專利名稱：色粉的加熱定著裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將色粉(toner)加熱并定著于記錄媒材的裝置，尤其涉 及一種可均勻加熱加壓的加熱定著裝置。
背景技術(shù)：
成像裝置例如復(fù)印機(jī)、打印機(jī)以及多功能事務(wù)機(jī)等，將色粉(toner)依 據(jù)預(yù)定輸出圖樣附著于記錄媒材上，其中色粉通過(guò)感光鼓轉(zhuǎn)印在記錄媒材上。 此時(shí)色粉僅微弱的吸附力，例如靜電力被固定于記錄媒材，必須再通過(guò)加熱定 著裝置進(jìn)行加壓及加熱才能使色粉被永久固定。
美國(guó)專利公告第US3， 331， 592號(hào)提出一種加熱定著裝置，包含有一加熱滾 筒及一加壓滾筒，用以對(duì)通過(guò)加熱滾筒及加壓滾筒之間的記錄媒材進(jìn)行加壓及 加熱。其中加熱滾筒為導(dǎo)熱的中空金屬滾筒，其內(nèi)部設(shè)有一熱源以進(jìn)行加熱， 使加熱滾筒表面被加熱到足以定著色粉的工作溫度。加壓滾筒的軸心為金屬， 外層則包覆如橡膠或泡棉的類的軟性材料，利用加熱滾筒產(chǎn)生的熱能以及壓力 的作用，色粉就會(huì)被固著在記錄媒材的表面。
但是此種設(shè)計(jì)中，熱源以輻射熱對(duì)加熱滾筒進(jìn)行加熱，造成熱轉(zhuǎn)移的效率 很低而耗費(fèi)能源。同時(shí)從室溫加熱到工作溫度必須耗費(fèi)30秒 40秒的預(yù)熱時(shí) 間。此外，加熱滾筒及記錄媒材之間并非面接觸，而只有局部點(diǎn)接觸，造成記 錄媒材在受熱壓之后產(chǎn)生向上巻曲的情況，提升卡紙的機(jī)率。
由于加熱滾筒的設(shè)計(jì)有上述問(wèn)題，于是便有利用電阻元件來(lái)作為熱源的設(shè) 計(jì)產(chǎn)生。如美國(guó)專利公告第US5，083，168號(hào)(第168號(hào))，利用電阻元件作為 熱源，可縮短預(yù)熱時(shí)間及并提升熱轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)電阻元件直接通過(guò)可撓性薄 膜對(duì)記錄媒材進(jìn)行加壓及加熱，也可以對(duì)記錄媒材產(chǎn)生面接觸，減少紙張受熱 巻曲的問(wèn)題。
第168號(hào)利用陶瓷加熱體(Positive temperature coefficient, PTC) 當(dāng)作熱源，其從室溫加熱到工作溫度的所需時(shí)間約為10秒。但是此一陶瓷加
熱體以陶瓷作為基板，并于基板上涂布高電阻系數(shù)的材料，其工藝復(fù)雜而導(dǎo)致 成本高昂。此外此類電阻元件的溫度控制也較為復(fù)雜，往往必須增設(shè)溫度傳感 器來(lái)控制欲加熱的溫度，使得控制方式更加復(fù)雜。
美國(guó)專利公告第US5，278,618號(hào)案亦提及一種陶瓷體，可通過(guò)通電而發(fā) 熱，在通電之后溫度不會(huì)一直上升，具有保持恒溫的效果，溫度控制的方式亦 較第168號(hào)容易許多，但是加熱效率的表現(xiàn)并不佳。
現(xiàn)有的加熱定著元件，具有加熱加壓效率不高，或是制作成本過(guò)高且控制 方式復(fù)雜的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種色粉的加熱定著裝置，，用以對(duì) 記錄媒材進(jìn)行均勻的加壓及加熱，以提升記錄媒材的輸出品質(zhì)，同時(shí)其制作成 本低，控制方式簡(jiǎn)單。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提供一種色粉的加熱定著裝置，其包含有一 加壓元件、至少一彈性元件、 一加熱元件、 一薄膜及一加壓滾筒。加壓元件具 有一受熱面及一接觸面，而一彈性元件用以恒定地對(duì)加壓元件施加一朝向接觸 面之外側(cè)的推力。 一加熱元件，對(duì)應(yīng)于受熱面，用以對(duì)加壓元件進(jìn)行加熱。薄 膜被巻繞成管狀，環(huán)繞于加壓元件及加熱元件的外部，且薄膜可相對(duì)于加壓元 件滑動(dòng)，其中接觸面恒定地由薄膜的內(nèi)側(cè)施加一壓力，并對(duì)薄膜進(jìn)行熱傳導(dǎo)。 加壓滾筒，對(duì)應(yīng)于接觸面固定設(shè)置，其中接觸面可推動(dòng)薄膜朝向加壓滾筒抵靠， 借以使薄膜對(duì)通過(guò)加壓滾筒及薄膜之間的記錄媒材施加壓力及加熱，且加壓滾 筒可轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)該薄膜連同該記錄媒材移動(dòng)。使被轉(zhuǎn)印于記錄媒材上的色粉融 熔而滲入記錄媒材之中，而將色粉永久固定于記錄媒材上。
