定影装置和图像形成装置的制作方法

专利名称：定影装置和图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及定影装置和图像形成装置。
背景技术：
作为在诸如复印机和打印机等分别采用电子照相系统的图像形 成装置中所使用的定影装置，已知这样一种装置B口，其中通过电 磁感应来加热定影部件，该定影部件通过热融调色剂图像而将调色 剂图像定影到纸张上。
例如，日本专利申请公开No.2003-186322披露了一种采用直接 加热定影辊的感应加热系统的定影装置的相关技术。具体而言，在 该定影装置中，在由磁性金属制成的带芯棒圆筒体构成的定影辊内 部布置有用作磁通产生单元的电磁感应线圈，进而通过由电磁感应 线圈产生的感应磁场在定影辊中感应出涡电流，从而直接加热定影
古曰 &匕o
这里，通常当电磁感应线圈所加热的定影部件由具有小热容量 的带状部件构成时，可縮短将定影部件加热至可定影温度所需的时 间(所谓的预热时间)。然而，例如，在连续供给小尺寸纸张的情 况下，由于没有纸张供给到该处的区域(以下将此区域称作无纸张 供给区域)消耗小量热量进而导致过度升温，从而使定影部件受到 损坏。
本发明的目的是防止采用感应加热系统的定影装置中的无纸张 供给区域过度升温。

发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种定影装置，包括定影部件， 其中形成有基层和导电层，并且当通过电磁感应加热所述导电层时所述定影部件将调色剂定影到记录介质上；磁场产生部件，其产生 与形成在所述定影部件中的所述导电层交叉的交流磁场；以及磁场 感应部件，其布置成跨过所述定影部件而面向所述磁场产生部件， 并且将所述磁场产生部件产生的所述交流磁场感应到所述磁场感应 部件中或者允许所述交流磁场穿过所述磁场感应部件，所述定影部 件的所述基层和所述磁场感应部件分别包含具有下述磁导率变化开 始温度的材料所述磁导率变化开始温度处在从不低于所述定影部 件的加热预定温度到不高于所述定影部件的耐热温度的温度范围 内，并且所述基层的厚度小于所述基层在所述定影部件的所述加热 预定温度下的集肤深度。
这里，所述磁导率变化开始温度为磁导率(JISC 2531 )开始连 续下降的温度，并且为磁场中的磁通穿透量开始变化的点。
根据本发明的第二方面，在所述定影装置的第一方面中，所述 磁场感应部件与所述定影部件间隔一定距离。.
根据本发明的第三方面，在所述定影装置的第二方面中，所述 磁场感应部件在其中形成有涡电流分割部分，所述涡电流分割部分 对由所述磁场产生部件产生的所述交流磁场所产生的涡电流进行分 割。
根据本发明的第四方面，在所述定影装置的第一方面中，所述 磁场感应部件布置成与所述定影部件相接触。
根据本发明的第五方面，在所述定影装置的第二方面中，所述 磁场感应部件包含的材料的磁导率变化幵始温度低于所述定影部件 的所述基层的磁导率变化开始温度。
根据本发明的第六方面，在所述定影装置的第四方面中，所述 磁场感应部件包含的材料的磁导率变化开始温度高于所述定影部件 的所述基层的磁导率变化开始温度。
根据本发明的第七方面，提供一种图像形成装置，包括调色 剂图像形成单元，其形成调色剂图像；转印单元，其将由所述调色 剂图像形成单元形成的所述调色剂图像转印到记录介质上；以及定 影单元，其将已转印在所述记录介质上的所述调色剂图像定影到所述记录介质上，所述定影单元包括定影部件、磁场产生部件以及磁 场感应部件，其中，所述定影部件在其中形成有基层和导电层，并 且当通过电磁感应加热所述导电层时所述定影部件将调色剂定影到 所述记录介质上；所述磁场产生部件产生与形成在所述定影部件中 的所述导电层交叉的交流磁场；所述磁场感应部件布置成跨过所述 定影部件而面向所述磁场产生部件，并且将在所述磁场产生部件产 生的所述交流磁场感应到所述磁场感应部件中或者允许所述交流磁 场穿过所述磁场感应部件，所述定影部件的所述基层和所述磁场感 应部件分别包含具有下述磁导率变化开始温度的材料:所述磁导率 变化开始温度处在从不低于所述定影部件的加热预定温度到不高于 所述定影部件的耐热温度的温度范围内，并且所述基层的厚度小于 所述基层在所述定影部件的所述加热预定温度下的集肤深度。
根.据本发明的第八方面，在所述图像形成装置的第七方面中， 所述定影单元的所述磁场感应部件与所述定影部件间隔一定距离。
根据本发明的第九方面，在所述图像形成装置的第八方面中， 所述定影单元的所述磁场感应部件在其中形成有涡电流分割部分， 所述涡电流分割部分对由所述磁场产生部件产生的所述交流磁场所 产生的涡电流进行分割。
根据本发明的第十方面，在所述图像形成装置的第七方面中，
所述定影单元的所述磁场感应部件布置成与所述定影部件相接触。
根据本发明的第十一方面，在所述图像形成装置的第七方面中，
所述定影单元的所述磁场感应部件包含的材料的磁导率变化开始温
度低于所述定影部件的所述基层的磁导率变化开始温度。
根据本发明的第一方面，与不采用本发明的情况相比，可防止
采用感应加热系统的定影装置中的无纸张供给区域的温度过度升
咼o
根据本发明的第二方面，与将所述磁场感应部件布置成与所述 定影部件相接触的情况相比，可以实现在较短时间内将所述定影部 件加热到可定影温度。
根据本发明的第三方面，与不采用本发明的情况相比，可以防止由于涡电流导致的所述磁场感应部件发热，并且可以防止这样的 情况即，所述磁场感应部件自身的温度妨碍所述定影部件中无纸 张供给区域中的温度下降。
根据本发明的第四方面，由于所述磁场感应部件自身产生热量
以向定影部件供应热量，因此与不采用本发明的情况相比，可以保 持所述定影部件的加热预定温度，并且可以防止在高速定影操作开 始时所述定影部件的温度下降。
根据本发明的第五方面，在所述磁场感应部件与所述定影部件 间隔一定距离的情况下，所述定影部件的基层达到磁导率变化开始 温度的时刻与所述磁场感应部件达到磁导率变化开始温度的时刻大 致彼此一致。从而，与不采用本发明的情况相比，可以有效地防止 在无纸张供给区域中出现过度升温。
根据本发明的第六方面，在所述磁场感应部件布置成与所述定 影部件相接触的情况下，所述定影部件的所述基层达到磁导率变化 开始温度的时刻与所述磁场感应部件达到磁导率变化开始温度的时 刻大致彼此一致。从而，与不采用本发明的情况相比，可以有效地 防止在无纸张供给区域中出现过度升温。
根据本发明的第七方面，与不采用本发明的情况相比，可防止 设置在所述图像形成装置中的采用感应加热系统的定影装置中的无 纸张供给区域的温度过度升高。
根据本发明的第八方面，与不采用本发明的情况相比，可以实 现在较短时间内使所述定影部件达到可定影温度。
根据本发明的第九方面，与不采用本发明的情况相比，可以防 止由于涡电流导致的所述磁场感应部件发热，并且可以防止这样的 情况S卩，所述磁场感应部件自身的温度妨碍所述定影部件中的无 纸张供给区域中的温度下降。
根据本发明的第十方面，由于所述磁场感应部件自身产生热量 以向所述定影部件供应热量，因此与不采用本发明的情况相比，可 以保持所述定影部件的加热预定温度，并且可以防止在高速定影操 作开始时所述定影部件的温度下降。根据本发明的第十一方面，所述定影部件的基层达到磁导率变 化开始温度的时刻与所述磁场感应部件达到磁导率变化开始温度的 时刻大致彼此一致。从而，与不采用本发明的情况相比，可以有效 地防止在无纸张供给区域中出现过度升温。


基于以下附图详细说明本发明的示例性实施例，其中 图1为示出应用第一示例性实施例的图像形成装置的整体构造 的示意图2为示出第一示例性实施例的定影装置构造的正视图3为沿图2中线X-X截取的截面图4为定影带的截面图5A为端盖部件的侧视图5B为从图5A中所示的Z方向看去的端盖部件的平面图6为示出第一示例性实施例的IH加热器构造的截面图7为示出在定影带的温度处于磁导率变化开始温度以下的温 度范围内的情况下磁力线的状态的视图8为示出当向定影带连续供给小尺寸纸张时定影带的温度分
布概况的视图9为示出在定影带的温度处于高于磁导率变化开始温度的温
