定影裝置制造方法
【專利摘要】一種被配置為使記錄材料上的圖像定影的定影裝置包括：旋轉部件，包括導電層；線圈，具有螺旋形的部分，并且被布置在所述旋轉部件內部；以及磁心，被布置在螺旋形的部分中；其中對于從關于母線方向的記錄材料上的圖像的最大通過區域的一端到另一端的地帶，磁心的磁阻等于或小于由導電層的磁阻和導電層與磁心之間的區域的磁阻構成的組合磁阻的30％。
【專利說明】定影裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及要被安裝在諸如電子照相系統的復印機、打印機等的圖像形成設備中 的定影裝置。
【背景技術】
[0002] 通常，要被安裝在諸如電子照相系統的復印機、打印機等的圖像形成設備中的定 影裝置被配置為在通過由加熱旋轉部件和與其接觸的加壓輥形成的壓合部傳輸攜帶有未 定影的調色劑圖像的記錄材料的同時加熱該記錄材料，以便使記錄材料上的調色劑圖像定 影。
[0003] 近年來，能夠對加熱旋轉部件的導電層直接加熱的電磁感應加熱系統的定影裝置 已經被開發和實行。電磁感應加熱系統定影裝置具有預熱時間短的優點。
[0004] 在PTL 1、PTL 2和PTL 3中公開的定影裝置的情況下，根據利用從磁場發生器產 生的磁場在加熱旋轉部件的導電層中感應的渦流，對導電層加熱。在這種定影裝置的情況 下，作為加熱旋轉部件的導電層，采用容易通過磁通的其厚度為200 y m到1mm的諸如鐵或 鎳等的磁性金屬、或主要由這些構成的合金。
[0005] 順便提及，為了企圖減少定影裝置的預熱時間，必須減少加熱旋轉部件的熱容，因 此有利的是加熱旋轉部件的導電層的厚度小。然而，在上述文獻中公開的定影裝置的情況 下，降低加熱旋轉部件的厚度導致熱效率的劣化。此外，關于上述文獻中公開的定影裝置， 即使在采用其相對磁導率低的材料的情況下，熱效率也劣化。因此，關于上述文獻中公開的 定影裝置，必須選擇相對磁導率高的厚的材料作為加熱旋轉部件的材料。
[0006] 因此，上述文獻中公開的定影裝置具有如下的問題，即要用作加熱旋轉部件的導 電層的材料被限制在具有高相對磁導率的材料，并且有約束施加于成本、材料處理方法、以 及裝置構成。
[0007] 引文列表
[0008] 專利文獻
[0009] PTL 1 日本專利公開 No. 2000-81806
[0010] PTL 2 日本專利公開 No. 2004-341164
[0011] PTL 3 日本專利公開 No. 9-102385
【發明內容】
[0012] 本發明提供了一種定影裝置，其中對于導電層的材料和厚度的約束小，并且能夠 以高效率對導電層加熱。
[0013] 根據本發明的第一實施例，一種定影裝置，被配置為通過加熱形成有圖像的記錄 材料使記錄材料上的圖像定影，包括：圓筒形的旋轉部件，包括導電層；線圈，被配置為形 成使導電層經受電磁感應加熱的交變磁場，所述線圈具有螺旋形的部分，所述螺旋形的部 分被布置在所述旋轉部件中使得螺旋形的部分的螺旋軸被定位為基本上平行于所述旋轉 部件的母線方向；以及磁心，被配置為感應交變磁場的磁力線，所述磁心被布置在螺旋形的 部分中；其中對于從母線方向上的記錄材料上的圖像的最大通過區域的一端到另一端的地 帶，磁心的磁阻等于或小于由導電層的磁阻和導電層與磁心之間的區域的磁阻構成的組合 磁阻的30%。
[0014] 根據本發明的第二實施例，一種定影裝置，被配置為通過加熱形成有圖像的記錄 材料使記錄材料上的圖像定影，包括：圓筒形的旋轉部件，包括導電層；線圈，被配置為形 成使導電層經受電磁感應加熱的交變磁場，所述線圈具有螺旋形的部分，所述螺旋形的部 分被布置在所述旋轉部件中使得螺旋形的部分的螺旋軸被定位為基本上平行于所述旋轉 部件的母線方向；以及磁心，被配置為感應交變磁場的磁力線，所述磁心具有在旋轉部件外 不形成環路的形狀并且被布置在螺旋形的部分中；其中從磁心的母線方向上的一端輸出的 磁力線的70%或更多通過導電層的外側并且返回到磁心的另一端。
