JP2008134307A - Image heating device - Google Patents

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Manabu Yamauchi
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Tomoichirou Oota
智市郎 太田
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秀彦 木下
Takamitsu Hirayama
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image heating device for lessening a temperature difference generated by different Curie temperature even when using a material having the different Curie temperature for a center part and an end. <P>SOLUTION: The image heating device inscribes a heating roller in a non-magnetic body outer layer roller and an outer layer roller, is composed of a ferromagnetic body inner layer roller end 1, center, and end 2, composed as center<end 1≈end 2 in each Curie temperature, and achieves a fixing unit having approximately uniform temperature distribution. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置の定着部特に誘導加熱方式を用いた加熱定着部及び定着部内に設けられる加熱回転体に関するものである。   The present invention relates to a fixing unit of an electrophotographic image forming apparatus, in particular, a heating fixing unit using an induction heating method, and a heating rotator provided in the fixing unit.

電子写真複写機、静電プリンタ、ファクシミリ等の電子写真プロセスを利用した装置においては以下のような画像工程により記録材上に画像が形成される。帯電された像担持体である感光体に露光することで形成される静電潜像にトナーにより現像される。そして、感光体上に形成されたトナー像は搬送される記録材上に転写手段により転写される。この記録材上のトナーは、円筒状芯金の表面に離型性樹脂被膜を形成して成る加熱ローラと、これに圧接し、弾性体層を表面に有する加圧ローラとにより形成されるニップ部を通過することで、圧と熱により記録材上に定着される。定着装置としては、加熱ローラの内部にハロゲンヒータを設けて、ハロゲンヒータの輻射熱により加熱ローラが加熱するような定着装置が広く使用されている。   In an apparatus using an electrophotographic process such as an electrophotographic copying machine, an electrostatic printer, or a facsimile, an image is formed on a recording material by the following image process. The electrostatic latent image formed by exposing the photosensitive member, which is a charged image carrier, is developed with toner. The toner image formed on the photoconductor is transferred onto a recording material to be conveyed by a transfer unit. The toner on the recording material is a nip formed by a heating roller formed by forming a releasable resin film on the surface of a cylindrical metal core, and a pressure roller in pressure contact with the elastic roller on the surface. By passing through the part, it is fixed on the recording material by pressure and heat. As the fixing device, a fixing device in which a halogen heater is provided inside the heating roller and the heating roller is heated by the radiant heat of the halogen heater is widely used.

近年においては熱交換効率性や立ち上げ時間の観点から、磁束により生ずる誘導電流により、加熱ローラ自身が発熱する誘導加熱方式の定着装置の提案がされている。   In recent years, from the viewpoint of heat exchange efficiency and start-up time, an induction heating type fixing device has been proposed in which the heating roller itself generates heat by an induced current generated by magnetic flux.

例えば、特許文献1のように高周波電源により高周波電圧がコイルに印加されて生ずる磁束により、磁性を有する鉄系金属からなる加熱ローラの芯金部に渦電流が発生して発熱するものが提案されている。   For example, as disclosed in Patent Document 1, a magnetic flux generated by applying a high-frequency voltage to a coil by a high-frequency power source generates an eddy current in a cored bar portion of a heating roller made of magnetic iron-based metal, and generates heat. ing.

また、上記の方式においては加熱ローラ温度の温度を検知する温度検知部材を設け、この温度検知部材の出力に基づいてコイルへの通電を制御する温度制御が採用されている。   Further, in the above method, a temperature detection member that detects the temperature of the heating roller temperature is provided, and temperature control that controls energization to the coil based on the output of the temperature detection member is employed.

一方、特許文献2のように強磁性体にはキュリー点という比透磁率が大幅に低下する特性を利用して、加熱ローラの表面温度を制御する構成が提案されている。この構成によると、特許文献1のような温度検知部材を用いる必要がないというメリットを有するものである。   On the other hand, a configuration has been proposed in which the surface temperature of the heating roller is controlled using a characteristic that the relative magnetic permeability called a Curie point is significantly reduced, as in Patent Document 2. According to this structure, it has the merit that it is not necessary to use the temperature detection member like patent document 1. FIG.

しかし、加熱ローラのキュリー温度を像加熱温度にすると以下の問題が発生する。即ち、中央部に比べて端部の加熱ローラからの放熱は大きいために、端部の温度が像加熱温度よりも低下する。その結果、通紙可能最大サイズ紙を連続で通紙すると加熱ローラ端部では十分な熱量が与えらず定着不良が発生する。   However, when the Curie temperature of the heating roller is set to the image heating temperature, the following problem occurs. That is, since the heat radiation from the heating roller at the end is larger than that at the center, the temperature at the end is lower than the image heating temperature. As a result, if the maximum size paper that can be passed is continuously fed, a sufficient amount of heat is not applied to the end of the heating roller, resulting in a fixing failure.

