專利名稱：定影單元及具有該定影單元的成像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的多個(gè)方面涉及成像設(shè)備，尤其涉及用于定影轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)上 的圖像的定影單元及具有該定影單元的成像設(shè)備。
背景技術(shù)：
通常，成像設(shè)備，如復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)，以及在單一裝置中使用 上述裝置功能的多功能機(jī)器，包括其上形成有靜電潛像的感光部件、用于顯 影靜電潛像的顯影單元、用于將顯影圖像轉(zhuǎn)印在打印介質(zhì)上的轉(zhuǎn)印單元、以 及用于將轉(zhuǎn)印的圖像定影在打印介質(zhì)上的定影單元。圖l示出了定影單元的 一個(gè)示例。圖1中示出的常規(guī)成像設(shè)備的定影單元包括旋轉(zhuǎn)并相互接觸的加熱輥1和加壓輥2。熱源la置于加熱輥1內(nèi)，并且加壓輥2借助壓力彈簧(未示出) 朝加熱輥i偏壓。在加熱輥l和加壓輥2內(nèi)，彈性橡膠層lc和釋放層2c分 別疊置在金屬管lb和2b的外表面上。在上述的構(gòu)造中，轉(zhuǎn)印有圖像的打印介質(zhì)P傳輸通過加熱輥1和加壓輥 2之間的定影夾擠區(qū)N,并相應(yīng)地，對(duì)打印介質(zhì)P上的圖像施加熱量和壓力 以將圖像定影在打印介質(zhì)上。為了減少定影時(shí)間以實(shí)現(xiàn)高速打印，加熱輥1和加壓輥2的外直徑可擴(kuò) 大或彈性橡膠層的厚度可增厚。因此，提供一種用于通過增加定影夾擠區(qū)N 的尺寸縮短定影時(shí)間的方法。可是，如果加熱輥1和加壓輥2的外直徑增加，成像設(shè)備的整體體積以 及變熱時(shí)間都會(huì)增加，進(jìn)而增加了成本。另外，如果彈性橡膠層增厚，變熱 時(shí)間會(huì)進(jìn)一步增加，降低了定影效率，并且由于定影溫度的伴隨增加而降低 了耐用性。通過增加加壓輥2的壓力能夠增強(qiáng)定影效率，但會(huì)引起其他問題，如彈 性橡膠層的扭曲、耐用性的降低、由于打印介質(zhì)P傳送力減少而引起的卡紙、 以及驅(qū)動(dòng)扭矩的必要增加。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的多個(gè)方面涉及能夠?qū)崿F(xiàn)高速操作以及小型化的定影單元以及 具有該定影單元的成像設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種定影單元，其包括由熱源加熱的加熱部件，該加熱部件具有預(yù)定寬度；與所述加熱部分接觸并繞加熱部件旋轉(zhuǎn) 的旋轉(zhuǎn)部件；用于旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)部件的驅(qū)動(dòng)部件；以及用于朝所述驅(qū)動(dòng)部件 按壓所述加熱部件的兩側(cè)并在所述旋轉(zhuǎn)部件和驅(qū)動(dòng)部件之間形成預(yù)定定影 夾擠區(qū)的加壓部件，其中，所述加熱部件具有二次慣性力矩，該二次慣性力 矩一皮i殳定成相對(duì)于所述加熱部件的兩側(cè)，在加熱部件的中間部分處保-持90 %或更高的定影效率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述二次慣性力矩滿足下式1x^0.052 (FL3/E)其中l(wèi)x表示加熱部件的二次慣性力矩；F表示加壓部件的壓力；L表示 加熱部件的軸向長(zhǎng)度；且e表示加熱部件的楊式模量。才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，設(shè)置成面對(duì)所述驅(qū)動(dòng)部件的所述加熱部件的夾 擠區(qū)表面被彎曲以形成預(yù)定曲率。所述定影單元可以進(jìn)一步包括補(bǔ)償部件， 其用于支撐所述加熱部件，以防止加熱部件受到由于與從所述熱源傳遞來的 熱相關(guān)的壓力所引起的損害；以及防止部件，其設(shè)置在所述補(bǔ)償部件和加熱 部件之間，用于防止加熱部件和補(bǔ)償部件之間的熱傳遞。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述定影單元可以進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)引導(dǎo)部件， 其用于引導(dǎo)所述旋轉(zhuǎn)部件繞所述加熱部件并通過所述預(yù)定定影夾擠區(qū)旋轉(zhuǎn)。 所述熱源可以"接觸所述加熱部件?？梢栽谒鰺嵩春头乐共考g_沒置一彈 性部件，用于朝所述加熱部件彈性-換壓所述熱源?？梢栽谒鰺嵩春图訜岵?件之間設(shè)置導(dǎo)熱樹脂。所述熱源可以與所述加熱部件分開預(yù)定距離。所述加 熱部件面對(duì)所述熱源的內(nèi)表面可以是黑色的。