KR100876119B1

KR100876119B1 - 하이브리드 발열구조를 갖는 국부가열 순간정착기

Info

Publication number: KR100876119B1
Application number: KR1020070016301A
Authority: KR
Inventors: 송민근; 김형섭; 김광수; 송규섭
Original assignee: 주식회사 에이팩
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2008-12-26
Also published as: KR20080076419A

Abstract

본 발명은 하이브리드 발열구조를 갖는 국부가열 순간정착기에 관한 것으로, 그 기술적 요지는 인쇄기기용 순간정착기를 제조함에 있어서 히팅벨트 내측에 형성된 발열램프의 열전달이 국부(Nip 부분)를 향해 집중 가열되도록 조장하는 바, 이러한 발열램프 외주면에는 개구된 단부(국부)를 형성하는 반사판이 마련되고, 상기 반사판의 개구된 단부에는 별도의 열수집부(집광렌즈)와 열분산판(글래스:Glass)이 순차적으로 적층되어 상기 발열램프로부터 발생된 복사열 및 전도열이 개구된 단부 즉, 국부로 집중됨에 따라 발열량이 고밀도로 수집되는 한편, 상기 고밀도로 수집된 발열량은 히팅벨트의 면상 표면에 고른 분포로 전도되도록 형성되어 장치의 프린팅 속도를 개선함은 물론 토너 증착 효율이 향상되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발열구조를 갖는 국부가열 순간정착기에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 인쇄기기용 순간정착기에 있어서, 외부전원에 의해 발열되는 발열램프(100)와; 상기 발열램프(100)의 외주면을 감싸도록 형성된 스테인레스(SUS) 계열의 중공관으로써 몸체의 직경 방향에 대해 하부측이 개구된 원통형의 반사판(200)과; 상기 반사판(200)의 개구된 하부측에 밀착 결합되어 발열램프(100)로부터 발생된 복사열을 고밀도로 수집하여 발열량을 집광시키도록 형성된 열수집부(300)와; 상기 열수집부(300)의 하부에 형성되어 고밀도로 수집된 국부 발열량을 투과 분포도에 따라 복사 및 전도시키도록 형성되는 열분산판(400)과; 상기 발열램프(100), 반사판(200), 열수집부(300), 열분산판(400)을 내측 공간부에 수용하는 한편, 구동장치에 의해 회전하며 상기 발열램프(100)로부터 형성된 국부적인 복사열 및 전도열로 인해 외주면이 발열되도록 형성되는 히팅벨트(500)가; 구성되어 이루어진다.

따라서, 본 발명은 히팅롤러의 일측면 중 특히 지지롤러와 맞닿아 토너를 복사지에 증착시키도록 형성되는 닙(Nip)부에 발열램프와, 광학(Optics)을 이용한 집광렌즈(볼록렌즈)와, 투과 분포도를 위해 표면처리 된 유리판(Glass)으로부터 복사열과 전도열을 동시에 집중시켜 국부가열을 조장함으로써 프린팅 속도를 개선함은 물론 토너 증착 효율이 향상되는 효과가 있다.

국부가열, 히팅롤러, 하이브리드, 광학(Optics), 이형층, 에칭, 샌딩, 닙(Nip)

Description

하이브리드 발열구조를 갖는 국부가열 순간정착기{Heating roller for sectional zone with type of hybrid-heat}

도 1은 본 발명에 따른 일측 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 열분산판(글래스)의 실시 예시도,

