CN101266443A - 加热装置、定影装置以及图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供加热装置、定影装置以及图像形成装置。该加热装置具有：磁场生成单元，其生成磁场；和发热体，其具有由于所述磁场的电磁感应而发热的发热层以及感温层。该发热层被布置成与所述磁场生成单元相对。该感温层具有大于或等于所述发热层的设置温度并且小于或等于该发热层的耐热温度的居里温度，并且该感温层被布置在所述发热层的与布置有所述磁场生成单元的一侧相对的一侧，从而传导来自所述发热层的热。在低于所述居里温度的温度下，所述感温层使所述磁场从所述发热层侵入。在大于或等于所述居里温度的温度下，所述感温层使所述磁场的磁通量穿过。

Description

加热装置、定影装置以及图像形成装置

技术领域

本发明涉及加热装置、定影装置以及图像形成装置。

背景技术

传统上，利用电子照相方法执行图像形成的图像形成装置(诸如打印机、复印机等)使用这样的定影装置，该定影装置将已经转印在记录纸张上的调色剂图像传递通过由施压辊和具有诸如卤素加热器等的热源的定影辊或定影带形成的夹捏部，并且通过热和压力的作用将该调色剂熔化并定影。

另一方面，存在这样的定影装置，该定影装置利用电磁感应发热系统，该电磁感应发热系统将通过通电而生成磁场的线圈以及由于因该磁场的电磁感应引起的涡流而发热的发热体用作热源。

作为利用电磁感应发热系统的定影装置的第一示例，存在这样的定影装置，在该定影装置中，在定影辊与发热辊之间悬有一带，该发热辊由具有预定居里温度的感温磁性材料构成，并且由于在励磁线圈处生成的磁场的电磁感应作用而发热。在该发热辊内设置有可以旋转和移动的导电构件(例如，参见日本专利第3527442号)。

在日本专利第3527442号的定影装置中，在提高发热辊的温度时，将导电构件移至不与励磁线圈相对的位置。当温度提高至预定温度时，将导电构件移至与励磁线圈相对的位置，并且防止发热辊(特别是纸张不经过的部分)的温度上升。

作为利用电磁感应发热系统的定影装置的第二示例，存在这样的定影装置，该定影装置具有：降温构件，其降低由于电磁感应而发热的发热构件的预定区域的温度；温度感测单元，其感测与该预定区域的温度相关的信息；以及移动单元，其移动该降温构件(例如，参见日本专利申请公报(JP-A)第2005-208624号)。

在JP-A第2005-208624号的定影装置中，通过移动单元基于温度感测单元的感测结果移动降温构件来调节温度。

作为利用电磁感应发热系统的定影装置的第三示例，存在这样的定影装置，该定影装置具有：加热构件，其通过磁通量生成单元被感应加热；磁通量调节构件，其在横向方向的预定调节范围中减小作用于该加热构件的磁通量；以及改变单元，其驱动该磁通量调节构件(例如，参见JP-A第2006-071960号)。

在JP-A第2006-071960号的定影装置中，当连续对多个记录介质执行定影时，该改变单元控制并驱动该磁通量调节构件至预定位置，并且调节温度。

作为利用电磁感应发热系统的定影装置的第四示例，存在包括滑动构件的定影装置，该滑动构件由具有不同发热宽度的多个滑动面形成(例如，参见JP-A第2005-148350号)。

在JP-A第2005-148350号的定影装置中，该滑动构件沿旋转轴方向具有多个滑动面，该多个滑动表面具有不同的发热宽度。通过在这多个滑动面之间进行切换来调节温度。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种可以抑制大于或等于设置温度的温度上升的加热装置、定影装置以及图像形成装置。

根据本发明的第一方面的加热装置具有：磁场生成单元，其生成磁场；和发热体，其具有发热层和感温层，该发热层被布置成与所述磁场生成单元相对并且由于所述磁场的电磁感应而发热，该感温层具有大于或等于所述发热层的设置温度并且小于或等于该发热层的耐热温度的居里温度，并且该感温层被布置在所述发热层的与布置有所述磁场生成单元的一侧相对的一侧，从而传导来自所述发热层的热，并且，在低于所述居里温度的温度下，所述感温层使所述磁场从所述发热层侵入，而在大于或等于所述居里温度的温度下，所述感温层使所述磁场的磁通量穿过。这里，也称为居里点的居里温度是磁性材料的特定温度，在居里温度以上，磁性材料失去其磁性从而为非磁性(顺磁性)。此外，所述发热层的设置温度指的是所述发热层在加热操作开始时的表面温度。此外，所述发热层的耐热温度指的是在连续使用时，所述发热层的构成材料劣化并且其功能受损的温度、或者所述发热层出现变形的温度。

根据本发明的第二方面的加热装置具有：磁场生成单元，其生成磁场；和发热体，其具有发热层和感温层，该发热层被布置成与所述磁场生成单元相对并且由于所述磁场的电磁感应而发热，该感温层具有大于或等于所述发热层的设置温度并且小于或等于该发热层的耐热温度的居里温度，并且该感温层被布置在所述发热层的与布置有所述磁场生成单元的一侧相对的一侧，从而传导来自所述发热层的热，其中，在小于或等于所述感温层的所述居里温度的温度下，满足下面的式(A)和式(B)，并且在超出所述感温层的所述居里温度的温度下，满足下面的式(A)和式(C)：

$t1<503\sqrt{\frac{\mathrm{\&rho;}1}{(\mathrm{\&mu;r}1\&CenterDot;f)}}$ 式(A)

