KR100636166B1

KR100636166B1 - 토너를 인쇄용지에 정착시키기 위한 정착 장치

Info

Publication number: KR100636166B1
Application number: KR1020040069561A
Authority: KR
Inventors: 채영민; 한상용; 권중기; 김환겸; 조덕현
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2024-09-01
Also published as: US7565103B2; US20060045591A1; KR20060020860A

Abstract

본 발명은 소정 이미지에 대해 전사된 인쇄 토너를 인쇄 용지에 정착시키기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 정착기의 복수의 단자들 중 선택된 인쇄 용지 크기에 상응하는 단자에 변압기로부터 생성된 유도 전류를 입력하여 정착기의 가열 범위를 제어할 수 있는 정착 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 정착 장치는 소정의 교류 전류를 입력받아 상응하는 제1 유도 전류를 생성하는 전원공급부, 상기 생성된 제1 유도 전류에 의해 발열되고, 상기 생성된 열을 이용하여 상기 토너를 인쇄 용지에 정착하는 정착부 및 상기 인쇄 용지 크기에 따라 상기 정착부에 제공되는 상기 제1 유도 전류를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

토너를 인쇄용지에 정착시키기 위한 정착 장치{Apparatus for forming image on the print media}

도 1은 할로겐 램프를 열원으로 사용하는 정착 장치의 정착기를 개략적으로 도시하고 있는 횡 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 상응하는 정착 장치의 기능 블록도를 도시하고 있다.

도 3은 도2 에 도시되어 있는 정착 장치의 정착부를 보다 상세히 도시하고 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 상응하는 정착 장치의 기능 블록도를 도시하고 있다.

도 5는 도 4에 도시되어 있는 정착 장치의 정착부를 보다 상세히 도시하고 있다.

도 6은 도 5에 도시되어 있는 정착부의 토너 정착부를 가열하는 발열원을 도식적으로 도시하고 있다.

도 7는 도 2 및 도 4의 정착 장치에서 인쇄 용지를 선택하기 위한 선택부의 일 예를 도시하고 있다.

본 발명은 소정 이미지에 대해 전사된 인쇄 토너를 인쇄 용지에 정착시키기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 정착기의 복수의 단자들 중 선택된 인쇄 용지 크기에 상응하는 단자에 변압기로부터 생성된 유도 전류를 입력하여 정착기의 가열 범위를 제어할 수 있는 정착 장치에 관한 것이다.

도 1은 할로겐 램프를 열원으로 사용하는 이미지 정착 장치의 정착기를 개략적으로 도시한 횡 단면도이다. 도 1을 참조하면, 정착기(10)는 정착 롤러부(11)와 그 내부 중앙에 설치되는 할로겐 램프로 이루어진 발열부(12)를 구비한다. 정착 롤러부(11)의 표면에는 테프론(Teflon)으로 이루어진 코팅층(11a)이 형성되어 있다. 발열부(12)는 정착 롤러부(11)의 내부에서 열을 발생하며, 정착 롤러부(11)는 발열부(12)로부터 전달되는 복사열에 의해 가열된다.

상기 이미지 인쇄 장치에서 사용되는 인쇄 용지의 크기는 A4, A5, B5 등 여러 종류가 있으며, 최근에는 이미지 인쇄 장치를 통해 사진을 직접 프린트하기 위한 3×4, 3×5, 5×7 인치 등 여러 종류 크기의 사진 인쇄 용지가 제공되고 있다. 그러나 종래의 이미지 인쇄 장치는 사용자가 인쇄하고자 하는 인쇄 용지의 크기에 상관없이 정착 롤러부의 전체를 가열한다. 따라서, 정착 롤러부의 크기보다 작은 크기의 인쇄 용지를 통해 이미지에 대한 토너를 인쇄하는 경우, 상기 정착 롤러부에서 인쇄 용지가 통과하는 영역과 인쇄 용지가 통과하지 않는 영역 사이의 온도 편차가 크게 발생한다. 이미지 인쇄 장치를 오랜 시간 사용하는 경우, 정착롤러부 에서 인쇄 용지가 통과하지 않는 영역의 급격한 온도 상승으로 인해 이미지 인쇄 장치가 오작동할 수 있다. 또한, 상기 정착롤러부의 불균등한 가열로 인해 상기 이미지 인쇄 장치의 수명이 감소한다.

