JPH04174882A - 定着用ヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は定着用ヒータにおいて、早期断線をなくシ、か
つローラとの密着を良好にして複写紙の加熱を良好なら
しめたものである。

（従来の技術） 複写機やファクシミリなどのＯＡ機器においてはトナー
像を形成した複写紙を定着用ヒータと定着用ローラとの
間を通過させ、定着用ヒータの熱によってトナーを複写
紙に溶着させてその像を定着している。

この目的に用いられる定着用ヒータはアルミナセラミッ
クスなどからなる細長い耐熱性基板の表面に銀・パラジ
ウム合金などの発熱材料からなる細長い膜状発熱体を形
成し、この発熱体の両端に端子部を設けたものである。

このような定着用ヒータを得るには基板表面に銀・パラ
ジウム合金粉末ペーストをプリント配線して発熱体の形
状にプリント膜を形成し、そののち焼成してプリント膜
を発熱体に形成し、さらに発熱体の両端に銀ペーストを
塗布し、焼成して端子に形成すればよい。

このように構成されたヒータをＯＡ機器に組込んで両端
子間に通電し、発熱体をジュール熱によって約２００℃
前後に加熱し、上述の定着作業を行なうのである。

（発明が解決しようとする課題） このような定着用ヒータにおいては、加熱温度がほぼ定
まっているので、出力が決定されれば、発熱体の断面積
が自ら定まり１発熱体の膜厚と幅とが決定できる。

しかして、本発明者の実験によれば発熱体の幅にも適値
があることが解った。たとえば１発熱体の幅が極端に狭
いと、局部的に温度の不均一を生じ、定着むらを生じる
ばかりか、反復点滅により早期断線するものが多発する
。また、発熱体の幅が極端に広くなると、正規の出力で
発熱体温度が所定の温度に達していても定着不良が多発
することがある。

そこで、本発明の課題は発熱体の幅の適当範囲を見出す
ことである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は膜状電気発熱体をプリント配線してなる定着用
ヒータにおいて、電気発熱体の幅を０．５■ないし１０
ｍｍの範囲に限定したことである。

（作用） プリント配線は型紙などの抜型の上から発熱材料のペー
ストをローラで塗布して配線パターンを形成し、これを
炉内で焼付けたものである。このようにして得られた電
気発熱体はプリント時の抜型の微小な波打ちやローラ面
の微小な凹凸などの理由によって側縁を正確な直線状に
形成することは極めて困難で、多くは側縁に微小な凹凸
は避けられない、そして、この側縁の微小な凹凸がある
と発熱体の電気抵抗に局部的な不均一を生じ、しかもそ
の影響は発熱体の幅が小ないほど影響が大きく、特に発
熱体の幅が０．５■以下になると凹凸の影響は致命的で
ある。

また、０ＡＩＩＩＩにおいてはその使用目的から機器の
大きさおよびこれに組込まれる定着用ローラの直径はほ
ぼ定まっている。このため、定着用ローラの回転方向（
複写紙の進行方向）における接触幅は約１０１で、これ
以上発熱体の幅を広くしても電気がむだになるだけであ
る。

（実施例） 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第１図ないし第３図は実施例定着用ヒータを示し、図中
、ωはアルミナセラミックスからなる長さ３０畷厘、幅
約２０ｍ＋■、厚さ約１ｍｍの細長い基板、■はこの基
板■の表面に形成された細長い膜状の電気発熱体、■、
＠はこの電気発熱体■の両端に接続して上記基板■の両
端に形成された１対の端子、に）は上記電気発熱体■を
被覆するガラス質保護膜である。そして、電気発熱体■
の幅をｗｍｍとする。

上記電気発熱体■は銀・パラジウム合金ペーストを基板
０表面にプリント配線したのち焼付けてなるもので、プ
リント時、抜型がローラの進行に従って波を打ったり、
ローラ表面に細かい凹凸があるなどの理由により側縁に
微小な凹凸を有する。

