专利名称：图像加热装置及使用该装置的成像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用电磁感应加热的图像加热装置及使用该装置的成像装置。更详细地说，涉及一种用于电子照相装置、静电记录装置等的成像装置、适用于对本定影的树脂粉末像进行热定影的定影装置的图像加热装置及使用该装置的成像装置。
加热定影装置中有代表性的图像加热装置，以往一般采用热滚方式、薄膜加热方式等接触加热方式。
近年来，从缩短加热时间和节能等要求出发，关于这些接触加热方式的图像加热装置的热源，正在试验利用发热效率高、而且可集中加热的电磁感应加热。
图10是薄膜加热方式的图像加热装置，表示利用电磁感应加热作为热源的图像加热装置的有代表性的例子(参照特开平7-114276号公报)。如图10所示，在进行环形旋转的薄膜201的内侧设有卷绕在铁芯202上的励磁线圈203。因此，交变磁场可以贯穿薄膜201。另外，由于交变磁场的作用，作为发热部件和加热部件的薄膜201上产生感应电流，利用该感应电流在薄膜201上所产生的热量，对薄膜201与加压滚204之间通过的记录材料205上的树脂粉末像206进行定影。图10中，207是用于检测加压滚204的表面温度的热敏电阻，根据该热敏电阻207的检测温度，控制供给励磁线圈203的电流。另外，在该例子中，在薄膜201上产生的热量难以传递给励磁线圈203侧，因此正在下功夫研究薄膜201的层结构。
包括上述以往的例子在内，利用电磁感应加热的图像加热装置一般可以集中地、有效地加热需要的部分，因此，作为达到缩短加热时间和节能的一种手段是有效的。
但是，为了有效地达到缩短加热时间和节能，在提高发热机构效率的基础上，还必须减小发热部件或加热部件的热容量，这时伴随着热容量低而产生新的问题。
即，如果减小发热部件或加热部件的热容量，则发热量或散失热量的变化会相应敏感地反应在发热部件或加热部件的温度上，温度容易波动。另外，为减小热容量，减薄这些部件的厚度是有效的。这样一来，这些部件内部的导热性也变差，故容易产生局部性温差，难以将整个发热部件、加热部件均匀地控制在稳定的温度。上述以往例子的薄膜加热方式的图像加热装置是明显地表现出上述问题的例子。
另外，在一般的薄膜加热方式中，为缩短加热时间，尽量将薄膜的热容量设计得小一些，但因此产生薄膜的温度局部地上升过高的问题。当薄膜的温度异常上升时，发热不稳定或产生不均匀现象，进而引起薄膜及其周围部件的损坏。这以图10所示以往例子的图像加热装置的情况进行说明，对于该图的深度方向的宽度大小而言，连续地通过窄幅记录材料205时特别成问题。即，通过记录材料205的部分被记录材料205带走热量，因此必须相应地进行加热，但不通过记录材料205的部分同样地被加热时，由于薄膜的热容量小，宽度方向的导热性也差，因此仅这部分温度上升。并且薄膜局部地异常升温时，在这种状态下通过宽幅记录材料205时产生热不均匀现象，或者整体的发热量不稳定，进而使作为发热机构的励磁线圈203等受到损坏。如上述例子那样，即使对作为发热部件和加热部件的薄膜或其它部件进行局部温度检测，也不可能控制这种局部性的温度上升现象。
反之，如果为防止这种温度上升现象而限制整体发热量，则吸热多的部分温度下降，造成定影不良。
另外，不论何种薄膜加热方式，在采用碘钨灯或电磁感应的热滚方式来缩短加热时间而减薄滚子的厚度使热容量减小的情况下，也会引起发热不稳定或局部升温、温度不足，产生同样的问题。
在上述公报中，公开了下述尝试，即采用设定好居里温度的薄膜、以获得自身温度控制特性，但根据本发明者们的实验，用上述以往例子的结构以发热部件(薄膜)，难以获得合适的自身温度控制特性。即，在上述以往例子中，导电性薄膜比表皮深度薄得多，在居里温度上下由于感应电流流动的通路的断面积不变，故在居里温度上下发热量几乎不变。因此，采用上述以往例子的结构，对图象加热装置进行适当的温度控制是不可能的，不能解决上述的局部性温度上升、温度下降的问题。
于是，本发明者们通过积极研究，得出以下结论“为获得用于图像加热装置的有效的自身温度控制特性，在升温时使几乎全部感应电流在阻抗高的部分流动而使发热量更大，超过居里温度以后，使电流大多在低的部分流动而使发热量减少，并且必须满足一定条件，即其发热量之差为规定量以上，另外，其应予控制的温度在定影所需的合适范围内”，从而完成了本发明。
本发明是为解决以往技术中的上述课题而提出的，其目的在于提供一种图像加热装置及使用该装置的成像装置，该图像加热装置对记录材料上的图像进行加热时，发热部件自身可进行稳定的自身温度控制，同时即使省略热敏电阻等温度检测装置或温度控制电路，也可获得最佳的加热条件。
另外，本发明的目的在于提供这样一种图像加热装置及使用该装置的成像装置，即使将加热滚或膜等的发热部件或加热部件的热容量设计得较小，通过自身温度控制也可以防止局部性温度不均匀或温度上升过高。
而且，本发明的目的在于提供这样一种图像加热装置及使用该装置的成像装置，即使连续地通过窄幅记录材料，不通过记录材料的部分也不会温度上升过高而产生热不均匀现象，或者产生局部性温度不是的现象。
本发明的目的在于提供这样一种图像加热装置及使用该装置的成像装置，即不会因温度上升过高而造成发热不稳定，并且可以防止励磁线圈、薄膜等因加热部的热量而受到损坏。
本发明的目的在于提供一种可减小发热部件或加热部件的热容量、缩短加热时间的图像加热装置及使用该装置的成像装置。
为了达到上述目的，本发明的图像加热装置的第1种结构的特征为包括发热部件，它具有按规定的居里温度设定的磁性层；励磁部件，它与上述发热部件相对置地设置，通过交变磁场对上述发热部件进行励磁；夹入部，它边夹持输送保持有树脂粉末像的记录材料，边被上述发热部件的热量加热，上述发热部件在居里温度以上时的发热量与在常温时的发热量之比小于1/2。根据该图像加热装置的第1种结构，对记录材料上的树脂粉末像加热时发热部件本身可进行稳定的自身温度控制。因此，即使省略热敏电阻等温度检测装置或温度控制电路，也可以获得最佳的加热条件。另外，减小发热部件或加热部件的热容量时，在记录材料宽度方向上易产生局部性温差的问题，而由于发热部件所具有的自身温度控制也产生局部性发热作用而造成温差，因此即使通过夹入部连续地输送窄幅记录材料，也不会使不通过记录材料15的部分异常地升温，并且其后即使通过夹入部27连续地输送宽幅记录材料，也不会产生热不均匀现象。这样，在可自身温度控制的结构范围内，可以减小发热部件或加热部件的热容量，故可以缩短加热时间。
另外，上述本发明图像加热装置的第1种结构中，磁性层的厚度最好为表皮深度的2倍以上。根据该比较理想的例子，发热部件在高于居里温度时的发热量与在常温时的发热量之比小于1/2，可进行稳定的温度控制。
而且，上述本发明图像加热装置的第1种结构中，发热部件最好由按规定的居里温度设定的磁性层和接近于磁性层设置的、比磁性层的电阻低的导电层构成的。根据该比较理想的例子，在不那么增加整个发热部件层厚的情况下，可以显著地减小在居里温度附近或高于居里温度时的发热量与常温时的发热量之比。另外，在这种情况下，假设磁性层的固有阻抗和厚度分别为ρ1,t1，导电层的固有阻抗和厚度分别为ρ2,t2时，最好满足下述关系式。
