KR100477678B1 - 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치 - Google Patents

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Abstract

전자사진방식 화상형성장치의 정착장치가 개시된다. 개시된 정착장치는 양단이 개방된 관상의 내부관과, 내부관을 감싸도록 설치되어 외부로부터 전달된 전류에 의하여 열을 발생하는 발열부와, 발열부를 감싸도록 설치되어 발열부로부터 전달된 열에 의하여 토너화상을 인쇄지에 정착시키는 정착롤러를 구비하고 있으며 내부관은 확관되어 상기 정착롤러에 밀착된다. 이와 같은 구성에 의하면, 양단이 개방된 내부관을 사용함으로써 발열부로부터 정착롤러로 열전달 효율이 증대되어 정착롤러의 표면온도가 상온으로부터 정착온도까지 상승시간을 단축할 수 있으며 히터용량을 낮추어 저 전류 및 저 전력을 실현할 수 있는 효과가 있다.

Description

전자사진방식 화상형성장치의 정착장치{Fusing roller apparatus of electrophotographic image forming apparatus}
본 발명은 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저 전류 및 저 전력으로 짧은 시간에 정착온도에 도달하도록 순간가열이 가능한 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치에 관한 것이다.
일반적으로 프린터, 특히 레이저프린터는 인쇄매체에 전사된 토너입자를 고정하는 정착장치를 포함한다. 도 1은 할로겐 램프가 열원으로 적용된 종래 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치를 개략적으로 나타낸 횡 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 할로겐 램프를 열원으로 적용한 종래 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치 및 가압롤러의 관계를 나타낸 종단면도이다.
도 1을 참조하면, 정착장치(10)는 관상의 정착롤러(11)와 그 내부 중앙에 설치되는 할로겐 램프 등의 발열부(12)를 구비한다. 상기 정착롤러(11)의 표면에는 테프론 등에 의한 코팅층(11a)이 형성되어 있다. 상기 발열부(12)가 정착롤러(11)의 내부에서 열을 발생하며, 상기 정착롤러(11)는 그 내면의 발열부(12)로부터 전달되는 복사열에 의해 가열된다.
도 2를 참조하면, 상기 정착장치(10)의 하부에는 인쇄지(14)를 사이에 두고 대향되게 가압롤러(13)가 위치한다. 상기 가압롤러(13)는 스프링장치(13a)에 의해 탄력적으로 지지되어 상기 정착장치(10)와 가압롤러(13)사이를 통과하는 인쇄지(14)를 상기 정착장치(10)쪽으로 소정의 압력으로 가압한다. 이때, 인쇄지(14) 위에는 형성되어 있는 분말상태의 토너화상(14a)은 상기 인쇄지(14)가 상기 정착장치(10)와 가압롤러(13)사이를 통과하면서 소정의 압력과 열에 의해 가압 및 가열된다. 즉, 토너화상(14a)은 상기 정착장치(10) 및 가압롤러(13)에 의한 소정온도의 열과 압력에 의해 상기 인쇄지(14)에 융착된다.
상기와 같이 할로겐 램프를 열원을 적용하는 종래 정착장치는 불필요한 전력소모가 많으므로, 인쇄작업이 없는 경우에는 정착장치는 전력을 차단하여 식힐 필요가 있다. 특히 전원을 껐다가 화상형성을 위해 전원을 다시 켰을 때 상당히 긴 웜-업시간(Warm-up Time)을 요구한다. 전원을 인가한 후 정착장치가 원하는 정착온도에 도달할 때까지 일정시간 즉, First-Print-Out-Time(이하 FPOT라 한다)을 기다려야만 한다. 이러한 시간을 짧게는 수 십 초에서 길게는 수 분 이 소요되는 경우가 있다.
