KR20080064469A

KR20080064469A - 화상형성장치

Info

Publication number: KR20080064469A
Application number: KR1020070001434A
Authority: KR
Inventors: 서대용
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-01-05
Filing date: 2007-01-05
Publication date: 2008-07-09

Abstract

본 발명은, 화상형성장치에 관한 것으로서, 본체프레임과; 본체프레임에 지지된 제1발열부와; 제1발열부 하측에서 본체프레임에 지지된 제2발열부와; 본체프레임 내부로부터 외부를 향해 하향 경사지게 형성되어 외부 공기가 제2발열부로 흡입되는 흡기부와, 흡기부 상측에 마련되며 본체프레임 내부로부터 외부를 향해 상향 경사지게 형성되어 본체프레임 내부 공기가 외부로 배출되는 배기부를 가지며, 제1발열부 및 제2발열부를 본체프레임 외부에 대해 구획하는 커버부재와; 제1발열부 및 배기부 사이에 개재되며 제1발열부 및 제2발열부로부터 발생한 열을 배기부로 배출시키는 배기팬유닛;을 포함한다.

이에 의하여, 발열부에 대한 냉각이 효율적으로 이루어지도록 할 수 있다.

Description

화상형성장치{IMAGE FORMING APPARATUS}

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 화상형성장치의 단면도,

도 2는 도 1의 화상형성장치의 요부 사시도,

도 3은 도 2의 화상형성장치를 X방향에서 본 작동 단면도,

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 화상형성장치를 X방향에서 본 작동 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 화상형성장치 100 : 본체프레임

110 : 지지프레임 111 : 절취부

113 : 흡기팬유닛지지프레임 200 : 기록재공급부

300 : 화상형성부 400 : 정착부

410 : 히팅롤러 420 : 가압롤러

430 : 정착부지지부 500 : 기록재배출부

600 : 전원부 700 : 배기팬유닛

800 : 커버부재 810 : 흡기부

811 : 하향경사유로 820 : 배기부

821 : 상향경사유로 900 : 흡기팬유닛

본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발열부의 냉각을 위한 공기의 순환구조를 개선한 화상형성장치에 관한 것이다.

화상형성장치는 호스트장치에 결합되어, 호스트장치에서 인가되는 출력신호에 기초하여 화상데이터를 기록재에 가시화시킨다. 화상형성장치는, 케이싱과, 기록재 상에 현상제에 의한 화상을 형성하는 화상형성부와, 현상제에 의한 화상을 기록재 상에 정착시키는 정착부와, 이러한 구성요소들에 전원을 공급하는 전원부를 포함한다.

화상형성장치는 일반적으로 정착부가 화상형성장치 상측에, 전원부가 하측에 설치된다. 정착부는 기록재 상에 화상을 정착함에 있어서 열과 압력을 사용하므로 많은 양의 열이 발생하며, 전원부 또한 그 작동에 따라 열이 발생한다. 이에, 케이싱 판면에 정착부 및 전원부에 대향하게 통기부를 형성하고, 정착부 및 통기부 사이에 냉각팬을 설치한다. 이러한 구성으로, 통기부 하측으로부터 외부 공기가 유입되어 전원부를 냉각시키며, 전원부를 냉각시킨 공기는 정착부의 열과 함께 냉각팬에 의해 통기부 상측으로 배출된다.

그런데, 이러한 종래의 화상형성장치는 통기부의 유로 방향이 하향 형성되므로, 통기부 상측으로 배출된 뜨거운 공기가 재차 통기부 하측으로 유입되는 문제점이 있다. 이 때문에, 전원부에 유입되는 공기가 열을 포함하게 되어, 전원부에 대 한 냉각효율이 저하된다.

