KR100553624B1 - 정착 장치 및 화상 형성 장치 - Google Patents

정착 장치 및 화상 형성 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100553624B1
KR100553624B1 KR1020030068118A KR20030068118A KR100553624B1 KR 100553624 B1 KR100553624 B1 KR 100553624B1 KR 1020030068118 A KR1020030068118 A KR 1020030068118A KR 20030068118 A KR20030068118 A KR 20030068118A KR 100553624 B1 KR100553624 B1 KR 100553624B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
fixing
heat generating
generating means
detected
Prior art date
Application number
KR1020030068118A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040030344A (ko
Inventor
사이또도루
안도아쯔또시
스즈끼다께히꼬
아끼즈끼도모오
Original Assignee
캐논 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 캐논 가부시끼가이샤 filed Critical 캐논 가부시끼가이샤
Publication of KR20040030344A publication Critical patent/KR20040030344A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100553624B1 publication Critical patent/KR100553624B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2039—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2053—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/20—Details of the fixing device or porcess
    • G03G2215/2003—Structural features of the fixing device
    • G03G2215/2016—Heating belt
    • G03G2215/2035—Heating belt the fixing nip having a stationary belt support member opposing a pressure member
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/20—Details of the fixing device or porcess
    • G03G2215/207—Type of toner image to be fixed 
    • G03G2215/2074—Type of toner image to be fixed  colour

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Abstract

본 발명은 정착 필름의 온도를 검출하기 위한 하나 이상의 온도 검출 요소와, 발열 수단의 온도를 검출하기 위한 하나 이상의 온도 검출 요소를 구비한 정착 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 온도 검출 요소에 의해 검출된 정착 필름의 온도에 기초하여 발열 수단을 제어하고, 이에 따라 정착 필름의 온도 제어를 달성하며 정착 장치가 적용되는 화상 형성 장치가 개시된다.
온도 검출 요소, 발열 수단, 정착 필름, 정착 장치, 화상 형성 장치

