利用电磁感应的加热装置和热定影器 【技术领域】
本发明涉及一种用于静电记录型的成像装置，如复印机、传真机和打印机的加热装置和热定影器(fuser)，其中该加热装置和热定影器都利用电磁感应。本发明尤其涉及一种用于定影色粉图像的热定影器，该热定影器基于电磁感应加热系统。
背景技术
最近，在成像装置如打印机、复印机和传真机中，市场增加了节约能源和高速操作的需求。为了迎合这种市场需求，重要的是提高用于成像装置的热定影器的热效率。
在成像装置中，借助诸如静电印刷记录、静电记录或磁记录方法的成像过程，和图像转印方法或直接印刷方法在诸如记录纸张、打印纸或静电记录纸的记录材料上形成了未定影的色粉图像。用于熔化和固定未定影的色粉图像的广泛使用的热定影器的示例是加热辊式、膜加热型式和电磁感应加热型式。
在日本待审专利公开号为平08-22206中披露了电磁感应加热型式的热定影器。在该热定影器中，通过将交变磁场应用于磁性金属部件上而在该磁性技术部件内产生涡电流，由涡电流在其内产生了焦耳热量且包括金属部件的加热部件被感应加热。
电磁感应型式地热定影器是这样的，即通过励磁线圈形成磁场，且由磁场在导电辊的表面区域产生涡电流。由树脂等制成的支承框架置于导电辊附近，受到高温作用。因而，当支承框架经历了长时间的使用时，会不利地翘曲。
此外，存在这样一个问题，即在由励磁线圈造成的漏磁通的不必要辐射作用下，在靠近热定影器放置的部件或装置中产生噪音。
而且，由于高电压被施加到励磁线圈上，在感应加热单元的加热部件的相对侧设有一个壳体，以防止触电。由于靠近加热部件放置的励磁线圈等受到高温作用，耐燃等级的树脂材料被用于壳体。然而，按照这种结构，感应加热的温度升高，涂覆在励磁线圈的金属丝上的瓷漆熔化，且可能造成短路或漏电，因而降低了热定影器的可靠性。
因而，本发明的目的是防止用于存储导电辊的由树脂制成的支承框架发生翘曲。
本发明的另一个目的是降低由励磁线圈的漏磁通造成的不必要辐射，进而减少对周围环境的噪音影响。
本发明的又一个目的是提供一种热定影器，该热定影器的励磁线圈温升降低。
【发明内容】
为解决上述问题，本发明包括一种用于加热打印介质的加热部分、支承框架和加强单元，其中该支承框架带有用于存储加热部分的存储部分，该加强单元用于加强支承框架上易于翘曲的存储部分的一部分。
依照本发明的另一个方面，本发明包括一种加热部件、励磁线圈和由金属部件形成的环形短路环，其中该励磁线圈面对加热部件放置，用于通过电磁感应来加热所述加热部件。
【附图说明】
图1是示出依照本发明的一个实施例的成像装置的结构的说明简图；
图2是示出用于依照本发明的一个实施例的成像装置的热定影器的结构的说明图；
图3是示出用于依照本发明的一个实施例的成像装置的热定影器的结构的说明图；
图4是示出形成图2中示出的热定影器的加热辊的结构的局部剖开说明图；
图5是示出用于依照本发明的一个实施例的成像装置的热定影器的透视图；
图6是示出用于依照本发明的一个实施例的成像装置的热定影器的外观的透视图；
图7是示出用于依照本发明的一个实施例的成像装置的热定影器的分解图；
图8是解释由依照本发明的一个实施例的感应加热单元形成的磁通的分布的说明图；
图9是解释磁通如何由依照本发明的实施例的感应加热单元的一短路环消除的说明图；
图10是解释磁通如何由依照本发明的实施例的感应加热单元的另一短路环消除的说明图；
图11是解释依照本发明的实施例的感应加热单元的屏蔽板如何改变磁通分布的说明图；
图12是用于依照本发明的另一个实施例的成像装置的热定影器的结构的说明图；
图13是用于依照本发明的一个实施例的成像装置的壳体的透视图；
图14是示出C形线圈芯的排列的说明图；和
图15是示出C形线圈芯的排列的说明图。
【具体实施方式】
(成像装置)
