筒状发热体和定影装置 技术领域 本发明涉及在电子照相方式、静电记录方式等的图像形成装置中采用的定影装 置,即,使被转印有在图像形成单元中形成的调色剂像的记录纸等记录介质 ( 承载未定 影调色剂像的记录介质 ),通过由加热用旋转体和向加热用旋转体被按压的加压用旋转体 形成的辊隙,从而使该调色剂像在加热加压下定影在该记录介质上的定影装置中的该加 热旋转体或可作为其部件等利用的筒状发热体,进一步涉及利用这样的筒状发热体的定 影装置。
背景技术
如图 22 例示,在电子照相方式、静电记录方式等的图像形成装置中采用的定影 装置一般包括加热用旋转体 91 和向旋转体 91 被按压的加压用旋转体 92。
加热用旋转体 91 通常在空心金属轴 911 的周围设置由硅橡胶等构成的弹性材质 层 912,并在金属轴 911 内配置了卤素灯加热器等加热器 H。 弹性材质层 912 有时例如被 氟树脂系列的耐磨性膜 913 覆盖。 另一方面,加压用旋转体 92 在轴 ( 軸棒 )921 的周围设置弹性材质层 922 而构 成。 弹性材质层 922 有时例如被氟树脂系列的耐磨性膜 923 覆盖。
这种类型的定影装置例如记载在 JP05-158369A 和 JP05-210336A 等。
专利文献 1 :JP05-158369A
专利文献 2 :JP05-210336A
但是,在上述现有的定影装置中,由于加热用旋转体 91 的内置加热器 H 的空心 金属轴 911 为了具有作为旋转轴的强度而形成得厚等,从而热容量大,因此,如果利用 由内置加热器 H 的空心金属轴 911 构成的热源部分,使加热用旋转体表面温度升温至使 调色剂像在记录介质上加热熔溶化并定影的温度需要时间 ( 所谓的预热 (warm-up) 时间 长 ),难以满足为了便于使用定影装置甚至图像形成装置而缩短定影装置预热时间的要求 以及当今的节能要求。
发明内容 本发明的第 1 课题在于,提供一种能够作为在电子照相方式、静电记录方式等 的图像形成装置等中采用的定影装置中的加热用旋转体的热源等而利用的发热效率高的 筒状发热体,所述定影装置使承载未定影调色剂像的记录介质通过由该加热用旋转体和 向该加热用旋转体被按压的加压用旋转体形成的辊隙,从而使该调色剂像在加热加压下 定影在该记录介质上。
此外,本发明的第 2 课题在于,提供一种在电子照相方式、静电记录方式等的 图像形成装置等中采用的、使承载未定影调色剂像的记录介质通过由加热用旋转体和向 该加热用旋转体被按压的加压用旋转体形成的辊隙,从而使该调色剂像在加热加压下定 影在该记录介质上的定影装置,与作为加热用旋转体热源采用由内置加热器的空心金属
轴构成的热源的现有定影装置相比,能够使加热用旋转体迅速有效地升温至未定影调色 剂像可定影温度,并且能够满足为了便于使用定影装置甚至图像形成装置而缩短定影装 置预热时间的要求,进一步满足当今的节能要求。
为了解决所述第 1 课题,本发明提供一种筒状发热体,包括筒状体及在该筒状 体的内周面和外周面中的至少一个上设置的可通电发热的金属图案。
此外,为了解决所述第 2 课题,本发明提供一种定影装置,使承载未定影调色 剂像的记录介质通过由加热用旋转体和向该加热用旋转体被按压的加压用旋转体形成的 辊隙,从而使该调色剂像在加热加压下定影在该记录介质上,该加热用旋转体包括本发 明的筒状发热体。 附图说明 图 1(A) 是筒状发热体的一例的立体图,图 1(B) 是在图 1(A) 所示的筒状发热体 中除去覆盖金属图案的电绝缘性膜的状态的立体图。
图 2 是定影装置的一例的主视图。
图 3 是筒状发热体的其他例子的立体图。
图 4 是表示定影装置的其他例子的图。
图 5 是表示定影装置的又一个其他例子的图。
图 6 是筒状发热体的又一个其他例子的主视图。
图 7(A) 是形成有金属图案的可挠性树脂薄板例的立体图,图 7(B) 是表示在辊 上卷绕该树脂薄板的情况的立体图,图 7(C) 是表示将卷起的树脂薄板插入筒状体并粘贴 在其内周面的情况的图。
图 8 是表示包括通过图 7(A) ~图 7(C) 的方法形成的筒状发热体的定影装置用 加热辊的例子的图。
图 9 是表示图 8 的加热辊的变形例的图。
图 10 是表示定影装置的又一个其他例子的图。
图 11 是分割形成有金属图案的可挠性树脂薄板例的立体图。
图 12(A) 是形成有金属图案的可挠性树脂薄板的其他例子的立体图,图 12(B) 是表示将该树脂薄板粘贴在筒状体外周面的情况的图,图 12(C) 是表示包括通过图 12(A) 和图 12(B) 的方法形成的筒状发热体的定影装置用加热辊的例子的剖面图。
图 13 是加热辊的又一个其他例子的截面图。
图 14 是表示定影装置的又一个其他例子的图。
图 15 是定影装置的又一个其他例子的主视图。
图 16(A) 是对于图 15 的定影装置中的加热辊供电的供电装置的一部分的剖面 图,图 16(B) 和图 16(C) 是表示在图 15 中从 X 方向和 Y 方向分别看供电装置中的第 1 部 分和第 2 部分的状态的图。
图 17 是筒状发热体的又一个其他例子的示意立体图。
图 18 是表示形成有温度检测用电阻图案的可挠性树脂薄板的例子的图。
图 19 是表示包括图 17 所示的筒状发热体的定影装置用加热辊的例子的图。
图 20 是表示形成有温度检测用电阻图案的可挠性树脂薄板的其他例子的图。
图 21 是表示定影装置用加热辊的又一个其他例子的图。 图 22 是表示定影装置的现有例的图。 附图标记说明 1A 筒状发热体 11a 筒状体 111a 筒状体外周面 112a 筒状体内周面 113a 卡合部 ( 卡合凹处 ) 12a 金属图案 13a 电绝缘性膜 141a、142a 环状电极部 2A 定影装置 21a 加热辊 15a 端构件 151 外侧圆盘部 152 内侧圆盘部 153 突起 sa 端构件 15a 的轴 22a 加压辊 221 旋转轴 222 弹性材质层 Na 辊隙 Fa 定影装置框架 161 旋转驱动机构 162 传动机构 e1a、 e2a 供电辊电极 PWa 电源单元 2B 定影装置 21b 加热辊 1B 筒状发热体 12b 金属图案 141b、142b 环状电极部 221 弹性材质层 212 耐磨性膜 22b 加压辊 221’ 旋转轴 222’ 弹性材质层 Nb 辊隙 T 未定影调色剂像S 记录介质 2C 定影装置 21c 加热辊 213 旋转轴 214 弹性材质层 1C 筒状发热体 121c、122c、123c 金属图案 141c、142c、143c、144c 环状电极部 1D 筒状发热体 17D 发热薄板 171 可挠性树脂薄板 12d 金属图案 172 筒状体 171d 舌片 171’ 薄板 171 的边部 ( 边缘部 ) 141d、142d 带状电极部 ( 环状电极部的前躯体 ) 30 辊 31 轴 ( 軸棒 ) 32 弹性材质层 21d 加热辊 e1d、 e2d 供电用电极 33 弹性材质层 34 耐磨性膜 2E 定影装置 21e 