KR20150014302A

KR20150014302A - 정착장치 및 이를 갖는 화상형성장치

Info

Publication number: KR20150014302A
Application number: KR1020130089796A
Authority: KR
Inventors: 배수환; 이동우; 박지수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2015-02-06
Also published as: EP2833219A1; US20150030362A1; EP2833219B1; US9360811B2; CN104345617A; CN104345617B

Abstract

정착장치 및 이를 갖는 화상형성장치는 열을 발생시키도록 구성되는 열원, 열원에 의해 가열되며 회전가능하게 배치되는 정착벨트, 정착벨트와 대향배치되어 인쇄매체를 정착벨트로 가압하는 회전부재, 정착벨트와 회전부재 사이에 정착닙을 형성하도록 정착벨트의 내면을 지지하는 지지부재로서, 지지부재의 열전도율을 감소시키도록 표면에 배열되는 복수의 단열홈을 가지는 지지부재를 포함한다. 이러한 구성으로, 정착벨트의 열손실을 방지하고, 이로인한 화상형성효율을 향상시킬 수 있다.

Description

정착장치 및 이를 갖는 화상형성장치{Image Fixing Apparatus and Image Forming Apparatus using the same}

본 발명은 정착장치 및 이를 갖는 화상형성장치에 관한 것이다.

화상형성장치는 인쇄매체에 화상을 인쇄하는 장치로, 프린터, 복사기, 팩스 및 이들의 기능을 통합하여 구현한 복합기 등이 이에 해당한다.

전자사진방식을 채택한 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 인쇄매체에 고정된다.

일반적으로 정착장치는 열원과, 롤러 또는 벨트 등으로 구성되는 정착벨트와, 이 정착벨트에 밀착되어 정착 닙을 형성하는 회전부재를 구비한다. 토너화상이 전사되어 있는 인쇄매체가 정착벨트와 회전부재 사이로 진입하면 가열부재로부터 전달되는 열과 정착 닙에서 작용하는 압력에 의해 토너화상이 인쇄매체에 고정된다. 정착벨트의 내부에는 내부부재가 구비되어 정착벨트의 내부를 지지함으로서, 회전부재와 사이에 닙을 형성하도록 한다.

이 경우 열원을 통해 정착벨트로 전달되는 열이 내부부재로 전달되어 열전달효율이 감소되는 문제가 있다.

본 발명의 일 측면은 정착장치에 단열구조를 적용하여 정착벨트의 승온성능향상 및 소비전력 감소를 갖는 정착장치 및 이를 갖는 화상형성장치를 제공한다.

본 발명의 사상에 따른 정착장치는 열을 발생시키도록 구성되는 열원; 상기 열원에 의해 가열되며 회전가능하게 배치되는 정착벨트; 상기 정착벨트와 대향배치되어 인쇄매체를 상기 정착벨트로 가압하는 회전부재; 상기 정착벨트와 상기 회전부재 사이에 정착닙을 형성하도록 상기 정착벨트의 내면을 지지하는 지지부재로서, 상기 지지부재의 열전도율을 감소시키도록 표면에 배열되는 복수의 단열홈을 가지는 지지부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 지지부재는 상기 회전부재측을 향하는 제 1 면과, 상기 제 1 면에 반대편에 마련되는 제 2 면을 가지고, 상기 복수의 단열홈은 상기 제 1 면과 상기 제 2 면 중 적어도 하나에 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 복수의 단열홈은 상기 제 1 면에 형성되어, 상기 정착벨트의 내면과 접하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 정착벨트의 내부에서 상기 제 2 면을 가압하도록 배치되는 가압부재;를 더 포함하고, 상기 복수의 단열홈은 상기 제 2 면에 형성되어, 상기 가압부재와 접하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 지지부재와 상기 정착벨트 사이에 구비되어, 상기 지지부재의 마찰을 감소시키는 보조지지부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 복수의 단열홈은 상기 제 1 면에 형성되어, 상기 보조지지부재의 내면과 접하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 복수의 단열홈은 상기 정착닙에 대응하는 상기 정착벨트로부터 상기 가압부재로의 열전달율을 감소시키도록 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 복수의 단열홈은, 상기 제 1 면에 마련되는 하부단열홈; 상기 제 2 면에 마련되는 상부단열홈;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 상부단열홈과 상기 하부단열홈은 오프셋되어 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 지지부재는 상기 인쇄매체의 진행방향인 제 1 방향과, 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향을 가지고, 상기 단열홈은 상기 제 2 방향을 따라 복수의 열(列)로 배열되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 복수의 열 중 어느 하나 열의 단열홈은 인접한 다른 하나의 열의 단열홈과 오프셋되어 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

