KR100651047B1 - 전자사진 이미지 고정 디바이스용 가열기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토너 이미지(toner image)를 고정하는 벨트 융착기(belt fuser)와 함께 사용되는 세라믹 가열기(6)에 관한 것이다. 가열기는 열-발생 저항기(5)를 구비하고 상기 저항기의 전기 터미널(8)은 기판(6)의 하나의 면상에서 상기 기판(6)의 단부에 인접하여 위치된다. 온도 탐지기와 그의 전기 터미널은 기판(6)의 상기 단부로부터 상대적으로 이격된 채, 상기 기판(6)의 반대 면에 위치한다.

Description

전자사진 이미지 고정 디바이스용 가열기{HEATER FOR USE IN ELECTROPHOTOGRAPHIC IMAGE FIXING DEVICE}

본 발명은 전자사진 프린팅 공정에 사용되는 가열기, 특히 종이상에 토너 이미지(toner image)를 고정하는 벨트 융착기(belt fuser)와 함께 사용되는 가열기에 관한 것이다.

전자사진 프린팅 공정을 위한 종래의 고정 장치의 대부분은 열 롤러 유형이다. 열 롤러 고정 장치는 소정의 온도에서 유지되는 열 롤러와 상기 가열 롤러에 가압-접촉되는, 탄성 층을 갖는 가압 롤러를 포함한다. 그 위에 고정되지 않은 토너 이미지를 갖는 전사 물질, 특히 종이는 상기 이미지를 고정하기 위해 열 롤러와 가압 롤러 사이의 닙부(nip)를 통과하고 가열된다. 이런 유형의 이미지 고정 장치에서는 소위 “토너 오프셋 현상(toner offset phenomenon)”으로 인한 문제가 빈번하게 발생한다. 즉, 토너는 원하지 않게 종이로부터 가열 롤러로 전사된다. 토너 오프셋 현상을 방지하기 위해, 가열 롤러의 온도는 최적 수준에서 유지되어야 한다. 이것은 가열 롤러의 큰 열용량을 요구한다. 큰 열용량은 요구되는 작동 수준까지 열 롤러의 온도를 증가시키기 위해 보다 긴 시간 주기를 요구하고, 그에 의해 장치의 시작 시 보다 긴 대기 시간을 필요로 한다.

상기 문제점을 해결하기 위해서, 다음 유형의 고정 장치가 제안되었다.

1. 고정 필름(film)으로서 전기 전도성, 자가-가열(저항) 필름을 갖는 고정 장치(예를 들면 일본 공개 특허 출원 제3-144676호 참조)

2. 고정 필름을 통해 전사 물질을 강하게 가열하는 고정 장치(예를 들면 일본 공개 특허 출원 제63-313182호 및 1996년 2월 20일 쿠로다 등에게 허여된 미국 특허 제 5,493,379호 참조). 이 후자 유형의 디바이스는 가열된 벨트 융착기로 알려져있다.

가열된 벨트 융착기 장치에서, 가열기(일반적으로 세라믹 가열기)는 고정되지 않은 토너 이미지를 함유하는 종이와 같은 속도로 이동하는 벨트(예를 들면 폴리아미드 물질로 만들어진 벨트)와 접촉한다. 가압 롤러는 가열된 벨트와 종이가 통과하는 닙부를 형성한다. 종이가 닙부를 통과할 때, 가열된 벨트는 토너 이미지를 종이상에 고정한다. 가열기는 빠르게 가열하고 또한 가열기/벨트의 온도를 원하는 범위내로 주의깊게 제어하는 온도 탐지 및 조절 디바이스를 포함하기 때문에, 가열된 융착기 벨트 장치는 상술된 문제점을 극복한다.