带状加热旋转体 1D’ 筒状发热体 33’ 弹性材质层 34’ 耐磨性膜 Re 辊 22e 加压辊 Ne 辊隙 17E 发热薄板 121d、122d、123d 金属图案 141e、142e、143e、144e 带状电极部 ( 环状电极部的前驱体 ) 1F 筒状发热体 17F 发热薄板 171f 可挠性树脂薄板 12f 金属图案 141f、142f 带状电极部 ( 环状电极部的前躯体 )35 弹性材质层 36 耐磨性膜 1F’ 筒状发热体 37 弹性材质层 35’ 弹性材质层 36’ 耐磨性膜 2G 定影装置 21G 带状加热旋转体 22G 加压辊 221g 旋转轴 222g 弹性材质层 r1、 r2、 r3 引导辊 Pd 衬垫 (pad) Ng 辊隙 2H 定影装置 21h 加热辊 22h 加压辊 1D’ 筒状发热体 211h、212h 端构件 211s、212s 轴 Fh 定影装置框架 Nh 辊隙 18 供电装置 181 第 1 部分 181’ 第 1 芯构件 181s 轴 ( 軸棒 ) Fh’ 框架 182 第 2 部分 182’ 第 2 芯构件 180 圆形槽 181c 初级线圈 182c 次级线圈 181e、181e’ 线圈 181c 的端部 182e、182e’ 线圈 182c 的端部 PWh 高频电源单元 TS 温度传感器 ds 部分 181、182 的间隔 1J 筒状发热体 11j 筒状体12j1、12j2、12j3 金属图案 141j、142j、143j、144j 环状电极部 19 可挠性树脂薄板 sj1、 sj2、 sj3 电阻图案 1s、2s、3s、4s 带状电极部 21j 加热辊 41 弹性材质层 42 耐磨性膜 1J’ 筒状发热体 sj1’、 sj2’、 sj3’ 电阻图案 1s’、2s’、3s’、4s’ 带状电极部 21j’ 加热辊具体实施方式
以下,说明本发明的实施方式等。
本发明实施方式的筒状发热体有如下的筒状发热体。
< 筒状发热体 >
该筒状发热体包括 :筒状体以及在该筒状体的内周面和外周面中的至少一个上 设置的可通电发热的金属图案。
其中, “可通电发热的金属图案” 是由因通电而发热的金属线构成的图案。
此外,本发明实施方式的定影装置有如下的定影装置。
< 定影装置 >
该定影装置使承载未定影调色剂像的记录介质通过辊隙而使该调色剂像在加热 加压下定影在该记录介质上,其中,辊隙由加热用旋转体和向该加热用旋转体被按压的 加压用旋转体形成,该加热用旋转体包括本发明的筒状发热体。
在该实施方式的定影装置中,加压用旋转体向加热用旋转体被按压的方式包括 以下的任意的情况。
(1) 向旋转轴处于固定位置的加热用旋转体按压旋转轴可移动的加压用旋转体的 情况 ;
(2) 相反,对旋转轴处于固定位置的加压用旋转体按压旋转轴可移动的加热用旋 转体,从而该加压用旋转体相对地向加热用旋转体被按压的情况 ;
(3) 加热用旋转体和加压用旋转体相互向对方被按压,从而该加压用旋转体相对 地向加热用旋转体被按压的情况。
所述筒状发热体能够作为定影装置中的加热用旋转体的热源等而利用,所述定 影装置被电子照相方式、静电记录方式等的图像形成装置等采用,使承载未定影调色剂 像的记录介质通过由该加热用旋转体和加压用旋转体形成的辊隙,从而使该调色剂像在 加热加压下定影在该记录介质上,其中,该加压用旋转体向该加热用旋转体被按压。
换言之,能够例示所述筒状发热体是用于构成定影装置的加热用旋转体的至少 一部分的发热体的情况,所述定影装置使承载未定影调色剂像的记录介质通过由该加热用旋转体和向该加热用旋转体被按压的加压用旋转体形成的辊隙,从而使该调色剂像在 加热加压下定影在该记录介质上。
总之,所述筒状发热体在筒状体的内周面和外周面中的至少一个上设置可通电 发热的金属图案而构成,通过对该金属图案通电,能够从该金属图案直接有效地发热, 筒状体能够形成为热容量小,从而,能够从包括金属图案及设置有金属图案的筒状体的 筒状发热体整体发热效率高地进行发热,而且,能够相应地达到节能目的。
在所述实施方式的定影装置中,由于加热用旋转体包括本发明的能够有效发热 的筒状发热体,因此,与作为加热用旋转体热源采用由内置加热器的空心金属轴构成的 热源的现有定影装置相比,能够使加热用旋转体迅速有效地升温至未定影调色剂像可定 影温度,能够满足为了便于使用定影装置甚至图像形成装置而缩短定影装置预热时间的 要求,以及当今的节能要求。
在所述筒状发热体中,金属图案也可以直接设置在筒状体的外周面和内周面中 的至少一个上。
此时,筒状体例如可以通过耐热性树脂 ( 例如苯酚类树脂、聚酰亚胺类树脂等 热固性树脂 ) 来形成,但例如也可以是镍、铁、铜等金属制造的筒状体。 当作为筒状体 采用导电性金属制的筒状体时,例如采用设置金属图案的周面具有电绝缘性膜 ( 例如聚 酰亚胺类膜等 ) 的筒装体即可。 金属图案也可以从筒状体周面的相反侧被电绝缘性膜 ( 例 如聚酰亚胺膜、聚酰亚胺类漆等漆等 ) 覆盖。 金属图案也可以被设置为,通过将在薄板面上形成有可通电发热的金属图案的 可挠性树脂薄板配置在所述筒状体的外周面和内周面中的至少一个上。
作为将形成有金属图案的可挠性树脂薄板配置于筒状体周面的方式,可以是通 过接合剂 ( 包括粘着剂 ) 粘贴的配置,若无障碍,也可以是不通过粘合剂粘贴的简单的配 置等。
此时的可挠性树脂薄板也能够例示采用由耐热性树脂构成的薄板的情况。 作为 这样的树脂薄板,能够例示由聚酰亚胺类树脂等热固化性树脂构成的薄板。
关于将设置有金属图案的树脂薄板粘贴在筒状体周面时的接合剂,也可以采用 耐热性的接合剂,例如能够利用具有耐热性的环氧类接合剂或聚酰亚胺类接合剂。
在树脂薄板上形成的金属图案也可以从该薄板的相反侧被电绝缘性膜 ( 聚酰亚 胺类膜、聚酰亚胺类漆等漆等 ) 覆盖。
为了将所述筒状发热体作为定影装置的加热用旋转体的至少一部分来利用等, 设置有金属图案的筒状体也可以内嵌于弹性材质层 ( 弹性材质筒 )[ 例如由硅树脂构成的 弹性材质层 ( 弹性材质筒 )] 而构成 ( 换言之,在外周面侧沿周围设置有弹性材质层的筒 状体 ),该弹性材质层也可以进一步被氟类树脂膜这样的耐磨性膜覆盖。此外,弹性材质 层为了热分布均匀化,也可以是混合有导热性粉 ( 例如碳粉、镍粉等金属粉 ) 的弹性材质 层。
总之,筒状体为了热分布的均匀化也可以混合有导热性粉。
此外,为了将所述筒状发热体作为定影装置的加热用旋转体的至少一部分来利 用等,设置有金属图案的筒状体也可以外嵌于弹性材质层 ( 弹性材质筒 )[ 例如由硅树脂 构成的弹性材质层 ( 弹性材质筒 )] 而构成 ( 换言之,在内周面侧沿周围设置有弹性材质
层的筒状体 )。这样,在筒状体的内周面侧设置有弹性材质层时,该弹性材质层也可以在 芯棒 ( 例如起到旋转轴作用的芯棒 ( 芯金 )) 上沿周围设置。
此外,为了将所述筒状发热体作为定影装置的加热用旋转体的至少一部分来利 用等,设置有金属图案的筒状体也可以在筒状体的端部形成可将旋转驱动机构的旋转驱 动部卡合的卡合部。