도 3는 본 발명에 따른 다른 일 실시 예시도,

도 4는 본 발명의 국부가열부가 일 방향으로 선회되어 예열을 조장하도록 형성된 것을 나타낸 예시도,

도 5은 종래 발명에 따른 일측 단면도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

100 ... 발열램프 200 ... 반사판

210 ... 국부홈 300 ... 열수집부

400 ... 열분산판 500 ... 히팅벨트

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 붙고, 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 발 열량이 단순한 공기 흐름 즉, 대류 현상에 의존하며 히팅롤러 표면에 간접 가열되는 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 인쇄기기용 순간정착기를 제조함에 있어서 히팅벨트 내측에 형성된 발열램프의 열전달이 국부(Nip 부분)를 향해 집중 가열되도록 조장하는 바, 이러한 발열램프 외주면에는 개구된 단부(국부)를 형성하는 반사판이 마련되고, 상기 반사판의 개구된 단부에는 별도의 열수집부(집광렌즈)와 열분산판(글래스:Glass)이 순차적으로 적층되어 상기 발열램프로부터 발생된 복사열 및 전도열이 개구된 단부 즉, 국부로 집중됨에 따라 발열량이 고밀도로 수집되는 한편, 상기 고밀도로 수집된 발열량은 히팅벨트의 면상 표면에 고른 분포로 전도되도록 형성되어 장치의 프린팅 속도를 개선함은 물론 토너 증착 효율이 향상되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발열구조를 갖는 국부가열 순간정착기를 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 인쇄기기용 순간정착기에 있어서, 외부전원에 의해 발열되는 발열램프(100)와; 상기 발열램프(100)의 외주면을 감싸도록 형성된 스테인레스(SUS) 계열의 중공관으로써 몸체의 직경 방향에 대해 하부측이 개구된 원통형의 반사판(200)과; 상기 반사판(200)의 개구된 하부측에 밀착 결합되어 발열램프(100)로부터 발생된 복사열을 고밀도로 수집하여 발열량을 집광시키도록 형성된 열수집부(300)와; 상기 열수집부(300)의 하부에 형성되어 고밀도로 수집된 국부 발열량을 투과 분포도에 따라 복사 및 전도시키도록 형성되는 열분산판(400)과; 상기 발열램프(100), 반사판(200), 열수집부(300), 열분산판(400)을 내측 공간부에 수용하는 한편, 구동장치에 의해 회전하며 상기 발열램프(100)로부터 형성된 국부적인 복사열 및 전도열로 인해 외주면이 발열되도록 형성되는 히팅벨트(500)가; 구성되어 이루어진다.

이때, 상기 열수집부(300)는 광학(Optics)을 이용한 집광렌즈(볼록렌즈)로 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 열분산판(400)은 유리판(Glass)으로 형성되되, 상기 유리판의 외주면에는 설정된 투과 분포도에 따라 에칭(Etching), 샌딩(Sanding), 컬러링(Coloring) 중 어느 하나로 표면처리(410)되어 수집된 발열량의 일부를 흡수하여 자체 발열시키도록 형성되는 한편, 상기 유리판의 길이방향 양단부에는 히팅벨트(500)의 좌,우 이탈을 방지하도록 히팅벨트(500)의 양단면과 직교되어 돌출된 별도의 가이드(420)가 각각 부설된 것이 바람직하다.

이때, 상기 히팅벨트(500)는 지지체(510a), 이형층(520a)으로 형성된 모노레 이져타입(500a) 또는 지지체(510b), 탄성체(520b), 이형층(530c) 형성된 컬러레이져타입(500b) 중 어느 하나의 다단 레이어(Layer)로 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 열수집부(300)는 지지롤러와 맞닿아 발생되는 닙(Nip)부로부터 복사지가 진행되는 방향의 역방향을 따라 1~45°각도로 틀어져 히팅벨트(500)를 예열할 수 있도록 형성된 것이 바람직하다.

다음은 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 자세히 설명하겠다.

먼저 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 복사열과 전도열을 동시에 국부(Nip 부분) 측으로 발열시키도록 형성된 것으로, 이는 열(Heat) 생성의 핵심인 발열램프(100)와, 상기 발열램프를 감싸는 한편 국부를 조장하는 반사판(200)과, 상기 반사판으로부터 얻은 복사열을 고밀도로 수집하도록 형성하되, 광학(Optics)을 이용하는 열수집부(300)와, 상기 수집된 고밀도의 발열량으로부터 자체 발열하는 한편, 고른 분포로 전도시키도록 형성된 열분산판(400)과, 상기 열분산판으로부터 전도된 복사열과 전도열을 통해 가열되는 히팅롤러(500)로 크게 구성된다.

