KR100392576B1

KR100392576B1 - 접촉 가압력을 변경시킬 수 있는 정착 장치

Info

Publication number: KR100392576B1
Application number: KR10-2001-0066945A
Authority: KR
Inventors: 안도마사오; 아제따다까히로
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2003-07-25
Also published as: CN1351284A; CN1186696C; EP1202133A3; EP1202133A2; US6631252B2; JP2002139948A; KR20020034899A; US20020051650A1; JP4724290B2

Abstract

본 발명의 목적은, 비정착 화상을 지지하는 기록재와 접촉하는 정착 회전자와, 정착 회전자와 압력 접촉하는 가압 회전자와, 가압 회전자를 지지하고 복수개의 지레 받침부 둘레에서 선회 가능한 지지 부재와, 가압 회전자가 정착 회전자에 의해 편의되도록 지지 부재를 편의시키기 위한 탄성 부재와, 탄성 부재의 편의력에 대해 지지 부재를 선회시킴으로써 접촉 가압력을 변경시키기 위한 접촉 가압력 변경 장치를 포함하며, 접촉 가압력 변경 장치는 가압 회전자가 정착 회전자와 압력 접촉하는 동안 접촉 가압력을 변경시킬 수 있는 정착 장치를 제공하는 것이다.

Description

접촉 가압력을 변경시킬 수 있는 정착 장치{FIXING APPARATUS CAPABLE OF CHANGING PRESSURE CONTACT FORCE}

본 발명은 전자 사진식 정전 기록 시스템을 사용하는 복사기 및 프린터와 같은 화상 형성 장치에 적절하게 사용되는 것으로, 압력을 가해서 기록재 상에 화상을 정착시키기 위한 정착 장치에 관한 것이다.

복사기, 프린터 또는 팩시밀리와 같은 전자 사진식 시스템을 사용하는 화상 형성 장치는, 대전 장치를 사용해서 전자 사진식 감광체의 표면을 대전시키고 노광 장치를 사용해서 피대전 전자 사진식 감광체의 표면을 노광함으로써 정전 잠상을 형성한다. 정전 잠상은 현상 장치에 의해 현상되어서 토너 화상을 형성하고 토너 화상은 전사 장치에 의해 종이와 같은 기록재로 전사되어 정착 장치에 의해 기록재 상에 영구 정착 화상으로 정착되며, 정착된 화상은 출력된다.

도8은 본 발명의 실시예에 따른 화상 형성 장치의 개략적 다이어그램이다. 상술한 정착 장치는 다음과 같이 작동한다. 화상 캐리어로서 감광 드럼(2)과 전사 롤러(5) 사이의 전사 닙에 의해 토너 화상이 전사된 종이와 같은 기록재(P)는 이송되어서 이송 가이드(9)를 거쳐 정착 장치(7)의 가열 롤러(12)와 가압 롤러(13) 사이에 형성된 정착 닙에 의해 유지되며, 비정착 토너 화상은 가열 롤러(12)에 합체된 히터(할로겐 히터, 14)로부터의 열과 상술한 정착 닙으로부터의 압력에 의해 영구 정착 화상으로 기록재(P) 상에 열적으로 정착된다. 화상 형성 장치의 다른 구성 요소에 대해서는 후술하는 발명의 실시예를 참조하여 설명하기로 한다.

봉투가 상술한 바와 같은 화상 형성 장치에서 기록재로서 이송될 때, 봉투가 정착 장치에 의해 가열되는 동안 물려져서 이송되면, 봉투에 주름이 생기는 문제가발생한다. 봉투는 한 장의 종이 시트를 접어서 겹쳐진 부분을 풀로 접합함으로써 형성된다. 시트의 정면과 배면 사이의 수축 방향이 차이가 있게 되면, 가열에 의한 수축의 경우 왜곡을 피할 수 없게 되어서, 종이 시트에는 주름이 생기는 경향이 있다. 주름을 방지하기 위해서는 일반적으로 가압 롤러의 접촉 압력을 저감하기 위한 가압 수단을 사용하는 방법이 사용되고 있다.

