CN102017789A - 发热体单元及加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发热体单元，该发热体单元通过将带状的发热体(2)封入容器(1)内，利用保持件(3)保持发热体(2)的端部的发热体保持部(2a)而形成，其中，所述发热体(2)利用含有碳系物质的材料由薄膜片形成且具有二维各向同性的热传导，该保持件(3)包括：缠绕有发热体保持部(2a)的挂固承受部(3a)、夹持发热体保持部(2a)并安装于挂固承受部(3a)的挂固部(3b)、从挂固承受部(3a)延伸设置且卡止发热保持部(2a)的卡止部(3c)。

Description

发热体单元及加热装置

技术领域

本发明涉及作为热源使用的发热体单元及使用该发热体单元的加热装置，尤其是涉及具有将碳系物质作为主成分形成薄膜片状的发热体的发热体单元及使用了该发热体单元的加热装置。作为本发明的加热装置，包括例如复印机、传真机、打印机等电子装置、及电暖气设备、厨房设备、干燥器等电气设备等需要热源的各种设备。

背景技术

如上所述，在各种设备中，作为热源广泛使用发热体单元。因此，对于发热体单元提出有各种要求，以使其能够与使用该发热体单元的设备的功能、形状、结构等规格相对应。例如有如下要求：作为热源成为高的温度、能够维持指定的温度、温度调整范围大、对于输入的电力能够以高效率变换为加热能量、能够将被加热对象物均匀地加热、具有仅加热指定方向的指向性、接通电源时的突入电流少、上升到设定温度的时间短及能够实现发热体单元的小型化且装卸容易的构造等。

以满足上述要求为目的，提案有各种的发热体单元。

在成为长条形状的热源的现有的发热体单元中，在圆筒状的玻璃管内部封入细长的线圈状的钨丝、或者棒状或板状的碳系烧结体作为发热体。最近，代替这些发热体，作为能够将被加热对象物加热到更均一、且更高温度的通用性高的发热体单元，提供有一种使用了用树脂含浸以碳系物质作为主成分的纤维并实施温度处理的细长片状(带状)的发热体的结构。

在发热体单元中，需要在收容于玻璃管内部的发热体的两端部分安装用于供给电源的部件〔电力供给部件〕，该电力供给部件相对于发热体能够可靠地安装，并且，能够高效率地供给电力。另外，由于发热体单元的发热体和电力供给部件被配置封入于细且容易破损的玻璃管内部的规定位置，因此，在发热体单元的制造中，需要具有能够容易且可靠地将发热体和电力供给部件装入玻璃管内部的、作业性优异的构造。另外，在作为热源使用的发热体单元中，安全性高、能够长期使用、可靠性高的装置是绝对的条件。

专利文献1：日本特开2004-193130号公报

专利文献2：日本特开2006-040898号公报

专利文献3：日本特开2005-116412号公报

专利文献4：日本特开2005-149809号公报

在使用了用树脂含浸以碳系物质作为主成分的纤维并实施了温度处理的细长片状(带状)的发热体的现有的发热体单元中，用贵金属被覆发热体的两端部分，用金属套筒覆盖该被覆部分，用金属焊料钎焊金属套筒和被覆部分(参照日本特开2004-193130号公报。)。利用这种金属焊料焊接发热体和金属套筒的方法，在发热体成为高温度(例如，1100℃)的发热体单元中，钎焊部分会在来自发热体的热传导的作用下发生溶融，在该情况下存在发热体掉落之类的安全性的大问题。

另外，在现有的发热体单元中，具有在细长片状的发热体的两端部分压接有电力供给部件的结构(日本特开2006-040898号公报参照。)。在这种结构的现有的发热体单元中，作为发热体使用将多个碳纤维通过树脂固着为片状而形成的结构。这样形成的现有的发热体单元中的片状发热体的表面平滑，因此，在电力供给部件不具有强夹紧力的情况下，发热体可能会从电力供给部件脱落，具有可靠性欠缺的问题。

本申请发明者们致力于下述开发，即，在发热体中使用材料及制造方法与用于现有的发热体单元并以碳系物质作为主成分的片状发热体完全不同的新的薄膜片状材料作为发热材料，作为新的热源的发热体单元的开发。适用于在上述发热体单元中使用的发热体的新的薄膜片状的材料与现有的发热体的表面相比具有更平滑的表面，且具备柔软性。然而，该薄膜片状的材料在强度方面差，在承受大的力时，可能会破裂而损坏。因此，将新的薄膜片状的材料用作发热体并直接使用上述现有的发热体单元的电力供给部件的结构来构成发热体单元，存在安全性及可靠性方面的问题。

发明内容

本发明的目的在于，将作为效率高的热源的发热体单元及加热装置制成安全性及可靠性高且可容易制造的结构，能够将被加热对象物以所希望的配热分布加热为高温度。作为其结果，根据本发明，能够提供安全性及可靠性高，且可容易制造的发热体单元及加热装置。

另外，在本发明中，在作为热源而使用发热体单元的加热装置中，包括图像定影装置、及具备图像定影装置的图像形成装置。作为图像形成装置，包括例如复印机、传真机、打印机及具备这些功能的复合机等需要热源的设备。

在图像形成装置的图像形成工艺中，使用对承载未定影调色剂图像的被记录部件例如纸进行加压并以高温进行加热、从而对图像进行定影的图像定影装置。

作为图像定影装置的热源使用发热体单元。作为用于图像定影装置的现有的发热体单元，可以举出使用由钨材料形成的发热体的卤素加热器、或使用由石墨等结晶化碳、电阻值调整物质及无定形碳的混合物形成的细长板状的发热体的碳加热器。(参照日本特开2005-116412号公报及日本特开2005-149809号公报。)

在本发明中，提供一种具有热源的图像定影装置及图像形成装置，该图像定影装置及图像形成装置使用实现上述目的的发热体单元，在定影处理中，可以将被加热对象物以所希望的配热分布在高温下高效率地进行加热，并且升温快，可以降低能量消耗。

为解决上述现有技术的问题并实现本发明的目的，本发明的第一方面的发热体单元具备：带状的发热体，其利用含有碳系物质的材料由薄膜片形成，具有二维各向同性的热传导；电力供给部，其向所述发热体的对向的两端供给电力；以及容器，其内包所述发热体和所述电力供给部的一部分，其中，所述容器内部的所述电力供给部具有：保持位于所述发热体两端的发热体保持部的保持件；和与所述保持件连接的内部引线部，所述保持件具有：缠绕有所述发热体保持部的挂固承受部；从所述挂固承受部延伸设置而卡止所述发热体的卡止部；以及夹持所述发热体保持部并安装于所述挂固承受部的挂固部。这样构成的本发明的第一方面的发热体单元成为能够将被加热对象物以所希望的配热分布加热到高温度、安全性及可靠性高且效率高的热源，且其结构容易制造。

在本发明的第二方面的发热体单元中，在上述第一方面的所述挂固承受部中，承受所述发热体保持部的部位沿与所述发热体的长度方向正交的宽度方向延伸设置。在这样构成的本发明的第二方面的发热体单元中，发热体能够与保持件可靠地挂固而不脱落，以简单的结构成为安全性及可靠性高的热源。

在本发明的第三方面的发热体单元中，在所述第二方面的所述发热体保持部形成有孔或切口，在所述孔或切口的内部配置有所述卡止部。这样构成的本发明的第三方面的发热体单元具有简单的结构而成为制造容易的热源。

在本发明的第四方面的发热体单元中，配置于所述第三方面的所述孔或切口的内部的所述卡止部与所述内部引线部接合。这样构成的本发明的第四方面的发热体单元具有简单的结构而成为容易制造的热源。

在本发明的第五方面的发热体单元中，所述第四方面的所述挂固承受部和所述卡止部利用线材一体形成，所述挂固承受部以将所述线材弯曲而能够让所述发热体保持部缠绕的方式构成，所述卡止部以与所述内部引线部连接的方式构成。这样构成的本发明的第五方面的发热体单元具有简单的结构而成为容易制造的热源。

在本发明的第六方面的发热体单元中，所述第四方面的所述挂固承受部和所述卡止部利用线材一体形成，在所述发热体保持部的宽度方向的缘部形成的切口的内部配置有所述卡止部。这样构成的本发明的第六方面的发热体单元具有简单的结构而成为容易制造的热源。

在本发明的第七方面的发热体单元中，所述第一方面的所述挂固承受部和所述卡止部利用一根线材形成，使所述线材弯曲而形成所述挂固承受部和所述卡止部。这样构成的本发明的第七方面的发热体单元具有简单的结构而成为容易制造的热源。

在本发明的第八方面的发热体单元中，所述第一方面的所述挂固部由弹性材料形成，并被构成为利用弹性力安装在所述挂固承受部。这样构成的本发明的第八方面的发热体单元，能够在挂固承受部上容易且可靠地固定发热体，能够容易制造安全性及可靠性高的热源。

在本发明的第九方面的发热体单元中，所述第一方面的所述挂固承受部由导电性材料形成。这样构成的本发明的第九方面的发热体单元，能够提供可靠地向发热体供给电力且可靠性高的热源。

在本发明的第十方面的发热体单元中，所述第一方面的所述保持件具有用于将所述发热体配置于所述容器内部的规定位置的位置限制功能，所述保持件的端部与所述容器的内面接近配置。这样构成的本发明的第十方面的发热体单元将发热体配置于容器内的所希望的位置，能够提供安全性及可靠性高的热源。

在本发明的第十一方面的发热体单元中，所述第一方面的所述发热体的构造使得该发热体具有吸收发热体自身的热收缩及热膨胀的弹性力，而向所述保持件供给电力的所述内部引线部不具有弹性构造。这样构成的本发明的第十一方面的发热体单元将发热体以简单的结构可靠地配置于容器内的所希望的位置，因此成为可靠性及效率高的热源。

在本发明的第十二方面的发热体单元中，所述第一方面的所述发热体具有由含有碳系物质的材料形成的层间构造。这样构成的本发明的第十二方面的发热体单元能够加热到高温度，成为安全性及可靠性高且效率高的热源。

在本发明的第十三方面的发热体单元中，所述第一方面的所述容器由具有耐热性的玻璃管或陶瓷管形成，填充有惰性气体并在所述电力供给部中被密封。这样构成的本发明的第十三方面的发热体单元成为能够将被加热对象物均匀地加热至高温、且安全性及可靠性高的热源。

本发明第十四方面的加热装置作为热源配备有所述第一～第十三方面中任一项所述的发热体单元，因此，安全性及可靠性高，且能够容易制造。

本发明的第十五方面的图像定影装置，其具备：加热体，其对承载有未定影调色剂图像的被记录部件进行加热；加压体，其与所述加热体相对配设，经由所述被记录部件对所述加热体进行加压，所述加热体作为加热源具有发热体，所述发热体利用含有碳系物质的材料由薄膜片形成为带状，具有二维各向同性的热传导。这样构成的本发明的第十五方面的图像定影装置升温快，能够降低能量消耗。

在本发明的第十六方面的图像定影装置中，所述第十五方面的所述发热体具有利用含有碳系物质的材料形成的层间构造。这样构成的本发明的第十六方面的图像定影装置升温快，能够对被记录部件以所希望的配热分布高效率地进行加热，能够进行可靠性高的图像定影。

在本发明的第十七方面的图像定影装置中，所述第十六方面的所述发热体的电阻变化率的值在1.2～3.5的范围，该电阻变化率通过用通电的平衡点亮时的电阻的值除以未通电时的电阻的值而得到，所述发热体具有发热体温度和电阻值成比例的正特性。这样构成的本发明的第十七方面的图像定影装置升温快，能够对被记录部件以所希望的配热分布高精度且高效率地进行加热。

在本发明的第十八方面的图像定影装置中，所述第十七方面的所述发热体也可以是厚度为300μm以下的薄膜体。这样构成的本发明的第十八方面的图像定影装置使用热容量少且升温快的热源，能够进行降低能量消耗的定影。

在本发明的第十九方面的图像定影装置中，所述第十七方面的所述发热体为也可以是密度为1.0g/cm³以下的轻膜体。这样构成的本发明的第十九方面的图像定影装置使用热容量少且升温快的热源，能够进行降低能量消耗的定影。

