CN101587319A - 加热旋转体、加热装置、定影装置和图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供加热旋转体、加热装置、定影装置和图像形成装置。加热旋转体包括:旋转体,其由于磁场的电磁感应而发热,并且其磁导率从磁导率变化开始温度开始连续下降,所述磁导率变化开始温度在大于或等于设置的温度并且小于或等于耐热温度的温度范围内;以及涡流切断结构,其形成在所述旋转体上,并且切断由所述电磁感应而产生的涡流的一部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种加热旋转体、加热装置、定影装置和图像形成装置。
背景技术
常规上,存在电磁感应发热型定影装置,其使用由于被通电而产生磁场的线圈、以及通过由于磁场的电磁感应而出现的涡流来发热的发热体,作为热源。
作为使用电磁感应发热方法的定影装置的第一示例,存在被构成如下的装置:在定影辊与由具有预定居里温度的热敏磁性材料构成并由于在励磁线圈产生的磁场的电磁感应的作用而发热的发热辊之间悬挂有皮带,并且在发热辊内设置有可旋转和可移动的导电部件(例如,参见日本专利No.3527442)。
在日本专利No.3527442的定影装置中,当发热辊的温度升高时,导电部件移动到不与励磁线圈相对的位置。当温度上升到预定温度时,导电部件移动到与励磁线圈相对的位置。防止了发热辊、尤其是发热辊的纸张不通过的部分的温度上升。
另外,作为使用电磁感应发热方法的定影装置的第二示例,存在包括如下部件的装置:感应加热线圈,其位于压力辊内;热敏磁性管,其具有预定的居里温度特征并且用作发热的定影辊;以及非磁性材料,其以非接触状态设置在热敏磁性管的内部(例如,参见日本特开(JP-A)2000-030850号公报)。
在JP-A 2000-030850号公报的定影装置中,如果热敏磁性管的温度低于居里温度,则感应电流流到热敏磁性管并且发热。如果热敏磁性管的温度高于居里温度,则热敏磁性管变成非磁性体,磁通量通过,感应电流流到非磁性材料,并且温度上升停止。
另外,作为使用电磁感应发热方法的定影装置的第三示例,存在这样一种装置,其中,定影带具有导电层和导磁层(例如,参见JP-A11-288190号公报)。
在JP-A 11-288190号公报的定影装置中,当温度上升时,发热层由于电磁感应而发热。然后,当定影带变成设置的定影温度或更高时,磁通量通过导磁层,磁场变弱,并且抑制发热层的过度发热。
在上述三个文献的定影装置中,通过电磁感应发热的发热层和防止温度上升的热敏磁性层是一体的。因此,在提高定影部件的温度时,发热层的热传递到热敏磁性层,并且温度难以上升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加热旋转体、加热装置、定影装置和图像形成装置,其中,抑制了加热旋转体的大于所需要的温度上升。
根据本发明第一方面的加热旋转体包括:旋转体,其由于磁场的电磁感应而发热,并且其磁导率从磁导率变化开始温度开始连续下降,所述磁导率变化开始温度在大于或等于设置的温度并且小于或等于耐热温度的温度范围内;以及涡流切断结构,其形成在所述旋转体上,并且切断由所述电磁感应而产生的涡流的一部分。
在上述结构的加热旋转体中,与不具有本结构的情况相比,抑制了加热旋转体的大于所需要的温度上升。
在根据本发明第一方面的加热旋转体中,至少所述旋转体可以包括热敏层,所述热敏层的磁导率从磁导率变化开始温度开始连续下降,所述磁导率变化开始温度在大于或等于设置的温度并且小于或等于耐热温度的温度范围内,并且,所述涡流切断结构可以包括在所述热敏层中形成的切口。
另外,根据本发明第二方面的加热旋转体包括:热敏层,所述热敏层包括如下的材料:所述材料由于磁场的电磁感应而发热,并且所述材料的磁导率从磁导率变化开始温度开始连续下降,所述磁导率变化开始温度在大于或等于设置的温度并且小于或等于耐热温度的温度范围内,并且,在所述热敏层中形成有多个开口,这些开口切断由所述电磁感应而产生的涡流的一部分。
