KR20130018181A

KR20130018181A - 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR20130018181A
Application number: KR1020120087683A
Authority: KR
Inventors: 게이스께 후지따; 마사시 다나까; 고헤이 오까야스
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2011-08-12
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2013-02-20
Also published as: CN104808466B; EP2557459A1; CN104808466A; JP2013041062A; US20130039683A1; KR101510928B1; US8737896B2; CN102955407A; JP5748608B2; EP2557459B1; CN102955407B

Abstract

토너 화상을 담지한 기록재를 반송하면서 기록재를 닙부에서 가열하도록 구성된 정착 장치는, 관형 필름, 필름의 내면에 접촉하는 닙부 형성 부재, 필름을 통해 닙부 형성 부재와 함께 닙부를 형성하는 가압 부재, 및 필름의 단부면과 접촉함으로써 필름의 이동을 규제하도록 구성된 규제 부재를 포함한다. 규제 부재는, 닙부의 부근에서, 단부면을 포함하는 가상면으로부터의 거리가, 규제면이 닙부로부터 필름의 둘레 방향으로 멀어짐에 따라 서서히 작아지고, 그로부터의 거리가, 규제면이 필름의 방사 방향으로 연장됨에 따라 서서히 커지도록 경사지고 있는 규제면을 포함한다.

Description

화상 형성 장치 {IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은, 복사기 또는 프린터와 같은 전자 사진 방식의 화상 형성 장치에 이용되는 정착 장치에 관한 것이다.

몇몇 경우에, 퀵 스타트(quick start) 또는 에너지 절약의 관점에서 유리한 필름 가열 유형의 정착 장치가 복사기나 프린터와 같은 화상 형성 장치에 대한 정착 장치로서 이용된다.

상술한 정착 장치는 내열성 필름(이하, 단순히 필름이라 칭함), 히터, 필름을 통해 히터와 함께 닙부를 형성하는 가압 부재를 포함한다. 기록재를 반송하면서 닙부에서 미정착 토너 화상을 담지한 기록재를 가열함으로써, 토너 화상을 기록재에 정착시키는 것이 통상적이다.

이러한 필름 가열 시스템에 있어서는, 필름과 가압 부재의 위치 정밀도의 변동으로 인해, 필름이 기록재 반송 방향에 직교하는 방향(필름 모선(generatrix) 방향)으로 편향되는 현상(이하, 필름 편향이라 칭함)이 발생할 수 있다. 이러한 필름 편향에 대한 대책으로서, 필름의 단부가 규제 부재에 의해 규제되는 방법이 채용된다.

그러나, 필름의 단부가 규제 부재에 의해 규제되는 경우, 필름 편향력으로 인해 꺽임, 주름 및 균열(이하, 필름 단부 파손이라 칭함)이 발생할 수 있다.

이러한 관점에서, 일본 특허 출원 공개 평5-208750호는 닙부 직후에 필름의 이동 방향의 하류측을 향해서 필름의 길이 방향에 대하여 수직인 가상면으로부터의 거리가 작아지는 규제면과, 상술한 규제면에 계속되고 필름의 길이 방향에 대하여 수직인 규제면을 갖는 규제 부재를 채용한 정착 장치를 개시한다. 상술한 규제 부재로 인해, 필름 단부는 규제면에서 필름 편향력의 반력(reaction force)을 서서히 받음으로써 필름 단부 파손을 억제한다.

그러나, 상술한 구성은, 유저가 기록재를 닙부에서 인출할 때 필름에 인가되는 편향력에 의해 발생된 필름 단부 파손을 억제하기에 종종 불충분하다는 것이 판명되었다.

이는, 잼 처리시의 필름 편향력의 크기가 유저가 기록재를 닙부에서 인출하는 힘과, 기록재가 인출되는 각도에 의존하고, 몇몇 경우에 정착시보다 더 큰 편향력이 발생할 수 있기 때문이다.

