JP2006091877A - 磁性層を用いた加熱可能なフューザ部材の誘導加熱のためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 加熱された溶着ローラの全体の円筒形の表面130に沿った、均一な軸温度を維持する。
【解決手段】 強磁性体層が、画像形成装置内で乾いたトナーを溶着するための、加熱可能な溶着部材の表面の上に接着され、或いは、その上に被覆され、或いは、他のやり方でそこに適用される。強磁性体層は、誘導コイル又は他の類似の装置を通じて流れる電流によって生成された磁界に強磁性体層が暴露されるときに示される高ヒステリシス損失に基づいて、加熱可能な溶着部材の誘導的加熱を促進する。強磁性体層のための適切な材料は、印加された磁界への高カップリング効率を呈するものである。その結果は、乾いたトナーを、画像受容媒体の画像担持表面の上又はその中に溶着するために、加熱可能な溶着部材の、実質的に制御可能で、一貫する加熱である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像形成想致内の画像受容媒体上のトナーを溶着する（fusing）ためのシステム及び方法に向けられる。

種々のシステム及び方法が、画像形成装置内の、画像受容媒体の種々の画像担持表面の上のトナー粒子を溶着するために、従来的に使用されてきた。一般的にそのようなシステム及び方法は、画像担持表面の上に、或いはその中に画像を形成する、先立つ（preceding）ステップにおける、画像受容媒体の画像担持表面の上に堆積された、乾いたトナーを融解して押圧することによって、画像受容媒体の上の画像を溶着するために利用可能な、加熱された押圧表面（pressing surface）を含む。

乾いたトナーを、画像形成装置内の画像受容媒体の画像担持表面の上に或いはその中に溶着するための、一般的な従来的なシステム及び方法には例えば、トナーを溶かして、画像受容媒体の画像担持表面（image bearing surface）の上に、或いはその中に押圧するために利用可能な、加熱された押圧表面を提供するために、一般にホット・ロール溶着装置と呼ばれるものを用いること、が含まれる。そのようなホット・ロール溶着装置100が、模範的な態様で図１に示される。図１に示されるように、ホット・ロール溶着装置100は、加熱された溶着ローラ110及び対向押圧ローラ120を含む。ここで、２つのローラ110,120は、相対的に、矢印115及び125に示される方向に回転する。加熱された溶着ローラ110は、両端部において、図示されるような通気孔を持ち得る蓋135によって閉鎖され得る、円筒形の表面130を持つ中空の管（hollow tube）から形成される。加熱された溶着ローラ110は、加熱要素140の形式の加熱源を含む。

加熱された溶着ローラ110の円筒形の表面130を加熱するために利用可能な、一般的な加熱要素140には、例えば、水晶棒或いはランプが含まれる。加熱された溶着ローラ110の円筒形の表面130は、硬い金属又は他の堅固な高い熱伝動性を持つ物質で構成され得、オプションで、例えば、Teflon（登録商標）等のような外部熱伝導的被覆を含み得る。加熱された溶着ローラ110の構成（construction）の目的は、以前に画像受容媒体200の画像担持表面の上に堆積されたトナーが、融かされて押圧されて、その上に溶着され得るように、加熱要素140内で生成された熱を、加熱された溶着ローラ110の円筒形の表面130を通じて、受容媒体200に伝導させることである。

乾いたトナーの、画像受容媒体の画像担持表面上への、不十分な、変動する、或いは超過的な加熱に起因した、画像品質におけるいかなる劣化をも避けるために、加熱された溶着ローラ110の加熱された領域の全体の軸長に沿った、一貫した、制御可能な加熱が望ましい。