在本发明的第二十方面的图像定影装置中，所述第十七方面的所述发热体也可以用导热率为200W/m·K以上的材料形成。这样构成的本发明的第二十方面的图像定影装置的发热体具有优异的热传导，因此，能够进行均匀的配热分布的加热。

在本发明的第二十一方面的图像定影装置中，所述第十七方面的所述加热体具有收容所述发热体和向该发热体的对向的两端供给电力的电力供给部的一部分的容器，所述容器具有在内部填充惰性气体并在所述电力供给部中被密封的构造。这样构成的本发明的第二十一方面的图像定影装置为具有可靠性高的热源的图像定影装置，能够以所希望的配热分布以高温度高效率进行加热。

在本发明的第二十二方面的图像定影装置中，在所述第十七方面的所述加热体上设置有用于限定所述发热体的加热区域的反射部。这样构成的本发明的第二十二方面的图像定影装置能够对加热区域以所希望的配热分布以高温度高效率进行加热，从而能够进行可靠性高的定影处理。

在本发明的第二十三方面的图像定影装置中，在所述第十七方面的所述加热体上设置有多个所述发热体，多个所述发热体的长度方向的各中心轴与所述被记录部件的输送方向相正交地配置于直线上。这样构成的本发明的第二十三方面的图像定影装置能够根据被记录部件切换加热区域，并能够在所希望的区域以高温度、高效率进行加热。

在本发明的第二十四方面的图像定影装置中，在所述第十七方面的所述加热体中，在与所述发热体相对的面上，由吸收红外线的部件形成膜体。这样构成的本发明的第二十四方面的图像定影装置的加热体高效率地吸收来自发热体的热，能够对被记录部件以高温度进行高效率的加热。

在本发明的第二十五方面的图像定影装置中，所述第十七方面的所述发热体的加热范围包括：由所述加热体和所述加压体对所述被记录部件进行按压的按压部位即夹持部；和与该夹持部相比位于被记录部件的输送方向的上游侧的部位。这样构成的本发明的第二十五方面的图像定影装置能够高效率且可靠地进行图像定影处理。

本发明的第二十六方面的图像形成装置，其具备所述第十五方面～所述二十五方面中任一项所述的图像定影装置。这样构成的本发明的第二十六方面的图像形成装置能够将被加热对象物即被记录部件以所希望的配热分布加热至高温，并且升温快，能够减少能量损失，进行高精度的加热控制。

根据本发明，能够构成成为安全性及可靠性高且效率高的热源的发热体单元，并且，能够提供作业效率高且具有优异生产性的制造容易的发热体单元。另外，根据本发明，由于具有上述效果的发热体单元作为热源组装入加热装置，因此，能够提供安全性及可靠性高且效率高的加热装置。另外，根据本发明，能够提供一种具有高效率热源的加热装置，该热源将被加热对象物即被记录部件以所希望的配热分布加热至高温。尤其是，根据本发明，可以提供一种能够进行升温快且能耗降低的定影处理的图像定影装置及图像形成装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的发热体单元的结构的俯视图；

图2是图1所示的发热体单元的主视图；

图3是表示安装于实施方式1的发热体单元的发热体端部的保持件3等的俯视图；

图4是实施方式1的发热体单元的保持件等的主视图；

图5是表示本发明实施方式2的实施例1的保持件安装于发热体的状态的俯视图；

图6是表示实施方式2的实施例2的保持件安装于发热体的状态的俯视图；

图7是表示实施方式2的实施例3的保持件安装于发热体的状态的俯视图；

图8是表示实施方式2的实施例4的保持件安装于发热体的状态的俯视图；

图9是表示实施方式2的实施例5的保持件安装于发热体的状态的俯视图；

图10是表示实施方式2的实施例6的保持件安装于发热体的状态的俯视图；

图11是表示本发明的实施方式3的发热体单元的构造的俯视图；

图12是表示本发明的实施方式4的发热体单元的结构的俯视图；

图13是图12的发热体单元的主视图；

图14是表示本发明实施方式5的加热装置的一例的立体图；

图15是表示本发明实施方式6的图像定影装置的主要结构的图；

图16是表示实施方式6的发热体单元的发热体的温度[℃]和电阻[Ω]的关系的温度特性图；

图17是表示用于本发明实施方式6的图像定影装置的发热体单元92、及现有的加热器即碳加热器和卤素加热器的升温特性的图表；

图18是比较各种加热器的突入电流的图，(a)是用于本发明实施方式6的图像定影装置的发热体单元升温时的电流波形，(b)是现有的碳加热器升温时的电流波形，(c)是卤素加热器升温时的电流波形；

图19是表示通过用于本发明实施方式6的图像定影装置的发热体单元及现有的加热器来加热被加热对象物时的铜板温度的测定结果的图表。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的发热体单元及使用了该发热体单元的加热装置的优选实施方式进行说明。

(实施方式1)

使用图1～图4对本发明的实施方式1的发热体单元进行说明。图1是表示实施方式1的发热体单元的构造的俯视图。在图1中，该发热体单元为长条形状，因此，切断并省略其中间部分，显示两端部分附近。图2是图1所示的发热体单元的主视图。

在实施方式1的发热体单元中，在具有耐热性的细长的容器1的内部以薄膜片状配置有带状的发热体2。带状的发热体2沿着容器1的长度方向延伸配置。在实施方式1的发热单元中，容器1由透明的石英玻璃管形成，石英玻璃管的两端部分熔融成平板状而构成容器1。在收容发热体2的容器内部封入作为惰性气体的氩气。作为可封入容器内部的惰性气体，不局限于氩气，除了氩气之外，还可以使用氮气、或者氩气和氮气、氩气和氙气、氩气和氪气等混合气体，也能够起到与本发明同样的效果，作为应封入的惰性气体，可以根据目的作适当选择。之所以向容器1的内部封入惰性气体，是为了在高温下使用时，防止容器内部的碳系物质即发热体2的氧化。另外，作为容器1的材料，只要是具有耐热性、绝缘性及热穿透性的材料就可以应用，例如除了石英玻璃之外，可以从钠钙玻璃、硼酸玻璃、铅玻璃等玻璃材料、陶瓷材料等中适当选择。

如图1及图2所示，实施方式1的发热体单元具备：容器1；作为热辐射膜体的细长带状的发热体2；为将该发热体2保持于容器内的规定位置而设于发热体2的长度方向的两端部分且用于向发热体2供给电力的第一及第二电力供给部10a、10b。

设置于发热体2的两端的第一及第二电力供给部10a、10b包括安装于发热体2的两端的保持件3。在保持件3中，在一个保持件3(在图1中为左侧的保持件3)上安装有第一内部引线部11a，在另一个保持件3(在图1中为右侧的保持件3)上安装有第二内部引线部11b。第一内部引线部11a及第二内部引线部11b分别经由埋设于容器1的两端部分的密封部分(熔融部分)的钼箔8，与从容器1的两端向容器外部导出的外部引线9电连接。

如图1及图2所示，第一电力供给部10a具有保持件3、钼箔8、外部引线9及第一内部引线部11a而构成。另一方面，第二电力供给部10b具有保持件3、钼箔8、外部引线9及第二内部引线部11b而构成。

第一内部引线部11a由与安装于发热体2的一端(图1的左端>的保持件3相接合的固定部5、形成螺旋状且在长度方向具有弹性的弹簧部6、与钼箔8接合的内部引线7构成，且固定部5、弹簧部6和内部引线7由一根线材例如钼线一体形成。

另外，第二内部引线部11b由与安装于发热体2的另一端(图1的右端>的保持件3相接合的固定部5、用于将发热体2保持于容器内的规定位置的位置限制部4、与钼箔8连接的内部引线7构成，且固定部5、位置限制部4和内部引线7由一根线材例如钼线一体形成。实施方式1的第一内部引线部11a及第二内部引线部11b以由钼线形成为示例进行了说明，但是，也可以使用以钨、镍、不锈钢等为材料的具有弹性的金属线(圆柱形状或平板形状)来形成。

如上述，在实施方式1的发热体单元中，通过由保持件3、钼箔8、外部引线9及第一内部引线部11a构成的第一电力供给部10a、和由保持件3、钼箔8、外部引线9及第二内部引线部11b构成的第二电力供给部10b，将发热体2在容器内张紧设置。

另外，第一内部引线部11a的弹簧部6对于发热体2赋予张力，且使发热体2始终直线配置在容器内的所希望的位置。在实施方式1的发热体单元中，弹簧部6还具有用于将发热体2配置于容器内的规定位置的位置限制部件的功能。弹簧部6的外周部分位于与容器1的内周面接近的位置，通过配设弹簧部6，将发热体2可靠地配置于不与容器1接触的位置。在实施方式1的发热体单元中，发热体2的长度方向配置为沿容器1的长度方向延伸的大致中心轴上，发热体2配置为与容器1不接触。另外，在内部引线7和固定部5之间设置有弹簧部6，由此，能够吸收由发热体2的膨胀收缩引起的变化。

在对于由发热体2的膨胀收缩引起的变化，发热体2的材料自身具有的伸缩率或基于发热体2的形状的伸缩率变大，且发热体2自身具有弹性的情况下，在位于发热体2的两侧的各内部引线部11a、11b不需要设置弹簧部6。

另外，在实施方式1的发热体单元中，用在发热体2的两端设置有不同结构的第一内部引线部11a及第二内部引线部11b的例子进行了说明，但是，在本发明的发热体单元中，也可以在发热体2的两端配设与第一内部引线部11a同样或与第二内部引线部11b同样的结构部件，根据使用该发热体单元的加热装置的制品规格及用途等进行适当变更。只要设定为在发热体2的任一端侧配设具有弹簧部6的第一内部引线部11a的结构，就可以进行发热体2的位置限制及膨胀收缩导致的变化的吸收，但是，若设定为在发热体2的两侧配设第一内部引线部11a的结构，则成为在发热体2的两端侧能够进行位置限制及变化吸收的结构，能够期待更好的效果。

在以实施方式1的发热体单元的长度方向为铅直方向的方式在加热装置中装入该发热体单元的情况下，当弹簧部6配置于发热体2的上侧时，可能会因发热体2的温度而使弹簧部6伸长并被加热，导致超过弹性限度而不能吸收热膨胀。因此，优选将弹簧部6配置于发热体2的下侧并在被压缩的状态下使用。

在实施方式1的发热体单元中，以一体构成第一内部引线部11a的固定部5、弹簧部6及内部引线7、以及第二内部引线部11b的固定部5、位置限制部4及内部引线7的例子进行了说明，但是，若分别用不同的部件构成并分别电接合，则当然也可以获得同样的效果。

图3及图4是表示安装于实施方式1的发热体单元的发热体2的两端部分的保持件3等的图。图3是安装有发热体2的保持件3等的俯视图，图4是安装有发热体2的保持件3等的主视图。

用于实施方式1的发热体单元的保持件3包括：由具有导电性及耐热性的金属材料(例如钼)的线材形成的捧状的挂固承受部3a、嵌入有挂固承受部3a的挂固部3b、从挂固承受部3a延伸设置的卡止部3c。如图3及图4所示，在棒状的挂固承受部3a上，以回绕的方式缠绕有发热体2的端部即发热体保持部2a。在发热体保持部2a回绕缠绕的挂固承受部3a，以夹紧发热体2的发热体保持部2a的方式嵌入挂固部3b。挂固部3b用弹性部件形成，以握着挂固承受部3a的方式构成。挂固部3b的夹紧的发热体2的长度方向的截面形状为C字状，嵌入棒状挂固承受部3a并经由发热体保持部2a握着挂固承受部3a的外面。

卡止部3c以从保持件3的挂固承受部3a的中央位置〔与发热体2的长度方向平行的中心轴的位置〕向内部引线部11a、11b的方向导出的方式延伸设置。从挂固承受部3a延伸设置的卡止部3c与内部引线部11a、11b的固定部5连接。因此，在实施方式1的发热体单元中，通过挂固承受部3a和卡止部3c构成所谓的T字形状。

另外，在实施方式1的发热体单元中，用卡止部3c和固定部5由1根线材一体构成的例子进行了说明，但是，也可以将各自用不同部件形成并接合。

在由如上构成的保持件3保持的发热体2的发热体保持部2a形成有贯通孔2h。在发热体保持部2a以回绕的方式缠绕在挂固承受部3a时，从挂固承受部3a的中央向固定部5延伸设置的卡止部3c成为贯通发热体保持部2a的贯通孔2h的状态。在该状态下，挂固部3b以夹紧发热体保持部2a的方式嵌入挂固承受部3a。这时，卡止部3c贯通发热体保持部2a的贯通孔2h，并且贯通形成于挂固部3b的中央位置(与发热体2的长度方向平行的中心轴的位置)的贯通孔3d。因此，发热体2不会从保持件3脱落，能够被可靠地保持。

