CN104730889A - 图像加热装置和与图像加热装置一起使用的可旋转部件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了图像加热装置和与图像加热装置一起使用的可旋转部件。该用于对在记录材料上形成的图像进行加热的图像加热装置包含：圆筒形的可旋转部件，该圆筒形的可旋转部件包含基层和导电层；芯部，该芯部插入到可旋转部件中；以及线圈，该线圈在可旋转部件内部螺旋地缠绕在芯部周围，其中，通过使AC电流通过线圈形成AC磁场以通过电磁感应加热在导电层中产生热。基层具有比导电层的体积电阻率高的体积电阻率。导电层与可旋转部件的旋转无关地通过沿可旋转部件的圆周方向流动的电流通过其整个圆周产生热。

Description

图像加热装置和与图像加热装置一起使用的可旋转部件

技术领域

本发明涉及安装在诸如电子照相类型的复印机或打印机的图像形成装置中的电磁感应加热类型的图像加热装置。并且，本发明涉及与图像加热装置一起使用的可旋转部件。

背景技术

作为图像加热装置，可以使用用于通过加热在记录材料上形成的未定影图像来定影或暂时定影该未定影图像的热定影设备和用于通过重新加热在记录材料上定影的图像来增加图像的光泽度的光泽度增加设备(图像改质设备)以及类似的设备。

作为示例，将描述安装在电子照相类型的诸如复印机或打印机的图像形成装置中的图像加热装置。在传统的热定影设备中，通过使支撑未定影图像的记录材料通过由定影辊(热辊)和与定影辊压力接触的加压辊形成的压合部，来进行定影。

近年来，作为定影辊的加热方法，已提出电磁感应加热类型(日本公开专利申请(JP-A)Hei 8-129313)。电磁感应加热类型能够直接加热待加热的材料，因此，温度升高速度快且迅速启动性能优异，使得电磁感应加热类型在缩短打印等待时间上是有利的。

在电磁感应加热类型中，通过在磁性材料上缠绕导线获得的激励线圈被设置在定影辊内部，并且向激励线圈供给AC电流，使得在激励线圈中产生的AC磁束(magnetic flux)被感应到磁体的内部以形成磁路径。然后，已提出了通过由导电部件形成并且在定影辊内部感应的电动势产生电流并然后通过产生的电流通过焦耳热加热定影辊的构成(JP-A Sho 51-120451和JP-A Sho 52-139435)。

在上述文件(参考)中公开的构成中，在意在进一步缩短预热时间的情况下，将考虑通过减小作为热产生部件的定影辊的基层的厚度使得热容量小的方法。然而，在使得定影辊的基层过薄的情况下，定影辊的强度不足并因此易于破坏，使得稳固性降低。如上所述，稳固性和小的热容量具有权衡关系，使得难以相容地实现稳固性和小的热容量。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种用于对在记录材料上形成的图像进行加热的图像加热装置，包括：圆筒形的可旋转部件，该圆筒形的可旋转部件包含基层和导电层；芯部，该芯部插入到可旋转部件中；以及线圈，该线圈在可旋转部件内部螺旋地缠绕在芯部周围，其中，通过使AC电流通过线圈形成AC磁场以通过电磁感应加热在导电层中产生热，其中，基层具有比导电层的体积电阻率(volume resistivity)高的体积电阻率，并且，其中，导电层与可旋转部件的旋转无关地通过沿可旋转部件的圆周方向流动的电流通过其整个圆周产生热。

根据本发明的第二方面，提供一种用于对在记录材料上形成的图像进行加热的图像加热装置，包括：圆筒形的可旋转部件，该圆筒形的可旋转部件包含基层和导电层；芯部，该芯部插入到可旋转部件中；以及线圈，该线圈在可旋转部件内部螺旋地缠绕在芯部周围，其中，通过使AC电流通过线圈形成AC磁场以通过电磁感应加热在导电层中产生热，其中，在相对于可旋转部件的母线方向的记录材料上的图像的最大通过区域的从一端到另一端的区间中，芯部的磁阻为导电层的磁阻和导电层与芯部之间的区域的磁阻的合成磁阻的30％或更小。

根据本发明的第三方面，提供一种用于对在记录材料上形成的图像进行加热的图像加热装置，包括：圆筒形的可旋转部件，该圆筒形的可旋转部件包含基层和导电层；芯部，该芯部插入到可旋转部件中，具有使得不在导电层外侧形成环路的形状；以及线圈，该线圈在可旋转部件内部螺旋地缠绕在芯部周围，其中，通过使AC电流通过线圈形成AC磁场以通过电磁感应加热在导电层中产生热，其中，从芯部的相对于可旋转部件的母线方向的一端出来的磁束的70％或更多通过导电层的外侧并然后返回到芯部的另一端。

根据本发明的第四方面，提供一种与用于对在记录材料上形成的图像进行加热的图像加热装置一起使用的可旋转部件，可旋转部件包括：导电层；和基层，该基层的体积电阻率比导电层的体积电阻率高；其中，导电层由奥氏体不锈钢形成。

当结合附图考虑本发明的优选实施例的以下描述时，本发明的这些和其它目的、特征和优点将变得更清楚。

附图说明

图1是表示实施例1中的定影套筒的层结构的示意性截面图。

图2是实施例1中的图像形成装置的示意图。

图3是实施例1中的定影设备的示意性纵向前视图，其中，省略定影设备的中途部分。

图4包含定影设备的主要部分的放大截面右侧视图和控制系统的框图。

图5、图6和图7的(a)和(b)是定影设备的示图。

图8是表示比较例1中的定影套筒的层结构的示意性截面图。

图9是实施例1和比较例1中的定影套筒的效果的验证的示图。

图10和图11分别是表示实施例2和3中的定影套筒的层结构的示意性截面图。

在图12中，(a)和(b)是热产生机构的示图。

在图13中，(a)和(b)是热产生机构的示图。

在图14中，(a)和(b)表示磁等效电路。

图15是磁芯被分割成多个部分的情况的示图。

在图16中，(a)和(b)是与电路的效率有关的示图。

在图17中，(a)、(b)和(c)表示等效电路。

图18是表示在电力的转换效率的测量实验中使用的实验设备的示图。

图19是横坐标代表通过导电层的外侧路线的磁束的比率(％)且纵坐标代表21kHz的频率处的电力的转换效率的示图。

图20是包含导电层内侧(磁芯与导电层之间的区域中)的温度检测部件的设备结构的示图。

在图21中，(a)和(b)分别是表示在图20的设备中不存在温度检测部件的区域部分和在图20的设备中存在温度检测部件的区域部分的示意性截面结构图。

具体实施方式

[实施例1]

(1)图像形成装置

图2是其中根据本发明的图像加热装置作为图像定影设备被安装的图像形成装置的示例的示意图。本实施例中的图像形成装置100是利用转印类型的电子照相处理的激光束打印机。

作为图像承载部件的可旋转鼓型电子照相感光部件(以下，称为感光鼓)沿箭头R101所示的顺时针方向以预定的圆周速度被旋转驱动。在鼓101的旋转过程中，鼓101通过接触带电辊102均匀带电到预定的极性和预定的电势。

激光束扫描器103是输出与从诸如图像扫描器或计算机的外部设备(主机设备)1000(图4)输入到控制电路(控制手段)6中的图像信息的时序电气数字像素信号对应地被开/关(ON/OFF)调制的激光L的图像曝光手段。然后，鼓101的带电表面被用激光L扫描(照射)并对其曝光。通过该扫描曝光，鼓101的表面的曝光亮部处的电荷被去除，使得在鼓101的表面上形成与目标图像信息对应的静电潜像。

显影设备104包括显影套筒104a。从显影套筒104a，显影剂(调色剂)被供给到鼓101的表面，使得鼓101的表面上的静电潜像被依次显影成作为可转印图像的调色剂图像。

片材馈送盒105容纳堆叠在其中的作为记录介质的记录材料P。记录材料P是其上通过图像形成装置形成调色剂图像的片状部件，并且包含例如规则尺寸或不规则尺寸的材料，诸如普通纸、厚纸、薄纸，信封、明信片、密封物(seal)、树脂片材、OHP片材或光面纸。这些材料以下被称为片材。并且，在本实施例中的描述中，为了方便，将通过使用诸如片材通过、片材排出、片材馈送、片材通过部分和非片材通过部分的术语描述片材(记录材料)P的操作，但是记录材料不限于纸(片材)。

基于片材馈送开始信号，片材馈送辊106被驱动，使得片材馈送盒105中的片材P分离并且被逐一馈送。然后，片材P经由对齐(registration)辊对107在预定的定时被引入到转印部分108T，该转印部分108T是鼓101与作为接触类型和可旋转类型的转印部件的转印辊108之间的接触压合部。即，片材P的馈送由对齐辊对107控制，使得片材P的尾端部分在鼓101上的调色剂图像的尾端部分到达转印部分108T的定时刚好到达转印部分108T。

引入到转印部分108T的片材P通过转印部分108T被压合和馈送，并且在馈送时段期间，从未示出的转印偏压施加电源向转印辊8施加被控制在预定的电平的转印电压(转印偏压)。向转印辊8施加极性与调色剂的电荷极性相反的转印偏压，使得调色剂图像从鼓101的表面被静电转印到片材P的表面上。

在转印部分108T处转印调色剂图像(未定影图像)的片材P与鼓101的表面分离，并且通过馈送引导件(guide)109以被引入到作为图像加热装置的热定影设备(定影设备)A中。直到片材P被馈送到定影设备A的图像形成机构部分是用于在片材P上形成未定影图像T(图4)的图像形成部分。在以下的(2)中具体描述定影设备A。

另一方面，通过用清扫设备A去除转印残留调色剂、纸粉等清扫片材分离之后(调色剂图像转印到片材P上之后)的鼓101的表面。通过定影设备A的片材P通过片材排出开口111被排出到片材排出托盘112上。

(2)定影设备

2-1)示意性结构

图3是定影设备A的示意性纵向前视图，其中，省略定影设备A的中途部分。图4包括定影设备A的主要部分的放大截面右侧视图和控制系统的框图。

相对于定影设备A及其构成部件，前(表面)侧是从片材入口侧观看A的一侧(表面)，并且后(表面)侧是与前侧相对的一侧(表面)(片材出口侧)。左和右是从前侧观看定影设备A时的左(一端侧)和右(另一端侧)。并且，上游侧和下游侧是相对于片材馈送方向a(图4)的上游侧和下游侧。纵向方向(宽度方向)和片材宽度方向在片材馈送路径表面上是与垂直于片材P的馈送方向a的方向基本上平行的方向。短方向在片材馈送路径表面上是与片材P的馈送方向a基本上平行的方向。

