KR100924496B1 - Electro Photographic Type Image Forming Apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전자사진방식 화상형성 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 전자사진 방식 화상 형성장치는 컨베이어 구동 방식의 구동벨트를 갖는 가압 구동부; 상기 가압 구동부의 상부에 설치되고, 구동벨트의 수평 이송부와 평행면을 이루는 대향 수평면이 형성되는 가이드부재; 상기 가이드부재의 대향 수평면 외면에 적층되어 박막히터를 이용한 발열이 제공되도록 한 발열수단; 및 상기 가이드부재의 외면을 감싸는 형태로 장착되어 열을 전달받고, 상기 가압 구동부의 수평 이송부와 대면한 상태로 마찰 구동되며, 상기 마찰면 사이에 투입되는 기록재료의 이송 및 가열정착이 이루어지도록 하는 슬리브를 포함한다.The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus, the electrophotographic image forming apparatus according to the present invention comprises: a pressure driving unit having a driving belt of a conveyor driving type; A guide member installed on an upper side of the pressure driving unit and having an opposing horizontal plane forming a parallel plane with a horizontal transfer unit of the driving belt; A heat generating means stacked on an outer surface of the opposite horizontal surface of the guide member to provide heat generation using a thin film heater; And is mounted in a form surrounding the outer surface of the guide member to receive heat, and is friction driven to face the horizontal conveying portion of the pressurizing drive unit, so that the transfer and heating of the recording material introduced between the friction surfaces is performed. A sleeve.
본 발명은 가이드부재 상면에 박막히터를 포함하는 발열수단이 형성되도록 하여 가이드부재의 전체면을 가열판으로 활용하는 동시에 가압 구동부의 구조가 컨베이어 구동 형태로 이루어지도록 함으로써, 가열면적과 가열시간이 충분히 확보되도록 하여 고속출력이 가능한 효과를 갖는다.According to the present invention, a heating means including a thin film heater is formed on the upper surface of the guide member to utilize the entire surface of the guide member as a heating plate, and at the same time, the structure of the pressurizing drive portion is formed in a conveyor driving shape, thereby ensuring sufficient heating area and heating time. High speed output is possible.
Description
도 1은 종래의 할로겐램프를 이용한 화상 형성 장치의 내부구조를 개략적으로 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of an image forming apparatus using a conventional halogen lamp.
도 2는 종래의 판형 히터를 이용한 화상 형성 장치의 내부구조를 개략적으로 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of an image forming apparatus using a conventional plate heater.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 히터를 이용한 화상 형성 장치의 내부구조를 개략적으로 도시한 단면도.3 is a sectional view schematically showing the internal structure of an image forming apparatus using a thin film heater according to a first embodiment of the present invention;
도 4는 도 3의 "A"부 확대도.4 is an enlarged view of a portion “A” of FIG. 3.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가압구동부의 다른 실시 예를 도시한 개략도.Figure 5 is a schematic diagram showing another embodiment of the pressure driving unit according to the first embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 발열수단의 단면구조를 도시한 확대 단면도.Figure 6 is an enlarged cross-sectional view showing a cross-sectional structure of the heating means according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 발열수단의 제1 변형예를 도시한 확대 단면도위한 단면구조를 도시한 확대 단면도.7 is an enlarged cross-sectional view showing a cross-sectional structure for an enlarged cross-sectional view showing a first modification of the heat generating means according to the present invention.
도 8 내지 10은 본 발명에 따른 박막 히터 상에 형성되는 도전체 패턴의 다양한 실시 예를 보여주는 예시도.8 to 10 are exemplary views showing various embodiments of a conductor pattern formed on a thin film heater according to the present invention.
도 11 내지 12는 본 발명에 따른 전극 및 박막 히터의 다양한 배치 패턴의 실시 예를 보여주는 예시도.11 to 12 are exemplary views showing embodiments of various arrangement patterns of the electrode and the thin film heater according to the present invention.
도 13은 발명에 따른 발열수단의을 실험하기 위한 시편의 제원을 나타낸 개략도.Figure 13 is a schematic diagram showing the specifications of the specimen for testing the heating means according to the invention.
도 14는 도 13의 시편에 일정한 전류(50W)를 인가한 상태에서 시간 변위에 따른 온도변화 값을 측정한 그래프.14 is a graph measuring a temperature change value according to a time displacement in a state in which a constant current (50W) is applied to the specimen of FIG. 13.
도 15는 도 13의 시편에 규정된 시간(10초)동안 인가되는 전류량의 변위에 따른 온도변화 값을 측정한 그래프.15 is a graph measuring a temperature change value according to the displacement of the amount of current applied for the time (10 seconds) specified in the specimen of FIG.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막히터를 이용한 화상 형성장치의 내부구조를 개략적으로 도시한 단면도.Fig. 16 is a sectional view schematically showing the internal structure of an image forming apparatus using a thin film heater according to a second embodiment of the present invention.
도 17은 도 16의 "B"부 상세도.17 is a detailed view of the portion “B” of FIG. 16;
도 18은 도 16의 "C"부 상세도.18 is a detailed view of the portion “C” of FIG. 16.
도 19는 본 발명에 따른 발열수단의 제2 변형예를 도시한 확대 단면도.19 is an enlarged cross sectional view showing a second modification of the heat generating means according to the present invention;
도 20은 본 발명에 따른 발열수단의 제3 변형예를 도시한 확대 단면도.20 is an enlarged cross-sectional view showing a third modification of the heat generating means according to the present invention;
도 21은 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막히터를 이용한 화상 형성장치의 내부구조를 개략적으로 도시한 단면도.Fig. 21 is a sectional view schematically showing the internal structure of an image forming apparatus using a thin film heater according to a third embodiment of the present invention.
도 22는 본 발명의 제4 실시예에 따른 박막히터를 이용한 화상 형성장치의 내부구조를 개략적으로 도시한 단면도.Fig. 22 is a sectional view schematically showing the internal structure of an image forming apparatus using a thin film heater according to a fourth embodiment of the present invention.
<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
110: 가압 구동부 111: 구동륜110: pressure driving unit 111: drive wheel
113: 구동벨트 113a: 수평 이송부113:
113b: 보강핀 113c: 링크113b: Reinforcement pin 113c: Link
115: 가압판 115a: 평판부115:
115b: 가이드날개 115c: 지지대115b:
117: 장력조절롤러 119: 가압판 슬리브117: tension adjusting roller 119: pressure plate sleeve
120: 발열수단 122: 절연막120: heat generating means 122: insulating film
123: 박막 히터 124: 도전체 패턴123: thin film heater 124: conductor pattern
125: 전극 127: 보호층125: electrode 127: protective layer
130: 가이드부재 131: 대향 수평면130: guide member 131: opposing horizontal plane
133: 날개부 140: 슬리브133: wing 140: sleeve
150: 플랜지 부재 151: 칼라 와셔부150: flange member 151: collar washer
153: 미끄럼부153: sliding part
본 발명은 전자사진 방식 화상 형성 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가이드부재 상면에 박막히터를 포함하는 발열수단이 형성되도록 하여 가이드부재의 전체면을 가열판으로 활용하는 동시에 가압 구동부의 구조가 컨베이어 구동 형태로 이루어지도록 함으로써, 가열면적과 가열시간이 충분히 확보되도록 하여 고속출력이 가능하도록 된 전자사진 방식 화상형성 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus, and more particularly, a heat generating means including a thin film heater is formed on an upper surface of a guide member, thereby utilizing the entire surface of the guide member as a heating plate, and at the same time, the structure of the pressure driving unit drives the conveyor. The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus in which a heating area and a heating time are sufficiently secured to enable a high speed output.
일반적으로 레이저 프린터, 디지털 복사기 등의 인쇄 매체에 전사된 토너 입자를 고정하는 목적으로 사용하는 정착장치는 도 1에 도시된 바와 같은 구조를 갖는다.In general, a fixing apparatus used for fixing toner particles transferred to a print medium such as a laser printer or a digital copier has a structure as shown in FIG.
도 1은 종래의 할로겐램프를 이용한 화상 형성 장치의 내부구조를 개략적으로 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of an image forming apparatus using a conventional halogen lamp.
종래의 정착장치는 원통형 금속관(12)과 그 내부 중앙에 설치된 할로겐 램프(11)의 발열부를 가지며, 원통형 금속관(12) 표면에는 테프론 등에 의한 코팅층(13)이 형성되어 있다. The conventional fixing device has a heat generating portion of the
상기 발열부의 원통형 금속관(12) 내부의 할로겐 램프(11)에서 복사열을 발생하여 원통형 금속관(12)이 간접적으로 가열된다. The radiant heat is generated from the
원통형 금속관(12) 하부에는 인쇄 지(14)를 사이에 두고 가압 롤러(15)가 위치한다. The
상기 가압 롤러(15)는 가압 스프링(16)에 의해 일정한 힘으로 인쇄 지(14)를 압착한다.The
이에 따라 발열부에서 발생하는 열에 의해 인쇄지 위에 화상 형성을 위해 분말 가루 형태의 토너(17)가 정착되어 인쇄지 위에 화상이 형성된다.Accordingly, the
이와 같은 종래의 정착장치는 프린터 및 디지털 복사기 등의 전원 온/오프 시, 상온의 원통형 금속관(12)을 토너(17)가 정착되는 온도까지 올리기 위해 수십 초 이상의 상당한 예열 시간이 요구된다.Such a conventional fixing device requires a significant preheating time of several tens of seconds or more in order to raise the
이는 발열부의 열이 대기 또는 원통형 금속관(12)을 경유하여 복사열로 인쇄지에 전달되는 간접 발열 방식이고, 또한 대기 모드 상태에서 프린트를 위해 동작 모드로 전환 시, 또다시 정착온도로 올리기 위해 수십 초 이상의 시간이 필요하여 사용자들의 대기 시간이 긴 문제점이 있다.This is an indirect heating method in which the heat of the heat generating unit is transferred to the printing paper as radiant heat via the atmospheric or
또한 종래의 정착장치는 할로겐 램프를 동작시키기 위해 사용되는 초기 전력이 1.0Kw~3Kw의 고 전력으로, 전력 소모가 큰 문제점이 있다.In addition, the conventional fixing device has a problem that the initial power used to operate the halogen lamp is 1.0Kw ~ 3Kw high power, the power consumption is large.
