專利名稱：定影裝置和使用該定影裝置的成像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定影裝置，其在靜電記錄類型的成像設(shè)備(例如，復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、打印機(jī)等等)中使用，更具體的，涉及一種使用電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng)的墨粉圖像的定影裝置，以及使用該定影裝置的成像設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來，對于例如打印機(jī)、復(fù)印機(jī)和傳真機(jī)等等成像設(shè)備的例如節(jié)能和高速因素的商業(yè)要求增加了。為了達(dá)到這些所需的性能，重要的是提高成像設(shè)備所采用的定影裝置的熱效率。
在成像設(shè)備中，通過電子照相記錄、靜電記錄和磁記錄等等的成像過程相應(yīng)于圖像轉(zhuǎn)印系統(tǒng)或者直印系統(tǒng)(direct system)在記錄介質(zhì)(例如頁材料、打印頁、感光頁和靜電記錄頁等等)上形成未定影的墨粉圖像。廣泛采用例如熱輥系統(tǒng)、膜加熱系統(tǒng)(film heating system)和電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng)等等的接觸加熱類型的定影裝置作為將未定影的墨粉圖像定影的定影裝置。
作為電磁感應(yīng)加熱類型定影裝置，歐洲專利公開EP-1174774提出通過在由磁化線圈制成的感應(yīng)加熱裝置的交替磁場的作用下，在由磁性金屬件制成的發(fā)熱件中引起渦流電流而產(chǎn)生焦耳熱。因此，這種技術(shù)中，電磁且感應(yīng)地產(chǎn)生發(fā)熱件的熱量。
因?yàn)闊彷佊纱判约瞥?，形成通過激勵磁化線圈而產(chǎn)生的磁通量的磁路。然而，當(dāng)背面芯(back surface core)不存在時，磁通量向外泄漏。因而，提供背面芯以形成磁路來阻止磁通量向外泄漏。
當(dāng)在通常熱輥的周邊方向設(shè)置多個C形芯，在C形芯的部分中的磁通量密度高，然而，在不存在C形芯的部分中的磁通量密度低。因而，在存在C形芯的部分中的熱輥溫度與在不存在C形芯的部分中的熱輥溫度相比過分升高而產(chǎn)生這些部分的過度定影(熱偏差)。
如上比較，因?yàn)樵诓淮嬖贑形芯的部分中的熱輥溫度相對低，定影性不夠。因而，在存在C形芯的部分中和不存在C形芯的部分中產(chǎn)生如不均勻定影性和不均勻亮度的不利。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，設(shè)置C形芯相對于熱輥的軸向方向成一角度，使得垂直于熱輥的軸線的截面面積在任一部分都大致相同。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在熱輥的軸向方向的溫度差異減小，并抑制定影的不均勻。
進(jìn)而，假設(shè)磁化線圈的整個長度，即在發(fā)熱件的旋轉(zhuǎn)軸方向的長度是L1，發(fā)熱件的整個長度，即在其旋轉(zhuǎn)軸方向的長度，是L2，L1大于L2，并且設(shè)置所述發(fā)熱件使其整個長度位于所述磁化線圈的整個長度內(nèi)。
因而，由于發(fā)熱件不受到在磁化線圈的端部所產(chǎn)生的不穩(wěn)定磁場的影響，發(fā)熱件可通過感應(yīng)加熱件一致地發(fā)熱，而不會不均勻。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的成像設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示圖。
圖2是顯示在本發(fā)明的一個實(shí)施例中的作為圖像加熱器(image heater)的定影裝置的截面圖。
圖3是顯示在本發(fā)明的第一實(shí)施例中作為圖像加熱器的定影裝置的發(fā)熱部分的部分片斷平面圖。
圖4是顯示在本發(fā)明的第一實(shí)施例中作為圖像加熱器的定影裝置的發(fā)熱部分的截面圖。
圖5是在本發(fā)明的第一實(shí)施例中作為圖像加熱器的定影裝置的發(fā)熱部分的等價電路圖。
圖6是顯示在本發(fā)明的第二實(shí)施例中作為圖像加熱器的定影裝置的發(fā)熱部分的截面圖。
圖7是顯示在本發(fā)明的第二實(shí)施例中作為圖像加熱器的定影裝置的除了發(fā)熱輥以外的發(fā)熱部分的底視圖。
圖8(a)是顯示在本發(fā)明的第三實(shí)施例中作為圖像加熱器的定影裝置的截面圖。
圖8(b)顯示在本發(fā)明的第三實(shí)施例中作為圖像加熱器的定影裝置的另一例子的截面圖。
圖9是從圖8(a)中的箭頭G所示方向看的發(fā)熱部分的投影圖。
圖10(a)-10(c)是顯示在本發(fā)明的第三實(shí)施例中作為圖像加熱器的定影裝置的發(fā)熱部分的截面圖。
圖11是顯示在本發(fā)明的第三實(shí)施例中作為圖像加熱器的定影裝置中的的發(fā)熱部分，在包括發(fā)熱輥的旋轉(zhuǎn)軸和磁化線圈的中心的平面中的截面圖。
圖12是顯示在本發(fā)明的第三實(shí)施例中作為圖像加熱器的定影裝置的發(fā)熱部分的截面圖。
圖13是顯示在本發(fā)明的第三實(shí)施例中作為圖像加熱器的定影裝置的發(fā)熱輥的截面圖。
圖14是顯示在本發(fā)明的第四實(shí)施例中作為圖像加熱器的定影裝置的發(fā)熱部分的截面圖。
圖15是顯示在本發(fā)明的第五實(shí)施例中作為圖像加熱器的定影裝置的發(fā)熱部分的截面圖。
圖16是從圖15的箭頭A所示方向看，顯示在本發(fā)明的第五實(shí)施例中作為圖像加熱器的定影裝置的發(fā)熱部分的投影圖。
圖17是顯示在圖1所示的成像設(shè)備中使用的根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的定影裝置的結(jié)構(gòu)的示圖。
圖18是顯示形成圖17所示的定影裝置的熱輥的結(jié)構(gòu)的部分示圖。
圖19是顯示形成圖17所示的定影裝置的耐熱帶的結(jié)構(gòu)的示圖。
圖20是顯示形成圖17所示的定影裝置的感應(yīng)加熱裝置的一部分的示圖。
圖21是顯示磁化線圈和熱輥之間的尺寸關(guān)系和位置關(guān)系的示圖。
圖22是顯示在圖1所示的成像設(shè)備中使用的根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的定影裝置的結(jié)構(gòu)的示圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖具體說明本發(fā)明的實(shí)施例。
〔第一實(shí)施例〕1.成像設(shè)備現(xiàn)在，將首先說明根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的成像設(shè)備的概要。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的成像設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示圖。本實(shí)施例中的成像設(shè)備采用串聯(lián)系統(tǒng)。在串聯(lián)系統(tǒng)中，在采用電子照相系統(tǒng)的設(shè)備中為特別貢獻(xiàn)于彩色圖像的色彩形成的四個基本顏色墨粉的每一個設(shè)置顯影裝置。四個顏色的圖像疊加在轉(zhuǎn)印體上，并且該疊加的彩色圖像同時被轉(zhuǎn)印到頁材料上。然而應(yīng)理解本發(fā)明不僅限于串聯(lián)系統(tǒng)。本發(fā)明可應(yīng)用于任何系統(tǒng)的成像設(shè)備，與顯影裝置的數(shù)量和是否存在中間轉(zhuǎn)印體無關(guān)。
在圖1中，在感光鼓10a、10b、10c和10d的外圍上，分別設(shè)置用于使感光鼓10a、10b、10c和10d的表面帶預(yù)定電壓的充電裝置20a、20b、20c和20d，用于將相應(yīng)于特定顏色的圖像數(shù)據(jù)的激光束的掃描線30K、30C、30M和30Y應(yīng)用于帶電的感光鼓10a、10b、10c和10d以形成靜電潛像的曝光裝置30，用于將形成在感光鼓10a、10b、10c和10d上的靜電潛像顯像的顯影裝置40a、40b、40c和40d，用于將顯像在感光鼓10a、10b、10c和10d上的墨粉圖像轉(zhuǎn)印到環(huán)形帶形中間轉(zhuǎn)印帶(中間轉(zhuǎn)印體)70的轉(zhuǎn)印裝置50a、50b、50c和50d，和用于在將墨粉圖像從感光鼓10a、10b、10c和10d轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶70以后將留在感光鼓10a、10b、10c和10d上的墨粉移去的清潔裝置60a、60b、60c和60d。
這里，曝光裝置30設(shè)置為相對感光鼓10a、10b、10c和10d預(yù)定傾斜。另外，中間轉(zhuǎn)印帶70在圖中箭頭A所示方向旋轉(zhuǎn)。在成像站Pa、Pb、Pc和Pd中，分別形成黑色圖像、青色圖像、洋紅圖像和黃色圖像。然后，形成在感光鼓10a、10b、10c和10d上的各個顏色的單色圖像依次疊加到中間轉(zhuǎn)印帶70上并轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶70以在其上形成全彩圖像。
在設(shè)備的下部中，提供容納例如打印頁的頁材料(記錄介質(zhì))90的供頁盒100。然后，頁材料90由送頁輥80從供頁盒100一頁一頁地送入到頁傳送路徑。
