專利名稱：圖像加熱裝置及使用該裝置的成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用電磁感應(yīng)加熱的圖像加熱裝置及使用該裝置的成像裝置。更詳細(xì)地說，涉及一種用于電子照相裝置、靜電記錄裝置等的成像裝置、適用于對(duì)本定影的樹脂粉末像進(jìn)行熱定影的定影裝置的圖像加熱裝置及使用該裝置的成像裝置。
背景技術(shù)：
加熱定影裝置中有代表性的圖像加熱裝置，以往一般采用熱滾方式、薄膜加熱方式等接觸加熱方式。
近年來，從縮短加熱時(shí)間和節(jié)能等要求出發(fā)，關(guān)于這些接觸加熱方式的圖像加熱裝置的熱源，正在試驗(yàn)利用發(fā)熱效率高、而且可集中加熱的電磁感應(yīng)加熱。
圖10是薄膜加熱方式的圖像加熱裝置，表示利用電磁感應(yīng)加熱作為熱源的圖像加熱裝置的有代表性的例子(參照特開平7-114276號(hào)公報(bào))。如圖10所示，在進(jìn)行環(huán)形旋轉(zhuǎn)的薄膜201的內(nèi)側(cè)設(shè)有卷繞在鐵芯202上的勵(lì)磁線圈203。因此，交變磁場(chǎng)可以貫穿薄膜201。另外，由于交變磁場(chǎng)的作用，作為發(fā)熱部件和加熱部件的薄膜201上產(chǎn)生感應(yīng)電流，利用該感應(yīng)電流在薄膜201上所產(chǎn)生的熱量，對(duì)薄膜201與加壓滾204之間通過的記錄材料205上的樹脂粉末像206進(jìn)行定影。圖10中，207是用于檢測(cè)加壓滾204的表面溫度的熱敏電阻，根據(jù)該熱敏電阻207的檢測(cè)溫度，控制供給勵(lì)磁線圈203的電流。另外，在該例子中，在薄膜201上產(chǎn)生的熱量難以傳遞給勵(lì)磁線圈203側(cè)，因此正在下功夫研究薄膜201的層結(jié)構(gòu)。
包括上述以往的例子在內(nèi)，利用電磁感應(yīng)加熱的圖像加熱裝置一般可以集中地、有效地加熱需要的部分，因此，作為達(dá)到縮短加熱時(shí)間和節(jié)能的一種手段是有效的。
但是，為了有效地達(dá)到縮短加熱時(shí)間和節(jié)能，在提高發(fā)熱機(jī)構(gòu)效率的基礎(chǔ)上，還必須減小發(fā)熱部件或加熱部件的熱容量，這時(shí)伴隨著熱容量低而產(chǎn)生新的問題。
即，如果減小發(fā)熱部件或加熱部件的熱容量，則發(fā)熱量或散失熱量的變化會(huì)相應(yīng)敏感地反應(yīng)在發(fā)熱部件或加熱部件的溫度上，溫度容易波動(dòng)。另外，為減小熱容量，減薄這些部件的厚度是有效的。這樣一來，這些部件內(nèi)部的導(dǎo)熱性也變差，故容易產(chǎn)生局部性溫差，難以將整個(gè)發(fā)熱部件、加熱部件均勻地控制在穩(wěn)定的溫度。上述以往例子的薄膜加熱方式的圖像加熱裝置是明顯地表現(xiàn)出上述問題的例子。
另外，在一般的薄膜加熱方式中，為縮短加熱時(shí)間，盡量將薄膜的熱容量設(shè)計(jì)得小一些，但因此產(chǎn)生薄膜的溫度局部地上升過高的問題。當(dāng)薄膜的溫度異常上升時(shí)，發(fā)熱不穩(wěn)定或產(chǎn)生不均勻現(xiàn)象，進(jìn)而引起薄膜及其周圍部件的損壞。這以圖10所示以往例子的圖像加熱裝置的情況進(jìn)行說明，對(duì)于該圖的深度方向的寬度大小而言，連續(xù)地通過窄幅記錄材料205時(shí)特別成問題。即，通過記錄材料205的部分被記錄材料205帶走熱量，因此必須相應(yīng)地進(jìn)行加熱，但不通過記錄材料205的部分同樣地被加熱時(shí)，由于薄膜的熱容量小，寬度方向的導(dǎo)熱性也差，因此僅這部分溫度上升。并且薄膜局部地異常升溫時(shí)，在這種狀態(tài)下通過寬幅記錄材料205時(shí)產(chǎn)生熱不均勻現(xiàn)象，或者整體的發(fā)熱量不穩(wěn)定，進(jìn)而使作為發(fā)熱機(jī)構(gòu)的勵(lì)磁線圈203等受到損壞。如上述例子那樣，即使對(duì)作為發(fā)熱部件和加熱部件的薄膜或其它部件進(jìn)行局部溫度檢測(cè)，也不可能控制這種局部性的溫度上升現(xiàn)象。
反之，如果為防止這種溫度上升現(xiàn)象而限制整體發(fā)熱量，則吸熱多的部分溫度下降，造成定影不良。
另外，不論何種薄膜加熱方式，在采用碘鎢燈或電磁感應(yīng)的熱滾方式來縮短加熱時(shí)間而減薄滾子的厚度使熱容量減小的情況下，也會(huì)引起發(fā)熱不穩(wěn)定或局部升溫、溫度不足，產(chǎn)生同樣的問題。
在上述公報(bào)中，公開了下述嘗試，即采用設(shè)定好居里溫度的薄膜、以獲得自身溫度控制特性，但根據(jù)本發(fā)明者們的實(shí)驗(yàn)，用上述以往例子的結(jié)構(gòu)以發(fā)熱部件(薄膜)，難以獲得合適的自身溫度控制特性。即，在上述以往例子中，導(dǎo)電性薄膜比表皮深度薄得多，在居里溫度上下由于感應(yīng)電流流動(dòng)的通路的斷面積不變，故在居里溫度上下發(fā)熱量幾乎不變。因此，采用上述以往例子的結(jié)構(gòu)，對(duì)圖象加熱裝置進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏囟瓤刂剖遣豢赡艿?，不能解決上述的局部性溫度上升、溫度下降的問題。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明者們通過積極研究，得出以下結(jié)論“為獲得用于圖像加熱裝置的有效的自身溫度控制特性，在升溫時(shí)使幾乎全部感應(yīng)電流在阻抗高的部分流動(dòng)而使發(fā)熱量更大，超過居里溫度以后，使電流大多在低的部分流動(dòng)而使發(fā)熱量減少，并且必須滿足一定條件，即其發(fā)熱量之差為規(guī)定量以上，另外，其應(yīng)予控制的溫度在定影所需的合適范圍內(nèi)”，從而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明是為解決以往技術(shù)中的上述課題而提出的，其目的在于提供一種圖像加熱裝置及使用該裝置的成像裝置，該圖像加熱裝置對(duì)記錄材料上的圖像進(jìn)行加熱時(shí)，發(fā)熱部件自身可進(jìn)行穩(wěn)定的自身溫度控制，同時(shí)即使省略熱敏電阻等溫度檢測(cè)裝置或溫度控制電路，也可獲得最佳的加熱條件。
另外，本發(fā)明的目的在于提供這樣一種圖像加熱裝置及使用該裝置的成像裝置，即使將加熱滾或膜等的發(fā)熱部件或加熱部件的熱容量設(shè)計(jì)得較小，通過自身溫度控制也可以防止局部性溫度不均勻或溫度上升過高。
而且，本發(fā)明的目的在于提供這樣一種圖像加熱裝置及使用該裝置的成像裝置，即使連續(xù)地通過窄幅記錄材料，不通過記錄材料的部分也不會(huì)溫度上升過高而產(chǎn)生熱不均勻現(xiàn)象，或者產(chǎn)生局部性溫度不是的現(xiàn)象。
本發(fā)明的目的在于提供這樣一種圖像加熱裝置及使用該裝置的成像裝置，即不會(huì)因溫度上升過高而造成發(fā)熱不穩(wěn)定，并且可以防止勵(lì)磁線圈、薄膜等因加熱部的熱量而受到損壞。
本發(fā)明的目的在于提供一種可減小發(fā)熱部件或加熱部件的熱容量、縮短加熱時(shí)間的圖像加熱裝置及使用該裝置的成像裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的圖像加熱裝置的第1種結(jié)構(gòu)的特征為包括發(fā)熱部件，它具有按規(guī)定的居里溫度設(shè)定的磁性層；勵(lì)磁部件，它與上述發(fā)熱部件相對(duì)置地設(shè)置，通過交變磁場(chǎng)對(duì)上述發(fā)熱部件進(jìn)行勵(lì)磁；夾入部，它邊夾持輸送保持有樹脂粉末像的記錄材料，邊被上述發(fā)熱部件的熱量加熱，上述發(fā)熱部件在居里溫度以上時(shí)的發(fā)熱量與在常溫時(shí)的發(fā)熱量之比小于1/2。根據(jù)該圖像加熱裝置的第1種結(jié)構(gòu)，對(duì)記錄材料上的樹脂粉末像加熱時(shí)發(fā)熱部件本身可進(jìn)行穩(wěn)定的自身溫度控制。因此，即使省略熱敏電阻等溫度檢測(cè)裝置或溫度控制電路，也可以獲得最佳的加熱條件。另外，減小發(fā)熱部件或加熱部件的熱容量時(shí)，在記錄材料寬度方向上易產(chǎn)生局部性溫差的問題，而由于發(fā)熱部件所具有的自身溫度控制也產(chǎn)生局部性發(fā)熱作用而造成溫差，因此即使通過夾入部連續(xù)地輸送窄幅記錄材料，也不會(huì)使不通過記錄材料15的部分異常地升溫，并且其后即使通過夾入部27連續(xù)地輸送寬幅記錄材料，也不會(huì)產(chǎn)生熱不均勻現(xiàn)象。這樣，在可自身溫度控制的結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)，可以減小發(fā)熱部件或加熱部件的熱容量，故可以縮短加熱時(shí)間。
另外，上述本發(fā)明圖像加熱裝置的第1種結(jié)構(gòu)中，磁性層的厚度最好為表皮深度的2倍以上。根據(jù)該比較理想的例子，發(fā)熱部件在高于居里溫度時(shí)的發(fā)熱量與在常溫時(shí)的發(fā)熱量之比小于1/2，可進(jìn)行穩(wěn)定的溫度控制。
