KR20030017940A

KR20030017940A - 전자사진 화상형성장치의 정착 장치

Info

Publication number: KR20030017940A
Application number: KR1020010051583A
Authority: KR
Inventors: 이경우
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-08-25
Filing date: 2001-08-25
Publication date: 2003-03-04
Also published as: KR100403595B1; US20030039493A1; US6665515B2; JP2003076214A; DE60138807D1; EP1288735B1; EP1288735A1; CN1402092A; CN1183426C

Abstract

전자사진 화상형성장치의 정착장치가 개시된다. 개시된 전자사진 화상형성장치의 정착장치는 양단이 밀봉되어 있고, 그 내부공간에 소정량의 작동유체를 수용한 관상의 히트파이프; 상기 히트파이프를 감싸도록 설치되는 정착롤러; 상기 정착롤러와 히트파이프의 사이에 설치되며 열을 발생하는 발열부; 및 상기 발열부에 외부전원을 전달하는 전원연결부;를 구비하며, 상기 발열부는 상기 전원연결부로부터 공급된 전기에 의해 열을 발생시키며, 그 외부에 보호피복층이 형성되지 않은 저항 코일; 상기 정착롤러의 내면에서 상기 저항코일과 접촉되게 마련되는 제1절연층; 상기 히트파이프의 외면에서 상기 저항코일과 접촉되게 마련되는 제2절연층; 및 상기 발열부 양단의 저항코일과 상기 전원연결부를 연결하는 리드선들;을 구비한다. 이와 같은 구성에 의하면, 히트파이프를 사용하여 초기 구동시에 필요한 워밍업 시간이 단축되고, 저항 코일을 덮는 절연층을 형성하여 발열부의 제작이 용이해지며 또한, 히트 싱크 및 절연막 사용으로 발열부의 리드선과 엔드캡의 안정성을 확보할 수 있다.

Description

전자사진 화상형성장치의 정착 장치{Fusing device of electrophotographic image forming apparatus}

본 발명은 전자사진 화상형성장치의 정착장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력소비가 낮고 순간가열이 가능하도록 히트파이프를 이용한 전자사진 화상형성장치의 정착장치에 관한 것이다.

전자사진 화상형성장치는 토너화상이 전사된 용지를 가열하여 그 용지 상의 분말 상태의 토너화상을 일시적으로 용융시켜서 그 용지에 융착시키는 정착 장치를 구비한다. 정착 장치는 토너를 종이에 융착시키는 정착롤러와, 상기 정착롤러에 대해서 상기 용지를 죄면서 지지하도록 가압하는 가압롤러를 구비한다.

도 1은 할로겐 램프가 열원으로 적용된 종래 정착롤러의 개략적인 횡단면도이며, 도 2는 도 1의 정착롤러를 채용한 정착장치의 개략적인 종단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래 정착롤러부(10)는 원통상의 정착롤러(11)와 그 내부 중앙에 설치된 할로겐램프(12)를 구비한다. 상기 정착롤러(11)의 표면은 테프론에 의한 코팅층(11a)이 형성되어 있다. 상기 할로겐램프(12)가 정착롤러(11)의 내부에서 열을 발생하고, 상기 정착롤러(11)는 할로겐램프(12)로부터의 복사열에 의해 가열된다.

도 2를 참조하면, 상기 정착롤러부(10)의 하부에는 용지(14)를 사이에 두고 정착롤러(11)와 대향되게 가압롤러(13)가 위치한다. 상기 가압롤러(13)는 스프링(13a)에 의해 탄력적으로 지지되어 정착롤러(11)와 가압롤러(13)사이를 통과하는 용지(14)를 정착롤러(11)에 소정의 압력으로 밀착시킨다. 이때, 분말상태의 토너화상(14a)이 형성되어 있는 용지(14)는 정착롤러(11)와 가압롤러(13)사이를 통과하면서 소정의 압력과 열에 의해 용지(14)에 융착된다.

