KR100699255B1 - 복수의 코일이 내장된 히팅롤러, 이를 포함하는 정착기 및화상형성장치 - Google Patents

복수의 코일이 내장된 히팅롤러, 이를 포함하는 정착기 및화상형성장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 히팅롤러에 관한 것으로서, 원통형의 롤러본체와, 상기 롤러본체의 내측에 마련되어 상기 롤러본체의 중앙부를 가열하기 위한 센터코일과, 상기 롤러본체의 내측에 마련되어 상기 롤러본체의 양측부를 가열하기 위한 사이드코일 및 상기 롤러본체의 양단에 결합되어 상기 센터코일 및 상기 사이드코일에 전기적으로 연결되는 전극을 구비한 복수의 접속단자를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 대상매체의 폭에 맞추어 가열범위의 광협 조절이 가능하다.
히팅롤러, 부분가열, 코일

Description

복수의 코일이 내장된 히팅롤러, 이를 포함하는 정착기 및 화상형성장치{HEATING ROLLER HAVING A PLURALITY OF COILS, AND FIXING DEVICE AND IMAGE FORMING APPARATUS COMPRISING THE HEATING ROLLER}
도 1은 종래의 히팅롤러를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 히팅롤러를 나타내는 단면도,
도 3은 도 2의 히팅롤러의 작동을 설명하기 위한 구성도,
도 4는 도 2의 히팅롤러가 적용되는 화상형성장치를 나타낸 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
도 1은 종래의 히팅롤러를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 히팅롤러를 나타내는 단면도,
도 3은 도 2의 히팅롤러의 작동과정을 설명하기 위한 구성도,
도 4는 도 2의 히팅롤러가 적용된 복합기를 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200: 히팅롤러 210: 롤러본체
220: 센터코일 230: 사이드코일
240: 접속단자 250: 절연재
260: 지지파이프 270: 코팅층
본 발명은 히팅롤러 및 이를 포함하는 정착기 및 화상형성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서로 다른 부분을 가열하는 복수의 코일이 내장된 히팅롤러 및 이를 포함하는 정착기 및 화상형성장치에 관한 것이다.
히팅롤러는 화상형성장치 등에 사용되는 부품으로서, 이와 대응되게 마련되는 가압롤러 등과 함께 대상매체를 가열 및 가압하는데 이용된다.
도 1은 이와 같은 히팅롤러(100)를 나타내는 단면도이다. 히팅롤러(100)는 원통형의 롤러본체(110)와 그 내측에 마련된 코일(120)을 포함한다. 히팅롤러(100)의 작동으로 코일(120)에 전원이 인가되며, 코일(120)에서 발생하는 열은 롤러본체(110)를 통해 외부로 전달된다.
그러나, 이와 같은 종래의 히팅롤러(100)에 의하면, 코일(120)이 히팅롤러(100)의 내측에 좌우 균일한 밀도로 권취됨에 따라 이송매체의 크기에 무관하게 롤러본체(110) 전체가 일률적으로 가열된다는 문제가 있었다.
이 경우, 가열 및 가압되는 이송매체, 즉 용지의 사이즈가 히팅롤러(100)의 가열 폭(W)보다 작은 경우에는 불필요한 에너지가 소모된다는 문제 뿐 아니라, 용지가 지나가는 부분(즉, 통지부)과 그렇지 않은 부분(즉, 비통지부) 간 온도차가 커지게 되어 비통지부의 과열시 히팅롤러(100)에 구비된 안전장치 등의 작동으로 인해 롤러구동이 중단되거나 고장이 발생한다는 문제가 있었다.
또한, 히팅롤러(100)의 표면온도가 정상치보다 높아진 경우에는 용지 상에 형성된 토너입자의 가열 및 가압시 토너화상의 일그러짐(이를 "hot offset"이라 한다)이 발생한다는 문제가 있었다.
특히, 상기와 같은 종래의 히팅롤러(100)의 문제점은 히팅롤러(100)의 축방향 길이가 긴 경우, 예를 들면 A3와 같이 큰 사이즈의 용지 상에 화상을 형성하기 위해 사용되는 대형의 히팅롤러의 경우에 현저하게 발생하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 대상매체의 폭에 맞추어 가열범위의 광협 조절이 가능한 히팅롤러를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 원통형의 롤러본체와; 상기 롤러본체의 내측에 권취되어, 상기 롤러본체의 중앙부를 가열하는 센터코일과; 상기 롤러본체의 내측에 권취되어, 상기 롤러본체의 양측부를 가열하는 사이드코일; 및 상기 롤러본체의 양단에 결합되어 상기 센터코일 및 상기 사이드코일에 전기적으로 연결되는 전극을 구비한 복수의 접속단자를 포함하며; 상기 센터코일과 상기 사이드코일은 상기 롤러본체와 중심축선이 일치하며 각각 상기 롤러본체의 반경 방향으로 서로 다른 위치에 권취되고, 상기 센터코일과 상기 사이드코일 사이에 개재된 절연재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센터코일은, 상기 롤러본체의 중앙부에서 권취되는 밀도가 상기 롤러본체의 양측부에서 권취되는 밀도보다 더 크게 마련할 수도 있다.