이에 상기 발열램프(100)는 외부전원에 의해 설정온도로 발열되도록 형성된다. 이러한 발열램프(100)는 하이브리드(Hybrid) 발열구조로써, 특히 원적외선 램프 또는 할로겐 램프를 사용하는 것이 바람직하며 상기 발열램프의 발열용량과 실시규격은 인쇄기기 장치의 규격 또는 히팅롤러의 설치 규격에 대응하며 가변되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 발열램프(100)로써 특히 원적외선 램프는 열을 방출함에 있어서 복사열을 방출하도록 형성되는 바, 이는 후술되는 반사판(200)으로 하여금 국부(Nip 부분)를 향해 복사열이 집중되도록 형성된다. 이러한 발열램프(100)는 양단부가 별도의 고정수단에 의해 지지고정되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 반사판(200)은 발열램프(100)의 외주면을 감싸도록 형성된 스테인레스 계열의 중공관으로써 이러한 반사판(200)은 직경 방향에 대해 하부측이 개구되도록 형성된다.

이때, 상기 개구된 하부측의 설정 간격은 히팅롤러의 직경에 대비하며 선택적으로 설계변경 가능한 것이 바람직하다.

즉, 개구된 하부측은 일정한 국부홈(210)을 형성하게 되는 바, 이는 히팅벨트(500)에 대해 일정한 발열용 국부(집중 가열부)를 형성하도록 이루어진다.

다시 말해, 발열램프(100)로부터 형성된 복사열이 반사판(200)의 내주 벽면에 부딪혀 개구된 국부홈(210)으로 집중됨으로써, 히팅벨트(500)의 표면으로 발열온도가 집중되도록 형성된다.

이때, 상기 반사판(200)의 좌우 양단부는 별도의 고정체(미도시)에 의해 지지고정되도록 형성된다.

한편, 상기 열수집부(300)는 반사판(200)의 개구된 하부측에 밀착 결합되어 발열램프(100)로부터 발생된 복사열을 고밀도로 수집하여 국부에 발열량을 증가시키도록 형성된다. 이때, 상기 열수집부(300)는 광학(Optics)을 이용한 집광렌즈(볼 록렌즈)로 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 집광렌즈는 볼록렌즈를 포함한 광학(Optics)용 확대경을 의미하는 것으로, 이는 발열램프(100)로부터 발생된 복사열을 보다 고밀도로 수집하여 후술되는 열분산판(400:열수집부 하단에 위치)에 집중하여 복사 및 전도시키도록 형성된다.

이때, 상기 열수집부(300)로써의 집광렌즈(볼록렌즈)는 초점거리 및 확대 배율이 히팅롤러의 규격에 따라 가변되는 것이 바람직한 것으로, 이는 개구된 반사판(200)의 국부홈(210) 길이방향에 대응하며 밀착 결합되는 것이 바람직하다.

즉, 히팅벨트(500)의 내주면 일측에 근접하여 발열램프(100)로부터 발생된 복사열을 보다 신속하게 수집하여 고밀도화한 후 상기 히팅벨트(500)의 표면으로 복사, 전도시키도록 형성된다

한편, 상기 열분산판(400)은 열수집부(300)의 하부에 형성되어 고밀도로 수집된 국부 발열량을 설정된 투과 분포도에 따라 히팅벨트(500)로 복사 및 전도시키는 것이 바람직하다.