상기 정착롤러(11)의 일측에는 정착롤러(11)의 표면온도를 측정하는 써미스터(Thermistor: 15)와, 정착롤러(11)의 표면온도가 설정값을 넘었을 때 할로겐 램프(12)로의 전원을 차단하는 써머스탯(Thermostat: 16)이 설치되어 있다. 써미스터(15)는 정착롤러(11)의 표면온도를 측정하여 프린터(미도시)의 제어부(미도시)로 측정된 전기 신호를 전송하며, 제어부는 측정온도에 따라 할로겐 램프(12)에 공급하는 전기량을 제어하여 정착롤러(11)의 표면온도를 주어진 범위 내에서 유지시킨다. 또한, 상기 써머스탯(16)은 상기 써미스터(15) 및 제어부에 의한 정착롤러(11)의 온도조절이 실패하여 정착롤러(11)의 온도가 한계 설정치 보다 높을 때 써머스탯(16)의 콘택트(미도시)가 오픈(open)되어서 상기 할로겜 램프(12)에 흐르는 전원을 차단한다.

상기 구조의 할로겐램프를 열원으로 적용하는 종래 정착장치는 전력소모가 많으며, 특히 전원을 껐다가 화상형성을 위해 전원을 다시 켰을 때 상당히 긴 워밍업(warming up) 시간을 필요로 한다. 이 워밍업 시간은 짧게는 수 십초에서 길게는 수분이 소요된다. 특히, 종래 정착장치에서는 열원으로부터의 복사열에 의해 정착롤러가 가열되기 때문에 열 전달 속도가 느리며, 용지에 접촉하면서 발생되는 온도저하에 따른 온도편차의 보상이 늦으므로 정착롤러의 일정한 온도 유지가 어렵다. 또한, 프린트의 동작이 휴지상태인 대기모드에서 정착롤러의 온도를 일정하게 유지시키기 위하여 전기를 열원에 일정한 주기로 인가해야 하기 때문에 불필요한 전력소모가 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 초기 가동시 또는 대기 모드로부터 워밍업 시간이 짧고 내구성 및 안정성이 향상된 전원연결부가 적용된 전자사진 화상형성장치의 정착장치를 제공하는 것이다.

도 1은 할로겐 램프가 열원으로 적용된 종래 정착롤러의 개략 횡단면도,

도 2는 도 1에 도시된 정착롤러를 포함하는 정착장치의 개략 종단면도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정착장치의 개략 종단면도,

도 4는 도 3의 정착롤러의 구조를 개략적으로 보여주는 횡단면도,

도 5a 및 도 5b는 도 4의 제1엔드캡의 사시도,

도 6a 및 도 6b는 도 4의 제2엔드캡의 사시도,

도 7은 도 5a의 7-7'선을 따라 절개한 면의 단면도,

도 8은 도 4에 도시된 정착롤러의 양단부에 형성된 키홈을 보여주는 사시도,

도 9는 도 4의 정착롤러의 전원연결부를 보여주는 분해 사시도,

도 10은 도 4의 리드선의 일 예를 보여주는 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 정착장치 110: 정착롤러부

111: 토너이형층 112: 정착롤러

113: 발열부 113a: 제1운모층

113b: 저항 코일 113c: 제2운모층

114: 히트파이프(heat pipe) 115: 작동유체

116: 리드선 118: 써미스터

119: 써머스탯 120: 제1엔드캡

130: 제2엔드캡 170: 리드선

190: 가압롤러 200: 전원연결부

210: 전극 220: 브러시

230: 스페이서 240: 스프링

250: 절연플레이트

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 전자사진 화상형성장치의 정착장치는, 양단이 밀봉되어 있고, 그 내부공간에 소정량의 작동유체를 수용한 관상의 히트파이프; 상기 히트파이프를 감싸도록 설치되는 정착롤러; 상기 정착롤러와 히트파이프의 사이에 설치되며 열을 발생하는 발열부; 및 상기 발열부에 외부전원을 전달하는 전원연결부;를 구비하며, 상기 발열부는 상기 전원연결부로부터 공급된 전기에 의해 열을 발생시키며, 그 외부에 보호피복층이 형성되지 않은 저항 코일; 상기 정착롤러의 내면에서 상기 저항코일과 접촉되게 마련되는 제1절연층; 상기 히트파이프의 외면에서 상기 저항코일과 접촉되게 마련되는 제2절연층; 및 상기 발열부 양단의 저항코일과 상기 전원연결부를 연결하는 리드선들;을 구비한다.

