JPH0935852A - 加熱体、加熱装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セラミック基板と、該基板の片面側に具備さ
せた抵抗発熱体を基本構成体とする加熱体について、加
熱体暴走時にセラミック基板が割れる場所を特定させ、
かつ絶縁耐圧を満足させて、不特定の割れによる問題を
解消し、該加熱体、該加熱体を用いた装置の安全性・信
頼性を確保すること。 【構成】 セラミック基板３と、該基板の片面側に具備
させた抵抗発熱体２を基本構成体とする加熱体１におい
て、セラミック基板３の他方面側に熱吸収部材１１を具
備させたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミック基板と、該
基板に具備させた通電により発熱する抵抗発熱体を基本
構成体とする加熱体（ヒータ）、該加熱体を備えた加熱
装置、及び該加熱装置を画像加熱定着装置として備えた
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】便宜上、特開昭６３−３１３１８２号公
報・特開平１−２６３６７９号公報・特開平２−１５７
８７８号公報・特開平４−４４０７５〜４４０８３号公
報等に開示のフィルム加熱方式の加熱装置を例にして説
明する。

【０００３】この加熱装置は、セラミック基板と、該基
板に具備させた通電により発熱する抵抗発熱体を基本構
成体とする横長の加熱体に、耐熱性フィルムを加圧ロー
ラーで圧接させて該耐熱性フィルムを挟んで加熱体と加
圧ローラーとの間に加熱ニップ部を形成させ、該加熱ニ
ップ部の耐熱性フィルムと加圧ローラーとの間に被加熱
材を導入し、該被加熱材を耐熱性フィルム面に密着させ
て耐熱性フィルムと共に走行させることにより、加熱体
の熱を耐熱性フィルムを介して被加熱材に付与する方式
・構成のものである。

【０００４】該装置は例えば、電子写真複写機・プリン
タ・ファクシミリ等の画像形成装置における画像加熱定
着装置、即ち電子写真・静電記録・磁気記録等の適宜の
画像形成プロセス手段により加熱溶融性の樹脂等よりな
るトナーを用いて記録媒体（転写材シート・エレクトロ
ファックスシート・静電記録シート・印刷紙など）の面
に間接（転写）方式もしくは直接方式で形成した目的の
画像情報に対応した未定着トナー画像を永久固着画像と
して加熱定着処理する手段として活用できる。

【０００５】このようなフィルム加熱方式の加熱装置
は、昇温の速い低熱容量の加熱体や薄膜の耐熱性フィル
ム材を用いることができるため、省電力化やウェイトタ
イムの短縮化（クイックスタート性）が可能となる、画
像形成装置等本機の機内昇温を低めることができる、等
の利点を有した効果的なものである。

【０００６】画像加熱定着装置に限らず、その他、例え
ば、画像を担持した記録媒体を加熱して表面性（つや
等）を改質する装置、仮定着処理する装置、シート状物
を給紙して乾燥処理・ラミネート処理する等の加熱装置
として広く利用できる。

【０００７】上記加熱体は、サーミスタ等の加熱体検温
素子を含む温調系により抵抗発熱体に対する供給電力の
制御がなされて所定の使用温度に温調管理される。また
温度ヒューズ等の安全装置を具備させ、加熱体温度が使
用上限温度以上に過昇温した場合には該安全装置の作動
で抵抗発熱体に対する通電を遮断させるようにしてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような加
熱体は抵抗発熱体に対する通電により加熱体温度が短時
間に昇温するため、給電系のトライアック故障や、温調
系、温度ヒューズ等の安全装置の不調・故障、加熱体の
迅速昇温性に対する安全装置の作動遅れなどの原因によ
り抵抗発熱体に対する通電制御が不能の事態を生じて加
熱体が急激に温度上昇して過熱状態（所謂、加熱体暴
走）となり、発煙や発火に至る可能性も想定される。

【０００９】そのような加熱体暴走時には加熱体のセラ
ミック基板に熱応力で抵抗発熱体の断線を含む自己割れ
を生じさせるようにして抵抗発熱体に対する通電を遮断
させるのが有効である。

【００１０】しかし、セラミック基板が不特定に割れて
しまうことがあり、この場合、セラミック基板の割れ方
によっては、抵抗発熱体に電力を供給しているにもかか
わらず、モニターしているサーミスタ出力値はまだ抵抗
発熱体（加熱体）が暖まっていないと誤認知して、抵抗
発熱体に対する電力供給を停止しないため、加熱装置周
辺から発煙さらに発火を引き起こしてしまう。また、抵
抗発熱体に給電する一次系回路（ＡＣ）と温調系の二次
系回路（ＤＣ）の絶縁耐圧を満足することができなくな
り、時によっては装置本体に漏れた電流によって二次系
回路を破壊する可能性や使用者が感電してしまうことが
あった。

【００１１】そこで本発明は、この種の加熱体について
加熱体暴走時にセラミック基板が割れる場所を特定さ
せ、かつ絶縁耐圧を満足させて、上述のような不特定の
割れによる問題を解消し、該加熱体、該加熱体を用いた
装置の安全性・信頼性を確保することを目的とする。