즉, 상기 열분산판(400)은 유리판(Glass)으로 형성되되, 상기 유리판의 외주면에는 설정된 투과 분포도에 따라 에칭(Etching), 샌딩(Sanding), 컬러링(Coloring) 중 어느 하나로 표면처리(410)되어 국부된 발열량의 일부를 흡수하여 자체 발열시키도록 형성되는 한편, 상기 유리판의 길이방향 양단부에는 히팅벨트(500)의 좌,우 이탈을 방지하도록 히팅벨트(500)의 양단면과 직교되어 돌출된 별도의 가이드(420)가 각각 부설되는 것이 바람직하다.

다시 말해, 도 2에 나타낸 바와 같이 열수집부(300) 하단측에 위치한 열분산판(400)은 고밀도로 집중되어 고온 발열량을 일부는 투과하여 히팅벨트(500)에 복사시키되, 나머지 일부 발열량은 유리판 내에 흡수하여 직접(자체발열) 전달하도록 형성되는 것이 바람직하다.

이는 반사판(200) 및 열수집부(300)의 외주측에서 무한궤도로 회전하고 있는 히팅벨트(500)의 면상 표면에 고른 가열이 이루어지도록 형성하는 한편, 직접적인 표면 열전달이 이루어지도록 하기 위함으로 상기 흡수열 분포도 설정은 유리판 면상에 기 처리된 에칭(Etching), 샌딩(Sanding), 컬러링(Coloring) 중 어느 하나로 표면처리(410)에 의해 실현된다.

즉, 축방향으로 길이를 갖는 국부홈(210), 이에 상응하는 열수집부(300)에 대응하는 열분산판(400:유리판) 표면에는 별도의 에칭, 샌딩, 컬러링(표면처리:410)을 농도나 밀도 분포도에 따라 중앙부에 집중하여 도포하거나 반대로 분산시킴으로써, 표면처리(410) 농도가 진하면 열 투과율이 낮아 발열흡수가 다소 미흡하게 형성되고, 반대로 표면처리 농도가 옅으면 투과율이 높아 발열흡수가 다소 높게 형성된다.

이는 결국 종래 히팅롤러에서 문제가 되었던 축방향 열전도의 불균일함을 극복하기 위함으로 발열량이 다소 저하되는 히팅롤러의 좌,우측 양단부와 중앙부가 균일한 열적 응답성을 얻도록 유도하는 바, 이는 본원 발명의 열분산판의 좌,우측 양단부 측은 옅은 농도의 표면처리(410)를 실시하여 발열량을 높이고, 이에 반해 중앙부 측은 짙은 농도의 표면처리를 실시하여 발열량을 줄임으로써, 히팅벨 트(500)로 하여금 발열된 표면이 전체적으로 고르게 유지되도록 형성된다.

한편, 상기 히팅벨트(500)는 상술한 발열램프(100), 반사판(200), 열수집부(300), 열분산판(400)을 내측에 수용하는 한편, 다단식 레이어(Layer)로 이루어진 벨트 내주면 중 어느 일측 면상에 상기 발열램프(100)로부터 형성된 복사열 및 전도열이 국부 발열되도록 마련된다.

이때, 상기 히팅벨트(500)의 레이어는 모노레이져타입(500a)과 컬러레이져타입(500b)으로 구분되는 것으로, 상기 모노레이져타입(500a)은 지지체(510a), 이형층(520a)으로 형성되고, 컬러레이져타입(500b)은 지지체(510b), 탄성체(520b), 이형층(530c) 형성되는 것이 바람직하다.

이에 상기 지지체(510a,510b)는 재질이 테프론 계열의 "PI, PTEE, PEEK 및 SUS"로 형성되는 것이 바람직하며, 이형층(520a,530c)은 원활한 이형성을 제공하기 위해 "PFA" 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 탄성체(520b)는 실리콘 러버(Si-Rubber)로 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 컬러레이져타입(500b)의 레이어는 도 3에 도시된 바와 같이, 모노레이져타입(500a)에 비해 탄성체(520b)가 더 부설되는 것으로 이는 다양한 색상을 구현하는 토너 증착시 복사지로 하여금 보다 선명하게 증착되도록 형성하기 위함이다.

