專利名稱：發(fā)熱筒、定影裝置及圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)熱筒、定影裝置及圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
作為圖像形成裝置的定影裝置，公知有能夠利用感應(yīng)加熱使熱容量小的發(fā)熱筒 (帶)短時(shí)間內(nèi)升溫、不需要待機(jī)時(shí)的預(yù)熱的能耗少的定影裝置。專利文獻(xiàn)1中，記載有一種具有發(fā)熱層的發(fā)熱筒，其中，該發(fā)熱筒的發(fā)熱層包括由 銅構(gòu)成的主發(fā)熱層(感應(yīng)發(fā)熱層)和整磁合金所構(gòu)成的發(fā)熱控制層，在整磁合金為居里溫 度以下時(shí)，作為強(qiáng)磁性材料的整磁合金的發(fā)熱控制層捕捉磁通，并利用表皮效應(yīng)使感應(yīng)電 流(渦電流)集中到主發(fā)熱層中而主要使主發(fā)熱層進(jìn)行發(fā)熱，在整磁合金為居里溫度以上 時(shí)，成為順磁材料的整磁合金的發(fā)熱控制層使磁通通過(guò)，并讓配置在發(fā)熱筒內(nèi)側(cè)的磁通抑 制層感應(yīng)磁通，從而降低發(fā)熱層的發(fā)熱量。這樣，通過(guò)能夠自我調(diào)節(jié)發(fā)熱帶的發(fā)熱量，而能 夠防止在紙張通過(guò)范圍較窄時(shí)發(fā)熱帶的紙張通過(guò)范圍外的部分過(guò)熱的情況。作為具有接近于定影溫度的居里溫度且導(dǎo)磁率的變化較大的整磁合金，普遍利用 的是坡莫合金(Fe-Ni)。然而，由于坡莫合金的強(qiáng)度不大，所以如果用坡莫合金來(lái)形成發(fā)熱 筒，則存在發(fā)熱筒容易破損的問(wèn)題。特別是，對(duì)坡莫合金而言，為了獲得理想的磁性，退火處 理是必不可少的，但是如果對(duì)發(fā)熱筒實(shí)施退火處理，則不僅坡莫合金的強(qiáng)度降低，還導(dǎo)致構(gòu) 成感應(yīng)發(fā)熱層的銅的強(qiáng)度也降低，而不能獲得作為定影裝置用發(fā)熱筒的必要強(qiáng)度。專利文獻(xiàn)1 JP特開(kāi)2007-279672號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的課題在于，提供一種發(fā)熱量的自我調(diào)節(jié)能力高且具有足 夠強(qiáng)度的發(fā)熱筒、以及發(fā)熱筒不會(huì)局部過(guò)熱的定影裝置和圖像形成裝置。為了解決上述課題，本發(fā)明的發(fā)熱筒具有由金屬形成的主發(fā)熱層和由坡莫合金形 成的發(fā)熱控制層，上述發(fā)熱控制層由經(jīng)退火處理后的坡莫合金形成，上述主發(fā)熱層由通過(guò) 鍍敷層疊在上述發(fā)熱控制層的表面上的未經(jīng)退火處理的金屬形成。根據(jù)該構(gòu)成，通過(guò)將發(fā)熱控制層由經(jīng)退火處理后的坡莫合金形成而賦予最適合的 磁力特性，并通過(guò)將主發(fā)熱層形成為未經(jīng)退火處理的鍍敷層而能夠補(bǔ)償強(qiáng)度。此外，在本發(fā)明的發(fā)熱筒中，上述發(fā)熱控制層可以是對(duì)坡莫合金進(jìn)行塑性加工而 成形為有底筒狀，并對(duì)底部進(jìn)行切除而成的，也可以是利用電解電鍍將坡莫合金的層成形 為筒狀而成的。根據(jù)該構(gòu)成，能夠利用現(xiàn)有的加工方法來(lái)制造發(fā)熱筒。此外，在本發(fā)明的發(fā)熱筒中，上述主發(fā)熱層可以包含鎳。鎳或鎳合金具有良好的磁性和導(dǎo)電性，并且在通過(guò)鍍敷形成為層狀時(shí)發(fā)揮足夠的 強(qiáng)度。此外，本發(fā)明的定影裝置具備上述發(fā)熱筒中的任一個(gè)；向上述發(fā)熱筒的外側(cè)施