본 발명은, 잼 처리시에, 필름에 정착시보다 큰 편향력이 발생된 경우에도, 필름 단부 파손을 억제할 수 있는 필름 가열 유형의 정착 장치에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 정착 장치는 토너 화상을 담지한 기록재를 반송하면서 기록재를 닙부에서 가열하여 토너 화상을 기록재에 정착시키도록 구성된다. 정착 장치는 관형 필름, 상기 필름의 내면에 접촉하는 닙부 형성 부재, 상기 필름을 통해 상기 닙부 형성 부재와 함께 상기 닙부를 형성하는 가압 부재, 및 상기 필름이 상기 필름의 모선(generatrix) 방향으로 이동할 때, 상기 필름의 모선 방향으로 단부면과 접촉함으로써 상기 필름의 이동을 규제하도록 구성된 규제 부재를 포함한다. 규제 부재는, 상기 닙부의 부근에서, 상기 단부면을 포함하는 가상면으로부터의 거리가, 규제면이 상기 닙부로부터 필름의 둘레 방향으로 멀어짐에 따라 서서히 작아지고, 그로부터의 거리가, 상기 규제면이 상기 필름의 방사 방향으로 연장됨에 따라 서서히 커지도록 경사지고 있는 상기 규제면을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 잼 처리 동안에 필름에 정착시보다 큰 편향력이 발생한 경우에 필름 단부 파손이 억제될 수 있다.

본 발명의 추가적인 특징 및 양태들은 첨부 도면을 참조하여 실시예의 후술하는 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 명세서의 일부를 이루고 이에 통합되는 첨부 도면은 설명과 함께 본 발명의 실시예, 특징 및 양태들을 예시하며, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

도 1은 종래의 정착 장치의 필름의 모선에 수직인 단면을 나타내는 도면.
도 2는 종래의 정착 장치가 기록재 반송 방향에 직교인 방향으로 어떻게 연장되는지를 개략적으로 나타내는 도면.
도 3a는 종래의 규제 부재의 규제면과 필름의 모선이 이루는 각도 θ를 나타내는 도면.
도 3b는 정착시에 필름에 인가되는 편향력의 방향을 나타내는 도면.
도 3c는 종래의 규제 부재를 나타내는 사시도.
도 4는 잼 처리시에 필름에 인가되는 인출력 및 편향력의 크기 및 방향을 나타내는 도면.
도 5a는 종래의 정착 장치의 필름의 모선에 수직인 단면을 나타내는 도면.
도 5b, 5c, 5d, 5e, 5f 및 5g는 종래의 정착 장치에 있어서의 필름 단부가 규제 부재에 접촉한 결과로 필름 단부가 필름의 내주면 측을 향해 구부러지는 상태를 나타내는 도면.
도 6a는 종래의 정착 장치의 필름의 모선에 수직인 단면을 나타내는 도면.
도 6b, 6c, 6d 및 6e는 종래의 정착 장치에 있어서 필름의 단부가 규제 부재에 접촉한 결과로 필름 단부가 필름의 외주면 측을 향해 구부러지는 상태를 나타내는 도면.
도 7a는 종래의 정착 장치의 필름의 모선에 수직인 단면을 나타내는 도면.
도 7b, 7c 및 7d는 종래의 정착 장치에 있어서 필름의 단부가 규제 부재에 접촉한 결과로 필름 단부가 필름의 내주면 측과 필름 외주면 측을 향해 구부러지는 상태를 나타내는 도면.
도 8a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 규제 부재를 나타내는 사시도.
도 8b는 제1 실시예에 따른 정착 장치를 필름의 모선 방향에서 본 단면도.
도 8c는 제1 실시예에 따른 규제 부재의 규제면과 필름의 모선이 이루는 각도 θ₁을 나타내는 도면.
도 8d는 제1 실시예에 따른 규제 부재의 변과 규제 부재의 필름의 모선에 평행한 임의의 단면의 단면 라인이 이루는 각도 β를 나타내는 도면.
도 8e는 제1 실시예에 따른, 라인이 음영이 그려진 규제면을 나타내는 도면.
도 9a, 9b, 9c, 9d 및 9e는 제1 실시예에 따른 정착 장치에 있어서 필름 단부와 규제 부재가 서로 접촉하는 상태를 나타내는 도면.
도 10은 제2 실시예에 따른 규제 부재를 나타내는 사시도.
도 11은 제1 실시예의 변형에 따른 정착 장치를 나타내는 단면도.

이하, 본 발명의 다양한 실시예, 특징 및 양태들에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명할 것이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 정착 장치를 설명하기 전에, 종래의 정착 장치의 구성 및 문제점에 대해 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1은 종래의 정착 장치의 필름의 모선에 수직인 단면을 나타내는 도면이고, 도 2는 기록재 반송 방향에 직교인 방향에서 본 종래의 정착 장치를 나타내는 개략도이다.