【００１２】

【問題点を解決するための手段】本発明は下記の構成を
特徴とする、加熱体、加熱装置および画像形成装置であ
る。

【００１３】（１）セラミック基板と、該基板の片面側
に具備させた抵抗発熱体を基本構成体とする加熱体にお
いて、セラミック基板の他方面側に熱吸収部材を具備さ
せたことを特徴とする加熱体。

【００１４】（２）前記熱吸収体はセラミック基板の幅
内において０．１ｍｍ以上から任意の幅寸法で形成され
ていることを特徴とする（１）に記載の加熱体。

【００１５】（３）前記熱吸収体はセラミック基板の長
手方向において１．０ｍｍから１００ｍｍの任意の長さ
で形成されていることを特徴とする（１）に記載の加熱
体。

【００１６】（４）前記熱吸収体は１．０μｍから１０
０μｍの任意の厚さで形成されていることを特徴とする
（１）に記載の加熱体。

【００１７】（５）セラミック基板と、該基板の片面側
に具備させた抵抗発熱体を基本構成体とする加熱体にお
いて、セラミック基板の抵抗発熱体形成面側に耐電圧コ
ートをし、その耐電圧コートを成分または化合比が違う
材料を使用して第１の耐電圧コート部分と第２の耐電圧
コート部分とで構成したことを特徴とする加熱体。

【００１８】（６）セラミック基板と、該基板の片面側
に具備させた抵抗発熱体を基本構成体とする加熱体にお
いて、該加熱体は該加熱体に対向させた加圧ローラーの
端部から外方にはみだす部分を有し、そのはみだし加熱
体部分の抵抗発熱体部分は加圧ローラが対応する加熱体
部分の発熱量よりも１％から６０％多いことを特徴とす
る加熱体。

【００１９】（７）セラミック基板と、該基板の片面側
に具備させた抵抗発熱体を基本構成体とする加熱体にお
いて、セラミック基板の他方面側に形状記憶合金部材を
設けたことを特徴とする加熱体。

【００２０】（８）被加熱材を加熱する加熱体として、
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の加熱体を備え
たことを特徴とする加熱装置。

【００２１】（９）被加熱材を耐熱性フィルムを介して
加熱体に密着させ、加熱体の熱を耐熱性フィルムを介し
て被加熱材に与える加熱装置であり、加熱体が前記
（１）乃至（７）のいずれかに記載の加熱体であること
を特徴とする加熱装置。

【００２２】（１０）加熱体と加圧ローラーとの間に耐
熱性フィルムを挟ませて加熱ニップ部を形成させ、該加
熱ニップ部の耐熱性フィルムと加圧ローラーとの間に被
加熱材を導入して耐熱性フィルムと一緒に加熱ニップ部
を挟持搬送させて被加熱材を加熱処理する加熱装置であ
り、加熱体が前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の
加熱体であることを特徴とする加熱装置。

【００２３】（１１）被加熱材が未定着画像を担持した
記録媒体であり、装置が未定着画像を記録媒体に熱定着
させる画像加熱定着装置であることを（９）又は（１
０）に記載の加熱装置。

【００２４】（１２）記録媒体に未定着画像を形成する
画像形成手段と、この未定着画像を記録媒体に熱定着さ
せる画像加熱定着手段を有し、該画像加熱定着手段が前
記（８）乃至（１１）の何れか１つに記載の加熱装置で
あることを特徴とする画像形成装置。

【００２５】

【作用】

ａ）即ち本発明は、セラミック基板の他方面側に熱吸収
部材を具備させたことで、加熱体暴走時には、該熱吸収
部材が存在するセラミック基板部分が他のセラミック基
板部分よりも効率良く熱吸収して大きな熱ストレスを生
じ、そのためにセラミック基板はその熱吸収部材を存在
させた部分において通電抵抗体の断線を含む割れを確実
に発生する。即ち加熱体暴走時の加熱体割れ位置を熱吸
収部材を存在させた部分に特定することができる。

【００２６】ｂ）また、セラミック基板の抵抗発熱体形
成面側に耐電圧コートをし、その耐電圧コートを互いに
成分または化合比が違う材料の第１の耐電圧コート部分
と第２の耐電圧コート部分とで構成することによって
も、加熱体暴走時には、セラミック基板には上記第１と
第２の耐電圧コート部分の熱膨張差により該第１と第２
の耐電圧コート部分の境界部（界面）に大きな熱ストレ
スを生じ、そのためにセラミック基板はその境界部にお
いて抵抗発熱体の断線を含む割れを確実に発生する。即
ち加熱体暴走時の加熱体割れ位置を第１と第２の耐電圧
コート部分の境界部分に特定することができる。

【００２７】ｃ）また、加熱体は該加熱体に対向させた
加圧ローラーの端部から外方にはみだす部分を有し、そ
のはみだし加熱体部分の抵抗発熱体部分は加圧ローラー
が対応する加熱体部分の発熱量よりも１％から６０％多
い構成とすることで、加熱体暴走時には、上記はみだし
加熱体部分と加圧ローラーが対応する加熱体部分との間
に温度差を生じその温度差発生部分に大きな熱ストレス
を生じ、そのためにセラミック基板はその温度差発生部
分において抵抗発熱体の断線を含む割れを確実に発生す
る。即ち加熱体暴走時の加熱体割れ位置を上記温度差発
生部分に特定することができる。

