CN101299139B - 图像加热装置以及用于该装置的可旋转加热部件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像加热装置以及用于该装置的可旋转加热部件。所述图像加热装置包括：用于在压合部分中加热记录材料上的图像的可旋转加热部件，以及用于从所述加热部件的外部对其加热的加热单元。利用这一结构，可以缩短暖机时间段或第一打印输出时间段，且可实现低功耗。此外，可以无加热(定影)不规则性而实现令人满意的图像质量。所述加热部件具有低热导弹性层，以及在所述低热导弹性层外部以具有大于所述低热导弹性层的体积热容量的体积热容量的蓄热层。定影部件的每单位表面面积的所述蓄热层的热容量在100J/m²K至600J/m²K的范围内。

Description

图像加热装置以及用于该装置的可旋转加热部件

技术领域

本发明涉及一种适合用作要被安装到诸如打印机或复印机的、使用电子照相技术或静电记录技术的图像形成装置上的热定影装置的图像加热装置。

另外，本发明涉及一种该图像加热装置所使用的可旋转加热部件。

作为这样的图像加热装置，例如存在对记录材料上的未定影图像进行定影的定影装置、通过对定影于记录材料上的图像进行加热来使图像的光泽度增大的光泽度增强装置等等。

背景技术

在图像形成装置中，定影装置被使用以便将形成并携载在记录材料上的未定影调色剂图像加热并定影到所述记录材料。作为这样的定影装置，广泛使用接触加热型的定影装置。在接触加热型的定影装置中，使在预定温度加热的可旋转加热部件(以下称为定影辊)与记录材料在压合(nip)部分中接触。这样，将记录材料上的未定影调色剂图像加热并定影到记录介质上，从而形成定影图像。

定影辊可以被内部加热型和外部加热型(表面加热型)中的一种加热。在内部加热型中，加热单元(热源：加热器)置于定影辊内，且从定影辊的内部对定影辊进行加热，从而在预定的定影温度加热定影辊的表面。在外部加热型中，加热单元置于定影辊的外部，且从定影辊的外部对定影辊进行加热，从而在预定的定影温度加热定影辊的表面。

外部加热型的定影装置通过小热容量的加热单元，诸如具有小陶瓷加热器或卤素加热器的小直径的加热辊，来从定影辊的外部对定影辊进行加热。根据外部加热型的定影装置，能使定影辊的表面温度快速上升，由此与内部加热型的定影装置相比缩短了暖机(warm-up)时间段。

日本专利申请公开No.H06-075491讨论了一种用于外部加热的定影辊(加热辊)，被配置成缩短将温度升高到可定影温度所需的时间段。即，定影辊包含芯金属、绝热层、热传递层以及表面层(调色剂释放(release)层)。绝热层由硅橡胶制成，以在芯金属的外周具有弹性。热传递层由金属制材料制成，以在绝热层的外周具有5μm～100μm的厚度。表面层由氟树脂制成，以在热传递层的外周具有5μm～30μm的厚度。

定影辊具有弹性，使得可以形成无定影不规则性的高质量图像。另外，定影辊的表面被加热，所以即使在定影辊的表面层下设置弹性层，也能使定影辊的表面温度快速上升。

日本专利申请公开No.2002-123117和日本专利申请公开No.2004-317788讨论了高热导的硅橡胶层置于绝热弹性层和释放层之间的构造。

通过提高定影辊的表面层附近的热导率，易于传递来自外部加热单元的热，由此定影辊的表面温度被快速升高。因此，可以缩短暖机时间段。

日本专利申请公开No.2004-101865讨论了一种图像形成装置，包括定影部件和被压成与所述定影部件接触的压力部件，在夹持在那里的压力压合部分中对记录材料进行加热。定影部件和压力部件中的每一个都具有绝热弹性层、高热导的硅橡胶层和高热导的释放层。用作外部加热单元的加热辊与定影部件和压力部件接触。然后，将热施加到记录材料的两侧，即，携载有未定影调色剂的一侧(以下这被称为前侧，且另一侧被称为后侧)和后侧。

日本专利申请公开No.2004-101865还限定了高热导的实心(solid)橡胶层和绝热弹性层的热导率，以便缩短暖机时间段。利用这一构造，可将暖机时间段缩短不多于60秒。

但是，在外部加热型中，在图像形成装置中不设置加热单元，或仅定影辊被提供有加热单元。因此，如果定影辊和压力部件具有小热容量以便缩短暖机时间段，则产生以下问题。

即，当内部不具有热源的定影辊与记录材料接触以向其传递热时，定影辊的表面温度降低。为此原因，如果不在显著高温通过加热单元加热定影辊的表面，则不能对记录材料施加充分的热量。

考虑到定影辊、温度检测元件和安全元件的热阻，定影辊表面的可用表面温度被限制为不高于预定温度。例如，即使具有高热阻的硅橡胶被用于定影辊的弹性层，当在不低于230℃的高温连续使用定影辊时，橡胶会劣化且可能会被破坏。定影辊需要确保在低于230℃的温度在定影压合部分中加热及定影所需的充分热量。

如果在定影辊的表面附近提供高热导层，则可以通过加热单元有效地升高定影辊附近的温度。然而，在这种情况下，如果加热及定影所需的定影辊的表面温度过高，则不能安全且稳定地使用定影辊。

为此原因，如果除了内部绝热性能和表面附近的高热导率之外，定影辊表面附近的热容量不合适，则定影辊不能积蓄将调色剂加热并定影到记录材料所需的热量。

对已知的外部加热型的定影装置的讨论没有建议定影辊表面附近的合适的热容量。

对已知的外部加热型的定影装置的讨论涉及暖机时间段约为60秒的加热装置。当前，需要在等待状态期间不消耗功率、且从接收到打印信号时直到其上形成有未定影调色剂图像的记录材料被加热和定影的时间段较短的图像加热装置。该时间段一般不多于20秒。

在定影辊中提供低热导层，且从定影辊的表面加热定影辊。但所预料的暖机时间段如此长以至于热到达定影辊的内部，不仅是其表面。在这种情况下，没有考虑到：在不多于20秒的短暖机时间段内，用仅在定影辊表面附近积蓄的热量来进行加热和定影。

已知的外部加热型的热定影装置尚未被实施为这样的装置：其在等待状态期间不消耗功率，将从接收到打印信号时直到其上形成有未定影调色剂图像的记录材料被加热和定影的时间段充分缩短，且对记录材料获得充分的定影性能。

以下，将从接收到打印信号时直到其上形成有未定影调色剂图像的记录材料被热定影的时间段称为第一打印输出时间段。

发明内容

本发明是针对一种被配置成缩短第一打印输出时间段的图像加热装置以及该图像加热装置所使用的加热部件。

根据本发明的一方面，提供一种加热记录材料上的调色剂图像的图像加热装置。所述图像加热装置包括：可旋转加热部件，其表面与所述调色剂图像接触，所述加热部件具有绝热弹性层和设在所述弹性层的外部并具有至少一个层的蓄热层；压合形成部件，其与所述加热部件形成压合部分以夹持和输送所述记录材料；以及加热器，用于从所述加热部件的外部对所述加热部件进行加热。所述蓄热层的每单位表面面积的热容量C/S在100J/(m²·K)至600J/(m²·K)的范围内。

根据本发明的另一方面，提供一种图像加热装置所使用的加热部件。该加热部件包括绝热弹性层以及设在所述弹性层的外部并具有至少一个层的蓄热层。所述图像加热装置包括：可旋转加热部件，其表面与记录材料上的调色剂图像接触；压力部件，其与所述加热部件形成压合部分以夹持和输送所述记录材料；以及加热器，从所述加热部件的外部对所述加热部件进行加热。所述蓄热层的每单位表面面积的热容量C/S在100J/(m²·K)至600J/(m²·K)的范围内。

从参照附图对示例性实施例的以下说明，本发明的进一步的特征将变得明显。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的定影装置的示意剖面图。

图2是根据第一实施例的图像形成装置的示意剖面图。

图3是根据第一实施例的定影辊的示意图。

图4是说明测量形成定影辊的层的热导率的方法的示意图。

图5是板状加热器的示意剖面图。

图6是结构与前图所示的板状加热器不同的板状加热器的示意剖面图。

图7是结构与前图所示的板状加热器不同的板状加热器的示意剖面图。

图8是结构与前图所示的板状加热器不同的板状加热器的示意剖面图。

图9是结构与前图所示的板状加热器不同的板状加热器的示意剖面图。

图10是结构与前图所示的定影装置不同的定影装置的示意剖面图。

图11是说明定影压合中的行为的示意图。

图12是结构与前图所示的定影装置不同的定影装置的示意剖面图。

图13是结构与前图所示的定影装置不同的定影装置的示意剖面图。

图14是测量定影辊的表面温度的方式的解释图。

图15是示出定影辊的蓄热层的每单位表面面积的热容量和用于加热与定影的定影辊温度之间的关系的图形。

图16是示出定影辊的蓄热层的每单位表面面积的蓄热量和用于加热与定影的定影辊温度之间的关系的图形。

图17是示出定影辊的蓄热层的每单位表面面积的热容量和用于加热与定影的定影辊温度之间的关系的图形。

图18是示出在当定影辊和记录材料相互接触时的每个时间段期间，定影辊的蓄热层的每单位表面面积的热容量和用于加热与定影的定影辊温度之间的关系的图形。

图19是示出在当定影辊和记录材料相互接触时的每个时间段期间，定影辊的蓄热层的每单位表面面积的蓄热量和用于加热与定影的定影辊温度之间的关系的图形。

图20是示出定影辊的蓄热层的每单位表面面积的蓄热量和记录材料的接触时间段之间的有效率和无效率的组合的图形。

图21是示出与定影辊接触的记录材料上的热电偶的温度上升的图形。

图22是示出根据本发明第二实施例的定影辊的层构造的示意剖面图(1)。

图23是示出根据第二实施例的定影辊的层构造的示意剖面图(2)。

图24是示出定影辊的蓄热层的每单位表面面积的热容量和用于加热与定影的定影辊温度之间的关系的图形。

图25是根据本发明的第三实施例的定影装置的示意剖面图。

图26是根据本发明的第四实施例的定影装置的示意剖面图。

图27A、27B和27C是示出蓄热层的热容量过大的情况(图27A和27B：每单位表面面积的热容量C/S大于600J/(m²·K))和蓄热层的热容量是合适的情况(图27C：C/S不大于600J/(m²·K))的图像。