在頁傳送路徑上，提供頁材料轉(zhuǎn)印輥110，其與中間轉(zhuǎn)印帶70的外周表面在預(yù)定量上接觸，以將形成在中間轉(zhuǎn)印帶70上的彩色圖像轉(zhuǎn)印到頁材料90。另外，設(shè)置定影裝置120，其用于通過將頁材料夾在輥中間，在由于輥的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的熱和壓力下將轉(zhuǎn)印到頁材料90上的彩色圖像定影。
在具有上述結(jié)構(gòu)的成像設(shè)備中，首先通過成像站Pa的充電裝置20a和曝光裝置30在感光鼓10a上形成具有黑色組元顏色的的圖像信息的潛像。該潛像通過具有黑色墨粉的顯影裝置40a顯像為黑色墨粉圖像，并通過轉(zhuǎn)印裝置50a轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶70為黑色墨粉圖像。
當(dāng)黑色墨粉圖像轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶70，在成像站Pb中形成青色組元顏色的潛像，然后，通過顯影裝置40b將由青色墨粉組成的青色墨粉圖像顯像。然后，該青色墨粉圖像通過成像站Pb的轉(zhuǎn)印裝置50轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶70上，其上黑色墨粉圖像的轉(zhuǎn)印在前面的成像站Pa中完成，并疊加到該黑色墨粉圖像上。
以與上述方式相同的方式形成洋紅墨粉圖像和黃色墨粉圖像。當(dāng)四種顏色的墨粉圖像在中間轉(zhuǎn)印帶70上的疊加完成，四種顏色的墨粉圖像同時通過頁材料轉(zhuǎn)印輥110轉(zhuǎn)印到頁材料90上。從供頁盒100通過送頁輥80將頁材料90送入。然后，加熱轉(zhuǎn)印的墨粉圖像并通過定影裝置120將其定影到頁材料90，在頁材料90上形成全部彩色圖像。
2.定影裝置圖2是顯示在本發(fā)明的一個實(shí)施例中的作為圖像加熱器的定影裝置的截面圖。圖3是顯示定影裝置的發(fā)熱部分的部分片斷平面圖。
在圖2和圖3中，參考標(biāo)號130指作為發(fā)熱件的發(fā)熱輥。參考標(biāo)號140指由鍍鋅的鋼板制成的支撐側(cè)板。參考標(biāo)號150指固定到支撐側(cè)板140并在發(fā)熱輥130兩端支撐發(fā)熱輥130以自由旋轉(zhuǎn)的軸承。發(fā)熱輥130通過未示出的裝置主體的驅(qū)動裝置驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。發(fā)熱輥130由鐵、鎳、鉻的合金所組成的材料支撐并且被調(diào)整使得其居里點(diǎn)為300℃或更高。進(jìn)而，發(fā)熱輥130形成為厚度為0.3mm的管道形狀。
熱輥130的表面覆有由厚度為20μm的氟樹脂制成的脫模層(未示出)，以向其應(yīng)用脫模(mold releasing)特性。對于脫模層，具有良好脫模性的樹脂或者橡膠(例如PTFE、PFA、FEP、硅樹脂橡膠、氟橡膠等)可獨(dú)立使用或者混合使用該混合物。當(dāng)發(fā)熱輥130用于定影單色圖像，僅僅脫模性可以保證。然后當(dāng)發(fā)熱輥130用于定影彩色圖像，需要向發(fā)熱輥應(yīng)用彈性。這種情況下，還需要形成更厚的橡膠層。
參考標(biāo)號160是作為施壓裝置的壓力輥。壓力輥160由硬度為JISA 65度的硅樹脂橡膠制成，并且在20kgf的壓力下與發(fā)熱輥130接觸以形成壓滾部分。然后，在這種狀態(tài)下，壓力輥160隨著發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)而一起旋轉(zhuǎn)?？刹捎美缙渌鹉z、氟樹脂等耐熱樹脂或者橡膠，對于壓力輥160的材料。另外，為了提高耐磨性或脫模性，壓力輥160的表面優(yōu)選單獨(dú)覆有樹脂(例如PFA、PTFE、FEP等，或者樹脂或者其混合物)。另外，為了阻止熱輻射，壓力輥160優(yōu)選由熱傳導(dǎo)性低的材料制成。
參考標(biāo)號170指作為磁化裝置的磁化線圈。磁化線圈170以如下方式形成。外徑0.2mm并且表面絕緣的60根銅線集束以形成導(dǎo)線束，該導(dǎo)線束在發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向延伸。導(dǎo)線束沿著發(fā)熱輥130的周邊方向纏繞。包括導(dǎo)線絕緣覆層的導(dǎo)線束的截面面積是大約7mm2。
導(dǎo)線束設(shè)置以允許導(dǎo)線沿著發(fā)熱輥130的周邊方向相互密集接觸。因此，磁化線圈170垂直于發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸的截面覆蓋發(fā)熱輥130的上半部分。導(dǎo)線束纏繞兩次并且這些導(dǎo)線束重疊。這種情況下，從發(fā)熱輥130的一端部延伸到另一端部的導(dǎo)線束的相鄰導(dǎo)線束相互密集接觸。從發(fā)熱輥的另一端部延伸到一端部的導(dǎo)線束的相鄰導(dǎo)線束相互密集接觸。
對于在發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向延伸并且纏繞的導(dǎo)線束的繞圈順序，導(dǎo)線束不需要從接近繞圈中心的部分開始依次纏繞。導(dǎo)線束的繞圈順序可中途改變。
磁化線圈170繞圈數(shù)都是18。導(dǎo)線束通過粘合劑在其表面相互粘接以保持圖2和圖3所示的形狀。磁化線圈170與外周表面130相對，間隔大約2mm。磁化線圈170與發(fā)熱輥130的外周表面相對的范圍很寬，該范圍具有繞著發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸大約180度的角度。
從半諧振型反向器(semi-resonance type inverter)的磁化電路180向磁化線圈170提供30Hz的電流。控制提供向磁化線圈170的交流電流使得根據(jù)設(shè)置在發(fā)熱輥130表面上的溫度傳感器190獲得的溫度信號，發(fā)熱輥130達(dá)到預(yù)定定影溫度170℃。提供向磁化線圈170的交流電流在下文中也稱為“線圈電流”。
在本實(shí)施例中，A4大小(寬210mm)的記錄頁用作最寬的記錄頁。發(fā)熱輥130在其旋轉(zhuǎn)軸方向的長度設(shè)定為270mm。沿著發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向，磁化線圈170的內(nèi)周部分的長度設(shè)定為200mm。
作為記錄材料的表面承載墨粉220的記錄頁200從圖2箭頭所示方向插入到如上形成的定影裝置中。因此，記錄頁200上墨粉220定影到其上。
在本實(shí)施例中，磁化線圈170通過電磁感應(yīng)引起發(fā)熱輥130發(fā)熱?，F(xiàn)在，將參考圖4說明其機(jī)構(gòu)。
由于發(fā)熱輥130的磁化，通過從磁化電路180(見圖3)提供的交流電流而由磁化線圈170產(chǎn)生的磁通量在圖4中如虛線M所示在周邊方向經(jīng)過發(fā)熱輥130。磁通量反復(fù)產(chǎn)生并消失。由于磁通量的變化而產(chǎn)生在發(fā)熱輥130中的感應(yīng)電流因?yàn)楸砻嫘?yīng)(skin effect)而只允許大致流過發(fā)熱輥130的表面以產(chǎn)生焦耳熱。
在本實(shí)施例中，磁化線圈170以如下方式形成。從發(fā)熱輥130的一端部延伸到另一端部的磁化線圈170的導(dǎo)線束的相鄰導(dǎo)線束相互密集接觸。另外，從發(fā)熱輥130的另一端部延伸到一端部的導(dǎo)線束的相鄰導(dǎo)線束相互密集接觸。因此，磁通量不會在導(dǎo)線束之間經(jīng)過。此外，在磁化線圈170的中部沒有導(dǎo)線束，并且具有間隔使得磁通量經(jīng)過。因而，如圖4虛線M所示，磁通量形成繞著磁化線圈170周邊的大的環(huán)形回轉(zhuǎn)。另外，在發(fā)熱輥130的周邊方向設(shè)置磁化線圈170。磁化線圈170與發(fā)熱輥130相對的范圍很寬，該范圍為在中心處繞著發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸大約180度的角度。因而，磁通量在覆蓋發(fā)熱輥130的寬范圍的周邊方向上通過發(fā)熱輥130。因此，發(fā)熱輥130在該寬范圍內(nèi)產(chǎn)生熱，使得即使在線圈電流小并且不產(chǎn)生磁通量的時候，預(yù)定電功率可被提供到發(fā)熱輥130。
如上所述，因?yàn)闆]有磁通量在線圈束之間經(jīng)過，而不經(jīng)過發(fā)熱輥130，施加到磁化線圈170的電磁能不泄漏地傳遞到發(fā)熱輥130。因而，即時在線圈電流小的情況下，預(yù)定電功率可有效地提供到發(fā)熱輥130。進(jìn)而，線圈束可相互密集接觸，使得磁化線圈170可制得緊湊。
進(jìn)而，因?yàn)榇呕€圈170的線圈束位于發(fā)熱輥130附近，由線圈電流產(chǎn)生的磁通量有效地傳遞到發(fā)熱輥130。然后，由磁通量在發(fā)熱輥130中產(chǎn)生的渦流電流可流動以使抵消線圈電流的磁場變化。這種情況下，因?yàn)榫€圈電流接近在發(fā)熱輥130中產(chǎn)生的渦流電流，電流的相互抵消效果很高，使得所有電流在周邊空間產(chǎn)生的磁場被抑制。
沒有設(shè)置元件用于阻止來自磁化線圈170的外周邊的熱輻射。因此，可阻止導(dǎo)線的絕緣涂層由于熱量累積引起的溫度升高而熔化，或者可阻止磁化線圈170的電阻值升高。
