KR20180009231A - 벨트타입 정착장치 및 이를 구비한 화상형성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 벨트타입 정착장치는 정착 벨트; 상기 정착 벨트와 마주하도록 설치되는 정착 롤러; 상기 정착 벨트의 내측에 설치되며, 상기 정착 벨트를 상기 정착 롤러 쪽으로 가압하여 정착 닙을 형성하는 닙형성부재; 상기 닙형성부재의 양단에 설치되며, 상기 정착 벨트의 축 방향 이동을 규제하는 제1 및 제2규제면; 및 상기 제1 및 제2규제면과 직각을 이루도록 상기 정착 벨트의 내부에 설치되며, 상기 정착 벨트의 회전을 안내하는 제1 및 제2안내면;을 포함하며, 상기 제1규제면과 상기 제2규제면 각각은 상기 정착 벨트의 일단이 접촉하지 않는 적어도 한 개의 규제 단차부를 포함하며, 상기 제1안내면과 상기 제2안내면 각각은 상기 정착 벨트의 내면과 접촉하지 않는 적어도 한 개의 안내 단차부를 포함하며, 상기 적어도 한 개의 규제 단차부와 상기 적어도 한 개의 안내 단차부는 서로 엇갈리게 형성된다.

Description

벨트타입 정착장치 및 이를 구비한 화상형성장치{Belt type fixing apparatus and image forming apparatus having the same}

본 발명은 화상형성장치에 사용되는 정착장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 벨트타입 정착장치 및 이를 구비한 화상형성장치에 관한 것이다.

일반적으로, 레이저 프린터와 같은 전자사진방식 화상형성장치는 인쇄매체에 인쇄 데이터에 대응하는 현상제 화상을 형성하고, 이 현상제 화상에 소정의 열과 압력을 인가하여 현상제 화상을 인쇄매체상에 영구적으로 정착시키는 정착장치를 사용한다.

정착장치는 한 쌍의 롤러, 즉 인쇄매체에 가할 소정의 열을 발생시키는 가열롤러와 인쇄매체에 소정의 압력을 가하는 정착롤러로 구성될 수 있다.

그런데 최근에는 고속 인쇄가 가능한 화상형성장치에는 가열롤러 대신에 무단벨트인 정착 벨트를 사용하는 벨트타입 정착장치가 널리 사용되고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 벨트타입 정착장치는 정착 벨트의 양단에 설치되는 안내 부시(200)를 이용하여 정착 벨트(210)의 회전을 안내한다. 안내 부시(200)의 제1면(201)은 정착 벨트(210)의 축 방향 이동을 규제하고, 안내 부시(200)의 제2면(203)은 정착 벨트(210)의 내부에서 정착 벨트(210)의 회전을 지지한다. 안내 부시(200)의 제1면(201)과 제2면(203)은 서로 직각을 이루도록 형성되어 있다.

이때, 직각을 이루는 안내 부시(200)의 제1면(201)과 제2면(203)의 연결부분(205)에는 안내 부시(201)를 가공할 때 발생하는 툴 형상이 존재한다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 안내 부시(200)의 제1면(201)과 제2면(203)의 연결부분(205)에는 일정 곡률을 갖는 라운드가 형성된다.

정착 벨트(210)가 회전하는 동안 정착 벨트(210)는 축 방향의 힘(B)을 받게 된다. 그러면, 도 3에 도시된 바와 같이, 이 축 방향의 힘(B)에 의해 정착 벨트(210)는 제2면(203)을 따라 축 방향으로 이동하게 되므로, 정착 벨트(210)의 일단(210a)은 제1면(201)과 제2면(203) 사이에 형성된 라운드 형상(205)을 따라 올라가게 된다. 그러면, 정착 벨트(210)의 일단(210a)은 정착 벨트(210)의 내측에서 외측으로 작용하여 정착 벨트(210)의 일단이 벌어지게 하는 힘을 받게 된다. 따라서, 정착 벨트(210)가 안내 부시(200)를 따라 반복적으로 회전하면 정착 벨트(210)의 일단(210a)이 균열되어 파손되는 현상이 발생한다.

따라서, 정착 벨트(210)의 양단의 피로 균열을 억제할 수 있는 벨트타입 정착장치의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 정착 벨트의 양단의 균열 발생을 최소화할 수 있는 벨트타입 정착장치와 이를 구비한 화상형성장치와 관련된다.

본 발명의 일 측면에 따르는 벨트타입 정착장치는, 정착 벨트; 상기 정착 벨트와 마주하도록 설치되는 정착 롤러; 상기 정착 벨트의 내측에 설치되며, 상기 정착 벨트를 상기 정착 롤러 쪽으로 가압하여 정착 닙을 형성하는 닙형성부재; 상기 닙형성부재의 양단에 설치되며, 상기 정착 벨트의 축 방향 이동을 규제하는 제1 및 제2규제면; 및 상기 제1 및 제2규제면과 직각을 이루도록 상기 정착 벨트의 내부에 설치되며, 상기 정착 벨트의 회전을 안내하는 제1 및 제2안내면;을 포함하며, 상기 제1규제면과 상기 제2규제면 각각은 상기 정착 벨트의 일단이 접촉하지 않는 적어도 한 개의 규제 단차부를 포함하며, 상기 제1안내면과 상기 제2안내면 각각은 상기 정착 벨트의 내면과 접촉하지 않는 적어도 한 개의 안내 단차부를 포함하며, 상기 적어도 한 개의 규제 단차부와 상기 적어도 한 개의 안내 단차부는 서로 엇갈리게 형성될 수 있다.

