加热装置、定影装置和成像装置.pdf

本发明涉及加热装置、定影装置和成像装置。该加热装置包括：产生磁场的磁场发生单元；发热构件，该发热构件通过所述磁场的电磁感应而发热，并具有厚度比趋肤深度薄的发热层；温敏构件，该温敏构件包括温敏磁性构件，该温敏磁性构件的导磁率从导磁率变化开始温度开始连续减小，该导磁率变化开始温度位于大于等于设定温度并小于等于耐热温度的温度区域内；以及接近/分离机构，该接近/分离机构在所述温敏构件的温度达到设定温度之前将所述温敏构件保持在与所述发热构件分离的状态下，并在所述温敏构件达到设定温度时和之后使所述温敏构件接触所述发热构件。

1、  一种加热装置，该加热装置包括：
产生磁场的磁场发生单元；
发热构件，该发热构件布置成面对所述磁场发生单元，并通过所述磁场的电磁感应而发热，且具有厚度比趋肤深度簿的发热层；
温敏构件，该温敏构件布置成面对所述发热构件的与所述磁场发生单元所处一侧相反的一侧，并通过所述磁场的电磁感应而发热，且包括温敏磁性构件，该温敏磁性构件的导磁率从导磁率变化开始温度开始连续减小，该导磁率变化开始温度位于大于等于设定温度并小于等于耐热温度的温度区域内；以及
接近/分离机构，该接近/分离机构在所述温敏构件的温度达到所述设定温度之前将所述温敏构件保持在与所述发热构件分离的状态下，并在所述温敏构件达到所述设定温度时和之后使所述温敏构件接触所述发热构件。

2、  根据权利要求1所述的加热装置，该加热装置还包括感测所述温敏构件的温度的温度传感器，其中，在由该温度传感器感测的所述温敏构件的温度未达到预定设定温度时，所述接近/分离机构不使所述温敏构件接触所述发热构件。

3、  根据权利要求1所述的加热装置，该加热装置还具有包括所述磁场发生单元的第一加热源、加热所述温敏构件并且不同于所述磁场发生单元的第二加热源，其中所述第二加热源在所述温敏构件的温度达到大于等于所述设定温度之前的时间段内加热所述温敏构件。

4、  根据权利要求3所述的加热装置，其中，所述第二加热源是布置在所述温敏构件的与所述磁场发生单元所处一侧相反的一侧的平面发热体。

5、  根据权利要求3所述的加热装置，该加热装置还包括向所述第二加热源供应电力的电力存储单元。

6、  根据权利要求1所述的加热装置，其中，在所述温敏磁性构件的与所述磁场发生单元所处一侧相反的一侧的表面处布置非磁性金属层。

7、  根据权利要求1所述的加热装置，该加热装置还包括感应体，该感应体包括非磁性金属，并以在所述温敏磁性构件的与所述磁场发生单元所处一侧相反的一侧处形成闭合磁路的方式感应磁通。

8、  一种定影装置，该定影装置包括：
权利要求1至7中任一项所述的加热装置，
其中所述发热构件是两端部被可旋转支撑的定影旋转体，并且
所述定影装置还包括与所述定影旋转体的外周面进行接触的施压旋转体，该施压旋转体将位于经过所述施压旋转体与所述定影旋转体之间的记录介质上的显影剂图像定影至该记录介质。

9、  一种成像装置，该成像装置包括：
权利要求8所述的定影装置，
发射曝光光的曝光部；
显影部，该显影部通过显影剂使通过所述曝光光形成的潜像显影而形成显影剂图像；
转印部，该转印部将在所述显影部显影的所述显影剂图像转印到记录介质上；以及
输送部，该输送部将在所述转印部处转印有所述显影剂图像的记录介质输送至所述定影装置。

10、  一种加热装置，该加热装置包括：
产生磁场的磁场发生单元；
发热构件，该发热构件布置成面对所述磁场发生单元，并通过所述磁场的电磁感应而发热，且具有供所述磁场穿过的发热层；
温敏构件，该温敏构件布置成面对所述发热构件的与所述磁场发生单元所处一侧相反的一侧，并通过所述磁场的电磁感应而发热，且包括温敏磁性构件，该温敏磁性构件的导磁率从预定温度开始连续减小；以及
接近/分离机构，该接近/分离机构在所述温敏构件的温度达到设定温度之前将所述温敏构件保持在与所述发热构件分离的状态下，并在所述温敏构件达到所述设定温度时和之后使所述温敏构件接触所述发热构件。

11、  根据权利要求10所述的加热装置，其中所述预定温度是导磁率变化开始温度，该导磁率变化开始温度位于大于等于所述设定温度并小于等于耐热温度的温度区域内。

12、  根据权利要求10所述的加热装置，该加热装置还具有包括所述磁场发生单元的第一加热源、加热所述温敏构件并且不同于所述磁场发生单元的第二加热源，其中所述第二加热源在所述温敏构件的温度达到大于等于所述设定温度之前的时间段内加热所述温敏构件。

13、  根据权利要求12所述的加热装置，其中，所述第二加热源是布置在所述温敏构件的与所述磁场发生单元所处一侧相反的一侧的平面发热体。

14、  根据权利要求12所述的加热装置，该加热装置还包括向所述第二加热源供应电力的电力存储单元。

15、  根据权利要求10所述的加热装置，其中，在所述温敏磁性构件的与所述磁场发生单元所处一侧相反的一侧的表面处布置非磁性金属层。

16、  根据权利要求10所述的加热装置，该加热装置还包括感应体，该感应体包括非磁性金属，并以在所述温敏磁性构件的与所述磁场发生单元所处一侧相反的一侧处形成闭合磁路的方式感应磁通。

17、  一种定影装置，该定影装置包括：
权利要求10至16中任一项所述的加热装置，
其中所述发热构件是两端部被可旋转支撑的定影旋转体，并且
所述定影装置还包括与所述定影旋转体的外周面进行接触的施压旋转体，该施压旋转体将位于经过所述施压旋转体与所述定影旋转体之间的记录介质上的显影剂图像定影至该记录介质。