Description

정착 장치 및 화상 형성 장치{FIXING APPARATUS AND IMAGE FORMING APPARATUS}
도1은 본 발명의 정착 장치가 사용되는 컬러 화상 형성 장치의 일례를 도시하는 개략 설명도.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정착 장치를 도시하는 개략 구성도.
도3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 정착 장치를 도시하는 개략 구성도.
도4는 탄성층을 갖는 정착 부재를 사용하는 정착 장치의 일례인 종래의 히터 롤러 정착 장치를 도시하는 개략 구성도.
도5는 탄성층을 갖는 않는 정착 필름을 사용하는 정착 장치의 일례를 도시하는 개략 구성도.
도6은 정착 필름의 온도 저하 등을 설명하기 위한 그래프.
도7은 정착 필름의 온도 저하 등을 설명하기 위한 그래프.
도8은 정착 필름의 온도 저하 등을 설명하기 위한 그래프.
도9는 정착 필름의 온도 저하 등을 설명하기 위한 그래프.
도10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 정착 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도11은 종래의 정착 장치가 인쇄 작업을 시작할 때의 발열체 온도 프로파일 과 정착 필름의 표면 상의 온도 프로파일을 설명하기 위한 그래프.
도12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 인쇄 작업을 시작할 때의 발열체 온도 프로파일과 정착 필름의 표면 상의 온도 프로파일을 설명하기 위한 그래프.
도13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 정착 장치의 토오크 변화를 설명하기 위한 그래프.
도14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 정착 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
3 : 중간 전사체
11, 101, 201 : 정착 장치
28 : 기판
203 : 정착 필름
209, 291 : 온도 검출 수단
본 발명은 정착 필름의 미정착면에 작용하도록 제공된 발열 수단과 탄성층을 갖는 정착 필름이 구비되는 정착 장치와, 이 정착 장치가 적용되는 복사기, 레이저 빔 프린터(이후로는, LBP로 불림), 프린터, 팩스기, 마이크로필름 판독 프린터, 기록기 등과 같은 화상 형성 장치에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 1) 전자 사진 기록 작업에 적합한 화상 형성 처리 수단에 의해 열 용융 수지 등으로 제조된 토너의 사용자가 직접 전사 방식 또는 간접 전사 방식으로 전사재(종이, 인쇄 용지, 전사 재료 시트, 전자 팩스 시트, 정전 기록 시트, OHP 시트, 광택지, 광택 필름 등)의 표면 상에 목표 화상 정보에 해당하는 미정착 토너 화상을 형성 및 담지하고, 2) 영구 정착 화상으로서 전사 재료의 표면 상에 미정착 토너 화상을 가열 및 정착하도록 가열 정착 공정을 수행하는 방법의 정착 장치에 관한 것이다.
본 발명은 컬러 화상 형성 장치에 특히 사용되는 저렴하고 기동 시간(rise time)이 짧은(즉, 워밍업 시간이 짧은) 컬러 주문식 정착 장치에 관한 것이다.
근년, 프린터, 복사기 등과 같은 화상 형성 장치의 컬러화는 발전해왔다. 이러한 컬러 화상 형성 장치에 사용되는 정착 장치로서, 정착 부재로서 탄성층을 가지는 가열 롤러 정착 장치가 공지된 바이다. 여기서, 도4는 탄성층을 갖는 이러한 정착 롤러를 사용하는 정착 장치의 일례를 도시한다.
정착 장치(101)는 미정착 토너 화상(105)이 담지된 전사재(P)가 모두 온도 조절되는 정착 롤러(102)와 가압 롤러(103)로 구성되는 2개의 롤러 사이에 형성된 접촉 닙부(nip portion)(104)를 통과할 수 있도록 구성된다.
미정착 토너 화상(105)이 닙부(104)를 통과할 때, 이 화상은 정착 롤러(102) (이하, 간단히 롤러로 칭함)와 가압 롤러(103)(이하, 간단히 롤러로 칭함)에 의해 가열 및 가압되고, 이에 따라 획득된 화상은 전사재(P) 상에 최종 화상으로 정착된다.
여기서, 서미스터(106a, 106b)는 롤러(102, 103)의 표면과 각각 접촉되고, 이로써 각각의 롤러(102, 103)는 서미스터(106a, 106b)에 의해 검출된 각각의 온도에 기초하여 온도 조절된다.
게다가, 롤러(102, 103)는 그 중심에 할로겐 히터(107a, 107b)(이하, 간단히 히터로 칭함)를 각각 내장하고, 히터(107a, 107b)에 의해 생성된 조사 에너지는 각각의 롤러(102, 103) 내부에 제공된 알루미늄 코어 금속(108a, 108b)에 의해 각각 흡수된다.
실리콘 고무로 제조되고 각각 2mm의 두께를 갖는 탄성층(109a, 109b)은 알루미늄 코어 금속(108a, 108b) 주위에 각각 제공되고, PFA(테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬에테르 공중합체/테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체 수지), PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌/테트라플루오로에틸렌 수지),FEP(테트라플루오로에틸렌·헥사플루오로프로필렌 공중합체/테트라플루오로에틸렌·헥사플루오로프로필렌 공중합체 수지) 등과 같이 분리능이 우수하고 내열성인 수지로 제조된 코팅층(110a, 110b)은 토너, 종이분 등의 접촉을 방지하도록 롤러(102, 103)의 각각의 외면 상에 각각 제공된다.
닙부(104)에서, 이 화상이 정착될 때 토너 화상의 표면이 가능한 균일하게 형성되기 때문에 탄성층은 정착 토너가 접촉되는 정착 부재인 정착 롤러의 측부 상에 제공된다. 그러나, 이와 같은 탄성층을 갖는 가열 롤러 정착 장치에 있어서, 가열 롤러의 열 용량 자체가 크고, 이로써 토너 화상을 정착시키는 데에 적절한 온도로 정착 롤러(102)의 온도를 상승시키는데 필요한 시간(워밍업 시간)이 길어지는 문제가 있다. 게다가, 정착 부재의 비용이 증가하는 문제가 있다.
부수적으로, 흑백 프린터 등에 종종 사용되는 필름 정착 방법의 정착 장치는 워밍업 시간이 짧은 정착 장치로 공지된 바이다. 이제, 도5는 이와 같은 정착 장치의 일례를 도시한다.
정착 장치(201)에 있어서, 히터(204)를 얇은 정착 필름(203)을 통해 전사재(P)와 접촉시킴으로써 가열을 수행하도록 구성된 정착 필름 유닛(202)은 가열 장치로 채택된다.
예컨대 50㎛정도의 두께를 갖는 내열 수지의 무한 필름(endless film)은 정착 필름(203)으로 사용되고, 10㎛의 두께를 갖는 분리층(탄화불소 수지 코팅층 등)은 무한 필름의 표면 상에 형성되고, 히터(204)는 세라믹 기판 상에 저항 발열체를 구성한다. 온도 검출 수단(209)은 히터(204)의 온도를 검출하도록 히터(204)와 접촉하고, 이로써 히터(204)의 온도는 소정의 온도가 되도록 도시되지 않은 제어 수단에 의해 제어된다. 게다가, 임의의 탄성층은 정착 필름(203)의 열 용량을 감소시키도록 정착 필름(203)에 제공되지 않는다.
도면 부호 205는 전사재(P)를 통해 정착 필름 유닛(202)의 대향 측부 상에 배치됨으로써 닙부(206)를 구성하는 가압 롤러를 가리킨다. 따라서, 미정착 토너 화상(105)은 전사재(P)가 닙부(206)를 지날 때 열과 압력에 의해 전사재(P) 상에 최종 정착 화상으로 정착된다.
이러한 구조의 정착 장치(201)에서, 정착 필름(203)의 열 용량은 매우 작다. 이에 따라, 히터(204)를 턴온한 후에, 단시간에 토너 화상을 정착할 수 있는 온도 까지 닙부(205)의 온도를 상승시키는 것이 가능하다.