具体实施方式

现在根据附图详细描述本发明的优选实施例。

第一实施例

(1)图像形成装置的例子

图2是示出根据该实施例作为图像形成装置的激光束打印机(以下简称为“打印机”)1的示意构造的示意剖面图。

该打印机1从诸如设在打印机1的外部的主计算机的图像信息提供装置(未示出)接收图像信息。打印机1通过已知的电子照相系统根据所接收的图像信息，执行用于在片状的记录材料(记录介质)P上形成图像的一系列图像形成处理。

打印机1包括处理盒4，所述处理盒4容纳有用作潜像承载部件的鼓状的可旋转的电子照相感光部件(以下简称为“感光部件”)2、初级充电机构8和显影器件3。另外，打印机1包括激光扫描器单元(以下简称为“扫描器”)5，其根据从图像信息提供装置输入的图像信息，通过曝光处理在感光部件2的外周表面上形成与图像信息对应的静电潜像。打印机1还包括实现向记录材料P转印图像的处理的辊状可旋转转印部件6，以及在向其转印图像的记录材料P上用热以及压力实现定影处理的、用作图像加热装置的定影装置7。

处理盒4被打印机主体可拆卸地支撑。打印机主体形成处理盒以外的图像形成装置部分。当需要感光部件2的修理以及诸如向显影器件3补充显影剂的维护时，在打开了可打开且可关闭地被打印机主体支撑的盖9之后，可以用新处理盒来替换处理盒4，由此迅速且简单地执行维护。

初级充电机构8适于通过在扫描器5的曝光处理前从商用电源施加规定的偏压(regulated bias)，使旋转期间的感光部件2的外周表面充电到规定的电位分布。

扫描器5输出根据来自图像信息提供装置的图像信息的时间段系列电数字图像信号而被调制的激光La。通过设在处理盒中的窗口4a，激光La对感光部件2的外周表面上的充电区域进行扫描和曝光。由此，与图像信息对应的静电潜像形成在感光部件2的外周表面上。

接下来，对打印机1中的一系列图像形成处理进行说明。当按下设在打印机中的开始按钮(未示出)时，感光部件2开始旋转。感光部件2沿着箭头K1所示的顺时针方向以规定的周边速度旋转。同时，通过被施加规定的偏压的初级充电机构8，感光部件2的外周表面被充电到规定的电位分布。

接下来，根据来自图像信息提供装置的图像信息，扫描器5对感光部件2的外周表面上的充电区域进行扫描和曝光。因此，与所述图像信息对应的静电潜像形成在感光部件2的所述充电区域上。该静电潜像被显影器件3的显影剂显影并作为调色剂图像而可视化。

同时，由以预定的定时被驱动的进给辊12从进给盒11一个时间段一个地进给记录材料P。进给盒11中包含多张层叠在其中的记录材料P。进给盒11被打印机可拆卸地支撑。从进给盒11供给的记录材料P通过定位辊(resist roller)对12a以预定的控制定时被进给到形成在感光部件2和转印部件6之间的转印压合部分，并被夹持和输送通过转印压合部分。在记录材料P被夹持和输送通过转印压合部分时，感光部件2上的调色剂图像通过转印部件6被依次转印到记录材料P。

在被转印有调色剂图像的记录材料P在定影装置7中经受调色剂图像加热和定影处理之后，通过被可旋转地支撑的定影排出部分10，并通过排出部分13被排出到打印机外。被排出的记录材料P停留在附接到打印机顶表面的盘14上。以此方式，完成一系列的图像形成处理。

(2)定影装置7

图1是根据本实施例作为外部加热型的图像加热装置的定影装置7的示意剖面图。

定影辊(定影旋转部件)30用作可旋转加热部件，并从其外部被加热以加热压合部分中的记录材料上的图像。可旋转压力辊63用作压力部件。

定影辊30沿垂直方向与压力辊63基本上平行地排列，且由设在其一个端部的压力弹簧(未示出)被压接到压力辊63。因此，在记录材料输送方向在定影辊30和压力辊63之间形成预定宽度的定影压合部分(压力压合部分)Nt。

定影辊30通过驱动单元(未示出)沿着箭头所示的顺时针方向以规定的周边速度被旋转。压力辊63通过定影辊30的旋转而被旋转。定影辊30和压力辊63可以分别旋转。

加热单元(热源)21对定影辊30从其外部加热。在本实施例中，加热单元21为板状加热器(以下简称为“加热器”)。加热器21被加热器保持器24固定地保持并设置在定影辊30上，使得其纵向方向与定影辊30的轴向方向平行。通过压力机构(未示出)对保持器24进行驱动(urge)，以使加热器21以预定的压力与定影辊30的顶表面压接。即，加热器21与定影辊30在相同区域接触。在定影辊30的旋转方向上在加热器21与定影辊30之间形成预定宽度的加热接触区域Nh。

包含定影辊30和压力辊63的辊部分的长度(与图面垂直的方向)以及加热器21的有效热产生部分的长度(与图面垂直的方向)大于定影装置的最大片材通过宽度。

旋转期间的定影辊30在加热接触区域Nh中被加热器21从其外部加热，并提供必要和充分的热用于在定影压合部分Nt中将未定影的调色剂图像T定影到记录材料P上。

如上所述，如果在图像形成部分中形成调色剂图像T，则记录材料P被进给到定影装置7，被引入到形成在定影辊30和压力辊63之间的定影压合部分Nt中，并在定影压合部分Nt中被夹持和输送。在记录材料P在该定影压合部分Nt中被夹持和输送时，记录材料P被定影辊30加热，并且受到压合部分压力。因此，用热和压力将未定影的调色剂图像T定影到记录材料P的表面上作为定影图像。

加热接触区域Nh和定影压合部分Nt形成在定影辊30的周边上的不同位置处。沿定影辊旋转方向在定影辊周边上的加热接触区域Nh和定影压合部分Nt的短距离不让大多数的热消散到空气中以及热逃逸到定影辊内部。因此，可以有效率地将热从加热接触区域Nh传递到定影压合部分Nt。

如图1所示，如果定影压合部分Nt和加热接触区域Nh被对置以相互偏移作为定影辊的周边长度的一半的180°，则加热器21施加在定影辊30上的压力和压力辊63施加在定影辊30上的压力相互抵消。为此原因，定影辊30的弯曲可被最小化，且芯金属所需的强度变小。所以，可以容易地实现小直径和小热容量。

如果定影辊30具有小直径，其结果是可以缩短加热接触区域Nh和定影压合部分Nt的距离。为此原因，在不需要加热器21和压力辊63在定影辊30上的压力的显著差异时，如图1所示，定影压合部分Nt和加热接触区域Nh可被配置成相互面对。

(3)定影辊(可旋转加热部件)30

图3是根据本实施例的定影辊30的示意图。该定影辊30具有芯金属31、在芯金属31的外周形成的第一层32、和形成在第一层32外的第二层33。第一层32是相对于第二层33的内层，且第二层33是相对于第一层32的外层。

第一层32是低热导弹性层，与第二层33相比其具有较低的热导率，且具有弹性。以下，将第一层32称为“绝热弹性层”。

第二层33是蓄热层。用作加热部件的定影辊30的每单位表面面积的热容量在100J/(m²·K)至600J/(m²·K)的范围内。以下，将该第二层33称为“蓄热层”。

芯金属31例如由诸如铝、铁的金属材料或SUM材料或诸如陶瓷的刚性材料制成。芯金属31通过绝热弹性层32被绝热于定影辊表面。所以，即使芯金属31相比于蓄热层33具有较低的热导率和较低的热容量，其效果也不大。因此，芯金属31相比于蓄热层33可具有较高的热导率和较高的热容量。芯金属31可具有中空(hollow)的柱状或实心的柱状。

如上所述，定影辊(可旋转加热部件)30具有绝热弹性层32和设在弹性层外部且具有至少一个层的蓄热层33。绝热弹性层32的热导率可不大于0.20W/(m·K)。

蓄热层33例如由高热导硅橡胶制成。定影辊的每单位表面面积的总热容量被调节到100J/(m²·K)至600J/(m²·K)的范围内。

定影辊的每单位表面面积的热容量是指，将蓄热层33的热容量C除以定影辊的外周表面的表面面积S所获得的值(C/S)。当定影辊的表面温度被维持在预定温度时，热容量与定影辊的每单位表面面积的蓄热量有关。

“蓄热层33的每单位表面面积的热容量C/S”和“当记录材料P通过定影压合部分Nt时定影辊30每次旋转定影辊30与记录材料接触的时间段t(即，定影辊(加热部件)的表面的一部分通过定影压合部分所需的时间段t)”之间的关系由以下表达式来表述。

C/S[J/(m²·K)]≤10000[J/(s·m²·K)]×t[s]

在记录材料P和定影辊30相互接触的时间段t短时，定影辊30和记录材料P之间需要显著的温度差，以便在短时间段内向记录材料P传递热。在定影辊的温度不可避免地被升高时，需要使得蓄热层33的热容量小。

下面根据实验结果描述有关热容量的特性。

蓄热层33的体积热容量(第二层的体积热容量)可大于绝热弹性层32的体积热容量(第一层的体积热容量)。蓄热层33的体积热容量可大于实心橡胶的体积热容量，例如，不小于1.25×10⁶J/(m³·K)。如果蓄热层33的热容量大于内部的绝热弹性层32的体积热容量，则在定影辊30中积蓄的热被不均匀地分布在定影辊30表面附近的蓄热层33中，由此易于进行向记录材料P的热传递。