これを防止するために、加熱ローラ端部の温度低下を見越した温度でキュリー点温度を設定し、なおかつ特許文献3のように端部の加熱効率を改善したコイルを使用する構成がある。しかし、この場合には、キュリー点温度と像加熱温度とが異なるため、中央部の温度制御が難しいという難点がある。   In order to prevent this, there is a configuration in which a Curie point temperature is set at a temperature in anticipation of a temperature drop at the end portion of the heating roller, and a coil with improved end portion heating efficiency as in Patent Document 3 is used. However, in this case, since the Curie point temperature and the image heating temperature are different, there is a problem that it is difficult to control the temperature of the central portion.

そのため、中央部のキュリー温度を像加熱温度に近い温度の材料を用い、端部のキュリー温度を温度低下を考慮した温度の材料を用いることで、上記の問題を解決できる。
特公平5−9027号 特許2975435号 特開2000−029332
Therefore, the above-described problem can be solved by using a material having a Curie temperature near the image heating temperature at the center and using a material having a temperature that takes into account the temperature decrease.
Japanese Patent Publication No. 5-9027 Japanese Patent No. 2975435 JP 2000-029332 A

しかし、キュリー温度が異なる材料を一体のローラにして、温度検知部材を設けずに自己温調させると、端部側の温度が高くなる。特に、キュリー温度が高い領域の端部からの距離がある部分は、端部よりも放熱量が少ないため、温度が端部よりも高くなる。そして、熱移動が、異なる材料の接合部だけにすると、熱移動量が少ないために、その温度差を大幅に小さくすることはできない。その結果、その部分だけ周りに比べて像加熱が十分に行われ、画像の加熱ムラが発生する。   However, if materials having different Curie temperatures are made into an integral roller and the temperature is adjusted without providing a temperature detecting member, the temperature on the end side becomes high. In particular, the portion having a distance from the end portion of the region where the Curie temperature is high has a lower heat dissipation amount than the end portion, and thus the temperature is higher than that of the end portion. And, if the heat transfer is made only at the joint part of different materials, the amount of heat transfer is small, so that the temperature difference cannot be greatly reduced. As a result, the image is sufficiently heated compared to the surrounding area only, and uneven heating of the image occurs.

そこで、本発明は、磁束を発生するコイルと、キュリー温度が第一キュリー温度であり、前記コイルにより生ずる磁束により発熱する第一部材と、キュリー温度が第一キュリー温度よりも高い第二キュリー温度であり、前記コイルにより生ずる磁束により発熱する第二部材と、を有し、前記第一キュリー温度近傍の温度で記録材上の像を加熱する回転可能な像加熱部材と、を有する像加熱装置において、像加熱部材は金属部材を有すると共に、回転軸方向における中央部側に前記第一部材が設けられ、回転軸方向における端部側に前記第二部材が設けられ、前記第一部材と前記第二部材とは前記金属部材と一体であることを特徴とする。   Therefore, the present invention provides a coil that generates magnetic flux, a Curie temperature that is the first Curie temperature, a first member that generates heat due to the magnetic flux generated by the coil, and a second Curie temperature that is higher than the first Curie temperature. And a second member that generates heat by the magnetic flux generated by the coil, and a rotatable image heating member that heats an image on a recording material at a temperature near the first Curie temperature. The image heating member includes a metal member, the first member is provided on the center side in the rotation axis direction, the second member is provided on the end side in the rotation axis direction, and the first member and the The second member is integral with the metal member.

本発明によると、キュリー温度が異なる材料を中央部と端部に用いても、キュリー温度が異なることで生ずる温度差を小さくすることができる。   According to the present invention, even if materials having different Curie temperatures are used for the central portion and the end portion, the temperature difference caused by the different Curie temperatures can be reduced.

以下、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、以下の実施例は、本発明における最良の実施の形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The following examples are examples of the best mode of the present invention, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
以下に、本発明の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。
(Example 1)
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

まず、本発明の像加熱装置が用いられる画像形成装置について、図1を用いて説明する。図1は、本発明に像加熱装置が用いられるデジタルフルカラー複写機の概略図である。以下に図1を用いてデジタルフルカラー複写機のコピー動作について説明する。図中80は原稿読み取り部で、10はフルカラー画像形成部である。フルカラー画像形成部10には4つの画像ステーションが配置され、各画像形成ステーションは像担持体として感光ドラム12a、12b、12c、12dを有する。   First, an image forming apparatus using the image heating apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram of a digital full-color copying machine in which an image heating apparatus is used in the present invention. Hereinafter, the copying operation of the digital full-color copying machine will be described with reference to FIG. In the figure, reference numeral 80 denotes a document reading unit, and 10 denotes a full-color image forming unit. Four image stations are arranged in the full-color image forming unit 10, and each image forming station has photosensitive drums 12a, 12b, 12c, and 12d as image carriers.

