定影辊、定影装置及图像形成装置的制作方法

专利名称：定影辊、定影装置及图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是复印机、打印机、传真机、及它们的复合机等的图像形成 装置，以及设置在其中的定影辊及定影装置。特别是涉及一种使用电磁感应加 热方式的定影辊、定影装置及图像形成装置。
背景技术：
通常，在复印机、打印机等图像形成装置中，以减少装置的启动时间、节 能为目的，而使用电磁感应加热方式的定影装置的技术己为公众所知(例如， 参照专利文献1)。
在专利文献l中，电磁感应加热方式的定影装置是由具有发热层的定影套 筒(金属套筒)、插在定影套筒内部的定影辅助辊(内部加压部件)、面对定影套 筒的磁通量发生手段(感应加热源)、介由定影套筒压接至定影辅助辊的加压部 件(夕f部加压部件)等构成。
定影套筒(发热层)在与磁通量发生手段相对的位置里被加热。被加热后的 定影套筒，对被输送至与加压辊接触的位置(定影夹持部)里的记录媒体上的调 色剂像进行加热和定影。具体是，通过将高频交变电压流经线圈部，即在线圈 部的周围形成交变磁场，于是，定影套筒的发热层里就产生了涡电流。发热层 里产生涡电流后，即由发热层的电阻产生焦耳热。通过该焦耳热，定影套筒的 整体被加热。
这里，定影辅助辊的构成是在金属芯棒之外形成有带弹性的绝热层(绝热 弹性层)。通过在定影辅助辊的外周里设置绝热弹性层，定影夹持部里的夹持 量在得到确保的同时，由定影套筒传达到定影辅助辊一侧的热量损失也得到减 少。
还有，在专利文献2等所述的电磁感应加热方式的定影装置中，公开了这 样一种技术，其采用的是通过底漆等的黏接将发热层(定影套筒)和绝热层(定 影辅助辊)一体化后的定影辊。这样的定影辊，通过设置有弹性的绝热层，定 影夹持部中的夹持量在得到确保的同时，由定影套筒传达到定影辅助辊一侧的
热量损失也得到减少。
众所周知，这些电磁感应加热方式的定影装置，由于其发热层是由电磁感 应而直接被加热的，其热转换效率比热辊(加热灯的加热方式)等其他加热方 式要高，其能够以较少的能量消耗和短暂的启动时间，就使定影辊的表面温度 (定影温度)升至希望的温度。
另一方面，在专利文献3等所述的电磁感应加热方式的定影装置中，公开 了一种，将磁通量发生手段的芯部(磁性体芯)的居里点以宽度方向来调整的技 术。具体的是，使宽度方向两端部里的芯部的居里点比宽度方向中央部的居里 点要小。该技术的目的在于，当小尺寸的记录媒体通过时，可抑制定影带的宽 度方向两端部里所发生的温度上升。
还有，在专利文献4、 5等里面，公开了这样一种技术，其为了提高设置 在定影装置里的加压辊(或绝热辊)的绝热性，而使设置在加压辊(或绝热辊)里 的绝热层的表面形成为凹凸状。
专利文献l:特开平10-74007号公报 专利文献2:特开2001-312168号公报 专利文献2:特开2000-162912号公报 专利文献2:特开2005-157303号公报 专利文献2:特开2004-301291号公报

发明内容
在上面所述通常的定影装置中，当小尺寸的记录媒体连续定影，或因堵纸 等原因而引起装置突然的驱动停止的时候，定影辊的一部分或全部会发生温度 过高的情况。
具体如下。
通常的图像形成装置的构成是，对于宽度方向尺寸不同的几种记录媒体， 都能够进行图像形成。这里，宽度方向尺寸不同的记录媒体不仅指JIS尺寸的 A系列或B系列中各种定形尺寸的记录媒体，而且还包括不定形尺寸的记录媒 体。另夕卜，即使是同一尺寸(例如都为A4)的记录媒体，其以长边方向输送的时 候，和以短边方向(与长边方向垂直的方向)输送的时候，是被作为宽度方向尺 寸不同的记录媒体来对待的。
在将这种宽度方向尺寸不同的记录媒体来通过定影装置进行定影时，对应
于记录媒体的宽度方向的尺寸，会发生定影辊沿宽度方向的热分布变动，因而 产生温度不均的情况。例如，当宽度方向尺寸小的记录媒体通过并定影时，在 对应于该记录媒体的宽度方向尺寸的定影辊的位置(为通纸领域)中的热量被 较多地夺走，与其他位置(非通纸领域)相比其定影温度会降低。这种现象，在 宽度尺寸小的记录媒体连续通过的时候尤为明显。
因此，如果想要以定影辊的宽度方向中央部的定影温度为基准，来控制定 影辊宽度方向全领域内的定影温度时，虽然能够对定影辊的宽度方向中央部的 定影温度控制在所希望的温度里，但是，会在宽度方向两端部里发生定影温度 上升(过度升温)的情况。如此，在定影辊的宽度方向两端部的定影温度上升的 状态下，如果对宽度方向尺寸大的记录媒体进行定影，就会在对应于温度上升 位置的记录媒体上发生热偏差。更进一步的是，当宽度方向两端部的定影温度 超过定影辊的耐热温度时，还有可能发生定影辊的热损坏。
