KR20130108459A - 시트 분리 장치, 정착 장치 및 화상 형성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시형태에서는, 시트 분리 장치가 정착 장치에 부착된다. 이 정착 장치는, 가열 유닛을 구비한 회전체인 정착 부재; 및 상기 정착 부재에 압박되며 접촉하게 되는 가압 부재를 포함한다. 상기 정착 장치는, 상기 정착 부재와 상기 가압 부재에 의해 형성된 닙부 사이로, 미정착 토너를 담지한 시트재를 반송하여, 미정착 토너상을 상기 시트재에 정착시킨다. 상기 시트 분리 장치는, 압축 기체를 닙 출구의 방향으로부터 정착 부재를 따라 닙부를 향해 토출하는 적어도 하나의 노즐 부재를 포함한다. 상기 노즐 부재는, 상기 정착 부재에 평행하게 마련되며 압축 기체를 노즐 부재에 공급하는 기체 유로를 구비하는 축 부재에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

Description

시트 분리 장치, 정착 장치 및 화상 형성 장치{SHEET SEPARATING DEVICE, FIXING DEVICE, AND IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은 시트 분리 장치, 정착 장치 및 화상 형성 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 압축 기체를 토출하여 시트를 정착 부재로부터 분리하는 시트 분리 장치, 정착 장치 및 화상 형성 장치에 관한 것이다.

전자 사진 방식의 화상 형성 장치는, 토너상이 전사된 용지 등의 시트재를 가열 가압하여 토너상을 정착하는 정착 장치를 포함한다. 할로겐 히터 등의 내부 열원을 갖는 정착 롤러와, 이 정착 롤러에 접촉하는 가압 롤러에 의해 닙부가 형성되고; 전사된 토너상이 정착되지 않은 시트재가 닙부 사이로 반송되어 미정착 토너상이 시트재에 정착되는, 히트 롤러 정착 시스템을 갖는 정착 장치가 있다.

또한, 내부 할로겐 히터 등을 갖는 히터 롤러와, 이 히터 롤러에 인접하게 배치되는 정착 롤러와의 사이에서 링 형상의 정착 벨트가 연장되고; 상기 정착 벨트와, 이 정착 롤러를 통해 정착 롤러에 접촉하는 가압 롤러에 의해 닙부가 형성되며; 전사된 토너상이 정착되지 않은 시트재가 상기 닙부 사이로 반송되어, 미정착 토너상이 시트재에 정착되는, 벨트 정착 시스템을 갖는 정착 장치가 있다.

전술한 정착 벨트 시스템을 갖는 정착 장치는, 정착 벨트의 열 용량이 작기 때문에, 워밍업 시간을 단축할 수 있고, 전력 소비를 억제할 수 있다고 하는 장점을 제공한다.

정착 장치에서는, 시트재에 융착되는 토너상이 정착 롤러 및 정착 벨트에 접촉하게 되고; 이 때문에, 정착 롤러 및 정착 벨트의 표면에는, 우수한 이형 성능을 제공하는 불소계 수지가 코팅되며, 시트재를 분리하는 데 분리 클로가 사용된다.

분리 클로를 이용하는 것의 주된 단점은, 분리 클로가 정착 롤러 및 정착 벨트에 접촉하게 되므로, 정착 롤러 및 정착 벨트의 표면에 클로 흔적(클로 자국)이 쉽게 생길 수 있고, 정착 롤러 등이 손상을 입으면, 시트재에 출력된 화상에 줄이 생긴다고 하는 점이다.

일반적으로, 흑백 화상 형성 장치의 경우에는, 표면에 실리콘 수지가 코팅된 금속제 롤러가 정착 롤러로서 사용되며; 이 때문에, 분리 클로가 정착 롤러에 접촉하게 되더라도, 정착 롤러가 손상을 입기 어렵고, 운전 수명이 길어질 수 있다. 컬러 화상 형성 장치는, 색상을 향상시키기 위해, 표층으로서 불소로 코팅된 실리콘 고무를 사용하거나, (일반적으로는 수십 마이크로미터의 PFA 튜브를 사용한다) 또는 표면에 오일을 도포한 실리콘 고무를 사용한다.

그러나, 상기한 구성을 갖는 정착 롤러는, 표층이 부드러워 쉽게 손상을 입게 된다고 하는 문제가 있다. 표층이 손상을 입게 되면, 정착 화상에 선형 자국이 생긴다. 따라서, 요즘에는 대부분의 컬러 화상 형성 장치가 분리 클로와 같은 접촉 유닛을 이용하지 않고, 대부분이 비접촉식 분리를 행한다.

비접촉식 분리에서는, 토너와 정착 롤러 간의 점착력이 크면, 정착된 용지가 쉽게 롤러에 휘감겨 걸리게 되고; 이에 따라 휘감겨 걸림이 쉽게 발생한다. 특히, 컬러 화상 형성에서는, 토너층이 몇층 형성되며, 점착력이 증대되기 때문에, 휘감겨 걸림이 쉽게 발생한다.

