CN1940771A - 定影装置和成像设备及其温度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种定影装置和成像设备及其方法。该定影装置和成像设备包括：热辊，由热源加热；压力辊，与所述热辊相对设置；温度切断装置，与所述热辊隔开，用于当所述热辊的温度高于预定温度时切断所述热源的电源；和接触构件，使所述热辊与所述温度切断装置彼此接触，从而所述热辊的热被传递到所述温度切断装置。

Description

定影装置和成像设备及其温度控制方法

                        技术领域

本发明涉及一种定影装置和一种包括所述定影装置的成像设备及其温度控制方法。更具体地讲，本发明涉及一种能够防止过热的方法和定影装置以及一种包括所述定影装置的成像设备。

                        背景技术

电子照相成像设备广泛地用于激光打印机、复印机、传真机及其他设备中。传统的电子照相成像设备扫描激光以在光电导体上形成静电潜像。调色剂在静电潜像形成在其上的光电导体上被显影，并且调色剂图像被转印到打印介质上。然后，热和压力被施加到调色剂图像形成在其上的打印介质，从而成像。

定影装置包括热辊和压力辊。通过从诸如卤素灯的热源传递的辐射热，热辊被加热。压力辊与热辊相对设置，以向热辊上施加压力，从而形成定影压区(fixing nip)。当打印介质通过定影压区时，调色剂图像通过从热辊和压力辊产生的热和压力被定影在打印介质上。

如果热源由于控制电路的误操作等而不能控制，则热辊将过热。例如，当热源没有关闭时，热辊的温度将不断升高，这是因为热辊通过打开热源或关闭热源来保持适当的定影温度。为了防止热辊的过热，在热辊周围设置温度切断装置以检测热辊的温度并切断热源的电源。通常，恒温器被用作温度切断装置。恒温器通过双金属器件来检测热辊周围的温度，以在该温度高于预定温度时切断热源的电源。

为了防止热辊的过热，温度切断装置必须准确地检测热辊的温度并且当检测到过热时迅速地切断电源。

通过引用特别包含于此的日本专利申请第11-237805号公开了一种具有设置在恒温器主体上的环形法兰构件的定影装置。从热辊产生的辐射热通过所述法兰构件被吸收，从而增加恒温器的热响应。

通过引用特别包含于此的日本专利申请第5-2355公开了这样一种定影装置，该定影装置在热辊停止时使恒温器接触热辊并且在热辊转动时使所述恒温器和热辊隔开。

通常，温度切断装置不接触热辊。温度切断装置与热辊分开，这是因为，当温度切断装置和热辊彼此直接接触时，形成在热辊上的表面层，诸如弹性层和脱模层(release layer)可能被损坏。

在温度切断装置和热辊分开的情况下，因为温度切断装置通过空气来检测周围的热而运行，所以温度切断装置的热响应和热敏度被降低。例如，热辊的实际温度和温度切断装置测量的温度之间存在差异。因为温度切断装置通过周围的空气来估计热辊的温度，所以存在这种差异。此外，恒定的延迟时间持续直到热辊的温度超过预定的过热温度后温度切断装置运行。当在延迟时间期间热辊过热使得温度过度升高时，热辊可能破裂，或者热辊的外围部分可能变形。

因此，需要一种改进的系统以提供一种能够立即防止热辊过热的定影装置以及包括所述定影装置的成像设备。

                       发明内容

本发明示例性实施例的一方面在于至少解决以上问题和/或缺点并且至少提供下述优点。因此，本发明示例性实施例的一方面在于提供一种防止热辊过热的定影装置和方法。

本发明示例性实施例还提供一种包括能够防止热辊过热的定影装置的成像装置。

根据本发明示例性实施例的一方面，一种定影装置包括热辊、压力辊、温度切断装置和接触构件。热辊由热源加热。压力辊与热辊相对设置。温度切断装置与热辊隔开，用于当热辊的温度高于预定温度时切断热源的电源。接触构件与热辊及温度切断装置接触，以将热辊的热传递到温度切断装置。

所述热辊可包括热源设置在其中的辊体和形成在辊体的外周上的表面层。所述接触构件可接触辊体或表面层没有形成在其上的辊体的边缘。另一方面，所述接触构件可接触辊体的内表面。

