KR20070054479A

KR20070054479A - 화상형성기의 정착장치

Info

Publication number: KR20070054479A
Application number: KR1020050112525A
Authority: KR
Inventors: 설동진; 김환겸
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-11-23
Filing date: 2005-11-23
Publication date: 2007-05-29

Abstract

본 발명에 의한 화상형성기의 정착장치는 가열롤러; 상기 가열롤러와 밀착되어 회전하는 가압롤러; 상기 가열롤러에 대향하여 압접되게 설치된 가압부재; 상기 가압롤러와 상기 가압부재에 권취되어 무한궤도를 운동하는 정착벨트; 상기 가열롤러와 상기 가압롤러를 각각 회전구동시키는 구동유닛; 및 상기 가압롤러의 회전속도가 상기 가열롤러의 회전속도 이상이 되도록 상기 구동유닛을 제어하는 제어유닛;을 포함한다. 이에 의하면, 정착 닙의 확대로 용지의 닙 체류시간이 증가함에 따라 고속 인쇄에 따른 인쇄 품질을 향상시킬 수 있으며, 용지가 정착 닙을 통과시 가열롤러와의 밀착성을 좋게 함으로써 고속 인쇄에 따른 고품질의 정착이 가능하다.

화상형성기, 정착장치, 가열롤러, 가압롤러, 벨트, 닙, 속도

Description

화상형성기의 정착장치{FIXING APPARATUS FOR IMAGE FORMING APPARATUS}

도 1은 일반적인 화상형성기의 정착장치를 개략적으로 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성기의 정착장치를 개략적으로 나타낸 단면도, 그리고,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 화상형성기의 정착장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 가열롤러 110 : 열원

200 : 가압롤러 300 : 가압부재

310 : 지지부재 320 : 탄성부재

400 : 정착벨트 500 : 지지롤러

본 발명은 화상형성기에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 화상 토너를 용지에 융착시키는 화상형성기의 정착장치에 관한 것이다.

일반적으로 프린터, 복사기, 스캐너, 복합기 등과 같은 화상형성기는 공지된 전사장치에 의해 용지 표면에 전사된 현상제, 예컨대 화상 토너를 용지에 융착시키는 정착장치를 구비한다.

첨부한 도 1은 일반적인 화상형성기의 정착장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 화상형성기의 정착장치는 서로 밀착되어 회전하는 가열롤러(10)와 가압롤러(20) 등을 구비한다. 가열롤러(10)는 구동유닛(미도시)에 의해 회전구동되며, 가압롤러(20)는 가열롤러(10)에 밀착되어 피동된다. 가열롤러(10)의 내부에는 화상 토너를 용지에 영구적으로 융착시키기 위한 열을 발생시키는 열원(11), 예컨대 히팅코일이 구비된다. 또한, 열원(11)의 온도를 감지하기 위한 온도센서(미도시)가 가열롤러(10)의 표면에 접촉 또는 비접촉되게 설치된다.

상기와 같이 구성된 정착장치는 회전하는 가열롤러(10)와 가압롤러(20)의 압접에 의해 형성된 닙(NIP)(a)을 용지(1)가 통과하면서 전사장치(미도시)에 의해 용지(1) 표면에 전사된 미정착 화상 토너(1')를 가열, 가압하여 용지에 융착시킨다. 가열롤러(10)의 외부에 설치된 온도센서는 가열롤러(10)의 온도를 감지한다. 제어부(미도시)는 열원(11)을 온/오프하여 가열롤러(10)의 온도를 제어한다.

최근 화상형성기의 고속화 요구에 부응하여, 정착롤러의 외경을 확대할 필요가 있다. 이는 고속화에 수반한 인쇄 속도의 증가로 용지의 닙 체류시간이 감소함으로써 초래되는 정착 품질의 악화를 방지하기 위하여, 닙을 확대하여 용지의 닙 체류시간을 확보하기 위한 것이다. 그러나 화상형성기의 사이즈를 고려하면, 정착 롤러의 외경 확대에는 한계가 있으며, 또한 웜 업 타임(Warm Up Time)이 길어지고 비용이 증가한다는 문제가 있다.

