专利名称：定影单元以及使用其的成像设备的制作方法
技术领域：
本发明的一方面涉及一种用于加热和定影转印到打印介质上的未定影的 图像的定影单元以及使用该定影单元的成像设备，更具体地说，涉及一种用
于在加速(speed-up)打印过程中可防止巻曲卡纸( wrap jam), 保证用于定 影所需的热的量并且使热源周围的电阻损耗最小化的定影单元以及使用该定 影单元的成像设备。
背景技术：
通常，电子照相成像设备将光束扫描到被充电到预定电势的感光介质上 以形成静电潜像，并且用预定颜色的调色剂使所述图像显影然后将图像转印 和定影到打印纸上以在打印纸上打印图像。电子照相成像设备包括在打印路 径上的用于将转印的图像定影到打印介质上的定影单元。
图1是显示传统的灯式(lamp type)定影单元的示意性截面图。如图1 所示，传统的定影单元将形成在打印介质M上的未定影的调色剂图像T定影。 所述定影单元包括加热辊3，在其内设置有灯；加压辊5，面对加热辊3， 并且通过弹性构件7被弹性地偏置向加热辊3，并且形成定影压印区(N); 温度传感器9。
力口热辊3包括金属材料的第一芯管(core pipe) 3a和形成加热辊3的表 层的第一弹性层3b。因此，由灯产生的辐射能在设置在第一芯管3a的内表面 层上的光-热转换层(未示出)中被转换为热能，从而第一芯管3a被加热。 另外，第一弹性层3b通过热传导被加热以升温到预定定影温度并且保持在该温度。
温度传感器9接触或者不接触加热辊3,并且测量第一弹性层3b的表面 温度。因此，可基于在温度传感器9中测量到的表面温度值可控制供应到灯 的功率。
加压辊5包括金属材料的第二芯管5a和设置在加压辊5的表面的第二弹 性层5b。这里，因为第二弹性层5b的弹性被^没置为比第一弹性层3b的弹性
差，所以如果加压辊5和加热辊3互相接触和4齐压，则第二弹性层5b变形。 因此，如果形成有未定影的调色剂图像T的打印介质M被传送到所述定 影单元时，调色剂图像T经过在旋转的加压辊5和加热辊3之间形成的定影 压印区N,然后图像通过热和压力被熔合到打印介质M上，从而被定影。
同时，如上所述，当形成定影压印区N时，打印介质M受到定影压印区 N的形成的影响，并且沿着箭头A的方向前进。即，因为打印介质M朝着成 像表面弯曲，所以当被定影的打印介质M经过定影压印区N时会发生巻曲卡 纸(一种当成像表面抬起并附着到加热辊3的表面的现象)。
此外，需要增大形成定影单元的加热辊和加压辊的外径，或者增大第一 弹性层和第二弹性层的厚度以满足使用上述定影单元的更快速的彩色电子照 相成像设备的需要。因此，为了满足更快速的设备的需要，需要延长打印介 质和定影压印区之间的接触时间，可通过加大定影压印区的宽度来实现上述 需要。
但是，考虑到上述成像设备的尺寸，加热辊和加压辊的外径的尺寸可增 大的程度受到限制，并且还存在关于升温的问题，所述问题会导致设备的速 度降低并且增加产品的成本。
另外，增大第一弹性层和第二弹性层的厚度以确保打印介质M在定影压 印区中的接触时间不仅导致升温变慢的问题，而且还需要升高变厚的第一芯 管的加热温度。
发明内容
因此，本发明的 一方面是提供一种定影单元以及使用该定影单元的成像 设备，所述定影单元可确保高速传递的打印介质的定影稳定性，而不用扩大