本發(fā)明的功效在于，通過(guò)加熱元件可直接以熱傳導(dǎo)(thermal conduction) 方式對(duì)加壓元件進(jìn)行加熱，而減少預(yù)熱時(shí)間。同時(shí)加壓元件可通過(guò)薄膜對(duì)記錄 媒材形成面接觸，可以提升色粉被加熱及加壓的時(shí)間，以提升加熱定著效果， 同時(shí)記錄媒材受壓及受熱也較為均勻，減少記錄媒材產(chǎn)生向上巻曲的情況。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的 限定。


圖1所示為本發(fā)明第一實(shí)施例的立體圖； 圖2所示為本發(fā)明第一實(shí)施例的側(cè)視圖； 圖3所示為本發(fā)明第二實(shí)施例的側(cè)視圖； 圖4所示為本發(fā)明第三實(shí)施例的側(cè)視圖； 圖5所示為本發(fā)明第四實(shí)施例的側(cè)視圖；以及 圖6所示為本發(fā)明第五實(shí)施例的側(cè)視圖。 其中，附圖標(biāo)記
D:運(yùn)動(dòng)方向P:記錄媒材
T:色粉200:加熱組件
210:加壓元件220:彈性元件
230:加熱元件240:薄膜
211:受熱面212:接觸面
213:承載肋214:隔熱元件
215:圓弧角216:頂壁
217:緩沖元件218:彈性頂?shù)衷?br> 300:加壓滾筒310:傳動(dòng)軸
320:驅(qū)動(dòng)元件330:襯套
340:動(dòng)力源
具體實(shí)施例方式
采用色粉成像的電子成像裝置，其在一感光鼓(圖未示)上，以光線照射
形成具備靜電的感光圖樣，利用靜電將色粉(toner particles) T吸附于感 光圖樣上形成待轉(zhuǎn)印圖樣。將一記錄媒材P，例如一紙張，與感光鼓形成滾動(dòng) 接觸，使形成待轉(zhuǎn)印圖樣的色粉T移轉(zhuǎn)到記錄媒材P上，即可在記錄媒材P 上形成預(yù)定圖樣。此時(shí)色粉T僅是暫時(shí)性地附著于記錄媒材P，必須再將記錄 媒材P送入加熱定著裝置中，對(duì)記錄媒材P上的色粉T進(jìn)行加熱加壓，才能使 色粉T固定于記錄媒材P上。
如圖1及圖2所示，分別為本發(fā)明第一實(shí)施例所揭露的一種加熱定著裝置
的立體圖及側(cè)視圖。此加熱定著裝置包含有一加熱組件200及一加壓滾筒300， 分別用加熱及加壓，以使色粉T固定于記錄媒材P上。
加熱組件200包含有一加壓元件210、 二彈性元件220、 一加熱元件230 及一薄膜240。
其中加壓元件210為一長(zhǎng)板片，具有一受熱面211及一接觸面212，其材 質(zhì)可為具備高熱傳導(dǎo)系數(shù)的金屬材料，例如銀(Ag)、銅(Cu)及鋁(Al)等， 以擠鑄方式成形。加壓元件210還包含有二承載肋213，沿著加壓元件210的 長(zhǎng)軸方向形成于受熱面211上。
二彈性元件220的一端固定設(shè)置，另一端分別對(duì)應(yīng)于加壓元件210的二端， 使各彈性元件220的另一端分別抵靠于二承載肋213的頂緣，用以恒定地對(duì)加 壓元件210施加一朝向接觸面212之外側(cè)的推力。
加熱元件230為一鹵素?zé)艄芑蛞浑姛岚簦O(shè)置于二承載肋213之間以對(duì)應(yīng) 于受熱面212。其中二承載肋213之間可形成一夾角，使加熱元件230通過(guò)重 力自然下落，而直接與二承載肋213接觸，而以接觸熱傳導(dǎo)及輻射熱同時(shí)對(duì)加 壓元件210進(jìn)行加熱。同時(shí)為了避免加熱元件230產(chǎn)生的高溫，通過(guò)接觸熱傳 導(dǎo)由承載肋213頂緣傳遞至彈性元件220，因此還設(shè)有二隔熱元件214，分別 夾置于各彈性元件220與加壓元件210的承載肋213之間，借以隔絕熱傳導(dǎo)， 以避免高溫對(duì)彈性元件220的應(yīng)力特性造成影響。
