專利名稱：用于電子照相成像裝置的定影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子照相成像裝置的定影裝置，特別是，本發(fā)明涉及一種電子照相成像裝置的定影裝置，該定影裝置提供了在其中預(yù)先形成具有預(yù)定寬度的定影輥隙的部分。
背景技術(shù)：
通常，電子照相打印機(jī)包括定影裝置，該定影裝置加熱上面轉(zhuǎn)印有調(diào)色劑圖像的紙張，使紙張上成粉末狀態(tài)的調(diào)色劑圖像熔化，并將該熔融的調(diào)色劑圖像定影在紙張上。定影裝置包括定影輥，該定影輥將調(diào)色劑定影在紙張上；以及按壓輥，該按壓輥使紙張推靠在定影輥上。
圖1是采用鹵素?zé)糇鳛闊嵩吹钠胀ǘㄓ拜伒氖疽馄室晥D，而圖2是采用圖1的定影輥的普通定影裝置的示意剖視圖。參考圖1，定影輥10包括柱形輥11和安裝在該柱形輥11內(nèi)部的鹵素?zé)?2。Teflon涂層11a形成于該柱形輥11的外周上。該柱形輥11通過由鹵素?zé)?2產(chǎn)生的輻射熱來進(jìn)行加熱。
參考圖2，按壓輥13布置在定影輥10下面，以便與該定影輥10相對，紙張14布置在定影輥10和按壓輥13之間。按壓輥13由彈簧13a彈性支承，并通過預(yù)定壓力使從定影輥10和按壓輥13之間經(jīng)過的紙張14緊貼在定影輥10上。這時，上面形成有粉末狀態(tài)的調(diào)色劑圖像14a的紙張14在從定影輥10和按壓輥13之間經(jīng)過時由于預(yù)定壓力和加熱而進(jìn)行定影。
熱敏電阻15和溫度繼電器16安裝在定影輥10的一側(cè)。熱敏電阻15測量定影輥10的表面溫度，當(dāng)定影輥10的表面溫度超過預(yù)定值時，溫度繼電器16切斷鹵素?zé)?2的供電。熱敏電阻15測量定影輥10的表面溫度，并將與測量溫度相對應(yīng)的測量電信號傳送給打印機(jī)(未示出)的控制器(未示出)。該控制器根據(jù)測量溫度來控制鹵素?zé)?2的供電，并使定影輥11的表面溫度保持在給定范圍內(nèi)。當(dāng)由于控制器不能控制定影輥11的溫度而使得定影輥11的溫度超過預(yù)定設(shè)置值時，溫度繼電器16的觸點(未示出)斷開，以便切斷鹵素?zé)?2的供電。
使用鹵素?zé)糇鳛闊嵩吹钠胀ǘㄓ把b置的功率消耗較大。特別是，當(dāng)打開定影裝置時，普通定影裝置需要較長暖機(jī)時間。特別是，在普通定影裝置中，定影輥通過由熱源產(chǎn)生的輻射熱量來加熱。因此，傳熱較慢，對由于接觸紙張引起溫度降低而導(dǎo)致的溫度差的補(bǔ)償也較慢，從而難以將定影輥10保持在預(yù)定溫度。
因此，普通定影裝置很難用于需要快速供給定影熱量的打印機(jī)，例如進(jìn)行每分鐘25張紙的高速印刷的彩色激光打印機(jī)或黑白激光打印機(jī)。
此外，當(dāng)具有上述結(jié)構(gòu)的普通定影裝置用于彩色激光打印機(jī)或高速激光打印機(jī)時，定影輥的直徑將增大。為了提高對高速運(yùn)動的紙張的傳熱，或者為了提高對上面重疊有調(diào)色劑圖像的紙張的傳熱，需要增加定影輥隙的寬度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于電子照相成像裝置的定影裝置，該定影裝置減小了使用熱管的暖機(jī)時間，并提供了形成定影輥隙的部分，以便提前增加定影輥隙的寬度。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種電子照相成像裝置的定影裝置，包括定影單元，該定影單元包括加熱部分；固定框架，該固定框架將加熱部分固定和支承在一側(cè)；定影膜，該定影膜沿固定框架的外周滑動；以及按壓輥，該按壓輥將定影膜壓向加熱部分，以便使該定影膜滑動。該加熱部分安裝成與按壓輥接觸，并形成具有預(yù)定寬度的定影輥隙部分。
加熱部分包括熱管，該熱管的兩端密封，且預(yù)定量的工作流體裝于該熱管內(nèi)；絕緣材料，該絕緣材料包圍熱管；電阻線圈，該電阻線圈纏繞在絕緣材料上，并加熱該熱管；以及輥隙板，該輥隙板在電阻線圈的底部，用于通過定影膜與按壓輥接觸，并形成定影輥隙部分。
輥隙板可以由從以下組中選定的陶瓷材料形成SiC、MgO和Al2O3。
