CN1134710C - 定影装置 - Google Patents

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Abstract

提供能够与被定影材料的种类及压力辊的温度条件无关地维持良好定影性的定影装置。在转接区域S，把显影剂像在定影材料上定影。热供给媒体包含金属体，在内部包括具有铁芯的磁场发生单元。将铁芯配置为接近热供给媒体的金属体。将线圈缠绕为使得在铁芯的剖面方向上没有比由磁力线感应部包围的区域更接近于金属体者。由控制装置基于热量数据及温度数据，把供给到线圈上的电流的大小控制成最佳的大小。

Description

定影装置
本发明涉及在图象形成装置中使用的、把在被定影材料上形成的显影剂图象定影得到定影图象的定影装置。
被装入使用了电子照相处理的复印装置中的定影装置把位于被定影材料上的显影剂图象粘合起来，即把显影剂加热，使显影剂熔化，把显影剂粘合到被定影材料上。
作为把显影剂加热的方法，已知有使用卤素灯(热丝灯“利用电阻生热”)的方法以及使用闪光发光型灯(放电灯“把电能变换成热能”)的方法。再者，已不怎么利用使用闪耀发光型灯的方法了。还有，作为使用灯把电能变换成热能的其它加热方法，还已知有在磁场内供给电流、产生热的感应加热。
在把卤素灯作为加热源使用的方法中，广泛地使用下述结构，把可以把压力加到被定影材料及显影剂上的一对辊中的至少一个辊作成中空圆柱，把卤素灯即结构为圆管状的灯配置在该中空圆柱辊的内部。在该结构中，配置了卤素灯的辊在与另一辊挨靠的位置上形成作用部(转接部)，对向转接部导向的被定影材料(及显影剂)提供压力及热。
为了确保热传导，在大多数情况下，由金属形成配置卤素灯的辊。与此相对，另一辊(与金属辊挨靠者)由呈现出弹性的材料形成，以便可在转接部上对金属辊贴紧。
由此，被定影材料在通过转接部时，主要从金属辊接受热，通过由呈现出弹性的辊将其向金属辊挤压，捕获受热而熔化了的显影剂。因而，把显影剂定影到被定影材料上。
可是，在使用上述辊的定影装置中，在把电能变换成光及热之后，利用辐射传送到金属辊上，接着，借助于传导把金属辊的外周加热，对被定影材料供给给定的热，因此，热的利用效率约为70％。还有，因为是从内侧对辊加热的，所以，为了使辊的外周面温度上升到用于使显影剂在被定影材料上定影所需的温度(例如，180℃)，需要较长时间及较大电能。再者，基于由温度检测装置即热敏电阻检测的温度，借助于设置在电源装置中的开关元件对供给到灯上的电源电压进行通/断(ON/OFF)，这样，把金属辊的表面温度控制到目标温度。
但是，在检测金属辊的表面温度并控制供给到灯上的电源电压的情况下，即使在到达目标温度的瞬间切断通电，也已因辊的厚度而越过目标温度、超出规定了。因此，存在着产生了定影辊的第1轮的显影剂被复制到第2轮的图象上的偏移现象等的问题。
为了缩短使辊的表面温度上升所需的时间、减小与目标温度之差，已知的方法是使金属辊的厚度变薄以减小热容量。另一方面，当使用厚度薄的辊时，与被定影材料即记录用纸的大小有关，在辊的轴向上产生了部分的温度变动。还有，在应该把显影剂定影的记录用纸为多张的情况下，在将其连续地输送(给转接部)时，与(用纸的)输送顺序有关、辊的外周温度发生变化，由此，表示粘着在用纸上的显影剂不离开用纸的程度的定影率发生变化。
这样，使金属辊的厚度变薄，或者需要能够防止辊在轴向上的部分温度变化的复杂控制，或者必须构成卤素灯使其可以提供随辊的长度、方向而不同的温度。此外，为了防止因连续输送用纸引起其定影率发生变化，必须加以对付：使卤素灯可以输出的最大热量有富余；或者使卤素灯成为多个，改变点亮的灯的个数等。
这一点，只能使定影装置(复印装置)的成本上升。
作为使用感应加热构成定影装置的例子，有特开平8-16005号及特开平8-44227号。即，在中空金属辊的内侧不配置灯，而是配置感应加热装置。再者，在利用感应加热的定影装置中，与使用上述卤素灯的定影装置的金属辊相比，辊的厚度可以变薄。
感应加热装置包括：线圈，用于供给用于形成给定磁场的电流；铁芯，为了使由供给到该线圈中的电流产生的磁场集中到转接部上，在转接部一侧上有弯曲部分。但是，由供给到线圈上的电流所产生的磁场对称于连结线圈中心与转接部中心的轴线的两侧而产生，因此，存在着在离开转接部中心的被定影材料输送方向的上游侧及下游侧的位置上呈现出两个峰的问题。这时，在转接部上可以利用的发热量减小了，结果是，存在着供给到线圈上的电流(电能)的利用效率降低了的问题。
还有，线圈排列在接近于夹着铁芯的转接部一侧及其相对侧上，因此，存在着在距离转接部上的与弹性体辊挨靠着的(带的)转接部最远的区域非所需地发热的问题。
本发明的目的在于提供定影装置，它能够与被定影材料的种类及压力辊的温度条件无关地保持良好的定影性。
还有，本发明的目的在于提供定影装置，在作为加热源使用感应加热的定影装置中，把发热分布汇总到一个地方上，提高发热效率，同时，可以减小因发热所得到的温度变动。
本发明提供一种定影装置，它包括：
第1转接构件，它由导电性材料构成，沿着给定方向旋转；
第2转接构件，它以给定的压力接触在第1转接构件上，在它与第1转接构件之间形成用于把显影剂定影到定影材料上的转接区域；
感应加热装置，将其配置在第1转接构件及第2转接构件中任一者的一侧，对转接区域进行感应加热；和
控制装置，用于对感应加热装置进行控制，以使转接区域呈现出给定的温度。
还有，本发明的定影装置的感应加热装置是磁发生体以及把给定频率的电压提供到磁发生体上的交流-交流(AC-AC)变换装置