如上述，在本发明的实施方式1的发热体单元中，向发热体2的端部即发热体保持部2a的贯通孔2h插入保持件3的卡止部3c，发热体保持部2a缠绕于挂固承受部3a，挂固部3b嵌入挂固承受部3a，发热体保持部2a被可靠地保持。这样，在保持发热体保持部2a的保持件3上，通过第一内部引线部11a及第二内部引线部11b施加张力，将发热体2在容器内的规定位置张紧设置成直线状。

保持件3保持发热体2，在容器内发热体2被张紧设置的状态下，挂固承受部3a中的以回绕方式缠绕发热体保持部2a的部位配置于与发热体2的长度方向正交的宽度方向。即，发热体保持部2a缠绕的棒状体的挂固承受部3a的轴方向为与发热体2的长度方向正交的方向。

在实施方式1的发热体单元中，保持件3使发热体2不与容器1的内面接触，而是在规定的位置张紧设置成直线状，因此，挂固承受部3a的两端部配置于与容器1的内面接近的位置。因此，棒状的挂固承受部3a的长度设定为比发热体2的宽度长，且比容器1的内径小。

在本发明的实施方式1的发热体单元中使用的发热体2由薄膜片状的材料形成，该薄膜片状的材料以碳系物质为主成分，以在厚度方向上各层之间相互具有空隙的方式固定一部分而形成层叠构造，且该材料具有优异的二维各向同性的导热性，导热率在200W/m·K以上。因此，带状的发热体2没有温度偏差，成为均匀发热的热源。

发热体2的材料即薄膜片材料为将高分子薄膜或添加有填料的高分子薄膜在高温度例如2400℃以上的氛围气中进行热处理，进行烧结并石墨化的具有耐热性的高定向性的石墨薄膜片，面方向的导热率为200W/m·K以上，并具有600～950W/m·K的特性。这样，实施方式1中使用的发热体2具有面方向的导热率为600～950W/m·K的优异的二维各向同性的热传导。

在此，所谓二维各向同性的热传导表示用正交的X轴和Y轴设定的面中的所有方向的导热率大致相同。因此，在本发明中所谓二维各向同性不是指例如碳纤维在同一方向并设形成的发热体的碳纤维方向即一个方向(X轴方向)或将碳纤维交叉编织形成的发热体的碳纤维方向即双向(X轴方向和Y轴方向)，而是指在薄膜片状的发热体2的面方向中具有同样的性质。

在本发明中使用的发热体2的材料即薄膜片材料具有层叠构造，面方向的层表面具有平坦面、凹凸面或波纹面等各种面形状，在相对的各层间形成空隙。在该薄膜片材料的层叠构造中，在各层间形成的空隙的形成状态的图像和以多层(例如几十层、几百层)重合的方式折曲制作派的面皮(pie dough)并烧制该派的面皮而得到的派的剖面形状相类似。即，发热体2为具有层叠由包含碳系物质的材料形成的多个膜体且局部固定层叠方向的层间构造，是在厚度方向具有柔软性的薄膜片材料。因此，本发明的发热体2的材料即薄膜片材料如上所述，为面方向的导热率大致相同的具有优异的二维各向同性的导热性的材料，并且，该材料如图4所示具有能够沿着挂固承受部3a的外面缠绕的柔软性。

作为如上所述制造的作为薄膜片材料使用的高分子薄膜，可以列举选自以下材料中至少一种的高分子薄膜，即，聚噁二唑、聚苯并噻唑、聚苯并二噻唑、聚苯并噁唑、聚苯并二噁唑、聚均苯四酸酰亚胺(均苯四酸酰亚胺)、聚亚苯基异苯二甲酰胺(亚苯基异苯二甲酰胺)、聚亚苯基苯并咪唑(亚苯基苯并咪唑)、聚亚苯基苯并二咪唑(亚苯基苯并二咪唑)、聚噻唑、聚对苯乙烯。另外，作为向高分子薄膜添加的填料，可以列举磷酸酯系、磷酸钙系、聚酯系、环氧系、硬脂酸系、偏苯三酸系、氧化金属系、有机锡系、铅系、偶氮系、亚硝基系及磺酰肼系的各化合物。更具体而言，作为磷酸酯系化合物，可以列举磷酸三甲苯酯、磷酸(三异丙基苯酯)、磷酸三丁酯、磷酸三乙酯、磷酸三(二氯丙基)酯、磷酸三丁氧基乙酯等。作为磷酸钙系化合物，可以列举磷酸二氢钙、磷酸氢钙、磷酸三钙等。另外，作为聚酯系化合物，可以列举通过己二酸、壬二酸、癸二酸、邻苯二甲酸等和二醇、甘油类反应得到的聚合物等。另外，作为硬脂酸系化合物，可以列举癸二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、乙酰基柠檬酸三丁酯等。作为氧化金属类化合物，可以列举氧化钙、氧化镁、氧化铅等。作为偏苯三酸系化合物，可以列举富马酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯等。作为铅类化合物，可以列举硬脂酸铅、硅酸铅等。作为偶氮系化合物，可以列举偶氮二碳酰胺、偶氮二异丁腈等。作为亚硝基系化合物，可以列举亚硝基五亚甲基四胺等。作为磺酰肼系化合物，可以列举对甲苯磺酰肼等。

层叠上述薄膜片材料，在惰性气体中在2400℃以上进行处理，通过调整在石墨化过程中发生的气体处理氛围气的压力来进行控制而制造薄膜片状的发热体。而且，根据需要，通过辊轧处理如上述制造的薄膜片状的发热体，可以得到品质更加优良的薄膜片状的发热体。将这样制造的薄膜片状的发热体作为本发明的发热体单元的发热体2进行使用。

另外，上述填料的添加量在0.2～20.0重量％的范围为适当，更优选为1.0～10.0重量％的范围。其最佳添加量根据高分子的厚度而不同，在高分子的厚度薄的情况下添加量多为好，在厚的情况下添加量可以少。填料的作用为将热处理后的薄膜设为均匀发泡的状态。即，添加的填料在加热中产生气体，该气体产生后的空洞成为通道，有助于来自薄膜内部的分解气体的稳定通过。填料有助于如上述制作均匀发泡状态。

上述制造的薄膜片材料例如通过汤姆逊模或尖顶模的冲模、旋切机等锐利的利刃物、或激光加工等加工为所希望的形状。

实施方式1的发热体2的厚度(t)为100μm，宽度(W)为6.0mm，发热部2b的长度(L)为300mm。另外，对于发热体2的长度、宽度及厚度而言，根据输入电压及发热温度等来决定，根据作为该发热体单元使用的热源的制品规格及用途可适当变更。

另外，作为实施方式1的发热体2，使用300μm以下的薄膜体。

如图3所示，在实施方式1的发热体2的发热部分即发热部2b，形成有多个槽向与发热体2的长度方向正交的方向延伸设置的槽图案。形成于发热部2b的多个槽是限制发热部2b的电流的流动方向、调整电阻值的槽。作为形成于发热部2b的槽形状，有根据使用该发热体单元的制品规格及用途等贯通的槽〔缝隙〕及有底的槽(凹部槽)等。另外，在凹部槽中，通过变更其厚度方向的深度，能够调整发热部2b的电阻值。

在实施方式1的发热体2的发热部2b，反复形成例如图3所示的槽图案。即，在发热体2的发热部2b，在长度方向上交替形成有端槽2d和中央槽2e，所述端槽2d从与该长度方向平行的两侧缘部分的相对的位置与长度方向相正交地向中心侧延伸，所述中央槽2e与长度方向正交地形成于发热部2b的中央部分。在发热部2b中相对的端槽2d、2d的中央侧相对端部具有第一规定距离(在图3中用L1表示的距离)，在发热部2b的中央部分形成通电路径。另外，中央槽2e的两端部即缘侧端部各自距离发热部2b的宽度方向的缘部分相同的第二规定距离(在图3用L2表示的距离)，在发热部2b的两侧缘部分附近形成有通电路径。另外，在发热体2的发热部2b，端槽2d和中央槽2e的长度方向的间隔具有第三规定距离〔在图3中用L3表示的距离)，在端槽2d和中央槽2e之间形成有沿与发热体2的长度方向正交的方向流过的电流路径。

在实施方式1的发热体2中，端槽2d和中央槽2e的长度方向的间隔即第三规定距离L3设定为与第二规定距离L2同样的距离，第一规定距离L1设定为第二规定距离L2及第三规定距离L3的2倍。在这样形成有槽图案的发热体2的发热部2b，形成弯曲的电流路径，与相同电流的流动正交的截面积大致相同，电阻值的计算容易，且能够设定均匀的温度分布。另外，如果是具有发热体2的面方向的导热率例如在600W/m·K以上的特性的材料，则第二规定距离L2即使不是第一规定距离L1的1/2，也不会对均匀的温度分布〔配热分布)产生大的影响。优选将第二规定距离L2设定为第一规定距离L1的1/2以上，由此，能够提高发热体2相对于对发热体单元施加的冲击的机械强度。

另外，形成于发热部2b的槽形状的缝隙及凹部槽根据使用该发热体单元的制品规格及用途可进行适当选择，由此，能够将发热部2b的温度分布(配热模式)设定成所希望的模式。

另外，在发热部2b，端槽2d和中央槽2e的长度方向的间隔L3随着与发热体2的长度方向的端部即发热体保持部2a的接近而慢慢扩大，由此，使发热部2b的电流路径的电阻率慢慢变化，能够以中央部分成为高热的方式变更发热部2b的温度分布(配热模式)。当然，通过根据使用该发热体单元的制品规格及用途适当变更上述间隔L1、L2及L3，能够制作具有所希望的配热模式的热源。

在实施方式1的发热体2中，从发热体保持部2a连接到发热部2b的散热区域20具有散热功能。在该具有散热功能的散热区域2c不形成上述的槽而形成宽广的电流路径。因此，在该散热区域2c，对从发热部2b传导的热散热，能够实现发热体2的热应力的降低及长寿命化。

另外，在实施方式1的发热体2中，发热体保持部2a的宽度和发热部2b的宽度形成同样的宽度，但是，也可以将发热体保持部2a的宽度形成为比发热部2b的宽度窄。在该情况下，对于从发热体保持部2a连接到发热部2b的散热区域2c的缘形状，为防止施加集中荷重而破损，优选由曲面形状构成。

另外，在因制品规格而使发热部2b的温度高的情况下，使从发热部2b向发热体保持部2a的散热区域20的宽度慢慢变窄，由此，能够在散热区域20设定温度梯度而降低向发热体保持部2a的热应力。

另外，在发热体2上，使第一规定距离L1及第二规定距离L2的长度随着与两侧的发热体保持部2a的接近而逐渐变长，由此，能够对发热部2b设置温度梯度，并且，成为具有高耐冲击性及耐振动性的机械强度高的构造。

在如上构成的发热体2中，在发热部2b形成具有阻碍电流流过的多个槽的槽图案，因此，能够不限制发热部2b的整体形状来设定所希望的电流路径。其结果，在实施方式1的发热体单元中，能够根据制品规格及用途设定所希望的发热分布，可以作为多方面的热源加以利用。

另外，实施方式1的发热体单元的发热体2通过冲压加工形成为带状，并进行槽加工，但是，也可以使用激光来加工成所希望的形状。例如，作为激光加工的一例，在发热体2的面方向的导热率为200W/m·K以上时，在应用以CO₂激光(波长10600nm)等热加工作用为主体的激光加工的情况下，存在被发热体2夺取热而不能加工的问题。但是，通过以非热加工作用为主体的波长为1064～380nm的激光加工，例如，使用称为1064nm的短波长激光加工，能够高精度地加工所希望的形状。

