KR100856413B1 - 정착기 및 이를 포함하는 화상형성장치 - Google Patents

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Abstract

초기 예열 시간을 단축시키면서도 열적 안정성을 향상시키고, 인쇄지의 정착온도를 용이하게 제어할 수 있는 정착기 및 이를 포함하는 화상형성장치가 개시된다. 본 발명에 따른 정착기는, 인쇄지에 형성된 토너 화상을 정착시키는 화상형성장치의 정착기에 있어서, 축회전하는 가압롤러, 상기 가압롤러와 함께 인쇄지가 물리는 닙(nip)부를 형성하며, 상기 가압롤러로부터 회전력을 전달받아 상기 인쇄지와 함께 회전하는 정착벨트, 전원을 인가받아 열을 발생시키고 발생된 열의 적어도 일부를 상기 닙(nip)부 측으로 전달하는 발열부 및 상기 발열부의 가열온도 범위에서 상(phase)이 변하는 재질로 이루어져 상기 발열부의 열에 의해 잠열을 축적하고, 축적된 잠열을 상기 닙(nip)부 측으로 공급하는 상변화부를 포함하여 구성된다. 따라서, 본 발명에 의하면 첫 장 인쇄시 대기시간을 단축시키면서 인쇄지의 유입에 따른 온도변화를 최소화하여 인쇄품질을 향상시킬 수 있으며, 인쇄지의 정착온도를 용이하게 제어할 수 있다.
정착기, 상변화부, 용융점, 잠열, 정착벨트

Description

정착기 및 이를 포함하는 화상형성장치{Fusing Device and Image Forming Apparatus Comprising the Same}
도 1은 일반적인 전자사진방식의 화상형성장치를 나타내는 구성도;
도 2는 종래 롤러 방식 정착기를 개략적으로 나타내는 단면도;
도 3은 종래 벨트 방식 정착기를 개략적으로 나타내는 단면도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정착기를 개략적으로 나타내는 단면도;
도 5a 및 도 5b는 예열과정과 정착과정에서 시간에 따른 닙부의 온도 변화를 나타내는 그래프;
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 상변화부의 구비위치를 달리한 변형예들을 개략적으로 나타내는 단면도;
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 상변화부의 배치형태를 달리한 변형예들을 개략적으로 나타내는 단면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 >
100: 정착기 120: 가압롤러
140: 정착벨트 150: 닙 형성부
160: 발열부 170: 상변화부
180: 지지부 190: 회전안내부
P: 인쇄지 T: 토너
본 발명은 정착기 및 이를 포함하는 화상형성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조를 개선하여 첫 장 인쇄시 대기시간을 단축시키면서도 인쇄지의 유입에 따른 온도변화를 최소화하여 인쇄품질을 향상시키고, 정착온도를 용이하게 제어할 수 있는 정착기 및 이를 포함하는 화상형성장치에 관한 것이다.
도 1을 참조하여, 일반적인 화상형성장치의 구성을 설명하면 다음과 같다.
전자사진방식의 화상형성장치는 일반적으로 대전, 주사, 현상, 전사 및 정착의 단계를 순차적으로 거치며 인쇄지(P)에 화상을 형성한다.
먼저, 대전기(20)에 고압의 코로나(Corona) 방전에 의해 드럼(30) 표면 내외에 (+), (-) 전하를 형성시킨다. 그리고, 전하가 형성된 드럼(30) 표면이 회전하여 광학계에서 주사패턴 단위의 신호에 의한 레이저 빔이 주사되어 드럼표면에 형성된 (-) 전하를 글자형태로 소멸시켜 잠상을 형성시킨다.
다음으로, 현상기의 마그네틱 롤러(40)와 드럼(30)이 미세한 간격으로 서로 회전하면서 (-) 성분을 가진 토너 입자들은 레이저 빔(Laser Beam)이 주사된 드럼(30) 표면에 달라붙어 표면에 실제로 글자를 형성하게 된다.