예컨대, 도6은 정착 장치(7)를 위한 가압 기구의 예를 도시하고 있다. 가압 기구는 히터(14)(할로겐 히터)를 포함하는 가열 롤러(12)와, 가열 롤러(12)와 접촉하는 가압 롤러(13)와, 이들 구성 요소를 지지하는 프레임(52)을 포함한다. 가열 롤러(12)의 양 단부는 베어링(도시 안됨)을 사이에 두고 프레임(52)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 가열 롤러(12)의 한 단부에는 구동원으로부터 전달된 구동력에 의해 구동될 기어(도시 안됨)가 마련된다. 가압 롤러(13)의 양 단부는 베어링(도시 안됨)을 사이에 두고 지지 부재(15)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 인용 부호 16은 접촉 압력 절환 수단이고 프레임(52)의 양 측면 상에 마련된 샤프트(52a)에 의해 가동식으로 지지되는 회전 레버를 가리킨다. 회전 레버(16)는 작동부(16a)와, 지지 부재(15)와 접촉하는 접촉부(16b)와, 회전 레버의 이동을 중지시키기 위한 중지부(16c)를 포함한다. 인용 부호 60은 지지 부재(15)를 편의시키기 위한 코일 스프링으로 제조되고 프레임(52)과 지지 부재(15) 사이에 마련된 탄성 부재를 가리킨다. 지레 받침부로서 기능하는 축 구멍(15a)은 지지 부재(15)가 프레임(52)의 양 측면 상에 마련된 샤프트(52b)에 의해 이동 가능하게 지지되도록 지지 부재(15)에 형성된다. 지지 부재(15)의 자유 단부측 상에는 상술한 회전레버(16)와의 접촉부와 상술한 탄성 부재(60)의 지지부로서 작용하는 굽힘부(15b)가 형성된다.

봉투가 이송될 때, 회전 레버(16)는 우선 도7에 도시된 바와 같이 시계 방향으로 회전된다. 회전 레버(16)의 접촉부(16b)는 지지 부재(15)의 접촉부(15b)와 접촉하고, 회전 레버(16)는 지지 부재(15)에 의해 도7의 화살표에 의해 지시된 방향(샤프트(52a)의 중심 방향)으로 편의되기 때문에, 탄성 부재(60)의 편의력에 의해 생성된 모멘트는 회전 레버(16) 상에 작용하지 않으며, 회전 레버(16)는 도7에 도시된 위치에서 중지되며 지지 부재(15)는 탄성 부재(60)의 편의력을 받으며 아래로 눌리게 된다.

회전 레버(16)는 멈춤쇠부(16c)를 갖고 있기 때문에, 요구되는 것보다 더 이동하는 것이 방지된다. 지지 부재(15)는 지레 받침부(15a)를 중심으로 해서 회전 레버(16)를 작동시킴으로써 아래로 눌리게 된다. 지지 부재(15)에 의해 지지된 가압 롤러(13)는 가열 롤러(12)로부터 소정 거리에 있는 위치에서 유지된다.

가압 롤러(13)는 닙 폭을 얻도록 가열 롤러(12)와 접촉하는 상태에 있는 코어 금속(13a)의 표면 상에 형성된 고무층을 포함한다. 고무는 큰 열 팽창 계수와 낮은 열 전도성을 갖기 때문에, 가압 롤러(13)의 온도는 화상 형성 장치(1)의 작동 시간에 따라 점차 상승하고 가압 롤러(13)의 외경은 점차 증가한다(도7의 파단선).

탄성 부재(60)의 편의력은 아주 크기 때문에, 가압 롤러(13)의 외경이 아주 크게 되더라도, 고무층(13b)은 변형되고 가압 롤러(13)는 쉽게 하향 이동할 수 없다. 이런 구조로 인해서, 가압 롤러(13)의 가열 롤러(12)에 대한 접촉 압력 또는닙 폭은 증가하게 되고, 이로 인해 봉투에 주름이 생기는 문제를 발생시킨다.

주름 방지를 위해 열 팽창에 의한 가압 롤러(13)의 외경의 변경을 고려하여 회전 레버(16)를 아래로 누르는 양(가압 롤러(13)와 가열 롤러(12) 사이의 거리)이 설정될 때, 비정착 토너 화상은 가압 롤러(13)의 온도가 충분한 정도로 증가되고 가압 롤러의 외경은 고정되고 소정의 압력이 얻어질 때까지 완전히 용융되지 않는다. 특히, 가압 롤러(13)의 열팽창이 클 때에는, 가열 롤러(12)와 가압 롤러(13)는 서로 접촉하지 않는 상태로 설정되어 어떠한 열도 가열 롤러(12)로부터 가압 롤러(13)로 전달되지 않기 때문에, 가압 롤러(13)에도 또한 히터(14)를 제공해야만 한다.

