專利名稱：定影裝置以及圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電子照相方式或者靜電記錄方式的復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)以及打印機(jī)等的圖像形成裝置的定影裝置，特別涉及通過電磁感應(yīng)加熱方式，將未定影的圖像加熱定影于記錄媒質(zhì)上的定影裝置以及使用該定影裝置的圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
近年來，對(duì)于用于復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)以及打印機(jī)等的定影裝置，采用電磁感應(yīng)加熱方式的研究非常廣泛。在電磁感應(yīng)加熱方式的定影裝置上，對(duì)勵(lì)磁線圈施加交流電流，在該勵(lì)磁線圈的周圍產(chǎn)生交變磁通。繼而，產(chǎn)生的交變磁通穿透電導(dǎo)體，從而產(chǎn)生渦電流，通過該渦電流在電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量用作定影未定影的圖像。
另外，為了縮短該定影裝置的預(yù)熱時(shí)間，采取了盡量降低定影裝置的被加熱部分的熱容量、加強(qiáng)絕熱等許多處理方法。但是，降低加熱單元的熱容量、加強(qiáng)絕熱的話，會(huì)使熱量不容易進(jìn)行橫向移動(dòng)，特別是在連續(xù)定影寬度窄的記錄媒質(zhì)時(shí)等，會(huì)導(dǎo)致記錄媒質(zhì)的寬度的外側(cè)的溫度異常上升，從而造成熱偏移(hot offset)或橡膠部件的損傷、壽命的降低。于是，作為防止該記錄媒質(zhì)的寬度外側(cè)的溫度過度上升的方法，在特開2001-125407號(hào)公報(bào)中公開了如圖14的結(jié)構(gòu)在經(jīng)勵(lì)磁線圈23加熱的發(fā)熱輥44的內(nèi)側(cè)，將圓弧形的導(dǎo)電元件45a正對(duì)著發(fā)熱輥44配置，通過使該導(dǎo)電元件工作來屏蔽記錄媒質(zhì)的寬度外側(cè)的磁通，從而降低記錄媒質(zhì)的寬度外側(cè)的發(fā)熱輥的發(fā)熱。此外還有將具有預(yù)定的居里溫度的整磁金屬用于發(fā)熱輥，并與上述導(dǎo)電性元件相組合，從而縮短預(yù)熱時(shí)間并有效地降低紙寬度外側(cè)的溫度過度上升的方法。
但是，該用來屏蔽磁氣的導(dǎo)電性元件45a被配置成圓弧形來正對(duì)著發(fā)熱輥44的內(nèi)側(cè)面并鄰近于發(fā)熱輥44。因此，在預(yù)熱時(shí)，發(fā)熱輥44升溫，當(dāng)溫度上升而與導(dǎo)電性元件45a的溫度差加大時(shí)，導(dǎo)電性元件45a接受來自發(fā)熱輥44的輻射熱量和經(jīng)由空氣的熱傳導(dǎo)而開始升溫。此時(shí)，導(dǎo)電性元件45a呈圓弧形而以較大的面積與發(fā)熱輥44相對(duì)，而且由于形狀大熱容量也大，來自發(fā)熱輥44的熱量的移動(dòng)也大，因此發(fā)熱輥44或帶20的溫度在超過150℃左右時(shí)升溫速度變慢，而使預(yù)熱時(shí)間變長(zhǎng)。另外，如果熱容量較大，即使升溫到定影溫度后，發(fā)熱輥44的熱量也仍然被導(dǎo)電性元件45a奪走，所以剛升溫后立即連續(xù)進(jìn)行記錄媒質(zhì)的定影的話，加上被記錄媒質(zhì)奪走的熱量的影響，會(huì)導(dǎo)致所提供的熱量不足，而使發(fā)熱輥44或帶20的溫度降低。該情形特別是在周圍環(huán)境溫度低時(shí)、或定影較厚的紙時(shí)等容易發(fā)生。由于定影溫度的下降會(huì)發(fā)生定影不良，為了防止該現(xiàn)象的發(fā)生，需要等待導(dǎo)電性元件45a的溫度升至預(yù)定溫度再開始定影，因此存在預(yù)熱時(shí)間變長(zhǎng)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種定影裝置以及使用該裝置的圖像形成裝置，在電磁感應(yīng)加熱方式的定影裝置中，通過將用于磁氣屏蔽的導(dǎo)電性元件進(jìn)行最適化和將整磁合金用于發(fā)熱輥的結(jié)構(gòu)，最大程度地縮短定影裝置的預(yù)熱時(shí)間，并且可靠地防止紙張的寬度外側(cè)的過度升溫，從而實(shí)現(xiàn)良好的定影性能。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面包括發(fā)熱體，由達(dá)到預(yù)定的溫度以上時(shí)磁性消失的整磁材料構(gòu)成、呈大致圓筒形；勵(lì)磁單元，具備相對(duì)所述發(fā)熱體在與記錄媒質(zhì)的行進(jìn)方向正交的寬度方向上環(huán)繞配置的勵(lì)磁線圈；非磁性電導(dǎo)體，隔著所述發(fā)熱體相對(duì)所述勵(lì)磁單元而設(shè)置；加壓?jiǎn)卧脕韺⒂伤霭l(fā)熱體產(chǎn)生的熱量接觸于記錄媒質(zhì)，所述非磁性電導(dǎo)體呈沿所述勵(lì)磁線圈寬度方向延伸的板狀，在相對(duì)所述勵(lì)磁線圈的位置上配置該末端部分。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面包括呈大致圓筒形的發(fā)熱體；勵(lì)磁單元，具備相對(duì)所述發(fā)熱體在與記錄媒質(zhì)的行進(jìn)方向正交的寬度方向上環(huán)繞配置的勵(lì)磁線圈；非磁性電導(dǎo)體，隔著所述發(fā)熱體相對(duì)所述勵(lì)磁單元而設(shè)置；以及加壓?jiǎn)卧?，用來將由所述發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量接觸于記錄媒質(zhì)，所述非磁性電導(dǎo)體呈沿所述勵(lì)磁線圈寬度方向延伸的板狀，采取第一位置，其末端部分相對(duì)所述勵(lì)磁線圈屏蔽作為當(dāng)所述發(fā)熱體的溫度達(dá)到居里點(diǎn)附近時(shí)的所述勵(lì)磁線圈所形成的主要磁通的磁路；第二位置，不屏蔽主要磁通的磁路。
