KR102095846B1 - Printer, fusing unit and layered product for the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 명세서에서 개시되는 실시예들은 인쇄매체에 전사된 미정착 토너의 고르고 안정적인 정착을 가능하게 하는 프린터 정착유닛의 적층체 및 이를 이용한 프린터 정착유닛, 그리고 프린터에 관한 것이다. Embodiments disclosed herein relates to a laminate of a printer fixing unit that enables even and stable fixing of unfixed toner transferred to a printing medium, a printer fixing unit using the same, and a printer.
프린터는 정보처리장치에 의해 처리된 데이터를 용지에 가시적으로 인쇄하는 출력장치이다. 통상적으로 프린터들은 인쇄매체를 이송하면서 동시에 정보를 인쇄한다. 특히 전자사진방식의 프린터에서는 소정 전위로 대전된 감광매체에 광을 주사하여 정전잠상을 형성하고, 일정한 색상의 토너로 현상한 후 이를 인쇄매체에 전사하는 방식으로 화상을 형성한다. 이때 인쇄매체에 전사된 토너를 인쇄매체에 정착시키기 위해 프린터의 인쇄 경로 내에는 정착유닛이 구비되는 것이 일반적이다. The printer is an output device that visually prints data processed by the information processing device on paper. Printers usually print information while transporting a print medium. In particular, in an electrophotographic printer, an electrostatic latent image is formed by scanning light on a photosensitive medium charged at a predetermined potential, and after developing with a toner of a certain color, an image is formed by transferring it to a printing medium. At this time, in order to fix the toner transferred to the printing medium on the printing medium, it is common that a fixing unit is provided in the printing path of the printer.
정착유닛은 일반적으로 인쇄매체의 이송 경로 내에 위치하여, 토너가 전사된 인쇄매체에 압력과 열을 가하여 인쇄매체 표면에 전사된 토너 이미지를 융착시킨다. 이때 인쇄매체를 가압 및 가열하기 위해, 일반적으로 일정 수준 이상의 표면 온도를 갖도록 제어되는 정착롤러와, 정착롤러와 마주하여 회전하면서 정착롤러와 협력하여 정착 닙(nip)을 형성하는 가압롤러 사이로 토너가 전사된 인쇄매체를 통과시킨다. The fusing unit is generally located in a transport path of the print medium, and fuses the toner image transferred to the surface of the print medium by applying pressure and heat to the print medium to which the toner has been transferred. At this time, in order to pressurize and heat the printing medium, the toner is between a fixing roller which is generally controlled to have a surface temperature of a certain level or higher, and a pressing roller that rotates opposite the fixing roller to form a fixing nip in cooperation with the fixing roller. The transferred print medium is passed.
이때 정착롤러는 롤러 코어와 벨트가 분리된 형태로 구성될 수도 있고, 얇은 튜브 형태의 롤러의 내주면 일측에 정착패드가 구비되는 형태로 구성될 수도 있으며, 금속 코어를 중심으로 정착층이 코어와 일체로 형성되는 형태로 구성될 수도 있다. In this case, the fixing roller may be configured in a form in which the roller core and the belt are separated, or may be configured in a form in which a fixing pad is provided on one side of the inner circumferential surface of a thin tube type roller, and the fixing layer is integral with the core around the metal core. It may be configured in a form formed of.
이러한 정착롤러를 가열하기 위해서 정착롤러 내부에 히터, 예를 들어 할로겐 히터가 구성될 수 있다. 또는 유도 가열 방식으로 정착롤러 스스로 발열할 수 있도록 정착롤러 외주 일측에 전자기 유도 현상을 일으키는 코일이 배치될 수 있다. 또한 정착롤러 내측에 히터가 구성되면서 동시에 정착롤러 외주 일측에 코일이 배치되는 하이브리드 형태로 롤러 가열 수단이 구성될 수도 있다. In order to heat the fixing roller, a heater, for example, a halogen heater, may be configured inside the fixing roller. Alternatively, a coil causing an electromagnetic induction phenomenon may be disposed on one side of the outer periphery of the fixing roller so that the fixing roller generates heat by an induction heating method. In addition, a heater may be configured in a hybrid form in which a coil is disposed on an outer circumferential side of the fixing roller while the heater is configured inside the fixing roller.
그러나 이러한 정착유닛에서 정착롤러를 구성하는 정착 벨트나 정착 튜브는 가압롤러와 정착 닙을 형성하면서 지속적으로 물리적 변형이 되기 때문에, 영구적으로 사용하기 어렵고 쉽게 손상되는 문제가 있었다. 따라서 정착 롤러의 내구성을 높여야 할 필요성이 있다. However, since the fixing belt or fixing tube constituting the fixing roller in such a fixing unit is continuously physically deformed while forming a pressing roller and a fixing nip, it is difficult to permanently use and easily damaged. Therefore, there is a need to increase the durability of the fixing roller.
또한 정착 벨트나 정착 튜브의 온도에 따라 인쇄매체에 융착되는 토너 이미지의 발색과 광택이 달라지는데, 토너 색상의 선명도를 높이고 광택을 높일 수 있는 정착유닛이 요구되고 있다. In addition, the color and gloss of the toner image fused to the printing medium vary depending on the temperature of the fixing belt or the fixing tube, and a fixing unit capable of increasing the clarity of the toner color and enhancing the gloss is required.
