KR101288326B1 - 정착장치 및 이를 구비한 화상형성장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지레대의 원리를 적용한 화상형상장치의 정착장치 및 이를 구비한 화상형성장치를 개시한다.
본 발명에 따른 정착 장치는 서로 맞대어져 상대회전하는 히팅롤러 및 가압롤러를 구비한 정착유닛; 상기 정착유닛을 개폐하는 커버; 및 제1 회전축에 일단이 회전가능 고정되며, 상기 커버가 폐쇄될 때, 상기 가압롤러를 상기 히팅롤러를 향하여 가압하는 제1 가압부와, 상기 제1회전축으로부터 상기 제1가압부보다 먼 거리에서 상기 커버에 의하여 가압되는 제1 피가압부를 가지는 제1 부재를 구비하는 가압 및 해제 유닛;을 포함한다.
화상형성장치, 정착장치

Description

정착장치 및 이를 구비한 화상형성장치{Fusing device and Image Forming Apparatus having the same}
도 1은 종래의 정착 장치에서 정착롤러의 가압 및 해제를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 정착장치의 일실시예를 도시한다.
도 3은 본 실시예에서 가압롤러의 가압력이 해제된 상태도를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명에 다른 정착장치를 구비한 화상형성장치를 도시한다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
21: 히팅롤러
22: 가압롤러
26: 제1부재
28: 제2부재
24: 커버
본 발명은 화상형상장치의 정착 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정착 기를 이루는 롤러 사이의 가압력을 해제하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 화상형성장치는 용지를 픽업한 후 소정의 이송경로로 이송시키는 급지장치, 정전잠상에 현상제를 부착하여 정전잠상을 현상하는 현상장치, 상기 현상제를 상기 용지에 전사키시는 전사장치 및 용지 상의 현상제에 열과 압력을 가하여 정착시키는 정착장치를 구비한다.
도 1은 종래의 정착 장치에서 정착롤러의 가압 및 해제를 설명하기 위한 개념도이다. 도1에 도시된 바와 같이, 종래의 정착장치(1)는 용지에 열을 가하는 히팅롤러(2), 상기 히팅롤러(2)에 접하여 일정한 압력을 가하는 가압롤러(3), 가압롤러(3)의 회전축(3’)을 히팅롤러(2) 방향으로 가압하여 가압력을 유지하는 가압스프링(4), 상기 가압스프링(4)의 반대측에 위치하여 캠(5)의 회전에 따라 가압롤러(3)의 회전축(3’)을 가압스프링(4) 방향으로 밀어 가압력을 해제하는 가압해제 부재(6)를 구비한다.
이와 같은 구성에서 상기 캠(5)의 회전에 의하여 가압롤러(3)의 가압력이 유지되거나, 또는 가압력이 해제된다. 즉, 가압을 해제하기 위해서는 제 1 도에서 도시된 바와 같이 설치된 캠(5)이 회전하고, 그 회전에 따라 가압해제 부재(6)가 힌지축(6’)을 중심으로 가압스프링(4) 방향으로 회전함에 따라 가압롤러(3)를 히팅롤러(2)의 반대측으로 밀어냄으로써 가압을 해제하게 된다. 캠(5)이 반대방향으로 회전하면 가압스프링(4)에 의하여 가압롤러(3)에 일정한 가압력이 부여된다.
화상형성 작업 중 히팅롤러(2)와 가압롤러(3) 사이에 용지가 끼인 경우나 유지보수 등의 목적 등으로 화상형성장치의 커버를 개방하거나, 화상형성장치를 작동시키기 위하여 커버를 닫을 때 가압롤러(3)를 해제/가압하여야 하며, 이를 위해서는 커버의 개폐와 캠(5)의 회전운동을 연동시켜야 한다.
종래 장착기에서는 이를 위하여 다양한 메커니즘이 구현되었는데, 첫째, 캠에 위치 감지 센서를 사용하고 캠을 구동하는 동력원을 설치하여 커버의 개폐에 따라 캠의 위치를 조정하는 방법이 있다.
그러나, 이와 같이 별도의 동력원 및 위치 감지 센서를 사용할 경우, 부품의 추가로 인한 비용이 증가하게 되고, 작동 중에 갑작스러운 시스템 정지(정전 또는 낙뢰 등에 의한 손상)현상이 발생하였을 경우, 가압 해제 작동에 대한 신뢰도는 떨어지게 되거나, 신뢰도를 유지하기 위해서 추가적인 비용이 발생하게 된다.
