CN103676566A - 定影装置和图像形成设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开定影装置和图像形成设备，该定影装置包括：定影部件，其包括导电层；磁场产生单元，其包括励磁部件和第一磁路形成部件，励磁部件产生与导电层交叉的交流磁场，第一磁路形成部件形成励磁部件所产生的交流磁场的磁路且包括在扫描方向上以第一间隔设置的部件以及在扫描方向上以第二间隔设置的部件，第二间隔小于第一间隔；温度测量装置，其测量定影部件的温度；以及第二磁路形成部件，其具有切口部分，温度测量装置设置在切口部分中，第二磁路形成部件形成磁场产生单元所产生的交流磁场的磁路。以第二间隔设置的第一磁路形成部件设置在与切口部分的磁路产生方向对应的位置两侧，以第一间隔设置的第一磁路形成部件设置在其它位置。

Description

定影装置和图像形成设备

技术领域

本发明涉及定影装置和图像形成设备。

背景技术

日本未审查的专利申请公开No.2009-223044公开了一种定影装置，该定影装置包括：励磁线圈，其产生磁场；定影带，其包括发热层，发热层利用磁场所引起的电磁感应效应来产生热量；加压辊；发热体，其设置成在面向励磁线圈的同时与定影带的内表面接触并加热定影带；以及温度传感器，其设置在发热体的切口部分中。

在这种构造中，可以设置磁路形成部件来产生由励磁部件产生的交流磁场的磁路。决定于磁路形成部件的形状和位置，定影部件的温度可能变化显著，由此导致定影之后获得的图像的光泽不均匀。

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，其包括导电层，在所述导电层被感应加热的同时，所述定影部件将色调剂定影在记录材料上；磁场产生单元，其包括励磁部件和第一磁路形成部件，所述励磁部件产生与所述定影部件的所述导电层交叉的交流磁场，所述第一磁路形成部件均形成所述励磁部件所产生的交流磁场的磁路，所述第一磁路形成部件包括在扫描方向上以预定的第一间隔设置的部件以及在所述扫描方向上以第二间隔设置的部件，所述第二间隔小于所述第一间隔；温度测量装置，其设置成与所述定影部件的内周面接触，并测量所述定影部件的温度；以及第二磁路形成部件，其具有切口部分，所述温度测量装置设置在所述切口部分中，所述第二磁路形成部件与所述定影部件的内周面接触并形成所述磁场产生单元所产生的交流磁场的磁路，所述第二磁路形成部件受到感应加热而将热量传导至所述定影部件。以所述第二间隔设置的所述第一磁路形成部件设置在与所述第二磁路形成部件的所述切口部分的磁路产生方向相对应的位置两侧，并且以所述第一间隔设置的所述第一磁路形成部件设置在其它位置。

根据本发明的第二方面，根据通过在所述第二磁路形成部件中设置所述切口部分而引起的所述第二磁路形成部件的热容量减小量，确定所述第二间隔。

根据本发明的第三方面，提供一种定影装置，包括：定影部件，其包括导电层，在所述导电层被感应加热的同时，所述定影部件将色调剂定影在记录材料上；磁场产生单元，其包括励磁部件和第一磁路形成部件，所述励磁部件产生与所述定影部件的所述导电层交叉的交流磁场，所述第一磁路形成部件在扫描方向上以预定的间隔设置，并且每个所述第一磁路形成部件均形成所述励磁部件所产生的交流磁场的磁路；温度测量装置，其设置成与所述定影部件的内周面接触，并测量所述定影部件的温度；以及第二磁路形成部件，其具有切口部分，所述温度测量装置设置在所述切口部分中，所述第二磁路形成部件与所述定影部件的内周面接触并形成所述磁场产生单元所产生的交流磁场的磁路，所述第二磁路形成部件受到感应加热而将热量传导至所述定影部件。所述第一磁路形成部件设置成避开所述切口部分的磁路产生方向的中心线的延长线。

根据本发明的第四方面，所述第一磁路形成部件包括以第一间隔设置的部件；以及以第二间隔设置并位于所述中心线的延长线两侧的部件，所述第二间隔小于所述第一间隔。

根据本发明的第五方面，提供一种图像形成设备，包括：色调剂图像形成部，其形成色调剂图像；转印部，其将所述色调剂图像转印到记录材料上；以及定影部。所述定影部包括：定影部件，其包括导电层，在所述导电层被感应加热的同时，所述定影部件将色调剂定影在记录材料上；磁场产生单元，其包括励磁部件和第一磁路形成部件，所述励磁部件产生与所述定影部件的所述导电层交叉的交流磁场，所述第一磁路形成部件均形成所述励磁部件所产生的交流磁场的磁路，所述第一磁路形成部件包括在扫描方向上以预定的第一间隔设置的部件以及在所述扫描方向上以第二间隔设置的部件，所述第二间隔小于所述第一间隔；温度测量装置，其设置成与所述定影部件的内周面接触，并测量所述定影部件的温度；以及第二磁路形成部件，其具有切口部分，所述温度测量装置设置在所述切口部分中，所述第二磁路形成部件与所述定影部件的内周面接触并形成所述磁场产生单元所产生的交流磁场的磁路，所述第二磁路形成部件受到感应加热而将热量传导至所述定影部件。以所述第二间隔设置的所述第一磁路形成部件设置在与所述第二磁路形成部件的所述切口部分的磁路产生方向相对应的位置两侧，并且以所述第一间隔设置的所述第一磁路形成部件设置在其它位置。