한편, 할로겐 램프를 열원으로 사용하는 종래의 정착 장치는 전원을 입력시키고 정착 롤러부를 목표 정착온도에 도달할 때까지 가열시키기 위해, 짧게는 수십 초에서 길게는 수 분의 웜-업(Warm-up) 시간을 요구한다. 따라서, 사용자는 이미지를 인쇄하기 위해 긴 웜-엄 시간을 기다려야 하는 불편함이 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 소정의 유도 전류를 이용하여 짧은 웜-업 시간에 인쇄 용지의 크기에 상응하는 토너 정착부를 국부적으로 가열할 수 있는 정착기를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 유도 발열과 저항 발열을 동시에 이용하여 빠른 엄-업 시간에 인쇄 용지의 크기에 상응하는 토너 정착부를 국부적으로 가열할 수 있는 정착기를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 변압기에 의해 생성된 유도 전류를 이용하여 빠른 엄-업 시간에 인쇄 용지의 크기에 상응하는 토너 정착부를 국부적으로 가열할 수 있는 정착 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 유도 발열과 저항 발열을 동시에 이용하여 빠른 엄-업 시간에 인쇄 용지의 크기에 상응하는 토너 정착부를 국부적으로 가열할 수 있는 정착 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 정착기는 소정의 제1 유도 전류가 입력되어 저항 발열되는 발열부, 상기 인쇄 용지 크기에 상응하는 발열부 영역으로 상기 제1 유도 전류를 제공하기 위한 적어도 3개 이상의 단자를 구비하는 단자부 및 상기 발열부 영역에서 생성된 열을 전달받아 상기 토너를 인쇄 용지에 정착하는 토너 정착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 정착기는 소정의 교류 전류에 의해 저항 발열되고, 상기 교류 전류에 의해 교번 자속을 생성하는 발열부, 상기 인쇄 용지 크기에 상응하는 발열부 영역으로 상기 교류 전류를 제공하기 위한 적어도 3개 이상의 단자를 구비하는 단자부 및 상기 교번 자속에 의해 제2 유도 전류가 생성되고, 상기 생성된 제2 유도 전류에 의해 유도 발열되는 토너 정착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 정착 장치는 소정의 교류 전류를 입력받아 상응하는 제1 유도 전류를 생성하는 전원공급부, 상기 생성된 제1 유도 전류에 의해 발열되고, 상기 생성된 열을 이용하여 상기 토너를 인쇄 용지에 정착하는 정착부 및 상기 인쇄 용지 크기에 따라 상기 정착부에 제공되는 상기 제1 유도 전류를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 정착 장치는 소정의 교류 전류를 생성하는 교류 전류 생성부, 상기 교류 전류에 의해 저항 발열 및 유도 가열되며, 상기 생성된 열에 의해 토너를 상기 인쇄 용지에 정착하는 정착부 및 상기 인쇄 용지의 크기에 따라 상기 정착부에 제공되는 상기 교류 전류를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 이동식 저장 매체의 정보 인쇄 방법 및 장치에 대해 상세히 설명한다.

통상의 이미지 인쇄 장치는 소정 이미지에 대해 전사된 토너를 인쇄 용지에 정착시키기 위해 토너에 일정한 압력과 열을 가해 주는 정착 장치를 구비하고 있다. 상기 정착 장치는 토너에 일정한 열을 가해주기 위한 정착기와 일정한 압력을 가해주기 위한 가압기를 구비하고 있으며, 상기 정착기는 인쇄 용지에 토너를 정착시키기 위한 열을 발생하는 발열부 및 상기 발열부에서 발생한 열을 전달받아 인쇄 용지에 전달하는 토너 정착부를 포함한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 상응하는 정착 장치의 기능 블록도를 도시하고 있는데, 도 2의 정착 장치는 전원부(210), 라인 필터부(220), 정류부(230), 교류 전류 생성부(240), 절연부(250), 발열부(262)를 구비한 정착부(260), 제어부(270) 및 선택부(280)를 포함한다. 상기 전원부(210)는 소정 크기와 주파수를 가지는 교류 전류를 제공한다. 상기 라인 필터부(220)는 인덕터(L1)와 커패시터(C1)로 구성되어 있으며, 전원부(210)로부터 교류 전원을 입력 받아 교류 전류에서 포함되어 있는 고주파 성분을 제거한다. 상기 라인 필터부(220)는 본 발명을 설명하기 위한 하나의 예로서, 다른 종류의 라인 필터부(220)가 사용될 수 있으며, 이는 본 발명의 범위에 포함된다.

정류부(230)는 라인 필터(220)에서 제공된 교류 전류를 정류하여 직류 성분의 전류를 생성하는 역할을 한다. 도 2에 도시되어 있는 정류기는 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4)로 구성된 브리지 정류기이며, 4개의 다이오드 극성에 따라 교류 전류를 직류 성분의 전류로 정류한다. 상기 교류 전류를 정류하여 직류 성분의 전류를 생성하기 위해 다른 종류의 정류기가 사용될 수 있으며, 이는 본 발명의 범위에 속한다.

