CN100555112C

CN100555112C - 定影辊及使用该定影辊的定影装置

Info

Publication number: CN100555112C
Application number: CNB2005100977366A
Authority: CN
Inventors: 赵德贤; 韩相龙; 权重基; 金欢谦; 蔡荣敏
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-08-25
Filing date: 2005-08-24
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2025-08-24
Also published as: KR20060018616A; KR100619046B1; CN1740924A; US7369802B2; US20060045587A1

Abstract

提供一种定影辊和带有该定影辊的定影装置。该定影辊包括：一感应线圈，其产生根据输入交变电流而变化的交变磁通量；一加热辊，其被所述交变磁通量产生的涡流加热；和一补偿器，其补偿其所在位置处产生的涡流。

Description

定影辊及使用该定影辊的定影装置

技术领域

本发明涉及一种定影装置，更特别的，涉及一种具有这样一种定影辊的定影装置，其能够根据记录介质的尺寸调整加热部分的面积，以便仅在记录介质上加热。

背景技术

通常，电子照相成像装置，例如激光打印机或数字复印机，通过将光照射到带有预定电势的感光介质上而在感光介质上形成静电潜像来打印单色或多色图像，这使得显影装置将静电潜像用预定的颜色的调色剂显影，将显影后的图像转印到打印纸，然后将转印的图像定影到打印纸上。

根据使用显影剂的类型，电子照相打印装置分成湿式电子照相打印装置或干式电子照相打印装置。湿式电子照相打印装置使用其中调色剂颗粒扩散到液体载体中的显影剂，而干式电子照相打印装置使用由调色剂颗粒组成的均质显影剂，或使用载体颗粒和调色剂颗粒的混合物的非均质显影剂。

图1是横向截面图，示意性地说明了使用卤素灯作为热源的常规显影装置10。图2是图1的常规定影装置的纵向横截面图，沿图1的线I-I′方向截取。参照图1和图2，定影装置10包括由铝制成柱体的两个定影辊11和12。每个定影辊11和12的两端被轴承14支撑，定影辊11和12沿其纵向彼此接触安装。一包覆层13形成在每个定影辊11和12的表面上。该包覆层形成夹挤区(nip)，经由该夹挤区热从每个定影辊11和12传递到记录介质20上的调色剂图像21上，并且该包覆层有助于使得每个定影辊11和12易于与定影到记录介质20上的调色剂图像21分开。

加热部分15安装在每个定影辊11和12的中心，其使用卤素灯作为热源，当连接到外部电源(未示出)时该卤素灯发出热。加热部分15与每个定影辊11和12的内表面相隔，其间的中空空间填充有空气。

当外部电源供给的电流施加到加热部分15的两端时，加热部分15产生辐射能量。该辐射能经由空气传递到每个定影辊11和12的内表面，然后经过光热转换层转换成热能，该光热转换层由黑体形成。然后，热能经定影辊11和12和包覆层13传导到夹挤区，该夹挤区是定影辊11和12之间的辊接面(interface)，并且热能被传递到记录介质20上的调色剂图像21以便该调色剂图像21可利用热能定影到记录介质20上。

然而，使用卤素灯作为热源的常规的定影装置具有以下的缺陷。

第一，由于卤素灯的热效率低，需要大量时间预热卤素灯直到卤素灯的温度达到预期定影温度。因此，使用者必须等待，直到卤素灯被加热到预期定影温度并且常规定影装置可用于打印文件。

第二，由于卤素灯与每个定影辊11和12的内表面分隔且其间的中空空间填充有空气，从卤素灯发出的热经辐射加热每个定影辊11和12并且通过热传导而传送经过每个定影辊11和12。因此，从卤素灯到定影辊11和12的热传递的速度相对较低。另外，从卤素灯发出的热还传递到记录介质20，由此造成记录介质20的形成调色剂图像的部分和其它没有形成调色剂图像的部分之间的温度差异。虽然常规定影装置需要一段时间来补偿该温度差异，但是这样也很难在记录介质20上实现温度的均匀分布。

