CN101533255A - 图像加热设备 - Google Patents

Abstract

一种用于加热记录材料上的图像的加热设备，包括用于生成磁通的磁通生成装置；使用由磁通生成装置生成的磁通生成热的生热构件；用于调节作用在生热构件上磁通的磁通调节装置，其特征在于，生热构件包括至少一个金属层，金属层具有的厚度小于表面层的厚度，并且磁通调节装置置于从生热构件横跨磁通生成装置的位置。

Description

图像加热设备

本申请是2005年10月21日提交的申请号为200510116369.X、名称为“图像加热设备”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种图像形成设备，比如使用电子照相图像形成方法之一的彩色打印机。特别地，本发明涉及使用由电磁(磁)感应生成的热加热记录媒体上图像的图像加热设备。

背景技术

作为使用基于电磁感应的加热方法之一的图像加热设备，存在一种作为定影设备的加热装置，它热定影图像并且安装在这种电子照相图像形成设备如电子照相复印机、电子照相打印机、电子照相传真机等中。

在上述电磁感应型的图像热定影设备中，在导电层(由其中可以由电磁感应生成热的金属物质构成的金属层)即作为加热装置(其中可以由电磁感应生成热的加热构件)的定影辊的内层(衬底)中，在磁场(磁通)的作用下会感应涡流，磁场(磁通)由磁场生成装置(磁通生成装置)生成，磁场生成装置(磁通生成装置)即为激励线圈和磁芯的组合，并且导电层由该涡流生成的热(焦耳热)加热，从而将定影辊加热至预定水平，并且还将定影辊的温度保持在预定的水平上。至于图像定影处理，记录媒体被输送通过定影辊和保持挤压在定影辊上的压力辊之间的夹持部，记录媒体上已经直接或间接(主图像承载构件上形成的未定影的调色剂图像已经转印到记录媒体上)形成未定影的调色剂图像(尚未定影的调色剂图像)，由定影辊和压力辊保持夹持，这样未定影的调色剂图像就热定影到记录媒体上。

然而，上述图像热定影设备会遇到下列问题。即，当许多小尺寸的记录媒体被连续地输送通过定影设备以进行图像定影时，定影辊中与设备可用大尺寸记录媒体的路径内部、小尺寸记录媒体路径外部的区域相对应的部分的温度会升高超过调色剂图像定影的最佳水平(定影辊过热)，从而导致设备内部温度升高的问题；记录媒体会热失效；等等。

至于用于防止定影辊中与记录媒体路径外部区域相对应部分的温度升高的方法，日本未审公开专利申请Hei10-74009公开了下面一种方法。即，参见图1，定影设备110配设有作为其中由电磁感应生成热的构件的金属套筒11、激励线圈18和磁通阻止装置31(磁阻板)以部分地阻止从激励线圈18向金属套筒11发射磁通。另外，它的结构设计成允许磁通阻止装置31移动到金属套筒11的内表面和激励线圈18之间的空间中。更具体地，定影辊110的结构设计成磁通阻止装置31可以依照记录媒体尺寸和记录媒体的路径相对于金属套筒11的位置而改变位置，从而使之可以控制金属套筒11的热分布而不管记录媒体14的尺寸如何。

然而，在专利文件1中公开的传统定影设备中，需要在金属套筒11的内表面和置于金属套筒11的腔中的激励线圈18之间具有大量用于容纳磁通阻止装置31的空间。于是就可以合理地认为该空间会减少从激励线圈18到达金属套筒11的磁通量，因此降低了定影设备的热生成效率。

本发明预计提供一种图像加热设备，以最佳水平向该图像加热设备提供电能以在加热构件中高效地生成热而不论记录媒体的尺寸如何。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种图像加热设备，以最佳水平向该图像加热设备提供电能以在加热构件中高效地生成热而不论记录媒体的尺寸如何。

依照本发明的一个方面，提供了一种用于加热记录材料上的图像的加热设备，包括用于生成磁通的磁通生成装置；使用由所述磁通生成装置生成的磁通生成热的生热构件；以及磁通调节装置，用于调节作用在所述生热构件上的磁通，其特征在于，所述生热构件包括至少一个金属层，金属层具有的厚度小于表面层的厚度，并且所述磁通调节装置置于从所述生热构件横跨过所述磁通生成装置的位置。

通过阅读本发明的优选实施例的下列说明并参照附图，本发明的这些和其它目的、特征和优点就将更加显而易见。

附图说明

图1是本发明的第一实施例中定影设备的示意性剖视图。

图2是第一实施例中的定影设备在从垂直于设备的纵向方向观看时的(部分剖开)示意图。

图3是第一实施例的定影设备所使用的磁路改变构件的透视图。

图4是显示第一实施例的定影设备中激励线圈、定影辊和磁路改变构件之间位置关系的示图。

图5是显示第二实施例的定影设备中激励线圈、定影辊和磁通量改变构件之间位置关系的示图。

图6是第三实施例中的定影设备所使用的磁路改变构件的透视图。

图7是第三实施例中定影设备在从垂直于设备的纵向方向观看时的(部分剖开)示意图。

图8是显示第三实施例的定影设备中激励线圈、定影辊和磁路改变构件之间位置关系的示图。

图9是第四实施例中的定影设备所使用的磁路改变构件的透视图。

图10是显示第四实施例的定影设备中激励线圈、定影辊和磁通量改变构件之间位置关系的示图。

图11是本发明适用并且使用定影带的定影设备的实例的示意剖视图。

图12是图像形成设备的实例的示意图，显示了其总体结构。

具体实施方式

下文中将参照附图详细描述本发明的优选实施例。

[实施例1]

(1)图像形成设备的实例

图12是典型的图像形成设备的示意图，显示了其总体结构，图像形成设备使用图像加热设备作为图像热定影设备110，依照本发明，图像热定设备110使用基于电磁感应的加热方法。图像形成设备100的该实例是转印型图像形成设备，它使用基于激光扫描的电子照相处理和曝光方法。