즉, 봉투에 주름이 형성되는 것과 비정착 토너 화상을 용융 정착시키는 것은 서로 모순되는 것이며, 봉투의 주름 형성을 방지하고 비정착 토너 화상을 용융 정착하기 위해 화상 형성 장치(1)의 정착 장치(7)가 완전히 데워질 때까지 긴 대기 시간이 요구된다.

본 발명의 목적은 기록재에 주름을 형성하지 않고도 기록재 상에 토너 화상을 정착할 수 있는 정착 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 봉투 상에 토너 화상을 정착할 수 있는 정착 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 정착 압력을 변경시킬 수 있는 정착 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은,

비정착 화상을 지지하는 기록재와 접촉하는 정착 회전자와,

정착 회전자와 압력 접촉하는 가압 회전자와,

가압 회전자를 지지하고 지지 부재의 중심으로서 복수개의 지레 받침부 둘레에서 선회 가능한 지지 부재와,

가압 회전자가 정착 회전자에 의해 편의되도록 지지 부재를 편의시키는 탄성 부재와,

탄성 부재의 편의력에 대해 지지 부재를 선회시킴으로써 가압력을 변경시키기 위한 접촉 가압력 변경 수단을 포함하며,

접촉 가압력 변경 수단은 가압 회전자가 정착 회전자와 압력 접촉하는 동안 접촉 가압력을 변경시킬 수 있는 정착 장치를 제공하는 것이다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정착 장치의 개략적 종단면도.

도2는 도1의 정착 장치의 우측면도.

도3은 도1의 상태에서 힘이 어떻게 인가되는가를 도시한 다이어그램.

도4는 본 발명의 제1 실시예의 작동을 설명하기 위한 다이어그램.

도5는 도4의 상태에서 힘이 어떻게 인가되는가를 도시한 다이어그램.

도6은 정착 장치의 예를 도시한 개략적 종단면도.

도7은 도6의 정착 장치의 작동을 설명하기 위한 다이어그램.

도8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정착 장치를 포함하는 화상 형성 장치를 도시한 개략적 다이어그램.

도9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정착 장치의 부분도.

도10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 정착 장치의 부분도.

도11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 정착 장치의 개략적 종단면도.

도12는 도11의 정착 장치의 작동을 설명하기 위한 다이어그램.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 화상 형성 장치

2 : 감광 드럼

3 : 대전 롤러

4 : 현상 장치

5 : 전사 롤러

6 : 노광 장치

7 : 정착 장치

8 : 프로세스 카트리지

9 : 이송 가이드

12 : 가열 롤러

13 : 가압 롤러

14 : 히터

40 : 화상 형성 장치 본체

52 : 프레임

53 : 기어

54, 57, 59 : 링

55 : 지지 부재

58 : 회전 레버

60 : 탄성 부재

이하에서는 첨부 도면을 참조해서 본 발명의 양호한 실시예에 대해 설명하기로 한다.

도8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정착 장치를 포함하는 화상 형성 장치(본 실시예에서 전자 사진식 시스템의 레이저 비임 프린터)의 개략적 구조에 대한 다이어그램이다.

화상 형성 장치(1)는 표면에 화상 캐리어로서 감광체를 갖는 감광 드럼(2)을 포함한다. 대전 롤러(3)와 현상 장치(4)와 전사 롤러(5)는 감광 드럼(2)의 둘레에 배열되고 노광 장치(6)는 감광 드럼(2)과 현상 장치(4) 사이의 계면에 배열되어서화상 형성 섹션을 형성한다. 감광 드럼(2)과 전사 롤러(5) 사이에 형성된 전사 닙의 기록재의 이송 방향으로 하류측 상에는, 정착 장치(7)가 이송 가이드(9)를 지나 마련되어 있다. 감광 드럼(2)과 대전 롤러(3)와 현상 장치(4)는 카트리지에 합체되어서 화상 형성 장치 본체(40)에 착탈식으로 부착 가능한 프로세스 카트리지(8)를 형성한다.

감광 드럼(2)은 본 실시예에서 부의 값으로 대전된 유기 감광체이며, 알루미늄 드럼 기판 상에 형성된 감광층을 가지며, 소정의 주연 속도(처리 속도)로 구동 수단(도시 안됨)에 의해 화살표에 의해 지시된 방향으로 회전되며 회전 처리시 감광 드럼(2)과 접촉하는 대전 롤러(3)에 의해 부의 값으로 균일하게 대전된다.

