KR101188799B1 - Fixing Unit for Image Forming Apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복사기, 프린터 등의 화상형성장치(image forming apparatus)용 정착유닛(fixing unit)에 관한 것이다. 상기 정착유닛은 테프론 코팅된 히트 파이프(heat pipe)로 이루어지는 히트 롤러(heat roller), 상기 히트 파이프 아래에 설치된 유도코일 및 제1절연층을 포함한다. 상기 유도코일은 그 표면 전체가 에나멜 코팅(enamel coating)되어 있으며, 상기 절연층이 열경화성 접착제로 접착된다.The present invention relates to a fixing unit for an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and the like. The fixing unit includes a heat roller made of a Teflon coated heat pipe, an induction coil installed under the heat pipe, and a first insulating layer. The induction coil has an enamel coating on its entire surface, and the insulating layer is bonded with a thermosetting adhesive.

이러한 정착유닛은 순간가열이 가능하고 열전도가 우수하여 초기가동시 또는 대기모드로부터 워밍업 시간을 수초 내로 단축할 수 있어 향후 고기능의 화상형상장치에 매우 적합하다.Such a fixing unit is capable of instantaneous heating and has excellent thermal conductivity, so that the warm-up time can be shortened within a few seconds at the time of initial start-up or standby mode, which is suitable for a high-performance image forming apparatus in the future.

화상형성장치, 정착기, 정착유닛, 테프론, 에나멜 Image forming apparatus, fixing unit, fixing unit, teflon, enamel

Description

화상형성장치용 정착유닛{Fixing Unit for Image Forming Apparatus}Fixing Unit for Image Forming Apparatus}

도 1은 일반적인 화상형성장치의 개략 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a general image forming apparatus.

도 2는 램프가열방식을 적용한 종래의 정착유닛에 대한 종단면도이다.Figure 2 is a longitudinal sectional view of a conventional fixing unit applying the lamp heating method.

도 3은 유도가열방식을 적용한 종래의 정착유닛에 대한 종단면도이다.3 is a longitudinal sectional view of a conventional fixing unit applying the induction heating method.

도 4는 도 3의 정착유닛에 장착된 히트 롤러로서, 도 4a는 횡단면도이고 도 4b는 도 4a의 "A"부 상세도이다.FIG. 4 is a heat roller mounted on the fixing unit of FIG. 3, FIG. 4A is a cross-sectional view and FIG. 4B is a detail view "A" of FIG. 4A.

도 5는 본 발명에 따른 정착유닛에 대한 종단면도이다.5 is a longitudinal sectional view of a fixing unit according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 정착유닛의 히트 롤러로서, 도 6a는 횡단면도이고 도 6b는 도 6a의 "B"부 상세도이다.Figure 6 is a heat roller of the fixing unit according to the present invention, Figure 6a is a cross-sectional view and Figure 6b is a detail view "B" of Figure 6a.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1. 정착유닛(fixing unit)1. Fixing unit

10. 히트 롤러(heat roller)10. heat roller

11. 유도코일11. Induction coil

12. 히트 파이프(heat pipe)12. heat pipe

13. 절연층13. Insulation layer

14. 열경화성 접착제14. Thermosetting adhesive

15. 절연코팅층15. Insulation coating layer

본 발명은 복사기, 프린터 등의 화상형성장치(image forming apparatus)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 순간가열이 가능하고 열전도가 양호하도록 개선된 히트 롤러를 구비한 화상형상장치용 정착유닛(fixing unit)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and more particularly, to a fixing unit for an image forming apparatus having an improved heat roller capable of instantaneous heating and good thermal conductivity. It is about.

