KR930008609B1 - 화상 정착장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

화상 정착장치

제 1 도는 본 발명의 실시예에 따른 화상정착장치의 평단면도.

제 2 도는 제 1 도의 화상정착장치의 측단면도.

제 3 도는 분리가이드의 사시도.

제 4 도 및 제 5 도는 제 1 도의 화상정착장치에서 화상지지부재의 이동을 도시한 단면도.

제 6 도는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 화상정착장치의 부분사시도.

제 7 도는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 화상정착장치의 평단면도.

제 8 도는 제 7 도의 실시예의 장치의 중앙단면도.

제 9 도는 제 7 도 실시예의 측단면도.

제 10 도 내지 제 14 도는 또다른 실시예에 따른 화상정착장치의 도면.

제 15a 도 및 제 15b 도는 또다른 실시예에 따른 화상정착장치의 사시도 및 단면도.

제 16 도는 실시예에서 기록재료상의 화상의 평면도.

제 17 도 및 제 18 도는 또다른 실시예에 따른 화상정착장치의 사시도.

제 19 도는 종래의 화상정착장치의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 가열(정착) 로울러 2 : 분리가이드

3 : 나사부 4 : 스페이서

5 : 돌출부 6,14 : 스프링

7 : 정지부 12 : 분리포올

13 : 회전축 15,16 : 입구안내부

17 : 출구안내부 20 : 가압로울러

[발명의 분야]

본 발명은 복사기 또는 전자사진 프린터와 함께 사용될 수 있는 토너화상정착용 화상정착장치에 관한 것이다.

[종래기술의 설명]

종래에 로울러들이 닙(nip)을 형성하도록 서로에 대하여 가압접촉되며, 이를 통하여 미정착 토너화상을 지지하는 화상지지부재가 통과되며, 이에 의해 토너화상이 정착되는 화상형성장치용 로울러 정착장치가 공지되어 있다.

제 19 도는 이러한 화상정착장치의 예를 도시하고 있다.

이러한 장치는 히터(H)를 포함한 정착로울러(10) 및 정착로울러(10)에 가압접촉된 가압로울러로 구성되어 있다.

종이와 같은 토너화상지지부재는 토너화상 지지측이 정착로울러에 접촉한 상태로 닙을 통하여 통과되며 미정착화상은 열 및 압력에 의해 정착된다.

분리포올(12 ; pawl)은, 화상지지부재가 정착로울러(1) 주위로 감기는 것을 방지하는 기능을 하며, 이들은 회전축(13)상에 회전가능하게 지지되며, 스프링(14)에 의해 정착로울러(10)에 가압접촉된다.

입구안내부는 번호(15,16)에 의해 표시되며, 출구안내부는 번호(17)에 의해 표시된다. 그러나, 이러한 장치는 하기의 문제점을 포함하고 있다. 첫째, 로울러는 분리포올(12)의 가장자리가 정착로울러에 가압접촉되기 때문에 쉽게 손상을 받는다. 또한, 정착로울러에 대한 토너오프셋은 분리포올(12)에 의해 긁혀지며, 토너는 분리포올(12)의 가장자리상에 점차로 축적된다. 축적된 토너는 거기에서 고화되며, 그것은 화상지지부재를 오염시키거나 또는 화상지지부재가 로울러로부터 적절히 분리되지 않도록 한다. 만약 정착로울러가 손상받는다면, 하나의 줄무늬 또는 다수의 줄무늬가 화상에 나타나며, 이는 바람직하지 못한 것이다. 더욱이, 분리포올의 가장자리가 로울러에 접촉되기 때문에, 만약 화상지지부재가 로울러등을 감싸서 잼(종이끼임)이 발생한다면 잼 제거작동은 어려우며 분리포올을 손상시킬 가능성도 있다. 이러한 점을 고려하여, 화상지지부재는 정착로울러의 감소된 외경을 사용함으로써 분리포올을 사용하지 않고 로울러로부터 분리시키며, 따라서 토너의 접착력 이상으로 지지부재의 탄성반발력을 증가시키기 위해 로울러 표면의 곡률을 증가시키는 것이 고려된다. 그러나, 만약 지지부재의 탄성력만이 로울러로부터 지지부재를 분리시키기 위하여 사용된다면, 지지부재가 60g/m²의 기초중량의 쉬트의 경우에서와 같은 작은 탄성력을 가진 얇은 쉬트일때, 또는 토너접착력이 쉬트상의 넓은 토너영역(예를들면, 솔리드 블랙화상)의 경우에서와 같이 클때, 또는 토너에 대한 정착로울러의 분리성이 장기간 사용으로 인하여 열화될때, 분리되는 힘은 작아지고 그 결과 화상지지부재가 때때로 로울러상에 감기게 된다.

