JP2010002657A

JP2010002657A - Fixing device and image forming apparatus

Info

Publication number: JP2010002657A
Application number: JP2008161267A
Authority: JP
Inventors: Noboru Yonekawa; のぼる米川
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2010-01-07

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device in which an elastic layer is haedly peeled of even though the fixing device uses copper for a heat generation layer. <P>SOLUTION: The fixing device includes a heat roller 42 which is a rotating body, and a magnetic flux generating section which is an electromagnetic induction heating means for heating the heat roller 42 by electromagnetic induction. The fixing device brings the periphery of the heat roller 42 into contact with a conveyed recording sheet, thereby melting and fixing a toner image on the recording sheet. The heat roller 42 includes the heat generation layer 56 containing copper and an elastic layer 60 formed from elastomer. The heat generation layer 56 is laminated with an oxidation preventing layer 58 for preventing oxidation of the heat generation layer 56. The elastic layer 60 is bonded to the oxidation preventing layer 58. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関し、特に、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置およびこれを用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus, and more particularly to a fixing device using an electromagnetic induction heating method and an image forming apparatus using the same.

電磁誘導加熱方式を用いた定着装置は、回転体と、当該回転体を電磁誘導により加熱する電磁誘導加熱手段とを備え、搬送されてくる記録シートに前記回転体の周面を押圧させて当該記録シート上のトナー像を溶融定着させる構成を有している。
回転体は電磁誘導により発熱する発熱層を有する。発熱層の外周には、記録シート（トナー像）に均一に熱を加えるため、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性エラストマーからなる弾性層が接着されている。 A fixing device using an electromagnetic induction heating method includes a rotating body and electromagnetic induction heating means for heating the rotating body by electromagnetic induction, and presses the circumferential surface of the rotating body against a recording sheet being conveyed to The toner image on the recording sheet is melted and fixed.
The rotating body has a heat generating layer that generates heat by electromagnetic induction. An elastic layer made of a heat resistant elastomer such as silicone rubber or fluororubber is adhered to the outer periphery of the heat generating layer in order to uniformly apply heat to the recording sheet (toner image).

従来、上記発熱層を構成する材料としては、ニッケル（Ｎｉ）が主流であるが、近年、これよりも発熱効率の高い銅（Ｃｕ）を用いることが検討されている（特許文献１）。
特開２００７−２７９６７２号公報 Conventionally, nickel (Ni) has been mainly used as a material for the heat generation layer, but recently, copper (Cu) having higher heat generation efficiency has been studied (Patent Document 1).
JP 2007-279672 A

しかしながら、発熱層を銅（Ｃｕ）で形成した場合、耐久性に関し以下の問題が生じることが判明した。すなわち、定着装置の累積稼働時間が長くなると、弾性層が発熱層（銅層）から剥離してしまうのである。これは、銅層表面に酸化膜が発生し、これが原因で、弾性層との接着性が低下するためであると考えられる。エラストマーといえども若干の通気性は有し、銅層の表面は空気（酸素）に曝される。その上、定着装置の稼働中、発熱層（銅層）は、２００℃前後に発熱するため、酸化が促進されるためと考えられる。 However, when the heat generating layer is formed of copper (Cu), it has been found that the following problems occur regarding durability. That is, when the cumulative operation time of the fixing device becomes long, the elastic layer is peeled off from the heat generating layer (copper layer). This is considered to be because an oxide film is generated on the surface of the copper layer, and this causes a decrease in adhesiveness with the elastic layer. Even an elastomer has some air permeability, and the surface of the copper layer is exposed to air (oxygen). In addition, the heat generation layer (copper layer) generates heat around 200 ° C. during the operation of the fixing device, which is considered to promote oxidation.

本発明は、上記した課題に鑑み、発熱層に銅を用いた定着装置でありながら、弾性層が剥離しにくい定着装置を提供すること、および、そのような定着装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-described problems, the present invention provides a fixing device that uses copper as a heat generating layer, but has an elastic layer that does not easily peel off, and an image forming apparatus using such a fixing device. The purpose is to provide.

上記の目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、回転体と、当該回転体を電磁誘導により加熱する電磁誘導加熱手段とを備え、搬送されてくる記録シートに前記回転体の周面を接触させて当該記録シート上のトナー像を溶融定着させる定着装置であって、前記回転体は、銅を含む発熱層とエラストマーからなる弾性層とを有し、前記発熱層には当該発熱層の酸化を防止する酸化防止層が積層されており、当該酸化防止層に前記弾性層が接着されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a fixing device according to the present invention includes a rotating body, and electromagnetic induction heating means for heating the rotating body by electromagnetic induction, and a peripheral surface of the rotating body on a conveyed recording sheet. A fixing device that melts and fixes the toner image on the recording sheet by contacting the rotating body, wherein the rotating body includes a heat generating layer containing copper and an elastic layer made of an elastomer, and the heat generating layer includes the heat generating layer. An anti-oxidation layer for preventing the oxidation is laminated, and the elastic layer is bonded to the anti-oxidation layer.

また、上記の目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、記録シート上に形成されたトナー像を定着装置により溶融定着させる定着装置を有する画像形成装置であって、当該定着装置として、上記定着装置を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus having a fixing device that melts and fixes a toner image formed on a recording sheet by a fixing device. The fixing device is provided.

上記構成からなる定着装置によれば、銅を含む発熱層に当該発熱層の酸化を防止する酸化防止層が積層され、当該酸化防止層にエラストマーからなる弾性層が接着されているため、発熱層の酸化を防止することができるので、当該酸化に起因する弾性層の剥離を防止することが可能になる。
前記酸化防止層を、ニッケル、クロム、銀のいずれか一の材料で形成することとできる。これらの金属材料は、銅の上に薄肉で形成することができるため、発熱特性に悪影響をほとんど与えることがない。また、エラストマーとの接着性も高く、長期に渡る加熱使用においても接着性が低下することがない。 According to the fixing device having the above-described configuration, the heat generation layer containing copper is laminated with the oxidation prevention layer for preventing the oxidation of the heat generation layer, and the elastic layer made of elastomer is bonded to the oxidation prevention layer. Therefore, it is possible to prevent the elastic layer from peeling off due to the oxidation.
The antioxidant layer can be formed of any one material of nickel, chromium, and silver. Since these metal materials can be formed on copper with a thin wall, the heat generation characteristics are hardly adversely affected. Moreover, the adhesiveness with an elastomer is also high, and the adhesiveness does not deteriorate even when used for a long time.

あるいは、前記酸化防止層を、ポリイミド樹脂で形成しても構わない。ポリイミド樹脂は僅かながら通気性を有するが、絶縁材料であるため発熱特性にまったく悪影響を与えることがない。このため、厚肉化により発熱層に達する空気を可能な限り遮断することができる。また、シリコーンゴムとの接着性も高く、長期に渡る加熱使用においても接着性が低下することがない。 Alternatively, the antioxidant layer may be formed of a polyimide resin. Although the polyimide resin has a slight air permeability, since it is an insulating material, it does not adversely affect the heat generation characteristics. For this reason, the air which reaches a heat generating layer by thickening can be interrupted | blocked as much as possible. Moreover, the adhesiveness with silicone rubber is high, and the adhesiveness does not deteriorate even when used for a long time.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
＜実施の形態１＞
１．画像形成装置（カラープリンタ）の全体構成
図１は、実施の形態１に係る画像形成装置の一例として示すカラープリンタ２の概略構成を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Embodiment 1>
1. Overall Configuration of Image Forming Apparatus (Color Printer) FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a color printer 2 shown as an example of an image forming apparatus according to the first embodiment.

図１に示すように、カラープリンタ２は、中間転写ベルト４を有するいわゆるタンデム方式のカラープリンタである。
中間転写ベルト４は、無端状ベルト部材であり、駆動ローラ６と従動ローラ８によって張架されていて、駆動ローラ６により矢印Ａの方向に走行駆動される。
中間転写ベルト６の下部に沿って、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)の各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、および画像濃度センサ１２が配置されている。画像濃度センサ１２は、レジストセンサとしての機能をも有している。 As shown in FIG. 1, the color printer 2 is a so-called tandem color printer having an intermediate transfer belt 4.
The intermediate transfer belt 4 is an endless belt member, is stretched by a driving roller 6 and a driven roller 8, and is driven to travel in the direction of arrow A by the driving roller 6.
Along the lower portion of the intermediate transfer belt 6, image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K for each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), and an image density sensor 12 are arranged. Has been. The image density sensor 12 also has a function as a registration sensor.

各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋはいずれも同様の構成である。よって、画像形成部１０Ｙを代表にして説明する。画像形成部１０Ｙは、感光体ドラム１４と、その周囲に配置された帯電装置１６、露光装置１８、現像装置２０、クリーナ装置２２を有している。また、中間転写ベルト４を挟んで感光体ドラム１４に対向する位置に、1次転写装置２４が配置されている。 The image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K for the respective colors have the same configuration. Therefore, the image forming unit 10Y will be described as a representative. The image forming unit 10Y includes a photosensitive drum 14, and a charging device 16, an exposure device 18, a developing device 20, and a cleaner device 22 disposed around the photosensitive drum 14. Further, a primary transfer device 24 is disposed at a position facing the photosensitive drum 14 with the intermediate transfer belt 4 interposed therebetween.

画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの下方には、記録シートＰを収容し給紙する給紙装置２６が設けられている。給紙装置２６は、記録シートを収容する給紙カセット２８を有している。給紙カセット２６の上部には、記録シートＰを送り出す給紙ローラ３０が設けられている。記録シートＰは、給紙ローラ３０によって、給紙カセットから繰り出され、搬送路３２へ送出される。 Below the image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K, a paper feeding device 26 that stores and feeds the recording sheet P is provided. The paper feeding device 26 has a paper feeding cassette 28 that stores recording sheets. A paper feed roller 30 that feeds the recording sheet P is provided above the paper feed cassette 26. The recording sheet P is fed out from the paper feed cassette by the paper feed roller 30 and sent out to the conveyance path 32.

搬送路３２を挟んで、従動ローラ８と対向する位置に、２次転写装置３４が配置されている。
さらに、記録シートＰの搬送方向下流側(図中上方)の搬送路３２途中には、定着装置３６が配置されている。定着装置３６については、後に詳述する。
定着装置３６より搬送路３２のさらに下流側には、排紙ローラ３８および排紙トレイ４０が配置されている。 A secondary transfer device 34 is disposed at a position facing the driven roller 8 across the conveyance path 32.
Further, a fixing device 36 is disposed in the middle of the conveyance path 32 on the downstream side (upward in the drawing) of the recording sheet P in the conveyance direction. The fixing device 36 will be described in detail later.
A paper discharge roller 38 and a paper discharge tray 40 are disposed further downstream of the conveyance path 32 from the fixing device 36.

カラープリンタ２は、画像形成の指示を受けると、その画像信号から各色の画像データを生成する。生成された各色の画像データは、対応する画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにそれぞれ送出される。各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、画像データに基づいて、帯電装置１６により一様に帯電されたそれぞれの感光体ドラム１４を露光して静電潜像を形成する。形成された静電潜像は、現像装置２０によって、トナー像として現像される。 When the color printer 2 receives an image formation instruction, the color printer 2 generates image data of each color from the image signal. The generated image data of each color is sent to the corresponding image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K. The image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K for the respective colors expose the respective photosensitive drums 14 uniformly charged by the charging device 16 based on the image data to form an electrostatic latent image. The formed electrostatic latent image is developed as a toner image by the developing device 20.

