KR20040020145A - 화상형성장치의 정착열 방출장치 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명의 화상형성장치의 정착열 방출장치는, 가열롤러 및 압력롤러를 덮는 정착 케이스; 내부는 진공을 유지하면서 일정량의 작동유체를 구비하고 있으며, 상기 가열롤러에서 발생되는 열을 흡수 및 배출하는 히트싱크를 포함하며, 상기 가열롤러에서 발생되는 열을 상기 히트싱크의 증발부를 통하여 흡수하고 상기 히트싱크의 응축부를 통하여 방출하는 것을 특징으로 한다. 상기 정착 케이스 내의 뜨거운 공기를 외부로 방출하는 팬(fan)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 히트싱크는 적어도 한 개 층의 박판(薄板) 형상인 것이 바람직하다. 따라서, 플라스틱 정착케이스가 열변형 될 염려가 없으며, 금속재 정착 케이스의 경우에도 사용자의 안전을 최대한 보장할 수 있다.

Description

화상형성장치의 정착열 방출장치{a emitting apparatus for a fixing heat of image forming apparatus}

본 발명은 화상형성장치의 정착열 방출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화상형성장치에서 토너 화상 정착을 위한 할로겐 램프 및 직접 가열 롤러에서 발생되는 열을 흡수하여 일정방향으로 배출함으로서, 정착 케이스가 열 변형될 염려가 없으며 인쇄 중에도 팬을 항상 작동할 필요가 없어 소음을 줄일 수 있는 화상형성장치의 정착열 방출장치에 관한 것이다.

일반적으로 복사기, 레이저 빔 프린터 등은 대전 롤러가 회전하면서 고압으로 감광체의 외주면 상을 골고루 대전시키고, LSU(Laser Scanning Unit)를 통하여 감광체의 표면을 주사하여 정전잠상(Electronic static image)을 생성시킨다.

그리고, 토너 공급롤러로부터 토너를 전달받은 현상롤러는 이와 같이 정전잠상이 형성된 감광체의 표면에 토너를 부착하여 현상시킨다.

그 후 전사롤러와 감광체 사이에 전사 전압이 인가되고, 그 사이를 통과하는 용지에 토너로 형성된 상을 전사한다.

이와 같이 화상이 전사된 용지는 가열롤러와 압력롤러가 구비된 정착부를 통과하게 되는데, 가열롤러와 압력롤러는 용지 위에 열을 공급하여 전사된 토너를 일시 용융하고 용지에 압력을 가하여 전사된 토너를 정착시킨다. 또한, 가열롤러의 온도를 감지하는 써어미스터(thermistor)가 가열롤러 표면에 접하여 실시간 온도를 측정하고, 항상 일정한 온도를 유지할 수 있도록 한다.

일반적으로 정착부의 열원으로는 가열롤러 내 측에 장착된 할로겐 램프 및 직접 가열롤러를 이용해서 가열롤러 표면을 정해진 온도로 가열하는 방식이 주류를 이루고 있다.

이와 같이 용지 위의 토너를 정착시키기 위해 가열롤러에서 발생되는 열은 정착부 내부의 온도를 높이고, 인접장치에 영향을 미치므로 외부로 방출되어야한다.

종래의 화상형성장치의 정착열 방출장치는, 가열롤러 및 압력롤러를 덮는 정착케이스와 팬을 포함한다.

그러므로, 가열롤러에서 발생되는 열은 정착케이스에 전달되고, 정착케이스에서 공기 중으로 발산된 후 정착케이스 상부 일 측에 설치되어 있는 팬에 의해 강제적으로 외부로 방출한다. 또한, 상기 정착케이스는 플라스틱 재질이거나 금속재로 구성된 것이 널리 사용되고 있다.

이와 같이 구성된 종래의 화상형성장치의 정착열 방출에 의하면, 플라스틱 정착 케이스가 가열롤러의 열에 의해서 변형되는 경우가 많고, 또한 금속재의 정착케이스가 고온에 노출됨으로서 세트 내부의 온도 상승을 유발하여 시스템에 여러 가지 문제를 발생시키거나, 사용자에게 화상을 입힐 우려가 있다.

특히, 전원을 인가한 후 가열롤러가 원하는 목표온도에 도달하여 장시간 인쇄가 이루어지거나, 고온 고습한 환경에서 인쇄가 이루어지는 경우에 더욱 그러하다.

만약 정착케이스의 열변형이 일어난다면, 정착 케이스에 고정되어 있는 가열롤러의 표면온도를 측정하는 써어미스터의 위치가 변하게 되어 가열롤러의 정확한 온도를 측정하지 못하게 된다.

