KR101899857B1

KR101899857B1 - 벨트타입 정착장치 및 이를 구비한 화상형성장치

Info

Publication number: KR101899857B1
Application number: KR1020140075660A
Authority: KR
Inventors: 김준태; 이승준; 이동우; 설동진; 배수환; 이봉희
Original assignee: 에이치피프린팅코리아 주식회사
Priority date: 2014-01-06
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2018-09-19
Also published as: CN105900021A; KR20150082055A; EP3093715B1; CN105900021B; US20160327893A1; EP3093715A4; EP3093715A1; US9772590B2

Abstract

벨트타입 정착장치는 정착롤러; 상기 정착롤러와 마주하도록 설치되는 정착벨트; 상기 정착벨트의 내측에 설치되며, 상기 정착벨트가 상기 정착롤러와 접촉하여 정착 닙을 형성하도록 상기 정착벨트를 지지하는 닙형성부재; 상기 정착벨트의 양단을 지지하도록 설치되며, 상기 정착벨트에 의해 회전하는 한 쌍의 슬라이딩 부재; 상기 한 쌍의 슬라이딩 부재를 회전 가능하도록 지지하는 한 쌍의 플랜지 부재; 및 상기 정착벨트의 내부에 설치되며, 열을 발생하는 열원;을 포함하며, 상기 한 쌍의 슬라이딩 부재의 회전 중심이 상기 정착롤러의 회전 중심보다 인쇄매체 이송방향으로 상류 측에 위치한다.

Description

벨트타입 정착장치 및 이를 구비한 화상형성장치{Belt type fixing apparatus and image forming apparatus having the same}

본 발명은 화상 형성장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인쇄매체에 화상을 정착하는 정착장치에 관한 것이다.

일반적으로, 레이저 프린터와 같은 전자사진방식 화상 형성장치는 인쇄매체에 소정의 화상에 대응하는 현상제 화상을 형성하고, 이 현상제 화상에 열과 압력을 가하여 화상을 인쇄매체 상에 영구적으로 고착시키는 정착장치를 사용한다.

정착장치는 한 쌍의 롤러, 즉 인쇄매체에 가할 열을 발생시키는 가열롤러와 인쇄매체에 소정의 압력을 가하는 정착롤러로 구성된다.

그러나, 요즘은 고속의 인쇄를 위한 화상 형성장치에는 가열롤러 대신에 무단벨트인 정착벨트를 사용하는 정착장치가 많이 사용되고 있다.

그러나, 정착벨트를 사용하는 정착장치는 정착벨트의 반복적이 회전에 의해 정착벨트의 양단부에 피로 균열이 발생하여 수명이 짧다는 문제점이 있다.

따라서, 정착벨트 양단의 피로 균열을 억제해 사용 수명을 늘릴 수 있는 정착장치의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 정착벨트의 단부의 피로 균열의 발생을 최소화함으로써 수명을 늘릴 수 있는 벨트타입 정착장치를 제공하는 것과 관련된다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 벨트타입 정착장치는, 정착롤러; 상기 정착롤러와 마주하도록 설치되는 정착벨트; 상기 정착벨트의 내측에 설치되며, 상기 정착벨트가 상기 정착롤러와 접촉하여 정착 닙을 형성하도록 상기 정착벨트를 지지하는 닙형성부재; 상기 정착벨트의 양단의 내면을 지지하도록 설치되며, 상기 정착벨트의 내면을 지지함과 동시에 상기 정착벨트의 내측에서 상기 정착벨트와 함께 회전할 수 있는 한 쌍의 슬라이딩 부재; 및 상기 한 쌍의 슬라이딩 부재를 회전 가능하도록 지지하는 한 쌍의 플랜지 부재;를 포함할 수 있다.

이때, 상기 정착롤러에 의해 상기 정착벨트가 회전할 때, 상기 슬라이딩 부재가 상기 플랜지 부재에 대해 회전하는 제1속도는 상기 정착벨트가 상기 슬라이딩 부재에 대해 회전하는 제2속도보다 큰 것이 바람직하다.

또한, 상기 정착벨트는 상기 슬라이딩 부재와 일체로 회전하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 슬라이딩 부재는, 상기 정착벨트의 양단의 내면을 지지하는 내면 지지부; 및 상기 내면 지지부에 대해 수직한 방향으로 형성되며 상기 정착벨트의 중심축 방향의 이동을 제한하는 플랜지;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 슬라이딩 부재의 상기 내면 지지부와 상기 플랜지는 분리된 별개의 부품으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 슬라이딩 부재의 상기 내면 지지부와 상기 플랜지는 한 개의 몸체로 형성될 수 있다.

또한, 상기 슬라이딩 부재의 상기 플랜지는 상기 내면 지지부에 대해 수직한 면에 대해 경사진 진입면을 포함할 수 있다.

또한, 상기 진입면은 상기 슬라이딩 부재의 상기 내면 지지부에 대해 수직한 면에 대해 15도에서 75도 사이의 각도로 경사진 평면으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 진입면은 곡면으로 형성되며, 상기 곡면의 시작점과 끝점을 연결하는 직선은 상기 슬라이딩 부재의 상기 내면 지지부에 대해 수직한 면에 대해 15도에서 75도 사이의 각도를 이루도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 진입면은 볼록한 곡면 또는 오목한 곡면으로 형성될 수 있다.

또한, 벨트타입 정착장치는 상기 정착벨트의 내부에 설치되며, 열을 발생하는 열원;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 슬라이딩 부재의 회전 중심이 상기 정착롤러의 회전 중심보다 인쇄매체 이송방향으로 상류 측에 위치할 수 있다.

또한, 상기 슬라이딩 부재의 회전 중심은 상기 닙형성부재의 중심선에 대해 상기 인쇄매체 이송방향으로 상류 측에 위치할 수 있다.