其中，上述的兩個(gè)發(fā)明的“末端部分”是指，包含末端面的末端部分、以及不包含末端面的末端部分的任意方式，詳情在實(shí)施方式1、2中說明。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面包括發(fā)熱體，由達(dá)到預(yù)定的溫度以上時(shí)磁性消失的整磁材料構(gòu)成；勵(lì)磁單元，具備相對(duì)所述發(fā)熱體在與記錄媒質(zhì)的行進(jìn)方向正交的寬度方向上環(huán)繞配置的勵(lì)磁線圈；非磁性電導(dǎo)體，隔著所述發(fā)熱體相對(duì)所述勵(lì)磁單元而設(shè)置；以及加壓?jiǎn)卧?，用來將由所述發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量接觸于記錄媒質(zhì)，在所述非磁性電導(dǎo)體與所述發(fā)熱體相對(duì)的部分，使所述非磁性電導(dǎo)體與所述發(fā)熱體之間的距離不同。
根據(jù)本發(fā)明，能夠防止過度升溫并縮短預(yù)熱時(shí)間，并且還能夠防止偏移的發(fā)生，從而實(shí)現(xiàn)良好的定影性能。


此后通過考慮下面參照附圖的說明，本發(fā)明的上述和其它目的和特征會(huì)更完全地顯現(xiàn)，說明中通過舉例說明了一個(gè)示例，其中圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1的圖像形成裝置的簡(jiǎn)略剖面圖；圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式1的定影裝置的簡(jiǎn)略剖面圖；圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式1的定影帶的簡(jiǎn)略剖面圖；圖4是表示用于本發(fā)明的實(shí)施方式1的定影裝置的發(fā)熱輥的相對(duì)導(dǎo)磁率和溫度的關(guān)系的圖；圖5(a)、(b)是表示用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式1的定影裝置所使用的發(fā)熱輥的低溫時(shí)和高溫時(shí)的磁通流動(dòng)的圖；圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的定影裝置中的屏蔽板的厚度和等效電路的電阻的關(guān)系的圖；圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的定影裝置的預(yù)熱和打印時(shí)的帶溫度的圖；圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式1的其它結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)略剖面圖；圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式1的其它結(jié)構(gòu)的說明圖；圖10是本發(fā)明的實(shí)施方式2的定影裝置的簡(jiǎn)略剖面圖；圖11是本發(fā)明的實(shí)施方式3的定影裝置的簡(jiǎn)略剖面圖；圖12是本發(fā)明的實(shí)施方式4的定影裝置的簡(jiǎn)略剖面圖；圖13是本發(fā)明的實(shí)施方式5的定影裝置的簡(jiǎn)略剖面圖；圖14是表示現(xiàn)有技術(shù)的圖；圖15是相對(duì)本發(fā)明的比較例1的定影裝置的簡(jiǎn)略剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
(實(shí)施方式1)圖1是表示使用本發(fā)明實(shí)施方式1的定影裝置的圖像形成裝置的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)略剖面圖。該圖像形成裝置100為串聯(lián)方式(タンデム方式)的圖像形成裝置。在圖像形成裝置100中，提供彩色圖像的色彩的四色的調(diào)色劑像分別生成于四個(gè)像載體上，并逐次疊加在中間轉(zhuǎn)印體上，經(jīng)過一次轉(zhuǎn)印后，該一次轉(zhuǎn)印像被一并轉(zhuǎn)印(二次轉(zhuǎn)印)于記錄媒質(zhì)上。
另外，本實(shí)施方式1的定影裝置不只限于所述串聯(lián)方式的圖像形成裝置，而且能夠配備于所有方式的圖像形成裝置上，這一點(diǎn)不言而喻。
另外，在圖1中，附加于圖像形成裝置100的各個(gè)結(jié)構(gòu)要素的標(biāo)記的末尾的記號(hào)Y、M、C、K分別表示參與圖像形成的結(jié)構(gòu)要素，Y代表黃色圖像，M代表品紅圖像，C代表藍(lán)青圖像，K代表黑色圖像，同一標(biāo)記的結(jié)構(gòu)要素分別具有共同的結(jié)構(gòu)。