参考符号101表示作为图像承载构件的电子照相光敏构件，其形式为旋转鼓(在下文中将简称为光敏鼓)，旋转鼓以预定的圆周速度沿箭头标记表示的顺时针方向可旋转地驱动。当光敏鼓101旋转时，它由充电设备102均匀地充电至预定的极性和电势水平。光敏鼓101的均匀充电的圆周表面暴露给由图像写入设备103发射的曝光光线L的光束。当光敏鼓101的均匀充电圆周表面被曝光时，光敏鼓101的均匀充电的圆周表面的众多曝光点的电势水平就会减弱。因此与曝光图案匹配的静电复制像就施加在光敏鼓101的圆周表面上。在图像形成设备的该实例中的图像写入设备103是激光扫描仪，它输出激光L的光束而同时使用图像形成数据调节它。被旋转的光敏鼓101的均匀充电的圆周表面被该光束L扫描(曝光)。因此，就形成了反映从初始图像获得的图像形成数据的静电复制像。

静电复制像由显影设备104形成为由调色剂构成的可见图像(下文中将称为调色剂图像)。调色剂图像从光敏鼓101的圆周表面上静电转印到记录媒体P(转印介质)上，转印发生在转印部T中，即转印充电设备105所在的位置，其中光敏鼓101和转印充电设备105彼此相对，并且记录媒体P从续纸机构使用预定的控制定时运送到该位置。该实施例中的图像形成设备的续纸机构配设有：第一续纸盒106，其中存储了设备可用的小尺寸的记录媒体；第二续纸盒107，其中存储了设备可用的大尺寸的记录媒体；以及记录媒体输送通道108，它使用预定的定时将从由记录媒体供给盒106和107中选取的记录媒体供给盒向设备的主组件供给且逐个分开的每个记录媒体P输送到转印部T上。

在调色剂图像从光敏鼓101的圆周表面转印到转印部T中的记录媒体P上之后，记录媒体P与光敏鼓101的圆周表面分开，并且输送到定影设备110上，其中记录媒体P上的调色剂图像(尚未定影)定影到记录媒体P上。在调色剂图像定影之后，记录媒体P被放入位于图像形成设备的主组件外部的传送托盘111中。

同时，在记录媒体P从光敏鼓101的圆周表面分开之后，光敏鼓101的圆周表面被清洁，即通过清洁设备109清除例如仍然留在光敏鼓101的圆周表面上的调色剂这些附着的污染物，并且用于图像形成的下一个循环。光敏鼓101的圆周表面重复地用于图像形成。

(2)定影设备的实例

图1是该实施例中定影设备110的示意性剖视图(垂直于设备的纵向方向)，并且图2是定影设备的(局部剖视图)示意性垂直剖视图(平行于设备的纵向方向)。

该实施例中的定影设备110是使用基于电磁感应的加热辊和加热方法的加热装置。它主要具有作为加热构件的旋转构件1(其中通过电磁感应生成热)以及作为压力施加旋转构件的压力辊8。旋转构件1和压力辊8应用预定量的压力彼此挤压，这样就形成了作为定影夹持部的压力夹持部N(加热夹持部)。当承载未定影调色剂图像t(并未定影的调色剂图像)的记录媒体P(下文中被称作记录纸)输送通过定影夹持部N而又保持在定影辊1和压力辊8之间挤压时，未定影的调色剂图像t就通过来自定影辊1的热量而热定影到记录媒体P上。

定影辊1是中空的圆柱形辊，由金属芯部1a(可以被称作金属层)和镀在金属芯部la圆周表面上的耐热调色剂释放层1b组成。金属芯部1a由其中可以通过电磁感应生热的物质形成。定影辊1在纵向端部由定影设备110底盘的前和后侧板30A和30B可旋转地支撑，且一对轴承3lA和3lB分别置于定影辊1的纵向端部和横向板30A和30B之间。金属层1a可以由铜、银或铝制成，其特定磁导率大体上为1；金属层1a的磁导率可以相对较低。调色剂释放层1b由氟化树脂例如PTFE或PFA形成。为了确保记录媒体P被很好地放置以与定影辊1的圆周表面接触，定影辊1可以配设有另一个功能层，即弹性层，该弹性层放置在金属层1a和调色剂释放层1b之间。弹性层可以由耐热并且具有弹性的橡胶或树脂物质构成。

置于定影辊1下方且与定影辊1平行的压力辊8由金属芯部6和弹性层7(圆柱形辊)组成，弹性层7围绕金属芯部6由耐热并且具有弹性的物质例如硅橡胶、氟化橡胶、氟化树脂等同轴地构成。压力辊8由定影设备110底盘的侧板32A和32B可旋转地支撑在金属芯部6的纵向端部，且一对轴承33A和33B置于侧板32A和32B及金属芯部6的纵向端部之间。另外，压力辊8通过预定量的压力被一对压力施加装置35A和35b例如弹簧挤压在定影辊1的底端，压力施加装置35A和35B以压缩状态置于定影设备110的一对弹簧支撑构件34A和34B和侧板32A和32B之间。因此，压力辊8的耐热弹性层7由定影辊1保持挤压在定影辊1的圆周表面上，因此逆着其弹性而弹性变形，从而在压力辊8和定影辊1之间形成定影夹持部N来作为具有预定宽度的记录媒体加热部分。

顺便提及一下，如果定影辊1不是足够的坚硬以使压力辊8弹性变形从而形成定影夹持部N，就可以在定影辊1的腔中放置用于衬垫定影辊的撑条(未显示)，从而从定影辊1内部衬垫定影辊1，这样定影辊1的壁就可以承受由压力辊8施加到定影辊1的底部上的预定量的压力。