전술한 정착장치는 화상지지부재를 안내하기 위하여 입구안내부 및 출구안내부를 구비한다. 이러한 안내부와 로울러 사이의 위치관계는 화상지지부재의 주름 및 휘말림의 발생을 예방한다는 견지에서 매우 중요하며, 따라서, 안내부는 매우 정확하게 위치되어야만 한다.

[발명의 요약]

본 발명의 주목적은 로울러가 손상되는 것이 방지되고, 정착화상이 양호한 상태로 유지되며, 아울러, 화상지지부재가 로울러상에서 감기는 것을 방지할 수 있는 화상정착장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 화상지지부재를 확실히 안내할 수 있는 안내부재를 포함하는 화상정착장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련하여 취해진 본 발명의 바람직한 실시예의 하기 설명에서 더욱 분명하게 될 것이다.

[바람직한 실시예의 설명]

제 1 도는 본 발명의 실시예에 따른 화상정착장치의 평단면도이며, 제 2 도는 측단면도이다. 이 장치는 양호한 분리성의 불소수지표면을 갖춘 가열로울러(1 ; 정착로울러), 토너화상을 지지하는 종이와 같은 화상지지재료(P)를 보호하기 위한 분리가이드(2), 분리가이드(2)를 탄성적으로 지지하는 나사(3), 그리고 가열로울러(1)와 분리가이드(2)의 인접단부에 배치되어 작은 간극(g)을 안정되게 제공하기 위한 스페이서(4)로 구성되어 있다. 이 실시예에서, 이들은 분리가이드(2)상에 고정되고 양호한 미끄럼특성을 발휘하는 열저항 재료로 만들어진다. 이 장치는 분리가이드(2)의 회동운동용 회동축을 제공하기 위한 돌출부(5), 분리가이드(2)를 탄성적으로 지지하는 스프링(6), 가열로울러(1)에 열을 공급하는 할로겐히터(가열부재), 가열로울러(1)를 지지하는 베어링(8), 그리고 도시안된 구동장치에 의해 구동되는 가열로울러(1) 구동용 기어(9)를 더 포함한다. 스토퍼(7)는 가열로울러(1)의 길이방향 이동을 제한하는 기능을 한다. 가압로울러(20)는 가열로울러(1)에 가압접촉되며 실리콘고무로 만들어진 탄성층을 구비한다. 가압로울러(20)는 가열로울러(1)와 함께 회전한다.

가열로울러(1) 및 가압로울러(20)는 화상지지재료상에 토너화상을 정착시키기 위한 정착회전부재로서 기능을 한다. 이러한 로울러중에서, 가열로울러(1)는 화상지지재료의 토너화상지지측에 접촉될 수 있다.

이 장치는 또한 로울러에 의해 토너화상지지부재를 안내수용하기 위한 입구안내부, 지지부재의 방출을 안내하기 위한 출구안내부(17), 그리고 정착장치의 프레임(18,19)을 더 포함하고 있다.

제 3 도는 분리가이드(2)의 사시도이다. 알 수 있는 바와같이, 분리가이드(2)의 돌출부(5)는 정착장치의 프레임(16)에 맞닿으며 접촉 스페이스(4)에 의해 지지되며, 이에 따라 스프링(6)을 통하여 나사에 의해 3점에서 지지된다.

접촉 스페이서(4)는 가열로울러(1)의 길이방향의 단부근처 및 미정착 화상이 지지재료상에 형성되는 최대 화상형성영역의 외부에 그리고 이 장치에 사용가능한 최대의 화상지지부재의 측방향 가장자리의 근처에 대용하는 위치에서 배치된다.

이 실시예에서, 스페이서(4)는 최대크기의 지지재료의 측방향 가장자리에 있으며, 이에 의해 스페이서(4)에서 분리기능은 개선된다.

스페이서(4)에 의해 제공된 미세한 간극(g)이 작을 때, 오프셋 토너는 축적되기 쉽고, 그리고 만약, 이와 반대로 간극(g)이 크다면 분리력을 감소한다.

따라서, 미세한 간극(g)은 바람직하게는 0.1 내지 0.6mm이다. 분리가이드는 바람직하게는 미세한 간극(g)이 가열로울러(1)의 길이방향, 즉 로울러(1)의 모선방향과 평행하게 뻗도록 형성된다.