图1是示出依照本发明的一个实施例的成像装置的结构的说明图。在实施例中讨论的成像装置是基于静电印刷术的串联式成像装置，其包括使用四种基础颜色的色粉的显影单元，这有助于在有色图像中显影颜色，且四色图像被叠加在图像转印体上并被转印到记录材料上。可以理解，除了串联型式的成像装置之外，本发明也可以应用于任何型式的成像装置和其他装置，不管该成像装置的显影单元的数量、有或没有中间转印体。
在图1中，分别将充电单元20a(20b、20c和20d)、曝光单元30、显影单元40a(40b、40c和40d)、转印单元50a(50b、50c和50d)和清洁单元60a(60b、60c和60d)置于感光鼓10a(10b、10c和10d)周围。充电单元20a(20b、20c和20d)给感光鼓10a(10b、10c和10d)的表面均匀地充电。曝光单元30将激光束的扫描线30K(30C、30M和30Y)发射到带电的感光鼓10a(10b、10c和10d)上，该扫描线对应于特定颜色的图像数据。显影单元40a(40b、40c和40d)通过显影过程使得形成在感光鼓10a(10b、10c和10d)上的静电潜像可视化。转印单元50a(50b、50c和50d)将感光鼓10a(10b、10c和10d)上的可视潜像转印到中间转印带(中间转印体)70上。在色粉图像从感光鼓10a(10b、10c和10d)上被转印到中间转印带70上之后，清洁单元60a(60b、60c和60d)通过去除剩余在感光鼓10a(10b、10c和10d)上的色粉，将感光鼓10a(10b、10c和10d)清洁干净。
曝光单元30以一给定角度相对感光鼓10a(10b、10c和10d)倾斜。在图示的情况下，中间转印带70在箭头A方向上旋转。在成像站Pa、Pb、Pc、和Pd中分别形成黑色图像、青色图像、品红图像和黄色图像。分别将各个颜色的单色图像一个叠加在另一个之上，从而形成全色图像，其中各个单色图像形成在感光鼓10a、10b、10c和10d上。
纸张供给盒100设在装置的下部，该纸张供给盒100内装纸张90，如打印纸。用给纸辊80将纸张90从纸张供给盒100一张接一张地供给到纸张输送路径。
沿着纸张输送路径放置图像转印辊110和热定影器120。图像转印辊110在整个预定区域上开始与中间转印带70的外圆周表面接触，并将彩色图像从中间转印带70转印到纸张90上。热定影器120用热和压力将转印的彩色图像定影在纸张90上，当纸张90被热定影器的加热辊夹在中间且被旋转时，产生该压力。
在这种结构的成像装置中，在成像站Pa，用充电单元20a和曝光单元30将图像信息中的黑色组分的潜像首先形成在感光鼓10a上。潜像被含有黑色色粉的显影单元40a可视化为黑色色粉图像，并作为黑色色粉图像被转印单元50a转印到中间转印带70上。
在黑色色粉图像被转印到中间转印带70上时，在成像站Pb形成青色组分的潜像，随后该潜像被显影单元40b中的青色色粉显影为青色色粉图像。并且，青色色粉图像被成像站Pb中的转印单元50b转印到中间转印带70上，黑色色粉图像在成像站Pa被转印到该中间转印带70上，由此青色色粉图像被叠加在黑色色粉图像之上。
随后，以同样的方式形成品红色粉图像和黄色色粉图像。当在中间转印带70上完成四种颜色的色粉图像的叠加时，那些四色色粉图像被集中转印到纸张90上，该纸张90由给纸辊80从纸张供给盒100输入。转印的色粉图像被热定影器120熔化且固定在纸张90上，由此在纸张90上形成了全色图像。
(热定影器)
在下文将描述用于本发明的成像装置的热定影器。
图2是示出用于依照本发明的一个实施例的成像装置的热定影器的结构的说明图。图4是示出用于形成图2中示出的热定影器的加热辊结构的部分剖开的说明图。
