KR0152387B1

KR0152387B1 - 열롤러 정착기

Info

Publication number: KR0152387B1
Application number: KR1019950013619A
Authority: KR
Inventors: 게이코 도나이; 가츠미 스기모토
Original assignee: 세키자와 다다시; 후지쓰 가부시키가이샤
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1995-05-29
Publication date: 1998-12-15
Also published as: DE19517816A1; US5517293A; DE19517816C2; KR950033732A; JPH07325500A; JP3256086B2

Abstract

본 발명은 가열롤러를 회전시켜 용지에 열정착을 수행하는 열롤러 정착기에 관한 것이다. 이 열롤러 정착기는 롤러 본체와 이 롤러본체에 설치된 복수의 가열부재를 갖춘 가열롤러와, 상기 가열롤러와 대향관계로 설치된 가압부재를 포함한다. 이 열롤러 정착기는 롤러본체의 내부주변을 따라 복수의 가열부재를 회전시키기 위한 회전기구와, 대기상태 동안 롤러본체를 회전시키지 않고 가열부재를 구동하는 회전기구를 구동제어하기 위한 제어유니트를 갖추고 있다. 이렇게 함으로써 가열롤러의 롤러본체 표면의 예열 불균일이 방지된다.

Description

열롤러 정착기

제1도는 본 발명의 원리도.

제2도는 본 발명의 한 실시예에 따른 칼라프린터의 구성도.

제3도는 제2도의 정착기의 구성도.

제4도는 제2도의 정착기의 단면도.

제5도는 제2도의 정착기의 정면도.

제6도는 본 발명의 한 실시예에 따른 제어블록도.

제7도는 본 발명의 한 실시예에 따른 대기상태 동안의 공정도.

제8도는 본 발명의 한 실시예에 따른 가열롤러측의 공정도.

제9도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단면도.

제10도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 상형성 유니트 5 : 정착기

7 : 제어회로 8 : 호스트컴퓨터

30 : 감광드럼 32 : 레이저 광학계

33 : 현상기 34 : 전사롤러

40 : 반송롤러 44 : 배출롤러

41,42,43 : 벨트반송기구 50 : 가열롤러

52,56 : 세척롤러 54 : 가압롤러

55 : 할로겐램프 60 : 램프유지판

61 : 구동기어 600,601,602,603 : 도체링

본 발명은 용지(sheet)상에 토너상(toner image)을 열정착시키기 위한 열롤러 정착기(heat roller fixing apparatus)에 관한 것으로, 특히 대기상태시의 온도의 불균일성을 방지하기 위한 열롤러 정착기에 관한 것이다.

복사기, 프린터기, 팩시밀리 등과 같은 화상 형성 장치에 있어서, 전자사진 장치와 같은 잠상형성형 기록장치(latent image forming type recording apparatus)가 이용되고 있다. 이와 같은 화상 형성 장치에 있어서, 감광 드럼에 정전잠상(electrostatic latent image)을 형성한 다음 현상해서 토너상을 형성한다. 그리고, 감광드럼의 토너상을 용지에 전사한 후 가열함으로써 용지상에 토너상을 정착시킨다.

이러한 형태의 정착기로서는 열롤러 정착기, 플래쉬 램프 정착기 및 압력 정착기가 제공될 수 있다. 이들 정착기중에 열롤러 정착기는 그 간단한 구성 때문에 폭넓게 이용되고 있다. 이 열롤러 정착기는 대기 상태에서 예열을 하고 있다. 이 대기상태로부터 인쇄명령이 오면 즉시 안정적으로 열정착되는것이 바람직하다.

열롤러 정착기는 할로겐 램프를 사용하여 롤러를 가열한다. 그리고 정착은 용지가 롤러사이에 있는 동안 열과 롤러간의 압력에 의해 수행된다.

한편, 정착에 필요한 정착 에너지 E는 토너를 녹이기 위해 주로 필요한 에너지 E1과 용지에 의해 흡수된 에너지 E2의 합이다. 칼라화상 형성장치에서는 이들 에너지 E1과 E2에 관해 단색인쇄를 위한 정착에너지 E와 칼라인쇄를 위한 정착에너지 E를 비교하면 용지에 흡수되는 에너지 E2는 변하지 않는다. 그러나 토너층 두께와 같은 요인 때문에 토너를 녹이기 위해 필요한 에너지 E1은 토너층 두께에 따라 변한다.