도 1은 일반적인 화상형성장치의 개략적 구성을 도시하고 있다. 일반적인 화상형성장치, 예컨대 레이저 빔 프린터(lazer beam printer)에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 화상 형성 데이타에 따라 조절되는 레이저광(2a)이 레이저 스캐닝 유닛(laser scanning unit, 2)으로부터 감광드럼(photosensitive drum, 3)에 조사되며, 조사된 레이저광에 의해 감광드럼(2)의 표면에는 잠상(latent image)이 형성된다. 이러한 잠상은 다수의 현상유닛(developing unit, 4)에 의해 토너화상(toner image)으로 현상되며, 상기 토너화상은 전사유닛(transfering unit, 5)을 통해 기록매체(recording media, M)로 전사되고, 정착유닛(100)을 통과한 토너화상은 상기 기록매체 위에 정착된다.1 illustrates a schematic configuration of a general image forming apparatus. In a typical image forming apparatus, such as a laser beam printer, as shown in FIG. 1, the laser light 2a adjusted according to the image forming data is transferred from the laser scanning unit 2 to the photosensitive drum. The photosensitive drum 3 is irradiated, and a latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 2 by the irradiated laser light. The latent image is developed into a toner image by a plurality of developing units 4, and the toner image is transferred to a recording medium M through a transferring unit 5. The toner image passing through the fixing unit 100 is fixed on the recording medium.

기록매체 상의 토너화상이 형성된 후에 상기 토너화상을 기록매체의 표면에 열적으로 정착하기 위한 정착장치들은 다양하다. 대표적인 예로서, 도 2에는 램프가열방식(lamp heating system)을 적용한 정착유닛의 개략적인 구성이 도시되어 있다. 이러한 정착유닛(100)에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 토너화상(t)이 형성된 기록매체(M)가 배출되는 방향, 즉 도면에서 시계방향으로 회전하는 히트 롤러(heat roller, 110)와, 기록매체(M)를 사이에 두고 히트 롤러(110)와 대향되게 설치되어 히트 롤러(110)에 접촉하면서 반시계방향으로 회전하는 가압롤러(pressing roller, 120)를 포함한다. 상기 정착유닛(100)에서는 램프(130), 예컨대 할로겐 램프(halogen lamp)로부터 발생된 복사열에 의해 히트 롤러(110)가 가열되고, 상기 히트 롤러와 대향하는 가압롤러(120) 사이를 통과하는 기록매체(M) 위의 토너화상(t)이 가열 가압되면서 기록매체의 표면에 융착된다. 이때 정착유닛(100)의 서미스터(thermistor, 140)는 히트 롤러(110)의 표면온도를 측정하여 그 전기신호를 제어부(150)로 전송한다. 그리고 상기 제어부는 측정온도에 따라 상기 할로겐 램프에 공급하는 전기량을 제어하여 히트 롤러(110)의 표면온도를 주어진 범위 내에서 유지시킨다. 또한 스위칭 소자(switching element, 160)는 상기 서미스터(140) 및 제어부(150)에 의한 히트 롤러(110)의 온도가 한계 설정치보다 높을 때 온/오프(on/off)되어 할로겐 램프에 흐르는 전원을 차단한다. Various fixing apparatuses for thermally fixing the toner image to the surface of the recording medium after the toner image on the recording medium are formed. As a representative example, FIG. 2 shows a schematic configuration of a fixing unit to which a lamp heating system is applied. In the fixing unit 100, as shown in FIG. 2, a heat roller 110 that rotates in a clockwise direction in a direction in which the recording medium M on which the toner image t is formed is discharged, that is, in the drawing, And a pressing roller 120 which is installed to face the heat roller 110 with the recording medium M therebetween and rotates in a counterclockwise direction while contacting the heat roller 110. In the fixing unit 100, the heat roller 110 is heated by radiant heat generated from the lamp 130, for example, a halogen lamp, and the recording passes between the pressure roller 120 facing the heat roller. The toner image t on the medium M is fused to the surface of the recording medium while being heated and pressurized. At this time, the thermistor 140 of the fixing unit 100 measures the surface temperature of the heat roller 110 and transmits the electric signal to the controller 150. The controller controls the amount of electricity supplied to the halogen lamp according to the measured temperature to maintain the surface temperature of the heat roller 110 within a given range. In addition, the switching element 160 is turned on / off when the temperature of the heat roller 110 by the thermistor 140 and the controller 150 is higher than the threshold setting value to turn on the power flowing to the halogen lamp. Block it.