그러나, 탄성층을 갖지 않는 정착 필름(203)을 사용하는 정착 장치(201)가 컬러 화상 형성 장치의 정착 장치로 사용될 때, 정착 필름(203)의 표면은 토너층의 존재/부재로 인한 불균일과 토너층 자체의 불균일 등으로 인해 전사재(P)의 표면에 대처할 수 없다. 따라서, 정착 부재로부터 인가된 열의 차이는 필름 상의 오목부와 볼록부 사이에서 발생한다.
즉, 정착 부재로부터의 열은 정착 부재와 충분히 접촉한 볼록부에 양호하게 전달되지만, 정착 부재로부터의 열을 오목부에 전달하는 것은 볼록부에 비해 어렵다. 컬러 화상에서, 여러색의 토너층이 사용되고 컬러 혼합을 달성하도록 중첩되기 때문에, 토너층 상의 불균일은 흑백 화상에 비해 크다. 이 이유로, 정착 부재가 임의의 탄성층을 포함하지 않을 때, 화상 정착이 실행된 후에 획득된 화상 상의 불균일한 밝기가 현저해지고, 이로써 화질을 저하시킨다. 또한, OHP 시트가 전사재로 사용되는 경우에, 화상 정착이 실행된 후에 획득된 화상이 투영될 때 화질은 불량한 투과성으로 인해 악화된다.
게다가, 열이 미정착 토너 화상과 전사재의 오목부와 볼록부 전체에 양호하게 전도되도록 실리콘 오일등이 탄성층을 갖지 않는 정착 부재에 인가될 때, 비용이 증가하는 문제가 발생하고, 또한 화상 정착이 실행된 후에 달성된 화상과 전사재가 오일에 들러붙는 문제가 발생한다.
따라서, 도5에 도시된 바와 같이 탄성층을 갖는 정착 필름을 필름 정착 장치에 인가함으로써 저렴한 주문식 정착 장치를 구성하는 정착 장치가 공지된 바이다( 예컨대, 일본 특허 제3051085호 참조).
그러나, 이러한 종래의 정착 장치는 다음 문제를 포함한다.
1) 정착 필름의 탄성층으로 사용되는 실리콘 고무 등의 열 용량이 그리 높지 않고 다수의 부재가 정착 필름의 표면과 히터의 온도 검출 수단 사이에서 개재되기 때문에 응답이 악화되어, 이로써 히터 온도 검출 수단이 정착 필름의 표면 상의 온도를 제어하기 힘들다. 특히, 히터 온도 검출 수단이 정착 장치를 지날 때 정착 필름의 표면 상의 열이 전사재(P)에 의해 흡수되는 것을 검출하는 것이 힘들고, 이에 따라 정착 필름의 표면 상의 온도가 감소하고, 게다가 온도 검출 절차에서 응답하는데 시간이 많이 걸린다.
2) 히터의 구동을 제어하고 이에 따라 온도를 제어하려 하는 경우에, 온도 검출 수단은 정착 필름의 온도를 검출하도록 히터부에서 정착 필름의 표면으로, 정착 필름의 내부 등으로 이동되고, 히터 자체의 온도를 검출하는 것이 불가능하다.
따라서, 히터에 전류가 흘러 정착 필름의 회전이 소정의 이유로 인해 정지된 상태에서 열이 발생하는 경우에, 히터의 온도 상승 구배가 정착 필름의 온도 검출 수단의 위치의 온도 상승 구배보다 현저하게 높기 때문에 히터의 온도는 과도하게 상승하여, 이로써 히터 자체가 파열되고 히터 보유 부재가 용융되는 등의 여러 문제가 발생한다.
3) 히터의 구동을 제어하고 이에 따른 온도를 제어하고 정착 필름의 온도만 검출되려는 경우에, 특히 정착 필름의 온도를 가파르게 상승시킬 필요가 있는 경우, 예컨대 필름의 온도를 실온 상태에서 정착 온도로 상승시키는 경우에, 히터의 온도는 정착 필름의 온도가 원하는 온도로 증가될 때 높아지고, 이로써 히터를 보유하는 부재와 히터의 정착 필름 사이의 활주성을 보장하는 그리스가 열화된다. 따라서, 정착 장치의 토오크가 장시간 사용으로 인해 커지게 되는 문제가 발생한다. 즉, 정착 장치의 토오크가 클 때, 정착 장치는 시트 운반시에 매체를 운반할 수 없고. 이로써 정착 필름은 정지하여 이에 따라 잼이 발생한다.
본 발명은 상기 종래의 문제점의 관점에서 완성되었고, 그 목적은 탄성층을 갖는 정착 필름과 소정 필름에 배치된 발열 수단을 구비하고 정착 필름의 온도 제어가 양호하게 실행될 수 있고 비정상 상태에서 안전이 보장되는 정착 장치를 제공하고 본 발명의 정착 장치를 적용함으로써 고품질의 화상 형성을 실행하는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적으로 달성하도록, 본 발명에 따른 정착 장치는,
탄성층을 갖는 정착 필름과,
정착 필름의 미정착면에 작용하도록 제공된 발열 수단과,
정착 필름의 온도를 검출하기 위한 하나 이상의 온도 검출 수단과,
발열 수단의 온도를 검출하기 위한 하나 이상의 온도 검출 수단과,
온도 검출 수단에 의해 검출된 정착 필름의 검출 온도에 기초하여 발열 수단을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함한다.
보다 바람직하게는, 발열 수단은 세라믹 기판과 세라믹 기판 상에 제공된 저항 발열체를 포함한다.
게다가, 화상이 전사되는 화상 전사 부재 상에 미정착 화상을 형성하는 화상 형성 수단과 미정착 화상을 화상 전사 부재에 정착하기 위한 정착 장치를 구비하는 화상 형성 장치는,
탄성층을 갖는 정착 필름과,
정착 필름의 미정착면에 작용하도록 제공된 발열 수단과,
정착 필름의 온도를 검출하기 위한 하나 이상의 온도 검출 수단과,
발열 수단의 온도를 검출하기 위한 하나 이상의 온도 검출 수단과,
온도 검출 수단에 의해 검출된 정착 필름의 검출 온도에 기초하여 발열 수단을 제어하기 위한 제어 수단을 포함한다.
본 발명에 따르면, 발열 수단이 탄성층을 갖는 정착 필름에 제공되는 정착 장치에 있어서, 정착 필름을 위한 하나 이상의 온도 검출 수단과 발열 수단을 위한 하나 이상의 온도 검출 수단이 제공되고, 정착 필름의 온도는 온도 검출 수단에 의해 검출된 정착 필름의 검출 온도에 기초하여 발열 수단을 제어함으로써 제어되고, 이로써 정착 필름을 응답식으로 제어하고 또한 비정상 상태에서 안전을 보장하는 것이 가능하다.
게다가, 온도 검출 수단에 의한 발열 수단의 검출 온도에 기초하여 발열 수단을 제어하고 온도 검출 수단에 의한 정착 필름의 검출 온도에 기초하여 발열 수단을 제어하는 것은 인쇄 작업이 시작될 때만 조합되어, 이로써 히터의 후방측 상의 온도가 정착 필름의 온도를 신속하게 상승시키는 경우에 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있고 통상적인 사용의 경우에 부품이 열화하고 정착 장치의 토오크가 증가하는 것을 방지함으로써, 보다 안정적인 사용을 가능하게 할 수 있다.
게다가, 화상 전사 부재 상에 미정착 화상을 형성하기 위한 화상 형성 수단과 화상 전사 부재에 미정착 화상을 정착하기 위한 정착 장치가 구비된 화상 형성 장치에 있어서, 본 발명의 정착 장치는 정착 장치로서 적용되어, 이로써 고품질 화상 형성을 실행하는 화상 형성 장치를 획득하는 것이 가능하다.
이후로는, 본 발명의 실시예가 설명될 것이다.
(제1 실시예)
도1은 본 발명의 정착 장치가 적용되는 컬러 화상 형성 장치를 도시하는 개략 구성도이다. 본 실시예에 있어서, 중간 전사체 시스템의 인라인 컬러 화상 형성 장치가 사용되고, 공지된 자동 양면 운반 수단으로 작용하는 (도시되지 않은) 자동 양면 메카니즘은 정착 장치 후에 제공되고, 이로서 화상 정착이 실행되면 전사재는 자동으로 역전되어 재급송을 위해 다시 운반된다.
도1에 있어서, 실선으로 지시되는 부분은 전사재의 제1 면으로의 화상 정착이 자동 양면 화상 형성 모드에서 실행되는 전사재의 운반로를 가리키고, 점선에 의해 지시되는 부분은 전사재의 제2 표면으로의 화상 정착이 자동 양면 메카니즘에 의해 실행되는 전사재의 역운반로를 가리킨다.
이후로는, 본 실시예에 따른 컬러 화상 형성 장치의 구조가 설명될 것이다.
본 실시예에 있어서, 소위 감광성 드럼[OPC(유기성 광 전도체) 드럼이 사용됨], (도시되지 않은) 대전(또는 충전) 수단, (도시되지 않은) 토너 현상 유닛, 감 광성 드럼용 세척 수단(도시되지 않은 세척 블레이드가 사용됨) 등이 하나의 용기에 집합적으로 구비되는 소위 일체형 CRG(2)(즉, 카트리지 형태)가 사용된다. 구체적으로, 황색(Y) 토너를 사용하는 황색 CRG(2Y), 마젠타색(M) 토너를 사용하는 마젠타색 CRG(2M), 시안색(C) 토너를 사용하는 시안색 CRG(2C), 흑색(CK) 토너를 사용하는 흑색 CRG(2CK)의 4개의 CRG가 사용된다.