根据本发明示例性实施例的另一方面，一种定影装置包括热辊、压力辊、温度切断装置和接触构件。热辊由设置在其内的热源加热。压力辊与热辊相对设置。温度切断装置与热辊隔开，用于当热辊的温度高于预定温度时切断热源的电源。接触构件的一端被插入到热辊内并且另一端接触温度切断装置，以将热辊的热传递到温度切断装置。

所述热辊的两侧中的至少一侧可被打开，并且所述接触构件的一端可被插入到所述热辊的打开侧内。另一方面，在所述热辊的侧表面中，环形凹槽可形成在所述热辊的轴的周围，并且所述接触构件的一端可通过凹槽被插入到热辊内。在这种情况下，所述接触构件的一端可位于所述热辊的内表面和所述热源之间。另一方面，所述接触构件的一端可接触所述热辊的内表面。

根据本发明示例性实施例的另一方面，一种成像设备包括成像部件和定影装置。成像部件通过形成在光电导体上的静电潜像将调色剂图像转印到打印介质上，并且定影装置将调色剂图像定影。定影装置包括热辊、压力辊、温度切断装置和接触构件。热辊由热源加热。压力辊与热辊相对设置。温度切断装置与热辊隔开，用于当热辊的温度高于预定温度时切断热源的电源。接触构件使热辊与温度切断装置彼此接触，从而热辊的热被传递到温度切断装置。

根据本发明示例性实施例的另一方面，一种成像设备包括成像部件和定影装置。成像部件通过形成在光电导体上的静电潜像将调色剂图像转印到打印介质上，并且定影装置将调色剂图像定影。定影装置包括热辊、压力辊、温度切断装置和接触构件。热辊由设置在其内的热源加热，并且压力辊与热辊相对设置。温度切断装置与热辊隔开，用于当热辊的温度高于预定温度时切断热源的电源。接触构件的一端被插入到热辊内并且另一端接触温度切断装置，以将热辊的热传递到温度切断装置。

根据本发明示例性实施例的另一方面，提供一种温度控制方法，该方法包括以下步骤：当热辊的温度高于预定温度时，切断定影装置和成像设备的至少一个中的热源的电源；和将热辊和温度切断装置接触，以将热辊的热传递到温度切断装置。

                        附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的某些示例性实施例的以上和其他示例性目的、特征和优点将会变得更清楚，其中：

图1是示出根据本发明示例性实施例的成像设备的内部结构的示意性示图；

图2是图1的定影装置的分解透视图；

图3是图1的定影装置的水平剖视图；

图4是根据本发明另一示例性实施例的定影装置的水平剖视图；

图5是根据本发明另一示例性实施例的定影装置的水平剖视图；

图6是根据本发明另一示例性实施例的定影装置的透视图；和

图7是根据本发明另一示例性实施例的定影装置的水平剖视图。

贯穿附图，相同的标号将被理解为表示相同的部件、特征和结构。

                     具体实施方式

在描述中定义的诸如详细的结构和部件的内容被提供以帮助全面地理解本发明。因此，本领域普通技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可对这里描述的实施例进行各种变动和修改。另外，为了清楚简明，省略对已知功能和构造的描述。

图1是示出根据本发明示例性实施例的成像设备的内部结构的示意性示图。

参照图1，成像设备100包括主体110、成像部件190和定影装置200，其中，成像部件190和定影装置200设置在主体110中。成像部件190包括送纸单元170、显影单元120、光扫描单元130和转印单元140。

送纸单元170设置在主体110的下部以将打印介质P送到显影单元120。送纸单元170包括送纸盒171和搓纸轮172。打印介质P装载在送纸盒171中，并且搓纸轮172每次拾取一张打印介质P，在所述打印介质P上形成图像。

光扫描单元130利用激光在显影单元120的光电导体122上形成静电潜像。显影单元120将调色剂图像显影在具有静电潜像形成在其上的光电导体122上。转印单元140将调色剂图像转印到打印介质P上。

定影装置200将热和压力施加到转印的调色剂图像以将所述图像定影在打印介质P上。随后，图像已经被完全定影在其上的打印介质P被输送到主体110的外部。

如上所述配置的成像部件190为本领域技术人员已知，因此将省略其详细描述。在以下的本发明示例性实施例中，将举例说明黑白成像设备。本发明示例性实施例可适用于彩色成像设备。

