KR101531622B1 - 화상형성장치, 그 정착장치 및 벨트어셈블리 - Google Patents

화상형성장치, 그 정착장치 및 벨트어셈블리 Download PDF

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Abstract

화상형성장치, 그 정착장치 및 벨트어셈블리가 개시된다. 본 발명의 화상형성장치, 그 정착장치 및 벨트어셈블리는 프레임; 프레임의 외주에 회전가능하게 마련된 벨트; 및 벨트의 적어도 어느 일면을 가압하여, 프레임의 길이방향 중심선과 상기 벨트의 길이방향 중심선 사이의 오프셋을 감소시키는 방향으로 벨트를 이동시키는 사행(斜行, Lateral Slip)방지부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 벨트어셈블리에 마련된 벨트가 사행으로 인하여 손상되는 현상을 방지할 수 있다.

Description

화상형성장치, 그 정착장치 및 벨트어셈블리{IMAGE FORMING APPARATUS, FIXING APPARATUS AND BELT ASSEMBLY THEREOF}
본 발명은 화상형성장치, 그 정착장치 및 벨트어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 벨트어셈블리에 마련된 벨트가 사행(斜行, Lateral Slip)으로 인하여 손상되는 현상을 방지할 수 있는 화상형성장치, 그 정착장치 및 벨트어셈블리에 관한 것이다.
화상형성장치란 입력된 화상 신호에 따라 인쇄매체, 예를 들어 용지에 화상을 인쇄하는 장치로서, 프린터, 복사기, 팩스 및 이들을 기능을 하나로 통합한 복합기 등이 이에 해당한다.
화상형성장치의 일 종류인 전자사진방식 화상형성장치는, 외관을 형성하는 본체 내부에 노광유닛(Exposing Unit), 전사유닛, 현상유닛, 정착장치 등을 포함하여 인쇄매체에 화상을 인쇄한다.
일련의 전처리 과정을 거치며 표면에 현상제가 부착된 인쇄매체는, 정착장치를 거치며 고온, 고압의 상태에 놓이게 되며, 이와 같은 상태에서 현상제가 인쇄매체에 정착된다.
정착장치는 서로 맞물려 회전하는 롤러로 구성되며, 가압롤러에 인가되는 회전력에 의하여 가열롤러가 회전하는 방식이 적용된다. 한편, 가열롤러는 프레임의 외면에 벨트가 감겨져 벨트가 회전하는 방식이 적용된다.
그런데 종래의 화상형성장치는 벨트가 회전함에 따라 좌측 혹은 우측으로 사행하는 현상이 발생하여, 벨트가 손상되는 등 화상형성장치의 작동이 정상적으로 이루어지지 않는 경우가 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 벨트어셈블리에 마련된 벨트가 사행으로 인하여 손상되는 현상을 방지하는 것이다.
상기 목적은, 프레임; 상기 프레임의 외주에 회전가능하게 마련된 벨트; 및 상기 벨트의 적어도 어느 일면을 가압하여, 상기 프레임의 길이방향 중심선과 상기 벨트의 길이방향 중심선 사이의 오프셋을 감소시키는 방향으로 상기 벨트를 이동시키는 사행(斜行, Lateral Slip)방지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트어셈블리에 의하여 달성될 수 있다.
상기 사행방지부재는, 상기 오프셋이 커지는 방향으로 이동하는 상기 벨트의 이동력에 의하여 작동하는 것이 가능하다.
상기 사행방지부재는, 상기 사행방지부재 측으로 이동하는 상기 벨트와 접촉하는 접촉부와, 상기 접촉부에 연동되어 상기 벨트를 가압하는 가압부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 사행방지부재는,상기 벨트의 측면과 접촉하여 상기 벨트의 상기 길이방향 이동력을 전달받는 제 1리브와, 상기 제 1리브로 전달된 상기 이동력에 의하여 상기 벨트의 일면을 가압하는 제 2리브를 포함하는 것이 가능하다.
상기 제 2리브는, 상기 제 1리브의 일단이 상기 벨트의 일면 측으로 절곡되어 마련된 것이 바람직하다.
상기 제 1리브와 상기 제 2리브가 이루는 각도가 예각이 되도록 상기 절곡이 이루어진 것이 가능하다.
상기 사행방지부재는, 상기 이동력에 의하여 상기 제 2리브가 상기 벨트의 일면 측으로 회동되도록 하는 회동축을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 사행방지부재는, 상기 제 2리브가 상기 벨트의 일면과 가압해제되도록 하는 방향으로 상기 제 1리브에 탄성력을 부여하는 탄성부재를 더 포함하는 것이 가능하다.
상기 제 2리브는, 곡면을 이루며 상기 벨트의 일면과 접촉되는 곡면접촉부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제 2리브는, 상기 벨트의 일면을 가압하되, 상기 가압되는 벨트의 회전력에 의하여 회전되는 구름부를 포함하는 것이 가능하다.