进而，本发明的定影装置包括：
材料检测装置，用于检测输送到转接区域中的被定影材料的种类；
存储装置，用于保持对应于被定影材料种类的、感应加热装置应该输出的热量数据；
控制装置，用于把对应于由检测装置检测的被定影材料种类的热量数据从存储装置中读出，对感应加热装置进行控制。
还有，进而，本发明的定影装置包括：
温度检测装置，用于检测因由感应加热装置连续地对转接区域加热而使第1及第2转接装置之一的温度上升的程度；
存储装置，用于保持对应于由温度检测装置检测的温度的、感应加热装置应该输出的热量数据；和
控制装置，用于把对应于由温度检测装置检测的被定影材料种类的热量数据从存储装置中读出，对感应加热装置进行控制。
进而还有，本发明的定影装置包括：
材料检测装置，用于检测输送到转接区域中的被定影材料的种类；
温度检测装置，用于检测因由感应加热装置连续地对转接区域加热而使第1及第2转接装置之一的温度上升的程度；
存储装置，用于保持对应于被定影材料种类的、感应加热装置应该输出的热量数据；
第2存储装置，用于保持对应于由温度检测装置检测的温度的感应加热装置应该输出的热量数据；和
控制装置，用于把对应于由材料检测装置及温度检测装置检测的被定影材料种类的热量数据从各存储装置中读出，对感应加热装置进行控制。
图1为示出本发明第1实施例即定影装置的简图；
图2为示出被装入图1中所示定影装置中的磁发生体的剖面图；
图3为示出把高频输出供给到图2中所示磁发生体上的高频输出部的一例的框图；
图4为示出对使用了图1-3中所示的定影装置的定影工序进行说明的流程图；
图5为示出对图1中所示定影装置进行控制的控制电路的一例的框图；
图6为示出依据图1-5中所示定影装置中的压力辊外周面温度差异的显影剂温度、被定影材料的温度、显影剂与被定影材料挨靠的分界面温度的曲线(辊温度低)；
图7为示出依据图1-5中所示定影装置中的压力辊外周面温度之差异的显影剂温度、被定影材料的温度、显影剂与被定影材料挨靠的分界面温度的曲线(辊温度高)；
图8为示出图1中所示定影装置其它形态的简图；
图9为示出对图8中所示定影装置进行控制的控制电路的一例的框图；
图10为示出用于对在图2中所示磁发生部的铁芯的磁力线感应部(脚部)与发热体(加热对象，辊及带)之间求出的位置关系进行确定的发热量的曲线；
图11为示出配置图2所示辊发生部使之满足图10中说明了的条件的情况下，在铁芯(磁发生部)周围产生的磁力线分布例的简图；
图12为示出图8中所示定影装置的其它形态的简图；
图13为示出图1、8及12中所示的定影装置的又一其它形态的简图；
图14为以转接部S为中心示出由被装入图13所示定影装置中的磁发生部得到的磁力线分布的图；
图15为示出用于说明可用于图13、14中所示定影装置中的磁发生部的结构上的特征以及在磁发生部中固有的铁芯与形成线圈的导线的关系、从剖面方向看转接部S的状态的简图；
图16为示出从图15中所示铁芯产生的磁力线分布例的简图；
图17为示出具有可与图16中所示磁力线分布相比较的磁力线分布的铁芯例的简图；
图18A、18B、18C为示出在图15中说明了的线圈与铁芯的配置中产生的某种线圈配置例(线圈的形状)的特征的简图；
图19A、19B、19C为示出分别对应于图18A、18B、18C中所示线圈的配置、在转接部产生的热分布的简图；
图20为说明在图18A中所示线圈与铁芯的排列中变换线圈形状例的简图。
下面，利用附图，详细说明有关本发明的实施形态。
图1中示出第1实施形态，即面向电子照相方式的图象形成装置的定影装置。
定影装置100包括由导电性材料形成的第1转接部，即定影带1。定影带1为以以含有呈现出导电性的镍(Ni)或不锈钢类的铁为代表的强磁性体金属材料形成的给定厚度的带状物。再者，在本例中，带1的厚度为50μm[微米]，用电铸法形成。还有，作为用于防止显影剂粘着到定影带1的表面上去的脱型层，也可以涂敷例如给定厚度的氟树脂、硅树脂或硅酮橡胶等。
定影带1可借助于未图示的驱动源以给定的转速旋转，将其跨在给定直径为25mm(毫米)的驱动辊2及给定直径为25mm的从动辊3上。由此，通过辊2旋转，使定影带1沿着给定的方向旋转。
把固定在给定位置上的拉伸弹簧4的自由端搭在从动辊3的轴3a上。因而，从动辊3借助于弹簧4，把一定的张力提供给定影带1。还有，利用从弹簧4供给的张力来防止虽然驱动辊2旋转而定影带1仍不旋转的所谓滑动。
把涂敷装置5配置到定影带1的表面一侧与驱动辊2对置的位置上，涂敷装置5用于把减少显影剂粘附到带1上的油涂敷到带1上。涂敷装置5由下列构成：油涂敷辊，它挨靠在定影带1上，通过定影带1旋转而同时旋转；油补充机构，它把油补充给涂敷辊，未进行图示。
把感应加热装置(磁发生体)7夹着与带1之间给定的空气层(隙)6配置到定影带1的内面一侧上，将其连接到在后文中用图3说明的高频电路上，借助于感应加热对带1进行加热。
磁发生体7包含：磁轭(铁芯)8，它具有把与定影带1内面一侧对置的一侧的一部分区域去掉了的开口部8a，其剖面为矩形，中空地形成；线圈9，它夹住铁芯8的给定位置，同时缠绕在铁芯8的内侧及外侧上。再者，线圈9例如由剖面直径为1.4mm的铜线形成。
