JPH0916009A - ヒータおよび定着装置ならびに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で片端からの給電が可能であると
ともに小形化が可能なヒータおよび定着装置ならびに画
像形成装置を提供することを目的とする。 【構成】 スルーホール１１が形成された電気絶縁性の
部材からなる円筒状の基体１と、この基体１の外周面１
Ａに形成された抵抗発熱体膜２と、この抵抗発熱体膜２
と電気的に接続した複数のうちの少なくとも一つが上記
基体１端部の内周面１Ｂに形成された給電用端子５とを
備えているヒータＨおよびこのヒータＨを装着した定着
装置Ｄならびにこの定着装置Ｄを組込んだ画像形成装置
Ｐである。 【効果】 円筒状のヒータの外面には露出した導電部や
突起がなく安全性が高くなるとともに小形化でき、配線
も簡単化できるとともに片端給電も可能になった。ま
た、異常発生時にはヒータの基体を破壊して電気回路を
確実に遮断して、過熱による発火などを防ぐことができ
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえばＯＡ機器に
おけるトナー定着や暖房装置、加熱装置などに用いられ
るヒータおよびこのヒータを用いた定着装置ならびにこ
の定着装置を有する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば電子式複写機においては、トナ
ー像を形成した複写紙をロールヒータと加圧ローラとの
間で挟圧しながら通過させ、ヒータの熱によって複写紙
を加熱してトナーを溶着させて定着するようにしてい
る。

【０００３】上記のロールヒータとしては表面にテフロ
ン（登録商標）などの耐熱性および弾性を有する弗素樹
脂被膜を形成したアルミニウム製の円筒状の加熱筒の内
部に、加熱源として長尺のハロゲン電球を配設したもの
が用いられている。そして、定着装置はロールヒータと
このヒータと平行な回転軸を有する加圧ローラとを対向
してそれぞれを反対方向に回転させ、ハロゲン電球を点
灯してこの電球の輻射熱で加熱筒を加熱することによっ
てヒータとしている。そして、複写紙がこのロールヒー
タと加圧ローラとの間に供給されると、ロールヒータの
熱およびヒータと加圧ローラ間の圧力により、トナーが
加熱され複写紙上に溶着して定着するようになってい
る。

【０００４】ところが、このロールヒータはハロゲン電
球の輻射熱で加熱筒を加熱するため、加熱筒を所定の温
度にまで上昇させるウォームアップに時間がかかり立上
り特性が悪いととともに熱損失も多く効率が悪いという
問題があった。また、ハロゲン電球はフィラメントコイ
ルを用いているため断線するということもあった。

【０００５】そこで、このような間接的な加熱のハロゲ
ン電球に変えて、ほぼ直接的に複写紙と接触する熱効率
のよい膜状の抵抗発熱体をローラの表面に形成したロー
ルヒータが開発され実用化されている。

【０００６】このロールヒータはたとえば特開昭６３−
１５８５８３号公報に記載されている。このヒータはセ
ラミックや金属の表面を電気絶縁処理して形成した円筒
状加熱筒の外面上にニッケルなどの薄膜状の抵抗発熱体
膜を形成したもので、昇温時間が速く立上り特性がよい
とともに所要の電力も少なく効率が高いという利点があ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭６３−
１５８５８３号公報に記載のヒータは、長尺の加熱筒の
両端部に抵抗発熱体膜への給電部があり、このような構
成であるとヒータがより長尺化するとともに定着装置な
どにおいて給電部への給電線が遠く２か所に別れ配線が
複雑になるという問題がある。また、このようなヒータ
にはその近傍に温度を検出するセンサなどや保護回路の
部品などを配置する必要があるが、スペースの確保がし
にくいことと上記と同様に部品の配線の引回しが複雑で
面倒であるということがあった。また、これらをまとめ
収納するには装置が大形化する問題がある。

【０００８】また、定着装置において回転するヒータの
外周面に導電線などが露出していると、斜行した複写紙
がこの導電線などと接触して導電線などに断線を生じヒ
ータとしての作用をなさなくなることもある。また、複
写紙の大きさによって抵抗発熱体膜への通電範囲を変え
不要部分を発熱しないようにした省エネルギ形の定着装
置などには使えないこともある。

【０００９】また、電気機器においては、スペース、価
格、他の部品との共通性や安全性を考慮して特別のもの
を除き、通常、その機器への定格入力電圧よりも低い電
圧や電流制御によって動作する各種部品が使用できるよ
う設計され組立てられている。これは、上記複写機にお
いても同様で、定着用のロールヒータも複写機に給電さ
れる電圧より低電圧か電流を制限することにより使用さ
れている。

【００１０】しかし、最近は機器の多様化などが望ま
れ、電圧や電流制御を行うに際しても複雑な回路で、電
子部品が増えるなどのことがあり、それだけ事故などの
不具合の発生する確率も高まってきている。もちろん、
電気機器においては各種の事故への対応がとられ、それ
ら事故が発生した場合は安全装置が動作するようなされ
ているが、二重、三重の安全装置が働かなかったり事故
が他の回路にまで及んだりする予期しない事故の発生も
ある。

【００１１】たとえば上記のようなロールヒータを用い
た複写機において、ヒータに過電流が流れても安全装置
が動作しない場合は通電が続きヒータが過熱して発火の
虞があり、この発火を未然に防ぐ手立てが必要である。

【００１２】本発明者はロールヒータなどにおいて、基
体の内部から給電が行えるとともに簡単な構成で片端か
らの給電も可能で、定着装置などが小形化できるととも
に万が一ヒータに過電流が流れ過熱した場合には、その
ヒータへの通電を強制的に停止し過熱による発火を防止
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のヒータは、電気絶縁性の部材からなる円筒状の基体
と、この基体の外周面に形成された抵抗発熱体膜と、こ
の抵抗発熱体膜と電気的に接続した複数のうちの少なく
とも一つが上記基体端部の内周面に形成された給電用端
子とを具備していることを特徴としている。

