JPH10223352A

JPH10223352A - 加熱体及び加熱装置

Info

Publication number: JPH10223352A
Application number: JP3705597A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Iwasaki; 岩崎　　敦志
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-02-05
Filing date: 1997-02-05
Publication date: 1998-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】基板に異方性の穴もしくは溝を設けたことに
より、基板の破損開始箇所および破損進行方向が特定で
き、加熱体暴走時に二次系回路のみが遮断されて誤った
制御が行われてしまうことや基板が割れた場合でも一次
系回路と二次系回路との絶縁耐圧を確保することなど、
不特定な割れによる問題点を解消し、更なる信頼性の向
上を図った加熱体及び加熱装置を提供すること。【解決手段】基板１２の片面側に複数個の電極と抵抗
発熱体とを含む一次系回路、他面側に二次系回路２４を
形成具備させた加熱体１０において、該基板１２に異方
性の穴２６もしくは溝を設けたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加熱体を加熱す
るための加熱体、及び該加熱体を備えた加熱装置に関す
るものであり、特に電子写真プロセスや静電記録プロセ
スにおいてトナー像を被加熱体に永久固着させるための
加熱定着手段等として使用される加熱体及び加熱装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機・プリンタ等の画像形成装
置における加熱装置としては熱ローラ方式が多く使われ
てきた。この方式は、ハロゲンヒータ等の内蔵熱源によ
り所定の加熱温度に維持させた加熱ローラ（定着ロー
ラ）と、これに圧接させた弾性加圧ローラとの圧接ニッ
プ部（定着ニップ部）に被記録材を導入して挟持搬送さ
せることで加熱ローラの熱で被記録材面の未定着画像を
加熱定着させるものである。

【０００３】しかしこの熱ローラ方式の画像加熱定着装
置としての加熱装置は、いつでもすぐに画像出力がなさ
れるようにするために加熱ローラの温度を常時高温に維
持しておかなければならず、そのために消費エネルギー
が大きく、また待機中も機内に熱を放出するため機内昇
温の問題も発生していた。また電源を投入してから加熱
ローラが被加熱材としての被記録材を加熱するのに適し
た所定温度に昇温するまでにかなりの待ち時間を要す
る。

【０００４】最近では、フィルム加熱方式の加熱装置が
提案され、実用化されている。この加熱装置は、被加熱
材を加熱体に耐熱フィルムを介して密着させ、加熱体と
耐熱フィルムとを相対移動させて加熱体の熱を耐熱フィ
ルムを介して被加熱材へ与える方式・構成のものであ
り、未定着トナー画像を担持している被記録材面に永久
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フィルムを用
いることができるために、装置が冷めた状態から所定温
度へ昇温させるのが短時間で済み、待機中に加熱体の通
電加熱を行なう必要がなくなる。すなわち、被加熱材と
しての被記録材を電源投入後すぐに通紙しても該被記録
材が定着部位に到達するまでに加熱体を所定温度まで十
分に昇温させることができ、また、消費電力を低く抑え
ることや画像形成装置の機内昇温を低下させることがで
きる等の利点を有した効果的なものである。

【０００６】図１３（ａ）にフィルム加熱方式の加熱装
置（画像加熱定着装置）の一例の要部の拡大横断面模型
図を示した。図１３（ｂ）は加熱体の一部切欠き平面模
型図である。

【０００７】１０は加熱体であり、ヒータ基板１２、該
ヒータ基板１２の片面側（表面）に形成した抵抗発熱体
（通電発熱体）パターン１３ａ・１３ｂ、導電パターン
２３、２つの給電電極パターン２１・２２、該抵抗発熱
体パターン１３ａ・１３ｂを被覆させた表面保護層１１
等よりなる。

【０００８】ヒータ基板１２は、後述する耐熱性フィル
ム１５、被加熱材としての被記録材Ｐの搬送・移動方向
Ａに対して直交する方向を長手とする横長・薄肉の形状
を有し、例えば、長さ２７０ｍｍ・幅７．７８ｍｍ・厚
さ０．６３５ｍｍの、アルミナ等の耐熱性・電気絶縁性
・低熱容量のセラミック基板である。

【０００９】抵抗発熱体パターン１３ａ・１３ｂは、例
えば、銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｂ）・Ｔａ₂ Ｎ等の電気
抵抗材料ペースト（抵抗ペースト）を例えば厚さ１０μ
ｍ、幅１ｍｍの細帯状にセラミック基板面長手に沿って
略並行にスクリーン印刷等により塗工し焼成することで
形成したものである。