특히, 종래 정착장치는 열원으로부터의 복사열에 의해 정착롤러가 가열되기 때문에 열 전달속도가 느리며, 용지에 접촉하면서 발생되는 온도저하에 따른 온도편차의 보상이 늦으므로 인해서 온도산포의 조절이 어렵다. 또한, 프린트의 동작이 휴지상태인 대기모드에서도 정착롤러(11)의 온도를 일정하게 유지시켜주기 위하여 전력을 열원에 일정한 주기로 인가해야하기 때문에 불필요한 전력소모가 발생되고, 대기상태에서 화상출력을 위한 동작모드로 전환되는 데에도 상당한 시간이 소요됨으로써 빠른 화상출력을 달성하지 못하는 문제점이 있다.
도 3은 전자사진방식 화상형성장치에 적용되는 종래 정착장치의 다른 예를 개략적으로 나타낸 종 단면도이다.
도 3을 참조하면, 가용성의 원통형의 필름튜브(21)의 내부 하부 측에 가열 플레이트(22)가 마련되고, 상기 가열플레이트(22)의 하부 측에 인쇄지(14)를 사이에 두고 가압롤러(23)가 대향되게 설치되어 있다. 상기 가압롤러(23)는 스프링장치(23a)에 의해 탄력적으로 지지되어 상기 필름튜브(21)와 가압롤러(23)사이를 통과하는 인쇄지(14)를 상기 필름튜브(21)쪽으로 소정의 압력으로 가압한다.
상기 가열튜브(21)는 별도의 회전장치에 의해 회전되며, 상기 가열 플레이트(22)와 가압롤러(23)의 접촉부분에서 국부적으로 가열한 방식을 소비전력이 낮은 장점은 있으나, 고속프린트에는 적용하기 어려운 단점을 가진다.
상기와 같은 문제점을 보완하기 위한 시도의 하나로 특허공개번호 평11-282294호에 개시되어 있다. 정착롤러의 토너와 용지와 접촉하지 않는 부분인 비 화상영역주위를 감싸도록 설치된 전기코일로부터 고 주파수 교류를 제공함으로써 정착롤러의 표면에 열을 직접 전달하는 방식인 소위 열 유도방식이 개시되어 있다. 이러한 방식은 비 화상영역에서 발생된 열이 정착롤러의 화상영역의 표면에 흐른다. 이와 같은 열 유도방식은 FPOT를 더 감소시킨다. 그러나 이러한 정착롤러의 타입은 높은 고주파전류를 생산하기 위하여 부가적인 회로가 필요하며 메카니즘이 복잡하고 비용이 많이 든다.
또한, 일본 특허 공개번호 평4-335691호, 평4-360185호, 평8-171301호, 평8-262905호, 평8-305195호 및 평9-90811호에 개시된 정착장치들은 열원이 정착롤러의 내부에 마련되어 있는 구조를 가지기 때문에 전체크기의 비대화는 크게 문제되지 않는다. 그러나, 정착롤러에 대해 국부적인 히트파이프가 다수 마련되어 있는 구조를 가지기 때문에 가공 및 제조가 매우 복잡한 결점을 가지며, 히트파이프들 사이의 부분이 히트파이프에 접해 있는 부분에서의 온도편차가 발생하는 문제점을 가진다.
본 발명은 상기 문제점을 감안한 것으로, 저 전류 및 저 전력을 소모하면서 짧은 시간에 정착롤러의 온도를 정착온도로 상승시킬 수 있는 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치는 양단이 개방된 관상의 내부관과, 상기 내부관을 감싸도록 설치되어 외부로부터 전달된 전류에 의하여 열을 발생하는 발열부와, 상기 발열부를 감싸도록 설치되어 상기 발열부로부터 전달된 열에 의하여 토너화상을 인쇄지에 정착시키는 정착롤러를 구비하며 내부관은 확관되어 정착롤러에 밀착된다.
본 발명에 따르면, 상기 내부관은 알루미늄으로 형성되어 있다.
본 발명에 따르면, 상기 내부관의 두께는 0.5㎜이하이다.
