專利名稱：電攝影成像裝置的熔化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電攝影成像裝置的熔化裝置，特別是涉及一種采用熱管的熔化裝置，以便在電攝影成像裝置中降低能耗并可實現(xiàn)快速加熱。
背景技術(shù)：
電攝影成像裝置包括用于加熱色粉圖像轉(zhuǎn)印到其上的紙張的熔化裝置，以將粉末狀態(tài)的色粉圖像熔化和固著到紙張上。熔化裝置包括將色粉熔化和固著到紙張上的熔化輥，和將紙張壓在熔化輥上的壓輥。
圖1為采用鹵素燈作為熱源的傳統(tǒng)熔化輥的水平剖視圖。圖2為使用圖1的熔化輥單元的傳統(tǒng)熔化裝置的垂直剖視圖。
參見圖1，熔化輥單元10包括圓柱形熔化輥11和沿熔化輥11的軸線安裝到熔化輥11中的鹵素燈12。在熔化輥11的表面形成特氟龍(Teflon)涂層11a。鹵素燈12在熔化輥11內(nèi)產(chǎn)生熱量，熔化輥11由鹵素燈12發(fā)出的輻射熱加熱。
參見圖2，壓輥13位于熔化輥單元10下并與熔化輥11接觸，從而使紙張14在兩者之間通過。壓輥13由彈簧13a彈性支承，從而當紙張通過熔化輥11和壓輥13之間時，壓輥13可以以預定的壓力使紙張與熔化輥11緊密接觸。此時，當紙張14通過熔化輥11和壓輥13之間時，以粉末狀態(tài)形成在紙張14上的色粉圖像14a通過預定的壓力和熱量熔化并固著到紙張14上。
在熔化輥11的一側(cè)設(shè)置有用于測量熔化輥11表面溫度的熱敏電阻15和用于在熔化輥11的表面溫度超過預先設(shè)定值時切斷電源的恒溫器16。熱敏電阻15測量熔化輥11的表面溫度，并將對應于所測量溫度的電信號傳送給打印機(未示出)的控制器(未示出)?？刂破鞲鶕?jù)所測量的溫度控制供給鹵素燈12的電量，以保持熔化輥11的表面溫度在預定的范圍內(nèi)。當熔化輥11的溫度因熱敏電阻15和控制器失效無法控制使熔化輥11的溫度超過預先設(shè)定的溫度值時，恒溫器16的觸點(未示出)斷開以切斷向鹵素燈12的電源供應。
這種采用鹵素燈作為熱源的傳統(tǒng)熔化裝置消耗大量的電能。特別是當電源接通以后，傳統(tǒng)裝置需在相當長的預熱時間。預熱時間可以是幾十秒到數(shù)分鐘。而且，在傳統(tǒng)的熔化裝置中，由于熔化輥由熱源發(fā)出的輻射加熱，熱傳遞很慢，且由于與紙張接觸發(fā)生的溫度下降而引發(fā)的溫度偏差的補償也很慢，這樣就很難保持熔化輥溫度的恒定。此外，在打印機的操作為間斷的備用狀態(tài)，由于必須向熱源周期性施加電源以便維持熔化輥的溫度恒定，要消耗掉不必要的電源。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有電源連接單元的熔化裝置，該電源連接單元具有改進的耐用性和可靠性，并減少電攝影成像裝置的初始操作或從備用狀態(tài)到再操作狀態(tài)的過渡期的預熱時間。
為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，提供了一種電攝影成像裝置的熔化裝置，該裝置包括管形的熱管，含有預定量的工作液體，該熱管在其兩端氣密密封；環(huán)繞熱管的熔化輥；加熱器，安裝在熔化輥和熱管之間，用于產(chǎn)生熱量；電源連接單元，用于將外部電能傳輸給加熱器，其特征在于，加熱器包括電阻線圈，采用由電源連接單元傳輸來的電能發(fā)熱，該電組線圈沒有覆蓋保護涂層；第一絕緣層，設(shè)置在熔化輥的內(nèi)側(cè)而與電阻線圈接觸；第二絕緣層，設(shè)置在熱管的外側(cè)而與電阻線圈接觸；導線，在加熱器的兩端將電阻線圈與電源連接單元相連。
優(yōu)選的是，第一絕緣層和第二絕緣層的每一個都由至少一個云母層構(gòu)成。
優(yōu)選的是，電源連接單元包括電極，插入第一端帽和第二端帽的每一個的外端部，第一端帽和第二端帽安裝在轉(zhuǎn)軸上的熔化輥的兩端；襯套，安裝在框架上形成的通孔中而與電極接觸，框架支承熔化輥；彈性機構(gòu)，使襯套與電極緊密接觸而用于電連接。
