KR20180058087A - 정착장치 및 이를 구비한 화상형성장치 - Google Patents

정착장치 및 이를 구비한 화상형성장치 Download PDF

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Abstract

정착장치가 개시된다. 개시된 정착장치는 정착벨트; 상기 정착벨트와 마주하도록 설치되는 가압롤러; 상기 정착벨트의 내측에 설치되며, 상기 정착벨트를 상기 가압롤러 쪽으로 가압하여 정착 닙(Nip)을 형성하는 닙형성부재; 상기 닙형성부재의 양단에 각각 설치되는 제1 및 제2 안내 부시;를 포함하며, 상기 제1 및 제2 안내 부시는 각각, 일부분이 유동 가능한 상태로 상기 정착벨트의 양단을 지지하는 것을 특징으로 한다.

Description

정착장치 및 이를 구비한 화상형성장치{FIXING APPARATUS AND IMAGE FORMING APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 화상형성장치에 사용되는 정착장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일부분이 유동 가능한 안내 부시를 갖는 정착장치 및 이를 구비한 화상형성장치에 관한 것이다.
화상형성장치는 인쇄매체에 화상을 인쇄하는 장치로, 프린터, 복사기, 팩스 및 이들의 기능을 통합하여 구현한 복합기 등이 이에 해당한다.
일반적으로, 레이저 프린터와 같은 전자사진방식 화상형성장치는 소정 전위로 대전된 감광체에 광을 주사하여 감광체의 표면에 정전잠상을 형성한 후, 이 정전잠상에 토너를 공급하여 가시화상을 형성한다. 감광체에 형성된 가시화상은 인쇄매체에 바로 전사되거나 중간전사체를 거쳐 인쇄매체로 전사되고, 인쇄매체에 전사된 가시화상은 정착장치를 지나면서 인쇄매체상에 고정된다.
정착장치는 열원과, 벨트 등으로 구성되는 정착벨트와, 이 정착벨트에 밀착되어 정착 닙을 형성하는 가압롤러를 구비한다. 정착 과정에서 정착벨트는 축방향 회전만을 하여 가압롤러와 정착닙을 형성하여야 하나, 정착벨트의 회전축과 가압롤러의 회전축이 평행하지 않는 이상 정착벨트의 내외면의 마찰력분포가 달라지게 되어 정착벨트가 축방향으로의 사행이동을 하게 된다.
정착벨트가 사행 이동하게 되면 정착벨트의 양단부는 정착벨트의 회전을 지지하는 안내 부시에 접하게 되고, 안내 부시에 스크래치(scratch) 도는 홈을 만든다. 이러한 안내 부시의 스크래치 또는 홈에 의해 정착벨트가 마모되거나 파손에 이르는 문제가 발생하게 된다.
상기 문제점을 해소하기 위해, 본 발명은 안내 부시의 일부분을 유동 가능한 상태로 정착벨트를 지지하도록 하여, 정착벨트가 회전 궤적이 변함에 따라 안내 부시로부터 받는 충격과 변형을 감소시킬 수 있는 정착장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 정착 벨트; 상기 정착 벨트와 마주하도록 설치되는 정착 롤러; 상기 정착 벨트를 상기 정착 롤러 쪽으로 가압하여 닙(nip)을 형성하는 닙형성부재; 및 상기 닙형성부재의 양단에 각각 배치되어 일 부분이 유동 가능한 상태로 상기 정착 벨트의 양단부를 지지하는 제1 및 제2 안내 부시;를 포함하는, 정착장치를 제공한다.
상기 제1 및 제2 안내 부시는 각각, 상기 닙형성부재에 고정되는 고정 부재; 및 상기 고정 부재에 유동 가능한 상태로 결합되는 유동 부재;를 포함할 수 있다.
상기 유동 부재는 상기 유동 부재의 측면과 상기 고정 부재 사이에 간격을 두고 상기 고정 부재에 결합할 수 있다.
상기 고정 부재는, 상기 유동 부재가 삽입되는 수용홈이 형성된 지지부;와 상기 유동 부재가 상기 수용홈으로부터 분리되지 않도록 결합되는 결합부재;를 포함할 수 있다.
상기 결합 부재는 상기 수용홈의 아래에 배치될 수 있다.
상기 수용홈은 상기 유동 부재의 양 측면으로부터 이격되도록 형성될 수 있다.
상기 유동 부재는 하향으로 돌출된 후크부를 포함하고, 상기 후크부의 하단에는 상기 결합부재의 측면에 결합하는 후크 고리가 형성될 수 있다.
상기 후크 고리와 상기 결합 부재는 상호 간격을 두고 결합할 수 있다.
상기 유동 부재는 상기 정착 벨트의 폭 방향으로 상기 고정 부재와 이격 배치될 수 있다.
상기 유동 부재는 상기 정착 벨트의 높이 방향으로 상기 고정 부재와 이격 배치될 수 있다.
상기 유동 부재를 상기 지지부에 이격된 상태로 지지하기 위해, 상기 지지부는 상기 유동 부재를 탄력적으로 지지하는 탄성부재를 포함할 수 있다.
상기 유동 부재는 상기 정착 벨트의 중심 방향으로 볼록하게 형성될 수 있다.
상기 유동 부재는 상기 고정 부재에 회전 가능하게 결합된 복수의 롤러를 포함할 수 있다.
상기 복수의 롤러는 상기 정착 벨트의 길이 방향에 대해 수직한 회전 축을 갖도록 배치될 수 있다.
상기 복수의 롤러는 서로 평행하게 배치될 수 있다.
상기 복수의 롤러는 상기 정착 벨트의 회전 궤적에 대해 법선과 일치하는 회전축을 갖도록 배치될 수 있다.
상기 유동 부재는 상기 복수의 롤러를 지지하는 롤러 지지부를 더 포함하고, 상기 롤러 지지부에는 상기 복수의 롤러가 각각 배치될 수 있는 복수의 롤러홈이 형성될 수 있다.
상기 롤러는 상기 롤러홈에 상측 또는 하측에 간격을 두고 배치될 수 있다.
상기 롤러 지지부는 상기 복수의 롤러가 상기 롤러 지지부로부터 상기 정착 벨트의 중심방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다.
본 발명은 정전잠상이 형성되는 감광체; 상기 정전잠상에 토너를 공급하여 기록매체에 가시적인 토너화상을 형성하는 현상유닛; 및 상기 기록매체에 전사된 상기 토너화상에 열과 압력을 가하여 정착시키는 것으로서, 정착 벨트; 상기 정착 벨트와 마주하도록 설치되는 정착 롤러; 상기 정착 벨트의 내측에 설치되며, 상기 정착 벨트를 상기 정착 롤러 쪽으로 가압하여 닙(nip)을 형성하는 닙형성부재; 상기 닙형성부재의 양단에 각각 설치되는 제1 및 제2 안내 부시;를 포함하며, 상기 제1 및 제2 안내 부시는 회전하는 상기 정착 벨트의 양단과 마찰함에 따라 상기 정착 벨트의 회전 궤적에 대한 접선 방향으로 유동 가능한 유동부재;을 갖는, 정착장치;를 포함하는 화상형성장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정착장치를 구비한 화상형성장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 정착장치를 나타내는 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 정착장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2a에 표시된Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치에 포함되는 안내 부시의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 안내 부시의 분해 사시도이다.