根据本发明的第一方面，与不采用根据本发明的第一方面的构造的情况相比，提供一种定影部件温度分布波动更小的定影装置。

根据本发明的第二方面，与不采用根据本发明的第二方面的构造的情况相比，更准确地确定第一磁路形成部件的间隔。

根据本发明的第三方面，与不采用根据本发明的第三方面的构造的情况相比，提供一种更好地抑制了定影部件中出现局部高温的定影装置。

根据本发明的第四方面，与不采用根据本发明的第四方面的构造的情况相比，更好地抑制了在定影操作中定影部件在与第二磁路形成部件的切口部分相对应的位置处出现温度降低。

根据本发明的第五方面，与不采用根据本发明的第五方面的构造的情况相比，本发明的图像形成设备能够形成光泽不均匀度更小的图像。

附图说明

将基于以下附图详细描述本发明的示例性实施例，其中：

图1示出应用根据示例性实施例的定影装置的示例性图像形成设备；

图2是根据示例性实施例的定影装置的正视图；

图3是沿着图2所示的线III-III截取的定影装置的剖视图；

图4是示出定影带中所包括的各层的剖视图；

图5A是示出一个端盖部件的侧视图；

图5B是示出在沿图5A所示的箭头VB的方向看去时端盖部件的平面图；

图6是感应加热式（IH）加热器的剖视图；

图7示出当定影带处于或低于导磁率开始变化的温度时产生的磁力线；

图8示出IH加热器的叠层结构；

图9示出温度传感器的构造以及温度传感器如何附接到定影装置上；

图10A至图10C示出根据第一实例的热敏磁性部件的切口部分与磁芯的区段之间的位置关系以及定影带在扫描方向上的温度分布；

图11A至图11C示出根据第二实例的热敏磁性部件的切口部分与磁芯的区段之间的位置关系以及定影带在扫描方向上的温度分布；

图12A至图12C示出根据第二实例的热敏磁性部件的切口部分与磁芯的区段之间的位置关系以及定影带在扫描方向上的另一种温度分布；

图13示出根据示例性实施例的磁芯的区段的间隔；

图14A至图14C示出根据第三实例的热敏磁性部件的切口部分与磁芯的区段之间的位置关系以及定影带在扫描方向上的温度分布；以及

图15A至图15C示出根据第三实例的热敏磁性部件的切口部分与磁芯的区段之间的位置关系以及定影带在扫描方向上的另一种温度分布。

具体实施方式

现在参考附图详细描述本发明的示例性实施例。

图像形成设备

图1示出应用根据示例性实施例的定影装置的示例性图像形成设备1。图1所示的图像形成设备1是串联式彩色打印机并包括：图像形成部10，其形成基于图像数据的图像；控制器31，其控制图像形成设备1的整体操作；通信单元32，其与例如个人计算机（PC）3或图像读取装置（扫描仪）4进行通信并且接收图像数据；以及图像处理单元33，其对通信单元32接收到的图像数据执行预定的图像处理操作。

图像形成部10包括以预定的间隔并排地设置的作为示例性色调剂图像形成部的四个图像形成单元11Y、11M、11C和11K（亦统称为“图像形成单元11”）。图像形成单元11均包括：作为示例性图像承载体的感光鼓12，感光鼓12上将形成静电潜像，由此承载色调剂图像；充电装置13，其以预定的电位对感光鼓12的表面充电；发光二极管（LED）打印头14，其基于用于不同颜色之中相应颜色的图像数据在已由充电装置13充电的感光鼓12上执行曝光；显影装置15，其将形成在感光鼓12上的静电潜像显影；以及感光鼓清洁器16，其清洁图像转印之后的感光鼓12的表面。

除了容纳在各个显影装置15中的色调剂不同之外，图像形成单元11均具有大致相同的构造。图像形成单元11分别形成黄色（Y）、品红色（M）、蓝绿色（青色）（C）和黑色（K）的色调剂图像。

图像形成部10还包括：中间转印带20，形成在各个图像形成单元11的感光鼓12上的不同颜色的色调剂图像多重地转印到中间转印带20上；一次转印辊21，其把由各个图像形成单元11形成的不同颜色的色调剂图像以彼此叠加的方式依次转印（一次转印）到中间转印带20上；二次转印辊22，其将叠加在中间转印带20上的不同颜色的色调剂图像同时转印（二次转印）到作为记录材料（记录纸张）的纸张P上；以及作为示例性定影部（定影装置）的定影单元60，其将不同颜色的二次转印后色调剂图像定影在纸张P上。在根据示例性实施例的图像形成设备1中，中间转印带20、一次转印辊21和二次转印辊22组合形成转印部。

根据示例性实施例的图像形成设备1在控制器31的控制下以如下过程执行图像形成操作。具体地说，通信单元32接收来自PC3或扫描仪4的图像数据，并且图像处理单元33对图像数据执行预定的图像处理操作，从而将其转换成用于相应颜色的图像数据。将图像数据发送到相应的图像形成单元11。例如，在形成黑色（K）的色调剂图像的图像形成单元11K中，充电装置13以预定的电位对朝箭头A的方向旋转的感光鼓12充电，并且LED打印头14基于从图像处理单元33发送来的用于K色的图像数据在感光鼓12上执行扫描曝光。由此，在感光鼓12上形成用于K色图像的静电潜像。显影装置15将感光鼓12上的用于K色的静电潜像显影，从而在感光鼓12上形成K色的色调剂图像。类似地，其它图像形成单元11Y、11M和11C分别形成黄色（Y）、品红色（M）和蓝绿色（C）的色调剂图像。

相应的一次转印辊21将如此形成在相应的图像形成单元11的感光鼓12上的不同颜色的色调剂图像依次静电转印（一次转印）到朝箭头B的方向旋转的中间转印带20上，从而形成不同颜色色调剂图像相叠加而成的叠加色调剂图像。随着中间转印带20的旋转，中间转印带20上的叠加色调剂图像被传送至二次转印辊22的设置区域（二次转印部分T）。根据叠加色调剂图像到达二次转印部分T的定时，把从纸张保持器40馈送来的纸张P传送至二次转印部分T。然后，在二次转印部分T，利用由二次转印辊22产生的转印静电场的作用将叠加色调剂图像同时静电转印（二次转印）到如此传送来的纸张P上。

然后，将静电转印有叠加色调剂图像的纸张P传送至定影单元60。传送至定影单元60的纸张P上的叠加色调剂图像经受由定影单元60施加的热量和压力，并因此定影在纸张P上。将具有定影图像的纸张P传送至纸张叠置部分45，纸张叠置部分45设置在图像形成设备1的纸张输出部分中。

同时，感光鼓清洁器16和中间转印带清洁器25分别移除在一次转印之后粘在感光鼓12上的色调剂（一次转印残余色调剂）以及在二次转印之后粘在中间转印带20上的色调剂（二次转印残余色调剂）。