優(yōu)選的是，第一和第二端帽中的每一個包括導線孔，在長度方向形成而使各導線可以穿過；底部，成形為可以使導線穿過導線孔而與電極電連接，該電極插入對應的端帽中。
優(yōu)選的是，還包括第一絕緣薄膜，設(shè)置在第一和第二端帽每一個的底部，以使底部與導線絕緣；散熱片，設(shè)置在第一絕緣薄膜上，以便與導線電連接。
優(yōu)選的是，熔化裝置還包括第二絕緣薄膜，形成在第一和第二端帽中每一個的導線孔中，用于使導線與導線孔絕緣。
優(yōu)選的是，熔化裝置還包括至少一個鍵，形成在各端帽外圓周的一部分上，該部分與熔化輥的端部配合；至少一個鍵槽，形成在熔化輥的每一端，與所述鍵相對應。所述至少一個鍵槽形成在所述熔化輥各端部的內(nèi)側(cè)，向下凹。
優(yōu)選的是，各導線包括環(huán)，在加熱器的每一端與電阻線圈電連接；和條帶，從環(huán)延伸出來。


通過參照附圖詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，可以使本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點變得更加清楚，其中圖1為采用鹵素燈作為熱源的傳統(tǒng)熔化輥的水平剖視圖；圖2為采用圖1的熔化輥的傳統(tǒng)熔化裝置的垂直剖視圖；圖3為本發(fā)明優(yōu)選實施例的熔化裝置的垂直剖視圖；圖4為圖3所示熔化輥的水平剖視圖；圖5到5B為圖4所示第一端帽的透視圖；圖6A到6B為圖4所示第二端帽的透視圖；圖7為沿VII-VII′線截取的圖5A的第一端帽的剖視圖；圖8為圖4的熔化輥的局部透視圖，并示出了在熔化輥端部的鍵槽；圖9為圖4所示熔化輥的電源連接單元的分解透視圖；圖10為圖4所示導線示例的透視圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖描述本發(fā)明的實施例。在附圖中，為清楚起見，薄膜或各部分的厚度被夸大。
圖3是電攝影成像裝置中本發(fā)明實施例的熔化裝置的垂直剖視圖。圖4為圖3所示熔化輥的水平剖視圖。參見圖3和4，本發(fā)明的電攝影成像裝置的熔化裝置包括熔化輥單元110，其具有在紙張150釋放出的方向，即順時針轉(zhuǎn)動的熔化輥112；壓輥190，與熔化輥112接觸而逆時針轉(zhuǎn)動，從而使紙張150經(jīng)過兩者之間。
熔化輥單元110包括圓柱形熔化輥112，在其表面上形成有特氟龍涂層111；加熱器113，安裝在熔化輥112內(nèi)并通過電源連接單元200由外部電源供給電能；熱管114，安裝在加熱器113內(nèi)，且其兩端氣密密封以保持預定的壓力。熱管114容納預定量的工作液體115。能量連接單元200安裝在熔化輥112的每一端。能量連接單元200連接到外部電源以向加熱器13傳輸電能。
熱敏電阻118安裝在熔化輥112上方，以便可以測量與涂層111接觸的熔化輥112和涂層111的表面溫度。此外，恒溫器119安裝在熔化輥112上，從而可以在熔化輥112和涂層111的表面溫度快速升高時切斷電能供應，以便防止過熱。
加熱器113包括由Ni-Cr形成的電阻線圈113b，用于采用由電源連接單元200提供的電能產(chǎn)生熱量；第一云母層113a，設(shè)置在電阻線圈113b和熔化輥112之間；第二云母層，設(shè)置在電阻線圈113b和熱管114之間；導線116，從電阻線圈113b的兩端向外伸出而與電源連接單元200電連接。加熱器113的云母層113a和113c中的每一個都由至少一層構(gòu)成。電阻線圈113b可以由Cr-Fe形成。
在制造具有上述結(jié)構(gòu)的熔化輥單元110時，熱管114依次由第二云母層113c、電阻線圈113b和第一云母層113包裹，并隨后插入熔化輥112中。接著，110-150個大氣壓的壓力施加到熱管114中以拉大熱管114，從而使加熱器113與熱管114的外圓周表面以及熔化輥112的內(nèi)圓周表面緊密接觸。