在图2中示出的热定影器包括加热辊130、定影辊140、耐热带(色粉加热介质)150和压辊160。加热辊130被感应加热单元180用电磁感应加热。将定影辊140平行于加热辊130放置。耐热带作为一个环形带被拉伸在加热辊130和定影辊140之间，且被加热辊130加热。通过旋转这些辊中的至少任何一个辊，使耐热带150在箭头B方向上旋转。在耐热带150被置于压辊160和定影辊140之间的情况下，致使该压辊160与该定影辊140压紧接触，且使该压辊160在前进方向上相对耐热带150旋转。
用磁性金属构件形成该加热辊130，且该加热辊130为中空的圆柱形形状，其中该磁性金属构件例如由铁、钴、镍或这些金属的合金制成。加热辊的外径为20mm，厚0.3mm，且热容量低，升温速率高。
如图4所示，加热辊130在其两端被轴承132可旋转地支撑，该加热辊130被固定到由镀锌的钢板形成的支撑侧板131上。加热辊130被装置本体的驱动单元(未示出)驱动旋转。加热辊130由铁-镍-铬合金的金属材料制成，且具有300℃或更高的居里点。加热辊130成形为0.3mm厚的管子形状。
为使加热辊130的表面有可脱离性，加热辊被涂覆有脱离层(未示出)，该脱离层由氟树脂制成且厚为20μm。脱离层可由具有良好的可脱离性能的树脂或橡胶如PTFE、PFA、FEP、硅橡胶和氟橡胶或者其混合物制成。这些化合物可以单独应用，也可以作为其混合物使用。当加热辊130被用于熔化单色图像时，仅仅从保障可脱离性来说，其是令人满意的。当加热辊130被用于若定影彩色图像时，希望能使加热辊具有弹性。在这种情况下，有必要形成更厚的橡胶层。
在图2中，定影辊140包括芯杆140a和弹性部件140b，其中该芯杆140a由金属材料如不锈钢制成，该弹性部件具有耐热性能，其将芯杆140a覆盖。在这种情况下，弹性部件140b可以是固态或泡沫状态的硅橡胶。为了利用压辊160的压力在压辊160和定影辊140之间形成预定宽度的接触部分(定影辊隙部分N)，压辊160和定影辊140的外径被选为约30mm，大于加热辊130的外径。
定影辊140的弹性部件140b的厚度大约为3-8mm，硬度例如为15-50°Asker硬度(6-25°JIS-A硬度)。带有这种结构，加热辊130的热容量小于定影辊140的热容量。因而，加热辊130被高速加热，且因此降低了预热时间。
当耐热带150与被感应加热单元180加热的加热辊130接触时，该耐热带150被加热，其中该耐热带150被拉伸在曝光单元30和定影辊140之间。耐热带150的内表面通过加热辊130和定影辊140的旋转而被连续地加热，所以该耐热带被彻底地加热。
耐热带150是加热层和覆盖加热层的脱离层的复合分层带。加热层由磁性金属如铁钴或镍，或者基础材料为这些金属的合金制成。脱离层由弹性材料如硅橡胶或氟橡胶制成。
在使用复合分层带之处，通过加热辊130将热量从感应加热单元180应用到耐热带150上，而且还将热量直接从感应加热单元180施加到耐热带150上。附加的有用效果是，热效率提高了，热响应变得迅速了。
即使杂质材料由于某些原因进入耐热带150和加热辊130之间，由于耐热带150的加热层被电磁感应加热且因此耐热带150本身生热，温度分布的非均匀性更小，且因此熔化的可靠性增加。
加热层的厚度优选在大约20μm到50μm的范围内，更优选为大约30μm。
在加热层由磁性金属如铁钴或镍、或者基础材料为那些金属的合金制成时，如果加热层的厚度大于50μm，当所述带旋转时在该耐热带内产生的变形应力很大，且所述带可能由于剪切力作用而破裂或者其机械强度极度地降低。如果加热层的厚度小于20μm，由于在所述带旋转时由其的曲折运动而产生的推力负载作用于该带的端部，而使该复合分层带可能遭受损害如破裂或断裂。