접촉 대전 수단으로서의 대전 롤러(3)는 소정 압력으로 감광 드럼(2)의 표면과 접촉 상태로 유지되어 회전되며, 대전 바이어스 동력원(도시 안됨)으로부터 인가된 대전 바이어스에 의해 소정의 극성 또는 전위로 감광 드럼(2)을 균일하게 대전시킨다.

현상 장치(4)는 회전할 수 있는 현상 슬리브(4a)를 포함하며, 현상 슬리브는 현상부에서 감광 드럼(2)의 표면과 사실상 접촉하고 있고 현상부의 잠상에 토너를 부착시킴으로써 감광 드럼(2) 상에 정전 잠상을 토너 화상으로서 가시화시킨다.

전사 수단으로서의 전사 롤러(5)는 소정 압력으로 감광 드럼(2)의 표면과 접촉 상태로 유지되어 전사 닙을 형성하며, 감광 드럼(2)과 전사 롤러(5) 사이의 전사 닙에서 전사 바이어스 동력원(도시 안됨)으로부터 인가된 전사 바이어스에 의해 종이와 같은 기록재(P)에 감광 드럼(2)의 표면 상의 토너 화상을 전사시킨다.

노광 장치(6)는 레이저 출력 섹션(도시 안됨)으로부터 퍼스널 컴퓨터(도시 안됨)에서 입력된 화상 정보의 시계열 전기 디지털 화상 신호에 따라 조율된 레이저 비임(노광 비임)을 출력해서 기호 L에 의해 지시된 바와 같이 대전된 감광 드럼(2)의 표면을 스캐닝해서 노광함으로써 화상 정보에 따른 정전 잠상을 형성한다.

정착 장치(7)는 히터(할로겐 히터(14))를 포함하는 가열 롤러(12)와 가압 롤러(13)를 갖는다. 기록재(P)의 표면으로 전사된 토너 화상은 기록재(P)가 이송되어 가열 롤러(12)와 가압 롤러(13) 사이의 정착 닙에서 지지되는 동안 열과 압력에 의해 열적으로 정착된다. 가압 롤러(13)는 구동 수단(도시 안됨)에 의해 구동된 가열 롤러(12)의 회전에 의해 회전된다. 정착 장치(7)의 상세한 부분에 대해서는 이하에서 설명하기로 한다.

다음으로, 상술한 화상 형성 장치의 화상 형성 작업에 대해 설명하기로 한다.

화상 형성시에, 감광 드럼(2)은 구동 수단(도시 안됨)에 의해 소정의 주연 속도로 시계 방향으로 회전하도록 구동되며 대전 바이어스가 인가되는 대전 롤러(3)에 의해 소정의 전위로 균일하게 대전된다. 레이저 비임(L)은 스캐닝을 위해 노광 장치(6)에 의해 피대전 감광 드럼(2)의 표면에 인가됨으로써, 감광 드럼(2)의 스캐닝되고 노광된 부분의 전위는 퍼스널 컴퓨터(도시 안됨) 등으로부터 입력된 화상 정보에 따라 정전 잠상을 형성하도록 저감된다.

토너는 감광 드럼(2)의 대전 극성(부의 값)과 동일한 극성을 갖는 현상 바이어스가 역전 현상에 의해 토너 화상으로서의 현상부를 가시화시키기 위해 현상부로 인가되는 현상 장치(4)의 현상 슬리브(4a)에 의해 감광 드럼(2) 상에 형성된 정전 잠상에 부착된다.

한편, 카세트(21) 내의 종이와 같은 기록재(P)는 픽업 롤러(22)에 의해 급지되어서 감광 드럼(2) 상에 토너 화상을 형성함과 동시에 급지 롤러(23), 지연 롤러(24) 및 급송(feed and conveyance) 롤러(25)에 의해 한 쌍의 정합 롤러(26)로 이송된다. 감광 드럼(2) 상의 토너 화상이 감광 드럼(2)과 전사 롤러(5) 사이의 전사 닙에 도달할 때, 기록재(P)는 이 타이밍에서 한 쌍의 정합 롤러(26)에 의해 전사 닙으로 이송된다.

그후, 감광 드럼(2) 상의 토너 화상은 상술한 토너에 대향하는 극성(양의 값)을 갖는 전사 바이어스가 감광 드럼(2)과 전사 롤러(5) 사이에 생성된 정전기력에 의해 인가된 전사 롤러(5)에 의해 전사 닙으로 이송된 기록재(P)로 전사된다. 토너 화상이 전사된 기록재(P)는 이송 가이드(9)를 거쳐 정착 장치(7)로 이송되어서 히터(14)를 포함한 가열 롤러(12)와 가압 롤러(13) 사이의 정착 닙에서 열과 압력에 의해 기록재(P) 상의 토너 화상을 열적으로 정착시킨다. 토너 화상이 정착된 기록재(P)는 한 쌍의 이송 롤러(27)와 한 쌍의 시트 배출 롤러(28)를 거쳐 시트 배출 트레이(29)의 표면으로 급지되어서 일련의 화상 형성 작업을 완료한다.

