專利名稱：生產(chǎn)磁激勵(lì)線圈的繞線裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電感加熱系統(tǒng)的定影裝置和一種配有該定影裝置的成 像裝置，如使用電子照相裝置或靜電記錄格式的復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)或打印機(jī)。 本發(fā)明進(jìn)一步涉及繞線裝置和利用繞線裝置生產(chǎn)用于電感加熱系統(tǒng)的磁激 勵(lì)線圈的方法。
背景技術(shù)：
通常，在諸如打印機(jī)或復(fù)印機(jī)的成像裝置中所安裝的定影裝置被設(shè)計(jì)得 節(jié)能和高速運(yùn)作。因此，配有電磁感應(yīng)加熱型加熱器的裝置能廣泛地用于代 替卣素?zé)粢约邦愃蒲b置?，F(xiàn)有的電磁感應(yīng)加熱型加熱器將磁激勵(lì)線圏產(chǎn)生的 石茲場(chǎng)施加到加熱元件上，并隨后加熱該加熱元件。例如，這種加熱器可用作 加熱形成在記錄介質(zhì)上如轉(zhuǎn)印紙或OHP頁上未定影的圖像的定影裝置。
現(xiàn)有的配有磁激勵(lì)線圏的加熱器將磁激勵(lì)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)施加到柱形
電流。隨后，由所述渦電流產(chǎn)生的焦耳熱加熱該傳導(dǎo)層。通常地，能夠沿著 柱形發(fā)熱輥外部的形狀有效地設(shè)定磁激勵(lì)線圈的形狀。配有懸置在定影輥和 發(fā)熱輥之間的耐熱環(huán)帶的定影裝置以及所述兩個(gè)輥都是眾所周知的。優(yōu)選 地，沿著配有這種類型環(huán)帶的定影裝置中的發(fā)熱輥和環(huán)帶緊密地設(shè)置磁激勵(lì) 線圈。
為了在把磁激勵(lì)線圈從之前的形狀形成近似柱形時(shí)穩(wěn)定地維持近似圓 柱的形狀，磁激勵(lì)線圈隨同線圈形狀保持元件(例如參照現(xiàn)有技術(shù)l)變成 所需形狀(半圓形)。進(jìn)一步，在將磁激勵(lì)線圏形成近似柱形狀時(shí)，存在加 熱元件的溫度分布不均勻的可能性。為了使加熱元件的溫度分布均勻，已經(jīng)建議部分地改變it激勵(lì)線圈和加熱元件之間的距離，以便部分地改變^f茲激勵(lì) 線圈而使其與加熱元件離得更遠(yuǎn)(例如參照現(xiàn)有技術(shù)2 )。
現(xiàn)有技術(shù)1日本專利申請(qǐng)2000-24354現(xiàn)有技術(shù)2日本專利申請(qǐng)H9-26719
如果定影裝置中的發(fā)熱輥的直徑形成得比定影輥的直徑小，環(huán)形耐熱帶 朝定影輥展寬成扇形，在所述定影裝置中環(huán)形耐熱帶懸置在定影輥和發(fā)熱輥 之間。另外，存在耐熱帶凸起而接近隨著耐熱帶旋轉(zhuǎn)的發(fā)熱輥之間的接觸區(qū) 域的可能性。
即使將形成以與發(fā)熱輥曲率相匹配的近似半圓形的；茲激勵(lì)線圈接近發(fā) 熱輥放置，也發(fā)生磁激勵(lì)線圈開口側(cè)的邊緣與展寬成扇形的耐熱帶或突起的 耐熱帶相互干擾的問題。為了避免磁激勵(lì)線圈和耐熱帶之間的干擾，磁激勵(lì) 線圈的安裝范圍可限制在發(fā)熱輥和耐熱帶之間的接觸區(qū)域L，盡管這樣不能 通過緊密地設(shè)置磁激勵(lì)線圏來作用以滿足為比接觸區(qū)域L更寬的范圍提供 有效加熱的需求。充分地分離耐熱帶和^f茲激勵(lì)線圈之間的距離，使其不會(huì)彼 此干擾而避免磁激勵(lì)線圈和耐熱帶之間的干擾，也進(jìn)一步使得產(chǎn)生磁激勵(lì)線 圏和發(fā)熱輥之間的磁性接合更差以及發(fā)熱損失的問題。
在現(xiàn)有技術(shù)l中，在將平面的線圈形狀保持元件固定在平面線圈纏繞夾 具上以及將線圈線纏繞在上述線圈形狀保持元件的平面表面上之后，所述線 圏被加壓。隨后，大致平面形狀的線圈與線圈形狀保持元件被加熱至達(dá)到軟 化溫度并被改變成形成線圈表面的形狀。
當(dāng)根據(jù)需求與線圏形狀保持元件改變加壓的平面形狀線圈時(shí)，外部在壓 縮內(nèi)部朝向一方向的方向上施加壓力，壓縮內(nèi)部所朝向的方向?yàn)槔煦~線朝
向以大致平面形狀纏繞的磁激勵(lì)線圈銅線的彎曲方向。因此，產(chǎn)生對(duì)銅線的 絕緣套施加壓力以及絕緣套性能惡化的問題。特別地，因?yàn)榻g合線以往用作 這種銅線并且該絞合線使用纏繞幾十次的非常薄的銅線，所以感應(yīng)加熱器中 使用的磁激勵(lì)線圈銅線存在顯著的問題。
如現(xiàn)有技術(shù)2所披露的，如果磁激勵(lì)線圈的彎曲量用于使得發(fā)熱分布均 勻，也同樣存在對(duì)線圈施加更多的壓力以及對(duì)銅線絕緣套施加的壓力增加更 多的問題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮到上述問題并具有提供一種電子感應(yīng)加熱系統(tǒng)的定影裝置 以及配有這種定影裝置的成像裝置的目的，不限制加熱輥和帶之間的接觸區(qū) 域地在比加熱輥和帶之間的接觸區(qū)域?qū)挼姆秶鷥?nèi)將其接近加熱輥和帶放置。
為了解決上述問題，本發(fā)明的用于電感加熱系統(tǒng)的定影裝置包括加熱輥 和在加熱輥內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱的磁激勵(lì)線圈。定影裝置包括將磁激勵(lì)線圈定位繞 著熱輥的外圍的部分的線圈定位器，以及將調(diào)色劑圖像定影在記錄介質(zhì)上的 定影輥。定影裝置包括接觸加熱輥和定影輥外圍部分以便就將發(fā)熱從加熱輥 傳導(dǎo)到定影輥的帶。線圏定位器進(jìn)一步在相對(duì)區(qū)域上具有與加熱輥外圍曲率 大致相同的第 一曲面，所述相對(duì)區(qū)域與加熱輥和帶相接觸的接觸區(qū)域相對(duì)。 線圈定位器與帶分開以預(yù)定的距離。線圈定位器進(jìn)一步具有從所述線圏定位 器的相對(duì)區(qū)域的第 一端部延伸的第 一延伸部，以及具有從所述線圈定位器的 相對(duì)區(qū)域的第二端部延伸的第二延伸部，所述第 一延伸部和所述第二延伸部 與所述帶分開的距離大于所述預(yù)定的距離
因此，可提供適用于感應(yīng)加熱的高精度磁激勵(lì)線圈及其制造方法，其形 成與耐熱帶形狀相匹配的用于感應(yīng)加熱的最優(yōu)磁場(chǎng)。
一種用于生產(chǎn)磁激勵(lì)線圈的繞線裝置包括陽模，陽模的形狀與磁激勵(lì) 線圈的內(nèi)部形狀相對(duì)應(yīng)；被設(shè)置得在與陽模之間形成預(yù)定間隙的陰模，陰模 的形狀與磁激勵(lì)線圈的外部形狀相對(duì)應(yīng)；以及控制器，其用于將具有涂覆 表面的線導(dǎo)入所述預(yù)定間隙；圍繞陽模纏繞所述線；對(duì)纏繞在陽模周圍的線 施加電流；由焦耳熱熔化繞線的涂覆表面，該焦耳熱通過對(duì)繞線施加電流產(chǎn) 生；在陽模和陰模之間將具有熔化了的涂覆表面的繞線壓成預(yù)定形狀；以及 冷卻壓擠后的繞線以便將冷卻的繞線固定成所述預(yù)定的形狀。
