KR100433418B1 - 화상형성기기의 정착롤러 장치 - Google Patents

Abstract

내부에 히터가 설치되며, 단부의 내외측에 나사선이 형성된 금속파이프와; 금속파이프의 외주에 마련되는 실리콘층과; 금속파이프의 양단부 각각의 내측에 끼워져 결합되는 한 쌍의 절연 앤드캡과; 금속파이프의 어느 한쪽 단부의 외측에 끼워져 결합되며, 외주에 기어이가 마련된 절연 기어캡과; 절연 앤드캡의 외주와 금속파이프의 내주 사이에 설치되며, 절연 앤드캡보다 낮은 열전도도를 가지는 물질로 형성된 제1절연부재; 및 기어캡의 내주와 금속파이프의 외주 사이에 설치되며, 기어캡보다 낮은 열전도도를 가지는 물질로 형성된 제2절연부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 정착롤러 장치가 개시된다.

Description

화상형성기기의 정착롤러 장치{Fusing roller apparatus of image forming apparatus}

본 발명은 화상형성기기의 정착롤러 장치에 관한 것이다.

전자사진 현상 방식을 이용하는 일반적인 전자사진 화상형성 장치, 예를 들어 복사기, 레이저 프린터 등은 감광드럼에 인접해서 회전하면서 감광드럼의 외주에 마련된 감광체를 대전시킨다. 대전된 감광체는 레이저 주사유닛으로부터 주사된 레이저광에 의해 소정 패턴으로 노광된다. 이에 따라 감광체의 표면에는 정전잠상이 형성된다. 현상기는 감광체에 토너를 공급하여 감광체에 형성된 정전잠상을 가시상인 분말상태의 토너화상으로 현상한다. 그리고, 감광드럼과 그 감광드럼와 접촉회전되는 전사롤러 사이로 인쇄용지가 통과하면, 감광체 상의 토너화상은 인쇄용지로 전사된다. 정착롤러를 포함하는 정착부는 토너화상이 전사된 용지를 소정 압력 및 온도상태에서 정착한다. 그러면, 인쇄용지상의 토너화상은 인쇄용지 상에 융착되어 최종 인쇄된다. 이와 같이, 상기 인쇄용지 상의 토너화상을 정착시키는 정착부는 고온으로 백업롤러와 접촉회전되는 정착롤러를 구비한다.

도 1은 종래의 정착롤러를 도시한 것으로, 금속제 파이프(10) 내측에 설치되는 히트파이프(11) 안에 수용된 작동유체를 저항발열체(12)를 구동시켜 단시간 내에 작동온도까지 상승시킬 수 있는 구조를 갖는다. 상기 금속제 파이프(10)의 양단에는 플라스틱 재질로 된 절연 앤드 캡(end cap)(13)과 절연 기어캡(gear cap)(14)이 각각 결합된다. 상기 각 캡(13,14)은 정착롤러와 함께 회전되며, 회전시 프레임(20)에 설치되는 전원공급장치(21)의 전극(22)으로부터 연결부(23)를 통해 저항발열체(12)로 전원이 연결되어 열이 발생되다. 이 열에 의해 금속제 파이프(10)와 히트파이프(11)가 가열되어 소정 작동온도로 상승한다.

한편, 상기 금속파이프(10)의 외주에는 박층의 테프론코팅이되어 있고, 저항발열체(12)의 내외측에는 MICA 물질로 된 절연층(15,16)이 마련돼 있어서, 외측의 금속제 파이프(10)와 내측의 히트파이프(11)가 빠르고 균일하게 열을 공급받게 된다.

그런데, 칼라 화상형성기기에 채용되는 정착롤러의 경우, 서로 다른 색상의 잉크를 조합하여 정착해야 하므로, 금속제 파이프의 외측에 실리콘 고무로 코팅해햐 한다. 이와 같은 실리콘 고무는 열전달 계수가 상기 테프론 코팅층보다 낮다. 따라서, 실리콘 고무 등의 표면온도를 제어하기 위해서는 금속제 파이프의 온도를 상당히 높게 가열해야 한다. 이 경우, 열에 약한 상기 절연 앤드캡(13)과 절연 기어캡(14)에 녹아서 달라붙게 된다. 따라서, 절연 앤드캡과 절연 기어캡의 안전성과 내구성에 심각한 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위해 단순히 재질만을 강화시킬 경우에는 가격이 상승하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 내구성 및 안정성이 향상되도록 구조가 개선된 화상형성기기의 정착롤러장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 화상형성기기의 정착롤러 장치를 나타내 보인 개략적인 단면도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성기기의 정착롤러 장치를 나타내 보인 개략적인 분리 사시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