상술한 전사 후 감광 드럼(2) 상에 존재하는 잔류 전사 토너는 세척 장치(도시 안됨)에 의해 제거되어 수집된다.

다음으로, 상술한 정착 장치(7)에 마련된 가압 수단의 구성에 대해 설명하기로 한다.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 정착 장치는 히터(할로겐 히터, 14)를 포함한 가열 롤러(12)와, 가열 롤러(12)와 접촉하고 있는 가압 롤러(13)와, 이들을 지지하는 프레임(52)을 포함한다. 가열 롤러(12)의 양 단부는 한 쌍의 베어링(51)을 거쳐 프레임(52)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

가열 롤러(12)의 한 단부에는 구동원으로부터 전달된 구동력에 의해 회전 구동될 기어(53)가 마련된다. 가열 롤러(12)의 양 단부는 한 쌍의 링(54)과 결합되어 있다.

가압 롤러(13)의 코어 금속부(13a)의 양 단부는 한 쌍의 베어링(56)을 거쳐 지지 부재(55)에 의해 회전 가능하게 지지되며 한 쌍의 링(57)과 결합되어 있다.

인용 부호 58은 접촉 압력 절환 수단이고 프레임(52)의 양 측면 상에 마련된 샤프트(52a)에 의해 회전 가능하게 지지되고 링(59)과 결합되어 있는 회전 레버를 가리킨다. 회전 레버(58)는 화상 형성 장치의 외측에서 사용자가 손으로 작동할 수 있도록 마련된다.

회전 레버(58)는 작동부(58a)와, 상술한 지지 부재(55)와 접촉하는 접촉부(58b)와, 회전 레버(58)의 이동을 중지시키기 위한 중지부(58c)를 포함한다.

인용 부호 60은 지지 부재(55)를 편의시키기 위한 코일 스프링이고 프레임(52)과 지지 부재(55) 사이에 마련된 탄성 부재를 가리키며, 그 위치와 압력은 가압 롤러(13)가 소정의 압력으로 가열 롤러(12)를 편의시킬 수 있도록 설정된다.

상술한 탄성 부재(60)의 편의 방향과 사실상 동일한 방향으로 연장된 곡면의 긴 모양으로 된 지레 받침 구멍(55a)이 지지 부재(55) 내에 형성되고, 프레임(52)의 양 측면 상에 마련된 샤프트(52b)에 의해 선회 가능하게 지지된다. 지지 부재(55)의 자유 단부측 상에는 회전 레버(58)와의 접촉부와 상술한 탄성 부재(60)를 위한 지지부로서 작용하는 굽힘부(55b)가 형성된다.

이하에서는, 도1, 도3, 도4 및 도5를 참조해서 정착 장치의 작동에 대해 설명하기로 한다.

지지 부재(55)는 도1의 화살표에 의해 지시된 방향으로 탄성 부재(60)에 의해 편의되기 때문에, 가열 롤러(12)는 가압 롤러(13)와 압력 접촉 상태로 유지되며 도1의 화살표에 의해 지시된 방향으로 편의된다. 따라서, 도면에서 화살표에 의해 지시된 방향으로 가해지는 작용력은 지지 부재(55)의 지레 받침 구멍(55a)의 상부를 프레임(52)의 샤프트(52b)와 접촉 상태로 유지하기 위해 지지 부재(55)의 지레 받침 구멍(55a)에 인가된다.

이때의 가압 롤러(13)의 접촉 가압력(F₁)에 대해서는 도3을 참조로 간단히 설명하기로 한다. 지레 받침부(P)는 지지 부재(55)의 회전 가능한 지레 받침부(52b)를 지시하며, 작용점(Q)은 가압 롤러(13)와 가열 롤러(12) 사이의 닙부를 지시하며, 힘 지점(R)은 탄성 부재(60)의 접촉부를 지시한다.

탄성 부재(60)의 편의력을 P₁으로 나타내고, 탄성 부재의 접촉부로부터 닙부까지의 거리를 l₁로 나타내고, 회전 가능한 지레 받침부(52b)로부터 닙부까지의 거리(PQ)를 l₂로 나타낸다고 보면, 다음의 수학식 1이 얻어진다.