一種使用繞線裝置生產(chǎn)磁激勵(lì)線圈的方法，繞線裝置包括陽模和陰模， 陽模的形狀與磁激勵(lì)線圈的內(nèi)部形狀相對(duì)應(yīng)，而陰模的形狀與磁激勵(lì)線圈的 外部形狀相對(duì)應(yīng)，該方法包括在陽模和陰模之間形成預(yù)定間隙；將具有涂 覆表面的線導(dǎo)入所述預(yù)定間隙；圍繞陽模纏繞所述線；對(duì)纏繞在陽模周圍的 線施加電流；由焦耳熱熔化繞線的涂覆表面，該焦耳熱通過對(duì)繞線施加電流 產(chǎn)生；在陽模和陰模之間將具有熔化了的涂覆表面的繞線壓成預(yù)定形狀；以


在以下詳細(xì)的說明中，參照所示的多個(gè)圖，借助本發(fā)明實(shí)例性實(shí)施例的 非限制性實(shí)例進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中在全部示圖中相同的參考標(biāo)記表示相
同的部件，其中
圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的將磁激勵(lì)線圈用作定影裝置的成像裝
置的截面圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的定影裝置的描述性示圖； 圖3(a)為示出了圖2的定影裝置中感應(yīng)加熱器的磁激勵(lì)線圈單元的頂 視圖3(b)為示出了圖2的定影裝置中感應(yīng)加熱器的磁激勵(lì)線圈單元的截 面圖4 (a)為本發(fā)明實(shí)施例的簡(jiǎn)單磁激勵(lì)線圈的透視圖4 (b)為本發(fā)明實(shí)施例的簡(jiǎn)單磁激勵(lì)線圈的前視圖4 (c)為本發(fā)明實(shí)施例的簡(jiǎn)單磁激勵(lì)線圈的F-F線的截面圖5 U)為改型實(shí)例的磁激勵(lì)線圏、發(fā)熱輥和發(fā)熱帶的側(cè)視圖5 (b)為另一改型實(shí)例的^f茲激勵(lì)線圈、發(fā)熱輥和發(fā)熱帶的側(cè)視圖5 (c)為又一改型實(shí)例的磁激勵(lì)線圈、發(fā)熱輥和發(fā)熱帶的側(cè)視圖6為本發(fā)明實(shí)施例的繞線裝置透視圖7 U)為圖6中所示繞線裝置的側(cè)視圖7 (b)為線G-G的截面圖8為圖7的放大圖9 (a)示出了本發(fā)明實(shí)施例的陽模的頂部的形狀； 圖9 (b)示出了本發(fā)明實(shí)施例的陰模的形狀； 圖10 (a)和10 (b)示出了第一壓擠元件壓擠動(dòng)作之后的狀態(tài)； 圖11 (a)示出了其中繞線(winding)端部的一部分破裂的壓擠動(dòng)作之 前的狀態(tài)；
圖11 (b)示出了其中繞線端部的一部分破裂的壓擠動(dòng)作之后的狀態(tài)；
圖12為本發(fā)明實(shí)施例的繞線裝置的透視圖13 (a)為其中部分修改了陽模凸起部分形狀的外部視圖13 (b)為圖13 (a)中平面A的截面圖13 (c)為所形成的磁激勵(lì)線圈的圖13 (a)中平面A的截面圖； 圖13 (d)為圖13 (a)中平面B的截面圖；圖13(e)為所形成的磁激勵(lì)線圏的圖13 (a)中平面B的截面圖14(a)為其中部分修改了陰模凸起部分形狀的外視圖14(b)為圖14 (a)中平面A的截面圖14(c)為所形成的磁激勵(lì)線圈的圖14 (a)中平面A的截面圖14(d)為圖14 (a)中平面B的截面圖14(e)為所形成的磁激勵(lì)線圈的圖14 (a)中平面B的截面圖15(a)示出了本發(fā)明實(shí)施例中陽模的截面的實(shí)例；
圖15(b)示出了本發(fā)明實(shí)施例中陰模的截面的實(shí)例；
圖16(a)為具有本發(fā)明實(shí)施例的改型的線圈厚度的加熱器截面圖16(b)為示出了對(duì)應(yīng)圖16(a)的截面的在定影輥上所產(chǎn)生的熱量
的圖表:
圖17(a)為具有均勻線圈厚度的加熱器的截面圖；以及
圖17(b)為示出了對(duì)應(yīng)圖17 (a)的截面的在定影輥上產(chǎn)生的熱量的圖表。
具體實(shí)施例方式
以下，參照?qǐng)D詳細(xì)描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。對(duì)于每個(gè)圖中具有相同組 成或功能的組成元件或相應(yīng)區(qū)域不使用相同的符號(hào)并不作重復(fù)說明。 第一實(shí)施例
在下文中，根據(jù)配有磁激勵(lì)線圈的加熱器描述定影裝置的 一 個(gè)實(shí)例。 圖1為示出了本發(fā)明的成像裝置的截面圖。在圖l中，當(dāng)電子照相感光 材料(以下稱作感光鼓)11以特定的圓周速度在箭頭的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，感光鼓
的表面被充電器12充以負(fù)的暗電位(dark electric potential) VO。光束掃描 器13輸出根據(jù)從圖像讀取裝置或如計(jì)算機(jī)的主機(jī)(圖中未示出)輸入的時(shí) 序電子數(shù)字圖片元素信號(hào)進(jìn)行調(diào)制的激光束14。該激光束14掃描已充電的 感光鼓11的表面并使其曝光。由此，感光鼓11的曝光部分減小電位絕對(duì)值 變成亮電位VL，并進(jìn)而形成靜電潛像。由顯影部件15的帶負(fù)電的調(diào)色劑顯 影這種潛像并使其清晰。
顯影部件15配有旋轉(zhuǎn)的顯影輥16。顯影輥16與感光鼓11相對(duì)設(shè)置并 且在該輥的外周表面上形成調(diào)色劑薄層。為顯影輥16施加顯影偏壓。顯影 偏壓的絕對(duì)值小于感光鼓11的暗電位VO而大于亮電位VL。因此，顯影輥l6上的調(diào)色劑僅僅被轉(zhuǎn)印至感光鼓11的亮電位VL并使得潛像清晰。
相反，從拾取組件17 —次一頁地饋送記錄介質(zhì)205并通過對(duì)準(zhǔn)輥對(duì) (registration roller pair) 18在與感光鼓11旋轉(zhuǎn)同步的適當(dāng)時(shí)間將其送至感 光鼓11以及轉(zhuǎn)印輥19的夾擠(nip)區(qū)域。隨后，通過其上施加有轉(zhuǎn)印偏壓 的轉(zhuǎn)印輥19將感光鼓11上的調(diào)色劑圖像順次轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)205上。殘留 在感光鼓11表面上的任何材料，如記錄介質(zhì)205分開后殘留的轉(zhuǎn)印調(diào)色劑， 被清潔裝置20所移除并重復(fù)地提供給下一次成像。
記錄介質(zhì)205到定影裝置22的傳遞由定影引導(dǎo)部件21所引導(dǎo)。在記錄 介質(zhì)205與感光鼓11分開后，記錄介質(zhì)被送至定影裝置22。轉(zhuǎn)印到記錄介 質(zhì)205上的定時(shí)圖像(timer image)由該動(dòng)作所定影。傳輸通過定影裝置22 的記錄介質(zhì)205被拾取引導(dǎo)部件23引至裝置外部。定影紙引導(dǎo)部件21和拾 取引導(dǎo)部件23可由樹脂如ABS制成。另外，定影引導(dǎo)部件21和拾取引導(dǎo) 部件23同樣可由非磁性材料如鋁制成。在定影調(diào)色劑圖像之后，記錄介質(zhì) 205被引至輸出盤(delivery tray ) 24。