상기 제 1리브의 길이에 대한 상기 제 2리브의 길이의 비는 0.1 내지 10인 것이 바람직하다.
상기 사행방지부재는, 상기 벨트의 양 측면에 인접하여 마련되며, 상기 벨트 의 내면과 접촉하는 것이 가능하다.
또한, 상기 목적은, 프레임의 외주에 회전가능하게 마련된 벨트; 상기 벨트의 상기 프레임 길이방향 이동력에 의해 상기 벨트의 내면 또는 외면 중 적어도 어느 일면을 가압하여, 상기 벨트의 측면과 상기 프레임간의 간섭을 방지하는 사행방지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트어셈블리에 의하여서도 달성될 수 있다.
또한, 상기 목적은, 회전가능하도록 마련된 가압유닛; 상기 가압유닛의 외면에 밀착된 가열유닛; 상기 가열유닛의 외면을 형성하며, 상기 가압유닛의 회전력을 전달받아 회전하는 벨트; 및 상기 벨트가 상기 가열유닛의 양 끝단 중 어느 일측으로 이동하는 경우, 상기 벨트외 접촉하여 상기 벨트가 이동되어 온 방향의 역방향으로 상기 벨트를 이동시키는 사행방지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치에 의하여서도 달성될 수 있다.
상기 사행방지부재는, 상기 사행방지부재 측으로 이동하는 상기 벨트와 접촉하는 접촉부와, 상기 접촉부에 연동되어 상기 벨트를 가압하는 가압부를 포함하는 것이 가능하다.
상기 사행방지부재는, 이동된 상기 벨트의 측면과 접촉되는 제 1리브와, 상기 제 1리브의 일단이 절곡되어 상기 벨트의 내면과 외면 중 적어도 어느 일면과 접촉되는 제 2리브를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 사행방지부재는, 상기 제 1,2리브의 절곡부에 마련된 회동축과, 상기 제 2리브가 상기 일면과 접촉해제 되는 방향으로 상기 사행방지부재에 탄성바이어 스를 부여하는 탄성부재를 더 포함하는 것이 가능하다.
또한, 상기 목적은, 인쇄매체가 이송되는 이송경로; 상기 이송경로 상에 마련된 정착장치; 상기 정착장치에 상호 대응되도록 마련된, 가압롤러와 가열롤러; 및 상기 가열롤러의 외면을 이루는 벨트의 내면과 외면 중 적어도 어느 일면을 가압하여, 상기 벨트가 상기 가열롤러의 양 끝단과 일정한 거리를 유지하며 회전하도록 하는 사행방지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치에 의하여서도 달성될 수 있다.
상기 사행방지부재는, 상기 벨트의 측면과 접촉되는 제 1리브와, 상기 제 1리브가 예각을 이루며 절곡되어 상기 벨트의 일면을 가압하는 제 2리브와, 상기 절곡된 부위에 마련되어 상기 벨트의 측면과 상기 제 1리브의 접촉력을 회전력으로 변환시키는 회전축을 포함하는 것이 가능하다.
상기 제 2리브에는 상기 벨트와 접촉되는 접촉면이 마련되며, 상기 접촉면은, 상기 벨트와의 마찰력을 감소시키기 위하여 곡면형상으로 마련된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 화상형성장치, 그 정착장치 및 벨트어셈블리는 벨트어셈블리에 마련된 벨트의 손상을 방지하여, 원활하게 작동하는 화상형성장치를 제공할 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 화상형성장치의 단면도이고, 도 2는 도 1 정착장치의 부분 절개사시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 화상형성장치(10)는 본체(60)의 내부에 마련된 급지장치(71), 광주사장치(76), 현상장치(81), 정착장치(20) 및 배출장치(86)를 포함한다.
급지장치(71)는 인쇄매체(P)가 적재되는 트레이(72)와, 트레이(72)에 적재된 앤쇄매체(P)를 한 장씩 픽업하는 픽업롤러(73)를 구비한다. 픽업롤러(73)에 의하여 픽업된 인쇄매체(P)는 이송롤러(74)에 의하여 전사장치(85)로 이송된다.
광주사장치(76)는 인쇄매체(P)가 전사장치(85)로 진입하기 전에 광(L)을 상담지체(82, 像擔持體, Image Carrier)에 주사한다. 본 발명의 제 1실시예에 대한 설명에서는, 상담지체(82)가 각 색상의 현상제를 수용하고 있는 현상기(83)에 각각대응되도록 마련되며, 현상기(83)가 세로방향으로 나란히 마련된 경우에 대하여 설명하고 있으나, 상담지체(82)와 현상기(83)의 개수 및 배치가 이에 한정되지 않음은 물론이다. 광주사장치(76)에서 주사된 광(L)에 의하여 상담지체(82)의 표면에 정전잠상이 형성된다.
