<실시예1>
(1) 화상 형성 장치의 예
도1은 가열 고정 장치(3)로서 본 발명에 따른 화상 가열 장치를 구비한 화상 형성 장치의 일예의 구조적 모델을 개략적으로 도시하는 도면이다. 본 실시예에서 화상 형성 장치(1)는 전자사진식 공정을 사용하는 레이저 빔 프린터이다.
도면 부호 11은 화상 지지체로서 작용하는 감광 드럼을 나타내고, 알루미늄, 니켈등과 같은 원통형 베이스 물질상에 OPC, 무정형 실리콘등과 같은 감광 재료를 형성함에 의하여 구성된다. 감광 드럼(11)은 소정의 원주 속도에서 화살표에 의하여 지적된 것처럼 시계방향으로 회전 구동된다.
감광 드럼(11)이 회전하는 중에 그 표면은 충전 장치로서 작용하는 충전 롤러(12)에 의하여 소정의 극성과 전위로 일정하게 충전된다. 그후, 감광 드럼(11)의 표면은 화상 정보에 대한 반응으로 제어된 온/오프와 노출 수단으로서 작용하는 레이저 스캐너(13)에 의하여 출력된 레이저 빔(L)에 의하여 스캔 노출되고, 이에 의하여 스캔 노출된 화상 정보에 대응하는 정전 잠상은 감광 드럼(11)에 형성된다. 형성된 정전 잠상은 그후 현상되고, 이에 따라 현상 장치(14)에 의하여 토너 화상으로서 시각화된다. 여기서, 점핑 현상법, 두 성분 현상법등은 현상법으로서 사용되고, 현상법에서 화상 노출과 역 현상의 조합이 자주 사용된다. 본 실시예에 따른 프린터에서, 감광 드럼(11)의 표면은 소정의 음 전위로 일정하게 충전되고, 화상 노출은 정전 잠상을 형성하는 레이저 스캐너(13)에 의하여 충전된 표면에서 수행되고, 역 현상은 현상 장치(14)에 의하여 형성된 정전 잠상에 수행된다.
한편으로, 일 시트의 기록 재료(P)는 카세트(21)로부터 분리되고 이송되며, 이송 롤러(22)에 의하여 등록 롤러(23)로 운반된다. 기록 재료(P)는 그후 감광 드럼(11)의 표면상에 형성된 토너 화상과 동기하여 등록 롤러(23)에 의하여 이송 롤러(15)와 감광 드럼(11)으로 구성되는 이송 닙부로 이송된다. 이송 닙부에서, 감광 드럼(11)상의 토너 화상은 도시되지 않은 동력 공급부로부터 이송 롤러(15)로 가해진 이송 바이어스의 작용에 의하여 기록 재료(P)로 이송된다.
이송 닙부를 통과한 기록 재료(P)는 감광 드럼(11)의 표면으로부터 분리되고, 토너 화상을 가지는 기록 재료(P)는 그후 시트 통로(24)를 통해 가열 고정 장치(3)로 운반되고, 운반된 기록 재료(P)는 가열 고정 장치(3)의 닙부에서 가열되고 가압되며, 이에 의하여 토너 화상은 영구 화상으로서 기록 재료(P)에 고정된다. 그후, 기록 재료(P)는 시트 통로(25)를 통하여 배출 트레이(26)로 배출된다.
한편으로, 토너 화상이 기록 재료(P)로 이송된 후 감광 드럼(11)에 남아 있는 이송 잔여 토너는 세정 장치(16)에 의하여 감광 드럼(11)의 표면에서 제거되고, 이에 의하여 감광 드럼(11)은 화상 형성을 위하여 반복적으로 사용된다.
(2) 가열 고정 장치(3)
도2는 본 실시예에 따른 가열 고정 장치(3)의 주요 부분의 단면 모델을 도시하는 도면이다. 도9에 도시된 전술한 종래의 가열 고정 장치 뿐만 아니라 본 실시예에 따른 가열 고정 장치(3)는 원통형 고정 필름(가요성 슬리브)을 사용하는 필름 가열 시스템과 압력 롤러 구동 시스템의 가열 고정 장치이다. 여기서, 도9에 도시된 가열 고정 장치에 공통인 구조 부재들과 부품들은 도9에 도시된 것과 동일한 도면 부호와 기호를 각각 가지고, 이들 부재들과 부품들의 반복적 설명은 생략한다.