관형(tubular) 필름(12)은 내열성의 단층 필름 또는 원하는 표면 처리나 라미네이트 처리를 거친 복합층 필름이다. 예를 들어, 단층 필름의 재료는 내열 처리를 거치고 약 50㎛의 두께를 갖는 폴리에스테르(PET) 또는 폴리이미드(PI)의 막을 포함한다. 복합층 필름의 재료는 상술한 필름면에 테트라플루오로에틸렌 퍼플루오로알킬 비닐에테르 공중합체(PFA) 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)의 이형층을 추가적으로 형성함으로써 형성된 필름을 포함한다.

닙부 형성 부재로서 평판 히터(15)의 일면은 히터 홀더(13)에 의해 유지되고, 히터 홀더(13)에 의해 유지되는 면과 반대측의 또 다른 면은 필름(12)의 내주면과 접촉해서 필름(12)을 가열한다. 필름(12)과 접촉하는 히터(15)의 면 상에는, 스크린 인쇄 등에 의해 형성된 은 팔라듐 등의 선형 또는 띠 형상의 발열 저항체가 제공된다.

가압 부재로서 역할을 하는 가압 롤러(14)는 필름(12)을 통해 히터(15)와 함께 닙부 N을 형성한다. 가압 롤러(14)는 구동원(도시 생략)으로부터의 구동력에 의해 회전되고, 닙부 N에 있어서의 마찰력에 의해 필름(12)을 회전시킨다. 도 2에 도시된 바와 같이, 닙부 N에 있어서, 히터(15)는 가압 스프링(16a, 16b)에 의해 보강판(17) 및 히터 홀더(13)를 통해 필름(12)을 개재하여 가압 롤러(14)에 대해 미리 정해진 접촉 압력으로 가압된다. 닙부 N에서, 토너 화상을 담지하는 기록재를 반송하면서 압력 및 열이 인가되어 토너 화상을 기록재에 정착시킨다.

종래의 규제 부재(18)는, 정착시에 필름(12)이 기록재 반송 방향에 직교하는 방향으로의 힘(이하, 편향력이라 칭함)을 받을 때 필름(12)의 이동을 규제하는 역할을 한다.

다음으로, 도 3a, 3b 및 3c를 참조하여, 규제 부재(18)의 구성에 대해 상세하게 설명한다. 도 3a는 종래의 정착 장치가 기록재 반송 방향에 직교인 방향으로 연장한 상태를 나타낸다. 각각의 규제 부재(18)는 정지 상태의 필름(12)의 모선과 90도보다 작은 각 θ를 이루는 규제면(18b)을 포함한다. 규제면(18b)은, 정착시에 필름의 회전 방향으로 닙부의 출구의 직후에 회전하는 필름(12)의 단부면이 서서히 규제될 수 있도록, 필름(12)의 단부면을 포함하는 가상면으로부터의 거리가 서서히 작아지는 규제면이다. 또한, 각각의 규제 부재(18)는 규제면(18b)과 연속하고 필름의 단부면에 평행한 규제면(18a)을 포함한다.

여기에서, 필름(12)의 편향력에 대해 설명한다. 도 3b는 필름(12)에 편향력이 발생했을 때 필름(12)의 상태를 나타낸다. 필름(12)의 편향력은, 필름(12), 히터(15) 및 가압 롤러(14)와 같은 부품의 부품 정밀도 또는 위치 정밀도의 변동에 의해 야기되는, 기록재 반송 방향에 직교인 방향으로 필름(12)에 대한 반송력의 차로 인해 발생된다. 도 3b는 이 때의 필름(12)의 상태를 나타낸다. 상술한 필름(12)에 대한 반송력의 차로 인해, 필름(12)의 모선이 규제 부재(18)에 대하여 각도 α로 기운 경우에, 필름(12)은 가압 롤러(14)에 의해 기록재 반송 방향으로 마찰력 F를 받으므로, 필름(12)에 인가된 편향력은 Fsinα로 표현될 수 있다. 필름(12)에 대한 반송력으로서의 역할을 하는 마찰력 F가 클수록, 필름(12)에 인가된 편향력은 커진다. 회전하는 필름(12)의 단부가 필름 회전 방향으로 닙부의 출구 근방의 위치로부터 닙부의 출구 직후의 규제면으로 기록재 반송 방향에 직교인 방향으로 갑자기 규제되는 경우에, 필름의 단부면이 파손되기 쉽다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서, 각각의 규제 부재(18)에는, 닙부의 출구의 직후에 필름(12)에 대한 정착시의 회전 방향으로 회전하는 필름(12)의 단부면이 서서히 규제될 수 있도록, 필름(12)의 단부면으로부터의 거리가 서서히 작아지는 규제면(18b)이 제공된다. 따라서, 필름(12)에 대한 닙부의 출구 직후에, 필름(12)의 단부면은 편향력에 대항하는 반력을 규제면(18b)으로부터 서서히 받아서, 상술한 문제점이 해결된다.