복수의 단열홈은, 상기 복수의 열 중 어느 하나의 열의 단열홈은 인접한 다른 하나의 열의 단열홈과 제 2 방향으로 적어도 일부가 겹치도록 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 복수의 단열홈은 원형 또는 다각형 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 지지부재는, 상기 인쇄매체의 진행방향에 대해 전후방 단부로부터 절곡되어 상기 가압부재를 가이드하는 가이드부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 사상에 따른 화상형성장치는 정착닙을 통과하는 기록매체에 열과 압력을 가하도록 구성되어 미정착 화상을 기록매체에 고정시키는 정착장치를 포함하는 화상형성장치에 있어서, 상기 정착장치는, 열을 발생시키도록 구성되는 열원 상기 열원에 의해 가열되고, 미정착 화상이 형성된 기록매체의 표면에 접촉하여 열을 전달하도록 배치되는 정착벨트; 상기 정착벨트의 외주면에 압접되도록 배치되는 회전부재; 상기 정착벨트 내부에서 상기 정착벨트를 상기 회전부재로 가압하는 가압부재; 상기 정착벨트와 상기 회전부재 사이에 정착닙이 형성되도록 상기 가압부재에 의해 가압되어 상기 정착벨트의 내면을 지지하는 지지부재;를 포함하고, 상기 지지부재는, 상기 가압부재와 상기 정착벨트 내면을 지지하는 지지면; 상기 지지면보다 상대적으로 오목하게 형성되는 복수의 단열홈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 복수의 단열홈은, 상기 기록매체의 이동방향에 대해 상기 복수의 단열홈 중 적어도 하나의 단열홈이 대응될 수 있도록 상호 교번되어 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 지지면은, 상기 정착벨트의 내면을 지지하는 제 1 면; 상기 가압부재에 의해 가압되는 제 2 면;을 포함하고, 상기 복수의 단열홈은 상기 제 1 면과 상기 제 2 면 중 적어도 어느 하나에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 복수의 단열홈은 상기 지지면에 균일하게 분포하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 복수의 단열홈은 상기 정착벨트가 상기 회전부재에 의해 가압되어 상기 단열홈으로 삽입되지 않도록 제 1 면적이하로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 사상에 따른 정착장치는 회전이 가능하도록 배치되는 정착벨트; 상기 정착벨트의 외면을 가압하도록 배치되는 회전부재; 상기 정착벨트와 상기 회전부재 사이에 정착닙이 형성되도록 상기 정착벨트의 내면을 지지하는 지지부재; 상기 지지부재를 상기 정착벨트로 가압하는 가압부재;를 포함하고, 상기 지지부재는, 상기 정착벨트 내측에서 상기 정착벨트의 길이방향으로 배치되는 베이스부; 상기 베이스부로부터 연장형성되어 돌출되는 형상으로 정착닙을 형성하는 닙형성부와, 상기 닙형성부상에 공기를 담지할 수 있도록 홈 형상으로 마련되는 복수의 단열홈을 갖고, 상기 지지부재의 열전도율 감소를 위한 플레이트 단열부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 정착장치 및 이를 갖는 화상형성장치는 내부의 단열형상을 통해 정착벨트의 승온 성능을 향상시키고, 정착성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치에 관한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정착장치의 단면을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정착장치의 일부 단면을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정착장치를 분해한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 닙형성유닛의 일부 단면을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 닙형성유닛의 단면을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 닙형성유닛의 일부 단면을 도시한 도면.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화상형성장치에 관한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 화상형성장치(1)는 본체(10), 인쇄매체 공급장치(20), 인쇄장치(30), 정착장치(100) 및 인쇄매체 배출장치(70)를 포함하여 구성된다.

본체(10)는 화상형성장치의 외관을 형성하는 한편, 그 내부에 설치되는 각종 부품들을 지지한다. 본체(10)는 그 일부분을 개폐할 수 있도록 마련되는 커버(미도시)와, 본체(10) 내부에서 각종 부품들을 지지하거나 고정하는 본체프레임(미도시)를 포함한다.

인쇄매체 공급장치(20)는 인쇄매체(S)를 인쇄장치(30)로 공급한다. 인쇄매체 공급장치(20)는 인쇄매체(S)가 적재되는 트레이(22)와, 트레이(22)에 적재된 인쇄매체를 한 장씩 픽업하는 픽업롤러(24)를 구비한다. 픽업롤러(24)에 의해 픽업된 인쇄매체는 이송롤러(26)에 의해 인쇄장치(30) 쪽으로 이송된다.

인쇄장치(30)는 광주사장치(40), 현상장치(50), 전사장치(60)를 포함하여 구성될 수 있다.

광주사장치(40)는 광학계(미도시)를 포함하여 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K) 색상의 화상 정보에 대응하는 광을 인쇄 신호에 따라 현상장치(50)로 주사한다.

현상장치(50)는 컴퓨터 등과 같은 외부 기기로부터 입력되는 화상 정보에 따라 토너화상을 형성한다. 본 실시예에 따른 화상형성장치(1)는 칼라 화상형성장치로서, 현상장치(50)는 서로 다른 색상의 토너, 예를 들면 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K) 색상의 토너가 각각 수용되는 4개의 현상기(50Y, 50M, 50C, 50K)로 구성된다.