ホット・ロール溶着装置100内の溶着工程を更に促進するために、加熱された溶着ローラ110の円筒形の表面130を通じて熱が与えられる第１の要素を補足すべく、加熱された溶着ローラ110に対向する押圧ローラ120を含む押圧の第２の要素が追加される。押圧ローラ（pressure roller）120は一般的に、例えばシリコン、ゴム、又は、シリコン・ゴム・シェル（shell）の柔らかい外側層で構成される。押圧ローラ120は、加熱された溶着ローラ110に対して強く押す。押圧ローラ120の上のより柔らかい表面は、押圧ローラ120のより柔らかい表面が、限定的にそれ自身を、２つの硬いローラが相互作用するであろう場合の、単に、各ローラに正接（tangential）的な単一の線における場合に比して、加熱された溶着ローラ110の加熱された円筒形の表面130により多く適応させる（conform itself）につれて、押圧ローラ120と加熱された溶着ローラ110の間の、追加的な、表面から表面への接触を提供する。押圧ローラ120の受容媒体200と対向する加熱された溶着ローラ110のいずれかの側の上での接触による、この限定された、加熱され押圧されたローラ表面の適応は、受容媒体200上の如何なる所定の点の、ホット・ロール溶着装置100内で生成された熱と圧力への、増加された露出をももたらす。２つのローラ110,120の間の単一の正接的な線以上に亘って拡散された圧力は、溶着と押圧のためのトナーの加熱と押圧を促進することによって、トナーを、画像受容媒体200の画像担持表面の上に、或いは、その中に溶着する。

そのような従来的なシステムは、このようにして、トナーを融かし、同時に、融けたトナーを、画像受容媒体200の画像担持表面内に押し付けることによる、トナーの画像受容媒体200の上への溶着を促進する。押圧ローラ120がより柔らかいと、一定の制限値内において、押圧ローラ120の表面が加熱された溶着ローラ110の加熱された表面130に適応する状態がより良くなり、２つのローラ110,120の間に、僅かに、より大きな、接触領域を形成する。この接触領域は普通、ニップと呼ばれる。

最も高い品質の画像生成、及び／又は、トナーを、画像受容媒体の上に溶着するために熱及び圧力を採用する画像形成装置における再製を促進するために、画像受容媒体200の画像担持表面上の一貫する（consistent）熱及び圧力という目的をもって、加熱された溶着ローラ110の円筒形の表面130の全体の軸長に亘って、制御可能な、一貫する、熱を提供することが望ましい。トナーを融かすため、従ってトナーを、画像受容媒体200の画像担持表面の上に或いはその中に溶着するため、に十分な熱が供給されることを保証するが、画像品質が損われる程の、画像或いは画像受容媒体200への損傷が起こり得る程の、或いは、画像形成装置内のホット・ロール溶着装置100への損傷が引き起こされる程の、余り多くの熱が供給されないことをも保証する範囲内に、加熱された溶着ローラ110の温度を制御することが更に望ましい。

模範的な態様で図１に示されたもののような従来的なホット・ロール溶着装置100においては、加熱された溶着ローラ110の全体の円筒形の表面130に沿った、均一な軸温度を維持することは、実現が困難であることが証明された。加熱された溶着ローラ110の全体の円筒形の表面130に沿った温度における均一性を維持できないことによって、損なわれた画像品質を引き起こし得る。何故なら、比較的より冷たい位置において、効果の無いトナーの溶融が発生し得、比較的より熱い軸位置において、画像歪及び／又は画像オフセットが発生し得るからである。

これらの不足（shortfall）を克服するための努力において、種々のシステム及び方法が採用された。加熱された溶着ローラ110であって、その円筒形の表面130が高い熱伝導性を持つ一方、一定の熱伝導性を持つ、加熱された溶着ローラ110を生成するための試みにおいて、材料（それから加熱された溶着ローラ110が形成される）の注意深い選択は、材料（それから、そのような加熱された溶着ローラ110が製造され得る）の選択を限定する。熱伝導性のある材料（それから、加熱された溶着ローラ110が形成される）の選択についての更なる制限は、トナーの溶融を保証するために、加熱された溶着ローラ110を十分に作動する温度にするために要求されるウォーム・アップ時間を最小化するための、加熱された溶着ローラ110の全体的な熱質量（thermal mass）の削減の考慮である。

