專利名稱：定影輥和使用該定影輥的定影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及定影裝置。具體而言，本發(fā)明涉及包括定影輥的定影裝置，該定影輥通過使用一彈性材料將一加熱單元附著到被加熱物質(zhì)上，在被加熱物質(zhì)上集中磁通，使被加熱物質(zhì)的感應(yīng)加熱效率最大化。
背景技術(shù)：
通常，諸如激光打印機(jī)或者數(shù)字復(fù)印機(jī)之類的使用電子照相方法的成像裝置通過掃描光到被充電至一預(yù)定電勢(shì)的光敏介質(zhì)上來形成一靜電潛像，從而打印單色圖像或者全色圖像。通過使用在一顯影單元存儲(chǔ)的預(yù)定顏色的調(diào)色劑來顯影該靜電潛像。該被顯影的圖像被傳輸和定影到紙張上。
電子照相成像裝置可以分成濕式成像裝置和干式成像裝置。
濕式電子照相成像裝置使用顯影劑，顯影劑通過在液體載體中散布粉末狀調(diào)色劑制成。干式電子照相成像裝置使用其中混合有粉末載體和調(diào)色劑的二元顯影劑或者沒有載體的單一顯影劑。以下，將描述干式電子照相成像裝置，并且顯影劑將被稱為調(diào)色劑。
圖1是根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的使用鹵素?zé)糇鳛闊嵩吹亩ㄓ把b置的橫截面圖。圖2是沿圖1的I-I’線截取的縱截面圖。
定影裝置10包括兩個(gè)鋁合金制成的圓柱形定影輥11和12，它們沿縱向彼此接觸。定影輥11和12的兩端都由軸承14支撐。涂層13形成于定影輥11和12的表面上，形成夾擠區(qū)，用于將圖像加熱和定影到經(jīng)過輥11和12之間的紙張上。
使用鹵素?zé)糇鳛闊嵩吹募訜釂卧?5連接至一外部電源(未示出)來產(chǎn)生熱。加熱單元15被安裝在每個(gè)定影輥11或者12內(nèi)。加熱單元15獨(dú)立于定影輥11或12，并且其間充滿空氣。
當(dāng)將來自外部電源(未示出)的電流施加在加熱單元15的兩端時(shí)，加熱單元15產(chǎn)生輻射能，該輻射能通過空氣被傳導(dǎo)給定影輥11和12的內(nèi)壁。形成為黑體的光/熱轉(zhuǎn)換層將輻射能轉(zhuǎn)換成熱能。該熱能被傳導(dǎo)給經(jīng)過彼此接觸的定影輥11和12的記錄介質(zhì)20上的圖像21。因此，圖像21被熱能熔化，并且定影在記錄介質(zhì)20上。
然而，使用鹵素?zé)糇鳛闊嵩吹亩ㄓ把b置具有如下問題。
當(dāng)打開電源執(zhí)行打印操作時(shí)，定影輥的溫度從普通溫度直到達(dá)到定影溫度需要長(zhǎng)的預(yù)熱時(shí)間。在執(zhí)行打印操作之前，用戶必須等待直到定影輥達(dá)到定影溫度。
此外，因?yàn)辂u素?zé)艉投ㄓ拜伇舜朔蛛x并且其間充滿空氣，所以由鹵素?zé)舢a(chǎn)生的熱通過輻射來加熱定影輥，并且通過傳導(dǎo)經(jīng)過定影輥。因此，熱傳導(dǎo)速度慢，并且降低了熱效率。
因此，定影裝置的定影輥需要縮短預(yù)熱時(shí)間并且改善熱效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一定影輥以及使用該定影輥的定影裝置，其中該定影輥通過同時(shí)使用感應(yīng)加熱和電阻加熱來縮短預(yù)熱時(shí)間，并且通過使用一彈性材料將一加熱單元附著至被加熱單元來改善熱效率。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，用于在紙張上定影圖像的定影輥包括通過預(yù)定交流電流被電阻加熱的線圈單元電阻和由該交流電流產(chǎn)生的交變磁通。一加熱輥單元通過由該交變磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電流被加熱。一附著單元由非磁性材料形成，并且被安裝成與線圈單元的內(nèi)部接觸，以朝加熱輥單元彈性偏置線圈單元，從而將線圈單元附著到加熱輥單元上。
在以下結(jié)合附圖公開本發(fā)明示例性實(shí)施例的的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點(diǎn)和特性將變得更加清楚。


