JPH08185069A - 定着ヒータ,定着装置および画像形成装置 - Google Patents

定着ヒータ,定着装置および画像形成装置

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JPH08185069A
JPH08185069A JP32607294A JP32607294A JPH08185069A JP H08185069 A JPH08185069 A JP H08185069A JP 32607294 A JP32607294 A JP 32607294A JP 32607294 A JP32607294 A JP 32607294A JP H08185069 A JPH08185069 A JP H08185069A
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JP
Japan
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heating element
resistance heating
heat
fixing heater
comb
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JP32607294A
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Shiro Ezaki
史郎 江▲崎▼
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な構成により加熱むらを低減する。 【構成】耐熱性電気絶縁材料よりなる基板12と、この
基板表面12a上に形成されて発熱部12aが矩形波形
であるPTC抵抗発熱体15と、このPTC抵抗発熱体
15に電気的に接続される一対の電極13,14と、抵
抗発熱体15上に電気絶縁ガラスコート16を介して形
成される熱拡散層17とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、OA機器,家庭用電
気機器や精密製造設備などの小形機器類に装着されて用
いられる薄形の定着ヒータおよびこの定着ヒータを実装
した複写機やファクシミリなどのトナー定着に用いられ
る定着装置ならびにこの定着装置を用いた画像形成装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、電子式複写機においては、トナ
ー画像を形成した複写用紙を板状の定着ヒータと加圧ロ
ーラとの間を直接または耐熱シートを介して間接に挟圧
しながら通過させ、この定着ヒータの加熱によって複写
用紙上のトナーが加熱,溶融し定着するようになってい
る。
【0003】この種の従来の定着ヒータとしては例えば
図7〜9に示すように構成されたものがある。この定着
ヒータ1はアルミナ(Al2 3 )セラミックスなどか
らなる細長の耐熱性・電気絶縁性基板2の表面2a上
に、良導電体膜よりなる一対の櫛状電極3,4を積層し
ている。これら櫛状電極3,4は矩形状の複数の櫛歯状
突部3a,4aを長手方向に所定のピッチで突設して、
これら櫛歯状突部3a,4a同士が所定の間隙gを置い
て噛み合うように並設しており、これらの長手方向の各
矩形状一端部を受電部3b,4bに形成し、ここに図示
しない給電コネクタを電気的に接続して受電するように
なっている。
【0004】これら一対の櫛状電極3,4の上面上と基
板表面2a上には図9に示すように抵抗温度係数が正特
性のPTC(Positive Temperature Coefficient)抵抗
発熱体5を積層している。さらに、このPTC抵抗発熱
体5の外面を平滑性と電気絶縁性とを有する表面ガラス
層6により被覆して、その上面上に複写用紙Pを摺動さ
せてトナー像を複写用紙Pに加熱定着させるようになっ
ている。
【0005】そして、PTC抵抗発熱体5は一対の櫛状
電極3,4の各櫛歯状突部3a,4a同士間の間隙gに
介在された矩形波形状の発熱部5a(図7,図8中平行
斜線で表示)で発熱する。
【0006】発熱部5aは抵抗温度係数が正特性のPT
C抵抗体よりなるので、通電流が増大して発熱温度が所
定値を超えると、電気抵抗を増大させて通電流を抑制し
て、所定温度以上の昇温が抑制される。このために、発
熱部5aの温度制御は不要であるので、この発熱部5a
の温度を検出するサーミスタ等の温度センサやこの温度
センサの検出値に基づいてPTC抵抗発熱体5への通電
流を制御する温度制御回路も不要であり、部品点数の削