게다가, 4색 토너의 CRG에 대응하는 4개의 광학 시스템(1)이 제공된다. 따라서, 화상 데이터에 기초하여 광학 시스템(레이져 주사식 노광 시스템이 사용됨)으로부터 공급된 주사 비임은 대전 수단(대전 롤러가 사용됨)에 의해 균일하게 대전된 감광성 드럼 상에 노출되고, 이로써 화상 데이터에 대응하는 정전 잠상은 감광성 드럼의 표면 상에 형성된다. 그런 후, 현상제로 작용하는 토너(비자기식 일요소 토너가 사용됨)는 정전 잠상이 형성된 감광성 드럼의 표면 상에 공급된다. 따라서, 대전 전위와 잠상(노출부) 전위 사이의 적절한 값을 가지도록 현상 롤러에 인가된 현상 편의를 설정함으로써, 음극으로 대전된 토너를 감광성 드럼 상의 정전 잠상에 선택적으로 접착시키는 현상 작업이 실행된다.
감광성 드럼 상에 현상된 단색 토너 화상은 제1 전사 롤러(9)에 인가된 토너의 극성에 대향된 양극의 편의에 의해 중간 전사체(3)(중간 전사 벨트가 사용됨)에 먼저 전사된다. 여기서, 중간 전사체(3)는 현수되어 대체로 동일한 속도로 인장 롤러(6)와 제2 전사 대향 롤러(7)를 감광성 드럼과 동기식으로 구동 롤러(5) 주위에서 회전시킨다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
제1 전사가 종결된 후에, 감광성 드럼 상의 전사 잔류체로서 잔류한 토너는 세척 수단(4)에 의해 제거된다(도시되지 않은 세척 블레이드가 사용됨).
상기 공정은 중간 전사체(3)의 회전과 동기식으로 황색(Y)용 CRG(2Y), 마젠타색(M)용 CRG(2M), 시안색(C)용 CRG(2C), 흑색(CK)용 CRG(2CK)로 순차적으로 실행되고, 이로써 각 컬러의 제1 전사 토너 화상은 중간 전사체(3) 상에 순차적으로 형성되어 중첩된다. 한편, 단일색 화상만이 (단일색 모드에서) 형성될 때, 상기 공정은 목표 컬러(예컨대, 흑색)의 현상 유닛으로만 실행된다.
부수적으로, 전사재 공급 유닛으로 작용하는 전사재 카세트(13) 또는 전사재 트레이(14)(MP 트레이) 상에 설정된 전사재(P)는 급송 롤러(12, 12')에 의해 선택적으로 급송된 후에, 급송된 전사재(P)는 한쌍의 중합 롤러(8)에 의해 중간 전사체(3)와 제2 전사 수단(10) 사이에서 제2 전사 유닛으로 작용하는 닙부로 소정 타이밍에 운반된다.
중간 전사체(3) 상에 형성된 제1 전사 토너 화상은 제2 전사 수단(10)(제2 전사 롤러가 본 실시예에서 사용됨)에 인가된 토너의 극성에 반대된 양극의 편의에 의해 전사재(P) 상의 돌기에 전사된다. 제2 전사가 종결된 후에, 중간 전사체 상에서 제2 전사 잔류체로 잔류한 토너는 세척 수단(4)(세척 블레이드는 본 실시예에서 사용됨)에 의해 제거된다.
중간 전사체(3)로 사용된 중간 전사 벨트로는, 50 내지 200 ㎛의 두께와 108 내지 1016Ω㎝ 정도의 체적 저항성을 갖는 PVdF(폴리비닐리덴 플루오라이드), 폴리아미드, 폴리이미드, PET(폴리에틸렌 테트라프탈레이트), 폴리카보네이트 등과 같 은 수지 필름 벨트, 수십마이크로미터의 두께를 갖는 분리능이 우수하고 저항이 큰 수지층이 0.5 내지 2mm 정도의 두께를 갖는 저저항 고무 기층 상에 제공된 고무 벨트 등이 사용될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 50 내지 75㎛의 두께를 갖는 폴리이미드 벨트가 내구성이 강하고 세척 블레이드에 의해 세척될 수 있기 때문에 사용된다.
전사재(P)에 두번째로 전사된 토너 화상은 용융되어 정착 수단으로 작용하는 정착 장치(11)를 지날 때 정착되고, 이로써 정착된 화상은 화상 형성 장치의 출력 화상으로 획득된다.
도2는 도1에 도시된 컬러 화상 형상 장치에 적용된 본 발명의 제1 실시예에 따른 정착 장치를 도시하는 개략 구성도이다. 도2에서, 정착 부재로 작용하는 정착 필름 유닛(25)은 길이가 약 230mm이고 두께가 50㎛이고 외경(Φ)이 24mm인 내열 수지(폴리이미드 수지가 본 실시예에서 사용됨)의 원통형 무한 필름의 기층(27)과, 두께가 200㎛ 이고 기층(27)에 제공된 탄성층과(열전도성이 약 1.0×10-3cal/sec ㎝℃인 실리콘 고무가 본 실시예에서 사용됨), 분리 표면층(21)으로 정착 필름 유닛(25)을 덮는 약 30㎛의 두께를 갖는 탄화수소 수지관으로 이루어진다.
부수적으로, 다른 내열 수지 또는 금속층은 정착 필름의 기층으로 사용될 수도 있다. 발열 수단으로 작용하는 세라믹 히터[저항 발열체(34)는 알루미나, 질소 알루미늄 등과 같은 세라믹 기판(28) 상에 제공된 후에 유리 코팅이 그 위에 제공된 히터가 본 실시예에서 사용됨]는 정착 필름에 구비된다.
발열 수단의 온도 검출 수단으로 작용하는 서미스터(29)는 정착 필름과 접촉하지 않는 세라믹 히터의 표면과 접촉하고, 이로써 발열 수단의 온도는 서미스터(29)에 의해 검출된다.
게다가, 정착 필름을 위한 온도 검출 수단으로 작용하는 서미스터(291)는 정착 닙부의 출구 부근에서 정착 필름의 내면과 접촉하도록 제공되고, 이로써 정착 필름의 온도는 서미스터(291)에 의해 검출되고, 발열 수단으로의 충전(즉, 동력의 공급)은 정착 필름의 온도가 소정의 온도가 되도록 검출 결과에 기초하여 제어된다. 따라서, 정착 필름에 대한 온도 제어 작동이 전체적으로 실행된다. 게다가, 발열 수단 자체의 온도는 서미스터(29)에 의해 검출되고, 발열 수단의 필수 작동은 검출된 온도에 기초하여 실행되고, 예컨대 발열 수단으로의 충전은 발열 수단의 온도가 과도하게 상승할 때 긴급하게 정지된다.
예컨대, 서미스터(291)의 검출된 값은 비교 회로(301)에 의해 기준값과 비교되고, 충전량 제어 수단(302)은 비교 회로(301)의 출력값에 기초하여 제어된다. 따라서, AC 전원 장치(303)에서 발열 수단으로 작용하는 저항 발열체(34)로 공급될 AC 동력의 위상 제어가 실행되고, 이로써 정착 필름의 온도가 적절하게 유지된다. 한편, 서미스터(29)의 검출된 값은 비교 회로(304)에 의해 기준값과 비교되고, 스위칭 회로(305)는 정착 필름의 온도가 소정의 이유로 인해 과도하게 증가할 때 저항 발열체(34)로의 충전을 긴급하게 정지시키도록 비교 회로(304)의 출력에 기초하여 턴오프된다.
정착 필름은 필름 안내부(30)에 의해 회전식으로 지지되고, 필름 안내부(30) 상에 일체로 제공된 세라믹 히터는 본 실시예에서 약 196N(약 20kg중)의 총압력으로 도시되지 않은 가압 메카니즘에 의해 가압 부재[가압 롤러(26)가 사용됨]를 향해 가압되고, 이로써 필름 안내부(30)에 의해 회전식으로 지지된 정착 필름은 가압 롤러(26)와 가압 접촉된다.
게다가, 활주성을 보장하기 위한 그리스는 세라믹 히터가 정착 필름을 가로질러 활주하는 표면 상에 도포된다.
가압 롤러(26)에 있어서, 3.5mm의 두께를 갖는 실리콘 고무 탄성층(32)과, 몰딩 표면층으로 작용하고 두께가 40㎛인 PFA(테트라플루오로에틸렌.퍼플루오로알킬에테르 공중합체), FEP(테트라플루오로에틸렌.헥사플루오로플로필렌 공중합체/테트라플루오로에틸렌.헥사플루오로프로필렌 공중합체 수지) 등과 같은 탄화불소 수지 튜브층은 외경(Φ)이 13mm인 강철 코어(31) 상에 순차적으로 형성된다.
가압 롤러(26)의 외경(Φ)은 약 20mm이고, 그 제품 경도는 약 60도[약 9,8N(약 1kg중)의 총부하로 코분시 케이키사의 경도 테스터 ASKER-C(등록 상표명)에 의해 측정된 경도치]이고, 정착닙의 폭은 약 5.5mm 내지 6.5mm이다.
본 실시예에 있어서, 가압 롤러(26)는 도시되지 않은 구동 수단에 의해 회전식으로 구동되고, 정착 필름 유닛(25)의 정착 필름은 가압 롤러(26)의 회전에 따라 회전된다.
게다가, 중합 방법으로 제조되고 무게에 대해 5 내지 30%의 저연화점 재료를 구비하고 100 내지 110의 형상 인자(SF-1)을 가지는 대체로 구형인 토너(이후로는 간단히 중합 토너라 불림)는 본 실시예에서 토너로 사용된다.
게다가, 저연화점 재료는 ASTMD3418-8에 순응하여 측정된 본체 최대 피크치가 40 내지 90℃를 가리키는 화합물이다. 여기서, 중합 토너의 최대 피크치에서의 온도는, 예컨대 퍼킨엘머사에 의해 제조된 DSC-7에 의해 측정되고, 장치 검출 유닛의 온도는 In(인듐)과 Zn(아연)의 용융점을 사용하여 보정되고 발열치는 In의 용융열을 사용하여 보정된다.
