CN101169611A - 成像设备以及用于制造该成像设备的方法 - Google Patents

Abstract

一种能够防止当纸张经过定影单元时纸张由于弹性层的压缩变形而变皱的成像设备以及用于制造该成像设备的方法。加压辊可包括用于加强弹性层的侧部的加强构件，从而防止弹性层的轴向变形。容纳在轴和弹性层之间的加强构件用于增大弹性层的硬度，或者介于轴和弹性层之间的加强构件用于减小弹性层的压缩变形。

Description

成像设备以及用于制造该成像设备的方法

技术领域

本发明涉及一种成像设备，更具体地说，本发明涉及这样一种成像设备，其包括与加热辊接触以形成定影压印区(fixing nip)的加压辊。

背景技术

成像设备(例如，打印机、照片复印机、传真机和多功能产品)是一种响应于输入的图像信号用于在一张张打印介质上打印图像的设备。成像设备的一种类型是电子照相成像设备。这种类型的成像设备包括：光扫描单元，将与目标图像对应的光学信号扫描到感光介质上；显影单元，通过将调色剂(toner)供应到形成静电潜像的感光介质上，而将所述静电潜像显影成可视图像；定影单元，一旦所述可视图像被转印到打印介质(例如，纸张)上，就将所述图像固定。

图1是示意性地显示传统的定影单元的侧视截面图，而图2是示意性地显示传统的定影单元的主视截面图。如图1和图2所示，定影单元1通常包括：加热辊3，具有安装在其中的热源2；加压辊4，与加热辊3紧密接触以在它们之间的接触部分形成定影压印区N。加压辊4包括由金属材料(例如，铝或钢)形成的轴5和包围轴5的弹性层6。如图2所示，在轴5的各端设置有弹簧7，以通过使加压辊4朝着加热辊3弹性地偏移而迫使加热辊3与加压辊4紧密接触。

随着具有转印到其上的调色剂图像的纸张进入加热辊3和加压辊4(两者均旋转)之间，通过从加热辊3传递的热以及加热辊3和加压辊4之间的压力，调色剂图像被固定到纸张上。

为了防止在所述定影过程中纸张由于热和压力而变皱，可将加压辊4加工成具有倒置的拱形(reversed-crown shape)。即，加压辊4的相对的端部的直径相对大而其中间区域的直径相对小。加压辊4具有倒置的拱形的结果是，纸张在与加压辊4的相对的端部接触的地方的线速度大于其在与加压辊4的中间区域接触的地方的线速度。因此，当纸张进入定影单元时其经受向外的张力，从而防止纸张变皱。

但是，由于传统的加压辊在弹性层6的每一侧具有沿着纸张的纵向延伸的自由表面，所以出现了这样的问题，作为弹簧7压迫的结果，弹性层6沿着加压辊4的轴向变形(见图2中的区域A)。如果弹性层6变形，则在加压辊4的两侧的直径减小，从而减弱了加压辊的防皱能力。如果加压辊4不被加工成具有倒置的拱形(这样纸张在加压辊4的中间区域的线速度较大)，则也会出现这样的问题。此外，当加压辊4由于弹性层6的变形而直径减小时，在加热辊3和加压辊4之间产生的定影压印区的宽度改变至不期望的形状的程度，从而很难保持稳定的定影性能。

发明内容

因此，本发明的各方面是提供一种成像设备，其包括加压辊，加压辊具有能够防止纸张在经过定影单元的同时由于弹性层的相对的端部的压缩变形而变皱的弹性层。并且本发明的各方面还提供用于制造该成像设备的方法。本发明的其它方面是提供这样一种成像设备，其可防止在加热辊和加压辊之间产生的定影压印区变形成不期望的形状，以保持稳定的定影性能，并且本发明的其它方面还提供用于制造该成像设备的方法。

根据本发明的一方面，提供了一种成像设备，其包括：加热辊，具有安装在其中的热源；加压辊，包括轴和弹性层，该加压辊与加热辊接触以在该加压辊和加热辊之间形成定影压印区；加强构件，用于加强弹性层的侧部，从而防止弹性层的压缩变形。

