KR20070049516A - 화상형성기기의 정착장치 - Google Patents

Abstract

인쇄매체가 경유하는 정착닙을 충분히 확보하고 벨트의 수명을 향상시켜 정착품질을 향상시킬 수 있는 화상형성기기의 정착장치가 개시된다. 개시된 본 발명에 의한 화상형성기기의 정착장치는, 열원을 가지는 회전 가능한 가열롤러; 가열롤러와 제 1 정착닙을 두고 회전 가능하게 설치된 가압롤러; 가압롤러의 하류에서 가열롤러와 접촉하도록 설치되어 제 2 정착닙을 형성하는 가압부재; 및 가압롤러와 가압부재에 지지되어 주행하는 벨트;를 포함하며, 벨트는 무장력 구간을 가지는 것을 특징으로 한다.

정착, 닙, 벨트, 탄성, 회전, 가열, 가압, 서브, 2차, 인쇄매체.

Description

화상형성기기의 정착장치{A fusing device of an image forming apparatus}

도 1은 일반적인 화상형성기기의 정착장치를 개략적으로 나타낸 단면도, 그리고,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성기기의 정착장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110: 가열롤러 111: 열원

120: 가압롤러 121: 탄성체

130: 가압부재 131: 탄성부재

132: 지지부재 140: 벨트

150: 핀치롤러

본 발명은 화상형성기기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 인쇄매체에 전사된 화상을 정착시키는 화상형성기기의 정착장치에 관한 것이다.

일반적으로, 복사기, 프린터, 팩스밀리 또는 이들의 기능을 하나의 기기로 구현하는 복합기와 같은 화상형성기기는 외부로부터 입력되는 화상신호를 인쇄매체로 인쇄하는 기능을 갖는다. 이러한 화상형성기기는 감광매체의 정전잠상을 현상하는 현상장치와, 상기 현상된 화상을 인쇄매체에 전사하는 전사장치와 인쇄매체에 전사된 화상을 정착시키는 정착장치 등을 구비한다. 이러한 화상형성기기의 정착장치의 일 예가 도 1에 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 상기 정착장치는 소정의 정착닙(N)을 가지고 서로 구름접촉하는 가열롤러(10)와 가압롤러(20)를 구비한다.

상기 가열롤러(10)의 내부에는 할로겐 램프(11)가 설치된다. 이 할로겐 램프(11)는 가열롤러(10)를 가열하여, 가열롤러(10)가 일정온도를 유지하게 한다. 이에 의해 이들 롤러들(10)(20) 사이의 정착닙(N)을 통과하는 인쇄매체(P)에 전사된 토너화상(T)이 정착에 필요한 온도로 가열된다.

상기 가압롤러(20)는 탄성체(21)에 의해 가열롤러(10) 측으로 가압됨으로써, 가열롤러(10)에 의해 소정의 온도로 가열된 상기 인쇄매체(P) 상의 토너화상(T)이 인쇄매체(P)에 정착되도록 한다.

이러한 제 1 및 가압롤러(10)(20) 사이의 정착닙(N)은 화상정착 품질에 중요한 변수로 작용한다. 그런데, 근래에는 화상형성기기가 고속화 및 소형화 추세로 가면서, 인쇄속도가 빨라짐과 동시에 내장되는 제 1 및 가압롤러(10)(20)의 크기가 작아지는 추세이다.

이로 인해, 상기 인쇄매체(P)가 제 1 및 가압롤러(10)(20) 사이의 정착닙(N)을 경유하는 시간이 감소하게 되는 문제점이 발생된다. 이를 개선하기 위해, 상기 가압롤러(20)에 의한 가압력을 증가시키는 방안이 있을 수 있으나, 정착닙(N) 압력이 증가할수록 인쇄매체(P)의 이송력 저하, 잼(JAM) 발생 증가, 구동 토크 증가 및 내구성 저하의 문제점이 야기된다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 인쇄매체가 경유하는 정착닙을 충분히 확보하고 벨트의 수명을 향상시켜 안정된 정착품질을 구현할 수 있는 화상형성기기의 정착장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 화상형성기기의 정착장치는, 열원을 가지는 회전 가능한 가열롤러; 상기 가열롤러와 제 1 정착닙을 두고 회전 가능하게 설치된 가압롤러; 상기 가압롤러의 하류에서 상기 가열롤러와 접촉하도록 설치되어 제 2 정착닙을 형성하는 가압부재; 및 상기 가압롤러와 가압부재에 지지되어 주행하는 벨트;를 포함하며, 상기 벨트는 무장력 구간을 가진다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 벨트를 사이에 두고 상기 가압부재와 소정압력으로 밀착 회전하도록 설치되어 상기 벨트에 주행력을 가하는 핀치롤러를 더 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 핀치롤러는 상기 가열롤러보다 빠른 속도로 회전하는 것이 좋다.

또한, 상기 가압부재는, 상기 벨트의 내주면에 접촉하는 탄성부재; 및 상기 탄성부재를 탄력적으로 지지하는 지지부재;를 포함하는 것이 좋다.