[0015] 根據本發明的第三實施例，一種定影裝置，被配置為通過加熱形成有圖像的記錄 材料來使記錄材料上的圖像定影，包括：圓筒形的旋轉部件，包括導電層；線圈，被配置為 形成使導電層經受電磁感應加熱的交變磁場，所述線圈具有螺旋形的部分，所述螺旋形的 部分被布置在所述旋轉部件中使得螺旋形的部分的螺旋軸被定位為基本上平行于所述旋 轉部件的母線方向；以及磁心，被配置為感應交變磁場的磁力線，所述磁心被布置在螺旋形 的部分中；其中在從母線方向上的記錄材料上的圖像的最大通過區域的一端到另一端的地 帶中，導電層的相對磁導率以及導電層與磁心之間的區域中的部件的相對磁導率小于1.1; 以及其中對于貫穿所述地帶的與母線方向垂直的截面，定影裝置滿足以下關系表達式（1): 0. 06X li cXSc彡Ss+Sa(l)其中Ss表不導電層的截面面積，Sa表不導電層與磁心之間的 區域的截面面積，Sc表示磁心的截面面積，并且ii c表示磁心的相對磁導率。
[0016] 根據本發明的第四實施例，一種定影裝置，被配置為通過加熱形成有圖像的記錄 材料來使記錄材料上的圖像定影，包括：圓筒形的旋轉部件，包括導電層；線圈，被配置為 形成使導電層經受電磁感應加熱的交變磁場，所述線圈具有螺旋形的部分，所述螺旋形的 部分被布置在所述旋轉部件中使得螺旋形的部分的螺旋軸被定位為基本上平行于所述旋 轉部件的母線方向；以及磁心，被配置為感應交變磁場的磁力線，所述磁心被布置在螺旋形 的部分中；其中導電層由非磁性材料形成，并且磁心具有在旋轉部件外不形成環路的形狀。
[0017] 根據本發明的第五實施例，一種定影裝置，被配置為通過加熱形成有圖像的記錄 材料來使記錄材料上的圖像定影，包括：圓筒形的旋轉部件，包括導電層；線圈，被配置為 形成使導電層經受電磁感應加熱的交變磁場，所述線圈具有螺旋形的部分，所述螺旋形的 部分被布置在所述旋轉部件中使得螺旋形的部分的螺旋軸被定位為基本上平行于所述旋 轉部件的母線方向；以及磁心，被配置為感應交變磁場的磁力線，所述磁心被布置在螺旋形 的部分中；其中導電層由非磁性材料形成，并且導電層的厚度等于或薄于75 ilm。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1是定影膜、磁心和線圈的透視圖。
[0019] 圖2是根據第一實施例的圖像形成設備的示意性配置圖。
[0020] 圖3是根據第一實施例的定影裝置的截面示意圖。
[0021] 圖4A是在螺線管線圈附近的磁場的示意圖。
[0022] 圖4B是在螺線管中心軸處的磁通密度分布的示意圖。
[0023] 圖5A是在螺線管線圈和磁心附近的磁場的示意圖。
[0024] 圖5B是在螺線管中心軸處的磁通密度分布的示意圖。
[0025] 圖6A是螺線管線圈的磁心的端部的附近的示意圖。
[0026] 圖6B是在螺線管中心軸處的磁通密度分布的示意圖。
[0027] 圖7A是線圈形狀和磁場的示意圖。
[0028] 圖7B是其中穿透電路的磁通穩定的區域的示意圖。
[0029] 圖8A是線圈形狀和磁場的示意圖。
[0030] 圖8B是其中磁通穩定的區域的示意圖。
[0031] 圖9A是示出使第一實施例的目的受挫的磁力線的示例的圖。
[0032] 圖9B是示出使第一實施例的目的受挫的磁力線的示例的圖。
[0033] 圖9C是示出使第一實施例的目的受挫的磁力線的示例的圖。
[0034] 圖10A是其中布置有限長度螺線管的結構的示意圖。
[0035] 圖10B是結構的側視圖和截面圖。
[0036] 圖11A是包括磁心、線圈和圓筒體的空間的每單位長度的磁性的等效電路圖。
[0037] 圖11B是根據第一實施例的配置的磁性的等效電路圖。
[0038] 圖12是磁心和間隙的示意圖。
[0039] 圖13A是圓筒形的旋轉部件內的電流和磁場的截面示意圖。
[0040] 圖13B是圓筒形的旋轉部件的縱向的透視圖。
[0041] 圖14A是示出從激勵線圈的高頻電流到套筒圓周電流的轉換的圖。
[0042] 圖14B是激勵線圈和套筒的等效電路。
[0043] 圖15A是關于電路效率的說明圖。
[0044] 圖15B是關于電路效率的說明圖。