形成されたトナー像は、１次転写装置２４によって、走行する中間転写ベルト４に順次転写され、重ね合わされる。中間転写ベルト４に重ね合わされたトナー像は、２次転写装置３４によって、搬送路３２を搬送される記録シートＰに転写される。
トナー像を担持した記録シートＰは、さらに搬送されて定着装置３６に至り、定着装置３６によって加熱されるとともに加圧される。これにより、トナー像が記録シートＰに定着される。トナー像が定着された記録シートＰは、排紙ローラ３８によって排紙トレイ４０に排出される。
２．定着装置の構成
（１）全体構成
次に、定着装置３６の構成について、図２、図３を参照しながら説明する。 The formed toner images are sequentially transferred onto the traveling intermediate transfer belt 4 by the primary transfer device 24 and are superimposed. The toner image superimposed on the intermediate transfer belt 4 is transferred to the recording sheet P conveyed through the conveyance path 32 by the secondary transfer device 34.
The recording sheet P carrying the toner image is further conveyed and reaches the fixing device 36 where it is heated and pressurized by the fixing device 36. As a result, the toner image is fixed on the recording sheet P. The recording sheet P on which the toner image is fixed is discharged to the paper discharge tray 40 by the paper discharge roller 38.
2. Configuration of Fixing Device (1) Overall Configuration Next, the configuration of the fixing device 36 will be described with reference to FIGS.

図２は、定着装置３６の概略構成を示す斜視図であり、図３は、定着装置３６の横断面図である。
定着装置３６は、図２、図３に示すように、加熱ローラ４２、加圧ローラ４４、磁束発生部４６を有している。
回転体である加熱ローラ４２と加圧ローラ４４とは互いに平行に配置され、いずれも回転自在に支持されている。加圧ローラ４４は、加熱ローラ４２へ向けてその軸芯と垂直の方向に付勢されている。これにより、加熱ローラ４２と加圧ローラ４４との間にニップが形成される。ニップの出口(図３中右側)の近傍には、定着後の記録シートＰを加熱ローラ４２から分離するための分離爪４８（図２で不図示）が備えられている。なお、図２、図３は、図1に示す設置状態から、定着装置３６を時計回りに９０度回転させて示したものである。
（２）加熱ローラの構成
（ａ）全体構成
加熱ローラ４２の縦断面の一部の上側半分の詳細を図４に示す。図４に示すように、内側(図４中下側)から中空の芯金５０、断熱層５２、発熱制御層５４、発熱層５６、酸化防止層５８、弾性層６０、離型層６２の7層構成になっている。このうち、芯金５０と断熱層５２とは互いに接着されてローラ状となっている。これらを合わせて定着ローラ６４という。また、発熱制御層５４、発熱層５６、酸化防止層５８、弾性層６０、離型層６２は互いに接合されて、無端ベルト状になっている。これらを合わせて定着ベルト６６という。定着ローラ６４と定着ベルト６６とは接合されていない。 FIG. 2 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the fixing device 36, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the fixing device 36.
As shown in FIGS. 2 and 3, the fixing device 36 includes a heating roller 42, a pressure roller 44, and a magnetic flux generator 46.
The heating roller 42 and the pressure roller 44, which are rotating bodies, are arranged in parallel to each other, and both are rotatably supported. The pressure roller 44 is urged toward the heating roller 42 in a direction perpendicular to the axis. As a result, a nip is formed between the heating roller 42 and the pressure roller 44. In the vicinity of the exit of the nip (right side in FIG. 3), a separation claw 48 (not shown in FIG. 2) for separating the recording sheet P after fixing from the heating roller 42 is provided. 2 and 3 show the fixing device 36 rotated 90 degrees clockwise from the installation state shown in FIG.
(2) Configuration of Heating Roller (a) Overall Configuration Details of the upper half of a part of the longitudinal section of the heating roller 42 are shown in FIG. As shown in FIG. 4, the hollow cored bar 50, the heat insulating layer 52, the heat generation control layer 54, the heat generation layer 56, the antioxidant layer 58, the elastic layer 60, and the release layer 62 are formed from the inside (lower side in FIG. 4). It has a layer structure. Among these, the metal core 50 and the heat insulating layer 52 are bonded to each other to form a roller shape. These are collectively referred to as a fixing roller 64. Further, the heat generation control layer 54, the heat generation layer 56, the antioxidant layer 58, the elastic layer 60, and the release layer 62 are joined together to form an endless belt. These are collectively referred to as a fixing belt 66. The fixing roller 64 and the fixing belt 66 are not joined.

定着ベルト６６に定着ローラ６４が挿入されていて、定着ベルト６６と定着ローラ６４との間には、ほとんど隙間はない。そのため、実質的に、定着ベルト６６と定着ローラ６４とを合わせた全体で1つのローラ(加熱ローラ４２)と見ることができる。
（ｂ）芯金
芯金５０は、加熱ローラ４２の全体を支持する支持体であり、十分な耐熱性と強度を有することが必要である。芯金５０は、非磁性材で構成されている。芯金５０の比透磁率は０.９９〜２.０、好ましくは０.９９〜１.１の範囲内とする。 A fixing roller 64 is inserted into the fixing belt 66, and there is almost no gap between the fixing belt 66 and the fixing roller 64. Therefore, the entire fixing belt 66 and the fixing roller 64 can be regarded as one roller (heating roller 42).
(B) Core Bar The core bar 50 is a support body that supports the entire heating roller 42 and needs to have sufficient heat resistance and strength. The core metal 50 is made of a nonmagnetic material. The relative magnetic permeability of the cored bar 50 is in the range of 0.99 to 2.0, preferably 0.99 to 1.1.

また、芯金５０としては、電気抵抗率の低い材料を用いる。芯金５０の体積抵抗率は、１.０×１０^-8[Ωｍ]〜１０.０×１０^-8[Ωｍ]、好ましくは１.０×１０^-8[Ωｍ]〜２.０×１０^-8[Ωｍ]の範囲内のものとする。特に、本形態では、芯金５０には、高温において発熱制御層５４よりも低抵抗である材料を用いる。芯金５０としては、例えば、厚さ４[ｍｍ]程度で、外径１５[ｍｍ]〜２５[ｍｍ]の銅製パイブとするとよい。あるいは、上記の比透磁率及び体積抵抗率の範囲内であれば、ステンレススティール（ＳＵＳ）、アルミニウム等を用いることもできる。ここで、本発明における「高温」とは、過昇温状態である温度範囲のことであり、本形態では発熱制御層５４のキュリー温度を超えた温度範囲に相当する。 Further, as the core metal 50, a material having a low electrical resistivity is used. The volume resistivity of the core metal 50 is 1.0 × 10 ⁻⁸ [Ωm] to 10.0 × 10 ⁻⁸ [Ωm], preferably 1.0 × 10 ⁻⁸ [Ωm] to 2.0 × 10 ^{−. It} shall be within the range of ⁸ [Ωm]. In particular, in this embodiment, the core metal 50 is made of a material having a lower resistance than the heat generation control layer 54 at a high temperature. The core metal 50 may be a copper pipe having a thickness of about 4 [mm] and an outer diameter of 15 [mm] to 25 [mm], for example. Or stainless steel (SUS), aluminum, etc. can also be used if it is in the range of said relative magnetic permeability and volume resistivity. Here, “high temperature” in the present invention refers to a temperature range that is in an overheated state, and corresponds to a temperature range that exceeds the Curie temperature of the heat generation control layer 54 in this embodiment.

（ｃ）断熱層
断熱層５２は、定着ベルト６６に発生した熱を芯金５０へ逃がさないためのものである。そのために、熱伝導率が低く、かつ耐熱性および弾性を有する、ゴム材や樹脂材からなるスポンジ体(断熱構造体)のものが好ましい。このようなものとすれば、定着ベルト６６のたわみを許容し、ニップ幅を大きく保つことができる。また、加熱ローラ４２全体としての硬度を小さくして、定着性や通紙性等を良好なものとできる。また、断熱層５２として、ソリッド体とスポンジ体との２層構造のものを使用してもよい。 (C) Heat Insulating Layer The heat insulating layer 52 is for preventing heat generated in the fixing belt 66 from escaping to the core metal 50. Therefore, a sponge body (heat insulation structure) made of a rubber material or a resin material having low thermal conductivity and heat resistance and elasticity is preferable. With such a configuration, it is possible to allow the fixing belt 66 to bend and keep the nip width large. Further, the hardness of the heating roller 42 as a whole can be reduced to improve the fixing property, paper passing property, and the like. Further, as the heat insulating layer 52, a two-layer structure of a solid body and a sponge body may be used.

また、例えば、断熱層５２として、シリコンスポンジ材を用いる場合は、厚さ１[ｍｍ]〜１０[ｍｍ]、さらに好ましくは２[ｍｍ]〜７[ｍｍ]のものを使用するとよい。また、この断熱層５２の硬度は、アスカーＣ硬度で２０[度]〜６０[度]、さらに好ましくは、３０[度]〜５０[度]の範囲内とする。なお、この加熱ローラ４２全体としてのローラ硬度は、アスカーC硬度で３０[度]〜９０[度]程度が好ましい。 For example, when a silicon sponge material is used as the heat insulating layer 52, a layer having a thickness of 1 [mm] to 10 [mm], more preferably 2 [mm] to 7 [mm] may be used. The heat insulation layer 52 has an Asker C hardness of 20 [deg.] To 60 [deg.], More preferably 30 [deg.] To 50 [deg.]. The roller hardness of the heating roller 42 as a whole is preferably about 30 [deg.] To 90 [deg.] In terms of Asker C hardness.

（ｄ）発熱制御層
発熱制御層５４としては、常温において、芯金５０よりも適度に体積抵抗率の大きい磁性体を用いる。さらに。本形態では、定着温度と同程度の温度にキュリー点を有する材質を用いる。例えば、比透磁率は、５０〜２０００、好ましくは１００〜１０００の範囲内のものとする。また、キュリー温度より低温の温度範囲での体積抵抗率は、２×１０^-8[Ωｍ]〜１００×１０^-8[Ωｍ]、好ましくは５×１０^-8[Ωｍ]〜１００×１０^-8[Ωｍ]の範囲内のものとする。なお、発熱制御層５４の厚さは、２０[μｍ]〜２００[μｍ]、好ましくは４０[μｍ]〜１００[μｍ]の範囲内とすることが良い。 (D) Heat generation control layer As the heat generation control layer 54, a magnetic material having a volume resistivity moderately larger than that of the cored bar 50 is used at room temperature. further. In this embodiment, a material having a Curie point at a temperature approximately equal to the fixing temperature is used. For example, the relative magnetic permeability is 50 to 2000, preferably 100 to 1000. The volume resistivity in the temperature range lower than the Curie temperature is 2 × 10 ⁻⁸ [Ωm] to 100 × 10 ⁻⁸ [Ωm], preferably 5 × 10 ⁻⁸ [Ωm] to 100 × 10 ^−8. It shall be within the range of [Ωm]. The thickness of the heat generation control layer 54 is 20 [μm] to 200 [μm], preferably 40 [μm] to 100 [μm].