본 발명에 따르면, 상기 정착롤러는 알루미늄으로 형성되어 있다.
본 발명에 따르면, 상기 내부관과 정착롤러는 유사한 열팽창계수를 가지는 알루미늄으로 형성되어 있다.
본 발명에 따르면, 상기 정착롤러의 양단에는 엔드캡 또는 동력전달 엔드캡이 설치되며, 상기 엔드캡 또는 동력전달 엔드캡 중 어느 하나에는 상기 정착장치의 내부공간의 압력을 대기압으로 유지시키기 위하여 외부공기와 통할 수 있도록 숨구멍(air vent)이 마련되어 있다.
본 발명에 따르면, 상기 발열부는 운모(Mica)로 형성된 절연체에 의하여 상기 내부관 및 정착롤러와 절연되어 있다.
본 발명에 따르면, 상기 발열부는 산화마그네슘(MgO)으로 충진된 절연체에 의하여 상기 내부관 및 정착롤러와 절연되어 있다.
본 발명에 따르면, 상기 발열부는 산화알루미늄(Al2O3)으로 충진된 절연체에 의하여 상기 내부관 및 정착롤러와 절연되어 있다.
본 발명에 따르면, 상기 발열부, 절연체, 내부관 및 정착롤러는 소정압력으로 가압되어 완전하게 상호 밀착되어 있다.본 발명에 따르면, 상기 발열부는 상기 내부관의 외주면을 감싸도록 감기는 코일이다.본 발명의 다른 특징에 따르면, 관상의 정착롤러와;상기 정착롤러의 내부에 밀착되며 양단이 개방되어 있는 내부관과;상기 내부관의 외주면에 감겨서 상기 정착롤러의 내면에 접촉되며 외부로부터 전달된 전류에 의하여 열을 발생하는 코일을 포함한다.본 발명에 따르면, 상기 내부관의 외주면과 상기 코일의 사이에는 제1절연체가 마련되어 있고, 상기 정착롤러의 내주면과 상기 코일사이에는 제2절연체가 마련되어 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 정착장치가 적용된 전자사진방식 화상형성장치의 정착부의 개략적인 종단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 정착장치의 구조 및 전원공급장치와 연결관계를 나타낸 횡단면도이다.
도 4와 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 정착부(200)는 화살표 A방향으로 회전하는 정착장치(210)와, 상기 인쇄지(250)를 사이에 두고 대향되게 설치되어 상기 정착장치(210)에 접촉하면서 화살표 B방향으로 회전하는 가압롤러(220)를 구비한다.
상기 정착장치(210)는 표면에 테프론(TefronTM) 코팅에 의한 보호층(211)이 형성된 원통형의 정착롤러(212)와, 상기 정착롤러(212)의 내부에 축 방향으로 그 외주면이 밀착 접촉되도록 설치되어, 화상형성장치 의 본체 프레임(400)에 설치되는 전원공급부(300)로부터 전류를 공급받아 열을 발생하는 발열부(213)와, 상기 발열부(213)의 내부에 축 방향으로 밀착 접촉되도록 설치되며 양단이 개방된 내부관(214)을 구비한다.
상기 내부관(214)은 스테인레스 스틸(Stainless Steel), 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)로 이루어질 수 있는 데, 알루미늄(Al)과 구리(Cu)의 물성치가 표1에 비교되어 있다.
재료 열전도도(W/mK) 질량(g) 비열(J/㎏ ℃) 온도차(℃) 열에너지(J)
구리 390 57 385 160 3521.7
AL 6063 218 13 900 160 1812.0
CU/AL 비 1.79 4.54 0.43 1 1.94
여기서, 열에너지＝비열×질량×온도차, 온도차＝정착온도－상온
표 1에 도시된 바와 같이 알루미늄이 구리에 비하여 질량이 적고 비열이 크기 때문에 동일한 온도차에서 열에너지가 크다. 따라서, 알루미늄이 열 전달측면에서 구리에 비하여 유리하다.