각각의 현상기(50Y, 50M, 50C, 50K)는 광주사장치(40)에 의해 표면에 정전잠상이 형성되는 감광체(52)와, 감광체(52)를 대전시키는 대전롤러(54)와, 감광체(52)에 형성된 정전잠상에 토너화상을 공급하는 현상롤러(56)와, 현상롤러(56)에 토너를 공급하는 공급롤러(58)를 구비할 수 있다.

전사장치(60)는 감광체(52)에 형성된 토너화상을 인쇄매체에 전사한다. 전사장치(60)는 각 감광체(52)에 접촉되어 순환 주행하는 전사벨트(62)와, 전사벨트(62)를 구동시키는 전사벨트 구동롤러(64)와, 전사벨트(62)의 장력을 유지시키는 텐션롤러(66)와, 감광체(52)에 현상되어 있는 토너화상을 인쇄매체로 전사시키기 위한 4개의 전사롤러(68)를 포함하여 구성될 수 있다.

인쇄매체는 전사벨트(62)에 부착되어 전사벨트(62)의 주행 속도와 같은 속도로 이송된다. 이 때 각 전사롤러(6 8)에는 각 감광체(52)에 부착된 토너와 반대되는 극성의 전압이 인가되고, 이에 따라 감광체(52) 상의 토너화상은 인쇄매체로 전사된다.

정착장치(100)는 전사장치(60)에 의해 인쇄매체로 전사된 토너화상을 인쇄매체에 고정시킨다. 정착장치(100)에 관한 자세한 설명은 후술한다.

한편 인쇄매체 배출장치(70)는 인쇄매체를 본체(10)의 외부로 배출한다. 인쇄매체 배출장치는 배출롤러(72)와, 배출롤러(72)에 대향하여 설치되는 핀치롤러(74)를 포함하여 구성된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정착장치의 단면을 도시한 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정착장치의 일부 단면을 도시한 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정착장치를 분해한 도면이다.

이하에서 인쇄매체(S)의 폭 방향, 회전부재(110)의 폭 방향, 가압부재(140)의 폭 방향, 닙형성유닛(180)의 폭 방향은 모두 동일한 방향(X)을 의미하는 것으로 정의한다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 정착장치(100)는 회전부재(110), 정착벨트(120), 열원(130), 가압부재(140), 열차단부재(150), 닙형성유닛(180), 보조지지부재(200)를 포함하여 구성된다.

토너화상이 전사되어 있는 인쇄매체(S)는 회전부재(110)와 정착벨트(120) 사이를 통과하는데, 이 때 열과 압력에 의해 토너화상이 인쇄매체에 고정된다.

회전부재(110)는 정착벨트(120)의 외주면에 접하도록 배치되어 정착벨트(120)와의 사이에 정착 닙(N)을 형성한다. 회전부재(110)는 구동원(미도시)으로부터 동력을 전달받아 회전하는 정착롤러(112)로 구성될 수 있다.

정착롤러(112)는 알루미늄이나 스틸과 같은 금속재로 형성되는 샤프트(114)와, 탄성 변형하여 정착벨트(120)와의 사이에 정착 닙(N)을 형성하는 탄성층(116)을 가진다. 탄성층(116)은 통상적으로 실리콘 고무로 형성된다. 정착 닙(N)에서 인쇄매체(S)에 높은 정착압력이 가해질 수 있도록 탄성층(116)의 경도는 ASKER-C 경도 기준으로 50 이상 80이하인 것이 바람직하며, 탄성층(116)의 두께는 3mm 이상 6mm 이하인 것이 바람직하다. 탄성층(116)의 표면에는 인쇄매체가 정착롤러(112)에 붙는 것을 방지하는 이형층(미도시)이 마련될 수 있다.

정착벨트(120)는 정착롤러(112)에 맞물려서 회전하며 정착롤러(112)와 함께 정착 닙(N)을 형성하고, 열원(130)에 의해 가열되어 정착 닙(N)을 지나는 인쇄매체(S)에 열을 전달한다. 정착벨트(120)는 금속, 내열성 폴리머 등의 단일층으로 구성되거나 금속이나 내열성 폴리머로 형성된 기본층에 탄성층과 보호층을 추가하여 구성될 수 있다. 정착벨트(120)의 내면은 열 흡수를 촉진하기 위해 검은색으로 착색되거나 코팅 처리될 수 있다.

열원(130)은 정착벨트(120) 내주면의 적어도 일부를 직접적으로 복사 가열할 수 있도록 배치된다. 정착 성능 향상을 위해 열원(130)은 적어도 둘 이상이 배치될 수 있다. 열원(130)으로는 할로겐 램프가 사용될 수 있으나, 이외에 전열선 또는 면상발열체 등으로 다양하게 구현될 수 있다.