가열된 벨트 융착기 장치에서 사용되는 가열기는 필요한 열을 제공하기 위해 전형적으로 교류 전원(AC current source)에 연결된 하나 이상의 저항기와, 가열기의 전체 온도를 감지하고 제어하고, 그래서 융착기 벨트의 전체 온도를 감지하고 제어하기 위해 전형적으로 직류(DC) 전원에 연결된 서미스터(thermistor) 또는 서모스탯(thermostat)과 같은 온도 탐지 및 조절 디바이스를 포함한다. 이 온도 제어장치는 토너를 고정하기 위해서 그리고 토너 이미지가 프린트되는 종이의 발화(fires) 및 그슬림(scorch)을 방지하기 위해서 융착기 벨트의 온도를 원하는 범위내로 유지한다. 가열기는 일반적으로 두 개의 면과 두 개의 단부를 갖는 평평한 세라믹 물질로 만들어진다. 가열기의 여러 구성요소는 세라믹 기판상에서 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들면, 저항기 와이어와 온도 탐지 디바이스 모두는 기판의 한 면상에 배치될 수 있다. 하지만, 일반적으로, 기판의 각 면상에 하나의 구성요소가 배치된다{예를 들면, 저항기 와이어는 융착기 벨트와 접촉하는 상단 (전방) 면상에 배치되고, 온도 탐지 디바이스는 기판의 하단 (후방) 면상에 배치된다}.

저항기 와이어 및 온도 탐지 디바이스를 위한 전기 터미널은 빈번히 가열기의 한 면상에 (즉, 둘 모두는 기판의 상단 면에 또는 둘 모두는 기판의 하단면상에) 위치된다. 그래서, 예를 들면, 1996년 2월 20일 쿠로다 등에게 허여된 미국 특허 제5,493,379호는 융착기 벨트 디바이스와 함께 사용되는 가열기를 설명한다. 도 3에서, 기판의 상단 면에 가열 저항기를 갖고 기판의 하단 면에 온도 감지기를 갖는 가열기가 도시된다. 이 도시된 디바이스에서, 저항기를 위한 교류 전기 터미널 및 온도 감지기를 위한 직류 터미널 모두는 기판의 하단 면상에서 연결된다. 이 특허는 저항기에 대한 교류 전력은 기판의 하나의 길이방향 단부에서 들어오고, 온도 감지기를 위한 직류 전력은 반대의 길이방향 단부에서 들어오고, 교류원 및 직류원은 서로로부터 가능한 한 멀리 있으며, 이것은 (온도 감지기에서 실수 판독을 야기할 수 있는) 직류 라인에서의 전기 소음을 최소화한다는 것을 교시한다.

이런 유형의 구조는 세라믹 가열기에 대한 다수의 문제점을 야기한다. 구체적으로, 전기적 연결을 완성하기 위해 세라믹 기판을 통하는 구멍을 뚫어야 하는 것을 필요로 한다. 이것은 제조 공정 동안 및 사용 동안 기판을 약화시키고 파손 및 마손(waste)의 기회를 증가시킨다. 또한, 둘 모두가 기판의 같은 면에 연결되는 배치는 일반적으로 보다 큰 기판을 필요로 하게 되어, 세라믹 가열기의 크기와 재료 가격을 증가시킨다.

저항기 와이어 및 온도 탐지 디바이스는 기판의 반대 면상에 배치되고 또한 이런 구성요소 각각의 전기적 연결은 그의 연결 회로가 놓여있는 면과 같은 기판의 면상에 배치되도록 세라믹 가열기가 형성된다면, 이러한 문제점은 극복되는 것으로 현재 알려져 있다. 그래서, 예를 들면, 저항기 와이어는 기판의 상단 면상에 배치될 수 있고 저항기를 위한 교류 연결은 또한 상단 면상에 행해질 수 있으나, 반면 온도 감지 디바이스는 기판의 하단 면상에 배치되고 이 디바이스를 위한 직류 연결도 하단 면에 있게 된다. 융착기 벨트 디바이스용 세라믹 가열기를 형성하는 이 접근법은 가열기 기판이 더 작게 만들어질 수 있어, 그 비용을 감소시킨다는 것을 의미한다. 또한, 기판을 통하는 구멍은 제거되고, 가열기를 제조하기에 보다 쉽게 하고, 제조 및 사용 모두에 있어서 기판의 파손을 최소화한다.

세라믹 가열기는 다양한 목적을 위해 업계에서 잘 알려져 있다.

1988년 8월 9일 오노 등에게 허여된 미국 특허 제4,762,982호는 세라믹 가열기를 병합하고 디젤 엔진에서 사용되는 글로우 플러그(glow plug)를 설명한다. 이 발명의 목적은 디젤 엔진에서 요구되는 높은 온도(대략 900 내지 1150℃)에서 세라믹 가열기의 크랙(cracks)을 피하는 것이다. 이것은 가열기의 교대(alternate) 사용 동안 가열기에서의 전류 흐름의 방향을 반대로 함으로써 달성된다. 이 특허의 도 6은 두 개의 직류 저항기 와이어를 포함하는 가열기를 도시하지만, 가열기를 위한 모든 전기 터미널은 세라믹 기판의 같은 면상에 위치된다.