而且，上述本發(fā)明圖像加熱裝置的第1種結(jié)構(gòu)中，發(fā)熱部件最好由按規(guī)定的居里溫度設(shè)定的磁性層和接近于磁性層設(shè)置的、比磁性層的電阻低的導(dǎo)電層構(gòu)成的。根據(jù)該比較理想的例子，在不那么增加整個(gè)發(fā)熱部件層厚的情況下，可以顯著地減小在居里溫度附近或高于居里溫度時(shí)的發(fā)熱量與常溫時(shí)的發(fā)熱量之比。另外，在這種情況下，假設(shè)磁性層的固有阻抗和厚度分別為ρ1，t1，導(dǎo)電層的固有阻抗和厚度分別為ρ2，t2時(shí)，最好滿足下述關(guān)系式。
ρ1/t1≥ρ2/t2.........(1)根據(jù)該比較理想的例子，發(fā)熱部件在居里溫度以上時(shí)的發(fā)熱量與常溫下的發(fā)熱量之比可以達(dá)到小于1/2的水平。另外，在這種情況下，磁性層的厚度最好等于或大于表皮深度。根據(jù)該比較理想的例子，由于集膚效應(yīng)，可以使幾乎全部感應(yīng)電流只集中在磁性層內(nèi)流動(dòng)。
另外，在上述本發(fā)明圖像加熱裝置的第1種結(jié)構(gòu)中，夾入部最好由發(fā)熱部件的至少一部分以及推壓接觸該發(fā)熱部件的加壓機(jī)構(gòu)形成的。在這種情況下，最好發(fā)熱部件的至少磁性層是可旋轉(zhuǎn)的滾子。而且，在這種情況下，最好發(fā)熱部件的至少磁性層是可移動(dòng)的薄膜。另外，在這種情況下，最好發(fā)熱部件的至少導(dǎo)電層是可移動(dòng)的薄膜。
另外，在上述本發(fā)明圖像加熱裝置的第1種結(jié)構(gòu)中，夾入部最好由與發(fā)熱部件接觸的、可移動(dòng)的薄膜以及與推壓接觸薄膜的加壓機(jī)構(gòu)形成的。在這種情況下，最好發(fā)熱部件與薄膜的背面相接觸。而且，在這種情況下，最好發(fā)熱部件從夾入部的上流側(cè)到夾入部附近與薄膜的背面相接觸，勵(lì)磁部件設(shè)在上述夾入部的上流側(cè)。根據(jù)該比較理想的例子，由于勵(lì)磁部件不受夾入部溫度的影響而升溫，故可以穩(wěn)定地保持發(fā)熱量。另外，在這種情況下，最好發(fā)熱部件在薄膜的背面?zhèn)扰c薄膜的一部分相接觸，勵(lì)磁部件設(shè)在上述薄膜的表面一側(cè)。根據(jù)該理想的例子，勵(lì)磁部件不受發(fā)熱部件的溫度影響而升溫，因此可以穩(wěn)定地保持發(fā)熱量。再有，在這種情況下，最好加壓機(jī)構(gòu)由設(shè)在薄膜背面一側(cè)的低導(dǎo)熱性滾子和設(shè)在上述薄膜表面一側(cè)的加壓滾構(gòu)成。根據(jù)該較理想的例子，由于需要強(qiáng)壓力的夾入部是通過低導(dǎo)熱性滾子與加壓滾之間的推壓形成的，因此不存在因?yàn)樾纬蓨A入部而一邊承受大摩擦力一邊滑動(dòng)的部分，適合于高速和長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置。在這種情況下，最好發(fā)熱部件的至少一部分是由可以旋轉(zhuǎn)的滾予構(gòu)成的。另外，最好上述薄膜形成環(huán)狀。
本發(fā)明圖像加熱裝置的第2種結(jié)構(gòu)的特征為具有發(fā)熱部件，它具有按規(guī)定的居里溫度設(shè)定的磁性層；勵(lì)磁部件，它與上述發(fā)熱部件相對(duì)置地設(shè)置，通過交變磁場(chǎng)對(duì)上述發(fā)熱部件進(jìn)行勵(lì)磁；夾入部，它邊夾持輸送保持有樹脂粉末像的記錄材料，邊用上述發(fā)熱部件的熱量加熱，設(shè)定居里溫度要滿足下述條件，即在裝置動(dòng)作時(shí)在溫度接近居里溫度附近上述磁性層的相對(duì)導(dǎo)磁率降低，上述發(fā)熱部件的穩(wěn)定溫度高于樹脂粉末開始出現(xiàn)冷不均勻現(xiàn)象的溫度，并且其穩(wěn)定時(shí)夾入部出口的溫度低于樹脂粉末開始出現(xiàn)熱不均勻現(xiàn)象的溫度。根據(jù)圖像加熱裝置的第2種結(jié)構(gòu)，可以對(duì)未定影的樹脂粉末像均勻地、穩(wěn)定地進(jìn)行定影。
另外，在上述本發(fā)明圖像加熱裝置的第2種結(jié)構(gòu)中，發(fā)熱部件最好由按規(guī)定的居里溫度設(shè)定的磁性層及接近上述磁性層設(shè)置的、比磁性層電阻低的導(dǎo)電層構(gòu)成。在這種情況下，假設(shè)磁性層的固有阻抗和厚度分別為ρ1，t1，導(dǎo)電層的固有阻抗和厚度分別為ρ2、t2時(shí)，最好滿足下述關(guān)系式。
ρ1/t1≥ρ2/t2.........(1)另外，在上述本發(fā)明圖像加熱裝置的第2種結(jié)構(gòu)中，假設(shè)夾入部的樹脂粉末的冷不均勻現(xiàn)象開始溫度為Tc[℃]、居里溫度為Tk[℃]、夾入部出口處樹脂粉末的熱不均勻現(xiàn)象開始溫度為Th[℃]時(shí)，最好滿足下述關(guān)系式Tc≤Tk≤Th+70[℃] ............(2)在上述本發(fā)明圖像加熱裝置的第2種結(jié)構(gòu)中，假設(shè)居里溫度為Tk〔℃〕時(shí)，最好滿足下述關(guān)系式。
140[℃]≤Tk≤280[℃]...............(3)在上述本發(fā)明圖像加熱裝置的第2種結(jié)構(gòu)中，夾入部最好由發(fā)熱部件的至少一部分及推壓接觸該發(fā)熱部件的加壓機(jī)構(gòu)形成。在這種情況下，最好發(fā)熱部件的至少磁性層是可以旋轉(zhuǎn)的滾子。另外，在這種情況下，最好發(fā)熱部件的至少磁性層是可移動(dòng)的薄膜。而且，在這種情況下，最好發(fā)熱部件的至少導(dǎo)電層是可移動(dòng)的薄膜。
另外，在上述本發(fā)明圖像加熱裝置的第2種結(jié)構(gòu)，夾入部最好由與發(fā)熱部相接觸的、可移動(dòng)的薄膜與與推壓接觸薄膜的加壓機(jī)構(gòu)形成。在這種情況下，最好發(fā)熱部件與薄膜的背面相接觸。而且，在這種情況下，最好發(fā)熱部件從夾入部的上流側(cè)到夾入部附近與薄膜的背面接觸，勵(lì)磁部件設(shè)在上述夾入部的上流側(cè)。而且，在這種情況下，最好發(fā)熱部件在薄膜的背面?zhèn)扰c薄膜的一部分接觸，勵(lì)磁部件設(shè)在薄膜的表面一側(cè)。在這種情況下，最好加壓機(jī)構(gòu)由設(shè)在薄膜背面一側(cè)的低導(dǎo)熱性滾子和設(shè)在薄膜表面一側(cè)的加壓滾構(gòu)成。而且，在這種情況下，最好發(fā)熱部件的至少一部分是由可以旋轉(zhuǎn)的滾子構(gòu)成。另外，上述薄膜最好形成環(huán)狀。
本發(fā)明的成像裝置具有成像機(jī)構(gòu)和熱定影裝置的一種成像裝置，其中成像機(jī)構(gòu)的作用是在記錄材料上形成保持有未定影的圖像，熱定影裝置的作用是在記錄材料上對(duì)未定影的圖像進(jìn)行熱定影，其特征在于熱定影裝置使用上述本發(fā)明的圖像加熱裝置。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的圖像加熱裝置結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖2是用于說明本發(fā)明實(shí)施例1的圖像加熱裝置的自身溫度控制特性的視圖。
圖3是用于說明本發(fā)明實(shí)施例1的圖像加熱裝置之加熱滾的熱量與溫度的關(guān)系的視圖。
圖4是說明本發(fā)明實(shí)施例2的圖像加熱裝置的自身溫度控制特性的視圖。
圖5表示本發(fā)明實(shí)施例3的圖像加熱裝置結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例3的圖像加熱民用的勵(lì)磁線圈部的立體圖。
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施例4的圖像加熱裝置結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施例5的圖像加熱裝置結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖9是表示將本發(fā)明實(shí)施方式的圖像加熱裝置作為定影裝置使用的成像裝置的剖視圖。
圖10是表示現(xiàn)有技術(shù)的圖像加熱裝置結(jié)構(gòu)的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面，用實(shí)施方式更具體地說對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。
圖9是表示將本發(fā)明實(shí)施方式的圖像加熱裝置作為定影裝置使用的成像裝置的剖視圖。
在圖9中，1是電子照相感光體(以下稱為“感光滾筒”)，感光滾筒1按箭頭方向、以規(guī)定的圓周速度被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)通過帶電器2使其表面與規(guī)定的負(fù)的負(fù)電位Vo一樣地帶電。