이때, 상기 제1규제면과 상기 제1안내면은 상기 정착 벨트의 일단에 설치되는 제1안내 부시에 일체로 형성되며, 상기 제2규제면과 상기 제2안내면은 상기 정착 벨트의 타단에 설치되는 제2안내 부시에 일체로 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2안내면은 상기 정착 벨트의 축 방향으로 전면(全面)이 상기 제1 및 제2규제면에 대해 직각을 이루며, 상기 제1 및 제2규제면에 접촉하는 상기 정착 벨트의 양단에 접하는 상기 정착 벨트의 하면의 양단부의 적어도 일부분은 상기 제1 및 제2안내면에 접촉하도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1규제면과 상기 제2규제면 각각은 상기 정착 벨트의 일단과 접촉하는 적어도 한 개의 서브 규제면을 포함하며, 상기 제1안내면과 상게 제2안내면 각각은 상기 정착 벨트의 내면과 접촉하는 적어도 한 개의 서브 안내면을 포함하며, 상기 적어도 한 개의 서브 규제면과 상기 적어도 한 개의 서브 안내면은 교차하지 않도록 서로 엇갈리게 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1규제면과 상기 제2규제면 각각은 상기 정착 벨트가 진입하는 진입단을 포함하며, 상기 진입단과 상기 진입단으로 진입하는 지점에서 그은 상기 정착 벨트의 접선 사이의 각도는 85도 내지 95도의 범위로 형성할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의한 벨트타입 정착장치는, 정착 벨트; 상기 정착 벨트와 마주하도록 설치되는 정착 롤러; 상기 정착 벨트의 내측에 설치되며, 상기 정착 벨트를 상기 정착 롤러 쪽으로 가압하여 정착 닙을 형성하는 닙형성부재; 상기 닙형성부재의 양단에 설치되며, 상기 정착 벨트의 축 방향 이동을 규제하는 제1 및 제2규제면; 및 상기 정착 벨트의 내부에 설치되며, 상기 정착 벨트의 회전을 안내하는 제1 및 제2안내면;을 포함하며, 상기 제1규제면은 상기 정착 벨트의 일단에 설치되는 제1안내 부시에 마련되고, 상기 제2규제면은 상기 정착 벨트의 타단에 설치되는 제2안내 부시에 마련되며, 상기 제1안내면과 상기 제2안내면은 상기 닙형성부재의 양측에 상기 제1안내 부시와 상기 제2안내 부시에 인접하도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 닙형성부재는 길이방향으로 형성된 복수의 안내 리브를 포함하며, 상기 제1안내면과 상기 제2안내면은 상기 복수의 안내 리브 중 양단에 마련된 2개의 안내 리브로 형성될 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 벨트타입 정착장치에 사용되는 안내 부시가 정착 벨트를 안내하는 상태를 나타낸 부분도;
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 확대 부분도;
도 3은 도 1의 A 부분에서 정착 벨트가 안내 부시의 제2면을 따라 이동한 상태를 나타내는 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치를 나타내는 사시도;
도 5는 도 4의 벨트타입 정착장치의 분해 사시도;
도 6은 도 4의 벨트타입 정착장치를 선 6-6을 따라 절단하여 나타낸 단면도;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치에 사용되는 안내 부시의 일 예를 나타내는 사시도;
도 8은 도 7의 안내 부시가 정착 벨트를 안내하는 상태를 나타내는 부분 사시도;
도 9는 도 7의 안내 부시가 정착 벨트를 안내하는 상태를 나타내는 도면;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치에 사용되는 안내 부시의 다른 예를 나타내는 사시도;
도 11은 도 10의 안내 부시가 정착 벨트를 안내하는 상태를 나타내는 부분 사시도;
도 12는 도 10의 안내 부시가 정착 벨트를 안내하는 상태를 나타내는 도면;
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치에 사용되는 안내 부시의 다른 예를 나타내는 도면;
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치의 닙형성부재와 안내 부시가 조립된 상태를 나타낸 사시도;
도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치의 닙형성부재와 안내 부시가 분리된 상태를 나타낸 사시도;
도 16은 도 14의 안내부시와 닙형상부재가 정착 벨트를 안내하는 상태를 나타내는 단면도;
도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치의 닙형성부재를 나타내는 부분 평면도;
도 18은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치에 사용되는 닙형상부재의 안내 리브의 다른 예를 나타내는 도면;
도 19는 종래 기술에 의한 벨트타입 정착장치에 사용되는 안내 부시의 진입단과 전사 벨트 사이의 각도를 나타내는 도면;
도 20은 종래 기술에 의한 벨트타입 정착장치에 사용되는 안내 부시에 의해 정착 벨트에 걸리는 힘을 나타내는 도면;
도 21은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치에 사용되는 안내 부시에 의해 정착 벨트에 걸리는 힘을 나타내는 도면;
도 22는 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치에 사용되는 안내 부시에 의해 정착 벨트에 걸리는 힘을 나타내는 도면;
도 23은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치를 포함하는 화상 형성장치의 일 예를 개략적으로 나타내는 단면도;이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 벨트타입 정착장치 및 이를 포함하는 화상형성장치의 실시 예들에 대하여 상세하게 설명한다.

이하에서 설명되는 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치를 나타내는 사시도이다. 도 5는 도 4의 벨트타입 정착장치의 분해 사시도이다. 도 6은 도 4의 벨트타입 정착장치를 선 6-6을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치(1)는 정착 롤러(10), 정착 벨트(20), 닙형성부재(30), 한 쌍의 규제면(40), 및 한 쌍의 안내면(50)을 포함한다.

정착 롤러(10)는 인쇄매체(P)에 소정의 압력을 가하는 것으로서, 롤러 형상으로 형성된다. 정착 롤러(10)는 알루미늄이나 스틸과 같은 금속 재료로 형성되는 샤프트(11)와 탄성 변형하여 정착 벨트(20)와의 사이에 정착 닙(N)을 형성하는 탄성층(13)을 포함한다. 탄성층(13)은 통상적으로 실리콘 고무로 형성된다. 정착 롤러(10)는 한 쌍의 지지브라켓(90)에 의해 회전 지지된다. 한 쌍의 지지브라켓(90)에는 샤프트(11)를 지지할 수 있는 베어링(91)이 마련된다.

도 4 내지 도 6에는 도시되어 있지 않지만 정착 롤러(10)는 모터와 같은 구동원으로부터 동력을 전달받아 회전하도록 구성된다. 정착 롤러(10)가 구동원에 의해 회전하는 구조는 종래 기술에 의한 정착 롤러의 구동 구조와 동일하거나 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.

정착 벨트(20)는 인쇄매체(P)에 소정의 열을 가하는 것으로서, 대략 원통 형상의 무단 벨트(endless belt)로 형성된다. 정착 벨트는 종래 기술에 의한 가열롤러와 동일하게 열원에 의해 가열되어 정착 닙(N)을 지나는 인쇄매체(P)에 열을 전달한다. 따라서, 정착 벨트(20)는 정착롤러(10)와 마주하도록 설치되며, 정착롤러(10)와 함께 인쇄매체(P)가 통과하는 정착 닙(NIP)을 형성한다. 정착 벨트(20)는 정착 롤러(10)가 회전하면, 정착 벨트(20)와 정착 롤러(10) 사이의 마찰력에 의해 회전한다. 정착 벨트(20)의 축 방향 길이는 정착 롤러(10)의 축 방향 길이보다 길게 형성될 수 있다.

정착 벨트(20)는 다양한 구조로 형성될 수 있다. 예를 들면, 정착 벨트(20)는 금속 슬리브, 내열성 수지 필름 등으로 형성된 단일층으로 구성할 수 있다. 또는, 정착 벨트(20)는 금속 슬리브나 내열성 수지 필름으로 형성된 베이스층과 베이스층의 양면에 형성된 이형층으로 구성될 수도 있다. 이때, 이형층은 정착 롤러(10)를 마주하는 일면에만 형성할 수도 있다. 또는, 정착 벨트(20)는 베이스층과 이형층 사이에 마련된 탄성층을 포함할 수도 있다. 이와 같은 정착 벨트(20)는 종래 기술에 의한 벨트타입 정착장치에 사용되는 정착 벨트와 동일하거나 유사한 것을 사용할 수 있으므로, 정착 벨트(20)의 구조에 대해 상세한 설명은 생략한다.

닙형성부재(30)는 정착 벨트(20)의 내측에 설치되며, 정착 벨트(20)가 정착 롤러(10)와 접촉하여 정착 닙(N)을 형성하도록 정착 벨트(20)의 내면을 지지한다. 닙형성부재(30)는 정착 롤러(10)의 길이보다 긴 길이를 갖는다. 구체적으로, 닙형성부재(30)는 정착 벨트(20)의 내면과 접촉하여 정착 벨트(20)를 가이드하며 가압하는 가이드부재(31)와 가이드부재(31)의 상부에 배치되어 가이드부재(31)를 지지하는 지지부재(32)를 포함한다.

가이드부재(31)는 정착 벨트(20)의 내면과 접촉하여 정착 닙(N)을 형성하며, 정착 닙(N) 부근에서 정착 벨트(20)가 원활하게 주행할 수 있도록 정착 벨트(20)를 가이드한다. 가이드부재(31)는 그 단면이 대략 바닥이 평평한 U자 형상을 갖는 채널 형상으로 형성되며, 그 내측으로 지지부재(32)가 설치된다. 가이드부재(31)의 양 측면에는 길이 방향으로 복수의 안내 리브가 마련될 수 있다.

