CN103365178A - 加热装置和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种加热装置和图像形成装置，该加热装置包括磁场产生单元、环形带和传热单元。磁场产生单元产生交流磁场。通过交流磁场的效应引起的电磁感应在环形带的第一区域中产生热量。传热单元将热量传递给环形带。传热单元包括储热层、热敏层和扩散层。储热层储存热量；热敏层设置在比储热层更靠近环形带的位置并且延伸以使磁场产生单元和储热层彼此分离，热敏层在低于居里温度的温度下形成允许交流磁场的磁通沿热敏层延伸的方向穿过热敏层的磁路，并且在高于或等于居里温度的温度下形成允许交流磁场的磁通延伸贯通热敏层并到达储热层的磁路；扩散层具有比热敏层和储热层的热导率高的热导率，扩散层沿着环形带的轴向扩散环形带的热量。

Description

加热装置和图像形成装置

技术领域

本发明涉及加热装置和图像形成装置。

背景技术

日本未审查专利申请公开No.2001-117402描述了这样一种结构：其中，由结晶石墨片制成的至少一个导热层布置在加热辊的辊体中，加热辊在与记录介质相接触的同时将未定影的显影剂热定影到记录介质的表面上。

日本未审查专利申请公开No.2001-66933描述了一种图像形成装置，所述图像形成装置包括电磁感应加热型加热装置，其中具有比辊的热导率更高的热导率的高热导率部件在咬合区以外的区域中挤压辊。

日本未审查专利申请公开No.4-42184描述了一种加压辊，所述加压辊包括：耐热弹性材料层；软材料层，其具有高热导率并且设置在耐热弹性材料层的外周上；以及薄膜，其与色调剂不相容并且设置在软材料层的外周上。

发明内容

本发明的一个目的是：与传送介质的带未设置有用于沿轴向扩散带的热量的扩散层的情况相比，减小带的沿轴向的温度变化。

根据本发明的第一方面，提供一种加热装置，其包括磁场产生单元、环形带和传热单元。磁场产生单元产生交流磁场。环形带包括第一区域，通过由交流磁场的效应引起的电磁感应在第一区域中产生热量。环形带加热并传送与环形带的外周表面接触的介质。传热单元通过与环形带的内周表面接触并沿着环形带的内周表面滑动而将热量传递给环形带。传热单元储热层、热敏层和扩散层。储热层储存热量；热敏层设置在比储热层更靠近环形带的位置并且延伸以使磁场产生单元和储热层彼此分离，热敏层在低于居里（Curie）温度的温度下形成允许交流磁场的磁通沿热敏层延伸的方向穿过热敏层的磁路，并且在高于或等于居里温度的温度下形成允许交流磁场的磁通延伸贯通热敏层并到达储热层的磁路；扩散层具有比热敏层和储热层的热导率高的热导率，扩散层沿着环形带的轴向扩散环形带的热量。

根据本发明的第二方面，在根据第一方面所述的加热装置中，储热层具有比扩散层的热容量大的热容量。

根据本发明的第三方面，在根据第一或第二方面所述的加热装置中，传热单元还包括加热层，加热层布置在热敏层和储热层之间并面对第二区域，第二区域包括在第一区域中并且具有比第一区域的轴向长度小的轴向长度，传热单元加热第二区域，并且扩散层与加热层相接触。

根据本发明的第四方面，在根据第三方面所述的加热装置中，加热层通过当加热层被施加电力时产生的焦耳热来加热第二区域。

根据本发明的第五方面，在根据第一至第四方面之一所述的加热装置中，扩散层包括以碳作为主要成分的材料、石墨或碳纤维。

根据本发明的第六方面，提供一种加热装置，其包括磁场产生单元、环形带和传热单元。磁场产生单元产生交流磁场。环形带包括第一区域，通过由交流磁场的效应引起的电磁感应在第一区域中产生热量。环形带加热并传送与环形带的外周表面接触的介质。传热单元通过接触环形带的内周表面并沿着环形带的内周表面滑动而将热量传递给环形带。传热单元包括储热层和扩散层，储热层储存热量；扩散层包括以碳作为主要成分的材料、石墨或碳纤维，并且具有比储热层的热导率高的热导率；扩散层沿着环形带的轴向扩散环形带的热量。

根据本发明的第七方面，提供一种图像形成装置，其包括图像形成单元、传送单元和根据第一至第六方面之一所述的加热装置。图像形成单元在介质上形成图像。传送单元将已由图像形成单元而形成有图像的介质传送到第一区域或第二区域。加热装置加热已由传送单元传送的介质。

根据本发明的第一、第五、第六和第七方面，与传送介质的环形带未设置有用于沿环形带的轴向扩散环形带的热量的扩散层的情况相比，能够减小环形带的沿轴向的温度变化。

根据本发明的第二方面，能够使扩散层的尺寸小于储热层的尺寸。

根据本发明的第三方面，通过由磁场产生单元产生的交流磁场的效应所引起的电磁感应在第一区域中产生热量，当穿过环形带的第二区域的介质被加热时，第二区域具有比第一区域的轴向长度小的轴向长度，与未设置有加热层的情况相比，这样能够减小第一区域的除了第二区域以外的区域中的温度升高。

