KR101385539B1

KR101385539B1 - 정착장치 및 이를 포함하는 화상형성장치

Info

Publication number: KR101385539B1
Application number: KR1020070029741A
Authority: KR
Inventors: 이승준; 김환겸; 설동진; 이동우; 김태규
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2014-04-17
Also published as: US7657216B2; KR20080087470A; CN101276189A; EP1975742A2; US20080240806A1; CN101276189B; EP1975742A3

Abstract

소형화 및 고속화가 가능한 정착장치 및 이를 구비하는 화상형성장치가 개시된다. 개시된 본 발명에 의한 정착장치는, 소정 폭을 가지고 열원에 의해 가열되는 가열부재; 상기 가열부재에 접촉되어 회전하는 회전부재; 상기 회전부재를 회전시키는 구동부재; 및 상기 가열부재의 양단부를 상기 구동부재 측으로 가압하여 상기 회전부재와 구동부재 사이에 소정 정착닙을 형성시키는 가압부재;를 포함하며, 상기 가열부재는 관성모멘트가 중앙부의 정착성이 양단부 대비 90% 이상을 유지하도록 설정된다.

가열, 가압, 정착, 닙, 소형, 고속, 모멘트, 처짐, 휨, 보, 플레이트.

Description

정착장치 및 이를 포함하는 화상형성장치{FUSING DEVICE AND IMAGE FORMING APPARATUS HAVING THE SAME}

도 1은 일반적인 화상형성장치의 정착장치를 개략적으로 도시한 단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치를 개략적으로 도시한 구성도,

도 3은 도 2의 정착장치를 개략적으로 도시한 단면도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 화상형성장치의 정착장치를 개략적으로 도시한 단면도,

도 5a 내지 도 5c는 도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 정착장치의 시간에 따른 온도 변화를 개략적으로 도시한 그래프,

도 6은 도 3 및 도 4에 도시된 가열부재와 가압부재 만을 발췌하여 가압부재의 가압력이 인가되는 상태를 개략적으로 도시한 도면, 및

도 7은 가열부재의 중앙부와 양단부의 휨량에 따른 정착효율을 개략적으로 도시한 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

100: 화상형성장치 본체 110: 감광매체

120: 현상유닛 130: 전사유닛

200, 300: 정착장치 210, 310: 열원

220, 320: 가열부재 230, 330: 회전부재

240, 340: 구동부재 250, 350: 가압부재

260, 360: 보강부재 270, 370: 차단부재

본 발명은 화상형성장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 인쇄매체에 전사된 화상을 정착시키는 정착장치 및 이를 포함하는 화상형성장치에 관한 것이다.

일반적인 복사기, 프린터, 팩스밀리 및 이들의 기능을 하나의 기기로 구현하는 복합기와 같은 화상형성장치는 정전잠상이 형성되는 감광매체, 정전잠상을 현상하는 현상유닛, 현상된 화상을 인쇄매체로 전사하는 전사유닛 및 전사된 화상을 인쇄매체에 정착시키는 정착장치 등을 포함한다. 여기서, 상기 정착장치의 일 예가 도 1에 도시된다.

도 1을 참고하면, 일반적인 화상형성장치의 정착장치는, 서로 접촉되어 회전하는 가열 및 가압롤러(1)(2)를 포함한다.

상기 가열롤러(1)는 내부에 열원(1a)이 내장되며, 상기 가압롤러(2)는 도시되지 않은 가압 스프링에 의해 가열롤러(1) 측으로 가압된다. 여기서, 상기 가열 및 가압롤러(1)(2)는 각각 금속파이프(1b)(2b)의 외부에 탄성 고무층과 이형층(1c)(2c)이 적층된다.

상기와 같은 구성에 의해, 화상이 전사된 인쇄매체(P)가 가열 및 가압롤러(1)(2) 사이의 정착닙(N)을 경유함으로써, 인쇄매체(P)의 화상이 가열 및 가압되어 정착된다.

