KR100876117B1 - 유도가열을 이용한 다층 발열형 순간정착기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유도가열을 이용한 다층 발열형 순간정착기에 관한 것으로, 그 기술적 요지는 복사지에 잉크가 전사되는 발열면(정착부) 즉, 용지의 선속 방향에 따라 잉크가 실질적으로 정착되는 닙(Nip)구간이 최적의 상태로 확보되도록 형성되되, 상하부로 구분되는 무한궤도 타입의 정착필름이 더블-레이어(Double Layer)방식으로 구축되는 한편, 유도가열에 의해 발생된 히팅-에너지가 상부필름과 하부필름이 맞닿는 정착부를 향해 상하 방향에서 서로 마주보며 집중되도록 형성됨으로써 고효율의 유도가열을 도모하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 다층 발열형 순간정착기에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 인쇄기기용 순간정착기에 있어서, 복수의 회전롤러(110)에 의해 무한궤도를 이루며 회전하도록 상부필름(120)이 구비되는 상부정착기(100)와; 상부정착기의 상부필름(120) 하단면과 맞닿아 면접하며 연동하도록 정착부(H)를 형성하되, 복수의 이송롤러(210)에 의해 무한궤도를 이루며 회전하도록 하부필름(220)이 구비되는 하부정착기(200)와; 상부필름(120) 및 하부필름(220)이 면접하며 맞닿아 회전하는 정착부(H)에 배치되어 순간정착을 도모하도록 형성되는 유도발열부(300)가; 구성되어 이루어진 것으로, 이에 상기 상부필름(120) 및 하부필름(220)은 무한궤도로 연동되는 회전롤러(110) 또는 이송롤러(210)의 내측 원점으로부터 외주측 방향으로 기본금속층(121,221), 탄성층(122,222), 이형층(123,223)이 순차적으로 적층되어 결합되되, 상기 상부필름(120)과 하부필름(220)이 맞닿는 정착부(H)의 종방향 사이간격은 0.5~1mm 이내로 형성되는 것이 바람직하며 특히, 상기 상부필름(120)과 하부필름(220)이 맞닿는 정착부(H)에 배치되도록 형성되는 유도발열부(300)는 상부필름(120)의 무한궤도 트랙 내에 수납되어 정착부의 하부필름(220) 측을 향해 발열을 조사하도록 형성되는 발열코일(310)과; 상기 발열코일(310)의 저면에 형성되어 상부필름(120)이 하부필름(220)과 설정된 압력으로 밀착되도록 탄성(외력)을 부여하는 가압부재(320)와; 상기 가압부재(320)의 저면에 형성되어 상부필름(120)의 기본금속층(121)에 대해 발열이 전도되는 것을 차단하는 제1단열재(330)와; 하부필름(220)의 무한궤도 트랙 내에 수납되어 정착부의 상부필름(120) 측을 향해 밀착되는 한편, 상기 제1단열재(330)와 대응하며 하부필름(220)의 기본금속판(221)에 대해 발열이 전도되는 것을 차단하는 제2단열재(340)와; 상기 제2단열재(340)의 저면에 형성되어 발열코일(310)로부터 발생된 고온열을 차폐하는 동시에 정착부의 상부필름(120) 측으로 발열을 반사시키도록 형성되는 페라이트코어(350:Ferrote core)가; 구성되어 이루어진다.
따라서, 본 발명은 무한궤도를 이루며 연동하는 상,하부필름의 정착부로 하여금 확장된 닙(Nip)부를 확보함으로써 개선된 발열 면적을 제공하는 한편, 상기 정착부를 사이에 두고 상부 일측에서 조사되는 유도가열을 하부 일측에서 차폐함과 동시에 이를 다시 상부로 반사시키도록 별도의 페라이트코어를 부설함으로써 상기 정착부에 대해 보다 신속하고 안정적인 발열이 이루어지도록 하는 효과가 있다.
