JPH0571862U - 画像定着用ヒーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長期間の使用に際しての電気的接続構造の信
頼性に優れ、かつ組み立てが容易で安価に製造すること
ができ、機械的強度に優れた、ＰＴＣ素子を用いた画像
定着用ヒーターを得る。 【構成】 長手方向に沿って溝１２が形成された金属ハ
ウジング１１内に、一方主面が溝１２の開口部分に臨む
向きとなるように少なくとも１個の正特性サーミスタ素
子１６を配置し、この正特性サーミスタ素子１６の上に
金属伝熱板１７を載せ、金属伝熱板１７に形成された切
欠部１７ａ及び１７ｂに、金属ハウジングの係止部１１
ａ及び１１ｂを嵌め合わせて金属伝熱板１７を金属ハウ
ジング１１に保持した画像定着用ヒーター１０ａ。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電子写真等において画像の定着に用いられる画像定着用ヒーターに 関し、特に、発熱源として正特性サーミスタ素子を用いた画像定着用ヒーターに 関する。

【０００２】

【従来の技術】

電子写真等において、紙等の複写材に画像を定着させる方法として加熱ロール 法が幅広く用いられている。 図２は、加熱ロール法を利用した画像定着装置の従来例を示す断面図である。 図２を参照して、複写紙１の一方面には、感光体上の静電潜像に応じたトナー像 が形成されている。このトナー像は、複写紙１が定着ロール２と加圧ロール３と の間を、矢印Ａ方向に沿って通過する際に、加熱・加圧されることにより複写紙 １に定着される。定着ロール２は、円筒ロール２ａと円筒ロール２ａ内に配置さ れた熱源としてのハロゲンランプ２ｂとを有する。ハロゲンランプ２ｂは固定さ れているが、円筒ロール２ａは図示の矢印Ｂ方向に回転されるように構成されて いる。

【０００３】 しかしながら、熱源としてハロゲンランプ２ｂを用いているため、該ハロゲン ランプ２ｂの発熱を制御するためにセンサー及びコントローラーが必要であり、 装置が複雑化し、コストが高くなるという問題があった。さらに、ハロゲンラン プ２ｂから円筒ロール２ａまで、空気を媒体として伝熱しているため、円筒ロー ル２ａの外周面の温度立ち上がり時間が長くなり、複写可能となるまでの待ち時 間が長くかかるという問題もあった。

【０００４】 他方、発熱を制御するためのコントローラーを不要とするために、熱源として 正特性サーミスタ素子（ＰＴＣ素子）を用いた画像定着用ヒーターも提案されて いる（例えば、実公昭６０−６５１４及び実公昭６４−６５１６等）。このよう なＰＴＣ素子を熱源として用いた画像定着装置は、円筒状の回転ロール内にＰＴ Ｃ装置を一体的に組み込むことにより構成されている。これらの構造では、ＰＴ Ｃ素子を熱源として利用するものであるため、発熱をコントロールするためのセ ンサー及び制御装置を必要としない。また、円筒ロールとＰＴＣ素子とは一体化 されているため、伝熱性に優れ、複写可能となるまでの待ち時間を短縮すること が可能とされている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来のＰＴＣ素子を用いた画像定着装置では、ＰＴ Ｃ素子が円筒ロールに一体的に組み込まれており、円筒ロールの回転に伴って熱 源であるＰＴＣ素子も回転される。従って、ＰＴＣ素子に電流を供給するための 電気的接続部も回転するため、長期間の使用に際しても信頼性が充分でなく、か つ電気的接続構造が複雑化し、定着装置の大型化及び重量の増大を招くという問 題があった。また、その構造が複雑であるため、組み立ても容易に行うことがで きないという問題点があった。

【０００６】 本考案の目的は、ＰＴＣ素子を用いた画像定着用ヒーターであって、長期間の 使用に際しての電気的接続の信頼性に優れており、定着装置の小型化及び軽量化 に適し、組み立てが簡単で安価に製造することのできる画像定着用ヒーターを提 供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案に従う画像定着用ヒーターは、長さ方向に沿って溝が形成され、この溝 を形成する壁部の両端から内側に向かって互いに対向するように延びる係止部を 有した金属ハウジングと、一方主面が溝の開口部分を臨む向きとなるように溝内 に配置された少なくとも１個の正特性サーミスタ素子と、正特性サーミスタ素子 の一方主面と熱結合するように一方主面上に設けられる金属伝熱板とを備えてい る。さらに本考案において金属伝熱板には、長手方向に沿って金属ハウジングの 係止部の対応する位置にそれぞれ切欠部が形成されている。この切欠部に金属ハ ウジングの係止部が嵌めあわされることにより、金属伝熱板が金属ハウジングに 保持される。

