KR101528771B1 - 정착장치 및 이를 구비한 화상형성장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정착장치 및 이를 구비한 화상형성장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 정착온도 제어와는 별도로 정착장치의 과열을 방지하는 전원차단유닛을 구비하고 이 전원차단유닛을 이용하여 퓨즈소자를 전원라인에서 물리적으로 분리하는 것과 서모스탯을 정착부재로 근접시키는 것 중 적어도 하나를 수행하여 정착장치의 과열시 주변부품들이 고온에 의한 변형이 일어나기 전에 정착부재 내의 가열원에 인가되는 전원을 빠르고 확실하게 차단시킬 수 있어 정착장치의 안전성을 높일 수 있다.

Description

정착장치 및 이를 구비한 화상형성장치{FIXING DEVICE AND IMAGE FORMING APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 정착장치 및 이를 구비한 화상형성장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정착장치에서의 과열에 대한 안전성을 높인 정착장치 및 이를 구비한 화상형성장치에 관한 것이다.
화상형성장치는 토너화상이 전사된 용지를 가열하여 그 용지 상의 분말 상태의 토너화상을 일시적으로 용융시켜서 그 용지에 융착시키는 정착장치를 구비한다. 정착장치은 토너를 종이에 융착시키는 정착롤러와, 이 정착롤러를 향해서 용지를 죄면서 지지하도록 가압하는 가압롤러를 구비한다. 정착롤러는 내부 중앙에 발열램프가 설치되며, 이 발열램프로부터의 복사열에 의해 가열된다.
정착롤러의 일측에는 정착롤러의 외주면상에 접촉하도록 마련되어 정착롤러의 표면온도를 측정하는 서미스터(Thermistor)와, 정착롤러의 표면온도가 설정값을 넘었을 때 발열램프로의 전원을 차단하는 써머스탯(Thermostat)이 설치되어 있다. 서미스터는 정착롤러의 표면온도를 측정하여 화상형성장치의 마이컴으로 전송하며, 이 마이컴은 측정온도에 따라 스위칭소자를 스위칭시켜 발열램프에 공급하는 전원 을 제어함으로서 정착롤러의 표면온도를 주어진 범위 내에서 유지시킨다. 또한, 써머스탯은 정착롤러의 온도가 미리 설정된 한계온도보다 높을 때 내부 단자가 개방되어 발열램프에 공급되는 전원이 차단되게 한다.
하지만, 종래에는 마이컴의 A/D포트가 정전기 등 외부요인에 의해 제어 불능상태가 되어 A/D포트에서 일정 전압이 계속해서 인가되거나 혹은 스위칭소자가 단락되어 무한 턴 온 된 경우에는 발열램프의 온 또는 오프 제어가 정상적으로 이루어지지 않는다. 이러한 경우 정착롤러의 표면온도가 미리 설정된 한계온도이상 높아져 서모스탯의 내부 단자가 오픈되기 전까지는 발열램프에 AC 전원이 계속 인가되기 때문에 정착롤러가 지속적으로 과열된다. 이로 인해, 정착롤러가 열에 의해 눌어붙는 등 고온으로 인해 주변부품들이 손상될 수 있다.
본 발명의 일측면은 정착장치의 과열시 발열램프에 인가되는 전원을 빠르고 확실하게 차단시켜 정착장치의 안전성을 높일 수 있는 정착장치 및 이를 구비한 화상형성장치를 제공하는 것이다.
이를 위해 본 발명의 일실시예에 따른 정착장치는 가열원을 가진 정착부재와, 상기 가열원과 메인전원사이의 전원라인에 연결된 퓨즈소자와, 상기 전원라인에 상기 퓨즈소자와 직렬 연결되고 상기 정착부재의 온도에 의해 온 또는 오프되는 서모스탯과, 상기 정착부재의 과열시 상기 퓨즈소자를 상기 전원라인에서 분리시킴과 함께 상기 서모스탯을 상기 정착부재로 이동시켜 상기 가열원에 인가되는 전원이 차단되게 하는 전원차단유닛을 포함한다.
상기 전원차단유닛은 상기 서모스탯에 압축된 탄성부재를 가진 커버부재와, 피스톤을 진퇴시키는 액추에이터와, 상기 피스톤의 진퇴운동과 연동하여, 상기 서모스탯을 상기 정착부재로 이동시킴과 함께 퓨즈홀더에 접속된 상기 퓨즈소자를 상기 퓨즈홀더로부터 분리시키는 지지부재를 포함한다.
상기 지지부재는 상기 피스톤과 연결되는 연결부와, 상기 서모스탯의 이동을 방해하도록 상기 서모스탯을 지지하는 제1 지지부와, 상기 퓨즈소자가 당겨지도록 상기 퓨즈소자를 감싸서 지지하는 제2 지지부를 포함한다.
