KR20210117721A

KR20210117721A - 가열 벨트에 의하여 틸팅 가능한 부시

Info

Publication number: KR20210117721A
Application number: KR1020200034318A
Authority: KR
Inventors: 강성우; 이선형; 배세철
Original assignee: 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
Priority date: 2020-03-20
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2021-09-29
Also published as: US11803151B2; WO2021188336A1; US20230176518A1

Abstract

정착 장치가 개시된다. 본 정착 장치는 회전 가능하게 마련되는 가압 롤러, 가압 롤러와 정착 닙을 형성하도록 배치되는 가열 벨트, 가열 벨트의 양 단에 각각 배치되어 가열 벨트를 지지하는 부시, 부시를 회전 가능하게 지지하는 고정 플랜지 및 부시 및 상기 고정 플랜지 사이를 탄성적으로 연결하는 복수 개의 스프링을 포함한다.

Description

가열 벨트에 의하여 틸팅 가능한 부시{BUSH TILTABLE BY HEATING BELT}

화상 형성 장치는 인쇄 매체에 화상을 인쇄하는 장치로, 프린터, 복사기, 팩스 및 이들의 기능을 통합하여 구현한 복합기 등이 이에 해당한다. 전자사진방식 화상 형성 장치는 인쇄매체에 인쇄 데이터에 대응하는 현상제 화상을 형성하고, 이 현상제 화상에 소정의 열과 압력을 인가하여 현상제 화상을 인쇄매체상에 영구적으로 정착시키는 정착 장치를 사용한다.

정착 장치는 인쇄매체에 소정의 압력을 가하는 가압 롤러, 인쇄매체에 소정의 열을 가하는 가열 벨트 및 가열 벨트의 양 단에 설치되어 가열 벨트를 지지하는 부시로 구성될 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 정착 장치를 구비한 화상 형성 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 정착 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 정착 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2에 표시된 I-I 선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 5는 부시가 가열 벨트를 지지하는 모습을 나타내는 부분 사시도이다.
도 6은 도 5의 Ⅱ 방향에서 바라본 고정 플랜지가 부시를 지지하는 모습을 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 가열 벨트가 사행이 발생한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 부시가 가열 벨트에 의해 틸팅된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 9는 지지 부재의 하류 측 일 영역이 측벽을 향하여 하향 경사진 모습을 나타내는 상면도이다.
도 10은 지지 부재가 회전 링을 지지하는 모습을 나타내는 분해 사시도이다.
도 11은 도 5의 Ⅲ 방향에서 바라본 고정 플랜지가 부시를 지지하는 모습을 나타내는 단면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 가열 벨트가 사행이 발생한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 부시가 가열 벨트에 의해 틸팅된 상태를 나타내는 단면도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 다양한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시 예들은 여러 가지 상이한 형태로 변형되어 실시될 수도 있다. 실시 예들의 특징을 보다 명확히 설명하기 위하여 이하의 실시 예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려진 사항들에 관해서 자세한 설명은 생략한다.

한편, 본 명세서에서 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐 아니라, '그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성이 다른 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들을 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다.

또한, “화상형성장치”란 컴퓨터와 같은 단말장치에서 생성된 인쇄 데이터를 기록 인쇄 매체에 인쇄하는 장치를 말한다. 이러한 화상형성장치의 예로는 복사기, 프린터, 팩시밀리 또는 이들의 기능을 하나의 장치를 통해 복합적으로 구현하는 복합기(Multi-Function Printer, MFP)등을 들 수 있다.

이하에서 설명되는 실시 예는 본 개시의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 개시는 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다.

다만, 이하에서 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 개시의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 정착 장치(100)를 구비한 화상 형성 장치(1)를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

화상 형성 장치(1)는 본체(10), 급지 장치(20), 인쇄 엔진(30), 정착 장치(100) 및 배출 장치(40)를 포함할 수 있다.

본체(10)는 화상 형성 장치(1)의 외관을 형성하고, 그 내부에 설치되는 각종 부품들을 지지할 수 있다.

급지 장치(20)는 본체(10) 하측에 급지 트레이(21)를 구비하고, 급지 트레이(21)에 적재된 인쇄 매체(P)를 한 장씩 픽업(pick-up)하는 픽업 롤러(23)를 각각 구비하며, 픽업된 인쇄 매체(P)에 이송력을 제공함과 아울러, 인쇄 매체(P)의 원하는 부분에 화상이 전사될 수 있도록 인쇄 매체(P)를 가지런히 정렬하는 레지 롤러(25)를 구비하고, 인쇄 매체(P)를 감광 드럼(31)과 전사 롤러(35) 사이로 급지하는 급지 롤러(27)를 구비할 수 있다.