【００１４】本発明の請求項２に記載のヒータは、スル
ーホールが形成された電気絶縁性の部材からなる円筒状
の基体と、この基体の外周面に形成された抵抗発熱体膜
と、この抵抗発熱体膜と電気的に接続して上記基体端部
の内周面にまで延在して形成された配線用導体膜と、こ
の配線用導体膜に接続した複数のうちの少なくとも一つ
が上記基体端部の内周面に形成された給電用端子とを具
備していることを特徴としている。

【００１５】本発明の請求項３に記載のヒータは、抵抗
発熱体膜の表面にガラス質の保護被膜が形成されている
ことを特徴としている。

【００１６】本発明の請求項４に記載のヒータは、基体
の内周面に抵抗発熱体膜および給電用端子と接続した給
電用導体が設けられ、基体の一端部側に全ての給電用端
子が形成されていることを特徴としている。

【００１７】本発明の請求項５に記載のヒータは、基体
の内周面にこの基体の長手方向に間隔を隔てて抵抗発熱
体膜に接続した複数個の給電用端子が形成されているこ
とを特徴としている。

【００１８】本発明の請求項６に記載のヒータは、抵抗
発熱体膜が給電用端子より高抵抗値の被膜であることを
特徴としている。

【００１９】本発明の請求項７に記載のヒータは、基体
に形成されたスルーホールが他の部分より低強度である
ことを特徴としている。

【００２０】本発明の請求項８に記載のヒータは、基体
のスルーホールには、抵抗発熱体膜と給電用端子とを電
気的に接続する接続用導体膜が形成されていることを特
徴としている。

【００２１】本発明の請求項９に記載のヒータは、スル
ーホールに形成された接続用導体膜が、抵抗発熱体膜の
被膜より高抵抗値の被膜であることを特徴としている。

【００２２】本発明の請求項１０に記載のヒータは、ス
ルーホールに近接して配線用導体膜が形成されているこ
とを特徴としている。

【００２３】本発明の請求項１１に記載のヒータは、基
体の内周面にこの基体の温度を検知するセンサに接続し
た配線用導体が設けられていることを特徴としている。

【００２４】本発明の請求項１２に記載のヒータは、基
体の長手方向の両端部に抵抗発熱体膜と電気的に接続し
たキャップ状物が設けられていることを特徴としてい
る。

【００２５】本発明の請求項１３に記載のヒータは、基
体の端部に設けたキャップ状物が同軸的に互いに絶縁さ
れた複数の導電端子を有することを特徴としている。

【００２６】本発明の請求項１４に記載のヒータは、基
体の端部に設けたキャップ状物が電気的接続部をなす支
持軸であることを特徴としている。

【００２７】本発明の請求項１５に記載の定着装置は、
請求項１ないし請求項１４のいずれか一に記載のヒータ
と、このヒータの支持軸方向に沿って軸方向を有しこの
ヒータに対向して設けられた回転自在の加圧ローラとを
具備したことを特徴としている。

【００２８】本発明の請求項１６に記載の画像形成装置
は、請求項１５に記載の定着装置と、この定着装置を収
容する筐体とを具備したことを特徴としている。

【００２９】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、抵抗発熱体膜
への給電を基体の内部から行うことによりヒータ端部の
支持部を除く外面に露出した導電部や突起がなく安全性
が高い。また、ヒータが装着された機器において配線の
簡単化がはかれる。

【００３０】また、請求項２に記載の発明によれば、上
記請求項１の作用のほか異常発生でヒータが過熱した場
合に、穿孔加工時の歪みおよび基体の熱膨張による歪み
によって強度的に弱くなったスルーホール部またはこの
ホールの近傍にクラックが入りこれが割れて電気回路を
切断し、ヒータへの通電を停止する。

【００３１】また、請求項３に記載の発明によれば、た
とえば定着装置において複写紙に熱が吸収されても、ヒ
ータと複写紙との密着性が高く、複写紙の搬送に伴って
ヒータも確実に回転するので部分的な温度の低下はな
い。また、ガラス質であるので複写紙との間に静電気が
生ぜず、保護被膜と複写紙とが密着し過ぎることを防止
でき、定着を正確に行い品位を向上できる。

【００３２】また、請求項４に記載の発明によれば、片
端子形のヒータとすることができ、電気配線を簡単化で
きる。

【００３３】また、請求項５に記載の発明によれば、抵
抗発熱体膜の中間部からの電気端子の取出しが容易であ
り、発熱部の長さが変えられる。

【００３４】また、請求項６に記載の発明によれば、通
電時抵抗発熱体膜より給電用端子の方が温度が低く、電
気接続部としての作用を果たす。

【００３５】また、請求項７に記載の発明によれば、穿
孔加工されたスルーホール部は加工時の歪みおよび基体
の熱膨張による歪みが残存していて強度的に弱く、基体
のうちでは最も割れ易い部分であり、異常発生などでこ
の部分の近傍に昇温などの熱衝撃を受けるとクラックが
生じ基体を破壊して電気回路を遮断することができる。

【００３６】また、請求項８に記載の発明によれば、抵
抗発熱体膜と給電用端子との通電を基体の外部を回るこ
となく接続できる。

【００３７】また、請求項９に記載の発明によれば、ス
ルーホールに形成した接続用導体膜の方が高い抵抗値を
有し抵抗発熱体膜の昇温温度より高く、被膜に異常高電
流が流れたときに強度的に弱いスルーホール部にクラッ
クを生じさせ基体を破壊して電気回路を遮断することが
できる。

【００３８】また、請求項１０に記載の発明によれば、
スルーホール部に近接した配線用導体膜に異常高電流が
流れると、配線用導体膜が異常昇温して強度的に弱いス
ルーホール部にクラックを生じさせ基体を破壊して電気
回路を遮断することができる。

【００３９】また、請求項１１に記載の発明によれば、
センサによる検知回路の配線が簡単化できるとともにそ
の電気的取出しも容易にできる。

【００４０】また、請求項１２に記載の発明によれば、
ヒータ端部のキャップ状物が抵抗発熱体膜への電気的接
続部をなす。

【００４１】また、請求項１３に記載の発明によれば、
ヒータ端部のキャップ状物が電気的に一極以上の複数の
導電端子部を有し、形成した抵抗発熱体膜の複数箇所へ
給電できるので、発熱長さなど範囲を変えることができ
る。