定影设备A是电磁感应加热类型的图像加热装置，并且是沿作为左右方向的纵向方向延伸的拉长设备。定影设备A大致包括加热单元50、作为用于与加热单元50压力接触形成压合部N的相对部件的具有弹性的加压辊7、以及其中容纳加热单元50和加压辊7的壳体60。

加热单元50是作为圆筒形图像加热可旋转部件的定影套筒(定影膜：圆筒形可旋转部件)1、定影套筒引导件(膜引导件：压合部形成部件)9、磁芯2、激励线圈3等的组装。如后面描述的那样，定影套筒1包括用于通过电磁感应加热通过AC磁场的作用产生热的导电层(热产生层)。在本实施例中，定影套筒1中是总体具有柔性的圆筒形可旋转部件。

定影套筒引导件9由诸如PPS的耐热树脂材料构成。加热单元50被设置为使得定影套筒引导件9的左右末端结构部分9L和9R分别被定位和固定在壳体60的左右侧板61L和61R之间。

加压辊7是用于与作为图像加热可旋转部件的定影套筒1协作形成其中片材P被压合馈送和加热的压合部N的相对部件，并且被设置为在加热单元50的下侧基本上与加热单元50平行。并且，芯部金属7a的左右末端轴部分经由分别作为轴承手段的轴承部件71L和71R可旋转地保持和设置在壳体60的左右侧板61L和61R之间。

轴承部件71L和71R分别相对于侧板61L和61R沿垂直(上下)方向可滑动地(可移动地)被设置，并且通过分别作为施压手段(施压部件)的施压弹簧72L和72R以预定的施压(加压)力F被上推和施压。作为结果，加压辊7对抗弹性层7b的弹性朝着定影套筒引导件9的下表面部分与定影套筒1压力接触。

在本实施例中，加压辊7如以上所描述的那样在总压力上以约100N～约200N(约10kgf～约20kgf)的施压力被压力接触。通过该压力接触，加压辊7的弹性层7b变形，使得在定影套筒1与加压辊7之间形成相对于片材馈送方向a具有预定宽度的压合部(定影压合部)N。

定影设备A的定影次序(定影处理)的操作如下。控制(控制手段)6以预定的速度沿图4中的箭头R7方向的逆时针方向在预定的控制定时旋转驱动作为可旋转驱动部件的加压辊7。通过向固定在加压辊7的芯部金属7a的右侧末端轴部分上的驱动齿轮G传送由控制电路6控制的马达(驱动源)的驱动力，来进行加压辊7的旋转驱动。

加压辊7被旋转驱动，由此，旋转扭矩通过与加压辊7的摩擦力在压合部N处作用在定影套筒1上。作为结果，定影套筒1围绕定影套筒引导件9、激励线圈3和磁芯2的组件沿箭头R1的顺时针方向以基本上等于加压辊7的旋转圆周速度的圆周速度被加压辊7旋转，同时，在定影套筒1的内表面处与定影套筒引导件9紧密接触地相对于定影套筒引导件9滑动。定影套筒1的左右端面由定影套筒引导件9的左右端部结构部分9L和9R的凸缘表面9a(图3)调节(限制)。作为结果，定影套筒1沿纵向方向的移动(蛇行)随着定影套筒1的旋转而受到限制。

并且，控制电路6使高频率电流从高频率转换器(激励电路)5通过激励线圈3。作为结果，通过产生的AC磁场的作用，定影套筒1的后面描述的导电层1b通过电磁感应加热产生热，并且在有效的全长区域上迅速被加热并且温度升高。定影套筒1的温度升高由温度检测元件(温度感测元件：热敏电阻)4检测，该温度检测元件4基本上在相对于定影套筒1的纵向方向(宽度方向，母线方向)的定影套筒1的中心部分处在定影套筒1外侧被设置为与定影套筒1相对接触或者与定影套筒1具有微小的间隙。在本实施例中，作为温度检测元件4，使用非接触热敏电阻。

控制电路6基于由温度检测元件4检测的定影套筒温度控制从高频率转换器5供给到激励线圈3的电力，使得定影套筒温度升高直到预定的目标设定温度并且控制在该预定的目标设定温度(定影温度：例如，约150℃～200℃)。

在其上承载未定影的调色剂图像T的片材P在调色剂图像承载表面朝下的状态下从转印部分108T侧被引入到定影设备A中。顺便提及，在图3中，Pmax是能够被引入到定影设备A中的片材P的最大片材通过区域宽度(记录材料的最大馈送区域宽度)。并且，在片材P在压合部处被压合和定影的过程中，未定影的调色剂图像通过定影套筒1的热和施加到压合部的压力作为定影图像定影在片材P上。从压合部N出来的片材P从定影设备A被发送到外面。

2-2)定影套筒

图1是用于示出作为圆筒形图像加热可旋转部件的定影套筒1的层结构的示意性截面图。定影套筒1是构成为具有从其内侧由基层1a、用于通过磁场的作用通过电磁感应加热产生热的导电层(热产生层)1b、以及最外面的表面层1c的截面层结构并且总体具有柔性且在自由状态中呈圆筒形状的部件。作为定影套筒1的直径，10～100μm是合适的。在本实施例中，定影套筒1的外径是24mm。

如上所述，通过在功能上分离基层1a和作为用于通过AC磁场的作用通过电磁感应加热产生热的热产生层的导电层1b并然后通过在基层1a外侧形成导电层1b，获得作为圆筒形图像加热可旋转部件的定影套筒1。然后，利用用于基层1a的材料的体积(电气)电阻率大于用于导电层1b的材料的体积电阻率的构成。并且，利用用于基层1a的材料的比重小于用于导电层1b的材料的比重的构成。通过使用这样的构成，能够利用基层1a具有某种程度的厚度且由不如此产生热的材料形成并且导电层1b在例如金属层的薄层中形成的构成。

因此，能够提供能够缩短预热时间、同时满足作为第一热可旋转部件的定影套筒1的强度以及能够在不降低稳固性的情况下缩短预热时间的定影设备。

将进一步具体描述定影套筒1的结构。作为用于基层1a的材料，具有非磁性性能和高体积电阻率且耐热性优异的物质是合适的。例如，存在以PI(聚酰亚胺)和PAI(聚酰胺酰亚胺)代表的耐热树脂材料和以CFRP(碳纤维增强塑料)和GFRP(玻璃纤维增强塑料)为代表的纤维增强树脂材料以及类似的树脂材料。

在以下出现的表1中示出上述各物质中的每一种的体积电阻率、比重和耐热温度。通过测量向具有截面面积S和长度L的试样部件供给某一电流I时的试样部件的两端处的电势差V并然后通过从以下的计算式计算获得体积电阻率ρ：

ρ＝(V×S)/(I×L)。

作为基层1a的厚度，20～200μm是合适的。在本实施例中，基层1a由60μm厚度的PI(聚酰亚胺)形成。

在基层1a的外表面上，形成导电层1b。导电层1b是用于通过AC磁场的作用通过电磁感应加热产生热的热产生层。作为用于作为热产生层的导电层1b的材料，具有低体积电阻率的金属是合适的。例如，存在金、银、铜、铁、铂、锡、不锈钢(SUS)、钛、铝、镍等。在以下出现的表2中示出上述各物质中的每一种的体积电阻率和比电阻。作为用于本实施例中的导电层1b的材料，优选的材料是铜、银或奥氏体不锈钢，这些材料是具有低磁导率(permeability)的材料。将在后面描述其原因。

在表1和2的比较中，表1所示的所有材料(物质)的体积电阻率值比表2所示的所有材料(物质)的体积电阻率值大。并且，表1所示的所有材料的比重值比表2所示的所有材料的比重值小。并且，表1所示的所有材料具有高的耐热性。

因此，通过对于基层1a使用例如表1所示的材料并且对于导电层1b使用例如表2所示的材料，能够以使得用于基层1a的材料的体积电阻率大于用于导电层1b的材料的体积电阻率的形式构成定影套筒1。并且，能够以使得用于基层1a的材料的比重小于用于导电层1b的材料的比重的形式构成定影套筒1。

将描述形成导电层1b的方法的示例。含有上述金属的细粒和聚酰亚胺前驱体溶液的涂料被制备，并然后通过刀片或丝网印刷的手段被施加到基层1a上。得到的涂料逐渐加热直到约300～500℃以被干燥，使得导致聚酰亚胺化进行。

存在根据导电层1b的环路电阻R的导电层1b的厚度的适当范围。环路电阻由以下的计算公式计算：

R＝(ρ×(定影套筒导电层直径)/((定影套筒导电层厚度)×(定影套筒导电层宽度))。

当环路电阻R过高时，环路电流不通过导电层1b，因此不产生热。当环路电阻R过低时，环路电流流动，但电阻小，并因此热产生量变小，使得不能产生定影所需要的热量。因此，导电层1b的环路电阻R具有适当的范围。

在本实施例中，环路电阻R可以合适地为0.1(mΩ)～50(mΩ)。因此，该厚度在用于导电层1b的材料是金、银、铜或铝的情况下可以合适为0.1μm～50μm，在黄铜的情况下为0.5μm～150μ，并且在SUS、镍或钛的情况下为5μm～200μm。在本实施例中，作为用于导电层1b的材料，使用银，并且厚度为5μm。

顺便提及，在JP-A Hei 8-129313中公开的定影辊中，在形成如本实施例那样的薄金属导电层的情况下，热产生效率差，使得难以产生定影所需要的热量。

在导电层1b的外表面上，形成分型(parting)层1c。出于防止调色剂沉积到定影套筒1上并产生图像缺陷的目的，分型层1c形成为最外面的功能层。

作为用于分型层1c的材料，非粘接性优异的物质是合适的。例如，存在PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)、FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)、ETFE(聚乙烯-四氟乙烯)、ECTFE(乙烯-三氟氯乙烯共聚物)等。在本实施例中，作为用于分型层1c的材料，使用PFA，并且，厚度为15μm。

顺便提及，定影套筒1的热容量越小，则越可更迅速地升高温度，并且有利于迅速启动定影设备A。出于这种原因，希望定影套筒1具有基层1a、导电层1b和分型层1c形成为尽可能薄的层且使其直径小的构成。