【００１０】２つの給電電極パターン２１・２２はセラ
ミック基板１２の一端部側に並べて具備させてある。

【００１１】そして、抵抗発熱体パターン１３ａ・１３
ｂの一端部側は上記２つの給電電極パターン２１・２２
のそれぞれと導電パターン２３を介して導通させてあ
る。また抵抗発熱体パターン１３ａと抵抗発熱体パター
ン１３ｂの他端部は互いに導通させてある。

【００１２】上記導電パターン２３、２つの給電電極パ
ターン２１・２２はいずれもＡｇ等の導電材料ペースト
をスクリーン印刷等によりセラミック基板１２の面にパ
ターン塗工し焼成することで形成したものである。

【００１３】この加熱体１０を、抵抗発熱体パターン１
３ａ・１３ｂを形成した面側を下向きにして露呈させ、
剛性・断熱性を有する加熱体ホルダ（ステイ）１６に保
持させて固定配設している。

【００１４】この加熱体１０は給電電極パターン２１・
２２に不図示の給電回路から給電することにより抵抗発
熱体パターン１３ａ・１３ｂが長手全長にわたって発熱
することで昇温し、その昇温が基板裏面に設けた温度検
知素子１４で検知され、その検知温度が不図示の温度制
御回路へフィードバックされて加熱体１０の温度が所定
の温度に維持されるように抵抗発熱体パターン１３ａ・
１３ｂへの通電が制御される。

【００１５】１５は、例えば厚さ３０μｍ〜１００μｍ
程度のポリイミド等の耐熱性フィルム、１７は該耐熱性
フィルム１５を加熱体１０のフィルム摺動面である表面
保護層１１面に圧接する加圧部材としての加圧ローラで
ある。

【００１６】耐熱性フィルム１５はこの加圧ローラ１７
により加熱体１０に圧接され、該加圧ローラ１７の回転
駆動力により、矢印Ａ方向に所定速度で加熱体１０面
（表面保護層１１面）に接触摺動しながら移動する。

【００１７】而して、抵抗発熱体パターン１３ａ・１３
ｂに対する通電により加熱体１０を所定温度に昇温さ
せ、また、耐熱性フィルム１５を加熱体１０に摺動移動
させた状態において、耐熱性フィルム１５を挟んで形成
される加熱体１０と加圧ローラ１７との圧接ニップ部
（定着ニップ部）Ｎの耐熱性フィルム１５と加圧ローラ
１７との間に、被加熱材としての画像定着処理すべき被
記録材Ｐを導入して耐熱性フィルム１５と一緒に定着ニ
ップ部Ｎを挟持搬送させることにより、加熱体１０の熱
を耐熱性フィルム１５を介して被記録材Ｐに付与して該
被記録材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔを被記録材Ｐ面に加
熱定着する。そして定着ニップ部Ｎを通ったのち、被記
録材Ｐは耐熱性フィルム１５の面から分離されて搬送さ
れる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上述のように面状の加
熱体（セラミックヒータ）を用いる方式では、本体が制
御不能になった場合、例えばトライアック故障や温度ヒ
ューズ不良が生じた場合には、セラミック基板が過剰に
昇温し、その時の熱応力で不特定に割れてしまうことが
ある。このとき、セラミック基板の割れ方によっては温
度検出素子１４若しくはその通電パターンのみが遮断さ
れることがあり、温度制御回路がまだ加熱体は暖まって
いないと誤認知して電力を供給し続けることで、定着器
周辺からの発煙などをを引き起こしてしまう可能性があ
った。また、発熱を促すＡＣバイアスが印加される一次
系回路と温度制御を行うＤＣバイアスが印加される二次
系回路との絶縁耐圧を満足することができなくなり、時
には本体に漏れた電流によって二次系回路（温度制御回
路等）を破壊してしまう等の副次的な損害を生じさせる
可能性があった。

【００１９】上述の問題点を解決するために、つまりセ
ラミック基板が割れた場合でも一次回路と二次系回路の
絶縁耐圧を満足させるための手段として、従来はセラミ
ック基板中のＤＣパターンから遠ざけた箇所に、基板の
表面から裏面に貫通する円形の穴を設けていた。この穴
（以下、捨て穴と称する）の作用は、セラミック基板の
特定の場所に力学的強度の小さい部分を設けることによ
って、加熱体暴走時に基板に加わる熱ストレスに起因す
る破損開始箇所を特定するものであり、フィルム加熱方
式の加熱装置において実用化されている。