여기서, 광원(12)에서 나온 레이저빔은 신호처리에 의해 동작되는 레이저빔 변조에 의해 변조되고, 레이저빔 시준기(Laser Beam Collimator; 미도시)에 의해 주사되는 것이 일반적이다. 그리고, 주사되는 레이저 빔은 폴리곤 미러(polygon mirror; 14)에 주사된 후, 보정을 위한 렌즈들(16)을 거치면서 떨림이나 찌그러짐이 보정되어 반사 미러(18)를 거쳐 드럼(30) 표면 위에 상이 맺히게 한다.
전사기(80)에서는 고압의 코로나(Corona) 방전에 의해 인쇄지(P) 이면에서 (+) 전하를 형성시킴으로써, 드럼(30) 표면에 형성된 (-) 토너 입자를 끌어당겨 실제로 인쇄지(P) 위에 화상을 형성하게 한다.
다음으로, 정착기(50)에 의해 인쇄지(P) 상에 형성된 토너 화상에 적당한 열과 압력을 가하여 융착시킨 후, 인쇄지(P)를 출력하게 된다.
한편, 드럼(30) 표면에 남아 있는 잔여 토너는 청소부(70)을 거치며, 드럼(30)에서 손상 없이 제거되어 폐 토너 박스로 보내진다. 그리고, 드럼(30) 표면에 남아 있는 잔류전하는 일정한 빛으로 중화되어 초기 상태가 되며, 다시 대전기(20)에 의해 대전이 될 수 있도록 한다.
이러한 화상형성장치 중 인쇄지에 형성된 토너 화상을 정착시키는 정착기는 정착 방식에 따라 크게 롤러 방식과 벨트 방식으로 분류할 수 있다.
먼저, 도 2를 참조하여 롤러 방식 정착기의 구성을 설명하면 다음과 같다.
롤러 방식 정착기(50)는, 기본적으로 축회전하는 가압롤러(52), 이에 접촉하며 회전하며 가압롤러(52)와 함께 인쇄지가 물리는 닙(nip)부(N)를 형성하는 정착롤러(54), 정착롤러(54)의 중앙부에 구비되어 정착롤러(54)에 열을 전달하는 발열부(56)를 포함하여 구성된다.
인쇄지는 가압롤러(52)와 정착롤러(54) 사이로 유입되며, 가압롤러(52)와 정 착롤러(54) 사이의 압력 및 발열부(56)에 의해 가열된 정착롤러(54) 표면 열에 의해 토너 화상(T)의 정착이 이루어진다.
하지만, 이러한 롤러 방식 정착기는 정착롤러(54) 내부에 구비된 발열부(56)의 열로 정착롤러(54)의 외주면 전체의 가열해야 하기 때문에, 정착롤러(54)를 가열하는 시간이 오래 소요되었다. 즉, 이와 같은 롤러 방식의 정착기는 정착롤러의 열용량이 커서 초기 예열시간이 오래 걸리는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 보완하기 위하여, 벨트 방식의 정착기가 제안되었다.
도 3을 참조하여, 벨트 방식 정착기의 구성을 설명한다.
벨트 방식의 정착기(60)는 크게 축회전하는 가압롤러(62), 가압롤러(62)로부터 회전력을 전달받아 인쇄지(P)와 함께 회전하는 정착벨트(64), 전원을 인가받아 열을 발생시키는 발열부(66)를 포함하여 구성된다. 그리고, 발열부(66)의 전면에서 발열부(66)를 보호하는 보호부(65)가 구비되고, 발열부(66)의 외측에는 지지부(68)가 구비된다.
즉, 벨트 방식의 정착기는 정착벨트(64)가 인쇄지(P)와 함께 회전하지만, 정착벨트(64) 내부에 구비된 발열부(66)는 고정되어 인쇄지(P)가 물리는 닙부(N)에 열을 전달하여 토너 화상(T)의 정착을 행한다.
