CN1333412C - 磁芯和磁场屏蔽部件及线圈、变压器、电设备和照相装置 - Google Patents

磁芯和磁场屏蔽部件及线圈、变压器、电设备和照相装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1333412C
CN1333412C CNB031436218A CN03143621A CN1333412C CN 1333412 C CN1333412 C CN 1333412C CN B031436218 A CNB031436218 A CN B031436218A CN 03143621 A CN03143621 A CN 03143621A CN 1333412 C CN1333412 C CN 1333412C
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic field
rotary body
magnetic
image carrying
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB031436218A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1490829A (zh
Inventor
长谷波茂彦
上原康博
伊藤和善
内藤康隆
岡贯示
马场基文
大原秀明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Publication of CN1490829A publication Critical patent/CN1490829A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1333412C publication Critical patent/CN1333412C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2053Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/00135Handling of parts of the apparatus
    • G03G2215/00139Belt
    • G03G2215/00143Meandering prevention
    • G03G2215/00151Meandering prevention using edge limitations

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Combination Of More Than One Step In Electrophotography (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Abstract

作为磁性材料的磁芯以及屏蔽由磁场产生单元所产生磁场的磁场屏蔽部件构成为使磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中,该磁性材料对产生的磁场的电磁特性起作用。因此,能够很容易地以较低成本提供其中设置电感的磁芯和能够有效抑制磁场泄漏的磁场屏蔽部件,以及使用它们的激励线圈、变压器、电设备和电子照相装置。

Description

磁芯和磁场屏蔽部件及线圈、变压器、 电设备和照相装置
技术领域
本发明涉及一种磁芯和磁场屏蔽部件,以及采用该磁芯和磁场屏蔽部件的激励线圈、变压器、电设备和电子照相装置。尤其是,本发明涉及:一种适用于电感元件例如线圈或变压器的磁芯,该磁芯有磁物质,该磁物质安装为能产生一定电磁特性;以及磁场屏蔽部件。本发明还涉及使用它们的激励线圈、变压器、电设备和电子照相装置。
背景技术
电感元件的激励线圈或变压器作为具有电感的部件,是电子设备和电器的一种重要部件。激励线圈通过将线圈缠绕在磁芯上而形成,并通常称为电磁装置。另一方面,变压器通过将两个或更多线圈缠绕在磁芯的不同位置处而形成。近年来,电子设备例如移动电话、PHS和便携式计算机很复杂、小型化,并能以较低成本制造。因此,需要高性能、小型化和低制造成本的激励线圈和变压器,该激励线圈和变压器是用于电子设备中的部件。
在很多情况下,激励线圈或变压器的尺寸、性能和成本由用于该线圈或变压器的磁芯确定。当具有较大有效磁导率的材料用作磁芯材料时,激励线圈或变压器的自感和互感可以增强,因此,它的部件能够小型化。在激励线圈或变压器中,由电感的Q值表示的损失量是直接涉及激励线圈或变压器的能量效率的参数,认为具有较大Q值(即较小损失量)的激励线圈或变压器有良好的性能。
迄今为止,硅钢板和铁氧体烧结坯已经用作激励线圈和变压器的磁芯材料。因为金属材料例如硅钢板通常有较大的电导率,当金属材料布置在变化的磁通中以增加电导率时,将产生涡电流,从而产生热量,即产生所谓的涡电流损失。因此,当使用金属材料作为磁芯时,在磁芯的结构中,分别由薄金属材料形成的多个硅钢板进行叠垛,从而防止涡电流损失。
对于该硅钢板,损失在高频段增加。因此,在高频段,金属氧化物材料的铁氧体烧结坯用于代替硅钢板。
不过,铁氧体烧结坯的缺点是它不易于加工合适形状,它的柔韧性较差,且它很昂贵。因此,提出使用将铁氧体烧结坯分散在树脂中的复合材料。该复合材料可以提供为有柔韧性的材料,损失也相对较小。不过,它的磁导率较小,因此,作为磁芯材料仍不能令人满意。
对于激励线圈或变压器的磁芯,多个部分例如E形芯和I形芯可以连接形成一个磁芯。这时,当只存在微小间隙时,可以与磁路大致切断的情况相比较。这是因为由于该间隙,磁芯的磁特性降低,磁场变弱,从而引起不必要的电磁场泄漏。激励线圈或传感器安装在各种电器中;近年来,当设计各种电器时,开始需要考虑从该电器泄漏的磁通对人体的影响。
顺便说明,对于成像技术,电子照相术变得广泛使用,因为它有很多优点,例如高印刷速度、不需要每次都提供印刷板以及能够从多个图像信息直接提供图像。此外,还有装置尺寸小、能够很容易地提供全色图像等优点。
采用电子照相术的成像装置(电子照相装置)通常在潜像承载体的表面上形成静电潜像;使充电调色剂与潜像接收器的表面接触,以便可选择地沉积调色剂,以便形成调色剂图像;并使调色剂图像通过或不通过中间转印体而转印到记录介质上,然后通过加热和/或压力等而将调色剂定影在记录介质的表面上,从而提供图像。
在电子照相装置中,通常,包括彼此相抵的加热辊和加压辊的熔化装置用于定影。上面形成有未定影调色剂图像的记录介质***由相互抵靠的加热辊和加压辊形成的辊隙部分内,从而使调色剂通过加热和加压而定影,并作为永久性图像定影在记录介质上。形状类似于环形带的加热部件和加压部件可以用于代替加热辊和/或加压辊。该加热辊包括装有热源例如卤素灯的金属芯,该金属芯形成有弹性层和脱模层,加热辊表面由热源从内部加热。
在熔化装置中,从节省能量方面考虑以及从防止用户在使用成像装置时等待等方面考虑,希望能瞬时加热该加热部件例如加热辊等,并尽可能减少等待时间(暖机时间)。不过,对于采用包含热源例如卤素灯的加热辊的熔化装置,缩短暖机时间受到限制,因为将花费相当时间来加热卤素灯自身;要花费时间直到热量传播到表面,因为热量在加热辊内部产生;且要花费时间来加热整个加热辊,因为必须选择有相当热容的加热辊芯。当卤素灯用作热源时,将产生所谓的闪烁现象,其中,当卤素灯打开或关闭时,供能电流暂时流过,这也是一个问题。
近年来,对于用于熔化装置中的加热单元,已经研究将采用电磁感应加热技术的单元代替例如卤素灯热源(JP2000-242108 A)。在该技术中,由磁场产生部件产生的磁场作用在具有导电层的加热部件上,从而通过电磁感应作用对加热部件进行加热;并不会涉及闪烁问题,且只有加热物体能瞬时加热,因此,暖机时间能缩短。
电磁感应加热技术可以用于任何辊形部件,例如加热辊或加压辊,或者代替加热辊和加压辊中的一个或两个以作为加热部件的环形带形状部件。通过该辊形部件,只有用于定影的表面附近可以被加热,芯不需要加热,因此可以节省能量。另一方面,形状类似环形带的部件较薄,因此有较小热容,并能够更好地节省能量。
电子照相装置不仅可以采用如前所述利用单独的熔化装置对记录介质进行定影的技术,未定影调色剂图像从潜像接收器或中间转印体转印到该记录介质上(下文中简称为“独立转印和定影技术”),而且可以采用使形成于中间转印体上的未定影调色剂图像与记录介质接触且同时加热的同时转印和定影技术(JP49-78559 A等)。在同时转印和定影技术中,由于与独立转印和定影技术相同的原因,也提出在转印和定影中采用电磁感应加热技术(JP8-76620A、JP2000-188177A、JP2000-268952A等)。
如上所述,在电子照相装置中,考虑了采用电磁感应加热技术,但是电磁感应加热技术涉及磁场产生部件,它作为由于加热的主要构件。因此,在电子照相装置的磁场产生部件中,当然也希望应当能够防止涡电流损失,从而以较低成本节省更多能量。近年来,正在进行电子照相装置的小型化,且在采用电磁感应加热技术来进行定影或转印和定影的电子照相装置中,希望能增强磁芯形状的柔韧性,以便增加装置的设计灵活性,此外,还希望装置能够进一步缩小。
对于具有作用于采用电磁感应加热技术的磁场产生装置(线圈)上的磁芯的功能的保持部件(线轴),在JP2001-312164A中公开了一种使用铁氧体烧结坯的保持部件。铁氧体烧结坯有良好的耐热特性,但缺点是它价格高,且不容易加工成合适形状,且它的可成形性较差。
而且,因为电子照相装置安装在办公室等中,希望能够防止磁场从磁场产生部件泄漏,以便不会影响安装在该电子照相装置附近的各种机器,并保护人体免受磁场影响。因此,希望采用能够更有效屏蔽来自磁场产生部件的磁场的部件来作为安装在磁场产生部件外周的磁场屏蔽部件。
对于能够屏蔽由采用前述电磁感应加热技术的磁场产生部件产生的磁场的磁场屏蔽部件,JP09-325629A公开了一种由具有良好电导率的非磁性材料制成的磁场屏蔽部件。更详细的是,提出了一种由单金属或合金制成的磁场屏蔽部件,该单金属是铝、铜、银或金中的任意一种,该合金包含铝、铜、银和金的至少一种。不过,金属材料有较大的电导率,因此,当磁部件利用该金属材料制造时,当金属材料位于变化的磁通中时,形成涡电流并产生热,这引起涡电流损失。
此外,JP2000-215974 A中公开了用作为金属氧化物的铁氧体烧结坯来生成磁场屏蔽部件的结构。不过,如在介绍磁芯时所述,铁氧体烧结坯的缺点是它的价格高,不容易加工成合适形状,且它的可成形性较差。
发明内容
本发明考虑到上述情况,并提出了一种磁芯,通过将该磁芯安装在激励线圈或变压器中,该磁芯能够很容易地以较低成本设置电感,本发明还提出了一种磁场屏蔽部件,该磁场屏蔽部件能够有效防止电磁场泄漏。
而且,本发明提供了一种电子照相装置,它采用电磁感应加热技术来进行定影或进行转印和定影,其中,能够防止涡电流损失且形状有较高柔性的磁芯用作磁场产生部件,这样,能够以较低成本节省更多能量,并能增加装置设计的灵活性,而且还能使电磁装置更小。
还有,本发明提供了一种电子照相装置,它采用电磁感应加热技术来进行定影或进行转印和定影,其中,能够有效屏蔽来自磁场产生部件的磁场泄漏。
在本发明中,这样的材料用作磁性材料,在该材料中,磁性颗粒添加到任何基质材料中,并能够在分散状态下固化,该磁性材料形成磁芯或电感元件,例如激励线圈或变压器。因此,改进了激励线圈或变压器的电磁特性,并防止磁场泄漏。
更详细地说,本发明的磁芯用于磁场产生部件的至少一部分,并利用使磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中的材料构成,该材料作为对产生的磁场的电磁特性起作用的磁性材料。
根据本发明,使磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中的材料用作构成磁芯的磁性材料。因此,磁性颗粒可以添加到构成基质材料的组分中,同时保持它们的颗粒状态,并在制造时注入模具中进行模制。因此,只通过合适选择模具形状,就可以灵活性确定磁芯形状,并可以很容易地制造具有合适形状的磁芯。
本发明的磁芯采用磁性颗粒作为磁芯材料,且该磁性颗粒保持颗粒状态,这样可以防止在磁芯中产生涡电流。因此,可以消除由于涡电流引起的热损失。
磁性颗粒包括铁粉、铁氧体粉和磁铁粉中的至少一种。
磁性颗粒的类型并不受到限制,只要该磁性颗粒可以保持颗粒状态。当采用铁粉、铁氧体粉、磁铁粉中的至少一种粉时,即单独或组合采用磁性颗粒时,可以合适设置磁性颗粒的特性。
通常对基质材料没有特别的限制,只要该基质材料形成基体。不过,优选是采用固化水合组分,因为该组分通常有极高的耐热性能,因此,使用该组分获得的磁芯也有极高的耐热性能。此外,当添加集料(aggregate)作为膨胀剂时,通常可以将较大容积的其它组分添加到水合组分中。因此,在本发明中,优选是使用固化水合材料,因为它可以增加磁性颗粒的混合比,并使磁芯获得所希望拥有的磁导率。也就是,当树脂用作基质材料时,将难以使磁性颗粒的混合比增加至超过一定水平。因此,为了通过进一步增加磁导率而获得高性能磁芯,优选是采用固化水合组分。
这里,在本发明中使用的“水合组分”是指当与水混合时可硬化的无机材料,也就是无机胶,它的实例包括各种水泥和石膏。在本发明中,水合组分并没有特别限制,尽管优选是使用普通水泥或高密度热水合合成陶瓷母体。普通水泥的优点是它易于获得,有很高强度,成本较低等。另一方面,高密度热水合合成陶瓷母体的优点是它有极高的强度、重量轻,并有很高的尺寸精度。此外,这两种材料都有很高的耐热性能。
根据本发明另一方面的磁场屏蔽部件布置在用于产生磁场的磁场产生部件的外周,并屏蔽由该磁场产生部件产生的磁场。该磁场屏蔽部件的特征在于:它构成为使磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中。
