專利名稱：色粉的加熱定著裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將色粉(toner)加熱并定著于記錄媒材的裝置，尤其涉 及一種可均勻加熱加壓的加熱定著裝置。
背景技術(shù)：
成像裝置例如復印機、打印機以及多功能事務機等，將色粉(toner)依 據(jù)預定輸出圖樣附著于記錄媒材上，其中色粉通過感光鼓轉(zhuǎn)印在記錄媒材上。 此時色粉僅微弱的吸附力，例如靜電力被固定于記錄媒材，必須再通過加熱定 著裝置進行加壓及加熱才能使色粉被永久固定。
美國專利公告第US3， 331， 592號提出一種加熱定著裝置，包含有一加熱滾 筒及一加壓滾筒，用以對通過加熱滾筒及加壓滾筒之間的記錄媒材進行加壓及 加熱。其中加熱滾筒為導熱的中空金屬滾筒，其內(nèi)部設(shè)有一熱源以進行加熱， 使加熱滾筒表面被加熱到足以定著色粉的工作溫度。加壓滾筒的軸心為金屬， 外層則包覆如橡膠或泡棉的類的軟性材料，利用加熱滾筒產(chǎn)生的熱能以及壓力 的作用，色粉就會被固著在記錄媒材的表面。
但是此種設(shè)計中，熱源以輻射熱對加熱滾筒進行加熱，造成熱轉(zhuǎn)移的效率 很低而耗費能源。同時從室溫加熱到工作溫度必須耗費30秒 40秒的預熱時 間。此外，加熱滾筒及記錄媒材之間并非面接觸，而只有局部點接觸，造成記 錄媒材在受熱壓之后產(chǎn)生向上巻曲的情況，提升卡紙的機率。
由于加熱滾筒的設(shè)計有上述問題，于是便有利用電阻元件來作為熱源的設(shè) 計產(chǎn)生。如美國專利公告第US5，083，168號(第168號)，利用電阻元件作為 熱源，可縮短預熱時間及并提升熱轉(zhuǎn)換效率。同時電阻元件直接通過可撓性薄 膜對記錄媒材進行加壓及加熱，也可以對記錄媒材產(chǎn)生面接觸，減少紙張受熱 巻曲的問題。
第168號利用陶瓷加熱體(Positive temperature coefficient, PTC) 當作熱源，其從室溫加熱到工作溫度的所需時間約為10秒。但是此一陶瓷加
熱體以陶瓷作為基板，并于基板上涂布高電阻系數(shù)的材料，其工藝復雜而導致 成本高昂。此外此類電阻元件的溫度控制也較為復雜，往往必須增設(shè)溫度傳感 器來控制欲加熱的溫度，使得控制方式更加復雜。
美國專利公告第US5，278,618號案亦提及一種陶瓷體，可通過通電而發(fā) 熱，在通電之后溫度不會一直上升，具有保持恒溫的效果，溫度控制的方式亦 較第168號容易許多，但是加熱效率的表現(xiàn)并不佳。
現(xiàn)有的加熱定著元件，具有加熱加壓效率不高，或是制作成本過高且控制 方式復雜的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種色粉的加熱定著裝置，，用以對 記錄媒材進行均勻的加壓及加熱，以提升記錄媒材的輸出品質(zhì)，同時其制作成 本低，控制方式簡單。
為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提供一種色粉的加熱定著裝置，其包含有一 加壓元件、至少一彈性元件、 一加熱元件、 一薄膜及一加壓滾筒。加壓元件具 有一受熱面及一接觸面，而一彈性元件用以恒定地對加壓元件施加一朝向接觸 面之外側(cè)的推力。 一加熱元件，對應于受熱面，用以對加壓元件進行加熱。薄 膜被巻繞成管狀，環(huán)繞于加壓元件及加熱元件的外部，且薄膜可相對于加壓元 件滑動，其中接觸面恒定地由薄膜的內(nèi)側(cè)施加一壓力，并對薄膜進行熱傳導。 加壓滾筒，對應于接觸面固定設(shè)置，其中接觸面可推動薄膜朝向加壓滾筒抵靠， 借以使薄膜對通過加壓滾筒及薄膜之間的記錄媒材施加壓力及加熱，且加壓滾 筒可轉(zhuǎn)動而帶動該薄膜連同該記錄媒材移動。使被轉(zhuǎn)印于記錄媒材上的色粉融 熔而滲入記錄媒材之中，而將色粉永久固定于記錄媒材上。
本發(fā)明的功效在于，通過加熱元件可直接以熱傳導(thermal conduction) 方式對加壓元件進行加熱，而減少預熱時間。同時加壓元件可通過薄膜對記錄 媒材形成面接觸，可以提升色粉被加熱及加壓的時間，以提升加熱定著效果， 同時記錄媒材受壓及受熱也較為均勻，減少記錄媒材產(chǎn)生向上巻曲的情況。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的 限定。