이에, 일본 공개 특허 제63-212182호, 제2-157878호, 제4-44075호 내지 제4-44083호, 제4-204980호 내지 제4-204984호등에서 제기된 것과 같은 필름 가열 시스템을 채택하는 가열 고정 장치가 제안된 바 있다.Accordingly, a film heating system as disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-212182, 2-157878, 4-44075 to 4-44083, 4-204980 to 4-204984, etc. is adopted. A heating fixture has been proposed.
이러한 가열 고정 장치는 가압 구동부 또는 압력 부재에 의하여 고정적으로 배치된 세라믹 히터등과 같은 가열 부재(이후에는 가열체로 호칭)와 가열을 위한 회전 부재로서 작용하는 내열 필름(이후에는 고정 필름 또는 슬리브로 호칭)을 밀접하게 접촉하고, 이에 의하여 고정 필름을 미끄럼가능하게 회전한다. Such a heating fixing device is a heating member such as a ceramic heater fixedly disposed by a pressure driving unit or a pressure member (hereinafter referred to as a heating body) and a heat resistant film acting as a rotating member for heating (hereinafter referred to as a fixing film or sleeve). ) Is intimately contacted, thereby slidably rotating the fixing film.
그 후, 토너 화상이 형성되고 이를 가지는 기록 재료는 고정 필름이 가열체와 가압 구동부사이에 배치되도록 구조된 압력 접촉 닙부로서 작용하는 고정 닙부로 도입되고, 도입된 기록 재료는 고정 필름과 함께 운반되고, 이에 의하여 토너 화상은 고정 닙부의 압력과 고정 필름을 통한 가열체로부터 가해진 열에 의하여 영구 고정 화상으로서 기록 재료의 표면에 가열 가압되고 고정된다.Then, the toner image is formed and the recording material having the toner is introduced into the fixed nip which acts as a pressure contact nip configured so that the fixed film is disposed between the heating body and the pressure driving unit, and the introduced recording material is conveyed together with the fixed film. Thereby, the toner image is heat-pressed and fixed to the surface of the recording material as a permanent fixed image by the pressure of the fixed nip portion and the heat applied from the heating body through the fixed film.
필름 가열 시스템을 채택하는 가열 고정 장치는 가열체로서 세라믹 히터등과 같은 소형 열 용량의 선형 가열체를 사용할 수 있고, 또한 고정 필름으로서 소형 열 용량의 얇은 필름을 사용할 수 있고, 이에 의하여 동력을 절약하고 대기 시간을 줄이는(즉, 신속한 시작을 하는) 것이 가능하다. 부수적으로, 고정 필름의 내면에 구동 롤러를 제공하는 방법과 구동 롤러로서 가압 구동부를 사용하고 이에 따라 구동 롤러와 가압 구동부사이의 마찰력에 의한 고정 필름을 구동하는 방법은 필름 가열시스템을 채택하는 가열 고정 장치에 사용될 고정 필름 구동 시스템으로서 알려진다. The heating fixing device adopting the film heating system can use a linear heating element of a small heat capacity such as a ceramic heater as the heating element, and can also use a thin film of a small heat capacity as the fixing film, thereby saving power. It is possible to reduce the waiting time (ie, to start quickly). Incidentally, the method of providing a driving roller on the inner surface of the fixed film and the method of using the pressure driving unit as the driving roller and thus driving the fixed film by the frictional force between the driving roller and the pressure driving unit are heat-fixed employing a film heating system. Known as a fixed film drive system to be used in the apparatus.
도 2는 종래의 판형 히터를 이용한 화상 형성 장치의 내부구조를 개략적으로 도시한 단면도로서, 가압 구동부 구동 시스템과 필름 가열 시스템을 채택하는 가열 고정 장치의 일예를 설명한다.FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of a conventional image forming apparatus using a plate heater, illustrating an example of a heat fixing apparatus employing a pressure driving unit driving system and a film heating system.
동 도면에서, 도면 부호 20은 가열 조립체를 나타내고, 도면 부호 22는 압력 부재로서 작용하는 탄성 가압 구동부를 나타낸다. 상하로 평행하게 배치된 탄성 가압 구동부(22)와 가열 조립체(20)는 고정 닙부(N)를 형성하기 위하여 서로 압력 접촉된다.In the same figure,
가열 조립체(20)는 가열 부재로서 작용하는 히터(23), 히터(23)를 지지하는 가이드 부재로서 작용하는 필름 가이드(25), 히터(23)와 내부로 접촉된 가요성 회전체로서 작용하고 필름 가이드(25)를 포함하는 원통형 고정 필름(21), 그 양단부에 의하여 고정 필름(21)을 지지하고 필름 가이드(25)에 끼워지는 플랜지 부재(26) 등으로 구성되는 조립체이다.The
이때, 상기 히터(23)는 직사각형이고, 기록 재료(P)의 운반 방향에 수직인 방향을 따라서 신장하는 종방향 길이의 얇은 세라믹 히터이며, 열용량은 전체적으로 작고, 히터(23)는 동력 공급을 수용하여 열을 발생한다.At this time, the
또한, 필름 가이드(25)는 그 단면이 실질적으로 반원호인 홈통형 직사각형 부재이고, 종방향 측부는 기록 재료(P)의 운반 방향에 수직인 방향으로 신장하고, 예를 들면 필름 가이드(25)는 페놀 열경화성 수지로 만들어진다. 히터(23)는 필름 가이드(25)의 아랫면의 대략 중심부에 종방향으로 형성된 히터 끼움홈에 끼워지고 이에 따라 고정적으로 지지된다.In addition, the
원통형 고정 필름(21)은 히터(23)가 끼워지는 필름 가이드(25)에 외부로 느슨하게 끼워진다.The
플랜지 부재(26)는 원통형 고정 필름(21)의 단부를 잡고 그 축선 방향으로 고정 필름의 이동을 조정하는 칼라 와셔부(26a)와 실질적으로 원호이고 고정 필름 단부를 지지하는 원통형 고정 필름(21)의 단부의 내부에 끼워지는 미끄럼부(26b)를 포함한다. 플랜지 부재(26)는 필름 가이드(25)의 양단부에 끼워지고 이에 따라 고정된다.The
탄성 가압 구동부(22)는 가열 고정 장치의 측부 커버들(도시 안됨)사이에 회전가능하게 베어링 지지되고, 가열 조립체(20)는 하방으로 히터(23)측을 가지고 탄성 가압 구동부(22)위에 평행하게 배치되고, 가열 조립체(20)와 탄성 가압 구동 부(22)는 가압 구동부(22)의 탄성에 대하여 도시되지 않은 압력 수단에 의하여 서로 가압되고, 히터(23)와 가압 구동부(22)는 이에 따라 서로 압력 접촉되고, 이에 따라 고정 필름(21)은 히터(23)와 가압 구동부(22)사이에 배치되고, 이에 의하여 소정의 폭의 압력 접촉닙부로서 작용하는 고정 닙부(N)는 가압 구동부(22)의 탄성 변형으로 인하여 형성된다.The elastic
탄성 가압 구동부(22)는 도시되지 않은 구동 수단에 의해 화살표에 의하여 지시된 것처럼 반시계방향으로 회전가능하게 구동된다. 가압 구동부(22)를 회전가능하게 구동함에 의하여 회전력은 가압 구동부(22)와 고정 필름(21)의 외면사이의 마찰력으로 인해 고정 닙부(N)에서 고정 필름(21)에 가해진다. 그후, 고정 필름(21)의 내면은 고정 필름(21)의 내면이 고정 닙부(N)에서 히터(23)의 하면과 밀접 접촉하고 이를 따라서 미끄러짐에 따라 가압 구동부(22)의 그것에 실질적으로 대응하는 원주속도에서 필름 가이드(25)의 원주주위를 화살표에 의하여 지시된 것처럼 시계방향으로 회전된다.(가압 구동부 구동 시스템)The elastic
그 축선 방향(종방향)으로 회전 고정 필름(21)의 이동은 플랜지 부재(26)의 칼라 와셔부(26a)에 의하여 조정되고, 고정 필름(21)의 단부의 내부는 플랜지 부재(26)의 미끄럼부(26b)에 의하여 지지되고 회전가능하게 안내된다.The movement of the
그후, 고정 필름(21)이 가압 구동부(22)에 의하여 회전가능하게 구동되고, 그 온도가 히터(23)에 대전으로 인한 소정의 온도에 도달하는 상태에서, 비고정 토너 화상(T)이 형성되고 이를 가지는 기록 재료(P)가 비도시 화상 형성부에서 고정 닙부(N)에서 가압 구동부(22)와 고정 필름(21)사이의 위치로 도입된 때, 기록 재 료(P)는 기록 재료(P)가 중첩되고, 고정 필름(21)의 외면과 밀접 접촉되는 상태에서 고정 필름(21)과 함께 고정 닙부(N)를 통과한다.Thereafter, the fixed
기록 재료(P)가 고정 닙부(N)를 통과하는 중에 히터(23)의 열 에너지는 고정 필름(21)을 통하여 기록 재료(P)로 가해지고, 이에 의하여 기록 재료(P)의 비고정 토너 화상(T)은 가열 용융 고정 공정을 받는다. 그후, 고정 닙부(N)를 통과한 기록 재료(P)는 분리점(A)에서 고정 필름(21)의 표면에서 분리된 후 배출된다.Heat energy of the
그러나, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 종래 기술의 화상 형성 장치는 최근에 인쇄 속도의 상승에 따른 요구에도 불구하고, 히터의 발열면적이 제한되어 있어 가열 정착작업 시, 빠른 속도로 기록재료를 통과시킬 경우 가열시간이 충분치 못해 정착작업이 제대로 수행되지 못하는 문제점이 있었다.However, the image forming apparatus of the prior art having the above-described configuration has recently limited the heat generation area of the heater despite the demands of the increase in the printing speed. There was a problem that the fixing operation is not performed properly because the heating time is not enough.
