS로 형성된다. 따라서, 우선 압력 인가 롤러(26)를 형성하는 것과 동일한 SUS로 시험편(3cm×4cm)이 형성된다. 다음으로, 압력 인가 패드(27)의 패드 커버가 준비된다(패드 커버용 재료와 동일한 물질이 준비될 수 있음). 다음으로, SUS로 형성된 시험편이 패드 커버에 위치되고, 시험편 상에 소정 크기의 하중(본 실시예에서는 210g)이 위치된다. 다음으로, 패드 커버가 고정된 상태로, SUS로 형성된 시험편을 소정 속도(본 실시예에서는 200mm/sec)로 잡아당긴다. 다음으로, 시험편이 움직이기 시작한 후에 안정 속도(200mm/sec)로 시험편을 이동시키는데 필요한 힘의 크기가 디지털 포스 게이지에 의해 수회 측정된다. SUS로 형성된 시험편을 잡아당기는 필요한 힘의 크기를 얻기 위해 수회의 측정 결과가 평균화된다. 다음으로, "시험편을 잡아당기는데 필요한 힘(F)의 크기"와 "하중(N)" 사이의 관계(F=μN)로부터 SUS로 형성된 시험편의 마찰 계수(μ)가 계산된다. 가압 롤러(26)의 마찰 계수가 측정된 주위 온도는 23℃였다. 상술한 프로세스를 통해 얻어진, 압력 인가 패드(27)(압력 인가 패드(27)의 패드 커버)에 대한 압력 인가 롤러(26)의 마찰 계수는 0.15였다.
상술한 바와 같이 압력 인가 롤러(26)의 마찰 계수를 감소시키는 것은 가압 벨트(21)를 이동시키는데 필요한 힘이 과도하게 커지는 것을 방지하면서, 인접 영역보다 압력이 실질적으로 낮은 영역을 갖지 않는 정착 닙의 형성에 기여한다.
한편, 정착 롤러(23)가 구동 롤러로서의 기능을 수행할 수 있도록 하기 위해, 마찰 계수가 큰 탄성 롤러가 상술한 바와 같은 정착 롤러(23)로서 채용된다. 따라서, 정착 패드(24)가 정착 롤러(23)와 접촉하여 배치되지 않고, 정착 롤러(23)가 정착 패드(24)에 근접하여 배치된다. 따라서, 정착 벨트가 회전하는 동안, 정 착 패드(24)는 정착 벨트(20)를 이동시키기 위해 정착 롤러(23)를 구동하는데 필요한 토크의 크기를 과도하게 증가시키기 않고, 정착 벨트(20)의 안정화에 기여한다.
상술한 바와 같이, 정착 닙을 형성하는 수단인 정착 패드(24), 정착 롤러(23), 압력 인가 패드(27) 및 압력 인가 롤러(26)를 채용함으로써, 정착 벨트(20)와 압력 인가 벨트(21) 사이의, 기록 시트 반송 방향으로 연장되는 연속하는 정착 닙을 형성할 수 있다.
보다 구체적으로, 기록 시트 반송 방향으로 볼 때 정착 패드(24)의 상류 에지와 정착 롤러(23) 사이에 존재하는 정착 벨트(20)의 부분은 정착 패드(24)에 의해 압력 인가 벨트(21)쪽으로 가압되고, 압력 인가 패드(27)의 상류 에지와 압력 인가 롤러(26) 사이에 존재하는 압력 인가 벨트(21)의 부분은 압력 인가 패드(27)에 의해 정착 벨트(20)쪽으로 가압된다. 또한, 상술된 구조적 장치는 정착 롤러(23)와 압력 인가 롤러(26) 사이의 부분과, 정착 패드(24)와 압력 인가 패드(27) 사이의 부분 사이의 영역이 압력에 있어서 인접하는 영역보다 실질적으로 더 낮은 영역을 갖는 정착 닙의 형성을 방지한다. 따라서, 본 실시예는 기록 시트 반송 방향으로 만족스러울 정도로 길지만 압력에 있어서 기록 시트 반송 방향으로 인접하는 영역보다 실질적으로 더 낮은 영역을 갖지 않는 정착 닙을 형성할 수 있다.
이 실시예에서, 정착 벨트(20)와 압력 인가 벨트(21) 사이의 정착 닙의 기록 시트 반송 방향으로의 폭은 대략 18mm이다. 정착 닙의 폭이 넓으므로, 화상 형성 속도가 증가할지라도 화상은 만족스럽게 정착될 수 있다. 또한, 본 실시예에서, 화상 정착에 직접적으로 관계하는 부재로서, 정착측(열 인가측) 및 압력 인가측 모 두 순환형 벨트를 채용한다. 따라서, 종래 기술에 따른 정착 장치에 비해 정착 장치의 열용량을 감소시켜, 워밍업 시간(화상 형성 장치의 주전원이 턴온된 후 정착 장치가 화상 정착을 위해 준비되도록 필요한 시간)을 감소시킬 수 있다.