한편, 화상형성기의 고속화에 따른 정착성 확보를 위해, 정착롤러의 닙 가압력을 증가시킬 필요가 있다. 그러나 단순히 닙 가압력을 증가시키는 것은 정착장치의 내구성에 문제가 발생할 수 있다. 또한, 닙 부위에서 용지 이동성이 나빠져 용지 잼(Jam) 발생 가능성이 높아질 뿐만 아니라, 정착롤러의 구동 토오크가 커서 장치에 무리가 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 정착 닙을 확대함으로써 고속 인쇄에 따른 정착 품질을 향상시킬 수 있는 화상형성기의 정착장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 용지가 정착 닙을 통과시 가열롤러와의 밀착성을 좋게 함으로써 고속 인쇄에 따른 고품질의 정착이 가능한 화상형성기의 정착장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 화상형성기의 정착장치는, 가열롤러; 상기 가열롤러와 밀착되어 회전하는 가압롤러; 상기 가열롤러에 대향하여 압접되게 설치된 가압부재; 상기 가압롤러와 상기 가압부재에 권취되어 무한궤도 운동하는 정착벨트; 상기 가열롤러와 상기 가압롤러를 각각 회전구동시키는 구동유닛; 및 상기 가압롤러의 회전속도가 상기 가열롤러의 회전속도 이상이 되도록 상기 구동유닛을 제어하는 제어유닛;을 포함한다.

여기서, 상기 가압부재는 상기 가열롤러에 대향되는 일측면이 상기 가열롤러의 표면에 대응하는 형상으로 형성되며, 타측면이 상기 정착벨트에 내접하여 장력을 가하도록 절곡 형성된다.

또한, 상기 가압부재는 90°≤ θ≤ 180°의 각도로 절곡 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 가압부재는, 상기 정착벨트의 내측면에 접촉하는 탄성부재; 및 상기 탄성부재를 지지하는 지지부재;를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 화상형성기의 정착장치는, 상기 정착벨트를 지지하도록 상기 가압롤러와 상기 가압부재의 사이에 설치된 지지롤러;를 더 포함한다.

본 발명의 상기와 같은 목적 및 다른 특징들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

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

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성기의 정착장치는 가열롤러(100), 가압롤러(200), 가압부재(300), 정착벨트(400), 구동유닛(미도시) 및 제어유닛(미도시) 등을 구비한다.

상기 가열롤러(100)는 원통형 롤러로서, 내부에 화상 토너(1')를 용지(1)에 영구적으로 융착시키기 위한 열을 발생시키는 열원(110), 예컨대 히팅코일을 구비한다.

상기 가압롤러(200)는 가열롤러(100)와 나란하게 배치되며, 가열롤러(100)와 압접하여 회전하면서 제 2 정착닙(b)을 형성하는 원통형 롤러이다.

상기 가열롤러(100) 및 가압롤러(200)는 공지된 기술로 이해 가능하므로 구체적인 설명은 생략한다.

상기 가압부재(300)는 가압롤러(200)의 전방에 일정간격을 두고 설치되며, 가열롤러(100)에 압접하여 제 1 정착닙(a)을 형성한다. 가압부재(300)는 가열롤러(100)에 대향하여 가압하는 지지부재(310)와, 지지부재(310)에 접착제로 접합되며 정착벨트(400)의 내측면과 접촉하는 탄성부재(320)를 포함한다.

상기 지지부재(310)는 스프링(미도시)에 의해 가압되는 꺽쇄 형상의 부재이다. 지지부재(310)는 제 1 정착닙(a)의 폭 확대, 용지(1) 진입의 용이성 등을 고려하여 가열롤러(100)에 외접하는 소정의 각도(θ), 바람직하게는 90°≤ θ≤ 180°의 각도로 절곡 형성된다. 상기 탄성부재(320)는 제 1 정착닙(a) 이전의 형상이 정착벨트(400)의 주행 가이드를 위해 원호 형상의 단면(320')이며, 제 1 정착닙(a)에서의 형상이 제 1 정착닙(a)의 폭 및 가압력을 확보하기 위해 가열롤러(100)의 표면과 대응하는 곡면의 형상이나 선형의 형상이다. 바람직하게 지지부재(310)는 일반탄소강, 스테인레스강, 알루미늄 및 그 합금, 세라믹스 등과 같이 강성이 우수한 소재가 사용되며, 탄성부재(320)는 실리콘고무, 우레탄, 발포수지 등이 사용된다.

상기 정착벨트(400)는 가압롤러(200)와 가압부재(300)에 권취되어 무한궤도를 운동하는 벨트이다.

상기 구동유닛은 가열롤러(100)와 가압롤러(200)를 각각 회전구동시키기 위한 것으로, 구동모터, 기어 등을 구비한다.

상기 제어유닛은 가열롤러(100)와 가압롤러(200)를 각각 회전 구동시키는 구동모터들을 제어한다. 구체적으로 제어유닛은 가압롤러(200)의 회전속도(V₂)가 가열롤러(100)의 회전속도(V₁) 이상이 되도록 구동모터를 제어한다. 즉 제어유닛은 V₂ ≥ V₁ 를 만족하도록 가열롤러(100)와 가압롤러(200)의 회전속도를 제어한다.