교류 전류 생성부(240)는 정류부(230)에서 제공된 직류 성분의 전류를 입력받아 교류 전류를 생성한다. 도 2에서 도시되어 있는 교류 전류 생성부(240)는 2개의 커패시터(C2, C3)와 2개의 스위치(SW1, SW2)로 구성되어 있으며, 스위치의 개폐에 의해 정류부(230)에서 정류된 직류 전류를 교류 전류로 변환시켜 준다. 상기 교류 전류 생성부(240)는 상기 정류부(230)에서 생성된 직류 전류를 입력받아 고주파 또는 저주파 교류 전류를 생성한다. 직류 전류를 교류 전류로 변화시키기 위해, 다른 종류의 교류 전류 생성부가 사용될 수 있으며, 이는 본 발명의 범위에 속한다.

절연부(250)는 교류 전류 생성부(240)에서 생성된 교류 전류를 이용하여 유도 전류를 생성한다. 상기 절연부(250)는 전원부(210)로부터 입력된 전류를 이용하여 유도 전류를 생성하며, 상기 생성된 유도 전류를 발열부(262)에 제공한다. 상기 발열부(262)는 상기 유도 전류를 이용하여 저항 발열되는 발열체(미도시) 및 상기 발열체와 상기 정착부(260)의 토너 정착부(미도시)가 단락되는 것을 방지하기 위한 얇은 절연층(미도시)으로 구성되어 있다. 상기 전원부(210)의 전류를 바로 발열체로 제공하는 것이 아니라, 절연부(250)를 이용하여 생성된 유도 전류를 상기 발열체에 제공함으로써, 상기 전원부(210)와 상기 발열체를 전기적으로 절연하는 역할을 수행한다. 이하에서 상기 절연부(450)의 일 예로서 변압기를 설명하며, 바람직하게 상기 변압기는 저주파 변압기에 비해 부피가 작은 고주파 변압기인 것을 특징으로 한다.

변압기(250)의 1차측 코일(252)에 교류 전류가 흐르면, 2차측 코일(254) 주위에서는 자기장의 변화가 발생하며, 2차측 코일(254)에는 변화하는 자기장에 의해 유도 전류가 발생한다. 변압기(250)에 의해 생성된 유도 전류를 이하 제1 유도 전류라 한다. 상기 변압기(250)에 의해 발생된 제1 유도 전류는 정착부(260)의 발열부(262)에 제공된다. 상기 제1 유도 전류의 크기는 1차측 코일(252)과 2차측 코일(254)의 권선비에 의해 제어할 수 있다. 상기 변압기(250)의 1차 코일(252)에 흐르는 전원부(210)의 전류는 전자기 유도에 의해 상기 변압기(250)의 2차 코일(254)에 제1 유도 전류를 생성하며, 상기 생성된 제1 유도 전류가 정착부(260)의 발열부(262)에 제공된다. 상기 2차 코일(254)에는 전원부(210)의 전류가 제공되는 대신 변압기(250)에서 발생된 제1 유도 전류가 제공되기 때문에, 전원부(210)와 상기 발열부(262)의 발열체는 전기적으로 분리되며, 따라서 상기 발열체와 토너 정착부의 단락을 방지하기 위한 얇은 절연층이 사용될 수 있다.

정착부(260)는 절연부(250)에서 생성된 제1 유도 전류에 의해 저항 발열된다. 상기 생성된 열을 이용하여 인쇄 용지가 정착부(260)를 통과할 때 토너를 인쇄 용지에 정착시킨다. 본 발명의 일 실시예에 상응하는 정착부의 발열부(262)는 발열체와 절연층을 구비하고 있으며, 상기 발열부는 상기 제1 유도 전류가 입력되 는 복수의 단자들(1 내지 3)을 구비하고 있으며, 상기 복수의 단자들은 상기 발열체에 접속되어 있다. 도 2에 도시되어 있는 발열부(262)는 3개의 단자(1 내지 3)들을 구비하고 있는 발열부(262)를 도시하고 있지만, 본 발명이 적용되는 분야에 따라 상기 발열부(262)는 다른 수의 단자들을 구비할 수 있으며 이는 본 발명의 범위에 속한다.

사용자는 선택부(280)를 통해 인쇄하고자 하는 용지의 크기를 선택하기 위한 사용자 명령을 입력한다. 상기 선택부(280)는 터치 스크린 방식의 사용자 인터페이스이거나 또는 복수의 조작 키를 구비하고 있는 키 패널부일 수 있다.