적어도 화상 형성 작동 중, 정착 벨트(20)는 모터에 의해 회전되는 정착 롤러(23)의 회전에 의해, 도1의 화살표(X) 방향으로 회전된다. 기록 매체의 시트(S)가 굽혀지도록(bow) 하기 위해, 정착 벨트(20)의 주연 속도는 기록 매체의 시트(S)가 화상 형성부로부터 정착 벨트(20)로 반송되는 속도보다 약간 더 낮은 속도로 설정된다.
압력 인가 벨트(21)는 정착 벨트(20)의 이동에 종동하여 화살표(Y) 방향으로 회전한다. 이 실시예에서, 정착 장치(A)는 정착 닙의 최하류 부분(기록 시트 반송 방향으로의 압력 분포에 있어서 압력이 가장 높은 부분)에 해당하는 압력 인가 벨트(21)의 부분 및 정착 벨트(20)의 부분이 롤러 쌍(정착 롤러(23) 및 압력 인가 롤러(26))에 의해 끼워진(pitched) 상태로 정착 벨트(20) 및 정착 롤러(23)가 회전되도록 구성된다. 따라서, 벨트는 슬립(slip)이 방지된다. 본 실시예에서, 정착 벨트(20)의 주연 속도는 300mm/sec로 설정되어, 분당 70장의 A4 크기의 풀컬러 화상을 형성하는 것이 가능하다.
상술된 바와 같은 정착 장치의 경우, 정착 벨트(20)의 온도가 사전 설정된 정착 온도(본 실시에에서는 190℃)에 도달된 후, 미정착된 토너 화상을 담지하는 기록 매체의 시트(S)는 정착 닙으로 반송된다. 그 후, 시트(S)는, 미정착된 토너 화상이 담지되어 있는 표면이 정착 벨트(20)에 대면하는 상태로, 정착 닙 내로 도 입된다. 그 후, 시트(S)는, 시트(S) 상의 미정착된 토너 화상(T)이 정착 벨트(20)의 외향 표면과 완전 접촉된 상태로, 정착 닙을 통해 반송된다. 따라서, 열 및 압력이 시트(S) 및 그 표면에 존재하는 미정착된 토너 화상(T)으로 인가된다. 그 결과, 미정착된 토너 화상은 시트(S)에 정착된다. 열은 주로 정착 벨트(20)로부터 인가된다.
또한, 정착 벨트 루프 내에 배치된 정착 롤러(23)는 고무층을 갖는 탄성 롤러이며, 가압 벨트 루프 내에 배치된 압력 인가 롤러(26)는 금속 물질로 형성된 강성 롤러이다. 따라서, 정착 롤러(23)의 변형(함몰)이 실질적으로 정착 닙의 출구부 근처에 존재한다. 따라서, 정착 벨트(20)의 변형도 실질적으로 정착 닙의 출구부 근처에 존재하게 된다. 따라서, 토너 화상을 담지하고 있는 시트(S)는 정착 롤러(2)(정착 벨트(20))의 곡률 및 시트(S) 자체의 탄성에 의해 정착 벨트(20)로부터 분리된다.
상술된 구조적 장치를 채용함으로써, 압력에 있어서 인접하는 영역보다 실질적으로 더 낮은 영역을 갖는 정착 닙의 형성이 방지되며, 또한 정착 벨트가 만족스럽게 회전되고 기록 매체의 시트가 정착 벨트로부터 만족스럽게 분리되는 것이 보장된다.
도3은 기록 매체 시트 반송 방향에 평행한 방향에 있어서 정착 닙의 압력 분포를 도시하는 그래프이다. 이 그래프에서, 세로축은 압력을 나타내고, 가로축은 시트 반송 방향에 있어서의 정착 닙의 위치를 나타낸다. 가로축의 "상류"는 정착 닙의 입구측에 해당하며, 가로축의 "하류"는 정착 닙의 출구부에 해당된다. 그래 프로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에서 정착 닙은 압력에 있어서 인접하는 영역보다 실질적으로 더 낮은 영역을 갖지 않으며, 정착 닙의 압력은 상류측으로부터 하류측으로 점점 증가하며, 시트 분리 지점에서 가장 높다. 따라서, 정착 닙이 기록 매체 시트 반송 방향으로 폭이 넓을지라도, 시트 반송 속도가 불균일하지 않으며, 화상 편차도 발생되지 않는다. 또한, 정착 닙 내에 공기 및 수증기가 포획되지 않는다. 따라서, 광택이 얼룩진 화상이 발생되지 않는다.