或いは、温度の非均一性（特に画像受容媒体200の種々の幅に適応できる画像形成装置における）に取り組むための方法は、図１に模範的態様で示されるもののような、単一画像形成装置内の種々の幅の、いくつかのホット・ロール溶着装置100を提供すること、或いは、加熱された溶着ローラの一定の部分を加熱するために選択的に採用され得る単一のホット・ロール溶着装置100内に、いくつかの加熱要素140を取り込むことである。そのようなビルト・インの冗長性は、画像品質を増大させる点において効率的である一方、画像形成装置の複雑さを増大させる点において不利な点を持つ。そのような増大された複雑さは、例えば、画像形成装置の製造のコスト、及び／又は、装置のメンテナンスに関連するコスト、及び／又は、そのような装置からの画像の生成におけるコスト、に悪影響を与える傾向をもつ。

更に一般的に、自動的なスロー・ダウン又は冷却期間を削減するために、或いは、画像形成装置内で処理を完全に究極的に中断するために、利用可能な過熱センサが提供される。そのような過熱センサの目的は基本的に、ホット・ロール溶着装置における制御されない或いは異常な過熱状態に基づく、画像、画像受容媒体、或いは、画像形成装置、への損傷の可能性を制限することである。
特許文献１は一般的に、円筒形の加熱ローラ、及び、交替的磁界で加熱ローラを磁化するための内部磁化コイルを含む画像加熱装置を開示する。

米国特許第6,021,303号

画像形成装置（その中で、図１に示されるような模範的ホット・ロール溶着装置100が最大限可能な程度まで収容される）の複雑さを単純化することが望ましい。冗長的構成要素を追加し、複雑なスパン・ワイズ（span-wise）の磁気誘導コイルを提供することは、構成要素自体の、（それ故、その中に構成要素が設置される画像形成装置の）複雑さを削減することに対して少ししか貢献しない。過熱センサに対するニーズを単純化すること、或いは、避けることは更に、画像形成装置の複雑さにおける全体的な削減を実現することを助け得る。

上に簡単に説明されたように、可能である場合には、加熱された溶着ローラを、一貫する（consistent）軸温度（トーナー溶融の及び溶着作動ために十分高い一方、画像形成装置における電力消費を制限する温度）とするために要求されるウォーム・アップ時間を削減することもまた望ましい。全体的な電力消費は、例えば、（１）加熱溶着ローラの加熱された表面の厚みを削減することによって、ローラの熱質量を削減する、（２）システムが、事前に加熱された（スタンド・バイ）状態に維持されることを要求しない、及び／又は、（３）加熱された溶着ローラを迅速に加熱するために、過度の電力ドロー（power draw）を要求しないこと、のような複数のやり方で、削減され得る。そのような訳で、ウォーム・アップ時間の短縮化、及び、電力消費を制限すること、の対象（objectives）が、システム及び方法（ウォーム・アップ時間と電力消費を説明し、他方を考慮して各々のバランスを取る）の中で最適化されるべきである。

強磁性の材料から、加熱された溶着ローラ、及び／又は、ヒート・パイプの形成を試みることは、困難であることが発見された。そのような訳で、そのような加熱された溶着ローラ、及び／又は、ヒート・パイプの加熱を導入する利点を得る努力において、異なったアプローチが望ましい。

種々の模範的実施例で、本発明によるシステム及び方法は、上で特定された欠点を克服し、乾いたトナーを溶融して押圧し、それによって、画像形成装置内の画像受容媒体の画像担持表面の上、或いは、その中に溶着するための模範的な加熱部材の溶着装置の効率及び有効性を更に増大することを追求する。