전사장치(85)는 중간전사체(84)와 맞물려 회동하는 전사롤러이다. 본 발명의 제 1실시예에 대한 설명에서는, 중간전사체(84)가 벨트형상으로 마련된 경우에 대하여서 설명하지만, 중간전사체(84)는 원형의 드럼형상 등도 가능하다. 광주사장치(76)에 의하여 상담지체(82)에 정전잠상이 마련되면, 현상기(83)에 수용된 현상 제가 상담지체(82)의 정전잠상에 부착되며 가시화상이 형성된다. 상담지체(82)에 부착된 현상제는 중간전사체(84)로 중첩되어 부착되며 컬러화상이 된다. 전사장치(85)를 거치며 화상(F)이 전사된 인쇄매체(P)는 정착장치(20)와 배출장치(86)를 거쳐 본체(60)의 외부로 배출된다.
정착장치(20)는 인쇄매체(P)에 전사되어 있는 화상(F)을 인쇄매체(P)에 고정시킨다. 상술한 바와 같이, 전사장치(85)를 거치며 상담지체(82)로부터 인쇄매체(P)로 현상제가 부착된다. 다만, 전사장치(85)를 통과한 인쇄매체(P)에 부착된 현상제는 정전기적 인력에 의하여 인쇄매체(P)의 표면에 부착되어 있음에 불과하여, 외력이 인쇄매체(P)에 가해지는 경우 등의 환경변화가 발생하면 인쇄매체(P)의 표면에서 현상제가 떨어져 나오게 될 수 있다. 이와 같은 현상을 방지하기 위하여, 전사장치(85)을 통과한 인쇄매체(P)가 정착장치(20)로 공급되면, 가압롤러(26)와 가열롤러(22)의 사이를 통과시켜 화상(F)을 인쇄매체(P)에 고정시킨다.
가압롤러(26)는 인쇄매체(P)가 통과되는 경로의 일측에 마련된 가압유닛이다. 즉, 인쇄매체(P)는 가압롤러(26)와 가열롤러(22) 사이를 통과하게 된다. 본 발명의 제 1실시예에 대한 설명에서는, 가압롤러(26)와 이에 대응된 가열롤러(22)가 각 1개씩 마련된 경우에 대하여 설명하지만, 가압롤러(26)와 가열롤러(22)의 개수가 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다. 가압롤러(26)는 탄성체(미도시) 등에 의하여 가열롤러(22) 측 방향으로 탄성바이어스 된다. 따라서, 가압롤러(26)와 가열롤러(22)의 사이를 통과하는 인쇄매체(P)는 강한 압력을 받게 되고, 강한 압력에 의하여 인쇄매체(P)의 표면에 부착된 현상제가 인쇄매체(P)의 표면에 압착된다. 정 착장치(20)에서 가압롤러(26)는 구동부(驅動部)로 역할을 한다. 즉, 가압롤러축(27)이 구동모터(미도시)에 연결되어, 구동모터(미도시)의 구동력에 의하여 가압롤러(26)가 회전하게 된다. 이에 반하여, 가열롤러(22)는 가압롤러(26)와 강한 압력으로 맞물려 있음으로 인하여 가압롤러(26)의 회전력을 전달받아 회전하게 되는 종동부(從動部)이다.
가열롤러(22)는 인쇄매체(P)에 열을 전달시키는 방법으로 화상(F)이 고정되도록 하는 가열유닛이다. 가열롤러(22)는 발열하여 섭씨 180도 이상으로 가열된다. 현상제는 가압롤러(26)를 통과하며 압착되는 동시에, 가열롤러(22)를 통과하며 용융되어 인쇄매체(P)의 표면에 고착된다. 가열롤러(22)는 발열부(35)와, 가열롤러(22)의 형상을 유지시키는 프레임(30)과, 프레임(30)의 외주에 회전가능하도록 마련된 벨트(40)를 포함한다.
발열부(35)는 가열롤러(22)의 내부에 마련되어 열을 발생시킨다. 화상형성장치(10)가 최초로 작동하여 첫 번째로 인쇄매체(P)를 배출하는 시간을 의미하는 첫장인쇄시간(FPOT, First Print Output Time)은 발열부(35)의 작동에 의하여 가열롤러(22)의 온도가 적정온도 이상으로 가열되는 시간과 일정한 상관관계가 있다. 즉, 대기상태에서 상온과 비슷한 온도였던 가열롤러(22)를 단시간 내에 현상제를 용융시킬 수 있는 고온으로 상승시킬 필요성이 있음을 의미한다. 빠른 온도상승을 위하여 할로겜램프(Hologen Lamp) 등의 복사열을 이용하는 램프가열방식, 유도코일 등의 저항발열을 이용하는 유도가열방식 등을 발열부(35)에 적용하는 것이 가능하다.
