專利名稱：發(fā)熱輥、定影裝置以及圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)熱輥、定影裝置以及圖像形成裝置。本發(fā)明為基礎(chǔ)申請。
背景技術(shù)：
作為圖像形成裝置的定影裝置，已知具有在表面附近設(shè)有通過感應(yīng)加熱而發(fā)熱的 薄金屬層的發(fā)熱輥的裝置。這種發(fā)熱輥熱容小、發(fā)熱量大，因而能在短時間內(nèi)使表面溫度上 升，無需待機時的預(yù)熱，因而能耗少。在日本特開2007-279672號公報中記載了具有發(fā)熱層的發(fā)熱套筒(定影帶)，所 述發(fā)熱層包括由銅形成的主發(fā)熱層(感應(yīng)發(fā)熱層)和由整磁合金形成的發(fā)熱控制層。就該 發(fā)熱套筒而言，在整磁合金的溫度為居里溫度以下時，作為強磁性體的整磁合金的發(fā)熱控 制層捕捉磁通，通過表皮效應(yīng)使感應(yīng)電流(渦電流)集中在主發(fā)熱層中而主要使主發(fā)熱層 發(fā)熱，在整磁合金的溫度為居里溫度以上時，成為順磁性體的整磁合金的發(fā)熱控制層使磁 通通過而向配置在發(fā)熱套筒的內(nèi)側(cè)的磁通抑制層感應(yīng)磁通，從而降低發(fā)熱層的發(fā)熱量。這 樣，就能夠自我調(diào)節(jié)發(fā)熱量的發(fā)熱套筒而言，即便在紙張通過范圍狹窄的情況下，紙張通過 范圍以外的部分也不會過度地發(fā)生溫度上升。作為具有接近定影溫度的居里溫度且導(dǎo)磁率的變化大的整磁合金，坡莫合金 (Fe-Ni)被廣泛應(yīng)用。然而，由于坡莫合金強度不大，若利用坡莫合金來形成發(fā)熱筒，則存在 發(fā)熱筒容易破損的問題。尤其是就坡莫合金而言，為了獲得優(yōu)選的磁性而不可缺少退火處 理，但是若對發(fā)熱套筒實施退火處理，則不僅坡莫合金的強度降低，還導(dǎo)致構(gòu)成感應(yīng)發(fā)熱層 的銅的強度也降低，而無法得到作為定影裝置用發(fā)熱套筒所需的強度。日本特開2009-175200號公報中記載的定影裝置，在具有發(fā)熱控制層的發(fā)熱帶的 內(nèi)側(cè)，配置具有帶有彈性的隔熱層的定影輥，在定影帶的外側(cè)，配置與定影輥子之間夾入發(fā) 熱帶而形成夾壓部的加壓輥，所述發(fā)熱控制層包括由非磁性體形成的主發(fā)熱層和由具有與 定影溫度大致相同程度的居里溫度的磁性體(坡莫合金)形成的發(fā)熱控制層。就給發(fā)熱帶 而言，若為了改善坡莫合金的磁性而實施退火處理，也會導(dǎo)致其強度不足。專利文獻1 日本特開2007-279672號公報專利文獻2 日本特開2009-175200號公報
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的課題在于，提供一種發(fā)熱量的自我調(diào)節(jié)能力高且不易破 損的發(fā)熱輥、不會發(fā)生發(fā)熱輥局部過熱的定影裝置以及圖像形成裝置。為了解決上述課題，基于本發(fā)明的發(fā)熱輥，從外側(cè)開始依次具有電阻率低的材料 形成的主發(fā)熱層、至少含有鎳的磁性金屬形成的發(fā)熱控制層、導(dǎo)熱率低的隔熱層、有剛性的 芯軸，從外側(cè)被施加磁通而發(fā)熱，上述發(fā)熱控制層進行了退火處理，上述發(fā)熱控制層和上述 隔熱層彼此粘接在一起。
