KR200256087Y1 - 절전 기능을 가지는 전자 사진 정착기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 절전 기능을 가지는 전자 사진 정착기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자 사진 프로세스를 이용한 복사기, 프린터 등에 사용되는 정착기에서 웜업 시간을 단축시키고 절전 기능을 가지는 절전 기능을 가지는 전자 사진 정착기에 관한 것이다.

본 고안은 토너가 정착되는 히팅 롤러와; 상기 히팅 롤러의 양단을 지지해 주는 써포트 베어링; 상기 히팅 롤러의 일단에 장착되어 회전시켜 주는 구동 기어와; 상기 히팅 롤러에 힘을 가하여 프린트되는 종이를 가압시켜 주는 가압 롤러와; 상기 가압 롤러의 양단을 지지해 주는 가압 베어링과; 상기 가압 베어링에 가압력을 공급해 주는 가압 스프링과; 상기 히팅 롤러의 양단에 접촉되어 전원을 공급해 주는 전원 인가부를 포함하는 것을 특징으로 하는 절전 기능을 가지는 전자 사진 정착기를 제공한다.

Description

절전 기능을 가지는 전자 사진 정착기{A Fixer of Electronic Photograph Having Function of Power Saving}

본 고안은 절전 기능을 가지는 전자 사진 정착기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자 사진 프로세스를 이용한 복사기, 프린터 등에 사용되는 정착기에서 웜업 시간을 단축시키고 절전 기능을 가지는 절전 기능을 가지는 전자 사진 정착기에 관한 것이다.

일반적으로, 현재 상용화되어 있는 전자 사진 프로세스를 응용한 제품의 정착 장치 대부분이 할로겐 램프를 사용한 복사열로 공기를 대류시켜서 열을 간접적으로 히팅 롤러(heating roller)에 전달되어 정착을 하는 시스템이다.

이러한 기존의 시스템은 할로겐 램프를 사용하기 때문에 소비 전력이 많이 소모되며, 히팅 롤러를 일정 온도로 높이기 위하여 기다리는 시간이 필요하다.

다시 말하면, 종래의 정착기 구조는 도 1에 나타낸 바와 같이, 토너가 정착되는 히팅 롤러(1)와; 상기 히팅 롤러(1) 내에 장착되어 토너 정착을 위한 열을 발생하는 할로겐 램프(3)와; 상기 히팅 롤러(1)의 양단을 지지해 주는 써포트 베어링(7)과; 상기 히팅 롤러(1)의 일단에 장착되어 회전시켜 주는 구동 기어(6)와; 상기 히팅 롤러(1)에 힘을 가하여 프린트되는 종이를 가압시켜 주는 가압 롤러(2)와; 상기 가압 롤러(2)의 양단을 지지해 주는 가압 베어링(9)과; 상기 가압 베어링(9)에 가압력을 공급해 주는 가압 스프링(10)과; 상기 할로겐 램프(3)의 양단에 전원을 인가해 주는 코드 A, B(12, 13)와; 상기 히팅 롤러(1) 표면의 온도를 측정하는 서미스터(4)와; 상기 서미스터(4)를 통해 히팅 롤러(1)의 온도를 측정하여 할로겐 램프(3) 정착기 동작 여부를 판단하는 CPU(8)와; 상기 코드 A, B(12, 13)사이에 연결되어 히팅 롤러(1)의 열을 감지하여 고온이 되면 전원을 차단하는 써머스태트(5) 등으로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 정착기는 메인 파워 스위치를 온하면, CPU(8)에서 정착 온도를 검지하여 일정 목표 온도로 도달할 때까지 히팅 롤러(1) 내부에 있는 할로겐 램프(3)에 전원을 공급하여 열을 발생시켜 히팅 롤러(1) 표면에 복사열이 전달되며, 히팅 롤러(1) 표면에 밀착되어 있는 서미스터(4)가 온도를 감지하며, 서미스터(4)는 온도를 저항으로 읽고, 다시 전압으로 환산하여, CPU(8)가 온도의 높고 낮음을 판단하여 제어한다.

히팅 롤러(1)의 표면 온도가 목표 값에 도달하면, CPU(8)에서 프린트 신호가 발생되어, 복사기 시스템이 동작하면서 복사가 이루어진다.

여기서, 복사기 또는 레이저 빔 프린터 등이 파워 온에서 동작 전까지의 시간을 웜업 시간(warm up time)이라 하며, 전원이 온되어 할로겐 램프가 켜져 있을 때의 전력을 소비 전력이라고 한다.

상기와 같은 종래 정착기의 문제점은 프린터를 동작시키기 위하여 파워 스위치 온에서 동작 시간까지가 보통 20∼90초 정도의 대기 시간이 필요하며, 정상적인 동작을 위하여 할로겐 램프를 동작시켜야만 한다.