단색인쇄와 칼라인쇄간의 토너층 두께를 비교하면, 토너층 두께는 단색인쇄가 1층인 것에 비해 칼라인쇄의 경우에는 색을 중합시키기 때문에 다색(7색)인 경우는 2층, 풀칼라인 경우는 4층이 된다. 이 때문에 칼라인쇄는 단색인쇄보다 토너를 용융하기 위해 필요한 에너지가 증가한다.

그러므로, 정착 에너지는 풀칼라 인쇄의 정착에 필요한 에너지로서 세트되고, 색채인쇄에서도 역시 이 에너지로 정착이 행해지는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 이 방법으로는 풀칼라인쇄의 정착에 필요한 에너지는 단색인쇄를 위한 에너지의 2배 또는 그 이상이 되므로, 단색인쇄의 경우 전력이 크게 낭비된다.

마찬가지로 주변온도가 높은 경우에 큰 에너지로 정착하는 것은 전력이 낭비된다. 이것을 방지하기 위한 방법으로서 가열 롤러내에 복수의 할로겐 램프를 설치하는 것이 제안되고 있다.

이 방법에 의하면 필요한 최소 전력량은 프린트의 형태, 즉 단색인쇄와 칼라인쇄 및 주변온도의 크기에 따라 공급될 수 있다. 이 때문에 전력소비량을 줄일 수 있다.

그러나 종래의 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

열롤러 정착기는 인쇄명령이 아직 도달하지 않은 곳에서의 대기 상태시에 인쇄명령이 유입되는 동시에 즉각 정착을 수행하도록 요구된다. 이러한 이유로 이러한 열롤러 정착기는 대기 상태의 정착온도(예를 들어 180℃)보다 낮은 예열온도(예를 들어 160℃)에서 예열되는 효과를 갖는다.

가열 롤러온도가 정착온도 또는 그 이하인 곳에서의 대기 상태시에 토너는 가열 롤러와 접촉하고 있는 용지 분리 포올과 클리너에 확고히 고착된다. 이 때문에 가열 롤러를 회전시키면 가열롤러의 표면이 손상되기 쉽다. 이 때문에 이 대기 상태에서는 가열롤러가 회전되지 않는다.

따라서 상기한 가열 수단인 할로겐 램프를 복수개 설치한 가열 롤러는 일부의 할로겐 램프를 사용하여 예열을 수행하기 때문에 가열 롤러의 표면온도가 균일하지 않다는 문제가 있었다. 따라서 상기 정착온도로 가열되는 경우조차 초기 인쇄시에는 이 표면온도의 불균일에 의한 정착 불균형이 나타난다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 초기 인쇄시 정착 불균형을 방지할 수 있는 열롤러 정착기를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 열롤러에 공급되는 복수의 열원(heat source)을 포함하며 열롤러 정착기의 대기 상태시에 가열 롤러의 표면온도를 균일하게 할수 있는 열롤러 정착기를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징에 따라 상기한 목적을 달성하기 위해 가열 롤러를 회전시킴으로써 용지위로 열정착을 수행하기 위한 열롤러 정착기는 롤러본체, 이 롤러본체에 설치된 복수의 가열수단, 상기 가열 롤러와 대향관계로 설치된 가압수단을 포함하는 가열 롤러를 갖추고 있다. 이 열롤러 정착기는 롤러본체의 내부 주변을 따라 복수의 가열 수단을 회전시키기 위한 회전 기구와 상기 롤러본체를 회전시키지 않고 가열 수단을 구동하기 위한 대기 상태에서 회전 기구를 구동 제어하기 위한 제어 유니트를 역시 갖추고 있다.

본 발명에 따르면 복수의 가열 수단은 이 가열 수단이 롤러본체를 회전시키지 않고 동작되는 경우 대기 상태에서 회전된다. 따라서 일부 가열수단(51)이 회전되는 경우조차 롤러 본체의 표면온도는 균일화될 수 있다. 롤러 본체의 표면온도가 대기상태에서 균일화될 수 있다. 따라서 정착 불균형은 정착이 인쇄명령의 유입에 따라 즉시 수행되는 경우라도 방지될 수 있다.

본 발명의 다른 특징과 이점은 첨부된 도면을 참조하여 다음의 기술로부터 보다 명확해질 것이다.

제1도는 본 발명의 원리를 나타낸 도면이다.

제1도에 나타낸 바와 같이 가열롤러는 롤러본체(50)를 가지고 있다. 이 롤러본체(50)의 내부에는 복수의 가열원(51)이 설치되어 있다. 가압롤러(54)는 가열 롤러와 대향관계로 배치된다. 회전 기구(6)는 복수의 가열원(51)을 회전시킬 수 있다.

