KR20060039329A - 인쇄기기용 히팅롤러 가열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄기기의 초기운전시 히팅롤러의 발열온도를 신속하게 높일 수 있도록 하며, 복사지의 수분을 빠르게 건조시켜 고속복사 효율 및 토너의 정착효율을 증가시킬 수 있도록 한 인쇄기기용 히팅롤러 가열장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 문자, 글자 등이 전사되어 배지되는 용지를 가열/가압하여 토너를 정착시키는 히팅롤러가 설치된 프린터에 있어서, 상기 히팅롤러와 용지가 진행되는 구간 사이에 설치되고, 외부의 전원공급에 의해 발열됨과 동시에 적외선을 방사하여 히팅롤러를 가열하고 용지에 내재된 수분을 제거하는 가열수단를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄기기용 히팅롤러 가열장치를 제공한다.

또한, 상기 가열수단이, 히팅롤러의 외면과 용지의 진행구간의 사이에 설치되어 외부의 전원이 공급되면 히팅롤러와 용지를 가열하기 위해 발열되는 발열기구와; 상기 발열기구의 히팅롤러와 용지가 진행되는 구간과의 각 대향면에 적외선 방출물질이 코팅되어 형성된 적외선 방사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄기기용 히팅롤러 가열장치를 제공한다.

인쇄기기, 프린터, 히팅롤러, 적외선, PTC

Description

인쇄기기용 히팅롤러 가열장치{Heat-roller heating apparatus for printer}

도 1은 종래 히팅롤러의 단면도.

도 2는 기 출원된 히팅롤러의 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 히팅롤러 가열장치의 개략도.

도 4는 본 발명에 의한 히팅롤러 가열장치의 사시도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예1의 측면도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예2의 측면도.

도 7은 본 발명의 다른 실시예3의 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 가열장치 11, 20, 30: 발열기구

12: 적외선 방사면 13: PTC

21, 31: 지지체 22: 할로겐 램프

P: 용지

본 발명은 인쇄기기용 히팅롤러 가열장치에 관한 것으로써, 상세하게는 인쇄기기의 초기운전시 히팅롤러의 발열온도를 신속하게 높일 수 있도록 하며, 복사지의 수분을 빠르게 건조시켜 고속복사 효율 및 토너의 정착효율을 증가시킬 수 있도록 한 것이다.

프린터 등의 인쇄기기에 적용되는 히팅롤러는 장치 내부의 배지측 구간에 설치되고, 드럼에 의해 가시상이 형성된 기록용지가 배지될 때 용지 상에 전사된 문자, 그림 등을 가열/가압하여 정착시키기 위한 것임은 주지된 것과 같다.

즉, 상기 히팅롤러는 기록용지의 문자, 그림을 가열정착시키기 위해 소정의 발열수단을 갖게 되며, 이 발열수단은 도 1에 나타난 것과 같이 롤러(1)의 내부에 전기 저항에 의해 발열되는 발열선(2)이 장착되어 발열선(2)에 의해 발열된 열이 롤러(1)의 외부로 전이됨에 의해 그 기능을 수행하게 된다.

도 2는 상기된 종래의 히팅롤러에 비해 진보된 구성으로 제시된 기 출원발명의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 상기 기 출원발명의 히팅롤러는 롤러(3)의 내부에 원통의 형태로 형성된 면상발열체인 발열기구(4)를 투입한 후 확관하여, 발열기구(4)가 롤러(3)의 내주면에 밀착되어 히팅롤러를 발열시키는 구성이다.

이와 같은 기 출원발명의 히팅롤러는 종래의 것에 비해 발열체의 질량감소에 따른 발열시간의 단축을 구현하여 프린터의 품질향상에 기여하게 된다.

여기서, 상기 프린터의 품질향상은 히팅롤러가 목적하는 온도로 발열되기 이전에는 기록용지 상의 문자, 글자 등을 형성하는 토너의 가열정착이 올바르게 수행되지 않기 때문에, 프린터의 구동개시 이후 얼마나 빠른 시간 내에 토너의 올바른 가열정착이 가능한지의 여부에 기인하게 된다.

