專利名稱：用于在打印介質(zhì)上定影調(diào)色劑的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在紙張上定影(fuse)預(yù)定調(diào)色劑圖像的裝置。具體而言，本發(fā)明涉及一種定影裝置，其中定影單元的加熱體與電源單元電絕緣，并且其中所述加熱體使用由變壓器產(chǎn)生的感應(yīng)電流進(jìn)行加熱。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的圖像打印設(shè)備包括向調(diào)色劑施加預(yù)定壓力和熱量以在紙張上定影預(yù)定調(diào)色劑圖像的定影裝置。該定影裝置包括向調(diào)色劑施加預(yù)定熱量的定影單元和向調(diào)色劑施加預(yù)定壓力的加壓器。該定影單元進(jìn)一步包括產(chǎn)生用于在紙張上定影調(diào)色劑圖像的熱量的加熱體和將由加熱體所產(chǎn)生的熱量傳遞到紙張上的定影輥。
圖1是沿穿過使用鹵素?zé)糇鳛闊嵩吹亩ㄓ把b置的傳統(tǒng)定影單元10的側(cè)平面截取的示意截面圖。參照圖1，定影單元10包括定影輥11和加熱體12，該加熱體12包括安裝在定影單元10中心的鹵素?zé)?。由特氟綸制成的涂層11a在定影輥11的表面上形成。加熱體12產(chǎn)生熱量，并且定影輥11被從加熱體12傳送來的輻射熱量加熱。
在使用鹵素?zé)糇鳛闊嵩吹膫鹘y(tǒng)定影單元中，在向定影單元供電之后需要一預(yù)熱時(shí)間來到達(dá)目標(biāo)定影溫度。該預(yù)熱時(shí)間范圍從幾秒鐘到幾分鐘。從而，當(dāng)打印圖像時(shí)，用戶需要等待這么長的預(yù)熱時(shí)間。
在使用鹵素?zé)糇鳛闊嵩吹膫鹘y(tǒng)定影單元中，為了減少預(yù)熱時(shí)間，即使不執(zhí)行打印操作時(shí)，定影輥的溫度在預(yù)定量時(shí)間內(nèi)也要保持在室溫以上。從而造成不必要的能量耗費(fèi)。
因此，需要能夠快速和有效地為定影單元的運(yùn)轉(zhuǎn)提供熱量的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基本上解決了上述和其它問題，并且提供一種用于通過由絕緣單元所產(chǎn)生的渦流來加熱加熱體以便將調(diào)色劑圖像定影在紙張上的裝置。
本發(fā)明還提供一種具有薄絕緣層的定影單元，該薄絕緣層用于將電源單元和加熱體彼此電絕緣。
本發(fā)明還提供一種用于在短時(shí)間內(nèi)預(yù)熱定影單元的定影裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于將調(diào)色劑圖像定影在紙張上的定影單元的加熱裝置，該加熱裝置包括用于供應(yīng)預(yù)定交流電流的電源單元、用于響應(yīng)于交流電流產(chǎn)生感應(yīng)電流的絕緣單元、以及由感應(yīng)電流進(jìn)行電阻加熱的加熱體。
所述絕緣單元可以由響應(yīng)于交流電流產(chǎn)生感應(yīng)電流的變壓器構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種為用于將調(diào)色劑圖像定影在紙張上的定影單元供電的電源裝置，該電源裝置包括用于供應(yīng)預(yù)定交流電流的電源單元，以及用于響應(yīng)于交流電流產(chǎn)生感應(yīng)電流并將所產(chǎn)生的感應(yīng)電流供應(yīng)給定影單元的絕緣單元。
所述絕緣單元可以由響應(yīng)于交流電流產(chǎn)生感應(yīng)電流的變壓器構(gòu)成。
該裝置進(jìn)一步包括通過整流交流電流用于產(chǎn)生直流電流的整流器，以及用于從所述直流電流產(chǎn)生交流電流并將所產(chǎn)生的交流電流供應(yīng)給所述絕緣單元的交流電流發(fā)生器。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于將調(diào)色劑圖像定影在紙張上的單元，該單元包括加熱器和調(diào)色劑定影單元，其中，電阻加熱所述加熱器的預(yù)定感應(yīng)電流施加給上述加熱器，上述調(diào)色劑定影單元使用從該加熱器接收的熱量將調(diào)色劑圖像定影在紙張上。
所述單元可以進(jìn)一步包括將加熱體與調(diào)色劑定影單元電絕緣的絕緣層，其中第一絕緣層的耐受電壓可以等于或小于1kV。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于將調(diào)色劑圖像定影在紙張上的裝置，該裝置包括電源單元和定影單元，其中預(yù)定交流電流輸入上述電源單元并且該電源單元響應(yīng)于輸入交流電流產(chǎn)生第一感應(yīng)電流，上述定影單元由第一感應(yīng)電流進(jìn)行電阻加熱和感應(yīng)加熱并且使用所產(chǎn)生的熱量將調(diào)色劑圖像定影在紙張上。