정착벨트(120)의 양측 가에는 지지부재(160)들이 배치된다. 지지부재(160)는 정착장치(100)를 구성하는 부품들을 지지한다. 정착벨트(120)는 지지부재(160)들에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 각각의 지지부재(160)는 정착벨트(120) 쪽으로 돌출되어 정착벨트(120)의 단부를 지지하는 벨트지지부(162)를 가진다.

지지부재(160)는 탄성부재(170)에 의해 회전부재(110) 쪽으로 가압된다. 탄성부재(170)의 일단은 지지부재(160)의 상부에 지지되고, 타단은 별도의 프레임에 지지된다.

지지부재(160)에는 홀더(164)가 결합된다. 홀더(164)는 지지부재(160)의 외측에 배치되어 열원(130)의 단부와 가압부재(140)의 단부를 지지한다. 지지부재(160)에 작용하는 가압력은 홀더(164)를 통해 가압부재(140)로 전달되며, 이에 따라 가압부재(140)는 회전부재(110) 쪽으로 가압된다.

가압부재(140)는 정착벨트(120)의 내주면에 압력을 가해 정착벨트(120)와 회전부재(110) 사이에 정착 닙(N)이 형성되도록 한다. 가압부재(140)는 스테인레스, 탄소강 등의 강도가 우수한 재질로 형성될 수 있다.

가압부재(140)의 강성이 작은 경우에 굽힘 변형이 크게 발생하여 정착 닙(N)을 고르게 가압할 수 없다. 따라서 가압부재(140)는 그 굽힘 변형을 줄일 수 있도록 그 단면이 아치형으로 마련되는 제1가압부재(142)와, 그 단면이 역아치형으로 마련되는 제2가압부재(144)를 포함하며, 제1가압부재(142)와 제2가압부재(144)는 제1가압부재(142)의 적어도 일 부분이 제2가압부재(144)의 내측에 수용되도록 결합된다. 가압부재(140)는 아치형 또는 역아치형 이외에도 I 빔형, H 빔형 등의 단면 관성 모멘트가 큰 구조로 형성될 수 있다.

열원(130)의 복사열이 가압부재(140)를 직접적으로 가열하면, 가압부재(140)가 고온으로 상승하여 열변형됨에 따라 정착 닙(N)을 균일하게 가압할 수 없게 된다. 또한 열원(130)에서 방사되는 열 중 상당 부분이 가압부재(140)를 가열하는 데 소모되면 정착장치(100)의 승온 성능이 저하된다.

이에 정착장치(100)는 열원(130)과 가압부재(140) 사이에 배치되는 열차단부재(150)을 구비한다. 열차단부재(150)는 가압부재(140)의 적어도 일부분, 특히 열원(130)과 마주하는 가압부재(140)의 상부를 둘러싸도록 배치되어 가압부재(140)로 직접적으로 복사되는 열을 차단함으로써 가압부재(140)의 열변형을 방지한다.

열차단부재(150)는 열원(130)의 열을 반사시키는 반사층(154)을 구비할 수 있다. 반사층(154)은 열원(130)과 마주하는 열차단부재(150)의 표면에 마련될 수 있다. 반사층(154)은 은과 같은 반사물질을 열차단부재(150)에 코팅하여 형성할 수 있다. 이와 같이 열차단부재(150)에 반사층(154)을 형성하면, 열차단부재(150)로 복사되는 열을 정착벨트(120) 쪽으로 반사하여 정착벨트(120)의 가열을 촉진할 수 있다.

열차단부재(150)는 열전도성이 좋은 재질로 형성된다. 열차단부재(150)는 가압부재(140)보다 열전도도가 높은 재질로 마련될 수 있다. 예를 들면, 열차단부재(150)는 알루미늄, 구리 또는 이러한 금속들의 합금으로 마련될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 닙형성유닛의 일부 단면을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 닙형성유닛의 단면을 도시한 도면이다.

닙형성유닛(180)은 정착벨트(120)의 내부에 배치되고, 지지부재(182)와 가이드부(190)를 포함할 수 있다.

닙형성유닛(180)는 그 단면이 역아치형으로 마련되며, 정착벨트(120)와 가압부재(140)를 이격시켜 정착벨트(120)의 열이 가압부재(140)로 전달되지 않도록 한다. 닙형성유닛(180)는 열전도도가 낮고 내열성을 가지는 재질로 형성된다. 닙형성유닛(180)는 보조지지부재(200)보다 열전도도가 낮은 재질로 마련될 수 있다. 예를 들면, 닙형성유닛(180)은 고분자 화합물로 구성되거나, Polyether Ether Ketones(PEEK), Liquid Crystal Polymer(LCP) 등의 내열성 수지나 세라믹 등의 재질로 형성될 수 있다.

지지부재(182)는 정착벨트(120)와 회전부재(110) 사이에 정착닙을 형성하도록 정착벨트(120)의 내면을 지지하는 지지부재(182)로서, 지지부재(182)의 열전도율을 감소시키도록 표면에 배열되는 복수의 단열홈(188)을 가지도록 마련될 수 있다.