图像形成设备1将上述图像形成操作重复如下次数，该次数为待打印的页面数。

定影单元

现在描述根据示例性实施例的定影单元60。

图2和图3示出根据示例性实施例的定影单元60。图2是正视图。图3是沿着图2所示的线III-III截取的剖视图。

参考图3中的剖视图，定影单元60包括：作为示例性磁场产生单元的感应加热式（IH）加热器80，其产生交流磁场；作为示例性定影部件的定影带61，其由IH加热器80感应加热，并由此将色调剂图像定影；作为示例性定影加压部件的加压辊62，其面向定影带61；以及受压垫63，在定影带61设置在受压垫63与加压辊62之间的情况下，加压辊62按压在受压垫63上。

定影单元60还包括：框架65，其支撑受压垫63和其它元件；热敏磁性部件64，其感应IH加热器80所产生的交流磁场而形成磁路；良导热储热部件66，其与热敏磁性部件64接触，具有存储热量并使定影单元60的纵向温度均衡的功能；磁路屏蔽部件73，其防止磁路向更靠近框架65的一侧延伸；剥离辅助部件70，其辅助纸张P从定影带61剥离；以及作为示例性温度测量装置的温度传感器100，其与定影带61的内周面接触并测量定影带61的温度。

定影带

定影带61是环形带部件，最初具有如下圆筒形形状：例如，其初始形状（圆筒形形状）的直径为30mm，长度为370mm。参考图4（示出定影带61中所包括的各层的剖视图），定影带61是多层带部件，且包括：基层611；导电发热层612，其铺设在基层611上；弹性层613，其改善了对色调剂图像定影的能力；以及表面防粘层614，其设置成最外层。

基层611支撑导电发热层612并且是整体地为定影带61提供良好机械强度的耐热片状部件。基层611由具有如下厚度和物理特性（相对导磁率和电阻率）的材料制成：允许由IH加热器80产生的交流磁场穿过，从而作用在热敏磁性部件64上。然而，基层611本身不利用磁场产生热量，或难以利用磁场来产生热量。

具体地说，例如，基层611由具有30μm至200μm（优选地，50μm至150μm）的厚度的例如非磁性不锈钢等非磁性金属、具有60μm至200μm的厚度的树脂材料等制成。

导电发热层612是示例性导电层并且是利用由IH加热器80所产生的交流磁场引起的电磁感应而发热的感应发热层。也就是说，当由IH加热器80产生的交流磁场沿厚度方向穿过导电发热层612时，导电发热层612中产生涡电流。

通常，将能以低成本制造的通用电源用作用于励磁电路88（参见稍后参考的图6）的电源，向IH加热器80供应交流电。因此，与通用电源的频率相对应地，由IH加热器80产生的交流磁场的频率通常在20kHz至100kHz的范围内。因此，导电发热层612构造成允许频率为20kHz至100kHz的交流磁场进入和穿过。

交流磁场能进入导电发热层612的如下区域：交流磁场衰减至1/e。该区域由“趋肤深度（δ）”来定义，通过下面的公式来获得趋肤深度（δ）：

$\mathrm{\δ}=503\sqrt{\frac{\mathrm{\ρ}}{f\·{\mathrm{\μ}}_r}}\·\·\·\left(1\right)$

其中，f表示交流磁场的频率（例如，20kHz），ρ表示电阻率（Ω·m），μ_r表示相对导磁率。

因此，导电发热层612比公式（1）定义的趋肤深度（δ）薄，从而允许频率为20kHz至100kHz的交流磁场进入和穿过导电发热层612。用于导电发热层612的示例性材料包括例如Au、Ag、Al、Cu、Zn、Sn、Pb、Bi、Be和Sb等金属，以及任意上述金属的合金。

具体地说，例如，导电发热层612具有2μm至20μm的厚度和2.7×10^-8Ω·m以下的电阻率，并由例如Cu等非磁性金属（具有大约为1的相对导磁率的常磁性材料）制成。

从缩短将定影带61加热至预定的定影温度所需要的时间（在下文中称为“预热时间”）的方面考虑，导电发热层612可以具有较小的厚度。

弹性层613由例如硅橡胶等耐热弹性材料制成。纸张P上的色调剂图像（即，定影的对象）是具有不同颜色的粉末色调剂层。因此，为了在咬合部分N均匀地加热整个色调剂图像，定影带61的表面可以沿着由纸张P上的色调剂图像形成的凹凸表面变形。在这种情况下，具有例如100μm至600μm的厚度和10°至30°的硬度（JIS-A）的硅橡胶适用于弹性层613。

表面防粘层614直接接触纸张P上的未定影的色调剂图像，并因此由具有高防粘性的材料制成。这种材料的实例包括：四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物（PFA）、聚四氟乙烯（PTFE）、硅树脂共聚物、以及任意上述材料的复合物。如果表面防粘层614太薄，则耐磨性不足，并且定影带61的使用寿命会缩短。相反地，如果表面防粘层614太厚，则定影带61的热容量太大并且增加了预热时间。考虑到耐磨性和热容量之间的平衡，表面防粘层614的厚度可以是1μm至50μm。

用于定影带的驱动机构

现在描述驱动定影带61的机构。

参考图2中的正视图，框架65（参见图3）具有端盖部件67，端盖部件67固定在框架65的两个轴向端部；利用端盖部件67在框架65的两端保持定影带61的圆形横截面形状的同时，使定影带61沿周向旋转。定影带61的两端直接接收来自端盖部件67的旋转驱动力，并因此以例如140mm/s的处理速度朝图3所示的箭头C的方向旋转。

图5A是示出一个端盖部件67的侧视图。图5B是在沿图5A所示的箭头VB的方向看去时端盖部件67的平面图。参考图5A和图5B，端盖部件67均包括：固定部分67a，其安装在定影带61的一个相应端部中；凸缘部分67d，其具有比固定部分67a的外径大的外径，并且在端盖部件67安装在定影带61中的状态下，凸缘部分67d沿径向延伸至定影带61之外；齿轮部分67b，旋转驱动力传递至该齿轮部分67b；以及轴承部分67c，其利用一个相应的连接部件166而可旋转地连接至一个相应的支撑部分65a。支撑部分65a设置在框架65的两端。参考图2，位于框架65两端的支撑部分65a固定在定影单元60的壳体69的相应的两端，从而利用与支撑部分65a相连的相应的轴承部分67c来可旋转地支撑端盖部件67。