电感元件例如激励线圈或变压器可能使磁场泄漏到外部,泄漏到外部的该磁场根据电感元件的形状或安装位置而变化。不过,在本发明中,磁场屏蔽部件具有这样的结构,其中,磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中,这样,可以高效屏蔽由磁场产生部件产生的磁场。
优选是,在本发明的磁场屏蔽部件中的磁性颗粒为铁粉、铁氧体粉和磁铁粉中的至少一种。
通常对基质材料没有特别限制,只要该基质材料形成为与本发明的基质材料类似的基体。不过,优选是采用固化水合组分,因为该组分通常有极高的耐热性能。此外,该组分能够增加磁性颗粒的混合比,并能够获得磁场屏蔽部件所需的磁导率。优选是,普通水泥或高密度热水合合成陶瓷母体用作水合组分。
本发明的激励线圈通过将前述本发明磁芯布置在作为磁场产生部件的线圈中而获得,和/或通过将前述本发明磁场屏蔽部件布置在作为磁场产生部件的线圈外周中而获得。还有,本发明的变压器是通过将至少两个线圈缠绕在一个磁芯的不同位置而获得,同时该磁芯为前述本发明磁芯和/或前述本发明磁场屏蔽部件布置在至少一个线圈的外周。
在很多情况下,磁场产生部件是电感元件例如激励线圈或变压器,且通过柔性设置磁芯的形状,可以获得合适形状的电感元件。还有,可以根据激励线圈或变压器的形状而柔性设计磁场屏蔽部件的形状,这提高了使用它们的装置的总体设计的柔性。不用说,即使在这种情况下,也可以充分获得本发明的磁芯和/或磁场屏蔽部件的独特效果。
还有,本发明的电设备至少包括磁场产生部件,本发明的前述磁芯布置成用于磁场产生部件的至少一部分,和/或本发明的前述磁场屏蔽部件布置在该磁场产生部件的外周。如上所述,磁芯或磁场屏蔽部件的设计柔性很高,因此,也增加了电设备的总体设计的柔性。当然,能够获得本发明的磁芯和/或磁场屏蔽部件的独特效果,也能够增强电设备的性能。
另一方面,优选是本发明的磁芯和/或磁场屏蔽部件可以用于电子照相装置,该电子照相装置采用电磁感应加热技术来进行定影或转印和定影。优选的电子照相装置的特定结构如下((1)和(2))。
(1)电子照相装置包括:成像单元,用于通过使用电子照相术而在记录介质的表面上形成未定影调色剂图像;熔化器单元,该熔化器单元有定影旋转体和加压旋转体,该加压旋转体布置成压靠定影旋转体,以便在它们之间确定辊隙部分,且通过将记录介质***该辊隙部分中,并使记录介质的、上面形成有未定影调色剂图像的表面与定影旋转体接触,从而定影在记录介质的表面上的未定影调色剂图像,其中,导电层形成于定影旋转体和加压旋转体中的一个的周边表面附近,且磁场产生部件布置成靠近定影旋转体和加压旋转体中的、形成有导电层的那一个。
这时,优选是本发明的磁芯可以用于磁场产生部件。为了屏蔽由磁场产生部件产生的磁场中、不会影响导电层的泄漏磁场的至少一部分,优选是本发明的磁场屏蔽部件布置在磁场产生部件的外周。当然,优选是本发明的磁芯用于该磁场产生部件,且本发明的磁场屏蔽部件布置在该磁场产生部件的外周。对于定影旋转体和加压旋转体的形状,可以选择辊状形状和环形带形状的任意组合。
(2)电子照相装置包括:图像承载旋转体;成像单元,用于通过采用电子照相术而在图像承载旋转体的周边表面上形成未定影调色剂图像;加热部件,该加热部件布置在图像承载旋转体中,以便在该图像承载旋转体的周边内抵靠该图像承载旋转体,并用于加热该图像承载旋转体(需要时);以及加压部件,该加压部件布置成通过图像承载旋转体而对着加热部件,以便与该图像承载旋转体一起确定辊隙部分,其中,记录介质***辊隙部分中,而未定影调色剂图像通过加热和加压而转印到记录介质的表面上,导电层形成于图像承载旋转体的周边表面附近以及加热部件的、抵靠图像承载旋转体的抵靠部分附近的至少一处,当导电层形成于图像承载旋转体中时,磁场产生部件布置成在图像承载旋转体的辊隙部分中和该辊隙部分的上游处靠近图像承载旋转体,当导电层形成于加热部件中时,磁场产生部件布置成靠近加热部件。
还在这种情况下,优选是本发明的磁芯可以用于磁场产生部件。为了屏蔽由磁场产生部件产生的磁场中、不会影响导电层的泄漏磁场的至少一部分,优选是本发明的磁场屏蔽部件布置在磁场产生部件的外周。当然,优选是本发明的磁芯用于该磁场产生部件,且本发明的磁场屏蔽部件布置在该磁场产生部件的外周。图像承载旋转体可以形成为辊状和环形带状。
根据本发明,使磁性颗粒在分散状态下布置在固化水合组分中的部件用作磁芯,因此,磁芯可以很容易模制成任何形状,并能够很容易制造。还有,仅仅通过将该部件安装在电感元件例如激励线圈或变压器的一部分中,就可以在很宽范围内柔性设计电感。而且,即使在高频段也只有很小损失,并能提高有效磁导率。
还有,根据本发明,作为磁芯的主要材料的磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中,同时保持它们的颗粒状态,因此,可以防止在磁芯中产生涡电流。因此可以消除由于涡电流的热损失。
而且,由使磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中的材料制成的本发明磁场屏蔽部件安装在用于产生磁场的磁场产生部件的周围。因此,可以抑制电磁场泄漏,且可以加工成合适形状,并能提高部件设计的柔性。特别是,当固化水合组分用作基质材料时,它可以保证所获得的磁芯或磁场屏蔽部件有很高的耐热性能,并增加磁性颗粒的混合比。因此,可以进一步增加磁导率。
对于使用有上述良好效果的本发明磁芯和/或磁场屏蔽部件的本发明激励线圈、变压器和电设备,当然可以使该激励线圈、变压器和电设备有通过采用本发明的磁芯和/或磁场屏蔽部件而获得的效果。还有,该激励线圈、变压器和电设备自身的设计柔性可以明显增加。
另一方面,根据本发明,提供了采用电磁感应加热技术来进行定影或转印和定影的电子照相装置,其中,能抑制涡电流损失且有很高形状柔性的磁芯用于磁场产生部件。通过该结构,可以以较低成本来节省更多能量,并能够提高装置的设计柔性,且还能使电磁装置小型化。
还有,根据本发明,提供了采用电磁感应加热技术来进行定影或转印和定影的电子照相装置,它能够有效屏蔽来自磁场产生部件的磁场泄漏。
附图说明
图1是激励线圈(该激励线圈是本发明的一个实例)的正视图,本发明第一实施例的磁芯用于该激励线圈;
图2是激励线圈(该激励线圈是本发明的另一实例)的正视图,图1的变化形式的磁芯用于该激励线圈;
图3是表示在包含线圈和不包含线圈的情况下,施加的信号频率和电感之间的关系的特征视图;
图4是表示本发明第二实施例的磁场屏蔽部件的示意图;
图5是表示本发明第三实施例的变压器的示意剖视图;
图6是表示本发明第四实施例的电子照相装置的示意图;
图7是表示图6中所示的电子照相装置的熔化装置的一部分的示意图;
图8是表示本发明第五实施例的电子照相装置的一部分的示意图;
图9是表示在第五实施例中加热辊和磁场发生器之间的位置关系的透视图;
图10是表示本发明第六实施例的电子照相装置的熔化装置的一部分的示意图;
图11是表示用于第六实施例的熔化装置中的加热带的一部分的放大剖视图;
图12是表示用于第六实施例的熔化装置中的加热带的支承结构的结构图;
图13是表示用于第六实施例的熔化装置中的加热带的加热原理的解释图;以及
图14是表示本发明第七实施例的电子照相装置的示意图。
具体实施方式
下面将参考附图,附图详细表示了本发明的优选实施例。
第一实施例
首先,下面将介绍第一实施例,该第一实施例涉及本发明的磁芯,该磁芯可以用作感应元件,并可以有较高的磁导率和以较低成本制造。
图1是采用本发明的磁芯的激励线圈(本发明的激励线圈)的正视图。该激励线圈100通过将线圈104缠绕在保持部件102上而获得,该保持部件102通常称为“线轴”。本发明的磁芯用于该保持部件102。
也就是,在保持部件102的结构中,磁性颗粒以分散方式布置在基质材料中。其中,下面将详细介绍具有本发明特征的磁性颗粒和基质材料。
(磁性颗粒)
除了细粉末外,磁性颗粒还包括具有合适颗粒直径的颗粒材料。也就是,颗粒直径可以在从极小颗粒直径到通常较大颗粒直径的较大范围内选择废铁材料。特别是,颗粒直径可以在从0.1μm到1mm的较宽范围内选择。不过,颗粒直径的下限优选是1μm或更大,从可获得性、流动性、可操作性等方面考虑,更优选是5μm或更大。同样,颗粒直径的上限优选是500μm或更小,更优选是200μm或更小。
颗粒的形状并没有特别限制,可以选择任意形状。例如可以为球形、针形、凝块形、扁平形、多孔形、不确定形等,或者为这些形状的混合。其中,从可获得性和流动性方面考虑,优选是球形。
对于磁性颗粒,特别是铁粉、铁氧体粉和磁铁粉可以认为是优选颗粒,可以单使用它们中的一种,或者它们中的多种可以混合使用。通过使用一种磁性颗粒或多种磁性颗粒的混合,可以获得确定磁性颗粒特征的柔性。
例如,对于磁性颗粒,可以使用工业磁性颗粒。特别是,例如,用于电子照相术的铁粉载体和铁氧体载体优选是由Powdertech Co.Ltd购得。对于铁粉载体,可以有还原铁粉、粉化铁粉、切屑等,或者通过粉碎、切割和调节颗粒程度而提供的铁粉,或者涂覆有特别薄的铁氧化膜的氧化膜铁粉。还已知涂覆有树脂的铁粉,其中,上述铁粉的表面分别涂覆有树脂,以便调节电阻。对于铁氧体载体,可以有由MOa.M’Ob(Fe2O3)x表示的软铁(其中M和M’表示金属元素,a、b和x表示整数),例如Ni-Zn铁氧体、Mn-Zn铁氧体、Cu-Zn铁氧体等的粉末化铁氧体。
对于其它磁性颗粒,可以是用于粉末冶金的铁粉、用作丸的铁粉、用作脱氧剂的铁粉、用作身体加热器的铁粉、用作化学还原剂的铁粉、用作焊接电极的铁粉、用作粉末切割的铁粉、装入脱氧剂、其它树脂或塑料中的铁粉等。
在本发明中,通过将磁性颗粒在保持颗粒状态的情况下加入水合组分中、将磁性颗粒和水合组分的混合物***模具等中、以及使水合组分进行固化,从而进行模制。这里,术语“保持颗粒状态”的意思是磁性颗粒作为颗粒而彼此物理独立,且不包括磁性颗粒由于加热等而熔化,并失去各自的颗粒状态时的状态。
当本发明的磁性颗粒用作磁性的材料时,优选是磁性颗粒选择为有以下的磁性能和电性能。
(磁性能)
饱和磁化的范围是10至500emu/g
剩余磁化为15emu/g或更小
矫顽磁力为50Oe(奥斯特)或更小
相对磁导率为2至200
(电性能)
电阻为108Ocm或更大(当施加的电压为250V时)。
使用具有这些性质的磁性颗粒形成磁芯,例如,该磁芯安装在线圈或变压器的一部分中,作为电感元件,且磁和电特性可以调节至目标范围。而且,当使用磁性颗粒时,磁性材料保持颗粒状态,并能够消除涡电流的产生。
在本发明的磁芯中,磁性颗粒的混合比没有特别限制,根据磁芯所需要有的特性,可以在90%或更少范围内(0<x=90,上限等于或小于90%,同时下限由电感值确定,因此,下限至少等于0%)。在本发明的磁芯中,当后面将介绍的固化水合组分用作基质材料时,可以增加磁性颗粒的混合比。因此,这时优选是磁性颗粒的混合比设定在60至90%容积比的范围内,更优选是65至75%的范围内。
在本实施例中,使用由Powdertech Co.Ltd制造的铁粉载体TSV-35。该铁粉载体TSV-35的特性如下。
颗粒尺寸:45至75(μm)
电流值:20至75(μamp)
饱和磁化:170至195(emu/g)
树脂涂层:没有
(基质材料)
通常,对用于本发明的基质材料没有特别限制,只要该基质材料是基体。因此,基质材料从具有流动状态的材料中进行合适选择,磁性颗粒可以在保持磁性颗粒的颗粒状态的情况下添加到基质材料中,且该基质材料可以注入用于模制的模具内。例如,对于基质材料的材料,当然可以采用在各种领域中用作“粘接树脂”的树脂材料。此外,可以采用具有上述功能的任何其它材料,不管该材料是有机物或是无机物。其中,水合组分的较大优点是它易于模制,成本较低,且具有很高的耐热特性等,因此特别适于用作基质材料的材料。在本实施例中,水合组分用作基质材料的材料。
任何材料都可以用作该水合组分,只要该材料是所谓的无机胶,广义上称为“水合水泥”的任何材料都可以使用。特别是,例如可以是普通水泥、高铝水泥、硅石水泥、火山灰水泥、飞灰水泥、罗马水泥、矿渣水泥、水硬石灰、石膏等。在本发明中,对水合组分没有特定限制,尽管优选是该水合组分为普通水泥或高密度热水合合成陶瓷母体。普通水泥的优点是它易于获得、易于形成具有很高强度的材料,并且成本很低。另一方面,由高密度热水合合成陶瓷母体制成的高密度热水合合成陶瓷优点是它的尺寸精度很高,因为它有极高的强度,并几乎不干燥收缩。通过固化水合组分而获得的坯料通常有很高的耐热特性,当然,两种优选物质都有很高的耐热特性。
对于用作水合组分的普通水泥,可以采用多种普通水泥,例如通常使用的高早期强度普通水泥、超高早期强度普通水泥、中等热量普通水泥、高氧化钛型普通水泥以及抗硫酸普通水泥,它们中的每一个都适用于本发明。还有,即使将公知的添加剂加入该水泥,也不会产生问题。
当普通水泥用作水合组分时可采用的添加剂和形成方法与后面所述的高密度热水合合成陶瓷母体的情况相同。很容易对通过使高密度热水合合成陶瓷母体固化而获得的物质进行研磨和加工,尽管通过使普通水泥固化而获得的水泥坯料通常不适于进行研磨加工。各种状态例如水—水泥比等根据目的而通过公知方法进行选择。
用作水合组分的高密度热水合合成陶瓷母体由水合粉状体、非水合粉状体以及可加工性改进剂而制成,同时各种添加剂根据需要添加。高密度热水合合成陶瓷母体通过加压、热水合合成、机械加工和表面处理而模制转变成高密度热水合合成陶瓷,其中机械加工和表面处理根据需要进行。根据需要进行添加的各种添加剂使指为了加强、增加量、提高可成形性、防水等目的而进行添加和混合的添加剂。因此,例如可以根据需要添加用于加强和增加量的目的而进行添加和混合的集料等。
这里,“水合粉状体”是指将通过水硬化的粉状体,例如包括硅酸钙化合物粉状体、铝酸钙化合物粉状体、氟铝酸钙化合物粉状体、硫铝酸钙化合物粉状体、铁铝酸钙化合物粉状体、磷酸钙化合物粉状体、半水化合物或无水石膏粉状体、具有自硬化特征的生石灰粉状体、以及由这些粉状体中的至少两个组成的混合物粉状体。前述普通水泥粉状体例如可以作为其中的代表。