상기 제어부(270)는 상기 선택부(280)를 통해 선택된 인쇄 용지의 크기에 따라 상기 발열부(262)에 제공되는 상기 제1 유도 전류를 제어한다. 도 2는 상기 제어부(270)의 일 예로 스위치를 도시하고 있지만, 본 발명이 적용되는 분야에 따라 상기 제1 유도 전류를 제어하기 위한 다른 종류의 제어부가 사용될 수 있으며, 이는 본 발명의 범위에 속한다.

상기 선택부(280)를 통해 선택된 용지를 인쇄하기 위해, 정착부(260)의 토너 정착부 전체를 가열하여야 하는 경우에, 상기 스위치(270)는 제3 단자(3)에 접속되어 있는 접점 3'로 스위칭된다. 제1 단자(1)와 제3 단자(3)로 상기 절연부(250)에서 생성된 제1 유도 전류가 입력되기 때문에, 상기 발열부(262)의 발열체 전체가 발열되며 상기 발열체에서 생성된 열에 의해 토너 정착부 전체가 가열된다. 한편, 상기 선택부(280)를 통해 선택된 용지를 인쇄하기 위해, 정착부(260)의 토너 정착부 중 일부만를 가열하는 경우, 상기 스위치(270)는 제2 단자(2)에 접속되어 있는 접점 2'로 스위칭된다. 제1 단자(1)와 제2 단자(3)로 상기 절연부(250)에서 생성된 제1 유도 전류가 입력되기 때문에, 상기 발열부(262)의 발열체 중 일부만이 발열되며 상기 발열체에서 생성된 열에 의해 토너 정착부 일부만이 가열된다.

도 3a는 도 2에 도시되어 있는 정착 장치의 정착부를 보다 상세히 도시하고 있는 횡 단면도이며, 도 3b는 상기 도 3a의 A 부분을 보다 상세히 도시하고 있는 횡 단면도이다.. 상기 발열부(262)는 상기 발열체(330) 및 상기 발열체(330)와 토너 정착부(320) 사이에 절연층(340)을 구비하고 있으며, 상기 토너 정착부(320)는 테프론(Teflon) 등으로 코팅된 보호층(310)이 형성되어 있다. 상기 절연층(340)은 발열체(330)가 토너 정착부(320)에 단락되는 것을 방지하기 위한 것으로, 단락만을 방지하는 얇은 절연층이 상기 발열체(330)와 토너 정착부(320)에 삽입된다. 상기 절연층(340)은 마이카(mica), 폴리이미드(polyimide), 세라믹(ceramic),실리콘(silicon),폴리우레탄(polyurethane),유리(glass), PTFE(polytetrafluoruethylene)로 제작될 수 있다. 본 발명이 적용되는 분야에 따라 다른 재질로 상기 절연층(340)을 제작할 수 있으며, 이는 본 발명의 범위에 속한다. 바람직하게, 상기 토너 정착부(320)과 상기 발열체(330) 사이의 내전압은 1kv이하인 것을 특징으로 한다.

상기 발열체(330)에는 3개의 단자들(1 내지 3)이 접속되어 있다. 단자 1과 단자 3은 상기 발열체의 양단에 직접 접속되어 있으며, 단자 2는 절연층(340) 사이를 통해 발열체에 접속될 수 있다. 한편, 상기 토너 정착부(320)의 재질은 전도성의 금속이기 때문에, 발열체(330)의 소정 위치에서 상기 발열체(330)와 토너 정착 부(320)를 접속함으로써 상기 토너 정착부(320)를 단자 2로 사용할 수 있다. 발열체(330) 전체를 발열하는 경우, 상기 절연부(250)에서 생성된 제1 유도 전류는 상기 스위치(270)에 의해 제1 단자(1)와 제 3단자(3)에 제공된다. 한편, 발열체(330) 일부만을 발열하는 경우, 상기 절연부(250)에서 생성된 제1 유도 전류는 상기 스위치(270)에 의해 제1 단자(1)와 제2 단자(2)에 제공된다.

도 3a에 도시되어 있는 정착부(260)에서 상기 토너 정착부(320)의 일 예로 정착 롤러부가 예시되어 있지만, 본 발명이 적용되는 분야에 따라 다른 종류의 토너 정착부(320)가 사용될 수 있으며, 이는 본 발명의 범위에 속한다.

한편, 바람직하게 상기 발열체(330)는 코일인 것을 특징으로 한다. 본 발명이 적용되는 분야에 따른 다른 종류의 발열체가 사용될 수 있으며, 이는 본 발명의 범위에 속한다.