[0045] 圖15C是關于電路效率的說明圖。
[0046] 圖16是要被用于電力轉換效率的測量實驗的實驗裝置的圖。
[0047] 圖17是示出圓筒形的旋轉部件外部的磁力線的比率與轉換效率之間的關系的 圖。
[0048] 圖18A是示出在第一實施例的配置的情況下轉換效率與頻率之間的關系的圖。
[0049] 圖18B是示出在第一實施例的配置的情況下轉換效率與厚度之間的關系的圖。
[0050] 圖19是在磁心被分割時的定影裝置的示意圖。
[0051] 圖20是在磁心被分割時的磁力線的示意圖。
[0052] 圖21是示出在第一實施例和比較示例1的配置的情況下電力轉換效率的測量結 果的圖。
[0053] 圖22是示出在第二實施例和比較示例2的配置的情況下電力轉換效率的測量結 果的圖。
[0054] 圖23是示出用作比較示例2的感應加熱系統定影裝置的配置的圖。
[0055] 圖24是用作比較示例2的感應加熱系統定影裝置中的磁場的示意圖。
[0056] 圖25A是用作比較示例3的感應加熱系統定影裝置中的磁場的示意截面圖。
[0057] 圖25B是用作比較示例3的感應加熱系統定影裝置中的磁場的放大的示意截面 圖。
[0058] 圖26是示出在第三實施例和比較示例3的配置的情況下電力轉換效率的測量結 果的圖。
[0059] 圖27是比較示例4的磁心和線圈的縱向方向上的截面圖。
[0060] 圖28是用作比較示例4的感應加熱系統定影裝置中的磁場的示意圖。
[0061] 圖29A是用作比較示例4的感應加熱系統定影裝置中的渦流的方向的說明圖。
[0062] 圖29B是用作比較示例4的感應加熱系統定影裝置中的渦流的方向的說明圖。
[0063] 圖29C是用作比較示例4的感應加熱系統定影裝置中的渦流的方向的說明圖。
[0064] 圖30是示出在第四實施例和比較示例4的配置的情況下電力轉換效率的測量結 果的圖。
[0065] 圖31是渦流E//的說明圖。
[0066] 圖32是渦流E丄的說明圖。
[0067] 圖33A是示出根據另一個實施例的磁心的形狀的圖。
[0068] 圖33B是示出根據另一個實施例的磁心的形狀的圖。
[0069] 圖34是示出空心的定影裝置的圖。
[0070] 圖35是示出在形成閉合磁路的情況下的磁心的圖。
[0071] 圖36是根據第五實施例的定影裝置的截面的配置圖。
[0072] 圖37是根據第五實施例的定影裝置的磁路的等效電路。
[0073] 圖38是用于描述磁力線形狀和熱量的減少的圖。
[0074] 圖39是根據第六實施例的定影裝置的示意性配置圖。
[0075] 圖40A是根據第六實施例的定影裝置的截面圖。
[0076] 圖40B是根據第六實施例的定影裝置的截面圖。
【具體實施方式】
[0077] 第一實施例
[0078] (1)圖像形成設備示例
[0079] 在下文中，將基于附圖描述本發明的實施例。圖2是根據本實施例的圖像形成設 備100的示意性配置圖。根據本實施例的圖像形成設備100是使用電子照相處理的激光束 打印機。101表示用作圖像支撐部件的旋轉鼓型電子照相感光部件（在下文中，被稱為感光 鼓），并且通過具有預定圓周速度的旋轉來驅動。在旋轉的過程中通過充電輥102使感光鼓 101均勻地充電以帶有預定極性和預定電位。103表示用作曝光單元的激光束掃描器。掃描 器103輸出根據從外部裝置（諸如未示出的圖像掃描器或計算機等）輸入的圖像信息調制 的激光束L，并且通過掃描使感光鼓101的充電面曝光。根據該掃描曝光，去除感光鼓101 的表面上的電荷，在感光鼓101的表面上形成根據圖像信息的靜電潛像。104表示顯影設 備，調色劑被從顯影輥l〇4a供應到感光鼓101的表面，并且靜電潛像被形成為調色劑圖像。 105表示收納裝載記錄材料P的進紙盒子。基于進紙開始信號驅動進紙輥106,并且通過一 次單獨的一個片材來進給進紙盒子105內的記錄材料P。在預定定時處經由對齊輥107將 記錄材料P引入到由感光鼓101和轉印輥108形成的轉印部分108T中。