在上述结构的加热旋转体中,仅仅在热敏层中形成多个切口(开口)就足够了。因此,与不具有本结构的情况相比,对加热旋转体的加工更加容易。
本发明的加热装置可以被构成为具有上述结构的加热旋转体、以及被设置为面对该加热旋转体并且产生磁场的磁场产生单元。
与不具有本结构的情况相比,上述结构的加热装置能够在接近预定的设置温度的温度下对要加热的部件进行加热。
本发明的定影装置可以被构成为具有:上述结构的加热装置;以及加压旋转体,其接触所述加热旋转体的外周面,并且将在所述加压旋转体与所述加热旋转体之间通过的记录介质上的显影剂图像定影到所述记录介质。
与不具有本结构的情况相比,上述结构的定影装置能够在接近预定的设置温度的温度下对记录介质上的显影剂图像进行加热和定影。
本发明的定影装置可以被构成为具有:上述结构的加热装置;张拉旋转体,其被设置为与所述加热旋转体分离;定影部件,其卷绕所述加热旋转体和所述张拉旋转体而被拖动;以及加压旋转体,其接触所述定影部件的外周面,沿朝向所述张拉旋转体的方向对所述定影部件施加压力,并且将在所述加压旋转体与所述定影部件之间通过的记录介质上的显影剂图像定影到所述记录介质。
与不具有本结构的情况相比,上述结构的定影装置能够使得加热旋转体的刚性很高。
在本发明的定影装置中,所述定影部件具有厚度至少薄于趋肤深度(skin depth)的发热层,并且所述切口可以被形成为使得所述加热旋转体的热敏层的发热量小于所述发热层的发热量。
在上述结构的定影装置中,与不具有本结构的情况相比,抑制了旋转体的大于所需要的温度上升。
在本发明的定影装置中,所述发热层可以包括厚度在2μm到20μm并且电阻率小于或等于2.7×10-8Ωcm的非磁性金属材料层。
与不具有本结构的情况相比,上述结构的定影装置可以使得发热层的热容量较小。
本发明的图像形成装置可以被构成为具有:上述结构中的任一个的定影装置;曝光部,其发出用于曝光的光;显影部,其通过显影剂而使得由所述用于曝光的光形成的潜像可见,从而形成显影剂图像;转印部,其将在所述显影部变得可见的所述显影剂图像转印到记录介质上;以及传送部,其将在所述转印部将所述显影剂图像转印于其上的记录介质传送到所述定影装置。
在上述结构的图像形成装置中,与不具有本结构的情况相比,很难出现图像缺陷。
附图说明
将基于下面的附图详细描述本发明的示例性实施方式,在附图中:
图1是根据本发明示例性实施方式的图像形成装置的整体图;
图2是根据本发明示例性实施方式的定影装置的剖面图;
图3A是示出根据本发明示例性实施方式的在热敏辊中形成有多个缝隙的状态的立体图,图3B是示出通过这些缝隙切断在根据本发明示例性实施方式的热敏层流动的涡流的状态的示意图;
图4A是根据本发明示例性实施方式的热敏辊和定影带的剖面图,图4B是根据本发明示例性实施方式的控制电路和加电电路的连接图;
图5是示出根据本发明示例性实施方式的热敏磁性部件的磁导率与温度之间的关系的示意图;
图6A和图6B是示出根据本发明示例性实施方式的磁场穿过定影带和热敏辊的状态的示意图;
图7是对根据本发明示例性实施方式的热敏辊和定影带的情况下与常规示例的加热辊的情况下的时间与温度之间的关系进行比较的曲线图;以及
图8A是示出根据本发明另一个示例性实施方式的在热敏辊中形成有多个缝隙的状态的立体图,并且图8B是示出根据本发明的另一个示例性实施方式的通过这些缝隙切断在热敏层流动的涡流的状态的示意图。
具体实施方式
将基于附图描述本发明的加热旋转体、加热装置、定影装置和图像形成装置的示例性实施方式。
图1示出了用作图像形成装置的打印机10。在打印机10中,光扫描装置54固定到外壳12,该外壳12构成打印机10的主体。控制单元50设置在与光扫描装置54相邻的位置,其控制光扫描装置54和打印机10的各个部分的操作。
