KR20120039176A - 화상형성장치의 정착장치 및 이를 구비하는 화상형성장치 - Google Patents

Abstract

인쇄매체 상의 미정착 화상을 전자유도가열방식으로 가열하는 화상형성장치의 정착장치에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 화상형성장치의 정착장치는 금속층을 가지는 피가열부재와, 피가열부재의 표면으로부터 외측으로 일정 간격 이격되고, 피가열부재의 길이방향으로 서로 일정 간격으로 이격되어 배치되는 복수 개의 메인 코어, 및 복수 개의 메인 코어를 둘러싸도록 권취되는 메인 코일을 포함한다.

Description

화상형성장치의 정착장치 및 이를 구비하는 화상형성장치{Fusing device for image forming apparatus and image forming apparatus having the same}

본 발명은 화상형성장치의 정착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자유도가열방식의 정착장치에 관한 것이다.

일반적으로, 화상형성장치에 사용되는 정착장치는 금속 재질의 정착롤러의 내부 공간에 할로겐 램프를 배치하여, 상기 정착롤러를 가열하도록 구성된다. 그러나, 이와 같은 가열방법에 따르면, 급속 가열시 에너지의 낭비가 많으며, 정착롤러롤 정착 온도까지 가열하는데 오랜 시간이 걸린다는 단점이 있다. 이러한 단점을 개선하기 위해, 최근에는 전자유도가열(IH; Induction Heating) 방식을 이용한 정착장치가 개발되어 사용되고 있다.

일반적으로 전자유도가열방식 정착장치는, 급속 가열을 실현하기 위해, 정착롤러나 가열벨트를 얇게 구성하고, 정착롤러나 가열벨트의 외부에 유도발열체를 설치하여 외측에서 전자롤러나 가열벨트를 전자유도 가열하는 외부 전자유도가열방식이 많이 사용되고 있다. 외부 전자유도가열방식은 정착롤러, 가열벨트등과 같은 피가열부재의 외측에 자속을 발생시키는 코일을 배치하고, 코일의 외측에는 자속을 상기 피가열부재로 안내하는 페라이트 코어(ferrite core)를 배치한다. 코일의 단면적은 피가열부재를 소정 시간에 충분히 가열할 수 있는 자속의 크기에 따라 결정될 수 있다. 또한 코일은 구조상 피가열부재와 소정의 거리를 가지도록 배치되므로, 필요한 가열 단면적을 얻기 위해서는 코일의 단면 방향의 두께를 줄이고 피가열부재에 대한 권취각도를 크게 형성할 필요가 있다. 여기서 코일의 권취각도는 피가열부재의 중심을 꼭지점으로 하여 측정한 코일의 양측단 사이의 각도를 말한다.

이와 같은 외부 전자유도가열방식의 구성에 따르면, 피가열부재와 마주하는 면에 코일이 감기는 권취각도가 일정 크기 이상 필요하므로, 피가열부재를 소경화하는 것이 곤란하고, 또한 피가열부재의 양단부 온도 저하를 억제하기 위해 코일을 피가열부재의 길이방향으로 인쇄매체의 너비보다 길게 형성할 필요가 있어 장치가 대형화되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안된 것으로, 외부 전자유도가열방식을 이용하는 정착장치에 있어서, 페라이트 코어를 감싸도록 코일을 권취하여 피가열부재의 지름을 줄일 수 있도록 함으로써, 소정 온도까지 피가열부재를 가열하는데 소요되는 가열시간을 단축할 수 있으며, 정착장치의 소형화가 가능한 화상촬영장치용 정착장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 일 측면은, 인쇄매체 상의 미정착 화상을 전자유도가열방식으로 가열하는 화상형성장치의 정착장치에 있어서, 금속층을 가지는 피가열부재; 상기 피가열부재의 표면으로부터 외측으로 일정 간격 이격되고, 상기 피가열부재의 길이방향으로 서로 일정 간격으로 이격되어 배치되는 복수 개의 메인 코어; 및 상기 복수 개의 메인 코어를 둘러싸도록 권취되는 메인 코일;을 포함하는 화상형성장치의 정착장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

여기서, 상기 복수 개의 메인 코어의 각각은 그 양쪽 단부에서 상기 피가열부재의 표면을 향해 연장되는 코어 암을 포함할 수 있다.

상기 메인 코어는 상기 피가열부재의 표면에 대응되는 원호 형상일 수 있다.