(수학식 1)

F₁= P₁ㆍ(l₁+ l₂)/l₂

따라서, 비정착 화상이 전사된 종이(P)가 정착 장치(7)로 급지될 때, 종이는 이런 접촉 가압력(F₁)에 의해 가압되고 토너는 토너 화상이 종이(P) 상에 정착되어 이송되도록 가열 롤러(12)를 사용한 가열에 의해 용융된다.

다음으로, 봉투가 이송되는 경우에 대해 설명하기로 한다.

정착 장치에 대한 지시 매뉴얼에 따르면, 화상이 봉투 상에 형성될 때, 회전 레버(58)의 작동부(58a)는 더 이상 회전될 수 없을 때까지 아래로 회전될 수 있다.

우선 회전 레버(58)의 작동부(58a)가 파지되어 지레 받침부(52a)를 중심으로 해서 탄성 부재(60)의 편의력을 받으며 도1의 시계 방향으로 회전된다. 그러면, 도4에 도시된 바와 같이, 회전 레버(58)의 접촉부(58b)는 지지 부재(55)의 접촉면(55b)과 접촉하게 되고 회전 레버(58)는 지지 부재(55)에 의해 도4의 화살표에 의해 지시된 방향(샤프트(52a)의 중심 방향)으로 편의됨으로써, 탄성 부재(60)의 저항에 의해 생성된 모멘트는 회전 레버(58) 상에 작용하지 않고, 회전 레버(58)는 도4에 도시된 위치에서 중지되고, 지지 부재(55)는 탄성 부재(60)의 편의력을 받으며 아래로 눌려져서 유지된다. 회전 레버(58)는 멈춤쇠부(58c)를 갖고 있기 때문에, 요구되는 것 이상으로 이동되지 않는다.

아래로 눌려 있는 지지 부재(55)는 지지 부재(55)의 지레 받침 구멍(55a)이탄성 부재(60)의 편의력에 의해 회전 레버(58)의 접촉부(58b)를 지레 받침부로 해서 프레임(52)의 샤프트(52b)를 따라 이동하도록 이동한다. 따라서, 지지 부재(55)의 지레 받침 구멍(55a)이 접촉부(58b)를 중심으로 하는 긴 모양의 호형 구멍일 때, 지지 부재(55)는 매끄럽게 이동할 수 있다.

이때의 가압 롤러(13)의 접촉 가압력(F₂)에 대해서는 도5를 참조해서 설명하기로 한다.

회전 레버(58)와 지지 부재(55) 사이의 접촉부는 지레 받침부(S)로서의 작용하기 때문에, 탄성 부재(60)의 편의력을 P₂로 나타내고 회전 레버(58)의 접촉부(58b)로부터 탄성 부재(60)까지의 거리(RS)를 l₃로 나타낸다고 보면, 다음의 수학식 2가 얻어진다.

(수학식 2)

F₂= P₂/l₃(l₁+ l₃)

만약, 예컨대 l₁= l₂이고 l₃= l₁/5라면, 수학식 1과 수학식 2는 다음과 같이 표현될 수 있다.

(수학식 1')

F₁= P₁(l₁+ l₂)/l₂= 2P₁

(수학식 2')

F₂= P₂l₃/(l₁+ l₃) = P₂/6

탄성 부재(60)는 지지 부재(58)에 의해 아래로 눌려지기 때문에, 변형량을 증가시키면, P₁< P₂이 된다. 변형량은 아주 작기 때문에, P₁= P₂이면, 수학식 1'와 수학식 2'로부터 다음의 수학식 3이 얻어진다.

(수학식 3)

F₁= 12F₂

따라서, 봉투가 이송될 때, 봉투는 저감된 접촉 가압력(F₂= F₁/12)에 의해 가압되고 토너는 가열 롤러(12)에 의한 가열에 의해 용융되고 토너 화상은 봉투에 주름을 형성하지 않고 정착되어 이송된다.

그후 인쇄 작업이 긴 시간동안 수행될 때, 가압 롤러(13)는 가열 롤러(13)로부터의 열을 받아서 그 온도가 상승한다. 그러면, 가압 롤러(13)의 고무부(13b)는 팽창해서, 그 외경을 증가시킨다.