관련하여 한국 등록특허 10-0547134호에는 칼라 레이저 프린터의 정착유닛이 개시되어 있다. 선행문헌에는 화상이 전사된 기록매체를 가열 압착하여 화상을 정착시키는 한 쌍의 롤러의 구조가 기재되어 있으나, 롤러의 온도를 적정하게 제어함으로써 토너의 건조와 정착을 돕고 발색과 광택을 높일 수 있는 방법에 대해서는 기재하지 못한다. 또한 정착 롤러의 내구성을 향상시킬 수 있는 방안을 제시하지 못한다. Related to this, Korean Patent Registration No. 10-0547134 discloses a fixing unit of a color laser printer. Although the structure of a pair of rollers for fixing an image by heat-pressing a recording medium to which an image has been transferred is described in the prior literature, it is possible to help drying and fixing of the toner and to improve color development and gloss by appropriately controlling the temperature of the roller. Method is not described. In addition, it is not possible to propose a method for improving the durability of the fixing roller.
따라서 프린터에서 토너 이미지를 인쇄매체에 정착시키는 정착유닛의 온도를 원활히 제어함으로써 선명하고 광택있는 이미지를 형성할 수 있는 기술이 필요하다. Therefore, there is a need for a technology capable of forming a clear and glossy image by smoothly controlling the temperature of the fusing unit that fixes the toner image on the printing medium in the printer.
또한 정착유닛의 내구성을 향상시킬 수 있는 기술이 필요하다. In addition, a technique capable of improving the durability of the fixing unit is required.
한편, 전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.Meanwhile, the above-described background technology is technical information acquired by the inventor for the derivation of the present invention or acquired in the derivation process of the present invention, and is not necessarily a known technology disclosed to the general public before filing the present invention. .
본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 토너의 정착성을 향상시킴으로써 토너 색상을 선명하게 나타내고 광택이 증가할 수 있도록 하는 프린터 정착유닛의 적층체 및 이를 이용한 프린터 정착유닛, 그리고 프린터를 제공하고자 한다. Embodiments disclosed herein are intended to provide a laminate of a printer fixing unit and a printer fixing unit using the same, and a printer so that the toner color is clearly displayed and the gloss is increased by improving the fixing property of the toner.
본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 프린터의 정착유닛 내에서 정착롤러를 구성하는 적층체의 내구성을 향상할 수 있는 프린터 정착유닛의 적층체 및 이를 이용한 프린터 정착유닛, 그리고 프린터를 제공하고자 한다.Embodiments disclosed herein are intended to provide a laminate of a printer fixing unit capable of improving durability of a laminate constituting a fixing roller in a fixing unit of a printer, a printer fixing unit using the same, and a printer.
나아가 본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 프린터 정착유닛 내에서 정착롤러의 온도 제어를 원활히 하고, 정착롤러를 구성하는 적층체 내의 열 전도 및 방열을 용이하게 함으로써, 적절한 정착 온도에의 도달 시간을 단축함과 동시에 과열된 적층체의 신속한 방열을 가능하게 하는 프린터 정착유닛의 적층체 및 이를 이용한 프린터 정착유닛, 그리고 프린터를 제공하고자 한다.Further, the embodiments disclosed in this specification facilitate temperature control of a fixing roller in a printer fixing unit and facilitate heat conduction and heat dissipation in a laminate constituting the fixing roller, thereby shortening the time to reach an appropriate fixing temperature. At the same time, it is intended to provide a laminate of a printer fixing unit that enables rapid heat dissipation of a superheated laminate, a printer fixing unit using the same, and a printer.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일 실시예에 따르면, 정착롤러와 가압롤러가 맞물려 회전하며 토너가 전사된 인쇄용지를 가압 및 가열하는 프린터용 정착유닛에 구비되는 상기 정착롤러를 구성하는 적층체는, 튜브 형상의 베이스층과; 상기 베이스층의 외측에 적층되고, 상기 가압롤러에 의해 가해지는 외력에 의해 탄성 변형되는 탄성층; 그리고 상기 탄성층의 외측에 적층되고, 상기 인쇄용지에 접하며, 상기 토너가 상기 정착 롤러에 부착되는 것을 방지하는 이형층을 포함하고, 상기 탄성층은, 실리콘 고무와, 상기 발열층에서 발생한 열을 상기 이형층으로 전도되도록 하는 방열필러의 혼합물로 구성된다. As a technical means for achieving the above-described technical problem, according to an embodiment, the fixing roller and the pressing roller rotate to engage and configure the fixing roller provided in the fixing unit for a printer that presses and heats the printing paper to which the toner has been transferred. The laminate to be formed includes a tube-shaped base layer; An elastic layer laminated on the outside of the base layer and elastically deformed by an external force applied by the pressure roller; And a release layer laminated on the outside of the elastic layer, in contact with the printing paper, and preventing the toner from adhering to the fixing roller, wherein the elastic layer includes silicone rubber and heat generated from the heating layer. It is composed of a mixture of heat dissipating fillers to be conducted to the release layer.
이때 상기 방열필러는, 백금, 흑연, 니켈, 코발트 중 적어도 하나의 성분을 포함할 수 있다.In this case, the heat dissipation filler may include at least one component of platinum, graphite, nickel, and cobalt.
그리고 상기 방열필러와 상기 실리콘 고무는, 약 1.2대 100의 중량비로 혼합될 수 있다. In addition, the heat dissipation filler and the silicone rubber may be mixed in a weight ratio of about 1.2 to 100.
나아가 상기 이형층은, 불소수지로 구성될 수 있다.Furthermore, the release layer may be made of fluorine resin.
그리고 상기 적층체는 상기 탄성층과 상기 이형층 사이에 형성되는 접착제층을 더 포함할 수 있다. In addition, the laminate may further include an adhesive layer formed between the elastic layer and the release layer.
그리고 하나의 실시예에서, 상기 정착유닛은 상기 정착롤러 내부에 배치되어 상기 정착롤러에 열을 가하는 히터를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 적층체는 상기 베이스층과 상기 탄성층 사이에, 금속으로 이루어져 상기 히터의 열을 상기 탄성층으로 전달하는 전도층을 더 포함할 수 있다.And in one embodiment, the fixing unit may include a heater that is disposed inside the fixing roller to heat the fixing roller, in which case the laminate is between the base layer and the elastic layer, made of metal It may further include a conductive layer to transfer the heat of the heater to the elastic layer.