裝置主體的底板25、裝置主體的頂板26以及裝置主體機(jī)殼27構(gòu)成一個(gè) 整體并支撐整個(gè)裝置的強(qiáng)度。這些元件的基本材料為磁鋼，并且使用鍍鋅材 料制成這些元件。
冷卻風(fēng)扇28在裝置內(nèi)部產(chǎn)生氣流。線圈套29起到覆蓋元件的作用并含 有非磁性材料如鋁，并被包括以便覆蓋磁激勵(lì)線圈105的后表面和弧形磁芯 106。
以下，詳細(xì)描述安裝在圖1所示成像裝置中的定影裝置。圖2為示出了
定影裝置構(gòu)造的側(cè)面截面圖。
圖2中所示的定影裝置具有用作柱形第一旋轉(zhuǎn)體的發(fā)熱輥201和與該發(fā)
熱輥201分開的定影輥202。用作第二旋轉(zhuǎn)體的環(huán)狀發(fā)熱帶203懸置在發(fā)熱 輥201和定影輥202之間。定影輥202的旋轉(zhuǎn)使得發(fā)熱輥203在箭頭A所示 的方向旋轉(zhuǎn)。發(fā)熱帶203抵靠地夾擠壓接加壓輥204的定影輥202。通過將 加壓輥204壓接到定影輥202,在兩個(gè)輥之間形成夾擠區(qū)域。檢測(cè)發(fā)熱帶203 溫度的溫度傳感器112被設(shè)置在發(fā)熱輥201和定影輥202之間的中心點(diǎn)處。
相反，將磁激勵(lì)線圈單元設(shè)置得夾擠發(fā)熱帶203并覆蓋發(fā)熱輥201的至 少一半的外圍表面。緊密設(shè)置磁激勵(lì)線圈單元在從接觸區(qū)域L至僅在發(fā)熱帶 203的入口和出口側(cè)延伸特定距離的區(qū)域(以下稱作非接觸區(qū)域)的寬范圍上延伸，在所述接觸區(qū)域L發(fā)熱輥201和發(fā)熱帶203接觸。
圖3 (a)為示出了磁激勵(lì)線圈單元的頂視圖，而圖3 (b)為圖3 (a) 中A-A線的截面圖(或B-B線截面圖，C-C線截面圖)。圖4(a)為磁激勵(lì) 線圈105的外部視圖，圖4 (b)為磁激勵(lì)線圈的前視圖，圖4 (c)為圖4 (b)中F-F線的截面圖。
磁激勵(lì)線圈單元具有產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的磁激勵(lì)線圈105,形成覆蓋磁激勵(lì) 線圈105的后表面的弧形的弧形磁芯106,設(shè)置在磁激勵(lì)線圈105的繞線中 心處的中央磁芯107，以及設(shè)置在磁激勵(lì)線圈105的繞線束兩側(cè)處的側(cè)部磁 芯108。強(qiáng)石茲體，如鐵氧體或透》茲合金，可用作石茲芯材料。
中央磁芯107和側(cè)部磁芯108與弧形磁芯106形成磁路。因此，磁激勵(lì) 線圈105在發(fā)熱帶203外部所產(chǎn)生的大部分磁通量穿過這三種類型的磁芯并 降低了泄漏到磁芯外部的磁通量。此外，這三種磁芯都不是必要的?？墒褂?一種磁芯、其組合更或者是不使用磁芯。另夕卜，中央磁芯107和側(cè)部磁芯108 可與弧形磁芯106結(jié)合或使用材料的組合。
磁激勵(lì)線圈105、弧形磁芯106、中央磁芯107以及側(cè)部磁芯108被固 定在線圈保持元件109上。線圈保持元件109具有近似形成半圓柱體形狀的 半圓柱體109a,以及分別從半圓柱體109a兩側(cè)的外邊緣在水平方向向外延 伸的凸緣109b。兩個(gè)長(zhǎng)側(cè)部^f茲芯108設(shè)置在線圈保持元件109的兩個(gè)凸緣 109b中。磁激勵(lì)線圈105具有與線圈保持元件109的半圓柱體109a的大致 相同的形狀，并凈皮;故置在半圓柱體109a上而沒有纏繞到線圈保持元件109 上。磁激勵(lì)線圈105沿縱向在磁激勵(lì)線圈105的中心處形成開口 105d(圖4)。 中央》茲芯107放置在該開口 105d中。以!夸在^茲激勵(lì)線圈105和中央^茲芯107 上的方式，將幾個(gè)弧形^磁芯106放置在線圏保持元件109的縱向上幾個(gè)位置 處。
線圈保持元件109也用作發(fā)熱輥201和磁激勵(lì)線圈105之間的熱絕緣材 料。發(fā)熱輥部分的溫度達(dá)到例如17(TC的定影溫度。因此，線圈保持元件109 切斷朝向鄰近》茲激勵(lì)線圈105的熱輻射，因而能夠限制^茲激勵(lì)線圈105的發(fā) 熱。
相對(duì)磁芯(opposing core) 110被放置在發(fā)熱輥201的內(nèi)部。強(qiáng)磁體， 如鐵氧體或透磁合金可用作相對(duì)磁芯110的材料。因?yàn)橄鄬?duì)磁芯110穿過磁 激勵(lì)線圈105產(chǎn)生的大部分》茲通量，所以有少量石茲通量向^f茲激勵(lì)線圈外部泄漏，進(jìn)而使得相對(duì)磁芯110能夠有效地利用磁激勵(lì)線圈的磁通量。
在此，詳細(xì)說明f茲激勵(lì)線圈105的形狀。如上所述，因?yàn)閊f茲激勵(lì)線圈105
放置在線圈保持元件109的半圓柱體109a上，所以其具有與半圓柱體109a 大致相同的形狀。盡管根據(jù)穩(wěn)定安裝的觀點(diǎn)磁激勵(lì)線圈和半圓柱體具有相同 的形狀，但,茲激勵(lì)線圈105的形狀不必與半圓柱體109a的形狀相同。
對(duì)于半圓柱體109a,與4妻觸區(qū)域L (圖2 )相對(duì)的相對(duì)部位109c被形成 為曲率大致與發(fā)熱輥201的曲率相同的表面，并且/人相對(duì)部位109c (與接觸 區(qū)域L相對(duì))的頂端延伸至凸緣109b的延伸部109d以幾乎確定的距離接近 發(fā)熱帶203 (朝向定影輥202展寬為扇形)被放置。然而，延伸部109d被形 成為以不會(huì)接觸的角度延伸的大致平面形狀。
因此，即使發(fā)熱帶203朝向定影輥202展寬為扇形，因?yàn)榘l(fā)熱輥201的 直徑小于定影輥202的直徑，所以以與接觸區(qū)域L相同的曲率按照均勻的距 離緊密地設(shè)置相對(duì)部位109c,并相對(duì)于從接觸區(qū)域L的頂端延伸至入口和 出口兩側(cè)的非接觸區(qū)域以幾乎均勻的距離接近發(fā)熱帶203設(shè)置延伸部109d。
通過使磁激勵(lì)線圏105的形狀與線圈保持元件109的半圓柱體109a的 形狀大致相同，能夠按照與線圈保持元件109相似的方式以與接觸區(qū)域L相 同的曲率按照均勻距離緊密地設(shè)置^茲激勵(lì)線圈105,并且石茲激勵(lì)線圈105以 相對(duì)于從接觸區(qū)域L的頂端延伸至入口和出口兩側(cè)的非接觸區(qū)域幾乎均勻 的距離接近發(fā)熱帶203設(shè)置。
換句話說，如圖4(c)所示，對(duì)于磁激勵(lì)線圈105,以與發(fā)熱輥201相 同的曲率形成曲面105a,該曲面與具有和發(fā)熱輥201相同曲率的接觸區(qū)域L 相對(duì)，并相對(duì)于展寬成扇形的發(fā)熱帶203以幾乎固定的距離將延伸部105b 形成大致平的表面，所述延伸部105b與從接觸區(qū)域L頂端延伸至入口和出 口兩側(cè)的非接觸區(qū)域相對(duì)。
因?yàn)榇偶?lì)線圈105的形狀使其在對(duì)應(yīng)接觸區(qū)域L的曲面和非接觸區(qū)域 的曲面的各自相對(duì)位置處具有相同的曲面或平的表面(在該實(shí)例中，平的表 面具有無限大的曲率)，所以可增加在發(fā)熱帶203表面上的傳導(dǎo)層中流動(dòng)的 渴電流的產(chǎn)生的表面面積，進(jìn)而能夠增加發(fā)熱帶203產(chǎn)生的熱量。