減とそれに伴う小型軽量化とコスト低減とを共に図るこ
とができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の定着ヒータ1ではPTC抵抗発熱体5の発熱
部5aが矩形波形に蛇行しているので、図8に示すよう
に複写用紙Pの白矢印で示す摺動方向に対してPTC抵
抗発熱体5の発熱部5aの長さが長いために発熱面積が
広い部分aと、発熱長さが短かいために発熱面積が狭い
部分bとが抵抗発熱体5の長手方向に所要のピッチで分
布するので、各部で複写用紙の加熱時間が異なり加熱む
らを生じて定着むらが発生するという課題がある。
【0008】そこで本発明は上記事情を考慮してなされ
たもので、その目的は簡単な構成により加熱むらないし
定着むらを低減することができる定着ヒータ,定着装置
および画像形成装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために次のように構成される。
【0010】本願の請求項1に記載の発明は、耐熱性電
気絶縁材料よりなる基板と、この基板の一面上に形成さ
れて発熱領域が非直線である抵抗発熱体と、この抵抗発
熱体に電気的に接続される一対の電極と、前記抵抗発熱
体上に電気絶縁層を介して形成される熱拡散層と、を有
することを特徴とする。
【0011】また、本願の請求項2に記載の発明は、抵
抗発熱体は、その長手方向に対して直角方向から見たと
きの発熱領域の長さを、長手方向の位置により異なるよ
うに形成してなることを特徴とする。
【0012】さらに、本願の請求項3に記載の発明は、
一対の電極は、複数の櫛歯状突部が互いに所要の間隙を
置いて噛み合うように並設される一対の櫛状電極よりな
ることを特徴とする。
【0013】さらにまた、本願の請求項4に記載の発明
は、抵抗発熱体は、抵抗温度係数が正特性の抵抗体より
なることを特徴とする。
【0014】また、本願の請求項5に記載の発明は、熱
拡散層が金属層よりなることを特徴とする。
【0015】さらに、本願の請求項6に記載の発明は、
耐熱性電気絶縁材料よりなる基板と、この基板の一面上
にて複数の櫛歯状突部が互いに所要の間隙を置いて噛み
合うように並設される一対の櫛状電極と、前記基板の一
面上と前記一対の櫛状電極上とに亘って積層され、抵抗
温度係数が正特性の抵抗発熱体と、この抵抗発熱体を被
覆する電気絶縁層と、この電気絶縁層上に積層される熱
拡散層と、この熱拡散層を被覆する表面保護層と、を有
することを特徴とする。
【0016】さらにまた、本願の請求項7に記載の発明
は、基板と抵抗発熱体との間に断熱層を形成したことを
特徴とする。
【0017】また、本願の請求項8に記載の発明は、請
求項1〜7のいずれか1項に記載の定着ヒータと、加圧
ローラとを対向配置したことを特徴とする。
【0018】さらに、本願の請求項9に記載の発明は、
請求項8記載の定着装置を具備していることを特徴とす
る。
【0019】
【作用】本発明は、PTC等の抵抗発熱体上に熱拡散層
を形成しているので、この抵抗発熱体が長手方向に沿っ
て蛇行する等により、その発熱部に、非直線部を有し、
加熱むらを生じ易い場合でも、これら発熱部からの発熱
を熱拡散層により拡散するので、加熱むらを低減ないし
防止することができる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1〜図9に基づい
て説明する。なお、図1〜図9中、同一または相当部分
には同一符号を付する一方、各部の寸法は場合により誇
張して図示しており、寸法上必ずしも比例しておらず、
例えば図1は幅方向に拡大して示し、図2,図4は各層
の厚さ方向に拡大して示している。
【0021】図1は本発明に係る定着ヒータの一実施例
の表面を示す平面図、図2は図1のII−II線切断部の端
面図であり、これらの図に示すように、定着ヒータ11
は、耐熱性・電気絶縁性材料の例えばアルミナ(Al2
3 )セラミックスからなる細長の基板12の表面12
a上に、良導電体膜よりなる一対の櫛状電極13,14
を積層している。これら櫛状電極13,14は矩形状の
複数の櫛歯状突部13a,14aを長手方向に所定のピ
ッチで突設して、これら櫛歯状突部13a,14a同士
が所定の間隙g0 を置いて噛み合うように並設してお
り、これらの長手方向の各矩形状一端部を受電部13
b,14bに形成し、ここに図示しない給電コネクタを
電気的に接続して受電するようになっている。
【0022】これら一対の櫛状電極13,14の上面上
と基板表面12a上には図2に示すように抵抗温度係数
が正特性のPTC(Positive Temperature Coefficien