상기 토너 정착부(320)와 상기 발열체(330) 사이에 삽입되는 절연층(340)의 두께가 두꺼워질수록 상기 발열체(330)에서 발생된 열이 상기 토너 정착부(320)에 효율적으로 전달되지 않는다. 따라서, 상기 절연층(340)의 두께가 얇을수록 상기 발열체(330)에서 발생된 열이 효율적으로 상기 토너 정착부(320)에 전달될 수 있다. 또한, 확관 밀착부(350)는 상기 발열부(260)와 상기 토너 정착부(320)를 밀착 고정시켜 보다 효율적으로 발열부(260)에서 발생한 열이 상기 토너 정착부(320)에 전달될 수 있도록 한다.

한편, 발열체(330)에 접속되어 있는 복수의 단자들(1 내지 3) 중 상기 선택부(280)에서 선택된 인쇄 용지에 상응하는 단자들에 제1 유도 전류를 제공함으로 써, 상기 토너 정착부는 국부적으로 가열될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 상응하는 정착 장치의 기능 블록도를 도시하고 있는데, 도 4의 정착 장치는 전원부(410), 라인 필터부(420), 정류부(430), 교류 전류 생성부(440), 발열부(452)를 구비하고 있는 정착부(450), 제어부(460) 및 선택부(470)를 포함하고 있다. 도 4의 전원부(410), 라인 필터부(420), 정류부(430) 및 교류 전류 생성부(440), 제어부(460) 및 선택부(470)는 도 2의 전원부(210), 라인 필터부(220), 정류부(230) 및 교류 전류 생성부(240), 제어부(270) 및 선택부(280)와 동일한 기능을 수행한다.

정착부(450)는 상기 교류 전류 생성부(440)에서 생성된 교류 전류에 의해 저항 발열 및 유도 가열되며, 상기 생성된 열에 의해 토너를 인쇄 용지에 정착하는 시킨다. 상기 정착부(450)는 발열부(452)를 구비하고 있으며 상기 발열부(452)는 유도 코일(미도시)과 절연층(미도시)으로 구성되어 있다. 상기 발열부(452)는 상기 교류 전류가 입력되는 복수의 단자들(4 내지 6)을 구비하고 있으며, 상기 복수의 단자들(4 내지 6)은 유도 코일과 접속되어 있다.

상기 유도 코일에 교류 전류가 흐르면 상기 유도 코일의 자체 저항에 상기 유도 코일은 저항 발열되며, 상기 유도 코일에 교류 전류가 흐르면 상기 유도 코일은 변화하는 교번 자속을 생성한다. 상기 교번 자속은 상기 유도 코일의 상부에 위치한 토너 정착부(미도시)에 유도 전류를 발생하며 상기 토너 정착부는 상기 유도 전류에 의해 유도 발열된다. 도 6에서 상기 토너 정착부를 가열하는 유도 발열과 저항 발열에 대해 보다 자세히 설명한다.

상기 제어부(460)는 상기 복수의 단자들(4 내지 6) 중에서 상기 선택부(470)에서 선택된 인쇄 용지의 크기에 상응하는 단자에 상기 교류 전류를 제공하며, 상기 토너 정착부는 상기 교류 전류에 의해 유도 가열과 저항 가열된다.

도 5a는 도 4의 정착 장치에서 사용되는 정착부(450)를 보다 자세히 도시하고 있는 횡 단면도이며, 도 5b는 상기 도 5a의 B부분을 보다 상세히 도시하고 있는 횡 단면도이다.

도 5a의 도시되어 있는 정착부(450)는 보호층(510), 토너 정착부(520), 유도 코일(530), 절연층(540), 밀착부(550) 및 복수의 단자(4 내지 6)를 구비하고 있다. 상기 정착부(450)의 보호층(510), 토너 정착부(520), 절연층(540), 밀착부(550) 및 복수의 단자들(4 내지 6)은 도 3a에 도시되어 있는 정착부(260)의 보호층(310), 토너 정착부(320), 절연층(340), 밀착부(350) 및 복수의 단자들(1내지 3)과 동일한 기능을 수행한다. 다만, 도 5a에 도시되어 있는 정착부(450)는 교류 전류 생성부(440)에서 생성된 교류 전류를 직접 입력받으므로, 상기 코일(530)과 토너 정착부(520) 사이에서 요구되는 내전압 요건을 만족하기 위해 두꺼운 절연층(540)을 구비하고 있다. 바람직하게, 도 5b에 도시되어 있는 것과 같이 토너 정착부(520)와 상기 유도 코일(530) 사이의 내전압은 6Kv 이상이어야 한다.