本发明的上述和/或其它方面可通过提供一种设置在成像设备的打印路 径上的定影单元来实现，所述定影单元用于将图l象定影到打印介质上，并且 定影单元包括加热辊；加压辊，被设置为面对加热辊，并且与加热辊一起 对打印介质施压；弹性构件，使加压辊弹性地偏向加热辊，并且在加热辊和 加压辊之间形成具有预定宽度的定影压印区。所述加热辊具有芯构件；橡 胶层，在芯构件的外周形成为具有预定厚度；释放层，形成在橡胶层的外表 面上，并且用于防止打印介质粘附到加热辊上；加热线圏，产生热并且埋置
于橡胶层内，并且将产生的热施加到橡胶层。
根据本发明的 一 方面，加热线圈被埋入的深度为从橡胶层的表面开始的
0.2mm至0.7mm之间。
根据本发明的一方面，橡胶层^皮-没置为具有至少5mm的厚度。
根据本发明的一方面，定影单元还包括布置在芯构件和橡胶层之间或者 被埋入在橡胶层内并且阻挡由加热线圈产生的热传递到芯构件的绝缘层。
根据本发明的一方面，橡胶层的弹性大于加压辊的弹性，从而通过使橡 胶层弯曲而形成定影压印区。
根据本发明的一方面，定影单元还包括设在加压辊中用于对加压辊施加 热的热源。
根据本发明的一方面，加热辊根据加压辊的旋转而旋转。
根据本发明的 一 方面，加压辊还包括金属芯和形成在金属芯的外周的薄 覆盖层，其中，薄覆盖层的弹性小于加热辊的橡胶层的弹性。
根据本发明的一方面，加压辊还包括金属芯、形成在所述芯的外围上的 第一绝缘层、形成在第一绝缘层的外围上的电阻加热单元、形成在电阻加热 单元的外围上的第二绝缘层以及形成在第二绝缘层的外围上的弹性层。
本发明的上述和/或其它方面可通过提供一种成像设备来实现，该成像设 备包括感光介质；光扫描单元，将光束扫描到感光介质上并且形成静电潜 像；转印单元，将在显影单元中形成的调色剂图像转印到打印介质上；定影
单元，将未定影的调色剂图像定影到打印介质上。所述定影单元包括加热 辊；加压辊，被设置为面对加热辊，并且与加热辊一起对打印介质施压；弹 性构件，使加压辊弹性地偏向加热辊，并且在加热辊和加压辊之间形成具有 预定宽度的定影压印区。所述加热辊具有芯构件；橡胶层，在芯构件的外 周形成为具有预定厚度；释放层，形成在橡胶层的外表面上，并且用于防止 打印介质粘附到加热辊上；加热线圈，产生热并且埋置于橡胶层内，并且将 产生的热施加到橡胶层。
根据本发明的一方面，成像设备还包括布置在芯构件和橡胶层之间或者 被埋入在橡胶层内并且阻挡由加热线圈产生的热传递到芯构件的绝缘层。
根据本发明的一方面，橡胶层的弹性大于加压辊的弹性，从而通过使橡 胶层弯曲而形成定影压印区。
根据本发明的一方面，所述成像设备还包括设在加压辊中用于对加压辊
施加热的热源。
根据本发明的一方面，加热辊根据加压辊的旋转而旋转。
根据本发明的一方面，所述成像设备还包括设在加压辊中用于对加压辊
施力口热的热源。
本发明的其它方面和/或优点将一部分在以下描述中被阐述， 一部分通过 以下描述变得清楚或者可通过实施本发明而学习到。
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其它方面和
优点将会变得清楚和更加容易理解，其中
图1是表示传统的定影单元的示意性截面图2是表示根据本发明第一示例性实施例的定影单元的示意性截面图； 图3是表示根据本发明第二示例性实施例的定影单元的示意性截面图； 图4是表示根据本发明第三示例性实施例的定影单元的示意性截面图； 图5A和图5B是分别表示根据对比例和本发明的示例性实施例的定影单 元的加热辊的表面温度随着时间改变的曲线图6是表示根据本发明示例性实施例的成像设备的示意性截面图。
具体实施例方式