인쇄 엔진(30)은 급지 장치(20)에서 공급된 인쇄 매체(P)에 소정의 화상을 형성할 수 있다. 인쇄 엔진(30)은 감광 드럼(31), 대전기(32), 노광기(33), 현상기(34) 및 전사 롤러(35)를 구비할 수 있다.

감광 드럼(31)에는 정전 잠상이 형성될 수 있다. 예를 들어, 감광 드럼(31)은 후술할 대전기(32) 및 노광기(33)의 동작에 의하여 화상이 형성될 수 있다.

이하에서는 설명을 용이하게 하기 위하여, 하나의 색상에 대응되는 인쇄 엔진(30)의 구성만을 예를 들어 설명하나, 구현 시에 인쇄 엔진은 복수의 색상에 대응되는 복수의 감광 드럼(31), 복수의 대전기(32), 복수의 노광기(33) 및 복수의 현상기(34), 중간 전사 벨트 등을 포함할 수 있다.

대전기(32)는 감광 드럼(31)의 표면을 균일한 전위로 대전 시킬 수 있다.

노광기(33)는 인쇄할 화상 정보에 따라 감광 드럼(31)의 표면 전위를 변화시킴으로써 감광 드럼(31)의 표면에 정전 잠상을 형성시킬 수 있다.

현상기(34)는 그 내부에 현상제를 수용하며, 정전 잠상에 현상제(예를 들어, 토너)를 공급하여 정전 잠상을 가시적인 화상으로 현상시킬 수 있다. 현상기(34)는 현상제를 정전 잠상으로 공급하는 현상 롤러(37)를 포함할 수 있다.

전사 롤러(35)는 감광 드럼(31)의 외주면에 대면하도록 설치될 수 있다.

정착 장치(100)는 인쇄 엔진(30)에서 현상제 화상이 전사된 인쇄 매체(P)가 통과하는 동안 열과 압력을 가하여 현상제 화상을 인쇄 매체(P)에 정착시키는 것으로서, 하기에서 상세히 설명한다.

또한, 배출 장치(40)는 정착 장치(100)를 통과하여 소정의 화상이 인쇄된 인쇄 매체(P)를 본체(10) 외부의 배지 트레이(42)로 배출하기 위한 배지 롤러(41)를 구비할 수 있다.

이상, 일 실시 예에 따른 화상 형성 장치(1)의 구성에 대하여 구체적으로 설명하였으나, 현상 방식은 이에 한정되지 않으며 현상 방식에 따른 화상 형성 장치(1)의 구성은 다양한 변형 및 변경이 가능하다.

이하, 도면을 참조하여 본 개시의 일 실시예에 따른 정착 장치(100)에 대해서 상세히 설명한다.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 정착 장치(100)를 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 정착 장치(100)의 분해 사시도이다. 도 4는 도 2에 표시된 I-I 선을 따라 나타낸 단면도이다.

도 2 내지 도 4을 참조하면, 정착 장치(100)는 인쇄 매체(P)에 열과 압력을 가하여 전사되어 있는 현상제 화상을 인쇄 매체에 정착시키는 것으로서, 가열 벨트(110), 가압 롤러(120), 닙 형성 부재(130), 열원(140) 고정 플랜지(200) 및 부시(300)으로 구성될 수 있다.

가열 벨트(110)는 현상기에서 화상이 전사된 인쇄 매체에 열을 제공하기 위한 열원(140)을 가질 수 있다. 예를 들어, 가열 벨트(110)는 인쇄 매체(P)에 소정의 열을 가하는 것으로서, 본 개시의 일 실시 예에 따른 가열 벨트(110)는 벨트 타입으로 이루어지는 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지 않고 롤러 타입으로 이루어질 수 있다.

가열 벨트(110)는 후술하는 열원(140)에 의해 가열되어 가열 벨트(110)과 가압 롤러(120) 사이를 통과하는 인쇄 매체(P)에 열을 전달할 수 있다.

가열 벨트(110)는 가압 롤러(120)와 마주하도록 설치되며, 가압 롤러(120)와 함께 인쇄 매체(P)가 통과하는 정착 닙(N)을 형성할 수 있다.

가압 롤러(120)는 회전축(121)을 중심으로 회전할 수 있다. 가열 벨트(110)는 가압 롤러(120)가 회전하면, 가열 벨트(110)와 가압 롤러(120) 사이의 마찰력에 의해 피동적으로 회전할 수 있다.