【００２８】ｄ）また、セラミック基板の他方面側に形
状記憶合金部材を設けることで、加熱体暴走時には、該
形状記憶合金部材の変形力によりセラミック基板は形状
記憶合金部材配設部分において抵抗発熱体の断線を含む
割れを確実に発生する。即ち加熱体暴走時の加熱体割れ
位置を上記形状記憶合金部材配設部分に特定することが
できる。

【００２９】上記ａ）〜ｄ）の何れの場合においても、
加熱体が許容温度範囲で温調・通電制御されている限り
においては加熱体は割れを生じるには至らない。

【００３０】加熱体暴走時には上記のようにセラミック
基板が割れる場所が特定されて抵抗発熱体（またはこの
抵抗発熱体に対する通電用導電部パターンもしくはその
両者）の断線を含む加熱体割れにより抵抗発熱体への通
電が遮断され、加熱体暴走が停止するもので、加熱体、
該加熱体を用いた装置の安全性・信頼性が確保される。

【００３１】

【実施例】

〈実施例１〉（図１〜図１０） （１）加熱装置例 図１は加熱装置例の概略構成図である。本例の加熱装置
５０は特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報、同４
−２０４９８０〜２０４９８４号公報等に開示の所謂テ
ンションレスタイプのフィルム加熱方式の装置であり、
本例は複写機やＬＢＰ等の画像形成装置における画像加
熱定着装置として用いている。

【００３２】５１は円筒状の定着フィルム（耐熱性フィ
ルム）であり、下面に次の（２）項で詳述する加熱体１
を保持させた加熱体ホルダ５２の外周りにルーズに外嵌
させてある。５３はフィルム５１を挟ませて加熱体１の
下面に圧接させた加圧ローラーである。Ｎはフィルム５
１を挟んで加熱体１と加圧ローラー５３との間に形成さ
れた定着ニップ部（加熱ニップ部）である。

【００３３】円筒状の耐熱性フィルム５１は、例えば、
表面をトナー離型性の良いＰＴＦＥ等のフッ素樹脂をコ
ートしたポリイミド（ＰＩ）フィルムである。

【００３４】加熱体ホルダ５２は横断面略半円形の横長
（図面に垂直方向）の樋型部材であり、これに外嵌させ
た円筒状フィルム５１の回転ガイド部材を兼ねており、
例えば熱硬化性樹脂製の耐熱性部材である。

【００３５】加熱体１は、後述するように、横長薄板状
のセラミック基板と、その基板面に基板長手に沿って形
成具備させた抵抗発熱体を基本構成体としてなり、抵抗
発熱体への電力供給により迅速に発熱・昇温し温調系で
所定の定着温度に温調管理される。この加熱体１は上記
加熱体ホルダ５２に対して該ホルダの下面に長手に沿っ
て形成具備させた溝内に嵌め入れて耐熱性接着剤で接着
保持させてある。

【００３６】加圧ローラ５３は、芯金５３ｂと、該芯金
と同心一体に設けたシリコンゴム等の耐熱ゴム５３ａ等
よりなっている。

【００３７】円筒状フィルム５１を外嵌させた加熱体ア
センブリ１・５２と、加圧ローラー５３とを不図示の付
勢バネ部材により加圧ローラー５３の耐熱ゴム５３ａの
弾性に抗して相互押圧してフィルム５１を挟ませて加熱
体１と加圧ローラー５３とを所定の押圧力をもって圧接
させて所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させてある。

【００３８】加圧ローラー５３は不図示の駆動部により
ギア等で所定の周速度で反時計方向に回転駆動される。
この加圧ローラー５３の回転駆動による該ローラー５３
とフィルム５１の外面との摩擦力でフィルム５１に回転
力が作用して、該フィルム５１が加熱体１の下面に接触
摺動しつつ加熱体ホルダ５２の外回りを矢印の時計方向
に回転駆動される。フィルム５１の内面とこれが接触摺
動する加熱体下面との摺動抵抗を低減するため両者間に
耐熱性グリス等の潤滑剤を介在させるとよい。

【００３９】而して、加圧ローラー５３の回転駆動によ
りフィルム５１が回転され、また加熱体１が所定の定着
温度に立ち上がって温調された状態において、定着ニッ
プ部Ｎの回転加圧ローラー５３と回転フィルム５１との
間に未定着トナー画像ｔを有する被加熱材としての記録
媒体Ｐがそのトナー画像担持面側をフィルム５１側にし
て導入されてフィルム５１と一緒に定着ニップ部Ｎを挟
持搬送されることにより、加熱体１の熱がフィルム５１
を介して記録媒体に付与されてトナー画像ｔがシート面
に加熱定着される。定着ニップ部Ｎを通った記録媒体Ｐ
はフィルム５１面から分離されて搬送される。

【００４０】（２）加熱体１ 図２の（ａ）は加熱体１の一部切欠き表面図（フィルム
５１の内面が接触摺動する側）、（ｂ）は裏面図であ
る。図３の（ａ）は図２の（ｂ）の３−３線に沿う拡大
横断面模型図である。