다음으로, 닙부에 기록재(2)를 끼운 상태에서 장치가 정지되는 잼이 발생하고, 유저가 기록재 반송 방향으로 하류 측(필름 회전 방향으로 필름(12)에 대한 출구 측)으로부터 기록재(2)를 인출하여 잼을 처리하는 경우에 대해서 설명한다. 이 경우에, 필름(12)의 회전 방향은 정착시와 동일하다. 기록재 반송 방향에 대하여 평행한 방향으로 기록재가 인발되는 경우, 필름(12)에 편향력은 발생하지 않는다. 그러나, 기록재(2)가 기록재 반송 방향에 대하여 각도를 갖는 방향으로 인출되는 경우, 필름(12)에 정착시보다 큰 편향력이 발생할 수 있다.

특히, 유저가 닙부의 압력을 해제하지 않고, 잼을 처리하는 경우(즉, 기록재(2)를 기록재 반송 방향에 대하여 각도를 갖는 방향으로 인출하는 경우), 기록재와 필름(12) 사이의 마찰력이 커지므로, 필름의 편향력은 커진다.

도 4는 기록재 반송 방향으로 닙부의 하류측으로부터 기록재 반송 방향에 대하여 각도 γ를 갖는 방향으로 기록재(2)가 인출되는 경우를 나타내는 개략도이다. 인출력 Fp(필름(12)이 기록재로부터 받는 마찰력)로 기록재(2)가 인출되는 경우, 편향력은 인출력 Fp의 기록재 반송 방향에 직교인 방향의 성분인 Fj이다. 잼 처리시의 편향력 Fj는 인출력 Fp와 각도 γ에 따라 변하므로, 이 때의 편향력은 그 값에 따라 정착시의 편향력보다 클 수 있다.

필름(12)의 편향력 Fj가 클수록, 필름(12)의 단부면이 규제면(18a, 18b)에 접촉하는 힘이 커진다. 따라서, 몇몇 경우에, 편향력 Fj가 필름(12)의 구부러짐 강성을 초과하면 그 결과로 필름(12)의 단부가 구부러진다. 필름(12)의 단부는 필름(12)의 내주 측 또는 외주 측을 향해 구부러진다. 또는, 필름(12)의 단부의 주변에서 내주 측을 향해 구부러진 부분과 외주 측을 향해 구부러진 부분이 동시에 존재할 수 있다.

도 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f 및 5g를 참조하여, 필름(12)의 단부가 규제 부재(18)와의 접촉의 결과로 필름(12)의 내주면 측을 향해 구부러진 경우에 대해 설명한다. 도 5a는 종래의 정착 장치의 필름(12)의 모선에 수직인 단면을 나타내는 도면이다. 도 5b 및 도 5c는 규제면(18a)(S1-S1)을 따라서 본 단면도이며, 도 5d 및 도 5e는 규제면(18b)(S2-S2)을 따라서 본 단면도이다. 도 5g는 닙부를 따라서 본 단면도(S3-S3)이다.

이상적으로는, 도 5b에 나타낸 바와 같이, 필름(12)의 단부면과 규제면(18a)이 서로 평행하게 접촉하는 것이 바람직하다. 그러나, 실제로는, 도 5c에 나타낸 바와 같이, 필름(12)과 규제 부재(18)의 위치 정밀도나 부품 정밀도에 의존하여, 필름(12)의 단부면과 규제면(18a)은 서로 평행하지 않고, 필름(12)의 내주면 측을 향해 단부를 구부러지게 하는 반력을 받을 수 있다. 잼 처리시의 편향력이 필름(12)의 구부러짐 강성을 초과하는 경우, 규제면(18a)에 접촉하는 필름(12)의 단부가 필름(12)의 내주면 측을 향해 구부러진다.