상기 메인 코일은 상기 복수 개의 메인 코어 전부를 감싸도록 상기 복수 개의 메인 코어 각각의 원호 방향으로 권취될 수 있다.

상기 피가열부재와 상기 코어 암 사이에는 바닥 코어가 설치될 수 있으며, 상기 코어 암과 바닥 코어는 수지 접착제로 접착될 수 있다. 또한, 상기 바닥 코어는 상기 피가열부재의 길이에 대응되는 길이로 형성될 수 있다.

상기 복수 개의 메인 코어, 코어 암, 바닥 코어는 페라이트로 형성될 수 있다.

상기 코어 암은 상기 피가열부재의 표면에 수직한 방향으로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 피가열부재의 단면이 원 형상인 경우, 상기 코어 암의 길이는 상기 피가열부재의 외경에 따라 결정될 수 있다.

상기 피가열부재는 롤러 또는 무단벨트유닛일 수 있다.

이때, 상기 무단벨트유닛은, 상기 복수 개의 메인 코어에 인접하게 설치되는 히트파이프; 상기 히트파이프와 이격되어 설치되는 지지롤러; 및 상기 히트파이프와 지지롤러를 감도록 설치되며, 상기 히트파이프에서 발생된 열을 상기 지지롤러 쪽으로 전달하도록 회전하는 정착벨트;를 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 정착장치는 상기 복수 개의 메인 코어 중에서 상기 피가열부재의 양쪽 단부에 대응되는 적어도 한 개의 메인 코어에 상기 메인 코일과 떨어져서 권취되는 캔슬 코일을 더 포함할 수 있다.

상기 캔슬 코일은 상기 메인 코어 각각에 별개로 권취될 수 있다.

본 발명에 의한 정착장치는 상기 메인 코일에 인가되는 전원을 제어하는 정착 제어부를 더 포함하며, 상기 정착 제어부는 상기 화상형성장치가 인식한 인쇄매체의 크기에 따라 상기 캔슬 코일에 인가되는 전원을 제어할 수 있다.

상기 메인 코일은, 상기 피가열부재의 중앙부에 대응되는 복수 개의 메인 코어에 권취된 제1코일; 상기 피가열부재의 제1단부에 대응되는 적어도 한 개의 메인 코어에 권취된 제2코일; 및 상기 피가열부재의 상기 제1단부와 반대측에 있는 제2단부에 대응되는 적어도 한 개의 메인 코어에 권취된 제3코일;을 포함할 수 있다.

상기 제1코일이 권취된 복수 개의 메인 코어 중 양쪽 끝단의 메인 코어에 상기 제1코일과 일정 거리 이격되어 상기 제2 및 제3코일이 권취될 수 있다.

상기 제1, 제2, 및 제3코일에 인가되는 전원을 제어하는 정착 제어부를 포함할 수 있으며, 상기 정착 제어부는 상기 화상형성장치가 인식한 인쇄매체의 크기에 따라 상기 제1, 제2, 및 제3코일에 인가되는 전원을 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치를 나타낸 사시도;
도 2는 도 1의 정착장치를 선2-2에서 절단하여 나타낸 부분 사시도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치의 코어 암과 바닥 코어가 결합된 상태를 나타내는 단면도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치의 코어 암과 바닥 코어가 이격되어 있는 상태를 나타내는 단면도;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치에서 피가열부재의 직경과 코어 암 사이의 관계를 설명하기 위한 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치에서 피가열부재가 무단벨트유닛인 경우를 나타낸 사시도;
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 정착장치를 나타낸 사시도;이고
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치를 구비한 화상형성장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 화상형성장치의 정착장치의 실시예들에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

또한, 첨부된 도 1 내지 도 7에서 도 2의 메인 코일과 캔슬 코일의 일부는 코일 형상으로 도시하였으나, 다른 도면에서는 간명화를 위해 메인 코일, 캔슬 코일 등을 코일 형상으로 구체적으로 도시하지 않았음을 유념할 필요가 있다.

본 발명은 인쇄매체 상의 미정착 화상을 전자유도가열방식으로 생성한 열로 가열하여 정착시키는 화상형성장치의 정착장치(1)에 관한 것으로서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치(1)를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 정착장치(1)를 선 2-2를 따라 절단하여 나타낸 부분 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치(1)는 가압부재(3), 피가열부재(5) 및 자속발생유닛(10)을 포함한다.