즉, 정착케이스의 열변형으로 인해 써어미스터의 위치가 가열롤러와 너무 가까워지면 측정되는 온도가 너무 높아 낮은 온도에서 가열롤러에 인가되는 전원이 차단되므로 용지에 토너가 용융되지 못하게 되고, 써어미스터의 위치가 가열롤러와 너무 멀어지면 고온으로 상승한 경우에도 전원이 차단되지 않음으로 인해 가열롤러에 화재가 발생할 가능성이 높아진다.

또한, 종래 기술의 정착케이스의 열변형을 방지하고, 정착케이스 전 면적을 통해 세트 내부 공기 중으로 발산되는 열을 외부로 송풍하기 위해 팬을 항상 가동시켜야 하므로 소음이 크다는 문제점도 있다.

이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 토너 화상 정착을 위한 할로겐 램프 및 직접가열 롤러가 장착되는 화상형성장치에서 가열롤러에서 방출되는 열이 한 방향으로만 방출되며, 사용자가 정착케이스를 손으로 만지더라도 화상을 입을 염려가 없이 안전한 화상형성장치의 정착열 방출장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 정착케이스의 열변형 염려가 없어 써어미스터의 위치의 변화가 없고, 가열롤러의 온도를 항상 일정하게 유지할 수 있는 화상형성장치의 정착열 방출장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 팬 소음을 상당히 줄일 수 있는 화상형성장치의 정착열 방출장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 화상형성장치의 정착열 방출장치의 일 실시 예를 나타내는 분해 사시도,

도 2는 도 1에 나타낸 화상형성장치의 정착열 방출장치의 일 실시 예를 나타내는 저면도,

도 3은 도 1에 나타낸 본 발명의 일 실시 예에서 직사각형 박판(薄板) 형태의 히트싱크와 가열롤러 간의 관계를 나타내는 부분 확대도,

도 4는 본 발명의 화상형성장치의 정착열 방출장치의 구성요소인 히트싱크의 또 다른 실시 예로서, 2개 층으로 구성된 히트싱크를 나타내는 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11:정착케이스11a: 개구

11b:덮개부12:히트싱크

13:칸막이14:롤러 프레임

15:히트싱크 양단16:압력롤러

18:가열롤러20:팬

12a;증발부12b:응축부

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 화상형성장치의 정착열 방출장치는, 가열롤러 및 압력롤러를 덮는 정착 케이스; 내부는 진공을 유지하면서 일정량의 작동유체를 구비하고 있으며, 상기 가열롤러에서 발생되는 열을 흡수 및 배출하는 히트싱크;를 포함하며, 상기 가열롤러에서 발생되는 열을 상기 히트싱크의 증발부를 통하여 흡수하고 상기 히트싱크의 응축부를 통하여 방출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 정착 케이스의 장치 내의 뜨거운 공기를 외부로 방출하는 팬을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 히트싱크는 적어도 한 개 층의 박판(薄板) 형상인 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 화상형성장치의 정착열 방출장치의 일 실시 예를 나타내는 분해 사시도이다.

도면에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 화상형성장치의 정착열 방출장치는, 정착케이스(11), 히트싱크(12), 팬(20)을 포함한다.

정착케이스(11)는 롤러 프레임(14)에 장착되어 있는 압력롤러(16) 및 가열롤러(18)를 덮고 있으며, 정착케이스(11) 일 측에는 덮개부(11b)가 있고, 타 측에는 개구(開口)(11a)가 형성되어 있다.

또한, 정착케이스(11) 하단에는 히트싱크(12)가 설치되어 있고, 히트싱크(12) 하단에는 가열롤러(18)와 압력롤러(16)가 설치되어 있다.

상기 히트싱크(12)는 무산소동, 알루미늄 또는 스테인레스 스틸 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 전체적으로 직사각형 박판(薄板) 형태로 구성되어 있고, 작동유체의 흐름을 제한하는 여러 개의 구분 칸막이(13)를 구비하고 있다.

이와 같이 구분된 박판의 형태는 직사각형 외 다른 형태로 할 수도 있고, 칸막이(13)의 숫자 및 크기 또한 다양하게 변형할 수 있다.

상기 히트싱크 내부는 진공상태이고, 소량의 작동유체가 체적비로 충전되어 있다. 히트싱크의 양단은 용접으로 밀봉하거나 다양한 형태의 도전성 혹은 비 도전성 금속재 및 플라스틱 캡을 사용할 수 있다.