t)抵抗発熱体15を積層している。PTC抵抗発熱体
15は一対の櫛状電極13,14の各櫛歯状突部13
a,14a同士間の間隙g0 に介在された矩形波形状の
発熱部15a(図1中平行斜線で表示)で通電されて発
熱する。発熱部15aは長手方向に沿って矩形波状に蛇
行することにより発熱領域の拡大が図られている。
【0023】発熱部15aは抵抗温度係数が正特性のP
TC抵抗体よりなるので、通電流が増大して発熱温度が
所定値を超えると、電気抵抗を増大させて通電流を抑制
して、所定温度以上の昇温が抑制される。このために、
発熱部15aの温度制御は不要であるので、この発熱部
15aの温度を検出するサーミスタ等の温度センサやこ
の温度センサの検出値に基づいてPTC抵抗発熱体15
への通電流を制御する温度制御回路も不要であり、部品
点数の削減とそれに伴う小型軽量化とコスト低減とを共
に図ることができる。
【0024】そして、このPTC抵抗発熱体15の外面
を被覆する電気絶縁層である電気絶縁ガラスコート16
を基板表面12a上に積層し、さらに、この電気絶縁ガ
ラスコート16上に熱拡散層17を積層して、PTC抵
抗発熱体15からの熱を受熱して拡散するようになって
いる。
【0025】熱拡散層17はAgやPt等の導電性ペー
ストをスクリーン印刷等により塗布して焼成する等によ
り電気絶縁ガラスコート16上に積層形成され、この熱
拡散層17の外面を平滑性を有する表面ガラスコート層
18により被覆し、この表面ガラスコート層18上に複
写用紙Pを摺動させて加熱することにより、複写用紙P
の一面に付着されたトナー像をこの複写用紙Pに定着さ
せるようになっている。
【0026】したがって本実施例によれば、PTC抵抗
発熱体15の発熱部15aが蛇行しているために加熱む
らがあっても、この発熱部15aからの熱を熱拡散層1
7により拡散するので、この熱拡散層17上の表面ガラ
スコート層18の上面上を摺動する複写用紙Pを均等に
加熱することができ、加熱むらを有効に防止することが
でき、その結果、加熱むらによる定着むらを有効に防止
することができる。
【0027】図3は本発明の他の実施例の定着ヒータ2
1の平面図であり、この定着ヒータ21は図4の縦断端
面図にも示すように、PTC抵抗発熱体15上に一対の
櫛状電極13,14を積層する一方、このPTC抵抗発
熱体15と基板表面12aとの間に断熱層19を介在さ
せた点に特徴がある。
【0028】この定着ヒータ21によれば、PTC抵抗
発熱体15の発熱が基板12へ伝熱されるのを断熱層1
9により断熱するので、基板12の裏面からの放熱を低
減することができる一方、抵抗発熱体15の発熱を表面
ガラスコート層18へ向かわせて効率よく熱伝導できる
ので、加熱効率の向上を図ることができる。また、基板
12の裏面にはサーミスタ等の温度センサを設けないの
で、PTC抵抗発熱体15はの発熱を基板12に伝える
必要がない。なお、上記表面ガラスコート層18は省略
してもよい。なお、本発明において抵抗発熱体の材料は
PTC抵抗体に限られず負特性(NTC)抵抗体であっ
てもよい。
【0029】図5は本発明を画像形成装置の一種である
電子式複写機31の一実施例の構成を示しており、この
複写機31は筐体32内に、カセット33内の複写用紙
Pを引き込み、これに図示しない原稿の画像に対応した
トナー画像を形成する画像形成部34と、このトナー画
像を複写用紙Pに定着させる定着装置35とを内蔵して
いる。
【0030】定着装置35は例えば図6に示すように構
成され、定着ローラ36に対向させて上記定着ヒータ1
1,または21を並設しており、定着ヒータ11はホル
ダー37に取り付けられている。
【0031】そして、定着ヒータ11を含むホルダー3
7の外周囲にはポリイミド樹脂のような環状無端耐熱シ
ート38が巻装されていて、定着ヒータ11の熱拡散層
17の真上の表面ガラスコート層18の図中上面はこの
耐熱シート38を介して定着ローラ36のシリコンゴム
層と弾性的に接している。
【0032】そして、定着ヒータ11は一対の櫛状電極
13,14の各受電部13b,14bに接触した燐青銅
板等からなる弾性が付与されたコネクタを通じて通電さ
れてPTC抵抗発熱体15の発熱部15aが発熱し、こ
の発熱は熱拡散層17で拡散されてから、表面ガラスコ
ート層18に与熱される。したがって、この表面ガラス
コート層18の耐熱シート38の外面と定着ローラ36
のシリコーンゴム層との間で、トナー像Tを形成した複
写用紙Pを定着ヒータ21により加熱することにより、
未定着トナー像Tを溶融し、複写用紙Pに定着させるこ