또한, 상기 종래기술은 히터가 필름 가이드 저면에 형성됨에 따라 가압 구동부에 의한 가압력을 받는 동시에 슬리브와의 지속적인 마찰이 이루어지게 됨에 따라 수명이 단축되는 문제가 있었다.In addition, the prior art has a problem that the life is shortened as the heater is formed on the bottom surface of the film guide and is subjected to the pressing force by the pressure driving unit and the continuous friction with the sleeve is made.
또한, 상기 종래기술은 히터의 예열시간이 오래 소요되어 작업대기시간이 길어지는 문제점이 있었다.In addition, the prior art has a problem that the preheating time of the heater takes a long time, the working waiting time is long.
또한, 상기 종래기술은 발열 히터 상부의 기판으로 열전도성이 떨어지는 세라믹 기판을 사용함으로써, 기록재료(P)의 통과 영역과 비통과 영역 부위의 온도차가 과도하게 발생되는 문제점이 있었고, 히터로서 고가의 Ag/Pd 페이스트를 사용함으로써, 제조비용이 고가인 문제점이 있었다.In addition, the conventional technique has a problem that an excessive temperature difference occurs between the passage region of the recording material P and the non-passing region by using a ceramic substrate having low thermal conductivity as the substrate on the upper portion of the heating heater. By using Ag / Pd paste, there was a problem that manufacturing cost was high.
상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 가이드부재 상면에 박막히터를 포함하는 발열수단이 형성되도록 하여 가이드부재의 전체면을 가열판으로 활용하는 전자사진 방식 화상 형성장치를 제공함에 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide an electrophotographic image forming apparatus that utilizes the entire surface of the guide member as a heating plate by forming a heating means including a thin film heater on the upper surface of the guide member.
또한, 본 발명의 다른 목적은 가압 구동부의 회전축을 2축 이상의 다축으로 형성한 컨베이어 구조의 전자사진 방식 화상 형성장치를 제공함에 있다.Further, another object of the present invention is to provide an electrophotographic image forming apparatus of a conveyor structure in which the rotation axis of the pressure driving unit is formed in two or more multiple axes.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 예열시간 단축을 위한 고속 발열이 가능한 발열수단을 갖는 전자사진 방식 화상 형성장치를 제공함에 있다.Further, another object of the present invention is to provide an electrophotographic image forming apparatus having a heat generating means capable of high speed heat generation for shortening the preheating time.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 가이드부재 상, 하면에 발열수단이 동시에 형성되는 전자사진 방식 화상 형성장치를 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an electrophotographic image forming apparatus in which heat generating means are simultaneously formed on upper and lower surfaces of a guide member.
상기한 바와 같은 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 전자사진 방식 화상 형성장치는 컨베이어 구동 방식의 구동벨트를 갖는 가압 구동부; 상기 가압 구동부의 상부에 설치되고, 구동벨트의 수평 이송부와 평행면을 이루는 대향 수평면이 형성되는 가이드부재; 상기 가이드부재의 대향 수평면 외면에 적층되어 박막히터를 이용한 발열이 제공되도록 한 발열수단; 및 상기 가이드부재의 외면을 감싸는 형태로 장착되어 열을 전달받고, 상기 가압 구동부의 수평 이송부와 대면한 상태로 마찰 구동되며, 상기 마찰면 사이에 투입되는 기록재료의 이송 및 가열정착이 이루어지 도록 하는 슬리브를 포함한다.An electrophotographic image forming apparatus according to the present invention for achieving the above object includes a pressurizing driver having a driving belt of a conveyor driving method; A guide member installed on an upper side of the pressure driving unit and having an opposing horizontal plane forming a parallel plane with a horizontal transfer unit of the driving belt; A heat generating means stacked on an outer surface of the opposite horizontal surface of the guide member to provide heat generation using a thin film heater; And is mounted in a form surrounding the outer surface of the guide member to receive heat, and is friction driven to face the horizontal conveying portion of the pressure driving unit, so that the transfer and heating of the recording material introduced between the friction surfaces is performed. It includes a sleeve.
여기서, 상기 발열수단은, 가이드부재의 외면에 박막 증착되어 전원을 공급받아 순간 발열되는 박막히터; 및 상기 박막히터에 균일한 전원이 공급되도록 전기적 접속패턴을 형성하는 전극을 포함한다.Here, the heating means, the thin film is deposited on the outer surface of the guide member is a thin film heater that is instantaneously generated by receiving power; And an electrode forming an electrical connection pattern to supply uniform power to the thin film heater.
또한, 상기 발열수단은, 가이드부재의 외면에 증착되어 전기적 절연성 및 열전도성을 제공하도록 된 절연막; 상기 절연막의 외면에 박막 증착되어 전원을 공급받아 순간 발열되는 박막히터; 및 상기 박막히터에 균일한 전원이 공급되도록 전기적 접속패턴을 형성하는 전극을 포함한다.In addition, the heat generating means, the insulating film is deposited on the outer surface of the guide member to provide electrical insulation and thermal conductivity; A thin film heater that is thin film deposited on an outer surface of the insulating film and is instantaneously generated by receiving power; And an electrode forming an electrical connection pattern to supply uniform power to the thin film heater.
또한, 상기 발열수단은, 가이드부재의 외면에 균일한 전원이 공급되도록 전기적 접속패턴을 형성하는 전극; 및 상기 전극 및 가이드부재 상면에 박막 증착되어 전원을 공급받아 순간 발열되는 박막히터를 포함한다.In addition, the heat generating means, the electrode for forming an electrical connection pattern to supply a uniform power to the outer surface of the guide member; And a thin film heater that is thin film deposited on an upper surface of the electrode and the guide member to receive power and instantaneously generate heat.
또한, 상기 발열수단은, 가이드부재의 외면에 증착되어 전기적 절연성 및 열전도성을 제공하도록 된 절연막; 상기 절연막의 외면에 균일한 전원이 공급되도록 전기적 접속패턴을 형성하는 전극; 및 상기 전극 및 가이드부재 상면에 박막 증착되어 전원을 공급받아 순간 발열되는 박막히터를 포함한다.In addition, the heat generating means, the insulating film is deposited on the outer surface of the guide member to provide electrical insulation and thermal conductivity; An electrode forming an electrical connection pattern to supply uniform power to an outer surface of the insulating film; And a thin film heater that is thin film deposited on an upper surface of the electrode and the guide member to receive power and instantaneously generate heat.
여기서, 상기 전극은 융착 또는 진공소결법으로 형성되는 것을 특징으로 한다.Here, the electrode is characterized in that formed by fusion or vacuum sintering method.
이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 히터를 이용한 화상 형성 장치의 내부구조를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3의 "A"부 확대도이다.3 is a cross-sectional view schematically illustrating an internal structure of an image forming apparatus using a thin film heater according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an enlarged view of portion “A” of FIG. 3.
동 도면에서 보는 바와 같은 본 발명은 소정거리 떨어져 설치된 한 쌍의 구동륜(111)이 구동벨트(113)로 연결되어 컨베이어 구동되는 가압 구동부(110)와, 상기 가압 구동부(110)의 상부에 설치되고, 구동벨트(113)의 수평 이송부(113a)와 평행면을 이루는 대향 수평면(131)이 형성되는 가이드부재(130)와, 상기 가이드부재(130)의 대향 수평면(131) 상측에 적층되어 박막히터(123)를 이용한 발열이 제공되도록 한 발열수단(120)과, 상기 가이드부재(130)의 외면을 감싸는 형태로 장착되어 열을 전달받고, 상기 가압 구동부(110)의 이송 평면과 대면한 상태로 마찰 구동되어 투입되는 기록재료의 이송 및 가열정착이 이루어지도록 하는 슬리브(140)를 포함한다.The present invention as shown in the figure is a pair of
이때, 상기 가압 구동부(110)는, 동력 전달을 위한 한 쌍의 구동륜(111)과, 상기 구동륜(111)의 외측 둘레를 감싸도록 설치되는 구동벨트(113) 및 상기 구동벨트(113)의 내측에 설치되어 벨트 상면을 가이드부재(130) 측으로 가압하는 가압판(115)으로 구성된다.At this time, the
상기 가압판(115)은 별도의 탄성부재(압축 스프링 등을 사용할 수 있다)에 의해 탄력 지지되도록 하는 것이 바람직하고, 그 재질은 메탈베어링이 사용될 수 있다.The
또한, 상기 구동벨트(113)는 표면 마찰계수가 높은 고무재질을 사용한 탄성 가압벨트가 사용될 수 있다.In addition, the driving
이와 같은 구동벨트(113)는 강도를 보강하기 위해 탄성고무판재의 횡방향으로 무수히 많은 보강핀(113b)이 설치될 수 있다.Such a driving
이러한, 보강핀(113b)들은 링크(113c)를 이용해 연결되도록 할 수 있다. The reinforcement pins 113b may be connected using the link 113c.
