加热装置及工作方法、含有上述加热装置的激光打印机

摘要

本发明提供了一种加热装置及工作方法、含有上述加热装置的激光打印机，所述加热装置包括：感应线圈，围绕所述轴套外部设置，所述感应线圈用于通入交变电流，该交变电流用于对棱镜电机进行感应加热；感应加热控制板，设置于感应线圈下方，所述感应加热控制板具有感应电流输出端，该感应电流输出端与所述感应线圈电连接，所述感应加热控制板用于在环境温度低于设定温度时，启动对棱镜电机的加热；绝缘层，设置在所述感应线圈与所述感应加热控制板之间，所述绝缘层用于所述感应线圈与所述感应加热控制板电绝缘。本发明的加热装置对激光打印机的棱镜电机的加热效率高。

说明书

技术领域

本发明涉及激光打印机领域，尤其涉及用于对低温环境的激光打印机的棱镜电机进行加热的加热装置、及其工作方法以及含有上述加热装置的激光打印机。

背景技术

激光打印机的核心部件为棱镜电机，在工作状态下，棱镜电机的转速平均在38000rpm，转速较高，工艺精密。常温（室温，通常在25摄氏度左右）下棱镜电机的BDI为1.362KHz，而在低于-20℃的低温环境下BDI为700KHz。因此棱镜电机存在着在低温下存在着无法恒速的问题。为了适应低温工作环境，弥补激光打印机在野战通讯终端中的空白，现有技术对棱镜电机进行了低温补偿，即利用加热装置对棱镜电机进行加热以维持正常的工作状态。现有技术采用电阻加热的方式对棱镜电机进行加热。

具体地，请参考图1所示的现有技术的加热装置的结构示意图。棱镜电机5放置于框架9内，框架9底部具有底板8，棱镜电机5位于底板8上方，且该棱镜电机5具有转轴（未标出），该转轴能够转动，转轴具有轴套3，所述轴套3的一端与加热装置接触，并且通过热传导方式接收来自加热装置的热量，轴套3将热量通过转轴传导给棱镜电机5，对棱镜电机5进行加热。

具体地，所述加热装置的结构包括：若干电阻式加热膜1，用于在通入电流的情况下发热；导热板2，设置于电阻式加热膜1上方，用于将来自电阻式加热膜1的热量进行传导；导热柱7，其一端与导热板2相连接，另一端通过导热胶4与轴套3的下方相连接，导热柱7用于接收来自导热板2的热量，并将上述热量传导至轴套3的另一端，所述导热柱7与所述轴套3之间设置有导热胶4以更好传递热量。导热板6通过两个连接柱2固定于底板8下方。

现有技术的加热装置的效率低，并且寿命短，可靠性不高，需要经常维护。

发明内容

本发明解决的技术问题提供了一种加热装置及工作方法、含有上述加热装置的激光打印机，对激光打印机的棱镜电机的加热效率高。

一种加热装置，用于对棱镜电机进行加热，所述棱镜电机具有能够转动的转轴，所述转轴具有轴套，包括：感应线圈，围绕所述轴套外部设置，所述感应线圈用于通入交变电流，该交变电流用于对棱镜电机进行感应加热；

感应加热控制板，设置于感应线圈下方，所述感应加热控制板具有感应电流输出端，该感应电流输出端与所述感应线圈电连接，所述感应加热控制板用于在环境温度低于设定温度时，启动对棱镜电机的加热；

绝缘层，设置在所述感应线圈与所述感应加热控制板之间，所述绝缘层用于所述感应线圈与所述感应加热控制板电绝缘。

可选地，所述感应线圈的材质和所述轴套的材质为金属。

可选地，所述感应线圈的材质为铜合金。

可选地，还包括：至少一个温度检测装置，设置于所述轴套外侧，用于检测所述轴套的温度值，将所述温度值传输至所述感应加热控制板。

可选地，所述加热装置包括：第一温度检测装置和第二温度检测装置，所述第一温度检测装置和第二温度检测装置设置在所述轴套外侧的不同位置。

本发明还提供一种所述加热装置的工作方法，用于对低温环境下的棱镜电机进行加热，包括：

检测棱镜电机的温度；

若所述棱镜电机的温度低于设定温度，则感应加热控制板启动感应加热，将交变电流输入至感应线圈；

所述感应加热持续进行直至所述棱镜电机的温度达到目标温度。

可选地，利用至少两个热敏电阻检测棱镜电机的转轴的温度；若所述至少两个热敏电阻检测的棱镜电机的转轴的温度差小于等于允许值，则以该两个热敏电阻的平均温度作为该棱镜电机的温度；若所述至少两个热敏电阻检测的棱镜电机的转轴的温度差大于所述允许值，则将两个热敏电阻测试获得的温度值中较小的温度值作为棱镜电机的温度，并通过感应加热控制板产生报警提醒信号。