圖像形成裝置100包括作為所述四個(gè)像載體的感光磁鼓110Y、110M、110C、110K以及中間轉(zhuǎn)印帶(中間轉(zhuǎn)印體)170。在各個(gè)感光磁鼓110Y、110M、110C、110K的周圍配置了圖像形成單元SY、SM、SC、SK。圖像形成單元SY、SM、SC、SK包括帶電單元120Y、120M、120C、120K；曝光裝置130Y、130M、130C、130K；顯像器140Y、140M、140C、140K；轉(zhuǎn)印器150Y、150M、150C、150K；以及清洗裝置160Y、160M、160C、160K。
在圖1中，各個(gè)感光磁鼓110Y、110M、110C、110K分別按照箭頭C方向轉(zhuǎn)動(dòng)。各個(gè)感光磁鼓110Y、110M、110C、110K的表面上，通過帶電單元120Y、120M、120C、120K分別帶上均一的預(yù)定電位。
帶電的各個(gè)感光磁鼓110Y、110M、110C、110K的表面上，通過曝光裝置130照射對(duì)應(yīng)特定色彩的圖像數(shù)據(jù)的激光射束的掃描線130Y、130M、130C、130K。由此，各個(gè)感光磁鼓110Y、110M、110C、110K的表面上形成每個(gè)所述特定色彩的靜電潛像。
在感光磁鼓110Y、110M、110C、110K的表面形成的每個(gè)所述特定色彩的靜電潛像，通過顯像器140Y、140M、140C、120K顯像。由此，各個(gè)感光磁鼓110Y、110M、110C、110K上形成提供彩色圖像的色彩的四色的未定影圖像。
在感光磁鼓110Y、110M、110C、110K上顯像的四色的調(diào)色劑像通過轉(zhuǎn)印器150Y、150M、150C、150K，被一次轉(zhuǎn)印于作為所述中間轉(zhuǎn)印體的無末端狀的中間轉(zhuǎn)印帶170上。由此，在感光磁鼓110Y、110M、110C、110K上形成的四色的調(diào)色劑像逐次疊加，而在中間轉(zhuǎn)印帶170上形成全色圖像。
在將調(diào)色劑像轉(zhuǎn)印于中間轉(zhuǎn)印帶170上后，通過清洗裝置160Y、160M、160C、160K，分別將殘留在各個(gè)感光磁鼓110Y、110M、110C、110K表面的殘留調(diào)色劑清除。
在此，曝光裝置130對(duì)感光磁鼓110Y、110M、110C、110K具有預(yù)定的傾斜而配置。另外，中間轉(zhuǎn)印帶170架設(shè)于驅(qū)動(dòng)輥171和從動(dòng)輥172上，通過驅(qū)動(dòng)輥171的轉(zhuǎn)動(dòng)，向圖1中的箭頭A方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
另一方面，在圖像形成裝置100的下部，設(shè)置供紙盒180，其收納作為記錄媒質(zhì)的打印紙等的記錄紙P。記錄紙P通過供紙輥181從供紙盒180一張一張地沿著預(yù)定的紙片(sheet)路徑向箭頭B方向被送出。
沿著所述預(yù)定的紙片路徑被送出的記錄紙P，通過轉(zhuǎn)印鉗口部，該轉(zhuǎn)印鉗口部是由架設(shè)于從動(dòng)輥172的中間轉(zhuǎn)印帶170的外周面、以及與中間轉(zhuǎn)印帶170的外周面相接觸的二次轉(zhuǎn)印輥190形成的。當(dāng)通過所述轉(zhuǎn)印鉗口部時(shí)，形成于中間轉(zhuǎn)印帶170的全色圖像(未定影圖像)通過二次轉(zhuǎn)印輥190被一并轉(zhuǎn)印于記錄紙P上。
繼而，記錄紙P通過定影鉗口部N，該定影鉗口部N詳細(xì)表示于圖2，由架設(shè)于定影裝置200的定影輥210以及發(fā)熱輥220的定影帶230的外周面、以及與定影帶230的外周面相接觸的加壓輥240所形成。由此，在所述轉(zhuǎn)印鉗口部一并轉(zhuǎn)印的未定影的全色圖像被加熱定影于記錄紙P上。
另外，圖像形成裝置100設(shè)置有門101，該門形成圖像形成裝置100的殼體的一部分，并能夠自如的開關(guān)。通過該門101的開關(guān)，能夠進(jìn)行定影裝置200的更換和維修以及當(dāng)記錄紙P堵塞于所述紙張運(yùn)輸路徑時(shí)的清除處理等。
接下來說明配置于圖像形成裝置100的定影裝置。圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的定影裝置200的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)略剖面圖。
定影帶230通過預(yù)定的張力架設(shè)于定影輥210和發(fā)熱輥220之間，可沿箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)，定影輥210由表面為低硬度(JISA30度)的富有彈性的泡沫材料的硅膠構(gòu)成，直徑為34mm，具有低熱導(dǎo)性；發(fā)熱輥220由后述的合金構(gòu)成，直徑為20mm。發(fā)熱輥220由厚度為0.2mm的鐵鎳合金的整磁金屬構(gòu)成，其磁氣-溫度特性如圖4所示，鐵和鎳的調(diào)配比例被調(diào)整(本實(shí)施方式的整磁合金中鎳的比例為百分之三十幾)而制造。
而且發(fā)熱輥220的內(nèi)部還設(shè)置基本覆蓋發(fā)熱輥寬度的屏蔽板221，該屏蔽板221與發(fā)熱輥220相對(duì)，由鋁、銅等的電導(dǎo)材料構(gòu)成，呈板狀。該屏蔽板221包括中央部分221a，呈平板狀；彎曲部分221b，相對(duì)中央部分221a的兩側(cè)傾斜地設(shè)置。結(jié)果，在屏蔽板221與發(fā)熱輥220相對(duì)的部分，屏蔽板221與發(fā)熱輥220之間的距離不同。也就是，屏蔽板221的末端部分(彎曲部分221b的末端面部分)與發(fā)熱輥220之間的距離，比起屏蔽板221的中央部分221a與發(fā)熱輥220之間的距離來要小。
