KR102223458B1

KR102223458B1 - 정착 장치

Info

Publication number: KR102223458B1
Application number: KR1020180109330A
Authority: KR
Inventors: 마사키 다나카; 마사후미 마에다
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2018-09-13
Publication date: 2021-03-05
Also published as: CN109541921A; US20190086847A1; CN109541921B; US10416599B2; KR20190033434A

Abstract

정착 장치는 프레임, 부품, 원통형 필름, 지지부 및 롤러를 포함한다. 지지부는 필름의 길이방향 단부에서 필름의 내면에 대향하는 제1 대향면 및 제1 대향면보다 필름의 길이 방향 내측에서 필름의 내면에 대향하는 제2 대향면을 포함한다. 제1 및 제2 대향면 각각은 부품의 계합면과 실질적으로 직각을 형성하는 면이다. 부품을 필름의 길이 방향에서 보았을 때, 제1 대향면의 윤곽은 제2 대향면의 윤곽보다 크다.

Description

정착 장치{FIXING DEVICE}

본 발명은, 전자사진 복사기 또는 전자사진 프린터 등의 화상 형성 장치에 탑재가능한 정착 장치에 관한 것이다.

전자사진 방식의 복사기나 프린터에 탑재되는 정착 장치로서, 필름 가열 방식의 정착 장치가 알려져 있다. 이 타입의 정착 장치는, 회전가능한 원통형 필름, 필름의 내주면에 접촉하는 판상 히터, 및 필름을 통해서 히터와 함께 닙부를 형성하는 가압 롤러를 포함한다. 미정착 토너 화상을 담지하는 기록재는 닙부를 통해 반송되면서 가열되어, 토너 화상이 기록재 상에 정착된다.

필름 가열 방식의 정착 장치에서는, 기록재 반송 방향에 직교하는 필름의 길이 방향에 관해서, 일부 경우에, 장치의 제조상 부품 공차 및 조립 공차에 의해, 가압 롤러와 필름의 평행도의 어긋남 및 닙부의 가압 분포의 국지화가 발생한다. 그 경우, 필름을 필름 길이 방향으로 이동시키는 힘(이후, 이 힘을 필름 치우침력이라 칭한다)이 작용하여, 필름 길이 방향의 필름의 치우침이 발생한다.

그러므로, 일본 특허 제3814542호에 개시되는 정착 장치에서는, 필름 단부와 대향하는 규제(제한) 부재를 제공하고, 필름의 치우침이 발생했을 때에, 필름 단부를 규제 부재의 규제(제한)부에 의해 받아 들인다. 규제부에는 필름 길이 방향의 외측을 향해서 서서히 내경이 작아지는 면이 제공되고, 그 면에 의해 필름 단부의 파손을 억제하고 있다.

필름 가열 방식의 정착 장치에서는, 필름 치우침력을 저감함으로써 필름 단부의 파손을 억제하는 것이 요구되고 있다.

본 발명의 주 목적은, 원통형 필름의 치우침력을 저감할 수 있으며 필름 단부의 파손을 억제할 수 있는 정착 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 기록재에 형성된 화상을 상기 기록재에 정착하는 정착 장치가 제공되며, 상기 정착 장치는, 프레임; 상기 프레임에 계합되는 부품; 상기 기록재와 접촉할 수 있는 상태에서 회전할 수 있는 원통형의 필름; 상기 필름의 길이방향 단부에 대향하는 위치에서 상기 필름의 내부 공간에 제공되는 지지부로서, 상기 지지부는 상기 부품의 일부로서 제공되는, 지지부; 및 상기 필름의 외주면에 접촉하고, 상기 필름과의 사이에서 상기 기록재를 끼움지지해서 반송하는 닙부를 형성하도록 구성된 롤러를 포함하고, 상기 지지부는, 상기 필름의 길이방향 단부에서 상기 필름의 내면에 대향하는 제1 대향면과, 상기 제1 대향면보다 상기 필름의 길이 방향 내측에서 상기 필름의 상기 내면에 대향하는 제2 대향면을 포함하고, 상기 제1 대향면과 상기 제2 대향면 각각은, 상기 부품이 상기 프레임과 계합되며, 상기 부품이 상기 프레임의 평면부에 대향하는 면인 계합면과 실질적으로 직각을 형성하는 면이며, 상기 부품을 상기 필름의 길이 방향에서 보았을 때, 상기 제1 대향면의 윤곽은 상기 제2 대향면의 윤곽보다 크다.