具體地，在感光鼓 101上的調色劑圖像的前端部分到達轉印部分108T時的定時處，通過對齊輥107控制記錄 材料P的傳輸，使得記錄材料P的前端部分到達轉印部分108T。在將引導到轉印部分108T 中的記錄材料P傳輸到這個轉印部分108T的同時，通過未示出的轉印偏置施加電源將轉印 偏置電壓施加到轉印輥108。將具有調色劑的相反極性的轉印偏置電壓施加到轉印輥108， 并且因此，在轉印部分108T處將感光鼓101的表面側的調色劑圖像轉印到記錄材料P的表 面。其中已經在轉印部分108T處轉印了調色劑圖像的記錄材料P與感光鼓101的表面分 離，并且經由傳送引導件109在定影裝置A處經受定影處理。稍后將描述定影裝置A。另一 方面，在記錄材料與感光鼓101分離之后的感光鼓101的表面經受清潔裝置110處的清潔， 并且被重復地用于圖像形成操作。經過定影裝置A的記錄材料P被從紙張輸出端口 111排 放到紙張輸出托盤112上。
[0080] (2)定影裝置
[0081] 2-1、示意性配置
[0082] 圖3是根據第一實施例的定影裝置的示意截面圖。定影裝置A包括用作圓筒形的 加熱旋轉部件的定影膜、用作與定影膜1的內表面接觸的壓合部形成部件的膜引導件9(帶 引導件）、以及用作對向部件的加壓輥7。加壓輥7經由定影膜1而與壓合部形成部件一起 形成壓合部N。其中支撐調色劑圖像T的記錄材料P在由壓合部N傳輸的同時被加熱，以便 將調色劑圖像T定影在記錄材料P上。
[0083] 使用未示出的軸承單元和按壓單元，通過總壓力大約50N到100N(大約5kgf?到大 約l〇kgf)的按壓力將壓合部形成部件9壓在加壓輥7上，在其之間夾著定影膜1。通過使 用未示出的驅動源在箭頭方向上的旋轉來驅動加壓輥7,旋轉力根據壓合部N處的摩擦力 而對定影膜1起作用，并且通過加壓輥7來驅動定影膜1以便旋轉。壓合部形成部件9還 具有用作膜引導件的功能，該膜引導件被配置為引導定影膜1的內表面，并且由作為耐熱 樹脂的聚苯硫醚（PPS)等構成。
[0084] 定影膜1 (定影帶）包括其直徑（外徑）為10到100mm的金屬制成的導電層la (基 底層）、形成在導電層la的外側的彈性層lb、以及形成在彈性層lb的外側的表面層lc (釋 放層）。在下文中，導電層la將被稱為"圓筒形的旋轉部件"或"圓筒形的部件"。定影膜1 具有撓性。
[0085] 在第一實施例的情況下，作為圓筒形的旋轉部件la，采用其相對磁導率為1. 0并 且厚度為20 的鋁。作為圓筒形的旋轉部件la的材料，可以采用作為非磁性部件的銅 (Cu)或Ag(銀），或者可以采用奧氏體不銹鋼（SUS)。作為本實施例的特征之一，列舉了存 在許多材料選項被采用作為圓筒形的旋轉部件la。因此，存在如下的優點，即可以采用可加 工性優秀的材料或者便宜的材料。
[0086] 圓筒形的旋轉部件la的厚度等于或薄于75 y m，并且優選地等于或者薄于50 y m。 這是因為期望的是為圓筒形的旋轉部件la提供合適的撓性，并且還期望的是降低其熱量。 小直徑對于降低熱量而言是有利的。通過將厚度減少到75 y m或優選地等于或薄于50 y m 的另一個優點是，改善撓性性能。定影膜1在由壓合部形成部件9和加壓輥7按壓的狀態 中通過旋轉來驅動。對于其每個旋轉，定影膜1在壓合部N處被按壓和變形并且受到應力。 即使這個重復彎曲被連續地施加到定影膜1直到定影裝置的耐久壽命，定影膜1的由金屬 制成的導電層la也必須被設計為不導致疲勞破損。在減少導電層la的厚度時，顯著地改 善對于由金屬制成的導電層la的疲勞破損的耐受性。這是因為，在根據壓合部形成部件9 的曲面的形狀使導電層la按壓并且變形時，導電層la越薄，對導電層la起作用的內部應 力減少到越小。通常，在要被用于定影膜的金屬層的厚度到達等于或薄于50 y m時，這個效 果變得顯著，并且易于獲得足夠的對于疲勞破損的耐受性。根據上述原因，為了實現熱量的 最小化并且改善對于疲勞破損的耐受性，重要的是充分利用導電層la使得抑制其厚度為 50 y m或更薄。本實施例具有如下的優點，S卩，即使在電磁感應加熱系統定影裝置的情況下 導電層la的厚度也能夠被抑制到50 ii m或更薄。