지지부재(32)는 가이드부재(31)의 굽힘 변형을 최소화할 수 있도록 가이드부재(31)를 보강한다. 지지부재(32)는 대략 바닥이 평형한 U자 형상의 단면을 갖는 채널 형상으로 형성되며, 가이드부재(31)의 내측에 설치된다. 지지부재(32)는 바닥이 평평한 U자 형상 외에도, I자 빔, H자 빔 등과 같은 단면 관성 모멘트가 큰 구조로 형성될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 닙형성부재(30)의 하면, 즉 가이드부재(31)의 하면(31a)이 정착 벨트(20)의 내면과 접촉하고, 가이드부재(31)의 하면(31a)에 의해 지지되는 정착 벨트(20)의 부분과 접촉하는 정착 롤러(10)의 상측 부분이 정착 닙(N)을 형성한다. 따라서, 정착 롤러(10)가 회전하면, 정착 롤러(10)와의 마찰에 의해 정착 벨트(20)가 회전하게 된다.

가이드부재(31)의 양단은 한 쌍의 지지브라켓(90)에 의해 지지된다. 한 쌍의 지지브라켓(90)은 도시되지 않은 화상형성장치의 프레임에 고정된다. 한 쌍의 지지브라켓(90)에는 한 쌍의 안내 부시(60,60')가 설치된다. 한 쌍의 안내 부시(60,60')는 한 쌍의 지지브라켓(90)에 마련된 가이드 홈(92)에 삽입되어 가이드 홈(92)의 측벽(92a)을 따라 상하로 슬라이드 이동할 수 있다. 따라서, 각 안내 부시(60,60')의 양 측면에는 길이방향으로 삽입 슬롯(65)이 마련된다. 안내 부시(60,60')의 양 측면에 마련된 삽입 슬롯(65)에 지지브라켓(90)의 가이드 홈(92)의 측벽(92a)을 삽입하면, 안내 부시(60,60')는 지지브라켓(90)에 대해 상하로 슬라이드 이동할 수 있다. 즉, 지지브라켓(90)의 가이드 홈(92)의 측벽(92a)이 안내 부시(60,60')의 이동을 안내하는 안내 레일로 기능할 수 있다.

지지브라켓(90)의 일면에는 안내 부시(60,60')를 가압하는 가압부재(94)가 마련된다. 가압부재(94)는 지지브라켓(90)에 회전 가능하게 설치되는 가압 링크(94a)와 가압 링크(94a)에 연결되는 코일 스프링(94b)을 포함한다. 가압 링크(94a)는 안내 부시(60,60')의 상단과 접촉하도록 설치된다. 코일 스프링(94b)의 일단은 가압링크(94a)에 고정되고 타단은 화상형성장치의 프레임(미도시)에 고정되어 가압 링크(94a)를 아래 방향으로 잡아당기는 힘을 인가한다. 따라서, 코일 스프링(94b)이 가압 링크(94a)를 아래 방향으로 당기는 힘을 가하면, 안내 부시(60,60')는 아래 방향으로 힘을 받는다, 안내 부시(60,60')가 아래 방향으로 힘을 받으면, 가이드부재(31)도 아래 방향으로 힘을 받으므로 정착 벨트(20)와 정착 롤러(10) 사이에 정착 닙(N)이 형성된다.

한 쌍의 규제면(40,40'), 즉 제1규제면(40)과 제2규제면(40')은 정착 벨트(20)의 양단에 설치되며, 정착 벨트(20)의 축 방향 이동을 제한한다. 한 쌍의 안내면(50,50'), 즉 제1안내면(50)과 제2안내면(50')은 한 쌍의 규제면(40,40')에 인접하거나 접촉하도록 설치되며, 정착 벨트(20)가 회전할 수 있도록 정착 벨트(20)의 양단부의 내면을 지지한다. 즉, 제1 및 제2안내면(50,50')은 정착 벨트(20)의 내부에 설치되어 정착 벨트(20)의 회전을 안내하도록 형성된다.

한 쌍의 규제면(40,40')과 한 쌍의 안내면(50,50')은 서로 직각을 이루도록 마련된다. 구체적으로, 제1규제면(40)은 제1안내면(50)과 직각을 이루도록 정착 벨트(20)의 일단에 마련되며, 제2규제면(40')은 제2안내면(50')과 직각을 이루도록 정착 벨트(20)의 타단에 마련된다.

제1안내면(50)은 정착 벨트(20)의 축 방향으로 제1안내면(50)의 전면(全面)이 제1규제면(40)에 대해 직각을 이루도록 마련된다. 즉, 제1안내면(50)의 폭 전체가 제1규제면(40)과 직각을 이루도록 형성된다. 따라서, 제1규제면(40)과 제1안내면(50)이 연결되거나 접촉하는 부분에 종래 기술에 의한 안내 부시(200)(도 1 참조)와 달리 라운드 형상(205)이 없다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치(1)에서는 정착 벨트(20)가 축 방향으로 이동하여 제1규제면(40)에 근접하여도 정착 벨트(20)의 단부를 나팔꽃처럼 벌어지게 하는 힘이 작용하지 않는다.

또한, 제1안내면(50)은 제1규제면(40)에 접촉하거나 근접하는 정착 벨트(20)의 일단에 연결되는 정착 벨트(20)의 하면의 가장자리의 적어도 일부분을 접촉하여 지지할 수 있도록 마련된다.

제2규제면(40')과 제2안내면(50')은 상술한 제1규제면(40)과 제1안내면(50)과 동일하게 형성될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같은 제1 및 제2규제면(40,40')과 제1 및 제2안내면(50,50')은 다양한 방법으로 형성할 수 있다.

예를 들면, 규제면(40,40')과 안내면(50,50')을 한 개의 안내 부시(60,60')에 마련할 수 있다. 구체적으로, 제1규제면(40)과 제1안내면(50)은 정착 벨트(20)의 일단에 설치되는 제1안내 부시(60)에 일체로 마련하고, 제2규제면(40')과 제2안내면(50')은 정착 벨트(20)의 타단에 설치되는 제2안내 부시(60')에 일체로 마련할 수 있다.

이하의 설명에서는 제1 및 제2규제면(40,40')을 통칭하여 규제면(40)으로 하고, 제1 및 제2안내면(50,50')은 통칭하여 안내면(50)으로 칭한다. 또한, 제1 및 제2안내 부시(60,60')도 통칭하여 안내 부시(60)로 칭한다. 다만, 필요에 따라 제1 및 제2규제면(40,40'), 제1 및 제2안내면(50,50'), 제1 및 제2안내 부시(60,60')로 구분하여 사용한다.

이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치에 사용할 수 있는 규제면과 안내면을 갖는 안내 부시에 대해 상세하게 설명한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치에 사용되는 안내 부시를 나타내는 사시도이다.

도 7을 참조하면, 안내 부시(60)는 고정 몸체(62)와 회전 지지부(61)를 포함한다. 고정 몸체(62)는 정착장치의 지지브라켓(90)에 상하로 슬라이딩 가능하도록 형성된다. 고정 몸체(62)는 대략 팔각형 형상으로 형성되며, 전면에는 회전 지지부(61)가 마련되고, 양 측면에는 지지브라켓(90)의 양 측벽에 삽입될 수 있는 삽입 슬롯(65)이 마련된다.

고정 몸체(62)의 전면(前面)에는 정착 벨트(20)의 축 방향 이동을 규제하는 규제면(40)이 마련된다. 규제면(40)은 정착 벨트(20)의 일단이 접촉하지 않는 적어도 한 개의 규제 단차부(41)를 포함할 수 있다. 규제 단차부(41)는 규제면(40)보다 높이가 낮도록 형성되어 있어, 정착 벨트(20)의 일단이 규제면(40)에 접촉할 때, 규제 단차부(41)는 정착 벨트(20)의 일단과 접촉하지 않는다. 즉, 고정 몸체(62)는 전면(40) 전체가 정착 벨트(20)의 일단을 지지하지 않고, 전면(40)의 일부만 정착 벨트(20)의 일단을 지지하도록 형성된다.