对于水合粉状体的颗粒度分布,优选是Blaine比表面积为至少等于2500cm2/g,因为需要保证涉及坯料强度的水合性能。还有,在高密度热水合合成陶瓷母体中,以水合粉状体和非水合粉状体的总量为100质量%,水合粉状体的混合量设置在50至90质量%的范围内,尽管优选是混合量设置在65至75质量%的范围内。当混合量低于50%时,强度和填充率(filling ratio)降低。另一方面,当混合量超过90%时,降低了坯料获得的填充率。在这两种情况下,都有性能在模制和硬化后可能改变(例如在机械加工时可能有缺点)的危险,且尺寸稳定性受到不利影响,这意味着这些情况并不为优选情况。
上述“非水合粉状体”是指即使当它在不与其它物体混合的情况下与水接触时也将不会硬化的粉状体。这里,非水合粉状体包含包含这样的粉状体,即它的组分在碱性或酸性状态下或在高压蒸汽中流出,并与已经流出的其它组分反应,从而形成产品。当添加这样的非水合粉状体时,克原子形成坯料时增加填充率,以便减小所获得的坯料的空隙率,并提高坯料的尺寸稳定性。
作为非水合粉状体的代表,有氢化钙粉、石膏粉、碳酸钙粉、渣粉、飞灰粉、硅石粉、粘土粉、硅粉等。这些非水合粉状体的平均颗粒直径优选是等于或小于水合粉状体的平均颗粒直径的1/10,更优选是等于或小于它的1/100。另一方面,不需要专门设定颗粒直径的下限,只要对最终获得的产品没有不利影响。
在高密度热水合合成陶瓷母体中,以水合粉状体和非水合粉状体的总量为100质量%,非水合粉状体的混合量设置在10至50质量%的范围内,尽管优选是该混合量设置在25至35质量%的范围内。当混合量落到该范围之外时的影响已经在对水合粉状体的混合量的说明中进行了介绍。因此,当考虑到可加工性等时,优选是非水合粉状体的混合量调节成使填充率不会降低太多。
上述“可加工性改进剂”是指有这样的特性的材料,它有助于提高由水合组分获得的坯料的可成形性、模具释放特性、切割/研磨特性以及研磨精确性,尤其是有助于提高切割/研磨特性以及研磨精确性。也就是,通过添加可加工性改进剂,由水合组制成的混合物的可成形性提高,因为可加工性改进剂在通过加压模制时起到模制辅助剂的作用。还有,基于水泥的硬化体的脆性通过该可加工性改进剂而改善,这使得能够对所获得的坯料进行脱模,同时不会在脱模时损坏该坯料。因此,能够提高可加工性。而且,由通常为脆性材料的水合组分获得的坯料在切割时呈现基于“破裂”机理的切割状态。不过,通过添加可加工性改进剂,可以在切割时防止材料破裂或缺失(微观现象),从而将由水合组分获得的破裂的可加工性提高到金属材料的水平,并可以以与金属材料的情况相同的方式来利用车床等进行切割加工以及利用外圆磨床等进行研磨加工。它可以进行上述加工,因此,它可以相对于合适尺寸精确加工到μm级。
作为可加工性改进剂的一个实例,可以为由以下组中选定的至少一种树脂制成的粉末或乳剂:醋酸乙烯树脂、醋酸乙烯酯-丙烯共聚物树脂、醋酸乙烯酯-Veova共聚物树脂、醋酸乙烯酯-顺丁烯二酸共聚物树脂、醋酸乙烯酯-乙烯共聚物树脂、醋酸乙烯酯-乙烯-氯乙烯共聚物树脂、丙烯-苯乙烯共聚物树脂、丙烯-硅共聚物树脂以及环氧树脂。
在高密度热水合合成陶瓷母体中,当水合粉状体和非水合粉状体的混合物粉状体为100质量份时,可加工性改进剂的混合量设置在2到18质量份的范围内,尽管优选是该混合量设置在5到15质量份的范围内。当混合量小于2质量份时,研磨可加工性降低。另一方面,当混合量超过18质量份时,研磨精确性降低,且研磨后的尺寸稳定性也降低。因此,优选是混合量并不落在该范围的外面。
根据在分散状态下单个颗粒的直径,可加工性改进剂的颗粒度通常设置成等于或小于1μm。为了制造高密度热水合合成陶瓷,通过使水和上述磁性颗粒混合到混合物粉状体(高密度热水合合成陶瓷母体)内而制备用于模制的混合物,该混合物粉状体由水合粉状体例如普通水泥、非水合粉状体例如硅粉、可加工性改进剂例如丙烯酸树脂以及其它添加剂制成。这里,对于100质量份的、由磁性颗粒、水合粉状体和非水合粉状体制成的混合物粉状体,混合水的量设置为30质量份或更少,或者设置成少于理论水合量。优选是,通过采用能够向要模制的混合物施加强大剪切力的混合方法或混合装置来进行混合。还有,还优选是,在混合后,混合物颗粒化成适合模具形状的尺寸。对于这时采用的颗粒化方法,可以采用公知方法例如滚压颗粒化方法、压缩颗粒化方法、搅拌颗粒化方法、喷干法等。
这样获得的、用于模制的混合物通过加压模制法来进行模制。在模制时,制备有合适形状的模具,并利用液压机、多轴压机、单轴压机等进行加压。对于这时的加压状态,优选是增加压机压力,以便尽可能接近计算理论密度,尽管根据混合物的模制容易程度、水的含量、所需的尺寸精度等,该压机压力的下限值变化很大。在通过加压进行模制之后,进行蒸汽固化,或者在高压釜中进行蒸汽固化。应当知道,当用于模制硬化体的水缺乏或短缺时,优选是在高压釜中进行蒸汽固化。
对于由本发明中使用的高密度热水合合成陶瓷母体获得的高密度热水合合成陶瓷(不包含磁性颗粒)的一个实例,可以为由SumitomoOsaka Cement Co.购得的“Z-MA”(商标名),通过将磁性颗粒分散和固定在其中而获得的材料可以作为一个合适实例。
在本实施例中用于模制的混合物的组分如下。
普通水泥:32质量%
硅粉:14质量%
乙烯酸树脂:4质量%
水:11质量%
集料(No.8):11质量%
磁性颗粒:28质量%(铁粉载体TSV-35)
加压模制利用用于模制的混合物来进行,从而生成保持部件102。保持部件102设置成柱形,有17mm的直径和360mm的长度。在所获得的保持部件102中的磁性颗粒的混合比设置成75%容积比。在保持部件的结构中,磁性颗粒加入水合组分中,同时保持它们的颗粒状态,并布置成分散状态。
应当知道,在本实施例中,保持部件102为柱形,尽管本发明并不局限于此,它可以根据目的选择各种形状。例如,可以根据使用状态、安装位置和所需的磁特性而从以下形状中合适选择:椭圆柱形状、长方体形状、三角柱形状、六边形柱形状或其它任意形状。
在图2中同样表示了保持部件(磁芯)102’,还优选是,在线圈104’进行缠绕的区域的两端处提供有直径增大的台阶。通过该形状,可以很容易地缠绕线圈104’,并可以可靠保持该线圈104’。通过使用合适形状的模具,本发明的磁芯甚至可以很容易地模制成这样复杂的形状。特别是,当水合组分(特别是高密度热水合合成陶瓷母体)象在本实施例中那样用作基质材料的材料时,可以通过研磨获得更精确的形状。这里,图2涉及本实施例的一种变化形式,是表示采用本发明磁芯的激励线圈(本发明的激励线圈)的另一实例的正视图。所示激励线圈100’的结构中,线圈104’缠绕在保持部件102’上,同时本发明的磁芯用作该保持部件102’。
在本实施例中,具有一束60根线(线直径为0.3mm)的绞合线用作缠绕在激励线圈100上的线圈104的绕组,同时圈数设置为125。通过上述方式,可以获得采用本发明磁芯的激励线圈。
如上所述,根据本发明,在制造时可以将磁性颗粒添加到水合组分中,同时保持磁性颗粒的颗粒状态;将所形成的混合物注入模具中;以及进行模制。因此,仅仅通过选择合适的模具形状,可以自由设置磁芯的形状,并很容易地制成具有合适形状的磁芯。
还有,当金属材料例如硅钢板或铁氧体烧结坯用作磁芯材料时,由于它的较大电感,将产生涡电流,从而引起热损失(所谓的涡电流损失)。这意味着需要避免措施,例如,金属板模制成多个薄板,且利用这些薄板获得多层结构。不过,对于本发明的磁芯,磁性颗粒用作磁芯材料,且该磁性颗粒在保持它们的颗粒状态的情况下进行布置,因此,可以避免在磁芯中产生涡电流。因此,可以消除由于涡电流引起的热损失。这样,通过利用采用磁性颗粒的磁芯材料,可以降低高频段的损失。
而且,通常,通过使水合组分固化而获得的物质具有极高的耐热性能,因此,本发明的磁芯也有极高的耐热性能。此外,当添加集料以作为膨胀剂时,通常可以向该水合组分中添加大量的另外组分。因此,即使在本发明中,也可以增加磁性颗粒的混合比,并使磁芯获得所需的磁导率。
下面将介绍上述磁性颗粒的填充量对电磁特性的作用。作为一个实例,将介绍使用图1所示的磁芯100以及平均颗粒直径为75μm(分布在40至105μm的范围内)的球形磁性颗粒的情况。
在包含线圈芯(磁芯)而作为激励线圈的情况下和不包含线圈芯的情况下得到施加的信号频率和电感之间的关系。图3表示了实验结果。应当知道,当不包含线圈芯时,实验将通过利用具有由树脂制成的相同形状的杆形体的激励线圈来代替保持部件102而进行。
图3表示了在预定频率(在本实施例中,6个频率为1kHz、15kHz、25kHz、50kHz、100kHz和200kHz)下将信号施加给激励线圈时所得到的电感特性,然后通过至少矫直法等来修改所获得的结果。在图3中,特性曲线Lb表示当包含线圈芯(磁芯)时的线圈特性,特性曲线La表示当不包含线圈芯(磁芯)时的线圈特性。
如图3所示,在特性曲线La和Lb中,电感将随着所施加的信号频率增加而减小。在当不包含线圈芯时的特性曲线La中,电感将稍微减小;在当包含线圈芯时的特性曲线Lb中,与特性曲线La相比,电感波动趋势更明显。
激励线圈或变压器(尽管变压器将在下面的实施例中介绍,但是这里还附加说明)可用于的电设备包括使用电磁线圈的电设备、使用高频电路或反相电路的电设备以及象电机这样的电设备(所有这些电设备都是本发明的电设备),该激励线圈或变压器是具有上述磁芯的电感元件的一个实例。
例如,使用电磁线圈的电设备包括电视、盒式磁带录象机、电动剃须刀、电动牙刷、洗涤马桶座圈、冰箱、传真机、手动混合器、通风扇、电缝纫机、电动铅笔刀、CD播放器、洗衣机、干燥器、风扇、果汁搅拌机、空调、空气清洁器、电子照相复印机、自动售货机、电磁阀等。
例如,使用高频电路或反相电路的电设备包括:电磁炊具、微波炉、PHS、无线电播叫接收器、移动电话、无绳电话、桌面个人计算机、笔记本个人计算机、文字处理器、电视游戏机、加湿器、荧光灯、音频装置例如放大器和调谐器等。
马达包括伺服马达、脉冲马达、步进马达。例如,有马达的电设备包括石英振荡型计时器例如手表、座钟、壁钟和跑表、起搏器、照相机、盒式磁带录象机、摄象机、用于处理旋转型储存介质例如MD、CD、CD-R、CD-RW、FD、PD和MD的装置、计量泵等。
而且,例如线圈或变压器可用于的其它电设备包括AC适配器、激光印刷机、传热印刷机、针打印刷机、CRT显示器、液晶显示器、等离子体显示器、GPS导航装置、磁检测传感器、助听器、充电器等。
在本实施例中,磁性颗粒的混合比和总体形状可以根据需要变化,这样,作为磁芯的保持部件102可以很容易形成所需的形状和尺寸。因此,通过将磁性颗粒施加到构成激励线圈或变压器的磁芯的一部分中,从而增加了利用电感元件的电路设计的柔性。还有,在制造时,可以将磁性颗粒均匀分散到水合组分中,因此,可以防止在磁芯的中部或两端产生磁导率变化,从而可以获得均匀的磁芯,从而获得均匀的激励线圈或变压器。
因此,在本实施例中,电感元件可以很容易模制成任何形状,磁性颗粒只安装在激励线圈或变压器的磁芯的一部分中,因此,激励线圈或变压器的电感可以在很宽范围内进行柔性设计。而且,磁性颗粒自身有足够的电阻,因此,即使在高频段,由所谓的感应加热引起的自加热问题也很小,因此,即使在高频段,也能够提高有效磁导率。
第二实施例
下面将介绍第二实施例,该第二实施例涉及本发明的磁场屏蔽部件,它能够很容易地以低成本提供防止电磁场泄漏的功能。
在第一实施例中,介绍了一个实例,其中,采用了使磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中的材料的磁芯用作构成电感元件例如激励线圈或变压器的磁芯的一部分,从而提高激励线圈或变压器的电磁特性。不过,使磁性颗粒在分散状态下安装在基质材料中的该材料也可以用于实现防止电磁场泄漏的功能。例如,使磁性颗粒同样在分散状态下布置在基质材料中的部件(也就是本发明的磁场屏蔽部件)可以用作磁场屏蔽部件,用于屏蔽在磁场产生部件周围的电磁场泄漏,该磁场产生部件例如具有磁芯的线圈或变压器以及空心线圈或只有绕组和永磁体的变压器。
磁场产生部件例如电感元件可能涉及电磁场泄漏。不过,安装电感元件的部分可以有很小的额外空间或者有很小的形状柔性。因此,通过使用本发明的磁场屏蔽部件作为用于屏蔽电磁场泄漏的磁场屏蔽部件,可以提供很高柔性的磁场屏蔽部件,需要时,该磁场屏蔽部件的磁性颗粒混合比以及形状可以进行调节。
例如,当装配具有磁芯和绕组的线圈或变压器时,用于屏蔽电磁场泄漏的部分可以先用作保持器(保持部件),从而使该保持器能够作为保持器(磁芯)和用于屏蔽电磁场泄漏的磁场屏蔽部件。
图4是表示本实施例的磁场屏蔽部件布置在磁场产生部件周围时的状态的示意剖视图。在图4中,参考标号200表示磁场屏蔽部件,它有屏蔽由磁场产生部件202产生的泄漏磁场204的功能。对于磁场产生部件202,除了激励线圈、变压器等的电感元件外,还可以是永磁体等。而且,包含它们的各种电和电子设备都包括。尽管不用说,磁场产生部件202需要形成磁场以实现它的功能,但是因为它们的设计,磁场也很容易泄漏到不会影响磁场产生部件202的功能的部分。本实施例的磁场屏蔽部件200提供了屏蔽该泄漏磁场204的功能。
磁场屏蔽部件200这样获得,即通过对使磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中的材料进行制备,并将该材料模制成弯曲表面形状的薄板。在本实施例中,与第一实施例相同,固化水合组分用作基质材料。磁场屏蔽部件200的、与磁场产生部件202相对的表面形成类似弯曲表面形状,以便包围磁场产生部件202,从而可以有效屏蔽由磁场产生部件202产生的泄漏磁场204。当然,在本发明中,磁场屏蔽部件200的形状并不局限于弯曲表面,通过考虑泄漏磁场的泄漏方式、机器的额外空间、磁场产生部件的形状等,可以合适选择任意其它形状,例如平板形状、盒形、船形、角形U形、山丘形、圆顶形、地板形或它们的组合。