이 때 소모되는 전력을 소비 전력이라고 한다. 이 소비 전력은 할로겐 램프가 온되어 있으면 소비되며, 400∼1200W까지 많은 양의 에너지가 소비되는 문제점이 있으며, 할로겐 램프는 온도 분포가 일정하지 않은 문제점도 있다.

이 것은 할로겐 램프 내의 텅스텐 와이어의 감긴 회수, 피치, 굵기 등에 따라 열의 발생 상태가 서로 틀리기 때문이며, 현재의 방식으로는 극복하기 어려운 문제점이다.

이러한 문제로 인하여 온도 제어용 서미스터가 어느 위치에 어떻게 부착되어 있느냐에 따라서도 온도의 변화가 있으며, 특히 고정 위치가 중앙, 양단부에 따라서도 온도 제어에 큰 차이가 있다.

이 서미스터 자체의 감지에 따라서도 온도 제어의 차이가 있다. 이 것은 서미스터가 히팅 롤러에 어떻게 부착되어 있는가에 따라서 온도 감지 능력의 차이가 있기 때문이다.

즉, 서미스터가 히팅 롤러에서 떨어져 부착되면 온도 감지를 낮게 감지하기 때문에 프린트 상 토너의 미정착 현상이 발생되며, 너무 밀착되면 서미스터에 의하여 히팅 롤러의 표면에 흠집이 발생한다.

히팅 롤러의 표면에 흠집이 발생되면 화질에 영향을 받아 품질이 저하되는 문제점이 있다.

또, 서미스터의 부착 위치에 따라서도 문제가 발생한다.

서미스터가 히팅 롤러에서 멀리 떨어져 부착되면 실제 히팅 롤러 상의 온도는 높은데 낮게 인식하여, 히팅 롤러 주변의 부품이 녹아버려 구동이 안되게 하며, 심하면 화재도 발생한다.

너무 가까이 부착되어 있으면, 실제보다 낮은 온도에서도 서미스터가 쉽게 오픈되어 기계가 동작하지 않는다. 이러한 경우 모두 실제 사용자가 처치를 할 수 없으며, 서비스 엔지니어에 의하여 조치를 받아야만 한다.

그리고, 프린트 동작 중에 웜업 시간이 필요하며, 프린트되는 시간과 다음 프린트까지의 시간사이에도 온도 편차가 발생한다.

이는 할로겐 램프에서 발생하는 열이 즉각적으로 히팅 롤러에 전달되지 않기 때문이며, 할로겐 램프에 의한 소모 전력이 많기 때문에 대기 시간 또는 절전 모드 등과 같은 시간을 소요하는 프린트하는 도중에 불필요한 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 정착기가 안고 있는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 정착기의 웜업 시간을 단축하고, 소비 전력을 절감하면서, 히팅 롤러의 표면 온도를 균일하게 하여 프린트 품질을 높이고, 고장 발생 요인을 줄여서 시스템을 안정성을 높여 주는 절전 기능을 가지는 전자 사진 정착기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안은 상기 목적을 달성하기 위하여, 전자 사진 정착기 히팅 롤러에 있어서, 구동력을 전달해 주는 구동 기어에 의하여 회전하는 히팅 파이프와; 상기 히팅 파이프에 형성되어 전기적으로 절연시켜 주는 절연층과; 발열체로 이루어져 절연층 위에 형성되어 열을 발생하는 발열층과; 상기 발열층에서 발생하는 열을 전달받아 토너가 정착되는 튜브와; 상기 절연층과 발열층 및 상기 튜브와 발열층사이에 각각 충진되는 제 1 및 제 2프라이머층을 포함하는 것을 특징으로 하는 절전 기능을 가지는 전자 사진 정착기를 제공한다.

도 1은 종래의 정착기 구조를 나타낸 단면도.

도 2는 본 고안에 따른 정착기의 구조를 나타낸 단면도.

도 3은 본 고안에서 정착기의 드럼의 구조를 상세하게 나타낸 단면도.

본 고안에 따른 절전 기능을 가지는 전자 사진 정착기의 구성 및 작용을 본 고안의 일 실시예를 통하여 상세하게 설명한다.

첨부한 도면, 도 2는 본 고안에 따른 정착기의 구조를 나타낸 단면도, 도 3은 본 고안에서 정착기의 드럼의 구조를 상세하게 나타낸 단면도이다.

본 고안에 따른 절전 기능을 가지는 전자 사진 정착기는 도 2에 나타낸 바와 같이, 토너가 정착되는 히팅 롤러(21)와; 상기 히팅 롤러(21)의 양단을 지지해 주는 써포트 베어링(7)과; 상기 히팅 롤러(14)의 일단에 장착되어 회전시켜 주는 구동 기어(6)와; 상기 히팅 롤러(21)에 힘을 가하여 프린트되는 종이를 가압시켜 주는 가압 롤러(2)와; 상기 가압 롤러(2)의 양단을 지지해 주는 가압 베어링(9)과; 상기 가압 베어링(9)에 가압력을 공급해 주는 가압 스프링(10)과; 상기 히팅롤러(21)의 양단에 접촉되어 전원을 공급해 주는 전원 인가부(20)로 이루어진다.

