KR20190130955A - 패들 장치, 이를 포함하는 피니셔 장치 및 이를 채용한 화상 형성 장치 - Google Patents

패들 장치, 이를 포함하는 피니셔 장치 및 이를 채용한 화상 형성 장치 Download PDF

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조해석
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Abstract

잉크젯 방식의 화상 형성 장치에 사용되어도 장시간 동안 안정적으로 사용할 수 있는 피니셔용 패들 장치, 및 이를 포함하는 피니셔 장치 및 이를 포함하는 화상 형성 장치가 개시된다.

Description

패들 장치, 이를 포함하는 피니셔 장치 및 이를 채용한 화상 형성 장치{Paddle devices, and finisher devices and imaging apparatuses employing the same}
프린터, 복사기, 팩시밀리 머신, 및 이들을 통합한 복합기 등과 같은 전자사진 화상 형성 장치는 원고를 인쇄 또는 복사하는 주기능을 수행할 뿐만 아니라, 최근에는 사용자 편의성을 높이기 위하여 다양한 장치와 통합되어 다양한 부가기능을 수행할 수 있도록 되는 추세를 나타내고 있다.
예를 들면, 과거에는 사용자가 직접 출력된 용지를 가지런히 정렬시킨 상태에서 스테이플러 또는 펀치와 같은 기구를 사용하여 별도로 스테이플링 또는 펀칭과 같은 작업을 수행하였다. 그러나, 최근에는 프린터, 복사기 등에 피니셔 장치(finisher device)를 설치하여 이 장치가 스테이플링 또는 펀칭 등의 작업을 통합적으로 수행할 수 있도록 하는 경향이 증가하고 있다.
종래의 피니셔 장치는 프린터 또는 복사기 등에서 배출되는 용지를 정렬하기 위해서 패들(paddle)을 구비한다. 즉, 프린터 또는 복사기 등에 설치된 피니셔 장치는 프린터 또는 복사기 등에서 배출되고 있는 용지를 정렬하기 위하여 패들을 이용하여 패들링(paddling) 작업을 수행한다. 고무로 이루어진 패들 블레이드는 패들 모터의 구동에 의해 회전하면서 패들링 작업을 수행한다. 여기서, 패들링 작업이란 배지 롤러로부터 배출된 용지를 회전하는 패들 블레이드가 용지를 타격할 때 발생하는 패들 블레이드와 용지의 마찰력을 이용하여 용지를 끌어당겨 용지를 템퍼 베이스(tamper base) 뒷부분에 위치한 백스탑(backstop)으로 이송하는 작업이다. 패들링 작업에서 용지가 자중에 의해 낙하할 때 패들 블레이드와의 마찰력을 이용하여 용지를 낚아채듯이 백스탑으로 보내는 것이 중요하다. 이와 같은 정렬 작업을 거쳐 배출된 용지는 용지 적재 트레이 상에 순서대로 적재된다.
그런데 현재 피니셔 장치에 사용되는 고무 패들은 레이저 프린팅 방식의 전자사진 화상 형성 장치에 적합하게 개발된 것으로 출력물의 마찰 계수가 큰 경우에 적합하게 사용될 수 있는 패들 재료로 이루어진 것이다. 이를 잉크젯 방식의 전자사진 화상 형성 장치에 사용하는 경우 레이저 프린팅 방식으로 인쇄되는 용지에 비하여 용지내 수분율이 높아서 마찰력이 충분히 크지 않기 때문에 피니싱 과정에서 용지의 오정렬(misalignment) 또는 용지의 잼 현상(jamming)이 발생하기 쉬어지는 문제가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 패들 장치가 장착될 수 있는 잉크젯 프린터의 일 실시예의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린터의 피니셔 장치내에 장착된 패들 장치의 부분 사시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 패들 장치의 일 부분을 분리하여 나타내는 부분 사시도이다.
도 4는 저장 탄성률 G'의 변곡점이 발생하는 온도, 손실 탄성률 G''(단위: MPa)의 정점이 발생하는 온도 및 tan δ의 정점이 발생하는 온도의 정의를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 실시예 1~3 및 비교예 1~6의 패들 블레이드에 대하여 측정한 시간 경과에 따른 패들 블레이드의 단부에 가해지는 패들힘(수직력)의 변화를 나타낸다.
도 6은 실시예 1~3 및 비교예 1~6의 패들 블레이드에 대하여 측정한 시간 경과에 따른 패들 블레이드 단부에 가해지는 패들힘(수직력)의 감소율을 나타낸다.
도 7은 실시예 1의 패들 블레이드에 대하여 패들 회전수의 증가에 따른 컴파일링힘(compiling force)의 변화를 기록한 그래프이다.
이하에서는 프린터를 예를 들어 설명하지만, "화상 형성 장치"란 프린터(printer), 스캐너(scanner), 팩시밀리 머신, 복합기(multi-function printer, MFP) 또는 디스플레이 장치 등과 같이 화상 형성 작업을 수행할 수 있는 모든 종류의 장치일 수 있다. 화상 형성 장치는 전자사진 화상 형성 장치(electrophotographic imaging apparatuses)일 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 몇몇 구체적인 실시예에 따른 피니셔 장치용 패들 장치, 및 이 패들 장치를 포함하는 화상 형성 장치에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 개시의 몇몇 구체적인 실시예에 따른 피니셔 장치용 패들 장치, 및 이 패들 장치를 포함하는 전자사진 화상 형성 장치에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 패들 장치가 장착될 수 있는 잉크젯 프린터의 일 실시예의 개략적인 구성도이다. 도 1을 참조하면, 잉크젯 프린터는 용지(P) 상에 액체, 예를 들어 잉크를 토출하여 화상을 형성하는 화상형성부(100)를 포함할 수 있다. 화상형성부(100)는 잉크젯 헤드(110)를 포함할 수 있다. 잉크젯 헤드(110)는 잉크가 수용된 잉크 탱크를 구비할 수 있다. 잉크 탱크는 잉크젯 헤드(110)로부터 분리되고, 파이프 등의 연결부재에 의하여 잉크젯 헤드(110)와 연결되어 잉크젯 헤드(110)로 잉크를 공급할 수도 있다.
잉크젯 헤드(110)는 주주사 방향으로 왕복 이동되면서 부주사 방향으로 이동하는 용지(P)에 잉크를 토출하는 셔틀방식 잉크젯 헤드일 수 있다. 잉크젯 헤드(110)는 용지(P)의 폭에 대응되는 주주사 방향의 길이를 갖고, 주주사 방향으로 이동하지 않고 고정된 위치에서 부주사 방향으로 이동하는 용지(P)에 잉크를 토출하는 어레이 잉크젯 헤드일 수도 있다. 어레이 잉크젯 헤드를 채용함으로써 셔틀방식 잉크젯 헤드를 채용한 경우에 비하여 고속 인쇄가 가능하다.