3加交變磁場(chǎng)的勵(lì)磁線圈；從內(nèi)側(cè)和外側(cè)夾壓上述發(fā)熱筒而形成夾壓部的一對(duì)輥。根據(jù)該構(gòu)成，發(fā)熱帶能夠自我調(diào)節(jié)發(fā)熱量以便不使局部過(guò)熱，而且具有能夠耐受 用于形成夾壓部的變形的足夠的強(qiáng)度。因此，定影裝置的定影能力高，故障少。此外，本發(fā)明的定影裝置也可以進(jìn)一步具有輔助部件，該輔助部件具備保護(hù)層和 隔著保護(hù)層與上述勵(lì)磁線圈對(duì)置的磁通抑制層。根據(jù)該構(gòu)成，通過(guò)由輔助部件來(lái)捕捉磁場(chǎng)，可使主發(fā)熱層的發(fā)熱量充分降低。此外，根據(jù)本發(fā)明的圖像形成裝置具備上述任一個(gè)定影裝置。根據(jù)該構(gòu)成，通過(guò)發(fā)熱筒的發(fā)熱量自我調(diào)節(jié)功能而使圖像的定影穩(wěn)定，并通過(guò)發(fā) 熱筒的足夠的強(qiáng)度而使發(fā)熱筒斷裂引起的停機(jī)時(shí)間變短。根據(jù)本發(fā)明，能夠通過(guò)由經(jīng)退火處理后的坡莫合金形成的發(fā)熱控制層對(duì)發(fā)熱筒賦 予理想的磁力特性，并通過(guò)未經(jīng)退火處理的鍍敷層而賦予足夠的強(qiáng)度。


圖1是具備本發(fā)明第一實(shí)施方式的發(fā)熱筒的圖像形成裝置的構(gòu)成圖；圖2是圖1的定影裝置的剖視圖；圖3是圖2的定影裝置的局部放大剖視圖；圖4是表示坡莫合金的鎳混合比例和居里溫度之間的關(guān)系的曲線圖；圖5是圖2的加壓輥的局部放大剖視圖；圖6是表示因材料和加工方法導(dǎo)致的硬度的不同的圖。其中附圖標(biāo)記說(shuō)明如下1...圖像形成裝置，6...定影裝置，19...發(fā)熱筒，20...定影輥，21...加壓
輥，22...勵(lì)磁線圈，23...輔助部件，30...發(fā)熱控制層，31...主發(fā)熱層，32...彈性層， 33...脫模層，34...磁通抑制層，35...保護(hù)層，36...芯軸，37...隔熱層，38...芯軸， 39...隔熱層，40...脫模層。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1表示具有作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施 方式的發(fā)熱筒的圖像形成裝置1。本實(shí)施方式的圖像形成裝置1是所謂串聯(lián)式的彩色打印機(jī)，且具備四個(gè)成像部 2Y、2M、2C、2K，其利用黃(Y)、品紅(M)、青(C)，黑(K)各色的調(diào)色劑來(lái)形成調(diào)色劑圖像；一 次轉(zhuǎn)印輥4，其利用靜電力將成像部2Y、2M、2C、2K所形成的調(diào)色劑圖像一次轉(zhuǎn)印到環(huán)狀的 中間轉(zhuǎn)印帶3上；二次轉(zhuǎn)印輥5，其利用靜電力將轉(zhuǎn)印到了中間轉(zhuǎn)印帶3上的調(diào)色劑圖像進(jìn) 而二次轉(zhuǎn)印到記錄紙上；定影裝置6，其對(duì)轉(zhuǎn)印有調(diào)色劑圖像的記錄紙進(jìn)行加熱及加壓來(lái) 熔化調(diào)色劑，使調(diào)色劑圖像定影在記錄紙上。圖像形成裝置1具有對(duì)中間轉(zhuǎn)印帶3上的調(diào)色劑圖像的濃度進(jìn)行檢測(cè)的圖像濃度 傳感器7，圖像濃度傳感器7還起到定位傳感器的作用。中間轉(zhuǎn)印帶3跨設(shè)在驅(qū)動(dòng)輥8和自 由輥9之間。各色的成像部2Y、2M、2C、2K分別具有感光體10 ；使感光體10帶電的帶電器11 ； 對(duì)已帶電的感光體10選擇性地進(jìn)行曝光來(lái)形成靜電潛像的曝光器12 ；向靜電潛像供應(yīng)調(diào)