$\mathrm{\&delta;}\&GreaterEqual;503\sqrt{\frac{\mathrm{\&rho;}2}{(\mathrm{\&mu;r}2\&CenterDot;f)}}$ 式(B)

$\mathrm{\&delta;}<503\sqrt{\frac{\mathrm{\&rho;}2}{(\mathrm{\&mu;r}2\&CenterDot;f)}}$ 式(C)

其中，在上述式子中，ρ1、t1、μr1分别是所述发热层的电阻率、厚度以及相对磁导率，并且ρ2、δ、μr2分别是所述感温层的电阻率、厚度以及相对磁导率，而f是所述磁场生成单元的交变磁场的频率。

根据本发明的第三方面的定影装置具有：定影构件，该环形定影构件为环形并且其内侧接触第一或第二方面的加热装置的发热体，并且该定影构件的端部都被旋转地支承；支承体，该支承体布置在所述定影构件的内侧；以及施压/旋转体，该施压/旋转体朝向所述支承体对所述定影构件施加压力并且旋转，并且将处于穿过所述施压/旋转体与所述定影构件之间的记录介质上的显影剂图像定影到该记录介质上。

在根据本发明第四方面的定影装置中，所述定影构件内的发热层设置在所述环形定影构件的内部，所述发热层由于所述磁场的磁感应而发热。

在根据本发明第五方面的定影装置中，所述发热体的发热层和所述定影构件内的发热层被构成为满足下面式(D)的关系：

$t0+t1<503\sqrt{\frac{\mathrm{\&rho;}0}{(\mathrm{\&mu;r}0\&CenterDot;f)}}+503\sqrt{\frac{\mathrm{\&rho;}1}{(\mathrm{\&mu;r}1\&CenterDot;f)}}$ 式(D)

其中，在上述式子中，ρ0、t0、μr0分别是所述定影构件内的发热层的电阻率、厚度以及相对磁导率，并且ρ1、t1、μr1分别是所述发热体的发热层的电阻率、厚度以及相对磁导率，而f是所述磁场生成单元的交变磁场的频率。

在根据本发明第六方面的定影装置中，在所述发热体的与布置有所述磁场生成单元的一侧相对的一侧设置有非磁性构件，该非磁性构件由非磁性体形成并且不接触所述发热体。

根据本发明第七方面的定影装置被构成为，使所述非磁性构件支承所述支承体。

在根据本发明第八方面的定影装置中，在所述感温层的发热层侧表面部分设置有沿所述定影构件的外周方向形成的凹槽和间隙中的一种。

根据本发明第九方面的图像形成装置具有：根据上述第一至第八方面中任一方面的定影装置；感测单元，该感测单元感测所述定影装置的所述定影构件的温度；以及控制单元，该控制单元控制所述磁场生成单元，以使通过所述感测单元获取的温度达到预定温度。

在根据本发明第十方面的图像形成装置中，所述感测单元布置在所述定影构件的中央部。

与其中没有设置本发明的发热体的情况相比，本发明的第一和第二方面可以提供一种能够抑制大于或等于发热层的设置温度的温度上升的加热装置。

与其中没有设置本发明的发热体的情况相比，本发明的第三方面可以提供一种能够抑制大于或等于发热层的设置温度的温度上升的定影装置。

在本发明的第四方面中，因为所述定影构件内的发热层也发热，所以可以缩短从开始定影操作起直到可以进行定影为止的等待时间。

在本发明的第五方面中，与其中没有设置本结构的情况相比，可以使所述定影构件内的发热层和所述发热体的发热层都充分发热。

在本发明的第六方面中，与其中没有设置本结构的情况相比，可以抑制所述发热层的温度过度上升。

在本发明的第七方面中，不需要单独提供支承所述支承体的构件，从而可以使所述装置更紧凑并且成本更低。

在本发明的第八方面中，抑制了感温层本身的发热，并且消除了所述定影构件的过度过热。

本发明的第九方面可以提供一种定影构件的温度难以变化并且可以减少图像的不均匀光泽的图像形成装置。

在本发明的第十方面中，与其中没有设置本结构的情况相比，即使记录介质的尺寸小，也可以减小所述定影构件中的记录介质经过的区域与记录介质不经过的区域之间的温差。

附图说明

图1是根据本发明第一示例性实施方式的图像形成装置的整体图；

图2A是根据本发明第一示例性实施方式的定影装置的截面图；

图2B是根据本发明第一示例性实施方式的定影带和发热体的截面图；

图3是根据本发明第一示例性实施方式的控制电路和通电电路的连接图；

图4A和图4B是示出了磁场穿过根据本发明第一示例性实施方式的定影带的状态的示意图；

图5A到图5C是根据本发明第二示例性实施方式的发热体的感温层的示意图；

图6是根据本发明第三示例性实施方式的定影带的截面图；以及

图7是比较根据本发明第三示例性实施方式的定影带的纸张不经过部分的温度的曲线图。

具体实施方式

将基于附图对本发明的加热装置、定影装置以及图像形成装置的第一示例性实施方式进行说明。

图1示出了用作图像形成装置的打印机10。

在打印机10处，将光扫描装置54固定至构成打印机10的主体的框体12。在与光扫描装置54相邻的位置处设置有控制单元50，该控制单元50控制光扫描装置54和打印机10的各部分的操作。

光扫描装置54通过旋转多面镜来扫描从未示出的光源发出的光束，并且在诸如反射镜等的多个光学部构件处反射该光束，以及发射与黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)以及黑色(K)的各调色剂相对应的光束60Y、60M、60C、60K。