輥隙板在印刷通路中的寬度可以為3-10mm。
通過下面的說明或者通過實施本發(fā)明，可以清楚或了解在說明書部分中提及的本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點。
此外，作為加熱按壓輥的加熱器的鹵素?zé)艨梢圆贾迷诎磯狠亙?nèi)。
熱管的一個表面緊貼在輥隙板上，以便向輥隙板傳熱。


通過下面對優(yōu)選實施例的說明并結(jié)合附圖，將更清楚本發(fā)明的這些和/或其它方面和優(yōu)點，附圖中圖1是使用鹵素?zé)糇鳛闊嵩吹钠胀ǘㄓ拜伒氖疽馄室晥D；圖2是使用圖1的定影輥的普通定影裝置的示意剖視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的、電子照相成像裝置的定影裝置的示意剖視圖；圖4是圖3的加熱部分的放大透視圖；圖5本實例圖4的加熱部分的改進(jìn)實例；以及圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的、電子照相成像裝置的定影裝置的示意剖視圖。
具體實施例方式
下面將參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例來介紹本發(fā)明，在附圖中表示了這些優(yōu)選實施例的實例，且在全部附圖中，相同的參考標(biāo)號表示相同的元件。下面將參考附圖介紹實施例，以便解釋本發(fā)明。
下面將參考附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的優(yōu)選實施例。對圖中所示的層或區(qū)域的厚度進(jìn)行了夸大，以便清楚說明。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的、電子照相成像裝置的定影裝置的示意剖視圖，圖4是圖3的加熱部分的放大透視圖。參考圖3和4，定影裝置100包括按壓輥170，該按壓輥170沿使得上面有調(diào)色劑圖像151的打印機(jī)紙張150排出的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，即沿箭頭A所示方向旋轉(zhuǎn)。定影單元110安裝成通過紙張150對著按壓輥170，且在形成于定影單元110和按壓輥170之間的定影輥隙N處對形成于紙張150上的調(diào)色劑圖像151進(jìn)行定影。
定影單元110包括加熱部分120，該加熱部分120有在一面的定影輥隙部分N；定影膜130，該定影膜130滑過定影輥隙部分N；以及定影框架140，該定影框架140引導(dǎo)定影膜130，并將加熱部分120固定在一側(cè)。定影輥隙部分N形成為預(yù)定厚度，例如6-7mm，以便幫助對在高速激光打印機(jī)中高速通過的紙張150上的調(diào)色劑圖像151進(jìn)行定影。還有，定影輥隙N有助于在彩色激光打印機(jī)中定影重疊的調(diào)色劑圖像。
加熱部分120包括熱管121，該熱管121的兩端都密封，因此該熱管121中裝有預(yù)定量的工作流體；絕緣材料122，該絕緣材料122環(huán)繞熱管121；電阻線圈123，該電阻線圈123纏繞在絕緣材料122上，以便加熱該熱管121；以及輥隙板124，該輥隙板124布置在熱管121的底側(cè)。該輥隙板124與電阻線圈123絕緣，并向定影膜130傳遞由熱管121和電阻線圈123產(chǎn)生的熱量。
熱管121形成為管形，且兩端密封。預(yù)定量的工作流體125容納于熱管121內(nèi)。工作流體125通過電阻線圈123產(chǎn)生的熱量而蒸發(fā)，并作為將熱量傳遞給輥隙板124的熱介質(zhì)，且該工作流體能防止定影輥隙部分N處的溫度偏移，并能快速加熱輥隙板124。工作流體125相對于熱管121的容積比為5-50％，例如熱管121的容積的5-15％為可工作容積比。不過，工作流體125的容積比小于5％并不作為優(yōu)選，因為很可能發(fā)生蒸干。
工作流體125可根據(jù)熱管121的材料而選擇使用。也就是，當(dāng)熱管121的材料由不銹鋼制成時，除了水以外的大部分已知流體都可以用作工作流體125。
