JPH0895404A - トナー定着用ヒータ、トナー定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続的に供給されるトナー付き紙に対して紙
送り方向に均一な温度でトナーを加熱・定着させること
ができるトナー定着用ヒータ、トナー定着装置および画
像形成装置を提供する。 【構成】 紙送り方向Ｐとほぼ直角に交差するように並
列的に配設された複数の細長い発熱体１１と、発熱体１
１の両端に設けられた共通の電極１２とを有するトナー
定着用ヒータ１０において、発熱体１１は、紙送りの上
流側に位置する発熱体１１の幅が狭く、紙送りの下流側
に位置する発熱体１１の幅が広くなるように、紙送り方
向Ｐに各発熱体の幅を変化させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、プリンタ等の画
像形成装置のトナー定着用ヒータおよびトナー定着装置
に係り、特に連続的に供給されるトナー付きの紙に対し
て紙送りの方向に均一な温度で加熱可能なトナー定着用
ヒータ、トナー定着装置および画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に複写機やプリンター等の印刷方式
として、紙の上に印刷する画像あるいは文字等の形状に
トナーを付着させ、このトナー付きの紙をトナー定着用
ヒータと相対的に移動させながら加熱することにより、
トナーを紙に融着させるトナー定着用ヒータ、トナー定
着装置および画像形成装置が実用に供されている。

【０００３】図５および図６は、上記従来のトナー定着
用ヒータの平面を示している。図５のトナー定着用ヒー
タ２０は、幅広い一つの発熱体２１と、発熱体２１の両
端に形成された電極２２とからなる。図６のトナー定着
用ヒータ２３は、並列的に配列された複数の発熱体２４
と、各発熱体２４に共通の一対の電極２５とからなる。

【０００４】上記発熱体２１，２４は、絶縁基板の上に
銀・パラジウム系の抵抗体ペーストをスクリーン印刷お
よび焼成して形成される。上記電極２２，２５は、発熱
体２１，２４より低い抵抗値を有する抵抗体ペースト、
たとえばパラジウムの含有率を低くした銀・パラジウム
系抵抗体ペーストを発熱体２１，２４の端部に重ねてス
クリーン印刷および焼成して形成される。

【０００５】このトナー定着用ヒータ２０，２３に対し
て、トナーを付着させた紙を相対的に移動させながら、
トナー定着用ヒータ２０，２３の熱によってトナーを溶
融させ、加圧ローラ等の手段によって圧縮することによ
り、紙にトナーを定着させることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のトナー定着用ヒータは、単一の発熱体を有している
こと、あるいは複数の発熱体が等しい幅すなわち断面積
を有していることにより、紙の送り方向に対して均一な
温度にしか昇温することができない。このようなトナー
定着用ヒータに紙が送り込まれた場合、紙送りの上流側
では送り込まれたばかりの低温の紙と接触し、下流側で
は既にある程度暖められた紙と接触する。紙が連続的に
供給される場合には、トナー定着用ヒータの発熱体は、
紙送りの上流側で温度が低く、下流側で温度が高くな
り、トナーの定着不良や定着むらを生じることがある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記従来の技術
の課題を解決し、連続的に供給されるトナー付き紙に対
して紙送り方向に均一な温度でトナーを加熱・定着させ
ることができるトナー定着用ヒータ、トナー定着装置お
よび画像形成装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願請求項１に係るトナ
ー定着用ヒータは、紙送り方向とほぼ直角に交差するよ
うに並列的に配設された複数の細長いフィルム状の発熱
体と、前記発熱体の両端に設けられた共通の電極とを有
するトナー定着用ヒータにおいて、前記発熱体は、紙送
りの上流側に位置する発熱体の断面積が小さく、紙送り
の下流側に位置する発熱体の断面積が大きくなるよう
に、紙送り方向に各発熱体の断面積を変化させているこ
とを特徴とするものである。