【００４１】加熱体１は耐熱性・絶縁性のセラミック基
板３と、該基板の表面に具備させた抵抗発熱体（薄膜発
熱抵抗部）２を基本構成体とするものである。

【００４２】セラミック基板３は、例えば、アルミナや
窒化アルミニウム等の厚さ１ｍｍ・幅１０ｍｍ・長さ２
４０ｍｍの耐熱性・電気絶縁性の良熱伝導体である。

【００４３】抵抗発熱体２は、このセラミック基板３の
表面側に基板長手に沿って、例えばＡｇ／Ｐｂ、ＲｕＯ
₂ 、Ｔａ₂ Ｎ等の電気抵抗材料をスクリーン印刷等によ
り幅１〜３ｍｍ・厚さ数十μｍの細帯状パターンに塗工
し、焼成して形成したものである。蒸着、スパッタリン
グ等により形成することもできる。本例は、銀とパラジ
ウムなどの金属をガラスペーストに混ぜたものをパター
ン印刷して、およそ８００℃で焼成して構成したもので
ある。

【００４４】１ａはセラミック基板３の長手方向左端側
の表面部分に具備させた第１の電極パターンであり、抵
抗発熱体２の左端部に電気的に接続導通させてある。

【００４５】１５はセラミック基板３の表面側に、抵抗
発熱体２に略並行させて具備させた導電パターンであ
り、その右端部は抵抗発熱体２の右端部に電気的に接続
導通させてある。左端部はセラミック基板３の長手方向
左端側の表面部分に具備させた第２の電極パターン１ｂ
に電気的に接続導通させてある。

【００４６】従って、第１及び第２の電極パターン１ａ
・１ｂ間に一次回路系ＡＣから給電がなされることによ
り抵抗発熱体２が全長に渡って発熱する。

【００４７】加熱体表面側は、表面保護のために第１及
び第２の電極パターン１ａ・１ｂ部分を除き、抵抗発熱
体２・導電パターン１５を覆わせて耐熱ガラス等の耐電
圧コート層１６で被覆してある。

【００４８】５はセラミック基板３の裏面側に具備させ
た加熱体検温素子としてのサーミスタである。６ａ・６
ｂはセラミック基板３の長手方向左端側の裏面部分に具
備させた第３と第４の電極パターンであり、この両電極
パターン６ａ・６ｂをそれぞれ導電パターン７ａ・７ｂ
を介してサーミスタ５に導通させてある。サーミスタ５
の加熱体検温情報が第３と第４の電極パターン６ａ・６
ｂから二次回路系ＤＣで通電制御回路（不図示）へフィ
ードバックされる。

【００４９】加熱体１は抵抗発熱体２に給電されること
で昇温し、加熱体温度がサーミスタ５で検知され、その
検知情報に基づいて不図示の通電制御回路により、加熱
体１の温度が所定の定着温度に維持されるように抵抗発
熱体２への電力供給が制御されて加熱体１の温調がなさ
れる。電力制御は例えばＡＣ電圧の位相制御などが用い
られる。

【００５０】８は安全装置としての温度ヒューズであ
り、抵抗発熱体２の給電路に直列に接続されていて、セ
ラミック基板３の裏面に接触させてあるいは近接させて
配設してある。

【００５１】１１はセラミック基板３の裏面側の左端寄
りに設けた熱吸収部材である。これについては次の
（３）項で詳述する。

【００５２】（３）熱吸収部材１１ 熱吸収部材１１はセラミック基板３の裏面側の左端寄り
において加熱体表面側の抵抗発熱体２の真裏に位置して
いる。この熱吸収部材１１は、本例は抵抗発熱体２と同
様な銀やパラジウムや鉄等の熱伝導率のよい材料のペー
ストを塗布して形成具備させたものである。以下この熱
吸収部材１１を熱吸収ペーストと記す。

【００５３】この熱吸収ペースト形成部分は、加熱体暴
走時において、抵抗発熱体２（加熱体）の異常温度上昇
熱を他のセラミック基板部分よりも効率良く吸収し、熱
吸収ペースト１１部分のセラミック基板部分に大きい熱
ストレスを生じさせ、その部分での、抵抗発熱体２や導
電パターン１５の断線を含むセラミック基板割れ（加熱
体割れ）を特定する機能を有する。

【００５４】加熱体暴走時において、熱吸収ペースト１
１部分での加熱体割れを確実に生じさせる上で、熱吸収
ペースト１１の幅や長さが関与する。

【００５５】一例を挙げると、熱吸収ペースト１１の幅
Ｗ（被加熱体としての記録媒体Ｐの通過方向と平行方向
ｆ）は、セラミック基板３の幅内において０．１ｍｍか
ら任意幅にする。またセラミック基板３の長手方向に沿
う長さＬ（記録媒体通過方向と垂直方向ｇ）は、１ｍｍ
から１００ｍｍの任意の長さにする。厚みは１μｍから
１０００μｍの任意厚みにする。またこの熱吸収ペース
ト１１は記録媒体Ｐに対して垂直及び並行と記載したが
公差１５°をもつ。

【００５６】ａ）熱吸収ペースト１１の幅Ｗに関して 図３の（ａ）・（ｂ）において、太い矢印はセラミック
基板３の幅方向に発生するストレスを示す。

【００５７】図３の（ｂ）は、セラミック基板３上に熱
吸収ペースト１１を塗布せず、抵抗発熱体２と導電パタ
ーン１５を取り巻くようにガラスコート１６を施こして
いるごく普通の加熱体である。加熱体暴走による異常温
度上昇時にセラミック基板３には太い矢印のようにスト
レスが発生する。

