专利名称：：定影辊、定影单元、图像形成装置、及其方法
技术领域：
：本一般性发明概念涉及定影辊(fiiserroller)、定影单元(fosingunit)、以及具有该定影单元的图像形成装置，更特别地，涉及具有定影辊的图像形成装置及其方法，该定影辊通过对其施加热和压力将色粉(toner)定影到印刷介质上从而形成图像。
背景技术：
：电子摄影图像形成装置首先将待印刷的图像在光敏介质上形成为静电潜像，然后使用色粉来显影该静电潜像，将显影的色粉图像转移到印刷介质上，且将色粉图像定影到印刷介质上。图l是垂直剖视图，示出图像形成装置的常规定影单元的示例性构造。参照图1，定影单元10包括定影辊11和压辊15。定影辊11包括管状定影部分12和具有卣素灯的加热部分14,其安装在定影部分12的中心内。涂覆有诸如聚四氟乙烯例如TEFLON的释放材料的释放层(releaselayer)13(用于从印刷介质容易地释放)绕定影部分12的外表面形成。通过加热部分14辐射的热传送到定影部分12，且通过经定影部分12的传导被传送到定影部分12的外表面。定影部分12因此被加热从而将色粉图像18定影到印刷介质17。压辊15安装在定影辊11下面从而允许印刷介质17经过压辊15和定影辊11之间。压辊15从弹性部件16接收沿一方向的弹力，其将压辊15压在定影辊11上，从而经过两辊之间的印刷介质17具有施加到其上的压力。因此，转移到印刷介质17上的色粉图像18通过来自加热部分14的热和来自压辊15的压力被定影到印刷介质17。尽管上述定影单元IO是示例性的，但是大多数定影单元具有上述构造。主要差别在于加热部分如何构造以及什么材料用于释放层。图1中，仅释放层13绕定影部分12的外表面形成，这是用来印刷单色图像的构造。为了印刷单色图像，分离器(separator)(未示出)设置在传送印刷介质17的区域中，以将印刷介质17从释放层13分离，因此通过定影辊11接触压辊15形成的辊隙(nip)可具有预定曲率。当印刷彩色图像时，通过定影辊11接触压辊15形成的辊隙必须是水平的，弹性层(未示出)-没置在释方丈层13和定影部分12之间。这里，弹性层形成辊隙，确保了定影能力(fiisibility)且改变印刷介质的巻曲方向朝向压辊15，从而防止所谓的巻绕堵塞(wrapjam)发生在定影辊11上。为此，必须使用低硬度弹性层。然而，当使用低硬度弹性层时，加热部分辐射的热和来自压辊的压力使弹性层受到应力且缩短了压辊的寿命，且发生定影部分12和弹性层之间的剥离，结果弹性层脱落。
发明内容本一般性发明概念涉及可在图像定影装置中使用的定影辊。该定影辊包括被表面处理从而改善粘合的定影部分，且具有低硬度弹性层。本一般性发明概念还包括使用该定影辊的定影单元和图像形成装置。本一般性发明概念的额外方面和优点将在下面的说明中部分陈述，且部分地将从该说明变得明显，或者可以通过实践本一般性发明概念而领悟。本一般性发明概念的前述和/或其他方面可以通过提供一种定影辊来实现，该定影辊包括管状定影部分、插入到该定影部分内的内部管、以及安装为封围该内部管的外表面且压在该定影部分的内表面上的加热部分，该加热部分辐射热，其中该定影部分由铝材料形成且具有被表面处理从而具有Ra3-5|im的粗糙度因数的外表面，具有JIS-A(日本工业标准)2-10度的硬度的弹性层封围该定影部分的外表面。本一般性发明概念的前述和/或其他方面还可以通过提供一种定影单元来实现，包括定影辊，包括管状定影部分、插入到该定影部分内的内部管、以及安装为封围该内部管的外表面且压在该定影部分的内表面上的加热部分，该加热部分辐射热；以及压辊，与该定影辊配合且具有朝向该定影辊的弹性偏置从而形成辊隙，其中该定影部分由铝材料形成且具有被表面处理从而有Ra3-5pm的粗糙度因数的外表面，且具有JIS-A(日本工业标准)2-10度的硬度的弹性层封围该定影部分的外表面。本一般性发明概念的前述和/或其他方面和用途还可以通过一种定影来实现，包括管状定影部分；设置在该定影部分内的内部管；以及加热部分，封围该内部管的外表面，压在该定影部分的内表面上，且辐射热，其中该定影部分被表面处理从而具有Ra3-5pm的粗糙度因数。该定影部分可包括铝材料。该定影单元可具有形成在该定影部分的被处理表面上的弹性层，从而该弹性层从该定影部分的剥离被防止。