그러나 이러한 램프를 열원으로 하는 종래의 정착유닛은 전력소모가 많으며, 특히 전원을 껐다가 화상형성을 위해 전원을 다시 켰을 때 상당히 긴 워밍업(warming up)시간을 필요로 한다. 이 워밍업 시간은 수십초 내지 수분이 소요된다. 따라서 램프가열방식은 고속 복사나 인쇄를 위한 화상형성장치로서 적합하지 않다.However, a conventional fixing unit using such a lamp as a heat source consumes a lot of power, and requires a particularly long warm up time when the power is turned off and then turned on again for image formation. This warm up time takes tens of seconds to several minutes. Therefore, the lamp heating method is not suitable as an image forming apparatus for high speed copying or printing.

최근에는 상기 램프가열방식을 개선한 정착유닛으로서 전자기 유도코일(electromagnetic inductive coil)을 적용하여 히트 롤러를 직접가열하는 전자기 유도가열방식이 널리 사용되고 있다(미국 특허 6,643,491; 대한민국 특허 제385997호; 대한민국 제458880호). 유도가열을 이용한 정착유닛들은 램프가열방식을 적용 한 정착유닛들에 비하여 높은 열효율 또는 양호한 정착을 달성할 수 있다.Recently, an electromagnetic induction heating method for directly heating a heat roller by applying an electromagnetic inductive coil has been widely used as a fixing unit to improve the lamp heating method (US Pat. No. 6,643,491; Korean Patent No. 385997; Korean Made. 458880). Fixing units using induction heating can achieve high thermal efficiency or good fixing as compared to fixing units using the lamp heating method.

도 3은 이러한 유도가열방식을 적용한 정착유닛에 대한 종단면도이고, 도 4a는 도 3에 대한 도시된 히트 롤러의 구조를 보여주는 횡단면도이며, 도 4b는 도 4a의 "A"부 상세도이다. Figure 3 is a longitudinal sectional view of a fixing unit applying this induction heating method, Figure 4a is a cross-sectional view showing the structure of the heat roller shown in Figure 3, Figure 4b is a detail view "A" of Figure 4a.

도 3에 도시된 정착유닛(200)에서는 외부로부터 교류전압이 유도코일(211)에 인가되어 피가열체인 히트 롤러(210)가 직접 가열되고, 상기 히트 롤러(210)와 가압롤러(220) 사이를 통과하는 기록매체(M) 위의 토너화상(t)이 기록매체의 표면에 융착된다. 이러한 유도가열방식에서는 히트 롤러(210)에 유도전류를 발생시켜야 하므로 피가열체와 유도코일은 항상 절연되어 있어야 한다.In the fixing unit 200 shown in FIG. 3, an AC voltage is applied from the outside to the induction coil 211 so that the heat roller 210, which is a heating element, is directly heated, and is disposed between the heat roller 210 and the pressure roller 220. The toner image t on the recording medium M passing through is fused to the surface of the recording medium. In such an induction heating method, an induction current must be generated in the heat roller 210, so that the object to be heated and the induction coil must be insulated at all times.