따라서, 회전하는 정착벨트(64) 외주면 전체에 열을 전달하지 않고, 국부적으로 닙부(N)에만 열을 전달하기 때문에 초기 예열 시간을 현저히 줄일 수 있게 된다. 즉, 닙부(N)를 형성하는 보호부(65)나 정착벨트(64)의 열용량이 작으므로 고속의 승온이 가능하여 초기 예열 시간을 줄여 인쇄대기시간이 단축시킬 수 있게 된 다.
하지만, 상기와 같은 구성을 가지는 벨트 방식의 정착기는 국부적인 가열방식으로서 롤러 방식의 정착기에 비해 초기 예열 시간을 줄일 수 있는 이점이 있으나, 열용량이 적어서 인쇄지의 유입에 따른 온도 강하가 생기는 문제점이 있었다.
즉, 상대적으로 온도가 낮은 인쇄지가 유입됨에 따라, 닙부의 온도가 낮아지게 되어, 인쇄 초반과 후반에 온도 차이가 생겨 정착 정도가 차이가 나게 된다. 따라서, 인쇄지의 상측과 하측의 정착 정도가 차이가 나서 인쇄 품질이 차이가 나는 문제점이 있었다.
이와 함께, 발열부의 온도가 적정온도 이상으로 과열되어, 인쇄품질이 고르지 못한 문제점이 있었다. 그리고, 이를 위해서는 발열부에 인가되는 전원을 정밀하게 제어하여야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 초기 예열 시간을 단축하면서도 인쇄지 유입에 따른 온도변화를 최소화한 정착기 및 이를 포함하는 화상형성장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 인쇄부하의 변화에 관계없이 인쇄지의 정착 정도를 고르게 하여 일정한 인쇄품질을 얻을 수 있는 정착기 및 이를 포함하는 화상형성장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 발열부의 온도를 적정 온도 범위 내로 제어하여, 인쇄지의 정착온도를 적정하게 유지시키는 정착기 및 이를 포함하는 화상형성장치 를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 인쇄지에 형성된 토너 화상을 정착시키는 화상형성장치의 정착기에 있어서, 축회전하는 가압롤러, 상기 가압롤러와 함께 인쇄지가 물리는 닙(nip)부를 형성하며, 상기 가압롤러로부터 회전력을 전달받아 상기 인쇄지와 함께 회전하는 정착벨트, 전원을 인가받아 열을 발생시키고 발생된 열의 적어도 일부를 상기 닙(nip)부 측으로 전달하는 발열부 및 상기 발열부의 가열온도 범위에서 상(phase)이 변하는 재질로 이루어져 상기 발열부의 열에 의해 잠열을 축적하고, 축적된 잠열을 상기 닙(nip)부 측으로 공급하는 상변화부를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 상변화부는 상기 발열부에 접하는 것이 바람직하며, 상기 상변화부는 상기 발열부의 전면과 배면 중 적어도 어느 한 면에 구비되는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 상기 상변화부는 고상과 액상 사이에서 상이 변화하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 상변화부의 융점은 상기 닙(nip)부의 정착온도 이상으로 구성될 수 있다.
이와 함께, 상기 상변화부의 재질은 용융점이 다른 복수 개의 물질을 혼합하여 이루어지는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 상변화부의 융점은 상기 복수 개의 물질의 조성비를 변화시켜 조절하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 상변화부는 납(Pb)과 주석(Sn) 중 적어도 어느 하나의 재질을 포함할 수 있다.
한편, 상변화부는 상기 인쇄지의 폭 방향과 진행 방향의 전면에 걸쳐 구비되거나, 상기 인쇄지의 폭 방향 또는 진행 방향을 따라 일정간격으로 배치된 수용홈에 배치될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 정착기는 상기 발열부 및 상기 상변화부의 외부를 감싸는 지지부, 상기 발열부와 상기 정착벨트의 내주면 사이에 구비되어 상기 정착벨트 상에 닙부를 형성하는 닙 형성부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 정착기를 포함하는 화상형성장치를 제공한다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 정착기의 구성을 설명하면 다음과 같다.