제어 기구(71)는 회전기구(6)를 제어한다. 대기 상태에서 롤러본체(50)는 회전하지 않지만 가열원(51)이 구동된다. 이것에 의해 예열이 실행된다. 이 제어기구(71)는 대기상태에서 회전기구(6)를 구동한다.

제2도는 본 발명의 한 실시예에 따른 칼라 화상 형성장치의 구성을 나타낸 도면이다. 본 실시예에 따라 칼라 화상 형성장치가 칼라 전자사진 프린터의 형태로 나타난다.

제2도에 나타낸 바와 같이 칼라 전자사진 프린터(1)는 용지를 수용하기 위한 호퍼(2), 용지 표면에 토너상을 형성하기 위한 이미지 형성 유니트(3) 및 용지 반송계(4)를 포함하고 있다. 프린터(1)는 용지에 토너상을 정착시키기 위한 정착기(5), 비배출된 용지를 수용하는 스택커(6), 제어회로(7) 및 전원(70)을 추가로 포함하고 있다.

호퍼(2)는 2단의 용지카셋트(20,21)를 갖추고 있다. 이들 용지 카셋트(20,21)는 장치의 전면으로부터 착탈가능하다. 이들 용지카셋트(20,21)로부터 용지를 픽업하여 분리하는 픽업 유니트(22,23)가 설치되어 있다. 상형성 유니트(3)는 완전한 칼라 즉, 자홍색(magenta), 노랑, 청록, 검정색의 토너상을 형성하는 전자사진 기구(3a, 3b, 3c, 3d)를 가지고 있다.

이들 전자사진 기구(3a, 3b, 3c, 3d)는 참조부호(30-35)로 나타낸 구성을 가지고 있다. 감광 드럼(30)은 금속드럼의 주변에 광도전층을 도금한 것으로서 시계방향으로 회전한다. 전대전기(31)(前帶電器)는 감광드럼(30)을 균일하게 충전한다. 레이저 광학계(32)는 감광드럼(30)에 광상(photo image)을 노광시키고, 이에 의해 감광드럼(30)에 정전잠상을 형성한다. 현상기(33)는 감광드럼(30)에 현상제를 공급하고 있고, 정전잠상이 이 현상제에 의해 현상되어 토너상을 형성한다. 전사롤러(34)(transfer roller)는 감광드럼(30)상의 토너상을 공급된 용지위에 전사한다. 제전기(除電器) 및 클리너(35)는 감광드럼(30)의 잔류전하를 제거한 후, 잔류토너를 제거하는 것이다.

전자사진 기구(3a, 3b, 3c, 3d)의 각 현상기(33)는 자홍색, 황색, 청록, 검정색과 같은 칼라를 나타내는 현상제를 수용하면서 감광드럼(30)에 이들 현상제를 공급하고 있음에 주목하라.

용지운반계(4)에는 용지 카셋트(20,21)로부터 토너상 형성유니트(3)의 입구로 용지를 공급하는 반송롤러(40)가 설치되어 있다. 또한 상 형성유니트(3)의 입구에서 출구까지 용지를 반송하는 벨트 반송 기구(41,42,43)가 설치되어 있다. 이 벨트 반송 기구는 정전 흡착 벨트(41)가 한 쌍의 롤러(42,43) 사이에 펼쳐지는 것과 같은 방법으로 구성된다. 롤러(42,43)에 의해 이동하는 정전 흡착 벨트(41)는 토너상 형성 유니트(3)의 입구에서 출구까지 용지를 반송한다. 용지의 위치 오차는 이 정전 흡착 벨트(41)를 사용하여 전자사진 기구(3a, 3b, 3c, 3d)의 각 전사위치에서 최소로 억제될 수 있다.

또한 용지 반송 시스템(4)에서, 정착기(5)에서 스택커(6)로 용지를 반송하기 위한 배출롤러(44)는 정착기(5)후단에 배치된다. 더욱이 양면인쇄를 위한 기구가 설치되어 있다. 즉, 정착기(5)의 후단에서 토너상 형성 유니트(3)의 입구로 용지를 반송하기 위한 반전경로(46)(reverse path)가 설치되어 있다. 이 반전경로(46)에는 복수의 반송롤러(45)가 설치되어 있다. 더욱이 정착기(5)의 후단에 반전 임펠러(47)(reverse impeller)가 설치되어 있다.