상기 정착장치는 상기 정착부재의 온도를 감지하는 온도센서를 포함하고, 상기 전원차단유닛은 상기 온도센서의 출력신호에 따라 상기 액추에이터를 구동시키는 구동부를 포함한다.
상기 구동부는 상기 온도센서에 의해 감지된 감지전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하는 비교기와, 상기 비교기의 출력신호에 따라 상기 액추에이터에 공급되는 전원을 스위칭하는 스위칭소자를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 정착장치는 가열원을 가진 정착부재와, 상기 가열원과 메인전원사이의 전원라인에 연결되고, 상기 정착부재의 온도에 의해 온 또는 오프되는 서모스탯과, 상기 정착부재의 과열시 상기 서모스탯을 상기 정착부재로 이동시켜 상기 가열원에 인가되는 전원이 차단되게 하는 전원차단유닛을 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정착장치는 가열원을 가진 정착부재와, 상기 가열원과 메인전원사이의 전원라인에 연결된 퓨즈소자와, 상기 정착부재의 과열시 상기 퓨즈소자를 상기 전원라인에서 분리시켜 상기 가열원에 인가되는 전원이 차단되게 하는 전원차단유닛을 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화상형성장치는 정전잠상이 형성되는 감광매체와, 상기 감광매체의 정전잠상을 현상제로 현상하는 현상장치와, 상기 감광매체의 현상제 화상을 기록매체로 전사하는 전사장치와, 상기 기록매체에 전사된 현상제 화상을 정착하는 정착장치와, 상기 정착장치에 공급되는 전원을 차단하는 전원차단유닛을 포함하고, 상기 정착장치는 가열원을 가진 정착부재와, 상기 가열원과 메인전원사이의 전원라인에 연결되고 상기 정착부재의 온도에 의해 온 또는 오프되는 서모스탯을 포함하고, 상기 전원차단유닛은 상기 정착부재의 과열시 상기 서모스탯을 상기 정착부재로 이동시켜 상기 가열원에 인가되는 전원이 차단되게 하 는 것을 포함한다.
상기 화상형성장치는 상기 가열원과 메인전원사이의 전원라인에 연결된 퓨즈소자를 포함하고, 상기 전원차단유닛은 상기 정착부재의 과열시 상기 서모스탯을 상기 정착부재로 이동시킴과 함께 상기 퓨즈소자를 상기 전원라인에서 분리시켜 상기 가열원에 인가되는 전원이 차단되게 하는 것을 포함한다.
상기 전원차단유닛은 상기 서모스탯에 압축된 탄성부재를 가진 커버부재와, 피스톤을 진퇴시키는 액추에이터와, 상기 피스톤의 진퇴운동과 연동하여, 상기 서모스탯을 상기 정착부재로 이동시킴과 함께 퓨즈홀더에 접속된 상기 퓨즈소자를 상기 퓨즈홀더로부터 분리시키는 지지부재를 포함한다.
상기 지지부재는 상기 피스톤과 연결되는 연결부와, 상기 서모스탯의 이동을 방해하도록 상기 서모스탯을 지지하는 제1 지지부와, 상기 퓨즈소자가 당겨지도록 상기 퓨즈소자를 감싸서 지지하는 제2 지지부를 포함한다.
상기 정착장치는 상기 정착부재의 온도를 감지하는 온도센서를 포함하고, 상기 전원차단유닛은 상기 온도센서의 출력신호에 따라 상기 액추에이터를 구동시키는 구동부를 포함한다.
상기 구동부는 상기 온도센서에 의해 감지된 감지전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하는 비교기와, 상기 비교기의 출력신호에 따라 상기 액추에이터에 공급되는 전원을 스위칭하는 스위칭소자를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명의 일실시예에 따르면, 정착온도 제어와는 별도로 정착장치의 과열시 정착부재의 가열원으로의 전원공급을 차단하는 전원차단유닛을 구비하고 이 전원차단유닛을 이용하여 퓨즈소자를 전원라인에서 물리적으로 분리해내거나, 서모스탯을 정착부재로 근접시키거나 혹은 이 두 가지를 함께 수행함으로써 정착장치의 과열시 주변부품들이 고온에 의한 변형이 일어나기 전에 정착부재의 가열원에 인가되는 전원을 빠르고 확실하게 차단시킬 수 있어 정착장치의 안전성을 높일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치는 외관을 이루는 화상형성장치 본체(10)와, 기록매체를 낱장으로 픽업하는 픽업장치(11)와, 정전잠상이 형성되는 감광매체(12)와, 화상신호에 따라 감광매체(12)에 빛을 조사하는 노광장치(13)와, 정전잠상이 형성된 감광매체(12)에 현상제를 현상하는 현상장치(14)와, 감광매체(12)에 형성된 가시화상을 기록매체로 전사시키는 전사장치(15)와, 기록매체에 전사된 가시화상을 정착시키는 정착장치(20)를 구비한다. 이 이외에도 화상형성장치는 기록매체가 적재되는 적재장치(16)와, 감광매체(12)를 일정 전위로 대전시키는 대전장치(17)와, 현상제를 저장하는 현상제저장통(18)과, 인쇄 완료된 기록매체를 외부로 배출시키는 배출장치(19)를 구비한다. 또한, 본 발명의 일실시예에 의한 화상형성장치는 구동력을 발생하는 구동원과, 전원 공급을 위한 전원공급장치와, 전반적인 동작 제어를 위한 제어장치를 구비한다.