在夹着定影带1的状态下，把压力辊10设置在与铁芯8的开口部8a对置的一侧(带1的表面一侧)上，压力辊10例如以直径20mm形成，它可与定影带1接触，并且可沿给定方向旋转。由作用在辊10的中心轴10a上的压紧弹簧11以给定的压力向着定影带1的方向向上推压力辊10。由此，以辊10与定影带1接触的位置为中心，在与带1旋转方向的上游侧及下游侧分别为给定距离处提供接触部(辊10的外周面与带1挨靠的区域，亦称为接触部或夹持点)S。再者，利用由压紧弹簧11对压力辊10提供的压力，以最佳的大小来设定转接部S的宽度(压力辊10与带1接触的区域的大小)。还有，压力辊10的种类在本实施形态中例如为弹性辊，即在辊10a的周围形成给定厚度的硅酮橡胶等；但是，也可以是刚体辊，即辊部分的整个区域均由金属形成。
在定影带1的内面一侧，在压力辊10与表面一侧接触的位置上，即在由磁发生体7的铁芯开口部8a与压力辊10形成转接部，在内面一侧弯曲了的带1上，在与压力辊10对置的位置上，与定影带1接触地配置对带1的温度进行检测的热敏电阻12。还有，在压力辊10外周面的给定位置上，与压力辊10的外周面接触地配置对压力辊10的温度进行检测的另一热敏电阻13。
在这样形成的定影装置100中，当由未图示的驱动源提供驱动力使驱动辊Z沿着箭头方向旋转时，伴随着其旋转，定影带1以与驱动辊2外周面的移动速度相同的速度连续地旋转。还有，从动辊3、油涂敷装置5的涂敷辊及压力辊10分别伴随着定影带1的旋转而旋转。
在这里，在应该定影的显影剂像(即，显影剂像T)以静电形式保持在被定影材料(即普通纸张或朝着字幕投影机的透明树脂薄膜)P上的状态下，沿着输送导杆14，把被定影材料导向到由定影带1及压力辊10形成的转接部S上。再者，在输送导杆14的给定位置上，设有包含发光元件15a及受光元件15b、用于检测沿着输送导杆14导向到转接部S上的被定影材料P的种类的材料传感器15，因此，可以将定导向到转接部S上的被定影材料P的材料。由此，磁发生部7基于由材料与定影温度的关系设定的驱动电流，产生给定大小的磁场，使通过转接部S的定影带1上升到给定的温度，该关系由传感器15检测，存储在后文中用图3说明的存储装置中。
在导向到转接部S上的被定影材料P中，构成被定影材料(本身)正在输送着的显影剂像的显影剂通过与定影带1挨靠而被熔化，使熔化的显影剂像边保持边通过转接部S。这时，由定影带1及压力辊10对熔化的显影剂像提供给定的压力。由此，把显影剂像粘合(定影)到被定影材料上。
图2为说明磁发生体7的结构的简图。
磁发生体7的铁芯8例如由铁淦氧等导磁率高的材料形成。在铁芯8的开口部8a上，切断面8b的间隔K为5mm。还有，在铁芯8与带1之间形成的空气层6，即铁芯8与定影带1之间的间隔r为1mm。
在图2所示的磁发生体7中，通过由图3中所示的高频电路，把给定频率的高频电压加到线圈9上，高频电流在线圈9中流动。借助于该高频电流，在铁芯8中产生给定强度的磁通。再者，例如，可以把从高频电路供给的电压的频率设定为例如20KHz(千赫)。这时电压的大小及电流由定影带1的材料支配，但是，在输出中设定为800w(瓦特)。
把在铁芯8中产生的磁通从开口部8a引入定影带1。由此，在位于定影带1与压力辊10挨靠的转接部S附近的定影带1上产生涡流。由该涡流及定影带1中固有的电阻，在定影带1中产生周知的焦耳热量。因而，通过转接部S的定影带1在通过转接部S的期间内，被加热到给定的温度。再者，带1产生的涡流根据定影带1的材料，在带1的厚度方向上分布。因而，必须把定影带1的厚度设定为接近于涡流在带的材料中进行固有渗透的渗透深度值。
图3为示出对定影装置100的定影带1的温度进行控制的温度控制装置(高频电路)之例的概略框图。
高频电路(温度控制装置)21是交流-交流变换器型的高频电路，它先把输入电源即工业交流电压变换成直流，接着，输出所需的高频电压，它包括：
交流-直流(AC-DC)变换部22，用于把输入的交流(AC)电压变换成直流(DC)电压；
直流-交流(DC-AC)变换部(一般称为逆变器电路)23，用于把在AC-DC变换部22中已变换成直流(DC)电压的输入电压重新变换成交流(高频)电压；
直流-交流(DC-AC)变换部驱动电路24，用于在利用DC-AC变换部23把从AC-DC变换部22输出的直流电压再变换成高频电压时，把输出频率设定为给定的频率；
频率控制部25，用于监视从DC-AC变换部23输出的高频输出的频率，控制驱动电路24对DC-AC变换部23进行驱动的频率；
输出控制部26，用于在由AC-DC变换部22把输入电压变换成直流时，对照应该输出到线圈9上的电压，控制应该从AC-DC变换部22供给到DC-AC变换部23上的输出的大小；
它把工业交流电压变换成直流电压之后，将其再变换成高频电压，用于对定影带1进行感应加热，把高频输出供给到磁发生体7上。再者，由保护电路27监视来自DC-AC变换部23的高频输出，基于保护电路27的监视结果，根据需要切断工业电压向AC-DC变换部22的输入。
详细地说，由频率控制部25设定加到磁发生体7的线圈9上的高频输出的频率。由此，在由DC-AC变换部23把从AC-DC变换部22输出的直流变换成高频(交流)输出时，由驱动电路24设定供给到未图示的开关元件(驱动电路24内)的栅极上的脉冲个数。
把从DC-AC变换部23输出的高频电压加到磁发生体7的线圈9上，在铁芯8及其附近提供以高频切换极性的交流磁场。通过定影带1横切该交流磁场，在带1的厚度方向上感应出涡流，由焦耳热量加热定影带1。
图4为示出横切由图1中所示的定影装置的定影带1及压力辊10形成的转接部S的带1的温度控制例的流程图。还有，图5为示出可以进行图4中所示流程图的控制的定影装置控制电路的一例的概略框图。
在图4中，通过按未图示的图象形成装置即复印装置的未图示的复印键，开始复印操作(步骤S1)。