1987년 9월 29일 이쉬구로 등에게 허여된 미국 특허 제4,697,165호는 자동차 배기 가스를 감시하기 위해 이용되는 가열기/산소 감지기 디바이스를 설명한다. 이 특허의 도 1 및 도 5는 (전력 도선을 갖지 않는) 상단 표면상에 산소 감지기를 갖고 하단 표면상에 그의 전력 도선을 갖는 세라믹 가열기를 갖는 디바이스를 도시한다.

1985년 3월 19일 메이스 등에게 허여된 미국 특허 제4,505,783호는 온도 감지 및 가열 구성요소를 모두 포함하는 자동차용 산소 감지기 디바이스를 설명한다. 이러한 구성요소는 디바이스의 반대 면상에 배치되지 않고 전력 도선들 모두는 디바이스의 같은 표면상에 있다(도 1 및 도 2 참조).

1989년 11월 28일 뮤라세 등에게 허여된 미국 특허 제4,883,947호는 산소 감지 디바이스용 세라믹 가열기를 설명한다. 이 특허의 도 5는 상단 표면에 산소-감지 구성요소를 갖고, 상기 기판은 하단 표면에 위치된 세라믹 가열기 및 전력원으로 향하는 그의 커넥터를 갖는 디바이스를 도시한다.

1996년 7월 30일 다마키에게 허여된 미국 특허 제5,541,719호는 가열된 융착기 벨트 디바이스를 설명한다. 이 특허는 이 디바이스에서 사용되는 가열기를 매우 통상적인 용어로 설명하고 디바이스상의 전력 연결의 배치에 대해 언급하지 않는다(도 2 및 칼럼 4, 55째 줄 이하 참조).

1995년 8월 22일 토마유키 등에게 허여된 미국 특허 제5,444,521호는 가열된 융착기 벨트 디바이스를 설명한다. 이 디바이스에서 사용되는 가열기는 통상적인 용어로 설명되고 가열기상의 전기적 연결의 배치는 언급하지 않는다(예를 들면 칼럼 5의 상단 참조).

본 발명은 전자사진 프린터 공정용 가열기, 바람직하게는 세라믹 가열기에 관한 것으로,

두 개의 면과 두 개의 길이방향 단부를 갖는 기초 부재와,

상기 기초 부재의 제1 면의 길이를 따라 연장하고, 여기에 전력이 공급될 때 열을 발생할 수 있는 하나 이상의 저항기와,

상기 기초 부재의 제1 면상에 위치되고, 상기 하나 이상의 저항기에 전력을 공급하기 위한 제1 전력 공급 접촉부와,

상기 기초 부재의 제2 면상에 위치되고, 상기 기초 부재의 온도를 탐지하기 위한 온도 탐지 요소와,

상기 기초 부재의 제2 면상에 위치되고, 상기 온도-탐지 요소에 전력을 공급하기 위한 제2 전력 공급 접촉부를,

포함한다.

바람직한 실시예에서, 기초 부재는 평평하고 세라믹 물질로 만들어진다; 또한 저항기로의 전력은 바람직하게는 교류 전류(AC)에 의해 공급되고 온도 탐지 요소로의 전력은 바람직하게는 직류 전류(DC)에 의해 공급된다. 더욱 바람직한 실시예에서는, 제1 전력 공급 접촉부와 제2 전력 공급 접촉부 모두는 기초 부재의 같은 길이방향 단부에 인접하여 위치된다.

본 발명은,

상술된 가열기와,

상기 가열기와 미끄러짐가능하게(slidable) 접촉하는 필름(film)과,

상기 가열기와 닙부(nip)를 형성하여 상기 필름을 그 사이에 갖도록 상기 가열기와 연동하는 백업 부재(back-up member)를,

포함하는, 이미지 고정 장치로서,

이미지가 기록 물질(recording material)상에 고정되도록 고정되지 않은 토너 이미지를 유지하는 상기 기록 물질(예컨데, 종이)은 상기 닙부를 통해 물리고(nipped) 이동되는, 이미지 고정 장치를 또한 포함한다.