现在，将详细说明本发明的实施例，其例子表示在附图中，图中相同的 标号始终指代相同的元件。以下，通过参照附图描述实施例以解释本发明。 图2至图4是表示根据本发明各种示例性实施例的定影单元的示意性截面图。
如图2至图4所示，根据示例性实施例的定影单元被设置在成像设备的 打印路径上并且用于定影被转印到打印介质上的未定影的调色剂图像。
参照图2,根据本发明第一示例性实施例的定影单元包括加热辊20、加 压辊30和弹性构件40。弹性构件40用于使加压辊30弹性地偏向加热辊20， 并且在加热辊20和加压辊30之间形成预定宽度的定影压印区NF。
加热辊20包括芯构件21;橡胶层23,在芯构件21的周围形成为具有 预定厚度；释放层25,形成在橡胶层23的外表面上并且防止打印介质M在 定影期间粘附到加热辊20上；加热线圈10，埋置于橡胶层23中并且将热施
加到橡胶层23。
芯构件21包括铝(Al)合金或者不锈钢合金(例如金属STK)。芯构件 21起着旋转支撑轴的作用。即，根据本发明示例性实施例的芯构件21与传 统的芯构件相比不用作热传递介质。
橡胶层23通过埋置在其中的加热线圏IO加热，并且通过与加压辊30的 相互作用而产生的压力以及其表面温度将未定影的调色剂图像T定影到打印 介质M上。橡胶层23的弹性大于加压辊30的弹性。这样，加压辊30包括 金属芯(见图3的31)，具有预定弹性的薄覆盖层(见图3中的35)形成在 金属芯31的周围。因此，如果加压辊30通过弹性构件40 ^皮压向加热辊20, 则橡胶层23的被压部分朝着芯构件21弯曲，从而形成定影压印区NF。
另外，橡胶层23可被设置为具有至少超过5mm的厚度Dp以确保在压 力小的情况下定影压印区Np具有足够的宽度。
埋置的加热线圏IO包括电阻加热线圈，例如4臬4各电热丝，并且加热线圈 10按照埋置法(embedding method )被埋入在橡胶层23内。这里，由于埋置 法是公知技术，所以将省略对埋置法的描述。
另外，埋置的加热线圈10可被设置为靠近橡胶层23的外表面，以快速 地将热施加到橡胶层23的表面并且提高热传导效率。另外，如果埋置的加热 线圈10从橡胶层23的外表面的埋入深度是D2，则D2可满足以下公式1:
公式1
0.2mm ^ D2 ^ 0.7mm
公式1是考虑到以下情况在实际的使用范围内形成的形成在芯构件21 的表面上的橡胶层23的最小厚度是0.7mm，并且如果在形成加热辊20时用 加热带(未示出)代替加热辊20,则橡胶层23的厚度可净皮设置为0.2mm。 但是，应该理解，这些范围只是示例性的，并且芯构件的厚度可改变。
另夕卜，如图3所示，加热辊20还可包括芯构件21和橡胶层23之间的绝 缘层27。绝缘层27用绝缘材料，例如，具有很强热阻的云母或聚酰亚胺来 设置。绝缘层27阻止在埋置的加热线圈10中产生的热朝芯构件21传递。
绝缘层27不限于橡胶层23和芯构件21之间的边界的位置，绝缘层27 可与加热线圈10 —起被埋入橡胶层23中。
如上所述，埋置的加热线圏IO被设置为靠近橡胶层23的表面，并且还 设置绝缘层27以防止产生的热向芯构件21传递，从而提高加热效率。 如上所述，加热辊20被形成为在不使用热介质，例如传统的金属管的情
况下用于将热从埋置的加热线圏10传导到橡胶层23,从而提高热传递效率。 另外，如果埋置的加热线圈10被布置于橡胶层23内作为热源，则橡胶层23 可容易地被软化，因此形成定影圧印区Nf。