また、その周りには専用の帯電手段(13a、13b、13c、13d)、画像情報に応じた光を感光ドラムに照射するためのレーザ走査ユニット(11a、11b、11c、11d)が配置されている。形成された静電潜像を現像する現像手段(15a、15b、15c、15d)が配置されている。また、転写後に感光ドラム上に残留したトナーを除去するドラムクリーニング手段(14a、14b、14c、14d)が配置されている。また、感光ドラム上のトナー像を中間転写体又は記録材に転写するための転写手段(16a、16b、16c、16d)がそれぞれ配置されている。また、51a〜dは現像手段14a〜dの夫々1対1に対応した現像剤容器で、レーザ走査ユニット11a〜dの水平部の直下で、かつ、垂直部に並んで設けられている。円柱形状の現像剤カートリッジを着脱することにより現像剤の補給を行うものである。ここで画像形成ステーションPa、Pb、Pc、Pdは夫々シアン画像、マゼンタ画像、イエロー画像、ブラック画像を形成するところである。   In addition, dedicated charging means (13a, 13b, 13c, and 13d) and laser scanning units (11a, 11b, 11c, and 11d) for irradiating the photosensitive drum with light corresponding to image information are disposed around it. Yes. Developing means (15a, 15b, 15c, 15d) for developing the formed electrostatic latent image is disposed. Further, drum cleaning means (14a, 14b, 14c, 14d) for removing toner remaining on the photosensitive drum after the transfer is disposed. Further, transfer means (16a, 16b, 16c, 16d) for transferring the toner image on the photosensitive drum to the intermediate transfer member or the recording material are arranged. Reference numerals 51a to 51d denote developer containers corresponding to the developing units 14a to 14d, respectively, and are provided directly below the horizontal portion of the laser scanning units 11a to 11d and in line with the vertical portion. The developer is replenished by attaching and detaching the cylindrical developer cartridge. Here, the image forming stations Pa, Pb, Pc, and Pd are for forming a cyan image, a magenta image, a yellow image, and a black image, respectively.

一方、各画像形成ステーションPa〜Pdを通過する態様で感光ドラム12a、12b、12c、12dの下方に無端ベルト状の中間転写ベルト61が配置されている。その中間転写ベルト61は駆動ローラ62と従動ローラ63及び65に張架され、さらに、その表面を清掃するクリーニング手段64が設けられている。   On the other hand, an endless belt-like intermediate transfer belt 61 is disposed below the photosensitive drums 12a, 12b, 12c, and 12d so as to pass through the image forming stations Pa to Pd. The intermediate transfer belt 61 is stretched around a driving roller 62 and driven rollers 63 and 65, and further provided with a cleaning means 64 for cleaning the surface thereof.

かかる構成において、まず第1画像形成ステーションPaの帯電手段13a、レーザ走査ユニット11aによる露光により感光ドラム12a上に静電潜像を形成される。該静電潜像は現像手段15aでシアントナーを有する現像剤によりシアントナー像として可視像化され転写手段16aでシアントナー像が中間転写ベルト61の表面に転写される。   In this configuration, an electrostatic latent image is first formed on the photosensitive drum 12a by exposure by the charging unit 13a and the laser scanning unit 11a of the first image forming station Pa. The electrostatic latent image is visualized as a cyan toner image by a developer having cyan toner by the developing unit 15a, and the cyan toner image is transferred to the surface of the intermediate transfer belt 61 by the transfer unit 16a.

一方、上記シアントナー像が中間転写ベルト61上に転写されている間に第2の画像形成ステーションPbでは同様にマゼンタトナー像が形成される。そして、先の第1画像形成ステーションPaで転写が終了した中間転写ベルト61に転写手段16bにて精度よくマゼンタトナー像が重ねて転写される。   On the other hand, while the cyan toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 61, a magenta toner image is similarly formed at the second image forming station Pb. Then, the magenta toner image is accurately transferred and transferred onto the intermediate transfer belt 61 which has been transferred at the first image forming station Pa by the transfer unit 16b.

以下、イエロー像、ブラック像についても同様な方法で画像形成が行われ、中間転写ベルト61に4色のトナー像の重ね合せが行われる。中間転写ベルト上の4色トナー像は2次転写ローラ66にて、給紙カセット70内にあって給紙ローラ71及び搬送ローラ対72、レジストローラ対73によりタイミングを合せて搬送された記録材S上に転写(2次転写)される。そして、2次転写が終了した記録材材Sは加熱ローラ対74で転写されたトナー像が予め設定された像加熱温度である定着温度で加熱定着され、記録材材Sにフルカラー画像が得られる。   Thereafter, the yellow image and the black image are also formed in the same manner, and the four color toner images are superimposed on the intermediate transfer belt 61. The four-color toner image on the intermediate transfer belt is transferred by the secondary transfer roller 66 in the paper feed cassette 70 and conveyed by the paper feed roller 71, the transport roller pair 72, and the registration roller pair 73 at the same timing. Transferred onto S (secondary transfer). The recording material S for which the secondary transfer has been completed is heat-fixed at a fixing temperature, which is a preset image heating temperature, on the toner image transferred by the heating roller pair 74, and a full-color image is obtained on the recording material S. .