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種定影單元，其包括由熱源加熱的 加熱部件，所述加熱部件具有預(yù)定寬度；與所述加熱部件4妻觸并繞加熱部件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部件；用于旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)部件的驅(qū)動(dòng)部件；以及用于朝所述驅(qū)動(dòng) 部件按壓所述加熱部件的兩側(cè)并在所述旋轉(zhuǎn)部件和驅(qū)動(dòng)部件之間形成預(yù)定 定影夾擠區(qū)的加壓部件，其中所述加熱部件的中間部分的最大撓曲小于大約0.5mm。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種成像設(shè)備，其包括主體；其上形 成靜電潛像的至少一個(gè)感光部件；用于顯影所述靜電潛像的至少一個(gè)顯影單 元；用于將顯影的圖像轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)印單元；以及用于將轉(zhuǎn) 印的圖像定影在打印介質(zhì)上的定影單元。所述定影單元可以包括由熱源加 熱的加熱部件，所述加熱部件具有預(yù)定寬度和二次慣性力矩，以在所述加熱 部件的中間部分處保持90%或更高的定影效率；與所述加熱部件接觸并繞加 熱部件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部件；用于旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)部件的驅(qū)動(dòng)部件；以及用于朝所 述驅(qū)動(dòng)部件4要壓所述加熱部件的兩側(cè)并在所述》走轉(zhuǎn)部件和驅(qū)動(dòng)部件之間形 成預(yù)定定影夾擠區(qū)的加壓部件。本發(fā)明的其他方面和/或優(yōu)勢(shì)在以下描述中部分地予以闡述，并根據(jù)改描 述部分地清楚，或可通過本發(fā)明的實(shí)踐予以了解到。


本發(fā)明的這些和/或其他方面和優(yōu)勢(shì)根據(jù)以下結(jié)合附圖的實(shí)施例描述變得清楚和更易理解，其中圖1是示意性說明了常規(guī)成像設(shè)備的定影單元的截面圖；圖2是示意性說明了根據(jù)本發(fā)明方面的成像設(shè)備的構(gòu)造的示意圖；圖3是示意性說明了圖2中成像設(shè)備的定影單元的截面圖；圖4是示意性說明了根據(jù)本發(fā)明方面的成像設(shè)備的定影單元的截面圖；圖5A、 5B和5C是示意性說明了圖1、 3和4中所示的定影單元中一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)的溫度變化的圖表；圖6是示意性說明了加壓部件的壓力施加給圖3中定影單元的加熱部件的狀態(tài)的示意圖；和圖7是示意性說明了根據(jù)加熱部件中間部分和兩側(cè)偏轉(zhuǎn)的定影效率的圖表。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)詳細(xì)參照本發(fā)明的多個(gè)方面，在附圖中示出了實(shí)施例的示例，其中相 同的參考標(biāo)記全文指代相同的元件。以下描述多個(gè)方面是為了參照附圖解釋 本發(fā)明。以下，參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明方面的定影單元和具有定影單元的 成像設(shè)備。參照?qǐng)D2，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的成像設(shè)備包括配置在成像設(shè)備主體100內(nèi)的感光部件110、顯影單元120、轉(zhuǎn)印單元130和定影單元200。感光部件110的表面^C曝光單元111曝光以形成預(yù)定電位，并隨后形成 靜電潛像。顯影單元120利用顯影劑顯影感光部件110上的靜電潛像。根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)方面，設(shè)置四個(gè)感光部件IIO和四個(gè)顯影單元120, 以便形成并顯影分別對(duì)應(yīng)多種顏色的圖像，如青色(C)、品紅色(M)黃色 (Y)和黑色(K)圖像的靜電潛像?？墒?，成像設(shè)備不限于此，可設(shè)置感 光部件110和顯影單元120傳遞任意種顏色。此外，借助多個(gè)顯影單元120 可在單一感光部件IIO上疊置和顯影多種顏色的圖像。轉(zhuǎn)印單元130將感光部件IIO上顯影的圖像轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)P上。轉(zhuǎn)印 單元130包括面對(duì)感光部件IIO旋轉(zhuǎn)的輥。因此，打印介質(zhì)P通過旋轉(zhuǎn)且彼 此面對(duì)的感光部件IIO和轉(zhuǎn)印單元130之間，從而感光部件IIO上顯影的圖 像被轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)P。