도 4에 유도가열방식을 이용한 종래의 히트 롤러의 단면구조가 자세히 나타나 있다. 종래의 히트 롤러는 도 4에 도시된 바와 같이, 히트 파이프(heat pipe, 212)의 내부에 유도코일(211)이 장착되어 있고, 상기 히트 파이프(212)의 외부 표면에는 토너 오염을 방지하기 위하여 테프론 코팅층(teflon coating, 213)이 형성되어 있다. 또한 상기 유도코일과 히트 파이프의 사이에는 폴리이미드(polyimide)나 캡톤 필름(Kapton film)의 제1절연층(214)이 형성되어 있다. 상기 히트 롤러의 유도코일은 각국의 안전규격 요구사항에 따라 다소의 차이는 있지만, 일반적으로 6kV의 내압을 가져야 하기 때문에 유도코일을 중심으로 내부와 외부면은 마이카 시트(Mica sheet)로서 제2, 제3절연층(215, 215)을 형성하는 것이 필수적이다. Figure 4 shows the cross-sectional structure of a conventional heat roller using an induction heating method in detail. In the conventional heat roller, as shown in FIG. 4, an induction coil 211 is mounted inside a heat pipe 212, and in order to prevent toner contamination on an outer surface of the heat pipe 212. Teflon coating 213 is formed. In addition, a first insulating layer 214 of polyimide or Kapton film is formed between the induction coil and the heat pipe. Although the induction coil of the heat roller is somewhat different depending on the safety standard requirements of each country, the inner and outer surfaces of the induction coil as the mica sheet (Mica sheet) as the second, It is essential to form the third insulating layers 215 and 215.

그러나 마이카 시트는 절연성 및 내압에는 강하나, 그 두께가 0.15~0.18mm 정도이므로, 종래의 히트 롤러는 두꺼운 절연층을 가질 수밖에 없다. 예컨대 도 4 에 도시된 바와 같은 종래의 히트 롤러의 경우 폴리이미드 필름의 제1절연층(214)은 약 25㎛이지만, 5장의 마이카 시트(215a~215e)로 최소두께를 갖도록 형성되는 제2, 제3절연층(215, 215)은 0.75~0.90mm의 두께를 갖는다. 이러한 전기적 절연 강화를 위한 절연두께의 증가는 열전달의 측면에서 나쁜 영향을 준다. 즉 안전을 위한 전기적 절연과 온도상승률 사이에는 서로 상반된 관계가 있다. 또한 절연두께가 증가되면 층간 밀착성이 떨어지기 때문에, 이를 보완하기 위하여 히트 롤러(210)의 내부에는 확관용 와이어(wire, 216)를 삽입하여 층간 밀착성을 증가시킬 필요가 있다. 따라서 종래의 히트 롤러는 절연층 두께의 증가에 따라 절연층간 밀착성이 저하되고 열전도도 저하되므로, 최근 빠른 워밍업 시간을 요구하는 고속기능의 화상형성장치에는 다소 적합하지 못하다.However, the mica sheet is resistant to insulation and breakdown pressure, but since its thickness is about 0.15 to 0.18 mm, the conventional heat roller has no choice but to have a thick insulation layer. For example, in the case of the conventional heat roller as shown in FIG. 4, the first insulating layer 214 of the polyimide film is about 25 μm, but the second mica sheets 215a to 215e are formed to have a minimum thickness. The third insulating layers 215 and 215 have a thickness of 0.75 to 0.90 mm. This increase in insulation thickness for strengthening the electrical insulation has a bad effect in terms of heat transfer. In other words, there is an opposite relationship between electrical insulation for safety and temperature rise rate. In addition, since the interlayer adhesion is reduced when the insulation thickness is increased, it is necessary to insert the expansion wires 216 into the heat roller 210 to increase the interlayer adhesion. Therefore, the conventional heat rollers are less suitable for high speed image forming apparatuses that require fast warm-up time because the adhesion between the insulating layers is lowered and the thermal conductivity is also lowered as the thickness of the insulating layer is increased.