또한, 상기 플랜지 부재는, 고정 몸체; 및 상기 고정 몸체에서 연장되며, 상기 슬라이딩 부재가 회전 가능하도록 지지하는 슬라이딩 지지부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 플랜지 부재는 상기 슬라이딩 부재와의 마찰을 줄일 수 있는 마찰저감부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 마찰저감부는 상기 슬라이딩 부재의 내면과 마주하는 상기 슬라이딩 지지부의 표면에 형성된 적어도 3개의 제1돌출부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 마찰저감부는 상기 슬라이딩 부재의 측면과 마주하는 상기 고정 몸체의 일면에 형성된 적어도 3개의 제2돌출부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 마찰저감부는 상기 슬라이딩 부재의 내면과 마주하는 상기 슬라이딩 지지부의 표면에 형성된 적어도 3개의 제1돌출부와 상기 슬라이딩 부재의 측면과 마주하는 상기 고정 몸체의 일면에 형성된 적어도 3개의 제2돌출부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르는 벨트타입 정착장치는, 정착롤러; 상기 정착롤러와 마주하도록 설치되는 정착벨트; 상기 정착벨트의 내측에 설치되며, 상기 정착벨트가 상기 정착롤러와 접촉하여 정착 닙을 형성하도록 상기 정착벨트를 지지하는 닙형성부재; 상기 정착벨트의 양단의 내면을 지지하도록 설치되며, 상기 정착벨트의 내면을 지지함과 동시에 상기 정착벨트의 내측에서 상기 정착벨트와 함께 회전할 수 있는 한 쌍의 슬라이딩 부재; 및 상기 한 쌍의 슬라이딩 부재를 회전 가능하도록 지지하는 한 쌍의 플랜지 부재;를 포함하며, 상기 한 쌍의 플랜지 부재 각각은 상기 한 쌍의 슬라이딩 부재 각각과의 마찰을 줄이는 마찰저감부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 마찰저감부는 상기 슬라이딩 부재와 선 접촉 또는 점 접촉하도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 마찰저감부는 상기 슬라이딩 부재의 내면과 마주하는 상기 플랜지 부재의 슬라이딩 지지부의 표면에 형성된 적어도 3개의 제1돌출부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 마찰저감부는 상기 슬라이딩 부재의 측면과 마주하는 상기 플랜지 부재의 일면에 형성된 적어도 3개의 제2돌출부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 마찰저감부는 상기 슬라이딩 부재의 내면과 마주하는 상기 플랜지 부재의 슬라이딩 지지부의 표면에 형성된 적어도 3개의 제1돌출부와 상기 슬라이딩 부재의 측면과 마주하는 상기 플랜지 부재의 일면에 형성된 적어도 3개의 제2돌출부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에서, 화상 형성장치는 인쇄매체에 화상을 형성하는 화상형성유닛; 및 상기 화상형성유닛에서 상기 인쇄매체에 형성된 화상을 정착하는 것으로서, 상술한 특징 중 적어도 한 개의 특징을 갖는 벨트타입 정착장치;를 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치를 개략적으로 나타내는 사시도;
도 2는 도 1의 벨트타입 정착장치의 분리 사시도;
도 3은 도 1의 벨트타입 정착장치를 선 3-3에서 절단하여 나타낸 단면도;
도 4는 도 1의 벨트타입 정착장치의 플랜지 부재를 나타내는 사시도;
도 5는 도 1의 벨트타입 정착장치의 슬라이딩 부재를 나타내는 사시도;
도 6은 도 1의 벨트타입 정착장치의 슬라이딩 부재를 플랜지 부재에 설치한 상태를 나타내는 사시도;
도 7은 도 1의 벨트타입 정착장치를 선 7-7에서 절단하여 나타낸 부분 단면도;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치에서 정착벨트의 사행이 발생하였을 때, 정착벨트와 슬라이딩 부재의 관계를 나타내는 도면;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치에 사용되는 슬라이딩 부재의 진입부 구조를 나타내는 단면도;
도 10은 도 6의 슬라이딩 부재가 설치된 플랜지 부재의 정면도;
도 11은 도 6의 슬라이딩 부재가 설치된 플랜지 부재의 측면도;
도 12는 다른 예에 따르는 마찰저감부를 구비한 플랜지 부재의 정면도;
도 13a는 플랜지 부재의 마찰저감부의 제1돌출부가 삼각 기둥 형상인 경우를 나타내는 부분 사시도;
도 13b는 플랜지 부재의 마찰저감부의 제1돌출부가 오각 기둥 형상인 경우를 나타내는 부분 사시도;
도 14는 마찰저감부의 제1돌출부가 구면인 플랜지 부재의 사시도;
도 15는 다른 예에 따르는 마찰저감부를 구비한 플랜지 부재가 슬라이딩 부재를 지지하는 상태를 나타내는 정면도;
도 16은 다른 예에 따르는 마찰저감부를 구비한 플랜지 부재의 사시도;
도 17은 슬라이딩 부재가 설치된 도 16의 플랜지 부재를 나타내는 정면도;
도 18은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치에 사용되는 슬라이딩 부재의 다른 예를 나타낸 사시도;
도 19는 도 18과 같은 분리형 슬라이딩 부재를 사용하는 경우에 플랜지 부재, 슬라이딩 부재, 및 정착벨트의 관계를 나타내는 부분 단면도;
도 20은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치를 포함하는 화상 형성장치의 일 예를 나타내는 개략 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 벨트타입 정착장치의 실시 예들에 대하여 상세하게 설명한다.

이하에서 설명되는 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 벨트타입 정착장치의 분리 사시도이다. 또한, 도 3은 도 1의 벨트타입 정착장치를 선 3-3에서 절단하여 나타낸 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치(1)는 정착롤러(10), 정착벨트(20), 닙형성부재(30), 한 쌍의 슬라이딩 부재(40), 한 쌍의 플랜지 부재(50), 및 열원(60)을 포함한다.

정착롤러(10)는 인쇄매체(P)에 소정의 압력을 가하는 것으로서, 롤러 형상으로 형성된다. 정착롤러(10)는 알루미늄이나 스틸과 같은 금속 재료로 형성되는 샤프트(11)와 탄성 변형하여 정착벨트(20)와의 사이에 정착 닙(N)을 형성하는 탄성층(13)을 포함한다. 탄성층(13)은 통상적으로 실리콘 고무로 형성된다. 도 1 내지 도 3에는 도시되어 있지 않지만 정착롤러(10)는 모터와 같은 구동원으로부터 동력을 전달받아 회전하도록 구성된다. 정착롤러(10)가 구동원에 의해 회전하는 구조는 종래 기술에 의한 정착롤러의 구동 구조와 동일하거나 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.

정착벨트(20)는 인쇄매체(P)에 소정의 열을 가하는 것으로서, 종래 기술에 의한 가열롤러와 동일하게 열원에 의해 가열되어 정착 닙(N)을 지나는 인쇄매체(P)에 열을 전달한다. 따라서, 정착벨트(20)는 정착롤러(10)와 마주하도록 설치되며, 정착롤러(10)와 함께 인쇄매체(P)가 통과하는 정착 닙(NIP)을 형성한다. 정착벨트(20)는 정착롤러(10)가 회전하면, 정착벨트(20)와 정착롤러(10) 사이의 마찰력에 의해 회전한다. 정착벨트(20)의 축 방향 길이는 정착롤러(10)의 축 방향 길이보다 길게 형성된다. 정착벨트(20)는 금속, 내열성 폴리머 등의 단일층으로 구성되거나 금속이나 내열성 폴리머로 형성된 기본층에 탄성층과 보호층을 추가하여 구성될 수 있다. 이와 같은 정착벨트(20)는 종래 기술에 의한 벨트타입 정착장치에 사용되는 정착벨트와 동일하거나 유사한 것을 사용할 수 있으므로, 정착벨트(20)의 상세한 설명은 생략한다.

닙형성부재(30)는 정착벨트(20)의 내측에 설치되며, 정착벨트(20)가 정착롤러(10)와 접촉하여 정착 닙(N)을 형성하도록 정착벨트(20)의 내면을 지지한다. 닙형성부재(30)는 정착롤러(10)의 길이보다 긴 길이를 갖는다. 따라서, 정착롤러(10)와 정착벨트(20)가 접촉하여 정착 닙(N)을 형성할 때, 정착롤러(10)에 의한 정착벨트(20)의 양 단부의 굽힘이 발생하지 않는다. 구체적으로, 닙형성부재(30)는 정착벨트(20)의 내면과 접촉하여 정착벨트(20)를 가이드하는 가이드부재(31)와 가이드부재(31)의 상부에 배치되어 가이드부재(31)를 가압 및 지지하는 지지부재(32)를 포함한다.

가이드부재(31)는 정착벨트(20)의 내면과 접촉하여 정착 닙(N)을 형성하며, 정착 닙(N) 부근에서 정착벨트(20)가 원활하게 주행할 수 있도록 정착벨트(20)를 가이드한다. 가이드부재(31)는 그 단면이 대략 바닥이 평평한 U자 형상을 갖는 채널 형상으로 형성되며, 그 내측으로 지지부재(32)가 설치된다. 가이드부재(31)의 양측면에는 열차단부재(34)가 결합된다.