프레임(30)은 열전도도가 높은 알루미늄 재질 등으로 마련된다. 따라서 발열 부(35)에서 발생된 열은 프레임(30)으로 신속하게 전달되어, 프레임(30)의 외부를 감싸고 있는 벨트(40)로 전달될 수 있다. 프레임(30)은 가열롤러(22)의 기초적인 구조를 이룬다. 프레임(30)은 전체적으로 둥근 원통형상이며, 벨트(40)와 접촉되는 부분은 벨트(40)가 원활하게 회전할 수 있도록 오일이 도포될 수 있다. 프레임(30)은 가열롤러(22)의 구조를 이룰 뿐, 그 자체가 회전하지는 않는다. 즉, 프레임(30)은 벨트(40)가 원통형의 형상을 이루어 회전할 수 있도록 하는 기초적인 구조를 제공하며, 프레임(30) 자체는 정착장치본체(28)에 고정된다.
벨트(40)는 프레임(30)의 외주에 회전가능하게 마련된다. 구동롤러인 가압롤러(26)가 회전하면, 그 회전력에 의하여 종동롤러인 가열롤러(22)의 벨트(40)가 회전한다. 벨트(40)는 약 40 마이크로미터(μm) 두께의 금속판에 약 200 마이크로미터(μm) 두께의 고무가 도포되어 마련된다. 가압롤러(26)의 회전력에 의하여 프레임(30)의 외주면에 마련된 벨트(40)가 회전함에 있어서, 프레임(30)과 벨트(40) 간의 조립공차, 프레임(30)과 벨트(40) 간의 온도분포 등 다양한 요인에 의하여 벨트(40)가 좌측 혹은 우측으로 치우쳐 회전하는 벨트(40)의 사행(斜行, Lateral Slip)현상이 발생할 수 있다. 벨트(40)가 좌,우측으로 치우쳐 회전하게 되면, 정착장치(20)를 통과하는 인쇄매체(P)의 배출방향이 틀어질 수 있다. 나아가, 벨트(40)의 측면(도 4의 44)이 정착장치본체(28)의 좌측벽면(23) 또는 우측벽면(24)과 접촉되는 현상이 발생할 수 있다. 벨트(40)의 측면(도 4의 44)과 좌,우측벽면(23)이 접촉되면, 벨트(40)와 좌,우측벽면(23) 간의 간섭으로 인하여 벨트(40)의 수명이 단축되는 원인이 될 수 있다. 본 발명의 제 1실시예에서는 이와 같은 문제점을 해결 하기 위하여, 벨트(40)가 좌,우측으로 이동하는 이동력을 이용하여 벨트(40)의 사행현상으로 방지할 수 있는 사행방지부재(50)가 마련된다. 이하에서는, 도 3을 참조하여 본 발명의 제 1실시예에 따른 사행방지부재(50)에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 도 1 사행방지부재의 측면도이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 사행방지부재(50)는 벨트(40)의 측면(44)과 접촉하여 벨트(40)의 좌,우측 방향 이동력을 전달받는 제 1리브(52)와, 제 1리브(52)로 전달된 이동력을 회전력으로 전환시키는 회동축(53)과, 회동축(53)에 의하여 벨트(40)의 내면(42)과 접촉 또는 이격되는 제 2리브(54)와, 제 2리브(54)가 내면(42)과 멀어지는 방향으로 탄성력을 부여하는 탄성부재(56)를 포함한다.
사행방지부재(50)는 벨트(40)가 좌측 또는 우측 방향으로 치우쳐 회전하는 현상을 방지할 수 있도록 벨트(40)의 좌우측면에 인접하여 마련된다. 사행방지부재(50)에 의하여 벨트(40)가 프레임(도 2의 30)의 길이방향인 좌측 또는 우측으로 이동하는 현상이 방지된다. 즉, 프레임(도 2의 30)의 좌우측 끝단을 기준으로 한 프레임(도 2의 30)의 중심과 벨트(40)의 좌우측 끝단을 기준으로 한 벨트(40)의 중심 간의 오프셋(Offset)이 없거나 적게되도록 함을 의미한다. 벨트(40)가 정위치에서 회전하게 되면, 벨트(40)의 측면(44)이 좌,우측벽면(도 2의 23)과 간섭되지 않아 측면(44)의 손상이 방지된다. 사행방지부재(50)는 별도의 구동수단이 부가되지 않아도 비교적 간단한 구조로 벨트(40)의 사행을 방지한다. 즉, 벨트(40)가 좌우측 으로 이동되는 이동력에 의하여 작동하며 벨트(40)가 정위치로 되돌아가도록 한다.