表1

*1:“VR”是体积电阻率。

*2:“SG”是比重。

*3:“HRT”是耐热温度。

表2

*1:“VR”是体积电阻率。

*2:“SG”是比重。

2-3)磁芯

将参照图3描述定影套筒1、磁芯2和激励线圈3之间的关系。磁芯2相对于定影套筒1的旋转轴方向(纵向方向(宽度方向，母线方向))作为图像加热可旋转部件被插入到定影套筒1中。磁芯2通过一次或多次缠绕在定影套筒1周围形成闭合磁路径。即，如图3所示，磁芯2相对于定影套筒1的母线方向向定影套筒1的端面的外侧突出，以在定影套筒1外部形成环路。

并且，如图3所示，磁芯2被设置为使得分别向定影套筒1的端面的外侧突出的左右端部通过定影套筒引导件9的左右端部结构部分在定影套筒引导件9内侧被定位并被固定地支撑。磁芯2的截面具有矩形形状，并且磁芯2基本上在中心部分处被设置在定影套筒1内部。

顺便提及，在本实施例中，磁路径形成为闭合磁路径，但不限于闭合磁路径，并且也可形成为开放磁路径。即，磁芯2也可仅设置在定影套筒1内部，并且也可形成开放磁路径。换句话说，磁芯2也可具有使得不在定影套筒1外部形成环路的形状。

磁芯2用作用于通过由激励线圈3产生的AC磁场将磁力线(磁束)感应到定影套筒1的内部以形成磁力线的路径(磁路径)的部件。可能希望用于磁芯2的材料是具有低滞后损失和高相对磁导率的材料或高磁导率氧化物或合金材料。例如，存在烧结铁氧体、铁氧体树脂、非晶合金、坡莫合金等。

希望磁芯2被配置为在作为圆筒形部件的定影套筒1内部在可容纳范围内在可能的程度上确保大的截面面积。磁芯2的形状未必需要是角柱形状，而磁芯2也可以以圆柱形状形成。并且，磁芯2也可以相于纵向方向被分割成多个芯部，以便在相邻的芯部之间提供间隙(间隔)，但是此时希望间隙距离被最小化。

2-4)激励线圈

通过在定影套筒1的中空部分处以10～100的绕数在磁芯2周围螺旋地缠绕普通的单一引线形成激励线圈3。在本实施例中，绕数为20。在作为圆筒形部件的定影套筒1内部，相对于与旋转轴方向(定影套筒1的母线方向)相交的方向在磁芯2周围缠绕引线。出于这种原因，当高频率电流经由电力供给接触部分3a和3b通过激励线圈3时，可相对于与作为圆筒形可旋转部件的定影套筒1的轴X平行的显影产生磁场。

即，定影设备A包含具有上述构成的定影套筒1。并且，定影设备A包含被设置在定影套筒1内部并且具有螺旋轴与定影套筒1的母线方向基本上平行的螺旋部分的线圈3，以用于产生用于导致定影套筒1的导电层1b通过电磁感应加热产生热的AC场。并且，定影设备A包含设置在线圈的螺旋部分中的磁芯2，以用于感应AC磁场的磁力线。

2-5)温度控制手段

为了检测定影套筒1的表面温度，设置图4和图5所示的温度检测元件4。在本实施例中，作为温度检测元件4，使用非接触热敏电阻。高频率转换器5经由电力供给接触部分3a和3b向激励线圈3供给高频率电流。并且，从电力部分(构件)的成本的观点看，频率可优选为低。因此，在本实施例中，在可用频带的下限附近21kHz～40kHz的区域中实行频率调制控制。控制电路6基于由温度检测元件4检测的温度控制高频率转换器5。作为结果，定影套筒1通过磁感应加热被加热，使得在预定的目标温度下保持和调整其表面温度。

2-6)加压辊

加压辊7包含芯部金属7a、弹性层7b和分型层7c。如以上参照图3描述的那样，加压辊7被设置为使得定影套筒1被夹在加压辊7与定影套筒引导件9之间，同时通过可滑动(可移动)轴承部件71L和71R以及施压部件72L和72R以预定的施压力与定影套筒1压力接触。通过施压部件72L和72R，加压辊7与定影套筒1压力接触，使得加压辊7的弹性层7b变形并由此形成具有预定的宽度的压合部N。

作为用于芯部金属7a的材料，诸如不锈钢(SUS)、铝或铁的金属是合适的。作为用于弹性层7b的材料，具有耐热性的硅橡胶、含氟橡胶等是合适的。并且，为了提高热绝缘性性能，加压辊7的弹性层7b也可由具有低热容量和热绝缘性能的以下材料形成。即，材料包含：其中含有中空填充剂的诸如微气球的气球橡胶；其中含有吸水聚合物的硅橡胶；其中硅橡胶经受水发泡的海绵橡胶；等等。

出于防止偏移调色剂沉积到加压辊7上并产生图像缺陷的目的，形成分型层7c。作为用于分型层7c的材料，非粘接性优异的物质是合适的。

例如，存在PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)、FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)、ETFE(聚乙烯-四氟乙烯)、ECTFE(乙烯-三氟氯乙烯共聚物)等。

顺便提及，在本实施例中，加压辊7的外径为30mm，并且作为用于芯部金属7a的材料，使用铝。弹性层7b的厚度为3mm，并且硅橡胶被用作弹性层7b的材料。分型层7c的厚度为30μm，并且PFA管被用作分型层7c的材料。

(3)热产生原理

3-1)磁力线的形状和感应电动势

首先，将描述磁力线的形状。图6是通过将作为铁磁芯部材料的磁芯2插入到激励线圈3的中心部分中形成磁路径的磁场的示意图。点线和黑色箭头代表磁力线的方向。图6中的磁力线的方向是电流沿箭头I方向增加的瞬间的方向。磁芯2在磁芯2中感应由激励线圈产生的磁力线，使得形成磁路径。

3-2)导电层内部的环路电流

在图7中，(a)是磁芯2和激励线圈3的截面结构的示意图。从中心同心地设置磁芯2、激励线圈3和作为圆筒形可旋转部件的定影套筒1，并且当电流沿箭头I方向在激励线圈3中增加时，磁力线通过磁芯2的内部。通过磁路径内部的磁力线Bin由代表磁力线朝着图中的深度方向移动的方向的标记(○中的×)表示。并且，通过设置在定影套筒1外侧的磁芯2的磁力线Bout由代表磁力线朝着图中的朝前方向移动的方向的标记(○中的·)表示。

设置在定影套筒1内部并且在设置在定影套筒1中的磁芯2中朝着深度方向移动的磁力线Bin在设置在定影套筒1外侧的磁芯2中朝着前方返回。在电流沿箭头I方向在激励线圈3中增加的瞬间，在磁路径中形成磁力线Bin。当实际形成AC磁场时，在定影套筒1的导电层(热产生层)1b的整个圆周区域上施加感应电动势，以便抵消如以上描述的那样可能形成的磁力线，使得电流沿图中的箭头J方向流动。

在图7中，(b)是表示通过磁芯2内部的磁力线Bin、在磁路径外部返回的磁力线Bout和通过定影套筒1的导电层1b内部的环路电流J的方向的纵向透视图。当电流通过导电层1b时，由导电层1b的电阻产生焦耳热，使得能够导致导电层1b产生热。

(效果验证1)

如上所述，本实施例(实施例1)中的定影套筒1从内侧依次由基层1a、通过电磁感应加热通过AC磁场的作用产生热的导电层1b、以及最外面的表面层1c构成，并且具有用于基层1a的材料的体积电阻率大于用于导电层1b的材料的体积电阻率的构成。具体地，如以上2-2)中所述，基层1a为60μm厚的PI(聚酰亚胺)层，导电层1b为5μm厚的银层，并且表面层(分型层)1c为15μm厚的PFA层。定影套筒1的外径为24mm。

为了检查使用本实施例中的定影套筒1的情况下的预热时间缩短效果，与使用比较例1中的定影套筒的情况比较来进行以下的验证。

图8是在比较例1中使用的定影套筒11的截面图。该定影套筒11具有这样的层结构：其中，定影套筒11从内侧由作为通过电磁感应加热通过AC磁场的作用产生热的导电层的基层11a和作为分型层的表面层11b构成。定影套筒11的外径是24mm。

作为用于作为定影套筒11的导电层的基层11a的材料，使用SUS304(奥氏体不锈钢)。基层11a的厚度是30μm。在基层11a的另一表面上，形成作为分型层的表面层11b。出于防止调色剂沉积到定影套筒11上并产生图像缺陷的目的，形成表面层11b。通过以20μm的厚度在基层11a上涂敷PFA材料，在基层11a上形成表面层11b。

在实施例1和比较例1的构成中，比较从电力接通直到定影套筒的温度达到打印温度的预热时间，并由此验证实施例1的效果。在本验证中，打印温度为150℃。这是由于，在通过改变定影套筒的表面温度来评价定影性能的情况下，当表面温度为150℃时，确认可充分地定影图像。

在图9中表示在供给电力是900W的状态下定影套筒的表面温度随时间的变化的测量结果。从图9理解到，定影套筒的表面温度的升高速度在实施例1中比在比较例1中高。

下面，比较从电力接通直到定影套筒表面温度达到打印温度的预热时间。在以下出现的表3中表示其结果。从表3理解到，实施例1中的直到定影套筒表面温度达到打印温度的时间比比较例1短0.4秒。以下将描述其原因。当比较热容量时，热容量在比较例1中为2.45(J/K)，而热容量在实施例1中为2.19(J/K)，因此，当与比较例1中的热容量比较时，实施例1中的热容量小约10％。

下面，比较将定影套筒表面温度从正常温度(23℃)升高到打印温度(150℃)所需要的热量。顺便提及，在实施例1的构成中，在定影套筒表面温度升高到150℃的情况下，定影套筒的基层的温度为100℃，因此，相对于定影套筒的基层，计算将基层温度从正常温度(23℃)升高到100℃所需要的热量。作为结果，热量在实施例1的构成中为180(J)，而热量在比较例1的构成中为310(J)，使得，理解到，需要的热量在实施例1中比在比较例1中小130(J)。该热量差构成使得温度能够在实施例1中比在比较例1中更迅速地达到打印温度的因素。

从上述验证，确认的是，与比较例1相比，在实施例1中实现预热时间缩短效果。

表3

*1:“TC”代表热容量。

*2:“HQ”代表使温度从正常温度升高到打印温度所需要的热量。

*3:“WUT”代表预热时间。

[实施例2]

在实施例2中，图像形成装置的构成、和热定影设备的磁芯、激励线圈、温度控制手段以及加压辊与实施例1中的那些相同，并因此将省略描述。

本实施例中的热定影设备具有这样的特征：该特征使得定影套筒的基层与实施例1的定影设备A中的定影套筒的基层相比具有某种程度的厚度，并且定影套筒不是柔性的。本实施例的目的是，通过消除位于定影套筒内部的用于调节定影套筒的轨迹的套筒引导部件以消除定影套筒与套筒引导部件之间的滑动，来提高定影套筒的耐久性。

