KR20060102374A

KR20060102374A - 정착기

Info

Publication number: KR20060102374A
Application number: KR1020050023894A
Authority: KR
Inventors: 장웅재
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-03-23
Filing date: 2005-03-23
Publication date: 2006-09-27

Abstract

본 발명은 인쇄용지를 가압하는 프레싱롤러를 포함하는 정착기에 관한 것으로서, 인쇄용지를 사이에 두고 프레싱롤러와 대향되게 회전하는 중공의 히팅롤러본체와; 히팅롤러본체의 내부에 축방향을 따라 배치되어 히팅롤러본체를 가열하며, 전기적으로 상호 병렬 연결된 복수의 PTC (positive temperature coefficient) 발열소자를 포함한다. 이에 의해 히팅롤러본체의 축방향에 따른 부위 별 온도제어를 할 수 있다.

화상형성장치, 정착기, 히팅롤러, PTC, 병렬 연결, 축방향 온도제어

Description

정착기{FIXING UNIT}

도 1은 종래의 정착기의 히팅롤러를 나타내는 개략도이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치를 나타내는 개략도이고,

도 3은 도 2의 히팅롤러를 나타내는 개략도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 화상형성장치 200 : 화상형성기

300 : 정착기 310 : 히팅롤러

312 : 히팅롤러본체 314 : 회전축

316 : 전원단자 318, 318a, 318b : PTC 발열소자

320 : 프레싱롤러

본 발명은 정착기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 히팅롤러의 온도제어를 향상시킨 화상형성장치의 정착기에 관한 것이다.

일반적으로 화상형성장치는 급지기, 화상형성기, 정착기 및 배지기를 구비한다. 급지기가 인쇄용지를 화상형성기로 공급하면 화상형성기는 전위차를 이용하여 인쇄용지에 현상제를 선택적으로 도포하여 소정의 화상을 형성한다. 정착기는 도포된 현상제를 가열, 가압하여 인쇄용지에 정착시킨다. 배지기는 정착기로부터 인쇄용지를 수령하여 외부로 배출한다.

도 1은 종래의 정착기의 히팅롤러를 나타내는 개략도이다. 도시된 바와 같이, 히팅롤러(1)는 히팅롤러본체(12)와 발열소자(18)를 포함한다. 히팅롤러본체(12)는 원통형으로 형성되며, 축지지부(미도시)에 의해 지지되는 회전축(14)을 구비하고 있다. 히팅롤러본체(12)는 인쇄용지를 사이에 두고 회전축(14)을 중심으로 프레싱롤러(미도시)와 대향되게 회전한다.

발열소자(18)는 히팅롤러본체(12) 내부에 위치하며 전원단자(16)를 통해 전원공급부(미도시)로부터 전원을 공급받는다. 발열소자(18)는 히팅롤러본체(12)를 가열하여 히팅롤러본체(12)가 현상제를 용융시켜 인쇄용지에 정착시킬 수 있도록 한다. 통상적으로 발열소자(18)는 전기적 저항이 일정한 고정 저항소자로 이루어진다.

열감지부(19)는 히팅롤러본체(12)를 적정 정착 온도로 유지하기 위해 히팅롤러본체(12)의 온도를 감지한다. 열감지부(19)는 히팅롤러본체(12)의 온도에 따라 소정의 신호를 발생하는 서미스터(thermistor)이거나, 히팅롤러본체(12)의 이상 과열을 방지하기 위한 서모스탯(thermostat)일 수 있다.

그런데 발열소자(18)는 히팅롤러본체(12)의 전장에 걸쳐 단일체로 형성되어 있다. 따라서 히팅롤러본체(12)의 전장을 동일하게 가열할 수 있을 뿐 히팅롤러본체(12)의 일부 부위만을 선택적으로 가열할 수 없다. 이에 따라 종래의 히팅롤러 (1)는 히팅롤러본체(12)의 축방향에 따른 일부 부위 별 온도제어를 할 수 없는 문제점이 있다.

