KR101484179B1

KR101484179B1 - 정착 유니트 및 이를 채용한 화상형성장치 및 방법

Info

Publication number: KR101484179B1
Application number: KR20070059638A
Authority: KR
Inventors: 박은상; 정우철; 정경식
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2007-06-18
Publication date: 2015-01-20
Also published as: CN101221398B; US7848693B2; KR20080052247A; CN101221398A; US20080138130A1

Abstract

무단벨트 방식의 정착 유니트 및 이를 채용한 화상형성장치가 개시되어 있다.

이 개시된 정착 유니트는, 화상형성장치의 인쇄경로 상에 마련되어 인쇄매체에 전사된 화상을 정착시키는 것으로, 가열롤러와; 가열롤러에 대향되게 배치되는 것으로, 급송되는 인쇄매체를 가열롤러와 함께 가압하는 가압롤러와; 가열롤러에 대향되게 배치되는 것으로, 급송되는 인쇄매체를 분리하는 분리롤러와; 가압롤러와 분리롤러에 감기며, 가열롤러에 접촉되는 정착 닙을 형성하는 정착가압벨트와; 가압롤러를 가열롤러 방향으로 제1선을 따라 가압하는 제1가압부재와; 분리롤러를 가열롤러 방향으로 가압하는 제2가압부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 제1선은 상기 가압롤러의 중심을 지나며 제2선에 대하여 상기 분리롤러 쪽으로 소정 각 θ₁을 이루는 선이고, 상기 제2선은 상기 가열롤러의 중심과 상기 가압롤러의 중심을 연결한 선이다.

Description

정착 유니트 및 이를 채용한 화상형성장치 및 방법{Fusing device and image forming apparatus and method using the same}

도 1은 종래의 정착 유니트를 보인 개략적인 단면도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정착 유니트를 보인 개략적인 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 정착 유니트의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 정착 유니트를 채용한 화성형성장치를 보인 개략적인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

41 : 가열롤러 45 : 정착가압벨트

51 : 가압롤러 53 : 제1부싱

55 : 제1가압부재 61 : 분리롤러

63 : 제2부싱 65 : 제2가압부재

70 : 프레임 110 : 캐비넷

120 : 공급 유니트 130 : 현상 유니트

135 : 감광매체 140 : 광주사 유니트

150 : 전사 유니트 160 : 정착 유니트

본 발명은 인쇄매체에 전사된 화상을 정착시키는 정착 유니트 및 이를 채용한 화상형성장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무단벨트 방식의 정착 유니트 및 이를 채용한 화상형성장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전자사진방식 화상형성장치는 소정 전위로 대전된 감광매체에 광을 주사하여 정전잠상을 형성하고, 소정 색상의 토너로 현상한 후 이를 용지에 전사 및 정착시켜 화상을 인쇄하는 기기이다. 정착 유니트는 화상형성장치의 인쇄 경로 상에 마련되는 것으로, 인쇄매체에 전사된 토너 화상을 정착시킨다.

상기 정착 유니트는 롤러 방식과 벨트 방식으로 구분된다.

상기 롤러 방식의 정착 유니트는 가열롤러와 가압롤러에 의해 토너 화상을 정착하는 방식이다.

상기 벨트 방식의 정착 유니트는 두 가압롤러에 감긴 무단벨트(endless belt)를 이용하여 인쇄매체와 무단벨트 사이의 접촉면을 상기 롤러 방식의 정착 유니트의 정착 닙(nip)에 비하여 넓히는 구조의 방식이다. 이 벨트 방식의 정착유니트는 정착 닙(nip) 폭을 확대하기 위해 정착롤러 외경을 크게 할 필요가 없어서, 전체 구성을 콤팩트화 할 수 있다. 또한, 벨트 방식의 정착 유니트는 롤러 방식의 정착 유니트에 비하여 상대적으로 넓은 접촉면을 가지므로, 정착 성능이 뛰어나 워밍업(warming up) 시간 단축 및 고속 인쇄시에도 정착이 가능하다.

도 1은 종래의 무단 벨트 방식의 정착 유니트를 보인 개략적인 단면도이다.

도면을 참조하면, 종래의 정착 유니트는 가열롤러(11)와, 이 가열롤러(11)에 마주하게 배치된 가압롤러(21) 및 분리롤러(31)와, 상기 가압롤러(21) 및 분리롤러(31)에 감긴 정착가압벨트(15)를 포함한다.

상기 가압롤러(21) 및 분리롤러(31)는 상기 정착가압벨트(15)를 회전 가능하게 지지하며, 상기 정착가압벨트(15)의 일부면이 상기 가열롤러(11) 또는 급송되는 인쇄매체(M)에 접촉되도록 한다.