가압부재(3)는 피가열부재(5)를 가압하여 그 사이에 정착닙(N, 도 8 참조)을 형성하여, 정착닙(N)을 통과하는 인쇄매체(7)에 압력을 가하는 것으로서, 본 실시예의 경우에는 롤러 형상의 가압롤러로 구성된다. 가압롤러(3)는 미도시된 가압부재에 의해 피가열부재(5)를 향하여 가압된다.

피가열부재(5)는 가압부재(3)와 마주하며, 정착닙(N)을 통과하는 인쇄매체(7)에 소정의 열을 가하는 것으로서 본 실시예의 경우에는 롤러 형성의 가열롤러로 구성된다. 가열롤러(5)는 금속층을 포함하며, 급속 가열을 실현하기 위해 금속층을 가능한 얇게 하여 가열롤러(5)의 열용량을 작게 할 수 있다. 가열롤러(5)의 일 예로 알루미늄 파이프가 사용될 수 있다. 피가열부재(5)는 가열롤러로 한정되는 것은 아니며, 정착닙(N)을 통과하는 인쇄매체(7)에 소정의 열을 가할 수 있으면 무단벨트유닛(6, 도 6 참조)의 정착벨트(63)와 같은 다양한 구조로 형성될 수 있다.

자속발생유닛(10)은 전자유도가열방식으로 피가열부재(5), 즉 가열롤러에 열을 발생시켜 가열롤러(5)와 가압롤러(3) 사이의 정착닙을 통과하는 인쇄매체(7) 상의 미정착 화상을 정착시키기 위한 것이다. 이와 같은 자속발생유닛(10)은 가열롤러(5)의 외측에 설치된 복수 개의 메인 코어(20)와 복수 개의 메인 코어(20)에 감긴 메인 코일(30)을 포함한다.

복수 개의 메인 코어(20)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 가열롤러(5)의 표면(5a)으로부터 외측으로 일정 간격 이격되어 설치되어 있으며, 동시에, 가열롤러(5)의 길이방향으로도 일정 간격으로 서로 이격되도록 배치된다. 복수 개의 메인 코어(20)들은 가열롤러(5)를 그 길이방향으로 전체를 일정 간격으로 덮을 수 있는 개수로 형성된다. 즉, 도 1에서 제일 좌측에 있는 메인 코어(20-1)는 가열롤러(5)의 제1단부(5-1)에 대응되도록 배치되고, 제일 우측에 있는 메인 코어(20-2)는 가열롤러(5)의 제2단부(제1단부의 반대쪽 단부)(5-2)에 대응되도록 배치된다. 복수 개의 메인 코어(20) 각각은 가열롤러(5)의 원주에 대응되는 원호 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 각 메인 코어(20)는 가열롤러(5)의 표면(5a)에 대응되는 원호 형상으로 구부러진 바(bar) 형상으로 형성될 수 있다. 그러나, 메인 코어(20)의 곡률은 가열롤러(5)의 곡률과 동일한 치수로 한정되는 것은 아니며, 가열롤러(5)의 곡률보다 크거나 작은 곡률을 가질 수 있다. 또한, 메인 코어(20)의 형상은 도 1 내지 도 3에 도시된 것과 같이 원호에 한정되는 것은 아니며, 가열롤러(5)의 표면(5a)에 적절한 열을 발생시킬 수 있으면, 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 메인 코어(20)는 페라이트(ferrite) 재질로 형성될 수 있다.

메인 코일(30)은 도 1에 도시된 바와 같이 복수 개의 메인 코어(20)를 전부 둘러싸도록 권취될 수 있다. 즉, 각 메인 코어(20)의 폭 방향으로 복수 개의 메인 코어(20) 전부, 즉 가열롤러(5)의 제1단부(5-1)에 대응되는 메인 코어(20-1)로부터 가열롤러(5)의 제2단부(5-2)에 대응되는 메인 코어(20-2) 사이에 있는 복수 개의 메인 코어(20)를 전부 둘러싸도록 메인 코일(30)을 감을 수 있다. 따라서, 메인 코일(30)은 복수 개의 메인 코어(20)의 하부에 위치하여 가열롤러(5)를 마주하는 부분과 메인 코어(20)의 상부에 위치하는 부분을 포함한다. 그리고, 본 발명에 의한 자속발생유닛(10)의 상측에는 메인 코일(30)을 덮는 별도의 코어가 배치되어 있지 않다. 또한, 메인 코일(30)은 복수 개의 메인 코어(20) 각각의 길이방향, 즉 도 2에 도시된 바와 같이 메인 코어(20)의 원호방향 또는 자속방향(21)으로 일정 권수 감겨 있다. 다시 말해 메인 코일(30)은 가열롤러(5)의 원주방향과 대략 평행한 방향으로 복수 개의 메인 코어(20)를 외측에서 감싸도록 권선되어 있다.