유도가열, 히팅벨트, 필름, 페라이트코어(Ferrote core), 이형층, 정착부, 닙(Nip)

Description

유도가열을 이용한 다층 발열형 순간정착기{Heating roller with inductive heating apparatus}
도 1은 본 발명에 따른 개략적 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 일측면도,
도 3은 본 발명의 유도발열부를 나타낸 요부확대 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 유도가열이 페라이트코어에 의해 차폐되는 상태를 나타낸 일측면도,
도 5는 종래 발명에 따른 일측 단면도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
100 ... 상부정착기 110 ... 회전롤러
120 ... 상부필름 200 ... 하부정착기
210 ... 이송롤러 220 ... 하부필름
300 ... 유도발열부 H ... 정착부
P ... 복사지
본 발명은 유도가열을 이용한 다층 발열형 순간정착기에 관한 것으로, 그 기술적 요지는 복사지에 잉크가 전사되는 발열면(정착부) 즉, 용지의 선속 방향에 따라 잉크가 실질적으로 정착되는 닙(Nip)구간이 최적의 상태로 확보되도록 형성되되, 상하부로 구분되는 무한궤도 타입의 정착필름이 더블-레이어(Double Layer)방식으로 구축되는 한편, 유도가열에 의해 발생된 히팅-에너지가 상부필름과 하부필름이 맞닿는 정착부를 향해 상하 방향에서 서로 마주보며 집중되도록 형성됨으로써 고효율의 유도가열을 도모하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 다층 발열형 순간정착기에 관한 것이다.
일반적으로 레이저 프린터는 인쇄속도가 빠르고, 해상도가 높으며, 소음이 적고, 기록용지를 다양하게 사용할 수 있어 프린터가 단독으로 사용될 뿐만 아니라 전자사진 기기를 이용한 복사기, 팩스 등에도 널리 사용된다.
이에 상술한 레이져 프린터의 인쇄과정을 살펴보면, 컴퓨터의 화상 데이터가 프린터로 전송되면 화상 데이터는 광학부에서 레이저 광으로 변환되어 감광체로 주사되고, 감광체로 주사된 레이저 광은 빛을 받은 부분이 도전체로 변화되어 빛을 받지 못한 부분과의 사이에 전위차가 발생되는 바, 상기 전위차는 감광체에 잠상을 형성시키게 된다.
이때, 상기 잠상이 형성된 감광체는 현상부를 통과하면서 잠상에 토너가 붙 고, 기록용지가 분사 전사 차저(Charger) 사이로 지나가면서 상기 감광체의 잠상에 붙은 토너가 기록용지로 전사된 후, 기록용지가 정착장치를 지나면서 열과 압력이 가해져 토너가 기록용지에 고착된다.
이러한 정착과정은 상기 전사과정에서 용지에 전사된 토너 화상을 열과 압력을 가하여 고착시키는 것으로, 통상 서로 맞대어 회전하는 한 쌍의 롤러로 이루어지는 정착기에 의해 수행되며, 이때 상기 정착기를 구성하는 한 쌍의 롤러 중 하나는 지지롤러(P/R)이며 다른 하나는 히팅롤러이다.
이때, 상기 히팅롤러는 기기 내부의 배지측 구간에 설치되고, 드럼에 의해 가시상이 형성된 기록용지가 배지될 때 용지 상에 전사된 문자, 그림 등을 가열 및 가압하여 정착시키는 바, 이는 소정의 발열수단을 필요로 하게 된다.
이러한 종래의 히팅롤러는 일 실시예로써, 도 5에 나타난 바와 같이 종래의 히팅롤러(30)는 기기본체의 지지베어링에 설치되어 토너(t)가 형성한 가시상을 정착시키는 히팅롤러(30)와, 상기 히팅롤러의 내부에 설치되며 고열의 복사열을 발생하여 히팅롤러로부터 발열하는 할로겐 램프(40)와, 상기 히팅롤러(30)의 내측면에 흑(BLACK)도장부(45)가 형성되어 상기 할로겐 램프(40)로부터 발생된 가열온도를 보다 신속하게 흡수하도록 형성되어 이루어진다.
이때, 상기 흑도장부(45)의 열은 히팅롤러(30)의 외부로 전이됨에 따라 그 기능을 수행하게 된다.