한편, 근래에는 보다 빠른 인쇄동작을 위해 정착시간의 단축이 요구된다. 이를 위해, 상기 가열 및 가압롤러(1)(2)의 외경을 확대하거나 상기 탄성 고무층의 두께를 두껍게 함으로써, 상기 정착닙(N)의 확대에 따른 빠른 정착시간을 확보하는 방안이 제시된다. `

그러나, 상기 가열 및 가압롤러(1)(2)의 외경을 확대할 경우, 화상형성기기의 전체 부피 증가, 웜-업(Warm-up)시간 증가 및 비용 상승과 같은 문제점을 야기시킨다. 또한, 상기 탄성 고무층의 두께를 증가시킬 경우에도, 윔-업 시간 증가, 정착온도 상승에 따른 고온 열화 및 내구성 약화의 문제점도 발생된다.

한편, 상기 가압롤러(2)의 가압력을 증가시킴으로써 정착성 향상을 확보할 수 있으나, 탄성 고무층의 왜곡, 내구성 약화, 인쇄매체(P)의 이송력 저하에 따른 잼(Jam) 발생 및 구동 토오크 증가라는 또 다른 문제점을 야기시킨다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 고속화 및 소형화가 가능한 정착장치 및 이를 포함하는 정착장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 정착장치는, 소정 폭을 가지고 열원에 의해 가열되는 가열부재; 상기 가열부재에 접촉되어 회전하는 회전부재; 상 기 회전부재를 회전시키는 구동부재; 및 상기 가열부재의 양단부를 상기 구동부재 측으로 가압하여 상기 회전부재와 구동부재 사이에 소정 정착닙을 형성시키는 가압부재;를 포함하며, 상기 가열부재는 관성모멘트가 중앙부의 정착성이 양단부 대비 90% 이상을 유지하도록 설정된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 관성모멘트는 다음의 수학식을 만족하는 것이 좋다.

[수학식]

Ix≥0.052(F×L＾3)/E

여기서, Ix는 상기 가열부재의 관성모멘트, F는 상기 가압부재의 가압력, 상기 L은 상기 가열부재의 축방향 길이, 그리고, 상기 E는 상기 가열부재의 영률 값이다.

여기서, 상기 구동부재와 마주하는 상기 가열부재의 닙면의 양측면은 소정 곡률을 가지도록 만곡된 것이 바람직하다.

한편, 상기 가압부재에 의한 상기 가열부재의 변형을 보강하도록 지지하는 보강부재; 및 상기 보강부재와 상기 가열부재 사이에 설치되어, 상기 가열부재의 열이 상기 보강부재로 전달됨을 차단하는 차단부재;를 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 회전부재는 내부의 회전 가이드부재에 의해 회전이 가이드되는 것이 바람직하다.

상기 열원은 상기 가열부재에 접착 설치된 것이 좋다.

여기서, 상기 열원과 상기 상기 차단부재에 사이에는 상기 열원을 상기 가열 부재 측으로 탄성 가압하는 탄성부재가 설치되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 열원과 가열부재 사이에는 열전도성 레진이 마련된 것이 좋다.

또한, 상기 열원은 상기 가열부재와 소정 간격 이격되어 설치된 것이 바람직하다.

여기서, 상기 열원과 마주하는 상기 가열부재의 내측면은 흑도장 가공된 것이 좋다.

본 발명의 다른 측면에 의한 정착장치는, 소정 폭을 가지고 열원에 의해 가열되는 가열부재; 상기 가열부재에 접촉되어 회전하는 회전부재; 상기 회전부재를 회전시키는 구동부재; 및 상기 가열부재의 양단부를 상기 구동부재 측으로 가압하여 상기 회전부재와 구동부재 사이에 소정 정착닙을 형성시키는 가압부재;를 포함하며, 상기 가열부재는 중앙부의 최대 휨량이 0.5mm 이내이다.

본 발명의 또 다른 측면에 의한 화상형성장치는, 화상형성장치 본체; 정전잠상이 형성되는 적어도 하나의 감광매체; 상기 정전잠상을 현상하는 적어도 하나의 현상유닛; 상기 현상된 화상을 인쇄매체에 전사시키는 적어도 하나의 전사유닛; 및 상기 전사된 화상을 상기 인쇄매체에 정착시키는 정착장치;를 포함하며, 상기 정착장치는, 소정 폭을 가지고 열원에 의해 가열되며, 중앙부의 정착성이 양단부 대비 90% 이상을 유지하는 관성모멘트 값을 가지는 가열부재; 상기 가열부재에 접촉되어 회전하는 회전부재; 상기 회전부재를 회전시키는 구동부재; 및 상기 가열부재의 양단부를 상기 구동부재 측으로 가압하여 상기 회전부재와 구동부재 사이에 소정 정착닙을 형성시키는 가압부재;를 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 정착장치 및 이를 포함하는 화상형성장치를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 화상형성장치는, 화상형성장치 본체(100) 내부에 설치되는 감광매체(110), 현상유닛(120), 전사유닛(130) 및 정착장치(200) 등을 포함한다.