3是激光束掃描器，該激光束掃描器3根據(jù)從未圖示的圖像讀取裝置和計(jì)算機(jī)等主裝置輸入的圖像信息的時(shí)間系列電數(shù)字象素信號(hào)，輸出調(diào)制的激光束。如上述那樣，與負(fù)電位Vo一樣地帶電的感光滾筒1的表面被該激光束掃描曝光，曝光部分的電位絕對(duì)值減小，成為正電位VL。這樣，在感光滾筒1的表面上形成靜電潛像。然后，該靜電潛像由顯像器4根據(jù)帶負(fù)電的粉體樹脂反轉(zhuǎn)顯像而顯出圖像。
顯像器4具有被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的顯像滾4a，該顯像滾4a與感光滾筒1平行地相對(duì)配置。在顯像滾4a上外加顯像偏置電壓，該顯像偏置電壓的絕對(duì)值比感光滾筒1的負(fù)電位Vo小，比正電位VL大，與此同時(shí)在其外周面上形成具有負(fù)電荷的樹脂粉末薄膜。由于以上的結(jié)構(gòu)，顯像滾4a上的樹脂粉末只能轉(zhuǎn)移到感光滾筒1的正電位VL部分上形成樹脂粉末像，使靜電潛像顯像。
由供紙部10一張一張地提供記錄材料15，經(jīng)過一對(duì)導(dǎo)輥11，12，以與感光滾筒1的旋轉(zhuǎn)同步的適當(dāng)時(shí)間送入感光滾筒1和與其相接觸的復(fù)制滾13的咬入部。然后，由于外加了復(fù)制偏壓的復(fù)制滾13的作用，感光滾筒1上的樹脂粉末像依次復(fù)制到記錄材料15上。從感光滾筒1和復(fù)制滾13之間通過的記錄材料15被送入定影裝置16，由該定影裝置16對(duì)復(fù)制樹脂粉末像進(jìn)行定影，經(jīng)過定影而固定了圖像的記錄材料15被送到排紙托架17上。
通過記錄材料15后的感光滾筒1的表面用清理裝置5去除復(fù)制殘留的樹脂粉末等殘留物而使其潔凈。然后，通過反復(fù)進(jìn)行以上的工序而依次作像。
下面，通過具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的圖像加熱裝置進(jìn)行更詳細(xì)地說明。
〔實(shí)施例1〕圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的圖像加熱裝置的立體圖。在本實(shí)施例中，圖像加熱裝置是以采用由磁性體構(gòu)成加熱滾的定影裝置為例進(jìn)行說明。
如圖1所示，作為發(fā)熱部件及加熱部件的加熱滾21，是以直徑為45mm、壁厚為1mm的圓筒狀的磁性合金作為基體、在其表面涂上與樹脂粉末之間具有剝離性的厚15μm的氟化乙烯樹脂構(gòu)成的，上校磁性合金是經(jīng)過成分調(diào)整的，其居里溫度約為210℃。在本實(shí)施例中，磁性合金使用鐵、鎳、鉻的合金(電阻率7.2×10-7Ωm，常溫下的相對(duì)導(dǎo)磁率約100，高于居里溫度時(shí)的相對(duì)導(dǎo)磁率約1)。合金的材料或成份的比例可根據(jù)需要的飽和磁通密度或目標(biāo)的居里溫度而變動(dòng)。
加熱滾21由未圖示的軸承支承著，可相對(duì)于定影裝置進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在加熱滾21的內(nèi)部以固定在定影裝置主體上的狀態(tài)設(shè)置感應(yīng)加熱部，用于對(duì)加熱滾21進(jìn)行感應(yīng)加熱。該感應(yīng)加熱部由勵(lì)磁線圈23和交變電源24構(gòu)成，其中勵(lì)磁線圈23卷繞在配置于加熱滾21內(nèi)部的圓筒狀的繞線管22上，作為勵(lì)磁部件；交變電源24用于將高頻的交變電流供給勵(lì)磁線圈23。另外，在繞線管22內(nèi)部插入鐵素體25作為芯材，以提高加熱效率。勵(lì)磁線圈23使用成束的細(xì)導(dǎo)線構(gòu)成的利茲線。
26是表面由硅橡膠構(gòu)成的加壓滾，加壓滾26由未圖示的軸承支承著，可相對(duì)于定影裝置主體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。另外，加壓滾26與加熱滾21平行地配置，加壓滾26的硅橡膠被滾21推壓而產(chǎn)生變形，于是在加熱滾21與加壓滾26之間形成規(guī)定的推壓部即夾入部27。即，通過加熱滾21和加壓滾26構(gòu)成夾入形成機(jī)構(gòu)。在形成夾入部27的狀態(tài)下，由未圖示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)加熱滾21旋轉(zhuǎn)，加壓滾26也從動(dòng)而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。28是熱敏電阻，用于檢測(cè)夾入部27出口附近的加熱滾21表面的溫度。
記錄材料15在其表面具有未定影的樹脂粉末像31的狀態(tài)下，按箭頭X方向插入定影裝置內(nèi)，由夾入部27邊夾持輸送、邊被加熱滾21的熱量加熱。這樣，記錄材料15上的樹脂粉末像31便被定影。
由交變電源24對(duì)如上構(gòu)成的定影裝置的勵(lì)磁線圈23供給頻率為23KHz的交變電流，加熱滾21開始加熱后，經(jīng)過一定時(shí)間之后使加熱滾21以周速為200mm/sec的速度旋轉(zhuǎn)。并且利用熱敏電阻28檢測(cè)這期間加熱滾21的表面溫度。其結(jié)果是加熱滾21的表面溫度從常溫升溫后，經(jīng)過一定時(shí)間后穩(wěn)定在約190℃。
另外，保持在穩(wěn)定溫度后，由夾入部27連續(xù)地輸送記錄材料15，由熱敏電阻28檢測(cè)這時(shí)的加熱滾21的夾入部27出口附近的表面溫度。其結(jié)果是加熱滾21的夾入部27出口附近的表面溫度穩(wěn)定在約165℃。
以下，對(duì)于加熱滾上的發(fā)熱量與所控制的溫度的關(guān)系進(jìn)行說明。
首先，將高頻交變電流供給勵(lì)磁線圈23，則產(chǎn)生相應(yīng)的高頻交變磁場(chǎng)，該高頻交變磁場(chǎng)與加熱滾21相交鏈。于是，在加熱滾21內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，加熱滾21被感應(yīng)加熱。在此，加熱滾21由經(jīng)過成份調(diào)整、居里溫度約為210℃的磁性合金構(gòu)成，因此在低于居里溫度期間、以及在居里溫度附近或高于居里溫度后，在加熱滾21中流動(dòng)的感應(yīng)電流的狀態(tài)顯著不同。即，加熱滾21中流動(dòng)的感應(yīng)電流的狀態(tài)顯著不同。即，加熱滾21具有自身溫度控制特性。圖2(a)、(b)是用于說明這一自身溫度控制特性的視圖。
圖2(a)是以剖面線表示加熱滾21處于常溫附近時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的流動(dòng)范圍。如圖2(a)所示，感應(yīng)電流由于集膚效應(yīng)而從加熱滾21的內(nèi)面集中到一定厚度的部分上。這時(shí)大部分感應(yīng)電流流動(dòng)的部分的厚度、即表皮深度δ〔m〕理論上可以用下式表示，在此ρ[Ωm]表示材料的固有阻抗，f(Hz)表示勵(lì)磁頻率，μ表示材料的相對(duì)導(dǎo)磁率。
δ＝503.3[ρ/(f×μ)0.5.........(4)在本實(shí)施例中，加熱滾21的材料采用固有阻抗為7.2×10-7Ωm、常溫下的相對(duì)導(dǎo)磁率約為100的磁性合金，勵(lì)磁頻率為23kHz，因此通過計(jì)算的表皮深度δ約為0.28mm。即，在常溫附近，絕大部分感應(yīng)電流都從加熱滾21的內(nèi)面集中到厚度約0.28mm以內(nèi)的區(qū)域流動(dòng)。
圖2(b)是以剖面線表示加熱滾21處于高于居里溫度時(shí)感應(yīng)電流流動(dòng)的范圍。在這種情況下，由于加熱滾21的相對(duì)導(dǎo)磁率約為1，故相當(dāng)于表皮深度δ的厚度為常溫情況的10倍左右。因此，如圖2(b)所示，在加熱滾21的1mm厚度上都流動(dòng)感應(yīng)電流。
在高于居里溫度時(shí)，由于以上感應(yīng)電流狀態(tài)的變化，感應(yīng)電流流動(dòng)部分的厚度與常溫附近時(shí)相比，增加到約3倍，故總阻抗相應(yīng)地減小。因此如果以一定電流進(jìn)行勵(lì)磁，則發(fā)熱量與阻抗成比例，約為1/3。
在圖3中，用發(fā)熱曲線Ba表示與加熱滾21的材料的溫度狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的發(fā)熱量的變化情況。在圖3中，橫座標(biāo)表示加熱滾21的材料溫度(在此假設(shè)整個(gè)加熱滾21整體的溫度是均勻的)，縱坐標(biāo)表示發(fā)熱量。由于加熱滾21的材料的相對(duì)導(dǎo)磁率實(shí)際上不是在居里溫度Tk時(shí)急劇地從100變到1的，而是逐漸向居里溫度Tk降低，故發(fā)熱量也伴隨著溫度上升而逐漸降低，在居里溫度Tk附近發(fā)熱量急劇下降。接著，溫度上升到高于居里溫度時(shí)，感應(yīng)電流的流動(dòng)范圍一定，為加熱滾21的整個(gè)厚度，因此保持一定的發(fā)熱量。在本實(shí)施例中，在常溫Tn時(shí)的發(fā)熱量Q1與在高于居里溫度時(shí)的發(fā)熱量Q2之比約為3比1。