이 프린터의 동작을 설명한다. 용지는 용지 카셋트에서 피크기구(22,23)(pick mechanism)에 의해 전송된 후 반송롤러(40)에 의해 상형성 유니트의 입구로 반송된다. 이들 용지는 벨트 반송 기구(41,42,43)에 의해 각 전자사진 기구(3a, 3b, 3c, 3d)로 반송된다. 이 사이에 각 전자사진 기구(3a, 3b, 3c, 3d)의 감광드럼의 각 색을 나타내는 토너상이 전사롤러(34)에 의해 용지면으로 전사된다. 다음에 용지는 정착기(5)로 반송되고 여기서 토너상은 열적으로 정착된다. 상이 정착된 용지는 배출롤러(44)에 의해 스택커(6) 쪽으로 반송된다.

양면인쇄를 하기 위해서는 용지의 후단이 반전 임펠러(47)에 도달하면 용지의 반송이 정지된다. 다음에 임펠러(47)는 반시계방향으로 회전하고 이렇게 함으로써 용지의 후단이 반전경로(46)쪽으로 향하게 된다. 그리고, 배출롤러(44)는 반대로 회전되며, 반송롤러(45)가 회전하게 됨으로써 토너상 형성 유니트(3)의 입구쪽으로 반전경로(46)를 따라 용지를 반송시킨다.

토너상 형성 유니트(3)의 입구에 도달한 용지는 상기한 단면 인쇄와 마찬가지로 벨트 반송 기구(41,42,43)에 의해 각 전자사진 기구(3a, 3b, 3c, 3d)로 반송된다. 이 사이에 용지의 반대면에는 전자사진 기구(3a, 3b, 3c, 3d)의 각 감광드럼의 색을 나타내는 토너상이 전사롤러에 의해 전사된다. 다음에 용지는 배출롤러(44)에 의해 스택커(6)로 배출된다. 양면인쇄는 이러한 방법으로 수행된다.

물론 단면인쇄를 실행하는 경우에는 용지의 단면에 프린트를 수행한 후에 용지는 배출롤러(44)에 의해 스택커(6)로 배출된다. 이와 같은 구성에 따르면 호퍼(2)와 상형성 유니트(3)와의 공간을 이용해 용지를 반전시켜 양면인쇄를 수행하기 때문에 칼라 양면인쇄 장치를 소형으로 구성할 수 있다. 더욱이 호퍼(2)로부터 스택커(6)까지의 반송경로(4)는 S자 형태로 형성되기 때문에 칼라 인쇄장치를 소형으로 구성할 수 있다. 또한 정전 흡착 밸트(41)를 이용했기 때문에 각 색간의 번짐이 적은 칼라화상 형성이 가능하게 된다.

제3도는 본 발명의 한 실시예에 따른 정착기의 구성을 나타낸 도면이다. 제3도에서 용지는 제2도의 배치에 상관없이 도면의 우측에서 반송된다.

제3도에서 가열롤러(50)는 가열 롤러본체(50a)의 내부에 가열원(히터)으로서 3개의 할로겐 램프(51a,51b,51c)를 갖추고 있다. 세척롤러(52)는 가열 롤러본체(50a)의 표면에 부착된 오염물을 세척한다. 오일 공급 롤러(53a,53b)는 가열롤러 본체(50a)의 표면에 오일(윤활유)을 공급한다.

백업롤러(가압롤러)(54)는 그 내부에 가열원(히터)으로서 하나의 할로겐 램프(55)를 갖추고 있다. 이 가압롤러(54)는 가열롤러(50)에 의해 가압되고 이에 따라 그 사이에 끼인 용지를 반송한다. 세척롤러(56)는 가압롤러(54)에 부착된 오염물을 세척한다. 각 분리포올(57a,57b)(separation pawls)은 가열롤러(50)와 가압롤러(54)에 용지가 감기는 것을 방지한다. 배출롤러(58a,58b)는 정착된 용지를 배출하기 위한 것이다.

제4도는 본 발명의 한 실시예에 따른 열롤러 정착기의 단면도를 나타내고 있다. 제5도는 그것의 정면도이다.

제4도와 제5도에 나타낸 바와 같이 할로겐 램프(51a - 51c)의 일단은 램프 유지관(60)에 의해 유지된다. 램프 유지관(60)은 샤프트(60a)를 중심으로 회전할 수 있다. 램프 유지관(60)은 원형이고 그 주변에 톱니가 형성되어 있다. 이 램프 유지관(60)의 톱니는 구동기어(61)가 서로 맞물려있다.

이 구동기어(61)는 모터(62)(예를 들어 스테핑 모터)의 샤프트에 삽입된다. 전원(63)으로부터 전력을 공급하기 위한 접속선(L1 - L3)은 각각의 할로겐 램프(51a - 51c)의 단부에 접속된다. 더욱이 각 할로겐 램프(51a - 51c)의 타단(도시하지 않았음)에는 전원(63)으로부터 연장되는 접속선(L4 - L6)이 접속된다.