비교를 위한 비어 있는 팬은 알루미늄 팬을 사용하여 설정되고, 시료는 100℃/분의 온도 증가 속도에서 측정된다. 구체적으로, 파라핀 왁스, 폴리오레핀, 피셔-트로프쉬(TM) 왁스, 아미드 왁스, 고지방산, 에스테르 왁스 및 그 유도체, 또는 그 융합/블록 화합물(graft/block compound)이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 다음의 일반적인 구조식에 의해 나타난 탄소수가 10 이상인 하나 이상의 긴 체인 에스테르부를 갖는 에스테르 왁스가 사용될 수 있다. 여기서, 강화 에스테르 왁스의 대표적인 화합물의 구조식은 일반 구조식[(1), (2) 및 (3)]으로 도시될 것이다.
에스테르 왁스의 일반 구조식(1)
[R1-COO-(CH2)n]a-C-[(CH2)m-OCO-R2]b
a, b : 0 내지 4의 정소로, a + b = 4
R1, R2 : 탄소수가 0 내지 40의 정수인 유기군으로, R1과 R2 사이의 탄소수의 차이는 10 이상임
n, m : 0 내지 15의 정수로, n과 m 모두가 동시에 0이 되는 것은 불가능함.
에스테르 왁스의 일반 구조식(2)
[R1-COO-(CH2)n]a-C-[(CH2)m-OH]b
a, b : 0 내지 4의 정소로, a + b = 4
R1 : 탄소수가 0 내지 40의 정수인 유기군
n, m : 0 내지 15의 정수로, n과 m 모두가 동시에 0이 되는 것은 불가능함.
에스테르 왁스의 일반 구조식(3)
[R1-COO-(CH2)n]a-C(-R3)-[(CH2)m-OCO-R2]b
a, b : 0 내지 3의 정소로, a + b ≤3
R1, R2 : 탄소수가 0 내지 40의 정수인 유기군으로, R1과 R2 사이의 탄소수의 차이는 10 이상임
R3 : 탄소수가 1이상인 유기군
n, m : 0 내지 15의 정수로, n과 m 모두가 동시에 0이 되는 것은 불가능함.
본 발명에서 바람직하게 사용되는 에스테르 왁스는 0.5 내지 5.0의 경도를 가진다. 여기서, 에스테르 왁스의 경도는 20mm의 직경과 5mm의 두께를 갖는 원통형 시료를 먼저 형성한 후에 시마츠사에 의해 제조된 다이나믹 초미세 경도 테스터(DUH-200)으로 형성된 시료의 비커스 경도를 측정함으로써 측정된다는 것을 알 수 있을 것이다. 구체적으로, 측정될 시료는 0.5g의 부하와 부하 속도 9.67mm/sec의 조건 하에서 10㎛만큼 먼저 변위된 후에, 변위된 시료는 15초간 보유된 후에, 시료 상의 획득된 충돌 표시(struck mark)가 측정되고, 이로써 비커스 경도를 얻는다. 본 발명에서 바람직하게 사용된 에스테르 왁스의 경도는 0.5 내지 5.0의 범위 내의 값을 가진다. 부수적으로, 강화 화합물의 예는 다음 화학식[(1), (2), (3) 및 (4)]에 의해 도시될 것이다.
화학식 (1)
Figure 112003036679929-pat00001
화학식 (2)
Figure 112003036679929-pat00002
화학식 (3)
Figure 112003036679929-pat00003
화학식 (4)
Figure 112003036679929-pat00004
부수적으로, 형상 인자(SF-1)는 구형 재료의 구형비를 나타내는 수치이다. 즉, 2차원 평면 상에서 구형 재료를 돌출시킴으로써 획득된 타원 모양의 최대 길이(MAXLNG)의 제곱은 모양 면적(AREA)으로 나누어지고 얻어진 값은 100π/4로 곱해지고, 이로써 형상 인자(SF-1)을 얻는다. 즉, 형상 인자(SF-1)는 다음 등식에 의해 정의된다.
Figure 112003036679929-pat00005
구체적으로, 100 토너 화상은 히다치사에 의해 제조된 주사식 전자 현미경 FE-SEM(S-8000)에 의해 무작위로 시료 채취되고, 이들 시료의 화상 정보는 니레코사에 의해 제조된 화상 분석 장치(Luzex3)에 공급되어 이에 의해 분석된 후에, 상기 등식에 따라 계수가 계산된다.
부수적으로, 시안색 토너는 다음과 같이 조절된다. 즉, 710 중량부의 이온 교환수와 450 중량부의 0.1 mol/ℓ Na3PO4 수용액은 고속 교반기를 갖는 21ℓ 가루 출구 플라스크에 추가되고, 교반기의 회전수는 1200 회전으로 조절되고, 플라스크는 65℃로 가열된다. 그런 후, 68 중량부의 1.0mol/ℓ CaCL2 수용액은 플라스크에 점차 추가되어, 이로써 물에 잘 녹지 않는 분산제(Ca3(PO4)2)를 구비한 분산 매체 시스템을 조절한다. 한편, 분산상 시스템은 다음과 같이 주어진다.
스티렌 모노머 165 중량부
n-부틸 아크릴레이트 모노모 35 중량부
I. 안료 청색 15:30 14 중량부
포화 폴리에스테르 10 중량부
[테레프탈산 - 플로필렌 산 변성된 비스페놀-A 산 값 15, 피크 분자량: 6,000]
살리실 금속 화합물 2 중량부
하기의 화합물(최대 피크값 59.4℃) 60 중량부
Figure 112003036679929-pat00006
상기 혼합물이 기계적 합금화 장치(attritor)를 사용하여 3시간동안 분산된 후에, 10 중량부의 중합 개시제 2,2'-아조비스(2,4- 다이메틸발레로니트릴)가 추가된 분산 혼합물은 분산 매체에 투입되고 과립화는 회전수를 유지하면서 15분 동안 실행된다. 그런 후에, 교반기는 고속 교반기에서 프로펠러 교반기로 바뀌고 내부 온도는 80℃까지 상승하고, 중합은 10시간 동안 50 회전으로 계속된다. 중합이 종결된 후에, 냉각기가 냉각시키고, 희석된 염화수소산이 첨가되고, 분산 매체는 제 거된다. 게다가, 세척 및 건조를 실행함으로써, 무게 평균 입자 직경이 6.2㎛이고 숫자 변동 계수가 27%이고 형상 인자(SF-1)가 104인, 코울터(TM) 카운터에 의해 측정된 시안색 토너가 획득된다. 유사하게는, 형상 인자(SF-1)이 104인 황색 토너, 마젠타색 토너, 흑색 토너가 제조된다.
부수적으로, C.I. 안료 황색(17)은 황색 토너에 사용되고, C.I. 안료 적색(122)은 마젠타 토너에 사용되고, 카본 흑색은 흑색 토너에 사용된다.
정착 장치(11)에서, 가압 롤러(26)는 약 100mm/초의 회전 속도로 회전식으로 구동되고, 세라믹 히터로의 충전은 정착 닙부의 온도가 토너 화상을 정착시키기에 적절해지도록 조절된다(본 발명의 정착 필름의 표면 상에서 180℃정도).
제2 전사 공정이 종결된 후에, 미정착 토너 화상(35)이 놓이는 전사재(P)는 정착 닙부에 도입되고, 미정착 토너 화상(35)은 정착 닙부로부터 인가된 압력과 세라믹 히터로부터 정착 필름을 통해 전도된 열에 의해 용융되고, 이로써 용융된 토너 화상은 정착 화상으로 전사재(P)에 정착된다.
본 실시예에 따른 정착 장치(11)에 있어서, 정착 필름의 탄성층은 약 200㎛ 범위로 얇게 제조되고, 그 외경(Φ)은 작게 제조되고(약 24mm), 이로써 정착 필름의 열 용량은 작아진다. 이에 따라, 약 900W의 동력이 발열 수단으로 입력될 때, 워밍업 시간은 10 내지 12초의 범위로 단축될 수 있고, 이로써 소위 주문식 정착 작업이 달성될 수 있다.
다음, 전사재(P)가 본 실시예를 따른 정착 장치(11)를 지나는 경우에 정착 필름등의 온도 변화가 설명될 것이다.
도6의 그래프 1은 탄성층을 갖지 않는 정착 필름이 도5에 도시된 바와 같이 필름 정착 장치에서 정착 필름(203)으로 사용되는 경우에 상태를 도시하는 그래프이다. 그래프 1에서, 실선은 정착 필름(203)의 온도를 나타내고 점선은 발열체의 온도를 나타낸다. 임의의 경우에, 그래프 1은 제록스사에 의해 제조된 최고급 다용도 4024 종이(기본 중량 105g/㎡, 종이 크기)가 급송될 때 온도가 변하는 부분을 도시한다. 이 경우에, 정착 필름(203)은 탄성층을 가지지 않기 때문에, 정착 필름과 발열체 사이의 온도 차이는 작다.