本発明によるシステム及び方法の種々の模範的実施例で、強磁性層、又は、印加された（imposed）磁界への高カップリング効率を持つ層が、例えば、加熱可能な溶着部材が画像受容媒体に接触する画像受容媒体接触領域の外側の、加熱された溶着ローラ又はヒート・パイプのような、加熱可能な溶着部材の部分の上に配置される。強磁性層、又は、印加された磁界への高いカップリング効率を持つ層は、外部に載置された誘導コイルによって誘導的に加熱されて、次に、加熱可能な溶着部材の画像受容媒体接触領域を加熱し得る。

種々の模範的実施例において、本発明によるシステム及び方法は更に、加熱可能な溶着部材の一部の上に、誘導的に加熱可能な強磁性体層を提供する。強磁性体層は、適度に硬い強磁性体スリーブ、又は、例えば、加熱可能な溶着部材の円筒状の表面の部分に適合しうる（fittable）エンド・キャップの形式であり得るか、或いは、例えば、何らかの適切な加熱可能な溶着部材コアの一部の上に配置された、熱的に伝導性を持つマトリックスに埋め込まれた適切な強磁性体微粒子（particulate）材料の形式であり得る。（１）スリーブ、及び／又は、エンド・キャップ、及び（２）微粒子材料、の組み合わせもまた、可能である。種々の模範的実施例において、強磁性体材料は、少なくとも１つの取り囲んでいる、或いは隣接する、電気的誘導コイルによって生成された磁界に露呈されたときに、高いヒステリシス・ロスを示すように選択され得る。

本発明によるシステム及び方法の種々の模範的実施例において、加熱可能な溶着部材の非被覆の部分への増大された熱伝導性を提供するために、強磁性体材料が選択され、製造される。ここで、好ましい材料は、印加された磁界への高いカップリング効率を示し、それによって、一貫した、制御可能な、加熱可能な溶着部材の軸過熱をもたらす。

種々の模範的実施例において、本発明のシステム及び方法は、単一層の加熱可能な溶着部材に直接カップリングする際の、貧弱なＲＦ／熱エネルギーの問題点を提起する。本発明によるシステム及び方法は、フル・スパン（full-span）の磁気加熱溶着部材、又は、加熱可能な溶着部材の画像接触位置の上の磁気層、の必要性をも回避し得るし、同時の（coincident）スパン・ワイズの加熱された領域の磁気誘導コイルの必要性をも回避し得る。その結果は、本発明のシステム及び方法の種々の模範的実施例による加熱可能な溶着部材は、従来的に、アプリケーションのために利用可能と思われていた材料の狭いスキームへの構築、製造、又は、モデリング、に限定されないというものである。むしろ、スパン・ワイズの加熱領域（ここで、画像受容媒体と加熱可能な溶着部材の間の接触が影響を受ける）の外側の、加熱可能な溶着部材の表面に接着された、その上に被覆された、又は、如何なる他の類似のやり方で適用された、部分スパン（partial-span）の強磁性体層において熱生成が発生することになる場合に、加熱可能な溶着部材のコアの製造のために利用可能な適切な材料の広い配列（array）が利用可能である。

本発明によるシステム及び方法の種々の模範的実施例において、軸温度の均一性及び削減されたウォーム・アップ期間が実現され得る一方、利用可能な材料（これから、加熱可能な溶着部材コアが製造され得る）の範囲を拡げることによってそのようなウォーム・アップに関連する電力消費を限定する。この能力は、薄いが堅固な加熱可能な溶着部材に製造され得る材料を選択することによって、質量（mass）を最適化するために提供され得る。

本発明によるシステム及び方法の種々の模範的実施例において、一貫する、制御可能な、加熱可能な溶着部材の表面の全体の軸長に亘った温度均一性（例えば温度変動を、約５℃より小さく、或いはそれと等しく制限することのような）を保証することによって、改善された画像品質が実現され得る。

