專利名稱：加熱旋轉(zhuǎn)體、加熱裝置、定影裝置和圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加熱旋轉(zhuǎn)體、加熱裝置、定影裝置和圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
常規(guī)上，存在電磁感應發(fā)熱型定影裝置，其使用由于被通電而產(chǎn)生 磁場的線圈、以及通過由于磁場的電磁感應而出現(xiàn)的渦流來發(fā)熱的發(fā)熱 體，作為熱源。
作為使用電磁感應發(fā)熱方法的定影裝置的第一示例，存在被構(gòu)成如 下的裝置在定影輥與由具有預定居里溫度的熱敏磁性材料構(gòu)成并由于 在勵磁線圈產(chǎn)生的磁場的電磁感應的作用而發(fā)熱的發(fā)熱輥之間懸掛有皮 帶，并且在發(fā)熱輥內(nèi)設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)和可移動的導電部件(例如，參見日
本專利No.3527442)。
在日本專利No.3527442的定影裝置中，當發(fā)熱輥的溫度升高時，導 電部件移動到不與勵磁線圈相對的位置。當溫度上升到預定溫度時，導 電部件移動到與勵磁線圈相對的位置。防止了發(fā)熱輥、尤其是發(fā)熱輥的 紙張不通過的部分的溫度上升。
另外，作為使用電磁感應發(fā)熱方法的定影裝置的第二示例，存在包 括如下部件的裝置感應加熱線圈，其位于壓力輥內(nèi)；熱敏磁性管，其 具有預定的居里溫度特征并且用作發(fā)熱的定影輥；以及非磁性材料，其 以非接觸狀態(tài)設(shè)置在熱敏磁性管的內(nèi)部(例如，參見日本特開(JP-A) 2000-030850號公報)。
在JP-A 2000-030850號公報的定影裝置中，如果熱敏磁性管的溫度 低于居里溫度，則感應電流流到熱敏磁性管并且發(fā)熱。如果熱敏磁性管 的溫度高于居里溫度，則熱敏磁性管變成非磁性體，磁通量通過，感應 電流流到非磁性材料，并且溫度上升停止。
5另外，作為使用電磁感應發(fā)熱方法的定影裝置的第三示例，存在這 樣一種裝置，其中，定影帶具有導電層和導磁層(例如，參見JP-A
11-288190號公報)。
在JP-A 11-288190號公報的定影裝置中，當溫度上升時，發(fā)熱層由 于電磁感應而發(fā)熱。然后，當定影帶變成設(shè)置的定影溫度或更高時，磁 通量通過導磁層，磁場變?nèi)?，并且抑制發(fā)熱層的過度發(fā)熱。
在上述三個文獻的定影裝置中，通過電磁感應發(fā)熱的發(fā)熱層和防止 溫度上升的熱敏磁性層是一體的。因此，在提高定影部件的溫度時，發(fā) 熱層的熱傳遞到熱敏磁性層，并且溫度難以上升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種加熱旋轉(zhuǎn)體、加熱裝置、定影裝置和圖 像形成裝置，其中，抑制了加熱旋轉(zhuǎn)體的大于所需要的溫度上升。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的加熱旋轉(zhuǎn)體包括旋轉(zhuǎn)體，其由于磁場的電 磁感應而發(fā)熱，并且其磁導率從磁導率變化開始溫度開始連續(xù)下降，所 述磁導率變化開始溫度在大于或等于設(shè)置的溫度并且小于或等于耐熱溫 度的溫度范圍內(nèi)；以及渦流切斷結(jié)構(gòu)，其形成在所述旋轉(zhuǎn)體上，并且切 斷由所述電磁感應而產(chǎn)生的渦流的一部分。
在上述結(jié)構(gòu)的加熱旋轉(zhuǎn)體中，與不具有本結(jié)構(gòu)的情況相比，抑制了 加熱旋轉(zhuǎn)體的大于所需要的溫度上升。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的加熱旋轉(zhuǎn)體中，至少所述旋轉(zhuǎn)體可以包括 熱敏層，所述熱敏層的磁導率從磁導率變化幵始溫度開始連續(xù)下降，所 述磁導率變化開始溫度在大于或等于設(shè)置的溫度并且小于或等于耐熱溫 度的溫度范圍內(nèi)，并且，所述渦流切斷結(jié)構(gòu)可以包括在所述熱敏層中形 成的切口。
另外，根據(jù)本發(fā)明第二方面的加熱旋轉(zhuǎn)體包括熱敏層，所述熱敏 層包括如下的材料所述材料由于磁場的電磁感應而發(fā)熱，并且所述材 料的磁導率從磁導率變化開始溫度開始連續(xù)下降，所述磁導率變化開始 溫度在大于或等于設(shè)置的溫度并且小于或等于耐熱溫度的溫度范圍內(nèi)，并且，在所述熱敏層中形成有多個開口，這些開口切斷由所述電磁感應 而產(chǎn)生的渦流的一部分。
在上述結(jié)構(gòu)的加熱旋轉(zhuǎn)體中，僅僅在熱敏層中形成多個切口 (開口) 就足夠了。因此，與不具有本結(jié)構(gòu)的情況相比，對加熱旋轉(zhuǎn)體的加工更 加容易。
本發(fā)明的加熱裝置可以被構(gòu)成為具有上述結(jié)構(gòu)的加熱旋轉(zhuǎn)體、以及