도 1은 얇은 필름 이미지 가열/융착 장치의 단면도.

도 2a는 본 발명의 가열기의 제1 실시예의 상단 면을 도시하는 사시도.

도 2b는 본 발명의 가열기의 제1 실시예의 하단 면을 도시하는 사시도.

도 3a는 본 발명의 가열기의 제2 실시예의 상단 면을 도시하는 사시도.

도 3b는 본 발명의 가열기의 상기 제2 실시예의 하단 면을 도시하는 사시도.

본 발명은 전자사진을 만드는 공정의 이미지-고정 융착기 벨트 디바이스(image-fixing fuser belt device)에 사용되는 가열기를 위한 고유한 설계에 관한 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 필름(film)과 세라믹 가열기를 이용한 이미지 가열/고정 장치가 도시된다. 순환 벨트 형태의 고정 필름은 참조 번호 “1”로 지시된다. 이 고정 필름은 세 개의 평행 부재(11,12,6), 더욱 구체적으로 좌측 구동 롤러(11), 우측 종동(following) 롤러(12), 및 상기 롤러(11 및 12)의 밑 그리고 사이의 위치에 고정된 하부 열용량 선형 가열기(6)(본 명세서에서 “가열기”라 언급됨) 주위로 연장하고, 팽팽히 뻗어있다.

종동 롤러(12)는 순환 고정 필름(1)의 인장 롤러(tension roller)로서도 또한 기능한다. 고정 필름(1)은 구동 롤러(11)의 시계방향 회전에 의해 멈춤, 꾸불꾸불한 움직임, 또는 지연됨이 없이 소정의 외주(peripheral) 속도로 구동되는데, 상기 소정의 외주 속도는 도시되지 않은 이미지 형성 스테이션으로부터의 고정되지 않은 토너 이미지(Ta)를 자체의 표면에 갖는 기록 물질(P)의 속도와 같은 외주 속도이다.

가압 롤러(2)는 고 분리 성질(high parting property)을 나타내는 실리콘 고무 등으로 만들어진 고무 탄성 층을 갖는다. 이 가압 롤러는 약 4 내지 7 킬로그램의 총 힘을 갖는 압박 수단(urging means)에 의해 가열기(6)의 하단 표면에 압박되며 고정 필름(1)의 하단 진행 부분은 가열기(6)와 가압 롤러(2) 사이에 있게 된다(interpose). 이 가압 롤러는 반-시계 방향으로 회전된다.

회전되는 순환 벨트 형태의 고정 필름(1)은 토너 이미지를 고정하기 위해 반복적으로 사용되고, 그래서 단지 약 100 미크론 이하, 바람직하게는 약 40 미크론 이하의 총 두께와 좋은 분리 성질을 갖는 매우 열 제한적 및 내구적 재료로 만들어지고, 더욱 구체적으로 이 고정 필름은 단일 층 또는 다수-층 폴리이미드(polyimide) 필름 등이다.

가열기(6)는, 주요 구성요소로서, 전기적으로 절연되고 고 열전도성을 갖고 저 열용량과 고 열 저항성 모두를 갖고 필름(1) 이동 방향{쉬트(sheet) 공급 방향}에 실질적으로 수직인 방향으로 연장하는 가열기 기판(베이스 부재)(3)과, 상기 기판의 길이 방향을 따라 가열기(6)의 (전방) 면(즉, 필름에 직접 접촉하는 가열기의 면) 상에서 연장하는, 선 또는 줄무늬 형태의 하나 이상의 열-발생 저항기(5)와, {열-발생 저항기(5)를 갖는 면의 반대인} 기판(3)의 (후방) 면에 결합된, 예를 들면 서미스터(thermistor) 또는 서모스탯(thermostat)과 같은 온도 탐지 요소(4)를 포함한다. 가열기(6)의 열용량은 대체로 낮다. 가열기(6)는 자체의 전방 면은 노출된 상태로 열 절연을 통해 가열기 홀더(holder)(7)에 고정된다.