從紙盒101 (未示出)中逐張地拾取打印介質(zhì)P并 將其饋送經(jīng)過感光部件IIO和轉(zhuǎn)印單元130之間，所述紙盒可拆卸地安裝在 成像設(shè)備的主體100上。以下詳細(xì)描述定影單元200的構(gòu)造。定影單元200通過施加熱量和壓力 將轉(zhuǎn)印的圖像定影在打印介質(zhì)P上。如圖3所示，定影單元200包括熱源 210、加熱部件220、旋轉(zhuǎn)部件230、驅(qū)動(dòng)部件240和加壓部件250。熱源210產(chǎn)生并為轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)P的圖像施加定影熱量。熱源210可 以是諸如卣燈、電阻加熱元件的加熱裝置或其他加熱裝置。卣燈可用作熱源 210。熱源210的定影熱量?jī)羝な┘咏o加熱部件220。特別地，熱源210與加熱 部件220內(nèi)表面接觸配置，從而熱源210的定影熱量至少借助熱傳導(dǎo)被傳遞 到加熱部件220。因此，可設(shè)置熱傳導(dǎo)樹脂以提高熱源210和加熱部件220 之間的導(dǎo)熱性。旋轉(zhuǎn)部件230與加熱部件220外表面接觸旋轉(zhuǎn)。換句話說，熱源210設(shè) 置在加熱部件220內(nèi)并且旋轉(zhuǎn)部件230關(guān)于加熱部件220外側(cè)旋轉(zhuǎn)，以便利 用加熱部件220傳遞的定影熱量加熱打印介質(zhì)P，其中加熱部件直"l妄4妄觸旋 轉(zhuǎn)部件230。旋轉(zhuǎn)部件230設(shè)置成連續(xù)旋轉(zhuǎn)帶的形式。諸如潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑劑 施加在旋轉(zhuǎn)部件230的內(nèi)表面，以使旋轉(zhuǎn)部件230即使在與加熱部件220接觸時(shí)也能平滑旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)部件230的旋轉(zhuǎn)由安裝在旋轉(zhuǎn)部件230內(nèi)的旋轉(zhuǎn)引導(dǎo)部件231所引 導(dǎo)。特別地，旋轉(zhuǎn)引導(dǎo)部件231設(shè)置在旋轉(zhuǎn)部件230內(nèi)，以使自由旋轉(zhuǎn)的旋 轉(zhuǎn)部件230能在其旋轉(zhuǎn)過程中被引導(dǎo)并防止其游走。盡管未詳細(xì)說明按照上述構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)部件230，由高分子量材料，諸如 聚醚醚酮(PEEK)所形成的底層，或由諸如鎳(Ni)、鎳合金、銅或銅合金 的金屬材料形成的底層可以形成在旋轉(zhuǎn)部件230上。另外，彈性層和釋放層 可以形成在底層的外表面上以增加定影效率。根據(jù)上述的構(gòu)造，熱源210產(chǎn)生的定影熱量被傳遞到加熱部件220和旋 轉(zhuǎn)部件230以加熱打印介質(zhì)P上的圖像。當(dāng)旋轉(zhuǎn)部件230繞加熱部件220和 熱源210旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)部件23 0被加熱，從而加熱打印介質(zhì)P上的圖像以便 轉(zhuǎn)印圖像。面對(duì)加熱部件220的驅(qū)動(dòng)部件240與旋轉(zhuǎn)部件230 4妄觸旋轉(zhuǎn)并促進(jìn)旋轉(zhuǎn) 部件230的S走轉(zhuǎn)。換句話i兌，S走轉(zhuǎn)部件230借助驅(qū)動(dòng)部件240施加的驅(qū)動(dòng)力 自由地并與驅(qū)動(dòng)部件240接觸地旋轉(zhuǎn)。定影夾擠區(qū)N形成在旋轉(zhuǎn)部件230 和驅(qū)動(dòng)部件240之間，并且打印介質(zhì)P通過定影夾擠區(qū)N。定影夾擠區(qū)N的 面積基本上等于加熱部件220和驅(qū)動(dòng)部件240彼此接觸的區(qū)域面積，并且是 打印介質(zhì)P所通過的路徑以便轉(zhuǎn)印附著的圖像。此外，定影夾擠區(qū)N具有預(yù) 定寬度d,該寬度為打印介質(zhì)P與旋轉(zhuǎn)部件230和驅(qū)動(dòng)部件240接觸經(jīng)過的 距離。如果加熱部件220的熱量未被傳遞到旋轉(zhuǎn)部件230和驅(qū)動(dòng)部件240彼 此接觸的區(qū)域，則旋轉(zhuǎn)部件230和驅(qū)動(dòng)部件240由于兩者間的接觸區(qū)域所施 加的旋轉(zhuǎn)力而僅使打印介質(zhì)P通過，并不執(zhí)行定影功能。驅(qū)動(dòng)部件240為輥形并具有芯管以及疊置在芯管外表面上的彈性層和釋 放層，所述芯管由諸如鋼、不銹鋼、鋁(Al)和Cu之類的金屬材料、合金 材料、陶瓷材料或纖維加強(qiáng)材料(FRM)中所選"^的一種材料所形成。驅(qū)動(dòng) 部件240的彈性層和釋放層可由諸如硅橡膠或氟橡膠所形成。