被設(shè)置為面對該加熱旋轉(zhuǎn)體并且產(chǎn)生磁場的磁場產(chǎn)生單元。
與不具有本結(jié)構(gòu)的情況相比，上述結(jié)構(gòu)的加熱裝置能夠在接近預定
的設(shè)置溫度的溫度下對要加熱的部件進行加熱。
本發(fā)明的定影裝置可以被構(gòu)成為具有上述結(jié)構(gòu)的加熱裝置；以及 加壓旋轉(zhuǎn)體，其接觸所述加熱旋轉(zhuǎn)體的外周面，并且將在所述加壓旋轉(zhuǎn) 體與所述加熱旋轉(zhuǎn)體之間通過的記錄介質(zhì)上的顯影劑圖像定影到所述記 錄介質(zhì)。
與不具有本結(jié)構(gòu)的情況相比，上述結(jié)構(gòu)的定影裝置能夠在接近預定 的設(shè)置溫度的溫度下對記錄介質(zhì)上的顯影劑圖像進行加熱和定影。
本發(fā)明的定影裝置可以被構(gòu)成為具有上述結(jié)構(gòu)的加熱裝置；張拉 旋轉(zhuǎn)體，其被設(shè)置為與所述加熱旋轉(zhuǎn)體分離；定影部件，其巻繞所述加 熱旋轉(zhuǎn)體和所述張拉旋轉(zhuǎn)體而被拖動；以及加壓旋轉(zhuǎn)體，其接觸所述定 影部件的外周面，沿朝向所述張拉旋轉(zhuǎn)體的方向?qū)λ龆ㄓ安考┘訅?力，并且將在所述加壓旋轉(zhuǎn)體與所述定影部件之間通過的記錄介質(zhì)上的
顯影劑圖像定影到所述記錄介質(zhì)。
與不具有本結(jié)構(gòu)的情況相比，上述結(jié)構(gòu)的定影裝置能夠使得加熱旋
轉(zhuǎn)體的剛性很高。
在本發(fā)明的定影裝置中，所述定影部件具有厚度至少薄于趨膚深度 (skin depth)的發(fā)熱層，并且所述切口可以被形成為使得所述加熱旋轉(zhuǎn) 體的熱敏層的發(fā)熱量小于所述發(fā)熱層的發(fā)熱量。
在上述結(jié)構(gòu)的定影裝置中，與不具有本結(jié)構(gòu)的情況相比，抑制了旋 轉(zhuǎn)體的大于所需要的溫度上升。
在本發(fā)明的定影裝置中，所述發(fā)熱層可以包括厚度在2 ,到20 ,
7并且電阻率小于或等于2.7xl0—8 Qcm的非磁性金屬材料層。
與不具有本結(jié)構(gòu)的情況相比，上述結(jié)構(gòu)的定影裝置可以使得發(fā)熱層 的熱容量較小。
本發(fā)明的圖像形成裝置可以被構(gòu)成為具有上述結(jié)構(gòu)中的任一個的 定影裝置；曝光部，其發(fā)出用于曝光的光；顯影部，其通過顯影劑而使 得由所述用于曝光的光形成的潛像可見，從而形成顯影劑圖像；轉(zhuǎn)印部， 其將在所述顯影部變得可見的所述顯影劑圖像轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)上；以及 傳送部，其將在所述轉(zhuǎn)印部將所述顯影劑圖像轉(zhuǎn)印于其上的記錄介質(zhì)傳 送到所述定影裝置。
在上述結(jié)構(gòu)的圖像形成裝置中，與不具有本結(jié)構(gòu)的情況相比，很難 出現(xiàn)圖像缺陷。


將基于下面的附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施方式，在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的圖像形成裝置的整體圖2是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的定影裝置的剖面圖3A是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的在熱敏輥中形成有多個
縫隙的狀態(tài)的立體圖，圖3B是示出通過這些縫隙切斷在根據(jù)本發(fā)明示例
性實施方式的熱敏層流動的渦流的狀態(tài)的示意圖4A是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的熱敏輥和定影帶的剖面圖，圖
4B是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的控制電路和加電電路的連接圖5是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的熱敏磁性部件的磁導率與
溫度之間的關(guān)系的示意圖6A和圖6B是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的磁場穿過定影帶
和熱敏輥的狀態(tài)的示意圖7是對根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的熱敏輥和定影帶的情況下與
常規(guī)示例的加熱輥的情況下的時間與溫度之間的關(guān)系進行比較的曲線
圖；以及
圖8A是示出根據(jù)本發(fā)明另一個示例性實施方式的在熱敏輥中形成有多個縫隙的狀態(tài)的立體圖，并且圖8B是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個示例