상기한 구동벨트(113)는 제품에 따른 가압력에 따라 설치되는 보강핀(113b)의 굵기 및 개수, 재질이 달라질 수 있다. The driving
이때, 상기 가압판(115)은 양측 끝단이 반원형으로 이루어지고, 상기 가압판(115) 외면 둘레에 미끄럼 운동 가능한 상태로 가압판 슬리브(119)가 결합되는데, 상기 가압판 슬리브(119)는 구동벨트(113)의 회전을 돕는 역할을 수행하게 된다.At this time, both ends of the
다음, 상기한 가이드부재(130)는 상부에 적층된 발열수단(120)에 의해 전면이 가열되어 기록재료(P)의 토너를 가열 정착시키는 열원을 슬리브(140)에 제공하게 되는데, 발열수단(120)이 적층되는 대향 수평면(131)과, 상기 대향 수평면(131)의 좌, 우측 끝단 중 적어도 어느 일측 끝단으로 연장되도록 형성한 날개부(133)로 구성된다.Next, the
상기 날개부(133)는 대향 수평면(131) 전의 슬리브(140)를 예열시키는 역할을 수행하는 것으로서, 날개의 길이는 보다 길거나 짧게 형성할 수 있고 이는 제품의 특성에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다.The
이러한, 상기 가이드부재(130)는 열전도성이 우수해야 하고, 가압 구동부(110)의 압력을 견딜 수 있을 정도로 기계적 강도가 우수해야 한다. Such, the
따라서, 상기 가이드부재(130)는 열전도성이 뛰어난 알루미늄 또는 스테인레스 스틸 등과 같은 도전성 금속이 사용되는 것이 바람직하지만, 위와 같은 조건을 만족하는 경우라면 비 금속, 비 도전성 재질로도 제작될 수 있다.Therefore, the
또한, 상기 가이드부재(130) 양단부에는 슬리브(140)의 이탈방지 및 구동궤적을 가이드 시키기 위한 플랜지 부재(150)가 결합될 수 있다.In addition, both ends of the
다음, 상기 발열수단(120)은 저 전력(예; 500 W 등) 구동이 가능한 박막 히터(123)를 포함하게 되는데, 이와 같은 박막 히터(123)는 외부 전원이 공급되면 매우 빠른 속도로 발열되는 특성을 갖는 것으로서, 프린터, 복사기 등의 예열로 인한 작업 대기시간을 단축할 수 있게 된다.Next, the heat generating means 120 includes a
이와 같은 발열수단(120)은 박막 증착되는 것으로서, 매우 얇은 두께로 형성되기 때문에 전자사진 방식을 사용하는 각종 사무용 기기의 크기를 슬림화 시킬 수 있게 된다.Such heat generating means 120 is a thin film is deposited, because it is formed to a very thin thickness it is possible to slim down the size of various office equipment using the electrophotographic method.
다음, 상기 슬리브(140)는 열경화성 수지가 사용되며, 상기 가이드부재(130)에 외부로 느슨하게 끼워져 장착된다. 이러한 열경화성 수지는 기록재료(P)의 토너(T)를 직접 가열 압착하게 된다.Next, a thermosetting resin is used for the
다음, 상기 플랜지 부재(150)는 슬리브(140)의 단부를 잡고 그 축선 방향으로 상기 슬리브(140)의 이동을 조정하는 칼라 와셔부(151)와, 가이드부재(130)의 양단에 결합되어 슬리브(140)의 단부와 미끄럼 마찰되는 미끄럼부(153)를 포함한 다.Next, the
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가압구동부의 다른 실시 예를 도시한 개략도로서, 동 도면에서 보는 바와 같은 본 발명의 가압 구동부(110)는 한 쌍의 구동륜(111) 사이에 구동벨트(113)의 장력조절을 위한 장력조절롤러(117)가 설치되도록 할 수 있다.Figure 5 is a schematic diagram showing another embodiment of the pressure drive unit according to the first embodiment of the present invention, the
상기 장력조절롤러(117)는 회전축이 상하 수직방향으로 이동 가능한 상태로 고정됨에 따라 구동벨트(113)의 장력을 조절하게 된다.The
도 6은 본 발명에 따른 발열수단의 단면구조를 도시한 확대 단면도로서, 본 발명의 발열수단(120)이 비 도전성 재질로 제작된 가이드부재(130) 이면에 설치되는 예를 설명하고 있다.6 is an enlarged cross-sectional view showing a cross-sectional structure of the heat generating means according to the present invention, illustrating an example in which the heat generating means 120 of the present invention is installed on the back surface of the
동 도면에서 보는 바와 같은 본 발명의 발열수단(120)은 비 도전성 재질로 제작된 가이드부재(130)와, 상기 가이드부재(130)의 외면에 박막 형태로 장착되어 외부로부터 전원을 공급받아 자체 전기 저항에 따른 순간가열에 의하여 순간적으로 고온 발열되는 박막 히터(123)와, 상기 박막 히터(123)에 전기적 접합이 이루어지고, 외부로부터 공급된 전원이 박막 히터(123) 전면에 균일하게 인가될 수 있도록 하는 특정 패턴을 갖는 전극(125)과, 상기 전극(125) 및 박막 히터(123)가 외부환경으로부터 보호되도록 소정 두께로 코팅된 보호층(127)으로 구성된다.Heat generating means 120 of the present invention as shown in the drawing is a
이때, 상기 비 도전성 재질의 가이드부재(130)의 소재로는 적어도 250℃ 이 상에서도 견디는 열 강화 플라스틱, 내열성 수지, 세라믹, 유리, 도자기, 석재 등이 사용될 수 있다.In this case, as the material of the
도 7은 본 발명에 따른 발열수단의 제1 변형예를 도시한 확대 단면도위한 단면구조를 도시한 확대 단면도로서, 본 발명의 발열수단(120)이 도전성 재질로 제작된 가이드부재(130) 이면에 설치되는 예를 설명하고 있다.7 is an enlarged cross-sectional view showing a cross-sectional structure for an enlarged cross-sectional view showing a first modification of the heat generating means according to the present invention, the heat generating means 120 of the present invention on the back surface of the
동 도면에서 보는 바와 같은 본 발명의 발열수단(120)은 도전성 재질로 제작된 가이드부재(130)와, 상기 가이드부재(130)의 내면에 소정 두께로 코팅되어 전기적 절연특성이 제공되는 동시에 우수한 열전도 특성이 제공되도록 한 절연막(122)과, 상기 절연막(122)의 하부에 박막 형태로 장착되어 외부로부터 전원을 공급받아 자체 전기 저항에 따른 순간가열에 의하여 순간적으로 고온 발열되는 박막 히터(123)와, 상기 박막 히터(123)에 전기적 접합이 이루어지고, 외부로부터 공급된 전원이 박막 히터(123) 전면에 균일하게 인가될 수 있도록 하는 특정 패턴을 갖는 전극(125)과, 상기 전극(125) 및 박막 히터(123)가 외부환경으로부터 보호되도록 소정 두께로 코팅된 보호층(127)으로 구성된다.Heat generating means 120 of the present invention as shown in the drawing is coated with a predetermined thickness on the
여기서, 상기 도전성 재질로 제작된 가이드부재(130)의 두께는 1 mm ~ 3 mm로 제작하는 것이 바람직하며, 그 소재로는 알루미늄 또는 스테인레스 스틸 등과 같은 금속이 사용되도록 할 수 있다.Here, the thickness of the
이때, 도 6, 도 7에서와 같이 상기 박막 히터(123) 상에 전류공급을 돕기 위 한 도전체 패턴(124)을 형성함으로써, 전극(125)을 통해 인가된 전류가 박막 히터(123)의 면 전체에 균일하게 공급되고, 발열특성이 안정되도록 할 수 있다.At this time, as shown in FIGS. 6 and 7 by forming a
이하, 본 발명의 발열수단(120)을 구성하는 절연막(122), 박막히터(123), 도전체 패턴(124), 전극(125) 및 보호층(127) 등 각 구성요소에 대해 요구되는 물성 및 구성 조건에 대해 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, properties required for each component such as the insulating
우선, 절연막(122)은 박막 히터(123)에서 발열된 열이 빠른 속도로 가이드부재(130)로 전도될 수 있도록 최대한 두께를 얇게 함과 아울러 가이드부재(130)와 박막 히터(123) 간을 전기적으로 절연시킬 수 있도록 알루미나(산화 알루미늄, Al2O3) 또는 마그네시아(산화 마그네슘, MgO) 등과 같은 세라믹 재질 또는 폴리머 물질을 이용한 절연막 또는 상기 두 가지 절연막의 혼합 물질 등으로 이루어진다.First, the insulating
그리고, 상기 절연막(122)은 박막 히터(123)에서 발열된 열이 빠른 속도로 가이드부재(130)로 전도될 수 있을 정도의 얇은 두께를 갖도록 함과 아울러 가이드부재(130)와 박막 히터(123) 간을 전기적으로 절연시킬 수 있을 정도로 0.5 μm ~ 500 μm 범위, 특히 0.5 μm ~ 200 μm 범위가 바람직하며, 재질에 따라 두께에 차이가 발생할 수도 있다.In addition, the insulating
상기한 절연막(122)의 조건은 다음과 같다. The conditions of the insulating
먼저 절연막(122)이 가이드부재(130)와 박막 히터(123) 간을 전기적으로 절연시켜야 하며, 외부 전원을 공급받는 박막 히터(123)를 전기적으로 고립(Electrical isolation) 시키기 위해서는 박막 히터(123)로 1000V 정도의 전압이 인가될 때에 절연막(122)의 파괴가 발생하지 않아야 하고 절연막(122)의 전기적 누설 전류가 20 μA 이하로 되어야 한다.First, the insulating
또한, 박막 히터(123)에서 고온의 열이 발생할 때에 절연막(122)이 가이드부재(130) 및 박막 히터(123)로부터 각각 물리적 탈착이 발생하지 않도록 절연막(122)과 가이드부재(130)간의 접촉성, 절연막(122)과 박막 히터(123) 간의 접촉성이 우수해야 한다.In addition, when the high temperature heat is generated in the
또한, 박막 히터(123)에서 고온의 열이 발생할 때에 절연막(122)이 가이드부재(130) 및 박막 히터(123)와 각각 화학적 반응을 일으키지 않으며 절연막(122)의 표면 조도가 우수해야 한다. In addition, when the high temperature heat is generated in the
즉, 절연막(122)의 표면 조도가 우수하지 못할 경우에 절연막(122)이 박막 히터(123)의 전기적 비저항 특성에 영향을 미치기 때문에 절연막(122)은 박막 히터(123)의 전기적 비저항 특성에 영향을 미치기 않을 정도의 표면 조도를 갖는 것이 바람직하다.That is, when the surface roughness of the insulating
전술한 바와 같은 조건을 만족시킬 수 있도록 절연막(122)으로는 알루미늄 또는 스테인레스 스틸 등과 같은 금속 소재의 가이드부재(130) 표면을 아크(Arc)로 산화시킨 산화 절연막이 사용되거나 가이드부재 표면에 세라믹, 유리, 도자기 등이 코팅된 절연막 또는 알루미늄 또는 스테인레스 스틸 등과 같은 금속 소재의 가이드부재(130) 표면에 폴리머(Polymer) 계열 물질(Polyimide, Polyamide, Teflon, PET 등)을 코팅시킨 폴리머 절연막 중 하나 또는 두 가지 이상을 가이드부재(130) 표면에 형성시킨 절연막 등이 사용된다.In order to satisfy the conditions as described above, the insulating
산화 절연막을 형성하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.A method of forming the oxide insulating film will be described below.