상기 감광매체(110)는 노광유닛(111)에 의해 표면이 소정 전위로 노광되어, 정전잠상이 형성된다. 상기 현상유닛(120)은 상기 감광매체(110)의 정전잠상을 현상제로 현상한다.

본 실시예에서는,상기 감광매체(110)와 현상유닛(120)이 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙과 같은 각각의 칼라별 화상에 대응하여 정전잠상이 형성되어 현상되도록 4개의 감광매체(110)와 4개의 현상유닛(120)을 가지는 것으로 예시한다.

그러나, 꼭 이를 한정하는 것은 아니며, 하나의 감광매체(110)에 복수의 현상유닛(120)이 칼라별 화상을 중첩 현상시키는 것과 같은 변형 실시예도 가능함은 당연하다.

상기 전사유닛(130)은 상기 감광매체(110)에 현상된 화상을 인쇄매체(P)에 전사시킨다. 상기 전사유닛(130)은 상기 감광매체(110)와 마주하여 회전하는 롤러로 구성된다. 이로 인해, 상기 인쇄매체(P)가 서로 마주하여 회전하는 상기 감광매체(110)와 전사유닛(130) 사이를 경유함으로써, 감광매체(110) 상의 현상된 화상이 인쇄매체(P)로 전사된다. 이때, 상기 인쇄매체(P)는 상기 화상형성장치 본체(100)에 대해 착탈 가능하게 설치되는 급지카세트(101)로부터 낱장 픽킹되어 급지된다.

상기와 같은 감광매체(110), 현상유닛(120) 및 전사유닛(130)과 같은 기술구성은 공지의 기술로부터 이해 가능하므로 자세한 설명 및 도시를 생략하고, 본 발명의 특징적 기술구성인 정착장치(200)의 기술구성에 대해 아래와 같이 자세히 설명한다.

상기 정착장치(200)는 상기 전사된 화상을 인쇄매체(P)에 가열 및 가압에 의해 정착시킨다. 이러한 정착장치(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 열원(210), 가열부재(220), 회전부재(230) 및 구동부재(240) 등을 포함한다. 아울러, 정착장치(200)는 도 6에 도시된 바와 같이 가압부재(250)를 더 포함한다.

상기 열원(210)은 상기 인쇄매체(P)의 전사된 화상을 가열하기 위한 정착열을 발생시킨다. 상기 열원(210)은 할로겐 램프 또는 저항 발열체와 같은 발열수단 중 어느 하나가 채용되며, 본 실시예에서는 할로겐 램프인 것으로 예시한다.

상기 가열부재(220)는 상기 열원(210)의 정착열을 전달받는다. 이때, 상기 열원(210)은 상기 가열부재(220)의 내면에 접촉 설치됨으로써, 열전도에 의해 열원(210)의 정착열이 가열부재(220) 측으로 전달된다.

여기서, 상기 열원(210)과 가열부재(220) 사이에는 열전도성 향상을 위해 열전도성 레진이 마련됨이 바람직한다.

상기 회전부재(230)는 상기 가열부재(220)의 외면에 접촉되어 회전한다. 즉, 상기 회전부재(230)는 접촉된 가열부재(220)로부터 정착열을 전도받아 회전함으로써, 인쇄매체(P)를 가열하는 것이다. 이러한 회전부재(230)는 무단 회전하는 벨트이다.

상기 회전부재(230)는 내측을 가이드하는 회전 가이드부재(231)에 의해 회전 이 가이드된다. 구체적으로, 상기 회전 가이드부재(231)는 상기 무단 회전하는 회전부재(230)의 사행을 방지하고 회전 구동을 가이드하기 위해 회전부재(230)의 내측에 설치되는 것이다.

상기와 같은 회전부재(230)는 자세히 도시되지 않았으나, PEEK와 같은 고분자 재료로 된 기층이나, Ni 또는 Ni 합금, Cu 또는 Cu 합금 등의 금속 재료로 된 기층이 형성된다. 또한, 상기 회전부재(230)는 정착성 향상을 위해, 상기와 같은 기층 위에 탄성층 및 이형층이 추가로 적층 형성될 수 있다.