種々の模範的実施例において、本発明によるシステム及び方法は、画像形成装置で使用される、乾いたトナーの溶融点より高いが、画像品質が劣化し始める、或いは、画像、画像受容媒体、又は、画像形成装置、への損傷が起こり得る温度より低い、キューリー点を持つ強磁性体材料から製造された強磁性体層を利用することによって、自己制御される内部温度を提供し得る。強磁性体材料のキューリー温度の上では、材料はその強磁性特性を損失し、ヒステリシス加熱工程が自然に維持されるので、自己温度制限が実現される。加熱可能な溶着部材で得られ得る最大温度が制限される場合の、結果としての利点によって、次に、マルチプル・スパン・ワイズの温度フィードバック・センサ（しばしば、画像形成装置において冗長性が提供される）、温度制御回路、及び／又は、オペレータに示すために提供される過熱警報、の必要性が削減され、及び／又は、除去されるか、或いは、過熱状態に起因する、画像劣化、画像損傷、画像受容媒体の損傷、又は、画像形成装置への損傷、の可能性が削減される。

本発明による加熱されたトナー溶着システム及び方法の種々の模範的実施例についての以下の記述は、例えば、定義及び説明、明確化、及び習熟のための画像形成装置のための、一つあるいはそれ以上の特定のタイプの加熱されたトナー溶着ユニットを参照し、及び／又は、それを図示し得る。しかし、以下に概説され、及び／又は、議論されるような本発明の原理は、画像受容媒体の画像担持表面（画像形成装置内に画像を形成するために、この上にトナー粒子が事前に堆積されていた）の上へ、或いは、その中へトナー粒子を溶着するための加熱及び押圧を採用する、如何なる既知の、或いは、後に開発されるトナー溶着システムにも等しく適用され得ることが理解されるべきである。

模範的な画像形成装置には、プリンタ、コピヤー、ファクシミリ機、マルチ機能画像生成と再製装置、ゼログラフィック装置、及び、如何なる他の類似の装置又はユニット（これらの中で、画像形成装置内の画像受容媒体の画像担持表面の上に或いはその中に溶融されること、加熱されること、押圧されること、の少なくとも１つによって、画像受容媒体の画像担持表面の上に或いはその中に溶着されるトナー粒子を用いて、画像受容媒体の画像担持表面の上に画像が生成され、或いは、再製される）もが含まれるが、それに限定されない。

以下において、実質的にヒート・パイプ又は加熱された／加熱可能な溶着ローラとして議論され、図面で説明されるが、本発明によるシステム及び方法は、そのような応用に限定されず、むしろ、等しく、画像形成装置内で現在利用可能な、或いは、使用目的のために適切に考慮された、如何なる加熱可能な溶着部材にも適用され得ることが理解されるべきである。そのような訳で、この開示は、加熱可能な溶着部材に向けられ、この用語は、乾いたトナーを、模範的画像形成装置内の画像受容媒体の画像担持表面の上に、或いはその中に溶着するために利用可能な、ローラ、又は、類似の加熱された／加熱可能な溶着装置を含み得るがそれに限定されない、その全ての考慮された実施例を包含するものと考えられる。

本発明の種々の模範的実施例は、加熱可能な溶着部材或いは適切な加熱可能な溶着部材の表面の一部に、接着され、又はその上に被覆され、或いは如何なる他の類似のやり方が適用された、（磁気層が、ＡＣ電気誘導コイル、又は他の類似の素子、のような電気誘導コイルを通じて流れる交替電流によって生成される交替磁界に暴露されるときに現れる高ヒステリシス損失に基づいて、加熱可能な溶着部材の、その一部の誘導加熱を促進するために）、強磁性体層、或いは、印加された磁界への高いカップリング効率を持つ層を採用する。強磁性体層のための適切な材料は、印加された磁界への高カップリング効率を呈示するものである。その結果は、加熱可能な溶着部材の、実質的に制御可能な加熱である。

本発明によるシステム及び方法の種々の模範的実施例を用いた、実現可能な他の利点は、実質的に制御可能な、加熱可能な溶着部材の全体の軸長に沿った温度の均一性、及び、加熱可能な溶着部材の迅速なウォーム・アップを含み得る。