이때 전도층은 니켈 박막층으로 구성될 수 있다. At this time, the conductive layer may be composed of a nickel thin film layer.
한편 다른 실시예에서, 상기 정착유닛은 상기 정착롤러 외부 일측에 배치되어 유도 가열 방식으로 상기 정착롤러를 발열시키기 위한 유도 코일을 포함할 수 있고, 이 경우 적층체는 상기 베이스층과 상기 탄성층 사이에 적층되고, 비자성 금속을 포함하여 상기 유도 코일에 전류가 흐르면 발생하는 자기장에 의해 발열하는 발열층을 더 포함할 수 있다.On the other hand, in another embodiment, the fixing unit may be disposed on an outer side of the fixing roller and include an induction coil for heating the fixing roller in an induction heating method, in which case the laminate is between the base layer and the elastic layer. It is laminated on, it may further include a heating layer that generates heat by a magnetic field generated when a current flows in the induction coil including a non-magnetic metal.
그리고 다른 실시예에 따르면, 정착롤러와 가압롤러가 맞물려 회전하며 토너가 전사된 인쇄용지를 가압 및 가열하는 프린터용 정착유닛은, 상기 정착롤러를 구성하는 적층체를 포함하며, 이때 적층체는, 튜브 형상의 베이스층과; 상기 베이스층의 외측에 적층되고, 상기 가압롤러에 의해 가해지는 외력에 의해 탄성 변형되는 탄성층; 그리고 상기 탄성층의 외측에 적층되고, 상기 인쇄용지에 접하며, 상기 토너가 상기 정착 롤러에 부착되는 것을 방지하는 이형층을 포함하고, 상기 탄성층은, 실리콘 고무와, 상기 발열층에서 발생한 열을 상기 이형층으로 전도되도록 하는 방열필러의 혼합물로 구성될 수 있다.And according to another embodiment, a fixing unit for a printer that presses and heats the printing paper to which the toner is transferred while rotating the fixing roller and the pressing roller, includes a laminate constituting the fixing roller, wherein the laminate is A tube-shaped base layer; An elastic layer laminated on the outside of the base layer and elastically deformed by an external force applied by the pressure roller; And a release layer laminated on the outside of the elastic layer, in contact with the printing paper, and preventing the toner from adhering to the fixing roller, wherein the elastic layer includes silicone rubber and heat generated from the heating layer. It may be composed of a mixture of heat dissipation fillers to be conducted to the release layer.
또한 또 다른 실시예에 따르면, 정착롤러와 가압롤러가 맞물려 회전하며 토너가 전사된 인쇄용지를 가압 및 가열하는 정착유닛을 포함하는 프린터에 있어서, 상기 정착유닛은 상기 정착롤러를 구성하는 적층체를 포함하며, 이때 적층체는, 튜브 형상의 베이스층과; 상기 베이스층의 외측에 적층되고, 상기 가압롤러에 의해 가해지는 외력에 의해 탄성 변형되는 탄성층; 그리고 상기 탄성층의 외측에 적층되고, 상기 인쇄용지에 접하며, 상기 토너가 상기 정착 롤러에 부착되는 것을 방지하는 이형층을 포함하고, 상기 탄성층은, 실리콘 고무와, 상기 발열층에서 발생한 열을 상기 이형층으로 전도되도록 하는 방열필러의 혼합물로 구성될 수 있다.According to another embodiment, in the printer including a fixing unit for rotating and fixing the pressurizing roller and pressurizing roller to press and heat the printing paper to which the toner is transferred, the fixing unit comprises a laminate constituting the fixing roller. Included, wherein the laminate, the tube-shaped base layer and; An elastic layer laminated on the outside of the base layer and elastically deformed by an external force applied by the pressure roller; And a release layer laminated on the outside of the elastic layer, in contact with the printing paper, and preventing the toner from adhering to the fixing roller, wherein the elastic layer includes silicone rubber and heat generated from the heating layer. It may be composed of a mixture of heat dissipation fillers to be conducted to the release layer.
전술한 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 토너의 정착성을 향상시킴으로써 토너 색상을 선명하게 나타내고 광택이 증가할 수 있도록 하는 프린터 정착유닛의 적층체 및 이를 이용한 프린터 정착유닛, 그리고 프린터를 제공할 수 있다. According to any one of the above-described problem solving means, the embodiments disclosed herein improve the fixing property of the toner, thereby clearly displaying the toner color and increasing the gloss, and a laminate of the printer fixing unit and a printer using the same A fixing unit and a printer can be provided.
본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 프린터의 정착유닛 내에서 정착롤러를 구성하는 적층체의 내구성을 향상할 수 있는 프린터 정착유닛의 적층체 및 이를 이용한 프린터 정착유닛, 그리고 프린터를 제공할 수 있다. Embodiments disclosed herein can provide a stacked body of a printer fixing unit that can improve the durability of a laminate constituting a fixing roller in a fixing unit of a printer, a printer fixing unit using the same, and a printer.
나아가 본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 프린터 정착유닛 내에서 정착롤러의 온도 제어를 원활히 하고, 정착롤러를 구성하는 적층체 내의 열 전도 및 방열을 용이하게 함으로써, 적절한 정착 온도에의 도달 시간을 단축함과 동시에 과열된 적층체의 신속한 방열을 가능하게 하는 프린터 정착유닛의 적층체 및 이를 이용한 프린터 정착유닛, 그리고 프린터를 제공할 수 있다. Further, the embodiments disclosed in this specification facilitate temperature control of a fixing roller in a printer fixing unit and facilitate heat conduction and heat dissipation in a laminate constituting the fixing roller, thereby shortening the time to reach an appropriate fixing temperature. At the same time, it is possible to provide a laminate of a printer fixing unit that enables rapid heat dissipation of a superheated laminate, a printer fixing unit using the same, and a printer.