상기된 것과 같은 기 출원발명의 히팅롤러는 발열 시간 및 온도가 종래의 것에 비해 우수하기는 하지만, 내부의 발열원에서 외부로 열이 전달되기 위한 과정에서의 열 손실에 대한 해소율이 낮은 실정이다.

특히, 칼라 프린터의 경우 금속롤러의 외면에 고무계열의 합성수지가 장착되기 때문에 열전달이 더욱 어려워져 발열시간이 더욱 지연되는 문제점이 발생된다.

더불어, 상기 용지는 평상시 전체 체적의 100%에 대하여 항상 8% ~ 14%의 함수율을 갖기 때문에 종래의 히팅롤러에 의해 토너의 정착을 수행할 때, 수분이 토너 상에서 팽창하여 토너의 번짐 현상을 유발하게 됨은 주지된 것과 같기 때문에 우수한 정착상태를 얻기 어려운 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기된 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로써, 프린터의 예열시간을 단축시키기 위해 외부에서 롤러를 가열하는 구성이 마련된 히팅롤러 가열장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 가열장치 상에 수분제거 및 히터를 가열하기 위해 최적의 파장을 갖는 적외선 방사물을 도포하여서 된 히팅롤러 가열장치를 제공함에 있다.

상기된 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 특징을 갖는다.

본 발명은, 문자, 글자 등이 전사되어 배지되는 용지를 가열/가압하여 토너를 정착시키는 히팅롤러가 설치된 프린터에 있어서, 상기 히팅롤러와 용지가 진행되는 구간 사이에 설치되고, 외부의 전원공급에 의해 발열됨과 동시에 적외선을 방사하여 히팅롤러를 가열하고 용지에 내재된 수분을 제거하는 가열수단를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위해 상기 가열수단이, 히팅롤러의 외면과 용지의 진행구간의 사이에 설치되어 외부의 전원이 공급되면 히팅롤러와 용지를 가열하기 위해 발열되는 발열기구와; 상기 발열기구의 히팅롤러와 용지가 진행되는 구간과의 각 대향면에 적외선 방출물질이 코팅되어 형성된 적외선 방사면을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기 특징이 적용된 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세 히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 히팅롤러 가열장치가 프린터 상에 적용된 상태의 개략도, 도 4는 상기 가열장치의 구성을 나타낸 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 의한 가열장치(10)는 히팅롤러(5)와, 용지(P)가 배지되기 위해 진행되는 구간의 사이에 설치되며, 상기 용지(P)는 그 상부에 프린터의 드럼(미도시)에 의해 문자, 로고 등의 형태로 토너가 전사되어 진행된다.

상기 가열장치(10)는 히팅롤러(5)와 용지(P)를 가열하기 위해 발열되는 발열기구(11)와, 발열기구(11)의 발열시 히터롤러(5)의 가열효율 증가 및 용지(P)의 수분을 제거하기 위해 형성된 적외선 방사면(12)으로 구성된다.

상기 발열기구(11)는 화재의 위험성 해소 및 발열기구(11) 자체의 중량을 절감하기 위해 불연성 수지 외면에 PTC(13)(티탄산바륨계 도자기)를 소결하거나 액화시켜 도포하거나, 발열기구(11) 자체를 PCT(13)를 부재로 형성하여 구성된다.

이 외에도, 상기 발열기구(11)는 보다 저가로 구현되기 위해, 외부의 전기전원을 공급받아 발열되는 니크롬부재 또는 구리부재 등의 저항발열체를 바(bar)의 형태로 형성할 수 있다.

또한, 상기 발열기구(11)는 히팅롤러(5)와 용지(P)를 가열하기 위해 히팅롤러(5) 및 용지(P)가 진행되는 구간과 대향되는 지점을 평면 또는 히팅롤러(5)의 표면 곡률과 대응되는 곡률의 면을 형성한다.