【００４２】また、請求項１４に記載の発明によれば、
ヒータ端部のキャップ状物が抵抗発熱体膜への電気的接
続部をなすとともに機器などへの支持体としての作用を
有する。

【００４３】また、請求項１５に記載の発明によれば、
請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載のヒータ
と、このヒータに対向して設けられた加圧ローラとを備
えたため、上記請求項１ないし請求項１４のいずれかの
作用を奏する。

【００４４】さらに、請求項１６に記載の発明によれ
ば、請求項１５に記載の定着装置と、この定着装置を収
容する筐体とを備えたため、それぞれに対応する作用を
奏する。

【００４５】

【実施例】以下、本発明ヒータの第一実施例を図面を参
照して説明する。図１はヒータＨの正面図、図２は図１
の左右端部部分の拡大断面正面図、図３は図２中のＡ−
Ａ線に沿って切断した部分の拡大断面側面図である。図
中１は耐熱・電気絶縁性材料たとえばアルミナ（Ａｌ₂
Ｏ₃ ）セラミックスからなる長さ約３６０ｍｍ、外径約
１５ｍｍ、内径約１１ｍｍの円筒形状をなす基体、１１
Ｌ、１１Ｒはこの基体１端部近傍の内外を貫通して形成
された径が約０．４ｍｍのスルーホールである。 ま
た、２は基体１の外周面１Ａおよびスルーホール１１
Ｌ、１１Ｒの外周面１Ａに形成された抵抗発熱体膜、３
はこの抵抗発熱体膜２を覆うよう形成されたガラス質の
保護被膜、４は上記スルーホール１１Ｌ、１１Ｒの内周
面１Ｂ側内壁面から開口部周辺の内周面１Ｂにかけて形
成された接続用導体膜で、内周面１Ｂの部分は給電用端
子５Ｌ、５Ｒを構成している。また、６Ｌ、６Ｒは銅、
黄銅などの金属導体からなるキャップ状の支持体で、基
体１両端部の内面１Ｂに挿入され、その先端に軸部６１
を有する。

【００４６】そして、上記の基体１はアルミナ（Ａｌ₂
Ｏ₃ ）粉末などの混練体を円筒状に成型したものを焼成
してセラミックス化し、その後、基体１の端部にレーザ
加工などによりスルーホール１１Ｌ、１１Ｒが設けられ
る。このスルーホール１１Ｌ、１１Ｒの形成により基体
１には熱加工歪みが残りスルーホール１１Ｌ、１１Ｒ近
傍の剛性強度は低下している。

【００４７】また、上記の抵抗発熱体膜２は発熱体材料
となる厚膜の銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）合金や銀・
プラチナ（Ａｇ・Ｐｔ）合金あるいはこれらを主体とす
る合金からなる金属ペーストを基体１の外周面にスクリ
ーン印刷により塗布し、乾燥したのち約８５０℃で約１
０分間の高温度で焼成することによって形成してある。
この被膜２は基体１外周面１Ａにその回転方向にとぎれ
ることなく１〜１０μｍ程度のほぼ一様の膜厚で、抵抗
値が約１０Ω／１００ｍｍに設定されたシート抵抗値が
どこでも実用上等しい程度で形成してある。また、スル
ーホール１１Ｌ、１１Ｒの外周面１Ａ側の内壁面には上
記抵抗発熱体膜２と同材料によるこの抵抗発熱体膜２と
同等の抵抗値かあるいは高抵抗値の接続用導体膜４が形
成されている。

【００４８】また、基体１の内周面１Ｂおよびスルーホ
ール１１Ｌ、１１Ｒ内面の抵抗発熱体膜２に重層して電
気的に接続して形成した接続用導体膜４は、上記抵抗発
熱体膜２よりも接触電気抵抗が小さい材料たとえば銀
（Ａｇ）、銀・プラチナ合金（Ａｇ・Ｐｔ）、金（Ａ
ｕ）、プラチナ（Ｐｔ）などの金属ペーストを厚膜状に
塗布、あるいは抵抗発熱体膜２と同材料で抵抗発熱体膜
２よりも厚膜状に塗布して、乾燥したのち焼成すること
によって形成してある。なお、この接続用導体膜４およ
び上記抵抗発熱体膜２の金属ペーストの塗布順序はどち
らが先でもよく、焼成は同時に行ってもよい。

【００４９】また、保護被膜３は上記抵抗発熱体膜２お
よび基体１端部の外周面１Ａ側の表面に酸化鉛（Ｐｂ
Ｏ）を主成分としたたとえばＰｂＯ（５５〜８５Ｗｔ
％）−Ｂ₂ Ｏ₃ （５〜１５Ｗｔ％）−ＳｉＯ₂ （１０〜
３０Ｗｔ％）系ガラスの粉末からなる絶縁ガラスペース
トをスクリーン印刷塗布し、隙間なく連続した塗膜を形
成する。そして、乾燥した後、約７００℃で約１０分間
焼成して、厚さ１５μｍ〜１００μｍのガラス質層から
なる。

【００５０】また、キャップ状物からなる支持体６Ｌ、
６Ｒは基体１両端部の内周面１Ｂにそれぞれ挿入され給
電用端子５Ｌ、５Ｒと接触して電気的に接続され導電端
子部材としての機能を有するとともにヒータＨの機器な
どへの装着に際し、ヒータＨの支持作用と外部からの電
気的接続をなす。なお、図示していないが、基体１両端
部に挿入された支持体６Ｌ、６Ｒは、基体１両端部の内
周面１Ｂにねじや隙間に導電接着剤を介在させることに
より強固に固定されている。

【００５１】そして、このように構成されたヒータＨは
両支持体６Ｌ、６Ｒ間に通電すると、図２において左方
の支持体６Ｌ→給電用端子５Ｌ→スルーホール１１Ｌの
接続用導体膜４→抵抗発熱体膜２の左方側端部→抵抗発
熱体膜２→抵抗発熱体膜２の右方側端部→スルーホール
１１Ｒの接続用導体膜４→給電用端子５Ｒ→右方の支持
体６Ｒ（交流の場合は逆方向にもサイクル毎に交互に）
を通じ電流が流れ、基体１外周面１Ａ上の抵抗発熱体膜
２が各部においてほぼ均一の温度で発熱する。このヒー
タＨは、金属合金中に含まれるパラジウム（Ｐｄ）が電
気的な抵抗要素となり、その比率によって発熱体膜２の
抵抗値が調整される。