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根據(jù)該構(gòu)成，發(fā)熱控制層由退火處理后的磁性金屬形成，因此被賦予了最佳的磁 力特性。此外，通過將發(fā)熱控制層粘接于隔熱層，而防止發(fā)熱控制層的彎曲，從而防止發(fā)熱 輥破損。此外，在本發(fā)明的發(fā)熱輥中，上述主發(fā)熱層可以含有銅。根據(jù)該構(gòu)成，降低了主發(fā)熱層的電阻，提高功率因數(shù)，并且提高了電源效率和發(fā)熱 效率。此外，在本發(fā)明的發(fā)熱輥中，上述主發(fā)熱層通過鍍敷形成而未進行退火處理。根據(jù)該構(gòu)成，使主發(fā)熱層具備了足夠的強度。此外，在本發(fā)明的發(fā)熱輥中，上述芯軸可以由非磁性的電阻率低的材料形成。根據(jù)該構(gòu)成，在發(fā)熱控制層達到居里溫度時，貫通了發(fā)熱控制層的磁通進一步貫 通芯軸，使芯軸內(nèi)產(chǎn)生渦電流。在芯軸產(chǎn)生的渦電流抵消了磁通，因此使通過主發(fā)熱層的磁 通量降低，進而降低發(fā)熱量。此外，在本發(fā)明的發(fā)熱輥中，可以在上述主發(fā)熱層的外表面層積防氧化層、彈性層 以及脫模層。根據(jù)該構(gòu)成，利用防氧化層防止主發(fā)熱層的腐蝕，能夠長期確保主發(fā)熱層與彈性 層的粘接。此外，基于本發(fā)明的定影裝置，具有上述發(fā)熱輥的任意一個、向上述發(fā)熱輥施加磁 通的勵磁線圈、與上述發(fā)熱輥壓接的加壓輥。根據(jù)該構(gòu)成，發(fā)熱輥能夠自我調(diào)節(jié)發(fā)熱量以避免局部過熱，并且具有能夠克服用 于形成夾壓部的變形的足夠的強度。此外，發(fā)熱控制層被粘接于隔熱層，因此不會因發(fā)熱控 制層彎曲而受到過大的應(yīng)力。因此，定影裝置的定影能力高，故障少。此外，基于本發(fā)明的圖像形成裝置具備上述定影裝置。根據(jù)該構(gòu)成，利用發(fā)熱輥的發(fā)熱量調(diào)節(jié)功能使圖像的定影穩(wěn)定，發(fā)熱輥不易損傷， 因而停機時間短。根據(jù)本發(fā)明，對發(fā)熱輥的發(fā)熱控制層，通過以被實施過退火處理的整磁金屬來形 成而賦予優(yōu)異的磁力特性，通過粘接于隔熱層而能夠防止彎曲防止以能夠防止損傷。
圖1是具備本發(fā)明第一實施方式的發(fā)熱輥的圖像形成裝置的構(gòu)成圖。圖2是圖1的定影裝置的剖視圖。圖3是圖2的定影輥的局部放大剖視圖。圖4是表示坡莫合金的鎳含有率和居里溫度的關(guān)系的圖表。圖5是圖2的加壓輥的局部放大剖視圖。圖6是表示因材料和加工方法導(dǎo)致的硬度的不同的圖。附圖標(biāo)記說明1...圖像形成裝置；6...定影裝置；19...發(fā)熱輥；20...加壓輥；21...勵磁
線圈；22...發(fā)熱套筒；23...定影輥；30...發(fā)熱控制層；31...主發(fā)熱層；32...彈性 層；33...脫模層；34...保護層；35...芯軸；36...隔熱層；37...芯軸；38...隔熱層； 39...脫模層。
具體實施例方式由此，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1表示具備作為本發(fā)明的一個 實施方式的發(fā)熱輥的圖像形成裝置1。本實施方式的圖像形成裝置1是所謂的串聯(lián)方式彩色打印機，具有四個成像部 2Y、2M、2C、2K，它們利用黃色(Y)、品紅(M)、青色(C)、黑色⑷等各顏色的調(diào)色劑來形成調(diào) 色劑圖像；一次轉(zhuǎn)印輥4，其利用靜電力將成像部2Y、2M、2C、2K形成的調(diào)色劑圖像一次轉(zhuǎn)印 到環(huán)狀的中間轉(zhuǎn)印輥3 ；二次轉(zhuǎn)印輥5，其利用靜電力將被轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印輥3的調(diào)色劑圖 像進一步二次轉(zhuǎn)印到記錄紙；定影裝置6，其對轉(zhuǎn)印了調(diào)色劑圖像的記錄紙進行加熱及加 壓來融化調(diào)色劑，使調(diào)色劑圖像在記錄紙上定影。