상술한 바와 같이, 정착기(100)는 화상형성장치에서 인쇄지(P)에 형성된 토너 화상(T)을 적정 압력과 온도에 의해 인쇄지(P) 상에 정착시키는 기기로서, 본 실시예에 따른 정착기(100)는 크게, 가압롤러(120), 정착벨트(140), 발열부(160) 및 상변화부(170)를 포함하여 구성된다.
상기 가압롤러(120)는 구동력을 인가받아 축회전하는 롤러로서, 길이 방향으로 길게 형성된 원통 형상으로 이루어지는 것이 일반적이다. 본 실시예는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 가압롤러(120)가 내부가 일정 부분 비어 있는 원통 형상으로 이루어진 형태를 예시하고 있다.
상기 정착벨트(140)는 상술한 가압롤러(120)와 함께 닙(nip)부(N)를 형성하는 구성요소로서, 가압롤러(120)로부터 회전력을 전달받아 상기 인쇄지(P)와 함께 회전하도록 구성된다. 그리고, 상기 정착벨트(140)는 가압롤러(120)에 대응되게 길이방향으로 길게 형성된 벨트 형태로 구성된다.
여기서, 닙부(N)는 가압롤러(120)와 정착벨트(140)가 맞닿으면서 인쇄지(P)가 물리는 부위를 지칭한다.
상기 정착벨트(140)는 원활한 회전을 위하여 일정한 탄성력을 가지고 있는 것이 일반적이며, 후술하는 발열부(160)에서 발생한 열을 전달받아 닙부(N)로 유입되는 인쇄지(P)에 형성된 토너 화상(T)을 정착시킨다.
한편, 상기 정착벨트(140)와 가압롤러(120) 사이에는 인쇄지(P)의 정착에 필요한 일정한 압축력이 존재하는 것이 바람직하다.
상기 발열부(160)는 외부에서 전원을 인가받아 열을 발생시키고, 발생된 열의 적어도 일부를 상기 닙부(N) 측으로 전달하는 역할을 수행한다. 여기서, 발열부(160)에서 열을 발생시키는 방식은 전열선이나 램프를 이용하는 등 다양하게 구현이 가능하다.
여기서, 상기 발열부(160)의 전면, 구체적으로 상기 발열부(160)와 정착벨트(140) 내주면 사이에는 닙 형성부(150)가 구비되어, 정착벨트(140)가 가압롤러(120)와 함께 인쇄지(P)가 물리는 닙부(N)를 형성하게 하고, 발열부(160)를 보호 하는 역할을 수행한다.
이와 함께, 상기 닙 형성부(150)는 상기 발열부(160)에서 발생한 열을 정착벨트(140)의 닙부(N) 측으로 전달한다.
상기 상변화부(170)는 발열부(160)의 가열온도 범위 내에서 상이 변하는 재질로 이루어져, 상기 발열부(160)의 열에 의해 잠열을 축척하여 이를 닙(nip) 부로 공급하는 역할을 하는 구성요소이다.
본 실시예에서, 상기 상변화부(170)는 발열부(160)와 접하도록 구성되어, 상기 발열부(160)의 열을 전도에 의해 전달받는다.
상기 상변화부(170)의 위치에는 제한이 없으며, 본 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 상변화부(170)가 두 개로 이루어져, 상기 발열부(160)의 전면과 배면에 각각 배치된 형태를 예시하고 있다. 상기 상변화부(170)의 구비 위치에 대한 변형예는 도 5a 및 도 5b를 참조하여 후술하기로 한다.