잉크젯 헤드(110)는 예를 들어 블랙 색상의 잉크를 토출하는 단색 잉크젯 헤드일 수 있다. 잉크젯 헤드(110)는 예를 들어, 블랙(K), 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C)색상의 잉크를 토출하는 칼라 잉크젯 헤드일 수 있다.
픽업롤러(120)에 의하여 급지 카세트(130)로부터 인출된 용지(P)는 이송롤러(140)에 의하여 부주사 방향으로 이송된다. 용지(P)는 잉크젯 헤드(110)와 소정 간격을 유지하도록 플라텐(150)에 지지된다. 잉크젯 헤드(110)는 용지(P) 잉크를 토출하여 화상을 인쇄한다. 용지(P)는 이송롤러(160)에 의하여 이송된다. 이송롤러(160)에 도달된 용지(P) 상의 잉크는 아직 건조되지 않은 상태여서, 이송롤러(160)가 용지(P)의 화상면에 면접촉되면 화상이 번지거나 오염될 수 있다. 이송롤러(160)는 화상의 번짐을 방지할 수 있는 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 이송솔러(160)는 서로 맞물린 한 쌍의 롤러를 포함할 수 있으며, 한 쌍의 롤러 중 용지(P)의 화상면 쪽에 위치된 롤러는 화상면에 점접촉되는 형태를 가질 수 있다. 용지(P)는 배지대(170)로 배출된다.
잉크가 용지(P)에 토출되면 잉크는 용지(P)에 스며들게 된다. 이때, 용지(P)에 커얼(curl)이 생길 수 있다. 또한, 용지(P)에 스며든 수분이 완전히 제거되지 않으면, 용지(P)의 표면이 거칠어질 수 있다. 그러면, 배지대(170)에 용지(P)가 가지런히 적재되지 않을 수 있다. 예를 들어, 용지(P)의 표면이 거칠거나 커얼이 있으면, 먼저 배출된 용지(P)(제1매체) 위에 다음 번 용지(P)(제2매체)가 배출될 때에, 제1매체가 제2매체에 밀릴 수 있다.
잉크젯 프린트 헤드의 종류에 따라서는 정착기(300)를 더 구비할 수 있다. 정착기(300)는 화상이 인쇄된 용지(P)에 열과 압력을 가하여 용지(P)의 커얼을 펴서 용지(P)를 평탄화하며, 동시에 용지(P) 내의 수분을 완전히 제거하여 용지(P)의 표면 거칠기를 낮출 수 있다. 이에 의하여, 잉크젯 프린터의 고속화가 가능하며, 피니셔 장치(finisher device)(200)의 동작 신뢰성을 높일 수 있다.
인쇄속도가 빨라지면, 화상형성부(100)와 정착기(300) 사이에서 용지(P) 상의 잉크가 건조될 수 있는 시간이 확보되지 않을 수 있다. 따라서, 잉크젯 프린트 헤드의 종류에 따라서는 화상형성부(100)와 정착기(300) 사이에 용지(P) 상의 잉크를 건조하는 건조장치(400)가 더 장착될 수 있다. 건조장치(400)는 용지(P)에 접촉되지 않는 비접촉식 건조장치일 수 있다. 건조장치(400)는 예를 들어, 화상형성부(100)로부터 나오는 용지(P)에 공기를 공급하여 용지(P) 상의 잉크를 건조시킬 수 있다. 건조장치(400)는 송풍기를 포함할 수 있다.
본 잉크젯 프린터는 피니셔 장치(200)를 더 구비한다. 용지(P)는 배지 경로(180)를 따라 이송되어 피니셔 장치(200)로 보내진다. 피니셔 장치(200)는 화상이 인쇄되어 배출되는 용지(P)를 정렬시키는 패들 장치를 구비한다. 피니셔 장치(200)는 정렬된 용지(P)에 제본 핀(staple)을 박을 수 있는 스테이플러, 정렬된 용지(P)에 천공할 수 있는 천공 장치 등을 구비할 수 있다. 피니셔 장치(200)는 용지(P)를 한 번 이상 접는 용지 접이 장치를 구비할 수도 있다. 잉크젯 프린터에서 토출된 용지(P)는 레이저 프린터로 인쇄한 경우에 비하여 용지 내 수분율이 높다. 이러한 높은 수분율은 피니셔 장치(200)를 이용하여 정렬, 컴파일링, 펀칭 및 제본 핀박음(stapling) 등의 작업을 수행할 때 동작 신뢰성을 낮추는 경향이 있다. 용지의 커얼 및 거친 표면도 피니셔 장치(200)의 동작 신뢰성에 영향을 미칠 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린터의 피니셔 장치(200)내에 장착된 패들 장치(220)의 부분 사시도이다.
도 2를 참조하면, 패들 장치(220)는 패들 모터(미도시)의 구동에 의해 회전하는 패들 구동축(213), 중앙에 설치공(214)이 형성되어 패들 구동축(213)에 끼워지는 회전체(215), 및 회전체(215)로부터 외측으로 연장하며, 용지를 정렬하기 위하여 패들 구동축(213)에 의하여 회전하면서 화살표 방향으로 이송되고 있는 용지(P)와 접촉하는 단부(211a, 212a)를 구비하는 패들 블레이드(211, 212)를 포함한다. 패들 장치(220)는 잉크젯 프린터에서 배출되는 용지를 정렬하기 위하여 패들 블레이드(211, 212)를 이용하여 패들링(paddling) 작업을 수행한다. 고무로 이루어진 패들 블레이드(211, 212)는 도 2에 도시된 회전원(230)을 따라서 회전하면서 패들링 작업을 수행한다. 여기서, 패들링 작업이란 회전하는 패들 블레이드(211, 212)가 잉크젯 프린터로부터 배출된 용지(P)를 타격할 때 발생하는 패들 블레이드(211, 212)와 용지(P) 사이의 마찰력을 이용하여 용지를 끌어당겨 용지를 템퍼 베이스(미도시) 뒷부분에 위치한 백스탑(backstop: 미도시)으로 이송하는 동작이다. 패들링 작업에서 용지(P)가 자중에 의해 낙하할 때 패들과의 마찰력을 이용하여 용지를 낚아채듯이 백스탑으로 보내는 것이 중요하다. 이와 같은 정렬 작업을 거쳐 배출된 용지는 용지 적재 트레이(미도시) 상에 순서대로 적재된다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 패들 장치(220)의 일 부분을 분리하여 나타내는 부분 사시도이다. 도 3을 참조하면, 패들 구동축(도 2의 213)이 삽입되는 빈 공간을 한정하는 설치공(214)이 중앙에 형성된 회전체(215), 및 회전체(215)로부터 외측으로 연장하며 용지(P)와 접촉하는 단부(211a, 212a)를 구비하는 패들 블레이드(211, 212)가 도시되어 있다. 패들 블레이드(211, 212)는 패들 구동축(도 2의 213)을 회전축으로 하여 회전할 수 있다.