그러므로, 본 발명의 실시 예에서는 상기 내부관(214)은 알루미늄으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 내부관(214)의 두께는 0.5㎜이하인 것이 바람직하다.
상기 정착롤러(212)는 상기 발열부(213)로부터 전달된 열에 의하여 가열되어 상기 인쇄지(250)에 분말상의 토너화상(251)을 정착시키는 것으로, 그 재질은 스테인레스 스틸(Stainless Steel), 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu) 등으로 이루어질 수 있다. 표 2는 여러 알루미늄과 구리의 물성치를 비교한 것이다.
재료 인장강도(MPa) 열전도도(W/mK) 비열(J/㎏ ℃) 열팽창계수(㎲/℃)
AL1100 130 222 904 23.8
AL3003 130 193 893 23.9
AL5052 280 136 880 25.7
AL6061 320 180 896 25.2
AL6063 190 218 616 25.6
구리 200 390 385 17.5
표 2에 도시된 바와 같이 알루미늄은 열팽창계수가 23.8 ㎲/℃ 내지 25.9 ㎲/℃ 범위 내에 존재하므로 열 팽창 및 수축이 유사하게 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시 예에서 상기 정착롤러(212)는 상기 내부관(214)과 유사한 재질로 형성되어 열팽창 및 수축되는 것이 바람직하므로 알루미늄으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 발열부(213)는 절연체(216)에 의하여 상기 정착롤러(212)와 내부관(214)과 절연되어 있다. 상기 절연체(216)는 제 1절연체(216a)와 제 2절연체(216b)로 이루어져 있다. 상기 제1절연체(216a)는 상기 발열부(213)와 상기 내부관(214)사이에는 개재되어 있고, 상기 제2절연체(216b)는 상기 발열부(213)와 상기 정착롤러(212)의 사이에 개재되어 있다. 따라서, 상기 발열부(213)는 상기 내부관(214) 및 정착롤러(212)와 각각 상기 제 1절연체(216a) 및 제 2절연체(216b)의 두께만큼 이격되어 있다.
본 발명의 실시 예에서 상기 절연체(216)는 운모(mica)로 된 시트형 절연체가 다수 겹 겹쳐 이루어진 것이 바람직하다. 또한, 상기 절연체(216)는 산화마그네슘(MgO)이나 산화알루미늄(Al2O3)으로도 이루어질 수도 있다.
한편, 상기 발열부(213)는 상기 전원공급부(300)로부터 전류를 공급받아 열을 발생시키는 것으로, 상기 정착롤러(212)의 내표면 및 내부관(214)의 외표면에 접촉되어 있다. 상기 발열부(213)는 저항 발열코일로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 정착장치(210)의 양단에는 엔드캡(217)과 동력전달 엔드캡(218)이 설치되어 있다. 상기 동력전달 엔드캡(218)은 상기 엔드캡(217)과 구성은 유사하며 다만 상기 정착장치(210)를 지지하는 상기 프레임(400)에 설치되는 전동장치(미도시)에 연결되어 상기 정착장치(210)를 회전되도록 동력전달수단(218a)이 마련되어 있다. 본 실시 예에서, 상기 동력전달수단(218a)은 상기 동력전달 엔드캡(218)의 외주면에 치를 형성하고 전동장치(미도시)와 상호 맞물려 회전되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 엔드캡(217)에는 숨구멍(air vent, 219)이 형성되어 있다. 상기 숨구멍(219)은 상기 엔드캡(217)이 상기 정착장치(210)에 설치된 후 상기 정착장치(210)의 내부공간(230)과 외부를 공기가 통하도록 하여, 상기 정착장치(210)의 내부공간(230)의 압력이 대기압으로 유지되도록 한다. 따라서, 상기 발열부(213)로부터 전달된 열에 의하여 상기 내부관(214)이 가열되더라도 상기 정착장치(210)의 내부공간(230)은 상기 숨구멍(219)을 통하여 외부공기가 통하므로 대기압이 유지된다. 상기 숨구멍(219)은 상기 동력전달 엔드캡(218)에 마련될 수 있다. 또한, 상기 숨구멍(219)은 상기 엔드캡(217)과 동력전달 엔드캡(218)에 모두 마련될 수도 있다.