为了将所述筒状发热体作为定影装置的加热用旋转体的至少一部分来利用等, 所述金属图案可以被分割为用于提供被分割的多个发热区域 ( 例如 A4 尺寸记录介质用发 热区域和 A3 尺寸记录介质用发热区域 ) 的多个图案。
总之,作为所述金属图案的材质,能够例示铜、铁、铝或从铜、铁、铝中选择 的 2 种以上的金属的合金。
作为构成金属图案的金属线的厚度,可例示 12.5μm ~ 50μm 左右。
总之,通过选择构成金属图案的金属线的厚度、宽度、长度以及选择对金属图 案提供的电力等,能够容易控制金属图案的发热温度甚至筒状发热体的发热温度。
以下,参照附图说明筒状发热体和定影装置等。
图 1(A) 是筒状发热体的一例的立体图。 图 1(A) 的筒状发热体 1A 包括圆筒形状的筒状体 11a 以及在筒状体 11a 的外周 面 111a 设置的可通电发热的金属图案 12a,且使用电绝缘性膜 13a 覆盖金属图案 12a。 图 1(B) 是使用电绝缘性膜 13a 覆盖金属图案 12a 之前的状态的立体图。
其中, “金属图案” 是由因通电而发热的金属线构成的图案,在以下的说明中 也如此。
这里的金属图案 12a 是作为包括多个向筒状体 11a 的长度方向延长且互相平行的 部分的整体以之字形延伸的图案。
在筒状体 11a 的两端部外周面沿着周围设置有与金属图案 12a 电连续的用于接收 电的环状电极部 141a、142a。 在本例中,这些环状电极部与金属图案形成一体,金属图 案 12a 的一端与一个电极部 141a 连续,且金属图案 12a 的另一端与另一个电极部 142a 连 续。
电绝缘性膜 13a 在环状电极部 141a、142a 的内侧区域覆盖金属图案 12a。
另外,也可以将环状电极部与金属图案 12a 分开设置,此后与金属图案 12a 电连 接。 作为该电连接方法,可以采用银焊剂或所谓金属环。 也可以通过这样分开设置的环 状电极部使筒状体 11a 得到加强。
在筒状体 11a 的两端分别以 180 度中心角间隔形成有一对用于可旋转地支撑该筒 状发热体 1A 且用于卡合后述的构件 15a( 参照图 2) 的卡合部 ( 卡合凹处 )113a。 如后面 所述,在图 2 中,左侧的构件 15a 是被旋转驱动的构件,因此,在图 2 的例子中,筒状发 热体 1A 在定影装置 2A 中被旋转驱动。 但是,在未被驱动而是从动于加压旋转体的旋转 等以自由旋转的方式被利用的情况下 ( 例如,如后述的图 10、图 14 等所示那样被利用的 情况下 ),卡合部 113a 可以作为用于定位的标志,也可以根据情况不设置卡合部 113a。
图 2 的定影装置 2A 是能够在电子照相方式、静电记录方式等的图像形成装置中 采用的定影装置,在本例中包括辊形状的加热用旋转体 21a( 以下,称为加热辊 21a) 和与 其相对配置的辊形状的加压用旋转体 22a( 以下,称为加压辊 22a)。
加热辊 21a 利用图 1(A) 的筒状发热体 1A。 即,加热辊 21a 是在筒状发热体 1A 的筒状体 11a 的各端部嵌入端构件 15a,并使端构件 15a 的旋转轴 sa 旋转自由地支撑在框 架 Fa 上从而可旋转的加热辊。
端构件 15a 构成为使外侧圆盘部 151 和半径比它稍微小的内径圆盘部 152 的中心 一致而一体地双层重叠,并且从外侧圆盘部 151 的外面中央一体而突出地设置所述旋转 轴 sa。 内侧圆盘部 152 在周面具有一对突起 153。 各端构件 15a 使其内侧圆盘部 152 嵌 入筒状体 11a 的端部,且使突起 153 卡合在筒状体 11a 的卡合部 113a。
加压辊 22a 在旋转轴 221 上沿着周围设置弹性材质层 222 而构成,旋转轴 221 可 旋转地支撑在框架 Fa 上,从而加压辊 22a 整体可旋转地支撑在框架上。 加压辊 22a 的弹 性材质层 222 被加热辊 21a 按压,由此在加热辊 21a 和加压辊 22a 之间提供辊隙 Na。
辊隙 Na 具有在后述的记录介质上加热溶化用于定影未定影调色剂像所需要的宽 度 ( 记录介质通过方向的长度 )。
加热辊 21a 的一个 ( 图 2 中左侧 ) 端构件 15a 的轴 sa 与包含电动马达 ( 省略图 示 ) 的旋转驱动机构 161 连接,加热辊 21a 能够通过驱动机构 161 进行旋转。 此时,加 热辊 21a 的筒状发热体 1A 的一个端构件 15a 是通过机构 161 进行转动的旋转构件,通过 使端构件 15a 转动而使加热辊 21a 转动。 加压辊 22a 经由由齿轮等构成的传动机构 162,并通过驱动机构 161 向与加热辊 相反方向进行旋转驱动。
由此,加热辊 21a 和加压辊 22a 能够向使记录介质通过辊隙 Na 的方向旋转。
在构成加热辊 21a 的筒状发热体 1A 的筒状体 11a 端部沿着周围设置的环状电极 部 141a、142a 上,可转动接触地抵接有作为供电用电极部的供电辊 e1a、e2a。 另外,也 可以代替供电辊采用滑动接触在电极部 141a、142a 的供电电极。
供电辊 e1a、 e2a 通过布线连接到输出可变的电源单元 PWa。
根据以上说明的定影装置 2A,从电源单元 PWa 向加热辊 21a 的筒状发热体 1A 的金属图案 12a 通电而使该筒状发热体 1A 发热,进而使加热辊 21a 的表面温度上升至调 色剂像定影温度,而且,通过驱动机构 161 使加热辊 21a 和加压辊 22a 旋转,将承载未定 影调色剂像的记录介质面朝加热辊 21a 侧而使承载未定影调色剂像的记录介质 ( 在图 2 省 略图示 ) 通过辊隙 Na,从而能够使该调色剂像在加热加压下溶化定影在记录介质上。
构成加热辊 21a 的主要部分的筒状发热体 1A 在其筒状体 11a 的外周面设置有可 通电发热的金属图案 12a,通过从电源单元 PWa 对金属图案 12a 通电,能够从金属图案 12a 直接且有效地发热,而且,筒状体 11a 能够形成为热容量小,从而,能够从包括金属 图案 12a 和设置有该金属图案 12a 的筒状体 11a 的筒状发热体 1A 整体高效地发热,进而 能够使加热辊 21a 迅速高效地升温至调色剂像定影温度,能够满足为了便于使用定影装置 2A 甚至包括它的图像形成装置而缩短定影装置预热时间的要求,还能满足当今的节能要 求。
图 1 的筒状发热体 1A 在筒状体 11a 的外周面 111a 设置金属图案 12a 而构成,但 也可以在筒状体的内周面设置金属图案,还可以在内外周面两者均设置可通电发热的金 属图案。
图 3 是在筒状体 11a 的内周面 112a 将金属图案 12b 设置为之字形状的筒状发热体
1B。 筒状体 11a 在本例中与筒状发热体 1A 的筒状体相同。 金属图案 12b 被电绝缘性膜 13b 覆盖。 在筒状体 11a 的两端部外周面设置有环状电极部 141b、142b。 金属图案 12b 电连接到这些电极部。
