专利名称：定影设备、减小定影设备闪烁的方法及计算机可读介质的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于将调色剂图像定影在纸张上的定影设备。更具体而言，本发明涉及在图像形成设备中的定影设备，其通过施加感应电流来加热定影单元。通过在预定量的时间内逐渐增加施加到定影单元的感应电流的量使得防止施加到定影单元的感应电流的量显著改变，从而改善了定影设备的闪烁(flicker)特性。
背景技术：
常规的图像印刷设备包括一种定影设备，其将预定的压力和热量施加到调色剂以将调色剂图案定影在纸张上。定影设备包括定影单元(fusingunit)，将预定的热量施加到调色剂；加压器，将预定的压力施加到调色剂。定影单元包括加热体，产生用于将调色剂定影在纸张上的热；和定影辊，将由加热体产生的热传输到纸张上。
图1显示了沿通过使用卤素灯作为热源的常规定影设备的定影单元10的横向平面所截取的示意性横截面视图。参考图1，定影单元10包括定影辊11和加热体12，加热体12为卤素灯，安装于定影单元10的中心中。由Teflon(特弗隆)制成的涂层11a形成于定影辊11的表面上。加热体12产生热，且通过从加热体12传输的辐射热来加热定影辊11。
图2示出了使用卤素灯作为热源的常规定影设备的功能方框图。参考图2，将电压通过线路滤波单元(line filtering unit)220，从而从电压输入即电源电压210过滤噪声。将过滤的电压提供到定影辊240的加热单元250。通过输入到加热单元250的过滤电压来电阻加热加热单元250，且由加热单元250产生的热加热定影辊240。通过传感单元260来感测定影辊240的温度。参考由传感单元260感测的定影辊240的温度，控制单元270控制开关230的打开或关闭。
在使用卤素灯作为热源的常规定影单元中，需要几秒到几分钟的预热时间以将足够的能量和热提供到定影辊11，使得定影辊11到达目标的定影温度。因此，当印刷图像时，用户要等待长的预热时间。
在常规的定影单元中，在加热单元中流动的电流的量由施加到加热单元的电压决定。但是，当将电压施加到加热单元时，输入到加热单元的电流的量急遽增加，由此导致恶化闪烁特性。
发明内容
本发明的诸方面提供了一种图像形成设备中的定影设备，其使用感应电流来加热定影单元。通过在预定量的时间内逐渐增加施加到定影单元的感应电流的量从而改善了定影设备的闪烁特性。
根据本发明的一方面，提供有一种将调色剂定影到纸张上的定影设备。定影设备包括定影单元，由感应电流来电阻加热或电感加热所述定影单元，由此产生热且使用产生的热将调色剂定影到纸张上。定影设备还包括传感单元，感测定影单元的温度；开/关信号产生单元，根据定影单元的温度来产生用于控制定影单元的打开或关闭的开/关信号；和脉冲宽度调制(PWM)信号产生单元，响应开信号产生PWM信号使得对定影单元的感应电流输入的量逐渐增加到基准电流。
定影单元可以包括交流(AC)产生单元，基于PWM信号来产生AC电流；隔离单元，其接收AC电流并产生相应于AC电流的感应电流；和调色剂定影单元，由从隔离单元接收的感应电流来电阻加热或电感加热调色剂定影单元，由此产生热且使用热将调色剂定影到纸张上。
PWM信号产生单元可以包括信号发生器，产生具有预定频率的PWM信号来产生将被输入到定影单元的感应电流；和软启动器(soft starter)，控制PWM信号的频率使得提供到定影单元的感应电流的量在预定量的时间内逐渐增加到基准电流。
PWM信号产生单元还可以包括比较器，比较提供到定影单元的感应电流和基准电流。根据由比较器提供的比较结果，信号发生器控制PWM信号的频率。