그러므로, 케이싱 외부로 배출된 뜨거운 공기가 전원부에 유입되지 않도록 하는 유로 경로를 가지는 통기부가, 케이싱에 형성된다면 바람직할 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은, 케이싱 판면에 공기가 흡입 및 배출되도록 형성된 통기부에 있어서, 통기부를 통해 배출되는 공기가 케이싱 내부로 재유입되지 않도록 통기부의 공기 유로 구조를 개선한 화상형성장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 화상형성장치에 있어서, 본체프레임과; 상기 본체프레임에 지지된 제1발열부와; 상기 제1발열부 하측에서 상기 본체프레임에 지지된 제2발열부와; 상기 본체프레임 내부로부터 외부를 향해 하향 경사지게 형성되어 외부 공기가 상기 제2발열부로 흡입되는 흡기부와, 상기 흡기부 상측에 마련되며 상기 본체프레임 내부로부터 외부를 향해 상향 경사지게 형성되어 상기 본체프레임 내부 공기가 외부로 배출되는 배기부를 가지며, 상기 제1발열부 및 상기 제2발열부를 상기 본체프레임 외부에 대해 구획하는 커버부재와; 상기 제1발열부 및 상기 배기부 사이에 개재되며 상기 제1발열부 및 상기 제2발열부로부터 발생한 열을 상기 배기부로 배출시키는 배기팬유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 제1발열부는 현상제에 의해 형성된 화상을 기록재 상에 정착하는 정착부를 포함하며, 상기 제2발열부는 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2발열부와 상기 흡기부 사이에 개재되며 상기 흡기부를 통해 외부 공기를 흡입하는 흡기팬유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 화상형성장치(1)는, 본체프레임(100) 내에, 기록재가 적재되는 기록재공급부(200)와; 기록재공급부(200)로부터 공급된 기록재에 현상제를 전사하여 화상을 형성하는 화상형성부(300)와; 화상형성부(300)에서 전사된 현상제를 열과 압력을 가해 기록재에 정착시키는 정착부(400)와; 정착부(400)에서 정착이 완료된 기록재를 배출시키는 기록재배출부(500)와; 화상형성장치(1)를 이루는 제반 구성요소들이 작동하도록 전원을 공급하는 전원부(600)와; 정착부(400)의 열을 본체프레임(100) 외부로 배출시키는 배기팬유닛(700)과; 본체프레임(100)을 외부로부터 차폐하는 커버부재(800);를 포함한다.

본체프레임(100)은 화상형성장치(1)의 제반 구성요소들이 내부에 결합 장착된다. 본체프레임(100)은 X방향에서 보았을 때에 Y방향의 반대방향으로 치우친 위치에, X방향을 따라서 형성된 지지프레임(110)을 가진다.

지지프레임(110)은 소정 판면을 가진 실드(shield) 형태를 가지고 본체프레임(100)에 결합된다. 지지프레임(110)은 본체프레임(100)에 착탈 가능하게 마련될 수 있으며, 필요에 따라서 본체프레임(100)과 일체화될 수도 있다.

지지프레임(110)은 본 발명의 실시예에서, 그 판면이 화상형성장치(1)의 설 치면에 대해 수직방향으로 평행하게, 즉 판면이 Z방향을 따라서 형성되도록 마련된다. 그러나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 지지프레임(110)의 설치 위치를 한정하는 것은 아니다.

지지프레임(110)은, Y방향 판면 상에서 상부에 정착부(400)가, Y방향의 반대방향 판면 상에서 하부에 전원부(600)가 각각 장착된다. 이렇게 지지프레임(110)에 의해 정착부(400)와 전원부(600) 사이를 구획함으로써, 정착부(400)에서 발생한 열이 전원부(600)에 영향을 미치지 않도록 할 수도 있다.

지지프레임(110)은 정착부(400)가 지지된 판면에 근접한 일 영역이 절취되어 형성된 절취부(111)를 가진다.