또한, 복수 개의 메인 코어(20)의 각각은 그 양쪽 단부에서 상기 가열롤러(5)의 표면(5a)을 향해 연장되는 2 개의 코어 암(40)을 포함한다. 상기 코어 암(40)은 가열롤러(5)의 표면(5a)에 수직한 방향으로 형성될 수 있다. 이와 같은 코어 암(40)은 메인 코일(30)에 의해 둘러싸인 메인 코어(20)에서 발생되는 자속을 도 2에 도시된 화살표 21과 같이 가열롤러(5)로 안내하는 역할을 한다.

또한, 가열롤러(5)와 복수 개의 코어 암(40) 사이에는 바닥 코어(50)가 설치될 수 있다. 바닥 코어(50)는 설치하지 않을 수 있으나, 복수 개의 코어 암(50)을 통해 가열롤러(5)로 전달되는 자기력이 가열롤러(5)에 균일하게 전달되도록 하기 위해서는 바닥 코어(50)를 설치하는 것이 좋다. 바닥 코어(5)는 코어 암(40)과 일체로 형성될 수 있다. 또는 바닥 코어(50)는 바(bar) 형태로 별도로 형성하여 수지 접착제와 같은 접착제로 도 3과 같이 코어 암(40)의 단부에 접착할 수 있다. 다른 예로서, 바닥 코어(50)와 코어 암(40)은 도 4에 도시된 바와 같이 이격된 상태로 설치할 수 있다. 이 경우에는 바닥 코어(50)와 코어 암(40)은 도 4에 도시되지 않은 지지부재에 의해 지지된다. 그리고, 바닥 코어(50)는 상기 가열롤러(5)의 길이(L)에 대응되는 길이로 형성될 수 있다. 다른 예로서는, 가열롤러(5)의 길이(L)보다 짧은 길이를 갖는 2개 이상의 바닥 코어(50)를 접착제를 이용하여 접착하여 가열롤러(5)의 길이(L)에 대응되도록 형성할 수도 있다. 코어 암(40) 및 바닥 코어(50)는 메인 코어(20)와 동일하게 페라이트 재질로 형성할 수 있다.

전자유도가열방식에서 첫장출력시간(FPOT;first page out time)을 줄이기 위해서는 가열롤러(5)의 열용량을 적게 할 필요가 있다. 이를 위해서는 가열롤러(5)의 지름을 작게 하는 것이 좋다. 가열롤러(5)의 지름을 줄여 소경화하면 가열롤러(5)와 바닥 코어(50) 사이의 거리가 증가한다. 예를 들어, 도 5에서 가열롤러(5)의 지름을 D에서 D'로 줄이면, 가열롤러(5)와 바닥 코어(50) 사이의 거리가 L1에서 L1'로 증가한다. 그런데, 전자유도가열방식에서 유도가열의 효율은 피가열부재(본 실시예의 경우에는 가열롤러(5))와 바닥 코어(50) 사이의 거리(도 5의 L1, L1')와 관계가 있다. 바닥 코어(50)가 없는 경우에는 가열롤러(5)와 코어 암(40) 사이의 거리와 관계가 있다. 따라서, 유도가열의 효율을 일정하게 유지하기 위해서는 가열롤러(5)와 바닥 코어(50) 사이의 간격(L1)은 일정하게 유지되어야 한다. 따라서, 가열롤러(5)의 지름을 줄이는 경우에는 가열롤러(5)와 바닥 코어(50) 사이의 간격(L1)은 그대로 유지하고, 코어 암(40)의 길이(L2)를 연장하여 L2'로 하는 것이 바람직하다. 즉, 피가열부재(5)가 그 단면이 원 형상인 가열롤러인 경우, 가열롤러(5)와 바닥 코어(40) 사이의 거리는 일정하게 유지하고 코어 암(40)의 길이를 가열롤러(5)의 지름의 변화에 따라 결정한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치의 정착장치(1)는 캔슬 코일(60)을 더 포함할 수 있다. 도 1을 참조하면, 캔슬 코일(60)은 복수 개의 메인 코어(20) 중에서 가열롤러(5)의 길이방향으로 양쪽 단부에 대응되는 3개의 메인 코어(20)에 설치된다. 캔슬 코일(60)은 메인 코어(20)에 메인 코일(30)과 떨어져서 메인 코일(30)에 평행하게 권취되어 있다. 캔슬 코일(60)은 가열롤러(5)보다 작은 크기의 인쇄매체(7)가 가열롤러(5)와 가압롤러(3) 사이를 통과할 때, 인쇄매체(7)와 접촉하지 않는 가열롤러(5)의 부분(비통지영역)이 과열되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 메인 코일(30)과 반대 방향의 자속을 발생시켜 가열롤러(5)의 비통지영역이 가열되는 것을 방지한다.