特别是，发明者们确认了在形成实施方式1的发热体2的情况下，通过使用称为532nm的第二高次谐波激光加工可以高精度地加工。实施方式1的发热体2的材料为薄膜片材料，其以将高分子薄膜或添加了填料的高分子薄膜在高温度、例如2400℃以上的氛围气中进行热处理烧制并进行石墨化的具有耐热性的高定向性的石墨薄膜片作为材料。而且，发热体2由具有面方向的导热率从600到950W/m·K的特性的材料形成。由这样的材料加工例如厚度(t)为100μm、宽度(W)为6.0mm、长度(L)为300mm的发热体2的情况下，或如上述在发热体2上加工槽(缝隙)等复杂形状的情况下，优选使用称为532nm的第二高次谐波激光加工。

另外，优选的激光加工方法为根据发热体2的材料、即面方向的导热性及形状从具有以所述非热加工作用为主体的激光加工波长(从1064到380nm)的加工方法中适宜地选择得到。而且，用于加工上述说明的发热体2的激光加工方法在后述的其它实施方式的发热体单元的发热体的加工中也可以采用。

如上述，在实施方式1的发热体单元中，带状的发热体2的两端部分通过简单结构的保持件3能够被可靠地保持，发热体2在容器内的规定位置被保持为电连接状态。这样，实施方式1的发热体单元通过保持件3能够将发热体2可靠地保持于容器内的规定位置，因此，能够构成安全性及可靠性高、且效率高的热源。另外，实施方式1的发热体单元是简单的结构，因此，能够提供作业效率高且具有优异的生产性的发热体单元。

(实施方式2)

下面，使用图5～图10对本发明的实施方式2的发热体单元进行说明。在实施方式2的发热体单元中，与上述实施方式1的发热体单元的不同点在于安装于发热体2的两端的保持件的结构及形状。

在实施方式2的发热体单元中，对涉及结构及形状不同的保持件的6种具体的实施例进行说明。在实施方式2的各实施例中，各发热体单元的保持件以外的结构与实施方式1的发热体单元相同。因此，在实施方式2的各实施例的发热体单元中，对与实施方式1的发热体单元具有同样的功能、结构的部件标注同样的符号，其说明适用实施方式1的说明。

实施例1

下面，使用图5对实施方式2的发热体单元的实施例1的保持件13的结构进行说明。图5是表示在实施方式2的发热体单元中，实施例1的保持件13保持发热体2的状态的俯视图。

如图5所示，保持件13包括：由具有导电性的金属材料(例如钼)的线材形成的棒状的挂固承受部13a；嵌入挂固承受部13a的挂固部13b；从挂固承受部13a延伸设置的卡止部13c。在棒状的挂固承受部13a上，与上述实施方式1同样，以回绕的方式缠绕发热体2的端部即发热体保持部2a。另外，与实施方式1同样，在发热体保持部2a形成贯通孔2h，且插入从挂固承受部13a的中央延伸设置并与固定部5连接的卡止部13c。

在缠绕有发热体保持部2a的挂固承受部13a上，以夹紧发热体2的发热体保持部2a的方式嵌入挂固部13b。挂固部13b由弹性部件形成，以握着挂固承受部13a的方式构成。挂固部13b的夹紧发热体2的长度方向的截面形状为C字状，嵌入棒状的挂固承受部13a且经由发热体保持部2a握着挂固承受部13a的外面。

如图5所示，在挂固部13b形成与发热体2的长度方向平行的刻痕13d。在该刻痕13d上配置有从挂固承受部13a的中央向固定部5的方向延伸设置的卡止部13c。在实施例1的保持件13中，挂固部13b由例如厚度为0.2mm的钼板形成。

另外，作为挂固部13b的材料，除了上述的钼以外，也可以使用钨、镍、不锈钢等具有耐热性的材料。

如图5所示，挂固承受部13a的中央部分弯曲而形成凹部，在该凹部的中央(与发热体2的长度方向平行的中心轴位置)接合(例如，点焊接)有与内部引线部11a、11b的固定部5连接的卡止部13c。另外，在实施例1中，对卡止部13c和固定部5用由1根线材形成的例子进行了说明，但是，也可以分别用不同的部件形成后接合，构成保持件13。

如上述，在通过保持件13保持的发热体保持部2a形成有贯通孔2h，向该贯通孔2h插入卡止部13c，在发热体保持部2a缠绕于挂固承受部13a的状态下，挂固部13b嵌入挂固承受部13a。这时，在挂固部13b的刻痕13d配置有从挂固承受部13a的中央突设的卡止部13c。因此，发热体2不会从保持件13脱落，形成可靠的保持状态。

在保持件13保持发热体2，在容器内张紧设置发热体2的状态下，挂固承受部13a中的以回绕的方式缠绕发热体保持部2a的部位配置于与发热体2的长度方向正交的宽度方向。即，缠绕有发热体保持部2a的棒状体的挂固承受部3a的轴方向为与发热体2的长度方向正交的方向。

如上述，对于发热体2的端部即发热体保持部2a而言，在向其贯通孔2h插入从挂固承受部13a延伸设置的卡止部13c并卡止，且发热体保持部2a回绕缠绕在挂固承受部13a上的状态下，挂固部13b嵌入挂固承受部13a并夹紧发热体保持部2a。

以上，在实施方式2的发热体单元中，通过使用实施例1的保持件13，利用保持件13能够可靠地保持带状的发热体2的两端部分，发热体2在容器内的规定位置能够高可靠性地维持电连接及机械连接状态。

实施例2

下面，使用图6对实施方式2的实施例2的保持件23的结构进行说明。图6是表示在实施方式2的发热体单元中，实施例2的保持件23保持发热体2的状态的俯视图。

实施例2的保持件23也与实施例1的保持件13同样，包括挂固承受部23a、嵌入挂固承受部23a的挂固部23b、从挂固承受部23a延伸设置的卡止部23c。利用与实施例1的保持件13的各种材料同样的材料形成。如图6所示，保持件23的挂固承受部23a是弯曲具有导电性的线材而形成的。实施例2的保持件23的挂固承受部23a和卡止部23c是将两根棒状的线材的端部弯曲成大致90度，形成L字状而构成。各自的前端部分向彼此相反方向(180度)突出配置，构成挂固承受部23a。因此，保持件23的挂固承受部23a是弯曲的前端部分，且通过向彼此相反方向突设的两根线材而配置成直线状。发热体2的发热体保持部2a以回绕的方式缠绕在该挂固承受部23a上。

另外，保持件23的卡止部23c以插入形成于发热体2的端部即发热体保持部2a的长孔状的贯通孔2h的方式构成。

如图6所示，在并设从挂固承受部23a与固定部5连接的两根线材而构成的卡止部23c中，在用符号X表示的两部位的位置点焊接并设的线材。

在缠绕有发热体保持部2a的挂固承受部23a上，以夹紧发热体2的发热体保持部2a的方式嵌入挂固部23b。挂固部23b由弹性部件形成，以握着挂固承受部23a的方式构成。挂固部23b在其中央形成长孔状的贯通孔23d，在该贯通孔23d预先插入从挂固承受部23a与固定部5连接的用两根线材构成的卡止部23c。挂固部23b的夹紧发热体2的长度方向的截面形状为C字状，嵌入棒状的挂固承受部23a，经由发热体保持部2a握着挂固承受部23a的外面。

另外，对在挂固部23b的中央形成贯通孔23d的例子进行了说明，但是，也可以代替贯通孔23d形成刻痕，在该刻痕处配置从挂固承受部23a与固定部5连接的卡止部23c。

在实施例2的保持件23中，为用两根线材构成的卡止部23c与固定部5接合的结构，但是，也可以将卡止部23c和固定部5以同样的结构一体形成。

如上述，对于发热体2的端部即发热体保持部2a而言，向其贯通孔2h插入卡止部23c并卡止，且将发热体保持部2a缠绕于保持件23的挂固承受部23a，在该状态下，挂固部23b嵌入挂固承受部23a，夹紧发热体保持部2a。

以上，在实施方式2的发热体单元中，通过使用实施例2的保持件23，能够利用保持件23可靠地保持带状的发热体2的两端部分，发热体2在容器内的规定位置能够可靠性高地维持电连接及机械连接状态。

实施例3

下面，使用图7对实施方式2的实施例3的保持件33的结构进行说明。图7是表示在实施方式2的发热体单元中，实施例3的保持件33保持发热体2的状态的俯视图。

实施例3的保持件33也与实施例1的保持件13同样，包括挂固承受部33a、嵌入挂固承受部33a的挂固部33b、从挂固承受部33a延伸设置的卡止部33c。利用与实施例1的保持件13的各种材料同样的材料形成。如图7所示，保持件33的挂固承受部33a和卡止部33c是弯曲一根具有导电性的线材而形成的。实施例3的保持件33的挂固承受部33a是将一根棒状的线材折两次后将两端部分弯曲成大致90度而形成。如图7所示，各自的前端部分向彼此相反方向(180度)突出配置构成挂固承受部33a。因此，保持件33的挂固承受部33a是一根线材的两端部分配置成直线状而构成。发热体2的发热体保持部2a以回绕的方式缠绕在该挂固承受部33a上。另外，保持件33的卡止部33c以插入形成于发热体2的端部即发热体保持部2a的长孔状的贯通孔2h中的方式构成。

如图7所示，自挂固承受部33a的导出部分即卡止部33c与固定部5接合，例如，通过铆接或焊接等能够实现电连接及机械连接。

在缠绕有发热体保持部2a的挂固承受部33a，以夹紧发热体2的发热体保持部2a的方式嵌入挂固部33b。挂固部33b由弹性部件形成，以握着挂固承受部33a的方式构成。挂固部33b在其中央部分形成有刻痕33d，当挂固部33b握着挂固承受部33a时，在刻痕33d内配置自挂固承受部33a与固定部5连接的卡止部33c。挂固部33b的夹紧发热体2的长度方向的截面形状为C字状，嵌入挂固承受部33a，且经由发热体保持部2a握着挂固承受部33a的外面。

另外，对在挂固部33b的中央位置(与发热体2的长度方向平行的中心轴的位置)形成刻痕33d的例子进行了说明，但是，也可以代替刻痕33d而形成贯通孔，在该贯通孔中插入卡止部33c。

如上述，对于发热体2的端部即发热体保持部2a而言，向其贯通孔2h插入卡止部33c并卡止，且发热体保持部2a缠绕于保持件33的挂固承受部33a，在该状态下，挂固部33b嵌入挂固承受部33a，夹紧发热体保持部2a。

以上，通过使用实施方式2的发热体单元的实施例3的保持部33，能够利用保持部33可靠地保持带状的发热体2的两端部分，发热体2在容器内的规定位置能够可靠性高地维持电连接及机械连接状态。

实施例4

下面，使用图8对实施方式2的实施例4的保持件43的结构进行说明。图8是表示在实施方式2的发热体单元中，实施例4的保持件43保持发热体2的状态的俯视图。

实施例4的保持件43也与实施例1的保持件13同样，包括挂固承受部43a、嵌入挂固承受部43a的挂固部43b、从挂固承受部43a延伸设置的卡止部43c，利用与实施例1的保持件13的各种材料同样的材料形成。如图8所示，保持件43的挂固承受部43a和卡止部43c是弯曲具有导电性的线材而形成的。实施例4的保持件43的挂固承受部43a和卡止部43c是将一根棒状的线材的端部弯曲成大致90度，形成L字状而构成。因此，保持件43的挂固承受部43a由弯曲的前端部分构成，在该前端部分缠绕有发热体2的发热体保持部2a。另外，保持件43的卡止部43c以插入形成于发热体2的端部即发热体保持部2a的贯通孔2h的方式构成。

如图8所示，在缠绕有发热体保持部2a的挂固承受部43a，以夹紧发热体2的发热体保持部2a的方式嵌入挂固部43b。挂固部43b由弹性部件形成，以握着挂固承受部43a的方式构成。挂固部43b在其中央位置(与发热体2的长度方向平行的中心轴的位置)形成贯通孔43d，且在该贯通孔43d插入从挂固承受部43a与固定部5连接的卡止部43c。挂固部43b的夹紧发热体2的长度方向的截面形状为C字状，嵌入棒状的挂固承受部43a，且经由缠绕于挂固承受部43a的外面的发热体保持部2a握着。