圖5顯示了磁化線圈和發(fā)熱輥的等價電路，磁化線圈與發(fā)熱輥相對。在圖5中，r代表磁化線圈170自身的電阻，R代表通過與發(fā)熱輥130相對的磁化線圈170與發(fā)熱輥130電磁耦合而獲得的電阻，L代表電路整個部分的電阻。R通過如下方式獲得，將磁化線圈170從發(fā)熱輥130移去，并且使用LCR測量儀測量在預(yù)定角頻率ω下的作為單個物體(simple substance)的磁化線圈170的電阻。R的數(shù)值通過如下方式獲得，當(dāng)磁化線圈170與發(fā)熱輥130相對時，從電阻中移去r。L大致等于作為單個物體的磁化線圈170的電感。當(dāng)電流I提供到電路，消耗的產(chǎn)生熱的有效電功率為電流I的平方和電阻的乘積。磁化線圈170通過r所消耗的電功率產(chǎn)生熱，發(fā)熱輥130通過R所消耗的電功率產(chǎn)生熱。當(dāng)提供到發(fā)熱輥130的電功率是W，這種關(guān)系通過下面的數(shù)學(xué)表達(dá)式1表達(dá)W＝(R+r)×I2(數(shù)學(xué)表達(dá)式1)進(jìn)而，施加到磁化線圈170的電壓是V，建立如下式所代表的關(guān)系I＝V/{(R+r)2+(ωL)2}(數(shù)學(xué)表達(dá)式2)從上述數(shù)學(xué)表達(dá)式2可知，當(dāng)L和R太大，不能在預(yù)定電壓V獲得適當(dāng)?shù)碾娏鱅。因而從上述數(shù)學(xué)表達(dá)式1可知，提供的電功率W不足并且不能獲得足夠的發(fā)熱量。相反，當(dāng)R太小，即時當(dāng)電流I流動時，沒有消耗有效電功率并且不能獲得足夠的發(fā)熱量。進(jìn)而，當(dāng)L太小，半諧振型反向器的磁化電路180不能滿意地工作。當(dāng)從磁化電路180提供到磁化線圈170的ac電流的頻率在25kHz到50kHz的范圍內(nèi)，R可為0.5Ω或更大，以及為5Ω或更小，L可為10μH或更大，以及50μH或更小。這種情況下，磁化電路180由能夠承受不是特別高的電流和電壓的電路元件形成，用于獲得適當(dāng)?shù)墓?yīng)電功率和適當(dāng)?shù)陌l(fā)熱量。進(jìn)而，R和L在上述范圍內(nèi)。這種情況下，即時當(dāng)磁化線圈170的技術(shù)條件(例如磁化線圈170的繞圈數(shù)、磁化線圈170和發(fā)熱輥130之間的間隔等等)改變，可獲得相同的效果。
這個實(shí)施例中，如上所述，磁化線圈170的導(dǎo)線束通過纏繞60根外徑為0.2mm的導(dǎo)線形成。線圈束的結(jié)構(gòu)不必限于此。線圈束優(yōu)選通過纏繞50-200根、外徑范圍在0.1mm到0.3mm的導(dǎo)線而形成。當(dāng)導(dǎo)線的外徑小于0.1mm，可能發(fā)生磁化線圈的導(dǎo)線由于機(jī)械負(fù)載而引起燒毀。另一方面，當(dāng)導(dǎo)線的外徑超過0.3mm，對高頻ac電流的電阻(圖5中的r)變大，并且在磁化線圈170的發(fā)熱量極大增加。進(jìn)而，當(dāng)形成導(dǎo)線束的導(dǎo)線的數(shù)量是50或者更少，電阻由于橫截面積小而變大，并且磁化線圈170的發(fā)熱量過分增加。當(dāng)形成導(dǎo)線束的導(dǎo)線的數(shù)量是200或者更多，由于線圈束厚，很難將磁化線圈170纏繞形成任意形狀。進(jìn)而，很難在規(guī)定間隔內(nèi)獲得規(guī)定數(shù)目的繞圈。線圈束的外徑大致為5mm或更小，使得可滿足這些條件。因此，因?yàn)榇呕€圈170的繞圈數(shù)可在狹小間隔內(nèi)增加，可向發(fā)熱輥130提供必須的電功率而小型化磁化線圈170。
被纏繞的磁化線圈170的線圈束可形成相互部分間隔，然而，可有效的大致相互密集接觸。進(jìn)而，被纏繞的磁化線圈170的線圈束的重疊方法可部分改變。當(dāng)磁化線圈170的高度低的時候，更多的電功率可在較小電流下提供到發(fā)熱輥130。對于磁化線圈170的形狀，磁化線圈的線圈束纏繞并且設(shè)置的寬度(在周邊方向的長度)優(yōu)選大于磁化線圈170的高度(層疊的線圈束的厚度)。
磁化線圈170在發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向的長度大于發(fā)熱輥130的長度。這種情況下，磁通量通過在發(fā)熱輥130的端部的例如側(cè)板140的導(dǎo)電元件。因而周邊組件產(chǎn)生熱，使得電磁能量到發(fā)熱輥130的傳遞速率減小。這個實(shí)施例中，發(fā)熱輥130的長度大于磁化線圈170在發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向的長度。因而，由線圈電流產(chǎn)生的磁通量不會到達(dá)例如側(cè)板140的周邊組件，并且大致所有的線圈電流到達(dá)發(fā)熱輥130。這樣，施加到磁化線圈170的電磁能量可有效地傳遞到發(fā)熱輥130。特別的，當(dāng)磁通量在旋轉(zhuǎn)軸方向從發(fā)熱輥130的端面經(jīng)過，在發(fā)熱輥130的端面的渦流電流密度增大。這種情況下，產(chǎn)生一個問題，發(fā)熱輥端面的發(fā)熱過分增加。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，磁化線圈170的內(nèi)周部分、具有最大寬度的記錄頁、磁化線圈170的外周部分和發(fā)熱輥130可設(shè)置使得考慮發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向較小長度。磁化線圈170平行于發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向而纏繞并且在旋轉(zhuǎn)軸方向上記錄頁200通過的部分等同并且均勻地纏繞。因而發(fā)熱輥130在記錄頁200通過的部分中的發(fā)熱分布可制得均勻。結(jié)果，在定影部分的溫度分布可制得均勻而獲得穩(wěn)定的定影操作。
〔第二實(shí)施例〕圖6是顯示在本發(fā)明的第二實(shí)施例中的作為圖像加熱器的定影裝置的發(fā)熱部分的截面圖。圖7是顯示發(fā)熱輥移去的定影裝置的發(fā)熱部分的底視圖。與第一實(shí)施例中功能相同的元件用相同的參考標(biāo)號標(biāo)記并且省略對其的說明。
第二實(shí)施例與第一實(shí)施例在以下方面不同。也就是，在第二實(shí)施例中，線圈束沒有纏繞兩次并且沿著發(fā)熱輥130的周邊方向纏繞，一背面芯210設(shè)置在磁化線圈170的背面。
背面芯210覆蓋磁化線圈170不存在的范圍，并且設(shè)置了與發(fā)熱輥130相對并且沒有在兩者之間插入磁化線圈170的“相對部分F”。下文中背面芯210通過磁化線圈170與發(fā)熱輥130相對的部分稱為“導(dǎo)磁部分(magneticpermeable parts)T”。背面芯210部分的形狀是通過在軸向以180°的角度截取一圓柱體而獲得。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，磁路(magnetic path)的長度可大于常規(guī)芯的長度。進(jìn)而，對由線圈電流產(chǎn)生的磁通量低導(dǎo)磁率的空氣部分僅僅是發(fā)熱輥130和背面芯210之間的狹小間隙部分。因而，磁化線圈170的電感增加并且由線圈電流產(chǎn)生的磁通量大致完全導(dǎo)向發(fā)熱輥130。結(jié)果，更增加了在發(fā)熱輥130和磁化線圈170之間的電磁耦合。在圖5所示的等價電路中R進(jìn)一步增加。因而可在相同線圈電流下向發(fā)熱輥130提供更大的電功率。
如圖6虛線M所示，從背面芯210引入到發(fā)熱輥130的磁通量通過相對部分F。相對部分F沿著發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸的方向的長度與背面芯210沿著發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸的方向的長度相同。相對部分F沿著旋轉(zhuǎn)軸的方向的長度大于記錄頁的寬度。因而，磁通量均勻地射入在記錄頁從相對部分F通過的部分上。因此，可均勻加熱發(fā)熱輥130的須用于定影的范圍。
采用例如相對導(dǎo)磁率為1000到3000、飽和磁通量密度為200到300mT并且體積電阻率為1到10Ω·m的鐵氧體(ferrite)作為背面芯210的材料。進(jìn)而，作為背面芯210的材料，可使用除了鐵氧體以外具有高導(dǎo)磁率和電阻的材料，例如透磁合金(permalloy)。
背面芯210部分的形狀通過在軸向以大致90°角度截取一圓柱體而獲得，該圓柱體例如外徑為36mm，厚度為5mm。因而，背面芯210的截面面積是243mm2。磁化線圈170的截面面積是126mm2，即7mm2×9繞圈×2。
發(fā)熱輥130形成一管道形狀，例如，外徑20mm，厚度0.3mm。因而，發(fā)熱輥130垂直于其旋轉(zhuǎn)軸的平面的截面面積大約為295mm2。因而，包括背面芯210的磁化線圈170的截面面積大于發(fā)熱輥130垂直于其旋轉(zhuǎn)軸的平面的截面面積。在背面芯210和發(fā)熱輥130之間的間隔例如為5.5mm。
在本實(shí)施例中，A4大小的記錄頁(寬度為210mm)用作最大寬度的記錄頁。發(fā)熱輥130在其旋轉(zhuǎn)軸方向的長度設(shè)定為240mm。磁化線圈170沿著發(fā)熱輥130旋轉(zhuǎn)軸方向在內(nèi)周部分纏繞的長度設(shè)定為170mm。背面芯210沿著發(fā)熱輥130旋轉(zhuǎn)軸方向的長度設(shè)定為220mm。作為發(fā)熱輥130的支承件的軸承150(見圖3)由磁性材料的鋼制成。軸承150和背面芯210之間的間隔為10mm大于背面芯210和發(fā)熱輥130之間的間隔。