脱离层的厚度优选在大约100μm到300μm之间，更优选为大约200μm。如果这样选择了，则形成在纸张90上的色粉图像T就被耐热带150的表面层充分覆盖。因而，色粉图像T被均匀加热和熔化。
如果脱离层的厚度小于100μm，耐热带150的热容量很小。带的表面温度在色粉定影过程中迅速降低，且定影性能不足。如果脱离层的厚度大于300μm，则耐热带150的热容量很大，且预热时间很长。另外，在色粉定影过程中，带的表面温度很难降低。在热定影器的出口没有产生熔融色粉的粘合效果，且带的可脱离性降低，且发生色粉附着到带上的现象，该现象称作热偏移(hot offset)。
可用树脂涂覆加热层的内表面，以防金属氧化，且在该内表面与加热辊130接触时提高接触性能。
耐热带150的基础材料可以是替代由金属材料制成的加热层的树脂层，该树脂层具有耐热性。树脂层可由氟树脂、聚亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺-(酰)亚胺树脂、PEEK树脂、PES树脂和PPS树脂制成。在使用树脂层的情况下，有利之处在于耐热带难以破裂。
在基础材料是由高耐热性树脂制成的树脂层的情况下，耐热带150易于按照加热辊130的曲率而弯曲。因而，加热辊130所保持的热量就有效地被传递到耐热带150上。顺便说一下，金属的热传递特性高于树脂层的热传递特性。
树脂层的厚度优选在大约20μm到150μm的范围内，更优选为大约75μm。如果树脂层薄于20μm，则当带旋转时其曲折运动的强度不足。如果树脂层的厚度大于150μm，树脂的导热系数很小。结果，从加热辊130到耐热带150的热传递效率降低，且热定影性能下降。
顺便说一下，当耐热带150包括由磁性金属制成的加热层时，加热辊130可不包括磁性金属，可由非磁性金属或绝缘材料如橡胶制成。
接下来，压辊160由芯杆160a和套在芯杆160a表面上的弹性部件160b形成。芯杆160a的形状为圆柱形，且由导热性高的金属材料如铜或铝制成。弹性部件具有良好的耐热性和色粉脱离性。SUS可被用于芯杆160a，以代替上述的金属。
在耐热带150被夹在压辊160和定影辊140之间的状态下，该压辊160按压该定影辊140，从而形成了辊隙部分N。在本实施例中，压辊160的硬度高于定影辊140的硬度。因而，压辊160咬入定影辊140(和耐热带150)。结果，纸张90沿着压辊160的表面的圆形结构而弯曲。因而，纸张90易于与耐热带150的表面分离。
压辊160的外径为大约30mm，等于定影辊140的外径。例如其厚度为大约2到5mm，比定影辊140的厚度薄。其硬度为大约20到60°Asker硬度(6到25°JIS-A硬度)。
下面将详细描述感应加热单元180的结构。
如图2所示，感应加热单元180面朝加热辊130的外圆周表面放置，该感应加热单元180产生磁通。感应加热单元180包括带有存储空间200的支承框架(线圈引导部件)190，该存储空间200弯曲成圆柱形且覆盖加热辊130。存储空间是用来存储加热辊130。支承框架190由耐燃材料如树脂制成。
感应加热单元1 80的主要组成元件是励磁线圈220。感应加热单元180以下述机理加热耐热带150或加热辊130。电流被输入到励磁线圈220。接着，励磁线圈220产生通过其中空部分的磁通。磁通穿过支承框架190与耐热带150或加热辊130互联。这时，在互联部分，在阻碍改变磁通的方向上产生了涡电流。利用耐热带150或加热辊130的电阻，在耐热带150或加热辊130的表面产生焦耳热量。
恒温器210面对支承框架190的加热辊130设置。恒温器210用于感知温度的部分从支承框架190露出，以面对加热辊130或耐热带150。恒温器感知加热辊130和耐热带150的温度，且当该恒温器感知到异常温度时，电源电路(未示出)被强制切断。