도3은 필름 가이드(35)와 필름 가이드(35)의 양단부에 끼워지는 플랜지 부재들(36)을 도시하는 외부 사시도이고, 도4a는 플랜지 부재(36)의 내면측을 도시하는 평면도이고, 도4b는 플랜지 부재(36)의 내면부를 도시하는 측면도이고, 도5a,5b는 고정 필름(31)의 층 구조 모델을 도시하는 도면들이다.
(i) 히터(33)
가열 부재로서 작용하는 히터(33)는 열 발생 페이스트가 열 발생체를 보호하고 단열 성능을 확보하는 유리 코팅층과 세라믹 기판상에 인쇄되는 열 발생체를 연속적으로 형성하는 방법으로 구성된다. 히터(33)는 히터(33)상의 열 발생체로 동력 제어된 교류 전류를 흐르게 함에 의하여 열을 발생한다. 여기서, 질화 알루미늄, 산화 알루미늄등은 세라믹 기판의 재료로서 사용된다. 온도 조정을 위한 서미스터(도시 안됨)는 세라믹 기판의 배면상에 인접하고, 이에 의하여 열 발생체로의 대전은 서미스터에 의하여 검출된 온도가 목표 온도를 유지하도록 제어된다.
(ii) 필름 가이드(35)
가이드 부재로서 작용하는 필름 가이드(35)는 히터(33)를 지지한다. 기록 재료 운반 방향으로 히터(33)의 상류측과 하류측 단면 형상들의 각각은 반원호이다.
(iii) 고정 필름(31)
가요성인 이음매없는 벨트의 내열 필름(고정 필름)은 필름 가이드(35)의 원주 길이에 여지가 있도록(즉, 어떠한 인장이 가하여지지 않는 상태에서) 필름 가이드(35)를 포함한다. 고정 필름(31)의 양단부는 필름 가이드(35)의 두 종방향 단부들에 끼워지는 플랜지 부재(36)에 의하여 미끄럼 가능하고 회전가능하게 지지된다.
층 구조 모델을 도시하는 도5a에 도시된 것처럼, 고정 필름(31)은 도전 프라이머층(31b)을 통하여 카본 블랙등과 같은 도전 부재를 PTFE, PFA, EFP등과 혼합함에 의하여 얻어진 몰드 릴리스층(31c)은 폴리이미드, 폴리아미드-이미드, PEEK, PES등과 같은 작은 열용량 내열 수지 필름(베이스 필름)의 표면에 코팅되는 다층 필름이다. 몰드 릴리스층(31c)은 여러 결점 화상들을 야기하지 않도록 최적 저항을 가지도록 설계되어 왔다. 이외에, 고정 필름(31)은 충전 손상을 방지하기 위하여 접지된다. 게다가, 도5b에 도시된 것처럼, 후술하는 고정 바이어스를 적용하도록 하기 위하여, 도전 프라이머층(31b)은 고정 필름의 표면상에 부분적으로 노출되고, 노출된 부분은 전도 브러시등과 같은 동력 공급 수단(41)과 접촉된다.
고정 필름(31)은 상기 몰드 릴리스층이 프라이머층을 통하여 스테인레스강 튜브와 같은 얇은 원금속(metal crude) 튜브의 표면상에 코팅되는 금속 슬리브일 수도 있다. 이 경우에, 원금속 튜브는 바이어스 적용과 고정 필름의 접지를 위하여 금속 슬리브의 표면에 부분적으로 노출된다.
(iv) 플랜지 부재(36)
플랜지 부재(36)의 고정 필름 미끄럼부(36b)는 그 반경이 고정 필름(31)의 반경과 실질적으로 동일한 원호이다. 가이드 부재(35)의 두 종방향 단부의 각각에 부착된 플랜지 부재(36)는 원통형 고정 필름(31)의 종방향 단부의 내면을 따라서 미끄러지는 고정 필름 미끄럼부(36b)와 그 버스 라인 방향으로 고정 필름의 이동을조정하기 위한 칼라 와셔부(36a)를 포함한다.
(v) 압력 롤러(32)
압력 부재로서 작용하는 압력 롤러(32)는 발포된 스폰지 탄성층을 통하여 코어 금속상에 배치된 PFA, PTFE, FEP등과 같은 플루오르플라스틱으로 된 단열 몰드 릴리스층 또는 코어 금속에 배치된 실리콘 고무등과 같은 내열 고무의 탄성층으로 구성된 회전체이다. 탄성층은 단열 몰드 릴리스층의 표면의 충전 손상을 방지하기 위하여 카본 블랙등과 같은 도전 부재를 내부에 혼합함에 의하여 도전하여 왔다.