둘째, 커버에 일단이 부착되고 타단이 캠의 일부에 연결된 레버를 설치하여 커버의 개폐에 따라 캠의 각도를 조절하는 방법이 있다. 그러나, 이 경우에도 레버나 캠의 연결부가 히팅롤러의 고온에 의한 변형 및 캠 부위의 마모 등에 의하여 형상이 변형될 경우 그 가압해제 작동의 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 이와 같은 문제점을 감안하여, 사용자가 적은 힘으로 화상형성장치의 커버를 열어 정착장치의 가압력을 해제하고, 커버를 닫을 때 정착장치 의 가압력을 안정적으로 부가하는 화상형성장치의 정착장치를 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 목적은 위 정착장치를 구비하는 화상형상장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 화상형성장치의 정착장치는 서로 맞대어져 상대회전하는 히팅롤러 및 가압롤러를 구비한 정착유닛; 상기 정착유닛을 개폐하는 커버; 및 제1 회전축에 일단이 회전가능 고정되며, 상기 커버가 폐쇄될 때, 상기 가압롤러를 상기 히팅롤러를 향하여 가압하는 제1 가압부와, 상기 제1회전축으로부터 상기 제1가압부보다 먼 거리에서 상기 커버에 의하여 가압되는 제1 피가압부를 가지는 제1 부재를 구비하는 가압 및 해제 유닛;을 포함한다.
또한 위 정착장치는 제2회전축에 일단이 회전가능하게 결합하고, 상기 제1 부재의 제1 가압부에 의하여 가압되는 제2 피가압부 및 상기 제2회전축에서 상기 제2 피가압부보다 근접하여 상기 가압롤러를 가압하는 제2 가압부를 구비하는 제2 부재를 구비할 수 있다.
이때, 상기 커버는 내측에 제1 가압보스를 구비하며, 상기 제1 가압보스가 상기 제1 피가압부를 가압할 수 있다.
또한, 상기 제2 피가압부에는 제2 가압보스가 부착될 수 있다.
상기, 제2 가압보스 내의 스프링의 강성은 상기 제1 가압보스의 스프링의 강성보다 큰 것이 바람직하다.
상기, 제2 가압부는 상기 가압롤러의 회전축을 회전가능하게 수용하는 결합 공일 수 있다.
또한, 상기 제1 부재의 회전을 소정 범위 내로 제한하는 스토퍼를 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 화상형성장치는, 용지를 픽업한 후 소정의 이송경로로 이송시키는 급지장치; 정전잠상에 현상제를 부착하여 정전잠상을 현상하는 현상장치;상기 현상제를 상기 용지에 전사키시는 전사장치; 및 상기 용지에 전사된 현상제를 정착시키는 상술한 바와 같은 정착장치;를 포함한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 화상형성장치의 정착장치는 서로 맞대어져 상대 회전하는 히팅 롤러 및 가압 롤러를 구비한 정착 유닛; 압력의 작용 시 닫혀지도록 밀려져 정착 유닛에 접근하는 커버; 및 제 1 축에 대하여 회전하는 끝 부분을 가지고 커버에 접촉하는 제 1레버와 제 2 축에 대하여 회전하는 끝 부분을 가지고 제 1 레버와 가압 롤러에 접촉하는 제 2레버를 구비하며, 정착 유닛과 커버 사이에 위치하는 레버 유닛;을 포함하고, 상기 제 1,2 레버는 히팅 롤러를 향하여 가압 롤러를 가압하기 위해 상기 커버에서 상기 가압 롤러로 압력을 전달하고 확대하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 커버는 제 1 레버가 커버에 접촉하는 지점에 제 1 레버에 압력을 전달하기 위한 제 1 가압 보스를 포함한다.
또한, 상기 제 1 가압 보스는 가압 보스의 내부에 위치한 스프링과 스프링에 접하며 가압 보스의 외부로 돌출하는 슬라이더를 포함한다.
또한, 상기 제 2 레버는 제 2 레버가 제 1 레버에 접하는 지점에서 제 1 레버로부터 압력을 전달하기 위한 제 2 가압 보스를 포함한다.
상기 제 2 가압 보스는 제 2 가압 보스의 내부에 위치한 제 2 스프링과 제 2 스프링에 접하고 제 2 가압 보스의 외부로 돌출하는 제 2 슬라이더를 포함한다.