以这种方式形成励磁线圈220，即长的励磁线圈金属丝在加热辊130的轴向沿着支承框架190缠绕在该支承框架190上。励磁线圈220的缠绕宽度基本上等于耐热带150与加热辊130接触的区域。
利用这种机械布置，被感应加热单元180感应加热的加热辊130的区域最大化。加热辊130的表面与耐热带150接触的时间也最大化。因而，热量向耐热带150的传递效率也高。
在一些传统的IH基础的热定影器中，没有使用支承框架190。在这种热定影器中，如果励磁线圈220和耐热带150间的距离在其整个宽度上不均匀，就会发生下述的现象。在距离小的部分，磁通密度高，所以IH效率高，且带的温度高。在距离大的部分，磁通密度低、IH效率低，且带的温度低。
因而，当励磁线圈220和耐热带150间的距离在其整个宽度上不一致时，就会出现下述的不利情况。在距离小的部分，恒温器210在带温度相对较低的情况下操作。因此，该恒温器将在正常状态的时间点上操作，应该禁止其操作。因而，失去了可靠性，且造成了故障状态。在距离大的部分，恒温器210直到带的温度变得相对较高时才操作。因而，其甚至没有在其应该操作的温度上操作。这就造成了发出烟或引燃的问题。
为了解决这一点，IH线圈被支承框架190支撑，以将励磁线圈220和加热辊130(及耐热带150)之间在其整个宽度上的距离维持在固定的距离上。支承框架190可由树脂或金属材料制成。树脂的使用将带来优点，即存储空间200被与耐热带150等电绝缘。
励磁线圈220被连接到驱动电源(未示出)，该驱动电源包括变频振荡电路。驱动电源(未示出)将10kHz到1MHz，优选20kHz到800kHz的高频电流输入到励磁线圈，随之形成了交变磁场。这种交变磁场在接触区域及其附近区域作用于加热辊130以及耐热带150的加热层上，加热辊130在该接触区域与耐热带150接触。在那些元件中，在阻碍交变磁场变化的方向上产生涡电流。
借助于涡电流，在加热辊130和耐热带的加热层内产生焦耳热量，且焦耳热量的数量取决于它们的电阻。而且，加热辊130和耐热带150在接触区域及其附近区域被感应加热，其中加热辊130在该接触区域与耐热带150接触。
温度探测单元240探测被这样加热的耐热带150内的温度，该温度探测单元240包括具有良好热响应的热传感元件，如热敏电阻，该传感器元件被置于靠近辊隙部分N的入口处的位置上，且与耐热带150的内表面接触，如图2所示。
当热敏电阻作为温度探测单元240的一个形式探测到耐热带150的温度超出预定的温度值时，其产生一个用于传送到控制电路(未示出)的信号，且反过来该控制电路控制IGBT，以防止电流被输入到励磁线圈220中。当其探测到耐热带150的温度降低到预定的温度值之下时，其就产生一个用于传送到控制电路的信号，然后该控制电路控制IGBT，以容许电流被输入到励磁线圈220中。以这种方式，耐热带150的温度被控制在预定的温度值内。
图7是示出用于依照本发明的一个实施例的成像装置的热定影器的分解图。
如图2和7所示，短路环230被设在支承框架190的外部，同时环绕在存储空间200周围。在短路环230内，涡电流在用以消除一部分磁通的方向上产生，该磁通当励磁线圈220被输入电流时自该励磁线圈形成，该磁通的所述一部分被泄漏到外部。当产生涡电流时，在用以消除漏磁通产生的磁场的方向上形成了磁场，如弗莱明定律所教导的。结果是，阻止了漏磁通的不必要的辐射，且因此抑制了产生在其他元件或设备内的噪音。
短路环230可由高传导性材料制成，如铝或铜。
图3是示出用于依照本发明的一个实施例的成像装置的热定影器的结构的说明图。令人满意的是，短路环310至少被置于这一位置上，即用以产生能够消除从励磁线圈220泄漏到外部的磁通的磁通的位置上。该短路环可被置于支承框架190的励磁线圈220的同一侧上，如图3所示。而且在使用这样排列的短路环的情况下，有效地降低了来自励磁线圈220的不必要的辐射，且抑制了在其他元件或设备内产生的噪音。