상기 상변화부(170)의 상은, 고상과 액상 또는 액상과 기상 사이에서 변할 수 있으며, 본 실시예에서는 부피 변화가 상대적으로 적어서 패키징이 쉽도록 고상과 액상 사이에서 상이 변화하는 형태를 예시하고 있다.
한편, 상기 상변화부(170)의 융점은 발열부(160)의 가열온도 범위 내에 존재하게 된다.
일반적으로, 열이 전달되는 과정에서의 열 손실로 인해, 발열부(160)의 온도보다 닙부(N)의 정착온도는 조금 낮게 형성된다. 작동 환경에 따라 다르겠지만, 본 실시예에서는 수치해석 결과, 발열부(160)의 온도는 약 230 ~ 240 ℃의 범위에 있고, 상기 닙부(N)의 정착온도는 약 180 ~ 200 ℃ 의 범위에 있다.
상기 상변화부(170)는 상기 발열부(160)에 접하여 구성되기 때문에, 융점이 닙부(N)의 정착 온도 이상인 것이 바람직하다.
이러한 조건을 만족하는 상변화부(170)의 재질은 예를 들어, 융점이 232 ℃인 주석(Sn)이나, 융점이 183 ℃인 납(Pb)-주석(Sn)의 합금이 적용될 수 있다.
참고적으로, 납(Pb)의 융점은 327 ℃이고, 주석(Sn)의 융점이 232 ℃이지만 두 원소를 혼합하면 혼합된 합금의 융점은 공정반응에 의해 두 원소의 녹는점보다 낮아지며, 구체적으로 납(Pb)와 주석(Sn)을 63:37의 비율로 혼합하면 혼합된 합금의 융점은 183 ℃가 된다.
이와 같이, 상기 상변화부(170)의 재질은 용융점이 다른 복수 개의 물질을 혼합하여 이루어질 수 있으며, 이 경우 상기 상변화부(170)의 융점은 상기 복수 개의 물질의 조성비를 변화시켜 조절할 수 있게 된다.
상기 본 실시예에서는 상기 발열부(160)와 상변화부(170)의 외부를 감싸는 지지부(180)가 포함되어, 상기 발열부(160)와 상변화부(170)를 수용한다.
그리고, 열의 방열을 최소화하기 위하여, 상기 지지부(180)의 적어도 일부에는 상기 상변화부(170)의 방열을 억제하는 단열부재가 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 정착벨트(140)는 polyimide(PI), 닙 형성부(150)는 내마모와 윤활을 위한 재질로 이루어지며, 발열부(160)나 상변화부(170)에 비하여 두께가 현저히 작으므로 열용량도 이에 따라 매우 작다.
본 실시예에서는 상기 정착벨트(140)의 내주면의 일부에 회전안내부(190)가 구비되어, 정착벨트(140)의 회전을 안내하는 역할을 수행한다.
도 5a 및 도 5b를 참조하여, 상술한 구성을 가지는 정착기의 예열과정과 정착과정에서 상변화부의 기능과 작용을 구체적으로 설명한다.
상술한 바와 같이, 상기 상변화부(170)는 발열부(160)의 열을 잠열로 축적하고, 축적된 잠열을 닙부(N) 측으로 공급한다.
예열과정에서는, 먼저 발열부(160)에 전원이 인가되어 열이 발생한다. 발생된 열의 일부는 발열부(160)의 전방의 닙부(N)측으로 전달되고, 나머지 일부는 발열부(160)의 전면과 배면에 형성된 상변화부(170)로 전달된다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 닙부(N)의 온도가 정착온도(Tmax)에 도달하는 시점(t1)에서, 상변화부(170)는 발열부(160)에서 전달된 열에 의해 용융하면서 잠열을 축적한다.