在圖2中示出的定影裝置中，因?yàn)槭┘佑衈f茲激勵(lì)線圈105的f茲場(chǎng)的對(duì)象 為具有均勻曲率的接觸區(qū)域L和展寬成扇形的平坦部分，以與這些形狀相匹 配的曲面(105a)和平的表面(105b)形成^茲激勵(lì)線圏105 (和線圈保持元件109)的形狀。當(dāng)施加有磁場(chǎng)的對(duì)象是不同的形狀，磁激勵(lì)線圈105的形 狀可形成為匹配該不同形狀的多個(gè)曲面的組合。也可形成^f茲激勵(lì)線圈105的 形狀使具有平的一部分的延伸部，和具有不同于曲面(105a)的另一曲面的 另一部分的延伸部。
圖5 (a)、 (b)和(c)示出了磁激勵(lì)線圈的形狀的改型實(shí)例。
對(duì)于圖5 (a)中所示的改型實(shí)例，在^f茲激勵(lì)線圈105的帶入口處從曲面 105a延伸的延伸部Hl，幾乎平行于相對(duì)的發(fā)熱帶203延伸并形成平的表面 的形狀。在帶出口處從曲面105a延伸的延伸部H2被形成為曲面，所述曲面 具有對(duì)應(yīng)于發(fā)熱帶203凸出部分的曲率。
根據(jù)定影裝置，盡管凸起部分可能出現(xiàn)在帶入口處的外部上，但也存在 凸起部分不出現(xiàn)在帶入口處的可能性。為了與這種類型的定影裝置兼容，左 右延伸部H1、 H2的曲率(包括平的表面)必須根據(jù)帶的情況進(jìn)行變化。沖艮 據(jù)圖5 (a)中所示的改型實(shí)例，具有凸起部分僅出現(xiàn)在帶出口外部上的特征 的定影裝置通常在磁激勵(lì)線圈105和發(fā)熱帶203之間保持一定的距離，以便 能夠施加均勻的磁場(chǎng)。
圖5 (b)中所示的改型實(shí)例為這樣的實(shí)例，其中在磁激勵(lì)線圈105的帶 入口和帶出口處沿兩個(gè)方向從曲面105a延伸的兩個(gè)延伸部Hl，幾乎平行于 各自相對(duì)的發(fā)熱帶203延伸并形成為平的表面的形狀。特別地，延伸部Hl 延伸朝向定影輥202超過發(fā)熱輥201的旋轉(zhuǎn)軸穿過的水平線。通常，因?yàn)槿?部磁激勵(lì)線圈被形成以均勻曲面，所以很難充分維持長(zhǎng)度。如果凸起部分沒 有出現(xiàn)在磁激勵(lì)線圈105的帶入口和帶出口處，本發(fā)明的產(chǎn)品也能夠充分維 持延伸部H1的長(zhǎng)度，如圖5(b)。在圖5 (a)和(c)所示的改型實(shí)例中， 因?yàn)檠由觳縃1、 H2的彎曲形狀被形成使得根據(jù)帶的情況維持均勻距離，所 以能夠以類似于圖5 (b)中所示改型實(shí)例的方式維持延伸部的長(zhǎng)度。
因?yàn)槟軌蛲ㄟ^按照這種方式在磁激勵(lì)線圈105中充分地維持延伸部H1 的長(zhǎng)度，以比之前更寬的范圍均勻地施加磁場(chǎng)，所以能夠提高發(fā)熱效率。
對(duì)于圖5 (c)中所示的改型實(shí)例，在磁激勵(lì)線圈105的帶入口處從曲面 105a延伸的延伸部Hl，被形成以具有對(duì)應(yīng)相對(duì)發(fā)熱帶203凸起的曲率的曲 面，而在帶出口處從曲面105a延伸的延伸部H2，被形成以具有對(duì)應(yīng)相對(duì)發(fā) 熱帶203凸起的曲率的曲面。
根據(jù)定影裝置，存在凸起部分出現(xiàn)在帶入口和帶出口兩處的可能性。為了與這種定影裝置兼容，左右延伸部H1、 H2的曲率必須根據(jù)帶的凸起而彎 曲。根據(jù)圖5 (c)所示的改型實(shí)例，具有凸起部分出現(xiàn)在帶入口和帶出口兩 處的特性的定影裝置，通常在磁激勵(lì)線圈105和發(fā)熱帶203之間維持一定的 距離，以便能夠施加均勻的磁場(chǎng)。
圖5 (a)、 (b)和(c)中所示的磁激勵(lì)線圈的每個(gè)延伸部(Hl、 H2) 從發(fā)熱輥201的旋轉(zhuǎn)軸(原點(diǎn)0 )所穿過的水平線朝定影輥側(cè)僅延伸5 mm。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)熱帶203從初始到170。C所需的時(shí)間被縮短。延伸部(Hl、 H2 )從發(fā)熱輥201的旋轉(zhuǎn)軸(原點(diǎn)O )所穿過的水平線朝定影輥側(cè)延伸的長(zhǎng) 度優(yōu)選為10 mm和更少。如果長(zhǎng)度超過IO mm,降低與在發(fā)熱輥201內(nèi)部 放置的相對(duì)磁芯110之間的結(jié)合。
接下來，將說明構(gòu)成定影裝置的組成元件的材料。
例如，由Fe、 Ni以及中空、柱形和強(qiáng)石茲金屬材料的Fe、 Ni合金(如 SUS)形成發(fā)熱輥201。外徑例如為10 mm至30 mm， 厚度例^口為0.1 mm 至0.2 mm。合成物具有低的熱容量以及快速升熱的特性。
定影輥202例如包括由金屬如SUS制成的金屬磁芯202a以及覆蓋所述 金屬磁芯202a并具有耐熱特性的固體或泡沫硅橡膠彈性元件202b。為了利 用加壓輥204的壓力在定影輥202和加壓輥204之間形成具有特定寬度的接 觸區(qū)域(夾擠區(qū)域N),外徑為20 mm至40 mm并且比發(fā)熱輥201的直徑大。 彈性元件202b的厚度為3 mm至8 mm并且硬度為15°至50° (要求C )。
因?yàn)檫@使得發(fā)熱輥201的熱容量小于定影輥202的熱容量，所以能夠快 速地加熱發(fā)熱輥201并縮短預(yù)熱時(shí)間。
通過在具有360 ( 。C )玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的聚酰亞胺中分散傳導(dǎo)粉末基材， 如鐵粉、鋁粉、銀粉或銅粉，并且形成具有構(gòu)成傳導(dǎo)層的30 mm至60 mm 的直徑和40jum至lOOiam厚度的非常薄的環(huán)帶，來生產(chǎn)所述發(fā)熱帶203。 可通過層置2個(gè)或3個(gè)10nm厚的銀層形成傳導(dǎo)層。另外，為了提供釋放 (release)特性，包括氟樹脂的5 ju m厚的釋放層(圖中未示出)，覆蓋發(fā)熱 帶203的表面。發(fā)熱帶203的基材的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)優(yōu)選在200 (。C )至500 (。C)的范圍內(nèi)。此外，具有良好釋放特性的單獨(dú)或合成樹脂或橡膠，如 PTFE、 PFA、 FEP、硅橡膠或氟橡膠可用作發(fā)熱帶203表面的釋放層。
除上述的聚酰亞胺樹脂之外，具有耐熱特性的樹脂，如氟樹脂或金屬， 如電熔(electrocast)薄鎳板和薄不銹鋼板，也能用作發(fā)熱帶203的基材。例如，這種發(fā)熱帶203可在40 m m厚的SUS430 (,茲性)或SUS304 (非磁性) 的表面上具有10jum厚的鍍銅或30jum至60jum厚的電熔鎳帶。
盡管優(yōu)選地形成橡膠層以便在發(fā)熱帶203用作彩色圖像加熱定影的成像 加熱器時(shí)提供彈性，但當(dāng)發(fā)熱帶203用作單色圖像的加熱定影的圖像加熱器 時(shí)，可確保釋放特性。
加壓輥204由包括例如具有高導(dǎo)熱性的柱形金屬，諸如SUS或Al的磁 芯金屬204a,以及具有高耐熱性和調(diào)色劑釋放特性、設(shè)置在磁芯金屬204a 表面上的彈性元件204b形成。