【００２０】しかしながらこの方法では、破損開始箇所
は特定できるが、破損（クラック）の進行方向について
は特定できないために、場合によってはクラックが二次
系回路に達する可能性があった。

【００２１】そこで本発明は、基板に異方性の穴もしく
は異方性の溝を設けたことにより、基板の破損開始箇所
および破損進行方向が特定でき、加熱体暴走時に二次系
回路のみが遮断されて誤った制御が行われてしまうこと
や基板が割れた場合でも一次系回路と二次系回路との絶
縁耐圧を確保することなど、不特定な割れによる問題点
を解消し、更なる信頼性の向上を図った加熱体及び加熱
装置の提供を目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】

（１）基板の片面側に複数個の電極と抵抗発熱体とを含
む一次系回路、他面側に二次系回路を形成具備させた加
熱体において、該基板に異方性の穴もしくは異方性の溝
を設けたことを特徴とする加熱体。

【００２３】（２）前記異方性の穴が、前記基板の二次
系回路を設けた面と垂直な方向に向けて開けられた穴で
あることを特徴とする（１）記載の加熱体。

【００２４】（３）前記異方性の穴が、前記二次系回路
の具備されている方向と比べ他の方向の方が前記基板に
割れを生じさせやすい形状であることを特徴とする
（１）又は（２）記載の加熱体。

【００２５】（４）前記異方性の穴が、前記二次系回路
の具備されている方向の曲率半径と比べ他の方向の曲率
半径を小さくした形状であることを特徴とする（１），
（２）又は（３）記載の加熱体。

【００２６】（５）前記異方性の穴が、長穴であり、そ
の長軸を二次系回路と異なる方向に向けて設けたことを
特徴とする（１），（２）又は（３）記載の加熱体。

【００２７】（６）前記異方性の穴が、楕円形状であ
り、その長軸を二次系回路と異なる方向に向けて設けた
ことを特徴とする（１），（２）又は（３）記載の加熱
体。

【００２８】（７）前記異方性の穴が、長穴であり、そ
の長軸方向の少なくとも一方の端部が前記二次系回路か
ら遠ざかる方向に湾曲して設けられていることを特徴と
する（１），（２）又は（３）記載の加熱体。

【００２９】（８）前記異方性の穴が、中心部と周辺部
とで穴の深さを変化させたものであることを特徴とする
（１）乃至（７）の何れか１つに記載の加熱体。

【００３０】（９）前記異方性の穴が、前記基板を貫通
して設けられ、該基板の二次系回路を設けた面側と一次
系回路を設けた面側とで穴の大きさを変えたものである
ことを特徴とする（１）乃至（７）の何れか１つに記載
の加熱体。

【００３１】（１０）前記異方性の溝が、前記基板の二
次系回路を設けた面に設けられていることを特徴とする
（１）記載の加熱体。

【００３２】（１１）前記異方性の溝が、前記一次系回
路の具備されている面方向へ向けて前記基板に割れを生
じさせやすい形状であることを特徴とする（１）又は
（１０）記載の加熱体。

【００３３】（１２）前記異方性の溝が、前記基板の短
手方向に長手であることを特徴とする（１），（１０）
又は（１１）記載の加熱体。

【００３４】（１３）前記異方性の溝が、前記二次系回
路側と他方側とで深さを変えたものであることを特徴と
する（１），（１０），（１１）又は（１２）記載の加
熱体。

【００３５】（１４）前記異方性の溝が、前記二次系回
路側で浅く、他方側で深くなっていることを特徴とする
（１），（１０），（１１），（１２）又は（１３）記
載の加熱体。

【００３６】（１５）前記異方性の溝が、前記二次系回
路側の縁の曲率よりも他方の縁の曲率を小さくしたこと
を特徴とする（１０）乃至（１４）の何れか１つに記載
の加熱体。

【００３７】（１６）前記異方性の溝が、前記二次系回
路を設けた面側の縁の曲率よりも底部の曲率を小さくし
たことを特徴とする（１０）乃至（１５）の何れか１つ
に記載の加熱体。