将光束60Y、60M、60C、60K引导至与其分别相对应的感光体20Y、20M、20C、20K。

在打印机10的下侧设置有容纳记录纸张P的送纸盘14。在送纸盘14上方设置有用于调节记录纸张P的前端部位置的一对防滑辊(resistroller)16。

在打印机10的中央部分处设置有图像形成单元18。图像形成单元18具有前述四个感光体20Y、20M、20C、20K，并且这些感光体沿垂直方向排列成一排。

在沿感光体20Y、20M、20C、20K的旋转方向的上游侧设置有用于对感光体20Y、20M、20C、20K的表面进行充电的充电辊22Y、22M、22C、22K。

在沿感光体20Y、20M、20C、20K的旋转方向的下游侧设置有分别对感光体20Y、20M、20C、20K上的调色剂Y、M、C、K进行显影的显影装置24Y、24M、24C、24K。

另一方面，第一中间转印体26接触感光体20Y、20M，而第二中间转印体28接触感光体20C、20K。第三中间转印体30接触第一中间转印体26和第二中间转印体28。

在与第三中间转印体30相对的位置处设置有转印辊32。记录纸张P在转印辊32与第三中间转印体30之间传送，并且第三中间转印体30上的调色剂图像被转印到记录纸张P上。

定影装置100设置在传送记录纸张P的纸张传送路径34的下游。定影装置100具有定影带102和施压辊104，并且对记录纸张P加热和施压，以使调色剂图像定影在记录纸张P上。

其上已经定影了调色剂图像的记录纸张P被纸张传送辊36排出至设置在打印机10的顶部处的托盘38。

接下来将对打印机10的图像形成进行说明。

当图像形成开始时，各感光体20Y到20K的表面被充电辊22Y到22K均匀地充电。

从光扫描装置54将对应于输出图像的光束60Y到60K照射到已充电感光体20Y到20K的表面上，从而在感光体20Y到20K上形成与各个色分离图像相对应的静电潜像。

显影装置24Y到24K选择性地向静电潜像提供各个颜色(即，Y到K)的调色剂，从而在感光体20Y到20K上形成颜色Y到K的调色剂图像。

此后，将品红色调色剂图像从用于品红色的感光体20M一次转印到第一中间转印体26上。此外，将黄色调色剂图像从用于黄色的感光体20Y一次转印到第一中间转印体26上，并且叠加在第一中间转印体26上的所述品红色调色剂图像上。

另一方面，类似地，将黑色调色剂图像从用于黑色的感光体20K一次转印到第二中间转印体28上。此外，将青色调色剂图像从用于青色的感光体20C一次转印到第二中间转印体28上，并且叠加在第二中间转印体28上的所述黑色调色剂图像上。

将已经一次转印到第一中间转印体26上的品红色和黄色的调色剂图像二次转印到第三中间转印体30上。另一方面，将已经一次转印到第二中间转印体28上的黑色和青色的调色剂图像也二次转印到第三中间转印体30上。

首先被二次转印的品红色和黄色的调色剂图像与青色和黑色的调色剂图像在这里相互叠加，并且在第三中间转印体30上形成了彩色(三种颜色)和黑色的全色调色剂图像。

已被二次转印的全色调色剂图像到达在第三中间转印体30和转印辊32之间的夹捏部。与其定时同步地，将记录纸张P从防滑辊16传送至夹捏部，并将全色调色剂图像三次转印到记录纸张P上(最终转印)。

此后，将该记录纸张P发送至定影装置100，并且传递通过定影带102与施压辊104的夹捏部。这时，由于从定影带102和施压辊104提供的热和压力的作用，而将全色调色剂图像定影至记录纸张P。在定影之后，将记录纸张P从纸张传送辊36排出至托盘38，从而完成了在记录纸张P上形成全色图像。

接下来将对关于本示例性实施方式的定影装置100进行说明。

如图2A所示，定影装置100具有框体126，在该框体中形成有用于使记录纸张P进入和排出的开口。

在框体126内设置有环形的沿箭头D的方向旋转的定影带102。

如图2B所示，定影带102从其内侧至外侧由基层134、弹性层132以及防粘层(releasing layer)130构成。这些层层压在一起并且制成为一体。

优选的是，基层134由非磁性体(相对磁导率近似为1的顺磁性体)构成，该非磁性体可以保持定影带102的机械强度并且其本身难以因电磁感应而发热。因此，在本示例性实施方式中，将非磁性SUS用作基层134，并且其厚度为50μm。

从获取优越弹性和耐热性等的立足点出发，优选地将硅橡胶或氟橡胶用作弹性层132。在本示例性实施方式中，使用硅橡胶。在本示例性实施方式中，弹性层132的厚度为200μm。

设置防粘层130是为了减弱熔化在记录纸张P上的调色剂T(参见图2A)的粘附力，并且使记录纸张P易于从定影带102剥离。为了获得优越的表面防粘性，优选地使用氟树脂、硅树脂或聚酰亚胺树脂，作为防粘层130。在本示例性实施方式中使用PFA(四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯共聚物树脂)。防粘层130的厚度为10μm。

如图2A所示，在与定影带102的外周面相对的位置处设置有由绝缘材料形成的绕线筒108。绕线筒108与定影带102之间的间隔大约为1mm到3mm。绕线筒108形成为吻合定影带102的外周面的大致弧形。凸部108A从绕线筒108向外突出。

以凸部108A为中心，在绕线筒108处将励磁线圈110沿轴向(与图2A的图面垂直的方向)缠绕多次。励磁线圈110被后面要说明的通电电路144通电，并且生成磁场H。