본 발명의 일실시예에 따른 화상형성장치는 인쇄가 시작되면, 픽업장치(11)가 작동하여 적재장치(16)에 적재된 기록매체를 낱장으로 픽업하여 감광매체(12)로 이송시킨다. 이때, 대전장치(17)에 의해 일정 전위로 대전된 감광매체(12)의 표면에는 화상신호에 따라 노광장치(13)에서 발생된 빛이 조사되어 정전잠상이 형성되고, 이 정전잠상영역에 현상장치(14)에 의해 현상제가 현상되어 현상제 분말로 이루어지는 가시화상이 형성된다. 이렇게 형성된 가시화상은 전사장치(15)에 의해 기록매체의 표면으로 전사된 후, 기록매체가 정착장치(20)를 통과할 때 기록매체 표면에 정착된다. 그리고, 화상이 인쇄된 기록매체는 배출유닛(19)에 의해 화상형성장치 본체(10)의 외부로 배출된다.
이러한 인쇄 동작은 통상적인 전자사진방식의 화상형성장치와 같은 것이며, 정착장치(20)를 제외한 나머지 구성부품은 통상적인 화상형성장치와 같다. 따라서, 이하에서 본 발명에 의한 화상형성장치를 상세히 설명함에 있어서 정착장치(20)를 제외한 나머지 구성 부품에 대한 상세한 설명은 생략한다.
정착장치(20)는 정착장치 프레임(21) 내에 현상제를 기록매체에 융착시키는 정착부재인 정착롤러(22)와, 이 정착롤러(22)에 대해서 기록매체(P)를 죄면서 지지하도록 가압하는 가압롤러(23)를 구비한다.
정착롤러(22)는 그 내부 중앙에는 가열원인 할로겐램프 등의 발열램프(24)를 구비한다. 이 발열램프(24)가 정착롤러(22)의 내부에서 열을 발생하고, 정착롤러(22)는 발열램프(24)로부터의 복사열에 의해 가열된다.
정착롤러(22)의 하부에는 기록매체(P)를 사이에 두고 정착롤러(22)와 대향되게 가압롤러(23)가 위치한다. 가압롤러(23)는 스프링(25)에 의해 탄력적으로 지지되어 정착롤러(22)와 가압롤러(23)사이를 통과하는 기록매체를 정착롤러(22)에 소 정의 압력으로 밀착시킨다. 이때, 분말상태의 가시화상(T)이 전사된 기록매체(P)는 정착롤러(22)와 가압롤러(23)사이를 통과할 때 열과 압력을 받아 가시화상(T)이 기록매체(P)의 표면에 융착된다.
정착롤러(22)의 일측에는 정착롤러(22)의 표면온도를 측정하는 온도센서인 서미스터(Thermistor: 26)가 설치되어 있다. 서미스터(26)는 정착롤러(22)의 표면온도를 측정하여 측정된 전기 신호를 화상형성장치의 마이컴으로 전송하며, 마이컴은 측정온도에 따라 발열램프(24)에 공급되는 전력을 제어하여 정착롤러(22)의 표면온도를 주어진 범위 내에서 유지시킨다.
또한, 정착롤러(22)의 타측에는 정착롤러(22)의 표면온도가 미리 설정된 한계온도를 넘었을 때 발열램프(24)로의 전원을 차단하는 서모스탯(Thermostat: 27)이 설치되어 있다. 서모스탯(27)은 메인전원(AC)과 발열램프(24)사이를 연결하는 전원라인(PL) 상에 마련된다. 서모스탯(27)은 내부 온도가 한계값 미만일 때에는 내부 단자가 단락되고, 내부 온도가 한계값 이상일 때에는 내부 단자가 오픈되는 일종의 온도스위치이다. 정착롤러(22)의 표면온도가 미리 설정된 한계온도보다 낮을 때에는 서모스탯(27)의 내부 단자가 단락된 상태를 유지하여 발열램프(24)에 AC 전원이 인가되고, 정착롤러(22)의 표면온도가 미리 설정된 한계온도보다 높을 때에는 내부 단자가 오픈되어 발열램프(24)에 공급되는 AC 전원이 차단되게 된다. 즉 서모스탯(27)은 서미스터(26) 및 마이컴에 의한 정착롤러(22)의 온도조절이 실패하여 정착롤러(22)의 표면온도가 미리 설정된 한계온도보다 높을 때 내부 단자가 오픈되어서 발열램프(24)에 흐르는 AC 전원이 차단되게 한다.