지지부재(32)는 가이드부재(31)의 굽힘 변형을 최소화할 수 있도록 가이드부재(31)를 보강한다. 지지부재(32)는 대략 바닥이 평형한 U자 형상의 단면을 갖는 채널 형상으로 형성되며, 가이드부재(31)의 내측에 설치된다. 지지부재(32)는 바닥이 평평한 U자 형상 외에도, I자 빔, H자 빔 등과 같은 단면 관성 모멘트가 큰 구조로 형성될 수 있다.

열차단부재(34)는 열원(60)에서 생성되는 열이 직접 가이드부재(31)로 복사되는 것을 방지한다. 이를 위해 열차단부재(34)는 가이드부재(31)와 지지부재(32)를 덮을 수 있도록 가이드부재(31)와 지지부재(32)의 상측에 설치된다. 구체적으로, 열차단부재(34)는 가이드부재(31)에 삽입된 지지부재(32)의 상측으로 열원(60)의 아래에 설치된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 닙형성부재(30)의 하면, 즉 가이드부재(31)의 하면(31a)이 정착벨트(20)의 내면과 접촉하고, 가이드부재(31)의 하면(31a)에 의해 지지되는 정착벨트(20)의 부분과 접촉하는 정착롤러(10)의 상측 부분이 정착 닙(N)을 형성한다. 따라서, 정착롤러(10)가 회전하면, 정착롤러(10)와의 마찰에 의해 정착벨트(20)가 회전하게 된다. 이때, 닙형성부재(30)는 정착 닙(N)의 중심이 인쇄매체(P)의 진입방향(화살표 A)으로 슬라이딩 부재(40)의 회전 중심(O1)보다 하류에 형성되도록 정착벨트(20)의 내부에 설치된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 닙형성부재(30)의 중심선(CL)이 슬라이딩 부재(40)의 회전 중심(O1)에 대해 인쇄매체(P)의 이송방향(화살표 A)의 하류에 위치하도록 닙형성부재(30)를 정착벨트(20)의 내부에 설치하면, 정착 닙(N)이 슬라이딩 부재(40)의 회전 중심(O1)보다 인쇄매체(P)의 이송방향(화살표 A)으로 하류에 위치하게 된다. 이와 같이 정착벨트(20)의 내부에 닙형성부재(30)를 설치하여 정착벨트(20)를 지지하고, 정착롤러(10)의 회전 중심(O2)과 슬라이딩 부재(40)의 회전 중심(O1)이 일정 거리(d) 이격되도록 설치되면, 종래 기술에 의한 정착장치에서 정착롤러(10)의 가압력에 의해 정착벨트(20)의 양단 부근에서 발생하는 피로 균열을 최소화할 수 있다.

한 쌍의 슬라이딩 부재(40)는 정착벨트(20)의 양단에 설치되며, 정착벨트(20)의 양단의 내면을 지지하고 정착벨트(20)의 중심축 방향으로의 이동을 제한한다. 한 쌍의 슬라이딩 부재(40)는 정착벨트(20)가 정착롤러(10)에 의해 회전할 때, 정착벨트(20)의 양단에 피로 균열이 발생하는 것을 최소화하기 위해 설치된다. 한 쌍의 슬라이딩 부재(40)와 상술한 닙형성부재(30)의 배치에 의해, 정착벨트(20)는 도 3에 도시된 바와 같은 프로파일을 형성한다. 한 쌍의 슬라이딩 부재(40)의 상세한 구조는 후술한다.

한 쌍의 플랜지 부재(50)는 한 쌍의 슬라이딩 부재(40)를 회전 가능하도록 지지한다. 따라서, 정착벨트(20)가 정착롤러(10)와의 마찰력에 의해 회전할 때, 정착벨트(20)는 플랜지 부재(50)와 직접 마찰하면서 회전하지 않고, 정착벨트(20)와 플랜지 부재(50) 사이에 설치된 한 쌍의 슬라이딩 부재(40)를 통해 회전한다.

도 4를 참조하면, 플랜지 부재(50)는 고정 몸체(52)와 슬라이딩 지지부(51)로 구성된다. 고정 몸체(52)는 정착장치의 프레임 또는 본체(101) 내부의 프레임(90)에 고정될 수 있도록 형성된다. 고정 몸체(52)는 대략 직육면체 형상으로 형성되며, 전면에는 슬라이딩 지지부(51)가 마련되고, 양 측면에는 프레임(90)(도 1 및 도 2 참조)에 삽입될 수 있는 고정 홈(52a)이 마련된다. 본 실시예에서는 고정 몸체(52)가 고정 홈(52a)에 의해 프레임(90)에 고정되는 것을 예로 들었으나 고정 몸체(52)를 프레임(90)에 고정하는 방법이 이에 한정되는 것은 아니다. 고정 몸체(52)는 나사 체결과 같은 다양한 방법으로 프레임(90)에 고정될 수 있다.

슬라이딩 지지부(51)는 고정 몸체(52)의 중심에서 편심되어 형성될 수 있다. 슬라이딩 지지부(51)의 아래에는 열원(60)이 삽입되는 관통공(54)이 형성된다. 관통공(54)의 아래에는 닙형성부재(30)가 고정되는 2개의 고정홈(55)이 마련된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 닙형성부재(30)의 양단, 구체적으로 가이드부재(31)의 양단에는 플랜지 부재(50)의 2개의 고정홈(55)에 삽입되는 2개의 고정바(33)가 마련된다.

슬라이딩 지지부(51)는 고정 몸체(52)의 전면에서 수직하게 연장되며, 슬라이딩 부재(40)가 회전할 수 있도록 지지한다. 슬라이딩 지지부(51)는 슬라이딩 부재(40)의 회전을 지지하면서, 정착벨트(20)의 회전시 슬라이딩 부재(40)에 걸리는 하중을 지지할 수 있는 한 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 도 4에는 하부에 공간을 마련하기 위해 대략 얇은 판상으로 원호 형상으로 형성된 슬라이딩 지지부(51)가 도시되어 있다. 따라서, 슬라이딩 지지부(51)의 아래에는 열원(60)이 설치될 수 있는 공간이 마련된다. 이때, 슬라이딩 지지부(51)는 반원보다 크거나 작은 원호 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우에는 슬라이딩 지지부(51)는 대략 반원 형상으로 형성된다.

또한, 슬라이딩 부재(40)의 회전시 슬라이딩 부재(40)와 플랜지 부재(50) 사이의 마찰을 줄여 정착벨트(20)의 수명을 향상할 수 있도록 플랜지 부재(50)에는 마찰저감부(70)가 마련될 수 있다. 플랜지 부재(50)의 마찰저감부(70)에 대해서는 아래에서 상세하게 설명한다.

플랜지 부재(50)는 내열성이 높은 재료로 형성할 수 있다. 예를 들면, 플랜지 부재(50)는 PPS(Poly Phenylene Sulfide) 등으로 형성할 수 있다.