요즘에는, 컬러 화상 형성 장치는 용지 분리에 주로 하기의 시스템 (1)~(3)을 이용한다:

(1) 정착 롤러와 정착 벨트의 사이에 작은 갭(약 0.2 ㎜~1.0 ㎜)을 마련하고; 정착 롤러 및 정착 벨트에 대해 길이방향 및 폭방향으로 평행하게 배치된 분리판을 이용하는 비접촉식 분리판 시스템.

(2) 정착 롤러와 정착 벨트의 사이에 작은 갭(약 0.2 ㎜~1.0 ㎜)을 마련하고; 소정 간격을 두고 배치된 분리 클로를 이용하는 비접촉식 분리 클로 시스템.

(3) 용지의 강성과, 정착 롤러 및 정착 벨트의 만곡부의 탄성으로 인해, 용지가 자연스럽게 박리되는 자체 박리 시스템.

그러나, 전술한 시스템 (1)~(3) 중의 어느 것에서도, 정착 출구로 안내하는 용지 안내판에 대하여 간극이 주어져 있으며; 이 때문에, 얇은 용지 또는 선단 여백이 적은 시트재가 전달될 때, 또는 사진 등의 고체 화상이 형성된 시트재가 전달될 때에는, 시트재가 정착 롤러 또는 정착 벨트에 밀착한 채로 간극을 통과한다. 따라서, 용지의 휘감겨 걸림이 발생하거나, 또는 용지가 분리판 또는 분리 클로에 부딪쳐서 걸림이 발생할 수 있다.

시트재를 확실하게 비접촉식으로 분리시키기 위해, 공기 등의 압축 기체를 용지 분리 위치에 분출하는 기술이 개시되어 사용되고 있다(예컨대, 후술하는 특허문헌 1, 특허문헌 2, 특허문헌 3, 특허문헌 4, 특허문헌 5 및 특허문헌 6 참조). 이에 따르면, 용지에 정착된 토너상과 정착 부재 사이의 갭에 압축 공기를 분출하여, 용지를 정착 부재로부터 강제적으로 분리시킨다.

최근에는, 컬러 전자 사진용 토너로 대표되는 바와 같이, 다량의 토너를 시트재에 부착하는 경우에, 정착 용지로부터 시트재를 확실하게 떼기 위해, 압축 공기의 분출 정확도를 높이는 것이 요구된다. 따라서, 압축 공기를 분출하는 노즐 부재와 정착 부재 사이의 위치 관계를 정밀하게 유지할 필요가 있다. 구체적으로는, 정착 부재의 회전 운동 및 정착 부재의 열팽창에 상관없이, 노즐 부재의 선단과 정착 부재 사이의 갭을 일정하게 유지하도록 한다.

후술하는 특허문헌 7에는, 회전체인 정착 부재의 표면의 진동 또는 열팽창으로 인한 정착 부재의 직경의 변화에 대처하여, 비접촉 분리 클로와 정착 부재의 표면 사이의 갭을 정밀하게 유지하는 기술이 개시되어 있다. 위치 결정 판이 정착 부재의 표면에 접촉하게 되고 압박되어, 위치 결정 판은 비접촉 분리 클로의 선단과 정착 부재 사이의 갭이 일정하게 유지되도록 요동하게 된다.

특허문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 소화51-104350호 특허문헌 2 : 일본 특허 제2876217호 특허문헌 3 : 일본 특허 출원 공개 평성11-334191호 특허문헌 4 : 일본 특허 출원 공개 제2007-189015호 특허문헌 5 : 일본 특허 출원 공개 제2007-240920호 특허문헌 6 : 일본 특허 출원 공개 제2008-102408호 특허문헌 7 : 일본 특허 출원 공개 제2009-031759호

그러나, 특허문헌 7에 개시된 기술을, 노즐 부재를 구비한 정착 장치에 변경 없이 적용할 수는 없다.

정착된 시트재와 정착 부재 사이의 갭에 압축 기체를 분출하여 용지를 분리시키는 노즐 부재와 정착 부재 사이의 위치 관계를 정밀하게 유지할 수 있는 시트 분리 장치, 정착 장치 및 화상 형성 장치를 제공할 필요가 있다.

일 실시형태에서는, 시트 분리 장치가 정착 장치에 부착된다. 이 정착 장치는, 가열 유닛을 구비한 회전체인 정착 부재; 및 상기 정착 부재에 압박되며 접촉하게 되는 가압 부재를 포함한다. 상기 정착 장치는, 상기 정착 부재와 상기 가압 부재에 의해 형성된 닙부 사이로, 미정착 토너를 담지한 시트재를 반송하여, 미정착 토너상을 상기 시트재에 정착시킨다. 상기 시트 분리 장치는, 압축 기체를 닙 출구의 방향으로부터 정착 부재를 따라 닙부를 향해 토출하는 적어도 하나의 노즐 부재를 포함한다. 상기 노즐 부재는, 상기 정착 부재에 평행하게 마련되며 압축 기체를 노즐 부재에 공급하는 기체 유로를 구비하는 축 부재에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

도 1은 일 실시형태에 따른 화상 형성 장치의 구성을 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 2는 상기 실시형태에 따른 정착 장치를 보여주는 모식도이다.
도 3은 상기 실시형태에 따른 시트 분리 장치의 사시도이다.
도 4는 도 3의 선 B-B를 따라 취한 시트 분리 장치의 노즐 부재의 단면도이다.
도 5는 도 5는 시트 분리 장치의 노즐 부재를 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 4의 선 C-C를 따라 취한 시트 분리 장치의 노즐 부재의 단면도이다.
도 7은 시트 분리 장치의 축 부재를 보여주는 사시도이다.