图 4 是能够在电子照相方式、静电记录方式等的图像形成装置中采用的定影装 置 2B 的例子,定影装置 2B 包括加热辊 21b 和与其相对配置的加压辊 22b。
加热辊 21b 利用图 3 的筒状发热体 1B。
即,加热辊 21b 构成为,在筒状发热体 1B 的筒状体 11a 的外周面 111a 上,保持 环状电极部 141b、142b 露出且在它们的内侧区域沿着周围设置弹性材质层 211,其表面 被耐磨性膜 212 覆盖,而且,在筒状体 11a 的两端安装与图 2 所示的端构件 15a 相同的端 构件 ( 省略图示 ),并通过从该端构件突出的轴 sa 可旋转地支撑在省略图示的框架上。
这样弹性材质层 211 例如能够通过树脂成形而得到,耐磨性膜 212 例如能够通过 覆盖所述材质的筒而设置,但是不限于此。
加压辊 22b 在旋转轴 221’ 上沿着周围设置弹性材质层 222’ 而构成,可旋转地 支撑在省略图示的框架上,并被配置为向加热辊 21b 按压以便形成向记录介质 S 定影未定 影调色剂像 T 所需的辊隙 Nb。
加热辊 21b 和加压辊 22b 可利用与图 2 的定影装置 2A 的情况相同的驱动机构和 传动机构进行旋转驱动。
在筒状体 11a 的两端部外周面形成有环状电极部 141b、142b,该环状电极部 141b、142b 电连接在金属图案 12b。 在电极 141b、142b 上可转动接触地抵接有供电辊电 极 e1a、 e2a,这些辊电极连接在省略图示的可变输出电源单元。
根据定影装置 2B,从电源单元经由辊电极 e1a、 e2a 以及加热辊的筒状发热体的 环状电极部 141b、142b 向金属图案 12b 通电,使筒状发热体 1B 发热,进而使加热辊 21b 的表面温度上升到调色剂像定影温度,而且,使加热辊 21b 和加压辊 22b 旋转,使承载未 定影调色剂像 T 的记录介质 S 通过辊隙 Nb,从而能够使调色剂像 T 在加热加压下溶化定 影在记录介质 S 上。
图 5 表示另一个定影装置 2C 的例子。 定影装置 2C 是在定影装置 2B 中将加热 辊 21b 置换为加热辊 21c 而构成的定影装置,其他方面实质上与定影装置 2B 相同。
加热辊 21c 构成为,在图 3 的筒状发热体 1B 的筒状体 11a 内配置旋转轴 213,在 该轴的周围设置弹性材质层 214 而支撑筒状发热体 1B,并通过旋转轴 213 可旋转驱动地 支撑在省略图示的框架上。 在加热辊 21c 上可以不设置筒状体 11a 两端部的卡合部 113a。
在采用加热辊 21c 的情况下,也可以将筒状发热体 1B 的筒状体 11a 形成为稍微 薄而可以弯曲,使得在加热辊 21c 和加压辊 22b 的接触旋转中形成用于定影调色剂像的具 有更充分宽度的辊隙。
以上说明的筒状发热体 1A、1B 的金属图案 12a、12b 是一个连续的图案,除了 筒状发热体两端部之外,大致整体上均匀发热。
但是,在把筒状发热体作为定影装置的加热用旋转体的至少一部分来利用的情 况下,由于通过定影装置的记录介质有各种尺寸,因此为了节能等,也可以根据尺寸来 变更发热区域。
图 6 表示的筒状发热体 1C 表示这样的筒状发热体的例子。 筒状发热体 1C 在筒状体 11a 的内周面的中央设置之字形状金属图案 121c、在其两侧设置相同的之字形状的 金属图案 122c、123c 而构成。
在筒状体 11a 的外周面的一个端部沿着周围设置了
电连接至图案 121c 的一端的环状电极部 141c、
电连接至图案 122c 的一端的环状电极部 142c,以及
电连接至图案 123c 的一端的环状电极部 143c。
在筒状体 11a 的外周面的另一个端部沿着周围设置了电连接至图案 121c、122c 及 123c 的每一个的另一端的公共的环状电极部 144c。
在采用利用该筒状发热体的加热辊的定影装置中,在使 A4 尺寸的记录介质纵向 通过定影装置的情况下,只对图案 121c 通电,在使 A3 尺寸的记录介质纵向通过定影装置 的情况下,使全部的图案 121c、122c 及 123c 通电而发热即可。
以上说明的筒状发热体 1A、1B、1C 中的金属图案或者进而与金属图案形成一 体的环状电极部的形成,可以如下进行 :例如,使用含有形成图案或电极部的金属材料 的导电性膏 ( 例如,铜膏、银膏 ),在筒状体 11a 的外周面和内周面中的至少一个上,描 画或印制所述的图案以及电极部。
此外,作为其他方法,还可以通过以下方法形成 :在要设置筒状体 11a 的金属 图案或进一步设置电极部的外周面和内周面中的至少一个上,形成导电性金属膜,在该 金属膜上形成对应于要形成的图案的抗蚀剂图案,并蚀刻金属膜而剩下该抗蚀剂部分。
总之,金属图案和电极的形成能够采用在其自身、印制布线基板的形成等中已 知的图案形成方法。
筒状发热体可以通过图 7(A) ~图 7(C) 所示的方法来制作。 图 7(A) ~图 7(C) 所示的筒状发热体的制作方法基本如下。
即, 在 可 挠 性 树 脂 薄 板 171 上 形 成 金 属 图 案 12d 而 形 成 发 热 薄 板 17D( 图 7(A)),将该发热薄板 17D 卷起而插入筒状体 172 内并配置在该筒状体的内周面的方法 [ 参照图 7(B) 和图 7(C)]。 在本例中,将发热薄板 17D 卷起而插入筒状体 172 内,并使 用接合剂 ( 包括粘着剂 ) 粘贴在该筒状体的内周面上,但不限于此。
更详细地说,在本例中,可挠性树脂薄板 171 是延伸地设置有一对舌片 171d 的 薄板,一对舌片 171d 从薄板 171 的两组平行边部中的一组平行边部 171’、171’一体地 延伸。 在该薄板 171 面上形成金属图案 12d 并在图案 12d 的两外侧形成带状电极部 ( 环 状电极部的前躯体 )141d、142d 从而构成发热薄板 17D。 也可以使用电绝缘性膜覆盖金 属图案 12d。 此时露出电极部 141d、142d。
另一方面,准备在轴 31 上沿着周围设置有弹性材质层 32 的芯辊 30( 图 7(B)), 在该芯辊 30 的弹性材质层 32 周面上卷绕发热薄板 17D,以使该金属图案 12d 处于内侧且 使带状电极部 141d、142d 从弹性材质层 32 两端向外侧突出,并将所述舌片 171d 使用接 合剂重叠粘贴在薄板 171 的边部 ( 边缘部 )171’ 的外周面上,这样如图 8 例示,能够得 到能够作为定影装置的加热辊 21d 的一部分来利用的筒状发热体 1D。
在筒状发热体 1D 中,所述带状电极部 141d、142d 被卷起而成为环状电极部。
此外,在筒状发热体 1D 中重叠有舌片 171d 的薄板边缘部 171’,在加热辊 21d 中位于记录介质通过的区域的外侧,保持记录介质通过区域的平滑性。 而且,这样重叠的部分兼作筒状发热体 1D 的端部的加强部。