상기 가압롤러(21)는 상기 가열롤러(11)의 중심 O₁과 상기 가압롤러(21)의 중심 A₁을 지나는 선 L₁을 따라 탄성 바이어스 된다. 따라서, 상기 가압롤러(21)는 상기 가열롤러(11)의 표면에 대해 법선방향으로 탄성 가압된다.

그리고, 상기 분리롤러(31)는 상기 가열롤러(11)의 중심 O₁과 상기 분리롤러(31)의 중심 B₁을 지나는 선 L₂를 따라 탄성 바이어스 된다. 따라서, 상기 분리롤러(31)는 상기 가열롤러(11)의 표면에 대해 법선방향으로 탄성 가압된다.

그러므로, 선 L₁과 L₂는 가열롤러(11)의 중심 O₁을 꼭지점으로 하여 소정 각(Φ₁ + Φ₂)을 이루게 되므로, 상기 가압롤러(21)의 중심 A₁과 분리롤러(31)의 중심 B₁ 사이의 간격이 탄성 바이어스 되는 정도에 따라서 변하게 된다. 즉, 각각 제1 및 분리롤러(21)(31)의 중심을 통과하며 서로 평행한 임의 두 선을 P₁과 P₂라 할 때, 선 L₁은 P₁에 대하여 각 Φ₁ 만큼 기울어지게 배치되고, 선 L₂는 P₂에 대하여 각 Φ₂ 만큼 기울어지게 배치된다.

여기서, 상기 가압롤러(21)와 분리롤러(31) 사이의 간격의 변화정도는 상기 가열롤러(11)와 상기 정착가압벨트(15) 사이를 통과하는 인쇄매체(M)의 상태에 영향을 받는다. 즉, 상대적으로 두꺼운 인쇄매체(M)가 통과하거나 여러 매의 인쇄매체(M)가 중복 이송되는 경우에는 상기 가압롤러(21) 및 분리롤러(31)가 상기 가열롤러(11)에서 멀어지는 방향으로 이동한다. 그러므로, 상기 가압롤러(21) 및 분리롤러(31) 사이의 간격이 더욱 커지게 되므로, 상기 정착가압벨트(15)에 인가되는 압력이 증가하게 된다.

따라서, 상기 정착가압벨트(15)가 변형되거나 슬립(Slip) 될 수 있어서, 정착 화상의 일그러짐, 화상 오프셋, 인쇄매체의 잼 등이 초래될 수 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 가압롤러 및 분리롤러 각각을 가압하는 가압부재들의 힘의 작용방향을 변경하여 정착불량 방지 및 인쇄매체의 잼 발생을 방지할 수 있도록 된 구조의 정착 유니트 및 이를 채용한 화상형성장치 및 화상형성방법을 제공하는데 일 목적이 있다.

또한, 본 발명은 화상형성장치를 구성하는 롤러들 사이의 가압력이 작용하는 방향을 변경하여 가압불량을 방지할 수 있도록 된 가압장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 일 목적을 달성하기 위한 본 발명은 화상형성장치의 인쇄경로 상에 마련되어, 인쇄매체에 전사된 화상을 정착시키는 정착 유니트에 있어서,

가열롤러와; 상기 가열롤러에 대향되게 배치되는 것으로, 상기 인쇄경로를 따라 급송되는 인쇄매체를 상기 가열롤러와 함께 가압하는 가압롤러와; 상기 가열롤러에 대향되게 배치되는 것으로, 상기 화상이 상기 인쇄매체에 정착된 후에 상기 가열롤러로부터 상기 인쇄매체를 분리하는 분리롤러와; 상기 가압롤러와 분리롤러에 감기며, 상기 가열롤러에 접촉되는 정착 닙을 형성하는 정착가압벨트와; 상기 가압롤러를 상기 가열롤러 방향으로 제1선을 따라 가압하는 제1가압부재와; 상기 분리롤러를 상기 가열롤러 방향으로 가압하는 제2가압부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 제1선은 상기 가압롤러의 중심을 지나며 제2선에 대하여 상기 분리롤러 쪽으로 소정 각을 이루는 선이고, 상기 제2선은 상기 가열롤러의 중심과 상기 가압롤러의 중심을 연결한 선이다.