此時(shí)，屏蔽板221的彎曲部分221b的末端面部分配置成最接近發(fā)熱輥220，在屏蔽板221的彎曲部分221b的末端面部分，屏蔽板221與發(fā)熱輥220之間的距離成為最小。更為詳細(xì)的描述為，屏蔽板221的彎曲部分221b的末端面部分分別相對(duì)勵(lì)磁線圈250的左右繞線的大約中央部分，與發(fā)熱輥220的距離約為0.5mm。
在圖2中，加壓輥240由硬度為JISA65度的硅膠構(gòu)成，如圖2所示，介由定影帶230相對(duì)于定影輥210壓接而形成鉗口。加壓輥240通過未圖示的裝置主機(jī)的驅(qū)動(dòng)單元，被驅(qū)動(dòng)為沿箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)，伴隨于此，定影帶230、定影輥210、發(fā)熱輥220進(jìn)行從動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，從而進(jìn)行定影動(dòng)作。另外，也可以采取使勵(lì)磁線圈250、屏蔽板221成為固定位置不做運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，或者當(dāng)不需要磁氣屏蔽作用時(shí)將其翻轉(zhuǎn)180度的結(jié)構(gòu)也可以。
加壓輥240的材料也可以使用其他的氟橡膠、氟樹脂等的耐熱性樹脂或橡膠。另外為了提高加壓輥240的表面的耐摩擦性和脫模性，還可以單獨(dú)或組合使用PFA(Per Fluoro Alkoxy，熔性聚四氟乙烯)、PTFE(PolyTetra-FluoroEthylene，聚四氟乙烯)、FEP(Florinated Etyiene Propylene copolymer，氟化乙丙烯共聚物)等的樹脂或橡膠來覆蓋。為了防止散熱，加壓輥240優(yōu)選為由熱導(dǎo)性小的材料來構(gòu)成。
235為溫度傳感器，大致位于定影帶230的寬度方向的中央且在定影鉗口入口側(cè)，檢測(cè)定影帶230的溫度，通過未圖示的控制電路對(duì)紙張通過部分的溫度進(jìn)行控制使其總是保持于預(yù)定的恒定溫度。
250為作為勵(lì)磁單元的勵(lì)磁線圈，使用將細(xì)線束在一起的絞和線，形成如圖2所示的斷面形狀而覆蓋定影帶230與發(fā)熱輥220的接觸部分，并在中心和背面的一部分設(shè)置由鐵素體構(gòu)成的鐵心260。鐵心260還可以使用強(qiáng)磁性鐵鎳合金等的高導(dǎo)磁率的材料。通過勵(lì)磁電路(未圖示)在勵(lì)磁線圈250上施加最大約為1200W左右的20到60kHz的交流電。
圖3表示薄壁的定影帶230的剖面。定影帶230為由聚酰亞胺樹脂構(gòu)成的基體材料231所形成的環(huán)狀的帶，為了對(duì)應(yīng)A3記錄紙寬約為340mm，直徑為47mm，厚為70μm，并如圖3所示的剖面，在基體材料231上作為通過電磁感應(yīng)來發(fā)熱的層，形成厚約10μm由鋼材構(gòu)成的導(dǎo)電層233。另外為了在其表面提供與調(diào)色劑圖像的脫模性，覆蓋著氟樹脂的厚為25μm的脫模層232。另外，該導(dǎo)電層233可以將導(dǎo)電層涂抹在基體材料上來形成，該導(dǎo)電層為將銀等的低電阻粉末材料散布而制成的導(dǎo)電層。另外，作為基體材料231的材料，還可以使用通過電鑄制成的厚約40μm左右的鎳等的超薄金屬。此時(shí)，因?yàn)殒嚲哂猩峁δ?，所以可以無需上述的導(dǎo)電層233。作為金屬基體材料除了鎳，還有鐵、不銹鋼材料、鈷鎳合金、鐵鎳合金等的金屬，使用非磁性的SUS材料等與所述同樣的銅材構(gòu)成導(dǎo)電層233為優(yōu)選。
另外，表面的脫模層232也可以單獨(dú)使用或組合使用PTFE、PFA、FEP、硅膠、氟橡膠等的脫模性良好的樹脂和橡膠來覆蓋。作為用于單色圖像的定影只要確保脫模性就可以，但是作為用于彩色圖像的定影提供彈性為優(yōu)選，此時(shí)作為彈性層234，需要形成由耐熱性橡膠的硅膠或氟橡膠構(gòu)成的約為50～300μm的橡膠層。
本實(shí)施方式的定影帶雖然設(shè)置了導(dǎo)電層233，但是不具備導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)雖然加熱效率會(huì)有些下降仍然能夠使用。
在本實(shí)施方式中，通過上述發(fā)熱輥部分的結(jié)構(gòu)，使該部分具有自我溫度控制的特性。以下利用圖4、圖5說明該作用。
圖4橫軸表示發(fā)熱輥220的溫度、縱軸表示相對(duì)導(dǎo)磁率，曲線μ為提高發(fā)熱輥220的溫度過程中的相對(duì)導(dǎo)磁率的變化。圖中Tk表示居里溫度，在該溫度以上時(shí)相對(duì)導(dǎo)磁率基本上與在空氣中相同，成為非磁性狀態(tài)。發(fā)熱輥220的溫度低時(shí)，相對(duì)導(dǎo)磁率呈較高的數(shù)值，當(dāng)溫度上升到居里點(diǎn)附近時(shí)，相對(duì)導(dǎo)磁率則會(huì)急劇下降。
圖5(a)表示發(fā)熱輥220的整磁金屬為居里溫度以下，為強(qiáng)磁性狀態(tài)時(shí)勵(lì)磁線圈250所形成的磁通M的磁路；圖5(b)表示整磁金屬為超過居里溫度，成為非磁性狀態(tài)時(shí)的磁通M的主要磁路。