通過合成1至10束的絞合線束形成》茲激勵(lì)線圈105中使用的銅線。絞 合線束包括具有4) 0.05至(f) 0.2直徑的線元件。絞合線束使用最大外徑2 mm 的線束組合和線圈厚度可為2 mm。為了適合更薄的線圈， 一個(gè)絞合線束的 束合線的數(shù)量應(yīng)包括10至40根線?？墒褂酶鶕?jù)JIS C3005的公式1計(jì)算絞 合線的外徑。
公式1
在該公式中，D為絞合線的外徑，d為線元件的外徑，而n為線元件的數(shù)量。
通過在纏繞線的同時(shí)合并多個(gè)絞合線束，能夠在磁激勵(lì)線圈的厚部分以 及^f茲激勵(lì)線圈的薄部分處保持繞線緊度地纏繞線。由于高頻AC電流而后在 磁激勵(lì)線圏內(nèi)導(dǎo)致過度發(fā)熱，使得具有大于小0.2線直徑的線元件直徑的電 阻變大。
在上述定影裝置的組合中，驅(qū)動(dòng)電源(圖中未示出)為磁激勵(lì)線圈105 施加10kHz至lMHz的高頻AC電流或更優(yōu)選的為20kHz至800kHz的高頻 AC電流。這種AC電流在磁激勵(lì)線圈105、弧形磁芯106、中央磁芯107和 側(cè)部》茲芯108與相對(duì);茲芯110之間產(chǎn)生交變^茲場(chǎng)。進(jìn)而，在發(fā)熱輥201和發(fā) 熱帶203之間的接觸區(qū)域L以及接近該接觸區(qū)域的非接觸區(qū)域處，這種交變 》茲場(chǎng)作用在發(fā)熱輥201上。渦電流在阻止這些區(qū)Jt或內(nèi)石茲場(chǎng)變化的方向流動(dòng)。
這種渦電流相應(yīng)于發(fā)熱輥201的電阻而產(chǎn)生焦耳熱并隨后主要在發(fā)熱輥 201和發(fā)熱帶203之間的接觸區(qū)域L以及接近該接觸區(qū)域的非接觸區(qū)域處， 借助電》茲感應(yīng)加熱作用加熱發(fā)熱輥201 。
以這種方式加熱的發(fā)熱帶203內(nèi)表面上的溫度由溫度傳感器112所檢測(cè)，所述溫度傳感器在定影夾擠區(qū)域N的入口處包括具有熱敏感性的高溫元 件，如熱敏電阻器。
由于溫度傳感器112不會(huì)刮擦發(fā)熱帶203的表面，因此，能夠在進(jìn)入正 被檢測(cè)的發(fā)熱帶203的定影夾擠區(qū)域N之前隨溫度持續(xù)地保證定影性能。此 后，通過根據(jù)以該溫度信息為基礎(chǔ)輸出的信號(hào)控制電功率進(jìn)入加熱器100而 將發(fā)熱帶203的溫度穩(wěn)定地維持在no。c。
當(dāng)形成在記錄介質(zhì)205上的調(diào)色劑圖像206，在設(shè)置于定影裝置的上游 側(cè)邊上的成像區(qū)域(圖中未示出)處被引入定影夾擠區(qū)域N時(shí)，在包括磁激 勵(lì)線圈單元和發(fā)熱輥201的加熱器IOO所加熱的發(fā)熱帶203的前表面溫度和 后表面溫度之間差值變小的情況下，將調(diào)色劑圖像206送入定影夾擠區(qū)域N。 因此，前表面溫度相比于設(shè)定溫度變得非常高，也就是說，能夠限定過調(diào)節(jié) (overshoot)并穩(wěn)定地控制溫度。
在下文中，將描述^i激勵(lì)線圈的制造方法。
參照?qǐng)D6至11描述初始產(chǎn)生磁激勵(lì)線圈105的繞線裝置的制造。 圖6為產(chǎn)生上述磁激勵(lì)線圈105的繞線裝置的透視圖。圖示出了陽模和 陰模分開的狀態(tài)。圖7 (a)和7 (b)示出了陽模和陰模接合的狀態(tài)。圖7
(a) 為側(cè)視圖而圖7 ( b )為沿圖7 ( a )中G-G線的截面圖。圖8為圖7的 放大圖。
繞線器具有陽模301，以及在陽模301之間形成繞線間隙S (圖8)并 與內(nèi)螺301相接合的陰模302。
陽模301具有以近似U形朝陰模302延伸的半柱形凸起部分301a,所 述陰模在整體寬度上沿縱向延伸。圖9 (a)示出了凸起部分301a的截面部 分。形成凸起部分301a的半柱形的頂部(區(qū)域C)具有與上述接觸區(qū)域L 的彎曲形狀相同的曲面。從該頂部(區(qū)域C)連續(xù)向上的特定范圍(區(qū)域H) 具有與上述非接觸區(qū)域相同的以 一角度展寬成扇形的平的表面形狀。換句話 說，所述形狀與磁激勵(lì)線圈105 (產(chǎn)品)相同。另外，在制造具有圖5 (a)、
(b) 和(c)中所示形狀的磁激勵(lì)線圈時(shí)，使用具有與各圖中所示磁激勵(lì)線 圈相同形狀的凸起部分301a是顯而易見的。
在陽模301的凸起部分301a的中心處設(shè)置中心銷(key) 305。在凸起 部分301a的兩側(cè)設(shè)置第一加壓元件303,以便倚靠凸起部分301a的側(cè)表面 自由地滑動(dòng)，以及與凸起部分301a分開地設(shè)置陽模繞線引導(dǎo)部件304并將其設(shè)置在凸起部分301a的縱向的兩端處。
借助與壓擠方向直角相交的平的表面內(nèi)的第一加壓元件303,將陽模301 固定在能夠旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)盤401上。第一加壓元件303也固定到上述繞線裝置 上的壓裝板(圖中未示出)。
如圖7(a)所示，^^靠安裝元件303a、 303b固定陽才莫引導(dǎo)驅(qū)動(dòng)元件307, 所述安裝元件從第一加壓元件303的兩側(cè)上的側(cè)壁凸起于陽模繞線引導(dǎo)部件 304上。驅(qū)動(dòng)源為氣筒的驅(qū)動(dòng)裝置包括所述陽模引導(dǎo)驅(qū)動(dòng)元件307。經(jīng)由每 個(gè)陽模引導(dǎo)驅(qū)動(dòng)元件307支撐每個(gè)陽模繞線引導(dǎo)部件304。
圖11 (a)和(b)示出了嵌入在繞線間隙S內(nèi)的銅線束W、第一加壓 元件303和陽模引導(dǎo)部件304之間的關(guān)系。如圖所示，在陽模繞線引導(dǎo)部件 304上，在從上邊緣至安裝側(cè)上的下表面的一側(cè)、朝向陽模引導(dǎo)驅(qū)動(dòng)元件307 形成斜體(taper) 304a。斜體304a起到引導(dǎo)銅線進(jìn)入繞線間隙S并纏繞線 的作用。進(jìn)一步，陽模繞線引導(dǎo)部件304具有向下擠壓銅線束的加壓部件 304b，所述銅線束被引入繞線間隙S并在從縱向兩邊擠壓銅線束時(shí)被纏繞在 凸起部分301a上。當(dāng)從縱向兩邊擠壓纏繞在陽模301的凸起部分301a周圍 的銅線束時(shí)，每個(gè)陽模引導(dǎo)驅(qū)動(dòng)元件307在箭頭A的方向移動(dòng)陽模繞線引導(dǎo) 部件304。
相反，如圖8和圖9(b)所示，陰模302具有形成在對(duì)應(yīng)陽模301的凸 起部分301a的曲形表面的凹部302a。在凹部302a的中心處設(shè)置槽302b。 槽302b與中心銷305相接合。陰模302的凹部302a略微比陽才莫301的凸起 部分301a大并被設(shè)置形成具有均勻?qū)挾鹊睦@線間隙S,所述間隙在陽模301 和陰模302接合時(shí)允許繞線插入凸起部分301a和凹部302a之間，如圖8所 示。繞線間隙S的厚度優(yōu)選為1 mm至5 mm。