【０００９】本願請求項２に係るトナー定着用ヒータ
は、上記請求項１のトナー定着用ヒータにおいて、前記
各発熱体はほぼ等しい膜厚を有し、紙送りの上流側に位
置する発熱体の幅が狭く、紙送りの下流側に位置する発
熱体の幅が広くなるように、紙送り方向に各発熱体の幅
を変化させていることを特徴とするものである。

【００１０】本願請求項３に係るトナー定着用ヒータ
は、上記請求項１のトナー定着用ヒータにおいて、前記
各発熱体はほぼ等しい幅を有し、紙送りの上流側に位置
する発熱体の膜厚が小さく、紙送りの下流側に位置する
発熱体の膜厚が大きくなるように、紙送り方向に各発熱
体の膜厚を変化させていることを特徴とするものであ
る。

【００１１】本願請求項４に係るトナー定着用ヒータ
は、紙送り方向とほぼ直角に交差するように並列的に配
設された複数の細長いフィルム状の発熱体と、前記発熱
体の両端に設けられた共通の電極とを有するトナー定着
用ヒータにおいて、前記発熱体は、紙送りの上流側に位
置する発熱体の抵抗値が大きく、紙送りの下流側に位置
する発熱体の抵抗値が小さくなるように、紙送り方向に
各発熱体の抵抗値を変化させていることを特徴とするト
ナー定着用ヒータ。

【００１２】本願請求項５に係るトナー定着用ヒータ
は、紙送り方向とほぼ直角の方向に紙を繰り返し横断す
るように設けられた連続した細長いフィルム状の発熱体
と、前記発熱体の両端に設けられた電極とを有するトナ
ー定着用ヒータにおいて、前記発熱体は、紙送りの上流
側で紙を横断する部分の断面積が小さく、紙送りの下流
側で紙を横断する部分の断面積が大きくなるように、断
面積を変化させていることを特徴とするものである。

【００１３】本願請求項６に係るトナー定着用ヒータ
は、上記請求項５のトナー定着用ヒータにおいて、前記
発熱体はほぼ等しい膜厚を有し、紙送りの上流側で紙を
横断する部分の幅が狭く、紙送りの下流側で紙を横断す
る部分の幅が広くなるように、幅を変化させていること
を特徴とするものである。

【００１４】本願請求項７に係るトナー定着用ヒータ
は、上記請求項５のトナー定着用ヒータにおいて、前記
発熱体はほぼ等しい幅を有し、紙送りの上流側で紙を横
断する部分の膜厚が小さく、紙送りの下流側で紙を横断
する部分の膜厚が大きくなるように、膜厚を変化させて
いることを特徴とするものである。

【００１５】本願請求項８に係るトナー定着用ヒータ
は、紙送り方向とほぼ直角の方向に紙を繰り返し横断す
るように設けられた連続した細長いフィルム状の発熱体
と、前記発熱体の両端に設けられた電極とを有するトナ
ー定着用ヒータにおいて、前記発熱体は、紙送り方向の
上流側で紙を横断する部分の抵抗値が大きく、紙送り方
向の下流側で紙を横断する部分の抵抗値が小さくなるよ
うに、抵抗値を変化させていることを特徴とするもので
ある。

【００１６】本願請求項９に係るトナー定着装置は、前
記請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のトナー定
着用ヒータを備ていることを特徴とするものである。

【００１７】本願請求項１０に係る画像形成装置は、前
記請求項９に記載のトナー定着装置を備えていることを
特徴とするものである。

【００１８】

【作用】本願請求項１ないし３に記載のトナー定着用ヒ
ータは、いずれも複数の発熱体を並列的に接続し、紙送
りの上流側の発熱体の断面積を小さく、紙送りの下流側
の発熱体の断面積を大きくしている。

【００１９】上記トナー定着用ヒータの両電極に通電す
ると、各発熱体に同一の電圧が印加され、紙送りの上流
側の発熱体の断面積が下流側の発熱体の断面積と比べて
小さいために抵抗が大きく、より高温に熱せられる。