일 실시형태에 따른 정착 장치에서는, 축 부재가 그 내부에 기체 유로를 갖고, 노즐 부재가 상기 축 부재를 그 회전축으로 하여 요동 가능하며, 이에 따라 압축 기체의 관로가 움직이지는 것이 방지되고, 그 결과 상기 관로에 접속되어 있는 노즐 부재와 정착 부재 사이의 갭이 변화하지 않는다. 또한, 노즐 부재와 정착 부재의 표면 사이의 갭의 치수를 정밀하게 유지하기 위해, 축 부재와 노즐 부재가 요동하도록, 위치 결정 판이 정착 부재의 표면에 직접 접촉해 있다. 또한, 상기 노즐 부재와 상기 정착 부재 사이의 간극에 있어서 가장 좁은 영역의 치수가 2.0 ㎜ 이하이도록 상기 노즐 부재가 배치되어 있어, 시트재를 효과적으로 분리할 수 있다.

정착된 화상에 정착 부재의 찰과상이 영향을 미치는 것을 방지하기 위해, 정착 부재에 접촉하는 위치 결정 판의 접촉 지점을, 최대 화상이 형성되는 영역 밖에 위치시킨다. 또한, 정착 부재 및 가압 부재가 롤러 형상의 회전체로 구성된다면, 공기 분사 부재가 정착 출구에서의 용지 반송을 위한 영역에만 이용될 수 있고, 노즐 부재의 배치에 대한 자유도가 제한되며; 이에 따라, 노즐 부재는 테이퍼진 형상을 갖고, 분사구를 향해 테이퍼진 압축 기체 통로를 구비한다.

또한, 온도가 높거나, 직경의 오차가 큰 정착 부재를 사용하거나, 또는 노즐 부품의 치수 공차나 조립 편차가 있더라도, 노즐의 선단과 정착 부재 사이에 설정된 간극의 변동을 방지하도록 조정을 행하는, 위치 조정 기구가 마련되어 있다. 또한, 압축 기체의 관로인 회전축과 노즐 부재 사이의 감합 간극을 통한 압축 기체의 누출을 방지할 수 있으므로, 효율적이고 안정적인 방식으로 압축 기체를 분사할 수 있다.

실시형태

일 실시형태에 따른 시트 분리 장치, 정착 장치 및 화상 형성 장치를 이하에 설명한다.

도 1은 일 실시형태에 따른 화상 형성 장치의 구성을 보여주는 개략적인 단면도이다. 도면에서, 도면부호 100은 복사 장치 본체를 표시하고, 도면부호 200은 급지 테이블을 표시하며, 도면부호 300은 스캐너를 표시하고, 도면부호 400은 자동 원고 공급 장치(ADF)를 표시하며, 도면부호 500은 노광 장치를 표시한다. 복사 장치 본체(100)를 급지 테이블(200) 상에 놓고, 스캐너(300)를 복사 장치 본체(100) 상에 장착하며, 그 위에 ADF(400)를 장착한다.

복사 장치 본체(100)의 중앙에 무단 벨트형 중간 전사 부재(10)를 설치하고, 3개의 지지 롤러(14, 15, 16)에 걸어, 도면의 시계 방향으로 회전 및 이동시키도록 구성한다. 이 예에서는, 화상이 전사된 후에 중간 전사 부재(10) 상에 잔류하는 잔류 토너를 제거하는 중간 전사 부재 클리닝 장치(17)가, 3개의 지지 롤러 중 제2 지지 롤러(15)의 좌측에 마련되어 있다.

3개의 지지 롤러 중 제1 지지 롤러(14)와 제2 지지 롤러(15)의 사이에 있어서, 중간 전사 부재(10)의 위에, 옐로우, 시안, 마젠타 및 블랙용의 4개의 화상 형성 유닛(18)을 중간 전사 부재(10)의 반송 방향을 따라 나란히 배치하여, 탠덤 화상 형성 장치(20)를 구성한다. 탠덤 화상 형성 장치(20)의 위에는, 도면에 도시된 바와 같이 노광 장치(500)가 위치해 있다.