30..금속파이프 31..히터

33..실리콘층 41,42..절연 앤드캡

43..절연 기어캡 45,46..제1절연부재

47..제2절연부재

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화상형성기기의 정착롤러 장치는, 내부에 히터가 설치되며, 단부의 내외측에 나사선이 형성된 금속파이프와; 상기 금속파이프의 외주에 마련되는 실리콘층과; 상기 금속파이프의 양단부 각각의 내측에 끼워져 결합되는 한 쌍의 절연 앤드캡과; 상기 금속파이프의 어느 한쪽 단부의 외측에 끼워져 결합되며, 외주에 기어이가 마련된 절연 기어캡과; 상기 절연 앤드캡의 외주와 상기 금속파이프의 내주 사이에 설치되며, 상기 절연 앤드캡보다낮은 열전도도를 가지는 물질로 형성된 제1절연부재; 및 상기 기어캡의 내주와 상기 금속파이프의 외주 사이에 설치되며, 상기 기어캡보다 낮은 열전도도를 가지는 물질로 형성된 제2절연부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1절연부재 및 제2절연부재 각각의 내주 및 외주에는 나사선이 형성되어, 상기 앤드캡과 금속파이프 사이 그리고 상기 기어캡과 금속파이프 사이 각각에 나사결합되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 절연 앤드캡 및 기어캡 각각은 플라스틱류, 세라믹 및 애자로 이루어진 절연물질군 중에서 선택된 어느 한 물질로 이루어지며, 상기 제1 및 제2절연부재는 비도전성의 실리콘계열, 내열 플라스틱 및 세라믹으로 이루어진 절연물질군 중에서 상기 절연 앤드캡 및 기어캡보다 낮은 열전도도를 가지는 물질로 선택되어 형성된 것이 좋다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 화상형성기기의 정착롤러 장치를 자세히 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 화상형성기기의 정착롤러 장치는, 내부에 히터(31)가 설치되는 금속파이프(30)와, 상기 금속파이프(30)의 외주에 마련되는 실리콘층(33)과, 상기 금속파이프(30)의 양단부 각각에 결합되는 한 쌍의 절연 앤드캡(41,42)과, 상기 금속파이프(30)의 어느 한 쪽 단부 외측에 결합되는 절연 기어캡(43)과, 상기 절연 앤드캡(41,42)과 금속파이프(30) 사이에 설치되는 제1절연부재(45,46)와, 절연 기어캡(43)이 금속파이프(30) 사이에 설치되는 제2절연부재(47)를 구비한다.

상기 금속파이프(30)의 내부에 설치되는 히터(31)는 도 1을 통해 개시한 바와 같은 히트파이프 및 저항발열체 즉, 코일을 포함하는 구성이다. 상기 금속파이프(30)는 양단이 개방된 구조로서, 양단부 각각의 내주에는 나사선이 형성된다. 또한, 금속파이프(30)의 일단부 즉, 오른쪽 단부의 외주에도 나사선이 형성된다.

상기 금속파이프(30)의 외주에 소정 두께로 마련된 실리콘층(33)은 테프론코팅층보다 열전도도가 낮다. 대신 실리콘층(33)은 칼라화상을 인쇄하여 정착할 때 테프론코팅층보다 뛰어난 특성을 발휘하므로, 칼라 화상형성기기에서 주로 채용된다.

상기 한 쌍의 절연 앤드캡(41,42) 각각은 상기 금속파이프(30)의 양단 각각을 밀폐시키되, 상기 히터(31)를 구동시키기 위한 전원을 안전하게 공급하도록 절연물질로 이루어진다. 즉, 상기 절연 앤드캡(41,42)의 안쪽 면에 판형의 단자(42a)가 설치되어 상기 히터(31)에 전기적으로 연결된다. 상기 단자(34)는 절연 앤드캡(41,42)에 후단에 결합되는 전원공급장치(21,도 1참조)와 연결된다. 한편, 상기 절연 앤드캡(41,42)의 단부에는 상기 제1절연부재(45,46)가 나사결합되는 나사선이 형성된다. 이러한 절연 앤드캡(41,42)은 플라스틱류, 세라믹 및 애자로 이루어진 절연물질 군중에서 어느 한 물질로 이루어질 수 있다.

상기 절연 기어캡(43)은 금속파이프(30)의 일단부 외측에 결합된다. 상기 절연 기어캡(43)은 외주에 기어이(43a)기 일체로 형성되어 있으며, 상기 금속파이프(30)의 회전을 위한 동력을 전달받아 함께 회전된다. 이 절연 기어캡(43)의 내주에는 상기 제2절연부재(47)가 나사결합되도록 나사선이 형성된다. 또한, 상기 절연 기어캡(43)은 절연 앤드캡(41)과 마찬가지로 플라스틱류, 세라믹 및 애자로 이루어진 절연물질군 중에서 어느 한 물질로 이루어질 수 있다.