잉크젯 프린터에서 토출된 용지(P)는 레이저 프린터로 인쇄한 경우에 비하여 용지 내 수분율이 높기 때문에 레이저 프린터용으로 개발된 일반적인 패들 블레이드를 사용하면 정렬, 컴파일링, 펀칭 및 제본 핀박음(stapling) 등의 작업을 수행할 때 동작 신뢰성이 저하되는 경향이 있다.
그러나 본 개시에 따른 패들 장치에서 패들 블레이드(211, 212)는 특별한 역학적 및 점탄성 특성을 갖도록 조정된 폴리우레탄 또는 폴리우레탄 조성물을 이용함으로써 잉크젯 현상 방식의 화상 현상 장치에 사용하여도 장기간 동안 안정적으로 정렬, 컴파일링, 펀칭 및 제본 핀박음(stapling) 등의 작업을 수행할 수 있다.
구체적으로, 본 개시에서는 패들 블레이드의 물성을 수직 하중의 변화율 및 일정 시간 경과후의 변형량을 포함하는 역학적 성질; 및 저장 탄성률 값, 손실 탄성률 값 및 tan δ값을 포함하는 동적 점탄성 성질에 기초하여 종합적으로 제어한다. 더 구체적으로, 패들 블레이드(211, 212)의 두께를 1mm 내지 4mm로 하였을 때, 패들 블레이드의 단부의 수직방향에 대하여 10 내지 15 gf의 초기 수직 하중을 가하였을 때 시간 경과에 따라 상기 패들 블레이드의 단부에 가해지는 수직 하중의 변화율이 70 시간 경과후 0.03 gf/hr 이하일 수 있다. 수직 하중의 변화율은 패들 블레이드 단부의 수직방향에 가해진 초기(t = 0 sec) 수직 하중(단위: gf)에서 70 시간 경과(t = 70 hr) 시점에서의 패들 블레이드 단부의 수직방향에 걸리는 수직 하중(단위: gf)을 뺀 값을 70 hr으로 나눈 값으로 근사적으로 구할 수도 있다. 수직 하중의 변화율은, 예를 들면, 패들 블레이드의 두께를 약 1mm 내지 약 4mm, 예를 들면 1mm 내지 3mm, 2mm 내지 3mm, 2mm 또는 1.8mm로 하였을 때, 약 0.03 gf/hr 이하, 0.029 gf/hr 이하, 0.028 gf/hr 이하, 0.027 gf/hr 이하, 0.026 gf/hr 이하, 0.025 gf/hr 이하, 0.023 gf/hr 이하, 0.024 gf/hr 이하, 0.023 gf/hr 이하, 0.022 gf/hr 이하, 또는 0.021 gf/hr 이하일 수 있다. 수직 하중의 변화율이 커지면 인쇄 후 패들 블레이드가 용지를 끌어당길 때 용지 표면에 작용하는 수직력(normal force)이 약해져서 용지를 정렬하기 어려워진다.
상기 10 내지 15 gf의 초기 수직 하중을 인가하면서 상기 패들 블레이드를 종이 용지의 표면에 대하여 2.41초 내에 2회 또는 3회를 1600 pps(pulse per second) 또는 6000 pps의 속력으로 회전시키며 반복적으로 마찰시키는 시험을 하였을 때, 70시간 경과후의 패들 블레이드 단부의 변형량이 약 2mm 이하일 수 있다. 패들 블레이드 단부의 변형량은, 예를 들면, 약 2mm 이하, 1.9 mm 이하, 1.8 mm 이하, 1.7 mm 이하, 1.6 mm 이하, 1.5 mm 이하, 1.4 mm 이하, 1.3 mm 이하, 1.2 mm 이하, 1.1 mm 이하, 1.0 mm 이하, 0.9 mm 이하, 0.8 mm 이하, 0.7 mm 이하, 0.6 mm 이하, 0.5 mm 이하, 0.4 mm 이하, 0.3 mm 이하, 0.2 mm 이하, 또는 0.1 mm 이하일 수 있다. 패들 블레이드 단부의 변형량이 커지면 인쇄 후 패들 블레이드가 용지를 끌어당길 때 용지 표면에 작용하는 수직력, 즉 용지에 작용하는 마찰력 또는 달리 말하면 당김힘(pulling force)이 약해져서 용지를 정렬하기 어려워진다.
패들 블레이드(211, 212)에 대하여 질소 분위기하에서 측정 주파수 10 Hz, 승온 속도 2.0 ℃/min, 및 초기 변형률 0.03%의 조건에서 -100 내지 100℃의 온도 범위에서 온도의 함수로 측정하는 자유감쇄 진동법에 의한 동적 점탄성 분석방법(Dynamic Mechanical Analysis)에 의한 측정 시험에서 저장 탄성률(storage modulus) G'(단위: MPa)의 변곡점(inflection point)이 발생하는 온도가 -35℃ 이상 30℃ 이하의 범위에 있고, 손실 탄성률(loss modulus) G''(단위: MPa)의 정점이 발생하는 온도가 -30℃ 이상 25℃ 이하의 범위에 있고, 및 tanδ의 정점이 발생하는 온도가 -30℃ 이상 30℃ 이하의 범위에 있을 수 있다.
여기에서 저장 탄성률 G' 및 손실 탄성률 G''은 복소 탄성률(complex modulus of elasticity) G*와 G* = G' + iG'' 및 tanδ = G''/G'의 관계가 성립하며, δ는 복소평면에서 G*가 실수축과 이루는 각도를 의미한다.
도 4는 저장 탄성률 G'의 변곡점이 발생하는 온도, 손실 탄성률 G''의 정점이 발생하는 온도 및 tan δ의 정점이 발생하는 온도의 정의를 설명하기 위한 도면이다.