该定影辊可包括具有JIS-A(日本工业标准)2-10度的硬度的弹性层，其封围该定影部分的外部分。本一般性发明概念的前述和/或其他方面和用途还可以通过一种定影辊来实现，包括管状定影部分；设置在该定影部分内的内部管；以及加热部分，封围该内部管的外表面，压在该定影部分的内表面上，且辐射热，其中该定影部分通过以0.15mm车削该定影部分且被帕克法磷化表面处理而被处理。该定影部分可包括钢材料。该定影辊还可包括具有JIS-A(日本工业标准)2-10度的硬度的弹性层，其封围该定影部分的外表面。本一般性发明概念的前述和/或其他方面和用途还可以通过一种图像形成装置来实现，包括显影单元，显影静电潜像；以及定影单元，包括将显影的图像附于印刷介质上的定影部分、包括辐射热的加热部分的定影辊、以及与定影辊配合的压辊，其中该定影部分具有Ra3-5[xm的粗糙度因数。该定影部分可包括铝。该定影单元可具有形成在该定影部分上的弹性层，从而该弹性层与该定影部分之间的契合(contract)增大。该图像形成装置可包括具有JIS-A(日本工业标准)2-10度的硬度的弹性层，其封围该定影部分的外部分。本一般性发明概念的前述和/或其他方面和用途还可以通过一种图像形成装置来实现，包括显影单元，显影静电潜像；以及定影单元，包括将显影的图像附于印刷介质上的定影部分、包括辐射热的加热部分的定影辊、以及与定影辊配合的压辊，其中该定影部分通过以0.15mm车削该定影部分且被帕克法磷化表面处理而被处理。该定影部分可包括钢材料。该图像形成装置可包括形成在该定影部分的外表面上且具有JIS-A(曰本工业标准)2-10度的硬度的弹性层。本一般性发明概念的前述和/或其他方面和用途还可以通过一种形成可在图像形成装置中使用的定影辊的方法来实现，该方法包括形成加热部分于管状定影部分与内部管之间以产生热，其中该定影部分被表面处理以具有Ra3-5pm的粗糙度因数。本一般性发明概念的前述和/或其他方面和用途还可以通过一种形成可在图像形成装置中使用的定影辊的方法来实现，该方法包括形成加热器部分于管状定影部分与内部管之间以产生热，其中该定影部分通过以0.15mm车削该定影部分且被帕克法磷化表面处理而被处理。本一般性发明概念的这些和/或其他方面和优点将从下面结合附图对实施例的说明而变得明显且更易于理解，附图中图l是垂直剖视图，示出图像形成装置的常规定影单元的示例性构造；图2是示意性垂直剖视图，示出具有根据本一般性发明概念的定影单元的图像形成装置的示例性构造；图3是定影单元的垂直剖视图，示出根据本一般性发明概念的图像形成装置；图4是剖视图，示出图3中定影辊的结构；图5是放大剖视图，示出根据本一般性发明概念一实施例的图4中的A区域；以及图6是放大剖视图，示出根据本一般性发明概念另一实施例的图4中的A区域。具体实施例方式现在将详细参考本一般性发明概念的实施例，其示例示于附图中，附图中相似的附图标记始终表示相似的元件。下面参照附图描述实施例以说明本一般性发明概念。图2是示意性垂直剖视图，示出具有定影单元的图像形成装置的示例构造；图3是垂直剖视图，示出图像形成装置的定影单元；图4是剖视图，示出图3中的定影辊的结构；图5是放大剖视图，示出根据本一般性发明概念一实施例的图4中的A区域；图6是放大剖视图，示出根据本一般性发明概念另一实施例的图4中的A区域。参照图2至4，用于加栽印刷介质(P)的匣(cassette)IIO可移除地安装在图像形成装置的主体100的底部，多用途馈送盘(feedingtray)123安装在主体100的侧面以加载印刷介质(P)。拾取分别加载在匣110和多用途馈送盘123中的印刷介质(P)的拾取辊(pickuproller)121和124分别安装在度110和盘123上方。显影单元130和转移辊(transferroller)132安装来显影被拾取辊121和124拾取且通过传送辊(conveyroller)122和辊125沿传送路径被传送的印刷介质(P)上的图像，且将图像转移到印刷介质(P)。显影单元130包括光敏介质131,其接受通过光扫描单元(LSU)150形成在其表面上的静电潜像；用来显影静电潜像的显影辊133,其安装得与光敏介质131接触；以及供给辊，从色粉盒137供给色粉到显影辊133。转移辊132安装得对着光敏介质131且与其接触，从而将形成在光敏介质131上的色粉图像转移到印刷介质(P)。