第三，为了实现从一个打印操作平稳转换到另一个打印操作，常规定影装置消耗大量电力连续给加热部分提供电流并保持定影辊11和12温度均匀。

最后，由于常规定影装置将热施加到一区域的预定面积上而不考虑记录介质20的尺寸，可不必要地加热了常规定影装置的不直接与记录介质20相接的元件，这导致常规定影装置相应元件的变形或损坏。

发明内容

本发明的其它方面和/或优点将在下面的描述中部分地阐明，部分地，通过描述而变得清楚，或者可以通过对本发明的实践而习得。

本发明提供一种定影辊，包括：

一感应线圈，其产生根据输入的交变电流而变化的一交变磁通量；

一加热辊，其被由所述交变磁通量产生的涡流加热；

一补偿器，其补偿其所在位置处产生的涡流；

其中，所述补偿器安装在所述加热辊的外部且面对所述感应线圈的两个端部或者面对所述感应线圈的一个端部。

本发明提供一种成像装置所用的定影装置，其可通过使用电阻加热和感应加热而快速增加热源的温度使其到达预期定影温度来减少预热热源所需的时间，并且能够根据记录介质的尺寸来调整加热部分的面积。

根据本发明的一个方面，提供一种定影辊。该定影辊包括：一感应线圈，其产生根据所输入的交变电流而变化的交变磁通量；一加热辊，其被所述交变磁通量产生的涡流加热；和一补偿器，其补偿其所在位置处产生的涡流。

根据本发明的另一个方面，提供一种定影装置。该定影装置包括：一定影辊，其产生热以将调色剂图像定影到记录介质上；和一压辊，其面对定影辊安装并且将记录介质向下压在定影辊上。其中，定影辊包括：一感应线圈，其产生根据输入的交变电流而变化的交变磁通量；一加热辊，其由交变磁通量产生的涡流来加热；和一补偿器，其补偿其所在位置所产生的涡流。

附图说明

本发明的上述和其它特征和优点将通过参照附图详细描述具体实施方案而变得更加清楚，其中：

图1是使用卤素灯作为热源的常规定影装置的横向截面图；

图2是图1的常规定影装置的沿图1的I-I′线截取的纵向截面图；

图3是其中安装有根据本发明一具体实施方案的定影辊的定影装置的横向截面图；

图4是图3的定影辊的电源的电路图；

图5是说明图3的定影辊的补偿器的工作的图；

图6是说明图3的定影辊的热源的图；

图7是其中安装有根据本发明另一具体实施方案的定影辊的定影装置的横向截面图；

图8是其中安装有根据本发明再一具体实施方案的定影辊的定影装置的横向截面图；

图9是其中安装有根据本发明又一具体实施方案的定影辊的定影装置的横向截面图。

具体实施方式

现将详细参考本发明的实施方案，本发明的实施例将在附图中进行描述，其中，所有附图中，相似的附图标记表示相似的元件。下面将通过参照附图描述实施方案来说明本发明。

图3是其中安装有根据本发明一具体实施方案的定影辊110的定影装置100的横向截面图。图4是定影辊110的电源的电路图。图5是说明定影辊110的补偿器的工作的图。图6是说明定影辊110的热源的图。

参照图3和4，定影装置100包括：定影辊110，其产生热以将调色剂图像(未示出)定影到记录介质(未示出)上；和压辊140，其安装成沿其纵向接触定影辊110，并且将记录介质向下压在定影辊110上。这里，记录介质经过定影辊110和压辊140之间的夹挤区。