제 1리브(52)는 벨트(40)가 측면으로 이동하는 경우 벨트(40)의 측면(44)과 접하게 되는 접촉부이다. 통상적으로 벨트(40)는 수평한 가로방향으로 배치되므로, 제 1리브(52)는 세로방향으로 마련된다. 다만, 제 1리브(52)는 수직하게 마련되어 있기보다는 벨트(40) 측으로 기울어진 형상으로 마련된다. 즉, 제 1리브(52)와 제 2리브(54)가 이루는 각도(a)는 예각인 형태로 마련됨이 바람직하다. 제 1리브(52)가 벨트(40) 측으로 기울어진 형상으로 마련되면, 제 1리브(52)와 벨트(40)의 측면(44)이 접촉된 후 제 2리브(54)가 벨트(40)의 내면(42)과 접촉하기 위하여 회동되어야 하는 거리가 짧아져 사행방지부재(50)의 작동을 위한 시간이 단축된다.
회동축(53)은 제 1리브(52)와 제 2리브(54) 사이의 절곡부에 마련된다. 벨트(40)의 측면(44)과 접촉하며 제 1리브(52)로 전달되는 힘은 벨트(40)의 수평방향 이동에 의한 수평력이다. 벨트(40)에 의하여 제 1리브(52)로 전달된 수평력은 회동축(53)에 의하여 회전방향(R)의 회동력으로 변환된다.
제 2리브(54)는 회동축(53)에 의한 회동력에 의하여 회전방향(R)으로 회전하여 벨트(40)의 내면(42)과 근접되는 가압부이다. 벨트(40)의 측면(44)과 접촉되는 부분에서 회동축(53) 까지의 길이를 높이(H)라 하고, 회동축(53)에서 제 2리브(54) 끝단 까지의 거리를 폭(W) 이라 할 때, 폭(W)을 높이(H)로 나눈 값이 0.1 내지 10이 되도록 높이(H)와 폭(W)을 조절할 수 있다. 폭(W)을 높이(H)로 나눈 값이 작으면 상대적으로 높이(H)가 큼을 의미한다. 지렛대의 원리를 고려할 때, 높이(H)가 크면 벨트(40)의 측면(44)에 의하여 전달되는 이동력이 작은 경우에도 제 2리 브(54)가 큰 힘으로 내면(42)과 접촉될 수 있음을 의미한다. 반대로, 폭(W)을 높이(H)로 나눈 값이 크면 상대적으로 폭(W)이 큼을 의미한다. 폭(W)이 크면 벨트(40)의 측면(44)이 제 1리브(52)를 조금만 이동시켜도 제 2리브(54)의 회동이 커진다. 따라서 제 2리브(54)가 내면(42)에 신속하게 접촉된다. 이와 같은 점들을 고려하여, 폭(W)과 높이(H)가 0.1 내지 10 사이가 되도록 조절한다. 한편, 제 2리브(54)가 최초위치에서 내면(42)과 접촉되는 위치에 이르기까지 회동되는 각도(d)는 0도에서 45도의 범위내에서 결정될 수 있으며, 회동되는 각도(d)의 구체적인 각도는 상술한 폭(W)과 높이(H) 간의 비의 결정과정과 유사한 과정을 거쳐 결정된다.
곡면접촉부(57)는 제 2리브(54)의 끝단에 마련되어, 실질적으로 벨트(40)의 내면(42)과 접촉된다. 내면(42)과 접촉되는 제 2리브(54)의 끝단이 날카로운 경우에는 벨트(40)를 손상시킬 수 있다. 이와 같은 현상을 방지하기 위하여, 제 2리브(54)의 끝단이 벨트(40)와 접촉되는 부분은 곡면형상으로 마련되어 벨트(40)의 손상을 방지한다. 본 발명의 제 1실시예에 대한 설명에서는, 제 2리브(54)의 끝단에 곡면접촉부(57)가 마련된 경우에 대하여 설명하지만, 제 2리브(54)의 끝단에는 내면(42)과 접촉하는 부분에 회전가능하게 마련된 구름부(미도시)가 마련되는 경우도 가능함은 물론이다. 구름부(미도시)는 내면(42)을 가압하는 동시에, 벨트(40)의 회전력에 의하여 회전한다. 따라서 벨트(40)의 손상이 방지될 수 있다.
탄성부재(56)는 제 2리브(54)가 벨트(40)의 내면(42)과 멀어지는 방향으로 탄성력을 부여한다. 탄성부재(56)가 마련됨으로 인하여, 벨트(40)의 측면(44)과 제 1리브(52)의 접촉이 해제되면 사행방지부재(50)는 회동축(53)을 중심으로 회전방 향(R)의 반대방향으로 회동하여 초기위치로 되돌아간다. 본 발명의 제 1실시예에 대한 설명에서는, 탄성부재(56)가 마련된 경우에 대하여 설명하였으나, 사행방지부재(50)의 자중에 의하여 스스로 초기위치로 되돌아갈 수 있는 경우에는 탄성부재(56)가 마련되지 않은 경우도 가능함은 물론이다.