따라서, 캔슬 코일(60)은 가열롤러(5)의 비통지영역에 대응되는 복수 개의 메인 코어(20) 각각에 별개로 권취하는 것이 바람직하다. 캔슬 코일(60)도 메인 코일(30)과 마찬가지로 메인 코어(20)가 캔슬 코일(30)의 내측에 위치하도록 메인 코어(20)의 외측에 감는다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치의 정착장치(1)는 메인 코일(30)과 캔슬 코일(60)에 인가되는 전원을 제어하는 정착 제어부(70)를 더 포함할 수 있다. 정착 제어부(70)는 용지 센서, 사용자의 입력 등을 이용하여 화상형성장치(100, 도 8 참조)가 인식한 인쇄매체(7)의 크기에 따라 캔슬 코일(60)에 인가되는 전원을 제어한다. 즉, 인쇄매체(7)가 가열롤러(5)의 전체 길이(L)에 대응되는 폭(W)을 갖는 경우 정착 제어부(70)는 메인 코일(30)에만 전원을 인가하고 캔슬 코일(60)에는 전원을 인가하지 않는다. 만일, 인쇄매체(7)가 가열롤러(5)의 길이(L)보다 작은 폭(W)을 갖는 경우에는 정착 제어부(70)는 메인 코일(30)에 전원을 인가하고 동시에 인쇄매체(7)가 통과하지 않는 가열롤러(5)의 영역에 대응되는 캔슬 코일(60)에도 전원을 인가하여 비통지영역에 대응되는 메인 코어(20)에 발생한 자속을 소멸시켜 가열롤러(5)의 비통지영역이 과열되는 것을 방지한다. 이와 같은 정착 제어부(70)는 화상형성장치(100)를 전체적으로 제어하는 제어부(미도시)의 일부분을 형성하거나 별도로 형성할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치의 정착장치(1)의 작용에 대해 첨부된 도 1, 도 2, 및 도 8을 참조하여 설명한다.

현상장치(130)에서 현상제 화상이 전사된 인쇄매체(7)가 정착장치(1)의 정착닙(N)으로 진입하기 전에 정착 제어부(70)는 메인 코일(30)에 전원을 인가한다. 메인 코일(30)에 전원이 인가되면, 도 2에 도시된 바와 같이 메인 코일(30)의 내측에 위치한 메인 코어(20)에 자속이 발생하고 이 자속은 메인 코어(20)의 양단에서 연장된 2개의 코어 암(40)과 바닥 코어(50)를 통해 자속밀도를 유지한 채로 가열롤러(5)로 전달된다. 가열롤러(5)로 전달된 자속에 의해 가열롤러(5)의 표면(5a)에 소용돌이 전류가 발생하여 가열롤러 표면(5a)이 가열된다.

이와 같이 가열된 가열롤러(5)는 전사닙(N)으로 인입된 인쇄매체(7)를 가열하여 현상제 화상이 인쇄매체(7)에 정착되도록 한다.

만일, 정착장치(1)로 이송되는 인쇄매체(7)의 폭(W)이 가열롤러(5)의 길이(L)보다 작은 경우에는 정착 제어부(70)는 비통지영역에 대응되는 캔슬 코일(60)에 전원을 인가하여 메인 코일(30)에 의해 해당 메인 코어(20)에 발생한 자속을 상쇄시킨다. 그러면, 비통지영역에 해당하는 가열롤러(5)의 부분이 메인 코일(30)에 의해 가열되지 않으므로 가열롤러(5)의 과열이 방지될 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 피가열부재(5)의 지름을 작게 할 수 있으므로, 정착장치(1)를 소형화하는 것이 가능하고, 열용량이 작아지므로 승온성능이 향상되어 FPOT를 줄일 수 있다. 또한, 인쇄매체(7)의 크기에 따라 캔슬 코일(60)을 선택적으로 작동시킬 수 있으므로 피가열부재(5)의 과열을 방지할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치(2)에서 피가열부재가 무단벨트유닛(6)인 경우를 나타낸 사시도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치(2)는 가압부재(3), 무단벨트유닛(6) 및 자속발생유닛(10)을 포함한다. 본 실시예에 대한 설명에서 가압부재(3)와 자속발생유닛(10)은 상술한 실시예와 동일하거나 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.