상기 적외선 방사면(12)은 발열기구(11)의 히팅롤러(5)와 용지(P)에 대향되는 각면에 적외선 방사물질을 소결 또는 액화시킨 후 도포하여 형성하게 된다.

여기서, 상기 적외선 방사 물질로는 글로버와 네른스트글로어를 비롯하여 유리를 모체로 한 네오디뮴 레이저 등 주지된 다양한 물질 중, 종이의 수분 제거 및 롤러의 가열원으로 적합한 파장의 적외선을 방사하는 물질을 선택하여 적용하게 된다.

참고적으로, 상기 히팅롤러(5)를 가열할 때 히팅롤러(5) 표면의 열은 길이방향의 중심지점에서 가장 높게 발생하고 그 양측의 열 온도는 빠르게 낮아지게 되는 것은 주지된 것과 같다.

따라서, 상기 적외선 방사면(12)에서 방사되는 적외선에 의해 가열되는 히팅롤러(5)의 구간의 표면 온도를 균일하게 설정하면, 히팅롤러(5)의 발열에 의한 토너의 점착상태가 보다 우수하게 수행된다.

이에 기인하여, 상기 적외선 방사면(12)은 히팅롤러(11)의 중심측으로 그 도포구간이 협소하고 양 외측으로 갈수록 넓어지게 형성된다.

도면 중 부호 F는 용지의 이송을 위한 피딩롤러이다.

상기와 같이 구성된 히팅롤러 가열장치는 발열기구(11)가 발열됨에 의해 히팅롤러(5)가 가열되고, 상기 발열과 동시에 적외선이 방사되어 히팅롤러(5)의 발열을 촉진시킴에 의해 예열시간이 대폭 단축된다.

또한, 상기 적외선이 히팅롤러(5)의 온도편차가 발생되는 구간에 대응하여 적외선의 방사량을 이상적으로 설정하므로써, 히팅롤러(5)의 전구간에 걸쳐 균일한 온도분포를 유지하게 된다.

더불어, 상기 발열기구(11)에 의해 열과 함께 적외선이 조사된 용지(P)는 그 내부의 수분이 신속하게 기화되어 제거되기 때문에 토너 정착시의 번짐이 해소되어 인쇄 품질이 우수하게 된다.

이와 같은 히팅롤러 가열장치를 보다 효율적으로 적용하기 위해 종래 및 기 출원발명에서와 같이 히팅롤러의 내부에도 발열구성을 갖도록 하여 구성할 수 있는 것이다.

<다른 실시예1>

도 5는 다른 실시예1의 히팅롤러 가열장치 측면도이다.

도 5를 참조하면, 다른 실시예1의 히팅롤러 가열장치는 발열기구(20)를 지지체(21)와 할로겐 램프(22)의 결합으로 구성한 것이다.

상기 지지체(21)는 원 실시예에서와 같이 히팅롤러(5)와 용지(P)의 진행구간에 각각 대향되는 면이 형성되고, 열원이 되는 할로겐 램프(22)가 지지체(21)의 내측에 결합되어 외부의 전원 공급에 의해 발열되도록 구성된다.

여기서, 상기 지지체(21)가 우수한 열 전도특성을 갖는 금속재로 형성되고, 히팅롤러(5)와 용지(P)의 대향면에 적외선 방사면이 형성되어 있는 것임은 당연하며, 이는 원 실시예의 구성에 비해 저가로 제작하기 위해 제시된다.

<다른 실시예2>

도 6은 다른 실시예2의 히팅롤러 가열장치 측면도이다.

도 6을 참조하면, 다른 실시예2의 히팅롤러 가열장치는 발열기구(30)를 외부의 전원 공급에 의해 발열되는 산화알루미늄으로 형성하여 구성한 것이다.