加熱管114為管狀，并在其兩端被氣密密封。熱管114中含有預定量的工作液體115。工作液體115由于從加熱器113產(chǎn)生和傳導的熱量而蒸發(fā)，并將熱量傳導給熔化輥112，從而起到熱介質(zhì)的作用，防止在熔化輥112的表面存在溫度差并在短時間內(nèi)加熱整個熔化輥112。工作液體115占熱管114內(nèi)部容積的5-50％，優(yōu)選為5-15％。當工作液體115占熱管114內(nèi)部容積的5％或更少時，很有可能會發(fā)生干透的現(xiàn)象。因此，優(yōu)選避免上述5％或更少的情況。
根據(jù)熱管114的材料來選擇工作液體115。例如，當熱管114由不銹鋼形成時，除了水以外，迄今為止所知的大多數(shù)工作液體都可以用作工作液體115。優(yōu)選是采用FC-40(3M)作為工作液體115。
當熱管114由銅(Cu)形成時，可以采用大多數(shù)的工作液體。最優(yōu)選的是采用水，即蒸餾水。采用水或蒸餾水作為工作液體115的優(yōu)點在于成本低，且防止環(huán)境污染。
熔化輥112由加熱器113產(chǎn)生和傳輸?shù)臒崃炕驘峁?14所含的工作液體115蒸發(fā)的熱量加熱，在紙張150上熔化粉末態(tài)的色粉151，并將色粉151固著到紙張150上。熔化輥由不透鋼、鋁(Al)或銅(Cu)形成。
第一端帽120和第二端帽130分別設(shè)置在熔化輥112的兩端，從而使熔化輥112的兩端用第一端帽120和第二端帽130蓋住。除了第二端帽130在其外圓周表面設(shè)有齒輪而使第二端帽130的齒輪與電機的齒輪(未示出)嚙合，從而使第二端帽130旋轉(zhuǎn)以外，第二端帽130具有與第一端帽120相同的結(jié)構(gòu)。
圖5A和5B為圖4所示第一端帽120的透視圖。圖6A和6B是圖4所示第二端帽130的透視圖。圖7為沿VII-VII′線截取的圖5A中第一端帽120的剖視圖。在圖7中，為清楚起見一起示出了導線116。圖8為圖4的熔化輥112的局部透視圖，并示出在熔化輥112端部的鍵槽。
參見圖5A至8，導線孔122和132分別在第一端帽120和第二端帽130上形成，從而使圖7所示的導線116可以在長度方向引入第一端帽120和第二端帽130中的每一個。鍵124和134分別從第一端帽120和第二端帽130的外圓周表面突出。鍵124和134與在熔化輥112兩端的內(nèi)表面形成的圖8中的鍵槽112配合。凹部125和135朝向熱管114的兩端分別形成在第一端蓋120和第二端蓋130的中心，從而使熱管114的兩端可以插入凹部125和135。電極槽126和136及電極接收部分127和137分別形成在第一端帽120和第二端帽130與凹部125和135相對的外部中心，以使圖4中的電極210可以插入第一端帽120和第二端帽130。電極槽126在其底部126a帶有第一絕緣薄膜126b，用于防止導線116的熱量傳導到第一端帽120，并還具有在第一絕緣薄膜126b上形成的散熱片126c，以便與導線116相連，從而發(fā)散導線116的熱量。優(yōu)選的是在導線孔122的內(nèi)側(cè)設(shè)置第二絕緣薄膜(未示出)，以保護第一端帽120免受導線116的熱量。
圖9是與第二端帽130連接的電源連接單元200的分解透視圖。參見圖9，電源連接單元200安裝在圖4的框架160中，以將外部的電能傳輸給加熱器113。電源連接單元200包括插入圖6A中的電極槽136和圖6A的電極接收部分137中的電極210；襯套220，安裝在形成在于對應框架160的通孔中，與電極210接觸，框架160支承圖4中的熔化輥112；彈性單元240，使襯套220與電極210緊密接觸而被電連接。
電極210包括突起212，插入位于第二端帽130中心，即熔化裝置110的轉(zhuǎn)軸上的電極槽136中；凸緣214，與突起212一體形成并插入電極接收部分137。電極210的突起212插入電極槽136，使插入圖7的導線孔122并彎成直角的導線116與電極槽136的底部緊密接觸，從而使突起212與導線116電連接。