【００５２】そして、このヒータＨは、抵抗発熱体膜２
への給電を基体１の内部から行うことによりヒータＨ端
部の支持部を除く外面に露出した充電部がなく、ヒータ
Ｈが装着された機器において電気的な安全性および配線
が簡単化できる。また、後述するように、ヒータＨに過
電流が流れスルーホール１１Ｌ、１１Ｒ近傍が異常発熱
した場合には、、穿孔加工時の歪みおよび基体１の熱膨
張による歪みにより強度の低下したこのスルーホール１
１Ｌ、１１Ｒ近傍に加わる熱衝撃によってこの部分の基
体１に割れを生じ、接続用導体膜４などが破壊すること
によりヒータＨの電気回路が遮断されて抵抗発熱体膜２
の発熱が停止する。

【００５３】なお、図２および図３中の基体１に示す支
持体６Ｌ、６Ｒと対向する部分の点線はスルーホール１
１、１１、…であって、これらスルーホール１１、１
１、…箇所を増すことにより接続用導体膜４（給電用端
子５）の容量を増すことができ、より高電力のヒータＨ
への適用が可能となり、また、複数箇所に分散させても
一箇所で過熱により断路すれば、残りの箇所だけでは容
量不足となって他の箇所に過電流が流れ他の箇所も追っ
て断路し、ついには基体１の割れを生じ電気的な接続が
遮断され発熱を止めることができる。

【００５４】また、図４および図５は本発明ヒータの第
二実施例を示し、図４は中間部を省略した拡大断面正面
図、図５（ａ）、（ｂ）は図４中のＢ−Ｂ線およびＣ−
Ｃ線に沿って切断した部分の拡大断面側面図である。図
中、上記図１ないし図３と同一部分には同一の符号を付
してその説明は省略する。図４および図５のヒータＨの
特徴は、基体１の一端部側（この図では左側）に給電用
端子５を集めたもので、片端子形ヒータなどとも呼ばれ
ている。この第二実施例のヒータＨは、一方の端部（こ
の図では左側）に通電部材兼用の保持体６Ｌが、また、
他方の端部（この図では右側）には保持体６Ｒ（この場
合は電気は通さず支持用としてのみ）が図示しないねじ
あるいは導電性接着剤を介して取付けられている。

【００５５】そして、図４において基体１の右方端部の
抵抗発熱体膜２と連接しスルーホル１１Ｒの内壁面から
導出した接続用導体膜４には、内周面１Ｂに帯状に形成
され左方端部に向かう配線用導体膜７が接続されてい
る。また、この配線用導体膜７は左方端部において給電
用端子５を構成している。

【００５６】また、左方の支持体６Ｌは絶縁層６２を介
して同軸的に内外二極の通電端子６３、６４が設けられ
ていて、この支持体６Ｌを基体１の内面に挿入すると内
側の通電端子６３が第一実施例と同様に給電用端子５と
圧接して電気的な接続がなされる。また、外側の通電端
子６４は基体１とほぼ同径の外周面６５にまで抵抗発熱
体膜２が形成され、外周面６５と連接した細径部６６が
電気的な接続部となり、このヒータＨの給電は細径部６
６と上記通電端子６３に連接した軸部６７に行えばよ
い。

【００５７】この構成のヒータＨは、一方の端部から通
電が行えるので、ヒータＨへの配線が容易であり、ま
た、ヒータＨの温度を検出するセンサなどや保護回路の
部品などの配置スペースが確保できるほか上記と同様に
配線の引回しがなくなり容易に取扱いできるという利点
がある。なお、このヒータＨの支持は両端の支持体６
Ｌ、６Ｒを支持しても一端部を支持しても、どちらの場
合も電気的および機械的な支持が可能である。また、ヒ
ータＨが異常過熱した場合は、スルーホル１１Ｒ部から
基体１が割れ接続用導体膜４や配線用導体膜７などを切
断して電気回路を遮断するので発火の虞がない。

【００５８】また、図６および図７は本発明ヒータの第
三実施例を示し、図６は全体概略の説明図、図７は図６
の左方端部部分の拡大断面正面図である。図中、上記図
１ないし図５と同一部分には同一の符号を付してその説
明は省略する。この第三実施例は上記第二実施例を発展
させたもので、たとえば複写機において複写紙の大きさ
に応じてヒータＨの発熱幅が変えられるなど、必要最小
限部分のみを発熱できる省エネルギタイプに適するもの
である。

【００５９】このものはたとえば複写紙Ａ４判の縦長さ
（２９７ｍｍ）に相当する幅をＡ４ｍｍ、Ｂ４判の横長
さ（２５７ｍｍ）に相当する幅をＢ４ｍｍ、複写紙Ａ５
判の縦長さ（２１０ｍｍ）に相当する幅をＡ５ｍｍの３
種類の長さについての発熱を１本のヒータＨで行えるも
のである。すなわち、基体１には右方のスルーホール１
１Ｒを基準としてＡ５ｍｍ、Ｂ４ｍｍおよびＡ４ｍｍの
位置に（実際にはヒータＨ端部の温度は低くなるのでこ
れより長目である。）スルーホール１１Ａ、１１Ｂおよ
び１１Ｌが形成してある。