[0087] 彈性層lb由其硬度為20度（JIS-A，1kg加載）的硅橡膠形成，并且具有0. 1到 〇. 3mm的厚度。另外，其厚度為10到50 i! m的氟碳樹脂管被覆蓋在彈性層lb上作為表面層 lc (釋放層）。磁心2在定影膜1的母線（generatrix)方向上被插入定影膜1的空心部分 中。圍繞其磁心2的外周纏繞激勵線圈3。
[0088] 2-2、磁心
[0089] 圖1是圓筒形的旋轉部件la(導電層）、磁心2、和激勵線圈3的透視圖。磁心2 具有圓柱形的形狀，并且由未示出的固定單元基本上被布置在定影膜1的中心。磁心2具 有如下的角色，其被配置為將在激勵線圈3處產生的交變磁場的磁力線（磁通）誘導到圓 筒形的旋轉部件la中（圓筒形的旋轉部件la和磁心2之間的區域），并且形成用于磁力線 的路徑（磁路）。期望的是這個磁心2的材料是由具有低磁滯損失和高磁導率的合金材料 或氧化物（例如，烘焙鐵氧體（ferrite)、鐵氧體樹脂、非晶形合金、坡莫合金等）構成的鐵 磁體。特別地，在將21kHz到100kHz頻帶的高頻交流電施加到激勵線圈的情況下，在高頻 的交變電流中具有小損失的烘烤鐵氧體是期望的。期望的是，在圓筒形的旋轉部件la的空 心部分中可容納的范圍之內盡可能地增大磁心2的截面面積。在本實施例的情況下，假設 磁心的直徑是5到40mm，并且縱向方向上的長度是230到300mm。注意，磁心2的形狀不局 限于圓柱形的形狀，并且可以是棱柱的形狀。此外，可以進行如下的布置，其中在縱向方向 上將磁心分割成多于一個，并且在磁心之間設置間隙，但是在這種情況下，期望的是根據稍 后描述的原因將分割的磁心之間的間隙配置為盡可能地小。
[0090] 2-3、激勵線圈
[0091] 通過以大約10匝到100匝、以螺旋形狀圍繞磁心2纏繞由耐熱的聚酰胺酰亞胺覆 蓋的其直徑為1到2mm的銅線材料（單引線），來形成激勵線圈3。在本實施例的情況下， 假設激勵線圈3的匝數是18匝。在與定影膜1的母線方向正交的方向上圍繞磁心2纏繞 激勵線圈3,并且因此，在將高頻電流施加到這個激勵線圈的情況下，能夠在與定影膜1的 母線方向平行的方向上產生交變磁場。
[0092] 注意，激勵線圈3不一定必須圍繞磁心2纏繞。期望的是激勵線圈3具有螺旋形部 分，該螺旋形部分被布置在圓筒形的旋轉部件的內部，使得其螺旋形部分的螺旋軸與圓筒 形的旋轉部件的母線方向平行，并且磁心被布置在螺旋形部分中。例如，可以進行如下的布 置，其中將其上以螺旋形狀纏繞激勵線圈3的線軸（bobbin)設置到圓筒形的旋轉部件中， 并且磁心2被布置在其線軸內。
[0093] 此外，從發熱的視角來看，當圓筒形的旋轉部件的母線方向與螺旋軸平行時，熱效 率變得最高。然而，在螺旋軸相對于圓筒形的旋轉部件的母線方向的平行度被偏移的情況 下，"平行地穿透電路的磁通的量"稍微減少，并且其熱效率減少，但是在偏移量僅僅是若干 度的傾斜的情況下，根本不存在實際的問題。
[0094] 2-4、溫度控制單元
[0095] 提供圖1中的溫度檢測部件4以用于檢測定影膜1的表面溫度。在本實施例的情 況下，采用非接觸型熱敏電阻器作為溫度檢測部件4。高頻轉換器5經由電力供應接觸部分 3a和3b將高頻電流供應到激勵線圈3。注意，通過日本國內的無線電法律實施條例，已經 將電磁感應加熱的使用頻率確定為20. 05kHz到100kHz的范圍。此外，為了電源的組件成 本，優選地頻率較低，并且因此，在第一實施例的情況下，在可用的頻帶的下限附近的21kHz 到40kHz的區域中執行頻率調制控制。控制電路6基于由溫度檢測部件4檢測到的溫度來 控制高頻轉換器5。因此，執行控制以使得定影膜1經受電磁感應加熱，并且表面的溫度變 為預定目標溫度（大約150攝氏度到200攝氏度）。
[0096] (3)發熱原理
[0097] 3-1、磁力線的形狀和感應電動勢