在光扫描装置54中,从未示出的光源出射的光束在旋转的光学多面体(polygon mirror)进行扫描并被诸如反射镜等等的光学部件反射,并且与黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)的各个调色剂对应的光束60Y、60M、60C和60K出射。光束60Y、60M、60C和60K被引导至分别与其对应的导光体20Y、20M、20C和20K。
容纳记录纸P的纸盘14设置在打印机10的下端。对记录纸P的前端部的位置进行调整的一对对准辊16设置在纸盘14的上方。图像形成单元18设置在打印机10的中央。图像形成单元18设置有四个导光体20Y、20M、20C和20K,并且这些导光体垂直地排为一列。
对导光体20Y、20M、20C和20K的表面进行充电的充电辊22Y、22M、22C和22K设置在导光体20Y、20M、20C和20K的旋转方向的上游侧。分别在导光体20Y、20M、20C和20K上显影Y、M、C和K的调色剂的显影单元24Y、24M、24C和24K设置在导光体20Y、20M、20C和20K的旋转方向的下游侧。
第一中间转印体26与导光体20Y和20M接触,第二中间转印体28与导光体20C和20K接触。第三中间转印体30与第一中间转印体26和第二中间转印体28接触。转印辊32设置在与中间转印体30相对的位置。由此,记录纸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P上。
定影装置100设置在传送记录纸P的纸传送路径34的下游。定影装置100具有定影带122和压力辊104。对记录纸P进行加热并且对其施加压力,将调色剂图像定影在记录纸P上。送纸辊36将其上定影有调色剂图像的记录纸P排出到设置在打印机10的顶部的托盘38。
接下来,将描述打印机10的图像形成。
当开始进行图像形成时,各个充电辊22Y到22K对导光体20Y到20K的表面进行均匀充电。然后,从光扫描装置54将与输出图像对应的光束60Y到60K照射到导光体20Y到20K的带电表面,并且在导光体20Y到20K上形成与各个颜色分解图像对应的静电潜像。显影单元24Y到24K选择性地将各个颜色(即Y到K)的调色剂施加到静电潜像上,从而在导光体20Y到20K上形成颜色Y到K的调色剂图像。
然后,将品红色调色剂图像从用于品红色的导光体20M一次转印到第一中间转印体26。另外,将黄色调色剂图像从用于黄色的导光体20Y一次转印到第一中间转印体26,并且叠加在第一中间转印体26上的品红色调色剂图像上。
相似地,将黑色调色剂图像从用于黑色的导光体20K一次转印到第二中间转印体28。另外,将青色调色剂图像从用于青色的导光体20C一次转印到第二中间转印体28,并且叠加在第二中间转印体28上的黑色调色剂图像上。
将一次转印到第一中间转印体26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,也将一次转印到第二中间转印体28的黑色和青色的调色剂图像二次转印到第三中间转印体30。这里,先进行二次转印的品红色和黄色调色剂图像与青色和黑色调色剂图像彼此叠加,从而在第三中间转印体30上形成彩色(三种颜色)和黑色的全彩色调色剂图像。
二次转印的全彩色调色剂图像到达第三中间转印体30与转印辊32之间的夹压部。与全彩色调色剂图像到达夹压部的定时同步,记录纸P从对准辊16传送到夹压部,全彩色调色剂图像三次转印到记录纸P上(最终转印)。
然后,记录纸P传送到定影装置100,并且通过定影带102与压力辊104之间的夹压部。此时,由于从定影带102和压力辊104提供的热量和压力的作用,将全彩色调色剂图像定影在记录纸P上。在定影之后,由送纸辊36将记录纸P排出到托盘38,在记录介质P上形成全彩色图像的处理结束。
接下来,将描述根据本示例性实施方式的定影装置100。
如图2所示,定影装置100具有外壳120,其中,形成有用于执行记录纸P的进入和排出的开口120A和120B。用作加热旋转体的热敏辊102设置在外壳120的内部。热敏辊102的两个端部由轴承可旋转地支承在中空并且形成于外壳120的未示出侧壁的轴部。另外,连接到旋转并驱动热敏辊102的电机(未示出)的传动装置附连到热敏辊102的一端。这里,当电机工作时,热敏辊102沿着箭头方向进行旋转。