본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 실시형태 1에 따른 정착 장치의 개략적인 구성을 도시하는 사시도이다.
도 2는 실시형태 1에 따른 정착 장치의 개략적인 구성을 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 1의 우측 플랜지를 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 1의 우측 플랜지 및 이 플랜지의 지지부에 지지된 필름의 우측 단부를, 기록재 반송 방향의 상류측에서 보았을 때의 사시도이다.
도 5는 도 1의 우측 플랜지의 지지부와 지지부에 의해 회전 궤도가 규제되어 있는 필름 사이의 위치 관계를 도시하는 개략도이다.
도 6은 좌우의 플랜지의 규제부 사이의 거리와 필름의 길이 사이의 관계를 도시하는 개략도이다.
도 7은 필름이 필름 길이 방향으로 치우칠 때의 상태를 도시한다.
도 8의 (a) 및 (b) 부분은 플랜지의 제1 대향면 및 제2 대향면을 설명하기 위한 개략도이다.
도 9는 기록재 반송 방향 상류측에 제1 대향면과 제2 대향면이 각각 제공된 좌우의 플랜지와 필름을 도시하는 개략도이다.
도 10은 기록재 반송 방향 하류측에 제1 대향면과 제2 대향면이 각각 제공된 좌우의 플랜지와 필름을 도시하는 개략도이다.
도 11의 (a) 및 (b) 부분은 실시형태 2에 따른 정착 장치의 플랜지의 제1 대향면 및 제2 대향면을 설명하기 위한 개략도이다.
도 12는 도 11의 플랜지를 도시하는 사시도이다.
도 13의 (a) 및 (b) 부분은 실시형태 3에 따른 정착 장치의 플랜지의 제1 대향면 및 제2 대향면을 설명하기 위한 개략도이다.
도 14는 도 13의 플랜지를 도시하는 사시도이다.
도 15는 화상 형성 장치의 개략적인 구성을 도시하는 단면도이다.
도 16은 대향면의 각도를 설명하기 위한 개략도이다.

도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 이들 실시형태가 본 발명의 바람직한 실시형태이지만, 본 발명은 이하의 실시형태로 한정되지 않고, 그 다양한 구성이 본 발명의 사상의 범위 내에서 다른 다양한 공지된 구성으로 치환될 수 있다.

[실시형태 1]

(1) 화상 형성 장치(20)

도 15를 참조하여, 본 발명에 따른 정착 장치가 탑재되는 화상 형성 장치(20)를 설명한다. 도 15는 전자 사진 기록 기술을 사용한 화상 형성 장치(본 실시형태에서는 단색 프린터)(20)의 일례의 개략적인 구성을 도시하는 단면도이다.

화상 형성 장치(20)에서, 기록재에 화상을 형성하는 화상 형성부(21)는, 감광 드럼(22), 대전 부재(23), 레이저 스캐너(24), 현상기(25), 전사 부재(26), 및 감광 드럼(22)의 외주면을 클리닝하는 클리너(27)를 포함한다. 화상 형성부(1)의 동작은 주지이므로, 상세한 설명은 생략한다.

장치 본체(20A) 내의 카세트(28)에 수납된 기록재(P)는 롤러(29)의 회전에 의해 1장씩 반송된다. 그 후, 롤러 쌍(30)의 회전에 의해 감광 드럼(22)과 전사 부재(26)에 의해 형성된 전사부에 기록재(P)가 반송된다. 전사부에서 토너 화상이 전사된 기록재(P)는 정착 장치(정착부)(31)에 보내지고, 토너 화상이 정착 장치(31)에 의해 기록재(P)에 열정착된다. 정착 장치(31)를 넘은 기록재(P)는 롤러 쌍(32)의 회전에 의해 트레이(33)에 배출된다.

(2) 정착 장치(31)

(2-1) 장치 구성

본 실시형태의 정착 장치(31)는 필름 가열 방식의 정착 장치이다. 정착 장치(31)에 대해서, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1은 정착 장치(31)의 전체의 개략적인 구성을 도시하는 사시도이다. 도 2는 정착 장치(31)의 개략적인 구성을 도시하는 단면도이다. 도 1 및 도 2에서, X는 기록재 반송 방향이고, Y는 기록재 반송 방향(X)에 직교하는 정착 장치(31)(필름(8))의 길이 방향이며, Z는 기록재 두께 방향이다.

정착 장치(31)는, 가열 유닛(5), 회전가능 가열 부재로서의 가압 롤러(9), 규제(제한) 부재로서의 좌우 플랜지(13), 및 가열 유닛(5), 가압 롤러(9) 및 플랜지(13)를 지지하는 프레임(6)을 포함한다. 본 실시형태에서는, 각각의 플랜지(13)는 프레임(6)에 계합되는 부품에 대응한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 가압 롤러(9)는, 코어 금속(9a), 코어 금속(9a)의 외주면 상에 형성되고 실리콘 고무, 불소 고무 등을 포함하는 탄성층(9b), 및 탄성층(9b)의 외주면 상에 형성되고 PFA, PTFE 등을 포함하는 이형층(9c)을 포함한다. 여기서, PFA는 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐 에테르 공중합체이며, PTFE는 폴리테트라플루오로에틸렌이다.