另外，对在挂固部43b的中央形成贯通孔43d的例子进行了说明，但是，也可以代替贯通孔43d而形成刻痕，在该刻痕处配置卡止部43c。

在实施例4的保持件43中，以保持件43和固定部5利用线材一体形成的结构进行了说明，但是，也可以固定部5和保持件43分别用不同的部件形成并接合构成。

如上述，对于发热体2的端部即发热体保持部2a而言，向其贯通孔2h插入卡止部43c并卡止，且发热体保持部2a缠绕于保持件43的挂固承受部43a，在该状态下，挂固部43b嵌入挂固承受部43a，夹紧发热体保持部2a。

以上，通过使用实施方式2的发热体单元的实施例4的保持部43，能够利用保持件43可靠地保持带状的发热体2的两端部分，发热体2在容器内的规定位置能够可靠性高地维持电连接及机械连接状态。

实施例5

下面，使用图9对实施方式2的实施例5的保持件53的结构进行说明。图9是表示在实施方式2的发热体单元中，实施例5的保持件53保持发热体2的状态的俯视图。

实施例5的保持件53是上述实施例4的保持件43的变形例，包括：回绕缠绕有发热体保持部2a的挂固承受部53a、嵌入挂固承受部53a的挂固部53b、从挂固承受部53a延伸设置的卡止部53c、从挂固承受部53a与固定部5连接的导出部53e。如图9所示，保持件53的挂固承受部53a、卡止部53c和导出部53e是弯曲一根与固定部5连接的具有导电性的线材而形成的。挂固承受部53a在与发热体2的长度正交的方向形成直线状，在该直线状部分回绕缠绕有发热体保持部2a。

在实施例5的保持件53中，从挂固承受部53a的一端与固定部5连接的导出部分即导出部53e为从发热体保持部2a的宽度方向的边缘导出的结构。另一方面，挂固承受部53a的前端即卡止部53c为从形成于发热体保持部2a的中央位置(与发热体2的长度方向平行的中心轴位置)的贯通孔2h突出的结构。因此，挂固承受部53a的卡止部53c在发热体2的长度方向的中心轴上以向配设有固定部5的方向突出的方式构成。

如图9所示，在缠绕有发热体保持部2a的挂固承受部53a，以夹紧发热体2的发热体保持部2a的方式嵌入挂固部53b。挂固部53b由弹性部件形成，以握着挂固承受部53a的方式构成。挂固部53b在其中央形成贯通孔53d，且挂固承受部53a的前端即卡止部53c从该贯通孔53d突出。挂固部53b的夹紧发热体2的长度方向的截面形状为C字状，嵌入棒状部分的挂固承受部53a，且经由发热体保持部2a握着挂固承受部53a的外面。

另外，在实施例5的保持件53中，对保持件53和固定部5利用一根线材一体形成的粒子进行了说明，但是，也可以保持件53和固定部5分别用不同的部件形成来接合构成。

如上述，对于发热体2的端部即发热体保持部2a而言，向其贯通孔2h插入挂固承受部53a的前端即卡止部53c并卡止，且发热体保持部2a缠绕于保持件53的挂固承受部53a，在该状态下，挂固部53b嵌入挂固承受部53a，夹紧发热体保持部2a。

以上，通过使用实施方式2的发热体单元的实施例5的保持部53，能够利用保持件53可靠地保持带状的发热体2的两端部分，发热体2在容器内的规定位置能够可靠性高地维持电连接及机械连接状态。

实施例6

下面，使用图10对实施方式2的实施例6的保持件63的结构进行说明。图10是表示在实施方式2的发热体单元中，实施例6的保持件63保持发热体2的状态的俯视图。

实施例6的保持件63是上述实施例4的保持件43的变形例，包括：回绕缠绕有发热体保持部2a的挂固承受部63a、嵌入挂固承受部63a的挂固部63b、从挂固承受部63a延伸设置的卡止部63c、从挂固承受部63a与固定部5连接的导出部63e。如图10所示，保持件63的挂固承受部63a、卡止部63c和导出部63e是弯曲一根具有导电性的线材而形成的。挂固承受部63a在与发热体2的长度正交的方向形成直线状，在该直线状部分回绕缠绕有发热体保持部2a。

在实施例6的保持件63中，从挂固承受部63a的一端与固定部5连接的导出部分即导出部63e为从形成于发热体保持部2a的宽度方向的两侧边缘的刻痕63d的一方导出的结构。另一方面，挂固承受部63a的前端即卡止部63c从形成于发热体保持部2a的宽度方向的边缘的另一方的刻痕63d突出而形成。因此，在挂固承受部63a中，形成于发热体2的宽度方向的两侧边缘的刻痕63d、63d之间的区域接触。

如图10所示，在缠绕有发热体保持部2a的挂固承受部63a，以夹紧发热体2的发热体保持部2a的方式嵌入挂固部63b。挂固部63b由弹性部件形成，以握着挂固承受部63a的方式构成。挂固部63b在其两侧形成刻痕63d、63d。因此，在刻痕63d、63d的一方配置向固定部5导出的导出部分即导出部63e，在另一方，挂固承受部63a的前端即卡止部63c突出。挂固部63b的夹紧发热体2的长度方向的截面形状为C字状，嵌入棒状部分的挂固承受部63a，且经由发热体保持部2a握着挂固承受部63a的外面。

另外，在实施例6的保持件63中，对保持件63和固定部5利用一根线材一体形成的例子进行了说明，但是，也可以保持件63和固定部5分别用不同的部件形成来接合构成。

如上述，对于发热体2的端部即发热体保持部2a而言，向其刻痕插入挂固承受部63a的前端即卡止部63c并卡止，且发热体保持部2a缠绕于保持件63的挂固承受部63a，在该状态下，挂固部63b嵌入挂固承受部63a，夹紧发热体保持部2a。

以上，通过使用实施方式2的发热体单元的实施例6的保持部63，能够利用保持件63可靠地保持带状的发热体2的两端部分，发热体2在容器内的规定位置能够可靠性高地维持电连接及机械连接状态。

(实施方式3)

下面，使用图11对本发明的实施方式3的发热体单元进行说明。图11是表示实施方式3的发热体单元的构造的俯视图，表示该发热体单元的左侧部分。实施方式3的发热体单元是长条形状，左右两侧具有同样的结构。

在实施方式3的发热体单元中，与上述实施方式1的发热体单元的不同之处在于含有安装于发热体2的两端的保持件73的电力供给部20的结构。在实施方式3的发热体单元中，对与上述实施方式1的发热体单元具有同样功能、结构的部件标注同样的符号，其说明使用实施方式1的说明。

如图11所示，实施方式3的发热体单元具备：容器1、作为热辐射膜体的细长的带状的发热体2、为将该发热体2保持于容器内的规定位置而设于发热体2的长度方向的两端部分且用于向发热体2供给电力的电力供给部20。

设置于发热体2的两端的电力供给部20包括安装于发热体2的两端的保持件73、内部引线21、钼箔8、外部引线9而构成。在保持发热体2的两端的保持件73上接合内部引线21，内部引线21经由埋设于容器1两端部分的密封部分(焊接部分)的钼箔8与从容器1的两端向容器外部导出的外部引线9电连接。

用于实施方式3的发热体单元的保持件73与上述实施方式1同样，包括：由具有导电性的线材形成的棒状的挂固承受部73a、嵌入挂固承受部73a的挂固部73b、从挂固承受部73a延伸设置且与内部引线21连接的卡止部73c。

保持件73的卡止部73c以从挂固承受部73a的中央位置(与发热体2的长度方向平行的中心轴位置)向内部引线21方导出的方式延伸设置。卡止部73c与内部引线21接合。因此，在实施方式3的发热体单元中，利用挂固承受部73a和卡止部73c构成所谓的T字形状。

在棒状的挂固承受部73a上回绕缠绕有发热体2的端部即发热体保持部2a。这时，从挂固承受部73a延伸设置的卡止部73c贯通形成于发热体保持部2a的贯通孔。在回绕缠绕有发热体保持部2a的挂固承受部73a，以夹紧发热体2的发热体保持部2a的方式嵌入挂固部73b。在挂固部73b上也形成贯通孔，卡止部73a也贯通该贯通孔。挂固部73b用弹性部件形成，以握着挂固承受部73a的方式构成。挂固部73b的夹紧发热体2的长度方向的截面形状为C字状，嵌入棒状的挂固承受部73a，经由发热体保持部2a握着挂固承受部73a的外面。

在保持件73保持发热体2，且发热体2在容器内被张紧设置的状态下，挂固承受部73a的以回绕方式缠绕有发热体保持部2a的部位配置于与发热体2的长度方向正交的宽度方向。即，缠绕有发热体保持部2a的棒状体的挂固承受部73a的轴方向为与发热体2的长度方向正交的方向。

以上，在实施方式3的发热体单元中，保持件73卡止发热体保持部2a并夹紧发热体保持部2a，因此，发热体2不会从保持件73上脱落，能够被可靠地保持。

在实施方式3的发热体单元中，保持件73的挂固承受部73a的两端部与容器1的内面接近配置。因此，挂固承受部73a的长度(与发热体2的长度方向正交的方向的长度)设定为比发热体2的宽度长，比容器1的内径稍微短。因此，挂固承受部73a对于发热体2具有容器内的位置限制功能。在实施方式3的发热体单元中，通过使用保持件73，在发热体2不与容器1接触的情况就能够可靠地保持于容器内的规定位置，不需要预先设置作为位置限制功能的位置限制部件(参照图1的位置限制部4)。

另外，在实施方式3的发热体单元中，如发热体2在上述实施方式1中说明的那样，发热体2在其长度方向具有弹性力，发热体2被形成为在容器内以张紧设置的状态耐受来自两侧的张力的结构，由此，在实施方式3的发热体单元中不需要在图1的实施方式1的发热体单元中使用的弹簧部6。其结果，实施方式3的发热体单元的电力供给部的结构简单，在上述的各实施方式中说明的效果的基础上，能够实现制造成本的大幅度的降低。

(实施方式4)

下面，使用图12及图13对本发明的实施方式4的发热体单元进行说明。图12是表示实施方式4的发热体单元的构造的俯视图，该发热体单元是长条形状，因此，省略中间部分。图13是图12的发热体单元的主视图。实施方式4的发热体单元如图12所示，左右两侧具有同样的结构。

在实施方式4的发热体单元中，与上述的实施方式1的发热体单元的不同之处在于包括安装于发热体2的两端的保持件83的电力供给部80的结构。在实施方式4的发热体单元中，对与实施方式1的发热体单元具有同样的功能、结构的部件标注同样的符号，其说明适用实施方式1的说明。

如图12及图13所示，实施方式4的发热体单元具备：容器1、作为热辐射膜体的细长的带状的发热体2、为将该发热体2保持于容器内的规定位置而设于发热体2的长度方向的两端部分且用于向发热体2供给电力的电力供给部80。

设置于发热体2的两端的电力供给部80包括安装于发热体2的两端的保持件83、支承环84、具有固定部5的内部引线7、钼箔8及外部引线9。在保持件83上固定有内部引线7的固定部5，内部引线7经由埋设于容器1两端部分的密封部分(焊接部分)的钼箔8与从容器1的两端向容器外部导出的外部引线9电连接。

如图12及图13所示，在内部引线7上安装有具有位置限制功能的位置限制部即支承环84。与固定部5连接的内部引线7是将一根线材例如钼线形成线圈状而成的。

另外，对实施方式4的内部引线7由钼线形成的例子进行了说明，但也可以应用以钨、镍、不锈钢等为原材料的金属线(圆柱形状、平板形状)形成。

以上，在实施方式4的发热体单元中，由保持件83、支承环84、内部引线7、钼箔8及外部引线9构成的电力供给部80设置于发热体2的两侧，向发热体2供给电力，并将发热体2张紧设置于容器内的规定位置。

发热体2的端部通过保持件83夹住平面侧和背面侧，通过内部引线7的固定部5的端部贯通形成于保持件83的大致中央的贯通孔和形成于发热体2的端部的贯通孔。固定部5的发热体侧端部弯曲，形成所谓的L字状。弯曲成该L字状的固定部5的前端贯通夹持发热体2的保持件83的贯通孔并突出。

在从保持件83的贯通孔突出的固定部5的突出端部5a实施防掉落措施(防脱落措施)。固定部5的突出端部5a为利用冲压加工、熔融等进行塑性变形而压瘪的状态。即，固定部5的突出端部5a加工成比保持件83的贯通孔的直径大的形状，实施防掉落措施。