이때, 상변화부(170)의 융점은 닙부(N)의 정착온도(Tmax) 이상인 것이 바람직하며, 상기 닙부(N)의 온도가 정착온도에 도달할 때, 상기 상변화부(170)의 온도는 융점에 도달하도록 설정하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 예열이 완료된 후 인쇄지가 유입되어 정착이 행해지는 정착과정에서는, 상대적으로 온도가 낮은 인쇄지가 유입됨으로써 닙부(N)의 온도가 낮아지게 되고, 인쇄지가 빠져나가면 다시 온도는 올라가며, 다시 발열부(160)의 열에 의해 최고온도로 올라가는(t2 시점) 과정을 반복한다.
이러한 일련의 과정 중 인쇄지가 유입될 때, 상기 상변화부(170)가 응고되면 서 상변화부(170)가 상변화에 의해 축적해두었던 잠열을 닙부(N)측으로 공급하여 열용량이 적은 발열부(160)의 온도 강하를 보상해 준다.
따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 정착기는 인쇄지(P)가 유입될 때 종래에는 T2까지 온도가 낮아졌으나, 본 발명에서는 T1까지만 낮아지게 되어, 닙부(N)의 온도 강하가 종래에 비해 현저히 줄어드는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 상변화부(170)에 의해 잠열을 축적하고, 이를 정착과정에서 닙부(N) 측으로 공급해줌으로써, 인쇄지가 유입될 때 적은 열용량으로 인한 온도 강하를 최소화할 수 있게 된다.
또한, 발열부(160)의 온도가 상기 상변화부(170)의 융점 이상이 되면 남는 열은 상기 상변화부(170)로 전달되어 상변화부(170)의 잠열로 축적되기 때문에, 닙부(N)의 온도를 정착에 적당한 온도로 조절이 가능하다. 즉, 닙부(N)의 최고온도를 일정 범위 내로 용이하게 조절할 수 있다.
도 6a 및 도 6b를 참조하여, 본 발명의 상변화부의 구비위치를 달리한 변형예들을 설명한다.
상술한 실시예에서는, 상변화부(172)가 발열부(160)의 전면과 배면에 각각 배치된 형태로 구성되어 있으나, 본 변형예들은 상변화부(172)가 단일층으로 이루어진 형태로 구성된다.
구체적으로, 도 6a는 상변화부(172)가 발열부(160)의 전면, 구체적으로 발열부(160)와 닙 형성부(150)의 사이에 구비된 형태로 이루어지며, 도 6b는 상변화 부(174)가 발열부(160)의 후면, 구체적으로 발열부(160)와 지지부(180)의 사이에 구비된 형태로 이루어진다.
이와 같이, 상기 상변화부의 구비 위치는 다양하게 변형이 가능하며, 발열부의 측면부위에 구비되거나 발열부의 외면을 감싸는 형태로 구비될 수도 있다.
도 7a 내지 도 7c를 참조하여, 본 발명의 상변화부의 배치형태를 달리한 변형예들을 설명한다.
상변화부(270,370,470)는 인쇄지의 폭 방향과 인쇄지의 진행방향에 걸쳐 다양한 형태로 배치될 수 있다.
도 7a는 하우징(275)의 내부에 상변화부(270)가 인쇄지의 폭 방향과 진행 방향의 전면에 걸쳐 구비된 형태를 예시하고 있다.
그리고, 도 7b 및 도 7c는 상변화부(370,470)가 인쇄지의 폭 방향 또는 진행 방향을 따라 일정간격으로 배치된 수용홈에 배치된 형태를 예시하고 있다. 구체적으로 도 7b는 하우징(375) 상에서 인쇄지의 폭 방향으로 일정 간격으로 배치된 원형의 홈에 상변화부(370)가 구비된 형태로 이루어지며, 도 7c는 하우징(475) 상에서 인쇄지의 진행방향을 따라 구획된 직사각형 홈에 상변화부(470)가 구비된 형태로 이루어진다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
상기의 구성을 가지는 본 발명에 따른 정착기 및 이를 포함하는 화상형성장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 상 변화에 의해 발열부에서 발생한 열을 잠열로 축척하고, 이를 닙부 측으로 공급하는 상변화부를 구비함으로써, 인쇄지 유입에 따른 온도 강하를 최소화하고 고른 정착과정 중 고른 온도분포를 유지하여 인쇄품질을 향상시키는 이점이 있다.
