KR20070014430A - 이미지드럼 및 그것을 구비하는 솔리드 잉크젯화상형성장치의 이미지시스템 - Google Patents

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KR20070014430A
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Abstract

표면에 형성된 잉크화상을 화상수용매체에 가압 전사하는 이미지드럼 및 그것을 구비하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템이 개시된다. 이미지드럼은 표면에 화상이 형성되고, 화상을 화상수용매체에 가압 전사하는 제1원통체; 제1원통체 내부에 배치되고, 제1원통체를 가열하는 발열체; 및 제1원통체와 발열체 사이에 형성되고, 제1원통체와 발열체 사이의 열전달매체의 역할을 하는 소정량의 작동유체가 수용된 공간부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 제1원통체와 발열체 사이에 제1원통체 및 발열체와 직접 접촉하는 작동유체가 수용되어 있으므로, 이미지드럼의 가열시 이미지드럼의 표면온도가 정밀하고 균일하게 제어될 수 있을 뿐 아니라, 저전력 소모 및 고효율의 열전달이 가능하게 된다.
솔리드 잉크젯, 이미지, 드럼, 발열체, 작동유체,

Description

이미지드럼 및 그것을 구비하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템{image drum and image system having the same of solid inkjet image forming apparatus}
도 1은 일반적인 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템의 부분 절개사시도.
도 2는 도 1에 도시한 이미지시스템의 이미지드럼의 원통형 히터의 개략 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템의 부분 절개사시도.
도 4는 도 3에 도시한 이미지시스템의 이미지드럼의 정단면도.
도 5a 및 도 5b는 도 4의 선 I-I 및 선 II-II를 따라 취한 이미지드럼의 부분 단면도.
도 6a 및 도 6b는 도 4의 선 I-I 및 선 II-II를 따라 취한 이미지드럼의 변형예의 부분 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100: 이미지시스템 111: 이미지드럼
112, 115, 126: 원통체 114, 114': 발열체
116: 공간부 116a: 작동유체
123; 매체예열부 124: 판형 히터
125: 가압롤러 129: 써미스터
131: 콘트롤러
본 발명은 프린터, 복합기, 복사기 등에 적용되는 솔리드 잉크젯(Solid inkjet) 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 솔리드 잉크젯헤드에 의해 표면에 형성된 잉크화상을 기록지와 같은 화상수용매체에 가압 전사하는 이미지드럼 및 그것을 구비하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 솔리드 잉크젯 화상형성장치는 솔리드 잉크젯헤드를 통해 용융된 고체잉크를 이미지드럼의 표면에 분사시켜 잉크화상을 형성하고, 이미지드럼의 표면에 형성된 잉크화상을 기록지와 같은 화상수용매체에 가압 전사하여 원하는 최종화상을 형성한다. 이러한 화상형성장치에서 화상수용매체에 형성되는 최종화상의 품질은 주로 이미지드럼의 표면에 형성된 잉크화상을 화상수용매체에 가압 전사할 때 이미지드럼의 표면온도와 그 균일성에 의해 좌우된다. 따라서, 이미지드럼의 온도를 정확하고 균일하게 제어하는 것은 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 중요한 연구과제로 되고 있다.
도 1은 일반적인 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지 시스템(10)을 개략적으로 도시하고 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 이미지시스템(10)은 이미지드럼(11), 가압롤러(25), 및 매체예열부(23)를 구비한다.
이미지드럼(11)은 외부 표면에 코팅층(13)을 형성한 원통체(12)로 구성된다. 이미지드럼(11)의 내부에는 원통형 히터(14)가 배치되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 원통형 히터(14)는 운모 베인(15)에 소정 간격을 두고 감겨있는 니크롬선(16)을 구비한다. 니크롬선(16)은 이미지드럼(11)의 원통체(12) 내부에서 열을 발생하고, 원통체(12)는 니크롬선(16)으로부터의 복사열에 의해 가열된다. 운모 베인(15)은 중앙 샤프트(18)의 양측에서 플렌지(19)에 고정된 운모 고정패널(17)에 의해 지지되어 있다.
이미지드럼(11)의 일측에는 인쇄모드시 이미지드럼(11)의 표면온도를 인쇄온도로 유지하기 위해 이미지드럼(11)을 냉각시키는 팬(22)이 설치되어 있다. 팬(22)은 이미지드럼(11)의 일측에 설치된 휠(20)에서부터 축방향 외측으로 뻗어있는 휠샤프트(21)에 고정된다.