通过转移辊132转移到印刷介质(P)的色粉图像借助于沿印刷介质(P)传送路径安装的定影单元160定影到印刷介质(P)，且印刷介质(P)通过纸输出辊181和182被输出到主体100之外的纸输出盘183。参照图3，定影单元160施加热和压力到转移于印刷介质(P)上的色粉图像111从而将色粉图像111定影到印刷介质(P)。施加热到色粉图像111的定影辊161、以及安装得与定影辊161表面接触的压辊167被提供给定影单元160,且沿图2和3中的箭头所示的方向旋转，所述压辊167接收来自弹性部件168的弹力，其促使压辊167倚着定影辊161。色粉图像111转移到其上的印刷介质(P)经过定影辊161和压辊167的接触部分(下文称为"辊隙，，)之间，且经历热和压力从而色粉图像111定影到印刷介质(P)。定影辊161包括管状定影部分162、插入到定影部分162内的内部管165、加热部分164、以及将加热部分164与定影部分162和内部管165绝纟彖的绝缘部分166。加热部分164可以设置在内部管165与管状定影部分162之间。定影部分162在两端开放且具有绕其外表面设置的保护层163。端帽169和功率传送端帽170(图4)例如通过插入到定影部分162的开口端内而分别安装在定影部分162的两端。功率传送端帽170的结构可以与端帽169相同，增加有功率传送部分170a(例如齿轮齿)，其连接到驱动单元(未示出)从而当功率传送到其上时它可以旋转。电极171分别安装在端帽169和功率传送端帽170上。电极171接触弹性地支承在框架200上且通过电缆连接到电源单元(未示出)的电源部分210，并被提供来自电源部分210的电流。因此，即使当定影辊161旋转时，电极171恒定接触电源部分210以通过电缆和电源部分210接收来自电源单元的电流。定影辊161的内部空间172被插入到定影部分162两端的端帽169和功率传送端帽170闭塞且实质上从外界密封。因此，加热部分164辐射的热传送到内部空间172且加热定影辊161内的空气从而沿定影辊161的长度迅速升高温度。如图5所示，保护层163安装得围绕定影部分162的外表面，且包括弹性层163b和安装得封围弹性层163b的外表面的释放层163a,从而保护层163接触压辊167以弹性地变形且形成辊隙。释放层163a可包括诸如聚四氟乙烯例如TEFLON的释放材料，从而它可以容易地从印刷介质(P)和色粉图像111分开。粘合层163c和163d分别设置在弹性层163b和释放层163a之间和弹性层163b和定影部分162之间。粘合层163c和163d可由聚合物形成。弹性层163b可由根据日本工业标准(JIS-A)的2-10度之间的低硬度LSR树脂形成。参照图5,本一般性发明概念的一个实施例中的定影部分162可由具有3-5nm的粗糙度因数的铝(Al)形成。将铝制成的定影部分162的粗糙度因数设置成3-5pm的原因在于它将满足允许用覆盖薄片表面积的2%的图像图案连续印刷100,000张印刷介质的测试条件，而没有弹性层163b与定影部分162的分离。这些测试结果显示于下面的表1中，比较了使用和不使用车削(turning)的情况下改变粗糙度因数。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>这里，粗糙度因数是在中线的平均粗糙度(Ra)。所述结果是通过用2°/。图像覆盖连续印刷100,000张印刷介质进行的测试的结果。(平均粗糙度Ra是用于加工表面的一般粗糙度度量。Ra定义为从平均表面水平测量的表面高度变化的绝对值的平均。)表1中的图标表示如下。(这些也适用于下面显示的表2中的图标。)o:在100000张被印刷后没有剥离，且辊处于良好条件下△:在50000-100000张被印刷后产生普通的剥离和缺陷X:在低于50000张被印刷后产生剥离和缺陷-不合适表1示出当定影部分162的外表面通过以0.3mm车削被表面处理后获得的结果(下行)。粗糙度因数从0-6,以lpm增幅测量。表1示出，除了粗糙度因数是4-5,之外，全部其他结果是不适当的。然而，4-5nm的粗糙度因数仍不产生所需的100000张之后不剥离的结果。另一方面，当定影部分162的外表面不被车削(上行)、且粗糙度因数再次从0-6pm以1^im增幅测量时获得的结果显示，3-4pm和4-5pim的粗糙度因数产生所需结果，因此可见不车削的最佳范围是3-5(im。