在本实施例中所用的磁性颗粒的类型、特征(形状、磁性能和电性能)和混合比以及基质材料和水合组分的类型、特性、组分等都与第一实施例中所述类似。磁场屏蔽部件200的厚度可以根据泄漏磁场的强度而合适调节。
根据本实施例,电磁场泄漏可以有效抑制或屏蔽,因此在不会影响整个装置(机器)的小型化的情况下很容易地以较低成本来提高装置的性能。而且,使用本实施例的磁场屏蔽部件来抑制磁通泄漏的方法用于各种电设备,因此可以很容易地以较低成本来降低磁通密度的泄漏。
可以采用后面所述的激励线圈或变压器(具有上述磁场屏蔽部件的电感元件的实例)的电设备与在第一实施例中所述的各种电设备(本发明的电设备)相同。
第三实施例
下面将介绍第三实施例,该第三实施例涉及采用本发明的磁芯和本发明的磁场屏蔽部件的电感元件,该磁芯能够很容易和以较低成本来实现高磁导率,该磁场屏蔽部件可以很容易和以较低成本来实现抑制电磁场泄漏的功能。在本实施例中,将介绍作为电感元件的一个实例的变压器。
图5是采用本发明的磁芯的变压器(本发明的变压器)的示意剖视图。该实施例的变压器通过在容器610中提供变压器主体600而制成。该变压器主体600通过将两个线圈缠绕在角形U形保持部件602的两个相对侧上而制成,这两个线圈是主线圈604a和第二线圈604b。还有,容器610包括:盒本体606,该盒本体606为长方体形状,它的一面开口;以及盖体608,该盖体608安装在盒本体606上,并封闭该开口面。在本实施例中,本发明的磁芯用作保持部件602,本发明的磁场屏蔽部件用作容器610。
也就是,保持部件602、盒本体606和盖体608的结构为使磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中。这时使用(且适用)的基质材料和磁性颗粒与在第一和第二实施例中所述的基质材料和磁性颗粒相同,因此省略对它们的详细介绍。
本实施例的变压器构成为使它能够通过向主线圈604a的两端施加预定电压而从第二线圈604b的两端引出变压电压。在图5中,并没有表示这些线圈的接线端,不过,这些线圈构成为使线圈的两端能够从容器610的外部进行导电。
在本实施例中,本发明的磁芯用作上述保持部件602,因此,即使在采用复杂形状例如角形U形时,也能够很容易进行模制,这可以增强变压器的设计柔性。还有,可以消除在磁芯中出现的涡电流,因此,也可以消除由于涡电流而引起的热损失。
保持部件602的截面形状并不特别限制,可以为任意形状,例如圆形、卵形、矩形、多边形、不确定形状等,尽管通常使用的保持部件的截面形状为矩形或圆形。在本实施例中,总体形状设置成角形U形,尽管该总体形状并不局限于此,也可以采用任何其它形状,例如U字母形状、弧形或杆形。而且,在本实施例中介绍了缠绕两个线圈的实例,但是也可以缠绕具有相同或不同圈数的三个或更多线圈。这时,可以选择在输入侧的电压和/或在输出侧的电压以及电压的分配率。
在变压器主体600中,当变压器起到阻抗元件的作用时,从作为磁芯的保持部件602的两端部分产生磁场,这导致磁场泄漏。不过,在本实施例中,为了基本完全屏蔽该磁场,变压器主体600装于容器610中,并提供磁场屏蔽部件,以便包围变压器主体600。
在本实施例中,本发明的磁场屏蔽部件用作上述容器610,因此,可以有效抑制或屏蔽电磁场泄漏,并在不会阻碍装置总体小型化的情况下很容易地以较低成本来提高装置的性能。应当知道,在本实施例中作为实例介绍的容器610具有简单形状,以便容易解释,尽管有时也希望为复杂形状,以便满足使装置总体小型化的要求。容器610可以很容易形成合适形状,因为采用本发明的磁场屏蔽部件的本实施例的结构具有很高的形状柔性。
第四实施例
下面将介绍采用本发明磁芯的电感元件用于作为电设备的电子照相装置时的情况。在本实施例中,将介绍本发明的磁芯用于电子照相装置的熔化装置时的情况。应当知道,本实施例有几乎与上述实施例相同的结构,因此,相同的部件以相同的参考标号表示,并将不再详细说明。
通常,电子照相装置包括:成像单元,用于利用电子照相术在记录介质表面上形成未定影的调色剂图像;以及熔化器单元,用于使记录介质的、已经形成未定影调色剂图像的表面上的调色剂图像进行定影。
通常,在复印机、印刷机等的加热和定影型记录器中,熔化装置用作熔化器单元,用于加热和定影在记录材料上的定影目标材料,该定影目标材料的代表为调色剂。作为熔化装置的加热方法,已经有通过灯例如卤素灯进行加热的灯加热方法以及通过使交变磁场与磁导体互联并产生涡电流而进行加热的电磁感应加热方法。
采用电磁感应加热方法的熔化装置可以利用由涡电流产生的Joule热量而直接加热目标材料,例如热辊,因此,优点是与灯加热方法相比可以进行更高效的加热。
在本实施例中,公开了采用电磁感应加热方法的熔化装置作为熔化器单元的实例。还有,在本实施例所述的实例中,采用了所谓辊—辊的辊隙类型的熔化装置,它采用了辊状部件作为定影旋转体和加压旋转体。
图6是表示本实施例的电子照相装置的示意图。在该图中的电子照相装置包括光电导鼓301,该光电导鼓301为柱形形状,在均匀充电后,通过图像光的照射而在它的表面上形成有潜像。环绕光电导鼓301提供有:充电器302,用于对光电导鼓301的表面均匀充电;曝光装置303,用于通过将图像光照射在光电导鼓301上而形成潜像;显影装置304,用于通过可选择地将调色剂转印到光电导鼓301表面上的潜像上而形成调色剂图像;转印装置306,用于通过将形成于光电导鼓301的表面上的调色剂图像转印到记录材料305上而形成未定影图像;熔化装置307,用于加热和定影该未定影图像;以及清洁装置308,用于回收残留在光电导鼓301的表面上的调色剂。熔化装置307包括:加热辊307a,该加热辊307a通过在由磁性金属(例如铁)制成的金属芯上形成由脱模树脂制成的脱模层而获得;以及加压辊307b,该加压辊307b用于与加热辊307a进行压接触,并对未定影调色剂进行加压和定影。
图7是表示熔化装置307的示意图。该熔化装置307的结构中,加热辊(定影旋转体)307a由磁性金属(例如铁)制成,激励线圈100布置在加热辊307a中,作为用于向加热辊307a提供热能的感应加热线圈(磁场产生部件)。该激励线圈100与在第一实施例中所述的激励线圈相同,因此,在本实施例中采用与第一实施例相同的参考标号,并实例对它们的详细说明。
在本实施例中,导电层是由磁性金属制成的加热辊307a自身,该导电层通过由电磁感应产生的涡电流而引起产生热量。在本发明中,必须在定影旋转体的周边表面附近形成导电层。另外的导电层可以形成于定影旋转体的基质材料的周边表面上。还有,基质材料自身可以形成导电层,如本实施例中那样。当然,在各种情况下,其它层例如弹性层或脱模层也可以形成于导电层的表面上。作为另外形成的导电层的该导电层和其它层将与在后面所述实施例中的相同。
基质材料对加热并不起作用,因此并不特别限制。因此,各种塑料材料、金属材料、陶瓷材料和玻璃材料等都可以毫无问题地使用。
这里,在本发明中定义的措辞“周边表面附近”的意思是接近到这样的程度,即当导电层通过电磁感应而产生热量时,即使在该周边表面上形成另外的层,热量向周边表面传播,周边表面的温度达到足以进行定影(或转印定影)的温度。因此,定义为“周边表面附近”的、离周边表面的深度将根据各种情况而有较大变化,不能表示为特定的数字值。当基质材料自身构成导电层,且另外的层形成于周边表面上时,导电层在该层的内部。这时,是否满足“周边表面附近”的条件只能通过关注周边表面的状态来进行判断。
加压辊307b压靠在加热辊307a上,上面形成有未定影调色剂图像的记录纸(要进行记录的介质)305***形成于加压辊307b和加热辊307a之间的辊隙部分中,这样,形成有未定影调色剂图像的一侧将与加热辊307a接触,从而定影该调色剂图像。线圈104的输入端309a和输出端309b与高频电源310相连。通过该结构,高频电流供给激励线圈100。也就是,提供有高频电源310,以便向激励线圈100提供高频电流。
加热辊307a和激励线圈100之间的间隙制成为很小(在本实施例中为1.0mm),高频电流能够通过该激励线圈100,从而直接加热该加热辊307a。
本发明的熔化装置307的操作如下:当操作开关(未示出)时,高频电源310向激励线圈100供给高频电流,该激励线圈100再根据供给的高频电流产生高频磁场。因此,由磁性金属制成的加热辊307a布置在重复产生和消失的交变磁通中,因此产生涡电流,以便产生用于防止加热辊307a中磁场变化的磁场。加热辊307a的涡电流和电阻将产生Joule热,从而加热该加热辊307a。
如上所述,在本实施例的熔化装置307中,在加热辊307a和激励线圈100之间的间隙制成很小,因此,可以提高激励线圈100的电磁感应加热效率。
还有,在本实施例中,使磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中的材料用作磁性材料,该磁性材料有助于在熔化装置中产生热量,因此,磁芯和其它磁场产生部件可以很容易地形成或制成任意形状。因此,可以提高熔化装置的设计柔性。而且,在本实施例的熔化装置中,磁芯有助于产生热量,因此,磁芯自身受到高温,尽管固化水合组分用作构成磁芯的基质材料。因此,可以使磁芯有足够的耐热性,以防止产生热量。
在本实施例中,磁性颗粒用作有助于在熔化装置中产生热量的磁性材料,且该磁性材料保持颗粒状态,因此,可以形成涡电流在磁芯中的产生,因此,可以形成涡电流的热损失。也就是,可以提供很高能量效率的电子照相装置。
第五实施例
下面将介绍第五实施例,该第五实施例涉及这样的电子照相装置,其中,能够提供防止电磁场从电设备中泄漏的功能的磁场屏蔽部件用于熔化装置的电磁屏蔽。该实施例有与前述实施例相似的结构,因此,与前述实施例相同的部件以相同参考标号表示,并省略对它们的详细说明。
如上所述,通常,电子照相装置有:成像单元,用于利用电子照相术在记录介质的表面上形成未定影调色剂图像;以及熔化器单元,用于使在记录介质的、形成有未定影调色剂图像的表面上的调色剂图像进行定影。图中表示了采用电磁感应加热方法的熔化装置用作熔化器单元的一个实例,尽管它与第四实施例的结构不同。
在第四实施例中,对于熔化装置,例如采用了所谓辊—辊的辊隙类型的熔化装置,它使用辊状部件作为定影旋转体和加压旋转体。本发明并不限制除了熔化装置之外的其它部件,因此,在本实施例中,只将参考图8介绍采用电磁感应加热方法的熔化装置50。
图8是表示本实施例的熔化装置50的总体结构的示意剖视图。该熔化装置50有加热辊(定影旋转体)52(40mmF)和加压辊(加压旋转体)54(40mmF)。加压辊54通过加压机构(未示出)而压靠加热辊52,以便形成辊隙部分,从而有恒定的辊隙宽度。加热辊52通过驱动马达(未示出)沿预定方向(图8中箭头W的方向)驱动,以便使加压辊54以从动方式沿预定方向(图8中箭头U的方向)驱动。加热辊52由铁制成,厚度为0.5mm。加热辊52在它的表面上涂覆有氟树脂等的脱模层。在本实施例中,铁用作辊材料,但是也可以采用不锈钢、铝、不锈钢和铝的合成材料等。
加压辊54通过将硅橡胶、氟橡胶等涂覆在有涂层的芯杆的外周上而形成。上面形成有未定影调色剂图像的纸张(记录介质)P通过(***)在加热辊52和加压辊54之间的压接触部分(辊隙部分)的定影点,从而使纸张P上的调色剂熔化并定影。当然,这时纸张P***辊隙部分中,并使上面形成有未定影调色剂图像的一侧与加热辊52接触。
加热辊52环绕有:剥离爪56,用于将纸张P从加热辊52上剥离;清洁部件58,用于除去加热辊52的表面上的外来颗粒例如纸屑和偏置的调色剂;脱模剂涂布器60,用于涂布防止偏置的脱模剂;以及热敏电阻62,用于检测加热辊52的温度,以便检测沿旋转方向在下游的、加热辊52和加压辊54之间的接触位置(辊隙部分)的温度。
熔化装置采用感应加热器的电磁感应加热方法作为加热原理。感应加热器64有线圈66,并布置在加热辊52的周边表面上。线圈66采用铜线杆,每个铜线杆的线直径为3mmF,并构成为有彼此绝缘的一束线杆的绞合线。线圈66构成为绞合线,因此,线直径可以制成比渗透深度更小,从而能够使交流电有效流过。在本实施例中,线直径分别为0.5mm的线杆集成束。该绞合线涂覆有耐热聚酰胺酰亚胺。线圈66布置在加热辊52附近,并处于使线圈66与加热辊52的表面相对的状态,并起到磁场产生部件的功能。
而且,在线圈66的、与加热辊52相反的一侧,磁场屏蔽部件68布置在该线圈66附近。下面将介绍磁场屏蔽部件68的详细操作。
还在本实施例中,加热辊52由磁性金属形成,加热辊52自身为导电层,由于通过电磁感应而产生涡电流,从而产生热量。当然,在本发明中,与第四实施例类似,也可以形成任何导电层,且还可以在导电层的表面上形成其它任何层,例如弹性层或脱模层。
线圈66与激励线圈(反相电路)72相连,在由磁性金属形成的加热辊52中产生磁通和涡电流,以便通过由激励线圈72向线圈66施加的高频电流所产生的磁通来阻止磁场变化。Joule热通过涡电流以及加热辊52的电阻而产生,以便加热该加热辊52。在本实施例中,供给线圈66的高频电流的频率为20kHz,输出为900w。加热辊52的表面温度设置为180℃,并进行控制。表面温度通过热敏电阻62来进行检测,加热辊52通过反馈控制而加热。这时,为了使整个辊的温度均匀分布,加热辊52和加压辊54旋转。当该辊旋转时,恒定热量供给各辊的整个表面。
当加热辊52的表面温度达到180℃时,开始成像操作(所谓的复印操作),上面形成有未定影调色剂图像的纸张P通过在加热辊52和加压辊54之间的压接触部分(辊隙部分)的定影点,从而使纸张P上的调色剂熔化并定影。供给激励电路72的电流经过恒温器70,该恒温器70是压靠加热辊52的表面的温度保险。在该恒温器70中预设加热辊52的允许表面温度,当该表面温度达到超过允许温度的异常温度时,恒温器70切断供给激励电路72的电流。