그러나 상술한 종래의 히팅롤러는 할로겐 램프(40)로부터 형성된 고온의 발열량이 단순한 공기 흐름 즉, 대류 현상에 의존하며 히팅롤러 표면에 간접 가열되 는 방식인 바, 이는 할로겐 램프(40)로부터 열이 외부(히팅롤러)로 전달되기까지 적지 않은 예열 소요 시간이 발생되어 전반적인 장치의 프린팅 속도가 저하되는 한편, 특히 히팅롤러 표면상에 고른 분포로 열적 응답이 이루어지지 않아 토너 증착에 따른 불균일한 정착성을 나타내는 등 생산성 및 작업성이 저하되는 문제가 발생되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 그 기술적 요지는 복사지에 잉크가 전사되는 발열면(정착부) 즉, 용지의 선속 방향에 따라 잉크가 실질적으로 정착되는 닙(Nip)구간이 최적의 상태로 확보되도록 형성되되, 상하부로 구분되는 무한궤도 타입의 정착필름이 더블-레이어(Double Layer)방식으로 구축되는 한편, 유도가열에 의해 발생된 히팅-에너지가 상부필름과 하부필름이 맞닿는 정착부를 향해 상하 방향에서 서로 마주보며 집중되도록 형성됨으로써 고효율의 유도가열을 도모하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 다층 발열형 순간정착기를 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 인쇄기기용 순간정착기에 있어서, 복수의 회전롤러(110)에 의해 무한궤도를 이루며 회전하도록 상부필름(120)이 구비되는 상부정착기(100)와; 상부정착기의 상부필름(120) 하단면과 맞닿아 면접하며 연동하도록 정착부(H)를 형성하되, 복수의 이송롤러(210)에 의해 무한궤도를 이루며 회전하도록 하부필름(220)이 구비되는 하부정착기(200)와; 상부필름(120) 및 하부필름(220)이 면접하며 맞닿아 회전하는 정착부(H)에 배치되어 순간정착을 도모하도록 형성되는 유도발열부(300)가; 구성되어 이루어진다.
이때, 상기 상부필름(120) 및 하부필름(220)은 무한궤도로 연동되는 회전롤러(110) 또는 이송롤러(210)의 내측 원점으로부터 외주측 방향으로 기본금속층(121,221), 탄성층(122,222), 이형층(123,223)이 순차적으로 적층되어 결합되되, 상기 상부필름(120)과 하부필름(220)이 맞닿는 정착부(H)의 종방향 사이간격은 0.5~1mm 이내로 형성되어 이루어진 것이 바람직하다.
이때, 상기 상부필름(120)과 하부필름(220)이 맞닿는 정착부(H)에 배치되도록 형성되는 유도발열부(300)는 상부필름(120)의 무한궤도 트랙 내에 수납되어 정착부의 하부필름(220) 측을 향해 발열을 조사하도록 형성되는 발열코일(310)과; 상기 발열코일(310)의 저면에 형성되어 상부필름(120)이 하부필름(220)과 설정된 압력으로 밀착되도록 탄성(외력)을 부여하는 가압부재(320)와; 상기 가압부재(320)의 저면에 형성되어 상부필름(120)의 기본금속층(121)에 대해 발열이 전도되는 것을 차단하는 제1단열재(330)와; 하부필름(220)의 무한궤도 트랙 내에 수납되어 정착부의 상부필름(120) 측을 향해 밀착되는 한편, 상기 제1단열재(330)와 대응하며 하부필름(220)의 기본금속판(221)에 대해 발열이 전도되는 것을 차단하는 제2단열재(340)와; 상기 제2단열재(340)의 저면에 형성되어 발열코일(310)로부터 발생된 고온열을 차폐하는 동시에 정착부의 상부필름(120) 측으로 발열을 반사시키도록 형 성되는 페라이트코어(350:Ferrote core)가; 구성되어 이루어진 것이 바람직하다.
다음은 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 자세히 설명하겠다.
먼저 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 인쇄기기용 순간정착기에 있어서 상,하로 구분되되 회전롤러(110)와 이송롤러(210)에 의해 무한궤도 방식으로 회전하는 정착용 상,하부필름(120,220)을 갖는 각각의 상부정착기(100) 및 하부정착기(200)와, 상기 상부정착기(100)와 하부정착기(200)의 상,하부필름이 서로 맞닿는 정착부(H) 면에 대해 신속하고 균일한 유도가열을 조장하도록 별도의 유도발열부(300)가 구성되어 이루어진다.
즉, 회전롤러(110) 및 이송롤러(210)로 하여금 무한궤도 방식으로 회전하는 정착용 상부 및 하부필름(120,220)은 본원 상부정착기(100)와 하부정착기(200)의 실질적인 몸체를 이루는 바, 이때 상기 상부필름(120)은 회전롤러(110)의 내측 원점으로부터 외주측으로 기본금속층(121), 탄성층(122), 이형층(123)이 순차적으로 적층되어 결합되어 이루어진다.
이에 상기 상부정착기(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 회전롤러(110)에 의해 무한궤도를 이루며 회전하도록 상부필름(120)이 구비되어 이루어진다.
이때, 상기 상부필름(120)은 도 3에 도시된 바와 같이, 다단의 레이어층을 이루도록 형성되는 것으로 내측면에서부터 외측면을 향해 기본금속층(121), 탄성 층(122), 이형층(123)으로 크게 구성된다.