性實施方式的通過這些縫隙切斷在熱敏層流動的渦流的狀態(tài)的示意圖。
具體實施例方式
將基于附圖描述本發(fā)明的加熱旋轉(zhuǎn)體、加熱裝置、定影裝置和圖像 形成裝置的示例性實施方式。
圖1示出了用作圖像形成裝置的打印機10。在打印機10中，光掃描 裝置54固定到外殼12，該外殼12構(gòu)成打印機10的主體。控制單元50 設(shè)置在與光掃描裝置54相鄰的位置，其控制光掃描裝置54和打印機10 的各個部分的操作。
在光掃描裝置54中，從未示出的光源出射的光束在旋轉(zhuǎn)的光學多面 體(polygon mirror)進行掃描并被諸如反射鏡等等的光學部件反射，并 且與黃色(Y)、品紅色(M)、青色(C)和黑色(K)的各個調(diào)色劑對 應的光束60Y、 60M、 60C和60K出射。光束60Y、 60M、 60C和60K 被引導至分別與其對應的導光體20Y、 20M、 20C和20K。
容納記錄紙P的紙盤14設(shè)置在打印機10的下端。對記錄紙P的前 端部的位置進行調(diào)整的一對對準輥16設(shè)置在紙盤14的上方。圖像形成 單元18設(shè)置在打印機10的中央。圖像形成單元18設(shè)置有四個導光體 20Y、 20M、 20C和20K，并且這些導光體垂直地排為一列。
對導光體20Y、 20M、 20C和20K的表面進行充電的充電輥22Y、 22M、 22C和22K設(shè)置在導光體20Y、 20M、 20C和20K的旋轉(zhuǎn)方向的 上游側(cè)。分別在導光體20Y、 20M、 20C和20K上顯影Y、 M、 C和K 的調(diào)色劑的顯影單元24Y、 24M、 24C和24K設(shè)置在導光體20Y、 20M、 20C和20K的旋轉(zhuǎn)方向的下游側(cè)。
第一中間轉(zhuǎn)印體26與導光體20Y和20M接觸，第二中間轉(zhuǎn)印體28 與導光體20C和20K接觸。第三中間轉(zhuǎn)印體30與第一中間轉(zhuǎn)印體26和 第二中間轉(zhuǎn)印體28接觸。轉(zhuǎn)印輥32設(shè)置在與中間轉(zhuǎn)印體30相對的位置。 由此，記錄紙P在轉(zhuǎn)印輥32與第三中間轉(zhuǎn)印體30之間傳送，并且第三 中間轉(zhuǎn)印體30上的調(diào)色劑圖像被轉(zhuǎn)印到記錄紙P上。
9定影裝置100設(shè)置在傳送記錄紙P的紙傳送路徑34的下游。定影裝 置ioo具有定影帶122和壓力輥104。對記錄紙P進行加熱并且對其施加 壓力，將調(diào)色劑圖像定影在記錄紙P上。送紙輥36將其上定影有調(diào)色劑 圖像的記錄紙P排出到設(shè)置在打印機10的頂部的托盤38。
接下來，將描述打印機10的圖像形成。
當開始進行圖像形成時，各個充電輥22Y到22K對導光體20Y到 20K的表面進行均勻充電。然后，從光掃描裝置54將與輸出圖像對應的 光束60Y到60K照射到導光體20Y到20K的帶電表面，并且在導光體 20Y到20K上形成與各個顏色分解圖像對應的靜電潛像。顯影單元24Y 到24K選擇性地將各個顏色(即Y到K)的調(diào)色劑施加到靜電潛像上， 從而在導光體20Y到20K上形成顏色Y到K的調(diào)色劑圖像。
然后，將品紅色調(diào)色劑圖像從用于品紅色的導光體20M —次轉(zhuǎn)印到 第一中間轉(zhuǎn)印體26。另外，將黃色調(diào)色劑圖像從用于黃色的導光體20Y 一次轉(zhuǎn)印到第一中間轉(zhuǎn)印體26，并且疊加在第一中間轉(zhuǎn)印體26上的品紅 色調(diào)色劑圖像上。
相似地，將黑色調(diào)色劑圖像從用于黑色的導光體20K —次轉(zhuǎn)印到第 二中間轉(zhuǎn)印體28。另外，將青色調(diào)色劑圖像從用于青色的導光體20C — 次轉(zhuǎn)印到第二中間轉(zhuǎn)印體28，并且疊加在第二中間轉(zhuǎn)印體28上的黑色調(diào) 色劑圖像上。
將一次轉(zhuǎn)印到第一中間轉(zhuǎn)印體26的品紅色和黃色的調(diào)色劑圖像二次 轉(zhuǎn)印到第三中間轉(zhuǎn)印體30上。另一方面，也將一次轉(zhuǎn)印到第二中間轉(zhuǎn)印 體28的黑色和青色的調(diào)色劑圖像二次轉(zhuǎn)印到第三中間轉(zhuǎn)印體30。這里， 先進行二次轉(zhuǎn)印的品紅色和黃色調(diào)色劑圖像與青色和黑色調(diào)色劑圖像彼 此疊加，從而在第三中間轉(zhuǎn)印體30上形成彩色(三種顏色)和黑色的全 彩色調(diào)色劑圖像。
二次轉(zhuǎn)印的全彩色調(diào)色劑圖像到達第三中間轉(zhuǎn)印體30與轉(zhuǎn)印輥32 之間的夾壓部。與全彩色調(diào)色劑圖像到達夾壓部的定時同步，記錄紙P 從對準輥16傳送到夾壓部，全彩色調(diào)色劑圖像三次轉(zhuǎn)印到記錄紙P上(最 終轉(zhuǎn)印)。