圖1所示為本發(fā)明第一實施例的立體圖； 圖2所示為本發(fā)明第一實施例的側(cè)視圖； 圖3所示為本發(fā)明第二實施例的側(cè)視圖； 圖4所示為本發(fā)明第三實施例的側(cè)視圖； 圖5所示為本發(fā)明第四實施例的側(cè)視圖；以及 圖6所示為本發(fā)明第五實施例的側(cè)視圖。 其中，附圖標記
D:運動方向P:記錄媒材
T:色粉200:加熱組件
210:加壓元件220:彈性元件
230:加熱元件240:薄膜
211:受熱面212:接觸面
213:承載肋214:隔熱元件
215:圓弧角216:頂壁
217:緩沖元件218:彈性頂?shù)衷?br>
300:加壓滾筒310:傳動軸
320:驅(qū)動元件330:襯套
340:動力源
具體實施例方式
采用色粉成像的電子成像裝置，其在一感光鼓(圖未示)上，以光線照射
形成具備靜電的感光圖樣，利用靜電將色粉(toner particles) T吸附于感 光圖樣上形成待轉(zhuǎn)印圖樣。將一記錄媒材P，例如一紙張，與感光鼓形成滾動 接觸，使形成待轉(zhuǎn)印圖樣的色粉T移轉(zhuǎn)到記錄媒材P上，即可在記錄媒材P 上形成預定圖樣。此時色粉T僅是暫時性地附著于記錄媒材P，必須再將記錄 媒材P送入加熱定著裝置中，對記錄媒材P上的色粉T進行加熱加壓，才能使 色粉T固定于記錄媒材P上。
如圖1及圖2所示，分別為本發(fā)明第一實施例所揭露的一種加熱定著裝置
的立體圖及側(cè)視圖。此加熱定著裝置包含有一加熱組件200及一加壓滾筒300， 分別用加熱及加壓，以使色粉T固定于記錄媒材P上。
加熱組件200包含有一加壓元件210、 二彈性元件220、 一加熱元件230 及一薄膜240。
其中加壓元件210為一長板片，具有一受熱面211及一接觸面212，其材 質(zhì)可為具備高熱傳導系數(shù)的金屬材料，例如銀(Ag)、銅(Cu)及鋁(Al)等， 以擠鑄方式成形。加壓元件210還包含有二承載肋213，沿著加壓元件210的 長軸方向形成于受熱面211上。
二彈性元件220的一端固定設(shè)置，另一端分別對應于加壓元件210的二端， 使各彈性元件220的另一端分別抵靠于二承載肋213的頂緣，用以恒定地對加 壓元件210施加一朝向接觸面212之外側(cè)的推力。
加熱元件230為一鹵素燈管或一電熱棒，設(shè)置于二承載肋213之間以對應 于受熱面212。其中二承載肋213之間可形成一夾角，使加熱元件230通過重 力自然下落，而直接與二承載肋213接觸，而以接觸熱傳導及輻射熱同時對加 壓元件210進行加熱。同時為了避免加熱元件230產(chǎn)生的高溫，通過接觸熱傳 導由承載肋213頂緣傳遞至彈性元件220，因此還設(shè)有二隔熱元件214，分別 夾置于各彈性元件220與加壓元件210的承載肋213之間，借以隔絕熱傳導， 以避免高溫對彈性元件220的應力特性造成影響。
管狀的薄膜240由可撓性且具高導熱系數(shù)的材質(zhì)所制成，例如聚四氟乙烯 (Polytetraf luoroethylene ， PTFE ， TEFLON)、有側(cè)鏈的聚四氟乙烯 (Perfluoroalkoxy ， PFA )、乙烯丙烯氟化物(Fluorinated Ethylene Pr叩ylene， FEP),除了具有導熱性質(zhì)之外，同時具有非粘著與耐磨性質(zhì)，使 得在色粉T融熔之后不會沾粘在薄膜240的表面，而且能承受與接觸面212 互相接觸部分的摩擦損耗。
薄膜240環(huán)繞于加壓元件210及加熱元件230，其中加壓元件210與加熱 元件230都是沿著管狀的薄膜240的長軸方向設(shè)置，且薄膜240可相對于加壓 元件210滑動。其中接觸面212恒定地由薄膜240的內(nèi)側(cè)施加一壓力，并對薄 膜240進行熱傳導。為了避免薄膜240相對于加壓元件210滑動時，加壓元件 210的長側(cè)邊緣對薄膜240產(chǎn)生過大的摩擦力，于接觸面212的二長側(cè)邊緣， 分別形成有圓弧角215，用以導引薄膜240，使薄膜240可以平順地滑動通過
接觸面212的邊緣。
加壓滾筒300被具備彈性的材質(zhì)所包覆，使其表面具備彈性變形的能力。 加壓滾筒300對應于接觸面212，通過加壓元件210以接觸面212推動薄膜240 朝向加壓滾筒300抵靠，可使薄膜240對通過加壓滾筒300及薄膜240之間的 記錄媒材P施加壓力及加熱。且加壓滾筒300的中心穿設(shè)有一傳動軸310，于 傳動軸310的二端分別設(shè)有一作為驅(qū)動元件320的齒輪，同時傳動軸310被襯 套330承載，以使加壓滾筒300可轉(zhuǎn)動地被固定設(shè)置而對應于接觸面212。 二 驅(qū)動元件320至少有其中之一與一動力源340嚙合，以使動力源340帶動加壓 滾筒300轉(zhuǎn)動，而帶動薄膜240連同記錄媒材P移動。