상기 엔드캡(217)과 동력전달 엔드캡(218)에는 전극(220)이 설치된다. 상기 전극(220)은 상기 발열부(213)의 양 끝단으로부터 연장되어 형성된 리드부(213a)와 전기적으로 연결되어 있다. 외부전원으로부터 공급된 전류는 상기 전원공급장치(300), 전극(220), 리드부(213a)를 거쳐 상기 발열부(213)에 공급된다.
상기 정착장치(210)의 제조과정을 설명하면 다음과 같다.
상기 제1절연체(216a)가 상기 내부관(214)의 외주면을 감싸도록 설치된다. 상기 제 1절연체(216a)를 감싸도록 상기 발열부(213)가 설치된다. 그 다음으로, 상기 발열부(213)를 감싸도록 상기 제 2절연체(216b)가 설치된다.
상기와 같이 상기 발열부(213), 제1절연체(216a) 및 제2절연체(216b)가 마련된 상기 내부관(214)을 그 외주면에 테프론(TeflonTM)으로 코팅된 상기 정착롤러(212)에 삽입한다.
그 다음으로, 상기 내부관(214)을 확관하는 장치를 이용하여 상기 내부관(214)의 양단을 막고 그 내부에 형성되는 내부공간에 소정 압력을 가하여 상기 내부관(214)을 확관시킨다. 이때, 압력은 140기압 이상인 것이 바람직하다.
상기 내부관(214)은 확관되고 상기 정착롤러(212)는 원형을 유지하고 있고, 상기 발열부(213)와 절연체(216)는 소성 변형된다. 따라서, 상기 발열부(213), 내부관(214), 제1절연체(216a), 제 2절연체(216b)는 상기 정착롤러(212)의 내표면에 밀착된다. 즉, 상기 발열부(213)는 저항발열코일로 이루어져 있으므로 인접하는 코일사이의 공간은 상기 내부관(214)이 확장될 때, 상기 제1절연체(216a)와 제2절연체(216b)로 채워서 완전히 밀착된다.
하지만. 압력이 140기압 미만인 경우에는 상기 내부관(24)이 확관될 때 상기 제1절연체(216a)와 제2절연체(216b)가 상기 발열부(213)의 인접하는 코일사이의 공간을 완전하게 채우지 못하게 된다. 따라서 상기 발열부(213)의 인접하는 코일사이의 공간에는 공기층(air gap)이 형성된다. 또한, 상기 정착롤러(212), 발열부(213) 및 내부관(214)이 접촉하는 부분도 완전하게 밀착되지 않음으로 인하여 공기층(air gap)이 형성될 수 있다. 공기층은 상기 발열부(213)로부터 상기 정착롤러(212)로의 열전달 효율을 저하시키므로 First-Print-Out-Time(이하 FPOT라한다)를 늘어나게 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치의 동작을 도면을 참조하여 설명한다.
도 5를 참조하면, 외부전원으로부터 공급되는 전류는 상기 전원공급장치(300), 상기 전극(220) 및 리드부(213a)를 거쳐 상기 발열부(213)에 전달된다.
상기 발열부(213)는 저항열을 발생한다. 상기 발열부(213)로부터 발생된 열은 상기 정착롤러(212) 및 내부관(214)에 전달된다. 상기 정착롤러(212)는 상기 발열부(213)로부터 전달된 열에 의하여 온도가 상승하여 정착온도에 도달된다.