【００２０】このように紙送り上流側がより高温に熱せ
られたトナー定着用ヒータに対して、トナー付きの紙が
連続的に供給されると、紙送り上流側の発熱体は下流側
の発熱体と比べて温度の低下がより大きく、この結果、
発熱体が紙送り方向に均一な温度となるようにすること
ができる。本願請求項１ないし３のトナー定着用ヒータ
は、各発熱体の断面積、幅、膜厚を予め適当に設定して
おくことにより、紙送り方向に発熱体が均一な温度とな
るようしている。

【００２１】このように発熱体が紙送り方向に均一な温
度でトナーを加熱・融着させることができことにより、
トナーの定着不良や定着むらを防止することができる。

【００２２】本願請求項４に記載のトナー定着用ヒータ
は、複数の発熱体を並列的に接続し、紙送り方向上流側
の発熱体の抵抗値が大きく、下流側の発熱体の抵抗値が
小さくなるように、シート抵抗値（材質）の異なる発熱
体を用いることで各発熱体を構成している。

【００２３】本トナー定着用ヒータにおいても、紙の連
続供給により、紙送り方向の上流側の発熱体が下流側の
発熱体と比べてより大きく温度低下するが、この温度低
下の結果発熱体が紙送り方向に均一な温度分布となるよ
うに各発熱体の抵抗値を予め適当に設定しておくことが
できる。

【００２４】このように本発明のトナー定着用ヒータ
は、発熱体が紙送り方向に均一な温度でトナーを加熱・
融着させることができるので、トナーの定着不良・定着
むらを防止することができる。

【００２５】本願請求項５ないし７に記載のトナー定着
用ヒータは、一つの発熱体を紙送り方向とほぼ直角の方
向に紙を繰り返し横断するように配設し、紙を横断する
部分が紙送りの上流側で断面積が小さく、紙送りの下流
側で断面積が大きくなるように構成している。したがっ
て、発熱体両端の電極に電圧が印加されると、紙送り上
流側の部分が下流側の部分より高温となる。

【００２６】上記構成のトナー定着用ヒータにトナー付
きの紙が連続的に供給されると、発熱体の紙送り上流側
の部分は下流側の部分と比べて大きく温度低下するが、
上記発熱体の断面積、幅、膜厚等を予め適当に設定する
ことにより、紙の連続供給中に紙送り方向に均一な温度
分布を有するようにすることができる。

【００２７】このように本発明のトナー定着用ヒータ
は、が紙送り方向に均一な温度でトナーを加熱・融着さ
せることができるので、トナーの定着不良や定着むらを
防止することができる。

【００２８】本願請求項８に記載のトナー定着用ヒータ
は、一つの発熱体を紙送り方向とほぼ直角の方向に紙を
繰り返し横断するように配設し、紙を横断する部分が紙
送りの上流側で抵抗値が大きく、下流側で抵抗値が小さ
くなるように、シート抵抗値（材質）の異なる発熱体を
用いることで各発熱体を構成している。したがって、発
熱体両端の電極に電圧が印加されると、紙送り上流側の
部分が下流側の部分より高温となる。

【００２９】上記構成のトナー定着用ヒータにトナー付
きの紙が連続的に供給されると、紙送りの上流側の発熱
体部分は下流側の発熱体部分と比べて温度低下が大きい
が、上記発熱体各部の抵抗値を予め適当に設定すること
により、トナー加熱中に紙送り方向に発熱体の温度分布
が均一となるようにすることができる。

【００３０】このように本発明のトナー定着用ヒータ
は、発熱体が紙送り方向に均一な温度でトナーを加熱・
融着させることができるので、トナーの定着不良や定着
むらを防止することができる。

【００３１】本願請求項９に係るトナー定着装置と請求
項１０の画像形成装置によれば、上記トナー定着用ヒー
タを採用していることにより、トナー定着部に送り込ま
れたトナー付きの紙に対して、トナー定着用ヒータによ
って紙送り方向に均一にトナーを加熱・融着させられ、
トナーの定着不良や定着むらを防止することができる。