그러면, 도 5d에 나타낸 바와 같이, 필름(12)은 편향력으로 인해 화살표로 나타낸 방향으로 추가적으로 이동하고, 필름(12)의 단부는 규제면(18b)에 접촉한다. 도 5e에 나타낸 바와 같이, 필름(12)의 단부가 필름(12)의 내주면 측을 향해 구부러지는 경우에, 규제면(18b)과 접촉하고 있는 필름(12)의 단부도 필름(12)의 내주면 측을 향해 구부러지기 쉽게 된다. 도 5f에 나타낸 바와 같이, 필름(12)의 내주면 측을 향해 구부러진 필름(12)의 단부의 일부는 최대로 180도만큼 구부러질 수 있다.

한편, 도 5g에 나타낸 바와 같이, 180도만큼 구부러진 필름(12)의 단부도 닙부의 입구에 들어가기 전에 전의 상태로 복구된다. 이는, 필름(12)의 단부의 변형은 탄성 변형이며, 상술한 바와 같이, 닙부의 부근에는 필름(12)의 단부를 규제하는 규제면이 없으므로, 필름(12)의 단부에 복구력이 인가되기 때문이다.

상술한 바와 같이, 회전 방향으로, 필름(12)의 단부는 규제면(18a, 18b)에서 필름(12)의 내주면 측을 향해 구부러지고, 닙부 부근에서 이전 상태로 복구된다. 이러한 구부러짐과 복구의 반복의 결과로, 단부가 피로 파괴(fatigue fracture)되기 쉬워진다.

또한, 도 6a 내지 6e에 나타낸 바와 같이, 필름(12)의 단부가 상술한 바와 같이 필름(12)의 내주면 측을 향해 구부러지는 경우와 같은 메커니즘에 의해, 필름(12)의 단부가 필름(12)의 외주면 측을 향해 구부러질 수 있다. 이 경우의 구부러짐 메커니즘은, 필름(12)의 단부가 필름(12)의 내주면 측을 향해 구부러지는 경우와 같으므로, 그 상세한 설명은 생략한다.

필름(12)의 단부가 규제면(18a 또는 18b)에 의해 구부러지는 최대 각도에 대해서는, 필름(12)이 내주면 측을 향해 구부러지는 경우의 최대 각도가 180도인 것에 대해, 도 6d에 나타낸 바와 같이 필름이 외주면 측을 향해 구부러지는 경우의 최대 각도는 90도이다. 따라서, 필름(12)의 단부가 필름(12)의 외주면 측을 향해 구부러지는 경우에는, 필름(12)이 내주면 측을 향해 구부러지는 것보다 적게 파손되고, 필름 단부가 파손되기 어려워진다.

다음으로, 도 7a, 7b, 7c 및 7d를 참조하여, 필름(12)의 단부가 규제 부재(18)와 접촉한 결과로, 내주면 측을 향해 구부러지는 필름(12)의 단부의 부분과 필름(12)의 외주면 측을 향해 구부러지는 그 부분이 동시에 존재하는 경우에 대해 설명한다. 도 7a는 필름(12)의 모선에 수직인 라인을 따라 본 정착 장치의 단면을 나타내는 도면이다. 도 7b는 규제면(18a) 주위의 부분을 나타내는 단면도이고(S1-S1), 도 7d는 규제면(18b) 주위의 부분을 나타내는 단면도(S2-S2)이다. 규제면(18a 및 18b)에 접촉하는 필름(12)의 단부의 부분에서, 필름(12)의 단부가 필름(12)의 외주면 측을 향해 구부러지게 하는 힘이 작용된다고 상정한다. 필름(12)의 단부가 필름(12)의 외주면 측을 향해 구부러지는 경우에도, 필름(12)의 외주는 고정된다. 따라서, 도 7c에 나타낸 바와 같이, 필름(12)은 통상의 상태(대각선으로 마킹됨)보다 기록재 반송 방향으로 더 긴 타원형이 된다. 그러면, 필름 회전 방향으로 닙부의 출구 직후에, 필름(12)의 장력으로 인해, 필름(12)의 단부를 필름(12)의 내주면 측을 향해 구부러지게 하는 힘이 작용될 수 있다. 따라서, 필름(12)의 단부의 주변에서, 필름(12)의 외주면 측을 향해 구부러진 부분과 그 내주면 측을 향해 구부러진 부분이 동시에 존재한다. 그 결과, 필름(12)의 단부의 구부러짐 방향이 스위칭되는 위치에서 전단력(shearing force)이 작용하여, 필름 단부를 더 파손되기 쉽게 한다.