또한, 중간 전사 부재(10)를 사이에 두고 탠덤 화상 형성 장치(20)의 반대측에는 2차 전사 장치(22)가 마련되어 있다. 도시된 예에서, 2차 전사 장치(22)는, 무단 벨트인 2차 전사 벨트(24)가 2개의 롤러(23) 사이에 걸려 있도록 구성되어 있고, 2차 전사 벨트(24)가 중간 전사 부재(10)를 통해 제3 지지 롤러(16)에 압박되어, 중간 전사 부재(10) 상의 화상이 전사재(轉寫材)인 시트에 전사되도록 2차 전사 장치(22)가 배치되어 있다.

2차 전사 장치(22)의 옆에는, 전사된 화상을 시트에 정착시키는 정착 장치(60)가 마련되어 있다. 정착 장치(60)는, 무단 벨트인 정착 벨트(61)에 가압 롤러(62)가 압박되도록 구성되어 있다. 전술한 2차 전사 장치(22)는, 화상이 전사된 이후에 시트를 정착 장치(60)에 반송하는 시트 반송 기능을 갖는다. 2차 전사 장치(22)로서 전사 롤러나 비접촉 차저가 마련될 수도 있다는 것은 분명하지만, 이러한 경우에는 시트 반송 기능을 더불어 제공하기가 어렵다.

도시된 예에서는, 시트의 양면에 화상을 기록하도록 시트를 반전시키는 시트 반전 장치(28)가, 2차 전사 장치(22)와 정착 장치(60)의 아래에, 전술한 탠덤 화상 형성 장치(20)와 평행하게 마련되어 있다.

상기한 컬러 전자 사진 장치를 이용하여 복사를 하는 동작을 설명한다. 자동 원고 공급 장치(400)의 원고대(30) 상에 원고를 놓거나, 또는 원고 자동 공급 장치(400)를 개방하여 스캐너(300)의 콘택트 유리(32) 상에 원고를 놓고 원고 자동 공급 장치(400)를 폐쇄하여 원고를 누른다.

원고가 콘택트 유리(32) 상에 놓여 있는 경우에는 스타트 스위치를 누른 직후에, 또는 이와는 달리 원고가 자동 원고 공급 장치(400)에 놓여 있는 경우에는 원고가 콘택트 유리(32)로 반송된 후에, 스캐너(300)는 제1 캐리어(33) 및 제2 캐리어(34)를 이동시키도록 구동된다. 제1 캐리어(33)의 광원에 의해 광이 출사되고, 원고면에 의해 반사된 광은 제2 캐리어(34)에 들어가도록 더 반사된다. 그리고, 이 광은 제2 캐리어(34)의 미러에 의해 반사되며, 이 반사광은 결상 렌즈(35)를 거쳐 판독 센서(36)에 들어가, 원고의 내용이 판독된다.

또한, 도시 생략된 스타트 스위치를 누르면, 지지 롤러(14, 15, 16) 중의 하나가 도시 생략된 구동 모터에 의해 구동 및 회전되어, 나머지 두 지지 롤러가 뒤따라 회전하게 되고, 이에 의해 중간 전사 부재(10)가 회전 및 이동된다. 이와 동시에, 개개의 화상 형성 유닛(18)으로 감광체(40K, 40Y, 40C, 40M)를 회전시켜, 노광 장치(500)에 의해 노광되어 잠상이 형성된 감광체(40K, 40Y, 40C, 40M) 상에 블랙, 옐로우, 마젠타, 시안의 단색 화상을 형성한다. 중간 전사 부재(10)가 이동될 때, 상기 단색 화상을 순차적으로 전사하여, 중간 전사 부재(10) 상에 합성 컬러 화상을 형성한다.

또한, 도시 생략된 스타트 스위치를 누르면, 급지 테이블(200)의 급지 롤러(42) 중 하나가 선택되어 회전되고, 페이퍼 뱅크(43)에 구비된 복수의 급지 카세트(44) 중 하나로부터 시트가 공급된다. 시트는 분리 롤러(45)에 의해 한장씩 분리되고, 급지 경로(46)로 반송되며, 반송 롤러(47)에 의해 반송되어, 복사 장치 본체(100) 내의 급지 경로(48)로 안내되고, 시트가 레지스트 롤러(49)에 부딪히면 정지된다. 수동 공급 트레이(51)로부터 시트를 공급하는 경우에는, 수동 공급 트레이(51) 상의 시트가 공급되도록 급지 롤러(50)가 회전되고, 시트는 분리 롤러(52)에 의해 한장씩 분리되어, 시트는 수동 급지 경로(53)에 전달되며, 마찬가지로 시트가 레지스트 롤러(49)에 부딪히면 정지된다.

레지스트 롤러(49)를 중간 전사 부재(10) 상의 합성 컬러 화상에 타이밍을 맞춰 회전시키고; 중간 전사 부재(10)와 2차 전사 장치(22) 사이에 시트를 반입하며; 그 후에 2차 전사 장치(22)에 의해 화상을 전사하여 시트 상에 컬러 화상을 기록한다.