通過參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其它的特性和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，其中圖1是根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的示例性實(shí)施例的使用鹵素?zé)糇鳛闊嵩吹亩ㄓ把b置的橫截面圖；圖2是沿圖1的I-I’線截取的縱截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的定影裝置的橫截面圖；圖4是圖3中示出的定影裝置的一部分的局部放大圖；
圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的定影輥的附著單元的分解透視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的定影輥中由于感應(yīng)電流導(dǎo)致的由加熱輥單元產(chǎn)生的熱的局部截面的概略圖；以及圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的定影輥中產(chǎn)生熱的加熱源的局部截面的概略圖。
所有這些圖中，相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同的部件、組件和結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
參考圖3至圖5，一定影裝置100包括一定影輥110，定影輥110產(chǎn)生熱以將調(diào)色劑圖像定影到紙上；以及一壓輥130，壓輥130面對(duì)定影輥110并且沿其軸向與定影輥110接觸，以將經(jīng)過定影輥110和壓輥130之間的紙張朝著定影輥110按壓。
壓輥130具有由軸133旋轉(zhuǎn)支撐的一圓柱體131。為改善調(diào)色劑圖像的定影性能，在主體131的外部圓周表面上形成涂層132。如果需要，則可以使用定影輥來替代壓輥，以在按壓紙張的同時(shí)傳導(dǎo)熱能。
定影輥110包括一加熱輥單元112、一線圈單元114、以及一附著單元118。
加熱輥單元112由磁性物質(zhì)形成，其為圓柱體形狀，具有空的內(nèi)部空間117。為了改善調(diào)色劑圖像釋放性能，在加熱輥單元112的表面形成一涂層111，涂層111優(yōu)選由四氟乙烯形成。加熱輥單元112被電磁場(chǎng)磁化，并且具有傳導(dǎo)性，使得預(yù)定大小的電流流過。優(yōu)選，加熱輥單元112由例如鐵合金、銅合金、鋁合金、鎳合金或者鉻合金形成。
線圈單元114以一種螺旋形狀被安裝成附著至加熱輥單元112的內(nèi)表面，并且產(chǎn)生一交變磁通，該交變磁通根據(jù)從外部電源(未示出)輸入的電流變化。優(yōu)選，使用銅的帶狀線圈形成線圈單元114。
一第一隔離層113被設(shè)置于線圈單元114和加熱輥單元112之間，并且一第二隔離層115被設(shè)置于線圈單元114和附著單元118之間。因此，不會(huì)發(fā)生由于輸入到線圈單元114中的交流電流(AC)導(dǎo)致的電介質(zhì)擊穿，并且漏電流也不會(huì)流到加熱輥單元112或者流到附著單元118。
第一和第二隔離層113和115優(yōu)選具有預(yù)定的耐壓性能和電介質(zhì)擊穿電阻性能。耐壓性能意味著隔離層能夠承受預(yù)定的電力，而電介質(zhì)擊穿電阻意味著在最大耐受電壓下一分鐘內(nèi)漏電流不會(huì)超過10mA，并且不會(huì)發(fā)生電介質(zhì)擊穿。第一和第二隔離層113和115可以由云母、聚酰亞胺、陶瓷、硅、聚氨酯、玻璃或者聚四氟乙烯(PTFE)形成。
附著單元118安裝于加熱輥單元112的空間117內(nèi)，以朝加熱輥單元112附著線圈單元114，并且附著單元118由彈性材料形成，該彈性材料朝加熱輥單元112彈性偏置線圈單元114。
優(yōu)選，附著單元118是非磁性材料，因?yàn)橛蓮木€圈單元114產(chǎn)生的交變磁通優(yōu)選在加熱輥單元112上而不是在附著單元118上產(chǎn)生感應(yīng)熱，從而在紙上定影調(diào)色劑圖像。