由步骤S1，在未图示的复印装置主体中开始周知的图象形成操作，把复制了显影剂(显影剂像)T的被定影材料P向着定影装置100的输送导杆14输送。因为被定影材料P(与输送的方向有关，把被定影材料P设置位于在输送导杆14跟前的位置上)通过材料传感器15，所以，根据被定影材料P的材料预定了大小的传感器输出信号从传感器15经由未图示的输入电路，输入到下面用图5说明的控制部的主控制电路(参照图5，CPU)34上(步骤S2)。
由CPU34把输入到CPU34上的传感器15的输出与各种片状被定影材料的数据相比较，这些数据存储在把未图示的复印装置装配起来之后可以存储数据的非易失性存储器(参照图5，NVM)33或未图示的ROM中。即，由CPU34确定被定影材料P的种类。再者，作为被定影材料的种类，例如有普通纸张、用于字幕投影机的透明树脂薄膜、厚度厚的(定影性不足)的普通纸或此外的种类等(步骤S3)。
当由步骤S3确定被定影材料P的种类时，把存储在未图示的ROM或NVM中的热量数据(对每一种特定的被定影材料P预定的)读出(步骤S4)。
下面，基于在步骤S4中读出的热量数据，控制由磁发生体7的线圈9对定影带1提供的热量。即，根据被定影材料P的种类，把振荡电路(图3中所示的高频电路的频率控制部25)应该输出的脉冲个数控制到最佳(步骤S5)；由横切与压力辊10和定影带1挨着的转接部S的带1，把通过转接部S的被定影材料P加热到最佳温度，把显影剂T定影(步骤S6，结束)。
再者，步骤S1-S6中所示的控制方法也称为前馈控制。
使用图5，与图4中所示的流程图对比进行说明，由工业交流电源供给的AC电压在由功率调整器31调整通过功率量以后，在整流电路32中变换成直流。再者，把由整流电路32整流了的直流输出的一端连接到磁发生部7的线圈9的一端上。
把由整流电路32整流了的直流输出的另一端连接到振荡电路35(相当于图3中所示高频电路21的频率控制部25)及输出控制电路〔一般称为逆变器电路〕36(相当于图3中所示高频电路21的驱动电路24)的开关元件37的输出侧。
下面，复制显影剂T，按照朝着传输导杆14传输的被定影材料P通过材料传感器15，将根据被定影材料P的材料预定了大小的传感器输出信号从传感器15经由未图示的输入电路输入到主控制电路(CPU)34上，即，基于传感器15的输出，由CPU34特定在NVM33(或未图示的ROM)中存储着的被定影材料P的种类，从该未图示的ROM(或NVM33)中调出对应的被定影材料P的热量数据。
CPU24基于调出的热量数据，把振荡电路35(频率控制部25)输出的脉冲个数变更成给定的脉冲个数。由此，改变输出控制电路36的开关元件37导通的时间(连续地改变对DC-AC变换部23进行驱动的驱动电路24对DC-AC变换部23进行驱动的瞬间)。
因而，开关元件28在由所接受的脉冲个数设定的时间内，把给定频率的高频输出供给到磁发生体7的线圈9上。由此，在定影带1的转接部S上产生对应于被定影材料P的种类的最佳涡流，把通过转接部S的各种被定影材料及在该定影材料上保持着的显影剂T加热到最佳温度，进行定影。
借助于这样的前馈控制，即使热敏电阻12的应答不能跟随被定影材料P通过转接部S时的急剧的温度上升，也能够最佳地设定通过转接部S的带1的温度。
即，没有必要或者对照热敏电阻的应答速度非所需地抑制供给到定影带1上的电能，或者借助于使定影带具有过大的热容量以减小温度的变化范围(变化幅度)(增大了加热所需要的时间)。还有，没有必要根据被定影材料P的种类，事先放慢定影速度。
换言之，借助于减薄定影带1，能够减小热容量，因此，可以改善热应答(温度上升时的跟随性)，能够实现定影速度的高速化。
这样，不需要借助于热容量小的金属带1及把给定的压力提供到金属带1上的压力辊10构成转接部S，借助于高频感应，只在少量的时间内加热到达转接部S的金属带1而构成定影装置100；进而，借助于基于被定影材料P的材料对到达转接部S的定影带1所产生的热量进行控制，对照被定影材料P的种类，改变定影速度，或者把热容量提供到压力辊10和/或带1上，进行预加热。
其次，说明有关图1-5中所示实施形态的变形例。
参照图1，把第2热敏电阻13配置到定影装置100的压力辊10的外周面上(正如已经说明了的那样)。
第2热敏电阻13经常检测压力辊10外周面的温度。
由此，可以根据压力辊10的外周面的温度变化，最佳地改变由磁发生体7的线圈9供给的高频电流在定影带1上产生的涡流的大小。因而，能够每时每刻地控制在定影带1与压力辊10挨靠的转接部S上产生的热量。
换言之，在紧接在被定影材料P开始通过转接部S之后，即在开始定影的初期，虽然通过转接部S的定影带1的温度到达了给定的温度，可是，压力辊10为不加热状态。
另一方面，在连续地输送多张被定影材料P的情况下，在转接部S与带1挨靠的压力辊10的温度逐渐上升。由此，由压力辊10提供到被定影材料P上的热量增大。
因此，当连续地对多张被定影材料P进行定影时，必须对照可以连续地定影的被定影材料P的张数及材料，控制供给到磁发生部7的线圈9上的高频输出的大小，以使在转接部S中由定影带1与压力辊10供给到被定影材料P上的热量与被定影材料P在转接部S附近从压力辊10接受的热量之和不超过预定的、在转接部S应该提供到被定影材料P上的热量。再者，在连续地输送、定影被定影材料P的情况下，把基于所需的定影张数(向线圈9的通电时间)及辊10的温升设定的热量数据和/或基于被定影材料P的种类、定影张数(向线圈9的通电时间)、辊10的温升设定的热量数据预先存储到NVM33(或未图示的ROM)中。