ρ1/t1≥ρ2/t2………(1)根据该比较理想的例子，发热部件在居里温度以上时的发热量与常温下的发热量之比可以达到小于1/2的水平。另外，在这种情况下，磁性层的厚度最好等于或大于表皮深度。根据该比较理想的例子，由于集肤效应，可以使几乎全部感应电流只集中在磁性层内流动。
另外，在上述本发明图像加热装置的第1种结构中，夹入部最好由发热部件的至少一部分以及推压接触该发热部件的加压机构形成的。在这种情况下，最好发热部件的至少磁性层是可旋转的滚子。而且，在这种情况下，最好发热部件的至少磁性层是可移动的薄膜。另外，在这种情况下，最好发热部件的至少导电层是可移动的薄膜。
另外，在上述本发明图像加热装置的第1种结构中，夹入部最好由与发热部件接触的、可移动的薄膜以及与推压接触薄膜的加压机构形成的。在这种情况下，最好发热部件与薄膜的背面相接触。而且，在这种情况下，最好发热部件从夹入部的上流侧到夹入部附近与薄膜的背面相接触，励磁部件设在上述夹入部的上流侧。根据该比较理想的例子，由于励磁部件不受夹入部温度的影响而升温，故可以稳定地保持发热量。另外，在这种情况下，最好发热部件在薄膜的背面侧与薄膜的一部分相接触，励磁部件设在上述薄膜的表面一侧。根据该理想的例子，励磁部件不受发热部件的温度影响而升温，因此可以稳定地保持发热量。再有，在这种情况下，最好加压机构由设在薄膜背面一侧的低导热性滚子和设在上述薄膜表面一侧的加压滚构成。根据该较理想的例子，由于需要强压力的夹入部是通过低导热性滚子与加压滚之间的推压形成的，因此不存在因为形成夹入部而一边承受大摩擦力一边滑动的部分，适合于高速和长时间运转的装置。在这种情况下，最好发热部件的至少一部分是由可以旋转的滚子构成的。另外，最好上述薄膜形成环状。
本发明图像加热装置的第2种结构的特征为具有发热部件，它具有按规定的居里温度设定的磁性层；励磁部件，它与上述发热部件相对置地设置，通过交变磁场对上述发热部件进行励磁；夹入部，它边夹持输送保持有树脂粉末像的记录材料，边用上述发热部件的热量加热，设定居里温度要满足下述条件，即在装置动作时在温度接近居里温度附近上述磁性层的相对导磁率降低，上述发热部件的稳定温度高于树脂粉末开始出现冷不均匀现象的温度，并且其稳定时夹入部出口的温度低于树脂粉末开始出现热不均匀现象的温度。根据图像加热装置的第2种结构，可以对未定影的树脂粉末像均匀地、稳定地进行定影。
另外，在上述本发明图像加热装置的第2种结构中，发热部件最好由按规定的居里温度设定的磁性层及接近上述磁性层设置的、比磁性层电阻低的导电层构成。在这种情况下，假设磁性层的固有阻抗和厚度分别为ρ1,t1，导电层的固有阻抗和厚度分别为ρ2、t2时，最好满足下述关系式。
ρ1/t1≥ρ2/t2………(1)另外，在上述本发明图像加热装置的第2种结构中，假设夹入部的树脂粉末的冷不均匀现象开始温度为Tc[℃]、居里温度为Tk[℃]、夹入部出口处树脂粉末的热不均匀现象开始温度为Th[℃]时，最好满足下述关系式Tc≤Tk≤Th+70[℃]…………(2)在上述本发明图像加热装置的第2种结构中，假设居里温度为Tk〔℃〕时，最好满足下述关系式。
140[℃]≤Tk≤280[℃]……………(3)在上述本发明图像加热装置的第2种结构中，夹入部最好由发热部件的至少一部分及推压接触该发热部件的加压机构形成。在这种情况下，最好发热部件的至少磁性层是可以旋转的滚子。另外，在这种情况下，最好发热部件的至少磁性层是可移动的薄膜。而且，在这种情况下，最好发热部件的至少导电层是可移动的薄膜。
另外，在上述本发明图像加热装置的第2种结构，夹入部最好由与发热部相接触的、可移动的薄膜与与推压接触薄膜的加压机构形成。在这种情况下，最好发热部件与薄膜的背面相接触。而且，在这种情况下，最好发热部件从夹入部的上流侧到夹入部附近与薄膜的背面接触，励磁部件设在上述夹入部的上流侧。而且，在这种情况下，最好发热部件在薄膜的背面侧与薄膜的一部分接触，励磁部件设在薄膜的表面一侧。在这种情况下，最好加压机构由设在薄膜背面一侧的低导热性滚子和设在薄膜表面一侧的加压滚构成。而且，在这种情况下，最好发热部件的至少一部分是由可以旋转的滚子构成。另外，上述薄膜最好形成环状。
本发明的成像装置具有成像机构和热定影装置的一种成像装置，其中成像机构的作用是在记录材料上形成保持有未定影的图像，热定影装置的作用是在记录材料上对未定影的图像进行热定影，其特征在于热定影装置使用上述本发明的图像加热装置。
图1是表示本发明实施例1的图像加热装置结构的立体图。
图2是用于说明本发明实施例1的图像加热装置的自身温度控制特性的视图。
图3是用于说明本发明实施例1的图像加热装置之加热滚的热量与温度的关系的视图。
图4是说明本发明实施例2的图像加热装置的自身温度控制特性的视图。
图5表示本发明实施例3的图像加热装置结构的剖视图。
图6是表示本发明实施例3的图像加热民用的励磁线圈部的立体图。
图7是表示本发明实施例4的图像加热装置结构的剖视图。
图8是表示本发明实施例5的图像加热装置结构的剖视图。
图9是表示将本发明实施方式的图像加热装置作为定影装置使用的成像装置的剖视图。
图10是表示现有技术的图像加热装置结构的剖视图。
下面，用实施方式更具体地说对本发明进行说明。
图9是表示将本发明实施方式的图像加热装置作为定影装置使用的成像装置的剖视图。
在图9中，1是电子照相感光体(以下称为“感光滚筒”)，感光滚筒1按箭头方向、以规定的圆周速度被驱动旋转，同时通过带电器2使其表面与规定的负的负电位Vo一样地带电。
3是激光束扫描器，该激光束扫描器3根据从未图示的图像读取装置和计算机等主装置输入的图像信息的时间系列电数字象素信号，输出调制的激光束。如上述那样，与负电位Vo一样地带电的感光滚筒1的表面被该激光束扫描曝光，曝光部分的电位绝对值减小，成为正电位VL。这样，在感光滚筒1的表面上形成静电潜像。然后，该静电潜像由显像器4根据带负电的粉体树脂反转显像而显出图像。
显像器4具有被驱动旋转的显像滚4a，该显像滚4a与感光滚筒1平行地相对配置。在显像滚4a上外加显像偏置电压，该显像偏置电压的绝对值比感光滚筒1的负电位Vo小，比正电位VL大，与此同时在其外周面上形成具有负电荷的树脂粉末薄膜。由于以上的结构，显像滚4a上的树脂粉末只能转移到感光滚筒1的正电位VL部分上形成树脂粉末像，使静电潜像显像。
由供纸部10一张一张地提供记录材料15，经过一对导辊11,12，以与感光滚筒1的旋转同步的适当时间送入感光滚筒1和与其相接触的复制滚13的咬入部。然后，由于外加了复制偏压的复制滚13的作用，感光滚筒1上的树脂粉末像依次复制到记录材料15上。从感光滚筒1和复制滚13之间通过的记录材料15被送入定影装置16，由该定影装置16对复制树脂粉末像进行定影，经过定影而固定了图像的记录材料15被送到排纸托架17上。
通过记录材料15后的感光滚筒1的表面用清理装置5去除复制残留的树脂粉末等残留物而使其洁净。然后，通过反复进行以上的工序而依次作像。