图10是本实施例中的定影套筒21的截面图。与实施例1中的定影套筒1类似，定影套筒21从内侧依次由基层21a、通过电磁感应加热通过AC磁场的作用产生热的导电层21b、以及最外面的表面层(分型层)21c构成。定影套筒21具有用于基层21a的材料的体积电阻率大于用于导电层21b的材料的体积电阻率的构成。作为定影套筒21的直径，10mm～100mm是合适的。在本实施例中，定影套筒21的外径是24mm。

作为用于基层21a的材料，与在实施例1中描述的用于定影套筒1的基层1a的材料类似的物质是合适的。作为基层21a的厚度，0.2mm～10.0mm是合适的。在本实施例中，基层21a由1.0mm厚度的CFRP(碳纤维增强塑料)形成。

同样，相对于导电层21b的材料和厚度，它们与在实施例1中描述的定影套筒1的导电层1b的那些类似。在本实施例中，作为用于导电层(热产生层)21b的材料，使用银，并且厚度为5μm。

同样，相对于作为分型层的表面层21c的材料和厚度，它们与在实施例1中描述的定影套筒1的表面层1c的那些类似。在本实施例中，作为用于分型层21c的材料，使用PFA，并且厚度为15μm。

顺便提及，定影套筒21的热容量越小，则越可更迅速地升高温度，并且有利于迅速启动定影设备A。出于这种原因，希望定影套筒21具有导电层21b和分型层21c形成为尽可能薄的层且使其直径小的构成。还希望基层21a在能够满足耐久性的范围内以尽可能薄的层形成。

(效果验证2)

为了检查实施例2中的定影套筒21的效果，进行以下验证。通过使用具有实施例1中的构成的定影套筒1和具有以上在实施例2中描述的构成的定影套筒21，比较定影套筒的耐久性。在两种构成中，进行片材通过耐久性试验，并且通过耐久性试验比较定影套筒的劣化程度。在本验证中，在打印速度为230(mm/sec)且作为记录材料使用纸(“Extra 80(g/cm²)”，可从Canon Marketing Japan Inc.得到)的片材通过耐久性试验中，使用具有150×10³张的耐久产品寿命的打印机。在以下出现的表4中表示其结果。

在实施例1的构成中，确认的是通过片材数量显著大于耐久产品寿命，但是，通过使约800×10³张片材通过定影设备，基层11a被部分磨损(破坏)。另一方面，在实施例2的构成中，即使当使1000×10³张片材通过定影设备时，基层11a也没有被磨损，使得确认的是，与实施例1的构成相比，实施例2的构成在针对耐久性试验的劣化上较强。顺便提及，即使在实施例1中的定影套筒1的基层1a由GFRP(玻璃纤维增强塑料)形成的情况下，也获得与本验证中的效果类似的效果。从以上验证能够确认本实施例(实施例2)的效果。

表4

*1:“DPL”代表耐久产品寿命(×10³张)。

*2:“PSN”代表耐久性试验中的通过片材数量(×10³张)。

[实施例3]

在实施例3中，图像形成装置的构成、和热定影设备的磁芯、激励线圈、温度控制手段以及加压辊与实施例1中的那些相同，并因此将省略描述。

本实施例中的热定影设备具有这样的特征：该特征使得定影套筒的层结构从内侧为基层、弹性层、导电层和表面层。本实施例的目的是，通过在基层与导电层之间形成弹性层以在压合部N处赋予调色剂覆盖效果，来提高定影质量。

图11是本实施例中的定影套筒31的截面图。本实施例中的定影套筒31从内侧依次由基层31a、弹性层31b、通过电磁感应加热通过AC磁场的作用产生热的导电层31c、以及最外面的表面层(分型层)31d构成。定影套筒31具有用于基层31a的材料的体积电阻率大于用于导电层31c的材料的体积电阻率的构成。作为定影套筒31的直径，10mm～100mm是合适的。在本实施例中，定影套筒31的外径是24mm。

作为用于基层31a的材料，与在实施例1中描述的用于定影套筒1的基层1a的材料类似的物质是合适的。作为基层31a的厚度，20μm～10.0mm是合适的。在本实施例中，基层31a由60μm厚度的聚酰亚胺形成。

在基层31a的外表面上，形成弹性层31b。作为用于弹性层31b的材料，具有高的耐热温度的橡胶是合适的。例如，存在硅橡胶、含氟橡胶等。作为弹性层31b的厚度，30μm～5mm是合适的。在本实施例中，作为用于弹性层31b的材料，使用硅橡胶，并且厚度为300μm。

在弹性层31b的外表面上，形成导电层31c。同样，相对于导电层31c的材料和厚度，它们与在实施例1中描述的定影套筒1的导电层1b的那些类似。在本实施例中，作为用于导电层31c的材料，使用银，并且厚度为5μm。

在导电层31c的外表面上，形成作为分型层的表面层31d。同样，相对于作为分型层的表面层21c的材料和厚度，它们与在实施例1中描述的定影套筒1的表面层1c的那些类似。在本实施例中，通过在导电层31c上涂敷PFA形成分型层31d，并且厚度为15μm。

顺便提及，定影套筒31的热容量越小，则越可更迅速地升高温度，并且有利于迅速启动定影设备A。出于这种原因，希望定影套筒31具有弹性层31b、导电层31c和表面层31d形成为尽可能薄的层且使其直径小的构成。还希望基层31a在能够满足耐久性的范围内以尽可能薄的层形成。顺便提及，在本实施例中，弹性层31b在基层31a与导电层31c之间形成，但也可以在导电层31c与表面层31d之间形成。

(效果验证3)

为了检查实施例3中的定影套筒31的效果，进行以下验证。通过使具有实施例1中的构成的定影套筒1和具有以上在实施例2中描述的构成的定影套筒21经受带子剥离试验，来比较定影质量。作为评价图像，使用5mm×5mm的实黑图像。作为记录材料(片材)，使用纸(“Extra 80(g/cm²)”，可从Canon Marketing Japan Inc.得到)。在定影套筒31的表面温度被控制在150℃的状态下以230(mm/sec)的打印速度通过记录材料。

在块(patch)图像上，聚酯带子(“No.5515”，由Nichiban Co.,Ltd.制造)被施加并且在从带子之上施加200gf的负载10秒之后剥离。然后，比较带子的剥离之前和之后的光学浓度的下降率。通过使用浓度计(“Spectro densitometer 504”，由X-rite Inc.制造)执行光学浓度的测量。通过以下的式(1)计算光学浓度的下降率。在剥离试验中，当浓度下降率为20％或更小时，浓度下降比率在实用上处于没有问题的水平处。在以下的表5中表示比较结果。

(浓度下降试验)＝((试验之前的浓度)-(试验之后的浓度))/(试验之前的浓度)×100   …(1)

表5

*1:“DLR”代表浓度下降率。

从表5理解到，在实施例1和3二者中，浓度下降率均为20％或更小，并由此在实用上处于没有问题的水平处。并且，实施例3中的浓度下降率与实施例1相比较低，使得，理解到，定影质量在实施例3中提高。作为其原因，可以考虑，实施例3中的定影套筒31包含弹性层31b，以由此赋予调色剂覆盖效果，并因此提高定影质量。在实施例3中，在基层31a与导电层31c之间形成弹性层31b，但是在弹性层31b形成在导电层31c与表面层31d之间的情况下，也实现与本验证中的效果类似的效果。

通过上述验证，确认的是，实施例3的构成具有提高定影质量的效果。

[其它实施例]

以上具体描述了根据本发明的实施例，但是，在本发明的概念的范围内，能够用其它已知的构成代替各种构成。

1)也能够利用作为定影套筒1(21、31)的相对部件的加压辊7被设置在定影位置处并且通过针对加压辊7对定影套筒1(21、31)加压和施压形成压合部N的设备构成。并且，也能够利用定影套筒1(21、31)和加压辊7二者针对彼此加压和施压以形成压合部N的设备构成。

2)定影套筒1(21、31)的相对部件不限于辊部件，而也可以是可旋转或可旋转移动的无端带。

3)也能够利用定影套筒1(21、31)被旋转驱动的设备构成。在定影套筒1(21、31)被旋转驱动的情况下，用于在自身与定影套筒1(21、31)之间形成压合部N的相对部件也可以是不可旋转部件。例如，也能够使用诸如盘或板部件的不可旋转部件的形式，其中，作为表面1(21、31)与记录材料P之间的接触表面的表面的摩擦系数小。

4)本发明的图像加热装置的使用不限于如在上述实施例中那样用作承载在记录材料P上的未定影调色剂图像T通过被加热和加压而热定影为定影图像的定影设备。图像加热装置也可有效地用作热处理设备，该热处理设备用于调整图像表面性能，使得通过加热和加压一次定影或暂时定影在记录材料P上的图像(定影图像或部分定影图像)提高图像的光泽度。

5)图像形成装置的图像形成部分的类型不限于电子照相类型。图像形成部分也可以具有静电记录类型或磁记录类型。并且，类型不限于转印类型，而也可以是使用通过使用直接类型在记录材料上形成未定影图像的构成的类型。类型也可以是通过使用喷墨类型在记录材料上形成图像并然后通过热干燥来定影该图像的类型。

6)也可以在实施例中的电子照相打印机以外的图像形成装置中执行上述实施例中的定影设备A，这些图像形成装置诸如为彩色复印机、彩色传真机、彩色打印机和这些机器的多功能机。即，实施例中的定影设备和电子照相打印机不限于上述构成部件的组合，而也可以在用其替代部件代替构成部件的一部分或全部的其它实施例中被实现。

[实施例的定影设备的进一步解释]

(1)实施例的定影设备的热产生机构

参照图12的(a)，将具体描述实施例1～3中的定影设备A的热产生机构。作为其代表，将描述实施例1中的定影设备A。

通过使AC电流通过线圈3产生的磁力线(由点表示)沿母线方向(从S朝着N的方向)通过定影套筒1的导电层1b内侧的磁芯2的内部。然后，磁力线从磁芯2的一端(N)移动到导电层1b的外侧并且返回到磁芯2的另一端(S)。作为结果，在导电层1b中产生用于产生沿防止沿导电层1b的母线方向贯穿导电层1b的内侧的磁束的增加和减少的方向指引的磁力线的感应电动势，使得沿表面层1b的圆周方向感应电流。

通过由于该感应电流导致的焦耳热，导电层1b产生热。如下式(500)所示，在导电层1b中产生的感应电动势V的大小与通过导电层1b的内部的磁束的每单位时间的变化量和线圈的绕数成比例。