这里，车削是在车工工艺中使用的操作，在转动(旋转)圆结构时使用工具切削圆结构的表面。所述工具可具有0.3mm节距的锯齿。在图6所示的本一般性发明概念的供选实施例中，定影部分162由钢制成，且其外表面通过0.15mm车削和然后的帕克法磷化表面处理(Parkerizing)被表面处理以产生所需结果。表面处理钢制成的定影部分162的原因在于能够连续构图100000张印刷介质的表面的至少2%而没有弹性层从定影部分剥离。在这些条件下，对于定影部分162的外表面已被和未被帕克法磷化表面处理的情况，通过改变车削获得的测试结果示于下面的表2中。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>参照表2的上行，当定影部分162的外表面未被帕克法磷化表面处理且范围分为从零(无)车削到0.5mm车削时，全部范围都是不适当的。另一方面，当定影部分162的外表面被帕克法磷化表面处理且从零(无)车削到0.5mm车削划分范围时，0.15mm车削的范围产生所需的测试结果。在帕克法磷化表面处理中，当铁制品被浸入通过加热金属例如锰或锌的第一磷酸盐溶液到几乎沸点获得的溶液中时，铁的第二和第三磷酸盐，其是不可溶的，形成在铁制品的表面上。该薄膜在水中不可溶JM艮致密从而适当地覆盖铁产品的表面。因此，薄膜在腐蚀防护方面是有效的且用作涂覆的基底。设置在定影部分162和内部管165之间的加热部分164可安装成螺旋地封围内部管165的外表面。它接收来自外部电源的电流并将其传递到电阻性加热元件。加热部分164具有设置在两端用来接收来自外部电源的电流的引线部分164a。引线164a分别电接触电极171。这样，来自外部电源的电流可以传递到加热部分164。图4至图6中，加热部分164的电阻性加热元件在其间具有间隙以便于示出，实际上绝缘部分166可以填充该间隙，因为加热元件的厚度薄。如图5和6所示，绝缘部分166包^"加热部分164和定影部分162之间的第一绝缘部分166a以及加热部分164和内部管165之间的第二绝缘部分166b。因为绝缘部分166具有耐高压特性和高介电击穿电阻，但是它可以制得薄，所以它是有效的热导体。优良的耐高压特性允许绝缘部分166经受施加到其上的预定外部电压，且高介电击穿电阻显示出允许不超过例如10nA的泄漏电流、以及在最大耐受电压下在例如一分钟的持续时间内防止电介质击穿的特性。满足这些条件的任何材料可用于绝缘部分166。内部管165使其外表面被加热部分164封围且然后插入到定影部分162中从而加热部分164压在定影部分162的内表面上。因此，内部管165、绝缘部分166、加热部分164、以及定影部分162压在一起，且从加热部分164辐射的热有效地转移到定影部分162的表面。图3示出当定影部分162的表面温度突然升高时通过断开电源防止过热的恒温器191、以及测量定影部分162的表面温度的热敏电阻器192。两者都安装在定影辊161之上。作为参考，现在将给出制造定影辊161的方法的简要说明。第一绝缘部分166a安装在内部管165的外表面上。加热部分164安装成螺旋地封围第一绝缘部分166a。然后，第二绝缘部分166b安装为封围加热部分164。内部管165与加热部分164、第一绝缘部分166a、以及第二绝缘部分166b一起然后插入到定影部分162中。接着，内部管165的两端被密封，且预定压力施加到内部从而使内部管165膨胀。随着内部管165膨胀，加热部分164、第一绝缘部分166a、以及第二绝缘部分166b压在定影部分162的内表面上。加热部分164连接到加热元件，加热元件之间的间隙被第一和第二绝缘部分166a和166b填充。为了使内部管165膨胀，它可以由铝或另一可延展(或延伸性)材料制成。当内部管165由不锈钢或类似材料制成时，内部管165与加热部分164、第一绝缘部分166a、以及第二绝缘部分166b—起被插入到定影部分162中。参照图2-6,定影单元160和图像形成装置IOO可利用一方法形成，该方法包括在内部管165上形成第二绝缘层166b;在第二绝缘层166b上形成加热部分164;在加热部分164上形成第一绝缘层166a;在第一绝缘层166a上形成定影部分；以及在定影部分162上形成保护层163。