实施方式4的发热体单元的支承环84缠绕固定于内部引线7上，形成线圈状。

支承环84为在用于向发热体2供给电力的内部引线7上缠绕的结构，且为在支承环84上从外部引线9向发热体2的电流路径不通的结构，即，支承环84为没有介于内部引线7的电流路径中的结构。这样，支承环84成为不向发热体2流电流的结构，因此，不会因其电流而发热。实施方式4的支承环84具有发热体2的位置限制功能，并且，也作为释放从发热体2传导的热的散热功能发挥功能。

对支承环84利用钼线形成的例子进行了说明，但是，只要是具有能够限制发热体2的位置的刚性、优异的热传导(散热功能>和容易加工的材料，都可以作为支承环84使用，例如可以使用镍、不锈钢、钨等金属材料。但是，根据发热体2的长度、容器1的内径和发热体2的尺寸差等、发热体单元的结构及规格，支承环84未必是必要的结构要素。

在实施方式4的发热体单元中，发热体2的材料自身具有伸缩性，且发热体2的形状图案具有伸缩性，因此，不需要用于吸收发热体2的膨胀收缩导致的变化的机构。尤其是，由于在实施方式4中使用的发热体2的热膨胀率小，因此，在制造时在施加张力的状态下配设(张紧设置)的发热体2通过发热体自身及发热体2的形状图案的伸缩性能够吸收发热时的膨胀。

在本发明的实施方式4的发热体单元中使用的发热体2由薄膜片状的材料形成，该薄膜片状的材料以碳系物质为主成分，在厚度方向上，多个薄膜片材料的各层之间相互隔着空隙层叠，且该材料具有优异的二维各向同性的导热性，导热率在200W/m·K以上。因此，带状的发热体2没有温度偏差，成为均匀发热的热源。

即，在实施方式4的发热体单元中应用的发热体2是利用与上述实施方式1等中应用的发热体2同样的制法、同样的材料构成的。

另外，关于表示本发明的发热体的特性的“二维各向同性的热传导”的定义，在上述实施方式1中进行了说明，因此在此省略。另外，作为发热体2的薄膜片状材料使用的高分子薄膜和向该高分子薄膜中添加的填料，也在上述的实施方式1中进行了具体的说明，因此在此省略。

如图12所示，在实施方式4的发热体2的发热部，多个缝隙沿与发热体2的长度方向正交的方向延伸设置。形成于发热部的多个缝隙限制发热部的电流的流动方向，调整电阻值。作为形成于发热部的缝隙形状，根据使用该发热体单元的制品规格及用途等具有贯通的槽、有底的槽等。另外，在凹部槽中，通过变更其厚度方向的深度，能够调整发热部的电阻值。

另外，通过在实施方式4的发热体2上形成缝隙，与发热体自身的伸缩性相配合地利用基于该缝隙形状的伸缩性，使发热体2成为具有具备大的伸缩性特性的部件。

(实施方式5)

下面，使用图14对本发明的实施方式5的加热装置进行说明。

图14是表示装备有在上述实施方式1～实施方式4中说明的发热体单元的加热装置的一例的立体图。

图12所示的加热装置作为本发明的加热装置的一例表示供暖用的加热设备91。在该加热设备91的内部装备有实施方式1～实施方式4中说明的本发明的发热体单元。另外，在实施方式5中对发热体单元标注符号92进行说明。在实施方式5的加热设备91中，安装有温度控制器93、反射板94、保护用的盖95等用于一般的供暖用加热设备的结构部件。

在这样构成的加热设备91中，通过对发热体单元92施加额定电压，规定的电流流过发热体单元92内的发热体2而发热，从而使温度以很快的速度上升。实施方式5的加热设备91通过温度控制器93的温度制御而可靠地保持在用户所希望的规定温度。另外，在发热体单元92上，将具有平面的带状的发热体2作为热源使用。因此，从其平面辐射的热具有指向性。在实施方式5的加热设备91中，发热体单元92的发热体2的平面部分以朝向正面侧和背面侧的方式配设。因此，从发热体2的正面侧辐射的热加热位于加热设备91的正面侧的被加热区域，从发热体2的背面侧辐射的热被反射板94反射而加热被加热区域。另外，发热体2由薄膜片材料形成为带状，因此，从发热体2的侧面侧辐射的热量非常少，与从正面侧(背面侧)辐射的热量相比为能够忽视的小的程度。因此，在实施方式5的加热设备91中，具有高指向性，能够高效率地加热被加热区域及被加热对象物。

本发明的加热装置中装备的发热体单元92具有在上述的实施方式1～实施方式4中说明的发热体2，该发热体2由具有面方向的导热率相同的优异的二维各向同性的热传导的薄膜片材料形成，因为热容量小，所以具有升温快、突入电流少的特性。因此，将本发明的发热体单元作为热源而装备的加热设备成为具有可快速加热的优异的响应性、并能够热效率高地加热规定区域的优异特征的供暖设备。

另外，本发明的发热体单元除了供暖设备以外，还可以作为多种多样的电子/电气设备的热源使用，例如，能够在装备有高温度的发热体的复印机、传真机、打印机等OA设备、以及厨房设备、干燥器、加湿器等电气设备等需要热源的各种设备中使用。

(实施方式6)

下面，参照附图说明本发明的图像定影装置及使用该图像定影装置的图像形成装置的优选实施方式。在此说明的图像定影装置及图像形成装置具备在上述各实施方式中说明的发热体单元来作为热源。

如上述，本申请发明者们在发热体中使用新的薄膜片状的材料(薄膜片材料)来作为发热材料，所述新的薄膜片状的材料与在现有的图像定影装置中使用的发热体在材料及制造方法方面完全不同。用于作为图像定影装置的新热源的发热体单元中使用的发热体的薄膜片状的材料(薄膜片材料)如上所述，能够高效率地达到高温，同时因为轻薄，所以热容量少且具有优异的升温特性。

使用图15～图19说明使用本发明的发热体单元的实施方式6的图像定影装置。

在图像形成装置的图像形成工艺中，在通过带电装置而同样带电的感光鼓的表面，形成由曝光装置指定的静电潜影，根据该静电潜影通过显影装置形成调色剂图像。形成于感光鼓表面的调色剂图像通过转印装置转印于输送来的纸等被记录部件上。承载这样转印的未定影调色剂图像的被记录部件例如纸，被输送到进行图像定影的图像定影装置。图像定影装置对承载有未定影调色剂图像的被记录部件进行加压及加热，将未定影调色剂图像定影于被记录部件上。

另外，在实施方式6的图像形成装置中对单色图像的图像形成工艺进行了说明，但是，在彩色图像的图像形成工艺的情况下，上述的感光鼓以与四种颜色的彩色调色剂对应的方式并设四组，各色的调色剂图像依次转印于转印带上，彩色图像被依次转印于被记录部件上。这样，转印于被记录部件上的彩色图像在图像定影装置中进行加压及加热而被定影。

图15是表示实施方式6的图像定影装置的主要结构的图。如上述，图像定影装置在图像形成工艺中，对承载有未定影调色剂图像的被记录部件进行加压并以高温进行加热，使未定影调色剂图像溶融而在被记录部件上定影。

在图15中，实施方式6的图像定影装置具备：加热承载于被记录部件111上的未定影调色剂图像112并使之溶融的加热体即定影辊113；将承载有未定影调色剂图像112的被记录部件111向定影辊113压靠并加压，将未定影调色剂图像112压固到被记录部件111上的加压带114；使加压带114以用所希望的力向定影辊113压靠的方式转动的两个加压辊115、115。在实施方式6的图像定影装置中，利用加压带114及加压辊115、115构成加压体。

另外，在实施方式6的图像定影装置中，为通过加压带114将被记录部件111向定影区域即夹持部109输送并进行加压定影的结构，但是，也可以是通过与定影辊113相对配置的加压辊115、115将被记录部件111向定影辊113压靠并进行加压的结构。另外，在实施方式6的图像定影装置中，对由定影辊113构成加热体的例子进行了说明，但是，也可以由利用辊而转动的皮带构成加热体。

如图15所示，在定影辊113的内部设置有具有发热体2的发热体单元92。在发热体单元92中，发热体2是用于加热定影辊113的热源，发热体2被封入容器1内部。在封入发热体2的长条的容器1周围设置有具有开口的筒状的反射部116。反射部116是不锈钢制的，内面进行了镜面加工。形成于反射部116的开口116a与发热体2的长度方向平行延伸设置。反射部116的开口116a是用于将从发热体2辐射的热和在反射部116的内面反射的热一起向由定影辊113和加压带114形成的定影区域的夹持部109散热的开口。在实施方式6的图像定影装置中，由发热体单元92加热的区域以成为夹持部109的被记录部件111的输送方向的最上游侧的方式朝向反射部116的开口。另外，发热体单元92的带状的发热体2的平面侧也朝向夹持部109的被记录部件111的输送方向的最上游侧。

另外，在实施方式6的图像定影装置中，以在发热体单元92的周围设置反射部116的结构进行说明，但是，在本发明的图像定影装置中也可以不设置反射部，而是通过发热体单元92加热其周围的定影辊113。

在实施方式6的图像定影装置中，由多个层构成定影辊113，使得从发热体单元92辐射的热在定影辊113中被高效率地吸收且能够保温。在定影辊113的内面设置有吸收来自发热体单元92的热(红外线)而不反射的红外线吸收层。

另外，在实施方式6的图像定影装置中，对设置有单个发热体单元92的例子进行了说明，但是，发热体单元92也可以设置多个。在设置多个发热体单元92的情况下，发热体单元92的长度方向的各中心轴与被记录部件111的输送方向相正交地配置于直线上。这样的将多个发热体单元92设置于定影辊113的内部的图像定影装置能够根据被记录部件111的尺寸选择供电的发热体单元92。用于本发明的图像定影装置的发热体单元92的发热体2是薄膜片状的带状体，因此，来自其平面部分的热辐射量与来自侧面部分的热辐射量相比非常地多，具有高的指向性。因此，在设置有多个发热体单元92的图像定影装置中，能够将通过相邻的发热体单元92重复加热的区域设定得小，能够高效率地均匀加热夹持部附近。

另外，在实施方式6的图像定影装置中，无论发热体单元92的配设数为单个、多个，都如后述，用于发热体单元92的薄膜片状的发热体2均具备高的指向性，并且具有优异的升温特性，因此，能够以高效率、高速度处理图像形成工艺中的图像定影处理。

关于实施方式6的图像定影装置的发热体单元92的结构，使用在上述实施方式1～实施方式3中说明的发热体单元，因此，在此省略其详细说明。

下面，对本发明的实施方式6的图像定影装置中作为热源使用的发热体单元92的发热体2的特性与现有技术进行对比说明。

首先，对现有的图像定影装置中使用的热源进行说明。

作为现有的图像定影装置的热源使用的卤素加热器具有在供给电力时升温快的优点。但是，卤素加热器的突入电流大，为了开关控制卤素加热器需要大容量的控制电路，导致装置大型化，并且在成本方面也存在问题。另外，具有因控制卤素加热器而使近的照明器具即荧光灯闪烁(闪烁现象)之类的问题。

另外，由于在碳加热器中几乎不发生突入电流，因此，能够降低向发热体供给电力时电压下降的问题以及荧光灯闪烁(闪烁现象)之类的问题。但是，碳加热器具有升温耗费时间，图像形成工艺的定影处理耗费时间，定影处理时的能量消耗增加的问题。

另一方面，在使用由石墨等结晶化碳、电阻值调整物质及无定形碳的混合物形成的板状的发热体的碳加热器中，因为碳系物质的红外线放射率高达78～84％，所以，通过将碳系物质作为发热体使用，来自碳加热器的红外线放射率增高，可以构成高效率的热源。但是，作为碳加热器使用的发热体为具有厚度(例如数mm)的板状的发热体，且具有一定程度大的热容量，因此存在电力供给时的升温耗费时间的问题。

另外，作为碳加热器使用的发热体具有不管其发热体温度如何，电阻值都大致一定且基本不发生突入电流的温度电阻特性。这样，在作为现有的碳加热器使用的发热体中，因为基本不发生突入电流，所以减少了向发热体供给电力时电压下降的问题及荧光灯闪烁(闪烁现象)的问题。但是，在将该发热体作为热源使用的情况下，存在升温耗费时间、图像形成工艺的定影处理耗费时间、定影处理时能耗增加的问题。