개시되는 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 개시되는 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects obtained in the disclosed embodiments are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned are apparent to those skilled in the art to which the embodiments disclosed from the following description belong. It can be understood.
도 1은 일 실시예에 따른 프린터의 정착유닛의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 프린터의 정착유닛의 적층체의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 프린터의 정착유닛의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 프린터의 정착유닛의 적층체의 구조를 도시한 도면이다. 1 is a view showing the configuration of a fixing unit of a printer according to an embodiment.
2 is a view showing the structure of a laminate of a fixing unit of a printer according to an embodiment.
3 is a view showing the configuration of a fixing unit of a printer according to another embodiment.
4 is a view showing the structure of a laminate of a fixing unit of a printer according to another embodiment.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 아래에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 변형되어 실시될 수도 있다. 실시예들의 특징을 보다 명확히 설명하기 위하여, 이하의 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서 자세한 설명은 생략하였다. 그리고, 도면에서 실시예들의 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, various embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below may be embodied in various different forms. In order to more clearly describe the features of the embodiments, detailed descriptions of the matters well known to those skilled in the art to which the following embodiments pertain are omitted. In the drawings, parts irrelevant to the description of the embodiments are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐 아니라, ‘그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결’되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성이 어떤 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들을 더 포함할 수도 있음을 의미한다.Throughout the specification, when a component is "connected" to another component, this includes not only "directly connected" but also "connected with other components in between". In addition, when a configuration is said to "include" a configuration, this means that unless otherwise stated, other configurations may be excluded and other configurations may be further included.
이하 첨부된 도면을 참고하여 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일 실시예에 따른 프린터의 정착유닛의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 일 실시예에 따른 프린터의 정착유닛의 적층체의 구조를 도시한 도면이다. 1 is a view showing the configuration of a fixing unit of a printer according to an embodiment, and FIG. 2 is a view showing the structure of a laminate of a fixing unit of a printer according to an embodiment.
또한 도 3은 다른 실시예에 따른 프린터의 정착유닛의 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 다른 실시예에 따른 프린터의 정착유닛의 적층체의 구조를 도시한 도면이다.3 is a view showing the configuration of a fixing unit of a printer according to another embodiment, and FIG. 4 is a view showing the structure of a stacked body of a fixing unit of a printer according to another embodiment.
도 1을 참조하면 사진전사방식의 프린터에는 인쇄매체(M)에 전사된 토너(T)가 인쇄매체(M)에 융착되도록 하기 위해 토너(T)가 전사된 인쇄매체(M)를 가압 및 가열하는 정착유닛(100)이 구성될 수 있다. Referring to FIG. 1, in a photo transfer printer, press and heat the print medium M to which the toner T has been transferred so that the toner T transferred to the print medium M is fused to the print medium M. The
이때 정착유닛(100)은 정착롤러(10)와 가압롤러(20)를 포함하여 구성될 수 있다. At this time, the
정착롤러(10)와 가압롤러(20)는 각각 전체적으로 인쇄매체(M)의 이송 경로 상에, 인쇄매체(M)의 이송방향에 수직하게 연장되는 긴 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. The fixing
정착롤러(10)와 가압롤러(20)는 서로 맞물린 상태에서, 정착롤러(10)와 가압롤러(20) 중 적어도 하나는 인쇄매체(M)가 이송 방향으로 이동할 수 있도록 회동한다. In the state where the fixing
그리고 정착롤러(10)와 가압롤러(20)는 서로 밀착되며, 밀착된 부분에서 정착롤러(10)가 일부 탄성 변형되면서 정착 닙(nip)을 형성함으로써 토너(T)가 인쇄용지(M)에 압착되도록 할 수 있다. And the fixing