또한, 규제면(40)은 정착 벨트(20)의 일단과 접촉하는 적어도 한 개의 서브 규제면(43)을 포함할 수 있다. 따라서, 규제면(40)은 교대로 형성되는 적어도 한 개의 서브 규제면(43)과 적어도 한 개의 규제 단차부(41)로 구성될 수 있다. 정착 벨트(20)의 일단이 규제면(40)에 접촉하는 경우, 서브 규제면(43)이 정착 벨트(20)의 일단과 접촉하고, 규제 단차부(41)는 정착 벨트(20)의 일단과 접촉하지 않는다.

서브 규제면(43)에 연결되는 규제 단차부(41)의 부분(41a)은 정착 벨트(20)의 회전 방향으로 상향 경사지게 형성된다. 따라서, 정착 벨트(20)가 회전할 때, 정착 벨트(20)의 일단은 용이하게 안내 부시(60)의 서브 규제면(43)으로 진입할 수 있다.

회전 지지부(61)는 고정 몸체(62)의 전면에서 수직하게 연장되며, 정착 벨트(20)가 회전할 수 있도록 지지한다. 회전 지지부(61)는 정착 벨트(20)의 회전을 지지할 수 있는 한 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 도 7에는 하부에 공간을 마련하기 위해 원호 형상으로 형성된 회전 지지부(61)가 도시되어 있다. 따라서, 회전 지지부(61)의 아래에는 일정한 공간이 마련된다. 또한, 회전 지지부(61)는 반원보다 크거나 작은 원호 형상으로 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우에는 회전 지지부(61)는 대략 반원보다 큰 원호 형상으로 형성된다. 회전 지지부(61)의 상면에는 안내면(50)이 형성된다.

안내면(50)은 정착 벨트(20)의 내면과 접촉하지 않는 적어도 한 개의 안내 단차부(51)를 포함할 수 있다. 안내 단차부(51)는 안내면(50)보다 높이가 낮도록 형성되어 있어, 정착 벨트(20)의 내면이 안내면(50)에 접촉할 때, 안내 단차부(51)는 정착 벨트(20)의 내면과 접촉하지 않는다. 즉, 안내면(50)은 전체가 정착 벨트(20)의 내면을 지지하지 않고, 안내면(50)의 일부만 정착 벨트(20)의 내면을 지지하도록 형성된다. 정착 벨트(20)의 내면을 지지하는 안내면(50)의 부분이 고정 몸체(62)의 전면과 만나는 지점은 규제면(40)이 안내면(50)과 만나는 지점보다 안쪽에 위치하므로 정착 벨트(20)의 일단은 안내면(50)과 규제면(40)이 만나는 지점과 접촉하지 않는다.

또한, 안내면(50)은 정착 벨트(20)의 내면과 접촉하는 적어도 한 개의 서브 안내면(53)을 포함할 수 있다. 따라서, 안내면(50)은 교대로 형성되는 적어도 한 개의 서브 안내면(53)과 적어도 한 개의 안내 단차부(51)로 구성될 수 있다. 정착 벨트(20)의 내면이 안내면(50)에 접촉하는 경우, 서브 안내면(53)이 정착 벨트(20)의 내면과 접촉하고, 안내 단차부(51)는 정착 벨트(20)의 내면과 접촉하지 않는다.

또한, 적어도 한 개의 안내 단차부(51)와 적어도 한 개의 규제 단차부(41)는 서로 엇갈리게 형성된다. 다시 말해, 적어도 한 개의 서브 안내면(53)과 적어도 한 개의 서브 규제면(43)은 서로 엇갈리게 마련된다. 따라서, 적어도 한 개의 서브 규제면(43)과 적어도 한 개의 서브 안내면(53)은 교차하지 않고, 적어도 한 개의 서브 규제면(43)은 적어도 한 개의 안내 단차부(51)와 교차하고, 적어도 한 개의 서브 안내면(53)은 적어도 한 개의 규제 단차부(41)와 교차한다.

예를 들면, 도 7을 참조하면, 안내면(50)은 3개의 서브 안내면(53)과 그 사이에 마련된 2개의 안내 단차부(51)로 구성된다. 또한, 규제면(40)은 2개의 서브 규제면(43)과 3개의 규제 단차부(41)로 구성된다. 1개의 규제 단차부(41)는 2개의 서브 규제면(43) 사이에 마련되고, 2개의 규제 단차부(41)는 2개의 서브 규제면(43)의 외측에 마련된다. 따라서, 3개의 서브 안내부(53)는 각각 3개의 규제 단차부(41)와 직각으로 교차하는 형태로 형성된다. 따라서, 3개의 서브 안내부(53)와 3개의 규제 단차부(41)가 연결되는 부분에 라운드 형상의 툴 형상이 형성된다. 그러나 규제 단차부(41)의 높이가 서브 규제면(43)보다 낮으므로, 서브 안내부(53)와 규제 단차부(41)의 연결부는 서브 규제면(43)보다 안쪽에 위치한다. 따라서, 3개의 서브 안내면(53)에 의해 안내되는 정착 벨트(20)가 축 방향으로 이동할 때, 정착 벨트(20)의 일단은 서브 규제면(43)에 접촉할 뿐이며, 서브 안내면(53)의 연결부의 라운드 형상에는 접촉하지 않는다.

이때, 적어도 한 개의 규제 단차부(41)의 개수는 적어도 한 개의 안내 단차부(51)의 개수보다 많도록 형성할 수 있다. 다시 말해, 적어도 한 개의 서브 안내면(53)의 개수는 적어도 한 개의 서브 규제면(43)의 개수보다 많도록 형성될 수 있다. 도 7에 도시된 안내 부시(60)의 경우에는 2개의 서브 규제면(43)과 3개의 서브 안내면(53)이 마련되어 있으므로, 서브 안내면(53)의 개수가 서브 규제면(43)의 개수보다 한 개가 많다.

도 8은 도 7의 안내 부시가 정착 벨트를 안내하는 상태를 나타내는 부분 사시도이고, 도 9는 도 7의 안내 부시가 정착 벨트를 안내하는 상태를 나타내는 도면이다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 정착 벨트(20)가 회전할 때, 정착 벨트(20)의 일단(20a)에 인접하는 내면은 3개의 서브 안내면(53)에 의해 지지되고, 정착 벨트(20)의 일단(20a)은 2개의 서브 규제면(43)에 의해 규제된다. 이때, 서브 규제면(43)은 서브 안내면(53)과 규제 단차부(41)의 연결부보다 안내부(50) 쪽으로 돌출되어 있으므로, 정착 벨트(20)의 일단(20a)은 안내면(50)과 규제면(40)의 연결부와 접촉하지 않는다. 또한, 정착 벨트(20)의 일단(20a)이 서브 규제면(43)에 접촉할 때, 정착 벨트(20)의 일단(20a)은 규제 단차부(41)와 접촉하지 않는다. 따라서, 정착 벨트(20)의 일단(20a)은 연결부의 라운드 형상에 의해 내측에서 외측으로 작용하는 힘을 받지 않는다.

이상에서는 안내면(50)이 3개의 서브 안내면(43)을 구비하고, 규제면(40)이 2개의 서브 규제면(43)을 갖는 경우에 대해 설명하였다, 그러나 안내면(50)을 구성하는 서브 안내면(53)과 규제면(40)을 구성하는 서브 규제면(43)의 개수는 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 규제면(40)은 한 개의 서브 규제면(43) 또는 3개 이상의 서브 규제면(43)을 포함할 수 있으며, 안내면(50)은 한 개의 서브 안내면(53) 또는 4개 이상의 서브 안내면(53)을 포함할 수 있다.