【００５８】抵抗発熱体２が異常昇温した場合、抵抗発
熱体２から発生した熱量Ｑは何の制限もなく一様にセラ
ミック基板３の内部にＱ１、Ｑ２・・Ｑｎと抵抗発熱体
２の反対側へ伝わる。さらにガラスコート１６が施され
ているため膨張はごく少なく抑えられているため、抵抗
発熱体２のセラミック基板側の膨張はごく少なく抑えら
れている。そのためセラミック基板３を特定の場所で破
壊するほどの熱ストレスを与えることは出来ない。

【００５９】これに対して本実施例のように、セラミッ
ク基板３の裏面に熱吸収ペースト１１を塗布して、抵抗
発熱体２と導電パターン１５を取り巻くようにガラスコ
ート１６を施こしている加熱体１は、加熱体暴走による
異常温度上昇時にこのセラミック基板３には図３の
（ａ）に太い矢印のようなストレスが発生する。

【００６０】即ち、抵抗発熱体２が異常温度上昇した場
合、抵抗発熱体２から発生した熱量Ｑは、熱吸収ペース
ト１１方向にセラミック基板３の内部にＱ１、Ｑ２・・
Ｑｎのように伝わる。この熱吸収ペースト１１には伝導
してきた熱量がたまっていく。そのたまった部分ではか
なり大きい熱膨張がおきている。さらにガラスコート１
６が施されている部分では膨張はごく少なく抑えられて
いるため、ガラスコート１６と熱吸収ペースト１１との
間には太い矢印で示した熱ストレスが生じる。そうする
とセラミック基板３をその熱ストレスの大きい部分で破
壊することが出来る。

【００６１】次に熱吸収ペースト１１の幅Ｗの大小によ
る発生熱ストレスの加わり方を図４で説明する。

【００６２】図４の（ａ）は熱吸収ペースト１１の幅Ｗ
が短い場合の熱の伝わり方を示している。熱吸収ペース
ト１１がの幅Ｗが短い場合、発生した熱量Ｑは熱吸収ペ
ースト１１へ吸収されるけれどもセラミック基板３を破
壊するだけの熱量を吸収することが出来ない。

【００６３】図４の（ｂ）は、熱吸収ペースト１１の幅
Ｗが長い場合の熱の伝わり方を示している。熱吸収ペー
スト１１の幅Ｗが長い場合、発生した熱量Ｑは、熱吸収
ペースト１１へ吸収されるけれども多くの熱量を広い場
所で受けているため、熱吸収ペースト１１が無い場合と
同様の状態にしかならない。

【００６４】そのため熱吸収ペースト１１の幅Ｗは０．
１ｍｍからセラミック基板３の幅内の任意の幅が適当で
ある。

【００６５】ｂ）熱吸収ペースト１１の長さＬに関して 図５にセラミック基板３の長手方向に発生する熱ストレ
スを示す。

【００６６】図５（ａ）は、セラミック基板３上に熱吸
収ペースト１１を塗布せず、抵抗発熱体２と導電パター
ン１５を取り巻くようにガラスコート１６が施されてい
るごく普通の加熱体である。抵抗発熱体２から発生した
熱量Ｑは何の制限もなく一様にセラミック基板３の内部
にＱ１、Ｑ２・・Ｑｎのように抵抗発熱体２の反対側へ
伝わる。さらにガラスコート１６が施されているため抵
抗発熱体２のセラミック基板側の膨張はごく少なく抑え
られている。そのためガラスコート１６と熱吸収ペース
ト１１との間には小さな熱ストレスしか生じず、セラミ
ック基板３を特定の場所で破壊するほどの熱ストレスを
与えることは出来ない。

【００６７】図５の（ｂ）は、セラミック基板３上に熱
吸収ペースト１１を塗布してあり、抵抗発熱体２と導電
パターン１５を取り巻くようにガラスコート１６が施さ
れている本実施例のセラミック基板３である。加熱体暴
走による異常温度上昇時にこのセラミック基板３に発生
するストレスを太い矢印で示してある。抵抗発熱体２が
異常温度上昇した場合、抵抗発熱体２から発生した熱量
Ｑは、熱吸収ペースト１１方向にセラミック基板３の内
部にＱ１、Ｑ２・・Ｑｎのように伝わる。この熱吸収ペ
ースト１１には伝導してきた熱両が集中してたまってい
く。そのたまった部分である熱吸収ペースト１１ではか
なり大きい熱膨張がおきている。しかしガラスコート１
６が施されている部分では膨張がごく少なく抑えられて
いるため、ガラスコート１６と熱吸収ペースト１１との
間には太い矢印で示した熱ストレスが生じる。するとセ
ラミック基板３は、その熱ストレスの一番大きい部分で
破壊される。