また、目標とする定着温度が約１８０[℃](１７０[℃]〜１９０[℃])の場合には、キュリー温度は、１５０[℃]〜２２０[℃]、好ましくは１８０[℃]〜２００[℃]の範囲内のものとする。本例では、キュリー温度が１９０[℃]のパーマロイ（Ｎｉ-Ｆｅ系透磁率合金）を使用している。パーマロイでは、ニッケルの比率が高いほどキュリー温度の高いものを得ることができるので、その成分比によって発熱制御層５４のキュリー温度を調整する。また、クロム、コバルト、モリブデン等を含む合金とすることによってもキュリー温度の調整が可能である。 When the target fixing temperature is about 180 [° C.] (170 [° C.] to 190 [° C.]), the Curie temperature is 150 [° C.] to 220 [° C.], preferably 180 [° C.] to It shall be within the range of 200 [° C]. In this example, permalloy (Ni—Fe based magnetic permeability alloy) having a Curie temperature of 190 [° C.] is used. In Permalloy, the higher the ratio of nickel, the higher the Curie temperature can be obtained. Therefore, the Curie temperature of the heat generation control layer 54 is adjusted by the component ratio. Further, the Curie temperature can be adjusted by using an alloy containing chromium, cobalt, molybdenum, or the like.

（ｅ）発熱層
発熱層５６は、磁束発生部４６によって発生される磁束を受けて誘導電流が誘起され、これにより発熱する層である。本形態では、この発熱層５６を形成する材料として非磁性材であり、良好な導電性を有する銅（Ｃｕ）を用いる。銅は、比透磁率は低いが、薄膜にすることにより、Ｎｉ等の磁性材料を使用した場合よりさらに発熱効率のよい発熱層を得ることができる。また、他の非磁性材料、例えば銀を用いた場合よりも高い発熱効率が得られる。 (E) Heat generation layer The heat generation layer 56 is a layer that receives the magnetic flux generated by the magnetic flux generator 46 and induces an induced current, thereby generating heat. In this embodiment, copper (Cu) which is a nonmagnetic material and has good conductivity is used as a material for forming the heat generating layer 56. Copper has a low relative magnetic permeability, but by forming a thin film, it is possible to obtain a heat generation layer with better heat generation efficiency than when a magnetic material such as Ni is used. Also, higher heat generation efficiency can be obtained than when other nonmagnetic materials such as silver are used.

なお、発熱層５６は、純銅に限らず銅合金でも構わない。この場合に、発熱層５６の比透磁率は、１.０〜２.０の範囲内が望ましい。また、良好な発熱性を得るために、発熱層５６はごく薄く形成する。発熱層５６の厚さは、５[μｍ]〜４０[μｍ]の範囲内が好ましい。本例では、厚さ１０[μｍ]の純銅で形成されている。
また、発熱層５６の体積抵抗率は、高温において、発熱制御層５４より小さいものとする。高温における発熱層５６の体積抵抗率は、芯金５０とほぼ同程度であることが望ましい。具体的には、１.０×１０^-8[Ωｍ]〜１０.０×１０^-8[Ωｍ]、望ましくは１.０×１０^-8[Ωｍ]〜２.０×１０^-8[Ωｍ]の範囲内であることが望ましい。 The heat generating layer 56 is not limited to pure copper but may be a copper alloy. In this case, the relative permeability of the heat generating layer 56 is preferably within a range of 1.0 to 2.0. Further, in order to obtain good exothermic properties, the heat generating layer 56 is formed very thin. The thickness of the heat generating layer 56 is preferably in the range of 5 [μm] to 40 [μm]. In this example, it is made of pure copper having a thickness of 10 [μm].
Further, it is assumed that the volume resistivity of the heat generation layer 56 is smaller than the heat generation control layer 54 at a high temperature. It is desirable that the volume resistivity of the heat generating layer 56 at a high temperature is approximately the same as that of the core metal 50. Specifically, 1.0 × 10 ⁻⁸ [Ωm] to 10.0 × 10 ⁻⁸ [Ωm], preferably 1.0 × 10 ⁻⁸ [Ωm] to 2.0 × 10 ⁻⁸ [Ωm] It is desirable to be within the range.

（ｆ）酸化防止層
酸化防止層５８は、発熱層５６の酸化を防止するためのものである。この酸化防止層５８が外気（空気）の発熱層５６への接触を防ぐことで、発熱層５６と弾性層６０の間の酸化防止層５８を介した接合状態が長期間に渡って良好に維持される。特に、本実施の形態では、発熱層５６に銅を含むため、何らの手当てをしない場合には、酸化皮膜の成長が激しい上、酸化皮膜自体の強度が非常に弱く、酸化皮膜層部分で剥離が発生するおそれがある。 (F) Antioxidation Layer The antioxidation layer 58 is for preventing the heat generation layer 56 from being oxidized. The anti-oxidation layer 58 prevents the outside air (air) from coming into contact with the heat generating layer 56, so that the bonding state between the heat generating layer 56 and the elastic layer 60 via the anti-oxidation layer 58 is maintained well over a long period of time. Is done. In particular, in the present embodiment, since the heat generating layer 56 contains copper, the oxide film grows rapidly and the strength of the oxide film itself is very weak and peeling occurs at the oxide film layer portion when no treatment is made. May occur.

また、酸化防止層５８の材料としては、通気性が皆無である金属材料が好ましく、発熱性能への影響を少なくするためには、なるべく非磁性かつ低抵抗の材料で薄く形成すると更に良い。特に、ニッケル、クロム、銀は、薄肉形成可能で発熱性能への影響が小さく、弾性層６０との接着性も良好なため適している。
上記金属材料で酸化防止層５８を形成した場合の厚みとしては０.５[μｍ]〜５[μｍ]の範囲内であることが望ましい。厚さが０.５[μｍ]未満ではピンホールによってシール性が悪化するおそれがあり、厚さが５[μｍ]を超えると発熱性能に影響し、特に過昇温の防止効果に悪影響を与えるからである。なお、厚さに因る発熱性能への影響については後述する。 Further, the material of the antioxidant layer 58 is preferably a metal material that has no air permeability. In order to reduce the influence on the heat generation performance, it is better to make the material as thin as possible with a non-magnetic and low resistance material. In particular, nickel, chromium, and silver are suitable because they can be formed thin, have little influence on heat generation performance, and have good adhesion to the elastic layer 60.
The thickness when the antioxidant layer 58 is formed of the metal material is preferably in the range of 0.5 [μm] to 5 [μm]. If the thickness is less than 0.5 [μm], the sealing performance may be deteriorated by the pinhole. If the thickness exceeds 5 [μm], the heat generation performance is affected, and particularly the effect of preventing excessive temperature rise is adversely affected. Because. The effect on the heat generation performance due to the thickness will be described later.

また、酸化防止層５８の材料としてポリイミド樹脂を用いても良い。ポリイミド樹脂は絶縁体であるため後述する発熱性能への影響は皆無である。しかし、金属材料に比べ若干の通気性を有するため厚みは３[μｍ]〜３０[μｍ]が望ましい。厚さが３[μｍ]未満であるとシール性が不十分となり発熱層（銅層）表面が酸化し、一方、厚みが３０[μｍ]を超えていると、発熱層５６で発生した熱を加熱ローラ４２の外周面まで到達させることが難しく、熱効率が悪くなるからである。 Further, a polyimide resin may be used as the material of the antioxidant layer 58. Since the polyimide resin is an insulator, there is no influence on the heat generation performance described later. However, the thickness is preferably 3 [μm] to 30 [μm] because it has a slight air permeability compared to the metal material. If the thickness is less than 3 [μm], the sealing property is insufficient and the surface of the heat generating layer (copper layer) is oxidized. On the other hand, if the thickness exceeds 30 [μm], the heat generated in the heat generating layer 56 is removed. This is because it is difficult to reach the outer peripheral surface of the heating roller 42 and the thermal efficiency is deteriorated.

（ｇ）弾性層
弾性層６０は、トナー像に均一かつ柔軟に熱を伝えるためのものである。この弾性層６０が適度な弾性を有することにより、トナー像が押しつぶされたり不均一な溶融となったりすることによる画像ノイズの発生を防止できる。そのために、弾性層６０には、耐熱性と弾性とを有するゴム材や樹脂材を用いる。その材料としては、例えば、定着温度での使用に耐えられるシリコーンゴム、フッ素ゴムその他の耐熱性エラストマーが適している。また、上記の材料に、熱伝導性や補強等を目的とした各種の充填材を混入したものでもよい。例えば、熱伝導性の向上のために充填される粒子の例としては、ダイヤモンド、銀、銅、アルミニウム、大理石、ガラス等が挙げられる。実用的には、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、酸化ベリリウム等が好ましい。 (G) Elastic Layer The elastic layer 60 is for transferring heat uniformly and flexibly to the toner image. Since the elastic layer 60 has an appropriate elasticity, it is possible to prevent the occurrence of image noise due to the toner image being crushed or unevenly melted. Therefore, a rubber material or resin material having heat resistance and elasticity is used for the elastic layer 60. As the material, for example, silicone rubber, fluororubber or other heat resistant elastomer that can withstand use at the fixing temperature is suitable. Moreover, what mixed the various fillers for the purpose of thermal conductivity, reinforcement, etc. in said material may be used. For example, diamond, silver, copper, aluminum, marble, glass, etc. are mentioned as an example of the particle | grains filled in order to improve thermal conductivity. Practically, silica, alumina, magnesium oxide, boron nitride, beryllium oxide and the like are preferable.

弾性層６０としては、厚さ１０[μｍ]〜８００[μｍ]、さらに望ましくは１００[μｍ]〜３００[μｍ]の範囲内のものとする。弾性層６０の厚さが１０[μｍ]未満では厚さ方向の十分な弾力性を得ることが難しく、一方、厚さが８００[μｍ]を超えていると、発熱層５６で発生した熱を加熱ローラ４２の外周面まで到達させることが難しく、熱効率が悪くなるからである。 The elastic layer 60 has a thickness in the range of 10 [μm] to 800 [μm], more preferably in the range of 100 [μm] to 300 [μm]. If the thickness of the elastic layer 60 is less than 10 [μm], it is difficult to obtain sufficient elasticity in the thickness direction. On the other hand, if the thickness exceeds 800 [μm], the heat generated in the heat generating layer 56 is reduced. This is because it is difficult to reach the outer peripheral surface of the heating roller 42 and the thermal efficiency is deteriorated.

弾性層６０の硬度は、ＪＩＳＡ硬度で１[度]〜８０[度]、さらに望ましくは５[度]〜３０[度]の範囲内のものとする。この範囲内の硬度であれば、弾性層６０の強度の低下や密着性の低下を防止しつつ、安定した定着性を確保できる。硬度がこの範囲内となるシリコーンゴムとして、例えば、１成分系、２成分系、または３成分系以上のシリコーンゴム、LTV(Low Temperature Vulcanizable：低温加硫)型、RTV (Room Temperature Vulcanizable:常温加硫)型、またはHTV(High Temperature Vulcanizable：高温加硫)型のシリコーンゴム、縮合型または付加型のシリコーンゴム等が使用できる。本例では、ＪＩＳＡ硬度１０[度]で厚さ２００[μｍ]のシリコーンゴムを使用している。 The elastic layer 60 has a JIS A hardness of 1 [degrees] to 80 [degrees], more preferably 5 [degrees] to 30 [degrees]. If the hardness is within this range, stable fixability can be ensured while preventing a decrease in strength and adhesion of the elastic layer 60. Examples of silicone rubbers whose hardness falls within this range include one-component, two-component, or three-component or more silicone rubber, LTV (Low Temperature Vulcanizable) type, RTV (Room Temperature Vulcanizable) Sulfur) type or HTV (High Temperature Vulcanizable) type silicone rubber, condensation type or addition type silicone rubber, etc. can be used. In this example, a silicone rubber having a JIS A hardness of 10 [degrees] and a thickness of 200 [μm] is used.