18、  一种成像装置，该成像装置包括：
权利要求17所述的定影装置，
发射曝光光的曝光部；
显影部，该显影部通过显影剂使通过所述曝光光形成的潜像显影而形成显影剂图像；
转印部，该转印部将在所述显影部显影的所述显影剂图像转印到记录介质上；以及
输送部，该输送部将在所述转印部处转印有所述显影剂图像的记录介质输送至所述定影装置。

加热装置、定影装置和成像装置
技术领域
本发明涉及加热装置、定影装置和成像装置。
背景技术
传统上，存在电磁感应发热式定影装置，其使用通过通电而产生磁场的线圈和通过磁场的电磁感应产生的涡电流而发热的发热体作为热源。
作为使用电磁感应发热方法的定影装置的第一实施例，存在如下构造的装置：在定影辊与发热辊之间悬挂一带，该发热辊由具有预定居里温度的温敏磁性材料构成，并通过在励磁线圈处产生的磁场的电磁感应而发热；并且在发热辊内布置有可旋转且可动的导电构件(例如参照日本专利No.3527442)。
在日本专利No.3527442的定影装置中，在发热辊的温度上升时，导电构件运动至不与励磁线圈面对的位置。当温度已经上升至预定温度时，导电构件运动至与励磁线圈相对的位置。这样防止了发热辊的温度升高，特别是没有片材经过的发热辊部分的温度升高。
另外，作为使用电磁感应发热方法的定影装置的第二实施例，存在这样的装置，其具有：布置在压辊内的感应加热线圈；具有预定居里温度特性的温敏磁性管，其用作发热的定影辊；以及以非接触状态布置在温敏磁性管内的非磁性材料(例如参见日本专利申请特开(JP-A)No.2000-030850)。
在JP-ANo.2000-030850的定影装置中，如果温敏磁性管的温度低于居里温度，那么感应电流流向温敏磁性管并且发热。如果温敏磁性管的温度高于居里温度，那么温敏磁性管变为非磁性体，磁通穿过温敏磁性管，感应电流流向非磁性材料，并且温度停止上升。
此外，作为使用电磁感应发热方法的定影装置的第三实施例，存在这样的装置，其中定影带具有导电层和导磁层(例如参见JP-ANo.11-288190)。
在JP-A No.11-288190的定影装置中，在温度上升时，发热层通过电磁感应而发热。然后，当定影带达到设定定影温度或设定温度以上时，磁通穿过导磁层，磁场减弱，抑制了发热层的过度发热。
在以上三个文献的定影装置中，通过电磁感应发热的发热层和用于防止温度升高的温敏磁性层为一体。因此，在定影构件的温度升高时，发热层的热传递到温敏磁性层，所以温度难以升高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加热装置、定影装置和成像装置，它们能缩短升高发热构件的温度的时间，并且能抑制该发热构件的温度降低。
涉及本发明第一方面的加热装置包括：产生磁场的磁场发生单元；发热构件，该发热构件布置成面对所述磁场发生单元，并通过所述磁场的电磁感应而发热，且具有厚度比趋肤深度簿的发热层；温敏构件，该温敏构件布置成面对所述发热构件的与所述磁场发生单元所处一侧相反的一侧，并通过所述磁场的电磁感应而发热，且包括温敏磁性构件，该温敏磁性构件的导磁率从导磁率变化开始温度开始连续减小，该导磁率变化开始温度位于大于等于设定温度并小于等于耐热温度的温度区域内；以及接近/分离机构，该接近/分离机构在所述温敏构件的温度达到所述设定温度之前将所述温敏构件保持在与所述发热构件分离的状态下，并在所述温敏构件达到所述设定温度时和之后使所述温敏构件接触所述发热构件。
与不具有本发明结构的情况相比，涉及上述结构的加热装置能缩短升高发热构件的温度的时间，并且能抑制该发热构件的温度降低。
涉及本发明第一方面的加热装置可构造成设置有感测所述温敏构件的温度的温度传感器，并且在由该温度传感器感测的所述温敏构件的温度未达到基准设定温度时，所述接近/分离机构不使所述温敏构件接触所述发热构件。
与不具有本发明结构的情况相比，涉及上述结构的加热装置抑制了所述发热构件的温度降低。
在涉及本发明第一方面的加热装置中，可设置包括所述磁场发生单元的第一加热源、加热所述温敏构件并且不同于所述磁场发生单元的第二加执源，所述第二加热源可在所述温敏构件的温度达到大于等于设定温度之前的时间段内加热所述温敏构件。
与不具有本发明结构的情况相比，涉及上述结构的加热装置可使温敏构件的温度迅速升高至基准设定温度。
在涉及本发明第一方面的加热装置中，所述第二加热源可以是布置在所述温敏构件的与所述磁场发生单元所处一侧相反的一侧的平面发热体。
与不具有本发明结构的情况相比，涉及上述结构的加热装置可使温敏构件的温度迅速升高至基准设定温度。
在涉及本发明第一方面的加热装置中，可设置向所述第二加热源供应电力的电力存储单元。
与不具有本发明结构的情况相比，在涉及上述结构的加热装置中，可在不对的电源造成负担的情况下迅速完成加热装置的预热。
一种定影装置可构造成具有涉及本发明的任一上述结构的加热装置，其中所述发热构件是两端部被可旋转支撑的定影旋转体，并且所述定影装置还具有与所述定影旋转体的外周面接触的施压旋转体，该施压旋转体将位于经过所述施压旋转体与所述定影旋转体之间的记录介质上的显影剂图像定影至该记录介质。
与不具有本发明结构的情况相比，在涉及上述结构的定影装置中，定影旋转体的温度难以从设定定影温度下降，并且难以发生不良定影。
一种成像装置可构造成具有：上述结构的定影装置；发射曝光光的曝光部；显影部，该显影部通过显影剂使通过所述曝光光形成的潜像可见而形成显影剂图像；转印部，该转印部将在所述显影部处可见的所述显影剂图像转印到记录介质上；以及输送部，该输送部将在所述转印部处转印有所述显影剂图像的记录介质输送至所述定影装置。
与不具有本发明结构的情况相比，在涉及上述结构的成像装置中，难以产生图像缺陷。
附图说明
基于以下附图详细描述本发明的示例性实施方式，附图中：
图1是涉及本发明第一示例性实施方式的成像装置的总体视图；
图2A和图2B是涉及本发明第一示例性实施方式的定影装置的剖面图，图2C是涉及本发明第一示例性实施方式的定影装置的另一实施例的剖面图；