상기 각 제1절연부재(45,46)는 링형상으로서 내외주 각각에 나사선이 형성된다. 따라서, 제1절연부재(45,46)는 금속파이프(30)의 내주에 나사결합되는 동시에 절연 앤드캡(41)의 외주에 나사결합된다. 따라서, 금속파이프(30)에 절연 앤드캡(41,42)이 직접 접촉하여 연결되지 않고, 상기 제1절연부재(45,6)를 통해 연결된다. 또한, 상기 제1절연부재(45,46)는 절연 앤드캡(41,42)보다 열전도도가 낮은 비전도성물질 예컨대, 실리콘계열, 내열 플라스틱 및 세라믹으로 이루어진 절연물질군 중에서 절연 앤드캡(41,42)의 물질보다 낮은 열전도도를 가지는 물질로 선택되어 형성된다. 따라서, 금속파이프(30)를 가열시 절연 앤드캡(41,42)으로 열이 전달되는 것을 억제시켜, 열에 의해 절연 앤드캡(41,42)이 변형되는 것을 억제시킬 수 있다.

상기 제2절연부재(47)는 링형상으로 내외주 각각에 나사선이 형성된다. 이 제2절연부재(47)는 금속파이프(30)의 외주에 나사결합되는 동시에 상기 절연 기어캡(43)의 내주에 나사결합된다. 따라서, 금속파이프(30)와 절연 기어캡(43)이 직접 결합되는 것을 방지하고, 직접 접촉되는 것을 방지함으로서, 고온의 열이 금속파이프(30)에서 절연 기어캡(43)으로 직접 열전달되지 않게 된다. 또한, 상기 제2절연부재(47)는 절연 기어캡(43)보다는 열전도도가 낮은 물질로 형성된다. 즉, 제2절연부재(47)는 비전도성의 실리콘계열, 내열 플라스틱 및 세라믹으로 이루어진 절연물질군 중에서 절연 기어캡(43)의 물질보다 낮은 열전도도를 가지는 물질로 선택되어형성된다. 이와 같이, 서로 다른 열전도도를 가지는 물질을 통해 절연 기어캡(43)이 금속파이프(30)에 결합됨으로써, 금속파이프(30)가 높은 온도로 가열되더라도 절연 기어캡(43)이 열을 받아 변형되는 것을 억제시킬 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 정착롤러 장치에 따르면, 고속, 대용량 또는 칼라용 정착롤러의 양단에 절연 앤드캡(41,42) 및 절연 기어캡(43)을 결합할 때, 금속파이프(30)와 직집 접촉하지 않고 절연부재들(45,46)(47)을 통해 연결된다. 따라서, 금속파이프(30)내부의 온도가 고온으로 올라가더라도, 절연 앤드캡(41,42)과 절연 기어캡(43)이 열에 녹아서 변형되거나 들러붙는 것을 방지할 수 있다. 결국, 정착롤러 장치의 내구성 및 안정성을 최대한 확보할 수 있게 된다.

또한, 제작성, 안전성, 양산성 및 조립성이 뛰어나므로 품질관리도 용이한 이점이 있다.

Claims (3)

1. 내부에 히터가 설치되며, 단부의 내외측에 나사선이 형성된 금속파이프와;

   상기 금속파이프의 외주에 마련되는 실리콘층과;

   상기 금속파이프의 양단부 각각의 내측에 끼워져 결합되는 한 쌍의 절연 앤드캡과;

   상기 금속파이프의 어느 한쪽 단부의 외측에 끼워져 결합되며, 외주에 기어이가 마련된 절연 기어캡과;

   상기 절연 앤드캡의 외주와 상기 금속파이프의 내주 사이에 설치되며, 상기 절연 앤드캡보다 낮은 열전도도를 가지는 물질로 형성된 제1절연부재; 및

   상기 기어캡의 내주와 상기 금속파이프의 외주 사이에 설치되며, 상기 기어캡보다 낮은 열전도도를 가지는 물질로 형성된 제2절연부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 정착롤러 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1절연부재 및 제2절연부재 각각의 내주 및 외주에는 나사선이 형성되어, 상기 앤드캡과 금속파이프 사이 그리고 상기 기어캠과 금속파이프 사이 각각에 나사결합되는 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 정착롤러 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 절연 앤드캡 및 기어캡 각각은 플라스틱류, 세라믹 및 애자로 이루어진 절연물질군 중에서 선택된 어느 한 물질로 이루어지며,

   상기 제1 및 제2절연부재는 비도전성의 실리콘계열, 내열 플라스틱 및 세라믹으로 이루어진 절연물질군 중에서 상기 절연 앤드캡 및 기어캡보다 낮은 열전도도를 가지는 물질로 선택되어 형성된 것을 특징으로 하는 화상형성기기의 정착롤러 장치.