参考符号5指示的是加热组件，即作为磁通生成装置的磁场生成装置。加热组件5是这样一种组件：它包括激励线圈2、具有大体上T形横截面的磁芯3(铁芯)、半圆柱槽状支架4(外壳)等。磁芯3由磁性物质例如铁氧体形成。它可以为固体芯或多层芯。其长度与定影夹持部N的长度大体上相同。激励线圈2由绕着磁芯3多次缠绕的多股铜线形成，这样其外部轮廓就与支架4的内表面的曲率匹配，因此，这样激励线圈2的纵向方向就平行于定影夹持部N的纵向方向。换句话说，激励线圈2被缠绕得看上去像船的底部。因此，激励线圈2被磁芯3中与字母T的垂直部分相对应的部分大体上分成与定影辊1相对的顶半部和底半部。磁芯3和激励线圈2放置在支架4中，这样磁芯3就垂直于激励线圈2的铜线。至于用于支架4的材料，耐热非磁性物质例如PPS树脂、PEEK树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、陶瓷、液相聚合物等是合适的。包括激励线圈2的加热组件5置于(插入)定影辊1的腔中，在其纵向端部由定影设备的加热组件5底盘的侧板36A和36B以预定的角度刚性(非旋转地)支撑，且在加热组件5和定影辊1的内表面之间提供预定的间隙。

参考符号9指示的是由温度检测元件例如热敏电阻等组成的温度检测装置，它由未显示的支撑构件支撑在定影辊1附近，且在定影辊1的圆周表面和温度检测装置9之间不存在接触。它在定影辊1处于加热状况下时检测定影辊1的温度。顺便提及一下，温度检测元件9可以由支撑构件弹性支撑且与定影辊1的圆周表面接触。

参考符号50指示的是作为控制装置的控制电路。图像形成设备的主电源一打开，控制电路50就启动第一驱动系统M1以可旋转地驱动连接到定影辊1的纵向端部之一上的定影辊驱动齿轮G1，因此沿箭头标记a(图1)所示的逆时针方向旋转定影辊1。压力辊8跟随定影辊1的这一旋转，因此沿箭头标记b表示的顺时针方向旋转。

另外，控制电路50控制电力控制设备51向定影辊1的腔中的加热组件5的激励线圈2供给电力，且来自电力控制设备51的电力(高频电流)通过一对电线2a和2b来向激励线圈2供给电力。当激励线圈2被供给电功率时，它会生成磁通(交变磁场)，磁通会在定影辊1的壁中感应出涡流，并且该涡流会在定影辊1的壁中生成热(焦耳热：由涡流的损耗生成的热)，且壁包括金属层1a。定影辊1的温度由温度检测元件9检测，并且反映定影辊1的检测到的温度水平的信号输入控制电路50，控制电路50通过控制从电力控制设备51供给加热组件5的激励线圈2的电力的量来控制定影辊1的温度，这样定影辊1的检测温度就维持在适于图像定影的水平(目标水平)上。

换句话说，当定影辊1和压力辊8如上所述可旋转地驱动时，通过向加热组件5的激励线圈2供给高频电流而生成的交变磁场就会在定影辊1的金属层1a中感应出高频电流(涡流)。因此，就会通过在金属层1a中电磁感应出来的涡流而在金属层1a中生成热，因此就对定影辊1加热。当定影辊1的温度保持在预定的图像定影水平上时，承载未定影的调色剂图像t(它已经在上述图像形成设备的转印部中静电转印到记录媒体P上)的记录媒体P就导入定影设备110的定影夹持部N中，并且输送通过定影设备110而又保持被定影辊1和压力辊8挤压。当承载调色剂图像的记录媒体P输送通过定影设备110时，记录媒体P上未定影的调色剂图像t就由来自定影辊1的热和定影夹持部N中的压力而定影到记录媒体上(转变成永久的图像)。

(1)记录媒体路径外部区域中温度升高的防范措施

定影辊1的温度是由包括温度检测元件9的控制系统50和51控制的，这样定影辊1的表面温度就保持在用于图像定影的最佳水平上。因此，当定影设备110保持待用或记录媒体P输送通过定影夹持部N时，不会出现定影辊1的温度超过用于图像定影的温度水平设置的情况。当由加热组件生成的磁通到达定影辊1的圆周表面时，它会穿过定影辊1的壁，且密度逐渐减小。换句话说，在表面处的密度指数最高，并且它穿入得越深，密度指数就越低(表面效应)。磁通在其密度减小到它在物体表面密度的0.368倍时从物体表面穿透物体的距离的量被称为集肤深度(穿透深度)，它由图5中的希腊字符δ表示。该集肤深度δ可以由下面的数学公式表示。

δ＝(π×f×μ×σ)^1/2......(1)

f：供给加热组件的电流的频率

μ：定影辊的磁导率

σ：定影辊的传导率。

表面阻力Rs可以由下列数学公式表示：

定影辊1的金属层1a的传导率设置成预定值。金属层1a的厚度设置成小于感应电流的集肤深度(穿透深度)的值，该值是由供给加热组件5以生成磁场的电流的频率和金属层1a的材料确定的，该频率与由磁场生成的高频电流的频率相等。因此，由激励线圈2生成的磁通F的不同部分F′在穿透定影辊1之后漏进定影辊1的附近(图4(a))。该实施例中，金属层1a的厚度设置成0.05(mm)。

在本发明的该实施例中，记录媒体P导入定影设备110，这样其平行于记录媒体输送方向的中心线就与定影辊1的中心相对于定影辊1的纵向方向对齐(中心对齐)。参见图2，参考符号C表示参考线(中心线)，并且参考符号PW1表示定影辊1的最大可加热范围的区域，即，图像形成设备可用的最大尺寸P1的记录媒体的路径(图3)(下文中，最大可加热范围被称作最大记录媒体的路径)。参考符号PW3表示区域PW1中位于小于最大尺寸的较小尺寸的记录媒体路径外部的区域，并且参考符号PW2表示在尺寸和位置上对应于较小尺寸记录媒体的路径的区域，即区域PW1中非区域PW3的区域。换句话说，区域PW2是区域PW1的一部分，它对应于尺寸小于最大记录媒体尺寸的记录媒体即尺寸P2的记录媒体(图3)的路径(下文中，区域PW2被称作小记录媒体路径)。