图3A是涉及本发明第一示例性实施方式的定影带的剖面图，图3B是涉及本发明第一示例性实施方式的控制电路和通电电路的连接图；
图4A是涉及本发明第一示例性实施方式的温敏磁性构件的剖面图，图4B是表示涉及本发明第一示例性实施方式的温敏磁性构件的导磁率与温度之间的关系的示意图；
图5是表示涉及本发明第一示例性实施方式的接近/分离机构部的剖面图；
图6A和图6B是表示涉及本发明第一示例性实施方式的接近/分离机构部的操作的局部剖面图，图6C和图6D是表示涉及本发明第一示例性实施方式的温敏磁性构件的接近/分离状态的示意图；
图7A和图7B是示意图，表示其中磁场穿过涉及本发明第一示例性实施方式的定影带和温敏磁性构件的状态；
图8是表示在涉及本发明第一示例性实施方式的定影装置以及对比例中时间与定影带温度之间的关系的曲线图；
图9A和9B是涉及本发明第二示例性实施方式的加热装置的剖面图；并且
图10是涉及本发明第三示例性实施方式的定影装置的剖面图。
具体实施方式
下面基于附图描述本发明的加热装置、定影装置和成像装置的第一示例性实施方式。
图1中示出了用作成像装置的打印机10。在打印机10中，光扫描装置54固定至构成打印机10的主体的外壳12上。在光扫描装置54附近的位置设置控制单元50，控制单元50控制光扫描装置54和打印机10的各个部分的操作。
在光扫描装置54中，从未示出的光源发出的光束在旋转的多角镜处扫描，并被诸如反射镜等的多个光学部件反射，从而发出与黄色(Y)、洋红色(M)、青色(C)和黑色(K)的相应调色剂对应的光束60Y、60M、60C、60K。光束60Y、60M、60C、60K分别被引导至感光体20Y、20M、20C、20K。
在打印机10的下侧设置容纳记录片材P的片材盘14。在片材盘14上方设置一对调整记录片材P的前端部的位置的配准辊16。在打印机10的中央部分设置成像单元18。成像单元18配备有四个感光体20Y、20M、20C、20K，它们竖直排列成行。
在感光体20Y、20M、20C、20K的旋转方向上游侧设置对感光体20Y、20M、20C、20K的表面充电的充电辊22Y、22M、22C、22K。在感光体20Y、20M、20C、20K的旋转方向下游侧设置分别将感光体20Y、20M、20C、20K上的Y、M、C、K的调色剂显影的显影单元24Y、24M、24C、24K。
第一中间转印体26接触感光体20Y、20M，第二中间转印体28接触感光体20C、20K。第三中间转印体30接触第一中间转印体26和第二中间转印体28。在与第三中间转印体30相对的位置设置转印辊32。因此，记录片材P在转印辊32与第三中间转印体30之间输送，第三中间转印体30上的调色剂图像被转印到记录片材P上。
定影装置100设置在片材输送路径34的下游，在片材输送路径34上输送记录片材P。定影装置100具有定影带102和压辊104。记录片材P被加热加压，从而将调色剂图像定影在记录片材P上。其上定影有调色剂图像的记录片材P被片材输送辊36排出至设置在打印机10的顶部处的托盘38。
接下来描述打印机10的成像。
在开始成像时，通过充电辊22Y至22K对相应的感光体20Y至20K的表面均匀充电。然后，从光扫描装置54将对应于输出图像的光束60Y至60K照射到感光体20Y至20K的充电表面上，并在感光体20Y至20K上形成对应于相应的色分离图像的静电潜像。显影单元24Y至24K将相应颜色(即，Y至K)的调色剂选择性地施加到静电潜像上，从而在感光体20Y至20K上形成颜色Y至K的调色剂图像。
之后，将洋红色调色剂图像从用于洋红色的感光体20M一次转印到第一中间转印体26。另外，将黄色调色剂图像从用于黄色的感光体20Y一次转印到第一中间转印体26，并叠加在第一中间转印体26上的洋红色调色剂图像上。
类似地，将黑色调色剂图像从用于黑色的感光体20K一次转印到第二中间转印体28。另外，将青色调色剂图像从用于青色的感光体20C一次转印到第二中间转印体28，并叠加在第二中间转印体28上的黑色调色剂图像上。
被一次转印到第一中间转印体26上的洋红色和黄色调色剂图像二次转印到第三中间转印体30上。另一方面，被一次转印到第二中间转印体28上的黑色和青色调色剂图像也二次转印到第三中间转印体30上。这里，之前被二次转印的洋红色和黄色调色剂图像、以及青色和黑色调色剂图像彼此叠加，从而在第三中间转印体30上形成多色(三色)和黑色的全色调色剂图像。
二次转印的全色调色剂图像到达第三中间转印体30与转印辊32之间的夹持部。与此同步地，记录片材P从配准辊16输送至夹持部，并且全色调色剂图像被三次转印到记录片材P(最终转印)。
之后，记录片材P被传送至定影装置100，并穿过定影带102与压辊104之间的夹持部。此时，由于从定影带102和压辊104提供的热和压的作用，全色调色剂图像定影在记录片材P上。在定影之后，记录片材P被片材输送辊36排出至托盘38，并且在记录片材P上的全色成像结束。
接下来描述涉及本示例性实施方式的定影装置100。注意在本示例性实施方式中，定影装置100的耐热温度设为240℃，而设定定影温度被设为170℃。
如图2A所示，定影装置100具有外壳120，在外壳120中形成用于供记录片材P进入和排出的开口120A、120B。在外壳120的内部设置环形定影带102。成形为筒形管并具有旋转轴的多个帽构件(未示出)与定影带102的两个端部装配在一起并固定在其上，使得定影带102被支撑成能够围绕这些旋转轴旋转。另外，在一个帽构件上附接有与旋转和驱动定影带102的马达(未示出)相连接的齿轮。这里，当马达工作时，定影带102沿箭头A的方向旋转。
在与定影带102的外周面相对的位置布置由绝缘材料构成的筒(bobbin)108。筒108大致形成形状与定影带102的外周面相仿的弧形。凸部108A设置成在与定影带102所处一侧的相反侧从筒108的表面的大致中心部分伸出。筒108与定影带102之间的间隙约1至3mm。