图6、7为示出依据压力辊10外周面温度的差异的显影剂T的温度、被定影材料的温度、显影剂T与被定影材料P挨靠的分界面温度的曲线。图6示出了在紧接在开始定影之后，压力辊10的外周温度没有上升(26℃)的情况；图7示出在连续地定影的情况下压力辊10的外周温度已上升到170℃的情况。再者，在各个曲线中，曲线P示出通过转接部S的被定影材料P的温度，曲线U示出在转接部S上的定影带1的温度，曲线D示出压力辊10的外周面的温度(将第2热敏电阻13的输出进行换算)。
正如图6中所示的那样，在压力辊10为26℃的情况下，在紧接着通过了转接部S之后，分界面的温度约为135℃。另一方面，如图7所示，在压力辊10的温度一直上升到170℃的情况下，分界面的温度约为152℃。
因而，与用图3-5已经说明了的相同，在连续地输送、定影被定影材料P的情况下，由CPU34把与定影张数(向线圈9的通电时间)及辊10的温升有关的热量数据和/或与被定影材料P的种类、定影张数(向线圈9的通电时间)、辊10的温升有关的热量数据从NVM33中读出，把振荡电路35(频率控制部25)输出的脉冲个数设定为与向线圈9的通电时间及被定影材料P的种类有关而确定的给定的脉冲个数。
由此，改变输出控制电路36的开头元件37导通的时间(连续地改变对DC-AC变换部23进行驱动的驱动电路24对DC-AC变换部23进行驱动的时间)。
下面，开关元件28在由所接受的脉冲个数设定的时间内，把给定频率的高频输出供给到磁发生体7的线圈9上。由此，在定影带1的转接部S上产生与被定影材料P的种类及连续地输送的张数对应的最佳涡流，把通过转接部S的各种被定影材料及在该定影材料上保持着的显影剂T加热到最佳温度并定影。
这样，当重复连续定影工序时，借助于监视压力辊10的温度、控制应该加到转接部S上的高频输出的大小，可以实现与输送被定影材料P时的任意顺序对应的最佳加热。因而，在连续的定影工序中，即使对于在连续的多张定影结束后输送的被定影材料P，也能够提供与起始定影的被定影材料P相同的温度条件。由此，在以任意张数定影的定影材料P中，均不产生图象(显影剂)的偏移。
其次，说明有关本发明的其它实施形态。
图8为与图1中所示定影装置不同的定影装置的简图，定影装置200包括例如以直径30mm形成的热辊201。由未图示的驱动源使热辊201沿着箭头的方向旋转。热辊201为金属辊，它是例如由电镀加工以给定的厚度在厚度为1.5mm的隔热性中空辊201a的表面上形成金属层201b。再者，金属层201b由热传导率高的材料(例如铁)形成。还有，金属层201b的厚度在本例中设定为80μm或80μm以下。在金属层201b的表面上，形成作为用于防止显影剂粘着在金属层201b上的脱型层201c，脱型层201c例如可由氟树脂、硅树脂或硅酮橡胶等以给定的厚度涂敷形成。
另一方面，压力辊202为弹性辊，它是在轴202a的周围以给定的厚度被覆例如硅酮橡胶或氟橡胶等弹性体。
把磁发生部7即铁芯8及线圈9设置在热辊201的中空辊201a的内侧中，它沿着热辊201的轴线延伸，它接受的长度与热辊201轴向上的长度大致相等。再者，因为磁发生部7的结构与用图1、2已经说明了的结构相同，故省略其详细说明。
未图示的加压机构把压力辊202挤压到热辊201外周面的给定位置上，压力辊202被排列为其本身的轴线与热辊201未图示的轴线平行。再者，借助于使热辊201旋转，压力辊202在与热辊201挨靠的转接部S处从热辊201接受推进力，与热辊201同时旋转。再者，利用由未图示的加压机构对压力辊202所提供的压力以及分别构成热辊201和压力辊202的材料，在给定的范围内设定转接部S的大小。
在热辊201外周面周围的给定位置上，在从转接部向着辊201旋转方向的下游侧，顺序设置：剥离爪203，用于把由已定影结束的显影剂T粘合在辊201上的被定影材料P从热辊201最外周的剥离层201c上剥离下来；清扫构件204，用于把粘着在热辊201上的偏移显影剂及因被定影材料P而产生的尘埃(当被定影材料P为普通纸张时，产生尘埃尤多)除去；热敏电阻205，用于检测热辊201外周的温度；脱型剂涂敷装置206，用于涂敷脱型剂，减少显影剂粘附到热辊201上，以防止偏移。
在图8中所示的定影装置200中，当由未图示的驱动源提供驱动力使热辊201沿着箭头方向旋转时，伴随着其旋转压力，辊202的外周面也以与热辊201外周面的移动速度相同的速度旋转。还有，脱型剂涂敷装置206的辊部分伴随着热辊201的旋转而旋转。
在这里，在应该定影的显影剂像(即显影剂像T)以静电形式保持在被定影材料即普通纸张或朝着字幕投影机的透明树脂薄膜)P上的状态下，沿着输送导杆14把被定影材料导向到由热辊201及压力辊202形成的转接部S上。再者，在输送导杆14的给定位置上，设有包含发光元件15a及受光元件15b、用于检测沿着输送导杆14导向到转接部S上的被定影材料P的种类的材料传感器15，因此，可以确定导向到转接部S上的被定影材料P的材料。由此，磁发生部7基于由材料与定影温度的关系设定的驱动电流，产生给定大小的磁场，对热辊201的转接部S进行加热，该关系由传感器15检测，存储在后文中用图10说明的存储装置中。因而，使通过转接部S的被定影材料P及被定影材料P上的显影剂T上升到给定的温度。
在导向到转接部S上的被定影材料P中，构成被定影材料(本身)正在输送着的显影剂像的显影剂通过与热辊201挨靠而被熔化，使熔化的显影剂像边保持边通过转接部S。这时，由热辊201及压力辊202对熔化的显影剂像提供给定的压力。由此，把显影剂像粘合(定影)到被定影材料上。再者，在这里，假定加到线圈9上的高频电压的频率为10KHz，设定高频电流使输出为800w(瓦特)。这时，热辊201的表面温度约为180℃。