第一端帽120和第二端帽130可以由聚苯硫醚(PPS)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或尼龍制成，其中具有諸如玻璃纖維等即使在高溫下也只輕微變形的填料。
襯套220與電極210連接而傳輸外部電能，并包括突出部分222和盤224。突出部分222與凸緣214接觸，盤224與圖4中的外導線254相連。
通孔在框架160中形成。在通孔中從靠近熔化輥112的側(cè)面開始依次形成第一擋塊162和第二擋塊164。當襯套插入通孔中時，第一擋塊162擋止并支承盤224。第二擋塊164擋止并支承絕緣盤250的凸緣251。
彈性單元240賦予間隔件130彈性，從而使襯套220可以緊密地接觸電極210。此外，彈性單元240緩沖在熔化輥112操作過程中反復熱膨脹或收縮產(chǎn)生的變形，從而防止襯套220與電極210斷開。因此，優(yōu)選的是使用壓縮彈簧作為彈性單元240。此時，圖4中的外導線254通過導線孔252與襯套220相連。此時，導線254可能會危險地與彈性單元240接觸而引起電火花。因此，為了防止發(fā)生這種危險且防止第二端帽130由于襯套220撤回而與框架160接觸，設(shè)置間隔件230。
通過采用絕緣盤250而將彈性單元240安裝在框架160上。絕緣盤250支承彈性單元240。因此，襯套220首先安裝在框架160的通孔內(nèi)，隨后安裝彈性單元240和間隔件230。接下來安裝絕緣盤250以防止彈性單元240脫開。
下面將參照附圖詳細描述在電攝影成像裝置中具有上述結(jié)構(gòu)的熔化輥的操作。
一旦通過外導線254，襯套220和電極210向加熱器113的導線116供電，則電能使電阻線圈113b發(fā)出熱量。一部分熱量通過第一云母層113a傳輸給熔化輥112，其余的熱量通過第二云母層113c傳輸給熱管114。熱管114中所含的工作液體115由于傳輸?shù)臒崃慷舭l(fā)。蒸發(fā)的工作液體115的熱量通過熱管114表面形成的第一云母層113a和第二云母層113c傳輸給熔化輥112。熔化輥112接收經(jīng)第一云母層113a和第二云母層113c傳輸?shù)募訜崞?13產(chǎn)生的熱量和工作液體115的熱量，從而使熔化輥112的表面溫度在整個熔化輥上均勻地增加到目標溫度，在該目標溫度，色粉151可以被熔化并固著到紙張150上。
此后，在打印模式中，在紙張150通過熔化輥112和壓輥190之間時，粉末態(tài)色粉151轉(zhuǎn)印到紙張150，并通過具有預定溫度的熔化輥112熔化并固著到紙張150上。隨后，將色粉151熔化并固色到紙張150上的熔化輥112的熱量被紙張150帶走，從而使熱管114所含的工作液體115液化。之后，當熱量由加熱器113傳出時，工作液體115再次氣化。接著，熔化輥112的表面溫度保持在適于熔化和固著色粉151的目標溫度，從而可以繼續(xù)打印操作。
通常熔化和固著色粉圖像的目標溫度為160-190℃。本發(fā)明的熔化裝置100在10秒內(nèi)達到目標溫度。在達到目標溫度后，熱敏電阻118測量熔化輥112的表面溫度以將熔化輥112的表面溫度保持在正常熔化和固著色粉151的預定范圍內(nèi)。當熱敏電阻118無法控制表面溫度且熔化輥112的表面溫度快速升高時，恒溫器119用機械的方法切斷連接到電源連接單元200的電能，從而防止熔化輥112的表面溫度迅速升高。這種電源供應操作可以根據(jù)設(shè)定的溫度點而改變。此外，電源供應可以通過ON/OFF控制器、脈寬調(diào)制方法或比例和積分(PI)方法來控制。
圖10為圖4所示導線例子的透視圖。導線170包括環(huán)172，環(huán)繞熱管114且其一側(cè)電連接到電阻線圈113b的一端；條帶174，從環(huán)172伸出。條帶174穿過圖7的導線孔122并與圖9的電極210相連。通過使用導線170，可以避免導線由于在空氣中發(fā)散熱量而斷裂，從而更快速地將電極210與加熱器113相連。