度范围内的情况下磁力线的状态的视图IO为示出形成在热敏部件中的狭缝的视图11为示出第二示例性实施例的定影装置构造的截面图12为示出在第二示例性实施例的定影装置中在定影带的温
度处于磁导率变化开始温度以下的温度范围内的情况下磁力线的状
态的视图13A和13B示出了形成为没有完全分割涡电流路径的狭缝的 实例；以及
图14和图15分别为示出在第二示例性实施例的定影装置中在 定影带的温度处于磁导率变化开始温度以上的温度范围内的情况下磁力线的状态的视图。
具体实施例方式
在下文中，将参考附图详细地说明本发明的示例性实施例。
图1为示出应用第一示例性实施例的图像形成装置1的整体构 造的示意图。图1所示的图像形成装置1为所谓的串联型彩色打印 机，并且包括图像形成处理器10，其根据各颜色图像数据进行图 像形成；控制器30，其控制整个图像形成装置1的操作；图像处理 器35，其与诸如个人计算机(PC) 3和图像读取装置4等外部装置 连接，并且对从上述外部装置接收到的图像数据进行图像处理；以 及电源单元38，其向图像形成装置1的各部分供应电力。
图像形成处理器10包括作为调色剂图像形成单元实例的按照 一定距离平行布置的四个图像形成单元IIY、 IIM、 11C和11K(也 称作"图像形成单元11")。每个图像形成单元11包括作为图像 保持体实例的感光鼓12，其形成静电潜像并且保持调色剂图像；充
电装置13，其以预定电压对感光鼓12的表面均匀充电；LED打印 头14，其基于图像数据对己经由充电装置13充电的感光鼓12进行 曝光；显影装置15，其对形成在感光鼓12上的静电潜像进行显影； 以及清洁器16，其在转印之后对感光鼓12的表面进行清洁。
另外，除了收容在显影装置15中的调色剂不同以外，各图像形 成单元ll彼此构造相似。图像形成单元11Y、 IIM、 11C和11K分 别形成黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(青色)(C)以及黑色 (K)的调色剂图像。
此外，图像形成处理器IO包括中间转印带20，形成在图像 形成单元11的各感光鼓12上的各颜色调色剂图像多重转印到该中 间转印带20上； 一次转印辊21,其将在各图像形成单元11中形成 的各颜色调色剂图像依次转印(一次转印)到中间转印带20上；二 次转印辊22，其将叠加转印在中间转印带20上的各颜色调色剂图像共同转印(二次转印)到作为记录介质(记录纸张)的纸张P上； 以及作为定影单元(定影装置)实例的定影装置60，其将已被二次 转印的各颜色调色剂图像定影到纸张P上。应当注意的是，在第一
示例性实施例的图像形成装置1中，将中间转印带20、 一次转印辊 21以及二次转印辊22构造为转印单元。
在第一示例性实施例的图像形成装置1中，图像处理器35对从 PC 3或图像读取装置4输入的图像数据进行图像处理操作，然后经 由图中未示出的接口将所得到的数据发送到图像形成单元11。然后， 例如在形成黑色(K)调色剂图像的图像形成单元11K中，在感光 鼓12沿箭头A的方向旋转的同时，充电装置13以预定电压对感光 鼓12进行均匀充电，并且LED打印头14对感光体12进行扫描曝 光，其中在该LED打印头14中LED (发光二极管)阵列基于从图 像处理器.35所发送来的图像数据而发光。因此，在感光鼓12上形 成黑色(K)图像的静电潜像。之后，通过显影装置15对形成在感 光鼓12上的静电潜像进行显影，进而在感光鼓12上形成黑色(K) 调色剂图像。类似地，在图像形成单元11Y、 11M和11C中分别形 成黄色(Y)、品红色(M)以及蓝绿色(C)调色剂图像。
一次转印辊21依次将在各图像形成单元11中形成的各颜色调 色剂图像静电地吸附到沿箭头B的方向移动的中间转印带20上，进 而形成叠加调色剂图像。该叠加调色剂图像为彼此叠加的各颜色调 色剂图像。中间转印带20上的叠加调色剂图像随着中间转印带20 的移动而被传送到布置有二次转印辊22的区域(二次转印部分T)。 当将叠加调色剂图像传送到二次转印部分T时，与叠加调色剂图像 被传送到二次转印部分T的定时(时刻)相吻合地从纸张保持部分 40将纸张P供应到二次转印部分T。然后，通过在二次转印部分T 由二次转印辊22形成的转印电场的作用将叠加调色剂图像共同静电 地转邻到所传送的纸张P上。
之后，从中间转印带20上剥离其上静电转印有叠加调色剂图像 的纸张P，并且将该纸张P传送到定影装置60。定影装置60利用热 量和压力对传送到定影装置60的纸张P上的调色剂图像进行定影处理，进而将调色剂图像定影到纸张P上。此外，将其上形成有已定 影图像的纸张P传送到设置在图像形成装置1的排出部分处的输出 纸张堆叠单元45中。
另一方面，在完成二次转印之后带清洁器25将二次转印之后附 着在中间转印带20上的调色剂(转印残留调色剂)从中间转印带20 的表面上去除，进而为下一个图像形成循环做准备。
如上所述，根据待打印纸张的循环数量重复执行图像形成装置 1中的图像形成。
接下来，将说明布置在第一示例性实施例的图像形成装置1中 的定影装置60的构造。
图2为示出第一示例性实施例的定影装置60的构造的正视图， 图3为沿图2中的线X-X截取的截面图。首先，如图3所示，定影 装置60包括作为磁场产生部件实例的IH (感应加热)加热器80， 其产生交流磁场；作为定影部件实例的定影带61，其在由IH加热器 80的电磁感应加热时通过产生热量而对调色剂图像进行定影；加压 辊62，其布置为面向定影带61;以及加压垫63，由加压辊62通过 定影带61而挤压该加压垫63。
定影装置60还包括支架65，其支撑加压垫63等；非磁性金 属感应部件66，其在一定条件下感应磁通；作为磁场感应部件实例 的热敏部件64，其通过感应由IH加热器80产生的交流磁场而形成 磁路；以及剥离辅助部件70，其辅助纸张P从定影带61的剥离。
定影带61由初始具有圆筒形状的环带部件构成，并且初始形状 (圆筒形状)的直径例如为30mm。此外，如图4 (定影带61的截 面图)所示，定影带61为具有多层结构的带部件，其由如下部分构 成基层611，其是作为由具有高机械强度的合金制成的片状部件的 基层的实例；导电层612，其是层叠在基层611上的导电层的实例； 弹性层613，其改善调色剂图像的定影性；以及表面防粘层614，其 涂布在最上层。
基层611是形成由IH加热器80产生的交流磁场的磁路的磁路 形成单元及为定影带61提供机械强度的基底部件。这里，基层611由具有下述磁导率变化开始温度的铁磁性材料制成所述磁导率变
化开始温度设定在从不低于各颜色调色剂图像熔化的温度(定影带61的加热预定温度)到低于弹性层613和表面防粘层614的耐热温度的温度范围内。更具体而言，基层611由具有"热敏性"的材料制成，即该材料在高于定影带61的加热预定温度的温度区域(例如，从定影带61的加热预定温度到加热预定温度+约IO(TC的温度范围)之内在具有几百或更高的相对磁导率的铁磁性与具有大约为1的相对磁导率的常磁性(非磁性)之间可逆地变化。这里，在低于基层611表现出铁磁性的磁导率变化开始温度的温度范围内，基层611起到磁路形成单元的作用，即通过感应由IH加热器80产生的交流磁场的磁通从而在基层611的内部形成沿着基层611延展方向的磁路。与此同时，在高于基层611表现出常磁性的磁导率变化开始温度的温度范围内，基层611允许由IH加热器80产生的磁通以沿基层层厚方向横切(横穿)的方式穿过基层611。
更具体而言，作为第一示例性实施例的基层611，使用诸如Fe-Ni合金(坡莫合金)等二元整磁钢(shunt steel)以及诸如Fe-Ni-Cr合金等三元整磁钢，这些材料分别具有设定在例如从140°C (定影带61的加热预定温度)到24(TC范围内的磁导率变化开始温度。由于优良的薄壁成型性和可加工性、高导热性、低成本以及高机械强度等原因，包括上述坡莫合金、整磁钢在内的金属合金等适用于定影带61的基层611。对于其他材料，可使用由Fe、 Ni、 Si、 B、 Nb、Cu、 Zr、 Co、 Cr、 V、 Mn、 Mo等制成的金属合金。例如，当将Fe-Ni二元整磁钢设定为包含64Q/。的Fe和36。/。的Ni(原子数比率)时，可达到225。C左右的磁导率变化开始温度。