이러한 구성에 의해, 상기 열원(210)에서 발생된 정착열이 가열부재(220)로 전도된 후 접촉 회전하는 회전부재(230)로 전도됨으로써, 회전부재(230)와 접촉되어 이송되는 인쇄매체(P) 상의 화상을 가열하게 된다.

상기 구동부재(240)는 상기 가열부재(220)와 마주하여 회전하면서 접촉에 의해 회전부재(230)를 회전시킨다. 즉, 상기 구동부재(240)의 구동력에 의해 접촉된 회전부재(230)가 무단 회전하는 것이다. 여기서, 상기 회전부재(230)와 구동부재(240) 사이에 정착닙(N)이 형성되며, 이 정착닙(N)을 인쇄매체(P)가 경유한다. 상기 정착닙(N)의 면적은 상기 가열부재(220)와 구동부재(240)가 상호 마주하는 면적과 대응된다.

상기 구동부재(240)는 철, 강, 스테인레스(Stainless), Al 및 동 등과 같은 금속 재질, 합금 재질, 세라믹스 재질, 그리고, FRM 재질 중 어느 하나로 형성된 코어 파이프와 그 파이프 외면에 적층된 탄성층 및 이형층으로 구성되는 롤러이다. 여기서, 상기 구동부재(240)의 탄성층과 이형층은 실리콘 고무 또는 불소 고무 등 과 같은 재질로 형성된다.

상기 가압부재(250)는 도 6과 같이, 상기 가열부재(220)의 양단부(221)를 상기 구동부재(240) 측으로 가압하여, 소정 정착닙(N)을 형성시킨다. 상기 가압부재(250)의 가압력(F)은 상기 구동부재(240)의 구동력에 의해 회전하는 회전부재(230)의 회전력을 간섭하지 않는 범위이다. 이러한 가압부재(250)는 일반적인 코일 스프링과 같은 탄성 가압수단 중 어느 하나가 채용됨이 바람직하다.

한편, 본 발명에 의한 정착장치(200)는 상기 가압부재(250)에 의해 가압되는 가열부재(220)를 지지하는 보강부재(260)와 이 보강부재(260)와 가열부재(220) 사이에 설치되는 차단부재(270)를 더 포함한다.

상기 보강부재(260)는 상기 가열부재(220)를 지지하여, 상기 가열부재(220)가 열원(210)으로부터 전도된 열의 응력에 의한 휨 또는 파손이 발생됨을 방지한다. 이러한 보강부재(260)는 상기 구동부재(240)를 구성하는 코어 파이프와 마찬가지로 철, 강, 스테인레스 강, Al 및 동 등과 같은 금속 재질, 합금 재질, 세라믹스 재질, 그리고, FRM 재질 등으로 형성된다.

상기 차단부재(270)는 상기 가열부재(220)를 지지하는 보강부재(260)로 열원(210)으로부터 가열부재(220)로 전도된 열이 전달됨을 차단한다. 즉, 상기 차단부재(270)는 상기 가열부재(220)의 열이 정착닙(N) 이외로 전달되어 열손실이 발생됨을 차단함으로써, 정착효율을 향상시키기 위한 부재이다.

상기 차단부재(270)와 열원(210) 사이에는 스폰지 또는 러버와 같은 탄성재질의 탄성부재(280)가 설치되어, 상기 열원(210)을 가열부재(220)로 탄성 가압시킨 다. 즉, 상기 탄성부재(280)의 탄성 가압력에 의해 상기 열원(210)이 가열부재(220)의 내면에 밀착되어, 열전도율이 향상되는 것이다.

한편, 본 실시예를 설명함에 있어서, 상기 열원(210)이 가열부재(220)에 접촉 설치되는 것으로 예시하였으나, 꼭 이를 한정하는 것은 아니다. 즉, 도 4에 도시된 정착장치(300)와 같이, 상기 열원(310)이 상기 가열부재(320)의 내면으로부터 이격되도록 설치되어, 복사열에 의해 가열부재(320)가 열원(310)의 정착열을 전달받는 변형 실시예도 가능하다.