参考附图，通过详细描述其特定示范性实施例，本发明的以上和其他示范性特征和优点将变得更加明显，在附图中
图1显示沿通过使用卤素灯作为热源的常规定影设备的定影单元的横向平面所截取的示意性横截面视图；图2示出了加热其定影单元的常规定影设备的功能方框图；图3示出了根据本发明的示范性实施例的定影设备的功能方框图；图4A和4B绘制了示出图3的示范性定影设备的定影单元的图；图5显示了示出输入到图3的示范性定影设备的定影单元的感应电流、基准信号和用于控制感应电流的产生的开信号的曲线图；图6绘制示出了输入到图3的示范性定影设备的定影单元的电压和电流的图；图7绘制示出了在使用图3的示范性定影设备来连续印刷多个图像的情形下输入到图3的示范性定影设备的定影单元的电压和电流的图。
贯穿附图，相似的参考标号应被理解来指示相似的元件、特征和结构。
具体实施例方式
参考附图，提供此说明书中举例的内容以帮助所公开的本发明的各种示范性实施例的全面的理解。因此，本领域的普通技术人员将认识到可以作出在这里所描述的示范性实施例的各种改变和修改，而不脱离本发明所要求的范围和精神。为了清晰和简洁省略了公知功能和结构的描述。
图3示出了根据本发明的示范性实施例的定影设备的功能方框图。参考图3，定影设备包括交流(AC)产生单元340、隔离单元350、定影单元360、传感单元370、开/关信号产生单元380、脉冲宽度调制(PWM)信号产生单元390。定影设备还包括电源单元310，将电流提供到AC产生单元340；线路滤波单元320；和整流单元330。
电源单元310将具有预定强度和频率的AC电流提供到线路滤波单元320。线路滤波单元320包括电感器L1和电容器C1且从由电源单元310提供的AC电流去除谐波成分。线路滤波单元320是示范性的，且可以使用与线路滤波单元320不同的其他线路滤波单元，而不脱离本发明的范围。
通过整流由线路滤波单元320提供的AC电流，从而整流单元330产生直流(DC)电流。整流单元330是示范性的且显示为桥式整流器，包括D1到D4四个二极管且使用D1到D4四个二极管的极性而将AC整流为DC。使用与整流单元330不同的其他整流器，可以将由线路滤波单元320提供的AC电流整流为DC电流，而不脱离本发明的范围。
AC产生单元340接收来自整流单元330的DC电流且基于接收的DC电流来产生具有预定频率的AC电流。AC产生单元340包括两个电容器C2和C3与两个场效应晶体管(FET)FET 1和FET 2。PWM信号产生单元390产生PWM信号。将PWM信号输入到FET 1和FET 2的栅极。FET 1和FET2响应输入到其的PWM信号来交替工作以产生高频AC电流。AC产生单元340可以为半桥式逆变器。
使用由AC产生单元340产生的AC电流，隔离单元350产生感应电流。将由隔离单元350产生的感应电流提供到定影单元360。隔离单元350可以为变压器，且具体而言，为比低频变压器小的高频变压器。
当AC电流流入隔离单元350的第一线圈352时，磁场围绕隔离单元350的第二线圈354而变化。将由隔离单元350产生的感应电流提供到定影单元360的加热单元365。通过分别调整第一和第二线圈352和354的匝比(turnratio)从而可以控制由隔离单元350产生的感应电流的量。简言之，流到隔离单元350的第一线圈352的电流通过电磁感应在第二线圈354中产生感应电流，且将感应电流提供到定影单元360。因为将由隔离单元350产生的感应电流，而不是由电源单元310提供的电流提供到第二线圈354，所以电源单元310和定影单元360彼此电隔离。