또한, 상기한 일 목적을 달성하기 위한 본 발명은 화상형성장치의 인쇄경로 상에 마련되어, 인쇄매체에 전사된 화상을 정착시키는 정착 유니트에 있어서,

가열롤러와; 상기 가열롤러에 대향되게 배치되는 것으로, 상기 인쇄경로를 따라 급송되는 인쇄매체를 상기 가열롤러와 함께 가압하는 가압롤러와; 상기 가열롤러에 대향되게 배치되는 것으로, 상기 화상이 상기 인쇄매체에 정착된 후에 상기 가열롤러로부터 상기 인쇄매체를 분리하는 분리롤러와; 상기 가압롤러와 분리롤러에 감기며, 상기 가열롤러에 접촉되는 정착 닙을 형성하는 정착가압벨트와; 상기 가압롤러를 상기 가열롤러 방향으로 가압하는 제1가압부재와; 상기 분리롤러를 상기 가열롤러 방향으로 제3선을 따라 가압하는 제2가압부재를 포함하는 것을 특징으 로 한다. 여기서, 제3선은 상기 분리롤러의 중심을 지나며 제4선에 대하여 상기 가압롤러 쪽으로 소정 각을 이루는 선이고, 상기 제4선은 상기 가열롤러의 중심과 상기 분리롤러의 중심을 연결한 선이다.

여기서, 상기 정착유니트는 프레임과; 상기 가압롤러를 회전 가능하게 지지하는 제1부싱과; 상기 분리롤러를 회전 가능하게 지지하는 제2부싱를 더 포함하며, 상기 제1가압부재는 상기 제1부싱과 상기 프레임 사이에 개재되고, 상기 제2가압부재는 상기 제2부싱과 상기 프레임 사이에 개재된 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 제1가압부재는 상기 가압롤러를 상기 가열롤러 방향으로 탄성적으로 가압하며, 상기 제2가압부재는 상기 분리롤러를 상기 가열롤러 방향을 탄성적으로 가압하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 일 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화상형성장치는,

공급된 토너를 현상하여 화상을 형성하는 현상 유니트와; 상기 현상 유니트에 빔을 주사하여 정전잠상을 형성하는 광주사장치와; 상기 현상 유니트에 대응되게 구비되어, 상기 현상 유니트에서 형성된 화상을 인쇄매체에 전사하는 전사 유니트와; 상기 인쇄매체에 전사된 미정착 토너 화상을 정착시키는 것으로, 상기한 구성을 가지는 정착 유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화상형성장치에 마련된 가압장치는,

제1롤러와; 상기 제1롤러에 대향되게 배치된 제2롤러와; 상기 제1롤러에 대향되게 배치된 제3롤러와; 상기 제2롤러와 상기 제3롤러에 감기며, 상기 제1롤러에 접촉되는 접촉 닙을 형성하는 가압벨트와; 상기 제2롤러를 상기 제1롤러 방향으로 제1선을 따라 가압하는 제1가압부재와; 상기 제3롤러를 상기 제1롤러 방향으로 상기 제1선과 실질적으로 평행한 제2선을 따라 가압하는 제2가압부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 일 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화상형성장치의 인쇄경로 상에 마련되어, 인쇄매체에 전사된 화상을 정착시키는 정착 유니트에 있어서,

가열롤러와; 상기 가열롤러에 대향되게 배치되는 것으로, 상기 인쇄경로를 따라 급송되는 인쇄매체를 상기 가열롤러와 함께 가압하는 가압롤러와; 상기 가열롤러에 대향되게 배치되는 것으로, 상기 화상이 상기 인쇄매체에 정착된 후에 상기 가열롤러로부터 상기 인쇄매체를 분리하는 분리롤러와; 상기 가압롤러와 상기 분리롤러에 감기며, 상기 가열롤러에 접촉되는 정착 닙을 형성하는 정착가압벨트와; 상기 가압롤러를 상기 가열롤러 방향으로 제1선을 따라 가압하는 제1가압부재와; 상기 분리롤러를 상기 가열롤러 방향으로 상기 제1선과 실질적으로 평행한 제2선을 따라 가압하는 제2가압부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 일 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화상형성장치에서 인쇄매체에 전사된 화상을 정착하는 화상정착방법은,

가열롤러를 가압롤러와 분리롤러에 감긴 정착가압벨트와 접촉시켜, 정착닙을 형성하는 단계와; 상기 가열롤러와 함께 상기 인쇄매체를 가압하도록, 상기 가압롤러를 상기 가열롤러 방향으로 제1선을 따라 가압하는 단계와; 상기 가열롤러로부터 상기 인쇄매체가 분리되도록, 상기 분리롤러를 상기 가열롤러 방향으로 제2선을 따 라 가압하는 단계를 포함하며, 상기 제1선과 상기 제2선은 서로 실질적으로 평행한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정착 유니트 및 이를 채용한 화상형성장치 및 방법을 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무단 벨트 방식의 정착 유니트를 보인 개략적인 단면도이다. 도 3은 인쇄매체에 대한 정착시의 정착 유니트를 보인 개략적인 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 정착 유니트는 인쇄매체(M)에 형성된 토너 화상(T)을 정착하기 위한 것으로서, 내장된 열원에 의하여 가열되는 가열롤러(41)와, 이 가열롤러(41)에 대향되게 배치된 가압롤러(51) 및 분리롤러(61)와, 상기 가압롤러(51) 및 분리롤러(61)에 감긴 정착가압벨트(45) 및, 상기 가압롤러(51)와 상기 분리롤러(61) 각각을 상기 가열롤러(41) 방향으로 가압하는 제1 및 제2가압부재(55)(65)를 포함한다.