其他結(jié)構(gòu)同第一實(shí)施例。
下面說明如上形成的定影裝置的操作。
背面芯210設(shè)置為增加磁化線圈170的電感。因而，磁化線圈170和發(fā)熱輥130之間的電磁耦合增加并且在圖5所示的等價電路中的R增加。因而，在相同電流下向發(fā)熱輥130提供更多電功率。由此，低耐電流和耐電壓的便宜的磁化線圈180(見圖3)可用于實(shí)現(xiàn)具有短預(yù)熱時間(warm-up time)的定影裝置。
如圖6虛線M所示，磁化線圈170的背面?zhèn)葍?nèi)的所有磁通量通過背面芯210，可阻止磁通量向后泄漏。結(jié)果，可阻止周邊導(dǎo)電元件的電磁感應(yīng)引起的發(fā)熱，并可阻止不必要的電磁波輻射。
因?yàn)椋@圈導(dǎo)線束不重疊，磁化線圈170所有的導(dǎo)線束位于發(fā)熱輥130附近。因而，由線圈電流產(chǎn)生的磁通量更有效地傳遞到發(fā)熱輥130。
在這個實(shí)施例中，因?yàn)榇呕€圈170或者背面芯210設(shè)置在發(fā)熱輥130(發(fā)熱部分)外側(cè)，可阻止磁化線圈170等受到發(fā)熱部分溫度影響而升溫。因此，產(chǎn)生的熱量可穩(wěn)定地保持。特別的，使用磁化線圈170和背面芯210，其截面面積大于發(fā)熱輥130垂直于其旋轉(zhuǎn)軸的平面的截面面積。因而，發(fā)熱輥130熱容量低，具有大量繞圈數(shù)和適量鐵氧體(背面芯210)的磁化線圈170可組合在一起并使用該組合體。因而，當(dāng)定影裝置的熱容量被抑制，更多的電功率在規(guī)定線圈電流下提供給發(fā)熱輥130。
在這個實(shí)施例中，如上所述，磁化線圈170的內(nèi)周部分、磁化線圈170的外周部分、最大寬度的記錄頁、背面芯210和發(fā)熱輥130可為在發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向按照長度變小的順序設(shè)置。如上所述，磁化線圈170在沿著發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向的外周部分的長度小于最大寬度的記錄頁的寬度。背面芯210沿著發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向的長度大于最大寬度的記錄頁的寬度。因而，即時當(dāng)磁化線圈170纏繞稍微不均勻，從磁化線圈170到達(dá)發(fā)熱輥130的磁場可在旋轉(zhuǎn)軸方向均勻。因而，發(fā)熱輥130在記錄頁通過的部分的發(fā)熱分布可均勻。因此，在定影部分的溫度分布可均勻使得獲得穩(wěn)定的定影操作。進(jìn)而，當(dāng)發(fā)熱輥130的發(fā)熱分布均勻，可減小發(fā)熱輥130在其旋轉(zhuǎn)軸方向的長度和磁化線圈170沿著發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向的長度。因而，該裝置可制得緊湊并且同時節(jié)省了費(fèi)用。進(jìn)而，背面芯210沿著發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向的長度比發(fā)熱輥130在其旋轉(zhuǎn)軸方向的長度短。因而，可阻止在發(fā)熱輥130的端面的渦流電流密度大，使得在在發(fā)熱輥130的端面的發(fā)熱不會過分增加。
進(jìn)而，如上所述，采用通常具有磁性的鋼作為發(fā)熱輥130的支承件的軸承150(見圖3)，以保證機(jī)械強(qiáng)度。結(jié)果，由線圈電流產(chǎn)生的磁通量易于被軸承150吸收。當(dāng)磁通量經(jīng)過軸承150時，產(chǎn)生熱。因此，到發(fā)熱輥130的電磁能量的傳遞速率減小并且發(fā)熱輥130的溫度上升而縮短了其壽命。在這個實(shí)施例中，如上所述，因?yàn)檩S承150和背面芯210的端面之間的間隔設(shè)定為大于背面芯210和與其相對的發(fā)熱輥130之間的間隔。因而，經(jīng)過背面芯210的磁通量沒有被導(dǎo)向軸承150并大致通過發(fā)熱輥130。因此，施加到磁化線圈170的電磁能量可有效地傳遞到發(fā)熱輥130，并阻止軸承150發(fā)熱。
軸承150和背面芯210之間的間隔(本實(shí)施例中是10mm)可大于背面芯210和與其相對的發(fā)熱輥130之間的間隔(本實(shí)施例中是5.5mm)。前者優(yōu)選是后者的兩倍或更大。
進(jìn)而，因?yàn)楸趁嫘?10的厚度均勻，熱量不會局部積累在背面芯210中。因此，可阻止由于積累熱量引起溫度升高而突然減小整體的導(dǎo)磁率，使得背面芯210的飽和磁通量密度下降。因此，穩(wěn)定而長時間地將發(fā)熱輥130保持在規(guī)定溫度。
〔第三實(shí)施例〕現(xiàn)在將詳細(xì)說明根據(jù)第三實(shí)施例的作為圖像加熱器的定影裝置。
在圖8(a)中，薄定影帶230是環(huán)形帶，其基材由聚酰亞胺組成，直徑50mm，厚度100μm。定影帶230的表面覆有由氟樹脂制成的厚度為20μm的脫模層(未示出)，以向其應(yīng)用脫模特性。基材的材料可使用具有耐熱性的通過電鑄(electro-casting)生產(chǎn)的特別薄的金屬(例如鎳)，以及聚酰亞胺樹脂，氟樹脂等。脫模層可單獨(dú)使用脫膜性好的樹脂或橡膠，例如PTFE、PFA、FEP、硅酮橡膠、氟橡膠等等，或者將其混合并使用混合物。當(dāng)定影帶230用于定影單色圖像時，可只保證脫膜性。然而，當(dāng)定影帶230用于定影彩色圖像時，優(yōu)選向其應(yīng)用彈性。這種情況下，進(jìn)一步需要形成厚橡膠層。
作為磁化裝置的磁化線圈170以下述方式形成。外徑0.2mm的表面絕緣的60根銅線集束形成導(dǎo)線束，導(dǎo)線束在發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向延伸。導(dǎo)線束沿著發(fā)熱輥130的周邊方向纏繞。包括導(dǎo)線的絕緣覆層的導(dǎo)線束的截面面積大約為7mm2。
如圖8(a)到11所示，磁化線圈170的截面形狀覆蓋了纏繞在發(fā)熱輥130上的定影帶230。磁化線圈170在定影帶230的移動方向的磁化寬度為定影帶230與發(fā)熱輥130相接觸的范圍(繞圈范圍)或更小。當(dāng)在發(fā)熱輥130的熱量沒有被定影帶230帶走的一部分產(chǎn)生熱，發(fā)熱輥130的溫度不便于上升超過定影帶230的材料的耐熱溫度。然而，在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，只在發(fā)熱輥130的發(fā)熱輥130與定影帶230相接觸的范圍產(chǎn)生熱，使得可阻止發(fā)熱輥130的溫度不正常的上升。進(jìn)而，導(dǎo)線束只在磁化線圈170的兩個端部(在發(fā)熱輥130的其旋轉(zhuǎn)軸方向上的兩個端部)重疊。在導(dǎo)線束沿著發(fā)熱輥130的周邊方向密集接觸的狀態(tài)下，導(dǎo)線束纏繞9次。在導(dǎo)線束兩排重疊的狀態(tài)下，在發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向上磁化線圈170的兩個端部增大。也就是，磁化線圈整體形成鞍狀形狀。因此，可均勻加熱發(fā)熱輥130在其旋轉(zhuǎn)軸方向的更寬范圍。因?yàn)樵诖呕€圈170的兩個端部重疊的線圈束與發(fā)熱輥130間隔更大。因而，渦流電流不會在這些部分集中，使得這些部分的溫度不會部分過高。
背面芯210包括C形芯240和中心芯250。C形芯240寬度為10mm，在發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向以25mm的間距設(shè)置6個C形芯。因此，可捕獲到漏到外部的磁通量。中心芯250位于磁化線圈170的繞圈中心處并且相對C形芯240突出。也就是說，在背面芯210的相對部分F之間，中心芯250形成靠近發(fā)熱輥130的部分N(見圖12)。中心芯250的截面面積是3mm×10mm。
進(jìn)而，中心芯250可在發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向分為幾塊，使得易于由鐵氧體形成。更進(jìn)一步的，中心芯250可與C形芯240一體結(jié)合。而且，中心芯250可與C形芯240一體結(jié)合，并可在發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向分為幾塊。
參考數(shù)字260指代由具有高耐熱溫度和厚度1mm的PEEK材料或者樹脂(例如PPS)制成的絕熱件。在絕熱件260的端部，兩個端保持部分260a設(shè)置用于保持在發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向的磁化線圈170的兩個端部處的增大部分(見圖11)。因此，可阻止在磁化線圈170的兩個端部處的增大收縮，控制了磁化線圈170的外部位置。
背面芯210的材料與第二實(shí)施例的相同。背面芯210的包括C形芯240而不包括中心芯250的部分的截面形狀和發(fā)熱輥130的形狀與第二實(shí)施例的相同。因而，第三實(shí)施例在下述方面與第二實(shí)施例相同。也就是，磁化線圈170的包括背面芯210的截面面積大于發(fā)熱輥130垂直于其旋轉(zhuǎn)軸的平面的截面面積。
