CN101311845A - 定影装置及具有该定影装置的成像设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种定影装置及具有该定影装置的成像设备，所述定影装置用于将图像定影到打印介质上，包括：加压辊，被驱动以旋转；热传递单元，面对加压辊，并在定影压印区位置接触加压辊，以将热传递到被置于定影压印区位置的打印介质；加热构件，在定影压印区位置将热传递单元的一部分压向加压辊；热源，对热传递单元的预热位置进行加热，并对加热构件进行加热。

Description

定影装置及具有该定影装置的成像设备
技术领域
本发明的各方面涉及一种用于熔合被转印到打印介质上的图像的定影装置以及具有该定影装置的成像设备。
背景技术
通常，电子照相式成像设备(例如，激光打印机、照片复印机、传真机和多功能产品)通过将光扫描到被充有预定电势的感光介质上以形成静电潜像来打印图像。静电潜像用预定的彩色调色剂显影，被转印到打印介质上，然后被定影到打印介质上。定影装置沿着成像设备的打印路径设置。
参照图1，传统的定影装置包括加热辊3、被设置在加热辊3内部的加热灯1、面对加热辊3的加压辊5以及温度传感器7。加压辊5通过弹性构件朝着加热辊3弹性地偏移，以形成定影压印区(nip)位置N1。
加热辊3包括由金属形成的芯管3a以及设置在芯管3a上的弹性层3b。从加热灯1辐射的能量通过被设置在第一芯管3a的内表面上的光热转换层(未显示)被转换成热，以加热芯管3a。此外，弹性层3b通过热传导被加热到预定的定影温度。
温度传感器7可接触加热辊3或者与加热辊3相邻，并测量弹性层3b的表面温度。因此，可基于通过温度传感器7测量的表面温度调节被供应到加热灯1的功率。
加压辊5包括由金属形成的芯管5a以及设置在该芯管5a上的弹性层5b。弹性层5b的弹性小于弹性层3b的弹性，并且，当弹性层5b挤压加热辊3时，弹性层5b变形。当具有调色剂图像9a的打印介质9穿过定影压印区位置N1时，调色剂图像被加热、挤压，从而被定影到打印介质9上。
为了增加使用定影装置的成像设备的速度，可增加加热辊的外径和加压辊的外径，或者可增加弹性层3b的厚度和弹性层5b的厚度。这种改进通过扩大定影压印区位置N1的宽度增加了打印介质在定影压印区位置N1的定影时间，以补偿成像设备增加的速度。这种改进防止由于打印介质的定影时间的缩短而引起的定影质量劣化。
然而，因为这种扩大增加了成像设备的整体尺寸，所以对加热辊的外径和加压辊的外径的扩大有实际限制。这种扩大还增加了辊的预热期，并增加了制造成本。
为了解决预热延迟，已经公开了采用局部加热方法的传统定影装置。这种定影装置通过将热源设置为使热集中在定影压印区位置而缩短了预热时间。然而，如果打印介质未被送进，则接触定影压印区位置的加压构件会由于定影压印区位置的过热而损坏。
发明内容
本发明的各方面提供一种在预热操作中使热集中在定影压印区位置的定影装置。该定影装置通过如果打印介质未被送进时对加压构件快速冷却来防止加压构件损坏。本发明的各方面涉及一种包括所述定影装置的成像设备。
本发明的其它方面和/或优点一部分将在下面的描述中进行产生，一部分将通过描述而清楚，或者可通过本发明的实施而了解。
根据本发明的示例性实施例，定影装置被设置在成像设备的打印通道上，用于将调色剂图像定影到打印介质上。所述定影装置包括：加压辊，被驱动以旋转；热传递单元，被可旋转地支撑以面对加压辊，以将热传递到打印介质；加热构件，将热传递单元压向加压辊，以形成定影压印区位置；热源，对热传递单元的预热位置进行加热，该热源的位置与定影装置的上游路径相邻，并将热供给到加热构件。
根据本发明的一方面，热源通过发热对热传递单元的预热位置进行加热。根据本发明的各方面，加热构件包括：热传导部分，面对热传递单元，热源介于热传导部分和热传递单元之间，并且热传导部分通过传导从热源接收热；加压部分，从热传导部分延伸，接收从热传导部分传导的热，加热定影压印区位置，并在定影压印区位置挤压打印介质。