【００３２】

【実施例】次に本発明によるトナー定着用ヒータ、トナ
ー定着装置および画像形成装置の実施例について添付の
図面を用いて説明する。

【００３３】図１は、本発明のトナー定着用ヒータ及び
トナー定着装置を使用した複写機（複写機、プリンタ、
ファクシミリ等を含む画像形成装置のいずれか一つ）の
全体を示している。複写機１は、本体内部に文字・図形
転写装置２とトナー定着装置３とを格納している。文字
・図形転写装置２は感光ドラム４を有し、この感光ドラ
ム４は複写すべき文字・図形の形に静電帯磁し、この帯
磁部分にトナーを付着させ、付着したトナーを用紙トレ
イ５から送り込まれた紙の上に転置する。トナー付きの
紙６は、トナー定着装置３に送られ、後述するトナー定
着用ヒータによって加熱され、紙６の上にトナーを定着
させる。

【００３４】図２は、上記トナー定着装置３の中心部分
の構造を拡大して示している。図２のトナー定着装置３
は、フィルム型トナー定着装置と呼ばれるものでり、セ
ラミックヒータ７と円筒状の定着フィルム８と加圧ロー
ラ９とを有している。セラミックヒータ７は、加圧ロー
ラ９との間に定着フィルム８と紙６を圧縮状態で通過さ
せる隙間を有するように加圧ローラ９の軸と平行に設け
られている。セラミックヒータ７は、たとえば、アルミ
ナセラミック（Ａｌ2 Ｏ2 ，ＡｌＮ等）からなる絶縁基
板の上に、銀・パラジウム系の抵抗体ペーストからなる
トナー定着用ヒータ１０をスクリーン印刷したものであ
り、トナー定着用ヒータ１０はセラミックヒータ７の加
圧ローラ９と対向する面に設けられている。

【００３５】トナー定着装置３がトナーを定着させる時
には、上記加圧ローラ９と定着フィルム８が図２に示す
方向Ｒに回転し、加圧ローラ９と定着フィルム８の間に
文字・図形転写装置２から送られて来たトナー付きの紙
６が挿入される。トナー付きの紙６は、定着フィルム８
を媒介してセラミックヒータ７と加圧ローラ９によって
圧縮されながら搬送され、トナー定着用ヒータ１０の加
熱によってトナーを溶融定着させる。

【００３６】図３は、上記セラミックヒータ７の表面に
形成されたトナー定着用ヒータ１０の平面を示してい
る。トナー定着用ヒータ１０は、紙送り方向Ｐとほぼ直
角に交差するように並列に配置された複数の細長い発熱
体１１と各発熱体１１に共通の両電極１２とを有してい
る。この発熱体１１は、銀・パラジウムの合金粉末とガ
ラスフリット（無機粘着剤）およびビヒクル（有機結着
剤）で混練した抵抗体ペーストを絶縁基板上にスクリー
ン印刷および焼成して形成される。電極１２は、発熱体
１１の抵抗体ペーストより抵抗値の低い導電ペースト、
たとえばパラジウムの含有率が低い銀・パラジウム系導
電ペーストを発熱体１１の端部に重ねてスクリーン印刷
および焼成して形成される。導電ペーストは、この他に
含有金属が銀・プラチナ合金、プラチナ、金などのよう
な電流抵抗が低いものであってもよい。

【００３７】上記複数の発熱体１１は、紙送りの上流側
の発熱体１１の幅が狭く、紙送り方向Ｐの下流側の発熱
体１１の幅が広くなるように、紙送り方向Ｐに各発熱体
１１の幅を変化させている。

【００３８】このように紙送りの上流側の発熱体１１の
幅を狭くすることにより、全発熱体１１がほぼ等しい膜
厚を有しているため、紙送りの上流側の発熱体１１の断
面積が下流側の発熱体１１の断面積と比べて小さくな
り、同一電圧を印加した場合に、紙送りの上流側の発熱
体１１が下流側の発熱体と比べて高温になる。