由绝缘材料构成的线轴108设置在与热敏辊102的外周面相对的位置。线轴108大致形成为按照热敏辊102的外周面的弧形。在与热敏辊102相对的侧,按从线轴108的表面的大致中央部分凸出的方式设置有凸部108A。线轴108与热敏辊102之间的间隙大约在1mm到3mm。
由通电而产生磁场H的励磁线圈110沿轴向方向(与图2的图面垂直的方向)多次卷绕凸起部108A。形成为按照线轴108的弧形的大致弧形的磁体芯112设置在与励磁线圈110相对的位置,并且由线轴108支承。注意:在定影装置100中,用作加热装置的加热部111由励磁线圈110和热敏辊102构成。
感应体118设置在热敏辊102的内侧,其位置与热敏辊102的内周面隔开1.0mm到1.5mm。感应体118由作为非磁性体的铝形成,并且形成为面对沿着热敏辊102的内周面的弧形。感应体118的两端固定到外壳120的上述轴部。预先将感应体118设置在如下的位置:在该位置处,当磁场H的磁通量穿过热敏辊102的稍后描述的热敏层103时,感应体118感应出磁场H的磁通量。
用作张拉旋转体的张拉辊114设置在热敏辊102的与线轴108所在侧相对的侧,其位置隔开预定距离(例如,30mm)。张拉辊114由芯金属116以及覆盖芯金属116的外周的硅橡胶层和释放层构成。张拉辊114被设置为使得芯金属116能够在外壳120旋转。
用作定影部件的定影带122卷绕热敏辊102和张拉辊114而被拖动。这里,当热敏辊102由于电机的旋转而沿着箭头方向进行旋转时,定影带122旋转,并且张拉辊114沿着与热敏辊102相同的方向旋转。
针对定影带122的旋转而进行从动旋转的压力辊104设置在与张拉辊114相对的位置,定影带122夹在压力辊104与张拉辊114之间。压力辊104被构造如下:厚度为5mm的发泡硅橡胶海绵弹性层设置在由诸如铝等的金属形成的芯金属106的外周,并且该发泡硅橡胶海绵弹性层的外侧覆盖有由厚度为50μm的含碳PFA形成的释放层。
由于压力辊104与定影带122的外周面压力接触,所以在定影带122与压力辊104的接触部(夹压部)处,压力辊104的外周面凹入。这里,压力辊104与定影带122的外周面接触,沿朝向张拉辊114的方向对定影带122施加压力,并且将在压力辊104与定影带122之间通过的调色剂图像T定影到记录纸P。
另一方面,测量定影带122的温度的非接触型温度传感器124设置在与定影带122的热敏辊102侧的外周面相对的位置。温度传感器124具有热电偶,并且通过对从定影带122提供的热量进行温度换算来间接地估计并测量定影带122的表面温度。温度传感器124的安装位置是定影带122的横向方向的大致中央部分,从而测量值不会根据记录纸P的尺寸的幅值而改变。
如图4B所示,温度传感器124经由导线127连接到控制电路128,该控制电路128设置在上述控制单元50(见图1)的内部。另外,控制电路128经由导线130连接到加电电路132。加电电路132经由导线134、136连接到上述的励磁线圈110。基于从控制电路128发送的电信号来驱动加电电路132或者停止其驱动。加电电路132经由导线134和136向励磁线圈110提供(按照箭头的方向)或者停止提供预定频率的AC电流。
这里,控制电路128基于从温度传感器124发送的电量来执行温度换算,并且测量定影带122的表面的温度。然后,控制电路128将此测量到的温度与预先存储的设置定影温度(在该示例性实施方式中为170℃)进行比较。如果测量到的温度低于设置定影温度,则控制电路128驱动加电电路132并且对励磁线圈110加电,并且使得产生用作磁路的磁场H(见图2)。如果测量到的温度高于设置定影温度,则控制电路128停止加电电路132。
另一方面,剥离部件126设置在定影带122与压力辊104的接触部(夹压部)的出口侧。剥离部件126由一端固定的支承部126A和被支承在支承部126A的剥离片126B构成。剥离片126B的远端被设置为与定影带122相邻或者接触。