정착 롤러(23)와 정착 롤러(23) 근처에 배치된 정착 패드(24) 사이의 기록 매체 시트 반송 방향으로의 갭(정착 패드(24)와 정착 롤러(23) 사이의 접촉은 없음)과 화상 불량 발생 사이의 관계를 평가한 결과가 이하의 표(표1)에 제공된다.
<표1>
롤러-패드 간격
3mm 4mm 5mm 7.5mm
보통 용지 G G G N
코팅된 용지 G G G N
G: 화상 불량 없음.
N: 화상 불량 발견.
기록 매체로서는 일반 기록 용지 및 코팅 용지를 사용하였다. 코팅 용지는 일반 용지보다 통풍성이 낮다. 따라서, 코팅 용지가 사용되는 경우, 일반 용지가 사용될 때보다 화상 불량이 발생하기 쉽다. 또한, 정착 롤러(23)와 정착 패드(24) 사이의 갭을 5 mm이하의 값으로 설정함으로써, 구체적으로 위치 어긋남, 광택 얼룩짐 등의 화상 불량이 발생하지 않는 것이 확인되었다. 한편, 정착 롤러(23)와 정착 패드(24)가 서로 우연히 접촉하는 것을 방지하기 위해, 정착 롤러(23)와 정착 패드(24) 사이의 미소한 갭이 0.1 mm이상으로 설정되는 것이 바람직하다.
본 발명자의 상기 결과의 조사에 의하면, 압력 인가 패드(27)에 대한 압력 인가 롤러(26)의 마찰 계수가 0.5 이하가 되도록 설정되는 한, 압력 인가 롤러(26)와 압력 인가 패드(27) 사이의 접촉으로 인한 부하 증가에 의해 압력 인가 롤러(26)의 회전이 영향을 받는 일이 발생하지 않는다는 것이 밝혀졌다. 또한, 압력 인가 패드(27)에 대한 압력 인가 롤러(26)의 마찰 계수가 0.5 이상인 경우에는, 압력 인가 패드(27)의 커버가 압력 인가 롤러(26)와 압력 인가 벨트(21) 사이의 계면에 인입되어서, 이에 의해 파손되었다. 압력 인가 패드(27)에 대한 압력 인가 롤러(26)의 마찰 계수를 측정하기 위한 방법은 전술한 바와 동일하다.
압력 인가 패드(27)와 압력 인가 롤러(26)가 접촉하지 않은 상태로 압력 인가 패드(27)가 배치되는 비교예의 정착 장치가 도2에 도시되어 있다.
도2에 도시된 바와 같이 구성된 정착 장치에서는, 압력 인가 롤러(26)와 압력 인가 패드(27) 사이의 갭 및 정착 롤러(23)와 정착 패드(24) 사이의 갭은 기록 시트의 반송 방향에 대해 대향하여 배치된다.
도3과 유사한 도4는 전술된 비교예의 정착 장치의 정착 닙의 압력 분포를 도시한 그래프이다. 도4에 명료하게 도시된 바와 같이, 압력 인가 롤러(26)와 압력 인가 패드(27) 사이의 갭 및 정착 롤러(23)와 정착 패드(24) 사이의 갭이 기록 시트의 반송 방향에 대해 대향하여 배치되는 비교예의 정착 장치의 정착 닙의 부분은 그 인접부보다 압력이 실질적으로 낮다.
압력 인가 롤러(26)와 압력 인가 패드(27) 사이의 갭이 3 mm로 설정된 비교 예의 정착 장치를 이용하여 미정착된 토너 화상이 일반 용지 및 코팅 용지에 정착되는 경우, 코팅 용지를 사용하면 광택이 얼룩진 화상이 발생되지만, 일반 용지를 사용하면 발생되지 않는 것이 확인되었다.