（ｈ）離型層
離型層６２は、加熱ローラ４２の最外層をなし、加熱ローラ４２と記録シートとの離型性を高めるためのものである。離型層６２としては、定着温度での使用に耐えられるとともにトナーに対する離型性に優れたものを使用する。例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム、あるいはPFA(四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体)、PTFE(四フッ化エチレン)、FEP(四フッ化エチレン・六フッ化エチレン共重合体)、PFEP(四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体)等のフッ素樹脂が好ましい。あるいは、これらを混合したものでもよい。 (H) Release Layer The release layer 62 is the outermost layer of the heating roller 42 and is for improving the release property between the heating roller 42 and the recording sheet. As the release layer 62, a layer that can withstand use at a fixing temperature and has excellent release properties with respect to toner is used. For example, silicone rubber, fluoro rubber, PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene copolymer), PTFE (tetrafluoroethylene), FEP (tetrafluoroethylene / hexafluoroethylene copolymer), PFEP Fluorine resins such as (tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer) are preferred. Or what mixed these may be sufficient.

離型層６２の厚さは５[μｍ]〜１００[μｍ]、さらに望ましくは１０[μｍ]〜５０[μｍ]の範囲内のものとする。また、離型層６２と弾性層６０との接着力を向上させるために、プライマー等による接着処理を行ってもよい。また、離型層６２の中に、必要に応じて、導電材、耐摩耗材、良熱伝導材等をフィラーとして添加してもよい。
（ｉ）加熱ローラの製法
上記各層からなる定着ベルト６６の製造方法について説明する。本形態では、発熱制御層５４となるパーマロイの圧延材、発熱層５６となる銅の圧延材、酸化防止層５８となるニッケルの圧延材を重ねてクラッド材化する。当該クラッド材を、絞り加工、スピニング加工、あるいはDI加工(ドローイング・アイアニング加工)などの塑性加工により無端ベルト状に形成する。当該ベルト状部材の外周面に弾性層６０となるシリコーンゴムシート及び離型層６２となるフッ素ゴムシートを接着剤によって接合することにより、定着ベルト６６を製造する。当該接着剤としては、プライマー（例えば、東レ・ダウコーニング社製の「プライマーＣ」）が用いられる。 The thickness of the release layer 62 is 5 [μm] to 100 [μm], more preferably 10 [μm] to 50 [μm]. Further, in order to improve the adhesive force between the release layer 62 and the elastic layer 60, an adhesion treatment with a primer or the like may be performed. Moreover, you may add a electrically conductive material, an abrasion-resistant material, a good heat conductive material etc. as a filler in the mold release layer 62 as needed.
(I) Manufacturing Method of Heating Roller A manufacturing method of the fixing belt 66 composed of the above layers will be described. In this embodiment, a permalloy rolled material used as the heat generation control layer 54, a copper rolled material used as the heat generation layer 56, and a nickel rolled material used as the antioxidant layer 58 are stacked to form a clad material. The clad material is formed into an endless belt shape by plastic processing such as drawing, spinning, or DI (drawing / ironing). The fixing belt 66 is manufactured by bonding a silicone rubber sheet serving as the elastic layer 60 and a fluororubber sheet serving as the release layer 62 to the outer peripheral surface of the belt-like member with an adhesive. As the adhesive, a primer (for example, “Primer C” manufactured by Toray Dow Corning) is used.

あるいは、発熱制御層５４のみを塑性加工により円筒形の無端ベルト状にした後、発熱層５６、酸化防止層５８はメッキ加工により発熱制御層５４に積層しても構わない。また、酸化防止層５８にポリイミド樹脂を用いる場合は、発熱層５６の外表面に、ポリアミック酸溶液（ポリイミド前駆体）を塗布し、これを高温で乾燥・焼き付けをすることによりポリイミド樹脂皮膜を形成する。
（３）加圧ローラの構成
図３に戻り、加圧ローラ４４について説明する。図３に示すように、加圧ローラ４４は、中空の芯金６８、断熱層７０、離型層７２を有している。 Alternatively, only the heat generation control layer 54 may be formed into a cylindrical endless belt shape by plastic processing, and then the heat generation layer 56 and the antioxidant layer 58 may be laminated on the heat generation control layer 54 by plating. When a polyimide resin is used for the antioxidant layer 58, a polyamic acid solution (polyimide precursor) is applied to the outer surface of the heat generating layer 56, and this is dried and baked at a high temperature to form a polyimide resin film. To do.
(3) Configuration of Pressure Roller Returning to FIG. 3, the pressure roller 44 will be described. As shown in FIG. 3, the pressure roller 44 includes a hollow core metal 68, a heat insulating layer 70, and a release layer 72.

（ａ）芯金
芯金６８は、厚さ３[ｍｍ]で外径１５[ｍｍ]〜２５[ｍｍ]のアルミ製パイプである。強度が確保できれば、芯金６８に代えて、PPSのような耐熱性の材質によるモールドのパイプを用いてもよい。あるいは、鉄パイプを使用することも不可能ではないが、電磁誘導による影響を受けにくい非磁性のものがより好ましい。 (A) Core Bar The core bar 68 is an aluminum pipe having a thickness of 3 [mm] and an outer diameter of 15 [mm] to 25 [mm]. If the strength can be ensured, a pipe of a mold made of a heat resistant material such as PPS may be used instead of the cored bar 68. Alternatively, it is not impossible to use an iron pipe, but a non-magnetic material that is not easily affected by electromagnetic induction is more preferable.

（ｂ）断熱層
芯金６８の外周には、断熱層７０が設けられている。断熱層７０は、厚さ３[ｍｍ]〜１０[ｍｍ]の範囲内のシリコーンスポンジゴムからなる層である。なお、断熱層７０は、一層で構成するのではなく、シリコーンゴムとシリコーンスポンジとの二層構造としてもよい。 (B) Heat insulation layer A heat insulation layer 70 is provided on the outer periphery of the cored bar 68. The heat insulating layer 70 is a layer made of silicone sponge rubber having a thickness in the range of 3 [mm] to 10 [mm]. Note that the heat insulating layer 70 may not be formed of a single layer but may have a two-layer structure of silicone rubber and silicone sponge.

（ｃ）離型層
加圧ローラ４４の最外周の離型層７２は、加熱ローラ４２の離型層６２（図４）と同様に、記録シートに対するローラ表面の離型性を向上させるためのものである。離型層７２は、PTFEまたはPFA等のフッ素系樹脂からなる厚さ１０[μｍ]〜５０[μｍ]の範囲内の層である。 (C) Release Layer The outermost release layer 72 of the pressure roller 44 is used to improve the release property of the roller surface with respect to the recording sheet in the same manner as the release layer 62 (FIG. 4) of the heating roller 42. Is. The release layer 72 is a layer having a thickness of 10 [μm] to 50 [μm] made of a fluororesin such as PTFE or PFA.

なお、本形態では、加圧ローラ４４は、加熱ローラ４２に対して３００[Ｎ]〜５００[Ｎ]の荷重で加圧されており、定着装置３６のニップ幅は約５[ｍｍ]〜１５[ｍｍ]となっている。加圧ローラ４４の荷重を変更することにより上記ニップ幅を調整することができ、上記範囲外のニップ幅に調整することも可能である。
（４）磁束発生部の構成
（ａ）全体構成
図２、図３に戻り、磁束発生部４６について説明する。 In this embodiment, the pressure roller 44 is pressed against the heating roller 42 with a load of 300 [N] to 500 [N], and the nip width of the fixing device 36 is about 5 [mm] to 15 [15]. [mm]. The nip width can be adjusted by changing the load of the pressure roller 44, and the nip width outside the above range can also be adjusted.
(4) Configuration of Magnetic Flux Generator (a) Overall Configuration Returning to FIGS. 2 and 3, the magnetic flux generator 46 will be described.

次に、磁束発生部４６について説明する。磁束発生部４６は、加熱ローラ４２の外周に対面するとともに、加熱ローラ４２の長手方向に沿って、加熱ローラ４２に平行に配置されている。磁束発生部４６は、図２に示すように、励磁コイル７８と磁性体コア８０とコイルボビン８２とを有している。本形態ではさらに、高周波インバータ８４、サーミスタ８６、制御部８８を有している。 Next, the magnetic flux generator 46 will be described. The magnetic flux generator 46 faces the outer periphery of the heating roller 42 and is disposed in parallel to the heating roller 42 along the longitudinal direction of the heating roller 42. As shown in FIG. 2, the magnetic flux generator 46 has an exciting coil 78, a magnetic core 80, and a coil bobbin 82. The present embodiment further includes a high-frequency inverter 84, a thermistor 86, and a control unit 88.

（ｂ）励磁コイル
励磁コイル７８は、加熱ローラ４２の長手方向に沿って巻かれたコイルである。その横断面(図３参照)は、加熱ローラ４２の外周に倣ってやや湾曲した形状となっている。この励磁コイル７８には、高周波インバータ８４が接続され、２０[ｋＨz]〜４０[ｋＨz]、１００[Ｗ]〜２０００[Ｗ]の高周波電力が供給される。本形態では、周波数を２０[ｋＨz]〜４０[ｋＨz]としたので、発熱効率が高く、十分高い定着温度を得ることができる。周波数を２０[ｋＨz]未満とすると、発熱効率が大きく低下してしまう。また、周波数を４０[ｋＨz]より大きくすると、連続通紙時に電力供給が不足気味となるおそれがある。このような状態では、定着ベルト６６の温度が十分高くならず、定着不良が発生するおそれがあるので好ましくない。 (B) Excitation coil The excitation coil 78 is a coil wound along the longitudinal direction of the heating roller 42. The cross section (see FIG. 3) has a slightly curved shape following the outer periphery of the heating roller 42. A high frequency inverter 84 is connected to the excitation coil 78, and high frequency power of 20 [kHz] to 40 [kHz], 100 [W] to 2000 [W] is supplied. In this embodiment, since the frequency is set to 20 [kHz] to 40 [kHz], the heat generation efficiency is high and a sufficiently high fixing temperature can be obtained. If the frequency is less than 20 [kHz], the heat generation efficiency is greatly reduced. On the other hand, if the frequency is higher than 40 [kHz], the power supply may become insufficient during continuous paper feeding. In such a state, the temperature of the fixing belt 66 is not sufficiently high, and fixing failure may occur, which is not preferable.

そのため、本形態では、励磁コイル７８の巻き線として、細い素線を数十〜数百本束ねてリッツ線としたものを使用している。この励磁コイル７８は通電時に自己発熱する。その場合でも絶縁性を保てるように、巻き線に耐熱性の樹脂が被覆されたものを使用している。さらに、例えばファン等によって、励磁コイル７８を空冷することが望ましい。なお、本形態の励磁コイル７８は、その長手方向に一繋がりのものであり、複数個に分断されているものではない。 For this reason, in this embodiment, the winding of the exciting coil 78 uses a litz wire obtained by bundling several tens to several hundreds of thin strands. The exciting coil 78 generates heat when energized. Even in such a case, the winding is coated with a heat-resistant resin so as to maintain insulation. Furthermore, it is desirable to cool the exciting coil 78 with air, for example, with a fan or the like. In addition, the exciting coil 78 of this form is connected in the longitudinal direction, and is not divided into a plurality.