種々の模範的実施例において、本発明によるシステム及び方法は、画像形成装置内の画像受容媒体の上にトナーを溶着する一方、このタスクを実現するために要求される電力消費を削減し、トナーの過溶融による印刷欠陥に基づく画像劣化又は損傷の可能性を削減するために利用可能な、加熱可能な溶着部材内に生成された熱の正確な制御と自然な制限を迅速に提供し得る。

図２は、本発明による加熱可能な溶着部材310の第１の模範的実施例を備える、加熱された部材のトナー溶着装置300の模範的実施例を示す。図３は、本発明による加熱可能な溶着部材310の第１の模範的実施例を含む、模範的な加熱された部材のトナー溶着装置（exemplary heated member toner fusing device）300を示す断面図である。図２及び３に示されるように、加熱された部材のトナー溶着装置300は、それぞれ、矢印315及び325のような方向に回転する、加熱可能な溶着部材310、及び、対向押圧ローラ320を含む。模範的な、加熱可能な溶着部材310は、熱的に伝導性を持つ材料を備え、円筒形の表面330を持つ、中空の（hollow）、薄い円筒形の壁332から形成される。加熱可能な溶着部材310は、端部蓋335によって双方の端部において封鎖され、それにより、ヒート・パイプを形成し、好ましくは、ヒート・パイプ運転液338で充填され得る。

図２に示される加熱された部材のトナー溶着装置300の模範的実施例において、少なくとも１つの電気コイル340が提供され、電源（好ましくは、交流の電源（不図示））に接続される。少なくとも１つの電気コイルは、画像受容媒体200の画像担持表面に接触しない、加熱可能な溶着部材310の一部において、加熱可能な溶着部材310の表面に接着された、その上に被覆された、或いは、それに他のやり方で適用された、或いはそれに組み合わされた（mated）、強磁性体層345を含む加熱可能な溶着部材310の一部の近傍に配置される。少なくとも１つの電気コイル340及び強磁性体層345のそれぞれの配置は、少なくとも１つの電気コイル340及び強磁性体層345が、好ましくは交流である電力が少なくとも１つの電気コイル340に印加されたときに、強磁性体層345の誘導加熱が磁気ヒステリシスの工程をもたらすように、誘導的にカップルされた状態をもたらす。熱的に伝導的な円筒形の表面330の加熱は、誘導的に加熱された強磁性体層345を介して発生し、ヒート・パイプ運転液が存在するときに、ヒート・パイプ溶着部材内の蒸発及び濃縮のフェーズ変化工程によってサポートされ得る。

強磁性体層345は、加熱可能な溶着部材310の円筒形の表面330の一部にフィットし得る、固体強磁性体スリーブであり得るか、或いは、それを含み得る。或いは、強磁性体層345は、模範的な加熱可能な溶着部材310の熱的に伝導的な円筒形の表面330の一部に接着され、その上に被覆され、或いは、それとの直接熱接触を提供するようなやり方でそれに適用され、熱的に伝導性を持つマトリックス（matrix）に埋め込まれた適切な強磁性体粒子材料であり得るか、或いは、それを含み得る。

強磁性体層345によって被覆された、熱的に伝導性を持つ円筒形の表面330の、そのような一部は、画像受容媒体200の画像担持表面に接触する、加熱可能な溶着部材310の領域の外側に存在する（1ies）。そのような一部は、好ましくは、加熱可能な溶着部材310の軸長の約２０％より少ないか、或いはそれと等しいもの、及びより好ましくは、加熱可能な溶着部材310の軸長の約１５％より小さいかそれと等しいもの、を備え得る。その一部は、加熱可能な溶着部材310によって許容される単位表面面積当りの最大加熱率と一貫性を持つように（consistent with）、可能な限り短いものとなる。そのような訳で、画像受容媒体の画像担持表面に接触するように設計される加熱可能な溶着部材310の軸長の一部は、ヒート・パイプ運転液338が存在するときの当該ヒート・パイプ運転液のフェーズ変化動作によって補足される伝導性の加熱の工程によって、等温（isothermal）にレンダーされる（rendered）。