4色劑來(lái)進(jìn)行顯影的顯影器13 ；清潔器14，其刮去無(wú)法被轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶3上而殘留的調(diào) 色劑。此外，圖像形成裝置1具有供應(yīng)記錄紙的供紙盤15，利用供紙輥16從供紙盤15 — 張一張地取出記錄紙，而供應(yīng)到中間轉(zhuǎn)印帶3和二次轉(zhuǎn)印輥5之間的夾壓部。利用定影裝 置6定影了調(diào)色劑圖像的記錄紙，通過(guò)排紙輥17被排出到排紙盤18上。圖2中詳細(xì)表示定影裝置6的構(gòu)成。定影裝置6具有本發(fā)明涉及的筒狀的發(fā)熱 筒19 ；配置在發(fā)熱筒19內(nèi)側(cè)的定影輥20 ；加壓輥21，其與定影輥20對(duì)置地夾壓發(fā)熱筒19， 而形成具有夾壓記錄紙P的寬度的夾壓部；勵(lì)磁線圈22，其與發(fā)熱筒19對(duì)置地被配置在加 壓輥21的相反一側(cè)，并對(duì)發(fā)熱筒19施加交變磁場(chǎng)；輔助部件23，其在發(fā)熱筒19的內(nèi)側(cè)與 勵(lì)磁線圈22對(duì)置地被配置。勵(lì)磁線圈22是在線圈骨架24上卷繞繞線而形成的。此外，在勵(lì)磁線圈22的周圍， 發(fā)熱筒19不靠的三側(cè)面上，配置有用于引導(dǎo)勵(lì)磁線圈22所形成的磁通的鐵心25、26、27。 此外，定影裝置6具有用于從發(fā)熱筒19分離記錄紙P的分離爪28、以及檢測(cè)發(fā)熱筒19的溫 度的溫度傳感器29。溫度傳感器29被配置成檢測(cè)發(fā)熱筒19中不管記錄紙P的大小如何都 與記錄紙P抵接而被奪走熱量的部分的溫度。根據(jù)溫度傳感器29的檢測(cè)溫度從未圖示的高頻變換器向勵(lì)磁線圈22輸出并進(jìn)行 調(diào)節(jié)后供給20 40kHz、100 2000W的高頻電。當(dāng)設(shè)該高頻電的頻率小于20kHz時(shí)，導(dǎo)致 發(fā)熱效率大幅降低。此外，當(dāng)設(shè)該頻率大于40kHz時(shí)，在連續(xù)通紙時(shí)有點(diǎn)供電不足，發(fā)熱筒 19的溫度沒(méi)有充分上升，有可能發(fā)生定影不良，因此不為優(yōu)選。圖3中表示發(fā)熱筒19、輔助部件23及定影輥20的構(gòu)成。發(fā)熱筒19是從內(nèi)側(cè)起依 次層疊發(fā)熱控制層30、主發(fā)熱層31、彈性層32、脫模層33而成。輔助部件23從內(nèi)側(cè)起依次 具有磁通抑制層34、保護(hù)層35這兩層。定影輥20在芯軸36的外周具有隔熱層37。發(fā)熱筒19是形成發(fā)熱控制層30，在其上形成主發(fā)熱層31，進(jìn)而在主發(fā)熱層31之 上進(jìn)而層疊彈性層32，最后在彈性層32之上形成脫模層33而成的。對(duì)發(fā)熱控制層30而言，首先通過(guò)拉深加工使坡莫合金板成形為側(cè)壁的板厚為 20 200 μ m,優(yōu)選為30 70 μ m的有底筒狀，并通過(guò)切除底部而形成為無(wú)底的筒狀。另外， 也可以適用沖壓成型、旋壓等塑性加工。此外，也可以在圓筒表面上通過(guò)電解電鍍形成坡莫 合金層而成形為無(wú)底的筒狀。對(duì)坡莫合金的組成而言，只要是定影裝置6的定影溫度為170 190°C，就可以選 擇成居里溫度為150 220°C，優(yōu)選為180 200°C，且居里溫度以下的低溫時(shí)的體積電阻 率為2 X 10_8 200 X 10_8 Ω m,優(yōu)選為5 X 10_8 100 X 10_8 Ω m。要是將坡莫合金成形為筒 狀就實(shí)施退火處理，使其成為在常溫(居里溫度以下)時(shí)，相對(duì)磁導(dǎo)率為50 2000，優(yōu)選為 100 1000。若在鐵中混合鎳時(shí)，則根據(jù)其混合比例，如圖4所示，居里溫度發(fā)生變化。即，能夠 根據(jù)鎳的混合比例，來(lái)設(shè)定坡莫合金的居里溫度。