【０００８】 また、本考案に従う実施態様の１つでは、金属ハウジングがかしめ加工するこ とのできる可塑性を有し、金属ハウジングの係止部が金属伝熱板の切欠部に嵌め あわされるように金属ハウジングがかしめ加工され、これによって金属伝熱板が 金属ハウジングにかしめ止めされ保持される。

【０００９】

【作用】

本考案に従う画像定着用ヒーターでは、ＰＴＣ素子を熱源としているため、温 度調節のためのセンサー等の複雑な装置を必要としない。 また、本考案に従う画像定着用ヒーターは、金属伝熱板の外面を加熱面として 用い、該加熱面上に、定着ベルト等の複写紙搬送手段を摺動させるようにして用 いることにより、画像定着用ヒーター自体は固定した状態で用いることができる 。このため、ＰＴＣ素子に電力を供給するための電気的接続構造を簡略化するこ とができ、長期間の使用に際しての信頼性を高めるとともに、画像定着装置全体 の大きさ及び重量の軽減を図ることができる。

【００１０】 また、本考案に従う画像定着用ヒーターでは、金属伝熱板の切欠部と金属ハウ ジングの係止部とを嵌めあわせることによって金属伝熱板を金属ハウジングに保 持している。このため、組み立て工程が簡単であり、安価に製造することができ る。 また、本考案に従う画像定着用ヒーターでは、金属伝熱板の切欠部と金属ハウ ジングの係止部とを嵌めあわせることによって金属伝熱板が金属ハウジングに保 持されているため、主要な部分が金属ハウジングによって覆われており、機械的 強度にも優れている。

【００１１】

【実施例の説明】

図３は、本考案に従う実施例の画像定着用ヒーターを示す斜視図である。図３ を参照して、画像定着用ヒーター１０は、画像定着用ヒーター本体１０ａの両端 に耐熱性合成樹脂等からなる保持部１０ｂ及び１０ｃを取り付け、一方の保持部 １０ｃから後述するＰＴＣ素子に電力を供給するための端子１０ｄ及び１０ｅが 引き出されている。 図１は、図３のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に 沿う部分切欠断面図である。図１及び図４を参照しながら、ヒーター本体１０ａ の構造を説明する。

【００１２】 図１を参照して、ヒーター本体１０ａは、金属ハウジング１１内にＰＴＣ素子 １６を配置している。金属ハウジング１１は、後述するようにかしめ加工をする ことのできる可塑性を有するよう金属から形成される。金属としては、例えばア ルミニウム等を用いることができる。 ＰＴＣ素子１６は、ハウジング１１の長さ方向に沿って形成された溝１２内に 配置されている。溝１２内は、絶縁層１３によって覆われている。絶縁層１３は 、電気的絶縁層を有し、かつ充分な耐熱性を有する任意の材料により形成するこ とができる。例えば、アルミナ等の絶縁性セラミックス、マイカ、またはシリコ ン等の断熱性樹脂等により構成することができる。

【００１３】 溝１２内にあっては、下方に押圧バネ１４が配置されている。押圧バネ１４は 、図４に示されるように溝１２の長さ方向に沿って波打った形状とされている。 押圧バネ１４は、ステンレス等の金属材料により構成することができる。 押圧バネ１４の上方には、給電用の第１の電極板１５ａが載置されている。電 極板１５ａの上には、ＰＴＣ素子１６が載置されている。図４に示されるように 、ＰＴＣ素子１６は、溝１２の長さ方向に沿って、複数個が所定間隔を隔てて配 置されている。

【００１４】 ＰＴＣ素子１６の上面には、給電用の第２の電極板１５ｂが設けられている。 第１及び第２の電極板１５ａ及び１５ｂは、金属板等の導電性材料により構成す ることができる。第２の電極板１５ｂは、ＰＴＣ素子１６から与えられた熱を金 属伝熱板１７に伝える必要があるため、熱伝導性に優れた金属板により構成する ことが好ましい。このような金属板として、例えば、ステンレスまたは真鍮等の 材料を用いることができる。