도7의 그래프 2는 탄성층을 갖는 필름이 정착 필름(203)으로 사용되고 온도 제어가 관련 기술에서와 같이 발열체과 접촉된 온도 검출 수단에 의해 실행될 때 전사재(P)가 지나는 상태를 도시하는 그래프이다. 이 경우에, 정착 필름(203)은 탄성층을 가지기 때문에, 정착 필름(203)의 열은 전사재(P)에 의해 흡수되고 정착 필름의 온도는 저하되고, 이로써 정착 필름의 온도가 발열체의 온도에 도달할 때까지 시간이 걸린다.
정착 필름(203)의 열은 온도 저하가 발열 수단의 온도 검출 수단에 의해 검출될 때까지 전사재(P)에 의해 흡수되기 때문에, 정착 필름의 온도 저하는 방지될 수 없다. 이에 따라, 정착 필름(203)의 온도 저하는 약 20℃ 범위로 커지고, 이로써 가요성 한계가 작아지고 광택의 차이가 발생하는 문제점이 일어난다.
도8의 그래프 3은 제1 실시예의 그래프이다. 그래프 3에 도시된 상태에서, 탄성층을 갖는 정착 필름이 정착 필름으로 사용되고 온도 제어가 정착 필름의 내면과 접촉된 온도 검출 수단(291)에 의해 검출된 온도에 기초하여 발열체를 제어함으 로써 실행된다. 이 경우에, 전사재(P)가 지나는 경우에 정착 필름의 온도 저하가 그래프 2의 경우보다 먼저 검출될 수 있기 때문에, 발열체의 제어는 정착 필름의 온도 저하에 대해 지연 없이 응답식으로 실행될 수 있고, 이로써 정착 필름의 온도 저하를 감소시키는 것이 가능하다. 본 실시예에서, 온도 저하는 약 10℃의 한계 내에서 억제될 수 있다.
게다가, 본 실시예에서, 발열체의 온도가 온도 검출 수단(291)에 의해 검출될 때, 검출될 비정상적인 고온은 약 250℃ 정도로 설정된다. 여기서, 발열체로의 충전은 정착 필름 유닛(25)이 비정상 상태에서 정지된 상태로 실행되는 것을 알 것이다. 이 경우에, 종래의 경우에서와 마찬가지로, (본 실시예에서 정착 필름의 온도 검출 수단에 대응한) 온도 제어를 위한 온도 검출 수단에 의해 검출된 온도에 기초하여 비정상적인 고온을 검출하려 하여도, 발열체의 온도는 과도하게 상승하고, 정착 필름의 회전이 정지하고 이에 따른 정착 필름의 온도 상승 구배가 정착 필름 상의 온도 검출 수단의 위치에서 크지 않기 때문에, 이로써 히터가 파열되고 히터 홀더가 용융되는 등의 다양한 문제가 발생한다.
본 실시예에 있어서, 온도 제어는 정착 필름의 온도 검출 수단에 의해 검출된 온도에 기초하여 실행되고, 구체적으로, 발열체의 비정상적인 고온은 발열체의 온도 검출 수단에 의한 검출된 온도에 기초하여 검출된다. 따라서, 정착 필름의 회전이 정지한 상태에서 발열체로의 충전이 실행되더라도, 비정상적인 고온은 발열체의 온도가 과도하게 상승하기 전에 발열체의 온도 검출 수단에 의해 검출될 수 있고, 예컨대 발열체로의 충전을 정지시키는 측정을 신속하게 수행하는 것이 가능 하고, 이로써 안전을 보장하는 것이 가능하다.
게다가, 인라인(일렬) 컬러 화상 형성 장치가 본 실시예에서 컬러 화상 형성장치로 설명되지만, 동일한 효과는 다른 컬러 화상 형성 방법을 채택하는 컬러 화상 형성 장치에서 획득될 수 있다.
(제2 실시예)
본 발명의 제2 실시예가 이후에 설명될 것이다. 도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정착 장치를 도시하는 개략 구성도이다. 도3에서, 제2 실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 생략될 것이다. 제2 실시예에서, 제1 실시예와 달리, 정착 필름의 온도 검출 수단(291)은 정착 필름의 외면과 접촉하도록 설정된다.
도9의 그래프 4는 제2 실시예에 따라 정착 필름 등의 온도 저하를 도시한다. 본 실시예에 있어서, 정착 필름의 온도 검출 수단은 정착 필름의 표면과 접촉하도록 설정되기 때문에, 전사재(P)에 의한 정착 필름의 온도 저하는 제1 실시예와 비해 응답식으로 검출될 수 있고, 이로써 정착 필름의 온도 저하는 약 5℃의 한계 내에서 억제될 수 있다.
(제3 실시예)
본 발명의 제3 실시예가 이후에 설명될 것이다. 본 실시예에서 사용될 정착 장치는 제1 실시예에서 사용된 것과 동일하고, 이로써 이에 대한 설명은 생략될 것이다.
본 발명은 세라믹 히터의 온도가 세라믹 히터와 접촉한 온도 검출 수단에 의해 검출된 온도에 기초하여 임의의 온도를 초과하는 것을 방지하는 제어가 인쇄 작 업이 시작될 때만 통상의 온도 제어와 조합되고, 이로써 세라믹 히터의 과도한 온도 상승을 방지한다는 점에서 상기 실시예와 상이하다.
도10은 본 실시예에 따른 정착 장치의 제어 방법을 설명하는 흐름도이다. 이 제어 방법에서 세라믹 히터는 정착 필름 온도 검출 수단에 의해 검출된 결과에 기초한 피드백 제어에 의해 구동되는 것을 알 것이다.
본 실시예에 있어서, 정착 필름의 온도는 180℃가 되도록 제어된다.
본 실시예에 따른 제어에서, 정착 필름의 검출된 온도가 인쇄 시작시에 170℃ 이하인 경우에, 세라믹 히터의 온도가 225℃를 초과할 때, 세라믹 히터로의 충전은 턴오프된다. 그런 후, 세라믹 히터의 검출된 온도가 220℃이하가 될 때, 세라믹 히터로의 충전을 다시 턴온하도록 제어된다.
도11의 그래프 5는 종래의 정착 장치에서 인쇄 작업의 시작시에 정착 필름과 세라믹 히터의 후면 상에서의 온도 상승 곡선을 감시함으로써 획득된다. 도11에서, 실선은 세라믹 히터의 온도를 가리키고 점선은 정착 필름의 온도를 가리킨다.
도11에 따르면, 인쇄가 시작될 때, 세라믹 히터에서 검출된 온도와 정착 필름의 후면 상에서 검출된 온도는 모두 신속하게 상승하고, 세라믹 히터의 온도는 최대 250℃까지 상승한다.
도12의 그래프 6은 본 실시예에 따른 정착 장치에서 인쇄 작업 시작시에 정착 필름과 세라믹 히터의 후면 상의 온도 상승 곡선을 감시함으로써 획득된다. 또한, 도12에서, 실선은 세라믹 히터의 온도를 나타내고 점선은 정착 필름의 온도를 나타낸다.
도12에 따르면, 인쇄 작업이 시작될 때 세라믹 히터에서 검출된 온도와 정착 필름의 후면 상에서 검출된 온도는 모두 신속하게 상승하지만, 히터로의 충전이 온도가 250℃를 초과하는 시간에 턴오프되기 때문에 세라믹 히터의 온도는 최대 230℃로 제어된다.
정착 필름의 온도는 세라믹 히터로의 충전이 턴오프되더라도 신속하게 저하하지 않고, 즉 12초 내에 목표 온도 180℃에 도달한다.
도13의 그래프 7은 화상이 본 실시예에 따른 정착 장치와 종래의 정착 장치에 의해 각각 출력된 후에 내구성 시험이 이들 장치에 대해 각각 실행되는 경우에 정착 장치 토오크의 상승 속도를 도시한다.
도13에 따르면, 종래의 정착 장치의 토오크는 약 10,000 내지 20,000 시트의 기록재가 지난 후에 약 2배까지 상승한다. 그러나, 토오크는 본 실시예에 따른 정착 장치에서 거의 상승하지 않는다. 이는 세라믹 히터의 온도가 230℃ 이하로 제어되기 때문에 세라믹 히터의 표면 상에 도포된 그리스의 열화 정도가 종래의 정착 장치에 비해 작고 토오크 상승 속도가 또한 낮기 때문이다.
(제4 실시예)
본 발명의 제4 실시예가 이후에 설명될 것이다. 본 실시예에서 사용될 정착 장치는 제1 실시예에서 사용되는 것과 동일하므로, 이에 대한 설명을 생략될 것이다.
도14는 본 실시예에 따른 정착 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 본 실시예에 있어서, 인쇄 작업이 시작된 후에, 세라믹 히터는 정착 필름 온 도 검출 수단에 의해 검출된 온도가 160℃를 초과할 때까지 세라믹 히터 온도 검출 수단에 의해 검출된 온도에 기초하여 제어된다. 동시에, 세라믹 히터의 온도는 225℃ 이하로 제어된다.
정착 필름 온도 검출 수단에 의해 검출된 온도가 160℃를 초과하는 경우에, 세라믹 히터의 제어는 정착 필름의 온도에 기초하여 통상의 제어로 변경된다.
또한, 본 실시예에 있어서, 제3 실시예에 따른 정착 장치뿐만 아니라, 세라믹 히터의 온도는 230℃를 초과하지 않고 토오크는 내구성 시험에 걸쳐 거의 상승하지 않는다.
본 발명의 정착 장치와 화상 형성 장치를 제공함으로써, 정착 필름의 온도 제어가 양호하게 실행될 수 있고 비정상 상태에서 안전이 보장되는 정착 장치를 제공하고 고품질의 화상 형성을 실행할 수 있다.