とができる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、PTC等
の抵抗発熱体上に熱拡散層を形成しているので、この抵
抗発熱体が長手方向に沿って蛇行する等により、その発
熱部に、非直線部を有し、加熱むらを生じ易い場合で
も、これら発熱部からの発熱を熱拡散層により拡散する
ので、加熱むらを低減ないし防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る定着ヒータの一実施例の平面図。
【図2】図1のII−II線に沿って切断した切断部の端面
図。
【図3】本発明の他の実施例の定着ヒータの平面図。
【図4】図3のIV−IV線に沿って切断した切断部の端面
図。
【図5】本発明に係る画像形成装置の一実施例の全体構
成図。
【図6】図5で示す定着装置の一実施例の縦断面図。
【図7】従来の定着ヒータの一実施例の平面図。
【図8】図7で示す定着ヒータの発熱部の拡大図。
【図9】図7のIX−IX線に沿って切断した切断部の端面
図。
【符号の説明】
11,21 定着ヒータ 12 耐熱性電気絶縁基板 12a 耐熱性電気絶縁基板の表面 13,14 一対の櫛状電極 13a,14a 櫛歯状突部 15 PTC抵抗発熱体 15a 発熱部 16 電気絶縁ガラスコート 17 熱拡散層 18 表面ガラスコート 19 断熱層 31 画像形成装置 32 筐体 33 カセット 34 画像形成装置本体 35 定着装置 36 定着ローラ 37 ホルダー 38 耐熱シート P 複写用紙 T トナー像

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐熱性電気絶縁材料よりなる基板と、 この基板の一面上に形成されて発熱領域が非直線である
    抵抗発熱体と、 この抵抗発熱体に電気的に接続される一対の電極と、 前記抵抗発熱体上に電気絶縁層を介して形成される熱拡
    散層と、を有することを特徴とする定着ヒータ。
  2. 【請求項2】 抵抗発熱体は、その長手方向に対して直
    角方向から見たときの発熱領域の長さを、長手方向の位
    置により異なるように形成してなることを特徴とする請
    求項1記載の定着ヒータ。
  3. 【請求項3】 一対の電極は、複数の櫛歯状突部が互い
    に所要の間隙を置いて噛み合うように並設される一対の
    櫛状電極よりなることを特徴とする請求項1または2記
    載の定着ヒータ。
  4. 【請求項4】 抵抗発熱体は、抵抗温度係数が正特性の
    抵抗体よりなることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
    か1項に記載の定着ヒータ。
  5. 【請求項5】 熱拡散層が金属層よりなることを特徴と
    する請求項1〜4のいずれか1項に記載の定着ヒータ。
  6. 【請求項6】 耐熱性電気絶縁材料よりなる基板と、 この基板の一面上にて複数の櫛歯状突部が互いに所要の
    間隙を置いて噛み合うように並設される一対の櫛状電極
    と、 前記基板の一面上と前記一対の櫛状電極上とに亘って積
    層され、抵抗温度係数が正特性の抵抗発熱体と、 この抵抗発熱体を被覆する電気絶縁層と、 この電気絶縁層上に積層される熱拡散層と、 この熱拡散層を被覆する表面保護層と、を有することを
    特徴とする定着ヒータ。
  7. 【請求項7】 基板と抵抗発熱体との間に断熱層を形成
    したことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記
    載の定着ヒータ。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7のいずれか1項に記載の定
    着ヒータと、加圧ローラとを対向配置したことを特徴と
    する定着装置。
  9. 【請求項9】 請求項8記載の定着装置を具備している
    ことを特徴とする画像形成装置。
JP32607294A 1994-12-27 1994-12-27 定着ヒータ,定着装置および画像形成装置 Pending JPH08185069A (ja)

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KR100619645B1 (ko) * 2003-11-06 2006-09-12 하리손 도시바 라이팅구 가부시키가이샤 판형 히터 및 정착 장치 및 화상 형성 장치
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