각 구성을 보다 상세하게 살펴보면 정착롤러(10)는 인쇄매체(M) 및 토너(T)와 직접 밀착되는 적층체(11)를 포함한다. 적층체(11)는 속이 빈 긴 튜브(Tube) 형상으로 형성될 수 있다. 이때 적층체(11)가 가압롤러(10)와 밀착되어 정착 닙을 형성하도록 하기 위해, 적층체(11) 내부에는 정착 패드(13)가 구비될 수 있다. 정착 패드(13)는 적층체(11)의 내부에서 외측 반지름 방향으로 힘을 가하여 가압롤러(20)와 적층체(11)가 밀착되도록 한다. Looking at each configuration in more detail, the fixing
그러나 도 1에 도시된 실시예에서 반드시 정착 패드(13)가 구비되어야 하는 것은 아니고, 적층체(11) 내주면에 접하는 금속 튜브 등으로 이루어지는 코어(도면 미도시)가 정착 패드(13) 대신에 구비될 수도 있다. However, in the embodiment shown in FIG. 1, the fixing
다만 도 1에 도시된 실시예에서와 같이 적층체(11) 내에 코어 없이 정착 패드가 구비되는 경우, 후술할 히터(15)에서 발생하는 열이 직접 적층체(11)에 도달함으로써 적층체(11)의 외주면이 적절한 정착 온도에 도달하는데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다. However, when the fixing pad is provided without a core in the stacked
한편 히터(15)는 할로겐 히터와 같이 외부의 전원에 의해 발열하는 발열 수단으로서 복사되는 열을 적층체(11)로 전달한다. 그에 따라 적층체(11)가 일정 온도 이상으로 가열되어 인쇄매체(M)와 토너(T)에 열을 가하여 토너(T)의 융착과 건조를 돕는다. On the other hand, the
그리고 가압롤러(20)는 정착롤러(10)와 맞물려 정착 닙을 형성하기 위하여 대략 원통형으로 형성되어 정착롤러(10) 측으로 밀착되는 가압부재(21)를 구비한다.And the
가압부재(21)는 그 외주면이 인쇄매체(M)의 저면에 밀착된 상태로 회동함으로써, 인쇄매체(M)를 이동시키면서 정착 닙을 통과하는 인쇄매체(M)와 토너(T)에 압력을 가할 수 있다. The pressing
가압부재(21)는 탄성을 가질 수 있고, 인쇄매체(M)가 가압부재(21)에 부착되지 않도록 표면에 이형제가 코팅될 수 있다. The pressing
가압부재(21)의 중심축(23)은 가압부재(21)를 회동시키는 회전축으로 구비될 수 있으며, 중심축(23)에는 탄성부재(25)가 결합됨으로써, 가압부재(21)를 정착롤러(10)를 향해 탄성력을 제공받도록 구성될 수 있다. The
이와 같이 정착유닛이 구성되는 실시예에서, 정착롤러(10)의 적층체(11)는 도 2에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 즉, 적층체(11)는 반지름 방향의 내측으로부터 외측으로 서로 다른 층이 순차적으로 적층되는 튜브 형으로 형성될 수 있다. In the embodiment in which the fixing unit is configured as described above, the
우선 적층체(11)의 가장 안쪽에는 베이스층(11a)이 구성될 수 있다. 베이스층(11a)은 내열성 수지를 이용한 튜브형의 필름층으로 구비될 수 있고, 예를 들어 폴리이미드 튜브(PIT: Polyimide Tube)로 구성될 수 있다. 베이스층(11a)은 적층체(11)를 이루는 나머지 층을 형성하기 위한 기부(Base)를 이루므로 유연성과 내구성을 요하며, 히터(15)의 열을 직접적으로 받기 때문에 내열성 수지로 구성되는 것이 적절하다. 베이스층(11a)은 내열성 수지로 구성되는 튜브형 필름층으로서, 대략 0.01 내지 0.015mm 두께로 형성될 수 있다. First, a
이어서 베이스층(11a)의 외주면에는 금속으로 이루어지는 전도층(11b)이 구성될 수 있다. 전도층(11b)은 열 전도성이 높은 금속으로 이루어질 수 있고, 그에 따라 히터(15)에서 방출되는 열을 흡수하여 후술할 탄성층(11d)으로 전달할 수 있다. 전도층(11b)은 예를 들어, 니켈과 같은 금속의 박막층으로 구성될 수 있다. 이때 니켈 박막층은 약 0.04mm의 두께를 갖도록 형성될 수 있다. Subsequently, a
이때 전도층(11b)은 베이스층(11a)에 수지 도금을 하여 금속 피막층을 입히는 방식으로 형성될 수 있다. 그리고 전도층(11b)이 일정 두께를 형성할 때까지 수지 도금한 금속 피막 위에 전기 도금을 수행함으로써 금속층을 만들 수 있다. 예로 든 바와 같이 니켈을 도금 방식으로 폴리이미드 튜브에 입혀 전도층(11b)을 형성할 수 있다. At this time, the
전도층(11b)은 열전도성이 높은 금속 박막층으로 형성됨으로써, 히터(15)에서 발생하는 열을 고루 신속하게 적층체(11)로 전달하는 역할을 수행한다. The
그리고 전도층(11b) 위에는 탄성층(11d)이 형성될 수 있다. 이때 실리콘 고무 등의 탄성재로 이루어지는 탄성층(11d)이 금속의 전도층(11b)에 부착될 수 있도록, 전도층(11b)과 탄성층(11d) 사이에는 접착제가 도포될 수 있다. 그에 따라 접착제층(11c)이 대략 0.007 내지 0.008mm 두께로 형성될 수 있다. And an
한편 탄성층(11d)은 실리콘 고무 등의 탄성재와 열 전도성이 높은 방열 필러(filler)의 혼합물로 구성될 수 있다. 이때 방열필러는 예를 들어, 백금, 니켈, 코발트, 흑연 등이 될 수 있다. 이들은 공통적으로 내열성과 내부식성, 내마모성이 높을 뿐 아니라, 뛰어난 열전도성을 가진다. 따라서 고열, 고압의 환경에서 탄성층(11d)의 손상을 최소화함과 동시에 전도층(11b)의 열이 탄성층(11d)을 통해 후술할 이형층(11f)까지 전도되기 용이하게 한다. Meanwhile, the
여기서, 실리콘 고무를 백금촉매경화 방식으로 제조한 경우, 실리콘 고무 내에 미량의 백금 성분이 포함될 수 있는데, 탄성층(11d)을 이루는 혼합물에는 이러한 미량의 백금 이상의 방열필러가 포함될 수 있다. 예를 들어, 실리콘 고무와 같은 탄성재와 방열필러는 각각 100과 1.2의 중량비로 혼합될 수 있다. Here, when the silicone rubber is manufactured by a platinum catalyst curing method, a trace amount of a platinum component may be included in the silicone rubber, and the mixture forming the
한편 탄성층(11d)은 적층체(11)가 충분한 정착 닙을 형성하기에 적절한 수준까지 탄성 변형될 수 있도록 일정 수준 이상의 두께로 형성될 수 있다. 탄성층(11d)은 다른 층에 비해 상당한 두께를 가지는데, 예를 들어 0.25 내지 0.3mm의 두께로 형성될 수 있다. Meanwhile, the
탄성층(11d)을 이루는 실리콘 고무 등의 탄성재는 열 전도성이 기본적으로 높지 않을 뿐 아니라, 상술한 바와 같이 탄성층(11d)의 두께가 상당하기 때문에, 실제 인쇄매체(M) 및 토너(T)와 밀착되는 이형층(11f)까지 적절한 온도 상태가 되는데 시간이 다소 소요된다. 따라서 이러한 탄성층(11d)을 이루는 탄성재에 방열필러를 혼합함으로써 탄성층(11d)의 열 전도성과 방열 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 그에 따라 이형층(11f)까지 적정한 정착 온도로 도달하는데 소요되는 시간이 크게 단축될 뿐 아니라, 과열된 적층체(11)의 온도를 충분히 하강시키는데 낭비되는 시간도 줄일 수 있다. An elastic material such as silicone rubber constituting the