なお、転写が終了した夫々の感光ドラム12a〜dはクリーニング手段14a〜dで各ドラムから残留トナーが除去され、引き続き行われる像形成に備えられる。   The photosensitive drums 12a to 12d, which have been transferred, have residual toner removed from the drums by the cleaning units 14a to 14d, and are prepared for subsequent image formation.

図2(a)は、本発明に係る像加熱装置の像加熱部材としての加熱ローラ1の長手方向断面図である。   FIG. 2A is a longitudinal sectional view of the heating roller 1 as an image heating member of the image heating apparatus according to the present invention.

図2(b)は同加熱ローラの周方向断面図である。   FIG. 2B is a circumferential sectional view of the heating roller.

加熱ローラ1の断面について以下に説明する。   The cross section of the heating roller 1 will be described below.

一番内層の芯金300、400,500は鉄系金属を用いられ平面板の端部を溶接することにより円筒形状にした後、引き伸ばし加工、研磨工程を経て所定の形状に加工されたそれぞれ独立の薄肉空芯ローラである。   The innermost cores 300, 400, and 500 are made of iron-based metal and are made into a cylindrical shape by welding the end of a flat plate, and then processed into a predetermined shape through a stretching process and a polishing process. This is a thin-walled air core roller.

さらに各芯金は、一般的にその母材の化学成分の配合を変更することにより各々異なるキュリー点を設定されている。   Furthermore, each cored bar is generally set with a different Curie point by changing the composition of the chemical components of its base material.

本実施例においては主に鉄系金属内のNiの配合量を変更することによりキュリー点を変更したものを使用する。   In this embodiment, the one whose Curie point is changed by changing the blending amount of Ni in the iron-based metal is mainly used.

加熱ローラの回転軸方向において加熱ローラ1の中央側に配置される第一部材である芯金300のキュリー点温度はTc(180℃)に調整してある。本実施例では、加熱ローラの温度を検知する温度検知部材を設けない自己発熱制御を行う構成であるため、像加熱温度はキュリー温度近傍の温度なる。より詳しくは、像加熱温度は、(キュリー温度−10℃)からキュリー温度の範囲で自己発熱制御される構成である。また、加熱ローラの回転軸方向において加熱ローラの端部側にそれぞれ設けられている第二部材である芯金400、第三部材である芯金500のキュリー点温度はTcより高いTs(225℃)になるよう調整してある。このTsの設定は、コイルの温度が上昇すると、コイルの電気抵抗が上昇することで、発熱効率が低下する虞のある温度235℃よりも低く設定することが好ましい。さらには、像加熱装置の耐熱温度245℃よりも低く設定する必要もある。この芯金300、400、500は、それぞれ内径が45mm、外径が46mmの大きさである。   The Curie point temperature of the cored bar 300 that is the first member disposed on the center side of the heating roller 1 in the direction of the rotation axis of the heating roller is adjusted to Tc (180 ° C.). In the present embodiment, since the self-heating control is performed without providing a temperature detection member for detecting the temperature of the heating roller, the image heating temperature is a temperature near the Curie temperature. More specifically, the image heating temperature is configured such that self-heating control is performed within a range of (Curie temperature−10 ° C.) to Curie temperature. Further, the Curie point temperatures of the cored bar 400 as the second member and the cored bar 500 as the third member respectively provided on the end side of the heated roller in the rotation axis direction of the heated roller are Ts (225 ° C.) higher than Tc. ). The setting of Ts is preferably set lower than a temperature of 235 ° C. at which the heat generation efficiency may be lowered due to an increase in the electrical resistance of the coil as the coil temperature increases. Furthermore, it is necessary to set the heat resistance temperature of the image heating apparatus lower than 245 ° C. Each of the core bars 300, 400, and 500 has an inner diameter of 45 mm and an outer diameter of 46 mm.