또한, 상기 제 2 스프링의 강성은 제 1 스프링의 강성보다 큰 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 레버의 끝 부분과 제 1 레버가 커버에 접하는 지점 사이의 거리는 제 1 레버의 끝 부분과 제 2 레버가 제 1 레버에 접하는 지점 사이의 거리보다 크다. 이것의 비율은 11:73.5인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 2 레버의 끝 부분과 제 2 레버가 제 1 레버에 접하는 지점 사이의 거리는 제 2 레버의 끝 부분과 제 2 레버가 가압 롤러에 접하는 지점 사이의 거리보다 크다. 이것의 비율은 23:55인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 다른 화상형성장치는 용지를 급지 트레이로부터 픽업한 후 소정의 이송경로로 이송시키는 급지 장치; 정전잠상에 현상제를 부착하여 정전잠상을 현상하는 현상장치; 상기 현상제를 상기 용지에 전사시키는 전사장치; 서로 맞대어져 상대회전하는 히팅롤러 및 가압롤러를 구비한 정착유닛, 압력의 작용 시 닫혀지도록 밀려져 상기 정착 유닛에 접근하는 커버를 구비하는 정착장치;및 제 1 축에 대하여 회전하는 끝 부분을 가지고 제 1 레버와 가압 롤러에 접촉하는 제 2 레버를 구비하며, 상기 정착 유닛과 커버 사이에 위치하는 레버 유닛;을 포함하고, 상기 제 1,2 레버는 히팅 롤러를 향하여 가압 롤러를 가압하기 위해 커버에서 가압 롤러로 압력을 전달하고 확대하는 것에 특징이 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
삭제
도 2는 본 발명에 따른 정착장치의 일실시예를 도시한다. 도2를 참조하면, 정착장치(20)은 현상제가 전사된 용지를 사이에 두고 열을 가하는 히팅롤러(21)와, 히팅롤러(21)를 상대로 일정한 압력을 가하는 가압롤러(22), 및 위 가압롤러(21)에 가압력을 부여하거나 해제하는 가압 및 해제유닛(23)을 포함한다.
가압 및 해제 유닛(23)은 2단 지레대 구조로 되어 있다. 도시된 바와 같이, 커버(24)의 내측에는 슬라이더(25a)가 스프링(25b)에 의하여 지지되는 제1 가압 보스(25)가 부착되며, 제 1 가압보스(25)는 제1회전축(26’)을 가진 제1부재(26)의 끝 부분에 형성된 제1 피가압부(26a)에 접촉하여 압력을 전달한다.
제 1 부재(26)는 상기 제 1 피가압부(26a)보다 제1회전축(26')에 근접하여 위치한 제1가압부(26b)를 구비하며, 제 1 피가압부(26a)로부터 전달받은 압력을 지레대의 원리에 의하여 증폭시켜 제 1 가압부(26b)로 전달한다.
이때 제 1 부재(26)의 제1피가압부(26a)의 다른 측면에는 스토퍼(27)가 설치되어 커버(24)가 닫혔을 때, 제 1 부재(26)의 이동범위를 제한하여 제 1 피가압부(26a)로 전달되는 힘의 크기가 소정의 범위를 넘지 않도록 한다.
한편, 제2부재(28)는 제2회전축(28’)을 가지며, 끝단에는 압력을 전달받는 제2 피가압부인 제 2 가압보스(29) 및 전달받은 압력을 지레대의 원리에 의하여 재차 증폭하여 가압롤러(22)의 회전축을 통하여 가압롤러(22)에 전달하는 제2가압부로 관통공(30)을 구비한다.
이와 같은 구성에서 제2피가압부인 제2가압보스(29)가 증폭된 힘을 전달받으므로, 제 2 가압보스(29)에 내장된 스프링(29b)의 힘의 크기, 즉 강성은 제 1 가압보스(25)에 내장된 스프링(25b)의 크기보다 큰 것이 바람직하다. 또한 제 1 가압보스(25) 및 제 2 가압보스(29)의 스프링(25b, 29b)은 일정한 범위의 힘을 축적할 수 있으므로, 만일 가압롤러(22)에 오차를 넘는 힘이 인가되어도 스프링(25b, 29b) 내로 축척되고 가압롤러(22)의 가압력이 해제되거나, 커버가 개방되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에서 제1회전축(26’)에서 제 1 가압부(26b)의 거리 및 제1회전축(26’)에서 제1 피가압부(26b) 사이의 거리비율는 약 11:73.5가 된다. 또한, 제2 회전축(28’)에서 제2가압부(30)의 거리 및 제2회전축(28’)에서 제2 피가압부인 제2 피가압보스(29) 사이의 거리비율은 약 23:55가 된다. 따라서 가압롤러(22)에, 예를들어 10kgf의 힘을 가하기 위해서 커버에서 요구되는 힘의 크기는 10*23/55*11/73.5 = 0.626 kgf = 626gf로 줄어들게 되어, 약 16배 정도로 줄일 수 있게 된다.