根据本发明的第四方面，磁场产生单元和加热层能够彼此无干涉地对环形带进行加热。

附图说明

将基于下列附图，详细地说明本发明的示例性实施例，其中：

图1示出了根据本发明的第一示例性实施例的图像形成装置的整体结构；

图2示出了加热单元的示意性结构；

图3示出了沿图2中的箭头III的方向观察到的加热单元；

图4是加热带的一部分的放大视图；

图5示出了在低于居里点的温度下热敏层的操作；

图6示出了在高于或等于居里点的温度下热敏层的操作；

图7示出了不具有扩散层的加热单元的示意性结构；

图8示出了加热单元的加热带中的温度分布；

图9示出了根据第二示例性实施例的加热单元的示意性结构；

图10是沿着图9中的线X-X截取的加热单元的剖视图；

图11示出了加热层的外观的实例；

图12示出了不具有扩散层的加热单元的示意性结构；以及

图13示出了加热单元的加热带中的温度分布。

具体实施方式

1.第一示例性实施例

1-1.结构

图1示出了根据本发明的第一示例性实施例的图像形成装置1的整体结构。如图1所示，图像形成装置1包括控制器11、存储单元12、显影单元13Y、13M、13C和13K、转印单元14、加热单元15、传送单元16和操作单元17。附于附图标记13之后的字母Y、M、C和K分别表示黄色、品红色、蓝绿色（青色）和黑色的色调剂。除了其中所使用的色调剂的颜色之外，显影单元13Y、13M、13C和13K基本具有相似的结构。当不需要将显影单元13Y、13M、13C和13K彼此区分时，显影单元将简称为“显影单元13”，并且其末尾未附加表示色调剂颜色的字母。

控制器11包括中央处理单元（CPU）、只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）。CPU读取存储在ROM或存储单元12中的计算机程序（下文简称为程序）并且执行所述程序以控制图像形成装置1的各部分。

操作单元17包括操作按钮，可通过所述操作按钮输入各种指令。操作单元17由用户操作并且将与用户所执行的操作对应的信号提供给控制器11。存储单元12为诸如硬盘驱动器等大容量存储器，并且存储待由控制器11中的CPU读取的程序。

传送单元16包括收容器和传送辊。收容器收容预先被切割成预定尺寸且用作介质的纸张P。设定在与传送方向垂直的方向，即在宽度方向上具有不同大小的至少两个尺寸作为纸张P的尺寸。这里，使用两种类型的纸张P，即最大宽度纸张P1和具有比最大宽度纸张P的宽度小的宽度的小宽度纸张P2。在可用于图像形成装置1的纸张P当中，最大宽度纸张P1为具有最大宽度的纸张。控制器11基于收容有纸张的收容器来识别这两种类型的纸张P。收容在收容器中的纸张P由传送辊一次一张地馈送并且依照控制器11的指示沿着纸张传送路径传送到转印单元14。介质不限于纸张，而是可以由例如树脂片来替代。介质不受特别限制，只要其表面上可以记录图像即可。

每个显影单元13包括感光鼓31、充电装置32、曝光装置33、显影装置34、一次转印辊35和鼓清洁器36。感光鼓31是包括电荷产生层和电荷传送层的图像载体，并且由驱动单元（未示出）使感光鼓31沿图1中箭头D13的方向旋转。充电装置32对感光鼓31的表面进行充电。曝光装置33包括激光源和多棱镜（均未示出）。曝光装置33由控制器11控制以朝向已由充电装置32充电的感光鼓31发射与图像数据对应的激光束。这样，在感光鼓31上形成静电潜像。控制器11可以通过通信单元（未示出）从外部装置接收上述图像数据。外部装置可以为例如能够读取原始图像的读取装置或存储图像数据的存储装置。

显影装置34收容双组分显影剂，所述双组分显影剂包括Y、M、C或K颜色的色调剂以及诸如铁粉等磁性载体。显影装置34包括磁刷，并且磁刷的尖端接触感光鼓31的表面。因此，色调剂附着到感光鼓31的表面的由曝光装置33曝光的部分上，也就是说，附着到静电潜像的扫描线部分上。结果，图像形成（显影）在感光鼓31上。

一次转印辊35在感光鼓31面对包括在转印单元14中的中间转印带41的位置处在感光鼓31与中间转印带41之间产生预定的电位差。由于该电位差，图像转印到中间转印带41上。鼓清洁器36将图像转印之后没有被转印而是残留在感光鼓31的表面上的色调剂去除，并且从感光鼓31的表面上除电。换言之，鼓清洁器36从感光鼓31上去除不必要的色调剂和电荷以便进行下次图像形成操作。

转印单元14包括中间转印带41、二次转印辊42、带传输辊43和支承辊44。转印单元14将由显影单元13形成的图像转印到依照用户所执行的操作而确定的类型的纸张P上。中间转印带41是环形带部件并且围绕带传输辊43和支承辊44而缠绕。带传输辊43和支承辊44中的至少一个设有驱动单元（未示出），所述驱动单元使中间转印带41沿图1中箭头D14的方向旋转。带传输辊43和支承辊44中不具有驱动单元的一个或多个借助中间转印带41的旋转而旋转。当中间转印带41沿图1中箭头D14的方向旋转时，中间转印带41上的图像移动至二次转印辊42和支承辊44之间的区域。

由于二次转印辊42和中间转印带41之间的电位差，中间转印带41上的图像转印到已由传送单元16传送的纸张P上。带清洁器49去除没有被转印而是残留在中间转印带41的表面上的色调剂。转印单元14或传送单元16将已转印有图像的纸张P传送到加热单元15。显影单元13和转印单元14是在介质上形成图像的根据本发明的示例性实施例的图像形成单元的实例。