가열 벨트(110)의 축 방향 길이는 가압 롤러(120)의 축 방향 길이보다 길게 형성될 수 있다. 가열 벨트(110)는 금속, 내열성 폴리머 등의 단일층으로 구성되거나 금속이나 내열성 폴리머로 형성된 기본층에 탄성층과 보호층을 추가하여 구성될 수 있다.

예를 들어, 가열 벨트(110)는 폴리이미드(Polyimide) 수지 또는 스테인레스 스틸(SUS:Steel Use Stainless) 중 적어도 하나의 재질을 포함할 수 있다.

가압 롤러(120)는 가열 벨트(110)에 대향하여 설치되어 가열 벨트(110)와의 사이에 일정한 정착 압력이 유지되도록 할 수 있다. 예를 들어, 가압 롤러(120)는 인쇄 매체(P)에 소정의 압력을 가하는 것으로서, 롤러 형상으로 형성될 수 있다. 가압 롤러(120)는 모터와 같은 구동원으로부터 동력을 전달받아 회전하도록 구성될 수 있다.

닙 형성 부재(130)는 가열 벨트(110)의 내측에 설치되며, 가열 벨트(110)가 가압 롤러(120)와 접촉하여 정착 닙(N)을 형성하도록 가열 벨트(110)의 내면을 지지할 수 있다.

또한, 닙 형성 부재(130)는 가압 롤러(120)의 길이보다 길게 형성될 수 있다. 따라서, 가압 롤러(120)가 가열 벨트(110)와 접촉하여 정착 닙(N)을 형성할 때, 가압 롤러(120)에 의한 가열 벨트(110)의 양 단의 굽힘이 방지될 수 있다.

닙 형성 부재(130)는 가열 벨트(110)의 내면과 접촉하여 가열 벨트(110)를 가이드하며 가압하는 가이드 부재(131)와 가이드 부재(131)의 상부에 배치되어 가이드 부재(131)를 지지하는 스테이(132)를 포함할 수 있다.

가이드 부재(131)는 가열 벨트(110)의 내면과 접촉하여 정착 닙(N)을 형성하며, 정착 닙(N) 부근에서 가열 벨트(110)가 원활하게 주행할 수 있도록 가열 벨트(110)를 가이드할 수 있다. 가이드 부재(131)는 그 단면이 대략 바닥이 평평한 U자 형상을 갖는 채널 형상으로 형성되며, 그 내측으로 스테이(132)가 설치될 수 있다.

스테이(132)는 가이드 부재(131)의 굽힘 변형을 최소화할 수 있도록 가이드 부재(131)를 보강할 수 있다. 스테이(132)는 대략 바닥이 평형한 U자 형상의 단면을 갖는 채널 형상으로 형성되며, 가이드 부재(131)의 내측에 설치된다. 스테이(132)는 바닥이 평평한 U자 형상 외에도, I자 빔, H자 빔 등과 같은 단면 관성 모멘트가 큰 구조로 형성될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 닙 형성 부재(130)의 하면, 즉 가이드 부재(131)의 하면이 가열 벨트(110)의 내면과 접촉하고, 가이드 부재(131)의 하면에 의해 지지되는 가열 벨트(110)의 부분과 접촉하는 가압 롤러(120)의 상측 부분이 정착 닙(N)을 형성할 수 있다.

열원(150)은 화상 정착에 필요한 열을 발생시키는 구성으로서, 히트 램프(예를 들어, 할로겐 램프) 또는 발열저항으로 구비될 수 있다. 열원(140)은 가열 벨트(110)의 내부에 가열 벨트(110)의 회전축을 따라 배치될 수 있다.

예를 들어, 열원(140)은 닙 형성 부재(130)의 바닥면에 배치될 수 있다. 이 경우 닙 형성 부재(130)와 열원(140) 사이에는 열원(140)에서 생성되는 열이 직접 닙 형성 부재(130)로 복사되는 것을 방지하기 위한 열차단부재가 배치될 수 있다. 열원(140)은 할로겐 램프, 열선 또는 인덕션 히터 등으로 다양한 열원으로 구성될 수 있다.

고정 플랜지(200)는 한 쌍이 가열 벨트(110)의 양 단에 각각 배치되며, 부시(300)의 적어도 일부를 수용하고, 부시(300)를 회전 가능하게 지지할 수 있는 것으로, 하기에서 상세히 설명한다.

부시(300)는 한 쌍이 가열 벨트(110)의 양 단에 각각 배치되며, 가열 벨트(110)의 양단의 내면을 지지하고, 가열 벨트(110)의 축 방향으로의 이동을 제한할 수 있는 것으로, 하기에서 상세히 설명한다.