이미지 형성 시작 신호가 발생되면, 이미지-형성 과정은 도시되지 않는 이미지-형성 스테이션에서 실행되고, 고정 디바이스에 공급되는 기록 물질(P)은 입구 안내부(9)에 의해 안내되고, 온도-제어 가열기(6)와 가압 롤러(2) 사이, 더욱 구체적으로 고정 필름과 가압 롤러(2) 사이의 닙부(nip)(N)(고정 닙부)안으로 도입된다. 기록 물질(P)은 이 기록 물질(P)의 공급 속도와 같은 속도로 고정 닙부(N)를 통과하며, 고정되지 않은 토너 이미지(Ta)를 갖는 기록 물질(P)의 표면은 이 기록 물질(P)과 같은 방향 및 같은 속도로 이동하는 필름의 하단 표면에 접촉한다.

기록 물질(P)의 토너 이미지-보유 표면이 필름 표면에 가압 접촉하여 고정 닙부(N)를 통과하는 동안 기록 물질(P)상의 토너 이미지는 가열기(6)로부터 필름(1)을 통해 열을 받고, 그래서 토너 이미지(Tb)는 기록 물질(P)상에 융착되어 연화되고 침착된(deposited) 토너 이미지가 된다. 기록 물질(P)이 고정 닙부(N)를 통과하는 지점에서 기록 물질(P)은 필름(1)으로부터 분리된다.

필름으로부터 분리된 기록 물질(P)은 도시되지 않는 한 쌍의 배출 롤러(discharging roller)로 안내부(10)에 의해 안내된다. 이 작동 동안, {토너의 유리 변태점(glass transition point)보다 높은} 토너(Tb)의 고온은 자연적 냉각에 의해 유리 변태점보다 낮은 수준으로 낮아지고, 그래서 응고된 토너 이미지(Tc)가 생성된다. 그리고 나서, 자체에 고정된 이미지를 갖는 기록 물질(P)이 배출된다.

본 발명의 가열기를 더욱 명확히 하기 위해, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 참조번호 “3”은 바람직하게는 적합한 세라믹 재료로 형성된 가열기 기판을 지시한다. 기판(3)의 대향하는 주요 면 중 하나에는 요소(5) 및 열-발생 저항기(5)에 전원을 공급하기 위해 (도시되지 않는) 외부 전력원에 열-발생 저항기(5)를 연결하기 위한 두 개의 전기 터미널(8)과 함께, 하나 이상의 열-발생 저항기(5)를 포함하는 가열 요소가 일체형으로 형성된다.

가열기(6)의 열-발생 저항기(5)는 가열기의 면들 중 하나를 따라 서로 평행하게 연장하기에 적합한 패턴으로 형성된 하나 이상의 열-발생 전도체를 포함한다. 이러한 열-발생 전도체들은 그들의 대향 단부에서 연속하여(in series) 전기 터미널(제1 전력원 접촉부)(8)에 연결된다. 열-발생 전도체는 또한 서로 연결된다.

세라믹 기판(3) 위에 가열기(6)의 전기 터미널(8)과 열-발생 저항기(5)를 형성하기 위해, 스크린 프린팅(screen printing)과 같은 적합한 알려진 기술을 이용하여, 선발된 물질은 세라믹 기판(3)의 적당한 면에 원하는 패턴으로 가해지고, 이 가해진 물질은 가열기를 형성하기 위해 발화되거나(fired) 구워진다(baked). 가열기의 향상된 내구성을 위해, 저항 열-발생 저항기(5)와 전기 터미널(8) 모두는 바람직하게는 세라믹 기판(3)과 함께 동시-발화된다(co-fired). 이와 같은 경우, 열-발생 저항기(5)와 전기 터미널(8) 모두는 같은 도성 합금(cermet) 또는 개별적 도성 합금으로 형성되는데, 각각은 세라믹 물질과 전기 전도성 물질을 포함한다. 세라믹 기판(3)에 대한 열 저항기(5)의 개선된 접착을 위해, 저항기(5)에 사용되는 도성 합금은 통상적으로 세라믹 기판(3)의 물질과 유사한 세라믹 물질을 포함한다. 전기적 전도성 물질은 일반적으로 귀금속 그룹으로부터, 바람직하게는 백금 그룹, 특히 백금, 로듐, 팔라듐, 오스뮴 및 이리듐으로부터 선발된다. 더욱 바람직하게는, 백금이 도성 합금에 함유된 전기적 전도성 물질의 주요 구성요소로서 이용된다.