如圖6所示，在縱向上形成陰模302的凹部302a的兩側(cè)壁的端部處形 成凹口，該凹口形成繞線初始拉拔開口 308和繞線結(jié)束拉拔開口 309。在正 好位于繞線結(jié)束拉拔開口 309上的凹部302a側(cè)壁的端面處設(shè)置一陰模繞線 引導(dǎo)部件306。以類似的方式，在與形成繞線初始拉拔開口 308的凹部302a 側(cè)壁的端面相對(duì)的側(cè)壁端面處設(shè)置另一陰模繞線引導(dǎo)部件306。陰模繞線引 導(dǎo)部件306用于再次拔出由于陽模繞線引導(dǎo)部件304而被拉入繞線間隙S的 導(dǎo)線。因此，陰模繞線引導(dǎo)部件306從上述凹部302a側(cè)壁上的安裝位置伸 出直至接近繞線間隙S的底部并形成斜體306a。陰模302的下端被固定在繞線下面的旋轉(zhuǎn)盤402上。供電電極的一個(gè)端 子310a設(shè)置接近旋轉(zhuǎn)盤402的上表面上的繞線初始拉拔開口 308，而供電電 極的另一端子310b被設(shè)置得接近繞線結(jié)束拉拔開口 309。
在此，說明陰模302上形成的凹部302a的形狀。圖9(b)為設(shè)置在陰 模302上凹部302a的截面圖。當(dāng)凹部302a與陽模301接合時(shí)，接近底部(區(qū) 域C )的表面，即與形成半柱形凸起部分301a的頂部(區(qū)域C )相對(duì)的表面， 具有與上述接觸區(qū)域L的彎曲形狀相同的曲面。從接近底部(區(qū)域C)的這 個(gè)表面連續(xù)向上的特定區(qū)域(區(qū)域H)具有與上述非接觸區(qū)域相同的以一定 角度展寬成扇形的平的表面形狀。
陽模301、陰模302、第一加壓元件303以及陽模繞線引導(dǎo)部件304的 材料為金屬，如Fe、 Al、黃銅、鐵合金和鋁合金。通過金屬電鍍工藝或防銹 方法保護(hù)模的表面。這種電鍍可以是鎳電鍍、樣本電鍍(copy plating)或硬 化的鉻電鍍。陰模繞線引導(dǎo)部件306的?？梢允墙饘伲鏔e、 Al、黃銅或包 括鐵的金屬合金。另外，可通過彎曲金屬線連接由Fe、 Al或黃銅制成的金 屬線。電鍍厚度優(yōu)選形成為1 Mm至10Mm。
以下，說明使用包括上述的繞線裝置的磁激勵(lì)線圈的制造方法。
當(dāng)繞線裝置在圖6中所示繞線裝置的原點(diǎn)位置開始時(shí)，陽模301向下移 動(dòng)直至特定位置處，隨后如圖7 (a)、 (b)和圖8所示陽模301和陰模302 接合進(jìn)而在兩個(gè)模之間形成繞線間隙S。在該實(shí)例中，繞線間隙S被形成為 近似1 mm至5 mm。
接下來，多束銅線被引入繞線間隙S并被纏繞在凸起部分301a的外周 周圍，以銅線填滿繞線間隙S，如圖10 (a)所示。更詳細(xì)地，管口 (圖中 未示出)同時(shí)抓取多束銅線，而且銅線的頂部被纏繞在供電電極310a周圍 并被固定。該銅線鉤在陰模302的纏繞初始拉拔開口 308上，并且旋轉(zhuǎn)盤401 和402旋轉(zhuǎn)并且陽模301和陰模302處于接合狀態(tài)。例如，旋轉(zhuǎn)速度被設(shè)定 為20至200轉(zhuǎn)/分鐘。如果繞線速度大于200轉(zhuǎn)/分鐘，模將由于離心力而振 動(dòng)并且可能陽模301和陰模302之間的接合變松以及對(duì)性能產(chǎn)生影響。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)盤401和402開始旋轉(zhuǎn)時(shí)，堆疊銅線并由陽模繞線引導(dǎo)部件304 和陰模繞線引導(dǎo)部件306從繞線間隙S的內(nèi)部按順序纏繞銅線。此時(shí)，由模 繞線引導(dǎo)部件304纏繞的銅線到達(dá)縱向纏繞模(陽模301和陰模302 )的端 部時(shí)，斜體304a用于向繞線間隙S的底部擠壓銅線。因此，堆疊到纏繞模中的導(dǎo)線在與陽模繞線引導(dǎo)部件304相對(duì)的位置處在水平方向處于層置狀
態(tài)，如圖11 (a)所示。相反，對(duì)于陰模繞線引導(dǎo)部件306，斜體306a用于 在縱向的纏繞模的端部處提高已經(jīng)朝繞線間隙S底部被向下壓擠的銅線。因 此，纏繞在纏繞模上的銅線除兩個(gè)端部外在垂直方向上處于層置狀態(tài)，如圖 11 (a)。
如果特定的纏繞數(shù)量例如是10匝，則銅線從纏繞結(jié)束拉拔開口 309拉 出并與另一供電電極端子310b相連。圖10 (a)和圖11 (a)示出了恰在銅 線被纏繞以特定纏繞數(shù)量之后壓擠動(dòng)作之前的狀態(tài)。
當(dāng)開始銅線纏繞時(shí)，與銅線纏繞端部相連的端子310a和310b都與DC 電源(圖中未示出)相連。例如150A至250A的特定DC電流從該DC電源 流至端子310a和310b以特定的時(shí)間，例如1.5秒至3.0秒。因此，由于銅 線內(nèi)流經(jīng)的焦耳熱使得銅線的溫度上升，并且熔化層的樹脂部分，如覆蓋銅 線表面的聚酰亞胺被熔化?？墒褂靡韵滤镜墓?計(jì)算銅線的發(fā)熱。
公式2
R:繞線線圈總電阻，1:銅線總長(zhǎng)度，P:銅線的電阻率，A:銅線的 總截面面積，Q:發(fā)熱量，t:供電的時(shí)間，m:銅線總量，C銅線的熱容， △ T:銅線上升的溫度，I:供電電流
如圖10 (b)所示，在銅線表面上的熔化層熔化后，第一加壓元件303 迅速移至陰模302側(cè)面上的特定位置處(向下方向)。當(dāng)?shù)谝患訅涸?03 在向下的方向移動(dòng)時(shí)，具有寬度略小于繞線間隙S的寬度的第一加壓元件 303的頂部加壓部件303a,滑動(dòng)于進(jìn)入繞線間隙S的陽模301的凸起部分 301a的側(cè)表面，并擠壓層置在繞線間隔S內(nèi)部的銅線束。因?yàn)榘ㄓ阢~線束 的每個(gè)銅線被熔化成熔化層，所以相鄰的銅線冷卻并在第一加壓元件303于 第一壓擠方向上執(zhí)行所產(chǎn)生的強(qiáng)壓力下被緊密地固定，并隨后在該緊密固定 的狀態(tài)中熔化和硬化。如圖11 (b)所示，在繞線間隙S的深度方向上層置 的銅線束，在與第 一加壓元件303執(zhí)行擠壓的第 一 方向的相同方向被擠壓。 圖10 (b)示出了恰在第一加壓元件303執(zhí)行的擠壓動(dòng)作之后的狀態(tài)。
在第一加壓元件303在第一壓擠方向執(zhí)行擠壓的同時(shí)，由第二加壓元件在第二壓擠方向擠壓陽模繞線引導(dǎo)部件304對(duì)。如圖11 (b)所示，陽模繞 線引導(dǎo)部件304的壓擠部件304b，與銅線束W的最外圍處的銅線相對(duì)，所 述銅線束在水平方向上層置而與繞線間隙S的深度方向一致。陽模繞線引導(dǎo) 部件304由于陽模引導(dǎo)驅(qū)動(dòng)元件307而朝陽模301的方向移動(dòng)特定量的結(jié)果 是朝第二方向(陽模301的方向)擠壓銅線束，所述銅線束被夾在壓擠部件 304b和陽模的凸起部分301a之間。因?yàn)榘ㄓ阢~線束的每個(gè)銅線被熔化成 熔化層，所以鄰近銅線冷卻并在第二加壓元件(陽模繞線引導(dǎo)部件304)在 第二壓擠方向上執(zhí)行所產(chǎn)生的強(qiáng)壓力下被緊密地固定，并隨后在所述緊密固 定的狀態(tài)中熔化和硬化。如圖11 (b),在水平方向上層置而與繞線間隙S 的深度方向一致的銅線束，由于第二加壓元件(陽模繞線引導(dǎo)部件304)在 第二方向執(zhí)行擠壓而在相同方向被擠壓。通過在第二方向上進(jìn)行擠壓確定磁 激勵(lì)線圏的線圈長(zhǎng)度。