定影装置200包括热辊210、压力辊220、温度切断装置240和接触构件250。

热辊210由设置在其中的热源215加热。与热辊210相对的压力辊220将压力施加到热辊210以形成压区。为了向热辊210施加压力，压力机械装置(未示出)被设置在压力辊220中。

热辊210和压力辊220中的至少一个由驱动机械装置(未示出)驱动。当打印介质P通过定影压区时，在热辊210的热和压力辊220的压力的作用下，调色剂图像被定影在打印介质P上。

图2是图1的定影装置的分解透视图。为了清楚，没有显示压力辊220。

参照图2，热辊210、温度切断装置240和接触构件250被设置在定影装置200的壳体205中。在壳体205中，可另外设置用于检测热辊210的温度的诸如恒温器的温度传感器207。当通过温度传感器207检测热辊210的温度时，成像设备100的控制部件(未示出)通过打开或关闭热源215来控制热辊210的温度。

热辊210包括热源215、由金属制成的辊体212和形成在辊体212的外周上的表面层214，其中，热源215设置在辊体214上。

热源215可以是诸如卤素灯、加热线圈和感应加热线圈的多种类型的加热元件中的一种，其接收电功率以增大热辊210的温度。

辊体212通过热源215被直接加热。通常，辊体212是由诸如铝或不锈钢的金属形成的空心圆柱管。

辊体212由壳体205可转动地支撑。作为成像设备100的主体110的一部分的壳体205被形成以沿着热辊210的轴向延伸。

表面层214形成在辊体212的外周上。表面层214可以是由氟化物树脂制成的脱模层。表面层214还可以包括形成在辊体212的外周上的弹性层和形成在所述弹性层之上的脱模层。弹性层可以由硅橡胶、氨基甲酸酯和树脂泡沫等形成。

表面层214形成在辊体212的一部分外周上，而不是整个外周。辊体212的所述部分暴露在外。例如，表面层214具有与将被定影的打印介质P的最大宽度相对应的宽度，而辊体212的宽度大于形成表面层214的宽度，从而辊体212的两个边缘中的至少一个暴露在外。

温度切断装置240与热辊210隔开，用于确定热辊210是否过热。当热辊210的温度高于预定温度时，温度切断装置240强行切断热源215的电源，从而防止热辊210过热。温度切断装置240通过形成在壳体205上的通孔从壳体205外部插入而被固定。

温度切断装置240可使用恒温器。通常形成为圆盘形的恒温器具有用于检测温度的双金属器件。恒温器与热辊210隔开预定距离，并且双金属器件与热辊210相对。当恒温器检测到高于预定温度的温度时，双金属器件的接合被断开以将连接到热源215的电路短路。

温度切断装置240可以是根据预定温度将电路强行短路的另外的构件。温度切断装置240不限于恒温器，而可以使用诸如温度保险丝的其他的机械装置。

接触构件250设置在壳体205中以提高温度切断装置240的热响应和热敏度。接触构件250使热辊210和温度切断装置240彼此接触，从而热辊210的热被直接传递到温度切断装置240。

接触构件250可以由诸如铜或铝的具有高的热传导性的金属材料形成。另外，接触构件250可以涂有绝缘材料以防止用于布线的另外的构件短路。

接触构件250可通过诸如螺钉的紧固构件被固定到壳体205，或通过粘合剂等来固定。图2显示了接触构件250附着并固定到壳体205的内表面的状态。尽管接触构件250与壳体205的内表面紧密接触，但是除了以下将描述传感部件250a和接触部件250b之外的接触构件250可设置在壳体205的外部并安全地固定到壳体205的外表面。

接触构件250包括与热辊210接触的传感部件250a和与温度切断装置240接触的接触部件250b。

接触构件250的传感部件250a与热辊210接触。优选地，传感部件250a与热辊210的辊体212接触。为此，传感部件250a与表面层214没有形成在辊体212的外周的边缘接触。

如果接触构件250直接接触热辊210的表面层214，则具有相对低强度的表面层可能被损坏。另外，热从加热的辊体212被传递到其的表面层214的热响应比金属的辊体212的热响应低。因此，接触构件250没有接触表面层214，而是直接接触辊体212。