도면에는 도시된 바 없지만, 정착장치는 가열롤러(100)의 온도를 감지하기 위한 온도센서와, 온도센서에 의해 감지된 가열롤러(100)의 온도 제어를 위한 온도제어부를 구비한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성기의 정착장치는 가열롤러(100)와 밀착되어 회전하는 가압롤러(200)의 전방에 가열롤러(100)에 대향하여 압접되게 설치된 가압부재(300)를 구비한다. 이에 따라, 가열롤러(100)와 가압부재(300)에 의해 제 1 정착닙(a)이 형성되며, 회전하는 가열롤러(100)와 가압롤러(200)의 압접에 의해 제 2 정착닙(b)이 형성됨으로써, 정착 닙을 효과적으로 확대할 수 있다. 따라서, 정착장치로 이송되는 용지(1)는 제 1 정착닙(a)과, 제 2 정착닙(b)을 순차적으로 통과하면서 전사장치에 의해 용지(1) 표면에 전사된 미정착 화상 토너(1')를 가열, 가압하여 용지(1)에 융착시킨다. 이때 동일한 인쇄 속도 조 건에서 기존 방식 대비, 정착 닙의 확대로 용지의 닙 체류시간이 증가함에 따라 고속 인쇄시에도 인쇄 품질의 향상을 기대할 수 있다.

또한, 가열롤러(100)와 가압롤러(200)는 각각의 구동유닛에 의해 회전구동되며, 각각의 구동유닛은 제어유닛에 의해 가압롤러(200)의 회전속도(V₂)가 가열롤러(100)의 회전속도(V₁) 이상이 되도록 제어된다. 즉, 정착벨트(400)를 주행시키는 가압롤러(200)의 회전속도(V₂)가 가열롤러(100)의 회전속도(V₁) 보다 빠르게 함으로써, 가열롤러(100)와 정착벨트(400)와의 밀착성을 더욱 좋게 한다. 따라서 용지(1)가 정착 닙을 통과시 가열롤러(100)와의 밀착성이 좋아져 화상 토너의 흐트러짐 없이 고품질의 정착이 가능하다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 화상형성기의 정착장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 가열롤러(100), 가압롤러(200), 가압부재(300), 정착벨트(400), 구동유닛(미도시), 제어유닛(미도시) 및 지지롤러(500) 등을 구비한다. 본 실시예에서 각 구성요소과 작동은 상기 일 실시예와 동일하므로 설명은 생략한다. 다만, 본 실시예에서는 정착벨트(400)를 지지하도록 가압롤러(200)와 가압부재(300)의 사이에 지지롤러(500)가 설치된다. 바람직하게, 지지롤러(500)는 가열롤러(100)와 접촉되지 않은 정착벨트(400)의 일측에 내접되게 설치되며, 정착벨트(400)에 일정한 장력을 가한다.

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

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 정착 닙의 확대로 용지의 닙 체류시간이 증가함에 따라 고속 인쇄에 따른 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 용지가 정착 닙을 통과시 가열롤러와의 밀착성을 좋게 함으로써 고속 인쇄에 따른 고품질의 정착이 가능하다.

Claims

가열롤러;

상기 가열롤러와 밀착되어 회전하는 가압롤러;

상기 가열롤러에 대향하여 압접되게 설치된 가압부재;

상기 가압롤러와 상기 가압부재에 권취되어 무한궤도 운동하는 정착벨트;

상기 가열롤러와 상기 가압롤러를 각각 회전구동시키는 구동유닛; 및

상기 가압롤러의 회전속도가 상기 가열롤러의 회전속도 이상이 되도록 상기 구동유닛을 제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기의 정착장치.
제 1 항에 있어서, 상기 가압부재는 상기 가열롤러에 대향되는 일측면이 상기 가열롤러의 표면에 대응하는 형상으로 형성되며, 타측면이 상기 정착벨트에 내접하여 장력을 가하도록 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 화상형성기의 정착장치.
제 2 항에 있어서, 상기 가압부재는 90°≤ θ≤ 180°의 각도로 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 화상형성기의 정착장치.
제 3 항에 있어서, 상기 가압부재는,

상기 정착벨트의 내측면에 접촉하는 탄성부재; 및

상기 탄성부재를 지지하는 지지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기의 정착장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정착벨트를 지지하도록 상기 가압롤러와 상기 가압부재의 사이에 설치된 지지롤러;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기의 정착장치.