用于定影辊1的温度检测元件9设置成在小记录媒体的路径PW2中检测定影辊1的表面温度。供给激励线圈9的电力的量是由包括温度检测元件9的控制系统50和51控制的，这样定影辊1中对应于小记录媒体的路径PW2的部分的表面温度就保持在图像定影的最佳水平上。

因此，当尺寸为P₂的多个小记录媒被连续输送过定影夹持部N时，定影辊1的温度是由包括温度检测元件9的控制系统50和51控制的，这样定影辊1中对应于小记录媒体的路径PW2的部分的表面温度就保持在图像定影的最佳水平上。然而，定影辊1上与区域PW3相对应的部分即小记录媒体的路径外部的区域的温度会增大超过图像定影的预定最佳水平(定影辊的温度在记录媒体路径外部区域不期望地增大的现象)。

因此，在该实施例中，为了解决定影辊1在与小尺寸P2的记录媒体路径相对应的区域外部的部分上不希望的温度升高的上述问题，作为磁通调节装置即磁路改变装置的一对磁路改变构件20和21放置成沿与定影辊1的纵向方向垂直的方向与定影辊1的部分重叠，定影辊1的这些部分沿定影辊1的纵向方向在尺寸和位置上对应于区域PW3，并且磁路改变构件20和21可以相对于定影辊1在区域PW3中可旋转地运动。

(4)磁路改变构件

图3是磁路改变构件20和21的外部透视图。磁路改变构件20和21大体上为半圆柱状构件，其曲率与定影辊1的圆周表面的曲率匹配。至于用于磁路改变构件20和21的材料，可以使用与定影辊1的金属层1a所使用的相同的物质。磁路改变构件20和21与金属层1a的传导率和厚度相同。

磁路改变构件20配设有圆柱形支撑构件20A(图2)，支撑构件20A沿定影辊1的纵向方向连接到磁路改变构件20的向外的端部上。支撑构件20A由连接到定影设备底盘的侧板37A上的轴承38A可旋转地支撑。定影辊1的纵向端部之一位于支撑构件20A的腔中，且定影辊1和支撑构件20A之间没有接触。磁路改变构件21配设有圆柱形支撑构件21B(图2)，支撑构件21B沿定影辊1的纵向方向连接到磁路改变构件21的向外的端部上。支撑构件21B由连接到定影设备底盘的侧板37B上的轴承38B可旋转地支撑。定影辊1的另一个纵向端部位于支撑构件21A的腔中，且定影辊1和支撑构件21A之间没有接触。换句话说，定影设备110的结构设计成定影辊1的壁置于加热组件5与磁路改变构件20和21之间。

支撑构件20A和20B配设有磁路改变构件驱动齿轮G2A和G2B，它们分别刚性连接到支撑构件20A和20B上，这样磁路改变构件20和21就由控制电路50控制的驱动力传递系统M2A和M2B驱动而从其预定的待用位置旋转到由图2中的实线勾勒出来的它们与激励线圈2相对的位置，即其中磁通F密度较高的位置(其中它们位于加热组件和定影辊之间的位置)，或是由图2中的双点链线所勾勒的位置，其中它们并不与激励线圈2相对，即磁通F密度较低(其中它们并不位于加热组件和定影辊之间的位置)。

图4(a)是大体上显示当大尺寸的记录媒体输送通过定影夹持部时磁路改变构件的位置和磁通的状态的示意图。图4(c)是图4(a)中点α和点β之间电流密度的曲线图。

图4(b)是大体上显示当小尺寸的记录媒体输送通过定影夹持部时磁路改变构件的位置和磁通的状态的示意图。图4(d)是图4(b)中点α和点β之间电流密度的曲线图。

点α是定影辊1中沿定影辊1的圆周方向面向激励辊2的顶半部的部分的内表面的近似中心。该实施例中，点α被称作0毫米点。点β是线L1上的点并且沿定影辊1的径向位于点α的外部大约1.5毫米处。在图4中，线L1是与点α和定影辊1的轴线重合的假想线。沿定影辊1的纵向方向，点α和β均在区域PW3即小尺寸记录媒体路径外部的区域之中。磁路改变构件20(21)进行旋转，这样磁路改变构件20(21)和点α之间的距离就保持在大体上为1.05毫米。换句话说，定影辊1的壁和磁路改变构件20(21)位于点α和β之间。

作为磁通调节装置的磁路改变构件和定影辊1之间的距离期望不小于零并且不大于线圈宽度。参见图1，该图是在与定影辊1的旋转轴平行的平面上的加热装置的剖视图，在此线圈宽度等于激励线圈的外轮廓的弧Lc的长度，其曲率与定影辊1的内表面匹配。如果磁通调节装置和定影辊1之间的距离不小于该线圈宽度Lc，则到达磁通调节装置的由线圈生成的磁通的数量就相当小，因此，由磁通调节装置调节的磁通的数量就相当小。

因此，磁通调节装置和定影辊1之间的距离优选不小于0.3毫米并且不大于线圈宽度。如果不大于0.3毫米，磁通调节装置就会和定影辊1彼此接触，从而由于机械公差而导致与耐久性、噪音等相关的问题。

当大尺寸P1的记录媒体输送通过定影夹持部N时，磁路改变构件20(21)从预定待用位置旋转到如图4(a)所示的定影辊1上与激励线圈2相对的一侧上。当磁路改变构件20(21)处于该位置时，定影辊1和来自激励线圈2的磁通就形成一个磁路。因此，电流就会在点α(0毫米点)和点β(0.05毫米点)之间流动；换句话说，电流在定影辊1中流动，如图4(c)所示。顺便提及一下，该实施例中，当磁路改变构件20(21)处于该位置时流动的电流的密度的指数大体上被规定为1。当磁路改变构件20(21)处于上述位置时，就不会牵涉到来自激励线圈2的磁通F。因此，定影辊1就可以加热与区域PW1相对应的部分，而该部分在尺寸和位置上与大尺寸P1的记录媒体的路径相对应；在定影辊1中生成的热效率不会被磁路改变构件20和21降低。在输送大尺寸的记录媒体之后，磁路改变构件20和21就返回其待用位置。

