加热辊、图像加热装置和图像形成设备制造方法及图纸

加热辊（２１）包括通过电磁感应产生热量的热产生层（２２）、绝热层（２３）和支撑层（２４），这些层以这个顺序向内地形成。该支撑层（２４）由具有１×１０－５Ωｍ或更高的电阻率的材料形成。因此，即使在热产生层（２２）的厚度小于趋肤深度（即通过感应电流确定的厚度）以使磁通量穿过热产生层（２２）甚至到达支撑层（２４）时，也可以抑制支撑层（２４）在涡流下的热量产生。因此，可以减小热产生层（２２）的热容量，并抑制支撑层（２４）的热量产生，以便可以有效地仅加热热产生层（２２）。结果，可以缩短预热时间。此外，可以防止例如支撑加热辊（２１）的轴承由热量引起的损坏。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过利用电磁感应产生的涡流加热的加热辊。此外，本专利技术还涉及适合用作在图像形成设备(比如电子照相设备和静电记录设备等)中通过加热来热固定未固定的图像的固定装置的图像加热装置。此外，本专利技术还涉及包括这种图像加热装置的图像形成设备。
技术介绍
通常，作为以热固定装置为代表的图像加热装置，一般使用接触加热型装置比如辊加热型和带加热型的加热装置。近年来，为满足人们对减小功耗和缩短预热时间的要求，人们已经提出了利用电磁感应加热法的辊加热型和带加热型装置。附图14所示为包括通过电磁感应加热的加热辊的常规图像加热装置的实例(例如参见JP11(1999)-288190A)。在附图14中，参考标号820表示加热辊，该加热辊包括由金属制成的支撑层824、由耐热发泡橡胶制成的并整体地模制在支撑层824的外表面上的弹性层823、由金属管制成的热产生层821和提供在热产生层821的外表面上的脱模层822，这些层从里朝外以这个顺序形成。参考标号827表示由耐热树脂形成并具有空心圆柱体的形状的挤压辊。缠绕有激励线圈825的铁氧体磁心826放置在挤压辊827的内部部分中。铁氧体磁心826通过挤压辊827给加热辊820施加压力，由此形成辊隙部分829。在加热辊820和挤压辊827在通过箭头所示的相应的方向上旋转的同时，通过激励线圈825施加高频电流。这就产生交变磁场H，因此通过电磁感应快速地将加热辊820的热产生层821加热到预定的温度。在这个状态下预定的加热继续进行的同时，记录材料840插入到辊隙部分829中并从其中通过。因此，形成在记录材料840上的调色剂图像842固定在记录材料840上。此外，除了附图14所示的使用具有感应热产生层821的加热辊820的上述辊加热型的装置以外，还提出了包括感应热产生层的环形带的带加热型的装置。附图15所示为使用通过电磁感应加热的环形加热带的常规图像加热装置的实例(例如参见JP10(1998)-74007A)。在附图15中，参考标号960表示作为产生高频磁场的激励单元的线圈组件。参考标号910表示在由线圈组件960所产生的高频磁场下产生热量的金属套筒(加热带)。通过在由镍或不锈钢的薄层形成环形管的表面涂敷碳氟树脂形成金属套筒910。内挤压辊920插入在金属套筒910的内部部分上，而外挤压辊930放置在金属套筒910的外面。外挤压辊930压着内挤压辊920以使金属套筒910插入在它们之间，由此形成辊隙部分950。在金属套筒910、内挤压辊920和外挤压辊930在通过箭头所示的相应的方向上旋转的同时，通过线圈组件960施加高频电流。因此通过电磁感应快速地将金属套筒910加热到预定的温度。在这个状态下预定的加热继续进行的同时，记录材料940插入到辊隙部分950中并从其中通过。因此，形成在记录材料940上的调色剂图像842固定在记录材料940上。在如附图14和15所示的利用电磁感应加热法的每种图像加热装置中，进一步缩短预热时间要求减小通过感应加热而被加热的热产生层的热容量，即减小热产生层的厚度。然而，在附图14所示的辊加热型的图像加热装置中，为了通过减小热产生层821的厚度而获得所需的热容量，在使用与施加给激励线圈825的电流相同频率的电流的同时，要求减小厚度以使其比趋肤深度(由感应电流的流动所确定的厚度)更小。通过这样减小厚度，穿透热产生层821以从其中泄漏的磁通量(漏磁通量)增加，因此在支撑层824中产生涡流，由此使支撑层824被加热。