【００３８】（１７）被加熱材を加熱する加熱体とし
て、前記（１）乃至（１６）の何れか１つに記載の加熱
体を備えたことを特徴とする加熱装置。

【００３９】（１８）被加熱材を耐熱性フィルムを介し
て加熱体に密着させ、加熱体の熱を該耐熱性フィルムを
介して被加熱材に与える加熱装置であり、該加熱体が、
前記（１）乃至（１６）の何れか１つに記載の加熱体で
あることを特徴とする加熱装置。

【００４０】（１９）加熱体と加熱ローラとの間に耐熱
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熱処理する加熱装置であり、該
加熱体が前記（１）乃至（１６）の何れか１つに記載の
加熱体を備えたことを特徴とする加熱装置。

【００４１】〈作用〉作用としては、異方性の穴もしく
は異方性の溝を設けることでセラミック基板の屈折強度
分布を制御でき、加熱体暴走時の基板の破損箇所および
破損進行方向を特定できるので、加熱体が破損した場合
でも一次系回路と二次系回路との絶縁耐圧を満足でき、
信頼性の向上を図れる。

【００４２】

【発明の実施の形態】

〈実施形態例１〉１．加熱装置の全体構成図１は、本発明に基づくフィルム加熱方式の加熱装置の
概略構成模型図を示している。

【００４３】同図において、１０は被加熱材を加熱する
加熱体（所謂セラミックヒータ）、１６はこの加熱体１
０を発熱面側を下向きに露呈させて保持する剛性・断熱
性を有した加熱体ホルダ（ステイ）である。

【００４４】この加熱体１０は不図示の給電回路から給
電されることにより抵抗発熱体パターン１３ａ・１３ｂ
が長手全長にわたって発熱することで昇温し、その昇温
が基板裏面に設けた温度検知素子１４で検知され、その
検知温度が不図示の温度制御回路へフィードバックされ
て加熱体１０の温度が所定の温度に維持されるように抵
抗発熱体パターン１３ａ・１３ｂへの通電が制御され
る。

【００４５】１５は円筒状の耐熱性フィルムであり、上
記加熱体１０を具備した加熱体ホルダ１６に余裕をもっ
て外嵌されている。

【００４６】１７はフィルム１５を挟んで加熱体１０に
対して圧接し、圧接ニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成
する加圧ローラである。本例装置は加圧ローラ駆動式で
あり、該加圧ローラ１７が不図示の駆動手段により矢示
の時計方向に回転させられ、この回転駆動される加圧ロ
ーラ１７と耐熱性フィルム１５の外面との摩擦力により
該耐熱性フィルム１５に回転力が作用して、該耐熱性フ
ィルム１５が加熱体１０を保持させた加熱体ホルダ１６
の外回りを矢印Ａの方向（加熱体１０の幅方向）に回転
する。

【００４７】而して、該加圧ローラ１７の回転により耐
熱性フィルム１５の回転がなされ、加熱体１０に対する
通電により加熱体１０が所定の温度に昇温した状態にお
いて、耐熱性フィルム１５と加圧ローラ１７との間の定
着ニップ部Ｎに、被加熱材である未定着トナー像Ｔを担
持した被記録材Ｐが投入されることで、加熱体１０の熱
が耐熱性フィルム１５を介して被記録材Ｐに付与され、
未定着トナー像Ｔが被記録材Ｐ面に熱定着される。定着
ニップ部Ｎを通過した被記録材Ｐは耐熱性フィルム１５
の面から曲率分離されて搬送される。

【００４８】２．加熱体１０の全体構成図２は、本形態例１に基づく加熱体１０表面の一部切り
欠き概略平面図を示している。本例装置における加熱体
１０は、例えば長さ２７０ｍｍ・幅７．７８ｍｍ・厚さ
０．６３５ｍｍのセラミック基板１２であり、その表面
に抵抗発熱体パターン１３ａ・１３ｂ、ＡＣ導電パター
ン２３、２つの給電電極パターン２１・２２を有し、被
加熱材搬送方向Ａに直交する方向を長手方向とすると、
長手方向について互いに略並行に往路、復路を形成して
いる。そして抵抗発熱体パターン１３ａ・１３ｂは外部
との絶縁耐圧を保つためにガラスペースト等をスクリー
ン印刷して乾燥、焼成させた表面保護層１１で被覆され
ている。