從磁化電路180(見圖3)向磁化線圈170施加的一a.c.電流與第一實(shí)施例的相同。控制施加到磁化線圈170的ac電流，使得相應(yīng)于設(shè)置在定影帶230的表面的溫度傳感器獲得溫度信號，定影帶230的表面具有規(guī)定的定影溫度190℃。
如圖8(a)所示，在規(guī)定張力下，定影帶230在低導(dǎo)熱性且直徑20mm的定影輥270和直徑20mm的發(fā)熱輥130之間延伸。定影輥可旋轉(zhuǎn)以在箭頭B所示方向移動。定影輥270由作為發(fā)泡體的硅酮橡膠制成，其表面具有低硬度的彈性(JISA 300度)。在發(fā)熱輥130的兩端，設(shè)置用于阻止定影帶230曲折移動的加強(qiáng)部(未示出)。進(jìn)而，作為加壓裝置的壓力輥160壓向定影輥270，壓力下通過定影帶230。因此，形成壓滾(nip)部分。
在本實(shí)施例中，A4大小(寬度為210mm)的記錄頁用作最大寬度的記錄頁。定影帶的寬度設(shè)定為230mm并且發(fā)熱輥130在其旋轉(zhuǎn)軸方向的長度設(shè)定為260mm。背面芯210在發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向的最外端部之間的長度設(shè)定為225mm。磁化線圈170在沿著發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向的外周部分的長度設(shè)定為245mm。絕熱件260在沿著發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向的長度設(shè)定為250mm。
在本實(shí)施例中，如上所述形成磁化線圈170、背面芯210和發(fā)熱輥130，以通過磁化線圈170的電磁感應(yīng)而產(chǎn)生發(fā)熱輥130的熱。其結(jié)構(gòu)將參考圖12說明如下。
如圖12所示，由線圈電流產(chǎn)生的磁通量從背面芯210的相對部分F進(jìn)入發(fā)熱輥130。這種情況下，由于發(fā)熱輥130的磁特性，由線圈電流產(chǎn)生的磁通量在發(fā)熱輥130的周邊方向通過發(fā)熱輥130，如圖中虛線M所示。然后，該磁通量通過導(dǎo)磁部分T從靠近發(fā)熱輥130的作為背面芯210的部分N的中心芯250，形成一個大回環(huán)，以重復(fù)其產(chǎn)生和消失。由于磁通量改變產(chǎn)生的感應(yīng)電流產(chǎn)生焦耳熱，如第一實(shí)施例。
在這個實(shí)施例中，如圖9所示，多個狹窄的C形芯240在發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向以相等間距設(shè)置。然而，只有在這種結(jié)構(gòu)中，在磁化線圈170的背面的周邊方向流動的磁通量集中在C形芯240的部分上，并很難流到相鄰C形芯240之間的空氣。因而，進(jìn)入發(fā)熱輥130的磁通量易于集中在C形芯240存在的部分上。結(jié)果，在發(fā)熱輥130中產(chǎn)生的熱易于在與C形芯240相對的部分增加。然而，在本實(shí)施例中，在磁化線圈170的繞圈的中心形成靠近發(fā)熱輥的部分N的中心芯250在發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向連續(xù)設(shè)置。因而允許從相對部分F到C形芯240的進(jìn)入發(fā)熱輥130的磁通量在發(fā)熱輥130中在旋轉(zhuǎn)軸方向同樣流動以分布均勻。因此，緩和了發(fā)熱輥130的發(fā)熱量不均勻。
用于引導(dǎo)從相對部分到C形芯240的導(dǎo)磁部分T的磁通量到另一相對部分F的操作與在發(fā)熱輥130上的磁通量入射分布沒有直接關(guān)聯(lián)。因而，導(dǎo)磁部分T非常有效地從相對部分F分開，以優(yōu)化背面芯210的形狀。導(dǎo)磁部分T在軸向不需要均勻，相對部分F在軸向可制得盡可能均勻。
因?yàn)橹行男?50相對C形芯240突出而提供靠近發(fā)熱輥130的部分N，磁路可由更多的鐵氧體組成。因而，由線圈電流產(chǎn)生的磁通量通過的低導(dǎo)磁率的空氣的一部分只位于在發(fā)熱輥130和背面芯210之間的狹窄間隔部分。因而，因?yàn)榇呕€圈170的電感更大增加，由線圈電流產(chǎn)生的磁通量更多導(dǎo)向發(fā)熱輥130，提高了發(fā)熱輥130到磁化線圈170的電磁耦合。因此，在相同電流下有更多電功率提供到發(fā)熱輥130。特別的，由線圈電流產(chǎn)生的磁通量必須通過磁化線圈170的繞圈的中心。因而，在這部分設(shè)置由靠近發(fā)熱輥130的中心芯250組成的部分N，其在發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向連續(xù)。因此，由線圈電流產(chǎn)生的磁通量有效地導(dǎo)向發(fā)熱輥130。
進(jìn)而，在本實(shí)施例中，如圖9所示，每個C形芯240以相對于發(fā)熱輥130的軸向或者徑向一預(yù)定角度θ形成。當(dāng)C形芯具有如上所述的角度的形狀時，由磁化線圈170產(chǎn)生的磁通量沿著C形芯240在相對于發(fā)熱輥130的軸向或者徑向的一預(yù)定角度θ的方向通過發(fā)熱輥130。因此，當(dāng)發(fā)熱輥130旋轉(zhuǎn)時，在發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向均勻產(chǎn)生焦耳熱。因而，可更有效地消除軸向的發(fā)熱量的不均勻性。
圖10(a)和10(b)和10(c)是通過沿著圖9中的點(diǎn)劃線X、Y和Z截取C形芯240和發(fā)熱輥130而獲得截面圖。斜線部分α、β和γ分別示出了C形芯240的部分。例如，如圖9所示，當(dāng)選擇角度θ使得彼此相鄰的C形芯240的側(cè)d和側(cè)d′位于側(cè)d和側(cè)d′重疊或者在垂直于發(fā)熱輥130的軸向的方向(周邊方向)彼此相應(yīng)的位置時，顯示了通過截取C形芯240獲得的部分的斜線部分α、β和γ的區(qū)域大致相同。
如上所述，如圖9所示，當(dāng)選擇C形芯240的角度θ使得即時當(dāng)點(diǎn)劃線X、Y和Z在任何位置選定時，截面面積相等，可最大地有效地消除在發(fā)熱輥130軸向的發(fā)熱量的不均勻性。
然而，角度θ不限于上述角度，可選擇各種角度。進(jìn)而，C形芯240的角度θ不必對于所有的C形芯240都相同。例如，當(dāng)C形芯在發(fā)熱輥130的軸向的端部的角度θ大于C形芯在發(fā)熱輥130的軸向的中部的角度θ，可改善在發(fā)熱輥130的軸向的端部的溫度的不均勻性，其中在該處溫度極大的下降。
C形芯的角度θ從發(fā)熱輥130的軸向的中部到端部逐漸改變(例如增加)，使得同樣改善在發(fā)熱輥130的軸向的溫度的不均勻性。
在上述實(shí)施例中，雖然C形芯240的寬度相同，但該寬度可對于每個C形芯240單獨(dú)設(shè)定，使得可控制發(fā)熱輥130的溫度調(diào)節(jié)。例如，C形芯的寬度從軸向的中部到發(fā)熱輥130軸向的端部改變(例如增加)。因此，在發(fā)熱輥130軸向的溫度不均勻性可改善。
進(jìn)而，因?yàn)镃形芯240寬度相等并且在發(fā)熱輥130旋轉(zhuǎn)軸方向以大的間距設(shè)置多個C形芯，熱量不會聚集在背面芯210和磁化線圈170中。進(jìn)而，沒有設(shè)置元件用于阻止來自背面芯210和磁化線圈170的外周邊的熱輻射。因此，阻止背面芯210的鐵氧體的飽和磁通量密度由于積累熱量產(chǎn)生的溫度上升而減小，使得可阻止導(dǎo)磁率整體突然下降。進(jìn)而，阻止導(dǎo)線的絕緣層熔化而短路該導(dǎo)線。因此，可將發(fā)熱輥130穩(wěn)定而長時間地保持在規(guī)定溫度。
進(jìn)而，磁化線圈170在發(fā)熱輥130旋轉(zhuǎn)軸方向的兩個端部通過重疊導(dǎo)線束形成。因此，磁化線圈170可在更廣的范圍內(nèi)在發(fā)熱輥130旋轉(zhuǎn)軸方向上均勻延伸。因此，可獲得發(fā)熱輥130的均勻發(fā)熱分布。相反，當(dāng)保證均勻的發(fā)熱面積，磁化線圈170在發(fā)熱輥130旋轉(zhuǎn)軸方向的兩個端部的寬度可減小。因此，該裝置可整體小型化。
在本實(shí)施例中，最大寬度的記錄頁、背面芯210、定影帶230、磁化線圈170的外周部、絕熱件260和發(fā)熱輥130在發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向以長度減小的順序設(shè)置。也就是，絕熱件260的長度大于磁化線圈170和背面芯210的長度。背面芯210與發(fā)熱輥130和定影帶230通過絕熱件260相對。因而，即時當(dāng)允許背面芯210靠近發(fā)熱輥130時，背面芯210的溫度上升可被阻止。進(jìn)而，可阻止冷卻空氣流進(jìn)入與定影帶230相接觸以冷卻定影帶230。
進(jìn)而，在發(fā)熱輥130的旋轉(zhuǎn)軸方向，定影帶230的寬度大于背面芯210的長度。因此，沒有與定影帶230接觸的發(fā)熱輥130的一部分沒有被加熱，使得可阻止發(fā)熱輥這部分上的溫度過分上升。
進(jìn)而，設(shè)置一線圈蓋280(見圖8(a))，使得磁通量在背面芯210的背面少量泄漏，或者可阻止從磁化線圈170產(chǎn)生的高頻電磁波在裝置內(nèi)或者裝置外傳播。結(jié)果，可阻止設(shè)置在裝置內(nèi)或者裝置外的電路由于電磁噪聲而失效。