在此，當(dāng)發(fā)熱輥220為強(qiáng)磁性狀態(tài)的情形時(shí)，如圖5(a)所示，穿透定影帶230而達(dá)到發(fā)熱輥220的磁通M經(jīng)過發(fā)熱輥220的內(nèi)部環(huán)繞勵(lì)磁線圈250。因此，通過流動(dòng)于發(fā)熱輥220的感應(yīng)電流而產(chǎn)生的焦耳熱，可使發(fā)熱輥220快速地發(fā)熱。另一方面，當(dāng)發(fā)熱輥220超過居里溫度而成為非磁性時(shí)，如圖5(b)所示，磁通M穿透發(fā)熱輥220而進(jìn)入輥的內(nèi)部，形成穿透屏蔽板221而環(huán)繞勵(lì)磁線圈250的磁路。此時(shí)，屏蔽板221的中央部分不在成為磁通M的主要磁路(磁場(chǎng)強(qiáng)度為最大的位置)上，而屏蔽板221的末端部分的彎曲部分221b分別位于其上，所以磁通M穿透彎曲部分221b。此時(shí)，感應(yīng)電流不流于發(fā)熱輥220，而是基本上流于屏蔽板221內(nèi)部。
本實(shí)施方式利用了在定影帶230形成導(dǎo)電層233的結(jié)構(gòu)，使用不具導(dǎo)電層的帶也不影響上述的自我溫度控制特性。
使來自圖像形成裝置100的最小寬度的記錄紙P進(jìn)入如上所述結(jié)構(gòu)的定影裝置200，并將調(diào)色劑像111連續(xù)地定影。此時(shí)，發(fā)熱輥220基于記錄紙P所奪去的熱量而發(fā)熱，在記錄紙P所通過的寬度上雖然能夠維持定影溫度，而在記錄紙P外側(cè)部分只發(fā)熱而記錄紙P不會(huì)將熱量傳走，因此溫度會(huì)逐漸上升。發(fā)熱輥220末端部分的溫度達(dá)到發(fā)熱輥220的居里點(diǎn)時(shí)，發(fā)熱輥失去磁性，感應(yīng)電流會(huì)在屏蔽板221上流動(dòng)。此時(shí)，由流于屏蔽板221的電流產(chǎn)生與來自勵(lì)磁線圈250所產(chǎn)生的磁通相反方向的磁通，該磁通抵消勵(lì)磁線圈250的磁通。因此，上升的發(fā)熱輥220的末端部分的溫度不會(huì)上升到居里點(diǎn)以上，而是在居里點(diǎn)附近的預(yù)定的溫度發(fā)生飽和。因?yàn)樵撟饔貌皇苡涗浖圥的寬度的影響而起作用，不論多寬的記錄紙都能在記錄紙通過寬度內(nèi)維持定影溫度，而紙寬度外端部分，則能發(fā)揮自我溫度控制作用以使在居里點(diǎn)附近保持預(yù)定的溫度。
在此，屏蔽板221的板厚為0.2mm以上2mm以下為優(yōu)選。圖6是表示將交流電的頻率設(shè)為20kHz，改變屏蔽板221的板厚時(shí)的由發(fā)熱輥220與勵(lì)磁線圈250形成的系統(tǒng)的等效電路的電阻R的圖。其中，表示屏蔽板221使用銅，發(fā)熱輥220的溫度為居里點(diǎn)附近的高溫時(shí)的電阻。因?yàn)榘l(fā)熱輥220在居里溫度附近時(shí)控制發(fā)熱為優(yōu)選，所以電阻R較低為佳。參照?qǐng)D6可知，不存在屏蔽板221時(shí)(屏蔽板的厚度為0時(shí))，電阻R約為0.9Ω左右，而當(dāng)屏蔽板221的厚度為0.2mm時(shí)，電阻R急劇下降，約為0.3Ω左右。而且，即使板厚在0.2mm以上，電阻R也不怎么發(fā)生變化。
因此，屏蔽板221的板厚為0.2mm以上的話，能夠抑制在居里溫度附近的高溫時(shí)的發(fā)熱。另外，因?yàn)槠帘伟宓臒崛萘看髸r(shí)，奪去發(fā)熱輥220的熱量的效果也變大，所以屏蔽板221的厚度在2mm以下為優(yōu)選。
在此，圖7表示本實(shí)施方式的定影裝置(a)與現(xiàn)有技術(shù)的例子(b)的預(yù)熱時(shí)間以及印刷時(shí)的帶溫度。本實(shí)施方式的定影裝置具有以下的特征將由板狀材料構(gòu)成的屏蔽板221的末端部分(彎曲部分221b的末端面部分)相對(duì)勵(lì)磁線圈250而配置，由此盡量減少沿著發(fā)熱輥的面向的部分。由此，不容易接受來自發(fā)熱輥220的熱輻射或熱傳導(dǎo)而傳導(dǎo)的熱量?，F(xiàn)有技術(shù)如圖12所示，將屏蔽板制成半圓形，沿著發(fā)熱輥離開微小的間隙而配置的情形，在定影裝置的預(yù)熱時(shí)，發(fā)熱輥的熱量傳導(dǎo)到屏蔽板上，因此如圖7的(b)所示，在超過150℃附近開始，升溫速度會(huì)變慢而使預(yù)熱時(shí)間變長(zhǎng)。而本發(fā)明的屏蔽板221沿著發(fā)熱輥的部分較少，只有屏蔽板的末端部分(彎曲部分221b的末端面部分)接近發(fā)熱輥，因此不會(huì)奪去發(fā)熱輥的熱量，而且預(yù)熱時(shí)間也短。另外，在低溫環(huán)境下，預(yù)熱后立即進(jìn)行印刷時(shí)，會(huì)發(fā)生發(fā)熱輥不能維持定影溫度而造成溫度下降的現(xiàn)象。其現(xiàn)象還有包括加壓輥240等的定影裝置整體的熱容量較大則溫度下降也大的傾向。因此，使屏蔽板221接近發(fā)熱輥220的結(jié)構(gòu)會(huì)造成，當(dāng)屏蔽板221的溫度低時(shí)，從發(fā)熱輥220傳導(dǎo)到屏蔽板221的熱量增加，溫度下降幅度也增加。但是本發(fā)明的定影裝置中，屏蔽板221只有其末端部分接近發(fā)熱輥，從發(fā)熱輥220傳導(dǎo)到屏蔽板221的熱量也少，溫度下降幅度也變小。
在此圖8以及圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的屏蔽板的其它結(jié)構(gòu)的圖。也就是，與圖2的屏蔽板221中不同之處在于，中央部分221a大致呈凸寶蓋形，來代替呈平板形的中央部分221a。像本結(jié)構(gòu)這樣，通過使其成為凸寶蓋形來提高屏蔽板221本身的強(qiáng)度。因此，如圖9所示，無需將軸心224配備于屏蔽板221的長(zhǎng)度方向的整體，使得只在兩端部分支撐成為可能。由此，既能維持作為屏蔽板221的強(qiáng)度，又能降低軸心224的熱容量，能夠使上述的發(fā)熱輥220的溫度下降變小，加快預(yù)熱。