화상이 전사된 후, 시트는 2차 전사 장치(22)에 의해 정착 장치(60)로 반송된다. 정착 장치(60)로 열과 압력을 가하여 전사 화상을 정착시킨 후, 시트는 전환 클로(55)에 의해 전환되어 배출 롤러(56)에 의해 배출된 후, 배출 트레이(57) 상에 쌓인다. 별법으로서, 시트는 전환 클로(55)에 의해 전환되어 시트 반전 장치(28)로 반송되고, 시트 반전 장치에 의해 반전되어 전사 위치로 다시 안내된다. 뒷면에 화상이 기록된 후, 시트는 배출 롤러(56)에 의해 배출 트레이(57)로 배출된다.

또한, 화상이 전사된 후에는, 중간 전사 부재 클리닝 장치(17)가 중간 전사 부재(10) 상에 잔류하는 잔류 토너를 제거하여, 탠덤 화상 형성 장치(20)에 의한 화상 재차 형성에 대비해 중간 전사 부재(10)를 준비한다.

이어서, 본 실시형태에 따른 정착 장치(60)를 설명한다. 도 2는 본 실시형태에 따른 정착 장치를 보여주는 모식도이다. 정착 장치(60)에 있어서, 정착 부재인 정착 벨트(61)는, 구동 롤러인 정착 롤러(64)와 종동 롤러인 가열 롤러(65)의 사이에 걸려서, 회전 및 이동하게 된다.

가압 롤러(62)는, 정착 벨트(61)를 사이에 두고 정착 롤러(64)에 대향해 있다. 도시 생략된 가압 기구에 의해 가압 롤러(62)가 정착 벨트(61)를 사이에 두고 정착 롤러(64)에 압박되어, 닙부(N)가 형성된다. 가열 롤러(65) 내에는 열원으로서 정착 히터(66)가 마련되어 있다. 가열 롤러(65)는 정착 히터(66)에 의해 가열되고, 정착 벨트(61)는 가열 롤러(65)에 의해 가열된다. 정착 롤러(64)가 도시 생략된 구동 기구에 의해 구동 및 회전되어, 정착 벨트(61)가 회전되고, 가압 롤러(62)는 정착 벨트(61)와 함께 회전된다. 가압 롤러(62)를 구동하는 것도 가능하다.

도시 생략된 온도 검지 소자가 정착 벨트(61)의 표면 온도를 검지하고, 정착 벨트(61)의 표면 온도가 소정 온도로 되도록, 도시 생략된 온도 제어 유닛이, 온도 검지 소자의 출력값에 따라서 정착 히터(66)를 제어한다.

소정 온도로 되도록 온도가 제어되는 정착 벨트(61)와, 가압 롤러(62)에 의해 형성된 닙부(N)를 미정착 시트재(P)가 통과할 때, 토너상(T)이 용융되어 정착되고, 그 후에 시트재(P)는 장치 본체 밖으로 송출된다. 가압 롤러(62)를 가압 부재로서 이용하였지만, 가압 벨트 등도 이용할 수 있다.

본 실시형태에 따르면, 정착 벨트(61)의 텐션을 유지하기 위해, 정착 벨트(61)의 외측에 텐션 롤러(63)가 마련되어 있다. 텐션 롤러(63)는 정착 벨트(61)의 내측 또는 외측에 마련될 수 있다. 정착 장치는 벨트 정착 장치에 한정되는 것이 아니라, 한 쌍의 롤러, 즉 가열원을 구비하는 정착 부재와 이 정착 부재에 압박되는 가압 부재를 포함하는 소위 롤러 정착 장치일 수도 있다.

정착 장치(60)에 있어서, 정착 닙부(N)의 출구 근방에는 노즐 부재(80)가 마련되어 있다. 이 노즐 부재(80)는, 공기 분출구(85)를 구비하고, 시트 분리 장치(도 3 참조)에 배치되어 있다. 본 실시형태에 다른 정착 장치에서는, 노즐 부재(80)와 정착 벨트(61) 사이의 간극에 있어서 가장 좁은 영역이 2.0 ㎜ 이하이도록, 복수의 노즐 부재(80)가 배치되어 있다. 도 2에는 노즐 부재(80)의 선단부만이 개략적으로 도시되어 있다. 또한, 노즐 부재(80)는 비접촉 분리 클로(분리판이라고도 함)에 대해 병렬로 배치될 수 있다.

도시 생략된 압축 공기 공급원과 도시 생략된 전자(電磁) 밸브에 의해 제어된 압축 공기류 A가, 노즐 부재(80)의 선단부 공기 통로(81a)를 통과한 후, 공기 분출구(85)로부터 정착 닙부(N)를 향해 분사된다. 시트재(P)의 선단은 이 압축 공기류로 인하여 강제적으로 정착 벨트(61)로부터 분리된다.

이어서, 노즐 부재(80)가 배치되는 시트 분리 장치(70)를 설명한다. 도 3은 본 실시형태에 따른 시트 분리 장치의 사시도이고; 도 4는 도 3의 선 B-B를 따라 취한 시트 분리 장치의 노즐 부재의 단면도이며; 도 5는 시트 분리 장치의 노즐 부재를 보여주는 사시도이고; 도 6은 도 4의 선 C-C를 따라 취한 시트 분리 장치의 노즐 부재의 단면도이며; 도 7은 시트 분리 장치의 축 부재를 보여주는 사시도이다.