이러한 구성에 의하여 본 발명의 제 1실시예에 따른 사행방지부재의 작동을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4 및 도 5는 도 2 정착장치의 작동을 보인 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 사행방지부재(50)는 벨트(40)의 양 측면에 마련된다. 구동모터(12)가 회전하면, 가압롤러축(27)으로 전달된 구동력에 의하여 가압롤러(26)가 회전한다. 가압롤러(26)가 회전하면, 가열롤러(22)의 외면에 마련된 벨트(40)도 회전하게 된다. 한편, 가열롤러(22)의 내부에 마련된 가열부(도 2의 35)도 작동이 개시되어 가열롤러(22)의 전반적인 온도가 급격히 상승된다.
한편, 벨트(40)와 프레임(30) 간의 조립공차, 벨트(40)와 프레임(30)의 온도불균일로 인하여 발생하는 불균일한 수축 및 팽창, 회전운동 하는 벨트(40)의 미세한 기울어짐 등의 복합적인 요인으로 인하여 벨트(40)와 프레임(30)이 접촉된 부위의 일 부분에 다른 부분과 다른 힘이 가해지거나 가해지던 힘이 줄어드는 현상이 발생할 수 있다. 즉, 벨트(40)와 프레임(30)의 접촉부위에 분포된 힘이 균일하지 않고 불균일성을 보이는 힘의 불안정 상태가 발생할 수 있다.
벨트(40)에 힘의 불안정이 발생하면, 불안정을 해소하고 안정된 상태로 돌아가고자 하는 이동력이 발생한다. 벨트(40)는 프레임(30)의 외면에 감겨져 있으므 로, 이동력은 벨트(40)가 프레임(30)의 좌측 혹은 우측으로 이동되도록 한다.
이와 같이, 불안정한 상태를 해소하고 안정한 상태로 이동하여 에너지 포텐셜을 최소화하는 방향으로 변형 또는 변위가 발생하는 현상을 '최소 전 포텐셜 에너지의 원리(Minimum Total Potential Energy Principle)'라 한다. 최소 전 포텐셜 에너지의 원리는, 오목한 그릇 속에 들어있는 구슬이 그릇의 가장 아래쪽으로 이동하여 멈추거나, 눈이 쌓여 있는 나뭇가지가 아래쪽으로 쳐지는 등의 현상으로 설명될 수 있다. 상술한 두 예에서 가장 아래쪽은 최소의 에너지를 갖는 위치임을 의미하며, 즉 평형을 만족하는 안정된 상태임을 말한다.
이동력에 의하여 프레임(30)의 좌측 혹은 우측으로 이동한 벨트(40)를 방치하는 경우에는, 프레임(30)과 간섭되는 벨트(40)의 측면(44)이 파손될 수 있다. 사행방지부재(50)는 벨트(40)의 이동력에 대응된 외력을 가함으로써 벨트(40)가 이동하여 온 방향으로 되돌아 갈 수 있도록 한다.
힘의 불안정에 의하여 발생한 이동력에 의하여 일방향(I)으로 이동된 벨트(40)의 측면(44)이 제 1리브(52)에 닿게 된다. 제 1리브(52)에 벨트(40)가 접촉하여 이동력을 전달하게 되면, 회동축(53)을 중심으로 하여 사행방지부재(50)가 회동하며 제 2리브(54)가 벨트(40)의 내면(42)과 접촉된다.
제 2리브(54)가 벨트(40)의 내면(42)과 접촉되는 순간에, 벨트(40)는 힘을 받으며 변형이 발생한다. 상술한 '최소 전 포텐셜 에너지의 원리'를 적용한다면, 벨트(40)의 타측에서 발생한 힘의 불안정을 해소하기 위한 이동력에 의하여 일방향(I)으로 이동한 벨트(40)가, 불안정을 해소하는 과정에서 일측에 또 다른 힘의 불안정이 발생하였음을 의미한다. 최초에 이동력을 발생시킨 일측의 불안정한 힘과 제 2리브(54)에 의하여 발생된 타측의 불안정한 힘이 상쇄되면 벨트(40)에 분포하는 힘은 평형상태에 이르게 되어 그 위치에 머무르게 된다. 한편, 일측의 불안정성 보다 제 2리브(54)에 의하여 발생된 타측의 불안정성이 더 큰 경우에는, 제 2리브(54)에 의하여 발생된 불안정성을 해소하기 위하여 일방향(I)의 반대 방향, 즉 벨트(40)가 진행하여 온 방향쪽으로 되돌아가게 되는 이동력이 발생된다.