管狀的薄膜240由可撓性且具高導(dǎo)熱系數(shù)的材質(zhì)所制成，例如聚四氟乙烯 (Polytetraf luoroethylene ， PTFE ， TEFLON)、有側(cè)鏈的聚四氟乙烯 (Perfluoroalkoxy ， PFA )、乙烯丙烯氟化物(Fluorinated Ethylene Pr叩ylene， FEP),除了具有導(dǎo)熱性質(zhì)之外，同時(shí)具有非粘著與耐磨性質(zhì)，使 得在色粉T融熔之后不會(huì)沾粘在薄膜240的表面，而且能承受與接觸面212 互相接觸部分的摩擦損耗。
薄膜240環(huán)繞于加壓元件210及加熱元件230，其中加壓元件210與加熱 元件230都是沿著管狀的薄膜240的長(zhǎng)軸方向設(shè)置，且薄膜240可相對(duì)于加壓 元件210滑動(dòng)。其中接觸面212恒定地由薄膜240的內(nèi)側(cè)施加一壓力，并對(duì)薄 膜240進(jìn)行熱傳導(dǎo)。為了避免薄膜240相對(duì)于加壓元件210滑動(dòng)時(shí)，加壓元件 210的長(zhǎng)側(cè)邊緣對(duì)薄膜240產(chǎn)生過(guò)大的摩擦力，于接觸面212的二長(zhǎng)側(cè)邊緣， 分別形成有圓弧角215，用以導(dǎo)引薄膜240，使薄膜240可以平順地滑動(dòng)通過(guò)
接觸面212的邊緣。
加壓滾筒300被具備彈性的材質(zhì)所包覆，使其表面具備彈性變形的能力。 加壓滾筒300對(duì)應(yīng)于接觸面212，通過(guò)加壓元件210以接觸面212推動(dòng)薄膜240 朝向加壓滾筒300抵靠，可使薄膜240對(duì)通過(guò)加壓滾筒300及薄膜240之間的 記錄媒材P施加壓力及加熱。且加壓滾筒300的中心穿設(shè)有一傳動(dòng)軸310，于 傳動(dòng)軸310的二端分別設(shè)有一作為驅(qū)動(dòng)元件320的齒輪，同時(shí)傳動(dòng)軸310被襯 套330承載，以使加壓滾筒300可轉(zhuǎn)動(dòng)地被固定設(shè)置而對(duì)應(yīng)于接觸面212。 二 驅(qū)動(dòng)元件320至少有其中之一與一動(dòng)力源340嚙合，以使動(dòng)力源340帶動(dòng)加壓 滾筒300轉(zhuǎn)動(dòng)，而帶動(dòng)薄膜240連同記錄媒材P移動(dòng)。
如圖2所示，當(dāng)承載有色粉T的記錄媒材P沿著運(yùn)動(dòng)方向D通過(guò)加熱組件 200與加壓滾筒300之間時(shí)，加熱元件230所發(fā)出的熱會(huì)傳遞至加壓元件210。 接著通過(guò)接觸面212而傳導(dǎo)至薄膜240，再由薄膜240傳導(dǎo)至記錄媒材P。同 時(shí)，動(dòng)力源340使加壓滾筒300作出逆時(shí)針?lè)较虻男D(zhuǎn)動(dòng)作，使薄膜240與加 壓滾筒300連動(dòng)而作出順時(shí)針?lè)较虻男D(zhuǎn)動(dòng)作，而在記錄媒材P通過(guò)的薄膜 240與加壓滾筒300之間時(shí)，則記錄媒材P被加壓滾筒300帶動(dòng)，同時(shí)通過(guò)記 錄媒材P與薄膜240的接觸關(guān)系而帶動(dòng)薄膜240轉(zhuǎn)動(dòng)，由于薄膜240與記錄媒 材P互相接觸的部分沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此不會(huì)對(duì)記錄媒材上的色粉T產(chǎn)生橫向 剪力。在記錄媒材P抵達(dá)薄膜240與加壓滾筒300之間時(shí)，通過(guò)加壓元件210 對(duì)薄膜240施加壓力。由于薄膜240的厚度遠(yuǎn)小于其它元件的尺寸，因此其熱 阻系數(shù)可以忽視，可以視為接觸面212直接接觸記錄媒材P，使加熱元件230 所產(chǎn)生的熱通過(guò)薄膜240到達(dá)記錄媒材P的表面，因此色粉T會(huì)遇熱融熔于記 錄媒材P，并受壓嵌入于記錄媒材P中，使得色粉T被定著于記錄媒材P上。