加强构件可包括通孔和加强表面，其中，轴穿过所述通孔延伸，加强表面紧密附着到弹性层的侧部以防止弹性层的变形。

加强构件可具有圆盘形，并且其半径小于轴的中心与弹性层的外周表面之间的距离。

根据本发明的另一方面，提供了一种成像设备，其包括：加热辊，具有安装在其中的热源；加压辊，包括压到加热辊上以在加压辊和加热辊之间形成定影压印区的弹性层；加强构件，被容纳在弹性层的端部中，以增大弹性层的硬度。

加强构件可包括沿弹性层的周向按照恒定间隔***的铁芯。

加强构件可包括沿加压辊的轴向***到弹性层中的圆筒形板。

根据本发明的又一方面，提供了一种成像设备，其包括：加热辊，具有安装在其中的热源；加压辊，包括轴和包围所述轴的弹性层，弹性层被压到加热辊上以在加压辊和加热辊之间形成定影压印区；加强构件，在加压辊的端部介于轴和弹性层之间，以减少弹性层的压缩变形的量。

加强构件可包括：空心部分，加强构件通过该空心部分被安装到轴上；第一加强部分，沿着轴的径向延伸第一高度；第二加强部分，从第一加强部分沿轴向延伸，并且具有低于第一高度的第二高度。

第二加强部分可具有朝着加压辊的中心向下倾斜的倾斜表面。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造成像设备的方法，所述成像设备包括加压辊，加压辊包括轴和包围所述轴的弹性层，所述方法包括以下步骤：将加强构件安装到轴的端部，以减小弹性层的压缩变形的量；将安装了加强构件的轴放置到模具内以在注模成型过程中使用；将材料注射到模具内，以形成包围轴的弹性层。

除了上述方面和示例性实施例，其它的方面和实施例将通过参照附图和学习以下描述而变得清楚。

附图说明

当结合附图阅读对示例性实施例和权利要求的以下详细描述时，对本发明的更好的理解将会变得清楚，其中，附图、示例性实施例以及权利要求均构成本发明的公开的一部分。虽然以下描写和示例性的公开主要是为了公开本发明的示例性实施例，但是应该清楚地理解所述描写和公开只是阐述性和示例性的，并且本发明不限于此。本发明的精神和范围仅限于权利要求的条款。以下是对附图的简要描述，其中：

图1和图2是示意性地示出传统定影单元的侧视截面图和主视截面图；

图3是示意性地显示根据本发明示例性实施例的成像设备的构造的侧视截面图；

图4是示意性地显示根据本发明第一示例性实施例的加压辊的透视图；

图5是示意性地显示根据本发明第二示例性实施例的加压辊的透视图；

图6是示意性地显示根据本发明第三示例性实施例的加压辊的透视图；

图7是示意性地显示根据本发明第四示例性实施例的加压辊的透视图；

图8是沿着图7的加压辊的轴向截取的截面图；

图9A至图9C是显示用于制造图7的加压辊的方法的示图；

图10是显示对比例的示图，其中，加强构件具有恒定的高度。

具体实施方式

现在，将详细描述本发明的当前实施例，其例子显示在附图中，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来解释本发明。

图3是示意性地显示根据本发明示例性实施例的成像设备的构造的侧视截面图，图4是示意性地显示根据本发明第一示例性实施例的加压辊的透视图。如图3和图4所示，根据本发明示例性实施例的成像设备包括：送纸单元10，用于送进一张张打印介质P(即，纸、幻灯片等)；显影单元20，在纸张上显影图像；定影单元100，通过将热和压力施加到纸张，将显影的图像固定到纸张上；排纸单元30，将打印后的纸张排放到成像设备外部。

送纸单元10包括：纸盘11，纸张P堆叠在其上；弹簧12，沿着基本垂直的方向弹性地支撑纸盘11。堆叠在纸盘11上的纸张通过拾取辊13被一张接一张地依次拾取，然后被朝着显影单元20传送。