所述定影單元可以包括由第一感應(yīng)電流進(jìn)行電阻加熱的加熱體和通過使用接收自加熱體的熱量將調(diào)色劑圖像定影在紙張上的調(diào)色劑定影單元，其中絕緣層的耐受電壓可以等于或小于1kV。
所述加熱體可以通過第一感應(yīng)電流進(jìn)一步在調(diào)色劑定影單元內(nèi)產(chǎn)生第二感應(yīng)電流，其中所述調(diào)色劑定影單元通過由第一感應(yīng)電流引起的加熱體的電阻加熱和由第二感應(yīng)電流引起的調(diào)色劑定影單元的感應(yīng)加熱進(jìn)行加熱。


通過參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，附圖中圖1是沿穿過傳統(tǒng)的使用鹵素?zé)糇鳛闊嵩吹亩ㄓ把b置的定影單元的側(cè)平面截取的橫截面圖；圖2是用于加熱定影單元的定影裝置的功能框圖；圖3A是沿穿過圖2所示定影單元的側(cè)平面截取的橫截面圖；圖3B是圖3A所示定影單元的加熱器的詳圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的定影裝置的功能框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的定影裝置的功能框圖；圖6A是沿穿過圖4或5所示定影裝置中使用的定影單元的側(cè)平面截取的橫截面圖；圖6B是圖6A所示的定影單元的加熱器的詳圖；圖7是圖4或5所示定影裝置中使用的定影單元的詳圖；圖8A和8B是示出如下狀態(tài)的圖片根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖4或5所示定影裝置中使用的定影單元的加熱器、定影輥以及管擴(kuò)張附著部分彼此緊密附著；以及圖9是示出比較使用鹵素?zé)糇鳛闊嵩吹亩ㄓ皢卧透鶕?jù)本發(fā)明實(shí)施例其中定影輥和加熱器彼此緊密附著的定影單元的預(yù)熱時(shí)間的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖表。
全部附圖中，相同附圖標(biāo)記應(yīng)理解為指代相同的部件、組件和結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
圖2是用于加熱定影輥的定影裝置的功能框圖。參照圖2，該定影裝置包括電源單元210、線路濾波器(line filter)220、導(dǎo)電開關(guān)230和定影單元240。電源單元210供應(yīng)交流電(AC)，線路濾波器220去除AC中引起噪聲的諧波。導(dǎo)電開關(guān)230供應(yīng)或切斷到定影單元240的電流，其中諧波已經(jīng)由線路濾波器220去除。定影單元240包括加熱器250和定影輥(未示出)。加熱器250包括加熱線圈(未示出)和用于將定影輥與加熱線圈絕緣的絕緣層(未示出)。以下將參照圖3A和3B更詳細(xì)地描述定影單元240。加熱線圈通過線路濾波器220供應(yīng)的AC用電阻熱加熱。由加熱線圈產(chǎn)生的熱經(jīng)由絕緣層傳送到定影輥，并且當(dāng)紙張經(jīng)過定影輥時(shí)，定影輥熔化調(diào)色劑并將調(diào)色劑圖像定影在紙張上。
圖3A是沿穿過定影單元240的側(cè)平面截取的橫截面圖，其中加熱器250緊密附著到定影輥上，圖3B是圖3A所示的定影單元240的加熱器250的詳圖。參照圖3A和圖3B，定影單元240包括定影輥320，其上形成表面經(jīng)特氟綸涂覆的保護(hù)層310；管狀且具有敞開的端部的管擴(kuò)張附著部分350，其設(shè)置在調(diào)色劑定影單元320內(nèi)部；以及安裝在定影輥320和管擴(kuò)張附著部分350之間的加熱器250。加熱器250包括加熱線圈360，其以螺旋形布置在管擴(kuò)張附著部分350上，并由來自外部電源單元的電流輸入產(chǎn)生熱量；以及絕緣層330和340，其圍繞加熱線圈360并且將管擴(kuò)張附著部分350和定影輥320與加熱線圈360絕緣，使得當(dāng)電流輸入加熱線圈360時(shí)，不會發(fā)生電介質(zhì)擊穿并且沒有泄漏電流。
定影輥320由從加熱線圈360傳送來的熱加熱，并且將調(diào)色劑圖像定影在紙張(未示出)上。定影輥320可以由不銹鋼、鋁(Al)或銅(Cu)材料構(gòu)成。
絕緣層包括插入在定影輥320和加熱線圈360之間的第一絕緣層330以及插入在加熱線圈360和管擴(kuò)張附著部分350之間的第二絕緣層340。
該第一和第二絕緣層330和340可以由MgO片或玻璃片構(gòu)成。加熱線圈360產(chǎn)生的熱分別通過第一絕緣層330和第二絕緣層340到達(dá)定影輥320和管擴(kuò)張附著部分350。