도 6은 도 4의 안내 부시를 선 Ⅵ-Ⅵ을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 7a, 7b, 7c는 도 4의 안내 부시가 정착벨트를 안내하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치에 포함되는 안내 부시의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 8의 안내 부시를 선 Ⅸ-Ⅸ을 따라 절단하여 나타내는 단면도이다.
도 10a, 10b, 10c는 도 8의 안내 부시가 정착벨트를 안내하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치에 포함되는 안내 부시의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 11의 안내 부시를 선 XI-XI을 따라 절단하여 나타내는 단면도이다.
도 13a, 13b, 13c는 도 11의 안내 부시가 정착벨트를 안내하는 상태를 나타내는 도면이다.
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.
이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치(1000)에 대해 개략적으로 설명한 후, 정착장치(1)에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정착장치를 구비한 화상형성장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
화상형성장치(1000)는 본체(1010), 인쇄매체 공급장치(1100), 화상형성장치(1200), 정착장치(1) 및 인쇄매체 배출장치(1500)를 포함하여 구성된다.
본체(1010)는 화상형성장치(1000)의 외관을 형성하는 한편, 그 내부에 설치되는 각종 부품들을 지지한다. 본체(1010)는 그 일부분을 개폐할 수 있도록 마련되는 커버(미도시)와, 본체(1010) 내부에서 각종 부품들을 지지하거나 고정하는 본체프레임(미도시)를 포함한다.
인쇄매체 공급장치(1100)는 인쇄매체(P)를 화상형성장치(1200)로 공급한다. 인쇄매체 공급장치(1100)는 인쇄매체(P)가 적재되는 급지카세트(1110)와, 급지카세트(1110)에 적재된 인쇄매체를 한 장씩 픽업하는 픽업롤러(1120)를 구비한다. 픽업롤러(1120)에 의해 픽업된 인쇄매체는 이송롤러(1150)에 의해 화상형성장치(1200)쪽으로 이송된다.
화상형성장치(1200)는 인쇄매체(P)에 소정의 화상을 형성하는 것으로서, 노광유닛(1210), 현상 카트리지(1300), 및 전사롤러(1400)를 포함한다. 노광유닛(1210)은 인쇄명령에 따라 인쇄 데이터에 대응하는 소정의 빛을 발광한다. 현상 카트리지(1200)는 노광유닛(1100)에서 방출된 빛에 의해 정전 잠상이 형성되는 상담지체(1310), 상담지체(1310)의 일 측에 설치되며, 상담지체(1310)로 현상제를 공급하여 상담지체(1310)에 형성된 정전 잠상을 현상제 화상으로 현상하는 현상 롤러(1320)를 포함한다. 이외에도, 현상 카트리지(1300)는 일정량의 현상제를 저장하며, 현상제를 현상롤러(1320)로 공급하는 현상제 공급롤러(1330), 현상제를 교반하는 교반기(1340), 상담지체(1310)의 표면을 클리닝하는 클리닝 블레이드(1350) 등을 포함한다. 전사롤러(1400)는 현상 카트리지(1300)의 상담지체(1310)와 마주 보며 회전할 수 있도록 설치되며, 상담지체(1310)에 형성된 현상제 화상을 인쇄매체(P)로 전사한다.
정착장치(1)는 화상형성장치(1200)에서 현상제 화상이 전사된 인쇄매체(P)가 통과하는 동안 열과 압력을 가하여 현상제 화상을 인쇄매체(P)에 정착시키는 것으로서, 하기에서 상세히 설명한다.
인쇄매체 배출장치(1500)는 인쇄매체를 본체(1010)의 외부로 배출한다. 인쇄매체 배출장치(1500) 서로 마주하며 회전하는 한 쌍의 배출롤러를 포함할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 정착장치(1)에 대해서 상세히 설명한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 정착장치를 나타내는 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 정착장치의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2a에 표시된 -Ⅲ선을 따라 나타낸 단면도이다. 도면에서, X축 방향은 정착 벨트(20)의 폭방향(W)을 의미하고, Y축 방향은 정착 벨트(20)의 길이 방향(L)을 의미하며, Z축 방향은 정착 벨트(20)의 높이 방향(H)을 의미한다.
도 2a, 도 2b, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치(1)는 가압 롤러(10), 정착 벨트(20), 닙형성부재(30), 한 쌍의 안내부시(100, 100`)를 포함한다.
토너화상이 전사되어 있는 인쇄매체(P)가 정착벨트(20)와 가압롤러(10) 사이로 진입하면 열원(70)으로부터 전달되는 열과 정착 닙(N, 도 3 참조)에서 작용하는 압력에 의해 토너화상이 인쇄매체(P)에 고정된다. 정착벨트(20)의 내부에는 닙형성부재(30)가 구비되어 정착 벨트(20)의 내부를 지지함으로써, 가압 롤러(10)와 사이에 정착 닙(N)을 형성하도록 한다.
가압 롤러(10)는 정착 벨트(20)의 외주면에 접하도록 배치되어 정착 벨트(20)와의 사이에 정착 닙(N)을 형성한다. 가압 롤러(10)는 구동원(미도시)으로부터 동력을 전달받아 회전하도록 구성되고, 가압 롤러(10)는 화상 형성장치의 프레임에 회전 지지된다. 가압 롤러(10)는 인쇄매체(P)에 소정의 압력을 가하는 것으로서, 롤러 형상으로 형성된다. 가압 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 벨트(20)는 가압 롤러(10)가 회전하면, 정착 벨트(20)와 가압 롤러(10) 사이의 마찰력에 의해 회전한다. 정착 벨트(20)는 가압 롤러(10)에 맞물려서 회전하며, 가압 롤러(10)와 함께 인쇄매체(P)가 통과하는 정착 닙(NIP)을 형성한다. 정착 벨트(20)는 열원(70)에 의해 가열되어 정착 닙(N)을 지나는 인쇄매체(P)에 소정의 열을 가한다. 정착 벨트(20)는 대략 원통 형상의 무단 벨트(endless belt)로 형성되고, 정착 벨트(20)의 축 방향 길이는 가압 롤러(10)의 축 방향 길이보다 길게 형성될 수 있다.