图9是表示本实施例中的加热辊52和感应加热器64的示意透视图。如图9所示,线圈66(由图9中的虚线表示)布置成使该线圈66与加热辊52的周边表面相对的状态。在加热辊52和线圈66之间的距离(间隙)设置为1mm。线圈66构成为空心线圈,在线圈66的、与加热辊52相反的一侧,磁场屏蔽部件68布置在线圈66附近。磁场屏蔽部件68布置在线圈66附近,以便覆盖该线圈66。并形成为这样的部件,其中,磁性颗粒在分散状态下布置在固化的水合组分中,也就是形成为本发明的磁场屏蔽部件。用于本实施例中的磁场屏蔽部件的特定组分与第一实施例中的磁芯100的组分相同。
在本实施例中,线圈66和磁场屏蔽部件68之间的距离(间隙)设置为5mm。磁场屏蔽部件68布置成这样,当空心线圈(即线圈66)布置在加热辊52的外周附近时,将屏蔽向外泄漏的磁场(不会影响加热辊52的泄漏磁场的至少一部分,该加热辊52起到导电层作用)。因此,可以消除由电磁场泄漏产生的噪音等问题。因为布置有磁场屏蔽部件68,因此,当线圈66自身在任何区域产生不在加热辊52侧的磁场时,也不会引起问题。因此,线圈66可以采用能够很容易模制的线圈。
另一方面,当不存在磁场屏蔽部件68,且感应加热器64布置在加热辊52的外周附近时,线圈66必须采用形成为能防止磁场泄漏到熔化装置50外部的芯材料,这限制了芯66的材料,或使得芯材料有复杂的形状。在本实施例中,磁场屏蔽部件68可以布置成与感应加热器64分离,且并不依赖于该感应加热器64。因为线圈66不需要制成为复杂形状,因此不会引起成本增加。在本实施例中,介绍了在磁场屏蔽部件68有形状与周边表面相对应的弯曲表面时的情况,但是该形状并不局限于弯曲表面形状,即使当该形状为平面或任何其它形状时,也可以产生屏蔽效果。
因此,磁场屏蔽部件68布置成这样,当线圈66布置在加热辊52的外周附近时,磁场并***漏到线圈66的、与加热线圈52相反一侧的外部。因此,感应加热器64并不需要进入加热辊52的内部,从而防止加热辊52中的辐射热引起线圈66加热和降低热效率,或者引起磁芯加热和降低热效率。
在本实施例中,介绍了当磁场屏蔽部件68和线圈66之间的距离设置为5mm时的情况,但是不用说,介绍磁场屏蔽部件68与线圈66接触,也可以获得本发明的效果。
在上述实施例中,使磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中的部件用作磁场屏蔽部件,这样,磁场屏蔽部件可以很容易地模制成任何形状,并能够很容易制造。因此,可以在不防碍部件的小型化的情况下很容易地以较低成本来提高熔化装置的性能以及电磁纸张的性能。还有,在本实施例的熔化装置中,线圈和加热辊在磁场屏蔽部件附近将有助于产生热量,因此,磁场屏蔽部件暴露在高温下,不过固化水合组分用作构成磁场屏蔽部件的基质材料,因此,磁场屏蔽部件可以有足够的耐热性能,以抵抗产生的热量。
应当知道,在多种电设备中也要求防止磁通泄漏,当本发明的磁场屏蔽部件用于它们时,可以很容易地以较低成本来减小泄漏磁通密度。
第六实施例
下面将介绍第六实施例,该第六实施例涉及电子照相装置,其中,采用了使用本发明磁芯的电感元件,且能够提供抑制电磁场泄漏功能的本发明磁场屏蔽部件用于熔化装置的电磁屏蔽。
如上所述,通常,电子照相装置有:成像单元,用于利用电子照相术在记录介质的表面上形成未定影调色剂图像;以及熔化器单元,用于使在记录介质的、形成有未定影调色剂图像的表面上的调色剂图像进行定影。在第六实施例中,表示了采用电磁感应加热方法的熔化装置用作熔化器单元的一个实例,尽管它与第四或第五实施例的结构不同。
在第六实施例中,对于熔化装置,例如采用了所谓带—辊的辊隙类型的熔化装置,它使用环形带部件作为定影旋转体,采用辊状部件作为加压旋转体。本发明并不限制除了熔化装置之外的其它部件,因此,在本实施例中,只将参考图10介绍采用电磁感应加热方法的熔化装置。
为了缩短暖机时间,并提供记录介质的剥离性能,在本实施例中的熔化装置采用了具有较小热容的(柔性)环形带部件作为定影旋转体,在环形带部件中,散热部件的数目尽可能减小(尽可能不取消该部件)。也就是,在环形带部件(加热带)中,只有垫部件(按压部件)基本布置成与加压部件相对,该垫部件有形成定影辊隙部件的弹性层。将进行加热的环形带部件有导电层,并通过由磁场产生部件产生的磁场而进行感应加热,因此能直接加热该环形带部件。
图10是表示本实施例的熔化装置的结构的示意图。
在图10中,参考标号401表示作为定影旋转体的加热带。加热带401有具有导电层的环形带。因此,在本发明中,“定影旋转体”除了上述辊状部件外还包括环形带部件。“加压旋转体”也包括辊状部件和环形带部件。
如图11所示,加热带401基本有至少三层:基质材料层402,该基质材料层402由具有很高耐热性能的薄片部件制成;导电层403,该导电层403沉积在基质材料层402上;以及表面脱模层404,该表面脱模层404作为顶层。在本实施例中,用作加热带401的环形带的直径为30mmF,并有三层:薄片状基质材料层402、导电层403和表面脱模层404。
优选是,加热带401的基质材料层402是有较高耐热性能的薄片,例如10至200μm厚,更优选是50至200μm厚(例如75μm)。例如,该层由具有较高耐热性能的合成树脂制成,例如聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚醚酮、聚砜、聚酰亚胺、聚酰亚胺酰胺或聚酰胺。
在本实施例中,由环形带形成的加热带401的两端部分抵靠边缘引导件405,以便调节加热带401在使用时的弯曲,如图12所示。图12是表示当形成为管状的加热带401的一端部分开口抵靠边缘引导件405,以便调节加热带401的弯曲时的状态的放大解释图。加热带401的另一端部开口也抵靠类似的边缘引导件(下文中可以称为“边缘引导件(未示出)”)。
边缘引导件405有:柱形部分406,该柱形部分406的外径稍微小于加热带401的内径;凸缘部分407,该凸缘部分407在柱形部分406的端部;保持部分408,该保持部分408形成为柱形或筒形,并凸出到凸缘部分407外部。边缘引导件405和边缘引导件(未示出)布置成使加热带401的两端部分能够滑动,并固定在熔化装置上,这样,在凸缘部分407的内壁面和抵靠加热带401的相对端部分开口的边缘引导件(未示出)的凸缘部分的内壁面之间的距离稍微长于加热带401沿轴向方向的长度。因此,加热带401的基质材料层402需要有一定刚性,从而在加热带401的旋转过程中(沿图12中的箭头A的方向),能够使除了辊隙部分外的其它部分保持30mmF直径的圆形,且当加热带401的端部抵靠边缘引导件405时,加热带401的具有一定刚性,以便能防止弯折等;例如,采用由50μm厚的聚酰亚胺制成的薄片。
导电层403是用于通过由后面所述的磁场产生部件所产生的磁场的电磁感应作用而进行感应加热的层,铁、钴、镍、铜、铬的金属层形成为大约1至50μm厚,以便用作导电层403。不过,在本实施例中,加热带401需要在辊隙部分处遵循通过由后面所述的垫和加压辊所形成的辊隙部分的形状,因此需要为柔性带,还有,该导电层403优选是制成尽可能薄。
在本实施例中,对于导电层403,大约5μm厚的、具有很高电导率的极薄铜层蒸发到由聚酰亚胺制成的基质材料层402上,从而使它的加热效率很高。
因为表面脱模层404是直接与转印到记录介质纸409上的未定影调色剂图像410接触的层,因此希望能够采用具有良好脱模性质的材料。对于形成表面脱模层404的材料,例如可以是四氟乙烯全氟烷基乙烯醚共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、硅酮树脂、它们的复合层等。表面脱模层404由从这些材料中合适选择的材料制成,并且厚度为1至50μm,作为加热带401的顶层。当表面脱模层404太薄时,耐磨损性较差,加热带404的寿命缩短;相反,当表面脱模层404太厚时,整个加热带401的热容增加,延长了暖机时间。因此,这两种情况都并合适。
在本实施例中,考虑到整个加热带401的耐磨性和热容之间的平衡,10μm厚的四氟乙烯全氟烷基乙烯醚共聚物(PFA)用作加热带401的表面脱模层。
例如,垫部件412布置在上述加热带401中,该垫部件412作为按压部件,有硅橡胶等的弹性层411。在本实施例中,使用一个垫部件412,其中,由橡胶硬度为35℃(JIS-K 6253 A型)的硅橡胶制成的弹性层411沉积在刚性支承部件413上,该支承部件413由不锈钢、铁等金属或具有很高耐热性能的合成树脂等制成。例如,使用时,由硅橡胶制成的弹性层411形成均匀厚度。垫部件412的支承部件413布置成使支承部件413固定在熔化装置的框架(未示出)上的状态,但是可以通过推压部件例如弹簧(未示出)而压靠加压辊414(后面将介绍)的表面,这样,弹性层411通过预定压力而与加压辊414的表面压接触。
熔化装置有加压辊414,该加压辊414作为加压旋转体,布置在通过加热辊401与垫部件412相对的位置。辊隙部分415形成有夹在加热辊414和垫部件412之间的加热带401,上面转印有未定影调色剂图像的纸张409通过该辊隙部分415,从而通过热压而使该未定影调色剂图像410定影在纸张409上,从而形成定影图像。
在本实施例中,通过在直径为26mm的实心铁辊416的表面上涂覆30μm厚的四氟乙烯全氟烷基乙烯醚共聚物(PFA)作为表面脱模层417而获得的加压辊用作加压辊414。
加压辊414提供有由具有良好热导率的金属例如铝或不锈钢制成的金属辊418,并使该金属辊414与加压辊414接触并分离,如图10所示。当加热带401和加压辊414的温度在早晨较低时,当使熔化装置等通电时,金属辊418停止在离开加压辊414的位置。在熔化装置中,当在使用熔化装置时在加热带401和加压辊414之间产生沿轴向的温度差时,例如当连续对小尺寸的纸张进行定影处理时,金属辊418将与加压辊414接触。当金属辊418与加压辊414接触时,它通过加压辊414的旋转而被驱动。在本实施例中,由铝制成的、直径为10mmF的实心辊用作金属辊418。
在本实施例中,加压辊414通过驱动部件(未示出)而旋转,并处在使它通过加热带401而由加压部件(未示出)压靠在垫部件412上的状态。
作为定影旋转体的加热带401通过加压辊414的旋转而运转。这时,在本实施例中,为了提供良好的可滑动性,使具有很强耐磨性和良好可滑动性的薄片材料例如由氟树脂浸渍的玻璃纤维纸(CHUKOKASEI KOGYO KK:FCF400-4等)***加热带401和垫部件412之间,而且,硅油脱模剂等涂布在加热带401的内表面上,作为增加可滑动性的润滑剂。因此,在实际加热时,在加压辊414空转时的驱动力矩可以从大约6kg.cm减小到大约3kg.cm。因此,加热带401可以在没有滑动的情况下通过加压辊414的旋转而驱动,并能够在速度等于加压辊414沿箭头B方向的转速的情况下运转。
加热带401在它的轴向两端部分处的运动受到边缘引导件405的控制,如图12所示,以防止加热带401弯折等。
在本实施例中,具有导电层的薄加热带通过由磁场产生部件产生的磁场而进行感应加热。
磁场产生部件420是形成为沿与加热带401的旋转方向垂直的侧向方向上较长的部件,该旋转方向是长度方向,且该磁场产生部件形成为弯曲形状,并安装在加热带401的外侧,在磁场产生部件420和加热带401之间的间隙为大约0.5mm到2mm。在本实施例中,磁场产生部件420包括:线圈421;激励线圈430,该激励线圈430由布置在线圈421中心的磁芯432形成;以及线圈支承部件422,用于支承激励线圈430。磁场屏蔽部件424布置在激励线圈430的、与加热带401相反的一侧。
对于激励线圈421,例如预定数目的绞合线进行线性平行布置,各绞合线有彼此绝缘的一束16个铜线杆,且各绞合线的直径为0.5mmF。
如图13所示,预定频率的交流电通过激励电路425而施加在线圈421上,因此,在激励线圈430的周围产生波动磁场H,当波动磁场H横过加热带401的导电层403时,在加热带401的导电层403中产生涡电流B,以便通过电磁感应作用而产生阻碍磁场H变化的磁场。施加给线圈421的交流电的频率例如设定在10至50kHz的范围内。在本实施例中,交流电的频率设置为30kHz。然后,涡电流B流过加热带401的导电层403,从而通过与导电层403的电阻成正比的电功率(W=IR2)来产生Joule热,以便加热作为定影旋转体的加热带401。
优选是,耐热非磁性材料用作线圈支承部件422;例如可以使用耐热玻璃或耐热聚碳酸酯树脂等。
在线圈421的中心提供有磁芯423,该磁芯423是本发明的磁芯。磁芯423由使磁性颗粒以分散状态布置在固化水合组分中的材料制成。还有,磁芯423除了形状外,其它与第一实施例中所述的磁芯相同。本实施例的磁芯423为长方体形状,并有这样的结构,即磁性颗粒分散和均匀布置,且磁性颗粒保持颗粒状态。还有,磁芯423可以根据需要改变形状,并可以很容易形成为所需尺寸和形状。因此,根据本实施例,增加了磁场产生部件420的设计柔性。应当知道,磁性颗粒的详情与在第一实施例中所述相同。
通过使用磁性颗粒,因为磁性颗粒自身有足够电阻,甚至在高频段,由所谓的感应加热引起的自加热问题都极小,因此损失很小,且即使在高频段,也能提高有效磁导率。
在本实施例中,提供有磁芯423,因此,可以有效聚集在激励线圈421中产生的磁通,并能够提高加热效率。因此,可以较低用于向激励线圈421供给交流电的高频电源的频率,并较低激励线圈421的圈数,且电源和激励线圈430可以小型化,且能够降低成本。
另一方面,在本实施例中,磁场屏蔽部件424采用本发明的磁场屏蔽部件。磁场屏蔽部件424用于聚集在激励线圈430中产生的磁通,以便形成磁通道;磁场屏蔽部件424可以引导高效加热,并防止磁通泄漏到熔化装置外面以及不希望地加热周围部件。
磁场屏蔽部件424将磁性颗粒装满盖状容器中,该盖状容器布置在激励线圈430附近,以便覆盖激励线圈430。磁场屏蔽部件424的特定结构与第五实施例中的磁场屏蔽部件相同。