[0098] 首先，將描述磁力線的形狀。注意，首先，將使用在普通的空心螺線管線圈中的磁 場形狀進行描述。圖4A為用作激勵線圈的空心螺線管線圈3的示意圖（為了改善可見性， 在圖4A和圖4B中，匝數被減少，形狀被簡化）、以及磁場的示意圖。螺線管線圈3具有持有 有限長度以及間隙Ad的形狀，并且將高頻電流施加到這個線圈。本磁力線的方向是當在 箭頭I的方向上電流增大時的瞬間。對于磁力線，大部分經過螺線管線圈3的中心，并且在 從間隙Ad泄漏時在外周處連接。圖4B示出螺線管中心軸X處的磁通密度分布。如曲線 圖的曲線B1中所示出的，磁通密度在中心0的部分處最高，并且在螺線管端部處低。作為 其原因，這是因為存在磁力線的從線圈的間隙Ad的泄漏L1和L2。線圈附近的圓周磁場 L2被形成為使得圍繞激勵線圈3行進。據說線圈附近的這個圓周磁場L2經過不適合用于 有效地加熱圓筒形的旋轉部件的路徑。
[0099] 圖5A是在通過將磁心2插入具有相同形狀的螺線管線圈3的中心來形成磁路的 情況下的磁場和線圈形狀之間的對應圖。以與圖4A和圖4B相同的方式，這是當電流在箭 頭I的方向上增大時的瞬間。磁心2用作如下的部件，其被配置為內部感應在螺線管線圈 3處產生的磁力線以便形成磁路。根據第一實施例的磁心2不具有環狀而是具有各縱向方 向的端部。因此，在磁力線之中，其大部分變為具有以集中的方式經過在螺線管線圈中心中 的磁路并且在磁心2的縱向方向上的端部處擴散的形狀的開磁路。與圖4A相比，磁力線在 線圈的間隙Ad處的泄漏顯著地減少，從兩極輸出的磁力線變為具有其中它們在遠離外周 處連接的形狀的開磁路（在圖上的端部處不連接）。圖5B示出螺線管中心軸X處的磁通密 度分布。對于磁通密度，如曲線圖上的曲線B2中所示出的，與B1相比，磁通密度的衰減在 螺線管線圈3的端部處減少，并且B2具有接近梯形的形狀。
[0100] 3-2、感應電動勢
[0101] 發熱原理遵循法拉第定律（Faraday's law)。法拉第定律是"當改變電路內的磁 場時，產生企圖將電流施加到該電路的感應電動勢，并且感應電動勢與垂直穿透該電路的 磁通的時間變化成比例"。讓我們考慮如下的情況，其中其直徑大于線圈和磁心的電路S被 布置在圖6A中示出的螺線管心3的磁心2的端部附近，將高頻交變電流施加到線圈3。在 已經向其施加高頻交變電流的情況下，在螺線管線圈周圍形成交變磁場（其中大小和方向 隨時間重復地改變的磁場）。在那時，根據下面的表達式（1)，根據法拉第定律在電路S處 產生的感應電動勢與垂直穿透電路S的內部的磁通的時間變化成比例。
[0102][數學式1]
【權利要求】
1. 一種定影裝置，被配置為通過加熱形成有圖像的記錄材料使記錄材料上的圖像定 影，包括： 圓筒形的旋轉部件，包括導電層； 線圈，被配置為形成使導電層經受電磁感應加熱的交變磁場，所述線圈具有螺旋形的 部分，所述螺旋形的部分被布置在所述旋轉部件中使得螺旋形的部分的螺旋軸被定位為基 本上平行于所述旋轉部件的母線方向；以及 磁心，被配置為感應交變磁場的磁力線，所述磁心被布置在螺旋形的部分中； 其中對于從母線方向上的記錄材料上的圖像的最大通過區域的一端到另一端的地帶， 磁心的磁阻等于或小于由導電層的磁阻和導電層與磁心之間的區域的磁阻構成的組合磁 阻的30%。
2. 根據權利要求1所述的定影裝置，其中磁心具有在旋轉部件外部不形成環路的形 狀。
3. 根據權利要求1所述的定影裝置，其中，對于所述地帶，磁心的磁阻等于或小于組合 磁阻的10%。
4. 根據權利要求1所述的定影裝置，其中，對于所述地帶，磁心的磁阻等于或小于組合 磁阻的6%。
5. 根據權利要求1所述的定影裝置，其中導電層由銀、鋁、奧氏體不銹鋼和銅中的至少 一種形成。
6. 根據權利要求1所述的定影裝置，其中磁心的材料是鍛燒的鐵氧體。
7. 根據權利要求1所述的定影裝置，其中導電層的厚度等于或薄于75 ym。
8. 根據權利要求1所述的定影裝置，其中磁心在母線方向上與旋轉部件的端面相比突 出到旋轉部件的外側。
9. 根據權利要求8所述的定影裝置，其中與旋轉部件的端面相比突出到旋轉部件的外 側的磁心的一部分在旋轉部件的徑向方面是在與母線方向上延伸旋轉部件的內表面的虛 擬面相比的內側區域中。