복수의 노즐 부재(80)는 정착 롤러(64)의 길이 방향을 따라 배치되어 있다. 단 하나의 노즐 부재(80)만이 정착 롤러(64)의 폭방향 중앙에 배치될 수도 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 노즐 부재(80)는 축 부재(90)에 의해 지지되어 있다. 축 부재(90)는, 압축 기체인 압축 공기를 공급하는 기체 통로(91)가 형성되어 있는 관형 부재이다. 축 부재(90)에는, 노즐 부재(80)에 압축 공기를 공급하도록 개구(92)가 형성되어 있다. 개구(92)는 기체 통로(91)와 연통해 있고, 개구(92)의 수는 부착되는 노즐 부재(80)의 수와 일치한다(도 7 참조).

축 부재(90)는, 스테인리스 스틸(SUS) 또는 알루미늄 합금 등 부식에 강한 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 압축 공기로 인해 드레인이 발생하기 때문에, 이 드레인으로 인한 부식을 방지할 필요가 있다. SUM(황 및 황복합 쾌삭강재) 등을 이용하는 경우에는, 관로의 내벽에도 부식을 방지하는 도금을 행할 필요가 있다. 또한, 축 부재(90)의 기체 통로(91)의 한 쪽(도면의 좌측)은 나사(93)로 밀봉되어 있다. 나사(93)에 얇은 PTFE 시트를 감거나, 또는 나사(93)에 접착 재료를 도포하면, 밀폐성이 향상된다. 본 실시형태에 따르면, 나사(93)를 죄어 넣어 기체 통로(91)의 개구를 밀봉하지만; 기체 통로(91)의 개구가 밀봉된다면, 용접 또는 접착 등의 방법을 이용하여 밀봉할 수 있다.

축 부재(90)의 타단(도면의 우측)의 개구부(91a)를 통해 압축 공기가 공급된다(도 3의 화살표). 축 부재(90)는 가동(可動) 스테이(71)의 측판(72a, 72b)을 관통하여 지지된다. 축 부재(90)가 가동 스테이(72)에 대하여 회전되지 않고 고정되도록, 축 부재(90)는 측판(72a, 72b) 중 어느 하나 또는 양자 모두에서 D자형 개구에 의해 유지된다. 또한, 가동 스테이(72)에 부착되는 부분에 있어서 축 부재(90)의 윤곽 형상도 단면이 D자 형상이다.

가동 스테이(72)에는 위치 결정 판(78)이 부착되고, 이 위치 결정 판(78)은 정착 롤러(64)를 향하여 압박된다. 위치 결정 판(78)의 선단은 정착 롤러(64)의 최대 화상 정착 영역의 외측에서 정착 롤러(64)와 접촉해 있다. 정착 롤러(64)의 열팽창 또는 요동에 따라 위치 결정 판(78)이 요동하여, 노즐 부재(80)의 선단과 정착 롤러(64) 사이의 간격은 2 ㎜ 이하의 설정값인 일정한 값으로 유지된다.

가동 스테이(71)는 고정 스테이(73)에 의해 요동 가능하게 지지되어 있다. 구체적으로, 가동 스테이(71)에 부착된 축 부재(90)는, 고정 스테이(73)의 측판부(74a, 74b)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 따라서, 가동 스테이(71)는, 위치 결정 판(78)과 함께 고정 스테이(73)에 대하여 축 부재(90)를 중심으로 하여 요동할 수 있다.

고정 스테이(73)는, 고정부(75a, 75b)를 통해 정착 장치의 본체에 나사 등으로 고정되어 있다. 가동 스테이(71)와 고정 스테이(73)의 사이에는 인장 스프링(76a, 76b)이 걸려 있고, 위치 결정 판(78)은 정착 롤러(64)를 향하여 압박된다. 인장 스프링(76a)의 양단부는 가동 스테이(71)의 돌기(78a) 및 고정 스테이(73)의 돌기(77a)에 부착되어 있고, 인장 스프링(76b)의 양단부는 가동 스테이(71)의 돌기(78b) 및 고정 스테이(73)의 돌기(77b)에 부착되어 있다.

시트 분리 장치(70)에 있어서, 노즐 부재(80)의 선단에 형성된 공기 분출구(85)는, 예컨대 작은 것을 □ 0.5 ㎜×0.5 ㎜(한 변이 0.5 ㎜인 정사각형) 또는 φ 0.5 ㎜로 하고, 큰 것을 □ 2.0 ㎜×2.0 ㎜ 또는 φ 2 ㎜로 하며, 바람직하게는 최소 약 0.19 평방 밀리미터 내지 최대 4.0 평방 밀리미터의 범위로 설정된다.