10然后，記錄紙P傳送到定影裝置100，并且通過定影帶102與壓力輥 104之間的夾壓部。此時，由于從定影帶102和壓力輥104提供的熱量和 壓力的作用，將全彩色調(diào)色劑圖像定影在記錄紙P上。在定影之后，由 送紙輥36將記錄紙P排出到托盤38，在記錄介質(zhì)P上形成全彩色圖像的 處理結(jié)束。
接下來，將描述根據(jù)本示例性實施方式的定影裝置100。
如圖2所示，定影裝置100具有外殼120，其中，形成有用于執(zhí)行記 錄紙P的進入和排出的開口 120A和120B。用作加熱旋轉(zhuǎn)體的熱敏輥102 設(shè)置在外殼120的內(nèi)部。熱敏輥102的兩個端部由軸承可旋轉(zhuǎn)地支承在 中空并且形成于外殼120的未示出側(cè)壁的軸部。另外，連接到旋轉(zhuǎn)并驅(qū) 動熱敏輥102的電機(未示出)的傳動裝置附連到熱敏輥102的一端。 這里，當電機工作時，熱敏輥102沿著箭頭方向進行旋轉(zhuǎn)。
由絕緣材料構(gòu)成的線軸108設(shè)置在與熱敏輥102的外周面相對的位 置。線軸108大致形成為按照熱敏輥102的外周面的弧形。在與熱敏輥 102相對的側(cè)，按從線軸108的表面的大致中央部分凸出的方式設(shè)置有凸 部108A。線軸108與熱敏輥102之間的間隙大約在1 mm到3 mm。
由通電而產(chǎn)生磁場H的勵磁線圈110沿軸向方向(與圖2的圖面垂 直的方向)多次巻繞凸起部108A。形成為按照線軸108的弧形的大致弧 形的磁體芯112設(shè)置在與勵磁線圈110相對的位置，并且由線軸108支 承。注意在定影裝置100中，用作加熱裝置的加熱部111由勵磁線圈 110和熱敏輥102構(gòu)成。
感應體118設(shè)置在熱敏輥102的內(nèi)側(cè)，其位置與熱敏輥102的內(nèi)周 面隔開l.Omm至lJ 1.5 mm。感應體118由作為非磁性體的鋁形成，并且形 成為面對沿著熱敏輥102的內(nèi)周面的弧形。感應體118的兩端固定到外 殼120的上述軸部。預先將感應體118設(shè)置在如下的位置在該位置處， 當磁場H的磁通量穿過熱敏輥102的稍后描述的熱敏層103時，感應體 118感應出磁場H的磁通量。
用作張拉旋轉(zhuǎn)體的張拉輥114設(shè)置在熱敏輥102的與線軸108所在 側(cè)相對的側(cè)，其位置隔開預定距離(例如，30mm)。張拉輥114由芯金屬116以及覆蓋芯金屬116的外周的硅橡膠層和釋放層構(gòu)成。張拉輥114 被設(shè)置為使得芯金屬116能夠在外殼120旋轉(zhuǎn)。
用作定影部件的定影帶122巻繞熱敏輥102和張拉輥114而被拖動。 這里，當熱敏輥102由于電機的旋轉(zhuǎn)而沿著箭頭方向進行旋轉(zhuǎn)時，定影 帶122旋轉(zhuǎn)，并且張拉輥114沿著與熱敏輥102相同的方向旋轉(zhuǎn)。
針對定影帶122的旋轉(zhuǎn)而進行從動旋轉(zhuǎn)的壓力輥104設(shè)置在與張拉 輥114相對的位置，定影帶122夾在壓力輥104與張拉輥114之間。壓 力輥104被構(gòu)造如下厚度為5mm的發(fā)泡硅橡膠海綿彈性層設(shè)置在由諸 如鋁等的金屬形成的芯金屬106的外周，并且該發(fā)泡硅橡膠海綿彈性層 的外側(cè)覆蓋有由厚度為50^im的含碳PFA形成的釋放層。
由于壓力輥104與定影帶122的外周面壓力接觸，所以在定影帶122 與壓力輥104的接觸部(夾壓部)處，壓力輥104的外周面凹入。這里， 壓力輥104與定影帶122的外周面接觸，沿朝向張拉輥114的方向?qū)Χ?影帶122施加壓力，并且將在壓力輥104與定影帶122之間通過的調(diào)色 劑圖像T定影到記錄紙P。
另一方面，測量定影帶122的溫度的非接觸型溫度傳感器124設(shè)置 在與定影帶122的熱敏輥102側(cè)的外周面相對的位置。溫度傳感器124 具有熱電偶，并且通過對從定影帶122提供的熱量進行溫度換算來間接 地估計并測量定影帶122的表面溫度。溫度傳感器124的安裝位置是定 影帶122的橫向方向的大致中央部分，從而測量值不會根據(jù)記錄紙P的 尺寸的幅值而改變。
如圖4B所示，溫度傳感器124經(jīng)由導線127連接到控制電路128， 該控制電路128設(shè)置在上述控制單元50 (見圖1)的內(nèi)部。另外，控制 電路128經(jīng)由導線130連接到加電電路132。加電電路132經(jīng)由導線134、 136連接到上述的勵磁線圈110?；趶目刂齐娐?28發(fā)送的電信號來驅(qū) 動加電電路132或者停止其驅(qū)動。加電電路132經(jīng)由導線134和136向 勵磁線圈110提供(按照箭頭的方向)或者停止提供預定頻率的AC電流。
這里，控制電路128基于從溫度傳感器124發(fā)送的電量來執(zhí)行溫度 換算，并且測量定影帶122的表面的溫度。然后，控制電路128將此測
12量到的溫度與預先存儲的設(shè)置定影溫度(在該示例性實施方式中為
170°C )進行比較。如果測量到的溫度低于設(shè)置定影溫度，則控制電路128 驅(qū)動加電電路132并且對勵磁線圈110加電，并且使得產(chǎn)生用作磁路的 磁場H (見圖2)。如果測量到的溫度高于設(shè)置定影溫度，則控制電路128 停止加電電路132。