加熱輥21自身最終穩(wěn)定的溫度(穩(wěn)定溫度)，是上述電磁感應(yīng)加熱所產(chǎn)生的熱量與從加熱滾21奪走的熱量相平衡時(shí)的溫度。通常，定影裝置的加熱滾21通過在軸承支承部和加壓滾26上的熱傳導(dǎo)或向氣氛中幅射、對(duì)流而散發(fā)一定的熱量。加熱滾21的溫度越高，散發(fā)的這些熱量越大。如果將該損失掉的熱量作成熱負(fù)荷曲線表示，則為圖3的D所示。該熱負(fù)荷曲線D與發(fā)熱曲線Ba的交點(diǎn)Ea為穩(wěn)定溫度。本實(shí)施例中，不通過記錄材料15而進(jìn)行加熱時(shí)的加熱滾21的表面溫度在190℃時(shí)穩(wěn)定，這意味著該交點(diǎn)Ea是190℃。但是，若詳細(xì)檢測(cè)加熱滾21的溫度時(shí)，則存在溫度分布，發(fā)熱量與溫度相平衡的點(diǎn)也根據(jù)不同部分而位于有微小不同的位置，但就整個(gè)加熱滾21的平均的關(guān)系而言，可以看成如上述那樣。
另外，通過夾入部27連續(xù)地輸送記錄材料15時(shí)，夾入部27出口附近的加熱滾21的表面溫度在165℃時(shí)穩(wěn)定，這是由于加熱滾21的總的熱負(fù)荷因向記錄材料15散發(fā)熱量而增加。由于檢測(cè)溫度是夾入部27出口處的溫度，因此在這里反映出的是被記錄材料15帶走熱量后的加熱滾21表面的較低溫度，可以認(rèn)為整個(gè)加熱滾21的平均溫度總體來說也可控制在比不通過記錄材料15時(shí)的溫度更低的溫度。在圖3中，用F表示通過夾入部27連續(xù)地輸送記錄材料15時(shí)的熱負(fù)荷曲線，用G表示這時(shí)的熱收支平衡的穩(wěn)定點(diǎn)。點(diǎn)G是代表性地表示整個(gè)加熱滾21的平均溫度，比上述所檢測(cè)出的溫度165℃稍高，約為175℃。
另外，本發(fā)明者們測(cè)定了一般的有代表性結(jié)構(gòu)的定影裝置的熱損失。根據(jù)測(cè)定，在工藝速度為150mm/sec、滾子控制溫度為180℃的情況下總熱量約為490W，其中約47％即約230W為被記錄材料所帶走的熱量，其余的53％為向加壓滾和支承部分分散失的熱量以及向周圍氣氛散失的熱量。改變工藝速度時(shí)，總熱量以及記錄材料所帶走的熱量也發(fā)生變化，記錄材料以一般最常用的工藝速度100～250mm/sec通過夾入部后，根據(jù)溫度測(cè)定對(duì)記錄材料15進(jìn)行熱量計(jì)算，記錄材料15所帶走的熱量約為在穩(wěn)定溫度附近的總熱量的1/2或低于該值的范圍內(nèi)，由此可知該比例變化不大。由這一點(diǎn)可知，在大多數(shù)情況下，圖3中的不通過記錄材料15時(shí)的穩(wěn)定點(diǎn)Ea的熱量為由夾入部27連續(xù)地輸送記錄材料15時(shí)的穩(wěn)定點(diǎn)G的熱量的1/2以上。
不管有無記錄材料15，為了穩(wěn)定地控制加熱滾21的溫度，最好穩(wěn)定點(diǎn)Ea、G都在發(fā)熱曲線Ba上、位于居里溫度Tk附近的發(fā)熱量急速下降的斜坡部分。即，在高于居里溫度Tk時(shí)的發(fā)熱量Q2與常溫Tn時(shí)的發(fā)熱量Q1之比大于1/2的發(fā)熱曲線Bb(以虛線表示)的情況下，例如將穩(wěn)定點(diǎn)G設(shè)定在上述的發(fā)熱量急速地下降的斜坡部分上時(shí)，則不通過記錄材料15時(shí)的穩(wěn)定點(diǎn)處于高于居里溫度Tk的一定發(fā)熱量部分Eb，因此在負(fù)荷曲線接近于水平狀態(tài)的情況下溫度控制非常不穩(wěn)定。
根據(jù)以上情況，高于居里溫度Tk時(shí)的發(fā)熱量Q2與常溫Tn時(shí)的發(fā)熱量Q1之比必須小于1/2。另外，如果高于居里溫度Tk時(shí)的發(fā)熱量Q2與常溫Tn時(shí)的發(fā)熱量Q1之比小于1/3，則不管有無記錄材料15，都可非常穩(wěn)定地進(jìn)行溫度控制。
因此，如果加熱滾21的磁性合金的厚度為與勵(lì)磁頻率相對(duì)應(yīng)的表皮深度的2倍以上的厚度時(shí)，則高于居里溫度時(shí)發(fā)熱量與常溫時(shí)的發(fā)熱量之比小于1/2，可以穩(wěn)定地進(jìn)行溫度控制。
另外，用碘鎢燈和熱敏電阻28研究了加熱滾21的溫度與樹脂粉末的不均勻性的關(guān)系。由結(jié)果可知，在本實(shí)施例的設(shè)定速度下，夾入部27入口附近的加熱滾21的表面溫度低于160℃時(shí)，開始產(chǎn)生冷不均勻現(xiàn)象(樹脂粉末在不完全熔融的情況下粘著在加熱滾21上的現(xiàn)象)，夾入部27出口附近的加熱滾21的表面溫度超過210℃時(shí)開始產(chǎn)生熱不均勻現(xiàn)象(熔融后的樹脂粉末粘著在加熱滾21上的現(xiàn)象)。因此，該樹脂粉末開始出來冷不均勻現(xiàn)象的溫度Tc為160℃，開始出現(xiàn)熱不均勻現(xiàn)象的溫度Th為210℃。
如上所述，作為發(fā)熱部件和加熱部件的加熱滾21的自身溫度控制的穩(wěn)定溫度并不是居里溫度本身，而是根據(jù)發(fā)熱曲線與帶走的熱量即熱負(fù)荷的關(guān)系決定的。另外，為了使未定影的樹脂粉末像不產(chǎn)生不均勻地粘著在加熱滾21上的現(xiàn)象而穩(wěn)定地被定影，夾入部27內(nèi)任何部分的溫度必須超過可以熔融粘著的最低溫度Tc，并且至少必須將夾入部27的出口溫度設(shè)定得比樹脂粉末的熱不均勻性開始溫度Th要低。
首先，穩(wěn)定溫度最高有可能在居里溫度附近，根據(jù)這種可能性，居里溫度Tk必須至少在Tc以上。
另外，究竟可以將居里溫度Tk設(shè)定到多高，或者按與規(guī)定的居里溫度偏離多少溫度進(jìn)行控制，即取決于圖3的穩(wěn)定點(diǎn)G和夾入部27出口的加熱滾21的表面溫度比居里溫度Tk低多少溫度。因此，居里溫度Tk的必要條件是小于Th+α，α為夾入部27出口的加熱滾21的表面溫度與居里溫度Tk之間可能的最大偏離溫度。該偏離溫度α根據(jù)發(fā)熱曲線Ba的形狀及由定影裝置的結(jié)構(gòu)和速度決定的負(fù)荷曲線而決定的。
根據(jù)以上所述，居里溫度Tk所必要的條件為Tc≤Tk≤Th+α.........(5)在本實(shí)施例中，夾入部27出口附近的加熱滾21的表面溫度在低于居里溫度Tk約45℃的165℃處穩(wěn)定。該穩(wěn)定溫度比熱不均勻性開始溫度Th即210℃要低得多，因此不會(huì)產(chǎn)生熱不均勻性狀態(tài)。在一般的定影裝置中，最大偏離溫度α可能為多少，將在后面闡述。
將上述那樣構(gòu)成的定影裝置用于圖9所示的成像裝置，如圖1所示把有樹脂粉末31的面朝向加熱滾21一側(cè)、將復(fù)制有樹脂粉末像的記錄材料15按箭頭方向插入，對(duì)記錄材料15上的樹脂粉末31進(jìn)行定影。
根據(jù)本實(shí)施例，由于作為發(fā)熱部件的加熱滾21本身具有自身溫度控制特性，因此通過將居里溫度Tk設(shè)定為對(duì)應(yīng)于定影溫度的適當(dāng)值，便可以自動(dòng)地進(jìn)行溫度控制。從而，即使省略熱敏電阻等溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)或溫度控制電路，也可以獲得最佳的加熱條件。另外，減小作為加熱部件的加熱滾21的熱容量時(shí)，記錄材料15寬度方向上易產(chǎn)生局部性的溫差，而由于加熱滾21具有的自身溫度控制也會(huì)因局部發(fā)熱作用而產(chǎn)生溫差，故即使通過夾入部27連續(xù)地輸送窄幅記錄材料15，不通過記錄材料15的部分也不會(huì)產(chǎn)生異常高溫現(xiàn)象，并且其后即使通過夾入部27連續(xù)地輸送寬幅記錄材料15，也不會(huì)產(chǎn)生熱不均勻性現(xiàn)象。因此，在可以進(jìn)行自身溫度控制的結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)，可以減小加熱滾21的熱容量，故可以縮短加熱時(shí)間。
(實(shí)施例2)下面對(duì)于實(shí)施例2的定影裝置進(jìn)行說明。本實(shí)施例的定影裝置與實(shí)施例1的定影裝置相比，僅加熱滾的結(jié)構(gòu)不同，其它的結(jié)構(gòu)相同，因此省略總體結(jié)構(gòu)圖，與實(shí)施例1的構(gòu)成部件起相同作用的部件，用相同的符號(hào)進(jìn)行說明。圖4(a)、(b)是表示本實(shí)施例的作為發(fā)熱部件和加熱部件的加熱滾的結(jié)構(gòu)的剖視圖，與實(shí)施例1一樣，是用于說明其自身溫度控制特性的視圖。本實(shí)施例的作為發(fā)熱部件和加熱部件的加熱滾41，在其內(nèi)側(cè)設(shè)有經(jīng)過成分調(diào)整的、壁厚為0.3mm的磁性合金層42，該磁性合金層42的居里溫度約為210℃，在加熱滾的外側(cè)設(shè)有厚0.3mm的作為高導(dǎo)電層的鋁層43，并在其表面涂上與樹脂粉末之間具有剝離性的厚15μm的氟化乙烯樹脂。本實(shí)施例也與上述實(shí)施例1一樣，磁性合金使用鐵、鎳、鉻的合金(固有阻抗7.2×10-7Ωm，常溫下的相對(duì)導(dǎo)磁率約100，高于居里溫度時(shí)的相對(duì)導(dǎo)磁率約1)。