少なくとも１つの電気コイル340及び強磁性体層345が、加熱可能な溶着部材310の１つの端部においてのみ協動的に配置されるように示されるが、加熱可能な溶着部材310の双方の端部部分が画像受容基板200の画像担持表面のための接触領域の外側に存在し（lie）、誘導的にカップルされた電気コイル340及び強磁性体層345を含むような他の模範的実施例が考慮されることが理解されるべきである。

模範的な対向押圧ローラ320（オプションとして、相対的に、より柔らかい外側層を持つ）は、画像受容媒体200の画像担持表面に接触する加熱可能な溶着部材310の少なくとも一部において、加熱可能な溶着部材310に対して押圧し、オプションの、相対的により柔らかい外側層は、オプション的にわずかに、当該加熱可能な溶着部材310に、型に嵌められ（mold）得る。２つのローラが接する領域は、ニップと呼ばれる。

作動において、模範的な加熱された部材のトナー溶着装置300は、模範的画像受容媒体200（この上で、模範的画像形成装置の内部の一つあるいはそれ以上の他のユニット又は装置（不図示）内の少なくとも１つの画像担持表面に、トナーが適用された）を受け取る。模範的な加熱された部材のトナー溶着装置300は、模範的画像形成装置における一般的な画像形成作動で、第１の模範的画像受容媒体200に呈示（presented）される前に、ウォーム・アップされる。加熱可能な溶着部材310及び対向押圧ローラ320は、矢印315及び325で示される方向に回転し、それによって、加熱可能な溶着部材310と押圧ローラ320の間に画像受容媒体を押し付ける。それを行うにあたって、トナーが付けられた画像受容媒体200は、加熱可能な溶着部材310の、均一に加熱された円筒形の表面330に対抗して押し付けられる。画像受容媒体200の画像担持表面の上に事前に堆積された（deposited）トナーは、この露光よって、溶融され、画像受容媒体200の画像担持表面の上、或いは、その中に押圧される。均一に加熱された加熱可能な溶着部材310の円筒形の表面330からの熱と、画像担持媒体200に接触するように設計されたその領域内の対向押圧ローラ320によって与えられる圧力の組み合わせは、乾いたトナーが、溶融され、押圧され、それによって、画像受容媒体200の画像担持表面の上に或いはその中に溶着されることをもたらす。

強磁性体層345は、模範的やり方において、強磁性体物質のキューリー温度の選択及び／又は操作を提供する、単純な或いは複雑な強磁性体組成から形成される。キューリー温度又はキューリー・ポイントは、加熱サイクル又は加熱作動で通過されたときに、強磁性体物質にその強磁性体特性を失わせ、常磁性特性を示させる、その上昇された温度である。キューリー温度又はキューリー・ポイントの上では、次に、その強磁性特性の損失に伴って、強磁性層345はもはや、ヒステリシス損失をサポートしない。その結果、強磁性体層345の誘導的過熱、及び、同時的に、模範的な加熱可能な溶着部材310の熱伝導的円筒形表面330の加熱は、終了し、強磁性体層345及び円筒形の表面は、冷却し始める。強磁性体層345内の温度が、そのキューリー・ポイントより低く減少するときに、強磁性体層345の強磁性体特性が戻り、ヒステリシス損失が戻ることに起因して、温度が上昇する。

それ故、強磁性体層に対する適切なキューリー温度を持つ材料を選択することによって、全体的な温度が、得る同時的に自己制御される一方、適切なトナー溶着がサポートされ得ることが理解されるべきである。これは、追加的な温度検知及び制御装置のための要求を削減或いは潜在的に除去する。