또한, 정착장치(20)는 메인전원(AC)과 서모스탯(27)사이의 전원라인(PL)에 마련된 퓨즈소자(28)를 구비한다. 퓨즈소자(28)는 서모스탯(27)과 직렬 연결된다. 퓨즈소자(28)는 과전류 혹은 돌입 전류가 흐를 때 발생하는 열에 의해 용단되어 발열램프(24)에 공급되는 AC 전원이 차단되게 한다.
상술한 바와 같이, 마이컴이 서미스터(26)를 통해 측정한 정착롤러(22)의 표면온도에 따라 스위칭소자를 스위칭시켜 발열램프(24)에 공급하는 전원을 제어함으로써 정착롤러(22)의 표면온도를 주어진 범위 내에서 유지시킬 때 마이컴의 A/D포트가 정전기 등 외부요인에 의해 제어 불능상태가 되어 A/D포트에서 일정 전압이 계속해서 인가되거나 혹은 스위칭소자가 단락되어 무한 턴 온 된 경우에는 발열램프(24)의 온 또는 오프 제어가 정상적으로 이루어지지 않는다. 이러한 경우 정착롤러의 표면온도가 미리 설정된 한계온도이상 높아져 서모스탯의 내부 단자가 오픈되기 전까지는 발열램프(24)에 AC 전원이 계속 인가되기 때문에 정착롤러(22)가 지속적으로 과열된다. 이로 인해, 정착롤러(22)가 열에 의해 눌어붙는 등 고온으로 인해 주변부품들이 손상될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에서는 정착장치의 과열시 발열램프(24)로의 전원공급을 차단하는 전원차단유닛을 구비하고 이 전원차단유닛을 이용하여 서모스탯(27)을 정착롤러(22)로 근접시키거나 퓨즈소자(28)를 전원라인에서 물리적으로 분리해낸다. 따라서, 정착장치의 과열시 주변부품들이 고온에 의한 변형이 일어나기 전에 발열램프(24)에 공급되는 전원을 빠르고 확실하게 강제로 차단할 수 있어 정착장치 및 화상형성장치의 안전성을 높일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 화상형성장치의 정착장치의 외관을 나타낸 것이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 화상형성장치의 전원차단유닛의 구성을 나타낸 것이다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 화상형성장치의 전원차단유닛의 분해사시도를 나타낸 것이다.
도 3 내지 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 화상형성장치에서 정착장치의 전원차단유닛(30)은 정착장치 프레임(21)의 일측에 마련된다. 전원차단유닛(30)은 서모스탯(27)과 퓨즈소자(28) 근방에 설치된다.
서모스탯(27)은 외형을 이루는 본체(27a)와 이 본체(27a) 하단에 설치되는 접속단자(27b)를 구비한다. 본체(27) 내에는 일예로, 통상의 서모스탯 구성과 같이 접속단자(27b)에 각각 연결되어 본체 내측으로 관통 설치되는 한 쌍의 연결구와, 일측 연결구의 내측단에 연결 설치되는 고정접점과, 타측 연결구의 내측단에 설치되어 고정접점에 접하는 가동접점과, 본체 상부에 끼워져 내부를 덮는 원판과, 원판의 중앙홀에 슬라이딩가능하게 끼워져 가동접점에 밀착되는 가이드핀과, 원판 상부에 놓여지는 디스크형 바이메탈과, 이 바이메탈을 위에서 덮어 원판과 본체를 고정하는 캡 등이 마련되어 있다. 따라서 온도에 의해 바이메탈의 형태가 변형되면 바이메탈에 의해 가이드핀이 눌리면서 고정접점에 접하고 있는 가동접점을 눌러 접합상태를 끊게 되고, 고정접점 및 가동접점을 매개로 연결되는 두 개의 접속단자(27b)는 서로 전기적으로 오픈된다. 서모스탯(27)의 접속단자(27b)에는 관통홀(H1)이 각각 형성되어 있다. 또한, 메인전원(AC)과 연결된 전극(E)에 관통홀(H2)이 형성되어 있다. 각각의 관통홀(H1,H2)은 커넥터(C1)에 의해 접속되어 서모스 탯(27)의 접속단자(27b)와 전극(E)이 각각 고정된다.