【００１５】 金属伝熱板の幅方向の端部には、長手方向に沿ってそれぞれ係止部１７ａ及び １７ｂが形成されている。この切欠部１７ａ及び１７ｂに、それぞれ金属ハウジ ング１１の溝１２を形成する両端部の係止部１１ａ及び１１ｂが嵌め合わされて おり、これによって金属伝熱板１７が金属ハウジング１１によってかしめ止めさ れている。

【００１６】 図６は、金属ハウジング１１をかしめ加工する前の状態を示す断面図である。 図６を参照して、かしめ止めする際、金属伝熱板１７をやや下方に押圧し、押圧 バネ１４を押し付けた状態でかしめ止めする。このような押圧状態によるかしめ 止めが可能なように絶縁層１３及び金属ハウジング１１の寸法が設定されている 。このような押圧状態でかしめ止めを行うことにより、ＰＴＣ素子１６の上面が 第２の電極板１５ｂを介して金属伝熱板１７の内面に圧接され、これによってＰ ＴＣ素子１６と金属伝熱板１７とが熱結合される。

【００１７】 絶縁層１３は、電気的な絶縁を与えるため設けるものであるが、断熱性に優れ た材料であることが好ましい。例えば、アルミナ、マイカ、シリコンゴムまたは 耐熱プラスチック等から構成することが好ましい。このように断熱性に優れた材 料を用いることによって、ＰＴＣ素子１６で発生した熱が、金属伝熱板１７の内 面以外の方向に漏洩することを防止し、それによって画像定着用ヒーター１０の 熱効率を高めることができ、より鮮明な画像を得ることができる。

【００１８】 図５は、上記実施例の画像定着用ヒーター１０を用いて構成された画像定着装 置を示す断面図である。図５を参照して、画像定着用ヒーター１０は、固定的に 配置されており、画像定着用ヒーター１０の加熱面１０ｆ上を定着ベルト１８が 摺動するよう構成されている。定着ベルト１８は、熱伝導性に優れた材料、例え ばニッケル、またはポリイミド樹脂等から構成することができる。定着ベルト１ ８は、軸１９を中心として回転し得るように構成されている。 この画像定着用ヒーター１０及び定着ベルト１８により画像定着ロール２１が 構成されており、加圧ロール２２との間に複写紙２３を通過させることにより、 複写紙２３上のトナー像を加熱・加圧して複写紙２３に定着させることができる 。

【００１９】 図５に示されるように、この実施例の画像定着用ヒーター１０は、画像定着ロ ール２１を構成する際、その位置が固定されている。このため、ＰＴＣ素子１６ に対する電気的接続構造を簡略化することができる。従って、長期間の使用に際 しての電気的接続の信頼性を高めることができる。さらに、ＰＴＣ素子１６を熱 源として用いるものであるため、温度調節のためのセンサー及びコントローラー 等の複雑な装置を必要としない。 また、ＰＴＣ素子１６は、金属伝熱板１７の内面に熱結合されており、かつ加 熱面１０ｆが定着ベルト１８に直接接触しているため、ＰＴＣ素子１６において 発生した熱を複写紙２３に効率良く伝えることができ、複写可能となるまでの待 機時間を短縮することも可能である。

【００２０】 図７は、図１に示す実施例の組み立て加工前の状態を示す斜視図である。図７ を参照して、溝１２に配置されたＰＴＣ素子１６上の給電用の第２の電極板１５ ｂの上に金属伝熱板１７を載せ、その後金属ハウジング１１を矢印Ａ及び矢印Ｂ で示す方向にかしめ加工する。このかしめ加工によって、金属伝熱板１７の切欠 １７ａ及び１７ｂにそれぞれ、係止部１１ａ及び１１ｂが嵌め合わされて、金属 伝熱板１７が金属ハウジング１１によってかしめ止めされる。 図８は、本考案に従う他の実施例を示す断面図である。この実施例では、絶縁 層は複数の板状の絶縁層１３ａ，１３ｂ及び１３ｃを組み合わせることにより構 成されている。板状の絶縁層１３ａを底部に配置し、その幅方向の両側に板状の 絶縁層１３ｂ及び１３ｃを側壁として配置している。

【００２１】 なお、上記実施例では、金属伝熱板の切欠部と金属ハウジングの係止部とをか しめ加工により嵌めあわせて、金属伝熱板を金属ハウジングに保持したものを示 したが、本考案はこれに限定されるものではない。 すなわち、金属伝熱板を金属ハウジングの溝の端部から挿入することによって 、金属伝熱板の切欠部と金属ハウジングの係止部とを嵌めあわせて、金属伝熱板 を金属ハウジングに保持するようにしてもよい。

