JP2001242726A - 定着ヒータおよび画像形成装置 - Google Patents
定着ヒータおよび画像形成装置Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
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- G03G15/2064—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat combined with pressure
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
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- H05B3/14—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
- H05B3/141—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
Abstract
(57)【要約】
【課題】オンオフによるヒートサイクルや高温化におい
ても抵抗発熱体の抵抗値の変動が小さくかつ長期間安定
し、しかも、立上りが迅速な定着ヒータおよび画像形成
装置を提供する。 【解決手段】銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）の重量比
率Ａｇ／Ｐｄが４０／６０〜５９．９／４０．１である
Ａｇ・Ｐｄ合金を主成分とする抵抗体を、窒化アルミニ
ウムを主成分とする耐熱性電気絶縁性基板２の一面に印
刷形成してなる抵抗発熱体３を具備している。
ても抵抗発熱体の抵抗値の変動が小さくかつ長期間安定
し、しかも、立上りが迅速な定着ヒータおよび画像形成
装置を提供する。 【解決手段】銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）の重量比
率Ａｇ／Ｐｄが４０／６０〜５９．９／４０．１である
Ａｇ・Ｐｄ合金を主成分とする抵抗体を、窒化アルミニ
ウムを主成分とする耐熱性電気絶縁性基板２の一面に印
刷形成してなる抵抗発熱体３を具備している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＯＡ機器，家庭
用電気機器や精密製造設備などの小形機器類に装着され
て用いられる薄形の定着ヒータおよびこの定着ヒータを
実装した複写機やファクシミリなどのトナー定着に用い
られる定着装置ならびにこの定着装置を用いた画像形成
装置に関する。
用電気機器や精密製造設備などの小形機器類に装着され
て用いられる薄形の定着ヒータおよびこの定着ヒータを
実装した複写機やファクシミリなどのトナー定着に用い
られる定着装置ならびにこの定着装置を用いた画像形成
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電子式複写機においては、トナ
ー画像を形成した複写用紙を定着用の定着ヒータと加圧
ローラとの間を直接または耐熱シートを介して間接に挟
圧しながら通過させ、このヒータの加熱によって複写用
紙上のトナーを加熱，溶融し定着させるようになってい
る。
ー画像を形成した複写用紙を定着用の定着ヒータと加圧
ローラとの間を直接または耐熱シートを介して間接に挟
圧しながら通過させ、このヒータの加熱によって複写用
紙上のトナーを加熱，溶融し定着させるようになってい
る。
【０００３】この種の従来の定着ヒータとしては例えば
特開平７−２０１４５９号公報に記載されたものが知ら
れている。この定着ヒータは窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）を主成分とする細長の耐熱性・電気絶縁性基板の表
面上に、銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）の粉末などを
ガラス粉末（無機結着剤），有機結着剤と混練して調合
したペーストを印刷塗布して焼成することで、細長い帯
状厚膜の発熱体を形成し、Ｐｄ比率が約０．３〜４０重
量％程度のＡｇ・Ｐｄ合金を使用している。そして、こ
の発熱体の両端部分に、銀あるいは銀・白金（Ａｇ・Ｐ
ｔ）合金，銀・パラジウム合金（Ａｇ・Ｐｄ）等の良導
電体からなる膜を形成して一対の電極（図示せず）を構
成している。
特開平７−２０１４５９号公報に記載されたものが知ら
れている。この定着ヒータは窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）を主成分とする細長の耐熱性・電気絶縁性基板の表
面上に、銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）の粉末などを
ガラス粉末（無機結着剤），有機結着剤と混練して調合
したペーストを印刷塗布して焼成することで、細長い帯
状厚膜の発熱体を形成し、Ｐｄ比率が約０．３〜４０重
量％程度のＡｇ・Ｐｄ合金を使用している。そして、こ
の発熱体の両端部分に、銀あるいは銀・白金（Ａｇ・Ｐ
ｔ）合金，銀・パラジウム合金（Ａｇ・Ｐｄ）等の良導
電体からなる膜を形成して一対の電極（図示せず）を構
成している。
【０００４】また、他の従来の定着ヒータでは、基板の
裏面に、例えば膜厚が約５〜２０μｍのガラスコート層
を形成し、このガラスコート層の一面上には、例えばト
ナー像を形成した複写用紙等の被加熱物を摺動させつつ
加熱して通紙し、その通紙の際にトナー像を溶融し複写
用紙に定着させるものが知られている。
裏面に、例えば膜厚が約５〜２０μｍのガラスコート層
を形成し、このガラスコート層の一面上には、例えばト
ナー像を形成した複写用紙等の被加熱物を摺動させつつ
加熱して通紙し、その通紙の際にトナー像を溶融し複写