励磁线圈芯250被设在短路环230的上部，同时环绕在支承框架190的存储空间200的周围。跨过支承框架190的存储空间200设置C形线圈芯260。
如图2或3所示，励磁线圈芯250和C形线圈芯260的使用增大了励磁线圈220的感应系数，且在励磁线圈220和加热辊130之间获得了良好的电磁耦合。因此，在相等的电流下，可以将更大的电功率输入到加热辊130内。因而，实现了短预热时间的热定影器。
C形线圈芯260的宽度例如为10mm，且将六个C形线圈芯以25mm的间隔排列在加热辊130的旋转轴方向上。这样排列的C形线圈芯能够捕获泄漏到外部的磁通。
在使用C形线圈芯260的情况下，出现在励磁线圈220的后侧的磁通完全穿过C形线圈芯260的内部，从而借此阻止了磁通泄漏到外部。结果，就防止了置于周围的传导部件被感应加热。而且，阻止了电磁波的不必要的辐射，且抑制了产生在其他部件和设备内的噪音。
壳体270被安装在支承框架190上，且形状象一个覆盖C形线圈芯260和恒温器210的屋顶。壳体270的材料优选是树脂，且当有必要时，也可以是其他材料。
在壳体270的上部开有多个孔280。这些孔容许从置于壳体内的支承框架190、励磁线圈220、C形线圈芯260等发出的热量逃逸到外部。
如图6所示，可在壳体270的整个上部开孔280，可替换地，如图5所示，也可在壳体270的上部的一部分上开孔280。而且，如图13所示，除了上部以外，孔也可在纵向方向上被设在壳体270的侧面上。优选地，可设置一个空气输运单元如风扇(未示出)。通过使用空气输运单元，空气从孔280被引入壳体270内部，且引入的空气可从孔280被释放到壳体270的外部。因而，可以有效地排热。
短路环290被安装在支承框架190上，其形状能够覆盖壳体270。而且，短路环的上部是开放的，以便不关闭形成在壳体270上部的孔280，其中该短路环的上部面向孔280。
短路环290与已经描述的短路环230类似，且放置在C形线圈芯260等的后侧。涡电流产生在短路环290内，这样涡电流被引导，以便消除从C形线圈芯260等的后侧泄漏到外部的小磁通，且从短路环产生具有用于消除所述漏磁通的方向的磁场。结果，阻止了漏磁通的不必要的辐射，且抑制了在其他元件或设备中产生的噪音。
当励磁线圈220的温度高时，面朝励磁线圈220的一部分支承框架190翘曲。支承框架190的翘曲不仅在加热励磁线圈的阶段发生，而且在支承框架190的模制阶段发生。短路环290阻止或消除了支承框架190的翘曲，且该短路环由硬材料如铝制成。
屏蔽板300相对励磁线圈220设在与加热辊130相对的一侧。
屏蔽板300由铁磁性金属如铁制成。屏蔽板阻止了磁通从C形线圈芯260等的后侧泄漏，借此阻止了不必要的辐射，且因此抑制了在其他部件和设备中产生的噪音。
图5是示出用于依照本发明的一个实施例的成像装置的热定影器的透视图。在图5中，短路环290被安装在支承框架190上，其形状能够覆盖壳体270。而且，短路环290的上部是开放的，以便不封闭形成在壳体270上部的孔280，其中该短路环的上部朝向孔280。
这样形成励磁线圈220，使得限定了存储空间200的外表面(图3)被励磁线圈金属丝多圈缠绕，该存储空间200位于支承框架190的中心。C形线圈芯260被设在励磁线圈220的外部。各个C形线圈芯260的宽度大约是几毫米到10mm。安装C形线圈芯260，以C形形状覆盖励磁线圈220。多个C形线圈芯260沿着励磁线圈220的纵向并排排列，如图2所示。在节约重量方面，这样排列的C形线圈芯260比单块板形芯好。而且，抑制了当励磁线圈220被输入电流时由该励磁线圈220形成的磁通的扩散，从而借此降低了磁通的泄漏。另外，抑制了产生在其他部件和设备中的噪音。