상기 절연층들은 각각 적어도 하나의 운모층으로 만들어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전원연결부는 상기 정착롤러의 양단, 회전축 상에 설치되는 제1 및 제2엔드캡의 바깥쪽 끝에 삽입되는 전극; 상기 정착롤러를 지지하는 프레임에 형성된 관통구멍에서 상기 전극과 접촉되게 설치되는 브러시; 및 상기 브러시가 상기 전극쪽으로 밀착되어 전기적으로 접속되게 하는 탄성수단;을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 엔드캡들은 상기 리드선이 통과되도록 길이방향으로 형성된 관통홀; 및 상기 관통홀을 통과한 상기 리드선이 그에 삽입되는 상기 전극과 전기접속되게 형성된 바닥부; 상기 바닥부를 상기 리드선과 격리되도록 상기 바닥부 상에 마련된 제1절연막; 및 상기 절연막 상에 마련되어 상기 리드선과 전기접속을 하는 히트싱크;을 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 관통홀에는 그를 통과하는 상기 리드선을 그로부터 절연시키는 제2절연막이 더 마련되는 것이 바람직하다.

상기 엔드캡의 외주에서 상기 정착롤러의 양단과 결합되는 부위에 형성된 적어도 하나의 키; 및 상기 키에 대응하여 상기 정착롤러의 양단에 형성된 키홈들;을더 구비하며, 상기 키홈은 정착롤러의 내측 외주면에서 오목하게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 리드선은 상기 발열부 양단의 저항코일과 전기접속되는 링부; 및 상기 링부로부터 연장된 스트링;을 구비하는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 전자사진 화상형성장치의 정착장치의 개략적인 종단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 정착롤러의 구조를 보여주는 횡단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전자사진 화상형성장치의 정착장치(100)는 토너화상(151)이 형성된 용지(150)가 배출되는 방향, 즉 도면에서 시계방향으로 회전하는 정착롤러(112)를 포함하는 정착롤러부(110)와, 용지(150)를 사이에 두고 정착롤러(112)와 대향되게 설치되어 정착롤러(112)에 접촉하면서 반시계방향으로 회전하는 가압롤러(190)를 구비한다.

상기 정착롤러부(110)는 표면에 테프론 코팅에 의한 토너이형층(111)이 형성된 원통형의 정착롤러(112)와, 상기 정착롤러(112)의 내부에 설치되어 후술하는 전원연결부(200)를 통해서 외부전원의 전기를 공급받아 열을 발생시키는 발열부(113)와, 상기 발열부(113)의 내부에 설치되며, 그 양단이 밀폐되어 소정 압력으로 유지된 히트파이프(114)를 구비한다. 상기 히트파이프(114) 내에는 소정 체적비의 작동유체(115)가 수용되어 있다. 또한, 상기 정착롤러(112)의 양단에는 외부전원에 연결되어 발열부(113)에 전기를 전달하는 전원연결부(200)가 설치되어 있다.

한편, 상기 정착롤러(112)의 상부에는 상기 토너 이형층(111)에 접촉되어 정착롤러(112) 및 토너 이형층(111)의 표면온도를 측정하는 서미스터(118)와, 상기 정착롤러(112) 및 토너 이형층(111)의 표면온도가 급격하게 상승하는 경우에 전원을 차단하여 과열을 방지하는 써머스탯(119)이 설치되어 있다.

상기 발열부(113)는 전원연결부로부터 공급된 전기에 의해 열을 발생시키는 Ni-Cr 저항 코일(113b)과, 저항 코일(113b)과 정착롤러(112) 사이에 개재되는 제1운모층(113a)과, 저항 코일(113b)과 히트파이프(114) 사이에 개재되는 제2운모층(113c)과, 발열부(113)의 양단에서 상기 저항 코일(113b)로부터 바깥쪽으로 연장되어 전원연결부(200)와 전기 접속을 하는 리드선들(116)을 구비한다. 발열부(113)의 운모층들(113a, 113c)은 각각 적어도 하나의 층으로 제조된다. 상기 저항 코일(113b)은 Cr-Fe 선을 사용할 수도 있다.