加热单元15是通过对纸张P进行加热来定影已经转印到纸张P上的图像的加热装置。图2示出了加热单元15的示意性结构。为了说明加热单元15的元件布置，布置有元件的空间是利用右手坐标系表示的。在图2所示的坐标系的符号当中，中心有黑点的白圈表示在图2的平面中沿着从远侧到近侧的方向的箭头。在该空间中，沿着x轴的方向称为x轴方向。在x轴方向上，x分量增加的方向称为+x方向，x分量减小的方向称为-x方向。类似地，为y和z分量定义了y轴方向、+y方向、-y方向、z轴方向、+z方向和-z方向。图2是沿着图3中的线II-II截取的加热单元15的剖视图。当纸张P经过加热单元15时，在纸张P的形成有图像的表面沿+y方向取向的同时，纸张P沿z轴方向传送。因此，z轴方向是纸张P的传送方向，并且x轴方向是纸张P的宽度方向。

加热单元15包括加热带51、加压辊52、电磁感应部53、磁芯54、按压垫56、保持架57、传热单元58以及屏蔽部件59。参照图2，加热带51绕与x轴方向平行的轴线O1沿箭头D51的方向旋转。如图2所示，加压辊52包括由金属制成的圆筒形芯体521和形成在芯体521的表面上的弹性层522。芯体521绕与轴线O1平行且沿-y方向位于轴线O1下游的轴线O2沿箭头D52的方向旋转。因此，弹性层522也沿箭头D52的方向旋转。弹性层522由例如硅橡胶层或氟碳橡胶层制成。弹性层522可在其表面上具有表面防粘层（氟碳树脂层）。

加压辊52在通过驱动单元（未示出）而旋转的同时将由传送单元16传送的纸张P按压到加热带51上。因此，加压辊52辅助用加热带51加热纸张P的操作。加热带51接受来自加压辊52的摩擦力，并且因此通过加压辊52的旋转而旋转。

按压垫56、保持架57和传热单元58布置在加热带51的内部。

保持架57包括框架571、支撑部件572、固定部件573和弹性部件574。框架571沿x轴方向延伸，并且框架571沿x轴方向的两个端部（未示出）固定在图像形成装置1的外壳上。框架571例如可由诸如玻璃填充聚苯硫醚（PPS）等耐热树脂或者诸如金（Au）、银（Ag）、铝（Al）或铜（Cu）等非磁性金属形成。在如本示例性实施例中这样设置屏蔽部件59的情况下，框架571可以由具有高硬度的含铁材料形成。在这种情况下，框架571既不容易影响感应磁场，又不容易受感应磁场的影响。框架571保持按压垫56，使得可以沿图2的箭头D56的方向（-y方向），即沿朝向加压辊52的方向推压按压垫56。

保持按压垫56的框架571由具有高硬度的材料形成，以使得当按压垫56接受到来自加压辊52的压力时框架571的弯曲量小于或等于预定量。因此，施加在咬合区R1中的压力（压力）在x轴方向上保持均匀。支撑部件572和固定部件573均通过诸如螺钉等连接部件与框架571连接。

屏蔽部件59布置在电磁感应部53和框架571之间以使得由电磁感应部53产生的磁路不容易朝向框架571泄漏。如图2所示，屏蔽部件59的一个端部591固定在与框架571连接的固定部件573上。传热单元58的沿加热带51的旋转方向的上游端部也固定在固定部件573上。屏蔽部件59的另一个端部592连接至传热单元58的沿旋转方向的下游端部。弹性部件574布置在屏蔽部件59的端部592和支撑部件572之间。

在该结构中，屏蔽部件59是由铝等制成的并且具有弹性。因此，屏蔽部件59的端部592以端部591作为支撑点沿+y和-y的方向移动。弹性部件574沿图2中向右的方向，即沿+y方向施加力。由于该力的存在，屏蔽部件59的端部592沿+y方向受到推压。

按压垫56例如是由诸如液晶聚合物（LCP）等耐热树脂形成的，并且按压垫56由保持架57的框架571保持在按压垫56面向加压辊52的位置处。按压垫56布置为这样：在加热带51介于按压垫56和加压辊52之间的情况下，按压垫56受到加压辊52的按压并且按压垫56从加热带51的内侧朝向加压辊52（沿-y方向）按压加热带51。因此，在加热带51和加压辊52之间形成咬合区R1。纸张P被传送而通过咬合区R1。在咬合区R1中，按压垫56由于加压辊52施加的压力而变形为朝向轴线O1凹进，并且加热带51沿着以此方式变形的按压垫56的形状延伸。按压垫56可由诸如硅橡胶层或氟碳橡胶等弹性材料制成。

传热单元58包括从加热带51的内周表面侧朝向轴线O1依次叠放的热敏层581、扩散层582和储热层583。通过包括保持架57和屏蔽部件59的支撑机构以轴线O1为圆心径向推压传热单元58，使得传热单元58与加热带51的内周表面相接触的状态得以保持。

热敏层581包含具有居里点的金属材料，并且由例如Ni-Fe系或Ni-Cr-Fe系的调磁合金制成。居里点可以高于或等于加热带51的设定温度并且低于或等于加热带51的允许温度。更具体地，居里点优选地在170°C或更大并且250°C或更小的范围内，更优选地在190°C或更大并且230°C或更小的范围内。