상기 체적비는 구체적으로 전체체적의 2% 내지 50%까지 다양하게 변화를 줄 수 있다. 즉 히트싱크의 내부체적을 100으로 볼 때 작동유체가 차지하는 가열롤러(18)의 발열량에 따라 체적은 2에서 50까지 다양하게 제작할 수 있다.

도 2는 본 발명의 화상형성장치의 정착열 방출장치를 정착케이스(11) 하단에서 올려다 본 저면도이다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 히트싱크(12)는 길이방향으로 전체적으로 직사각형 형태이고, 칸막이(13)로 나누어져 있다. 가열롤러(18)는 도시되지 않았으나 상기 히트싱크(12) 일 측에 길이방향으로 설치되어 있다.

도 3의 확대도에서 볼 수 있는 바와 같이, 히트싱크(12)의 면적 중에서 가열롤러(18)와 가까이 접해 있는 부분이 열을 받아 작동유체가 증발하므로 증발부(12a)가 되고, 이렇게 증발된 작동유체는 히트싱크(12) 내부에서 화살표 22와 같은 방향으로 이동하게 되며, 자연적으로 응축부(12b)에서 외부 공기에 열을 뺏기고 작동유체가 응축된다.

이러한 현상은 히트싱크(12)의 기본적인 원리로서, 각 칸막이(13)로 나누어진 히트싱크(12)의 격자들에서 동일한 방향의 유동이 일어난다. 그리하여 가열롤러(18)로부터 전달된 열은 응축부(12b)에서 히트싱크(12) 상부에 설치된 정착케이스(11)의 개구(11a)를 통하여 정착케이스(11) 밖으로 이동된다.

이렇게 이동한 정착열은 정착케이스(11) 일 측 상부에, 즉 히트싱크(12)의 응축부(12b) 일 측면에 설치된 팬(fan)(20)에 의해 강제로 프린터 세트(미도시) 외부로 방출된다.

이와 같이 가열롤러(18)의 열이 일정하게 히트싱크(12)의 응축부(12b)를 통하여 방출하므로, 정착케이스(11)에 전달되는 열이 거의 없어 열변형이 일어날 우려가 없으며, 상기 팬(fan)(20)도 필요에 따라 간헐적으로 가동할 수 있다.

도 4에 도시된 것처럼 히트싱크(12)는 2개의 층으로 구성할 수 도 있다. 2개의 층으로 구성하면 작동유체가 많아지고 히트싱크의 체적도 넓어지므로 좀 더 많은 양의 열량을 일시에 흡수하고 방출할 수 있다.

3개 또는 4개 이상의 층으로도 구성이 가능하나 프린터 등의 두께가 두꺼워지고 비용이 증가하므로 너무 많은 층으로 구성하는 것은 효율적인 면에서 바람직하지 않다.

또한, 본 발명의 구성요소인 히트싱크(12)는 상술한 바와 같이 직사각형 박판 형태 외에 다양한 형태로 구성할 수도 있다. 특히, 파이프 형태로 구성할 수도 있으며 파이프의 양단 역시 용접으로 밀봉하거나 도전성 또는 비 도전성 금속재 및 플라스틱 캡을 사용할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 화상형성장치의 정착열 방출장치는, 히트싱크를 사용하여 응축부에서 열을 흡수하고, 방출부로 일률적으로 방출함으로서, 플라스틱 정착케이스가 열변형 될 염려가 없으며, 금속재 정착 케이스의 경우에도 사용자의 안전을 최대한 보장할 수 있다.

또한, 본 발명의 화상형성장치의 정착열 방출장치는, 한 방향으로 정착열이 방출됨으로써, 플라스틱 정착케이스의 열변형 방지를 위해 열을 바로바로 방출할 필요가 없으므로, 프린트 시 항상 팬을 가동할 필요가 없고 필요에 따라 간헐적으로 가동함으로서 소음을 상당히 줄일 수 있다.

이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물 들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (3)

1. 가열롤러 및 압력롤러를 덮는 정착 케이스;

   내부는 진공을 유지하면서 일정량의 작동유체를 구비하고 있으며, 상기 가열롤러에서 발생되는 열을 흡수 및 배출하는 히트싱크;를 포함하며,

   상기 가열롤러에서 발생되는 열을 상기 히트싱크의 증발부를 통하여 흡수하고 상기 히트싱크의 응축부를 통하여 방출하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착열 방출장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 정착 케이스 내의 뜨거운 공기를 외부로 방출하는 팬(fan)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착열 방출장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 히트싱크는 적어도 한 개 층의 박판(薄板) 형상인 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착열 방출장치.