【００２２】

【考案の効果】

本考案では、ＰＴＣ素子を熱源として画像定着用ヒーターが構成されているた め、温度調整を行う必要がなく、従ってセンサー及び複雑なコントローラーを省 略することができる。また、付加変動に対しても対応することが容易である。さ らに、画像定着用ヒーターの加熱面上に定着ベルトを摺動させることにより定着 装置を構成することができるため、画像定着用ヒーターの位置を固定して使用す ることができる。このため、ＰＴＣ素子の電気的な接続構造を簡略化することが でき、このため長期間の使用における信頼性も従来の画像定着用ヒーターに比べ 向上させることができる。

【００２３】 また、本考案の画像定着用ヒーターは、金属伝熱板の切欠部と金属ハウジング の係止部とを嵌めあわせるによって金属伝熱板を金属ハウジングに保持すること ができるものであるため、組み立てが簡単であり、安価に製造することができる 。また、本考案の画像定着用ヒーターでは、ＰＴＣ素子の上に金属伝熱板が設け られている。この金属伝熱板として、熱伝導性の良好なものを用いることにより 、ＰＴＣ素子の使用数を少なくしても、全体を均一に加熱することが可能である 。従って、安価でかつ高品質の画像定着用ヒーターを供給することができる。

【００２４】 また、金属ハウジングの溝の開口部に臨むＰＴＣ素子面以外のＰＴＣ素子の周 囲領域を絶縁層で取り囲んだ場合には、加熱部分以外の伝熱を非常に小さくする ことができ、従って消費電力を低減することができるとともに、熱応答性に優れ た画像定着用ヒーターとすることができる。このため、画像定着用ヒーターの高 速化・小型化及び電源の小型化を実現することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う実施例の画像定着用ヒーターを示
す断面図。

【図２】従来の画像定着装置を説明するための部分切欠
断面図。

【図３】本発明に従う画像定着用ヒーターの概略斜視
図。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う部分切欠断面図。

【図５】本発明に従う実施例の画像定着用ヒーターを用
いた定着装置を説明するための断面図。

【図６】図１に示す実施例のかしめ加工する前の状態を
示す断面図。

【図７】図１に示す実施例の組み立て加工前の状態を示
す斜視図。

【図８】本発明に従う他の実施例を示す断面図。

【符号の説明】

１０…画像定着用ヒーター １１…金属ハウジング １１ａ，１１ｂ…係止部 １２…溝 １３…絶縁層 １５ａ…給電用の第１電極板 １５ｂ…給電用の第２電極板 １６…ＰＴＣ素子 １７…金属伝熱板 １７ａ，１７ｂ…切欠部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 長さ方向に沿って溝が形成され、この溝
   を形成する壁部の両端から内側に向かって互いに対向す
   るように延びる係止部を有した金属ハウジングと、 一方主面が前記溝の開口部を臨む向きとなるように前記
   溝内に配置された少なくとも１個の正特性サーミスタ素
   子と、 前記正特性サーミスタ素子の一方主面と熱結合するよう
   に一方主面上に設けられる金属伝熱板とを備え、 前記金属伝熱板には、長手方向に沿って前記金属ハウジ
   ングの係止部と対応する位置にそれぞれ切欠部が形成さ
   れており、 前記金属伝熱板の切欠部に前記金属ハウジングの係止部
   が嵌めあわされることにより、前記金属伝熱板が前記金
   属ハウジングに保持されることを特徴とする、画像定着
   用ヒーター。
2. 【請求項２】 かしめ加工することのできる可塑性を有
   し、かつ長さ方向に沿って溝が形成され、この溝を形成
   する壁部の両端から内側に向かって互いに対向するよう
   に延びる係止部を有した金属ハウジングと、 一方主面が前記溝の開口部を臨む向きとなるように前記
   溝内に配置された少なくとも１個の正特性サーミスタ素
   子と、 前記正特性サーミスタ素子の一方主面と熱結合するよう
   に一方主面上に設けられる金属伝熱板とを備え、 前記金属伝熱板には、長手方向に沿って前記金属ハウジ
   ングの係止部と対応する位置にそれぞれ切欠部が形成さ
   れており、 前記金属ハウジングがかしめ加工されて前記金属伝熱板
   の切欠部に前記金属ハウジングの係止部が嵌めあわされ
   ることにより前記金属伝熱板が前記金属ハウジングにか
   しめ止めされていることを特徴とする、画像定着用ヒー
   ター。