이미지드럼(11)의 표면의 일측에는 이미지드럼(11)의 표면온도를 전기적 신호로 검출 하는 써미스터(Thermistor, 29)가 설치되어 있다.
써미스터(29)는 이미지드럼(11)의 표면온도를 검출하여 콘트롤러(31)로 전송하며, 콘트롤러(31)는 검출온도에 따라 니크롬선(16)에 공급되는 전원을 제어하여 이미지드럼(11)의 표면온도를 주어진 범위 내로 유지시킨다.
가압롤러(25)는 화상수용매체(P)를 이미지드럼(11)에 대하여 가압하도록 이미지드럼(11)과 소정압력으로 접촉하도록 배치된다.
매체예열부(23)는 급지부(도시하지 않음)에 의해 이송되어오는 화상수용매체(P)가 이미지드럼(11)에 도달하기 전에 화상수용매체(P)를 예열하는 것으로, 이미지드럼(11)의 매체이송방향 상류에 배치된다. 매체예열부(23)는 내부에 발열체(24a)를 내장한 판형 히터(24)로 구성된다.
그러나, 이와 같이 구성된 종래의 이미지시스템(10)은, 이미지드럼(11)이 원통형 히터(14)의 니크롬선(14)으로부터 일정거리 떨어져 있을 뿐 아니라 이미지드럼(11) 자체도 일정한 두께를 가지기 때문에, 열전달 속도가 느리고, 또 이미지드럼(11)의 길이방향 및 원주방향의 국부적인 온도저하시 온도편차의 보상이 느린 문제점이 있다. 따라서, 이미지드럼(11)의 표면온도가 인쇄온도와 같은 원하는 목표온도에 도달한 후 원통형 히터(14)가 '오프'될 때 원통형 히터(14)의 잠열에 의해 이미지드럼(11)의 표면이 과열되는 오버슈팅 현상이 발생하는 등 이미지드럼(11)의 표면온도가 정밀하게 제어되지 못하거나, 이미지드럼(11)의 온도분포가 균일하게 제어되지 못한다.
또, 인쇄모드시 이미지드럼(11)의 표면온도를 인쇄온도로 유지하기 위해 팬(22)을 사용하여 이미지드럼(11)을 냉각시키기 때문에, 이미지드럼(11)의 표면온도를 인쇄온도로 정밀하게 제어하기 어려운 문제점이 있다.
이와 같이 이미지드럼(11)의 표면온도가 정밀하게 제어되지 못하거나 이미지드럼(11)의 온도분포가 균일하게 조절되지 못하면, 화상수용매체(P)에 형성되는 화 상의 품질은 급격히 저하된다.
또, 종래의 이미지시스템(10)은 니크롬선(16)으로부터의 복사열에 의해 이미지드럼(11)을 가열하는 원통형 히터(14)를 열원으로 사용하기 때문에, 열전달속도가 느리며, 이에 따라 원통형 히터(14)에 전원을 인가한 후 이미지드럼(11)이 목표온도에 도달하는 시간이 길어지는 단점이 있다. 따라서, 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 중요한 문제점인 불필요한 전력소모가 많이 발생하게 된다.
특히, 원통형 히터(14)를 '오프'하였다가 인쇄를 위해 전원을 다시 켰을 때, 상당히 긴 웜업 시간(Warm-up Time)을 필요로 한다. 이러한 웜업 시간은 통상 수 분 이상이 소요된다.
또한, 종래의 이미지시스템(10)은 원통형 히터(14)가 니크롬선(16)을 지지하는 운모 베인(15), 및 운모베인(15)을 고정하는 운모 고정패널(17) 등을 포함하는 복잡한 구조를 가지므로 제작이 어려울 뿐 아니라, 비교적 고가의 운모 베인(15)를 사용하므로 제작코스트가 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 표면온도를 정밀하고 균일하게 제어할 수 있고 저전력 소모 및 고효율의 열전달을 가능하게 한 이미지드럼 및 그것을 구비하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 구조를 간단하게 하고 제작코스트를 절감할 수 있게 한 이미지드럼 및 그것을 구비하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템을 제공하는 데 있다.
위와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 일 실시형태에 의한 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지드럼은 표면에 화상이 형성되고, 화상을 화상수용매체에 가압 전사하는 제1원통체; 제1원통체 내부에 배치되고, 제1원통체를 가열하는 발열체; 및 제1원통체와 발열체 사이에 형성되고, 제1원통체와 발열체 사이의 열전달매체의 역할을 하는 소정량의 작동유체가 수용된 공간부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
발열체는 전원인가시 저항열을 발생하는 가열전극으로 구성된 제2원통체로 구성될 수 있다. 선택적으로, 발열체는 금속으로 구성된 제3원통체, 및 제3원통체 내에 배치된 할로겐 램프로 구성될 수 있다.