同时，由于这些合金都具有60xlO'SQm或更高的高电阻率值(比电阻值)，因此当它们具有200pm或更小的厚度时难于通过感应来将其加热。从而，另外需要容易通过感应来加热的电磁感应热量产生层(参考下面的说明)。
此外，基层611形成为厚度小于相对于IH加热器80所产生的交流磁场(磁力线)的集肤深度(参考下面的说明)。更具体而言，在使用Fe-Ni合金的情况下，将该基层611的厚度设定在大约从20pm到80pm的范围内。应当注意的是，稍后将详细说明基层611的功能。导电层612为待利用IH加热器80所产生的交流磁场通过电磁感应而受到加热的电磁感应热量产生层。由于可利用具有相对小的电阻率值和厚度在2|im到30pm范围内的诸如Ag、 Cu以及Al等非磁性金属来获得薄膜，因此可将这些非磁性金属用于形成该导电层612。
在第一示例性实施例的定影装置60中，在例如由厚度为50pm的Fe-Ni合金构成的基层611上，通过镀覆、沉积等形成厚度大约为10pm的由具有高导电率的Cu制成的导电层612。在此构造中，通过将基层611和导电层612形成为薄层，在加强整个定影带61的塑性和挠性的同时，可确保该定影带61的机械强度。
这里，由于第一示例性实施例中所用的基层611由电阻率值为导电层612的IO倍或更多倍的材料制成，因此与流过导电层612的涡电流I相比，涡电流I较少可能流过基层611。从而，与在导电层612中产生的热量相比，基层611为其中产生可忽略热量的非热量产生层。此外，即使基层611产生非常少量的热量，此热量也可由包括导电层612的定影带61吸收。
弹性层613由硅橡胶等制成的弹性体构成。通过以粉末形式叠加各颜色调色剂来形成待保持在纸张P上作为定影对象的调色剂图像。从而，为了在咬合部分N向整个调色剂图像均匀供应热量，可使定影带61的表面随着纸张P上的调色剂图像的粗糙度而变形。这样，作为第一示例性实施例的弹性层613，例如使用厚度在100nm到600pm范围内且硬度在10°到30° (JIS-A)范围内的硅橡胶。
关于表面防粘层614，由于其与保持在纸张P上的未定影调色剂图像直接接触，因此使用具有高防粘性的材料。例如，使用四氟乙烯-全氟垸基乙烯基醚共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、有机硅共聚物、由这些材料构成的复合层等。如果表面防粘层614的厚度过薄，则不能达到足够的耐磨水平；因此，将縮短定影带61的寿命。另一方面，当厚度过厚时，定影带61的热容量变得过大；因此，将延长预热时间。因此，鉴于第一示例性实施例的表面防粘层
614的耐磨性和热容量之间的平衡，将表面防粘层614的厚度设定在从l|im到50pm的范围内。
加压垫63由诸如硅橡胶或含氟橡胶等弹性体构成，并且由支架65支撑在面向加压辊62的位置。然后，将加压垫63布置为通过定影带61而受到加压辊62挤压的状态，进而加压垫63与加压辊62在两者之间的空间形成咬合部分N。
此外，将加压垫63设定为在位于咬合部分N的入口侧(沿纸张P的传送方向的上游侧)的预咬合区域63a与位于咬合部分N的出口侧(沿纸张P的传送方向的下游侧)的剥离咬合区域63b具有不同的咬合压力。更具体而言，在预咬合区域63a中，加压垫63较靠近加压辊62的表面形成为大致与加压辊62的外周表面相仿的圆形，从而形成宽度宽的均匀咬合部分N。同时，在剥离咬合区域63b中，加压垫63形成为被加压辊62的表面用高咬合压力局部地挤压，从而使得穿过剥离咬合区域63b的定影带61的曲率半径变小。通过此构造，沿着从定影带61的表面剥离纸张P的方向在穿过剥离咬合区域63b的纸张P上形成巻曲(向下巻曲)。从而，将促进从定影带61的表面剥离纸张P。
这里，在第一示例性实施例中，作为通过加压垫63剥离的辅助单元，将剥离辅助部件70布置在咬合部分N的下游侧。在剥离辅助部件70中，剥离挡板71由支架72支撑从而在面向定影带61的旋转移动方向的方向上靠近定影带61。然后，通过利用剥离挡板71在加压垫63的出口处支撑形成在纸张P上的巻曲部分，可防止纸张P朝向定影带61行进。
热敏部件64形成为具有与定影带61的内周表面相仿的形状，并且与定影带61的内周表面间隔一定距离从而不与定影带61内周表面相接触。这里，类似于定影带61的基层611，热敏部件64由具有下述磁导率变化开始温度的材料制成所述磁导率变化开始温度设定在从不低于定影带61的加热预定温度(等于各颜色调色剂图像所熔化的温度)到低于定影带61的弹性层613和表面防粘层614的耐热温度的温度范围内。更具体而言，热敏部件64由具有"热敏性"的材料制成，即该材料在包括定影带61的加热预定温度在内的温度区域内在铁磁性和常磁性之间可逆地变化。这里，在热敏部件64表现出铁磁性的磁导率变化开始温度以下(等于或低于磁导率变化开始温度)的温度范围内，热敏部件64起到磁路形成单元的作用，即通过感应在IH加热器80中产生且穿过定影带61的磁通从而在热敏部件64的内部形成沿着热敏部件64延展方向的磁路。与此同时，在高于磁导率变化开始温度的温度范围内，热敏部件64允许在IH加热器80中产生且穿过定影带61的磁通以沿热敏部件层厚方向横切的方式穿过热敏部件64。这里，适用于热敏部件64的材料与适用于定影带61的基层611的材料相似。
此外，热敏部件64形成为厚度小于相对于IH加热器80所产生的交流磁场(磁力线)的集肤深度(参考下面的说明)。更具体而言，在使用Fe-Ni合金的情况下，将该热敏部件64的厚度设定在大约从50pm到300jim的范围内。应当注意的是，稍后将详细说明热敏部件64的构造和功能。
支撑加压垫63的支架65由具有高刚度的材料制成，以便在加压垫63受到来自加压辊62的压力的状态下桡曲量可以小于预定量。通过此构造，使得沿咬合部分N纵向施加到咬合部分N的压力(咬合压力N)保持均匀。此外，在第一示例性实施例的定影装置60中，由于采用通过电磁感应来加热定影带61的构造，因此利用这样的材料制成支架65:即，该材料不影响或难以影响感应磁场且不会受到或难以受到感应磁场的作用。例如，使用诸如含玻璃的聚苯硫醚(PPS)等耐热树脂或者诸如A1、 Cu、 Ag等常磁性金属材料。
对于非磁性金属感应部件66，其由诸如Ag、 Cu、 Al等具有相对小的电阻率值的非磁性金属制成。这里，当将非磁性金属感应部件66加热到高于定影带61的基层611和热敏部件64的磁导率变化开始温度的温度时，非磁性金属感应部件66通过感应由IH加热器80产生的交流磁场(磁力线)从而形成这样的状态即，与定影带61的导电层612相比更容易产生涡电流I。在此构造中，非磁性金属感应部件66形成为具有足够大于集肤深度(参考下面的说明)的厚
度(例如，lmm)，从而使涡电流I可以更加容易地流过非磁性金属感应部件66。
接下来，将说明定影带61的驱动机构。
如图2所示，在支架65 (参考图3)的轴向两端固定有作为驱动力传递部件实例的端盖部件67，该端盖部件67在将定影带61两端的横截面形状保持为圆形的同时沿着定影带61的圆周方向旋转地驱动定影带61。然后，定影带61通过端盖部件67直接从定影带61两端接收旋转驱动力，并且沿着图3中箭头C的方向例如以140mm/s的处理速度旋转地移动。
图5A为端盖部件67的侧视图，图5B为从图5A所示的Z方向看去的端盖部件67的平面图。如图5A和5B所示，端盖部件67包括固定部分67a，其配合到定影带61两端的内侧；凸缘部分67d，其形成为具有比固定部分67a外径大的外径，并且形成为当安装到定影带61上时比定影带61更多地沿径向延伸；齿轮部分67b，旋转驱动力传递到该齿轮部分67b上；以及轴承部分67c，其通过连接部件166可旋转地与形成在支架65两端的支撑部分65a连接。然后，如图2所示，当将支架65两端的支撑部分65a固定到定影装置60的机壳69两端上时，通过与支撑部分65a连接的轴承部分67c可旋转地支撑端盖部件67。