그러나 주목할 것은, 전기 터미널(8)을 위한 구성물은 열-발생 저항기(5)를 위한 구성물과 같을 필요는 없으나 주요 구성요소로서 비-귀금속(non-noble metal) 또는 비금속(卑金屬;base metal)을 포함할 수 있거나 비금속 또는 세라믹 물질을 포함하는 도성 합금으로 구성될 수 있다는 것이다. 예를 들면, 비금속은 니오븀, 몰리브덴, 탄탈, 텅스텐, 상대적으로 높은 융해점을 갖는 다른 금속, 알루미늄, 티타늄, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 및 유사한 금속, 그리고 위에서 언급된 금속의 합금으로부터 선발될 수 있다.

세라믹 기판(3)에 일체형으로 형성된 가열 저항기(5)를 함유하는 세라믹 기판(3)은 주요 구성요소로서 예를 들면 지르코니아, 알루미나, 뮬라이트(mullite), 코르디에라이트(cordierite), 포스테라이트(fosterite), 베릴리아(beryllia) 또는 실리콘 질화물(silicon nitride) 또는 상기 물질들의 혼합물로 이루어지는 세라믹 물질로 형성된다. 또한, 가열 저항기(5)는 금속 층 또는 판(plate) 위에 상기 세라믹 물질로 형성된 세라믹 층 위에 형성될 수 있다. 세라믹 기판(3)은, 각각의 제조 시에 바람직하게는 평평한 쉬트형(sheet-like) 또는 평면의 형상으로 형성되지만, 이 기판은 관(tube) 또는 원통과 같은 다른 형상을 가질 수 있다.

세라믹 기판(3)상에 형성된 가열기(6)의 열-발생 저항기(5)는 일반적으로 알루미나 또는 다른 적합한 물질로 만들어진 보호 층(protective layer)에 의해 덮이고 보호되며, 그에 의해 박층 구조(laminar structure)를 갖는 저항성 세라믹 가열기가 형성된다. 상기 보호 층은 농후한 기밀의 층(dense gas-tight layer) 또는 다공성 층일 수 있다. 보호 층이 농후한 기밀의 층이면, 상기 보호 층은 높은 작동 온도에서 열-발생 부분의 전도성 물질의 휘발을 효과적으로 방지하고, 열-발생 부분을 주변의 또는 주위의 대기로부터 보호한다. 보호 층이 다공성 층이면, 열 응력(thermal stress)은 상기 다공성 층에 의해 효과적으로 흡수되거나 완화될 수 있다. 열-발생 저항기가 알루미나 세라믹 기판과 알루미나 보호 층 사이에 끼워지는 바람직한 실시예에서, 열-발생 저항기는 적합하게 전기적으로 절연된다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 본질적 요소를 도시한다. 구체적으로, 도 2a는 일 (상단) 면에 가열 저항기(5) 및 그와 같은 면에 상기 가열 저항기를 위한 전기 터미널(제1 전력 공급 접촉부)(8)을 포함하는 세라믹 기판(3)을 갖는 가열기(6)를 도시한다. 벨트 융착기 시스템에서 필름(벨트)과 직접 접촉하는 것은 기판의 상단 면이다. 본 발명의 가열기의 각 면은 단일 또는 다수의 전기 접촉부 또는 터미널을 가질 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, “접촉부” 또는 “터미널”이라는 용어는 단일 및 다수의 접촉부 모두를 포함하는 것으로 의도된다. 일반적으로, 가열 저항기(5)를 위한 전원은 교류(AC) 전력원으로 받는 것이 바람직하다. 전기 커넥터(20)는 전기 터미널(8)이 전력원에 열결되는 그런 모드(mode)이다. 전형적으로, 교류 커넥터(20)는 가열 저항기(5)와 필름(1) 사이의 접촉을 방해하지 않도록 가열기 면의 하나의 길이방향 단부를 향해 위치될 것이다.