下面，通过具体的实施例，对本发明的图像加热装置进行更详细地说明。
〔实施例1〕图1是表示本发明实施例1的图像加热装置的立体图。在本实施例中，图像加热装置是以采用由磁性体构成加热滚的定影装置为例进行说明。
如图1所示，作为发热部件及加热部件的加热滚21，是以直径为45mm、壁厚为1mm的圆筒状的磁性合金作为基体、在其表面涂上与树脂粉末之间具有剥离性的厚15μm的氟化乙烯树脂构成的，上校磁性合金是经过成分调整的，其居里温度约为210℃。在本实施例中，磁性合金使用铁、镍、铬的合金(电阻率7.2×10-7Ωm，常温下的相对导磁率约100，高于居里温度时的相对导磁率约1)。合金的材料或成份的比例可根据需要的饱和磁通密度或目标的居里温度而变动。
加热滚21由未图示的轴承支承着，可相对于定影装置进行旋转。在加热滚21的内部以固定在定影装置主体上的状态设置感应加热部，用于对加热滚21进行感应加热。该感应加热部由励磁线圈23和交变电源24构成，其中励磁线圈23卷绕在配置于加热滚21内部的圆筒状的绕线管22上，作为励磁部件；交变电源24用于将高频的交变电流供给励磁线圈23。另外，在绕线管22内部插入铁素体25作为芯材，以提高加热效率。励磁线圈23使用成束的细导线构成的利兹线。
26是表面由硅橡胶构成的加压滚，加压滚26由未图示的轴承支承着，可相对于定影装置主体进行旋转。另外，加压滚26与加热滚21平行地配置，加压滚26的硅橡胶被滚21推压而产生变形，于是在加热滚21与加压滚26之间形成规定的推压部即夹入部27。即，通过加热滚21和加压滚26构成夹入形成机构。在形成夹入部27的状态下，由未图示的驱动机构驱动加热滚21旋转，加压滚26也从动而进行旋转。28是热敏电阻，用于检测夹入部27出口附近的加热滚21表面的温度。
记录材料15在其表面具有未定影的树脂粉末像31的状态下，按箭头X方向插入定影装置内，由夹入部27边夹持输送、边被加热滚21的热量加热。这样，记录材料15上的树脂粉末像31便被定影。
由交变电源24对如上构成的定影装置的励磁线圈23供给频率为23KHz的交变电流，加热滚21开始加热后，经过一定时间之后使加热滚21以周速为200mm/sec的速度旋转。并且利用热敏电阻28检测这期间加热滚21的表面温度。其结果是加热滚21的表面温度从常温升温后，经过一定时间后稳定在约190℃。
另外，保持在稳定温度后，由夹入部27连续地输送记录材料15，由热敏电阻28检测这时的加热滚21的夹入部27出口附近的表面温度。其结果是加热滚21的夹入部27出口附近的表面温度稳定在约165℃。
以下，对于加热滚上的发热量与所控制的温度的关系进行说明。
首先，将高频交变电流供给励磁线圈23，则产生相应的高频交变磁场，该高频交变磁场与加热滚21相交链。于是，在加热滚21内产生感应电流，加热滚21被感应加热。在此，加热滚21由经过成份调整、居里温度约为210℃的磁性合金构成，因此在低于居里温度期间、以及在居里温度附近或高于居里温度后，在加热滚21中流动的感应电流的状态显著不同。即，加热滚21中流动的感应电流的状态显著不同。即，加热滚21具有自身温度控制特性。图2(a)、(b)是用于说明这一自身温度控制特性的视图。
图2(a)是以剖面线表示加热滚21处于常温附近时产生的感应电流的流动范围。如图2(a)所示，感应电流由于集肤效应而从加热滚21的内面集中到一定厚度的部分上。这时大部分感应电流流动的部分的厚度、即表皮深度δ〔m〕理论上可以用下式表示，在此ρ[Ωm]表示材料的固有阻抗，f(Hz)表示励磁频率，μ表示材料的相对导磁率。
δ=503.3[ρ/(f×μ)]0.5………(4)在本实施例中，加热滚21的材料采用固有阻抗为7.2×10-7Ωm、常温下的相对导磁率约为100的磁性合金，励磁频率为23kHz，因此通过计算的表皮深度δ约为0.28mm。即，在常温附近，绝大部分感应电流都从加热滚21的内面集中到厚度约0.28mm以内的区域流动。
图2(b)是以剖面线表示加热滚21处于高于居里温度时感应电流流动的范围。在这种情况下，由于加热滚21的相对导磁率约为1，故相当于表皮深度δ的厚度为常温情况的10倍左右。因此，如图2(b)所示，在加热滚21的1mm厚度上都流动感应电流。
在高于居里温度时，由于以上感应电流状态的变化，感应电流流动部分的厚度与常温附近时相比，增加到约3倍，故总阻抗相应地减小。因此如果以一定电流进行励磁，则发热量与阻抗成比例，约为1/3。
在图3中，用发热曲线Ba表示与加热滚21的材料的温度状态相对应的发热量的变化情况。在图3中，横座标表示加热滚21的材料温度(在此假设整个加热滚21整体的温度是均匀的)，纵坐标表示发热量。由于加热滚21的材料的相对导磁率实际上不是在居里温度Tk时急剧地从100变到1的，而是逐渐向居里温度Tk降低，故发热量也伴随着温度上升而逐渐降低，在居里温度Tk附近发热量急剧下降。接着，温度上升到高于居里温度时，感应电流的流动范围一定，为加热滚21的整个厚度，因此保持一定的发热量。在本实施例中，在常温Tn时的发热量Q1与在高于居里温度时的发热量Q2之比约为3比1。
加热辊21自身最终稳定的温度(稳定温度)，是上述电磁感应加热所产生的热量与从加热滚21夺走的热量相平衡时的温度。通常，定影装置的加热滚21通过在轴承支承部和加压滚26上的热传导或向气氛中幅射、对流而散发一定的热量。加热滚21的温度越高，散发的这些热量越大。如果将该损失掉的热量作成热负荷曲线表示，则为图3的D所示。该热负荷曲线D与发热曲线Ba的交点Ea为稳定温度。本实施例中，不通过记录材料15而进行加热时的加热滚21的表面温度在190℃时稳定，这意味着该交点Ea是190℃。但是，若详细检测加热滚21的温度时，则存在温度分布，发热量与温度相平衡的点也根据不同部分而位于有微小不同的位置，但就整个加热滚21的平均的关系而言，可以看成如上述那样。
另外，通过夹入部27连续地输送记录材料15时，夹入部27出口附近的加热滚21的表面温度在165℃时稳定，这是由于加热滚21的总的热负荷因向记录材料15散发热量而增加。由于检测温度是夹入部27出口处的温度，因此在这里反映出的是被记录材料15带走热量后的加热滚21表面的较低温度，可以认为整个加热滚21的平均温度总体来说也可控制在比不通过记录材料15时的温度更低的温度。在图3中，用F表示通过夹入部27连续地输送记录材料15时的热负荷曲线，用G表示这时的热收支平衡的稳定点。点G是代表性地表示整个加热滚21的平均温度，比上述所检测出的温度165℃稍高，约为175℃。
另外，本发明者们测定了一般的有代表性结构的定影装置的热损失。根据测定，在工艺速度为150mm/sec、滚子控制温度为180℃的情况下总热量约为490W，其中约47％即约230W为被记录材料所带走的热量，其余的53％为向加压滚和支承部分分散失的热量以及向周围气氛散失的热量。改变工艺速度时，总热量以及记录材料所带走的热量也发生变化，记录材料以一般最常用的工艺速度100～250mm/sec通过夹入部后，根据温度测定对记录材料15进行热量计算，记录材料15所带走的热量约为在稳定温度附近的总热量的1/2或低于该值的范围内，由此可知该比例变化不大。由这一点可知，在大多数情况下，图3中的不通过记录材料15时的稳定点Ea的热量为由夹入部27连续地输送记录材料15时的稳定点G的热量的1/2以上。