蓄热层33的热导率可高于绝热弹性层32的热导率。蓄热层33的热导率高于实心橡胶的热导率，例如，不小于0.3W/(m·K)。

如果内部的绝热弹性层32的热导率低于蓄热层33的热导率，则从定影辊表面传递的热被不均匀地分布且被容易地积蓄在定影辊表面附近的蓄热层33中。另外，如果蓄热层33的热导率高于绝热弹性层32的热导率，则可以迅速地进行蓄热层33中的热的吸收和消散。

通过以下的方法来测量蓄热层33的热导率、体积热容量和每单位表面面积的热容量。

即，如图4所示，从定影辊30的蓄热层33切取垂直5mm以及水平5mm的测试片A。

通过使用干式密度计(型号：AccuPyc 1330，Shimadzu公司制造)测量所述测试片A来获得质量密度。

通过使用差示扫描量热仪(型号：DSC8240，Rigaku公司制造)测量所述测试片A来获得比热。

通过以下表达式来获得每单位体积的热容量和定影辊的每单位表面面积的热容量。

1)体积热容量＝质量密度×比热容量

2)定影辊的每单位表面面积的热容量＝测试片A的体积×体积热容量÷测试片A的表面面积或＝体积热容量×比热容量×蓄热层的厚度

对于测试片A，通过使用傅立叶变换型温度热扩散率测量仪器(型号：FTC-1，Ulvac Riko公司制造)在厚度方向上测量热扩散率而获得热导率。然后，获得蓄热层33沿厚度方向的热导率。

3)热导率＝热扩散率×质量密度×比热容量

蓄热层33通过以下的方法来形成。例如，在绝热弹性层32上形成通过将10质量％至50质量％的粉状填充物混入诸如硅橡胶或含氟橡胶的橡胶材料中而获得的层，由此形成实心橡胶层。

混和不低于10质量％的填充物导致比通常的实心橡胶更高的热容量。另外，如果要被混和的填充物的量大，则蓄热层33变硬，由此定影辊30的表面变硬。如果混和量低于50质量％，则可以使定影辊30的表面有充分的弹性。

粉状填充物包含具有不低于1.25×10⁶J/(m³·K)的体积热容量(具有高体积热容量的填充物)和不低于10[W/(m·K)]的热导率(具有高热导率的填充物)的材料。

如上所述，如果分散高体积热容量的填充物，则可以在可抑制混和量的同时增大蓄热层33的体积热容量。另外，如果分散高热导率的填充物，则可以在可抑制混和量的同时提高热导率。

例如，粉状填充物是AlN、石墨、如氧化铝的金属氧化物、碳纳米管、金刚石、铝、钛合金、如铜合金的金属合金、氮化硼、氮化硅或晶体硅石。

只要可给予期望的热容量和热导率，则可使用任何填充物材料。另外，填充物可具有任何形状。不论填充物材料和填充物的形状是什么，本实施例的目的可以实现。

蓄热层33的厚度(第二层的厚度)可在30μm至400μm的范围内。分散有填充物的高热容量的蓄热层33具有弹性和高度的硬度。为此原因，如果蓄热层33过厚，则定影辊表面也变硬，因此，对于记录材料P的密接性变得不令人满意。如果对记录材料P的密接性变得不令人满意，则难以均匀地定影调色剂图像。因此，蓄热层33不能大于400μm。另外，如果蓄热层33过薄，则难以均匀地分散填充物并获得均匀的热容量和热导率，这造成定影不规则性。因此，蓄热层33可不小于30μm薄。

绝热弹性层32是低热导的橡胶层，且其热导率被调节成低于蓄热层33的热导率。如上所述，绝热弹性层32的热导率可不高于0.20W/(m·K)。

通过以下的方法来测量绝热弹性层32的热导率和体积热容量。如图4所示，从定影辊30的绝热弹性层32切取厚度500μm、垂直5mm且水平5mm的测试片B。通过与蓄热层33的测试片A同样的方法，获得厚度方向的热导率和体积热容量。

形成在芯金属31的外周的绝热弹性层32的厚度没有被特别限制。为了给予有效的绝热性能，防止热容量被过度增大并构建小直径的定影辊30，绝热弹性层32的厚度可在1.0～5.0mm、尤其是2.0～4.0mm的范围内。

在本实施例中，与已知的内部加热型的定影装置不同，外部加热型的定影装置7在定影辊内未提供有诸如热源的内部件，由此减小定影辊30的外直径。

用作加热单元的加热器21和用作压力部件的压力辊63适于在水平方向上与定影辊30接触，且将加热器21和压力辊63针对定影辊30的压力设置成彼此相等。以次方式，针对定影辊30的压力彼此抵消。因此，即使定影辊30是小直径，也没有定影辊30由于强度不足而弯曲的情况。

定影辊30可是小直径的且被给予小热容量。此外，定影辊30可具有10～20mm范围内的外直径。

绝热弹性层32例如通过以下的方法来形成。通过将中空填充物混入有机聚硅氧烷合成物(composition)而获得的复合物(compound)或者通过将吸水聚合物和水混入有机聚硅氧烷合成物而获得的复合物被形成，然后被烧制以及硬化，由此形成绝热弹性层32。

例如，通过将0.1～200质量％的平均粒子尺寸为500μm的中空填充物混入100重量份的热固性有机聚硅氧烷合成物而获得的硅橡胶合成物被加热以及硬化，由此形成球(balloon)橡胶层。

中空填充物包含硬化材料内的气体成分，并被用来减小热导率，如海绵橡胶那样。例如，可使用微球材料。微球材料可包含玻璃球、硅石球、碳球、苯酚球、丙烯腈球、亚乙烯基二氯球、氧化铝球、氧化锆球和Shirasu球。

相对于100重量份的热固性有机聚硅氧烷合成物，中空填充物的混和量在0.1～200重量份、尤其是0.2～150重量份、更尤其是0.5～100重量份的范围内。在该情况下，定影辊用硅橡胶合成物中的中空填充物的含量可在10～80％体积比的范围内、尤其是15～75％。如果体积比过小，则热导率被不充分地降低。此外，如果体积比过大，则难以进行模制和混和，被模制的部件可能较脆而没有弹性。

可通过例如添加吸水性聚合物以及水来形成硅橡胶绝热层32。

作为这样的硅橡胶合成物，可使用通过向100重量份的有机聚硅氧烷合成物添加0.1～50重量份的吸水性聚合物、10～200重量份的水、诸如铂复合物催化剂的硬化催化剂、以及诸如SiH聚合物的交联剂而获得的合成物。之后，所述合成物可被加热和模制，由此形成绝热弹性层32。

在该情况下，所述合成物通过下述的三个步骤或两个步骤被加热。在第一步骤中，硅基聚合物基本上不被硬化，且在湿气不蒸发的低于100℃的温度、尤其是在50～80℃的温度通过加热10～30小时而被模制。接下来，在第二步骤中，在120～250℃、尤其是120～180℃的温度加热被模制的部件1～5小时，以便蒸发含水杂质中的水和湿气。可以配置湿气被蒸发时的加热条件，以将泡沫(foam)转化成连续泡沫结构或不这样。如果硬化速度较高，则泡沫不被转化成连续泡沫结构，且存在许多分离的泡沫。如果执行控制使得交联产生的硬化基本上不发生，则泡沫被转化成连续泡沫结构。最后，在第三步骤中，将获得的泡沫在180～300℃、尤其是200℃～250℃加热2～8小时，以促进硬化，由此完成由期望的多孔橡胶状泡沫制成的硅橡胶层。

在本实施例中，可使用通过发泡硅橡胶而形成的海绵状硅橡胶层。发泡的硅橡胶可通过添加热分解型发泡剂或通过模制在硬化期间具有副产物氢的泡沫作为发泡剂来形成。

但是，在橡胶在金属模具内发泡的模制的情况下，诸如注入模制，难以获得具有微细且均匀的泡体(cell)的发泡硅橡胶。此外，发泡硅橡胶中的泡体直径易于被不均匀地模制，且泡体的壁厚也不均匀，其导致强度的显著差异。

从这一点看，当形成小直径的定影辊30时，如果对具有小曲率半径的定影辊持续施加张力，则弱的泡体壁被破坏且被除泡。另外，发泡硅橡胶难以同时实现耐久性和绝热性能。即，在具有不均匀的泡沫直径的发泡硅橡胶中，如果发泡倍率被增大以便改善绝热性能，则形成弹性层的泡体壁进一步变薄，由于持续期间，易于产生更多的泡沫。

由硅橡胶制成的实心橡胶层可在本实施例中使用。如果诸如增强填充物的高热导合成物相对于硅橡胶的混和量变得极小，则可以实现不大于0.20W/(m·K)的低热导率。

但是，低热导实心橡胶显示出大的热膨胀。在实心橡胶用于被加热器21直接加热的定影辊30时，其外直径由于热膨胀而显著变化。此外，在这样的定影辊用于图像形成装置中的定影装置时，记录材料P的输送速度被改变，且难以维持记录材料上的图像的打印精度。

因此，绝热弹性层32可由基于含诸如微球的球或吸水性聚合物的有机聚硅氧烷的液体硅合成物制成。甚至获得开着的泡体。为此原因，与海绵硅橡胶绝热层或实心橡胶绝热层相比，绝热弹性层32具有优异的绝热性能和耐久性，并显示出小热膨胀。

定影辊30的制造过程没有被特别限定。在芯金属31上形成绝热弹性层32，然后热导率高于绝热弹性层32的蓄热层33作为最表层(uppermost layer)而形成。此外，只要定影辊的每单位表面面积的蓄热层33的热容量在100J/m²·K至600J/m²·K的范围内，则可以使用任何制造过程。

(4)定影辊以外的构造

(4-1)加热器21

图5是加热器21的示意剖面图。加热器基板21a是由诸如氧化铝或氮化铝的绝缘陶瓷，或者诸如聚酰亚胺、PPS或液晶聚合物的绝热树脂制成的绝热且电绝缘的部件。基板21a在例如与图面垂直的方向的纵向方向上是长薄部件，且具有大于定影装置的最大片材通过宽度的长度。