由交變電源24向上述結(jié)構(gòu)定影裝置的勵(lì)磁線圈23供給頻率為23KHz的交變電流，對(duì)加熱滾41開始加熱后，經(jīng)過一定時(shí)間后，使加熱滾41以周速為200mm/sec的速度旋轉(zhuǎn)。并且用熱敏電阻28檢測(cè)這期間加熱滾41的表面溫度。其結(jié)果是，加熱滾41的表面溫度從常溫升高后，經(jīng)過一定時(shí)間后穩(wěn)定在約195℃。
另外，保持在穩(wěn)定溫度之后，通過夾入部27連續(xù)地輸送記錄材料15，用熱敏電阻28檢測(cè)這時(shí)的夾入部27出口附近的加熱滾41的表面溫度。其結(jié)果是，夾入部27出口附近的加熱滾41的表面溫度穩(wěn)定在約175℃。因此，在本實(shí)施例的情況下，夾入部27出口處的加熱滾41的表面溫度與居里溫度之間的偏差溫度約為35℃。
本實(shí)施例也與上述實(shí)施例1一樣，在低于居里溫度期間、與在居里溫度附近或超過居里溫度后，在加熱滾41中流動(dòng)的感應(yīng)電流的狀態(tài)明顯不同。即，加熱滾41具有自身溫度控制特性。
圖4(a)是以剖面線表示加熱滾41處于常溫附近時(shí)發(fā)生的感應(yīng)電流的流動(dòng)范圍。在本實(shí)施例中，由于磁性合金層42的材料是使用與上述實(shí)施例1相同的磁性合金，故這時(shí)的表皮深度δ約為0.28mm，與磁性合金層42的厚度(0.3mm)基本相等。即，如圖4(a)所示，由于集膚效應(yīng)，幾乎全部感應(yīng)電流只集中在磁性合金層42上流動(dòng)。因此，由于因集膚效應(yīng)而使幾乎全部感應(yīng)電流只集中在磁性合金層42中流動(dòng)，所以合金層42的厚度可以等于或大于表皮深度。
圖4(b)是以剖面線表示加熱滾41的超過居里溫度時(shí)感應(yīng)電流的流動(dòng)范圍。如圖4(b)所示，幾乎全部感應(yīng)電流都在外側(cè)的鋁層43內(nèi)流動(dòng)。在這種情況下，磁性合金層42的相對(duì)導(dǎo)磁率約為1，因?yàn)榇磐ㄘ灤┐判院辖饘?2而分散，感應(yīng)電流要在整個(gè)加熱滾41的厚度上流動(dòng)，但由于鋁層43的電阻比磁性合金層42的電阻小得多，因此可以看成幾乎全部感應(yīng)電流都在鋁層43中流動(dòng)。
本實(shí)施例中所使用的磁性合金同上述實(shí)施例1的一樣，固有阻抗為7.2×10-7Ωm，而鋁的固有阻抗為2.5×10-8Ωm，是磁性合金的1/29，而且有感應(yīng)電流流動(dòng)部分的厚度相等、大體為0.3mm，因此，在一定電流的條件下勵(lì)磁時(shí)，超過居里溫度時(shí)的發(fā)熱量大約為常溫時(shí)發(fā)熱量的1/29。
如上所述，在本實(shí)施例雙層結(jié)構(gòu)的加熱滾41的情況下，整個(gè)層的厚度增加不太多，在居里溫度附近或超過居里溫度時(shí)的發(fā)熱量可大大小于常溫下的發(fā)熱量。如上所述，在一般的定影裝置中，不管有無記錄材料，為了能穩(wěn)定地控制加熱滾的溫度，至少要將超過居里溫度時(shí)的發(fā)熱量減小到常溫時(shí)發(fā)熱量的1/2以下。使用本實(shí)施例雙層結(jié)構(gòu)的加熱滾41時(shí)如果高導(dǎo)電層(在本實(shí)施例中為鋁層43)整體的電阻與磁性層整體的電阻相等或低于該電阻，通過把由高頻電流的頻率數(shù)所決定的表皮深度設(shè)定得同磁性層的厚度差不多，便可將超過居里溫度時(shí)的發(fā)熱量控制在常溫下發(fā)熱量的1/2以下。即，假設(shè)磁性層的固有阻抗和厚度分別為ρ1，t1，高導(dǎo)電層的固有阻抗和厚度分別為ρ2，t2時(shí)，如果(1)式成立，
ρ1/t1≥ρ2/t2.........(1)則在居里溫度以上時(shí)的發(fā)熱量至少可以為常溫時(shí)發(fā)熱量的1/2以下。如果高導(dǎo)電層用的材料的固有阻抗非常小，則采用相應(yīng)的薄層結(jié)構(gòu)可取得同等效果。這對(duì)于為縮短加熱時(shí)間而需要減小發(fā)熱部件或加熱部件的熱容量的情況特別有效。
此外，在采用本實(shí)施例雙層結(jié)構(gòu)的加熱滾41的情況下，可容易地減小居里溫度以上時(shí)的發(fā)熱量與常溫時(shí)發(fā)熱量之比，而且在接近居里溫度時(shí)的發(fā)熱量下降曲線也變得很陡。因此，可相應(yīng)地將控制溫度也設(shè)定得接近居里溫度。在本實(shí)施例情況下，如上所述夾入部27出口的加熱滾41的表面溫度與居里溫度之間的偏差溫差約為35℃。
又，在本實(shí)施例中，高導(dǎo)電層使用鋁層43，但用銅、鎳等其他高導(dǎo)電性材料亦可取得同樣效果。
還有，在本實(shí)施例中，是使用在磁性層上再疊一層高導(dǎo)電層的雙層結(jié)構(gòu)的加熱滾41，但也可只用磁性層構(gòu)成加熱滾，除了接近該加熱滾的夾入部外均以圍住周圍的形式設(shè)置非接觸式高導(dǎo)電層。在這種非接觸式雙層結(jié)構(gòu)的情況下，可進(jìn)一步減小作為發(fā)熱部件及加熱部件的加熱滾的熱容量。
(實(shí)施例3)下面，對(duì)實(shí)施例3的定影裝置進(jìn)行說明，圖5所示為作為本發(fā)明實(shí)施例3中的圖像加熱裝置的定影裝置的剖視圖，圖6所示為該定影裝置所用的勵(lì)磁線圈部的立體圖。
圖5中，51是用電鑄工藝將鎳制作成環(huán)狀的，直徑為30mm、厚度為50μm的薄膜，為了使薄膜51與樹脂粉末之間具有易剝離性，在薄膜51的表面上覆有由厚度為10μm的氟化乙烯樹脂構(gòu)成的剝離層52。薄膜51的材料，既可單獨(dú)使用鐵、鈷、銅、鉻中的任一種金屬，也可使用這些金屬的合金材料。此外，由于發(fā)熱是使用后述的發(fā)熱材料56進(jìn)行，故薄膜51也可用除了金屬之外的聚酰亞胺樹脂、氟化乙烯樹脂等耐熱樹脂制成的薄膜。而且，剝離層52的材料也可單獨(dú)使用聚四氟乙烯、全氟烷氧基乙烯、氟化乙丙烯、硅橡膠、氟化橡膠等剝離性能良好的樹脂或橡膠，也可使用由它們合成的材料。在將本定影裝置用于對(duì)黑白圖像進(jìn)行定影時(shí)，只確保剝離性就可以了，在用于對(duì)彩色圖像進(jìn)行定影時(shí)最好能使剝離層具有彈性，這種情況下剝離層52需要設(shè)成稍厚的橡膠層。
在圖5、圖6中，53是作為勵(lì)磁部件的勵(lì)磁線圈。該勵(lì)磁線圈53被纏繞在由鐵素體構(gòu)成的芯材54上，芯材54的端部固定支承在成像裝置主體上。由交變電源55向勵(lì)磁線圈53供頻率為30KHz的交變電流，這樣，使在勵(lì)磁線圈53周圍反復(fù)產(chǎn)生，消除圖6中的箭頭H所示方向的磁通。
如圖5所示，發(fā)熱部件56設(shè)在與勵(lì)磁線圈53及芯材54相對(duì)置的位置上，相隔有微小縫隙。發(fā)熱部件56，是在通過未圖示的彈簧施力、使其下面與薄膜51的內(nèi)側(cè)面(背面)接觸的狀態(tài)下被支承在成像裝置主體上的。發(fā)明者對(duì)芯材54的形狀及配置方式做了許多研究，以使勵(lì)磁線圈53所產(chǎn)生的磁通主要集中貫通發(fā)熱部件56。即，芯材54的斷面呈E字狀，其開口面與發(fā)熱部件56相對(duì)。另外，在本實(shí)施例中，在勵(lì)磁線圈53，芯材54和發(fā)熱部件56之間留有間隙，但也可在該間隙內(nèi)填充隔熱材料。
發(fā)熱部件56是將兩張金屬板粘合而成的。在與發(fā)熱部件56的勵(lì)磁線圈53相對(duì)的一側(cè)，是由厚度為0.3mm的鐵、鎳、鉻合金(固有阻抗7.2×10-7Ωm，常溫下的相對(duì)導(dǎo)磁率約100，超過居里溫度時(shí)的相對(duì)導(dǎo)磁率約為1)制成的磁性層即磁性板57構(gòu)成的，其居里溫度是通過添加到材料中的鉻量而調(diào)整到200℃。發(fā)熱材料56與薄膜51相接觸的一側(cè)是由作為高導(dǎo)電層的導(dǎo)電板58構(gòu)成的，該導(dǎo)電板是用厚度為0.4mm的鋁做成的。薄膜51在進(jìn)行后述的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)時(shí)，發(fā)熱部件56一邊與導(dǎo)電板58的面相接觸而滑動(dòng)，一邊移動(dòng)。整個(gè)發(fā)熱部件56呈圓弧狀，其中央形成有平坦部5。
在本實(shí)施例中，根據(jù)上述發(fā)熱部件56的結(jié)構(gòu)，該發(fā)熱部件本身就具有自身溫度控制特性。同上述實(shí)施例2一樣，在常溫下由于集膚效應(yīng)而使感應(yīng)電流集中在磁性板57中流動(dòng)，當(dāng)發(fā)熱材料56的接近居里溫度時(shí)，由于磁性板57的磁性消失，故磁通地分散在外側(cè)導(dǎo)電板58中，感應(yīng)電流幾乎都集中在電阻小的導(dǎo)電板58中流動(dòng).在這種情況下，由于導(dǎo)電板58的電阻小，故產(chǎn)生的熱量特別少。根據(jù)計(jì)算，在常溫下由集膚效應(yīng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電流流動(dòng)部分的深度，在勵(lì)磁電流的頻率為30KHz時(shí)約為0.25mm。磁性板57的厚度等于或大于該表皮深度時(shí)，在低溫下感應(yīng)電流幾乎都在磁性板57內(nèi)產(chǎn)生。提高電流頻率，則表皮深度相應(yīng)減小，可以使用相應(yīng)薄的磁性板57。但，當(dāng)勵(lì)磁電流的頻率提高得相當(dāng)高時(shí)，會(huì)增加成本，而且外部噪聲增大。