이하, 도 10 내지 도 12를 참조하여, 안내 부시의 다른 예로서, 안내면(50)이 2개의 서브 안내면(53)을 포함하고, 규제면(40)이 한 개의 서브 규제면(43)을 포함하는 안내 부시(60a)에 대해 설명한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치에 사용되는 안내 부시의 다른 예를 나타내는 사시도이다. 도 11은 도 10의 안내 부시가 정착 벨트를 안내하는 상태를 나타내는 부분 사시도이고, 도 12는 도 10의 안내 부시가 정착 벨트를 안내하는 상태를 나타내는 도면이다.

도 10을 참조하면, 안내면(50)은 2개의 서브 안내면(53)과 그 사이에 마련된 1개의 안내 단차부(51)로 구성된다. 또한, 규제면(40)은 1개의 서브 규제면(43)과 2개의 규제 단차부(41)로 구성된다. 2개의 규제 단차부(41)는 1개의 서브 규제면(43)의 양측에 마련된다. 따라서, 2개의 서브 안내부(53)는 각각 2개의 규제 단차부(41)와 직각으로 교차하는 형태로 형성된다. 따라서, 2개의 서브 안내부(53)와 2개의 규제 단차부(41)가 연결되는 연결부에 라운드 형상의 툴 형상이 형성된다. 이때, 규제 단차부(41)는 서브 규제면(43)보다 낮으므로, 서브 안내부(53)와 규제 단차부(41)의 연결부는 서브 규제면(43)보다 안쪽에 위치한다. 따라서, 2개의 서브 안내면(43)에 의해 안내되는 정착 벨트(20)가 축 방향으로 이동할 때, 정착 벨트(20)의 일단은 서브 규제면(43)에 접촉할 뿐이며, 서브 안내면(53)과 규제 단차부(41)의 연결부의 라운드 형상을 따라 이동하지 않는다.

구체적으로, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 정착 벨트(20)가 회전할 때, 정착 벨트(20)의 일단(20a)에 인접하는 내면은 2개의 서브 안내면(53)에 의해 지지되고, 정착 벨트(20)의 일단(20a)은 1개의 서브 규제면(41)에 의해 규제된다. 이때, 서브 규제면(43)은 서브 안내면(53)과 규제 단차부(41)의 연결부보다 안내부(50) 쪽으로 돌출되어 있으므로, 정착 벨트(20)의 일단(20a)은 상기 연결부와 접촉하지 않는다. 따라서, 정착 벨트(20)의 일단(20a)은 상기 연결부의 라운드 형상에 의해 내측에서 외측으로 작용하는 힘을 받지 않으므로 정착 벨트(20)의 일단(20a)의 균열을 방지할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치에 사용되는 안내 부시의 다른 예를 나타내는 정면도이다.

도 13을 참조하면, 안내 부시(60b)는 4개의 서브 안내면(53)과 3개의 안내 단차부(51)를 포함하는 안내면(50)과 3개의 서브 규제면(43)과 4개의 규제 단차부(41)를 포함하는 규제면(40)을 포함한다. 이때, 4개의 서브 안내면(53)과 4개의 규제 단차부(41)의 연결부는 3개의 서브 규제면(43)보다 뒤쪽에 위치하므로, 정착 벨트(20)가 안내 부시(60b)의 안내면(50)을 따라 회전할 때, 정착 벨트(20)의 일단이 서브 안내면(53)과 규제 단차부(41)의 연결부에 접촉하지 않는다.

상술한 안내 부시(60)는 내열성이 높은 재료로 형성할 수 있다. 예를 들면, 고정 부재(60)는 PPS(Poly Phenylene Sulfide) 등으로 형성할 수 있다.

열원(70)은 정착 벨트(20)의 내부에 설치되며, 열을 발생하여 정착 벨트(20)를 정착 온도까지 가열한다. 열원(70)은 도 6에 도시된 바와 같이 닙형성부재(30)의 하면에 설치되어 정착 벨트(20)를 직접 가열한다. 열원(70)으로는 세라믹 히터 등이 사용될 수 있다. 열원(70)에는 전기를 공급하는 전선이 연결된다. 다만, 도시의 편의를 위해 열원에 연결되는 전선이 생략되어 있다. 이와 같은 열원(70)은 종래 기술에 의한 정착장치에 사용되는 열원을 그대로 사용할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

이상의 설명에서는 열원(70)이 닙형성부재(30)의 하면에 설치되어 정착 벨트(20)를 직접 가열하는 구성에 대해 설명하였으나, 열원(70)은 닙형성부재(30)의 상측에 설치되어 복사에 의해 정착 벨트(20)를 가열하도록 구성할 수도 있다. 예를 들면, 열원(70)으로서 할로겐 램프를 닙형성부재(30)의 상측에 설치하여, 할로겐 램프가 정착 벨트(20)의 내면을 복사 가열하도록 할 수 있다.

이상에서는 정착 벨트(20)의 회전을 안내하는 안내면(50)과 규제면(40)이 안내 부시(60)에 일체로 형성된 경우에 대해 설명하였으나, 안내면(50)과 규제면(40)은 별개의 부품으로 형성할 수도 있다.

이하, 도 14 내지 도 17을 참조하여, 안내면과 규제면이 별개의 부품으로 형성된 경우에 대해 설명한다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치의 닙형성부재와 안내 부시가 조립된 상태를 나타낸 사시도이다. 도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치의 닙형성부재와 안내 부시가 분리된 상태를 나타낸 사시도이다. 도 16은 도 14의 안내부시와 닙형상부재가 정착 벨트를 안내하는 상태를 나타내는 단면도이다.

도 14 내지 도 16을 참조하면, 닙형성부재(300)의 양단부에 설치되는 한 쌍의 안내 부시(600) 각각의 전면(前面)이 정착 벨트(20)의 축 방향 이동을 규제하는 규제면(40)을 형성하고, 한 쌍의 안내 부시(600)의 전면(前面)에 인접한 닙형성부재(300)의 부분에 정착 벨트(20)의 회전을 안내하는 한 쌍의 안내면(310)이 마련된다.

구체적으로, 제1규제면(40)은 정착 벨트(20)의 일단에 설치되어 정착 벨트(20)의 축 방향 이동을 규제하는 제1안내 부시(600)에 마련되고, 제2규제면(미도시)은 정착 벨트(20)의 타단에 설치되어 정착 벨트(20)의 축 방향 이동을 규제하는 제2안내 부시(미도시)에 마련된다. 즉, 정착 벨트(20)의 내측에 설치되는 닙형성부재(300)의 일단 부근에 설치된 제1안내 부시(600)의 전면(前面)이 제1규제면(40)을 형성하고, 닙형성부재(300)의 타단 부근에 설치된 제2안내 부시(미도시)의 전면(前面)이 제2규제면을 형성한다.

정착 벨트(20)의 양단의 내면을 지지하는 한 쌍의 안내면(310), 즉 제1안내면(310)과 제2안내면은 닙형성부재(300)에 마련된다. 구체적으로, 제1안내면(310)은 닙형성부재(300)의 일측에 설치된 제1안내 부시(600)와 인접하도록 마련되고, 제2안내면은 닙형성부재(300)의 타측에 설치된 제2안내 부시에 인접하도록 마련된다. 제1 및 제2안내면(310)은 닙형성부재(300)에 마련되는 복수의 안내 리브(320) 중 양단 부근에 마련된 2개의 안내 리브(320-1)로 형성할 수 있다.