정착벨트(120)는 금속, 내열성 폴리머 등의 단일층으로 구성되거나 금속이나 내열성 폴리머로 형성된 기본층에 탄성층과 보호층을 추가하여 구성될 수 있다. 닙형성부재(30)는 정착 벨트(20)의 내측에 설치되며, 정착 벨트(20)의 내주면에 압력을 가해 정착 벨트(20)와 가압 롤러(10) 사이에 정착 닙(N)이 형성되도록 한다. 닙형성부재(30)는 가압 롤러(10)의 길이보다 긴 길이를 갖는다. 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 가압하고, 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 역아치형으로 마련되어 그 내측으로 지지부재(32)를 수용한다. 가이드부재(31)는 그 단면이 대략 바닥이 평평한 U자 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 가이드부재(31)는 바닥이 평평한 U자 형상 외에도, I자 빔, H자 빔 등과 같은 단면 관성 모멘트가 큰 구조로 형성될 수 있다. 지지부재(32)는 스테인레스, 탄소강 등의 강도가 우수한 재질로 형성될 수 있다.
열원(70)은 정착 벨트(20) 내주면의 적어도 일부를 직접적으로 복사 가열할 수 있도록 배치된다.
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 가압 롤러(10)의 상측 부분이 정착 닙(N)을 형성한다. 따라서, 가압 롤러(10)가 회전하면, 가압 롤러(10)와의 마찰에 의해 정착 벨트(20)가 회전하게 된다.
가이드부재(31)의 양단에는 각각 길이 방향으로 안내 부시(100, 100')가 마련될 수 있다. 한 쌍의 안내부시(100, 100')는 지지부재(32)에 결합된다. 또한, 한 쌍의 안내 부시(100, 100')는 도시되지 않은 화상 형성장치의 프레임의 레일에 따라 가압 롤러(10)의 방향으로 가압되도록 배치된다.
한 쌍의 안내 부시(100, 100')는 정착 벨트(20)의 양단에 배치되어, 정착 벨트(20)를 회전 지지한다. 이하의 설명에서는 제1 및 제2 안내 부시(100, 100')는 동일하게 형성될 수 있으므로, 제1 및 제2 안내 부시(100, 100')를 통칭하여 안내 부시(100)로 칭한다. 이하, 도 4및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치에 포함되는 안내 부시(100)에 대해 상세하게 설명한다.
제1 안내 부시(100)와 제2 안내 부시(100')는 형상 및 구성이 동일하며, 작동 상태도 동일하다. 따라서, 이하에서는 제1 안내 부시(100)에 대해서만 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치에 포함되는 안내 부시의 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4의 안내 부시의 분해 사시도이다.
정착 장치(1)는 정착 벨트(20)의 회전 시 정착 닙(N) 외에 정착 벨트(20)의 내부에 구비된 닙형성부재(30)와 축 방향으로 접촉이 불균일하게 이루어지거나, 정착벨트의 회전축과 가압롤러의 회전축이 평행하지 않아 정착벨트의 내외면의 마찰력분포가 달라지게 될 수 있다. 이에 따라, 축 방향으로 정착 벨트(20)의 사행력이 발생하여 정착 벨트(20)가 축 방향으로 이동하는 현상, 즉 정착 벨트(20)의 사행(meandering)이 발생하게 된다. 정착 벨트(20)의 사행에 의해 정착 벨트(20)의 일단은 안내 부시에 접촉하게 되고, 정착 벨트(20)와 안내 부시(100)와의 마찰에 의해 안내 부시(100)에 스크래치 또는 골짜기 모양의 홈을 형성할 수 있다. 이렇게 형성된 안내 부시(100)의 홈은 정착 벨트(20)가 정착 벨트의 회전 궤적따라 회전하지 못하게 방해하거나, 정착 벨트(20)의 양단에 스트레스를 가하는 문제가 있었다.
본 발명의 정착 장치(1)는 정착 벨트(20)의 사행에 의해 정착 벨트(20)의 일단은 유동 부재(110)에 접촉하게 되고, 정착 벨트(20)와의 마찰에 의해 유동하는 유동 부재(110)를 포함한다. 유동 부재(110)는 정착 벨트(20)와 접촉할 때, 정착 벨트(20)의 회전 궤적과 동일한 방향으로 움직인다. 구체적으로 유동 부재(110)는 정착 벨트(20)와 접촉하는 유동 부재(110)의 부분이 정착 벨트(20)의 회전 궤적의 접선 방향을 향하도록 유동한다. 이에 따라 정착 벨트(20)의 궤적을 따라 움직이는 유동 부재(110)에 의해 정착 벨트(20)의 회전이 방해 받지 않으므로 정착 벨트(20)의 양단에 발생하는 응력이 최소화될 수 있다.
이하, 본 발명의 유동 부재(110)가 유동 가능한 상태로 정착 벨트(20)를 지지하는 안내 부시(100)의 구조에 대해 설명한다.
도 4를 참조하면, 안내 부시(100, 100')는 정착 벨트(20)의 일단 또는 타단을 지지하기 위한 것으로, 유동 부재(110)와 고정 부재(130)로 형성된다.
고정 부재(130)는 정착 벨트(20)의 회전을 안내하는 가이드 부재(150)와, 유동 부재(110)의 유동 범위를 제한하기 위한 지지부(160)와, 유동 부재(110)가 결합하는 결합부재(170)를 포함한다.
지지부(160)는 정착 벨트(20)의 양단에 설치된다. 지지부(160)는 정착 벨트(20)의 축 방향 이동을 제한하기 위해 정착 벨트(20)의 길이방향에 대해 수직한 YZ평면에 일정 폭을 갖도록 형성된다.
지지부(160)의 상부에는 유동 부재(110)가 삽입 가능한 수용홈(163)이 형성되고, 지지부(160)의 전면에는 가이드 부재(150)가 배치된다. 지지부(160)의 후면에는 화상형성장치의 프레임에 고정되는 고정 몸체(135)가 배치된다.
유동 부재(110)는 유동 가능한 상태로 정착 벨트(20)의 양단을 지지하는 것으로, 고정 부재(130)의 상단에 유동 가능한 상태로 배치된다.
유동 부재(110)가 삽입되는 수용홈(163)은 유동 부재(110)의 형상에 대응되도록 오목하게 형성된다. 수용홈(163)은 유동 부재(110) 보다 크게 형성된다. 구체적으로, 수용홈(163)은 유동 부재(110)의 양 측면(115, 116)과 하면(117)에 대해 일정 간격을 갖는다. 이에 따라, 유동 부재(110)는 측면 간격에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하고, 하측 간격에 의해 Z축 방향으로 이동 가능하다. 즉, 유동 부재(110)는 YZ평면에서 유동 한다.
유동 부재(110)는 수용홈(163)과 이격된 간격의 범위 내에서만 유동가능 하고, 수용홈(163)의 범위 내에서 유동한다. 즉, 수용홈(163)은 유동 부재(110)의 유동 범위를 제한할 수 있다.