在与励磁线圈110相对的位置处设置有形成为吻合绕线筒108的弧形的大致弧形的磁芯112，并且在绕线筒108处被支承。

另一方面，在定影带102的内侧设置有发热体118。发热体118与定影带102的内周面平坦接触，并且发热并将定影带102的温度提升至设置的定影温度。

这里，加热装置200由励磁线圈110(包括后面要说明的通电电路144)和发热体118构成。

按不接触发热体118的方式将感应体114设置在定影带102的内侧。将感应体114和发热体118分离开1.0mm到1.5mm。

感应体114由为非磁性体的铝形成，并且由与发热体118相对的弧形部114A以及与该弧形部114A一体地形成的柱部114B构成。感应体114的两端都被固定至定影装置100的未示出的框体。此外，预先将感应体114的弧形部114A设置在当磁场H的磁通量穿过定影带102时可感应该磁场H的磁通量的位置处。

用于以预定压力将定影带102推向外侧的推压构件116被固定至感应体114的柱部114B的端面。这样，不需要设置分别支承感应体114和推压构件116的构件，并且可以使定影装置100更紧凑。

推压构件116由诸如聚氨酯橡胶、海绵等的弹性构件形成。推压构件116的一个端面接触定影带102的内周面并且推压定影带102。

另一方面，在与定影带102的外周面相对的位置处设置有施压辊104。施压辊104朝向推压构件116对定影带102施加压力，并且被由未示出的电动机和齿轮形成的驱动机构沿箭头E的方向旋转。

将施压辊104构成为，使得由诸如铝等的金属形成的芯金属106的外周被硅橡胶和PFA覆盖。此外，可以利用凸轮机构或诸如螺线管的电磁开关等(都未例示)将等施压辊104沿箭头A和B的方向移动。当施压辊104沿箭头A的方向移动时，它接触定影带102的外周面并且对其施加压力。当施压辊104沿箭头B的方向移动时，它移离定影带102的外周面。

这里，当施压辊104在定影带102和施压辊104的接触部分(夹捏部)处朝向推压构件116对定影带102施加压力时，在定影带102处形成凹部103，并且在该凹部103的两侧形成凸部105。

该夹捏部的形状是这样的形状，该形状在带有调色剂T的记录纸张P通过时沿使记录纸张P从定影带102剥离的方向弯曲。因此，从箭头IN的方向送入的记录纸张P因该记录纸张P的刚度(stiffness)而吻合夹捏部的形状，并且沿箭头OUT的方向排出。

推压构件116将定影带102推向施压辊104，并且按吻合定影带102的内周面的方式弯曲，并且加宽夹捏部的表面积。

将测量定影带102的表面温度的热敏电阻124设置成接触定影带102的表面的一区域，该区域不与励磁线圈110相对并且处于记录纸张P排出侧。热敏电阻124的接触位置是定影带102的轴向(与图2的图面垂直的方向)上的大致中央位置，从而其测量值不会随记录纸张P的尺寸大小而变化。

热敏电阻124基于根据从定影带102的表面提供的热量的电阻值变化，来测量定影带102的表面温度。

如图3所示，热敏电阻124经由配线138连接至设置在前述控制单元50(参见图1)的内部的控制电路140。控制电路140经由配线142连接至通电电路144。该通电电路144经由配线146、148连接至前述励磁线圈110。

这里，基于从热敏电阻124发送的电量，控制电路140测量定影带102的表面温度，并且比较该测得温度和预先存储的设置定影温度(在本示例性实施方式中为170℃)。如果该测得温度低于该设置定影温度，则控制电路140驱动通电电路144并且使励磁线圈110通电，以生成用作磁路的磁场H(参见图2A)。另一方面，如果该测得温度高于该设置定影温度，则控制电路140停止通电电路144。

基于从控制电路140发送的电信号来驱动通电电路144或停止其驱动。通电电路144经由配线146、148向励磁线圈110提供(沿箭头方向)或停止提供预定频率的AC电流。该频率优选地大于或等于20kHz。如果该频率小于或等于20kHz，则它落入人听得见的范围内，因此，振动噪声的产生是成问题的。此外，出于诸如不能使用广泛使用的电源、容易增加损耗和噪声、使电源变大等的原因，大于或等于100kHz的频率是不实用的。

接下来将对发热体118进行说明。

如图2A和图2B所示，发热体118由发热层120和感温层122构成，该发热层120与定影带102的内周面平坦接触，该感温层122设置在发热层120的相反侧(与定影带102相对的一侧)。发热层120和感温层122层叠并且制成一体。

发热层120是因其中涡流流动从而生成抵消磁场H(参见图2A)的磁场的电磁感应的作用而发热的金属材料。例如，可以使用金、银、铜、铝、锌、锡、铅、铋、铍、锑或为它们的合金的金属材料。在本示例性实施方式中，将铜用作发热层120，以使电阻率低至小于或等于2.7×10^-8Ωcm，并且有效地获得所需发热量，并且这样做还出于低成本的考虑。

使发热层120的厚度尽可能薄为好，以缩短定影装置100的预热时间，并且优选的是，该厚度为2μm到20μm。因此，在本示例性实施方式中，使发热层120的厚度为10μm。

另一方面，感温层122由诸如铁、镍、硅、硼、铌、铜、锆、钴等的金属构成，或者由由它们的合金形成的金属软磁性材料构成。

将居里温度在小于或等于定影带102的耐热温度(因热而开始变形的温度)并且大于或等于定影装置100的设置定影温度(在定影带102处需要的定影温度)的温度区域中的材料用于感温层122。在本示例性实施方式中，耐热温度为240℃并且设置定影温度为170℃，并且使用其居里温度约为230℃的Fe-Ni合金。