接下来,将描述热敏辊102的结构。
如图3A、3B和4A所示,热敏辊102由多层辊107和多个缝隙109构成。在多层辊107,厚度为200μm(150μm到小于或等于200μm)的热敏层103和厚度为30μm并由PFA形成的释放层105从内侧到外侧层叠并集成为一体。用作开口(切口)的多个缝隙109形成于多层辊107的外周面。
热敏层103位于用于保持热敏辊102的强度的基层。将由如下的合金形成的金属软磁性材料用于热敏层103,所述合金由铁、镍、铬、硅、硼、铌、铜、锆、钴等形成。另外,将磁导率开始连续下降的磁导率变化开始温度在如下温度范围内的材料用于热敏层103,所述温度范围小于或等于热敏辊102的耐热温度(由于热而开始出现功能劣化、变形等等的温度)并且大于或等于定影装置100的设置定影温度(在热敏辊102需要的定影温度)的温度范围内。
如图5所示,磁导率变化开始温度是磁导率(根据JIS-CS2531测量)开始连续下降的温度,并且是磁场的磁通量的穿过量开始改变的点。另外,磁导率变化开始温度与居里点不同,并且优选地设置为150℃到230℃。
在本示例性实施方式中,将耐热温度设置到240℃并且将设置定影温度设置到170℃。将磁导率变化开始温度是大约210℃的铁镍合金用作热敏层103。热敏层103的电阻率大于或等于60×10-8Ωm,并且它的厚度是200μm。
在低于磁导率变化开始温度的温度,热敏层103是强磁体,并且上述的磁场H(见图2)穿透热敏层103。当热敏层103超过磁导率变化开始温度时,磁导率开始下降。当该温度到达居里点时,热敏层103变成非磁性体(常磁性体),磁通量密度下降,并且磁场H的磁通量穿透量变得很大。
为了充分展示热敏层103的热敏功能,表示在低于磁导率变化开始温度的温度下磁场H能够穿透的深度的趋肤深度δ必须小于或等于热敏层103的厚度。由公式(1)给出了趋肤深度δ。相反,可以说热敏层103的厚度必须大于或等于趋肤深度δ。
[公式1]
在公式(1)中,ρ是电阻率,f是频率(电磁感应加热频率),μr是相对磁导率(在室温下)。例如,在ρ≥70×10-8Ωm并且f≥20kHz是必要条件的情况下,当基于公式(1)来确定例如使得δ≤200μm的相对磁导率时,至少需要相对磁导率μr≥230。为了使得相对磁导率μr大于或等于230,预先通过热处理(退火)使得本示例性实施方式中的热敏层103具有高磁导率。例如,通过JIS K7194的方法等来确定热敏层103的材料的电阻率ρ。
另一方面,缝隙109由长度为10mm并且宽度为0.2mm的切口构成。缝隙109的形成方向与由于励磁线圈110(见图2)的电磁感应的作用而产生的涡流B1流动的方向交叉(即,缝隙109沿着切断回路的方向形成)。在本示例性实施方式中,缝隙109的形成方向与热敏辊102的旋转的方向(箭头R的方向)相同。
多个缝隙109由第一缝隙行109A和第二缝隙行109B构成,在第一缝隙行109A,沿着热敏辊102的横向方向(箭头X的方向)按15mm的均匀间隔在11个位置形成有缝隙,在第二缝隙行109B,相似地按15mm的均匀间隔在10个位置形成有缝隙。第一缝隙行109A和第二缝隙行109B的缝隙按彼此偏移的方式交错排列,并且全部均匀地设置在热敏辊102的整个外周方向。
第一缝隙行109A和第二缝隙行109B的缝隙109的两个端部从热敏辊102的横向中心线M伸出,以使得在横向方向上看去各个端部彼此交叠。这里,通过改变缝隙109的量(数量)、缝隙间隔和缝隙的交叠范围来调整在热敏辊102产生的涡流量。
接下来,将描述定影带122的结构。
如图4A所示,定影带122由以下的层从内侧到外侧层叠并集成为一体而构成:由聚酰亚胺形成并且厚度是200μm(150μm到小于或等于200μm)的基层138、厚度是12μm(5μm到20μm)的发热层140、厚度是400μm的弹性层142和厚度是30μm的释放层144。另外,定影带122的直径是30mm,并且它的横向方向长度是300mm。