이때, 제1원통체 및/또는 제3원통체의 금속은 알루미늄, 스테인레스 스틸, 동, 무산소동 중의 하나로 형성되는 것이 바람직하다.
작동유체는 메탄올(Methanol), 및 메탄올을 함유하는 증류수로 구성된 군에서 선택된 하나로 구성될 수 있다. 이때, 작동유체는 어떤물질로 구성되더라도, 제1원통체를 가열하는 목표온도 보다 약 0℃ 이상 및 1℃ 이하의 범위로 더 높은 비등점을 가지고, 발열체에 인가되는 전류를 제1원통체에 전달하지 않도록 비전기전도성을 가지는 것이 바람직하다.
선택적으로, 공간부에는 열전달을 촉진하기 위한 열전달 촉매제로써 할로겐 물질을 포함하는 불활성 가스가 더 봉입될 수도 있다. 이때, 불활성 가스는 아르곤 (Ar)으로 구성되며, 할로겐 물질은 Cl2, Br2, CH2 , CH2Br, CH2Br2, 및 CH2Cl2 중의 하나로 구성된다.
또한, 공간부는 열전달 촉매제를 주입하기 위한 촉매제 주입튜브를 구비한다. 촉매제 주입튜브는 고열에 견딜 수 있고 촉매제 투입후 고열로 실링할 수 있는 재질로 구성되는 것이 바람직하다. 선택적으로, 촉매제 주입튜브는 금속제로 구성되고, 별도의 밀봉마개에 의해 실링될 수 있다.
본 발명에 따른 다른 실시형태에 의한 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템은, 표면에 화상이 형성되고, 화상을 화상수용매체에 가압 전사하는 제1원통체, 제1원통체 내부에 배치되고, 제1원통체를 가열하는 발열체, 및 제1원통체와 발열체 사이에 형성되고, 제1원통체와 발열체 사이의 열전달매체의 역할을 하는 소정량의 작동유체가 수용된 공간부를 포함하는 이미지드럼; 및 이미지드럼과 소정압력으로 접촉하도록 배치되고, 화상수용매체를 이미지드럼에 대하여 소정압력으로 가압하는 가압롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
발열체는 전원인가시 저항열을 발생하는 가열전극으로 구성된 제2원통체로 구성될 수 있다. 선택적으로, 발열체는 금속으로 구성된 제3원통체, 및 제3원통체내에 배치된 할로겐 램프로 구성될 수 있다.
이때, 제1원통체 및/또는 제3원통체의 금속은 알루미늄, 스테인레스 스틸, 동, 무산소동 중의 하나로 형성되는 것이 바람직하다.
작동유체는 메탄롤, 및 메탄올을 함유하는 증류수로 구성된 군에서 선택된 하나로 구성될 수 있다. 이때, 작동유체는 제1원통체를 가열하는 목표온도 보다 약 0℃ 이상 및 1℃ 이하의 범위로 높은 비등점을 가지고, 발열체에 인가되는 전류를 제1원통체에 전달하지 않도록 비전기전도성을 가지는 것이 바람직하다.
선택적으로, 공간부에는 열전달을 촉진하기 위한 열전달 촉매제로써 할로겐 물질을 포함하는 불활성 가스가 더 봉입될 수도 있다. 이때, 불활성 가스는 아르곤(Ar)으로 구성되며, 할로겐 물질은 Cl2, Br2, CH2 , CH2Br, CH2Br2, 및 CH2Cl2 중의 하나로 구성된다.
또한, 진공공간부는 열전달 촉매제를 주입하기 위한 촉매제 주입튜브를 구비한다. 촉매제 주입튜브는 고열에 견딜 수 있고 촉매제 투입후 고열로 실링할 수 있는 재질로 구성되는 것이 바람직하다. 선택적으로, 촉매제 주입튜브는 금속제로 구성되고, 별도의 밀봉마개에 의해 실링될 수 있다.
이미지드럼은 웜업모드, 대기모드 및 슬립모드시 작동유체가 발열체에서 발생하는 열을 이미지드럼의 제1원통체에 골고루 전달할 수 있도록 소정 속도로 공회전되도록 제어되는 것이 바람직하다.