한편, 도 3은 본 실시예에서 가압롤러(22)의 가압력이 해제된 상태를 도시하고 있다. 도 3을 참조하면, 커버(24)가 열림에 따라 제 1 피가압부(26b)의 가압력이 해제되며, 이에 따라 제 1 부재(26)가 제 1 회전축(26’)을 중심으로 커버(24)방향으로 회전하여 제 1 가압부(26b)가 해제된다. 제1가압부(26b)가 해제되면, 제 2 피가압부인 제2 가압보스(29)의 가압력이 해제되면서 제 2 부재(28)가 제 2 회전축(28’)을 중심으로 커버(24)방향으로 회전하고, 결국 가압롤러(22)에 인가된 가압력이 해제되어 히팅롤러(21)로부터 이격된다.
도 4는 본 발명에 다른 정착장치를 구비한 화상형성장치(40)를 도시한다. 도 4를 참고하면, 화상형성장치(40)는 용지를 픽업한 후 소정의 이송경로로 이송시키는 급지장치(41), 정전잠상에 현상제를 부착하여 정전잠상을 현상하는 현상장치(42), 상기 현상제를 상기 용지에 전사키시는 전사장치(43) 및 위에서 설명한 정착장치(20)를 포함한다.
본 발명에 따른 화상형성장치의 정착장치는 2단 지레대의 구성을 구비하여 사용자가 적은 힘으로 화상형성장치의 커버를 열어 정착장치의 가압력을 해제하고, 커버를 닫을 때 정착장치의 가압력을 안정적으로 부가하는 화상형성장치의 정착장치를 제공한다.

Claims (19)

  1. 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능한 커버를 구비한 화상형성장치의 정착장치로서, 상기 커버는 제1 가압보스를 가지며,
    상기 정착장치는,
    서로 접촉하여 함께 회전하는 히팅롤러 및 가압롤러를 가진 정착유닛; 및
    가압 및 해제 유닛;을 포함하며,
    상기 가압 및 해제 유닛은,
    제1 회전축;
    상기 제1 회전축을 중심으로 회전 가능한 제1 부재로서, 상기 커버가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 히팅롤러를 향해 압력을 전달하는 제1 가압부 및 상기 제1 회전축으로부터 상기 제1 가압부보다 먼 거리에 배치되며 폐쇄 위치에 있는 상기 커버에 의해 가압되는 제1 피가압부를 가진 제1 부재;
    제2 회전축; 및
    상기 제2 회전축을 중심으로 회전 가능한 제2 부재로서, 상기 커버가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 제1 부재의 상기 제1 가압부에 의해 상기 히팅롤러를 향해 가압되는 제2 가압보스를 가지며, 상기 제2 가압보스를 통해 받은 압력을 상기 히팅롤러에 전달하도록 상기 가압롤러의 회전축을 지지하는 제2 부재;를 포함하며,
    상기 커버의 상기 제1 가압보스는 상기 커버가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 제1 피가압부에 압력을 전달하는, 화상형성장치의 정착장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가압보스는,
    상기 제1 가압보스의 내측에 배치되는 제1 스프링; 및
    상기 제1 스프링에 부착되고 상기 제1 가압보스의 외측으로 돌출되어 상기 제1 피가압부와 접촉하는 제1 슬라이딩 부재;를 포함하는 화상형성장치의 정착장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 가압보스는 상기 제2 가압부에 부착되는 화상형성장치의 정착장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 가압보스는,
    상기 제2 가압보스의 내측에 배치되는 제2 스프링; 및
    상기 제2 스프링에 부착되고 상기 제2 가압보스의 외측으로 돌출되어 상기 제1 가압부에 의해 가압되는 제2 슬라이딩 부재;를 포함하는 화상형성장치의 정착장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 스프링의 강성은 상기 제1 가압보스 내에 포함된 상기 제1 스프링의 강성보다 더 큰 화상형성장치의 정착장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정착장치는 제2 가압부를 더 포함하며,
    상기 제2 가압부는, 상기 가압롤러의 회전축이 회전 가능하게 삽입되며 상기 커버가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 가압롤러를 상기 히팅롤러를 향해 가압하는 관통공을 포함하는 화상형성장치의 정착장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부재의 회전을 소정 범위로 제한하는 스토퍼를 더 포함하는 화상형성장치의 정착장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회전축으로부터 상기 제1 가압부까지의 거리 및 상기 제1 회전축으로부터 상기 제1 피가압부까지의 거리 간의 비율은 대략 11:73.5인 화성형성장치의 정착장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제2 회전축으로부터 상기 제2 가압부까지의 거리 및 상기 제2 회전축으로부터 상기 제2 가압보스까지의 거리 간의 비율은 대략 23:55인 화상형성장치의 정착장치.