圖5中，61是作為加壓機(jī)構(gòu)的加壓滾，它是由與金屬軸62一體成型的、直徑為35mm的低硬度(JISA25度)的彈性硅橡膠制成的。該加壓滾61可旋轉(zhuǎn)地支承在成像裝置主體上，以便能在其位置上旋轉(zhuǎn)。如圖5所示，加壓滾61通過薄膜51沿著發(fā)熱部件56的平坦部59一邊使表面變形、一邊與發(fā)熱部件56壓力接觸，這樣便形成了夾入部63。然后，在形成了夾入部63的狀態(tài)下，加壓滾61通過未圖示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿著箭頭Y方向旋轉(zhuǎn)，于是薄膜51也隨著加壓滾61進(jìn)行從動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
加壓滾61也可用其他氟化橡膠、氟化乙烯樹脂等耐熱樹脂制成。另外，為了提高加壓滾61的耐磨性和剝離性，可在加壓滾61的表面單獨(dú)被覆一層全氟烷氧基乙烯、聚四氟乙烯、氟化乙丙烯等樹脂或橡膠，也可進(jìn)行混合被覆。還有，為了防止散熱，加壓滾61最好用導(dǎo)熱性小的材料做成。
將具有上述結(jié)構(gòu)的定影裝置用于圖9所示的成像裝置上，將工藝速度設(shè)定為100mm/sec，如圖5所示，將復(fù)印有樹脂粉末像的記錄材料15按箭頭方向插入，使有樹脂粉末31的一面朝向發(fā)熱部件56一側(cè)，對(duì)記錄材料15上的樹脂粉末31進(jìn)行定影。
此外，通過交變電源55向具有上述結(jié)構(gòu)的定影裝置的勵(lì)磁線圈53輸送頻率為30KHz的交變電流，開始加熱發(fā)熱部件56之后經(jīng)過一定時(shí)間后，使加壓滾61以100mm/sec的周速旋轉(zhuǎn)。另外，檢測(cè)這個(gè)期間發(fā)熱部件56的表面溫度.結(jié)果，可知發(fā)熱部件56的表面溫度從常溫開始升高后經(jīng)過一定時(shí)間之后，大約穩(wěn)定在180℃。
而且，保持在穩(wěn)定溫度之后，通過夾入部63對(duì)記錄材料15連續(xù)進(jìn)行輸送，檢測(cè)出這時(shí)夾入部63出口附近的發(fā)熱部件56的表面溫度。結(jié)果表明，夾入部63出口附近的發(fā)熱部件56的表面溫度大約穩(wěn)定在170℃。因此，在本實(shí)施例的情況下，夾入部63出口的發(fā)熱部件56的表面溫度與居里溫度之間的偏差溫度約為30℃。
根據(jù)本實(shí)施例，發(fā)熱部件56本身具有自身溫度控制特性，故發(fā)熱部件56不會(huì)升到異常的高溫狀態(tài)，將居里溫度設(shè)定為與定影溫度相對(duì)應(yīng)的適當(dāng)值，便可自動(dòng)地將溫度控制在幾乎接近定影溫度的水平。因此，即使省略熱敏電阻等的溫度檢測(cè)裝置或溫度控制電路，也可得到最佳加熱條件。另外，特別是像本實(shí)施例那樣在使用薄膜51那樣的低熱容量加熱部件的情況下，在圖5深度方向上易產(chǎn)生局部性溫差，對(duì)此，發(fā)熱部件56所具有的自身溫度控制特性，也會(huì)因局部發(fā)熱作用而產(chǎn)生溫差，因此，即使夾入部63連續(xù)輸送窄幅記錄材料15，不通過該記錄材料15的部分也不會(huì)出現(xiàn)異常高溫現(xiàn)象，而且其后即使用夾入部63連續(xù)輸送寬幅記錄材料15，也不會(huì)產(chǎn)生熱不均勻性現(xiàn)象。因此，自身溫度控制在可能的結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)，作為發(fā)熱部件56和加熱部件的薄膜51的熱容量可以減小，故可縮短加熱時(shí)間。
而且，發(fā)熱部件56的材質(zhì)、厚度等可與薄膜51分開進(jìn)行設(shè)定。因此，為了進(jìn)行自身溫度控制，可以選擇最適合的材料、厚度及形狀，薄膜51的熱容量也可分開進(jìn)行設(shè)定。
在本實(shí)施例中，導(dǎo)電板58用鋁質(zhì)的，但也可用銅等導(dǎo)電性高的金屬。另外，即使磁性板57采用可對(duì)居里溫度進(jìn)行設(shè)定的其他合金時(shí)，也可取得同樣效果。而且，也可在導(dǎo)電板58與薄膜51的滑動(dòng)面上，設(shè)一層對(duì)導(dǎo)熱性沒什么大影響的氟化乙烯樹脂之類的數(shù)μm厚的極薄潤(rùn)滑層。
在本實(shí)施例中，發(fā)熱部件56是使用雙層結(jié)構(gòu)的，但也可用厚度為表皮深度2倍以上的磁性體單體構(gòu)成發(fā)熱部件。
此外，發(fā)熱部件使用厚度為表皮深度那么厚的1片磁性板構(gòu)成，薄膜51用例如銅等高導(dǎo)電性材料構(gòu)成，這樣當(dāng)超過居里溫度時(shí)，也可減少由于在薄膜51部分上流動(dòng)感應(yīng)電流而產(chǎn)生的熱量。在這種情況下，作為發(fā)熱部件的磁性板的固有阻抗及厚度也分別假設(shè)為ρ1，t1，高導(dǎo)電性薄膜51的固有阻抗和厚度分別假設(shè)為ρ2，t2時(shí)，如果(1)式成立，ρ1/t1≥ρ2/t2 .........(1)則可使超過居里溫度時(shí)的發(fā)熱量與常溫下的發(fā)熱量之比小于1/2。例如，由銅構(gòu)成的薄膜51的固有阻抗為1.7×10-8Ωm，為上述磁性合金的1/42，因此薄膜51的厚度為7μm上便能滿足上述條件。
而且，發(fā)熱部件采用1片厚度為表皮深度那么厚的磁性板，在與其相對(duì)置的加壓滾61的內(nèi)部使用鋁等高導(dǎo)電性材料，當(dāng)超過居里溫度時(shí)，可使該高導(dǎo)電性材料部分上幾乎不產(chǎn)生因流動(dòng)感應(yīng)電流而引起的發(fā)熱。
此外，如果可增大勵(lì)磁電流(交變電流)的頻率，可使用導(dǎo)磁率大或固有阻抗小的材料，則可減小表皮深度，因此也可用能滿足上述條件的薄膜自身作為磁性體的發(fā)熱部件。
〔實(shí)施例4〕下面，用圖7對(duì)實(shí)施例4的圖像加熱裝置，特別是對(duì)用于彩色圖像定影的定影裝置進(jìn)行說明。
在本實(shí)施例中，和上述實(shí)施例3的定影裝置同樣的構(gòu)造、起同樣作用的部分不再重復(fù)說明。
本實(shí)施例的薄膜81，除了直徑被設(shè)定為80mm.這一點(diǎn)之外，材質(zhì)、厚度等都和實(shí)施例3的薄膜一樣。為了對(duì)彩色圖像定影，在薄膜81的表面上，包覆有一層50μm厚的硅橡膠82。此外，在本實(shí)施例中，由于是用后述的發(fā)熱部件89進(jìn)行發(fā)熱，故薄膜81也可使用除了金屬之外的聚酰亞胺樹脂、氟化乙烯樹脂等耐熱性樹脂做成的薄膜。薄膜81以一定的張力懸架在直徑為30mm的第1滾83和直徑為40mm的第2滾84上，可沿著箭頭Z方向轉(zhuǎn)動(dòng)著前移。第1滾83是同金屬軸85一體成型的、用硬度低(ASKERC 35度)且具有彈性的發(fā)泡體即硅橡膠構(gòu)成的低導(dǎo)熱性滾。第2滾84是同金屬軸86一體成型的、用硬度為JISA60度的硅橡膠構(gòu)成的。金屬軸85由未圖示的裝置主體的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以使薄膜81旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)。加壓滾87由硬度為JISA 60度的硅橡膠構(gòu)成，通過薄膜81對(duì)第1滾83進(jìn)行接觸加壓，于是形成夾入部92。另外，在夾入部92已形成的狀態(tài)下，第1滾83旋轉(zhuǎn)，加壓滾87也以金屬軸88為中心從動(dòng)地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
在薄膜81內(nèi)側(cè)，在第1滾83和第2滾84之間設(shè)有發(fā)熱部件89，該發(fā)熱部件89被支承在成像裝置主體上，朝圖7下側(cè)施加彈力，以使與薄膜81的內(nèi)側(cè)面(背面)接觸加壓。對(duì)薄膜81和發(fā)熱部件89進(jìn)行接觸加壓。是為了能夠?qū)?，這與為了對(duì)樹脂粉末定影而形成夾入部無關(guān)，因此，有較小的接觸壓力就夠了。發(fā)熱部件89同上述實(shí)施例3一樣，形成內(nèi)側(cè)磁性層即磁性板90和薄膜81一側(cè)的高導(dǎo)電層即導(dǎo)電板81雙層結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)和厚度同上述實(shí)施例3一樣。而且，導(dǎo)電板91在薄膜移動(dòng)方向上的前端部89a，一直延伸到在薄膜81和加壓滾87之間形成的夾入部92為止，這樣，夾入部92的一部分從薄膜81的內(nèi)側(cè)面(背面)被輕輕推壓。此外，在薄膜81內(nèi)側(cè)，在與發(fā)熱部件89相對(duì)置的位置上，相隔一條小縫隙地設(shè)有勵(lì)磁線圈部，它固定在成像裝置主體上，該勵(lì)磁線圈部是由作為發(fā)熱機(jī)構(gòu)的勵(lì)磁線圈93和用鐵素體做的芯材94構(gòu)成的。該勵(lì)磁線圈部的形狀，同圖6所示的上述實(shí)施例3使用的勵(lì)磁線圈部基本一樣。