【００４９】図３は、本形態例１の加熱体１０背面の概
略平面図を示している。本形態例装置における加熱体１
０は、発熱体パターン１３ａ・１３ｂ等を印刷焼成して
いる面の反対側の面に二次系回路としての温度検知素子
１４、ＤＣ導電パターン２４を形成具備しており、該Ｄ
Ｃ導電パターン２４がスルーホール２４ａを通じて加熱
体表面のＤＣ電極２５へつながり、不図示の温度制御回
路へ接続されている。

【００５０】３．異方性の穴２６図２、図３において、２６は異方性の穴（捨て穴）であ
り、加熱体基板１２の長手域中のＤＣ導電パターン２４
が印刷されていない側に設けられた長軸直径０．５ｍ
ｍ、短軸直径０．２ｍｍの楕円形貫通穴である。

【００５１】この捨て穴２６はＣＯ₂ 、ＹＡＧレーザー
パルススポット（Φ０．１５ｍｍ以下）の段階的な照射
により形成する。また、捨て穴２６の長軸Ｈ１方向と基
板の長手方向とのなす角αは３０°から９０°の間の任
意の角度に設定してあり、長軸Ｈ１方向の延長線がＤＣ
導電パターン２４側に向かないように構成されている。
また、捨て穴２６は抵抗発熱体１３ａ・１３ｂに触れな
い場所に設けてある。

【００５２】上記の構成を有する加熱体１０を加熱装置
に組み込み、加圧ローラ１７を回転駆動させながら抵抗
発熱体パターン１３ａ・１３ｂを通電加熱させると、加
熱体基板１２の短手方向では発熱部の有無と基板１２の
熱伝導率によって温度差が生じ、それに起因して加熱体
基板１２内に熱ストレスが生じる。特に、相対的に温度
が低い非発熱部での加熱体基板１２の短手方向断面に
は、長手方向に引っ張り合う向きに熱ストレスがかか
る。

【００５３】そして基板１２に穴や切れ込み、溝がある
場合にはその縁部分に応力集中が生じる。応力集中の度
合いは穴や溝の形状、大きさに多く依存し、応力の働く
向きに対してもその度合いは影響される。

【００５４】図４は本形態例１の加熱体１０を通電加熱
したとき捨て穴２６周辺に加わる応力を示した摸式説明
図である。加熱体１０の短手方向断面に加わった応力
（ストレス）は、捨て穴２６の穴縁で応力集中するが、
集中の度合いは前述のように穴形状などの影響を受け、
曲率半径の小さい部分ほどその縁の接線方向に大きな応
力集中を生じる。本形態例１の場合、捨て穴２６が楕円
形状のため、長軸Ｈ１を境にして引っ張る方向に加わる
応力ｆ１が最も大きくなる。

【００５５】すなわち、本形態例１に基づく加熱体１０
を保持させたフィルム加熱方式の加熱装置において、装
置の暴走時に加熱体１０の破損が始まる箇所は、加熱体
１０基板中で最も早く引張り熱ストレス値が基板強度限
界に達する部分、つまり捨て穴２６の穴縁であり、その
穴縁の中でも特に長軸方向から破損が始まるために、ク
ラック２８の進行方向をも特定することが可能になる
（図５）。

【００５６】本形態例のように捨て穴２６の位置を、Ｄ
Ｃ導電パターン２４の具備領域から遠ざけ、捨て穴２６
の長軸Ｈ１方向をＤＣ導電パターン２４の具備領域に向
けないことによって、装置の暴走時には一次系回路のみ
が破断し、確実に通電発熱を停止させることが可能にな
った。そしてＤＣ導電パターン２４に破損が至ることが
なく、一次系回路と二次系回路の絶縁耐圧も保たれる。

【００５７】また、楕円形状の捨て穴２６を設けるに際
し、その位置、大きさ、偏平率そして長軸Ｈ１の向きを
調整することによりセラミック基板１２の強度を調整で
きるため、強度制御のための自由度が大幅に増すという
点でも有用である。なお、捨て穴２６は１つの加熱体基
板１２上の複数箇所に設けてあってもよい。

【００５８】（比較例１）図６は本比較例１に基づく加
熱体１０表面の捨て穴周辺の部分拡大図を示している。
本比較例１では、捨て穴形状が従来の真円形状の貫通穴
である点で、前記形態例１の場合と異なり、その他の構
成は略同じである。