압력 롤러(32)의 양단부는 도시되지 않은 스프링에 의하여 가열 조립체(30)와 압력 접촉하고, 압력 롤러(32)는 도시되지 않은 구동 시스템에 의하여 회전가능하게 구동되고, 이에 의하여 기록 재료(P)와 고정 필름(31)은 압력 롤러(32)의 회전에 따라서 함께 회전하고 이에 따라 운반된다. 비고정 토너 화상(T)을 가지는 기록 재료(P)는 가열 고정 장치(3)의 압력 롤러(32)와 가열 조립체(30)사이에 형성된 압력 접촉닙(고정닙)부(N)에서 가열 가압되고, 토너 화상(T)은 이에 따라 기록 재료(P)에 고정되고, 기록 재료(P)는 그후 화상 형성 장치(1)로부터 외부로 배출된다.
(vi) 윤활제
윤활제는 고정 닙부(N)에 있는 히터(33)의 저면 즉, 히터(33)의 유리 코팅층과 고정 필름(31)의 배면(내주면) 즉, 기록 재료(P)의 토너 화상(T)과 접촉하는 측부에 대향하는 면사이에 놓여지고, 이에 의하여 아래의 고정 닙부(N)에서 히터(33)와 고정 필름(31)사이의 미끄럼 토크를 안정화시키며, 이에 따라 고정 필름(31)과기록 재료(P)사이의 미끄럼을 방지한다. 여기서, 내열 플루오르 그리스(예를 들면, 다우 코닝사로부터 입수가능한 HP-300 그리스 또는 다이킨 인더스트리사로부터 입수가능한 DEMNUM 그리스 L-65)등이 윤활제로서 사용됨이 주목되어야 한다.
(vii) 고정 바이어스 적용 수단
도전 브러시등과 같은 동력 공급 수단(41)은 고정 필름(31)의 표면상에 부분적으로 노출된 도전 프라이머층(31b)(도5a,5b)과 접촉하고, 이에 의하여 극성이 토너(T)와 같은 고정 바이어스가 바이어스 동력 공급부(42)로부터 고정 필름(31)으로 가해진다. 여기서, 고정 바이어스의 적용은 적어도 기록 재료(P)가 고정 필름(31)과 접촉하는 중에 수행된다.
(3) 고온의 오프셋의 억제
고정 닙부(N)의 주변에서 고정 필름(31)의 회전 위치는 다음과 같다. 즉, 기록 재료 운반 방향으로 고정 닙부(N)의 상류측에서 회전 위치는 원호이거나 또는 원호에 유사한 형상을 가지고 이에 따라 고정 필름(31)은 필름 가이드(35)의 상류측에서 립들(35b)과 접촉한다. 기록 재료 운반 방향으로 고정 닙부(N)의 하류측에서, 고정 필름(31)은 하류 방향으로 돌출하도록 조정되고, 이에 의하여 고정 필름(31)은 필름 가이드(35)의 하류측에서 대략 립들(35b)과 접촉하지 않는다. 고정 필름이 이와 같은 회전 위치를 나타내게 하기 위하여, 도2 또는 도4a,4b(도4a,4b에 도시된 플랜지 부재(36)는 도3에 도시된 좌측 것이다)에 도시된 것처럼, 기록 재료 운반 방향으로 상류측의 고정 닙부의 주변에서 플랜지 부재(36)의 고정 필름 미끄럼부(36b)의 형상은 실질적으로 필름 가이드(35) 뿐만 아니라 원호(36c)로 설정된다. 역으로, 고정 닙부의 주변에서 고정 필름 미끄럼부(36b)의 기록 재료 운반 방향으로 하류측에서, 필름 가이드(35)에 끼워질 부분의 주변에서 하류방향으로 고정 필름(31)을 돌출하는 돌출부(36d)가 제공된다. 즉, 고정 닙부의 하류측의 플랜지 부재(36)의 필름 미끄럼부(36d)는 압력 부재측으로 상류측 고정 필름 미끄럼부(36c)보다 더 길다.
그러한 구조의 목적은 도2에 도시된 거리α에 의하여 히터(33)를 지지하는 필름 가이드(35)와 고정 닙부(N)로부터 기록 재료 운반 방향으로 하류측의 고정 닙부의 주변에서 기록 재료(P)와 고정 필름(31)의 분리점(A)을 멀리하는 것이고, 플랜지 부재(36)에 의하여 기록 재료 운반 방향으로 하류측으로 고정 필름(31)의 두 종방향 단부만을 돌출하는 것이고, 이에 따라 고정 필름(31)은 고정 닙부의 하류측의 필름 가이드(35)와 접촉하는 것이 어렵게 되고, 이에 의하여 고정 필름(31)에 열원으로서 작용하는 히터(33)를 지지하는 큰 열용량 필름 가이드(35)로 부터의 열 전달양을 감소시킨다.