因为磁性颗粒分散在用作本实施例的磁场屏蔽部件的固化水合性质组分中,因此,磁场屏蔽部件可以很容易地模制成各种形状,并能够很容易制造。因此,可以在不防碍部件小型化的情况下很容易地以较低成本来提高熔化装置的性能,从而提高电子照相装置的性能。
应当知道,线圈支承部件422和磁芯423可以相互结合成一体,并可以利用使磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中的材料来形成。这时,线圈支承部件422有磁场屏蔽部件的功能,因此不需要磁场屏蔽部件324。也就是,磁芯和磁场屏蔽部件相互结合成一体,并有用于保持激励线圈的线圈支承部件的功能。用于本发明的材料(使磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中的材料)可以很容易形成所需形状,并有形状保持特性。因此,即使有这样的复杂形状的部件(通过使磁芯与磁场屏蔽部件结合而获得的部件)也可以很容易和低成本地制造。
在所述结构中,本实施例中的熔化装置可以使暖机时间达到几乎零,并提供良好的定影性能,且可靠防止出现剥离故障。
也就是,在本发明的熔化装置中,如图10所示,加压辊414通过驱动源(未示出)以100mm/s的处理速度沿箭头B方向旋转。加热带401与加热辊414进行压接触,并以等于加压辊414的运动速度的100mm/s速度运转。
在熔化装置中,如图10所示,上面已经通过转印装置(未示出)形成未定影调色剂图像的纸张409经过在加热带401和加压辊414之间形成的辊隙部分415,从而使纸张409的、形成有未定影调色剂图像的一侧与加热辊401接触,且当该纸张409经过辊隙部分415时,它通过加热带401和加压辊414而加热和加压,从而使未定影调色剂图像410定影在纸张409上成为调色剂图像。
这时,在熔化装置中,辊隙部分415的进口处的加热带401的温度在定影操作过程中通过允许流入激励线圈421中的高频电流的频率来控制为大约180℃至200℃。
在本发明的熔化装置中,加压辊414开始旋转,高频电流供给激励线圈421,同时伸入成像信号。例如,当700W功率作为有效电功率输入激励线圈421,加热带401通过感应加热作用而在大约两秒钟内从室温达到可以进行定影的温度。也就是,暖机在纸张409从供纸盘到熔化装置运动所需的时间内完成。因此,熔化装置可以在不需要用户等待的情况下进行定影处理。
当上面转印有大量调色剂例如彩色图像的纸张409(大约60g/m2的薄纸)进入熔化装置的辊隙部分415中时,通常在调色剂和加热带401的表面脱模层404之间有很强的吸引力,因此难以将纸张409从加热带401的表面剥离。不过,在本实施例中,加热带401的形状为在辊隙部分外部凸出,而在辊隙部分415内部凹入。也就是,纸张409在辊隙部分415内部绕过加压辊414,且在离开拐角部分415时,加热带401的形状快速从凹形转变成凸形。因此,因为纸张409自身的稳定性(刚性),纸张409不能快速遵循加热带401的形状,从而自然从加热带401上剥离。因此,在本实施例的熔化装置中,能够可靠防止出现纸张409的剥离故障问题。
当小尺寸纸张409进行连续定影时,在纸张经过的区域中的加热带401、垫部件412、加压辊414等的温度升高。不过,布置在加压辊414侧的金属辊418与加压辊414的表面接触,因此,该金属辊418可以吸收在加压辊414的高温部分中的热量,并将该热量排向低温部分。因此,沿轴向的温度分布较小,加压辊414的温度已经加热带401的温度都可以防止超过预定温度。
而且,熔化装置有弹性层411,该弹性层411在辊隙部分415中加热带401侧,因此,该弹性层夹住厚度为65μm的加热带401。因此,在定影时可以获得覆盖和定影调色剂的效果,并可以提供良好的彩色图像质量。
而且,为了提供更好的彩色图像质量,在加热辊401的导电层403和表面脱模层404之间可以提供有厚度为几个10μm的硅橡胶弹性层。
在第四至第六实施例中,给出了本发明的磁芯和/或磁场屏蔽部件用于电子照相装置中的熔化装置的实例。不过,本发明的电子照相装置并不局限于实例中的上述结构,根据已知知识,该结构可以以多种方式进行改变或添加。
例如,可以这样变化,即第四或第五实施例中作为加压旋转体的加压辊改变成环形带加压部件(加压带),以便形成辊—带型熔化装置,或者在第六实施例中作为加压旋转体的加压辊改变成环形带加压部件(加压带),以便形成辊—带型熔化装置。
在实施例中的结构也可以根据需要组合使用。例如,在第六实施例中布置成用于加压辊的金属辊也可以在第四或第五实施例中布置成用于加压辊。
而且,在第四至第六实施例中,以只加热定影旋转体的结构作为实例。不过,加压旋转体也可以初步加热。这时,加热方法可以是通过热源例如普通卤素灯加热,或者可以采用电磁感应加热方法。当采用电磁感应加热方法时,当然可以采用本发明的磁芯和磁场屏蔽部件,当本发明的磁芯或磁场屏蔽部件并不用于定影旋转体时,电子照相装置可以确定为本发明的电子照相装置。
在本实施例中,给出了布置有本发明的磁芯和/或磁场屏蔽部件的三个实例。在这些实例中,本发明的电子照相装置可以只有本发明的磁芯或磁场屏蔽部件,且本发明的电子照相装置并不必须使本发明的磁芯和磁场屏蔽部件都布置于其中。
第七实施例
最后,将介绍第七实施例,该第七实施例涉及采用所谓的同时转印和定影技术,其中,使用了采用本发明磁芯的电感元件,且能够提供防止电磁场泄漏功能的磁场屏蔽部件用于转印和熔化器装置的电磁屏蔽。
图14是表示本发明第七实施例的电子照相装置的结构的示意图。
电子照相装置主要有图像承载旋转体、成像部分、转印和定影部分,该转印和定影部分包括加热部件和加压部件。
在本实施例中,图像承载旋转体是具有周边表面的中间转印带505,未定影调色剂图像提供成像部分而形成于该周边表面上,且该中间转印带通过初级转印辊506、拉伸辊509和驱动辊510而拉紧。在本实施例中,环形带体用作图像承载旋转体,但是也可以使用辊状体。
成像部分有光电导鼓501,潜像由于静电势差而形成于该光电导鼓501的表面上。环绕光电导鼓501,成像单元有:充电器502,用于几乎均匀地对光电导鼓301的表面充电;曝光部分,该曝光部分有曝光装置(激光扫描仪)503,用于将与各彩色信号相对应的激光照射在光电导鼓501上,以便形成潜像;镜子513等;旋转型显影装置504,该旋转型显影装置504储存青色、洋红色、黄色和黑色的四种彩色调色剂,以便通过该彩色调色剂而使光电导鼓501的表面上的潜像可视,从而形成未定影调色剂图像,上述初级转印辊506布置成对着光电导鼓501,同时中间转印带505布置在它们之间,且该初级转印辊506将光电导鼓501的表面上的未定影调色剂图像转印到中间转印带505上;清洁装置507,用于在转印后清洁光电导鼓501的表面;以及放电灯508,用于使光电导鼓501的表面放电。
转印和定影部分有:上述拉伸辊509,该拉伸辊509布置成与初级转印辊506和驱动辊510一起拉紧中间转印带505,以及加压辊511,该加压辊511是加压部件,布置成对着拉伸辊509,以便将中间转印带505夹在它们之间,辊隙部分形成于该中间转印带505和加压部件之间。
电子照相装置还包括:供纸辊516,用于一次输送一张储存在供纸单元515中的纸张(记录介质);对齐辊517;以及输送引导件518,用于将纸张供给在缠绕拉伸辊509的中间转印带505和加压辊511之间的辊隙。
本发明实施例的电子照相装置的特征在于:电子照相装置有磁场产生部件512,用于从中间转印带505的后侧加热调色剂图像;以及磁场屏蔽部件530,该磁场屏蔽部件530形成为环绕磁场产生部件512,该磁场产生部件512和磁场屏蔽部件530布置在中间转印带505的外周内,并沿周向旋转方向在与加压辊511相对的位置(辊隙部分)的上游。
光电导鼓501有OPC(有机光电导层)或由-Si等制成的光电导层,该OPC或光电导层在电接地的柱形导电基质材料的表面上。显影装置504有分别储存青色、洋红色、黄色和黑色调色剂的四个显影装置504C、504M、504Y和504K,并制成为可旋转,这样,该显影装置可以对着光电导鼓501。各显影装置包括显影辊,用于在它的表面上形成调色剂层,并将该调色剂层输送到与光电导鼓501相对的位置处。400V直流电压叠加在矩形波交流电压上而形成的电压施加给显影辊,该矩形波交流电压的交流电压值VP,P为2kV,频率f为2kHz,调色剂通过电场的作用而转印到光电导鼓501的表面的潜像上。显影装置504C、504M、504Y和504K从调色剂料斗中补充调色剂。
中间转印带505至少有导电层和表面脱模层,该导电层和表面脱模层依次沉积在基质材料层的表面上。它的详细情况与第六实施例中的加热带401相同,因此将不再详细介绍。
因为中间转印带505由驱动辊510驱动并周向运动,中间转印带505通过驱动辊505的旋转而以与在中间转印带505和加压辊511之间的压接触部分(即辊隙部分)处***的记录介质相同的速度运动。这时,辊隙宽度和记录介质运动速度都设置成使记录介质在辊隙部分中的持续时间(辊隙时间)在从10ms到50ms或更多的范围内。该辊隙时间(即在定影调色剂压靠记录介质时的瞬间和记录介质从中间转印带505上剥离时的瞬间之间的时间间隔)如上所述不小于50ms,因此,当调色剂加热至足够温度,以便使调色剂沉积在记录介质上时,调色剂温度降低至在离开辊隙时不会发生偏移的程度。
在本实施例中的磁场产生部件512整体形成为线性,而在第六实施例中的磁场产生部件150形成为类似沿布置在该磁场产生部件150附近的加热带401的曲线。不过,它们除了形状外,其它都相同。也就是,对于磁芯,使用本发明的磁芯。它的详细说明与第六实施例中的相同,因此不再介绍。
磁场产生部件512和中间转印带505的加热原理也与第六实施例中的磁场产生部件420和加热带401的加热原理相同。
在第七实施例中,磁场产生部件512中的磁芯具有使磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中的结构,因此,磁芯的形状可以自由变化,并能够很容易地形成所需尺寸和形状。因此,通过使磁芯有该结构,将增加磁场产生部件512的设计柔性。还有,在本实施例的熔化装置中,磁芯有助于产生热量,因此,磁芯自身暴露在高温下,但是固化水合组分用作构成磁芯的基质材料,因此,可以使磁芯有足够的耐热性能,以便抵靠产生的热量。
而且,使用了磁性颗粒,而该磁性颗粒自身有足够的电阻,因此,即使在高频段,由所谓的感应加热引起的自加热问题也非常小,因此,即使在高频段,损失也较小,并可以提高有效磁导率。
同时,在本实施例中的磁场屏蔽部件530是布置在磁场产生部件512附近的盖状部件,以便覆盖磁场屏蔽部件512,该磁场屏蔽部件具有使磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中的结构。在本实施例中,磁场屏蔽部件530为船形截面,以便包围磁场产生部件512。磁场屏蔽部件530的其它特性结构与第五实施例中的相同。
如上所述,使磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中的部件用作本实施例中的磁场屏蔽部件,因此,该磁场屏蔽部件可以很容易地模制成任何形状,并能够很容易制造。因此,在不阻碍部件的小型化的情况下,能够很容易地以较低成本来提高电子照相装置的性能。还有,在本实施例的熔化装置中,在磁场屏蔽部件附近的磁场产生部件有助于产生热量,因此,磁场屏蔽部件自身暴露在高温下,但是固化水合组分用作构成磁场屏蔽部件的基质材料,因此,可以使磁场屏蔽部件有足够的耐热性能,以便抵靠产生的热量。
上述电子照相装置的操作如下:光电导鼓501沿图14中所示的箭头C方向旋转,并通过充电器502几乎均匀地充电,然后通过来自激光扫描仪的激光进行照射,该激光根据原件的黄色图像信号而进行脉冲宽度调制,从而在光电导鼓501上形成与黄色图像相对应的静电潜像。黄色图像的静电潜像通过由显影装置504预先布置在显影位置的黄色显影装置504Y来进行显影,以便在光电导鼓501上形成黄色未定影调色剂图像。
黄色未定影调色剂图像通过初级转印辊506的作用而静电转印到中间转印带505的周边表面上,该中间转印带505在初级转印部分X处沿箭头C方向以与光电导鼓501的旋转速度相同的线速度(处理速度)周向运动,该初级转印部分X是在光电导鼓501和中间转印带505之间的抵靠部分。上面形成有黄色未定影调色剂图像的中间转印带505再沿与箭头C方向相反的方向进行周向运动,同时黄色未定影调色剂图像保持在中间转印带505的表面上,且该中间转印带505置于将使洋红色图像沉积在黄色未定影调色剂图像上的位置,以便进行转印。
另一方面,当光电导鼓501的表面经过清洁装置507进行清洁后,光电导鼓501再次通过充电器502而几乎均匀地充电,并根据洋红色图像信号而由来自激光扫描仪503的激光进行照射。
当洋红色图像的静电潜像形成于光电导鼓501上时,显影装置沿箭头D方向形状,以便使洋红色显影装置504M布置在显影位置,以便通过洋红色调色剂对该静电潜像进行显影。这样形成的洋红色未定影调色剂图像在初级转印部分X中静电转印到中间转印带505的周边表面上,并沉积在黄色未定影调色剂图像上。
随后,对于青色和黑色进行上述处理。在将四种彩色调色剂图像转印和沉积在中间转印带505的表面上之后或在转印最后的彩色(黑色)时,储存在供纸单元515中的纸张(记录介质)通过供纸辊516进行供给,并通过对齐辊517和输送引导件518输送给中间转印带505的第二转印部分Y。
另一方面,形成于中间转印带505的周边表面上的四彩色未定影调色剂图像经过与磁场产生部件512相对的加热区域Z,该加热区域Z在第二转印部分Y的上游。在加热区域Z中,中间转印带505的导电层在磁场产生部件512产生的磁场的作用下通过电磁感应加热来产生热量。因此,导电层快速加热,且在中间转印带通过时热量传播到表面脱模层。当在中间转印带505的周边表面上的未定影调色剂图像到达第二转印部分Y时,在中间转印带505的周边表面上的未定影调色剂图像熔化。