도 4와 같은 경우, 상기 열원(310)과 이격되어 마주하는 가열부재(320)의 내면은 복사효과의 극대화하기 위해 흑도장 가공됨이 바람직하다. 또한, 도 3에 도시된 정착장치(200)와 달리 열원(310)이 가열부재(320)로부터 이격되어 설치되므로, 열원(310)을 가열부재(320)로 밀착시키기 위한 도 3의 탄성부재(280)는 미설치된다.

도 4에 도시된 정착장치(300)는 상기 열원(310)이 가열부재(320)로부터 이격되어 설치되는 기술구성 이외의 회전부재(330), 구동부재(340), 보강부재(360) 및 차단부재(370)의 기술구성은 도 3의 장착장치(200)와 유사하므로, 자세한 설명은 생략한다. 아울러, 정착장치(300)는 도 6에 개시된 가압부재(250)를 더 포함하며, 가압부재(250) 또한 앞에서 설명하였으므로 자세한 설명은 생략한다.

이상과 같은 구성에 의해 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이 종래 대비 정착효율이 상승되는 효과를 가진다. 구체적으로, 도 5a에 도시된 바와 같이, 종래의 가열 및 가압롤러(1)(2)(도 1 참고)의 경우에는 정착닙(N) 영역이 소정 정착열인 150˚C로 가열되는데 걸리는 시간이 대략 30초로써, 정착 가열속도가 대략 5˚ C/s이다.

반면에, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 열원(210)이 접촉 설치된 가열부재(220)가 채용된 정착장치의 경우에는, 도 5b의 그래프와 같이, 정착닙(N) 구간이 정착온도인 150˚C까지 가열되는데 걸리는 시간은 대략 2.4초로 가열속도가 대략 62.5˚C/s이다. 또한, 도 4에 도시된 정착장치(300)이 경우에는 5c의 그래프와 같이, 정착닙(N) 구간이 정착열인 150˚C까지 가열되는데 걸리는 시간은 대략 5초로 가열속도가 대략 30˚C/s이다.

이와 같이, 가열 및 가압롤러(1)(2)에 의해 인쇄매체(P)의 화상을 정착시키는 종래 대비 도 3 및 도 4에 도시된 본원발명의 정착장치(200)(300)가 보다 짧은 시간에 정착온도로 가열됨으로써, 인쇄속도의 고속화가 가능해진다.

한편, 도 3 및 도 4에 도시된 상기 가열부재(220)(320)는 정착닙(N)의 확대를 위해 상기 회전부재(230)의 축방향에 대한 직교방향으로 소정 폭(d)을 가지는 플레이트 형상을 가진다. 이때, 상기 가열부재(220)의 양단부(221)에서만 가압부재(250)에 의해 가압력을 인가받음으로써, 도 6과 같은 가열부재(220)의 중앙부(222)에서 휨이 발생될 수 있다. 참고로, 도 6에서 실선으로 도시된 가열부재(220)는 초기상태를 도시한 것이고, 은선으로 도시된 가열부재(220)는 가압부재(250)에 의해 양단이 가압되어 휜 상태를 도시한 것이다.

이렇게 가열부재(220)의 중앙부(222)에 대한 양단부(221)의 휨 발생은 도 7의 그래프와 같이 중앙부(222)와 양단부(221)의 정착성 차이를 초래한다. 여기서, 상기 가열부재(220) 중앙부(222)의 휨량(Y)은 양단부(221)의 정착성 대비 90% 미만 일 경우에만, 원하는 정착동작을 구현할 수 있다. 이를 위해, 도 7의 그래프를 참고하면, 상기 가열부재(220)의 중앙부(222)의 휨량(Y)은 최대 0.5mm이내 이어야만 90% 이상의 정착성을 구현할 수 있다.

여기서, 도 7의 그래프는, 상기 가열부재(220)의 재질은 카본 스틸(Carbon steel)로써 영률(E)은 207GPa, 축방향 길이(L)는 230mm, 축방향에 대해 직교하는 방향으로 절단한 단면의 가로(a)와 세로(b) 길이는 각각 8mm와 9mm 및 양단부(221)의 초기 휨량(Y)은 0.06mm로 설정하고 가압부재(250)의 가압력(F)은 2Kgf로 설정한 후, 가열부재(220)의 중앙부(222)를 0.05mm단위로 휨 가공하여 테스트한 결과 그래프이다.