另一方面，当小尺寸P2的记录媒体输送通过定影夹持部N时，磁路改变构件20(21)就从预定待用位置旋转到如图4(b)所示的定影辊1的激励线圈侧上的位置。当磁路改变构件20(21)位于该位置时，定影辊1和磁通F的部分F′即磁通F上已经到达定影辊1的圆周表面之外的部分就会形成磁路，从而改变激励线圈2生成并且在定影辊1上起作用的磁通F，并且因此，流经定影辊1上点α(0毫米点)和0.05毫米点即朝点β远离点α0.05毫米的点之间的部分以及磁路改变构件20(21)在1.05毫米点和1.1毫米点之间的部分的电流就大体上是当磁路改变构件20和21处于图4(a)所示位置中时流动电流的0.8倍，如图4(d)所示。

定影辊1的金属层1a和磁路改变构件20和21的传导率和厚度相同。因此，在定影辊1中由电磁感应生成的热的指数就可以大体上降低为0.64(＝0.8×0.8)倍，而在磁路改变构件20和21中与区域PW3即小尺寸记录媒体的路径外部的区域中相对应的部分中生成大体上0.64(＝0.8×0.8)倍的电力。

与现有技术中的任意定影设备不同，依照本发明的定影设备的该实例不仅不需要在定影辊1和加热组件5之间形成的磁通路径(磁路)内部生成用于容纳磁阻装置的空间，而且它能够向激励线圈供给最佳量的电力来在定影辊中高效地生热，并且还可以防止定影辊在与记录媒体路径外部的区域相对应的部分中出现不希望的温度的升高，而不管记录媒体尺寸和图像形成设备的操作模式如何。

在该实施例中，当小尺寸的记录媒体连续地输送通过定影夹持部N时，可以通过将作为磁通调节构件的导电构件移动到其中它们与定影辊1中尺寸和位置与记录媒体路径外部的区域相对应的部分中，从而防止定影辊1的端部的温度升高。然而，相反，可以通过将作为磁通调节构件的导电构件移动到其中它们与定影辊中与记录媒体路径相对应的部分相对的位置或是从该位置中缩回，来改变阻塞在与记录媒体路径相对应的区域中的磁通的数量，从而改变定影辊中与记录媒体路径相对应的部分和定影辊上与记录媒体路径外部的区域相对应的部分的热分布。

[实施例2]

在该实施例中，磁路改变构件20和21与定影辊1的金属层1a的厚度或传导率不同。在该实施例中的定影设备的结构部件与第一实施例中的定影设备的部件相同，它们被给予了与第一实施例中相同的参考符号从而避免了重复相同的说明。

图5(a)是大体上显示当小尺寸的记录媒体输送通过定影夹持部时磁路改变构件的位置和磁通的状态的示意图。图5(c)是图5(a)中点α和点β之间电流密度的曲线图。磁路改变构件20和21的厚度是定影辊1的金属层1a的两倍，但是它们与金属层1的传导率相同。

图5(b)是大体上显示当小尺寸的记录媒体输送通过定影夹持部时磁路改变构件的位置和磁通的状态的示意图。图5(d)是图5(b)中点α和点β之间电流密度的曲线图。图5(b)中所示磁路改变构件20和21的厚度与定影辊1的金属层1a的相同，但是它们的传导率是金属层1a的两倍。

图5(e)是定影设备的点α和点β之间电流密度的曲线图，其磁路改变构件20和21的厚度与定影辊1的金属层1a的相同，但是其传导率是金属层1a的10倍。

当大尺寸的记录媒体输送通过定影夹持部时，该定影设备的操作与本发明的第一实施例中的定影设备的操作相同。因此不再对它进行描述。

在定影设备的磁路改变构件20和21具有的厚度为定影辊1的金属层1a的两倍的情形下，在小尺寸的记录媒体输送通过定影夹持部N时，在沿定影辊1中点α(0毫米点)和0.05毫米点即沿点β的方向远离点α0.05毫米的点之间以及位于磁路改变构件20和21的1.05毫米点和1.15毫米点之间的电流流动在指数上同样为0.6倍，如图5(c)所示。

换句话说，因为磁路改变构件20和21与定影辊1的金属层1a的传导率相同，并且它们的厚度是金属层1a的两倍，所以可以保持定影辊1中由电磁感应生成的热量在指数上大体上为0.36(＝0.6×0.6)倍，而磁路改变构件20和21中在小尺寸记录媒体的路径外部的区域中生成的电力的数量在指数上为0.72(0.6×0.6×2)倍。

在定影设备的磁路改变构件20和21具有的传导率为定影辊1的金属层1a的两倍的情形下，在小尺寸的记录媒体输送通过定影夹持部N时，在定影辊1中点α(0毫米点)和0.05毫米点即沿点β的方向远离点α0.05毫米的点之间流动的电流量在指数上大体上为0.6倍，并且在1.05毫米点和1.1毫米点之间流经磁路改变构件20和21的电流量在指数大体上为1.0倍，如图5(d)所示。

换句话说，因为磁路改变构件20和21的传导率为定影辊1的金属层1a的两倍，并且其厚度与金属层1a的相同，所以可以保持在定影辊1中与小尺寸记录媒体的路径外部的区域相对应的部分中由电磁感应生成的热量在指数上大体为0.36(＝0.6×0.6)倍，而在磁路改变构件20和21中生成的电力量在小尺寸记录媒体的路径外部的区域中在指数上大体为0.5(1.0×1.0/2)倍。

另外，在定影设备的磁路改变构件20和21具有的传导率为定影辊1的金属层1a的10倍的情形下，在小尺寸的记录媒体输送通过定影夹持部N时，在定影辊1中点α(0毫米点)和0.05毫米点即沿点β的方向远离点α0.05毫米的点之间流动的电流量在指数上大约为0.2倍，并且在1.05毫米点和1.1毫米点之间流经定影辊1的电流量在指数上大体为1.4倍，如图5(e)所示。