加压辊30被设置为面对加热辊20，并且通过弹性构件40被弹性地偏置。 因此，在加压辊30和加热辊20之间形成预定宽度的定影压印区NF。如图2 和图3所示，如果打印介质M前进，则加压辊30沿着逆时针方向被可旋转 i也驱动。
另外，加热辊20通过加压辊30的旋转而被可旋转地驱动。因此，可消 除当加热辊20和加压辊30被分别驱动时可在定影压印区Np产生的打滑现 象，从而防止对调色剂图像T造成损坏。这里，由于加热辊20和加压辊30 的驱动方法是公知技术，所以省略对它们的描述。
如图3所示，加压辊30设置有金属芯31，起着旋转轴的作用；薄覆 盖层35,具有预定弹性，沿着金属芯31的外围形成。因此，由于加压辊30 的弹性小于加热辊20的弹性，所以在形成定影压印区NF时加压辊30可保持 其原始形状。
因此，通过形成具有图3所示形状的定影压印区NF,经过加热辊20和 加压辊30的打印介质M沿着箭头B的方向弯曲，箭头B指向加压辊30的 方向。同时，因为未定影的调色剂图像T位于加热辊20的一侧，所以调色剂 图像T不附着到加热辊20的释放层25上并且当经过定影压印区NF时能够容 易地分离。因此，可降低巻曲卡纸或翘曲的发生，巻曲卡纸即当打印介质M 被巻到加热辊20上时发生的现象，翘曲即当打印介质起皱时发生的现象。
另外，如图3和图4所示，根据本发明示例性实施例的定影单元还可包 括位于加压辊30中并且用于将热施加到加压辊30上的热源50。
如图3所示，根据本发明的一个示例性实施例的热源50包括设置在金属 芯31的中空部分中的灯51。金属芯31被来自灯51的光加热。
如图4所示，根据本发明的另一示例性实施例的热源50包括被设置在加 压辊30内部并且用于将热施加到加压辊30的电阻加热单元55。加压辊30 包括金属芯31和弹性层37。电阻加热单元55形成在金属芯31和弹性层37 之间。热源50还包括设置在金属芯31和电阻加热单元55之间的第一绝缘层 56以及设置在电阻加热单元55和弹性层37之间的第二绝缘层57,以使电阻
加热单元55与金属芯31和弹性层37电绝缘。
如上所述，通过将热源50建立在加压辊30内，从而将热施加到打印介
质M的图像表面和另一表面上，可抵消施加到在图像表面上定影的调色剂的
热应力。因此，打印介质M可从所述设备排放出，没有打印介质被巻到加热
辊20和加压辊30中的任何一个辊子上。此外，应该理解，打印介质可以是
纸张、透明膜等中的任何一种。
以下，将参照图5A和图5B描述根据本发明的加热辊的表面温度改变。 图5A和图5B是表示将1300瓦的功率施加到根据对比例和本发明的一
个示例性实施例的定影单元中的热源开始32秒之后加热辊的表面的温度改
变的曲线图。
图5A显示了根据对比例的加热辊中的线圏温度d和加热辊的表面温度 C2,加热辊的芯用作为热源的电阻加热单元缠绕。如曲线图所示，在将功率 施加到线圈开始过去32秒之后，线圈温度C,是225。C,而加热辊的表面温度 C2是160。C。因此，线圈和加热辊的表面之间的温差AT是65。C。
图5B显示了根据本发明示例性实施例的加热辊的线圈温度E,和加热辊 的表面温度E2,在加热辊中的埋置的加热线圈从橡胶层23的表面开始被埋入 0.7mm深度处。如图5B所示，在将功率施加到线圈开始过去32秒之后线圈 温度E,是251。C,而加热辊的表面温度E2是233。C。因此，线圈和加热辊的 表面之间的温差AT是18°C。