여기에서 저장 탄성률 G'의 변곡점이 발생하는 온도는 도 4에 표시된 바와 같이 온도의 함수로서 측정된 저장 탄성률 G' 곡선의 저온역에서 플로팅한 가상의 직선 (i)과 온도가 상승함에 따라 저장 탄성률 G' 곡선이 급격히 저하하는 중온역에서 플로팅한 가상의 직선 (ii)이 교차하는 지점(a)이 위치하는 온도를 의미한다. 여기에서 가상의 직선 (i)은 고원(plateau) 형태를 갖는 저장 탄성률 G' 곡선의 저온역에서 이 직선이 상기 곡선과 접하는 길이가 가장 길게 되도록 정해지는 가상의 곡선이다. 가상의 직선 (ii)는 낙하하는 직선에 유사한 형태를 갖는 저장 탄성률 G' 곡선의 중온역에서 이 직선이 상기 곡선과 접하는 길이가 가장 길게 되도록 정해지는 가상의 곡선이다.
손실 탄성률 G''(단위: MPa)의 정점이 발생하는 온도는 도 4에 표시된 바와 같이 온도의 함수로서 측정된 저장 탄성률 G''의 값이 가장 큰 지점(b)이 위치하는 온도를 의미한다. tan δ의 정점이 발생하는 온도는 도 4에 표시된 바와 같이 온도의 함수로서 측정된 tan δ의 값이 가장 큰 지점(c)이 위치하는 온도를 의미한다.
저장 탄성률 G'(단위: MPa)의 변곡점이 발생하는 온도는 -35℃ 이상 30℃ 이하이고, 손실 탄성률 G''(단위: MPa)의 정점이 발생하는 온도는 -30℃ 이상 25℃ 이하이고, tanδ의 정점이 발생하는 온도는 -30℃ 이상 30℃ 이하일 수 있다. 저장 탄성률 G'(단위: MPa)의 변곡점이 발생하는 온도는, 예를 들면, -35℃ 이상 20℃ 이하, -35℃ 이상 10℃ 이하, -35℃ 이상 0℃ 이하, 또는 -35℃ 이상 -10℃ 이하일 수 있다. 저장 탄성률 G'의 변곡점이 -35℃보다 더 저온에서 발생하는 경우 수직력이 저하하고 30℃ 초과의 온도에서 발생할 경우 수직력이 지나치게 커지기 쉽다.
손실 탄성률 G''의 정점이 발생하는 온도는, 예를 들면, -30℃ 이상 20℃ 이하, -30℃ 이상 5℃ 이하, -30℃ 이상 0℃ 이하, 또는 -30℃ 이상 -5℃ 이하일 수 있다. 손실 탄성률 G''의 정점이 -30℃보다 더 저온에서 발생하는 경우, 패들 블레이드의 변형이 너무 쉽게 일어날 수 있다.
tanδ의 정점이 발생하는 온도는, 예를 들면, -30℃ 이상 20℃ 이하, -30℃ 이상 10℃ 이하, -30℃ 이상 5℃ 이하, -30℃ 이상 0℃ 이하, 또는 -30℃ 이상 -5℃ 이하일 수 있다. tanδ의 정점이 -30℃보다 낮은 온도에서 발생하는 경우, 패들 블레이드를 구성하는 폴리머 재료의 비결정성 영역이 분자 운동이 활발해져서 변형이 쉽게 일어날 수 있다. 이것이 30 ℃보다 높은 온도에서 발생하는 경우, 패들 블레이드의 강성이 너무 커져서 용지의 표면에 작용하는 수직력이 쉽게 약해질 수 있다.
본 개시자는 상기와 같이 제어된 성질을 갖는 패들 블레이드를 포함하는 패들 장치를 이용하면, 잉크젯 현상 방식의 화상 형성 장치에서도 장시간 동안 양호한 패들링 작업 특성을 얻을 수 있는 것을 확인하였다. 따라서 이를 잉크젯 현상 방식의 화상 형성 장치에 이용하면 용지 말림(paper curl), 용지의 구겨짐, 또는 용지의 비정상적인 손상 없이 장시간 동안 안정적으로 용지를 정렬할 수 있다. 따라서 컴파일링, 스태킹, 펀칭, 제본 핀박음(stapling) 등의 피니싱 작업(finishing operation)이 원활하게 수행될 수 있다.
패들 블레이드(211, 212)가 상기한 역학적 성질 및 동적 점탄성 성질을 모두 만족하지 못하면, 아래의 실시예 및 비교예의 비교로부터 알 수 있듯이, 잉크젯 현상 방식의 화상 형성 장치에서 만족스럽게 사용되기 어렵다. 구체적으로, 이러한 패들 블레이드를 장시간 동안 잉크젯 현상 방식의 화상 형성 장치에 이용하면, 시간 경과에 따라 탄성이 비교적 빨리 감소하고 소성이 비교적 빨리 증가하여 용지 표면에 작용하는 수직력 및 당김힘(pulling force)이 급속히 감소하기 때문에 용지 정렬이 불량해진다. 이에 따라 용지 말림, 용지의 구겨짐, 또는 용지의 비정상적인 손상이 쉽게 발생할 수 있다. 따라서 이러한 잉크젯 현상 방식의 화상 형성 장치를 장시간 사용하면 컴파일링, 스태킹, 펀칭 및 제본 핀박음(stapling) 등의 피니싱 작업이 원활하게 수행되기 어렵다.
패들 블레이드(211, 212)는 폴리우레탄 고무 혹은 폴리우레탄 엘라스토머를 포함할 수 있다. 대안적으로, 패들 블레이드(211, 212)는 폴리우레탄 고무 혹은 폴리우레탄 엘라스토머를 주재료로 형성될 수 있다. 대안적으로, 패들 블레이드는 폴리우레탄 고무 혹은 폴리우레탄 엘라스토머로 본질적으로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 패들 블레이드는 폴리우레탄 고무 혹은 폴리우레탄 엘라스토머로 이루어질 수 있다.
폴리우레탄 고무 또는 엘라스토머는 우레탄 프리폴리머를 제조한 후 이를 경화제와 더 반응시켜 얻을 수 있다. 우레탄 프리폴리머는 한 분자당 2개 이상의 수산기를 갖는 제1 폴리올 화합물을 한 분자당 2개 이상의 이소시아네이트기, 바람직하게는 2개 ~ 4개, 더욱 바람직하게는 2개 ~ 3개의 이소시아네이트기를 갖는 방향족 폴리이소시아네이트 화합물과 반응시켜 얻을 수 있다. 상기 우레탄 프리폴리머는, 상기 제1 폴리올 화합물의 수산기:상기 방향족 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기의 당량비가 1:1.1 ~ 1:5가 되도록 하는 함량의 상기 제1 폴리올 화합물과 상기 방향족 폴리이소시아네이트 화합물의 반응에 의하여 생성될 수 있다. 상기 당량비가 1:1.1 미만이면 말단이 수산기로 형성되기 쉽고, 1:5를 초과하면 분자량이 증가하기 어려울 수 있다.