在图 8 所示的加热辊 21d 中,也可以将筒状发热体 1D 粘贴在辊 30 的弹性材质层 32 上。 筒状发热体 1D 只要没有障碍,例如只要在辊 30 上无位置偏移,则也可以不粘贴 在弹性材质层 32 上而只外嵌配置在弹性材质层 32 上。 加热辊 21d 通过辊轴 31 可旋转地 支撑在定影装置的框架上,并能够与在同一框架上支撑的加压辊进行组合而用于将未定 影调色剂像定影在记录介质上。 此时,例如,如图 8 所示,使位于固定位置的供电用电 极 e1d、e2d 与旋转的环状电极部 141d、142d 转动接触或滑动接触,从而经由这些电极对 金属图案 12d 通电,使筒状发热体 1D 发热,进而能够使加热辊 21d 温度上升到调色剂像 定影温度。
如图 9 所示,在图 8 的加热辊 21d 中,在筒状发热体 1D 的筒状体 172 的外周面 沿着周围设置弹性材质层 33( 例如,通过树脂成形沿着周围设置 ),其表面被耐磨性膜 34 覆盖。 通过这样设置弹性材质层 33,在加热辊与加压辊之间容易形成有助于调色剂像定 影的充分的辊隙。
此外,在通过图 7(A) ~图 7(C) 所示的步骤形成筒状发热体 1D 之后,也可以从 发热体 1D 取下辊 30,并将剩余的筒状发热体 1D 作为定影装置的加热用旋转体的一部分 等来利用。 图 10 表示又一个其他定影装置 2E 的例子的大致结构。 定影装置 2E 在取下辊 30 的筒状发热体 1D 上,通过树脂成形等沿着周围设置弹性材质层 33’,并在其表面覆盖耐 磨性膜 34’ 而作为带状的加热旋转体 21e 来使用。
加热用旋转带 21e 从内侧由可旋转的辊 Re 支撑,加热辊 22e 被带 21e 按压使得 其与支撑辊 Re 之间夹持带 21e。
加压辊 22e 在轴 221’ 上沿着周围设置弹性材质层 222’ 而构成,通过省略图示 的驱动部可沿图中逆时针方向旋转驱动。
根据定影装置 2E,从环状电极部 141d、142d 以及与它们接触的省略图示的供电 用电极部,对加热用带 21e 的筒状发热体 1D 的金属图案 12d 供电,从而筒状发热体 1D 发 热,带 21e 升温到定影温度。 此外,加压辊 22e 被旋转驱动,加热用带 21e 以被支撑辊 Re 支撑的状态从动旋转。
在这样的状态下,使承载未定影调色剂像 T 的记录介质 S 通过加热用带 21e 和加 压辊 22e 的辊隙 Ne,从而能够使调色剂像定影在记录介质 S 上。
辊 Re 也可以旋转驱动。 此外,也可以代替辊 Re 采用从内侧将带 21e 向加压辊 22e 侧按压的衬垫 ( パッド )( 省略图示 )。 此时可以选择衬垫的尺寸而变更辊隙 Ne 宽 度。
之前说明的筒状发热体 1A、1B、1C 也通过将筒状体 11a 形成为薄而可弯曲,从 而能够作为加热用带的至少一部分的构成构件来利用。
在通过辊、衬垫等从内侧向加压旋转体侧按压筒状发热体的情况下,为了使加 压用的内侧的辊、衬垫等和筒状发热体的接触动作更加圆滑,通电发热用的金属图案也 可以设置在筒状体的外周面侧。 当采用设置有金属图案的发热薄板时,也可以将该发热 薄板配置在筒状体的外周面侧。
筒状发热体 1D 中的金属图案 12d 是一个连续的图案,除了筒状发热体两端部
之外,大致整体上均匀发热。 但是,在将筒状发热体作为定影装置的加热用旋转体的至 少一部分来利用的情况下,由于通过定影装置的记录介质具有各种尺寸,因此为了节能 等,也能够根据尺寸而变更发热区域。
作为用于提供这样的筒状发热体的发热薄板,能够例示如图 11 所示的发热薄 板。图 11 所示的发热薄板 17E 构成为,在与图 7(A) 所示的树脂薄板相同的可挠性树脂薄 板 171 的中央部设置之字形状金属图案 121d,在其两侧设置之字形状的金属图案 122d、 123d。
在可挠性树脂薄板 171 的两端部中的一个端部的、与设置所述金属图案的面相 反侧的面上,形成有 :
电连接到图案 121d 的一端的带状电极部 141e、
电连接到图案 122d 的一端的带状电极部 142e,以及
电连接到图案 123d 的一端的带状电极部 143e。
在薄板 171 的另一端部的、与设置所述金属图案的面相反侧的面上,形成有与 图案 121d、122d 以及 123d 的每一个的另一端电连接的公共的带状电极部 144e。
也可以采用该发热薄板 17E,将其卷上并通过粘贴或者简单配置等配置在筒状体 的内周面上,从而能够得到筒状发热体。 通过图 12(A) ~图 12(C) 所示方法也能够制作筒状发热体。图 12(A) ~图 12(C) 所示的筒状发热体的制作方法基本如下。
即, 在 可 挠 性 树 脂 薄 板 171f 上 形 成 金 属 图 案 12f 而 形 成 发 热 薄 板 17F( 图 12(A)),卷上该发热薄板 17F 并配置在筒状体 11a 的外周面的方法 ( 图 12(B))。 此时, 发热薄板 17F 也可以通过接合剂 ( 包含粘着剂 ) 而粘贴在筒状体 11a 的外周面,在没有相 对筒状体偏移的顾虑等无障碍时,也可以不粘贴而配置。
进一步说明如下 :在四边形状的可挠性树脂薄板 171f 的面上形成金属图案 12f, 并在图案 12f 的两外侧形成带状电极部 ( 环状电极部的前躯体 )141f、142f,从而得到发热 薄板 17F。 金属图案 12f 也可以被电绝缘性膜覆盖。 此时露出电极部 141f、142f。
在筒状体 11a 的外周面上卷绕该发热薄板 17F 并使用接合剂粘贴,或者不粘贴而 牢固地卷绕而配置,由此得到筒状发热体 1F。 在本例中,为了将发热体 1F 作为定影装 置的加热用旋转体来利用,如在图 12(B) 中虚线表示那样,而且,如图 12(C) 所示,在 筒状发热体 1F 上通过树脂成形等沿着周围设置弹性材质层 35,其表面被耐磨性薄膜筒覆 盖等,从而被耐磨性膜 36 覆盖。
如图 13 所示,可以在筒状体 11a 的外周面沿着周围设置弹性材质层 37,在其上 卷绕发热薄板 17F 而构成筒状发热体 1F’,进一步在其上沿着周围设置弹性材质层 35’ 或者进一步使用耐磨性摸 36’ 进行覆盖。
另外,在筒状体的外周面配置的发热薄板并不限定于图 12(A) 的薄板,也可以 是设置多组金属图案的薄板,例如图 11 所示的发热薄板 17E 那样的薄板。
总之,筒状体 11a 与在图 1 的筒状发热体 1A 中使用的筒状体 11a 相同。 因此, 与筒状发热体 1A 的情况同样,在两端安装端构件 15a 等,从而能够作为定影装置的加热 用旋转体的主要部分来利用。
但是,配置发热薄板的筒状体并非一定是筒状体 11a,也可以是没有卡合部 113a
的筒状体,此外,其厚度也可以是表现可挠性的薄板。
图 14 表示又一个其他定影装置 2G 的例子。 定影装置 2G 包括加热用旋转体 21G 和与其接触并旋转的加压辊 22G。 加热用旋转体 21G 将图 12(A) 所示的可挠性的发热薄 板 17F 卷绕并粘贴在薄而表现出可挠性的筒状体的外周面上,从而构成带方式的加热用 旋转体 21G。
加压辊 22G 在旋转轴 221g 上沿着周围设置弹性材质层 222g 而构成。