가압 롤러(9)와 관련하여, 도 1에 도시한 바와 같이, 방향 Y에서, 코어 금속(9a)의 양 단부가 베어링 부재(16)를 통해 프레임(6)의 좌우 측판(6a)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 가열 유닛(5)은, 회전가능한 원통형 필름(8), 가열 부재로서의 판상 히터(14), 히터(14)를 지지하는 지지 부재로서의 홀더(10), 및 가압 부재로서의 스테이(11)를 포함한다.

내열성 수지 재료로 형성되는 홀더(10)는, 가압 롤러(9) 측의 평탄면에 방향 Y를 따라 제공된 오목부(10a)에서 히터(14)를 지지하고 있다. 홀더(10)의 가압 롤러(9) 측과 반대 측의 평탄면에는, 금속 혹은 내열성 수지 재료로 형성되는 스테이(11)가 제공되어 있다. 스테이(11)는 홀더(10)를 보강하기 위해서 단면이 U-형상으로 형성된다. 히터(14)를 지지할 뿐만 아니라 스테이(11)가 제공된 홀더(10)는 필름(8)의 중공부 안으로 삽입된다.

히터(14)는, 방향 Y를 따라 연장되는 얇은 세장형 세라믹스제 기판(14a)을 포함한다. 기판(14a)의 가압 롤러(9) 측의 면에는, 통전에 의해 발열하는 은-팔라듐 등의 저항 발열층(14b)이 기판(14a)의 길이 방향을 따라서 제공된다. 이 저항 발열층(14b)은, 저항 발열층(14b)의 보호와 절연성을 확보하기 위해서, 기판(14a)에 제공된 보호층(14c)으로서의 유리 코팅에 의해 코팅되어 있다.

필름(8)은 방향 Y를 따라 연장되는 얇은 세장형 부재이다. 필름(8)으로서는, 단층 필름 혹은 복합층 필름이 사용된다. 단층 필름으로서는, 내열성 수지 재료로 형성되는 슬리브를 사용한다. 복합층 필름으로서는, 약 50μm 두께의 폴리이미드를 내열 처리하거나 SUS 등을 박막 처리하여 얻은 슬리브를 기층으로서 사용하고, 그 슬리브의 표면에 PTFE, PFA 등에 의해 이형층을 형성한 필름을 사용한다.

플랜지(13)의 구성에 대해서, 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 도 1의 우측 플랜지(13)를 도시하는 사시도이다. 좌측 플랜지(13)는 도 3의 플랜지(13)와 동일한 구성을 가지므로, 상세한 설명은 생략한다.

플랜지(13)는 필름(8)의 길이 방향에서 필름(8)의 양 측에 제공된다. 플랜지(13)의 기록재 반송 방향(X)의 상류측과 하류측의 플랜지(13)의 측면에는, 방향 Z를 따라 홈부(13c)가 제공된다. 한편, 측판(6a)에는, 방향 Z를 따라 오목부(6a1)가 형성되도록, 기록재 반송 방향 (X)의 상류측과 하류측에 형성되는 지지부(6a2)가 제공된다. 또한, 방향 Z에서, 플랜지(13)의 홈부(13c)는 측판(6a)의 지지부(6a2)에 계합되어, 플랜지(13)가 측판(6a)에 의해 지지된다.

또한, 플랜지(13)는, 방향 Y에서, 필름(8)의 길이 방향의 이동을 규제(제한)하기 위한 규제(제한)부(13b)를 포함한다. 또한, 플랜지(13)는, 필름(8)의 단부를 지지하기 위한 지지부(13a)와, 가열 유닛(5)의 단부를 지지하기 위한 구멍부(13d)를 포함한다.

규제부(13b)는, 방향 Y에 관해, 외경보다 큰 형상으로 형성된다. 결과적으로, 규제부(13b)에 필름(8)의 단부면(8a)이 맞부딪칠 수 있다.

방향 X에서, 규제부(13b)의 실질적으로 중앙부에는 지지부(13a)가 제공된다. 지지부(13a)는, 방향 Y에서, 필름 단부면(8a)을 향해 돌출한다. 이 지지부(13a)는, 필름(8)의 중공부 안으로 삽입될 수 있는 반원형(아치형) 형상으로 형성된다.

지지부(13a)의 내측에는, 방향 Y을 따라 구멍부(13d)가 제공된다. 이 구멍부(13d)는 규제부(13b)를 관통하고 있다. 이 구멍부(31d)에, 가열 유닛(5)의 가이드(10)와 스테이(11)의 단부(10a, 11a)를 삽입해서 계합시킴으로써, 가열 유닛(5)이 플랜지(13)에 의해 지지된다.