对于构成端盖部件67的材料，使用具有高机械强度和高耐热性的所谓工程塑料。例如，酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、PEEK树脂、PES树脂、PPS树脂、LCP树脂等是适用的。
这里，如图2所示，在定影装置60中，将来自驱动电动机90的旋转驱动力经由传动齿轮91和92传递到轴93上，然后从与轴93连接的传动齿轮94和95将该旋转驱动力传递到两个端盖部件67的齿轮部分67b (参考下面说明的图5)上。根据此构造，将旋转驱动力从端盖部件67传递到定影带61，然后端盖部件67和定影带61 —体地受到旋转驱动。如上所述，定影带61在从其两端直接受到驱动力时而进行旋转；因此，定影带61可稳定地旋转。
这里，在定影带61从其两端的端盖部件67直接受到驱动力时而进行旋转的情况下，通常施加有大约在O.lN.m至0.5N.m范围的转矩。然而，在第一示例性实施例的定影带61的情况下，基层611例如由具有高机械强度的Fe-Ni合金形成。这样，即使当将范围大约在O.lN.m至0.5N.m的扭矩施加到整个定影带61上时，定影带61也不易出现压曲等现象。
同时，通过端盖部件67的凸缘部分67d防止定影带61滑动到一侧。在此情况下，通常从端部(凸缘部分67d) —侧沿定影带61的轴向向定影带61施加有范围大约在1N至5N的压縮力。然而，即使当定影带61受到此压縮力，由于定影带61的基层611由Fe-Ni合金等形成，因此也可防止出现压曲等现象。
如上所述，第一示例性实施例的定影带61在从其两端直接受到驱动力时而进行旋转，这样可实现稳定旋转。这里，在这点上，通过利用例如具有高机械强度的Fe-Ni合金形成定影带61的基层611，可实现这样的构造即，不易出现由于扭矩和压縮力导致的压曲等现象。此外，使基层611和导电层612形成为薄层，从而确保整个定影带61的塑性和挠性。由此，跟随咬合部分N进行变形和形状恢复。
返回参考图3，加压辊62布置成面向定影带61，并且通过定影带61的驱动例如以140mm/s的处理速度沿着图3中箭头D的方向旋转。这里，在定影带61夹在加压辊62与加压垫63之间的情况下形成咬合部分N。然后，在保持有未定影调色剂图像的纸张P穿过咬合部分N的同时，通过施加热量和压力从而将未定影调色剂图像定影到纸张P上。
通过将实心铁芯(圆柱状芯棒)621、耐热弹性层622以及防粘层623层叠在一起而形成加压辊62，其中该实心铁芯621的直径例如为18mm，该耐热弹性层622由覆盖在该铁芯621外周表面上厚度例如为5mm的硅海绵等制成，并且防粘层623由例如涂布有厚度为50pm的PFA等的耐热树脂或耐热橡胶形成。然后，通过加压弹簧68(参考图2)的作用，加压辊62通过定影带61向加压垫63施加例如为20kgf的压力载荷。
下面，将说明通过交流磁场的电磁感应来加热定影带61的导电层612的IH加热器80。
图6为示出第一示例性实施例的IH加热器80的构造的截面图。如图6所示，IH加热器80包括支撑体81，其由诸如耐热树脂等非磁性体构成；励磁线圈82，其产生交流磁场；弹性支撑部件83，其由将励磁线圈82固定到支撑体81上的弹性体构成；磁芯84，其形成由励磁线圈82产生的交流磁场的磁路；屏蔽罩85，其屏蔽磁场；加压部件86，其朝向支撑体81对磁芯84施加压力；以及励磁电路88，其向励磁线圈82供应交流电流。
支撑体81形成为具有沿着定影带61的表面形状弯曲的横截面，并且形成为可使支撑励磁线圈82的上表面(支撑表面)81a与定影带61之间的距离为预定值(例如，从0.5mm至2mm)。对于构成支撑体81的材料，例如可使用诸如耐热玻璃、聚碳酸酯、聚醚砜、聚苯硫醚(PPS)等耐热树脂，或者诸如通过混合上述所列树脂和玻璃纤维所得到的耐热树脂等的耐热非磁性材料。
通过以具有卵形、椭圆形、矩形等形状的空心闭环形式巻绕绞合线从而形成励磁线圈82。该绞合线由一束彼此绝缘且每根直径例如为0.17mm的90根铜线盘条构成。当从励磁电路88向励磁线圈82供应具有预定频率的交流电流时，围绕励磁线圈82产生以巻绕成闭环状的绞合线为中心的交流磁场。从励磁电路88供应到励磁线圈82的交流电流的频率通常在从20kHz至100kHz的范围内。
对于磁芯84，使用由诸如软铁氧体、铁氧体树脂、非晶质合金、坡莫合金以及整磁钢等具有高磁导率的氧化物或合金材料制成的铁磁体，并且该磁芯84起到磁路形成单元的作用。磁芯84形成这样的磁力线路径(磁路)* 即，来自由励磁线圈82产生的交流磁场的磁力线(磁通)从励磁线圈82朝向热敏部件64横切(横穿)定影带61、穿过热敏部件64并且返回到励磁线圈82。通过由磁芯84形成磁路，由励磁线圈82产生的交流磁场(磁力线)集中在定影带61面向磁芯84的区域。磁芯84可以由对于磁路形成损失低的材料制成。更具体而言，磁芯84可以在涡电流损失小的状态(通过狭缝等遮断或分离电流路径、采用薄板束等)下使用，并且可以由具有低磁滞损失的材料制成磁芯84。
下面，将说明通过IH加热器80所产生的交流磁场来加热定影带61的状态。
首先，如上所述，将定影带61的基层611和热敏部件64的磁导率变化开始温度设定在从不低于定影带61的加热预定温度(各颜色调色剂图像被定影的温度)到不高于定影带61的耐热温度的温度范围内(例如，从140。C到240°C)。这里，在定影带61的温度处于磁导率变化开始温度以下的温度范围内的情况下，基层611和热敏部件64表现出铁磁性。这样，由IH加热器80产生的交流磁场的磁力线H形成沿着延展方向穿过定影带61的基层611和热敏部件64的磁路。这里，"延展方向"是指垂直于厚度方向的方向。
图7为示出在定影带61的温度处于磁导率变化开始温度以下的温度范围内的情况下磁力线H的状态的视图。如图7所示，在定影带61的温度处于磁导率变化开始温度以下的情况下，由IH加热器80产生的交流磁场的磁力线H形成沿着延展方向(垂直于厚度方向的方向)穿过定影带61的基层611和热敏部件64的磁路。结果，横切定影带61的导电层612的磁力线H的磁通密度高。
更具体而言，在从IH加热器80的磁芯84发射的磁力线H横切定影带61导电层612的区域R1和R2中，磁力线H被感应到基层611和热敏部件64的内部。从而，沿厚度方向横切定影带61的导电层612的磁力线H集中而进入基层611和热敏部件64的内部。结果，区域R1和R2中的磁通密度高。同时，在已经沿延展方向穿过基层611和热敏部件64内部的磁力线H在返回磁芯84时沿厚度方向横切导电层612的区域R3中，从在基层611和热敏部件64内部具有低磁势的位置朝向磁芯84集中地发射出磁力线H。从而，沿着厚度方向横切定影带61的导电层612的磁力线H集中地从基层611和热敏部件64的区域朝向磁芯84行进。结果，区域R3中的磁通密度高。
在磁力线H沿厚度方向横切的定影带61的导电层612中，产生与磁力线H的磁通量变化成比例的涡电流I。这样，在定影带61的温度处于磁导率变化开始温度以下的温度范围内的情况下，具有高磁通密度的磁力线H穿过区域Rl、 R2以及R3。从而，磁通量的变化大，并且大涡电流I流过导电层612。这样，在导电层612中，产生焦耳热W (W=I2R)，该焦耳热为导电层612的电阻率值R与涡电流I的平方的乘积。因此，在定影带61的温度处于磁导率变化开始温度以下的温度范围内的情况下，在定影带61中产生大量热量。
如上所述，在第一示例性实施例的定影装置60中，在定影带61的温度处于磁导率变化开始温度以下的温度范围内的情况下，基层611和热敏部件64均用作通过感应由IH加热器80产生的磁力线H从而形成沿延展方向(垂直于厚度方向的方向)的磁路的磁路形成单元，其中该基层611用于支撑作为定影带61的加热层的导电层612，该热敏部件64布置为与定影带61的内周表面非接触。
顺便提及，如上所述，通过将导电层612层叠在基层611上从而形成定影带61，其中由借助于镀覆、沉积等方法形成的厚度约为10pm的具有高导电率的Cu制成导电层612，例如由厚度为50pm的Fe-Ni合金构成基层611。更具体而言，通过将定影带61的基层611形成为例如由具有高机械强度的Fe-Ni合金制成的薄层，定影带61可受到稳定的旋转驱动而不会在定影带61中出现扭曲、压曲等现象。此外，可以加强定影带61的塑性和挠性，从而定影带61可以跟随咬合部分N的形状进行变形。