$V=-N\frac{\mathrm{\Δ\Φ}}{\mathrm{\Δt}}...\left(500\right)$

(2)通过导电层的外侧的磁束的比例与电力的转换效率之间的关系

图12的(a)中的磁芯2不形成环路，并且具有拥有端部的形状。如图12的(b)所示，磁芯2在导电层1b外部形成环路的定影设备A中的磁力线通过在磁芯2中被感应而从导电层1b的内侧出来到其外侧，并然后返回到导电层1b的内侧。

然而，在磁芯2具有端部的构成的情况下，从磁芯2的端部出来的磁力线不被感应。出于这种原因，相对于从磁芯2的一端出来的磁力线返回到磁芯2的另一端的路径(从N到S)，存在磁力线通过其中磁力线通过导电层1b的外侧的外侧路线和其中磁力线通过导电层1b的内侧的内侧路线二者的可能性。以下，磁力线从磁芯2的N朝着S通过导电层1b的外侧的路线被称为外侧路线，而磁力线从磁芯2的N朝着S通过导电层1b的内侧的路线被称为内侧路线。

在从磁芯2的一端出来的磁力线中，通过外侧路线的磁力线的比例与供给到线圈3的电力中的由导电层1b的热产生而消耗的电力(电力的转换效率)相关，并且是重要的参数。随着通过外侧路线的磁力线的比例增加，供给到线圈3的电力中的由导电层1b的热产生而消耗的电力(电力的转换效率)变得更高。

因此，原因在于，其原理与当泄漏磁束在变压器中足够少且通过变压器的一次绕组的内部的磁束的数量和通过变压器的二次绕组的内部的磁束的数量相等时电力的转换效率变高的现象相同。即，随着磁芯2的内部的磁束与通过外侧路线的磁束的数量程度越接近，电力的转换效率变得越高，使得通过线圈3的高频率电流可作为环路电流有效地经受电磁感应。

在图12的(a)中，从S朝着N通过磁芯2的内部的磁力线和通过内侧路线的磁力线在方向上相反，因此，这些磁力线在包含磁芯2的导电层1b的内侧总体彼此抵消。作为结果，通过导电层1b的整个内侧的磁力线(磁束)的数量从S朝着N减小，使得磁束的每单位时间的变化量变小。当磁束的每单位时间的变化量减小时，在导电层1b中产生的感应电动势变小，使得导电层1b的热产生量变小。

如上所述，为了通过实施例中的定影设备A获得必要的电力转换效率，控制通过外侧路线的磁力线的比例是重要的。

(3)表示通过导电层的外侧的磁束的比例的指标

通过使用代表磁力线通过的容易性的被称为磁导(permeance)的指标代表通过定影设备A中的外侧路线的比例。首先，将描述考虑磁路的一般方式。相对于电路，磁力线沿其通过的磁路径的回路被称为磁路。当在磁路中计算磁束时，可根据电路中的电流的计算进行计算。对于磁路，关于电气方向的欧姆定律是适用的。当与电路中的电流对应的磁束为Φ、与电动势对应的磁动势为V并且与电阻对应的磁阻为R时，这些参数满足下式(501)。

Φ＝V/R   …(501)

然而，为了以容易理解的方式描述原理，通过使用磁导P进行描述。当使用磁导P时，上式(501)可由下式(502)代表。

Φ＝V×P   …(502)

并且，当磁路径的长度为B、磁路径的截面面积为S且磁路径的磁导率为μ时，磁导P可由下式(503)代表。

P＝μ×S/B   …(503)

磁导P与截面面积S和磁导率μ成正例，并且与磁路径长度B成反比。

在图13中，(a)是表示以线圈3的螺旋轴基本上与导电层1b的母线方向平行的方式在导电层1b内侧围绕半径为a1(m)、长度为B(m)且相对磁导率为μ1的磁芯2缠绕N圈(次)的线圈3的示意图。在这种情况下，导电层1b是长度为B(m)、内径为a2(m)、外径为a3(m)且相对磁导率为μ2的导电体。导电层1b的内侧和外侧的磁导率为μ0(H/m)。当电流I(A)通过线圈3时，每单位长度的磁芯2产生的磁束8为

在图13中，(b)是与磁芯2的纵向方向垂直的截面图。图中的箭头代表当电流I通过线圈3时通过磁芯2的内部、导电层1b的内侧和导电层1b的外侧的、与磁芯2的纵向方向平行的磁束。通过磁芯2的内部的磁束为通过导电层1b的内侧(导电层1b与磁芯2之间的区域)的磁束为通过导电层自身的磁束为并且通过导电层的外侧的磁束为

在图14中，(a)表示图12的(a)所示的包含单位长度的芯部2、线圈3和导电层1b的空间中的磁等效电路。由通过磁芯2的磁束产生的磁动势为Vm、磁芯2的磁导为Pc，并且，导电层1b内侧的磁导为Pa_in。并且，定影套筒1的导电层1b自身中的磁导是Ps，并且导电层1b外侧的磁导是Pa_out。

当Pc与Pa_in和Ps相比较足够大时，将考虑在通过磁芯2的内部之后从磁芯2的一端出来的磁束在通过和中的任一个之后返回到磁芯2的另一端。因此，下式(504)成立。

并且，和分别由下式(505)～(508)代表。

因此，当将式(505)～(508)代入到式(504)中时，Pa_out由下式(509)代表。

Pc×Vm＝Pa_in×Vm+Ps×Vm+Pa_out×Vm

＝(Pa_in+Ps+Pa_out)×Vm

∴Pa_out＝Pc-Pa_in-Ps   ...(509)

当磁芯2的截面面积为Sc、导电层1b内侧的截面面积为Sa_in且导电层1b自身的截面面积为Ss时，参照图13的(b)，如下所示，Pc、Pa_in和Ps中的每一个可由“(磁导率)×(截面面积)”的乘积代表。单位是“H·m”。

Pc＝μ1×Sc＝μ1×π(a1)²   ...(510)

Pa_in＝μ0×Sa_in

＝μ0×π×((a2)²-(a1)²)   ...(511)

Ps＝μ2×Ss＝μ2×π×((a3)²-(a2)²)   ...(512)

当将式(510)～(512)代入到式(509)中时，Pa_out由下式(513)代表。

Pa_out＝Pc-Pa_in-Ps

＝μ1×Sc-μ0×Sa_in-μ2×Ss

＝π×μ1×(a1)²-π×μ0×((a2)²-(a1)²)-π×μ2×((a3)²-(a2)²)

                          ...(513)

通过使用上式(513)，可以计算作为通过导电层1b的外侧的磁力线的比例的Pa_out/Pc。

代替磁导P，也可使用磁阻R。在使用磁阻R的情况下，磁阻R仅是磁导P的倒数，因此，每单位长度的磁阻R可由“1/((磁导率)×(截面面积))”表达，并且单位是“1/(H·m)”。

在表6中表示使用实施例中的设备的参数的具体计算结果。

表6

*1:“U”是单位。

*2:“MC”是磁芯。

*3:“FG”是膜引导件。

*4:“IEL”是导电层的内侧。

*5:“EL”是导电层。

*6:“OEL”是导电层的外侧。

*7:“CSA”是截面面积。

*8:“RP”是相对磁导率。

*9:“P”是磁导率。

*10:“PUL”是每单位长度的磁导。

*11:“MRUL”是每单位长度的磁阻。

*12:“MFR”是磁束比率。

磁芯2由铁氧体(相对磁导率：1800)形成并且直径为14(mm)、截面面积为1.5×10^-4(m²)。定影套筒引导件9由PPS(polyphenylenesulfide)(相对磁导率：1.0)形成并且截面面积为1.0×10^-4(m²)。导电层1b由铝(相对磁导率：1.0)形成并且直径为24(mm)、厚度为20(μm)、截面面积为1.5×10^-6(m²)。

通过从直径为24mm的导电层1b的内侧的中空部分的截面面积减去磁芯2的截面面积和定影套筒引导件9的截面面积，来计算导电层1b与磁芯2之间的区域的截面面积。表面层1c被设置在导电层1b外侧并且无助于热产生。并且，在实施例3中，弹性层31b和表面层31d在弹性层31b形成在导电层(热产生层)31c与表面层31d之间的构成的情况下被设置在导电层31c外侧，并因此无助于热产生。因此，在用于计算磁导的磁路模型中，层1c、31b和31d可被视为导电层外侧的空气层，并因此不需要将这些层加入到计算中。

从表6，Pc、Pa_in和Ps是以下表示的值。从以下表示的式(514)，可通过使用这些值计算Pa_out/Pc。

Pc＝3.5×10^-7(H.m)

Pa_in＝1.3×10^-10+2.5×10^-10(H.m)

Ps＝1.9×10^-12(H.m)

Pa_out/Pc＝(Pc-Pa_in-Ps)/Ps＝0.999(99.9％)   ...(514)

磁芯2相对于纵向方向被分割成多个芯部，并且，在一些情况下在相邻的分割芯部之间设置间隔(间隙)。在该间隔填充空气或相对磁导率可被视为1.0或者相对磁导率显著小于磁芯2的相对磁导率的材料的情况下，磁芯2的磁阻R总体变大，使得感应磁力线的功能劣化。

上述分割成多个芯部的磁芯2的磁导的计算方法变得复杂。以下，将描述在磁芯2被分割成经由间隔或片状非磁性材料等距离布置的多个芯部的情况下整个磁芯2的磁导的计算方法。在这种情况下，导出纵向全长上的磁阻，并然后将其除以纵向全长以获得每单位长度的磁阻，然后，需要通过使用每单位长度的磁阻的倒数获得每单位长度的磁导。

首先，在图15中表示磁芯2相对于纵向方向的示意图。磁芯c1～c10中的每一个截面面积为Sc、磁导率为μc且宽度为Lc，并且间隙g1～g9中的每一个截面面积为Sg、磁导率为μg且宽度为Lg。这些磁芯相对于纵向方向的总磁阻Rm_all由下式(515)给出。

Rm_all＝(Rm_c1+Rm_c2+...+Rm_c10)

+(Rm_g1+Rm_g2+...+Rm_g9)

                          ...(515)

在这种情况下，各磁芯的形状、材料和间隙宽度是一致的，因此，当Rm_c的值的和是ΣRm_c且Rm_g的值的和是ΣRm_g时，各磁阻可由下式(516)～(518)代表。

Rm_all＝(ΣRm_c)+(ΣRm_g)   ...(516)

Rm_c＝Lc/(μc×Sc)   ...(517)