상기와 같은 테스트 결과에 의해 도출된 가열부재(220) 중앙부(222)의 최대 휨량(Ymax)은 휨량 공식인 아래의 수학식 1에 대입하여 수학식 3과 같은 가열부재(220)의 관성모멘트(또는 단면 2차 모멘트) 값이 도출된다.

Ymax = 10(F×L＾3)/384EIx

여기서, Ix는 상기 가열부재(220)의 관성모멘트, F는 가압부재(250)의 가압력, 상기 L은 가열부재(220)의 축방향 길이, 그리고, E는 가열부재(220)의 영률 값이다. 이때, 상기 최대 휨량(Ymax)이 0.5 보다 작거나 같아야 하므로, 수학식 1을 아래의 수학식 2와 같이 정리하면 수학식 3이 도출된다.

0.5 ≥ 10(F×L＾3)/384EIx

Ix≥0.052(F×L＾3)/E

이로써, 상기 가열부재(220)는 상기 수학식 3과 같은 관성모멘트 값을 가짐으로써, 중앙부(222)에서 발생되었던 휨에 의한 정착성 저하를 보상한다.

한편, 상기 가열부재(220)는 축방향에 대해 직각으로 절단한 단면의 세로면 즉, 구동부재(240)와 마주하여 정착닙(N)을 형성하는 닙면의 양측면이 소정 곡률을 가짐이 좋다. 이는, 상기 수학식 3을 만족하는 상기 가열부재(220)가 관성모멘트(Ix) 최대값을 가지기 위함이다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 정착장치 및 이를 포함하는 화상형성장치의 정착동작을 도 2 내지 도 4를 참고하여 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 급지카세트(101)로부터 인쇄매체(P)가 급지되어 현상유닛(120)에 의해 정전잠상이 현상된 감광매체(110)와 전사유닛(130) 사이로 이송됨으로써, 현상된 화상을 전사받는다.

이 후, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 인쇄매체(P)가 회전부재(230)와 구동부재(240) 사이의 정착닙(N)을 경유하여, 전사된 화상이 가열 및 가압에 의해 정착된다. 여기서, 상기 회전부재(230)는 열원(210)과 접촉되어 열을 전도받는 가열부재(220)에 의해 가열되어 구동부재(240)의 회전력에 의해 구동된다. 상기 회전부재(230)의 회전은 회전부재(230)의 내측면을 지지하는 회전 가이드부재(231)에 의해 사행이 방지된 채 가이드된다.

이때, 상기 가열부재(220)의 양단은 도 6과 같이 가압부재(250)에 의해 가압 된 상태로써, 상기 가열부재(220)와 구동부재(240)가 서로 마주하는 면적만큼 정착닙(N)이 형성된다. 즉, 상기 정착닙(N)은 플레이트 형상의 가열부재(220)와 대응되는 형상을 가지는 것이다.

도 4에 도시된 정착장치(300)도 마찬가지로, 상기 열원(310)으로부터 복사열에 의해 열을 전달받은 가열부재(320)가 회전부재(330)를 가열함으로써, 정착닙(N)을 경유하는 인쇄매체(P)의 화상을 정착시킨다,

이러한 가열부재(220)는 상기 수학식 3을 만족하는 관성모멘트(Ix) 값을 가지므로, 상기 가압부재(250)가 가열부재(220)의 양단부(221)를 가압하여도, 가열부재(220)의 중앙부(222)의 휨량이 최대 0.5mm 이내이다. 이로써, 상기 가열부재(220)의 중앙부(222)의 정착성은 90% 이상을 유지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 열원으로부터 열을 전달받는 가열부재를 축방향에 대해 직교하는 방향으로 소정 폭을 가지도록 형성함으로써, 정착닙의 폭을 확대할 수 있게 된다. 이로 인해, 빠른 시간안에 원하는 정착품질을 구현할 수 있게 되어, 화상형성장치의 고속화 및 소형화가 가능해진다.

뿐만 아니라, 가열부재가 정착성을 90% 이상 유지할 수 있는 관성모멘트 값을 가짐으로써, 양단 가압력에 의한 정착품질 저하를 방지할 수 있게 된다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims

소정 폭을 가지고 열원에 의해 가열되는 가열부재;

상기 가열부재에 접촉되어 회전하는 회전부재;

상기 회전부재를 회전시키는 구동부재; 및

상기 가열부재의 양단부를 상기 구동부재 측으로 가압하여 상기 회전부재와 구동부재 사이에 소정 정착닙을 형성시키는 가압부재;를 포함하며,

상기 가열부재는 관성모멘트가 중앙부의 정착성이 양단부 대비 90% 이상을 유지하도록 설정된 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 1 항에 있어서,

상기 관성모멘트는 다음의 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 정착장치.