根據(jù)本發(fā)明方面的定影單元200進(jìn)一步包括用于支撐被加壓部件250按 壓的加熱部件220的補(bǔ)償部件260，以及配置在補(bǔ)償部件260和加熱部件220 之間的防止部件270。補(bǔ)償部件260支撐加熱部件220，以防止加熱部件220由于熱源210傳 遞的熱量產(chǎn)生的應(yīng)力而彎曲或損壞。補(bǔ)償部件260以與驅(qū)動(dòng)部件240的芯管相同的方式由諸如鋼、不銹鋼、Al、 Cu之類的金屬材料、合金材料、陶瓷材津+或FRM所形成。防止部件270防止熱源210傳導(dǎo)至加熱部件22的熱量被傳遞到支撐加 熱部件220的補(bǔ)償部件260。換句話:說，防止部件270防止由于熱量A^加熱 部件220傳遞到定影夾擠區(qū)N以外的區(qū)域所引起的熱損失，進(jìn)而提高定影效 率。此外，防止部件2.70防止從熱源210到補(bǔ)償部件260的熱傳遞。由諸如海綿或橡膠的彈性材料所形成的彈性部件280配置在防止部件 270和熱源210之間，以便朝加熱部件220彈性按壓熱源210。換句話說， 熱源210由于彈性部件280所施加的彈性壓力而與加熱部件220的內(nèi)表面緊 密接觸，并由此提高了熱傳導(dǎo)率。盡管根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)方面使熱源210與加熱部件220接觸配置，但本 發(fā)明的其他方面不必限于上述的構(gòu)造。例如，在圖4中，定影單元300包括 與加熱部件320內(nèi)表面分開的熱源310,進(jìn)而借助對(duì)流或熱輻射將熱源310 的定影熱量傳遞至加熱部件320。參照?qǐng)D4,加熱部件320與熱源310分開并面對(duì)熱源，而且加熱部件320 的內(nèi)表面可以涂敷有黑色涂料或可由黑色材料所形成，進(jìn)而最大化輻射效 率。由于熱源310以與圖3中所示定影單元200不同的方式與加熱部件320 分開，所以不需要設(shè)置圖3所示的用于將熱源310壓靠在加熱部件320的彈 性部件280。不同于上述的構(gòu)造，按照與圖3中所示定影單元200中的相同方式構(gòu)造 圖4中所示定影單元300的旋轉(zhuǎn)部件330、驅(qū)動(dòng)部件340、加壓部件350、補(bǔ) 償部件360和防止部件370，故省略其詳細(xì)描述。如圖6所示，加壓部件250朝驅(qū)動(dòng)部件240 (未示出)偏壓加熱部件220 (圖3)的兩側(cè)221,以形成預(yù)定的定影夾擠區(qū)N。特別地，加熱部件220 與旋轉(zhuǎn)部件230的內(nèi)表面緊密接觸，旋轉(zhuǎn)部件與驅(qū)動(dòng)部件240接觸旋轉(zhuǎn)，并 由此形成其中旋轉(zhuǎn)部件230和驅(qū)動(dòng)部件240相互接觸的寬區(qū)域，而且此時(shí)， 在打印介質(zhì)P上定影圖像所需的熱量可以被直接傳遞到該區(qū)域。在此情況 中，加壓部件250偏壓加熱部件220 乂人S走轉(zhuǎn)部件230兩側(cè)突出的側(cè)邊221 。 為此，加壓部件250的軸向長(zhǎng)度L大于i走轉(zhuǎn)部件230的軸向長(zhǎng)度。加壓部件 250的壓力F處于不會(huì)干擾旋轉(zhuǎn)部件230旋轉(zhuǎn)的范圍，旋轉(zhuǎn)部件借助驅(qū)動(dòng)部 件240的驅(qū)動(dòng)力旋轉(zhuǎn)。偏壓裝置，如巻簧，可用作加壓部件250。盡管圖6說明了圖3的定影單元200的特征，但也可以包括圖4中的定影單元300的 類似特征，使得加壓部件250偏壓加熱部件320以形成預(yù)定定影夾擠區(qū)N， 所述加壓部件250對(duì)加熱部件320兩側(cè)221施加壓力F。圖3和圖4中所示的加熱部件220分別具有平板形狀，該形狀在垂直于 旋轉(zhuǎn)部件230軸向的方向上具有預(yù)定寬度d,以便擴(kuò)展或增加定影夾擠區(qū)N 的寬度。加壓部件250僅對(duì)加熱部件220的側(cè)邊221施加壓力F，并且加熱 部件220的中間部分222可彎曲，如圖6所示。作為參考，圖6中由實(shí)線和 又由虛線所示的加熱部件220分別表示加壓部件250彎曲加熱部件220以借-助施加到側(cè)邊221的壓力以及來自驅(qū)動(dòng)部件240和340的壓力抬升中間部分 222之前和之后的狀態(tài)。加熱部件220中間部分222的彎曲引起加熱部件220的側(cè)邊221和中間 部分222之間的定影效率差異，如圖7的圖表所示。在加熱部分220的中間 部分222的撓曲Y (如圖6所示)對(duì)應(yīng)大于大約90%的定影效率時(shí)，可以實(shí) 現(xiàn)所需的定影操作。因此，參照?qǐng)D7的圖表，加熱部件220中間部分222的 撓曲Y應(yīng)當(dāng)小于大約0.5mm，由此在加熱部分220的中間部分222獲得大約 90%或更高的定影效率。增長(zhǎng)了的效率，如圖5A至5C所示。特別地，如圖5A所示，在常規(guī)的加熱 和加壓輥1和2 (圖1 )的情況中，需要大約30秒的周期以將定影夾擠區(qū)N 加熱至大約150。C，即預(yù)定的定影溫度，并且定影的加熱速率相應(yīng)為5°C/s。