절취부(111)는 배기팬유닛(700)이 장착됨으로써 정착부(400)의 열이 배기팬유닛(700)에 의해 후술할 배기부(820)로 배출될 수 있도록, 정착부(400)와 배기팬유닛(700) 사이의 공기 유로를 형성한다. 본 발명에서는 상기 공기 유로의 형성을 위해 배기팬유닛(700)이 장착되는 지지프레임(110)의 일 영역에 절취부(111)가 형성된 것으로 표현했으나, 절취부(111) 대신 지지프레임(110)에 형성된 관통홀(미도시)에 의해 동일한 목적을 이루도록 마련될 수도 있다.

정착부(400)는 지지프레임(110)의 Y방향 판면 상측에 지지되며, 화상형성부(300)로부터 전달된 기록재 상에 현상제에 의한 화상을 정착시킨다. 정착부(400)는 이를 위하여, 히팅롤러(410)와; 히팅롤러(410)에 대해 기록재를 가압하는 가압롤러(420)와; 히팅롤러(410) 및 가압롤러(420)를 지지하며 지지프레임(110)에 장착된 정착부지지부(430);를 포함한다.

히팅롤러(410)는 정착부지지부(430)로부터 Y방향으로 연장된 원기둥 형상을 가진다. 히팅롤러(410)는 내부에 샤프트(미도시) 및 발열체(미도시)를 포함하며, 발열체(미도시)에 의해 소정의 정착 온도로 가열된다. 히팅롤러(410)는 원기둥 형상의 외주면에 화상형성부(300)에서 현상제가 전사된 기록재가 접촉하며, 현상제가 정착되도록 기록재에 열을 가한다.

가압롤러(420)는 히팅롤러(410)의 길이방향에 평행하게 히팅롤러(410) 하방에 마련되어, 히팅롤러(410)에 접하게 회전한다. 가압롤러(420)는 히팅롤러(410)의 회전방향에 대해 반대로 회전하여, 기록재가 히팅롤러(410)와 가압롤러(420) 사이를 통과하여 배출되도록 한다. 가압롤러(420)는 히팅롤러(410)를 향해 가압됨으로써, 열과 압력에 의해 현상제가 기록재에 정착되도록 한다.

정착부지지부(430)는 일측이 지지프레임(110)에 지지되며, 타측에 히팅롤러(410) 및 가압롤러(420)가 회전 가능하게 지지된다. 정착부지지부(430)는 히팅롤러(410) 및 가압롤러(420)가 회전하도록 소정의 구동장치(미도시)에 연결된 동력전달부(미도시)가 설치된다.

전원부(600)는 외부 전원에 연결되어 화상형성장치(1)의 제반 구성요소들에 전원을 공급한다. 전원부(600)는 공급 전원을 생성하도록 회로기판 상에 복수의 부품들이 실장되며, Y방향에 대한 반대방향의 지지프레임(110) 판면 하측에 결합된다.

전원부(600)는 전원을 공급하는 목적을 달성하기 위해 다양한 방식이 적용될 수 있다. 예를 들어, 전원부(600)는 SMPS(Switching Mode Power Supply)로 마련될 수 있다. SMPS는 외부 전원에서 공급되는 교류전류를 직류전류로 변환시켜 공급하며, 입력되는 전압의 변동에 관계없이 출력전압을 일정하게 유지할 수 있다. 이에 의하여, 불규칙한 전압의 전원이 공급되는 것을 방지하여 화상형성장치(1)의 제반 구성요소들을 전기적 충격으로부터 보호할 수 있다.

배기팬유닛(700)은 정착부(400)와 배기부(820) 사이에 개재된다. 배기팬유닛(700)은 정착부지지부(430)에 근접하게 절취부(111)에 장착되어 Y방향의 반대방향으로 송풍한다. 이에 의하여, 정착부(400)의 열을 포함한 공기를 절취부(111)를 통해 배기부(820)로 송풍한다. 화상형성장치(1)에서 가장 높은 열이 발생하는 장소는 히팅롤러(410)를 포함하는 정착부(400)이므로, 배기팬유닛(700)은 정착부(400)에 근접하게 설치됨으로써 정착부(400)의 열이 본체프레임(100) 내부에 장착된 여타 구성요소들에게 영향을 주지 않도록 한다. 또한, 정착부(400) 주위의 열을 적절히 배출시킴으로써, 정착부(400)가 과열되는 것을 방지할 수 있다.