상기 구조의 정착롤러부(110)의 제작 공정은 먼저, 히트파이프(114)의 외주면을 제2운모층(113c), 저항 코일(113b) 및 제1운모층(113a)을 순차적으로 감싸서 정착롤러(112)의 내주면에 삽입한 다음, 히트파이프(114)의 내부에 100 내지 150 기압의 압력을 가하여 히트파이프(114)를 확장시킨다. 그러면, 상기 발열부(113)는 히트파이프(114)의 외주면과 정착롤러(112)의 내주면에 밀착되어 접촉된다.

상기 히트파이프(114)는 관형으로 이루어져 있으며, 그 양단은 밀폐되어 있다. 그 내부에는 작동유체(115)가 소정량 수용되어 있다. 상기 작동유체(115)는 발열부(113)에서 발생된 열을 전달받아 기화되어, 그 열을 정착롤러(112)에 전달하여정착롤러(112)의 표면의 온도편차를 방지하고 빠른 시간 내에 정착롤러(112) 전체가 가열되게 하는 열적매체의 역할을 한다. 작동유체(115)는 히트파이프(114)의 체적에 대하여 5 내지 50 ％의 체적비를 차지하며, 5 내지 15 ％ 체적비를 차지하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 작동유체(115)가 차지하는 체적비가 5% 이하인 경우에는 드라이 아웃(dry out)현상이 발생될 가능성이 매우 높으므로 이를 피하는 것이 바람직하다.

상기 작동유체(115)는 상기 히트파이프(114)의 재질에 따라 선택적으로 사용되어 진다. 즉, 상기 히트파이프(114)의 재질이 스테인레스 스틸(Stainless Steel)인 경우는 상기 작동유체(115)로서 물을 제외한 현재 알려져 있는 대부분의 작동유체를 사용할 수 있으며, 그 중에서도 FC-40(3M)이 가장 바람직하다.

상기 히트파이프(114)의 재질이 구리(Cu)인 경우는 거의 대부분의 알려진 작동유체가 적용될 수 있는데 그 중에서도 물 즉, 증류수가 가장 바람직하다. 작동유체로서 물 또는 증류수를 사용시, 작동유체 비용이 절감되며 환경오염을 야기 시키지 않는 이점이 있다.

상기 정착롤러(112)는 상기 발열부(113)에서 발생된 열이 전달되거나, 상기 히트파이프(114)에 수용되어 있는 작동유체(115)에 의한 기화열에 의하여 가열되어 상기 용지(150)에 형성되어 있는 분말상의 토너(151)를 융착하는 역할을 하는 것으로, 그 재질은 스테인레스 스틸(Stainless Steel), 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu) 등으로 만들어진다.

상기 정착롤러(112)의 양단에는 정착롤러(112)의 회전축 상에서 정착롤러(112)의 양단을 덮는 제1(120) 및 제2엔드캡(130)이 위치한다. 제2엔드캡(130)은 그 구조에 있어서 대부분이 제1엔드캡(120)과 동일하며, 다만, 제2엔드캡(130)의 외주면을 따라 기어(gear)가 형성되어 전동장치의 기어(미도시)와 맞물려 회전되는 것이 다르다.

도 5a 및 도 5b는 도 4의 제1엔드캡의 사시도이고, 도 6a 및 도 6b는 도 4의 제2엔드캡의 사시도이며, 도 7은 도 5a의 7-7'선을 따라 절개한 면의 단면도로서 설명을 위해서 리드선을 함께 도시하였으며, 도 8은 도 4에 도시된 정착롤러의 양단부에 형성된 키홈을 보여주는 사시도이다.