端盖部件67由具有高机械强度和高耐热性的工程塑料制成，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、聚醚醚酮（PEEK）、聚醚砜（PES）、聚苯硫醚（PPS）、或液晶聚合物（LCP）。

如图2所示，在定影单元60中，旋转驱动力从作为示例性驱动单元的驱动电动机90经由传动齿轮91和92传递至轴93，并经由与轴93相连的各个传递齿轮94和95传递至两个端盖部件67的齿轮部分67b（参见图5A和图5B）。这样，旋转驱动力从端盖部件67传递至定影带61，并且端盖部件67和定影带61一起旋转。

由于定影带61的两端直接接收驱动力而旋转，所以定影带61旋转稳定。

现在参考图3，加压辊62面向定影带61，并随着定影带61的旋转而以例如140mm/s的处理速度朝图3所示的箭头D的方向旋转。在定影带61被咬合在加压辊62与受压垫63之间的状态下形成咬合部分N。当穿过咬合部分N传送具有未定影的色调剂图像的纸张P时，向未定影的色调剂图像施加热量和压力，从而将未定影的色调剂图像定影在纸张P上。

加压辊62包括：实心铝制芯体（圆柱状金属芯体）621，其具有18mm的示例性直径；耐热弹性层622，其由硅海绵等制成，具有5mm的示例性厚度并设置在芯体621的外周上；以及防粘层623，其作为耐热橡胶涂层或者由碳填充的PFA等组成的耐热树脂涂层，防粘层623具有50μm的示例性厚度。加压辊62利用按压弹簧68（参见图2）施加的25kgf示例性载荷来按压受压垫63，定影带61设置在加压辊62与受压垫63之间。

热敏磁性部件

根据示例性实施例的热敏磁性部件64充当处于或低于导磁率开始变化的温度的强磁体。因此，热敏磁性部件64利用感应发热而自然而然地发热。当执行定影时，定影带61损失热量，并且定影带61的温度降低。然而，由定影带61利用感应发热产生的热量和由热敏磁性部件64产生的热量的组合作用对定影带61重新加热。因此，在经由定影带61传导的热量的作用下，定影带61的温度快速上升至预定的定影温度。

热敏磁性部件64具有沿着定影带61的内周面延伸的弧形形状。热敏磁性部件64设置成与定影带61的内周面接触，以便把利用感应发热而产生的热量从热敏磁性部件64供应至定影带61。为了将热量供应至定影带61，将热敏磁性部件64保持在比定影带61的温度高20℃至30℃的温度。

热敏磁性部件64由如下材料制成：该材料的导磁率（磁特性之一）突然变化的温度（稍后独立地描述）等于或高于预定的定影温度（不同颜色的色调剂图像在该温度熔化）并低于定影带61的弹性层613和表面防粘层614的耐热温度。换句话说，热敏磁性部件64由表现出“热敏磁性”的材料制成，也就是说，热敏磁性部件64在包含预定的定影温度在内的温度范围内，在表现强磁性与非磁性（顺磁性）之间可逆地变化。在热敏磁性部件64表现强磁性的温度范围内，即，当处于或低于导磁率开始变化的温度时，热敏磁性部件64起到如下第二磁路形成部件的作用：将由IH加热器80产生并与定影带61交叉的磁力线引导到内部，由此形成交流磁场（磁力线）的磁路，该磁路的一部分穿过热敏磁性部件64。因此，热敏磁性部件64形成将定影带61和IH加热器80的励磁线圈82（参见稍后要参考的图6）包围起来的闭合磁路。相反地，在高于导磁率开始变化的温度时，热敏磁性部件64允许由IH加热器80产生并与定影带61交叉的磁力线沿热敏磁性部件64的厚度方向穿过。因此，由IH加热器80产生并与定影带61交叉的磁力线形成与热敏磁性部件64交叉的磁路，穿过良导热储热部件66，并返回到IH加热器80。

“导磁率开始变化的温度”是指导磁率（例如，根据JIS C2531测定的）开始持续下降的温度，具体地说，是指穿过热敏磁性部件64和其它元件的磁通量（磁力线的数量）开始变化的温度。也就是说，导磁率开始变化的温度接近居里点（在居里点，材料失去磁性），却是不同于居里点的概念。

热敏磁性部件64由如下材料制成：导磁率开始变化的温度设置在例如140℃（预定的定影温度）至240℃的范围内。这种材料的实例包括：二元整磁钢（magnetic shunt steel），例如Fe-Ni合金（坡莫合金）；以及三元整磁钢，例如Fe-Ni-Cr合金。在Fe-Ni二元整磁钢的情况下，可以按照Fe约占64%，Ni约占36%的比例（原子数比）将导磁率开始变化的温度设置在大约225℃。诸如坡莫合金和整磁钢等金属合金易于成型并易于加工，具有高导热率，并且不昂贵。因此，这种金属合金适用于热敏磁性部件64。这种金属合金的示例性成分包括Fe、Ni、Si、B、Nb、Cu、Zr、Co、Cr、V、Mn和Mo。

热敏磁性部件64制作得比趋肤深度δ（参见上述公式（1））厚，趋肤深度δ为允许由IH加热器80产生的交流磁场（磁力线）进入的深度。例如，在Fe-Ni合金的情况下，将热敏磁性部件64的厚度设置在大约200μm至大约800μm。

良导热储热部件

根据示例性实施例的良导热储热部件66具有沿着热敏磁性部件64的内周面延伸的弧形形状，并接触热敏磁性部件64的内周面。当将热敏磁性部件64加热至导磁率开始变化的温度以上的温度时，穿过热敏磁性部件64的交流磁场（磁力线）到达良导热储热部件66，因而在良导热储热部件66中产生涡电流I，涡电流I产生沿抵消上述磁力线的方向的磁力线。具体地说，良导热储热部件66可以具有远大于趋肤厚度δ（参见上述公式（1））的预定厚度（例如，1.0mm），以允许涡电流I容易地流过。在这种构造中，即使涡电流I流过良导热储热部件66，产生的热量仍然是最少的。在示例性实施例中，良导热储热部件66由具有1mm厚度的铝（Al）部件制成，并呈沿着热敏磁性部件64延伸的大致圆形形状。良导热储热部件66与热敏磁性部件64的内周面接触。适用于良导热储热部件66的其它材料包括Ag和Cu。