Claims (20)

  1. 탄성층을 갖는 정착 필름과, 상기 정착 필름의 미정착면에 작용하도록 제공된 발열 수단을 구비하는 정착 장치이며,
    상기 정착 필름의 온도를 검출하기 위한 제1 온도 검출 요소와,
    상기 발열 수단의 온도를 검출하기 위한 제2 온도 검출 요소와,
    상기 제1 온도 검출 요소에 의해 검출된 상기 정착 필름의 검출 온도에 기초하여 상기 발열 수단을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함하고,
    상기 제어 유닛은 인쇄 작업이 시작될 때 상기 제2 온도 검출 요소에 의해 검출된 검출 온도에 기초하여 상기 발열 수단을 일시적으로 제어하는 정착 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발열 수단은 세라믹 기판과, 상기 세라믹 기판 상에 제공된 저항 발열체를 포함하는 정착 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은 인쇄 작업이 시작될 때 상기 제1 온도 검출 요소에 의해 검출된 검출 온도와 상기 제2 온도 검출 요소에 의해 검출된 검출 온도에 기초하여 상기 발열 수단을 일시적으로 제어하는 정착 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 발열 수단은 세라믹 기판과, 상기 세라믹 기판 상에 제공된 저항 발열체를 포함하는 정착 장치.
  5. 화상이 전사되는 화상 전사 부재 상에 미정착 화상을 형성하는 화상 형성 수단과, 상기 미정착 화상을 상기 화상 전사 부재에 정착하기 위한 정착 장치를 구비하는 화상 형성 장치이며,
    탄성층을 갖는 정착 필름과,
    상기 정착 필름의 미정착면에 작용하도록 제공된 발열 수단과,
    상기 정착 필름의 온도를 검출하기 위한 제1 온도 검출 요소와,
    상기 발열 수단의 온도를 검출하기 위한 제2 온도 검출 요소와,
    상기 제1 온도 검출 요소에 의해 검출된 검출 온도에 기초하여 상기 발열 수단을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함하고,
    상기 제어 유닛은 인쇄 작업이 시작될 때 상기 제2 온도 검출 요소에 의해 검출된 검출 온도에 기초하여 상기 발열 수단을 일시적으로 제어하는 화상 형성 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 발열 수단은 세라믹 기판과, 상기 세라믹 기판 상에 제공된 저항 발열체를 포함하는 화상 형성 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제어 유닛은 인쇄 작업이 시작될 때 상기 제1 온도 검출 요소에 의해 검출된 검출 온도와 상기 제2 온도 검출 요소에 의해 검출된 검출 온도에 기초하여 상기 발열 수단을 일시적으로 제어하는 화상 형성 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 발열 수단은 세라믹 기판과, 상기 세라믹 기판 상에 제공된 저항 발열체를 포함하는 화상 형성 장치.
  9. 탄성층을 갖는 정착 필름과, 상기 정착 필름의 미정착면에 작용하도록 제공된 발열 수단을 포함하는 정착 장치이며,
    상기 정착 필름의 온도를 검출하기 위한 제1 온도 검출 요소와,
    상기 발열 수단의 온도를 검출하기 위한 제2 온도 검출 요소와,
    상기 발열 수단을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함하고,
    상기 제어 유닛은, 상기 제2 온도 검출 요소의 검출 온도가 소정의 온도 이상으로 상승하지 않도록 상기 제어 유닛이 상기 발열 수단을 제어하는 작동 모드를 갖고, 상기 제1 온도 검출 요소에 의해 검출된 검출 온도를 정착 온도로 상승시키도록 상기 제어 유닛이 상기 발열 수단을 제어하는 워밍업 작동 동안에 상기 작동 모드를 수행할 수 있는 정착 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 워밍업 작동 이전의 타이밍에 상기 제1 온도 검출 요소에 의해 검추된 검출 온도에 따라 상기 작동 모드가 상기 워밍업 작동 중에 수행되는지의 여부를 판별하는 정착 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 작동 모드에서, 상기 제어 유닛은 상기 제2 온도 검출 요소에 의해 검출된 검출 온도가 소정의 온도가 되도록 상기 발열 수단을 제어하는 정착 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 작동 모드에서, 상기 제어 유닛은 상기 제2 온도 검출 요소에 의해 검출된 검출 온도가 소정의 온도에 도달할 때 상기 발열 수단을 턴오프하는 정착 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 정착 장치는 인쇄 명령에 응답하여 워밍업 작동을 시작하는 정착 장치.
  14. 제9항에 있어서, 상기 정착 장치는 컬러 화상 형성 장치에 사용되는 정착 장치.
  15. 화상이 전사되는 화상 전사 부재 상에 미정착 화상을 형성하는 화상 형성 수단과, 상기 미정착 화상을 상기 화상 전사 부재에 정착하기 위한 정착 장치를 구비하는 화상 형성 장치이며,
    탄성층을 갖는 정착 필름과,
    상기 정착 필름의 미정착면에 작용하도록 제공된 발열 수단과,
    상기 정착 필름의 온도를 검출하기 위한 제1 온도 검출 요소와,
    상기 발열 수단의 온도를 검출하기 위한 제2 온도 검출 요소와,
    상기 발열 수단을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함하고,
    상기 제어 유닛은, 상기 제2 온도 검출 요소의 검출 온도가 소정의 온도 이상으로 상승하지 않도록 상기 제어 유닛이 상기 발열 수단을 제어하는 작동 모드를 갖고, 상기 제1 온도 검출 요소에 의해 검출된 검출 온도를 정착 온도로 상승시키도록 상기 제어 유닛이 상기 발열 수단을 제어하는 워밍업 작동 동안에 상기 작동 모드를 수행할 수 있는 화상 형성 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 워밍업 작동 이전의 타이밍에 상기 제1 온도 검출 요소에 의해 검추된 검출 온도에 따라 상기 작동 모드가 상기 워밍업 작동 중에 수행되는지의 여부를 판별하는 화상 형성 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 작동 모드에서, 상기 제어 유닛은 상기 제2 온도 검출 요소에 의해 검출된 검출 온도가 소정의 온도가 되도록 상기 발열 수단을 제어하는 화상 형성 장치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 작동 모드에서, 상기 제어 유닛은 상기 제2 온도 검출 요소에 의해 검출된 검출 온도가 소정의 온도에 도달할 때 상기 발열 수단을 턴오프하는 화상 형성 장치.
  19. 제15항에 있어서, 상기 정착 장치는 인쇄 명령에 응답하여 워밍업 작동을 시작하는 화상 형성 장치.
  20. 제15항에 있어서, 상기 정착 장치는 컬러 화상 형성 장치에 사용되는 화상 형성 장치.
KR1020030068118A 2002-10-01 2003-10-01 정착 장치 및 화상 형성 장치 KR100553624B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2002-00288478 2002-10-01
JP2002288478A JP2004126103A (ja) 2002-10-01 2002-10-01 定着装置及び画像形成装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040030344A KR20040030344A (ko) 2004-04-09
KR100553624B1 true KR100553624B1 (ko) 2006-02-22