可是，如圖3所示包含與熱源210相接觸的加熱部件220的定影單元 200，僅需要大約2.4秒的周期將定影夾擠區(qū)N加熱至大約150°C，并且定影 的速率相應(yīng)為大約62.5°C/s,如圖5B所示。另外，圖4的定影單元300僅 需要大約5秒的周期將定影夾擠區(qū)N加熱至大約150°C，并且定影的速率相 應(yīng)為大約3(TC/s,如圖5C所示。因此，圖3和4中根據(jù)本發(fā)明多個(gè)方面的定影單元200和300，相比于 使用加熱和加壓輥1和2的常規(guī)定影單元，能夠更快速地將定影夾擠區(qū)N加 熱到定影溫度，并由此能夠?qū)嵭懈咚俅蛴?。圖3和4中所示的加熱部件220和320分別具有平4反形狀，該形狀在垂 直于旋轉(zhuǎn)部件230軸向的方向上具有預(yù)定寬度，以便擴(kuò)展定影夾擠區(qū)N區(qū)域。 加壓部件250僅對(duì)加熱部件220的側(cè)邊221施力口壓力，并且加熱部件220的中間部分可以相應(yīng)地彎曲，如圖6所示。作為參考，分別根據(jù)加熱部件250通過對(duì)側(cè)邊221施加壓力使得加熱部件220中間部分222彎曲之前和之后狀 態(tài)，在圖6中以實(shí)線和虛線示出加熱部件220。以實(shí)線示出加熱部件是在加 熱部件220的中間部分222彎曲之前的狀態(tài)下示出的，因此其借助加壓部件 250與驅(qū)動(dòng)部件240相4妾觸。加熱部件220的中間部分222的彎曲引起加熱部件220的側(cè)邊221和中 間部分222之間的定影效率差異，如圖7中圖表所示。僅在相對(duì)于側(cè)邊221, 加熱部件220的中間部分222的撓曲Y對(duì)應(yīng)小于大約90%的定影水平時(shí)， 可以實(shí)現(xiàn)所需的定影操作。因此，參照?qǐng)D7的圖表，加熱部件220中間部分 222的撓曲Y應(yīng)當(dāng)小于大約0.5mm,由此能夠獲得大約90%或更高的定影水 平。通過以0.05mm增量彎曲加熱部件220中間部分222獲得圖7的圖表。 測(cè)試的加熱部件220由碳鋼制成，其具有大約207Gpa的楊式才莫量E,大約 230mm的軸向長(zhǎng)度L;側(cè)邊221的初始撓曲Y被設(shè)定為大約0.06mm;并且 加壓部件250的壓力F被設(shè)定為大約2kgf。對(duì)應(yīng)測(cè)出中間部分222的最大撓 曲Ymax的加熱部件220的截面具有大約8mm的寬度A和大約9mm的長(zhǎng)度 B。寬度A沿著垂直于加熱部件220的軸向長(zhǎng)度L的方向延伸，并且長(zhǎng)度B 沿著平行于加熱部件220的軸向長(zhǎng)度L的方向延伸。借助上述彎曲測(cè)試獲得的中間部分222的最大撓曲Ymax用于以下式1, 即撓曲公式，相應(yīng)地利用式3可獲得表示加熱部件220的二次慣性力矩(即 二次面積矩或慣性面積矩，其描述對(duì)面積彎曲的阻抗)的值。 Ymax =10 ( FL3 ) /384Elx (式1 )在式1、 2和3中，k表示加熱部件220的二次慣性力矩，F(xiàn)表示加壓 部件250的壓力，L表示加熱部件220在軸向上的軸向長(zhǎng)度，并且E表示加 熱部件220的楊式模量。此時(shí)，最大撓曲Ymax應(yīng)當(dāng)小于或等于0.5,所以 如果式1代入式2，可按照以下所示得出式3。0.5^10 (FL3 ) /384Elx (式2)1x^0.052 ( FL3) /E (式3 )因此，加熱部件220具有式3表示的二次慣性力矩，并由此能夠補(bǔ)償由 于中間部分222彎曲所引起的定影效率下降。沿垂直于軸向的方向截取的加熱部分220的縱向截面，即定影夾擠區(qū)N面向驅(qū)動(dòng)部分240的兩個(gè)側(cè)面可以具有預(yù)定的曲率。這是因?yàn)榧訜岵考?20 具有滿足式3的二次慣性力矩k的最大值。以下將參照?qǐng)D2至4詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明方面的按照以上所述構(gòu)造的定 影單元的定影操作和具有定影單元的成像設(shè)備。參照?qǐng)D2，從紙盒(未示出)饋送打印介質(zhì)P并且打印介質(zhì)通過轉(zhuǎn)印單 元130和感光部件110之間。曝光單元111 (或激光掃描單元，LSU)將靜 電潛像轉(zhuǎn)印到感光部件IIO上，并借助顯影單元120顯影靜電潛像。然后， 當(dāng)打印介質(zhì)P通過感光部件IIO和轉(zhuǎn)印單元130之間時(shí)，顯影的圖像被轉(zhuǎn)印 單元130轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)P上。盡管圖2說明了容納四套單獨(dú)的曝光單元 111、感光部件110和轉(zhuǎn)印單元130的主體100，但主體100可包括不同的構(gòu) 造特征。例如，可設(shè)置一個(gè)感光部件IIO以便為打印介質(zhì)P轉(zhuǎn)印靜電潛像和 任意種顏色?？墒牵鐖D2所示，打印介質(zhì)P重復(fù)上述施加四種顏色的操作 以產(chǎn)生全色圖像。