（ｃ）磁性体コア
磁性体コア８０は、磁気回路の効率を上げるためと、磁気遮蔽のためのものである。この磁性体コア８０は、メインコア９０、端部コア９２、裾コア９４を有している。メインコア９０は、その横断面が図２、図３に示すようなアーチ形状のものである。メインコア９０は、長さが約１０[ｍｍ]のコア片を、加熱ローラ４２の軸方向に複数個（本例では１３個）配置したものとしている。なお、メインコア９０として、断面が略「Ｅ」字の形状で、中央部に加熱ローラ４２側へ突出した部分のあるものを使用しても良い。このようにすれば、さらに発熱劾率を高めることができる。また、端部コア９２は、横断面が四角形状で長さが５[ｍｍ]〜１０[ｍｍ]のコア片を、加熱ローラ４２の両端部に配置したものである。また、裾コア９４は、横断面が四角形状のものを、加熱ローラ４２の長手方向寸法に略対応した範囲に連続的に配置したものである。 (C) Magnetic core The magnetic core 80 is for increasing the efficiency of the magnetic circuit and for magnetic shielding. The magnetic core 80 has a main core 90, an end core 92, and a hem core 94. The main core 90 has an arch shape as shown in FIGS. The main core 90 is configured such that a plurality of core pieces having a length of about 10 [mm] are arranged in the axial direction of the heating roller 42 (13 pieces in this example). In addition, as the main core 90, a core having a substantially “E” cross section and having a central portion protruding toward the heating roller 42 may be used. In this way, the heat generation rate can be further increased. The end core 92 is formed by arranging core pieces having a square cross section and a length of 5 [mm] to 10 [mm] at both ends of the heating roller 42. Further, the hem core 94 has a rectangular cross section continuously arranged in a range substantially corresponding to the longitudinal dimension of the heating roller 42.

磁性体コア８０はいずれも、高透磁率でありかつ渦電流の損失が低い材質で形成されている。本形態の磁性体コア８０のキュリー温度は、１４０[℃]〜２２０[℃]、さらに望ましくは、１６０[℃]〜２００[℃]の範囲内とすることが望ましい。本形態では高周波を用いるため、コア内における渦電流の損失が大きくなりがちである。また、パーマロイのような高透磁率の合金によるコアでは、さらに渦電流の損失が大きくなりがちである。そこで、このような材質を使用する場合は薄板を積層した構造のコアとすることが望ましい。なお、励磁コイル７８と磁性体コア８０とによる磁気回路部分の磁気遮蔽が、他の手段によって十分にできる場合には、コアなし(空芯)にしてもよい。さらに、磁性体コア８０として、樹脂材に磁性粉を分散させたものを用いることもできる。この素材は、透磁率はやや低いが、形状を自由に設定できるという利点がある。
（５）サーミスタ
さらに本形態では、加熱ローラ４２の表面に当接して配置されたサーミスタ８６を有している。サーミスタ８６は、加熱ローラ４２のローラ軸方向について、どのサイズの用紙を通紙した場合でも用紙が通過する箇所に配置される。例えば、左寄せで通紙される画像形成装置であれば、加熱ローラ４２の左端部の近くである。また、加熱ローラ４２の回転方向について、定着ニップの入口よりやや上流側に配置されている。このサーミスタ８６によって、加熱ローラ４２の定着前の場所における表面温度が検出される。 Each of the magnetic cores 80 is made of a material having high magnetic permeability and low eddy current loss. The Curie temperature of the magnetic core 80 of this embodiment is preferably 140 [° C.] to 220 [° C.], more preferably 160 [° C.] to 200 [° C.]. Since high frequency is used in this embodiment, eddy current loss in the core tends to increase. Further, in a core made of an alloy having a high magnetic permeability such as permalloy, the loss of eddy current tends to be further increased. Therefore, when such a material is used, it is desirable that the core has a structure in which thin plates are laminated. In addition, when the magnetic shielding of the magnetic circuit part by the exciting coil 78 and the magnetic core 80 can be sufficiently performed by other means, the core may not be provided (air core). Further, as the magnetic core 80, a resin material in which magnetic powder is dispersed can be used. Although this material has a slightly low magnetic permeability, there is an advantage that the shape can be freely set.
(5) Thermistor Further, in this embodiment, the thermistor 86 is provided in contact with the surface of the heating roller 42. The thermistor 86 is disposed in the roller axial direction of the heating roller 42 at a location where the paper passes regardless of the size of paper. For example, in the case of an image forming apparatus that allows paper to be left-justified, it is near the left end of the heating roller 42. Further, the heating roller 42 is disposed slightly upstream of the fixing nip entrance with respect to the rotation direction of the heating roller 42. The thermistor 86 detects the surface temperature of the heating roller 42 before fixing.

そして、定着処理時には、サーミスタ８６によって検出された表面温度が適切な定着温度の範囲内となるように、制御部８８によって高周波インバータ８４が制御される。適切な定着温度は、トナーの種類等に応じてあらかじめ設定されており、例えば、１００[℃]〜２００[℃]程度である。なお、加熱ローラ４２の表面温度の検出は、サーミスタ８６に限らず、非接触式の温度センサによって行ってもよい。
（６）定着装置の動作
次に、本形態の定着装置３６による定着処理動作について説明する。本形態の定着装置３６では、加圧ローラ４４が加熱ローラ４２に押し付けられ、これらの間にニップが形成されている。定着処理時には、図３中に矢印で示すように、加圧ローラ４４が図中時計回り方向に回転駆動される。これにより、加熱ローラ４２は、加圧ローラ４４との摩擦力によって、図中反時計回り方向に従動回転される。なお、この駆動と従動との関係は、逆でもよい。 During the fixing process, the high-frequency inverter 84 is controlled by the control unit 88 so that the surface temperature detected by the thermistor 86 is within an appropriate fixing temperature range. An appropriate fixing temperature is set in advance according to the type of toner, and is, for example, about 100 [° C.] to 200 [° C.]. The detection of the surface temperature of the heating roller 42 is not limited to the thermistor 86 and may be performed by a non-contact temperature sensor.
(6) Operation of Fixing Device Next, the fixing processing operation by the fixing device 36 of this embodiment will be described. In the fixing device 36 of this embodiment, the pressure roller 44 is pressed against the heating roller 42, and a nip is formed between them. At the time of fixing processing, as shown by an arrow in FIG. 3, the pressure roller 44 is rotationally driven in the clockwise direction in the drawing. As a result, the heating roller 42 is driven to rotate counterclockwise in the figure by the frictional force with the pressure roller 44. Note that the relationship between the drive and the driven may be reversed.

磁束発生部４６においては、高周波インバータ８４によって、励磁コイル７８に高周波電力が供給される。これにより発生した磁束は、磁性体コア８０の内部を通る。そして、その磁束は、磁性体コア８０の突起部間で外部に出て、加熱ローラ４２に至る。発熱制御層５４が、そのキュリー温度より低温の常温状態であれば、発熱制御層５４は透磁率の高い状態である。この状態では、発熱制御層５４のシールド効果により、磁束はその反対側(加熱ローラ４２のより内周側)へはほとんど漏れない。 In the magnetic flux generator 46, high frequency power is supplied to the exciting coil 78 by the high frequency inverter 84. The magnetic flux generated thereby passes through the inside of the magnetic core 80. Then, the magnetic flux exits between the protrusions of the magnetic core 80 and reaches the heating roller 42. If the heat generation control layer 54 is in a normal temperature state lower than its Curie temperature, the heat generation control layer 54 has a high magnetic permeability. In this state, the magnetic flux hardly leaks to the opposite side (the inner peripheral side of the heating roller 42) due to the shielding effect of the heat generation control layer 54.

すなわち、常温では、磁束のほとんどは、発熱層５６と発熱制御層５４との厚さの中を（両層内を）加熱ローラ４２の周方向に進み、磁束発生部４６へ戻る。このため、これらの層では磁束密度が非常に高い。従って、これらの層では発熱量が大きい。例えば、ウォームアップ時はこの状態であるので、発熱層５６と発熱制御層５４とがともに大きく発熱する。さらに本形態では、発熱に寄与する層(発熱層５６と発熱制御層５４)の熱容量が小さく、断熱層５２によって定着ベルト６６が断熱保持されていることから、短時間で昇温させることができる。 That is, at room temperature, most of the magnetic flux travels through the thickness of the heat generation layer 56 and the heat generation control layer 54 (within both layers) in the circumferential direction of the heating roller 42 and returns to the magnetic flux generation unit 46. For this reason, the magnetic flux density is very high in these layers. Therefore, these layers generate a large amount of heat. For example, since this state is during warm-up, both the heat generation layer 56 and the heat generation control layer 54 generate a large amount of heat. Furthermore, in this embodiment, the heat capacity of the layers contributing to heat generation (the heat generation layer 56 and the heat generation control layer 54) is small, and the fixing belt 66 is heat-insulated by the heat insulating layer 52, so that the temperature can be raised in a short time. .

さらに本形態では、発熱層５６が非磁性材であるものの非常に薄い層であるので、発熱層５６によって大きい発熱量が得られる。このことは、次のように説明できる。一般に、高周波の交番電界を印加した場合に導電層に誘導される渦電流は、いわゆる表皮効果のために表面層に集中し、内部にはあまり流れない。表皮効果の程度は、以下の（式１）で表される。 Furthermore, in this embodiment, the heat generation layer 56 is a non-magnetic material, but is a very thin layer. This can be explained as follows. In general, eddy currents induced in a conductive layer when a high-frequency alternating electric field is applied are concentrated on a surface layer due to a so-called skin effect, and do not flow so much inside. The degree of the skin effect is expressed by the following (Formula 1).

δ＝√｛ρ/（π・f・μ）｝ …(式1)
ただし、δは浸透深さ(電流密度が表面の1/eになる深さ)、fは交番電圧の周波数、μは透磁率、ρは体積抵抗率である。ここで、浸透深さδ当たりの抵抗は、以下の（式２）に示す表皮抵抗Rで表され、このRを用いて導電層の発熱量Ｐは以下の（式３）で表される。
Ｒ＝ρ/δ …(式２)
Ｐ＝Ｒ・Ｉ^２ …(式３)
ただし、Ｉは、渦電流である。 δ = √ {ρ / (π · f · μ)} (Formula 1)
Where δ is the penetration depth (depth at which the current density becomes 1 / e of the surface), f is the frequency of the alternating voltage, μ is the magnetic permeability, and ρ is the volume resistivity. Here, the resistance per penetration depth δ is expressed by the skin resistance R shown in the following (formula 2), and the heat generation amount P of the conductive layer is expressed by the following (formula 3) using this R.
R = ρ / δ (Formula 2)
P = R · I 2 ^... (Equation 3)
However, I is an eddy current.