圖像形成裝置1具有對中間轉(zhuǎn)印輥3上的調(diào)色劑圖像的濃度進行檢測的圖像濃度 傳感器7。該圖像濃度傳感器7還具有作為定位傳感器的功能。中間轉(zhuǎn)印輥3跨設(shè)在驅(qū)動 輥8和自由輥9之間。各顏色的成像部2Y、2M、2C、2K分別具有感光體10、使感光體10帶電的帶電器 11、對已帶電的感光體10選擇性地曝光來形成靜電潛影的曝光器12、向靜電潛影供給調(diào)色 劑來進行顯影的顯影器13、將無法轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印輥3而殘留的調(diào)色劑刮落的清潔器14。此外，圖像形成裝置1具有收容記錄紙的供紙托盤15，利用供紙輥16從供紙托盤 15 一張一張地取出記錄紙，供給到中間轉(zhuǎn)印輥3和二次轉(zhuǎn)印輥5之間的夾壓部。被定影裝 置6定影了調(diào)色劑圖像的記錄紙，通過排紙輥17排出到排紙托盤18。圖2中詳細地表示了定影裝置6的構(gòu)成。定影裝置6具有本發(fā)明涉及的發(fā)熱輥 19 ；加壓輥20，其被發(fā)熱輥19推壓，并且形成了具有夾入記錄紙P的寬度的夾壓部；勵磁線 圈21，其在加壓輥20的相反側(cè)，與發(fā)熱輥19對置地配置，對發(fā)熱輥19施加交變磁場。發(fā)熱輥19由表層的發(fā)熱套筒22、粘接在發(fā)熱套筒22的內(nèi)側(cè)而一體旋轉(zhuǎn)的定影輥 23形成。勵磁線圈21通過在線圈骨架24上卷繞繞線而形成。此外，在勵磁線圈21的周 圍，在發(fā)熱輥19不靠的三個方向上，配置有用來對勵磁線圈21形成的磁通進行引導(dǎo)的鐵芯 25、26、27。此外，定影裝置6具有用于從發(fā)熱輥19分離記錄紙P的分離爪28、以及對發(fā)熱 輥19的溫度進行檢測的溫度傳感器29。溫度傳感器29被配設(shè)為，對發(fā)熱輥19中的、不論 記錄紙P的尺寸如何都與記錄紙P抵接而熱量消耗的部分的溫度進行檢測。從未圖示的高頻變換器與溫度傳感器29的檢測溫度相應(yīng)地進行輸出調(diào)節(jié)，從而 向勵磁線圈21供給20 40kHz、100 200W的高頻電。若使該高頻電的頻率小于20kHz， 將導(dǎo)致發(fā)熱效率大幅降低。此外，若使頻率大于40kHz，將導(dǎo)致連續(xù)通紙時電力供給稍稍不 足，發(fā)熱輥19的表面溫度沒有充分上升而有可能發(fā)生定影不良，因而不優(yōu)選。圖3中表示了發(fā)熱輥19的詳細構(gòu)成。發(fā)熱輥19的發(fā)熱套筒22從內(nèi)側(cè)起依次具 有發(fā)熱控制層30、主發(fā)熱層31、防氧化層32、彈性層33、脫模層34。就定影輥23而言在芯 軸35的外周具有隔熱層36。就發(fā)熱套筒22而言，是形成發(fā)熱控制層30，在其上形成主發(fā)熱層31，在主發(fā)熱層 31上形成防氧化層32，進而在該防氧化層32上層積彈性層33，最后在彈性層33上形成脫 模層34而成的。