将如下的金属材料用作发热层140:所述金属材料由于电磁感应的作用而发热,其中涡流流动从而产生抵消上述磁场H(见图2)的磁场。这种金属材料的示例包括金、银、铜、铝、锌、锡、铅、铋、铍、锑以及它们的合金。另外,还为了缩短定影装置100的预热时间,最好使得发热层140的厚度尽可能薄。如果将厚度为5μm到20μm并且电阻率小于或等于2.7×10-8Ωcm的非磁性金属材料用作发热层140,则能够在通用电源可以利用的20kHz到100kHz的AC频率的范围内有效地获得所需的发热量。如果厚度小于5μm,则当通过镀敷或者金属糊贴来形成发热层140时,难于构造均匀的层并且出现不均匀的温度分布。因此,大于或等于5μm的厚度是优选的。另外,如果厚度大于20μm,则发热层140的电阻值很小,由此难以获得涡流损耗。因此,小于或等于20μm的厚度是优选的。在本示例性实施方式中,根据发热效率和成本的观点,使用铜,并且使其厚度为12μm。因为这比起趋肤深度δ来说非常薄,所以磁通量穿过。
根据获得优异弹性和耐热性等等的观点,将硅橡胶或氟橡胶用作弹性层142。在本示例性实施方式中,使用硅橡胶。
设置释放层144是为了减弱与熔在记录纸P上的调色剂T(见图2)的粘附力并且使得能够容易地从定影带122剥离记录纸P。为了获得优异的表面释放性,将氟树脂、硅树脂或聚酰亚胺树脂用作释放层144,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)。
接下来,将描述本发明的示例性实施方式的操作。
如图1所示,已经通过打印机10的上述图像形成处理而在其上转印了调色剂T的记录纸P被传送到定影装置100。
接下来,在定影装置100处,由控制单元50驱动电机(未示出),并且热敏辊102沿箭头方向进行旋转。由此,定影带122、张拉辊114和压力辊104旋转。此时,基于来自控制电路128的电信号驱动加电电路132,将AC电流提供给励磁线圈110。
这里,如图6A所示,当将AC电流提供给励磁线圈110时,在励磁线圈110的周围,用作磁路的磁场H反复产生和消失。然后,当磁场H穿过定影带122的发热层140时,在发热层140产生涡流,从而出现阻碍磁场H的变化的磁场。发热层140与发热层140的趋肤电阻和流过发热层140的涡流的大小成正比地产生热量,由此对定影带122进行加热。注意:磁场H到达热敏辊102的热敏层103,并且形成闭合磁路。
接下来,如图1所示,已经变成预定的设置定影温度(170℃)的定影带122以及张拉辊114和压力辊104对传送到定影装置100的记录纸P进行加热和加压,从而将调色剂图像定影在记录纸P的表面上。通过送纸辊36将从定影装置100排出的记录纸P排出到托盘38。
接下来,将描述热敏辊102的操作。
如图6A所示,在励磁线圈110产生的磁场H1穿入热敏层103。由于热敏层103是金属的,所以在热敏层103由于磁场H1的电磁感应的作用也产生涡流,并且开始发热。
然而,如图3B所示,在热敏层103开始产生的涡流B1的大流动被缝隙109切断。在热敏层103的缝隙109之间仅仅产生极小的涡流,并且抑制了热敏辊102的温度的过分上升。因此,热敏层103的发热量几乎完全不会影响定影带122的发热层140的发热量。
由此,如图7所示,定影带122在温度上升时的峰值温度保持为低于使用没有缝隙109并且进行过分加热的常规加热辊的情况。另外,当定影带122的温度在连续定影多个记录纸P的过程中下降时,即使对励磁线圈110加电并且进行温度上升,也几乎仅仅在定影带122的发热层140处发热。因此,能够使得定影带122的温度为接近设置定影温度的温度。
这样,在使用本示例性实施方式的定影装置100的情况下,抑制了由于热敏辊102的自身发热所导致的发热量,并且抑制了热敏辊102和定影带122的温度的过分上升。因此,很难出现调色剂T在高于所需温度的温度熔融的状态,并且抑制了图像变污。