根据本发明的各方面，热传导部分还包括反射面，该反射面朝着热传递单元反射从热源辐射的一部分热。根据本发明的一方面，加压部分的厚度从热传导部分向定影压印区部分减小。
根据本发明的各方面，热源包括加热灯，该加热灯设置在热传导部分和热传递单元之间。根据本发明的各方面，热源包括陶瓷加热器，该陶瓷加热器设置在热传导部分的表面上，面对热传递单元。
根据本发明的各方面，热传递单元包括柔性材料。根据本发明的各方面，热传递单元根据加压辊的旋转而旋转。
根据本发明的另一示例性实施例，成像设备设置有：感光介质；光扫描单元，将光束扫描到感光介质上，以在感光介质上形成静电潜像；显影单元，针对静电潜像显影调色剂图像；转印单元，将调色剂图像转印到打印介质上；定影装置，定影被转印的调色剂图像。
根据本发明的各方面，热源通过发热对热传递单元的预热位置进行加热。根据本发明的一方面，加热构件包括：热传导部分，面对热传递单元，并通过传导从热源接收热，热源介于热传导部分和热传递单元之间；加压部分，从热传导单元延伸，接收在热传导部分中通过传导吸收的热，以加热定影压印区位置，并在定影压印区位置挤压打印介质。
根据本发明的各方面，热传导部分还包括反射面，该反射面朝着热传递单元反射从热源辐射的一部分热。根据本发明的各方面，加压部分的厚度从热传导部分向定影压印区位置减小。
根据本发明的各方面，热源包括加热灯，该加热灯设置在热传导部分和热传递单元之间。根据本发明的各方面，热源包括陶瓷加热器，该陶瓷加热器设置在热传导部分的表面上，面对热传递单元。
根据本发明的各方面，热传递单元包含柔性材料。根据本发明的各方面，热传递单元通过加压辊而旋转。
除了上述的示例性实施例和内容，通过参照附图和对下面的说明进行研究，其它的方面和实施例是明显的。
附图说明
通过结合附图阅读下面对示例性实施例和权利要求进行的详细描述，对本发明的更好理解将是明显的，所有的附图构成本发明的公开的一部分。虽然下面写出的和示出的公开内容集中于公开本发明的示例性实施例，但是应当清楚地理解，上述公开内容仅是作为说明和示例，并且本发明不限于这些说明和示例。本发明的精神和范围仅由权利要求的条款限制。下面表示附图的简要说明，其中：
图1是示出传统的定影装置的示意性剖视图；
图2是示出根据本发明的示例性实施例的定影装置的示意性剖视图；
图3是示出根据本发明的示例性实施例的定影装置的示意性剖视图；
图4是对根据本发明的示例性实施例的定影装置基于时间的温度分布变化与传统示例的定影装置基于时间的温度分布变化进行比较的曲线图；
图5示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的成像设备。
具体实施方式
现在将详细说明本发明的示例性实施例，其例子在附图中示出，其中，相同的参考标号始终指示相同的元件。下面通过参照附图描述示例性实施例以解释本发明。
图2和图3分别是示出根据本发明的示例性实施例的定影装置200和300的示意性剖视图。参照图2和图3，定影装置200和300设置在成像设备的打印路径上，用于将调色剂图像T定影到打印介质P上。参照图2，定影装置200包括热传递单元11、面对热传递单元11的加压辊13、设置在热传递单元11中的热源15以及设置在热传递单元11中的加热构件20。
热传递单元11被可旋转地支撑并面对加压辊13，从而打印介质P可被置于热传递单元11和加压辊13之间。热传递单元11引导打印介质P的输送。热传递单元11将从热源15供给的热经加热构件20传递到打印介质P。热传递单元11包括热传递层11a以及形成在热传递层11a上的释放层11b。释放层11b可防止打印介质P在定影过程中和/或在定影之后粘到释放层11b上。