就發(fā)熱控制層30而言，首先通過拉深加工將含有鎳的磁性金屬、例如坡莫合金板 形成為側(cè)壁的板厚為20 200 μ m、優(yōu)選30 70 μ m的有底筒狀，通過切除底部而形成為環(huán) 形的套筒狀。此外，也可以應(yīng)用沖壓成型、旋壓加工等塑性加工。此外，也可以在圓筒表面 通過電解電鍍而形成坡莫合金層從而形成為環(huán)形套筒狀。坡莫合金選擇如下的組成若定影裝置6的定影溫度為170 190°C，則居里 溫度為150 220°C、優(yōu)選180 200°C，并且在居里溫度以下的低溫時的體積電阻率為 2 X 10_8 200 X 10_8 Ω m、優(yōu)選5 X 10_8 100 X 10_8 Ω m。若將坡莫合金成形為套筒狀之后實 施退火處理，在常溫(居里溫度以下)時相對導(dǎo)磁率為50 2000、優(yōu)選100 1000。若向鐵中混合鎳，則如圖4所示，居里溫度與該混合率相應(yīng)地變化。即、能夠根據(jù) 鎳的混合率來設(shè)定坡莫合金的居里溫度。此外，坡莫合金的居里溫度能夠通過混合鉻、鈷、 鉬等來進行調(diào)節(jié)。另外，圖4的數(shù)據(jù)，是針對通過電解電鍍將坡莫合金形成為板狀而成的部 件以800°C進行一小時的退火處理而得的檢查材料，使用巖通計測產(chǎn)的B-H分析儀對居里 溫度(Tc)進行測定而得到的。優(yōu)選，退火處理在真空或氦氣環(huán)境氣氛下、在600°C 1200°C、優(yōu)選800°C 1000°C的范圍內(nèi)保持0. 2小時 4小時、優(yōu)選0. 5小時 2小時。優(yōu)選發(fā)熱控制層30具有接近定影溫度的居里溫度，但是即便具有比定影溫度高 的居里溫度的發(fā)熱控制層也能獲得溫度控制效果，因而不局限于坡莫合金，也可以使用鎳 合金或不銹鋼等磁性金屬。這樣，在將磁性金屬加工成發(fā)熱輥狀之后實施退火處理而形成的發(fā)熱控制層30 的外周，通過金屬鍍敷而形成主發(fā)熱層31。優(yōu)選主發(fā)熱層31由以下非磁性金屬材料形成， 優(yōu)選銅或銅合金即可，所述非磁性金屬材料是指導(dǎo)電性良好、尤其是發(fā)熱控制層30達到居 里溫度以上時體積電阻率為0. 5 X Kr8 20 X Kr8 Ω m、優(yōu)選為0. 5 X 1(Γ8 10 X 1(Γ8 Ω m等、 且相對導(dǎo)磁率為0. 99 20的材料。由這樣的材質(zhì)形成的主發(fā)熱層31，優(yōu)選厚度形成為5 20 μ m，在本實施方式中鍍敷了厚度為10 μ m的銅。此外，主發(fā)熱層31也能由鎳等磁性材料形成。此外，也可以使用向樹脂中分散了 銅、銀等導(dǎo)電性良好的粒子的材料來形成。樹脂材料的應(yīng)用有益于提高發(fā)熱套筒22的柔軟 性，因而有助于提高記錄紙的起模性。發(fā)熱控制層30在居里溫度以下的情況下，勵磁線圈21形成的磁通被導(dǎo)磁率高的 發(fā)熱控制層30及主發(fā)熱層31捕捉，而在發(fā)熱控制層30及主發(fā)熱層31的內(nèi)部激發(fā)渦電流。 渦電流集中在電阻小的主發(fā)熱層31上進行流動，主要在主發(fā)熱層31產(chǎn)生焦耳熱。若以磁性材料來形成主發(fā)熱層31，則表皮效應(yīng)大，無論主發(fā)熱層31的厚度如何， 渦電流流動的范圍都受到限定，因此電流密度增大，發(fā)熱量增大。但是，如果是非磁性材料 的情況下，則表皮效應(yīng)小，渦電流在整個主發(fā)熱層上流動，因而發(fā)熱量容易變小。因此，如本 實施方式所述，在對主發(fā)熱層31使用非磁性材料的情況下，如上所述使主發(fā)熱層31的厚度 薄到5 20 μ m左右，由此即便渦電流在整個主發(fā)熱層31流動，也能增大電流密度，獲得足 夠的發(fā)熱量。此外，在發(fā)熱控制層30在居里溫度以上的情況下，導(dǎo)磁率降低的發(fā)熱控制層30無 法充分捕捉勵磁線圈21形成的磁通，無法使磁通通過內(nèi)側(cè)。從而，在主發(fā)熱層31流動的渦 電流變小，主發(fā)熱層31的發(fā)熱量相對發(fā)出控制成30在居里溫度以下時變少。