次に金属部材である金属ローラについて説明する。この金属ローラは内径が芯金300,400,500の外径と同じ小さい値である。本実施例では、45.5mmである。そして、外径は47.0mmである。この金属ローラ200に図2(a)の順序になるよう圧入することでローラ本体が形成されている。そして、ローラ本体は、これら芯金と金属ローラとが一体となっている。ここで金属ローラ200は熱伝導性が高い材料であるアルミなどの金属で構成するとする。また、この金属ローラ200の熱伝導率は、芯金100、200、300の熱伝導率よりも高いことが好ましい。   Next, a metal roller that is a metal member will be described. This metal roller has an inner diameter that is as small as the outer diameter of the cores 300, 400, and 500. In this embodiment, it is 45.5 mm. The outer diameter is 47.0 mm. A roller main body is formed by press-fitting the metal roller 200 in the order shown in FIG. In the roller body, the core metal and the metal roller are integrated. Here, it is assumed that the metal roller 200 is made of a metal such as aluminum, which is a material having high thermal conductivity. Moreover, it is preferable that the thermal conductivity of the metal roller 200 is higher than the thermal conductivity of the core bars 100, 200, and 300.

また、800はローラ両端に設けられる抜け止めである。   Reference numeral 800 denotes a retainer provided at both ends of the roller.

そして、上記構成の金属ローラ200の外周には未定着トナーを溶融させた際に加熱ローラ芯金自身に付着することを防止した離型層600(PTFEなどのフッ素樹脂)が50μmの厚みで設けられている。   A release layer 600 (a fluororesin such as PTFE) that prevents the unfixed toner from adhering to the heating roller core itself when the unfixed toner is melted is provided at a thickness of 50 μm on the outer periphery of the metal roller 200 configured as described above. It has been.

この加熱ローラ芯金200と離型層600はバインダー層である接着剤700により結合されている。   The heating roller core 200 and the release layer 600 are bonded together by an adhesive 700 that is a binder layer.

本実施例では、金属ローラ上に離型層を設けたが、金属ローラと離型層の間に弾性層を設ける構成であっても問題ない。   In this embodiment, the release layer is provided on the metal roller, but there is no problem even if an elastic layer is provided between the metal roller and the release layer.

図3を用いて上記加熱ローラ1を用いた誘導加熱の構成を説明する。   The configuration of induction heating using the heating roller 1 will be described with reference to FIG.

加熱ローラ1は中空で構成されるので内部に発信用コイルL1を備えることができる。   Since the heating roller 1 is hollow, the heating roller 1 can be provided with a transmitting coil L1.

磁束を生ずるコイルL1はダイオードD1〜4、ノイズフィルターNF、コンデンサC1からなる平滑回路およびスイッチング素子TR1、共振コンデンサC2、フライホイルダイオードD5などからなる発振回路に接続されている。   The coil L1 that generates magnetic flux is connected to a smoothing circuit including diodes D1 to D4, a noise filter NF, a capacitor C1, and an oscillation circuit including a switching element TR1, a resonance capacitor C2, a flywheel diode D5, and the like.

この発振回路には商用電源(AC)が供給されるとともに共振制御回路から発生される20K〜30KHz程度のパルス周波数変調制御により高周波発振させられる。そのため、コイルL1に高周波電圧が印加されることで交流磁界が生じる。   The oscillation circuit is supplied with a commercial power supply (AC) and is oscillated at a high frequency by pulse frequency modulation control of about 20 K to 30 KHz generated from the resonance control circuit. Therefore, an AC magnetic field is generated when a high frequency voltage is applied to the coil L1.

この磁界が鉄系金属で構成された加熱用薄肉ローラ300,400,500と鎖交することにより各ローラ表面に渦電流が生じ、これにより生じるジュール熱によりローラは加熱せられる。   When this magnetic field interlinks with the thin heating rollers 300, 400, 500 made of iron-based metal, an eddy current is generated on each roller surface, and the roller is heated by Joule heat generated thereby.

次に図4に上記ローラを用いた定着装置の構成を示す。   Next, FIG. 4 shows a configuration of a fixing device using the roller.

定着器301内には定着ローラ1と当接する加圧ローラ302で構成されるローラ対が備えられ、不図示の駆動手段により所定の速度で回転する。ここに不図示の搬送手段で搬送された画像転写後の用紙Pが定着装置301入口より進入し、上記ローラ対により形成されるニップ部を通過することにより、定着ローラによる加熱と該ローラ対による加圧作用によって用紙P上のトナー画像が用紙Pに定着される。   The fixing device 301 is provided with a roller pair composed of a pressure roller 302 that contacts the fixing roller 1 and is rotated at a predetermined speed by a driving unit (not shown). Here, the sheet P after image transfer conveyed by a conveying means (not shown) enters from the entrance of the fixing device 301 and passes through the nip portion formed by the roller pair, thereby heating by the fixing roller and the roller pair. The toner image on the paper P is fixed on the paper P by the pressurizing action.

303のコアは、コイルL1の発生する磁束の向きを規制するために設けられたフェライトコアである。   A core 303 is a ferrite core provided to regulate the direction of the magnetic flux generated by the coil L1.

つぎに上記のような動作時における定着ローラ1の温度分布を図5の温度分布図を用いて説明する。   Next, the temperature distribution of the fixing roller 1 during the above operation will be described with reference to the temperature distribution diagram of FIG.