유동 부재(110)는 지지부(160)의 전면에 형성된 가이드 부재(150)와 후면에 형성된 고정 몸체(135) 사이에 배치된다. 유동 부재(110)는 X축 방향으로는 이동할 수 없다.
수용홈(163)에는 유동 부재(110)의 후크부(120)가 통과할 수 있는 관통홀(165)이 형성되고, 수용홈(163)의 아래측에는 결합 부재(170)가 배치된다. 결합 부재(170)는 유동 부재(110)와 결합하여, 유동 부재(110)가 고정 부재(130)로부터 이탈하지 않도록 한다. 결합 부재(170)는 수용홈(163) 아래에 형성된다. 결합 부재(170)는 수용홈(163)의 관통홀(165)을 통과한 유동 부재(110)의 후크부(120)와 결합 가능하다.
후크부(120)는 유동 부재(110)의 하면(117)에서 하향 돌출되고, 아래쪽에 후크 고리(121)(121)가 형성된다. 후크부(120)는 2개로 형성되며, 후크부(120)는 2개의 후크부(120) 사이에 결합 부재(170)가 배치될 수 있도록 결합 부재(170)의 폭만큼 이격되도록 배치된다. 후크 고리(121)(121)가 결합 부재(170)의 양 측면에 결합한다. 이에 따라, 유동 부재(110)는 수용홈(163)에서 이탈하지 않는다.
후크 고리(121)(121)는 결합 부재(170)와 일정 간격을 두고 결합된다. 구체적으로, 결합 부재(170)의 하면 및 측면과 후크부(120) 사이에는 일정 간격이 형성된다. 다만, 유동 부재(110)가 고정 부재(130)로부터 분리되지 않도록, 결합 부재(170)의 측면과 후크부(120) 사이의 간격은 미비할 수 있다. 후크 고리(121)(121)와 결합 부재(170) 사이에 형성된 간격에 의해 유동 부재(110)는 YZ 평면으로 이동 가능하고, YZ평면에서 시계 또는 반시계 방향으로 회전 가능하다.
유동 부재(110)는 후크 고리(121)(121)와 결합 부재(170) 사이의 간격 범위 내에서 유동할 수 있다.
유동 부재(110)와 고정 부재(130)의 결합이 후크 고리(121)(121)가 결합부재(170)의 양 측면에 스냅 결합하혀 유동 부재(110)와 고정 부재(130)가 결합하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 유동 부재(110)가 고정 부재(130)에 대해 수용홈(163)에서 이탈하지 않으면서, 수용홈(163)의 범위에서 유동 가능하도록 결합하는 구조를 포함한다.
유동 부재(110)는 정착 벨트(20)의 길이 방향에 수직인 YZ평면에서 유동 한다. 구체적으로, 유동 부재(110)는 정착 벨트(20)의 폭 방향인 Y 축 방향으로 유동 가능하고, 정착 벨트(20)의 높이 방향인 Z축 방향으로도 유동 가능하다. 또한, YZ평면 상에서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전도 가능하다.
구체적으로, 유동 부재(110)는 정착 벨트(20)의 회전 궤도에 대한 접선 방향으로 유동할 수 있다.
유동 부재(110)는 수용홈(163)에 삽입 가능하도록 수용홈(163)에 대응되는 형상으로 형성된다. 또한, 유동 부재(110)의 측면(115, 116)과 하면(117)이 수용홈(163)과 이격될 수 있도록, 유동 부재(110)는 수용홈(163) 보다 부피가 작다.
정착 벨트(20)의 축 방향으로 볼록하게 형성된다. 이에 따라, 사행하는 정착 벨트(20)는 유동 부재(110)와 접촉한다. 정착 벨트(20)의 양단은 유동 부재(110)에만 접촉하고, 정착 벨트(20)와의 마찰에 의해 유동 부재(110)는 수용홈(163)의 범위 내에서 유동한다.
유동 부재(110)는 정착 벨트(20)의 회전을 방해하지 않도록 점진적으로 볼록한 형상을 갖도록, 유동 부재(110)의 가운데엔 정착 벨트(20) 쪽으로 제일 볼록하게 형성된 중심규제면(113)과 중심규제면(113)의 양측엔 제1 및 제2 규제면(111, 112)이 형성된다. 제1 규제면(111)은 중심규제면(113)으로 향할수록 정착 벨트(20)와 가까워지고, 제2 규제면(112)도 중심 규제면(113)으로 향할수록 정착 벨트(20)와 가까워진다. 지지부(160)와 인접한 유동 부재(110)의 제1 및 제2 규제면(111, 112)은 지지부(160)에 대해서, 정착 벨트(20)의 회전 방향으로 상향 경사지게 형성된다. 따라서, 정착 벨트(20)가 회전할 때, 정착 벨트(20)의 일단은 용이하게 안내 부시(100)의 유동 부재(110)로 진입할 수 있다.
지지부(160)는 정착 벨트(20)의 양단에 설치된다. 지지부(160)는 정착 벨트(20)의 축 방향 이동을 제한하기 위해 정착 벨트(20)의 길이방향에 대해 수직한 YZ평면에 형성된다.
지지부(160)의 전면(161)이 정착 벨트(20)의 일단과 접촉하지 않도록, 지지부(160)의 폭은 유동 부재(110)의 폭보다 좁게 형성된다. 이에 따라, 정착 벨트(20)의 양단은 유동 부재(110)에만 접촉한다.
가이드 부재(150)는 지지부(160)의 전면(161)에서 정착 벨트(20)의 축 방향으로 수직하게 연장되며, 정착 벨트(20)가 회전할 수 있도록 지지한다. 정착 벨트(20)가 접촉하는 제1 및 제2 단차부(151, 152)는 지지부(160)에 직각을 이루도록 마련된다. 구체적으로, 제1 및 제2 단차부(151, 152)의 폭 전체가 지지부(160)의 전면(161)에 대해 직각을 이루도록 형성된다.
가이드 부재(150)는 정착 벨트(20)의 회전을 지지할 수 있는 한 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 가이드 부재(150)는 하부에 정착 닙을 형성하기 위해 닙형성부재를 위한 공간을 마련하기 위해 원호 형상으로 형성될 수 있다. 가이드 부재(150)는 반원보다 크거나 작은 원호 형상으로 형성될 수 있다.
가이드 부재(150)는 정착 벨트(20)의 내면과 접촉하는 적어도 하나의 단차부(151, 152)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 단차부(151, 152)는 정착 벨트(20)의 일단이 유동 부재(110)와 접촉되지 않는 범위에서 가이드 돌기(150)의 외주면으로부터 돌출되도록 형성된다. 따라서, 가이드 부재(150)의 단차부(151, 152)는 정착 벨트(20)의 내면과 접촉할 수 있다.