먼저, 알칼리 전해액에 담가져 있는 알루미늄(Al) 또는 베릴륨(Be) 또는 티타늄(Ti) 또는 스테인레스 스틸(Stainless Steel) 등의 금속 소재의 가이드부재(130) 표면에 외부로부터 아크 등의 전기적 에너지를 인가시켜 가이드부재(130) 표면 상의 금속 원자와 외부의 산소가 전기/화학적 반응을 일으키도록 하여 가이드부재(130) 표면의 특성을 산화막 형태로 변환시키는 것에 의해 형성되도록 한다.First, electric energy such as an arc is applied from the outside to the surface of the
이러한, 산화 절연막으로는 Al2O3, ZrO3, Y2O3 등이 사용되며, 상기 산화 절연막을 가이드부재(130) 위에 플라즈마 스프레이 코팅 방식(Plasma Spray Coating) 등으로 형성할 수도 있다. As the oxide insulating layer, Al 2 O 3, ZrO 3, Y 2 O 3, or the like may be used, and the oxide insulating layer may be formed on the
이하, 산화 절연막을 가이드부재 위에 형성하는 공정에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the process of forming the oxide insulating film on the guide member will be described.
먼저, 용기(bath) 내에 채워져 있는 알칼리 전해액의 농도를 평가하고, 알루 미늄 소재의 가이드부재(130)에 외부 전원이 공급될 수 있도록 알루미늄 소재의 가이드부재(130)에 도선을 연결한 상태에서 이 알루미늄 소재의 가이드부재(130)을 용기 내의 알칼리 전해액에 담그고 나서 이 알루미늄 소재의 가이드부재(130)로 외부 전원을 공급하여 알루미늄 소재의 가이드부재(130) 표면을 산화시킨다.First, the concentration of the alkaline electrolyte filled in the bath is evaluated, and the conductor is connected to the
다음, 산화 절연막 형성 공정에 의해 고주파 교류(AC) 형태의 강한 전원이 알루미늄 소재의 가이드부재(130)에 가해짐에 따라 순간적으로 알루미늄 소재의 가이드부재(130) 표면에 아크(Arc)가 발생되며, 그에 따라 산화가 치밀하고 핀홀(pinhole)의 농도가 매우 작은 산화 절연막이 알루미늄 소재의 가이드부재(130) 표면에 형성된다.Next, an arc is generated on the surface of the
이러한 산화 절연막 형성 공정을 이용하여 알루미늄 소재의 가이드부재(130) 표면에는 산화 알루미늄이 형성될 수 있거나 티타늄 소재의 가이드부재(130) 표면에는 산화 티타늄이 형성될 수 있거나 베릴륨 소재의 가이드부재(130) 표면에는 산화 베릴륨이 형성될 수 있는 것이다.Aluminum oxide may be formed on the surface of the
한편, 폴리머 절연막은 금속 소재의 가이드부재(130) 표면에 전기적 절연성이 확보되는 폴리머 계열의 물질을 균일한 두께로 코팅시키는 것에 의해 형성된다.On the other hand, the polymer insulating film is formed by coating a polymer-based material having a uniform thickness to ensure electrical insulation on the surface of the
특히, 이러한 폴리머 절연막은 박막 히터(123)에서 열이 발열될 때에 열적 변형이 적어야 된다. 또한, 폴리머 절연막은 박막 히터(123)에서 고온의 열이 발열될 때에, 가이드부재(130) 및 박막 히터(123)로부터 각각 물리적 탈착이 발생되지 않도록 접촉성이 우수해야 되고, 가이드부재(130) 및 박막 히터(123)와 각각 화학적 반응을 일으키지 않아야 하며 표면 조도가 우수해야 한다.In particular, the polymer insulating film should be less thermally deformed when heat is generated in the
상기 폴리머 절연막을 형성하는 공정에 대해 설명하면 다음과 같다.A process of forming the polymer insulating film will be described below.
우선, 폴리머 절연막은 액상의 유기 폴리머 물질이 이용되어 형성되는데, 금속 소재의 가이드부재(130) 표면에 균일한 두께로 코팅된다.First, the polymer insulating layer is formed using a liquid organic polymer material, and is coated with a uniform thickness on the surface of the
여기서, 코팅 방식으로는 스핀 코팅 방식(spin coating), 스프레이 코팅 방식(spray coating), 디핑 코팅 방식(dipping coating), 스크린 프린팅 방식(screen printing) 등이 사용된다.Here, as the coating method, a spin coating method, a spray coating method, a dipping coating method, a screen printing method, or the like is used.
또한, 폴리머 물질로는 폴리이미드(polyimide) 계열 물질, 폴리아미드(polyamide) 계열 물질, 테프론(teflon) 계열 물질, 페인트(paint) 계열 물질, 실버-스톤(silver-ston), 테프젤-에스(tefzel-s), 에폭시(epoxy), 고무(rubber) 등이 사용되거나 자외선(UV)에 대한 감광성이 있는 물질도 사용될 수 있다.In addition, the polymer material may be a polyimide-based material, a polyamide-based material, a teflon-based material, a paint-based material, silver-ston, Tefgel-S ( tefzel-s), epoxy, rubber, or the like, or a material that is sensitive to ultraviolet light (UV) may be used.
예를 들어, 폴리이미드 계열 물질을 스프레이 코팅 방식으로 가이드부재(130)에 형성하는 공정에 대해 설명하면 다음과 같다.For example, the process of forming the polyimide-based material on the
우선, 가이드부재(130)을 아세톤(aceton), 아이소 프로필 알코올(IPA; Iso Propyl Alcohol) 등으로 유기 세척시키고 나서, 가이드부재(130)을 고속(예; 2,000 rpm 이상)으로 자전시키면서 폴리이미드 계열 물질을 가이드부재(130)에 분사한 후에 가이드부재(130) 표면에 코팅된 폴리이미드 계열 물질을 열처리한다.First, the
이러한, 스프레이 코팅 방식의 폴리머 절연막 형성 공정에 의해 가이드부재(130) 표면에는 열적 안정성이 우수하고 글래시 템퍼러쳐(GT; glassy temperature)가 300 ℃이상인 폴리머 절연막이 형성된다.The polymer insulating film having a high thermal stability and a glassy temperature (GT) of 300 ° C. or more is formed on the surface of the
또한, 폴리이미드 계열 물질 열처리 과정에서 폴리이미드 계열 물질을 서서히 냉각시킴으로써 폴리머 절연막과 가이드부재(130) 간의 접착성이 우수해 지며, 스프레이 코팅 과정에서 폴리머 계열 물질을 가이드부재(130) 표면에 코팅시킴으로써 두께 균일도가 우수해지며, 폴리머 절연막의 핀홀의 농도가 매우 작아져서 전기적 누설 전류가 발생하지 않는다.In addition, by slowly cooling the polyimide-based material during the heat treatment of the polyimide-based material, the adhesion between the polymer insulating film and the
한편, 산화 절연막과 폴리머 절연막의 이중 절연막은 금속 소재의 가이드부재(130) 표면에 산화 절연막을 형성시키고 나서 이 산화 절연막 위에 폴리머 계열의 물질을 균일한 두께로 코팅시키거나 반대로 금속 소재의 가이드부재 표면에 폴리머 계열 물질을 코팅하고 그 위에 산화 절연막을 형성시킬 수 있다.On the other hand, the double insulating film of the oxide insulating film and the polymer insulating film forms an oxide insulating film on the surface of the
이러한 산화 절연막과 폴리머 절연막의 이중 절연막의 전체 두께는 산화 절연막을 단독으로 가이드부재(130) 표면에 형성시킨 결과의 두께 및 폴리머 절연막을 단독으로 가이드부재(130) 표면에 형성시킨 결과의 두께 각각의 합에 비해 작을 수 있으며, 각각의 단독 절연막에 비해 절연 파괴를 최소화 시킬 수 있다.The total thickness of the double insulating film of the oxide insulating film and the polymer insulating film is the thickness of the result of forming the oxide insulating film on the surface of the
여기서, 산화 절연막 절연 파괴의 주된 사유로는 산화 절연막에 형성되는 핀홀에 기인하여 이 핀홀 내로 박막 히터(123)로 공급된 외부 전원이 전달되는 것에 의해 절연 파괴가 발생될 수도 있다.Here, the main reason for the oxide insulating film insulation breakdown may be caused by the external power supplied to the
그리고, 폴리머 절연막 절연 파괴의 주된 사유로는 폴리머 절연막 형성 시에 액상의 피알(PR) 도포에 의한 기포 발생 등에 기인하여 폴리머 절연막이 고화된 후 기포가 있던 부분에 절연 파괴가 발생될 수도 있다.The main reason for the breakdown of the polymer insulating film may be due to bubble generation due to the application of liquid Pr at the time of forming the polymer insulating film, and then the dielectric breakdown may occur at the portion where the bubble was present after the polymer insulating film was solidified.
따라서, 산화 절연막 또는 폴리머 절연막 각각에 내재된 절연 파괴 발생을 산화 절연막과 폴리머 절연막의 이중 절연막으로 보완하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable to compensate for the occurrence of dielectric breakdown inherent in each of the oxide insulating film or the polymer insulating film with a double insulating film of the oxide insulating film and the polymer insulating film.
이러한 절연막(122)의 두께는 0.5 μm ~ 500 μm 범위, 특히 0.5 μm ~ 200 μm 범위가 열효율성을 위해 바람직하며(재질에 따라 두께에 차이가 발생함), 절연막(122)의 절연 파괴 전압(breakdown voltage)은 1,000 V 이상이며, 절연막(122)의 누설 전류(leakage current)는 100 V 전압이 될 때에 20 μA 이하이며, 박막 히터(123)에서 열이 발열될 때에(thermal cycle) 절연막(122)이 가이드부재(130) 및 박막 히터(123) 각각으로부터 탈착(박리)이 발생되지 않도록 한다.The thickness of the insulating
그리고, 상기 절연막(122)을 후도막 도포법을 이용해 자연경화 또는 열경화성 세라믹으로 형성할 수 있는데, 이와 같은 세라믹 절연막(122)은 내전압 특성을 향상시키게 된다.The insulating
이때, 상기 내전압 특성은 2㎸ 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the withstand voltage characteristic is 2 kV or more.