热敏层581形成为沿着加热带51的内周表面延伸，并且与加热带51的内周表面相接触。热敏层581面对电磁感应部53，并且加热带51介于热敏层581和电磁感应部53之间。通过屏蔽部件59防止热敏层581接触保持架57，并且热敏层581在保持加热带51的圆筒形形状的同时与加热带51的内周表面相接触。热敏层581通过接触加热带51的内周表面并且沿着加热带51的内周表面滑动而将热量传递给加热带51。热敏层581通过由电磁感应部53产生的交流磁场所引起的电磁感应来产生热量。

热敏层581的厚度例如为0.05mm或更大并且为1.0mm或更小，更优选地，为0.3mm或更大并且为0.6mm或更小。热敏层581可形成为一部分被切除的具有上述厚度的由合金制成的圆筒形部件，所述被切除的部分具有预定的中心角（例如，30°或更大并且180°或更小）。然而，热敏层581的形状不受特别限制。

储热层583是由诸如铝（Al）等非磁性材料制成的，并且通过支撑部件（未示出）固定在保持架57上。储热层583具有比加热带51和扩散层582的热容量更大的热容量。储热层583储存由加热带51和热敏层581产生的热量。

扩散层582包括以碳作为主要成分的材料、石墨或碳纤维。扩散层582介于热敏层581和储热层583之间。术语“主要成分”是指其百分比含量为50wt%或更大的成分。由于扩散层582包括石墨等材料，所以扩散层582具有比热敏层581和储热层583的热导率高的热导率，并且扩散层582以轴线O1为圆心径向传导热以允许在热敏层581和储热层583之间进行热传导。扩散层582还在沿着轴线O1的方向（轴向）上扩散热量以减小热敏层581和储热层583中沿着轴向的温度变化。

由于传热单元58连接至屏蔽部件59的端部592，因此由弹性部件574产生的力用作将传热单元58按压到加热带51上的力。结果，热敏层581被按压到加热带51上。即使当例如加压辊52构造为使得加压辊52通过驱动单元（移动机构）重复地与加热带51接触和分离时，也能保持热敏层581被按压到加热带51上的状态。因此，加热带51的形状不会大幅变化，并且加热带51的大致圆形的形状得以保持。换言之，弹性部件574抑制了加热带51的变形。结果，加热带51和热敏层581彼此相接触的状态不容易改变，并且降低了加热带51的内表面被热敏层581的端部损坏的风险。

另外，扩散层582和储热层583与热敏层581一起沿着它们被弹性部件574按压的方向移动。因此，热敏层581、扩散层582和储热层583彼此相接触的状态也不容易改变。结果，磁路形成的状态不容易改变，因此由储热层583提供的散热效果不容易改变。这样，无论加压辊52与加热带51分离或与加热带51相接触，加热带51、热敏层581、扩散层582和储热层583彼此相接触的状态得以保持。结果，当加压辊52返回至接触位置来执行定影操作时，向加热带51提供由热敏层581产生的热量的状态不容易改变。因此，可以快速地开始定影操作。

由于加热带51、热敏层581、扩散层582和储热层583彼此相接触的状态得以保持，所以热不容易扩散到外部。因此，即使在不执行定影操作时，加热带51、热敏层581、扩散层582和储热层583的温度也不容易改变。这也使得可以快速开始定影操作。因此，可以降低功耗。

弹性部件574不受特别限制，并且可以为例如板簧或螺旋弹簧。从易于组装和设计自由度的观点看，可以使用螺旋弹簧。弹性部件574的连接位置不受特别限制，只要可以将热敏层581和储热层583按压到加热带51上即可。当加压辊52与加热带51分离时，加热带51在加热带51的沿其旋转方向的下游侧处容易发生变形。为了防止加热带51被上述热敏层581的下游端部损坏，弹性部件574可以设置在热敏层581的沿加热带51的旋转方向的下游的端部处或者设置在靠近该端部的位置处。

尽管屏蔽部件59的端部591在上述实例中是固定的，在本示例性实施例中，不是必需通过粘合、焊接、螺钉紧固等方式牢固地固定端部591。而是，可以通过例如装配的方式松弛地固定端部591。在这种情况下，可有利于组装。

电磁感应部53包括励磁线圈，响应于来自控制器11的指令从励磁电路（未示出）向该励磁线圈提供具有预定频率的交流电。该频率例如为由通用型电源产生的交流电的频率，并且例如处于20kHz或更大并且100kHz或更小的范围内。通过控制器11来控制交流的电流量。励磁线圈是通过将李兹（Litz）线缠绕为中央具有中空空间的椭圆形或矩形的封闭环的形状而形成的，李兹线为彼此绝缘的铜线束。当将来自励磁电路的上述交流电提供给励磁线圈时，围绕电磁感应部53产生集中于李兹线上的交流磁场。交流磁场的强度随着电流的增加而增大。电磁感应部53是根据本发明的示例性实施例的磁场产生单元的实例。

磁芯54是弧形铁磁体，其由例如耐火铁氧体、铁氧体树脂或坡莫合金（Permalloy）制成。这些材料为具有相对高的磁导率的氧化物或合金。围绕电磁感应部53的励磁线圈产生的交流磁场的磁力线（磁通）被引导到磁芯54内。磁芯54形成磁力线的路径（磁路），该磁路从磁芯54延伸出，穿过加热带51，并返回磁芯54。由于磁芯54产生磁路，因此上述交流磁场的磁力线集中于加热带51的面对磁芯54的部分处。屏蔽件（未示出）设置在当从轴线O1观察时磁芯54的外侧处。屏蔽件覆盖交流磁场以抑制交流磁场向外部泄漏。