예를 들어, 도 14를 참조하면, 닙형성부재(300)의 가이드부재(301)는 길이 방향으로 형성된 복수의 안내 리브(320)를 포함한다. 복수의 안내 리브(320)는 정착 벨트(20)의 내면을 지지하여 정착 벨트(20)가 원활하게 회전할 수 있도록 한다. 이 복수의 안내 리브(320) 중 양쪽 끝에 마련되며, 정착 벨트(20)의 양단의 내면을 지지하는 2개의 안내 리브(320-1)에 안내면(310)을 형성할 수 있다. 즉, 제1안내 부시(600)에 인접하는 내면을 지지하는 제1안내 리브(320-1)에 제1안내면(310)을 형성하고, 제2안내 부시(미도시)에 인접한 제2안내 리브(미도시)에 제2안내면을 형성할 수 있다. 제1안내면(310)은 정착 벨트(20)의 일단의 내면과 접촉하는 제1안내 리브(320-1)의 상면으로 형성하고, 제2안내면은 정착 벨트(20)의 타단의 내면과 접촉하는 제2안내 리브의 상면으로 형성할 수 있다. 따라서, 제1안내면(310)은 정착 벨트(20)의 일단과 접하는 정착 벨트(20)의 내면을 지지하고, 제2안내면은 정착 벨트(20)의 타단과 접하는 정착 벨트(20)의 내면을 지지할 수 있다.

제1안내 부시(600)를 가이드부재(301)에 설치하였을 때, 제1안내 부시(600)의 전면(前面)과 제1안내 리브(320-1)의 측면이 접촉하거나 인접하도록 설치되며, 제1안내 부시(600)의 전면(前面)은 제1안내 리브(320-1)의 상면, 즉 제1안내면(310)과 직각을 이루도록 설치된다. 또한, 제2안내 부시를 가이드부재(301)에 설치하였을 때, 제2안내 부시의 전면(前面)과 제2안내 리브의 측면이 접촉하거나 인접하도록 설치되며, 제2안내 부시의 전면(前面)은 제2안내 리브의 상면, 즉 제2안내면과 직각을 이루도록 설치된다.

도 14를 참조하면, 가이드부재(301)에 마련된 복수의 안내 리브(320) 각각은 가이드부재(301)의 폭 방향으로 서로 마주하는 2개의 서브 안내 리브(321,322)로 구성될 수 있다. 구체적으로, 안내 리브(320)는 정착 벨트(20)가 정착 닙(N)으로 들어오는 쪽인 가이드부재(301)의 진입단에서 연장되는 입구측 서브 안내 리브(321)와 정착 벨트(20)가 정착 닙(N)에서 나가는 쪽인 가이드부재(301)의 배출단에서 연장되는 출구측 서브 안내 리브(322)를 포함한다. 상술한 제1안내 리브(320-1)는 가이드부재(301)의 일단에 마련된 2개의 서브 안내 리브(321,322)를 연결하여 형성할 수 있다. 또한, 제2안내 리브는 가이드부재(301)의 타단에 마련된 2개의 서브 안내 리브를 연결하여 형성할 수 있다. 이때, 제1안내 리브(320-1)의 제1안내면(310)과 제2안내 리브의 제2안내면은 정착 벨트(20)의 형상에 대응하는 아치(arch) 형상으로 형성할 수 있다.

또한, 가이드부재(301)에 마련된 복수의 안내 리브(320) 중 양단에 마련된 2개의 안내 리브(320-1), 즉 제1안내 리브(320-1)와 제2안내 리브 각각의 폭(W1)은 제1안내 리브(320-1)와 제2안내 리브 사이에 위치하는 나머지 안내 리브(320)의 폭(W2)보다 넓게 형성할 수 있다. 제1안내 리브(320-1)와 제2안내 리브의 폭(W1)을 넓게 하면, 정착 벨트(20)의 양단 부분을 안정적으로 지지할 수 있으므로 정착 벨트(20)의 양단이 구겨지거나 외력에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 제1안내 부시(320-1)와 제2안내 부시는 닙형성부재(300)에 분리 가능하게 설치할 수 있다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치의 닙형성부재를 나타내는 부분 평면도이다.

도 15를 참조하면, 제1안내 부시(600)의 하부 중앙에 마련된 개구(601)의 양 측면에는 서로 마주하는 한 쌍의 결합 리브(603)가 형성된다. 또한, 도 17을 참조하면, 닙형성부재(300)의 가이드부재(301)의 일단에는 제1안내 부시(600)의 한 쌍의 결합 리브(603)가 삽입되는 한 쌍의 결합 슬롯(303)이 마련된다. 따라서, 제1안내 부시(600)의 한 쌍의 결합 리브(603)를 가이드부재(301)의 한 쌍의 결합 슬롯(303)에 삽입하면, 제1안내 부시(600)가 가이드부재(301)에 견고하게 고정된다. 따라서, 정착 벨트(20)의 축 방향 이동을 규제하는 제1안내 부시(600)의 가이드부재(301)에 대한 유동을 최소화할 수 있다.

도시하지는 않았으나, 제2안내 부시도 제1안내 부시(600)와 동일하게 한 쌍의 결합 리브를 구비하며, 가이드부재(301)도 제2안내 부시의 한 쌍의 결합 리브가 삽입되는 한 쌍의 결합 슬롯을 구비한다. 제2안내 부시의 결합 리브와 가이드부재(301)의 결합 슬롯은 상술한 제1안내 부시(600)의 결합 리브(603) 및 가이드 부재(301)의 결합 슬롯(303)과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

이상에서는, 닙형성부재(300)에 마련된 안내면(310)이 연속된 곡면으로 형성된 경우에 대해 설명하였으나, 안내면(310)의 구조는 이에 한정되는 것은 아니다. 안내면(310)은 분리된 곡면으로 형성될 수 있다.

예를 들면, 도 18에 도시된 바와 같이, 제1안내 부시(600)에 인접한 제1안내 리브(320-1)의 상단에 개구(311)를 마련할 수 있다. 즉, 제1안내 리브(320-1)를 연속된 곡면이 아니라 절단된 2개의 곡면으로 형성할 수 있다. 다시 말하면, 제1안내 리브(320-1)의 입구측 서브 안내 리브(321)와 출구측 서브 안내 리브(322)가 서로 연결되지 않도록 형성할 수 있다.

한편, 정착 벨트(20)의 축 방향 이동을 규제하는 안내 부시(600)의 규제면(400)은 상대 부품과의 간섭을 피하기 위해 부분적으로 절단된 형태로 형성된다. 예를 들면, 도 19에 도시된 바와 같이, 안내 부시(600)는 가이드부재와의 간섭을 피하기 위해 안내 부시(600)의 하부에는 개구부(601)가 마련된다. 따라서, 정착 벨트(20)가 회전하면, 정착 벨트(20)의 일단은 개구부(601)에서 안내 부시(600)의 규제면(400)으로 진입하여 접촉하게 된다. 이때, 정착 벨트(20)가 규제면(400)으로 원활하게 진입할 수 있도록 정착 벨트(20)와 접촉이 시작되는 안내 부시(600)의 부분에는 경사면(611)이 마련되어 있어, 정착 벨트(20)가 규제면(400)으로 부드럽게 진입할 수 있도록 하고 있다.

도 19에서, 시계방향으로 회전하는 정착 벨트(20)는 개구부(601)와 경사면(611)을 지나 규제면(400)과 접촉하게 된다. 즉, 정착 벨트(20)는 경사면(611)과 규제면(400)이 접하는 진입단(610)을 지나 규제면(400)과 접촉하게 된다. 정착 벨트(20)가 진입단(410)을 통과할 때, 정착 벨트(20)에는 일정한 힘(F)이 걸린다. 이때, 진입단(410)으로 진입하는 지점에서 그은 정착 벨트(20)의 접선과 진입단(610) 사이의 각도는 θ이다.