絕緣層330和340優(yōu)選地應(yīng)當(dāng)具有使用該裝置的每個(gè)國家所認(rèn)定的制造標(biāo)準(zhǔn)以及其它標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定求的耐受電壓和抗電擊穿特征。耐受電壓特征是反映產(chǎn)品或材料能夠耐受所施加的預(yù)定外部電壓的產(chǎn)品或材料特征，而抗電擊穿特征是反映產(chǎn)品或材料不產(chǎn)生10mA或更大的泄漏電流并且在最大耐受電壓內(nèi)一分鐘里不發(fā)生電擊穿的特征。不同國家的安全標(biāo)準(zhǔn)要求規(guī)定了定影輥320和加熱線圈360之間的不同的耐受電壓。為了滿足所要求的耐受電壓，第一絕緣層330和第二絕緣層340優(yōu)選插入在定影輥320和管擴(kuò)張附著部分350之間。
圖3B是圖3A所示的部分A，即定影單元240的加熱器250的更詳細(xì)的示圖。當(dāng)在定影輥320和加熱線圈360之間的要求耐受電壓是6kV時(shí)，第一絕緣層330優(yōu)選應(yīng)當(dāng)包括三個(gè)云母片330a、330b和330c，每個(gè)具有大約0.18mm的厚度。然而，由于定影輥320和加熱線圈360之間插入的絕緣層的厚度增加，傳送到定影輥320的熱量減少。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的定影裝置的功能框圖。圖4的定影裝置包括電源單元410、線路濾波器420、整流器430、AC信號發(fā)生器440、絕緣單元450和具有加熱器470的定影單元460。以下將參照圖6A和6B更詳細(xì)地描述圖4所示定影單元460。電源單元410供應(yīng)具有預(yù)定幅度和頻率的AC信號。線路濾波器420包括電感L1和電容C1，其去除包括在來自電源單元410的AC信號輸入中的諧波分量。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中出于舉例說明的目的，線路濾波器420作為一種類型的線路濾波器(LC濾波器)示出?？梢允褂闷渌愋偷木€路濾波器作為線路濾波器420，而并在不背離本發(fā)明的范圍。
整流器430通過對由線路濾波器420供應(yīng)的AC信號進(jìn)行整流而產(chǎn)生DC信號。整流器430是包括四個(gè)二極管D1、D2、D3和D4的橋式整流器，其根據(jù)四個(gè)二極管D1、D2、D3和D4的極性將AC信號整流為DC信號。可以使用其它類型的線整流器作為整流器430，而并不脫離本發(fā)明的范圍。
AC發(fā)生器440從來自由整流器430供應(yīng)的DC信號中產(chǎn)生AC信號。AC發(fā)生器440包括兩個(gè)電容器C2和C3以及兩個(gè)開關(guān)SW1和SW2，并且通過接通和斷開開關(guān)SW1和SW2閉合而將由整流器430整流得到的DC信號轉(zhuǎn)換為AC信號。AC發(fā)生器440根據(jù)定影裝置的應(yīng)用場合通過接收由整流器430產(chǎn)生的DC信號而產(chǎn)生高頻或低頻AC信號。可以使用其它類型的AC發(fā)生器作為AC發(fā)生器440，而并不脫離本發(fā)明的范圍。
絕緣單元450使用由AC發(fā)生器440產(chǎn)生的AC信號來產(chǎn)生感應(yīng)電流，并且將所產(chǎn)生的感應(yīng)電流供應(yīng)給加熱器470。加熱器470包括由感應(yīng)電流電阻加熱的加熱體(未示出)和薄絕緣層(未示出)，上述薄絕緣層用于防止定影單元460的加熱體和調(diào)色劑定影單元(未示出)彼此短路。由電源單元410輸入的電流不直接供應(yīng)給加熱體，但是使用絕緣單元450產(chǎn)生的感應(yīng)電流供應(yīng)給加熱體，使得絕緣單元450將電源單元410與定影單元460的加熱體電絕緣。此后，高頻變壓器將作為絕緣單元450的示例進(jìn)行描述，其中該高頻變壓器具有比低頻變壓器更小的體積。
當(dāng)AC信號流過變壓器450的主線圈452時(shí)，副線圈454周圍的磁場變化，并且通過變化的磁場在副線圈454內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流。此后，由變壓器450產(chǎn)生的感應(yīng)電流將會稱為第一感應(yīng)電流。由變壓器450產(chǎn)生的第一感應(yīng)電流供應(yīng)給加熱器470。第一感應(yīng)電流的大小可以通過主線圈452和副線圈454的纏繞比率來控制。流過變壓器450的主線圈452的來自電源單元410的電流通過電磁感應(yīng)在變壓器450的副線圈454內(nèi)引起感應(yīng)電流。由于由變壓器450產(chǎn)生的第一感應(yīng)電流而不是電源單元410的電流被供應(yīng)給副線圈454，所以電源單元410和加熱器470的加熱體(未示出)彼此電絕緣。
圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的定影裝置的功能框圖。圖5的定影裝置包括電源單元510、線路濾波器520、變壓器530、導(dǎo)電開關(guān)540和具有加熱器560的定影單元550、電源單元510、線路濾波器520和定影單元550基本上分別與圖4中的電源單元410、線路濾波器420和定影單元460相同。然而圖5所示的定影裝置不包括整流器430和AC發(fā)生器440。
導(dǎo)電開關(guān)540通過接通和斷開開關(guān)而供應(yīng)或切斷到定影單元550的電流，該電流中已經(jīng)通過線路濾波器520去除了諧波分量。流過變壓器530的主線圈532的電源單元510的電流通過電磁感應(yīng)在變壓器530的副線圈534內(nèi)產(chǎn)生第一感應(yīng)電流。第一感應(yīng)電流供應(yīng)給定影單元550的加熱器560。由于由變壓器530產(chǎn)生的第一感應(yīng)電流而不是電源單元510的電流供應(yīng)給加熱器560的加熱體(未示出)，所以電源單元510和加熱器560的加熱體彼此電絕緣。
在圖4和5的定影裝置中，定影單元460和550的加熱器470和560分別通過變壓器450和530與電源單元410和510電絕緣。從而，在圖4和5的定影裝置中，定影單元460和550的加熱器470和560各自都不需要像圖3所示的厚的絕緣層330a、330b和330c，而僅僅需要薄的絕緣層，使得加熱器470和560的加熱體與調(diào)色劑定影單元彼此不短路。薄的絕緣層可以由具有等于或小于1kV的耐受電壓的絕緣層構(gòu)成。
現(xiàn)在將參照圖6A和6B更加詳細(xì)地描述圖4和5的定影單元460和550。圖6A是沿穿過在圖4或5的定影裝置中使用的定影單元460或550的側(cè)平面截取的截面圖，圖6B是圖6A所示的定影單元460或550的加熱器470或560的詳圖。
參照圖6A，定影單元460或550包括柱形調(diào)色劑定影單元620，其上形成經(jīng)特氟綸涂覆的保護(hù)層610；管狀且具有敞開的端部的管擴(kuò)張附著部分650，其設(shè)置在調(diào)色劑定影單元620內(nèi)部；以及設(shè)置在調(diào)色劑定影單元620和管擴(kuò)張附著部分650之間的加熱器470或560。加熱器470或560包括加熱體660，其以螺旋形圍繞管擴(kuò)張附著部分650并通過外部電源單元供應(yīng)的電流產(chǎn)生熱量；以及絕緣層630和640，其圍繞加熱體660，使得加熱體660不與調(diào)色劑定影單元620和管擴(kuò)張附著單元650短路。
盡管將圖6A的定影單元460或550的調(diào)色劑定影單元620作為定影輥的示例進(jìn)行了說明，但是根據(jù)定影單元460或550的應(yīng)用場合也可以使用其它類型的調(diào)色劑定影單元620，而這并不脫離本發(fā)明的范圍。以下，將以調(diào)色劑定影單元620作為調(diào)色劑定影輥的示例進(jìn)行描述。
加熱體660可以由線圈構(gòu)成。根據(jù)定影單元460或550的應(yīng)用場合也可以使用其它類型的加熱體，而這并不脫離本發(fā)明的范圍。
加熱體660的線圈通過由變壓器450或530產(chǎn)生的第一感應(yīng)電流進(jìn)行電阻加熱。該由變壓器450或530產(chǎn)生的第一感應(yīng)電流是對應(yīng)于輸入到變壓器450或530的AC信號的AC信號。當(dāng)AC信號的第一感應(yīng)電流輸入到加熱體660的線圈時(shí)，根據(jù)第一感應(yīng)電流變化的交變磁通在加熱體660的線圈內(nèi)產(chǎn)生。交變磁通橫交定影輥620，并且在定影輥620內(nèi)產(chǎn)生渦流以抵消交變磁通的變化。在定影輥620內(nèi)產(chǎn)生的渦流將被稱為第二感應(yīng)電流。定影輥620可以由銅合金、鋁合金、鎳合金、鐵合金、鉻合金或錳合金構(gòu)成。因此，定影輥620具有電阻并且從而由第二感應(yīng)電流進(jìn)行電阻加熱。此后，使用第二感應(yīng)電流的定影輥620的加熱將被稱為感應(yīng)加熱。根據(jù)定影單元460或550的應(yīng)用場合，定影輥620可以由不同的材料構(gòu)成，而這并不脫離本發(fā)明的范圍。
加熱體660可以由銅合金、鋁合金、鎳合金、鐵合金或鉻合金構(gòu)成，具有等于或小于大約100Ω的加熱體660端對端電阻，使得當(dāng)電流輸入加熱體660時(shí)通過在加熱體660內(nèi)發(fā)生的電阻損耗進(jìn)行電阻加熱。根據(jù)定影單元460或550的應(yīng)用場合，加熱體660可以由不同的材料構(gòu)成，而這并不脫離本發(fā)明的范圍。
絕緣層包括設(shè)置在定影輥620和加熱體660之間的第一絕緣層630以及設(shè)置在加熱體660和管擴(kuò)張附著單元650之間的第二絕緣層640。第一和第二絕緣層630和640可以由從如下構(gòu)成的組中選擇的材料構(gòu)成云母、聚酰亞胺、陶瓷、硅、聚亞胺酯、玻璃和聚四氟乙烯(PTFE)。根據(jù)定影單元460或550的應(yīng)用場合，絕緣層630和640可以由不同的材料構(gòu)成，而這并不脫離本發(fā)明的范圍。