這樣，由于發(fā)熱輥19對發(fā)熱控制層30達到居里溫度的部分的發(fā)熱量進行自我抑 制，因而即便對施加于勵磁線圈21的電力進行了控制以便能夠?qū)⒂涗浖圥通過而消耗熱量 的部分的溫度維持在預(yù)定的定影溫度，未被記錄紙P消耗熱量的部分也不會過度升溫至對 定影產(chǎn)生不利影響的溫度。如本實施方式所述，在以易氧化的銅等形成了主發(fā)熱層31的情況下，為了防止主 發(fā)熱層31氧化，優(yōu)選在主發(fā)熱層31與彈性層33之間設(shè)有防氧化層32。其原因在于，在以 銅形成了主發(fā)熱層31的情況下，氧化膜的生成迅速，并且氧化膜自身的強度非常弱，剝離 氧化皮膜而使彈性層33剝離的危險性高，因而通過利用防氧化層32來防止外部氣體(空 氣)與主發(fā)熱層31接觸，從而能夠長期間地良好地維持主發(fā)熱層31與后述的彈性層33的 粘接。作為該防氧化層的材料，優(yōu)選毫無通氣性的金屬材料，為了減小了對發(fā)熱性能的 影響，優(yōu)選盡量以非磁性且低電阻的材料薄薄地形成。尤其是鎳、鈷、銀可形成薄壁且對發(fā) 熱性能的影響小、與彈性層的粘接性也良好，因此適用于防氧化層。作為防氧化層的厚度， 優(yōu)選在0. 5 40 μ m的范圍內(nèi)。其原因在于，若厚度小于0. 5 μ m，因氣泡等會導(dǎo)致密封性惡 化，若厚度超過40 μ m，則影響發(fā)熱性能，尤其是對防止過度升溫的效果帶來不利影響。此外，作為防氧化層了也可以使用聚酰亞胺樹脂等。由于聚酰亞胺樹脂為絕緣體， 因而對發(fā)熱性能沒有影響。但是，與金屬材料相比多少具有通氣性，因而防氧化層的厚度優(yōu) 選為3 70 μ m。其原因在于，若厚度小于3 μ m，則密封性不足導(dǎo)致氧化皮膜生長，若厚度 超過70 μ m，則難以使在主發(fā)熱層31發(fā)生的熱到達發(fā)熱輥19的外周面，導(dǎo)致熱效率惡化。此外，就發(fā)熱輥19而言，在發(fā)熱控制層30上通過金屬鍍敷形成主發(fā)熱層31，根據(jù) 需要形成防氧化層之后，以覆蓋主發(fā)熱層31的方式形成彈性層33。彈性層33用于將熱量 均勻且順暢地傳遞到調(diào)色劑像上。通過使彈性層33具有適度的彈性，而能夠防止發(fā)生調(diào)色 劑像被壓壞或不均勻地溶化而導(dǎo)致的圖像噪音。因此，彈性層33使用具有耐熱性和彈性的橡膠或樹脂材料、例如耐定影溫度下使 用的硅橡膠、含氟橡膠等耐熱性彈性體。此外，可以向上述材料中添加以提高導(dǎo)熱性、加強 等為目的各種填充材料。作為用來提高導(dǎo)熱性而添加的粒子的例子，可以舉出金剛石、銀、 銅、鋁、大理石、玻璃等，作為特別實用的粒子的例子可以舉出二氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、氮 化硼、氧化鈹?shù)?。彈性?3的厚度為10 800 μ m、優(yōu)選100 300 μ m。其原因在于，彈性層33若 厚度小于 ο μ m,則難以獲得厚度方向上的足夠的彈性，若厚度超過800 μ m,則難以使在主 發(fā)熱層31發(fā)生的熱到達發(fā)熱輥19的外周面。彈性層33的硬度在JIS硬度中為1 80度、優(yōu)選5 30度。其原因在于，若 為該范圍內(nèi)的硬度，則能防止彈性層33的強度降低或密封性降低，并且能夠確保穩(wěn)定 的定影性。作為滿足該條件的樹脂可以使用單組分類、二組分類或者3組分類以上的 硅橡膠；LTV(Low Temperature Vulcanizable 低溫硫化)型、RTV(Room Temperature Vulcanizable 常溫硫化)型、或 HTV(High Temperature Vulcanizable 高溫硫化)型硅 橡膠、聚合型或添加型硅橡膠等。