在基板21a的表面(面向定影辊的表面)上沿着纵向方向通过丝网印刷和涂敷而形成由Ag/Pd(银钯)、RuO₂或Ta₂N制成的电激励产热电阻层(electrical energization heat generating resistant layer)21b。电激励产热电阻层21b以线或细带的形状形成，具有约10μm的厚度和约1mm～5mm的宽度。

在电激励产热电阻层21b上形成由玻璃或聚酰亚胺(PI)树脂制成的绝缘保护层21c，以保护和绝缘电激励产热电阻层21b。绝缘保护层被形成为具有约10μm至100μm的厚度。

由诸如氟树脂的材料制成、具有令人满意的可滑动性和可释放性的滑动层21d被形成，以改善针对定影辊30的可滑动性并防止调色剂粘着。滑动层21d被形成为具有约10μm至30μm的厚度。

或者，可在电激励产热电阻层21b上直接形成由氟树脂制成的保护层，以具有约10μm至100μm的厚度。在这种情况下，保护层可用作绝缘保护层和滑动层。

将绝缘保护层21c、滑动层21d以及用作两者的层在可以确保耐久性、平面性和可释放性的程度内尽可能薄地形成。另外，在维持可释放性的同时，可混和高热导填充物以改善热导率。

将加热器21固定地保持的加热器保持器24由诸如液晶聚合物、苯酚树脂、PPS或PEEK的绝热树脂制成。热导率越低，则定影辊30被加热时的热效率越高。因此，可以在树脂层中包含中空的填充物，例如玻璃球或硅石球。

在加热器21的与定影辊30相对的侧配置诸如热敏电阻的温度检测单元22。温度检测单元22检测根据电激励产热电阻层21b的产热而升高的基板21a的温度。温度检测单元22被提供以在温度方面控制加热器21。

通过根据来自温度检测单元22的信号，适当地控制要从加热器21的纵向端部的电极部分(未示出)施加到电激励产热电阻层21b的电压的负荷比或波数，由此导致加热器21的产热，来进行温度控制。加热器21的沿着纵向方向的有效产热区域的宽度大于定影装置的最大片材通过宽度。来自温度检测元件22的检测温度信息通过温度控制部分100被发送到用作传导(conducting)驱动器的双向三极晶闸管(triac)101。双向三极晶闸管101根据来自温度控制部分100的传导信号，将向电激励产热电阻层21b供电的AC电源102开启/关闭。

可通过将加热器21的温度设置在给定的温度，或通过与定影辊表面接触并将定影辊的表面温度设置在给定的温度从而对加热器21进行功率控制，来执行温度控制。

如果执行温度控制使得定影辊的表面温度被设置成给定的温度，则定影性可被均匀地维持，且可以防止由于过度热传递而引起的诸如热偏移(hot offset)的缺陷图像。

用于定影辊30、加热器21及周边部件的硅橡胶或氟树脂持续可用的温度一般为230℃，尤其约为200℃。如果以更高的温度使用硅橡胶或氟树脂，则硅橡胶可劣化，或氟树脂的耐磨损性可变得不令人满意。

定影辊的表面温度和加热器21的温度可被控制成不高于230℃，尤其约为200℃～230℃。

在以上说明中，已描述了加热器21，在所述加热器21中，电激励产热电阻层21b形成在基板21a的面向定影辊的侧上。或者，当具有令人满意的热导率的氮化铝用于加热器基板21a时，如图6所示，加热器21可以是后侧(底侧)加热型。具体而言，电激励产热电阻层21b形成在基板21a的后表面(与面对定影辊的表面相对的表面)上，且在用作产热部件的电激励产热电阻层21b上设置绝缘保护层21c。此外，可在基板21a的表面(面对定影辊的表面)上设置滑动层21d。

如图7所示，加热器21中面向定影辊的基板21a表面可相应于定影辊30的外表面被弯曲。加热器21可以容易地追随定影辊的表面，且可以以更小的压力沿定影辊30的旋转方向确保宽的加热接触区域Nh。

如图8所示，加热器21可具有挠性(flexibility)。例如，由聚酰亚胺或聚酰胺-酰亚胺(polyamide-imide)制成的绝热树脂以具有50μm至300μm的厚度的片状形成，由此形成具有挠性的产热和绝缘加热器基板21g。在加热器基板21g上形成例如由SUS薄膜制成的电激励产热电阻层21b。由聚酰亚胺(PI)树脂制成的绝缘保护层21c被形成以具有约10μm至100μm的厚度。此外，由氟树脂制成的滑动层21d被形成，以具有约10μm至30μm的厚度。以此方式，完成整体上具有挠性的片状加热器21。

加热器21被定影辊旋转方向上的定影上游端和下游端处的支撑体26支撑，且与定影辊30的表面压接。片状的加热器21具有挠性。因此，片状的加热器21可以容易地追随定影辊30的表面，且可以以更小的压力沿定影辊30的旋转方向确保宽的加热接触区域Nh。

代替加热器21的滑动层21d，如图9所示，保护片21e-a可设置在加热器21面对定影辊的侧(表面侧)上，由此在加热器21和定影辊30之间形成加热接触区域Nh。

保护片21e-a例如包括片基层和形成在该片基层的面对定影辊的表面上以具有10μm至30μm的厚度、由氟树脂制成的释放层。片基层是由例如不锈钢(SUS)、镍(Ni)、钛(Ti)或铜(Cu)制成的金属部件。或者，可使用厚度为30～100μm的、通过在诸如聚酰亚胺(PI)的绝热树脂中大量地混和含有金属粒子或金属氧化物粉末、人工金刚石或石墨的高热导填充物而形成的片。另外，保护片21e-a可通过使用氟树脂单体(simplex)以厚度为30μm～100μm的片状形成。

(4-2)压力辊(压合形成部件)63

在本实施例中，压力辊63包括在由铝、铁或SUM材料制成的芯金属41的外部的弹性层42，以及作为最表层的释放层43。

压力辊63与定影辊30接触并按压定影辊30以形成定影压合部分Nt。在定影压合部分Nt中，尽可能地抑制从定影辊30的表面向压力辊63的热流动，而加热接触区域Nh中的定影辊30的表面温度的上升速度变高。

因此，与定影辊30的绝热弹性层32类似，作为弹性层42，使用诸如微球的中空填充物被混入硅橡胶中的球橡胶层。或者，可使用含有吸水性聚合物的硅橡胶层或通过用氢发泡硅橡胶而形成的海绵橡胶层。此外，可使用具有低热导率的实心橡胶层。

释放层43例如由聚四氟乙烯(PTFE)树脂、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)树脂或氟乙烯-聚丙烯共聚物(FEP)树脂制成。另外，可使用聚偏二氟乙烯(PVDF)树脂或聚氟乙烯(PVF)树脂。

涂层可以通过具有配料(dispension)的浸渍涂敷或喷射涂敷由乳胶或Daiel(商标，由Daikin工业有限公司制造，氟化乳胶)来形成。不像定影辊30的最表层，弹性层42和释放层43可具有低热导率，且不可与高热导的填充物混合。

如图10所示，压力辊63可以是刚性的柱状部件，其中在芯金属45的外部直接形成释放层43。由于定影辊30提供有弹性层，所以压力辊63即使不是弹性部件，也可以形成定影压合部分Nt。由于在芯金属45和释放层43之间没有设置绝热弹性层，所以绝热性能不足，且定影辊30的热容易地逃逸到压力辊63。因此，芯金属45可是中空的芯金属，不是实心的芯金属，以便减小热容量。

(5)驱动说明

通过上述的构造，在定影辊30被旋转且压力辊63被定影辊30的旋转而旋转的状态中，开始加热器21的电激励。然后，将加热器21以及定影辊30的表面温度升高到用于加热和定影记录材料的温度。

由于加热器21本身为小热容量，所以温度上升速度较高。

定影辊30包括形成在芯金属31上的绝热弹性层32，并仅在其表面附近具有充分的热容量。此外，内部的绝热弹性层32具有小热容量。在定影辊30的表面上形成高热导率的蓄热层33。因此，可以从加热器21向定影辊表面附近的蓄热层33有效率地传递热。为此原因，定影辊30的表面温度的上升速度较高。

在定影辊表面的表面被维持在给定的温度的状态中，其上形成有未定影调色剂图像T的记录材料P被引入定影压合部分Nt中。然后，记录材料P上的未定影调色剂图像T被加热并定影以形成定影图像。

在定影辊30的表面上形成具有高热导率且使定影辊表面具有充分的热容量的蓄热层33。因此，可用充分的热量对记录材料P上的调色剂图像T进行加热和定影。

参考图11来说明定影压合部分Nt中的调色剂图像T和定影辊30的尺寸。参考图11，其上形成有未定影调色剂图像T的记录材料P被引入到定影压合部分Nt中，调色剂图像T被定影辊30的表面按压且被保持在被压的状态。在此时间段，由于定影辊30具有弹性，所以其表面根据调色剂图像T的不均匀性而轻微地变形。结果是，定影辊30的最表面高热导层33凹陷，以覆盖调色剂图像T。结果是，相对于调色剂图像T，定影辊30的接触面积增加，由此热可有效率地从定影辊30传递到记录材料P上的调色剂图像T。尤其是，如本实施例中所示，由于定影辊30是弹性部件，所以即使记录材料上的调色剂图像具有相当的表面粗糙度，定影辊30的表面相对于记录材料P的不均匀性也具有优异的可追随性，由此在记录材料P上实现均匀的可定影性。

由于记录材料追随定影辊的表面，所以即使定影辊的表面轻微变形，施加到记录材料上每单位面积的调色剂图像的热也变为定影辊30的每单位表面面积以及其内部区域积蓄的热q。即，定影辊的每单位表面面积的蓄热量q用作对每单位面积的调色剂图像T进行加热和定影的主要热源。在本发明的实施例中，定影辊的蓄热层被形成为具有不低于100J/m²·K的每单位表面面积的热容量，且在定影辊的蓄热层中蓄有充分的热量，由此对未定影调色剂图像T进行定影。

在本实施例中，定影装置7可在短的第一打印输出时间段内获得无定影不规则性的令人满意的图像。由于暖机时间段短，所以不进行等待温度调节。在等待状态中没有消耗无用的功率，由此可实现节能。