圖6B是圖6A所示的部分B(即定影單元460或550的加熱器470或560)的詳圖。加熱器470或560包括設(shè)置在加熱體660和定影輥620之間的絕緣層630。絕緣層630防止加熱體660與定影輥620短路，其由在加熱體660和定影輥620之間插入以便防止電短路的絕緣層構(gòu)成。絕緣層630的耐受電壓可以等于或小于1kV。為了滿足耐受電壓等于或小于1kV的要求，例如，為了防止在加熱體660和定影輥620之間的短路，可以使用厚度約為0.1mm的云母片作為加熱器470或560的絕緣層630。如果厚度0.1mm的云母片可能會被破壞的話，則可以使用厚度各約為0.1mm的兩個(gè)云母片，以便防止定影輥620和加熱體660彼此短路。
由于在定影輥620和加熱體660之間插入的第一絕緣層630的厚度增加，由加熱體660產(chǎn)生的少量熱傳送給定影輥620。從而，如果第一絕緣層630的厚度下降，則由加熱體660產(chǎn)生的熱量能夠更有效地傳送給定影輥620。根據(jù)定影單元460或550的應(yīng)用場合，第一絕緣層630可以由不同的材料構(gòu)成并且具有不同的厚度，而這并不脫離本發(fā)明的范圍。
圖7是在圖4或5的定影裝置中使用的定影單元460或550的詳圖。參照圖7，定影單元460或550包括涂層部分610、定影輥620、第一和第二絕緣層630和640、加熱體660以及管擴(kuò)張附著部分650。端帽724和動(dòng)力傳送端帽730安裝在定影單元460和550的相反端。動(dòng)力傳送端帽730的構(gòu)造類似于端帽724的構(gòu)造。然而，動(dòng)力傳送端帽730連接到安裝在用于支撐定影單元460或550的框架732內(nèi)的驅(qū)動(dòng)部分738上。設(shè)置諸如齒輪系740之類的動(dòng)力傳送單元用于旋轉(zhuǎn)定影單元460或550。
另外，在端帽724內(nèi)形成氣孔726。氣孔726的形成方式使得在端帽724安裝在定影單元460或550內(nèi)之后，定影單元460或550的內(nèi)部空間728經(jīng)由氣孔726良好通風(fēng)。從而，即使管擴(kuò)張附著部分650由從加熱體660傳送來的熱量加熱，內(nèi)部空間728也經(jīng)由氣孔726維持在大氣壓。氣孔726可以提供在動(dòng)力傳送端帽730內(nèi)。另外，氣孔726可以設(shè)置在端帽724和動(dòng)力傳送端帽730內(nèi)。
在端帽724和動(dòng)力傳送端帽730內(nèi)形成電極722。該電極722電連接到引線部分734上。從而從外部電源單元742供應(yīng)的電流經(jīng)由電刷736、電極722和引線部分734供應(yīng)給加熱體660。
圖8A和8B是示出如下狀態(tài)的圖片根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖4或5的定影裝置中使用的定影單元460或550的加熱器470或560、定影輥620以及管擴(kuò)張附著部分650彼此進(jìn)行緊密附著。在圖8A和8B示出的定影單元460或550內(nèi)，加熱線圈作為加熱體660的示例示出。
為了有效地將由加熱器470或560的加熱線圈660所產(chǎn)生的熱量傳送給定影輥620，不應(yīng)當(dāng)在加熱器470或560的第一和第二絕緣層630和640與加熱線圈660之間存在空氣間隙。在本發(fā)明的實(shí)施例中，定影單元460或550的加熱線圈660以及第一和第二絕緣層630和640通過使用由管擴(kuò)張附著部分650施加的管擴(kuò)張壓力塑性變形，并且塑性變形的加熱器470或560緊密附著到定影輥620和管擴(kuò)張附著部分650上。該管擴(kuò)張附著部分650可以由非磁性材料或管構(gòu)成。例如，金屬管、卷簧、放電尿烷(discharge urethane)或塑料管可以用作管擴(kuò)張附著部分650。
施加給管擴(kuò)張附著部分650的優(yōu)選管擴(kuò)張壓力確定為管擴(kuò)張附著部分650的圓周管擴(kuò)張壓力到達(dá)用作管擴(kuò)張附著部分650的材料的屈服應(yīng)力“σ”并且產(chǎn)生永久塑性形變的程度。施加給管擴(kuò)張附著部分650的管擴(kuò)張壓力“P”使用如下等式1確定P＝σt/r(1)其中P是管擴(kuò)張壓力，σ是屈服應(yīng)力，t是管擴(kuò)張附著部分的厚度，并且r是管擴(kuò)張附著部分的半徑。
圖8A是示出在定影輥部分620和絕緣層630之間以及在加熱線圈660和絕緣層630和640之間存在空氣間隙的情況的圖片。
圖8B是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例在定影輥620、加熱線圈660和絕緣層630和640之間不存在空氣間隙的情況的圖片。取決于加熱器470或560中是否存在所示出的空氣間隙，即，取決于定影輥620、加熱線圈660和絕緣層630和640緊密附著的程度，當(dāng)將定影單元460或550的定影輥620加熱到目標(biāo)定影溫度時(shí)，產(chǎn)生大約4-5秒的差值。