(實(shí)施方式2)
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的定影裝置的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)略剖面圖。在實(shí)施方式2中，對(duì)于與實(shí)施方式1的定影裝置相同的結(jié)構(gòu)且發(fā)揮相同功能的部分，附加相同的標(biāo)記并省略對(duì)其詳細(xì)說明。
在實(shí)施方式2中，從實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)中去掉定影帶230和定影輥210，并通過發(fā)熱輥220直接將調(diào)色劑像111溶解定影，除此之外則與實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)相同。實(shí)施方式2的發(fā)熱輥220由厚為0.4mm、直徑為30mm的鐵鎳合金構(gòu)成的整磁金屬形成，為了使其表面具有脫模性，覆蓋了厚為15μm的氟樹脂的脫模層。作為表面的脫模層也可以單獨(dú)使用或組合使用PTFE、PFA、FEP、硅膠、氟橡膠等的脫模性良好的樹脂和橡膠來覆蓋。加壓輥240的表層由5mm的海綿構(gòu)成，即使是薄壁的發(fā)熱輥也可以確保充分的鉗口性能。
在此，實(shí)施方式2的屏蔽板221大致呈圓弧狀，使其端面部分不對(duì)著發(fā)熱輥220，而采用使不包括端面的末端部分相對(duì)于發(fā)熱輥220或勵(lì)磁線圈250的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式的屏蔽板221由板狀材料構(gòu)成，采取將該末端部分翻回的結(jié)構(gòu)。由此，能夠增大屏蔽磁通的效果。
實(shí)施方式2的定影裝置也具有與實(shí)施方式1同等的自我溫度控制功能。另外，本實(shí)施方式比起實(shí)施方式1來，定影裝置整體的熱容量小，根據(jù)本發(fā)明的屏蔽板221的作用，預(yù)熱時(shí)間短，在低溫環(huán)境中的溫度下降也小。
(實(shí)施方式3)圖11是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的定影裝置的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)略剖面圖。在實(shí)施方式3中，對(duì)于與實(shí)施方式1的定影裝置相同的結(jié)構(gòu)且發(fā)揮相同功能的部分，附加相同的標(biāo)記并省略對(duì)其詳細(xì)說明。
在實(shí)施方式3中，將勵(lì)磁線圈250與鐵心260包含于發(fā)熱輥220的內(nèi)部。
屏蔽板221在發(fā)熱輥220的外側(cè)，是將相對(duì)于勵(lì)磁線圈250的兩個(gè)長(zhǎng)方形的平板，在其背面連接起來的結(jié)構(gòu)。相對(duì)于勵(lì)磁線圈250的部分為屏蔽板221的端面，對(duì)發(fā)熱輥220的熱負(fù)荷較小。雖然屏蔽板221的背面一側(cè)采取面向發(fā)熱輥的結(jié)構(gòu)，但是離發(fā)熱輥220充分地遠(yuǎn)，而且熱負(fù)荷較小。因此，屏蔽板221不是沿著發(fā)熱輥而配置，而是采取只是將末端部分相對(duì)于發(fā)熱輥，背面相連接地結(jié)構(gòu)，由此對(duì)發(fā)熱輥220的熱負(fù)荷較小，能夠縮短預(yù)熱時(shí)間。另外，屏蔽板221的背面的拱形部分還具有散熱的效果，該熱量是由屏蔽磁通而產(chǎn)生的自我發(fā)熱的熱量。
本實(shí)施方式也與實(shí)施方式1相同，只是屏蔽板221的末端部分與發(fā)熱輥220相接近，所以預(yù)熱時(shí)間短，在低溫環(huán)境中的溫度下降也小。
(實(shí)施方式4)圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式4的定影裝置的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)略剖面圖。在實(shí)施方式4中，對(duì)于與實(shí)施方式3的定影裝置相同的結(jié)構(gòu)且發(fā)揮相同功能的部分，附加相同的標(biāo)記并省略對(duì)其詳細(xì)說明。
在實(shí)施方式4中，從實(shí)施方式3的結(jié)構(gòu)中去掉定影帶230和定影輥210，并通過發(fā)熱輥220直接將調(diào)色劑像111溶解定影，除此之外則與實(shí)施方式2的結(jié)構(gòu)相同。實(shí)施方式4的發(fā)熱輥220由厚為0.4mm、直徑為30mm的鐵鎳合金構(gòu)成的整磁金屬形成，為了使其表面具有脫模性，覆蓋了厚為15μm的氟樹脂的脫模層。作為表面的脫模層也可以單獨(dú)使用或組合使用PTFE、PFA、FEP、硅膠、氟橡膠等的脫模性良好的樹脂和橡膠來覆蓋。
實(shí)施方式4的屏蔽板221采取平板的一側(cè)的末端部分相對(duì)于勵(lì)磁線圈250的結(jié)構(gòu)。因?yàn)榘l(fā)熱輥的大小比實(shí)施方式3大，所以在其背面不相連接，而是兩個(gè)獨(dú)立的屏蔽板。
實(shí)施方式4的定影裝置也具有與實(shí)施方式3同等的自我溫度控制功能。另外，本實(shí)施方式比起實(shí)施方式3來，定影裝置整體的熱容量小，根據(jù)本發(fā)明的屏蔽板221的作用，預(yù)熱時(shí)間短，在低溫環(huán)境中的溫度下降也小。