이에 상기 기본금속층(121)은 스테인레스(SUS) 계열의 비자성체 금속필름으로써 그 규격은 50~100um 인 것이 바람직하다.
또한, 상기 탄성층(122)은 유입되는 복사지의 원만한 압착을 위해 실리콘고무 계열의 탄성체를 사용하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 이형층(123)은 테프론 계열(PFA)의 소재를 사용하는 것이 바람직한 것으로, 이는 잉크가 전사된 용지가 선속 방향으로 진행한 후 가열된 고온 점착성으로 부터 용이하게 이형되도록 유도하기 위함이다.
한편, 상기 하부정착기(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상부필름(120) 하단면과 맞닿아 면접하며 연동하도록 정착부(H)를 형성하되, 복수의 이송롤러(210)에 의해 무한궤도를 이루며 회전하도록 하부필름(220)이 구비되어 이루어진다.
이때, 상기 하부필름(220)의 다단 레이어 층은 상부필름(120)과 동일한 구성을 이루도록 형성되는 것으로 즉, 기본금속층(221)은 스테인레스(SUS) 계열의 비자성체 금속필름으로써 그 규격은 50~100um 인 것이 바람직하다.
또한, 상기 탄성층(222)은 유입되는 복사지의 원만한 압착을 위해 실리콘고무 계열의 탄성체를 사용하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 이형층(223)은 테프론 계열(PFA)의 소재를 사용하는 것이 바람직한 것으로, 이는 잉크가 전사된 용지가 선속 방향으로 진행한 후 가열된 고온 점착성으로 부터 용이하게 이형되도록 유도하기 위함이다.
이때, 상기 상부필름(120)과 하부필름(220)이 맞닿는 정착부(H)의 종방향 간격은 0.5~1mm 이내로 형성되어 이루어진 것이 바람직하다.
즉, 박판 형태이자 트랙 형태인 정착필름(상부필름 및 하부필름)은 회전롤러(110)와 이송롤러(210)에 의해 무한궤도를 이루며 연동되는 것으로 특히, 서로 맞닿는 정착부(H:발열면)을 용지의 선속 방향에 대해 확장된 닙부와 함께 개선된 밀착(외력, 외압에 의해 복사용지의 토너 정착을 보다 신속하게 조장하기 위함)력을 이루도록 형성된다.
한편, 상기 유도발열부(300)는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상부필름(120) 및 하부필름(220)이 면접하며 맞닿아 회전하는 정착부(H)에 배치되어 순간정착을 가속화하도록 형성되어 이루어진다.
이러한 유도발열부(300)는 기본적으로 상부에서 하부를 향해 발열코일(310), 가압부재(320), 제1단열재(330), 제2단열재(340), 페라이트코어(350)가 순차적으로 적층되도록 구성된다.
이때, 상기 발열코일(310)은 상부필름(120)과 하부필름(220)이 맞닿는 정착부(H)에 배치되도록 형성되는 유도발열부(300)는 상부필름(120)의 무한궤도 트랙 내에 수납되어 정착부의 하부필름(220) 측을 향해 발열을 조사하도록 형성된다.
이러한 발열코일(310)은 별도의 보온금속재(절연용 금속재:Insulation Material)에 의해 감싸져 외부로부터 보호되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 발열코일(310)은 발열을 조장하는 정착부를 향해 유도가열을 집 중시킬 수 있도록 만곡된 곡면을 형성하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 가압부재(320)는 발열코일(310)의 저면에 형성되어 상부필름(120)이 하부필름(220)과 설정된 압력으로 밀착되도록 탄성(외력)을 부여하도록 형성된다.
즉, 확장된 닙부로 유입되는 전사 용지가 상,하부필름(120,220)에 의해 최적의 상태로 밀착(압박)되며 정착부(H) 경로를 경유하도록 유도하기 위함이다.
이때, 상기 제1단열재(330)는 가압부재(320)의 저면에 형성되어 상부필름(120)의 기본금속층(121)에 대해 발열이 전도되는 것을 차단하도록 형성된다. 즉, 상부측으로 역 발생되는 과열(발열)을 방지하도록 하기 위함이다.
이때, 상기 제2단열재(340)는 하부필름(220)의 무한궤도 트랙 내에 수납되어 정착부의 상부필름(120) 측을 향해 밀착되는 한편, 상기 제1단열재(330)와 대응하며 하부필름(220)의 기본금속판(221)에 대해 발열이 전도되는 것을 차단하도록 형성된다. 즉, 하부측으로 역 발생되는 과열(발열)을 방지하도록 하기 위함이다.