在中间转印带505的周边表面上熔化的未定影调色剂图像的调色剂通过加压辊511的压力而与纸张紧密接触,该加压辊根据纸张向第二转印部分Y的输送而进行加压。在加热区域Z,中间转印带505只在表面附近局部加热,熔化的调色剂将与室温下的纸张接触,并快速冷却。也就是,当熔化的调色剂经过第二转印部分Y的辊隙部分时,熔化的调色剂立即透入纸张,并通过热能和压接触力而进行转印和定影,且纸张输送到辊隙部分的出口,同时纸张从调色剂吸热,而中间转印带505只在表面附近加热。这时,合适设置辊隙宽度和记录介质的运动速度。因此,调色剂的粘接力增大,调色剂图像几乎完全转印和定影在纸表面上,同时不会产生偏移。然后,上面转印和定影有调色剂图像的纸张通过弹出辊219而弹出到弹出盘520上。这时完成全色图像的形成。
如上所述,在本发明的电子照相装置中,只有中间转印带505的、吸收电磁波的导电层附近在与磁场产生部件512相对的加热区域Z中进行加热,且在加热区域Z中加热和熔化的调色剂在第二转印部分Y处与室温下的纸张接触,从而同时使调色剂进行转印和定影。因为只有中间转印带505的表面进行加热,因此,在转印和定影后,中间转印带505的温度快速降低。因此,热量在该电子照相装置中的积累非常小。
另一方面,当在采用同时转印和定影技术的、在相关技术中的电子照相装置连续使用时,热量进行积累,并且随装置的连续使用而使装置温度明显升高,光电导鼓的电位特性变得不稳定。特别是,电荷电位明显降低,例如当反转显影用作调色剂图像形成方法时,在背景部分产生背景模糊,图像质量明显降低。而且,当装置温度升高时,调色剂在显影装置附近进行熔化,并牢固定影在清洁刀片等上。相反,当本实施例的电子照相装置连续使用时,装置温度的升高大大小于在现有技术中的装置的温升,光电导鼓、调色剂等的特性不会改变。因此,即使当装置长时间使用,也几乎不会观察到图像质量降低,并可以稳定地提供高质量图像。该优点在形成彩色图像时特别明显。
因此,本实施例的电子照相装置有以下特定优点:因为中间转印带的表面附近通过磁场产生部件进行直接加热,因此可以快速加热,而与中间转印带的基质材料的热导率或热容无关。因为转印效率与中间转印带的厚度无关,因此,当需要增加中间转印带的刚性以获得更高速度时,即使使中间转印带的基质层(基质材料)增厚,调色剂也能快速加热至定影温度。
中间转印带的基质层通常有低热导率树脂,因此有良好的绝热性,且当连续进行印刷时,热损失较小。当没有图像的区域例如在连续供给纸张之间的非图像形成区域经过加热区域Z时,激励电路也可以控制成停止无效加热。因此,能量效率变得非常高。因为提高了热效率,因此也能够抑制电子照相装置的温升和光电导鼓的特性改变,也能防止调色剂粘附在清洁部件上。
顺便说明,在本实施例中,在所示实例中,在所有四种彩色未定影调色剂图像都转印到中间转印带的周边表面上之后,通过磁场产生部件进行电磁感应加热,以便加热和熔化调色剂。不过,在每次一个彩色调色剂图像初级转印之后,调色剂可以加热和熔化,并暂时固定在中间转印带的周边表面上。该方法可以防止四彩色叠加调色剂图像紊乱,并使图像精确对齐和放大。
在本实施例中,作为在初级转印部分X中的转印方法,采用了静电转印方法,该静电转印方法使用具有绝缘电介质层的偏压施加辊,用于将未定影调色剂图像静电转印到初级转印部分X中。不过,可以采用粘附转印,其中,提供有具有弹性的耐热中间转印带,初级转印辊从中间转印带的内部压靠光电导鼓,以便将未定影调色剂图像转印到中间转印带的周边表面上。这时,在转印后,调色剂稍微留在光电导鼓的表面上,因此希望通过放电装置和清洁装置来使残留的调色剂放电和进行清洁。
在第七实施例中,给出了本发明的磁芯和磁场屏蔽部件用作电子照相装置中的熔化装置的实例。不过,本发明的电子照相装置并不局限于本实施例的结构,根据已知知识,该结构可以以多种方式进行改变或添加,只要包含本发明的结构。
例如,在实施例中,环形带类型的中间转印带用作图像承载旋转体。不过,辊状中间转印辊或光电导体(辊状或环形带光电导体)也可以用作图像承载旋转体。当使用光电导体作为图像承载旋转体时,上述显影装置也与本发明的成像装置相对应。不过,因为光电导体自身通过电磁感应加热,光电导体和成像***都需要有耐热性。
在本实施例中,中间转印带505只在加热区域Z中通过电磁感应加热而进行加热,但是拉伸辊509可以是辅助或主要用作转印和定影的热源的加热部件。这时,当拉伸辊509的加热有足以作为转印和定影的热源的加热量时,在加热区域Z中的电磁感应加热可以省略。对于拉伸辊509的加热方法,作为定影辊的热源而已知的热源例如卤素灯可以布置在拉伸辊509中,或者可以与第三和第四实施例中的加热辊那样采用电磁感应加热技术。这时,当然也可以采用本发明的磁芯和/或磁场屏蔽部件。
还有,需要时,在第四至第六实施例中所示的各结构可以并入第七实施例中。而且,第七实施例通过以固化水合组分作为磁芯和磁场屏蔽部件的基质材料的实例来介绍,不过本发明并不局限于此,也可以采用公知的树脂材料等。当然,从耐热性能、低成本、可形成性等方面考虑,优选是采用固化水合组分作为基质材料。
在本实施例中,尽管给出了磁芯和磁场屏蔽部件都布置了的实例,但是,本发明的电子照相装置也可以只有本发明的磁芯或磁场屏蔽部件,对于本发明的电子照相装置,并不需要使磁芯和磁场屏蔽部件都布置。
如上所述,在第一至第七实施例中,电磁作用的部件的形状可以在需要时利用使磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中的材料而进行变化,这样,部件可以很容易地形成为所需尺寸。还有,磁性颗粒均匀分布在基质材料中,这样,可以获得均匀的磁芯或磁场屏蔽部件,其中,磁性能不会随位置而变化。而且,当固化水合组分用作基质材料时,包括磁性颗粒的材料的耐热性能将极高。因此,当本发明用于电磁感应加热装置中的激励线圈的磁芯或磁场屏蔽部件时,可以获得特别稳定的性能,且不需要考虑热影响。因此,增加了形状和布局的设计柔性。
尽管已经介绍了本发明的第一至第七实施例,但是这些说明只是用于说明目的,应当知道,在装置结构中规定的尺寸、形状、位置、特性、组分和条件等并不是限制本发明,本领域技术人员可以根据各种情况合适选择最佳情况。
如上所述,根据本发明,使磁性颗粒在分散状态下布置在固化水合组分中的部件用作磁芯,因此,该磁芯可以很容易地模制成任何形状,并能够很容易制造。还有,通过将磁芯只安装在电感元件的一部分中,例如激励线圈或变压器,电感可以在很宽范围内柔性设计。而且,即使在高频段,损失也很小,并可以提高有效磁导率。
还有,根据本发明,作为磁芯的主要材料的磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中,并保持颗粒状态,因此,可以避免在磁芯中产生涡电流。因此,可以消除由于涡电流引起的热损失。
而且,由使磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中的材料制成的本发明磁场屏蔽部件布置成包围用于产生磁场的磁场产生部件,因此可以抑制电磁场的泄漏,并可以加工成所需形状,且可以提高部件设计的柔性。特别是,当固化水合组分用作基质材料时,可以保证所获得的磁芯或磁场屏蔽部件有很高地耐热特性。还有,可以增加磁性颗粒的混合比,因此还可以提高磁导率。
通过采用具有上述良好效果的本发明磁芯和/或磁场屏蔽部件的激励线圈、变压器和电设备,当然使该激励线圈、变压器和电设备能够有通过采用本发明的磁芯和/或磁场屏蔽部件而实现的效果。还有,可以大大提高激励线圈、变压器和电设备自身的设计柔性。
另一方面,根据本发明,在采用电磁感应加热技术进行定影或转印和定影的电子照相装置中,在磁场产生部件中采用能防止涡电流损失并有很高的形状柔性的磁芯,从而能够以较低成本节省更多能量,且能够提高电子照相装置的设计柔性,而且可以使该电子照相装置更小型化。
根据本发明,在采用电磁感应加热技术进行定影或转印和定影的电子照相装置中,可以有效屏蔽磁场产生部件的磁场泄漏。

Claims (18)

1.一种磁芯,用于磁场产生装置的至少一部分,其中,使磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中的材料用作磁性材料,该磁性材料对所产生的磁场的电磁特性起作用,
其中该基质材料是固化水合组分,所述磁性颗粒的矫顽磁力为50奥斯特。
2.根据权利要求1所述的磁芯,其中:该磁性颗粒包括铁粉、铁氧体粉和磁铁粉中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的磁芯,其中:该水合组分是普通水泥或高密度水热合成陶瓷母体中的一种。
4.一种激励线圈,包括如权利要求1所述的磁芯,其中,该磁芯布置在用作磁场产生装置的线圈的外周。
5.一种变压器,通过将至少两个线圈缠绕在一个磁芯的不同位置而获得,
其中,该一个磁芯是如权利要求1所述的磁芯。
6.一种电设备,至少包括磁场产生装置,其中,如权利要求1所述的磁芯用于该磁场产生装置的至少一部分。
7.一种电子照相装置,包括:
成像装置,用于通过使用电子照相术而在记录介质的表面上形成未定影调色剂图像;
熔化装置,该熔化装置有定影旋转体和加压旋转体,该加压旋转体布置成压靠定影旋转体,以便在它们之间确定辊隙部分,且通过将记录介质***该辊隙部分中,并使记录介质的、上面形成有未定影调色剂图像的表面与定影旋转体接触,从而定影在记录介质的表面上的未定影调色剂图像,
其中,导电层形成于定影旋转体和加压旋转体中的一个的周边表面附近,
磁场产生装置布置成靠近定影旋转体和加压旋转体中的、形成有导电层的那一个;以及
磁场产生装置有如权利要求1所述的磁芯。
8.一种电子照相装置,包括:
图像承载旋转体;
成像装置,用于通过采用电子照相术而在图像承载旋转体的周边表面上形成未定影调色剂图像;以及
加压部件,该加压部件布置成对着图像承载旋转体,以便在它们之间确定辊隙部分,
其中,记录介质***辊隙部分中,而未定影调色剂图像通过加热和加压而转印和定影到记录介质的表面上,
导电层形成于图像承载旋转体的周边表面附近;
磁场产生装置布置成在图像承载旋转体的辊隙部分中和该辊隙部分的上游处靠近图像承载旋转体;以及
其中,磁场产生装置有如权利要求1所述的磁芯。
9.一种电子照相装置,包括:
图像承载旋转体;
成像装置,用于通过采用电子照相术而在图像承载旋转体的周边表面上形成未定影调色剂图像;
加热部件,该加热部件布置在图像承载旋转体中,以便在该图像承载旋转体的周边内抵靠该图像承载旋转体,并用于加热该图像承载旋转体;
加压部件,该加压部件布置成通过图像承载旋转体而对着加热部件,以便与该图像承载旋转体一起确定辊隙部分,
其中,记录介质***辊隙部分中,而未定影调色剂图像通过加热和加压而转印和定影到记录介质的表面上,
导电层形成于图像承载旋转体的周边表面附近以及加热部件的、抵靠图像承载旋转体的抵靠部分附近的至少一处,
当导电层形成于图像承载旋转体中时,磁场产生装置布置成在图像承载旋转体的辊隙部分中和该辊隙部分的上游处靠近该图像承载旋转体,
当导电层形成于加热部件中时,磁场产生装置布置成靠近加热部件;以及
磁场产生装置有如权利要求1所述的磁芯。
10.一种磁场屏蔽部件,布置在用于产生磁场的磁场产生装置的外周,并屏蔽由该磁场产生装置所产生的磁场,其中,磁性颗粒在分散状态下布置在基质材料中,该基质材料是固化水合组分,所述磁性颗粒的矫顽磁力未50奥斯特。
11.根据权利要求10所述的磁场屏蔽部件,其中:该磁性颗粒包括铁粉、铁氧体粉和磁铁粉中的至少一种。
12.根据权利要求10所述的磁场屏蔽部件,其中:该水合组分是普通水泥或高密度水热合成陶瓷母体中的一种。
13.一种激励线圈,包括如权利要求10所述的磁场屏蔽部件,其中,该磁场屏蔽部件布置在用作磁场产生装置的线圈的外周。
14.一种变压器,通过将至少两个线圈缠绕在一个磁芯的不同位置而获得,
其中,如权利要求10所述的磁场屏蔽部件布置在至少一个线圈的外周。
15.一种电设备,至少包括磁场产生装置,其中,如权利要求10所述的磁场屏蔽部件布置在该磁场产生装置的外周。
16.一种电子照相装置,包括:
成像装置,用于通过使用电子照相术而在记录介质的表面上形成未定影调色剂图像;
熔化装置,该熔化装置有定影旋转体和加压旋转体,该加压旋转体布置成压靠定影旋转体,以便在它们之间确定辊隙部分,且通过将记录介质***该辊隙部分中,并使记录介质的、上面形成有未定影调色剂图像的表面与定影旋转体接触,从而定影在记录介质的表面上的未定影调色剂图像,
其中,导电层形成于定影旋转体和加压旋转体中的一个的周边表面附近,
磁场产生装置布置成靠近定影旋转体和加压旋转体中的一个,
用于屏蔽由磁场产生装置所产生的磁场中的、不会影响导电层的泄漏磁场中的至少一部分的泄漏磁场屏蔽部件布置在磁场产生装置的外周;以及
该磁场屏蔽部件是如权利要求10所述的磁场屏蔽部件。
17.一种电子照相装置,包括:
图像承载旋转体;
成像装置,用于通过采用电子照相术而在图像承载旋转体的周边表面上形成未定影调色剂图像;以及
加压部件,该加压部件布置成对着图像承载旋转体,以便在它们之间确定辊隙部分,
其中,记录介质***辊隙部分中,而未定影调色剂图像通过加热和加压而转印和定影到记录介质的表面上,
磁场产生装置,用于产生磁场;
其中,导电层形成于图像承载旋转体的周边表面附近;
磁场产生装置布置成在图像承载旋转体的辊隙部分中和该辊隙部分的上游处靠近图像承载旋转体;
用于屏蔽由磁场产生部件产生的磁场中的、不会影响导电层的泄漏磁场中的至少一部分的泄漏磁场屏蔽部件布置在磁场产生装置的外周;以及
该磁场屏蔽部件是如权利要求10所述的磁场屏蔽部件。
18.一种电子照相装置,包括:
图像承载旋转体;
成像装置,用于通过采用电子照相术而在图像承载旋转体的周边表面上形成未定影调色剂图像;
加热部件,该加热部件布置在图像承载旋转体中,以便在该图像承载旋转体的周边内抵靠该图像承载旋转体,并用于加热该图像承载旋转体;