与此相对的是，如果想要以定影辊的宽度方向中央部的定影温度为基准， 来控制定影辊宽度方向全领域内的定影温度时，虽然能够对定影辊的宽度方向 中央部的定影温度控制在所希望的温度里，但是，会在宽度方向中央部发生定 影温度下降的情况。如此，在定影辊的宽度方向中央部的定影温度下降的状态 下对记录媒体进行定影时，就会在对应于温度下降位置的记录媒体上发生冷偏 差等的定影不良的情况。
还有，当在图像形成装置内的输送路径中发生堵纸(堆堵)时，定影装置中 的驱动会被突然停止。在这种情况下，至去磁通量发生手段(感应加热部)的通 电被切断为止的极短的时间里，朝向磁通量发生手段的定影辊的部分会在瞬间 升温过高。由此，还可能在定影辊或磁通量发生手段线圈部等的构成部件里发 生热损坏。
为了解决这样的问题，可以考虑一种将定影套筒(定影辊)的发热层用具有 居里点的材料(能够进行自我温度控制的材料)来形成的方法。亦即，通过使用 具有规定居里点的发热层，定影辊的过度升温受到自我温度控制性的限制，从 而期望达到抑制热偏差等不良情况的效果。
但是，即使在这种情况下，在充分确保定影夹持部里的夹持量、维持良好 的定影性的同时，也必须充分縮短启动时间(升温时间)。特别是，在高速的图 像形成装置中，由于记录媒体的输送速度很快，就有必要充分确保定影夹持部 里的夹持量。
另一方面，上述专利文献3等所述的技术，是以宽度方向对磁通量发生手 段的芯部的居里点进行调整的。但是，由磁通量发生手段所加热的定影辊的过 度升温，因其发生在芯部过度升温之前，所以无法得到直接抑制上述定影辊过 度升温的效果。
还有，上述专利文献4、 5等所述的技术，是为了提高加压辊(或绝热辊) 的绝热性，而在加压辊(或绝热辊)的绝热层表面形成凹凸状态的，无法得到抑 制上述定影辊过度升温之不良情况的效果。
本发明的目的在于解决上述这些课题，其提供一种，能充分确保定影夹持 部中的夹持量，启动时间短，在对小尺寸记录媒体进行连续定影时、即使发生 装置突然驱动停止的情况、也能够确切地抑制过度升温的，电磁感应加热方式 的定影辊、定影装置、以及图像形成装置。
本专利的发明者，为了解决上述课题，经过反复研究，得到了下列结果。
亦即，通过在将定影套筒的发热层以具有规定居里点的材料来形成的同 时，在定影辅助辊中绝热弹性层的下层里设置低阻抗层，能更好地提高定影辊 的自我温度控制性。也就是说，通过在从定影辊内部向外周面一侧依次设置低 阻抗层、绝热弹性层、发热层，定影辊的过度升温得到限制，热偏差等不良情 况得到抑制。但是，即使在这种情况下，如果绝热弹性层的层厚度过厚，虽然 可以确保定影夹持部的夹持量，但是定影辊的自我温度控制性会降低。与此相 对地，如果绝热弹性层的层厚度过薄，虽然可以提高自我温度控制性，但是定 影夹持部的夹持量就得不到确保。
然而，当沿绝热弹性层外周面的圆周方向交替连续地形成凹部和凸部时， 绝热弹性层的层厚即使薄到一定程度，从而因加压部件的加压力而使得绝热弹 性层变得容易压坏，也能够确保充分的夹持量。更进一步地，由于在绝热弹性 层里设置了凹部而使得绝热弹性层与定影套筒的接触面积减少，与绝热弹性层 的外周面全部和定影套筒接触的相比，由定影套筒传达到定影辅助辊一侧的热 损失被降低，定影辊整体的升温效率得以提高。
本发明依据上述结果，提供技术方案l，亦即， 一种定影辊，其包括:定影 套筒，其在被由磁通量发生手段所发生的磁通量加热的同时，具备具有规定居
里点的发热层，其将调色剂图像融化后定影至记录媒体；定影辅助辊，其在外 周面里具备绝热弹性层的同时，具备有形成于该绝热弹性层下层、体积阻抗率 在5.0X10—8Q .cm以下的低阻抗层，其被插入在所述定影套筒内部；其特征
在于所述定影辅助辊的所述绝热弹性层，是在沿外周面的圆周方向、由凹部 和凸部交替连续地形成的。
提供技术方案2，亦即，根据技术方案1所述的定影辊，其特征在于包括:
所述绝热弹性层的所述凹部上所形成的、体积阻抗率在5.0X10—8Q ，cm以下 的第2低阻抗层。
提供技术方案3，亦即，根据技术防范2所述的定影辊，其特征在于:所述 第2低阻抗层的层厚是使其为50 150 y m。
提供技术方案4，亦即，根据技术方案2或3所述的定影辊，其特征在于: 所述绝热弹性层的宽度方向两端部在圆周方向仅形成凹部，外周面的全领域的 凹部形成于同一个面上；所述第2低阻抗层一体化地形成于所述外周面全领域 的凹部上。
提供技术方案5，亦即，根据技术方案2或3所述的定影辊，其特征在于 所述绝热弹性层的宽度方向的多个部位在圆周方向仅形成凹部，外周面的全领 域的凹部形成于同一个面上；所述第2低阻抗层一体化地形成于所述外周面全 领域的凹部上。
提供技术方案6，亦即，根据技术方案2至5中任何一项所述的定影辊， 其特征在于:所述第2低阻抗层是由铝构成的。
提供技术方案7,亦即，根据技术方案1至6中任何一项所述的定影辊， 其特征在于:所述凹部是沿宽度方向呈沟状形成的。