Rm_g＝Lg/(μg×Sg)   ...(518)

通过将式(517)和(518)代入到式(516)中，纵向全长上的磁阻Rm_all可由下式(519)代表。

Rm_all＝(ΣRm_c)+(ΣRm_g)

＝(Lc/(μc×Sc))×10

+(Lg/(μg×Sg))×9   ...(519)

当Lc的值的和是ΣLc且Lg的值的和是ΣLg时，每单位长度的磁阻Rm由下式(520)代表。

Rm＝Rm_all/(ΣLc+ΣLg)

＝Rm_all/(L×10+Lg×9)   ...(520)

从以上，从下式(521)获得每单位长度的磁导Pm。

Pm＝1/Rm＝(ΣLc+ΣLg)/Rm_all

＝(ΣLc+ΣLg)/[{ΣLc/(μc+Sc)}

+{ΣLg/(μg+Sg)}]   ...(521)

间隙Lg的增加导致磁芯2的磁阻的增加(即，磁导的降低)。当构成实施例中的定影设备A时，在热产生原理上，希望磁芯2被设计为具有小的磁阻(即，大的磁导)，因此不是那么希望设置间隙。然而，为了防止磁芯2的破坏，在一些情况下通过将磁芯2分割成多个芯部来设置间隙。

如上所述，通过使用磁导或磁阻来表达通过外侧路线的磁力线的比例。

并且，根据上述定影设备的导电层1b的热产生原理，优选导电层1b的磁导率低且厚度小。这是由于导电层1b的磁导变小，并因此从磁芯2的一端出来并且通过导电层1b的外侧并然后返回到磁芯的另一端的磁力线的比例增加，使得电力效率提高。

并且，在本实施例中，基层1a具有确保定影套筒1的机械强度的功能，因此，容易使得执行热产生功能的导电层1b的厚度小于基层1a的厚度。

然而，当导电层1b的厚度变薄时，导电层1b的热容量变小，因此，尽管预热迅速，但热量的供给对于热处理来说太迟，并因此不适当的定影在一些情况下产生。特别地，在涡流相对于圆筒方向部分地通过导电层1b并由此导电层1b局部产生热的构成中，易于产生不适当的定影。因此，如本实施例那样，可在导电层1b的全部圆周上产生热的构成具有使得即使当导电层1b薄时不适当的定影也不容易产生的优点。因此，通过本实施例中的构成，能够实现定影套筒刚性的提高、预热时间的缩短和不适当定影的抑制。

(4)定影设备所需要的电力的转换效率

下面，将描述本实施例中的定影设备A所需要的电力的转换效率。例如，在电力的转换效率为80％的情况下，电力的剩余20％通过导电层以外的线圈、芯部等被转换成热能，并然后被消耗。在电力转换效率低的情况下，诸如磁芯和线圈的不应产生热的部件产生热，使得在一些情况下需要采取措施以使这些部件冷却。

顺便提及，在本实施例中，当导致导电层1b产生热时，通过使高频率电流通过激励线圈3来形成AC磁场。AC磁场在导电层1b中感应电流。作为物理模型，这非常类似于变压器的磁耦合。出于这种原因，当考虑电力转换效率时，能够使用变压器的磁耦合的等效电路。通过磁场，激励线圈3和导电层1b导致磁耦合，使得供给到激励线圈3的电力被传送到导电层1b。这里，“电力转换效率”意指供给到作为磁场产生手段的激励线圈的电力与由导电层消耗的电力之间的比率。

在本实施例的情况下，电力转换效率是对于图4和图5所示的激励线圈3供给到高频率转换器5的电力与由导电层1b消耗的电力之间的比率。电力转换效率可由下式(522)代表。

(电力转换效率)＝(由导电层消耗的电力)/(供给到激励线圈的电力)...(522)

供给到激励线圈3并然后由导电层1b以外的部件消耗的电力包含由激励线圈3的电阻导致的损失和由磁芯材料的磁特性导致的损失。

在图16中，(a)和(b)是关于电路的效率的示图。在图16的(a)中，激励线圈3缠绕在设置在导电层1b内侧的磁芯2周围。在图16中，(b)表示等效电路。在图16(b)中，R1是由于激励线圈3和磁芯2导致的损失，L1是缠绕在磁芯2周围的激励线圈3的电感，M是绕组与导电层1b之间的互感，L2是导电层1b的电感，并且R2是导电层1b的电阻。

在图17的(a)中表示不安装包含导电层1b的定影套筒1时的等效电路。通过诸如阻抗分析仪或LCR计的设备，当从激励线圈3的两端测量串联等效电阻R1和等效电感L1时，阻抗ZA可由下式(523)代表。

ZA＝R1+jωL1

通过该电路的电流通过R1产生损失。即，R1代表由于线圈3和磁芯2导致的损失。

在图17的(b)中表示安装包含导电层1b的定影套筒1时的等效电路。当事先测量包含导电层1b的定影套筒1的安装期间的串联等效电阻Rx和等效电感Lx时，通过进行如图17的(c)所示的等效转换，能够获得关系式(524)。

$\begin{array}{c}Z=R1+\mathrm{j\ω}(L1-M)+\frac{\mathrm{j\ωM}(\mathrm{j\ω}(L2-M)+R2)}{\mathrm{j\ωM}+\mathrm{j\ω}(L2-M)+R2}\\ =R1+\frac{{\mathrm{\ω}}^2{M}^2{R}_2}{{R_2}^2+{\mathrm{\ω}}^2{L_2}^2}+j(\mathrm{\ω}(L_1-M)+\frac{M\·{R_2}^2+{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{ML}}_2(L_2-M)}{{R_2}^2+{\mathrm{\ω}}^2{L_2}^2}\end{array}...\left(524\right)$

$\mathrm{Rx}=R_1+\frac{{\mathrm{\ω}}^2{M}^2{R}_2}{{R_2}^2+{\mathrm{\ω}}^2{L_2}^2}...\left(525\right)$

$\mathrm{Lx}=\mathrm{\ω}(L_1-M)+\frac{M\·{R_2}^2+{\mathrm{\ω}}^2{\mathrm{ML}}_2(L_2-M)}{{R_2}^2+{\mathrm{\ω}}^2{L_2}^2}...\left(526\right)$

在上式中，M代表激励线圈与导电层之间的互感。

如图17的(c)所示，当通过R1的电流是I1且通过R2的电流是I2时，下式(527)成立。

jωM(I₁-I₂)＝(R₂+jω(L₂-M))I₂   ...(527)

从式(527)，可导出下式(528)。

$I_1=\frac{R_2+\mathrm{j\ω}{L}_2}{\mathrm{j\ωM}}{I}_2...\left(528\right)$

效率(电力转换效率)由(电阻R2的电力消耗)/((电阻R1的电力消耗)+(电阻R2的电力消耗))代表，并因此可由下式(529)

当测量包含导电层1b的定影套筒1的安装之前的串联等效电阻R1和包含导电层1b的定影套筒1的安装之后的串联等效电阻Rx时，计算出表示供给到线圈3的电力中的导电层1b中的电力消耗程度的电力转换效率。在本实施例中，为了测量电力转换效率，使用阻抗分析仪(“4294A”，由Agilient Technologies制造)。

首先，在不存在定影套筒1的状态下，测量从绕组的两端的串联等效电阻R1，并然后在将周围缠绕激励线圈3的磁芯2插入到定影套筒1中的状态下，测量从绕组的两端的串联等效电阻Rx。作为结果，R1＝103mΩ且Rx＝2.2Ω，使得可从式(529)获得此时的电力转换效率为95.3％。以下，通过使用该电力转换效率评价定影设备的性能。

这里，将获得定影设备所需要的电力转换效率。通过改变通过导电层1b的外侧路线的磁束的比例，评价电力转换效率。图18是表示在电力转换效率的测量试验中使用的实验设备的示意图。

金属片1S是宽度为230mm、长度为600mm且厚度为20μm的铝制片。该金属片1S被卷成圆筒形状，以便包围磁芯2和线圈3，并且在部分1ST处导电以制备导电层。

磁芯2是相对磁导率为1800且饱和束密度为500mT的铁氧体，并且具有截面面积为26mm²且长度为230mm的圆柱形状。磁芯2通过未示出的固定手段被大致设置在铝片1S的圆筒的中心(轴)部分处。在磁芯2周围，线圈螺旋缠绕绕数25次。

当沿箭头1SZ方向拉动金属片1S的端部时，可在18mm～191mm的范围中调整导电层的直径1SD。

图19是横坐标代表通过导电层的外侧路线的磁束的比率(％)且纵坐标代表21kHz的频率处的电力转换效率(％)的示图。在图19的示图中，电力转换效率从点P1突然增加并然后超过70％，并且在双向箭头所示的范围R1中保持为70％或更大。在P3的附近，电力转换效率再次突然增加并且在范围R2中超过80％。在从P4的范围R3中，电力转换效率稳定在94％或更大的高值处。电力转换效率突然增加的原因是，环路电流开始有效地通过导电层。

以下的表7表示实际设计为定影设备的与图19中的P1～P4对应的构成的评价结果。

表7

*1：“D”代表导电层直径。

*2：“P”代表通过导电层的外侧路线的磁束的比例。

*3：“CE”代表电力转换效率。

*4：“ER”代表定影设备具有高规格的情况下的评价结果。

*5：“IEP”是存在电力变得不足的可能性。

*6：“CM”是希望设置冷却手段。

*7：“HRD”是希望优化耐热设计。

*8：“OPTIMUM”是构成对于柔性膜是最优的。

(定影设备P1)

在本构成中，磁芯的截面面积为26.5mm²(5.75mm×4.5mm)，导电层的直径为143.2mm，并且通过外侧路线的磁束的比例为64％。通过阻抗分析仪获得的该设备的电力转换效率为54.4％。电力转换效率是表示供给到定影设备的电力中的有助于导电层的热产生的电力的程度(比例)的参数。因此，即使当该构成被设计为能够输出最大1000W的定影设备时，也损失约450W，并且该损失导致线圈和磁芯热产生。

在该构成的情况下，在上升时间，即使当仅供给1000W几秒钟时，线圈温度在一些情况下也超过200℃。当一般考虑线圈的绝缘部件的耐热温度为200℃且铁氧体磁芯的居里点为约200℃～约250℃的状态时，在45％的损失下，变得难以使诸如激励线圈的部件保持在耐热温度或更低温度。并且，当磁芯的温度超过居里点时，线圈电感突然下降，使得负载波动。