進而，發(fā)熱輥19是在彈性層33上形成脫模層34而成的。脫模層34為發(fā)熱輥19 的最外層，用于提高發(fā)熱輥19與記錄紙P的起模性。作為該脫模層34使用耐定影溫度下的使用、并且對調(diào)色劑的起模性優(yōu)異的材料。例如硅橡膠或含氟橡膠，或者PFA (四氟乙烯-全 氟烷乙烯基醚共聚物)、PTFE(四氟乙烯)、FEP (四氟乙烯和六氟乙烯共聚物)、PFEP(四氟 乙烯和六氟丙烯共聚物)等含氟樹脂，可以是將它們混合而成的材料。脫模層34的厚度為5 100 μ m，優(yōu)選在10 50 μ m的范圍內(nèi)。此外，為了提高該 脫模層34與彈性層33的粘接力，可以利用防銹涂料等進行粘接處理。此外，在脫模層34 中，根據(jù)需要也可以將導(dǎo)電材料、耐磨損材料、易導(dǎo)熱材料等作為填料添加。就發(fā)熱輥19而言，是除發(fā)熱套筒22之外形成有內(nèi)部的定影輥23而成的。定影輥 23的芯軸35，為了支撐發(fā)熱輥19，由具有足夠厚度的非磁性且電阻率低的金屬、例如厚度 3mm的鋁形成，以便具有足夠的強度和耐熱性。在發(fā)熱控制層30為居里溫度以上時，勵磁線圈21產(chǎn)生的磁通，在主發(fā)熱層31及 發(fā)熱控制層30補充不了，貫通發(fā)熱控制層30，并且在定影輥23的芯軸35貫通。由于芯軸 35的電阻率低，因而流過大的渦電流。該渦電流形成抵消勵磁線圈21產(chǎn)生的磁通這樣的磁 場，使施加于主發(fā)熱層30的磁通密度降低，進而使主發(fā)熱層30的發(fā)熱量降低。這里，由于芯軸35的材質(zhì)為非磁性，因而表皮效應(yīng)小，而且由于具有足夠的厚度， 因而渦電流分散地流動。因此，在芯軸35流動的渦電流的電流密度被抑制得很低，不會在 低電阻的芯軸35上產(chǎn)生大的焦耳熱。而且，發(fā)熱輥19的定影輥23，在芯軸35的周圍，為了不從發(fā)熱套筒22向芯軸35 傳遞熱，而在芯軸35的外側(cè)形成了隔熱層36。因此，隔熱層36優(yōu)選由導(dǎo)熱率低且具有耐熱性的橡膠材料或樹脂材料的發(fā)泡體 形成。此外，通過以帶有彈性的材料來形成隔熱層36，從而能夠容許發(fā)熱輥19的彎曲，能夠 將夾壓寬度確保得大。此外，作為隔熱層36，可以使用實心體和發(fā)泡體的雙層結(jié)構(gòu)的材料。例如作為隔熱層36使用硅海綿材料的情況下，厚度形成為1 10mm，優(yōu)選2 7mm。此外，該隔熱層36的硬度在ASKER C硬度中為20 60度的范圍內(nèi)，優(yōu)選在30 60 的范圍內(nèi)。如上所述，分別形成的發(fā)熱套筒22和定影輥23最終通過粘接劑粘接。因此，發(fā)熱 套筒22 (發(fā)熱控制層30)的內(nèi)徑形成為比定影輥23 (隔熱層36)的外徑大0. 2mm 1. Omm 左右，在發(fā)熱套筒22的內(nèi)表面或定影輥23的外表面涂敷粘接劑，將定影輥23插入發(fā)熱套 筒22中，從而將兩者粘接。作為粘接劑使用硅類粘接劑，可以通過加熱使粘接劑固化。此外，可以根據(jù)需要對 發(fā)熱套筒22的內(nèi)面或定影輥23的外表面實施防銹涂料處理。由此，通過將發(fā)熱套筒22與定影輥23粘接，而能防止發(fā)熱套筒22的彎曲。由此， 不會在因退火處理而強度降低了的發(fā)熱控制層30作用隨著彎曲而產(chǎn)生的應(yīng)力，能夠防止 發(fā)熱控制層30的損傷，因此發(fā)熱輥19不易損傷。結(jié)果，還能縮短更換圖像形成裝置1的發(fā) 熱輥19用的停機時間。圖5中表示了加壓輥20的結(jié)構(gòu)。加壓輥20是在芯軸37上形成有隔熱層38，進而 在隔熱層38的表面形成了脫模層39而成的。芯軸37例如由壁厚為3mm的鋁制管形成，如 果能確保強度，則也可以使用PPS這樣的耐熱性材質(zhì)形成的模制管。作為芯軸37也不是不 能使用鐵管，但是優(yōu)選不易受到電磁感應(yīng)的影響的非磁性材質(zhì)。加壓輥20的隔熱層38例如為厚度在3 IOmm范圍內(nèi)的硅橡膠發(fā)泡體形成的層，
