專利名稱：圖象加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用電磁感應(yīng)和渦流來加熱圖象的圖象加熱裝置，更具體地說，涉及一種在成像裝置，例如電子照相裝置或靜電記錄裝置或類似裝置中用于固定圖象的成像裝置中使用的圖象加熱裝置。
在這種裝置中，通過在鹵素?zé)艋蛏鸁犭娮柚辛鬟^電流而產(chǎn)生熱量，通過軋輥或薄膜，色粉被加熱。
日本專利申請NO.9027/1993建議在圓柱形部件中利用在圓柱形部件中通過磁通而產(chǎn)生的渦流來產(chǎn)生焦?fàn)枱幔M而，在圓柱形部件中產(chǎn)生熱量。
通過利用渦流，生熱位置可以接近色粉，從而，與利用鹵素?zé)舻募訜彳堓侇愋偷难b置相比，升溫周期可被減少。
在日本專利申請NO.9027/1993中，焦?fàn)枱嵊蓽u流產(chǎn)生，激勵線圈和激勵芯體被加熱，造成磁通密度變化。因此，生熱量不穩(wěn)定。
如果溫升較大，激勵線圈將劣化。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種圖象加熱裝置，其中，由激勵線圈產(chǎn)生的磁通穩(wěn)定。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種圖象加熱裝置，其中，可以防止激勵線圈的劣化。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種具有高熱效率的圖象加熱裝置。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種圖象加熱裝置，其中，有一個具有低導(dǎo)熱率的基底部件的可運動部件，處于比導(dǎo)電層更靠近激勵線圈的位置。
本發(fā)明的另一種目的在于提供一種圖象加熱裝置，其中，激勵線圈相對于可運動部件和擠壓部件之間形成的輥隙。
本發(fā)明的這些和其他目的，特征及優(yōu)點通過結(jié)合附圖對本發(fā)明的最佳實施例的下述的描述，將變得更為清楚。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個最佳實施例的圖象加熱裝置的截面圖。
圖2為圖1實施例中使用的激勵線圈和芯體材料的透視圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的圖象加熱裝置的截面圖。
圖4為本發(fā)明的進一步的實施例的線圈和芯體金屬的截面圖。
圖5為利用圖4中的部件的裝置的示意圖。
參見附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例。
圖3為利用本發(fā)明的一個實施例的作為定影裝置的圖象加熱裝置的成像裝置的截面圖。
標(biāo)號1為旋轉(zhuǎn)鼓型的電子照相的光敏部件(光敏鼓)，作為第一圖象承載裝置。光敏鼓1如箭頭指示，以順時針按一定的邊周速度(處理速度)旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)過程中，被初級充電器2均勻地充電到負(fù)極性的深色電勢VD，并具有預(yù)定的電勢電平。
標(biāo)號3為一個激光束掃描器，它產(chǎn)生按照由主裝置如未示出的圖象閱讀器，字處理器，計算機或類似裝置提供的圖象信息產(chǎn)生時間順序的的電子數(shù)字象素信號調(diào)制的激光束。由初級充電器2充電為負(fù)極性的光敏鼓的表面暴露于掃描激光束，暴露部分的電勢的絕對值減少到淺色電勢VL，使對應(yīng)于所需圖象的靜電潛像在旋轉(zhuǎn)的光敏鼓1上形成。
接下來，利用充有負(fù)極性的色粉由成像裝置反向形成為可以見到的圖象(色粉沉積于暴露于激光束的部分)。
成像裝置4包括一個旋轉(zhuǎn)的成像套筒4α，外邊緣表面涂敷有充有負(fù)極性的色粉，并相對于光敏鼓1的表面。套筒加有成像偏壓VDC，其絕對值小于深色電勢VD，大于淺色電勢VL，使得色粉只從套筒4A轉(zhuǎn)移到光敏鼓上的淺電勢VL部分，從而，看到潛像(反向形成)。