图9为示出对图8中所示定影装置200进行控制的控制电路的一例的简图。再者，因为图9中所示控制电路的结构类似于图5中所示的控制电路，所以，对同一结构标以同一符号，省略其详细说明。
如图9中所示的那样，在由电力调整器31把由工业交流电源供给的AC电压调整通过功率量以后，在整流电路32中变换成直流。再者，把由整流电路32整流了的直流输出的一端连接到磁发生部7的线圈9的一端上。
把由整流电路32整流了的直流输出的另一端连接到振荡电路35(相当于图3中所示高频电路21的频率控制部25)及输出控制电路36(相当于图3中所示高频电路21的驱动电路24)的开关元件37的输出一侧上。
下面，在接通未图示的复印装置主体的未图示的印刷键开始复制之后，把形成了的图象(即，复制了显影剂T的被定影材料P)向转接部S输送。
另一方面，把接触到热辊201外周面上的热敏电阻205的输出即温度信号经由未图示的输入电路输入到主控制电路(CPU)34上。
一直到热敏电阻205的输出到达预定的设定值(温度)之前，CPU34使功率调整器31的未图示的半导体开关元件的栅极电流的点火控制角在给定的范围内，维持在上限值附近。从电力调整器31输出的工业交流电压经过整流电路32滤波，加到磁发生器7的线圈9上。下面，当借助于热敏电阻205检知热辊201的温度到达了给定温度时，利用CPU 34的控制，在给定的范围内减小半导体开关元件栅极电流的点火控制角。还有，在由热敏电阻205的输出检测温度降低了的瞬间，在给定的范围内增大点火控制角。
因而，从接通印刷键一直到热敏电阻205报告热辊201外周面的温度到达了设定温度之前，热辊201外周面的温度连续地上升，在热辊的温度到达设定温度的瞬间，因来自工业电源的交流电压的利用效率降低了，故没有非所需的过冲，而是维持在最佳温度。
由此，不使用在图1-5中所示的以前的实施形态中说明了的那样的前馈控制，借助于简单的结构及控制，就能够在最佳温度下把显影剂定影到通过转接部S的被定影材料P上。
但是，当被定影材料P通过定影装置200的转接部S(被定影材料P存在于转接部S区域内)时，因为热辊201的热容量小，所以，在转接部S上产生急剧的温度变化。因为把通过了转接部S的热辊201的区域导向到热敏电阻205上所需的时间较短，所以，该急剧的温度变化使热辊201外周面的温度连续地降低。
因此，与以前说明了的例子相同，通过根据材料传感器15的输出确定导入到转接部S中的被定影材料P的种类，读出存储在NVM33中的对应的被定影材料的热量数据，基于该热量数据，改变振荡电路35输出的振荡频率，根据被定影材料P的材料，改变输出控制电路36向开关元件37输出的脉冲个数，能够抑制被定影材料P通过转接部S引起的转接部S(热辊201)的温度变化。
再者，当把多张被定影材料P连续输送到转接部S上时，如图7所示，可以看出，压力辊202的温度逐渐增高，但是，在从未图示的操作盘指示连续复印(或多张复制)的情况下，也可以在转接部S上不存在被定影材料P的状态下，借助于上述电能控制，对热辊201(磁发生部7)连续加热，以使压力辊202外周面的温度成为恒定。由此，能够提供使热辊201没有热容量、不降低定影率的定影装置。
如上面说明了的那样，根据本发明，使定影带1或热辊201没有某值以上的热容量，通过利用感应加热的直接加热，可以实现热利用效率高的定影。还有，可以得到与被定影材料P的种类无关的稳定的定影性。再者，如图12中所示，也可以使磁发生部70(为了与以前说明了的磁发生部7相区别)的铁芯80的形成开口部80a的那一侧形状与热辊201的中空辊201a的内壁曲率有关而弯曲。这时，当然可使铁芯80与热辊201内壁的间隔为最小。还有，在图2及12中所示的例子里，把磁心8(80)的开口部8a(80a)的切断面定义为相互平行，但是，也可以把各切断面排列成向着转接部S。
可是，在由磁发生部7对与定影带1(或者图8例的热辊201)和压力辊10(或者图8的压力辊202)挨靠的转接部S进行加热的情况下，要求发热中心与转接部S的中心一致。还有，必须配置铁芯8的形状及铁芯8，以使由供给到线圈9上的电流产生的磁场最多地横切转接部S。
下面，说明有关配置铁芯8的条件。
图10为示出由铁芯8的开口部8a提供的2个切断面8b相互间的距离K与铁芯8与定影带1(加热对象)之间的距离r的关系的曲线。再者，k与r的关系与图2所示例是同样的。
如图10中所示的那样，当假定k＝1、2或3、r＝2、观察带1所产生的热量(换算成瓦特)的变化时，可以看出，当k＝1、r＝2时，发热量急剧减小。应说明，与铁芯8的2个切断面相互之间的距离相比，当加热对象(即，带1)与铁芯8之间的距离长时，由于从铁芯8的一个切断面出来的磁力线不向着加热对象(即，带1)，而是向着成为配对物的铁芯8的另一个切断面。
因而，必须把铁芯8配置到至少满足“k＝r”的位置上。再者，实际上，希望横切加热对象的磁力线条数多，为了减少从铁芯8的一个切断面出来的磁力线向着成为配对物的铁芯8的另一个切断面，设定为满足“k＞r”；更优选设定铁芯8的切断面8b间的距离k及与带之间的距离r。以使r在能跳出铁芯8、不与1接触的范围内为最小。还有，图2中所示例满足上述的“k＞r”。对此，在图12中所示变形例里，也同样满足“k＞r”。
图11为示出在满足用图10对图2中所示磁发生部7说明了的条件下配置的定影装置中、在铁芯(磁发生部7)周围产生的磁力线分布例的概略。