특히 히팅롤러본체(12)의 축보다 작은 폭의 인쇄용지가 수령되어 히팅롤러본체(12)의 일부분(a)만이 인쇄용지와 접촉하여 정착 기능을 수행하는 경우, 인쇄용지로의 열전도에 의해 히팅롤러본체(12)의 일부분(a)은 온도 저하가 발생하고 히팅롤러본체(12)의 다른부분(b)은 온도 저하가 발생하지 않는 상황이 발생할 수 있다. 이 때 히팅롤러본체(12)의 일부분(a)의 온도를 보상하기 위해 발열소자(18)에 부가적인 전원이 공급되면 발열소자(18)가 히팅롤러본체(12)의 전장을 가열하게 되어 히팅롤러본체(12)의 다른부분(b)은 이상 과열될 수 있다. 반대로 히팅롤러본체(12)의 다른부분(b)의 이상 과열을 방지하기 위해 발열소자(18)에 부가적인 전원이 공급되지 않으면 히팅롤러본체(12)의 일부분(a)이 적정 정착 온도로 보상되지 않게 되어 인쇄 품질이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 히팅롤러본체의 축방향에 따른 부위 별 온도제어를 할 수 있는 정착기를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 인쇄용지를 가압하는 프레싱롤러를 포함하는 정착기에 있어서, 상기 인쇄용지를 사이에 두고 상기 프레싱롤러와 대향되게 회전하는 중공의 히팅롤러본체와; 상기 히팅롤러본체의 내부에 축방향을 따라 배치되어 상기 히팅롤러본체를 가열하며, 전기적으로 상호 병렬 연결된 복수의 PTC (positive temperature coefficient) 발열소자를 포함하는 정착기에 의해 달성될 수 있다.

여기서 상기 PTC 발열소자는 상기 히팅롤러본체에 접촉할 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치를 나타내는 개략도이다. 도시된 바와 같이, 화상형성장치(10)는 급지기(100), 화상형성기(200), 정착기(300), 배지기(400)를 포함하고 있다. 급지기(100)는 인쇄용지(P)를 화상형성기(200)에 급지한다. 화상형성기(200)는 전위차를 이용하여 인쇄용지(P)에 현상제(T)를 선택적으로 도포함으로써 인쇄용지(P)에 소망하는 화상을 형성한다. 정착기(300)는 인쇄용지(P)에 현상제(T)를 정착시킨다. 배지기(400)는 정착기(300)로부터 인쇄용지(P)를 수령하여 외부로 배출한다.

화상형성기(200)는 감광체(210)와 광주사 유니트(500)와 대전롤러(260)와 현상롤러(220)와 전사롤러(230)를 포함하고 있다. 감광체(210)는 회전하면서 대전롤러(260)와 광주사 유니트(500)와 현상롤러(220)와 전사롤러(230)를 차례로 경유함으로써 소정의 화상형성기능을 수행한다. 대전롤러(260)가 감광체(210)의 표면을 음전하로 대전시키면, 광주사 유니트(500)는 감광체(210)에 광(L)을 주사하여 정전잠상을 형성시킨다. 현상롤러(220)는 감광체(210)에 형성된 정전잠상에만 선택적으로 현상제(T)를 도포한다. 공급롤러(240)는 현상제저장부(250)로부터 현상제(P)를 수령하여 현상롤러(220)로 공급한다. 전사롤러(230)는 감광체(210)에 도포된 현상 제(T)를 감광체(210)와 전사롤러(230) 사이를 진행하는 인쇄용지(P)에 전사시킨다.

정착기(300)는 인쇄용지(P)를 사이에 두고 대향되게 회전하는 히팅롤러(310)와 프레싱롤러(320)를 포함하고 있다. 정착기(300)가 화상형성기(200)로부터 현상제(T)가 도포된 인쇄용지(P)를 수령하면 히팅롤러(310)와 프레싱롤러(320)는 각각 인쇄용지(P)를 가열, 가압한다. 이에 따라 현상제(T)가 인쇄용지(P)에 용융, 압착되어 정착됨으로써 인쇄화상이 형성된다.