퓨즈소자(28)는 통상의 관형 퓨즈와 같이, 유리관 등으로 이루어진 몸체(28a) 내의 중앙에는 과전류가 흐르면 녹아 끊어지는 용단물질이 길이방향으로 수용되어 있고, 이 용단물질을 외부 전기회로와 연결시킴과 함께 몸체를 밀봉시키기 위해 몸체의 양 끝단에 캡(28b)이 각각 장착되어 있다. 퓨즈소자(28)의 캡(28b)들은 정착장치 프레임(21) 상에 마련된 퓨즈홀더(29)의 홀더 전극(29a)에 각각 끼워져 전기적으로 접속된다. 이 홀더 전극(29a)은 메인전원(AC)과 연결되고, 서모스탯(27)의 접속단자(27b)와 연결되는 전극(E)과 전기적으로 연결되어 있다.
전원차단유닛(30)은 커버부재(40), 지지부재(50), 액추에이터(60)를 구비한다.
커버부재(40)는 본체(41)의 내부에 내장된 탄성부재(42)에 의해 서모스탯(27)이 압착되도록 배치된다. 커버부재(40)에서 서모스탯(27)이 탄성부재(42)의 탄성력에 의해 일 방향으로 밀리게 하기 위하여 탄성부재(41)의 일측이 본체(41)에 접촉되고 타측이 서모스탯(27)의 본체(27a)의 하부면에 접촉하도록 배치된다. 탄성부재(42)는 스프링으로 이루어진다.
지지부재(50)는 연결부(51), 제1 지지부(52) 및 제2 지지부(52)를 구비한다.
연결부(51)는 액추에이터(60)에 마련된 피스톤(62)의 운동과 연동하도록 피스톤(62)에 연결된다. 연결부(51)에는 연결 홈(51a)이 형성되어 있고, 이 연결 홈(51a)이 피스톤(62)의 단부에 끼워져 연결된다.
제1 지지부(52)는 서모스탯(27)이 정착롤러(22)측으로 이동하는 것을 막도록 서모스탯(27)의 접속단자(27b)를 지지한다. 제1 지지부(52)는 서모스탯(27)이 탄성부재(42)의 탄성력에 의해 정착롤러(22)측으로 밀리는 것을 막기 위하여 접속단자(27b)가 이동하는 것을 막도록 접속단자(27b)의 이동을 방해하는 위치에 배치된다. 제1 지지부(52)가 아래로 당겨지면, 서모스탯(27)이 탄성부재(42)의 탄성력에 의해 밀려 정착롤러(22)측에 근접하게 된다. 서모스탯(27)이 정착롤러(22)에 근접하면, 뜨거운 정착롤러(22)에 의해 서모스탯(27)의 온도가 미리 설정된 한계온도에 보다 빨리 도달한다. 따라서, 서모스탯(27) 내의 바이메탈이 일찍 변형되어 서모스탯(27)이 정상보다 빨리 오픈되게 된다. 따라서, 그만큼 발열램프(24)에 공급되는 전원을 빨리 차단할 수 있게 된다.
제2 지지부(53)는 퓨즈소자(28)가 퓨즈홀더(29)에서 강제로 이탈시키기 위해 퓨즈소자(28)를 지지한다. 제2 지지부(53)는 한 쌍으로 이루어지며, 퓨즈소자(28)의 몸체(28a)를 일정간격으로 떨어져 몸체(28a)의 일부를 감싼다. 제2 지지부(53)가 아래로 당겨지면, 퓨즈소자(28)가 퓨즈홀더(29)에서 강제로 분리된다. 퓨즈소자(28)가 퓨즈홀더(29)에서 분리되면, 정착롤러(22)의 내부에 있는 발열램프(24)에 공급되는 전원이 차단된다.
액추에이터(60)는 본체(61)와 피스톤(62)을 구비한다. 피스톤(62)은 진퇴 운동가능하게 마련된다. 본체(61)는 전기적인 신호에 의해 피스톤(62)을 진퇴 운동시킨다. 액추에이터(60)는 일예로, 솔레노이드 밸브이다. 액추에이터(60)의 피스톤(62)은 피스톤(62)의 진퇴 운동에 의해 지지부재(50)가 움직이도록 지지부재(50)의 연결부(51)와 연결된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 액추에이터(60)의 피스톤(62)이 초기위치에 있는 경우 서모스탯(27)은 제1 지지부(52)에 의해 걸려 정착롤러(22)측과 일정거리를 이격된 상태이다. 이와 함께 퓨즈소자(28)는 퓨즈홀더(29)에 끼워져 있는 상태이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 액추에이터(60)의 피스톤(62)이 하강하는 경우 지지부재(50)의 연결부(51)가 아래로 당겨지면서 서모스탯(27)이 탄성부재(42)의 탄성력에 의해 정착롤러(22)측으로 밀리는 것을 막기 위해 서모스탯(27)의 접속단자(27b)를 막고 있던 제1 지지부(52)가 함께 하강한다. 제1 지지부(52)가 하강하면, 서모스탯(27)이 탄성부재(4)의 탄성력에 의해 후방으로 밀려 정착롤러(22)에 근접하게 된다. 또한, 피스톤(62)이 하강하여 지지부재(50)의 연결부(51)가 아래로 당겨지면, 제2 지지부(53)가 함께 하강한다. 제2 지지부(53)가 하강하면, 제2 지지부(53)가 퓨즈소자(28)의 일부를 감싼 상태이기 때문에 퓨즈소자(28)가 퓨즈홀더(29)에서 강제로 분리된다. 퓨즈소자(28)가 퓨즈홀더(29)에서 분리되면, 정착롤러(22)의 내부에 있는 발열램프(24)에 공급되는 전원이 차단된다.