도 5는 부시(300)가 가열 벨트(110)를 지지하는 모습을 나타내는 부분 사시도이다. 도 6은 도 5의 Ⅱ 방향에서 바라본 고정 플랜지(200)가 부시(300)를 지지하는 모습을 나타내는 단면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 부시(300)는 가열 벨트(110)의 양 단을 지지하는 것으로서, 측벽(310) 및 지지 부재(320)로 구성될 수 있다.

측벽(310)은 가열 벨트(110)의 양 단의 외측에 배치되어 고정 플랜지(200)에 회전 가능하도록 지지될 수 있다. 측벽(310)은 대략 직육면체 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

측벽(310)의 전면에는 가열 벨트(110)의 축 방향 이동을 규제하는 규제면(311)이 마련될 수 있다. 이에 따라, 가열 벨트(110)는 일 단(110a)이 규제면(311)에 접하게 되면, 더 이상 축 방향으로 이동할 수 없다.

지지 부재(320)는 측벽(310)을 기준으로 가열 벨트(110) 방향으로 돌출 형성되어, 가열 벨트(110)가 회전할 수 있도록 가열 벨트(110)의 내면을 지지할 수 있다.

지지 부재(320)는 아치 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 가열 벨트(110)가 자연스럽게 회전할 수 있는 경로를 제공할 수 있는 한 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

지지 부재(320)의 상 측에는 가열 벨트(110)의 내면과 마주보는 가이드면(321)이 마련될 수 있다. 즉, 가열 벨트(110)의 내면은 가이드면(321)의 전부 또는 일부와 접하여 회전할 수 있다.

고정 플랜지(200)는 가열 벨트(110)의 양 단의 외측에 배치되어, 부시(300)의 적어도 일부를 수용하고, 부시(300)를 회전 가능하도록 지지할 수 있다.

예를 들어, 고정 플랜지(200)는 전면(230)에 소정 깊이만큼 인입된 수용홈(231)을 포함할 수 있다. 부시(300)의 측벽(310)은 적어도 일부가 수용홈(231) 내부 공간에 수용될 수 있다.

고정 플랜지(200)는 수용홈(231)에 측벽(310)의 적어도 일부가 끼워지고, 측벽(310)의 하면(314, 도 11)이 고정 플랜지(200)의 내면에 지지되는 형태로 결합할 수 있으나, 결합 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.

부시(300)는 측벽(310)의 상면(313) 및 하면(314, 도11)에서 각각 돌출 형성된 제1 보스(331) 및 제2 보스(332, 도 11)를 포함할 수 있다. 또한, 고정 플랜지(200)는 상면(210) 및 하면(220)에 각각 제1 및 제2 보스(331, 332)가 각각 끼워지는 제1 홀(211) 및 제2 홀(221, 도 11)을 포함할 수 있다.

부시(300)는 제1 및 제2 보스(331, 332)가 제1 및 제2 홀(211, 221)에 각각 끼워짐에 따라, 고정 플랜지(200)에 의하여 안정적으로 지지될 수 있고, 제1 및 제2 보스(331,332)를 지나는 축을 중심으로 제1 방향(R1) 및 제2 방향(R2)으로 회전할 수 있다.

제1 및 제2 보스(331, 332)는 동일한 수직축(Z축과 평행한 축) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 보스(331, 332)와 측벽(310)의 일 측면 사이의 거리(L1)는 측벽(310)의 양 측면 사이의 거리(L2)의 1/2일 수 있다. 이에 따라, 부시(300)는 제1 및 제2 보스가 배치되는 동일한 수직축을 기준으로 제1 및 제2 방향(R1, R2)으로 회전할 수 있다.

고정 플랜지(200)의 내측 공간에는 복수의 스프링(400)이 배치되어, 측벽(310)의 후면(312)과 고정 플랜지(200) 사이를 탄성적으로 연결시킬 수 있다.

스프링(400)은 일 단이 부시의 후면(312)와 연결되고, 타 단은 고정 플랜지(200)에 연결되어, 부시(300)의 후면(312)과 수직한 방향(Y축과 평행한 방향)으로 수축 및 이완할 수 있다.

스프링(400)은 복수개로 형성되고, 서로 동일한 자유 길이(L)를 가질 수 있다. 자유 길이는, 스프링(400)에 하중이 작용하지 않을 때의 스프링(400)의 전체 길이로써, 복수개의 스프링(400)이 동일한 자유 길이(L)을 가짐에 따라, 부시(300)의 후면(312)은 고정 플랜지(200)와 동일한 자유 길이(L)만큼 이격될 수 있다.