提供技术方案8，亦即，根据技术方案1至6中任何一项所述的定影辊， 其特征在于:所述凹部和所述凸部在外周面的全领域里是呈格子状形成的。
提供技术方案9，亦即，根据技术方案1至8中任何一项所述的定影辊， 其特征在于:所述低阻抗层是由铝构成的。
提供技术方案IO，亦即，根据技术方案1至9中任何一项所述的定影辊， 其特征在于:所述低阻抗层是所述定影辅助辊的芯棒。
提供技术方案11，亦即，根据技术方案1至10中任何一项所述的定影辊， 其特征在于:所述发热层由磁补偿合金所形成。
提供技术方案12，亦即，根据技术方案1至11中任何一项所述的定影辊， 其特征在于:所述定影套筒具备比所述发热层的体积阻抗率要低的第2发热层。
提供技术方案13，亦即，根据技术方案求12所述的定影辊，其特征在于: 所述第2发热层是由铜构成的。
提供技术方案14，亦即， 一种定影装置，其特征在于包括:权利要求l至 13中任何一项所述的定影辊；压接至所述定影辊的加压部件；和所述磁通量发 生手段。
提供技术方案15，亦即， 一种图像形成装置，其特征在于包括:权利要求 14中所述的定影装置。
本发明通过在将定影套筒的发热层用具有规定居里点的材料来形成的同 时，在定影辅助辊中的绝热弹性层的下层设置低阻抗层，更进一步的是，在沿 着绝热弹性层外周面的圆周方向交替连续地形成凹部和凸部。由此而提供一 种，能充分确保定影夹持部中的夹持量，启动时间短，在对小尺寸记录媒体进 行连续定影时、即使发生装置突然驱动停止的情况、也能够确切地抑制过度升 温的，电磁感应加热方式的定影辊、定影装置、以及图像形成装置。


图1所示是本发明第1实施方式中图像形成装置的全体构成示意图。
图2所示是定影装置的断面图。
图3所示是定影辊构成的断面图。
图4所示是定影辅助辊的斜视图。
图5所示是定影夹持部附近的概要图。
图6所示是发热层-低阻抗层间的距离和发热降低率之间的关系图。
图7所示是作用于定影辊的磁通量状态模式图。
图8所示是本发明第2实施方式中定影辅助辊的断面图。
图9所示是本发明第3实施方式中定影辅助辊的断面图。
图10所示是形成于图9所示定影辅助辊里的第2低阻抗层的展开图。
图11所示是本发明第4实施方式中定影辅助辊的斜视图。
图12所示是形成于图11所示定影辅助辊里的第2低阻抗层的展开图。
具体实施例方式
以下，对于本发明实施的最好方式，参照图示作详细说明。另外，对各图 中相同或相当的部分赋予了相同的符号，对其的重复说明则作适当的简化或省 略。 -
实施方式l。
从图1 图7，对本发明实施方式l作详细说明。 首先，以图l来说明图像形成装置的全体构成和动作。
图1所示，l是作为图像形成装置的串列型彩色复印机的装置本体，2是
根据输入图像情报来发射激光的写入部，3是将原稿D输送去原稿读入部4的 原稿输送部，4是读入原稿D之图像情报的原稿读入部，7是收容转印页纸等 记录媒体P的供纸部，9是调整记录媒体P的输送时机的对位辊，IIY、 IIM、 IIC、 IIBK是形成有各色(黄、洋红、青、黑)调色剂的感光体鼓，12是对各感 光体鼓11Y、 IIM、 IIC、 IIBK充电的充电部，13是对形成于各感光体鼓11Y、 IIM、 IIC、 IIBK上的静电潜像进行显影的显影部，14是将形成于各感光体鼓 IIY、 IIM、 IIC、 ll服上的调色剂图像重叠地转印到记录媒体P上的转印偏压 辊，15是回收各感光体鼓11Y、 IIM、 IIC、 IIBK上的未转印调色剂的清洁部。
还有，16是清扫转印带17的转印带清洁部，17是输送重叠载置有多色调 色剂图像的记录媒体P的转印带，19是定影记录媒体P上的调色剂图像(未定 影图像)的电磁感应加热方式的定影装置。
下面，对图像形成装置中通常的彩色图像形成时的动作作说明。
首先，原稿D通过原稿输送部3的输送辊，被从原稿台沿图中箭头所示方 向输送，载置在原稿读入部4的接触玻璃5上。然后，在原稿读入部4，载置 于接触玻璃5上的原稿D的图像情报被光学地读取。
具体的是，原稿读入部4对于接触玻璃5上的原稿D的图像，将照明等发 射的光一边照射一边扫描。然后，将原稿D所反射的光，介由反光镜群及透镜， 在彩色探测器里成像。原稿D的彩色图像情报在彩色探测器处按RGB(红、绿、 蓝)的颜色分解光被读取后，转换成电子图像信号。然后进一步以RGB的颜色 分解光为基础，在图像处理部进行颜色转换处理、颜色补正处理、空间频率补 正处理等的处理，以得到黄、洋红、青、黑的彩色图像情报。
然后，黄、洋红、青、黑的各色图像情报被送至写入部2。之后，从写入 部2，依据于各色图像情报的激光(曝光光)被分别地、向着其对应的感光体鼓 IIY、 IIM、 IIC、 IIBK上发射。