제 4 도 및 제 5 도에서, 화상지지부재의 이동이 이 실시예의 화상정착장치로서 설명된다. 제 4 도에서 도시된 바와같이, 지지재료(P)상의 미정착 토너화상은 로울러 사이에 형성된 닙을 통과하며, 이에 의해 미정착 토너화상은 가열되고 가압되어서, 토너화상이 정착된다. 이러한 과정동안에, 지지부재(P)는 가열로울러(1)에 밀접하게 접촉되지만, 지지부재의 선두가장자리는 가열로울러(1)로부터 약간 이격되며, 분리가이드(2)의 가장자리에 의해 가열로울러(1)로부터 분리되고, 이어서, 도시되지 않은 방출부로 방출된다.(제 5 도).

따라서, 본 실시예는 30mm 이하의 직경을 가진 로울러와 같은 소직경의 가열로울러의 경우에서 특히 효과적이다.

이 실시예에서, 접촉 스페이서(4)는 가열로울러에 미끄럼 접촉상태로 된다. 가열로울러는 장기간 사용에서의 접촉에 의해 손상받을 수 있다. 그러나, 이들이 최대화상영역의 외부에 배치되기 때문에, 손상이 발생한다고 할지라도, 정착화상은 영향을 받지 않는다.

그러나, 로울러가 어느정도 크게 마모될때, 작은 간극(g)은 변화한다.

이것을 피하기 위하여, 양호한 분리특성을 갖춘 표면층, 특히 불소수지층이 스페이서(4)가 접촉된 가열로울러(1)의 부분에서 형성되는 것은 바람직하다.

더욱이, 가열로울러(1)와 접촉하는 스페이서(4)의 표면은 불소수지로 코팅되는 것이 바람직하다.

제 6 도는 본 발명의 또다른 실시예를 도시하고 있다. 이 실시예에서, 분리가이드 단부의 스페이서는 가열로울러(1)를 회전식으로 추종하는 로울러(40)의 형태이다. 이 실시예는 마모의 문제점이 해결된다.

분리가이드가 열로 인하여 용이하게 변형되는 수지로 만들어질 때, 스페이서에 의해 미세한 간극의 유지를 보장하는 것은 특히 바람직하다. 또한 구조체가 입구안내부와 같은 안내부재에 결합되는 것이 바람직하다.

제 7 도 내지 제 9 도는 또다른 실시예를 도시하며, 여기에서, 분리가이드(2)는 인장스프링(6)에 의해 가열로울러(1)쪽으로 가압되며, 분리가이드(2)는 회동축(25) 주위로 회동가능하게 지지된다. 복수의 리브(21)가 적어도 가열로울러(1)에 밀착된 부분이 제공되며, 화상지지부재는 리브(21)에 의해 분리된다. 이러한 리브를 사용함으로써, 분리가이드와 토너화상이 접촉하는 부분이 감소될 수 있다.

제 10 도는 또다른 실시예에 따른 장치를 도시하며, 여기에서, 스페이서(41)는 가열로울러측에 제공된다.

제 11 도는 또다른 실시예에 따른 장치를 도시하며, 여기에서, 스페이서(42)는 분리가이드(2) 및 가열로울러(1)로부터 독립적이다.

제 12 도는 또다른 실시예를 도시하며, 여기에 분리가이드(2)가 베어링(8)에 접촉되며 작은 간극이 생긴다.

제 13 도는 또다른 실시예에 따른 장치를 도시하며, 여기에서 가열로울러(1)의 표면층의 일부분은 보다 두꺼운부분(la)으로 형성되며, 두꺼운부분(la)은 분리가이드(2)와 접촉상태로 되어 작은 간극이 생긴다.

제 14 도는 또다른 실시예에 따른 장치를 도시하며, 여기에서 분리가이드는 수지재료의 사출성형법이 통하여 형성되며, 그리고 스페이서부분은 사출성형시에 형성된다. 제 7 도 내지 제 14 도의 실시예의 스페이서는 제 1 도의 실시예의 스페이서와 유사하게 화상지지재료상의 최대화상형성영역 외부에 배치된다. 제 7 도 내지 제 14 도의 실시예의 스페이서는 제 1 도의 실시예와 유사하게 표면분리층이 제공될 수 있다.

분 발명의 실시예에서 사용된 스페이서는 분리가이드뿐만 아니라 화상지지재료를 안내하는 또다른 안내부 재용으로 사용될 수 있다.