通过通电而产生磁场H的励磁线圈110围绕凸部108A在轴向(垂直于图2A的图面的方向)上缠绕多次。以与筒108的弧形相仿的大致弧形形状形成的磁体芯112布置在与励磁线圈110相对的位置，并由筒108或励磁线圈110支撑。
接下来描述定影带102的结构。
如图3A所示，定影带102从其内侧向外侧由基层124、发热层126、弹性层128和释放层130构成。这些层层叠在一起并成为一体。另外，定影带102的直径为30mm，其横向长度为370mm。
基层124具有支撑薄发热层126的强度并且耐热。可以适当选择这样的材料作为基层124，即：当磁场(磁通)穿过该材料时，不会通过磁场作用而发热或难以发热。30至200μm(优选100至150μm)厚的金属带(作为非磁性金属，例如非磁性不锈钢)、由Fe、Ni或其诸如Fe-Ni等的磁性合金形成的金属材料构成的带、60至200μm厚的树脂带(例如，聚酰亚胺带)等等是一些实施例。总之，适当地设定材料(电阻率、相对导磁率)和厚度，使得励磁线圈110的磁通作用在温敏构件上。在本示例性实施方式中，使用非磁性不锈钢。
发热层126由在电磁感应作用下发热的金属材料构成，涡电流在该金属材料中流动而产生抵消上述磁场H的磁场。为了使磁场H的磁通穿过，发热层126必须构造成比作为磁场H可穿透的厚度的趋肤深度薄。这里，假设趋肤深度为δ，发热层126的电阻率为ρ_n，相对导磁率为μ_n，励磁线圈110的信号(电流)频率为f，δ由公式(1)表述。
[公式1]
δn=503ρnf·μn]]>
例如，可使用金、银、铜、铝、锌、锡、铅、铋、铍、锑或它们的合金的金属材料作为用于发热层126的金属材料。注意，也为了缩短定影装置100的预热时间，最好使发热层126的厚度尽可能薄。
这里，在通用电源可利用的20kHz至100kHz的交流电频率范围中，优选使用2至20μm厚并且电阻率小于等于2.7×10^-8Ωcm的非磁性金属(相对导磁率约为1的顺磁体)材料作为发热层126。因此，在本示例性实施方式中，从能够有效获得所需发热量的角度来看，而且从低成本的角度来看，使用10μm厚的铜作为发热层126。
从获得优良的弹性和耐热等的角度来看，使用硅橡胶或含氟橡胶作为弹性层128。在本示例性实施方式中，使用硅橡胶。另外，本示例性实施方式中的弹性层128的厚度为200μm。注意，优选将弹性层128的厚度设在200μm至600μm内。
释放层130设置用于减弱熔融在记录片材P上的调色剂T(见图2A)的粘附力，并且使记录片材P容易从定影带102剥离。为了获得良好的表面可释放性，使用含氟树脂、硅树脂或聚酰亚胺树脂作为释放层130，在本示例性实施方式中使用PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物树脂)。释放层130的厚度为30μm。
另一方面，如图2A所示，温敏磁性构件114设置成与定影带102相仿，温敏磁性构件114大致成形为弧形板并与定影带102的内周面接触。温敏磁性构件114布置成面对励磁线圈110。
如图4A所示，温敏磁性构件114具有：温敏层115，其作为基层并具有下述的温敏特性；以及发热层117，其层叠地形成在温敏层115的表面上。
构成温敏层115的材料具有这样的温敏特性，使得导磁率从导磁率变化开始温度开始连续减小，导磁率变化开始温度处于大于等于定影带102的设定定影(加热)温度并小于等于定影带102的耐热温度的温度区域内。具体地说，使用磁分路钢、非晶合金等。优选使用由Fe、Ni、Si、B、Nb、Cu、Zr、Co、Cr、V、Mn、Mo等形成的金属合金材料，例如诸如Fe-Ni之类的二元磁分路钢，或者诸如Fe-Ni-Cr之类的三元磁分路钢。在本示例性实施方式中，使用厚150μm的36Ni-Fe温敏磁性合金。
这里，发热层117设置在温敏磁性构件114处。然而，在未设置发热层117时即使仅利用温敏磁性构件114就获得所需发热量的情况下，发热层117不是必需的。
另外，在即使仅利用温敏磁性构件114时发热量过大的情况下，为了抑制温敏磁性构件114发热，设置将流向温敏磁性构件114的涡电流的主路径分割的结构就足够了。具体地说，通过设置多个隙缝使得涡电流难以流动从而获得适当发热量就足够了。可通过适当改变隙缝的数量、宽度、纵向位置等来适当地调节发热量。隙缝在沿着与涡电流流动主路径大致垂直的方向形成时是有效的。
另外，在温敏磁性构件114的与励磁线圈110相对一侧的表面处可布置非磁性金属层，即具有低电阻率的非磁性金属材料。由于非磁性金属层具有使温敏磁性构件114的轴向温度分布均匀的效果，所以可抑制局部温度升高。另外，在温敏层115的温度升高至高于等于导磁率变化开始温度的情况下导磁率连续减小，可通过使大量磁通作用在非磁性金属层上而抑制发热层117和温敏层115的发热量。注意，该效果与感应体118产生的效果相同。
银、铜和铝适用于非磁性金属层的材料，从材料成本的角度来看，铝是最优的。温敏磁性构件114和非磁性金属层可通过包覆等而接合，或者可仅支撑在相附状态而使得接触面与相应的板状层相仿，等等。
使用特性与定影带102的上述发热层126类似的材料作为发热层117。在本示例性实施方式中，使用20μm厚的铜作为发热层117。注意如图2A所示，在温敏磁性构件114的横向(弧形方向)一端设置感测温敏磁性构件114的温度的温度传感器135。
如图4B所示，导磁率变化开始温度是导磁率(根据JIS C2531测量)开始连续减小的温度，并且是磁场的磁通的穿过量开始改变的点。另外，导磁率变化开始温度不同于居里温度，并优选设为150℃至230℃。
另一方面，如图2A所示，在温敏磁性构件114的内侧设置由铝形成的感应体118。感应体118具有大于等于趋肤深度的厚度，并且理想上是电阻率小的非磁性金属。其材料适用银、铜和铝。如果选择这些材料中的任一种并使其厚度大于等于趋肤深度，那么当磁场作用在感应体118上时，涡电流容易从发热层117流动，并且即使在涡电流流动时，涡电流损失与发热层117相比也特别小。感应体118由面对温敏磁性构件114的内周面的弧形部118A和与弧形部118A一体形成的柱形部118B构成。感应体118的两端固定至定影装置100的外壳120。