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삭제
삭제
또한, 상기 사이드코일은, 상기 롤러본체의 양측부에서 권취되는 밀도가 상기 롤러본체의 중앙부에서 권취되는 밀도보다 더 크도록 할 수도 있다.
또한, 상기 롤러본체의 내측에 수용되어 상기 센터코일과 상기 사이드코일을 지지하는 지지파이프를 더 포함할 수도 있다.
삭제
이 경우, 상기 롤러본체, 상기 센터코일, 상기 사이드코일 및 상기 지지파이프의 상호 간에 개재되는 절연재를 더 포함할 수도 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 상기 히팅롤러를 포함하는 정착기를 제공한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 상기 정착기를 포함하는 화상형성장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 히팅롤러(200)를 나타내는 단면도이다.
히팅롤러(200)는 원통형의 롤러본체(210), 롤러본체(210)의 내측에 마련된 센터코일(220) 및 사이드코일(230) 및 롤러본체(210)의 양단에 결합된 복수의 접속단자(240)를 포함한다.
센터코일(220)과 사이드코일(230)은 롤러본체(210)와 중심축선(A)이 일치하도록 위치하며, 각각 중심축선(A)으로부터 서로 다른 반지름 상의 거리에 이격된 상태로 위치고정된다. 센터코일(220)과 사이드코일(230)의 사이에는 코일의 고정 및 코일 간 접촉방지를 위해 절연재(250)가 개재된다.
센터코일(220)과 사이드코일(230)의 내측에는 알루미늄 재질의 지지파이프(260)가 수용된다. 센터코일(220)과 사이드코일(230)은 내측의 지지파이프(260)에 의해 반지름 방향으로 지지되며, 절연재(250)가 센터코일(220)과 롤러본체(210)의 사이에 그리고 사이드코일(230)과 지지파이프(260)의 사이에 개재되어 코일(220, 230)의 지지 및 요소간 전기적 접촉을 방지하도록 한다.
한편, 센터코일(220)은 롤러본체(210)의 중앙부(C)에서 권취되는 밀도가 양측부(S)에서 권취되는 밀도에 비해 더 크다. 즉, 센터코일(220)의 단위길이당 권취수가 양측부(S)에 비해 중앙부(C)에서 더 크다. 따라서, 센터코일(220)의 가열시 히팅롤러(200)는 중앙부(C)의 온도가 양측부(S)의 온도보다 더 높게 된다.
또한, 사이드코일(230)은 롤러본체(210)의 양측부(S)에서 권취되는 밀도가 중앙부(C)에서 권취되는 밀도에 비해 더 크도록 한다. 이에 따라, 사이드코일(230)의 가열시 히팅롤러(200)는 양측부(S)의 온도가 중앙부(C)의 온도보다 더 높게 나타나게 된다.
롤러본체(210)의 양단에는 센터코일(220)과 사이드코일(230)에 접속되는 접속단자(240)가 결합된다. 접속단자(240)에는 고리 형상을 가지도록 형성된 제1전극(241)과, 중심부에 형성된 제2전극(242)을 가진다. 제1전극(241)은 센터코일(220) 과, 제2전극(242)은 사이드코일(230)과 각각 전기적으로 접속된다. 외부의 전원은 제1전극(241)과 제2전극(242)을 통해 회전하는 히팅롤러(200) 내부의 코일(220, 230)로 전달된다.
롤러본체(210)의 외측 표면에는 테플론(Teflon) 재질의 코팅층(270)이 형성된다.
도 3은 상기와 같은 히팅롤러(200)의 작동과정을 설명하기 위한 도면이다. 히팅롤러(200)의 중앙부(C)와 일측부(S)에는 각 부분의 온도 감지를 위해 각각 제1써미스터(310) 및 제2써미스터(320)가 마련된다. 제1 및 제2써미스터(310, 320)와 전기적으로 연결된 제어부(330)는 각 써미스터(Thermistor, 310, 320)로부터 감지된 온도에 기초하여 전원공급부(340)의 전원 공급량을 제어한다.
따라서, 히팅롤러(200)의 전체 히팅 폭(W)을 가지는 이송용지에 대해서는 제어부(330)에 의해 센터코일(220) 및 사이드코일(230)에 모두 전원이 공급되어 롤러의 전 표면을 골고루 가열하게 된다. 반면에, 히팅롤러(200)의 폭(W)의 일부분, 즉 중앙부(C)의 폭 이하의 용지가 이송되는 경우에는 제어부(200)의 제어에 의해 센터코일(220)에만 전원이 공급되도록 한다.