压辊140由轴向部件143支撑，以便压辊140的辊体141能够关于轴向部件143旋转。压辊140的辊体141形成为一管。包覆层142形成在辊体141的外圆周表面上，以便在将调色剂图像定影到记录介质上之后，便于定影辊110容易地从调色剂图像上分开。在一些情况下，定影辊110可以被形成为同时施加热和压力到记录介质上，在这种情况中，压辊140不是必需的。

定影辊110由加热辊112、感应线圈114、补偿器130和电源150组成。

加热辊112由电阻材料形成一管。加热辊112包覆有一包覆层111，其由特氟隆(Teflon^TM)制成，以便于定影辊110易于地从定影到记录介质上的调色剂图像上分开。加热辊112由磁场磁化并传导经过其的电流。加热辊112可以由铁合金、铜合金、铝合金、镍合金或铬合金制成。

感应线圈114在加热辊112的内表面上布置成螺旋状而与加热辊112的内表面紧密接触。感应线圈114产生根据电源150输入的电流强度而变化的交变磁通量。感应线圈114可以由铜基带形线圈制成。感应线圈114包覆有绝缘层113并且由耐热粘合剂115紧密地附着在加热辊12的内表面上。

即使当交变电流输入到感应线圈114时，绝缘层113可抗介质击穿并且通过绝缘感应线圈114来防止漏电流沿感应线圈114流动。如此，绝缘层113应该具有高的耐压和高的介质击穿阻抗性。如果绝缘层113能耐受定影辊110外部提供的高电源电压，则绝缘层113被认为具有高耐压性。如果当不高于绝缘层113耐压的电源电压施加到定影辊110时，绝缘层113产生每分钟低于10mA的漏电流而没有介质击穿，那么绝缘层113被认为具有高的介质击穿阻抗性。绝缘层113可由云母、聚酰亚胺、陶瓷、硅、聚氨基甲酸酯、玻璃或聚四氟乙烯(polytetrafluoruethylene)。

感应线圈114两端连接到导线116以便感应线圈可电连接到电源150。

当交变电流施加到感应线圈114时，感应线圈114产生交变磁通量，其在加热辊112上产生涡流。由于加热辊112具有电阻，所以，加热辊112产生与当交变电流施加到其上时的交变电流的幅值等量大小的热。

补偿器130安装在加热辊112的内部面对着感应线圈114。补偿器130通过产生与接收到的来自外部的交变电流等量大小的涡流来补偿由加热辊112产生的涡流。因此，加热辊112面向补偿器130的部分不产生热，因为它们不产生涡流。

补偿器130可以是周围缠有螺旋状线圈132的柱形线轴(bobbin)131。补偿器130可以与加热辊112一起旋转。为了说明方便，图3至6中没有图示补偿器130和外部电源之间的连接。

由于补偿器130安装在加热辊112中，因此不管记录介质有多小，通过只加热和记录介质一样大的面积，可减少定影辊110的功率消耗并增强定影辊110的耐久性。

端盖120和驱动力传递端盖121分别形成在加热辊112的两端。驱动力传递端盖121包括一个例如齿轮的驱动力传递单元(未示出)该驱动力单元被连接到电动装置(未示出)并旋转定影辊110，除此以外，驱动力传递端盖121和端盖120相同。

通气孔122形成在端盖120上。通气孔122使得空气进出加热辊112的内部空间117，以便该内部空间117能够保持在大气压力下。

因此，即使当加热辊112被从感应线圈114传递来的热加热时，因为内部空间117外部的空气不断经通气孔122进入到内部空间117中，加热辊112的内部空间117能够保持在大气压力下。通气孔122可以形成在驱动力传递端盖121上。作为选择，通气孔122还可以形成端盖120和驱动力传递端盖121两者上。

电极123安装在端盖120和驱动力传递端盖121的每一个上。电极123电连接到导线116。从外部电源(未示出)供给的电流经电源150、电极123和导线116传导到感应线圈114。