상기 우레탄 프리폴리머를 제조하는데 있어서, 제1 폴리올 화합물로서는 수평균분자량이 1,000 ~ 8,000이며 바람직하게는 2개 내지 6 개, 더욱 바람직하게는 2개 내지 5개의 수산기를 포함하는 폴리에테르계 폴리올, 폴리에스테르계 폴리올, 폴리에테르에스테르 폴리올 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 예를 들면, 제1 폴리올 화합물은 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 부탄디올, 트리메틸롤 프로판, 펜타에리스리톨 등의 2개 내지 6개, 더욱 바람직하게는 2개 내지 5개의 수산기를 갖는 알코올 화합물을 개시제로 하여 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, THF(tetrahydrofuran) 등을 부가중합하여 얻은 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리부틸렌 글리콜 등의 폴리에테르계 폴리올일 수 있다. 에틸렌 글리콜 아디페이트, 디히드록시 말단 폴리에틸렌 아디페이트 등의 폴리에스테르계 폴리올 등도 사용될 수 있다. 그 밖에, 아크릴 변성 폴리올, 실리콘 변성 폴리올 등과 같은 변성 폴리올이 사용될 수 있다.
우레탄 프리폴리머를 제조하는데 있어서 사용가능한 방향족 폴리이소시아네이트 화합물은 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 4,4'-메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate; MDI), 자일렌 디이소시아네이트(XDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 폴리메틸렌 폴리페닐 폴리이소시아네이트 등을 포함한다. 이외에, 이들의 혼합물이나 변성물이 사용될 수 있다. 그 밖에 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI) 등의 지방족 디이소시아네이트도 사용될 수 있다.
상기한 바와 같이 우레탄 프리폴리머를 경화제와 더 반응시키면 폴리우레탄 고무 또는 엘라스토머를 얻을 수 있다.
상기 경화제는 한 분자당 2개 이상의 수산기를 갖는 제2 폴리올 화합물을 포함할 수 있다. 이 제2 폴리올은 상기 제1 폴리올과 같을 수 있다. 상기 경화제는 또한 수산기, 아미노기 또는 이들 모두를 분자당 2개 이상 갖는 다관능성 사슬연장제, 상기 우레탄 프리폴리머의 이소시아네이트 말단기와 상기 제2 폴리올 화합물의 수산기와의 부가반응을 촉진하는 촉매 및 가소제를 더 포함할 수 있다.
상기 경화제에 사용되는 제2 폴리올 화합물은 상기 주제의 우레탄 프리폴리머를 제조할 때 사용되는 제1 폴리올 화합물의 예로서 든 것이 그대로 사용될 수 있다.
상기 우레탄 프리폴리머의 이소시아네이트기 : 상기 경화제 내의 제2 폴리올 화합물의 수산기+상기 사슬연장제의 관능기의 당량비 = 1:0.5 ~ 1:5.0일 수 있다. 상기 당량비가 0.5 미만이면 폴리우레탄 경화가 충분하지 않을 수 있고, 5.0을 초과하면 본 폴리우레탄의 경도가 너무 높아질 수 있다.
상기 사슬연장제로서는 물, 에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 글리세롤, 트리메틸 프로판 등의 저분자량의 다관능성 알콜류 및/또는 하이드라진, 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 테트라메틸렌디아민, 펜타메틸렌 디아민, 헥사메틸렌 디아민, 1,2-디메틸에틸렌디아민, 2-메틸펜타메틸렌디아민, 디에틸렌톨루엔디아민, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 2,3-디아미노톨루엔, 2,4- 또는 4,4'-디아미노디페닐메탄, 1,3- 또는 1,4-디페닐디아민, 나프탈렌-1,5-디아민, 1,3-디메틸-2,4-디아미노벤젠, 1,3,5-트리에틸-2,4-디아미노벤젠, 3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-디아미노디페닐메탄,3,3'-디메틸-4,4'-디아미노디페닐메탄, 3,3'-디클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-(1,3-페닐렌이소프로필리덴)비스아닐린, 4,4'-(1,4-페닐렌이소프로필리덴)비스아닐린 등의 다관능성 폴리아민 화합물을 들 수 있는 데, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 사슬연장제의 함량은 폴리우레탄의 분자량 제어의 측면에서 반응물의 총중량을 기준으로 0.5 내지 10 중량%, 구체적으로 1 내지 5 중량%일 수 있다.
상기 부가반응을 촉진하는 경화촉매로서는 주석아세테이트, 디부틸주석아세테이트, 디부틸주석디라우레이트, 디옥틸주석디라우레이트, 테트라부틸티타네이트, 비부틸주석부틸말로네이트, 스태너스 옥테이트, 레드 옥테이트, N'-테트라메틸-1,3-부탄디아민 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 그 함량은 작업성 및 경화속도의 측면에서 반응물의 총중량을 기준으로 0.05 내지 5 중량%, 구체적으로 1 내지 3 중량%일 수 있다.
우레탄 프리폴리머를 경화제와 반응시킬 때, 반응 시스템의 pH를 조절하여 반응속도를 조절하기 위한 산이 더 사용될 수 있다. 우레탄 프리폴리머와 경화제의 혼합시의 pH는 4 ~ 6.5로 조절될 수 있다. pH가 4 미만이거나 6.5를 초과하면 반응속도가 느려질 수 있다.
상기 가소제로서는 디부틸 프탈레이트, 디옥틸 프탈레이트, 부틸벤질 프탈레이트 등의 프탈레이트류, 디부틸 아디페이트, 디옥틸 아디페이트, 디에틸헥실 아디페이트와 같은 아디페이트류, 레드 옥테이트와 같은 옥테이트류 등을 들 수 있는데, 이들을 단독으로 또는 두 종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 그 함량은 폴리우레탄 합성을 위해 사용되는 폴리이소시아네이트 화합물을 포함하는 주제 및 경화제를 포함하는 반응물의 총중량을 기준으로 약 0 내지 10 중량%, 예를 들면 약 0 내지 5 중량%, 약 0 내지 3 중량%, 또는 약 0 내지 2 중량%일 수 있다. 가소제의 함량이 주제 및 경화제의 총중량을 기준으로 10 중량%를 초과하면 폴리우레탄의 기계적 물성이 불량해져서 내구성이 급격히 저하될 수 있다.
본 개시의 다른 측면에 따른 피니셔 장치는, 본 개시의 일 측면에 따른 패들 장치를 포함한다.
본 개시의 또 다른 측면에 따른 화상 형성 장치는, 본 개시의 일 측면에 따른 패들 장치 또는 본 개시의 다른 측면에 따른 피니셔 장치를 포함한다.