如上所述，定影带61的基层611比下面将说明的集肤深度(5)薄。从而，在定影带61的温度处于磁导率变化开始温度以下的温度范围内且基层611表现出铁磁性的情况下，由IH加热器80产生的磁力线H的一部分通过由定影带61的基层611感应而形成磁路，而剩余的磁力线H以沿着层厚度方向横切的方式穿过基层611。
这样，在第一示例性实施例的定影装置60中，通过在定影带61的内周表面侧布置热敏部件64，形成这样的磁路回路即，已经
以沿着厚度方向横切的方式穿过基层611的磁力线H通过热敏部件64返回到励磁线圈82。通过此构造，可增加磁通密度。更具体而言，在定影带61的温度处于磁导率变化开始温度以下的温度范围内的情况下，由于磁路形成单元较靠近励磁线圈82，因此通过由铁磁体构成的磁路形成单元可实现较高的磁通密度和较高的磁耦合。从而，在定影带61中由靠近励磁线圈82的基层611进行的磁路形成是有效的，并且位于定影带61的内周表面侧的热敏部件64也可实现磁路的形成。如上所述，在第一示例性实施例的定影装置60中，利用两个主要的磁路回路(由基层611形成的回路和由热敏部件64形成的回路)可增加磁通密度。
这里，将说明定影带61的基层611的层厚。如上所述，从确保定影带61的机械强度的角度看，例如利用Fe-Ni-Cr合金形成定影带61的基层611。然后，由于需要加强定影带61的塑性和挠性，将基层611形成为厚度例如为50pm厚度的薄层。顺便提及，在一般的金属材料等中，在交流磁场中限定磁力线H进入(衰减为1/e)的主要区域，并且将此区域用作确定厚度的指标。这称作关于磁力线H的"集肤深度"(S)，并且通过下式(1)来计算该集肤深度(S)。在式(1)中，f表示交流磁场的频率(例如为20kHz) ， p表示电阻率值(D.m)，并且&表示相对磁导率。
<formula>formula see original document page 22</formula> (1)
例如，在将电阻率值p为70xlO'8Q.m且相对磁导率^为400的材料用作定影带61的基层611的情况下，当将交流磁场的频率设定为20kHz时，根据式(1)基层611的集肤深度(5)为149jim。从而，当从确保定影带61的机械强度同时加强定影带61的塑性和挠性的角度出发而将定影带61的基层611形成为厚度为5(Him的薄层时，基层611的层厚小于集肤深度(S)。因此，如区域R1、 R2以及R3中所示，由IH加热器80产生的交流磁场(磁力线H)的一部分通过由定影带61的基层611感应而形成磁路，而剩余的交流磁场穿过基层611。
另一方面，通过在定影带61的内周表面侧布置热敏部件64，在定影带61的温度为定影温度(即等于或低于磁导率变化开始温度的温度)的情况下，如图7所示，已经穿过基层611的剩余磁力线H以回路形式穿过热敏部件64的内部，从而使主磁通可以返回励磁线圈82。此磁路形成可以加强磁耦合和磁通密度，在定影带61的导电层612中产生大涡电流I并且在定影带61中产生大量焦耳热W。
这里，第一示例性实施例的热敏部件64布置成与定影带61的内周表面为非接触，从而可在启动定影装置60时防止热量从已经通过感应加热的定影带61进入热敏部件64，并且可縮短将定影带61加热至可定影温度所需的时间。
接下来，将说明通过由IH加热器80产生的交流磁场减少定影带61中产生的热量的机构。
这里，首先说明将小尺寸纸张P (小尺寸纸张P1)连续供给到定影装置60的情况。图8为示出当将小尺寸纸张Pl连续供给到定影带61上时定影带61的温度分布概况的视图。在图8中，将具有待用于图像形成装置1的纸张P的最大尺寸宽度(例如，A3尺寸的宽度)的最大纸张供给区域记作Ff，将宽度比最大尺寸纸张P的宽度小的小尺寸纸张P1 (例如，A4尺寸纸张的纵向供给)所通过的区域(小尺寸纸张供给区域)记作Fs，并且将小尺寸纸张P1没有通过的无纸张供给区域记作Fb。应当注意的是，在图像形成装置l中参考其中心位置执行纸张供给。
如图8所示，在连续供给小尺寸纸张P1的情况下，在小尺寸纸张P1通过的小尺寸纸张供给区域Fs中消耗用于定影的热量。从而，通过控制器30 (参考图1)执行按照预定温度的温度调节控制。通过此控制，在小尺寸纸张供给区域Fs中定影带61的温度保持为预定值(加热预定温度)。同时，在无纸张供给区域Fb中，也执行类似于小尺寸纸张供给区域Fs中的温度调节控制。然而，在无纸张供给区域Fb中不消耗用于定影的热量。因此，无纸张供给区域Fb的温度上升到高于定影带61加热预定温度的温度。如果保持以此状态连续供给小尺寸纸张P1，那么无纸张供给区域Fb的温度将上升到例
如高于定影带61的弹性层613和表面防粘层614的耐热温度的温度。结果，可能损坏定影带61。
这样，如上所述，在第一示例性实施例的定影装置60中，定影带61的基层611和热敏部件64由具有下述磁导率变化开始温度的Fe-Ni合金等构成所述磁导率变化开始温度设定在从不低于定影带61的加热预定温度到例如不高于定影带61的弹性层613和表面防粘层614的耐热温度的温度范围内。更具体而言，如图8所示，将定影带61的基层611和热敏部件64的磁导率变化开始温度Tcu设定在从不低于定影带61的加热预定温度Tf到例如不高于弹性层613和表面防粘层614的耐热温度Tlim的范围内。
通过此构造，当连续供给小尺寸纸张P1时，定影带6.1的无纸张供给区域Fb中的温度超过基层611和热敏部件64的磁导率变化开始温度。从而，在定影带61的无纸张供给区域Fb中基层611和热敏部件64的相对磁导率接近于1。结果，由铁磁体构成的两个现有的磁路形成单元消失。因此，当在定影带61的无纸张供给区域Fb中基层611和热敏部件64的相对磁导率降低且接近于1时，在定影带61的无纸张供给区域Fb中横切导电层612的磁力线H的磁通密度降低的同时磁通可容易地穿过热敏部件64;因此，磁通到达非磁性金属感应部件66 (参考图3)，然后在该非磁性金属感应部件66处受到感应。结果，在导电层612中产生的涡电流I减少，并且在定影带61中产生的热量(焦耳热W)减少。结果，可防止在无纸张供给区域Fb中过度升温，进而防止损坏定影带61。当磁通到达非磁性金属感应部件66时，大量涡电流I流入与导电层612相比更易于使涡电流I流过其中的非磁性金属感应部件66。结果，可以减少流入导电层612的涡电流量。
此时，选择非磁性金属感应部件66的厚度、材料以及形状以屏蔽励磁线圈82的大部分磁通。更具体而言，具有足够厚的集肤深度并且即使涡电流I流过其中也产生尽可能少的热量的材料是适用的。
24在第一示例性实施例中，使用沿着热敏部件64配合的厚度为lmm的大致为圆形的铝以使该铝与热敏部件64不接触(该铝与该热敏部件64之间的平均距离为4mm)。通过以非接触方式布置该材料，不易于从热敏部件64吸入热量。至于其他材料，Ag和Cu是适用的。
这里，如果定影带61的无纸张供给区域Fb中的温度降到低于基层611和热敏部件64的磁导率变化开始温度，那么基层611和热敏部件64将再次表现出铁磁性，从而导致大量涡电流I流入导电层612。结果，将对定影带61进行加热。
图9为示出在定影带61的温度处于高于磁导率变化开始温度的温度范围内的情况下磁力线H的状态的视图。如图9所示，在定影带61的温度处于高于磁导率变化开始温度的温度范围内的情况下，基层611和热敏部件64的相对磁导率降低。从而，由IH加热器80产生的交流磁场的磁力线H的数量减少且改变成容易贯穿基层611和热敏部件64。因此，由IH加热器80产生的交流磁场的磁力线H发射成从磁芯84朝向定影带61的内部发散，然后到达非磁性金属感应部件66和支架65。
如上所述，在定影带61的温度处于磁导率变化开始温度以上(等于或高于磁导率变化开始温度)的温度范围内的情况下，用于支撑定影带61的导电层612 (作为热量产生层)的基层611和布置成与定影带61内周表面非接触的热敏部件64两者均不起到面向励磁线圈82的磁路形成单元的作用，磁力线H的数量减少，并且由IH加热器80产生的交流磁场的磁力线H在非磁性金属感应体中形成磁路。