도 6은 본 발명에 따른 정착장치에 일정조건 하에서 전류를 공급하여 온도를 상온에서 정착온도로 상승시킨 제1실험의 결과를 시간에 따른 온도변화로 도시한 그래프이다. 그래프에서 온도변화는 정착장치의 중앙부 및 양단부 즉, 엔드캡 및 동력전달 엔드캡의 세 부분을 측정하여 표시하였다.
도 6을 참조하면, 가로축은 시간을 나타내며, 세로축은 온도를 나타낸다. 저항은 36.73Ω, 발열용량은 1168watt 조건 하에 상기 발열부(213, 도 5참조)에 전류를 공급하면, 상기 정착장치(210, 도 5참조)는 상온으로부터 정착온도(180℃)까지 12초가 소요되는 것으로 측정되었다. 이때, 전류는 최대 9.2A(5.74Arms)이었다.
이는 동일조건 하에서 내부에 작동유체가 수용된 히트파이프가 적용된 정착장치는 온도가 상온에서 정착온도까지 올라가는데 약 17초 정도가 걸리므로 본 발명의 제1실험 예에 따른 정착장치는 작동유체가 수용된 히트파이프가 적용된 정착장치보다 상온에서 정착온도까지 올라가는데 약 5초 빨라진다. 따라서 본 발명의 제1실험 예에 따른 정착장치는 작동유체가 수용된 히트파이프가 적용된 정착장치보다 FPOT를 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 정착장치에 다른 조건 하에서 전류를 공급하여 온도를 상온에서 정착온도로 상승시킨 제2실험 예를 시간에 따른 온도변화로 도시한 그래프이다.
도 7을 참조하면, 저항은 55.8Ω, 발열용량은 863watt 조건 하에 상기 발열부(213, 도 5참조)에 전류를 공급하면, 상기 정착장치(210, 도 5참조)는 상온으로부터 정착온도까지 18초가 소요된다. 이때, 전류는 최대 6.7A(4Arms)이었다.
상기 제2실험 예를 제1실험 예와 비교하면, 상기 제2실험 예는 제1실험 예에 비하여 히터용량은 약 300watt 정도 감소하였으며, 전류 값은 약 1.74Arms 감소한 것을 알 수 있다.
일반적으로 상기 정착장치(210, 도 5참조)는 온도를 상온으로부터 정착온도까지 약 17초 정도 소요되므로, 상기 제2실험 예의 조건 하에서 본 발명에 따른 상기 정착장치(210, 도 5참조)는 작동유체가 수용된 히트파이프를 이용한 정착장치에 비하여 히터용량은 약 300watt정도, 전류 값은 약 1.74Arms 절약할 수 있다. 따라서 본 발명은 저 전류 및 저 전력을 실현할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 알루미늄 내부관을 사용함으로써 열 전달효율이 증대되어 정착롤러의 표면온도가 상온으로부터 정착온도까지 상승시간을 단축할 수 있다.
둘째, 히터용량을 낮추어 저 전류 및 저 전력을 실현함으로써 전력제어보드상의 소자를 저 전류용을 사용할 수 있다.
셋째, 알루미늄 내부관을 사용함으로써 정착장치의 전체적인 무게를 감소시킴으로써 회전관성이 저하되어 동력전달 엔드캡에 가해지는 토크 값을 감소할 수 있다.
넷째, 알루미늄 내부관을 제조하는 공정이 단순화됨으로써 생산원가가 저렴해진다.
다섯째, 정착롤러와 내부관을 동일한 재질로 제조함으로써, 열팽창계수가 달라 발생되는 운모 절연시트의 밀림현상을 제거할 수 있다.