要注意，在本示例性实施方式中，将定影装置100中的设置定影温度和加热装置200中的设置加热温度视为是相同的。

在低于居里温度的温度下，感温层122为强磁性体，并且使磁场H(参见图2A)侵入。此外，在高于居里温度的温度下，感温层122为顺磁性体，并且使磁场H的磁通量易于穿过。此外，将感温层122布置为，使来自发热层120侧的热传导向与励磁线圈110相对的一侧。

感温层122的厚度优选地为50μm到300μm，以便实现缩短定影装置100的预热时间，并且适当地表现出感温功能(感测到定影带和发热层120的温度已达到居里温度附近，并且在该温度附近，从强磁性体变为顺磁性体从而减弱磁通量，以及抑制定影带102和发热层120的温度上升的功能)。(在厚度为600μm的情况下，可以将由Fe-Ni合金或Fe-Ni-Cr合金等形成的并且通常具有在50×10^-8至100×10^-8Ω·m这一范围内的电阻率的感温磁性金属(整磁合金等)用作发热体118)。

从缩短预热时间的观点看，感温层122优选地要薄，以使热容量小。此外，优选的是，感温层122本身难以发热。

如果感温层122的厚度大于或等于300μm，则它易于在高于居里温度的状态下发热。为了使本示例性实施方式中的感温层122展示所谓的传感器功能，以抑制定影带102和发热层120的温度变得过高的状态，必须使感温层122不出现如下状态：感温层122本身由于其自身发热而在定影带102和发热层120之前达到居里温度。

高于居里温度的状态是磁通量容易穿过感温层122的状态。因此，如果层厚度大于300μm，则存在感温层122甚至更容易发热的状态。

此外，如果感温层122的厚度过薄，则磁通量容易从其穿过，因此，优选的是，该厚度大于或等于30μm。

为了展示感温功能，表皮深度δ0(其表示磁场可以侵入的近似深度)优选地小于或等于感温层122的最大厚度(优选最大厚度)300μm。

感温层122的表皮深度δ0由下面的式(1)给出。

感温层122的表皮深度

$\mathrm{\&delta;}0=503\sqrt{\frac{\mathrm{\&rho;}1}{\mathrm{\&mu;r}2\&CenterDot;f}}---\left(1\right)$

在式(1)中，ρ1是感温层122的电阻率(电阻系数)，f是频率，并且μr2是感温层122的相对磁导率(室温)。

这里，假定感温层122的表皮深度δ0为300μm，如果以f≥20kHz为必要条件基于公式(1)获得使感温层122的厚度δ变为δ≤300μm的电阻率和相对磁导率，那么例如如果ρ1＝70×10^-8Ωm，则相对磁导率μr2必需大于或等于至少100。因此，应当适当地选择满足此条件的材料。

为了使感温层122的最小厚度(优选最小厚度)为30μm，在例如使用ρ1＝70×10^-8Ωm的材料的情况下，以f≥20kHz为必要条件，如果使μr2大于或等于10000，则δ≤30μm。例如，在ρ1＝70×10^-8Ωm的材料的磁导率为400的情况下，可以通过使该材料经受热处理等以使该材料的相对磁导率大于或等于10000，来提高磁导率。

要注意，本示例性实施方式中的感温层的厚度为100μm。

接下来将对本发明的第一示例性实施方式的操作进行说明。

如图1到图3所示，将已经经受了打印机10的上述图像形成处理并且其上已转印有调色剂T的记录纸张P发送至定影装置100。

在定影装置100处，由于控制单元50的控制，施压辊104从定影带102的表面分离，直到定影带102的表面温度达到设置定影温度为止。当定影带102的表面温度达到设置定影温度时，施压辊104移动并接触定影带102的表面。

定影带102的表面温度由于与施压辊104接触而暂时下降，但是由于发热层120继续发热，定影带102的表面温度达到设置定影温度。

这样，在提升定影带102的温度时，可以在施压辊104不接触定影带102的情况下提升作为单个单元的定影带102的温度。因此，与在定影带102和施压辊104彼此接触的状态下提升温度的情况相比，可以将预热时间缩短得更多。

接着，在定影装置100处，施压辊104开始驱动并且沿箭头E的方向旋转，由此定影带102沿箭头D的方向从动旋转。这时，基于来自控制电路140的前述电信号，通电电路144被驱动，从而向加热装置200的励磁线圈110提供AC电流。

当将AC电流提供给励磁线圈110时，在励磁线圈110的外周处，作为磁路的磁场H(参见图2A)重复地生成和消灭。

接着，当磁场H横切加热装置200处的发热体118的发热层120时，在发热层120处生成涡流(未示出)，从而出现阻碍磁场H变化的磁场。

发热层120与发热层120的表皮电阻以及在发热层120中流动的涡流的大小成比例地发热，由此对定影带102进行了加热。

如图3所示，通过热敏电阻124感测定影带102的表面温度。如果该温度尚未达到设置定影温度170℃，则控制电路140控制并驱动通电电路144，以使预定频率(20kHz到100kHz)的AC电流传递至励磁线圈110。此外，当达到设置定影温度时，控制电路140停止对通电电路144的控制。

接着，如图2所示，已发送到定影装置100中的记录纸张P被定影带102(在定影带102中发热层120发热，并且定影带102已经变为预定的设置定影温度(170℃))和施压辊104加热并推压，从而将调色剂图像定影至该记录纸张P的表面。

当将记录纸张P从定影带102和施压辊104之间的夹捏部送出时，由于记录纸张P本身的刚性，记录纸张P尝试沿夹捏部的方向笔直前进，因而从定影带102剥离。

纸张传送辊36将从定影装置100排出的记录纸张P排出到托盘38上。

接下来将对感温层122的作用进行说明。

图4A示出了感温层122的温度小于或等于感温层122的居里温度的情况。图4B示出了感温层122的温度超出感温层122的居里温度的情况。

如图4A所示，当感温层122的温度小于或等于居里温度时，感温层122是强磁性体。因此，穿过发热层120的磁场H1侵入到感温层122中并且形成闭合磁路，从而磁场H1被加强。这样，获得发热层120的充分的发热量。