정착 벨트(20)의 내면이 접촉하지 않는 안내면(153)은 제1 및 제2 단차부(151, 152) 사이에 오목하게 형성된다. 따라서, 가이드 부재(150)의 단차부(151, 152)와 유동 부재(110)의 규제면(111, 112, 113)은 서로 엇갈리게 형성된다.
안내 부시(100)는 고정 몸체(135)와 삽입 슬롯(165)을 포함한다. 고정 몸체(135)는 지지부(160)의 후면에 형성되고, 화상 형성장치의 프레임에 안내 부시(100)를 고정 시킨다. 삽입 슬롯(165)은 지지부(160)의 양 측면에 형성되고, 화상 형성 장치의 프레임에 안내 부시(100)를 삽입시킨다. 가압 롤러(10)에 의해 가해지는 압력에 의해 정착 닙(N) 부근에서의 정착 벨트(20)의 형상이 변형되며, 정착 닙(N) 외측의 정착 벨트(20)의 양단에는 이러한 정착 벨트(20)의 형상 변형으로 인한 응력이 집중된다. 또한, 정착 벨트(20)가 회전하는 과정에서 정착 벨트 회전축의 흔들림 또는 비틀림에 의해 정착 벨트(20)의 양단에는 응력이 집중된다.
정착 벨트(20)가 회전하는 과정에서 정착 벨트(20)의 양단을 지지하는 안내 부시(100)는 정착 벨트(20)의 양단과의 마찰에 의해 마모될 수 있다. 구체적으로, 지지부(160)는 정착 벨트(20)의 양단의 에지(edge)와의 마찰에 의해 스크래치(scratch)가 생기거나, 골짜기 형태의 홈이 생성될 수 있다.
종래의 정착 벨트는 안내 부시에 형성된 스크래치 또는 홈에 의해 정착 벨트의 양단이 마모되는 문제가 있었으나, 본 발명은 정착 벨트(20)의 회전 방향에 대응되도록 유동 가능한 유동 부재(110)가 정착 벨트(20)를 지지하기 때문에 종래의 문제를 해소할 수 있다. 이에 따라, 한 쌍의 안내 부시(100)에 의해 정착 벨트(20)에 발생하는 응력이 감소하고, 안내 부시(100, 100')에 형성된 스크래치 또는 홈 의해 정착 벨트(20)의 양단이 파손되는 위험이 감소된다.
도 6은 도 4의 안내 부시를 선 Ⅵ-Ⅵ을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 유동 부재(110)는 정착 벨트(20)의 길이 방향에 수직인 평면(YZ)에서 유동 가능하도록 고정 부재(130)와 일정 간격을 두고 결합한다.
구체적으로, 유동 부재(110)가 정착 벨트(20)의 폭 방향으로 유동 가능하도록, 유동 부재(110)의 양 측면(115, 116)은 정착 벨트(20)의 폭 방향으로 지지부(160)와 일정 간격(G1)을 갖도록 이격 배치된다.
유동 부재(110)가 정착 벨트의 높이 방향으로 유동 가능하도록, 유동 부재(110)의 하면(117)은 지지부(160)의 수용홈(163)으로부터 정착 벨트(20)의 높이 방향으로 일정 간격(G2)을 갖도록 이격 배치된다. 이때, 높이 방향 간격(G2)은 0.8mm-1mm로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 유동 부재(110)가 고정 부재(130)에 대해 유동 가능하도록 결합하기 위해 후크부(120)는 결합부재(170)에 유격을 두고 결합된다. 후크부(120)와 결합부재(170) 사이의 간격(G3)에 의해 유동 부재(110)는 YZ평면에서 상하, 좌우로의 이동뿐만 아니라, 시계 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 유동 부재(110)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 각각 3도 회전 가능하도록 후크부(120)와 결합부재(170) 사이는 유격을 갖는다.
도 6에서는 유동 부재(110)의 하면(111)과 지지부(160)의 수용홈(163) 사이에 간격(G2)을 갖는 것으로 도시하였지만, 중력에 의해서 유동 부재(110)의 하면(111)은 수용홈(163)과 접촉하도록 배치될 수 있다.
도 6에 도시하지는 않았지만, 처음부터 정착장치(1)가 유동 부재(110)의 하면(111)과 지지부(160) 사이에 간격(G2)을 갖도록 형성하기 위해서는, 수용홈(163) 내에 유동 부재(110)를 지지하기 위한 탄성 부재(미도시)를 배치할 수 있다.
도 7a, 7b, 7c는 도 4의 안내 부시가 정착 벨트를 안내하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7a 내지 7c를 참조하여, 가변하는 정착 벨트(20)의 회전 궤적에 따라 안내 부시(100)의 유동 부재(110)가 함께 유동 하는 유동하는 동작을 설명한다. 정착 벨트(20)의 회전 궤적이 가변함에 따라, 유동 부재(110)가 도 7a 내지 7c와 같이 움직일 수 있다.
정착 벨트(20)의 회전 구동 시 생기는 사행력에 의해 정착 벨트(20)의 일단 또는 타단이 각각의 안내 부시(100)의 유동 부재(110)에 접촉하고, 유동 부재(110)는 정착 벨트(20)의 회전 궤적에 따라 유동 한다. 유동 부재(110)가 유동함에 따라, 안내 부시(110)에 의해 정착 벨트(20)의 양단에 발생하는 응력이 감소하고, 유동 부재(110)에 형성된 스크레치 등에 의해 정착 벨트(20)의 양단에 발생하는 응력 요소가 감소한다. 이에 따라, 정착 벨트(20)의 수명을 늘릴 수 있다.
도 7a는 유동 부재(110)가 정착 벨트(20)의 회전 중심으로부터 가까워진 상태로, 유동 부재(110)의 하면(117)과 지지부(160) 사이의 간격(G2)이 제일 작은 상태다.
유동 부재(110)의 하면(117)과 지지부(160) 사이의 간격(G2)은 거의 없고, 구체적으로, 유동 부재(110)의 하면(117)은 지지부(160)의 수용홈(163)에 접촉한다. 이때, 결합부재(170)와 후크부(120) 사이의 간격(G3)은 최대가 된다.
도 7a는 정착 장치(1)의 초기 상태 또는, 정착 벨트(20)의 최소 회전 반경을 규제하는 상태일 때를 나타낸다.
정착 장치(1)의 초기 상태에서는, 중력에 의해 유동 부재(110)가 지지부(160)에 접촉하도록 배치된다.
유동 부재(110)가 후술하는 도 7b 또는 7c 상태에 있을 때, 정착 벨트(20)가 최소 회전 반경으로 회전하면, 유동 부재(110)는 도 7a와 같이 정착 벨트(20)의 최소 회전 반경을 갖는 회전 궤적을 따라 정착 벨트(20)의 회전 중심을 향해 이동한다.