또한, 정착 패드(24)가 정착 롤러(23)와 접촉하여 배치되도록 구성된 다른 비교예의 정착 장치가 평가되었다. 이 비교예의 정착 장치의 경우에는, 정착 롤러(23)와 정착 패드(24) 사이의 마찰이 정착 장치를 구동하는데 필요한 토크량을 증가시켰다. 따라서, 정착 벨트(20)가 회전됨에 따라, 정착 패드(24)의 커버가 정착 롤러(23)와 정착 벨트(20) 사이의 계면으로 인입되고, 이에 의해 파손되었다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에서, 정착 패드(24)는 탄성 정착 롤러(23)와 접촉하지 않고 근접하여 배치되는 한편, 압력 인가 패드(27)는 강성의 압력 인가 롤러(26)와 접촉하여 배치된다. 따라서, 시트 반송 방향과 평행한 방향으로 충분히 길지만, 인접 영역보다 압력이 실질적으로 낮은 영역을 갖지 않는 정착 닙을 형성하는 것이 가능하다. 즉, 본 실시예의 정착 장치의 정착 닙은 인접 영역보다 압력이 실질적으로 낮은 영역을 갖지 않으므로, 화상 어긋남, 광택 얼룩짐 등의 화상 불량의 발생을 방지하는 것이 가능하게 된다.
(제2 실시예)
다음으로, 본 발명의 제2 실시예의 정착 장치 및 화상 형성 장치가 설명될 것이다. 이 장치들의 단면도는 제1 실시예의 단면도와 동일하다. 따라서, 장치들은 도1을 참조하여 설명될 것이다.
본 실시예의 정착 패드(24)는 수지, 보다 구체적으로는 PPS(폴리페닐설파이 드 수지)로 형성된다. 그러나, 최종 정착 패드(24)가 강성이고 고무 탄성층이 없는 한, 정착 패드(24)의 재료는 수지에 제한될 필요는 없다. 예를 들어, 금속 물질로 형성될 수 있다. 그밖에는, 본 실시예의 정착 장치의 구성은 제1 실시예의 구성과 동일하다.
제1 실시예와 같이 고무로 형성된 정착 패드가 채용되는 정착 장치의 경우에는, 정착 닙이 형성될 때(압력이 인가될 때), 정착 패드의 탄성 변형이 정착 패드와 정착 롤러 사이의 접촉을 가져올 우려가 있다. 또한, 정착 패드의 재료로서 고무를 이용하면, 도3의 "딥(dip)"에 대응하는 정착 닙의 부분에서 압력 증가될 수 있는 정도를 제한한다.
따라서, 이 실시예에서, 정착 패드는 강성이 높은 수지 또는 금속 물질로 형성된다. 즉, 정착 패드는 압력 인가 패드보다 경도가 크게 된다. 따라서, 정착 패드는 정착 닙이 형성될 때(압력이 인가될 때) 정착 롤러와 우연히 접촉되는 것을 방지한다. 또한, 정착 패드의 재료로서 강성이 높은 수지 또는 금속 물질을 사용하면, 도3의 "딥"에 대응하는 정착 닙의 부분의 압력을 증가시키는 것이 가능하게 된다. 특히, 정착 패드의 재료로서 금속 물질의 사용은 정착 롤러(23)와 정착 패드(24) 사이 갭의 치수를 정밀하게 제어하는 것을 용이하게 한다. 따라서, 본 실시예의 장치 구성이 바람직하다.
전술된 바와 같이, 이런 실시예에서, 정착 패드는 패드와 롤러 사이의 미소한 갭이 존재하는 상태로 정착 롤러에 평행하게 배치된다. 따라서, 미소한 갭이 정착 롤러(23)와 정착 패드(24) 사이에 유지되는 것이 보장된다. 또한, 이런 실시 예에서, 이러한 미소한 갭은 3 mm로 설정된다.
전술된 바와 같이, 이런 실시예에서, 본 발명의 장치가 사용중일 때 정착 패드에 인가된 압력의 정상 범위 내에서 발생되는 변형의 양이 더 적은 강성 패드는 패드와 롤러 사이에 미소한 갭이 존재하는 상태로 정착 롤러에 평행하게 배치되는 정착 패드로서 채용되고, 탄성 패드는 가압 롤러와 접촉되어 위치되는 압력 인가 패드로서 사용된다. 따라서, 도3의 "딥"에 대응하는 정착 닙 부분의 압력이 증가될 수 있다.
명백하게는, 제1 실시예의 정착 장치와 마찬가지로, 이 실시예의 정착 장치는 시트 반송 방향에 대해 충분히 긴 정착 닙을 형성할 수 있지만, 인접 영역보다 압력이 실질적으로 낮은 영역을 갖지는 않는다. 따라서, 화상 어긋남, 광택의 얼룩짐 등과 같은 화상 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
(제3 실시예)
도5는 본 발명의 다른 실시예의 정착 장치를 간략하게 도시한 도면이다. 본 실시예에서 정착 장치는 정착 측 및 압력 인가 측의 구조의 관점에서, 제1 실시예의 정착 장치와 반대이다.