加熱ローラの回転軸方向構成図で説明に不要なものは省略してある。   In the configuration diagram in the direction of the rotation axis of the heating roller, those unnecessary for explanation are omitted.

第1の用紙通紙可能にするための立ち上げ時には装置を作動させると室温付近から加熱ローラ1の温度は上昇していく。   When the apparatus is operated at the time of start-up to enable the first sheet to pass, the temperature of the heating roller 1 rises from around room temperature.

まず中央の芯金300のキュリー温度Tc近傍に達すると芯金300の比透磁率が急激に低下するので加熱効率も著しく低下する。例えば、室温での比透磁率が100であったものが、キュリー温度に達すると1となる。したがって、コイルに印加する電力の周波数を大幅に変更する場合を除き、芯金300が配置された部分の温度はTc近傍で安定させられる。   First, when the temperature reaches the vicinity of the Curie temperature Tc of the central core 300, the relative permeability of the core 300 is rapidly reduced, so that the heating efficiency is also significantly reduced. For example, when the relative permeability at room temperature is 100, it reaches 1 when the Curie temperature is reached. Therefore, the temperature of the portion where the cored bar 300 is arranged is stabilized in the vicinity of Tc, except when the frequency of the power applied to the coil is significantly changed.

芯金400、500においてはキュリー点TsをTc<Tsと設定しているため、芯金300の温度がキュリー温度Tcになっても、芯金400、500の温度は上昇し続ける。しかし、本実施例では、芯金400、500はローラ端部であることにより放熱量が中央部よりも大きいため、実際のキュリー温度Tsより若干低い温度で安定することになる。   In the metal cores 400 and 500, the Curie point Ts is set as Tc <Ts. Therefore, even if the temperature of the metal core 300 reaches the Curie temperature Tc, the temperature of the metal cores 400 and 500 continues to rise. However, in this embodiment, since the core bars 400 and 500 are roller end portions, the amount of heat radiation is larger than that at the center portion, so that they are stabilized at a temperature slightly lower than the actual Curie temperature Ts.

本発明では、芯金300、400、500を熱伝導率が高い金属ローラ200の内部に配置させることで、芯金300と芯金400、500との温度差を小さくすることができる。ここで、記録材を通紙していないときの待機状態(スタンバイ状態)の温度分布を示す。金属ローラ200を設けない温度分布を404に示す。この場合には、芯金400、500と芯金300の間の熱移動は、接合部だけに限られるために、熱移動量が少なくなる。また、芯金400と芯金500の中央部側は放熱量が端部側よりも小さくなるため、温度は上昇しやすい。その結果、温度分布は、芯金間の接合部側は高くなりやすい。そのため、通紙可能な最大幅(W1)の記録材を通紙したときには、端部側と中央部側の温度差が大きくなるため、画像上に加熱ムラが生ずる。一方、金属ローラ200を設けた場合には、芯金400、500と芯金300の間の熱移動は、芯金の接合部に限られず、金属ローラ200からも行われるため、熱移動量を大きくすることができ、温度差を小さくすることができる。Aは金属ローラ200を用いない場合の温度差であり、検討の結果30℃であったが、金属ローラ200を用いることによりBの10℃にすることができた。   In the present invention, the temperature difference between the cored bar 300 and the cored bar 400, 500 can be reduced by arranging the cored bars 300, 400, 500 inside the metal roller 200 having high thermal conductivity. Here, the temperature distribution in the standby state (standby state) when the recording material is not passed is shown. A temperature distribution in which the metal roller 200 is not provided is indicated by 404. In this case, the heat transfer between the metal cores 400 and 500 and the metal core 300 is limited only to the joint portion, so that the amount of heat transfer is reduced. Moreover, since the amount of heat radiation is smaller on the central side of the core metal 400 and the core metal 500 than on the end side, the temperature is likely to rise. As a result, the temperature distribution tends to be high on the joint side between the core bars. For this reason, when a recording material having the maximum width (W1) that can be passed is passed, the temperature difference between the end portion side and the central portion side becomes large, so that heating unevenness occurs on the image. On the other hand, when the metal roller 200 is provided, the heat transfer between the metal cores 400 and 500 and the metal core 300 is not limited to the joint of the metal cores, and is also performed from the metal roller 200. The temperature difference can be increased and the temperature difference can be reduced. A is a temperature difference when the metal roller 200 is not used, and was 30 ° C. as a result of examination. However, by using the metal roller 200, B could be 10 ° C.