关于在本发明的实施方式6的图像定影装置中使用的发热体单元92的发热体2、使用在现有的图像定影装置中作为热源使用的以碳系物质为主成分的细长板状的发热体的加热器(以下、简称为碳加热器)、及作为参考例使用卤素灯的加热器(以下、简称为卤素加热器)，发明者们构成100V、600W的规格的加热器，进行了表示温度(℃)和电阻(Ω)的关系的温度特性的比较实验。

在以下的实验(图16～图19表示实验结果的实验)中使用的发热体单元92为上述实施方式4中说明的发热体单元(参照图12及图13)。

图16是表示发热体单元92的发热体2、现有的热源即碳加热器、及卤素加热器的温度[℃]和电阻[Ω]的关系的温度特性图。在图16中，实线X是本发明的图像定影装置中使用的发热体单元92的发热体2的温度特性。另外，在图16中，虚线Y是碳加热器的温度特性，点划线Z是作为参考例的卤素加热器的温度特性。

如图16所示，本发明的实施方式6的图像定影装置中使用的发热体单元92的发热体2具有随着温度增高而电阻增加的正特性。根据实验，例如发热体2的温度为20℃(未通电时)时，电阻值为9.2Ω，平衡点亮时的温度为1120℃时，电阻值为16.7Ω。因此，发热体2未通电时和平衡点亮时的电阻值的变化率(电阻变化率)为1.81。另外，在此所谓平衡点亮时，是指对加热器施加电压(例如，100V)供给电力，在发热体中流过电流，发热体的发热温度成为一定时。另外，所谓电阻变化率是指基于发热体2的通电的平衡点亮时的电阻值除以未通电时的电阻值而得到的值。

另一方面，现有的发热体即用虚线Y表示的碳加热器的温度特性即使温度变化也表示大致一定的电阻值。根据发明者们的实验，碳加热器的温度为20℃(未通电时)时，电阻值为15.9Ω，平衡点亮时的温度为1030℃时，电阻值为16.7Ω。因此，碳加热器未通电时和平衡点亮时的电阻变化率为1.05。另外，在用点划线Z表示的卤素加热器的情况下，在温度为20℃(未通电时)时，电阻值为1.8Ω，在平衡点亮时的温度为1830℃时，电阻值为16.7Ω。因此，卤素加热器的未通电时和平衡点亮时的电阻变化率为9.28。

另外，使用实施方式6的图像定影装置中应用的发热体2，在以平衡点亮时的温度为500℃的方式供给电力的情况下，是在图16中用实线X表示的升温特性，且500℃时的电阻值为11.0Ω。由此，该发热体2的未通电时和平衡点亮时的电阻变化率为1.2(＝11.0/9.2)。

另外，使用实施方式6的图像定影装置中应用的发热体2，在以平衡点亮时的温度为2000℃的方式供给电力的情况下，为在图16中用与实线X连续的双点划线表示的升温特性，且2000℃时的电阻值为32.2Ω。因此，该发热体2的未通电时和平衡点亮时的电阻变化率为3.5(＝32.2/9.2)。

如上述，用于实施方式6的图像定影装置的发热体单元92的发热体2具有随着温度升高而电阻增加的正特性。例如，在将平衡点亮时的温度设定为500℃的情况下，平衡点亮时的电阻值成为11.0Ω，且电阻变化率为1.2。另外，在将平衡点亮时的温度设定为2000℃的情况下，平衡点亮时的电阻值为32.2Ω，且电阻变化率为3.5，表示温度和电阻值大致成比例的特性。

另外，用于实施方式6的图像定影装置的发热体单元92的发热体2，额定的通电的平衡点亮时的电阻值除以未通电时的电阻值的电阻变化率为1.81。这样，用于本发明的图像定影装置的发热体单元92的发热体2在未通电时也具有某程度的电阻(9.2Ω)，未通电时和平衡点亮时的电阻变化率为1.81。

本发明的发热体单元92的发热体2通过以使电阻变化率成为1.2～3.5的范围内的方式设定电力或加热器温度，可以使其以所希望的温度高精度发热，同时在发热体单元92点亮时，不发生大的突入电流，起到发热时的升温迅速的效果。另外，在未通电时和平衡点亮时的电阻变化率为1.2～3.5范围内时，发热时的升温迅速，并且，如后述，用于控制该发热体单元92的设备不需要大的容量。在应用电阻变化率不足1.2的发热体的情况下，成为温度低、突入电流小、升温迟缓的图像定影装置。另一方面，在应用电阻变化率超过3.5的发热体的情况下，发生大的突入电流，因此，为了确保可靠性而需要将各结构要素的容限设定地较大，从而存在结构要素的容量增大，制造成本增大，装置大型化的问题。

另一方面，在将碳加热器作为热源使用的情况下，由于电阻值与温度无关，为大致一定，因此，在点亮时不发生突入电流，流过大致一定的电流。由此，在作为热源使用碳加热器的情况下，存在发热温度的上升速度〔升温)迟缓，达到规定温度之前耗费时间的问题。因此，在作为图像定影装置的热源使用的情况下，存在夹持部达到所希望的温度之前耗费时间，图像定影处理耗费时间，并且所谓的快速启动耗费时间的问题。

发热体单元92的发热体2的固有电阻值为250μΩ·cm，碳加热器的石墨的固有电阻值为3000～50000μΩ·cm，卤素加热器的钨的固有电阻值为5.6μΩ·cm。如上述，石墨的固有电阻值与另外的加热器材料相比非常高，因此，能够成为电流变化少的设计以及在电力供给时难以发生突入电流的设计。另外，发热体2的固有电阻值比石墨的固有电阻值小，但比钨的固有电阻值大，因此，与钨的发热体相比容易在发热体2中进行设计。

另外，发热体单元92的发热体2的密度为0.5～1.0g/m³(根据厚度而不同)，碳加热器的石墨的密度为1.5g/m³，卤素加热器的钨的密度为19.3g/m³。这样，由于发热体2的密度比其它加热器的材料的密度轻，并且由于发热体2是带状的薄膜体，因此可以理解为与其它的加热器相比热容量非常小，升温快。

图17是表示研究本发明的图像定影装置中使用的发热体单元92、及现有的加热器即碳加热器和卤素加热器的升温特性的结果的图表。

在图17中，实线X是本发明的图像定影装置中使用的发热体单元92的升温特性。另外，在图17中，虚线Y是使用上述的以碳系物质为主成分的细长的板状的发热体的碳加热器的升温特性，点划线Z是使用卤素灯的卤素加热器的升温特性。在图17所示的特性图中，表示使用100V、600W规格的结构的各加热器从点亮到5秒后的升温特性。

从图17的各升温特性可看出，本发明的图像定影装置中使用的发热体单元92的升温特性(图17的实线X)与现有的热源即碳加热器(图17的虚线Y)的升温特性相比，表示快速升温。根据发明者们的实验，达到平衡点亮时温度的90％的时间，发热体单元92为0.6秒，碳加热器为2.7秒。另外，在卤素加热器的情况下，达到平衡点亮时温度的90％的时间为1.1秒。

如上述，达到发热体单元92、碳加热器、及卤素加热器的各加热器的平衡点亮时的升温时间不同，因此，在其升温时间中消耗的电力有很大的不同。例如，在上述实验中使用的各加热器在起动时有电流变化，但是，在假设消耗了6A的情况下，到达平衡点亮时温度的90％时的时间，发热体单元92为0.6秒，因此，该时间的电力消耗量约为360W·S。另一方面，在碳加热器到达平衡点亮时温度的90％的时间为2.7秒，因此，该时间的电力消耗量约为1620W·S。另外，在卤素加热器中到达平衡点亮时温度的90％的时间为1.1秒，因此，该时间的电力消耗量约为600W·S。

这样，发热体单元92的到达平衡点亮时的电力消耗量比其它加热器大幅减少，由于在图像定影装置中频繁进行定影处理、反复开关，因此，其差值非常大，能量消耗大幅度减少。

另外，之所以在卤素加热器中到达时间比较短，是因为如图16所示，未通电时的电阻值低，在电力供给初期发生了大的突入电流。在上述的卤素加热器的电力消耗量的计算中，假设消耗6A进行计算，但实际上，在卤素加热器的电力供给初期的0～5秒间的稳定期间流过大的突入电流，因此，该期间的消耗电力为更大的值。

图18是比较各加热器的电力供给初期的突入电流的图，表示从电力供给初期到1.0秒后的电流波形。在图18中，(a)是用于本发明的图像定影装置的发热体单元92升温时的电流波形图，(b)是现有的碳加热器升温时的电流波形图，(c)是卤素加热器升温时的电流波形图。

如图18(a)所示，用于本发明的图像定影装置的发热体单元92，其电力供给初期的电流有效值为15.75A，从电力供给初期1.0秒后的电流的有效值为9.00A。即，在发热体单元92中确认有突入电流的发生，但是，其大小为平衡点亮时的电流的2倍以下。

在图18(b)所示的碳加热器的情况下几乎没有突入电流，电力供给初期的电流的有效值为9.00A，从电力供给初期1.0秒后的电流的有效值为8.75A，另一方面，在图18(c)所示的卤素加热器的情况下发生大的突入电流，电力供给初期的电流的有效值为64.75A，从电力供给初期1.0秒后的电流的有效值为10.38A。如上述的图16(点划线Z)所示，由于卤素加热器具有在未通电时和平衡点亮时电阻变化率为9.27这样5倍以上的大的值，因此发生大的突入电流。发生这样大的突入电流，具有升温快的特性，另一方面，具有在使用该卤素加热器的设备中必须使用耐受大电流的大容量元件的问题。例如，作为开关元件的闸流晶体管需要电流容量大的元件，并且，即使在机械接点中也需要使用遮断容量大的接点以不在大电流下发生熔融。另外，卤素加热器具有下述问题，即，难以根据其发热原理(卤素循环)进行电压控制，不能仅依靠开关的切换控制来进行高精度的温度控制。

如上述，用于本发明的实施方式6的图像定影装置的发热体单元92的未通电时和平衡点亮时的变化率为1.81，并具有发生某程度的突入电流的特性，因此成为升温快、达到平衡点亮时的时间变短，具有优异响应性的热源。因此，作为图像定影装置的热源使用发热体单元92，能够提高作为图像定影装置的性能，制造可实现能量消耗少的节省能量的设备。

另外，用于本发明的实施方式6的图像定影装置的发热体单元92具有不发生卤素加热器那样的大突入电流的特性，因此，在使用该发热体单元92的设备中不需要使用能够耐受大电流的大容量的元件，能够实现制造成本的降低及小型化。另外，这里所谓大的突入电流，是指电力供给初期的电流为从电力供给初期1.0秒后的电流的5倍以上。

在本发明的实施方式6的图像定影装置使用的发热体单元中，以电力供给初期的电流成为从电力供给初期1.0秒后的电流的3.5倍以下的方式进行设定。这样，在发热体单元中，以电力供给初期的电流成为自电力供给初期1.0秒后的电流的3.5倍以下的方式进行设定，由此，成为升温快、具有优异响应性的热源，并且，在使用该发热体单元的设备中不需要使用耐受大电流的大容量元件，从而能够实现制造成本的降低及小型化。

图19表示通过发热体单元92、碳加热器及卤素加热器各加热器加热作为被加热对象物的铜板时的铜板温度的测定结果。在图19中，实线X是由发热体单元92加热的铜板的温度上升曲线，虚线Y是由碳加热器加热的铜板的温度上升曲线，点划线Z是由卤素加热器加热的铜板的温度上升曲线。

在图19所示的铜板温度测定实验中，作为被加热对象物的铜板片使用65mm(L)×65mm(W)×0.5mm(t)，在与加热体即加热器相对的加热面上实施黒色涂装。各加热器是长度为300mm的长条加热器，使用100V、600W的规格。铜板片和加热器的相对距离为300mm，在铜板片的加热面的相反侧即背面安装热电偶来测定铜板温度。

如图19所示，本发明的实施方式6的图像定影装置使用的发热体单元92与其它的加热器相比，尽管是同样规格，但能够使被加热对象物即铜板温度上升最快，并加热到高温度。卤素加热器的发热体即钨线虽然也成为高温度，但由于钨的放射率(约0.18)低，因此被加热对象物的温度上升也迟缓。碳加热器的温度上升虽然比卤素加热器的温度上升快，但是，比发热体单元92的温度上升迟缓，平衡温度也低。这是因为，发热体单元92的发热体2的放射率为0.9，比石墨的放射率0.85高的缘故。