图3示出了沿图2的箭头III的方向观察到的加热单元15。如图3所示，包括在加热单元15中的磁芯54在x轴方向上彼此间隔地布置。磁芯54彼此不接触。磁芯54以此方式布置以使穿过磁芯54的磁通沿x轴方向分散。如果例如使用由沿x轴方向连续的单个板制成的磁芯而不是磁芯54，则贯通磁芯的磁通将集中于其中央处。在这种情况下，穿过加热带51的磁通的密度将在沿x轴方向的中央处局部增加。为了防止这种情况发生，使用多个磁芯54，并且多个磁芯在x轴方向上彼此间隔地布置从而彼此不接触。此处，磁通“贯通”诸如带等具有层结构的部件的状态是指磁通沿具有层结构的部件的厚度方向贯通该部件。

加热带51是由原始形状为筒形的环形带部件形成的。当将交流电提供给电磁感应部53的励磁线圈时，围绕电磁感应部53产生交流磁场。交流磁场作用于加热带51所包括的部件上，从而加热与加热带51的外周表面相接触的纸张P。因此，电磁感应部53以与提供给电磁感应部53的电力相对应的热量通过加热带51加热介质。结果，已经转印到介质上的图像定影到介质上。

图4是加热带51的一部分的放大视图。加热带51包括基层511、导电发热层512、弹性层513和表面防粘层514。由耐热片状部件形成的基层511支撑导电发热层512并且为加热带51提供整体机械强度。基层511的材料和厚度被确定为使得基层511具有允许交流磁场贯通基层511的物理特性（相对磁导率和电阻率）。基层511不产生热量或者产生比当施加交流磁场时由导电发热层512产生的热量少的热量。基层511由诸如非磁性不锈钢等非磁性金属、软磁性材料（例如，坡莫合金或Sendust（注册商标））或硬磁性材料（Fe-Ni-Co或Fe-Cr-Co合金）制成，并且具有30μm或更大并且200μm或更小（优选地为50μm或更大并且150μm或更小，更优选为100μm或更大并且150μm或更小）的厚度。作为选择，基层511由诸如聚酰亚胺带等树脂材料制成，具有50μm或更大并且200μm或更小的厚度。

导电发热层512由诸如金（Au）、银（Ag）、铝（Al）或铜（Cu）等非磁性金属或其合金形成，并且具有2μm或更大并且20μm或更小的厚度（优选地为5μm或更大并且10μm或更小）。这些材料为永磁材料，其具有约为1的相对磁导率和2.7×10^-8Ω·m或更小的电阻率。当由电磁感应部53产生的交流磁场沿导电发热层512的厚度方向贯通导电发热层512时，发生电磁感应，并且涡流流过导电发热层512。当涡流流过其中时，导电发热层512产生热量。以此方式，通过由电磁感应部53产生的交流磁场来加热导电发热层512。在下面的描述中，包括导电发热层512的加热带51因交流磁场引起的电磁感应而产生热量的现象，换言之，包括导电发热层512的加热带51被交流磁场引起的电磁感应加热的现象被称为“电磁感应加热”。

弹性层513是由诸如硅橡胶、氟碳橡胶或氟硅橡胶等材料形成的，所述材料在受到压力时发生变形，而在压力去除时返回其原始形状。例如，弹性层513是由具有10°或更大并且30°或更小的JIS-A硬度的硅橡胶材料形成的，并且具有100μm或更大并且600μm或更小的厚度。已经由二次转印辊42转印到纸张P上的图像是通过层叠不同颜色的呈粉末的色调剂的层而形成的。因此，图像具有小的突起和凹陷。弹性层513依照图像中的突起和凹陷而变形。如果弹性层513不能如上所述地变形，则提供给图像的热量在接触加热带51的部分和不接触加热带51的部分之间有所不同。结果，图像将被不均匀地定影。可通过使弹性层513如上所述地变形来减小不均匀性。

表面防粘层514与纸张上的图像（色调剂）直接接触。因此，期望表面防粘层514相对于色调剂具有的高防粘性。表面防粘层514是由相对于色调剂具有相对高的防粘性的材料形成的。例如，表面防粘层514可由四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物（PFA）、聚四氟乙烯（PTFE）、硅共聚物或它们的复合叠层形成。随着表面防粘层514的厚度的减小，层厚度由于磨损而减小以及表面防粘层514变得不能用作防粘层的时间减少。换言之，加热带51的使用寿命减少。随着表面防粘层514的厚度的增大，加热带51的表面层的硬度增加，并且弹性层513的效果减弱。结果，图像将如上所述地被不均匀地定影。为了将定影图像的使用寿命和均匀度设定在预定范围内，将表面防粘层514的厚度设定在1μm或更大并且50μm或更小的范围内。

1-2.操作

图5示出了在低于居里点（比居里点低）的温度下热敏层581的操作。当温度低于居里点时，热敏层581用作铁磁体。因此，已由电磁感应部53产生且贯通加热带51的交流磁场沿着热敏层581的形状穿过热敏层581。换言之，交流磁场的磁通形成沿热敏层581延伸的方向延伸的磁路。因此，如图5所示，产生了围绕电磁感应部53和加热带51各自的一部分并且沿着磁芯54和热敏层581延伸的磁路L0。由于产生了沿着热敏层581的形状延伸的磁路L0，因此贯通加热带51的磁通的密度相对高。相应地，由加热带51产生的热量增加。另外，交流磁场不容易从热敏层581泄漏，从而通过热敏层581产生了相对大量的热量。