定影单元360包括定影辊单元368，其使用由加热单元365产生的热来将调色剂定影到纸张上，通过由隔离单元350产生的感应电流来电阻加热或电感加热定影辊单元368。加热单元365包括加热元件364，通过输入到其的感应电流来电感加热或电阻加热加热元件364；薄绝缘层(未显示)，防止加热元件364和定影辊单元368之间短路；和谐振电容器362。加热元件364可以为具有预定的电感和电阻的线圈。加热元件364的电感与谐振电容器362形成谐振电路。
传感单元370感测定影辊单元368的温度，产生指示定影辊单元368的温度的传感信号，且将该传感信号传递到开/关信号产生单元380。开/关信号产生单元380产生开信号，如果传感信号的大小变得低于第一阈值TH1，则将开信号提供给定影辊单元368。开/关信号产生单元380产生关信号，如果传感信号的大小变得高于第二阈值TH2，则关信号被用于切断提供给定影单元360的电源。
PWM信号产生单元390包括比较器392、信号发生器394和软启动器396。PWM信号产生单元390从开/关信号产生单元380接收开信号且基于所接收的开信号产生用于控制定影辊368的温度的PWM信号。
信号发生器394产生具有预定频率的PWM信号以产生将提供到定影单元360的感应电流，且然后将PWM信号提供到FET 1和FET 2。将FET 1和FET 2交替开关来产生具有预定频率的AC电流，且由于通过FET 1和FET2产生的AC电流而在隔离单元350中产生感应电流。
由PWM信号产生单元390产生的PWM信号的频率越低，由AC产生单元340产生的AC电流的频率越低。由AC产生单元340产生的AC电流的频率越低，提供到定影单元360的感应电流的频率越高。设定由PWM信号产生单元390产生的PWM信号的频率使得可以将最大功率提供给定影单元360。在下文中将能够把最大功率提供给定影单元360的感应电流的量称为基准电流。
软启动器396控制PWM信号的频率，使得在预定量的时间内提供到定影单元360的感应电流的量相对于基准电流逐渐增加。换言之，软启动器396在初始的几个循环内控制PWM信号的频率以具有逐渐减小的频率，使得感应电流的量增加。其后，软启动器396控制PWM信号的频率以具有预定的频率，从而产生基准电流。在几个循环内，通过每当每个循环结束时逐渐增加PWM信号的频率，软启动器396可以通过软件控制PWM信号的频率。或者，通过每当预定的电容器被完全充电时逐渐增加PWM信号的频率，软启动器396可以通过硬件控制PWM信号的频率。也可以将PWM信号的频率以不同于这里阐述的其他方式控制，而不脱离本发明的范围。
比较器392计算提供到定影单元360的感应电流的量和基准电流的量之间的差，且信号发生器394控制PWM的频率，使得可以补偿感应电流的量和基准电流的量之间的差。
定影单元360的线圈具有低电感，因此包括定影单元360的电容器和线圈的电感的谐振电路具有高谐振频率。必须将AC产生单元340的开关频率设置为比谐振电路的谐振频率高两倍。
图4A和4B绘制了示出图3的示范性定影设备的定影单元360的图。具体而言，图4A示出了沿通过定影单元360的横向平面所截取的示意性横截面图，且图4B显示了示出定影单元360的加热单元365的图。参考图4A，定影单元360包括定影辊部分420，为其上形成有采用Teflon涂布的保护层410的圆柱体；管型膨胀附着部分(tube-type expansion adhesion portion)450，安装于定影辊部分420内；和加热体460，安装于定影辊部分430和管型膨胀附着部分450之间。定影单元360还包括绝缘层430和440，其以盘绕状(swirls)安装，围绕管型膨胀附着部分450，因此当因施加到其的电流而将加热体460加热时，通过防止加热体460与定影辊部分420和管型膨胀附着部分450之间短路，从而绝缘加热体460。