圖9是示出比較在使用鹵素?zé)糇鳛闊嵩吹膫鹘y(tǒng)定影單元以及根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例定影輥620和加熱器470或560彼此緊密附著的定影單元(此后，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性定影單元將稱作E線圈定影單元)兩種情況中用于將定影單元的定影輥加熱到目標(biāo)定影溫度所需時(shí)間的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖表。在實(shí)驗(yàn)中，云母片用作E線圈定影單元的第一和第二絕緣層，定影輥的半徑是32mm，并且定影輥由鋁(Al)構(gòu)成。參照圖9，實(shí)驗(yàn)示出使用傳統(tǒng)鹵素?zé)粜枰ㄙM(fèi)75秒來將傳統(tǒng)定影單元的定影輥部分從20℃室溫加熱到180℃目標(biāo)定影溫度。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的E線圈定影單元中，當(dāng)絕緣層由三個(gè)和兩個(gè)厚度各為0.18mm的云母片形成時(shí)，定影輥620和加熱體660之間的耐受電壓分別是6kV和4.2kV。在這些情況下，分別花費(fèi)34和24秒來將E線圈定影單元的定影輥620從20℃室溫加熱到180℃目標(biāo)定影溫度。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的E線圈定影單元中，當(dāng)絕緣層由三個(gè)和兩個(gè)厚度各為0.15mm的云母片形成時(shí)，定影輥620和加熱體660之間的耐受電壓分別是4.8kV和3kV。在這些情況下，分別花費(fèi)27和14秒來將定影輥620從20℃室溫加熱到180℃目標(biāo)定影溫度。
當(dāng)絕緣層由三個(gè)、兩個(gè)和一個(gè)厚度各為0.1mm的云母片形成時(shí)，定影輥620和加熱體660之間的耐受電壓分別是3.3kV、2.3kV和1.4kV。在這些情況下，分別花費(fèi)16秒、10秒和6秒來將定影輥620從20℃室溫加熱到180℃目標(biāo)定影溫度。
參照圖9，在使用鹵素?zé)糇鳛闊嵩吹亩ㄓ皢卧杏糜趯⒍ㄓ拜伡訜岬侥繕?biāo)定影溫度所花費(fèi)的預(yù)熱時(shí)間比在E線圈定影單元中將定影輥加熱到目標(biāo)定影溫度所花費(fèi)的預(yù)熱時(shí)間明顯更長。隨著在E線圈定影單元中的絕緣層的厚度增加，從室溫加熱到目標(biāo)定影溫度的時(shí)間增加。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的定影裝置中，電源單元和加熱線圈通過變壓器彼此電絕緣，使得僅僅形成薄的絕緣層用來防止定影輥和加熱線圈彼此短路。通過提供薄的絕緣層，由加熱線圈所產(chǎn)生的熱量有效地傳送給定影輥，使得定影輥能夠快速從室溫加熱到目標(biāo)定影溫度。
另外，由于定影輥能夠快速從室溫加熱到目標(biāo)定影溫度，當(dāng)不執(zhí)行打印操作時(shí)，定影輥的溫度不需要在預(yù)定量時(shí)間內(nèi)保持恒定，從而能夠防止不必要的能源浪費(fèi)。
盡管已經(jīng)參照示例性實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到在不脫離由所附權(quán)利要求所界定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
本申請要求享有2004年6月29日在美國專利商標(biāo)局申請的美國臨時(shí)專利申請No.60/583423以及2004年8月17日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局申請的韓國專利申請No.10-2004-0064588的優(yōu)先權(quán)，它們的全文通過引用被結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種用于定影調(diào)色劑圖像的定影單元的加熱裝置，該裝置包括用于供應(yīng)預(yù)定交流電流的電源單元；用于響應(yīng)于所述交流電流產(chǎn)生感應(yīng)電流的絕緣單元；以及由所述感應(yīng)電流進(jìn)行電阻加熱的加熱體。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述絕緣單元將所述電源單元與所述加熱體電絕緣。