磁性材の発熱層では、この表皮効果により、層自体の厚さにかかわらず渦電流の流れる範囲が限定されるので、電流密度が大きく発熱量も大きい。非磁性材の揚合は、表皮効果が小さく、層全体に渦電流が流れる。本形態の発熱層５６は、非磁性材の非常に薄い層であるので、層全体に流れたとしても電流密度が大きく、十分な発熱量を得ることができる。また、低抵抗の発熱層５６があることにより、芯金５０へ磁束の一部が漏れることが防止されている。 In the heat generation layer of the magnetic material, the range in which the eddy current flows is limited by the skin effect regardless of the thickness of the layer itself, so that the current density is large and the heat generation amount is large. The lifting of the non-magnetic material has a small skin effect, and an eddy current flows through the entire layer. Since the heat generating layer 56 of this embodiment is a very thin layer of a nonmagnetic material, even if it flows through the entire layer, the current density is large and a sufficient heat generation amount can be obtained. Further, the presence of the low-resistance heat generation layer 56 prevents a part of the magnetic flux from leaking to the core metal 50.

このように発生した熱は、発熱層５６に接着されている酸化防止層５８、弾性層６０を介して、加熱ローラ４２の表面へ伝達される。そして、加熱ローラ４２の表面が適切な定着温度となるように、制御部８８によって高周波インバータ８４が制御される。トナー像を担持する記録シートＰは、トナー像の載っている面を加熱ローラ４２の側に向けた状態で、加熱ローラ４２と加圧ローラ４４との間のニップに挿通される。そして、加熱ローラ４２と加圧ローラ４４との間のニップを、図３中左から右へ通過する間に、トナーが溶融されて記録シートＰに定着される。 The heat generated in this way is transmitted to the surface of the heating roller 42 via the oxidation preventing layer 58 and the elastic layer 60 bonded to the heat generating layer 56. Then, the high frequency inverter 84 is controlled by the control unit 88 so that the surface of the heating roller 42 has an appropriate fixing temperature. The recording sheet P carrying the toner image is inserted into a nip between the heating roller 42 and the pressure roller 44 with the surface on which the toner image is placed facing the heating roller 42 side. Then, the toner is melted and fixed to the recording sheet P while passing through the nip between the heating roller 42 and the pressure roller 44 from the left to the right in FIG.

ニップを通過した記録シートＰは、加熱ローラ４２から分離されて後段へと搬送される。記録シートＰが、ニップを通過した後も加熱ローラ４２に張り付いたままであれば、分離爪４８によって加熱ローラ４２から強制的に分離される。これにより、記録シートＰが定着装置３６でジャムになることが防止されている。なお、分離爪４８の先端部は、加熱ローラ４２の表面に接触していてもしていなくてもよい。 The recording sheet P that has passed through the nip is separated from the heating roller 42 and conveyed to the subsequent stage. If the recording sheet P remains stuck to the heating roller 42 even after passing through the nip, it is forcibly separated from the heating roller 42 by the separation claw 48. As a result, the recording sheet P is prevented from jamming by the fixing device 36. The tip of the separation claw 48 may or may not be in contact with the surface of the heating roller 42.

記録シートＰの定着処理により、記録シートＰ及びトナーによって加熱ローラ４２の表面から熱が奪われる。そのため、ローラの軸方向について記録シートＰの通紙された範囲では、加熱ローラ４２の表面温度が下がる。サーミスタ８６は、記録シートＰが通紙される箇所で温度を検出する。制御部８８は、サーミスタ８６の検出結果を受けて、高周波インバータ８４を制御する。すなわち、次回の記録シートＰが定着ニップまで搬送されてくるまでに適切な定着温度の範囲内となるように、制御部８８は、高周波インバータ８４から励磁コイル７８に供給される高周波電力を増減する。 Due to the fixing process of the recording sheet P, heat is removed from the surface of the heating roller 42 by the recording sheet P and the toner. Therefore, the surface temperature of the heating roller 42 decreases in the range in which the recording sheet P is passed in the axial direction of the roller. The thermistor 86 detects the temperature where the recording sheet P is passed. The control unit 88 controls the high frequency inverter 84 in response to the detection result of the thermistor 86. That is, the control unit 88 increases or decreases the high-frequency power supplied from the high-frequency inverter 84 to the exciting coil 78 so that the next recording sheet P is within an appropriate fixing temperature range before being conveyed to the fixing nip. .

この定着装置３６によって、比較的用紙幅の小さい記録シートＰを連続して定着処理すると、通紙範囲外においては次第に熱が溜まる。そのため、加熱ローラ４２の軸方向のうち、通紙範囲外においては発熱制御層５４の温度が特に上昇し、その部分の温度がキュリー温度を超える場合がある。発熱制御層５４の温度がキュリー温度を超えた箇所では、発熱制御層５４の透磁率が大きく低下する。これにより、発熱制御層５４によるシールド効果が弱くなる。すなわち、通紙範囲外の高温となった部分では、発熱制御層５４の透磁率が大きく低下して、磁束の大部分が発熱層５６と発熱制御層５４とを貫通してさらに内周側へ漏れる。これにより、発熱層５６と発熱制御層５４とを通る磁束密度が大きく減少するので、これらによる発熱量も大きく低下する。 When the fixing device 36 continuously fixes recording sheets P having a relatively small sheet width, heat gradually accumulates outside the sheet passing range. Therefore, in the axial direction of the heating roller 42, the temperature of the heat generation control layer 54 particularly increases outside the sheet passing range, and the temperature of that portion may exceed the Curie temperature. Where the temperature of the heat generation control layer 54 exceeds the Curie temperature, the magnetic permeability of the heat generation control layer 54 is greatly reduced. Thereby, the shielding effect by the heat generation control layer 54 is weakened. That is, in the portion where the temperature is high outside the sheet passing range, the magnetic permeability of the heat generation control layer 54 is greatly reduced, and most of the magnetic flux passes through the heat generation layer 56 and the heat generation control layer 54 and further toward the inner peripheral side. Leak. As a result, the magnetic flux density passing through the heat generation layer 56 and the heat generation control layer 54 is greatly reduced, and the amount of heat generated by these is also greatly reduced.

さらに本形態では、芯金５０が補助発熱制御層として機能する。高温箇所において発熱層５６と発熱制御層５４とを貫いて漏れた磁束は、補助発熱制御層である芯金５０に掛かる。芯金５０は、例えば銅製パイプであり低抵抗であるので、渦電流が容易に流れる。そのため、芯金５０に掛かっている磁束による渦電流の大部分は、芯金５０中に発生する。芯金５０は低抵抗であるので、渦電流が流れてもほとんど発熱しない。また、芯金５０に発生する渦電流による逆起電力が、磁束を打ち消す方向に働く。そのため、発熱層５６と発熱制御層５４との磁束密度がさらに低下する。従って、発熱量がさらに低下する。これにより、高温箇所では、加熱ローラ４２の半径方向のいずれの箇所でもほとんど発熱しない状態となる。 Furthermore, in this embodiment, the cored bar 50 functions as an auxiliary heat generation control layer. The magnetic flux leaking through the heat generation layer 56 and the heat generation control layer 54 at a high temperature is applied to the cored bar 50 that is the auxiliary heat generation control layer. Since the core metal 50 is, for example, a copper pipe and has a low resistance, an eddy current flows easily. Therefore, most of the eddy current due to the magnetic flux applied to the core metal 50 is generated in the core metal 50. Since the core metal 50 has a low resistance, it hardly generates heat even when an eddy current flows. Further, the counter electromotive force due to the eddy current generated in the cored bar 50 acts in the direction of canceling the magnetic flux. Therefore, the magnetic flux density between the heat generation layer 56 and the heat generation control layer 54 further decreases. Accordingly, the heat generation amount is further reduced. Thereby, in a high temperature location, it will be in the state which hardly generates heat in any location of the heating roller 42 in the radial direction.

従って、過昇温となった箇所では、発熱制御層５４の透磁率が変化するとともに、発熱量が大きく低下する。一方、通紙範囲内の高温となっていない部分では発熱量はほとんど変わらない。これは、この範囲においては、発熱制御層５４の透磁率が低下せず、磁束密度の分布が常温状態からほとんど変化しないことによる。このように、芯金５０が補助発熱制御層として機能することにより、発熱制御層５４の透磁率の分布が変化した際に、発熱層５６と発熱制御層５４との発熱量をさらに低下させることができる。さらに、本形態では補助発熱制御層である芯金５０の厚さが他の層に比較して大きいので、補助発熱制御層の発熱量をより抑制でき、定着装置の全体として熱効率のよいものとできる。 Therefore, at the location where the temperature rises excessively, the magnetic permeability of the heat generation control layer 54 changes and the amount of heat generation is greatly reduced. On the other hand, the amount of heat generation hardly changes in the portion where the temperature is not high within the sheet passing range. This is because in this range, the magnetic permeability of the heat generation control layer 54 does not decrease, and the magnetic flux density distribution hardly changes from the normal temperature state. In this way, the cored bar 50 functions as an auxiliary heat generation control layer, so that the amount of heat generated by the heat generation layer 56 and the heat generation control layer 54 can be further reduced when the magnetic permeability distribution of the heat generation control layer 54 changes. Can do. Furthermore, in this embodiment, the thickness of the cored bar 50 that is the auxiliary heat generation control layer is larger than that of the other layers, so that the heat generation amount of the auxiliary heat generation control layer can be further suppressed, and the overall fixing device has high thermal efficiency. it can.

さらに本形態では、発熱層５６と発熱制御層５４とが積層されているので、表面温度の変化が発熱制御層５４に素早く伝わる。従って、加熱ローラ４２の一部において、その表面温度が、定着に適した温度を超えて高くなるとすぐに、その部分の発熱量が大きく低下するので、過昇温状態が続くことはない。このような効果が得られるように、発熱制御層５４のキュリー温度が選択されている。また、本形態では、補助発熱制御層として芯金５０を使用しているので、補助発熱制御層をも定着ベルトに積層した場合に比較して、定着ベルト６６の熱容量は大きくない。従って、短時間でのウォームアップが可能である。 Further, in this embodiment, since the heat generation layer 56 and the heat generation control layer 54 are laminated, a change in surface temperature is quickly transmitted to the heat generation control layer 54. Therefore, as soon as the surface temperature of a part of the heating roller 42 becomes higher than the temperature suitable for fixing, the amount of heat generated at that part is greatly reduced, so that the excessive temperature rise state does not continue. The Curie temperature of the heat generation control layer 54 is selected so as to obtain such an effect. In this embodiment, since the core metal 50 is used as the auxiliary heat generation control layer, the heat capacity of the fixing belt 66 is not large as compared with the case where the auxiliary heat generation control layer is also laminated on the fixing belt. Therefore, it is possible to warm up in a short time.

さらに本形態では、非磁性体の発熱層５６を有している。特に、この発熱層５６をごく薄いものとしたので、総発熱量が大きい。従って、投入電力の制御可能な範囲が広いものとなっている。また、発熱層５６の熱容量が小さいので、ウォームアップ時間が短いものとなっている。
（７）酸化防止層に関する実験
次に、酸化防止層に関して行った二つの実験の結果について説明する。 Furthermore, in this embodiment, the non-magnetic heating layer 56 is provided. In particular, since the heat generating layer 56 is very thin, the total heat generation amount is large. Therefore, the controllable range of input power is wide. Further, since the heat capacity of the heat generating layer 56 is small, the warm-up time is short.
(7) Experiment on Antioxidation Layer Next, the results of two experiments conducted on the antioxidant layer will be described.