含浸有剝離油的油滾95，以從動(dòng)旋轉(zhuǎn)方式對(duì)薄膜81的外周面輕輕進(jìn)行接觸加壓，隨著薄膜81的移動(dòng)，一定量的剝離油便被供給到薄膜81的硅橡膠82的表面。
把像上述那樣構(gòu)成的定影裝置用在未圖示的成像裝置中，以150mm/sec的工藝速度動(dòng)作，使復(fù)印有彩色樹脂粉末像的記錄材料96像圖7所示那樣，將具有彩色樹脂粉末95的一面朝向薄膜81一側(cè)并沿箭頭方向插入，對(duì)記錄材料96上的彩色樹脂粉末95進(jìn)行定影。
使用的彩色樹脂粉末95是以聚脂為基本材料的、急速熔融的彩色樹脂粉末，它具有58℃的玻璃化轉(zhuǎn)移點(diǎn)和107℃的軟化點(diǎn)。已知在該彩色樹脂粉末95與涂敷有本實(shí)施例的剝離油的薄膜81之間，在本實(shí)施例的設(shè)定速度條件下，當(dāng)薄膜81的最高溫度低于150℃時(shí)，會(huì)產(chǎn)生冷不均勻性現(xiàn)象，當(dāng)夾入部92出口處的薄膜81的溫度超過190℃時(shí)，會(huì)引起熱不均勻性現(xiàn)象。
在本實(shí)施例中，磁性板90的居里溫度設(shè)定為230℃，利用夾入部92連續(xù)輸送記錄材料96時(shí)，可獲得使發(fā)熱部件89的平均溫度穩(wěn)定在200℃左右的自身溫度控制特性。而且，記錄材料96通過時(shí)夾入部92出口附近的薄膜81的表面溫度，根據(jù)測(cè)定結(jié)果可穩(wěn)定在170℃。根據(jù)本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，薄膜81由發(fā)熱部件89開始供熱之后，在夾入部92處一邊行走、一邊由記錄材料96將熱量吸走。而且，由于薄膜81的熱容量設(shè)定得比較小，故夾入部92出口處的薄膜81的表面溫度比夾入部92入口處的薄膜81的表面溫度顯著降低。因此，與上述實(shí)施例1或?qū)嵤├?的加熱滾相比，夾入部92出口處的薄膜81的表面溫度與居里溫度之間的偏差溫度增大到60℃。
薄膜81的熱容量減小，該夾入部92出口處的薄膜81的表面溫度降低越多。本實(shí)施例使用的薄膜81，是在50μm厚的鎳基材料上形成50μm厚的硅橡膠構(gòu)成的，根據(jù)計(jì)算它的熱容量為每1cm2約0.005Cal/℃。像本結(jié)構(gòu)這種在夾入部92的入口處加熱薄膜81，利用其潛勢(shì)熱進(jìn)行定影的方式，當(dāng)熱容量小于該潛勢(shì)熱時(shí)，薄膜進(jìn)入夾入部92時(shí)的溫度下降非?？欤桩a(chǎn)生冷不均勻性現(xiàn)象，必須將夾入部92入口處的溫度設(shè)定得特別高。因此，可以認(rèn)為本實(shí)施例的夾入部92出口處的薄膜81的表面溫度與居里溫度之間的偏差溫度，在各種定影方式中是最大的。
因此，在考慮到包括本實(shí)施例在內(nèi)的上述各實(shí)施例的各種定影方式中，可認(rèn)為夾入部出口處的溫度與居里溫度之間的最大偏差溫度值為60°～70℃。
根據(jù)上述情況可知，在各種定影方式中居里溫度Tk的必要條件是Tc≤Tk≤Th+70[℃] ............(2)通常，在包括彩色圖像用的樹脂粉末和在表面上形成氟化乙烯樹脂、硅橡膠、氟橡膠等剝離層的加熱滾或薄膜之間，冷不均勻性現(xiàn)象開始溫度Tc及熱不均勻性現(xiàn)象開始溫度Th多半分別為140℃以上、210℃以下。因此，上述條件具體變成下式。
140[℃]≤Tk≤280[℃].........(3)根據(jù)發(fā)熱部件89的結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例可以獲得同上述實(shí)施例3一樣的自身溫度控制特性，因此薄膜81不會(huì)上升到異常高的溫度，相對(duì)于定影溫度將居里溫度設(shè)定為適當(dāng)值，這樣便可自動(dòng)地進(jìn)行溫度控制，使其接近定影溫度。因此，即使省略熱敏電阻等的溫度檢測(cè)裝置和溫度控制電路，也可得到最佳加熱條件。此外，特別是像本實(shí)施例那樣在使用薄膜81那樣的低熱容量加熱部件時(shí)，在圖7的進(jìn)深方向上易產(chǎn)生局部性溫差。對(duì)此，發(fā)熱部件89所具有的自身溫度控制特性也因局部性發(fā)熱作用而產(chǎn)生溫差，因此，即使通過夾入部92連續(xù)輸送窄幅記錄材料96，不通過該記錄材料96的部分的溫度也不會(huì)升到異常高，而且其后即使通過夾入部92連續(xù)輸送寬幅的記錄材料96，也不會(huì)產(chǎn)生熱不均勻現(xiàn)象。這樣，只要是在能進(jìn)行自身溫度控制的結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)，便可將作為發(fā)熱部件和加熱部件的薄膜81的熱容量減小，故可縮短加熱時(shí)間。
此外，根據(jù)本實(shí)施例，發(fā)熱部件89的前端部89a一直延伸到夾入部92附近，在夾入部92處供給必要的熱量，而且勵(lì)磁線圈93和芯材94可以設(shè)在其上流側(cè)，因此，勵(lì)磁線圈93等不會(huì)受夾入部92的影響而升溫。結(jié)果，可使發(fā)熱量保持穩(wěn)定。又因發(fā)熱部件89的前端部89a一直延伸到夾入部92附近，故可對(duì)夾入部92前半部分的溫度進(jìn)行微妙控制。因此，即使樹脂粉末是處于半溶融狀態(tài)的時(shí)間較短的急速溶融的彩色樹脂粉末，一旦充分熔化，也可在不產(chǎn)生熱不均勻現(xiàn)象的情況下定影。
此外，根據(jù)本實(shí)施例，需要大壓力的夾入部92，是通過在第1滾83和加壓滾87之間推壓而形成的，因此，不存在為形成夾入部92而邊承受大摩擦力、邊滑動(dòng)的部分，與實(shí)施例3相比，可獲得適合于高速、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)的定影裝置。
而且，當(dāng)薄膜81開始與記錄材料96相接觸時(shí)，記錄材料96便開始吸熱。然后，由于可減小薄膜81的熱容量，所以當(dāng)薄膜81通過發(fā)熱部件89的前端部89a時(shí)，溫度便急劇下降，記錄材料96通過夾入部92而離開薄膜81時(shí)，樹脂粉末便成為不易產(chǎn)生熱不均勻現(xiàn)象的狀態(tài)。因此，即使夾入部92入口處的溫度設(shè)定得相當(dāng)高，也不會(huì)產(chǎn)生熱不均勻現(xiàn)象。
另一方面，位于薄膜81內(nèi)側(cè)(背面?zhèn)?的第1滾83，由于材料自身的導(dǎo)熱率低而且是由發(fā)泡體構(gòu)成的，故因第1滾83內(nèi)部存在著空隙，薄膜81產(chǎn)生的熱量難以放散掉，因此是一種熱效率很高的裝置。
此外，在本實(shí)施例中，發(fā)熱部件89是采用在磁性層(磁性板90)上設(shè)有高導(dǎo)電層(導(dǎo)電板91)的雙層結(jié)構(gòu)部件，但也可以只用磁性層構(gòu)成發(fā)熱部件，例如用銅等構(gòu)成薄膜81作為高導(dǎo)電層，在居里溫度以上時(shí)，可使薄膜81上有大量的感應(yīng)電流流動(dòng)。在這種情況下，發(fā)熱部件即磁性層的固有阻抗和厚度也分別假設(shè)為ρ1，t1，作為高導(dǎo)電層的薄膜81的固有阻抗和厚度分別假設(shè)為ρ2，t2對(duì)，則ρ1/t1≥ρ2/t2.........(1)如果(1)式成立，則超過居里溫度時(shí)的發(fā)熱量與常溫下的發(fā)熱量之比小于1/2。
另外，也可在與磁性層構(gòu)成的發(fā)熱部件相對(duì)置的位置上，而且是在接近薄膜81外側(cè)的位置上，以非接觸方式設(shè)置高導(dǎo)電層。這時(shí)，如果兩層間的距離在規(guī)定距離之內(nèi)，便可獲得自身溫度控制特性。像這樣將高導(dǎo)電層同發(fā)熱部件分開設(shè)置，可進(jìn)一步減小發(fā)熱部件的熱容量。
〔實(shí)施例5〕下面，用圖8對(duì)作為實(shí)施例5的圖像加熱裝置的定影裝置進(jìn)行說明。
在本實(shí)施例中，同上述實(shí)施例4的定影裝置的結(jié)構(gòu)相同，起同樣作用的部分不再詳細(xì)說明。