상기 가압롤러(51) 및 분리롤러(61)는 상기 정착가압벨트(45)를 회전 가능하게 지지하며, 상기 정착가압벨트(45)의 일부면이 상기 가열롤러(41) 또는 급송되는 인쇄매체(M)에 접촉되도록 한다. 여기서, 인쇄매체(M)에전사된 토너화상(T)은 가열 및 가압에 의하여 상기 인쇄매체(M) 상에 정착된다. 상기 가압롤러(51)는 급송되는 인쇄매체(M)를 상기 가열롤러(41)와 함께 가압한다. 그리고, 상기 분리롤러(61)는 정착이 완료된 인쇄매체(M)를 정착 유니트로부터 분리한다.

상기 정착가압벨트(45)는 상기 가압롤러(51)와 분리롤러(61)의 외주에 회전 가능하게 감기며, 상기 가열롤러(41)에 접촉되는 정착 닙을 형성한다.

상기 제1가압부재(55)는 상기 가압롤러(51)를 상기 가열롤러 방향으로 가압하며, 상기 제2가압부재(65)는 상기 분리롤러(61)를 상기 가열롤러 방향으로 가압한다. 여기서, 상기 제1가압부재(55)에 의해 상기 가압롤러(51)가 후술하는 제1선 P₃을 따라 가압되거나, 상기 제2가압부재(65)에 의해 상기 분리롤러(61)가 후술하는 제3선 P₄를 따라 가압된다. 또는, 상기 가압롤러(51)가 제1선 P₃을 따라 가압되고, 상기 분리롤러(61)가 제3선 P₄를 따라 가압된다.

여기서, 상기 가열롤러(41)의 중심 O₂과 상기 가압롤러(51)의 중심 A₂를 지나는 선을 제2선 L₃이라 할 때, 상기 제1선 P₃은 상기 가압롤러(51)의 중심 A₂를 지나며 상기 제2선 L₃에 대하여 상기 분리롤러(61) 쪽으로 소정 각 θ₁을 이루는 선을 말한다.

보다 바람직하게는 상기 제1선 P₃과 제2선 L₃이 이루는 각도 θ₁은 아래의 수학식 1의 조건 범위를 만족할 수 있다.

7°≤ θ₁ ≤ 13°

이를 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 정착유니트는 프레임(70)과, 상기 가압롤러(51)를 회전 가능하게 지지하는 제1부싱(53) 및 상기 분리롤러(61)를 회전 가능하게 지지하는 제2부싱(63)을 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제1가압부 재(55)는 상기 제1부싱(53)과 상기 프레임(70) 사이에 개재되어 상기 가압롤러(51)를 제1선 P₃을 따라 상기 가열롤러(41) 방향으로 가압 한다. 여기서, 상기 제1가압부재(55)는 도 2에 도시된 바와 같은 구성의 탄성부재 일 수 있으며, 이 경우 상기 가압롤러(51)를 상기 가열롤러(41) 방향으로 탄성적으로 가압한다.

상기한 수학식 1의 조건은 정착가압벨트(45)의 텐션 유지 부족에 따른 벨트 슬립을 방지할 수 있도록 하기 위하여 설정된 것이다.

즉, 수학식 1의 하한값을 벗어나는 경우는 대략 1mm 두께 이상의 인쇄매체(M)에 대하여 정착시, 가압롤러(51)의 중심과 분리롤러(61)의 중심 사이의 거리 변화가 크게 된다. 따라서, 도 1을 참조하여 설명된 종래 기술의 문제점이 나타날 수 있다.

또한, 수학식 1의 상한값을 벗어나는 경우는 대략 1mm 두께 이상의 인쇄매체(M)에 대하여 정착시, 가압롤러(51)의 중심이 상기 분리롤러(61)의 중심 쪽으로 지나치게 치우친다. 따라서, 정착가압벨트(45)의 텐션이 약해지게 되어 벨트 슬림이 발생될 수 있다.