定影辊部分420是将调色剂定影在纸张上的调色剂定影器的实例。但是，可以使用不同于定影辊部分420的调色剂定影器来将调色剂定影在纸张上，而不脱离本发明的范围。
加热体460可以是线圈。在该情形，由于通过隔离单元350产生的第一感应电流从而将线圈电阻加热。第一感应电流对应于输入到隔离单元350的AC电流。当将第一感应电流输入到线圈时，围绕线圈产生随着第一涡电流而改变的交变磁通量。交变磁通量穿过定影辊部分420，且定影辊部分420产生第二感应电流以对抗交变磁通量的改变。定影辊部分420可以由比如铜合金、铝合金、镍合金、铁合金、铬合金和镁合金的合金形成。定影辊部分420具有电阻，因此由第二感应电流来电阻加热定影辊部分420。在下文中，将使用第二感应电流的定影辊部分320的加热称为电感加热。定影辊部分420可以由不同于这里阐述的其他材料形成，而不脱离本发明的范围。
加热体460可以由比如铜合金、铝合金、镍合金、铁合金和铬合金的合金形成，使得加热体460的两端电阻等于或小于100Ω，从而通过当将电流输入到加热体460时发生的电阻降低(resistance loss)而将加热体360电阻加热(resistance-heated)。加热体460可以由不同于这里阐述的其他材料形成，而不脱离本发明的范围。
绝缘层430和440包括夹置于定影辊部分420和加热体460之间的第一绝缘层430与夹置于加热体460和管型膨胀附着单元450之间的第二绝缘层440。第一和第二绝缘层430和440可以由选自由云母、聚酰亚胺、陶瓷、硅、聚氨基甲酸酯、玻璃和聚四氟乙烯(PTFE)构成的组的一种材料制成。第一和第二绝缘层430和440可以由不同于这里阐述的其他材料形成，而不脱离本发明的范围。
图4B是图4A所示的部分A的更详细的图。参考图4B，第一绝缘层430夹置于加热体460和定影辊部分420之间。第一绝缘层430防止加热体460和定影辊部分420之间短路。将薄绝缘层插入加热体460和定影辊部分420之间以防止加热体460和定影辊420之间的短路。第一绝缘层430的耐受电压可以等于或小于1kV。为了满足例如耐受电压等于或小于1kV的要求以防止加热体460和定影辊部分420之间短路，可以将具有0.1mm厚度的云母片用作定影单元360的第一绝缘层430。相似地，也可以将具有0.1mm厚度的云母片用作第二绝缘层440。如果损伤了具有0.1mm厚度的云母片，那么可以使用两个具有0.1mm厚度的云母片430a、430b以防止定影辊部分420和加热体460彼此短路。相似地，可以使用两个具有0.1mm厚度的云母片440a、440b来防止管型膨胀附着单元450和加热体460彼此短路。
随着插入到定影辊部分420和加热体460之间的第一绝缘层430的厚度增加，由加热体460产生的较少的热被传输到定影辊部分420。因此，如果减小了第一绝缘层430的厚度，由加热体460产生的热可以被更有效地传输到定影辊部分420。第一绝缘层430可以由不同于这里阐述的其他材料形成，而不脱离本发明的范围。
图5显示了示出提供到定影设备360的感应电流510和520和由开/关信号产生单元380产生开/关信号530的曲线图。参考图5，在传感单元370感测到定影辊单元368的温度低于目标温度的时刻，开/关信号产生单元380产生具有逻辑高电平的开信号。PWM信号产生单元390产生PWM信号，使得输入到定影单元360的感应电流的量在软启动器396的控制下在a和b之间的部分中逐渐增加。由PWM信号来产生感应电流520。测量输入到定影单元360的感应电流510的量，且计算感应电流510和520之间的差。其后，控制PWM信号的频率，使得感应电流510和520之间的差得到补偿。例如，如果感应电流510大于感应电流520，则增加PWM信号的频率。或者，当感应电流510小于感应电流520时，则减小PWM信号的频率。