무단벨트유닛(6)은 자속발생유닛(10)에 의해 가열되는 피가열부재로서, 히트파이프(61), 지지롤러(62), 및 정착벨트(63)를 포함한다. 히트파이프(61)는 자속발생유닛(10)의 복수 개의 메인 코어(20)에 인접하게 설치된다. 상세하게는 복수 개의 메인 코어(20) 각각의 양단에서 연장되는 코어 암(40)의 단부에 설치된 바닥 코어(50)의 사이에 위치한다. 지지롤러(62)는 히트파이프(61)와 이격되어 가압부재(3), 즉 가압롤러와 마주하도록 설치된다. 정착벨트(63)는 히트파이프(61)와 지지롤러(62)를 감도록 설치되며, 히트파이프(61)와 지지롤러(62)의 회전에 의해 무한 궤도 운동을 하여 상기 자속발생유닛(10)에 의해 히트파이프(61)의 표면에서 발생된 열을 지지롤러(62) 쪽으로 전달한다. 히트파이프(61)에 의해 가열된 정착벨트(63)는 지지롤러(62) 쪽으로 이동하여, 지지롤러(62)에 의해 지지되는 정착벨트(63)와 가압롤러(3) 사이의 정착닙으로 진입되는 인쇄매체(7)를 가열하게 된다. 그러면, 정착벨트(63)와 가압롤러(3) 사이를 통과하는 인쇄매체(7)는 정착벨트(63)와 가압롤러(3)의 열과 압력을 받아 현상제 화상이 정착된다.

이때, 히트파이프(61)는 열전달이 빠르기 때문에, 히트파이프(61)의 길이보다 작은 폭을 갖는 인쇄매체(7)를 정착하는 경우에도, 히트파이프(63)의 비통지영역이 과열되는 일은 발생하지 않는다. 따라서, 본 실시예의 경우에는 히트파이크(63)가 상술한 실시예의 캔슬 코일(60)의 기능을 할 수 있으므로 별도의 캔슬 코일(60)을 설치할 필요가 없다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 화상형성장치의 정착장치(2')를 나타낸 사시도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치(2')는 가압부재(3), 피가열부재(5), 및 자속발생유닛(10')을 포함한다. 본 실시예의 경우에는 가압부재(3) 및 피가열부재(5)가 상술한 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

자속발생유닛(10')은 가열롤러(피가열부재)(5)의 외측에 설치된 복수 개의 메인 코어(20)와 복수 개의 메인 코어(20)에 감긴 제1코일(31), 제2코일(32), 제3코일(33)을 포함한다.

복수 개의 메인 코어(20)는 상술한 실시예의 메인 코어(20)와 동일하거나 유사하게 형성할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

제1 내지 제3코일(31,32,33)은 상술한 실시예의 메인 코일(30)에 대응되는 것으로서, 복수 개의 메인 코어(20)에 가열롤러(5)를 가열시킬 자속을 발생시킨다. 제1코일(31)은 가열롤러(5)의 중앙부에 대응되는 복수 개의 메인 코어(20)에 권취된다. 제1코일(31)은 복수 개의 메인 코어(20)를 감싸도록 권선되므로, 복수 개의 메인 코어(20)는 제1코일(31)의 내측에 위치한다. 제1코일(31)로 감싸는 메인 코어(20)의 개수는 화상형성장치(100)가 인쇄할 수 있는 작은 크기의 인쇄매체(7)의 폭에 따라 적절하게 선택할 수 있다.

제2코일(32)은 가열롤러(5)의 제1단부(5-1)에 대응되는 적어도 한 개의 메인 코어(20)에 권취된다. 본 실시예의 경우에는 제2코일(32)은 도 7의 좌측 단부에서 4개의 메인 코어(20)를 감싸도록 설치되어 있다. 제1코일(31) 및 제2코일(32)의 경계에 있는 메인 코어(20-3)에는 제1코일(31)과 제2코일(32)이 모두 감기도록 할 수 있다. 이 경우 제2코일(32)은 제1코일(31)로부터 메인 코어(20-3)의 원호방향으로 일정 거리 이격되어 제1코일(31)과 나란하게 권취된다. 이때, 경계상의 메인 코어에 감기는 코일의 권수(감김수)는 제1코일(31)의 일부 권수와 제2코일(32)의 일부 권수의 합이 다른 메인 코어(20)에 감긴 제1코일(31) 또는 제2코일(32)의 권수와 동일하도록 형성할 수 있다. 이와 같이 하면, 제1코일(31)과 제2코일(32)의 경계상에 해당하는 가열롤러(5) 영역의 온도 저하를 방지할 수 있다.