그러나, 상술한 구성에 따르면, 접촉 압력은 가압 롤러(13)가 열적으로 팽창할 때에도 작기 때문에, 지지 부재(55)는 도4 및 도5에 도시된 바와 같이 회전 부재(58)와의 접촉부인 지레 받침부(S)를 중심으로 해서 시계 방향으로 용이하게 회전될 수 있다. 따라서, 접촉 가압력(F₂)은 거의 변하지 않는다. 또한, 상술한 구성에 따르면, 가열 롤러(12)와 가압 롤러(13)는 압력이 줄어들 때 서로 접촉 상태에 있기 때문에, 열은 가열 롤러(12)로부터 가압 롤러(13)로 용이하게 전달된다.

즉, 정착성을 보장하기 위해 가압 롤러(13)를 데우는 데 요구되는 시간은 짧고 화상 형성 장치(1)가 회전된 때로부터 화상 형성 장치(1)가 인쇄할 수 있을 때까지의 기간은 짧다.

본 실시예의 정착 장치(7)는 가열 롤러(12)를 갖는 롤러 정착 유닛이지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 필름을 사용한 표면 정착 유닛이나 유도 히터를 사용한 정착 유닛도 사용될 수 있다. 표면 정착 유닛은 가압 롤러와, 가압 롤러에 대향하는 히터를 구비한 히터 베이스와, 상술한 히터 베이스 상에 회전 가능하게 끼워지는 원통형 필름으로 구성된다. 표면 정착 유닛에서, 기록재 상의 비정착 토너 화상은 상술한 정착 필름의 외주연면과 접촉하게 되고, 기록재는 상술한 정착 필름과 함께 상술한 정착 필름과 상술한 가압 롤러 사이의 정착 닙을 거쳐 통과되어, 토너 화상은 열과 압력에 의해 정착된다.

정착 장치는 회전 레버(58)를 사용해서 가압 롤러(13)를 아래로 누름으로써 정착 닙부에 뭉쳐있는 기록재를 제거하는 데 사용될 수 있다.

(제2 실시예)

도9는 본 발명의 제2 실시예를 도시한 도면이다.

상술한 제1 실시예에서, 샤프트(52b)는 수직 연장되고 지지 부재(55)에 형성된 긴 모양의 지레 받침 구멍(55a)으로 삽입된다. 본 실시예에서, 지지 부재(55)의 지레 받침 구멍(55a)은 하부가 도9에 도시된 바와 같이 개방된 U자 형상으로 절개된 구멍으로 형성된다.

이 경우, 지지 부재(55)는 위로부터 프레임(52)의 샤프트(52b) 위로 지지 부재를 위치시킴으로써 용이하게 조립될 수 있다.

(제3 실시예)

도10은 본 발명의 제3 실시예를 도시한 도면이다.

제1 실시예에서, 회전 레버(58)는 접촉 압력 절환 수단으로서 사용된다. 본 실시예에서는, 도10에 도시된 바와 같이, 스텝핑 모터와 같이 제어 가능한 구동원(M)으로부터 전달된 구동력에 의해 회전 샤프트(61)와 캠 부재(62)의 위치를 검출하기 위한 검출 수단(도시 안됨)에 고정된 캠 부재(62)가 지지 부재(55)를 자동으로 아래로 누르는 데 사용된다. 인용 부호 62b는 접촉부를 가리키며 인용 부호 62c는 정지부를 가리킨다.

(제4 실시예)

도11 및 도12는 본 발명의 제4 실시예를 도시한 도면이다.

이들 도면에서, 탄성 부재(72)의 편의 방향과 사실상 동일한 방향으로 연장된 곡면의 긴 모양으로 된 지레 받침 구멍(71a)이 가압 롤러(13)와 탄성 부재(72) 사이에서 가압 롤러(13)를 회전식으로 지지하기 위한 지지 부재(71)에 형성되어 프레임(73)의 양 측면 상에 마련된 샤프트(73b)에 의해 선회 가능하게 지지된다.

지지 부재(71)의 한 단부측 상에는 상술한 탄성 부재(72)에 대한 지지부와 회전 레버(74)와의 접촉부로서 작용하는 굽힘부(71b)가 형성된다. 회전 레버(74)는 프레임(73)의 양 측면 상에 마련된 샤프트(73a)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

지지 부재(71)가 탄성 부재(72)에 의해 도1의 화살표(11)에 의해 도시된 방향으로 편의되면 가압 롤러(13)는 샤프트(73b) 둘레에서 반시계 방향으로 이동해서 가열 롤러(12)를 소정의 압력으로 누른다. 따라서, 도면에서 화살표에 의해 지시된 방향으로 가해지는 작용력은 지지 부재(71)의 지레 받침부(73b) 상에 작용하고, 지지 부재(71)의 지레 받침부(73b)는 지레 받침부가 지지 부재(71)의 지레 받침 구멍(71a)의 상부와 접촉하는 위치에 유지된다.