미설명부호 510은 광주사 유니트(500)의 프레임이고, 520은 폴리곤미러 어셈블리이고, 530은 반사미러이고, 540은 광원모듈이다.

도 3은 도 2의 히팅롤러를 나타내는 개략도이다. 도시된 바와 같이, 히팅롤러(310)는 히팅롤러본체(312)와 PTC 발열소자(318)를 포함하고 있다. 히팅롤러본체(312)는 인쇄용지를 사이에 두고 프레싱롤러(도 2의 320)와 마주보게 위치한다. 히팅롤러본체(312)는 축지지부(미도시)에 의해 지지되는 회전축(314)을 구비하고 있다. 히팅롤러본체(312)는 동력원(미도시)으로부터 회전력을 공급받아 회전축(314)을 중심으로 프레싱롤러(도 2의 320)와 대향되는 방향으로 회전한다. 히팅롤러본체(312)는 중공을 가지도록 원통형, 또는 다른 형상으로 형성될 수 있다.

PTC 발열소자(318)는 전원단자(316)를 통해 전원공급부(미도시)로부터 전원을 공급받아 히팅롤러본체(312)를 가열한다. 적정한 정착 온도로 가열된 히팅롤러본체(312)는 인쇄용지에 도포된 현상제를 용융한다.

PTC 발열소자(318)는 온도에 비례하여 저항값이 가변되는 PTC(positive temperature coefficient) 소자를 포함한다. PTC 발열소자(318)는 티탄산바륨계의 반도체에 주석, 세륨 등을 0.1% 정도 혼합하여 만들어질 수 있다. PTC 발열소자(318)는 온도 변화에 따라 소정의 전기적 저항을 가지도록 형성된다.

PTC 발열소자(318)는 히팅롤러본체(312) 내부에 축방향을 따라 복수개 배치된다. PTC 발열소자(318)는 히팅롤러본체(312)의 전장에 걸쳐 배치될 수 있다. PTC 발열소자(318)는 원통형의 형상 또는 다양한 형태로 형성될 수 있다.

PTC 발열소자(318)는 전기적으로 상호 병렬 연결되어 있다. 따라서 각 PTC 발열소자(318) 별로 서로 다른 전류가 흐를 수 있다.

PTC 발열소자(318)는 히팅롤러본체(312)의 내주면에 직접 접촉하여 전도를 통하여 히팅롤러본체(312)를 가열할 수 있다. 또는 PTC 발열소자(318)는 히팅롤러본체(312)의 내주면으로부터 이격 위치하여 복사를 통하여 히팅롤러본체(312)를 가열할 수 있다.

PTC 발열소자(318)는 히팅롤러본체(312)에 부착되어 히팅롤러본체(312)와 일체로 회전할 수 있다. 또는 PTC 발열소자(318)는 히팅롤러본체(312)로부터 분리되어 있거나 슬라이딩 가능하게 접촉되어 회전하지 않을 수 있다. PTC 발열소자(318)가 히팅롤러본체(312)와 일체로 회전하는 경우, PTC 발열소자(318)는 전원단자(316)와 동접촉하여 전원을 공급받을 수 있다. PTC 발열소자(318)의 양단이 히팅롤러본체(312)의 양측 회전축(314)의 중심 부분에서 전원단자(316)와 동접촉하여 전원을 공급받는 것이 바람직하다. 이에 따라 복수의 발열체를 히팅롤러본체(312) 내부에 배치하면서도 한 쌍의 전원단자(316)로 전원공급을 할 수 있으므로 전원단자의 구조가 복잡해지지 않는다.

이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 히팅롤러의 작용을 설명한다.