显影单元20包括：感光鼓22，静电潜像通过激光扫描单元21被形成在该感光鼓22上；充电辊23，用于给感光鼓22充电；显影辊24，将形成在感光鼓22上的静电潜像显影成可视图像；转印辊25，将纸张朝着感光鼓22偏压，从而感光鼓22上的可视图像可被转印到纸张上。

排纸单元30包括依次布置的第一排纸辊31、第二排纸辊32和第三排纸辊33，用于将经过定影单元100的纸张传送到堆叠位置。所述堆叠位置位于成像设备的上部。

定影单元100通过对纸张施加热和压力，将转印的可视图像固定到纸张上。定影单元100包括：加热辊110，具有安装在其中的热源111，以将热施加到纸张(调色剂图像已转印到该纸张上)上；加压辊120，与加热辊110相对地安装，与加热辊110一起保持恒定的定影压力；压缩机构130，使加压辊120朝着加热辊110弹性地偏移。加热辊110的热源111可包括卤素灯、加热线(heat line)、电感加热器等。

如图4所示，加压辊120包括：轴121，由金属材料(例如铝或钢)形成；弹性层122，随着加压辊120接触加热辊110，弹性层122弹性地变形以在加热辊110和加压辊120之间形成定影压印区。弹性层122通常由硅橡胶形成，并且在其表面上具有用于防止纸张粘到加压辊120上的释放层(未示出)。

尤其是，本示例性实施例的加压辊120包括加强构件130，其用于加强作为自由表面的弹性层122的侧部123。加强构件130限制弹性层122的侧部123，从而防止由于在加热辊110和加压辊120之间施加的压力导致弹性层122的侧部123的压迫变形而使得弹性层122的侧部123沿着轴向突出。

在加强构件130中限定有通孔131(轴121通过该通孔131延伸)。加强构件130还包括紧密附着到弹性层122的侧部123的加强表面132，用以防止弹性层122的轴向变形。例如，根据本发明的示例性实施例，加强构件130的形状像圆盘。所述圆盘状的加强构件130可被压入安装到轴121的端部中或者通过另外的紧固件(例如螺钉等)安装到轴121的端部。同时，加强构件130的半径R小于轴121的中心和弹性层122的外周表面之间的距离D。这样，当弹性层122形成定影压印区时，防止加强构件130和加热辊110之间发生干涉。

图5是示意性地显示根据本发明第二示例性实施例的加压辊的透视图，图6是示意性地显示根据本发明第三示例性实施例的加压辊的透视图。在以下描述中，将基于与第一示例性实施例的组件不同的组件来描述第二和第三示例性实施例的加压辊，并且将省略对与图4所示的第一示例性实施例的构造相同的构造的详细描述。此外，相同的组件由指代图4中的组件的相同的标号来指代。在图5和图6中，为了方便描述，仅显示了加压辊的一端。因此，应该理解，加强构件也分别设置在加压辊的相对的端部。

参照图5和图6，加压辊120可包括容纳在弹性层122的端部以增大弹性层122的硬度的加强构件140。这样，弹性层122的加强构件140安装在其中的那部分较正常情况下被压缩更小的程度，从而减轻了弹性层122的轴向变形引起的问题。

图5显示了加强构件140的一个例子，其包括铁芯141。这里，芯141按照恒定间隔沿着周向***到弹性层122中。为此，弹性层122形成有***孔124，每个***孔124从弹性层122的侧部123轴向延伸以容纳相应的铁芯141。

图6显示了加强构件140的另一个例子，其包括圆筒形板142。如图6所示，圆筒形板142被***到弹性层122中。为此，弹性层122形成有从其侧部123沿轴向延伸的***孔125，用于容纳圆筒形板142。与图5所示的构造比较，当将圆筒形板142用作加强构件时，由于消除了复杂的装配操作，所以弹性层122的端部被有效地防止轴向变形，并且提高了生产力。