그러므로, 고정 필름이 거리α차를 두고 이동되는 중에 고정 필름은 히터와 필름 가이드에 의하여 가열되지 않으므로, 고정 필름이 필름 가이드와 접촉하는 경우와 비교할 때 거리α를 둔 고정 필름의 온도는 낮다. 그러므로, 고정 닙부(N)에서 가열되고 용융된 토너(T)는 기록 재료(P)가 분리점(A)에 도달할 때까지 냉각될 수 있고, 이에 의하여 분리점(A)에서 토너(T)의 온도를 낮추는 것이 가능하다. 결과적으로, 고정 필름(31)이 기록 재료(P)에서 분리되는 때에 토너(T)의 점착은 고정 필름(31)과 토너(T)사이의 부착보다 더 크게 될 수 있고, 이에 의하여 필름이기록 재료(P)로부터 분리된 후 고정 필름(31)에서, 토너(T)의 잔여 즉, 고온의 오프셋을 억제하는 것이 가능하다.
그동안, 고정닙부의 상류측에서, 고정 필름(31)은 압력 롤러(32)의 회전에 따라 회전하게 되고, 이에 의하여 고정 필름(31)은 고정닙부측으로 항상 당겨진다. 그러므로, 고정 필름(31)의 원활한 회전 목적을 위하여, 고정 닙부의 상류측의 고정 필름의 부분은 필름 가이드(35)의 립들(35b)과 접촉한다.
게다가, 고온의 오프셋을 더 억제하기 위하여 극성이 바이어스 적용 수단(41,42)으로부터 고정 필름(31)으로 토너(T)와 동일한 고정 바이어스를 적용하고, 적어도 기록 재료(P)가 고정 필름(31)과 접촉하는 중에 토너(T)를 기록 재료(P)로 정전식으로 가압함에 의하여 고정 필름(31)에 존재하는 토너를 억제하는 것이 바람직하다. 바이어스 적용으로 인한 고온의 오프셋의 이 정전 억제에 관한 시너지 효과는 본 실시예에 따른 기록 재료(P)와 고정 필름(31)의 분리점(A)에서 토너(T)의 온도를 낮추기 때문에 고정 필름(31)과 기록 재료(P)사이의 인터페이스에서 토너(T)의 점착이 개선되므로 얻어질 수 있다.
부수적으로, 본 실시예에서, 고정 필름과 필름 가이드는 고정닙부의 하류측에서 서로 실질적으로 또는 완전히 접촉하지 않고, 필름 가이드(35)의 립들(35b)은 고정 닙부의 하류측에 제공될 필요가 없다. 한편으로, 하류측에 립들(35b)을 제공하는 경우에, 립들의 수를 상류측의 립들의 수보다 더 작게 하는 것이 바람직하다.
(4) 종래 예와 비교 실험
본 실시예에 따른 상기 가열 고정 장치(3)가 사용되는 경우는 상류측과 하류측의 둘다에서 고정 닙부의 주변에서 고정 필름(31)의 회전 위치가 종래의 가열 고정 장치(도9)에서처럼 필름 가이드(35) 뿐만 아니라 실질적으로 원호로 설정되는 경우와 비교된다. 부수적으로, 고정 바이어스의 존재/비존재를 기초로 고온의 오프셋 평가는 각각의 경우에 다른 인쇄 속도(20, 30, 40PPM)에서 수행되고, 그 결과는 아래의 표1에 도시된다. 표에서, 기호 o는 OK 레벨을 가리키고, 기호 △는 실제 사용중에 문제없는 레벨을 가리키고, 기호 x는 NG 레벨을 가리킨다.