【００５９】従来の捨て穴２７は、その形状が等方的で
あったために、セラミック基板にストレスが加わったと
きの穴縁にかかる応力集中は等方的である。つまり図６
において二次系回路方向の軸Ｈ２と、これと直交する方
向の軸Ｈ１とを比較した場合、ストレス値は同程度であ
る。

【００６０】本比較例１に基づく加熱体１０を保持させ
たフィルム加熱方式の加熱装置において、装置の暴走時
に加熱体１０の破損が始まる箇所は、形態例１と同様に
応力集中が生じる捨て穴２７の穴縁である。しかしなが
ら、上述のように穴縁にかかる応力集中が等方的である
ため、クラックが生じる向きについては保証されない。
したがって、図７のようにＤＣ導電パターン２４の具備
領域に向かってクラック２８が進行する可能性が有り得
る。そのため、加熱体１０の破損時に一次系回路と二次
系回路の絶縁耐圧を保持するためには捨て穴２７の位置
をＤＣ導電パターン２４の具備領域から十分に遠ざけな
ければならないが、あまり遠ざけすぎるとＤＣ導電パタ
ーン２４の近辺からクラックが生じる場合があり、捨て
穴２７の位置のみで基板強度を制御することは困難であ
る。

【００６１】〈実施形態例２〉図８は本発明の実施形態
例２に基づく加熱体１０の捨て穴周辺の部分拡大図であ
る。本形態例は前記形態例１と比べ、捨て穴２６の形状
が、加熱体短手方向の内側に向かうに連れてＤＣ導電パ
ターン２４から遠ざかるように湾曲した長穴である点が
異なり、その他の構成は略同じである。

【００６２】本例では、Φ０．１５ｍｍ以下のレーザー
スポットパルスによって段階的に発光形成することで上
記形状の捨て穴２６を形成することが可能である。

【００６３】前述したように前記形態例１において説明
したように、曲率半径の小さい部分ほどその縁の接線方
向に大きな応力集中を生じるので、本形態例の場合は加
熱装置の暴走時には図８における軸Ｈ１、Ｈ２でクラッ
クが発生し、ＤＣ導電パターン２４の具備領域には破損
が至らない。

【００６４】すなわち、捨て穴２６の形状を加熱体短手
方向の内側に向かうに連れてＤＣ導電パターン２４から
遠ざかるように湾曲した長穴にすることで、形態例１と
同様の効果が得られ、絶縁耐圧を保持できる。

【００６５】〈実施形態例３〉図９は本発明の実施形態
例３に基づく加熱体１０の捨て穴周辺の部分拡大斜視図
である。本形態例では、前記形態例１と比べて捨て穴２
６の形状が、厚み方向についても異方性を有している貫
通穴である点が異なり、その他の構成は略同じである。

【００６６】本例では、加熱体１０表面側に長軸０．４
ｍｍ、短軸０．２ｍｍの楕円形状穴を設け、穴の出口
（黒塗り部）である裏面側の形状が長軸０．８ｍｍ、短
軸０．４ｍｍの楕円形になるように、表面から裏面に向
かって末広がりの捨て穴２６を形成している。

【００６７】前記形態例１において説明したように、曲
率半径の小さい部分ほどその縁の接線方向に大きな応力
集中を生じるので、本形態例３の場合は加熱装置の暴走
時には加熱体１０表面つまり抵抗発熱体１３ａ・１３ｂ
の具備面の方が先にクラックが入り、ＤＣ導電パターン
２４の具備面である加熱体１０裏面側は表面に比べて破
損しにくい。このことで、形態例１における一次系ＡＣ
のみを破断させ通電発熱を停止させる効果を一層高め、
絶縁耐圧を保持できる。

【００６８】本形態例に基づく加熱体１０のように、捨
て穴２６形状を適切に設定し、厚み方向にも異方性をつ
けることで、破損開始箇所、クラック進行方向を３次元
的に特定できる。

【００６９】〈実施形態例４〉図１０は本発明の実施形
態例４に基づく加熱体１０を示しており、図１０（ａ）
は加熱体表面の捨て溝２６周辺の部分拡大図、図１０
（ｂ）は加熱体長手方向の断面図である。

【００７０】本形態例４では、前記形態例１の捨て穴形
状が、厚み方向にも異方性を有している溝（非貫通穴）
であるという点で異なり、その他の構成は略同じであ
る。

【００７１】本例では、加熱体１０裏面側に加熱体幅方
向を長手とする溝を設け（加熱体表面側には貫通してい
ない）、さらにＤＣ導電パターン２４側の溝の壁は他方
に比べてなだらかになるように形成している。このよう
な溝は、レーザーパルスの電力調整による段階形成、も
しくは溝の成型によって形成可能である。