10. 根據權利要求1所述的定影裝置，其中流到線圈中的交變電流的頻率等于或大于 21kHz但是等于或小于100kHz。
11. 根據權利要求1所述的定影裝置，其中在母線方向上，圖像的最大通過區域被包括 在導電層和磁心交疊的區域中。
12. 根據權利要求1所述的定影裝置，其中旋轉部件是圓筒形的膜；以及 其中定影裝置具有對向部件，所述對向部件被配置為在所述膜與所述對向部件之間形 成傳送記錄材料的壓合部。
13. 根據權利要求12所述的定影裝置，其中定影裝置包括壓合部形成部件，所述壓合 部形成部件被配置為與所述對向部件一起經由所述膜形成壓合部，所述壓合部形成部件與 所述膜的內表面接觸。
14. 根據權利要求13所述的定影裝置，其中定影裝置包括加強部件，所述加強部件被 配置為加強所述壓合部形成部件，所述加強部件在母線方向上較長，在所述膜內部，并且加 強部件的材料是奧氏體不銹鋼。
15. -種定影裝置，被配置為通過加熱形成有圖像的記錄材料使記錄材料上的圖像定 影，包括： 圓筒形的旋轉部件，包括導電層； 線圈，被配置為形成使導電層經受電磁感應加熱的交變磁場，所述線圈具有螺旋形的 部分，所述螺旋形的部分被布置在所述旋轉部件中使得螺旋形的部分的螺旋軸被定位為基 本上平行于所述旋轉部件的母線方向；以及 磁心，被配置為感應交變磁場的磁力線，所述磁心具有在旋轉部件外不形成環路的形 狀并且被布置在螺旋形的部分中； 其中從母線方向上的磁心的一端輸出的磁力線的70 %或更多通過導電層的外側并且 返回到磁心的另一端。
16. 根據權利要求15所述的定影裝置，其中從母線方向上的磁心的一端輸出的磁力線 的90%或更多通過導電層的外側并且返回到磁心的另一端。
17. 根據權利要求15所述的定影裝置，其中從母線方向上的磁心的一端輸出的磁力線 的94%或更多通過導電層的外側并且返回到磁心的另一端。
18. 根據權利要求15所述的定影裝置，其中導電層由銀、鋁、奧氏體不銹鋼和銅中的至 少一種形成。
19. 根據權利要求15所述的定影裝置，其中磁心的材料是鍛燒的鐵氧體。
20. 根據權利要求15所述的定影裝置，其中導電層的厚度等于或薄于75 y m。
21. 根據權利要求15所述的定影裝置，其中磁心在母線方向上與旋轉部件的端面相比 突出到旋轉部件的外側。
22. 根據權利要求15所述的定影裝置，其中與旋轉部件的端面相比突出到旋轉部件的 外側的磁心的一部分在旋轉部件的徑向方面是在與母線方向上延伸旋轉部件的內表面的 虛擬面相比的內側區域中。
23. 根據權利要求15所述的定影裝置，其中流到線圈中的交變電流的頻率等于或大于 21kHz但是等于或小于100kHz。
24. 根據權利要求15所述的定影裝置，其中在母線方向上，記錄材料上的圖像的最大 通過區域被包括在導電層和磁心交疊的區域中。
25. 根據權利要求15所述的定影裝置，其中旋轉部件是圓筒形的膜；以及 其中定影裝置具有對向部件，所述對向部件被配置為在所述膜與所述對向部件之間形 成傳送記錄材料的壓合部。
26. 根據權利要求15所述的定影裝置，其中定影裝置包括壓合部形成部件，所述壓合 部形成部件被配置為與所述對向部件一起經由所述膜形成壓合部，所述壓合部形成部件與 所述膜的內表面接觸。
27. 根據權利要求15所述的定影裝置，其中定影裝置包括加強部件，所述加強部件被 配置為加強所述壓合部形成部件，所述加強部件在母線方向上較長，在所述膜內部，并且加 強部件的材料是奧氏體不銹鋼。
28. -種定影裝置，被配置為通過加熱形成有圖像的記錄材料來使記錄材料上的圖像 定影，包括： 圓筒形的旋轉部件，包括導電層； 線圈，被配置為形成使導電層經受電磁感應加熱的交變磁場，所述線圈具有螺旋形的 部分，所述螺旋形的部分被布置在所述旋轉部件中使得螺旋形的部分的螺旋軸被定位為基 本上平行于所述旋轉部件的母線方向；以及 磁心，被配置為感應交變磁場的磁力線，所述磁心被布置在螺旋形的部分中； 其中在從母線方向上的記錄材料上的圖像的最大通過區域的一端到另一端的地帶中， 導電層的相對磁導率以及導電層與磁心之間的區域中的部件的相對磁導率小于1.1;以及 其中對于貫穿所述地帶的與母線方向垂直的截面，定影裝置滿足以下關系表達式 (1): 0. 06X u cXSc ^ Ss+Sa (1) 其中Ss表示導電層的截面面積，Sa表示導電層與磁心之間的區域的截面面積，Sc表示 磁心的截面面積，并且U c表示磁心的相對磁導率。