이외에, 선단의 100mm는 문자를 나타내고, 후단은 솔리드 화이트를 나타내는 패턴은 23℃/60%RH의 환경하에서 24시간 이상동안 남겨진 보통 종이에 인쇄되고, 그후 종이의 솔리드 화이트부의 문자 패턴의 오프셋 상태가 관찰되고 평가된다.
|
고정바이어스 |
고온의 오프셋 레벨 |
20PPM |
30PPM |
40PPM |
본 실시예 |
비존재 |
o |
o |
△ |
존재 |
o |
o |
o |
종래예 |
비존재 |
△ |
x |
x |
존재 |
o |
△ |
x |
인쇄 속도가 증가함에 따라 토너의 고정을 유지하기 위하여 고정 목표 온도를 더 높게 설정하는 것이 필요하다. 그러므로, 종래예에서 기록 재료(P)와 고정 필름(31)의 분리점(A)에서 토너(T)의 온도는 더 빠른 인쇄 속도의 장치가 사용됨에 따라 상승하고, 본 실시예에서 고온의 오프셋 마진은 고정 바이어스의 존재/비존재에 관계없이 종래예와 비교할 때 넓고, 이에 의하여 가열 고정 장치의 작동 속도가 증가하고, 또한 고정 목표 온도가 증가한다 할지라도 고온의 오프셋이 억제되는 것을 확인하는 것이 가능하다.
즉, 기록 재료 운반 방향으로 하류측의 고정 닙부의 주변에서 고정 필름(31)의 회전 위치는 하류 방향쪽으로 부분적으로 돌출하도록 조정되고, 이에 의하여 고정 필름은 고정 닙부의 하류측의 필름 가이드와 접촉하지 않는다. 그러므로, 고정 필름(31)이 기록 재료(P)로부터 분리되는 때 토너(T)의 온도는 감소하고, 그러므로 토너(T)의 점착은 증가하고, 이에 의하여 고온의 오프셋이 억제될 수 있다.
(5) 다른 고정 바이어스 적용 시스템의 경우에서 비교 실험
다음, 다른 고정 바이어스 적용 시스템(도6)이 채택되는 경우를 기술한다. 여기서, 이 고정 바이어스 적용 시스템은 인쇄 속도의 상승으로 인해 후방으로 토너가 분산되는 현상을 억제하는 것이 필요한 경우에 채택되는 것이 주목된다.
(i) 충전 제거 수단
접지 도전 롤러등과 같은 충전 제거부(43)는 고정 닙부(N)를 통과하는 기록 재료(P)의 인쇄면의 후방면과 접촉하는 위치에 제공된다. 충전 제거 수단(43)은 그것이 도전성을 가진다면 브러시, 가이드등과 같은 어떠한 형태를 가질 수도 있다.
(ii) 고정 바이어스의 적용
극성이 토너(T)(여기서 음극의 토너가 사용된다)와 같은 마이너스(음극)의 바이어스는 적어도 기록 재료(P)가 고정 필름(31)과 접촉하는 중에 소정의 양에 의하여 고정 바이어스 적용 수단(41,42)으로부터 고정 필름(31)에 가하여진다. 그러므로, 극성이 기록 재료(P)의 저항을 통하여 충전 제거 수단(43)의 접지된 부분으로부터 가해진 마이너스 바이어스에 반대되는 플러스(양극) 전하는 기록 재료(P)의인쇄면의 배면에 유도되고, 반대 극성 토너(T)는 유도 양전하에 의하여 기록 재료(P)로 끌어 당겨지고 고정된다.
전술한 고정 바이어스 적용 시스템에서, 40PPM의 인쇄 속도에서 고정 바이어스 적용양의 크기에 따른 후방의 토너 분산 현상과 고온의 오프셋의 비교 평가는 본 실시예에 설명된 고정 필름(31)의 회전 위치가 채택되는 경우와, 상기 종래예(도9)에서 회전 위치가 채택되는 경우에 대하여 수행되고, 그 결과는 아래의 표2에 도시된다. 표에서, 기호 o는 OK 레벨을 가리키고, 기호 △는 실제 사용중에 문제없는 레벨을 가리키고, 기호 x는 NG 레벨을 가리키는 것을 주목해야 한다.
이외에, 고온의 오프셋에 대하여, 선단의 100mm는 문자를 나타내고, 후단은 솔리드 화이트를 나타내는 패턴은 23℃/60%RH의 환경하에서 24시간 이상동안 남겨진 보통 종이에 인쇄되고, 그후 종이의 솔리드 화이트 부분의 문자 패턴의 오프셋 상태가 관찰되고 평가된다. 게다가, 후방의 토너 분산 현상에 대하여, 선들이 종이 운반 방향에 수직 방향으로 배열되는 패턴은 23℃/60%RH의 환경하에서 24시간 이상동안 남겨진 보통 종이에 인쇄되고, 그후 토너가 후방으로 분산되는 상태가 관찰되고 평가된다.