優(yōu)選，附著單元118形成為卷簧。由于卷簧由彈性材料形成，所以附著單元118朝加熱輥單元112彈性偏置線圈單元114，從而將線圈單元114附著在加熱輥單元112上。此外，因?yàn)樵诰€圈單元114中附著單元118形成為螺旋形，所以與線圈單元114接觸的面積較小，并且相鄰線圈彼此分離。因此，基本上防止了由于線圈單元114的感應(yīng)電流導(dǎo)致產(chǎn)生的感應(yīng)熱。
因此，如果附著單元118由彈性材料形成，則可以對(duì)附著單元118作各種變形，使得可以朝加熱輥單元112附著線圈單元114，并且不會(huì)由線圈單元114的感應(yīng)電流產(chǎn)生感應(yīng)熱。
端蓋120和用于傳輸驅(qū)動(dòng)功率的端蓋121安裝于加熱輥單元112的兩端。功率傳輸端蓋121具有和端蓋120類似的結(jié)構(gòu)，然而，它包括諸如齒輪之類的用于連接動(dòng)力裝置(未示出)和旋轉(zhuǎn)定影輥110的功率傳輸單元124。
通氣孔122形成于端蓋120上。在加熱輥單元112上安裝端蓋120之后，通氣孔122使加熱輥單元112的內(nèi)部空間117和外部之間的空氣流動(dòng)。因此，內(nèi)部空間117的壓力可以被維持在大氣壓力。
因此，即使當(dāng)加熱輥單元112被從線圈單元114傳輸?shù)臒峒訜釙r(shí)，外部空氣可以通過通氣孔122流入內(nèi)部空間117，并且可以維持大氣壓力。通氣孔122可以形成于功率傳輸端蓋121上。另外，通氣孔122可以形成于端蓋120和功率傳輸端蓋121兩者之上。此外，通氣孔122不是一必要元件。
電極123被安裝在端蓋120和功率傳輸端蓋121上。電極123電氣連接至引線單元116，引線單元116形成于線圈單元114的兩端上。從外部輸入的電流在流經(jīng)電極123和引線單元116后被供給線圈單元114。
用于固定附著單元118的固定單元125被安裝于端蓋120和功率傳輸端蓋121上。參考圖5，固定單元125具有凹入部分，使得附著單元118的兩端1181都可以被插入凹入部分中。固定單元125不限于圖5所示的形狀，然而，可以以任何合適的方式對(duì)其進(jìn)行修改，以便將附著單元118連接至端蓋120和功率傳輸端蓋121。
具有上述結(jié)構(gòu)的定影輥的加熱過程如下。
參考圖3至圖6，當(dāng)從電源單元(未示出)輸入AC到線圈單元114中時(shí)，線圈單元114產(chǎn)生由圖6中實(shí)線指示的交變磁通(A)。由線圈單元114產(chǎn)生的交變磁通(A)穿過加熱輥單元112，并且由于穿過加熱輥單元112的交變磁通的變化從加熱輥單元112產(chǎn)生彼此方向不同的感應(yīng)電流B和C。此處假定電流從地沿向上方向流過線圈單元114。
此處，因?yàn)榧訜彷亞卧?12具有它自己的特定電阻，所以感應(yīng)電流B和C在加熱輥單元112上產(chǎn)生焦耳熱G(此后稱為感應(yīng)焦耳熱)。由加熱輥單元112將感應(yīng)焦耳熱G通過保護(hù)層111傳導(dǎo)給調(diào)色劑圖像。
此外，因?yàn)榫€圈單元114具有特定阻抗，所以它被輸入的AC加熱并且產(chǎn)生焦耳熱H(此后稱為電阻焦耳熱)。電阻焦耳熱H通過第一隔離層113、線圈單元114和保護(hù)層111被傳導(dǎo)給調(diào)色劑圖像(未示出)。
因此，當(dāng)AC輸入給線圈單元114時(shí)，轉(zhuǎn)印在記錄介質(zhì)(未示出)上的調(diào)色劑圖像被感應(yīng)焦耳熱G和電阻焦耳熱H定影在介質(zhì)上，則感應(yīng)焦耳熱G由加熱輥單元112的感應(yīng)電流B和C產(chǎn)生，感應(yīng)電流B和C由圍繞線圈單元114產(chǎn)生的交變磁通A引起，而電阻焦耳熱H由線圈單元114產(chǎn)生。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的定影輥，由非磁性和彈性材料形成的附著單元將線圈單元向加熱輥單元上彈性偏置。因此線圈單元被附著至加熱輥單元，并且在附著單元上不產(chǎn)生感應(yīng)電流。因此，磁通被集中在加熱線圈單元中，并且因此提高了感應(yīng)加熱效率。