  10. 급지 트레이로부터 용지를 픽업하여 이송 경로를 따라 상기 용지를 공급하는 급지장치;
    정전잠상에 현상제를 공급하여 상기 정전잠상을 현상하는 현상장치;
    상기 현상제를 상기 용지에 전사시키는 전사장치;
    개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능하며 제1 가압보스를 가진 커버; 및
    서로 접촉하여 함께 회전하는 히팅롤러 및 가압롤러를 가지며, 가압 및 해제 유닛을 포함하는 정착장치;를 포함하며,
    상기 가압 및 해제 유닛은,
    제1 회전축;
    상기 제1 회전축을 중심으로 회전 가능한 제1 부재로서, 상기 커버가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 히팅롤러를 향해 압력을 전달하는 제1 가압부, 및 상기 제1 회전축으로부터 상기 제1 가압부보다 먼 거리에 배치되며 상기 커버가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 커버에 의해 가압되는 제1 피가압부를 포함하는 제1 부재;
    제2 회전축; 및
    상기 제2 회전축을 중심으로 회전 가능한 제2 부재로서, 상기 커버가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 제1 부재의 상기 제1 가압부에 의해 상기 히팅롤러를 향해 가압되는 제2 가압보스를 가지며, 상기 제2 가압보스를 통해 받은 압력을 상기 히팅롤러에 전달하도록 상기 가압롤러의 회전축을 지지하는 제2 부재;를 포함하며,
    상기 커버의 상기 제1 가압보스는 상기 커버가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 제1 피가압부에 압력을 전달하는, 화상형성장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 가압보스는,
    상기 제1 가압보스의 내측에 배치되는 제1 스프링; 및
    상기 제1 스프링에 부착되고 상기 제1 가압보스의 외측으로 돌출되어 상기 제1 피가압부와 접촉하는 제1 슬라이딩 부재;를 포함하는 화상형성장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제2 가압보스는 상기 제2 가압부에 부착되는 화상형성장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 가압보스는,
    상기 제2 가압보스의 내측에 배치되는 제2 스프링; 및
    상기 제2 스프링에 부착되고 상기 제2 가압보스의 외측으로 돌출되어 상기 제1 가압부에 의해 가압되는 제2 슬라이딩 부재;를 포함하는 화상형성장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 가압보스 내의 상기 제2 스프링의 강성은 상기 제1 가압보스 내의 상기 제1 스프링의 강성보다 더 큰 화상형성장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 화상형성장치는 제2 가압부를 더 포함하며,
    상기 제2 가압부는, 상기 가압롤러의 회전축이 회전 가능하게 삽입되며 상기 커버가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 가압롤러를 상기 히팅롤러를 향해 가압하는 관통공을 포함하는 화상형성장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 제1 부재의 회전을 소정 범위로 제한하는 스토퍼를 더 포함하는 화상형성장치.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 제1 회전축으로부터 상기 제1 가압부까지의 거리 및 상기 제1 회전축으로부터 상기 제1 피가압부까지의 거리 간의 비율은 대략 11:73.5인 화성형성장치.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 제2 회전축으로부터 상기 제2 가압부까지의 거리 및 상기 제2 회전축으로부터 상기 제2 가압보스까지의 거리 간의 비율은 대략 23:55인 화상형성장치.
  19. 삭제
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