제3코일(33)은 가열롤러(5)의 상기 제1단부(5-1)와 반대측에 있는 가열롤러(5)의 제2단부(5-2)에 대응되는 적어도 한 개의 메인 코어(20)에 권취된다. 본 실시예의 경우에는 제3코일(33)은 도 7의 우측 단부에서 4개의 메인 코어(20)를 감싸도록 설치되어 있다. 제1코일(31) 및 제3코일(33)의 경계에 있는 메인 코어(20-4)에는 제1코일(31)과 제3코일(33)이 모두 감기도록 할 수 있다. 이 경우 제3코일(33)은 제1코일(31)로부터 메인 코어(20-4)의 원호방향으로 일정 거리 이격되어 제1코일(31)과 나란하게 권취된다. 제1코일(31)과 제3코일(33)의 경계에 있는 메인 코어(20-4)에 감기는 코일의 권수는 상술한 제1 및 제2코일(31,32)과 유사하게 정할 수 있다. 이와 같이 하면, 제1코일(31)과 제3코일(33)의 경계상에 해당하는 가열롤러(5) 영역의 온도 저하를 방지할 수 있다.

화상형성장치(100)의 정착 제어부(70)는 제1, 제2, 및 제3코일(31,32,33)에 인가되는 전원을 온-오프 제어할 수 있다. 즉, 정착 제어부(70)는 용지 센서 등을 이용하여 화상형성장치(100)가 인식한 인쇄매체(7)의 크기에 따라 제1, 제2, 및 제3코일(31,32,33)에 인가되는 전원을 제어한다. 예를 들어 작은 크기의 인쇄매체(7)를 정착하는 경우에는 제1코일(31)에만 전원을 인가하여 제1코일(31)에 대응되는 가열롤러(5)의 영역만이 가열되도록 한다. 인쇄매체(7)의 크기가 가열롤러(5)의 전체 길이에 대응되는 경우에는 정착 제어부(70)는 제1 내지 제3코일(31-33) 전부에 전원을 인가하여 가열롤러(5) 전 영역을 가열한다. 이와 같이 복수 개의 메인 코어(20)를 제1 내지 제3코일(31-33)로 분할하여 감싸면 가열롤러(5)의 비통지영역의 과열을 방지하기 위한 캔슬 코일(60)이 필요 없게 된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 정착장치(1)를 구비한 화상형성장치(100)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치(100)는 전사사진방식에 의해 인쇄를 하는 것으로서, 레이저 프린터, 복사기, 팩시밀리, 복합기 등을 포함할 수 있다. 도 8을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치(100)는 케이스(101), 급지장치(110), 현상장치(130), 정착장치(1), 배지장치(150)를 포함할 수 있다.

케이스(101)는 화상형성장치(100)의 외관을 형성하며, 급지장치(110), 현상장치(130), 정착장치(1), 및 배지장치(150)를 지지한다.

급지장치(110)는 여러 장의 인쇄매체(7)를 적재하며, 현상장치(130)로 인쇄매체(7)를 공급한다. 급지장치(110)에서 공급된 인쇄매체(7)는 복수 개의 이송롤러(111)에 의해 현상장치(130)로 이송된다.

현상장치(130)는 급지장치(110)에서 공급된 인쇄매체(7)에 소정의 화상을 형성하는 것으로서, 노광장치(120)에 의해 소정의 정전잠상이 형성되는 감광매체(131), 감광매체(131)에 현상제를 공급하여 정전잠상을 현상제 화상으로 현상하는 현상롤러(132), 및 감광매체(131)에 형성된 현상제 화상을 인쇄매체(7)에 전사하는 전사롤러(140)를 포함한다. 인쇄매체(7)가 감광매체(131)와 전사롤러(140) 사이의 전사닙을 통과하면 현상제 화상이 인쇄매체(7)에 전사된다.