此外，坡莫合金的居里溫度也能夠通過(guò)混 合鉻、鈷、鉬等來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，圖4的數(shù)據(jù)是，對(duì)于將坡莫合金通過(guò)電解電鍍形成為板狀 而成的部件在800°C下進(jìn)行1小時(shí)的退火處理后而得到的檢驗(yàn)材料，利用巖通計(jì)測(cè)公司制 的B-H分析儀進(jìn)行居里溫度(Tc)的測(cè)定而得到的。如上所述，在將坡莫合金加工成筒狀后進(jìn)行退火處理而形成的發(fā)熱控制層30的
5外周，通過(guò)金屬鍍敷形成主發(fā)熱層31。主發(fā)熱層31由如下磁性金屬材料形成，優(yōu)選為由鎳 或鎳合金來(lái)形成即可，所述磁性金屬材料是指導(dǎo)電性良好的、特別是在發(fā)熱控制層30達(dá)到 居里溫度以上時(shí)，體積電阻率為1 X 10_8 100 X 10_8 Ω m、優(yōu)選為10 X 10_8 50 X 10_8 Ω m，且 相對(duì)磁導(dǎo)率為20 2000的材料。由這樣的材料形成的主發(fā)熱層31優(yōu)選形成為厚度5 80 μ m0在發(fā)熱控制層30為居里溫度以下時(shí)，勵(lì)磁線圈22所形成的磁通被導(dǎo)磁率高的發(fā) 熱控制層30以及主發(fā)熱層31捕捉，而在發(fā)熱控制層30及主發(fā)熱層31的內(nèi)部激發(fā)渦電流。 通過(guò)表皮效應(yīng)，渦電流集中在表面的主發(fā)熱層31上進(jìn)行流動(dòng)，并主要在主發(fā)熱層31中產(chǎn)生 焦耳熱。在由磁性材料形成的主發(fā)熱層31中，表皮效應(yīng)較大，無(wú)論主發(fā)熱層31的厚度如 何，渦電流流動(dòng)的范圍都被限定，因此電流密度大發(fā)熱量也大。然而，在非磁性材料的情況 下，表皮效應(yīng)較小，渦電流在整個(gè)主發(fā)熱層31上流動(dòng)，因此發(fā)熱量容易變小。因此，主發(fā)熱 層21采用非磁性材料時(shí)，即使渦電流分散、流動(dòng)在整個(gè)主發(fā)熱層31中，也為了使電流密度 也變大，能夠得到足夠的發(fā)熱量，使主發(fā)熱層31為非常薄的層即可。換言之，主發(fā)熱層31 通過(guò)可使厚度薄到5 20 μ m左右，而能夠利用銅或銀等非磁性低電阻的金屬材料來(lái)形成。此外，在發(fā)熱控制層30為居里溫度以上時(shí)，導(dǎo)磁率變低的發(fā)熱控制層30不能充分 捕捉勵(lì)磁線圈所形成的磁通，而使磁通通過(guò)發(fā)熱筒19的內(nèi)部。由此，流動(dòng)在主發(fā)熱層31中 的渦電流變小，主發(fā)熱層31的發(fā)熱量少于發(fā)熱控制層30為居里溫度以下時(shí)的發(fā)熱量。這樣，由于發(fā)熱筒19可自我抑制發(fā)熱控制層30達(dá)到居里溫度的部分的發(fā)熱量，因 此即使控制對(duì)勵(lì)磁線圈22施加的電力以便能夠?qū)⒂涗浖圥通過(guò)奪走熱量的部分的溫度維 持在規(guī)定的定影溫度，沒(méi)有被記錄紙P奪走熱量的部分也不會(huì)過(guò)度升溫到對(duì)定影產(chǎn)生不良 影響的溫度。此外，在由銅等形成主發(fā)熱層31時(shí)，為了防止主發(fā)熱層31的氧化，最好在主發(fā)熱 層31和彈性層32之間設(shè)置防氧化層。其原因在于，在由銅形成了主發(fā)熱層31時(shí)，氧化膜 的生長(zhǎng)急劇，而且氧化膜本身的強(qiáng)度非常弱，且氧化膜剝離而使彈性層32的剝離的危險(xiǎn)性 較高，因此需要通過(guò)利用防氧化層防止外部氣體(空氣)與主發(fā)熱層31的接觸，而將主發(fā) 熱層31與后述的彈性層32之間的粘接長(zhǎng)時(shí)間地維持良好。