클리닝 유닛은 레이저 프린터, 복사기, 팩스머신 등의 전자사진 카트리지 또는 전자사진 화상 형성 장치에 통합될 수 있다.
이하, 실시예에 따라 본 개시를 더욱 상세히 설명하는데, 이는 단지 예시를 위한 것으로서 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니라는 것은 말할 필요가 없다.
실시예 1~3 및 비교예 1~6: 패들 블레이드 제조
표 1에 표시한 바와 같이 에틸렌글리콜 아디페이트와 폴리에틸렌 아디페이트 100:50~82의 혼합 비율에 대하여 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI) 10.4~16.9 NCO(%)를 첨가하고, 질소 분위기중에서 약 80℃에서 약 3시간 반응시켜서 NCO기 말단 우레탄 프리폴리머(주제)를 얻었다.
약 80℃로 가열한 상기 NCO기 말단 우레탄 프리폴리머에 경화제로서 1,4-부탄디올과 트리메틸롤 프로판, 및 표 1에 표시한 가소제를 각각 표 1에 표시한 중량만큼 계량하여 첨가하고 약 1분간 약 2,000 rpm으로 믹싱 스크류를 고속 회전시켜서 이들을 혼합한 후 기포 발생 방지를 위하여 진공에서 탈포 공정을 거쳤다. 이에 의하여 얻어진 반응성 조성물을 패들 블레이드용 원심 성형법에 의해 원심 성형 금형의 측벽상에 두께 약 1.8mm의 폴리우레탄 고무 시트로 제작되도록 규정량을 투입하였다. 이 금형을 약 120℃로 가열한 상태에서 약 40분 동안 약 1,200 rpm의 속도로 회전시키면서 반응성 조성물을 경화시켰다. 금형으로부터 경화 반응 결과물인 폴리우레탄 고무를 꺼낸 후, 실온에서 4일간 숙성 방치하여 표면에 미세하게 남아있는 NCO 말단기를 공기중 수분과 반응시켰다.
이렇게 하여 얻어진 폴리우레탄 탄성체 시트를 직사각형 형태로 재단하였다. 이렇게 하여 얻어진 실시예 1~3 및 비교예 1~6의 패들 블레이드를 그대로 이용하여 여러가지 특성을 평가하였으나, 컴파일링 힘(compiling force)를 측정할 때는 HP 주식회사제의 PWA 잉크젯 프린터의 피니셔 장치내에 장착하고 컴파일링 힘을 측정하였다.
NCO기 말단 우레탄 프리폴리머 주제 경화제 가소제
에틸렌
글리콜
아디페이트
배합량
(중량부)		 폴리에틸렌
아디페이트
(Mn=2,000)
배합량
(중량부)		 주제의
NCO %*** 		1,4-부탄
디올
(중량부)		 트리메틸롤
프로판
(중량부)		 아민
경화제*
(중량부)		 종류 사용량#
(중량%)
실시예
1		 100 73 13.7% 6.74 4.12 - - -
실시예2 100 67 10.9% 7.85 4.75 - 부틸벤질
프탈레이트		 2
실시예 3 100 79 16.9% 6.52 3.95 trace** 디-2-에틸헥실아디페이트 5
비교예1 100 50 16.4% 5.03 3.03 trace 부틸벤질
프탈레이트		 20
비교예2 100 55 13.7% 5.44 3.31 - 디-2-에틸헥실아디페이트 20
비교예3 100 62 13.7% 6.92 4.15 - 디-2-에틸헥실아디페이트 20
비교예4 100 82 14.5% 8.42 5.14 - 부틸벤질
프탈레이트		 30
비교예5 100 76 10.4% 7.78 4.88 trace 디-2-에틸헥실아디페이트 30
비교예6 100 79 11.7% 8.36 5.06 - 디-2-에틸헥실아디페이트 30
* N'-tetramethyl-1,3-butanediamine;
** 폴리우레탄 전체중량을 기준으로 300 중량 ppm 미만;
*** 주제(에틸렌 글리콜 아디페이트+폴리에틸렌 아디페이트+4,4'-메틸렌 디페닐 디이소시아네이트)의 전체중량을 100으로 했을 때 얻어진 우레탄 프리폴리머 말단의 이소시아네이트기 %.
# 반응물 전체의 중량 대비 %
수직 하중 변화율 측정
자체 제작한 측정 지그를 사용하여 실온에서 실시예 1~3 및 비교예 1~6의 상기 두께 약 1.8mm의 패들 블레이드 시편을 패들 블레이드의 단부의 수직방향에 대하여 약 10 gf 내지 약 15gf 범위내의 초기 수직 하중을 가하였다. 이후 시간 경과에 따라 패들 블레이드 단부에 가해지는 수직 하중을 측정하였다.
도 5는 실시예 1~3 및 비교예 1~6의 패들 블레이드에 대하여 측정한 시간 경과에 따른 패들 블레이드 단부에 가해지는 패들힘(수직력)의 변화를 나타낸다. 도 6은 실시예 1~3 및 비교예 1~6의 패들 블레이드에 대하여 측정한 시간 경과에 따른 패들 블레이드 단부에 가해지는 패들힘(수직력)의 감소율을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 본 개시에 따른 실시예 1~3의 패들 블레이드는 패들힘, 즉수직력 또는 수직 하중의 변화율이 70 시간 경과후 0.03 gf/hr 이하인 반면, 비교예 1~6의 패들 블레이드는 패들힘, 즉 수직력 또는 수직 하중의 변화율이 70 시간 경과후 0.03 gf/hr 보다 훨씬 큰 것을 확인할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 개시에 따른 실시예 1~3의 패들 블레이드는 70 시간 경과후 패들힘(수직력)의 감소율이 10% 이하로 작은 반면, 비교예 1~3의 패들 블레이드는 70 시간 경과후 패들힘(수직력)의 감소율이 25% 이상으로 훨씬 큰 것을 확인할 수 있다. 비교예 4 내지 6의 경우 변형량이 너무 커서 50 시간 경과 시점에서 시험을 중단하였다.
아래 표 3은 도 5의 실시예 1-3 및 비교예 1-3의 샘플의 그래프에서 t = 0 hr 및 t = 70 hr에서의 패들힘의 수치를 나타낸다.