이때, 유동 부재(110)는 제2 간격(G2)이 작아지도록 이동할 뿐 아니라, 정착 벨트(20)의 회전 방향에 따라 유동 부재(110)의 일측면(115)의 제1 간격(G1)이 작아지고, 타측면(116)의 제1 간격(G1)이 커지도록 이동할 수 있고, YZ평면에서 시계 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
도 7b는 유동 부재(110)가 정착 벨트(20)의 회전 중심으로부터 멀어진 상태로, 유동 부재(110)의 하면(117)과 지지부(160) 사이의 간격(G2)이 제일 큰 상태다.
유동 부재(110)의 하면(117)과 지지부(160) 사이의 간격(G2)은 최대가 되고, 결합부재(170)와 후크부(120) 사이의 간격(G3)은 최소가 되어 후크부(120)는 결합부재(170)의 하단에 접촉한다.
도 7b는 정착 장치(1)의 정착 벨트(20)의 최대 회전 반경을 규제하는 상태일 때를 나타낸다.
유동 부재(110)가 도 7a 상태 또는 후술하는7c 상태에 있을 때, 정착 벨트(20)가 최대 회전 반경으로 회전하면, 유동 부재(110)는 도 7b와 같이 정착 벨트(20)의 최대 회전 반경을 갖는 회전 궤적을 따라 정착 벨트(20)의 회전 중심의 반대 방향으로 이동한다.
이때, 유동 부재(110)는 제2 간격(G2)이 커지도록 이동할 뿐 아니라, 정착 벨트(20)의 회전 방향에 따라 유동 부재(110)의 일측면(115)의 제1 간격(G1)이 작아지고, 타측면(116)의 제1 간격(G1)이 커지도록 이동 할 수 있고, YZ평면에서 시계 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
도 7c는 유동 부재(110)가 유동 가능한 최대 범위와 최소 범위의 중간 에 위치한 상태를 나타낸다. 도 7c는 유동 부재(110)의 하면(117)과 지지부(160) 사이에 간격(G2)이 있고, 결합부재(170)와 후크부(120) 사이에도 간격(G3)이 있는 상태이다.
도 7c의 안내 부시(100)는 정착 벨트(20)가 최대 회전 반경과 최소 회전 반경 사이의 회전 반경을 가질 때를 규제하는 상태일 때를 나타낸다.
유동 부재(110)가 도 7a 또는 도 7b 상태로 변경되거나, 역으로 7b에서 7a 상태로 유동 될때, 도 7c와 같은 상태를 거쳐간다.
이하에서는 안내 부시의 다른 실시예들에 대해 설명한다. 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 정착장치 및 안내 부시와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조기호를 사용한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치에 포함되는 안내 부시의 다른 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 9는 도 8의 안내 부시를 선 Ⅸ-Ⅸ을 따라 절단하여 나타내는 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 유동 부재(210)는 복수의 롤러(220, 230)와 롤러(220, 230)를 지지하기 위한 롤러 지지부(250)를 포함한다.
롤러 지지부(250)는 도 4의 유동 부재와 같이 정착 벨트(20)의 양단을 지지하도록 정착 벨트(20)의 길이 방향에 대해 수직한 YZ 평면상에 배치되며, 고정 부재(130)와 결합하기 위해 수용홈(163)에 대응되는 형상으로 형성된다. 이때, 롤러 지지부(250)는 고정 부재(130)에 대해서 고정 결합될 수 있다.
롤러 지지부(250)는 정착 벨트(20)의 양단과 접촉하지 않도록 고정 부재(130)의 지지부(160)와 동일한 폭을 갖도록 형성될 수 있다. 정착 벨트(20)의 양단은 오직 롤러(220, 230)와 접촉하고, 롤러 지지부(250)와는 접촉하지 않는다. 롤러 지지부(250)에는 제1 및 제2 롤러(220, 230)가 회전 가능하게 배치될 수 있는 제1 및 제2 롤러홈(221, 231)이 형성된다. 롤러 홈(221, 231)은 롤러가 상하로 이동 가능하게 형성된다. 롤러 홈(221, 231)에 의해 롤러(220, 230)의 상하 이동 범위를 규제할 수 있다. 롤러(220, 230)는 회전축(223, 233)이 정착 벨트(20)의 길이 방향에 대해 수직하게 형성된다(도 9 참조). 즉, 정착 닙(N)에 대해 수직한 Z축과 일치하게 회전축(223, 233)이 형성된다.
한 쌍의 롤러(220, 230)는 정착 벨트(20)의 일단 또는 타단과 접촉하기 위해 롤러 지지부(250)로부터 돌출되도록 배치된다. 이때, 롤러 지지부(250)는 정착 벨트(20)의 양단과 접촉하지 않도록 롤러(220, 230)보다 작은 폭을 갖도록 형성된다. 즉, 롤러 지지부(250)의 폭은 고정 부재(130)의 지지부(160)의 폭과 같거나 작게 형성된다. 제1 롤러(220)는 롤러홈(221) 내에서 회전할 뿐만 아니라 회전축(223)을 따라 상하로 이동 가능하다. 즉, 제1 롤러(220)는 정착 벨트(20)의 높이 방향인 Z축 방향으로 이동 가능하다.
도 9를 참조하면, 제1 및 제2 롤러(220, 230)의 상면과 롤러홈(221, 231)의 상면(221b, 231b) 사이에 간격(G4, G6)을 갖도록 또는 제1 및 제 2 롤러(220, 230)의 하면과 롤러홈(221, 231)의 하면(221a, 231a) 사이에 간격(G5, G7)을 갖도록 롤러홈(221, 231)을 형성하면, 정착 벨트(20)의 유동에 따라, 도 9와 같이 제1 및 제2롤러(220, 230)의 상측 및 하측에 일정 간격(G4, G5, G6, G7)이 형성되도록 제1 및 제2 롤러(220, 230)가 배치될 수 있다.
정착 벨트(20)의 사행에 의해 정착 벨트(20)의 일단은 유동 부재(210)의 한 쌍의 롤러(220, 230) 중 적어도 어느 하나에 접촉하게 된다.
정착 벨트(20)와 제1 롤러(220)가 접촉하면, 제1 롤러(220)는 정착 벨트(20)의 회전 궤적에 따라 유동하게 된다. 제1 롤러(220)는 정착 벨트(20)의 회전 방향에 대응되는 방향으로 회전하고, 상하 이동한다.
정착 벨트(20)가 회전하는 과정에서, 제1 롤러(220)가 정착 벨트(20)의 회전에 의해 유동함에 따라, 정착 벨트(20)의 양단과 안내 부시(200)와의 마찰을 줄일 수 있고, 정착 벨트(20)의 양단에 가해지는 응력을 롤러(220)를 통해 분산시킬 수 있다.