如圖3所示，在將包含任意種顏色的顯影圖像轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)之后，打 印介質(zhì)P通過旋轉(zhuǎn)部件230和驅(qū)動(dòng)部件240之間的定影夾擠區(qū)N，并借助旋 轉(zhuǎn)部件230和驅(qū)動(dòng)部件240施加的熱量和壓力定影已轉(zhuǎn)印的圖像。旋轉(zhuǎn)部件 230由加熱部件220加熱，加熱部件與熱源相4妻觸并接收到熱源210的熱量， 同時(shí)借助驅(qū)動(dòng)部件240的旋轉(zhuǎn)力旋轉(zhuǎn)。如以下參照?qǐng)D4所述，熱源210、加 熱部件220和旋轉(zhuǎn)部件230并不限于此。旋轉(zhuǎn)部件230的旋轉(zhuǎn)由旋轉(zhuǎn)引導(dǎo)部 件231所引導(dǎo)，該旋轉(zhuǎn)？ 1導(dǎo)部件支撐旋轉(zhuǎn)部件230的內(nèi)表面，以使旋轉(zhuǎn)？ 1導(dǎo) 部件231能夠防止旋轉(zhuǎn)部件230彎曲超過可接受的規(guī)格。在圖4的定影單元300中，借助輻射熱、對(duì)流或熱輻射為加熱部件320 傳遞熱源310的熱量，并且加熱部件320向旋轉(zhuǎn)部件330施加熱量。因此， 當(dāng)打印介質(zhì)P通過定影夾擠區(qū)N時(shí)所轉(zhuǎn)印的圖像被定影。當(dāng)加熱部件220的側(cè)邊221被加壓部件250所按壓時(shí)，如圖6所示，形 成定影夾擠區(qū)N，使得定影夾擠區(qū)N的面積基本等于加熱部件220和驅(qū)動(dòng)部 件240彼此對(duì)應(yīng)的區(qū)域，旋轉(zhuǎn)部件230旋轉(zhuǎn)通過該區(qū)域。換句話說，定影夾 擠區(qū)N具有相當(dāng)于加熱部件220形狀的形狀，其為平板形狀。此外，定影夾 擠區(qū)N形成在加熱部件220的夾擠區(qū)表面內(nèi)，使得加熱部件220的夾擠區(qū)表 面面對(duì)驅(qū)動(dòng)部件240 (圖6中未示出)。盡管未示出，但圖4中加熱部件320 的側(cè)邊也可以被加壓部件所按壓，以形成對(duì)應(yīng)圖4中定影單元300的定影夾擠區(qū)N。加熱部件220、 320具有滿足上述式3的二次慣性力矩lx，所以即使加 壓部件250壓按加熱部件220、 320側(cè)邊221，加熱部件220中間部分222 的最大撓曲也會(huì)小于大約0.5mm。因此，可以保持加熱部件220、 320的中 間部分222具有90 %或更高的定影效率。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的方面，形成接收熱源的熱量的加熱部件，以使 加熱部件可以在垂直于旋轉(zhuǎn)部件軸向的方向上具有預(yù)定寬度，并相應(yīng)地能夠擴(kuò)展定影夾擠區(qū)的寬度。因此，能夠快速地獲得所需的定影質(zhì)量，并實(shí)現(xiàn)高 速操作和小型化。此外，加熱部件具有特定的二次慣性力矩，進(jìn)而維持了 90%或更高的定影效率，故能夠防止通過對(duì)加熱部件兩側(cè)施加壓力所引起的定影質(zhì)量的下降。盡管已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的幾個(gè)方面，應(yīng)該理解在不脫離本發(fā)明的 原理和精神的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠進(jìn)行改變，本發(fā)明的范圍由權(quán)利 要求及其等同物所限定。
權(quán)利要求
1.一種定影單元，包括由熱源加熱的加熱部件，該加熱部件具有預(yù)定寬度；與所述加熱部分接觸并繞加熱部件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部件；用于旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)部件的驅(qū)動(dòng)部件；以及用于朝所述驅(qū)動(dòng)部件按壓所述加熱部件的兩側(cè)并在所述旋轉(zhuǎn)部件和驅(qū)動(dòng)部件之間形成預(yù)定定影夾擠區(qū)的加壓部件，其中，所述加熱部件具有二次慣性力矩，該二次慣性力矩被設(shè)定成相對(duì)于所述加熱部件的兩側(cè)，在加熱部件的中間部分處保持90％或更高的定影效率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的定影單元，其中，所述二次慣性力矩滿足下式 bd052 (FL3/E)其中l(wèi)x表示加熱部件的二次慣性力矩；F表示加壓部件的壓力；L表示 加熱部件的軸向長(zhǎng)度；且E表示加熱部件的楊式模量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的定影單元，其中，設(shè)置成面對(duì)所述驅(qū)動(dòng)部件的 所述加熱部件的夾擠區(qū)表面被彎曲以形成預(yù)定曲率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的定影單元，其中，進(jìn)一步包括 補(bǔ)償部件，其用于支撐所述加熱部件，以防止加熱部件受到由于與A/v所述熱源傳遞來的熱相關(guān)的壓力所引起的損害；以及防止部件，其設(shè)置在所述補(bǔ)償部件和加熱部件之間，用于防止加熱部件 和補(bǔ)償部件之間的熱傳遞。