另一方面，剝離部件126設(shè)置在定影帶122與壓力輥104的接觸部 (夾壓部)的出口側(cè)。剝離部件126由一端固定的支承部126A和被支承 在支承部126A的剝離片126B構(gòu)成。剝離片126B的遠端被設(shè)置為與定 影帶122相鄰或者接觸。
接下來，將描述熱敏輥102的結(jié)構(gòu)。
如圖3A、 3B和4A所示，熱敏輥102由多層輥107和多個縫隙109 構(gòu)成。在多層輥107，厚度為200 nm (150pm到小于或等于200iLim)的 熱敏層103和厚度為30 pm并由PFA形成的釋放層105從內(nèi)側(cè)到外側(cè)層 疊并集成為一體。用作開口 (切口)的多個縫隙109形成于多層輥107 的外周面。
熱敏層103位于用于保持熱敏輥102的強度的基層。將由如下的合 金形成的金屬軟磁性材料用于熱敏層103，所述合金由鐵、鎳、鉻、硅、 硼、鈮、銅、鋯、鈷等形成。另外，將磁導率開始連續(xù)下降的磁導率變 化開始溫度在如下溫度范圍內(nèi)的材料用于熱敏層103，所述溫度范圍小于 或等于熱敏輥102的耐熱溫度(由于熱而幵始出現(xiàn)功能劣化、變形等等 的溫度)并且大于或等于定影裝置100的設(shè)置定影溫度(在熱敏輥102 需要的定影溫度)的溫度范圍內(nèi)。
如圖5所示，磁導率變化開始溫度是磁導率(根據(jù)JIS-CS2531測量) 開始連續(xù)下降的溫度，并且是磁場的磁通量的穿過量開始改變的點。另 外，磁導率變化開始溫度與居里點不同，并且優(yōu)選地設(shè)置為15(TC到 230 。C。
在本示例性實施方式中，將耐熱溫度設(shè)置到24(TC并且將設(shè)置定影溫 度設(shè)置到170'C。將磁導率變化開始溫度是大約21(TC的鐵鎳合金用作熱 敏層103。熱敏層103的電阻率大于或等于60xl(T8Qm，并且它的厚度是在低于磁導率變化開始溫度的溫度，熱敏層103是強磁體，并且上 述的磁場H(見圖2)穿透熱敏層103。當熱敏層103超過磁導率變化開 始溫度時，磁導率開始下降。當該溫度到達居里點時，熱敏層103變成 非磁性體(常磁性體)，磁通量密度下降，并且磁場H的磁通量穿透量變 得很大。
為了充分展示熱敏層103的熱敏功能，表示在低于磁導率變化開始 溫度的溫度下磁場H能夠穿透的深度的趨膚深度5必須小于或等于熱敏 層103的厚度。由公式(1)給出了趨膚深度S。相反，可以說熱敏層103 的厚度必須大于或等于趨膚深度S。
在公式(1)中，p是電阻率，f是頻率(電磁感應加熱頻率)，^是 相對磁導率(在室溫下)。例如，在p^70xl(rSQm并且&20kHz是必要條 件的情況下，當基于公式(l)來確定例如使得S^200^im的相對磁導率時， 至少需要相對磁導率|i^230。為了使得相對磁導率k大于或等于230， 預先通過熱處理(退火)使得本示例性實施方式中的熱敏層103具有高 磁導率。例如，通過JISK7194的方法等來確定熱敏層103的材料的電阻 率p。
另一方面，縫隙109由長度為10 mm并且寬度為0.2 mm的切口構(gòu)成。 縫隙109的形成方向與由于勵磁線圈110 (見圖2)的電磁感應的作用而 產(chǎn)生的渦流B1流動的方向交叉(即，縫隙109沿著切斷回路的方向形成)。 在本示例性實施方式中，縫隙109的形成方向與熱敏輥102的旋轉(zhuǎn)的方 向(箭頭R的方向)相同。
多個縫隙109由第一縫隙行109A和第二縫隙行109B構(gòu)成，在第一 縫隙行109A，沿著熱敏輥102的橫向方向(箭頭X的方向)按15 mm 的均勻間隔在11個位置形成有縫隙，在第二縫隙行109B，相似地按15 mm的均勻間隔在10個位置形成有縫隙。第一縫隙行109A和第二縫隙 行109B的縫隙按彼此偏移的方式交錯排列，并且全部均勻地設(shè)置在熱敏
14輥102的整個外周方向。
第一縫隙行109A和第二縫隙行109B的縫隙109的兩個端部從熱敏 輥102的橫向中心線M伸出，以使得在橫向方向上看去各個端部彼此交 疊。這里，通過改變縫隙109的量(數(shù)量)、縫隙間隔和縫隙的交疊范圍 來調(diào)整在熱敏輥102產(chǎn)生的渦流量。
接下來，將描述定影帶122的結(jié)構(gòu)。
如圖4A所示，定影帶122由以下的層從內(nèi)側(cè)到外側(cè)層疊并集成為一 體而構(gòu)成由聚酰亞胺形成并且厚度是200 pm( 150 jum到小于或等于200 pm)的基層138、厚度是12 )im (5 ,到20 pm)的發(fā)熱層140、厚度是 400 pm的彈性層142和厚度是30 pm的釋放層144。另外，定影帶122 的直徑是30mm，并且它的橫向方向長度是300mm。