(實(shí)施方式5)圖13是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的定影裝置的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)略剖面圖。在實(shí)施方式5中，對(duì)于與實(shí)施方式1的定影裝置相同的結(jié)構(gòu)且發(fā)揮相同功能的部分，附加相同的標(biāo)記并省略對(duì)其詳細(xì)說明。
在實(shí)施方式5中，采取從實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)中去掉發(fā)熱輥220，并通過發(fā)熱元件223和定影輥210將定影帶230架設(shè)的結(jié)構(gòu)，而其它結(jié)構(gòu)則與實(shí)施方式1相同。在此，屏蔽板221由長(zhǎng)方形的平板構(gòu)成。
在此發(fā)熱板223由實(shí)施方式1的發(fā)熱輥相同的材料構(gòu)成，并具有自我溫度控制功能。為了在其表面提供脫模性，覆蓋著氟樹脂的厚為15μm的脫模層。作為表面的脫模層也可以單獨(dú)使用或組合使用PTFE、PFA、FEP、硅膠、氟橡膠等的脫模性良好的樹脂和橡膠來覆蓋。
實(shí)施方式5的定影裝置，發(fā)熱元件223與實(shí)施方式1的發(fā)熱輥220相比實(shí)現(xiàn)了低熱容量，預(yù)熱時(shí)間變得更短。
而且，本實(shí)施方式5的屏蔽板221具有以下特征取第一位置(圖中實(shí)線)，屏蔽當(dāng)發(fā)熱板223的溫度接近發(fā)熱板223的居里點(diǎn)附近時(shí)的勵(lì)磁線圈250所形成的磁通的主要磁路225；和取第二位置(圖中虛線)，不屏蔽主要磁路225。屏蔽板221固定于軸心224，在與軸心224的轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，切換所述第一位置和第二位置進(jìn)行使用。屏蔽板221在預(yù)熱時(shí)取不屏蔽主要磁路的第二位置(圖中虛線)。由此，發(fā)熱元件223不會(huì)奪去預(yù)熱中的熱量，初始溫度的降低較小。其后，在與軸心224的轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，移動(dòng)到屏蔽磁通的主要磁路225的第一位置(圖中實(shí)線)，從而屏蔽主要磁路225。由此，能夠在維持自我溫度控制功能的同時(shí)，縮短預(yù)熱時(shí)間，減少低溫環(huán)境下的溫度下降。
另外，上述實(shí)施方式1到4中，作為屏蔽板的形狀，說明了剖面為大致呈凹形、μ形、或者M(jìn)字形以及平板形，但并不限于此，其它比如剖面為大致V字形、U字形等的結(jié)構(gòu)也可以。
(比較例1)圖15是表示比較例1的定影裝置的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)略剖面圖。在比較1中，對(duì)于與實(shí)施方式4的定影裝置相同的結(jié)構(gòu)且發(fā)揮相同功能的部分，附加相同的標(biāo)記并省略對(duì)其詳細(xì)說明。
在比較例1中，實(shí)施方式4的屏蔽板221的末端部分不對(duì)著線圈一側(cè)，而是在發(fā)熱輥220的外面具有屏蔽板226沿著發(fā)熱輥220的外周呈圓弧狀。屏蔽板226除了形狀不同以外，由與實(shí)施方式4的屏蔽板221相同的材料構(gòu)成。測(cè)量了比較例1的定影裝置的預(yù)熱時(shí)和印刷時(shí)的帶溫度，因?yàn)槠帘伟?26相對(duì)發(fā)熱輥220的附近，與實(shí)施方式4相比預(yù)熱慢，在低溫環(huán)境下的溫度下降幅度變大。
如上所述，本發(fā)明的定影裝置，能夠用于電子照相方式或者靜電記錄方式的復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)以及打印機(jī)等的圖像形成裝置。
本發(fā)明不局限于上述的實(shí)施例，并且在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明加以各種修改和變更。
本申請(qǐng)基于2005年12月5日提交的日本專利申請(qǐng)2005-350373，其全部?jī)?nèi)容在此引入以供參考。
權(quán)利要求
1.一種定影裝置，包括發(fā)熱體，由達(dá)到預(yù)定的溫度以上時(shí)磁性消失的整磁材料形成；勵(lì)磁單元，具備相對(duì)所述發(fā)熱體在與記錄媒質(zhì)的行進(jìn)方向正交的寬度方向上環(huán)繞配置的勵(lì)磁線圈；非磁性電導(dǎo)體，隔著所述發(fā)熱體相對(duì)所述勵(lì)磁單元而設(shè)置；以及加壓?jiǎn)卧脕韺⒂伤霭l(fā)熱體產(chǎn)生的熱量接觸于記錄媒質(zhì)，其中，所述非磁性電導(dǎo)體，呈沿所述勵(lì)磁線圈寬度方向延伸的板狀，在相對(duì)所述勵(lì)磁線圈的位置上配置其末端部分。
2.如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其特征在于，發(fā)熱體為薄壁的輥，勵(lì)磁單元配置于所述發(fā)熱體的外側(cè)，非磁性電導(dǎo)體配置于所述發(fā)熱體的內(nèi)側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其特征在于，發(fā)熱體為薄壁的輥，勵(lì)磁單元配置于所述發(fā)熱體的內(nèi)側(cè)，非磁性電導(dǎo)體配置于所述發(fā)熱體的外側(cè)。