【００６８】次に熱吸収ペースト１１の長さＬの大小に
よる発生熱ストレスの加わり方を図６で説明する。

【００６９】図６の（ａ）は熱吸収ペースト１１の長さ
Ｌが１．０ｍｍより短い場合の熱の伝わり方を示してい
る。熱吸収ペースト１１の長さＬが短い場合には、発生
した熱量Ｑは熱吸収ペースト１１へ一部吸収されるが、
セラミック基板３の裏面はほとんど一様な温度分布をし
ている。そのためセラミック基板３と熱吸収ペースト１
１との間には大きな熱ストレスは発生せずセラミック基
板３を破壊することは出来ない。

【００７０】図６の（ｂ）は、熱吸収ペースト１１の長
さＬが１００ｍｍより長い場合の熱の伝わり方を示して
いる。熱吸収パースト１１の長さＬが長い場合、発生し
た熱量Ｑは熱吸収ペースト１１へ大部分吸収されるが、
抵抗発熱体２で発生した多くの熱量を広い場所で受けて
いるため、熱吸収ペースト１１とセラミック基板３との
間にはセラミック基板３を破壊するだけの熱ストレスが
生じない。これはセラミック基板３の裏面に熱吸収ペー
スト１１がない場合と同様の状態であることを意味して
いる。

【００７１】つまり熱吸収ペースト１１のセラミック基
板長手に沿う長さＬは１．０ｍｍから１００ｍｍの任意
の長さが適当である。

【００７２】ｃ）熱吸収ペースト１１の塗布厚さに関し
て 熱吸収ペースト１１の塗布厚さは１．０μｍから１００
０μｍの任意の厚さが適当である。

【００７３】この熱吸収ペースト１１の塗布量が指定値
よりも多すぎる場合は、抵抗発熱体２で発熱された熱量
を局部で吸収することが出できず、加熱体暴走時に不特
定な位置でセラミック基板３が割れてしまう。また、熱
吸収ペースト１１の塗布量が指定値よりも少なすぎる場
合は、抵抗発熱体２で発熱された熱量の吸収が少なくな
ってしまい、セラミック基板３を割るほどの熱ストレス
を生じさせることができない。

【００７４】本実施例の加熱体においては、図７に示し
たように、熱吸収ペースト１１はセラミック基板３の長
手方向中心線Ｏより外れているため、セラミック基板３
には図のような熱ストレスが生じる。

【００７５】図８は、図３の（ａ）、図５の（ａ）、図
７の熱ストレスの合成を示している。熱吸収ペースト１
１付近に一番熱ストレスがかかっているため、この熱吸
収ペースト１１付近でセラミック基板３を割ることが可
能になる。このストレスによってセラミック基板３は、
図９に示したように熱吸収ペースト１１の上端部または
下端部から熱吸収ペースト１１を経由し熱吸収ペースト
１１の下端部または上端部へ亀裂が入る割れ方をする。
つまりセラミック基板３を幅方向にも長手方向にも短く
切断するような割り方をする。ｃはそのセラミック基板
破壊線である。

【００７６】さらに、図２中の熱吸収ペースト１１の交
差±１５°に関しては抵抗発熱体２の長手方向に対して
である。熱吸収ペースト１１が交差±１５°（図１０）
から外れてしまうとセラミック基板３を破壊するだけの
熱量を吸収することが出来ない。

【００７７】〈実施例２〉（図１１） 本実施例は、図１１の（ａ）・（ｂ）ようにセラミック
基板３の抵抗発熱体形成面側の表面保護層としての耐電
圧コート層１６につき、その耐電圧コート層を互いに成
分または化合比が違う材料の第１の耐電圧コート部分１
６ａと第２の耐電圧コート部分１６ｂとで構成したもの
である。

【００７８】耐電圧コート層の材料には、パイレックス
ガラス、炭酸ガラス、セラミックス、半導体などの耐電
圧材料を用いることができ、第１と第２の耐電圧コート
部分１６ａと１６ｂはそれぞれ違う成分または化合比の
材料のものにして、両者の熱伝導率は同等とにするけれ
ども、熱膨張率は違わせる。

【００７９】そうすると、加熱体暴走による抵抗発熱体
２の異常温度上昇時には、セラミック基板３には上記第
１と第２の耐電圧コート部分１６ａと１６ｂの熱膨張差
により該第１と第２の耐電圧コート部分の境界部（界
面）ｄに大きな熱ストレスを生じ、そのためにセラミッ
ク基板３はその境界部において抵抗発熱体２・導電パタ
ーン１５の断線を含む割れを確実に発生する。即ち加熱
体暴走時の加熱体割れ位置を第１と第２の耐電圧コート
部分の境界部分ｄに特定することができる。

【００８０】熱ストレスによって発生する力は図１１の
（ｂ）に示すようになり、前記実施例１と同様の効果を
得ることができる。

【００８１】〈実施例３〉（図１２） 本実施例は、図１２の（ａ）に示すように、加熱体１は
該加熱体に対向させた、記録媒体状の未定着画像を永久
固着させるために必要な加圧ローラー５３の端部から外
方にはみだす部分ｈを有し、そのはみだし加熱体部分ｈ
の抵抗発熱体部分は加圧ローラ５３が対応する加熱体部
分（通紙域）の発熱量よりも１％から６０％多い構成と
した。加熱体１の抵抗発熱体２は通紙域内はカバーして
おり装置に通紙される記録媒体の定着にはなんら影響し
ない。