그리고, 상기 가열롤러(41)의 중심 O₂와 상기 분리롤러(61)의 중심 B₂를 지나는 선을 제4선 L₄이라 할 때, 상기 제3선 P₄는 상기 분리롤러(61)의 중심 B₂를 지나며 상기 제4선 L₄에 대하여 상기 가압롤러(51) 쪽으로 소정 각 θ₂를 이루는 선을 말한다.

보다 바람직하게는 상기 제3선 P₄와 제4선 L₄가 이루는 각도 θ₂는 아래의 수학식 2의 조건 범위를 만족할 수 있다.

7°≤ θ₂ ≤ 13°

이를 위하여, 상기 제2가압부재(65)는 상기 제2부싱(63)과 상기 프레임(70) 사이에 개재되어 상기 분리롤러(61)를 제3선 P₄을 따라 상기 가열롤러(41) 방향으로 가압 한다. 여기서, 상기 제2가압부재(65)는 도 2에 도시된 바와 같은 구성의 탄성부재일 수 있으며, 이 경우 상기 분리롤러(61)를 상기 가열롤러(41) 방향으로 탄성적으로 가압한다.

상기한 수학식 1 및 2의 조건은 정착가압벨트(45)의 텐션 유지 부족에 따른 벨트 슬립을 방지할 수 있도록 하기 위하여 설정된 것이다.

즉, 수학식 1 및 2의 하한값을 벗어나는 경우는 대략 1mm 두께 이상의 인쇄매체(M)에 대하여 정착시, 가압롤러(51)의 중심과 분리롤러(61)의 중심 사이의 거리 변화가 크게 된다. 따라서, 도 1을 참조하여 설명된 종래 기술의 문제점이 나타날 수 있다.

또한, 수학식 1 및 2의 상한값을 벗어나는 경우는 대략 1mm 두께 이상의 인쇄매체(M)에 대하여 정착시, 가압롤러(51)의 중심과 상기 분리롤러(61)의 중심 사이의 거리가 짧아지게 된다. 따라서, 정착가압벨트(45)의 텐션이 약해지게 되어 벨트 슬림이 발생될 수 있다.

보다 바람직하게는, 상기 제1선 P₃과 상기 제3선 P₄는 수학식 1 및 2의 조건을 만족함과 아울러 서로 실질적으로 평행하다. 이 경우는 인쇄매체(M)의 두께 변화나 인쇄매체(M)가 중복 이송되어, 상기 가압롤러(51)와 분리롤러(61)가 가열롤러(41)에서 멀어지는 방향으로 이동하더라도 상기 가압롤러(51)의 중심과 상기 분리롤러(61)의 중심 사이의 간격이 변화되지 않는다. 따라서, 정착가압벨트(45)가 슬립되거나 변형되지 않는다.

상기한 바와 같이, 상기 가압롤러(51)와 분리롤러(61) 각각의 가압 방향을 제1선 P₃ 방향과 제3선 P₄ 방향으로 각각 설정한 경우는 다음과 같은 이점이 있다.

상기 가열롤러(41)와 상기 정착가압벨트(45) 사이로 급송되는 인쇄매체(M)의 두께 변화에 따라 상기 가압롤러(51)와 상기 분리롤러(61)가 도 3에 도시된 바와 같이 탄성바이어스 됨에 있어서, 상기 가압롤러(51)의 중심 A₂와 분리롤러(61)의 중심 B₂ 사이의 간격 변화가 도 1에 도시된 종래의 정착 유니트와 비교하여 볼 때 완화되거나 거의 변화하지 않게 된다. 그러므로, 인쇄매체(M)의 두께 변화에 영향을 거의 받지 않으므로, 상기 정착가압벨트(45)에 인가되는 압력의 변화도 적게된다. 따라서, 상기 정착가압벨트(45)의 변형이나, 슬립(Slip)을 예방할 수 있어서, 정착 화상의 일그러짐, 화상 오프셋, 인쇄매체의 잼 등을 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치를 보인 개략적인 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 화상형성장치는 탠덤형 칼라 화상형성장치로서, 캐비넷(110)과, 이 캐비넷(110) 내에 장착되는 현상 유니트(130), 광주사 유니트(140), 전사 유니트(150) 및 정착 유니트(160)를 포함한다.

상기 캐비넷(110)은 화상형성장치의 외형을 이루는 것으로, 그 내부에는 공급될 인쇄매체(M)가 적재되는 공급 유니트(120)가 착탈 가능하게 마련된다. 이 공급 유니트(120)에 적재된 인쇄매체(M)는 픽업롤러(125)를 통하여 픽업되고, 이송경로를 통하여 상기 현상 유니트(130)와 전사 유니트(150) 사이로 이송된다.