배기팬유닛(700)은 또한, 그 설치 위치가 지지프레임(110)에서 전원부(600) 상측에 마련된다. 이에 의하여, 배기팬유닛(700)의 송풍에 의해 형성된 공기유로까지 전원부(600)의 열을 포함한 공기가 상승하면, 정착부(400)의 열을 포함한 공기와 함께 상기 공기유로를 따라서 배기부(820)로 송풍된다.

커버부재(800)는 지지프레임(110)의 판면에 평행한 판면을 가지고, 본체프레임(100)에 착탈됨으로써 본체프레임(100) 내부를 외부로부터 차폐한다. 커버부재(800)는 지지프레임(110) Y방향 판면에 대향하게 마련되어, Y방향의 반대방향의 본체프레임(100) 일측면을 차폐한다. 이에 의하여, 커버부재(800)는 지지프레 임(110), 정착부(400), 전원부(600) 및 배기팬유닛(700) 등을 커버함으로써, 외부 충격으로부터 상기 구성요소들을 보호한다.

커버부재(800)는 지지프레임(110) 상에 장착되는 전원부(600)의 장착높이 및 지지프레임(110)과 커버부재(800) 사이에서 이동하는 공기의 흐름 등을 고려하여, 지지프레임(110)으로부터 소정 거리를 두고 이격되게 마련된다. 상기 거리가 작을 경우에는 화상형성장치(1)를 소형화시킬 수 있으나, 공기의 유로가 좁아지므로 냉각 효율이 저하된다. 반면, 상기 거리가 클 경우에는 공기의 유로가 넓어지므로 냉각 효율이 상승하나, 화상형성장치(1)의 크기가 커지게 되어 점유공간이 넓어진다. 따라서, 상기 요인을 적절히 고려하여 다양한 설계변경이 적용될 수 있다.

커버부재(800)는, 그 판면 상에, 본체프레임(100) 외부의 공기가 본체프레임(100) 내부로 흡입되는 흡기부(810)와; 정착부(400) 및 전원부(600)에서 발생한 열을 본체프레임(100) 외부로 배출하는 배기부(820);가 관통 형성된다.

흡기부(810)는 전원부(600)에 대향하는 위치이거나 혹은 전원부(600)에서 소정 간격 하방에 위치한 커버부재(800) 판면 상의 복수 관통홀에 의해 형성된다. 흡기부(810)는 본체프레임(100) 외부의 차가운 공기가 흡입되어 전원부(600)를 향해 이동하게 한다. 전원부(600)를 냉각시킨 후 전원부(600)의 열에 의해 뜨거워진 공기는 지지프레임(110)을 따라 Z방향으로 상승한다. 상기 공기가, 배기팬유닛(700)의 송풍에 의해 형성된 공기유로까지 도달하면, 배기팬유닛(700)의 송풍에 의해 배기부(820)로 이동하여 배출된다.

흡기부(810)는 X방향에서 보았을 때에 본체프레임(100) 내부로부터 외부를 향해 하향 경사진 하향경사유로(811)를 포함한다. 일반적으로 차가운 공기는 뜨거운 공기에 비해 무거우므로 본체프레임(100) 외부의 흡기부(810) 주변 영역에는 차가운 공기가 있으며, 이 차가운 공기가 하향경사유로(811)를 타고 전원부(600)로 이동함으로써, 전원부(600)에서 발생한 열을 냉각시킬 수 있도록 한다.