感应体118的弧形部118A预先布置在这样的位置，在该位置，当磁场H的磁通穿过温敏磁性构件114时，弧形部118A感应磁场H的磁通而形成闭合磁路。感应体118和温敏磁性构件114分开1至5mm。注意，如下所述，感应体118和温敏磁性构件114被独立支撑。
在感应体118的柱形部118B的端面处固定支撑用于以预定压力将定影带102推向外侧的推压垫132。因此，不需要设置分别支撑感应体118和推压垫132的构件，并且可使定影装置100紧凑。推压垫132由诸如聚氨酯橡胶、海绵等弹性的构件形成。推压垫132的一个端面接触定影带102的内周面并推压定影带102。
感应体118可构造成由作为单独构件的支撑体支撑。在这种情况下，例如可以具有这样的结构，即其中由电阻率低的非磁性金属形成的呈弯曲板状的感应体118C设置成位于温敏磁性构件114与支撑体123之间，如图2C所示。支撑体123是用于支撑来自压辊104的负载的构件，并优选是刚性的，挠曲很小。
感应体118C的厚度这样设置就足够了，即：至少大于等于感应体118C使用的非磁性金属的趋肤深度，并且使得即使温敏磁性构件114变为非磁性且磁通可从中穿过时也能形成磁场H的磁路，从而几乎没有磁通能穿过感应体118C。在本发明中，使用1mm厚度的铝，该厚度大于等于趋肤深度。因此，支撑体123可由诸如廉价金属片等的磁性金属构成，从而在设计时选择材料的自由度增加。由于磁场可被感应体118C完好地屏蔽，所以支撑体123几乎不会被电磁感应加热，从而可防止不经济的涡电流损失。
相对于定影带102的旋转沿箭头B方向(与箭头A方向相反的方向)从动旋转的压辊104压接触定影带102的外周面。
压辊104构造成在由诸如铝等的金属形成的金属芯106的周边处设置5mm厚的发泡硅橡胶海绵弹性层，该发泡硅橡胶海绵弹性层的外侧被由含碳PFA形成的厚50μm的释放层覆盖。另外，压辊104可通过伸缩机构而接触或远离定影带102的外周面，在该伸缩机构中可旋转地支撑压辊104的未示出的支架通过凸轮摆动。
测量定影带102的内周面的温度的热敏电阻134设置成与定影带102内侧的一区域接触，该区域不面对励磁线圈110，并位于记录片材P的排出侧。热敏电阻134通过将随着从定影带102提供的热量而改变的电阻值进行温度转换来测量定影带102的表面温度。热敏电阻134的接触位置是定影带102的横向大致中心部分，使得测量值不会随着记录片材P的尺寸大小改变。
如图3B所示，热敏电阻134经由线136连接到设置在上述控制单元50(见图1)内部的控制电路138。类似地，温度传感器135经由线137连接到控制电路138。
控制电路138经由线140连接到通电电路142。通电电路142经由线144、146连接到上述励磁线圈110。通电电路142基于从控制电路138发送的电信号而被驱动或停止驱动。通电电路142经由线144、146向励磁线圈110(沿箭头方向)供应或停止供应预定频率的交流电流。
这里，控制电路138基于从热敏电阻134发送的电量执行温度转换，并测量定影带102的表面温度。然后，控制电路138将该测量温度与预先存储的设定定影温度(在本示例性实施方式中为170℃)进行比较。如果测量温度低于设定定影温度，那么控制电路138驱动通电电路142并对励磁线圈110通电，从而产生用作磁路的磁场H(见图2A)。如果测量温度高于设定定影温度，那么控制电路138停止通电电路142。
另外，控制电路138基于从温度传感器135发送的电量执行温度转换，并测量温敏磁性构件114的温度。然后，控制单元50将该测量温度与预先存储的温敏磁性构件114的基准设定温度(例如180℃)进行比较。如果测量温度低于基准设定温度，那么控制单元50执行控制以使温敏磁性构件114不与定影带102接触。
如图2A所示，在定影带102和压辊104的接触部(夹持部)的记录片材P输送方向下游侧的附近设置剥离构件148。剥离构件148由一端固定的支撑部148A以及被支撑在该支撑部148A的剥离片148B构成。剥离片148B的远端布置成邻近或接触定影带102。
接下来描述用于使温敏磁性构件114接近和远离定影带102的机构。
如图5所示，一对侧板152、154直立在定影装置100的内部，从而夹持定影带102和压辊104的两个端部。在侧板152、154的与定影带102的两个端部相面对的位置形成直径小于定影带102内径的通孔152A、154A。
支撑构件156、158分别通过未示出的诸如螺钉等之类的固定构件设置在侧板152和侧板154的内壁处。支撑构件156由固定至侧板152的平板部156A、成形为筒形管并从平板部156A伸出的轴部156B、以及穿过平板部156A和轴部156B的通孔156C构成。
类似地，支撑构件158由固定至侧板154的平板部158A、成形为筒形管并从平板部158A伸出的轴部158B、以及穿过平板部158A和轴部158B的通孔158C构成。
通孔152A和通孔156C直径相同，并处于其内周壁重合的连通状态。类似地，通孔154A和通孔158C直径相同，并处于其内周壁重合的连通状态。
轴承160装配在轴部156B的外部，轴承162装配在轴部158B的外部，两个轴承均固定。这里，轴承160、162的外径与定影带102的内径大致相同。定影带102的两个端部的内周面均附着和固定至轴承160、162的外周面。从而定影带102能以轴部156B、158B的中心为旋转中心而旋转。
在轴部158B侧定影带102一端的外周面上安装用于旋转/驱动的齿轮164。齿轮164由未示出的马达驱动，该马达由上述控制单元50(见图1)操作和控制。