图6示出了在高于或等于居里点的温度下热敏层581的操作。当温度高于或等于居里点时，热敏层581用作非磁性体。因此，已由电磁感应部53产生且贯通加热带51的交流磁场贯通热敏层581并且到达扩散层582和储热层583。换言之，交流磁场的磁通形成贯通热敏层581且到达储热层583的磁路。储热层583是非磁性体并且具有使得储热层583不允许上述交流磁场从其中贯通的厚度。如图6所示，产生围绕电磁感应部53、加热带51、热敏层581和扩散层582各自的一部分并且沿着储热层583而延伸的磁路L1。流过储热层583的电流用于抵消穿过热敏层581的磁通，从而减小贯通加热带51的磁通的密度。结果，当温度高于或等于居里点时加热带51的加热速率比当温度低于居里点时加热带51的加热速率更低。

热敏层581设置在比储热层583更靠近加热带51的位置。当温度低于居里温度时，热敏层581允许交流磁场从加热带51进入热敏层581，并且当温度高于或等于居里温度时，热敏层581允许交流磁场的磁通贯通其中。

现在将对上述结构中的加热带51的温度分布进行说明。作为与加热单元15进行比较的比较实例，将对加热单元15a进行说明。图7示出了加热单元15a的示意性结构，加热单元15a为不具有扩散层582的加热单元。加热单元15a与加热单元15的不同之处在于加热单元15a没有设置扩散层582，并且加热单元15a包括彼此相接触的热敏层581a和储热层583a。加热单元15a的其它部件的结构与由末尾未附有字母‘a’的附图标记表示的加热单元15的部件的结构相似。

图8是在加热单元15的加热带51和加热单元15a的加热带51a中产生的温度分布的曲线图。如图3所示，磁芯54（磁芯54a）在x轴方向（纸张P的宽度方向）上间隔布置。因此，贯通加热带51（加热带51a）的磁通的密度在加热带51（加热带51a）面对磁芯54（磁芯54a）的位置处高而在位于磁芯54（磁芯54a）之间的位置处低。因此，在加热带51（加热带51a）的磁通密度高的区域中集中地产生热量，并且沿着轴向产生不均匀的温度分布。沿着轴向具有不均匀的温度分布的加热带51根据不均匀的温度分布不均匀地加热图像。不均匀的加热可能在定影图像中导致不均匀的光泽度。

包括扩散层582的传热单元58与不包括扩散层582的传热单元58a相比沿宽度方向扩散更多的从加热带51供应的热量。因此，如图8所示，加热带51中沿着宽度方向的温度变化比加热带51a中沿着宽度方向的温度变化小。因此，当加热单元15的传热单元58包括扩散层582时，可以抑制温度变化对图像形成操作的影响。

2.第二示例性实施例

2-1.结构

将对根据本发明的第二示例性实施例的图像形成装置（未示出）进行说明。根据第二示例性实施例的图像形成装置与根据第一示例性实施例的图像形成装置1的不同之处在于使用了加热单元15b来代替加热单元15。其它结构与第一示例性实施例中的结构类似。根据第二示例性实施例的加热单元15b与根据第一示例性实施例的加热单元15的不同之处在于，加热单元15b包括包含加热层584的传热单元58b。图9示出了根据第二示例性实施例的加热单元15b的示意性结构。加热单元15b的除加热层584以外的部件的结构与由末尾未附有字母‘b’的附图标记表示的加热单元15的部件的结构相似。如图9所示，加热层584介于传热单元58b的扩散层582b和储热层583b之间。加热层584是在施加电力时产生焦耳热的电阻器。所产生的焦耳热通过扩散层582b、热敏层581b和加热带51b传导到加热带51b的外周侧，从而对纸张P进行加热。

图10是沿着图9中的线X-X截取的加热单元15b的剖视图。图9是沿着图10中的线IX-IX截取的加热单元15b的剖视图。加热层584具有比电磁感应部53b、热敏层581b、扩散层582b和储热层583b的轴向长度小的轴向长度（宽度），从而在可用于图像形成装置的纸张P当中，具有小的宽度的纸张P可以被有效地加热。更具体地，如图10所示，加热层584的宽度为w0。电磁感应部53b、热敏层581b、扩散层582b和储热层583b的宽度为w1，w1大于w0。在轴向上，加热层584的范围处于电磁感应部53b的范围以内。加热带51b的面对电磁感应部53b的区域在下文中称为第一区域。加热带51b的面对加热层584的区域在下文中称为第二区域。第一区域为通过电磁感应部53b引起的电磁感应产生热量的区域。第二区域包含在第一区域中并且具有比第一区域的宽度w1（第一宽度）小的宽度w0（第二宽度）。