바이어스 적용양 |
-100V |
-300V |
-700V |
고온의 오프셋 |
본 실시예 |
o |
o |
o |
종래 예 |
o |
△ |
x |
후방 토너의 분산 현상 |
본 실시예 |
x |
△ |
o |
종래 예 |
x |
△ |
o |
이 결과로서, 종래 예와 비교한 것처럼 고정 바이어스가 증가한다 할지라도 고온의 오프셋에 관한 어떠한 문제가 발생하지 않는다는 것을 본 실시예에서 확인하는 것이 가능하다. 게다가, 인쇄 속도에서 증가로 인하여 야기된 후방의 토너 분산 현상을 억제하기 위한 높은 고정 바이어스를 적용하는 것이 필요한 경우에도 가열 고정 장치는 고온의 오프셋과 후방의 토너 분산 현상의 둘다를 억제할 수 있고, 게다가 작동 속도를 증가시킬 수 있음을 확인하는 것이 가능하다.
여기서, 본 실시예에서 고온의 오프셋조건과 종래 예에서 고온의 오프셋조건사이의 차이는 고정 바이어스에서의 증가로 인해 설명된다.
고정 바이어스 시스템에서, 양(양극) 전류는 극성이 기록 재료(P)의 인쇄면의 배면에서 토너의 극성과 반대되는 양전하를 유도하기 위하여 기록 재료(P)에서 흐르고, 이 전류는 기록 재료(P)와 고정 필름(31)의 분리점(A)의 주변에서 고정 필름(31)측으로 기록 재료(P)로부터 흐른다. 이 때문에, 음전하가 가벼운 토너는 분리점(A)의 주변에서 이 양전류로 인해 역으로 되고, 마이너스 바이어스가 적용되는 고정 필름(31)측으로 쉽게 부착되는 상태에 있다.
그러한 상태에서, 고정 필름(31)이 기록 재료(P)로부터 분리되는 때 토너 온도가 높고 이에 따라 토너 점착이 가벼운 종래 예의 경우에는 극성이 전환된 토너는 고정 필름(31)에 부착되고, 부착양은 또한 고정 바이어스에서의 증가로 인해 증가된다.
다른 한편으로, 본 실시예에서처럼, 고정 필름(31)이 기록 재료(P)로부터 분리되는 때의 토너 온도가 낮고 이에 따라 토너 점착이 높은 경우에, 부분적인 토너가 역전된다 할지라도 고정 필름(31)에의 토너의 부착은 상호 토너의 점착이 강하기 때문에 억제될 수 있다.
<실시예2>
실시예2로서 고정 필름(31)의 고정 닙부의 주변에서 회전 위치를 위한 조정 방법의 또 다른 예는 도7에 도시된다. 여기서, 실시예1에서의 그것과 동일한 기능들을 가지는 각각의 부품들은 실시예1에서의 그것과 동일한 도면 부호와 기호를 각각 가짐을 주목해야 하고, 이들 부품들의 반복적인 설명은 생략한다.
(1) 필름 가이드(35)에 의한 회전 위치의 조정
본 실시예에서, 고정 닙부의 주변에서 고정 필름의 회전 위치는 기록 재료 운반 방향으로 고정 닙부(N)의 상류측의 고정 필름(31)의 실질적으로 반경에 설정된다. 기록 재료 운반 방향으로 고정 닙부(N)의 하류측의 고정 필름의 회전 위치가 하류 방향을 부분적으로 돌출하도록 조정되므로, 도8에 도시된 것처럼, 고정 닙부의 주변에서 필름 가이드(35)의 고정 필름 미끄럼부의 형상은 기록 재료 운반 방향으로 고정 닙부의 상류측의 고정 필름(31)의 실질적인 반경인 형상(35a)에 설정되고, 반면에 하류측으로 고정 필름(31)을 돌출하는 고정 닙부의 주변에서 콤-티쓰(comb-teeth) 돌출부(립)들(35b)(도8과 도3)은 기록 재료 운반 방향으로 고정 닙부의 하류측에 제공된다. 이외에, 고정 닙부의 하류측의 립들(35b)의 수는 상류측의 립들(35b)의 수보다 더 작게 설정된다.