정착장치(1)는 인쇄매체(7)에 전사된 현상제 화상을 인쇄매체(7)에 정착시키는 것으로서, 상술한 바와 같이 가압부재(3), 피가열부재(5), 및 자속발생유닛(10)을 포함한다. 급지장치(110)에서 공급된 인쇄매체(7)의 크기에 따라 정착장치(1)의 피가열부재(5)가 가열되어 현상제 화상인쇄매체(7)를 정착한다. 정착장치(1)가 현상제 화상을 인쇄매체(7)에 정착하는 것은 상술하였으므로 생략한다.

정착이 완료된 인쇄매체(7)는 이송롤러(111)와 배지장치(150)를 통해 화상형성장치(100)의 외부로 배출된다.

1,2; 정착장치 3; 가압부재(가압롤러)
5; 피가열부재(가열롤러) 6; 무단벨트유닛
7; 인쇄매체 10; 자속발생유닛
20; 메인 코어 30; 메인 코일
40; 코어 암 50; 바닥 코어
60; 캔슬 코어 70; 정착 제어부
100; 화상형성장치 101; 케이스
110; 급지장치 111; 이송롤러
120; 노광장치 130; 현상장치
140; 전사롤러 150; 배지장치

Claims (20)

1. 인쇄매체 상의 미정착 화상을 전자유도가열방식으로 가열하는 화상형성장치의 정착장치에 있어서,
   금속층을 가지는 피가열부재;
   상기 피가열부재의 표면으로부터 외측으로 일정 간격 이격되고, 상기 피가열부재의 길이방향으로 서로 일정 간격으로 이격되어 배치되는 복수 개의 메인 코어; 및
   상기 복수 개의 메인 코어를 둘러싸도록 권취되는 메인 코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수 개의 메인 코어의 각각은 그 양쪽 단부에서 상기 피가열부재의 표면을 향해 연장되는 코어 암을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 메인 코어는 상기 피가열부재의 표면에 대응되는 원호 형상인 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 메인 코일은 상기 복수 개의 메인 코어 전부를 감싸도록 상기 복수 개의 메인 코어 각각의 원호 방향으로 권취된 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 피가열부재와 상기 코어 암 사이에는 바닥 코어가 설치되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 코어 암과 바닥 코어는 수지 접착제로 접착된 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 바닥 코어는 상기 피가열부재의 길이에 대응되는 길이로 형성된 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 복수 개의 메인 코어, 코어 암, 바닥 코어는 페라이트로 형성된 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
9. 제 2 항에 있어서,
   상기 코어 암은 상기 피가열부재의 표면에 수직한 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 피가열부재의 단면이 원 형상인 경우, 상기 코어 암의 길이는 상기 피가열부재의 외경에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 피가열부재는 롤러인 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 피가열부재는 무단벨트유닛인 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 무단벨트유닛은,
    상기 복수 개의 메인 코어에 인접하게 설치되는 히트파이프;
    상기 히트파이프와 이격되어 설치되는 지지롤러; 및
    상기 히트파이프와 지지롤러를 감도록 설치되며, 상기 히트파이프에서 발생된 열을 상기 지지롤러 쪽으로 전달하도록 회전하는 정착벨트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 메인 코어 중에서 상기 피가열부재의 양쪽 단부에 대응되는 적어도 한 개의 메인 코어에 상기 메인 코일과 떨어져서 권취되는 캔슬 코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 캔슬 코일은 상기 메인 코어 각각에 별개로 권취되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
16. 제 14 항에 있어서,
    상기 메인 코일에 인가되는 전원을 제어하는 정착 제어부를 더 포함하며,
    상기 정착 제어부는 상기 화상형성장치가 인식한 인쇄매체의 크기에 따라 상기 캔슬 코일에 인가되는 전원을 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
17. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 코일은,
    상기 피가열부재의 중앙부에 대응되는 복수 개의 메인 코어에 권취된 제1코일;
    상기 피가열부재의 제1단부에 대응되는 적어도 한 개의 메인 코어에 권취된 제2코일; 및
    상기 피가열부재의 상기 제1단부와 반대측에 있는 제2단부에 대응되는 적어도 한 개의 메인 코어에 권취된 제3코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제1코일이 권취된 복수 개의 메인 코어 중 양쪽 끝단의 메인 코어에 상기 제1코일과 일정 거리 이격되어 상기 제2 및 제3코일이 권취된 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 및 제3코일에 인가되는 전원을 제어하는 정착 제어부를 더 포함하며,
    상기 정착 제어부는 상기 화상형성장치가 인식한 인쇄매체의 크기에 따라 상기 제1, 제2, 및 제3코일에 인가되는 전원을 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치의 정착장치.
20. 제 1 항 내지 제 19 항의 정착장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.

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