본 발명은 상기한 종래의 유도가열방식에 의한 히트 롤러의 구조를 개선한 것으로, 그 목적은 화상형상장치의 초기가동시 또는 대기모드로부터 워밍업 시간을 수 초 내로 단축할 수 있도록 히트 롤러의 발열효율을 극대화하면서도 양호한 절연 특성이 유지되는 히트 롤러를 구비한 화상형성장치용 정착유닛을 제공함에 있다.The present invention improves the structure of the heat roller by the conventional induction heating method as described above, and its object is to generate heat efficiency of the heat roller so that the warm-up time can be shortened within a few seconds during the initial operation of the image forming apparatus or from the standby mode. It is to provide a fixing unit for an image forming apparatus having a heat roller that maximizes the quality and maintains good insulating properties.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 화상형성장치용 정착유닛은, 히트 롤러와, 상기 히트 롤러와 대향하는 가압롤러를 포함하고; 상기 히트 롤러는 히트 파이프; 상기 히트 파이프 내부면에 설치되며, 표면이 전부 절연코팅되는 유도코일; 및 상기 히트 파이프와 상기 유도코일 사이를 절연시키는 제1절연층을 구비하 고, 상기 유도코일은 제1절연층에 열경화성 접착제로 접착되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the fixing unit for an image forming apparatus of the present invention includes a heat roller and a pressure roller facing the heat roller; The heat roller is a heat pipe; An induction coil installed on an inner surface of the heat pipe and having an entire surface coated with an insulation; And a first insulating layer insulated between the heat pipe and the induction coil, wherein the induction coil is adhered to the first insulating layer with a thermosetting adhesive.

상기 유도코일은 그 바깥부분에 열경화성 접착제에 의해 접착된 제2절연층이 더 형성되는 것이 바람직하다.Preferably, the induction coil further includes a second insulating layer adhered to the outer portion by a thermosetting adhesive.

상기 제1 및 제2절연층은 동일한 재질, 예컨대 테프론 코팅층인 것이 좋다. The first and second insulating layers may be made of the same material, for example, a Teflon coating layer.

상기 히트 롤러의 히트 파이프는 외부표면이 테프론 코팅되는 것이 바람직하다.The heat pipe of the heat roller is preferably the outer surface is Teflon coated.

상기 유도코일은 그 표면 전체가 균일하게 에나멜 코팅(enamel coating)된 것이 바람직하다.Preferably, the induction coil is enamel coated on the entire surface thereof.

본 발명에 따른 화상형성장치용 정착유닛에는, 외부전원으로서 인버터(inverter)를 이용한 고주파 교류전원이 유도코일의 양단에 인가되는 방식이 적합하다. In the fixing unit for an image forming apparatus according to the present invention, a method in which a high frequency AC power source using an inverter as an external power source is applied to both ends of the induction coil is suitable.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명에 따른 정착유닛에 대한 종단면도이다. 본 발명에 따른 화상형성장치용 정착유닛은 도 5에 도시된 바와 같이, 가압롤러(20)와 대향하여 접촉되어 구동되는 히트 롤러(10)를 포함한다. 5 is a longitudinal sectional view of a fixing unit according to the present invention. As shown in FIG. 5, the fixing unit for the image forming apparatus according to the present invention includes a heat roller 10 which is driven in contact with the pressing roller 20.

상기 히트 롤러(10)는 내부면에 나선형으로 설치되어 유도전류를 발생시키는 유도코일(11)이 설치된다. The heat roller 10 is provided with an induction coil 11 is installed spirally on the inner surface to generate an induction current.

상기 히트 롤러(10)는, 외부로부터 고주파 교류전압이 유도코일(11)에 인가 되어 직접 가열된다. 이에 따라 상기 히트 롤러(10)와 가압롤러(20) 사이를 통과하는 기록매체(M) 위의 토너화상(t)이 기록매체의 표면에 융착된다. The heat roller 10 is directly heated by applying a high frequency AC voltage to the induction coil 11 from the outside. As a result, the toner image t on the recording medium M passing between the heat roller 10 and the pressure roller 20 is fused to the surface of the recording medium.

서미스터(40)는 히트 롤러(10)의 표면온도를 측정하여 제어부(50)로 측정된 전기신호를 전송하며, 상기 제어부는 측정온도에 따라 상기 유도코일에 공급하는 전기량을 제어하여 히트 롤러(10)의 표면온도를 주어진 범위, 바람직하게는 160~ 190℃에서 유지시킨다.Thermistor 40 measures the surface temperature of the heat roller 10 and transmits the electric signal measured by the control unit 50, the control unit controls the amount of electricity supplied to the induction coil in accordance with the measurement temperature of the heat roller 10 Is maintained at a given range, preferably from 160 to 190 ° C.