IH加热器

现在描述IH加热器80。IH加热器80通过产生作用在定影带61的导电发热层612上的交流磁场来执行电磁感应加热。

图6是根据示例性实施例的IH加热器80的剖视图。如图6所示，IH加热器80包括：支撑体81，其由例如耐热树脂等非磁性材料制成；励磁线圈82，其产生交流磁场；弹性支撑部件83，其由弹性材料制成并将励磁线圈82固定在支撑体81上；磁芯84，其形成励磁线圈82所产生的交流磁场的磁路；屏蔽件85，其屏蔽磁场；按压部件86，其向支撑体81按压磁芯84；以及励磁电路88，其向励磁线圈82供应交流电。

支撑体81具有沿着定影带61的表面延伸的弯曲的横截面形状并设置成：将支撑励磁线圈82的支撑体81的上表面（支撑面）81a保持在距定影带61的表面为预定距离（例如，0.5mm至2mm）处。支撑体81由如下耐热的非磁性材料制成：例如，耐热玻璃；耐热树脂，例如聚碳酸酯、聚醚砜或PPS；或者通过向上述耐热树脂中添加玻璃纤维而获得的材料。

励磁线圈82是示例性励磁部件，产生与定影带61的导电发热层612交叉的交流磁场。励磁线圈82是通过将利兹线缠绕成具有例如长圆形、椭圆形、或矩形等任意形状的中空闭合回路而制成的。利兹线是例如90根铜线的线束，各根铜线彼此绝缘并均具有例如0.17mm的直径。当从励磁电路88向励磁线圈82供应预定频率的交流电时，在励磁线圈82周围产生以缠绕成闭合回路的利兹线为中心的交流磁场。与由上述通用电源产生的交流电的频率相对应地，从励磁电路88向励磁线圈82供应的交流电的频率通常在20kHz至100kHz的范围内。

磁芯84是由例如软性铁氧体、铁氧体树脂、非晶合金、坡莫合金或整磁钢等具有高导磁率的氧化物或合金构成的强磁体。磁芯84包括在扫描方向上以预定的间隔设置的多个区段。磁芯84的区段起到第一磁路形成部件的作用，各区段均形成励磁线圈82所产生的交流磁场的磁路。磁芯84将励磁线圈82所产生的交流磁场的磁力线（磁通）引导到内部，并形成如下磁力线的通路（磁路）：该磁力线从磁芯84发出，朝热敏磁性部件64的方向与定影带61交叉，穿过热敏磁性部件64，并返回到磁芯84。也就是说，由励磁线圈82产生的交流磁场穿过磁芯84和热敏磁性部件64延伸，从而形成具有将定影带61和励磁线圈82包围的磁力线的闭合磁路。因此，由励磁线圈82产生的交流磁场的磁力线集中在定影带61的面向磁芯84的部分。

磁芯84可以由在形成磁路时损耗小的材料制成。具体地说，磁芯84可以以减少涡电流损耗的形式（例如，采用用狭缝等来切断或分割电流路径的结构，或者包括彼此束缚起来的薄板的结构）使用，并可以由磁滞损耗小的材料制成。

磁芯84在定影带61的旋转方向上的长度小于热敏磁性部件64在定影带61的旋转方向上的长度。因此，减少了IH加热器80周围的磁力线的泄漏，并且增大了功率因数。另外，抑制了定影单元60中所包括的金属部件中的电磁感应，并且提高了定影带61（导电发热层612）的发热效率。

定影带如何发热

现在描述定影带61如何利用由IH加热器80产生的交流磁场来发热。

如上所述，将热敏磁性部件64的导磁率开始变化的温度设置成等于或高于不同颜色色调剂图像被定影的预定定影温度并且等于或低于定影带61的耐热温度，例如设置成140℃至240℃。当定影带61处于或低于导磁率开始变化的温度时，与定影带61对应地，设置成靠近定影带61的热敏磁性部件64也处于或低于导磁率开始变化的温度。在这种状态下，热敏磁性部件64呈强磁性，并形成如下磁路：其中，由IH加热器80产生的交流磁场的磁力线H与定影带61交叉，并沿扩展方向穿过热敏磁性部件64。这里，术语“扩展方向”是指与热敏磁性部件64的厚度方向正交的方向。

图7示出当定影带61处于或低于导磁率开始变化的温度时的磁力线H。如图7所示，当定影带61处于或低于导磁率开始变化的温度时，由IH加热器80产生的交流磁场的磁力线H形成如下磁路：与定影带61交叉并沿扩展方向（与厚度方向正交的方向）穿过热敏磁性部件64。因此，在定影带61中磁力线H与导电发热层612交叉的每个区域中，单位面积上的磁力线H的数量（磁通密度）大。

具体地说，在从IH加热器80的磁芯84发出的磁力线H穿过区域R1和R2中的定影带61的导电发热层612之后，在磁力线H被引导到呈强磁性的热敏磁性部件64中。因此，沿厚度方向与定影带61的导电发热层612交叉的磁力线H集中，从而进入热敏磁性部件64。因此，区域R1和R2中的磁通密度高。此外，在沿扩展方向穿过热敏磁性部件64的磁力线H经由区域R3（在该区域中，磁力线H沿厚度方向与导电发热层612交叉）而返回到磁芯84时，从热敏磁性部件64的具有低磁位的部分向磁芯84集中地产生磁力线H。因此，从热敏磁性部件64向磁芯84集中地发出沿厚度方向与定影带61的导电发热部分612交叉的磁力线H，从而使区域R3中的磁通密度增大。

在磁力线H沿厚度方向交叉的定影带61的导电发热部分612中，与单位面积上磁力线H的数量（磁通密度）的变化量成比例地出现涡电流I。因此，如图7所示，在磁通密度的变化量大的区域R1和R2以及区域R3各区域中出现大的涡电流I。在导电发热层612中出现的涡电流I产生焦耳热W（W=I²R），焦耳热W是导电发热层612的电阻R乘以涡电流I的平方得到的乘积。因此，在导电发热层612的出现大涡电流I的每个区域中，产生高的焦耳热W。