제1 및 제2 온도 검출 소자(59-1, 59-2)는 그 위치가 그 주변 방향과는 상이한 방식으로 이 가열롤러 본체(50a)의 주변에 설치되어 있다. 제1 및 제2 온도 검출 소자(59-1, 59-2)는 서미스터로 구성되어 있다.

제6도는 본 발명의 한 실시예에 따른 제어 블록도이다.

제6도에 나타낸 바와 같이 가압롤러(54)에는 제3 온도센서(59b)가 설치되어 있다. 이 온도센서(59b)는 가압롤러(54)의 온도를 검출하기 위한 것이다. 마이크로컴퓨터 보조 제어기(71)는 전자사진기구(3a, 3b, 3c, 3d)의 각 소자를 제어하고, 동시에 정착기(5)의 가열롤러(50)의 할로겐 램프(51a - 51c)와 가압롤러(54)의 할로겐 램프(55)를 제어한다.

세트/리세트 스위치 회로(82,73,74,75)는 제어기(71)의 지시에 따라 전원으로부터 할로겐 램프(51a - 51c, 55)에 인가전압을 인가하기 위한 것이다. 호스트 컴퓨터(8)는 제어기(71)에 단색인쇄/칼라인쇄의 지시를 하고 동시에 인쇄 데이터를 전송한다.

여기서 단색인쇄, 다색인쇄 및 풀칼라인쇄가 고려된다. 토너는 단색인쇄의 경우 한층의 두께를 가지고 있다. 130℃ 이하의 정착온도에서는 정착불량이 발생하며, 정착온도가 만약 180℃ 이상이라면 오프셋이 발생한다. 이 때문에 정착온도는 130℃ 내지 180℃의 범위내에 있는 것이 바람직하다.

더욱이 토너는 다색칼라인쇄의 경우 2층 두께를 갖게된다. 140℃ 이하의 정착온도에서 정착불량을 볼 수 있으며, 정착온도가 190℃ 이상이라면 오프셋이 발생한다. 따라서 정착온도는 140℃ 내지 190℃의 범위내에 있는 것이 바람직하다. 특히 풀칼라인쇄의 경우 토너는 4층 두께를 갖게된다. 160℃ 이하의 정착온도에서는 정착불량이 발생하고 있으며, 정착온도가 200℃ 이상이라면 오프셋의 원인이 된다. 그러므로 정착온도는 160℃ - 200℃의 범위내에 있는 것이 바람직하다.

이점으로부터, 만약 정착온도가 160℃ - 180℃의 범위내에 있다면 정착은 토너층 두께에 상관없이 정착온도를 일정하게함으로써 용이하게 수행될 수 있다. 즉, 설정온도를 일정하게 제어함으로써 정착을 양호하게 수행할 수 있다.

다음에 각 토너층 두께에서 정착 에너지를 얻기 위해 필요한 전력량이 구해진다. 한 토너층의 경우 1125W의 전력량이 ,2토너층에는 2250W가, 4토너층에는 4500W가 필요하다.

그러므로 본 실시예에서는 제6도에 나타낸 바와 같이 용지의 토너를 정착시키는 가열롤러(50)의 내부에 450W, 1550W, 1800W의 할로겐 램프(51a,51b,51c)가 하나씩 제공되어 있다. 더욱이 반대측의 가압롤러(54)에는 700W의 할로겐 램프(55) 하나가 설치되어 있다.

제7도는 본 발명의 한 실시예에 따른 대기중의 처리흐름도이다.

(S1) 인쇄 대기상태 즉, 가열롤러(50)가 회전하지 않는 상태에서 제어기(71)는 제1서미스터(59-1)와 제2서미스터(59-2)중 하나의 검출온도 t1 또는 t2가 145℃ 이하인지의 여부를 체크한다.

(S2) 제어기(71)는 만약 제1 및 제2서미스터(59-1, 59-2)중 하나의 검출온도 t1 또는 t2가 145℃ 이하가 되면 가열을 실행하기 위해 할로겐 램프의 스위치를 점등(스위치ON)시킨다. 예를 들어 할로겐 램프(51a)는 세트/리세트 스위치 회로(73)를 통해 점등된다.

(S3) 다음에 제어기(71)는 제1 및 제2서미스터(59-1, 59-2)의 검출온도(t1, t2)를 판독한다. 다음에 제어기(71)는 제1 및 제2서미스터(59-1, 59-2)간의 온도차(t1-t2)의 절대치가 12℃ 이상인지의 여부를 조사한다. 만약 제1 및 제2서미스터(59-1, 59-2) 간의 온도차(t1-t2)의 절대치가 12℃ 이상이라면 제어기(71)는 가열롤러 본체(50a)의 주변방향의 온도가 균일하지 않다고 판정한다.