图6是用于依照本发明的一个实施例的成像装置的热定影器的外观的透视图。在图中，参照图4描述的短路环290和壳体270被应用于支承框架190。
如上所述，壳体270成形为屋顶形状，且被安装以覆盖支承框架190。多个孔280被开在壳体270的上部，且容许热量逃逸出壳体。
在短路环290内产生涡电流，这样该涡电流被定向以便消除漏磁通，具有这种方向以消除漏磁通的磁场从短路环产生。结果，阻止了泄漏磁通产生的不必要的辐射，且抑制了产生在其他部件或设备中的噪音。而且，短路环290的上部是开放的，以便不封闭形成在壳体270上部的孔280，其中该短路环290的上部面向孔280。
接下来，将参考附图8到12描述短路环230和290如何消除漏磁通和屏蔽板300如何阻挡磁通。
图8是解释依照本发明的一个实施例的感应加热单元形成的磁通的分布的说明图。图9是解释如何由依照本发明的该实施例的感应加热单元的短路环消除磁通的说明图。图10是解释如何由依照本发明的该实施例的感应加热单元的另一个短路环消除磁通的说明图。图11是解释依照本发明的该实施例的感应加热单元的屏蔽板如何改变磁通的分布的说明图。为简单起见，在这些附图中的组成元件中，已经参考附图2描述的那些元件和其他元件将用相同的附图标记指示。
如图8中的箭头C所指示的，由于加热辊130是磁性的，当从激励电路(未示出)向该励磁线圈220输入AC电流时，励磁线圈220所形成的磁通基本沿圆周方向穿过加热辊130，而该磁通交替出现和消失。由于表面效果，通过改变磁通而在加热辊130内感应的电流仅仅流过加热辊130的表面区域，以及由于加热辊130有电阻，在该加热辊130内产生了焦耳热量。
已经在圆周方向上穿过加热辊130的磁通穿过圆柱形部分的内部，并再次进入加热辊130，穿过由励磁线圈芯250和C形线圈芯260形成的磁路径。
不是所有的磁通都流入加热辊且有助于加热加热辊，而是一些磁通泄露出加热辊。
如图9所示，短路环230靠近磁通泄露到外部的位置设置，其中该磁通(用实线D指示)已经穿过励磁线圈220的中空部分并穿过加热辊130。短路环230由高传导性材料制成，如铝或铜。因而，在消除漏磁通的方向上产生磁通(用虚线E指示)，借此阻止了由泄漏磁通产生的不必要的辐射，且抑制了产生在其他部件或设备中的噪音。
如图10所示，漏磁通(用实线F指示)从C形线圈芯260等泄漏到C形线圈芯260的后侧。短路环290在消除漏磁通的方向上产生磁通(用虚线G表示)。因此，阻止了由漏磁通产生的不必要的辐射，且抑制了产生在其他部件或设备内的噪音。
如图11所示，屏蔽板300形成了封闭的磁路径，以便阻止磁通(用实线H指示)从励磁线圈220泄漏到C形线圈芯260等的后侧，及向外部的泄漏。利用这一点，阻止了由漏磁通产生的不必要的辐射，且抑制了产生在其他部件或设备内的噪音。
短路环230和290以及屏蔽板300能够独立地显示漏磁通阻止功能。然而，如果它们被组合在一起，就更加抑制了由漏磁通产生的不必要的辐射，抑制了产生在其他部件或设备内的噪音。
图12是示出用于依照本发明的另一个实施例的成像装置的热定影器的结构的说明图。
尽管在参考图2描述的热定影器中，依照本发明构造的感应加热单元被应用于这种型式的热定影器，即其中利用耐热带150来进行图像定影，易于理解，如图12所示，结合不必要辐射应对措施的感应加热单元也可被用于不使用耐热带的热定影器中。
附图标记130指示用作加热部件的加热辊。加热辊130被装置本体的驱动单元(未示出)驱动旋转。加热辊130由铁-镍-铬合金的金属材料制成，且具有300℃或更高的居里点。加热辊130成形为厚0.3mm的管子形状。