본 발명의 이미지시스템은 화상수용매체가 이미지드럼과 가압롤러 사이의 닙에 도달하기 전에 화상수용매체를 예열하는 매체예열부를 더 포함할 수 있다. 매체예열부는 내부에 발열체를 내장한 판형 히터로 구성된 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 이미지드럼 및 그것을 구비하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템을 첨부도면에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 이미지드럼을 구비하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템(100)을 개략적으로 도시한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 이미지시스템(100)은 이미지드럼(111), 가압롤러(125), 및 매체예열부(123)를 구비한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 이미지드럼(111)은 외부 표면에 코팅층(113)을 형성한 중공 형태의 제1원통체(112)를 포함한다.
제1원통체(112)는 열전도성이 좋은 금속, 예를들면 알루미늄, 스테인레스 스틸, 동, 또는 무산소동으로 형성된다. 코팅층(113)은 실리콘오일 층으로 형성된다. 실리콘오일 층은, 솔리드 잉크젯헤드(도시하지 않음)를 통해 분사되는 용융된 잉크에 의해 형성된 잉크화상을 기록지와 같은 화상수용매체에 잘 전사될 수 있도록 잉크화상과의 이형성을 좋게 하는 역할을 한다.
도 5a, 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 제1원통체(112) 내부에는 열을 발생하는 히터로서, 발열체(114)가 배치되어 있다.
발열체(114)는 전류인가시 저항열을 발생하는 가열전극으로 구성된 중공 형태의 제2원통체(115)로 구성된다. 가열전극은 금속, 예를들면 니켈-크롬합금으로 구성될 수 있다. 제2원통체(115)는 양단부의 리드선이 제1 및 제2전극패드(119, 120)을 통해, 콘트롤러(131)에 접속된 AC전원부(128)에 전기적으로 연결된다.
선택적으로, 도 6a, 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 발열체(114')는 열전도성이 좋은 금속, 예를들면 알루미늄, 스테인레스 스틸, 동, 무산소동으로 구성된 중공 형태의 제3원통체(126), 및 제3원통체(126)내에 배치된 할로겐 램프(127)로 구 성될 수 있다.
제1원통체(112)와 발열체(114)의 사이에는 제1원통체(112)와 발열체(114)에 의해 형성된 환형 형태의 공간부(116)가 배치된다.
공간부(116) 내부에는 제1원통체(112)와 발열체(114) 사이의 열전달매체의 역할을 하는 소정량의 작동유체(116a)가 수용되어 있다. 공간부(116)의 양단부는 제1원통체(112)와 발열체(114)의 양단부에 결합되는 제1 및 제2플렌지(117, 118)에 의해 밀폐되어 있다.
작동유체(116a)는 공간부(116)의 체적의 5% ~ 50%, 바람직 하게는 5% ~ 15%의 용적을 차지한다. 작동유체(116a)는 발열체(114)가 '온'될 때 빠른 시간 내에 제1원통체(112)의 전체, 즉 이미지드럼(111)이 가열되게 할 뿐 아니라, 이미지드럼(111)의 표면온도가 인쇄온도(예를들면, 62 내지 67℃)와 같은 목표온도에 도달하여 발열체(114)가 '오프'될 때는 발열체(114)에서 발생하는 잠열을 기화반응으로 흡수하여 이미지드럼(111)이 과열되어 인쇄 상한온도이상으로 오버슈팅되는 것을 방지하고, 발열체(114)가 계속 '오프'되어 이미지드럼(111)의 표면온도가 저하될 때는 기화된 작동유체가 액화되어 이미지드럼(111)의 표면온도가 급격히 저하하는 것을 방지하는 열적 매체의 역할을 한다.
작동유체(116a)는 제1원통체(112), 즉 이미지드럼(111)을 가열하는 목표온도, 즉 인쇄온도 보다 약 0℃ 이상 및 1℃ 이하의 범위로 더 높은 비등점을 가지고, 발열체(114)의 제2원통체(115)에 인가되는 전류를 제1원통체(112)에 전달하지 않도록 비전기전도성을 가지는 메탄올(Methanol), 및 메탄올을 함유하는 증류수로 구성된 군에서 선택된 하나의 물질로 구성될 수 있다.
이때, 작동유체(116a)는, 메탄올 또는 메탄올을 함유하는 증류수로 구성되는 대신, 인쇄온도 보다 약 0℃ 이상 및 1℃ 이하의 범위로 더 높은 비등점을 가지고 전기전도성을 가지는 다른 적당한 작동유체 물질로도 구성될 수 있다.