보다 구체적으로, 본 실시예에서, 강성 롤러는 정착 벨트(20)의 루프 내에 배치되는 정착 롤러(23)로서 채용되고, 탄성 패드는 정착 패드(24)로서 채용된다. 또한, 정착 패드(24)는 정착 롤러(23)와 접촉되어 배치된다.
또한, 탄성 롤러는 압력 인가 벨트(21)의 루프 내에 배치되는 (입력되는 구동력을 수용하여 압력 인가 벨트로 전달하는 기능이 주어진) 압력 인가 롤러(26)로 서 사용되고, 강성 패드는 압력 인가 패드(27)와 압력 인가 롤러(26) 사이의 접촉이 없는 상태로, 본 실시예에서 압력 인가 롤러(26)에 근접 배치되는 압력 인가 패드(27)로서 사용된다.
이 실시예에서 정착 벨트(20)에는 탄성 층이 제공되지 않으며, 제1 실시예의 가압 벨트(21)와 동일한 벨트가 이 실시예에서 정착 벨트(20)로서 사용된다. 압력 인가 벨트(21)는 모터에 의해 압력 인가 롤러(26)를 구동시킴으로써 회전되고, 정착 벨트(20)는 압력 인가 벨트(21)의 회전에 의해 회전된다. 즉, 본 실시예의 정착 장치의 정착 측 및 압력 인가 측의 구조는 할로겐 히터(22a)의 배치를 제외하고는 제2 실시예와 반대이다.
또한, 전술된 본 실시예의 구조적 배열은 제1 및 제2 실시예의 구조적 배열에 의해 달성되는 효과와 동일한 효과를 달성할 수 있다. 즉, 인접 영역보다 압력이 사실상 낮은 영역을 갖지 않는 정착 닙을 형성할 수 있다. 따라서, 화상 어긋남, 광택의 얼룩짐 등과 같은 화상 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 전술된 제2 실시예의 구조적 배열은 본 실시예의 구조적 배열에 통합될 수 있다.
전술된 제1 내지 제3 실시예에서, 화상 가열 장치는 정착 장치였다. 그러나, 본 발명은 정착 장치 이외의 화상 가열 장치에도 적용될 수 있다. 예컨대, 본 발명은 토너 화상의 광택을 향상시키도록, 정착 장치에 의해 기록 매체의 시트에 일시적으로 정착된 토너 화상을 재가열하는 광택 향상 장치에도 적용될 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 실시예에서는, 할로겐 히터가 정착 벨트용 열원으로서 사용되었다. 그러나, 에너지 효율이 매우 높은 전자기 유도(예컨대, 여기 코일)에 기초한 열원이 할로겐 히터 대신 사용될 수 있다. 전자기 유도에 기초한 열원이 사용되는 경우, 정착 벨트는 여기 코일에 의해 발생된 자속에 의해 내부에서 전자기적으로 유도된 전류에 의해 열이 발생되는 전기적 도전 층을 갖는다.
본 발명은 본 명세서에 개시된 구조를 참조하여 기술되었지만, 기재된 상세에 제한되지 않으며, 본 적용예는 첨부한 특허청구범위의 범주 내에서 이루어지거나 개선을 목적으로 이루어질 수 있는 변경예 또는 변형예를 포함하려는 것이다.
본 발명은 제1 벨트와 제2 벨트를 이용하여 닙을 형성하도록 구성함으로써 토너 화상 및 벨트 사이의 접촉 상태를 균일하게 하여, 화상이 불량하게 가열되는 문제를 방지하는 효과를 가진다.

Claims (20)

  1. 용지 상의 토너 화상을 협지하여 가열하는 닙을 형성하는 제1 및 제2 벨트와,
    상기 제1 벨트를 상기 닙에서 상기 제2 벨트를 향해 가압하는 제1 패드와,
    용지의 급송 방향에 대해 상기 제1 패드의 하류측에 배치되고, 사이에 갭을 두고 상기 제1 패드로부터 이격되어 제공되며, 상기 제1 벨트를 상기 닙에서 상기 제2 벨트를 향해 가압하는 제1 롤러와,
    상기 제1 패드에 대향하여 제공되며, 상기 제2 벨트를 상기 닙에서 상기 제1 패드를 향해 가압하는 제2 패드와,
    상기 급송 방향에 대하여 상기 제2 패드의 하류측에 배치되고, 상기 제1 롤러에 대향하여 제공되고, 상기 제1 롤러의 마찰 계수보다 작은 마찰 계수를 가지며, 상기 제2 벨트를 상기 닙에서 상기 제1 롤러를 향해 가압하는 제2 롤러를 포함하는 화상 가열 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 롤러와 상기 제2 패드 사이의 마찰 계수는 0.5 이하인 화상 가열 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 갭은 0.1 mm 내지 5.0 ㎜인 화상 가열 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 롤러는 상기 제1 벨트를 구동하는 화상 가열 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 롤러는 고무 표면을 갖고, 상기 제2 롤러는 금속 표면을 갖는 화상 가열 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 패드는 상기 제2 패드의 경도보다 높은 경도를 갖는 화상 가열 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 닙 내의 압력은 상기 제1 벨트 및 상기 제2 벨트가 상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러에 의해 가압된 영역에서 가장 높고, 따라서 용지가 상기 영역에서 상기 벨트로부터 분리되는 화상 가열 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 벨트는 용지 상의 토너 화상과 접촉될 수 있는 화상 가열 장치.