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述絕緣單元由變壓器構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述變壓器由高頻變壓器構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述加熱體由電線圈構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，進(jìn)一步包括用于通過對所述交流電流進(jìn)行整流以產(chǎn)生直流電流的整流器；以及用于從所述直流電流產(chǎn)生交流電流并將所產(chǎn)生的交流電流供應(yīng)給所述絕緣單元的交流電流發(fā)生器。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述交流電流發(fā)生器產(chǎn)生高頻交流電流。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，進(jìn)一步包括用于從輸入到所述整流器的交流電流中去除諧波噪聲分量的線路濾波器。
9.一種為用于定影調(diào)色劑圖像的定影單元供電的電源裝置，該裝置包括用于供應(yīng)預(yù)定交流電流的電源單元；以及用于響應(yīng)于所述交流電流產(chǎn)生感應(yīng)電流并將所產(chǎn)生的感應(yīng)電流供應(yīng)給定影單元的絕緣單元。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述絕緣單元將所述電源單元與所述定影單元電絕緣。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述絕緣單元由變壓器構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述變壓器由高頻變壓器構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，進(jìn)一步包括用于通過對所述交流電流進(jìn)行整流以產(chǎn)生直流電流的整流器；以及用于從所述直流電流產(chǎn)生交流電流并將所產(chǎn)生的交流電流供應(yīng)給所述絕緣單元的交流電流發(fā)生器。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述交流電流發(fā)生器產(chǎn)生高頻交流電流。
15.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，進(jìn)一步包括用于從輸入到所述整流器的交流電流中去除諧波噪聲分量的線路濾波器。
16.一種用于定影調(diào)色劑圖像的單元，該單元包括當(dāng)輸入預(yù)定感應(yīng)電流時(shí)被電阻加熱的加熱器；以及使用從所述加熱器接收到的熱量定影調(diào)色劑圖像的調(diào)色劑定影單元。
17.如權(quán)利要求16所述的單元，其中，所述加熱器包括當(dāng)輸入預(yù)定感應(yīng)電流時(shí)被電阻加熱的加熱體；以及設(shè)置在所述加熱體和所述調(diào)色劑定影單元之間的第一絕緣層。
18.如權(quán)利要求17所述的單元，其中，所述加熱體由線圈構(gòu)成。
19.如權(quán)利要求18所述的單元，其中，所述第一絕緣層的耐受電壓等于或小于1kV。
20.如權(quán)利要求18所述的單元，其中，所述第一絕緣層由從如下構(gòu)成的組中選擇的至少一種材料構(gòu)成云母、聚酰亞胺、陶瓷、硅、聚亞胺酯、玻璃和聚四氟乙烯。
21.如權(quán)利要求20所述的單元，其中，所述第一絕緣層由厚度等于或小于約0.2mm的云母構(gòu)成。
22.如權(quán)利要求18所述的單元，其中，所述加熱器緊密附著到所述調(diào)色劑定影單元上。
23.如權(quán)利要求22所述的單元，其中，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述調(diào)色劑定影單元的內(nèi)部并且將所述加熱器緊密地附著到所述調(diào)色劑定影單元上的附著部分。
24.如權(quán)利要求23所述的單元，其中，所述附著部分由通過利用預(yù)定管擴(kuò)張壓力將所述加熱器緊密地附著到所述調(diào)色劑定影單元上的管擴(kuò)張附著部分構(gòu)成。
25.如權(quán)利要求23所述的單元，其中，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述附著部分和所述加熱體之間的第二絕緣層。
26.一種用于定影調(diào)色劑圖像的單元，該單元包括當(dāng)輸入預(yù)定感應(yīng)電流時(shí)被電阻加熱的加熱器；以及使用從所述加熱器接收到的熱量定影調(diào)色劑圖像的定影輥。
27.如權(quán)利要求26所述的單元，其中，所述加熱器包括當(dāng)輸入預(yù)定感應(yīng)電流時(shí)被電阻加熱的加熱體；以及設(shè)置在所述加熱體和所述定影輥之間的第一絕緣層。