정착 장치(31)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 플랜지(13)에 대하여 방향 Z로 요동가능한 가압판(12)을 포함한다. 가압판(12)은 측판(6a)에 로킹된 가압 스프링(7)의 가압력에 의해 플랜지(13)의 피가압면(13e)(도 3)에 압접되고, 이에 의해 플랜지(13)가 방향 Z로 가압된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 방향 Z로 가압되는 플랜지(13)는 스테이(11)를 통해 홀더(10)를 가압한다. 홀더(10)는, 홀더(10)의 보호층(14c)을 내주면(내면)을 향해서 가압하며, 또한 필름(8)의 외주면이 가압 롤러(9)의 외주면에 압접되게 한다. 결과적으로, 가압 롤러(9)의 탄성층(9b)이 눌려져서 탄성 변형되고, 이에 의해 필름(8) 표면 및 가압 롤러(9) 표면에 의해 방향 X에 대해 미리정해진 폭을 갖는 닙부(N)가 형성된다.

(2-2) 가열 정착 처리 동작

도 1에 도시된 바와 같이, 가압 롤러(9)의 코어 금속(9a)의 일단부에 제공된 기어(15)가 모터(도시하지 않음)에 의해 화살표 방향으로 회전 구동된다. 그리고, 가압 롤러(9)는 도 2에 도시하는 화살표 방향으로 회전하고, 필름(8)은 가압 롤러(9)의 회전에 의해 도 2에 도시하는 화살표 방향으로 회전한다.

히터(14)의 저항 발열층(14b)에 도시하지 않은 전력(전압) 소스로부터 전력이 공급되면, 저항 발열층(14b)이 발열해서, 히터(14)는 온도가 급격하게 상승한다. 온도 제어부(도시하지 않음)는 온도 검지 부재로서의 서미스터(15)(도 2)에 의해 검지되는 히터 온도를 취득하고, 히터 온도를 미리정해진 정착 온도(목표 온도)에 유지하도록 저항 발열층(14b)에 공급되는 전력을 제어한다.

미정착 토너 화상(T)을 담지하는 기록재(P)는 닙부(N)를 통해 반송되면서 가열되어, 토너 화상이 기록재(P)에 정착된다.

(2-3) 플랜지(13)의 지지부(13a)

플랜지(13)의 지지부(13a)에 대해서, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.

도 4는, 도 1의 우측 플랜지(13) 및 이 플랜지(13)의 지지부(13a)에 의해 지지된 필름(8)의 우측 단부를 기록재 반송 방향의 상류측에서 보았을 때의 사시도이다.

도 5는, 도 1의 우측 플랜지(13)의 지지부(13a)와 지지부(13a)에 의해 회전 궤도가 규제되어 있는 필름(8) 사이의 위치 관계를 도시하는 개략도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 플랜지(13)의 지지부(13a)는 지지부(13a)의 외주에 대향면(13a1)을 포함한다. 대향면(13a1)은, 필름(8)의 둘레 방향에서, 필름(8)이 원활하게 회전할 수 있도록 반원형 형상으로 형성되어 있다. 이 대향면(13a1)에서 필름 내면(8b)이 미끄럼 이동함으로써, 필름(8)의 회전 궤도가 규제된다.

장치의 제조상 부품 공차 및 조립 공차에 의해, 필름 내면(8b)과 지지부(13a)의 대향면(13a1) 사이의 간극이 저감되거나, 필름 내주 길이보다 대향면(13a1)의 둘레 길이가 길어지면, 대향면(13a1)에 대한 필름 내면(8b)의 미끄럼 저항이 증가한다. 그리고, 필름(8)이 가압 롤러(9)에 대하여 미끄러지는 필름 슬립 및 필름(8)의 단부와 중앙부 사이의 회전 속도차에 의한 필름 비틀림이 발생할 우려가 있다. 그 때문에, 도 5에 도시한 바와 같이, 필름 내면(8b)과 대향면(13a1) 사이에는, 필름(8)의 회전을 방해하지 않도록, 장치의 제조상 부품 공차 및 조립 공차를 고려하여 설정되는 적정한 간극(S1)이 확보된다.

이어서, 좌우의 플랜지(13)의 규제부(13b) 사이의 거리(L)와 필름(8)의 길이(L1) 사이의 관계에 대해서 도 6을 참고하여 설명한다.

도 6은 좌우의 플랜지(13)의 규제부(13b) 사이의 거리(L)와 필름(8)의 길이(L1) 사이의 관계를 도시하는 개략도이다.

필름(8)의 치우침(치우침 이동)이 발생하는 경우에는, 필름 단부면(8a)이 플랜지(13)의 규제부(13b)에 부딪침으로써, 필름(8)의 치우침이 규제된다(제한된다). 장치의 제조상 부품 공차 및 조립 공차에 의해, 좌우의 플랜지(13)의 규제부(13b) 사이의 거리(L)가 길이(L1)보다 작으면, 규제부(13b)와 필름 단부면(8a)이 서로 간섭하여, 필름 단부에서 좌굴이 발생한다. 그 때문에, L은, 좌우의 플랜지(13) 및 가열 유닛(5)을 구성하는 부품 공차 및 필름(8)의 열팽창을 고려해서, L1보다 커지도록 설정된다.