열원(60)은 정착벨트(20)의 내부에 설치되며, 열을 발생하여 정착벨트(20)를 정착 온도까지 가열한다. 열원(60)은 도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 플랜지 부재 (50) 사이에 닙형성부재(30)의 상측에 설치된다. 열원(60)은 플랜지 부재(50)에 마련된 관통공(54)을 통해 정착벨트(20)의 내부로 삽입될 수 있다. 열원(60)으로는 할로겐 램프나 세라믹 히터 등이 사용될 수 있다. 열원(60)에는 전기를 공급하는 전선이 연결된다. 다만, 도 2에는 도시의 편의를 위해 전선이 생략되어 있다. 이와 같은 열원(60)은 종래 기술에 의한 정착장치에 사용되는 열원을 그대로 사용할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

이상의 설명에서는 열원(60)이 닙형성부재(30)의 상측에 설치되어 복사에 의해 정착벨트(20)를 가열하는 구성에 대해 설명하였으나, 열원(60)이 정착벨트(20)를 직접 가열하도록 구성할 수도 있다. 즉, 열원(60)으로서 세라믹 히터를 정착 닙(N) 근처에 가이드부재(31)의 하면(31a)에 설치하여, 세라믹 히터가 정착벨트(20)의 내면을 직접 가열하도록 할 수 있다. 열원(60)의 다른 예로서는, 면상발열체(미도시)를 사용할 수 있다. 면상발열체는 전류가 공급되면 열을 생성하는 전기저항체로서, 정착벨트(20)의 외면과 내면 사이에 샌드위치되는 층을 이루도록 형성될 수 있다.

이하, 첨부된 도 5 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치(1)에 사용되는 슬라이딩 부재(40)에 대해 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치의 슬라이딩 부재를 나타내는 사시도이다. 도 6은 벨트타입 정착장치의 슬라이딩 부재를 플랜지 부재에 설치한 상태를 나타내는 사시도이다. 도 7은 도 1의 벨트타입 정착장치를 선 7-7에서 절단하여 나타낸 부분 단면도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치에서 정착벨트의 사행이 발생하였을 때, 정착벨트와 슬라이딩 부재의 관계를 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치에 사용되는 슬라이딩 부재의 진입부의 예를 나타내는 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이 슬라이딩 부재(40)는 정착벨트(20)의 내면을 지지하는 내면 지지부(41)와 내면 지지부(41)에 대해 수직한 방향으로 연장 형성되며 정착벨트(20)의 중심축 방향의 이동을 차단하는 플랜지(42)로 구성된다. 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)는 링 형상으로 형성되며, 플랜지(42)는 내면 지지부(41)의 일단에서 내면 지지부(41)의 외면에 수직한 방향으로 일정 길이 연장 형성된다. 따라서, 플랜지(42)는 대략 도넛 형상을 이룬다. 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)의 안지름은 플랜지 부재(50)의 슬라이딩 지지부(51)의 외측에 삽입될 수 있는 크기로 결정된다. 따라서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 부재(40)를 플랜지 부재(50)의 슬라이딩 지지부(51)에 삽입하면, 슬라이딩 부재(40)가 슬라이딩 지지부(51)에 대해 회전할 수 있다. 슬라이딩 부재(40)가 플랜지 부재(50)의 슬라이딩 지지부(51)에 삽입되면, 정착벨트(20)가 회전하면, 슬라이딩 부재(40)는 플랜지 부재(50)에 대해 회전하게 된다. 이때, 슬라이딩 부재(40)는 플랜지 부재(50)의 슬라이딩 지지부(51)의 중심을 회전 중심(O1)으로 하여 회전한다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 부재(40)의 회전 중심(O1)은 정착롤러(10)의 회전 중심(O2)보다 일정 거리(d)만큼 인쇄매체 진입방향(화살표 A)의 상류에 위치한다. 또한, 슬라이딩 부재(40)와 플랜지 부재(50)의 슬라이딩 지지부(51) 사이의 마찰을 줄이기 위해, 슬라이딩 부재(40)는 마찰이 작은 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 슬라이딩 부재(40)는 PTFE(Polytetrafluoroethylene), PFA(Perfluorinated acids), PEEK(Polyetheretherketone), LCP(Liquid crystal polymer), PPS(Polyphenylene Sulfine) 등으로 제작할 수 있다.

슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)에서 연장되는 플랜지(42)의 폭(W)은 슬라이딩 부재(40)와 함께 회전하는 정착벨트(20)가 플랜지(42)를 타고 넘지 못하도록 정착벨트(20)의 두께보다 크게 형성한다. 예를 들면, 정착벨트(20)의 두께가 0.3 mm인 경우, 플랜지(42)의 연장 폭(W)은 2.5~3 mm로 형성할 수 있다.

또한, 슬라이딩 부재(40)의 플랜지(42)는 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 내면 지지부(41)에 대해 수직한 면(41b)에 대해 경사진 진입면(44)을 포함할 수 있다. 플랜지(42)에 형성되는 진입면(44)은 정착벨트(20) 회전시 발생하는 플랜지(42)와 정착벨트(20)의 충격을 완화하여 소음을 제거할 수 있다. 정착벨트(20)가 회전할 때, 정착벨트(20)는 도 8과 같이 프로파일을 그리며, 슬라이딩 부재(40)와 함께 회전하게 된다. 이때, 정착벨트(20)의 내면의 둘레 길이가 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)의 외면(41a)의 둘레 길이보다 길기 때문에 정착 닙(N)을 지난 정착벨트(20)의 일부는 도 8과 같이 슬라이딩 부재(42)의 내부 지지면(41)의 외면(41a)에서 떨어졌다가 다시 내부 지지면(41)의 외면(41a)과 접촉하게 된다.

이때, 떨어졌던 정착벨트(20)의 일부가 다시 슬라이딩 부재(40)의 내부 지지면(41)으로 접근하는 지점(도 8의 C 부분)에서 정착벨트(20)의 사행으로 인해 정착벨트(20)의 일단이 슬라이딩 부재(40)의 플랜지(42)의 끝단과 충돌하게 되어 소음이 발생하게 된다. 따라서, 슬라이딩 부재(40)의 플랜지(42)의 끝단에 경사진 진입면(44)을 마련하면, 슬라이딩 부재(40)의 내부 지지면(41)으로 접근하는 정착벨트(20)의 일부가 진입면(44)에 의해 안내되어 부드럽게 내부 지지면(41)의 외면(41a)에 접촉하게 되므로 소음을 억제할 수 있다.

정착벨트(20)와 슬라이딩 부재(40)의 플랜지(42)의 접촉 충격에 의한 소음을 방지하기 위해서는 진입면(44)의 각도를 15도에서 75도 사이의 각도 범위에서 정할 수 있다. 구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 부재(40)의 내부 지지면(41)의 외면(41a)에 대해 수직한 면(41b)에 대해 진입면(44)의 각도(θ)를 15도 내지 75도의 범위 내의 임의 각도가 되도록 형성한다. 또한, 진입면(44)은 플랜지(42)에서 정착벨트(20)의 두께보다 적어도 2배 높은 위치에서 시작되도록 형성하는 것이 좋다. 예를 들면, 정착벨트(20)의 두께가 0.3 mm일 때, 진입면(44)의 시작 높이는 0.7 mm로 할 수 있다.

슬라이딩 부재(40)의 진입면(44)은 도 9의 (a)와 같이 평면으로 형성할 수 있다. 또는 도 9의 (b),(c)와 같이 슬라이딩 부재(40)의 진입면(44)을 곡면으로 형성할 수 있다. 곡면으로 형성하는 경우에는 진입면(44)을 형성하는 곡면의 시작점(44a)과 끝점(44b)을 연결하는 직선(45)이 상기 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)에 대해 수직한 면(41b)과 이루는 각도(θ)가 15도 내지 75도가 되도록 형성할 수 있다. 이때, 진입면(44)은 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 곡면의 시작점(44a)과 끝점(44b)을 연결하는 직선(45)에서 상측으로 볼록한 곡면으로 형성할 수 있다. 또는 도 9(c)에 도시된 바와 같이 곡면의 시작점(44a)과 끝점(44b)을 연결하는 직선(45)에서 하측으로 오목한 곡면으로 형성할 수 있다.