因此，当定影带61处于或低于导磁率开始变化的温度时，在磁力线H与导电发热层612交叉的区域R1和R2以及区域R3中产生高热量。由此，将定影带61加热。

在根据示例性实施例的定影单元60中，热敏磁性部件64设置成在定影带61的内周侧与定影带61接触。因此，实现了如下构造：磁芯84和热敏磁性部件64设置得彼此靠近，其中，由励磁线圈82产生的磁力线H被引导到磁芯84内部，沿厚度方向与定影带61交叉的磁力线H被引导到热敏磁性部件64内部。因此，由IH加热器80（励磁线圈82）产生的交流磁场形成短回路（short loop）形式的磁路。这种磁路具有高磁通密度和高磁耦合度。因此，当定影带61处于或低于导磁率开始变化的温度时，定影带61非常高效率地产生热量。

固定励磁线圈的方法

现在描述根据示例性实施例的将励磁线圈82固定到IH加热器80中的支撑体81上的方法。

在根据示例性实施例的IH加热器80中，将励磁线圈80支撑在支撑体81上的弹性支撑部件83由例如硅橡胶或氟橡胶等弹性材料制成。弹性支撑部件83在向支撑体81按压励磁线圈82的同时经历弹性变形，从而将励磁线圈82支撑在支撑体81的支撑面81a上。也就是说，弹性支撑部件83由具有小杨氏模量的材料制成。当弹性支撑部件83向支撑体81按压励磁线圈82时，具有小杨氏模量的弹性支撑部件83经历弹性变形，从而将励磁线圈82支撑在支撑体81上。

图8示出根据示例性实施例的IH加热器80的叠层结构。

如图8所示，励磁线圈82设置在支撑体81的支撑面81a上，从而将励磁线圈82的闭合环式中空部分82a安装在沿着支撑面81a的纵向中心轴线延伸的凸起部分81b周围。支撑面81a起到定位面的作用，其设置在距定影带61为特定距离（设计值）处。定影带61被上述端盖部件67（参见图2）支撑，并沿着大致圆形的轨迹旋转。因此，将励磁线圈82与定影带61之间的距离设置成设计值，励磁线圈82位于支撑面81a上并与之紧密接触。

因此，在根据示例性实施例的IH加热器80中，设置在支撑体81的支撑面81a上的励磁线圈82被弹性支撑部件83按压在支撑面81a上。具体地说，设置在励磁线圈82上方的磁芯84附接在支撑体81上，从而将磁芯84的两侧84a安装在支撑轨81c中（另外参见图6），支撑轨81c设置在支撑体81的相应的两侧。因此，设置在磁芯84下侧（更靠近支撑体81的一侧）的弹性支撑部件83与励磁线圈82的上表面接触。同时，由于屏蔽件85附接在支撑体81上，所以磁芯84被设置在屏蔽件85下侧的按压部件86按压在支撑体81上。因此，励磁线圈82接收来自弹性支撑部件83的弹性力，并且励磁线圈82在被弹性支撑部件83按压在支撑面81a上的同时被支撑在支撑面81a上；其中，弹性支撑部件83接收来自磁芯84的压力，并且由于压力而经历弹性变形。这样，励磁线圈82与支撑面81a紧密接触，并且将励磁线圈82与定影带61之间的距离设置成设计值。

按压部件86可以是例如硅橡胶或氟橡胶等弹性体，或例如弹簧等弹性部件。

通常，当励磁线圈82产生交流磁场时，磁力作用在磁芯84与包括热敏磁性部件64在内的设置在定影带61的内周侧的其它部件之间，从而励磁线圈82自身振动（经历磁致伸缩），其中，磁芯84设置在励磁线圈82附近。在这种状态下，由弹性材料制成的弹性支撑部件83在吸收励磁线圈82的振动的同时，与励磁线圈82的振动相一致地经历弹性变形。因此，即使在长期使用定影单元60之后励磁线圈82的振动总数变大，弹性支撑部件83仍然保持与励磁线圈82接触，从而保持支撑体81与励磁线圈82之间的最初设置的位置关系。

在制造过程中，将弹性支撑部件83的厚度（预定值）控制在以预定的精度限定的范围内。因此，将励磁线圈82支撑在支撑面81a上的压力变得在纵向上大致均匀。特别地，在根据示例性实施例的IH加热器80中，在励磁线圈82的纵向上设置的磁芯84的多个区段在整个纵向上均匀地按压励磁线圈82。因此，在整个纵向上增强了励磁线圈82和支撑面81a之间的紧密度，从而励磁线圈82与定影带61之间在整个纵向上的位置关系是固定的。

为了将励磁线圈82附接在支撑体81上，励磁线圈82需要被固定，以便在支撑面81a上不偏移。如果发生任何偏移，则励磁线圈82与定影带61之间的距离可能偏离最初的设计值。相应地，从磁芯84发出并与定影带61交叉的磁力线的密度（磁通密度）可能在定影带61上局部地变化。

为了将励磁线圈82固定到支撑体81上，通常使用粘合剂。具体地说，首先将粘合剂施加在励磁线圈82的内表面，即，将与支撑体81接触的一侧。可选地，可以将粘合剂施加在支撑体81的支撑面81a上。然后，沿着支撑体81的支撑轨81c设置励磁线圈82。支撑轨81c起到预设附接基准的作用。在这种状态下，将励磁线圈82按压在支撑面81a上。由此，励磁线圈82被固定在支撑体81上。粘合剂可以是任意的常用材料，例如硅基粘合剂。励磁线圈82由例如缠绕成闭合环状的利兹线制成，并且利兹线的各根线绑在一起。因此，励磁线圈82容易变形。如果励磁线圈82变形，则励磁线圈82相对于支撑体81的位置精度趋于降低。如果励磁线圈82相对于支撑体81的位置精度降低，则定影带61的表面的发热量可能局部地变化。因此，以不使励磁线圈82变形的压力来均匀地按压励磁线圈82。

温度传感器

现在详细描述温度传感器100。

图9示出温度传感器100的构造以及如何将温度传感器100附接到定影单元60上。图9所示的温度传感器100是在沿图3所示的箭头IX的方向看去时所看到的。

图9所示的温度传感器100是热敏电阻温度传感器并包括：温度检测部分101，其具有热敏电阻，热敏电阻的电阻值随着温度的变化而变化；以及支撑部分102，温度传感器100在支撑部分102处附接到定影单元60上。