도면을 참조하면, 제1(120) 및 제2엔드캡(130)에는 리드선(도 7의 참조번호 116)이 길이방향으로 인입되는 리드선홀(122, 132)이 형성되어 있다. 엔드캡(120, 130)의 내측 외주부에는 돌출된 키(124, 134)가 형성되어 있으며, 이 키(124, 134)는 정착롤러(112) 양단의 내측에 형성된 키홈(도 8의 112a)에 맞물려서 체결된다. 히트파이프(114)의 양단에 대향하는 엔드캡(120, 130)의 내측 중앙부에는 히트파이프(114)의 양단이 일부 인입되는 오목부(125, 135)가 형성되어 있으며, 오목부(125, 135)의 반대쪽의 엔드캡(120, 130)의 외측 중앙부에는 후술하는 전극(도 4의 210 참조)이 삽입되는 전극홈(126, 136)과 전극인입부(127, 137)가 형성되어 있다. 상기 전극홈(126)의 바닥(126a)에는 리드선(116)의 열이 엔드캡(120, 130)에 전열되는 것을 방지하는 제1절연막(126b)과, 상기 제1절연막(126b) 상에서 리드선(116)과 연결되어 리드선(116)의 열을 방산시키는 히트 싱크(126c)가 마련되어 있다. 또한, 상기 리드선홀(122)에서의 리드선(116)의 열로부터 엔드캡(120)을보호하도록 리드선홀(122)의 내측면에 제2절연막(미도시)이 마련되는 것이 바람직하다.

도 9는 제2엔드캡(130)에 연결되는 전원연결부(200)의 분해 사시도이다. 도면을 참조하면, 전원연결부(200)는 프레임(도 4의 160 참조) 내에 설치되어, 외부전원을 공급받아 상기 발열부(113)에 전달한다. 전원연결부(200)는 상기 전극홈(도 6a의 136 참조) 및 전극인입부(도 6a의 137 참조)에 삽입되는 전극과, 상기 전극과 대응하는 상기 정착롤러를 지지하는 프레임(160)에 형성된 관통홀에서 상기 전극과 접촉되게 설치되는 브러시(220)와, 상기 브러시(220)가 상기 전극(210) 쪽으로 밀착되어 전기 접속되게 하는 탄성수단(240)을 구비한다.

상기 전극(210)은 상기 엔드캡(130)의 중앙부 즉, 정착장치(110)의 회전 중심축 상에 위치한 전극홈(136)에 삽입되어 설치되는 돌출부(212)와, 상기 돌출부(212)에 일체로 연결되어 전극인입부(137)에 삽입되어 설치되는 플랜지부(214)를 구비한다. 상기 전극(210)의 돌출부(212)는 리드선홀(도 7의 122 참조)에 인입되어 직각으로 꺾인 리드선(도 7의 116 참조)에 전기 접속되도록 리드선(116)을 전극홈(136)의 바닥에 밀착시키게 삽입된다.

상기 엔드캡(120, 130)은 고온에서도 열변형이 적은 유리섬유(Glass Fiber)등의 충전재를 넣은 PPS(Polyphenylene sulfide), PBT(Poly Butylene Terephthalate), 나이론(Nylon) 등의 레진을 사용할 수 있다.

상기 브러시(220)는 전극(210)에 접속되어 외부로부터의 전기를 전달하며, 돌기부(222)와 플레이트로 구성되어 있다. 상기 돌기부(222)에는 상기플랜지부(214)가 접촉되어 연결되고, 상기 플레이트(224)에는 외부로부터의 리드선(도 4의 254 참조)과 연결된다.

상기 프레임(160)에는 관통구멍이 형성되어 있다. 상기 관통구멍의 상기 정착롤러(112)에 대향되는 쪽으로부터 제1, 제2스토퍼(162, 164)가 마련되어 있다. 상기 제1스토퍼(162)에는 상기 관통구멍에 상기 브러시(220)가 삽입될 때 상기 플레이트(224)가 걸려 지지되며, 제2스토퍼(164)에는 절연 플레이트(250)의 플랜지(251)가 걸려서 지지된다.