그리고 적층체(11)에는 이형층(11f)이 형성된다. 이형층(11f)은 토너(T)가 적층체(11) 외주에 들러붙지 않도록 하는 역할을 하는 층으로서, 상술한 탄성층(11d)에 접착제를 도포하여 접착층(11e)을 형성한 후 이형층(11f)을 형성할 수 있다. 이때 이형층(11f)은 예를 들어 불소수지 층으로 구성될 수 있고, 그 두께는 대략 0.03mm가 되도록 할 수 있다. 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE), 폴리크로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 폴리비니리덴포르라이드(PVDF) 등의 불소수지는 점착성이나 접착성이 없는 특징을 가지므로 이형층(11f)을 형성하는데 이용될 수 있다. Then, a
이러한 구조를 가지는 적층체(11)는 히터(15)로부터 발생한 열을 전도층(11b)이 빠르고 고르게 흡수한 후, 탄성층(11d)의 방열필러가 흡수된 열을 이형층(11f)까지 신속하게 전도시킴으로써 정착유닛의 온도 제어를 원활하게 하고, 그에 따라 토너의 정착 성능이 향상되어 색상의 선명도와 광택이 좋아지는 효과를 가져온다. The laminate 11 having such a structure quickly and evenly absorbs heat generated from the
나아가 변형이 큰 탄성층(11d)의 내구성과 내마모, 내식성을 향상시킴으로써 정착롤러의 수명을 연장시키는 효과를 갖는다. Furthermore, it has the effect of extending the life of the fixing roller by improving the durability, wear resistance and corrosion resistance of the highly deformed
한편 다른 실시예에 의하면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 정착유닛(100’)에는 도 1 및 도 2에 기초하여 설명한 실시예와 마찬가지로 정착롤러(10’)와 가압롤러(20’)가 구비될 수 있으며, 전체적인 구성과 기능도 대체로 유사하다. Meanwhile, according to another embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the fixing
그러나 도 3 및 도 4에 도시된 실시예의 정착유닛(100’)에는 적층체(11’) 내에 구비되는 히터(15) 대신에 적층체(11’)의 외측에 배치되는 유도코일(15’)이 포함될 수 있다. However, in the fixing unit 100 'of the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the induction coil 15' disposed outside the stack 11 'instead of the
유도코일(15’)은 전자기 유도 현상을 이용하여 적층체(11’) 내에서 자체적으로 와전류에 의한 발열이 이루어지도록 하는 수단으로서, 이 경우 적층체(11’) 내에 발열층(11b’)이 형성될 수 있다.The induction coil 15 'is a means for generating heat by eddy current itself in the laminate 11' using an electromagnetic induction phenomenon. In this case, the
구체적으로는, 정착롤러(10’)를 구성하는 적층체(11’)의 외부 일측에 형성되는 유도코일(15’)에 흐르는 전류가 변화하는 경우 자기장을 발생시키고, 자기장 내에 배치된 적층체(11’) 내부의 비자성 금속에는 과전류가 흐름으로써 발열할 수 있다. Specifically, when the current flowing through the induction coil 15 'formed on the outer side of the laminate 11' constituting the fixing roller 10 'changes, a magnetic field is generated, and the laminate disposed in the magnetic field ( 11 ') The nonmagnetic metal inside may generate heat by flowing an overcurrent.
이를 위해 발열층(11b’)은 예를 들어, 금, 은, 구리, 알루미늄 또는 이들을 포함하는 합금에서 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 비자성 금속으로 구성될 수 있다. To this end, the
구체적으로 적층체(11’)는 베이스층(11a’), 발열층(11b’), 탄성층(11d’), 이형층(11f’)이 순차적으로 적층된 구조를 가지되, 각 층 사이에는 일부 접착제층(11c’, 11e’)dl 형성될 수 있다. Specifically, the laminate 11 'has a structure in which the
이때 탄성층(11d’)은 탄성재와 방열필러의 혼합물로 이루어질 수 있음은 같고, 이 경우 방열필러는 백금, 니켈, 코발트, 흑연 중 적어도 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다. At this time, the
이와 같이 발열층(11b’)이 구비되는 실시예에서는, 전도층이 형성되지 않는 것으로 설명하고 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다. 예를 들어, 정착유닛이 히터와 유도코일을 모두 포함하는 하이브리드형인 경우, 전도층과 발열층이 함께 구비될 수도 있다. In the embodiment in which the
따라서 이러한 다른 실시예에서도 마찬가지로 발열층(11b’)에서 발생한 열이 탄성층(11d’)에 혼합되어 있는 방열필러를 통해 신속하게 이형층(11f’)까지 고르게 전달될 수 있으며, 그에 따라 토너에 대한 정착 성능이 향상되고, 선명하고 광택있는 화상을 형성할 수 있다. Therefore, in other embodiments, the heat generated in the
상술된 실시예들은 예시를 위한 것이며, 상술된 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술된 실시예들이 갖는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above-described embodiments are for illustration only, and those skilled in the art to which the above-described embodiments belong can easily be modified into other specific forms without changing the technical idea or essential characteristics of the above-described embodiments. You will understand. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 명세서를 통해 보호 받고자 하는 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The scope to be protected through the present specification is indicated by the claims, which will be described later, rather than the detailed description, and should be interpreted to include all modified or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts. .