作為該防氧化層的材料，優(yōu)選為完全沒(méi)有通氣性的金屬材料，為了減少對(duì)發(fā)熱性 能的影響，優(yōu)選盡量用非磁性且低電阻的材料形成為較薄。特別是，鎳、鉻、銀可形成薄壁且 對(duì)發(fā)熱性能的影響小，而且與彈性層的粘接性也良好，因此適合用于防氧化層。作為防氧化 層的厚度，優(yōu)選在0. 5 40 μ m的范圍內(nèi)。其原因在于，當(dāng)厚度小于0. 5 μ m時(shí)，因氣孔而密 封性惡化，當(dāng)厚度超過(guò)40 μ m時(shí)，對(duì)發(fā)熱性能帶來(lái)影響，特別是對(duì)過(guò)度升溫的防止效果帶來(lái) 不良影響。此外，作為防氧化層的材料，也可以采用聚酰亞胺樹脂等。聚酰亞胺樹脂由于是絕 緣體，所以對(duì)發(fā)熱性能完全沒(méi)有影響。但是，由于與金屬材料相比多少有通氣性，所以防氧 化層的厚度優(yōu)選設(shè)為3 70 μ m。當(dāng)厚度小于3 μ m時(shí)，密封性變得不充分而導(dǎo)致氧化膜生 長(zhǎng)，當(dāng)超過(guò)70 μ m時(shí)，難以將由主發(fā)熱層31產(chǎn)生的熱量傳遞到定影輥20的外周面，熱效率變差。此外，對(duì)發(fā)熱筒19來(lái)說(shuō)，通過(guò)金屬鍍敷形成主發(fā)熱層31，根據(jù)需要形成防氧化層
6后，以覆蓋主發(fā)熱層31的方式形成彈性層32。彈性層32用于將熱量均勻且順暢地傳遞到 調(diào)色劑圖像上。通過(guò)使該彈性層32具有適度的彈性，而能夠防止因調(diào)色劑圖像被壓壞或不 均勻熔化而引起的圖像噪聲的產(chǎn)生。因此，采用具有耐熱性和彈性的橡膠材料或樹脂材料、例如耐定影溫度下的使用 的硅橡膠、含氟橡膠等耐熱性彈性體來(lái)形成彈性層32。此外，在這些材料中，也可以添加以 導(dǎo)熱性及加強(qiáng)為目的的各種填充材料。作為為了提高導(dǎo)熱性而被添加的粒子的例子，可舉 出金剛石、銀、銅、鋁、大理石、玻璃等，作為特別實(shí)用的粒子的例子，可舉出二氧化硅、氧化 鋁、氧化鎂、氮化硼、氧化鈹?shù)?。彈性?2的厚度為10 800 μ m，優(yōu)選為100 300 μ m。其原因在于，當(dāng)彈性層 32的厚度小于10 μ m時(shí)，難于得到厚度方向上的足夠的彈性，當(dāng)厚度超過(guò)800 μ m時(shí)，由主發(fā) 熱層31產(chǎn)生的熱量難以到達(dá)定影輥20的外周面。彈性層32的硬度在JIS硬度下為1 80度，優(yōu)選為5 30度。其原因在于，如 果是該范圍內(nèi)的硬度，則不僅能夠防止彈性層32的強(qiáng)度的降低以及密封性的降低，還能夠 確保穩(wěn)定的定影性。作為滿足該條件的樹脂，可以使用一組分系、二組分系、或三組分系以 上的硅橡膠、LTV(Low Temperature Vulcanizable 低溫硫化)型、RTV(RoomTemperature Vulcanizable 室溫硫化)型、或HTV(High TemperatureVulcanizable 高溫硫化)型的硅 橡膠、聚合型或添加型硅橡膠等。進(jìn)而，發(fā)熱筒19是在彈性層32之上形成脫模層33而成。脫模層33形成發(fā)熱筒19 的最外層，用于提高發(fā)熱層19和記錄紙P之間的起模性。作為該脫模層33，使用耐定影溫度 下的使用且調(diào)色劑的起模性優(yōu)良的材料。例如，優(yōu)選為硅橡膠及含氟橡膠、或者PFA(四氟 化乙烯_全氟烷乙烯基醚共聚物)、PTFE(四氟乙烯)、FEP(四氟乙烯和六氟乙烯共聚物)、 PEFP (四氟乙烯和六氟丙烯共聚物)等含氟樹脂，也可以是將它們混合而成的材料。脫模層33的厚度為5 100 μ m,優(yōu)選為在10 50 μ m的范圍內(nèi)。此外，為了提高 該脫模層33和彈性層32之間的粘接力，也可以由防銹涂料等進(jìn)行粘接處理。此外，在脫模 層33中，也可以根據(jù)需要添加導(dǎo)電材料、耐磨損材料、易導(dǎo)熱材料等作為填料。