在此构造中，例如在由于连续供给小尺寸纸张Pl而导致温度升高的无纸张供给区域Fb中，在定影带61的导电层612中产生的涡电流I减少，进而在定影带61的无纸张供给区域Fb中产生的热量(焦耳热W)减少。结果，可在防止无纸张供给区域Fb中过度升温。根据就基层611和热敏部件64而言防止在无纸张供给区域Fb中过度升温的功能，在使得基层611和热敏部件64起到磁路形成单元的作用的同时，将基层611和热敏部件64构造成不易于由于磁力线H而产生热量。出于此目的，作为磁路形成单元，基层611和热
敏部件64形成为使得基层611和热敏部件64的总厚度至少可以大 于基层611和热敏部件64在其处于磁导率变化开始温度以下的温度 范围内表现出铁磁性的状态下的集肤深度的总和(5a+Sb)。换言之， 适当地选择基层611和热敏部件64的材料(电阻率值和磁导率)和 厚度，以防止来自励磁线圈82的主磁通{ (l-l/exl00) %或更高}贯 穿热敏部件64。
这里，在热敏部件64中形成有多条狭缝，这些狭缝用于分割由 磁力线H产生的涡龟流I的流动。
通过此构造，将减少热敏部件64的自加热量；因此，在无纸张 供给区域Fb中出现过度升温的情况下，当将热敏部件64加热到高 于磁导率变化开始温度的温度时，热敏部件64自身的温度保持低。 此外，定影带61的基层611和热敏部件64变为表现出常磁性。从 而，当在定影带61的无纸张供给区域Fb中产生的热量减少时，如 果热敏部件64自身的温度过度升高而达到接近于磁导率变化开始温 度的温度，那么纸张供给区域Fs与无纸张供给区域Fb之间的温差 将变小。然而，通过减少热敏部件64的自加热量，可防止下述效果 劣化即，防止在定影带61的无纸张供给区域中温度升高。
这里，将说明定影带61的基层611的厚度和热敏部件64的厚 度。
将相同的Fe-Ni合金用于热敏部件64和定影带61的基层611。 当Fe-Ni合金为这样的材料即，在热敏部件64和基层611表现出 铁磁性的状态下该材料在室温下电阻率值p为70xlO'SQ.m且相对磁 导率^为400，并且当将交流磁场的频率设定为20kHz时，根据式 (1 )在热敏部件64和基层611表现出铁磁性的状态下集肤深度(5) 为149pm。同时，当认为在Fe-Ni合金表现出常磁性的状态下Fe-Ni 合金的电阻率值p从室温条件下的数值保持不变时(尽管该数值随 着温度系数稍微增加)，由于相对磁导率^变为1，根据式(1)在 热敏部件64和基层611完全表现出常磁性的状态下集肤深度(5) 为2978,。在这种情况下，当基层611和热敏部件64形成为使得基层611 和热敏部件64的总厚度至少可大于在它们表现出铁磁性的状态下 149pm的集肤深度(5)时，在基层611和热敏部件64表现出铁磁 性的状态下，由IH加热器80产生的交流磁场的磁力线H形成 (1-1/exlOO) %或更高的磁路。
当磁力线H作用于热敏部件64时，在热敏部件64中产生涡电 流I。例如，在热敏部件64形成为厚度薄的情况下，热敏部件64的 电阻R大。从而，热敏部件64中的涡电流I倾向于较小，并且在热 敏部件64中产生的热量倾向于较小。
如上所述将由于涡电流损耗导致的在热敏部件64中产生的焦 耳热W表达为W=I2R，并且在焦耳热W中包含涡电流I的平方。这 样，通过增加煞敏部件64的电阻R或者减小涡电流I，可以减少在 热敏部件64中产生的热量。
利用下式(2)计算热敏部件64的电阻R。在式(2)中，p表 示热敏部件64的电阻率值(Q.m) ， S表示热敏部件64的横截面积， 并且L表示流入热敏部件64的涡电流I的路径长度。根据式(2)， 在热敏部件64形成为厚度较薄的情况下，热敏部件64的横截面积S 减小，进而热敏部件64的电阻R增大。
(2)
当将热敏部件64的厚度记作T0，将在热敏部件64表现出铁磁 性的状态下的磁通穿透深度记作Tl，并且将在热敏部件64表现出常 磁性的状态下的集肤深度记作T2时，如果T0〉T1，则流入部分 (T0-T1)中的涡电流I小。然而，当此状态变为热敏部件64表现 出常磁性的状态时，小电流流入的厚度为TO。从而，涡电流I流入 的厚度区域增加。这样，在热敏部件64表现出常磁性的状态下，根 据式(2)，热敏部件64的横截面积S增加，并且具有高电阻率的 热敏部件64的电阻R减小。结果，更容易产生热量。
这样，在热敏部件64中，尽管可以通过尽可能减小在热敏部件
2764表现出铁磁性状态下的磁通穿透深度T1来减小涡电流I所流入区
域的厚度以得到高电阻R，但是也可增加在热敏部件64表现出常磁 性状态下的电阻R。
接下来，在热敏部件64的厚度为T(KT1的情况下，当涡电流I 流入整个厚度TO时，得到热敏部件64的最小电阻R。在这种情况 下，在热敏部件64表现出铁磁性的状态下涡电流I流入的厚度区域 和在热敏部件64变为表现出常磁性的状态下涡电流I流入的厚度区 域均为T0。这样，当热敏部件64的厚度为T0<T1时，所产生的热 量随着热敏部件64的厚度与集肤深度之间的差值而减少。
换言之，在将热敏部件64的厚度设定为T(KT1的情况下，对 于在热敏部件64中产生的焦耳热W (W=I2R)，热敏部件64的电 阻R减小，同时涡电流I也减小。结果，在热敏部件64中产生的热 量达到最小。
应当注意的是，第一示例性实施例基于这样的假设即，在热 敏部件64中由从基层611的磁路泄漏的大部分磁通形成磁路。
当使得磁通穿透深度Tl尽可能小且增大电阻R时，可以防止 在热敏部件64表现出铁磁性的状态下焦耳热的产生。同时，当增大 在热敏部件64表现出常磁性(集肤深度T2)的状态下的电阻R时， 可以防止由于涡电流I导致的热敏部件64的自加热。
为了减小磁通穿透深度T1且增大电阻R，需要增大相对磁导率。 当相对磁导率高时，可以实现较高的磁耦合和较高的磁通密度，这 对于磁路形成单元来说也是期望的。通过在对热敏部件64热处理之 后进行全退火可以达到高相对磁导率。
接下来，将说明形成在热敏部件64中以在热敏部件64表现出 常磁性(集肤深度T2)的状态下减小电阻R的狭缝。图10为示出 在热敏部件64中形成的狭缝的示意图。如图IO所示，在热敏部件 64中，多条狭缝64s形成为与磁力线H产生的涡电流I的流动方向 垂直。从而，当没有形成狭缝64s时沿热敏部件64纵向以大涡旋流 过整个热敏部件64的涡电流I (图中的虚线)被狭缝64s分割。由 此，当形成狭缝64s时，在热敏部件64的内部流动的涡电流I (图中的实线)在相邻狭缝64s之间的各区域中形成小涡旋。这样，涡 电流I的量整体上减少。结果，在热敏部件64中产生的热量减少， 然后实现不易于产生热量的构造。因此，多条狭缝64s起到分割涡 电流I的涡电流分割部分的作用。
这里，在图10所示的热敏部件64的实例中，狭缝64s形成为 与涡电流I的流动方向垂直。然而，只要能实现分割涡电流I的流动 的构造，例如也可以形成与涡电流I的流动方向倾斜的狭缝。此外， 作为如图10所示的贯穿热敏部件64沿其宽度方向的整个区域形成 狭缝64s的构造的替代，可以在热敏部件64沿其宽度方向的一部分 中形成狭缝64s。此外，根据在热敏部件64中产生的热量，可以相 应地设定狭缝的数量、位置、倾斜角等。
此外，作为狭缝的倾斜角最大的状态，在由狭缝部分将热敏部 件64分割成小片的状态下热敏部件64可以是一组小分割片。即使 在这种构造中，也可以类似地获得本发明的效果。
如上所述，第一示例性实施例的热敏部件64形成为比在磁导率 变化开始温度以下的温度范围内表现出铁磁性的状态下的集肤深度 S薄，并且在热敏部件64中形成有分割涡电流I的流动的多条狭缝 64s。通过此构造，可以实现不易于由磁力线H产生热量的构造。这 样，即使在无纸张供给区域Fb中出现过度升温且热敏部件64从铁 磁性变为常磁性，热敏部件64自身也会保持在低温状态下。