一方面，4个感光体鼓11Y、 IIM、 IIC、 11BK在图1中，分别顺时针地转 动。然后，首先是感光体鼓11Y、 IIM、 IIC、 IIBK的表面，在与充电部12相 对的位置里被均匀充电(充电工程)。这样，在感光体鼓11Y、 IIM、 IIC、 11BK 上就形成了带电电位。其后，带电的感光体鼓11Y、 IIM、 IIC、 IIBK表面，分
别到达激光的照射位置。
在写入部2中，对应于从4个光源来的图像信号的激光，分别对应于各色 被射出。各激光按黄、洋红、青、黑的颜色成分分别通过不同的光路(曝光工 程)。
对应于黄色成分的激光，被照射到位于纸面左侧第1个感光体鼓11Y的表 面。此时，黄色成分的激光通过高速转动的多面镜，沿感光体鼓11Y的转动轴 方向(主扫描方向)被扫描。这样，在充电部12带电后的感光体鼓11Y上面，
形成了对应于黄色成分的静电潜像。
同样地，对应于洋红成分的激光，被照射到从纸面左侧起第2个感光体鼓 IIM的表面，对应于洋红成分的静电潜像得以形成。青色成分的激光，被照射 到从纸面左侧起第3个感光体鼓11C的表面，青色成分的静电潜像得以形成。 黑色成分的激光，被照射到从纸面左侧起第4个感光体鼓11BK的表面，黑色 成分的静电潜像得以形成。
其后，形成有各色静电潜像的感光体鼓11Y、 IIM、 IIC、 IIBK的表面，分 别到达与显影部13相对的位置。之后，从各显影部13向感光体鼓11Y、 IIM、 IIC、 IIBK提供各色的调色剂，感光体鼓11Y、 IIM、 IIC、 IIBK上的潜像得到 显影(显影工程)。
其后，显影工程后的感光体鼓11Y、 IIM、 IIC、 IIBK表面，分别到达与转 印带17相对的位置。这里，在各个相对部位里，转印偏压辊'14被设置为与转 印带17的内周面相接触。之后，在转印偏压辊14的位置，形成于感光体鼓IIY、 IIM、 IIC、 IIBK上的各色调色剂图像，被依次重叠地转印(转印工程)到转印带 17上的记录媒体P里。
然后，转印工程后的感光体鼓11Y、 IIM、 IIC、 IIBK的表面，分别到达与 清洁部15相对的位置。之后，在清洁部15，残存在感光体鼓11Y、 IIM、 IIC、 11BK上没有转印的调色剂被回收(清洁工程)。
其后，感光体鼓11Y、 IIM、 IIC、 IIBK的表面通过未图示的除电部，感光 体鼓11Y、 IIM、 IIC、 IIBK中的一系列成像工序就得以结束。
另一方面，被感光体鼓11Y、 IIM、 IIC、 IIBK上的各色调色剂重叠转印(载 置)后的记录媒体P，沿图中的箭头方向移动，到达与分离充电器18相对的位 置。之后，在与分离充电器18相对的位置里，记录媒体P中积蓄的电荷被中 和，没有调色剂垃圾的记录媒体P从转印带17被分离。
其后，转印带17的表面到达转印带清洁部16的位置。然后，附着在转印 带17上的附着物被回收到转印带清洁部16里。
这里，在转印带17上被输送来的记录媒体P是从供纸部7经由对位辊9 等而来的。
具体地，从收纳记录媒体P的供纸部7，由供纸辊8输送来的记录媒体P, 在通过未图示的输送导向后，被引导至对位辊9。到达对位辊9的记录媒体P， 对准时机，被朝向转印带17的位置而输送。
随后，转印有全彩色图像的记录媒体P，从转印带17被分离后引导至定 影装置19。在定影装置19处，通过定影辊和加压辊的夹持，彩色图像(调色剂) 被定影到记录媒体P上了。
之后，定影工程后的记录媒体P通过未图示的排纸辊，作为输出图像被排 出装置本体l， 一系列的图像形成工序得到完成。
接下来，对设置在图像形成装置本体1里的定影装置19的构成 动作作 详细叙述。
图2所示是定影装置的断面图，图3是定影辊20的构成断面图。另外， 虽然图3显示了定影辊20中宽度方向上的一端端部，另一端部也具有同样的 构成。
如图2所示，定影装置19是由磁通量发生手段之感应加热部25、与感应 加热部25相对的定影辊20、压接至定影辊20的加压部件之加压辊30等构成。 定影辊20主要是由定影套筒21和定影辅助辊22构成。
在此，参照图3，定影套筒21为从其内周面侧起，依次为发热层21d(第 l发热层)、第2发热层21c、弹性层21b、脱模层21a等层叠起来的多层构造 体。
定影套筒21的发热层21d具有规定的居里点，其可以由镍、铁、铬、钴、 铜、或者它们的合金等磁性导电材料来形成。在本实施方式l中，作为发热层 21d的材料，使用的是厚度在50um左右、居里点在定影可能温度以上、300 'C以下的磁补偿合金。具体的是一种镍、铁、铬的合金，各种材料的添加量和 加工条件都得到调整，居里点被设定在25CTC左右。如此，通过采用发热层21d 为磁补偿合金层，定影辊20的自我温度控制性就得到了保证。
定影套筒21的第2发热层21c是由比发热层21d的体积阻抗率低的材料 形成的。作为第2发热层21c，可以使用铜、银、铝等良好的导体。在本实施