이에 따라, 스프링이 압축 또는 이완되지 않은 상태에서, 부시(300)는 특정 방향으로 기울어지지 않고 인쇄 매체(P)의 이송 방향(X축 방향)과 평행하게 배치될 수 있다.

또한, 복수개의 스프링(400)은 부시의 하측에서부터 동일한 높이(H1, 도11)로 나란하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수개의 스프링(400)은 부시(300)의 후면(312) 높이(H2, 도 11)의 절반에 해당하는 높이(H1)로 나란하게 배치될 수 있다. 이에 따라, 부시(300)는 복수개의 스프링(400)과 연결된 채로 Z축과 평행한 축을 기준으로 제1 방향(R1) 또는 제2 방향(R2)으로 회전할 수 있다.

스프링(400)은 2개로 도시 되었으나, 개수는 이에 한정되는 것은 아니고, 2개 이상으로 형성될 수도 있다.

가열 벨트(110)의 일 단(110a)이 측벽(310)의 규제면(311)을 가압하면 복수의 스프링(400)이 서로 다른 길이로 압축되어 부시(300)는 제1 방향(R1) 또는 제2 방향(R2)으로 회전할 수 있다. 가열 벨트(110)에 의하여 부시(300)가 틸팅되는 과정에 관하여는 도 7 및 도 8을 참조하여 상세히 후술한다.

도 7은 도 6에 도시된 가열 벨트(110)가 사행이 발생한 상태를 나타내는 단면도이다. 도 8은 도 7에 도시된 부시(300)가 가열 벨트(110)에 의해 틸팅된 상태를 나타내는 단면도이다.

가열 벨트(110)는 구성 부품들의 정밀도 혹은 부품 조립 시의 정렬 오차 등에 의하여 인쇄 매체(P)의 이송 방향(X축 방향)과 소정의 각도를 이루며 제1 방향(R1) 또는 제2 방향(R2)으로 회전하게 될 수 있다.

또한, 가열 벨트(110)가 회전된 상태에서 가압 롤러(120)에 의하여 인쇄 매체(P)의 이송 방향(X축 방향)으로 마찰력을 받게 되면, 가열 벨트(110)는 좌측 또는 우측 부시(300)의 측벽(310)을 향하여 이동할 수 있다.

도 7을 참조하면, 가열 벨트(110)는 제1 방향(R1)으로 회전한 상태로 우측으로 이동하여, 일 단(110a)이 부시(300)의 측벽(310)을 가압할 수 있다. 이에 따라, 복수의 스프링(400) 중 가압 지점에 인접한 스프링(410)이 나머지 스프링(420)보다 더 많이 압축되어, 부시(300)가 가열 벨트(110)의 일 단(110a)과 면 접촉할 때까지 회전할 수 있다.

예를 들어, 도 8과 같이 제1 방향(R1)으로 회전한 가열 벨트(110)가 측벽(310)을 가압하면, 가압 지점과 인접한 상류 측 제1 스프링(410)이 제2 스프링(420)보다 더 많이 압축되어, 부시(300)도 제1 방향(R1)으로 회전하여, 측벽(310)과 가열 벨트(110)의 일 단(110a)이 면 접촉할 수 있다.

이에 따라, 가열 벨트(110)의 일 단(110a)의 어느 한 지점에 응력이 집중되지 않고, 일 단(110a) 전체로 응력이 분산되어, 가열 벨트(110)의 일 단(110a)에서 발생하는 마모를 감소시킬 수 있다.

또한, 복수의 스프링(400)은 복원력에 의하여 본래의 자유 길이(L)로 돌아가게 되므로, 부시(300)는 반대로 제2 방향(R2)으로 회전할 수 있다. 이에 따라, 부시(300)의 측벽(310)은 가열 벨트(110)를 제2 방향(R2)으로 가압하게 되고, 가열 벨트(110)는 인쇄 매체(P)의 이송 방향(X축 방향)과 평행하도록 그 정렬이 보정 될 수 있다.

지금까지, 가열 벨트(110) 및 부시(300)가 제1 방향(R1)으로 회전하는 경우에 관하여 설명하였으나, 회전 방향이 이에 한정되는 것은 아니고, 가열 벨트(110) 및 부시(300)가 제2 방향(R2)으로 회전하는 경우에도 동일한 효과를 기대할 수 있다.