輔助部件23的磁通抑制層34由體積電阻率為1 X 10_8 10 X 10_8 Ω m，優(yōu)選為 1X10—8 2Χ10-8Ωπι的低電阻，且相對(duì)磁導(dǎo)率為0. 99 2.0，優(yōu)選為0. 99 1. 1的非磁性 材料，例如板厚0. 2 2mm左右的銅構(gòu)成。在發(fā)熱控制層30達(dá)到居里溫度以上時(shí)，勵(lì)磁線圈22產(chǎn)生的磁通通過(guò)磁通抑制層 34。磁通抑制層34由于電阻率低，所以流動(dòng)有較大的渦電流，該渦電流形成抵消勵(lì)磁線圈 22所產(chǎn)生的磁通那樣的磁場(chǎng)，降低施加到主發(fā)熱層30上的磁通密度，進(jìn)而降低主發(fā)熱層30 的發(fā)熱量。為了發(fā)揮這種作用，對(duì)磁通抑制層34而言，重要的是當(dāng)發(fā)熱控制層30達(dá)到居里溫 度以上時(shí)，與發(fā)熱控制層30相比，磁通抑制層34為低電阻。此外，磁通抑制層34如果是滿 足上述體積電阻率及相對(duì)磁導(dǎo)率的條件的，則也可以由SUS或鋁等其他材料形成。輔助部件23的保護(hù)層35是為了保護(hù)磁通抑制層34不受摩耗的影響而設(shè)置的層。 從而，優(yōu)選為由含有PFA或PTFE的低摩擦材料形成，厚度是10 50 μ m左右即可。為了支撐發(fā)熱筒19，定影輥20的芯軸36由具有足夠的強(qiáng)度和耐熱性的金屬等形 成。由此，由于芯軸36的熱容量變大，所以定影輥20在芯軸36的外側(cè)形成有隔熱層37，以
7使熱量不會(huì)從發(fā)熱筒19逸出到芯軸36上。從而，隔熱層37優(yōu)選為由導(dǎo)熱率低且具有耐熱性的橡膠材料或樹脂材料的發(fā)泡 體形成。此外，通過(guò)用具有彈性的材料來(lái)形成隔熱層37，而允許發(fā)熱筒19的撓曲，能夠很大 保持夾壓部的寬度。此外，作為隔熱層37，也可以使用實(shí)心體和發(fā)泡體的雙層結(jié)構(gòu)的層。例如，作為隔熱層37，在使用硅海綿材料時(shí)，形成為厚度1 10mm，優(yōu)選為2 7mm。此外，該隔熱層37的硬度在ASKER C硬度下為20 60度，優(yōu)選為30 50度的范圍 內(nèi)。圖5中表示加壓輥21的結(jié)構(gòu)。加壓輥21在芯軸38之上形成隔熱層39，進(jìn)而在隔 熱層39的表面形成有脫模層40。芯軸38例如由壁厚3mm的鋁制管構(gòu)成，如果能夠確保強(qiáng) 度，則也可以采用由如PPS那樣的耐熱性材質(zhì)所形成的模制管。作為芯軸38使用鐵管也不 是不可能，但更優(yōu)選使用難以受到電磁感應(yīng)的影響的非磁性管。加壓輥21的隔熱層39例如是由厚度3 IOmm的范圍內(nèi)的硅橡膠發(fā)泡體構(gòu)成的 層，但也可以是硅橡膠的實(shí)心體和硅橡膠發(fā)泡體的雙層結(jié)構(gòu)。加壓輥21的最外周的脫模層40，與定影輥20的脫模層33同樣，是用于提高加壓 輥21相對(duì)于記錄紙P的起模性的層。該脫模層40由厚度10 50 μ m的PTFE或PFA等的 含氟系樹脂形成即可。另外，在本實(shí)施方式中，加壓輥21以300 500N的負(fù)荷與定影輥20壓接，發(fā)熱筒 19和加壓輥21被壓接的夾壓部寬度約為5 15mm。在欲想以與本實(shí)施方式不同的夾壓部 寬度來(lái)進(jìn)行使用時(shí)，只要變更加壓輥21的壓接負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整即可。這樣，在定影裝置6中，由定影輥20和加壓輥21來(lái)夾壓發(fā)熱筒19，在發(fā)熱筒19和 加壓輥21之間形成有夾壓部。在定影處理時(shí)，圖2中，加壓輥21按順時(shí)針?lè)较虮恍D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。 