方式1中，作为第2发热层21c，使用的是厚度为15"m，体积阻抗率在5.0 X10—8Q .cm以下的铜。另外，由铜构成的第2发热层21c(铜层)，可以在发 热层21d(磁补偿合金)上经镀铜处理来形成。如此，通过在由磁补偿合金构成 的发热层21d之上增加设置低阻抗的第2发热层21c，当发热层21d未达到居 里点时，通过感应加热部25 (磁通量发生手段)所发生的磁通量，定影套筒21 (发 热层21d及第2发热层21c)即被有效地电磁感应加热。
定影套筒21的弹性层21b的厚度为200lim左右，由硅酮橡胶形成。通过 在定影套筒21里设置弹性层21b，特别是在彩色图像形成装置中，定影不均的 发生得到抑制。
定影套筒21的脱模层21a的厚度为30 u m左右，由PFA等氟化合物形成。 脱模层21a用来提高调色剂图像(调色剂)T所直接接触的、定影套筒21表面的 调色剂脱模性，可以使用管材。
另外，定影套筒21的构成不仅限于本实施方式1所述，例如，为了提高 由铜构成的第2发热层21c的防锈性，也可以设置镍层等。
插在定影套筒21内部的定影辅助辊22，在由铝构成的芯棒24上形成有 具有耐热性和弹性的绝热弹性层23。
通过在发热层21d(绝热弹性层23)的下层设置体积阻抗率在5. OX 10—8 Q ，cm以下所形成的低阻抗层之芯棒24，可以进一步提高定影辊20的自我温 度控制性。亦即，当发热层21d的温度达到居里点时，在发热层21d失去磁性 的同时，磁通量为了穿过发热层21d到达低阻抗层24，发热层21d中的涡电流 负荷d降低，发热变得困难。对此，下面将使用图7来说明。
另外，在本实施方式l中，虽然低阻抗层24(芯棒)形成于绝热弹性层23 的正下面，但是也可以在低阻抗层24(芯棒)和绝热弹性层23之间设置别的层。 还有，作为低阻抗层24的材料，只要是体积阻抗率在5.0X1(TQ 'cm以下的 良好导体，除铝之外也可以使用铜等。
形成于定影辅助辊22外周面里的绝热弹性层23，是由泡沬硅酮橡胶等弹 性泡沫材料、或硅酮橡胶等弹性材料形成的。
这里，参照图4，定影辅助辊22的绝热弹性层23，由沿着外周面圆周方 向的凹部23b和凸部23a交替连续地形成的。具体的是，凹部23b在宽度方向 里成沟状地形成。绝热弹性层23在确保定影夹持部中的夹持量的同时，减轻 定影套筒21传达到定影辅助辊22 —侧的热量损失。
3
然后，通过这样地将绝热弹性层23的外周面作成凹凸状，即使绝热弹性
层23的厚度薄到一定程度，因加压辊30所施加的压力使得绝热弹性层23容 易变形，并能够确保充分的夹持量。
详细来说，当绝热弹性层23的外周面不形成凹凸状时(通常的形状)，如 图5(B)所示，绝热弹性层23的厚度薄时，绝热弹性层23(定影辅助辊22)的变 形就被制约，定影夹持部的夹持量N2就得不到充分的确保。
与此相对，在本实施方式l中，由于在绝热弹性层23的外周面形成有凹 凸状，如图5(A)所示，即使绝热弹性层23的厚度薄，绝热弹性层23(定影辅 助辊22)也容易变形。由此，夹持量N1得到了充分的确保(N1〉N2)。
更进一步的是，由于在绝热弹性层23里设置了凹部23b，使得绝热弹性 层23和定影套筒21的接触面积降低，比起绝热弹性层23的外周面全部与定 影套筒21相接触来，定影套筒21的热量不容易传达到定影辅助辊22 —侧， 定影辊20整体的升温效率得到提高。亦即，定影辊20(定影装置)的启动时间 被縮短了。
这里，介于由磁补偿合金构成的发热层21d和作为低阻抗层的芯棒24之 间的绝热弹性层23的厚度(发热层21d-低阻抗层24之间的间距M)太厚时，虽 然能够确保定影夹持部的夹持量，但定影辊20的自我温度控制性就会下降。 与此相对地，绝热弹性层24的厚度太薄时，虽然定影辊20的自我温度控制性 得到提高，但是定影夹持部的夹持量会得不到提高。
图6中的Q1显示的是，在本实施方式1中使用定影辊时，发热层21d-低 阻抗层24之间的距离M和发热降低率的关系图。这里，发热降低率(发热控制 率)W是表示自我温度控制性的值，以发热层21d的温度到达居里点之前的发热 量为W1，以发热层21d的温度到达居里点时的发热量为W2，由下式来求取
W = I (W2-W1)/W1 I
为了抑制定影辊20中的过度升温，经本专利发明者的实验确认，发热降 低率W必须在45。/。以上。因此，为了确保充分的自我温度控制性，有必要使发 热层21d-低阻抗层24之间的M(绝热弹性层24的厚度)在7咖以下。这里，在 本实施方式1中，虽然将发热层21d-低阻抗层24之间的M(绝热弹性层24的 厚度)设定在5mm，即使在这种绝热弹性层24的厚度较薄的情况下，由于在绝 热弹性层23里交替连续地形成凹部23b和凸部23a，能够在定影夹持部中确保 充分的夹持量，即使当定影装置被高速化时，也能得到良好的定影性。