즉, 사행이 발생한 가열 벨트(110)의 회전 및 이동 방향에 관계없이, 부시(300)가 가열 벨트(110)에 의하여 틸팅되고, 다시 원래의 상태로 돌아옴에 따라, 가열 벨트(110)의 일 단(110a)는 마모가 감소되고, 가열 벨트(110)의 정렬도 인쇄 매체(P)의 이송 방향(X축 방향)과 평행하도록 보정될 수 있다.

도 9는 지지 부재(320)의 하류 측 일 영역(322)이 측벽(310)을 향하여 하향 경사진 모습을 나타내는 상면도이다.

도 9를 참조하면, 가열 벨트(110)가 제1 방향(R1)으로 회전한 채로 우측 부시(300R) 쪽으로 이동하여, 상술한 과정에 따라 우측 부시(300R)가 제1 방향(R1)으로 회전하여 틸팅될 수 있다. 반면에, 좌측 부시(300L)는 가열 벨트(110)는 틸팅되지 않고 인쇄 매체(P)의 이송 방향(X축 방향)과 평행한 상태를 유지할 수 있다.

이러한 경우에, 좌측 지지 부재(320L)의 하류 측 일 영역(322L)이 측벽과 수직하게 형성된다면, 가열 벨트(110)의 타 단(110b)이 지지 부재(320L)의 하류 측 일 영역(322L)과 점 접촉하여, 가열 벨트(110)와 지지 부재(320L)의 마모를 심화시킬 수 있고, 가열 벨트(110)의 타 단(110b)에 스트레스가 집중되어 가열 벨트(110)의 파손을 유발할 수 있다.

이에, 본 개시의 일 실시예에 따른 지지 부재(320)는 인쇄 매체(P)의 이송 방향(X축 방향)의 하류 측 일 영역(322)이 측벽(310)을 향하여 하향 경사지게 형성될 수 있다. 예를 들어, 지지 부재(320)의 하류 측 일 영역(322)은 가열 벨트(110)의 기울어진 각도와 동일한 각도로 경사지게 형성될 수 있다.

즉, 가열 벨트(110)의 타 단(110b)과 인접한 가열 벨트(110)의 내면이 좌측 지지 부재(320L)의 하류 측 경사진 일 영역(322L)과 면 접촉할 수 있게 되므로, 가열 벨트(110)의 타 단(110b)측 내면에서 발생하는 마모를 감소시킬 수 있다. 또한, 지지 부재(320L)도 가열 벨트(110)에 의한 응력이 의 하류 측 일 영역(322L)으로 분산되므로 그 마모와 스트레스가 감소될 수 있다.

도 10은 지지 부재(320)가 회전 링(500)을 지지하는 모습을 나타내는 분해 사시도이다. 도 10을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 정착 장치(100)는 가열 벨트(110)의 내면을 지지하고, 가열 벨트(110)에 의해 회전하는 회전 링(500)을 포함할 수 있다.

회전 링(500)은 가열 벨트(110)의 양 단에 각각 배치되며, 지지 부재(320)에 의하여 회전 가능하도록 지지될 수 있다. 회전 링(500)이 가열 벨트(110)와 지지 부재(320) 사이에 배치됨에 따라, 가열 벨트(110)는 지지 부재(320)와 직접 마찰하면서 회전하지 않고, 회전 가능한 회전 링(500)과 함께 회전하게 되므로, 가열 벨트(110)의 양 단에서 발생하는 피로 균열을 최소화 할 수 있다.

회전 링(500)은 원기둥 형상을 가질 수 있으나, 회전 링(500)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니고, 부시(300)의 측벽(310)을 향하여 단면적이 작아지는 원뿔대 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 회전 링(500)의 일 단(500a)의 외경은 측벽(310)과 인접한 타 단(500b)의 직경보다 클 수 있다.

또한, 지지 부재(320)는 회전 링(500) 및 가열 벨트(110)의 수명이 연장될 수 있도록, 회전 링(500)이 접촉하는 부분에 돌출 형성된 돌기(323)를 포함할 수 있다. 돌기(323)는 구면으로 형성될 수 있고, 반원 또는 원호 형상의 단면을 갖는 기둥 형상으로 형성될 수 있으나, 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.

지지 부재(320)의 가이드면(321)상에 돌기(323)가 형성됨에 따라, 회전 링(500)의 내면과 지지 부재(320) 사이에 접촉 면적이 감소하여, 지지 부재(320)와 회전 링(500) 사이에 마찰력이 감소할 수 있다. 이에 따라, 회전 링(500)은 가열 벨트(110)의 회전 속도와 거의 동일한 속도로 자유롭게 회전할 수 있고, 가열 벨트(110)는 내면에서 회전 링(500)에 의하여 발생하는 마모가 감소될 수 있다.