[수학식]

Ix≥0.052(F×L＾3)/E

여기서, Ix는 상기 가열부재의 관성모멘트, F는 상기 가압부재의 가압력, 상기 L은 상기 가열부재의 축방향 길이, 그리고, 상기 E는 상기 가열부재의 영률 값이다.
제 2 항에 있어서,

상기 구동부재와 마주하는 상기 가열부재의 닙면의 양측면은 소정 곡률을 가 지도록 만곡된 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가압부재에 의한 상기 가열부재의 변형을 보강하도록 지지하는 보강부재; 및

상기 보강부재와 상기 가열부재 사이에 설치되어, 상기 가열부재의 열이 상기 보강부재로 전달됨을 차단하는 차단부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 4 항에 있어서,

상기 회전부재는 내부의 회전 가이드부재에 의해 회전이 가이드되는 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 4 항에 있어서,

상기 열원은 상기 가열부재에 접착 설치된 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 6 항에 있어서,

상기 열원과 상기 상기 차단부재에 사이에는 상기 열원을 상기 가열부재 측으로 탄성 가압하는 탄성부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 7 항에 있어서,

상기 열원과 가열부재 사이에는 열전도성 레진이 마련된 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 4 항에 있어서,

상기 열원은 상기 가열부재와 소정 간격 이격되어 설치된 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 9 항에 있어서,

상기 열원과 마주하는 상기 가열부재의 내측면은 흑도장 가공된 것을 특징으로 하는 정착장치.
삭제
화상형성장치 본체;

정전잠상이 형성되는 적어도 하나의 감광매체;

상기 정전잠상을 현상하는 적어도 하나의 현상유닛;

상기 현상된 화상을 인쇄매체에 전사시키는 적어도 하나의 전사유닛; 및

상기 전사된 화상을 상기 인쇄매체에 정착시키는 정착장치;를 포함하며,

상기 정착장치는,

소정 폭을 가지고 열원에 의해 가열되며, 중앙부의 정착성이 양단부 대비 90% 이상을 유지하는 관성모멘트 값을 가지는 가열부재;

상기 가열부재에 접촉되어 회전하는 회전부재;

상기 회전부재를 회전시키는 구동부재; 및

상기 가열부재의 양단부를 상기 구동부재 측으로 가압하여 상기 회전부재와 구동부재 사이에 소정 정착닙을 형성시키는 가압부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 12 항에 있어서,

상기 관성모멘트는 다음의 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.

[수학식]

Ix≥0.052(F×L＾3)/E

여기서, Ix는 상기 가열부재의 관성모멘트, F는 상기 가압부재의 가압력, 상 기 L은 상기 가열부재의 축방향 길이, 그리고, 상기 E는 상기 가열부재의 영률 값이다.
제 13 항에 있어서,

상기 구동부재와 마주하는 상기 가열부재의 닙면의 양측면은 소정 곡률을 가지도록 만곡된 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가압부재에 의한 상기 가열부재의 변형을 보강하도록 지지하는 보강부재; 및

상기 보강부재와 상기 가열부재 사이에 설치되어, 상기 가열부재의 열이 상기 보강부재로 전달됨을 차단하는 차단부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 15 항에 있어서,

상기 회전부재는 내부의 회전 가이드부재에 의해 회전이 가이드되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 15 항에 있어서,

상기 열원은 상기 가열부재에 접착 설치된 것을 특징으로 하는 화상형성장 치.
제 17 항에 있어서,

상기 열원과 상기 상기 차단부재에 사이에는 상기 열원을 상기 가열부재 측으로 탄성 가압하는 탄성부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 18 항에 있어서,

상기 열원과 가열부재 사이에는 열전도성 레진이 마련된 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 15 항에 있어서,

상기 열원은 상기 가열부재와 소정 간격 이격되어 설치된 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 20 항에 있어서,

상기 열원과 마주하는 상기 가열부재의 내측면은 흑도장 가공된 것을 특징으로 하는 화상형성장치.