Family

ID=32280963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030068118A KR100553624B1 (ko) 2002-10-01 2003-10-01 정착 장치 및 화상 형성 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6950616B2 (ko)
JP (1) JP2004126103A (ko)
KR (1) KR100553624B1 (ko)
CN (1) CN1315012C (ko)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4078235B2 (ja) * 2003-03-26 2008-04-23 キヤノン株式会社 加熱装置
JP4442858B2 (ja) * 2003-11-26 2010-03-31 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP4617140B2 (ja) * 2003-11-27 2011-01-19 キヤノン株式会社 像加熱装置
JP2005166299A (ja) 2003-11-28 2005-06-23 Canon Inc 加熱装置および画像形成装置
JP4298542B2 (ja) 2004-02-20 2009-07-22 キヤノン株式会社 像加熱装置
JP4652769B2 (ja) * 2004-10-22 2011-03-16 キヤノン株式会社 誘導加熱定着装置
JP5037871B2 (ja) * 2005-07-27 2012-10-03 キヤノン株式会社 定着装置
US20070077077A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Fixing device and image forming apparatus and temperature controlling method thereof
JP2007316351A (ja) * 2006-05-26 2007-12-06 Canon Inc 画像形成装置
JP5251659B2 (ja) * 2009-03-26 2013-07-31 富士ゼロックス株式会社 定着装置及び画像形成装置
JP5299848B2 (ja) * 2009-07-28 2013-09-25 株式会社リコー 定着装置および画像形成装置
US8534825B2 (en) 2011-02-11 2013-09-17 Xerox Corporation Radiant heater for print media
CN102881383A (zh) * 2012-09-19 2013-01-16 江西联创电子有限公司 一种透明导电薄膜制作方法
JP5855141B2 (ja) 2013-01-31 2016-02-09 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP2014194445A (ja) * 2013-03-28 2014-10-09 Brother Ind Ltd 画像形成装置および熱定着装置
JP2014194444A (ja) * 2013-03-28 2014-10-09 Brother Ind Ltd 画像形成装置および熱定着装置
CN108931908B (zh) * 2017-05-17 2021-11-05 佳能株式会社 图像形成装置
JP7551338B2 (ja) * 2020-05-29 2024-09-17 キヤノン株式会社 画像形成装置
US11841676B2 (en) * 2021-09-17 2023-12-12 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus controlling voltage applied to transfer member

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5162634A (en) * 1988-11-15 1992-11-10 Canon Kabushiki Kaisha Image fixing apparatus
US5262834A (en) * 1988-12-06 1993-11-16 Canon Kabushiki Kaisha Image fixing apparatus
DE68926848T2 (de) * 1988-12-15 1997-01-02 Canon Kk Bildfixiergerät
EP0469629B1 (en) 1990-08-03 1995-07-19 Canon Kabushiki Kaisha Elastic roller and fixing apparatus using same
JP3109942B2 (ja) 1993-05-11 2000-11-20 キヤノン株式会社 定着装置
JP3634395B2 (ja) * 1994-02-21 2005-03-30 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP3065886B2 (ja) 1994-04-28 2000-07-17 キヤノン株式会社 定着装置
JP3696642B2 (ja) * 1995-02-08 2005-09-21 キヤノン株式会社 電子写真装置の定着装置
JP3862313B2 (ja) 1995-02-15 2006-12-27 キヤノン株式会社 像加熱装置
JPH09325629A (ja) 1996-05-31 1997-12-16 Canon Inc 加熱装置および画像形成装置
JPH10319774A (ja) * 1997-05-14 1998-12-04 Canon Inc 像定着装置とその通電方法およびそれらを用いた画像形成装置
JPH11109767A (ja) 1997-08-04 1999-04-23 Canon Inc 画像形成装置
JP3711764B2 (ja) * 1997-10-29 2005-11-02 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 定着装置およびこの定着装置を用いた画像形成装置
US6090305A (en) * 1999-03-15 2000-07-18 Lexmark International, Inc. Heater for use in electrophotographic image fixing device
JP2001117412A (ja) * 1999-10-14 2001-04-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 定着装置および画像形成装置
US6252212B1 (en) * 1999-12-28 2001-06-26 Toshiba Tec Kabushiki Kaisha Image fixing apparatus with induction heating device and manufacturing method thereof
JP4510310B2 (ja) 2000-05-15 2010-07-21 キヤノン株式会社 定着部材、定着装置、及び画像形成装置
JP2002132076A (ja) 2000-08-11 2002-05-09 Canon Inc 像加熱装置及びこの装置を有する画像形成装置
JP2002182520A (ja) * 2000-12-14 2002-06-26 Canon Inc 定着器および画像形成装置
JP2002351240A (ja) * 2001-05-28 2002-12-06 Toshiba Tec Corp 定着装置
JP2003155156A (ja) 2001-09-07 2003-05-27 Canon Inc シート処理装置及び画像形成装置
JP3679741B2 (ja) 2001-09-07 2005-08-03 キヤノン株式会社 画像形成装置
US6643478B2 (en) * 2001-11-27 2003-11-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Fixing device and temperature control method in fixing device
EP1376262B1 (en) * 2002-06-21 2019-05-22 Canon Kabushiki Kaisha Fixing apparatus and image forming apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US20040197112A1 (en) 2004-10-07
JP2004126103A (ja) 2004-04-22
KR20040030344A (ko) 2004-04-09
CN1497390A (zh) 2004-05-19
US6950616B2 (en) 2005-09-27
CN1315012C (zh) 2007-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100553624B1 (ko) 정착 장치 및 화상 형성 장치
US7428390B2 (en) Image fixing apparatus with variable fixing modes
US8774667B2 (en) Image forming apparatus
US20120308253A1 (en) Fixing apparatus
US8472853B2 (en) Image forming apparatus
US7783219B2 (en) Fixing apparatus having a fixing member and an external heating device, and image forming apparatus including the same
JP2001215767A (ja) カラー画像形成装置
JPH10207266A (ja) 画像形成装置
US20220308509A1 (en) Fixing unit and image forming apparatus
US7054573B2 (en) Heating apparatus
JP2010160290A (ja) 定着装置および、該定着装置を備える画像形成装置
US7190915B2 (en) Image forming apparatus with time interval control of fixing unit and control method therefor
JP2007101861A (ja) 定着装置
JP2004286992A (ja) 定着装置および画像形成装置
JP4447890B2 (ja) 定着装置及び画像形成装置
JP2003114583A (ja) 定着装置及び画像形成装置
JP2005203181A (ja) 加熱装置および画像形成装置
JP2003195663A (ja) 画像形成装置
JP2005338350A (ja) 定着装置及び定着部材へのマーキング方法
JP2003208041A (ja) 定着装置
JP2004029233A (ja) 定着装置および画像形成装置
JPH09292735A (ja) トナー、画像形成方法及び画像形成装置
JP3378110B2 (ja) 画像形成装置
JP5190209B2 (ja) 定着装置および画像形成装置
JP2003307968A (ja) 画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130123

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140127

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150127

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160121

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170125

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180125

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190212

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200203

Year of fee payment: 15