규제 부재(18)를 갖는 종래의 정착 장치의 상술한 문제점의 관점에서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 규제 부재(19)를 포함하는 정착 장치에 대해서 도 8a, 8b, 8c, 8d 및 8e와, 도 9a, 9b, 9c, 9d 및 9e를 참조하여 설명한다. 상술한 종래의 정착 장치와 동일한 구성의 부분의 설명은 생략한다.

도 8a는 제1 실시예에 따른 규제 부재(19)를 나타내는 사시도이고, 도 8b는 제1 실시예에 따른 정착 장치를 나타내는 필름(12)의 모선에 수직인 선을 따라 본 단면도이다. 도 8c는 제1 실시예에 따른 정착 장치가 기록재 반송 방향에 직교하는 방향으로 연장한 상태를 나타내는 도면이다. 도 8d는 규제면(19b)을 나타내는 단면도(S5-S5)이다. 도 8e는 제1 실시예의 특징을 구성하는 규제면(19b)의 구성의 이해를 쉽게 하기 위해서 라인으로 음영이 그려진 규제면(19b)을 나타내는 도면이다. 도 9a 내지 9e는 잼 처리시의 필름(12)의 거동을 나타내는 도면이다.

제1 규제면을 구성하는 규제 부재의 규제면(19a)은 필름(12)의 단부면과 평행한 영역을 포함하는 면이다. 제2 규제면을 구성하는 규제 부재(19)의 규제면(19b)은, 닙부에서의 필름(12)에 대한 출구 직후에 필름(12)의 회전 방향으로 필름(12)의 단부면을 서서히 규제하도록 필름(12)의 단부면으로부터의 거리가 서서히 작아지게 형성된다. 도 8c에 나타낸 바와 같이, 규제면(19b)과 정지 상태의 필름(12)의 모선이 이루는 각 θ₁은 90도보다도 작다. 여기까지는, 규제 부재(19)가 상술한 종래의 규제 부재(18)와 같은 구성을 갖는다.

또한, 제1 실시예의 제1 규제면(19b)은, 필름(12)의 방사 방향으로 필름(12)의 단부면을 포함하는 가상면으로부터의 거리가 서서히 커지도록 경사지고 있다(도 8e의 라인으로 음영이 그려진 부분). 필름 회전 방향의 하류측에 있는 변(1)은 규제면(19a)의 면 상에 있고, 규제면(19b)의 필름(12)의 모선에 평행한 임의인 단면의 단면 라인과 변(1)이 이루는 각도 β는 0보다 크다(도 8d). 또한, 도 8b에 나타낸 바와 같이, 필름(12)의 단부가 내부로 구부러지는 것을 허용하지 않도록, 규제면(19b)의 도입부를 구성하는 변(2)은 필름 회전 방향으로 닙부의 출구에 가능한 한 가까운 위치에 배치된다.

즉, 제1 실시예의 규제면(19b)의 특징은, 규제면(19b)이, 필름(12)의 단부면을 포함하는 가상면으로부터의 거리가 규제면이 닙부로부터 필름(12)의 둘레 방향으로 멀어짐에 따라서 서서히 작아지고, 또한, 그로부터의 거리가 규제면이 필름(12)의 방사 방향으로 연장됨에 따라 서서히 커지도록 경사진 규제면을 닙부의 부근에서 포함한다는 것이다. 규제면(19b)은, 필름(12)의 단부면에 평행하며, 기록재 반송 방향으로 닙부의 중앙에 대하여 기록재 반송 방향의 상류 측과 하류 측이 대칭인 면이다. 규제면(19a)의 전체 영역이 필름(12)의 단부면에 평행할 필요는 없다. 규제면(19a)이 필름(12)의 단부면에 평행한 영역을 포함하고, 기록재 반송 방향의 상류 측과 하류 측이 대칭인 면이기만 하면 된다.

규제면(19b)은, 필름(12)의 단부를 규제면(19b)으로부터 받는 반력에 의해, 항상 필름(12)의 외주면 측으로 구부리도록 구성된다. 필름(12)의 단부를 규제면(19b)에 의해 항상 필름(12)의 외주면 측으로 구부리게 하는 메커니즘과, 필름 단부 파손이 쉽게 발생되기 어려워지는 이유에 대해서 후술한다.