當(dāng)熱管121的材料為銅(Cu)時，大部分已知流體都可以用作工作流體125，其中，最優(yōu)選為水，即蒸餾水。當(dāng)水或蒸餾水用作工作流體125時，工作流體125的成本減小，且不會產(chǎn)生環(huán)境污染。
Ni-Cr電阻或Cr-Fe線圈可以用作電阻線圈123，它們通過由外部電源供電而產(chǎn)生熱量。
絕緣材料122例如云母片或玻璃涂層布置在電阻線圈124和熱管121之間。不過，當(dāng)絕緣輥隙板124和固定框架140布置在電阻線圈123的外表面上時，不需要附加的絕緣材料。
具有較高傳熱率和較高耐熱性的陶瓷材料例如MgO、SiC或Al2O3通常用于輥隙板124。在印刷通路中，由于定影輥隙N的寬度為大約2-8mm，且兩端的余量為1-2mm，因此該輥隙板124的寬度可以為3-10mm。
固定框架140由在160-190℃的定影溫度下不會變形的材料形成。固定框架140利用樹脂通過注射模制形成，該樹脂例如聚苯硫醚(PPS)或聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)，其中插入有填料例如玻璃纖維。
定影膜130的厚度可以為50-1000μm，在與輥隙板124接觸的一側(cè)使用聚酰亞胺，在與調(diào)色劑圖像150接觸的一側(cè)形成有作為調(diào)色劑保護(hù)層的Teflon涂層。
熱敏電阻127安裝在加熱部分120的一側(cè)。該熱敏電阻127測量輥隙板124的表面溫度。還有溫度繼電器128，當(dāng)輥隙板124的表面溫度快速增加時，溫度繼電器128切斷電阻線圈123的供電，以防止過熱。
加壓輥170包括彈性輥171，該彈性輥171與輥隙板124接觸，并在它們之間形成輥隙N；以及軸172，該軸172支承彈性輥171，并通過驅(qū)動單元(未示出)而旋轉(zhuǎn)。彈性輥171可以由耐熱硅橡膠形成。定影膜130通過彈性輥171的旋轉(zhuǎn)而沿固定框架140的外周旋轉(zhuǎn)。
下面將參考附圖詳細(xì)介紹根據(jù)本發(fā)明具有上述結(jié)構(gòu)的、電子照相成像裝置的定影裝置的操作。
當(dāng)外部電源向電阻線圈123供電時，電阻線圈123產(chǎn)生熱量。一部分熱量傳遞給輥隙板124，另一部分熱量傳遞給熱管121。裝于熱管121中的工作流體125進(jìn)行加熱并蒸發(fā)，成氣態(tài)的工作流體125的熱量通過在熱管121表面上的絕緣材料122和輥隙板124而傳遞給定影膜130。工作流體125的熱量傳遞給定影膜130，從而使定影膜130的表面溫度達(dá)到使形成于紙張150上的粉末狀調(diào)色劑151快速定影所需的目標(biāo)溫度。
隨后，在印刷模式下，粉末狀調(diào)色劑151轉(zhuǎn)印到紙張150上，該紙張150從定影單元110和按壓輥170之間經(jīng)過。調(diào)色劑151通過加熱為預(yù)定溫度的定影膜130而定影在紙張150上。
當(dāng)定影膜130使調(diào)色劑圖像151定影在紙張150上時，定影膜130的熱量由紙張150吸收。熱管121內(nèi)部的工作流體125損失熱量并液化。然后，熱量由電阻線圈123傳遞給工作流體125，該工作流體125蒸發(fā)，這樣，定影膜130在定影輥隙N處的表面溫度保持在適于將調(diào)色劑151定影在紙張150上的目標(biāo)溫度。
通常，調(diào)色劑圖像的定影溫度為大約160-190℃。熱敏電阻127測量輥隙板124的表面溫度，控制器(未示出)使輥隙板124的表面溫度保持在適于將調(diào)色劑151定影在紙張150上的預(yù)定范圍內(nèi)。當(dāng)表面溫度的調(diào)節(jié)發(fā)生故障且輥隙板124的表面溫度快速增加時，溫度繼電器128通過機(jī)械操作來斷開連向電阻線圈123的供電。該供電操作可以根據(jù)設(shè)定溫度而變化，并可以利用一定控制方法來進(jìn)行，例如周期性接通/斷開、脈沖寬度調(diào)制(PWM)、或者成正比和積分(PI)。
圖5是表示圖4的加熱部分的變化形式的透視圖。參考圖5，加熱部分220的熱管221的截面形狀為三角形，且該熱管221的一側(cè)緊貼在輥隙板224的上部上。同樣，熱管221可以形成各種形狀，但是當(dāng)一側(cè)緊貼輥隙板224時，可以很容易進(jìn)行傳熱。
圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的、電子照相成像裝置的定影裝置的示意剖視圖。相同的名稱或參考標(biāo)號用于與第一實施例相同的元件，且省略對它們的詳細(xì)說明。
參考圖6，定影裝置300包括按壓輥370，該按壓輥370沿使得上面有調(diào)色劑圖像351的打印機(jī)紙張350排出的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，即沿箭頭A所示方向旋轉(zhuǎn)。定影單元310安裝成通過紙張350對著按壓輥370，并在形成于定影單元310和按壓輥370之間的定影輥隙N處對形成于紙張350上的調(diào)色劑圖像351進(jìn)行定影。
定影單元310包括加熱部分320，該加熱部分320在一面有定影輥隙部分N；定影膜330，該定影膜330滑過定影輥隙部分N；以及定影框架340，該定影框架340引導(dǎo)定影膜330，并將加熱部分320固定在一側(cè)。
加熱部分320包括熱管321、絕緣材料322(圖4的122；圖5的222)、電阻線圈323(圖4的123；圖5的223)、以及輥隙板324熱敏電阻327安裝在加熱部分320的一側(cè)。該熱敏電阻327測量輥隙板324的表面溫度。還有溫度繼電器328(圖3中的128)，當(dāng)輥隙板324的表面溫度快速增加時，該溫度繼電器328切斷電阻線圈323的供電，以便防止過熱。
按壓輥370包括彈性輥371(圖3中的171)，該彈性輥371與輥隙板324接觸，并在它們之間形成定影輥隙N；以及旋轉(zhuǎn)輥372(圖3中的172)，該旋轉(zhuǎn)輥372通過表面支承彈性輥371，并通過驅(qū)動單元(未示出)而旋轉(zhuǎn)。產(chǎn)生熱量并加熱旋轉(zhuǎn)輥372的鹵素?zé)?73布置在旋轉(zhuǎn)輥372內(nèi)部。定影膜330通過彈性輥371的旋轉(zhuǎn)而沿定影框架340的外周旋轉(zhuǎn)。
下面將參考附圖詳細(xì)介紹根據(jù)本發(fā)明具有上述結(jié)構(gòu)的、電子照相成像裝置的定影裝置的操作。
當(dāng)外部電源向電阻線圈323供電時，電阻線圈323產(chǎn)生熱量。一部分熱量傳遞給輥隙板324，另一部分熱量傳遞給熱管321。對裝于熱管321中的工作流體325進(jìn)行加熱并蒸發(fā)，成氣態(tài)的工作流體325的熱量通過在熱管321表面上的絕緣材料322和輥隙板324而傳遞給定影膜330。工作流體325的熱量傳遞給定影膜330，從而使定影膜330的表面溫度達(dá)到使形成于紙張350上的粉末狀調(diào)色劑351快速定影所需的目標(biāo)溫度。
鹵素?zé)?73也進(jìn)行供電，旋轉(zhuǎn)輥372的溫度增加到預(yù)定溫度。加熱的旋轉(zhuǎn)輥372補(bǔ)償在定影單元310中消耗的定影熱量。因此，該結(jié)構(gòu)的按壓輥370能夠有效地用于高速激光打印機(jī)和彩色激光打印機(jī)。
隨后，在印刷模式下，粉末狀調(diào)色劑351轉(zhuǎn)印到紙張350上，該紙張350從定影單元310和按壓輥370之間經(jīng)過。調(diào)色劑351通過加熱為預(yù)定溫度的定影膜330以及按壓輥370而定影在紙張350上。定影膜330沿固定框架340的外周旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)定影膜330使調(diào)色劑圖像351定影在紙張350上時，定影膜330的熱量由紙張350吸收。熱管321內(nèi)部的工作流體325損失熱量并液化。然后，熱量由電阻線圈323傳遞給工作流體325，該工作流體325蒸發(fā)，這樣，定影膜330的表面溫度保持在適于將調(diào)色劑351定影在紙張350上的目標(biāo)溫度。