도 20에는 정착 벨트(20)가 안내 부시(600)의 진입단(610)을 통과하는 시점에 정착 벨트(20)에 걸리는 힘(즉, 반력)이 도시되어 있다. 도 20에서, 정착 벨트(20)에 인가되는 반력(F)은 반경 방향의 분력(F1)과 원주 방향의 분력(F2)으로 나눌 수 있다. 이때, 반경 방향의 분력(F1)이 클수록 정착 벨트(20)의 일단이 더 많이 벌어지게 되므로 정착 벨트(20)의 파손이 쉽게 발생한다. 따라서, 반경 방향의 분력(F1)은 최소화하는 것이 바람직하다.

정착 벨트(20)가 안내 부시(600)의 진입단(610)에서 규제면(400)과 접촉을 시작할 때 정착 벨트(20)에 가해지는 힘의 반경 방향의 분력(F1)은 진입 지점에서 그은 정착 벨트(20)의 접선과 진입단(610) 사이의 각도(θ)가 90도일 때 0이 된다. 즉, F1 = 0이 된다. 이때, F2 = F가 된다.

따라서, 도 21에 도시된 바와 같이, 진입단(610)은 정착 벨트(20)의 접선과 90도의 각도를 이루도록 형성하는 것이 좋다. 그러나 부품의 가공공차, 부품 사이의 조립편차 등을 고려하여, 안내 부시(600)의 진입단(610)과 정착 벨트(20)의 접선 사이의 각도(θ)는 90±5도의 범위 내에 있도록 형성할 수 있다.

다른 실시예로서, 도 7에 도시된 바와 같이 규제면(40)이 복수의 서브 규제면(43)과 복수의 규제 단차부(41)를 포함하는 경우에는 정착 벨트(20)가 규제 단차부(41)에서 서브 규제면(43)으로 진입할 때, 정착 벨트(20)에 반력이 가해진다. 따라서, 규제 단차부(41)와 서브 규제면(43)이 연결되는 진입단(48)과 정착 벨트(20)의 접선 사이의 각도(θ)가 90도가 되도록 하면, 정착 벨트(20)에 가해지는 힘의 반경 방향의 분력을 0으로 할 수 있다.

즉, 도 22에 도시된 바와 같이, 정착 벨트(20)가 시계방향으로 회전하는 경우, 정착 벨트(20)는 개구부(60a)에 인접한 제1규제 단차부(41-1)의 경사면(41-1a)을 통해 제1서브 규제면(43-1)으로 진입하게 된다. 이때, 제1규제 단차부(41-1)와 제1서브 규제면(43-1)이 접하는 진입단(48)을 정착 벨트(20)가 통과할 때 정착 벨트(20)에는 힘이 걸리며, 진입단(48)과 정착 벨트(20)의 접선 사이의 각도(θ)가 90도일 때, 정착 벨트(20)에 걸리는 반경 방향의 힘은 0이 된다. 이 경우에도, 상술한 바와 같이 부품의 가공공차, 부품 사이의 조립편차 등을 고려하여, 진입단(48)과 정착 벨트(20)의 접선 사이의 각도는 90±5도로 할 수 있다.

발명자는 정착 벨트의 접선과 진입단 사이의 각도의 변화에 따라 정착 벨트에 파손이 발생하는 인쇄매수를 측정하였다.

정착 벨트의 접선과 진입단 사이의 각도를 75도로 한 경우에는, 인쇄매체를 약 90,000장 인쇄하였을 때 정착 벨트의 끝단의 벌어짐이 시작되었다. 그러나 정착 벨트의 접선과 진입단 사이의 각도를 85도로 한 경우에는, 인쇄매체를 약 170,000장 인쇄할 때까지 정착 벨트의 끝단의 손상이 발생하지 않았다.

상술한 정착 벨트의 내구 시험의 조건은 다음과 같다.

정착장치의 편측 가압력; 10Kgf

정착 닙 크기; 9.5mm

정착 벨트의 축방향 사행력(Fz); 500gf

안내 부시의 경사 각도; 165도

정착 벨트에 가해지는 반력 F=Fz x Tan (180°- 165°) = 133,98gf

정착 벨트의 접선과 진입단 사이의 각도가 75도 일 때,

반력의 반경 방향의 분력 F1=F x Sin(90°-75°) = 45.82gf

정착 벨트의 접선과 진입단 사이의 각도가 85도 일 때,

반력의 반경 방향의 분력 F1=F x Sin(90°-85°) = 11.68gf

이와 같이 정착 벨트의 접선과 진입단 사이의 각도를 90도에 가깝게 하면, 정착 벨트에 가해지는 힘이 작아져서 정착 벨트의 수명을 연장할 수 있다.

이하, 도 23을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치(1)를 구비하는 화상형성장치(100)에 대해 설명한다.

도 23을 참조하면, 화상형성장치(100)는 본체(101), 용지공급유닛(110), 화상형성유닛(120), 벨트타입 정착장치(1), 및 배지유닛(150)을 포함한다.

본체(101)는 화상형성장치(100)의 외관을 형성하며, 그 내부에 용지공급유닛(110), 화상형성유닛(120), 벨트타입 정착장치(1), 배지유닛(150)을 수용하며, 이들을 고정 및 지지한다.

용지공급유닛(110)은 본체(101)의 내부에 설치되어 인쇄매체(P)를 화상형성유닛(120)으로 공급하는 것으로서, 급지카세트(111)와 픽업롤러(112)를 포함한다. 급지카세트(111)는 소정 매수의 인쇄매체를 적재하고, 픽업롤러(112)는 급지카세트(111)에 적재된 인쇄매체를 한 장씩 픽업하여 화상형성유닛(120)으로 공급한다.

픽업롤러(112)와 화상형성유닛(120) 사이에는 픽업롤러(112)에서 픽업된 인쇄매체(P)를 이동시키는 복수 개의 이송롤러(115)가 설치된다.

화상형성유닛(120)은 용지공급유닛(110)에서 공급된 인쇄매체(P)에 소정의 화상을 형성하는 것으로서, 노광유닛(121), 현상 카트리지(130), 및 전사롤러(140)를 포함한다. 노광유닛(121)은 인쇄명령에 따라 인쇄 데이터에 대응하는 소정의 빛을 발광한다. 현상 카트리지(120)는 노광유닛(110)에서 방출된 빛에 의해 정전 잠상이 형성되는 상담지체(131), 상담지체(131)의 일 측에 설치되며, 상담지체(131)로 현상제를 공급하여 상담지체(131)에 형성된 정전 잠상을 현상제 화상으로 현상하는 현상 롤러(132)를 포함한다. 이외에도, 현상 카트리지(130)는 일정량의 현상제를 저장하며, 현상제를 현상롤러(132)로 공급하는 현상제 공급롤러(133), 현상제를 교반하는 교반기(134), 상담지체(131)의 표면을 클리닝하는 클리닝 블레이드(135) 등을 포함한다. 전사롤러(140)는 현상 카트리지(130)의 상담지체(131)와 마주 보며 회전할 수 있도록 설치되며, 상담지체(131)에 형성된 현상제 화상을 인쇄매체(P)로 전사한다.

벨트타입 정착장치(1)는 화상 형성유닛(120)에서 현상제 화상이 전사된 인쇄매체(P)가 통과하는 동안 열과 압력을 가하여 현상제 화상을 인쇄매체(P)에 정착시키는 것으로서, 정착 롤러(10)와 정착 벨트(20)를 포함한다. 벨트 타입 정착장치(1)의 구조와 동작은 상술하였으므로 상세한 설명은 생략한다.