사행방지부재(50)는 별도의 작동장치 없이도, 벨트(40)의 이동력이 커서 제 1부재(52)을 강하게 가압하면 제 2부재(54)가 벨트(40)의 내면(42)을 강하게 가압하고, 이동력이 작아서 제 1부재(52)를 약하게 가압하면 제 2부재(54)가 벨트(40)의 하면(42)을 약하게 가압하며 자연스럽게 벨트(40)가 정위치로 되돌아 가도록 유도한다. 나아가, 제 1, 2부재(52, 54)의 크기 및 제 1, 2부재(52, 54)가 이루는 각도를 조절함으로써 벨트(40)가 동일한 이동력으로 제 1부재(52)를 가압하는 경우에도 내면(42)을 가압하는 힘의 크기를 다양하게 변형시킬 수 있다. 즉, 상술한 요소들을 조절함으로써 일방향(I)으로 이동되어 오던 벨트(40)를 이동되어 온 방향의 반대방향인 일방향(I)의 역방향으로 되돌려 보낼 수 있다. 따라서, 벨트(40)의 측면(44)이 프레임(30)과 접촉되는 현상을 방지할 수 있어 벨트(40)의 손상이 미연에 방지된다.
도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 사행방지부재의 측면도로서, 본 발명의 제 1실시예와 다른 부분만을 설명하고자 하며, 설명을 위하여 필요한 경우 제 1실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 인용하고 변경된 부분 에 대해서는 'a'를 부가한 참조부호를 부여하여 인용하기로 한다.
본 발명의 제 2실시예에 따른 사행방지부재(50a)는 벨트(40)의 내면(42) 가압하는 제 2리브(54a)의 끝단에 구름부(57a)가 마련된다. 구름부(57a)는 회전하는 벨트(40)의 회전방향에 따라서 회전할 수 있도록 마련된다. 구름부(57a)는 벨트(40)와의 마찰력을 감소시켜 벨트(40)의 손상을 방지한다.
도 7은 본 발명의 제 3실시예에 따른 사행방지부재의 작동을 보인 단면도로서, 본 발명의 제 1실시예와 다른 부분만을 설명하고자 하며, 설명을 위하여 필요한 경우 제 1실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 인용하고 변경된 부분에 대해서는 'b'를 부가한 참조부호를 부여하여 인용하기로 한다.
본 발명의 제 3실시예에 따른 사행방지부재(50b)는 벨트(40)의 외면(46)을 가압한다. 외면(46)과 접촉하는 제 2리브(54b)의 끝단에는 곡면접촉부(57b)가 마련된다. 벨트(40)의 내면(42)에는 프레임(30)과의 마찰을 감소시키기 위하여 일정량의 오일이 도포되는데, 벨트(40)가 회전함에 따라 도포된 오일이 측면(44)을 통하여 외면(46)으로 유출되는 경우가 발생할 수 있다. 이와 같은 경우에, 외면(46)과 접촉되는 곡면접촉부(57b)는 외면(46)으로 유출된 오일을 닦아내는 역할을 할 수 있게 된다.
본 발명의 제 2실시예에서는, 사행방지부재(50b)가 벨트(40)의 외면(46) 상단을 가압하는 경우에 대하여 도시하고 있지만, 외면(46)이라면 가압롤러(26)와 간섭되지 않는 범위 내에서 벨트(40)의 측단 등 어느 위치에도 설치가능함은 물론이다.
또한, 본 발명의 제 2실시예에서는, 제 2리브(54b)의 외면(46)과 접촉되는 부위가 곡면접촉부(57b)인 경우에 대하여 도시하고 있지만, 접촉되는 부위가 회전가능하게 마련된 구름부(미도시)인 경우도 가능하다.
전술한 실시예들에서는, 사행방지부재가 벨트의 양단에 각 1개씩 마련된 경우에 대하여 설명하였으나, 사행방지부재의 개수가 이에 한정되지 않음은 물론이다.
또한, 전술한 실시예들에서는, 제 1리브에서 일정 각도 절곡되어 마련된 제 2리브 형상의 사행방지부재에 대하여 설명하였으나, 제 1리브에서 제 2리브를 이루는 구간이 곡선부로 마련되어 있는 형상도 가능하다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 화상형성장치의 단면도이다.
도 2는 도 1 정착장치의 부분 절개사시도이다.
도 3은 도 1 사행방지부재의 측면도이다.