상기 탄성수단(240)은 상기 브러시(220)가 전극(210)에 밀착되도록 스페이서(230)에 탄성력을 제공하며, 상기 정착롤러(112)가 작동 중에 열팽창 또는 열수축이 반복적으로 일어나는 경우에도 그 변형을 흡수하여 상기 브러시(220)가 전극(210)으로부터 떨어지는 것을 방지한다. 그러므로, 상기 탄성수단(240)은 압축스프링을 사용하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 브러시(220)에는 외부로부터 리드선홀(252)을 통해서 리드선(도 4의 254)이 연결되는데, 상기 리드선(254)과 상기 탄성수단(240)이 접촉하여 스파크가 발생되는 위험이 있다. 따라서, 이러한 위험을 방지하고, 상기 브러시(220)가 뒤로 밀려서 상기 엔드캡(230)이 프레임(160)에 닿는 것을 방지하는 스페이서(230)가 설치되어 있다.

상기 탄성수단(240)은 절연플레이트(250)에 의하여 상기 프레임(160)에 장착된다. 상기 절연플레이트(250)는 상기 탄성수단(240)을 지지하는 역할을 한다. 따라서, 관통구멍에 먼저 브러시(220)를 설치하고, 그 다음에 탄성수단(240) 및 스페이서(230)를 설치한다. 그 다음에 상기 탄성수단(240)이 뒤로 빠지지 않도록 절연플레이트(250)를 설치한다.

상기 구조의 전자사진 화상형성장치의 정착장치의 동작을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

외부의 리드선(254)으로부터 공급된 전기가 브러시(220), 전극(210)을 통해서 발열부(113)의 리드선(116)에 연결되면 그 전기는 저항 코일(113b)에 열을 발생시킨다. 발생된 열의 일부는 제1운모층(113a)을 통하여 상기 정착롤러(112)에 전달되고, 나머지 열은 제2운모층(113c)을 통해 상기 히트파이프(114)에 전달된다. 상기 히트파이프(114)에 수용되어 있는 상기 작동유체(115)는 전달된 열에 의하여 가열되어 기화되며, 기체상의 작동유체가 가지는 열은 히트파이프(114)의 표면에 설치된 제1(113a) 및 제2운모층(113c)을 통하여 상기 정착롤러(112)에 전달된다. 상기 정착롤러(112)는 상기 발열부(113)에서 발생된 열이 전달되고, 동시에 상기 작동유체(115)의 열이 운모층들(113a, 113c)를 통하여 전달되어 그 표면온도가 상기 용지(150)에 형성되어 있는 분말상의 토너(151)를 융착하기에 필요한 목표온도까지 빠른 시간 내에 전체에 고르게 도달하게 된다.

이어서, 인쇄모드가 되면 인쇄용지(150)에 분말상의 토너(151)가 전사되고, 이 용지(150)는 상기 정착장치(110)와 이에 대향되게 설치되어 있는 가압롤러(190)사이를 통과하면서 일정한 온도를 가지고 있는 정착롤러(112)에 의하여 용지(150)에 융착된다.

한편, 상기 정착롤러(112)가 상기 토너(151)를 용지(150)에 융착시킴에 따라용지(150)로 열을 빼앗기게 되면, 상기 히트파이프(114)내에 수용되어 있는 상기 작동유체(115)는 열을 빼앗기게 되어 다시 액화된다. 그러면, 다시 상기 발열부(113)에 의해 열을 전달받은 상기 작동유체(115)는 기화되면서 상기 정착롤러(112)의 표면온도를 상기 토너(151)를 융착시키기 적당한 목표온도로 유지할 수 있게 하여 계속적인 작업을 할 수 있게 된다.

정상적인 토너화상의 정착온도는 160 ~ 190 ℃ 이며, 본 발명에 따른 정착장치(100)는 약 10초 이내에 목표온도에 도달하게 된다. 그리고, 목표온도에 도달한 후에는 상기 써미스터(118)가 상기 정착롤러(112)의 표면온도를 측정하여 표면온도를 상기 토너(151)를 융착하기에 적당한 소정의 범위 내에서 유지시켜준다. 만약, 상기 써미스터(118)에 의한 표면온도조절이 실패하여 정착롤러(112)의 표면온도가 급상승하게 되면, 상기 써머스탯(119)이 이에 연결되어 있는 전원연결부(200)의 전원을 기계적인 작동으로 차단하여 그 표면온도의 급상승을 방지한다. 이러한 전원공급동작은 설정온도에 따라 가변 될 수 있으며, 전원공급도 주기적인 온/오프(0N/OFF) 타입이나 펄스폭 변조방식(Pulse Width Modulation), 혹은 PI(Proportional and Integral) 등의 제어방식의 적용이 가능하다.