따라서, 방향 Y에서, 좌우의 플랜지(13)의 각각의 규제부(13b)와 필름 단부면(8a) 중 연관된 것 사이에는, 상술한 공차 및 필름(8)의 열팽창에 따라서 변화하는 간극(S2)이 존재한다. 즉, 필름(8)은 간극(S2)에 대응하여 필름 길이 방향으로 이동가능하다. 그 때문에, 도 4 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 지지부(13a)의 대향면(13a1)의 길이(L2)는, 상술한 공차 및 필름(8)의 열팽창을 고려하고, 필름(8)이 지지부(13a)로부터 필름 길이 방향으로 탈락하는 것이 방지되도록 길이(L2>S2)가 된다.

여기서, 필름(8)의 치우침의 발생의 발생 메커니즘에 대해서 도 7(비교예 1)을 참조하면서 설명한다.

도 7은 필름(8)의 치우침이 발생했을 때의 상태를 도시하는 개략도이다. 도 7에서, 좌우의 플랜지(13) 각각과 필름(8) 사이의 위치 관계를 나타내고 있다. 도 7에서, R은 필름(8)의 회전 방향이다.

가압 롤러(9)와 필름(8)이 회전할 때, 가압 롤러(9)와 필름(8)은 항상 서로 평행하지는 않고, 상술한 공차에 의해 교차 각을 갖는 경우가 있다. 또한, 가압 롤러(9)와 필름(8)이 서로 평행하더라도, 좌우의 가압 스프링(7) 사이에서 가압력의 차가 발생하고, 닙부(N)에 반송된 기록재(P)의 자세에 따라 필름(8)의 좌우 단부 사이에서 회전 속도의 차가 발생하는 경우도 있다.

이러한 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 우측 필름 단부의 내면(8b)이 방향 X에서 우측 플랜지(13)의 대향면(13a1)의 하류 영역에 접촉하는 경우가 있다. 그리고, 필름(8)의 우측 단부측에서, 필름(8)은 간극(S1)의 2배에 대응하는 간극(2S1)에 대응하여 상류측을 향해 기울어진다.

필름(8)이 가압 롤러(9)에 의해 필름(8)의 회전 동안 우측 단부측을 향해 기울어질 때, 좌측 플랜지(13)를 향해서 필름(8)을 필름 길이 방향으로 이동시키는 힘(필름 치우침력)이 필름(8)에 작용하여, 필름(8)의 치우침이 발생한다. 이때, 필름(8)의 기울기의 정도가 증가하면 필름 치우침력이 커진다.

필름(8) 치우침력에 의해 필름(8)이 좌측 플랜지(13)를 향해 치우치고, 그래서 필름 단부면(8a)이 규제부(13b)에 부딪친다. 이때, 필름 내면(8b)은 방향 X에 관해 필름 치우침 방향 측의 플랜지(13)의 지지부(13a)의 대향면(13a1)의 상류 영역에서 미끄럼 이동한다. 결과적으로, 기록재 반송 방향 하류측에서, 대향면(13a1)과 필름 내면(8b) 사이에, 간극(S1)의 2배에 대응하는 간극(2S1)이 발생한다. 결과적으로, 필름(8)은 기록재 반송 방향의 상류측을 향해 기울고, 그래서 필름(8)의 우측 단부측은 필름(8)의 좌측 단부측에 대해 각도(α)만큼 기울어진다.

(2-4) 지지부(13a)의 기록재 반송 방향 상류측의 대향면

지지부(13a)의 기록재 반송 방향 상류측의 대향면(13a11, 13a12)에 대해서 도 8을 참조하여 설명한다.

도 8의 (a) 부분은 플랜지(13)를 가압 롤러(9)와 반대측으로부터 보았을 때의 개략도이며, 도 8의 (b) 부분은 플랜지(13)를 필름 길이 방향의 외측에서 보았을 때의 개략도이다. 도 8의 (a) 및 (b)에서, V는 기록재 반송 방향(X)에 관하여, 닙부(N)의 중심에 직교하는 가상의 수직면(가상면)을 나타낸다.

상술한 바와 같이, 필름(8)의 기울기를 감소시킴으로써 필름 치우침을 저감하기 위해서는, 플랜지(13)의 지지부(13a)의 대향면(13a1)과 필름 내면(8b) 사이의 간극(S1)을 저감할 필요가 있다.

그러나, 대향면(13a1)의 영역에서의 지지부(13a)의 둘레 길이가 큰 값으로 설정되고, 결과적으로 상술한 공차에 의해 간극(S1)이 더 작아지면, 필름(8)이 회전할 때의 필름 내면(8b)과 대향면(13a1) 사이의 접촉 압력이 높아진다. 또한, 방향 Y에서, 필름 내면(8b)과 대향면(13a1) 사이의 접촉 압력이 높아지는 영역이 길어지면, 필름(8)은 회전하기 어려워져, 필름 슬립, 필름 비틀림 등의 발생 위험이 커진다.