  10. 기록재 상의 화상을 가열하는 닙을 형성하는 제1 및 제2 벨트와,
    상기 제1 벨트를 상기 닙에서 상기 제2 벨트를 향해 가압하는 제1 롤러와,
    용지의 급송 방향에 대해 상기 제1 롤러의 상류측에 배치되며, 상기 제1 벨트를 상기 닙에서 상기 제2 벨트를 향해 가압하는 제1 패드와,
    상기 제1 롤러에 대향하여 제공되며, 상기 제2 벨트를 상기 닙에서 상기 제1 롤러를 향해 가압하는 제2 롤러와,
    상기 제1 패드에 대향하여 제공되고, 급송 방향에 대해 상기 제2 롤러의 상류측에 배치되고, 상기 제1 벨트 및 상기 제2 벨트가 상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러에 의해 가압되는 영역에 상기 제1 패드에 비해 보다 근접하게 배치되며, 상기 제2 벨트를 상기 닙에서 상기 제1 패드를 향해 가압하는 제2 패드를 포함하는 화상 가열 장치.
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서, 상기 제1 패드는 사이에 갭을 두고 상기 제1 롤러로부터 이격되고, 상기 제2 패드는 상기 제2 벨트와 상기 제2 롤러 사이에 형성된 쐐기형 공간을 채우도록 상기 제2 패드는 상기 제2 롤러와 접촉하게 배치되는 화상 가열 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 롤러는 상기 제1 벨트를 구동하는 화상 가열 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 롤러는 상기 제1 벨트를 구동하기 위해 고무 표면을 가지며, 상기 제2 롤러는 금속 표면을 가지는 화상 가열 장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 제2 롤러는 제1 롤러의 마찰 계수보다 작은 마찰 계수를 가지는 화상 가열 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제2 롤러와 상기 제2 패드 사이의 마찰 계수가 0.5 이하인 화상 가열 장치.
  17. 제12항에 있어서, 상기 갭은 0.1 mm인 화상 가열 장치.
  18. 제10항에 있어서, 닙 내의 압력은 상기 영역에서 가장 높아서 용지가 상기 영역에서 상기 벨트로부터 분리되는 화상 가열 장치.
  19. 제10항에 있어서, 상기 제1 벨트는 용지 상의 토너 화상과 접촉할 수 있는 화상 가열 장치.
  20. 용지 상의 정착되지 않은 토너 화상을 협지하여 정착하는 닙을 형성하는 정착 및 가압 벨트와,
    상기 정착 벨트를 상기 닙에서 회전가능하게 지지하고, 상기 정착 벨트를 구동하는 정착 롤러와,
    상기 가압 벨트를 상기 닙에서 회전가능하게 지지하고 상기 가압 벨트를 상기 정착 롤러를 향해 가압하는 가압 롤러와,
    용지의 급송 방향에 대해 상기 정착 롤러의 상류측에 배치되고, 사이에 갭을 두고 상기 정착 롤러로부터 이격되며, 상기 정착 벨트를 상기 닙에서 상기 가압 벨트를 향해 가압하는 정착 패드와,
    상기 급송 방향에 대하여 상기 가압 롤러의 상류측에 배치되고, 상기 가압 벨트와 상기 가압 롤러 사이에 형성된 쐐기형 공간을 채우도록 상기 가압 롤러와 접촉하게 배치되며, 상기 가압 벨트를 상기 닙에서 상기 정착 패드를 향해 가압하는 가압 패드를 포함하는 정착 장치.