본 발명에서의 특징은 상기 히트 롤러(10)의 개선된 절연층 구조에 있으며, 그 절연층 구조는 기존의 히트 롤러의 절연층 구조(도 4 참조)에 비하여 매우 얇은 층을 갖는 것이다. 도 6은 본 발명에 따른 히트 롤러(10)의 그러한 단면구조를 상세히 보여주고 있다. 도 6a는 그 횡단면도이고 도 6b는 도 6a의 "B"부 상세도이다. A feature of the present invention lies in the improved insulating layer structure of the heat roller 10, which has a very thin layer compared to the insulating layer structure of the conventional heat roller (see FIG. 4). 6 shows in detail such a cross-sectional structure of a heat roller 10 according to the invention. FIG. 6A is a cross-sectional view thereof and FIG. 6B is a detail view of the portion “B” of FIG. 6A.

상기 히트 롤러(10)는 도 6을 참조하면, 몸체를 이루는 자성체의 히트 파이프(12)와, 상기 히트 파이프(12) 아래에 위치한 유도코일(11) 및 상기 히트 파이프와 상기 유도코일 사이를 절연한 제1절연층(13b)을 포함한다. 상기 유도코일은 그 바깥 부분을 절연하기 위한 제2절연층(13c)이 더 구비될 수 있다.Referring to FIG. 6, the heat roller 10 insulates a heat pipe 12 of a magnetic body constituting a body, an induction coil 11 positioned below the heat pipe 12, and between the heat pipe and the induction coil. One first insulating layer 13b is included. The induction coil may further include a second insulating layer 13c for insulating an outer portion thereof.

상기 히트 파이프(12)의 외부표면은 테프론 코팅(13a)된다. 상기 히트 파이프(12)의 내부면에 코팅되는 제1절연층(13b)을 테프론 코팅으로 형성하는 경우 상기 히트 파이프(12)는 내부와 외부를 동일한 절연층을 형성하게 되므로 히트 파이프 제조가 용이해질 수 있다. 상기 히트 파이프로는 자성체가 바람직하며, 특히 알루미늄 파이프가 가장 바람직하다.The outer surface of the heat pipe 12 is Teflon coated 13a. When the first insulating layer 13b coated on the inner surface of the heat pipe 12 is formed by Teflon coating, the heat pipe 12 forms the same insulating layer on the inside and the outside, thereby facilitating the manufacture of the heat pipe. Can be. The heat pipe is preferably a magnetic material, particularly preferably an aluminum pipe.

상기 유도코일(11)은 히트 파이프(12)에 장착하기 전에 미리 그 표면이 모두 절연코팅(15)되므로, 기존의 마이카 시트와 같은 절연 특성을 얻게 된다. 표면이 코팅된 유도코일(11)은 상기 제1절연층(13b)에 열경화성 접착제(14a)로 접착된다. 상기 유도코일은 그 표면 전체가 에나멜 코팅된 것이 가장 바람직하다. 즉 유도코일 자체가 에나멜 코팅되면, 기존의 마이카 시트를 사용할 때에 비하여 동일한 절연 효과를 얻으면서도 상기 히트 롤러의 절연층 두께를 최소화할 수 있다. Before the induction coil 11 is mounted on the heat pipe 12, the surfaces thereof are all coated with an insulation 15, thereby obtaining the same insulation characteristics as the conventional mica sheet. The surface-coated induction coil 11 is bonded to the first insulating layer 13b with a thermosetting adhesive 14a. Most preferably, the induction coil is enamel coated on its entire surface. That is, when the induction coil itself is enamel coated, the thickness of the insulating layer of the heat roller can be minimized while obtaining the same insulation effect as compared to using a conventional mica sheet.