（ａ）第１の実験
まず、第1の実験として、酸化防止層５８を設けたことによる弾性層６０の剥離防止効果を検証するための実験を行った。
発熱層のモデルとして純銅からなる５０[ｍｍ]×５０[ｍｍ]、厚さ１[ｍｍ]の銅板を準備した。 (A) First Experiment First, as a first experiment, an experiment for verifying the peeling prevention effect of the elastic layer 60 by providing the antioxidant layer 58 was performed.
A copper plate of 50 [mm] × 50 [mm] and a thickness of 1 [mm] made of pure copper was prepared as a model of the heat generating layer.

また、従来技術に係る比較例として、銅板の片面に弾性層に相当するものとして厚さ０.５[ｍｍ]からなるシリコーンゴムシートを接着剤で直接接着したもの（すなわち、酸化防止層の無いもの）を準備した。
一方、本発明の実施例として、銅板の片面に、酸化防止層として、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、銀（Ａｇ）を、それぞれ１[μｍ]の厚さでメッキしたものを準備した。そして、各種メッキが施された各々のメッキ層（酸化防止層）に接着剤で上記と同じシリコーンゴムシートを接着した。なお、接着剤としては、前記のプライマーを用いた。 Moreover, as a comparative example according to the prior art, a silicone rubber sheet having a thickness of 0.5 [mm] is directly bonded to one side of a copper plate with an adhesive corresponding to an elastic layer (that is, there is no antioxidant layer) Prepared).
On the other hand, as an example of the present invention, one having a thickness of 1 [μm] plated with nickel (Ni), chromium (Cr), and silver (Ag) as an antioxidant layer on one side of a copper plate was prepared. . Then, the same silicone rubber sheet as described above was bonded to each plating layer (antioxidation layer) subjected to various platings with an adhesive. In addition, the said primer was used as an adhesive agent.

以上の４種類のテスト片を、２００[℃]の雰囲気中に２４０時間放置した後、弾性層（シリコーンゴムシート）の剥離の有無を調査した。
調査の結果、比較例のものは、弾性層の接着性は完全に失われていて、弾性層は手で力をほとんど加えなくても簡単に剥がれる程度になっていた。
これに対し、実施例の３種は、手で剥がそうとしても、シリコーンゴムシート（弾性層）は、メッキ層（酸化防止層）との境界（界面）から剥がれることはなく、無理に剥がそうとするとシリコーンゴムがちぎれる状態であった。 After leaving the above four types of test pieces in an atmosphere of 200 [° C.] for 240 hours, the presence or absence of peeling of the elastic layer (silicone rubber sheet) was investigated.
As a result of the investigation, in the comparative example, the adhesiveness of the elastic layer was completely lost, and the elastic layer was easily peeled off with little force applied by hand.
On the other hand, in the three types of Examples, the silicone rubber sheet (elastic layer) does not peel off from the boundary (interface) with the plating layer (antioxidation layer) even if it is peeled off by hand. As a result, the silicone rubber was torn off.

これにより、酸化防止層による発熱層（銅層）の酸化防止効果が確認できると共に、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、銀（Ａｇ）で形成した各々の酸化防止層の弾性層（シリコーンゴム）との接着性についても確認できた。
以上の結果を図５にまとめた。
（ｂ）第２の実験
次に、第２の実験として、酸化防止層を設けることによる発熱性能への影響を調べた。 Thereby, the antioxidant effect of the heat generation layer (copper layer) by the antioxidant layer can be confirmed, and the elastic layer (silicone rubber) of each antioxidant layer formed of nickel (Ni), chromium (Cr), silver (Ag) It was also possible to confirm the adhesiveness with).
The above results are summarized in FIG.
(B) Second Experiment Next, as a second experiment, the influence on the heat generation performance by providing the antioxidant layer was examined.

当該実験は、実機を用い、図４に示した構成において、酸化防止層であるニッケル層、クロム層、銀層の厚みの異なるものを準備し、各々の場合における、過昇温時の発熱率に与える影響を調べた。ここでの発熱率とは、発熱制御層５４がキュリー温度を超えた後の発熱量で、越える前の発熱量を除して得られる百分率である。発熱率の基準値は、製品仕様毎に異なり、２０[％]〜３０[％]の範囲にあるが、本実験では、２０[％]を超えた場合は、不合格（×）、２０[％]以下であれば合格（○）とした。なお、発熱量は、放射温度計を用いて測定した、加熱ローラ（定着ベルト）の外表面温度によって評価した。 In the experiment, using the actual machine, the nickel layer, the chromium layer, and the silver layer as the antioxidant layer having different thicknesses were prepared in the configuration shown in FIG. We investigated the effect on Here, the heat generation rate is a heat generation amount after the heat generation control layer 54 exceeds the Curie temperature, and is a percentage obtained by dividing the heat generation amount before the heat generation control layer 54 exceeds the Curie temperature. The standard value of the heat generation rate is different for each product specification and is in the range of 20 [%] to 30 [%]. However, in this experiment, when it exceeds 20 [%], it is rejected (×), 20 [%]. %], It was determined to be acceptable (O). The calorific value was evaluated by the outer surface temperature of the heating roller (fixing belt) measured using a radiation thermometer.

実験結果を図６に示す。当該結果から、金属材料からなる酸化防止層を設けたとしても、ニッケルとクロムで形成した場合は、５[μｍ]以下、銀では少なくとも１０[μｍ]以下では、過昇温防止効果への悪影響がないことが分かった。
３．実施例効果
以上、説明したように、本実施の形態に係るカラープリンタによれば、発熱層５６と弾性層６０の間に酸化防止層５８を設けたので、弾性層６０の発熱層５６からの剥離を防止することが可能となるため、長期に渡り安定した定着性能を有するものとなっている。 The experimental results are shown in FIG. From this result, even if an anti-oxidation layer made of a metal material is provided, when it is formed of nickel and chromium, if it is 5 [μm] or less, and silver is at least 10 [μm] or less, it has an adverse effect on the effect of preventing overheating. I found that there was no.
3. As described above, according to the color printer of the present embodiment, since the oxidation preventing layer 58 is provided between the heat generating layer 56 and the elastic layer 60, the elastic layer 60 has a resistance from the heat generating layer 56. Since peeling can be prevented, the fixing performance is stable over a long period of time.

さらに、加熱ローラ４２に、発熱層５６と発熱制御層５４と補助発熱制御層（芯金５０）とを有しているため、部分的に高温となり、定着ベルト６６の表面温度が発熱制御層５４のキュリー温度を超えた場合には、その箇所の発熱制御層５４の透磁率が大きく低下する。よって、その部分の磁束密度が大きく低下し、発熱量が減少するので、過昇温が防止される。すなわち、小サイズの用紙を連続通紙した場合でも、部分的な過昇温が発生せず、安定した定着性能を有する定着装置および画像形成装置となっている。
＜実施の形態２＞
実施の形態２に係るカラープリンタ１００は、主として加熱ローラの構成が異なる以外は、基本的に実施の形態１のカラープリンタ２と同様である。よって、異なる部分を中心に説明し、実施の形態１のカラープリンタ２と同様の構成部材には、同一の符号を付して、その詳細な説明については省略する。 Further, since the heating roller 42 includes the heat generation layer 56, the heat generation control layer 54, and the auxiliary heat generation control layer (core metal 50), the temperature becomes partially high, and the surface temperature of the fixing belt 66 becomes the heat generation control layer 54. When the Curie temperature is exceeded, the magnetic permeability of the heat generation control layer 54 at that location is greatly reduced. Therefore, the magnetic flux density in that portion is greatly reduced and the amount of heat generation is reduced, so that excessive temperature rise is prevented. That is, even when small-size sheets are continuously fed, a partial overheating does not occur and the fixing device and the image forming apparatus have stable fixing performance.
<Embodiment 2>
The color printer 100 according to the second embodiment is basically the same as the color printer 2 according to the first embodiment except that the configuration of the heating roller is mainly different. Therefore, different parts will be mainly described, and the same components as those of the color printer 2 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

実施の形態２に係るカラープリンタ１００の定着装置１０２の横断面図を図７に示す。
図７に示すように、定着装置１０２の回転体である加熱ローラ１０４は、回転体である定着ローラ６４の外径が、回転体である定着ベルト１０６の内径よりかなり小径に形成されている、この定着ローラ６４は、実施の形態１におけるものと径が異なるのみで、同一の層構成である。また定着ローラ６４は、定着ベルト１０６を挟んで、加圧ローラ４４に圧接されている。 FIG. 7 shows a cross-sectional view of the fixing device 102 of the color printer 100 according to the second embodiment.
As shown in FIG. 7, the heating roller 104 that is a rotating body of the fixing device 102 is formed such that the outer diameter of the fixing roller 64 that is the rotating body is considerably smaller than the inner diameter of the fixing belt 106 that is the rotating body. The fixing roller 64 has the same layer structure as that of the first embodiment except for the diameter. The fixing roller 64 is in pressure contact with the pressure roller 44 with the fixing belt 106 interposed therebetween.

本形態では、定着ローラ６４が小径であることから、その上部において、定着ベルト１０６との間に空間Ｓがある。この空間Ｓ内に、２層構造の摺接部材１０８が固定されて配置されている。摺接部材１０８は、図示の横面形状が扇形で、図中奥行き方向に加熱ローラ１０４とほぼ同等の長さを有するものである。また、その上面は、定着ベルト１０６の内側の面に軽く接触している。すなわち、定着ベルト１０６は、定着ローラ６４と摺接部材１０８とに架け渡されている。 In this embodiment, since the fixing roller 64 has a small diameter, there is a space S between the fixing roller 64 and the fixing belt 106 in the upper part. In this space S, a sliding contact member 108 having a two-layer structure is fixed and arranged. The sliding contact member 108 has a fan-shaped horizontal surface shape and has a length substantially equal to that of the heating roller 104 in the depth direction in the drawing. Further, the upper surface is in light contact with the inner surface of the fixing belt 106. That is, the fixing belt 106 is stretched between the fixing roller 64 and the sliding contact member 108.

本形態の定着ベルト１０６は、実施の形態１の定着ベルト６６とは異なり、発熱制御層５４（図４）を有していない。
図８に、定着ベルト１０６の縦断面の一部の上半分を示す。図８に示すように、定着ベルト１０６は、内周側から順に発熱層１１０、酸化防止層１１２、弾性層１１４、離型層１１６の４層構成となっている。摺接部材１０８は、図８に示すように、内周側から順に補助発熱制御層１１８と発熱制御層１２０との２層構成となっている。 Unlike the fixing belt 66 of the first embodiment, the fixing belt 106 of the present embodiment does not have the heat generation control layer 54 (FIG. 4).
FIG. 8 shows an upper half of a part of a longitudinal section of the fixing belt 106. As shown in FIG. 8, the fixing belt 106 has a four-layer configuration including a heat generation layer 110, an antioxidant layer 112, an elastic layer 114, and a release layer 116 in order from the inner peripheral side. As shown in FIG. 8, the sliding member 108 has a two-layer configuration of an auxiliary heat generation control layer 118 and a heat generation control layer 120 in order from the inner peripheral side.