與根據(jù)本發(fā)明第一實施例的定影裝置100的熱負(fù)載相比，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的定影裝置300的定影單元310的熱負(fù)載降低。還有，與根據(jù)本發(fā)明第一實施例的定影裝置100的暖機(jī)時間相比，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的定影裝置300的暖機(jī)時間加快。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的、電子照相成像裝置的定影裝置中，通過使用熱管，開始印刷所需的暖機(jī)時間減小，且形成有具有預(yù)定寬度的定影輥隙，這樣，該定影裝置能夠有效用于具有很高定影熱量的彩色激光打印機(jī)和高速激光打印機(jī)。
盡管已經(jīng)參考優(yōu)選實施例特別表示和介紹了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，在不脫離由附加權(quán)利要求和它們的等效物所確定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，在形式上和細(xì)節(jié)上可以進(jìn)行各種變化。
盡管已經(jīng)表示和介紹了本發(fā)明的幾個實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，在不脫離由附加權(quán)利要求和它們的等效物所確定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對這些實施例進(jìn)行各種變化。
權(quán)利要求
1.一種電子照相成像裝置的定影裝置，包括定影單元，該定影單元包括加熱部分；固定框架，該固定框架將加熱部分固定和支承在一側(cè)；以及定影膜，該定影膜沿固定框架的外周滑動；以及按壓輥，該按壓輥將定影膜壓向加熱部分，以便使該定影膜滑動；其中，該加熱部分安裝成與按壓輥接觸，并形成具有預(yù)定寬度的定影輥隙部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，該加熱部分包括熱管，該熱管的兩端密封，且預(yù)定量的工作流體裝于該熱管內(nèi)；絕緣材料，該絕緣材料包圍熱管；電阻線圈，該電阻線圈纏繞在絕緣材料上，并加熱該熱管；以及輥隙板，該輥隙板在電阻線圈的底部，用于通過定影膜與按壓輥接觸，并形成定影輥隙部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中該輥隙板由從以下組中選定的陶瓷材料形成SiC、MgO和Al2O3。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中該輥隙板在印刷通路中的寬度可以為3-10mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括加熱器，該加熱器加熱按壓輥，并布置在按壓輥內(nèi)部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中該加熱器為鹵素?zé)簟?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該熱管的一個表面緊貼在輥隙板上，以便向輥隙板傳熱。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該固定框架通過注射模制來制造。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電子照相成像裝置的定影裝置，其包括定影單元，該定影單元包括加熱部分；固定框架，該固定框架將加熱部分固定和支承在一側(cè)；以及定影膜，該定影膜沿固定框架的外周滑動；以及按壓輥，該按壓輥將定影膜壓向加熱部分，以便使該定影膜滑動。該加熱部分安裝成與按壓輥接觸，并形成具有預(yù)定寬度的定影輥隙部分。
文檔編號G03G15/20GK1489009SQ0315553
公開日2004年4月14日 申請日期2003年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月29日
發(fā)明者趙德賢, 金歡謙 申請人:三星電子株式會社