상기 산화알루미늄(ALO₃, "알루미나"라 통칭됨)은 자체적으로 원적외선의 방사율이 높은 세라믹 제품이며, 용지(P) 상에 적외선이 방사되는 효율을 보다 증가시키기 위해 선택되는 구성이다.

<다른 실시예3>

도 7은 다른 실시예3의 히팅롤러 가열장치 개략도이다.

도 7을 참조하면, 다른 실시예3의 히팅롤러 가열장치는 히팅롤러(5)의 대략 하측에 센서 등의 온도감지수단이 설치되는 등, 원 실시예에서와 같은 단일의 가열장치를 적용하기 어려울 경우 채택하기 위한 구성이다.

즉, 상기 가열장치는 히팅롤러(5)의 일측 외면과, 용지(P)의 진행측에 각각 독립되어 다수개(도면상 2개) 설치된 것이며, 이 때, 상기 발열기구(41)와 적외선 방사면(42)의 구성은 원 실시예에서와 같다.

이상에서 설명된 것과 같이 본 발명은, 보다 신속한 히팅롤러의 가열 및 적외선 방사에 의해 예열시간을 단축시키고, 예열된 히팅롤러의 온도를 균일하게 유 지함에 따른 토너의 우수한 정착상태를 얻는 효과가 있다.

본 발명은, 용지의 수분을 효과적으로 제거하여 용지내의 함수율을 대폭 낮추게 되므로써 인쇄상태가 우수하게 되어 예열시간의 단축, 우수한 토너의 정착상태의 효과와 더불어 인쇄기기의 품질향상에 기여하는 효과를 얻게 된다.

Claims (7)

1. 문자, 글자 등이 전사되어 배지되는 용지(P)를 가열/가압하여 토너를 정착시키는 히팅롤러(5)가 설치된 프린터에 있어서,

   상기 히팅롤러(5)와 용지(P)가 진행되는 구간 사이에 설치되고, 외부의 전원공급에 의해 발열됨과 동시에 적외선을 방사하여 히팅롤러(5)를 가열하고 용지(P)에 내재된 수분을 제거하는 가열장치(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄기기용 히팅롤러 가열장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가열장치(10)는

   히팅롤러(5)의 외면과 용지(P)의 진행구간의 사이에 설치되어 외부의 전원이 공급되면 히팅롤러(5)와 용지(P)를 가열하기 위해 발열되는 발열기구(11)와;

   상기 발열기구(11)의 히팅롤러(5)와 용지(P)가 진행되는 구간과의 각 대향면에 적외선 방출물질이 코팅되어 형성된 적외선 방사면(12)을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄기기용 히팅롤러 가열장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 발열기구(11)는

   외부의 전원 공급에 의해 발열되는 PTC(13)(티탄산바륨계 도자기)가 히팅롤 러(5) 및 용지(P)가 진행되는 구간의 대향면에 도포되어 형성된 것을 특징으로 하는 인쇄기기용 히팅롤러 가열장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 발열기구(20)는

   히팅롤러(5)와 용지(P)의 진행구간에 각각 대향되는 면이 형성된 지지체(21)와;

   지지체(21)의 내측에 결합되어 외부의 전원 공급에 의해 발열되는 할로겐 램프(22)로 이루어진 것을 특징으로 하는 인쇄기기용 히팅롤러 가열장치.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 발열기구(30)는

   외부의 전원 공급에 의해 발열되는 산화알루미늄인 것을 특징으로 하는 인쇄기기용 히팅롤러 가열장치.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적외선 방사면(12)은

   히팅롤러(5)의 길이방향 중심측으로 그 도포구간이 협소하고, 양 외측으로 갈수록 넓어지게 형성된 것을 특징으로 하는 인쇄기기용 히팅롤러 가열장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 가열장치(10)는

   히팅롤러(5)와 용지(P)의 진행측에 각각 독립되어 다수개 설치된 것을 특징으로 하는 인쇄기기용 히팅롤러 가열장치.

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