因此，可以理解为本发明的图像定影装置中应用的发热体单元92能够效率高且快速地加热被加热对象物。

如上述，在实施方式6的图像定影装置中使用的发热体2具有轻薄且热容量小、到基于通电的平衡点亮时之前的升温快的优异特性。因此，在实施方式6的图像定影装置中，使用具有响应性优异且加热效率高的发热体的发热体单元，从而，定影区域的加热快，能够节省能量，并能够实现快速启动。另外，在实施方式6的图像定影装置中，由于在加热初期的点亮时不发生大的突入电流，因此，能够消除电压下降、荧光灯闪烁之类的问题。

在本发明的发热体单元及加热装置中，使用由薄膜片材料构成的发热体，该薄膜片材料以碳系物质为主成分并具有二维各向同性的热传导，具有可挠性、柔软性及弹性，且导热性为200W/m·K以上，厚度为300μm以下。该发热体具有放射率高至80％以上的优异特性，通过将该发热体作为热源使用的发热体单元，能够进行高效率加热。另外，通过在加热装置中使用本发明的发热体单元，能够提供安全性及可靠性高、制造容易的加热装置。另外，在应用了本发明的发热体单元的图像定影装置及图像形成装置中，在定影处理中能够对被加热对象物以所希望的配热分布以及高温进行高效率地加热，并具有升温快、降低能量消耗的优异效果。

工业实用性

本发明能够构筑安全性及可靠性高、且效率高的热源，并能够提供作业效率高、具有优异生产性的发热体单元及加热装置，因此，在需要热源的电子/电气设备领域有用。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种发热体单元，具备：

带状的发热体，其利用含有碳系物质的材料由薄膜片形成，具有二维各向同性的热传导；

电力供给部，其向所述发热体的相对的两端供给电力；以及

容器，其内包所述发热体和所述电力供给部的一部分，

其中，

所述容器内部的所述电力供给部具有：

保持位于所述发热体两端的发热体保持部的保持件；和

与所述保持件连接的内部引线部，

所述保持件具有：

承受所述发热体保持部的挂固承受部；

从所述挂固承受部延伸设置而卡止所述发热体的卡止部；以及

夹持所述发热体保持部并安装于所述挂固承受部的挂固部。

2.如权利要求1所述的发热体单元，其中，

在所述挂固承受部，承受所述发热体保持部的部位沿与所述发热体的长度方向正交的宽度方向延伸设置。

3.如权利要求2所述的发热体单元，其中，

在所述发热体保持部形成有孔或切口，在所述孔或切口的内部配置有所述卡止部。

4.如权利要求3所述的发热体单元，其中，

配置于所述孔或切口的内部的所述卡止部与所述内部引线部接合。

5.如权利要求4所述的发热体单元，其中，

所述挂固承受部和所述卡止部利用线材一体形成，

所述挂固承受部以将所述线材弯曲而能够让所述发热体保持部缠绕的方式构成，

所述卡止部以与所述内部引线部连接的方式构成。

6.如权利要求4所述的发热体单元，其中，

所述挂固承受部和所述卡止部利用线材一体形成，在所述发热体保持部的宽度方向的缘部形成的切口的内部配置有所述卡止部。

7.如权利要求1所述的发热体单元，其中，

所述挂固承受部和所述卡止部利用一根线材形成，使所述线材弯曲而形成所述挂固承受部和所述卡止部。

8.如权利要求1所述的发热体单元，其中，

所述挂固部由弹性材料形成，并被构成为利用弹性力安装在所述挂固承受部。

9.如权利要求1所述的发热体单元，其中，

所述挂固承受部由导电性材料形成。

10.如权利要求1所述的发热体单元，其中，

所述保持件具有用于将所述发热体配置于所述容器内部的规定位置的位置限制功能，

所述保持件的端部与所述容器的内面接近配置。

11.如权利要求1所述的发热体单元，其中，

所述发热体的构造使得该发热体具有吸收发热体自身的热收缩及热膨胀的弹性力，而向所述保持件供给电力的所述内部引线部不具有弹性构造。

12.如权利要求1所述的发热体单元，其中，

所述发热体具有由含有碳系物质的材料形成的层间构造。

13.如权利要求1所述的发热体单元，其中，

所述容器由具有耐热性的玻璃管或陶瓷管形成，填充有惰性气体并在所述电力供给部中被密封。

14.一种加热装置，其中，

作为热源装备有权利要求1～13中任一项所述的发热体单元。

15.(补正后)一种图像定影装置，具备：

加热体，其将权利要求1所述的发热体单元作为加热源，对承载有未定影调色剂图像的被记录部件进行加热；

加压体，其与所述加热体相对配设，经由所述被记录部件对所述加热体进行加压。

16.如权利要求15所述的图像定影装置，其中，

所述发热体具有利用含有碳系物质的材料形成的层间构造。

17.如权利要求16所述的图像定影装置，其中，

所述发热体的电阻变化率的值在1.2～3.5的范围，该电阻变化率通过用通电的平衡点亮时的电阻的值除以未通电时的电阻的值而得到，

所述发热体具有发热体温度和电阻值成比例的正特性。

18.如权利要求17所述的图像定影装置，其中，

所述发热体为厚度在300μm以下的薄膜体。

19.如权利要求17所述的图像定影装置，其中，

所述发热体为密度在1.0g/cm³以下的轻膜体。

20.如权利要求17所述的图像定影装置，其中，

所述发热体为导热率在200W/m·K以上的材料。

21.如权利要求17所述的图像定影装置，其中，

所述加热体具有收容所述发热体和向该发热体的相相对的两端供给电力的电力供给部的一部分的容器，

所述容器具有在内部填充惰性气体并在所述电力供给部中被密封的构造。

22.如权利要求17所述的图像定影装置，其中，

在所述加热体上设置有用于限定所述发热体的加热区域的反射部。

23.如权利要求17所述的图像定影装置，其中，

在所述加热体上设置有多个所述发热体，

多个所述发热体的长度方向的各中心轴与所述被记录部件的输送方向相正交地配置于直线上。

24.如权利要求17所述的图像定影装置，其中，

在所述加热体的与所述发热体相对的面上，由吸收红外线的部件形成膜体。

25.如权利要求17所述的图像定影装置，其中，

所述发热体的加热范围包括：

由所述加热体和所述加压体对所述被记录部件进行按压的按压部位即夹持部；和

与该夹持部相比位于被记录部件的输送方向的上游侧的部位。

26.一种图像形成装置，其中，

具备权利要求15～25中任一项所述的图像定影装置。

说明或声明(按照条约第19条的修改)

基于条约第19条(1)的修改声明

在本申请的国际调查报告中被认为缺乏创造性的权利要求15中加入“其将权利要求1所述的发热体单元作为加热源”来修改加热体。在本申请的国际调查报告中，认为权利要求1具有新颖性、创造性以及工业实用性，通过进行修改使权利要求1中记载的发热体单元成为权利要求15的加热体的加热源，明确了与国际调查报告中引用的文献的区别。

由于权利要求16～权利要求26的所有从属权利要求最终从属于上述修改后的权利要求15，因此与国际调查报告中引用的文献的区别明确，具有创造性。

Claims (26)

1.一种发热体单元，具备：

带状的发热体，其利用含有碳系物质的材料由薄膜片形成，具有二维各向同性的热传导；

电力供给部，其向所述发热体的对向的两端供给电力；以及

容器，其内包所述发热体和所述电力供给部的一部分，

其中，

所述容器内部的所述电力供给部具有：

保持位于所述发热体两端的发热体保持部的保持件；和

与所述保持件连接的内部引线部，

所述保持件具有：

承受所述发热体保持部的挂固承受部；

从所述挂固承受部延伸设置而卡止所述发热体的卡止部；以及

夹持所述发热体保持部并安装于所述挂固承受部的挂固部。

2.如权利要求1所述的发热体单元，其中，

在所述挂固承受部，承受所述发热体保持部的部位沿与所述发热体的长度方向正交的宽度方向延伸设置。

3.如权利要求2所述的发热体单元，其中，

在所述发热体保持部形成有孔或切口，在所述孔或切口的内部配置有所述卡止部。

4.如权利要求3所述的发热体单元，其中，

配置于所述孔或切口的内部的所述卡止部与所述内部引线部接合。

5.如权利要求4所述的发热体单元，其中，

所述挂固承受部和所述卡止部利用线材一体形成，

所述挂固承受部以将所述线材弯曲而能够让所述发热体保持部缠绕的方式构成，

所述卡止部以与所述内部引线部连接的方式构成。

6.如权利要求4所述的发热体单元，其中，

所述挂固承受部和所述卡止部利用线材一体形成，在所述发热体保持部的宽度方向的缘部形成的切口的内部配置有所述卡止部。

7.如权利要求1所述的发热体单元，其中，

所述挂固承受部和所述卡止部利用一根线材形成，使所述线材弯曲而形成所述挂固承受部和所述卡止部。

8.如权利要求1所述的发热体单元，其中，

所述挂固部由弹性材料形成，并被构成为利用弹性力安装在所述挂固承受部。

9.如权利要求1所述的发热体单元，其中，

所述挂固承受部由导电性材料形成。

10.如权利要求1所述的发热体单元，其中，

所述保持件具有用于将所述发热体配置于所述容器内部的规定位置的位置限制功能，

所述保持件的端部与所述容器的内面接近配置。

11.如权利要求1所述的发热体单元，其中，

所述发热体的构造使得该发热体具有吸收发热体自身的热收缩及热膨胀的弹性力，而向所述保持件供给电力的所述内部引线部不具有弹性构造。

12.如权利要求1所述的发热体单元，其中，

所述发热体具有由含有碳系物质的材料形成的层间构造。

13.如权利要求1所述的发热体单元，其中，

所述容器由具有耐热性的玻璃管或陶瓷管形成，填充有惰性气体并在所述电力供给部中被密封。

14.一种加热装置，其中，

作为热源装备有权利要求1～13中任一项所述的发热体单元。

15.一种图像定影装置，具备：

加热体，其对承载有未定影调色剂图像的被记录部件进行加热；

加压体，其与所述加热体相对配设，经由所述被记录部件对所述加热体进行加压，

所述加热体作为加热源具有发热体，所述发热体利用含有所述碳系物质的材料由薄膜片形成为带状，具有二维各向同性的热传导。

16.如权利要求15所述的图像定影装置，其中，

所述发热体具有利用含有碳系物质的材料形成的层间构造。

17.如权利要求16所述的图像定影装置，其中，

所述发热体的电阻变化率的值在1.2～3.5的范围，该电阻变化率通过用通电的平衡点亮时的电阻的值除以未通电时的电阻的值而得到，

所述发热体具有发热体温度和电阻值成比例的正特性。

18.如权利要求17所述的图像定影装置，其中，

所述发热体为厚度在300μm以下的薄膜体。

19.如权利要求17所述的图像定影装置，其中，

所述发热体为密度在1.0g/cm³以下的轻膜体。

20.如权利要求17所述的图像定影装置，其中，

所述发热体由导热率在200W/m·K以上的材料形成。

21.如权利要求17所述的图像定影装置，其中，

所述加热体具有收容所述发热体和向该发热体的对向的两端供给电力的电力供给部的一部分的容器，

所述容器具有在内部填充惰性气体并在所述电力供给部中被密封的构造。

22.如权利要求17所述的图像定影装置，其中，

在所述加热体上设置有用于限定所述发热体的加热区域的反射部。

23.如权利要求17所述的图像定影装置，其中，

在所述加热体上设置有多个所述发热体，

多个所述发热体的长度方向的各中心轴与所述被记录部件的输送方向相正交地配置于直线上。

24.如权利要求17所述的图像定影装置，其中，

在所述加热体中，在与所述发热体相对的面上，由吸收红外线的部件形成膜体。

25.如权利要求17所述的图像定影装置，其中，

所述发热体的加热范围包括：

由所述加热体和所述加压体对所述被记录部件进行按压的按压部位即夹持部；和

与该夹持部相比位于被记录部件的输送方向的上游侧的部位。

26.一种图像形成装置，其中，

具备权利要求15～25中任一项所述的图像定影装置。

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