進(jìn)而，在本實(shí)施例中，發(fā)熱輥130(發(fā)熱部分)設(shè)置在定影帶230內(nèi)部，磁化線圈170和背面芯210設(shè)置在定影帶230的外部。因而，磁化線圈170等可被阻止受到發(fā)熱部分的溫度影響而升溫。因此，發(fā)熱量可穩(wěn)定保持。特別的，使用磁化線圈170和背面芯210，其截面面積大于垂直于其旋轉(zhuǎn)軸的發(fā)熱輥130的平面的截面面積。因而，發(fā)熱輥130熱容量低，具有很多繞圈和適量鐵氧體(背面芯210)的磁化線圈170可組合在一起，并使用該組合體。因而，當(dāng)定影裝置210的熱容量受到抑制，在規(guī)定線圈電流下更多的電功率可提供到發(fā)熱輥130。結(jié)果，使用便宜的低耐電流和耐電壓的磁化電路180(見圖3)可實(shí)現(xiàn)短預(yù)熱時間的定影裝置120。在本實(shí)施例中，當(dāng)來自磁化電路180的ac電流的電流有壓值為140V(500V的電壓幅值)，電流有效值為22A(55A的峰值電流)，800W的電功率可提供到發(fā)熱輥130。
因?yàn)?，位于發(fā)熱輥130外的磁化線圈170在發(fā)熱輥130的表面發(fā)熱，定影帶230與發(fā)熱輥130的最大發(fā)熱量的部分相接觸。因而，最大發(fā)熱部分作為用于將熱傳遞到定影帶230的部分。產(chǎn)生的熱可傳遞到定影帶230而不在發(fā)熱輥130中傳導(dǎo)熱。如上所述，因?yàn)闊醾鬟f距離小，可實(shí)現(xiàn)對定影帶230的溫度改變快速響應(yīng)的控制。
在經(jīng)過發(fā)熱輥130與定影帶230相接觸的部分后的位置附近設(shè)置溫度傳感器(未示出)?？刂七@一部分的溫度在規(guī)定溫度，使得當(dāng)定影帶230進(jìn)入在定影輥270和壓力輥160之間的壓滾部分時，定影帶230的溫度可恒定保持在規(guī)定溫度。結(jié)果，即時當(dāng)多個記錄頁200連續(xù)定影時，它們可穩(wěn)定的定影。
進(jìn)而，磁化線圈170和背面芯210覆蓋大致發(fā)熱輥130的周邊的一半。因而，所有的定影帶230和發(fā)熱輥130接觸部分的面積產(chǎn)生熱。因而，電磁感應(yīng)下從磁化線圈170傳遞到發(fā)熱輥130的熱能可更多傳遞到定影帶230。
在本實(shí)施例中，發(fā)熱輥130和定影帶230的材料質(zhì)量和厚度可分別單獨(dú)設(shè)定。因而，可選擇用于在磁化線圈170的電磁感應(yīng)下加熱的最優(yōu)的材料的質(zhì)量和厚度作為發(fā)熱輥130的材料質(zhì)量和厚度。進(jìn)而，可選擇用于定影的最優(yōu)的材料的質(zhì)量和厚度作為定影帶230的材料質(zhì)量和厚度。
在本實(shí)施例中，為了縮短預(yù)熱時間，設(shè)定定影帶230的熱容量數(shù)值盡可能小。進(jìn)而，發(fā)熱輥130的厚度和外徑可設(shè)定為小值，其熱容量可設(shè)定為小值。因而，可在提供的800W電功率下啟動升高定影溫度后的大約15秒鐘獲得規(guī)定溫度。
在本實(shí)施例中，盡管在發(fā)熱輥130旋轉(zhuǎn)軸方向以相等間距設(shè)置C形芯240，該間距不是必須相等。該間距可根據(jù)熱輻射狀態(tài)、是否存在接觸元件(例如溫度傳感器)而調(diào)節(jié)，使得易于設(shè)計發(fā)熱分布而獲得具有的溫度分布。
進(jìn)而，在本實(shí)施例中，背面芯210包括多個由鐵氧體制成的C形芯240，其厚度相等并在發(fā)熱輥130旋轉(zhuǎn)軸方向間隔設(shè)置，中心芯250也由鐵氧體制成。然而，背面芯不必限于這種結(jié)構(gòu)。例如，可在發(fā)熱輥130旋轉(zhuǎn)軸方向連續(xù)的一體背面芯210上形成多個孔。進(jìn)而，由鐵氧體制成的多個塊可分別獨(dú)立分布在磁化線圈170的表面上。
在本實(shí)施例中，盡管定影帶230的基材由樹脂制成，例如鎳的鐵磁金屬可替代樹脂使用。這種情況下，由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的熱量的一部分在這個定影帶230產(chǎn)生，并且定影帶230自身也被加熱，使得電能可更有效地傳遞到定影帶230。
進(jìn)而，在本實(shí)施例中，發(fā)熱輥130的兩個端部由軸承150所支承。然而，如圖13所示，發(fā)熱輥130可由設(shè)置在發(fā)熱輥130的兩個端部的突緣290支承并且由導(dǎo)熱率低的耐熱樹脂(例如酚醛樹脂)制成。另外，可設(shè)置通過兩個突緣290的中心軸300。使用本結(jié)構(gòu)使得可抑制從發(fā)熱輥130的兩個端部泄漏熱或磁通量。
在本實(shí)施例中，磁化線圈170在定影帶230的移動方向的磁化寬度設(shè)定為在定影帶230與發(fā)熱輥130相接觸的范圍(繞圈范圍)或更小。然而，本發(fā)明不必限于此結(jié)構(gòu)。例如如圖8(b)所示，磁化線圈170在定影帶230的移動方向的磁化寬度可從定影帶230與發(fā)熱輥130相接觸的范圍(繞圈范圍；b的界線)延伸向定影輥270。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，因?yàn)榭稍诎l(fā)熱輥130的比圖8(a)中所示結(jié)構(gòu)更寬的范圍(圖8(b)所示范圍)內(nèi)產(chǎn)生熱量，可在小的線圈電流下獲得適當(dāng)?shù)陌l(fā)熱量。在這種情況下，當(dāng)線圈束纏繞形成磁化線圈170，磁化線圈170被壓縮使得纏繞的線圈束的截面形狀大致為矩形。因此，線圈束相互更密集接觸。因此，因?yàn)榭蓽p小磁化線圈170所占體積，磁化線圈170的繞圈數(shù)可更大增加。結(jié)果，因?yàn)榫€圈電流的電流密度增加，在發(fā)熱輥130中產(chǎn)生的渦流電流的密度也增加以增加發(fā)熱量。因此，所需的線圈電流可減小，或者發(fā)熱輥的直徑可減小。進(jìn)而，因?yàn)樵诒趁嫘?10和磁化線圈170之間的間隔可增加，背面芯的熱輻射可加速，并且可阻止背面芯的溫度上升。進(jìn)而，因?yàn)閷?dǎo)線束相互緊密接觸，導(dǎo)線束相互固定。磁化線圈170可單獨(dú)保持其形狀。因而，簡化定影裝置120的裝配步驟。
〔第四實(shí)施例〕圖14是顯示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的作為圖像加熱器的定影裝置的發(fā)熱部分的截面圖。與第三實(shí)施例中的元件功能相同的元件由相同參考標(biāo)號指代并且省略對其的解釋。
如圖14所示，在第四實(shí)施例中，與發(fā)熱輥130相對的背面芯210的相對部分F突出使得接近發(fā)熱輥130。
其他結(jié)構(gòu)同第三實(shí)施例。
在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，磁路大致完全由鐵氧體制成。線圈電流產(chǎn)生的磁通量經(jīng)過的低導(dǎo)磁率的空氣部分只位于發(fā)熱輥130和背面芯210之間的狹窄間隙部分中。因而，磁化線圈170的電感更多增加，線圈電流產(chǎn)生的磁通量大致完全引入到發(fā)熱輥130。結(jié)果，在發(fā)熱輥130和磁化線圈170之間的電磁耦合被改善，并且在圖5所示的等價電路中的R增加。因而，可在相同線圈電流下向發(fā)熱輥130提供更多電功率。這個實(shí)施例中，可在20A的電流有效值(50A的峰值電流)下向發(fā)熱輥130提供800W的電功率。
進(jìn)而，背面芯210通過絕熱件260與發(fā)熱輥130和定影帶(未示出)相對。因而，即時當(dāng)背面芯210接近發(fā)熱輥130時，阻止背面芯210的溫度升高。
〔第五實(shí)施例〕圖15是顯示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的作為圖像加熱器的定影裝置的發(fā)熱部分的截面圖。與第三實(shí)施例中的元件功能相同的元件由相同參考標(biāo)號指代并且省略對其的解釋。
如圖15和16所示，第五實(shí)施例與第三實(shí)施例不同之處在于相鄰C形芯240之間的間隔沿著發(fā)熱輥130旋轉(zhuǎn)軸方向改變。在圖16中，d1是21mm，d2是21mm，d3是18mm。因而，關(guān)系為d1＝d2＞d3。即，在發(fā)熱輥130端部處背面芯210的相鄰C形芯240之間的間隔變窄。這種情況下，間隔可設(shè)定關(guān)系為d1＞d2＞d3，代替d1＝d2。即，在C形芯240之間的間隔在發(fā)熱輥130軸向從中部到端部逐漸減小。因此，可阻止在發(fā)熱輥130軸向的溫度不均勻，并可阻止由此導(dǎo)致的定影的不均勻。
當(dāng)相鄰C形芯240之間的間隔相等，發(fā)熱輥130和定影帶的端部的溫度可能低。然后，在發(fā)熱輥130軸向的溫度不均勻?qū)е碌亩ㄓ暗牟痪鶆颉?br> 如上所述，在本實(shí)施例中，在發(fā)熱輥130端部處背面芯210的相鄰C形芯240之間的間隔比在其中部的間隔更窄。因而，由線圈電流產(chǎn)生的在發(fā)熱輥130端部處的磁通量比在發(fā)熱輥130中部處的磁通量更稍增加。因而，在發(fā)熱輥130端部處的發(fā)熱量增加。另一方面，在發(fā)熱輥130端部，與中部相比，易于由于軸承導(dǎo)熱性而帶走熱量。因此，兩種作用抵消使得發(fā)熱輥130和定影帶的溫度分布均勻。因此，阻止不充分的定影。
在本實(shí)施例中，在發(fā)熱輥130端部處的相鄰C形芯240之間的間隔狹窄以獲得均勻的溫度分布。然而本發(fā)明不必限于此結(jié)構(gòu)。例如，在相鄰C形芯240之間的間隔可相等。進(jìn)而，位于發(fā)熱輥130端部處的C形芯240的寬度可大于位于發(fā)熱輥130中部處的C形芯240的寬度。因此，可同樣獲得均勻的溫度分布。進(jìn)而，例如，在相鄰C形芯240之間的間隔可相等，并且由鐵氧體制成的塊可單獨(dú)設(shè)置在靠近發(fā)熱輥130端部的范圍內(nèi)，以同樣獲得均勻的溫度分布。