图7是示意性地显示根据本发明第四示例性实施例的加压辊的透视图，图8是沿着图7的加压辊的轴向截取的截面图，图9A至图9C是显示用于制造图7的加压辊的方法的示图。在以下描述中，将基于不同的组件来描述第四示例性实施例的加压辊，并且与图4中显示的第一示例性实施例的组件相同的组件由指代图4中的组件的相同的标号来指代。

参照图7和图8，第四示例性实施例的加压辊120包括在其端部的介于轴121和弹性层122之间的加强构件150，用于减小弹性层122的压缩变形的量。加强构件150由硬度高于弹性层122的硬度的树脂或金属形成。

加强构件150包括空心部分151、第一加强部分152和第二加强部分153。加强构件150通过空心部分151安装到轴121上，第一加强部分152沿着轴121的径向延伸第一高度H1，第二加强部分153从第一加强部分152沿着轴向延伸，并且具有小于第一高度H1的第二高度H2。第一加强部分152被布置为与弹性层122的侧部123邻近，第二加强部分153通过斜面153a朝着加压辊120的中心延伸。考虑到弹性层122的可成形性，因而设计这种将加强构件150分成具有不同高度的两部分的构造。将在随后描述这种构造的设计考虑。

以下，将参照图9A至图9C描述制造图7的加压辊的方法。

首先，参照图9A，加强构件150被安装到轴121的各端。加强构件150可通过压入安装或者螺钉紧固方法被安装到轴121上。此时，安装加强构件150使得弹性层122的侧部123与第一加强部分152隔开2mm的距离G(见图8)。这样，加强构件150有效地防止弹性层122的侧部123的轴向变形，并且确保定影压印区形成在纸张通过的区域。

接着，参照图9B，与加强构件150结合的轴121被布置在模具单元200内以允许注模成型。模具单元200包括圆筒形模具210和盖子模具220，其中，弹性层在圆筒形模具210中成型，盖子模具220用于覆盖圆筒形模具210的两个敞开的端部。形成盖子模具220以限定注射孔221和支承槽222，其中，用于弹性层的材料通过所述注射孔221被注入，支承槽222用于支撑布置在模具单元200中的轴的各端。

如图9B所示，当与加强构件150结合的轴121被布置在模具单元200内时，作为在模具单元200的加热期间通过注射孔221注入材料的结果，模具单元200被模塑材料(molding material)充满。这样，如图9C所示，形成包围轴121的弹性层122和加强构件150。在此状态下，通过使弹性层122冷却而使弹性层122固化和收缩。

对于该示例性实施例的加强构件，第二加强部分153的高度H2低于第一加强部分152的高度H1。设计这种构造是为了解决当制造加压辊120时弹性层122的收缩问题。图10显示了对比例，其中，加强构件150′具有恒定的高度。在加强构件150′具有恒定高度的情况下，弹性层的包围加强构件150′的部分B***，这是因为在弹性层的包围加强构件150′的部分B和弹性层的包围轴121的部分C之间存在厚度差别。换句话说，由于弹性层的部分B相对薄，因此，这部分在冷却弹性层的过程中收缩得较少。另一方面，由于弹性层的部分C相对厚，因此，这部分在冷却弹性层的过程中收缩得较多，所以部分B容易***。结果，弹性层的表面变得不均匀并且安装性能变差。

因此，根据本发明，通过邻近弹性层122形成具有相对高的高度的第一加强部分152可有效地防止弹性层122的侧部123的轴向变形；通过形成具有相对低的高度的第二加强部分153(朝着弹性层122的中心延伸)可防止由于弹性层122的收缩而导致弹性层122的外周表面***，如图8所示。尤其是，当第二加强部分153被形成为具有朝着弹性层122的中心逐渐向下倾斜的倾斜表面153a时，可使弹性层122的外周表面更加均匀地形成。