지지부재(182)는 정착벨트(120)의 길이방향을 따라 형성되고, 정착벨트(120)의 내면을 지지하도록 마련될 수 있다.

지지부재(182)는 그 표면을 따라 형성된 홈형상의 복수의 단열홈(188)을 갖고, 정착벨트(120)의 내면을 지지할 수 있다. 또한 지지부재(182)는 가압부재(140)에 의해 가압되어, 정착벨트(120)와 회전부재(110)사이에 정착닙(N)을 형성하도록 한다.

지지부재(182)는 베이스부(184)와, 플레이트 단열부(186)를 포함할 수 있다.

베이스부(184)는 정착벨트(120)의 내측에서 정착벨트(120)의 길이방향으로 배치되는 구성이다. 베이스부(184)는 그 외측으로 이후 설명하는 플레이트 단열부(186)가 마련될 수 있다.

플레이트 단열부(186)는 베이스부(184)의 외면에 마련되는 구성으로 베이스부(184)와 함께 정착벨트(120)의 열이 가압부재(140)로 전달되지 않도록 함과 동시에 정착닙(N)이 형성되도록 정착벨트(120)의 내면을 지지할 수 있다.

플레이트 단열부(186)는 지지부재(182)의 구성으로서, 정착벨트(120)에서 가압부재(140)로 전달되는 열을 감소 또는 차단시켜서 가압부재(140)가 가열되어 가압부재(140)의 정착벨트(120)로의 가압능력이 감소되는 것을 방지할 수 있다.

또한 플레이트 단열부(186)의 단열기능으로 정착벨트(120)의 열이 정착벨트(120)의 내부가 아닌 정착닙(N)으로 전달됨에 따라 정착닙(N)에 승온성능이 향상되는 효과가 있으며, 이를 통해 소비전력을 감소시키고, 인쇄매체(S)에 대한 정착성이 향상되는 효과가 있게 된다.

플레이트 단열부(186)는 닙형성부(187)와 단열홈(188)을 포함할 수 있다.

닙형성부(187)는 고 내열성 고분자 화합물로 구성이 되어, 그 열전도도는 0.2~0.8W/mk의 범위를 가지며, 단열홈(188)에 의해 담긴 공기의 열전도도는 0.025~0.035W/mk의 범위를 가지게 된다. 따라서 플레이트 단열부(186)를 구성하는 닙형성부(187)와 단열홈(188)내의 공기의 총 열전도도는 0.11~0.41W/mk의 열전도도를 갖게 되어, 단일의 닙형성부(187)만을 갖는 경우보다 45%정도 열전도도가 낮아지게 된다.

닙형성부(187)는 베이스부(184)로부터 연장형성되어 돌출되는 형상으로 정착닙(N)을 형성하는 구성이다.

닙형성부(187)의 단부에는 정착벨트(120)의 내면을 지지하는 가압면(187a)이 구비될 수 있다. 가압면(187a)은 직접 정착벨트(120)의 내면을 지지하도록 구비될 수도 있고, 이후 설명하는 보조지지부재(200)의 내면을 지지하도록 마련될 수도 있다.

단열홈(188)은 가압면(187a)보다 상대적으로 오목하게 형성되어 공기가 홈내부에 배치되도록 할 수 있다. 공기가 단열홈(188)내부로 들어가게 되어, 위에서 말한 바와 같이 닙형성부(187)만이 형성된 경우에 비해 전체 열전달율을 감소시키는 기능을 한다. 자세하게는 정착닙에 대응하는 정착벨트(120)로부터 가압부재(140)로의 열전달율을 감소시키도록 마련될 수 있다.

지지부재(182)는 회전부재(110)측의 제 1 면(182a)과, 제 1 면(182a)에 반대되고 가압부재(140)측을 향하는 제 2 면(182b)을 구비할 수 있고, 단열홈(188)은 제 1 면(182a)과 제 2 면(182b) 중 적어도 하나에 마련될 수 있다.

즉, 지지부재(182)의 상하면에 모두 배치되어 단열구조를 갖을 수도 있고, 어느 한면에만 배치되어 단열구조를 갖을 수도 있다.

자세하게는 복수의 단열홈은 제 1 면(182a)에 형성되어 정착벨트(120)의 내면과 접할 수 있다. 또한 복수의 단열홈은 제 2 면(182b)에 형성되어 가압부재(140)와 접할 수 있다.

이하는 제 1 면(182a)과 제 2 면(182b)에 모두 단열홈(188)이 마련되는 경우 배치 및 구성에 관하여 설명한다.

단열홈(188)이 제 1 면(182a)과 제 2 면(182b)에 모두 구성되는 경우, 하부가상선(188a)과 상부가상선(188b)이 일치되도록, 즉 제 1 면(182a)상의 단열홈(188)과 제 2 면(182b)상의 단열홈(188)의 배치가 베이스부(184)를 중심으로 대칭되도록 마련될 수도 있다.