换句话说，因为磁路改变构件20和21的传导率是定影辊1的金属层1a的10倍，并且其厚度与金属层1a的相同，所以可以保持定影辊1中由电磁感应生成的热的数量在指数上大体为0.04(＝0.2×0.2)，而磁路改变构件20和21中在小尺寸记录媒体的路径外部的部分中生成的电力量在指数上大体为0.2(1.4×1.4/10)倍。

对于该实施例中的定影设备来说，通过使磁路改变构件20(21)的传导率和厚度的乘积大于定影辊1的金属层1a的传导率和厚度的乘积，可以消除在定影辊1和加热组件5之间形成的磁通路径(磁路)中产生一个空间的需要，该空间即为其中可以放置磁阻装置例如依照现有技术中的任意磁阻装置的空间。因此，不仅可以保持定影辊1在尺寸和位置与记录媒体路径外部区域相对应的部分中的温度低于在第一实施例中的部分的温度，而且还可以优化定影辊中与记录媒体路径外部区域相对应的部分的温度。因此，无论记录媒体尺寸的操作模式如何(用于图像形成的记录媒体是大是小)，都可以向激励线圈供给最佳量的电力以在定影辊中高效地生成热。因此，可以防止定影辊在与记录媒体路径外部区域相对应的部分中的温度升高。

[实施例3]

该实施例中的定影设备配设有图6中所示的磁路改变构件22。该定影设备的结构部件与第一实施例中的定影设备的部件相同，它们被给予了与第一实施例中的定影设备的结构部件相同的参考符号，并且在此将不再对它们进行说明。

图6是磁路改变构件22的外部透视图，并且图7是该实施例中定影设备110的(部分剖开)前视图(从垂直于设备的纵向方向的方向观察时)。

磁路改变构件22具有一对第一部分22a和22b，它们与区域PW3即小尺寸记录媒体路径外部的区域一一对应，磁路改变构件22还包括第二部分22c，即位于第一部分22a和22b之间的部分。第一部分22a和22b与第二部分22c是弓形，并且它们的曲率与定影辊1的圆周表面的曲率匹配。第一部分22a或磁路改变构件22的成对第一部分之一配设有圆柱形夹持部23A，它连接到第一部分22a的向外纵向端部上。在该夹持构件23A的腔中，定影辊1的相应的端部被放置，夹持构件和定影辊1之间没有接触，并且定影辊1的相应的端部由定影设备底盘的侧板37A可旋转地夹持，且插入轴承38A。至于第一部分22b或成对第一部分中的另一个，它配设有圆柱形支撑构件23B，支撑构件23B连接到第一部分22b的向外纵向端部上。在该夹持构件23B的腔中，定影辊1的相应的端部被放置，夹持构件23B和定影辊1之间没有接触，并且定影辊1的相应的端部由定影设备底盘的侧板37B可旋转地夹持，且插入轴承38B。

夹持构件23A配设有磁路改变构件驱动齿轮G3，它被刚性地连接到夹持构件23A上。该齿轮G3可以由控制电路50控制的驱动力传递系统M2A可旋转地驱动，从而将夹持构件23A从预定待用位置旋转到两个预定位置之一，这两个位置是位于定影辊1的激励线圈侧的顶部和底部位置，在这两个位置处上述磁通密度较高，或是移动到定影辊1上与激励线圈相对的一侧上的预定位置，此处磁通密度较低。更具体地，当小尺寸的记录媒体输送通过定影夹持部时，夹持构件23A就旋转到激励线圈侧上顶部或底部位置中，而当大尺寸的记录媒体输送通过定影夹持部时，夹持构件23A就旋转到定影辊1上与激励线圈相对的一侧上的位置中(其中它不会将加热构件与定影辊隔开)。

沿平行于磁路改变构件22的旋转方向的方向，磁路改变构件22的第一部分22a和22b的宽度Wl大于磁路改变构件22的第二部分22c的宽度W2。如上所述，那时小尺寸记录媒体输送通过定影夹持部时，磁路改变构件22的第一和第二部分22a和22b置于定影辊1的激励线圈侧。至于用于磁路改变构件22的材料，可以使用与定影辊1的金属层1a所用的相同的金属物质。磁路改变构件22与金属层1a的传导率和厚度相同。

图8(a)是大体上显示当小尺寸的记录媒体输送通过定影夹持部时磁路改变构件的位置和所生成磁通的状态的示意图。图8(b)是图8(a)中点α和点β之间电流密度的曲线图。

参见图8(a)，在定影辊1中点α(0毫米点)和0.05毫米点即沿点β远离点α0.05毫米的点之间流动的电流量在指数上大体为1.0倍，并且在磁路改变构件22的1.05毫米点和1.10毫米点之间流动的电流量在指数上大体为0.05倍。

换句话说，磁路改变构件22与定影辊1的金属层1a的传导率和厚度相同。因此，当磁路改变构件22处于定影辊1的激励线圈侧上的位置时，即当小尺寸的记录媒体输送通过定影夹持部时，在磁路改变构件22中生成的电力量在指数上可以保持在低于指数上大体为0.025(0.05×0.05)倍，并且定影辊1可以被供给数量足以维持电磁感应生成的热量在指数上在大体上1.0倍的级别上的电力。

对于该实施例中的定影设备而言，当小尺寸的记录媒体输送通过定影夹持部时，磁路改变构件22旋转进入其中磁路改变构件22的第一和第二部分22a和22b以及第二部分22c均位于激励线圈2一侧上的位置中。因此，磁路改变构件22就不需要像上述实施例中相应的构件那样多地旋转，从而可以向定影设备配设磁路改变机构以使用结构更稳定的纵向端部支撑磁路改变构件。另外，无论记录媒体尺寸的操作模式如何(用于图像形成的记录媒体是大是小)，都可以向激励线圈供给最佳量的电力以在定影辊中高效地生成热。因此，可以防止定影辊在与记录媒体路径外部区域相对应的部分中的温度升高。