따라서, 공간부(116) 내에서 발열체(114)에 의해 증발과 응축을 반복하더라도, 작동유체(116a)는 비등점이 상대적으로 인쇄온도와 같거나 높기 때문에 이미지드럼(111)의 제1원통체(112) 등의 폭발이나 변형을 발생할 위험은 거의 없다.
선택적으로, 공간부(116)에는 열전달을 촉진하기 위한 열전달 촉매제로써 할로겐 물질을 포함하는 불활성 가스가 더 봉입될 수도 있다. 이때, 불활성 가스는 아르곤(Ar)으로 구성되며, 할로겐 물질은 Cl2, Br2, CH2 , CH2Br, CH2Br2, 및 CH2Cl2 중의 하나로 구성된다.
이 경우, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1플렌지(117)에는 열전달 촉매제를 주입하기 위한 촉매제 주입튜브(121)가 형성된다. 촉매제 주입튜브(121)는 고열에 견딜 수 있고 촉매제 투입후 고열로 실링할 수 있는 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
선택적으로, 촉매제 주입튜브(121)는 금속제로 구성되고, 별도의 밀봉마개(도시하지 않음)에 의해 실링될 수 있다.
이미지드럼(111)은, 인쇄온도로 가열되는 웜엄모드, 인쇄온도와 같거나 약간낮은 대기온도로 가열 및 유지되는 대기모드, 및 대기온도보다 더 낮은 온도로 유 지되는 슬립모드시, 회전하지 않고 정지상태에서 작동유체(116a)와 접촉하지 않는 제1원통체(112)의 부분에 대해서도 발열체(114)로부터의 열을 전달하기 위해, 콘트롤러(131)에 의해 제어되는 도시하지 않은 구동부에 의해 일정 속도로 공회전하도록 제어된다.
이와 같이, 본 발명의 이미지드럼(111)은 제1원통체(112)와 발열체(112) 사이의 공간부(116)에 열전달을 촉진하기 위한 작동유체(116a)가 수용되어 있으므로, 발열체(114)로부터 이미지드럼(111)의 제1원통체(112)로 전달되는 열전달 효율이 떨어짐이 없이 이미지드럼(111)에 필요한 열이 빠르게 전달될 수 있다.
이미지드럼(111)의 외부 표면의 일측에는 이미지드럼(111)의 표면온도를 전기적 신호로 검출 하는 써미스터(129)가 설치되어 있다.
써미스터(129)는 이미지드럼(111)의 표면온도를 검출하여 콘트롤러(131)로 전송하며, 콘트롤러(131)는 검출온도에 따라 AC전원부(128)를 통해 발열체(114)에 공급되는 전원을 제어하여 이미지드럼(111)의 표면온도를 주어진 범위 내로 유지시킨다.
가압롤러(125)는 화상수용매체(P)를 이미지드럼(111)에 대하여 가압하도록 이미지드럼(111)과 소정압력으로 접촉하도록 배치된다.
매체예열부(123)는 급지부(도시하지 않음)에 의해 이송되어오는 화상수용매체(P)가 이미지드럼(111)에 도달하기 전에 예열하는 것으로, 이미지드럼(111)의 매체이송방향 상류에 배치된다. 매체예열부(123)는 내부에 니크롬선과 같은 발열체(124a)를 내장한 판형 히터(124)로 구성된다. 판형 히터(124)는 AC전원부(128)에 연결된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 이미지시스템(100)은 이미지드럼(111)의 제1원통체(112)와 발열체(114) 사이에 작동유체(116a)가 수용되어 있고 또 이미지드럼(111)의 가열시 이미지드럼(111)이 회전한다. 따라서, 이미지드럼(111)의 표면온도는, 원통형 히터(14)가 원통체로부터 이격 설치되어 복사열에 의해 이미지드럼(11)을 가열하는 종래의 이미지시스템(10)에 비해 길이방향과 원주방향, 특히 길이방향으로 더욱 균일하게 제어될 수 있다. 예를들면, 이미지드럼(111)의 길이방향의 표면온도편차는 ±1℃ 이하이다.
또, 본 발명의 이미지시스템(100)은 작동유체(116a)에 의해 열전달이 이루어진다. 따라서, 이미지드럼(111)의 표면온도가 목표온도, 즉 인쇄온도에 도달한 후 발열체(114)가 '오프'될 때, 작동유체(116a)의 기화반응에 의해 발열체(114)에서 발생하는 잠열이 흡수되기 때문에, 이미지드럼(11)이 과열에 의해 인쇄온도 이상으로 상승하는 오버슈팅 현상이 방지되고, 그 결과 이미지드럼(111)의 표면온도가 더욱 정밀하게 제어될 수 있다.