29. 根據權利要求28所述的定影裝置，其中磁心具有在旋轉部件外不形成環路的形 狀。
30. 根據權利要求28所述的定影裝置，其中導電層由銀、鋁、奧氏體不銹鋼和銅中的至 少一種形成。
31. 根據權利要求28所述的定影裝置，其中磁心的材料是鍛燒的鐵氧體。
32. 根據權利要求28所述的定影裝置，其中導電層的厚度等于或薄于75 y m。
33. 根據權利要求28所述的定影裝置，其中磁心在母線方向上與旋轉部件的端面相比 突出到旋轉部件的外側。
34. 根據權利要求33所述的定影裝置，其中與旋轉部件的端面相比突出到旋轉部件的 外側的磁心的一部分在旋轉部件的徑向方面是在與母線方向上延伸旋轉部件的內表面的 虛擬面相比的內側區域中。
35. 根據權利要求28所述的定影裝置，其中流到線圈中的交變電流的頻率等于或大于 21kHz但是等于或小于100kHz。
36. 根據權利要求28所述的定影裝置，其中在母線方向上，圖像的最大通過區域被包 括在導電層和磁心交疊的區域中。
37. 根據權利要求28所述的定影裝置，其中旋轉部件是圓筒形的膜；以及 其中定影裝置具有對向部件，所述對向部件被配置為在所述膜與所述對向部件之間形 成傳送記錄材料的壓合部。
38. 根據權利要求37所述的定影裝置，其中定影裝置包括壓合部形成部件，所述壓合 部形成部件被配置為與所述對向部件一起經由所述膜形成壓合部，所述壓合部形成部件與 所述膜的內表面接觸。
39. 根據權利要求38所述的定影裝置，其中定影裝置包括加強部件，所述加強部件被 配置為加強所述壓合部形成部件，所述加強部件在母線方向上較長，在所述膜內部，并且加 強部件的材料是奧氏體不銹鋼。
40. -種定影裝置，被配置為通過加熱形成有圖像的記錄材料來使記錄材料上的圖像 定影，包括： 圓筒形的旋轉部件，包括導電層； 線圈，被配置為形成使導電層經受電磁感應加熱的交變磁場，所述線圈具有螺旋形的 部分，所述螺旋形的部分被布置在所述旋轉部件中使得螺旋形的部分的螺旋軸被定位為基 本上平行于所述旋轉部件的母線方向；以及 磁心，被配置為感應交變磁場的磁力線，所述磁心被布置在螺旋形的部分中； 其中導電層由非磁性材料形成，并且磁心具有在旋轉部件外不形成環路的形狀。
41. 根據權利要求40所述的定影裝置，其中所述非磁性材料由銀、鋁、奧氏體不銹鋼和 銅中的至少一種形成。
42. 根據權利要求40所述的定影裝置，其中所述旋轉部件是膜。
43. -種定影裝置，被配置為通過加熱形成有圖像的記錄材料來使記錄材料上的圖像 定影，包括： 圓筒形的旋轉部件，包括導電層； 線圈，被配置為形成使導電層經受電磁感應加熱的交變磁場，所述線圈具有螺旋形的 部分，所述螺旋形的部分被布置在所述旋轉部件中使得螺旋形的部分的螺旋軸被定位為基 本上平行于所述旋轉部件的母線方向；以及 磁心，被配置為感應交變磁場的磁力線，所述磁心被布置在螺旋形的部分中； 其中導電層由非磁性材料形成，并且導電層的厚度等于或薄于75 ym。
44. 根據權利要求43所述的定影裝置，其中所述旋轉部件是膜。
45. 根據權利要求43所述的定影裝置，其中所述磁心具有在旋轉部件外不形成環路的 形狀。
46. 根據權利要求43所述的定影裝置，其中所述非磁性材料由銀、鋁、奧氏體不銹鋼和 銅中的至少一種形成。
【文檔編號】H05B6/40GK104395839SQ201380032430
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年6月13日 優先權日:2012年6月19日
【發明者】西澤祐樹, 真野宏, 林崎實, 磯野青兒, 黑田明, 宮本敏男, 內田理夫, 內山正次 申請人:佳能株式會社