图10所示的区域R0为加热带51b面对加热层584的第二区域。最大宽度纸张P1的宽度为w1，并且小宽度纸张P2的宽度为w0。当对形成在小宽度纸张P2上的图像进行定影时，图10中所示的区域R0用作小宽度纸张P2通过咬合区R1b的区域（下文中称为纸张通过区域）。位于区域R0的两侧的区域R2是除了纸张通过区域以外的区域（下文中称为纸张非通过区域）。由于电磁感应部53b的宽度为w1，当电磁感应部53b加热加热带51b时，对区域R0和区域R2均进行加热。换言之，对第一区域的整个区域进行加热。在此情况下，小宽度纸张P2不吸收纸张非通过区域中的热量，因此，区域R2中的热量积聚在加热带51b中。加热层584对加热带51b的区域R0（即，第二区域）进行加热，并且不对区域R2（即，第一区域的除了第二区域以外的区域）进行加热。因此，当结合执行利用电磁感应部53b的电磁感应加热和利用包括在加热层584中的电阻加热元件的热量传导加热时，与仅执行电磁感应加热的情况相比，减少了积聚在纸张非通过区域中的热量。

图11示出了加热层584的外观的实例。如图11所示，加热层584包括两个电极584a和584c、以蜿蜒曲折方式在电极584a和584c之间延伸的电阻部件584b以及从电阻部件584b的两侧夹住电阻部件584b的两层膜584d。例如，电阻部件584b由不锈钢形成并且具有30μm的厚度，并且两层膜584d由聚酰亚胺形成并且具有50μm的厚度。当在两个电极584a和584c之间施加电压时，电阻部件584b产生热量。

2-2.操作

现在将对在具有上述结构的加热带51b中产生的温度分布进行说明。作为与加热单元15b进行比较的比较实例，将对加热单元15c进行说明。图12示出了加热单元15c的示意性结构，该加热单元15c为不具有扩散层582的加热单元。加热单元15c与加热单元15b的不同之处在于加热单元15c没有设置扩散层582b，并且加热单元15c包括彼此相接触的热敏层581c和加热层584。加热单元15c的其它部件的结构与由末尾附有字母‘b’而非字母‘c’的附图标记表示的加热单元15b的部件的结构相似。此处，图7所示的加热单元15a也用作比较实例。加热单元15a与加热单元15b的不同之处在于加热单元15a没有设置扩散层582b和加热层584，并且热敏层581a和储热层583a彼此相接触。

图13是在加热单元15a的加热带51a、加热单元15b的加热带51b和加热单元15c的加热带51c中产生的温度分布的曲线图。图13示出了在具有宽度w0的小宽度纸张P2已经从中通过之后加热带51b（51a，51c）的咬合区R1b（R1a，R1c）中的温度分布。

加热单元15a的传热单元58不包括加热层584，因此，仅通过由电磁感应部53a产生的交流磁场来加热加热带51a。因此，即使在对形成在具有宽度w0的小宽度纸张P2上的图像进行定影时，作为纸张通过区域的区域R0和作为纸张非通过区域的区域R2也均被加热。

相反，加热单元15b和加热单元15c中的每一个均包括加热层584，因此，加热带51b和加热带51c采用电磁感应加热与利用电阻加热元件的热传导加热的组合来进行加热。因此，在对形成在具有宽度w0的小宽度纸张P2上的图像进行定影时，可以提高加热层584对加热带51b进行加热的加热率。在这种情况下，可以抑制作为纸张非通过区域的区域R2中的温度升高。

另外，加热单元15b包括扩散层582b，扩散层582b不包括在加热单元15c中。加热带51b和热敏层581b彼此相接触以允许它们之间的热传导。热敏层581b的热量沿着扩散层582b在包括轴向的各个方向上扩散。因此，如图13所示，与加热带51c相比，在包括对热进行扩散的扩散层582b的加热带51b中，沿轴向的温度分布的不均匀性更小。

3.变型例

尽管已经对示例性实施例进行了说明，可以以如下方式对示例性实施例进行变型。下面所述的变型例可结合应用。

3-1.加热层

根据上述示例性实施例，当向加热层584施加电力时，加热层584产生焦耳热，并且所产生的焦耳热通过加热带51传递到与加热带51的外周表面相接触的纸张P。然而，对纸张P进行加热的加热层不限于此。例如，加热层可以包括使液态加热介质通过布置在加热层中的管而循环的换热式加热器。加热层不受特别限制，只要加热层对第二区域进行加热以对形成在通过第二区域的介质上的图像进行定影即可，第二区域包括在第一区域中并且具有小于第一宽度的第二宽度。

3-2.扩散层

根据上述示例性实施例，扩散层582包括以碳作为主要成分的材料、石墨或碳纤维。然而，扩散层582不是必需包含这些材料。扩散层582不受特别限制，只要扩散层582具有比热敏层581和储热层583的热导率高的热导率并且沿扩散层582的轴向扩散加热带51的热量即可。

3-3.热敏层

热敏层581可用作储存热量的储热层。另外，传热单元58不必需包括热敏层581。在这种情况下，扩散层582可以布置在储热层583的外周表面或内周表面上。在扩散层582、加热层584和储热层583当中，位于最外面的层通过接触加热带51的内周表面并且沿着加热带51的内周表面滑动而将热量传递给加热带51。

3-4.保护层

传热单元58的接触加热带51的表面可设有保护表面免受磨损等的保护层。保护层可以包含能确保加热带51的平滑滑动的材料。材料可以为例如PFA、PTFE、硅共聚物或其组合叠片。

3-5.介质

在上述第二示例性实施例中，两种类型的纸张P用作介质，两种类型的纸张P包括具有宽度w0的小宽度纸张P2以及具有宽度w1的最大宽度纸张P1。然而，在图像形成装置中可以使用的纸张的类型不限于两种，而是可以使用三种或更多种类型的纸张。在图像形成装置中可使用三种或更多种类型的介质的情况下，图像形成装置可以包括与介质宽度的数量相同的数量的加热层。加热层可以构造为这样：每个加热层对与该加热层对应的介质所通过的区域进行加热。