상기 히팅 롤러(21)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 구동력을 전달해 주는 구동 기어에 의하여 회전하는 히팅 파이프(14)와; 상기 히팅 파이프(14)에 형성되어 전기적으로 절연시켜 주는 절연층(15)과; 발열체로 이루어져 상기 절연층(15) 위에 형성되어 열을 발생하는 발열층(17)과; 상기 발열층(17)에서 발생하는 열을 전달받아 토너가 정착되는 튜브(19)와; 상기 절연층(16)과 발열층(17) 및 상기 튜브(19)와 발열층(17)사이에 각각 충진되는 제 1 및 제 2프라이머층(16, 18)으로 이루어진다.

상기 튜브(19)는 열 전달 계수가 높으며, 강도가 높은 재질로 된 것으로, 그 표면에 PFA와 PIFE 등이 코팅되어 있어서 토너가 그 표면에 고착되지 않는다. 그리고, 상기 가압 롤러(2)는 실리콘 러버(silicon rubber)가 주성분인 롤러를 사용하며, 실리콘 러버의 경도는 25∼45도 사이이다.

상기와 같은 구조로 제조하기 위해서는 다음과 같이 한다.

먼저, 히팅 파이프(14)에 높은 온도에서 절연성이 유지되는 부재로 된 절연층(15)을 도포하고, 그 위에 프라이머 처리하여 제 1프라이머층(16)을 형성한다.

그리고, 상기 제 1프라이머층(15) 위에 발열성 소재를 균일한 두께로 도포하거나 이미 제작된 발열성 소재를 밀착시켜 붙여서 발열층(16)을 형성하고, 프라이머 처리를 하여 제 2프라이머층(17)을 형성한다.

상기 제 2프라이머층(17) 위에 토너가 정착되는 튜브(18)를 씌우고 높은 열을 가하여 상기 히팅 파이프(14) 및 발열층(16)과 견고하게 밀착시킨다.

그리고, 상기 발열층(16)의 양단에 밀접하게 접촉되는 전원 인가부(20)를 설치하고, 이를 통하여 코드(12, 13)를 통하여 공급되는 전원을 인가한다.

이 때, 공급되는 전원은 히팅 롤러(21)에서 발생되는 열을 감지하여 전원 자동적으로 차단 공급해 주는 서머스태트(5)에 의하여 자동 조절된다.

상기와 같이 이루어진 본 고안에 따른 절전 기능을 가지는 전자 사진 정착기는

전자 사진 프로세스를 이용하는 모든 제품에 적용할 수 있다. 예를 들어, 레이저빔 프린터, 복사기, 사무 복합기, 일반용지 팩스, 디지털 카피어, 컬러 프린터, 컬러 카피어 등에 적용할 수 있다.

상기와 같이 구성되어 작용하는 본 고안에 절전 기능을 가지는 전자 사진 정착기는 순간적인 목표 온도로 올라가기 때문에 고효율 및 저비용의 효과가 있고, 에너지의 절감 효과가 기존의 할로겐 램프에 비하여 약 79%의 절전이 이루어진다.

그리고, 전원을 공급하는 즉시, 기다리는 시간이 필요 없이 바로 인쇄가 가능하며, 기존의 할로겐 램프식 정착기에 비하여 부품수가 절감되기 때문에 코스트의 하락과 함께 제품의 신뢰성이 향상되는 효과를 제공한다.

Claims (1)

1. 구동력을 전달해 주는 구동 기어에 의하여 회전하는 히팅 파이프와; 상기 히팅 파이프에 형성되어 전기적으로 절연시켜 주는 절연층과; 발열체로 이루어져 절연층 위에 형성되어 열을 발생하는 발열층과; 상기 발열층에서 발생하는 열을 전달받아 토너가 정착되는 튜브와; 상기 절연층과 발열층 및 상기 튜브와 발열층사이에 각각 충진되는 제 1 및 제 2프라이머층으로 이루어져, 토너가 정착되는 히팅 롤러와;

   상기 히팅 롤러의 양단을 지지해 주는 써포트 베어링;

   상기 히팅 롤러의 일단에 장착되어 회전시켜 주는 구동 기어와;

   상기 히팅 롤러에 힘을 가하여 프린트되는 종이를 가압시켜 주는 가압 롤러와;

   상기 가압 롤러의 양단을 지지해 주는 가압 베어링과;

   상기 가압 베어링에 가압력을 공급해 주는 가압 스프링과;

   상기 히팅 롤러의 양단에 접촉되어 전원을 공급해 주는 전원 인가부를 포함하는 것을 특징으로 하는 절전 기능을 가지는 전자 사진 정착기