다음으로 박막 히터(123)에 대해 설명하면, 상기 박막 히터(123)는 절연막(122) 위에 0.05 μm ~ 수 μm 범위(예, 0.05 μm ~ 2 μm )의 두께를 갖는 박막 형태로 장착되며, 전극(125)을 통하여 외부 전원(직류 전원 또는 교류 전원)이 공급되면 자체 전기 저항에 의해 줄열(joule heating)을 발생시킨다.Next, the
여기서, 박막 히터(123)의 박막 특성, 즉 작은 부피로 인해 발열 속도 및 냉각 속도가 매우 빠르게 이루어질 수 있고, 자체 전기 저항에 의해 발열되는 온도가 500 ℃를 초과할 수도 있고, 기존의 히터와는 다르게 아주 빠른 온도 상승도 가능하다.Here, due to the thin film characteristics of the
이러한 박막 히터(123)의 조건은 다음과 같다.The conditions of the
우선, 박막 히터(123)는 박막 특성으로 인해 기존의 히터에 비해 빠른 속도로 온도 상승이 가능하나, 이러한 박막 특성으로 인해 전류 흐름 속도(current flux) 등이 매우 커질 수 있기 때문에 자체적인 전기적/열적/화학적 내성이 요구된다.First, the
즉, 박막 히터(123)는 전기적으로 높은 내압(heater strength)을 가져야 되며, 전극(125)을 통하여 지속적으로 인가되는 에너지에 대한 자체 저항성이 높아야지만 박막 히터(123)의 장시간 수명 유지가 가능하다.That is, the
또한, 박막 히터(123)는 절연막(122) 위에 장착되는데, 발열로 인해 절연막(122)이 탈착되지 않도록 하고 가이드부재(130)와 절연막(122)간의 박리가 발생되지 않도록 해야 된다.In addition, the
또한, 박막 히터(123)는 열 충격이 지속적으로 가해지는 소자인데, 이러한 열충격에 의해 자체 저항 변화의 현저한 증가가 일어나지 않도록 해야 한다.In addition, the
또한, 박막 히터(123)는 공기 중(산소)에 노출된 상태로 고온으로 발열하는 경우도 있는데, 이러한 산화에 의해 자체 저항의 현저한 증가가 일어나지 않도록 해야 한다.In addition, the
전술한 바와 같은 조건을 만족시킬 수 있도록 박막 히터(123)의 소재로는 융점이 높은 단일 금속(예; Ta, W, Pt, Ru, Hf, Mo, Zr, Ti 등)이 사용되거나 이들 금속을 조합한 2성분계 금속 합금물(예; TaW 등)이 사용되거나 금속-질화물(metal-nitride)을 조합한 2성분계 금속-질화물 계열(예; WN, MoN, ZrN 등)이 사용되거나 금속-규화물(metal-silicide)을 조합한 2성분계 금속-규화물 계열(예; TaSi, WSi 등)이 사용된다.In order to satisfy the above conditions, a thin metal having a high melting point (eg, Ta, W, Pt, Ru, Hf, Mo, Zr, Ti, etc.) may be used as the material of the
그리고, 박막 히터(123)가 수 μm 이하(예; 0.05 μm ~ 2 μm 범위 등, 재질에 따라 두께에 차이가 발생함)의 두께를 갖도록 한다.In addition, the
특히, 박막 히터(123)의 온도가 순간적으로 상승되게 하기 위해서, 즉 자체적으로 뜨겁게 달궈지는데 걸리는 시간이 최소화되기 위해서는 박막 히터(123) 자 체의 히트 커패시티(heat capacity)를 매우 작게 하면 된다.In particular, in order to increase the temperature of the
즉, 박막 히터(123)의 히트 커패시티는 두께를 매개변수로 하는 함수로 표현되는데, 박막 히터(123)의 두께가 얇아질수록 그 값이 작아진다. 반면에 박막 히터(123)의 수명은 두께가 얇아질수록 짧아질 수 있다.That is, the heat capacity of the
따라서, 본 발명에서는 박막 히터(123)의 온도를 순간적으로 상승시키고 수명을 연장시키기 위한 두 가지 조건을 만족시키기 위해 다양한 시뮬레이션과 실험을 통하여 박막 히터(123)의 최적 두께 범위를 도출할 수 있다. 한편, 박막 히터(123)의 소재에 따라 약간의 차이는 있으나 미세한 차이임을 밝혀 둔다.Therefore, in the present invention, the optimum thickness range of the
즉, 다음의 수식에 근거하여 박막 히터(123)의 최적의 두께를 도출한다.That is, the optimum thickness of the
여기서, (resistivity)는 박막 히터(123) 소재의 고유한 비저항값이고, Rs(sheet resistance)는 박막 히터(123)의 면 저항값이고, t(thickness of film)는 박막 히터(123)의 두께이다. 한편, 두께와 고유 비저항값은 비례 관계에 있음을 알 수 있다.here, (resistivity) is a specific resistivity value of the
따라서, 박막 히터(123) 소재의 비저항값 범위를 고려하여 전술한 매개변수를 입력 데이터로 이용하여 시뮬레이션을 하면 각 제품의 특성에 맞게 박막 히터(123)의 최적 두께 범위가 재질에 따라(예; 0.05 μm ~ 2 μm 등) 도출된다.Therefore, when the simulation using the above-described parameters as input data in consideration of the specific resistance range of the
이러한 박막 히터(123)는 진공 증착 방식에 의해 절연막(122) 위에 형성되는데, 진공 증착 방식으로는 PVD(Sputtering, Reactive Sputtering, Co-Sputtering, Evaporation, E-beam 등) 및 CVD(LPCVD, PECVD 등)가 사용된다.The
도 8 내지 10은 본 발명에 따른 박막 히터 상에 형성되는 도전체 패턴의 다양한 실시 예를 보여주는 예시도로서, 동 도면에서 보는 바와 같이 박막 히터(123) 상에는 박막 히터보다 전기 저항이 낮으며 열전도율이 높은 도전체 패턴(124)을 여러가지 형상 및 모양과 간격으로 형성할 수 있다. 8 to 10 are exemplary views showing various embodiments of a conductor pattern formed on a thin film heater according to the present invention. As shown in the figure, the electrical resistance is lower than the thin film heater on the
만약, 도전체 패턴(124)이 형성되지 않은 박막 히터(123)를 사용할 경우 전원 공급 초기에 박막 히터(123)의 전극 도입부와 중앙 부분 사이에 온도 차가 발생하여 박막 히터(123) 면 전체에 균일한 온도 분포가 이루어지지 못하거나 박막 히터(123)의 일 부분에 과 발열 현상이 발생하여 박막 히터(123)나 절연막(122) 등에 치명적인 손상(열화)를 발생시키게 되며, 박막히터의 수명이 극단적으로 짧아질 수 있게 된다.If the
즉, 이러한 현상을 방지하고 전원 공급 초기에 보다 빠른 시간 안에 박막 히터(123)의 면 전체에 균일한 발열이 일어날 수 있도록 하기 위하여, 박막 히터(123) 상에 도 8 내지 10과 같이 여러 가지 형태 및 모양의 도전체 패턴(124)을 형성하게 되는 것이다.That is, in order to prevent such a phenomenon and to generate uniform heat generation on the entire surface of the
이처럼, 박막 히터(123)에 도전체 패턴(124)을 형성하게 되면, 박막 히터(123)의 생산공정에서 도전체 패턴이 형성되지 않은 단일 박막 히터보다 생산 수율을 향상시킬 수 있게 되는데, 이는 도전체 패턴이 형성되지 않은 단일 박막 히터가 박막 히터 전체 중 일부분의 미세한 두께 차이나 스크래치 등의 일부 박막의 손상으로도 전체 저항체의 품질 저하로 이어지는 종래 문제점을 해결할 수 있게 되기 때문이다.As such, when the
다음으로 전극(125)에 대해 설명하면, 상기 전극(125)은 박막 히터(123) 상에 장착되어, 외부로부터 공급된 전원을 박막 히터(123)로 균일하게 공급하는 역할을 수행하게 된다. 여기서, 상기 전극(125)을 박막 히터(123) 면 전체에 고르게 접지되도록 설치함으로써, 박막 히터(123)의 모든 면에서 균일한(일정한) 전류 밀도를 가질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.Next, the
특히, 박막 히터(123)의 모든 면에서 균일한 전류 밀도를 가질 수 있도록 하기 위해서 전극(125)의 폭(두께)을 박막 히터(123)의 폭(두께)보다 더 크거나 같게 하는 것이 좋다.In particular, the width (thickness) of the
도 11 내지 12는 본 발명에 따른 전극 및 박막 히터의 다양한 배치 패턴의 실시 예를 보여주는 예시도로서, 동 도면에서 보여지는 바와 같이 전극(125)의 형상을 복수 개의 발열 박막 셀이 형성되도록 여러 가지 위치, 모양, 크기 및 개수를 가지는 패턴으로 형성할 수 있다. 11 to 12 are exemplary views showing embodiments of various arrangement patterns of the electrode and the thin film heater according to the present invention. As shown in the drawing, various shapes of the
이러한 박막 셀을 형성하는 이유는 한번에 많은 전력이 공급될 때 전력 공급되는 부위의 전극(125)과 박막히터(123)의 접지부위가 과열로 인해 파괴되는 것을 방지시키는 동시에 발열 영역을 여러 개로 분할시켜 각 영역별 저항값의 제어가 가능하여 부분적으로 발생되는 열을 제어가 가능하도록 하기 위함이다.The reason for forming the thin film cell is to prevent the ground parts of the
상기한 바와 같은 전극(125)을 형성하는 소재는 박막 히터(123)에서 열이 발열 될 때에, 전극(125)의 온도에 대한 안정성을 보장하고, 산화에 의한 저항 증가를 막고, 박막 히터(123)로부터 탈착되지 않도록 하기 위한 Al, Au, W, Pt, Ag, Ta, Mo, Ti, H, Cu 등과 같은 금속이 사용될 수 있다.The material forming the
마지막으로, 상기 보호층(127)은 박막 히터(123) 및 금속 패드(125)의 외면에 장착되어 외부환경으로부터 박막 히터(123), 금속 패드(125)를 전기적/화학적으로 보호하게 되는데, 이러한 보호층(127)의 소재로는 SiNx, SiOx, AlOx, Polymer, Polyimide, 테프론 등이 사용될 수 있으며, 상기 보호층(127)의 두께는 열전도율과 보호기능을 발휘할 수 있는 최적의 두께로 재질에 따라 정해지며, 약 0.1 μm 내지 20 μm 범위인 것이 바람직하다.Finally, the
이러한, 보호층(127)은 도전체 패턴(124)이 형성된 박막 히터(123)와 도전체 패턴이 형성되어 있지 않은 상태의 박막 히터(123) 모두에 형성될 수 있다.The
도 13은 발명에 따른 발열수단의을 실험하기 위한 시편의 제원을 나타낸 개략도이고, 도 14는 도 13의 시편에 일정한 전류(50W)를 인가한 상태에서 시간 변위에 따른 온도변화 값을 측정한 그래프가 도시되어 있으며, 도 15는 도 13의 시편에 규정된 시간(10초)동안 인가되는 전류량의 변위에 따른 온도변화값을 측정한 그래프가 도시되어 있다.13 is a schematic view showing the specifications of the specimen for testing the heating means according to the invention, Figure 14 is a graph measuring the temperature change value according to the time displacement in a state in which a constant current (50W) is applied to the specimen of FIG. 15 is a graph illustrating a measurement of a temperature change value according to a displacement of an amount of current applied for a time (10 seconds) defined in the specimen of FIG. 13.