这里，虽然定影辅助辊22是插在定影套筒21的内部的，但定影辅助辊
22和定影套筒21也可以粘结成一体化，或者定影辅助辊22和定影套筒21不 粘结而各成一体。只是，在使定影辅助辊22和定影套筒21各成一体时，以设 置用于抑制运转中定影套筒21向宽度方向(推力方向)移动的制约部件为好。
还有，虽然省略了图示，在定影套筒21的表面，接触有热敏电阻。热敏 电阻是具有高的热响应性的感温元件，其检测定影套筒21上的温度(定影温 度)。接着，根据热敏电阻的检测结果，通过感应加热部25来调整加热量。
参照图2，加压部件之加压辊30的构成为，在铝、铜等构成的圆筒部件 32之上，形成由硅酮橡胶等构成的弹性层31 ，由PFA等构成的脱模层(未图示)。 加压辊30的弹性层31的厚度为1 5nun。还有，加压辊30的脱模层的厚度为 20 50um。加压辊30压接至定影辊20。然后，在定影辊20和加压辊30的压 接部(定影夹持部)里，记录媒体P被输送来。
磁通量发生手段之感应加热部25由线圈部26 (励磁线圈)、芯部27 (励磁 线圈芯)、线圈导架28、遮盖部件29等构成。线圈部26是在被设置成覆盖定 影套筒21的外周面一部分的线圈导架28上、将细线束扎之辫织线沿宽度方向 (与图2的纸面相垂直的方向)巻绕而成的。线圈导架28由高耐热性的树脂材 料构成、在与定影套筒21相对的面的一侧保持着线圈部26。芯部27由铁素体 等强磁性体(比导磁率在2500左右)构成，为了形成朝向定影套筒21的发热层 的有效的磁通量，设置有中央芯及侧面芯。芯部27被设置成与沿宽度方向所 设的线圈26相对的样子。遮盖部件29的构成是去覆盖线圈部26、芯部27和 线圈导架28。
由此构成的定影装置19作如下的动作。
通过未图示的马达，定影辊20在图2中沿时针方向被转动驱动，与此同 时，加压辊30沿逆时针方向转动。然后，定影套筒21在与感应加热部25相 对的位置(面对位置)里，被感应加热部25所发生的磁通量加热。
详细来说，是通过振荡回路将10kHz lMHz(最好是20kHz 800kHz)的高 频交变电流，从频率可变的电源部(未图示)流向线圈部26，参照图7(A)，当 发热层21d的温度没有达到居里点时(发热层21d具有磁性时)，从线圈部26 朝向定影套筒21的发热层21d及第2发热层21c的磁力线，在两个方向上交 替切换地形成。通过如此形成的交变磁场，在发热层21d及第2发热层21c里 产生了涡电流，发热层21d及第2发热层21c因其电阻产生焦耳热，即被感应
加热。如此，定影套筒21 (定影辊20)由于自身的发热层21d及第2发热层21c
的感应加热而被加热。
其后，被感应加热部25所加热的定影套筒21 (定影辊20)的表面到达与加 压辊30相接的部位。然后，对输送来的记录媒体P上的调色剂图像T(调色剂) 进行加热融化。
详细来说，经过上述成像工序、载置由调色剂图像T的记录媒体P，在被 导向板(未图示)引导的同时，被送入(沿箭头Y1的输送方向作移动)定影辊20 和加压辊30之间。然后，通过从定影辊20接受的热和从加压辊30接受的压 力，调色剂图像T得以被定影至记录媒体P，记录媒体P从定影辊20和加压辊 30之间被送出。
通过定影位置之后的定影辊20的表面，之后再次到达与感应加热部25相 对的位置。
这样的一系列工作经连续重复后，图像形成工序中的定影工程完成了。
与此相对地，参照图7(B)，当发热层21d的温度达到居里点时(发热层21d 失去磁性时)，形成了从线圈部26透过发热层21d及第2发热层21c、朝向芯 棒24(低阻抗层)的磁力线。此时，随着发热层21d中的涡电流负荷d的降低， 施加的电力也减少，发热就会变得困难。由此，即使在对小尺寸的记录媒体P 进行连续定影、或定影装置发生突然的驱动停止的时候，定影辊20的过度升 温得到确实的抑制。
这里，在以P为发热层的体积阻抗率、5为发热层的渗透深度(表皮深 度)时，涡电流负荷d由下式求取
d = P/5
其中，发热层的层厚t在渗透深度以下时，上式变为下式
d = P /t
另外，渗透深度S由下式求取
S = 503 [p/(uf)]1/2
在上式中，P为发热层的体积阻抗率(Q *m)， n为发热层的比导磁率， f为对发热层进行励磁的交变电流的频率(Hz)。
如以上说明，在本实施方式l中，在将定影套筒21的发热层21d由具有 规定的居里点的材料来形成的同时，在定影辅助辊22中绝热弹性层23的下层 设置低阻抗层24(芯棒)，并且在沿绝热弹性层23的外周面的圆周方向交替连
续地形成凹部23b和凸部23a。由此，定影夹持部中的夹持量得到充分的确保，
启动时间短，即使在对小尺寸的记录媒体p进行连续定影、或装置发生突然的
驱动停止的时候，定影辊20的过度升温也能够得到确实的抑制。 实施方式2。
参照图8，对本发明的实施方式2作详细说明。