KR1020060055159A 2005-06-21 2006-06-20 화상 가열 장치 및 정착 장치 KR100844241B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005180540 2005-06-21
JPJP-P-2005-00180540 2005-06-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060133907A KR20060133907A (ko) 2006-12-27
KR100844241B1 true KR100844241B1 (ko) 2008-07-07

Family

ID=37573469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060055159A KR100844241B1 (ko) 2005-06-21 2006-06-20 화상 가열 장치 및 정착 장치

Country Status (4)

Country Link
US (2) US7200354B2 (ko)
EP (1) EP1762910B1 (ko)
KR (1) KR100844241B1 (ko)
CN (2) CN101430530B (ko)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7406288B2 (en) * 2004-12-13 2008-07-29 Canon Kabushiki Kaisha Image heating apparatus including pads and belts forming a pressurized nip
US7200354B2 (en) * 2005-06-21 2007-04-03 Canon Kabushiki Kaisha Image heating apparatus
JP5016803B2 (ja) 2005-09-13 2012-09-05 キヤノン株式会社 画像加熱装置
JP2007156171A (ja) * 2005-12-06 2007-06-21 Canon Inc 像加熱装置
US7558519B2 (en) * 2006-03-22 2009-07-07 Canon Kabushiki Kaisha Endless metallic belt and fixing belt and heat fixing assembly making use of the same
JP2007272035A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Canon Inc 画像加熱装置
US7471923B2 (en) * 2006-09-18 2008-12-30 Xerox Corporation Linear fusing nip zone
JP5300202B2 (ja) * 2007-02-20 2013-09-25 キヤノン株式会社 画像加熱装置
EP2187270A4 (en) * 2007-09-06 2013-03-13 Canon Kk IMAGE HEATING DEVICE
JP4998188B2 (ja) * 2007-10-03 2012-08-15 富士ゼロックス株式会社 記録材搬送装置及びこれを用いた記録材冷却装置、並びに画像形成装置
JP2009237185A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Seiko Epson Corp 定着装置および画像形成装置
US8219014B2 (en) * 2008-05-13 2012-07-10 Canon Kabushiki Kaisha Image heating apparatus having magnetic flux confining means
WO2010007678A1 (ja) * 2008-07-17 2010-01-21 電気興業株式会社 高周波誘導加熱コイル用ガイドチップの構造
JP2010061113A (ja) * 2008-08-08 2010-03-18 Canon Inc 像加熱装置
JP5197280B2 (ja) * 2008-10-02 2013-05-15 キヤノン株式会社 像加熱装置
JP4766107B2 (ja) * 2008-12-15 2011-09-07 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 定着装置およびこれを備える画像形成装置
JP5473338B2 (ja) * 2009-01-09 2014-04-16 キヤノン株式会社 画像加熱装置
JP5279611B2 (ja) * 2009-05-20 2013-09-04 キヤノン株式会社 画像加熱装置
JP5409296B2 (ja) * 2009-11-25 2014-02-05 キヤノン株式会社 像加熱装置
JP5697428B2 (ja) 2010-12-16 2015-04-08 キヤノン株式会社 光沢処理装置及び画像形成装置
US8929788B2 (en) * 2011-03-02 2015-01-06 Ricoh Company, Ltd. Fixing device having a fixing pad and a pressing pad and image forming apparatus incorporating the same
JP5693324B2 (ja) 2011-03-29 2015-04-01 キヤノン株式会社 像加熱装置
JP5762218B2 (ja) 2011-08-26 2015-08-12 キヤノン株式会社 像加熱装置
JP5825938B2 (ja) 2011-09-01 2015-12-02 キヤノン株式会社 像加熱装置
JP5441989B2 (ja) 2011-11-18 2014-03-12 キヤノン株式会社 像加熱装置
JP2013109270A (ja) 2011-11-24 2013-06-06 Canon Inc 画像加熱装置
JP5901280B2 (ja) 2011-12-22 2016-04-06 キヤノン株式会社 像加熱装置及び画像形成装置
JP5984474B2 (ja) 2012-04-13 2016-09-06 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP5867434B2 (ja) * 2013-03-26 2016-02-24 富士ゼロックス株式会社 定着装置および画像形成装置
JP2015057636A (ja) 2013-08-10 2015-03-26 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP6525706B2 (ja) 2014-05-07 2019-06-05 キヤノン株式会社 画像加熱装置、ヒータ、およびベルトの交換方法
EP2977824A1 (en) 2014-07-24 2016-01-27 Canon Kabushiki Kaisha Heater and image heating apparatus including the same
EP2977823B1 (en) 2014-07-24 2019-06-26 Canon Kabushiki Kaisha Heater and image heating apparatus including the same
JP2016057464A (ja) 2014-09-09 2016-04-21 キヤノン株式会社 ヒータ、画像加熱装置、製造方法
JP2016062024A (ja) 2014-09-19 2016-04-25 キヤノン株式会社 ヒータおよび定着装置
US9519250B2 (en) 2015-01-14 2016-12-13 Canon Kabushiki Kaisha Heater and image heating apparatus, the heater having heat generating portions disposed offset from a center line of a substrate