제 15a 도 및 제 15b 도는 또다른 실시예에 따른 화상정착장치를 도시하고 있다. 열정착로울러는 2mm의 두께 및 18mm의 외경을 갖춘 알루미늄 중공코어 금속부 및 상기 코어금속부에 수십미크론 두께로 피복된 PFA 등의 수지층으로 구성되어 있다. 정착로울러(7) 내부에서, 정착로울러를 가열하고 서미스터와 같은 도시안된 온도센서를 이용하여 항온을 유지시키는 할로겐 히터가 있다.

가압로울러(20)는 9mm 직경의 스페인레스강 코오금속부, 및 3.5mm의 두께의 실리콘고무층으로 구성되며, 실리콘고무층은 양호한 열저항 및 분리특성을 가지고 있다.

분리가이드(2)는 기록재료(P ; 화상지지재료)를 안내하는 기능을 한다. 분리가이드(2)는 정착로울러(1)와 접촉되지 않는다. 분리가이드(2)는 기록재료가 정착로울러상에 말리는 것을 방지한다. 가장자리(2a)와 정착로울러(1) 사이에 작은 간극(g)이 형성된다. 이 작은 간극(g)은 정착로울러(1)의 길이방향으로 뻗어있다.

안내부재의 가장자리(2a)는 정착로울러의 중심(0)과 가열로울러의 중심(0')을 연결하는 선에서부터 정착로울러의 중심(0)을 따라 정착로울러의 회전방향의 하류방향으로 55°(θ) 떨어진 곳에 위치된다.

표 1는 작은 간극(g)의 차이로 인한 분리효과에서 차이를 보여준다. 간극(g), 선두 가장자리 및 고장(Jam) 발생회수 사이의 관계가 제 16 도에서 도시된 솔리드블랙 화상 100매가 인쇄될 경우로서 표시되어 있다. 각도(θ)는 고정적으로 55°이다.

[표 1]

대략, 선두가장자리는 적어도 2mm 이상이므로, 따라서 고장(기록재료의 말림)은 간극(g) 0보다는 크고 0.6mm보다는 작을 때는 거의 일어나지 않는다는 것을 알 수 있다.

표 2 는 각도(θ)에서의 차이로 인한 분리효과에서 차이를 보여주고 있다. 각도(θ), 선두가장자리 및 고장(Jam) 발생회수 사이의 관계는 제 16 도에서 도시된 바와같이 솔리드블랙화상을 100매 인쇄하는 경우로서 표시된다. 여기에서, 간극(g)은 고정되게 0.6mm이다.

[표 2]

대략, 선두가장자리는 적어도 2mm 이상이므로 따라서 각도(θ)는 바람직하게는 적어도 40° 이상이다. 만약 각도(θ)가 90°보다도 더 크다면, 기록재료와 정착로울러 사이의 분리점은 안내부재를 지나 로울러의 회전방향에 대하여 상류로 이동되어 쉬트가 원활하게 송출되지 않아서 쉬트가 끼워져 버리게 된다. 따라서, 각도(θ)는 40° 이상 90° 이하인 것이 바람직하다.

기록재료상의 토너의 점착은 정착로울러상에 기록재료를 말리게하는 경향이 있다. 본 발명은 토너의 점착에 대한 기록재료의 반발 경향을 이용하며, 기록재료의 선두가장자리가 정착로울러로부터 약간 분리되는 순간을 이용하여 분리가이드(2)의 도움으로 기록재료를 정착로울러로부터 분리시킨다. 따라서, 분리가이드가 기록재료의 반발력이 발생되는 부분에서 배치될때 분리작동은 안정화될 것이다.

제 17 도는 정착로울러에 접촉되지 않는 분리포올(22)의 형태의 안내부재의 예를 도시하고 있다. 이 실시예에서, 분리포올(22)의 자유단과 정착로울러(1) 사이의 간극은 0.6mm이며 각도(θ)는 55°이다. 이러한 비접촉 분리포올을 사용하면, 기록재료는 전술한 실시예에서와 같이 정착로울러로부터 분리될 수 있다. 즉, 기록재료의 선두가장자리가 반발력에 의해 정착로울러로부터 약간 분리될때 기록재료와 정착로울러 사이로 분리포올(22)이 쐐기처럼 끼워질 수 있다.