記錄材料15作為第二圖象承載部件，疊放于供應(yīng)托盤14，并由拾取軋輥13依次取出。記錄材料然后沿著導(dǎo)向器12A，由一對限制軋輥10，11，并沿著轉(zhuǎn)移導(dǎo)向器8和9送到在光敏鼓1和轉(zhuǎn)移軋輥5之間形成的輥隙(轉(zhuǎn)移位置)N，轉(zhuǎn)移軋輥5與光敏鼓1接觸，并加有轉(zhuǎn)移偏壓。記錄材料的供應(yīng)是與光敏鼓的旋轉(zhuǎn)同步的。于是，色粉圖象從光敏鼓轉(zhuǎn)移到記錄材料15。轉(zhuǎn)移軋輥5作為轉(zhuǎn)移部件具有體電阻率大約為108—109。
通過轉(zhuǎn)移位置的記錄材料15與光敏鼓1的表面分離，并沿著導(dǎo)向器12B被送到定影裝置7，，被轉(zhuǎn)移的色粉圖象在記錄材料表面被固定，然后，成為打印的成品被排放到排放托盤16。在記錄材料與光敏鼓1分離后，光敏鼓的表面被清潔裝置6清潔，留在光敏鼓表面的殘余物質(zhì)被清除掉以便下次重復(fù)使用。
下面描述根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的作為圖象加熱裝置的定影裝置。
圖1為定影裝置的截面圖。
標(biāo)號17為一個可運動薄膜并包括一個低導(dǎo)熱率的樹脂材料的基底18，如聚酰亞胺，聚酰胺，PEEK，PES，PPS，PFA，PIFE，PEP或類似物質(zhì)并且厚度為10—100μm，一個由Fe，Co或鍍Ni，Cu，Cr或其它金屬厚度為1—100μm的導(dǎo)電層19，一個最外表面分離層20，由一種或多種具有高阻熱率和高分離特性的樹脂材料，如，PFA，PTFE，F(xiàn)EP，硅樹脂或類似物質(zhì)構(gòu)成。標(biāo)號21為一個激勵線圈，繞在鐵芯22(芯體材料)上。芯體材料22作為線圈21的支撐部件。固定件23支撐線圈21和芯體材料22保持薄膜7的移動，其材料為液晶聚合物，苯酚樹脂或類似物質(zhì)。
滑板25疊放于芯體材料22與薄膜接觸的位置，在輥隙處導(dǎo)引薄膜的運動?；?5為玻璃或類似材料，相對于薄膜7具有低摩擦系數(shù)，并且最好其表面涂敷有潤滑油或機油。芯體材料22可具有平坦的表面構(gòu)成滑動部分。擠壓軋輥24包括一個芯體金屬涂敷有硅橡膠，氟化橡膠或類似物質(zhì)。
擠壓軋輥24與一個支撐件(芯體部件22，固定件23等)配合使用，用于支撐線圈21以與薄膜17形成一個縫隙。線圈21置于與輥隙相對的位置。
擠壓軋輥24由一個未示出的驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動，使薄膜17通過擠壓軋輥而旋轉(zhuǎn)。
承載未定影的色粉圖象的記錄材料由薄膜17和擠壓軋輥24之間的輥隙給進，通過它，記錄材料15被加熱和擠壓而熔融并固定色粉圖象。
線圈21加有來自激勵電路的電流不斷變化的交變電流，使得由線圈21附近的箭頭H指示的磁通密度產(chǎn)生和消失。由于芯體金屬22的存在，磁通H延伸通過薄膜17的導(dǎo)電層。當(dāng)改變的磁場穿過導(dǎo)電部件，在導(dǎo)電部件中即產(chǎn)生渦流，產(chǎn)生阻礙磁場改變的磁場。渦流由箭頭C指示。
由于集膚效應(yīng)，渦流I集中于線圈21導(dǎo)電層的的側(cè)表面。并產(chǎn)生正比于薄膜的導(dǎo)電層的表面電阻RS的熱量。表面電阻RS可表示為RS=ρ/σ=ωμρ/2]]>其中ω為電場的角頻率，μ為導(dǎo)電層的導(dǎo)磁率，ρ為特定的電阻值，并且，σ=2ρ/ωμ]]>導(dǎo)電層19的電功率為 其中，If為流經(jīng)薄膜的電流。
如果RS或If增加，電功率也可增加，從而，產(chǎn)生的熱量也會增加。
為了增加電阻RS，可增加頻率ω，或通過選擇材料，增加導(dǎo)磁率或特定電阻ρ。
如果導(dǎo)電層19為非磁性金屬，則很難產(chǎn)生熱量。但是，如果導(dǎo)電層19的厚度t比表面深度σ薄，則得出下列結(jié)果RS＝ρ/t因此，熱量取決于厚度t。
加到激勵線圈的交變電流的頻率最好為10—500KHz。
如果頻率高于10KHz，導(dǎo)電層的吸收效率較好，如果頻率不高于500KHz，可以用相對便宜的元件構(gòu)成激勵電路。