然后,如图6B所示,当热敏层103的温度变得大于或等于磁导率变化开始温度时,热敏层103的磁导率下降,由此,磁场H1穿过热敏层103并且前往感应体118。此时,由于磁场H1也穿过感应体118,所以很难形成闭合磁路,磁场H1变弱并且变成磁场H2,发热层140的发热量下降。由此,抑制了定影带122的大于所需温度上升的温度上升,如图7所示。
注意:如图8A和图8B所示,作为热敏辊102的另一个示例性实施方式,还可以使用包围励磁线圈的类型的热敏辊150。
热敏辊150由形状为圆柱管的多层辊154构成,在所述多层辊154,由与热敏层103相同的材料形成的热敏层152设置在内侧,并且释放层叠加在外侧。螺旋励磁线圈156在多层辊154的内侧中央从一端插到另一端。
励磁线圈156连接到未示出的加电电路,并且由于被加电而产生磁场。由非磁性体形成的未示出的感应体设置在与多层辊154的外周面相对的位置。
在多层辊154中形成有多个缝隙160。缝隙160由长度为10mm并且宽度为0.2mm的切口构成。缝隙160的形成方向与由于励磁线圈156的电磁感应的作用而产生的涡流B2流动的方向交叉(即,缝隙160的形成方向切断电流回路)。这里,缝隙160的形成方向与多层辊154的横向方向(箭头X的方向)相同。
多个缝隙160由第一缝隙行160A和第二缝隙行160B构成,在第一缝隙行160A,沿着多层辊154的横向方向(箭头X的方向)按15mm的均匀间隔在五个位置形成有缝隙,在第二缝隙行160B,在周向方向上与第一缝隙行160A偏移15mm的位置,沿着横向方向按15mm的均匀间隔在四个位置形成有缝隙。
第一缝隙行160A和第二缝隙行160B的缝隙按照彼此偏移的方式交错排列。注意:第一缝隙行160A和第二缝隙行160B按均匀间隔交替地设置在多层辊154的整个周向上。另外,第一缝隙行160A和第二缝隙行160B的各个缝隙160的两个端部在多层辊154的横向方向上彼此交叠。这里,通过改变缝隙160的量(数量)、缝隙间隔和这些缝隙的交叠范围,调整在热敏辊150处产生的涡流量。
使用该热敏辊150,当涡流B2形成在周向方向上延伸的多个回路时,通过形成沿着横向方向延伸的缝隙160,切断了涡流B2的回路并且抑制了热敏层152的发热。由此抑制了热敏辊150的温度的过分上升。
注意:本发明不限于上述示例性实施方式。
打印机10不一定是使用固态显影剂的干式电子照相打印机,可以使用液体显影剂。另外,可以使用设置在定影带122的内侧并且接触其内周面的热敏电阻来替代非接触型温度传感器124,作为用于感测定影带122的温度的传感器。此外,如果预先设置了温度的换算,则温度传感器124可以设置在与压力辊104的表面相对的位置。
缝隙109和160的形成方向可以是倾斜的,只要它们能够切断涡流即可。另外,涡流切断结构不限于缝隙109和160,并且例如,具有低导电率的树脂材料可以嵌入在热敏层103和152的部分中。
对本发明示例性实施方式的前述描述是为了例示和描述的目的而提供的。其并非旨在穷举或者将本发明限于所公开的确切形式。显然,许多变型和修改对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述这些示例性实施方式是为了最好地说明本发明的原理及其实际应用,从而使得本领域其他技术人员能够理解本发明的适用于所构想特定用途的各种实施方式和各种变型。旨在由所附权利要求书及其等同物来限定本发明的范围。
Claims (18)
1、一种加热旋转体,该加热旋转体包括:
旋转体,其由于磁场的电磁感应而发热,并且其磁导率从磁导率变化开始温度开始连续下降,所述磁导率变化开始温度在大于或等于设置的温度并且小于或等于耐热温度的温度范围内;以及
涡流切断结构,其形成在所述旋转体上,并且切断由所述电磁感应而产生的涡流的一部分。
2、一种加热旋转体,该加热旋转体包括热敏层,所述热敏层包括如下的材料:所述材料由于磁场的电磁感应而发热,并且所述材料的磁导率从磁导率变化开始温度开始连续下降,所述磁导率变化开始温度在大于或等于设置的温度并且小于或等于耐热温度的温度范围内,并且,在所述热敏层中形成有多个开口,这些开口切断由所述电磁感应而产生的涡流的一部分。