热传递单元11可包含能够变形的柔性材料。加热构件20和加压辊13之间的压力使热传递单元11在定影压印区位置N2处的部分变形。另一种方案是，热传递单元11可由其它材料形成，而不是由柔性材料形成，并且可被设置为辊。
热源15被设置在热传递单元11中，对热传递单元11的预热位置HP进行加热，并对加热构件20进行加热。预热位置HP与定影压印区位置N2相邻，并且预热位置HP可以位于定影压印区位置N2的沿旋转方向的上游。热传递单元11旋转，以使得其一部分从预热位置HP运动到定影压印区位置N2。热传递单元11的预热位置HP通过从热源15发热而被加热。
如图2所示，热传递单元11沿顺时针方向旋转，预热位置HP被设置在定影压印区位置N2的右侧。热传递单元11的一部分在预热位置HP被预热预定时间，然后该部分运动到定影压印区位置N2。热源15可包括设置在加热构件20和热传递单元11之间的加热灯。
加热构件20不与热传递单元11一起运动。加热构件20使热传递单元11的一部分挤压打印介质P并引导所述部分，从而从热源15的供给的热可加热热传递单元11的被设置在预热部分HP和定影压印区位置N2的部分。
加热构件20包括热传导部分21和加压部分25。加热构件20由具有高热导率和机械强度以足以支撑热传递单元11的材料形成。例如，加热构件20可由金属(例如，高强度铝合金等)或具有高热导率的塑料形成。热传导部分21面对热传递单元11，并接收从热源15辐射的热，其中，热源15介于热传导部分21和热传递单元11之间。
热传导部分21还可包括反射面21a，该反射面21a用于朝着热传递单元11反射从热源15辐射的一部分热。反射面21a可具有凹的形状，从而从热源15辐射的热可集中在预热位置HP。
加压部分25与热传导部分21一体地形成，并从热传导部分21的一端延伸。加压部分25通过传导接收由热传导部分21吸收的热，以加热定影压印区位置N2。加压部分25使热传递单元11的一部分在定影压印区位置N2挤压打印介质P。
加压部分25可在其结合到热传导部分21的位置较厚，而在其与定影压印区位置N2相邻的端部较薄。加压部分25的厚度变化改善了在定影压印区位置N2的下游的定影。
加压辊13面对热传递单元11，并在定影压印区位置N2将打印介质P压向加热构件20。如图2所示，如果打印介质P沿着方向D前进，则加压辊13沿逆时针方向旋转。
热传递单元11通过加压辊13的旋转而旋转。因此，可防止由于独立地驱动热传递单元11和加压辊13而引起的在定影压印区位置N2的滑动现象，从而防止调色剂图像T变形。加压辊13可通过任何已知的驱动方法驱动。
在定影装置200中，热源15被设置为对预热位置HP进行预热，从而在打印介质P进入定影压印区位置N2之前，可通过预热提高热传递单元11在预热位置HP的部分的表面温度。打印介质P在定影压印区位置N2可被从热源15供给并通过加热构件20传导到定影压印区位置N2的热加热，从而提高定影效率。
参照图3，定影装置300包括热传递单元31、面对热传递单元31的加压辊33、被设置在热传递单元31中的加热构件40以及被设置在加热构件40和热传递单元31之间的热源35。热传递单元31包括热传递层62和被设置在热传递层62上的释放层64。
加热构件40稳固地设置在热传递单元31中，并且不与热传递单元31一起旋转。加热构件40在定影压印区位置N2支撑热传递单元。热源35将热辐射到热传递单元31的预热位置HP，并通过加热构件40间接地加热定影压印区位置N2。加热构件40包括热传导部分41和加压部分45。热源35对热传导部分41进行加热，然后热被传导到加压部分45。加热构件将热传递单元31的旋转从预热位置HP引导到定影压印区位置N2。
热源35可包括被设置在热传导部分41的表面上的面对热传递单元31的陶瓷加热器。来自热源35的热直接被传递到热传导部分41，从而快速地加热定影压印区位置N2。加压部分45可从热传导部分41到定影压印区位置N2相对地变薄。因此，定影压印区位置N2的总面积可保持均匀的温度。