402と405は、通紙可能な最大幅(W1)の記録材を通紙したときの温度分布である。金属ローラ200を設けていない場合の温度分布405では、芯金400、500の端部の温度が上記と同様の理由でCの部分、即ち、20℃の温度差が生ずる。これに対して、金属ローラ200を設けた構成では、用紙がニップ通過時ローラの熱を奪うので用紙が接する部分のローラ温度が一時低下するが、電力投入されることで、Tc近傍の温度で維持されることになる。連続して記録材を通紙する際には、投入された電力は記録材に再び奪われるため、記録材の通紙領域の端部の温度は待機状態時(401)よりも高くならず、記録材通紙領域における温度ムラを小さくすることができる(402)。一方、ローラ4,5の部分においては特に用紙Pに接していない最端部でTs付近まで温度が上昇する。   Reference numerals 402 and 405 denote temperature distributions when the recording material having the maximum width (W1) that can be passed is passed. In the temperature distribution 405 when the metal roller 200 is not provided, a temperature difference of 20 ° C. occurs at the portion C of the end portions of the core bars 400 and 500 for the same reason as described above. On the other hand, in the configuration in which the metal roller 200 is provided, the temperature of the roller in contact with the sheet temporarily decreases because the sheet takes heat from the roller when the sheet passes through the nip, but when the power is turned on, the temperature is near Tc. Will be maintained. When the recording material is continuously passed, the input power is again taken away by the recording material, so that the temperature at the end of the paper passing area of the recording material is not higher than in the standby state (401), The temperature unevenness in the recording material passing area can be reduced (402). On the other hand, in the portions of the rollers 4 and 5, the temperature rises to the vicinity of Ts particularly at the endmost portion not in contact with the paper P.

403は、W1よりも幅が小さい記録材を通紙したときの温度分布である。用紙幅W2が中央部ローラ3の長さとほぼ同じ用紙P’を連続通紙した場合には、中央部では402同様にローラ温度が一時低下するが、電力が投入されることでTc近傍の温度で維持されることになる。このとき端部ローラ4,5部ではほとんどの部分で温度がTs付近まで上昇するが、それ以上にはならない(403)。これにより、非通紙部昇温が生じても、像加熱装置が破損することを防止できる。   Reference numeral 403 denotes a temperature distribution when a recording material having a width smaller than W1 is passed. When the paper P ′ having the paper width W2 substantially equal to the length of the central roller 3 is continuously passed, the roller temperature temporarily decreases in the central portion as in the case of 402, but the temperature near Tc is applied by applying power. Will be maintained. At this time, the temperature of most of the end rollers 4 and 5 rises to near Ts, but does not exceed that (403). This prevents the image heating device from being damaged even if the temperature of the non-sheet passing portion is increased.

このように本発明により、キュリー温度が異なる材料を中央部と端部に用いても、キュリー温度が異なることで生ずる温度差を小さくすることができる。   As described above, according to the present invention, even when materials having different Curie temperatures are used for the central portion and the end portion, a temperature difference caused by different Curie temperatures can be reduced.

(実施例2)
図6は本発明の異なる実施例における定着ローラ断面図とくに芯金300と芯金400との当接拡大図を示す。なお、本実施例での芯金500と芯金300の当接については、芯金300と芯金400と同様である。
(Example 2)
FIG. 6 is a cross-sectional view of the fixing roller according to another embodiment of the present invention, particularly an enlarged view of contact between the cored bar 300 and the cored bar 400. The contact between the cored bar 500 and the cored bar 300 in this embodiment is the same as that of the cored bar 300 and the cored bar 400.

図6(c)のように芯金300と芯金400が密着して当接していた場合、ローラの加熱状態および放熱状態によっては図6(d)のように当接面近傍で温度が第2のキュリー点Tsより高い温度まで加熱されるため、端部領域の温度が高くなり、温度差が拡大する。   When the metal core 300 and the metal core 400 are in close contact with each other as shown in FIG. 6C, depending on the heating state and the heat dissipation state of the roller, the temperature near the contact surface as shown in FIG. Since it is heated to a temperature higher than the Curie point Ts of 2, the temperature of the end region increases, and the temperature difference increases.

したがって図6(a)のように直接当接しないように構成すれば図6(b)で示すように、芯金300と芯金400とを非当接状態にすれば、より温度差を小さくすることができる。   Therefore, if it is configured not to contact directly as shown in FIG. 6A, the temperature difference can be made smaller if the metal core 300 and the metal core 400 are not in contact as shown in FIG. 6B. can do.

また距離dが常時一定になるのであれば内部ローラの固定方法は限定しない。   If the distance d is always constant, the fixing method of the inner roller is not limited.

このように、本実施例のように、金属ローラ200を設けると共に、芯金300と芯金400、500とを非当接状態にした。   Thus, as in this embodiment, the metal roller 200 is provided and the cored bar 300 and the cored bars 400 and 500 are brought into a non-contact state.

この構成により、よりキュリー温度が異なる材料を中央部と端部に用いても、キュリー温度が異なることで生ずる温度差を小さくすることができる。   With this configuration, even if a material having a different Curie temperature is used for the central portion and the end portion, the temperature difference caused by the different Curie temperature can be reduced.