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的定影單元，其中，進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)引導(dǎo)部件， 其用于引導(dǎo)所述旋轉(zhuǎn)部件繞所述加熱部件并通過所述預(yù)定定影夾擠區(qū)旋轉(zhuǎn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的定影單元，其中，所述熱源接觸所述加熱部件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的定影單元，其中，進(jìn)一步包括彈性部件，其設(shè) 置在所述熱源和防止部件之間，用于朝所述加熱部件彈性按壓所述熱源。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的定影單元，其中，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述熱源 和加熱部件之間的導(dǎo)熱;時(shí)脂。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的定影單元，其中，所述熱源與所述加熱部件分 開預(yù)定距離。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的定影單元，其中，所述加熱部件面對(duì)所述熱 源的內(nèi)表面是黑色的。
11. 一種定影單元，包括由熱源加熱的加熱部件，所述加熱部件具有預(yù)定寬度； 與所述加熱部件接觸并繞加熱部件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部件； 用于旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)部件的驅(qū)動(dòng)部件；以及用于朝所述驅(qū)動(dòng)部件纟姿壓所述加熱部件的兩側(cè)并在所述旋轉(zhuǎn)部件和驅(qū) 動(dòng)部件之間形成預(yù)定定影夾沖齊區(qū)的加壓部件，其中所述加熱部件的中間部分的最大撓曲小于大約0.5mm。
12. —種成像設(shè)備，包括 主體；其上形成靜電潛像的至少 一個(gè)感光部件；用于顯影所述靜電潛像的至少一個(gè)顯影單元；用于將顯影的圖像轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)的至少 一個(gè)轉(zhuǎn)印單元；以及用于將轉(zhuǎn)印的圖像定影在打印介質(zhì)上的定影單元，其中所述定影單元包括由熱源加熱的加熱部件，所述加熱部件具有預(yù)定寬度和二次慣性力矩， 以在所述加熱部件的中間部分處保持90%或更高的定影效率； 與所述加熱部件接觸并繞加熱部件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部件； 用于旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)部件的驅(qū)動(dòng)部件；以及用于朝所述驅(qū)動(dòng)部件4安壓所述加熱部件的兩側(cè)并在所述旋轉(zhuǎn)部件和驅(qū) 動(dòng)部件之間形成預(yù)定定影夾擠區(qū)的加壓部件。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的定影單元，其中，所述二次慣性力矩滿足下式1x^0.052 (FLVe)其中l(wèi)x表示加熱部件的二次慣性力矩；F表示加壓部件的壓力；L表示 加熱部件的軸向長(zhǎng)度；且e表示加熱部件的楊式模量。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的成像設(shè)備，其中，設(shè)置成面對(duì)所述驅(qū)動(dòng)部件 的加熱部件的夾擠區(qū)表面被彎曲以形成預(yù)定曲率。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的成像設(shè)備，其中，進(jìn)一步包括 補(bǔ)償部件，其支撐所述加熱部件，以防止加熱部件受到由于與從所述熱源傳遞來的熱相關(guān)的壓力所引起的損害；以及防止部件，其設(shè)置在所述補(bǔ)償部件和加熱部件之間，用于防止加熱部件 和補(bǔ)償部件之間的熱傳遞。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的成像設(shè)備，其中，進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)引導(dǎo)部件， 其用于引導(dǎo)所述旋轉(zhuǎn)部件繞所述加熱部件并通過所述預(yù)定定影夾擠區(qū)旋轉(zhuǎn)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的成像設(shè)備，其中，所述熱源接觸所述加熱部件。