参照图4，电源150包括电源部分151、线路滤波部分152、整流部分153和高频电流产生部分154。

电源部分151给线路滤波器部分152提供预定幅度和频率的交变电流。

线路滤波器单元152包括电感器L和电容器C1，并且从由电源部分151接收的交变电流中去除高频分量。换句话说，线路滤波器单元152使所接收的来自电源部分151的交变电流平滑。

整流部分153整流其中高频分量已经被线路滤波单元152除去的交变电流，因此产生直流。整流部分153可以是由二极管D1、D2、D3和D4组成的桥式整流器，其根据四个二极管D1、D2、D3和D4的极性将交变电流整流成直流。

高频电流产生部分154接收来自整流部分153的直流，并根据该接收的直流产生高频的交变电流。该高频电流产生部分154包括两个电容器C2和C3和两个开关SW1和SW2，并通过打开和关闭开关SW1和SW2中的一个或两个而将整流交变电流所获得的直流转换成高频的交变电流。低频电流产生部分可以用于代替该高频电流产生部分154。电源150可以具有不同于这里描述的结构。

现参照图5和6详细地说明使用补偿器130补偿定影辊110产生的热。

参照图5和6，当交变电流从电源150输入到感应线圈114时，感应线圈114产生交变磁通量A，如图5中标记的实线。由感应线圈114产生的交变磁通量A与加热辊112交联(interlink)。交变磁通量A的变化引起产生在相反方向上的涡流B和C。

由于加热辊112具有电阻，因此由涡流B和C在加热辊112中感应生热(下文中被称作感应焦耳热G)。该感应焦耳热G被加热辊112经包覆层111传导到调色剂图像。

由于感应线圈114也具有电阻，响应于输入到感应线圈114的交变电流而在感应线圈114中产生热(下文称为电阻焦耳热H)。电阻焦耳热H经绝缘层113、耐热粘合剂115、感应线圈114和包覆层111传递到调色剂图像。

简单地说，当交变电流从电源150供给到感应线圈114时，通过电阻焦耳热H和感应焦耳热G将调色剂图像定影到记录介质上，该电阻焦耳热H是响应于输入到感应线圈114的交变磁通量而在感应线圈114中产生的，该感应焦耳热G是由涡流B和C在加热辊112中感应得到的。

当电流在与输入到感应线圈114中的电流方向相反的方向输入到补偿器130中时，在与交变磁通量A方向相反的方向上产生交变磁通量D，如图5中标记的虚线。由于交变磁通量D，产生方向相反的涡流E和F。涡流E和F分别与涡流B和C的方向相反。这样，涡流E和F分别补偿涡流B和C，所以在面对补偿器130的加热辊112上不产生感应焦耳热G。

简单地说，电阻焦耳热H产生在加热辊112的面对补偿器130的部分L1和L3上，但是在部分L1和L3上不产生感应焦耳热G。因此加热辊112的不面对补偿器130的部分L2的温度比加热辊112的面对补偿器130的部分L1和L3的温度低与感应焦耳热G等量的大小。

图7是其中安装有根据本发明另一具体实施方案的定影辊的定影装置的横向截面图。参照图7，除了补偿器230安装在加热辊112内部且只面对感应线圈114的一个端部以外，定影辊具有与图3的定影辊110相同的结构。补偿器230可为其周围缠有螺旋状线圈232的柱形线轴231。因此，在加热辊112的面对补偿器230的部分上不产生感应焦耳热G，使得加热辊112面对补偿器230部分的温度比不面对补偿器230的其它部分的温度低。

图8是是其中安装有根据本发明再一具体实施方案的定影辊的定影装置100的横向截面图。参照图8，除了补偿器330安装在加热辊112的外圆周表面的每一个端部上以外，定影辊具有与图3的定影辊110相同的结构。补偿器330可以是周围缠有螺旋状线圈332的柱形线轴331。因此，在加热辊112的面对补偿器330的部分上不产生感应焦耳热G，使得加热辊112面对补偿器330部分的温度比不面对补偿器330的其它部分的温度低。