如上所述，本發(fā)明電攝影成像裝置的熔化輥，采用熱管，從而減少了初始操作的預熱時間。由于電阻線圈覆蓋有絕緣層，很容易制造加熱器。此外，散熱片和絕緣層的使用保證加熱器和端帽中導線的可靠性。
盡管參照其優(yōu)選實施例具體示出和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解可以進行各種形式和細節(jié)上的變換。因此，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種電攝影成像裝置的熔化裝置，該裝置包括管形的熱管，含有預定量的工作液體，該熱管在其兩端氣密密封；環(huán)繞熱管的熔化輥；加熱器，安裝在熔化輥和熱管之間，用于產(chǎn)生熱量；電源連接單元，用于將外部電能傳輸給加熱器，其特征在于，加熱器包括電阻線圈，采用由電源連接單元傳輸來的電能發(fā)熱，該電組線圈沒有覆蓋保護涂層；第一絕緣層，設(shè)置在熔化輥的內(nèi)側(cè)而與電阻線圈接觸；第二絕緣層，設(shè)置在熱管的外側(cè)而與電阻線圈接觸；導線，在加熱器的兩端將電阻線圈與電源連接單元相連。
2.如權(quán)利要求1所述的熔化裝置，其特征在于，第一絕緣層和第二絕緣層的每一個都由至少一個云母層構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的熔化裝置，其特征在于，電源連接單元包括電極，插入第一端帽和第二端帽的每一個的外端部，第一端帽和第二端帽安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的熔化輥的兩端；襯套，安裝在框架上形成的通孔中而與電極接觸，框架支承熔化輥；彈性機構(gòu)，使襯套與電極緊密接觸而用于電連接。
4.如權(quán)利要求3所述的熔化裝置，其特征在于，第一和第二端帽中的每一個包括導線孔，在長度方向形成而使各導線可以穿過；底部，成形為可以使導線穿過導線孔而與電極電連接，該電極插入對應的端帽中。
5.如權(quán)利要求4所述的熔化裝置，其特征在于，還包括第一絕緣薄膜，設(shè)置在第一和第二端帽每一個的底部，以使底部與導線絕緣；散熱片，設(shè)置在第一絕緣薄膜上，以便與導線電連接。
6.如權(quán)利要求4所述的熔化裝置，其特征在于，還包括第二絕緣薄膜，形成在第一和第二端帽中每一個的導線孔中，用于使導線與導線孔絕緣。
7.如權(quán)利要求3所述的熔化裝置，其特征在于，還包括至少一個鍵，形成在各端帽外圓周的一部分上，該部分與熔化輥的端部配合；至少一個鍵槽，形成在熔化輥的每一端，與所述鍵相對應。
8.如權(quán)利要求7所述的熔化裝置，其特征在于，至少一個鍵槽在熔化輥每一端的內(nèi)側(cè)形成為凹陷的。
9.如權(quán)利要求1所述的熔化裝置，其特征在于，各導線包括環(huán)，在加熱器的每一端與電阻線圈電連接；和條帶，從環(huán)延伸出來。
全文摘要
一種電攝影成像裝置的熔化裝置，包括管形的熱管，含有預定量的工作液體，該熱管在其兩端氣密密封；環(huán)繞熱管的熔化輥；加熱器，安裝在熔化輥和熱管之間，用于產(chǎn)生熱量；電源連接單元，用于將外部電能傳輸給加熱器。加熱器包括電阻線圈，采用由電源連接單元傳輸來的電能發(fā)熱，該電組線圈沒有覆蓋保護涂層；第一絕緣層，設(shè)置在熔化輥的內(nèi)側(cè)而與電阻線圈接觸；第二絕緣層，設(shè)置在熱管的外側(cè)而與電阻線圈接觸；導線，在加熱器的兩端將電阻線圈與電源連接單元相連。因此，熔化輥采用熱管，減少了初始操作的預熱時間。由于電阻線圈覆蓋有絕緣層，可以很容易制造加熱器。此外，散熱片和絕緣層的使用保證了加熱器和端帽中導線的可靠性。
文檔編號G03G15/20GK1402092SQ01142509
公開日2003年3月12日 申請日期2001年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月25日
發(fā)明者李慶雨 申請人:三星電子株式會社