상기 현상 유니트(130)는 광주사 유니트(140)에서 주사된 빔에 감응하여 정전잠상이 형성되는 감광매체(135)를 포함하는 것으로, 내부에 수용된 토너를 상기 감광매체(135)에 현상하여, 감광매체(135) 상에 토너 화상이 형성되도록 한다.

상기 현상 유니트(130)는 싱글 패스 방식으로 풀 칼라 화상을 형성할 수 있도록, 각 칼라별로 복수개 마련될 수 있다. 도 4는 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙 칼라를 각각 구현할 수 있도록 4개의 유니트로 구성된 것을 예로 들어 나타낸 것이다.

상기 광주사 유니트(140)는 상기 복수의 감광매체(135) 각각에 정전 잠상이 형성되도록 빔을 주사한다. 이를 위하여, 상기 광주사 유니트(140)는 동시에 복수의 감광매체(135)에 빔을 주사할 수 있도록 하기 위한 멀티 빔 광주사 구조를 가지는 것으로, 광원(미도시)과, 상기 광원에서 조사된 빔을 편향 주사시키는 빔편향기와, 상기 빔편향기에서 편향된 광속을 피주사면 상에 주사 결상하는 결상렌즈를 구비한다. 여기서, 상기 광원은 발광점이 복수개 가지는 구성 내지는 단일 발광점을 가지는 반도체 소자를 각 칼라에 대응되게 구비한 구성을 가질 수 있다.

상기 전사 유니트(150)는 이송경로를 통하여 이송되는 인쇄매체(M)를 사이에 두고 상기 감광매체(135)에 마주하게 배치되는 것으로, 상기 감광매체(135)에 형성된 토너 화상을 공급되는 인쇄매체(M)에 전사하는 역할을 한다. 이를 위하여 상기 전사 유니트(150)는 복수의 감광매체(135)와 마주하게 배치된 전사벨트(151)와 전사백업롤러(155)를 포함한다. 이 전사 유니트(150)를 통하여 인쇄매체(M)에 전사된 화상은 상기 정착 유니트(160)를 통하여 정착된다.

상기 정착 유니트(160)는 가열롤러, 가압롤러, 분리롤러, 정착가압벨트 및 제1 및 제2가압부재를 포함한다. 따라서, 상기 가압롤러를 통한 상기 가열롤러와 상기 정착가압벨트 사이의 상호 압착에 의하여, 상기 인쇄매체(M)에 전사된 미정착 토너 화상을 정착한다. 여기서, 정착 유니트(160)의 구성 및 작용원리는 앞서 설명된 본 발명의 실시예에 따른 정착 유니트의 구성과 실질상 동일하므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 상기한 화상형성장치의 가압장치를 구성함에 있어서, 상기 가열롤러에 대한 상기 가압롤러 및 분리롤러의 가압력 조정하는 구성 이외에, 상기 가압롤러에 대한 상기 가열롤러와 상기 분리롤러의 가압력 조정하는 구성 또는 상기 분리롤러에 대한 상기 가열롤러와 상기 가압롤러의 가압력 조정하는 구성도 가능하다.

즉, 화상형성장치에 마련된 가압장치는 제1롤러와, 상기 제1롤러에 각각 대향되게 배치된 제2 및 제3롤러와, 상기 제2롤러와 상기 제3롤러에 감기며 상기 제1롤러에 접촉되는 접촉 닙을 형성하는 가압벨트와, 제1 및 제2가압부재를 포함한다. 상기 제1가압부재는 상기 제2롤러를 상기 제1롤러 방향으로 제1선을 따라 가압하고, 상기 제2가압부재는 상기 제3롤러를 상기 제1롤러 방향으로 상기 제1선과 실질 적으로 평행한 제2선을 따라 가압하는 제2가압부재를 포함한다. 여기서, 상기 제1롤러는 도 2를 참조하여 설명된 가열롤러(41), 가압롤러(51) 및 분리롤러(61) 중 어느 한 롤러이다. 그리고, 상기 제2 및 제3롤러는 상기 제1롤러 이외의 다른 롤러이다.