另一方面，截面分别为大致L形的支撑构件166、168的一端附着于温敏磁性构件114的两个端部。平板部166A和平板部168A形成在支撑构件166、168的另一端侧。注意，支撑构件166、168由导热率低的构件构成，温敏磁性构件114的热没有照原样传递至支撑构件166、168。
平板部166A插入穿过通孔156C和通孔152A，并且比侧板152更朝向外侧伸出。类似地，平板部168A插入穿过通孔158C和通孔154A，并且比侧板154更朝向外侧伸出。
在平板部166A下方设置较宽的基座170，在基座170的顶面形成凹部170A。基座170固定至侧板152的外壁。凹部170A位于与支撑构件166的平板部166A的端部相对的位置。
类似地，在平板部168A下方设置较宽的基座172，在基座172的顶面形成凹部172A。基座172固定至侧板154的外壁。凹部172A位于与支撑构件168的平板部168A的端部相对的位置。
这里，螺旋弹簧174的一端固定至凹部170A，螺旋弹簧174的另一端固定至平板部166A的底面。类似地，螺旋弹簧176的一端固定至凹部172A，螺旋弹簧176的另一端固定至平板部168A的底面。因此，温敏磁性构件114被支撑为可沿竖直方向运动。
注意，在螺旋弹簧174、176完全伸长的状态(位置)下，温敏磁性构件114与定影带102的内周面接触。定影带102不会因此通过温敏磁性构件114而向外变形。
在平板部166A上方与螺旋弹簧174相对的位置设置电动缸178。电动缸178具有可从电动缸178的一侧伸出或被容纳的柱体(可动构件)180。电动缸178固定至侧板152的外壁，使得柱体180指向下。
类似地，在平板部168A上方与螺旋弹簧176相对的位置设置电动缸182。电动缸182具有可从电动缸182的一侧伸出或被容纳的柱体(可动构件)184。电动缸182固定至侧板154的外壁，使得柱体184指向下。
在柱体180被容纳并较短的状态下，其端面略微接触平板部166A的顶面。类似地，在柱体184被容纳并较短的状态下，其端面略微接触平板部168A的顶面。在电动缸178、182处都通过上述控制单元50(见图1)执行使柱体180、184伸出和拉入的操作。
温敏磁性构件114的接近/分离机构部190由电动缸178、182，支撑构件166、168和螺旋弹簧174、176构成。另外，在定影装置100处，通过励磁线圈110、定影带102、温敏磁性构件114和接近/分离机构部190构成用作加热装置的加热部150。
在定影带102的温度达到设定定影温度之前，控制单元50执行对电动缸178、182的操作和控制，从而使柱体180、184伸出。然后，在定影带102的温度达到设定定影温度之后，当温度从设定定影温度下降时，控制单元50执行对电动缸178、182的操作和控制，从而将柱体180、184拉入。
注意，当通过温度传感器135感测的温敏磁性构件114的温度低于基准设定温度时，控制单元50不操作电动缸178、182，温敏磁性构件114和定影带102保持在分离状态。
另一方面，轴部118D从上述感应体118的两个端部伸出。这些轴部118D分别附着并固定至通孔152A和通孔156C的内壁，以及通孔154A和通孔158C的内壁。
接下来描述本发明的第一示例性实施方式的操作。首先将描述定影装置100的定影操作。
如图1所示，将在其上已经通过打印机10的上述成像处理转印有调色剂T的记录片材P传送至定影装置100。此时，如图6A和图6C所示，柱体180(和柱体184)处于向下伸出的状态。因此，平板部166A(和平板部168A)被下推，螺旋弹簧174(和螺旋弹簧176)收缩，并且温敏磁性构件114处于不接触定影带102的内周面的状态。
接下来，如图2A、图3A和图3B所示，在定影装置100处，通过控制单元50驱动驱动马达(未示出)，定影带102沿箭头A的方向旋转。此时，通电电路142基于来自控制电路138的电信号而被驱动，交流电流供应至励磁线圈110。
当交流电流被供应至励磁线圈110时，在励磁线圈110的周边用作磁路的磁场H重复地产生和消失。于是，当磁场H横穿定影带102的发热层126时，在发热层126产生涡电流，从而出现阻碍磁场H变化的磁场。
发热层126产生的热量与发热层126的表面趋肤电阻大小和流经发热层126的涡电流成比例，从而加热定影带102。这里，定影带102处于不与温敏磁性构件114接触的状态，并且用于升高定影带102温度的热难以被温敏磁性构件114吸收。因此，在短时间内升高了定影带102的温度。
注意，此时由于磁场H穿透至温敏磁性构件114的发热层117(见图4A)，所以发热层117(和温敏磁性构件114)也发热。然而，由于定影带102和温敏磁性构件114处于非接触状态，所以温敏磁性构件114几乎不会影响定影带102的温度。因此，抑制了定影带102的温度过度升高。
接着，在热敏电阻134处感测定影带102的表面温度，如果未达到170℃的设定定影温度，那么控制电路138驱动并控制通电电路142，并向励磁线圈110供应预定频率的交流电流。另外，在定影带102的表面温度达到设定定影温度的情况下，控制电路138停止对通电电路142的控制。
在定影带102的温度达到设定定影温度的阶段，控制单元50操作收缩机构并使压辊104接触定影带102。于是，压辊104沿箭头B的方向与旋转的定影带102一起旋转。
接着，如图1和图2A所示，被传送至定影装置100中的记录片材P被压辊104和已经变为预定设定定影温度(170℃)的定影带102加压加热，从而在记录片材P的表面上定影调色剂图像。从定影装置100排出的记录片材P被片材输送辊36排出至托盘38。
这样，在第一记录片材P定影之后，高温定影带102的热被低温记录片材P吸收，因此定影带102的温度下降。
这里，如图3B、图6B和图6D所示，当在热敏电阻134处感测的定影带102的温度下降并且在温度传感器135处测量的温敏磁性构件114的温度达到基准设定温度(本示例性实施方式中为185℃)时，控制单元50操作电动缸178、182并将柱体180、184拉入。