8但也可以是硅橡膠實心體和硅橡膠發(fā)泡體的雙層結(jié)構(gòu)。加壓輥20的最外周的脫模層39，與發(fā)熱輥19的脫模層34同樣地，是用來提高加 壓輥20相對于記錄紙P的起模性。該脫模層39由厚度為10 50 μ m的PTFE或PFA等含 氟樹脂形成。另外，在本實施方式中，加壓輥20以300 500N的負(fù)荷被壓接于發(fā)熱輥19，發(fā)熱 輥19和加壓輥20被壓接的夾壓寬度約為5 15mm。在想要以與本實施方式不同的夾壓寬 度使用的情況下，改變加壓輥20的壓接負(fù)荷來進行調(diào)整即可。在定影處理時，在圖2中，加壓輥20沿順時針方向被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。由此，發(fā)熱輥19通 過與加壓輥20的摩擦力而在圖中沿逆時針方向從動旋轉(zhuǎn)。另外，也可以驅(qū)動發(fā)熱輥19使 發(fā)熱輥19和加壓輥20從動旋轉(zhuǎn)。勵磁線圈21為沿著發(fā)熱輥19的長度方向被卷繞的線圈。其橫截面如圖2所示， 為沿著發(fā)熱輥19的外周稍稍彎曲的形狀。在本實施方式中，作為勵磁線圈21的繞線，使用了將細的線材捆扎數(shù)十 數(shù)百股 而成的利茲線的繞線。這樣的勵磁線圈21在通電時利用線圈電阻而自己發(fā)熱，因而為了在 這種情況下也使用在繞線上包覆有耐熱性樹脂的線圈以保持絕緣性。而且，優(yōu)選例如利用 風(fēng)扇等對勵磁線圈21進行空氣冷卻。另外，本實施方式的勵磁線圈21在其長度方向上整 個相連的。鐵芯25、26、27是為了提高磁路的效率、以及為了防止磁通向外部泄露而配設(shè)的。 因此，鐵芯25、26、27以高導(dǎo)磁率且渦電流的損失低的材質(zhì)形成。此外，鐵芯25、26、27的材 料可以使用居里溫度為140 220°C、優(yōu)選160 200°C的材料。若以坡莫合金這樣的高導(dǎo)磁率的合金來形成鐵芯25、26、27，則渦電流的損失容易 變大。因此，在使用這樣的材質(zhì)的情況下，優(yōu)選采用層積了薄板的結(jié)構(gòu)的鐵芯。此外作為鐵 芯25、26、27，可以使用在樹脂材料中分散了磁性粉的材質(zhì)。這樣的原材料雖導(dǎo)磁率稍低，但 具有能夠自由地設(shè)定形狀的優(yōu)點。另外，在通過其他方法能夠?qū)崿F(xiàn)由勵磁線圈21形成的磁 路與外部之間的磁屏蔽的情況下，可以為省略了鐵芯25、26、27的無鐵芯(空芯)結(jié)構(gòu)。鐵芯25的橫截面為圖2所示的拱形形狀。在本實施方式中，在發(fā)熱輥19的軸向 上并列配置了 13個長度約為IOmm的芯片。鐵芯26在發(fā)熱輥19的兩側(cè)面配置了橫截面為 四角形且長度為5 IOmm的芯片。此外，鐵芯27在勵磁線圈21的內(nèi)側(cè)，以與發(fā)熱輥19的 長度方向尺寸大致對應(yīng)的范圍內(nèi)連續(xù)地設(shè)置了橫截面為四角形的芯片。另外，若以截面為 大致“E”字型一體地形成鐵芯25、26、27，能夠進一步提高發(fā)熱效率。圖6中表示了坡莫合金(鎳含有率34% )、純鎳、銅三種材料因加工方法的不同而 導(dǎo)致的強度的變化。