不管有无记录材料15，为了稳定地控制加热滚21的温度，最好稳定点Ea、G都在发热曲线Ba上、位于居里温度Tk附近的发热量急速下降的斜坡部分。即，在高于居里温度Tk时的发热量Q2与常温Tn时的发热量Q1之比大于1/2的发热曲线Bb(以虚线表示)的情况下，例如将稳定点G设定在上述的发热量急速地下降的斜坡部分上时，则不通过记录材料15时的稳定点处于高于居里温度Tk的一定发热量部分Eb，因此在负荷曲线接近于水平状态的情况下温度控制非常不稳定。
根据以上情况，高于居里温度Tk时的发热量Q2与常温Tn时的发热量Q1之比必须小于1/2。另外，如果高于居里温度Tk时的发热量Q2与常温Tn时的发热量Q1之比小于1/3，则不管有无记录材料15，都可非常稳定地进行温度控制。
因此，如果加热滚21的磁性合金的厚度为与励磁频率相对应的表皮深度的2倍以上的厚度时，则高于居里温度时发热量与常温时的发热量之比小于1/2，可以稳定地进行温度控制。
另外，用碘钨灯和热敏电阻28研究了加热滚21的温度与树脂粉末的不均匀性的关系。由结果可知，在本实施例的设定速度下，夹入部27入口附近的加热滚21的表面温度低于160℃时，开始产生冷不均匀现象(树脂粉末在不完全熔融的情况下粘着在加热滚21上的现象)，夹入部27出口附近的加热滚21的表面温度超过210℃时开始产生热不均匀现象(熔融后的树脂粉末粘着在加热滚21上的现象)。因此，该树脂粉末开始出来冷不均匀现象的温度Tc为160℃，开始出现热不均匀现象的温度Th为210℃。
如上所述，作为发热部件和加热部件的加热滚21的自身温度控制的稳定温度并不是居里温度本身，而是根据发热曲线与带走的热量即热负荷的关系决定的。另外，为了使未定影的树脂粉末像不产生不均匀地粘着在加热滚21上的现象而稳定地被定影，夹入部27内任何部分的温度必须超过可以熔融粘着的最低温度Tc，并且至少必须将夹入部27的出口温度设定得比树脂粉末的热不均匀性开始温度Th要低。
首先，稳定温度最高有可能在居里温度附近，根据这种可能性，居里温度Tk必须至少在Tc以上。
另外，究竟可以将居里温度Tk设定到多高，或者按与规定的居里温度偏离多少温度进行控制，即取决于图3的稳定点G和夹入部27出口的加热滚21的表面温度比居里温度Tk低多少温度。因此，居里温度Tk的必要条件是小于Th+α,α为夹入部27出口的加热滚21的表面温度与居里温度Tk之间可能的最大偏离温度。该偏离温度α根据发热曲线Ba的形状及由定影装置的结构和速度决定的负荷曲线而决定的。
根据以上所述，居里温度Tk所必要的条件为Tc≤Tk≤Th+α………(5)在本实施例中，夹入部27出口附近的加热滚21的表面温度在低于居里温度Tk约45℃的165℃处稳定。该稳定温度比热不均匀性开始温度Th即210℃要低得多，因此不会产生热不均匀性状态。在一般的定影装置中，最大偏离温度α可能为多少，将在后面阐述。
将上述那样构成的定影装置用于图9所示的成像装置，如图1所示把有树脂粉末31的面朝向加热滚21一侧、将复制有树脂粉末像的记录材料15按箭头方向插入，对记录材料15上的树脂粉末31进行定影。
根据本实施例，由于作为发热部件的加热滚21本身具有自身温度控制特性，因此通过将居里温度Tk设定为对应于定影温度的适当值，便可以自动地进行温度控制。从而，即使省略热敏电阻等温度检测机构或温度控制电路，也可以获得最佳的加热条件。另外，减小作为加热部件的加热滚21的热容量时，记录材料15宽度方向上易产生局部性的温差，而由于加热滚21具有的自身温度控制也会因局部发热作用而产生温差，故即使通过夹入部27连续地输送窄幅记录材料15，不通过记录材料15的部分也不会产生异常高温现象，并且其后即使通过夹入部27连续地输送宽幅记录材料15，也不会产生热不均匀性现象。因此，在可以进行自身温度控制的结构范围内，可以减小加热滚21的热容量，故可以缩短加热时间。
(实施例2)下面对于实施例2的定影装置进行说明。本实施例的定影装置与实施例1的定影装置相比，仅加热滚的结构不同，其它的结构相同，因此省略总体结构图，与实施例1的构成部件起相同作用的部件，用相同的符号进行说明。图4(a)、(b)是表示本实施例的作为发热部件和加热部件的加热滚的结构的剖视图，与实施例1一样，是用于说明其自身温度控制特性的视图。本实施例的作为发热部件和加热部件的加热滚41，在其内侧设有经过成分调整的、壁厚为0.3mm的磁性合金层42，该磁性合金层42的居里温度约为210℃，在加热滚的外侧设有厚0.3mm的作为高导电层的铝层43，并在其表面涂上与树脂粉末之间具有剥离性的厚15μm的氟化乙烯树脂。本实施例也与上述实施例1一样，磁性合金使用铁、镍、铬的合金(固有阻抗7.2×10-7Ωm，常温下的相对导磁率约100，高于居里温度时的相对导磁率约1)。
由交变电源24向上述结构定影装置的励磁线圈23供给频率为23KHz的交变电流，对加热滚41开始加热后，经过一定时间后，使加热滚41以周速为200mm/sec的速度旋转。并且用热敏电阻28检测这期间加热滚41的表面温度。其结果是，加热滚41的表面温度从常温升高后，经过一定时间后稳定在约195℃。
另外，保持在稳定温度之后，通过夹入部27连续地输送记录材料15，用热敏电阻28检测这时的夹入部27出口附近的加热滚41的表面温度。其结果是，夹入部27出口附近的加热滚41的表面温度稳定在约175℃。因此，在本实施例的情况下，夹入部27出口处的加热滚41的表面温度与居里温度之间的偏差温度约为35℃。
本实施例也与上述实施例1一样，在低于居里温度期间、与在居里温度附近或超过居里温度后，在加热滚41中流动的感应电流的状态明显不同。即，加热滚41具有自身温度控制特性。
图4(a)是以剖面线表示加热滚41处于常温附近时发生的感应电流的流动范围。在本实施例中，由于磁性合金层42的材料是使用与上述实施例1相同的磁性合金，故这时的表皮深度δ约为0.28mm，与磁性合金层42的厚度(0.3mm)基本相等。即，如图4(a)所示，由于集肤效应，几乎全部感应电流只集中在磁性合金层42上流动。因此，由于因集肤效应而使几乎全部感应电流只集中在磁性合金层42中流动，所以合金层42的厚度可以等于或大于表皮深度。
图4(b)是以剖面线表示加热滚41的超过居里温度时感应电流的流动范围。如图4(b)所示，几乎全部感应电流都在外侧的铝层43内流动。在这种情况下，磁性合金层42的相对导磁率约为1，因为磁通贯穿磁性合金层42而分散，感应电流要在整个加热滚41的厚度上流动，但由于铝层43的电阻比磁性合金层42的电阻小得多，因此可以看成几乎全部感应电流都在铝层43中流动。
本实施例中所使用的磁性合金同上述实施例1的一样，固有阻抗为7.2×10-7Ωm，而铝的固有阻抗为2.5×10-8Ωm，是磁性合金的1/29，而且有感应电流流动部分的厚度相等、大体为0.3mm，因此，在一定电流的条件下励磁时，超过居里温度时的发热量大约为常温时发热量的1/29。