传感部件250a沿着辊体212的外周弯曲以扩大与辊体212的接触面积。此外，传感部件250a与辊体212的表面接触，从而改善了热传导性。

接触构件250的接触部件250b与温度切断装置240接触。形成接触部件250b以覆盖温度切断装置240的温度被检测的部分的整个表面，从而改善了热传导性。

图3是图1的定影装置的水平剖视图。

参照图3，热辊210中的辊体212的边缘被暴露，因此接触构件250的传感部件250a接触辊体212的暴露的边缘。接触构件250在热辊210的纵向上沿着壳体205延伸成L形，因此接触部件250b与温度切断装置240接触。

热辊210的热通过具有高的热传导性的接触构件250被直接传递到温度切断装置240。这使得温度切断装置240的热响应和热敏度提高。因此，温度切断装置240可更准确和迅速地操作。

另外，不需要将温度切断装置240和热辊210彼此相邻的设置以增加热响应。因为热通过接触构件250被传递到温度切断装置240，所以可消除设置温度切断装置240的位置的设计约束。

在下文中，将描述根据本发明示例性实施例的以这种方式构造的成像设备的操作。

成像部件190的送纸单元170从送纸盒171拾取打印介质P以将打印介质P导向显影单元120。显影单元120将调色剂显影在静电潜像形成在其上的光电导体122上，并且调色剂图像通过转印单元140被转印到打印介质P上。

在定影装置200中，热辊210利用热源215来保持预定的定影温度。调色剂图像形成在其上的打印介质P在通过定影装置200的定影压区时被定影。

热源215的控制电路中的误操作等可引起热辊210过热。因为热辊的热通过接触构件250被直接传递到温度切断装置240，所以热辊210的过热可被迅速地检测到。当检测到热辊210过热时，温度切断装置240强行切断热源215的电源。

图4是根据本发明另一示例性实施例的定影装置的水平剖视图。

参照图4，热辊310的辊体312是空心金属管，并且热源315设置在辊体312中。

辊体312的两侧中至少一侧可被打开。在这种情况下，接触构件350的传感部件350a被插入辊体312的打开侧。结果，传感部件350a位于辊体312的内表面和热源315之间。

传感部件350a被插入辊体312，因此将从热源315产生的热通过接触部件350b被传递到温度切断装置340。

图5是根据本发明另一示例性实施例的定影装置的水平剖视图。

参照图5，接触构件450的传感部件450a通过热辊410的辊体412打开的一侧被插入。传感部件450a直接接触辊体412的内表面以检测辊体412的温度。其他部件与如图4所示的本发明示例性实施例中描述的部件类似，为了清楚简明，将省略它们的描述。

图6是根据本发明另一示例性实施例的定影装置的透视图。

参照图6，接触构件550的传感部件550a通过形成在热辊510一侧的凹槽516被插入到热辊510内。凹槽516形成为以热辊510的轴为中心的环形，因此即使热辊510转动，也将不会碰到插入到凹槽516中的接触构件550。

图7是根据本发明另一示例性实施例的定影装置的水平剖视图。

参照图7，设置有两个温度切断装置640和640′。接触构件650的传感部件650a与热辊610接触。形成第一接触部件650b和第二接触部件650c以直线延伸到温度切断装置640和640′的位置。第一接触部件650b和第二接触部件650c分别与第一温度切断装置640和第二温度切断装置640′接触。例如，成一直线彼此连接的两个接触部件650b和650c分别与两个温度切断装置640和640′接触。这允许热辊610的热被传递到两个温度切断装置640和640′。

除了单个温度切断装置外，可设置多个温度切断装置。这是因为多个具有不同温度设置或不同热响应的温度切断装置用于确定在几个步骤中是否发生过热的结果。在这种情况下，可对应于各个温度切断装置形成接触构件的接触部件。根据如上所述的本发明示例性实施例，热辊的热通过具有高的热传导性的接触构件被直接传递到温度切断装置，从而温度切断装置的热响应和热敏度可被提高。因此，温度切断装置可更准确和迅速地操作，从而增强定影装置和成像设备的可靠性。

虽然已参照本发明的某些示例性实施例显示和描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在细节和形式上对其进行各种改变。

Claims (22)