따라서, 상기한 액추에이터(60)가 오프인 경우, 서모스탯(27)은 정착롤러(22)와 일정거리 이격되고 퓨즈소자(28)는 퓨즈홀더(29)에 끼워져 있는 상태이다. 액추에이터(60)가 오프에서 온으로 전환되면, 서모스탯(27)은 이동하여 정착롤러(22)에 근접함과 함께 퓨즈소자(28)는 퓨즈홀더(29)에서 강제로 분리되게 되어 정착롤러(22)의 내부에 있는 발열램프(24)에 공급되는 전원이 차단된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 화상형성장치의 정착장치에서 전원차단유닛(30)은 상기한 액추에이터(60)를 온 또는 오프시키는 구동 부(70)를 구비한다. 이 구동부(70)는 서미스터(26)의 출력신호에 의해 액추에이터(60)에 구동전원을 인가하거나 차단한다. 이때, 서미스터(26)는 정착온도 제어를 위해 정착장치(20)에 기존에 장착된 서미스터 대신에 전원차단유닛의 작동을 위해 추가로 장착한 것이다. 이는 기록매체의 정전기나 전원라인의 서지전압 등에 의한 영향을 배제하기 위함이다.
따라서, 액추에이터(60)는 마이컴이 아닌 구동부(70)에 의해 구동 가능하다. 즉, 기록매체의 정전기나 전원라인의 서지전압 등에 의해 마이컴의 A/D포트가 손상을 입어 마이컴이 오작동하더라도 정착롤러(22)의 과열에 의해 구동부(70)가 액추에이터(60)를 온 시켜 발열램프(24)에 공급되는 전원을 강제로 차단할 수 있다.
상기한 구동부(70)는 비교기(71)와 스위칭소자(72)를 구비한다. 정착롤러(22)의 표면온도를 감지하는 서미스터(26)의 일측은 비교기(71)의 "+"단에 접속되고, 타측은 접지된다. 따라서, 비교기(71)의 반전단자인 "-"단에는 서미스터(26)에 의해 감지된 감지전압이 걸리고, 비 반전단자인 "+"단에는 저항(R3)과 저항(R4)에 의해 분압된 기준전압이 걸린다. 이때, 서미스터(26)는 일예로, 온도와 저항값이 반비례하는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 서미스터로서 고온일수록 낮은 전압값을 출력한다.
비교기(71)는 "-"단에 걸리는 서미스터(26)에 의해 감지된 감지전압과 "+"단에 걸리는 기준전압을 비교하여 감지전압이 기준전압 이상이면 출력값을 로우로 출력하고 감지전압이 기준전압 미만이면 출력값을 하이로 출력하고,
비교기(71)의 출력측에는 스위칭소자(72)가 전기적으로 연결된다. 이 스위칭 소자(72)는 트랜지스터(Q1)를 구비한다. 트랜지스터(Q1)의 베이스단은 비교기(71)의 출력측에 접속되고, 이미터단은 접지되고, 컬렉터단은 액추에이터(60)에 접속된다.
따라서, 스위칭소자(72)는 비교기(71)의 출력이 로우일 때 턴 오프 되어 액추에이터(60)를 오프시키고, 하이일 때 턴 온 되어 액추에이터(60)를 온 시킨다.
상기한 구동부(70)의 작동을 살펴보면, 먼저 정착롤러(22)가 정상온도인 경우, 서미스터(26)에 의해 감지된 감지전압이 비교기(71)의 기준전압 이상을 유지하여 비교기(71)에서는 로우신호를 출력한다. 비교기(71)에서 로우신호가 출력됨에 따라 스위칭소자(72)가 턴 오프되고 액추에이터(60)에 전원공급이 이루어지지 않아 액추에이터(60)가 오프된다.
이러한 상태에서 정착롤러(22)가 과열되는 경우, 서미스터(26)에 의해 감지된 감지전압이 비교기(71)의 기준전압 미만으로 낮아져 비교기(71)에서는 하이신호를 출력한다. 스위칭소자(72)는 이 하이신호에 의해 턴 온 되고 액추에이터(60)에 전원공급이 이루어져서 액추에이터(60)가 온 된다. 액추에이터(60)가 온 되면, 서모스탯(27)은 이동하여 정착롤러(22)에 근접함과 함께 퓨즈소자(28)는 퓨즈홀더(29)에서 강제로 분리되게 되어 발열램프(24)에 공급되는 전원이 보다 빠르고 확실하게 차단된다.