由此，發(fā)熱筒19和定影輥20，借助與加壓輥21之間的摩擦力，在圖中按逆時(shí)針?lè)较虮粡膭?dòng) 旋轉(zhuǎn)。另外，也可以驅(qū)動(dòng)定影輥20，來(lái)從動(dòng)旋轉(zhuǎn)發(fā)熱筒19和加壓輥21。勵(lì)磁線圈22是沿著發(fā)熱筒19的長(zhǎng)度方向被卷繞的線圈。其橫截面如圖2所示， 為順著發(fā)熱筒19的外周稍微彎曲的形狀。本實(shí)施方式中，作為勵(lì)磁線圈22的繞線，使用將細(xì)的線材捆扎幾十 幾百股而形 成李茲線的繞線。這種勵(lì)磁線圈22通電時(shí)因繞線電阻而自己發(fā)熱，因此該情況下也使用在 繞線上包覆有耐熱性樹脂的線圈以保持絕緣性。進(jìn)而，優(yōu)選為例如通過(guò)風(fēng)扇等，對(duì)勵(lì)磁線圈 22進(jìn)行空氣冷卻。并且，本實(shí)施方式的勵(lì)磁線圈22是在其長(zhǎng)度方向上整個(gè)相連的。鐵心25、26、27是為了提高磁路的效率，以及為了防止磁通向外部泄漏而配置的。 因此，鐵心25、26、27由高導(dǎo)磁率且渦電流的損失低的材質(zhì)形成。此外，鐵心25、26、27的材 料使用居里溫度為140 220°C的材料，優(yōu)選使用160 200°C的材料。如果由如坡莫合金那樣的高導(dǎo)磁率的合金來(lái)形成鐵心25、26、27，則渦電流的損失 容易變大。因此，在使用這種材質(zhì)時(shí)，優(yōu)選采用層疊薄板的結(jié)構(gòu)的鐵心。此外，作為鐵心25、 26,27,也可以采用在樹脂材料中分散有磁性粉的。這種原材料雖導(dǎo)磁率稍低，但有能夠自 由地設(shè)定形狀的優(yōu)點(diǎn)。并且，在由勵(lì)磁線圈22形成的磁路和外部之間的磁屏蔽通過(guò)其他方 法能夠達(dá)到時(shí)，也可以是省略鐵心25、26、27的無(wú)鐵心(空心)結(jié)構(gòu)。鐵心25是橫截面為如圖2所示的拱形的部件。本實(shí)施方式中為，將長(zhǎng)度約IOmm 的鐵心片沿定影輥20的軸向排列13個(gè)配置而成。鐵心26為，將橫截面為四邊形且長(zhǎng)度為
85 10_的鐵心片配置在發(fā)熱筒19的兩側(cè)面而成的。此外，鐵心27為，將橫截面為四邊形 的鐵心片在勵(lì)磁線圈22的內(nèi)側(cè)且在大致對(duì)應(yīng)于發(fā)熱筒19的長(zhǎng)度方向尺寸的范圍內(nèi)連續(xù)地 配置而成的。并且，如果將鐵心25、26、27 —體地形成為截面大致為“E”字型，則能夠進(jìn)一 步提高發(fā)熱效率。圖6中表示基于坡莫合金(鎳含有率34% )、純鎳、銅3種材料因加工方法導(dǎo)致的 強(qiáng)度的變化。并且，針對(duì)各材料，形成如下的相同形狀的3種檢驗(yàn)材料，并使用顯微維氏硬 度計(jì)來(lái)測(cè)定了維氏硬度(Hv)，該3種檢驗(yàn)材料分別為通過(guò)電解電鍍形成為規(guī)定形狀且未 進(jìn)行退火處理的鍍敷制品；通過(guò)塑性加工形成為規(guī)定形狀且未進(jìn)行退火處理的塑性加工制 品；形成為規(guī)定形狀后在800°C下實(shí)施1小時(shí)的退火處理后的退火制品。在任意的材料中，鍍敷制品的強(qiáng)度最高，退火制品的強(qiáng)度最低。根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)成 為由坡莫合金形成發(fā)熱控制層30，通過(guò)退火處理賦予理想的磁力特性，在退火處理后通過(guò) 金屬鍍敷形成主發(fā)熱層31，沒(méi)有將主發(fā)熱層31通過(guò)退火處理而降低強(qiáng)度，由此來(lái)補(bǔ)償因退 火處理而降低的發(fā)熱控制層30的強(qiáng)度。由此，發(fā)熱筒19通過(guò)發(fā)熱控制層20發(fā)揮高度的發(fā)熱量自我控制能力，同時(shí)通過(guò)具 有高強(qiáng)度的主發(fā)熱層31，而具備即使為了形成夾壓部而受到變形也不容易破損的足夠的強(qiáng)度。