그러므로, 도7에 도시된 거리α를 두고 히터(33)를 지지하는 필름 가이드(35)의 프레임과 고정 닙부(N)로부터 고정 닙부의 하류측의 기록 재료(P)와고정 필름(31)의 분리점(A)을 멀리하는 것이 가능하다. 그러므로, 고정 필름이 고정 닙부의 하류측의 필름 가이드와 접촉하더라도 하류측의 립의 수가 상류측의 립의 수보다 더 작기 때문에 필름 가이드에서 고정 필름으로 열전달양을 감소하는 것이 가능하고, 고정 필름(31)이 기록 재료(P)로부터 분리되는 때에 토너(T)의 온도를 낮추는 것이 또한 가능하고, 이에 의하여 실시예1 뿐만 아니라 본 실시예에서도 고온의 오프셋을 억제하는 것이 가능하다. 이때에, 분리점(A)에서 고정 필름(31)에 열원으로서 작용하는 히터(33)를 지지하는 대형 열용량의 필름 가이드(35)로부터의 열전달을 가능하면 크게 감소하기 위하여, 도3에 도시된 것처럼 필름 가이드(35)의 종방향으로 콤-티쓰 돌출부들(35b)을 부분적으로 제공하는 것이 바람직하다.
게다가, 실시예1에서처럼 플랜지 부재(36)에 의하여 고정 필름(31)의 양단부만을 조정하는 시스템을 필름 가이드(35)에 의하여 고정 필름(31)의 전체 종방향 가장자리를 조정하는 시스템으로 바꿈에 의하여 고정 닙부의 하류측의 고정 필름(31)의 회전 위치를 안정화하는 것이 가능하다. 그러므로, 고온과 고습도 환경하에 장시간 남겨짐으로 인해 단단함이 손상되는 얇은 기록 재료(P)가 사용될지라도 회전 위치의 불안정에 의하여 야기되는 고정 닙부의 하류측의 고정 필름(31)의 느슨함(예를 들면 종이 주름등)과 같은 해로운 효과를 억제하는 것이 가능하다.
이때에 플랜지 부재(36)의 고정 필름 미끄럼부(36b)의 형상은 고정 닙부의 하류측과 상류측의 둘다에서 실질적으로 원호(도4a의 36c)에 설정될 수도 있다. 그러나, 고정 필름(31)의 회전 위치를 안정시키기 위하여 하류 방향으로 고정필름(31)을 돌출하는 돌출부(36d)를 고정 닙부의 하류측에 제공하는 것은 실시예1 뿐만 아니라 본 실시예에서도 바람직하다. 게다가, 필름 가이드(35)에 의하여 고정 필름(31)의 회전 위치를 조정하기 위하여 필름 가이드(35)의 콤-티쓰 돌출부들(35b)의 높이보다 다소 더 낮게 플랜지 부재(36)의 돌출부(36d)의 높이를 설정하는 것이 바람직하다.
물론, 고온의 오프셋을 더 억제하기 위하여, 극성이 적어도 기록 재료(P)가 고정 필름(31)과 접촉하는 동안에 고정 필름(31)에 토너(T)의 극성과 동일한 고정 바이어스를 적용하는 것은 실시예1에서 뿐만 아니라 본 실시예에서도 가능하다.
게다가, 후방 토너 분산 현상을 억제하기 위하여, 극성이 기록 재료의 인쇄면의 배면에서 토너의 극성과 반대되는 양전하를 유도하는 그러한 고정 바이어스 구조를 채택하는 것이 도6에서 도시된 실시예1에서 뿐만 아니라 본 실시예에서도 가능하다.
(2) 비교 실험
고정 바이어스의 존재/비존재를 기초로 한 고온의 오프셋 평가들은 본 실시예에 따른 상기 가열 고정 장치가 사용되는 경우와 비교예로서 언급된, 고정 닙부의 주변에서 필름 가이드(35)의 고정 필름 미끄럼부의 형상이 기록 재료 운반 방향으로 고정 닙부의 상류측의 고정 필름의 실질적인 반경으로 설정되는 경우에 대하여 각각 다른 인쇄 속도들(20, 30, 40PPM)에서 수행되고, 반면에 하류측의 고정 필름 미끄럼부의 형상은 하류 방향으로 전체 고정 필름을 돌출하도록 필름 가이드의 전체 종방향 가장자리에서 볼록하게 설정된다. 그러므로, 평가의 결과들은 아래의표3에 도시된다. 표에서, 기호 o는 OK 레벨을 가리키고, 기호 △는 실제 사용중에 문제없는 레벨을 가리키고, 기호 x는 NG 레벨을 가리키는 것이 주목되어야 한다.
이외에, 선단의 100mm가 문자를 나타내고, 후단이 솔리드 화이트를 나타내는 패턴은 23℃/60%RH의 환경하에서 24시간 이상동안 남겨진 보통 종이에 인쇄되고, 그후 종이의 솔리드 화이트 부분의 문자 패턴의 오프셋 상태가 관찰되고 평가된다.