將如下的金屬材料用作發(fā)熱層140:所述金屬材料由于電磁感應的作 用而發(fā)熱，其中渦流流動從而產(chǎn)生抵消上述磁場H (見圖2)的磁場。這 種金屬材料的示例包括金、銀、銅、鋁、鋅、錫、鉛、鉍、鈹、銻以及 它們的合金。另外，還為了縮短定影裝置100的預熱時間，最好使得發(fā) 熱層140的厚度盡可能薄。如果將厚度為5 pm到20 pm并且電阻率小于 或等于2.7xlO'SQcm的非磁性金屬材料用作發(fā)熱層140，則能夠在通用電 源可以利用的20 kHz到100 kHz的AC頻率的范圍內(nèi)有效地獲得所需的 發(fā)熱量。如果厚度小于5pm，則當通過鍍敷或者金屬糊貼來形成發(fā)熱層 140時，難于構(gòu)造均勻的層并且出現(xiàn)不均勻的溫度分布。因此，大于或等 于5^im的厚度是優(yōu)選的。另外，如果厚度大于20(im，則發(fā)熱層140的 電阻值很小，由此難以獲得渦流損耗。因此，小于或等于20 pm的厚度 是優(yōu)選的。在本示例性實施方式中，根據(jù)發(fā)熱效率和成本的觀點，使用 銅，并且使其厚度為12pm。因為這比起趨膚深度5來說非常薄，所以磁 通量穿過。
根據(jù)獲得優(yōu)異彈性和耐熱性等等的觀點，將硅橡膠或氟橡膠用作彈 性層142。在本示例性實施方式中，使用硅橡膠。
設(shè)置釋放層144是為了減弱與熔在記錄紙P上的調(diào)色劑T (見圖2) 的粘附力并且使得能夠容易地從定影帶122剝離記錄紙P。為了獲得優(yōu)異的表面釋放性，將氟樹脂、硅樹脂或聚酰亞胺樹脂用作釋放層144，在本
示例性實施方式中使用PFA (四氟乙烯一全氟垸氧基乙烯共聚物樹脂)。
接下來，將描述本發(fā)明的示例性實施方式的操作。
如圖1所示，已經(jīng)通過打印機10的上述圖像形成處理而在其上轉(zhuǎn)印 了調(diào)色劑T的記錄紙P被傳送到定影裝置100。
接下來，在定影裝置100處，由控制單元50驅(qū)動電機(未示出)， 并且熱敏輥102沿箭頭方向進行旋轉(zhuǎn)。由此，定影帶122、張拉輥114和 壓力輥104旋轉(zhuǎn)。此時，基于來自控制電路128的電信號驅(qū)動加電電路 132，將AC電流提供給勵磁線圈110。
這里，如圖6A所示，當將AC電流提供給勵磁線圈IIO時，在勵磁 線圈110的周圍，用作磁路的磁場H反復產(chǎn)生和消失。然后，當磁場H 穿過定影帶122的發(fā)熱層140時，在發(fā)熱層140產(chǎn)生渦流，從而出現(xiàn)阻 礙磁場H的變化的磁場。發(fā)熱層140與發(fā)熱層140的趨膚電阻和流過發(fā) 熱層140的渦流的大小成正比地產(chǎn)生熱量，由此對定影帶122進行加熱。 注意磁場H到達熱敏輥102的熱敏層103，并且形成閉合磁路。
接下來，如圖1所示，已經(jīng)變成預定的設(shè)置定影溫度(170°C)的定 影帶122以及張拉輥114和壓力輥104對傳送到定影裝置100的記錄紙P 進行加熱和加壓，從而將調(diào)色劑圖像定影在記錄紙P的表面上。通過送 紙輥36將從定影裝置100排出的記錄紙P排出到托盤38。
接下來，將描述熱敏輥102的操作。
如圖6A所示，在勵磁線圈110產(chǎn)生的磁場Hl穿入熱敏層103。由 于熱敏層103是金屬的，所以在熱敏層103由于磁場H1的電磁感應的作 用也產(chǎn)生渦流，并且開始發(fā)熱。
然而，如圖3B所示，在熱敏層103開始產(chǎn)生的渦流B1的大流動被 縫隙109切斷。在熱敏層103的縫隙109之間僅僅產(chǎn)生極小的渦流，并 且抑制了熱敏輥102的溫度的過分上升。因此，熱敏層103的發(fā)熱量幾 乎完全不會影響定影帶122的發(fā)熱層140的發(fā)熱量。
由此，如圖7所示，定影帶122在溫度上升時的峰值溫度保持為低 于使用沒有縫隙109并且進行過分加熱的常規(guī)加熱輥的情況。另外，當
16定影帶122的溫度在連續(xù)定影多個記錄紙P的過程中下降時，即使對勵
磁線圈110加電并且進行溫度上升，也幾乎僅僅在定影帶122的發(fā)熱層 140處發(fā)熱。因此，能夠使得定影帶122的溫度為接近設(shè)置定影溫度的溫 度。
這樣，在使用本示例性實施方式的定影裝置100的情況下，抑制了 由于熱敏輥102的自身發(fā)熱所導致的發(fā)熱量，并且抑制了熱敏輥102和 定影帶122的溫度的過分上升。因此，很難出現(xiàn)調(diào)色劑T在高于所需溫
度的溫度熔融的狀態(tài)，并且抑制了圖像變污。
然后，如圖6B所示，當熱敏層103的溫度變得大于或等于磁導率變 化開始溫度時，熱敏層103的磁導率下降，由此，磁場Hl穿過熱敏層 103并且前往感應體118。此時，由于磁場Hl也穿過感應體118，所以 很難形成閉合磁路，磁場Hl變?nèi)醪⑶易兂纱艌鯤2，發(fā)熱層140的發(fā)熱 量下降。由此，抑制了定影帶122的大于所需溫度上升的溫度上升，如 圖7所示。
注意如圖8A和圖8B所示，作為熱敏輥102的另一個示例性實施 方式，還可以使用包圍勵磁線圈的類型的熱敏輥150。
熱敏輥150由形狀為圓柱管的多層輥154構(gòu)成，在所述多層輥154， 由與熱敏層103相同的材料形成的熱敏層152設(shè)置在內(nèi)側(cè)，并且釋放層 疊加在外側(cè)。螺旋勵磁線圈156在多層輥154的內(nèi)側(cè)中央從一端插到另 —端。
勵磁線圈156連接到未示出的加電電路，并且由于被加電而產(chǎn)生磁 場。由非磁性體形成的未示出的感應體設(shè)置在與多層輥154的外周面相 對的位置。