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權(quán)利要求
一種發(fā)熱筒，其特征在于，具有由金屬形成的主發(fā)熱層和由坡莫合金形成的發(fā)熱控制層，上述發(fā)熱控制層由經(jīng)退火處理后的坡莫合金形成，上述主發(fā)熱層由通過(guò)鍍敷層疊在上述發(fā)熱控制層的表面上的未經(jīng)退火處理的金屬形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)熱筒，其特征在于，上述發(fā)熱控制層是對(duì)坡莫合金進(jìn)行塑 性加工而成形為有底筒狀，并對(duì)底部進(jìn)行切除而成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)熱筒，其特征在于，上述發(fā)熱控制層是利用電解電鍍將坡 莫合金的層成形為筒狀而成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的發(fā)熱筒，其特征在于，上述主發(fā)熱層包含鎳。
5.一種定影裝置，其特征在于，具有由金屬形成的主發(fā)熱層和由坡莫合金形成的發(fā)熱控制層， 上述發(fā)熱控制層由經(jīng)退火處理后的坡莫合金形成， 上述主發(fā)熱層具有發(fā)熱筒，其由通過(guò)鍍敷層疊在上述發(fā)熱控制層的表面上的未經(jīng)退火處理的金屬形成； 勵(lì)磁線圈，其向上述發(fā)熱筒的外側(cè)施加交變磁場(chǎng)； 一對(duì)輥，其從內(nèi)側(cè)和外側(cè)夾壓上述發(fā)熱筒而形成夾壓部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定影裝置，其特征在于，上述發(fā)熱控制層是對(duì)坡莫合金進(jìn)行 塑性加工而成形為有底筒狀，并對(duì)底部進(jìn)行切除而成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定影裝置，其特征在于，上述發(fā)熱控制層是利用電解電鍍將 坡莫合金的層成形為筒狀而成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定影裝置，其特征在于，上述主發(fā)熱層包含鎳。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定影裝置，其特征在于，在上述發(fā)熱筒的內(nèi)側(cè)還具有輔助部 件，該輔助部件具備保護(hù)層和隔著保護(hù)層與上述勵(lì)磁線圈對(duì)置的磁通抑制層。
10.一種圖像形成裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求5至9中任一項(xiàng)所述的定影裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)熱筒、定影裝置及圖像形成裝置。發(fā)熱量的自我調(diào)節(jié)能力高且具有足夠強(qiáng)度的發(fā)熱筒(19)具有由金屬形成的主發(fā)熱層(31)和由坡莫合金形成的發(fā)熱控制層(30)，發(fā)熱控制層(30)由經(jīng)退火處理后的坡莫合金形成，主發(fā)熱層(31)由通過(guò)鍍敷層疊在發(fā)熱控制層(30)的表面上的未經(jīng)退火處理的金屬形成。
文檔編號(hào)H05B6/14GK101957582SQ20101023121
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月16日
發(fā)明者米川升 申請(qǐng)人:柯尼卡美能達(dá)商用科技株式會(huì)社