〔第六實(shí)施例〕現(xiàn)在，將說明用于上述成像設(shè)備的定影裝置。
如圖17所示，定影裝置包括熱輥(發(fā)熱件)1130，其由感應(yīng)加熱裝置1180的電磁感應(yīng)而加熱；與熱輥1130平行設(shè)置的定影輥1140；環(huán)形帶形的耐熱帶(墨粉加熱介質(zhì))1150；通過耐熱帶1150受壓與定影輥1140接觸的壓力輥1160，并且其在相對于耐熱帶1150向前的方向旋轉(zhuǎn)。環(huán)形帶形的耐熱帶1150在熱輥1130和定影輥1140上延伸，由熱輥1130加熱并且在至少這些輥?zhàn)拥娜我庖粋€的旋轉(zhuǎn)作用下在箭頭B所示方向旋轉(zhuǎn)。
熱輥1130通過由鈷、鎳或這些金屬的合金制成的空心圓柱磁性金屬件組成的旋轉(zhuǎn)元件形成。旋轉(zhuǎn)元件的外徑為例如20mm，厚度為例如0.3mm，熱容量低，并且升溫快。
如圖18所示，熱輥1130兩端受到軸承1132的支承以自由旋轉(zhuǎn)，其中軸承1132固定到由涂覆有鋅的鋼板制成的支撐側(cè)板1131。熱輥1130受到未示出的裝置主體的驅(qū)動裝置的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。熱輥1130是由鐵、鎳、鉻的合金組成的磁性材料制成的，并調(diào)整使其居里點(diǎn)為300℃或更高。進(jìn)而，熱輥1130形成厚度為0.3mm的管道形狀。
熱輥1130的表面覆有由厚度為20μm的氟樹脂制成的脫模層(未示出)，以向其應(yīng)用脫模特性。對于脫模層，具有良好脫模性的樹脂或者橡膠(例如PTFE、PFA、FEP、硅樹脂橡膠、氟橡膠等)可獨(dú)立使用或者混合使用。當(dāng)發(fā)熱輥1130用于定影單色圖像，僅脫模性可保證。然后當(dāng)發(fā)熱輥1130用于定影彩色圖像，需要向發(fā)熱輥應(yīng)用彈性。這種情況下，還需要形成更厚的橡膠層。
定影輥1140包括由金屬例如不銹鋼金屬制成的芯金屬1140a，以及由耐熱的固態(tài)或者發(fā)泡(foaming)硅樹脂橡膠制成的彈性件1140b，其中芯金屬1140a覆蓋彈性件1140b。然后，定影輥1140的外徑大約為30mm，大約熱輥1130的外徑。因此，在壓力輥1160的壓緊力下，壓力輥1160和定影輥1140之間形成預(yù)定寬度的定影壓滾部分N。彈性件1140b的厚度為大約3到8mm，并且硬度為15到50°(根據(jù)JISA硬度，阿斯卡硬度(Asker hardness)6到25°)。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，因?yàn)闊彷?30的熱容量第一定影輥1140的熱容量，熱輥1130很快加熱而減少了預(yù)熱時間。
在熱輥1130和定影輥1140上延伸的耐熱帶1150在部分W1被加熱，該部分W1與被感應(yīng)加熱裝置1180加熱的熱輥1130相接觸。耐熱帶1150的內(nèi)表面通過熱輥1130和定影輥1140的旋轉(zhuǎn)而連續(xù)加熱，使得該帶在其整個部分上被加熱。
現(xiàn)在，將說明采用該定影裝置的耐熱帶的結(jié)構(gòu)。
如圖19所示，耐熱帶1150是由發(fā)熱層1150a組成的復(fù)合層帶，其中發(fā)熱層1150a由例如鐵、鈷、鎳等磁性金屬或其合金作為基材制成為基體。進(jìn)而，復(fù)合層帶由脫模層1150b組成，其中脫模層1150b由例如硅樹脂橡膠、氟橡膠等彈性件制成，設(shè)置其使得覆蓋發(fā)熱層1150a的表面。
當(dāng)使用復(fù)合層帶，不僅可直接加熱帶，也可改善發(fā)熱效率并獲得快速響應(yīng)。
例如，由于某種原因，外來材料可進(jìn)入耐熱帶1150和熱輥1130之間以形成間隙。即時這種情況下，因?yàn)槟蜔釒?150自身由于耐熱帶1150的發(fā)熱層1150a的電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的熱量而發(fā)熱，不會產(chǎn)生溫度的不均勻而改善了定影的可靠性。
優(yōu)選的發(fā)熱層1150a的厚度在20μm到50μm的范圍內(nèi)，并特別優(yōu)選的為大約30μm。
如上所述，當(dāng)發(fā)熱層1150a通過使用例如鐵、鈷、鎳等磁性金屬或其合金作為基材而形成為基體時，發(fā)熱層1150a的厚度可大于50μm。這種情況下，在帶旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力高，并可由于剪切力而發(fā)生破裂或者機(jī)械強(qiáng)度特別惡化。進(jìn)而，當(dāng)發(fā)熱層1150a的厚度小于20μm時，由于在帶旋轉(zhuǎn)時的帶的曲折移動而引起的在帶的端部的縱向負(fù)荷，在復(fù)合帶層發(fā)生破裂或者損壞。
另一方面，脫模層1150b優(yōu)選厚度為大約100μm到300μm，并特別優(yōu)選的為大約200μm。這樣，形成在頁材料1090上的墨粉圖像T由耐熱帶1150的表面層部分適當(dāng)?shù)陌鼑?，使得墨粉圖像T可均勻加熱并熔化。
當(dāng)脫模層1150b的厚度小于100μm時，耐熱帶1150的熱容量減小。因此，在定影墨粉的步驟中帶的表面溫度快速下降，使得不能適當(dāng)?shù)谋ＷC定影性能。進(jìn)而，當(dāng)脫模層1150b的厚度大約300μm時，耐熱帶1150的熱容量增加。因此，需要多的時間來預(yù)熱帶。另外，在定影墨粉的步驟中，帶的表面溫度難以下降，使得不能在定影部分的出口保證熔化的墨粉的凝結(jié)效果。進(jìn)而，發(fā)生所謂的帶的脫膜性惡化以及墨粉粘附到帶上的熱偏置(hot offset)。
耐熱帶1150的內(nèi)表面可覆有用于阻止金屬氧化并且提高與熱輥1130接觸的樹脂。
作為耐熱帶1150的基體，可使用具有耐熱性的樹脂層替代由上述金屬制成的發(fā)熱層1150a。樹脂層由具有耐熱性的樹脂(例如氟樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺樹脂、聚酰亞胺-亞胺樹脂、PEEK樹脂、PES樹脂和PPS樹脂等)制成。
當(dāng)基體由耐熱性高的樹脂件的樹脂層組成，耐熱帶1150易于相應(yīng)于熱輥1130的曲率與熱輥1130緊密接觸。因而，熱輥1130中所保存的熱有效地傳遞到耐熱帶1150。進(jìn)而，因?yàn)闃渲瑢佑蓸渲瞥?，樹脂層的效果是樹脂層很難斷裂。這種情況下，金屬層的導(dǎo)熱性高于樹脂層的導(dǎo)熱性。
這種情況下，樹脂層的厚度優(yōu)選在大約20μm到150μm的范圍內(nèi)，并特別優(yōu)選的為大約75μm。當(dāng)樹脂層的厚度小于20μm，不能獲得帶旋轉(zhuǎn)時對帶的曲折移動的機(jī)械強(qiáng)度。進(jìn)而，當(dāng)樹脂層的厚度大約150μm，從熱輥1130到耐熱帶1150的脫模層1150b的熱傳導(dǎo)效率降低。而且，由于樹脂的導(dǎo)熱性低，定影性能惡化。
在圖17中，壓力輥1160通過耐熱帶1150壓定影輥1140，以形成用于保持的定影壓滾部分N并傳遞頁材料1090。這個實(shí)施例中，壓力輥1160的硬度高于定影輥1140的硬度。因此，壓力輥1160咬合定影輥1140(和耐熱帶1150)。壓力輥1160的這種咬合使得頁材料90沿著壓力輥1160的表面的周邊外形而延伸。因此，頁材料1090有效地并且容易地與耐熱帶1150的表面分開。壓力輥1160的外徑與定影輥1140的外徑相同，定影輥1140的外徑大約為30mm。壓力輥1160的厚度大約為2到5mm，其小于定影輥1140的厚度。進(jìn)而，壓力輥1160的硬度大約為20到60°(根據(jù)JISA硬度，阿斯卡硬度6到25°)，高于定影輥1140的硬度，如上所述。
現(xiàn)在，將說明感應(yīng)加熱裝置1180。
用于通過電磁感應(yīng)加熱熱輥1130的感應(yīng)加熱裝置1180設(shè)置以與熱輥1130的外周表面相對，如圖17所示。如圖17到20所示，感應(yīng)加熱裝置1180包括，作為磁場發(fā)生裝置的磁化線圈1190和其上纏繞磁化線圈1190的線圈導(dǎo)板(coil guide plate)1200。線圈導(dǎo)板1200為設(shè)置在熱輥1130的外周表面附近的半圓柱狀外形。磁化線圈1190形成為纏繞表面絕緣的導(dǎo)線束使得沿著該線圈導(dǎo)板1200在熱輥1130的旋轉(zhuǎn)軸方向延伸。磁化線圈沿著熱輥1120的周邊方向纏繞。
在本實(shí)施例中，磁化線圈1190的絞合線(twisted wire)的數(shù)目是40，纏繞9次。
這里，如圖21所示，假設(shè)磁化線圈1190的整個長度(在熱輥1130的旋轉(zhuǎn)軸方向的長度)為L1，熱輥1130的整個長度(熱輥1130的旋轉(zhuǎn)軸方向的長度)為L2，兩個長度的尺寸關(guān)系為L1大于L2。熱輥1130設(shè)置使其整個長度位于磁化線圈1190的整個長度內(nèi)。
在磁化線圈1190內(nèi)，產(chǎn)生交變磁場。因?yàn)檫@個磁場在磁化線圈1190的端部不穩(wěn)定，該不穩(wěn)定的磁場引起由熱輥1130中的渦流電流產(chǎn)生不均勻的焦耳熱。