도 9b 또는 9c에 나타낸 바와 같이, 잼 처리의 결과로 필름(12)에 편향력이 발생된 직후에, 필름(12)의 단부는 규제면(19a)에 접촉하고, 필름(12)은 내주면 측 또는 외주면 측을 향해 구부러질 수 있다. 그러면, 도 5d를 참조하여 설명한 종래의 정착 장치의 경우와 같이, 필름(12)의 단부면은 규제면(19b)에 접촉한다. 규제면(19b)은 필름(12)의 단부면을 포함하는 가상면(또는 규제면(19a))에 대하여 각도 β를 이루고 있으므로, 필름(12)은 도 9b에 나타낸 바와 같이, 그 단부를 외부로 구부리게 하는 힘(규제면(19b)의 수직 반력 FN의 성분 FNsinβ)를 받는다. 도 9c에 나타낸 바와 같이, 필름(12)의 단부가 규제면(19a) 상의 필름(12)의 외주면 측을 향해 구부러지는 경우에, 규제면(19b)에서도 필름(12)의 단부가 외주면 측을 향해 구부러지기 쉽다. 따라서, 필름(12)의 단부의 전체 둘레는 필름(12)의 외주면 측을 향해 구부러진다.

다음으로, 도 9b에 나타낸 바와 같이, 필름(12)의 단부가 규제면(19a)으로 인해 필름의 내주면 측을 향해 구부러지는 경우에 대해 설명한다. 필름(12)의 단부가 규제면(19b)에 접촉하는 경우, 필름(12)의 단부에는 힘 FNsinβ가 인가되고, 도 9e에 나타낸 바와 같이 단부가 필름(12)의 외주면 측을 향해 구부러진다. 또한, 잼 처리 동안, 기록재가 인출되는 방향이 변하지 않는 한, 필름(12)에 편향력이 계속해서 인가된다. 따라서, 닙부에 의해 필름(12)의 외주면 측을 향해 구부려져 있었던 필름(12)의 단부가 상술한 바와 같이 닙부에 들어가면 이전 상태로 복구된다고 해도, 닙부를 떠난 직후에, 필름(12)의 단부는 규제면(19b)과 접촉해서 다시 외부로 구부러진다.

다음으로, 필름(12)의 단부의 둘레에서, 필름(12)의 외주면 측을 향해 구부러지는 부분과 그 내주면 측을 향해 구부러지는 부분이 동시에 존재하는 경우에 대해서 설명한다. 이러한 경우에도, 규제면(19b)이 규제면(19a)에 대하여 각도 β로 경사져 있으므로, 도 9e에 나타낸 바와 같이, 필름(12)의 단부를 필름(12)의 외주면 측을 향해 구부리는 힘(FNsinβ)이 가해지고, 필름(12)의 단부는 외주면 측을 향해 구부러진다(대각선들로 마킹됨). 따라서, 필름(12)의 단부 전체 둘레에서, 필름(12)의 단부는 외주면 측을 향하는 방향으로 구부러질 수 있다. 그 결과, 필름 단부가 구부러질 수 있는 각도는 최대 90도이다. 따라서, 최대 180도만큼의 구부러짐이 반복될 수 있는 종래의 정착 장치에 비해 필름 단부의 파손이 억제될 수 있다.

따라서, 제1 실시예에 따르면, 잼 처리 동안 필름(12)에 정착시보다 큰 편향력이 인가되는 경우에도, 필름 단부 파손이 억제될 수 있다.

제1 실시예에 따르면, 열원으로서 필름의 내주면과 접촉해서 필름을 가열하는 히터가 채용된다. 하지만, 도 11에 나타낸 정착 장치의 경우와 같이, 제1 실시예는 열원으로서 필름(12)에 내포된 할로겐 히터(100)를 포함하여 할로겐 히터(100)의 복사열에 의해 필름(12)의 내주면을 가열하는 구성에도 적용할 수 있다.

제2 실시예에 대해 도 10을 참조하여 설명한다. 제2 실시예는 규제 부재(20)를 제외하고는 제1 실시예와 동일한 구성을 가지므로, 그 나머지 설명은 생략한다.