另一方面，如图4B所示，当感温层122的温度超出居里温度时，感温层122从磁性体变成顺磁性体。因此，磁场H2削弱，并且磁场H2可以容易地穿过感温层122。

为了使(已穿过发热层120的)穿过感温层122的磁场H1的状态在如本示例性实施方式中的居里温度的相应两侧不同，发热层120的厚度t1和感温层122的厚度δ在小于或等于感温层122的居里温度时必须满足下面的式(2)和(3)，而在大于感温层122的居里温度时必须满足下面的式(2)和(4)。

$t1<503\sqrt{\frac{\mathrm{\&rho;}1}{(\mathrm{\&mu;r}1\&CenterDot;f)}}---\left(2\right)$

$\mathrm{\&delta;}\&GreaterEqual;503\sqrt{\frac{\mathrm{\&rho;}2}{(\mathrm{\&mu;r}2\&CenterDot;f)}}---\left(3\right)$

$\mathrm{\&delta;}<503\sqrt{\frac{\mathrm{\&rho;}2}{(\mathrm{\&mu;r}2\&CenterDot;f)}}---\left(4\right)$

在上述式子中，ρ1、t1、μr1分别是发热层120的电阻率、厚度以及相对磁导率，并且ρ2、δ、μr2分别是感温层122的电阻率、厚度以及相对磁导率，而f是磁场生成单元(励磁线圈110)的交变磁场的频率。

在磁场H2容易地穿过感温层122之后，它进一步去往感应体114。因为磁场H2是由涡流最易在其中流动的感应体114感应的，所以发热层120的涡流量变小。即，因为感应体114是非磁性体并且磁场H2穿过，所以难以形成闭合磁路，结果，磁通量密度减小，磁场H2进一步削弱，并且发热层120的发热量减小。这样，在处于感温层122的居里温度附件的边界处，定影带102不会被过度加热。

要注意，还存在由于在感应体114的表面处的一部分磁通量而生成涡流并发热的情况。然而，因为感应体114没有接触定影带102，所以它不会从发热体118或定影带102夺取热，因此不会影响预热时间。

接下来将基于附图对本发明的加热装置、定影装置以及图像形成装置的第二示例性实施方式进行说明。

要注意，与上述第一示例性实施方式的部件基本相同的部件用与第一示例性实施方式中相同的附图标记来指示，并且省略了对其的说明。

图5A以平板状示意性地示出了上述第一示例性实施方式的发热层120和感温层122。要注意，发热层120用虚线示出，以便示出感温层122的状态。

如图5A所示，当生成磁场H时，在感温层122的顶部也出现涡流B1。涡流B1在感温层122为连续体的范围中形成了大的流动路径。

另一方面，如图5B所示，在本示例性实施方式中，在处于感温层154的发热层120侧的表面部153中沿上述定影构件的外周方向形成有宽度为d1的凹槽155，该感温层154由与上述感温层122的材料相似的材料构成。

凹槽155的位置是在定影带102的轴向上与小尺寸记录纸张P(参见图1)的两端部相对应的位置。这样，感温层154被分成中央部和位于端部的两个区域。

将凹槽155形成为预定宽度d1和预定深度，以使涡流B2小于前述涡流B 1。

此外，如图5C所示，感温层156由与上述感温层122的材料相似的材料构成，并且在与小尺寸记录纸张P(参见图1)的两端部相对应的位置处形成有宽度为d2的间隙部157。这样，感温层156被分成与小尺寸记录纸张P的通过区域相对应的中央部感温层156B，以及与小尺寸记录纸张P不经过的区域相对应的端部感温层156A、156C。

将间隙部157形成为预定宽度d2，以使涡流B3小于前述涡流B1。在本示例性实施方式中，在两处设置了间隙部，但可以根据纸张尺寸在两出或更多处设置间隙部。设置更多的间隙部可以使涡流损耗更小，因此，实现了进一步抑制感温层122本身发热的影响。此外，优选的是，因为由于间隙部157从而热难以沿轴向移动，这样，感温层122容易准确地跟随定影带102的温度，因此不会削弱感温层122的温度感测效果。

接下来将对本发明的第二示例性实施方式的操作进行说明。

首先，将对使用感温层154的情况进行说明。

如图3所示，控制单元140驱动通电电路144从而使励磁线圈110通电。由此生成磁场H(参见图2)。

如图5B所示，当感温层154的温度小于或等于居里温度时，感温层154是强磁性体。因此，感温层154被磁场H感应，并且在感温层154的顶表面侧生成涡流B2。

这里，因为感温层154的涡流B2小于上述感温层122的涡流B1，所以感温层154的发热量小，并且定影带102(参见图2)不会被过度加热。

另一方面，如果感温层154的温度大于或等于居里温度，则感温层154为顺磁性体。因此，磁场H穿过感温层154并且削弱，从而抑制了发热层120的发热量。

此外，当在记录纸张P经过的区域中在感温层154中连续对小尺寸记录纸张P(参见图1)进行定影时，热被记录纸张P夺取，因此温度下降并且变得低于居里温度。

另一方面，在感温层154中的记录纸张P不经过的区域中，因为热未被夺取，所以温度增加并且变得高于居里温度。感温层154的磁性消失，这些区域中的磁场削弱，并且磁场H穿过感温层154。这样，涡流B2变小，这些区域中的发热层120的发热量变小，从而抑制了温度上升。防止了定影带102中记录纸张P不经过的区域的温度过度上升。