배지유닛(150)은 벨트타입 정착장치(1)를 통과하는 동안 화상이 정착된 인쇄매체(P)를 화상형성장치(100)의 외부로 배출한다. 배지유닛(150)은 서로 마주하며 회전하는 한 쌍의 배지롤러를 포함할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치(1)는 인쇄매체(P)에 전사된 현상제 화상을 인쇄매체(P)에 정착할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 벨트타입 정착장치는 정착 벨트의 양단이 통과하는 영역에 안내 부시의 안내면과 규제면을 연결하는 라운드 형상이 존재하지 않으므로, 정착 벨트가 라운드 형상을 타고 올라감으로써 발생하는 정착 벨트의 양단의 피로 균열을 최소화할 수 있다.

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

1; 벨트타입 정착장치 10; 정착 롤러
11; 샤프트 13; 탄성층
20; 정착 벨트 30; 닙형성부재
31; 가이드부재 32; 지지부재
40; 규제면 41; 규제 단차부
43; 서브 규제면 50; 안내면
51; 안내 단차부 53; 서브 안내면
60; 안내 부시 61; 회전 지지부
62; 고정 몸체 65; 삽입 슬롯
70; 열원 90; 지지브라켓
91; 베어링 94; 가압부재
100; 화상형성장치 101; 본체
110; 용지공급유닛 120; 화상형성유닛
130; 현상 카트리지 140; 전사 롤러
150; 배지유닛

Claims (19)

1. 정착 벨트;
   상기 정착 벨트와 마주하도록 설치되는 정착 롤러;
   상기 정착 벨트의 내측에 설치되며, 상기 정착 벨트를 상기 정착 롤러 쪽으로 가압하여 정착 닙을 형성하는 닙형성부재;
   상기 닙형성부재의 양단에 설치되며, 상기 정착 벨트의 축 방향 이동을 규제하는 제1 및 제2규제면; 및
   상기 정착 벨트의 내부에 설치되며, 상기 정착 벨트의 회전을 안내하는 제1 및 제2안내면;을 포함하며,
   상기 제1규제면과 상기 제2규제면 각각은 상기 정착 벨트의 일단이 접촉하지 않는 적어도 한 개의 규제 단차부를 포함하며,
   상기 제1안내면과 상기 제2안내면 각각은 상기 정착 벨트의 내면과 접촉하지 않는 적어도 한 개의 안내 단차부를 포함하며,
   상기 적어도 한 개의 규제 단차부와 상기 적어도 한 개의 안내 단차부는 서로 엇갈리게 형성되는, 벨트타입 정착장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1규제면과 상기 제1안내면은 상기 정착 벨트의 일단에 설치되는 제1안내 부시에 일체로 형성되며,
   상기 제2규제면과 상기 제2안내면은 상기 정착 벨트의 타단에 설치되는 제2안내 부시에 일체로 형성되는, 벨트타입 정착장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2안내면은 상기 정착 벨트의 축 방향으로 전면(全面)이 상기 제1 및 제2규제면에 대해 직각을 이루며,
   상기 제1 및 제2규제면에 접촉하는 상기 정착 벨트의 양단에 접하는 상기 정착 벨트의 하면의 양단의 적어도 일부분은 상기 제1 및 제2안내면에 접촉하는, 벨트타입 정착장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 한 개의 규제 단차부의 개수는 상기 적어도 한 개의 안내 단차부의 개수보다 많은, 벨트타입 정착장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제1안내면과 상기 제2안내면 각각은 2개의 안내 단차부를 포함하며,
   상기 제1규제면과 상기 제2규제면 각각은 3개의 규제 단차부를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1규제면과 상기 제2규제면 각각은 상기 정착 벨트의 일단과 접촉하는 적어도 한 개의 서브 규제면을 포함하며,
   상기 제1안내면과 상게 제2안내면 각각은 상기 정착 벨트의 내면과 접촉하는 적어도 한 개의 서브 안내면을 포함하며,
   상기 적어도 한 개의 서브 규제면과 상기 적어도 한 개의 서브 안내면은 교차하지 않도록 서로 엇갈리게 형성되는, 벨트타입 정착장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 적어도 한 개의 서브 안내면의 개수는 상기 적어도 한 개의 서브 규제면의 개수보다 많은, 벨트타입 정착장치.
8. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1규제면과 상기 제2규제면 각각은 상기 정착 벨트가 진입하는 진입단을 포함하며,
   상기 진입단과 상기 진입단으로 진입하는 지점에서 그은 상기 정착 벨트의 접선 사이의 각도는 85도 내지 95도의 범위에 있는, 벨트타입 정착장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 진입단과 상기 진입단으로 진입하는 지점에서 그은 상기 정착 벨트의 접선 사이의 각도는 90도인, 벨트타입 정착장치.
10. 정착 벨트;
    상기 정착 벨트와 마주하도록 설치되는 정착 롤러;
    상기 정착 벨트의 내측에 설치되며, 상기 정착 벨트를 상기 정착 롤러 쪽으로 가압하여 정착 닙을 형성하는 닙형성부재;
    상기 닙형성부재의 양단에 설치되며, 상기 정착 벨트의 축 방향 이동을 규제하는 제1 및 제2규제면; 및
    상기 정착 벨트의 내부에 설치되며, 상기 정착 벨트의 회전을 안내하는 제1 및 제2안내면;을 포함하며,
    상기 제1규제면은 상기 정착 벨트의 일단에 설치되는 제1안내 부시에 마련되고, 상기 제2규제면은 상기 정착 벨트의 타단에 설치되는 제2안내 부시에 마련되며,
    상기 제1안내면과 상기 제2안내면은 상기 닙형성부재의 양측에 상기 제1안내 부시와 상기 제2안내 부시에 인접하도록 형성되는, 벨트타입 정착장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 닙형성부재는 길이방향으로 형성된 복수의 안내 리브를 포함하며,
    상기 제1안내면과 상기 제2안내면은 상기 복수의 안내 리브 중 양단에 마련된 2개의 안내 리브로 형성되는, 벨트타입 정착장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 닙형성부재의 상기 복수의 안내 리브 각각은 상기 정착 벨트의 진입부와 배출부 각각에서 연장되는 서브 안내 리브를 포함하며,
    상기 양단에 마련된 2개의 안내 리브의 서브 안내 리브는 서로 연결되도록 형성되는, 벨트타입 정착장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1안내면과 상기 제2안내면은 아치 형상으로 형성되는, 벨트타입 정착장치.
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 안내 리브 중 양단에 마련된 2개의 안내 리브의 폭은 상기 복수의 안내 리브 중 나머지 안내 리브의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 벨트타입 정착장치.
15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1안내 부시와 상기 제2안내 부시는 상기 닙형성부재에 분리 가능하게 설치되는, 벨트타입 정착장치.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제1안내 부시와 상기 제2안내 부시 각각은 한 쌍의 결합 돌기를 포함하며,
    상기 닙형성부재는 상기 한 쌍의 결합 돌기가 삽입되는 한 쌍의 결합 홈을 포함하는, 벨트타입 정착장치.
17. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1안내 부시와 상기 제2안내 부시 각각은 상기 정착 벨트를 상기 제1규제면과 상기 제2규제면으로 안내하는 진입단을 포함하며,
    상기 진입단과 상기 진입단으로 진입하는 지점에서 그은 상기 정착 벨트의 접선 사이의 각도는 85도 내지 95도의 범위에 있는, 벨트타입 정착장치.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 진입단과 상기 진입단으로 진입하는 지점에서 그은 상기 정착 벨트의 접선 사이의 각도는 90도인, 벨트타입 정착장치.
19. 제 1 항 내지 제 18 항 중의 어느 한 항의 벨트타입 정착장치를 포함하는 화상형성장치.
    
    

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