도 2b는 가열기(6)의 반대 (하단) 면을 도시한다. 이 도면에서, 세라믹 기판(3)의 하단 면은 온도-탐지 디바이스(4)를 유지한다. 이 디바이스는 일반적으로 전력 공급 제어 수단을 이용하여, 기판의 온도를 측정하고, 기판의 온도를 소정의 범위내에 유지하도록 조절한다. 그런 디바이스의 예는 서미스터 또는 서모스탯을 포함한다. 이 탐지 디바이스(4)를 위한 전기 터미널 제2 전력 공급 커넥터(15)는 상기 탐지기 디바이스(4) 그 자체와 같이 가열기 기판(3)의 면에 유지된다. 이 탐지 디바이스에 전력을 공급하기 위해 전형적으로 이용되는 전류는 직류(DC)이고, 이 직류는 전기 커넥터(21)를 이용하여 전기 터미널(15)안으로 후킹연결(hooking)된다. 주목해야 할 것은, 이 실시예에서 교류 커넥터(20)와 직류 커넥터(21) 모두는 가열기(6)의 같은 길이방향 단부에 위치되고, 사실 서로 상호연결되도록(interlock) 만들어진다는 것이다. 교류 및 직류 터미널은 기판의 같은 길이방향 단부, 반대의 길이방향 단부, 또는 그 사이의 어느 곳이든 위치될 수 있다. 전기 커넥터 둘 모두가 가열기(6)의 같은 길이방향 단부에 인접하여 위치될 때, 교류와 직류 회로 사이의 적어도 5 밀리미터의 IEC 950 안전 필요조건과 같은 모든 안전 필요조건이 충족되는 것은 중요하다. 또한 전기 커넥터 둘 모두가 가열기(6)의 같은 길이방향 단부에 인접하여 위치될 때, 세라믹 가열기(6)의 단지 하나의 단부만이 물리적으로 지지되고(support) 있으므로 구조는 다소 불안정하기 쉽다. 이 문제점은 가열기의 반대 단부에 지지물을 제공함으로써 극복될 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 교류 및 직류 회로를 위한 두 개의 별개의 커넥터를 도시한다. 커넥터는 가열기 기판(3) 주위에 함께 스냅고정된다(snap). 이러한 커넥터는 사용 시 가열기에, 특히 상기 커넥터가 있는 곳의 반대편의 기판(3)의 길이방향 단부에, 사용동안 파손을 방지하기 위해서, 추가적인 물리적 지지물이 제공되는 것을 필요로 할 것이다. 이 물리적 지지물의 필요성을 처리하는 한 방법은 가열기(6)가 장착될 수 있는 플라스틱 하우징에 직류 커넥터(21)를 장착하는 것이다. 이 실시예는 본 출원서의 도 3a 및 도 3b에 도시된다. 또한 가열기의 후방 면의 중앙에 직류 커넥터(21)를 위치시키는 것은 가열기(6)의 전체 길이를 따라 추가적 지지물을 제공하는데 도움을 준다.

본 명세서의 발명은 여기에 개시된 구조와 관련하여 설명되었지만, 상술된 세부사항에만 국한되지 않고, 본 출원은 개량의 목적 또는 이하의 청구항의 영역 내에 있을 수 있는 그런 변형 또는 변경을 포함하도록 의도된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 전자사진 프린팅 공정에 사용되는 가열기, 특히 종이상에 토너 이미지를 고정하는 벨트 융착기와 함께 사용되는 가열기에 이용된다.

Claims (18)

1. 전자사진 프린팅 공정에 사용하기 위한 가열기로서,

   a) 두 개의 면과 두 개의 길이방향 단부를 갖는 기초 부재(base member)와,

   b) 상기 기초 부재의 제1 면의 길이를 따라 연장하고, 전력이 공급될 때 열을 발생할 수 있는 하나 이상의 저항기(resistor)와,

   c) 상기 기초 부재의 길이방향 단부에 인접하여 상기 기초 부재의 제1 면상에 위치되고, 상기 하나 이상의 저항기에 전력을 공급하기 위한 제1 전력 공급 접촉부와,

   d) 상기 기초 부재의 제2 면상에 위치되고, 상기 기초 부재의 온도를 탐지하기 위한 온도 탐지 요소와,

   e) 상기 기초 부재의 상기 단부로부터 길이방향으로 이격된 채 상기 기초 부재의 제2 면상에 위치되고, 상기 온도-탐지 요소에 전력을 공급하기 위한 제2 전력 공급 접촉부와,

   f) 상기 제2 전력 공급 접촉부에 전기 전류(electrical current)를 후킹연결(hooking)하고 상기 기초부재를 물리적으로 지지(physically supporting)하기 위한 커넥터