由于加壓元件210以接觸面212間接地通過(guò)薄膜240對(duì)記錄媒材P加壓及 加熱，同時(shí)加壓滾筒300的外表面也可以進(jìn)行彈性變形，使得薄膜240與加壓 滾筒300之間的接口形成一平面，也即薄膜240可以以面接觸形式施壓于記錄 媒材P上，因此可使記錄媒材P所承受的壓力更均勻，且溫度分布也會(huì)較為平 均，不會(huì)使受壓及受熱集中在小部分區(qū)域，避免記錄媒材P產(chǎn)生巻曲的情形。 而面接觸的施壓型態(tài)，也可以延長(zhǎng)色粉T受壓及受熱的時(shí)間，而提升加熱定著 效果。
如圖3所示，圖標(biāo)中為本發(fā)明第二實(shí)施例的側(cè)視圖，其結(jié)構(gòu)組成大致與第
一實(shí)施例相同，差異在于加壓元件210還包含有一頂壁216，連接于二承載肋 213的頂緣，頂壁216與二承載肋213以擠鑄方式一體成型而呈現(xiàn)彎弧狀，用 以使加熱元件230被加壓元件210所包圍，以加熱元件230產(chǎn)生的熱輻射被頂 壁216所吸收，減少熱能散失，提升加熱元件的效率。
如圖4所示，為本發(fā)明第三實(shí)施例的側(cè)視圖，其結(jié)構(gòu)組成大致與第二實(shí)施 例相同。為了防止加熱元件230與加壓元件210因?yàn)闊崤蛎浵禂?shù)不同的關(guān)系， 使得原本抵靠加熱元件230的二承載肋213在受熱膨脹后擠壓加熱元件230， 導(dǎo)致加熱元件230毀損。因此在加壓元件210的受熱面211上設(shè)有一緩沖元件 217，緩沖元件217的一端固定于受熱面211上，另一端抵靠于加熱元件230。 緩沖元件217的熱膨脹系數(shù)大于加壓元件210的熱膨脹系數(shù)。如此，在加壓元 件210與緩沖元件217在受熱而膨脹變形時(shí)，緩沖元件217的膨脹變形量會(huì)大 于加壓元件210，進(jìn)而帶動(dòng)加熱元件230遠(yuǎn)離加壓元件210的受熱面211，借 以降低甚至消除承載肋213對(duì)加熱元件230擠壓的力量。
如圖5所示，圖標(biāo)中為本發(fā)明第四實(shí)施例的側(cè)視圖，為另一種降低加壓元 件210受熱膨脹對(duì)加熱元件230擠壓的力量的改良。第四實(shí)施例大致相同于第 二實(shí)施例，其差異在于二承載肋213的夾角略大于90度。因此加熱元件230 受熱膨脹之后，可以較為平順地沿著承載肋213的壁面上升。同時(shí)加大承載肋 213的夾角，也可以縮短加熱元件230與受熱面211之間的距離，減少傳熱路 徑而降低熱阻。
如圖6所示，圖標(biāo)中為本發(fā)明第五實(shí)施例的側(cè)視圖，進(jìn)一步改良第四實(shí)施 例。在第五實(shí)施例中，加壓元件210的頂壁216與加熱元件230之間設(shè)有彈性 頂?shù)衷?18，彈性頂?shù)衷?18的二端分別頂?shù)猪敱?16與加熱元件230， 恒定地對(duì)加熱元件230往受熱面211推抵，使加熱元件230牢固地抵靠于二承 載肋213，使加熱元件230維持在與二承載肋213互相接觸的狀態(tài)。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但 這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種色粉的加熱定著裝置，其特征在于，包含有一加壓元件，具有一受熱面及一接觸面；至少一彈性元件，用以對(duì)該加壓元件施加一朝向該接觸面的外側(cè)的推力；一加熱元件，對(duì)應(yīng)于該受熱面，用以對(duì)該加壓元件進(jìn)行加熱；一管狀的薄膜，環(huán)繞該加壓元件及該加熱元件，且該薄膜可相對(duì)于該加壓元件滑動(dòng)，該接觸面由該薄膜的內(nèi)側(cè)施加一壓力，并對(duì)該薄膜進(jìn)行熱傳導(dǎo)；以及一加壓滾筒，為固定設(shè)置而對(duì)應(yīng)于該接觸面，該接觸面可推動(dòng)該薄膜朝向該加壓滾筒抵靠，借以使該薄膜對(duì)一通過(guò)該加壓滾筒及該薄膜之間的該記錄媒材施加壓力及加熱，且該加壓滾筒可轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)該薄膜連同該記錄媒材移動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，該加壓元件 