여기서, 상기 벨트는 상기 가압롤러와 가압부재의 외면이 형성하는 타원보다 크게 형성되어, 상기 제 1 정착닙으로부터 상기 핀치롤러의 압접부까지는 인장상태로, 그 이외의 구간에서는 무장력 상태로 회전하는 것이 좋다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성기기의 정착장치는, 가열롤러(110), 가압롤러(120), 가압부재(130), 벨트(140) 및 핀치롤러(150)를 포함한다.

상기 가열롤러(110)는 인쇄매체(P)의 이송경로 상에 회전 가능하게 설치되며, 내부에 열원(111)이 내장된다. 상기 열원(111)은 일반적인 할로겐램프방식이나 코일방식이 채용되어, 상기 가열롤러(110)를 정착온도로 가열한다.

상기 가열롤러(110)는 상기 열원(111)의 열에 의해 쉽게 가열될 수 있도록, 열전도율이 높은 구리, 알루미늄, 철, 니켈 등과 같은 물질로 형성된다. 또한, 상기 가열롤러(110)는 인쇄매체(P)에 전사된 화상이 달라붙지 않도록 외주면에 실리콘 또는 테프론과 같은 재질로 코팅된 코팅층(112)이 마련된다.

상기 가압롤러(120)는 상기 인쇄매체(P)의 이송경로 상에 가열롤러(110)와 서로 구름접촉하여 회전하도록 설치된다. 또한, 상기 가압롤러(120)는 양단이 탄성체(121)에 의해 가열롤러(110) 측으로 가압된다.

이로 인해, 상기 가열 및 가압롤러(110)(120) 사이에는 제 1 정착닙(N1)이 형성되며, 이 제 1 정착닙(N1)을 인쇄매체(P)가 경유하여 전사된 토너화상(T)이 가 열 및 가압롤러(110)(120) 각각의 열과 압력에 의해 정착된다.

한편, 본 실시예에서는 상기 가열 및 가압롤러(110)(120)가 각각 가열 및 가압의 기능을 구비하는 것으로 도시하였으나, 꼭 이를 한정하는 것은 아니다. 즉, 상기 가열 및 가압롤러(110)(120)가 모두 가열 및 가압의 기능을 가지는 것과 같은 다양한 변형 실시예가 가능함은 당연하다.

상기 가압부재(130)는 상기 가압롤러(120)의 하류에서 가열롤러(110)와 접촉하도록 설치되어, 제 2 정착닙(N2)을 형성한다. 이러한 가압부재(130)는 탄성부재(131)와 지지부재(132)를 포함한다.

상기 탄성부재(131)는 상기 벨트(140)의 내주면에 접촉하여, 상기 벨트(140)를 상기 가열롤러(110)로 밀착시킨다. 이 탄성부재(131)는 고무, 우레탄, 발포수지 등이 사용될 수 있으며, 상기 벨트(140)의 주행에 의한 마찰을 고려하여 가열롤러(110)와 같이 외면이 코팅되는 것이 바람직하다.

상기 지지부재(132)는 상기 탄성부재(131)를 탄력적으로 지지하여, 상기 탄성부재(131)를 벨트(140) 측으로 가압시킨다. 이러한 지지부재(132)는 도 2에 도시되지 않았지만, 가압롤러(120)와 같이 양단에 스프링과 같은 탄성수단이 설치되어 탄성부재(131) 측으로 탄성 가압된다. 여기서, 상기 탄성부재(131)는 지지부재(132)에 접착제와 같은 접착수단에 의해 접착된다.

즉, 상기 지지부재(132)의 가압력에 의해 상기 탄성부재(131)와 가열롤러(110) 사이에 제 2 정착닙(N2)이 형성된다. 여기서, 상기 지지부재(132)는 철, 알루미늄과 같은 강성이 큰 재질로 형성됨이 바람직하다.

이러한 탄성부재(131)와 지지부재(132)는 가열롤러(110)와의 사이에서 넓은 정착닙(N2)을 확보할 수 있는 크기와 형상을 구비한다. 이를 위해, 본 실시예에서는 상기 지지부재(132)가 꺽쇄 형상을 가지고 탄성부재(131)를 지지하여, 상기 탄성부재(131)가 벨트(140)에 면접촉되는 것으로 도시하였다.

상기 벨트(140)는 상기 가압롤러(120)와 가압부재(130)에 지지되어 주행한다. 구체적으로, 상기 벨트(140) 일측은 가압롤러(120)에 의해 가열롤러(110)로 밀착되고, 타측은 탄성부재(131)에 의해 가열롤러(110)로 밀착되어 회전한다.

상기 벨트(140)는 제 1 및 제 2 정착닙(N1)(N2) 사이를 경유하는 인쇄매체(P)를 이송시키고, 가열롤러(110)와의 밀착력으로 안정된 제 1 및 제 2 정착닙(N1)(N2)를 형성시킨다.