아울러, 상기 히팅롤러의 열수집부(300)는 지지롤러와 맞닿아 발생되는 닙(Nip)부로부터 복사지가 진행되는 방향의 역방향을 따라 1~45°각도로 틀어져 히팅벨트(500)를 예열할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.

이는 도 4에 도시된 바와 같이, 복사지가 유입되기 전에 이미 히팅벨트(500)의 국부가 가열되도록 형성됨으로써 닙(Nip)부에서 압착되는 복사지에 토너가 신속하게 증착되도록 일종의 예열을 도모하게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 히팅롤러의 일측면 중 특히 지지롤러와 맞닿아 토너를 복사지에 증착시키도록 형성되는 닙(Nip)부에 발열램프와, 광학(Optics)을 이용한 집광렌즈(볼록렌즈)와, 투과 분포도를 위해 표면처리 된 유리판(Glass)으로부터 복사열과 전도열을 동시에 집중시켜 국부가열을 조장함으로써 프린팅 속도를 개선함은 물론 토너 증착 효율이 향상되는 효과가 있다.

Claims

인쇄기기용 순간정착기에 있어서,

외부전원에 의해 발열되는 발열램프(100)와;

상기 발열램프(100)의 외주면을 감싸도록 형성된 스테인레스(SUS) 계열의 중공관으로써 몸체의 직경 방향에 대해 하부측이 개구된 원통형의 반사판(200)과;

상기 반사판(200)의 개구된 하부측에 밀착 결합되어 발열램프(100)로부터 발생된 복사열을 고밀도로 수집하여 발열량을 집광시키도록 형성된 열수집부(300)와;

상기 열수집부(300)의 하부에 형성되어 고밀도로 수집된 국부 발열량을 투과 분포도에 따라 복사 및 전도시키도록 형성되는 열분산판(400)과;

상기 발열램프(100), 반사판(200), 열수집부(300), 열분산판(400)을 내측 공간부에 수용하는 한편, 구동장치에 의해 회전하며 상기 발열램프(100)로부터 형성된 국부적인 복사열 및 전도열로 인해 외주면이 발열되도록 형성되는 히팅벨트(500)가;

구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 발열구조를 갖는 국부가열 순간정착기.
제 1항에 있어서, 상기 열수집부(300)는

광학(Optics)을 이용한 집광렌즈(볼록렌즈)로 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발열구조를 갖는 국부가열 순간정착기.
제 1항에 있어서, 상기 열분산판(400)은

유리판(Glass)으로 형성되되, 상기 유리판의 외주면에는 설정된 투과 분포도에 따라 에칭(Etching), 샌딩(Sanding), 컬러링(Coloring) 중 어느 하나로 표면처리(410)되어 수집된 발열량의 일부를 흡수하여 자체 발열시키도록 형성되는 한편, 상기 유리판의 길이방향 양단부에는 히팅벨트(500)의 좌,우 이탈을 방지하도록 히팅벨트(500)의 양단면과 직교되어 돌출된 별도의 가이드(420)가 각각 부설된 것을 특징으로 하는 하이브리드 발열구조를 갖는 국부가열 순간정착기.
제 1항에 있어서, 상기 히팅벨트(500)는

지지체(510a), 이형층(520a)으로 형성된 모노레이져타입(500a) 또는 지지체(510b), 탄성체(520b), 이형층(530c) 형성된 컬러레이져타입(500b) 중 어느 하나의 다단 레이어(Layer)로 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발열구조를 갖는 국부가열 순간정착기.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열수집부(300)는

지지롤러와 맞닿아 발생되는 닙(Nip)부로부터 복사지가 진행되는 방향의 역방향을 따라 1~45°각도로 틀어져 히팅벨트(500)를 예열할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 발열구조를 갖는 국부가열 순간정착기.