히팅롤러(310)가 인쇄용지를 가열하는 과정에서 히팅롤러본체(312)의 일부분(A)이 히팅롤러본체(312)의 다른부분(B)보다 온도가 하락하게 되면, 히팅롤러본체(312)의 일부분(A)에 근접 위치하는 일부 PTC 발열소자(318A)의 온도도 하락하게 되고 이에 따라 전기적 저항이 온도 저하에 비례하여 낮아지게 된다. 반면 히팅롤러본체(312)의 다른부분(B)에 근접 위치하는 타부 PTC 발열소자(318B)의 온도는 변동되지 않으므로 전기적 저항도 변동되지 않는다.

일부 PTC 발열소자(318A)와 타부 PTC 발열소자(318B)에는 동일한 전압이 걸려 있으므로, 타부 PTC 발열소자(318B)에 비해 일부 PTC 발열소자(318A)에 상대적으로 큰 전류가 흘러 일부 PTC 발열소자(318A)의 소비전력이 타부 PTC 발열소자(318B)의 소비전력보다 커진다. 이에 따라 히팅롤러본체(312)의 일부분(A)이 다른부분(B)에 비해 상대적으로 더 가열될 수 있다. 히팅롤러본체(312)의 전장에 걸쳐 온도가 일정해지면 모든 PTC 발열소자(318)의 저항이 일정하게 되어 소비전력이 동일하게 되고, 히팅롤러본체(312)의 일부분(A)과 다른부분(B)의 온도차가 해소될 수 있다.

따라서 히팅롤러본체(312)의 축방향을 따른 일부 부위 별로 온도제어를 할 수 있다. 또한 PTC 발열소자(318) 스스로 히팅롤러본체(312)의 온도에 반응하여 작동하기 때문에 적정 정착 온도 유지를 위해 히팅롤러본체(312)의 온도를 감지하는 서미스터 또는 서모스탯과 같은 부가적인 열감지부를 생략할 수 있다.

본 발명에 따른 화상형성장치는 전자사진 프린터, 전자사진 복사기, 전자사 진 팩시밀리, 전자사진 복합기, 또는 이와 유사한 장치일 수 있다.

이상에서 볼 수 있듯이 본 발명에 따른 정착기는 히팅롤러본체를 축방향에 따른 일부 부위 별로 온도제어를 할 수 있다. 히팅롤러본체에 부위 별로 온도 차이가 발생하더라도 히팅롤러본체 전장을 가열하지 않고 일부 부위만을 선택적으로 가열할 수 있다. 이에 따라 일부 부분이 과열됨으로써 프레싱롤러 등과 같은 주변 기기들을 손상시키거나 일부 과열 부분에 근접 설치된 서미스터가 과열 신호를 발송하거나 또는 서모스탯이 전원을 차단하여 정착 기능이 지연되어 인쇄속도가 느려지는 것을 방지할 수 있다. 또한 일부 부분이 가열되지 않아 적정 정착 온도를 유지하지 못함에 따라 인쇄 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 정착기는 간단한 구조로 히팅롤러본체를 축방향에 따른 일부 부위 별로 온도제어를 할 수 있다. 복수의 PTC 발열소자를 병렬 연결하고 각 부분의 온도에 대응하여 자체적으로 전류가 제어될 수 있다. 따라서 복잡한 구조의 전원공급 단자 없이 한 쌍의 전원단자로써 전원공급을 할 수 있다. 또한 히팅롤러본체의 부위 별 온도를 감지하기 위해 축방향을 따라 복수의 서미스터 또는 서모스탯을 설치하는 것을 생략할 수 있다.

Claims

인쇄용지를 가압하는 프레싱롤러를 포함하는 정착기에 있어서,

상기 인쇄용지를 사이에 두고 상기 프레싱롤러와 대향되게 회전하는 중공의 히팅롤러본체와;

상기 히팅롤러본체의 내부에 축방향을 따라 배치되어 상기 히팅롤러본체를 가열하며, 전기적으로 상호 병렬 연결된 복수의 PTC (positive temperature coefficient) 발열소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착기.
제1항에 있어서,

상기 PTC 발열소자는 상기 히팅롤러본체에 접촉하는 것을 특징으로 하는 정착기.