CN108475034B (zh) 2015-12-25 2021-04-13 佳能株式会社 定影装置和成像装置
JP6765888B2 (ja) 2016-07-26 2020-10-07 キヤノン株式会社 画像加熱装置
JP7114584B2 (ja) 2017-06-06 2022-08-08 キヤノン株式会社 画像加熱装置
JP7187258B2 (ja) 2018-10-23 2022-12-12 キヤノン株式会社 定着装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5319429A (en) * 1991-11-20 1994-06-07 Konica Corporation Color image forming apparatus using fixing apparatus for glossy images
EP1496406A1 (en) * 2003-07-11 2005-01-12 Canon Kabushiki Kaisha Image heating apparatus

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5293537A (en) * 1991-01-10 1994-03-08 Delphax Systems Image transport fusing system
JP3298354B2 (ja) * 1995-03-24 2002-07-02 富士ゼロックス株式会社 画像定着装置
US6583393B1 (en) * 2002-01-22 2003-06-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Induction heating fixing device with an extended pressure contact area for use with magnetic toner
JP3755516B2 (ja) * 2003-02-14 2006-03-15 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 加熱定着装置
JP2004341346A (ja) 2003-05-16 2004-12-02 Ricoh Co Ltd 定着装置及び画像形成装置
EP1503254A1 (en) * 2003-06-20 2005-02-02 Seiko Epson Corporation Fixing band device and image forming apparatus incorporating the same
JP3728304B2 (ja) 2003-07-10 2005-12-21 キヤノン株式会社 情報処理方法、情報処理装置、プログラム、及び記憶媒体
JP2005077834A (ja) * 2003-09-01 2005-03-24 Fuji Xerox Co Ltd 定着装置および画像形成装置
JP4586392B2 (ja) * 2004-03-30 2010-11-24 富士ゼロックス株式会社 定着装置および画像形成装置
US7697881B2 (en) * 2005-03-17 2010-04-13 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus
US7200354B2 (en) * 2005-06-21 2007-04-03 Canon Kabushiki Kaisha Image heating apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5319429A (en) * 1991-11-20 1994-06-07 Konica Corporation Color image forming apparatus using fixing apparatus for glossy images
EP1496406A1 (en) * 2003-07-11 2005-01-12 Canon Kabushiki Kaisha Image heating apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US20070140760A1 (en) 2007-06-21
CN101430530B (zh) 2011-04-06
CN101430530A (zh) 2009-05-13
EP1762910A2 (en) 2007-03-14
CN1885208A (zh) 2006-12-27
KR20060133907A (ko) 2006-12-27
US7200354B2 (en) 2007-04-03
US7596348B2 (en) 2009-09-29
EP1762910A3 (en) 2007-03-28
EP1762910B1 (en) 2018-03-07
US20060285892A1 (en) 2006-12-21
CN100533305C (zh) 2009-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100844241B1 (ko) 화상 가열 장치 및 정착 장치
JP6497147B2 (ja) 定着装置及び画像形成装置
JP2008076637A (ja) 定着装置及び画像形成装置
US7260353B2 (en) Image heating apparatus with heating nip for preventing image failure
KR100738542B1 (ko) 가압부재를 갖는 정착장치 및 이를 포함한 화상형성기기
JP2004226819A (ja) 加熱装置及び画像形成装置
JP2010060796A (ja) 定着装置及び画像形成装置
JPH1116667A (ja) ヒータ、加熱装置及び画像形成装置
JP2002311735A (ja) 定着装置・画像形成装置
JP2009294391A (ja) 像加熱装置及び画像形成装置
JP5089083B2 (ja) 画像加熱装置
JP5617208B2 (ja) 定着装置および画像形成装置
JP2007240622A (ja) 画像加熱装置
JP2002213434A (ja) 加熱装置
JP2006322996A (ja) 加熱装置
JPH06250540A (ja) 加熱装置
JP2004279857A (ja) 加熱定着装置および画像形成装置
JP2005301043A (ja) 無端状定着ベルト及び定着装置
JPH08234602A (ja) 定着装置及び画像形成装置
JPH06348156A (ja) 加熱装置
JP2005055470A (ja) 無端状定着ベルト及び定着装置
JP2007240623A (ja) 画像加熱装置
JPH08339131A (ja) 加熱装置及び画像形成装置
JP2004234951A (ja) 加熱装置
JPH08123241A (ja) 定着装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130528

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140527

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150527

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160525

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170526

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180525

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190625

Year of fee payment: 12