要注意，因为感温层154在凹槽155以外的区域中是一体的，所以从发热层120获取热并且储存，这在保持定影带102的温度方面是有效的。

接下来将对使用感温层156的情况进行说明。

如上所述，如图3所示，控制电路140驱动通电电路144从而使励磁线圈110通电。由此生成磁场H(参见图2)。

如图5C所示，当感温层156的温度小于或等于居里温度时，感温层156是强磁性体。因此，感温层156被磁场H感应，并且在感温层156的顶表面侧生成涡流B3。

这里，因为感温层156的涡流B3小于上述感温层122的涡流B1，所以感温层156的发热量较小，并且定影带102(参见图2)不会被过度加热。

另一方面，如果感温层156的温度大于或等于居里温度，则感温层156为顺磁性体。因此，磁场H穿过感温层156并且削弱，从而抑制了发热层120的发热量。

此外，当在记录纸张P经过的区域中在感温层156B处连续对小尺寸记录纸张P(参见图1)进行定影时，热被记录纸张P夺取，因此，温度下降并且变得低于居里温度，从而通过发热层120的热能将调色剂定影在记录纸张P上。

另一方面，在记录纸张P不经过的区域中在感温层156A、156C处，因为热没有被夺取，所以温度上升并且变得高于居里温度，并且磁场H穿过感温层156。这样，涡流B3变小，感温层156A、156C获取来自发热层120的热，从而防止定影带102中记录纸张P不经过的区域的温度过度上升。

要注意，因为感温层156被间隙部157分段，所以涡流B3没有横跨感温层156A、156B、156C，从而可以使涡流B3为确定地小于涡流B1(参见图5A)的涡流量。这样，定影带102不会被过度加热。

接下来将基于附图对本发明的加热装置、定影装置以及图像形成装置的第三示例性实施方式进行说明。

要注意，与上述第一和第二示例性实施方式的部件相同的部件用与第一和第二示例性实施方式中相同的附图标记指示，并且省略了对其的说明。

在本示例性实施方式中，对其中将发热层设置在定影带处的情况进行说明。

如图6所示，定影带158从其内侧到外侧由基层162、发热层160、弹性层132以及防粘层130构成。这些层层压在一起并且制成一体。定影带158代替上述定影带102，并且被安装在定影装置100内。

基层162由聚酰亚胺形成，并且其厚度为60μm。

作为发热层160的材料，从降低热容量的观点以及从成本的观点等来看，铜是理想的。发热层160由铜构成并且具有2μm到20μm的厚度，并且发热体118的发热层120也由铜构成并且具有2μm到20μm的范围内的厚度。这里，将定影带158的发热层160和发热体118的发热层120的厚度调整为满足下面的式(5)的关系。

$t0+t1<503\sqrt{\frac{\mathrm{\&rho;}0}{(\mathrm{\&mu;r}0\&CenterDot;f)}}+503\sqrt{\frac{\mathrm{\&rho;}1}{(\mathrm{\&mu;r}1\&CenterDot;f)}}---\left(5\right)$

在上述式子中，ρ0、t0、μr0分别是定影带158内的发热层160的电阻率、厚度以及相对磁导率，并且ρ1、t1、μr1分别是发热层120的电阻率、厚度以及相对磁导率，而f是磁场生成单元的交变磁场的频率。

在本示例性实施方式中，因为定影带158的发热层160和发热体118的发热层120都由铜形成，所以使其厚度总计小于或等于20μm。如果两个铜层的总厚度大于或等于20μm，则两个发热层难以整个地发热，因此需要调节。在本示例性实施方式中，发热层160的铜厚度为10μm，并且发热体118的发热层120的铜厚度为5μm。

要注意，在本示例性实施方式中，定影带158的耐热温度为240℃，并且设置定影温度为170℃。

接下来将对本发明的第三示例性实施方式的操作进行说明。

如图3所示，控制电路140驱动通电电路144从而使励磁线圈110通电。由此生成磁场H(参见图2)。

这里，如果图6所示的感温层122的温度小于或等于相应的居里温度，则感温层122为强磁性体。因此，感温层122被磁场H感应，并且发热层160、发热层120以及感温层122发热。这样，定影带158被充分加热。要注意，因为感温层122的电阻率高，所以发热层160和发热层120提供发热量的主要部分。在本示例性实施方式中，尽可能地抑制感温层122的发热，但因为该层也是金属，所以它由于电磁感应而发热。然而，因为感温层基本上通过发热层160和发热层120的热而过度加热并提升其温度，所以感温层122不会因其自身发热而达到居里温度。执行对材料的诸如厚度、磁导率、电阻率等的设计，以使感温层122的发热量小于发热层160和发热层120的发热量。

另一方面，如果感温层122的温度大于或等于相应的居里温度，则感温层122为顺磁性体，因此，磁场H穿过并且磁通量密度削弱。

在发热层160处，由于磁通量密度削弱，因而涡流量减少，并且发热量减少。此外，感温层122削弱磁通量密度并且从发热层120夺取热。这样，抑制了定影带158的过度加热。

此外，当小尺寸记录纸张P(参见图2)在定影带158的纸张经过的区域处通过并且定影时，热被记录纸张P夺取并且温度下降至设置定影温度以下。然而，因为发热层160、发热层120以及感温层122发热，所以向定影带158提供了足够的热量，能够使定影带158恢复至设置定影温度。