接下来，将说明对热敏部件64设定的磁导率变化开始温度。如 上所述，将热敏部件64的磁导率变化开始温度设定在从不低于定影 带61的加热预定温度(各颜色调色剂图像所熔化的温度)到低于定 影带61的弹性层613和表面防粘层614的耐热温度的温度范围内。 在实现这点时，可将对热敏部件64设定的磁导率变化开始温度设定 为低于对定影带61的基层611设定的磁导率变化开始温度。
更具体而言，热敏部件64布置成与定影带61的内周表面为非 接触。从而，例如即使在连续供给小尺寸纸张P1且无纸张供给区域 Fb的温度升高的情况下，热敏部件64中面向无纸张供给区域Fb的 区域中的温度升高比定影带61相应区域中的温度升高滞后。然后，为了使热敏部件64中的此区域中的温度对应于定影带61相应区域 中的温度，将对热敏部件64设定的磁导率变化开始温度设定为低于 对定影带61的基层611设定的磁导率变化开始温度。由此，定影带 61的基层611达到其磁导率变化开始温度的时刻与热敏部件64达到 其磁导率变化开始温度的时刻大致彼此一致。结果，可以有效地防 止无纸张供给区域Fb中的过度升温。
然而，如果将热敏部件64的磁导率变化开始温度设定成过低， 则将观察到在热敏部件64中饱和磁通密度降低的现象。从而，在将 热敏部件64的磁导率变化开始温度设定成过低的情况下，即使在热 敏部件64在达到其磁导率变化开始温度之前表现出铁磁性的状态 下，穿过热敏部件64的磁通量也将增加。结果，即使当热敏部件64 在达到其磁导率变化开始温度之后表现出常磁性时，在热敏部件64 表现出铁磁性的状态下与在热敏部件64表现出常磁性的状态下穿过 热敏部件64的磁通量之间的差值小。从而，将减小降低无纸张供给 区域Fb中温度的效果。因此，将热敏部件64的磁导率变化开始温 度设定在对饱和磁通量密度的减少影响小的范围内。
如上所述，在第一示例性实施例的定影装置60中，定影带61 的基层611在用作提供定影带61的机械强度的基底部件的同时，构 造为形成由IH加热器80产生的交流磁场的磁路的磁路形成单元。 同时，热敏部件64与定影带61的内周表面间隔一定距离以便不与 定影带61的内周表面相接触，并且热敏部件64构造为形成由IH加 热器80产生的交流磁场的磁路的磁路形成单元。然后，定影带61 的基层611和热敏部件64由具有下述磁导率变化开始温度的材料制 成所述磁导率变化开始温度设定在从不低于定影带61的加热预定 温度(各颜色调色剂图像所熔化的温度)到不高于定影带61的弹性 层613和表面防粘层614的耐热温度的温度范围内。
通过此构造，在定影带61的温度处于磁导率变化开始温度以下 的温度范围内的情况下，在定影带61中产生大量热量。反之，在定 影带61的温度处于磁导率变化开始温度以上的温度范围内的情况 下，在定影带61中产生的热量减少，进而可防止无纸张供给区域Fb
30中的过度升温。另外，可确保定影带61的机械强度、塑性以及挠性。 从而，在定影带61直接受到驱动力而进行旋转的构造中可以实现稳 定的旋转。
在第一示例性实施例中，已经说明了热敏部件64布置成与定影 带61的内周表面为非接触的构造。在第二示例性实施例中，将说明 热敏部件64布置成与定影带61的内周表面相接触的构造。这里，
与第一示例性实施例中相似的构造由相同的附图标记标示，并且将 省略其详细说明。
图11为示出第二示例性实施例的定影装置60的构造的截面图。 如图11所示，在第二示例性实施例的定影装置60中，将热敏部件 64的厚度改变为在300pm到500)tim的范围内，并且将热敏部件64 布置成与定影带61的内周表面相接触。其他构造类似于图3所示的 第一示例性实施例的定影装置60的构造。
第二示例性实施例的定影装置60构造为使得热敏部件64也可 以起到发热体的作用。通过此构造，热敏部件64辅助在定影带61 的导电层612中产生热量，并且用以防止在执行高速操作(高生产 率操作)的情况下定影带61的温度下降。
更具体而言，如上所述的第一示例性实施例中的热敏部件64布
置成与定影带61的内周表面为非接触，从而防止热量从通过感应加 热的定影带61流入热敏部件64，并且在启动定影装置60时縮短启 动所需的时间。反之，第二示例性实施例的热敏部件64尽管在启动 定影装置60时允许热量流入热敏部件64，但该热敏部件64在将具 有小热容量的定影带61用作发热部件的定影装置60中起到这样的 作用S卩，热敏部件64可以辅助在定影带61的导电层612中产生 热量，以便在定影操作过程中保持加热预定温度且防止出现在高速 定影操作的开始时定影带61温度下降的现象(所谓的"温度下降现 象")。
图12为示出在第二示例性实施例的定影装置60中在定影带61
31的温度处于磁导率变化开始温度以下的温度范围内的情况下磁力线
H的状态的视图。如图12所示，在定影带61的温度处于磁导率变 化开始温度以下的温度范围内的情况下，由IH加热器80产生的交 流磁场的磁力线H形成沿着延展方向(垂直于厚度方向的方向)穿 过定影带61的基层611和热敏部件64的磁路。根据此构造，将增 加磁耦合和磁通密度。从而，在定影带61的导电层612中，可以实 现容易产生大量热量的状态。
此外，在第二示例性实施例中，将热敏部件64的厚度设定为 300pm或更厚，不设置完全分割在热敏部件64中流动的涡电流I的 路径的狭缝。从而，尽管热敏部件64产生比导电层612少的热量， 但该热敏部件64与如上所述的第一示例性实施例相比更容易产生热
更具体而言，在定影带61的温度处于磁导率变化开始温度以下 的温度范围内的情况下，当定影带61的基层611和热敏部件64例 如由Fe-Ni合金(相对磁导率^为400)制成时，在从IH加热器80 的磁芯84发射出的磁力线H沿厚度方向横切定影带61的导电层612 的区域R1、 R2以及R3中，磁力线H集中进入基层611和热敏部件 64的内部，并且磁通主要分成两个回路 一个回路由基层611形成， 而另一个回路由热敏部件64形成。利用这两个磁路回路，在定影带 61的温度处于磁导率变化开始温度以下的温度范围内的情况下，可 以实现在定影带61中产生大量热量。
在这种情况下，将热敏部件64的厚度设定为大于在热敏部件 64表现出铁磁性状态下的149pm的集肤深度(S)。由此，在定影 带61的温度处于磁导率变化开始温度以下的温度范围内的情况下， 由IH加热器80产生的交流磁场的大部分磁力线H在热敏部件64 中形成磁路。结果，沿厚度方向横切热敏部件64的磁力线H的数量 减少。然而，由于热敏部件64的厚度例如与149nm—样厚或更厚， 因此根据上式(2)，热敏部件64的电阻R小。因此，在热敏部件 64中产生的涡电流I增大，由此在热敏部件64中产生的热量将增加。
同时，通过将热敏部件64的厚度设定为大于在热敏部件64表现出铁磁性的状态下的集肤深度(S)(即149(im)，热敏部件64 的热容量增加。这样，在热敏部件64中蓄积预定的热量。
如上所述，热敏部件64自身产生热量，并且由于增加的厚度也 可以实现在其中蓄积热量。从而，当定影带61的温度下降时，从热 敏部件64向定影带61供应热量。由此，定影带61保持在加热预定 温度，并且可防止在高速定影操作开始时定影带61的温度下降的温 度下降现象。
这里，由于第二示例性实施例的热敏部件64构造为产生热量， 因此基本上不需要设置第一示例性实施例的狭缝64s (参考图10)。 然而，如果需要相应地调节由热敏部件64产生的热量，则可以设置 狭缝64s。在这种情况下，狭缝可以形成为不完全分割涡电流I的路 径。这里，图13A和13B示出了形成为不完全分割涡电流I的路径 的狭缝的实例。如图13A和13B所示，在热敏部件64中形成的不完 全分割涡电流I路径的多条狭缝64s分别形成为不沿着热敏部件64 横向完全阻断热敏部件64。在这种情况下，可以采用如图13A所示 的狭缝64s形成为与热敏部件64的纵向垂直的构造以及如图13B所 示的狭缝64s形成为相对于热敏部件64的纵向以45度角倾斜的构 造等。
同时，当将热敏部件64的厚度设定为等于在热敏部件64表现 出铁磁性的状态下的集肤深度(S)(即149nm)或更薄时，如第一 示例性实施例所述，在热敏部件64中产生的热量减少与所减小的厚 度相对应的量。