또한, 원뿔대의 형상을 갖는 회전 링(500)이 지지 부재(320)에 의하여 지지 되면, 회전 링(500)은 도 9에 도시된 일 영역(322)이 측벽을 향하여 하향 경사지게 형성되는 지지 부재(320)와 동일한 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 특정 방향으로 틸팅된 가열 벨트(110)의 내면이 회전 링(500)과 면 접촉할 수 있게 되므로, 가열 벨트(110)의 내면에서 발생하는 마모를 감소시킬 수 있다. 또한, 회전 링(500)도 가열 벨트(110)에 의한 응력이 외측면으로 분산되므로 그 마모가 감소될 수 있다.

도 11은 도 5의 Ⅲ 방향에서 바라본 고정 플랜지(200)가 부시(300)를 지지하는 모습을 나타내는 단면도이다. 도 11을 참조하면, 부시(300)는 측벽(310)의 상면(313) 및 하면(314)에서 각각 돌출 형성된 제1 및 제2 보스(331, 332)를 포함하고, 고정 플랜지(200)는 상면(210) 및 하면(220)에 제1 및 제2 보스(331, 332)가 각각 끼워지는 제1 및 제2 홀(211, 221)을 포함할 수 있다.

제1 및 제2 보스(331, 332)는 동일한 수직축(Z축과 평행한 축) 상에 배치될 수 있다. 제1 홀(211)은 제1 보스(331)에 대응되는 형상을 갖고, 제2 홀(221)은 제1 홀(211)보다 부시(300)의 후면(312)에 수직한 방향(Y축과 평행한 방향)으로 더 긴 길이를 가질 수 있다.

이에 따라, 부시(300)는 상술한 제1 및 제2 방향(R1, R2)뿐만 아니라 제1 보스(331)를 기준으로 제3 방향(R3) 및 제4 방향(R4)으로 회전할 수 있다.

제2 홀(221)은 단면이 타원 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 가로길이가 더 긴 사각형 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 보스(332)는 제2 홀(221)에 끼워진 상태로 더욱 자유롭게 이동할 수 있다.

도 12는 도 11에 도시된 가열 벨트(110)가 사행이 발생한 상태를 나타내는 단면도이다. 도 13은 도 12에 도시된 부시(300)가 가열 벨트(110)에 의해 틸팅된 상태를 나타내는 단면도이다.

도 12 내지 도 13을 참조하면, 가열 벨트(110)가 제3 방향(R3)으로 비스듬하게 회전된 상태로 측벽(310)을 향하여 이동하면, 가열 벨트(110)의 내면이 지지 부재(320)를 가압하거나 일 단(110a)이 측벽(310)의 일 지점을 가압하게 되므로, 부시(300)는 제1 보스(331)를 기준으로 규제면(311)과 가열 벨트(110)의 일 단(110a)이 면 접촉할 때까지 제3 방향(R3)으로 회전할 수 있다.

이에 따라, 가열 벨트(110)의 내면 및 일 단(110a)은 부시(300)의 지지 부재(320) 및 측벽(310)과 각각 면 접촉하게 되어, 응력이 일 지점에 집중되지 않고 면으로 분산되므로. 가열 벨트(110)의 내면 및 일 단(110a)에서 발생하는 마모를 감소시킬 수 있다.

따라서, 본 개시의 일 실시예에 따른 부시(300)는 고정되어 있지 않고, 제1 내지 제4 방향(R1, R2, R3, R4)으로 회전할 수 있다. 즉, 부시(300)는 X축 및 Z축에 관하여 2자유도 회전 운동할 수 있다.

예를 들어, 특정 방향으로 기울어진 가열 벨트(110)가 부시(300)를 가압함에 따라, 부시(300)는 가열 벨트(110)의 일 단(110a)이 부시(300)의 측벽(310)과 면 접촉할 수 있도록 자유롭게 회전할 수 있다. 이에 따라, 부시(300) 및 가열 벨트(110)의 일 단(110a)에서 발생하는 마모가 감소하게 되므로, 양 부품의 수명이 연장되는 효과를 기대할 수 있다.