(6)其他加热单元的例子

在前述的说明中，已描述了板状加热器21被用作用于从定影辊30外部对其加热的加热单元的情况。在该情况中，板状加热器21与定影辊30的表面压接，并在与其摩擦的同时与旋转期间的定影辊30接触。

用于从定影辊30外部对其加热的加热单元不限于上述的构造。只要加热单元具有小热容量，且可以快速地升温并与定影辊30形成加热接触区域Nh以加热定影辊，则可以使用任何加热单元。

例如，如图12所示，在支撑加热器21的加热器保持器24的外部，作为挠性部件的加热膜21f可滑动地且可旋转地与加热器21接合。加热膜21f可置于加热器21和定影辊30之间以形成加热接触区域Nh。

加热膜21f通过定影辊30的旋转而围绕加热器保持器24被旋转，同时滑到加热器21的表面上，由此保护加热器21。

加热膜21f是膜状部件，适于包括例如片基层和在该片基层的面对定影辊的侧上由例如氟树脂制成以具有10μm～30μm厚度的释放层。片基层是由例如不锈钢(SUS)、镍(Ni)、钛(Ti)或铜(Cu)制成的金属部件。或者，可使用厚度为30μm～100μm的、通过在诸如聚酰亚胺(PI)的绝热树脂中大量地混和含有金属粒子或金属氧化物粉末、人工金刚石或石墨的高热导填充物而形成的片基层。另外，加热膜21f可通过使用氟树脂单体以厚度为30～100μm的片状形成。

为了使加热膜21f本身的热容量最小化并抑制向空气的散热，加热膜21f的外直径可是小直径，例如约

作为用于从定影辊30外部对其加热的加热单元，如图13所示，可使用加热辊21A。加热辊21A在中空的芯金属53内设有诸如卤素加热器的热源51。

加热辊21A可具有小热容量，以便实现温度的快速上升。例如，可使用小直径的柱状部件，其中，由例如氟树脂制成的释放层54形成在外直径约为

且厚度为1～0.3mm的中空芯金属53上，以具有10μm～30μm的厚度。

(7)实验和证实

为了证实前述描述，使用具有根据本实施例的定影装置7的图像形成装置来进行实验。

首先，以下说明本实验中使用的定影装置7的基本构造。

所使用的图像形成装置的处理速度为100mm/sec，且通过使用每分钟打印16张记录材料的激光束打印机来进行实验。

在定影装置7中，作为用于从定影辊30外部对其加热的加热单元，使用了在厚度为1.0mm的陶瓷基板21a上形成有厚度为10μm的、由银和钯制成的产热糊剂的陶瓷加热器(板状加热器)21。陶瓷加热器21被含有中空树脂的绝热液晶聚合物部件(加热器保持器)24保持。

在陶瓷加热器的表面上，厚度为30μm的绝缘玻璃层21c被形成以保护产热部件，且提供厚度为10μm的由PFA树脂制成的滑动层21d。

作为压力辊63，使用在外直径为8mm的SUM芯金属41上形成热导率为0.12W/(m·K)且厚度为2.0mm的硅橡胶层42、并在硅橡胶层42的外部提供氟树脂层43的压力辊。

通过上述的构造，在陶瓷加热器21和定影辊30之间施加49N的压力以形成宽度为7mm的加热接触区域Nh。另外，在定影辊30和压力辊63之间施加49N的压力以形成宽度为7mm的定影压合部分Nt。加热器21和压力辊63围绕定影辊30以180°的角度彼此面对。

(实验1)

在该实验中使用的定影辊30中，在外直径为8mm的SUM芯金属31上形成用作绝热弹性层32的、厚度为2.0mm的硅橡胶层。通过向硅橡胶添加粒子尺寸为80μm的作为中空树脂的丙稀腈球并少量混和三甘醇以连接泡沫，来形成用作绝热弹性层32的硅橡胶层。该绝热弹性层32的热导率为0.12[W/(m·K)]，且其体积热容量为1.1×10⁶[J/(m³·K)]。

在绝热弹性层32的外部形成用作蓄热层33的硅实心橡胶层。

即，本实验中使用的定影辊30是包含两个硅橡胶层32和33的定影辊，其中蓄热层被形成为定影辊的表面层。定影辊30的外直径为12mm，橡胶部分的长度L为230mm，且外周表面的表面面积S为8671mm²。

对于蓄热层33，使用了热容量不同的五种硅橡胶1～5。此外，将厚度变为50、150和400μm，且制备了具有不同热容量的蓄热层33的15种辊A1～A15。所制备的辊A1～A15的概况如表1所示。

表1

定影辊No.	蓄热层	体积热容量[×10<sup>3</sup>J/(m<sup>3</sup>·K)]	厚度(μm)	热容量/表面面积[J/(m<sup>2</sup>·K)]	热导率[W/(m·K)]
						辊A1	橡胶1	1.25	50	63	0.3
辊A2	橡胶2	1.47	50	74	0.3
						辊A3	橡胶3	1.54	50	77	0.3
辊A4	橡胶4	1.74	50	87	0.3
						辊A5	橡胶5	2.10	50	105	0.3
辊A6	橡胶1	1.25	150	188	0.3

辊A7	橡胶2	1.47	150	221	0.3
						辊A8	橡胶3	1.54	150	231	0.3
辊A9	橡胶4	1.74	150	261	0.3
						辊A10	橡胶5	2.10	150	315	0.3
辊A11	橡胶1	1.25	400	500	0.3
						辊A12	橡胶2	1.47	400	588	0.3
辊A13	橡胶3	1.54	400	616	0.3
						辊A14	橡胶4	1.74	400	696	0.3
辊A15	橡胶5	2.10	400	840	0.3

橡胶1～5是实心橡胶，其中粒子尺寸为4μm～6μm的硅石和粒子尺寸为4μm～6μm的氧化铝作为填充物在总计10质量％至50质量％的范围内被混入硅橡胶中，使得具有期望的体积热容量和热导率。

在其上形成有未定影调色剂图像T的记录材料P通过定影装置7后，估计定影性能。

在加热器21、定影辊30和整个定影装置的温度与环境温度类似的状态中，开始实验(以下，将该条件称为“冷起动”)。在温度25℃和湿度60％进行实验。

关于定影辊30的表面温度，如图14所示，通过使用非接触的辐射温度计103来测量沿着定影辊30的旋转方向在加热接触区域Nh至定影压合部分Nt之间的中间部分D处的定影辊30的表面温度。

从冷起动开始，在定影辊30开始被旋转的同一时间段，向陶瓷加热器21施加500W的功率，以导致陶瓷加热器21的产热。然后，定影辊30被加热，以将定影辊30的温度升高到目标温度。

通过使用辐射温度计103来控制定影辊30的温度。在定影辊30达到期望的温度之后，控制陶瓷加热器21的功率供给，使得维持目标温度。

在20秒的暖机时间段过去之后，其上形成有未定影调色剂图像T的记录材料P从那通过。在改变定影辊30的目标温度以及改变受到温度控制的陶瓷加热器21的温度的同时来进行实验。然后，测量记录材料P上被加热及定影的图像的可定影性变得令人满意的定影辊30温度。

为了估计记录材料P上的未定影调色剂图像T的定影性能，将玻璃纸带附着于加热和定影后的记录材料P上的调色剂图像，且在以0.49N/cm²(50g/cm²)的表面压力按压1分钟之后，剥离玻璃纸带。根据调色剂图像中的缺陷图像的程度(通过带而分离的程度)来进行估计。

将缺陷图像的程度超过原始调色剂图像的5％的情况称为NG(有缺陷)。作为记录材料P，使用了基本重量为75g/mm²的纸，例如XEROX公司制造的4024。

利用各具有热容量不同的蓄热层33的15种辊A1～A15的实验装置来进行该实验，并比较定影辊的热容量和温度之间的关系。

图15示出结果。在图15中，垂直轴表示在记录材料从那通过时定影性能令人满意的定影辊表面温度，且水平轴表示定影辊的蓄热层的热容量(C)与单位表面面积(S)的比(C/S)。即使蓄热层具有相同厚度，由具有小体积热容量的橡胶制成的蓄热层也具有小热容量。如果热容量/表面面积(C/S)变小，则定影性能令人满意的定影辊表面温度变高。这是由以下表达式造成的。

热量Q＝热容量C×温度T

随着蓄热层33的热容量变得较小，为了积蓄用于熔化和定影记录材料P的每单位表面面积的调色剂的热量，定影辊的表面需要被升高到高温。

如果热容量/表面面积小于100J/(m²·K)，则用于定影调色剂的定影辊表面温度超过230℃。这超过了蓄热层33或绝热弹性层32中使用的硅橡胶持续可用的耐热温度。如果在高于该耐热温度的温度继续加热橡胶，则橡胶的交联可被破坏。此外，再耦合(recoupling)可发生，硬度可被改变，于是橡胶可被破坏。因此，为了获得令人满意的可定影性并确保无故障的稳定操作，需要使用具备满足热容量/表面面积不小于100J/(m²·K)的条件的蓄热层33的定影辊30。

如果热容量/表面面积变得较大，则可定影性令人满意的定影辊表面温度降低。但是，即使热容量/表面面积大于600J/(m²·K)，可定影性令人满意的定影辊表面温度也不变化。即，在热容量/表面面积大于600J/(m²·K)时，蓄热层积蓄过多的热量。另外，由于蓄热层积蓄较大的热量，所以加热器加热定影辊所需的能量变多。

如上所述，定影辊30需要在不高于230℃的温度使用。如果定影辊的所需表面温度升高，则需要将加热器升高到较高的温度。需要大量的功率以升高加热器本身的温度。另外，加热器以及周边部件需要具有耐热性，这造成成本增加。另外，由于从定影装置的散热，整个图像形成装置的温度上升，且如果显影器件3的附近的温度上升，则显影器件3内的未使用的显影剂可能熔化或劣化。为了在尽可能低的温度使用定影辊30，增大热容量是有效的。