도 4 및 도 5는 도 2 정착장치의 작동을 보인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 사행방지부재의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제 3실시예에 따른 사행방지부재의 작동을 보인 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
10 : 화상형성장치 20 : 정착장치
22 : 가열롤러 26 : 가압롤러
30 : 프레임 40 : 벨트
50 : 사행방지부재 60 : 본체

Claims (20)

  1. 프레임;
    상기 프레임의 외주에 회전가능하게 마련된 벨트; 및
    상기 벨트의 적어도 어느 일면을 가압하여, 상기 프레임의 길이방향 중심선과 상기 벨트의 길이방향 중심선 사이의 오프셋을 감소시키는 방향으로 상기 벨트를 이동시키는 사행(斜行, Lateral Slip)방지부재를 포함하고,
    상기 사행방지부재는,
    상기 사행방지부재 측으로 이동하는 상기 벨트와 접촉하는 접촉부와,
    상기 접촉부에 연동되어 상기 벨트를 가압하는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트어셈블리.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 사행방지부재는,
    상기 오프셋이 커지는 방향으로 이동하는 상기 벨트의 이동력에 의하여 작동하는 것을 특징으로 하는 벨트어셈블리.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 접촉부는 상기 벨트의 측면과 접촉하여 상기 벨트의 상기 길이방향 이동력을 전달받는 제 1리브이고,
    상기 가압부는 상기 제 1리브로 전달된 상기 이동력에 의하여 상기 벨트의 일면을 가압하는 제 2리브인 것을 특징으로 하는 벨트어셈블리.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2리브는,
    상기 제 1리브의 일단이 상기 벨트의 일면 측으로 절곡되어 마련된 것을 특징으로 하는 벨트어셈블리.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1리브와 상기 제 2리브가 이루는 각도가 예각이 되도록 상기 절곡이 이루어진 것을 특징으로 하는 벨트어셈블리.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 사행방지부재는,
    상기 이동력에 의하여 상기 제 2리브가 상기 벨트의 일면 측으로 회동되도록 하는 회동축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트어셈블리.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 사행방지부재는,
    상기 제 2리브가 상기 벨트의 일면과 가압해제되도록 하는 방향으로 상기 제 1리브에 탄성력을 부여하는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트어셈블리.
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2리브는,
    곡면을 이루며 상기 벨트의 일면과 접촉되는 곡면접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트어셈블리.
  10. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2리브는,
    상기 벨트의 일면을 가압하되, 상기 가압되는 벨트의 회전력에 의하여 회전되는 구름부를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트어셈블리.
  11. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1리브의 길이에 대한 상기 제 2리브의 길이의 비는 0.1 내지 10인 것을 특징으로 하는 벨트어셈블리.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 사행방지부재는,
    상기 벨트의 양 측면에 인접하여 마련되며,
    상기 벨트의 내면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 벨트어셈블리.
  13. 프레임의 외주에 회전가능하게 마련된 벨트;
    상기 벨트의 상기 프레임 길이방향 이동력에 의해 상기 벨트의 내면 또는 외면 중 적어도 어느 일면을 가압하여, 상기 벨트의 측면과 상기 프레임간의 간섭을 방지하는 사행방지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트어셈블리.
  14. 회전가능하도록 마련된 가압유닛;
    상기 가압유닛의 외면에 밀착된 가열유닛;
    상기 가열유닛의 외면을 형성하며, 상기 가압유닛의 회전력을 전달받아 회전하는 벨트; 및
    상기 벨트가 상기 가열유닛의 양 끝단 중 어느 일측으로 이동하는 경우, 상기 벨트외 접촉하여 상기 벨트가 이동되어 온 방향의 역방향으로 상기 벨트를 이동시키는 사행방지부재를 포함하고,
    상기 사행방지부재는,
    상기 사행방지부재 측으로 이동하는 상기 벨트와 접촉하는 접촉부와,
    상기 접촉부에 연동되어 상기 벨트를 가압하는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치..
  15. 삭제
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 접촉부는 이동된 상기 벨트의 측면과 접촉되는 제 1리브이고,
    상기 가압부는 상기 제 1리브의 일단이 절곡되어 상기 벨트의 내면과 외면 중 적어도 어느 일면과 접촉되는 제 2리브인 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 사행방지부재는,
    상기 제 1,2리브의 절곡부에 마련된 회동축과,
    상기 제 2리브가 상기 일면과 접촉해제 되는 방향으로 상기 사행방지부재에 탄성바이어스를 부여하는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
  18. 인쇄매체가 이송되는 이송경로;
    상기 이송경로 상에 마련된 정착장치;
    상기 정착장치에 상호 대응되도록 마련된, 가압롤러와 가열롤러; 및
    상기 가열롤러의 외면을 이루는 벨트의 내면과 외면 중 적어도 어느 일면을 가압하여, 상기 벨트가 상기 가열롤러의 양 끝단과 일정한 거리를 유지하며 회전하도록 하는 사행방지부재를 포함하고,
    상기 사행방지부재는,
    상기 사행방지부재 측으로 이동하는 상기 벨트와 접촉하는 접촉부와,
    상기 접촉부에 연동되어 상기 벨트를 가압하는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 접촉부는 상기 벨트의 측면과 접촉되는 제 1리브이고,
    상기 가압부는 상기 제 1리브가 예각을 이루며 절곡되어 상기 벨트의 일면을 가압하는 제 2리브이고,
    상기 사행방지부재는 상기 절곡된 부위에 마련되어 상기 벨트의 측면과 상기 제 1리브의 접촉력을 회전력으로 변환시키는 회전축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 제 2리브에는 상기 벨트와 접촉되는 접촉면이 마련되며,
    상기 접촉면은,
    상기 벨트와의 마찰력을 감소시키기 위하여 곡면형상으로 마련된 것을 특징으로 하는 화상형상장치.
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