한편, 도 5a에 도시되어 있는 정착부(450)의 코일(530)은 상기 교류 전류 생성부(440)로부터 입력된 교류 전류에 의해 저항 발열되며, 상기 교류 전류에 의해 변화하는 교번 자속을 생성하는 유도 코일이다. 상기 토너 정착부(520)에서 상기 생성된 교번 자속에 의해 유도 전류가 발생하며, 상기 토너 정착부(520)는 상기 유 도 전류에 의해 유도 발열된다. 바람직하게, 상기 유도 코일(530)의 재질은 구리이며, 본 발명이 적용되는 분야에 따라 다른 재질의 코일이 사용될 수 있다.

도 6은 도 5에 도시되어 있는 정착부의 토너 정착부(520)를 가열하는 발열원을 도식적으로 도시하고 있다. 본 발명에 따른 정착 장치의 정착부에서 토너 정착부(520)는 유도 발열 또는 저항 발열에 의해 가열된다. 유도 코일(530)에 흐르는 교류 전류에 상응하여 상기 토너 정착부(520)를 쇄교하는 교번 자속이 생성된다. 토너 정착부(520)를 쇄교하는 변화하는 교번 자속은 상기 토너 정착부(520)에 유도 전류를 발생한다. 상기 교번 자속에 의해 상기 토너 정착부(520)에서 발생된 유도 전류를 제2 유도 전류라 한다. 상기 발생된 제2 유도 전류가 고유 저항을 가진 토너 정착부(520)에 흐름으로써 토너 정착부(520)에서 열이 발생한다. 상기 제2 유도 전류에 의해 발생되는 열이 유도 발열이며, 도 6에서 A로 표시되어 있다.

한편, 상기 유도 코일(530)은 자체적으로 고유 저항을 가지고 있다. 따라서 소정의 교류 전류가 상기 유도 코일(530)에 입력되면, 상기 유도 코일(530)의 고유 저항에 상응하는 열이 발생한다. 상기 유도 코일(260)의 고유 저항에 의해 발생한 열이 저항 발열이며, 도 6에서 B로 표시되어 있다.

본 발명에 따른 정착부의 상기 토너 정착부(520)는 상기 유도 코일(530)에서 발생한 저항 발열과 상기 토너 정착부(520)에서 발생한 유도 발열에 의해 동시에 가열되기 때문에, 토너 정착부 내부의 저항 코일에서 발생한 줄열이 절연층을 통해 토너 정착부에 전달되는 저항 발열 방식의 정착기에 비해 보다 빠른 웜-업 시간을 가진다.

한편, 상기 유도 코일(530)의 재질, 상기 유도 코일(530)의 감은 횟수, 토너 정착부(520)의 재질 및 유도 코일(530)에 인가되는 교류 전류의 주파수 등에 따라 상기 토너 정착부(520)의 총 발열양에서 유도 발열과 저항 발열이 차지하는 비율을 조절할 수 있으며, 이는 본 발명의 범위에 속한다. 예를 들어, 구리 재질의 코일, 철 재질의 토너 정착부로 제작된 정착기에, 220V, 1.2kw, 45kH인 교류 전류를 상기 유도 코일(530)에 입력시 상기 토너 정착부(520)를 목표 정착 온도인 180??도로 가열하는데 20초가 소요되며, 220V, 1.2kw, 130kHz의 교류 전류를 상기 유도 코일(530)에 입력시 상기 토너 정착부(520)를 목표 정착 온도인 180??도로 가열하는데 12초가 소요된다.

도 7은 도 2 및 도 4에 도시되어 있는 정착 장치에서 사용되는 선택부(280, 470)의 일 예를 도시하고 있다. 상기 선택부(280, 470)에는 사용자가 선택할 수 있는 여러 크기의 인쇄 용지, 예를 들어 A4, A5, B5 등의 인쇄 용지와 3×4, 3×5, 5×7 인치 등의 사진 인쇄 용지가 디스플레이된다. 사용자는 상기 선택부(280, 470)를 통해 인쇄하고자 하는 용지의 크기를 선택하고, 선택부(280, 470)는 상기 선택된 인쇄 용지에 상응하는 용지 선택 신호를 생성하여 상기 제어부(270, 460)로 제공한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해진다.

본 발명에 의한 정착 장치는 선택부를 통해 선택된 인쇄 용지의 크기에 따라 상기 인쇄 용지가 통과하는 정착부의 토너 정착부 범위만을 가열할 수 있다. 따라서 상기 정착 장치는 토너 정착부에서 인쇄 용지가 통과하지 않는 영역의 급격한 온도 상승으로 인해 이미지 인쇄 장치가 오작동하는 것을 방지하며 상기 토너 정착부의 불균등한 가열로 인해 이미지 인쇄 장치의 수명이 감소하는 것을 방지한다.