但是，在定影辊的温度(蓄热层的温度)被过度降低时，即使积蓄了用于定影调色剂的热量，调色剂的可定影性也变得不令人满意。这是因为，如果定影辊的温度低，则定影辊和记录材料的温度梯度变小，且从定影辊到记录材料(调色剂)的热导率降低。

图27A、27B以及27C是说明定影辊的蓄热层中实际积蓄的热量与蓄热层的热容量的比较结果的概念图。在图27A、27B以及27C中，垂直轴表示定影辊的蓄热层的温度。图27A以及27B表示定影辊的蓄热层的热容量过大(每单位表面面积的热容量C/S大于600J/(m²·K)的情况。图27C表示定影辊的蓄热层的热容量适当(C/S不大于600J/(m²·K)的情况。图27A示出由于热容量C2大且蓄热量Q2大所以积蓄了无用的热量的模型。图27B示出在热容量高的蓄热层中仅积蓄了用于定影调色剂所需的热量Q1的模型。在该情况下，由于定影辊的温度降低，所以定影辊和记录材料的温度梯度变小，且蓄热量难以被传递给记录材料(调色剂)。图27C示出在热容量C1适当的蓄热层中仅积蓄了用于定影调色剂所需的热量Q1的模型。在该情况下，定影调色剂所需的热量以外的过多热量变小，且定影辊的温度适当地高。因此，定影辊和记录材料的温度梯度变大，且蓄热量被容易地传递给记录材料(调色剂)。根据本发明的实施例的定影辊是具有与图27C所示的模型类似的蓄热层的装置。

定影辊的每单位表面面积的蓄热量可以通过表达式“定影辊的热容量/表面面积×定影辊温度”来计算。

将实验1的结果转换成用于确保调色剂可定影性所需的定影辊温度和用于确保调色剂可定影性所需的蓄热量之间的关系，且在图16中示出。在图16中，垂直轴表示定影所需的温度，且水平轴表示定影辊的每单位表面面积的蓄热量。

此处，定影辊A13、A14和A15需要与定影辊A12相同的定影温度。即，它们具有过多的蓄热量。

这些定影辊无用地具有大热容量，且积蓄了对调色剂定影没有贡献的无用的热，这造成能量的浪费。在定影辊A13、A14和A15中，热容量/表面面积大于600J/(m²·K)。

即，为了将定影操作期间的能量浪费最小化，需要使用具有满足热容量/表面面积不大于600J/(m²·K)的条件的蓄热层33的定影辊。

(实验2)

接下来，仅改变蓄热层33的厚度来形成定影辊30的蓄热层33，并进行比较实验。

在该实验中，使用这样的定影辊30，其中，在外直径为8mm的SUM芯金属31上形成用作绝热弹性层32的硅橡胶层以具有2.0mm的厚度。通过向硅橡胶添加粒子尺寸为80μm的作为中空树脂的丙烯腈球并少量混和三甘醇以连接泡沫，来形成用作绝热弹性层32的硅橡胶层。绝热弹性层32的热导率为0.12[W/(m·K)]，且其体积热容量为1.1×10⁶[J/(m³·K)]。

在绝热弹性层32的外部形成热导率为0.3W/(m·K)且体积热容量为1.5×10⁶J/(m³·K)的用作蓄热层33的硅实心橡胶层。

通过改变蓄热层33的厚度，制备了具有不同热容量的蓄热层33的7种定影辊A16～A22。所制备的定影辊A16～A22的蓄热层33的概况如表2所示。

表2

定影辊No.	蓄热层	体积热容量[×10<sup>3</sup>J/(m<sup>3</sup>·K)]	厚度(μm)	热容量/表面面积[J/(m<sup>2</sup>·K)]	热导率[W/(m·K)]
						辊A16	橡胶5	2.10	30	63	0.3
辊A17	橡胶5	2.10	50	105	0.3
						辊A18	橡胶5	2.10	75	158	0.3

辊A19	橡胶5	2.10	120	252	0.3
						辊A20	橡胶5	2.10	190	399	0.3
辊A21	橡胶5	2.10	280	588	0.3
						辊A22	橡胶5	2.10	350	735	0.3

以与实验1相同的方式来进行实验，且对于定影辊，测量可定影性令人满意的定影辊温度。图17中示出结果。在图17中，垂直轴表示在记录材料P从那通过时定影性能令人满意的定影辊表面温度。水平轴表示定影辊的蓄热层的热容量C与单位表面面积S的比(C/S)。

与实验1类似，在热容量/表面面积变小时，定影性能令人满意的定影辊表面温度升高。如果热容量/表面面积小于100J/(m²·K)，则定影辊表面的所需表面温度超过230℃。另外，即使热容量/表面面积变得大于600J/(m²·K)，定影性能令人满意的定影辊表面温度也不变化。

为了获得令人满意的可定影性并确保无故障的稳定操作，需要使用具有满足热容量/表面面积不小于100J/(m²·K)的条件的蓄热层的定影辊。为了将定影操作期间的能量浪费最小化，需要使用具有满足热容量/表面面积不大于600J/(m²·K)的条件的蓄热层33的定影辊30。

(实验3)

从实验1和2可见，如果蓄热层33满足热容量C/S在100J/(m²·K)至600J/(m²·K)的范围内的条件，则可以防止损坏，且可以有效率地积蓄用于加热和定影记录材料所需的热量。

通过提供相对于定影辊30和记录材料P的接触时间段具有适当的热容量C/S的蓄热层33，可以有效率地积蓄用于加热和定影记录材料所需的热量。这将在下面描述。

通过改变定影辊30和记录材料的接触时间段来进行实验。所使用的图像形成装置的处理速度为100mm/sec，且使用每分钟打印16张记录材料的激光束打印机。

在该实验中，在改变定影辊30和压力辊63之间的压力的同时使用5种实验装置。在所述实验装置中，定影压合部分Nt的宽度(沿记录材料输送方向的宽度)分别是6.0mm、5.0mm、4.0mm、3.0mm和2.0mm。

在所述实验装置中，定影辊每次旋转的记录材料和定影辊30在定影压合部分Nt中相互接触的定影压合时间段t分别为0.06、0.05、0.04、0.03和0.02[秒]。即，定影辊的表面的一部分通过定影压合部分所需的时间段t分别为0.06、0.05、0.04、0.03和0.02[秒]。

通过使用在实验2中使用的定影辊A17～A21，进行与实验1相同的实验。

图18示出结果。在图18中，垂直轴表示定影所需的定影辊温度。水平轴表示所使用的定影辊的热容量C与单位表面面积S的比(C/S)。对于具有定影辊和记录材料的不同接触时间段的实验中所使用的实验装置，示出了定影温度和蓄热层的热容量之间的关系。

在定影辊和记录材料的接触时间段为0.06[秒]的实验装置中，如果定影辊具有大热容量C/S，则定影所需的定影辊温度降低。例如，定影辊A21可以在约120℃进行定影。但是，即使使用相同的定影辊，在定影压合时间段为0.02[秒]的实验装置中，定影所需的温度约为190℃。在相同种类的定影辊中，定影辊温度越高，蓄热量越大。在组合定影辊A21和定影压合时间段为0.02[秒]的实验装置时，定影所需的蓄热量变大。

如上所述，定影辊的每单位表面面积的蓄热量可以由以下表述式来计算。

定影辊的热容量/表面面积×定影辊温度

将实验3的结果转换成定影所需的定影辊温度和定影所需的蓄热量之间的关系，并在图19中示出。在图19中，垂直轴表示定影所需的定影辊温度，且水平轴表示定影辊的每单位表面面积的蓄热量。示出了具有不同定影压合时间段的实验装置的结果。从图19明显可知，为了确保令人满意的可定影性，定影辊表面的一部分通过定影压合部分所需的时间段越短，则每单位表面面积需要积蓄的热量越大。即，打印机的处理速度越高，则每单位表面面积要积蓄的热量越多。

此处，在定影辊和记录材料的接触时间段为0.02[秒]的实验装置中，定影辊A19、A20和A21需要与定影辊A18相同的定影温度，其导致节能劣化。类似地，在接触时间段为0.03[秒]的实验装置中，定影辊A20和A21中的节能劣化。此外，在接触时间段为0.05[秒]的实验装置中，定影辊A21中的节能劣化。

在图19中，考虑到节能，定影辊和装置的最佳组合包括虚线左下区域(○区域)中的定影辊和其上安装有所速定影辊的装置。

如上所述，定影辊和装置的组合可以被划分成具有优异的节能的那些以及其他。

结果通过图20的图形示出。在图20中，水平轴表示“在所使用的实验装置中每次旋转定影辊和记录材料的接触时间段”。垂直轴表示“定影辊的热容量C与表面面积S的比(C/S)”。在图20中，将有效率的组合标记为“○”，将无效率的组合标记为“×”。在图20中，○和×的区域可以被线来划分。○区域可由以下表达式来表示：

C/S≤10000[J/(s·m²·K)]×t[s]

此处，t表示定影装置中的定影辊与记录材料的接触时间段，即，定影辊表面的一部分通过定影压合部分所需的时间段。

即，如果定影辊30的蓄热层33的热容量C/S和要使用的定影装置的时间段t之间的关系在100[J/(m²·K)]≤C/S≤600[J/(m²·K)]的范围内满足条件C/S≤10000[J/(s·m²·K)]×t[s]，则可实施能够有效地使用蓄热量的定影装置和定影辊的有效率组合。

(实验4)

如上所述，如果在定影辊和记录材料的接触时间段长的实验装置上安装具有大热容量的定影辊，则定影所需的定影辊温度降低。但是，如果在定影辊和记录材料的接触时间段短的实验装置上安装所述定影辊，则没有发挥该效果，且定影所需的定影辊温度高。结果是，该组合是无效率的，因为尽管蓄热量大，但不能进行低温定影。

通过以下的实验结果来说明这种现象的机制。

将热电偶附接到记录材料上，且在定影辊和记录材料在定影压合部分中彼此接触的同时测量记录材料的温度升高。例如，在定影辊A19和定影辊20中，将温度调节到165℃，以与实验3中相同的方式进行暖机，且记录材料从那通过。