또, 본 발명의 이미지시스템(100)은 작동유체(116a)에 의해 열전달이 이루어지므로, 공기에 의해 열전달이 이루어지는 종래의 이미지시스템(10)에 비해 열전달 속도가 빠르고, 열손실이 적다, 따라서, 종래의 이미지시스템(10)에 비해 보다 적은 전력량으로 보다 빠른 시간내에 인쇄온도와 같은 목표온도에 도달 할 수 있다. 따라서, 솔리드 잉크젯 화상형성장치에서 중요한 해결과제인 화상형성장치의 소비전력을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 이미지시스템(100)은 이미지드럼(111)의 제1원통체(112)와 발열체(114) 사이에 작동유체(116a)가 수용된 간단한 구조를 가지므로, 종래의 이미지시스템(10)에 비해 제작이 용이할 뿐 아니라, 부품수가 줄어들어 제작코스트도 절감된다.
이와 같이 구성된 이미지시스템(100)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 솔리드 잉크젯 화상형성장치에 인쇄명령이 인가되면, 콘트롤러(131)는 AC전원부(128)를 제어하여 AC 220 또는 100V 전압을 판형 히터(124)와 발열체(114)에 공급하여 판형 히터(124)와 이미지드럼(111)의 표면을 소정 온도, 예를들면, 62 내지 67℃의 인쇄온도로 가열하는 웜업모드를 진행한다.
이때, 발열체(114)에서 발생하는 열은, 일부는 빈공간 또는 헬로겐 물질을 포함하는 아르곤 가스의 열전달 촉매제를 통해 제1원통체(112)에 복사되어 이미지드럼(111)의 표면을 가열하고, 또 다른 일부는 작동유체(116a)를 통해 제1원통체(112)에 전달되어 이미지드럼(111)의 표면을 가열하게 된다.
작동유체(116a)에 전달된 열은 높은 열전도성을 갖는 작동유체(116a)를 통해 제1원통체(112)로 전달된다. 62∼67℃의 온도로 가열할 경우, 본 발명에 따른 이미지드럼(111)은 수 분 이내에 인쇄온도에 도달한다.
또, 이때, 이미지드럼(111)은 표면이 작동유체(116a)에 의해 균일하게 가열되도록 하기 위해 콘트롤러(131)에 의해 제어되는 구동부에 의해 일정속도로 회전한다.
그후, 이미지드럼(111)의 표면온도가 인쇄에 필요한 인쇄온도에 도달하게 되 면, 써미스터(129)는 검출신호를 콘트롤러(131)에 출력하고, 콘트롤러(131)는 AC전원부(128)를 제어하여 발열체(114)를 '오프'시킨다.
이때, 작동유체(116a)는 발열체(114)에서 발생하는 잠열을 기화반응으로 흡수하여 제1원통체(112), 즉 이미지드럼(111)이 과열되어 인쇄온도이상으로 오버슈팅되는 것을 방지한다.
그후, 이미지드럼(111)의 표면에는 컴퓨터 등에서 입력되는 화상신호에 따라 용융된 고체잉크를 분사하는 솔리드 잉크젯헤드(도시하지 않음)에 의해 잉크화상이 형성된다.
한편, 화상수용매체(P)는 급지부에 의해 픽업되어 판형 히터(124)로 이송되고, 판형 히터(124)를 통과하면서 판형 히터(124)에 의해 예열된다. 따라서, 화상수용매체(P)는 이미지드럼(111)을 통과할 때 이미지드럼(111)의 표면온도를 급격하게 낮추지 않는다.
판형 히터(124)를 통과한 화상수용매체(P)는 이미지드럼(111)과 가압롤러(125) 사이의 닙으로 이동하고, 닙에서 화상수용매체(P)를 이미지드럼(111)에 대해 일정압력으로 가압하는 가압롤러(125)에 의해 이미지드럼(111)의 표면에 형성된 잉크화상을 화상수용매체(P)에 가압 전사하는 전사과정을 진행하게 된다.
이러한 전사과정에서, 이미지드럼(111)의 열이, 잉크화상이 전사되는 화상수용매체(P)로 빼앗기게 되면, 공간부(116) 내의 작동유체(116a)는 액화되고, 발열체(114)는 다시 액화된 작동유체(116a)를 가열하여 기화시킨다.