배기부(820)는 흡기부(810)의 상측에, 배기팬유닛(700)에 대향되는 커버부재(800) 판면 상에 관통 형성된다. 배기부(820)는 배기팬유닛(700)에 의해 송풍된 본체프레임(100) 내부의 뜨거운 공기가 본체프레임(100) 외부로 배출되도록 한다.

배기부(820)는 X방향에서 보았을 때에 본체프레임(100) 내부로부터 외부를 향해 상향 경사진 상향경사유로(821)를 포함한다. 배기팬유닛(700)에 의해 송풍된 뜨거운 공기가 상향경사유로(821)를 통해 이동함으로써, 상기 뜨거운 공기는 본체프레임(100) 외부로 상향 배출된다. 상향경사유로(821)에 의하여 배기부(820)로부터 배출된 뜨거운 공기를 흡기부(810)로부터 최대한 이격시킴으로써, 상기 뜨거운 공기가 흡기부(810)로 재유입되어 전원부(600)의 냉각 효율이 저하되는 것을 방지한다.

본 발명의 실시예에서는 하향경사유로(811) 및 상향경사유로(821)의 경사각에 대하여 정량적으로 기재하지는 않았으나, 상기 경사각은 화상형성장치(1) 설계상의 여러 환경적 요인들을 고려하여 다양하게 적용될 수 있다. 이는 본 발명의 사상 범위 내에서 당업자에 의해 설계변경될 수 있는 정도이다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 제1실시예에 다른 화상형성장치(1)에서, 정착부(400) 및 전원부(600)의 냉각 과정에 관해 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명 한다.

기록재 상의 화상형성을 위해 화상형성장치(1)가 작동한다. 전원부(600)는 화상형성장치(1)의 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 기록재공급부(200)에 적재된 기록재가 화상형성부(300)로 공급된다. 화상형성부(300)에서는 기록재공급부(200)로부터 공급된 기록재 상에 현상제에 의한 화상을 형성한다. 정착부(400)에서는 히팅롤러(410)가 소정 온도로 가열되어 회전하며, 가압롤러(420)가 히팅롤러(410) 쪽으로 가압되어 회전한다.

화상형성부(300)에서 현상제에 의한 화상이 형성된 기록재는, 정착부(400)로 이동하여 히팅롤러(410) 및 가압롤러(420) 사이를 통과한다. 이 때, 열과 압력에 의해 현상제가 기록재 상에 정착된다. 화상이 정착된 기록재는 기록재배출부(500)에 의해 본체프레임(100) 외부로 배출된다.

기록재에 화상을 형성하는 이러한 일련의 과정에서, 히팅롤러(410)에 의해 정착부(400)에서는 많은 열이 발생한다. 그 다음으로, 전원 공급에 따라 전원부(600)에서 열이 발생한다.

이러한 열을 냉각시키기 위해, 본체프레임(100) 외부의 차가운 공기가 흡기부(810)의 하향경사유로(811)를 따라서 본체프레임(100) 내부로 유입된다. 상기 유입된 공기는 전원부(600)로 이동하여 전원부(600)를 냉각시킨다. 전원부(600)의 열에 의해 온도가 상승한 공기는 지지프레임(110)을 따라서 Z방향으로 상승한다.

한편, 정착부(400)에서 발생한 열을 외부로 배출시키도록, 배기팬유닛(700)이 정착부(400) 주위의 가열된 공기를 Y방향의 반대방향으로 송풍한다. 상기 가열 된 공기는 배기팬유닛(700)을 지나서 배기부(820)로 이동하며, 배기부(820)의 상향경사유로(821)를 따라서 본체프레임(100) 외부로 배출된다.

이 때, 전원부(600)로부터 상승한 공기가, 배기팬유닛(700)과 배기부(820) 사이의 영역까지 도달하면, 배기팬유닛(700)의 송풍에 의해, 상기 공기는 정착부(400)로부터의 가열된 공기와 함께 배기부(820)로 이동한다.