在图21中示出结果。垂直轴表示附接到记录材料上的热电偶的温度，且水平轴表示记录材料进入定影压合部分之后经过的时间段(秒)。

在辊A19和辊A20中，相似地，在记录材料进入定影压合部分后，记录材料上的热电偶的温度升高0.02[秒]。然而，之后，在辊A19中，温度缓慢上升，且在时间段0.05[秒]的点处观察到在辊A19和辊A20的热电偶的温度测量之间的温度差异。

在辊A19中，与辊A20相比，蓄热层的热容量小且蓄热量小。因此，从定影压合部分抢取热，且向记录材料的热传递变缓。在具有大热容量的辊A20中，热被持续地供给到记录材料。

这样，热容量大且蓄热量大的定影辊对于长接触时间段发挥显著的效果。

如果定影压合窄且定影辊与记录材料的接触时间段仅为0.02[秒]，则具有小热容量的辊发挥相同效果。

与热容量小的定影辊相比，热容量大的定影辊需要许多能量以被升高到给定的温度。因此，升高期间消耗了大量的功率，且暖机时间段也被延长。在定影辊与记录材料的接触时间段短的实验装置中，蓄热量大的定影辊可积蓄甚至无用的热量。

如上所述，在用于从加热辊外部对其加热的热定影装置中，蓄热层被设置在其内部具有小热容量的定影辊的表面附近。此外，定影辊30的蓄热层33的热容量/表面面积在等于或大于100[J/(m²·K)]且等于或小于600[J/(m²·K)]的范围内。由此，定影辊可在具有小热容量的同时，积蓄用于加热和定影记录材料的充分的热量，且可有效地使用其中积蓄的热量。此外，可以无故障地稳定使用定影辊。

定影辊30的蓄热层33的热容量/表面面积与定影辊每次旋转的记录材料和定影辊30的接触时间段之间的关系由以下表达式来表示：

C/S≤10000[J/(s·m²·K)]×t[s]

因此，热定影装置可以将要在给定的接触时间段传递到记录材料的热量仅积蓄在其内部具有小热容量的定影辊的表面层中。此外，热定影装置可以实现低能耗且短暖机时间段。

在热定影装置具有定影辊30每次旋转的与记录材料的接触时间段不同的多个加热模式时，即，在装置可以设定定影辊(加热部件)的周边速度不同的多个加热模式时，可如下进行设定。即，在定影辊和记录材料的接触时间段最短(定影辊的周边速度最快)的加热模式中，当定影辊的表面的一部分通过定影压合部分所需的时间段为t时，定影辊的每单位表面面积的蓄热层33的热容量C/S可满足以下条件：

C/S[J/(m²·K)]≤10000[J/(s·m²·K)]×t[s]

假设打印机具有两个加热模式，例如，处理速度为100mm/sec的定影辊和记录材料的接触时间段为t1的加热模式1，以及处理速度为50mm/sec的定影辊和记录材料的接触时间段为t2的加热模式2。在这两个模式中，如果定影压合部分的宽度相同，则接触时间段t1比接触时间段t2短。因此，满足以下条件的定影辊可被安装在打印机上：

C/S≤10000[J/(s·m²·K)]×t1[s]

如果在与记录材料的接触时间段短的加热模式1期间，针对接触时间段t2适当地增大蓄热层33的热容量/表面面积，则无法在加热模式1期间对于短接触时间段t1传递要积蓄的热量。如果针对接触时间段t1在蓄热层33中适当地积蓄热，则在加热模式1和加热模式2中，都可以有效地使用蓄热层33的热量。因此，热定影装置可以实现低能耗和短的暖机时间段。

第二实施例

图22是说明根据本实施例的定影辊30的构造的示意剖面图。

本实施例与第一实施例相同，除了定影辊30的构造以外。具体而言，定影辊30包括在芯金属31上形成的绝热弹性层32、在绝热弹性层32外部由硅橡胶制成的蓄热弹性层33、以及作为最外层(最表层)的释放层34。

蓄热弹性层33和释放层34形成蓄热层33A。定影辊的每单位表面面积的蓄热层33A的热容量在100J/(m²·K)至600J/(m²·K)的范围内。

蓄热层33A的蓄热弹性层33和释放层34的热导率高于绝热弹性层32的热导率。绝热弹性层32的热导率不大于0.20W/(m·K)。

如图23所示，在绝热弹性层32的外部可仅形成释放层34，使得定影辊的每单位表面面积的热容量在等于或大于100J/(m²·K)且等于或小于600J/(m²·K)的范围内，由此形成蓄热层33B。

通过以下的方法来测量蓄热层33A或33B的热导率和热容量。从定影辊的表面层中的蓄热层33A或33B切取包括定影辊表面的垂直5mm且水平5mm的测试片，通过与上述的蓄热层33相同的测量方法(图4)来计算表面层33A或33B的热容量和沿厚度方向的热导率。

释放层34可为高热导填充物被混合在诸如硅橡胶或氟橡胶的橡胶材料中或者诸如氟复合物的基质树脂材料中的层。具体而言，10质量％至50质量％的热导率不小于10W/(m·K)的粉状高热导填充物被混合在基质树脂材料中的层，由此形成高热导释放层。

基质树脂材料可以包括，例如，氟树脂、聚苯硫醚、聚砜、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚醚酮、液晶聚酯、聚酰胺-酰亚胺和聚酰亚胺。

氟树脂可以包括，例如，聚四氟乙烯(PTFE)树脂、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)树脂、氟乙烯-聚丙烯共聚物(FEP)树脂、聚偏二氟乙烯(PVDF)树脂和聚氟乙烯(PVF)树脂。

由氟树脂制成的高热导释放层34由氟树脂涂层或氟树脂管形成。

涂层可以通过具有配料的浸渍涂敷或喷射涂敷由乳胶或Daiel(商标，由Daikin工业有限公司制造，氟化乳胶)来形成。

高热导填充物可以包括，例如，金刚石、石墨、碳、碳纳米管、氮化硼、金属氧化物、合金、AlN和晶体硅石。

只要可以达成高热导率，就可以使用任何填充物材料。此外，填充物可具有任何形状。不论填充物材料和填充物的形状是什么，都可以实现本实施例的目的。

在本实施例中，定影辊30的最表层由高热导填充物被混入氟复合物中的合成物形成。由此，可以实现加热部件30的最表层所需的热导率，且可使加热部件的最上表面具有可释放性。因此，可以稳定地操作图像形成装置。

当在高热导实心橡胶层33和高热导释放层34之间需要设置粘合层时，高热导填充物可被分布进粘合层中，由此形成高热导粘合层。

通过这一构造，即使在定影辊30的最表层设有释放层34，定影装置也可缩短暖机时间段，获得短的第一打印输出时间段，并实现节能。

(实验5)

为了证实上述的效果，在定影辊的表面上形成由氟树脂制成的释放层34，并进行实验。

定影辊以外的构造与实验1相同。所使用的图像形成装置的处理速度为100mm/sec，且使用每分钟打印16张记录材料的激光束打印机。另外，加热接触区域Nh的宽度为7mm，且定影压合部分Nt的宽度为7mm。

考虑到构造，通过在定影辊A16～A22的每一个的最外层上形成用作释放层34的氟树脂层以具有15μm的厚度，来获得实验1中使用的定影辊30。

即，在外直径为8mm的SUM芯金属31上形成热导率为0.12W/(m·K)且体积热容量为1.1×10⁶J/(m³·K)的用作绝热弹性层32的硅橡胶层以具有2mm的厚度。此外，在改变厚度的同时，在硅橡胶层外部形成热导率为0.3W/(m·K)且体积热容量为1.5×10⁶J/(m³·K)的用作蓄热层33的硅实心橡胶层。此外，在硅实心橡胶层外部提供释放层34。

对于用作释放层34的氟树脂层，纯的氟树脂通常具有约0.2W/(m·K)的低热导率。在本实验中，PFA被用作氟树脂。使用了体积热容量为2.0×10³J/(m³·K)且热导率为0.3W/(m·K)的高热导氟树脂，其中，在PFA中作为热导填充物在10～50重量份的范围内混合了粒子尺寸为4～6μm的氧化铝。

所制备的定影辊的概况如表3所示。

表3

定影辊No.	释放层	蓄热弹性层	蓄热弹性层厚度(μm)	热容量/表面面积[J/(m<sup>2</sup>·K)]
					辊A23	PFA	橡胶5	30	93
辊A24	PFA	橡胶5	50	135
					辊A25	PFA	橡胶5	75	188
辊A26	PFA	橡胶5	100	282
					辊A27	PFA	橡胶5	200	450
辊A28	PFA	橡胶5	300	618
					辊A29	PFA	橡胶5	400	765

通过使用定影辊A23～A29来进行与实验1相同的实验。在图24中示出实验结果。水平轴代表定影辊的蓄热层的热容量C与单位表面面积S的比(C/S)，且垂直轴代表当记录材料从那通过时定影性能令人满意的定影辊表面温度。

与第一实施例中的实验1类似，如果热容量/表面面积不大于100J/(m²·K)，则所需的定影辊表面温度超过230℃。另外，如果热容量/表面面积不小于600J/(m²·K)，则定影性能令人满意的定影辊表面温度不变化。

如上所述，在本实施例中，在定影辊30的最外层上提供高热导释放层34。因此，定影辊可具有优异的可释放性和可滑动性。

即使在最表层上提供氟树脂层，与第一实施例类似，定影辊的蓄热层的热容量/表面面积在等于或大于100J/(m²·K)且等于或小于600J/(m²·K)的范围内。因此，可以防止损坏，且可稳定地执行定影操作。此外，定影辊可以有效地使用在其中积蓄的热量。

第三实施例

本实施例与第一实施例相同。但是，如图25所示，与定影辊30形成定影压合部分Nt的压力部件95具有板状压力部件90/91、以及与板状压力部件90/91接合并根据定影辊30的旋转使板状压力部件90/91的周边旋转的膜93。

通过例如在由SUM材料制成的支撑体90上形成绝热部分或绝热层91，来获得板状压力部件90/91。具有小热容量和低热导率的膜93与板状压力部件90/91的外周接合。