이러한 벨트(140)는 가압롤러(120)와 가압부재(130)의 외면이 형성하는 타원보다 크게 형성된다. 또한, 상기 벨트(140)는 상기 가열롤러(110)와 마찬가지로 전사된 토너화상(T)으로 인한 오염을 방지하기 위해 코팅되는 것이 바람직하다.

상기 핀치롤러(150)는 상기 벨트(140)를 사이에 두고 가압부재(130)와 소정압력으로 밀착 회전하도록 설치되어 벨트(140)에 주행력을 가한다. 즉, 상기 벨트(140)는 일측과 타측이 각각 가압롤러(120)와 핀치롤러(150)로부터 구동력을 전달받음으로써, 주행하는 것이다.

이러한 핀치롤러(150)의 회전과 벨트(140)의 크기로 인해, 상기 벨트(130)는 가열롤러(110)와 가압롤러(120) 사이에 형성되는 제 1 정착닙(N1)으로부터 핀치롤러(150)와 벨트(140)의 압접부까지는 인장상태로, 그 외의 구간에서는 무장력 상태 로 회전하게 된다. 이는, 전 구간에서 인장상태로 회전하는 벨트에 비해 본원발명의 벨트(140)가 무장력 구간을 구비함으로써, 벨트(140)의 수명을 향상시키기 위함이다.

상기 핀치롤러(150)의 회전속도는 상기 가열롤러(110)보다 빠르다. 이는, 상기 제 1 및 제 2 정착닙(N1)(N2) 구간에서의 벨트(140) 주행력 향상, 벨트(140) 주름 방지 및 인쇄매체(P)와의 밀착력 향상을 도모하기 위함이다.

상기와 같은 구성을 구비하는 화상형성기기의 정착장치의 작동관계를 첨부된 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 소정의 토너화상(T)이 전사된 인쇄매체(P)가 가열 및 가압롤러(110)(120) 사이의 제 1 정착닙(N1)으로 이송된다. 이때, 상기 인쇄매체(P)의 토너화상(T)은 가열 및 가압롤러(110)(120)의 열과 압력에 의해 1차 정착된다.

상기 토너화상(T)이 1차 정착된 인쇄매체(P)는 가압롤러(120)와 가압부재(130)에 의해 지지되어 회전하는 벨트(140)를 따라 계속 주행하면서 가열롤러(110)와 가압부재(130) 사이의 제 2 정착닙(N2)으로 이송된다. 이렇게 제 2 정착닙(N2)을 경유하는 인쇄매체(P)는 가열롤러(110)의 열과 가압부재(130)에 의한 압력에 의해 토너화상(T)이 2차 정착된다.

한편, 본 실시예에서는 상기 가압부재(130)가 가압롤러(120)의 하류에 배치되어 제 2 정착닙(N2)를 형성하는 것으로 도시하였으나, 꼭 이를 한정하는 것은 아니다. 즉, 상기 가압부재(130)가 가압롤러(120)의 상류에 배치되는 것과 같은 다양 한 변형 실시예가 가능함은 물론이다.

또한, 상기 가압롤러(120)가 가열 및 가압의 기능을 동시에 구비할 경우, 상기 벨트(140)가 가압롤러(120)가 아닌 가열롤러(110)에 지지되어 가압롤러(120)와 가압부재(130) 사이에 제 2 정착닙(N2)를 형성시키는 것과 같은 변형 실시예도 가능하다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 화상이 전사된 인쇄매체가 가열 및 가압롤러와 가열롤러와 가압부재 사이를 차례로 경유함으로써, 충분한 정착닙을 확보할 수 있게 된다. 이로 인해, 상기 인쇄매체의 화상 정착시간이 길어짐으로써, 정착된 화상의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 가압롤러와 가압부재에 지지되어 주행하는 벨트가 무장력 구간을 가짐으로써, 벨트의 수명을 향상시킬 수 있게 된다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 열원을 가지는 회전 가능한 가열롤러;

   상기 가열롤러와 제 1 정착닙을 두고 회전 가능하게 설치된 가압롤러;

   상기 가압롤러의 하류에서 상기 가열롤러와 접촉하도록 설치되어 제 2 정착닙을 형성하는 가압부재; 및

   상기 가압롤러와 가압부재에 지지되어 주행하는 벨트;를 포함하며,

   상기 벨트는 무장력 구간을 가지는 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 정착장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 벨트를 사이에 두고 상기 가압부재와 소정압력으로 밀착 회전하도록 설치되어 상기 벨트에 주행력을 가하는 핀치롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 정착장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 핀치롤러는 상기 가열롤러보다 빠른 속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 정착장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 가압부재는,

   상기 벨트의 내주면에 접촉하는 탄성부재; 및

   상기 탄성부재를 탄력적으로 지지하는 지지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 정착장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 벨트는 상기 가압롤러와 가압부재의 외면이 형성하는 타원보다 크게 형성되어, 상기 제 1 정착닙으로부터 상기 핀치롤러의 압접부까지는 인장상태로, 그 이외의 구간에서는 무장력 상태로 회전하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 정착장치.

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