接下来，图14和图15为分别示出在第二示例性实施例的定影 装置60中在定影带61的温度处于磁导率变化开始温度以上的温度 范围内的情况下磁力线H的状态的视图。图14示出了将基层611和 热敏部件64的总厚度设定在从149pm(即在基层611和热敏部件64 表现出铁磁性状态下的集肤深度(5))到小于2978|im (即在基层 611和热敏部件64表现出常磁性状态下的集肤深度(S))的范围内 的情况。同时，图15示出了将热敏部件64的厚度设定为在其表现 出常磁性的状态下的集肤深度(S)或更厚的情况。如图14和图15所示，当定影带61的温度超过磁导率变化开始 温度时，基层611和热敏部件64的相对磁导率减小且接近于1。结 果，由IH加热器80产生的交流磁场的磁力线H穿过基层611和热 敏部件64。已经穿过热敏部件64的磁通在非磁性金属感应部件66 中受到阻滞，然后形成磁路。从而，在定影带61的导电层612中流 动的涡电流量减少。
更具体而言，采用与第一示例性实施例相同的机制。从而，类
似于第一示例性实施例中的情况，在例如由于小尺寸纸张P1的连续 供给而导致温度升高的无纸张供给区域Fb中，在定影带61的导电 层612中产生的涡电流I减小，由此在定影带61的无纸张供给区域 Fb中产生的热量减少。结果，可防止在无纸张供给区域Fb中出现过 度升温。
同时，在将热敏部件64的厚度设定为大于在热敏部件64表现 出常磁性状态下的集肤深度(S)的情况下，如图15所示，从磁芯 84发射出的磁力线H穿过层厚为等于在基层611表现出常磁性状态 下的集肤深度(5)或更薄的基层611。然后，已经穿过基层611的 大部分磁力线H在热敏部件64中形成磁路。这样，沿厚度方向横切 热敏部件64的磁力线H的数量减少。然而，由于热敏部件64的厚 度厚，根据式(2)，热敏部件64的电阻R减小。结果，在热敏部 件64中产生的涡电流I增大，由此在热敏部件64中产生的热量增加。
如上所述，即使在定影带61的温度处于磁导率变化开始温度以 上的温度范围内的情况下，厚度被设定为等于在热敏部件64表现出 铁磁性状态下的集肤深度(5)或更厚的热敏部件64自身产生热量。 从而，在热敏部件64布置成与定影带61的内周表面相接触的情况 下，热敏部件64自身的温度起到抑制定影带61的无纸张供给区域 Fb的温度降低的作用。因此，当将热敏部件64的厚度设定为小于在 其表现出常磁性状态下的集肤深度(S)时，磁通容易穿过热敏部件 64并且在非磁性金属感应部件66中形成磁路。
如上所述，对于第二示例性实施例的热敏部件64，在热敏部件 64布置成与定影带61的内周表面相接触的同时，将基层611和热敏部件64的总厚度设定为大于149pm (即在基层611和热敏部件64 表现出铁磁性状态下的集肤深度(S))且小于在基层611和热敏部 件64表现出常磁性状态下的集肤深度(5)。通过此构造，类似于 第一示例性实施例，在定影带61的温度处于磁导率变化开始温度以 下的温度范围内的情况下在定影带61中产生大量热量。另一方面， 在定影带61的温度处于磁导率变化开始温度以上的温度范围内的情 况下，在定影带61中产生的热量减少，并且可防止在无纸张供给区 域Fb中出现过度升温。同时，可确保定影带61的机械强度、塑性 以及挠性。从而，在定影带61直接受到驱动力而进行旋转的构造中 可以实现稳定的旋转。
此外，定影带61保持在加热预定温度，进而可防止在高速定影 操作开始时定影带61的温度下降的现象(所谓的"温度下降现象")。
出于解释和说明的目的提供了本发明的示例性实施例的前述说
明。其本意并不是穷举或将本发明限制为所公开的确切形式。显然，
对于本技术领域的技术人员可以进行许多修改和变型。选择和说明
该示例性实施例是为了更好地解释本发明的原理及其实际应用，因
此使得本技术领域的其他技术人员能够理解本发明所适用的各种实
施例并预见到适合于特定应用的各种修改。目的在于通过所附权利 要求及其等同内容限定本发明的范围。
3权利要求
1.一种定影装置，包括定影部件，其中形成有基层和导电层，并且当通过电磁感应加热所述导电层时所述定影部件将调色剂定影到记录介质上；磁场产生部件，其产生与形成在所述定影部件中的所述导电层交叉的交流磁场；以及磁场感应部件，其布置成跨过所述定影部件而面向所述磁场产生部件，并且将所述磁场产生部件产生的所述交流磁场感应到所述磁场感应部件中或者允许所述交流磁场穿过所述磁场感应部件，所述定影部件的所述基层和所述磁场感应部件分别包含具有下述磁导率变化开始温度的材料所述磁导率变化开始温度处在从不低于所述定影部件的加热预定温度到不高于所述定影部件的耐热温度的温度范围内，并且所述基层的厚度小于所述基层在所述定影部件的所述加热预定温度下的集肤深度。
2. 根据权利要求1所述的定影装置，其中， 所述磁场感应部件与所述定影部件间隔一定距离。
3. 根据权利要求2所述的定影装置，其中，所述磁场感应部件在其中形成有涡电流分割部分，所述涡电流 分割部分对由所述磁场产生部件产生的所述交流磁场所产生的涡电 流进行分割。
4. 根据权利要求l所述的定影装置，其中， 所述磁场感应部件布置成与所述定影部件相接触。
5. 根据权利要求2所述的定影装置，其中，所述磁场感应部件包含的材料的磁导率变化开始温度低于所述 定影部件的所述基层的磁导率变化开始温度。
6. 根据权利要求4所述的定影装置，其中，所述磁场感应部件包含的材料的磁导率变化开始温度高于所述 定影部件的所述基层的磁导率变化开始温度。
7. —种图像形成装置，包括 调色剂图像形成单元，其形成调色剂图像；转印单元，其将由所述调色剂图像形成单元形成的所述调色剂图像转印到记录介质上；以及定影单元，其将己转印在所述记录介质上的所述调色剂图像定影到所述记录介质上，所述定影单元包括定影部件，其中形成有基层和导电层，并且当通过电磁感 应加热所述导电层时所述定影部件将调色剂定影到所述记录介质 上；磁场产生部件，其产生与形成在所述定影部件中的所述导 电层交叉的交流磁场；以及磁场感应部件，其布置成跨过所述定影部件而面向所述磁 场产生部件，并且将所述磁场产生部件产生的所述交流磁场感应到 所述磁场感应部件中或者允许所述交流磁场穿过所述磁场感应部 件，所述定影部件的所述基层和所述磁场感应部件分别包含具有下述磁导率变化开始温度的材料所述磁导率变化开始温度处在从不低于所述定影部件的加热预定温度到不高于所述定影部件的耐热温 度的温度范围内，并且，所述基层的厚度小于所述基层在所述定影部件的所述加热预定 温度下的集肤深度。
8. 根据权利要求7所述的图像形成装置，其中， 所述定影单元的所述磁场感应部件与所述定影部件间隔一定距离。
9. 根据权利要求8所述的图像形成装置，其中，所述定影单元的所述磁场感应部件在其中形成有涡电流分割部 分，所述涡电流分割部分对由所述磁场产生部件产生的所述交流磁 场所产生的涡电流进行分割。
10. 根据权利要求7所述的图像形成装置，其中， 所述定影单元的所述磁场感应部件布置成与所述定影部件相接触。
11. 根据权利要求7所述的图像形成装置，其中， 所述定影单元的所述磁场感应部件包含的材料的磁导率变化开始温度低于所述定影部件的所述基层的磁导率变化开始温度。
全文摘要
本发明公开了一种定影装置和图像形成装置，所述定影装置包括定影部件，其具有基层和导电层，并且当通过电磁感应加热所述导电层时所述定影部件将调色剂定影到记录介质上；磁场产生部件，其产生与所述导电层交叉的交流磁场；以及磁场感应部件，其布置成跨过所述定影部件而面向所述磁场产生部件，并且将所述磁场感应到所述磁场感应部件中或者允许所述磁场穿过所述磁场感应部件。所述基层和所述磁场感应部件分别包含具有下述磁导率变化开始温度的材料所述磁导率变化开始温度处在从不低于所述定影部件的加热预定温度到不高于所述定影部件的耐热温度的范围内。所述基层的厚度小于所述基层在所述定影部件的所述加热预定温度下的集肤深度。
文档编号G03G15/20GK101561652SQ20091000510
公开日2009年10月21日 申请日期2009年1月15日 优先权日2008年4月17日
发明者马场基文 申请人:富士施乐株式会社