제1 롤러(220)는 정착 벨트(20)의 길이 방향에 수직인 YZ평면에서 유동 가능하다. 구체적으로, 유동 부재(210)의 롤러는 Z축과 일치하는 회전축에 대해 회전 가능하고, 정착 벨트(20)의 높이 방향인 Z축 방향으로도 유동 가능하다.
제2 롤러(230)는 제1 롤러(220)와 구성 및 동작이 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.
도 10a, 10b, 10c는 도 8의 안내 부시가 정착 벨트를 안내하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 10a 내지 10c를 참조하여, 정착 벨트(20)의 회전 궤적에 따라 정착 벨트(20)의 양단을 규제하는 유동 부재(210)의 한 쌍의 롤러(220, 230)가 유동하는 동작을 설명한다.
정착 벨트(20)의 회전 구동 시 생기는 사행에 의해 정착 벨트(20)의 일단 또는 타단이 각각의 유동 부재(210)의 제1 또는 제2 롤러(220, 230)에 접촉하게 된다.
본 발명의 안내 부시(200)의 일부인 유동 부재(210)의 제1 또는 제2 롤러(220, 230)는 정착 벨트(20)의 회전 궤적에 따라 유동 한다. 제1 또는 제2 롤러(220, 230)가 유동함에 따라, 정착 벨트(20)의 양단과 안내 부시(200)의 유동 부재(210)와의 접촉에 의한 마찰이 감소하고, 유동 부재(210)에 형성된 스크레치 등이 정착 벨트(20)의 양단에 가하는 응력 요소가 감소한다. 이에 따라, 정착 벨트(20)의 수명을 늘릴 수 있다.
제1 및 제2 롤러(220, 230)는 정착 벨트(20)의 회전 궤적에 따라 움직인다.
도 10a는 제1 및 제2롤러(220, 230)가 롤러홈(221, 231)의 하면(221a, 231a)과 접촉한 상태이다. 도 10a에는 제1 및 제2 롤러(220, 230) 모두 롤러 홈의 하면(221a, 231a)에 접촉한 것으로 도시하였지만, 이에 한정하지 않고, 제1 또는 제2 롤러(220, 230)가 롤러 홈의 하면(221a, 231a)에 접촉할 수 있다.
롤러(220, 230)와 롤러홈의 하면(221a, 231a)사이의 간격(G5, G7)이 제일 작은 상태다. 이때, 롤러(220, 230)와 롤러홈의 상면(221b, 231b) 사이의 간격(G4, G6)은 최대가 된다.
도 10a는 정착 장치(1)의 초기 상태 또는, 정착 벨트(20)의 최소 회전 반경을 규제하는 상태일 때를 나타낸다. 정착 장치(1)의 초기 상태에서는, 중력에 의해 롤러(220, 230)가 롤러홈의 하면(221a, 221b)에 접촉하도록 배치된다. 롤러(220, 230)가 후술하는 도 10b 또는 10c 상태에 있을 때, 정착 벨트(20)가 최소 회전 반경으로 회전하면, 롤러(220, 230)는 도 10a와 같이 정착 벨트(20)의 최소 회전 반경을 갖는 회전 궤적을 따라 회전하고, 아래쪽으로 이동한다.
도 10b는 롤러(220, 230)가 롤러홈의 하면(221a, 231a)에서 멀어진 상태이다. 이때, 롤러(220, 230)와 롤러홈의 하면(221a, 231a) 사이의 간격(G5, G7)은 최대가 되고, 롤러(220, 230)와 롤러홈의 상면(221b, 231b) 사이의 간격은 최소가 된다. 즉, 롤러(220, 230)는 롤러홈의 상면(221b, 231b)에 접촉한다.
도 10b는 정착 장치(1)의 정착 벨트(20)의 최대 회전 반경을 규제하는 상태일 때를 나타낸다. 롤러(220, 230)가 도 10a 상태 또는 후술하는10c 상태에 있을 때, 정착 벨트(20)가 최대 회전 반경으로 회전하면, 롤러(220, 230)는 도 10b와 같이 정착 벨트(20)의 최대 회전 반경을 갖는 회전 궤적을 따라 회전하고, 위쪽으로 이동한다.
도 10c는 롤러(220, 230)가 유동 가능한 최대 범위와 최소 범위의 중간 에 위치한 상태를 나타낸다. 도 10c는 롤러(220, 230)와 롤러홈(221, 231)의 상측 및 하측 사이에 모두 간격(G4, G5, G6, G7)이 있는 상태다. 도 10c의 롤러(220, 230)는 정착 벨트(20)가 최대 회전 반경과 최소 회전 반경 사이의 회전 반경을 가질 때를 규제하는 상태일 때를 나타낸다. 롤러(220, 230)가 도 10a 또는 도 10b 상태로 변경되거나, 역으로 10b에서 10a 상태로 유동 될때, 도 10c와 같은 상태를 거쳐간다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치에 포함되는 안내 부시의 다른 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 12는 도 11의 안내 부시를 선 XI-XI을 따라 절단하여 나타내는 단면도이다.
도 11를 참조하면, 유동 부재(310)는 복수의 롤러(320, 330)와 롤러(320, 330)를 지지하기 위한 롤러 지지부(350)를 포함한다. 정착 벨트(20)의 길이 방향에 수직한 직선을 회전축으로 회전 가능하게 배치된 롤러(320, 330)를 포함하는 도 8의 유동 부재(310)와 다르게, 도 11의 유동 부재(310)는 정착 벨트(20)의 접선에 수직한 선을 회전축으로 회전하도록 배치된 한 쌍의 롤러(320, 330)를 포함한다.
유동 부재(310)를 정착 벨트(20)와 만나는 점에서 정착 벨트(20)의 회전 궤도에 대한 접선 방향으로 유동 가능하도록 배치하기 위해서, 롤러(320, 330)의 회전축(323, 333)을 정착 벨트(20)의 회전 궤도에 대한 법선과 일치하도록 배치한다. 이에 따라, 롤러(320, 330)는 정착 벨트(20)의 회전 궤도에 대한 접선 방향으로 회전 가능하다.
롤러(320, 330)는 롤러홈(321, 331)에서 회전축(323, 333)을 따라 상하 이동 가능하고, 회전 가능하므로, 롤러(320, 330)는 정착 벨트(20)와 만나는 점에서 정착 벨트(20)의 회전 궤도에 대한 접선 방향으로 유동 가능하다.