発熱層１１０は、実施の形態１の発熱層５６と同じく非磁性材である純銅、または銅合金からなる。発熱制御層１２０は、実施の形態１の発熱制御層５４と同じく、キュリー温度１９０[℃]程度のパーマロイからなる。補助発熱制御層１１８は、実施の形態１の芯金５０と同じく、体積抵抗率の低い導電性金属材料、例えば銅とすればよい。なお、図８では、定着ベルト１０６と摺接部材１０８の境界を明確にするため、これらの間に多少の隙間を設けて描いているが、実際には互いに接触している。 The heat generating layer 110 is made of pure copper or a copper alloy, which is a nonmagnetic material, like the heat generating layer 56 of the first embodiment. The heat generation control layer 120 is made of permalloy having a Curie temperature of about 190 [° C.], similar to the heat generation control layer 54 of the first embodiment. The auxiliary heat generation control layer 118 may be made of a conductive metal material having a low volume resistivity, such as copper, like the cored bar 50 of the first embodiment. In FIG. 8, in order to clarify the boundary between the fixing belt 106 and the sliding contact member 108, a slight gap is provided between them, but they are actually in contact with each other.

本形態では、摺接部材１０８の上面は、定着ベルト１０６の内周側に沿って湾曲した曲面となっている。すなわち、発熱制御層１２０は、均一の厚さの円筒面の一部の形状である。そして、発熱制御層１２０の上面は、そのほぼ全城にわたって、定着ベルト１０６の発熱層１１０に常時接触している。発熱制御層１２０の下面と補助発熱制御層１１８の上面とが接合されている。補助発熱制御層１１８も、均一の厚さの円筒面の一部の形状である。また、摺接部材１０８の下面は、定着ローラ６４に接触していない。 In this embodiment, the upper surface of the sliding contact member 108 is a curved surface curved along the inner peripheral side of the fixing belt 106. That is, the heat generation control layer 120 has a shape of a part of a cylindrical surface having a uniform thickness. The upper surface of the heat generation control layer 120 is always in contact with the heat generation layer 110 of the fixing belt 106 over almost the entire castle. The lower surface of the heat generation control layer 120 and the upper surface of the auxiliary heat generation control layer 118 are joined. The auxiliary heat generation control layer 118 also has a shape of a part of a cylindrical surface having a uniform thickness. Further, the lower surface of the sliding contact member 108 is not in contact with the fixing roller 64.

本形態では、定着ローラ６４の外径を小さいものとしたので、定着ベルト１０６と定着ローラ６４との接触面積が小さい。従って、定着ベルト１０６から定着ローラ６４へ逃げる熱の量も小さい。さらに、摺接部材１０８は定着ベルト１０６の全周でなく部分的に設けられているので、摺接部材１０８へ逃げる熱の量も小さい。また、発熱制御層１２０を定着ベルト１０６以外の部分に設けたことから、その分、定着ベルト１０６は実施の形態１の定着ベルト６６に比較して薄く形成することができる。よって、定着ベルト１０６の熱容量を実施の形態１の場合に比較して小さくできる。したがって、実施の形態１に比較してウォームアップ時間のさらなる短縮が可能である。 In this embodiment, since the outer diameter of the fixing roller 64 is small, the contact area between the fixing belt 106 and the fixing roller 64 is small. Accordingly, the amount of heat that escapes from the fixing belt 106 to the fixing roller 64 is also small. Furthermore, since the sliding contact member 108 is provided not on the entire circumference of the fixing belt 106 but partially, the amount of heat that escapes to the sliding contact member 108 is also small. Further, since the heat generation control layer 120 is provided in a portion other than the fixing belt 106, the fixing belt 106 can be formed thinner than the fixing belt 66 of the first embodiment. Therefore, the heat capacity of the fixing belt 106 can be reduced as compared with the case of the first embodiment. Therefore, the warm-up time can be further shortened compared to the first embodiment.

以上、説明したように、実施の形態２のカラープリンタ１００によっても、実施の形態１と同様に、小サイズの記録シートを連続通紙した場合でも、部分的な過昇温が発生せず、長期に渡り安定した定着性能を発揮する。また、定着ベルトにおいて弾性層が剥離しにくく、耐久性が優れたものとなっている。
＜実施の形態３＞
実施の形態３に係るカラープリンタ２００は、主として定着ベルトと摺接部材の構成が異なる以外は、基本的に実施の形態２のカラープリンタ１００（図７）と同様である。よって、異なる部分を中心に説明し、実施の形態２のカラープリンタ１００と同様の構成部材には、同一の符号を付して、その詳細な説明については省略する。 As described above, even with the color printer 100 according to the second embodiment, as in the first embodiment, even when a small-sized recording sheet is continuously fed, a partial overheating does not occur. Demonstrate stable fixing performance over a long period of time. Further, the elastic layer of the fixing belt is difficult to peel off, and the durability is excellent.
<Embodiment 3>
The color printer 200 according to the third embodiment is basically the same as the color printer 100 (FIG. 7) of the second embodiment except that the configuration of the fixing belt and the sliding contact member are mainly different. Therefore, different parts will be mainly described, and the same components as those of the color printer 100 according to the second embodiment will be denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

実施の形態３に係るカラープリンタ２００の定着装置２０２の横断面図を図９に示す。
図９に示すように、定着装置２０２、加熱ローラ２０４が、定着ローラ６４と定着ベルト２０６と摺接部材１０８を有している。摺接部材１０８の上面は定着ベルト２０６に接触している。実施の形態３では、定着ベルト２０６に、発熱制御層をも含んでいる。摺接部材１０８の形状は、実施の形態２の摺接部材１０８と同様であるが、２層構成とはなっていない。摺接部材１０８は、単に補助発熱制御層として機能する。このようにしても、定着ベルト２０６と定着ローラ６４との接触面積が小さいので、定着ベルト２０６から定着ローラ６４へ逃げる熱の量を小さくすることができる。 FIG. 9 shows a cross-sectional view of the fixing device 202 of the color printer 200 according to the third embodiment.
As shown in FIG. 9, the fixing device 202 and the heating roller 204 include a fixing roller 64, a fixing belt 206, and a sliding member 108. The upper surface of the sliding contact member 108 is in contact with the fixing belt 206. In Embodiment 3, the fixing belt 206 also includes a heat generation control layer. The shape of the sliding contact member 108 is the same as that of the sliding contact member 108 of the second embodiment, but does not have a two-layer configuration. The sliding member 108 simply functions as an auxiliary heat generation control layer. Even in this case, since the contact area between the fixing belt 206 and the fixing roller 64 is small, the amount of heat that escapes from the fixing belt 206 to the fixing roller 64 can be reduced.

または、補助発熱制御層をも定着ベルトに含まれるものとしてもよい。すなわち、補助発熱制御層、発熱制御層、発熱層、酸化防止層、弾性層、離型層のすべてが含まれるものとすることもできる。この場合は、摺接部材はなくてもよい。
以上、説明したように、実施の形態３に係るカラープリンタ２００によっても、実施の形態１、２と同様に、小サイズの用紙を連続通紙した場合でも、部分的な過昇温が発生せず、安定した定着性能を有するとともに高い発熱効率が得られる。 Alternatively, the auxiliary heat generation control layer may be included in the fixing belt. That is, the auxiliary heat generation control layer, the heat generation control layer, the heat generation layer, the antioxidant layer, the elastic layer, and the release layer can all be included. In this case, the sliding contact member may not be provided.
As described above, even with the color printer 200 according to the third embodiment, as in the first and second embodiments, even when a small size sheet is continuously fed, a partial overheating occurs. In addition, it has stable fixing performance and high heat generation efficiency.

以上、本発明に係る画像形成装置についてタンデム方式のカラープリンタを例にして説明してきたが、本発明は、タンデム式のカラープリンタに限らず、他の方式のカラープリンタ、例えば、ロータリ式のカラープリンタにも適用可能である。また、カラープリンタに限らずモノクロプリンタにも適用できる。さらには、プリンタに限らず、コピー機やファクシミリ装置、あるいはこれら三つの機能を有する複合機（ＭＦＰ）にも適用可能である。要は、電磁誘導加熱方式の定着装置を有し、トナー像を熱定着するような画像形成装置であれば適用できるのである。 The image forming apparatus according to the present invention has been described by taking a tandem color printer as an example. However, the present invention is not limited to a tandem color printer, but other color printers such as a rotary color printer. It can also be applied to a printer. Further, the present invention can be applied not only to a color printer but also to a monochrome printer. Furthermore, the present invention is not limited to a printer, and can also be applied to a copier, a facsimile machine, or a multifunction peripheral (MFP) having these three functions. In short, any image forming apparatus that has an electromagnetic induction heating type fixing device and heat fixes a toner image can be applied.

本発明は、例えば、カラープリンタ等の画像形成装置に用いられる電磁誘導方式の定着装置に好適に利用可能である。 The present invention can be suitably used for, for example, an electromagnetic induction type fixing device used in an image forming apparatus such as a color printer.

実施の形態に係るタンデム式カラープリンタの概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a tandem color printer according to an embodiment. 実施の形態１に係る定着装置の斜視図である。1 is a perspective view of a fixing device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る定着装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a fixing device according to Embodiment 1. FIG. 上記定着装置を構成する加熱ローラの縦断面の一部の上側半分を示す図である。It is a figure which shows the upper half of a part of longitudinal section of the heating roller which comprises the said fixing device. 酸化防止層を設けたことによる弾性層の剥離防止効果を検証した実験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the experiment which verified the peeling prevention effect of the elastic layer by having provided the antioxidant layer. 酸化防止層を設けることによる発熱性能への影響を調べた実験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the experiment which investigated the influence on the heat_generation | fever performance by providing an antioxidant layer. 実施の形態２に係る定着装置の断面図ある。FIG. 4 is a cross-sectional view of a fixing device according to a second embodiment. 実施の形態２に係る定着装置を構成する加熱ローラの縦断面の一部の上側半分を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an upper half of a part of a longitudinal section of a heating roller constituting a fixing device according to a second embodiment. 実施の形態３に係る定着装置の断面図ある。6 is a cross-sectional view of a fixing device according to Embodiment 3. FIG.

Explanation of symbols

３６定着装置
４２加熱ローラ
４６磁束発生部
５６，１１０発熱層
５８，１１２酸化防止層
６０，１１４弾性層
６６定着ベルト
１０６，２０６定着ベルト 36 Fixing Device 42 Heating Roller 46 Magnetic Flux Generation Unit 56, 110 Heat Generation Layer 58, 112 Antioxidation Layer 60, 114 Elastic Layer 66 Fixing Belt 106, 206 Fixing Belt

Claims

A fixing device that includes a rotating body and electromagnetic induction heating means that heats the rotating body by electromagnetic induction, and fuses and fixes a toner image on the recording sheet by bringing the circumferential surface of the rotating body into contact with the conveyed recording sheet A device,
The rotating body includes a heat generation layer containing copper and an elastic layer made of an elastomer, and an antioxidation layer for preventing oxidation of the heat generation layer is laminated on the heat generation layer, and the elastic layer is provided with the elastic layer. A fixing device, wherein the layers are adhered.

The fixing device according to claim 1, wherein the antioxidant layer is formed of any one material of nickel, chromium, and silver.

The fixing device according to claim 1, wherein the antioxidant layer is formed of a polyimide resin.

An image forming apparatus having a fixing device for fusing and fixing a toner image formed on a recording sheet by a fixing device,
An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1 as the fixing device.