加热用旋转带 21G 被卷挂在引导辊 r1、 r2、 r3 上,在加压辊侧的引导辊 r1 和 r2 之间被衬垫 Pd 按压,从而在该加热用旋转带 21G 与加压辊 22G 之间形成宽辊隙 Ng。 使承载未定影调色剂像的记录介质通过该辊隙 Ng,从而能够使调色剂像定影在记录介质 上。
图 15 表示又一个其他定影装置 2H 的例子。 定影装置 2H 包括加热辊 21h 和被 其按压的加压辊 22h。
加热辊 21h 是将已讲述的图 9 所示的加热辊进行变更的加热辊。 换言之,是利用 筒状发热体 1D’ 的加热辊,该筒状发热体 1D’ 在构成图 9 的加热辊的筒状发热体 1D, 即卷上由设置有金属图案 12d 的可挠性树脂薄板 171 构成的发热薄板 17D 并粘贴在筒状体 172 的内周面的筒状发热体 1D 中,省略两端部的环状电极部 141d、142d 而构成。
在筒状发热体 1D’ 的筒状体 172 上,与筒状发热体 1D 一样沿着周围设置有弹 性材质层 33,其表面被耐磨性膜 34 覆盖。 在筒状体 172 的两端部安装有端构件 211h、 212h。 端构件 211h、212h 与图 2 所示的定影装置 2A 的加热辊 21a 的端构件 15a 相同, 一体地双层重叠圆盘状部分而构成,将直径小的圆盘状部分嵌入筒状发热体 1D’ 端部。
加热辊 21h 通过从端构件 211h 突出地设置的轴 211s 和从端构件 212h 突出地设 置的轴 212s 可旋转地支撑在定影装置框架 Fh 上。
加压辊 22h 在轴 221h 上沿着周围设置弹性材质层 222h 而构成,可旋转地支撑在 框架 Fh 上,被压接在加热辊 21h,并且在其与加热辊 21h 之间形成辊隙 Nh。
加热辊 21h 的一个轴 21s 可通过省略图示的旋转驱动装置旋转驱动,加压辊 22h 经由省略图示的传动机构从加热辊侧可旋转驱动。
定影装置 2H 包括对筒状发热体 1D’ 的金属图案 12d 通电的供电装置 18。 图 16(A) 是供电装置 18 的一部分的剖面图。
如图 15 和图 16(A) 所示,供电装置 18 包括第 1 部分 181 和与第 1 部分 181 相同 且左右对称地面对第 1 部分 181 的第 2 部分 182。
第 1 部分 181 是在圆盘状的第 1 芯构件 181’ 上缠绕配置初级线圈 181c 的部 分,第 2 部分是在圆盘状的第 2 芯构件 182’ 上缠绕配置次级线圈 182c 的部分。 芯构件 181’、182’ 由可成为电磁铁的磁芯的材料 ( 磁性材料 )( 本例中是铁素体 ) 形成。
第 1 部分 181 通过从该芯构件 181’ 的背面突出地设置的轴 181s 支撑在固定位 置框架 Fh’ 上而静止配置。
在第 2 部分 182 的芯构件 182’ 的背面连接固定有从所述加热辊 21h 的端构件 211h 突出地设置的轴 211s。
这样,第 1 部分 181 和第 2 部分 182 在使中心轴线一致的状态下,在这些芯构件 的面对的平坦平面之间具有间隔 ds 而相对。在本例中各芯构件的该平坦平面的部分的面积相同,但是不限于此。
图 16(B) 是朝图 15 所示的箭头 X 方向看到第 1 部分 181 的图,图 16(C) 是朝图 15 所示的箭头 Y 方向看到第 2 部分 182 的图。
在第 1 部分 181、第 2 部分 182 的互相相对的芯构件面的每一个面上,使中心与 所述轴 181s、211s 的中心轴线一致地形成相同尺寸的圆形槽 180,在该圆形槽 180 中缠绕 有线圈。
在第 1 部分 181 的芯构件 181’ 上缠绕的线圈 181c 是初级线圈,该线圈的两端 部 181e、181e’ 贯通第 1 部分 181 而引出到第 1 部分的背后,连接到输出可变的交流电 源单元 PWh。
在第 2 部分 182 的芯构件 182’ 上缠绕的线圈 182c 是次级线圈,该线圈的两端 部 182e、182e’贯通第 2 部分 182 而引出到第 2 部分的背后,进一步导出到端构件轴 211s 的空心部,并通过该空心部到达筒状发热体 1D 内,在此连接到金属图案 12d。
设置有初级线圈 181c 的第 1 部分 181 和设置有次级线圈 182c 的第 2 部分 182 可 以说是在中途被分离的分离变压器,从电源单元 PWh 使交流电流流过初级线圈 181c,从 而在第 2 部分 182 的次级线圈 182c 上流过相互感应引起的感应电流,由此对金属图案 12d 通电,使筒状发热体 1D’ 发热,能够使加热辊 21h 表面能够升温至可使未定影调色剂像 定影在记录介质上的定影温度。
关于加热辊的温度控制,如下进行即可 :通过热敏电阻等适当的温度传感器 TS 检测加热辊 21h 的表面温度,并基于检测到的温度和目标温度 ( 例如 180℃左右 ) 之差, 调整电源单元 PWh 的输出使得检测温度向目标温度接近。
一般而言,电源单元 PWh 的输出为交流电即可,可以例示工频电源的 50Hz ~ 60Hz(90V ~ 240V) 左右至 100kHz 左右的频率范围的交流电。 但是,若采用高频电,能 够减少影响芯构件和线圈匝数的第 1 部分和第 2 部分的体积而使实现小型化,因此,为了 将第 1 部分 181、第 2 部分 182 的尺寸 ( 特别是芯构件 181’、182’的尺寸 ) 小型化,并 且考虑输电效率,能够举出在 1kHz ~ 100kHz 的范围内进行控制的例子。 在本例中,能 够在更加优选的 20kHz ~ 40kHz 的范围内进行控制。
另外,电源单元 PWh 的输出控制也可以是在 PWh 控制中变更波形的占空比的输 出控制。
总之,都可以细致地进行温度控制。
一般而言,第 1 芯构件 181’、第 2 芯构件 182’的平坦平面间间隔 ds 在避免两 个构件接触的情况下能够例示 0.1mm 以上。
此外,虽然受到初级、次级线圈的咂数、芯构件 181’、182’ 材质等的影响, 但是,第 1、第 2 芯构件的平坦平面间间隔在次级线圈 182c 上产生可使加热辊表面温度向 规定温度接近的感应电流的基础上,可以举出大致设置至 10mm 左右的例子。
此外,第 1 芯构件 181’ 的面对第 2 芯构件 182’ 的平坦平面的部分相对于该平 坦平面的全部面积的比例 ( 或者,第 2 芯构件 182’ 的面对第 1 构件 181’ 的平面平面 的部分相对于该平坦平面的全部面积的比例 ) 虽受初级线圈、次级线圈的咂数、芯构件 181’、182’ 的材质、两个构件的间隔等影响,但在更可靠地且有效地产生可使加热辊 表面温度向规定温度接近的感应电流的基础上,可举出大致设置在 50%以上的例子。在定影装置 2H 中,也可以在与记录介质的通过区域对应的位置,通过树脂成形 等,将由海绵等构成的支撑弹性材料设置在加热辊 21h 的筒状发热体 1D’ 的内侧。