除了热源35和热传导部分的构造之外，定影装置300可基本上与定影装置200的结构相同。例如，热传导部分41被设计成具有用于容纳热源35的扁平部分。热传导部分41可以是适合于从热源向预热位置HP传导热的任何形状。
图4是对定影装置200基于时间的温度分布变化与传统的定影装置的基于时间的温度分布变化进行比较的曲线图。参照图4，大约需要10秒来使传统的定影装置的温度升高到大约120℃。另一方面，大约需要6秒来使定影装置200的温度升高到大约120℃。
与传统的定影装置相比，定影装置200表现出温度增加更加快速。此外，在加热大约8秒之后，定影装置200可保持大约140℃的温度。因此，如果定影压印区位置N2的宽度小，或者定影时间由于打印介质输送速度的增加而缩短，则定影装置200可增加热通量(heat flux)，从而保持合适的定影特性。
定影装置200利用从被设置在定影压印区位置N2的上部的热源传导的热对定影压印区位置N2进行加热，并且可辐射热的区域大，从而当打印介质未被送进时，与传统的定影装置相比，可实现更加快速的冷却。因此，可防止损坏加热构件40。
图5示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的成像设备500。参照图5，成像设备500包括：感光介质110；光扫描单元(LSU)120，用于将光束扫描到感光介质110上并形成静电潜像；显影单元130，从静电潜像显影调色剂图像；转印单元140，用于将调色剂图像转印到打印介质P上，从而形成打印图像；定影装置150，用于将打印图像定影到打印介质P上。
成像设备500是串联式彩色成像设备。感光介质110、LSU 120和显影单元130根据颜色沿着打印介质P的输送路径设置。
转印单元140面对感光介质110，并且打印介质P沿着输送路径在转印单元140和感光介质110之间输送。感光介质110将调色剂图像转印到被输送的打印介质P上。转印单元140包括面对多个感光介质110的转印带141。
定影装置150被设置为与成像设备500的输送路径相邻，用于定影被转印到打印介质P上的调色剂图像。定影装置150可基本上具有与定影装置200和300相同的构造和操作。
如上所述，根据本发明的各方面的定影装置和具有该定影装置的成像设备将热源设置为与热传递构件相邻，以对热传递单元的预热位置进行加热。热传递单元提高了打印介质的表面温度。在打印介质进入定影压印区位置之前，预热位置被加热，从而缩短温度升高的时间，保持高定影温度，并提高定影效率。
此外，根据本发明的示例性实施例的定影装置通过传导对定影压印区位置进行加热。因此，当打印介质未被送进时，与传统的定影装置相比，热辐射面积大，并且使得冷却速度增加，从而防止加压辊损坏。
如在此所述的，打印介质可以是能够在上面打印的任何介质。例如，打印介质可以是可打印的纸、幻灯片等中的任何一种类型。
虽然已经显示并描述了被认为是本发明的示例性实施例的内容，但是本领域技术人员应当理解，随着技术的发展，在不脱离本发明的真实范围的情况下，可进行各种改变和修改，并且可用等同物替换本发明的元件。可进行许多的修改、置换、增加和子组合，以使本发明的教导适于特定的情形，而不脱离本发明的范围。例如，热传导部分可具有多种形状以容纳各种类型的热源，和/或反射来自各种类型的热源的一部分辐射热。因此，本发明意图不是限于公开的各种示例性实施例，而是意图包括落入权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (23)

1、一种定影装置，用于将图像定影到打印介质上，所述定影装置包括：
加压辊；