在多層輥154中形成有多個縫隙160。縫隙160由長度為10 mm并 且寬度為0.2 mm的切口構(gòu)成?？p隙160的形成方向與由于勵磁線圈156 的電磁感應的作用而產(chǎn)生的渦流B2流動的方向交叉(即，縫隙160的形 成方向切斷電流回路)。這里，縫隙160的形成方向與多層輥154的橫向 方向(箭頭X的方向)相同。
多個縫隙160由第一縫隙行160A和第二縫隙行160B構(gòu)成，在第一縫隙行160A，沿著多層輥154的橫向方向(箭頭X的方向)按15 mm 的均勻間隔在五個位置形成有縫隙，在第二縫隙行160B，在周向方向上 與第一縫隙行160A偏移15 mm的位置，沿著橫向方向按15 mm的均勻 間隔在四個位置形成有縫隙。
第一縫隙行160A和第二縫隙行160B的縫隙按照彼此偏移的方式交 錯排列。注意第一縫隙行160A和第二縫隙行160B按均勻間隔交替地 設(shè)置在多層輥154的整個周向上。另外，第一縫隙行160A和第二縫隙行 160B的各個縫隙160的兩個端部在多層輥154的橫向方向上彼此交疊。 這里，通過改變縫隙160的量(數(shù)量)、縫隙間隔和這些縫隙的交疊范圍， 調(diào)整在熱敏輥150處產(chǎn)生的渦流量。
使用該熱敏輥150，當渦流B2形成在周向方向上延伸的多個回路時， 通過形成沿著橫向方向延伸的縫隙160，切斷了渦流B2的回路并且抑制 了熱敏層152的發(fā)熱。由此抑制了熱敏輥150的溫度的過分上升。
注意本發(fā)明不限于上述示例性實施方式。
打印機IO不一定是使用固態(tài)顯影劑的干式電子照相打印機，可以使 用液體顯影劑。另外，可以使用設(shè)置在定影帶122的內(nèi)側(cè)并且接觸其內(nèi) 周面的熱敏電阻來替代非接觸型溫度傳感器124，作為用于感測定影帶 122的溫度的傳感器。此外，如果預先設(shè)置了溫度的換算，則溫度傳感器 124可以設(shè)置在與壓力輥104的表面相對的位置。
縫隙109和160的形成方向可以是傾斜的，只要它們能夠切斷渦流 即可。另外，渦流切斷結(jié)構(gòu)不限于縫隙109和160，并且例如，具有低導 電率的樹脂材料可以嵌入在熱敏層103和152的部分中。
對本發(fā)明示例性實施方式的前述描述是為了例示和描述的目的而提 供的。其并非旨在窮舉或者將本發(fā)明限于所公開的確切形式。顯然，許 多變型和修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。選擇并描述這些示例 性實施方式是為了最好地說明本發(fā)明的原理及其實際應用，從而使得本 領(lǐng)域其他技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的適用于所構(gòu)想特定用途的各種實施 方式和各種變型。旨在由所附權(quán)利要求書及其等同物來限定本發(fā)明的范 圍。
權(quán)利要求
1、一種加熱旋轉(zhuǎn)體，該加熱旋轉(zhuǎn)體包括旋轉(zhuǎn)體，其由于磁場的電磁感應而發(fā)熱，并且其磁導率從磁導率變化開始溫度開始連續(xù)下降，所述磁導率變化開始溫度在大于或等于設(shè)置的溫度并且小于或等于耐熱溫度的溫度范圍內(nèi)；以及渦流切斷結(jié)構(gòu)，其形成在所述旋轉(zhuǎn)體上，并且切斷由所述電磁感應而產(chǎn)生的渦流的一部分。
2、 一種加熱旋轉(zhuǎn)體，該加熱旋轉(zhuǎn)體包括熱敏層，所述熱敏層包括如下的材料所述材料由于磁場的電磁感應而發(fā)熱，并且所述材料的磁導 率從磁導率變化開始溫度開始連續(xù)下降，所述磁導率變化開始溫度在大 于或等于設(shè)置的溫度并且小于或等于耐熱溫度的溫度范圍內(nèi)，并且，在 所述熱敏層中形成有多個開口，這些開口切斷由所述電磁感應而產(chǎn)生的 渦流的一部分。
3、 一種加熱裝置，該加熱裝置包括 權(quán)利要求2所述的加熱旋轉(zhuǎn)體；以及磁場產(chǎn)生單元，其被設(shè)置為面對所述加熱旋轉(zhuǎn)體并且產(chǎn)生磁場。
4、 一種定影裝置，該定影裝置包括 權(quán)利要求3所述的加熱裝置；以及加壓旋轉(zhuǎn)體，其接觸所述加熱旋轉(zhuǎn)體的外周面，并且將在所述加壓 旋轉(zhuǎn)體與所述加熱旋轉(zhuǎn)體之間通過的記錄介質(zhì)上的顯影劑圖像定影到所 述記錄介質(zhì)。
5、 一種定影裝置，該定影裝置包括 權(quán)利要求3所述的加熱裝置；張拉旋轉(zhuǎn)體，其被設(shè)置為與所述加熱旋轉(zhuǎn)體分離；定影部件，其巻繞所述加熱旋轉(zhuǎn)體和所述張拉旋轉(zhuǎn)體而被拖動；以及加壓旋轉(zhuǎn)體，其接觸所述定影部件的外周面，沿朝向所述張拉旋轉(zhuǎn) 體的方向?qū)λ龆ㄓ安考┘訅毫?，并且將在所述加壓旋轉(zhuǎn)體與所述定影部件之間通過的記錄介質(zhì)上的顯影劑圖像定影到所述記錄介質(zhì)。