另外，針對各材料，制成三個相同形狀的檢查材料，使用微維氏硬度計 測定了維氏硬度(Hv)，所述三個檢查材料為通過電解電鍍而成形為預(yù)定形狀的未經(jīng)退火 處理的鍍敷制品、通過塑性加工而成形為預(yù)定形狀的未經(jīng)退火處理的塑性加工制品、成行 為預(yù)定形狀后以800°C實施了一小時退火處理后的退火制品。任意一種材料都是鍍敷制品的強度最高、退火制品的強度最低。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成 為，以坡莫合金來形成發(fā)熱控制層30，通過退火處理賦予優(yōu)異的磁力特性，在退火處理后通 過金屬鍍敷形成主發(fā)熱層31，沒有將主發(fā)熱層31因退火處理而強度降低，由而補償因退火 處理而降低的發(fā)熱控制層30的強度。
由此，發(fā)熱輥19利用發(fā)熱控制層30發(fā)揮高度的發(fā)熱量自我控制功能，同時利用具 有高強度的主發(fā)熱層31而具備即便為了形成夾壓部而被變形也不易破損的充分強度。而且，就發(fā)熱輥19而言，粘接發(fā)熱帶22和定影輥23，防止了發(fā)熱帶22的彎曲，因 而不會作用過量的應(yīng)力，損傷的危險性小。
權(quán)利要求
一種發(fā)熱輥，其特征在于，該發(fā)熱輥由于從外側(cè)被施加磁通而發(fā)熱，并且從外側(cè)開始依次具有由電阻率低的材料形成的主發(fā)熱層、由至少含有鎳的磁性金屬形成的發(fā)熱控制層、導(dǎo)熱率低的隔熱層、有剛性的芯軸，上述發(fā)熱控制層進行了退火處理，上述發(fā)熱控制層和上述隔熱層彼此粘接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)熱輥，其特征在于，上述主發(fā)熱層含有銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)熱輥，其特征在于，上述主發(fā)熱層通過鍍敷形成而未進行 退火處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)熱輥，上述芯軸由非磁性的電阻率低的材料形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)熱輥，在上述主發(fā)熱層的外表面依次層積有防氧化層、彈 性層以及脫模層。
6.一種定影裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求1 5中任意一項所述的發(fā)熱輥、向上述 發(fā)熱輥施加磁通的勵磁線圈、被壓接到上述發(fā)熱輥的加壓輥。
7.一種圖像形成裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求6所述的定影裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)熱量自我調(diào)節(jié)能力高且不易破損的發(fā)熱輥、定影裝置以及圖像形成裝置。該發(fā)熱輥由于從外側(cè)被施加磁通而發(fā)熱，并且從外側(cè)開始依次具有由電阻率低的材料形成的主發(fā)熱層(31)、由至少含有鎳的磁性金屬形成的發(fā)熱控制層(30)、導(dǎo)熱率低的隔熱層(36)、有剛性的芯軸(35)，其中，對發(fā)熱控制層(30)實施退火處理，將發(fā)熱控制層(30)和隔熱層(36)粘接。
文檔編號G03G15/20GK101995804SQ20101026622
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者米川升 申請人:柯尼卡美能達商用科技株式會社