图8所示是实施方式2中定影辊之定影辅助辊的断面图。本实施方式2中 的定影辅助辊，就第2低阻抗层40是设置在凹部23b上的这一点来说，是与 前述实施方式l不同的。
如图8所示，在本实施方式2中，在定影辅助辊22中的绝热弹性层23的 凹部23b上，设置有体积阻抗率在5.0X10—8Q cm以下所形成的第2低阻抗 层40。在本实施方式2中，作为第2低阻抗层40，使用的是比较容易的形成 薄膜铝。还有，第2低阻抗层40(铝层)的层厚设定在100ym，第2低阻抗层 40和定影套筒21 (发热层21d)之间的距离H设定为2mm。
如此，通过在绝热弹性层23的凹部23b上设置第2低阻抗层40，在相对 于由磁补偿合金构成的发热层21d的低阻抗层24(芯棒)之外，增加了接近发热 层21d、并与之相对的低阻抗层(第2低阻抗层)，定影辊的自我温度控制性得 到了更进一步的提高。
图6的Q2显示的是在本实施方式2中使用定影辊时，发热层21d-低阻抗 层24之间的距离M和发热降低率之间的关系图。与图6中的Q1相比可知，通 过设置第2低阻抗层40，发热降低率(自我温度控制性)得到了提高。
另外，设置在凹部23b里的第2低阻抗层40的层厚以在50 150 y m的范 围内为好。
第2低阻抗层40的层厚薄于50 y m时，第2低阻抗层40的发热量有可能 过大。但是，由于第2低阻抗层40没有与定影套筒21接触，所以第2低阻抗 层40的发热不会成为大问题。
与此相对的是，当第2低阻抗层40的层厚厚于150 u m时，会影响到绝热 弹性层23的变形，从而可能引起不能确保定影夹持部中的夹持量。
如以上说明，根据本实施方式2的构成，与前述实施方式l同样地，定影 夹持部中的夹持量得到充分的确保，启动时间短，即使在对小尺寸的记录媒体 P进行连续定影、或装置发生突然的驱动停止的时候，定影辊20的过度升温也 能够得到确实的抑制。
实施方式3。
参照图9及图10，对本发明的实施方式3作详细说明。
图9所示是实施方式3中定影辊之定影辅助辊的斜视图，与前述实施方式 1中的图4相当。还有，图10是形成于图9中定影辅助辊里的第2低阻抗层的 展开图。本实施方式3中的定影辅助辊，就其在绝热弹性层的宽度方向两端部 沿圆周方向仅由凹部形成的这点来说，与前述实施方式1是不同的。
如图9所示，本实施方式3中的定影辅助辊22的绝热弹性层23，在宽度 方向中央部沿外周面的圆周方向，凹部23b和凸部23a也是交替连续形成的(凹 部23b沿宽度方向形成为沟状)。
然而，本实施方式3中的绝热弹性层23，在宽度方向两端部里沿圆周方 向仅形成有凹部23b，外周面全领域的凹部23b都形成在同一个面上。之后， 第2低阻抗层40在该外周面全领域的凹部23b上一体化地形成。
具体来说，如图10所示，装配到定影辅助辊22之前的第2低阻抗层40， 在大致成矩形的薄膜状铝膜里形成有多个矩形孔部40a。然后，通过将第2低 阻抗层40的矩形孔部40a，嵌入到绝热弹性层23的凸部23a里与第2低阻抗 层40相粘结，就完成了定影辅助辊22的装配。如此，通过使第2低阻抗层40 一体化，在提高定影辅助辊22的装配性的同时，第2低阻抗层40的粘结面积 变大，由定影辅助辊22引起的第2低阻抗层40的剥离得到抑制。
更进一步的是，由于第2低阻抗层40在宽度方向两端部里是连着的，当 发热层21d的温度超过居里点时，为了使第2低阻抗层40的涡电流容易流过， 定影辊的自我温度控制性得到更进一步的提高。另外，涡电流的流动方向与线 圈部26里的电流方向相反、与由线圈26所形成的磁通量相正交。
如以上说明，根据本实施方式3的构成，与前述各实施方式同样地，定影 夹持部中的夹持量得到充分的确保，启动时间短，即使在对小尺寸的记录媒体 P进行连续定影、或装置发生突然的驱动停止的时候，定影辊20的过度升温也 能够得到确实的抑制。
实施方式4。
参照图11及图12，对本发明的实施方式4作详细说明。 图11所示使实施方式4中定影辊之定影辅助辊的斜视图、与前述实施方 式1中的图4相当。还有、图12所示是形成于图11的定影辅助辊里的第2低 阻抗层的展开图。本实施方式4中的定影辅助辊，就其绝热弹性层的凹部和凸
部形成为格子状这点来说，与凹部沿宽度方向形成为沟状的前述实施方式1是 不同的。
如图11所示，本实施方式4中的定影辅助辊22的绝热弹性层23，与前
述实施方式1相同地，沿外周面的圆周方向也是由凹部23b和凸部23a交替连 续地形成的。
但是，在本实施方式4的绝热弹性层23中，凹部23b和凸部23a在外周 面全领域中都形成为格子状。亦即，在外周面的圆周方向之外，沿宽度方向也 交替连续地形成有凹部23b和凸部23a。再换句话说就是，绝热弹性层23在宽 度方向的多处、沿圆周方向仅形成有凹部23b，外周面全领域的凹部23b都形 成于同一面上。