6、 如權(quán)利要求5所述的定影裝置，其中，所述定影部件具有厚度至 少薄于趨膚深度的發(fā)熱層，并且所述加熱旋轉(zhuǎn)體的熱敏層的發(fā)熱量小于 所述發(fā)熱層的發(fā)熱量。
7、 如權(quán)利要求6所述的定影裝置，其中，所述發(fā)熱層包括厚度在2 nm 到20 ^irn并且電阻率小于或等于2.7xl0'8 f2cm的非磁性金屬材料層。
8、 一種圖像形成裝置，該圖像形成裝置包括 權(quán)利要求4到7中的任一項所述的定影裝置； 曝光部，其發(fā)出用于曝光的光；顯影部，其通過顯影劑來顯現(xiàn)由所述用于曝光的光形成的潛像，從 而形成顯影劑圖像；轉(zhuǎn)印部，其將在所述顯影部顯現(xiàn)的所述顯影劑圖像轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì) 上；以及傳送部，其將在所述轉(zhuǎn)印部將所述顯影劑圖像轉(zhuǎn)印于其上的記錄介 質(zhì)傳送到所述定影裝置。
9、 如權(quán)利要求2所述的加熱旋轉(zhuǎn)體，其中，所述開口沿著與在所述 旋轉(zhuǎn)體流動的渦流的方向交叉的方向而形成。
10、 一種加熱裝置，該加熱裝置包括 權(quán)利要求2所述的加熱旋轉(zhuǎn)體；以及磁場產(chǎn)生單元，其設(shè)置在所述加熱旋轉(zhuǎn)體內(nèi)，并且產(chǎn)生磁場。
11、 一種加熱旋轉(zhuǎn)體，該加熱旋轉(zhuǎn)體包括旋轉(zhuǎn)體，該旋轉(zhuǎn)體包括熱 敏層，所述熱敏層由于磁場的電磁感應而發(fā)熱，并且所述熱敏層的磁導 率從預定溫度開始連續(xù)下降，其中，在所述熱敏層中沿著切斷由所述電 磁感應而產(chǎn)生的渦流的一部分的方向形成有多個切口。
12、 如權(quán)利要求ll所述的加熱旋轉(zhuǎn)體，其中，所述切口沿著與在所 述旋轉(zhuǎn)體流動的渦流的方向交叉的方向而形成。
13、 一種加熱裝置，該加熱裝置包括-權(quán)利要求ll所述的加熱旋轉(zhuǎn)體；以及磁場產(chǎn)生單元，其被設(shè)置為面對所述加熱旋轉(zhuǎn)體，并且產(chǎn)生磁場。
14、 一種定影裝置，該定影裝置包括 權(quán)利要求13所述的加熱裝置；以及加壓旋轉(zhuǎn)體，其接觸所述加熱旋轉(zhuǎn)體的外周面，并且將在所述加壓 旋轉(zhuǎn)體與所述加熱旋轉(zhuǎn)體之間通過的記錄介質(zhì)上形成的顯影劑圖像定影 到所述記錄介質(zhì)。
15、 一種定影裝置，該定影裝置包括 權(quán)利要求13所述的加熱裝置；張拉旋轉(zhuǎn)體，其被設(shè)置為與所述加熱旋轉(zhuǎn)體分離；定影部件，其巻繞所述加熱旋轉(zhuǎn)體和所述張拉旋轉(zhuǎn)體而被拖動；以及加壓旋轉(zhuǎn)體，其接觸所述定影部件的外周面，沿朝向所述張拉旋轉(zhuǎn) 體的方向?qū)λ龆ㄓ安考┘訅毫?，并且將在所述加壓旋轉(zhuǎn)體與所述定 影部件之間通過的記錄介質(zhì)上形成的顯影劑圖像定影到所述記錄介質(zhì)。
16、 如權(quán)利要求15所述的定影裝置，其中，所述定影部件具有厚度 至少薄于趨膚深度的發(fā)熱層，并且所述切口被形成為使得所述加熱旋轉(zhuǎn) 體的熱敏層的發(fā)熱量小于所述發(fā)熱層的發(fā)熱量。
17、 如權(quán)利要求16所述的定影裝置，其中，所述發(fā)熱層包括厚度在 2 ,到20 并且電阻率小于或等于2.7xl(T8 Qcm的非磁性金屬材料 層。
18、 一種圖像形成裝置，該圖像形成裝置包括 權(quán)利要求14到權(quán)利要求17中的任一項所述的定影裝置； 曝光部，其發(fā)出用于曝光的光；顯影部，其通過顯影劑來顯現(xiàn)由所述用于曝光的光形成的潛像，從 而形成顯影劑圖像；轉(zhuǎn)印部，其將在所述顯影部顯現(xiàn)的所述顯影劑圖像轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì) 上；以及傳送部，其將在所述轉(zhuǎn)印部將所述顯影劑圖像轉(zhuǎn)印于其上的記錄介 質(zhì)傳送到所述定影裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供加熱旋轉(zhuǎn)體、加熱裝置、定影裝置和圖像形成裝置。加熱旋轉(zhuǎn)體包括旋轉(zhuǎn)體，其由于磁場的電磁感應而發(fā)熱，并且其磁導率從磁導率變化開始溫度開始連續(xù)下降，所述磁導率變化開始溫度在大于或等于設(shè)置的溫度并且小于或等于耐熱溫度的溫度范圍內(nèi)；以及渦流切斷結(jié)構(gòu)，其形成在所述旋轉(zhuǎn)體上，并且切斷由所述電磁感應而產(chǎn)生的渦流的一部分。
文檔編號H05B6/14GK101587319SQ20091000975
公開日2009年11月25日 申請日期2009年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者馬場基文 申請人:富士施樂株式會社