이러한 실시예의 효과는 표(1,2)와 관련하여 설명된 상기 실시예에서와 같다. 제 18 도는 정착로울러에 접촉되지 않는 블레이드(23) 형태의 안내부재를 도시한다. 블레이드(23)의 자유단과 정착로울러 사이의 간극(g)은 고정되게 0.6mm이며, 각도(θ)는 55°이다. 블레이드의 자유단은 분리효과를 촉진시키기 위하여 예각으로 절단된다. 이 실시예에서, 표(1,2)로써 설명된 바와같이 같은 분리효과가 얻어진다.

이상에서 설명된 바와같이, 안정된 분리기능이 안내부재의 형상 및 재료와는 독립적으로 안내부재와 정착로울러 사이의 작은 간극(g) 및 각도(θ)를 유지시킴으로써 성취될 수 있다.

상기에서 설명된 바와같이, 간극(g)은 정확하게 조정되어야 하며, 이를 위하여, 안내부재와 정착로울러에 접촉된 이격부재가 간극을 확실히 보장하도록 사용된다.

상기에서 설명된 바와같이, 본 발명에 따르면, 토너화상지지재료는 정착로울러 또는 벨트와 같은 정착회전부재에 대하여 작은 간극으로 근접되게 배치된 분리가이드와 같은 안내수단에 의해 정착로울러로부터 분리된다.

따라서, 회전부재에 가압접촉된 분리포올의 필요성은 없으며, 따라서 분리포올을 구비함으로 인한 정착로울러의 기계적 손상 및 화상의 결과적인 질적저하와 같은 종래장치로의 문제점이 해소된다. 또한, 스페이서는 작은 간극을 보장하기 위하여 최대화상영역의 외부의 회전부재에 맞닿게 된다. 따라서, 정확한 간극이 고정밀도로 제공될 수 있으며, 또한 회전부재가 스페이서의 접촉에 의해 손상되더라도, 토너화상은 영향을 받지 않는다. 비접촉 안내부재는 이것이 소직경의 정착회전부재로와 함께 사용될때 회전부재로부터 토너화상지지부재를 분리하는 경우에 특히 효과적이다.

본 발명은 로울러의 어느 한쪽 또는 양쪽이 크라운(crown)되거나 또는 역 크라운 되지 않는 경우에 적용될 수 있으며, 이 경우에 최소 및 최대 간극이 0.1 미크론과 0.6 미크론 사이에 유지된다.

본 발명이 지금까지 개시된 실시예를 참조로 하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 상세부에 한정되지 않고 특허청구범위의 범위 내에서 다양한 수정과 변화를 포함할 것이다.

Claims (7)

1. 정착회전부재, 상기 정착회전부재와의 사이에 닙을 형성하는 백업부재, 상기 정착회전부재로부터 화상지지부재를 분리하며 상기 정착회전부재의 표면과 소정의 간극을 가지고 상기 정착회전부재의 모선방향을 따라서 배치되는 분리안내부재로 구성되고, 미정착화상을 지지하는 상기 화상지지부재가 닙을 통하여 지나고 이어서 상기 분리안내부재에서 분리되는 화상정착장치에 있어서, 상기 정착회전부재의 표면과 접촉하여 간극을 형성하는 접촉부를 구비하고, 상기 접촉부는 최대쉬트통과 영역의 단부와 중복되는 것을 특징으로 하는 화상정착장치.
2. 정착회전부재, 상기 정착회전부재를 회전가능하게 지지하는 베어링, 상기 정착회전부재와의 사이에 닙을 형성하는 백업부재, 상기 정착회전부재로부터 화상지지부재를 분리하며 상기 정착회전부재의 표면과 소정의 간극을 가지고 상기 정착회전부재의 모선방향을 따라서 배치되는 분리안내부재로 구성되고, 미정착화상을 지지하는 상기 화상지지부재가 닙을 통하여 지나고 이어서 상기 분리안내부재에서 분리되는 화상정착장치에 있어서, 상기 정착회전부재의 표면과 접촉하여 간극을 형성하는 접촉부를 구비하고, 상기 접촉부는 상기 베어링과 접촉하는 것을 특징으로 하는 화상정착장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 접촉부는 상기 분리안내부재의 각각의 단부에 구비되는 것을 특징으로 하는 화상정착장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 접촉부와 접촉하는 상기 정착회전부재부분의 표면에 분리층이 구비되는 것을 특징으로 하는 화상정착장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 분리층을 불소수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화상정착장치.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 정착회전부재는 히터에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 화상정착장치.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 간극은 0.1mm 내지 0.6mm인 것을 특징으로 하는 화상정착장치.

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