이때, 상기 도 13 내지 도 15을 통해 측정된 온도 값은 박막 히터(123), 도전체 패턴(124), 절연막(122), 전극(125), 가이드부재(130) 등과 같은 각 구성 요소의 저항값, 두께, 소재 등에 따라 서로 다른 결과로 도출될 수 있음을 밝혀 둔다.In this case, the temperature values measured through FIGS. 13 to 15 are resistances of the respective components such as the
도 14에 도시된 바와 같이, 50 와트 전력이 인가될 시 일정 시간이 경과하면 287 ℃에서 임계(saturation) 특성이 나타남을 알 수 있다.As shown in FIG. 14, it can be seen that a saturation characteristic appears at 287 ° C. after a predetermined time when 50 watt power is applied.
도 15에 도시된 바와 같이, 전력 변화에 따라 10초 동안 증가하는 표면 온도 변화는 선형적 증가 특성을 가지는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 15, it can be seen that the surface temperature change which increases for 10 seconds according to the power change has a linear increase characteristic.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 발열수단(120)은 제품의 설계조건을 반영하여 박막 히터, 도전체 패턴, 절연막, 전극, 박막셀, 가이드부재 등과 같은 각 구성 요소의 저항값, 두께, 소재 등을 서로 다르게 적용하여 표면 온도 도달 시간 및 소비 전력을 제품 특성에 맞게 감소시켜 최적의 제품을 생산할 수 있도록 한다.The heat generating means 120 according to the present invention as described above, reflecting the design conditions of the product, the resistance value, thickness, material, etc. of each component such as a thin film heater, a conductor pattern, an insulating film, an electrode, a thin film cell, a guide member, etc. Apply differently to reduce surface temperature arrival time and power consumption according to product characteristics to produce optimal product.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막히터를 이용한 화상 형성장치의 내부구조를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 17은 도 16의 "B"부 상세도이며, 도 18은 도 16의 "C"부 상세도 이다.FIG. 16 is a cross-sectional view schematically illustrating an internal structure of an image forming apparatus using a thin film heater according to a second exemplary embodiment of the present invention, FIG. 17 is a detailed view of part “B” of FIG. 16, and FIG. 18 is a portion of FIG. "C" part is a detailed view.
동 도면에서 보는 바와 같은 본 발명의 제2 실시예는 전술한 제1 실시예의 구성으로부터 발열수단(120) 및 가이드부재(130)의 구성을 달리하고 있다.As shown in the figure, the second embodiment of the present invention differs in the configuration of the heat generating means 120 and the
따라서, 발열수단(120) 및 가이드부재(130)을 제외한 나머지 구성 및 이에 따른 작용 설명은 생략하기로 하고, 제1 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.Therefore, the rest of the configuration except for the heat generating means 120 and the
상기 가이드부재(130)는 기록재료(P)의 토너를 가열 정착시키기 위한 발열수단(120)이 적층되는 대향 수평면(131)과, 상기 대향 수평면(131)의 좌, 우측 끝단 중 적어도 어느 일측 끝단으로 연장되도록 형성한 날개부(133)로 구성되는데, 상기 날개부(133)는 대향 수평면(131)으로 진입하기 전의 슬리브(140)를 예열시키는 역할을 수행한다.The
상기 대향 수평면(131)의 상, 하면에는 각각 발열수단(120)이 설치된다.Heating means 120 is provided on the upper and lower surfaces of the opposing
상기한 바와 같은 본 발명의 제2 실시예에 따르게 되면, 상, 하 발열수단(120)에 의한 동시 발열이 이루어지게 되고, 이로 인해 발열수단(120)을 하나만 사용할 때에 비해 예열시간이 단축될 뿐만 아니라, 고온의 발열이 가능하게 된다.According to the second embodiment of the present invention as described above, the simultaneous heating by the upper and lower heat generating means 120 is made, thereby shortening the preheating time compared to using only one heating means 120. In addition, high temperature heat generation is possible.
상기 상, 하 발열수단(120)은 각각 별개의 전원 공급이 이루어지도록 할 수 있는데, 이는 각각의 발열수단(120)에 대한 전류공급을 조절시켜 발열수단(120)에 대한 부하가 분산되도록 하는 이점을 갖는 것으로서, 발열수단(120)을 안정적으로 구동하게 되는 한편, 그 수명을 연장할 수 있게 된다.The upper and lower heat generating means 120 may be provided with a separate power supply, respectively, which is to control the current supply to each heat generating means 120 to distribute the load to the heat generating means 120 As having, it is possible to stably drive the heat generating means 120, it is possible to extend its life.
또한, 상기 발열수단(120)은 가이드부재(130)와 가압판(115)에 각각 형성되도록 하여 기록재(P)의 상하면을 동시에 가열시킬 수도 있다.In addition, the heat generating means 120 may be formed on the
이러한, 가이드부재(130)는 열전도성이 뛰어난 도전성 재질 또는 비도전성 재질이 사용될 수 있는데, 도전성 재질로는 알루미늄, 스테인레스 스틸 또는 알루미늄과 스테인레스 스틸의 합금 등과 같은 금속재질이 사용될 수 있고, 비도전성 재질로는 고분자 합성수지 및 세라믹 등이 사용될 수 있다.The
상기한 가이드부재(130)의 하부 대향측에는 기록재료(P)의 이송을 위한 가압구동부(110)가 설치되는데, 상기 가압 구동부(110)는 구동벨트(113)와, 상기 구동벨트(113)의 내부에 설치되어 벨트 상면을 상부 가이드부재(130) 측으로 가압시키는 가압판(115)과, 상기 가압판(115)의 좌우 어느 일측에 형성되어 구동벨트(113)를 구동시키도록 된 구동륜(111)으로 구성된다.On the lower side of the
이때, 상기 가압판(115)은 별도의 탄성부재(압축 스프링 등을 사용할 수 있다)에 의해 탄력 지지되도록 하는 것이 바람직하다.At this time, the
또한, 상기 가압판(115)은 가이드부재(130)의 대향 수평면(131)에 대응하는 평판부(115a)와, 구동륜(111)이 형성되지 않은 반대측에 구동벨트(113)를 가이드하기 위한 가이드 날개(115b)를 형성한다.In addition, the
도 19는 본 발명에 따른 발열수단의 제2 변형예를 도시한 확대 단면도이다.19 is an enlarged cross-sectional view showing a second modification of the heat generating means according to the present invention.
상기 도 19를 통해, 본 발명의 발열수단(120)을 비도전성 재질의 가이드부 재(130) 상,하면에 동시에 형성시키는 예를 설명한다.19, an example of simultaneously forming the heating means 120 of the present invention on the upper and lower surfaces of the
동 도면에서 보는 바와 같은 본 발명의 발열수단(120)은 비도전성 재질의 가이드부재(130) 상,하면에 각각 박막히터(123)가 형성되고, 상기 박막히터(123) 표면에 외부전원을 공급하기 위한 전극(125)이 상,하면에 차례로 형성되며, 상기 전극(125) 및 박막히터(123) 표면에 소정두께의 보호층(127)을 상,하면에 차례로 형성하는 구성으로 이루어진다.As shown in the drawing, the heating means 120 of the present invention has a
즉, 상기 가이드부재(130)를 기준으로 상하 대칭되도록 발열수단(120)이 형성된다.That is, the heating means 120 is formed to be symmetrical with respect to the
이때, 상기 전극(125)의 전원을 박막히터(123) 전면에 고르게 분포되도록 하기 위한 도전체 패턴(124)이 더 형성될 수 있다. 상기 도전체 패턴(124)은 발열수단(120) 표면에 전극(125)과 전극(125) 사이를 전기적으로 연결하는 다양한 패턴이 사용될 수 있다.In this case, a
특히, 하면의 슬리브(140)와 접지되는 보호층(127)의 두께를 상면보다 두껍게 형성하는 것이 바람직하다.In particular, it is preferable to form the thickness of the
이때, 상기 비 도전성 재질의 가이드부재(130)의 소재로는 적어도 250℃ 이상에서도 견딜 수 있는 열 강화 플라스틱, 내열성 수지, 세라믹, 유리, 도자기, 석재 등이 사용될 수 있다.At this time, the material of the
물론, 상기 가이드부재(130)를 도전성 재질을 사용할 수도 있는데, 이때에는 가이드부재(130) 표면에 박막히터(123)를 곧바로 증착하지 않고, 도 6에서 보는 바와 같이 절연막(122)이 먼저 형성되도록 한 다음, 그 상부에 박막히터(123)가 증착 되도록 할 수 있다.Of course, a conductive material may be used for the
도 20은 본 발명에 따른 발열수단의 제3 변형예를 도시한 확대 단면도이다.20 is an enlarged cross-sectional view showing a third modification of the heat generating means according to the present invention.