如上所述，在本实施例双层结构的加热滚41的情况下，整个层的厚度增加不太多，在居里温度附近或超过居里温度时的发热量可大大小于常温下的发热量。如上所述，在一般的定影装置中，不管有无记录材料，为了能稳定地控制加热滚的温度，至少要将超过居里温度时的发热量减小到常温时发热量的1/2以下。使用本实施例双层结构的加热滚41时如果高导电层(在本实施例中为铝层43)整体的电阻与磁性层整体的电阻相等或低于该电阻，通过把由高频电流的频率数所决定的表皮深度设定得同磁性层的厚度差不多，便可将超过居里温度时的发热量控制在常温下发热量的1/2以下。即，假设磁性层的固有阻抗和厚度分别为ρ1,t1，高导电层的固有阻抗和厚度分别为ρ2,t2时，如果(1)式成立，ρ1/t1≥ρ2/t2………(1)则在居里温度以上时的发热量至少可以为常温时发热量的1/2以下。如果高导电层用的材料的固有阻抗非常小，则采用相应的薄层结构可取得同等效果。这对于为缩短加热时间而需要减小发热部件或加热部件的热容量的情况特别有效。
此外，在采用本实施例双层结构的加热滚41的情况下，可容易地减小居里温度以上时的发热量与常温时发热量之比，而且在接近居里温度时的发热量下降曲线也变得很陡。因此，可相应地将控制温度也设定得接近居里温度。在本实施例情况下，如上所述夹入部27出口的加热滚41的表面温度与居里温度之间的偏差温差约为35℃。
又，在本实施例中，高导电层使用铝层43，但用铜、镍等其他高导电性材料亦可取得同样效果。
还有，在本实施例中，是使用在磁性层上再叠一层高导电层的双层结构的加热滚41，但也可只用磁性层构成加热滚，除了接近该加热滚的夹入部外均以围住周围的形式设置非接触式高导电层。在这种非接触式双层结构的情况下，可进一步减小作为发热部件及加热部件的加热滚的热容量。
(实施例3)下面，对实施例3的定影装置进行说明，图5所示为作为本发明实施例3中的图像加热装置的定影装置的剖视图，图6所示为该定影装置所用的励磁线圈部的立体图。
图5中，51是用电铸工艺将镍制作成环状的，直径为30mm、厚度为50μm的薄膜，为了使薄膜51与树脂粉末之间具有易剥离性，在薄膜51的表面上覆有由厚度为10μm的氟化乙烯树脂构成的剥离层52。薄膜51的材料，既可单独使用铁、钴、铜、铬中的任一种金属，也可使用这些金属的合金材料。此外，由于发热是使用后述的发热材料56进行，故薄膜51也可用除了金属之外的聚酰亚胺树脂、氟化乙烯树脂等耐热树脂制成的薄膜。而且，剥离层52的材料也可单独使用聚四氟乙烯、全氟烷氧基乙烯、氟化乙丙烯、硅橡胶、氟化橡胶等剥离性能良好的树脂或橡胶，也可使用由它们合成的材料。在将本定影装置用于对黑白图像进行定影时，只确保剥离性就可以了，在用于对彩色图像进行定影时最好能使剥离层具有弹性，这种情况下剥离层52需要设成稍厚的橡胶层。
在图5、图6中，53是作为励磁部件的励磁线圈。该励磁线圈53被缠绕在由铁素体构成的芯材54上，芯材54的端部固定支承在成像装置主体上。由交变电源55向励磁线圈53供频率为30KHz的交变电流，这样，使在励磁线圈53周围反复产生，消除图6中的箭头H所示方向的磁通。
如图5所示，发热部件56设在与励磁线圈53及芯材54相对置的位置上，相隔有微小缝隙。发热部件56，是在通过未图示的弹簧施力、使其下面与薄膜51的内侧面(背面)接触的状态下被支承在成像装置主体上的。发明者对芯材54的形状及配置方式做了许多研究，以使励磁线圈53所产生的磁通主要集中贯通发热部件56。即，芯材54的断面呈E字状，其开口面与发热部件56相对。另外，在本实施例中，在励磁线圈53，芯材54和发热部件56之间留有间隙，但也可在该间隙内填充隔热材料。
发热部件56是将两张金属板粘合而成的。在与发热部件56的励磁线圈53相对的一侧，是由厚度为0.3mm的铁、镍、铬合金(固有阻抗7.2×10-7Ωm，常温下的相对导磁率约100，超过居里温度时的相对导磁率约为1)制成的磁性层即磁性板57构成的，其居里温度是通过添加到材料中的铬量而调整到200℃。发热材料56与薄膜51相接触的一侧是由作为高导电层的导电板58构成的，该导电板是用厚度为0.4mm的铝做成的。薄膜51在进行后述的旋转移动时，发热部件56一边与导电板58的面相接触而滑动，一边移动。整个发热部件56呈圆弧状，其中央形成有平坦部5。
在本实施例中，根据上述发热部件56的结构，该发热部件本身就具有自身温度控制特性。同上述实施例2一样，在常温下由于集肤效应而使感应电流集中在磁性板57中流动，当发热材料56的接近居里温度时，由于磁性板57的磁性消失，故磁通地分散在外侧导电板58中，感应电流几乎都集中在电阻小的导电板58中流动。在这种情况下，由于导电板58的电阻小，故产生的热量特别少。根据计算，在常温下由集肤效应而产生的感应电流流动部分的深度，在励磁电流的频率为30KHz时约为0.25mm。磁性板57的厚度等于或大于该表皮深度时，在低温下感应电流几乎都在磁性板57内产生。提高电流频率，则表皮深度相应减小，可以使用相应薄的磁性板57。但，当励磁电流的频率提高得相当高时，会增加成本，而且外部噪声增大。
图5中，61是作为加压机构的加压滚，它是由与金属轴62一体成型的、直径为35mm的低硬度(JISA25度)的弹性硅橡胶制成的。该加压滚61可旋转地支承在成像装置主体上，以便能在其位置上旋转。如图5所示，加压滚61通过薄膜51沿着发热部件56的平坦部59一边使表面变形、一边与发热部件56压力接触，这样便形成了夹入部63。然后，在形成了夹入部63的状态下，加压滚61通过未图示的驱动机构沿着箭头Y方向旋转，于是薄膜51也随着加压滚61进行从动旋转。
加压滚61也可用其他氟化橡胶、氟化乙烯树脂等耐热树脂制成。另外，为了提高加压滚61的耐磨性和剥离性，可在加压滚61的表面单独被覆一层全氟烷氧基乙烯、聚四氟乙烯、氟化乙丙烯等树脂或橡胶，也可进行混合被覆。还有，为了防止散热，加压滚61最好用导热性小的材料做成。
将具有上述结构的定影装置用于图9所示的成像装置上，将工艺速度设定为100mm/sec，如图5所示，将复印有树脂粉末像的记录材料15按箭头方向插入，使有树脂粉末31的一面朝向发热部件56一侧，对记录材料15上的树脂粉末31进行定影。
此外，通过交变电源55向具有上述结构的定影装置的励磁线圈53输送频率为30KHz的交变电流，开始加热发热部件56之后经过一定时间后，使加压滚61以100mm/sec的周速旋转。另外，检测这个期间发热部件56的表面温度。结果，可知发热部件56的表面温度从常温开始升高后经过一定时间之后，大约稳定在180℃。
而且，保持在稳定温度之后，通过夹入部63对记录材料15连续进行输送，检测出这时夹入部63出口附近的发热部件56的表面温度。结果表明，夹入部63出口附近的发热部件56的表面温度大约稳定在170℃。因此，在本实施例的情况下，夹入部63出口的发热部件56的表面温度与居里温度之间的偏差温度约为30℃。