본 발명의 실시예에서는 제 1 면(182a)상의 단열홈(188)의 중심을 지나는 하부가상선(188a)과, 제 2 면(182b)상의 단열홈(188)의 중심을 지나는 상부가상선(188b)은 상호 이격되도록 배치될 수 있다. 이러한 구성을 통해 제 1 면(182a)과 제 2 면(182b)의 각각 구비되는 단열홈(188)이 같은 선상에 배치되지 않도록 하여 상호간의 영향을 줄일 수 있게 된다.

다른 관점에서 제 1 면과 제 2 면에 마련되는 복수의 단열홈(188)에 관하여 설명한다.

복수의 단열홈(188)은 제 1 면에 마련되는 하부단열홈(189a)과 제 2 면에 마련되는 상부단열홈(189b)을 포함할 수 있다. 이러한 상부단열홈(189b)과 하부단열홈(189a)은 오프셋되도록 배치될 수 있다.

즉, 상부단열홈(189b)과 하부단열홈(189a)은 마주하도록 배치되지 않고, 일정간격 이격되도록 배치되어, 단열홈(188)간에 영향을 최소화하도록 마련될 수 있다.

자세하게는 상부단열홈(189b)과 하부단열홈(189a)은 인쇄매체의 진행방향인 제 1 방향(W1)을 따라 오프셋될 수도 있고, 제 1 방향(W1)과 수직한 제 2 방향(W2)으로 오프셋될 수도 있다. 또한 제 1 방향(W1)과 제 2 방향(W2)사이에 형성되는 각도로 오프셋되어 단열홈(188)이 배치될 수도 있다.

이하는 제 1 면(182a)과 제 2 면(182b) 중 적어도 어느 하나에 단열홈(188)이 마련되는 경우 단열홈(188)의 배치 및 구성에 관하여 설명한다. 설명의 편의상 제 1 면(182a)에 단열홈(188)이 배치되는 것을 설명하나, 제 2 면(182b)에도 적용할 수 있다.

단열홈(188)은 복수개가 지지부재(182)상에 균일하게 분포되도록 마련될 수 있다.

단열홈(188)은 이격간격이 동일하도록 균일하게 마련될 수도 있으며, 본 발명의 실시예에서와 같이 단열홈(188)은 지지부재(182)상에서 상호 교번되도록 마련될 수 있다.

자세하게는 복수의 단열홈(188)이 지지부재(182)에 길이방향으로 나란하게 형성되는 복수의 가상선(I1,I2,I3)을 따라 일정간격 이격되도록 마련되고, 어느 하나의 가상선상의 단열홈(188)은 인접한 다른 하나의 가상선상의 단열홈(188)과 상호 교번되도록 배치될 수 있다. 도 5에는 설명의 편의를 위해 복수의 가상선에 대해 I1,I2, I3를 도시하였으나, 가상선의 수는 한정되지 않는다.

즉, 단열홈(188)은 기록매체(S)의 이동방향에 대해 기록매체(S)가 단열홈(188)에 대응되는 정착벨트(120) 부분을 지나도록 상호 엇갈리는 방향으로 배치될 수 있다.

앞서 말한바와 같이 단열홈(188)이 이격간격이 동일하도록 균일하게 마련될 수도 있으나, 이 경우에는 닙형성부(187)가 기록매체(S)의 이동방향에 대해 균일하게 배치되지 않게 되므로 일정구간의 온도가 더 상승하게 된다. 상대적으로 이 구간에서의 정착벨트(120)는 닙형성부(187)에 열을 빼앗겨 온도가 낮게 되므로 기록매체(S)가 균일하게 인쇄되지 않게 되는 문제점이 있다.

그러므로 단열홈(188)이 이와같이 상호 교번되도록 마련됨으로서, 정착벨트(120)의 내면을 지지하는 닙형성부(187)가 기록매체(S)의 이동방향에 대해 균일하게 마련될 수 있게 된다.

다른 관점에서 단열홈(188)의 배치 및 구성에 관하여 설명한다.

지지부재(160)는 인쇄매체의 진행방향인 제 1 방향(W1)과, 제 1 방향(W1)에 수직한 제 2 방향(W2)을 가질 수 있다. 단열홈(188)은 제 2 방향(W2)을 따라 복수의 열로 배열될 수 있다. 도 5에서는 I1내지 I7의 복수의 열을 도시하였으나, 그 수는 한정되지 않는다.

이 복수의 열 중 어느 하나의 열을 따라 마련되는 단열홈(188)은 인접한 다른 하나의 열의 단열홈(188)과 오프셋되어 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 어느 하나의 열을 따라 마련되는 단열홈(188) 사이에 인접한 다른 하나의 열의 단열홈(188)이 배치되는 것으로 도시하였으나, 오프셋의 정도는 한정되지 않으며, 제 1 방향(W1)을 따라 일치하지 않도록 오프셋되면 만족한다.