   를 포함하는, 가열기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 기초 부재는 고 열전도성을 갖는, 가열기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 기초 부재는 세라믹 물질을 포함하는, 가열기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 하나 이상의 저항기에는 교류 전력(AC power)이 공급되는, 가열기.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 온도 탐지 요소에는 직류 전력(DC power)이 공급되는, 가열기.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 온도 탐지 요소에는 직류 전력이 공급되는, 가열기.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 전력 공급 접촉부는 상기 기초 부재의 제2 면의 대략 중앙에 위치되는, 가열기.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 가열기는 기록 물질(recording material)상에 이미지를 열-고정하기 위한 이미지 고정 장치에 사용하기에 적합하고,

   상기 고정 장치는 상기 온도 탐지 요소의 출력에 따라 상기 하나 이상의 저항기로의 전력 공급을 제어하기 위한 전력 공급 제어 수단을 포함하는,

   가열기.
9. 이미지 고정 장치로서,

   a) 제 1 항에 기재된 가열기와,

   b) 상기 가열기와 미끄러짐가능하게(slidable) 접촉하는 필름(film)과,

   c) 상기 필름을 사이에 두고 상기 가열기와 닙부(nip)를 형성하도록 상기 가열기와 연동하는 백업 부재(back-up member)를,

   포함하는, 이미지 고정 장치로서,

   이미지가 기록 물질 상에 고정되도록 상기 기록 물질이 상기 닙부를 통해 물리고(nipped) 이동되는, 이미지 고정 장치.
10. 전자사진 프린팅 공정에 사용하기 위한 가열기로서,

    a) 두 개의 면과 두 개의 길이방향 단부를 갖는 기초 부재와,

    b) 상기 기초 부재의 제1 면의 길이를 따라 연장하고, 전력이 공급될 때 열을 발생할 수 있는 하나 이상의 저항기와,

    c) 상기 기초 부재의 길이방향 단부에 인접하여 상기 기초 부재의 제1 면상에 위치되고, 상기 하나 이상의 저항기에 전력을 공급하기 위한 제1 전력 공급 접촉부와,

    d) 상기 기초 부재의 제2 면상에 위치되고, 상기 기초 부재의 온도를 탐지하기 위한 온도 탐지 요소와,

    e) 상기 기초 부재의 제2 면상의 대략 중앙에 위치되고, 상기 온도-탐지 요소에 전력을 공급하기 위한 제2 전력 공급 접촉부와,

    f) 상기 제2 전력 공급 접촉부에 전기 전류를 후킹연결하고 상기 기초 부재를 물리적으로 지지하기 위한 커넥터

    를 포함하는, 가열기.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 기초 부재는 고 열전도성을 갖는, 가열기.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 기초 부재는 세라믹 물질을 포함하는, 가열기.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 하나 이상의 저항기에는 교류 전력이 공급되는, 가열기.
14. 제 12 항에 있어서, 상기 온도 탐지 요소에는 직류 전력이 공급되는, 가열기.
15. 제 13 항에 있어서, 상기 온도 탐지 요소에는 직류 전력이 공급되는, 가열기.
16. 제 12 항에 있어서, 상기 기초 부재는 평평하고 평면 형상인, 가열기.
17. 제 10 항에 있어서, 상기 가열기는 기록 물질상에 이미지를 열-고정하기 위한 이미지 고정 장치에 사용하기에 적합하고,

    상기 고정 장치는 상기 온도 탐지 요소의 출력에 따라 상기 하나 이상의 저항기로의 전력 공급을 제어하기 위한 전력 공급 제어 수단을 포함하는,

    가열기.
18. 이미지 고정 장치로서,

    a) 제 10 항에 기재된 가열기와,

    b) 상기 가열기와 미끄러짐가능하게 접촉하는 필름과,

    c) 상기 필름을 사이에 두고 상기 가열기와 닙부를 형성하도록 상기 가열기와 연동하는 백업 부재를,

    포함하는, 이미지 고정 장치로서,

    이미지가 기록 물질 상에 고정되도록 상기 기록 물질은 상기 닙부를 통해 물리고 이동되는, 이미지 고정 장치.

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