从而平板部166A、168A由于螺旋弹簧174、176的返回力而向上运动，并且温敏磁性构件114轻微接触定影带102的内周面。注意，如果温敏磁性构件114的温度没有达到基准设定温度，那么不执行电动缸178、182的操作，直到温敏磁性构件114的温度达到基准设定温度。
接下来，温敏磁性构件114的温度(190℃)变得高于设定定影温度(170℃)并且均衡，已经聚集在温敏磁性构件114处的热能朝向定影带102传递。因此，定影带102的温度升高，即使第二记录片材P和之后的多个记录片材P顺序经过，也在设定定影温度附近的温度进行定影。
接下来，描述在温敏磁性构件114接触定影带102的状态下温敏磁性构件114的操作。图7A表示温敏磁性构件114的温度小于等于导磁率变化开始温度的情况。图7B表示温敏磁性构件114的温度大于导磁率变化开始温度的情况。
如图2A和图7A所示，在温敏磁性构件114的温度小于等于导磁率变化开始温度的情况下，由于温敏磁性构件114是强磁体，所以增加磁通密度并穿过定影带102的磁场H1穿透至温敏磁性构件114中并形成闭合磁路，从而磁场H1加强。因此，定影带102的发热层126获得了充足的发热量，并且温度升高至预定的设定定影温度。
另一方面，如图2B和图7B所示，在温敏磁性构件114的温度大于等于导磁率变化开始温度的情况下，温敏磁性构件114的导磁率减小。因此，已经穿过定影带102的磁场H2也穿过温敏磁性构件114并朝向感应体118。此时，磁通密度减小并且磁场H2减弱，磁场H2不再容易地穿过而形成闭合磁路。磁通到达感应体118，流向感应体118的涡电流比流向发热层126和温敏磁性构件114的涡电流更多。因此，发热层126的发热量减少。
如上所述，发热层117的发热量也减少，温敏磁性构件114的发热量也减小。从而抑制了定影带102的温度升高至需求以上。
在顺序定影多个记录片材P时定影带102的温度与时间(从起动开始经过的时间)之间的关系在图8中示出。
曲线G1是本示例性实施方式的定影装置100的时间-温度曲线。作为对比例，曲线G2是在使用这样的定影装置时的时间-温度曲线，在该定影装置中，在第一片材的定影完成后温敏磁性构件114和定影带102仍保持未接触状态。
如图2A和图8所示，在曲线G1和G2中，在时刻t1之前的时间段内，定影带102的温度升高，在略微超过目标设定定影温度T1的状态下，使压辊104接触定影带102。由于压辊104的接触，热被从定影带102吸收走，因此温度下降至设定定影温度T1。
接下来，在从时刻t1到时刻t2的时间段，进行第一记录片材P的定影。此时，在定影装置100和对比例的定影装置中，温敏磁性构件114和定影带102都处于非接触状态，因此热向定影带102的供应滞后。从而，在温度变化比例较大的状态下，被记录片材P吸收热的定影带102的温度下降至温度T2。
接下来，在从时刻t2到时刻t3的时间段，继续从第二片材开始顺序定影记录片材P。
在本示例性实施方式的定影装置100中，在时刻t2的时间点处，温度高于定影带102的温敏磁性构件114接触定影带102，因此热从温敏磁性构件114供应至定影带102。因此，当连续定影中定影带102的温度下降时，温度变化比例变小。这里，假定定影带102在定影时的温度最低点为温度垂点(D)，则定影装置100在时刻t3变为温度垂点D1(温度t3)。
另一方面，在对比例的定影装置中，也是从时刻t2开始，温敏磁性构件114处于未接触定影带102的状态下，因此几乎没有热从温敏磁性构件114供应到定影带102。因此在时刻t3，温度下降至温度垂点D2(温度T4＜温度T3)。
接下来基于附图描述本发明的加热装置的第二示例性实施方式。注意，与上述第一示例性实施方式基本相同的部件用与第一示例性实施方式相同的附图标记表示，并省略对它们的描述。
图9A中示出了加热装置200。加热装置200具有：励磁线圈202，其通过未示出的通电装置通电并产生磁场；加热带204，其布置成面对励磁线圈202，并由类似于上述定影带102(见图2)的材料和层结构形成；以及温敏磁性构件206，其由类似于上述温敏磁性构件114(见图2)的材料形成，并以非接触状态布置在加热带204的内侧。另外，设置有温度传感器(未示出)，其与加热带204的内周面接触并感测加热带204的温度。
励磁线圈202附着并固定至树脂筒208，从而被支撑。另外，加热带204绕一对可旋转的辊212、214伸展，在所述辊处非磁性SUS(不锈钢)金属芯的表面由预定表面粗糙度(使得加热带204可运动的表面粗糙度)的硅橡胶层覆盖。
诸如齿轮、马达等之类的未示出的驱动装置连接到辊212、214中的一个。当辊212、214通过驱动装置沿箭头R的方向旋转时，加热带204沿箭头方向运动。注意，加热带204可大致形成筒形管形状，并且齿轮可附着和固定至加热带的端部，从而直接驱动加热带204。
温敏磁性构件206形成平板状。上述接近/分离机构部190(见图5)设置在温敏磁性构件206的两个纵向(垂直于图9A和图9B的表面的方向)端部处。在温敏磁性构件206面对励磁线圈202的区域处，温敏磁性构件206能接近和远离加热带204的内周面。另外，在温敏磁性构件206处设置未示出的温度传感器，并设定比加热带204的设定温度高的基准设定温度。
基于加热带204的温度传感器的输出和温敏磁性构件206的温度传感器的输出执行对接近/分离机构部190的操作。这里，当加热带204达到预定的设定温度时，并且在温度下降之后，且同时在温敏磁性构件206的温度达到基准设定温度时，使温敏磁性构件206接触加热带204。
在温敏磁性构件206的与加热带204所处一侧相反的一侧以非接触状态设置感应体210。感应体这样构成就足够了，即：成形为平板，由与上述感应体118(见图2)相同的材料构成，并且厚度大于等于趋肤深度。在本实施例中，采用1mm的铝。通过类似于上述控制单元50(见图1)的控制单元执行对加热装置200的相应部分的操作和控制。