한편, 본 발명에 의한 정착 장치는 변압기를 통해 전원부와 발열부가 전기적으로 분리되기 때문에, 얇은 절연층을 가지는 정착부를 구비한다. 따라서, 토너 정착부를 국부적으로 목표 정착온도까지 빠르게 가열시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 정착 장치는 유도 발열과 저항 발열에 의해 토너 정착부를 동시에 가열하기 때문에, 토너 정착부를 국부적으로 목표 정착 온도까지 빠르게 가열시킬 수 있다.

Claims

토너를 인쇄 용지에 정착시키기 위한 정착기에 있어서,

소정의 제1 유도 전류가 입력되어 저항 발열되는 발열부;

상기 인쇄 용지 크기에 상응하는 발열부 영역으로 상기 제1 유도 전류를 제공하기 위한 적어도 3개 이상의 단자를 구비하는 단자부; 및

상기 발열체 영역에서 생성된 열을 전달받아 상기 토너를 인쇄 용지에 정착하는 토너 정착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착기.
제 1 항에 있어서, 상기 발열부는

상기 단자부를 통해 제1 유도 전류가 입력되어 저항 발열되는 발열체; 및

상기 발열체와 상기 토너 정착부의 단락을 방지하기 위한 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 정착기.
제 2 항에 있어서,

상기 절연층의 내전압은 1kv이하인 것을 특징으로 하는 정착기.
제 1 항에 있어서,

상기 발열체는 코일인 것을 특징으로 하는 정착기.
제 1 항에 있어서,

상기 토너 정착부 내부에 존재하며 상기 토너 정착부와 대향되는 쪽에서 상기 발열부를 상기 토너 정착부에 밀착시키는 밀착부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정착기.
제 5 항에 있어서,

상기 토너 정착부는 정착롤러인 것을 특징으로 하는 정착기.
제 6 항에 있어서,

상기 발열부와 상기 토너 정착부는 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 정착기.
토너를 인쇄 용지에 정착하는 정착기에 있어서

소정의 교류 전류에 의해 저항 발열되고, 상기 교류 전류에 의해 교번 자속을 생성하는 발열부;

상기 인쇄 용지 크기에 상응하는 발열부 영역으로 상기 교류 전류를 제공하기 위한 적어도 3개 이상의 단자를 구비하고 있는 단자부; 및

상기 교번 자속에 의해 제2 유도 전류가 생성되고, 상기 생성된 제2 유도 전류에 의해 유도 발열되는 토너 정착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착기.
제 8 항에 있어서, 상기 발열부는

상기 교류 전류가 입력되어 저항 발열되고, 상기 교류 전류에 의해 교번 자속을 생성하는 코일; 및

상기 코일과 상기 토너 정착부를 절연시기키 위한 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 정착기.
제 9 항에 있어서,

상기 토너 정착부를 가열하는 상기 코일의 저항 발열과 상기 토너 정착부의 유도 발열의 비율은 상기 코일의 재질, 상기 교류 전류의 주파수 및 상기 토너 정착부의 재질 중 적어도 어느 하나에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 정착기.
제 10 항에 있어서,

상기 코일의 재질은 구리 합금인 것을 특징으로 하는 정착기.
제 10 항에 있어서,

상기 교류 전류는 고주파 교류 전류인 것을 특징으로 하는 정착기.
제 9 항에 있어서,

상기 토너 정착부 내부에 존재하며 상기 토너 정착부와 대향되는 쪽에서 상기 발열부를 상기 토너 정착부에 밀착시키는 밀착부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정착기.
제 13 항에 있어서, 상기 밀착부는

소정의 확관압에 의해 상기 코일부를 상기 토너 정착부에 밀착 고정시키는 확관 밀착부인 것을 특징으로 하는 정착기.
제 13 항에 있어서,

상기 토너 정착부는 정착롤러인 것을 특징으로 하는 정착기.
제 15 항에 있어서,

상기 발열부와 상기 토너 정착부는 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 정착기.
토너를 인쇄 용지에 정착시키기 위한 장치에 있어서,

소정의 교류 전류를 입력받아 상응하는 제1 유도 전류를 생성하는 전원공급부;

상기 인쇄 용지 크기에 상응하는 영역으로 상기 제1 유도 전류를 제공하기 위한 적어도 3개 이상의 단자를 구비하는 단자부를 포함하며, 상기 생성된 제1 유도 전류에 의해 발열되고, 상기 생성된 열을 이용하여 상기 토너를 인쇄 용지에 정착하는 정착부; 및