또한 복수의 열 중 어느 하나의 열의 단열홈(188)은 인접한 다른 하나의 열의 단열홈(188)과 제 2 방향(W2)으로 적어도 일부가 겹치도록 마련될 수 있다. 이러한 구성을 통해 제 1 방향(W1)으로 유동하는 인쇄매체의 전 영역이 단열홈(188)의 영향을 받도록 할 수 있다.

단열홈(188)이 일정영역에 치우치거나 분포가 되지 않는 경우 제 1 방향(W1)을 따라 과열되도록 배치되어 인쇄매체의 일정구간에서 정착이 불량될 수 있으나, 위와 같이 단열홈(188)의 영향을 받도록 하여 이를 해결할 수 있다.

단열홈(188)이 큰 단면적을 가지는 경우 정착벨트(120)가 회전부재(110)에 의해 가압되어 단열홈(188)으로 삽입되어 정착닙(N)의 형성이 어렵게 된다. 즉, 닙형성부(187)에 의해 정착벨트(120)가 지지되고, 같은 면상의 단열홈(188)과 함께 단열효과를 내기 위해서 단열홈(188)은 균일한 분포를 갖고, 촘촘한 간격으로 배치되도록 구성될 수 있다.

즉, 단열홈(188)은 그 단면적이 정착벨트(120)가 회전부재(110)에 의해 가압되어 정착벨트(120)가 단열홈(188)으로 삽입되지 않도록 제 1 면적(A1)을 갖게 된다. 제 1 면적은 정착벨트(120)의 두께, 회전부재(110)의 가압력등을 고려하여 개별적으로 응용될 수 있다.

단열홈(188)은 그 단면이 원형과, 다각형과, 꼭지점이 라운딩된 다각형 중 어느하나로 형성될 수 있다. 본 발명의 도면상에는 단열홈(188)이 원형의 형상을 갖도록 도시하였다.

다른 실시예로서, 닙형성부(187)상에는 단열홈(188)이 마련되고, 단열홈(188)을 감싸는 형태로 구성될 수 있으며, 도 7과 같이 허니콤의 형상을 가지고 구비될 수도 있다. 닙형성부(187)는 허니콤의 형상에서 격자형상의 틀을 구성으로 하게 되고, 단열홈(188)은 격자사이에 마련된 공간을 구성하게 된다.

가이드부(190)는 지지부재(182)의 양측방으로 길이방향으로 구비된 가압부재(140)를 가이드하는 구성으로, 지지부재(182)와 동일한 재질로 형성될 수 있으며 지지부재(182)로부터 연장형성되어 가이드기능을 할 수 있다.

또한 가이드부(190)상에도 단열홈(188)이 형성되어 가압부재(140)의 측방으로 전달되는 열을 차단할 수 있는 기능을 할 수 있다.

보조지지부재(200)는 지지부재(182)와 정착벨트(120)사이에 마련되어 지지부재(182)의 단열효과를 향상시키고, 마찰을 감소시키는 구성이다.

복수의 단열홈(188)은 제 1 면에 형성되어 보조지지부재(200)의 내면과 접하도록 마련될 수 있다.

또한 보조지지부재(200)는 역아치형으로 구비되어 닙형성유닛(180)의 하부를 감싸도록 구성될 수 도 있고, 정착벨트(120)의 내면을 지지하는 지지부재(182)와 동일한 형상으로 구비되어 지지부재(182)의 하면만을 커버하도록 할 수도 있다.

이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

1 : 화상형성장치 20 : 인쇄매체 공급장치
30 : 인쇄장치 40 : 광주사장치
50 : 현상장치 60 : 전사장치
70 : 인쇄매체 배출장치 100 : 정착장치
110 : 회전부재 120 : 정착벨트
130 : 열원 140 : 가압부재
150 : 열차단부재 160 : 지지부재
170 : 가압부재 180 : 닙형성유닛
182 : 지지부재 182a : 제 1 면
182b : 제 2 면 184 : 베이스부
186 : 플레이트 단열부 187 : 닙형성부
187a : 가압면 188 : 단열홈
188a : 하부가상선 188b : 상부가상선
190 : 가이드부 200 : 보조지지부재
287 : 닙형성부 288 : 단열홈