도 8의 (a) 및 (b) 부분에 도시하는 바와 같이, 지지부(13a)의 대향면(13a1)은, 기록재 반송 방향(X)에서 가상면(V)의 상류측의 호의 길이가 상이한 2개 이상의 대향면으로서 제1 대향면(13a11)과 제2 대향면(13a12)을 포함한다. 도 16에 도시하는 바와 같이, 제1 대향면(13a11)과 제2 대향면(13a12)은, 각각, 부품(13)이 프레임(6)과 계합되는 면이며, 부품(13)이 프레임(6)의 평면부와 대향하는 면인 계합면(13a1)과 실질적으로 직각(θ1, θ2)을 형성하는 면이다. 구체적으로는, 제1 대향면(13a11)과 제2 대향면(13a12)은, 각각 86° 이상 94° 이하의 범위에서 계합면(13c1)과 각도(θ1, θ2)를 형성하는 면이다. 또한, 면(SF)은 계합면(13c1)을 확장하는 가상면이다.

방향 Y에서, 제1 대향면(13a11)은 규제부(13b)에 가까운 위치에 제공되며, 제2 대향면(13a12)은 규제부(13b)로부터 먼 위치에 제공된다. 규제부(13b)에 가까운 제1 대향면(13a11)은 규제부(13b)로부터 먼 제2 대향면(13a12)보다 필름(8)의 내면(8b)을 따라 연장하는 둘레 길이가 길다. 이들의 대향면(13a11, 13a12) 각각은 필름 내면(8b)과 접촉해서 필름(8)의 회전 궤도를 규제하는 면이다. 또한, 제1 대향면(13a11)이 제공된 위치의 둘레 길이는, 도 7에 나타낸 비교예 1의 대향면(13a1)이 제공된 위치의 둘레 길이보다 길고, 제2 대향면(13a12)이 제공된 위치의 둘레 길이는 도 7에 나타낸 비교예 1의 대향면(13a1)이 제공된 위치의 둘레 길이 이하이다.

제1 대향면(13a11)과 제2 대향면(13a12)에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.

수직면(V)을 기준으로 해서, 방향 X의 상류측의 제1 대향면(13a11)의 호의 길이가 a이고, 방향 X의 하류측의 제1 대향면(13a11)의 호의 길이가 a'이다. 본 실시형태에서는, 길이 a = 길이 a'가 유지된다. 또한, 수직면(V)을 기준으로 해서, 방향 X의 상류측의 제2 대향면(13a12)의 호 길이가 b이면, 길이 b는 길이 a에 비교해서 짧게 한다. 수직면(V)를 기준으로 해서, 방향 X의 하류측의 제1 대향면(13a11)의 호의 길이와 방향 X의 하류측의 제2 대향면(13a12)의 호의 길이는 동일하다(방향 X의 하류측에서의 이들 대향면의 윤곽은 동일하다). 또한, 제1 대향면(13a11)의 방향 Y에서의 길이(L21)는 대향면(13a1)의 방향 Y에서의 총 길이(L2)보다 짧다. 본 실시형태의 대향면(13a1)의 총 길이(L2)는, 도 7에 나타낸 비교예 1의 대향면(13a1)의 총 길이(L2)와 같다. 따라서, 본 실시형태의 플랜지(13)는, 도 7에 나타낸 비교예 1의 대향면(13a1)의 총 길이(L2)보다 짧은 길이(L21)를 갖는 영역이며, 비교예 1의 대향면(13a1)의 윤곽보다 큰 윤곽을 갖는 영역인 제1 대향면(13a11)을 포함한다.

제1 대향면(13a11)과 제2 대향면(13a12) 사이의 단차부는, 제1 대향면(13a11)과 제2 대향면(13a12)을 원활하게 연결하는 경사면(13a13)을 구성한다. 면(13a14)은, 지지부(13a)의 외측 단부에 제공된 테이퍼면이다. 도 16에 도시하는 바와 같이, 경사면(13a13)과 계합면(13a1) 사이에 형성되는 각도(θ3)는 86°보다 작고, 테이퍼면(13a14)과 계합면(13c1) 사이에 형성되는 각도(θ4)는 85° 이하이다.

플랜지(13)의 규제부(13b)에 필름 단부면(8a)이 맞부딪치는 경우, 필름 내면(8b)은, 제1 대향면(13a11)의 방향 X에서의 상류측 부분과 미끄럼 이동한다. 미끄럼 이동 영역은 길이(L21)를 갖는 영역이다. 제1 대향면(13a11)의 표면 형상은 아치형 형상이므로, 필름(8)은 원활하게 회전한다.