정착 및 배출 방향으로부터 정착 닙부(N)를 향해 압축 공기를 분사하는 경우, 용지 반송 공간과 정착 롤러(64)의 공간에, 압축 공기의 관로를 갖는 노즐 부재(80)를 배치해야 한다. 공기 분출구(85)의 유효 단면적이 0.19 평방 밀리미터 이하이면, 분리를 행하기에 충분한 양의 압축 공기를 분사할 수 없고; 이와는 반대로 4.0 평방 밀리미터 이상이면, 공기의 유로가 지나치게 넓어져, 분리를 행하기에 충분한 유로를 갖고서 공기를 분사할 수 없다는 것이, 실험적 검토에 의해 판명되었다.

이어서, 노즐 부재(80)를 상세히 설명한다. 내열성을 고려하여, 노즐 부재(80)는 PPS(폴리페닐렌 설파이드), PEEK(폴리에테르 에테르 케톤), PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), 또는 PES(폴리에테르설폰) 등의 엔지니어링 플라스틱으로 제조될 수 있다. 또한, 노즐 부재(80)의 선단부의 토너 오염을 방지하여야 하는 경우에는, 재료로서 PFA(테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로 알킬 비닐 에테르 공중합체)를 사용하거나, 또는 오염된 영역에만 PFA 코팅 또는 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌(4불화)) 코팅을 실시하는 것이 바람직하다. 전술한 코팅을 소성(燒成)에 의해 행하면, 노즐 부재(80)의 재료는, 소성에 견딜 수 있는 PEK(폴리에테르 케톤), PI(폴리이미드), 또는 LCP(액정 폴리머) 등의 재료에서 선택되는 것이 바람직하다.

노즐 부재(80)는, 선단에 공기 분출구(85)가 형성되어 있는 테이퍼형 선단부(81); 선단부(81)의 베이스부로부터 세워진 기립부(82); 기립부(82)에 장착된 원통형 부착부(83); 및 부착부(83)로부터 선단부(81)측과 반대 방향으로 연장되는 판형 부재(84)를 구비한다. 부착부(83)에는, 축 부재(90)가 회전 가능하게 삽입되는 삽입 구멍(83a)이 형성되어 있다. 또한, 부착부(83)의 삽입 구멍(83a)에 연통하는 부착부 공기 통로(82a)가 기립부(82)에 형성되어 있다. 선단부(81)에는, 부착부 공기 통로(82a)에 연통하며 공기 분출구(85)에 이르도록 선단부 공기 통로(81a)가 형성되어 있다.

부착부 공기 통로(82a)와 선단부 공기 통로(81a)는 전체적으로 테이퍼져 있도록 형성되어 있다. 본 실시형태에 따른 노즐 부재(80)에서는, 부착부 공기 통로(82a)와 삽입 구멍(83a)을 연통시키는 개구(83b)의 유효 단면을 φ 4 ㎜ 내지 φ 6 ㎜, 또는 □ 4 ㎜×4 ㎜∼□ 6 ㎜×6 ㎜로 한다.

또한, 본 실시형태에 따른 시트 분리 장치(70)에서는, 정착 벨트(61)와 노즐 부재(80)의 공기 분출구(85)의 위치를 조정하도록, 조정 기구(95)가 마련되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 조정 기구(95)는, 압박 부재인 압축 스프링(96); 나사(97)(오른손 나사); 및 상기한 구성 요소를 지지하는 스테이(98)를 포함한다. 스테이(98)에 대하여 판형 부재(84)의 위치를 조정할 수 있도록, 스테이(98)와 노즐 부재(80)의 판형 부재(84)와의 사이에 압축 스프링(96)을 끼워 넣어진다. 조정 기구(95)에 있어서는, 나사(97)가 그 축을 중심으로 시계 방향으로 회전하면, 노즐 부재(80)는 축 부재(90)인 그 회전축을 중심으로 하여 도면의 시계 방향으로 회전하여, 선단이 정착 벨트(61)로부터 멀어진다. 이와는 반대로, 나사(97)가 반시계 방향으로 회전하면, 노즐 부재(80)는 축 부재(90)인 그 회전축을 중심으로 하여 도면의 반시계 방향으로 회전하여, 노즐 부재(80)와 정착 롤러(64) 사이의 간극이 작아진다.

이 조정 기구(95)에 의하면, 노즐 부재(80)의 공기 분출구(85)와 정착 롤러(64) 또는 정착 벨트(61) 사이의 위치 관계를 최적의 값이 얻어지도록 조정할 수 있다. 이 최적값은 실험적으로 구해질 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 노즐 부재(80)에 축 부재(90)가 삽입되어 있고, 노즐 부재(80)의 양단부의 위치는 축 부재(90)에 대하여 E링(86)으로 설정되어 있다. 축 부재(90)와 노즐 부재(80)의 부착부(83)와의 사이에는, 개구(92)를 사이에 두고서 축 부재(90)의 양측부 상의 영역에 O 링(87)이 마련되어 있고, 이에 따라 노즐 부재(80)와 축 부재(90) 사이의 갭으로부터 압축 공기가 누출되는 것이 방지된다. O 링(87)은, 축 부재(90)의 외주에 형성된 홈부(94)에 마련된다.