定影单元160和图像形成装置可以利用另一方法形成，该方法包括将内部管165与加热部分164—起插入到定影部分162内。如上所述，用于图像形成装置的定影单元的定影辊用与定影部分对应的材料进行表面处理，增大了弹性层与定影部分之间的耦合的强度，因此可以防止弹性层的剥离。尽管已经显示和描述了本一般性发明概念的数个实施例，但是本领域技术人员将理解，可以在这些实施例中做出改变而不偏离本一般性发明概念的原理和思想，本一般性发明概念的范围定义在所附权利要求及其等价物中。本申请要求2006年7月13日提交的韩国专利申请No.10-2006-0065902的优先权，在此引用其全部公开作为参考。权利要求1.一种定影辊，包括管状定影部分；内部管，设置在该定影部分内；以及加热部分，封围该内部管的外表面，压该定影部分的内表面，且辐射热，其中该定影部分被表面处理从而具有Ra3-5μm的粗糙度因数。2.根据权利要求1所述的定影辊，其中该定影部分包括铝材料。3.根据权利要求1所述的定影辊，还包括弹性层，形成在该定影部分的所述被处理表面上，从而该弹性层从该定影部分的剥离被防止。4.根据权利要求1所述的定影辊，还包括封围该定影部分的外部分的具有日本工业标准JIS-A2-10度的硬度的弹性层。5.—种定影辊，包括管状定影部分；内部管，设置在该定影部分内；以及加热部分，封围该内部管的外表面，压该定影部分的内表面，且辐射热，其中该定影部分通过以0.15mm车削该定影部分且被帕克法磷化表面处理而被处理。6.根据权利要求5所述的定影辊，其中该定影部分包括钢材料。7.根据权利要求5所述的定影辊，还包括形成在该定影部分上的弹性层，从而该定影部分与该弹性层之间的耦合增大。8.根据权利要求5所述的定影辊，还包括封围该定影部分的外表面的具有日本工业标准JIS-A2-10度的硬度的弹性层。9.一种图像形成装置，包括显影单元，显影静电潜像；以及定影单元，包括将显影的图像附于印刷介质的定影部分、包括辐射热的加热部分的定影辊、以及与该定影辊配合的压辊，其中该定影部分具有Ra3-5(im的粗糙度因数。10.根据权利要求9所述的图像形成装置，其中该定影部分包括铝。11.根据权利要求9所述的图像形成装置，还包括形成在该定影部分上的弹性层，从而该定影部分与该弹性层之间的耦合增大。12.根据权利要求9所述的图像形成装置，还包括封围该定影部分的外部分的具有日本工业标准JIS-A2-10度的硬度的弹性层。13.—种图像形成装置，包括显影单元，显影静电潜像；以及定影单元，包括将显影的图像附于印刷介质的定影部分、包括辐射热的加热部分的定影辊、以及与该定影辊配合的压辊，其中该定影部分通过以0.15mm车削该定影部分且被帕克法磷化表面处理而被处理。14.根据权利要求13所述的图像形成装置，其中该定影部分包括钢材料。15.根据权利要求13所述的图像形成装置，还包括形成在该定影部分上的弹性层，从而该定影部分与该弹性层之间的耦合增大。16.根据权利要求13所述的图像形成装置，还包括封围该定影部分的外表面的具有日本工业标准JIS-A2-10度的硬度的弹性层。17.—种形成可在图像形成装置中使用的定影辊的方法，该方法包括形成加热部分于管状定影部分和内部管之间以产生热，其中该定影部分被表面处理从而具有Ra3-5^m的粗糙度因数。18.根据权利要求17所述的方法，还包括影部分的剥离。19.一种形成可在图像形成装置中使用的定影辊的方法，该方法包括形成加热部分于管状定影部分和内部管之间以产生热，其中该定影部分通过以0.15mm车削该定影部分且被帕克法磷化表面处理而被处理。20.根据权利要求19所述的方法，还包括形成弹性层在该定影部分上从而增强该弹性层与该定影部分的耦合。全文摘要本发明提供一种将在图像形成装置中使用的定影辊和包括该定影辊的定影单元。该定影辊包括管状定影部分、内部管、以及加热部分。该内部管插入到该定影部分中。该加热部分安装为封围该内部管的外表面且压在该定影部分的内表面上，且辐射热。该定影部分被表面处理从而具有Ra3-5μm的粗糙度因数。文档编号G03G15/00GK101105677SQ200710086209公开日2008年1月16日申请日期2007年3月9日优先权日2006年7月13日发明者李承埈,薛东辰,金欢谦申请人:三星电子株式会社