与以上说明的供电装置 18 相同类型的供电装置,只要在结构上等无特别障碍的 情况下,如图 15 所示,不仅适用于对加热辊 21h 的筒状发热体 1D’的金属图案 12d 进行 的通电,而且还适用于对本说明记载的其他筒状发热体和同样的筒状发热体的金属图案 进行的通电。
图 17 表示又一个其他筒状发热体 1J 的例子。 筒状发热体 1J 构成为,在筒状体 11j 的外周面上设置中央部的金属图案 12j1 和其两侧的金属图案 12j2、12j3,在筒状体 11j 的一侧端部的外周面上沿着周围设置环状电极部 141j、142j、143j、144j,在筒状体 11j 的内周面上设置用于检测温度的电阻图案 ( 电阻根据温度变化而变动的导电线,例如由 铜线构成的电阻图案 )。
虽省略图示,筒状体外周面的
环状电极部 141j 连接到金属图案 12j1 的一端,
环状电极部 142j 连接到金属图案 12j2 的一端,
环状电极部 143j 连接到金属图案 12j3 的一端,以及
环状电极部 144j 连接到各金属图案的另一端。
筒状体 11j 内周面的温度检测用电阻图案并不限定于此,但在本例中设置为如 下。
如图 18 所示,在可挠性树脂薄板 19 的一个面上形成中央部电阻图案 sj1 和其两 侧的电阻图案 sj2、 sj3,并且在薄板的一侧端部的相反侧面上形成带状电极部 1s、2s、 3s、4s,然后使设置有电阻图案的一面朝外侧而卷上该树脂薄板 19 并插入筒状体 11j 内, 从而配置在筒状体 11j 内周面上。 在本例中,设置有电阻图案的树脂薄板 19 通过接合剂 粘贴在筒状体 11j 的内周面上,但只要没有位置偏移等顾虑等的障碍,也可以不粘贴而只 内嵌配置。
另外,在本例中电阻图案 sj1、 sj2、 sj3 均由电阻根据温度变动而变动的金属线 构成的图案。
这样,在筒状体 11j 内周面上配置树脂薄板 19 的状态下,电阻图案 sj 1、电阻图 案 sj2、电阻图案 sj3 分别位于与金属图案 12j1、金属图案 12j2、金属图案 12j3 对应的位 置。
带状电极部 1s、2s、3s、4s 在树脂薄板 19 被卷上而配置于筒状体 11j 的内周面 的状态下成为带状电极部,且保持它们露出的状态。
虽省略图示,筒状体 11j 内周面侧的
电极部 1s 连接在电阻图案 sj1 的一端,
电极部 2s 连接在电阻图案 sj2 的一端,
电极部 3s 连接在电阻图案 sj3 的一端,以及
电极部 4s 连接在各电阻图案的另一端。
在将筒状发热体 1J 作为定影装置用加热辊的一部分来使用的情况下,例如,如 图 19 所示,在筒状发热体 1J 上沿着周围设置弹性材质层 41,其表面被耐磨性膜 42 覆 盖,在筒状发热体 1J 的各端部安装适当的端构件,然后通过轴支撑在定影装置框架内,从而能够得到可旋转的加热辊 21j。此时,端构件安装在电阻图案用的环状电极部 1s ~ 4s 的里侧即可,以便能够使省略图示的电阻检测用电极从外侧接触到这些环状电极部 1s ~ 4s。
然后,从输出可变的电源单元 ( 省略图示 ),根据供调色剂像定影的记录介质尺 寸,经由省略图示的供电用电极和环状电极部 141j ~ 144j 中的几个,对金属图案 12j1 ~ 12j3 中的至少一个进行通电,从而使筒状发热体 1J 的规定范围发热,由此根据记录介质 尺寸使加热辊 21j 的规定范围升温至调色剂像定影温度。
另外,通过对金属图案 12j1 ~ 12j3 中的至少一个通电而引起的发热,利用省略 图示的电阻检测器检测,经由所述环状电极部 1s ~ 4s 中的至少几个和与这些接触的省略 图示的检测电极,能够检测与发热的金属模型对应的电阻模型的随温度变化的电阻的变 动。 由此,能够掌握由于金属图案的发热而加热的加热辊 21j 的部分的温度,在接受来自 该检测器的与检测温度对应的检测信息的省略图示的控制单元中,根据基于电阻图案的 检测温度和目标温度之差,通过频率控制或 PWM 控制等控制从电源单元向该金属图案的 供电,从而能够细致、高精度且稳定地控制加热辊 21j 的规定范围以使其向规定定影温度 接近。
在对电源单元输出进行频率控制时,也可以使电阻图案的电阻变换为频率,从 而将电阻图案的电阻变动变换为频率变动来进行掌握。
图 20 所示的可挠性树脂薄板在树脂薄板 19 的薄板面上,分别与金属图案 12j1、 与金属图案 12j2、金属图案 12j3 对应而印制形成电阻图案 sj1’、电阻图案 sj2’、电阻图 案 sj3’,从而取代如图 18 所示的在可挠性树脂薄板 19 面上通过布线形成电阻图案组。 这里的电阻图案 sj1’、sj2’、sj3’分别是由电阻根据温度变动而变动的铜膏、银膏等导 电性膏的涂膜带构成的电阻图案。
在薄板 9 的相反侧的面的端部,形成有应成为与这些电阻涂膜带电连接的环状 电极部的带状电极部 1s’ ~ 4s’。
该薄板也可以使设置有电阻图案 sj1’ ~ sj3’ 的面朝外侧而被卷上并插入筒状 体 11j 内,然后通过接合剂的粘贴或简单的配置等配置在筒状体 11j 的内周面,从而能够 得到筒状发热体 1J’,进而在其外周面沿着周围设置弹性材质层 41,其表面被耐磨性膜 42 覆盖,从而构成图 21 所示的加热辊 21j’。
在该加热辊 21j’ 中,通过对金属图案 12j1 ~ 12j3 中的至少一个进行通电而引 起的发热,经由所述环状电极部 1s’ ~ 4s’ 中的至少几个和与它们接触的省略图示的检 测电极,能够检测与发热的金属模型对应的电阻模型的温度变化引起的电阻的变动。 由 此,能够掌握由于金属图案的发热而加热的加热辊 21j’ 的部分的温度,且根据基于电阻 图案的检测温度和目标温度之差,控制从电源单元对该金属图案的供电,从而能够高精 度地控制加热辊 21j’ 的规定范围以使其向规定定影温度接近。
只要没有障碍,温度检测用的电阻图案 ( 基于布线的图案、涂膜带的图案等 ) 不 仅能够设置在以上说明的筒状发热体 1J、1J’,还可以设置在本说明书记载的其他的筒 状发热体和同样的筒状发热体,并且通过该电阻图案能够进行筒状发热体或利用该筒状 发热体的定影装置的加热用旋转体的温度控制。
总之,温度检测用的电阻图案可以直接形成在筒状体的内周面,或者用电绝缘性膜覆盖金属图案后形成在该电绝缘膜上。
以上说明的筒状发热体 1A( 图 1)、1B( 图 3)、1C( 图 6)、1D( 图 8 等 )、1F( 图 12(B))、1F’ ( 图 13)、1D’ ( 图 15)、1J( 图 17 等 )、1J’ ( 图 21) 等的每一个筒状体 即筒状体 11a( 图 1 等 )、172( 图 7(A)、 (B) 和 (C) ~图 9 等 )、11j( 图 17 等 ) 等,一 般而言,为了具有耐于金属图案的发热的耐热性,能够由表现出这种耐热性的聚酰亚胺 类树脂、苯酚类树脂等热固性树脂形成。
而且,用于构成筒状发热体的筒状体可以是金属制的,例如可以由以镍、铜或 铁为主要成分的金属材料构成。