图9是其中安装有根据本发明又一具体实施方案的定影辊的定影装置100的横向截面图。参照图9，除了补偿器430只安装在加热辊112的外周表面的一个端部上以外，定影辊具有与图3的定影辊110相同的结构。补偿器430可以是周围缠有螺旋状线圈432的柱形线轴431。因此，在加热辊112的面对补偿器430的部分上不产生感应焦耳热G，使得加热辊112面对补偿器430部分的温度比不面对补偿器430的其它部分的温度低。

根据本发明的定影辊和具有该定影辊的定影装置具有下列优点。

首先，由于通过利用安装在定影辊中的补偿器来补偿在定影装置的不面对记录介质的部分上产生的涡流，就可防止定影辊的温度过分增加。

其次，由于感应线圈由高电介质材料制成，并通过使用耐热粘合剂与加热辊的内表面紧密附着，就可增加定影装置的热效率。

最后，由于通过使用电阻焦耳热和感应焦耳热一起来加热加热辊，就可减少定影装置预热直到定影辊的温度到达预期定影温度的所需的时间。

虽然已经显示并描述了本发明的一些实施方案，但本领域技术人员可以理解，在不脱离本发明的原则和精神下，可以对这些实施方案做改变，本发明的范围由权利要求及其等价物来限定。

本中请要求2004年8月25日向韩国知识产权局提出中请的韩国专利申请号10-2004-0067088的优先权，其全部内容在这里参考引入。

Claims

1.一种定影辊，包括：

一加热辊，其被由所述交变磁通量产生的涡流加热；

一补偿器，其补偿其所在位置处产生的涡流；

2.如权利要求1所述的定影辊，其中，所述感应线圈包覆有绝缘层，产生所述交变磁通量，并由粘合剂紧密地附着到所述加热辊的内表面。

3.如权利要求1所述的定影辊，其中，通过电阻焦耳热和感应焦耳热来加热所述加热辊，所述电阻焦耳热是由所述感应线圈的电阻引起产生的，所述感应焦耳热是由所述交变磁通量产生的涡流引起产生的。

4.如权利要求1所述的定影辊，其中，所述补偿器是固定的，而非随所述加热辊一起旋转。

5.如权利要求1所述的定影辊，其中，还包括：

一电源，其产生高频交变电流。

6.如权利要求1所述的定影辊，其中，所述感应线圈由一铜基带形线圈制成。

7.如权利要求1所述的定影辊，其中，所述补偿器包括：

一柱形线轴；和

缠在所述柱形线轴上的一螺旋状线圈。

8.一种定影装置，包括：

一定影辊，其产生热以将调色剂图像定影到记录介质上；和

一压辊，其面对所述定影辊安装并且将所述记录介质向下压在所述定影辊上，其中，所述定影辊包括：

一加热辊，其被由所述交变磁通量产生的涡流加热；和

一补偿器，其补偿其所在位置处产生的涡流；

9.如权利要求8所述的定影装置，其中，所述感应线圈包覆有绝缘层，产生所述交变磁通量，并由粘合剂紧密地附着到所述加热辊的内表面。

10.如权利要求8所述的定影装置，其中，由电阻焦耳热和感应焦耳热加热所述加热辊，所述电阻焦耳热是由所述感应线圈的电阻引起产生的，所述感应焦耳热是由所述交变磁通量产生的涡流引起产生的。

11.如权利要求8所述的定影装置，其中，所述补偿器是固定的，而非随所述加热辊一起旋转。

12.如权利要求8所述的定影装置，其中，还包括：

一电源，其产生高频交变电流。

13.如权利要求8所述的定影装置，其中，所述感应线圈由一铜基带形线圈制成。

14.如权利要求8所述的定影装置，其中，所述补偿器包括：

一柱形线轴；和

缠在所述柱形线轴上的一螺旋状线圈。