然后，第2低阻抗层40 —体化地形成于该外周面全领域的凹部23b上。
具体来说，如图12所示，装配到定影辅助辊22之前的第2低阻抗层40， 在大致成矩形的薄膜状铝膜里的多个矩形孔部40a成网眼状地被形成。然后， 通过将第2低阻抗层40的矩形孔部40a，嵌入到绝热弹性层23的凸部23a里 与第2低阻抗层40相粘结，就完成了定影辅助辊22的装配。如此，通过使第 2低阻抗层40—体化，在提高定影辅助辊22的装配性的同时，第2低阻抗层 40的粘结面积变大，由定影辅助辊22引起的第2低阻抗层40的剥离得到抑制。
更进一步的是，由于第2低阻抗层40形成为网眼状， 一体化后的第2低 阻抗层40的弯曲变形变得容易了，其与定影辅助辊22的装配得到进一步提高。
如以上说明，根据本实施方式4的构成，与前述各实施方式同样地，定影 夹持部中的夹持量得到充分的确保，启动时间短，即使在对小尺寸的记录媒体 P进行连续定影、或装置发生突然的驱动停止的时候，定影辊20的过度升温也 能够得到确实的抑制。
另外，本发明不局限于前述的各个实施方式，在本发明的技术思想的范围 内，除前述各实施方式中所示之外，从前述各实施方式作适当变更后的所得也 是显而易见的。还有，前述构成部件的数量、位置、形状等不局限前述各实施 方式，在实施本发明时，可以使用适当的数量、位置、形状等。
本专利申请的基础和优先权要求是2006年7月12日、在日本专利局申请 的日本专利申请JP2006-191503，其全部内容在此引作结合。
权利要求
1.一种定影辊，其包括定影套筒，其在被由磁通量发生手段所发生的磁通量加热的同时，具备具有规定居里点的发热层，其将调色剂图像融化后定影至记录媒体；定影辅助辊，其在外周面里具备绝热弹性层的同时，具备有形成于该绝热弹性层下层、体积阻抗率在5.0×10-8Ω·cm以下的低阻抗层，其被插入在所述定影套筒内部；其特征在于所述定影辅助辊的所述绝热弹性层，是在沿外周面的圆周方向、由凹部和凸部交替连续地形成的。
2. 根据权利要求1所述的定影辊，其特征在于包括 所述绝热弹性层的所述凹部上所形成的、体积阻抗率在5.0X10—8Q ，cm以下的第2低阻抗层。
3. 根据权利要求2所述的定影辊，其特征在于 所述第2低阻抗层的层厚是使其为50 150tim。
4. 根据权利要求2或3所述的定影辊，其特征在于 所述绝热弹性层的宽度方向两端部在圆周方向仅形成凹部，外周面的全领域的凹部形成于同一个面上；所述第2低阻抗层一体化地形成于所述外周面全领域的凹部上。
5. 根据权利要求2或3所述的定影辊，其特征在于 所述绝热弹性层的宽度方向的多个部位在圆周方向仅形成凹部，外周面的全领域的凹部形成于同一个面上；所述第2低阻抗层一体化地形成于所述外周面全领域的凹部上。
6. 根据权利要求2至5中任何一项所述的定影辊，其特征在于 所述第2低阻抗层是由铝构成的。
7. 根据权利要求1至6中任何一项所述的定影辊，其特征在于 所述凹部是沿宽度方向呈沟状形成的。
8. 根据权利要求1至6中任何一项所述的定影辊，其特征在于 所述凹部和所述凸部在外周面的全领域里是呈格子状形成的。
9. 根据权利要求1至8中任何一项所述的定影辊，其特征在于 所述低阻抗层是由铝构成的。
10. 根据权利要求1至9中任何一项所述的定影辊，其特征在于所述低阻抗层是所述定影辅助辊的芯棒。
11. 根据权利要求1至10中任何一项所述的定影辊，其特征在于: 所述发热层由磁补偿合金所形成。
12. 根据权利要求l至ll中任何一项所述的定影辊，其特征在于: 所述定影套筒具备比所述发热层的体积阻抗率要低的第2发热层。
13. 根据权利要求12所述的定影辊，其特征在于 所述第2发热层是由铜构成的。
14. 一种定影装置，其特征在于包括 权利要求1至13中任何一项所述的定影辊； 压接至所述定影辊的加压部件；和 所述磁通量发生手段。
15. —种图像形成装置，其特征在于包括 权利要求14中所述的定影装置。
全文摘要
本发明提供一种充分确保定影夹持部中的夹持量，启动时间短，即使在对小尺寸的记录媒体P进行连续定影、或装置发生突然的驱动停止的时候，定影辊20的过度升温也能够得到确实抑制的、电磁感应加热方式的定影辊、定影装置、以及图像形成装置。在由磁通量发生手段25加热的同时、包括有规定居里点的发热层之定影套筒21；在外周面具备绝热弹性层23的同时、包括在绝热弹性层23的下层形成有体积阻抗率在5.0×10^-8Ω·cm以下之定影辅助辊22。定影辅助辊22的绝热弹性层23沿外周面的圆周方向、交替连续地形成有凹部23b和凸部23a。
文档编号G03G15/00GK101105679SQ20071012874
公开日2008年1月16日 申请日期2007年7月12日 优先权日2006年7月12日
发明者伊藤明子 申请人:株式会社理光