在此，從剛完成激勵(lì)之后到擠壓移動(dòng)開始的時(shí)間優(yōu)選被設(shè)定為3秒或更 少。因此，在線圈組件冷卻之后，陽模301向上移動(dòng)直至原點(diǎn)位置并且形成 的磁激勵(lì)線圈從纏繞模(陽模301和陰模302)移動(dòng)。在此，冷卻方法可以 是自然風(fēng)冷卻或強(qiáng)制風(fēng)冷卻方法，或者也可使用其他方法，如水冷卻方法。 冷卻時(shí)間優(yōu)選為20秒或更多。
由于沿著線圏保持元件109形成通過現(xiàn)有制造方法形成的磁激勵(lì)線圏 105的形狀，因此繞線不需要改變形狀以便與線圈保持元件109相匹配的工 序，進(jìn)而使得繞線非?？煽亢鸵子谔幚恚⒁?yàn)橥ㄟ^于銅線的熔化層進(jìn)行固 定地形成線圈，即使手動(dòng)處理也不會(huì)分離銅線，而具有良好的生產(chǎn)力。
磁激勵(lì)線圈105在相對(duì)于發(fā)熱輥201旋轉(zhuǎn)方向的縱向上的長(zhǎng)度，由陽模 繞線引導(dǎo)部件304的可移動(dòng)尺寸按照這樣的方式予以調(diào)節(jié)，所述方式為發(fā)熱 帶203和發(fā)熱輥201的長(zhǎng)度變成等于相鄰區(qū)域的長(zhǎng)度。
因此，由》茲激勵(lì)單元通過電f茲感應(yīng)加熱效應(yīng)加熱的發(fā)熱輥201的區(qū)域處 于最大，并且發(fā)熱輥201的表面和發(fā)熱帶203相鄰的時(shí)間也處于最大。因此，
提高了熱傳輸效率。
圖12為示出了不同于圖6中所示繞線裝置的一種類型繞線裝置的外觀 圖。與圖6中所示的繞線裝置的每個(gè)部件相同的組成元件使用相同的標(biāo)記。
圖6中所示的繞線裝置使用這樣的方法，即通過將陽模301和陰模302 放置在旋轉(zhuǎn)盤上并隨后旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)盤，從纏繞模繞線的內(nèi)部依次纏繞銅線的200810099170.4
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方法。然而，以纏繞模放置在固定盤上并提供飛輪401 (flyer)的方式構(gòu)造 圖12中所示的繞線裝置。銅線穿過設(shè)置在飛輪401頂端的管口 402,進(jìn)而在 纏繞模上纏繞線。盡管基本纏繞模在該構(gòu)造中并未改變，但該構(gòu)造可使用相 比于纏繞模更硬的材料，以便增加繞線速度并提高生產(chǎn)力。
根據(jù)上述磁激勵(lì)線圈的制造方法，電流流經(jīng)繞線內(nèi)堆疊的銅線，熔化銅 線的熔化層，并隨后借助擠壓動(dòng)作形成線圏。此后，冷卻線圈并硬化熔化。 這樣的好處是磁激勵(lì)線圈在形成之后具有非常穩(wěn)定的形狀。即使磁激勵(lì)線圈 的厚度不均勻，它是具有一個(gè)穩(wěn)定的形狀的集成單元。因?yàn)榫€圈在擠壓之后 被強(qiáng)制彎成曲面形狀，所以在磁激勵(lì)線圈的常規(guī)制造方法中很難獲得類似本 發(fā)明產(chǎn)品的穩(wěn)定形狀。更進(jìn)一步，如果磁激勵(lì)線圈的厚度不均勻，也增加了 形狀的不穩(wěn)定性。
相反，即能固定磁激勵(lì)線圈和發(fā)熱帶(發(fā)熱輥)之間的距離，在發(fā)熱帶 中也會(huì)由于定影裝置的特性而出現(xiàn)非均勻的溫度分布。根據(jù)本發(fā)明的磁激勵(lì) 線圈的制造方法，通過改變發(fā)熱量高的區(qū)域處該磁激勵(lì)線圈的纏繞模形狀并 薄薄地形成該模，能夠?yàn)檫@種類型的定影裝置設(shè)計(jì)均勻的溫度分布。
圖13 (a)至(e)示出了陽模301的凸起部分301a的部分改型實(shí)例。 圖13(b)示出了圖13(a)中平面A的截面，而圖13(d)示出了圖13(a) 中平面B的截面。與圖9(a)中所示陽模301的組件相同的部件使用相同 的標(biāo)記。陰模302與圖9 (b)中所示的相同。
如圖13 (a)所示，根據(jù)使磁激勵(lì)線圈的這些所需位置的厚度更薄的目 的，將延伸部301a、 301c設(shè)置在兩個(gè)所需的位置處。盡管結(jié)果是所需位置 的厚度隨延伸部301a、 301c的高度變高而變薄，但必須將形成在接合的陽 模301和陰模302之間的繞線間隙S的寬度形成得更小。
圖13(c)示出了銅線纏繞在具有延伸部301a、 301c的陽模301的情況。 磁激勵(lì)線圈在形成之后的厚度在形成有延伸部301a、 301c的At范圍內(nèi)變得 比其他區(qū)域要薄。
相反，如圖13 (d)所示，因?yàn)楹穸缺仨氉儽〉乃栉恢弥獾奈恢眯?成在如上所述具有不同曲率的兩個(gè)區(qū)域(C, H)內(nèi)，如圖13 (e)所示磁激 勵(lì)線圈具有均勻的厚度并形成具有不同曲率的兩個(gè)區(qū)域(C, H)。
另外，使用圖13 (a)中示出的陽模301的磁激勵(lì)線圈的制造方法，與 上述電流流經(jīng)在繞線內(nèi)堆疊的銅線、銅線的熔化層被熔化并隨后借助擠壓作用形成線圈的方法相同。此后，冷卻線圈并使熔化硬化。
圖14 (a)至(e)示出了陰模302的凹部302a的部分改型實(shí)例。圖4 (b)示出了圖14 (a)中平面A的截面而圖14(d)示出了圖14(a)中平 面B的截面。與圖9 (b)中所示陰模302的組件相同的部件使用相同的標(biāo) 記。陽模301與圖9 (a)中所示的相同。
如圖14(a)，根據(jù)使磁激勵(lì)線圈的這些所需位置的厚度更薄的目的，將 凸起302c、 302d設(shè)置在兩個(gè)所需的位置處。盡管結(jié)果是所需位置的厚度隨 凸起302c、 302d的高度變高而變薄，但必須將形成在接合的陽模301和陰 模302之間的繞線間隙S的寬度形成得更小。
圖14 (c)為運(yùn)用具有凸起302c、 302d的陰模302制造的磁激勵(lì)線圈的 平面A的截面圖。磁激勵(lì)線圈在形成之后的厚度變得比形成有凸起302c、 302d的其他區(qū)域要薄。
如圖14 (d)所示，因?yàn)楹穸缺仨氉儽〉乃栉恢弥獾奈恢眯纬稍谌?上所述具有不同曲率的兩個(gè)區(qū)域(C, H)內(nèi)，如圖14 (e)所示^f茲激勵(lì)線圈 具有均勾的厚度并形成具有不同曲率的兩個(gè)區(qū)域，(C， H)。
另外，使用圖13 (a)中示出的陰模302的磁激勵(lì)線圈的制造方法，與 上述電流流經(jīng)在繞線內(nèi)堆疊的銅線、銅線的熔化層被熔化并隨后借助擠壓作 用形成線圏的方法相同。此后，冷卻線圈并使熔化硬化。
圖15 (a)示出了陽模301截面的一個(gè)實(shí)例。設(shè)置在陽模301的凸起表 面上的凸起被制成圓弧形?？梢栽O(shè)置幾個(gè)圓弧形的凸起。圖15 (b)示出了 陰模302截面的一個(gè)實(shí)例。設(shè)置在陰模302凹面上的凸起被制成圓弧形。結(jié) 構(gòu)也可以是這樣的，即圓弧形凸起和原始彎曲部分通過圓弧相連接。
盡管以上描述中說明了部分修改模外形的方法，但由于端部的熱輻射從 帶的中心行至端部，也存在定影裝置中所用的發(fā)熱帶的溫度下降的趨勢(shì)。因 此，通過提供從中心到端部連續(xù)改變At值的結(jié)構(gòu)，能夠均一跨越定影組件 的整個(gè)加熱元件的溫度。