图6绘制示出了输入到图3的示范性定影设备的定影单元360的电压和电流的图。参考图6，当将定影单元360打开以增加其温度时，在预定量的时间内输入到定影单元360的感应电流的量逐渐增加到其最大值。换言之，通过软启动器来控制输入到定影单元360的感应电流。
图7绘制示出了在使用图3的定影设备来连续印刷多个图像的情形中输入到图3的示范性定影设备的定影单元360的电压和电流的图。参考图7，为增加定影单元360的温度而输入到定影单元360的感应电流的量在预定量的时间内逐渐增加。因此，将非最大的感应电流但是最优的感应电流输入到定影单元360以将定影单元360的温度保持在预定的水平。
根据本发明的一方面的定影设备包括薄绝缘层且由此可以有效地将由线圈产生的热传输到定影辊单元且可以迅速地将定影辊单元加热到目标温度。另外，通过控制PWM信号的频率使得输入到定影单元的感应电流逐渐增加，可以改善根据本发明的定影设备的闪烁特性。
虽然已参考其特定示范性实施例具体显示和描述了本发明，本领域的技术人员可以理解在不脱离如权利要求所界定的本发明的精神和范围的情况下可以作出形式和细节上的各种改变。
本申请要求于2004年12月14日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2004-0105616的权益，其全部内容引入于此作为参考。
权利要求
1.一种将调色剂定影到纸张上的定影设备，包括定影单元，由感应电流电阻加热或电感加热所述定影单元且使用热将调色剂定影到纸张上；传感单元，用于感测所述定影单元的温度；开/关信号产生单元，用于根据所述定影单元的温度来产生用于打开或关闭所述定影单元的开/关信号；和脉冲宽度调制信号产生单元，用于响应开信号来产生脉冲宽度调制信号，从而使输入到所述定影单元的感应电流的量相对于基准电流逐渐增加。
2.如权利要求1所述的定影设备，其中，所述定影单元包括交流产生单元，用于基于所述脉冲宽度调制信号产生交流电流；隔离单元，用于接收交流电流并产生对应于所述交流电流的感应电流；和调色剂定影单元，由从所述隔离单元接收的感应电流来电阻加热或电感加热所述调色剂定影单元，由此所述调色剂定影单元产生热且使用所述热将调色剂定影到纸张上。
3.如权利要求2所述的定影设备，其中，所述脉冲宽度调制信号产生单元包括信号发生器，用于产生具有预定频率的脉冲宽度调制信号来产生被提供到所述定影单元的感应电流；和软启动器，控制所述脉冲宽度调制信号的频率，使得提供到所述定影单元的感应电流的量在预定量的时间内相对于基准电流逐渐增加。
4.如权利要求3所述的定影设备，其中，所述脉冲宽度调制信号产生单元还包括比较器，用于比较提供到所述定影单元的感应电流和所述基准电流，其中，根据由比较器决定的比较结果，所述信号发生器控制脉冲宽度调制信号的频率。
5.如权利要求4所述的定影设备，其中，所述软启动器通过软件控制所述脉冲宽度调制信号的频率。
6.如权利要求4所述的定影设备，其中，所述软启动器通过硬件控制所述脉冲宽度调制信号的频率。
7.如权利要求4所述的定影设备，其中，所述交流产生单元包括半桥式逆变器。
8.如权利要求7所述的定影设备，其中，所述隔离单元包括变压器，所述变压器将所述半桥式逆变器从所述定影单元隔离。
9.如权利要求4所述的定影设备，其中，所述定影单元包括加热元件，通过感应电流来电阻加热或电感加热所述加热元件；和定影辊部分，用于使用由所述加热元件产生的热来将调色剂定影到纸张上，其中，所述加热元件包括加热体，具有电感和电阻；谐振电容器，与所述电感形成谐振电路；和绝缘层，用于从所述定影辊部分绝缘所述加热体。