為一長(zhǎng)板片，沿著該該管狀的薄膜的長(zhǎng)軸方向設(shè)置，且該彈性元件的一端抵靠 于該加壓元件的一端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，該加壓元件 還具有二承載肋，該二承載肋沿著加壓元件的長(zhǎng)軸方向形成于該受熱面上，其 中該彈性元件抵靠于該二承載肋的頂緣，且該加熱元件位于該二承載肋之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，還包含有一 隔熱元件，夾置于該彈性元件與該二承載肋之間，借以隔絕熱傳導(dǎo)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，該二承載肋之間可形成一夾角，使該加熱元件與該二承載肋接觸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，該二承載肋 的夾角大于90度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，該接觸面的 邊緣形成有一圓弧角，用以導(dǎo)引該薄膜滑動(dòng)通過(guò)該接觸面的邊緣。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，該加壓元件還具有一頂壁，連接于該二承載肋的頂緣，使該加熱元件被該加壓元件所包圍。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，還包含有一彈性頂?shù)衷O(shè)置于該加壓元件的頂壁與該加熱元件之間，用以將該加熱元 件往該受熱面推抵。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，還包含有一緩沖元件， 一端固定于該加壓元件的受熱面，另一端抵靠于該加熱元件。11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，該緩沖元件的熱膨脹系數(shù)大于該加壓元件的熱膨脹系數(shù)。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，該加熱元 件為一鹵素?zé)艄芑蛞浑姛岚簟?3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，該薄膜的 材質(zhì)選自聚四氟乙烯、有側(cè)鏈的聚四氟乙烯及乙烯丙烯氟化物所成組合。14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的色粉的加熱定著裝置，其特征在于，該加壓滾 筒的表面為可彈性變形。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種色粉的加熱定著裝置，其包含有一加壓元件、至少一彈性元件，用以恒定地對(duì)加壓元件施加一推力、一加熱元件，用以對(duì)加壓元件進(jìn)行加熱、一管狀的薄膜，環(huán)繞加壓元件及加熱元件，薄膜可相對(duì)于加壓元件滑動(dòng)，其中，加壓元件恒定地由薄膜的內(nèi)側(cè)施加一壓力，并對(duì)薄膜進(jìn)行熱傳導(dǎo)、以及一加壓滾筒，其中加壓元件可推動(dòng)薄膜朝向加壓滾筒抵靠，借以使薄膜對(duì)一通過(guò)加壓滾筒及薄膜之間的記錄媒材施加壓力及加熱。
文檔編號(hào)G03G15/20GK101105675SQ20061009858
公開(kāi)日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2006年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月12日
發(fā)明者蘇育仁 申請(qǐng)人:光寶科技股份有限公司