【００６０】そして、左方のスルーホール１１Ａおよび
１１Ｂの開口部内周面１Ｂには接続用導体膜４、４（１
１Ｂ側は図示してない。）が形成され、この接続用導体
膜４、４に連設して配線用導体膜７、７（１１Ｂ側は図
示してない。）が左方端部に向かい内周面１Ｂに設けら
れている。この配線用導体膜７、７（１１Ｂ側は図示し
てない。）の左方端部および上記スルーホール１１Ｌの
開口部内周面１Ｂには給電用端子５１、５２、５３（５
３は図示してない。）が形成されている。 そして、こ
の左方端部には上記第二実施例に示されたような各通電
端子６５、６７、６８を絶縁した多重同軸構造の支持体
６Ｌが挿入され、給電用端子５１は通電端子６７と、給
電用端子５２は通電端子６８と、図示しない給電用端子
５３は通電端子６５とそれぞれ電気的に接続されてい
る。また、右方の端部には上記第一実施例に示されたよ
うな支持体６Ｒが挿入されている。そして、このヒータ
Ｈは、右方端部の支持体６Ｒと左方端部の支持体６Ｌの
通電端子６７との間に電圧を供給すればスルーホール１
１Ｒと１１Ｌ間のＡ４ｍｍ幅の全体部分を発熱させるこ
とができる。また、右方端部の支持体６Ｒと左方端部の
支持体６Ｌの通電端子６８との間に電圧を供給すればス
ルーホール１１Ｒと１１Ａ間のＢ４ｍｍ幅の部分を発熱
させることができる。

【００６１】この発熱長が切替できるヒータＨは、複写
機の定着装置などに使用して省エネルギの効果がある。
また、このヒータＨも右方端部のスルーホール１１Ｒか
ら配線用導体膜７を介し左方端部の支持体６Ｌの通電端
子に接続させて、基体１の一端部側（この図では左側）
に通電端子部を集めた片端子形のヒータとすることもで
きる。また、このヒータＨも異常過熱した場合は、上述
したと同様にスルーホル１１Ｒ部から基体１が割れ電気
回路を断路するので発火の虞がない。

【００６２】また、図８および図９は本発明ヒータの他
の実施例の要部を示す拡大断面正面図である。図中、上
記図１ないし図７と同一部分には同一の符号を付してそ
の説明は省略する。上記実施例がスルーホール１１部内
に抵抗発熱体膜２または接続用導体膜４を形成していた
のに対し、この実施例は導体を形成していないスルーホ
ール１１を設けたことを特徴とするものである。

【００６３】すなわち、基体１内周面１Ｂの接続用導体
膜４に連接して形成した配線用導体膜７の近傍にスルー
ホール１１、１１が設けられているものであって、図８
は配線用導体膜７を挟み両側にある。この図８のもの
は、配線用導体膜７も高抵抗値の被膜であって、ヒータ
Ｈの電気回路に過電流が流れ異常発熱して抵抗発熱体膜
２と同じ被膜４が形成されたスルーホール１１Ｒが高温
度になっても基体１が割れないときに、同じく高温度に
なった配線用導体膜７の熱によってその両側に形成した
強度の劣るスルーホール１１、１１部分からクラック
Ｗ、Ｗ、…を入れ基体１を割って、配線用導体膜７から
なる配線を切断して電気回路を断路させる。また、図９
のものも図８と同じであるが、抵抗発熱体膜２から基体
１内周面１Ｂにまでの配線をスルーホールを経ることな
く、基体１の端面を経て形成した接続用導体膜４によっ
て配線用導体膜７と接続させたものであって、抵抗発熱
体膜２より高抵抗値で形成された配線用導体膜７が高温
度となってスルーホール１１部分からクラックＷ、Ｗ、
…を生じさせ基体１を割らせることは上記と同じであ
る。

【００６４】また、図１０および図１１は上記円筒状の
ロールヒータＨを組込んだ複写機やファクシミリなどの
定着装置Ｄの一例を示し、図１０は定着装置Ｄ要部の一
部断面正面図、図１１は図１０中のＥ−Ｅ線に沿って切
断した部分の断面側面図である。図中ヒータＨ部分は上
記図１〜図９と同じであるので同一部分には同一の符号
を付してその説明は省略する。図中Ｒは加圧ローラで、
両端面に回転軸Ｒ１を突設した円筒形ローラ本体Ｒ２の
表面に耐熱性弾性材料たとえばシリコーンゴムＲ３が嵌
合してある。

【００６５】そして、上記ヒータＨと加圧ローラＲとは
筐体の一部を構成するシャーシＳに互いの軸方向を平行
に対向して、外周がほぼ一直線状に軽く弾接して当接す
るよう取付けられている。すなわち、このシャーシＳに
は取付孔Ｓ１、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ２が穿孔され、この取付
孔Ｓ１、Ｓ１には電気絶縁性樹脂にて形成された係止部
材Ｓ３、Ｓ３を介して導電性ベアリングＳ４、Ｓ４が装
着され、この導電性ベアリングＳ４、Ｓ４に形成された
挿通孔Ｓ５、Ｓ５に上記ヒータＨの支持体６の軸部６１
が回転自在に嵌合取付けされている。

【００６６】また、上記シャーシＳの取付孔Ｓ２、Ｓ２
にはベアリングなどからなる軸受Ｓ６、Ｓ６が装着さ
れ、この軸受Ｓ６、Ｓ６の挿通孔Ｓ７、Ｓ７に上記加圧
ローラＲの回転軸Ｒ１が回転自在に嵌合取付けされてい
る。

【００６７】なお、このヒータＨと加圧ローラＲとは図
１０において支持体６の軸部６１および回転軸Ｒ１の左
方に延在した箇所において、モータと減速ギアなどとを
組合わせた動力源（図示しない。）と連結され連動して
駆動させる。

【００６８】そして、この定着装置Ｄは複写機に組込ま
れたとえば商用１００Ｖの電圧で使用され、上記ヒータ
Ｈは複写機内にある電流制御器によって電流が制御され
通電される。この通電はリード線８、８から導電体とし
て形成されたベアリングＳ４、Ｓ４を通じ、このベアリ
ングＳ４、Ｓ４に支持された支持体６の軸部６１を介し
上記と同様に給電用端子５に給電され抵抗発熱体膜２が
発熱する。

【００６９】そして、複写紙ＫをトナーＴが付着した面
側が円筒状のヒータＨに対向して位置するように、ヒー
タＨと加圧ローラＲ間に挿入し、これらヒータＨおよび
加圧ローラＲを動力源（図示しない。）を介し連動して
それぞれ反対方向に回転させる。この円筒状のヒータＨ
の熱およびヒータＨと加圧ローラＲ間の圧力により、複
写紙Ｋ上にトナーＴが溶着して定着できるとともに複写
紙Ｋは矢印方向に搬送される。