동 도면에서 보는 바와 같은 제3 변형예에 따른 발열수단(120)은 비도전성 가이드부재(130)의 표면에 박막히터(123)를 증착하기 전에 전극(125)을 먼저 융착 형성하도록 한다.The heat generating means 120 according to the third modified example as shown in the drawing allows the
상기 전극(125)은 페이스트 상태의 전극(125)을 가이드부재(130) 표면에 도포시킨 후 진공챔버 내에서 용매를 제거시켜 고형화하는 진공소결 등의 방법으로 융착할 수 있다.The
이와 같은 융착방법을 이용해 전극(125)을 형성하게 되면, 전류용량의 과부하로 인해 전극(125)이 타서 소실되는 문제를 방지할 수 있게 된다.When the
이때, 상기 전극(125)을 형성함과 더불어 박막히터(123)에 전원공급이 고르게 이루어질 수 있도록 하기 위해 전극(125)과 전극(125) 사이를 잇는 도전체 패턴(124)을 형성할 수 있다.In this case, in order to form the
상기 전극(125) 및 도전체 패턴(124)이 형성된 상부에 박막히터(123)가 증착되도록 하는데, 상기 박막히터(123)가 전극(125) 및 도전체 패턴(124)을 덮는 형태를 취하게 된다.The
그리고, 상기 박막히터(123)의 표면에는 소정두께의 보호층(127)을 형성함으로써, 외부환경으로부터 보호되도록 한다.In addition, a
이때, 상기 가이드부재(130)는 비 도전성 재질로서, 적어도 250℃ 이상에서 도 견딜 수 있는 열 강화 플라스틱, 내열성 수지, 세라믹, 유리, 도자기, 석재 등이 사용될 수 있다.In this case, the
물론, 상기 가이드부재(130)를 도전성 재질로 사용할 수도 있는데, 이때에는 가이드부재(130) 표면에 박막히터(123)를 곧바로 증착하지 않고, 도 6에서 보는 바와 같은 절연막(122)이 먼저 형성되도록 한 다음, 그 상부에 박막히터(123)가 증착되도록 할 수 있다.Of course, the
또한, 상기한 바와 같은 제3 변형예에 따른 발열수단(120)을 가이드부재(130)의 상하면에 각각 설치되도록 할 수도 있다.In addition, the heating means 120 according to the third modification as described above may be installed on the upper and lower surfaces of the
도 21은 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막히터를 이용한 화상 형성장치의 내부구조를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 22는 본 발명의 제4 실시예에 따른 박막히터를 이용한 화상 형성장치의 내부구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.FIG. 21 is a cross-sectional view schematically illustrating an internal structure of an image forming apparatus using a thin film heater according to a third embodiment of the present invention. FIG. 22 is a cross-sectional view of the image forming apparatus using a thin film heater according to a fourth embodiment of the present invention. It is sectional drawing which shows the internal structure schematically.
동 도면에서 보는 바와 같은 본 발명의 제3 실시예는 구동륜(111)이 가압판(115)의 하부 양측에 각각 설치되고 있고, 제 4 실시예는 구동륜(111)이 가압판(115)의 하부 중앙에 하나만 설치되고 있다.In the third embodiment of the present invention as shown in the drawing, the driving
그리고, 상기 도 21 또는 도 22에서 보는 바와 같은 가압판(115)은 가이드부재(130)의 대향 수평면(131)에 대응하는 평판부(115a)와, 상기 평판부(115a)의 좌우측 양단에 각각 구동벨트(113)를 가이드하기 위한 가이드 날개(115b)가 연장 형성되는 구성으로 이루어진다.The
이때, 상기 가압판(115)에는 강도 보강을 위한 지지대(115c)를 결합할 수 있 는데, 이와 같은 지지대(115c)를 가이드부재(130)에 결합하여 강도 보강이 이루어지도록 할 수도 있다.At this time, the
여기서, 상기 가압판(115)의 일측에 가압판(115) 또는 가이드부재(130) 중 적어도 어느 하나의 위치를 가변시키기 위한 위치가변수단(160)을 설치할 수 있는데, 상기 위치가변수단(160)은 발열수단(120)의 예열 초기 가압판(115)를 이동시켜 가이드부재(130)와 가압판(115) 사이가 소정 간격 이격되도록 한다.Here, the position
상기한 바와 같은 위치가변수단(160)은 유공압 실린더는 물론 솔레노이드밸브, 또는 캠구조 등과 같이 다양한 메커니즘이 사용될 수 있다.Position
이는, 예열 초기 발열수단(120)으로부터의 열이 가압판(115)를 통해 전도되어 예열시간이 길어지는 것을 방지하기 위함이다.This is to prevent the heat from the initial heating preheating means 120 being conducted through the
따라서, 상기 위치가변수단(160)은 화상 형성장치의 동작 초기 가이드부재(130)와 가압판(115)의 사이를 소정간격 이상으로 이격시키도록 하고, 발열수단(120) 발열온도를 측정하여 설정온도(예; 180℃)에 도달하면, 가압판(115)를 가이드부재(130)에 가압시키게 된다. Accordingly, the position
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention having the configuration as described above are as follows.
우선, 본 발명의 화상 형성 장치에 전원이 인가되도록 하고, 상기 공급전원은 발열수단(120)의 전극(125)로 입력되며, 다시 박막 히터(123)의 전체 면적에 균일하게 공급되어 자체 발열이 이루어지게 된다.First, power is applied to the image forming apparatus of the present invention, and the supply power is input to the
상기 박막 히터(123)의 발열로 인해 가이드부재(130)의 대향 수평면(131)과 날개부(133)가 가열되고, 상기 가열된 가이드부재(130)는 그 외면을 감싸고 있는 슬리브(140)를 이루는 열경화성 수지를 가열시키게 된다.Due to the heat of the
이때, 상기 슬리브(140)와 가이드부재(130)의 접지면적이 대향 수평면(131)과 날개부(133) 전체에 걸쳐 이루어지게 됨에 따라, 충분한 가열면적 및 가열시간을 확보할 수 있게 된다.At this time, the ground area of the
이와 같은 슬리브(140)와 접지되고 있는 가압 구동부(110)의 회전됨과 더불어 그 사이로 기록재료(P)가 공급되어 이송된다.While the
이때, 상기 기록재료(P) 상면에 뿌려진 토너(T) 가루는 가이드부재(130)의 대향 수평면(131) 구간을 통과하는 동안 열정착이 이루어져 화상형성 장치로부터 배출된다.At this time, the toner T powder sprinkled on the upper surface of the recording material P passes through the opposing
이와 같은, 상기 박막 히터(123)는 저 전력의 외부 전원으로도 급속 발열이 이루어지게 되는데, 이는 500W 전원을 인가했을 경우를 보면, 20초 만에 섭씨 140도 이상(가이드부재의 크기에 따라 결과가 달라질 수 있음)으로 급속 가열되는 특성을 갖게 됨에 따라 예열에 필요한 작업대기 시간이 단축되는 이점을 갖게 된다.As described above, the
이상, 본 발명이 실시 예를 들어 설명되었으나, 본 발명의 실시 예는 단지 예시에 불과하며 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명이 속하는 분야의 기술자는 본원의 특허청구범위에 기재된 원리 및 범위 내에서 본 발명을 여러 가지 형태로 변형 또는 변경할 수 있다.As mentioned above, although the present invention has been described by way of examples, the embodiments of the present invention are merely examples and should not be construed as limiting the scope of the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains may modify or alter the present invention in various forms within the principles and scope described in the claims herein.
상기와 같은 본 발명은 가이드부재 상면에 박막히터를 포함하는 발열수단이 형성되도록 하여 가이드부재의 전체면을 가열판으로 활용하는 동시에 가압 구동부의 구조가 컨베이어 구동 형태로 이루어지게 됨에 따라 가열면적과 가열시간이 충분히 확보된 상태에서 열정착공정이 수행되어 고속출력이 가능한 효과를 갖는다.In the present invention as described above, the heating means including the thin film heater is formed on the upper surface of the guide member to utilize the entire surface of the guide member as a heating plate, and at the same time the structure of the pressurizing drive portion is made of a conveyor drive form the heating area and heating time. Passion deposition process is performed in this sufficiently secured state has the effect that high-speed output is possible.
또한, 본 발명은 컨베이어 형태의 가압구동부를 제공함으로써, 장치의 슬림화가 가능한 동시에 박막히터를 이용한 고속 발열의 특성으로 인해 작업대기시간(예열시간)이 단축되는 효과가 있다.In addition, the present invention provides a pressurized drive unit in the form of a conveyor, which allows the device to be slimmed down and at the same time, the working standby time (preheating time) is shortened due to the characteristics of high-speed heat generation using a thin film heater.
그리고, 본 발명은 가이드부재 상, 하면에 발열수단이 동시에 형성되도록 할 경우, 발열수단을 하나만 사용할 때에 비해 발열온도를 현저히 높일 수 있고, 승온시간을 단축할 수 있으며, 각각의 발열수단에 공급되는 전류량을 조절함으로써, 과부하로 인한 문제를 예방하여 발열수단의 수명이 연장되도록 하는 효과를 갖는다.In the present invention, when the heating means are formed on the guide member at the same time, when the heating means are formed at the same time, it is possible to significantly increase the heat generation temperature, shorten the temperature increase time, and supply the respective heat generating means, when only one heating means is used. By adjusting the amount of current, it is possible to prevent the problem caused by overload to extend the life of the heating means.
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-
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001034089A (en) | 1999-07-15 | 2001-02-09 | Minolta Co Ltd | Fixing device |
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