도 13a, 13b, 13c는 도 11의 안내 부시가 정착 벨트를 안내하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 13a 내지 13c를 참조하여, 정착 벨트(20)의 회전 궤적에 따라 정착 벨트(20)의 양단을 규제하는 유동 부재(310)의 한 쌍의 롤러(320, 330)가 유동하는 동작을 설명한다. 정착 벨트(20)의 회전 구동 시 생기는 사행력에 의해 정착 벨트(20)의 일단 또는 타단이 각각의 안내 부시(300)의 롤러(320, 330)에 접촉하게 된다. 본 발명의 안내 부시(300)의 일부인 유동 부재(310)의 롤러(320, 330)는 정착 벨트(20)의 회전 궤적에 따라 유동 한다.
도 13a는 롤러(320, 330)가 롤러홈(321, 331)의 하면(311a)과 접촉한 상태로, 정착 장치(1)의 초기 상태 또는, 정착 벨트(20)의 최소 회전 반경을 규제하는 상태일 때를 나타낸다. 정착 장치(1)의 초기 상태에서는, 중력에 의해 롤러(320, 330)가 롤러홈의 하면(321a, 331a)에 접촉하도록 배치되고, 정착 벨트(20)가 최소 회전 반경으로 회전하면, 롤러(320, 330)는 도 13a와 같이 정착 벨트(20)의 최소 회전 반경을 갖는 회전 궤적을 따라 회전하고, 아래쪽으로 이동한다.
도 13b는 롤러(320, 330)가 롤러홈의 하면(321a, 331a)에서 멀어진 상태로, 롤러(320, 330)는 롤러홈의 상면(321b, 331b)에 접촉한다. 도 13b는 정착 장치(1)의 정착 벨트(20)의 최대 회전 반경을 규제하는 상태일 때를 나타낸다. 정착 벨트(20)가 최대 회전 반경으로 회전하면, 롤러(320, 330)는 도 13b와 같이 정착 벨트(20)의 최대 회전 반경을 갖는 회전 궤적을 따라 회전하고, 위쪽으로 이동한다.
도 13c는 롤러(320, 330)가 유동 가능한 최대 범위와 최소 범위의 중간 에 위치한 상태를 나타낸다. 도 10c는 롤러(320, 330)와 롤러홈(321, 331)의 상측 및 하측 사이에 모두 간격이 있는 상태다. 도 10c의 롤러(320, 330)는 정착 벨트(20)가 최대 회전 반경과 최소 회전 반경 사이의 회전 반경을 가질 때를 규제하는 상태일 때를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치는 정착 벨트의 양단을 지지하는 안내 부시는 정착 벨트의 회전에 따라 유동 가능한 유동 부재를 포함하므로, 정착 벨트가 유동 부재에 접촉함으로써 발생하는 정착 벨트의 양단이 받게 되는 응력을 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 : 정착장치 10 : 가압 롤러
20: 정착 벨트 30 : 닙형성부재
100, 200, 300 : 안내 부시 110, 210, 310 : 유동 부재
130 : 고정 부재 150 : 가이드 부재
160 : 지지부 170 : 결합부재

Claims (20)

  1. 정착 벨트;
    상기 정착 벨트와 마주하도록 설치되는 정착 롤러;
    상기 정착 벨트를 상기 정착 롤러 쪽으로 가압하여 닙(nip)을 형성하는 닙형성부재; 및
    상기 닙형성부재의 양단에 각각 배치되어 일 부분이 유동 가능한 상태로 상기 정착 벨트의 양단부를 지지하는 제1 및 제2 안내 부시;를 포함하는, 정착장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 안내 부시는 각각,
    상기 닙형성부재에 고정되는 고정 부재; 및
    상기 고정 부재에 유동 가능한 상태로 결합되는 유동 부재;를 포함하는, 정착장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유동 부재는 상기 유동 부재의 측면과 상기 고정 부재 사이에 간격을 두고 상기 고정 부재에 결합하는, 정착 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 고정 부재는,
    상기 유동 부재가 삽입되는 수용홈이 형성된 지지부;와
    상기 유동 부재가 상기 수용홈으로부터 분리되지 않도록 결합되는 결합부재;를 포함하는, 정착장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 결합 부재는 상기 수용홈의 아래에 배치되는, 정착장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 수용홈은 상기 유동 부재의 양 측면으로부터 이격되도록 형성된, 정착장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 유동 부재는 하향으로 돌출된 후크부를 포함하고,
    상기 후크부의 하단에는 상기 결합부재의 측면에 결합하는 후크 고리가 형성되는, 정착장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 후크 고리와 상기 결합 부재는 상호 간격을 두고 결합하는, 정착장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 유동 부재는 상기 정착 벨트의 폭 방향으로 상기 고정 부재와 이격 배치되는, 정착장치.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 유동 부재는 상기 정착 벨트의 높이 방향으로 상기 고정 부재와 이격 배치되는, 정착장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유동 부재를 상기 지지부에 이격된 상태로 지지하기 위해, 상기 지지부는 상기 유동 부재를 탄력적으로 지지하는 탄성부재를 포함하는, 정착장치.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 유동 부재는 상기 정착 벨트의 중심 방향으로 볼록하게 형성된, 정착장치.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 유동 부재는 상기 고정 부재에 회전 가능하게 결합된 복수의 롤러를 포함하는, 정착장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 롤러는 상기 정착 벨트의 길이 방향에 대해 수직한 회전 축을 갖도록 배치된, 정착장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 롤러는 서로 평행하게 배치된, 정착장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 롤러는 상기 정착 벨트의 회전 궤적에 대해 법선과 일치하는 회전축을 갖도록 배치된, 정착장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 유동 부재는 상기 복수의 롤러를 지지하는 롤러 지지부를 더 포함하고,
    상기 롤러 지지부에는 상기 복수의 롤러가 각각 배치될 수 있는 복수의 롤러홈이 형성되는, 정착장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 롤러는 상기 롤러홈에 상측 또는 하측에 간격을 두고 배치되는, 정착장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 롤러 지지부는 상기 복수의 롤러가 상기 롤러 지지부로부터 상기 정착 벨트의 중심방향으로 돌출되도록 형성되는, 정착장치.
  20. 정전잠상이 형성되는 감광체;
    상기 정전잠상에 토너를 공급하여 기록매체에 가시적인 토너화상을 형성하는 현상유닛; 및
    상기 기록매체에 전사된 상기 토너화상에 열과 압력을 가하여 정착시키는 정착장치를 포함하며,
    상기 정착장치는,
    정착 벨트, 상기 정착 벨트와 마주하도록 설치되는 정착 롤러, 상기 정착 벨트의 내측에 설치되며, 상기 정착 벨트를 상기 정착 롤러 쪽으로 가압하여 닙(nip)을 형성하는 닙형성부재, 상기 닙형성부재의 양단에 각각 설치되는 제1 및 제2 안내 부시;를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 안내 부시는 회전하는 상기 정착 벨트의 양단과 마찰함에 따라 상기 정착 벨트의 회전 궤적에 대한 접선 방향으로 유동 가능한 유동부재;를 갖는, 화상형성장치.
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