从以上描述可清楚地看出，本发明的加压辊的弹性层沿着不期望的方向的压缩变形被最小化，从而防止纸张在经过定影单元时变皱。

另外，根据本发明的各方面，防止由于弹性层的侧部的压缩变形而使定影压印区变形成不期望的形状，从而可使定影单元保持稳定的定影性能。

虽然显示并描述了本发明的示例性实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的真正范围的情况下，随着科技的发展，可做出各种改变和修改，并且可用等同物替代本发明的元件。在不脱离本发明的范围的情况下，可做出许多修改、改变、增加和组合以将本发明的教导应用到特定的情况下。因此，本发明意图不限于公开的各种示例性实施例，并且本发明包括落入权利要求的范围的全部实施例。

Claims (19)

1.一种成像设备，包括：

加热辊，具有安装在其中的热源；

加压辊，包括轴和弹性层，该加压辊与加热辊接触以在该加压辊和加热辊之间形成定影压印区；

加强构件，用于加强弹性层的侧部，从而防止弹性层的压缩变形。

2.如权利要求1所述的成像设备，其中，在加强构件中限定有通孔，轴穿过所述通孔延伸。

3.如权利要求2所述的成像设备，其中，加强构件包括紧密附着到弹性层的侧部以防止弹性层的变形的加强表面。

4.如权利要求1所述的成像设备，其中，加强构件呈圆盘形。

5.如权利要求4所述的成像设备，其中，加强构件的半径小于轴的中心与弹性层的外周表面之间的距离。

6.一种成像设备，包括：

加热辊，具有安装在其中的热源；

加压辊，包括被压到加热辊上以在加压辊和加热辊之间形成定影压印区的弹性层；

加强构件，被容纳在弹性层的端部中，以增大弹性层的硬度。

7.如权利要求6所述的成像设备，其中，加强构件包括沿周向按照恒定间隔***到弹性层中的铁芯。

8.如权利要求6所述的成像设备，其中，加强构件包括沿加压辊的轴向***到弹性层中的圆筒形板。

9.一种成像设备，包括：

加热辊，具有安装在其中的热源；

加压辊，包括轴和包围所述轴的弹性层，弹性层被压到加热辊上以在加压辊和加热辊之间形成定影压印区；

加强构件，在加压辊的端部介于轴和弹性层之间，以减少弹性层的压缩变形的量。

10.如权利要求9所述的成像设备，其中，加强构件包括：

空心部分，加强构件通过该空心部分被安装到轴上；

第一加强部分，沿着轴的径向延伸第一高度；

第二加强部分，从第一加强部分沿轴向延伸，并且具有低于第一高度的第二高度。

11.如权利要求10所述的成像设备，其中，第二加强部分的一个表面向下并且朝着加压辊的中心倾斜。

12.一种制造成像设备的方法，所述成像设备包括加压辊，加压辊包括轴和包围所述轴的弹性层，所述方法包括以下步骤：

将加强构件安装到轴的端部，以减小弹性层的压缩变形的量；

将安装了加强构件的轴放置到模具内；

将材料注射到模具内，以形成包围轴的弹性层。

13.如权利要求12所述的方法，其中，加强构件呈圆盘形。

14.如权利要求12所述的方法，其中，加强构件包括按照恒定间隔沿周向***到弹性层中的多个铁芯。

15.如权利要求12所述的方法，其中，加强构件包括：

空心部分，所述加强构件通过该空心部分安装到轴上；

第一加强部分，沿着轴的径向延伸第一高度；

第二加强部分，从第一加强部分沿轴向延伸，并且具有低于第一高度的第二高度。

16.一种制造成像设备的方法，所述成像设备包括加压辊，加压辊包括轴和包围所述轴的弹性层，所述方法包括以下步骤：

将加强构件安装到轴的端部，以减小弹性层的压缩变形的量；

将轴放置到模具内；

将材料注射到模具内，以形成包围轴的弹性层。

17.如权利要求16所述的方法，其中，加强构件呈圆盘形。

18.如权利要求16所述的方法，其中，加强构件包括按照恒定间隔沿周向***到弹性层中的多个铁芯。

19.如权利要求16所述的方法，其中，加强构件包括：

空心部分，与轴结合；

第一加强部分，沿着轴的径向延伸第一高度；

第二加强部分，从第一加强部分沿轴向延伸，并且具有低于第一高度的第二高度。

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