(S4) 제어기(71)는 만약 제1 및 제2서미스터(59-1, 59-2)간의 온도차(t1-t2)의 절대치가 12℃ 이상이라면 할로겐 램프 유지판(60)을 회전시키기위해 모터(62)를 구동시킨다. 이때 접속선(L1 - L6)이 존재하기 때문에 모터(62)를 왕복구동시켜 할로겐 램프 유지판(60)을 왕복회전시킨다. 이렇게 함으로써 할로겐 램프(51a - 51c)는 왕복회전하게 된다. 이 왕복회전의 회전각도는 접속선(L1 - L6)이 단선되지 않을 정도로 결정된다.

(S5) 제어기(71)는 제1 및 제2서미스터(59-1, 59-2)중 하나의 검출온도 t1 또는 t2가 예열온도인 160℃ 이상에 도달했는지의 여부를 체크한다.

(S6) 제어기(71)는 만약 제1 및 제2서미스터(59-1, 59-2)중 하나의 검출온도 t1 또는 t2가 예열온도인 160℃ 이상에 도달하면 세트/리세트 스위치회로(73)를 통해 할로겐 램프(51a)를 소등(스위치OFF)시킨다. 더욱이 제어기(71)는 모터(62)의 구동을 정지시킨다.

인쇄 대기중에는 이 동작이 반복된다. 따라서 인쇄 대기상태 동안 하나의 할로겐 램프는 예열을 수행하기 위해 점등된다. 다음에 이 상태에서 복수의 할로겐 램프 유니트가 회전된다. 따라서 가열롤러 본체(50a)의 주변방향의 온도 불균일을 방지할 수 있다.

다음에 인쇄명령을 수신한 수의 동작을 설명한다.

제8도는 본 발명의 한 실시예에 따른 가열롤러측의 처리흐름도이다.

(S11) 제어기(71)는 호스트 컴퓨터(8)로부터 인쇄개시 명령을 수신하면 호스트 컴퓨터(8)로부터의 인쇄개시 명령이 단색인쇄인지 또는 다색인쇄인지 아니면 풀칼라인쇄로 지시되었는지를 검사한다.

(S12) 제어기(71)는 단색인쇄가 지시되었다고 판정되면 가열롤러(50)의 온도센서(59-1)의 검출온도를 검사한다.

(S13) 제어기(71)는 만약 검출온도가 규정 온도(예컨대 170℃)가 아니라면 450W 할로겐 램프(51a)에 전압을 인가하기 위해 세트/리세트 스위치회로(73)를 세트시킨다. 이것에 의해 할로겐 램프(51a)는 450W의 열량을 발생시킬 정도로 충분히 가열된다. 이때 가압롤러(54)의 할로겐 램프(55)는 700W의 열량을 발생시키기 때문에, 전체적으로 1150W의 열량이 되어 1층 토너의 용해가 가능해진다. 그리고 이후 처리는 단계 12로 되돌아간다.

(S14) 반대로 만약 검출온도가 규정온도 이상이라면 제어기(71)는 450W 할로겐 램프(51a)로의 전압인가를 중지하기 위해 세트/리세트 스위치회로(73)를 리세트시킨다. 이에 의해 할로겐 램프(51a)는 소등된다. 그리고 이후 처리는 단계 S12로 되돌아간다.

(S15) 콘트롤러(71)는 다색인쇄가 단계 S11에서 지시되고 있다고 판정되면 가열롤러(50)의 온도센서(59-1)의 검출온도를 검사한다.

(S16) 제어기는 만약 검출온도가 규정온도(예를 들어 170℃)가 아니라면 1550W 할로겐 램프(51b)에 전압을 인가하기 위해 세트/리세트 스위치회로(73)를 세트시킨다. 이것에 할로겐 램프(51b)는 1550W의 열량을 발생시킬 정도로 가열된다. 이때 가압롤러(54)의 할로겐 램프(55)는 700W의 열량을 발생시키고 있기 때문에 전체적으로 열량은 2250W가 되어 2층 토너를 녹일 수 있게 된다. 그리고 이후 처리는 단계 S15로 되돌아간다.

(S17) 반대로 검출온도가 규정온도 이상이라면 제어기(71)는 할로겐 램프(51b)로의 전압인가를 중지하도록 세트/리세트 스위치를 리세트시킨다. 이것에 의해 할로겐 램프(51b)는 소등된다. 그리고 이후 처리는 단계 S15로 되돌아간다.