한편, 정착롤러(10)에 의해 정착벨트(20)가 회전할 때, 정착벨트(20)의 회전은 플랜지 부재(50)의 슬라이딩 지지부(51)에 의해 지지된다. 구체적으로, 정착롤러(10)가 회전하면, 정착벨트(20)의 양단 내면을 지지하는 한 쌍의 슬라이딩 부재(40)는 정착벨트(20)의 회전에 의해 정착벨트(20)와 함께 회전한다. 따라서, 정착벨트(20)가 회전하면, 슬라이딩 부재(40)가 플랜지 부재(50)에 대해 회전하게 된다. 이때, 정착벨트(20)는 슬라이딩 부재(40)에 대해 상대 이동을 할 수도 있고, 슬라이딩 부재(40)에 대해 상대 이동 없이 슬라이딩 부재(40)와 함께 회전할 수도 있다.

이하, 정착벨트(20)에 의해 슬라이딩 부재(40)가 플랜지 부재(50)에 대해 회전하는 속도를 제1속도라 하고, 정착벨트(20)가 슬라이딩 부재(40)에 대해 회전하는 속도, 즉, 정착벨트(20)와 슬라이딩 부재(40) 사이의 상대 속도를 제2속도로 한다.

정착벨트(20)의 양단의 피로 균열을 억제하기 위해서는 정착벨트(20)와 한 쌍의 슬라이딩 부재(40)가 한 개의 몸체와 같이 회전하여, 슬라이딩 부재(40)와 정착벨트(20) 사이에 상대 운동이 발생하지 않는 것이 좋다. 만일, 슬라이딩 부재(40)와 정착벨트(20)가 일체로 회전한다면, 제1속도는 정착벨트(20)의 속도가 되고, 제2속도는 0이 된다. 그러나, 본 발명과 같이 정착벨트(20)의 내면 지름의 크기가 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)의 외면(41a)의 지름보다 큰 경우에는 슬라이딩 부재(40)와 정착벨트(20) 사이에는 상대 운동이 발생할 수 있다. 이때, 정착벨트 (20) 양단의 피로 균열을 억제하기 위해서는 정착벨트(20)와 슬라이딩 부재(40) 사이의 상대 속도가 슬라이딩 부재(40)가 플랜지 부재(50)에 대해 회전하는 속도보다 작은 것이 좋다. 즉, 제2속도가 제1속도보다 작은 것이 좋다.

이를 위해, 플랜지 부재(50)의 슬라이딩 지지부(51)의 외면과 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)의 내면 사이의 마찰력이 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)의 외면(41a)과 정착벨트(20)의 내면 사이의 마찰력보다 작도록 하는 것이 좋다. 이와 같이 하면, 정착벨트(20)가 회전할 때, 정착벨트(20)와 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)의 외면(41a) 사이의 마찰력에 의해 정착벨트(20)가 슬라이딩 부재(40)에 대해 미끄러지지 않고 슬라이딩 부재(40)와 함께 회전하고, 슬라이딩 부재(40)는 플랜지 부재(50)의 슬라이딩 지지부(51)에 대해 회전할 수 있다. 아래에서 설명하는 바와 같이 플랜지 부재(50)의 슬라이딩 지지부(51)의 외면에 마찰저감부(70)를 형성하면, 슬라이딩 지지부(51)의 외면과 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)의 내면 사이의 마찰력을 정착벨트(20)와 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41) 외면 사이의 마찰력보다 작게 할 수 있다.

이하, 도 4, 도 6, 도 10 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치(1)에 사용되는 플랜지 부재(50)의 마찰저감부(70)에 대해 상세하게 설명한다.

도 10은 도 6의 슬라이딩 부재가 설치된 플랜지 부재의 정면도이고, 도 11은 도 6의 슬라이딩 부재가 설치된 플랜지 부재의 측면도이다. 도 12는 다른 예에 따르는 마찰저감부를 구비한 플랜지 부재의 정면도이다. 도 13a는 플랜지 부재의 마찰저감부의 제1돌출부가 삼각 기둥 형상인 경우를 나타내는 부분 사시도이고, 도 13b는 플랜지 부재의 마찰저감부의 제1돌출부가 오각 기둥 형상인 경우를 나타내는 부분 사시도이다. 도 14는 마찰저감부의 제1돌출부가 구면인 플랜지 부재의 사시도이고, 도 15는 다른 예에 따르는 마찰저감부를 구비한 플랜지 부재가 슬라이딩 부재를 지지하는 상태를 나타내는 정면도이다. 도 16은 다른 예에 따르는 마찰저감부를 구비한 플랜지 부재의 사시도이고, 도 17은 슬라이딩 부재가 설치된 도 16의 플랜지 부재를 나타내는 정면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 플랜지 부재(50)에는 마찰저감부(70)가 마련된다. 마찰저감부(70)는 슬라이딩 지지부(51)에 형성되는 복수 개의 제1돌출부(71)와 고정 몸체(52)에 형성되는 복수 개의 제2돌출부(72)를 포함할 수 있다.

복수 개의 제1돌출부(71)는 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)의 내면과 플랜지 부재(50)의 슬라이딩 지지부(51)의 외면 사이의 마찰을 최소화할 수 있도록 형성된다. 복수 개의 제1돌출부(71)는 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)의 내면이 슬라이딩 지지부(51)의 외면과 전체적으로 접촉하여 면 마찰을 일으키지 않도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 복수 개의 제1돌출부(71)는 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)가 슬라이딩 지지부(51)의 외면에 면 접촉하는 것을 방지하고, 슬라이딩 지지부(51)의 외면이 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)의 내면을 선 접촉 또는 점 접촉하여 지지하도록 형성될 수 있다.

일 예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)의 내면과 마주하는 슬라이딩 지지부(51)의 외면에는 3개의 제1돌출부(71)를 형성할 수 있다. 도 4를 참조하면, 슬라이딩 지지부(51)의 양단에 각각 한 개씩의 제1돌출부(71)가 형성되고, 슬라이딩 지지부(51)의 대략 중앙에 한 개의 제1돌출부(71a)가 마련된다. 복수 개의 제1돌출부(71)는 각각 슬라이딩 부재(40)의 축 방향에 평행하게 형성되며, 도 11에 도시된 바와 같이 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)의 내면과 선 접촉을 하도록 형성된다. 도 4에 도시된 제1돌출부(71)는 각각 반원 또는 원호 형상의 단면을 가진 기둥 형상으로 형성되어 있다. 또한, 도 4, 도 6, 및 도 10에 도시된 실시예의 경우에는 3개의 제1돌출부(71)가 슬라이딩 지지부(51)의 외면에 형성되어 있으나, 제1돌출부(71)의 개수는 이에 한정되는 것은 아니다. 제1돌출부(71)의 개수는 3개 이상으로 형성될 수 있다. 즉, 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)의 회전을 안정적으로 지지할 수 있도록 적어도 3개의 제1돌출부(71)를 플랜지 부재(50)의 슬라이딩 지지부(51)의 외면에 마련할 수 있다. 도 12에는 슬라이딩 지지부(51)에 4개의 제1돌출부(71)가 형성된 경우가 도시되어 있다.

다른 예로서, 복수 개의 제1돌출부(71)는 원호 형상의 단면을 갖는 기둥이 아니라 다각형 기둥으로 형성할 수도 있다. 예를 들면, 도 13a에 도시된 바와 같이 제1돌출부(71)를 삼각기둥으로 형성할 수 있다. 또는 도 13b에 도시된 바와 같이 제1돌출부(71)를 오각기둥으로 형성할 수 있다. 이때, 제1돌출부(71)가 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)의 내면을 선 접촉하여 지지할 수 있도록 다각형의 모서리가 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)의 내면을 지지하도록 형성한다.