[实施例4]

在该实施例中，定影设备配设有如图9所示的磁路改变构件25来代替第三实施例中的定影设备配设的磁路改变构件。该定影设备的结构部件与第一实施例中的定影设备的部件相同，它们被给予了与第一实施例中相应结构部件相同的参考符号，并且将不进行描述从而避免相同说明的重复。

图9是磁路改变构件25的外部透视图。

参考符号PW4指定的是中等尺寸(P2)即大尺寸(P1)和小尺寸(P2)之间的尺寸的记录媒体路径外部的区域，即其中当中等尺寸(P2)的记录媒体输送通过定影夹持部时不会与定影辊1接触的中等尺寸的记录媒体的区域。参考符号PW5指示的是在中等尺寸的记录媒体输送通过定影夹持部时与中等尺寸的记录媒体路径在位置和宽度上相对应的区域。

磁路改变构件25配设有一对第一部分25a-1和25b-1、一对部分25a-2和25b-2以及一个第二部分25c。第一部分25a-1和25b-1是沿定影辊1纵向方向的最外部，并且与区域PW4即中等尺寸记录媒体的路径外部的区域一一对应，并且部分25a-2和25b-2是分别紧接在第一部分25a-1和25b-1内侧上的部分，并且它们对应于区域PW3，即中等尺寸记录媒体的路径外部的区域。第二部分25c是位于这一对向内部分25a-2和25b-2之间的部分。沿磁路改变构件25的运动方向，最外部25a-1和25b-1的宽度W4大于向内部分25a-2和25b-2的宽度W3，而后者大于第二部分25c的宽度W5。

当小尺寸的记录媒体、中等尺寸的记录媒体或大尺寸的记录媒体输送通过定影夹持部时，该磁路改变构件25从预定待用位置旋转地移动到定影辊1的激励线圈侧上预定位置中的相应位置上，在该位置中如上所述磁通F密度较高。

图10是该实施例中定影设备的示意性剖视图。图10(a1)、10(a2)、10(a3)和图10(b1)、10(b2)、10(b3)以及图10(c1)、10(c2)、10(c3)分别对应于当小尺寸记录媒体、中等尺寸记录媒体和大尺寸记录媒体输送通过定影夹持部时的情形。另外，图10(a1)、10(b1)、10(c1)和图10(a2)、10(b2)、10(b3)以及图10(c1)、10(c2)、10(c3)对应于位置(第二部分25c的)d1、(向内部分25b-2的)d2以及(向外部分25b-1的)d3。

当小尺寸的记录媒体输送通过定影夹持部时，磁路改变构件25旋转到其中其第二部分25c与激励线圈2的一半(底部)相对的位置(图10(a1))。在这种情形下，最外部分25a-1、25b-1和向内部分25a-2、25b-2以跨越磁芯的方式与激励线圈2的顶部和底部这两者相对(分别见图10(a2)和10(a3))。

如在第一实施例中，当磁路改变构件25沿垂直方向仅仅与激励线圈2的一半相对时，可以由电磁感应而在定影辊1中生成热。然而，当磁路改变构件25与激励线圈2的顶半部和底半部这两者都相对时，不能由电磁感应在定影辊1生成热。

换句话说，可以在定影辊1中与小尺寸P2的记录媒体的路径相对应的部分(区域PW2)中生成热，但是可以由磁路改变构件25的最外部和向内部防止在定影辊1中与区域PW3即小尺寸记录媒体的路径外部的区域相对应的部分中生成热。因此可以防止定影辊1的这些部分的温度升高。

当中等尺寸的记录媒体输送通过定影夹持部时，磁路改变构件22旋转到其中其第二部分25c和向内部分25a-2和25b-2与激励线圈2的一半(底部)的中心部相对的位置(图10(b1)和10(b2)。在这种情形下，磁路改变构件25的最外部分25a-1和25b-1就以跨越磁芯3的方式与激励线圈2的顶部和底部这两者相对(图10(b3))。

同样在这种情形下，定影辊1中在尺寸和位置上与中等尺寸P2的记录媒体的路径相对应的部分(区域PW5)可以由于与在第三实施例中被加热相同的原因而被加热。然而，可以由磁路改变构件最外部防止定影辊1中在尺寸和位置与区域PW4即中等尺寸记录媒体的路径外部的区域相应的部分中由电磁感应生成热。因此可以防止定影辊1的这些部分的温度升高。

当大尺寸的记录媒体输送通过定影夹持部时，磁路改变构件25旋转到其中其第二部分25c、向内部分25a-2、25b-2和最外部分25a-1和25b-1与激励线圈2的一半(底部)相对的位置(图10(c1)、10(c2)和10(c3))。

同样在这种情形下，定影辊1中在尺寸和位置上与大尺寸P1的记录媒体的路径相对应的部分(区域PW1)可以由于与在第三实施例中被加热相同的原因而被加热。

如上所述，该实施例中定影设备的磁路改变构件具有作为第一部分的最外部分25a-1和25b-1、向内部分25a-2和25b-2和中心部分25c，并且最外部分和向内部分的宽度W4和W3分别大于中心部分的宽度W5。另外它们沿定影辊1的纵向方向也被给予了不同的尺寸。因此，不仅可以向定影设备(激励线圈)提供最佳量的电力以在定影辊中高效地生成热，而且还可以防止定影辊中记录媒体路径外部的部分的温度升高。

[杂记]

1)其中由电磁感应生成热的加热装置的形状并不需要限制为圆柱形。即，加热装置的形式可以为循环运动的构件，例如一片薄膜、环形带等。另外，加热装置不需要为分层的，即，它可以由其中可以由电磁感应生成热的单片金属物质构成，或是可以形成为具有两层或更多层的复合构件(分层构件)，即其中可以由电磁感应生成热的金属层和一或多个由耐热树脂、陶瓷等构成的层。