如上所述，在定影裝置中，磁化線圈1190的整個長度L1大于熱輥1130的整個長度L2。進(jìn)而，熱輥1130設(shè)置使熱輥的整個長度位于磁化線圈1190的整個長度內(nèi)。因而，熱輥1130不受在磁化線圈1190的端部產(chǎn)生的不穩(wěn)定磁場的影響。熱輥1130可通過感應(yīng)加熱裝置1180一致發(fā)熱，而不會不均勻。
在磁化線圈1190中，一振蕩電路連接到頻率可變的驅(qū)動電源1191。
在磁化線圈1190的外部，由例如鐵氧體的鐵磁件制成的半圓柱磁化線圈芯1210固定到設(shè)置靠近磁化線圈1190的磁化線圈芯支承件220。在本實(shí)施例中，采用相對導(dǎo)磁率2500的磁化線圈芯1210。
參考圖19，在具有上述結(jié)構(gòu)的定影裝置中，10kHz到1MHz的高頻ac電流，優(yōu)選的20kHz到800kHz的高頻ac電流從驅(qū)動電源送入到磁化線圈1190中。因此，產(chǎn)生交變磁場。然后，在熱輥1130與耐熱帶1150接觸的區(qū)域W1和其附近的一部分中，這個交變磁場作用在熱輥1130和耐熱帶1150的發(fā)熱層1150a。因此，提供渦流電流使阻止其中的交變磁場的變化。
在上述說明中，顯示了圖像通過定影輥1140而定影的結(jié)構(gòu)，其中該定影輥1140從熱輥1130通過耐熱帶1150而加熱，并且熱輥1130的熱是通過感應(yīng)加熱裝置1180產(chǎn)生的。然而，可采用圖像直接由熱輥1130加熱，而不需要使用耐熱帶1150的結(jié)構(gòu)。
特別的，如圖21所示，定影裝置可包括通過感應(yīng)加熱裝置1180的電磁感應(yīng)而加熱的熱輥1130。定影裝置可還包括與熱輥1130壓力接觸的壓力輥1160，其在相對熱輥1130的向前方向旋轉(zhuǎn)。
工業(yè)應(yīng)用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置C形芯相對熱輥的軸向方向成一角度，使得垂直于熱輥的軸線的截面面積大致在任何部分都相等。由此，在熱輥軸向的溫度差可減小，并可抑制不均勻的定影。
進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明，磁化線圈的整個長度大約發(fā)熱裝置的整個長度。進(jìn)而，發(fā)熱裝置設(shè)置使其整個長度位于磁化線圈的整個長度內(nèi)。因此，發(fā)熱裝置不會受到在磁化線圈的端部產(chǎn)生的不穩(wěn)定的磁場的影響，使得發(fā)熱裝置可通過感應(yīng)加熱裝置有效地一致的產(chǎn)生熱而不會不均勻。
權(quán)利要求
1.一種用于成像設(shè)備的定影裝置，包括通過渦流電流加熱的熱輥；用于在所述熱輥上產(chǎn)生渦流電流的感應(yīng)加熱件，所述感應(yīng)加熱件沿著所述熱輥設(shè)置，使其面對所述熱輥的至少一部分；設(shè)置在所述感應(yīng)加熱件的外部的多個線圈芯，用于覆蓋所述感應(yīng)加熱件的一部分，所述多個線圈芯在所述感應(yīng)加熱件的縱向方向上以一間隔設(shè)置，設(shè)置所述多個線圈芯，使所述多個線圈芯的一個的縱向方向與所述感應(yīng)加熱件的縱向方向形成一預(yù)定角度。
2.如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其中所述預(yù)定角度為銳角。
3.如權(quán)利要求2所述的定影裝置，其中所述多個線圈芯在所述感應(yīng)加熱件的所述縱向方向以兩個不同的間隔設(shè)置。
4.如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其中設(shè)置所述預(yù)定角度和所述間隔使所述熱輥的熱分布在所述熱輥的縱向方向大致一致。
5.如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其中設(shè)置所述多個線圈芯使得所述多個線圈芯在垂直于所述感應(yīng)加熱件的所述縱向方向的假想平面的總橫截面大致一致。
6.如權(quán)利要求3所述的定影裝置，其中設(shè)置所述多個線圈芯使得所述間隔隨著每個所述線圈芯在所述感應(yīng)加熱件的所述縱向方向上遠(yuǎn)離所述感應(yīng)加熱件的中心而變小。
7.如權(quán)利要求2所述的定影裝置，其中在所述感應(yīng)加熱件的一端部處的間隔小于中部的間隔。
8.如權(quán)利要求2所述的定影裝置，其中由在感應(yīng)加熱件的端部處的線圈芯與感應(yīng)加熱件的縱向方向所限定的角度小于中部所成的角度。
9.如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其中還包括沿著所述感應(yīng)加熱件的縱向方向設(shè)置的中心芯。
10.如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其中所述線圈芯是C形線圈芯。
11.如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其中所述感應(yīng)加熱件的長度大于所述熱輥的長度，并且熱輥位于所述感應(yīng)加熱件的長度內(nèi)。
12.一種成像設(shè)備，包括一種用于成像設(shè)備的定影裝置，包括通過渦流電流加熱的熱輥；用于在所述熱輥上產(chǎn)生渦流電流的感應(yīng)加熱件，所述感應(yīng)加熱件沿著所述熱輥設(shè)置使其面對所述熱輥的至少一部分；設(shè)置在所述感應(yīng)加熱件的外部的多個線圈芯，用于覆蓋所述感應(yīng)加熱件的一部分，所述多個線圈芯在所述感應(yīng)加熱件的縱向方向上以一間隔設(shè)置，設(shè)置所述多個線圈芯使所述多個線圈芯的一個的縱向方向與所述感應(yīng)加熱件的縱向方向形成一預(yù)定角度。
13.如權(quán)利要求12所述的成像設(shè)備，其中所述預(yù)定角度為銳角。
14.如權(quán)利要求13所述的成像設(shè)備，其中所述多個線圈芯在所述感應(yīng)加熱件的所述縱向方向以兩個不同的間隔設(shè)置。
15.如權(quán)利要求12所述的成像設(shè)備，其中設(shè)置所述預(yù)定角度和所述間隔使所述熱輥的熱分布在所述熱輥的縱向方向大致一致。
16.如權(quán)利要求12所述的成像設(shè)備，其中設(shè)置所述多個線圈芯使得所述多個線圈芯在垂直于所述感應(yīng)加熱件的所述縱向方向的假想平面的總橫截面大致一致。
17.如權(quán)利要求14所述的成像設(shè)備，其中設(shè)置所述多個線圈芯使得所述間隔隨著每個所述線圈芯在所述感應(yīng)加熱件的所述縱向方向上遠(yuǎn)離所述感應(yīng)加熱件的中心而變小。
18.如權(quán)利要求13所述的成像設(shè)備，其中在所述感應(yīng)加熱件的一端部處的間隔小于中部的間隔。
19.如權(quán)利要求13所述的成像設(shè)備，其中由在感應(yīng)加熱件的端部處的線圈芯與感應(yīng)加熱件的縱向方向所限定的角度小于中部所成的角度。
20.如權(quán)利要求12所述的成像設(shè)備，其中還包括沿著所述感應(yīng)加熱件的縱向方向設(shè)置的中心芯。
21.如權(quán)利要求12所述的成像設(shè)備，其中所述線圈芯是C形線圈芯。
22.如權(quán)利要求13所述的成像設(shè)備，其中所述感應(yīng)加熱件的長度大于所述熱輥的長度，并且熱輥位于所述感應(yīng)加熱件的長度內(nèi)。
23.一種定影裝置，其中設(shè)置使得覆蓋線圈的多個C形芯分別相對熱輥的軸向方向成一角度傾斜設(shè)置。
24.一種用于通過定影壓滾部分來保持和傳遞記錄介質(zhì)的定影裝置，其將未定影的墨粉熔化并壓印在記錄介質(zhì)上以將該未定影的墨粉定影到記錄介質(zhì)，所述定影裝置包括具有由磁性金屬件制成的旋轉(zhuǎn)體的發(fā)熱件；感應(yīng)加熱單元，其具有與所述發(fā)熱件的外周表面相對并且具有在所述發(fā)熱件的旋轉(zhuǎn)軸方向延伸的、并沿著所述發(fā)熱件的周邊方向纏繞的表面絕緣的導(dǎo)線束的磁化線圈，其通過電磁感應(yīng)使所述發(fā)熱件產(chǎn)生熱，其中假設(shè)所述磁化線圈的整個長度，即在所述發(fā)熱件旋轉(zhuǎn)軸方向的長度，是L1，所述發(fā)熱件的整個長度，即在其旋轉(zhuǎn)軸方向的長度，是L2，L1大于L2，并且設(shè)置所述發(fā)熱件使其整個長度位于所述磁化線圈的整個長度內(nèi)。
25.如權(quán)利要求24所述的定影裝置，其中所述發(fā)熱件或者所述發(fā)熱件的熱傳遞其上的定影輥形成定影壓滾部分。
全文摘要
一種定影裝置，其通過使用具有磁性金屬套筒的發(fā)熱輥和與該發(fā)熱輥的外周相對的磁化線圈(170)形成，其中通過電磁感應(yīng)在該發(fā)熱輥上產(chǎn)生熱。磁化線圈可由60根束在一起、表面絕緣、外徑為0.2mm的銅線形成，其在發(fā)熱輥的旋轉(zhuǎn)軸方向延伸。該線圈繞著發(fā)熱輥的外周纏繞，使得線圈束在軸向方向沿著發(fā)熱輥的周邊相互密集接觸，以覆蓋發(fā)熱輥的上半部。進(jìn)而可設(shè)置許多芯(240)傾斜繞著線圈，以通過對任意橫截面平均具有相同的磁通量密度而沿著發(fā)熱輥的軸向方向一致加熱。線圈(170)也可越過輥在軸向方向延伸，以限制磁場由于在線圈縱向端的邊界效應(yīng)而變化。
文檔編號G03G15/20GK1666156SQ0381546
公開日2005年9月7日 申請日期2003年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月11日
發(fā)明者志水忠文, 北川生一, 醒井政博, 松尾和德, 松崎圭一, 朝倉建治, 立松英樹 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社