(S18) 제어기(71)는 단계 S11에서 풀칼라인쇄가 지시되었다고 판정되면 가열롤러(50)의 온도센서(59-1)의 검출온도를 검사한다.

(S19) 제어기(71)는 만약 검출온도가 규정온도(예를 들어 170℃)가 아니라면 450W, 1550W, 1800W인 3개의 할로겐 램프(51a, 51b, 51c)에 전압을 인가하도록 세트/리세트 스위치 회로(73, 72, 74)를 세트시킨다. 이때 가압롤러(54)의 할로겐 램프(55)는 700W의 열량을 발생시키고 있기 때문에 전체적으로 열량은 4층 토너를 녹이기에 충분한 4500W가 된다. 그리고 이후 처리는 단계 S18로 되돌아간다.

(S20) 반대로 만약 검출온도가 규정온도 이상이라면 제어기(71)는 450W, 1550W, 1800W인 3개의 할로겐 램프(51a, 51b, 51c)로의 전압인가를 중지시키도록 세트/리세트 회로(73, 72, 74)를 리세트시킨다. 이것에 의해 할로겐 램프(51a, 51b, 51c)는 소등된다. 그리고 이후 처리는 단계 S18로 되돌아간다.

즉 인쇄명령의 도달에 의해 가압롤러(54)(하측 가열롤러)는 700W의 열량을 발생시킨다. 이 열생성과 더불어 단색인쇄가 지시되면 가열롤러(50)(상측 가열롤러)는 450W의 열량을 발생시킨다. 더욱이 다색인쇄가 지시되면 가열롤러(50)(상측 가열롤러)는 1550W의 열량을 발생시킨다. 특히 풀칼라인쇄가 지시되면 가열롤러(50)(상측 가열롤러)는 3800W의 열량을 발생시킨다.

이와 같이 해서 가열롤러(50)에 의해 발생된 열량이 인쇄모드에 따라 변화하는 반면에 가압롤러(54)에 의해 발생된 열량을 일정하게 하기 때문에 토너용해의 효율이 향상되고 소비전력의 낭비를 크게 경감시킬 수 있게 된다. 또한 가압롤러(54)에 의해 발생하는 열량을 일정하게 하기 때문에, 양면인쇄가 수행되는 경우에도 정착제의 토너상은 방해받지 않는다. 더욱이 가열롤러(50)의 온도를 일정하게 하기 때문에 오프셋이 방지될 수 있다.

따라서 정착에너지는 단색인쇄로 경감된다. 이 때문에 먼저 토너상측의 가열롤러(50)의 설정온도는 일정하게 제어되므로 가열롤러(50)로의 토너 오프셋을 방지할 수 있다. 두 번째는 가압롤러(54)로의 전력 공급량이 고정되고, 동시에 가열롤러(50)로의 전력공급량은 토너상의 단색 또는 다색에 따라 변화된다. 이렇게 함으로써 정착은 가열롤러(50)의 에너지에 의해 실행되기 때문에 인가에너지에 대한 정착효율이 양호하게 나타난다. 따라서 소비전력을 크게 절감할 수 있다. 또한 가압롤러(54)의 전력소비량이 변하지 않으며, 더욱이 설정온도도 역시 변화하지 않기 때문에 양면인쇄가 수행되는 경우에도 정착제 토너상의 용해로 인해 상이 방해받는 것을 방지할 수 있다.

제9도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도이고, 제10도는 제9도의 A - A라인을 따라 절취한 단면도이다. 본 실시예에서는 2개의 할로겐 램프가 가열롤러 본체(50a)에 설치되어 있다.

제9도에 나타낸 바와 같이 2개의 할로겐 램프(51a, 51b)는 양단에서 유지판(64-1, 64-2)에 의해 유지되고 있다. 유지판(64-1, 64-2)에는 회전 샤프트(65-1, 65-2)가 설치되어 있고, 이 회전 샤프트(65-1, 65-2)에는 도체링(600, 601, 602, 603)이 부착되어 있다.

각각의 도체링(600 - 603)에는 할로겐 램프(51a, 51b)의 접속선(L1 - L4)이 접속되어 있다. 이 도체링(600 - 603)의 각각에는 도전성 접촉편(610 - 613)이 접촉되고 있다. 그리고 각 도전 접촉편(610 - 613)에는 전원(63)으로부터 연장되는 접속선(L5 - L8)이 접속되어 있다.