供给到定影设备的电力的约45％不用于导电层的热产生，因此，为了向导电层供给900W(估计为1000W的90％)的电力时，需要供给约1636W的电力。这意味着，电源使得当输入100V时16.3A被消耗。因此，存在消耗的电流超过能够被从商用AC电源的连接插头供给的允许电流的可能性。因此，在电力转换效率为54.4％的定影设备P1中，存在要被供给到定影设备的电力不足的可能性。

(定影设备P2)

在本构成中，磁芯的截面面积与P1中的截面面积相同，导电层的直径为127.3mm，并且通过外侧路线的磁束的比例为71.2％。通过阻抗分析仪获得的该设备的电力转换效率为70.8％。在一些情况下，根据定影设备的规格，线圈和芯部的温度上升变得有问题。

当本构成的定影设备被构成为具有使得实现60张/min的打印操作的高规格的设备时，导电层的旋转速度为330mm/sec，使得需要使导电层的温度保持在180℃。当导电层的温度意在保持在180℃时，磁芯的温度在一些情况下在20sec中超过240℃。用作磁芯的铁氧体的居里温度(点)通常为约200℃～约250℃，因此，在一些情况下，铁氧体的温度超过居里温度并且磁芯的磁导率突然下降，并因此不能由磁芯适当地感应磁力线。作为结果，在一些情况下变得难以感应环路电流以导致导电层产生热。

因此，当通过外侧路线的磁束的比例处于范围R1中的定影设备构成为上述的高规格设备时，为了降低铁氧体芯部的温度，希望设置冷却手段。作为冷却手段，能够使用空气冷却风扇、水冷、冷却轮、散热片、热管或帕尔帖(Peltier)元件等。在本构成中，在不需要这种程度的高规格的情况下，不需要设置冷却手段。

(定影设备P3)

该构成是磁芯的截面面积与P1中的截面面积相同并且导电层的直径为63.7mm的情况。通过阻抗分析仪获得的该设备的电力转换效率为83.9％。尽管在磁芯、线圈等中稳定地产生热量，但其水平不是使得需要冷却手段的水平。

当本构成的定影设备构成为具有使得实现60张/min的打印操作的高规格的设备时，导电层的旋转速度为300mm/sec，使得需要使导电层的表面温度保持在180℃，但磁芯(铁氧体)的温度不升高到220℃或更高。因此，在本构成中，在定影设备构成为上述的高规格设备的情况下，希望使用具有220℃或更高的居里温度的铁氧体。

如上所述，在通过外侧路线的磁束的比例处于范围R2中的定影设备被用作高规格设备的情况下，希望优化铁氧体等的耐热设计。另一方面，在高规格不需要作为定影设备的情况下，不需要这种耐热设计。

(定影设备P4)

该构成是磁芯的截面面积与P1中的截面面积相同并且圆筒的直径为47.7mm的情况。通过阻抗分析仪获得的该设备的电力转换效率为94.7％。

当本构成的定影设备构成为具有使得实现60张/min的打印操作的高规格的设备(导电层的旋转速度：330mm/sec)时，即使在导电层的表面温度保持在180℃的情况下，激励线圈、磁芯等的温度也不达到180℃或更高。因此，不需要用于冷却磁芯、线圈等的冷却手段和特定的耐热设计。

如上所述，在通过外侧路线的磁束的比例为94.7％或更高的范围R3中，电力转换效率为94.7％或更高，并因此足够高。因此，即使当本构成的定影设备被用作更高规格的定影设备时，也不需要冷却手段。

并且，在电力转换效率稳定在高值的范围R3中，即使当通过导电层的内侧的每单位时间的磁束量根据导电层与磁芯之间的位置关系的波动而多少有些波动时，电力转换效率的波动量也小，因此，导电层的热产生量被稳定。如柔性膜的情况那样，在导电层与磁芯之间的距离易于波动的定影设备中，使用电力转换效率稳定在高值的范围R3具有显著的优点。

如上所述，理解的是，在本实施例中的定影设备中，为了至少满足需要的电力转换效率，通过外侧路线的磁束的比例需要为72％或更大。在表7中，在本实施例中的定影设备中，通过外侧路线的磁束的比例在范围R1中为71.2％，但是，鉴于测量误差等，磁束比例需要为72％或更大。

(5)定影设备要满足的磁导或磁阻的关系式

通过导电层的外侧路线的磁束的比例为72％或更大的要求等同于导电层的磁导和导电层的内侧(导电层与磁芯之间的区域)的磁导的和为磁芯的磁导的28％或更小。

因此，本实施例中的构成的特征之一在于，当磁芯的磁导为Pc、导电层的内侧的磁导为Pa且导电层的磁导为Ps时，满足下式(529a)。

0.28×Pc≥Ps+Pa   ...(529a)

当用磁阻的关系式代替磁导的关系式时，满足下式(530)。

0.28×P_C≥P_s+P_a

$0.28\×\frac{1}{R_C}\≥\frac{1}{R_s}+\frac{1}{R_a}$

$0.28\×\frac{1}{R_C}\≥\frac{1}{R_{\mathrm{sa}}}$

0.28×R_sa≥R_C

              ...(530)

然而，Rs和Ra的合成磁阻Rsa由下式(531)计算。

$\frac{1}{R_{\mathrm{sa}}}=\frac{1}{R_s}+\frac{1}{R_a}$

$R_{\mathrm{sa}}=\frac{R_a\×R_s}{R_a+R_s}...\left(531\right)$

Rc：磁芯的磁阻

Rs：导电层的磁阻

Ra：导电层与磁芯之间的区域的磁阻

Rsa：Rs和Ra的合成磁阻

在与圆筒形可旋转部件的母线方向垂直的截面中，在定影设备的整个最大记录材料读取区域上或者在记录材料上的图像通过的最大区域上，可能希望满足磁导或磁阻的上述关系式。

类似地，在本实施例中的定影设备中，通过外侧路线的磁束的比例在范围R2中为92％或更大。在表7中，在本实施例中的定影设备中，通过外侧路线的磁束的比例在范围R2中为91.7％，但是，鉴于测量误差等，磁束比例为92％。通过导电层的外侧路线的磁束的比例为92％或更大的要求等同于导电层的磁导和导电层的内侧(导电层与磁芯之间的区域)的磁导的和为磁芯的磁导的8％或更小。

因此，磁导的关系式由下式(532)代表。

0.08×Pc≥Ps+Pa   ...(532)

当磁导的关系式被转换成磁阻的关系式时，满足下式(533)。

0.08×P_C≥P_s+P_a

0.08×R_sa≥R_C

              ...(533)

并且，在本实施例中的定影设备中，通过外侧路线的磁束的比例在范围R3中为95％或更大。在表7中，在本实施例中的定影设备中，通过外侧路线的磁束的比例在范围R3中为94.7％，但是，鉴于测量误差等，磁束比例为95％。通过导电层的外侧路线的磁束的比例为95％或更大的要求等同于导电层的磁导和导电层的内侧(导电层与磁芯之间的区域)的磁导的和为磁芯的磁导的5％或更小。

因此，磁导的关系式由下式(534)代表。

0.05×Pc≥Ps+Pa   ...(534)

当磁导的关系式被转换成磁阻的关系式时，满足下式(535)。

0.05×P_C≥P_s+P_a

0.05×R_sa≥R_C

               ...(535)

以上，表示了定影设备的最大图像区域中的部件等具有均匀的截面结构的定影设备中的磁导和磁阻的关系式。以下，将描述构成定影设备的部件等相对于纵向方向具有非均匀的截面结构的定影设备。在图20中，温度检测部件240被设置在导电层1b的内侧(磁芯与导电层之间的区域)。其它构成与以上实施例中的构成相同，使得定影设备包含包括导电层1b的定影套筒1，并且包含磁芯2和定影套筒引导件9。

当磁芯2的纵向方向为X轴方向时，最大图像形成区域是X轴上的从0到Lp的范围。例如，在最大记录材料馈送区域为215.9mm的LTR尺寸的图像形成装置的情况下，可以仅满足Lp为215.9mm。

温度检测部件240由相对磁导率为1的非磁性材料构成，并且具有相对于垂直于X轴的方向的5mm×5mm的截面面积和相对于平行于X轴的方向的10mm的长度。温度检测部件240被设置在X轴上的从L1(102.95mm)到L2(112.95mm)的位置处。

这里，在X轴上，从0到L1的区域被称为区域1，存在温度检测部件240的从L1到L2的区域被称为区域2，并且从L2到Lp的区域被称为区域3。在图21的(a)中表示区域1中的截面结构，并且在图21的(b)中表示区域2中的截面结构。

如图21的(b)所示，温度检测部件240被加入到定影套筒1中，并因此是要经受磁阻的计算的对象。为了严格地进行磁阻计算，单独获得区域1、2和3中的每一个中的“每单位长度的磁阻”，并且根据每个区域的长度进行积分计算，并然后通过将积分值加起来获得合成磁阻。

首先，在表8中表示区域1或3中的构件(部分)中的每一个的每单位长度的磁阻。

表8

*1：“U”是单位。

*2:“MC”是磁芯。

*3:“SG”是套筒引导件。

*4:“IEL”是导电层的内侧。

*5:“EL”是导电层。

*6:“CSA”是截面面积。

*7:“RP”是相对磁导率。

*8:“P”是磁导率。

*9:“PUL”是每单位长度的磁导。

*10:“MRUL”是每单位长度的磁阻。

在区域1中，磁芯的每单位长度的磁阻(rc1)如下。

rc1＝2.9×10⁶(1/(H.m))

在导电层与磁芯之间的区域中，每单位长度的磁阻(r_a)是定影套筒引导件的每单位长度的磁阻(r_f)和导电层的内侧的每单位长度的磁阻(r_air)的合成磁阻。因此，可通过使用下式(536)计算磁阻r_a。

$\frac{1}{r_a}=\frac{1}{r_f}+\frac{1}{r_{\mathrm{air}}}...\left(536\right)$

作为计算的结果，区域1中的磁阻r_a1和区域1中的磁阻r_s1如下。

r_a1＝2.7x10⁹(1/(H.m))

r_s1＝5.3x10¹¹(1/(H.m))

并且，区域3在长度上等于区域1，因此，区域3中的磁阻值如下。

r_c3＝2.9×10⁶(1/(H.m))

r_a3＝2.7×10⁹(1/(H.m))

r_s3＝5.3×10¹¹(1/(H.m))

下面，在表9中表示区域2中的构件(部分)中的每一个的每单位长度的磁阻。

表9

*1：“U”是单位。

*2:“MC”是磁芯。

*3:“SG”是套筒引导件。

*4:“T”是热敏电阻。

*6:“EL”是导电层。

*7:“CSA”是截面面积。

*8:“RP”是相对磁导率。

*9:“P”是磁导率。

*10:“PUL”是每单位长度的磁导。

*11:“MRUL”是每单位长度的磁阻。

在区域2中，磁芯的每单位长度的磁阻(rc2)如下。

rc2＝2.9×10⁶(1/(H.m))