또 다른 예로서, 도 14에 도시된 바와 같이, 복수 개의 제1돌출부(71)의 각각을 구면(球面)으로 형성할 수 있다. 이 경우에는 슬라이딩 지지부(51)의 외면에 형성된 복수 개의 제1돌출부(71)가 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)의 내면과 점 접촉을 한 상태로 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)를 지지하게 된다.

또한, 다른 실시예로서, 복수 개의 제1돌출부(71)를 형성하지 않고 슬라이딩 지지부(51) 자체가 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)를 선 접촉하여 지지할 수 있도록 슬라이딩 지지부(51)를 반원형이 아니라 다각형 형상으로 형성할 수 있다. 예를 들면, 슬라이딩 지지부(51')는 띠 형상의 부재를 절곡하여 삼각형, 사각형, 오각형 형상 등으로 절곡하고, 슬라이딩 지지부(51')의 각 꼭지점이 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)의 내면을 지지하도록 형성할 수 있다. 도 15에는 슬라이딩 지지부(51')가 오각형 형상으로 절곡되어 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)를 지지하는 경우가 도시되어 있다.

복수 개의 제2돌출부(72)는 슬라이딩 부재(40) 회전시 슬라이딩 부재(40)의 플랜지(42)와 플랜지 부재(50)의 고정 몸체(52)의 측면 사이에서 발생하는 마찰을 줄일 수 있도록 형성된다. 복수 개의 제2돌출부(72)는 슬라이딩 부재(40)의 플랜지(42)가 전체적으로 플랜지 부재(50)의 고정 몸체(52)에 전체적으로 면 마찰하는 것을 방지하도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 복수 개의 제2돌출부(72)는 슬라이딩 부재(40)의 플랜지(42)를 선 접촉 또는 점 접촉하면서 지지할 수 있도록 플랜지 부재(50)의 고정 몸체(52)에 형성될 수 있다. 이때, 제2돌출부(72)는 슬라이딩 부재(40)의 플랜지(42)를 안정적으로 지지할 수 있도록 적어도 3개가 플랜지 부재(50)의 고정 몸체(52)의 일면에 마련된다. 일 예로서, 도 4 및 도 10에 도시된 바와 같이, 플랜지 부재(50)의 고정 몸체(52)의 슬라이딩 지지부(51)가 돌출된 일면에 4개의 제2돌출부(72)가 마련될 수 있다. 다른 예로서, 도 12에 도시된 바와 같이 6개의 제2돌출부(72)를 플랜지 부재(50)의 고정 몸체(52)에 마련할 수도 있다.

제2돌출부(72)는 도 4에 도시된 바와 같이 구면(球面)으로 형성될 수 있다. 이때, 제2돌출부(72)는 슬라이딩 부재(40)의 플랜지(42)와 점 접촉하게 된다. 다른 예로써 제2돌출부(72)가 슬라이딩 부재(40)를 안정적으로 지지할 수 있도록 슬라이딩 부재(40)의 플랜지(42)와 접촉하는 제2돌출부(72)의 선단은 일정한 지름을 갖는 원으로 가공할 수 있다. 도 14에서 참조기호 72a는 슬라이딩 부재(40)의 플랜지(42)와 접촉하는 원으로 가공된 제2돌출부(72)의 접촉부를 나타낸다.

도 4에서는 제2돌출부(72)가 구면으로 형성된 경우를 예로 들었으나, 제2돌출부(72)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니다. 제2돌출부(72)는 슬라이딩 부재(40)의 플랜지(42)를 안정적으로 지지할 수 있는 한 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2돌출부(72)는 원뿔, 다각뿔, 원뿔대, 다각뿔대 등으로 형성할 수 있다. 이 경우, 제2돌출부(72)는 슬라이딩 부재(40)의 플랜지(42)를 점 접촉하여 지지할 수 있다.

다른 예로서, 제2돌출부(72)는 도 16에 도시된 바와 같이 반원 또는 원호 단면을 갖는 기둥 형상으로 형성할 수 있다. 이 경우, 제2돌출부(72)는 도 17에 도시된 바와 같이 슬라이딩 부재(40)의 플랜지(42)와 선 접촉한 상태로 슬라이딩 부재(40)를 지지한다. 따라서, 복수 개의 제2돌출부(72)는 슬라이딩 부재(40)의 플랜지(42)를 안정적으로 지지하며, 슬라이딩 부재(40)가 회전시 플랜지 부재(50)의 고정 몸체(52)와 마찰하는 것을 최소화할 수 있다.

다른 예로서, 도시하지는 않았으나, 제2돌출부(72)는 원호 형상의 단면을 갖는 기둥이 아니라 다각형 기둥으로 형성할 수도 있다. 예를 들면, 제2돌출부(72)를 삼각기둥, 오각기둥, 육각기둥 등으로 형성할 수 있다. 삼각기둥의 경우는 도 13a에 도시된 제1돌출부(71)와 유사하게 형성하며, 오각기둥의 경우는 도 13b에 도시된 제1돌출부(71)와 유사하게 형성할 수 있다. 이때, 제2돌출부(72)가 슬라이딩 부재(40)의 플랜지(42)를 선 접촉하여 지지할 수 있도록 다각형의 모서리가 슬라이딩 부재(40)의 플랜지(42)를 지지하도록 형성한다.

이상의 설명에서는 플랜지 부재(50)에 마련된 마찰저감부(70)가 슬라이딩 지지부(51)에 형성된 복수 개의 제1돌출부(71)와 고정 몸체(52)에 형성된 복수 개의 제2돌출부(72)를 포함하는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 플랜지 부재(50)에 마련된 마찰저감부(70)는 제1돌출부(71)와 제2돌출부(72)를 모두 구비할 필요는 없다.

일 예로서, 플랜지 부재(50)의 마찰저감부(70)는 슬라이딩 지지부(51)에 형성된 복수 개의 제1돌출부(71)만을 포함하고 고정 몸체(52)에는 복수 개의 제2돌출부(72)를 형성하지 않을 수 있다. 다른 예로서, 플랜지 부재(50)의 마찰저감부(70)는 고정 몸체(52)에 형성된 복수 개의 제2돌출부(72)만을 포함하고, 슬라이딩 지지부(51)에는 복수 개의 제1돌출부(71)를 형성하지 않을 수 있다.

이하, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치(1)의 동작에 대해 첨부된 도 1 및 도 3을 참조하여 설명한다.

정착롤러(10)가 회전하면, 정착롤러(10)와 접촉하는 정착벨트(20)가 정착롤러(10)와의 마찰력에 의해 회전한다. 이때, 정착벨트(20)의 양단은 한 쌍의 슬라이딩 부재(40)에 의해 지지되어 있다. 또한, 한 쌍의 슬라이딩 부재(40)는 한 쌍의 플랜지 부재(50)의 슬라이딩 지지부(51)에 삽입되어 있다. 따라서, 정착벨트(20)가 회전하는 정착롤러(10)에 의해 마찰력을 받으면, 정착벨트(20)는 한 쌍의 슬라이딩 부재(40)와 함께 한 쌍의 플랜지 부재(50)의 슬라이딩 지지부(51)에 의해 지지된 상태에서 회전하게 된다. 이때, 정착벨트(40)의 내면과 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)의 외면(41a) 사이의 마찰력이 플랜지 부재(50)의 슬라이딩 지지부(51)의 외면과 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)의 내면 사이의 마찰력보다 크므로, 정착벨트(20)는 슬라이딩 부재(40)와 함께 회전하게 된다. 본 발명의 경우에는 플랜지 부재(50)에 마찰저감부(70)가 마련되어 있으므로, 플랜지 부재(50)의 슬라이딩 지지부(51)의 외면과 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)의 내면 사이의 마찰력이 매우 작다.