根据结果，由于线圏和加热辊的温度曲线相似地上升，所以即使在上升 时间过去之后，线圈和加热辊的温度之间的温差也小于对比例中的线圈和加 热辊的温度之间的温差。因此，虽然线圈温度保持在与对比例中的线圈温度 相似的水平，但是加热辊的表面温度相对升高了 。
另外，在本发明的一个示例性实施例中，通过在埋置的加热线圈的内侧 插入绝缘层以防止热被传导到芯，从而提高温度升高效率。另外，随着埋置 的加热线圈的埋入深度变浅，到表面的热传导效率提高，从而提高了温度升 高效率。
图6是显示根据本发明的一个示例性实施例的成像设备的示意性截面图。
如图6所示，成像设备包括感光介质110;光扫描单元(LSU) 120， 将光束扫描到感光介质IIO上以在感光介质IIO上形成静电潜像；显影单元
130,参照形成在感光介质110上的静电潜像使调色剂图像显影；转印单元 140,将在显影单元130中形成的调色剂图像转印到打印介质M上；定影单 元150,将转印的未定影的调色剂图像定影到打印介质M上。
图6表示以串联式彩色成像设备作为例子，感光介质110、光扫描单元 120以及显影单元130根据各种颜色沿着打印介质M的传送路径布置。
转印单元140被设置为隔着通过传送路径传送的打印介质M面对多个感 光介质110。转印单元140将形成在感光介质IIO上的调色剂图像转印到供给 的打印介质M上。为此，转印单元140包括被设置为面对多个感光介质110 的转印带141。
定影单元150包括加热辊151,具有埋置的加热线圏151a;加压辊155, 与加热辊151 —起对形成有未定影的调色剂图像的打印介质M加压；弹性构 件157,弹性地偏压加压辊155使其偏向加热辊151。因此，加热辊151通过 埋置的加热线圈151a产生的热对其表面加热，并且通过压住加压辊155对转 印到打印介质M上的未定影的调色剂图像定影。这里，由于定影单元150的
原理一样，因此，将省略对定影单元的结构和操作原理的描述。
如上所述，在根据本发明实施例的定影单元和使用其的成像设备中，通 过将加热线圈埋入到加热辊的橡胶层内，在埋入的加热线圈中产生的热不用 另外的介质就可被传递到加热辊的表面上。
另外，由于埋置的加热线圈被布置为与加热辊的表面接近，因此，热可 被容易地传导到表面，并且在加压辊的内部还设置有热源，从而对打印介质 的两侧均施加热。因此，因为可减少温度升高时间并且可将表面温保持在 高温，所以即使定影压印区的宽度很d、或者定影时间由于打印介质的传递速 度的增大而减少，也可通过增大热通量来保持定影效率。
另外，如果加热辊的表面温度被设置为与传统定影单元的加热辊的表面 温度一致，则埋入的加热线圈的温度可被降低，从而减少由于过热而导致的 热膨胀和收缩的问题
此外，在定影压印区的形成过程中，通过使形成加热辊的橡胶层弯曲形 成定影压印区，并且通过在加压辊内部还设置热源可减少巻曲卡纸和翘曲的 发生。
虽然已经显示并描述了本发明的一些示例性实施例，但是本领域技术人
员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些示例性实施 例进行改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1、一种设置在成像设备的打印路径上的定影单元，用于将图像定影到打印介质上，所述定影单元包括加热辊，具有芯构件；橡胶层，在芯构件的外周形成为具有预定厚度；释放层，形成在橡胶层的外表面上，并且用于防止打印介质粘附到加热辊上；加热线圈，产生热并且被埋置于橡胶层内，并且将产生的热施加到橡胶层；加压辊，被设置为面对加热辊，并且与加热辊一起对打印介质施压；弹性构件，使加压辊弹性地偏向加热辊，并且在加热辊和加压辊之间形成具有预定宽度的定影压印区。