【００７０】この定着装置Ｄは、定着用のロールヒータ
Ｈが抵抗発熱体膜２からの熱伝導により直接に複写紙Ｋ
を加熱するので、高い熱効率で加熱をすることができ
る。また、ヒータＨの最外面の保護被膜３はガラス質で
あるので複写紙Ｋとの間に静電気が生じないので吸引作
用が働かず、保護被膜３と複写紙Ｋとが密着し過ぎるこ
とを防止でき、複写紙Ｋの円滑な搬送ができる。

【００７１】そして、たとえば電流制御器を構成する半
導体などの電子部品に異常を生じ過電流がヒータＨに流
入したにも拘らず、電流制御器などに接続した安全器が
動作しない場合、抵抗発熱体膜２およびスルーホール１
１Ｌ、１１Ｒ内面に形成した高抵抗の接続用導体膜４が
過熱する。この抵抗発熱体膜２および接続用導体膜４の
過熱が続くと、基体１の被膜の中で最も高抵抗値な被膜
４が最高温度に達し、かつ、穿孔加工して基体１中で最
も強度が弱くなっているスルーホール１１Ｌ、１１Ｒ部
分に熱衝撃によるクラックが入る。

【００７２】このクラックによりアルミナからなる基体
１はスルーホール１１Ｌまたは／および１１Ｒの内壁面
からやこの近傍で割れバラバラになって、抵抗発熱体膜
２の通電回路はスルーホール１１Ｌおよび／または１１
Ｒ部分において断路し電気的接続が切れる。したがっ
て、抵抗発熱体２からの発熱は停止され、複写機から発
火するなどの不測の事態を解消できる。

【００７３】本発明者等の実験では、図１の構成のヒー
タＨにおいて基体１に抵抗値が約３２オーム［Ω］の抵
抗発熱体膜２、スルーホール１１Ｌ、１１Ｒ部分に抵抗
値が約０．６［Ω／□］の高抵抗値の接続用導体膜４を
形成し、給電用端子５、５部間に７０Ｖの定格電圧を印
加した場合、約２．２Ａの電流が流れ、抵抗発熱体膜２
の表面温度が約２００℃に対して、接続用導体膜４の表
面温度は約２００℃であった。そして、印加電圧を８０
Ｖに上げたら、電流は約２．５Ａとなり、抵抗発熱体膜
２の表面温度が約４００℃、接続用導体膜４の表面温度
は約４００℃になった。さらに印加電圧を９５Ｖに上
げ、電流が約３．０Ａとなり、抵抗発熱体膜２の表面温
度が約５００℃、接続用導体膜４の表面温度が約５００
℃になったとき、この高抵抗値の接続用導体膜４の形成
してあるスルーホール１１Ｒ近傍が割れ基体１がバラバ
ラになってヒータＨは破壊し通電回路は断路した。

【００７４】また、上記のような構成の定着装置Ｄは、
図１２に示すような画像形成装置としての複写機Ｐに組
込まれている。図１２は複写機Ｐの概要構成を示す断面
図で、Ｐ１は複写機Ｐの筐体、Ｐ２は筐体Ｐ１の上面に
設けられたガラスなどの透明部材からなる原稿載置台で
矢印Ｙ方向に往復動して原稿Ｇを走査する。

【００７５】筐体Ｐ１内の上方には光照射用のランプＬ
が設けられていて、このランプＬにより照射された原稿
Ｇからのの反射光線が短焦点小径結像素子アレイＰ３に
よって感光ドラムＰ４上にスリット露光される。なお、
この感光ドラムＰ４は矢印方向に回転する。

【００７６】また、Ｐ５は帯電器で、たとえば酸化亜鉛
感光層あるいは有機半導体感光層が被覆された感光ドラ
ムＰ４上に一様に帯電を行う。この帯電器Ｐ５により帯
電されたドラムＰ４には、結像素子アレイＰ３によって
画像露光が行われた静電画像が形成される。この静電画
像は、現像器Ｐ６による加熱で軟化溶融する樹脂などか
らなるトナーを用いて顕像化される。

【００７７】一方、カセットＰ７内に収納されている複
写紙Ｋは、給送ローラＰ８と感光ドラムＰ４上の画像と
同期するようタイミングとって上下方向で圧接して回転
される対の搬送ローラＰ９によって、ドラムＰ４上に送
り込まれる。そして、転写放電器Ｐ１０によって感光ド
ラムＰ４上に形成されているトナー像は複写紙Ｋ上に転
写される。この後、ドラムＰ４上から離れた複写紙Ｋ
は、搬送ガイドＰ１１によって定着装置Ｄに導かれ加熱
定着処理された後にトレイＰ１２上排出される。なお、
トナー像を転写後、ドラムＰ４上の残留トナーはクリー
ナＰ１３によって除去される。

【００７８】上記定着装置Ｄは複写紙Ｋの移動方向と直
交する方向に、この複写機Ｐが複写できる最大判用紙の
幅（長さ）に合わせた有効長、すなわち最大判用紙の幅
（長さ）より長い抵抗発熱体膜２を延在させた円筒状の
ロールヒータＨを配置しているとともにこの抵抗発熱体
膜２の延在方向に軽く弾接するよう抵抗発熱体膜２と相
対して加圧ローラＲが設けられている。そして、ヒータ
Ｈと加圧ローラＲとの間を送られる複写紙Ｋ上の未定着
のトナー像は、抵抗発熱体膜２からの熱を受け溶融して
複写紙Ｋ面上に文字、英数字、記号、図面などの複写像
を現出させる。このような、定着装置Ｄを組付けた複写
機Ｐは、上述したように定着装置Ｄが小形化して配線が
簡単化でき複写機Ｐをもコンパクト化がはかれる。ま
た、ヒータＨに異常が発生して安全装置が作動せず温度
が上昇しても、基体１にクラックを生じ電気回路が遮断
されるので発火するなどの虞もない。

【００７９】また、定着装置Ｄに回転自在のヒータを使
用できるので、部分的な温度低下もしにくくなり、全面
にわたり転写むらなどがない同一コントラストの鮮明な
高品質の複写が得られる。また、抵抗発熱体膜２からの
熱伝導によって複写紙Ｋを加熱するので、高い熱効率で
一様に定着をさせることができ、また、複写紙Ｋとの密
着し過ぎることもなく、複写紙Ｋを円滑に搬送できる。