根据本实施例，发热部件56本身具有自身温度控制特性，故发热部件56不会升到异常的高温状态，将居里温度设定为与定影温度相对应的适当值，便可自动地将温度控制在几乎接近定影温度的水平。因此，即使省略热敏电阻等的温度检测装置或温度控制电路，也可得到最佳加热条件。另外，特别是像本实施例那样在使用薄膜51那样的低热容量加热部件的情况下，在图5深度方向上易产生局部性温差，对此，发热部件56所具有的自身温度控制特性，也会因局部发热作用而产生温差，因此，即使夹入部63连续输送窄幅记录材料15，不通过该记录材料15的部分也不会出现异常高温现象，而且其后即使用夹入部63连续输送宽幅记录材料15，也不会产生热不均匀性现象。因此，自身温度控制在可能的结构范围内，作为发热部件56和加热部件的薄膜51的热容量可以减小，故可缩短加热时间。
而且，发热部件56的材质、厚度等可与薄膜51分开进行设定。因此，为了进行自身温度控制，可以选择最适合的材料、厚度及形状，薄膜51的热容量也可分开进行设定。
在本实施例中，导电板58用铝质的，但也可用铜等导电性高的金属。另外，即使磁性板57采用可对居里温度进行设定的其他合金时，也可取得同样效果。而且，也可在导电板58与薄膜51的滑动面上，设一层对导热性没什么大影响的氟化乙烯树脂之类的数μm厚的极薄润滑层。
在本实施例中，发热部件56是使用双层结构的，但也可用厚度为表皮深度2倍以上的磁性体单体构成发热部件。
此外，发热部件使用厚度为表皮深度那么厚的1片磁性板构成，薄膜51用例如铜等高导电性材料构成，这样当超过居里温度时，也可减少由于在薄膜51部分上流动感应电流而产生的热量。在这种情况下，作为发热部件的磁性板的固有阻抗及厚度也分别假设为ρ1,t1，高导电性薄膜51的固有阻抗和厚度分别假设为ρ2,t2时，如果(1)式成立，ρ1/t1≥ρ2/t2………(1)则可使超过居里温度时的发热量与常温下的发热量之比小于1/2。例如，由铜构成的薄膜51的固有阻抗为1.7×10-8Ωm，为上述磁性合金的1/42，因此薄膜51的厚度为7μm上便能满足上述条件。
而且，发热部件采用1片厚度为表皮深度那么厚的磁性板，在与其相对置的加压滚61的内部使用铝等高导电性材料，当超过居里温度时，可使该高导电性材料部分上几乎不产生因流动感应电流而引起的发热。
此外，如果可增大励磁电流(交变电流)的频率，可使用导磁率大或固有阻抗小的材料，则可减小表皮深度，因此也可用能满足上述条件的薄膜自身作为磁性体的发热部件。
〔实施例4〕下面，用图7对实施例4的图像加热装置，特别是对用于彩色图像定影的定影装置进行说明。
在本实施例中，和上述实施例3的定影装置同样的构造、起同样作用的部分不再重复说明。
本实施例的薄膜81，除了直径被设定为80mm这一点之外，材质、厚度等都和实施例3的薄膜一样。为了对彩色图像定影，在薄膜81的表面上，包覆有一层50μm厚的硅橡胶82。此外，在本实施例中，由于是用后述的发热部件89进行发热，故薄膜81也可使用除了金属之外的聚酰亚胺树脂、氟化乙烯树脂等耐热性树脂做成的薄膜。薄膜81以一定的张力悬架在直径为30mm的第1滚83和直径为40mm的第2滚84上，可沿着箭头Z方向转动着前移。第1滚83是同金属轴85一体成型的、用硬度低(ASKERC35度)且具有弹性的发泡体即硅橡胶构成的低导热性滚。第2滚84是同金属轴86一体成型的、用硬度为JISA60度的硅橡胶构成的。金属轴85由未图示的装置主体的驱动机构进行驱动，以使薄膜81旋转、移动。加压滚87由硬度为JISA60度的硅橡胶构成，通过薄膜81对第1滚83进行接触加压，于是形成夹入部92。另外，在夹入部92已形成的状态下，第1滚83旋转，加压滚87也以金属轴88为中心从动地进行旋转。
在薄膜81内侧，在第1滚83和第2滚84之间设有发热部件89，该发热部件89被支承在成像装置主体上，朝图7下侧施加弹力，以使与薄膜81的内侧面(背面)接触加压。对薄膜81和发热部件89进行接触加压。是为了能够导热，这与为了对树脂粉末定影而形成夹入部无关，因此，有较小的接触压力就够了。发热部件89同上述实施例3一样，形成内侧磁性层即磁性板90和薄膜81一侧的高导电层即导电板81双层结构，其材质和厚度同上述实施例3一样。而且，导电板91在薄膜移动方向上的前端部89a，一直延伸到在薄膜81和加压滚87之间形成的夹入部92为止，这样，夹入部92的一部分从薄膜81的内侧面(背面)被轻轻推压。此外，在薄膜81内侧，在与发热部件89相对置的位置上，相隔一条小缝隙地设有励磁线圈部，它固定在成像装置主体上，该励磁线圈部是由作为发热机构的励磁线圈93和用铁素体做的芯材94构成的。该励磁线圈部的形状，同图6所示的上述实施例3使用的励磁线圈部基本一样。
含浸有剥离油的油滚95，以从动旋转方式对薄膜81的外周面轻轻进行接触加压，随着薄膜81的移动，一定量的剥离油便被供给到薄膜81的硅橡胶82的表面。
把像上述那样构成的定影装置用在未图示的成像装置中，以150mm/sec的工艺速度动作，使复印有彩色树脂粉末像的记录材料96像图7所示那样，将具有彩色树脂粉末95的一面朝向薄膜81一侧并沿箭头方向插入，对记录材料96上的彩色树脂粉末95进行定影。
使用的彩色树脂粉末95是以聚脂为基本材料的、急速熔融的彩色树脂粉末，它具有58℃的玻璃化转移点和107℃的软化点。已知在该彩色树脂粉末95与涂敷有本实施例的剥离油的薄膜81之间，在本实施例的设定速度条件下，当薄膜81的最高温度低于150℃时，会产生冷不均匀性现象，当夹入部92出口处的薄膜81的温度超过190℃时，会引起热不均匀性现象。
在本实施例中，磁性板90的居里温度设定为230℃，利用夹入部92连续输送记录材料96时，可获得使发热部件89的平均温度稳定在200℃左右的自身温度控制特性。而且，记录材料96通过时夹入部92出口附近的薄膜81的表面温度，根据测定结果可稳定在170℃。根据本实施例的结构，薄膜81由发热部件89开始供热之后，在夹入部92处一边行走、一边由记录材料96将热量吸走。而且，由于薄膜81的热容量设定得比较小，故夹入部92出口处的薄膜81的表面温度比夹入部92入口处的薄膜81的表面温度显著降低。因此，与上述实施例1或实施例2的加热滚相比，夹入部92出口处的薄膜81的表面温度与居里温度之间的偏差温度增大到60℃。
薄膜81的热容量减小，该夹入部92出口处的薄膜81的表面温度降低越多。本实施例使用的薄膜81，是在50μm厚的镍基材料上形成50μm厚的硅橡胶构成的，根据计算它的热容量为每1cm2约0.005Cal/℃。像本结构这种在夹入部92的入口处加热薄膜81，利用其潜势热进行定影的方式，当热容量小于该潜势热时，薄膜进入夹入部92时的温度下降非常快，易产生冷不均匀性现象，必须将夹入部92入口处的温度设定得特别高。因此，可以认为本实施例的夹入部92出口处的薄膜81的表面温度与居里温度之间的偏差温度，在各种定影方式中是最大的。
因此，在考虑到包括本实施例在内的上述各实施例的各种定影方式中，可认为夹入部出口处的温度与居里温度之间的最大偏差温度值为60°～70℃。
根据上述情况可知，在各种定影方式中居里温度Tk的必要条件是Tc≤Tk≤Th+70[℃]…………(2)通常，在包括彩色图像用的树脂粉末和在表面上形成氟化乙烯树脂、硅橡胶、氟橡胶等剥离层的加热滚或薄膜之间，冷不均匀性现象开始温度Tc及热不均匀性现象开始温度Th多半分别为140℃以上、210℃以下。因此，上述条件具体变成下式。