如圖2所示，當承載有色粉T的記錄媒材P沿著運動方向D通過加熱組件 200與加壓滾筒300之間時，加熱元件230所發(fā)出的熱會傳遞至加壓元件210。 接著通過接觸面212而傳導至薄膜240，再由薄膜240傳導至記錄媒材P。同 時，動力源340使加壓滾筒300作出逆時針方向的旋轉(zhuǎn)動作，使薄膜240與加 壓滾筒300連動而作出順時針方向的旋轉(zhuǎn)動作，而在記錄媒材P通過的薄膜 240與加壓滾筒300之間時，則記錄媒材P被加壓滾筒300帶動，同時通過記 錄媒材P與薄膜240的接觸關(guān)系而帶動薄膜240轉(zhuǎn)動，由于薄膜240與記錄媒 材P互相接觸的部分沒有相對運動，因此不會對記錄媒材上的色粉T產(chǎn)生橫向 剪力。在記錄媒材P抵達薄膜240與加壓滾筒300之間時，通過加壓元件210 對薄膜240施加壓力。由于薄膜240的厚度遠小于其它元件的尺寸，因此其熱 阻系數(shù)可以忽視，可以視為接觸面212直接接觸記錄媒材P，使加熱元件230 所產(chǎn)生的熱通過薄膜240到達記錄媒材P的表面，因此色粉T會遇熱融熔于記 錄媒材P，并受壓嵌入于記錄媒材P中，使得色粉T被定著于記錄媒材P上。
由于加壓元件210以接觸面212間接地通過薄膜240對記錄媒材P加壓及 加熱，同時加壓滾筒300的外表面也可以進行彈性變形，使得薄膜240與加壓 滾筒300之間的接口形成一平面，也即薄膜240可以以面接觸形式施壓于記錄 媒材P上，因此可使記錄媒材P所承受的壓力更均勻，且溫度分布也會較為平 均，不會使受壓及受熱集中在小部分區(qū)域，避免記錄媒材P產(chǎn)生巻曲的情形。 而面接觸的施壓型態(tài)，也可以延長色粉T受壓及受熱的時間，而提升加熱定著 效果。
如圖3所示，圖標中為本發(fā)明第二實施例的側(cè)視圖，其結(jié)構(gòu)組成大致與第
一實施例相同，差異在于加壓元件210還包含有一頂壁216，連接于二承載肋 213的頂緣，頂壁216與二承載肋213以擠鑄方式一體成型而呈現(xiàn)彎弧狀，用 以使加熱元件230被加壓元件210所包圍，以加熱元件230產(chǎn)生的熱輻射被頂 壁216所吸收，減少熱能散失，提升加熱元件的效率。
如圖4所示，為本發(fā)明第三實施例的側(cè)視圖，其結(jié)構(gòu)組成大致與第二實施 例相同。為了防止加熱元件230與加壓元件210因為熱膨脹系數(shù)不同的關(guān)系， 使得原本抵靠加熱元件230的二承載肋213在受熱膨脹后擠壓加熱元件230， 導致加熱元件230毀損。因此在加壓元件210的受熱面211上設(shè)有一緩沖元件 217，緩沖元件217的一端固定于受熱面211上，另一端抵靠于加熱元件230。 緩沖元件217的熱膨脹系數(shù)大于加壓元件210的熱膨脹系數(shù)。如此，在加壓元 件210與緩沖元件217在受熱而膨脹變形時，緩沖元件217的膨脹變形量會大 于加壓元件210，進而帶動加熱元件230遠離加壓元件210的受熱面211，借 以降低甚至消除承載肋213對加熱元件230擠壓的力量。
如圖5所示，圖標中為本發(fā)明第四實施例的側(cè)視圖，為另一種降低加壓元 件210受熱膨脹對加熱元件230擠壓的力量的改良。第四實施例大致相同于第 二實施例，其差異在于二承載肋213的夾角略大于90度。因此加熱元件230 受熱膨脹之后，可以較為平順地沿著承載肋213的壁面上升。同時加大承載肋 213的夾角，也可以縮短加熱元件230與受熱面211之間的距離，減少傳熱路 徑而降低熱阻。
如圖6所示，圖標中為本發(fā)明第五實施例的側(cè)視圖，進一步改良第四實施 例。在第五實施例中，加壓元件210的頂壁216與加熱元件230之間設(shè)有彈性 頂?shù)衷?18，彈性頂?shù)衷?18的二端分別頂?shù)猪敱?16與加熱元件230， 恒定地對加熱元件230往受熱面211推抵，使加熱元件230牢固地抵靠于二承 載肋213，使加熱元件230維持在與二承載肋213互相接觸的狀態(tài)。