이때, 상기 페라이트코어(350:Ferrote core)는 제2단열재(340)의 저면에 형성되어 발열코일(310)로부터 발생된 고온열을 차폐하는 동시에 정착부의 상부필름(120) 측으로 발열을 반사시키도록 형성된다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 발열코일(310)측인 상부에서 조사되는 유도가열이 정착부(H)에 집중적으로 발열될 수 있도록 차폐하는 동시 상부측으로 다시 반사시키도록 형성된다.
이는 확장된 닙구간에 대해 신속하고 안정적인 순간정착을 도모하기 위함으 로 상기 페라이트코어(350)는 인쇄기기의 규격에 대응하며 용량(규격)을 대응시키는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 본 발명은 무한궤도를 이루며 연동하는 상,하부필름의 정착부로 하여금 확장된 닙(Nip)부를 확보함으로써 개선된 발열 면적을 제공하는 한편, 상기 정착부를 사이에 두고 상부 일측에서 조사되는 유도가열을 하부 일측에서 차폐함과 동시에 이를 다시 상부로 반사시키도록 별도의 페라이트코어를 부설함으로써 상기 정착부에 대해 보다 신속하고 안정적인 발열이 이루어지도록 하는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 인쇄기기용 순간정착기에 있어서, 복수의 회전롤러(110)에 의해 무한궤도를 이루며 회전하도록 상부필름(120)이 구비되는 상부정착기(100)와; 상부정착기의 상부필름(120) 하단면과 맞닿아 면접하며 연동하도록 정착부(H)를 형성하되, 복수의 이송롤러(210)에 의해 무한궤도를 이루며 회전하도록 하부필름(220)이 구비되는 하부정착기(200)와; 상부필름(120) 및 하부필름(220)이 면접하며 맞닿아 회전하는 정착부(H)에 배치되어 순간정착을 도모하도록 형성되는 유도발열부(300)가; 구성되어 이루어진 것에 있어서,
    상기 상부필름(120) 및 하부필름(220)은
    무한궤도로 연동되는 회전롤러(110) 또는 이송롤러(210)의 내측 원점으로부터 외주측 방향으로 기본금속층(121,221), 탄성층(122,222), 이형층(123,223)이 순차적으로 적층되어 결합되되, 상기 상부필름(120)과 하부필름(220)이 맞닿는 정착부(H)의 종방향 사이간격은 0.5~1mm 이내로 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 다층 발열형 순간정착기.
  3. 인쇄기기용 순간정착기에 있어서, 복수의 회전롤러(110)에 의해 무한궤도를 이루며 회전하도록 상부필름(120)이 구비되는 상부정착기(100)와; 상부정착기의 상부필름(120) 하단면과 맞닿아 면접하며 연동하도록 정착부(H)를 형성하되, 복수의 이송롤러(210)에 의해 무한궤도를 이루며 회전하도록 하부필름(220)이 구비되는 하부정착기(200)와; 상부필름(120) 및 하부필름(220)이 면접하며 맞닿아 회전하는 정착부(H)에 배치되어 순간정착을 도모하도록 형성되는 유도발열부(300)가; 구성되어 이루어진 것에 있어서,
    상기 상부필름(120)과 하부필름(220)이 맞닿는 정착부(H)에 배치되도록 형성되는 유도발열부(300)는
    상부필름(120)의 무한궤도 트랙 내에 수납되어 정착부의 하부필름(220) 측을 향해 발열을 조사하도록 형성되는 발열코일(310)과;
    상기 발열코일(310)의 저면에 형성되어 상부필름(120)이 하부필름(220)과 설정된 압력으로 밀착되도록 탄성(외력)을 부여하는 가압부재(320)와;
    상기 가압부재(320)의 저면에 형성되어 상부필름(120)의 기본금속층(121)에 대해 발열이 전도되는 것을 차단하는 제1단열재(330)와;
    하부필름(220)의 무한궤도 트랙 내에 수납되어 정착부의 상부필름(120) 측을 향해 밀착되는 한편, 상기 제1단열재(330)와 대응하며 하부필름(220)의 기본금속판(221)에 대해 발열이 전도되는 것을 차단하는 제2단열재(340)와;
    상기 제2단열재(340)의 저면에 형성되어 발열코일(310)로부터 발생된 고온열을 차폐하는 동시에 정착부의 상부필름(120) 측으로 발열을 반사시키도록 형성되는 페라이트코어(350:Ferrote core)가;
    구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 다층 발열형 순간정착기.
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