상기한 본 발명의 일실시예에서는 전원차단유닛(30)이 서모스탯(27)을 정착롤러(22)에 접근시킴과 동시에 퓨즈소자(28)를 퓨즈홀더(29)에서 강제로 분리시킴으로써 정착롤러(22)의 발열램프(24)에 공급되는 전원이 보다 빠르고 확실하게 차 단되게 하는 것에 대하여 설명하고 있지만 이에 한정되지 않는다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화상형성장치에서 전원차단유닛의 구성을 나타낸 것이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 전원차단유닛(30)의 지지부재(50′)는 연결부(51′)와 지지부(52′)를 구비한다. 따라서, 전원차단유닛(30)은 정착롤러(22)의 과열시 서모스탯(27)만을 정착롤러(22)에 근접시킨다.
연결부(51′)는 액추에이터(60)에 마련된 피스톤(62)의 운동과 연동하도록 피스톤(62)에 연결된다.
지지부(52′)는 서모스탯(27)이 정착롤러(22)측으로 이동하는 것을 막도록 서모스탯(27)의 접속단자(27b)를 지지한다. 지지부(52′)는 서모스탯(27)이 탄성부재(42)의 탄성력에 의해 정착롤러(22)측으로 밀리는 것을 막기 위하여 접속단자(27b)가 이동하는 것을 막도록 접속단자(27b)의 이동을 방해하는 위치에 배치된다. 지지부(52')가 아래로 당겨지면, 서모스탯(27)이 탄성부재(42)의 탄성력에 의해 밀려 정착롤러(22)측에 근접하게 된다. 서모스탯(27)이 정착롤러(22)에 근접하면, 뜨거운 정착롤러(22)에 의해 서모스탯(27)의 온도가 미리 설정된 한계온도에 보다 빨리 도달한다. 따라서, 서모스탯(27) 내의 바이메탈이 일찍 변형되어 서모스탯(27)이 정상보다 빨리 오픈되게 된다. 따라서, 그만큼 발열램프(24)에 공급되는 전원을 빨리 차단할 수 있게 된다.
따라서, 액추에이터(60)가 온 되는 경우, 피스톤(62)의 하강에 의해 지지부(52′)가 아래로 당겨지면서 서모스탯(27)이 탄성부재(42)의 탄성력에 의해 밀려 정착롤러(22)측에 근접하게 된다. 따라서, 서모스탯(27)이 정상보다 빨리 오픈되기 때문에 발열램프(24)에 공급되는 전원이 보다 빨리 차단된다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화상형성장치에서 전원차단유닛의 구성을 나타낸 것이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 전원차단유닛(30)의 지지부재(50″)는 연결부(51″)와 지지부(53″)를 구비한다. 따라서, 전원차단유닛(30)은 정착롤러(22)의 과열시 퓨즈소자(27)를 퓨즈홀더(29)에서 강제로 분리시킨다.
연결부(51″)는 액추에이터(60)에 마련된 피스톤(62)의 운동과 연동하도록 피스톤(62)에 연결된다.
지지부(53″)는 퓨즈소자(28)가 퓨즈홀더(29)에서 강제로 분리시키기 위해 퓨즈소자(28)를 지지한다. 지지부(53″)는 한 쌍으로 이루어지며, 퓨즈소자(28)의 몸체(28a)를 일정간격으로 떨어져 몸체(28a)의 일부를 감싼다. 지지부(53″)가 아래로 당겨지면, 퓨즈소자(28)가 퓨즈홀더(29)에서 강제로 분리된다. 퓨즈소자(28)가 퓨즈홀더(29)에서 분리되면, 정착롤러(22)의 내부에 있는 발열램프(24)에 공급되는 전원이 차단된다.
따라서, 액추에이터(60)가 온 되는 경우, 피스톤(62)의 하강에 의해 지지부(53')가 아래로 당겨지면서 퓨즈소자(28)가 퓨즈홀더(29)에서 강제로 분리되어 발열램프(24)에 공급되는 전원이 보다 확실하게 차단된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 화상형성장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 화상형성장치의 정착장치의 구성을 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 화상형성장치의 정착장치의 외관을 보인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 화상형성장치의 전원차단유닛의 구성을 보인 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 화상형성장치의 전원차단유닛의 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 화상형성장치에서 정착롤러의 표면온도가 정상온도인 경우 전원차단유닛의 상태를 보인 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 화상형성장치에서 정착롤러의 과열시 전원차단유닛의 작동상태를 보인 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 화상형성장치의 전원차단유닛의 작동을 제어하는 제어회로도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화상형성장치에서 전원차단유닛의 구성을 보인 사시도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화상형성장치에서 전원차단유닛의 구성을 보인 사시도이다.