【００８０】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
たとえば基体の材質はアルミナセラミックスに限らず、
他のセラミックスやガラス、ポリイミド樹脂のような耐
熱性・電気絶縁性の高い合成樹脂部材などであってもよ
く、また、金属など導電性部材の表面を電気絶縁処理し
た材質のものであってもよい。また、基体の表面にはガ
ラス質などの下塗り層が形成してあってもよい。

【００８１】また、スルーホールはレーザ加工による穿
孔などで熱歪みが残り、基体の中でこのスルーホール近
傍における強度が他の部分より最も弱く、基体の中間部
に穿孔してあってもよいが、基体を割れ易くするために
は基体の端部に近くにスルーホールを設けるのが好まし
い。また、スルーホールの数は１個に限らず複数個穿孔
してあってもよく、その形状も真円状に限らず円状、角
状あるいは一部が縁部に開口した切欠状のものであって
もよい。要するに加工などを施すことによって熱歪みな
どを残存させることや、孔、切欠などを設け他の部分と
の状態や形状を変えることによって強度の弱い部分を設
けてあればよい。

【００８２】また、抵抗発熱体膜は上記実施例記載の材
料のほかニッケル系やルテニウム系の材料を用いてもよ
い。また、接続用導体膜、配線用導体膜やガラス質の保
護被膜などを形成する材料も実施例のものに限らない。
これら材料の選択は発熱温度やそれぞれ使用する状況に
応じて適宜選べばよい。また、スルーホールの内壁面や
スルーホールの近傍に形成する被膜は、抵抗発熱体膜と
同等かそれ以上の高い抵抗値を有するものであることが
望ましい。

【００８３】また、基体の端部に挿入されるキャップ状
の支持体は一方が通電部材として使用されない場合は特
に金属部材で形成してなくてもよく、その形状も図示し
たものに限らず静止して使用されるものにおいては軸部
は不要である。

【００８４】また、基体の内部にサーミスタ、熱電対な
どの温度検知用のセンサや他の測定用の素子あるいは回
路部品などを収容配置しておくことも構わず、これらセ
ンサや部品への配線用導体膜を上述した抵抗発熱体膜と
同様に基体の内周面に形成しても差支えない。この場
合、センサなどからの信号取出しも基体端部に設けたキ
ャップを同様に利用してもよい。また、これらセンサな
どとの接続に配線用導体膜を用いると、たとえば基体が
破壊しても抵抗発熱体膜への電気回路が切断せずセンサ
などと接続した配線用導体膜が切断した場合、検知が不
可能になるところからヒータに何か異常が発生したこと
が分かり、早めの対策を行うことができる。 さらに、
上記定着装置の実施例ではガラス質の保護被膜表面に直
接複写紙が接触したが、ヒータ保護や円滑な紙送り用に
プラスチックシートを介在させた間接的な接触であって
もよい。

【００８５】さらにまた、本発明のヒータはＯＡ機器類
の定着用に限らず、暖房機器や加熱炉などの加熱用など
他の分野においても種々実用化できるものであり、ヒー
タは回転できるものに限らず、静止して使用されるもの
にも適用できる。また、画像形成装置としては複写機に
限らず、種々のＯＡ機器に適用できる。

【００８６】

【発明の効果】請求項１に記載のヒータは、給電用端子
が基体内にあり有効発熱長を同じとすれば端子分の全長
を短くして小形化できる。また、外周表面側には露出し
た充電部や突起がなく安全性が高い。また、このヒータ
を装着した機器においては配線の簡単化がはかれる。

【００８７】請求項２に記載のヒータは、上記請求項１
の効果のほか過熱時に安全装置などが作動しない場合、
基体の穿孔加工や熱によって強度的に弱くなったスルー
ホール部またはこのホール近傍にクラックが入りこれが
割れて電気回路を確実に遮断するのでヒータへの通電が
止り、さらに発熱して発火するなどの事故を未然に防ぐ
ことが可能になった。

【００８８】請求項３に記載のヒータは、ヒータと複写
紙との密着性が高く、熱効率よく一様に定着をさせるこ
とができ、全面にわたり転写むらなどがない同一コント
ラストで鮮明な高品質の複写が得られる。また、ガラス
質であるので複写紙との間に静電気が生ぜず吸着もな
く、複写紙を円滑に搬送できる。

【００８９】請求項４に記載のヒータは、ヒータの一端
側に給電用端子が設けられるので、電気配線を簡単化で
きる。

【００９０】請求項５に記載のヒータは、発熱部の長さ
が変えられ対象被加熱体の大きさに対応した必要部分の
みの発熱が可能で、無駄な電力を消費しない省エネルギ
とすることができる。

【００９１】請求項６に記載のヒータは、不要部分の発
熱を防ぎ良好な電気接続をなさしめる。

【００９２】請求項７に記載のヒータは、穿孔加工また
は他の部分と形状を変えた穿孔部分を設けることによっ
て基体の一部に強度の弱い部分をつくり、過熱したとき
の熱衝撃でこの穿孔部分よりクラックを生じさせ基体を
破壊して電気回路を遮断して発火するなどの事故を未然
に防ぐことができる。

【００９３】請求項８に記載のヒータは、接続用導体を
基体内に通したのでヒータの外面には突起物がない。

【００９４】請求項９に記載のヒータは、異常高電流が
流れたときに最も昇温する被膜を強度的に弱いスルーホ
ール部に形成してあるので、このホール部からクラック
が発生し基体を破壊して電気回路を遮断することができ
る。

【００９５】また、請求項１０に記載の発明によれば、
異常高電流が流れたときに最も昇温する被膜を強度的に
弱いスルーホールの近傍に形成してあるので、このホー
ル部からクラックが発生し基体を破壊して電気回路を遮
断することができる。

【００９６】請求項１１に記載のヒータは、温度センサ
などからの信号の取出しおよびセンサなどの取付けを容
易に行うことができ、また、基体内に収容できるので正
確な測定および取付けスペースの節約ができる。