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

1: 화상 형성 장치 100: 정착 장치
110: 가열 벨트 120: 가압 롤러
130: 닙 형성 부재 140: 열원
200: 고정 플랜지 300: 부시
400: 스프링 500: 회전 링

Claims

정착 장치에 있어서,
회전 가능하게 마련되는 가압 롤러;
상기 가압 롤러와 정착 닙을 형성하도록 배치되는 가열 벨트;
상기 가열 벨트의 양 단에 각각 배치되어 상기 가열 벨트를 지지하는 부시;
상기 부시를 회전 가능하게 지지하는 고정 플랜지; 및
상기 부시 및 상기 고정 플랜지 사이를 탄성적으로 연결하는 복수개의 스프링;을 포함하는 정착 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수개의 스프링의 일 단은 상기 부시의 일 면과 연결되고, 상기 복수 개의 스프링의 타 단은 상기 고정 플랜지에 연결되어, 상기 부시의 일 면과 수직한 방향으로 수축 및 이완 가능한 정착 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수개의 스프링은 동일한 자유 길이를 갖는 정착 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수개의 스프링은 상기 부시의 하측에서부터 동일한 높이로 나란하게 배치되는, 정착 장치.
제1항에 있어서,
상기 부시는,
상기 가열 벨트 양 단의 외측에 배치되는 측벽 및 상기 측벽을 기준으로 상기 가열 벨트 방향으로 돌출 형성되어 상기 가열 벨트의 내면을 지지하는 지지 부재를 포함하고,
상기 지지 부재는 인쇄 매체의 이동 방향의 하류 측 일 영역이 상기 측벽을 향하여 하향 경사지게 형성되는 정착 장치.
제1항에 있어서,
상기 가열 벨트의 내면을 지지하고, 상기 가열 벨트에 의해 회전하는 회전 링;을 더 포함하고,
상기 부시는,
상기 가열 벨트 양 단의 외측에 배치되는 측벽 및 상기 측벽을 기준으로 상기 가열 벨트 방향으로 돌출 형성되어 상기 회전 링을 회전 가능하도록 지지하는 지지 부재를 포함하는 정착 장치.
제6항에 있어서,
상기 지지 부재는 상기 회전 링이 접촉하는 부분에 돌출 형성된 돌기를 포함하는 정착 장치.
제1항에 있어서,
상기 부시는 상면 및 하면에서 각각 돌출 형성된 제1 및 제2 보스를 포함하고,
상기 고정 플랜지는 상기 제1 및 제2 보스가 각각 끼워지는 제1 및 제2 홀을 포함하는 정착 장치.
제8항에 있어서,
상기 제1 홀은 상기 제1 보스에 대응되는 형상을 갖고,
상기 제2 홀은 상기 제1 홀보다 상기 부시의 일 면에 수직한 방향으로 더 긴 길이를 갖는 정착 장치.
제8항에 있어서,
상기 제1 및 제2 보스는 동일한 수직축 상에 배치되는 정착 장치.
제8항에 있어서,
상기 제2 홀은 단면이 사각형 형상을 갖는 정착 장치.
제1항에 있어서,
상기 가열 벨트는 폴리이미드 수지 또는 스테인레스 스틸 중 적어도 하나를 포함하는 정착 장치.
화상 형성 장치에 있어서,
잠상이 형성되는 감광 드럼;
상기 감광 드럼에 토너를 공급하여 상기 잠상에 대응되는 토너 화상을 형성하는 현상기; 및
상기 토너 화상이 전사된 인쇄 매체를 가압하기 위한 정착 장치;를 포함하고,
상기 정착 장치는,
회전 가능하게 마련되는 가압 롤러;
상기 가압 롤러와 정착 닙을 형성하도록 배치되는 가열 벨트;
상기 가열 벨트의 양 단에 각각 배치되어 상기 가열 벨트를 지지하는 부시;
상기 부시를 회전 가능하게 지지하는 고정 플랜지; 및
상기 부시 및 상기 고정 플랜지 사이를 탄성적으로 연결하는 복수 개의 스프링; 을 포함하는 화상 형성 장치.
제13항에 있어서,
상기 부시는,
상기 가열 벨트 양 단의 외측에 배치되는 측벽 및 상기 측벽을 기준으로 상기 가열 벨트 방향으로 돌출 형성되어 상기 가열 벨트의 내면을 지지하는 지지 부재를 포함하고,
상기 지지 부재는 인쇄 매체의 이동 방향의 하류 측 일 영역이 상기 측벽을 향하여 하향 경사지게 형성되는 화상 형성 장치.
제13항에 있어서,
상기 부시는 상면 및 하면에서 각각 돌출 형성된 제1 및 제2 보스를 포함하고,
상기 고정 플랜지는 상기 제1 및 제2 보스가 각각 끼워지는 제1 및 제2 홀을 포함하는 화상 형성 장치.