만일, 정착벨트(20)와 슬라이딩 부재(40)가 동일한 속도로 회전하지 않고, 정착벨트(20)가 슬라이딩 부재(40)에 대해 상대 운동을 하는 경우에도, 정착벨트(20)의 슬라이딩 부재(40)에 대한 상대 속도는 슬라이딩 부재(40)가 플랜지 부재(50)의 슬라이딩 지지부(51)에 대해 회전하는 속도보다 매우 느리다. 따라서, 정착벨트(20)가 플랜지 부재(50)에 대해 회전하여 발생하는 피로 균열의 발생을 줄일 수 있다. 발명자는 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치(1)의 수명 연장 효과를 확인하기 위해 인쇄 수명을 테스트하였다. 그 결과, 종래 기술에 의한 정착장치는 272,047매까지 인쇄를 할 수 있었으나, 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치(1)는 1,241,755매까지 인쇄를 할 수 있었다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치(1)를 사용하면, 대략 4배 이상의 수명 연장 효과가 있음을 알 수 있다. 그러나, 플랜지 부재(50)에 마찰저감부(70)를 마련하지 않은 경우에는 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치(1)는 대략 600,000매 정도 인쇄를 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치(1)에 의하면, 슬라이딩 부재(40)의 플랜지(42)에 경사면(44)이 마련되어 있으므로, 정착벨트(20)의 회전시 닙형성부재(30)의 하면(31a)을 따라 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41)에서 떨어졌던 정착벨트(20)의 부분이 다시 내면 지지부(41)로 진입할 때, 정착벨트(20)와 슬라이딩 부재(40)의 충돌에 의해 발생하는 소음을 제거할 수 있다.

이상에서는, 슬라이딩 부재(40)가 한 개의 몸체로 형성된 경우, 즉 슬라이딩 부재(40)를 구성하는 내면 지지부(41)와 플랜지(42)가 한 개의 몸체로 형성된 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 슬라이딩 부재(40)는 내면 지지부(41)와 플랜지(42)가 별개의 부품으로 형성된 분리형 슬라이딩 부재로 할 수도 있다.

이하, 도 18과 도 19를 참조하여 분리형 슬라이딩 부재(40')에 대해 상세하게 설명한다.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치에 사용되는 슬라이딩 부재의 다른 예를 나타낸 사시도이고, 도 19는 도 18의 슬라이딩 부재를 사용하는 경우에 플랜지 부재, 슬라이딩 부재, 및 정착벨트의 관계를 나타내는 부분 단면도이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 분리형 슬라이딩 부재(40')는 내면 지지부(41')와 플랜지(42')를 포함한다. 내면 지지부(41')는 링 형상으로 형성되며, 플랜지 부재(50')의 슬라이딩 지지부(51')에 삽입되어 정착벨트(20)의 회전을 지지한다. 플랜지(42')는 얇은 판상의 도넛 형상으로 형성되고, 플랜지 부재(50')의 슬라이딩 지지부(51')에 삽입되어 정착벨트(20)가 중심 축 방향으로 이동하는 것을 제한한다. 플랜지 부재(50')의 슬라이딩 지지부(51')는 삽입된 내면 지지부(41')와 플랜지(42')가 빠지지 않도록, 빠짐방지부재(53)를 포함할 수 있다. 본 실시예의 경우에는, 도 19에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 지지부(51')의 일단에 빠짐방지부재(53)로서 복수 개의 후크를 형성하였다. 이때, 복수 개의 후크(53)는 탄성 재질로 형성된다. 따라서, 플랜지(42')와 내면 지지부(41')를 플랜지 부재(50')의 슬라이딩 지지부(51')에 삽입하거나 분리할 수 있다.

분리형 슬라이딩 부재(40')의 내면 지지부(41')와 플랜지(42')의 다른 구성은 상술한 일체형 슬라이딩 부재(40)의 내면 지지부(41) 및 플랜지(42)와 동일하거나 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.

분리형 슬라이딩 부재(40')를 지지하는 플랜지 부재(50')도 슬라이딩 지지부(51')의 일단에 빠짐방지부재(53)가 마련되는 것 외에는 상술한 일체형 슬라이딩 부재(40)를 지지하는 플랜지 부재(50)와 동일하거나 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.

이하, 도 20을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치(1)를 구비하는 화상 형성장치(100)에 대해 설명한다.

도 20을 참조하면, 화상 형성장치(100)는 본체(101), 용지 공급유닛(110), 화상 형성유닛(120), 벨트타입 정착장치(1), 및 배지유닛(150)을 포함한다.

본체(101)는 화상 형성장치(100)의 외관을 형성하며, 그 내부에 용지 공급유닛(110), 화상 형성유닛(120), 벨트타입 정착장치(1), 및 배지유닛(150)을 수용하며, 이들을 지지한다.

용지 공급유닛(110)은 본체(101)의 내부에 설치되어 인쇄매체(P)를 화상 형성유닛(120)으로 공급하는 것으로서, 급지카세트(111)와 픽업롤러(112)를 포함한다. 급지카세트(111)는 소정 매수의 인쇄매체를 적재하고, 픽업롤러(112)는 급지카세트(111)에 적재된 인쇄매체를 한 장씩 픽업하여 화상 형성유닛(120)으로 공급한다.

픽업롤러(112)와 화상 형성유닛(120) 사이에는 픽업롤러(112)에서 픽업된 인쇄매체(P)를 이동시키는 복수 개의 이송롤러(115)가 설치된다.

화상 형성유닛(120)은 용지 공급유닛(110)에서 공급된 인쇄매체(P)에 소정의 화상을 형성하는 것으로서, 노광유닛(121), 현상 카트리지(130), 및 전사롤러(140)를 포함한다. 노광유닛(121)은 인쇄명령에 따라 인쇄데이터에 대응하는 소정의 빛을 발광한다. 현상 카트리지(120)는 노광유닛(110)에서 발생된 빛에 의해 정전 잠상이 형성되는 상담지체(131), 상담지체(131)의 일 측에 설치되며, 상담지체(131)로 현상제를 공급하여 상담지체(131)에 형성된 정전 잠상을 현상제 화상으로 현상하는 현상 롤러(132)를 포함한다. 이외에도, 현상 카트리지(130)는 소정의 현상제를 저장하며, 현상제를 현상롤러(132)로 공급하는 현상제 공급롤러(133), 현상제를 교반하는 교반기(134), 상담지체(131)의 표면을 클리닝하는 클리닝 블레이드(135) 등을 포함한다. 전사롤러(140)는 현상 카트리지(130)의 상담지체(131)와 마주 보며 회전할 수 있도록 설치되며, 상담지체(131)에 형성된 현상제 화상을 인쇄매체(P)로 전사한다.

벨트타입 정착장치(1)는 화상 형성유닛(120)에서 현상제 화상이 전사된 인쇄매체(P)가 통과하는 동안 열과 압력을 가하여 현상제 화상을 인쇄매체(P)에 정착한다. 벨트타입 정착장치(1)의 구조와 동작은 상술하였으므로 상세한 설명은 생략한다.