【００９７】請求項１２記載のヒータは、キャップ状物
が抵抗発熱体膜への電気的接続部をなす。

【００９８】請求項１３記載のヒータは、抵抗発熱体膜
の複数箇所へ給電できるので、発熱長さなどの範囲を変
えることができ対象被加熱体の大きさに対応した必要部
分のみの発熱が可能で、無駄な電力を消費しない省エネ
ルギとすることができる。請求項１４記載のヒータは、
キャップ状物が電気的接続部と装着される機器などへの
支持体として用いられ、静止はもちろん回転支持も可能
である。

【００９９】請求項１５記載の定着装置は、請求項１な
いし請求項１４いずれかに記載のヒータと、このヒータ
に対向して設けられた加圧ローラとを備えたため、上記
請求項１ないし請求項１４のいずれかの効果を奏するこ
とができる。

【０１００】請求項１６に記載の画像形成装置は、請求
項１５に記載の定着装置と、この定着装置を収容する筐
体とを備えたため、それぞれに対応する効果を奏するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ヒータの第一実施例を示す正面図であ
る。

【図２】図１のヒータの一部を切欠して示す拡大断面正
面図である。

【図３】図２中のＡ−Ａ線に沿って切断した部分を示す
断面側面図である。

【図４】本発明ヒータの第二実施例を示す一部切欠拡大
断面正面図である。

【図５】図（ａ）は図４中のＢ−Ｂ線に沿って切断した
部分を示す断面側面図、図（ｂ）は同じくＣ−Ｃ線に沿
って切断した部分を示す断面側面図である。

【図６】本発明ヒータの第三実施例を示す全体概略の説
明図である。

【図７】図６の左方端部部分の拡大断面正面図である。

【図８】本発明ヒータの他の実施例の要部を示す拡大断
面正面図である。

【図９】本発明ヒータの他の実施例の要部を示す拡大断
面正面図である。

【図１０】本発明定着装置の実施例の要部を示す一部断
面正面図である。

【図１１】図１０中のＥ−Ｅ線に沿って切断した部分を
示す断面側面図である。

【図１２】本発明画像形成装置に代表される複写機の概
要構成を示す断面図である。

【符号の説明】

Ｈ：ヒータ １：基体 １Ａ：外周面 １Ｂ：内周面 １１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｌ、１１Ｒ：スルーホール ２：抵抗発熱体膜 ３：保護被膜 ４：接続導体膜 ５：給電用端子 ６、６Ｌ、６Ｒ：キャップ状の支持体 ６１：軸部 ６５、６７、６８：通電端子 ７：配線用導体膜 Ｄ：定着装置 Ｒ：加圧ローラ Ｋ：複写紙 Ｐ：複写機

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気絶縁性の部材からなる円筒状の基体
   と；この基体の外周面に形成された抵抗発熱体膜と；こ
   の抵抗発熱体膜と電気的に接続した複数のうちの少なく
   とも一つが上記基体端部の内周面に形成された給電用端
   子と；を具備していることを特徴とするヒータ。
2. 【請求項２】 スルーホールが形成された電気絶縁性の
   部材からなる円筒状の基体と；この基体の外周面に形成
   された抵抗発熱体膜と；この抵抗発熱体膜と電気的に接
   続して上記基体端部の内周面にまで延在して形成された
   配線用導体膜と；この配線用導体膜に接続した複数のう
   ちの少なくとも一つが上記基体端部の内周面に形成され
   た給電用端子と；を具備していることを特徴とするヒー
   タ。
3. 【請求項３】 抵抗発熱体膜の表面にガラス質の保護被
   膜が形成されていることを特徴とする請求項１または請
   求項２に記載のヒータ。
4. 【請求項４】 基体の内周面に抵抗発熱体膜および給電
   用端子と接続した給電用導体が設けられ、基体の一端部
   側に全ての給電用端子が形成されていることを特徴とす
   る請求項１または請求項２に記載のヒータ。
5. 【請求項５】 基体の内周面にこの基体の長手方向に間
   隔を隔てて抵抗発熱体膜に接続した複数個の給電用端子
   が形成されていることを特徴とする請求項２ないし請求
   項４のいずれか一に記載のヒータ。
6. 【請求項６】 抵抗発熱体膜は給電用端子より高抵抗値
   の被膜であることを特徴とする請求項１ないし請求項５
   のいずれか一に記載のヒータ。
7. 【請求項７】 基体に形成されたスルーホールは他の部
   分より低強度であることを特徴とする請求項２ないし請
   求項６のいずれか一に記載のヒータ。
8. 【請求項８】 基体のスルーホールには、抵抗発熱体膜
   と給電用端子とを電気的に接続する接続用導体膜が形成
   されていることを特徴とする請求項２ないし請求項７の
   いずれか一に記載のヒータ。
9. 【請求項９】 スルーホールに形成された接続用導体膜
   は、抵抗発熱体膜の被膜より高抵抗値の被膜であること
   を特徴とする請求項８に記載のヒータ。
10. 【請求項１０】 スルーホールに近接して配線用導体膜
    が形成されていることを特徴とする請求項２ないし請求
    項９のいずれか一に記載のヒータ。
11. 【請求項１１】 基体の内周面にこの基体の温度を検知
    するセンサに接続した配線用導体が設けられていること
    を特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか一に
    記載のヒータ。
12. 【請求項１２】 基体の長手方向の両端部に抵抗発熱体
    膜と電気的に接続したキャップ状物が設けられているこ
    とを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか一
    に記載のヒータ。
13. 【請求項１３】 基体の端部に設けたキャップ状物が同
    軸的に互いに絶縁された複数の導電端子を有することを
    特徴とする請求項１２に記載のヒータ。
14. 【請求項１４】 基体の端部に設けたキャップ状物が電
    気的接続部をなす支持軸であることを特徴とする請求項
    １３に記載のヒータ。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載のヒータと；このヒ
    ータの支持軸方向に沿って軸方向を有しこのヒータに対
    向して設けられた回転自在の加圧ローラと；を具備した
    ことを特徴とする定着装置。
16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の定着装置と；この
    定着装置を収容する筐体と；を具備したことを特徴とす
    る画像形成装置。