즉, 종전의 롤러 방식에 비해 초기 예열 시간을 월등히 단축하여 대기시간을 줄이면서도 인쇄지 유입에 따른 온도 변화량을 획기적으로 줄여 고른 정착온도를 유지할 수 있어 인쇄지의 정착을 고르게 하여 열적 안정성을 만족시킬 수 있게 된다.
특히, 상변화부를 구성하는 물질의 조성비를 변화시킴으로써 정착 온도에 적합한 융점으로 조절이 가능하여, 초기 예열시간이 단축되는 고온 승온 특성은 유지하면서도 인쇄지 유입에 따른 온도 강하를 보다 효율적으로 단축시킬 수 있다.
둘째, 고속인쇄 등으로 인쇄부하가 증가하더라도, 인쇄부하의 변화에 관계없이 온도 강하를 최소화할 수 있어, 인쇄품질을 고르게 유지할 수 있는 이점이 있다.
셋째, 상변화부에 의해 발열부의 온도가 상기 상변화부의 융점 이상이 되면 남는 열은 상기 상변화부로 전달되어 상변화부의 잠열로 축적되기 때문에, 닙(nip) 부의 온도를 정착에 적당한 온도로 용이하게 조절할 수 있는 이점이 있다.

Claims (13)

  1. 인쇄지에 형성된 토너 화상을 정착시키는 화상형성장치의 정착기에 있어서,
    축회전하는 가압롤러;
    상기 가압롤러와 함께 인쇄지가 물리는 닙(nip)부를 형성하며, 상기 가압롤러로부터 회전력을 전달받아 상기 인쇄지와 함께 회전하는 정착벨트;
    전원을 인가받아 열을 발생시키고 발생된 열의 적어도 일부를 상기 닙(nip)부 측으로 전달하는 발열부; 및
    상기 발열부의 가열온도 범위에서 상(phase)이 변하는 재질로 이루어져 상기 발열부의 열에 의해 잠열을 축적하고, 축적된 잠열을 상기 닙(nip)부 측으로 공급하는 상변화부;
    를 포함하여 구성되는 정착기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상변화부는 상기 발열부에 접하는 것을 특징으로 하는 정착기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상변화부는 상기 발열부의 전면과 배면 중 적어도 어느 한 면에 구비되는 것을 특징으로 하는 정착기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상변화부는 고상과 액상 사이에서 상이 변화하는 것을 특징으로 하는 정착기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상변화부의 융점은 상기 닙(nip)부의 정착온도 이상인 것을 특징으로 하는 정착기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상변화부의 재질은 용융점이 다른 복수 개의 물질을 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정착기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상변화부의 융점은 상기 복수 개의 물질의 조성비를 변화시켜 조절하는 것을 특징으로 하는 정착기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상변화부는 납(Pb)과 주석(Sn) 중 적어도 어느 하나의 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 정착기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 상변화부는 상기 인쇄지의 폭 방향과 진향 방향의 전면에 걸쳐 구비되는 것을 특징으로 하는 정착기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 상변화부는 상기 인쇄지의 폭 방향 또는 진행 방향을 따라 일정간격으로 배치된 수용홈에 배치되는 것을 특징으로 하는 정착기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 발열부 및 상기 상변화부의 외부를 감싸는 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정착기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 발열부와 상기 정착벨트의 내주면 사이에 구비되어 상기 정착벨트 상에 닙부를 형성하는 닙 형성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정착기.
  13. 제1항 내지 제 12항 중 어느 한 항의 정착기를 포함하는 화상형성장치.
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