當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但 這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種色粉的加熱定著裝置，其特征在于，包含有一加壓元件，具有一受熱面及一接觸面；至少一彈性元件，用以對該加壓元件施加一朝向該接觸面的外側(cè)的推力；一加熱元件，對應于該受熱面，用以對該加壓元件進行加熱；一管狀的薄膜，環(huán)繞該加壓元件及該加熱元件，且該薄膜可相對于該加壓元件滑動，該接觸面由該薄膜的內(nèi)側(cè)施加一壓力，并對該薄膜進行熱傳導；以及一加壓滾筒，為固定設(shè)置而對應于該接觸面，該接觸面可推動該薄膜朝向該加壓滾筒抵靠，借以使該薄膜對一通過該加壓滾筒及該薄膜之間的該記錄媒材施加壓力及加熱，且該加壓滾筒可轉(zhuǎn)動而帶動該薄膜連同該記錄媒材移動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，該加壓元件 為一長板片，沿著該該管狀的薄膜的長軸方向設(shè)置，且該彈性元件的一端抵靠 于該加壓元件的一端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，該加壓元件 還具有二承載肋，該二承載肋沿著加壓元件的長軸方向形成于該受熱面上，其 中該彈性元件抵靠于該二承載肋的頂緣，且該加熱元件位于該二承載肋之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，還包含有一 隔熱元件，夾置于該彈性元件與該二承載肋之間，借以隔絕熱傳導。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，該二承載肋之間可形成一夾角，使該加熱元件與該二承載肋接觸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，該二承載肋 的夾角大于90度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，該接觸面的 邊緣形成有一圓弧角，用以導引該薄膜滑動通過該接觸面的邊緣。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，該加壓元件還具有一頂壁，連接于該二承載肋的頂緣，使該加熱元件被該加壓元件所包圍。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，還包含有一彈性頂?shù)衷?，設(shè)置于該加壓元件的頂壁與該加熱元件之間，用以將該加熱元 件往該受熱面推抵。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，還包含有一緩沖元件， 一端固定于該加壓元件的受熱面，另一端抵靠于該加熱元件。11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，該緩沖元件的熱膨脹系數(shù)大于該加壓元件的熱膨脹系數(shù)。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，該加熱元 件為一鹵素燈管或一電熱棒。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，該薄膜的 材質(zhì)選自聚四氟乙烯、有側(cè)鏈的聚四氟乙烯及乙烯丙烯氟化物所成組合。14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，該加壓滾 筒的表面為可彈性變形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種色粉的加熱定著裝置，其包含有一加壓元件、至少一彈性元件，用以恒定地對加壓元件施加一推力、一加熱元件，用以對加壓元件進行加熱、一管狀的薄膜，環(huán)繞加壓元件及加熱元件，薄膜可相對于加壓元件滑動，其中，加壓元件恒定地由薄膜的內(nèi)側(cè)施加一壓力，并對薄膜進行熱傳導、以及一加壓滾筒，其中加壓元件可推動薄膜朝向加壓滾筒抵靠，借以使薄膜對一通過加壓滾筒及薄膜之間的記錄媒材施加壓力及加熱。
文檔編號G03G15/20GK101105675SQ20061009858
公開日2008年1月16日 申請日期2006年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月12日
發(fā)明者蘇育仁 申請人:光寶科技股份有限公司