盡管已經(jīng)參考本發(fā)明的示例性實(shí)施例詳細(xì)地示出和描述了本發(fā)明，然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由隨附權(quán)利要求書界定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改動(dòng)。
本申請(qǐng)書要求享有于2004年10月29日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No.10-2004-0087060的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過引用被結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一用于在紙張上定影圖像的定影輥，其包括一線圈單元，該線圈單元通過預(yù)定的交流電流被電阻加熱，并且由于該交流電流產(chǎn)生交變磁通；一加熱輥單元，該加熱輥單元通過由所述交變磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電流被加熱；以及一附著單元，該附著單元由非磁性材料形成，并且被安裝成與所述線圈單元的內(nèi)部接觸，以朝所述加熱輥單元彈性偏置所述線圈單元，從而將所述線圈單元附著到所述加熱輥單元上。
2.如權(quán)利要求1所述的定影輥，其中所述附著單元由彈性材料形成。
3.如權(quán)利要求2所述的定影輥，其中所述附著單元是一卷簧。
4.如權(quán)利要求1所述的定影輥，其中所述加熱輥單元具有被安裝在其兩端用于封閉該加熱輥單元的端蓋；并且在所述端蓋上形成用于固定所述附著單元的兩端的固定單元。
5.如權(quán)利要求4所述的定影輥，其中所述固定單元具有凹入部分，所述附著單元的兩端被插入該凹入部分中。
6.如權(quán)利要求1所述的定影輥，其中所述線圈單元由銅材料的帶狀線圈形成。
7.一定影裝置，其包括一定影輥，該定影輥產(chǎn)生用于將圖像定影到紙張上的熱；以及一壓輥，該壓輥面對(duì)并且接觸所述定影輥，以使紙張向所述定影輥上附著，其中，所述定影輥包括一線圈單元，該線圈單元通過預(yù)定的交流電流被電阻加熱，并且由于該交流電流產(chǎn)生交變磁通；一加熱輥單元，該加熱輥單元通過由所述交變磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電流被加熱；以及一附著單元，該附著單元由非磁性材料形成，并且被安裝成與所述線圈單元的內(nèi)部接觸，以朝所述加熱輥單元彈性偏置所述線圈單元，從而將所述線圈單元附著到所述加熱輥單元上。
8.如權(quán)利要求7所述的定影裝置，其中所述附著單元由彈性材料形成。
9.如權(quán)利要求7所述的定影裝置，其中所述附著單元是一卷簧。
10.如權(quán)利要求7所述的定影裝置，其中所述加熱輥單元具有被安裝在其兩端用于封閉該加熱輥單元的端蓋，并且在所述端蓋上形成用于固定附著單元兩端的固定單元。
11.如權(quán)利要求10所述的定影裝置，其中所述固定單元具有凹入部分，所述附著單元的兩端被插入凹入部分中。
12.如權(quán)利要求7所述的定影輥，其中所述線圈單元由銅材料的帶狀線圈形成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種定影輥和使用該定影輥的定影裝置。該定影輥包括一線圈單元，該線圈單元通過預(yù)定的交流電流被電阻加熱，并且由于該交流電流產(chǎn)生交變磁通。一加熱輥單元通過由該交變磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電流而被加熱。一附著單元由非磁性材料形成，并且被安裝成與線圈單元的內(nèi)部接觸，以朝加熱輥單元彈性偏置線圈單元，從而將線圈單元附著到加熱輥單元上。
文檔編號(hào)G03G15/20GK1766757SQ20051010881
公開日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者趙德賢, 權(quán)重基, 金歡謙, 蔡榮敏, 韓相龍 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社