接下来描述本发明的第二示例性实施方式的操作。注意，在本示例性实施方式中，描述将加热装置200用于熔融和粘附的情况。
首先，通过未示出的通电装置对励磁线圈202通电，在励磁线圈202的周边产生磁场。按照与上述定影带102相同的方式，加热带204由于磁场的电磁感应作用而发热。另外，温敏磁性构件206的发热层也由于该磁场的电磁感应作用而发热。
这里，因为温敏磁性构件206布置成在其本身与加热带204之间存在间隙，所以在加热带204温度上升时产生的热难以传递至温敏磁性构件206。因此，温敏磁性构件206难以从加热带204吸收热，加热带204的温度短时间内迅速升高。
接着，在加热装置200处，辊212、214被驱动而旋转，加热带204开始沿箭头方向运动。从而一对树脂板216被输送至加热装置200(箭头IN)。注意在所述一对板216之间预先夹有粘合剂218，粘合剂218是固体树脂，并在预定温度下熔化。
接着，粘合剂218通过加热带204的发热而熔化，并散布在所述一对板216之间。由于加热带204的运动，板216被从加热装置200送出(箭头OUT)。已经被从加热装置200送出的所述一对板216通过熔化并散布、冷却并硬化的粘合剂218粘合。
在结束第一组板216的粘合时，加热带204的温度下降至设定温度以下。然后，当通过未示出的温度传感器感测加热带204的温度下降并且温敏磁性构件206的温度达到基准设定温度时，如图9B所示，接近/分离机构部190使温敏磁性构件206上升并使其接触加热带204的内周面。
然后，继续从第二组开始熔合和粘附板216。这里，因为温度高于加热带204的温敏磁性构件206接触加热带204，所以热从温敏磁性构件206供应至加热带204。因此，在连续熔合和粘附中定影带204的温度下降时，温度变化比例变小。
接下来基于附图描述本发明的加热装置、定影装置和成像装置的第三示例性实施方式。注意，与上述第一示例性实施方式基本相同的部件用与第一示例性实施方式相同的附图标记表示，并省略对它们的描述。
图10中示出了定影装置220。定影装置220由用作第二加热源的发热体192和电力存储部194构成，电力存储部194连接到发热体192并向其供应电力，且设置在上述打印机10的定影装置100(见图2)处。注意励磁线圈110是第一加热源。
发热体192由平面发热体形成，其形成为使其横向截面为弧形，并且与温敏磁性构件114的整个内周面(在与定影带102所处一侧相反的一侧)接触。另外，发热体192由于从电力存储部194供应的预定电力而发热，并加热温敏磁性构件114。
另一方面，电力存储部194在其内部具有由电池或电容器等形成的电力存储装置，并在除定影之外的时间从打印机10的未示出的电源对其适当进行充电。电力存储部194通过打印机10的控制单元50的控制而接通/切断。在温敏磁性构件114的温度变得大于等于预先设定的基准设定温度之前的时间段内，电力存储部194根据需要对发热体192通电。
下面将描述本发明的第三示例性实施方式的操作。
首先，在除定影之外的时间操作打印机10时，从未示出的电源对电力存储部194充电。然后，基于来自控制电路138的电信号驱动通电电路142，并向励磁线圈110供应交流电流。由于在励磁线圈110处产生的磁场H的电磁感应作用，发热层126(见图3A)发热，从而定影带102被加热。
另一方面，温敏磁性构件114处于与定影带102分开的状态下，发热层117(见图4A)由于磁场H的电磁感应作用而发热。此时，通过控制单元50从电力存储部194对发热体192通电，从而发热体192发热。因此，温敏磁性构件114的温度由于发热层117的发热和发热体192的发热而迅速上升，并且温敏磁性构件114达到基准设定温度。
然后，在温敏磁性构件114的温度达到基准设定温度之后，温敏磁性构件114接触定影带102。温敏磁性构件114的温度(190℃)高于设定定影温度(170℃)并且处于均衡状态，聚集在温敏磁性构件114处的热能朝向定影带102传递。因此，定影带102的温度升高，即使从第二记录片材P开始的多个记录片材P顺序经过，也在设定定影温度附近的温度进行定影。
这里，对用作第一加热源的励磁线圈110通电的打印机10的电源、对用作第二加热源的发热体192通电的电力存储部194单独进行通电。因此，定影装置220在不对打印机10的电源造成负担的情况下迅速预热。
注意，本发明不限于上述示例性实施方式。
打印机10不必是使用固体显影剂的干式电子照相打印机，而可以使用液体显影剂。另外，可使用热电偶来代替热敏电阻134，作为用于感测定影带102温度的传感器。
安装热敏电阻134的位置不限于定影带102的内周面，热敏电阻134可安装到定影带102的外周面侧。在这种情况下，使用非接触感测式温度传感器。另外，如果预先设定温度转换，那么热敏电阻134可安装到压辊104的表面。
对温敏磁性构件114接触定影带102的时间的判断不限于通过温度传感器135直接测量温敏磁性构件114的温度来判定。例如可以通过对送入定影装置100的记录片材P的数量进行计数，或者基于从励磁线圈110通电开始已经经过的时间来进行判定。
温敏磁性构件114可由仅仅对涡电流来说容易流动的单一类型的温敏层的材料构成。
除了电动缸178、182之外，可在接近/分离机构190处使用利用凸轮和支架的摆动机构。另外，除了用于熔合和粘附之外，加热装置200还可用作干燥器。
为了说明和描述的目的而提供了本发明的示例性实施方式的以上描述。这不是为了穷举或者将本发明限于公开的精确形式。显然，许多修改和变更对于本领域技术人员是显而易见的。选择和描述这些示例性实施方式是为了最佳地解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域其它技术人员针对不同实施方式理解本发明，并针对具体用途进行各种适应性修改。本发明的范围旨在由以下权利要求及其等同物限定。