【００７２】前記形態例１において説明したように、曲
率半径の小さい部分ほどその縁の接線方向に大きな応力
集中を生じる。本形態例４の場合は捨て溝２６の底部２
６ａが基板背面側の縁２６ｂ，２６ｃよりも尖っている
（曲率が小さい）ので該底部２６ａから加熱体表面に向
かって先にクラックが入り、一次系回路を確実に遮断す
る。また、溝部２６の二次系回路側の縁２６ｂは他方の
縁２６ｃよりも尖っていない為、二次系回路側のなだら
かな溝壁にはクラックが生じない。このことで、一次系
ＡＣのみを破断させ通電発熱を停止させる効果を一層高
め、絶縁耐圧を保持できる。

【００７３】〈その他〉本発明において、異方性の穴も
しくは異方性の溝は、方向によって割れやすさを異なら
せたものであれば良く、上記形態例の形状に限らない。

【００７４】図１１は捨て穴２６の他の形状の例であ
り、加熱体１０背面の開口部（斜線部分）を示してい
る。

【００７５】図１１（ａ）は長穴であり、短軸Ｈ２方向
の辺が略直線（曲率は無限大とみなす）であるのに対
し、長軸Ｈ１方向の曲率の小さい円弧状となっている。

【００７６】図１１（ｂ）は曲率の大きい円弧を向かい
合わせた形状であり、その接点部分の曲率が小さくなっ
ている。

【００７７】図１１（ｃ）は円の一部分のみを突出させ
て曲率の小さい部分を設けた形状としている。

【００７８】いずれの形状であってもクラックの進行方
向を軸Ｈ１方向に特定できるので、該軸Ｈ１を二次系回
路側へ向けず、且つ一次系回路を遮断できる方向に向け
て配設すれば上記形態例と同様の効果が得られる。

【００７９】図１２（ａ）は異方性の溝の他の形状を示
した模式平面図、図１２（ｂ）はその模式断面図であ
る。同図の捨て溝２６は、図１０の捨て溝２６と比べて
二次系回路側の壁を縁２６ｂ付近でのみ他方の壁よりも
緩やかにした点がことなり、その他の構成は略同じであ
る。このような構成であっても上記形態例４と同様に二
次系回路側への割れを防ぎつつ、一次系回路を確実に遮
断できる。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板に異方性の穴もしくは異方性の溝を設けたことによ
り、基板の破損開始箇所および破損進行方向が特定で
き、加熱体暴走時に二次系回路のみが遮断されて誤った
制御が行われてしまうことや基板が割れた場合でも一次
系回路と二次系回路との絶縁耐圧を確保することなど、
不特定な割れによる問題点を解消し、更なる信頼性の向
上を図った加熱体及び加熱装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく加熱体を保持させたフィルム加
熱方式の加熱装置の概略模型図