이러한 동작이 반복되면서, 이미지드럼(111)의 표면온도가 인쇄온도 이하로 떨어지거나 상승하면, 써미스터(129)는 이미지드럼(111)의 표면온도를 검출하여 콘트롤러(131)에 검출신호를 출력하고, 콘트롤러(131)는 AC전원부(129)를 제어하여 발열체(114)를 '온/오프'시켜 이미지드럼(111)의 표면온도를 인쇄온도 범위 내로 유지시켜 주게 된다.
잉크화상이 가압전사된 화상수용매체(P)는 배지부(도시하지 않음)로 이동하여, 배지부의 배지롤러(도시하지 않음)에 의해 외부로 배출된다.
이와 같이 인쇄가 완료되면, 콘트롤러(131)는 다시 인쇄명령이 인가될 때 까지 써미스터(129)로부터의 검출신호에 따라 발열체(114)를 제어하여 이미지드럼(111)의 표면온도를 인쇄온도와 같거나 약간 낮은 대기온도로 유지하는 대기모드를 수행한다. 또, 대기모드에서 일정시간이 더 경과하여도 인쇄명령이 입력되지 않으면, 콘트롤러(131)는 이미지드럼(111)의 표면온도를 대기온도 보다 더 낮은 온도로 유지하는 슬립모드를 수행한다.
이때, 이미지드럼(111)은 표면이 작동유체(116a)에 의해 균일하게 대기온도 등으로 유지되도록 하기 위해 콘트롤러(131)에 의해 제어되는 구동부에 의해 일정속도로 회전한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이미지드럼 및 그것을 구비하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템은 이미지드럼의 제1원통체와 발열체 사이에 작동유체가 수용되어 있고 또 이미지드럼의 가열시 이미지드럼이 회전한다. 따라서, 이미지드럼의 표면온도는, 원통형 히터가 원통체로부터 이격 설치되어 복 사열에 의해 이미지드럼을 가열하는 종래의 이미지시스템에 비해 길이방향과 원주방향, 특히 길이방향으로 더욱 균일하게 제어되고, 이에 따라 화상품질이 더욱 향상될 수 있다.
또, 본 발명에 따른 이미지드럼 및 그것을 구비하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템은 작동유체에 의해 열전달이 이루어진다. 따라서, 이미지드럼의 표면온도가 인쇄온도에 도달한 후 발열체가 '오프'될 때, 작동유체의 기화반응에 의해 발열체에서 발생하는 잠열이 흡수되기 때문에, 이미지드럼이 과열되어 목표온도 이상으로 상승하는 오버슈팅 현상이 방지되고, 그 결과 이미지드럼의 표면온도가 더욱 정밀하게 제어될 수 있다.
또, 본 발명에 따른 이미지드럼 및 그것을 구비하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템은 작동유체에 의해 열전달이 이루어지므로, 공기에 의해 열전달이 이루어지는 종래의 이미지시스템에 비해 열전달 속도가 빠르고, 열손실이 적다. 따라서, 종래의 이미지시스템에 비해 보다 적은 전력량으로 보다 빠른 시간내에 인쇄온도와 같은 목표온도에 도달 할 수 있다. 따라서, 솔리드 잉크젯 화상형성장치에서 중요한 해결과제인 화상형성장치의 소비전력을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이미지드럼 및 그것을 구비하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템은 이미지드럼의 제1원통체와 발열체 사이에 작동유체가 수용된 간단한 구조를 가지므로, 종래의 이미지시스템에 비해 제작이 용이할 뿐 아니라, 부품수가 줄어들어 제작코스트도 절감된다.
이상에서, 본 발명의 특정한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명 하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지와 사상을 벗어남이 없이 당해 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (27)

  1. 표면에 화상이 형성되고, 화상을 화상수용매체에 가압 전사하는 제1원통체;
    상기 제1원통체 내부에 배치되고, 상기 제1원통체를 가열하는 발열체; 및
    상기 제1원통체와 상기 발열체 사이에 형성되고, 상기 제1원통체와 상기 발열체 사이의 열전달매체의 역할을 하는 소정량의 작동유체가 수용된 공간부를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지드럼.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발열체는 전원인가시 저항열을 발생하는 가열전극으로 구성된 제2원통체를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지드럼.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1원통체의 상기 금속은 알루미늄, 스테인레스 스틸, 동, 무산소동 중의 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지드럼.
  4. 제1항에 있어서, 상기 발열체는,
    금속으로 구성된 제3원통체; 및
    상기 제3원통체 내에 배치된 할로겐 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지드럼.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제3원통체의 상기 금속은 알루미늄, 스테인레스 스틸, 동, 무산소동 중의 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지드럼.