140[℃]≤Tk≤280[℃]………(3)根据发热部件89的结构，本实施例可以获得同上述实施例3一样的自身温度控制特性，因此薄膜81不会上升到异常高的温度，相对于定影温度将居里温度设定为适当值，这样便可自动地进行温度控制，使其接近定影温度。因此，即使省略热敏电阻等的温度检测装置和温度控制电路，也可得到最佳加热条件。此外，特别是像本实施例那样在使用薄膜81那样的低热容量加热部件时，在图7的进深方向上易产生局部性温差。对此，发热部件89所具有的自身温度控制特性也因局部性发热作用而产生温差，因此，即使通过夹入部92连续输送窄幅记录材料96，不通过该记录材料96的部分的温度也不会升到异常高，而且其后即使通过夹入部92连续输送宽幅的记录材料96，也不会产生热不均匀现象。这样，只要是在能进行自身温度控制的结构范围内，便可将作为发热部件和加热部件的薄膜81的热容量减小，故可缩短加热时间。
此外，根据本实施例，发热部件89的前端部89a一直延伸到夹入部92附近，在夹入部92处供给必要的热量，而且励磁线圈93和芯材94可以设在其上流侧，因此，励磁线圈93等不会受夹入部92的影响而升温。结果，可使发热量保持稳定。又因发热部件89的前端部89a一直延伸到夹入部92附近，故可对夹入部92前半部分的温度进行微妙控制。因此，即使树脂粉末是处于半溶融状态的时间较短的急速溶融的彩色树脂粉末，一旦充分熔化，也可在不产生热不均匀现象的情况下定影。
此外，根据本实施例，需要大压力的夹入部92，是通过在第1滚83和加压滚87之间推压而形成的，因此，不存在为形成夹入部92而边承受大摩擦力、边滑动的部分，与实施例3相比，可获得适合于高速、长时间运转的定影装置。
而且，当薄膜81开始与记录材料96相接触时，记录材料96便开始吸热。然后，由于可减小薄膜81的热容量，所以当薄膜81通过发热部件89的前端部89a时，温度便急剧下降，记录材料96通过夹入部92而离开薄膜81时，树脂粉末便成为不易产生热不均匀现象的状态。因此，即使夹入部92入口处的温度设定得相当高，也不会产生热不均匀现象。
另一方面，位于薄膜81内侧(背面侧)的第1滚83，由于材料自身的导热率低而且是由发泡体构成的，故因第1滚83内部存在着空隙，薄膜81产生的热量难以放散掉，因此是一种热效率很高的装置。
此外，在本实施例中，发热部件89是采用在磁性层(磁性板90)上设有高导电层(导电板91)的双层结构部件，但也可以只用磁性层构成发热部件，例如用铜等构成薄膜81作为高导电层，在居里温度以上时，可使薄膜81上有大量的感应电流流动。在这种情况下，发热部件即磁性层的固有阻抗和厚度也分别假设为ρ1,t1，作为高导电层的薄膜81的固有阻抗和厚度分别假设为ρ2,t2对，则ρ1/t1≥ρ2/t2………(1)如果(1)式成立，则超过居里温度时的发热量与常温下的发热量之比小于1/2。
另外，也可在与磁性层构成的发热部件相对置的位置上，而且是在接近薄膜81外侧的位置上，以非接触方式设置高导电层。这时，如果两层间的距离在规定距离之内，便可获得自身温度控制特性。像这样将高导电层同发热部件分开设置，可进一步减小发热部件的热容量。
〔实施例5〕下面，用图8对作为实施例5的图像加热装置的定影装置进行说明。
在本实施例中，同上述实施例4的定影装置的结构相同，起同样作用的部分不再详细说明。
如图8所示，本实施例的薄膜161是用70μm厚的聚酰亚胺作为基体材料，做成直径为30mm规格。在薄膜161的表面上包覆一层10μm的氟化乙烯树脂，作为剥离层162。薄膜161卷绕在直径为25mm的上滚163上，可沿箭头方向旋转。该上滚163是同金属轴164一体成型的，是用硬度低(ASKERC35度)并且具有弹性的发泡体即硅橡胶构成的低导热性滚子。加压滚165是用硬度比上滚163高(JISA60度)的硅橡胶制成的，与金属轴166一体成型。加压滚165通过薄膜161与上滚163接触加压，由于二者的硬度差异，故为图8所示，上滚163产生变形，从而形成夹入部169。然后，在形成了夹入部167的状态下，加压滚165通过未图示的驱动机构沿箭头C方向旋转，薄膜161和上滚163也从动地沿图8的箭头方向旋转。在薄膜161内侧(背面侧)、而且是在夹入部167的上流侧设有发热部件168，该发热部件168向图8的左方被推压，以便接触加压在薄膜161上，并被支承在成像装置主体上。使薄膜161和发热部件168接触加压，是为了能够导热，这是与为了对树脂粉末定影而形成夹入部167无关，因此有较小的接触压力就可以。这样，薄膜161和发热部件168之间的摩擦力减小，薄膜161的摩耗也少。发热部件168的结构和上述实施例4不同，它是由磁性板169和导电板170构成的，其中磁性板169是作为与薄膜161接触并滑动的外侧的第1层；导电板170是作为内侧的第2层。各自的材质和厚度同上述实施例4一样。在与发热部件168相对置的位置上相隔1个小缝隙设有励磁线圈171和芯材172，薄膜161夹在它们之间。
在象上述这样构成的定影装置上，如图8所示，使具有树脂粉末173的一面朝向薄膜161一侧，将保持有树脂粉末像的记录材料174沿箭头方向插入，使记录材料174上的树脂粉末173定影。
根据本实施例，采用发热部件168的结构形式，可获得同实施例4一样的自身温度控制特性，故薄膜161的温度不会上升到特别高，通过将居里温度相对于定影温度设定为适当值，便可自动地进行温度控制，使温度值基本接近定影温度，因此，即使省略热敏电阻等温度检测装置和温度控制电路，也可获得最佳加热条件。此外，特别是像本实施例那样使用薄膜161那样的低热容量的加热部件时，在图8的进深方向上易产生局部性的温差。对此，发热部件168具有的自身温度控制特性也因为局部性发热作用而产生温差，因此，即使通过夹入部167连续输送窄幅的记录材料174，不通过记录材料174的部分也不会上升到异常高温，而且其后即使通过夹入部167连续输送宽幅的记录材料174，也不会产生热不均匀现象。因此，在可进行自身温度控制的结构范围内，作为发热部件168和作为加热部件的薄膜161的热容量均匀减小，故可缩短加热时间。
另外，根据本实施例，需要大压力的夹入部167是通过在上滚163和加压滚165之间进行推压而形成的，因此不存在因形成夹入部167而一边承受大摩擦力，一边滑动的部分，与实施例3相比可获得适合于高速、长时间运转的定影装置。
而且，根据本实施例，发热部件168位于薄膜161内侧(背面侧)，而励磁线圈171和芯材172可设在薄膜161外侧，故励磁线圈171等不会受发热部件168的温度影响而升温。结果，可使发热量保持稳定。
此外，根据本实施例，由于在夹入部167处薄膜161沿着加压滚165的外周面变形，因此当记录材料174经过该夹入部167出来时，该记录材料174的出来方向是离开薄膜161的方向，薄膜161与记录材料174之间的剥离性极好。