여섯째, 인가되는 전원이 차단 후에도 정착롤러의 표면온도가 상승하는 오버히트 현상이 발생되지 않는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
도 1은 할로겐 램프가 열원으로 적용된 종래 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치를 개략적으로 나타낸 횡단면도,
도 2는 도 1에 도시된 할로겐 램프를 열원으로 적용한 종래 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치 및 가압롤러의 관계를 나타낸 종단면도,
도 3은 전자사진방식 화상형성장치에 적용되는 종래 정착장치의 다른 예를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 4는 본 발명에 따른 정착장치가 적용된 전자사진방식 화상형성장치의 정착부의 개략적인 종단면도,
도 5는 도 4에 도시된 정착장치의 구조 및 전원공급장치와 연결관계를 나타낸 횡단면도,
도 6은 본 발명에 따른 정착장치에 일정조건 하에서 전류를 공급하여 상온에서 정착온도로 상승시킨 제 1 실험 예를 시간에 따른 온도변화로 도시한 그래프,
도 7은 본 발명에 따른 정착장치에 다른 조건 하에서 전류를 공급하여 상온에서 정착온도로 상승시킨 제 2 실험 예를 시간에 따른 온도변화로 도시한 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
200...정착부 210...정착장치
212...정착롤러 213...발열부
214...내부관 216...절연체
216a...제1절연체 216b...제2절연체
217...엔드캡 218...동력전달 엔드캡
219...숨구멍 230...내부공간
300...동력전달부 400...프레임

Claims (17)

  1. 양단이 개방된 관상의 내부관과;
    상기 내부관을 감싸도록 설치되어 외부로부터 전달된 전류에 의하여 열을 발생하는 발열부와;
    상기 발열부를 감싸도록 설치되어 상기 발열부로부터 전달된 열에 의하여 토너화상을 인쇄지에 정착시키는 정착롤러를 구비하고 있으며 상기 내부관은 확관되어 상기 정착롤러에 밀착되는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 내부관은 알루미늄으로 형성된 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 내부관의 두께는 0.5㎜이하인 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 정착롤러는 알루미늄으로 형성된 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치.
  5. 제 2항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 내부관과 정착롤러는 유사한 열팽창계수를 가지는 알루미늄으로 형성된 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 정착롤러의 양단에는 엔드캡 또는 동력전달 엔드캡이 설치되며, 상기 엔드캡 또는 동력전달 엔드캡 중 어느 하나에는 상기 정착장치의 내부압력을 대기압으로 유지시키기 위하여 외부공기와 통할 수 있도록 숨구멍(air vent)이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 발열부는 운모(Mica)로 형성된 절연체에 의하여 상기 내부관 및 정착롤러와 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 발열부는 산화마그네슘(MgO)으로 충진된 절연체에 의하여 상기 내부관 및 정착롤러와 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 발열부는 산화알루미늄(Al2O3)으로 충진된 절연체에 의하여 상기 내부관 및 정착롤러와 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치.
  10. 제 7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열부, 절연체, 내부관 및 정착롤러는 소정압력으로 가압되어 상호 밀착되어 있는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 발열부는 상기 내부관의 외주면을 감싸도록 감기는 코일인 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치.
  12. 관상의 정착롤러와;
    상기 정착롤러의 내부에 밀착되며 양단이 개방되어 있는 내부관과;
    상기 내부관의 외주면에 감겨서 상기 정착롤러의 내면에 접촉되며 외부로부터 전달된 전류에 의하여 열을 발생하는 코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 코일은 운모(Mica)로 형성된 절연체에 의하여 상기 내부관 및 정착롤러와 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 코일은 산화마그네슘(MgO)으로 충진된 절연체에 의하여 상기 내부관 및 정착롤러와 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 발열부는 산화알루미늄(Al2O3)으로 충진된 절연체에 의하여 상기 내부관 및 정착롤러와 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치.
  16. 제 13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코일, 절연체, 내부관 및 정착롤러는 소정압력으로 가압되어 상호 밀착되어 있는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치.
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 내부관의 외주면과 상기 코일의 사이에는 제1절연체가 마련되어 있고 상기 정착롤러의 내주면과 상기 코일 사이에는 제2절연체가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 정착장치.
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