*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*
20 : 정착장치 21 : 정착장치 프레임
22 : 정착롤러 23 : 가압롤러
24 : 발열램프 25 : 스프링
26 : 서미스터 27 : 서모스탯
28 : 퓨즈소자 29 : 퓨즈홀더
30 : 전원차단유닛 40 : 커버부재
50 : 지지부재 51 : 연결부
52 : 제1 지지부 53 : 제2 지지부
60 : 액추에이터

Claims (21)

  1. 가열원을 가진 정착부재와,
    상기 가열원과 메인전원사이의 전원라인에 연결된 퓨즈소자와,
    상기 전원라인에 상기 퓨즈소자와 직렬 연결되고 상기 정착부재의 온도에 의해 온 또는 오프되는 서모스탯과,
    상기 정착부재의 과열시 상기 퓨즈소자를 상기 전원라인에서 분리시킴과 함께 상기 서모스탯을 상기 정착부재로 이동시켜 상기 가열원에 인가되는 전원이 차단되게 하는 전원차단유닛을 포함하는 정착장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원차단유닛은 상기 서모스탯에 압축된 탄성부재를 가진 커버부재와, 피스톤을 진퇴시키는 액추에이터와, 상기 피스톤의 진퇴운동과 연동하여, 상기 서모스탯을 상기 정착부재로 이동시킴과 함께 퓨즈홀더에 접속된 상기 퓨즈소자를 상기 퓨즈홀더로부터 분리시키는 지지부재를 포함하는 정착장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 피스톤과 연결되는 연결부와, 상기 서모스탯의 이동을 방해하도록 상기 서모스탯을 지지하는 제1 지지부와, 상기 퓨즈소자가 당겨지도록 상기 퓨즈소자를 감싸서 지지하는 제2 지지부를 포함하는 정착장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 정착장치는 상기 정착부재의 온도를 감지하는 온도센서를 포함하고, 상기 전원차단유닛은 상기 온도센서의 출력신호에 따라 상기 액추에이터를 구동시키는 구동부를 포함하는 정착장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 온도센서에 의해 감지된 감지전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하는 비교기와, 상기 비교기의 출력신호에 따라 상기 액추에이터에 공급되는 전원을 스위칭하는 스위칭소자를 포함하는 정착장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 정전잠상이 형성되는 감광매체와,
    상기 감광매체의 정전잠상을 현상제로 현상하는 현상장치와,
    상기 감광매체의 현상제 화상을 기록매체로 전사하는 전사장치와,
    상기 기록매체에 전사된 현상제 화상을 정착하는 정착장치와,
    상기 정착장치에 공급되는 전원을 차단하는 전원차단유닛을 포함하고,
    상기 정착장치는 가열원을 가진 정착부재와, 상기 가열원과 메인전원사이의 전원라인에 연결되고 상기 정착부재의 온도에 의해 온 또는 오프되는 서모스탯과,
    상기 가열원과 메인전원사이의 전원라인에 연결된 퓨즈소자를 포함하고,
    상기 전원차단유닛은 상기 정착부재의 과열시 상기 서모스탯을 상기 정착부재로 이동시켜 상기 가열원에 인가되는 전원이 차단되게 하고, 상기 정착부재의 과열시 상기 서모스탯을 상기 정착부재로 이동시킴과 함께 상기 퓨즈소자를 상기 전원라인에서 분리시켜 상기 가열원에 인가되는 전원이 차단되게 하는 화상형성장치.
  17. 삭제
  18. 제16항에 있어서,
    상기 전원차단유닛은 상기 서모스탯에 압축된 탄성부재를 가진 커버부재와, 피스톤을 진퇴시키는 액추에이터와, 상기 피스톤의 진퇴운동과 연동하여, 상기 서모스탯을 상기 정착부재로 이동시킴과 함께 퓨즈홀더에 접속된 상기 퓨즈소자를 상기 퓨즈홀더로부터 분리시키는 지지부재를 포함하는 화상형성장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 피스톤과 연결되는 연결부와, 상기 서모스탯의 이동을 방해하도록 상기 서모스탯을 지지하는 제1 지지부와, 상기 퓨즈소자가 당겨지도록 상기 퓨즈소자를 감싸서 지지하는 제2 지지부를 포함하는 화상형성장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 정착장치는 상기 정착부재의 온도를 감지하는 온도센서를 포함하고, 상기 전원차단유닛은 상기 온도센서의 출력신호에 따라 상기 액추에이터를 구동시키는 구동부를 포함하는 화상형성장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 온도센서에 의해 감지된 감지전압과 미리 설정된 기준전압을 비교하는 비교기와, 상기 비교기의 출력신호에 따라 상기 액추에이터에 공급되는 전원을 스위칭하는 스위칭소자를 포함하는 화상형성장치.
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