0 hr에서의 패들힘
(gf)		 70 hr 경과시의 패들힘
(gf)		 70시간 경과후의 패들힘 변화율 (gf/hr)
실시예 1 14.5 13.2 0.018
실시예 2 14.4 13.0 0.020
실시예 3 14.2 12.7 0.021
비교예 1 13.2 9.59 0.051
비교예 2 12.1 8.98 0.044
비교예 3 12.5 9.2 0.047
패들 블레이드 단부의 변형량 측정
자체 제작한 측정 지그를 사용하여 실온에서 실시예 1~3 및 비교예 1~6의 상기 두께 약 1.8mm의 패들 블레이드 시편을 패들 블레이드 단부의 수직방향에 대하여 10 내지 15 gf의 초기 수직 하중을 인가하면서 패들 블레이드를 종이 용지의 표면에 대하여 2.41초 내에 2회 또는 3회를 1600 pps(pulse per second) 또는 6000 pps의 속력으로 회전시키며 반복적으로 마찰시켰다. 이후, 70시간 경과후 각각의 패들 블레이드 단부의 변형량을 측정하였으며, 그 결과를 아래 표 3에 종합하였다.
　 패들 블레이드 단부의 변형량
(mm)
실시예 1 0.05
실시예 2 0.07
실시예 3 1.1
비교예 1 3.1
비교예 2 2.1
비교예 3 5.2
비교예 4 6.2
비교예 5 6.1
비교예 6 6.5
표 3을 참조하면, 본 개시에 따른 실시예 1 내지 3의 패들 블레이드는 70 시간 경과후 변형량이 0.05 mm ~ 1.1 mm에 불과하여 내변형성이 우수한 반면, 비교예 1 내지 6의 경우 상기 변형량이 2.1 mm ~ 6.5 mm으로서 실시예 1 내지 3의 경우에 비하여 훨씬 증가한 것을 확인할 수 있었다.
저장 탄성률, 손실 탄성률 및 tan δ 측정
실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 얻어진 패들 블레이드를 이루는 폴리우레탄 고무의 저장 탄성률 G'(단위: MPa)의 변곡점이 발생하는 온도, 손실 탄성률 G''(단위: MPa)의 정점이 발생하는 온도, 및 tanδ의 정점이 발생하는 온도는 아래의 측정 조건하에서 정현파 진동법에 따르는 Rheometric Scientific사의 DMA(Dynamic Mechanical Analyzer)에 기초한 ARES 측정기구를 사용하여 측정하였다.
- 측정 조건: 범위 -100℃ ~ 100℃, 주파수: 10Hz, 스트레인 0.03%, 및 승온 속도: 2℃/min, 초기 변형률 0.03%;
- 시편 크기: 3mm × 60mm;
- 그립 간격 20mm;
분위기: 질소 분위기.
표 4는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 얻어진 패들 블레이드를 이루는 폴리우레탄 고무의 저장 탄성률 G'(단위: MPa)의 변곡점이 발생하는 온도, 손실 탄성률 G''(단위: MPa)의 정점이 발생하는 온도, 및 tanδ의 정점이 발생하는 온도를 종합한 것이다.
　 저장 탄성률 G'의
변곡점 온도		 손실 탄성률 G''의
정점 온도		 tanδ의
정점 온도
실시예 1 -18 -16 -16
실시예 2 -28 -21 -21
실시예 3 -34 -30 -15
비교예 1 -45 -41 -34
컴파일링힘 (compiling force) 측정
실시예 1의 패들 블레이드를 HP 주식회사제의 PWA 잉크젯 프린터의 피니셔 장치내에 장착하고 패들을 회전시키면서 자체 제작한 측정 지그를 이용하여 패들 블레이드에 걸리는 컴파일링 힘(compiling force)를 측정하였다. 측정은 용지 2장 높이, 용지 33장 높이 및 용지 65장 높이에서 각각 2회씩 측정하였다.
도 7은 실시예 1의 패들 블레이드에 대하여 패들 회전수의 증가에 따른 컴파일링힘(compiling force)의 변화를 기록한 그래프이다.
도 7을 참조하면, 실시예 1의 패들 블레이드의 경우, 용지 2장 높이, 용지 33장 높이 및 용지 65장 높이에서 측정할 때 모든 경우에서 350,000회 패들이 회전할 때까지 안정적으로 컴파일링힘이 유지되는 것을 확인할 수 있다.
이상으로부터, 청구항에 정의된 바와 같은 역학적 및 점탄성 특성을 갖도록 조정된 패들 블레이드를 포함하는 패들 장치를 이용하면, 잉크젯 현상 방식의 화상 현상 장치에 사용하여도 용지 말림(paper curl), 용지의 구겨짐, 또는 용지의 비정상적인 손상 없이 기간 동안 안정적으로 정렬, 컴파일링, 펀칭 및 제본 핀박음 등의 피니싱 작업을 원활하게 수행할 수 있는 것을 알 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 본 개시의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
200: 잉크젯 프린터의 피니셔 장치
211, 212: 패들 블레이드
213: 구동축
220: 패들 장치
230: 회전원

Claims (15)

  1. 화상 형성 장치로부터 배출되는 용지를 정렬하기 위한 피니셔 장치용 패들 장치로서,
    패들 모터의 구동에 의해 회전하는 패들 구동축;
    중앙에 설치공이 형성되어 상기 패들 구동축에 끼워지는 회전체; 및
    상기 회전체로부터 외측으로 연장하며, 상기 용지를 정렬하기 위하여 상기 패들 구동축에 의하여 회전하면서 상기 용지와 접촉하는 단부를 구비하는 패들 블레이드를 포함하고,
    상기 패들 블레이드의 두께 1mm 내지 4mm로 하였을 때, 상기 패들 블레이드의 단부의 수직방향에 대하여 10 내지 15 gf의 초기 수직 하중을 가하였을 때 시간 경과에 따라 상기 패들 블레이드의 단부에 가해지는 수직 하중의 변화율이 70시간 경과후 0.03 gf/hr 이하이며,
    상기 10 내지 15 gf의 초기 수직 하중을 인가하면서 상기 패들 블레이드를 종이 용지의 표면에 대하여 2.41초 내에 2회 또는 3회를 1600 pps(pulse per second) 또는 6000 pps의 속력으로 회전시키며 반복적으로 마찰시키는 시험을 하였을 때, 70시간 경과후의 상기 패들 블레이드의 단부의 변형량이 2mm 이하인 피니셔 장치용 패들 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 패들 블레이드에 대하여 질소 분위기하에서 측정 주파수 10 Hz, 승온 속도 2.0 ℃/min, 및 초기 변형률 0.03%의 조건에서 -100 내지 100℃의 온도 범위에서 온도의 함수로 측정하는 자유감쇄 진동법에 의한 동적 점탄성 분석방법(Dynamic Mechanical Analysis)에 의한 측정 시험에서 저장 탄성률(storage modulus) G'(단위: MPa)의 변곡점이 발생하는 온도가 -35℃ 이상 30℃ 이하의 범위에 있고, 손실 탄성률(loss modulus) G''(단위: MPa)의 정점(peak point)이 발생하는 온도가 -30℃ 이상 25℃ 이하의 범위에 있고, 및 tanδ의 정점(peak point)이 발생하는 온도가 -30℃ 이상 30℃ 이하의 범위에 있는 피니셔 장치용 패들 장치:
    여기서 G* = G' + iG'' 및 tanδ = G''/G'의 관계가 성립하며, δ는 복소평면에서 G*가 실수축과 이루는 각도를 의미한다.