そして、この電気発熱体■の幅Ｗは０．５ないし１０１
の範囲にあり、その膜厚は電気出力と幅Ｗとから計算に
よって求められる。

上記端子■は電気発熱体■に連続して同材質からなる幅
広の延長部（３１）を基体■端部に形成し、この延長部
（３１）表面に銀ペーストを塗布して焼付けて銀膜（３
２）を形成してなるものである。

このように構成した定着用ヒータをＯＡ機器に組込み、
後述するように定着用ローラを圧着させて組合せ、電源
を接続する。そして、ヒータの両端子■、■間に通電す
れば、発熱体■に加熱電流が通流してジュール熱を発生
し、約２００℃に加熱され、かつ定着用ローラが連動し
て回転する。そして、トナー像を付着した複写紙をヒー
タとローラとの間に送り込めば、複写紙がローラによっ
てヒータの保護膜に）の表面に圧着されながら通過し、
ヒータの熱によってトナーが複写紙に溶着して定着され
る。

つぎに、本発明において、発熱体■の幅（ｗ）を０．５
園−以上に限定した理由を説明する。本発明者らは上述
の実施例定着用ヒータにおいて、発熱体■を顕微鏡で調
査したところ、第４図に示すように、側縁に多数の凹部
（２１）、　（２１）・・・と多数の凸部（２２）、　
（２２）・・・が存在した。このような凹部（２１）　
。

（２１）・・・および凸部（２２）、　（２２）・・・
は前述したとおり、プリント配線の宿命で、プリント時
の抜型の微小な波打ちやローラ面の微細な凹凸などの理
由によって生じたもので、第４図では三角形で模擬した
が、実際は不整で、それぞれ大小も形状も異っている。

そこで、これに凹部（２１）、　（２１）・・・の凹み
深さを（ａ、）、　（ａ、）、　（ａ、）・・・とじ、
凸部（２２）、　（２２）・・・の突出長を（ｂｌ）、
　（ｂｌ）・・・とすれば、発熱体■設計抵抗は幅Ｗに
よって定められる。がしかし、凹部（２１）、　（２１
）・・・の部分における発熱体■の局部抵抗は局部幅（
ｗ−ａ工）、　（ｗ−ａ、）、　（ｗ−ａ−）で定まる
。

そして、たとえばＷが１０ｍｍでａｌが０．１璽璽であ
れば、局部抵抗は局部幅９．９■によって定まる。これ
に対し、たとえばＷが１■でａｌが０．１■であれば局
部抵抗は局部幅０．９Ｈによって定まる。この計算例か
ら明らかなとおり、凹部（２１）の深さ（ａ工Ｌ　（ａ
、　）・・・は幅Ｗの如何んにかかわらずほぼ一定であ
るので、凹部（２１）、　（２１）−・・形成による局
部抵抗の狂いは幅Ｗが小さいほど大きく、たとえば発熱
体■の設計幅Ｗが小さくなると凹部（２１）において局
部抵抗が過大になって強く発熱し、異状に高温になって
発熱体が局部的に剥離したり酸化したりして早期に断線
し、また断線しないまでも定着むらや複写紙の局部的焼
損を生じるおそれがある。

そこで、本発明者らは上述の実施例ヒータにおいて、発
熱体の幅（ｗ）を０．２ｍｍから２０ｍｍまでの数種類
とした試作品を作製し、最高温度２１０”Ｃになるよう
にして１７秒通電、４秒消灯の点滅サイクルを繰返し、
断線に到るまでのサイクル数を調査した。この結果を第
５図に示す６図は横軸に発熱体■の幅（ｗ）をｍｍの単
位でとり、縦軸に点滅サイクルの回数をとったもので曲
線は相関を示す６図から明らかなとおり、発熱体■の幅
（ｗ）が０．５　ｍｍを越えると点滅サイクル回数が急
に大きくなって実用的になっており、これに対しＷが０
．５１未満のときは点滅サイクル回数が極端に小さく実
用的でない、そこで、本発明においては発熱体■の幅（
ｗ）を０．５ｍｍ以上とした。