如图11中所示的那样，可以看出，通过满足k＞r，r＝1mm，从与铁芯8的切断面正交的区域即铁芯8与带1(加热对象)对置的区域向着带1(加热对象)产生多条磁力线，这些磁力线横切带1。还有，通过使k值(铁芯8的切断面8b相互之间的距离)最佳化，在从一个切断面出来的磁力线与转接面S交叉的位置上，磁力线不被拉向铁芯8那一侧而入射到成为配对物的另一切断面上。再者，图11所示例表示图2中所示间隔即k＝5mm时的磁力线方向。
可是，在图1、2、8及12中所示的磁发生部7(70)里，从与缠绕着线圈9的区域正交的边，把铁芯8(80)的开口部8a(80a)又弄弯了一次。即，与转接部S的剖面方向有关，形成铁芯8，以使开口部8a(80a)的切断面以间隔K邻接。
但是，伴有两次弯曲的剖面形状使铁芯8(80)的成本增加。还有，在铁芯8(80)上，被弄弯了的部分使得缠绕线圈9时的操作性显著降低。
图13为示出可以改善起因于上述铁芯剖面形状的操作性及加工成本的定影装置例的简图。再者，对于与图8中所示结构相同的结构标以相同的符号，省略其详细说明。
如图13中所示，定影装置300包括：中空结构的、圆柱形的热辊201；压力辊202，它以外周面的一个点与热辊201挨靠，把给定的压力提供到热辊201上；磁发生部71，把它设置在热辊201的内部；剥离爪203、清扫构件204、热敏电阻205、脱型剂涂敷装置206，把它们沿着热辊201的外周配置；以及输送导杆14等。
磁发生部71与直径为1.4mm的、带绝缘被覆的铜线在铁芯81的保持部81a上缠绕给定圈数的线圈9一体地形成，铁芯81包括：保持部81a，它例如以板状形成；多个磁力线感应部81b，它从线圈保持部81a开始沿着与线圈保持部81a正交的方向延伸。再者，图14为以转接部S为中心示出由图13中所示磁发生部71得到的磁力线分布的图。
如图13、14中所示的那样，由供给到线圈9上的电流产生的磁力线密集在设有磁力线感应部81b的那一侧上。另一方面，还可以看出，磁力线还蔓延到辊201的给定区域(远端)201-1中，区域201-1位于热辊201上远离设置着铁芯81(磁发生部71)那一侧的一侧位置上。再者，磁力线蔓延到辊201的远端201-1中，这使得在转接部S中有助于发热的磁力线在由磁发生部71发生的全部磁力线中所占的比例(即，磁力线的利用效率)减小了。还有，蔓延到辊201远端201-1中的磁力线非所需地把热辊201转接部S以外的部分加热了，因此，使设置在辊201外周上的热敏电阻205检测的温度数据中含有误差。
图15为示出用于说明可用于图13、14中所示定影装置200中的磁发生部71的结构上的特征以及在磁发生部71中固有的铁芯81与形成线圈9的导线的关系、从剖面方向看转接部S的状态的简图。
在图15中，假定在辊201的内面上，在与铁芯81的磁力线感应部81b的端部最接近的区域201-2与感应部81b之间的距离为g；在辊201的内面上，在位于对与感应部81b的端部最接近的区域相对一侧的区域(实际上，与图14中所示的远端相等)201-1、与铁芯81的线圈保持部81a面向辊201的远端201-1一侧的面之间的距离为L时，通过规定配置铁芯81的位置及磁力线感应部81b的长度，使得至少满足“L＞g”，能够提高磁力线的利用效率。
更好的是，如图16中所示，在设置在铁芯81的保持部81b的线圈9的全部绕线位于比热辊201的互相对置的内面201-2与201-1之间的距离之半还更位于铁芯81的磁力线感应部81b那一侧的情况下，可以认为，作用在远端201-1上的磁力线对热敏电阻205输出的温度数据所带来的误差收敛于给定的范围内。
还有，用于配置图16所示的铁芯81的条件能够把由下式
表示的热利用效率提高到87.7％。再者，在图17中所示的比较例中，热利用效率η′＝64.4％，该比较例就是在从与转接部S平行的方向观察铁芯81的线圈保持部81a的状态下、使线圈保持部81a的中心与热辊201的互相对置的内面201-2与201-1之间的距离的中心大致一致的例子。
图18A及19A、18B及19B、18C及19C为对用图15说明了的铁芯18与构成线圈9的导线的关系进行说明的简图。再者，下面说明的事项是为了使转接部S的中心与发热中心一致，以提供有益的线圈9(磁发生部)的结构。
如图18A中所示的那样，位于构成线圈9的导线中的铁芯8 1的磁力线感应部81b那一侧的导线是平坦的，假定在与线圈保持部81a的导线挨靠着的面与位于层叠的导线中最远离保持部81a的位置上的导线之间的距离为hb、在磁力线感应部81b的辊那一侧的端部与与线圈保持部81a的导线挨靠着的面之间的距离为ha时，通过满足ha＞hb，如图19A所示转接部S的温度分布成为大致平坦的。
另一方面，如图18B所示，通过使位于构成线圈9的导线中的铁芯81的磁力线感应部81b那一侧的导线的一部分不规则地排列，在在与线圈保持部81a的导线挨靠着的面与位于层叠的导线中最远离保持部81a的位置上的导线之间的距离hb、对图18A中定义的ha成为“ha＜hb”的情况下，如图19B中所示的那样，转接部S的温度分布在对应于构成线圈9的导线不规则地排列的位置上呈现出凸出点。对此，不但与使转接部S上的温度分布均匀的目的相反，而且，当显影剂在被定影材料P上定影时，使定影率降低。
但是，如图18c中所示的那样，并不限于把全部导线平坦地缠绕，在位于与线圈保持部81a的导线挨靠着的面上层叠的导线中最接近辊201(加热对象)的位置上的导线与辊201内面的距离e，与在铁芯81的磁力线感应部81b的端部与辊201的内面之间的距离g相比较，在辊201的内面一侧仍比感应部81b凸出、使得“e＜g”得到满足的情况下，如图19c中所示的那样，转接部S上的温度分布在感应部81b附近已呈现出两个峰。