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고정바이어스 |
고온의 오프셋 레벨 |
20PPM |
30PPM |
40PPM |
본 실시예 |
비존재 |
o |
o |
△ |
존재 |
o |
o |
o |
종래예 |
비존재 |
△ |
x |
x |
존재 |
o |
△ |
x |
이 결과로서, 본 실시예에서, 콤-티쓰 돌출부들(35b)(도7, 도8, 도3)은 기록 재료 운반 방향으로 고정 닙부의 하류측의 필름 가이드의 고정 닙부의 주변에 제공되고, 이에 의하여 하류측으로 고정 필름(31)을 부분적으로 돌출한다. 그러므로, 비교예와 비교함에 따라, 분리점(A)에서 필름 가이드(35)로부터 고정 필름(31)으로 가능하면 많이 열전달을 감소하는 것이 본 실시예에서 가능하고, 그리고 고온의 오프셋 마진이 더 크고, 가열 고정 장치가 고속 작동을 달성할 수 있는 것을 확인하는 실시예1 뿐만 아니라 본 실시예에서도 또한 가능하다.
다음, 본 실시예에서 상기 가열 고정 장치가 사용되는 경우와 실시예1(도2)에 대하여, 선들이 종이 운반 방향에 수직되는 방향으로 배열되는 패턴은 세 종류의 종이들 즉, 두꺼운 종이, 보통 종이, 얇은 종이(예를 들면 105g 종이, 80g 종이, 60g 종이)에 각각 인쇄되고, 이들은 고온과 고습도 환경(예를 들면,30℃/80%RH)하에서 24시간 이상동안 남겨지고, 그후 종이가 주름진 상태와 화상의 혼란(횡선 패턴)이 관찰되고 평가된다. 평가의 결과들은 아래의 표4에 도시된다. 표에서, 기호 o는 문제없음을 가리키고, 기호 △는 화상 혼란이 발생함(그러나 종이 주름은 없음)을 가리키고, 기호 x는 종이 주름이 발생함을 가리키는 것이 주목되어야 한다. 여기서, 인쇄 속도는 30PPM임이 보장된다.
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종이 주름/화상 혼란 레벨 |
두꺼운 종이 |
보통 종이 |
얇은 종이 |
본 실시예 |
o |
o |
o |
실시예1 |
o |
△ |
x |
얇은 종이의 강도는 두꺼운 종이의 강도보다 더 낮고, 기록 재료의 단단함은 고온과 고습도의 환경하에 남겨짐으로써 손상된다. 그러므로, 실시예1과 비교할때, 종이 주름의 마진이 더 넓고, 고정 닙부의 하류측의 고정 필름(31)의 회전 위치의 안정성이 종이 주름에 영향을 미친다는 것을 본 실시예에서 확인하는 것은 가능하다.
즉, 고정 닙부의 하류측의 고정 필름(31)의 회전 위치는 실시예1에서처럼 플랜지 부재(36)에 의하여 고정 필름(31)의 양단부만을 조정하는 시스템을 본 실시예에서처럼 필름의 중심부의 느슨함등을 제거하기 위하여 필름 가이드(35)에 의한 고정 필름(31)의 전체 종방향 가장자리를 조정하는 시스템으로 바꿈에 의하여 안정된다. 그러므로 얇은 기록 재료가 종이 주름이 아주 쉽게 발생하는 고온과 고습도의 환경하에 남겨진다 할지라도 종이 주름의 발생을 억제하는 것이 가능하다.
<기타>
1) 가열 부재로서 작용하는 히터(33)는 세라믹 히터에 국한되지 않고 즉, 예를 들면 철판등과 같은 전자 유도 가열 부재가 사용될 수도 있다.
2) 가압 부재의 형태는 본 실시예에서처럼 압력 롤러(32)이외에 회전 벨트등일 수도 있다.
3) 본 발명에 따른 화상 가열 장치는 가열 고정 장치로서 사용될 뿐만 아니라 조건부 고정을 수행하는 화상 가열 장치, 화상이 광택등과 같은 화상 표면 특성을 개선하도록 가지는 기록 재료를 재가열하는 화상 가열 장치등으로서 또한 사용된다.
본 발명은 상기 실시예들에 국한되지 않고, 기술적 개념이 본 발명과 같은 여러 수정예들을 포함한다는 것이 주목되어야 한다.