热传递单元，被可旋转地支撑以使其在定影压印区位置面对加压辊，用于将热传递到被置于定影压印区位置的打印介质，以将图像定影在该打印介质上；
加热构件，设置在热传递单元的内部，用于在定影压印区位置支撑热传递单元，并将热传递到热传递单元以对热传递单元进行加热；
热源，设置在热传递单元和加热构件之间，用于对热传递单元的与定影压印区位置相邻的预热位置进行加热，并对加热构件进行加热。
2、如权利要求1所述的定影装置，其中，热源向预热位置辐射热。
3、如权利要求1所述的定影装置，其中，加热构件包括：
热传导部分，具有面对预热位置和热源的表面；
加压部分，连接到热传导部分，用于在定影压印区位置支撑热传递单元，并用于在定影压印区位置将热从热传导部分传导到热传递单元。
4、如权利要求3所述的定影装置，其中，热传导部分的表面在预热位置朝着热传递单元反射来自热源的一部分热。
5、如权利要求3所述的定影装置，其中，加压部分的厚度从热传导部分向定影压印区位置减小。
6、如权利要求3所述的定影装置，其中，热源包括加热灯，该加热灯设置在热传导部分和热传递单元之间，并与热传导部分和热传递单元隔开。
7、如权利要求3所述的定影装置，其中，热源包括陶瓷加热器，该陶瓷加热器被直接设置在热传导部分的表面上。
8、如权利要求3所述的定影装置，其中，加压部分具有与热传递单元的曲率相应的曲率。
9、如权利要求3所述的定影装置，其中，所述表面具有凹的形状，以朝着预热位置反射来自热源的一部分热。
10、如权利要求1至9中的任一项所述的定影装置，其中，热传递单元包括柔性材料。
11、如权利要求10所述的定影装置，其中，热传递单元通过加压辊的旋转而旋转。
12、一种成像设备，包括：
感光介质；
光扫描单元，用于将光束扫描在感光介质上，以在感光介质上形成静电潜像；
显影单元，用于在静电潜像上显影调色剂图像；
转印单元，用于将调色剂图像转印到打印介质上，以形成打印图像；
定影装置，用于将打印图像定影到打印介质上，
其中，定影装置包括：
加压辊；
热传递单元，被可旋转地支撑以使其在定影压印区位置面对加压辊，用于对置于定影压印区位置的打印介质进行加热，以将图像定影在该打印介质上；
加热构件，设置在热传递单元的内部，用于在定影压印区位置支撑热传递单元，并将热传递到热传递单元；
热源，设置在热传递单元和加热构件之间，用于对热传递单元的与定影压印区位置相邻的预热位置进行加热，并对加热构件进行加热。
13、如权利要求12所述的成像设备，其中，热源向热传递单元的预热位置辐射热。
14、如权利要求12所述的成像设备，其中，加热构件包括：
热传导部分，具有面对预热位置和热源的第一表面；
加压部分，连接到热传导部分，用于在定影压印区位置支撑热传递单元，并用于将热从热传导部分传导到定影压印区位置。
15、如权利要求14所述的成像设备，其中，热源包括加热灯，该加热灯设置在热传导部分和热传递单元之间，并与热传导部分和热传递单元隔开。
16、如权利要求14所述的成像设备，其中，加压部分的厚度从热传导部分向定影压印区位置减小。
17、如权利要求14所述的成像设备，其中，第一表面用于朝着预热位置反射来自热源的一部分热。
18、如权利要求14所述的成像设备，其中，热源包括陶瓷加热器，该陶瓷加热器被直接设置在热传导部分的第一表面上。
19、如权利要求14所述的成像设备，其中，第一表面至少部分地限定所述预热位置。
20、如权利要求14所述的成像设备，其中，加压部分具有与热传递单元的曲率相应的曲率。
21、如权利要求14所述的成像设备，其中，第一表面具有凹的形状，以朝着预热位置反射来自热源的一部分热。
22、如权利要求12至21中的任一项所述的成像设备，其中，热传递单元包括柔性材料。
23、如权利要求22所述的成像设备，其中，热传递单元通过加压辊的旋转而旋转。
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