100, 100’ : 정착유닛
10, 10’ : 정착롤러
11, 11’ : 적층체
11a, 11a’ : 베이스층
11b : 전도층
11b’ : 발열층
11c, 11c’, 11e, 11e’ : 접착제층
11d, 11d’ : 탄성층
11f, 11f’ : 이형층
13, 13’ : 정착패드
15 : 히터
15’ : 유도 코일
20, 20’ : 가압롤러
21, 21’ : 가압부재
23, 23’ : 회전축
25, 25’ : 탄성부재
M : 인쇄매체
T : 토너100, 100 ': Fusing unit
10, 10 ': Settling roller
11, 11 ': laminate
11a, 11a ': Base layer
11b: conductive layer
11b ': heating layer
11c, 11c ', 11e, 11e': adhesive layer
11d, 11d ': Elastic layer
11f, 11f ': release layer
13, 13 ': Settling pad
15: heater
15 ': induction coil
20, 20 ': Pressurized roller
21, 21 ': pressing member
23, 23 ': rotating shaft
25, 25 ': Elastic member
M: Printing medium
T: Toner
Claims (10)
상기 적층체는,
상기 적층체의 기부를 형성하고, 내열성 수지를 이용한 튜브형의 필름층으로 구성되며, 0.01 내지 0.015mm 두께를 갖는 베이스층;
상기 베이스층의 외주면에 형성되고, 열전도성이 있는 금속층으로 이루어져 상기 히터에서 방출되는 열을 흡수하여 하기의 탄성층으로 전달하는 0.04mm 두께의 전도층;
상기 전도층의 외측에 적층되고, 상기 가압롤러에 의해 가해지는 외력에 의해 상기 정착롤러가 탄성 변형되어 정 착닙을 형성하도록 하기 위하여 탄성재를 포함하여 구성되는 0.25 내지 0.3mm 두께의 탄성층;
상기 전도층과 상기 탄성층 사이에 형성되고, 상기 탄성층이 상기 전도층에 부착될 수 있도록 도포되는 접착제에 의해 형성되는 0.007 내지 0.008mm 두께의 접착제층;
상기 탄성층의 외측에 적층되고, 상기 정착롤러의 외주면을 이루어 상기 토너가 전사된 인쇄매체에 접하며, 상기 토너가 상기 정착롤러의 외주에 부착되는 것을 방지하기 위하여 점착성이나 접착성이 없는 불소수지로 구성되는 0.03mm 두께의 이형층; 그리고
상기 탄성층과 상기 이형층 사이에 형성되고, 상기 이형층이 상기 탄성층에 부착될 수 있도록 도포되는 접착제에 의해 형성되는 접착제에 의해 형성되는 접착층을 포함하여 이루어지고,
상기 베이스층은, 폴리이미드 튜브(Polyimide Tube)로 구성되고,
상기 전도층은,
상기 베이스층에 니켈을 수지 도금한 후, 수지 도금한 금속 피막 위에 상기 전도층의 두께가 0.04mm가 될 때까지 전기 도금을 수행하여 형성되는 니켈 박막층으로 형성되며,
상기 탄성층은,
상기 탄성재와, 상기 전도층의 열이 상기 이형층으로 전도되도록 하는 방열필러의 혼합물로 구성되되, 상기 탄성재와 방열필러는 100과 1.2의 중량비로 혼합되고,
상기 탄성재는,
백금촉매경화 방식으로 제조되어 백금성분을 포함하는 실리콘 고무이고,
상기 방열필러는,
흑연, 니켈, 코발트, 백금 중 적어도 하나의 성분을 포함하되, 상기 방열필러는 실리콘고무에 포함되는 백금성분 이상의 양으로 혼합되고,
상기 이형층을 형성하는 불소수지는,
폴리크로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 폴리비니리덴포르라이드(PVDF) 중에서 선택되는, 적층체.It is disposed on the conveying path of the print medium, is formed in a cylindrical shape extending perpendicular to the conveying direction of the print medium, rotates in engagement with each other, and transfers the transferred toner by simultaneously pressurizing and heating while conveying the transferred print medium. In the laminated body constituting the fixing roller provided in the fixing unit for a printer comprising a fixing roller and a pressing roller fixed to the fixing unit, and a heater disposed inside the fixing roller to heat the fixing roller,
The laminate,
Forming a base of the laminate, consisting of a tubular film layer using a heat-resistant resin, a base layer having a thickness of 0.01 to 0.015 mm;
A conductive layer having a thickness of 0.04 mm formed on an outer circumferential surface of the base layer and made of a metal layer having thermal conductivity to absorb heat emitted from the heater and transfer it to an elastic layer below;
An elastic layer of 0.25 to 0.3 mm thick laminated on the outer side of the conductive layer and comprising an elastic material to elastically deform the fixing roller by an external force applied by the pressing roller to form a fixing nip;
An adhesive layer having a thickness of 0.007 to 0.008 mm formed between the conductive layer and the elastic layer and formed by an adhesive applied so that the elastic layer can be attached to the conductive layer;
It is laminated on the outer side of the elastic layer, forms an outer circumferential surface of the fixing roller, and the toner is in contact with the transferred print medium, and is made of a fluororesin without adhesive or adhesion to prevent the toner from adhering to the outer circumference of the fixing roller. A release layer composed of 0.03 mm thick; And
It is formed between the elastic layer and the release layer, the release layer comprises an adhesive layer formed by an adhesive formed by an adhesive applied to be attached to the elastic layer,
The base layer is composed of a polyimide tube (Polyimide Tube),
The conductive layer,
After nickel plating the base layer with resin, it is formed of a nickel thin film layer formed by performing electroplating on the resin-plated metal film until the thickness of the conductive layer is 0.04 mm,
The elastic layer,
It is composed of a mixture of the heat dissipation filler to allow the heat of the elastic material and the conductive layer to conduct the release layer, the elastic material and the heat dissipation filler are mixed in a weight ratio of 100 and 1.2,
The elastic material,
It is made of platinum catalyst curing method and is a silicone rubber containing platinum component.