한편, 써미스터(310, 320)의 오동작 등으로 인해 히팅롤러(200)가 이상 고온으로 가열되는 경우에는 써모스탯(350)이 작동하여 히팅롤러(200)의 전원공급을 위한 회로를 차단하게 된다.
도 4는 이상의 히팅롤러(411)가 적용된 화상형성장치의 일례로서 복합기(400)를 나타낸다. 히팅롤러(411)가 적용될 수 있는 화상형성장치로는 도 4의 복합 기(400) 외에 프린터, 팩스장치 등을 들 수 있다. 또한, 이와 같은 히팅롤러(411)는 화상형성장치에 한정하여 사용되는 것은 아니며, 가열되는 대상매체의 폭이 달라지는 경우와 같이 부분적인 가열이 필요한 롤러의 경우에는 널리 적용될 수 있을 것이다.
도 4에서, 히팅롤러(411)는 가압롤러(412)와 함께 정착기(410)를 구성한다. 정착기(410)는 화상형성부(420)를 통해 용지에 부착된 토너를 가열 및 가압하여 상기 용지(1) 상에 정착시키는 기능을 수행한다. 용지(1)는 급지부(430)에 적재된 상태로 준비되며, 픽업롤러(431)에 의해 픽업되어 화상형성부(420)를 지나는 과정에서 감광드럼(421) 및 전사롤러(422)에 의해 표면에 토너가 전사되며, 정착기(410)를 지나면서 표면의 토너가 정착된 후 배지부(440)를 통해 복합기(400)의 외부로 배출된다. 도면의 미설명 부호 450은 화상독취부를 나타낸다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 히팅롤러에 의하면, 롤러본체의 내측에 마련된 센터코일과 사이드코일을 이용하여 히팅롤러의 중앙부와 양측부의 온도를 별도 제어할 수 있게 된다. 따라서, 히팅롤러에 의해 가열되는 대상매체의 광협에 따라 센터코일과 사이드코일을 선택적으로 작동시킴으로써 롤러의 과열 및 이로 인한 롤러의 고장 발생을 방지할 수 있다. 특히, 히팅롤러 양측부의 핫 옵셋(hot offset) 및 중앙부 정착불량을 방지할 수 있다.
또한, 센터코일과 사이드코일을 통하여 히팅롤러의 중앙부와 양측부를 가열할 수 있도록 구성함에 있어서, 센터코일과 사이드코일이 히팅롤러의 반경 방향으로 서로 다른 위치에 배치함으로써 전체 구성을 콤팩트화 할 수 있다. 또한, 센터코일과 사이드 코일 사이에 절연재를 개재함으로써, 정착롤러를 쉽게 제작함과 아울러 두 코일을 전기적으로 절연할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 정착기 및 화상형성장치는 상기한 구성의 정착롤러를 채용함으로써, 정착 성능을 개선할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (10)

  1. 원통형의 롤러본체와;
    상기 롤러본체의 내측에 권취되어, 상기 롤러본체의 중앙부를 가열하는 센터코일과;
    상기 롤러본체의 내측에 권취되어, 상기 롤러본체의 양측부를 가열하는 사이드코일; 및
    상기 롤러본체의 양단에 결합되어 상기 센터코일 및 상기 사이드코일에 전기적으로 연결되는 전극을 구비한 복수의 접속단자를 포함하며;
    상기 센터코일과 상기 사이드코일은 상기 롤러본체와 중심축선이 일치하며 각각 상기 롤러본체의 반경 방향으로 서로 다른 위치에 권취되고, 상기 센터코일과 상기 사이드코일 사이에 개재된 절연재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히팅롤러.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센터코일은, 상기 롤러본체의 중앙부에서 권취되는 밀도가 상기 롤러본체의 양측부에서 권취되는 밀도보다 더 큰 것을 특징으로 하는 히팅롤러.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 사이드코일은, 상기 롤러본체의 양측부에서 권취되는 밀도가 상기 롤러본체의 중앙부에서 권취되는 밀도보다 더 큰 것을 특징으로 하는 히팅롤러.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 롤러본체의 내측에 수용되어 상기 센터코일과 상기 사이드코일을 지지하는 지지파이프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히팅롤러.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 롤러본체, 상기 센터코일, 상기 사이드코일 및 상기 지지파이프의 상호 간에 개재되는 절연재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히팅롤러.
  9. 제1항, 제4항, 제5항, 제7항 또는 제8항의 히팅롤러를 포함하는 정착기.
  10. 제9항의 정착기를 포함하는 화상형성장치.
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