此外，如果頻率不少于20KHz，則高于可聽到的范圍，可以避免電源工作時的噪音。如果頻率不高于200KHz，在激勵線圈中的電功率損失較低，向周圍環(huán)境輻射的噪音也較低。
當(dāng)10—500KHz的交變電流加于導(dǎo)電層時，其表面深度或厚度為幾個微米到幾百個微米。
如果導(dǎo)電層的厚度小于1μm，大部分電磁能量都不能被導(dǎo)電層19吸收，因此，效率較差。所以，從能量效率的觀點出發(fā)，導(dǎo)電層的厚度最好不小于1μm，并不大于表面深度。
此外，如果厚度小于1μm，由于磁泄漏，將導(dǎo)致其他金屬產(chǎn)生熱量。另外，如果導(dǎo)電層19的厚度超過100μm，則薄膜剛性太高，且導(dǎo)電層中的導(dǎo)熱區(qū)太長難于快速加熱分離層20。由于這些原因，導(dǎo)電層的厚度最好為1—100μm。
為了使導(dǎo)電層19產(chǎn)生的熱量增加，可增加If。因此線圈中的磁通增強，或磁通的改變增加。
因此，最好增加線圈的匝數(shù)，或采用高導(dǎo)磁率的芯體金屬材料如鐵氧體或坡莫合金。
如圖2所示，激勵線圈21被繞在大體垂直于薄膜運動方向的輥隙的長度方向上的具有E形截面的激勵芯體金屬上。
靠近端部A和B，磁通集中，造成產(chǎn)生的熱量增加，以補償在端部的熱量的損失。
一個熱敏電阻26感應(yīng)擠壓軋輥的表面溫度，根據(jù)熱敏電阻26檢測的溫度，提供給線圈21的電流得以控制。
當(dāng)擠壓軋輥25冷卻時，熱敏電阻26檢測到低溫度，電源的占空比增加，當(dāng)檢測的溫度高時，電源的占空比減少。
熱敏電阻可設(shè)置在芯金屬22的表面上或滑板25的非滑動表面上。
標(biāo)號27為一個保險元件，如溫度保險，熱開關(guān)，或類似元件，當(dāng)超載時切斷向線圈的電源供應(yīng)。
如果導(dǎo)電層19的電阻太低時，渦流的發(fā)熱效率減少，因此，導(dǎo)電層19的體電阻率在20度的周圍溫度下不小于1.5×10-8Ω·cm。
如上所述，熱量是在薄膜的表面導(dǎo)電層附近直接產(chǎn)生的，因此，可以快速地加熱，而與比導(dǎo)電層更接近于線圈的薄膜的基底部件的導(dǎo)熱率或熱容量無關(guān)。此外，也不受薄膜基底的厚度的影響，因此即使為了高速定影，而增加薄膜的剛性而引起薄膜基底的厚度增加，也可快速加熱到定影溫度。
由于薄膜基底材料為低導(dǎo)熱率的樹脂，因此其顯示了高絕熱特性。所以，可以隔絕薄膜內(nèi)部的大熱容量部件如線圈或類似部件的熱量。這樣，即使在連續(xù)打印時，熱損失也很小，可以取得較高的熱效率。另外，熱量不被傳送到薄膜內(nèi)的線圈，磁通密度穩(wěn)定，不會造成線圈性能的劣化。
對應(yīng)于熱效率的改進，裝置內(nèi)部的溫升得以抑制，因此消除了光電照相設(shè)備中的成像裝置的不利影響。
在本實施例中，線圈相對于輥隙設(shè)置，色粉的加熱可大體與薄膜中的熱量產(chǎn)生同時進行。因此增加了熱效率。
在前述的實施例中，薄膜17的導(dǎo)電層19通過電鍍制成，真空蒸鍍，濺射或類似方法可以取代電鍍。
通過后述方法，導(dǎo)電層可以是鋁或氧化金屬合金等不適合于電鍍的材料。
為了提供1—100μm的層厚度，最好采用電鍍，因為這種厚度可很容易地得到。
如果利用鐵磁性材料，如高導(dǎo)磁的鐵，鈷，鎳或類似材料，由線圈21產(chǎn)生的電磁能可被很容易地吸收，加熱效率得以改進。相應(yīng)地磁場泄漏可被減少，減少了對周圍部件的影響。在這些材料中，高電阻率材料是最好的。
對于導(dǎo)電層19，不僅可以使用金屬，也可以使用粘合材料，將表面分離層粘合到低導(dǎo)熱率的基底材料，其中高導(dǎo)電率，高導(dǎo)磁率粒子或晶須被分散。
導(dǎo)電粒子如碳粒子與錳，鈦，鉻，鐵，銅，鎳或類似材料混合，或包括上述的材料或氧化物的鐵氧體的粒子或晶須在粘合材料中分散，構(gòu)成導(dǎo)電層。
參見圖4，描述本發(fā)明的另一個實施例。其基本結(jié)構(gòu)與第一實施例相同，所以只描述其不同部分。
圖4為縱向截面圖。在圖中，薄膜處于上部位置。圖5為示意的頂部平面示意圖，其中線圈21a和21b被以交錯地繞在芯體金屬28上。線圈21a和21b加有高頻電流，其相位差為π/2。因此在縱向產(chǎn)生磁場的變化，在薄膜17中產(chǎn)生的熱量分布是均勻的。