用作温度检测部分101的热敏电阻的实例包括：负温度系数（NTC）热敏电阻，其电阻值随着温度的上升而减小；正温度系数（PTC）热敏电阻，其电阻值随着温度的上升而增大；以及临界温度电阻（CTR）热敏电阻，其电阻值随着温度的上升而减小，并且在特定的温度范围内灵敏度增加。在这些热敏电阻中，温度的变化与电阻值的变化彼此成比例的NTC热敏电阻适用于温度检测。NTC热敏电阻可以是例如通过烧结例如镍、锰、钴、铁等的氧化物的混合物而获得的烧结体。

支撑部分102包括柔性板状弹性部件。支撑部分102按压温度检测部分101，以保持温度检测部分101与定影带61的内周面之间接触的状态，从而可以测量定影带61的温度。支撑部分102可以由例如耐热树脂膜制成。支撑部分102内部包括两条引线（未示出），这两条引线与温度检测部分101相连。这两条引线经由温度检测部分101而彼此相连。在向两条引线供应电流的同时，监测温度检测部分101的电阻值，由此测量出定影带61的温度。

热敏磁性部件64具有切口部分64a，温度传感器100设置在切口部分64a中。由于温度传感器100设置在切口部分64a中，所以温度传感器100的温度检测部分101与定影带61的内周面接触。

切口部分与定影带在扫描方向上的温度分布之间的关系

在热敏磁性部件64具有切口部分64a的情况下，切口部分64a与热敏磁性部件64的其它部分相比具有不同的发热量和不同的热容量。如果磁芯84的任意区段位于与切口部分64a交叉的磁路上，则定影带61在与切口部分64a相对应的位置处的温度上升。这是由于以下原因。由于热敏磁性部件64的热容量在切口部分64a处减小，热敏磁性部件64的切口部分64a处的温度趋于变高。如果在这种状态下将未定影的色调剂图像定影在纸张P上，则得到的图像的光泽可能变得不均匀且/或定影程度可能变得不均匀。

图10A至图10C示出根据第一实例的热敏磁性部件64的切口部分64a与磁芯84的区段之间的位置关系以及定影带61在扫描方向上的温度分布。图10B示出磁芯84的各区段在扫描方向上的位置。图10C示出热敏磁性部件64的切口部分64a在扫描方向上的位置。图10A是定影带61在扫描方向上的温度分布的曲线图。在图10A所示的曲线图中，横轴表示扫描方向上的位置，扫描方向上的位置对应于切口部分64a及磁芯84的各区段的位置；纵轴表示定影带61的表面温度。

在图10C所示的实例中，磁路产生方向为竖直方向。磁芯84的一个区段位于与切口部分64a交叉的磁路上。在图10B中，用84-1表示磁芯84的这一个区段。在这种情况下，如图10A所示，在与切口部分64a相对应的位置出现表示定影带61高温的峰值P1。

在示例性实施例中，与切口部分64a的磁路产生方向相对应的位置不设置磁芯84的任意区段，来避免上述情况。

图11A至图11C和图12A至图12C示出根据第二实例的热敏磁性部件64的切口部分64a与磁芯84的区段之间的位置关系以及定影带61在扫描方向上的不同温度分布。

与图10B和图10C类似，图11B和图11C以及图12B和图12C示出磁芯84的区段的位置和切口部分64a在扫描方向上的位置。与图10A类似，图11A和图12A是分别示出定影带61在扫描方向上的温度分布的曲线图。具体地说，图11A中的曲线图示出：在定影单元60刚执行预热操作之后，定影带61的温度分布；图12A中的曲线图示出：在定影单元60执行定影操作期间，定影带61的温度分布。

在图11B和图11C以及图12B和图12C所示的示例性情况下，没有磁芯84的区段位于切口部分64a的磁路产生方向的中心线的延长线上。也就是说，在这些示例性情况下，与切口部分64a的磁路产生方向相对应的位置两侧设置有磁芯84的两个区段，即，区段84-2和区段84-3。因此，在图11A所示的情况下，定影带61的与切口部分64a相对应的部分的温度没有变得比定影带61的其它部分的温度高。这是由于以下原因。磁通密度在与区段84-2及区段84-3相对应的位置处较高，但在与切口部分64a相对应的位置处较低。因此，热敏磁性部件64的温度不易上升。

参考图12A，图12A示出定影操作期间的定影带61的温度分布，在与切口部分64a相对应的位置出现比其它峰值低的峰值P2。在切口部分64a处，热敏磁性部件64自身的发热量较少。由于切口部分64a设置在热敏磁性部件64中，所以热敏磁性部件64与定影带61之间的接触面积减小。因此，热敏磁性部件64与定影带61之间的接触时间减少。因此，从热敏磁性部件64传递到定影带61的热量减少。因此，定影带61的温度降低。

为了使在图12A所示的曲线图中出现峰值P2的可能性降低，位于与峰值P2相对应的位置的磁芯84的区段的间隔可相对于其它位置处的间隔减少。

图13示出根据示例性实施例的磁芯84的区段的间隔。

如图13所示，除了位于与切口部分64a相对应的位置处的磁芯84的区段的间隔以第二间隔9mm设置之外，磁芯84的区段通常以预定第一间隔12mm均匀地设置，第二间隔小于第一间隔。也就是说，位于与切口部分64a相对应的位置处的磁芯84的区段的间隔小于位于其它位置的磁芯84的区段的间隔。因此，在示例性实施例中，磁芯84包括以第一间隔设置的区段以及以小于第一间隔的第二间隔设置的区段，以便均产生磁路；以第二间隔设置的区段设置在切口部分64a的磁路产生方向的中心线的延长线两侧。换句话说，磁芯84的一些区段在扫描方向上以第一间隔设置，而磁芯84的其它区段以小于第一间隔的第二间隔设置，从而将相距第二间隔的区段设置在与热敏磁性部件64的切口部分64a的磁路产生方向相对应的位置两侧，而将相距第一间隔的其它区段设置在其它位置。