【図２】実施形態例１に基づく加熱体表面の一部切り欠
き概略平面図

【図３】実施形態例１に基づく加熱体背面の概略平面図

【図４】実施形態例１に基づく加熱体の捨て穴周辺に加
わるストレスの摸式図

【図５】実施形態例１に基づく加熱体を用いた場合のク
ラックの例（加熱体背面）

【図６】従来の加熱体のおける捨て穴周辺の部分拡大図
（比較例１）

【図７】本比較例１に基づく加熱体を用いた場合の暴走
時クラックの説明図

【図８】実施形態例２に基づく加熱体の捨て穴周辺の部
分拡大図

【図９】実施形態例３に基づく加熱体の捨て穴周辺の部
分拡大図

【図１０】実施形態例４に基づく加熱体の捨て穴周辺の
部分拡大図

【図１１】異方性の穴の他の形状を示した模式説明図

【図１２】異方性の溝の他の形状を示した模式説明図

【図１３】（ａ）従来のフィルム加熱方式の加熱装置の
一例の要部の拡大横断面図（ｂ）従来の加熱体の一部切欠き平面模型図

【符号の説明】

１０加熱体１１加熱体表面保護層１２加熱体基板１３抵抗発熱体１３ａ被加熱材半双方向に対して上流側の抵抗発熱
体１３ｂ被加熱材半双方向に対して下流側の抵抗発熱
体１４温度検知素子１５耐熱性フィルム１６加熱体ホルダ１７加圧ローラ２１給電電極パターン１２２給電電極パターン２２３ＡＣ導電パターン２４ＤＣ導電パターン２５ＤＣ電極パターン２６異方性の捨て穴もしくは異方性の溝２７従来の捨て穴２８クラックＴトナーＰ記録紙Ｎ定着ニップ部Ａ被加熱材搬送方向 α 加熱体長手方向と楕円形捨て穴の長軸方向とがな
す角度Ｈ１・Ｈ２捨て穴の穴縁上の地点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の片面側に複数個の電極と抵抗発熱
体とを含む一次系回路、他面側に二次系回路を形成具備
させた加熱体において、該基板に異方性の穴もしくは異
方性の溝を設けたことを特徴とする加熱体。
【請求項２】前記異方性の穴が、前記基板の二次系回
路を設けた面と垂直な方向に向けて開けられた穴である
ことを特徴とする請求項１記載の加熱体。
【請求項３】前記異方性の穴が、前記二次系回路の具
備されている方向と比べ他の方向の方が前記基板に割れ
を生じさせやすい形状であることを特徴とする請求項１
又は２記載の加熱体。
【請求項４】前記異方性の穴が、前記二次系回路の具
備されている方向の曲率半径と比べ他の方向の曲率半径
を小さくした形状であることを特徴とする請求項１，２
又は３記載の加熱体。
【請求項５】前記異方性の穴が、長穴であり、その長
軸を二次系回路と異なる方向に向けて設けたことを特徴
とする請求項１，２又は３記載の加熱体。
【請求項６】前記異方性の穴が、楕円形状であり、そ
の長軸を二次系回路と異なる方向に向けて設けたことを
特徴とする請求項１，２又は３記載の加熱体。
【請求項７】前記異方性の穴が、長穴であり、その長
軸方向の少なくとも一方の端部が前記二次系回路から遠
ざかる方向に湾曲して設けられていることを特徴とする
請求項１，２又は３記載の加熱体。
【請求項８】前記異方性の穴が、中心部と周辺部とで
穴の深さを変化させたものであることを特徴とする請求
項１乃至７の何れか１項記載の加熱体。
【請求項９】前記異方性の穴が、前記基板を貫通して
設けられ、該基板の二次系回路を設けた面側と一次系回
路を設けた面側とで穴の大きさを変えたものであること
を特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載の加熱
体。
【請求項１０】前記異方性の溝が、前記基板の二次系
回路を設けた面に設けられていることを特徴とする請求
項１記載の加熱体。
【請求項１１】前記異方性の溝が、前記一次系回路の
具備されている面方向へ向けて前記基板に割れを生じさ
せやすい形状であることを特徴とする請求項１又は１０
記載の加熱体。
【請求項１２】前記異方性の溝が、前記基板の短手方
向に長手であることを特徴とする請求項１，１０又は１
１記載の加熱体。
【請求項１３】前記異方性の溝が、前記二次系回路側
と他方側とで深さを変えたものであることを特徴とする
請求項１，１０，１１又は１２記載の加熱体。
【請求項１４】前記異方性の溝が、前記二次系回路側
で浅く、他方側で深くなっていることを特徴とする請求
項１，１０，１１，１２又は１３記載の加熱体。
【請求項１５】前記異方性の溝が、前記二次系回路側
の縁の曲率よりも他方の縁の曲率を小さくしたことを特
徴とする請求項１０乃至１４の何れか１項に記載の加熱
体。
【請求項１６】前記異方性の溝が、前記二次系回路を
設けた面側の縁の曲率よりも底部の曲率を小さくしたこ
とを特徴とする請求項１０乃至１５の何れか１項に記載
の加熱体。
【請求項１７】被加熱材を加熱する加熱体として、前
記請求項１乃至１６の何れか１項に記載の加熱体を備え
たことを特徴とする加熱装置。
【請求項１８】被加熱材を耐熱性フィルムを介して加
熱体に密着させ、加熱体の熱を該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、該加熱体が、前記
請求項１乃至１６の何れか１項に記載の加熱体であるこ
とを特徴とする加熱装置。
【請求項１９】加熱体と加熱ローラとの間に耐熱性フ
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熱処理する加熱装置であり、該加熱
体が前記請求項１乃至１６の何れか１項に記載の加熱体
を備えたことを特徴とする加熱装置。