而且，位于薄膜161内侧(背面侧)的上滚163，由于材料本身的导热率低而且是由发泡体构成的，故因上滚163内部有空隙存在，使薄膜161产生的热量难以放散掉，热效率高。
在本实施例中，发热部件168是使用将磁性板169和导电板170紧贴构成的部件，即使在它们之间设有空隙时，亦可获得同样的自身温度控制特性。在这种情况下，不需要加热导电板170，因此可以进一步减小发热部件的热容量。
另外，在本实施例中，是将磁性板169固定，在薄膜161上滑动，但也可以将相当于该磁性板169的部分做成圆筒形磁性滚，并可以旋转，把薄膜161卷绕在该磁性滚和上滚163上。在这种情况下，可进一步减小滑动部，故可进行更高速、更长时间的运转。还有，在这种情况下，如果把相当于导电板170的部分以非接触状态设在上述磁性滚内部，则可减小发热部件的热容量。
此外，在上述实施例中，发热部件的自身控制温度被设定在定影温度水平，但本发明不仅局限于这种结构，定影温度的控制，根据一般热敏电阻的检测结果进行，自身控制温度设定得更高一些，只要是为了防止异常升温，以确保装置不会因高温而损坏的安全性，均可使用本发明。
权利要求
1．一种图像加热装置，其特征在于具有发热部件、励磁部件及夹入部，其中发热部件具有按规定的居里温度设定的磁性层；励磁部件与上述发热部件相对置地设置，通过交变磁场对上述发热部件进行励磁；夹入部夹持并输送上面保持有树脂粉末图像的记录材料，同时利用上述发热部件的热量加热，上述发热部件超过居里温度时的发热量与常温下的发热量之比小于1/2。
2．根据权利要求1所述的图像加热装置，磁性层的厚度为表皮深度的2倍以上。
3．根据权利要求1所述的图像加热装置，发热部件是由磁性层和导电层构成的，其中磁性层是按规定的居里温度设定的；导电层靠近上述磁性层设置，其电阻比上述磁性层的小。
4．根据权利要求3所述的图像加热装置，设磁性层的固有阻抗和厚度分别为ρ1,t1，导电层的固有阻抗和厚度分别为ρ2,t2时，满足下述关系式ρ1/t1≥ρ2/t2
5．根据权利要求3或4所述的图像加热装置，磁性层的厚度等于或大于表皮深度。
6．根据权利要求1所述的图像加热装置，夹入部是由发热部件的至少一部分和接触并推压该发热部件的加压机构形成的。
7．根据权利要求6所述的图像加热装置，发热部件的至少磁性层是可以旋转的滚子。
8．根据权利要求6所述的图像加热装置，发热部件的至少磁性层是可移动的薄膜。
9．根据权利要求6所述的图像加热装置，发热部件的至少导电层是可移动的薄膜。
10．根据权利要求1所述的图像加热装置，夹入部是由与发热部件接触的、可移动的薄膜和推压并接触该薄膜的加压机构形成的。
11．根据权利要求10所述的图像加热装置，发热部件与薄膜的背面接触。
12．根据权利要求10所述的图像加热装置，发热部件从夹入部的上流侧到该夹入部附近与薄膜的背面接触，励磁部件设在上述夹入部的上流侧。
13．根据权利要求10所述的图像加热装置，发热部件在薄膜的背面侧与该薄膜的一部分接触，励磁部件设在上述薄膜的表面侧。
14．根据权利要求10所述的图像加热装置，加压机构是由设在薄膜背面侧的低导热性滚和设在上述薄膜表面侧的加压滚构成的。
15．根据权利要求10所述的图像加热装置，发热部件的至少一部分是由可旋转的滚子构成的。
16．根据权利要求8-14中的任一项所述的图像加热装置，薄膜做成环状的。
17．一种图像加热装置，其特征在于具有发热部件、励磁部件及夹入部，其中发热部件具有按规定的居里温度设定的磁性层；励磁部件与上述发热部件相对置地设置，通过交变磁场对上述发热部件进行励磁；夹入部夹持并输送上面保持有树脂粉末图像的记录材料，同时利用上述发热部件的热量加热，设定上述居里温度要满足下述要求，即装置在动作时、在温度接近上述居里温度对磁性层的相对导磁率降低，因此，上述发热部件的稳定温度要比树脂粉末的冷不均匀现象开始温度高，而且，其稳定时夹入部出口的温度要比上述树脂粉末的热不均匀现象开始温度低。
18．根据权利要求17所述的图像加热装置，发热部件是由磁性层和导电层构成，其中磁性层是按规定的居里温度设定的；导电层靠近上述磁性层设置，其电阻比上述磁性层的小。
19．根据权利要求18所述的图像加热装置，设磁性层的固有阻抗和厚度分别为ρ1、t1，导电层的固有阻抗和厚度分别为ρ2,t2时，满足下述关系式ρ1/t1≥ρ2/t2
20．根据权利要求17-19中的任一项所述的图像加热装置，设夹入部的树脂粉末的冷不均匀现象开始温度为Tc[℃]、居里温度为Tk[℃]、上述夹入部出口处的树脂粉末的热不均匀现象开始温度为Th[℃]时，满足下述关系式Tc≤Tk≤Th+70[℃]
21．根据权利要求17-19中的任一项所述的图像加热装置，设居里温度为Tk[℃]时，满足下述关系式140[℃]≤Tk≤280[℃]
22．根据权利要求17所述的图像加热装置，夹入部是由发热部件的至少一部分和接触并推压该发热部件的加压机构形成的。
23．根据权利要求22所述的图像加热装置，发热部件的至少磁性层是可旋转的滚子。
24．根据权利要求22所述的图像加热装置，发热部件的至少磁性层是可移动的薄膜。
25．根据权利要求22所述的图像加热装置，发热部件的至少导电层是可移动的薄膜。
26．根据权利要求17所述的图像加热装置，夹入部是由接触发热部件的可移动的薄膜和接触并推压该薄膜的加压机构形成的。
27．根据权利要求26所述的图像加热装置，发热部件与薄膜的背面相接触。
28．根据权利要求26所述的图像加热装置，发热部件从夹入部的上流侧到该夹入部附近与薄膜的背面相接触，励磁部件设在上述夹入部的上流侧。
29．根据权利要求26所述的图像加热装置，发热部件在薄膜的背面侧与该薄膜的一部分相接触，励磁部件设在上述薄膜的表面侧。
30．根据权利要求26所述的图像加热装置，加压机构是由设在薄膜背面侧的低导热性滚和设在该薄膜表面侧的加压滚构成的。
31．根据权利要求26所述的图像加热装置，发热部件的至少一部分是由可旋转的滚子构成的。
32．根据权利要求26-30中的任一项所述的图像加热装置，薄膜做成环形的。
33．一种成像装置，具有成像机构和热定影装置，其中成像机构使未定影的图像形成并保持在记录材料上；热定影装置将未定影图像热定影在记录材料上，其特征在于热定影装置采用权利要求1-32项中的任一项所述的图像加热装置。
全文摘要
一种图像加热装置,包括:圆筒状加热滚21,居里温度设定为210℃;励磁线圈23,它设在加热滚21的内部,通过交变磁场对加热滚21进行励磁;夹入部27,它对保持有树脂粉末像的记录材料15进行夹持输送,同时还利用加热滚21的热量进行加热。该加热滚21在居里温度以上时的发热量与常温下的发热量之比小于1/2。根据这种结构,可利用自身温度控制功能将加热滚21稳定地控制在定影的最佳温度,解决了局部温度升高、温度不够或发热不稳定以及装置破损等问题。
文档编号G03G15/20GK1236121SQ9910664
公开日1999年11月24日 申请日期1999年5月17日 优先权日1998年5月15日
发明者寺田浩, 山本肇, 丰田昭则, 元治伸夫, 浦田嘉人, 石丸直昭, 中津川达雄, 内藤雅和 申请人:松下电器产业株式会社, 松下电送系统株式会社