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的成像設(shè)備，其中，進(jìn)一步包括彈性部件，其 設(shè)置在所述熱源和防止部件之間，用于朝所述加熱部件彈性按壓所述熱源。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的成像設(shè)備，其中，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述熱 源和加熱部件之間的導(dǎo)熱樹脂。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的成像設(shè)備，其中，所述熱源與所述加熱部件 分開預(yù)定距離。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的成像設(shè)備，其中，所述加熱部件面對(duì)所述熱 源的內(nèi)表面是黑色的。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的定影單元，其中，所述旋轉(zhuǎn)部件旋轉(zhuǎn)通過所 述預(yù)定定影夾擠區(qū)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的定影單元，其中，所述夾擠區(qū)表面在所述驅(qū) 動(dòng)部件作用下朝所述熱源彎曲。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的定影單元，其中，所述預(yù)定定影夾擠區(qū)的溫 度在小于大約5秒的時(shí)間內(nèi)從環(huán)境溫度增加至定影溫度。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的定影單元，其中，所述預(yù)定定影夾擠區(qū)的溫 度在小于大約3秒的時(shí)間內(nèi)從環(huán)境溫度增加至定影溫度。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的定影單元，其中，定影溫度大約為15CTC。
27. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的定影單元，其中，所述熱源以大約30。C/s的 速率加熱所述預(yù)定定影夾擠區(qū)的溫度。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的定影單元，其中，所述熱源以大于大約62.5 。C/s的速率加熱所述預(yù)定定影夾擠區(qū)的溫度。
29. —種定影單元，包括由熱源加熱的加熱部件，所述加熱部件具有預(yù)定寬度； 與所述加熱部分接觸并繞加熱部件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部件；以及用于旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)部件的驅(qū)動(dòng)部件，其中所述加熱部件和驅(qū)動(dòng)部件中的至少 一 個(gè)^皮朝向所述加熱部件和驅(qū) 動(dòng)部件中的另 一個(gè)按壓，以在所述旋轉(zhuǎn)部件和驅(qū)動(dòng)部件之間形成預(yù)定定影夾 擠區(qū)，并且所述加熱部件具有被設(shè)定成在所述加熱部件的中間部分處保持90 %或更高的定影效率的二次慣性力矩。
全文摘要
本發(fā)明公開一種能夠?qū)崿F(xiàn)高速操作和小型化的定影單元以及具有該定影單元的成像設(shè)備，該定影單元包括由熱源加熱的加熱部件，該加熱部件具有預(yù)定寬度；與加熱部分接觸并繞加熱部件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部件；用于旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)部件的驅(qū)動(dòng)部件；以及用于朝驅(qū)動(dòng)部件按壓加熱部件兩側(cè)并在旋轉(zhuǎn)部件和驅(qū)動(dòng)部件之間形成預(yù)定定影夾擠區(qū)的加壓部件，其中加熱部件具有被設(shè)定成在加熱部件的中間部分處保持90％或更高定影效率的二次慣性力矩。
文檔編號(hào)G03G15/20GK101276189SQ20081000464
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2008年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月27日
發(fā)明者李承埈, 李瞳雨, 薛東辰, 金兌圭, 金歡謙 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社