压力部件95和定影辊30以给定的压力相互接触，由此形成定影压合部分Nt。在定影压合部分Nt中，定影辊的表面和膜93彼此相关联地旋转，以夹持和输送记录材料P，且对记录材料施加热和压力以定影记录材料上的调色剂图像。

绝热层91可以是由例如硅橡胶或氟橡胶制成的弹性部件。然而，由于定影辊表面为弹性部件，所以即使绝热层91为刚性部件，也可以确保定影压合部分Nt。即，绝热层91可以是由诸如液晶聚合物、苯酚树脂、PPS、PEEK、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺或氟树脂的绝热树脂制成的刚性部件。

压力部件95的热导率越低，则定影辊的表面温度升高得越快。因此，绝热层91可具有低热导率。

在绝热层91是弹性绝热层时，例如，适当地使用其中混合有中空填充物的、由有机聚硅氧烷合成物制成的含球硅弹性层，或者含吸水聚合物以及水的有机聚硅氧烷合成物。或者，适当地使用含泡沫的硅弹性层或由发泡硅橡胶而形成的硅海绵弹性层。

在绝热层91是刚性绝热层时，如果与定影辊30的接触表面被平面化，则定影压合部分Nt可被平面化，由此实现记录材料的优异的可输送性。对于刚性绝热层，包含例如玻璃球或硅石球的中空填充物的低热导树脂材料也被适当地使用。

通过例如在厚度约为30μm至100μm、由诸如PPS、聚酰亚胺或聚酰胺-酰亚胺的高绝热且低热导的树脂材料制成的基层上，提供厚度约为10μm至30μm、由氟树脂制成的释放层，来形成膜93。

由于膜93具有小热容量和低热导率，所以向膜93的热的逃逸以及从膜表面向空气的散热少。在板状压力部件90/91和膜93之间设置由硅油制成的润滑剂，以改善膜的可滑动性。

本实施例的效果与第一实施例的那些效果相同。此外，使用了根据本实施例的板状压力部件的定影装置具有简单的构造。因此，定影装置可以是紧凑的(compact)且实现小热容量。另外，与压力辊相比，可以使得由于向空气的散热而引起的热损失小。此外，可以缩短暖机时间段且可以实现节能。

如上所述，根据本实施例，可以提供这样的定影装置：其可以缩短暖机时间段，获得短的第一打印输出时间段，实现节能，并实现优异的图像质量。

第四实施例

本实施例与第三实施例相同，除了压力部件的构造以外。在本实施例中，如图26所示，压力部件96是与定影辊30可滑动地接触的板状压力部件90/91/92。没有提供在第三实施例中的膜93。

通过例如在由SUM材料制成的支撑体90上形成绝热部件或绝热层91、并形成滑动释放层92，来制备板状压力部件90/91/92。

滑动释放层92可由具有优异的可滑动性以便不妨碍记录材料P的输送的材料形成，或由具有优异的可释放性以便防止传递到定影辊的调色剂粘着的材料形成。例如，基于氟树脂的片可被粘着或被涂敷，由此形成滑动释放层。

在本实施例中，作为定影辊30的表面层33，例如，适当地使用通过在硅橡胶或氟橡胶中混和高热导填充物而形成的高热导弹性层。以此方式，可以获得高的热导率和输送记录材料所需的摩擦力。

如果定影辊的表面适于具有高的摩擦系数，则可以通过定影辊的表面来输送记录材料。

定影辊30和压力部件96以给定的压力相互接触，由此形成定影压合部分Nt。在定影压合部分Nt中，根据定影辊表面和板状压力部件90/91/92之间的摩擦力的差异，通过定影辊表面来输送记录材料。于是，对记录材料施加热和压力，以定影记录材料上的调色剂图像。

本实施例的效果与第一实施例的那些效果相同。此外，使用了根据本实施例的板状压力部件的定影装置具有简单的构造。因此，定影装置可以是紧凑的且实现小热容量。此外，定影辊30和板状压力部件90/91/92仅在定影压合部分Nt中接触，并且彼此绝热。为此原因，可以使由于向压力部件96的热传递以及向空气的散热而引起的热损失尽可能少。此外，可以缩短暖机时间段且可以实现节能。

如上所述，根据本实施例，可以提供这样的定影装置：其可以缩短暖机时间段，获得短的第一打印输出时间段，实现节能，并实现优异的图像质量。

与第四实施例类似，如果压力部件是在相同区域中与加热部件接触的板状部件，则可以抑制来自压力部件的散热，且装置可以具有小热容量。于是，可以实现低功耗和短的第一打印输出时间段。

如在前述实施例中说明的那样，可以抑制加热不规则性(定影不规则性)的发生，且可以缩短暖机时间段或第一打印输出时间段。另外，可以降低功耗。即，在加热部件中提供低热导弹性层，且在低热导弹性层的外部作为最表层形成蓄热层。在这种情况下，定影部件的每单位表面面积的热容量在等于或大于100[J/(m²·K)]且等于或小于600[J/(m²·K)]的范围内。因此，可以在加热部件的表面层附近以这样的程度来积蓄从外部加热单元向加热部件的表面传递的热，使得可以充分地加热和定影记录材料上的图像。

在加热部件的表面附近给出适当的热容量。为此原因，用于加热记录材料上的图像所需的加热部件的表面温度可以被设置在高于记录材料上的调色剂而不超过形成定影辊的由硅橡胶制成的弹性层持续可用的绝热温度的温度范围内。因此，定影辊可以在小热容量的同时积蓄用于加热和定影记录材料的充分热量，且可以有效地使用在其中积蓄的热量。此外，可以无故障地稳定使用定影辊。

定影辊的蓄热层的热容量/表面面积C/S与定影辊每次旋转的记录材料和定影辊30的接触时间段t之间的关系满足条件C/S[J/(m²·K)]≤10000[J/(s·m²·K)]×t[s]。因此，可以仅在其内部具有小热容量的定影辊的表面层附近积蓄对于给定的接触时间段要向记录材料传递的热量。因此，可以提供可实现低能耗且缩短暖机时间段的热定影装置。

在蓄热层的下面提供低热导弹性层。因此，可以抑制向加热部件的芯金属的热逃逸，并可以加快加热部件的表面温度的上升速度。可以缩短将加热部件的表面温度升高到定影所需温度所需要的时间段。另外，如果低热导层是弹性部件，则加热部件的表面至图像的密接性变得令人满意，且可以获得无加热不规则性的令人满意的图像质量。

1)加热单元或压力部件可通过接触/分隔机构与定影辊压接和与定影辊分隔开。因此，当定影装置运行时，加热单元或压力部件可在预定的控制定时与定影辊压接。此外，当定影装置不运行时，加热单元或压力部件可从定影辊分隔开。因此，可以防止由于加热单元或压力部件总是与定影辊压接的这种状态而引起的定影辊的弹性层的永久变形。

2)用于在压合部分中加热记录材料上的图像的可旋转加热部件不限于根据实施例的辊。例如，可使用挠性的环带。

3)用于从加热部件外部对其加热的加热单元可以是非接触型的，诸如红外灯或电磁感应型加热单元，其被配置成不与加热部件接触。

4)本发明的图像加热装置不限于根据实施例的热定影装置。图像加热装置可以被广泛地用作用于加热承载图像的记录材料的装置，例如，用于加热承载图像的记录材料以由此改良诸如光泽度的表面性能的图像加热装置，以及用于执行瞬时(temporal)定影的图像加热装置。

尽管已参照示例性实施例对本发明进行了说明，但应理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽的解释，以便包含所有这样的变化以及等同的结构和功能。

Claims (8)

1.一种加热记录材料上的调色剂图像的图像加热装置，所述图像加热装置包括：

内部不具有热源的可旋转的加热部件，其表面与所述调色剂图像接触，所述加热部件具有具备绝热性能的弹性层和设在所述弹性层的外部并包括至少一个层的蓄热层；

压合形成部件，其与所述加热部件形成压合部分以夹持并输送所述记录材料；以及

加热器，用于从所述加热部件的外部对所述加热部件进行加热，

其中，所述蓄热层的每单位表面面积的热容量C/S在等于或大于100J/(m²·K)且等于或小于600J/(m²·K)的范围内。

2.根据权利要求1所述的图像加热装置，

其中，如果所述加热部件的表面的一部分通过所述压合部分所需的时间段为t，则所述蓄热层的每单位表面面积的热容量C/S满足条件C/S[J/(m²·K)]≤10000[J/(s·m²·K)]×t[s]。

3.根据权利要求1所述的图像加热装置，其中，所述装置具有所述加热部件的周边速度不同的多个加热模式，且在所述加热部件的周边速度最快的加热模式期间，如果所述加热部件的表面的一部分通过所述压合部分所需的时间段为t，则所述蓄热层的每单位表面面积的热容量C/S满足条件C/S[J/(m²·K)]≤10000[J/(s·m²·K)]×t[s]。

4.根据权利要求1所述的图像加热装置，

其中，所述弹性层的热导率不大于0.20W/(m·K)。

5.根据权利要求1所述的图像加热装置，

其中，所述蓄热层的厚度在等于或大于30μm且等于或小于400μm的范围内。

6.一种由图像加热装置所使用的加热部件，所述加热部件包括：

绝热的弹性层；以及

设在所述弹性层的外部并具有至少一个层的蓄热层，

其中，所述图像加热装置包括：可旋转的且内部不具有热源的所述加热部件，其表面与记录材料上的调色剂图像接触；压合形成部件，其与所述加热部件形成压合部分以夹持并输送所述记录材料；以及加热器，用于从所述加热部件的外部对所述加热部件进行加热，

所述蓄热层的每单位表面面积的热容量C/S在等于或大于100J/(m²·K)且等于或小于600J/(m²·K)的范围内。

7.根据权利要求6所述的加热部件，

其中，所述弹性层的热导率不大于0.20W/(m·K)。

8.根据权利要求6所述的加热部件，

其中，所述蓄热层的厚度在等于或大于30μm且等于或小于400μm的范围内。

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