图11是图像加热设备的必要部分的放大示意图，其中图像加热设备使用环形带50作为其中可以由电磁感应生成热的加热装置。环形带50置于包括激励线圈51、磁芯52等等的加热组件50和磁路改变构件54之间，磁路改变构件54可以由可选择的驱动装置54例如可回转电动机移动到其中它允许环形带暴露于由加热组件53生成的大量磁通之下的位置，或是其中它允许环形带暴露于由加热组件53生成的很少磁通之下的位置。由实线勾勒出来的磁路改变构件54的位置是其中磁通密度高的位置。至于磁路改变构件54移动进入并且其中磁通密度低的位置，磁路改变构件54可以沿与环形带50的圆周方向平行的方向(由箭头标记C表示)移动到由单点链线勾勒的位置，或是沿宽度方向(垂直于承载图11的纸的表面的方向)移动。这该情形下，期望磁路改变构件54和驱动装置55使用驱动力传动机构例如齿条齿轮机构彼此连接。另外，磁路改变构件54可以沿箭头标记R表示的方向旋转到其中由双点链线勾勒的位置，并且在该位置中磁路改变构件54垂直于环形带50。在这种情形下，推荐磁路改变构件54和驱动装置55使用驱动力传动机构例如减速机构彼此连接。

2)通过使用磁场生成装置由电磁感应在加热构件中生成热来对加热构件进行加热的方法并不需要限于上述实施例中从加热构件内部对加热构件进行加热的方法。换句话说，加热装置的结构可以设计成将磁场生成装置布置在其中由电磁感应生成热的加热装置的外部，这样就可以从加热装置的外侧对加热装置进行加热。

3)在上述实施例的每个定影设备中，磁路改变构件被支撑，这样它就可以相对于加热组件的刚性夹持的激励线圈旋转。然而，加热组件可以代替磁路改变构件被可旋转地支撑，这样加热组件就可以相对于刚性夹持的磁路改变构件和定影辊旋转。具有这种结构配置的加热装置与上述实施例中的定影设备具有相同的功能和效果。

4)上述实施例中的加热装置的结构设置成当记录媒体输送通过加热装置时，记录媒体的中心线沿定影辊的纵向方向保持与定影辊的中心线对齐。然而，本发明也可以高效地适用于其中记录媒体输送通过设备的加热装置，这样记录媒体的侧向边缘之一保持与设备的位置参考构件对齐。

5)依照本发明，使用基于电磁感应加热方法的图像加热设备的使用并不限于像上述实施例中那样将热定影设备用作图像形成设备。例如，同样有效的是图像加热设备作为用于临时地将未定影的图像定影到一张记录纸上的定影设备、用于重新加热一张承载定影图像的记录纸来改变记录媒体纸的表面性质例如光泽度的表面性能改变设备。

尽管参照在此公开的结构对本发明进行了说明，但是它不应限于所述的细节，并且该申请应该涵盖可能出于改进的目的或是在下列权利要求的范围中的这种改进或改变。

Claims (14)

1.一种图像加热设备，包括：

用于生成磁通的具有线圈的磁通生成装置；

可旋转的生热构件，该可旋转的生热构件具有金属层，该金属层用于由所述磁通生成热，由该热加热位于记录材料上的图像，所述金属层的厚度小于其集肤深度；

导电构件，该导电构件从所述磁通生成装置布置横过所述金属层；

移动装置，用于在具有一定宽度的记录材料被处理时，将所述导电构件移动到这样一个位置，即，与所述线圈相对的所述生热构件的端部介于所述线圈和所述导电构件之间，所述宽度从所述生热构件的旋转轴线方向测量并且小于可由所述设备处理的记录材料的最大宽度。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导电构件的电导率和其厚度的乘积大于所述生热构件的电导率和所述生热构件的厚度的乘积。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导电构件具有在旋转轴线方向上测量的不同长度的部分。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，相对于所述旋转轴线方向而言，所述导电构件与所述生热构件的一端相邻设置，而另外一个导电构件与所述生热构件的另外一端相邻设置。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导电构件能够与所述生热构件的相对两端相对。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导电构件的厚度大于所述金属层的厚度。

7.如权利要求1所述的设备，还包括用于根据所述记录材料在所述生热构件的旋转轴线方向上测量的长度而改变所述导电构件的停止位置的改变装置。

8.一种图像加热设备，包括：

用于生成磁通的具有线圈的磁通生成装置；

可旋转的生热构件，该可旋转的生热构件具有金属层，该金属层由所述磁通生成热，由该热加热位于记录材料上的图像，所述金属层的厚度小于其集肤深度，所述可旋转的生热构件具有内表面和外表面，该外表面可与所述记录材料上的图像接触；

导电构件；

其中所述磁通生成装置布置成与所述内表面和所述外表面中的任一个相对，所述导电构件设置得与所述外表面和所述内表面中的另外一个相对；

移动装置，用于在具有一定宽度的记录材料被处理时，将所述导电构件移动到这样一个位置，即，与所述线圈相对的所述生热构件的端部介于所述线圈和所述导电构件之间，所述宽度从所述生热构件的旋转轴线方向测量并小于可由所述设备处理的记录材料的最大宽度。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述导电构件的电导率和其厚度的乘积大于所述生热构件的电导率和所述生热构件的厚度的乘积。

10.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述导电构件具有在旋转轴线方向上测量的不同长度的部分。

11.如权利要求8所述的设备，其特征在于，相对于所述旋转轴线方向而言，所述导电构件与所述生热构件的一端相邻设置，而另外一个导电构件与所述生热构件的另外一端相邻设置。

12.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述导电构件能够与所述生热构件的相对两端相对。

13.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述导电构件的厚度大于所述金属层的厚度。

14.如权利要求8所述的设备，还包括用于根据所述记录材料在所述生热构件的旋转轴线方向上测量的长度而改变所述导电构件的停止位置的改变装置。

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