【００３９】このようなトナー定着用ヒータ１０に紙が
方向Ｐに供給されると、紙送りの上流側の発熱体１１は
低温の紙と接触するために、すでにある程度加熱された
紙と接触する下流側発熱体１１と比べて温度低下が大き
い。

【００４０】この不均一な温度低下を予め調べ、各発熱
体１１の幅を適当に設定することにより、温度低下の結
果、各発熱体１１の温度が等しくなるように設計するこ
とができる。

【００４１】これにより、本実施例のトナー定着用ヒー
タ１０は、紙送りの方向Ｐに均一な温度でトナーを加熱
でき、これによってトナーの定着不良と定着むらを防止
することができる。

【００４２】図４は、異なる実施態様のトナー定着用ヒ
ータを示している。本実施例のトナー定着用ヒータ１３
は、一つの発熱体１４を紙送り方向Ｐとほぼ直角の方向
に紙を繰り返し横断するように設けている。この発熱体
１４の両端には電極１５が設けられている。この発熱体
１４と電極１５は、すでに説明したに抵抗体ペーストを
用いてスクリーン印刷及び焼成によって形成される。

【００４３】上記発熱体１４の紙を横断する部分は、紙
送りの上流側で幅が狭く、下流側で幅が広くなるよう
に、形成されている。

【００４４】このような構成のトナー定着用ヒータ１３
の両電極１５に電圧が印加された場合、紙送りの上流側
の発熱体１４の部分は、下流側の発熱体１４の部分と比
べて高温になる。

【００４５】このようなトナー定着用ヒータ１３に紙が
連続的に供給された場合、紙送りの上流側の発熱体１４
の部分は下流側のそれと比べて温度低下が大きいが、す
でに説明したように、発熱体１４の幅を適当に設定する
ことにより、紙送り方向Ｐに均一な温度でトナーを加熱
・融着させることができる。

【００４６】上記実施例では、発熱体１１，１４の膜厚
を均一にして、その幅を調整するようにしているが、本
発明はこれに限られず、要するに紙送りの上流側で発熱
体１１，１４の断面積が小さく、下流側で発熱体１１，
１４の断面積が大きいものであればよい。

【００４７】したがって、発熱体１１，１４の幅を一定
にして紙送りの上流側で膜厚が薄く、紙送り下流側で膜
厚が厚いものとしても良い。

【００４８】また、紙送り方向に発熱体の断面積が同一
であっても、紙送りの上流側で抵抗値が大きい物質、下
流側で抵抗値がより小さい物質を用いて形成することに
より、上記同様の作用効果を奏することができる。この
発熱体の抵抗値を変化させるには、たとえば銀・パラジ
ウム系抵抗体ペーストにおいてパラジウムの含有率を変
化させることによって実現することができる。

【００４９】

【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明の
トナー定着用ヒータによれば、紙送りの方向に発熱体の
断面積、幅、膜厚、抵抗値を変化させているので、温度
低下が大きい紙送りの上流側の発熱体と温度低下が小さ
い紙送りの下流側の発熱体を考慮して、トナー定着のた
めに紙が連続的に供給された場合に、紙送り方向に均一
な温度によってトナーを加熱融着させるようにすること
ができる。

【００５０】これにより、トナーの定着不良および定着
むらを防止するトナー定着用ヒータ、トナー定着装置お
よび画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトナー定着用ヒータとトナー定着装置
を組み込んだ複写機の構成を示した図。