结果，例如，支撑支撑层824的轴承被加热了，由此在轴承中造成老化和破坏，降低了由热产生层821的热产生的功率比，由此不希望地使预热时间增加，这是不利的。类似地，在附图15中所示的带加热型的图像加热装置中，为了通过减小金属套筒910的热产生层的厚度而获得所需的热容量，在使用与施加给线圈组件960的电流相同的频率的电流的同时，要求减小厚度以使其比趋肤深度(由感应电流的流动所确定的厚度)更小。通过这样减小厚度，穿透热产生层以从其中泄漏的磁通量到达内挤压辊920，因此在内挤压辊920中产生涡流，由此使内挤压辊920被加热。结果，例如，支撑内挤压辊920的轴承被加热了，由此在轴承中造成老化和破坏，降低了由热产生层的热产生的功率比，由此不希望地使预热时间增加，这是不利的。为了防止这些问题，应该减小趋肤深度以使其比热产生层的厚度更小。然而，为减小趋肤深度，要求施加较高频率的电流，由此造成了问题，比如增加了激励电路的成本和增加了电磁波噪声的泄漏。此外，由于热产生层通过挤压辊(如附图14所示的挤压辊827和附图15所示的外挤压辊930)在辊隙部分中反复地变形，在通过镍电铸形成热产生层的情况下，会出现热产生层的机械耐久性较低的问题。此外，在由不锈钢形成热产生层的情况下，虽然改善了耐久性，但是出现了预热时间增加的问题。
技术实现思路
为了解决常规装置具有的上述问题，本专利技术的一个目的是提供一种加热辊，该加热辊实现减少预热时间、防止轴心被加热，因此在轴承中不会造成老化或破坏，并且不要求使用高频功率源进行加热。此外，本专利技术的另一目的是提供一种图像加热装置，该图像加热装置实现了减小电磁波噪声的泄漏，能够快速地加热并抑制轴承热劣化。此外，本专利技术的另一目的是提供一种实现了预热时间减少并具有良好质量的固定图像的图像形成设备。为了实现上述的目的，本专利技术具有如下的结构。根据本专利技术的加热辊是一种滚筒状的加热辊，包括通过电磁感应产生热量的热产生层、绝热层和支撑层，这些层以这个顺序向内地形成。在该加热辊中，支撑层包含具有1×10-5Ωm或更高的电阻率的材料。接着，根据本专利技术的第一图像加热装置包括根据本专利技术的上述的加热辊、通过外部激励加热热产生层的激励单元和在压力下与加热辊相接触以形成辊隙(nip)部分的挤压单元。在第一图像加热装置中，承载图像的记录材料通过辊隙部分以热固定图像。此外，根据本专利技术的第二图像加热装置包括具有通过电磁感应产生热量的热产生层的加热带、通过外部激励加热热产生层的激励单元和与加热带内部接触并旋转地支撑它的支撑辊和与加热带外部接触以形成辊隙部分的挤压单元。在第二图像加热装置中，承载图像的记录材料通过辊隙部分以热固定图像。该支撑辊包含具有1×10-5Ωm或更高的电阻率的材料。此外，根据本专利技术的图像形成设备包括图像形成单元和图像加热装置，在该图像形成单元中未固定的图像形成在记录材料上并由记录材料承载，该图像加热装置将未固定的图像热固定在记录材料上。在该图像形成设备中，该图像加热装置是根据本专利技术的上述的第一或第二图像加热装置。附图说明附图1所示为根据本专利技术的实施例I-1的图像加热装置的截面视图。附图2所示为从由附图1的箭头所示的方向看的激励单元的结构视图。附图3所示为说明根据本专利技术的实施例I-1的图像加热装置沿附图2的III-III线的横截面视图。附图4所示为包括在根据本专利技术的实施例I-1的图像加热装置中使用的热产生层的加热辊的表面层部分的部分横截面视图。附图5所示为根据本专利技术的实施例I的图像形成设备的结构的横截面示意图。附图6所示为根据本专利技术的实施例I-1在图像加热装置中激励单元使加热辊通过电磁感应产生热量的机构的横截面视图。附图7所示为根据本专利技术的实施例I-2和I-3的图像加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加热辊，包括通过电磁感应产生热量的热产生层、绝热层和支撑层，这些层以以上的顺序从外向内地形成，其中支撑层包含具有１×１０↑［－５］Ωｍ或更高的电阻率的材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：今井胜，中野雅明，渡边周一，藤本圭祐，井上雅臣，片伯部升，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]