또한 본 발명의 히트 롤러(10)는 상기 유도코일(11)의 외부에 제2절연층(13c)을 형성함으로써 상기 유도코일(11)의 유동을 더욱 방지하고 히트 롤러(10)의 절연층간 밀착력을 더욱 강화할 수 있다. 이 경우 상기 유도코일(11)은 열경화성 접착제(14b)에 의해 제2절연층(13c)과 밀착되어 유동이 방지된다.In addition, the heat roller 10 of the present invention further prevents the flow of the induction coil 11 by forming a second insulating layer 13c on the outside of the induction coil 11 and the adhesion between the insulating layers of the heat roller 10. Can be further enhanced. In this case, the induction coil 11 is in close contact with the second insulating layer 13c by the thermosetting adhesive 14b to prevent flow.

상기 히트 파이프(12)의 외부 표면과 제1, 제2절연층을 모두 테프론 코팅하는 경우 제조 공정이 단순화된다. 즉 히트 파이프(12)의 내부와 외부면을 테프론 코팅한 후, 에나멜 코팅된 유도코일(11)의 상하부면을 열경화성 접착제로 코팅하고, 상기 히트 파이프(12) 내부에 상기 유도코일(11)을 삽입하여 부착시킨다. 그 다음, 상기 유도코일(11)에는 테프론 코팅을 실시하여 제2절연층(13c)를 형성한다. 이러한 단순한 제조공정을 통하여 완성된 히트 롤러(10)는 기존의 마이카 시트를 사용할 때에 비하여 절연성도 양호하면서도 절연층 두께를 매우 얇게 할 수 있다.The manufacturing process is simplified when both the outer surface of the heat pipe 12 and the first and second insulating layers are Teflon coated. That is, after Teflon coating the inner and outer surfaces of the heat pipe 12, the upper and lower surfaces of the enamel coated induction coil 11 is coated with a thermosetting adhesive, and the induction coil 11 inside the heat pipe 12 Insert and attach. Then, the induction coil 11 is coated with Teflon to form a second insulating layer 13c. The heat roller 10 completed through such a simple manufacturing process can have a very good insulation and a very thin thickness of the insulating layer as compared to using a conventional mica sheet.

이하 첨부된 도면을 통하여 본 발명의 정착유닛의 작용 효과에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the effects of the fixing unit of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 정착유닛(1)에서는, 인버터를 이용한 고주파 교류전원(미도시)으로부터 유도코일(11)의 양단에 고주파 교류전류가 인가되면, 상기 유도코일(11)의 주변에 자기장이 발생한다. 이 자기장을 상쇄시키기 위한 역기전력에 의해 히트 파이프(12)에는 유도전류(eddy current)가 발생되며, 이 유도전류에 의해 히트 파이프(12)에는 주울열(Joule heat)이 발생하게 된다. 이러한 유도발열과 동시에 상기 유도코일에 흐르는 전류는 코일 자체의 저항부하에 의한 주울열이 함께 발생하여 절연코팅층(13, 15)으로 열이 전달되며, 이 열은 유도전류에 의해 발생한 열과 함께 토너화상(t)의 정착에 사용되는 것이다.In the fixing unit 1 of the present invention, when a high frequency AC current is applied to both ends of the induction coil 11 from a high frequency AC power source (not shown) using an inverter, a magnetic field is generated around the induction coil 11. An eddy current is generated in the heat pipe 12 by the counter electromotive force to cancel this magnetic field, and Joule heat is generated in the heat pipe 12 by the induced current. At the same time as the induction heating, the current flowing through the induction coil generates Joule heat due to the resistance load of the coil itself, and heat is transferred to the insulating coating layers 13 and 15. It is used for the settlement of (t).