图14A至图14C和图15A至图15C示出根据第三实例的热敏磁性部件64的切口部分64a与磁芯84的区段之间的位置关系以及定影带61在扫描方向上的不同温度分布。

图14B和图14C以及图15B和图15C示出磁芯84的区段的位置和切口部分64a在扫描方向上的位置。图14A和图15A是分别示出定影带61在扫描方向上的温度分布的曲线图。具体地说，图14A中的曲线图示出：在定影单元60刚执行预热操作之后，定影带61的温度分布；图15A中的曲线图示出：在定影单元60执行定影操作期间，定影带61的温度分布。

与图12B及图12C所示的情况类似，在图14B和图14C以及图15B和图15C所示的情况下，没有磁芯84的区段位于切口部分64a的磁路产生方向的中心线的延长线上。这里以84-4和84-5表示位于切口部分64a的中心线的延长线两侧的磁芯84的两个区段。此外，在示例性实施例中，如图13所示，磁芯84的区段84-4与区段84-5之间的间隔小于其它区段的间隔。

根据本示例性实施例，如图14A和图15A所示，定影带61在与切口部分64a相对应的位置处的温度没有变得比定影带61的其它位置的温度高。此外，如图15A所示，在定影操作期间定影带61在与切口部分64a相对应的位置处的温度没有变得比定影带61的其它位置的温度低。由于位于与切口部分64a相对应的位置处的磁芯84的区段的间隔（第二间隔）小于磁芯84的其它区段的间隔（第一间隔），所以与切口部分64a相对应的位置处的磁通密度变得较高，并且热敏磁性部件64的发热量在切口部分64a处增加，从而补偿了由于设置切口部分64a而引起的热容量的减小。因此，根据由于在热敏磁性部件64中设置切口部分64a而引起的热敏磁性部件64的热容量的减小量，可以确定第二间隔。

在上述定影单元60中，定影带61在扫描方向上的温度波动得到减小。因此，在定影操作之后获得的图像的光泽不易变化，并且提供了能够形成良好图像的图像形成设备。

出于示例和说明的目的提供了本发明的示例性实施例的上述说明。其意图不在于穷举或将本发明限制为所公开的确切形式。显然，对于本领域的技术人员而言许多修改和变型是显而易见的。选择和说明实施例是为了最佳地解释本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域的其他人员能够理解各种实施例的发明和适合于特定预期应用的各种修改。其目的在于用所附权利要求书及其等同内容来限定本发明的范围。

Claims (5)

1.一种定影装置，包括：

定影部件，其包括导电层，在所述导电层被感应加热的同时，所述定影部件将色调剂定影在记录材料上；

磁场产生单元，其包括：

励磁部件，其产生与所述定影部件的所述导电层交叉的交流磁场；以及

第一磁路形成部件，每个所述第一磁路形成部件均形成所述励磁部件所产生的交流磁场的磁路，所述第一磁路形成部件包括在扫描方向上以预定的第一间隔设置的部件以及在所述扫描方向上以第二间隔设置的部件，所述第二间隔小于所述第一间隔；

温度测量装置，其设置成与所述定影部件的内周面接触，并测量所述定影部件的温度；以及

第二磁路形成部件，其具有切口部分，所述温度测量装置设置在所述切口部分中，所述第二磁路形成部件与所述定影部件的内周面接触并形成所述磁场产生单元所产生的交流磁场的磁路，所述第二磁路形成部件受到感应加热而将热量传导至所述定影部件，

其中，以所述第二间隔设置的所述第一磁路形成部件设置在与所述第二磁路形成部件的所述切口部分的磁路产生方向相对应的位置两侧，并且以所述第一间隔设置的所述第一磁路形成部件设置在其它位置。

2.根据权利要求1所述的定影装置，其中，

所述第二间隔根据通过在所述第二磁路形成部件中设置所述切口部分而引起的所述第二磁路形成部件的热容量减小量来确定。

3.一种定影装置，包括：

定影部件，其包括导电层，在所述导电层被感应加热的同时，所述定影部件将色调剂定影在记录材料上；

磁场产生单元，其包括：

励磁部件，其产生与所述定影部件的所述导电层交叉的交流磁场；以及

第一磁路形成部件，其在扫描方向上以预定的间隔设置，并且每个所述第一磁路形成部件均形成所述励磁部件所产生的交流磁场的磁路；

温度测量装置，其设置成与所述定影部件的内周面接触，并测量所述定影部件的温度；以及

第二磁路形成部件，其具有切口部分，所述温度测量装置设置在所述切口部分中，所述第二磁路形成部件与所述定影部件的内周面接触并形成所述磁场产生单元所产生的交流磁场的磁路，所述第二磁路形成部件受到感应加热而将热量传导至所述定影部件，

其中，所述第一磁路形成部件设置成避开所述切口部分的磁路产生方向的中心线的延长线。

4.根据权利要求3所述的定影装置，其中，

所述第一磁路形成部件包括：

以第一间隔设置的部件；以及

以第二间隔设置并位于所述中心线的延长线两侧的部件，所述第二间隔小于所述第一间隔。

5.一种图像形成设备，包括：

色调剂图像形成部，其形成色调剂图像；

转印部，其将色调剂图像转印到记录材料上；以及

定影部，其包括：

定影部件，其包括导电层，在所述导电层被感应加热的同时，所述定影部件将色调剂定影在记录材料上；

磁场产生单元，其包括：

励磁部件，其产生与所述定影部件的导电层交叉的交流磁场；以及

第一磁路形成部件，每个所述第一磁路形成部件均形成所述励磁部件所产生的交流磁场的磁路，所述第一磁路形成部件包括在扫描方向上以预定的第一间隔设置的部件以及在所述扫描方向上以第二间隔设置的部件，所述第二间隔小于所述第一间隔；

温度测量装置，其设置成与所述定影部件的内周面接触，并测量所述定影部件的温度；以及

第二磁路形成部件，其具有切口部分，所述温度测量装置设置在所述切口部分中，所述第二磁路形成部件与所述定影部件的内周面接触并形成所述磁场产生单元所产生的交流磁场的磁路，所述第二磁路形成部件受到感应加热而将热量传导至所述定影部件，

其中，以所述第二间隔设置的所述第一磁路形成部件设置在与所述第二磁路形成部件的所述切口部分的磁路产生方向相对应的位置两侧，并且以所述第一间隔设置的所述第一磁路形成部件设置在其它位置。

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