【図２】本発明のトナー定着装置の中心部分を拡大して
示した概念図。

【図３】紙送り方向に発熱体の幅を変化させた並列的に
接続された発熱体を有するトナー定着用ヒータの平面
図。

【図４】紙送り方向に発熱体の幅を変化させた直列的に
接続された発熱体を有するトナー定着用ヒータの平面
図。

【図５】単一の発熱体を有する従来のトナー定着用ヒー
タの平面図。

【図６】複数の発熱体を有する従来のトナー定着用ヒー
タの平面図。

【符号の説明】

３ トナー定着装置 ６ トナー付きの紙 １０ トナー定着用ヒータ １１ 発熱体 １２ 電極 １３ トナー定着用ヒータ １４ 発熱体 １５ 電極 Ｐ 紙送り方向

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】紙送り方向とほぼ直角に交差するように並
   列的に配設された複数の細長いフィルム状の発熱体と、
   前記発熱体の両端に設けられた共通の電極とを有するト
   ナー定着用ヒータにおいて、 前記発熱体は、紙送りの上流側に位置する発熱体の断面
   積が小さく、紙送りの下流側に位置する発熱体の断面積
   が大きくなるように、紙送り方向に各発熱体の断面積を
   変化させていることを特徴とするトナー定着用ヒータ。
2. 【請求項２】前記各発熱体はほぼ等しい膜厚を有し、紙
   送りの上流側に位置する発熱体の幅が狭く、紙送りの下
   流側に位置する発熱体の幅が広くなるように、紙送り方
   向に各発熱体の幅を変化させていることを特徴とする請
   求項１に記載のトナー定着用ヒータ。
3. 【請求項３】前記各発熱体はほぼ等しい幅を有し、紙送
   りの上流側に位置する発熱体の膜厚が小さく、紙送りの
   下流側に位置する発熱体の膜厚が大きくなるように、紙
   送り方向に各発熱体の膜厚を変化させていることを特徴
   とする請求項１に記載のトナー定着用ヒータ。
4. 【請求項４】紙送り方向とほぼ直角に交差するように並
   列的に配設された複数の細長いフィルム状の発熱体と、
   前記発熱体の両端に設けられた共通の電極とを有するト
   ナー定着用ヒータにおいて、 前記発熱体は、紙送りの上流側に位置する発熱体の抵抗
   値が大きく、紙送りの下流側に位置する発熱体の抵抗値
   が小さくなるように、紙送り方向に各発熱体の抵抗値を
   変化させていることを特徴とするトナー定着用ヒータ。
5. 【請求項５】紙送り方向とほぼ直角の方向に紙を繰り返
   し横断するように設けられた連続した細長いフィルム状
   の発熱体と、前記発熱体の両端に設けられた電極とを有
   するトナー定着用ヒータにおいて、 前記発熱体は、紙送りの上流側で紙を横断する部分の断
   面積が小さく、紙送りの下流側で紙を横断する部分の断
   面積が大きくなるように、断面積を変化させていること
   を特徴とするトナー定着用ヒータ。
6. 【請求項６】前記発熱体はほぼ等しい膜厚を有し、紙送
   りの上流側で紙を横断する部分の幅が狭く、紙送りの下
   流側で紙を横断する部分の幅が広くなるように、幅を変
   化させていることを特徴とする請求項５に記載のトナー
   定着用ヒータ。
7. 【請求項７】前記発熱体はほぼ等しい幅を有し、紙送り
   の上流側で紙を横断する部分の膜厚が小さく、紙送りの
   下流側で紙を横断する部分の膜厚が大きくなるように、
   膜厚を変化させていることを特徴とする請求項５に記載
   のトナー定着用ヒータ。
8. 【請求項８】紙送り方向とほぼ直角の方向に紙を繰り返
   し横断するように設けられた連続した細長いフィルム状
   の発熱体と、前記発熱体の両端に設けられた電極とを有
   するトナー定着用ヒータにおいて、 前記発熱体は、紙送り方向の上流側で紙を横断する部分
   の抵抗値が大きく、紙送り方向の下流側で紙を横断する
   部分の抵抗値が小さくなるように、抵抗値を変化させて
   いることを特徴とするトナー定着用ヒータ。
9. 【請求項９】前記請求項１ないし請求項８のいずれかに
   記載のトナー定着用ヒータを備えていることを特徴とす
   るトナー定着装置。
10. 【請求項１０】前記請求項９に記載のトナー定着装置を
    備えていることを特徴とする画像形成装置。