另一方面，定影带158的纸张不经过的区域被加热，而不会被记录纸张P夺取热。因此，温度上升并且变为大于或等于设置定影温度的高温。然而，发热层160和感温层122的温度变得大于或等于相应的居里温度，磁场H削弱，发热层160的发热量下降，并且感温层122从发热层120夺取热。这样，抑制了对定影带158的纸张不经过的区域的过度加热。

图7示出了本示例性实施方式的效果。图7示出了在连续传递通过500张由富士施乐株式会社制造的JD纸的情况下，定影带158中的纸张不经过的部分的温度的进展。与不使用发热体的由铁制成的传统发热体相比，定影带158的温度上升在本示例性实施方式的发热体118的感温层122的居里温度附近被抑制，并且展示了本示例性实施方式的效果。

要注意，本发明不限于上述示例性实施方式。

打印机10不限于利用固态显影剂的干式电子照相方法，而可以是使用液态显影剂的打印机。

作为感测定影带102的温度的单元，可以使用热电偶来代替热敏电阻124。

安装热敏电阻124的位置不限于定影带102的表面，可以将热敏电阻124安装在定影带102的内周面处。在这种情况下，定影带102的表面难以磨损。此外，可以将热敏电阻124安装至施压辊104的表面。

将本示例性实施方式的加热装置描述为定影装置。然而，还可以将本发明例如应用于加热空气的装置，诸如干燥装置的加热器。

虽然已参照本发明的具体实施方式对本发明进行了例示和说明，但是应当明白，本发明决不受其所限，而是在不脱离所附权利要求的范围的情况下，涵盖所有可能的改变和变型。

Claims (10)

1、一种加热装置，该加热装置包括：

磁场生成单元，该磁场生成单元生成磁场；和

发热体，该发热体具有：

发热层，该发热层被布置成与所述磁场生成单元相对，并且由于所述磁场的电磁感应而发热，和

感温层，该感温层具有从所述发热层的设置温度到该发热层的耐热温度的居里温度，并且该感温层被布置在所述发热层的与布置有所述磁场生成单元的一侧相对的一侧，从而传导来自所述发热层的热，

在低于所述居里温度的温度下，所述感温层允许所述磁场从所述发热层侵入所述感温层，并且在大于或等于所述居里温度的温度下，所述感温层允许所述磁场的磁通量穿过所述感温层。

2、根据权利要求1所述的加热装置，其中，在小于或等于所述感温层的所述居里温度的温度下，满足下面的式(A)和式(B)，并且在超出所述感温层的所述居里温度的温度下，满足下面的式(A)和式(C)：

$t1<503\sqrt{\frac{\mathrm{\&rho;}1}{(\mathrm{\&mu;r}1\&CenterDot;f)}}$ 式(A)

$\mathrm{\&delta;}\&GreaterEqual;503\sqrt{\frac{\mathrm{\&rho;}2}{(\mathrm{\&mu;r}2\&CenterDot;f)}}$ 式(B)

$\mathrm{\&delta;}<503\sqrt{\frac{\mathrm{\&rho;}2}{(\mathrm{\&mu;r}2\&CenterDot;f)}}$ 式(C)

其中，在上述式子中，ρ1、t1、μr1分别是所述发热层的电阻率、厚度以及相对磁导率，并且ρ2、δ、μr2分别是所述感温层的电阻率、厚度以及相对磁导率，而f是所述磁场生成单元的交变磁场的频率。

3、一种定影装置，该定影装置包括：

环形定影构件，该环形定影构件的内侧接触如权利要求1或2所述的加热装置的发热体，并且该环形定影构件的端部都被可旋转地支承；

支承体，该支承体布置在所述定影构件的内侧，以及

施压旋转体，该施压旋转体朝向所述支承体对所述定影构件施加压力并且旋转，并且将处于穿过所述施压旋转体与所述定影构件之间的记录介质上的显影剂图像定影到该记录介质上。

4、根据权利要求3所述的定影装置，其中，所述定影构件内的发热层设置在所述环形定影构件的内部，所述发热层由于所述磁场的磁感应而发热。

5、根据权利要求4所述的定影装置，其中，所述发热体的发热层以及所述定影构件内的发热层被构成为满足下面式(D)的关系：

$t0+t1<503\sqrt{\frac{\mathrm{\&rho;}0}{(\mathrm{\&mu;r}0\&CenterDot;f)}}+503\sqrt{\frac{\mathrm{\&rho;}1}{(\mathrm{\&mu;r}1\&CenterDot;f)}}$ 式(D)

其中，在上述式子中，ρ0、t0、μr0分别是所述定影构件内的发热层的电阻率、厚度以及相对磁导率，并且ρ1、t1、μr1分别是所述发热体的发热层的电阻率、厚度以及相对磁导率，而f是所述磁场生成单元的交变磁场的频率。

6、根据权利要求3或4所述的定影装置，其中，在所述发热体的与布置有所述磁场生成单元的一侧相对的一侧设置有非磁性构件，该非磁性构件由非磁性体形成并且不接触所述发热体。

7、根据权利要求4所述的定影装置，其中，所述非磁性构件支承所述支承体。

8、根据权利要求3至7中任一顶所述的定影装置，其中，在所述感温层的发热层侧的表面部分设置有沿所述定影构件的外周方向形成的凹槽和间隙中的一种。

9、一种图像形成装置，该图像形成装置包括：

如权利要求3至8中任一顶所述的定影装置；

感测单元，该感测单元感测所述定影装置的所述定影构件的温度；以及

控制单元，该控制单元控制所述磁场生成单元，以使通过所述感测单元获取的温度达到预定温度。

10、根据权利要求9所述的图像形成装置，其中，所述感测单元布置在所述定影构件的中央部。

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