在前述的兩個實施例中磁場的方向沿薄膜垂直的方向延伸，磁場也可以從外部線圈平行于導(dǎo)電層的表面作用于導(dǎo)電層19。
當(dāng)具有適于定影溫度的居里溫度的磁材料作為導(dǎo)電層的材料時，當(dāng)溫度接近居里溫度，熱能可使導(dǎo)電層的內(nèi)部能量增加，結(jié)果，導(dǎo)電層的磁通吸收率變低延遲了熱量的產(chǎn)生。這樣可以進行溫度自控。當(dāng)超過居里溫度時，自磁化消失，在導(dǎo)電層19中產(chǎn)生的磁場因居里溫度的降低而減少，使得渦流減少，以抑制熱量的產(chǎn)生，以進行自溫度控制。居里點最好為100—250℃，最佳為100—200℃，與色粉熔融點一致。
考慮到線圈21和薄膜17的感應(yīng)在居里溫度附近發(fā)生顯著的變化，在向線圈21提供高頻波的激勵電路處的溫度被檢測到，根據(jù)檢測結(jié)果，可以進行溫度控制。
對于線圈21的芯體金屬22，其最好為呈低居里溫度的磁性材料。例如，當(dāng)不能進行熱控制時，及供紙停止時，芯體金屬22的溫度增加。結(jié)果，從產(chǎn)生高頻波的電路來看，好象線圈21的感應(yīng)增加，控制頻率的控制電路，如果有的話，將增加頻率，結(jié)果，能量以激勵電路的功率損失的形式被消耗。因此，供應(yīng)給線圈21的能量減少，失控現(xiàn)象停止。特別地，居里點最好選擇在100—250℃的范圍內(nèi)。
如果居里溫度低于100℃，溫度則低于色粉的熔融點，而且即使薄膜的內(nèi)部由低導(dǎo)熱率的基底材料熱絕緣的話，由于導(dǎo)電層產(chǎn)生的熱量，芯體金屬的溫度也達(dá)到該溫度，使得失控相對容易地發(fā)生。如果溫度高于250℃，也不能防止失控的發(fā)生。
在前述的實施例中，描述的是利用薄膜進行加熱，而不是利用具有低導(dǎo)熱率的樹脂材料的芯體材料的加熱軋輥。
但是，如果導(dǎo)電層接近于激勵線圈，則可得到高磁通密度，因此，利用薄的低導(dǎo)熱率的基底材料的薄膜加熱型是比較好的。
盡管本發(fā)明是針對這里披露的結(jié)構(gòu)進行描述的，但不是意圖對其細(xì)節(jié)進行限定，本申請意圖覆蓋各種改進和修改，其保護范圍以后附的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種圖象加熱裝置，包括一個可運動部件，具有一個導(dǎo)電層和并可與記錄材料運動；一個激勵線圈，用于產(chǎn)生磁通，其在所述的可運動部件中產(chǎn)生渦流，以在其內(nèi)部產(chǎn)生熱量，其中，在所述的記錄材料上的圖象由所述的可運動部件的熱量加熱；其中所述的可運動部件在比導(dǎo)電層更接近所述的激勵線圈的一側(cè)具有一個低導(dǎo)熱率材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的低導(dǎo)熱率材料為樹脂材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述的低導(dǎo)熱率材料的厚度不小于10μm且不大于100μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的導(dǎo)電層為金屬。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的導(dǎo)電層具有的厚度不小于1μm且不大于100μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的導(dǎo)電層的體電阻不小于1.5×10-8歐姆.厘米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的導(dǎo)電層為居里溫度為100—200℃的磁性材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的可運動部件具有一個表面分離層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括一個芯材料，在其上面繞有激勵線圈，所述的芯體材料為居里溫度為100—200℃的磁性材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的可運動部件為一種無邊薄膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的可運動部件為一個旋轉(zhuǎn)部件。