다음으로, 봉투가 이송되는 경우에 대해 설명하기로 한다. 우선 회전 레버(74)의 작동부(74b)가 파지되어 지레 받침부(73a)를 중심으로서 해서 탄성 부재(72)의 편의력을 받으며 도11에서의 반시계 방향으로 회전된다. 도12에 도시된 바와 같이, 회전 레버(74)의 접촉부(74b)는 지지 부재(71)의 접촉면(71b)과 접촉하게 되고 회전 레버(74)는 지지 부재(71)에 의해 도12의 화살표에 의해 지시된 방향(샤프트(73b)의 중심 방향)으로 편의되기 때문에, 탄성 부재(72)의 저항에 의해 생성된 모멘트는 회전 레버(74) 상에 작용하지 않고, 회전 레버(74)는 도12에 도시된 위치에서 중지되고, 지지 부재(71)는 탄성 부재(72)의 편의력을 받으며 눌려 있다. 회전 레버(74)는 멈춤쇠부(74c)를 갖고 있기 때문에, 요구되는 것 이상으로 이동되지 않는다.

아래로 눌려 있는 지지 부재(71)는 지지 부재(71)의 지레 받침 구멍(71a)이 회전 레버(74)의 접촉부(74b)를 지레 받침부로서 해서 탄성 부재(72)의 편의력에 의해 프레임(73)의 샤프트(73b)를 따라 이동하도록 이동한다.

위와 같은 구성에 의해 상술한 각각의 실시예에서의 효과와 동일한 효과가 얻어질 수 있으며, 상술한 실시예에서와 같이 정착 장치를 구동하기 위해 모터가 사용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 접촉 가압력은 정착 장치가 압력 저감시 가압 롤러와 같은 회전자의 열팽창에 의해 영향을 받지 않을 때 일정하게 유지될 수 있고, 봉투와 같은 피이송 재료에 주름이 형성되는 것을 억제할 수 있다.

예컨대 한 쌍의 회전자인 가열 롤러와 가압 롤러는 압력 저감시 항상 서로 접촉하고 있기 때문에, 가열 롤러의 온도 상승은 가속되고, 이로써 인쇄를 위한 대기 시간을 단축시킨다.

비록 본 발명은 양호한 실시예와 함께 설명하였지만, 본 발명은 이들 실시예에 제한되지 않으며, 본 발명의 범위와 정신을 벗어나지 않고 다양한 변경과 개조가 이루어 질 수 있다.

Claims

비정착 화상을 지지하는 기록재와 접촉하는 정착 회전자와,

정착 회전자와 압력 접촉하는 가압 회전자와,

상기 가압 회전자를 지지하고 복수개의 지레 받침부 둘레에서 선회 가능한 지지 부재와,

상기 가압 회전자가 상기 정착 회전자에 대해 편의되도록 상기 지지 부재를 편의시키는 탄성 부재와,

상기 탄성 부재의 편의력에 대해 상기 지지 부재를 선회시킴으로써 접촉 가압력을 변경시키기 위한 접촉 가압력 변경 수단을 포함하며,

상기 접촉 가압력 변경 수단은 상기 가압 회전자가 상기 정착 회전자와 압력 접촉하는 동안 접촉 가압력을 변경시키는 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제1항에 있어서, 상기 접촉 가압력 변경 수단은 사용자에 의해 작동 가능한 레버를 가지며 레버를 회전시킴으로써 접촉 가압력을 변경시키는 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제1항에 있어서, 접촉 가압력은 기록재가 봉투일 때 저감되는 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제1항에 있어서, 상기 지지 부재는 상기 접촉 가압력 변경 수단에 의해 접촉 가압력을 변경시키기 위한 제1 선회 지레 받침부와, 상기 가압 회전자를 사이에 두고 상기 제1 선회 지레 받침부의 대향하는 측면 상에 마련된 제2 선회 지레 받침부를 갖는 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제4항에 있어서, 제2 선회 지레 받침부는 상기 지지 부재와 상기 접촉 가압력 변경 수단과의 접촉점인 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제4항에 있어서, 상기 지지 부재는 제1 선회 지레 받침부를 안내하기 위한 긴 모양의 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 정착 장치.