Claims

열을 발생시키도록 구성되는 열원;
상기 열원에 의해 가열되며 회전가능하게 배치되는 정착벨트;
상기 정착벨트와 대향배치되어 인쇄매체를 상기 정착벨트로 가압하는 회전부재;
상기 정착벨트와 상기 회전부재 사이에 정착닙을 형성하도록 상기 정착벨트의 내면을 지지하는 지지부재로서, 상기 지지부재의 열전도율을 감소시키도록 표면에 배열되는 복수의 단열홈을 가지는 지지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 1 항에 있어서,
상기 지지부재는 상기 회전부재측을 향하는 제 1 면과, 상기 제 1 면에 반대편에 마련되는 제 2 면을 가지고,
상기 복수의 단열홈은 상기 제 1 면과 상기 제 2 면 중 적어도 하나에 마련되는 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 2 항에 있어서.
상기 복수의 단열홈은 상기 제 1 면에 형성되어, 상기 정착벨트의 내면과 접하는 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 2 항에 있어서.
상기 정착벨트의 내부에서 상기 제 2 면을 가압하도록 배치되는 가압부재;를 더 포함하고,
상기 복수의 단열홈은 상기 제 2 면에 형성되어, 상기 가압부재와 접하는 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 2 항에 있어서.
상기 지지부재와 상기 정착벨트 사이에 구비되어, 상기 지지부재의 마찰을 감소시키는 보조지지부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 5 항에 있어서.
상기 복수의 단열홈은 상기 제 1 면에 형성되어, 상기 보조지지부재의 내면과 접하는 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 단열홈은 상기 정착닙에 대응하는 상기 정착벨트로부터 상기 가압부재로의 열전달율을 감소시키도록 마련되는 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 2 항에 있어서,
상기 복수의 단열홈은,
상기 제 1 면에 마련되는 하부단열홈;
상기 제 2 면에 마련되는 상부단열홈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 8 항에 있어서,
상기 상부단열홈과 상기 하부단열홈은 오프셋되어 배치되는 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 1 항에 있어서,
상기 지지부재는 상기 인쇄매체의 진행방향인 제 1 방향과, 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향을 가지고,
상기 단열홈은 상기 제 2 방향을 따라 복수의 열(列)로 배열되는 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 10 항에 있어서,
상기 복수의 열 중 어느 하나 열의 단열홈은 인접한 다른 하나의 열의 단열홈과 오프셋되어 배치되는 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 10 항에 있어서,
복수의 단열홈은,
상기 복수의 열 중 어느 하나의 열의 단열홈은 인접한 다른 하나의 열의 단열홈과 제 2 방향으로 적어도 일부가 겹치도록 마련되는 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 단열홈은 원형 또는 다각형 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 1 항에 있어서,
상기 지지부재는,
상기 인쇄매체의 진행방향에 대해 전후방 단부로부터 절곡되어 상기 가압부재를 가이드하는 가이드부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정착장치.
정착닙을 통과하는 기록매체에 열과 압력을 가하도록 구성되어 미정착 화상을 기록매체에 고정시키는 정착장치를 포함하는 화상형성장치에 있어서,
상기 정착장치는,
열을 발생시키도록 구성되는 열원;
상기 열원에 의해 가열되고, 미정착 화상이 형성된 기록매체의 표면에 접촉하여 열을 전달하도록 배치되는 정착벨트;
상기 정착벨트의 외주면에 압접되도록 배치되는 회전부재;
상기 정착벨트 내부에서 상기 정착벨트를 상기 회전부재로 가압하는 가압부재;
상기 정착벨트와 상기 회전부재 사이에 정착닙이 형성되도록 상기 가압부재에 의해 가압되어 상기 정착벨트의 내면을 지지하는 지지부재;를 포함하고,
상기 지지부재는,
상기 가압부재와 상기 정착벨트 내면을 지지하는 지지면;
상기 지지면보다 상대적으로 오목하게 형성되는 복수의 단열홈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 15 항에 있어서,
상기 복수의 단열홈은,
상기 기록매체의 이동방향에 대해 상기 복수의 단열홈 중 적어도 하나의 단열홈이 대응될 수 있도록 상호 교번되어 배치되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 15 항에 있어서,
상기 지지면은,
상기 정착벨트의 내면을 지지하는 제 1 면;
상기 가압부재에 의해 가압되는 제 2 면;을 포함하고,
상기 복수의 단열홈은 상기 제 1 면과 상기 제 2 면 중 적어도 어느 하나에 형성되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 17 항에 있어서,
상기 복수의 단열홈은,
상기 제 1 면에 마련되는 하부단열홈;
상기 제 2 면에 마련되는 상부단열홈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 정착장치.
제 15 항에 있어서,
상기 복수의 단열홈은 상기 지지면에 균일하게 분포하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 15 항에 있어서,
상기 복수의 단열홈은 상기 정착벨트가 상기 회전부재에 의해 가압되어 상기 단열홈으로 삽입되지 않도록 제 1 면적이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
회전이 가능하도록 배치되는 정착벨트;
상기 정착벨트의 외면을 가압하도록 배치되는 회전부재;
상기 정착벨트와 상기 회전부재 사이에 정착닙이 형성되도록 상기 정착벨트의 내면을 지지하는 지지부재;
상기 지지부재를 상기 정착벨트로 가압하는 가압부재;를 포함하고,
상기 지지부재는,
상기 정착벨트 내측에서 상기 정착벨트의 길이방향으로 배치되는 베이스부;
상기 베이스부로부터 연장형성되어 돌출되는 형상으로 정착닙을 형성하는 닙형성부와, 상기 닙형성부상에 공기를 담지할 수 있도록 홈 형상으로 마련되는 복수의 단열홈을 갖고, 상기 지지부재의 열전도율 감소를 위한 플레이트 단열부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착장치.