为使加热辊130的表面具有可脱离性，加热辊被涂覆有脱离层(未示出)，该脱离层由氟树脂制成，厚20μm。脱离层可由具有良好可脱离性的树脂或橡胶制成，如PTFE、PFA、FEP、硅橡胶和氟橡胶。也可以单独采用这些化合物，或者将作为混合物使用。当加热辊130被用于热定影单色图像时，仅仅从保障可脱离性来说，是令人满意的。当加热辊130被用于热定影彩色图像时，优选使加热辊具有弹性。在这种情况下，必须形成更厚的橡胶层。
附图标记160指示压辊。压辊160由硬度为65°JIS-A硬度的硅橡胶制成，且例如用20kgf的压力按压该加热辊130，从而形成辊隙部分。在按压状态，压辊160随着加热辊130的旋转而旋转。
压辊160的材料可以是耐热树脂或橡胶，如另一种氟橡胶和氟树脂。为了提高加热辊的抗磨性和可脱离性，加热辊160的表面涂敷有树脂，如PTFE、PFA、FEP或它们的混合物。为防止热量散逸，压辊160优选由热传导性低的材料制成。
接下来，图14和15示出了C形线圈芯260的排列的示例。
图14示出C形线圈芯260的排列的示例。在图14中，C形线圈芯260相对于与加热辊130的旋转轴方向正交的方向上倾斜一定角度θ。按照这种排列，励磁线圈220形成的磁通沿着C形线圈芯260穿过加热辊130，也就是，磁通相对于与加热辊130旋转轴方向正交的方向上以角度θ穿过。因此，当加热辊130旋转时，在整个加热辊130上相对于旋转轴方向上产生了焦耳热量。因而，加热辊130可关于旋转轴方向被均匀加热。
图15示出了C形线圈芯260的排列的另一个示例。按照这种排列，相对加热辊130的旋转轴方向，C形线圈芯260间的间隔变化。在图15中，例如，C形线圈芯260被以间距d1＝21mm、d2＝21mm和d3＝18mm，即d1＝d2＞d3的形式排列。也就是，在加热辊130端部的相邻C形线圈芯260之间的间隔小于在加热辊130的中间部分的相邻C形线圈芯260之间的间隔。
因此，由流过励磁线圈220的电流在加热辊130的端部形成的磁通的数量大于在加热辊130的中间部分形成的磁通的数量。这就导致在加热辊130的端部的热值较大。在另一方面，与加热辊的中央部分相比，在加热辊130的端部，热量通过热传导可被容易地从该加热辊传递到轴的轴承等上。因而，所述效果相互抵消，那么就在加热辊和耐热带上获得了均匀的温度分布，借此防止了图像显影的失败。
如上所述，在实施例中，IH热定影器的加热部分被树脂材料等制成的支承框架覆盖。设置金属板来覆盖支承框架。金属板阻止支承框架翘曲。设置短路环，且该短路环阻止了由从C形线圈芯等的后侧泄漏到外部的少量磁通产生的不必要的辐射，借此抑制了产生在其他部件或设备内的噪音，或者短路环利用金属板来补充支承框架翘曲阻止效果。
通过参考具体实施例已经对本发明进行了说明。然而，本领域普通技术人员来说，显然可以在不偏离本发明的精神和保护范围的情况下，可以对本发明造成各种改变和优化。
本发明基于2002年3月11日提交的日本专利申请JP2002-064900、2003年7月11日提交的日本专利申请JP2002-202618、2002年9月12日提交的日本专利申请JP2002-266493和2003年1月31日提交的日本专利申请JP2003-023828，在此其一并参考并引入其内容。
工业可应用性
从前述可以看出，短路环和屏蔽板都靠近加热装置或热定影器的励磁线圈设置，该加热装置或热定影器基于电磁感应加热。因而，阻止了从励磁线圈泄漏到外部的少量磁通产生的不必要的辐射，且抑制了产生在其他部件或设备内的噪音。
而且，自感应加热单元内部的热量自形成在壳体上的孔进行辐射。因而，防止了设在感应加热单元内的励磁线圈的温升，且因此防止了绝缘的失败。