도 10은 도 4의 리드선의 일 예를 보여주는 사시도이다. 리드선(170)은 히트파이프(114)를 감싸면서 그 일측에 저항코일의 끝이 전기접속되는 링부(170)와, 상기 링부(170)로부터 연장되는 스트링(174)을 구비한다. 상기 스트링(174)은 상기 리드선홀(도 7의 122)을 통과하여 전극(도 9의 210)에 연결된다. 이러한 리드선(170)을 사용하면 리드선의 공기중 발열로 인한 단선을 방지하여 전극(210)과 발열부(113)를 보다 안정되게 연결할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자화상 형성장치의 정착롤러는 히트파이프를 사용하여 초기 구동시에 필요한 워밍업 시간이 단축되고, 저항 코일을 덮는 절연층을 형성하여 발열부의 제작이 용이해지며 또한, 히트 싱크 및 절연층 사용으로 발열부의 리드선과 엔드캡의 안정성을 확보할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims

양단이 밀봉되어 있고, 그 내부공간에 소정량의 작동유체를 수용한 관상의 히트파이프; 상기 히트파이프를 감싸도록 설치되는 정착롤러; 상기 정착롤러와 히트파이프의 사이에 설치되며 열을 발생하는 발열부; 및 상기 발열부에 외부전원을 전달하는 전원연결부;를 구비하며,

상기 발열부는,

상기 전원연결부로부터 공급된 전기에 의해 열을 발생시키며, 그 외부에 보호피복층이 형성되지 않은 저항 코일;

상기 정착롤러의 내면에서 상기 저항코일과 접촉되게 마련되는 제1절연층;

상기 히트파이프의 외면에서 상기 저항코일과 접촉되게 마련되는 제2절연층; 및 상기 발열부 양단의 저항코일과 상기 전원연결부를 연결하는 리드선들;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치의 정착장치.
제 1 항에 있어서,

상기 절연층들은 각각 적어도 하나의 운모층으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치의 정착장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전원연결부는,

상기 정착롤러의 양단, 회전축 상에 설치되는 제1 및 제2엔드캡의 바깥쪽 끝에 삽입되는 전극;

상기 정착롤러를 지지하는 프레임에 형성된 관통구멍에서 상기 전극과 접촉되게 설치되는 브러시; 및

상기 브러시가 상기 전극쪽으로 밀착되어 전기적으로 접속되게 하는 탄성수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치의 정착장치.
제 3 항에 있어서,

상기 엔드캡들은,

상기 리드선이 통과되도록 길이방향으로 형성된 관통홀; 및

상기 관통홀을 통과한 상기 리드선이 그에 삽입되는 상기 전극과 전기접속되게 형성된 바닥부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치의 정착장치.
제 4 항에 있어서,

상기 바닥부가 상기 리드선과 격리되도록 상기 바닥부 상에 마련된 제1절연막;

상기 절연막 상에 마련되어 상기 리드선과 전기접속을 하는 히트싱크;가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치의 정착장치.
제 4 항에 있어서,

상기 관통홀에는,

그를 통과하는 상기 리드선을 그로부터 절연시키는 제2절연막이 더 마련되는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치의 정착장치.
제 3 항에 있어서,

상기 엔드캡의 외주에서 상기 정착롤러의 양단과 결합되는 부위에 형성된 적어도 하나의 키; 및

상기 키에 대응하여 상기 정착롤러의 양단에 형성된 키홈들;을 더 구비하는것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치의 정착장치.
제 7 항에 있어서,

상기 키홈은 정착롤러의 내측 외주면에서 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치의 정착장치.
제 1 항에 있어서,

상기 리드선은,

상기 발열부 양단의 저항코일과 전기접속되는 링부; 및

상기 링부로부터 연장된 스트링;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치의 정착장치.