상기 인쇄 용지 크기에 따라 상기 정착부에 제공되는 상기 제1 유도 전류를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제 17 항에 있어서,

상기 인쇄 용지의 크기를 선택하기 위한 선택부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 전원공급부는

소정의 교루 전류를 제공하는 전원부;

소정의 교류 전류를 입력받아 직류 전류를 생성하는 정류부;

상기 직류 전류를 이용하여 교류 전류를 생성하는 교류 전류 생성부; 및

상기 교류 전류를 입력받아 상응하는 제1 유도 전류를 생성하는 절연부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제 19 항에 있어서, 상기 절연부는

상기 전원부와 상기 정착부를 전기적으로 분리하는 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 절연부는 변압기인 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제 21 항에 있어서,

상기 교류 전류 생성부는 고주파 고류 전류를 생성하며, 상기 변압기는 고주파 변압기인 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 정착부는

상기 제1 유도 전류가 입력되어 저항 발열되는 발열부;

상기 제어부의 제어에 따라 상기 인쇄 용지 크기에 상응하는 발열체 영역으로 상기 유도 전류를 제공하기 위한 적어도 3개 이상의 단자를 구비하고 있는 단자부; 및

상기 발열체 영역에서 생성된 열을 전달받아 상기 토너를 인쇄 용지에 정착하는 토너 정착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제 23 항에 있어서, 상기 발열부는

상기 제1 유도 전류가 입력되어 저항 발열되는 발열체; 및

상기 발열체와 상기 토너 정착부의 단락을 방지하기 위한 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제 24 항에 있어서,

상기 절연층의 내전압은 1kv이하인 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제 24 항에 있어서,

상기 발열체는 코일인 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제 26 항에 있어서,

상기 코일은 상기 제1 유도 전류에 의해 상기 토너 정착부에 교번 자속을 생성하며, 상기 교번 자속은 상기 토너 정착부에 제2의 유도 전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제 27 항에 있어서, 상기 토너 정착부는

상기 제1 유도 전류에 의한 상기 코일의 저항 발열과 상기 제2 유도 전류에 의한 상기 토너 정착부의 유도 발열에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제 23 항에 있어서, 상기 정착부는

상기 토너 정착부 내부에 존재하며 상기 토너 정착부와 대향되는 쪽에서 상기 발열부를 상기 토너 정착부에 밀착시키는 밀착부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제 29 항에 있어서,

상기 토너 정착부는 정착롤러인 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제 30 항에 있어서,

상기 정착롤러는 상기 발열부와 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 정착 장치.
토너를 인쇄 용지에 정착시키기 위한 장치에 있어서,

소정의 교류 전류를 생성하는 교류 전류 생성부;

상기 인쇄 용지 크기에 상응하는 영역으로 상기 교류 전류를 제공하기 위한 적어도 3개 이상의 단자를 구비하는 단자부를 포함하고, 상기 교류 전류에 의해 저항 발열 및 유도 가열되며, 상기 생성된 열에 의해 토너를 상기 인쇄 용지에 정착하는 정착부; 및

상기 인쇄 용지의 크기에 따라 상기 정착부에 제공되는 상기 교류 전류를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제 32 항에 있어서, 상기 교류 전류 생성부는

고주파 교류 전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제 32 항에 있어서, 상기 정착부는

소정의 교류 전류에 의해 저항 발열되고, 상기 교류 전류에 의해 교번 자속을 생성하는 발열부;

상기 제어부의 제어에 따라 상기 인쇄 용지 크기에 상응하는 발열부 영역으로 상기 교류 전류를 제공하기 위한 적어도 3개 이상의 단자를 구비하고 있는 단자부; 및

상기 교번 자속에 의해 유도 전류가 생성되고, 상기 생성된 유도 전류에 의해 유도 발열되는 토너 정착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제 34 항에 있어서, 상기 발열부는

상기 교류 전류에 의해 저항 발열되고 상기 교류 전류에 의해 교번 자속을 생성하는 코일; 및

상기 코일과 상기 토너 정착부 사이에 존재하는 절연층을 포함하며,

상기 코일은 구리 코일인 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제 34 항에 있어서, 상기 정착부는

상기 토너 정착부 내부에 존재하며 상기 토너 정착부와 대향되는 쪽에서 상기 발열부를 상기 토너 정착부에 밀착시키는 밀착부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제 36 항에 있어서,

상기 토너 정착부는 정착롤러인 것을 특징으로 하는 정착 장치.
제 37 항에 있어서,

상기 정착롤러는 상기 발열부와 서로 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 정착 장치.