(その他の実施例)
図7はその他の実施例を説明したローラ断面図である。
(Other examples)
FIG. 7 is a cross-sectional view of a roller for explaining another embodiment.

上記の実施例では芯金300、芯金400、芯金500の厚み及び外径と内径を同じ厚みであったが、本実施例ではこれらの厚みや外径及び内径を異ならせるものである。図7(a)は、芯金300、と芯金400(芯金500)とにおいて、外径と内径を異ならせたものである。また、図7(b)は、芯金300、と芯金400(芯金500)とにおいて、外径と内径を異ならせたものである。本発明は、芯金300、芯金400、芯金500の厚み及び外径と内径を同じ値に限定されるものではない。   In the above-described embodiment, the thickness, outer diameter, and inner diameter of the core metal 300, the core metal 400, and the core metal 500 are the same. However, in the present embodiment, the thickness, outer diameter, and inner diameter are different. FIG. 7A shows the core 300 and the core 400 (core 500) having different outer diameters and inner diameters. FIG. 7B shows the core 300 and the core 400 (core 500) having different outer diameters and inner diameters. In the present invention, the thickness, outer diameter, and inner diameter of the cored bar 300, the cored bar 400, and the cored bar 500 are not limited to the same value.

また、金属ローラ200と芯金300、芯金400、芯金500とは接着剤により取り付けられていても問題ない。   Further, there is no problem even if the metal roller 200 and the cored bar 300, the cored bar 400, and the cored bar 500 are attached by an adhesive.

実施例1における画像形成装置の断面図Sectional view of the image forming apparatus in Embodiment 1 実施例1における加熱ローラの断面図Sectional drawing of the heating roller in Example 1 実施例1における誘導発熱装置の構成図Configuration diagram of induction heating device in embodiment 1 実施例1における定着装置の断面を表した図The figure showing the section of the fixing device in Example 1. 実施例1における加熱ローラの長手方向温度分布図Longitudinal temperature distribution diagram of heating roller in Embodiment 1 実施例2における定着ローラ断面図および温度分布図Sectional view and temperature distribution diagram of fixing roller in Example 2 実施例3における定着ローラ断面図Cross-sectional view of the fixing roller in Embodiment 3

符号の説明Explanation of symbols

1 加熱ローラ
6 離型層
7 接着剤
301 像加熱装置
302 加圧ローラ
200 金属ローラ
300 中央部の芯金ローラ
400 端部の芯金ローラ
500 端部の芯金ローラ
L1 誘導加熱コイル
C2 共振コンデンサ
D1〜D4 整流ダイオード
TR1 スイッチング素子
202 共振制御回路
201 誘導加熱電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating roller 6 Release layer 7 Adhesive 301 Image heating apparatus 302 Pressure roller 200 Metal roller 300 Center metal core roller 400 End metal core roller 500 End core metal roller L1 Induction heating coil C2 Resonance capacitor D1 D4 Rectifier diode TR1 Switching element 202 Resonance control circuit 201 Induction heating power supply

Claims (5)

磁束を発生するコイルと、キュリー温度が第一キュリー温度であり、前記コイルにより生ずる磁束により発熱する第一部材と、キュリー温度が第一キュリー温度よりも高い第二キュリー温度であり、前記コイルにより生ずる磁束により発熱する第二部材と、を有し、前記第一キュリー温度近傍の温度で記録材上の像を加熱する回転可能な像加熱部材と、を有する像加熱装置において、
像加熱部材は金属部材を有すると共に、回転軸方向における中央部側に前記第一部材が設けられ、回転軸方向における端部側に前記第二部材が設けられ、前記第一部材と前記第二部材とは前記金属部材と一体であることを特徴とする像加熱装置。
A coil that generates magnetic flux, a Curie temperature is the first Curie temperature, a first member that generates heat due to the magnetic flux generated by the coil, a Curie temperature is a second Curie temperature that is higher than the first Curie temperature, and the coil A second member that generates heat by the generated magnetic flux, and a rotatable image heating member that heats an image on the recording material at a temperature near the first Curie temperature.
The image heating member includes a metal member, the first member is provided on the center side in the rotation axis direction, the second member is provided on the end side in the rotation axis direction, the first member and the second member An image heating apparatus, wherein the member is integral with the metal member.
金属部材の熱伝導率は、第一部材と第二部材の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項1に記載の像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 1, wherein the thermal conductivity of the metal member is higher than that of the first member and the second member. 金属部材の厚みは、第一部材と第二部材の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 1, wherein the thickness of the metal member is greater than the thickness of the first member and the second member. 第一部材と第二部材とは間隔を設けて配置されていることを特徴する請求項1から請求項3のいずれかに記載の像加熱装置。   The image heating apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the first member and the second member are arranged with a space therebetween. 金属部材はローラであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 1, wherein the metal member is a roller.
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