圖16 (a)示出了磁激勵(lì)線圈單元的截面，在所述單元中將磁激勵(lì)線圈 的厚度形成得更薄。當(dāng)以這樣的方式而部分地(At)將磁激勵(lì)線圈的厚度形 成得更薄時(shí)，定影輥上產(chǎn)生的熱量具有圖16 (b)中所示的發(fā)熱分布。在這 種方式中，部分(At)被形成得薄的區(qū)域處所產(chǎn)生的熱量被降低。
圖17 (a)示出了具有均勻磁激勵(lì)線圈厚度的磁激勵(lì)線圈單元的截面。定影輥上產(chǎn)生的熱量在磁激勵(lì)線圈厚度均勻時(shí)于磁激勵(lì)線圏的中心處變得 最好(圖17(b))。
通過以這種方式調(diào)節(jié)磁激勵(lì)線圈的厚度，可調(diào)節(jié)加熱元件的溫度進(jìn)而能 夠減少渦電流量并精確地調(diào)節(jié)加熱元件橫跨整個(gè)縱向上的溫度。
因此，當(dāng)部分不均勻的溫度分布出現(xiàn)在定影裝置的發(fā)熱帶中時(shí)，可通過 改變之前磁激勵(lì)線圈的繞線形狀精確調(diào)節(jié)發(fā)熱量高的區(qū)域。
盡管在上述實(shí)施例中說明了一部分繞線(陽模301或陰模302 )形狀改 變的結(jié)構(gòu)，也可以施用陽模301和陰模302的模蓋(cap)改變的結(jié)構(gòu)。
盡管在本實(shí)施例中描述了的結(jié)構(gòu)，其中僅將陽模301和陰模302的曲形 表面厚度形成得更大，但只要纏繞模的間隙被形成得窄就可使用不同的組 合。例如，可類似于圖14的方式，使用合并圓弧和直線的結(jié)構(gòu)的幾種組合。
應(yīng)當(dāng)注意到，已經(jīng)僅僅為了說明的目的提供了前述實(shí)例，并且不能將這 些實(shí)例認(rèn)作本發(fā)明的限制。雖然參照實(shí)例性實(shí)施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但應(yīng) 當(dāng)理解在此已經(jīng)用過的言詞是描述性和說明性的言詞，而不是限定性的言 詞。在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，根 據(jù)當(dāng)前所述和修改，可在各個(gè)方面進(jìn)行修改。盡管在此參照特定結(jié)構(gòu)、材料 和實(shí)施例已經(jīng)說明了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于在此披露的細(xì)節(jié)；而且，本發(fā) 明擴(kuò)展至并使用諸如處于所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有功能性等同結(jié)構(gòu)、方 法。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，并且在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可有 各種變化和修改。
本申請(qǐng)以2004年5月18日遞交的日本專利申請(qǐng)No.2004-147501和2005 年3月9日遞交的日本專利申請(qǐng)No.2005-65999為基礎(chǔ)，其全部?jī)?nèi)容在此特 別地包括引作參考。
權(quán)利要求
1. 一種用于生產(chǎn)磁激勵(lì)線圈的繞線裝置，包括陽模，所述陽模的形狀與所述磁激勵(lì)線圈的內(nèi)部形狀相對(duì)應(yīng)；被設(shè)置得在與所述陽模之間形成預(yù)定間隙的陰模，所述陰模的形狀與所述磁激勵(lì)線圈的外部形狀相對(duì)應(yīng)；以及控制器，其用于將具有涂覆表面的線導(dǎo)入所述預(yù)定間隙；圍繞所述陽模纏繞所述線；對(duì)纏繞在所述陽模周圍的線施加電流；由焦耳熱熔化所述繞線的涂覆表面，該焦耳熱通過對(duì)所述繞線施加電流產(chǎn)生；在所述陽模和所述陰模之間將具有熔化了的涂覆表面的所述繞線壓成預(yù)定形狀；以及冷卻壓擠后的繞線以便將冷卻的繞線固定成所述預(yù)定的形狀。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的繞線裝置，其中在所述陽模中，在所需位置 處設(shè)置延伸部，以使所述磁激勵(lì)線圈的所述所需位置的厚度更薄。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的繞線裝置，其中在所述陰模中，在所需位置 處設(shè)置凸起，以使所述磁激勵(lì)線圏的所述所需位置的厚度更薄。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的繞線裝置，其中所述磁激勵(lì)線圈用于電感應(yīng) 加熱型加熱裝置。
5. —種使用繞線裝置生產(chǎn)磁激勵(lì)線圈的方法，所述繞線裝置包括陽模 和陰模，所述陽模的形狀與所述磁激勵(lì)線圈的內(nèi)部形狀相對(duì)應(yīng)，而所述陰模 的形狀與所述磁激勵(lì)線圈的外部形狀相對(duì)應(yīng)，所述方法包括在所述陽模和所述陰模之間形成預(yù)定間隙； 將具有涂覆表面的線導(dǎo)入所述預(yù)定間隙； 圍繞所述陽模纏繞所述線； 對(duì)纏繞在所述陽模周圍的線施加電流；由焦耳熱熔化所述繞線的涂覆表面，該焦耳熱通過對(duì)所述繞線施加電流 產(chǎn)生；在所述陽模和所述陰模之間將具有熔化了的涂覆表面的所述繞線壓成預(yù)定形狀；以及冷卻壓擠后的繞線以便將冷卻的繞線固定成所述預(yù)定的形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述磁激勵(lì)線圈用于電感應(yīng)加熱型加熱裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于生產(chǎn)磁激勵(lì)線圈的繞線裝置和使用繞線裝置生產(chǎn)磁激勵(lì)線圈的方法。繞線裝置包括陽模，所述陽模的形狀與所述磁激勵(lì)線圈的內(nèi)部形狀相對(duì)應(yīng)；被設(shè)置得在與所述陽模之間形成預(yù)定間隙的陰模，所述陰模的形狀與所述磁激勵(lì)線圈的外部形狀相對(duì)應(yīng)；以及控制器，其用于將具有涂覆表面的線導(dǎo)入所述預(yù)定間隙；圍繞所述陽模纏繞所述線；對(duì)纏繞在所述陽模周圍的線施加電流；由焦耳熱熔化所述繞線的涂覆表面，該焦耳熱通過對(duì)所述繞線施加電流產(chǎn)生；在所述陽模和所述陰模之間將具有熔化了的涂覆表面的所述繞線壓成預(yù)定形狀；以及冷卻壓擠后的繞線以便將冷卻的繞線固定成所述預(yù)定的形狀。
文檔編號(hào)H05B6/14GK101287313SQ200810099170
公開日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2005年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月18日
發(fā)明者立野史洋, 諫山正幸, 鳥越靖浩 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社