  6. 제1항에 있어서, 상기 작동유체는 메탄올, 및 메탄올을 함유하는 증류수로 구성된 군에서 선택된 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지드럼.
  7. 제1항에 있어서, 상기 작동유체는 상기 제1원통체를 가열하는 목표온도 보다 약 0℃ 이상 및 1℃ 이하의 범위로 더 높은 비등점을 가지고, 상기 발열체에 인가되는 전류를 상기 제1원통체에 전달하지 않도록 비전기전도성을 가지는 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지드럼.
  8. 제1항에 있어서, 상기 공간부에는 열전달을 촉진하기 위한 열전달 촉매제로써 할로겐 물질을 포함하는 불활성 가스가 더 봉입된 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지드럼.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 아르곤(Ar)을 포함하며;
    상기 할로겐 물질은 Cl2, Br2, CH2 , CH2Br, CH2Br2, 및 CH2Cl2 중의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지드럼.
  10. 제8항에 있어서, 상기 공간부는 열전달 촉매제를 주입하기 위한 촉매제 주입튜브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지드럼.
  11. 제10항에 있어서, 상기 촉매제 주입튜브는 고열에 견딜 수 있고 열전달 촉매제 투입후 고열로 실링할 수 있는 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지드럼.
  12. 제10항에 있어서, 상기 촉매제 주입튜브는 금속제로 구성되고, 별도의 밀봉마개에 의해 실링된 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지드럼.
  13. 표면에 화상이 형성되고, 화상을 화상수용매체에 가압 전사하는 제1원통체, 상기 제1원통체 내부에 배치되고, 상기 제1원통체를 가열하는 발열체, 및 상기 제1원통체와 상기 발열체 사이에 형성되고, 상기 제1원통체와 상기 발열체 사이의 열전달매체의 역할을 하는 소정량의 작동유체가 수용된 공간부를 포함하는 이미지드럼; 및
    상기 이미지드럼과 소정압력으로 접촉하도록 배치되고, 화상수용매체를 상기 이미지드럼에 대하여 소정압력으로 가압하는 가압롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 발열체는 전원인가시 저항열을 발생하는 가열전극으로 구성된 제2원통체를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1원통체의 상기 금속은 알루미늄, 스테인레스 스틸, 동, 무산소동 중의 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템.
  16. 제13항에 있어서, 상기 발열체는,
    금속으로 구성된 제3원통체; 및
    상기 제3원통체 내에 배치된 할로겐 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔 리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 및 제3원통체의 상기 금속은 알루미늄, 스테인레스 스틸, 동, 무산소동 중의 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템.
  18. 제13항에 있어서, 상기 작동유체는 메탄올, 및 메탄올을 함유하는 증류수로 구성된 군에서 선택된 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템.
  19. 제13항에 있어서, 상기 작동유체는 상기 제1원통체를 가열하는 목표온도 보다 약 0℃ 이상 및 1℃ 이하의 범위로 더 높은 비등점을 가지고, 상기 발열체에 인가되는 전류를 상기 제1원통체에 전달하지 않도록 비전기전도성을 가지는 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템.
  20. 제13항에 있어서, 상기 공간부에는 열전달을 촉진하기 위한 열전달 촉매제로써 할로겐 물질을 포함하는 불활성 가스가 더 봉입된 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 아르곤(Ar)을 포함하며;
    상기 할로겐 물질은 Cl2, Br2, CH2 , CH2Br, CH2Br2, 및 CH2Cl2 중의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템.
  22. 제20항에 있어서, 상기 공간부는 열전달 촉매제를 주입하기 위한 촉매제 주입튜브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 촉매제 주입튜브는 고열에 견딜 수 있고 열전달 촉매제 투입후 고열로 실링할 수 있는 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템.
  24. 제22항에 있어서, 상기 촉매제 주입튜브는 금속제로 구성되고, 별도의 밀봉마개에 의해 실링된 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템.
  25. 제13항에 있어서, 상기 이미지드럼은 웜업모드, 대기모드 및 슬립모드시 소정 속도로 공회전되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템.
  26. 제13항에 있어서, 화상수용매체가 상기 이미지드럼과 상기 가압롤러 사이의 닙에 도달하기 전에 화상수용매체를 예열하는 매체예열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템.
  27. 제26항에 있어서, 상기 매체예열부는 내부에 발열체를 내장한 판형 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크젯 화상형성장치의 이미지시스템.
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