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括一個與所述的可運動部件配合的擠壓部件，以在其之間形成輥隙，其中承載有未定影的的圖象的記錄材料通過該輥隙，使得該圖象固定于所述的記錄材料上。
13.一種圖象加熱裝置，包括一個可運動部件，具有一個導(dǎo)電層和并可與記錄材料運動；一個激勵線圈，用于產(chǎn)生磁通，其在所述的可運動部件中產(chǎn)生渦流，以在其內(nèi)部產(chǎn)生熱量，其中，在所述的記錄材料上的圖象由所述的可運動部件的熱量加熱；一個擠壓部件，用于與所述的可運動部件配合，以在其之間形成一個輥隙；其中所述的激勵線圈相對于所述的輥隙。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，還包括一個支撐件，用于支撐所述的激勵線圈，其中所述的擠壓部件通過所述的可運動部件壓接于所述的支撐件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述的可運動部件為柔性的。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述的可運動部件比所述的導(dǎo)電層更靠近于所述的激勵線圈的一側(cè)具有低導(dǎo)熱率的基底材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述的導(dǎo)電層為金屬。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述的導(dǎo)電層的厚度為不小于1且不大于100μm。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述的導(dǎo)電層的體電阻不小于1.5×10-8歐姆.厘米。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述的導(dǎo)電層為居里溫度為100—200℃的磁性材料。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述的可運動部件具有一個表面分離層。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，還包括一個芯體材料，在其上面繞有激勵線圈，所述的芯體材料為居里溫度為100—200℃的磁性材料。
23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述的可運動部件為無邊薄膜的形式。
24.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述的可運動部件為一個可旋轉(zhuǎn)部件。
25.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述的承載未定影的圖象的記錄材料通過所述的輥隙，使得所述的固定在所述的記錄材料上。
全文摘要
一種圖像加熱裝置，包括一個可運動部件，具有一個導(dǎo)電層并可與記錄材料運動；一個激勵線圈，用于產(chǎn)生磁通，其在所述的可運動部件中產(chǎn)生渦流，以在其內(nèi)部產(chǎn)生熱量，其中，在所述的記錄材料上的圖象由所述的可運動部件的熱量加熱；其中所述的可運動部件在比導(dǎo)電層更接近所述的激勵線圈的一側(cè)具有一個低導(dǎo)熱率材料。
文檔編號H05B6/10GK1115432SQ94117320
公開日1996年1月24日 申請日期1994年10月18日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月18日
發(fā)明者大塚康正 申請人:佳能株式會社