如圖8所示，本實(shí)施例的薄膜161是用70μm厚的聚酰亞胺作為基體材料，做成直徑為30mm規(guī)格。在薄膜161的表面上包覆一層10μm的氟化乙烯樹脂，作為剝離層162。薄膜161卷繞在直徑為25mm的上滾163上，可沿箭頭方向旋轉(zhuǎn)。該上滾163是同金屬軸164一體成型的，是用硬度低(ASKERC 35度)并且具有彈性的發(fā)泡體即硅橡膠構(gòu)成的低導(dǎo)熱性滾子。加壓滾165是用硬度比上滾163高(JISA60度)的硅橡膠制成的，與金屬軸166一體成型。加壓滾165通過薄膜161與上滾163接觸加壓，由于二者的硬度差異，故為圖8所示，上滾163產(chǎn)生變形，從而形成夾入部169。然后，在形成了夾入部167的狀態(tài)下，加壓滾165通過未圖示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿箭頭C方向旋轉(zhuǎn)，薄膜161和上滾163也從動(dòng)地沿圖8的箭頭方向旋轉(zhuǎn)。在薄膜161內(nèi)側(cè)(背面?zhèn)?、而且是在夾入部167的上流側(cè)設(shè)有發(fā)熱部件168，該發(fā)熱部件168向圖8的左方被推壓，以便接觸加壓在薄膜161上，并被支承在成像裝置主體上。使薄膜161和發(fā)熱部件168接觸加壓，是為了能夠?qū)?，這是與為了對(duì)樹脂粉末定影而形成夾入部167無關(guān)，因此有較小的接觸壓力就可以。這樣，薄膜161和發(fā)熱部件168之間的摩擦力減小，薄膜161的摩耗也少。發(fā)熱部件168的結(jié)構(gòu)和上述實(shí)施例4不同，它是由磁性板169和導(dǎo)電板170構(gòu)成的，其中磁性板169是作為與薄膜161接觸并滑動(dòng)的外側(cè)的第1層；導(dǎo)電板170是作為內(nèi)側(cè)的第2層。各自的材質(zhì)和厚度同上述實(shí)施例4一樣。在與發(fā)熱部件168相對(duì)置的位置上相隔1個(gè)小縫隙設(shè)有勵(lì)磁線圈171和芯材172，薄膜161夾在它們之間。
在象上述這樣構(gòu)成的定影裝置上，如圖8所示，使具有樹脂粉末173的一面朝向薄膜161一側(cè)，將保持有樹脂粉末像的記錄材料174沿箭頭方向插入，使記錄材料174上的樹脂粉末173定影。
根據(jù)本實(shí)施例，采用發(fā)熱部件168的結(jié)構(gòu)形式，可獲得同實(shí)施例4一樣的自身溫度控制特性，故薄膜161的溫度不會(huì)上升到特別高，通過將居里溫度相對(duì)于定影溫度設(shè)定為適當(dāng)值，便可自動(dòng)地進(jìn)行溫度控制，使溫度值基本接近定影溫度，因此，即使省略熱敏電阻等溫度檢測(cè)裝置和溫度控制電路，也可獲得最佳加熱條件。此外，特別是像本實(shí)施例那樣使用薄膜161那樣的低熱容量的加熱部件時(shí)，在圖8的進(jìn)深方向上易產(chǎn)生局部性的溫差。對(duì)此，發(fā)熱部件168具有的自身溫度控制特性也因?yàn)榫植啃园l(fā)熱作用而產(chǎn)生溫差，因此，即使通過夾入部167連續(xù)輸送窄幅的記錄材料174，不通過記錄材料174的部分也不會(huì)上升到異常高溫，而且其后即使通過夾入部167連續(xù)輸送寬幅的記錄材料174，也不會(huì)產(chǎn)生熱不均勻現(xiàn)象。因此，在可進(jìn)行自身溫度控制的結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)，作為發(fā)熱部件168和作為加熱部件的薄膜161的熱容量均勻減小，故可縮短加熱時(shí)間。
另外，根據(jù)本實(shí)施例，需要大壓力的夾入部167是通過在上滾163和加壓滾165之間進(jìn)行推壓而形成的，因此不存在因形成夾入部167而一邊承受大摩擦力，一邊滑動(dòng)的部分，與實(shí)施例3相比可獲得適合于高速、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)的定影裝置。
而且，根據(jù)本實(shí)施例，發(fā)熱部件168位于薄膜161內(nèi)側(cè)(背面?zhèn)?，而勵(lì)磁線圈171和芯材172可設(shè)在薄膜161外側(cè)，故勵(lì)磁線圈171等不會(huì)受發(fā)熱部件168的溫度影響而升溫。結(jié)果，可使發(fā)熱量保持穩(wěn)定。
此外，根據(jù)本實(shí)施例，由于在夾入部167處薄膜161沿著加壓滾165的外周面變形，因此當(dāng)記錄材料174經(jīng)過該夾入部167出來時(shí)，該記錄材料174的出來方向是離開薄膜161的方向，薄膜161與記錄材料174之間的剝離性極好。
而且，位于薄膜161內(nèi)側(cè)(背面?zhèn)?的上滾163，由于材料本身的導(dǎo)熱率低而且是由發(fā)泡體構(gòu)成的，故因上滾163內(nèi)部有空隙存在，使薄膜161產(chǎn)生的熱量難以放散掉，熱效率高。
在本實(shí)施例中，發(fā)熱部件168是使用將磁性板169和導(dǎo)電板170緊貼構(gòu)成的部件，即使在它們之間設(shè)有空隙時(shí)，亦可獲得同樣的自身溫度控制特性。在這種情況下，不需要加熱導(dǎo)電板170，因此可以進(jìn)一步減小發(fā)熱部件的熱容量。
另外，在本實(shí)施例中，是將磁性板169固定，在薄膜161上滑動(dòng)，但也可以將相當(dāng)于該磁性板169的部分做成圓筒形磁性滾，并可以旋轉(zhuǎn)，把薄膜161卷繞在該磁性滾和上滾163上。在這種情況下，可進(jìn)一步減小滑動(dòng)部，故可進(jìn)行更高速、更長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)。還有，在這種情況下，如果把相當(dāng)于導(dǎo)電板170的部分以非接觸狀態(tài)設(shè)在上述磁性滾內(nèi)部，則可減小發(fā)熱部件的熱容量。
此外，在上述實(shí)施例中，發(fā)熱部件的自身控制溫度被設(shè)定在定影溫度水平，但本發(fā)明不僅局限于這種結(jié)構(gòu)，定影溫度的控制，根據(jù)一般熱敏電阻的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行，自身控制溫度設(shè)定得更高一些，只要是為了防止異常升溫，以確保裝置不會(huì)因高溫而損壞的安全性，均可使用本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種圖像加熱裝置，其特征在于具有發(fā)熱部件、勵(lì)磁部件及夾入部，其中發(fā)熱部件具有磁性層；勵(lì)磁部件與上述發(fā)熱部件相對(duì)置地設(shè)置，通過交變磁場(chǎng)對(duì)上述發(fā)熱部件進(jìn)行勵(lì)磁；夾入部一邊夾持并輸送上面保持有樹脂粉末圖像的記錄材料，一邊利用上述發(fā)熱部件的熱量加熱，上述夾入部是由與發(fā)熱部件接觸的可移動(dòng)的薄膜和推壓并接觸上述薄膜的加壓機(jī)構(gòu)形成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像加熱裝置，發(fā)熱部件與薄膜的背面接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像加熱裝置，發(fā)熱部件從夾入部的上流側(cè)到該夾入部附近與薄膜的背面接觸，勵(lì)磁部件設(shè)在上述夾入部的上流側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像加熱裝置，發(fā)熱部件在薄膜的背面?zhèn)扰c該薄膜的一部分接觸，勵(lì)磁部件設(shè)在上述薄膜的表面?zhèn)取?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像加熱裝置，加壓機(jī)構(gòu)是由設(shè)在薄膜背面?zhèn)鹊牡蛯?dǎo)熱性滾和設(shè)在上述薄膜表面?zhèn)鹊募訅簼L構(gòu)成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像加熱裝置，發(fā)熱部件是由可旋轉(zhuǎn)的滾子構(gòu)成的。
全文摘要
一種圖像加熱裝置，包括圓筒狀加熱滾21，居里溫度設(shè)定為210℃；勵(lì)磁線圈23，它設(shè)在加熱滾21的內(nèi)部，通過交變磁場(chǎng)對(duì)加熱滾21進(jìn)行勵(lì)磁；夾入部27，它對(duì)保持有樹脂粉末像的記錄材料15進(jìn)行夾持輸送，同時(shí)還利用加熱滾21的熱量進(jìn)行加熱。該加熱滾21在居里溫度以上時(shí)的發(fā)熱量與常溫下的發(fā)熱量之比小于1/2。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可利用自身溫度控制功能將加熱滾21穩(wěn)定地控制在定影的最佳溫度，解決了局部溫度升高、溫度不夠或發(fā)熱不穩(wěn)定以及裝置破損等問題。
文檔編號(hào)G03G15/20GK1544993SQ20041003691
公開日2004年11月10日 申請(qǐng)日期1999年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月15日
發(fā)明者寺田浩, 豐田昭則, 浦田嘉人, 山本肇, 元治伸夫, 石丸直昭, 中津川達(dá)雄, 內(nèi)藤雅和, 人, 則, 和, 夫, 昭, 達(dá)雄 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社, 松下通信系統(tǒng)設(shè)備株式會(huì)社