한편, 좌우 플랜지(13)의 규제부(13b) 중 어느 하나에 필름 단부면(8a)이 맞부딪치지 않는 경우, 필름 내면(8b)은 제1 대향면(13a11)과 제2 대향면(13a12) 중 어느 하나 또는 그 양자 모두에 대해 미끄럼 이동한다. 제1 대향면(13a11)과 제2 대향면(13a12)에 의해 필름(8)의 회전 궤도가 규제되는 영역은, 상술한 공차 및 필름(8)의 열팽창에 의해 변화한다. 그 때문에, 제2 대향면(13a12)의 표면 형상도 필름(8)이 원활하게 회전할 수 있는 아치형 형상이다.

따라서, 제2 대향면(13a12)에 의해서도 필름(8)의 회전 궤도를 규제할 수 있으므로, 제1 대향면(13a11)의 길이(L21)를 필름이 지지부(13a)로부터 탈락하는 것을 방지하기 위해서 필요한 길이(L2)보다 짧게 해도, 필름 슬립 및 필름 비틀림의 발생 정도를 저감할 수 있다.

이어서, 제1 대향면(13a11)과 제2 대향면(13a12)을 제공하는 이유에 대해서, 도 9(실시형태 1) 및 도 10(비교예 2)를 참조하면서 설명한다.

도 9는, 제1 대향면(13a11)과 제2 대향면(13a12)이 각각 제공된 좌우 플랜지(13)와 필름(8)을 도시하는 개략도이다. 도 10은 비교예 2를 도시하는 개략도이다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 필름(8)의 필름 길이 방향에 관한 제조상 부품 공차의 변동에 의해, 필름 치우침 방향과 반대 측의 플랜지(13)의 제1 대향면(13a11)의 영역으로부터 필름(8)이 벗어나서, 이 영역에 의해 필름(8)의 회전 궤도를 규제할 수 없게 되는 경우가 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 필름 치우침 방향과 반대 측의 플랜지(우측 플랜지)(13)의 지지부(13a)의 대향면(13a1)에 대해 필름 내면(8b)이 미끄럼 이동하는 경우, 필름(8)의 회전 궤도를 제1 대향면(13a11)에 의해 규제할 수 없다. 그 경우, 필름(8)이 치우치는 측의 플랜지(좌측 플랜지)(13)의 규제부(13b)에 필름(8)의 필름 단부면(8a)이 맞부딪쳐서, 필름 내면(8b)이 도 9의 (좌측 플랜지(13)의) 제1 대향면(13a11))에 대해 미끄럼 이동한다. 전술한 바와 같이, 제1 대향면(13a11)의 윤곽은 비교예 1의 대향면(13a1)의 윤곽보다 크다. 그 결과, 필름(8)은 필름(8)의 우측 단부측이 필름(8)의 좌측 단부측에 대하여 기록재 반송 방향 상류측을 향해 각도(β)(<α)로 기울어지도록 기울어진다.

또한, 도 10에 도시한 비교예 2에서와 같이, 윤곽을 크게 한 부분을 기록재 반송 방향의 하류측에 제공하는 경우, 필름(8)은 필름(8)의 우측 단부측이 필름(8)의 좌측 단부측에 대하여 기록재 반송 방향 상류측을 향해 각도(γ)로 기울어지도록 기울어진다.

도 9 및 도 10의 각도(β와 γ)를 서로 비교하면, 각도(β)는 각도(γ)보다 작다. 따라서, 플랜지(13)의 제1 대향면(13a11)을 기록재 반송 방향 상류측에 제공하는 경우에는, 제1 대향면(13a11)을 기록재 반송 방향 하류측에 제공하는 경우에 비하여 필름 치우침력이 감소될 수 있다.

본 실시형태의 정착 장치(31)에서는, 필름(8)의 치우침이 발생했을 때, 윤곽이 큰 제1 대향면(13a11)이 필름(8)의 회전 궤도를 규제한다. 그 때문에, 필름(8)의 기울기 각도를 작게 할 수 있으므로, 필름(8)의 치우침력을 저감할 수 있고, 따라서 필름 단부의 파손을 억제할 수 있다. 또한, 제1 대향면(13a11)의 길이(L21)가 짧으므로, 이 부분의 윤곽을 크게 해도, 필름(8)의 회전 저항을 억제할 수 있다. 또한, 제2 대향면(13a12)이 제공되므로, 필름(8)이 플랜지(13)로부터 탈락하는 것을 방지할 수 있다.

[실시형태 2]

정착 장치(31)의 다른 실시형태를 설명한다. 본 실시형태에서는, 실시형태 1의 구성과 상이한 구성만을 설명한다.

도 11 및 도 12에는 본 실시형태의 정착 장치(31)가 도시되어 있다. 도 11의 (a) 부분은, 플랜지(13)를 가압 롤러(9)와 반대측으로부터 보았을 때의 개략도이며, 도 11의 (b) 부분은 플랜지(13)를 필름 길이 방향의 외측으로부터 보았을 때의 개략도이다. 도 12는 우측 플랜지(13)를 기록재 반송 방향 상류측에서 보았을 때의 사시도이다.