つぎに、本発明において１発熱体■の幅（Ｗ）を１０ｍ
ｍ以下に限定した理由を第６図によって説明する。前述
のとおり、定着用ヒータは定着用ローラと組合わせて機
器内に組込まれる。このとき、ヒータ（Ａ）とローラ（
Ｂ）とは同軸にかつローラ（Ｂ）表面の弾性圧接面（ハ
）がヒータ（Ａ）のガラス質保護膜に）の表面に適当な
圧力で弾接し、軸０を中心に回転している。そして、ヒ
ータ（Ａ）とローラ（Ｂ）との間に複写紙■を挿入する
と、複写紙■は保護膜に）とローラ（Ｂ）の圧接面■と
の間で適当に圧接されなからローラ（Ｂ）の回転によっ
て矢印方向に送られる。そして、ローラ（Ｂ）の圧接面
■の複写紙■へ接触する長さをＷとする。そして、通常
ローラ（Ｂ）の直径は４５〜１００　ｍｍであり、かつ
複写紙■は図示のように若干わん曲しているので接触長
（Ｗ）は通常１０ｍｍの長さとなる。そして、図のよう
に発熱体■の幅（Ｗ）が１０ｍｍ以上あっても有効長さ
は接触長さＷにすぎず、それ以外は複写紙■の加熱には
役立たず、電力のむだになるだけで定着不良のおそれす
らある。これに対し、発熱体■の輻Ｗが１０ｍｍ未満で
あれば１幅Ｗの全長が複写紙■を加熱するので電力のむ
だがない、そこで１本発明において、発熱体■の幅Ｗの
上限を１０園膳以下に限定した。

なお１本発明において、保護膜の中央が凹んだ定着用ヒ
ータにも反対に中央が山形に突出した定着用ヒータにも
適用できる。また、発熱体を構成する発熱材料は前述の
銀・パラジウム合金に限らず、既知のどのようなもので
もよい。

そして保護膜は不可欠でない。

〔発明の効果〕

このように、本発明の定着用ヒータは細長い耐熱性基板
の表面に細長い膜状電気発熱体をプリント配線してなる
定着用ヒータにおいて、電気発熱体の幅を０．５ｍｗ＋
ないし１０＋＊ｗｔの範囲に限定したので、発熱体断線
や局部過熱のおそれがなく、しかも加熱電流のむだや定
着むらもない利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の定着用ヒータの一実施例の平面図、第
２図は第１図の■−■線に沿った拡大断面図、第３図は
第１図■−■線に沿った拡大断面図、第４図は電気発熱
体の幅に下限が存在することを説明する膜量的拡大平面
図、第５図は電気発熱体の幅の下限の根櫨を示すグラフ
、第６８！！Ｉは電気発熱体の幅に上限が存在すること
を説明する説明図である。 ■・・・基板　　　　　　　■・・・電気発熱体■・・
・端子　　　　　　　に）・・・保護膜■・・・圧接面
　　　　　　０・・・軸■・・・複写紙 （２１）・・・凹部　　　　　　（２２）・・・凸部（
ｗ）・・・電気発熱体の幅 （ａ、）、　（ａ、）、　（ａ、’）・・・凹部の凹み
深さ（ｂよ）、　（’ｂ２）・・・凸部の突出長（Ａ）
・・・定着用ヒータ　　（Ｂ）・・・定着用ローラ代理
人　弁理士　大　胡　典　夫 第１図 第２図 第３図 第４図 ０．５　　　　　１，０　　　　　９．５　　　　　１
０．４七・オ沿仁艮のヤ＆　ｗ　　　　　　（ｍｍ）第
５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　細長い耐熱性基板の表面に細長い膜状電気発熱体をプ
   リント配線してなる定着用ヒータにおいて、上記発熱体
   の幅は０．５ｍｍないし１０ｍｍの範囲にあることを特
   徴とする定着用ヒータ。