The heat dissipation filler,
It includes at least one component of graphite, nickel, cobalt, and platinum, and the heat dissipating filler is mixed in an amount equal to or greater than the platinum component contained in the silicone rubber,
The fluorine resin forming the release layer,
A laminate, selected from polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) and polyvinylideneporide (PVDF).
상기 적층체는,
상기 적층체의 기부를 형성하고, 내열성 수지를 이용한 튜브형의 필름층으로 구성되며, 0.01 내지 0.015mm 두께를 갖는 베이스층;
상기 베이스층의 외주면에 형성되고, 비자성 금속으로 구성되어, 상기 유도 코일에 전류가 흐르면 발생하는 자기장에 의해 과전류가 흐름으로써 발열하는 발열층;
상기 발열층의 외측에 적층되고, 상기 가압롤러에 의해 가해지는 외력에 의해 상기 정착롤러가 탄성 변형되어 정착 닙을 형성하도록 하기 위하여 탄성재를 포함하여 구성되는 0.25 내지 0.3mm 두께의 탄성층;
상기 발열층과 상기 탄성층 사이에 형성되고, 상기 탄성층이 상기 발열층에 부착될 수 있도록 도포되는 접착제에 의해 형성되는 접착제층;
상기 탄성층의 외측에 적층되고, 상기 정착롤러의 외주면을 이루어 상기 토너가 전사된 인쇄매체에 접하며, 상기 토너가 상기 정착롤러의 외주에 부착되는 것을 방지하기 위하여 점착성이나 접착성이 없는 불소수지로 구성되는 0.03mm 두께의 이형층; 그리고
상기 탄성층과 상기 이형층 사이에 형성되고, 상기 이형층이 상기 탄성층에 부착될 수 있도록 도포되는 접착제에 의해 형성되는 접착제에 의해 형성되는 접착층을 포함하여 이루어지고,
상기 베이스층은,
폴리이미드 튜브(Polyimide Tube)로 구성되고,
상기 발열층은,
금, 은, 구리, 알루미늄 또는 이들을 포함하는 합금에서 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 비자성 금속으로 구성되며,
상기 탄성층은,
상기 탄성재와, 상기 발열층의 열이 상기 이형층으로 전도되도록 하는 방열필러의 혼합물로 구성되되, 상기 탄성재와 방열필러는 100과 1.2의 중량비로 혼합되고,
상기 탄성재는,
백금촉매경화 방식으로 제조되어 백금성분을 포함하는 실리콘 고무이고,
상기 방열필러는,
흑연, 니켈, 코발트, 백금 중 적어도 하나의 성분을 포함하되, 상기 방열필러는 실리콘고무에 포함되는 백금성분 이상의 양으로 혼합되고,
상기 이형층을 형성하는 불소수지는,
폴리크로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 폴리비니리덴포르라이드(PVDF) 중에서 선택되는, 적층체.It is disposed on the conveying path of the print medium, is formed in a cylindrical shape extending perpendicular to the conveying direction of the print medium, rotates in engagement with each other, and transfers the transferred toner by simultaneously pressurizing and heating while conveying the transferred print medium. A fixing roller fixed to the fixing roller and a pressing roller, and disposed on an outer side of the fixing roller to constitute the fixing roller provided in the fixing unit for a printer comprising an induction coil for heating the fixing roller in an induction heating method In the laminate,
The laminate,
Forming a base of the laminate, consisting of a tubular film layer using a heat-resistant resin, a base layer having a thickness of 0.01 to 0.015 mm;
A heating layer formed on an outer circumferential surface of the base layer and made of a non-magnetic metal to generate heat by flowing an overcurrent by a magnetic field generated when a current flows through the induction coil;
An elastic layer of 0.25 to 0.3 mm thick laminated on the outer side of the heating layer and configured to include an elastic material to elastically deform the fixing roller by an external force applied by the pressing roller to form a fixing nip;
An adhesive layer formed between the heating layer and the elastic layer, and formed by an adhesive applied so that the elastic layer can be attached to the heating layer;
It is laminated on the outer side of the elastic layer, forms an outer circumferential surface of the fixing roller, and the toner is in contact with the transferred print medium, and is made of a fluororesin without adhesive or adhesion to prevent the toner from adhering to the outer circumference of the fixing roller. A release layer composed of 0.03 mm thick; And
It is formed between the elastic layer and the release layer, the release layer comprises an adhesive layer formed by an adhesive formed by an adhesive applied to be attached to the elastic layer,
The base layer,
It consists of a polyimide tube (Polyimide Tube),
The heating layer,
It consists of a non-magnetic metal comprising at least one metal selected from gold, silver, copper, aluminum or alloys containing them,
The elastic layer,
Consists of a mixture of the elastic material and a heat dissipation filler to allow heat of the heating layer to conduct to the release layer, the elastic material and the heat dissipation filler are mixed in a weight ratio of 100 and 1.2,
The elastic material,
It is made of platinum catalyst curing method and is a silicone rubber containing platinum component.
The heat dissipation filler,
It includes at least one component of graphite, nickel, cobalt, and platinum, and the heat dissipating filler is mixed in an amount equal to or greater than the platinum component contained in the silicone rubber,
The fluorine resin forming the release layer,
A laminate, selected from polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) and polyvinylideneporide (PVDF).
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2019
- 2019-05-17 KR KR1020190057708A patent/KR102095846B1/en active IP Right Grant
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GRNT | Written decision to grant |