도 11 및 도 12에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 플랜지(13)에는, 플랜지(13)의 지지부(13a)의 둘레 방향 전체에, 제1 대향면(13a11)과 제2 대향면(13a12)이 제공된다. 제1 대향면(13a11)과 제2 대향면(13a12) 사이의 단차부는, 제1 대향면(13a11)과 제2 대향면(13a12)을 원활하게 연결하는 경사면(13a13)을 구성한다.

본 실시형태에 따른 정착 장치(31)는 실시형태 1과 마찬가지인 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 필름(8)의 치우침력을 저감할 수 있기 때문에, 실시형태 1과 마찬가지로, 필름 슬립 및 필름 비틀림의 발생 위험을 저감할 수 있다.

[실시형태 3]

도 13 및 도 14에 본 실시형태의 정착 장치(31)가 도시되어 있다. 도 13의 (a) 부분은 플랜지(13)를 가압 롤러(9)와 반대측으로부터 보았을 때의 개략도이며, 도 13의 (b) 부분은 플랜지(13)를 필름(8)의 스러스트 방향 외측으로부터 보았을 때의 개략도이다. 도 14는 우측 플랜지(13)를 기록재 반송 방향 상류측에서 보았을 때의 사시도이다.

도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 플랜지(13)에는, 플랜지(13)의 지지부(13a)의 기록재 반송 방향 상류측에, 제1 대향면(13a11)과 제2 대향면(13a12)이 제공된다. 필름(8)의 길이 방향에서, 제1 대향면(13a11)과 제2 대향면(13a12)은 원활하게 연결되어 있는 경사면을 구성한다.

본 실시형태에 따른 정착 장치(31)는 실시형태 1과 마찬가지인 효과를 발휘할 수 있다.

[다른 실시형태]

실시형태 1 내지 3의 정착 장치(31)에서, 각각의 플랜지(13)는, 필름(8)의 길이 방향으로 2개의 대향면(13a11, 13a12)을 포함하지만, 3개 이상의 대향면을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 3개의 대향면이 제공되는 경우에는, 규제부(13)로부터의 거리가 작아질수록 대향면의 윤곽을 크게 하기만 하면 된다.

본 발명을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims

기록재에 형성된 화상을 상기 기록재에 정착하는 정착 장치이며,
프레임;
상기 프레임에 계합되는 부품;
상기 기록재와 접촉할 수 있는 상태에서 회전할 수 있는 원통형의 필름;
상기 필름의 길이방향 단부에 대향하는 위치에서 상기 필름의 내부 공간에 제공되는 지지부로서, 상기 지지부는 상기 부품의 일부로서 제공되는, 지지부; 및
상기 필름의 외주면에 접촉하고, 상기 필름과의 사이에서 상기 기록재를 끼움지지해서 반송하는 닙부를 형성하도록 구성된 롤러를 포함하고,
상기 지지부는, 상기 필름의 길이방향 단부에서 상기 필름의 내면에 대향하는 제1 대향면과, 상기 제1 대향면보다 상기 필름의 길이 방향 내측에서 상기 필름의 상기 내면에 대향하는 제2 대향면을 포함하고,
상기 제1 대향면과 상기 제2 대향면 각각은, 상기 부품이 상기 프레임과 계합되며, 상기 부품이 상기 프레임의 평면부에 대향하는 면인 계합면과 86° 이상 94° 이하의 범위의 각도를 형성하는 면이며,
상기 부품을 상기 필름의 길이 방향에서 보았을 때, 상기 제1 대향면의 윤곽은 상기 제2 대향면의 윤곽보다 큰, 정착 장치.
제1항에 있어서,
윤곽이 상이한 상기 제1 대향면 및 상기 제2 대향면은, 기록재 반송 방향에서의 상기 닙부의 중심에 직교하는 가상면을 기준으로 상기 지지부의 상류측에만 제공되는, 정착 장치.
제1항에 있어서,
윤곽이 상이한 상기 제1 대향면 및 상기 제2 대향면은, 기록재 반송 방향에서의 상기 닙부의 중심에 직교하는 가상면을 기준으로 상기 지지부의 상류측과 하류측의 양쪽 모두에 제공되는, 정착 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 대향면과 상기 제2 대향면 사이에는 경사면이 제공되는, 정착 장치.
제1항에 있어서,
상기 부품은, 상기 필름이 상기 길이 방향으로 치우칠 때, 상기 필름의 단부면이 맞부딪치는 규제면을 포함하는, 정착 장치.
제1항에 있어서,
상기 필름의 상기 내면에 접촉하는 히터를 더 포함하는, 정착 장치.
제6항에 있어서,
상기 닙부는 상기 히터와 상기 롤러에 의해 상기 필름과 상기 롤러 사이에 형성되는, 정착 장치.