【００８２】上記はみ出し部ｈ内部でも図１３の（ｂ）
に示すようにｍ部は他部分よりも発熱量を多くして、加
熱体暴走の異常温度上昇時、加圧ローラー５３が対応す
る加熱体部分（通紙域）の抵抗発熱体２と、はみだし加
熱体部分ｈの抵抗発熱体２ａとの温度差の生じた部分に
熱ストレスを生じさせる。はみだし加熱体部分ｈは加圧
ローラー端部から１ｍｍから３０ｍｍ出ている。さらに
その中でもｍ部の抵抗発熱体部分においては他の抵抗発
熱体部分よりも１％から６０％多く発熱させる。これは
実施例１とは逆で、はみだし加熱体部分ｈの抵抗発熱体
２の中のｍ部分が少ないと、加熱体暴走の異常温度上昇
時にセラミック基板３を割るストレスを発生させること
が出来なく、また多すぎると普通の温調温度でもセラミ
ック基板３が破壊されたり、本体構成上大きくなりすぎ
る不都合な点が多くなる。

【００８３】このように本実施例では、加熱体暴走時に
は、上記はみだし加熱体部分ｈと加圧ローラ５３が対応
する加熱体部分との間に温度差を生じその温度差発生部
分に大きな熱ストレスを生じ、そのためにセラミック基
板はその温度差発生部分において通電抵抗体の断線を含
む割れを確実に発生する。即ち加熱体暴走時の加熱体割
れ位置を上記温度差発生部分に特定することができる。

【００８４】〈実施例４〉（図１３） 本実施例は、図１３の（ａ）ように、加熱体１のセラミ
ック基板３の裏面に形状記憶合金で作成された板金２０
を接着あるいは接触させて設けたもので、加熱体暴走の
異常温度上昇時には、セラミック基板３がある一定温度
以上になれば、上記板金２０は図１４の（ｂ）に示すよ
うに変形をしはじめ、セラミック基板３に大きなストレ
スを生じさせ、セラミック基板３に割れを生じさせるこ
とになる。したがって、加熱体暴走時にはセラミック基
板３の割りたい位置へ板金２０をセットすれば、セラミ
ック基板を特定位置で破壊することができる。

【００８５】〈実施例５〉（図１４） 図１４の（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれフィルム加熱方式
の加熱装置の他の構成形態例を示したものである。

【００８６】（ａ）のものは、加熱体ホルダ５２に保持
させた加熱体１と、駆動ローラー５４と従動ローラー
（テンションローラー）５５との３部材間にエンドレス
ベルト状の耐熱性フィルム５１を懸回張設して駆動ロー
ラー５４によりフィルム５１を回転駆動する構成のもの
である。５３はフィルム５１を挟んで加熱体１の下面圧
接させて加熱ニップ部Ｎを形成させた加圧ローラーであ
る。

【００８７】（ｂ）のものは、加熱体ホルダ５２に保持
させた加熱体１と駆動ローラー５４の２部材間にエンド
レスベルト状の耐熱性フィルム５１を懸回張設して駆動
ローラー５４により回転駆動する構成のものである。

【００８８】（ｃ）のものは、耐熱性フィルム５１とし
て、エンドレスベルト状のものではなく、ロール巻きに
した長尺の有端フィルムを用い、これを繰り出し軸５６
側から、加熱体ホルダ５２に保持させた加熱体１の下面
を経由させて巻き取り軸５７側へ所定の速度で走行させ
るように構成したものである。

【００８９】このような形態の加熱装置においても使用
加熱体１を実施例１〜実施例４のような構成のものにす
ることで、加熱体暴走時の安全性・信頼性を向上させる
ことができる。

【００９０】〈実施例６〉（図１５） 図１５は画像形成装置例の概略構成図である。本例の画
像形成装置は転写式電子写真プロセス利用の複写機或は
プリンタである。

【００９１】３１は回転ドラム型の電子写真感光体であ
り、矢印の時計方向に所定のプロセススピード（周速
度）をもって回転駆動される。

【００９２】３２は感光体帯電手段としての接触帯電ロ
ーラーであり、所定の帯電バイアスが印加されていて、
この帯電ローラー３２により回転感光体３１面が所定の
極性・電位に一様に帯電処理される。

【００９３】この回転感光体３１の帯電処理面に対して
不図示の画像情報露光手段部（原稿画像のスリット結像
露光手段、レーザビーム走査露光手段等）により目的の
画像情報の露光３３がなされて、回転感光体３１面に目
的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。

【００９４】その潜像がトナー現像装置３４によりトナ
ー画像として現像される。

【００９５】そのトナー画像が、回転感光体３１とこれ
に接触させた、所定の転写バイアスが印加される転写ロ
ーラ３５との圧接ニップ部である転写部に、不図示の給
紙部から所定のタイミングにて搬送された記録媒体とし
ての転写材Ｐに対して転写されていく。

【００９６】転写部を通過してトナー画像の転写を受け
た転写材Ｐは回転感光体３１面から分離され、例えば、
前述図１の画像加熱定着装置としての加熱装置５０に搬
送導入されて未定着トナー画像の加熱定着処理を受け、
コピー或はプリントとして出力される。

【００９７】転写材Ｐに対するトナー画像転写後の回転
感光体３１面はクリーニング装置３７により転写残りト
ナー等の残留付着物の除去を受けて清掃され、繰り返し
て作像に供される。