10.如权利要求9所述的定影设备，其中，所述绝缘层具有1kV的耐受电压。
11.如权利要求9所述的定影设备，其中，将所述加热元件和所述定影辊部分结合，使得它们一起旋转。
12.一种减小定影设备闪烁的方法，所述方法包括在定影设备内感测定影单元的定影单元温度，通过感应电流将所述定影单元电阻加热或电感加热；根据所述定影单元温度产生用于打开或关闭所述定影单元的开/关信号；和响应所述开信号产生脉冲宽度调制信号，使得提供到所述定影单元的感应电流相对于基准电流逐渐增加。
13.如权利要求12所述的方法，包括基于脉冲宽度调制信号通过交流产生单元产生交流电流；通过隔离单元来产生对应于所产生的交流电流的感应电流；和由从所述隔离单元接收的感应电流来电阻加热或电感加热调色剂定影单元，其中，所产生的热使所述调色剂定影到纸张上。
14.如权利要求13所述的方法，包括产生具有预定频率的脉冲宽度调制信号来产生被提供到所述定影单元的感应电流；和采用软启动器控制所述脉冲宽度调制信号的频率，使得提供到所述定影单元的感应电流的量在预定量的时间内相对于基准电流逐渐增加。
15.如权利要求14所述的方法，包括采用比较器比较提供到所述定影单元的感应电流和所述基准电流，其中，作为由所述比较器作出的感应电流和参考电流的比较的结果，决定所述脉冲宽度调制信号的频率。
16.一种计算机可读介质，在其上有存储有用于减小定影设备闪烁的指令，所述指令包括一组指令，用于感测定影设备内的定影单元的定影单元温度，由感应电流来电阻加热或电感加热所述定影单元；一组指令，用于根据所述定影单元温度来产生用于打开或关闭所述定影单元的开/关信号；和一组指令，用于响应所述开信号产生脉冲宽度调制信号，使得提供到所述定影单元的感应电流相对于基准电流逐渐增加。
17.如权利要求16所述的计算机可读介质，包括一组指令，用于基于所述脉冲宽度调制信号通过交流产生单元产生交流电流；一组指令，用于通过隔离单元来产生对应于所产生的交流电流的感应电流；一组指令，用于由从所述隔离单元接收的感应电流来电阻加热或电感加热调色剂定影单元，其中，所产生的热使调色剂定影到纸张上。
18.如权利要求17所述的计算机可读介质，包括一组指令，用于产生具有预定频率的脉冲宽度调制信号来产生被提供到所述定影单元的感应电流；和一组指令，用于采用软启动器控制所述脉冲宽度调制信号的频率，使得提供到所述定影单元的感应电流的量在预定量的时间内相对于所述基准电流逐渐增加。
19.如权利要求18所述的计算机可读介质，包括一组指令，用于采用比较器比较提供到所述定影单元的感应电流和所述基准电流，其中，作为由所述比较器作出的感应电流和参考电流的比较的结果，决定所述脉冲宽度调制信号的频率。
全文摘要
本发明公开了一种定影设备和减小定影设备闪烁的方法。通过施加感应电流来加热定影单元。通过在预定量的时间内逐渐增加施加到定影单元的感应电流的量，防止施加到定影单元的感应电流的量显著改变，从而改善了定影设备的闪烁特性。所述定影设备包括定影单元，由感应电流来电阻加热或电感加热所述定影单元且使用热将调色剂定影到纸张上；传感单元，用于感测定影单元的温度；开/关信号产生单元，用于根据所述定影单元的温度来产生用于打开或关闭定影单元的开/关信号；和脉冲宽度调制信号产生单元，用于响应开信号来产生脉冲宽度调制信号，从而使输入到所述定影单元的感应电流的量相对于基准电流逐渐增加。
文档编号G03G15/00GK1790188SQ20051013145
公开日2006年6月21日 申请日期2005年12月14日 优先权日2004年12月14日
发明者蔡荣敏, 金欢谦, 赵德贤, 蔡洙庆, 韩相龙 申请人:三星电子株式会社