정착부(400) 및 전원부(600)에 의해 가열된 공기는 상향경사유로(821)에 안내됨으로써 그 배출방향이 상향 조정된다. 이에 의하여, 상기 가열된 공기가 흡기부(810)를 통해 본체프레임(100) 내부로 재유입되는 것을 방지한다.

또한, 상향경사유로(821) 및 하향경사유로(811)에 의해, 흡기부(810)로 흡기되는 외부 공기의 영역 및 배기부(820)로부터 배출되는 공기의 영역 사이를 상하로 넓게 이격시킬 수 있다. 이에 의하여, 배기부(820)로부터 배출된 공기가 흡기부(810)로 유입된다고 하더라도, 흡기부(810)까지 도달하는 동안 상기 공기가 냉각되기에 충분한 시간을 확보할 수 있다.

이렇게, 흡기부(810) 및 배기부(820)에 형성된 공기유로의 경사각을 상이하게 마련함으로써, 본체프레임(100) 내부의 냉각 효율을 높일 수 있다.

한편, 화상형성장치(1)에 대한 냉각 효율을 높이기 위해 다양한 설계변경이 적용될 수 있으며, 이러한 예를 제2실시예로 하여 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 화상형성장치(1)는, 흡기부(810)와 전원부(600) 사이에 개재된 흡기팬유닛(900)을 더 포함한다.

흡기팬유닛(900)은 흡기부(810)에 근접하게, 지지프레임(110)에 결합된 흡기 팬유닛지지프레임(113)에 지지된다. 흡기팬유닛(900)은 본체프레임(100) 외부 공기가 흡기부(810)로 유입되도록 흡입력을 형성한다. 이에 의하여, 흡기부(810)로 다량의 외부 공기가 유입되도록 하여 화상형성장치(1)의 냉각 효율을 높일 수 있다.

흡기팬유닛(900)은 또한 전원부(600)를 향해 설치됨으로써, 흡기부(810)로 흡입된 공기가 전원부(600)로 송풍되도록 한다. 이에 의하여, 전원부(600)에 대한 냉각 효율을 높인다. 흡기팬유닛(900)의 송풍 능력은 다양하게 정해질 수 있으나, 배기팬유닛(700)의 송풍에 간섭되지 않는 범위 내에서 정해지는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 정착부 및 전원부 등과 같은 발열부에 대한 냉각 효율을 향상시킨 화상형성장치가 제공된다.

또한, 추가적인 구동장치를 채택하지 않고도 발열부에 대한 냉각 효율을 높임으로써, 에너지를 절감할 수 있는 화상형성장치가 제공된다.

그리고, 상기 효과들을 간단한 구조에 의해 구현함으로써 제품의 생산성 및 신뢰성을 향상시킨 화상형성장치가 제공된다.

Claims

화상형성장치에 있어서,

본체프레임과;

상기 본체프레임에 지지된 제1발열부와;

상기 제1발열부 하측에서 상기 본체프레임에 지지된 제2발열부와;

상기 본체프레임 내부로부터 외부를 향해 하향 경사지게 형성되어 외부 공기가 상기 제2발열부로 흡입되는 흡기부와, 상기 흡기부 상측에 마련되며 상기 본체프레임 내부로부터 외부를 향해 상향 경사지게 형성되어 상기 본체프레임 내부 공기가 외부로 배출되는 배기부를 가지며, 상기 제1발열부 및 상기 제2발열부를 상기 본체프레임 외부에 대해 구획하는 커버부재와;

상기 제1발열부 및 상기 배기부 사이에 개재되며 상기 제1발열부 및 상기 제2발열부로부터 발생한 열을 상기 배기부로 배출시키는 배기팬유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항에 있어서,

상기 제1발열부는 현상제에 의해 형성된 화상을 기록재 상에 정착하는 정착부를 포함하며,

상기 제2발열부는 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제2발열부와 상기 흡기부 사이에 개재되며 상기 흡기부를 통해 외부 공기를 흡입하는 흡기팬유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.