또한, 상기한 화상형성장치를 구성함에 있어서, 본 발명의 실시예에 따른 정착 유니트의 가압 구조는 상기한 정착 유니트 이외의 다른 구성에 적용될 수 있다. 예를 들어, 화상형성장치는 상기한 소정 압력의 정착닙이 형성되는 가열롤러와 상기 정착가압벨트 사이 에서의 가압력 조정 이외에, 감광매체와 전사유니트를 구성하는 전사백업밸트 사이에 형성된 접촉 닙의 가압력 조정이 요구될 수 있다. 이때, 전사백업벨트를 지지하는 롤러들을 가압하는 가압부재를 구성함에 있어서, 가압방향이 실질상 평행하도록 함으로써 상기 전사백업밸트를 지지하는 롤러들 사이의 간격이 크게 변화하는 것을 방지할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 정착 유니트 및 이를 채용한 화상형성장치는 인쇄매체의 두께 변화에 따라서 가압롤러와 분리롤러가 가열롤러의 중심에서 멀어지는 방향으로의 움직임에 있어서, 가압롤러의 중심과 분리롤러의 중심 사이의 간격 변화를 줄일 수 있다. 따라서, 상기 정착가압벨트에 인가되는 압력의 변화를 줄일 수 있으므로, 상기 정착가압벨트의 변형이나 슬립을 예방할 수 있어서 정착 화상의 일그러짐, 화상 오프셋, 인쇄매체의 잼 등을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 화상형성장치 및 방법은 상기한 정착 유니트를 채용하 여 일정한 정착성을 확보함으로써 인쇄품질을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 화상형성장치의 가압장치는 화상형성장치를 구성하는 롤러들 사이의 가압력이 작용하는 방향이 실질적으로 평행하도록 함으로서 가압불량을 방지할 수 있다.

상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims

화상형성장치의 인쇄경로 상에 마련되어, 인쇄매체에 전사된 화상을 정착시키는 정착 유니트에 있어서,

가열롤러와;

상기 가열롤러에 대향되게 배치되는 것으로, 상기 인쇄경로를 따라 급송되는 인쇄매체를 상기 가열롤러와 함께 가압하는 가압롤러와;

상기 가열롤러에 대향되게 배치되는 것으로, 상기 화상이 상기 인쇄매체에 정착된 후에 상기 가열롤러로부터 상기 인쇄매체를 분리하는 분리롤러와;

상기 가압롤러와 상기 분리롤러에 감기며, 상기 가열롤러에 접촉되는 정착 닙을 형성하는 정착가압벨트와;

상기 가압롤러를 상기 가열롤러 방향으로 제1선을 따라 가압하는 제1가압부재와;

상기 분리롤러를 상기 가열롤러 방향으로 가압하는 제2가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착 유니트.

여기서, 제1선은 상기 가압롤러의 중심을 지나며 제2선에 대하여 상기 분리롤러 쪽으로 소정 각 θ₁을 이루는 선이고, 상기 제2선은 상기 가열롤러의 중심과 상기 가압롤러의 중심을 연결한 선이다.
제1항에 있어서,

상기 제1선과 제2선이 이루는 각도 θ₁은 아래의 조건식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 정착 유니트.

<조건식 1>

7°≤ θ₁ ≤ 13°
제1항에 있어서,

상기 제2가압부재는 상기 분리롤러를 상기 가열롤러 방향으로 제3선을 따라 가압하는 것을 특징으로 하는 정착 유니트.

여기서, 상기 제3선은 상기 분리롤러의 중심을 지나며 제4선에 대하여 상기 가압롤러 쪽으로 소정 각 θ₂를 이루는 선이고, 상기 제4선은 상기 가열롤러의 중심과 상기 분리롤러의 중심을 연결한 선이다.
제3항에 있어서,

상기 제3선과 제4선이 이루는 각도 θ₂는 아래의 조건식 2를 만족하는 것을 특징으로 하는 정착 유니트.

<조건식 2>

7°≤ θ₂ ≤ 13°
제3항에 있어서,상기 제1선과 상기 제3선은 서로 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 정착 유니트.
화상형성장치의 인쇄경로 상에 마련되어, 인쇄매체에 전사된 화상을 정착시키는 정착 유니트에 있어서,

가열롤러와;

상기 가열롤러에 대향되게 배치되는 것으로, 상기 인쇄경로를 따라 급송되는 인쇄매체를 상기 가열롤러와 함께 가압하는 가압롤러와;

상기 가열롤러에 대향되게 배치되는 것으로, 상기 화상이 상기 인쇄매체에 정착된 후에 상기 가열롤러로부터 상기 인쇄매체를 분리하는 분리롤러와;

상기 가압롤러와 분리롤러에 감기며, 상기 가열롤러에 접촉되는 정착 닙을 형성하는 정착가압벨트와;

상기 가압롤러를 상기 가열롤러 방향으로 가압하는 제1가압부재와;

상기 분리롤러를 상기 가열롤러 방향으로 제3선을 따라 가압하는 제2가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착 유니트.

여기서, 제3선은 상기 분리롤러의 중심을 지나며 제4선에 대하여 상기 가압롤러 쪽으로 소정 각 θ₂을 이루는 선이고, 상기 제4선은 상기 가열롤러의 중심과 상기 분리롤러의 중심을 연결한 선이다.
제6항에 있어서,

상기 제3선과 제4선이 이루는 각도 θ₂는 아래의 조건식 3을 만족하는 것을 특징으로 하는 정착 유니트.