可选地，所述允许值为3-10摄氏度。

可选地，所述设定温度为8-15摄氏度，所述目标温度为25摄氏度。

本发明还提供含有所述加热装置的激光打印机。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的加热装置具有利用电磁感应方式对棱镜电机进行加热，避免了电阻式加热的寿命低的问题，本发明取消了导热胶结构的设计，因此简化了整个加热装置的结构，使得加热装置更加容易装配，也可防止导热胶进入棱镜电机的轴套引起的可靠性差、需要维护的问题，通过感应线圈直接在；

进一步优化地，本发明所述的加热装置的温度检测装置直接采集轴套外侧的温度值，更加反应棱镜电机所处的真实的环境温度；

进一步优化地，本发明所述的所述电磁感应线圈的材质和轴套的材质均为金属，并且两者的材质尽量选择相同或相类似的材质，能够进一步降低感应加热的功率消耗；

进一步优化地，本发明所述的温度检测装置利用两个热敏电阻，能够更加可靠且低成本的检测轴套的温度。

附图说明

图1是现有技术的加热装置的结构示意图。

图2是本发明一个实施例的加热装置的结构示意图。

具体实施方式

现有技术加热装置的效率低，并且寿命短，可靠性不高，需要经常维护，经过发明人研究发现，由于采用热传导方式进行加热，来自电阻式加热膜1的热量的一部分会被向周围环境中以热辐射形式散失，其余热量则经过导热板、导热胶以及导热柱等多个部件以热传导形式传导，中间的热量散失明显，因此，利用热传导方式加热的效率偏低。而由于采用导热胶填充在导热柱与轴套之间，该导热胶层有可能会在装配或使用过程中溢入轴套，造成棱镜电机的安全隐患。发明人考虑，利用感应加热方式对棱镜电机进行加热。但是感应加热的加热装置的布局如何设置，能够保证提高加热效率的同时，不增加加热装置的复杂程度，提高加热装置的加热效率、可靠性。

为了解决上述问题，本发明提出一种加热装置，用于对棱镜电机进行加热，所述棱镜电机具有能够转动的转轴，所述转轴具有轴套，包括：感应线圈，围绕所述轴套外部设置，所述感应线圈用于通入交变电流，该交变电流用于对棱镜电机进行感应加热；

感应加热控制板，设置于感应线圈下方，所述感应加热控制板具有感应电流输出端，该感应电流输出端与所述感应线圈电连接，所述感应加热控制板用于在环境温度低于设定温度时，启动对棱镜电机的加热；

绝缘层，设置在所述感应线圈与所述感应加热控制板之间，所述绝缘层用于所述感应线圈与所述感应加热控制板电绝缘。

请参考图2所示的本发明一个实施例的加热装置的结构示意图。

棱镜电机500放置于框架900内，框架9底部具有底板800，棱镜电机500位于底板800上方，且该棱镜电机500具有转轴（未标出），该转轴能够转动，转轴的底部具有轴套300，所述轴套300的外部设置了若干感应线圈100，围绕所述轴套300外部设置，所述感应线圈100用于通入交变电流，该交变电流用于对棱镜电机进行感应加热。

作为一个实施例，所述感应线圈100的材质与所述轴套的材质为金属，并且两者材质尽量相同或类似，这样可以以较低的功率实现对转轴的快速加热。作为本发明的又一个实施例，所述感应线圈100的材质为铜合金。本发明的加热装置中没有导热胶、导热柱等结构，简化了加热装置的结构，也避免了导热胶在装配或使用过程中可能对轴套造成的污染和影响，提高了加热的可靠性，减少加热装置的维护。

感应加热控制板600设置于感应线圈100下方，作为一个实施例，所述感应加热控制板600为PCB板。所述感应加热控制板600用于基于棱镜电机的温度（或者环境温度）控制感应线圈100的感应加热过程。所述感应加热控制板600具有感应电流输出端，该感应电流输出端与所述感应线圈100电连接，所述感应加热控制板600用于在环境温度低于设定温度时，启动对棱镜电机的加热。本发明的加热控制板600检测转轴的轴套300的温度，以该轴套300的温度作为环境温度，当检测所述环境温度为低温（不超过设定温度）时，则通过感应电流输出端向感应线圈100输入感应电流，进行加热，直至检测所述环境温度达到目标温度，则进入保温状态，只向感应线圈提供最基本的维持保温状态的感应电流即可；反之，当检测所述环境温度为正常温度（超过设定温度），则继续检测直至环境温度为低温。