28.如權(quán)利要求27所述的單元，其中，所述加熱體由線圈構(gòu)成。
29.如權(quán)利要求28所述的單元，其中，所述第一絕緣層的耐受電壓等于或小于1kV。
30.如權(quán)利要求28所述的單元，其中，所述第一絕緣層由從如下構(gòu)成的組中選擇的至少一種材料構(gòu)成云母、聚酰亞胺、陶瓷、硅、聚亞胺酯、玻璃和聚四氟乙烯。
31.如權(quán)利要求30所述的單元，其中，所述第一絕緣層由厚度等于或小于約0.2mm的云母構(gòu)成。
32.如權(quán)利要求27所述的單元，其中，所述加熱器緊密附著到所述定影輥上。
33.如權(quán)利要求32所述的單元，其中，所述加熱器與所述定影輥一起旋轉(zhuǎn)。
34.如權(quán)利要求32所述的單元，其中，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述定影輥內(nèi)部并且將所述加熱器緊密地附著到該定影輥上的附著部分。
35.如權(quán)利要求34所述的單元，其中，所述附著部分由用于通過利用預(yù)定管擴(kuò)張壓力將所述加熱器緊密地附著到所述定影輥上的管擴(kuò)張附著部分構(gòu)成。
36.如權(quán)利要求34所述的單元，其中，所述加熱器與所述定影輥和所述附著部分一起旋轉(zhuǎn)。
37.如權(quán)利要求34所述的單元，其中，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述附著部分和所述加熱體之間的第二絕緣層。
38.一種用于定影調(diào)色劑圖像的裝置，該裝置包括電源單元，預(yù)定交流電流輸入該電源單元，并且該電源單元響應(yīng)于輸入的所述交流電流產(chǎn)生第一感應(yīng)電流；以及定影單元，該定影單元由第一感應(yīng)電流進(jìn)行電阻加熱和感應(yīng)加熱并且使用所產(chǎn)生的熱量來定影調(diào)色劑圖像。
39.如權(quán)利要求38所述的裝置，其中，所述電源單元包括用于供應(yīng)預(yù)定交流電流的電源單元；用于從所述交流電流產(chǎn)生直流電流的整流器；用于從所述直流電流產(chǎn)生交流電流的交流電流發(fā)生器；以及用于響應(yīng)于所產(chǎn)生的交流電流產(chǎn)生第一感應(yīng)電流并將該第一感應(yīng)電流供應(yīng)給定影單元的絕緣單元。
40.如權(quán)利要求39所述的裝置，其中，所述絕緣單元將所述交流電流發(fā)生器與所述定影單元電絕緣。
41.如權(quán)利要求40所述的裝置，其中，所述絕緣單元由變壓器構(gòu)成。
42.如權(quán)利要求38所述的裝置，其中，所述定影單元包括由所述第一感應(yīng)電流進(jìn)行電阻加熱并且產(chǎn)生根據(jù)該第一感應(yīng)電流變化的交變磁通的加熱器；以及用于從所述交變磁通產(chǎn)生第二感應(yīng)電流并且由該第二感應(yīng)電流進(jìn)行電阻加熱的調(diào)色劑定影單元。
43.如權(quán)利要求42所述的裝置，其中，所述加熱器包括由第一感應(yīng)電流進(jìn)行電阻加熱并且產(chǎn)生根據(jù)該第一感應(yīng)電流變化的交變磁通的線圈；以及設(shè)置在所述線圈和所述調(diào)色劑定影單元之間的絕緣層。
44.如權(quán)利要求43所述的裝置，其中，所述絕緣層的耐受電壓等于或小于1kV。
45.如權(quán)利要求43所述的裝置，其中，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述調(diào)色劑定影單元內(nèi)部并且將所述加熱器緊密地附著到該調(diào)色劑定影單元上的附著部分。
46.如權(quán)利要求45所述的裝置，其中，所述調(diào)色劑定影單元由定影輥構(gòu)成，并且其中所述加熱器與所述定影輥和所述附著部分一起旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種通過使用由變壓器產(chǎn)生的感應(yīng)電流加熱加熱體而用于在紙張上定影預(yù)定調(diào)色劑圖像并且將定影單元的加熱體與電源單元電絕緣的裝置。所述定影裝置包括用于響應(yīng)于交流電流產(chǎn)生感應(yīng)電流的絕緣單元、由所產(chǎn)生的感應(yīng)電流加熱的加熱體、使用從加熱體接收的熱量在紙張上定影調(diào)色劑圖像的調(diào)色劑定影單元、以及使用預(yù)定管擴(kuò)張壓力將所述加熱體緊密附著到所述調(diào)色劑定影單元上的管擴(kuò)張附著部分。
文檔編號H05B3/00GK1737699SQ20051010982
公開日2006年2月22日 申請日期2005年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月29日
發(fā)明者蔡榮敏, 韓相龍, 權(quán)重基, 金歡謙, 趙德賢 申請人:三星電子株式會社