도 10은 이해하기 쉬운 방식으로 그 구성을 도시하기 위해, 제2 실시예에 따른 규제 부재(20)의 규제면(20b) 및 규제면(20d)을 라인으로 음영을 그려 나타낸 도면이다.

규제 부재(20) 중 제1 규제면으로서의 규제면(20a) 및 제2 규제면으로서의 규제면(20b)은 제1 실시예의 규제면(19a 및 19b)과 같으므로, 그 설명을 생략한다. 제2 실시예가 제1 실시예와 다른 점은, 정착시의 필름 회전 방향에서 닙부의 입구측(기록재 반송 방향에서 그 상류측)에 제3 규제면으로서의 규제면(20d)도 규제 부재(20)에 제공된다는 것이다. 규제면(20d)은, 필름(12)의 단부면을 포함하는 가상면으로부터의 거리가, 규제면(20d)이 닙부로부터 필름의 둘레 방향으로 멀어짐에 따라 서서히 작아지고, 그로부터의 거리가, 규제면(20d)이 필름(12)의 방사 방향으로 연장됨에 따라 서서히 커지도록 경사지고 있는 규제면이다.

여기에서, 규제면(20d)의 역할에 대해 설명한다. 잼 처리 동안, 유저는 항상 닙부의 기록재 반송 방향의 하류 측(출구 측)으로부터 기록재를 인출하지는 않는다. 몇몇 경우에, 유저는 기록재 반송 방향에서 닙부의 상류 측으로부터 기록재를 인출할 수도 있다. 기록재 반송 방향에서 닙부의 상류측으로부터 기록재가 인출되는 경우에는, 필름 회전 방향이 정착시의 필름 회전 방향과 반대이다. 즉, 닙부의 입구와 출구가 반대이다. 따라서, 제2 실시예에 따른 규제 부재(20)는 정착시의 필름의 회전 방향의 닙부의 출구 부근의 규제면(20b)과, 닙부의 입구 부근의 규제면(20d)을 포함한다.

따라서, 제2 실시예에서는, 규제면(20b, 20d)이 각각 기록재 반송 방향에서 닙부의 하류 측 및 상류 측에 제공됨으로써, 기록재가 닙부로부터 인출되는 방향에 관계없이 필름 단부의 파손이 억제될 수 있다.

실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 개시된 실시예에 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 후술하는 청구항의 범위는 모든 변형, 동등한 구성 및 기능을 포함하도록 최광의의 해석에 따라야 한다.

Claims

토너 화상을 담지한 기록재를 반송하면서 기록재를 닙부에서 가열하여 토너 화상을 기록재에 정착시키도록 구성된 정착 장치로서,
관형(tubular) 필름;
상기 필름의 내면에 접촉하는 닙부 형성 부재;
상기 필름을 통해 상기 닙부 형성 부재와 함께 상기 닙부를 형성하는 가압 부재; 및
상기 필름이 상기 필름의 모선(generatrix) 방향으로 이동할 때, 상기 필름의 모선 방향으로 단부면과 접촉함으로써 상기 필름의 이동을 규제하도록 구성된 규제 부재
를 포함하고,
상기 규제 부재는, 상기 닙부의 부근에서, 상기 단부면을 포함하는 가상면으로부터의 거리가, 규제면이 상기 닙부로부터 필름의 둘레 방향으로 멀어짐에 따라 서서히 작아지고, 상기 거리가, 상기 규제면이 상기 필름의 방사 방향으로 연장됨에 따라 서서히 커지도록 경사지고 있는 상기 규제면을 포함하는, 정착 장치.
제1항에 있어서,
상기 규제 부재는 상기 필름의 정착시의 회전 방향에서 적어도 상기 닙부의 출구 부근에 상기 규제면을 포함하는, 정착 장치.
제1항에 있어서,
상기 규제 부재는 상기 경사지고 있는 규제면과 연속하고, 상기 단부면에 평행한 영역을 포함하는 규제면을 더 포함하고,
상기 영역은 기록재 반송 방향에서의 상기 닙부의 중앙에 대하여 기록재 반송 방향에서의 상류 측과 하류 측이 대칭인 면을 포함하는, 정착 장치.
제1항에 있어서,
상기 닙부 형성 부재는 히터를 포함하는, 정착 장치.
제1항에 있어서,
상기 필름에 내포되는 할로겐 히터를 더 포함하고,
상기 필름의 내면은 상기 할로겐 히터의 복사열에 의해 가열되는, 정착 장치.