3、一种加热装置,该加热装置包括:
权利要求2所述的加热旋转体;以及
磁场产生单元,其被设置为面对所述加热旋转体并且产生磁场。
4、一种定影装置,该定影装置包括:
权利要求3所述的加热装置;以及
加压旋转体,其接触所述加热旋转体的外周面,并且将在所述加压旋转体与所述加热旋转体之间通过的记录介质上的显影剂图像定影到所述记录介质。
5、一种定影装置,该定影装置包括:
权利要求3所述的加热装置;
张拉旋转体,其被设置为与所述加热旋转体分离;
定影部件,其卷绕所述加热旋转体和所述张拉旋转体而被拖动;以及
加压旋转体,其接触所述定影部件的外周面,沿朝向所述张拉旋转体的方向对所述定影部件施加压力,并且将在所述加压旋转体与所述定影部件之间通过的记录介质上的显影剂图像定影到所述记录介质。
6、如权利要求5所述的定影装置,其中,所述定影部件具有厚度至少薄于趋肤深度的发热层,并且所述加热旋转体的热敏层的发热量小于所述发热层的发热量。
7、如权利要求6所述的定影装置,其中,所述发热层包括厚度在2μm到20μm并且电阻率小于或等于2.7×10-8Ωcm的非磁性金属材料层。
8、一种图像形成装置,该图像形成装置包括:
权利要求4到7中的任一项所述的定影装置;
曝光部,其发出用于曝光的光;
显影部,其通过显影剂来显现由所述用于曝光的光形成的潜像,从而形成显影剂图像;
转印部,其将在所述显影部显现的所述显影剂图像转印到记录介质上;以及
传送部,其将在所述转印部将所述显影剂图像转印于其上的记录介质传送到所述定影装置。
9、如权利要求2所述的加热旋转体,其中,所述开口沿着与在所述旋转体流动的涡流的方向交叉的方向而形成。
10、一种加热装置,该加热装置包括:
权利要求2所述的加热旋转体;以及
磁场产生单元,其设置在所述加热旋转体内,并且产生磁场。
11、一种加热旋转体,该加热旋转体包括旋转体,该旋转体包括热敏层,所述热敏层由于磁场的电磁感应而发热,并且所述热敏层的磁导率从预定温度开始连续下降,其中,在所述热敏层中沿着切断由所述电磁感应而产生的涡流的一部分的方向形成有多个切口。
12、如权利要求11所述的加热旋转体,其中,所述切口沿着与在所述旋转体流动的涡流的方向交叉的方向而形成。
13、一种加热装置,该加热装置包括:
权利要求11所述的加热旋转体;以及
磁场产生单元,其被设置为面对所述加热旋转体,并且产生磁场。
14、一种定影装置,该定影装置包括:
权利要求13所述的加热装置;以及
加压旋转体,其接触所述加热旋转体的外周面,并且将在所述加压旋转体与所述加热旋转体之间通过的记录介质上形成的显影剂图像定影到所述记录介质。
15、一种定影装置,该定影装置包括:
权利要求13所述的加热装置;
张拉旋转体,其被设置为与所述加热旋转体分离;
定影部件,其卷绕所述加热旋转体和所述张拉旋转体而被拖动;以及
加压旋转体,其接触所述定影部件的外周面,沿朝向所述张拉旋转体的方向对所述定影部件施加压力,并且将在所述加压旋转体与所述定影部件之间通过的记录介质上形成的显影剂图像定影到所述记录介质。
16、如权利要求15所述的定影装置,其中,所述定影部件具有厚度至少薄于趋肤深度的发热层,并且所述切口被形成为使得所述加热旋转体的热敏层的发热量小于所述发热层的发热量。
17、如权利要求16所述的定影装置,其中,所述发热层包括厚度在2μm到20μm并且电阻率小于或等于2.7×10-8Ωcm的非磁性金属材料层。
18、一种图像形成装置,该图像形成装置包括:
权利要求14到权利要求17中的任一项所述的定影装置;
曝光部,其发出用于曝光的光;
显影部,其通过显影剂来显现由所述用于曝光的光形成的潜像,从而形成显影剂图像;
转印部,其将在所述显影部显现的所述显影剂图像转印到记录介质上;以及
传送部,其将在所述转印部将所述显影剂图像转印于其上的记录介质传送到所述定影装置。
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