2、 如权利要求1所述的定影单元，其中，加热线圈被埋入的深度为从橡 胶层的外表面开始的0.2mm至0.7mm之间。
3、 如权利要求2所述的定影单元，其中，橡胶层被设置为具有至少5mm的厚度。
4、 如权利要求1至3中任一项所述的定影单元，还包括布置在芯构件和 橡胶层之间或者被埋入在橡胶层内的并且阻挡由加热线圈产生的热传递到芯 构件的绝缘层。
5、 如权利要求4所述的定影单元，其中，橡胶层的弹性大于加压辊的弹 性，从而通过使橡胶层弯曲而形成定影压印区。
6、 如权利要求5所述的定影单元，还包括设在加压辊中用于对加压辊施 加热的热源。
7、 如权利要求1至3中任一项所述的定影单元，其中，加热辊根据加压 辊的旋转而旋转。
8、 如权利要求1至3中任一项所述的定影单元，还包括设在加压辊中用 于对加压 一昆施加热的热源。
9、 如权利要求1至3中任一项所述的定影单元，其中，加压辊还包括金 属芯和形成在金属芯的外围的薄覆盖层，其中，薄覆盖层的弹性小于加热辊 的橡胶层的弹性。
10、 如权利要求1至3中任一项所述的定影单元，其中，加压辊还包括 金属芯、形成在所述芯的外围上的第一绝缘层、形成在第一绝缘层的外围上 的电阻加热单元、形成在电阻加热单元的外围上的第二绝缘层以及形成在第 二绝缘层的外围上的弹性层。
11、 一种成像设备，包括 感光介质；光扫描单元，将光束扫描到感光介质上并且形成静电潜像； 转印单元，将在显影单元中形成的调色剂图像转印到打印介质上； 定影单元，将未定影的调色剂图像定影到打印介质上，所述定影单元包括加热辊，具有芯构件；橡胶层，在芯构件的外周上形成为具有预 定厚度；释放层，形成在橡胶层的外表面上，并且用于防止打印介质粘附到 加热辊上；加热线圈，产生热并且埋置于橡胶层内，并且将产生的热施加到 橡胶层；加压辊，被设置为面对加热辊，并且与加热辊一起对打印介质施压； 弹性构件，使加压辊弹性地偏向加热辊，并且在加热辊和加压辊之 间形成具有预定宽度的定影压印区。
12、 如权利要求11所述的成像设备，其中，定影单元还包括布置在芯 构件和橡胶层之间或者被埋入在橡胶层内的并且阻挡由加热线圈产生的热传 递到芯构件的绝缘层。
13、 如权利要求11所述的成像设备，其中，橡胶层的弹性大于加压辊的 弹性，从而通过使橡胶层弯曲而形成定影压印区。
14、 如权利要求11至13中任一项所述的成像设备，其中，加热辊根据 加压辊的旋转而旋转。
15、 如权利要求11至13中任一项所述的成像设备，还包括设在加压辊 中用于对加压辊施加热的热源。
全文摘要
本发明公开了一种设置在成像设备的打印路径上的定影单元，用于将图像定影到打印介质上，所述定影单元包括加热辊；加压辊，被设置为面对加热辊，并且与加热辊一起对打印介质施压；弹性构件，使加压辊弹性地偏向加热辊并且在加热辊和加压辊之间形成具有预定宽度的定影压印区。所述加热辊具有芯构件；橡胶层，在芯构件的外周形成为具有预定厚度；释放层，形成在橡胶层的外表面上，并且用于防止打印介质在定影过程中粘附到加热辊上；加热线圈，埋置于橡胶层内，并且将产生的热施加到橡胶层。
文档编号G03G15/20GK101178570SQ20071018097
公开日2008年5月14日 申请日期2007年10月10日 优先权日2006年11月7日
发明者金贞和 申请人:三星电子株式会社