  3. 제1항에 있어서, 상기 패들 블레이드는 폴리우레탄을 포함하는 피니셔 장치용 패들 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 패들 블레이드는 상기 폴리우레탄 합성에 사용된 반응물의 총중량을 기준으로 0 내지 10 중량%의 가소제를 포함하는 피니셔 장치용 패들 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 패들 블레이드의 두께는 1 내지 3 mm인 피니셔 장치용 패들 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 화상 형성 장치는 잉크젯 현상 방식의 전자사진 화상 형성 장치인 피니셔 장치용 패들 장치.
  7. 화상 형성 장치로부터 배출되는 용지를 정렬하기 위한 피니셔 장치로서,
    상기 피니셔 장치는 패들 장치를 포함하며,
    상기 패들 장치는 패들 모터의 구동에 의해 회전하는 패들 구동축;
    중앙에 설치공이 형성되어 상기 패들 구동축에 끼워지는 회전체; 및
    상기 회전체로부터 외측으로 연장하며, 상기 용지를 정렬하기 위하여 상기 패들 구동축에 의하여 회전하면서 상기 용지와 접촉하는 단부를 구비하는 패들 블레이드를 포함하고,
    상기 패들 블레이드의 두께 1mm 내지 4mm로 하였을 때, 상기 패들 블레이드의 단부의 수직방향에 대하여 10 내지 15 gf의 초기 수직 하중을 가하였을 때 시간 경과에 따라 상기 패들 블레이드의 단부에 가해지는 수직 하중의 변화율이 70시간 경과후 0.03 gf/hr 이하이며,
    상기 10 내지 15 gf의 초기 수직 하중을 인가하면서 상기 패들 블레이드를 종이 용지의 표면에 대하여 2.41초 내에 2회 또는 3회를 1600 pps(pulse per second) 또는 6000 pps의 속력으로 회전시키며 반복적으로 마찰시키는 시험을 하였을 때, 70시간 경과후의 상기 패들 블레이드의 단부의 변형량이 2mm 이하인 피니셔 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 패들 블레이드에 대하여 질소 분위기하에서 측정 주파수 10 Hz, 승온 속도 2.0 ℃/min, 및 초기 변형률 0.03%의 조건에서 -100 내지 100℃의 온도 범위에서 온도의 함수로 측정하는 자유감쇄 진동법에 의한 동적 점탄성 분석방법(Dynamic Mechanical Analysis)에 의한 측정 시험에서 저장 탄성률(storage modulus) G'(단위: MPa)의 변곡점이 발생하는 온도가 -35℃ 이상 30℃ 이하의 범위에 있고, 손실 탄성률(loss modulus) G''(단위: MPa)의 정점(peak point)이 발생하는 온도가 -30℃ 이상 25℃ 이하의 범위에 있고, 및 tanδ의 정점(peak point)이 발생하는 온도가 -30℃ 이상 30℃ 이하의 범위에 있는 피니셔 장치:
    여기서 G* = G' + iG'' 및 tanδ = G''/G'의 관계가 성립하며, δ는 복소평면에서 G*가 실수축과 이루는 각도를 의미한다.
  9. 제7항에 있어서, 상기 패들 블레이드는 폴리우레탄을 포함하는 피니셔 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 패들 블레이드는 상기 폴리우레탄 합성에 사용된 반응물의 총중량을 기준으로 0 내지 10 중량%의 가소제를 포함하는 피니셔 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 패들 블레이드의 두께는 1 내지 3 mm인 피니셔 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 화상 형성 장치는 잉크젯 현상 방식의 전자사진 화상 형성 장치인 피니셔 장치.
  13. 피니셔 장치를 포함하는 화상 형성 장치로서,
    상기 피니셔 장치는 상기 화상 형성 장치로부터 배출되는 용지를 정렬하기 위한 장치이고, 또한 패들 장치를 포함하며,
    상기 패들 장치는 패들 모터의 구동에 의해 회전하는 패들 구동축;
    중앙에 설치공이 형성되어 상기 패들 구동축에 끼워지는 회전체; 및
    상기 회전체로부터 외측으로 연장하며, 상기 용지를 정렬하기 위하여 상기 패들 구동축에 의하여 회전하면서 상기 용지와 접촉하는 단부를 구비하는 패들 블레이드를 포함하고,
    상기 패들 블레이드의 두께 1mm 내지 4mm로 하였을 때, 상기 패들 블레이드의 단부의 수직방향에 대하여 10 내지 15 gf의 초기 수직 하중을 가하였을 때 시간 경과에 따라 상기 패들 블레이드의 단부에 가해지는 수직 하중의 변화율이 70시간 경과후 0.03 gf/hr 이하이며,
    상기 10 내지 15 gf의 초기 수직 하중을 인가하면서 상기 패들 블레이드를 종이 용지의 표면에 대하여 2.41초 내에 2회 또는 3회를 1600 pps(pulse per second) 또는 6000 pps의 속력으로 회전시키며 반복적으로 마찰시키는 시험을 하였을 때, 70시간 경과후의 상기 패들 블레이드의 단부의 변형량이 2mm 이하인 화상 형성 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 패들 블레이드에 대하여 질소 분위기하에서 측정 주파수 10 Hz, 승온 속도 2.0 ℃/min, 및 초기 변형률 0.03%의 조건에서 -100 내지 100℃의 온도 범위에서 온도의 함수로 측정하는 자유감쇄 진동법에 의한 동적 점탄성 분석방법에 의한 측정 시험에서 저장 탄성률 G'(단위: MPa)의 변곡점이 발생하는 온도가 -35℃ 이상 30℃ 이하의 범위에 있고, 손실 탄성률 G''(단위: MPa)의 정점이 발생하는 온도가 -30℃ 이상 25℃ 이하의 범위에 있고, 및 tanδ의 정점(peak point)이 발생하는 온도가 -30℃ 이상 30℃ 이하의 범위에 있는 화상 형성 장치:
    여기서 G* = G' + iG'' 및 tanδ = G''/G'의 관계가 성립하며, δ는 복소평면에서 G*가 실수축과 이루는 각도를 의미한다.
  15. 제13항에 있어서, 상기 패들 블레이드는 폴리우레탄을 포함하는 화상 형성 장치.
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