본 실시형태에 따르면, 정착 롤러(64)가 요동하면서 회전할 때, 정착 롤러(64)의 표면에 압박되어 있는 위치 결정 판(78)이 정착 롤러(64)의 움직임에 따라 요동하고, 위치 결정 판(78)에 부착된 가동 스테이(71)는 축 부재(90)와 더불어 정착 롤러(64)에 동기하여 전후로 요동 운동을 한다.

축 부재(90)의 요동 운동으로 인해, 노즐 부재(80)가 요동하고; 이에 따라 정착 롤러(64)와 노즐 부재(80) 사이의 거리는 항상 일정하게 유지되어, 압축 공기가 정착 롤러(64)에 안정적으로 분출되며, 갭이 확대되어, 용지의 선단이 갭에 끼이게 되고, 그 결과 종이 걸림이 초래된다고 하는 문제를 방지할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 화상 형성 장치에서는, 정착된 시트재와 정착 부재 사이의 갭에 압축 공기를 분사하여 용지를 분리시키는 노즐 부재가 마련되어 있고, 이 노즐 부재는 축 부재에 의해 회전 가능하게 지지되며, 정착 벨트의 요동 또는 열팽창에 따라 이동되고, 그 결과 노즐 부재와 정착 벨트 사이의 간극은 항상 일정하며, 이에 따라 정착 부재로부터 시트재를 확실하게 분리할 수 있다.

본 실시형태에 따르면, 노즐 부재와 정착 부재 사이의 위치 관계가 정밀하게 유지될 수 있도록, 정착된 시트재와 정착 부재 사이의 갭에 압축 공기를 분사하여 용지를 분리시키는 노즐 부재가 축 부재에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

완전하고 명확한 개시를 위해 특정 실시형태와 관련하여 본 발명을 기술하였지만, 첨부된 청구범위는 이에 한정되지 않고, 본원에 기재된 기본 교시 내용의 범위 내에 충분히 속하는 당업자에게 떠오를 수 있는 모든 변형례 및 대안적인 구성을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (9)

1. 정착 장치에 부착되는 시트 분리 장치로서, 상기 정착 장치는,
   가열 유닛을 구비한 회전체인 정착 부재; 및
   상기 정착 부재에 압박되며 접촉하게 되는 가압 부재
   를 포함하고,
   상기 정착 장치는, 상기 정착 부재와 상기 가압 부재에 의해 형성된 닙부 사이로, 미정착 토너를 담지한 시트재를 반송하여, 미정착 토너상을 상기 시트재에 정착시키는 것이며,
   상기 시트 분리 장치는 상기 시트재를 상기 정착 부재로부터 분리하고,
   상기 시트 분리 장치는, 압축 기체를 닙 출구의 방향으로부터 상기 정착 부재를 따라 상기 닙부를 향해 토출하는 적어도 하나의 노즐 부재를 포함하며,
   상기 노즐 부재는, 상기 정착 부재에 평행하게 마련되며 압축 기체를 노즐 부재에 공급하는 기체 유로를 구비하는 축 부재에 의해 회전 가능하게 지지되어 있는 것인 시트 분리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 노즐 부재와 상기 정착 부재 사이의 간극에 있어서 가장 좁은 영역의 치수가 2.0 ㎜ 이하이도록 상기 노즐 부재가 마련되는 것인 시트 분리 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 축 부재 및 상기 노즐 부재에 고정된 위치 결정 판을 더 포함하고,
   상기 위치 결정 판은, 상기 정착 부재의 표면에 압박되어 상기 정착 부재의 표면의 이동에 따라 회전하고, 이에 따라 상기 노즐 부재와 상기 정착 부재의 표면 사이의 거리가 일정하게 유지되는 것인 시트 분리 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 위치 결정 판은, 상기 정착 부재의 최대 화상 정착 영역 밖에 마련되는 것인 시트 분리 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 노즐 부재는 테이퍼진 형상이고, 그 선단에 유효 단면적이 0.19 평방 밀리미터 내지 4.9 평방 밀리미터인 토출구를 가지며,
   상기 토출구에 이르는 압축 기체 유로의 형상은, 유효 단면적이 큰 지점에서부터 토출구까지 연속적으로 또는 단속적으로 테이퍼져 있는 형상인 것인 시트 분리 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 노즐 부재는 상기 축 부재 둘레로 회전 가능하도록 배치되고,
   상기 노즐 부재의 선단의 위치를 상기 정착 부재에 관하여 조정하는 조정 기구를 통해 상기 노즐 부재가 상기 축 부재에 부착되어 있는 것인 시트 분리 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 노즐 부재와 관 형상의 축 부재 사이의 감합 간극에 2 이상의 링형 밀봉 부재가 마련되는 것인 시트 분리 장치.
8. 제1항에 따른 상기 시트 분리 장치; 상기 정착 부재; 및 가열 부재를 포함하는 정착 장치.
9. 제8항에 따른 상기 정착 장치; 및
   상기 정착 장치에 반송되는 용지에 미정착 토너상을 형성하는 화상 형성 유닛
   을 포함하는 화상 형성 장치.

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