在导电层与磁芯之间的区域中，每单位长度的磁阻(r_a)是定影套筒引导件的每单位长度的磁阻(r_f)、热敏电阻的每单位长度的磁阻(r_t)和导电层的内侧空气的每单位长度的磁阻(r_air)的合成磁阻。因此，可通过使用下式(537)计算磁阻r_a。

$\frac{1}{r_a}=\frac{1}{r_t}+\frac{1}{r_f}+\frac{1}{r_{\mathrm{air}}}...\left(537\right)$

作为计算的结果，区域1中的每单位长度的磁阻(r_a2)和区域2中的每单位长度的磁阻(r_s2)如下。区域3在计算方法上与区域1相同，并因此将省略区域3中的计算方法。

r_a2＝2.7×10⁹(1/(H.m))

r_s2＝5.3×10¹¹(1/(H.m))

将描述相对于导电层与磁芯之间的区域的每单位长度的磁阻(r_a)满足r_a1＝r_a2＝r_a3的原因。在区域2中的磁阻计算中，热敏电阻240的截面面积增加，并且导电层的内侧空气的截面面积减小。然而，热敏电阻240和导电层二者的相对磁导率为1，因此，毕竟与热敏电阻240的存在或不存在无关，磁阻相同。

即，在仅在导电层与磁芯之间的区域中设置非磁性材料的情况下，即使当与内侧空气的情况类似地处理磁阻的计算，计算精度也足够。这是由于，在非磁性材料的情况下，相对磁导率变为几乎接近1的值。另一方面，在磁性材料(诸如镍、铁或硅钢)的情况下，存在磁性材料的区域中的磁阻可优选与另一区域中的材料分开地计算。

如下式(538)所示，可通过使用各区域中的磁阻值r1、r2和r3(1/(H.m))计算作为相对于导电层的母线方向的合成磁阻的磁阻R(A/Wb(1/h))的积分。

$\begin{array}{c}R=\underset{0}{\overset{L1}{\∫}}r1d1+\underset{L1}{\overset{L2}{\∫}}r2d1+\underset{L2}{\overset{\mathrm{Lp}}{\∫}}r3d1=r1(L1-0)+r2(L2\\ -L1)+r3(\mathrm{LP}-L2)\end{array}...\left(538\right)$

因此，如下式(539)所示，可计算最大记录材料馈送区域中的从一端到另一端的区间(section)中的芯部的磁阻Rc(H)。

$\begin{array}{c}{R}_C=\underset{0}{\overset{L1}{\∫}}{r}_{C}1d1+\underset{L1}{\overset{L2}{\∫}}{r}_{C}2d1+\underset{L2}{\overset{\mathrm{Lp}}{\∫}}{r}_{C}3d1=r_{C}1(L1-0)+r_{C}2(L2\\ -L1)+r_{C}3(\mathrm{LP}-L2)\end{array}...\left(539\right)$

并且，如下式(540)所示，可计算最大记录材料馈送区域中的从一端到另一端的区间中的、导电层与磁芯之间的区域的合成磁阻Ra(H)。

$\begin{array}{c}{R}_a=\underset{0}{\overset{L1}{\∫}}{r}_{a}1d1+\underset{L1}{\overset{L2}{\∫}}{r}_{a}2d1+\underset{L2}{\overset{\mathrm{Lp}}{\∫}}{r}_{a}3d1=r_{a}1(L1-0)+r_{a}2(L2\\ -L1)+r_{a}3(\mathrm{LP}-L2)\end{array}...\left(540\right)$

并且，如下式(541)所示，可计算最大记录材料馈送区域中的从一端到另一端的区间中的、导电层的合成磁阻Rs(H)。

$\begin{array}{c}{R}_S=\underset{0}{\overset{L1}{\∫}}{r}_{S}1d1+\underset{L1}{\overset{L2}{\∫}}{r}_{S}2d1+\underset{L2}{\overset{\mathrm{Lp}}{\∫}}{r}_{S}3d1=r_{S}1(L1-0)+r_{S}2(L2\\ -L1)+r_{S}3(\mathrm{LP}-L2)\end{array}...\left(541\right)$

在表10中表示区域1、区域2和区域3中的每一个的计算结果。

表10

*1：“CMR”是合成磁阻。

*2：“ISP”是积分开始点(mm)

*3：“IEP”是积分结束点(mm)。

*4：“D”是距离(mm)。

*5：“pc”是每单位长度的磁导(H.m)。

*6：“rc”是每单位长度的磁阻(1/(h.m))。

*7：“Irc”是磁阻rm的积分(A/Wb(1/H))。

*8：“pm”是每单位长度的磁导(H.m)。

*9：“rm”是每单位长度的磁阻(1/(h.m))。

*10：“Irm”是磁阻rm的积分(A/Wb(1/H))。

*11：“ps”是每单位长度的磁导(H.m)。

*12：“rs”是每单位长度的磁阻(1/(h.m))。

*13：“Irs”是磁阻rm的积分(A/Wb(1/H))。

从表10，Rc、Ra和Rs如下。

Rc＝6.2×10⁸(1/H)

Ra＝5.8×10¹¹(1/H)

Rs＝1.1×10¹⁴(1/H)

可通过下式(542)计算Rs和Ra的合成磁阻Rsa。

$\frac{1}{R_{\mathrm{sa}}}=\frac{1}{R_s}+\frac{1}{R_a}$

$R_{\mathrm{sa}}=\frac{R_a\×R_s}{R_a+R_s}...\left(542\right)$

从以上计算，Rsa＝5.8×10¹¹(1/h)成立，由此满足下式(543)。

0.28×R_sa≥R_C

                ...(543)

如上所述，在相对于导电层的母线方向形成非均匀截面形状的定影设备的情况下，区域被分割成多个区域，并且对于分割区域中的每一个计算磁阻，并且最终，可从各磁阻值计算合成磁导或磁阻。然而，在要经受计算的部件是非磁性材料的情况下，磁导率基本上等于空气的磁导率，因此，可通过将部件视为空气进行计算。

下面，将描述要包含在以上计算中的部件(部分)。相对于设置在导电层与磁芯之间并且至少一部分位于最大记录材料馈送区域(0～Lp)中的部件，希望计算其磁导或磁阻。

另一方面，相对于设置在导电层外侧的构件(部件)，不需要计算其磁导或磁阻。这是由于，如上所述，在法拉第(Faraday)定律中，感应电动势与垂直通过电路的磁束的随时间的变化成比例，并因此与导电层外侧的磁束无关。并且，相对于导电层的母线方向设置在最大记录材料馈送区域外的部件对导电层的热产生没有影响，并因此不需要进行计算。

尽管已参照这里公开的结构描述了本发明，但它不限于阐述的细节，并且本申请意在覆盖可落入改进的目的或随附权利要求的范围内的这样的修改或变化。

Claims (16)

1.一种用于对在记录材料上形成的图像进行加热的图像加热装置，包括：

圆筒形的可旋转部件，该圆筒形的可旋转部件包含基层和导电层；

芯部，该芯部插入到所述可旋转部件中；以及

线圈，该线圈在所述可旋转部件内部螺旋地缠绕在所述芯部周围，其中，通过使AC电流通过所述线圈形成AC磁场以通过电磁感应加热在导电层中产生热，

其中，基层具有比导电层的体积电阻率高的体积电阻率，并且，

其中，导电层与所述可旋转部件的旋转无关地通过沿所述可旋转部件的圆周方向流动的电流通过其整个圆周产生热。

2.根据权利要求1所述的图像加热装置，其中，所述芯部具有使得不在导电层外侧形成环路的形状。

3.根据权利要求1所述的图像加热装置，其中，导电层由银、铝、奥氏体不锈钢和铜中的至少一种形成。

4.根据权利要求3所述的图像加热装置，其中，基层由树脂材料形成。

5.根据权利要求1所述的图像加热装置，其中，导电层具有小于基层的厚度的厚度。

6.一种用于对在记录材料上形成的图像进行加热的图像加热装置，包括：

圆筒形的可旋转部件，该圆筒形的可旋转部件包含基层和导电层；

芯部，该芯部插入到所述可旋转部件中；以及

线圈，该线圈在所述可旋转部件内部螺旋地缠绕在所述芯部周围，其中，通过使AC电流通过所述线圈形成AC磁场以通过电磁感应加热在导电层中产生热，

其中，在相对于所述可旋转部件的母线方向的记录材料上的图像的最大通过区域的从一端到另一端的区间中，所述芯部的磁阻为导电层的磁阻和导电层与所述芯部之间的区域的磁阻的合成磁阻的30％或更小。

7.根据权利要求6所述的图像加热装置，其中，所述芯部具有使得不在导电层外侧形成环路的形状。

8.根据权利要求6所述的图像加热装置，其中，导电层由银、铝、奥氏体不锈钢和铜中的至少一种形成。

9.根据权利要求8所述的图像加热装置，其中，基层由树脂材料形成。

10.根据权利要求6所述的图像加热装置，其中，导电层具有小于基层的厚度的厚度。

11.一种用于对在记录材料上形成的图像进行加热的图像加热装置，包括：

圆筒形的可旋转部件，该圆筒形的可旋转部件包含基层和导电层；

芯部，该芯部插入到所述可旋转部件中，具有使得不在导电层外侧形成环路的形状；以及

线圈，该线圈在所述可旋转部件内部螺旋地缠绕在所述芯部周围，其中，通过使AC电流通过所述线圈形成AC磁场以通过电磁感应加热在导电层中产生热，

其中，从所述芯部的相对于所述可旋转部件的母线方向的一端出来的磁束的70％或更多通过导电层的外侧并然后返回到芯部的另一端。

12.根据权利要求11所述的图像加热装置，其中，导电层由银、铝、奥氏体不锈钢和铜中的至少一种形成。

13.根据权利要求11所述的图像加热装置，其中，基层由树脂材料形成。

14.根据权利要求11所述的图像加热装置，其中，导电层具有小于基层的厚度的厚度。

15.一种与用于对在记录材料上形成的图像进行加热的图像加热装置一起使用的可旋转部件，所述可旋转部件包括：

导电层；和

基层，该基层的体积电阻率比导电层的体积电阻率高；

其中，导电层由奥氏体不锈钢形成。

16.根据权利要求15所述的可旋转部件，其中，基层由树脂材料形成。