1、一种定影装置，包括：

热辊，由热源加热；

压力辊，与所述热辊相对设置；

温度切断装置，用于当所述热辊的温度高于参考温度时切断所述热源的电源，其中，该温度切断装置设置与所述热辊隔开；和

接触构件，与所述热辊及所述温度切断装置接触，以将所述热辊的热传递到所述温度切断装置。

2、如权利要求1所述的定影装置，其中，所述热辊包括：辊体，其中设置有热源；和表面层，形成在所述辊体的外周上。

3、如权利要求2所述的定影装置，其中，所述接触构件与所述辊体接触。

4、如权利要求2所述的定影装置，其中，所述接触构件与所述表面层没有形成在其上的所述辊体的边缘接触。

5、如权利要求2所述的定影装置，其中，所述接触构件与所述辊体的内表面接触。

6、如权利要求1所述的定影装置，其中，所述热辊的两侧中的至少一侧被打开，并且所述接触构件的一端被插入到所述热辊的打开侧内。

7、一种定影装置，包括：

热辊，由设置在其内的热源加热；

压力辊，与所述热辊相对设置；

温度切断装置，用于当所述热辊的温度高于参考温度时切断所述热源的电源，其中，该温度切断装置设置与所述热辊隔开；和

接触构件，其一端被插入到所述热辊内并且另一端接触所述温度切断装置，以将所述热辊的热传递到所述温度切断装置。

8、如权利要求7所述的定影装置，其中，所述热辊的两侧中的至少一侧被打开，并且所述接触构件的所述一端被插入到所述热辊的打开侧内。

9、如权利要求7所述的定影装置，其中，在所述热辊的侧面形成有环绕所述热辊的轴的环形凹槽，并且所述接触构件的所述一端通过所述环形凹槽被插入到所述热辊内。

10、如权利要求7所述的定影装置，其中，所述接触构件的所述一端位于所述热辊的内表面和所述热源之间。

11、如权利要求7所述的定影装置，其中，所述接触构件的所述一端与所述热辊的内表面接触。

12、一种成像设备，包括：

成像部件，用于通过形成在光电导体上的静电潜像将调色剂图像转印到打印介质上；和

定影装置，用于将所述调色剂图像定影，该定影装置包括：

热辊，由热源加热；

压力辊，与所述热辊相对设置；

温度切断装置，用于当所述热辊的温度高于参考温度时切断所述热源的电源，其中，该温度切断装置设置与所述热辊隔开；和

接触构件，用于使所述热辊与所述温度切断装置彼此接触，从而所述热辊的热被传递到所述温度切断装置。

13、如权利要求12所述的成像设备，其中，所述热辊包括：辊体，其中设置有热源；和表面层，形成在所述辊体的外周上。

14、如权利要求13所述的成像设备，其中，所述接触构件与所述辊体接触。

15、如权利要求13所述的成像设备，其中，所述接触构件与所述表面层没有形成在其上的所述辊体的边缘接触。

16、一种成像设备，包括：

成像部件，用于通过形成在光电导体上的静电潜像将调色剂图像转印到打印介质上；和

定影装置，用于将所述调色剂图像定影，该定影装置包括：

热辊，由设置在其内的热源加热；

压力辊，与所述热辊相对设置；

温度切断装置，用于当所述热辊的温度高于参考温度时切断所述热源的电源，其中，所述温度切断装置设置与所述热辊隔开；和

接触构件，其一端被插入到所述热辊内并且另一端接触所述温度切断装置，以将所述热辊的热传递到所述温度切断装置。

17、如权利要求16所述的成像设备，其中，所述热辊的两侧中的至少一侧被打开，并且所述接触构件的所述一端被插入到所述热辊的打开侧内。

18、如权利要求16所述的成像设备，其中，在所述热辊的侧面形成有环绕所述热辊的轴的环形凹槽，并且所述接触构件的所述一端通过所述环形凹槽被插入到所述热辊内。

19、如权利要求16所述的成像设备，其中，所述接触构件的所述一端位于所述热辊的内表面和所述热源之间。

20、如权利要求16所述的成像设备，其中，所述接触构件的所述一端与所述热辊的内表面接触。

21、一种温度控制方法，包括以下步骤：

当热辊的温度高于参考温度时，切断定影装置和成像设备的至少一个中的热源的电源；和

将热辊和温度切断装置接触，以将热辊的热传递到温度切断装置。

22、如权利要求21所述的方法，其中，所述接触的步骤包括：

将接触构件的一端插入到所述热辊内，并且将所述接触构件的另一端与所述温度切断装置接触。

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