出于解释和说明的目的提供了本发明的示例性实施例的前述说明。其意图并不在于穷举或将本发明限制为所公开的确切形式。显然，对于本技术领域的技术人员而言可以进行许多修改和变型。选择和说明这些示例性实施例是为了更好地解释本发明的原理及其实际应用，因此使得本技术领域的其他技术人员能够理解本发明所适用的各种实施例并预见到适合于特定应用的各种修改。目的在于通过所附权利要求及其等同内容限定本发明的范围。

Claims (15)

1.一种加热装置，包括：

磁场产生单元，其产生交流磁场；

环形带，其包括第一区域，通过由所述交流磁场的效应引起的电磁感应在所述第一区域中产生热量，所述环形带加热并传送与所述环形带的外周表面接触的介质；以及

传热单元，其通过与所述环形带的内周表面接触并沿着所述环形带的内周表面滑动将热量传递给所述环形带，

其中，所述传热单元包括：

储热层，其储存热量，

热敏层，其设置在比所述储热层更靠近所述环形带的位置并且延伸以使所述磁场产生单元和所述储热层彼此分离，所述热敏层在低于居里温度的温度下形成允许所述交流磁场的磁通沿所述热敏层延伸的方向穿过所述热敏层的磁路，并且在高于或等于所述居里温度的温度下形成允许所述交流磁场的磁通延伸贯通所述热敏层并到达所述储热层的磁路，以及

扩散层，其具有比所述热敏层和所述储热层的热导率高的热导率，所述扩散层沿着所述环形带的轴向扩散所述环形带的热量。

2.根据权利要求1所述的加热装置，其中，所述储热层具有比所述扩散层的热容量大的热容量。

3.根据权利要求1或2所述的加热装置，其中，

所述传热单元还包括加热层，所述加热层布置在所述热敏层和所述储热层之间并面对第二区域，所述第二区域包括在所述第一区域中并且具有比所述第一区域的轴向长度小的轴向长度，所述传热单元加热所述第二区域，并且

所述扩散层与所述加热层相接触。

4.根据权利要求3所述的加热装置，其中，所述加热层通过当所述加热层被施加电力时产生的焦耳热来加热所述第二区域。

5.根据权利要求1或2所述的加热装置，其中，所述扩散层包括以碳作为主要成分的材料、石墨或碳纤维。

6.根据权利要求3所述的加热装置，其中，所述扩散层包括以碳作为主要成分的材料、石墨或碳纤维。

7.根据权利要求4所述的加热装置，其中，所述扩散层包括以碳作为主要成分的材料、石墨或碳纤维。

8.一种加热装置，包括：

磁场产生单元，其产生交流磁场；

环形带，其包括第一区域，通过由所述交流磁场的效应引起的电磁感应在所述第一区域中产生热量，所述环形带加热并传送与所述环形带的外周表面接触的介质；以及

传热单元，其通过与所述环形带的内周表面接触并沿着所述环形带的内周表面滑动将热量传递给所述环形带，

其中，所述传热单元包括：

储热层，其储存热量，以及

扩散层，其包括以碳作为主要成分的材料、石墨或碳纤维，并且具有比所述储热层的热导率高的热导率，所述扩散层沿着所述环形带的轴向扩散所述环形带的热量。

9.一种图像形成装置，包括：

图像形成单元，其在介质上形成图像；

传送单元，其将已由所述图像形成单元而形成有所述图像的所述介质传送到第一区域或第二区域；以及

根据权利要求1或2所述的加热装置，所述加热装置加热已由所述传送单元传送的所述介质。

10.一种图像形成装置，包括：

图像形成单元，其在介质上形成图像；

传送单元，其将已由所述图像形成单元而形成有所述图像的所述介质传送到第一区域或第二区域；以及

根据权利要求3所述的加热装置，所述加热装置加热已由所述传送单元传送的所述介质。

11.一种图像形成装置，包括：

图像形成单元，其在介质上形成图像；

传送单元，其将已由所述图像形成单元而形成有所述图像的所述介质传送到第一区域或第二区域；以及

根据权利要求4所述的加热装置，所述加热装置加热已由所述传送单元传送的所述介质。

12.一种图像形成装置，包括：

图像形成单元，其在介质上形成图像；

传送单元，其将已由所述图像形成单元而形成有所述图像的所述介质传送到第一区域或第二区域；以及

根据权利要求5所述的加热装置，所述加热装置加热已由所述传送单元传送的所述介质。

13.一种图像形成装置，包括：

图像形成单元，其在介质上形成图像；

传送单元，其将已由所述图像形成单元而形成有所述图像的所述介质传送到第一区域或第二区域；以及

根据权利要求6所述的加热装置，所述加热装置加热已由所述传送单元传送的所述介质。

14.一种图像形成装置，包括：

图像形成单元，其在介质上形成图像；

传送单元，其将已由所述图像形成单元而形成有所述图像的所述介质传送到第一区域或第二区域；以及

根据权利要求7所述的加热装置，所述加热装置加热已由所述传送单元传送的所述介质。

15.一种图像形成装置，包括：

图像形成单元，其在介质上形成图像；

传送单元，其将已由所述图像形成单元而形成有所述图像的所述介质传送到第一区域或第二区域；以及

根据权利要求8所述的加热装置，所述加热装置加热已由所述传送单元传送的所述介质。

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