더욱이 회전축(65-1, 65-2)의 단부에는 기어(66-1, 66-2)가 형성되어 있다. 이들 기어(66-1, 66-2)는 모터(62-1, 62-2)의 샤프트에 설치된 구동기어(61-1, 61-2)와 맞물려있다.

본 실시예에 따라, 전원(63)은 도전성 접촉편(610 - 613)과 도체링(600 - 603)을 접촉시킴으로써 할로겐 램프(51a, 51b)에 접속된다. 이에 의해 접속선의 비틀림에 의한 회전각의 제한이 없어지기 때문에 할로겐 램프(51a, 51b)는 한 방향으로 회전할 수 있다. 따라서 회전제어가 용이해진다.

상기한 실시예에 더해 본 발명은 다음과 같이 변형될 수 있다. 먼저, 상기한 실시예에서는 상형성 장치를 전자사진 기구의 형태로 설명했지만 토너상을 전사하는 인쇄기구(예를 들어 정전기록기구(electrostatic recording mechanism))로도 응용할 수 있다. 두 번째로 용지(sheet)는 종이(paper)에 한정되는 것은 아니며 다른 매체를 이용할 수도 있다. 세번째로 상형성장치는 프린터의 형태로 설명했지만 복사기, 팩시밀리, 등과 같은 다른 형태의 상형성장치도 가능하다. 네 번째로 전사부(transfer unit)를 전사롤러의 형태로 설명했지만 전사대전기(transfer charger)도 가능하다. 다섯 번째로 열원을 할로겐램프의 형태로 설명했지만 다른 가열요소의 이용도 가능하다.

이상 본 발명을 실시예에 의해 설명했지만 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 여러 변형이 가능하며, 이들 변형이 본 발명의 범위로부터 배척되는 것은 아니다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 롤러본체를 회전시키지 않으면서 가열부재를 동작시키는 경우 복수의 가열수단이 회전하도록 했기 때문에 일부 가열수단을 동작시키는 경우라도 롤러본체의 표면온도를 균일하게 할수 있다. 이 때문에 대기상태에서 인쇄명령이 도달한 경우 즉시 정착을 행해도 정착 불균일을 방지할 수 있다.

Claims

가열롤러를 회전시켜 용지상의 열정착을 실행하기 위한 열롤러 정착기에 있어서, 롤러본체와 이 롤러본체의 내부에 설치된 복수의 가열수단을 포함한 가열롤러와; 상기 가열롤러에 대향 관계로 설치된 가압수단과; 상기 롤러본체의 내부주변을 따라 상기 복수의 가열수단을 회전시키기 위한 회전수단과; 상기 롤러본체를 회전시키지 않고 상기 가열수단을 구동하기 위해 대기상태동안 상기 회전수단을 구동제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 열롤러 정착기.
제1항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 회전수단을 구동함으로써 상기 복수의 가열수단을 왕복운동시키는 것을 특징으로 하는 열롤러 정착기.
제1항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 회전수단을 구동함으로써 한 방향으로 상기 복수의 가열수단을 회전시키는 것을 특징으로 하는 열롤러 정착기.
제1항에 있어서, 상기 롤러본체의 여러 위치에서 상기 롤러본체의 표면온도를 검출하는 복수의 온도 검출 수단을 추가로 구비하며, 상기 대기상태 동안 상기 제어수단은 상기 복수의 온도 검출 수단에 의해 검출된 온도간의 차가 소정온도 이상인 경우 상기 회전수단을 구동하는 것을 특징으로 하는 열롤러 정착기.
제1항에 있어서, 상기 제어수단은 대기상태 동안 상기 복수의 가열수단중 하나를 선택적으로 구동하는 것을 특징으로 하는 열롤러 정착기.
제1항에 있어서, 상기 제어수단은 인쇄가 수행되는 경우 외부에서 제공되는 단색인쇄/칼라인쇄의 지정에 따라 상기 복수의 가열수단을 선택적으로 구동하는 것을 특징으로 하는 열롤러 정착기.
제1항에 있어서, 상기 회전수단은 상기 복수의 가열수단의 단부를 보호유지하는 유지수단과, 이 유지수단을 회전시키는 구동수단을 포함한 것을 특징으로 하는 열롤러 정착기.
제7항에 있어서, 상기 구동수단은 구동기어를 갖추고 있고, 상기 유지수단은 원주를 따라 형성되어 상기 구동기어와 시로 맞물리는 복수의 톱니를 갖는 것을 특징으로 하는 열롤러 정착기.
제1항에 있어서, 상기 복수의 가열수단 각각은 할로겐 램프인 것을 특징으로 하는 열롤러 정착기.