4.如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其特征在于，發(fā)熱體為薄壁的輥，具有環(huán)繞于所述發(fā)熱體的環(huán)狀的定影帶，將記錄媒質(zhì)導(dǎo)入所述定影帶與加壓?jiǎn)卧g來進(jìn)行記錄媒質(zhì)的定影。
5.如權(quán)利要求4所述的定影裝置，其特征在于，發(fā)熱體由剖面為大致半圓形的不轉(zhuǎn)動(dòng)的板狀材料構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求4所述的定影裝置，其特征在于，定影帶具有通過勵(lì)磁單元來進(jìn)行電磁感應(yīng)發(fā)熱的導(dǎo)電層。
7.如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其特征在于，發(fā)熱體為表面具有脫模層的環(huán)狀的定影帶。
8.如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其特征在于，非磁性電導(dǎo)體的板厚為0.2mm以上、2mm以下。
9.一種定影裝置，包括發(fā)熱體；勵(lì)磁單元，具備相對(duì)所述發(fā)熱體在與記錄媒質(zhì)的行進(jìn)方向正交的寬度方向上環(huán)繞配置的勵(lì)磁線圈；非磁性電導(dǎo)體，隔著所述發(fā)熱體相對(duì)所述勵(lì)磁單元而設(shè)置；以及加壓?jiǎn)卧脕韺⒂伤霭l(fā)熱體產(chǎn)生的熱量接觸于記錄媒質(zhì)，其中，所述非磁性電導(dǎo)體呈沿所述勵(lì)磁線圈寬度方向延伸的板狀，其末端部分采取第一位置，相對(duì)所述勵(lì)磁線圈，屏蔽作為當(dāng)所述發(fā)熱體的溫度達(dá)到居里點(diǎn)附近時(shí)的所述勵(lì)磁線圈所形成的主要磁通的磁路；或第二位置，不屏蔽主要磁通的磁路。
10.如權(quán)利要求9所述的定影裝置，其特征在于，在預(yù)熱時(shí)非磁性電導(dǎo)體位于第二位置。
11.一種定影裝置，包括發(fā)熱體，由達(dá)到預(yù)定的溫度以上時(shí)磁性消失的整磁材料形成；勵(lì)磁單元，具備相對(duì)所述發(fā)熱體在與記錄媒質(zhì)的行進(jìn)方向正交的寬度方向上環(huán)繞配置的勵(lì)磁線圈；非磁性電導(dǎo)體，隔著所述發(fā)熱體相對(duì)所述勵(lì)磁單元而設(shè)置；以及加壓?jiǎn)卧?，用來將由所述發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量接觸于記錄媒質(zhì)，其中，在所述非磁性電導(dǎo)體與所述發(fā)熱體相對(duì)的部分，使所述非磁性電導(dǎo)體與所述發(fā)熱體之間的距離不同。
12.如權(quán)利要求11所述的定影裝置，其特征在于，非磁性電導(dǎo)體配置成使其與所述發(fā)熱體之間的距離為最小的部位相隔所述發(fā)熱體與勵(lì)磁線圈相對(duì)。
13.如權(quán)利要求11所述的定影裝置，其特征在于，發(fā)熱體為剖面呈圓形的發(fā)熱輥，非磁性電導(dǎo)體的剖面略呈板狀。
14.如權(quán)利要求13所述的定影裝置，其特征在于，非磁性電導(dǎo)體配置于發(fā)熱輥的內(nèi)部，使在非磁性電導(dǎo)體與發(fā)熱輥相對(duì)的部分中，非磁性電導(dǎo)體的末端部分與發(fā)熱輥之間的距離比非磁性電導(dǎo)體的中央部分與發(fā)熱輥之間的距離小。
15.如權(quán)利要求13所述的定影裝置，其特征在于，在非磁性電導(dǎo)體與發(fā)熱體相對(duì)的部分中，所述非磁性電導(dǎo)體與所述發(fā)熱體之間的距離最小的部位為所述非磁性電導(dǎo)體的末端部位。
16.如權(quán)利要求1、9、11的任一項(xiàng)所述的定影裝置，其特征在于，非磁性電導(dǎo)體為長(zhǎng)方形的平板。
17.如權(quán)利要求1、9、11的任一項(xiàng)所述的定影裝置，其特征在于，勵(lì)磁單元被施加頻率為20kHz到60kHz的電流。
18.一種圖像形成裝置，包括感光磁鼓；顯像裝置，將所述感光磁鼓上的靜電潛像通過調(diào)色劑來顯像；以及權(quán)利要求1、9、11的任一項(xiàng)所述的定影裝置，其將被轉(zhuǎn)印到記錄媒質(zhì)上的調(diào)色劑圖像進(jìn)行定影。
全文摘要
用于抑制在寬度窄的記錄紙上連續(xù)印刷時(shí)的末端部分的溫度上升而配置于由整磁金屬構(gòu)成的發(fā)熱輥(220)內(nèi)的屏蔽板位于發(fā)熱輥附近，因此奪去發(fā)熱輥的熱量，導(dǎo)致預(yù)熱時(shí)間變長(zhǎng)，或在低溫環(huán)境下的厚紙印刷時(shí)的定影帶的溫度下降。將具有在勵(lì)磁線圈寬度方向延伸的板狀的屏蔽板的末端部分，配置于相對(duì)勵(lì)磁線圈的位置上，由此來避免預(yù)熱時(shí)間變長(zhǎng)，緩和在低溫環(huán)境下的厚紙印刷時(shí)的溫度下降。
文檔編號(hào)G03G15/00GK1979356SQ200610153138
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2006年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月5日
發(fā)明者立松英樹, 片伯部升, 谷繁滿, 畑瀬雄一 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社