図４は、本発明による、加熱可能な溶着部材310の第２の模範的実施例を含む、模範的な加熱された部材のトナー溶着装置300を示す断面図である。図４に示されるように、強磁性体層365は、例えば、加熱可能な溶着部材310の端部蓋の上のような、模範的な加熱可能な溶着部材310の端部に配置される。そのような場合には、電力が、渦巻き状或いは平坦なプレートの電気コイル360に加えられたときに誘導加熱が発生し得るために、強磁性体層365に誘導的にリンクされるべき、渦巻き状の電気コイル、及び／又は、他の平坦なプレートの電気コイル360が提供される。

上述のように、模範的な加熱可能な溶着部材310の全体の軸長に亘る均一な温度制御の提供を援助するための、液体媒体、或いは、マルチ・フェーズの液体及び気体媒体の包含が、考慮されるが、必ずしも必要とはされない、ことが理解されるべきである。運転液体が用いられないような場合には、加熱可能な溶着部材310の端部は、曲げられ、或いは、さもなければ開口されたままにされ得る。

更に、本発明によるシステム及び方法は、溶着部材の模範的実施例として、上に示され記述された模範的な加熱可能な溶着部材に限定されず、むしろ、如何なる加熱可能な溶着部材（その一部、例えば、ローラ、ベルト、或いは、乾いたトナーを、模範的画像形成装置内の画像受容媒体の画像担持表面の上に、又はその中に溶着するために利用可能な、他の類似の加熱可能な表面のようなもの、に強磁性体層が適用され得る）にも適用され得ることが理解されるべきである。

従来的なホット・ロール溶着装置又はユニットの模範的実施例を示す。 本発明による誘導的に加熱可能な溶着部材の第１の模範的実施例を備える加熱された部材のトナー溶着装置又はユニットの模範的実施例を示す。 本発明によるによる誘導的加熱可能な溶着部材の第１の模範的実施例を含む、加熱された部材のトナー溶着ユニット又は装置を示す断面図である。 本発明による誘導的に加熱可能な溶着部材の第２の模範的実施例を含む、加熱された部材のトナー溶着装置又はユニットを示す断面図である。 本発明による誘導的に加熱可能な溶着部材の模範的実施例を含む、加熱された部材のトナー溶着装置又はユニットを示す断面図である。

符号の説明

100 ホット・ロール溶着装置
110 溶着ローラ
120 対向押圧ローラ
130 円筒形の表面
135 通気孔を持ち得る蓋
140 加熱要素
200 画像受容媒体
300 トナー溶着装置
310 加熱可能な溶着部材
320 対向押圧ローラ
330 円筒形の表面
332 薄い円筒形の壁
335 端部蓋
338 ヒート・パイプ運転液
340 電気コイル
345 強磁性体層
360 電気コイル
365 強磁性体層

Claims (1)

1. 加熱された部材のトナー溶着システムであって、
   画像受容媒体の上に堆積されたトナーを溶融するために画像受容媒体に接触する画像接触領域を含む加熱可能な溶着部材であって、当該加熱可能な溶着部材が、強磁性体層と加熱可能な溶着部材の熱的に伝導性を持つコアとの間に熱フロー・パスを確立するために、熱的に伝導性を持つ材料のコア、及び、当該加熱可能な溶着部材と十分な接触を持つ強磁性体層を備え、当該強磁性体層が、当該画像接触領域の外側の加熱可能な溶着部材の第１の部分に沿って延び、当該強磁性体層が、当該画像接触領域の内側の当該加熱可能な溶着部材の第２の部分に沿って延びない、加熱可能な溶着部材、及び、
   前記強磁性体層に近接する少なくとも１つの電気コイルであって、当該少なくとも１つの電気コイルの配置が、電力が当該少なくとも１つの電気コイルに印加されたときに、前記強磁性体層の誘導加熱が、加熱可能な溶着部材の熱的に伝導性を持つコアが、誘導的に加熱された強磁性体層によって確立された熱フロー・パスに亘って、伝導的及び対流的に加熱された状態の少なくとも１つとなるように、当該少なくとも１つの電気コイルと前記強磁性体層の誘導的カップリングを促進する、少なくとも１つの電気コイル、
   を備えるシステム。

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