【００９８】

【発明の効果】以上のように本発明は、セラミック基板
と、該基板の片面側に具備させた抵抗発熱体を基本構成
体とする加熱体について、加熱体暴走時にセラミック基
板が割れる場所を特定させ、かつ絶縁耐圧を満足させ
て、不特定な割れによる問題を解消し、該加熱体、該加
熱体を用いた装置の安全性・信頼性を確保することがで
きるもので、所期の目的がよく達せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】加熱装置例の概略図

【図２】（ａ）と（ｂ）は加熱体〃の一部切欠き表面図
と裏面図

【図３】（ａ）は図２の（ｂ）の３−３線に沿う拡大横
断面模型図、（ｂ）は熱吸収ペーストのない加熱体の拡
大横断面模型図

【図４】（ａ）と（ｂ）は熱吸収ペーストの幅の大小に
よる発生ストレスの加わり方の説明図

【図５】（ａ）と（ｂ）は熱ストレスを示す図

【図６】（ａ）と（ｂ）は熱吸収ペーストの長さの大小
による発生ストレスの加わり方の説明図

【図７】熱吸収ペーストがセラミック基板の長手中心線
より外れて配置されていることを示す図

【図８】熱ストレスの合成を示す図

【図９】熱ストレスによりセラミック基板に亀裂が入っ
た状態を示す図

【図１０】熱吸収ペーストの公差図。

【図１１】実施例２の加熱体の構成説明図

【図１２】実施例３の加熱体の構成説明図

【図１３】実施例４の加熱体の構成説明図

【図１４】（ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれフィルム
加熱方式の加熱装置の他の構成略図

【図１５】画像形成装置例の構成略図

【符号の説明】

１ 加熱体 ２ 抵抗発熱体 ３ セラミック基板 １１ 熱吸収ペースト １５ 導電パターン １６ 耐電圧コート層

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック基板と、該基板の片面側に具
   備させた抵抗発熱体を基本構成体とする加熱体におい
   て、セラミック基板の他方面側に熱吸収部材を具備させ
   たことを特徴とする加熱体。
2. 【請求項２】 前記熱吸収体はセラミック基板の幅内に
   おいて０．１ｍｍ以上から任意の幅寸法で形成されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の加熱体。
3. 【請求項３】 前記熱吸収体はセラミック基板の長手方
   向において１．０ｍｍから１００ｍｍの任意の長さで形
   成されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱
   体。
4. 【請求項４】 前記熱吸収体は１．０μｍから１００μ
   ｍの任意の厚さで形成されていることを特徴とする請求
   項１に記載の加熱体。
5. 【請求項５】 セラミック基板と、該基板の片面側に具
   備させた抵抗発熱体を基本構成体とする加熱体におい
   て、セラミック基板の抵抗発熱体形成面側に耐電圧コー
   トをし、その耐電圧コートを成分または化合比が違う材
   料を使用して第１の耐電圧コート部分と第２の耐電圧コ
   ート部分とで構成したことを特徴とする加熱体。
6. 【請求項６】 セラミック基板と、該基板の片面側に具
   備させた抵抗発熱体を基本構成体とする加熱体におい
   て、該加熱体は該加熱体に対向させた加圧ローラの端部
   から外方にはみだす部分を有し、そのはみだし加熱体部
   分の抵抗発熱体部分は加圧ローラが対応する加熱体部分
   の発熱量よりも１％から６０％多いことを特徴とする加
   熱体。
7. 【請求項７】 セラミック基板と、該基板の片面側に具
   備させた抵抗発熱体を基本構成体とする加熱体におい
   て、セラミック基板の他方面側に形状記憶合金部材を設
   けたことを特徴とする加熱体。
8. 【請求項８】 被加熱材を加熱する加熱体として、前記
   請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の加熱体を備え
   たことを特徴とする加熱装置。
9. 【請求項９】 被加熱材を耐熱性フィルムを介して加熱
   体に密着させ、加熱体の熱を耐熱性フィルムを介して被
   加熱材に与える加熱装置であり、加熱体が前記請求項１
   乃至請求項７のいずれかに記載の加熱体であることを特
   徴とする加熱装置。
10. 【請求項１０】 加熱体と加圧ローラーとの間に耐熱性
    フィルムを挟ませて加熱ニップ部を形成させ、該加熱ニ
    ップ部の耐熱性フィルムと加圧ローラーとの間に被加熱
    材を導入して耐熱性フィルムと一緒に加熱ニップ部を挟
    持搬送させて被加熱材を加熱処理する加熱装置であり、
    加熱体が前記請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の
    加熱体であることを特徴とする加熱装置。
11. 【請求項１１】 被加熱材が未定着画像を担持した記録
    媒体であり、装置が未定着画像を記録媒体に熱定着させ
    る画像加熱定着装置であることを請求項９又は請求項１
    ０に記載の加熱装置。
12. 【請求項１２】 記録媒体に未定着画像を形成する画像
    形成手段と、この未定着画像を記録媒体に熱定着させる
    画像加熱定着手段を有し、該画像加熱定着手段が前記請
    求項８乃至請求項１１の何れか１つに記載の加熱装置で
    あることを特徴とする画像形成装置。