유도전류는 코일(11)에서 발생하는 자기장이 히트 파이프(12)에 쇄교하는 만큼 비례하므로, 히트 파이프와 유도코일간 거리가 근접할수록 더 많은 유도전류가 흐르게 된다. 따라서 본 발명의 히트 롤러(10)에서는 기존의 히트 롤러에 비하여 절연층 두께가 얇기 때문에 히트 파이프로 열전도가 용이하고, 정착유닛의 히트 롤러(10)가 정착온도에 도달될 때까지의 시간을 대폭 감소시켜 화상형성장치의 초기가동시 또는 대기모드로부터 워밍업 시간을 10초 이내로 단축시킬 수 있다.Since the induction current is proportional to the magnetic field generated in the coil 11 by linking the heat pipe 12, the more induction current flows as the distance between the heat pipe and the induction coil is closer. Therefore, in the heat roller 10 of the present invention, since the thickness of the insulating layer is thinner than the conventional heat roller, heat conduction is easy with the heat pipe, and the time until the heat roller 10 of the fixing unit reaches the fixing temperature is greatly increased. In this case, the warm-up time can be shortened to 10 seconds or less during the initial operation of the image forming apparatus or from the standby mode.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 정착유닛은 종래의 램프가열방식 또는 유도가열방식에 의한 정착유닛에 비하여, 히트 롤러의 양호한 절연 특성이 유지되면서도 발열효율이 극대화될 수 있다.As described above, the fixing unit according to the present invention can maximize the heat generation efficiency while maintaining good insulation characteristics of the heat roller, compared to the fixing unit by the conventional lamp heating method or induction heating method.

나아가 상기한 정착유닛은 초기가동시 또는 대기모드로부터 워밍업 시간을 수초 내로 단축할 수 있어 향후 개발될 고기능의 화상형성장치에도 매우 유용할 것이다.Furthermore, the fixing unit can shorten the warm-up time in a few seconds at the time of initial operation or from the standby mode, and thus will be very useful for a high-performance image forming apparatus to be developed in the future.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나, 이는 예시 적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and variations can be made therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (5)

히트 롤러와; 상기 히트 롤러와 대향하는 가압롤러를 포함하고,A heat roller; It includes a pressure roller facing the heat roller, 상기 히트 롤러는, The heat roller, 히트 파이프;Heat pipes; 상기 히트 파이프 내부면에 설치되는 유도코일; An induction coil installed on the inner surface of the heat pipe; 상기 유도코일의 전 표면에 형성된 절연코팅; An insulation coating formed on the entire surface of the induction coil; 상기 히트 파이프와 상기 유도코일 사이를 절연시키는 제1절연층; 및A first insulating layer insulating between the heat pipe and the induction coil; And 상기 유도코일의 바깥 부분에 형성된 제2절연층;을 구비하며, A second insulating layer formed on an outer portion of the induction coil; 상기 유도코일에 형성된 상기 절연코팅은 열경화성 접착제로 상기 제1절연층과 상기 제2절연층에 접착되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 정착유닛.And the insulating coating formed on the induction coil is adhered to the first insulating layer and the second insulating layer with a thermosetting adhesive. 삭제delete 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 히트 롤러의 히트 파이프는 외부표면이 테프론 코팅(Teflon coating)되고, 상기 제1 및 제2절연층도 모두 테프론 코팅층인 것을 특징으로 하는 화상형성 장치용 정착유닛.An outer surface of the heat pipe of the heat roller is Teflon coating (Teflon coating), and both the first and second insulating layer is a Teflon coating layer, the fixing unit for the image forming apparatus. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유도코일의 절연코팅은 상기 유도코일의 표면 전체에 균일하게 형성된 에나멜 코팅(enamel coating)인 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 정착유닛.Insulation coating of the induction coil is a fixing unit for an image forming apparatus, characterized in that the enamel coating (enamel coating) uniformly formed on the entire surface of the induction coil. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유도코일은 인버터(inverter)를 이용한 고주파 교류전원이 양단에 인가되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 정착유닛.The induction coil is a fixing unit for an image forming apparatus, characterized in that the high-frequency AC power using an inverter is applied to both ends.
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