参照附图说明的筒状发热体中的筒状体 11a( 图 1 等 )、172( 图 7(A)、 (B) 和 (C) ~图 9 等 )、11j( 图 17 等 ) 等由聚酰亚胺树脂构成。
筒状体的厚度根据是将筒状发热体作为辊形式的发热用旋转体的结构构件来使 用,还是作为可挠性带形式的加热用旋转体的结构构件来使用,而且根据筒状体材料 等,适当地选择确定即可。
此外,构成筒状发热体的筒状体 [ 筒状体 11a( 图 1 等 )、172( 图 7(A)、 (B) 和 (C) ~图 9 等 )、11j( 图 17 等 ) 等 ] 为了使其热分布均匀化,也可以分散碳粉、镍粉等金 属粉这样的导热性粉。
当筒状体含有导电性的导热性粉时,为了安全,将例如金属图案、温度检测用 的电阻图案等通电的构件配置为不直接与筒状体接触。
筒状发热体 1A( 图 1)、1B( 图 3)、1C( 图 6)、1D( 图 8 等 )、1F( 图 12(B))、 1F’ ( 图 13)、图 1D’ ( 图 15)、1J( 图 17 等 )、1J’ ( 图 21) 等的每一个的可通电发热 的金属图案,即金属图案 12a( 图 1 等 )、12b( 图 3)、121c ~ 123c( 图 6)、12d( 图 7(A) 等 )、121d ~ 123d( 图 11)、12f( 图 12(A) 等 )、12j1 ~ 12j3( 图 17) 等,一般而言,能 够例示由铜、铁、铝或 ( 从铜、铁和铝中选择的 2 种以上的金属的合金 ) 构成的情况,但 是,参照附图说明的筒状发热体中的金属图案是以铜为主体的图案 ( 包括由铜形成的图 案 )。
金属图案的形成能够通过事先形成的铜膜的蚀刻、利用以铜为主体的导电性膏 的印制等来形成。
金属图案的材质 ( 尤其是导电率 ) 和提供金属图案的可通电发热的线的厚度、宽 度以及整体长度等,可以根据由该金属图案产生的目标发热温度来选择,换言之,可以 将用于提供金属图案的可通电发热的线的导电率、厚度、宽度、长度与对于金属图案的 供电一起作为发热温度的控制要素,且相应地能够容易控制发热温度。
在考虑到这些要素的情况下,如果从尽量使金属图案形成面平滑的观点出发, 能够举出提供金属图案的可通电发热的线的厚度设置在大致 12.5μm ~ 50μm 左右的范 围的例子。
此外,作为覆盖金属图案或根据情况覆盖温度检测用的电阻图案的所述电绝缘 性膜,一般而言,可例示聚酰亚胺膜等耐热性良好的热固性树脂膜、聚酰亚胺类漆等耐 热性良好的漆膜,但是,之前说明的覆盖筒状发热体中的金属图案等的电绝缘性膜采用 聚酰亚胺类漆。
总之,作为电绝缘性膜的厚度,为了表现出电绝缘性效果,可举出设置为大致10μm 以上的例子,另一方面,为了避免无用地过厚或者当筒状发热体要求可挠性时为 了不妨碍其可挠性,可举出设置为大致 50μm 以下的例子。
如图 7(A) ~ (C) 例示那样,在可挠性树脂薄板 ( 例如 171) 上形成金属图案 ( 例 如 12d),卷上该薄板并通过接合剂粘贴或不粘贴而配置等配置在筒状体 ( 例如 172) 的内 周面以形成筒状发热体 ( 例如 1D) 的情况下,或者如图 12(A) ~图 12(C) 例示那样,在 可挠性树脂薄板 ( 例如 171f) 上形成金属图案 ( 例如 12f),并通过接合剂粘贴或不粘贴而 配置等将该薄板配置在筒状体 ( 例如 11a) 的外周面以形成筒状发热体 ( 例如 1F) 的情况 下,一般而言,作为可挠性树脂薄板,能够例示由表现出耐于金属图案的发热的耐热性 的聚酰亚胺类树脂等热固性树脂构成的树脂薄板。 在之前说明的筒状发热体 1D、1F 等 中,作为形成金属图案的可挠性树脂薄板采用聚酰亚胺膜。
此外,为了确保某种程度的强度和电绝缘性,可挠性树脂薄板的厚度能够举出 设置为大致 12.5μm 左右以上的例子,而且,能够举出在维持可挠性的基础上设置为大 致 50μm 以下的例子。
形成温度检测用的电阻图案的可挠性树脂薄板 19( 参照图 18、图 20),也能够采 用与形成金属图案的树脂薄板相同的薄板。 作为将树脂薄板粘贴在筒状体周面时能够采用的接合剂 ( 包括粘着剂 ),能够例 示环氧类接合剂、聚酰亚胺类接合剂等可耐于金属图案发热的耐热性接合剂。
利用筒状发热体的定影装置的加热用旋转体 [21b( 图 4)、21c( 图 5)、21d’( 图 9)、21e( 图 10)、21f( 图 12)、21f’ ( 图 13)、21h( 图 15)、21j( 图 19)、21j’ ( 图 21) 等 ] 中的弹性材质层 [211( 图 4)、214( 图 5)、32( 图 7(B) 和 (C) ~图 9)、33( 图 9)、 33’ ( 图 10)、35( 图 12)、35’ 和 37( 图 13)、41( 图 19、图 21) 等 ],作为耐热性的弹 性材质层能够例示由硅树脂 ( 例如硅橡胶 ) 构成的弹性材质层。 在这样的弹性材质层中, 为了使热分布均匀化,位于金属图案的外周侧的弹性材质层 (211( 图 4) 等 ) 也可以是将 碳粉、镍粉等金属粉这样的导热性粉混合分散的材质层。
此外,在由耐磨性膜覆盖弹性材质层的情况下 [ 膜 212( 图 4)、膜 34( 图 9、图 15)、膜 34’( 图 10)、膜 36( 图 12(C))、膜 36’( 图 13)、膜 42( 图 19、图 21) 等 ],作为 该耐磨性膜,能够举出可耐于加热用旋转体的温度的具有耐热性的树脂膜,例如 PTFE、 PFA 等氟类树脂膜或筒。
对以上说明的筒状发热体 1A( 图 1)、1B( 图 3)、1C( 图 6)、1D( 图 8 等 )、 1F( 图 12(B))、1F’ ( 图 13)、1D’ ( 图 15)、1J( 图 17 等 )、1J’ ( 图 21) 等的每一个 中的可通电发热的金属图案供电的环状电极部、在设置有温度检测用电阻图案的筒状发 热体中用于根据其电阻图案检测电阻变动的环状电极部,可以与金属图案或电阻图案一 体设置,但是,也可以与金属图案或电阻图案分开形成,之后通过银焊剂、金属环等电 连接手段连接在这些图案。 分开形成的环状电极部也可以兼作筒状发热体端部的加强构 件。
总之,当环状电极部连接到金属图案时,为了将与其接触的供电电极与该环状 电极部之间的接触电阻尽量长时间抑制为低电阻,此外,若环状电极部连接到电阻图 案,则为了将与其接触的电阻检测用电极与该环状电极部之间的接触电阻尽量长时间抑 制为低电阻,电极部表层优选由从镍、金、铑和导电性碳选择的至少一种导电性材料形
成。
这样的表层部可以通过例如镀覆、涂布这样的材料或包含这样的材料的膏等而得到。 本发明可用于提供在电子照相方式、静电记录方式等图像形成装置等中采用的 定影装置中可作为加热用旋转体的热源等来使用的发热效率高的筒状发热体,所述定影 装置使承载未定影调色剂像的记录介质通过由该加热用旋转体和向该加热用旋转体被按 下的加压用旋转体形成的辊隙,从而使该调色剂像在加热加压下定影在该记录介质上, 而且,可用于提供能够满足缩短预热时间的要求、当今的节能要求的定影装置。