绝缘层400，设置在所述感应线圈100与所述感应加热控制板500之间，所述绝缘层400用于所述感应线圈100与所述感应加热控制板600电绝缘。

本发明所述的加热装置至少一个温度检测装置（图中未标出），设置于所述轴套300外侧，用于检测所述轴套100的温度值，将所述温度值传输至所述感应加热控制板600。作为一个实施例，本发明所述的加热装置包括：第一温度检测装置和第二温度检测装置，所述第一温度检测装置和第二温度检测装置设置在所述轴套外侧的不同位置，采用两个或多个温度检测装置，可以在一个温度检测装置出现异常的情况下，能够对轴套的温度进行检测，提高系统的可靠性。

本发明所述的感应线圈的绕线方式、线圈的直径需要参考激光打印机的工作环境温度、目标温度、感应电流和感应电压的大小来进行具体的选择和设置。当含有上述加热装置的激光打印机应用于低温环境时，应用本发明的能够较快速的对棱镜电机进行加热。经发明人实验验证，由于采用了本发明的加热装置，对棱镜电机的加热效率在85%以上，节约电能30%左右，平均无故障时间长达6万小时。从低温环境，现有的电阻加热的加热装置需要预热5分钟，并且不能保证一次启动率，而本发明的方法则可以实现快速预热（2分钟以内预热），且预热后的一次启动率为100%。

本发明还提供一种所述加热装置的工作方法，用于对低温环境下的棱镜电机进行加热。所述加热装置在工作过程中首先检测棱镜电机的温度。

测试温度的装置有多种，比如红外测试或热电偶测试，或者热敏电阻测试，考虑到热敏电阻能够以较低的成本测试，本发明优选热敏电阻座位测试温度的元件。测试温度的位置可以放在激光打印机所处的环境中，或者激光打印机的任意部位，为了便于系统集成以及提高温度测试的准确性，本发明将温度测试装置设置在棱镜电机的转轴（或者轴套）处，利用该转轴或轴套的温度值作为环境温度。

为了能够保证温度测试的可靠性，本发明提供至少两个热敏电阻，若所述至少两个热敏电阻检测的棱镜电机的转轴的温度差小于等于允许值，则说明该两个热敏电阻工作正常可靠，则以该两个热敏电阻的平均温度作为该棱镜电机的温度；若所述至少两个热敏电阻检测的棱镜电机的转轴的温度差大于所述允许值，则可能有热敏电阻发生了故障，则将两个热敏电阻测试获得的温度值中较小的温度值作为棱镜电机的温度，并通过感应加热控制板产生报警提醒信号，作为一个实施了，所述允许值为3-10摄氏度。本领域技术人员可以灵活设置所述允许值。

在获得所述棱镜电机的温度之后，若所述棱镜电机的温度低于设定温度，则感应加热控制板启动感应加热，将交变电流输入至感应线圈；所述设定温度为8-15摄氏度，所述目标温度为25摄氏度。所述感应加热持续进行直至所述棱镜电机的温度达到目标温度。

在达到目标温度之后，所述感应加热控制面板将调整输入之感应线圈的电流，使得通入感应线圈的电流满足棱镜电机维持目标温度即可。

综上，本发明提供的加热装置具有利用电磁感应方式对棱镜电机进行加热，避免了电阻式加热的寿命低的问题，本发明取消了导热胶结构的设计，因此简化了整个加热装置的结构，使得加热装置更加容易装配，也可防止导热胶进入棱镜电机的轴套引起的可靠性差、需要维护的问题，通过感应线圈直接在；

进一步优化地，本发明所述的加热装置的温度检测装置直接采集轴套外侧的温度值，更加反应棱镜电机所处的真实的环境温度；

进一步优化地，本发明所述的所述电磁感应线圈的材质与轴套的材质为金属，并且两者的材质尽量相同或近似，能够进一步降低感应加热的功率消耗；

进一步优化地，本发明所述的温度检测装置利用两个热敏电阻，能够更加可靠且低成本的检测轴套的温度。

因此，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。