<조건식 3>

7°≤ θ₂ ≤ 13°°
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

프레임과;

상기 가압롤러를 회전 가능하게 지지하는 제1부싱과;

상기 분리롤러를 회전 가능하게 지지하는 제2부싱을 더 포함하며,

상기 제1가압부재는 상기 제1부싱과 상기 프레임 사이에 개재되고, 상기 제2가압부재는 상기 제2부싱과 상기 프레임 사이에 개재된 것을 특징으로 하는 정착 유니트.
제8항에 있어서,

상기 제1가압부재는 상기 가압롤러를 상기 가열롤러 방향으로 탄성적으로 가압하는 것을 특징으로 하는 정착 유니트.
제8항에 있어서,

상기 제2가압부재는 상기 분리롤러를 상기 가열롤러 방향을 탄성적으로 가압하는 것을 특징으로 하는 정착 유니트.
화상형성장치에 있어서,

공급된 토너를 현상하여 화상을 형성하는 현상 유니트와;

상기 현상 유니트에 빔을 주사하여 정전잠상을 형성하는 광주사장치와;

상기 현상 유니트에 대응되게 구비되어, 상기 현상 유니트에서 형성된 화상을 인쇄매체에 전사하는 전사 유니트와;

인쇄경로 상에 마련되어 상기 인쇄매체에 전사된 토너 화상을 정착시키는 것으로, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 정착 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제11항에 있어서,

상기 정착 유니트는,

프레임과;

상기 가압롤러를 회전 가능하게 지지하는 제1부싱과;

상기 분리롤러를 회전 가능하게 지지하는 제2부싱을 더 포함하며,

상기 제1가압부재는 상기 제1부싱과 상기 프레임 사이에 개재되고, 상기 제2가압부재는 상기 제2부싱과 상기 프레임 사이에 개재된 것을 특징으로 하는 화상형 성장치.
제12항에 있어서,

상기 제1가압부재는 상기 가압롤러를 상기 가열롤러 방향으로 탄성적으로 가압하고,

상기 제2가압부재는 상기 분리롤러를 상기 가열롤러 방향을 탄성적으로 가압하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
화상형성장치에 마련된 가압장치에 있어서,

제1롤러와;

상기 제1롤러에 대향되게 배치된 제2롤러와;

상기 제1롤러에 대향되게 배치된 제3롤러와;

상기 제2롤러와 상기 제3롤러에 감기며, 상기 제1롤러에 접촉되는 접촉 닙을 형성하는 가압벨트와;

상기 제2롤러를 상기 제1롤러 방향으로 제1선을 따라 가압하는 제1가압부재와;

상기 제3롤러를 상기 제1롤러 방향으로 상기 제1선과 실질적으로 평행한 제3선을 따라 가압하는 제2가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압장치.
화상형성장치의 인쇄경로 상에 마련되어, 인쇄매체에 전사된 화상을 정착시키는 정착 유니트에 있어서,

가열롤러와;

상기 가열롤러에 대향되게 배치되는 것으로, 상기 인쇄경로를 따라 급송되는 인쇄매체를 상기 가열롤러와 함께 가압하는 가압롤러와;

상기 가열롤러에 대향되게 배치되는 것으로, 상기 화상이 상기 인쇄매체에 정착된 후에 상기 가열롤러로부터 상기 인쇄매체를 분리하는 분리롤러와;

상기 가압롤러와 상기 분리롤러에 감기며, 상기 가열롤러에 접촉되는 정착 닙을 형성하는 정착가압벨트와;

상기 가압롤러를 상기 가열롤러 방향으로 제1선을 따라 가압하는 제1가압부재와;

상기 분리롤러를 상기 가열롤러 방향으로 상기 제1선과 실질적으로 평행한 제3선을 따라 가압하는 제2가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착 유니트.
화상형성장치에서 인쇄매체에 전사된 화상을 정착하는 화상정착방법에 있어서,

가열롤러를 가압롤러와 분리롤러에 감긴 정착가압벨트와 접촉시켜, 정착닙을 형성하는 단계와;

상기 가열롤러와 함께 상기 인쇄매체를 가압하도록, 상기 가압롤러를 상기 가열롤러 방향으로 제1선을 따라 가압하는 단계와;

상기 가열롤러로부터 상기 인쇄매체가 분리되도록, 상기 분리롤러를 상기 가열롤러 방향으로 제3선을 따라 가압하는 단계를 포함하며,

상기 제1선과 상기 제3선은 서로 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 화상정착방법.