배지유닛(150)은 벨트타입 정착장치(1)를 통과하여 화상이 정착된 인쇄매체(P)를 화상 형성장치(100)의 외부로 배출하는 것으로서, 서로 마주하며 회전하는 한 쌍의 배지롤러로 형성될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치(1)는 인쇄매체(P)에 전사된 현상제 화상을 인쇄매체(P)에 정착할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치(1)는 정착벨트(20)의 양단이 한 쌍의 슬라이딩 부재(40)에 의해 지지되므로, 정착벨트(20)가 직접 플랜지 부재(50)에 접촉하면서 회전하여 발생하는 정착벨트(20) 양단의 피로 균열을 최소화할 수 있다.

상기에서 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.

1; 벨트타입 정착장치 10; 정착롤러
20; 정착벨트 30; 닙형성부재
40; 슬라이딩 부재 41; 내면 지지부
42; 플랜지 44; 진입면
50; 플랜지 부재 51; 슬라이딩 지지부
52; 고정 몸체 54; 관통홀
60; 열원 70; 마찰저감부
71; 제1돌출부 72; 제2돌출부
100; 화상 형성장치 110; 용지 공급유닛
120; 화상 형성유닛 130; 현상 카트리지
140; 전사롤러 150; 배지유닛

Claims

정착롤러;
상기 정착롤러와 마주하도록 설치되는 정착벨트;
상기 정착벨트의 내측에 설치되며, 상기 정착벨트가 상기 정착롤러와 접촉하여 정착 닙을 형성하도록 상기 정착벨트를 지지하는 닙형성부재;
상기 정착벨트의 양단의 내면을 지지하도록 설치되며, 상기 정착벨트의 내면을 지지함과 동시에 상기 정착벨트의 내측에서 상기 정착벨트와 함께 회전할 수 있는 한 쌍의 슬라이딩 부재; 및
상기 한 쌍의 슬라이딩 부재를 회전 가능하도록 지지하는 한 쌍의 플랜지 부재;를 포함하고,
상기 슬라이딩 부재는,
상기 정착벨트의 양단의 내면을 지지하는 내면 지지부; 및
상기 내면 지지부에 대해 수직한 방향으로 형성되며 상기 내면 지지부에 대해 수직한 면에 대해 경사진 진입면을 포함하는 플랜지;를 포함하는 벨트타입 정착장치.
제 1 항에 있어서,
상기 정착롤러에 의해 상기 정착벨트가 회전할 때,
상기 슬라이딩 부재가 상기 플랜지 부재에 대해 회전하는 제1속도는 상기 정착벨트가 상기 슬라이딩 부재에 대해 회전하는 제2속도보다 큰 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
제 2 항에 있어서,
상기 정착벨트는 상기 슬라이딩 부재와 일체로 회전하는 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 슬라이딩 부재의 상기 내면 지지부와 상기 플랜지는 분리된 별개의 부품으로 형성된 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
제 1 항에 있어서,
상기 슬라이딩 부재의 상기 내면 지지부와 상기 플랜지는 한 개의 몸체로 형성된 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 진입면은 상기 슬라이딩 부재의 상기 내면 지지부에 대해 수직한 면에 대해 15도에서 75도 사이의 각도로 경사진 평면으로 형성된 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
제 1 항에 있어서,
상기 진입면은 곡면으로 형성되며,
상기 곡면의 시작점과 끝점을 연결하는 직선은 상기 슬라이딩 부재의 상기 내면 지지부에 대해 수직한 면에 대해 15도에서 75도 사이의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
제 9 항에 있어서,
상기 진입면은 볼록한 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
제 9 항에 있어서,
상기 진입면은 오목한 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
제 1 항에 있어서,
상기 정착벨트의 내부에 설치되며, 열을 발생하는 열원;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
제 1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 슬라이딩 부재의 회전 중심이 상기 정착롤러의 회전 중심보다 인쇄매체 이송방향으로 상류 측에 위치하는 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
제 1 항에 있어서,
상기 슬라이딩 부재의 회전 중심은 상기 닙형성부재의 중심선에 대해 인쇄매체 이송방향으로 상류 측에 위치하는 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
제 1 항에 있어서,
상기 플랜지 부재는,
고정 몸체; 및
상기 고정 몸체에서 연장되며, 상기 슬라이딩 부재가 회전 가능하도록 지지하는 슬라이딩 지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
제 15 항에 있어서,
상기 플랜지 부재는 상기 슬라이딩 부재와의 마찰을 줄일 수 있는 마찰저감부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
제 16 항에 있어서,
상기 마찰저감부는 상기 슬라이딩 부재의 내면과 마주하는 상기 슬라이딩 지지부의 표면에 형성된 적어도 3개의 제1돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
제 16 항에 있어서,
상기 마찰저감부는 상기 슬라이딩 부재의 측면과 마주하는 상기 고정 몸체의 일면에 형성된 적어도 3개의 제2돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
제 16 항에 있어서,
상기 마찰저감부는 상기 슬라이딩 부재의 내면과 마주하는 상기 슬라이딩 지지부의 외면에 형성된 적어도 3개의 제1돌출부와 상기 슬라이딩 부재의 측면과 마주하는 상기 고정 몸체의 일면에 형성된 적어도 3개의 제2돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
정착롤러;
상기 정착롤러와 마주하도록 설치되는 정착벨트;
상기 정착벨트의 내측에 설치되며, 상기 정착벨트가 상기 정착롤러와 접촉하여 정착 닙을 형성하도록 상기 정착벨트를 지지하는 닙형성부재;
상기 정착벨트의 양단의 내면을 지지하도록 설치되며, 상기 정착벨트의 내면을 지지함과 동시에 상기 정착벨트의 내측에서 상기 정착벨트와 함께 회전할 수 있는 한 쌍의 슬라이딩 부재; 및
상기 한 쌍의 슬라이딩 부재를 회전 가능하도록 지지하는 한 쌍의 플랜지 부재;를 포함하며,
상기 한 쌍의 플랜지 부재 각각은 상기 한 쌍의 슬라이딩 부재와의 마찰을 줄이는 마찰저감부를 포함하고,
상기 슬라이딩 부재는,
상기 정착벨트의 양단의 내면을 지지하는 내면 지지부; 및
상기 내면 지지부에 대해 수직한 방향으로 형성되며 상기 내면 지지부에 대해 수직한 면에 경사진 진입면을 포함하는 플랜지;를 포함하는 벨트타입 정착장치.
제 20 항에 있어서,
상기 마찰저감부는 상기 슬라이딩 부재와 선 접촉 또는 점 접촉하도록 형성된 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
제 20 항에 있어서,
상기 마찰저감부는 상기 슬라이딩 부재의 내면과 마주하는 상기 플랜지 부재의 슬라이딩 지지부의 표면에 형성된 적어도 3개의 제1돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
제 20 항에 있어서,
상기 마찰저감부는 상기 슬라이딩 부재의 측면과 마주하는 상기 플랜지 부재의 일면에 형성된 적어도 3개의 제2돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
제 20 항에 있어서,
상기 마찰저감부는 상기 슬라이딩 부재의 내면과 마주하는 상기 플랜지 부재의 슬라이딩 지지부의 표면에 형성된 적어도 3개의 제1돌출부와 상기 슬라이딩 부재의 측면과 마주하는 상기 플랜지 부재의 일면에 형성된 적어도 3개의 제2돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
인쇄매체에 화상을 형성하는 화상형성유닛; 및
상기 화상형성유닛에서 상기 인쇄매체에 형성된 화상을 정착하는 것으로서, 상기 청구항 제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 8 항 내지 제 24 항 중의 어느 한 항에 따르는 벨트타입 정착장치;를 포함하는 화상형성장치.