根据这些情况，为了构成线圈9，如图18A所示，将在铁芯81上排列着的导线。排列为分别满足
ha＞hb及e＞g为好。
借助于这样地构成，由于磁力线分布贯穿由磁力线感应部81b及线圈保持部81a包围的区域，故转接部S的温升均匀。
再者，图18A所示的结构对图20中所示那样、为把在与铁芯81的线圈保持面81a正交的方向上延伸的磁力线感应部81b的端部再一次弄弯以使其互相面对面的结构也是有益的。
如上面说明了的那样，借助于把构成线圈的导体排列起来，使得在由缠绕着导体的铁芯的磁力线感应部及线圈保持部包围的区域f内不存在不规则地凸出的导体，能够把转接部S均匀地加热(能够把没有温度变动的发热分布提供到转接部S上)。
再者，图13-20中，作为定影装置的加热装置以热辊为例作了说明，但是，即使在以前说明了的带状定影装置中，也是同样的。
根据上面说明了的实施形态，能够使由感应加热产生的热的发热分布均匀，并且，没有非所需的峰。由此，可以改善由转接部加热的显影剂及被定影材料的加热状态，提高定影性。

Claims (17)

1.一种定影装置，其特征在于，包括：
第1转接构件，它由导电性材料构成，沿着给定的方向旋转；
第2转接构件，它以给定的压力接触在第1转接构件上，在与第1转接构件之间形成用于把显影剂定影到被定影材料上的转接区域；
感应加热装置，将其配置在第1转接构件及第2转接构件中任一者的一侧上，对转接区域进行感应加热；
控制装置，用于对感应加热装置进行控制，以使转接区域呈现出给定的温度；
材料检测装置，用于检测输送到转接区域中的被定影材料的种类；
存储装置，用于保持对应于被定影材料种类的、感应加热装置应该输出的热量数据；和
第2控制装置，用于把对应于由材料检测装置检测的被定影材料种类的热量数据从存储装置中读出，对感应加热装置进行控制。
2.根据权利要求1中所述的定影装置，其特征在于，还包括：
温度检测装置，用于检测因由感应加热装置连续地对转接区域加热而使第1及第2转接装置之一的温度上升的程度；
存储装置，用于保持对应于由温度检测装置检测的温度的、感应加热装置应该输出的热量数据；
第2控制装置，用于把对应于由温度检测装置检测的被定影材料种类的热量数据从存储装置中读出，对感应加热装置进行控制。
3.根据权利要求1中所述的定影装置，其特征在于，还包括：
材料检测装置，用于检测输送到转接区域中的被定影材料的种类；
温度检测装置，用于检测因由感应加热装置连续地对转接区域加热而使第1及第2转接装置之一的温度上升的程度；
存储装置，用于保持对应于被定影材料种类的、感应加热装置应该输出的热量数据；
第2存储装置，用于保持对应于由温度检测装置检测的温度的、感应加热装置应该输出的热量数据；
第2控制装置，用于把对应于由材料检测装置及温度检测装置检测的被定影材料种类的热量数据从分别的存储装置中读出，对感应加热装置进行控制。
4.根据权利要求1中所述的定影装置，其特征在于，感应加热装置包含：磁发生体；交流-交流(AC-AC)变换装置，用于把给定频率的电压提供到磁发生体上。
5.根据权利要求1中所述的定影装置，其特征在于，第2控制装置基于从存储装置读出的热量数据，控制提供到AC-AC变换装置上的脉冲的个数。
6.根据权利要求2中所述的定影装置，其特征在于，第2控制装置基于从存储装置读出的热量数据，控制提供到AC-AC变换装置上的脉冲的个数。
7.根据权利要求3中所述的定影装置，其特征在于，第2控制装置基于从存储装置读出的热量数据，控制提供到AC-AC变换装置上的脉冲的个数。
8.根据权利要求1中所述的定影装置，其特征在于，感应加热装置包含磁场发生单元，该单元具有：线圈，用于被供给给定大小的电流；铁芯，用于感应通过把电流供给到线圈上而产生的磁力线；把感应加热装置配置在位于第1及第2转接构件中任一转接构件内侧的区域中。
9.根据权利要求8中所述的定影装置，其特征在于，把磁场发生单元的铁芯的两端部向着位于接近于铁芯的一侧的转接构件弄弯，提供磁力线感应部。
10.根据权利要求9中所述的定影装置，其特征在于，形成为与磁力线感应部的端部与转接构件之间的距离相比较，使磁力线感应部相互间的间隔大。
11.根据权利要求9中所述的定影装置，其特征在于，把磁力线感应部的端部沿着转接构件的内面再一次弄弯。
12.根据权利要求11中所述的定影装置，其特征在于，形成为与磁力线感应部的端部中最接近于转接构件的部分与转接构件之间的距离相比较，使磁力线感应部被弄弯了的部分的相互间的间隔大。
13.根据权利要求9中所述的定影装置，其特征在于，形成为与磁力线感应部的端部中最接近于转接构件的部分与转接构件之间的距离相比较，使面向与感应部被延伸的一侧相对置一侧的铁芯的任一面与对置一侧的转接构件之间的距离大。
14.根据权利要求8中所述的定影装置，其特征在于，把线圈缠绕在由铁芯的磁力线感应部包围的区域内。
15.根据权利要求14中所述的定影装置，其特征在于，在铁芯的磁力线感应部的端部为带有被弄弯了的区域的形状的情况下，把线圈缠绕在分别由感应部及被弄弯了的区域包围的区域内。
16.根据权利要求14中所述的定影装置，其特征在于，线圈被形成为使其缠绕结果所提供的外形为平坦的。
17.根据权利要求15中所述的定影装置，其特征在于，线圈被形成为使其缠绕结果所提供的外形为平坦的。
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