加压部件,该加压部件布置成通过图像承载旋转体而对着加热部件,以便与该图像承载旋转体一起确定辊隙部分,
其中,记录介质***辊隙部分中,而未定影调色剂图像通过加热和加压而转印和定影到记录介质的表面上,
导电层形成于图像承载旋转体的周边表面附近以及加热部件的、抵靠图像承载旋转体的抵靠部分附近的至少一处,
当导电层形成于图像承载旋转体中时,磁场产生装置布置成在图像承载旋转体的辊隙部分中和该辊隙部分的上游处靠近该图像承载旋转体,
当导电层形成于加热部件中时,磁场产生装置布置成靠近加热部件;
用于屏蔽由磁场产生部件产生的磁场中的、不会影响导电层的泄漏磁场的至少一部分的泄漏磁场屏蔽部件布置在磁场产生装置的外周;以及
该磁场屏蔽部件是如权利要求10所述的磁场屏蔽部件。
CNB031436218A 2002-08-20 2003-07-28 磁芯和磁场屏蔽部件及线圈、变压器、电设备和照相装置 Expired - Fee Related CN1333412C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002238939A JP2004079824A (ja) 2002-08-20 2002-08-20 磁心および磁場遮蔽部材、並びにこれらを用いた励磁コイル、トランス、電気機器、および電子写真装置
JP2002238939 2002-08-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1490829A CN1490829A (zh) 2004-04-21
CN1333412C true CN1333412C (zh) 2007-08-22

Family

ID=31884473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB031436218A Expired - Fee Related CN1333412C (zh) 2002-08-20 2003-07-28 磁芯和磁场屏蔽部件及线圈、变压器、电设备和照相装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20040037597A1 (zh)
JP (1) JP2004079824A (zh)
CN (1) CN1333412C (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005301200A (ja) * 2004-03-17 2005-10-27 Ricoh Co Ltd 定着装置および画像形成装置
US20050205559A1 (en) * 2004-03-22 2005-09-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Image forming apparatus
US7477991B2 (en) * 2005-03-12 2009-01-13 Bushnell Performance Optics GPS device and method for reducing light emitted by display
JP2007034170A (ja) * 2005-07-29 2007-02-08 Kyocera Mita Corp 定着装置
JP2008261953A (ja) * 2007-04-10 2008-10-30 Ricoh Co Ltd 画像形成装置
US7997677B2 (en) * 2008-09-17 2011-08-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Convertible printer
US8476562B2 (en) 2010-06-04 2013-07-02 Watlow Electric Manufacturing Company Inductive heater humidifier
TWI445668B (zh) * 2010-09-09 2014-07-21 Murata Manufacturing Co Resin and electronic parts containing magnetite
JP5879988B2 (ja) * 2011-01-11 2016-03-08 株式会社リコー 定着装置及び画像形成装置
US8534825B2 (en) * 2011-02-11 2013-09-17 Xerox Corporation Radiant heater for print media
JP5950622B2 (ja) * 2011-04-19 2016-07-13 キヤノン株式会社 画像加熱装置
US9099768B2 (en) * 2011-11-14 2015-08-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Antenna device
JP6261324B2 (ja) * 2013-12-18 2018-01-17 キヤノン株式会社 像加熱装置
JP6366265B2 (ja) * 2013-12-18 2018-08-01 キヤノン株式会社 定着装置
JP6272001B2 (ja) * 2013-12-18 2018-01-31 キヤノン株式会社 定着装置
JP6270458B2 (ja) 2013-12-18 2018-01-31 キヤノン株式会社 定着装置
JP6218589B2 (ja) * 2013-12-18 2017-10-25 キヤノン株式会社 定着装置、及びその定着装置を備える画像形成装置
JP5980243B2 (ja) * 2014-01-21 2016-08-31 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 定着装置及び画像形成装置
CN105469952B (zh) * 2015-12-23 2018-08-14 赖永明 高频开关电源变压器
CN106847458A (zh) * 2016-12-30 2017-06-13 铜陵瑞博电子科技有限公司 一种开关电源变压器用高机械强度的二茂铁衍生物功能化有机磁芯材料及其制备方法
CN108983505B (zh) * 2018-07-13 2023-10-20 京东方科技集团股份有限公司 显示装置及其制造方法、封框胶

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1200867A (zh) * 1996-09-09 1998-12-02 株式会社东金 高导热性复合磁体
JP2000242108A (ja) * 1999-02-19 2000-09-08 Fuji Xerox Co Ltd 加熱ベルト及びこれを用いた画像記録装置
CN1294392A (zh) * 1999-10-27 2001-05-09 株式会社村田制作所 复合磁性材料和感应器元件
US20020055009A1 (en) * 1998-07-10 2002-05-09 Mauricio Esguerra Application and production of a magnetic product

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69007720T2 (de) * 1989-09-13 1994-08-25 Asahi Chemical Ind Magnetmaterial, welches seltenes Erdelement, Eisen, Stickstoff, Wasserstoff und Sauerstoff enthält.
JP2616433B2 (ja) * 1994-04-25 1997-06-04 日本電気株式会社 画像形成装置の定着装置
JPH0837107A (ja) * 1994-07-22 1996-02-06 Tdk Corp 圧粉コア
US5629092A (en) * 1994-12-16 1997-05-13 General Motors Corporation Lubricous encapsulated ferromagnetic particles
JP2000188177A (ja) * 1998-12-21 2000-07-04 Fuji Xerox Co Ltd 電磁誘導加熱装置及びこれを用いた画像記録装置
US6294305B1 (en) * 1999-03-19 2001-09-25 Canon Kabushiki Kaisha Image forming method and image forming apparatus
US6890381B2 (en) * 2000-04-28 2005-05-10 Sumitomo Osaka Cemet Co., Ltd. Hydraulic-composition bonded magnet
JP3765387B2 (ja) * 2000-11-02 2006-04-12 コニカミノルタホールディングス株式会社 定着装置及び画像形成装置
US6564084B2 (en) * 2001-03-02 2003-05-13 Draeger Medical, Inc. Magnetic field shielding and detecting device and method thereof
US6699550B2 (en) * 2001-04-12 2004-03-02 Bridgestone Corporation Base-body for photosensitive drum and photosensitive drum with the use of the same
JP4186457B2 (ja) * 2001-07-30 2008-11-26 富士ゼロックス株式会社 磁場発生用磁心、およびこれを用いた電子写真装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1200867A (zh) * 1996-09-09 1998-12-02 株式会社东金 高导热性复合磁体
US20020055009A1 (en) * 1998-07-10 2002-05-09 Mauricio Esguerra Application and production of a magnetic product
JP2000242108A (ja) * 1999-02-19 2000-09-08 Fuji Xerox Co Ltd 加熱ベルト及びこれを用いた画像記録装置
CN1294392A (zh) * 1999-10-27 2001-05-09 株式会社村田制作所 复合磁性材料和感应器元件

Also Published As

Publication number Publication date
CN1490829A (zh) 2004-04-21
JP2004079824A (ja) 2004-03-11
US20040037597A1 (en) 2004-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1333412C (zh) 磁芯和磁场屏蔽部件及线圈、变压器、电设备和照相装置
CN101546166B (zh) 定影器、包括定影器的图像形成设备以及定影方法
US6456819B1 (en) Image heating apparatus
CN101587320B (zh) 加热装置、定影装置和成像装置
CN101846944B (zh) 定影装置和图像形成装置
CN101187797B (zh) 定影装置和图像形成装置
CN100468224C (zh) 图像加热设备
CN101813906B (zh) 定影装置、图像形成装置以及磁场产生装置
CN101950145B (zh) 加热装置
JP3870060B2 (ja) 像加熱装置
CN101561652B (zh) 定影装置和图像形成装置
JP2008129517A (ja) 定着装置、及び画像形成装置
CN103631118B (zh) 图像加热装置
US6668151B2 (en) Magnetic core, magnetic field shield member, and electrophotographic apparatus using them
US6529701B2 (en) Image forming apparatus and fixing device
JP2004228043A (ja) 電磁誘導加熱方式の加熱装置、この装置に用いる磁路形成部材、及び画像形成装置
CN106842864A (zh) 定影装置
US5371571A (en) Portable electrophotographic printer of reduced height
JP2011022446A (ja) 定着装置、画像形成装置、および磁界生成装置
EP2713218B1 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
CN209356857U (zh) 图像形成装置
JP3450585B2 (ja) 像加熱装置
JP4541865B2 (ja) 画像加熱装置
JPH1064670A (ja) 加熱装置及び画像形成装置
JP2004288797A (ja) コイル保持部材、これを用いたコイル構造体、並びにこれらを備える定着装置、電子写真装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070822

Termination date: 20170728