用紙に定着させるものが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の定着ヒータでは、Ａｇ・Ｐｄ合金を使用した
発熱体のＰｄ比率が０．３〜４０重量％であるので、発
熱体がそのＯＮ，ＯＦＦによるヒートサイクルや高温化
に置かれることで抵抗値変化率が初期値抵抗値から大き
く変化してしまうという課題がある。
うな従来の定着ヒータでは、Ａｇ・Ｐｄ合金を使用した
発熱体のＰｄ比率が０．３〜４０重量％であるので、発
熱体がそのＯＮ，ＯＦＦによるヒートサイクルや高温化
に置かれることで抵抗値変化率が初期値抵抗値から大き
く変化してしまうという課題がある。
【０００６】例えば発熱体のＡｇ／Ｐｄが８０／２０で
ある場合には、室温と約２３０℃程度のヒートサイクル
において初期抵抗値からの抵抗値変化率が約２０％程度
で大きく変化してしまった。
ある場合には、室温と約２３０℃程度のヒートサイクル
において初期抵抗値からの抵抗値変化率が約２０％程度
で大きく変化してしまった。
【０００７】したがって、この発熱体を定着ヒータに組
み付けた場合には、この定着ヒータの使用通算時間が長
くなるに従って発熱体の抵抗値が上昇してしまい、所定
の発熱量が得られなくなって立ち上がり特性が悪化する
という不具合が発生する。
み付けた場合には、この定着ヒータの使用通算時間が長
くなるに従って発熱体の抵抗値が上昇してしまい、所定
の発熱量が得られなくなって立ち上がり特性が悪化する
という不具合が発生する。
【０００８】また、このＰｄ含有比率により発熱体自体
のＴＣＲ（温度変化に伴う抵抗の変化率）が＋数百ｐｐ
ｍ／℃〜＋数千ｐｐｍ／℃と大きく、かつばらつきも大
きい。
のＴＣＲ（温度変化に伴う抵抗の変化率）が＋数百ｐｐ
ｍ／℃〜＋数千ｐｐｍ／℃と大きく、かつばらつきも大
きい。
【０００９】このために、発熱体の高温下の通電時にお
いて発熱体の抵抗値が高く上昇し過ぎて所定の発熱量が
得にくい。すなわち、所定温度まで昇温するのに時間が
かかるという課題がある。
いて発熱体の抵抗値が高く上昇し過ぎて所定の発熱量が
得にくい。すなわち、所定温度まで昇温するのに時間が
かかるという課題がある。
【００１０】一方、他の従来の定着ヒータでは、基板裏
面に形成したガラスコート層によりそのガラスコート層
の一面上を複写用紙等が摺動通紙する際の摺動抵抗を低
減することができるが、この厚膜５〜２０μｍで形成さ
れたガラスコート層は断熱性が高いので、基板からの熱
が複写用紙等被加熱物（被定着体）に伝達される熱量が
減少し、定着性が低下するという課題がある。
面に形成したガラスコート層によりそのガラスコート層
の一面上を複写用紙等が摺動通紙する際の摺動抵抗を低
減することができるが、この厚膜５〜２０μｍで形成さ
れたガラスコート層は断熱性が高いので、基板からの熱
が複写用紙等被加熱物（被定着体）に伝達される熱量が
減少し、定着性が低下するという課題がある。
【００１１】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、オンオフによるヒートサイクル
や高温化においても発熱体の抵抗値の変動が小さくかつ
長期間安定し、しかも、立上りが迅速な定着ヒータおよ
び画像形成装置を提供することにある。
たもので、その目的は、オンオフによるヒートサイクル
や高温化においても発熱体の抵抗値の変動が小さくかつ
長期間安定し、しかも、立上りが迅速な定着ヒータおよ
び画像形成装置を提供することにある。
【００１２】また、本発明の他の目的は、複写用紙等の
被加熱物（被定着体）が基板の一面を摺動する際の摺動
抵抗が小さく、かつ被加熱物への伝熱性の高い定着ヒー
タおよび画像形成装置を提供することにある。
被加熱物（被定着体）が基板の一面を摺動する際の摺動
抵抗が小さく、かつ被加熱物への伝熱性の高い定着ヒー
タおよび画像形成装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、窒化
アルミニウムを主成分とする耐熱性電気絶縁性の基板
と；銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）の重量比率Ａｇ／
Ｐｄが４０／６０〜５９．９／４０．１であるＡｇ・Ｐ
合金を主成分とする抵抗体を基板の一面に印刷形成して
なる発熱体と；を具備していることを特徴とする定着ヒ
ータである。
アルミニウムを主成分とする耐熱性電気絶縁性の基板
と；銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）の重量比率Ａｇ／
Ｐｄが４０／６０〜５９．９／４０．１であるＡｇ・Ｐ
合金を主成分とする抵抗体を基板の一面に印刷形成して
なる発熱体と；を具備していることを特徴とする定着ヒ
ータである。
【００１４】この発明によれば、主にＡｇ・Ｐｄ合金よ
りなる発熱体のＡｇとＰｄの重量比Ａｇ／Ｐｄが４０／
６０〜５９．９／４０．１であるので、図１に示すよう
に、発熱体のＯＮ，ＯＦＦによるヒートサイクルや高温
化において、その発熱体の抵抗値の変動が小さくかつ長
期間安定している。
りなる発熱体のＡｇとＰｄの重量比Ａｇ／Ｐｄが４０／
６０〜５９．９／４０．１であるので、図１に示すよう
に、発熱体のＯＮ，ＯＦＦによるヒートサイクルや高温
化において、その発熱体の抵抗値の変動が小さくかつ長
期間安定している。
【００１５】したがって、この発熱体を備えた定着ヒー
タを長期間使用した場合でも、常に所定の発熱量が定着
用熱量として迅速に得られ、高熱伝導率のＡｌＮ基板の
特性を生かした迅速な立上り特性を奏することができ
る。
タを長期間使用した場合でも、常に所定の発熱量が定着
用熱量として迅速に得られ、高熱伝導率のＡｌＮ基板の
特性を生かした迅速な立上り特性を奏することができ
る。
【００１６】請求項２の発明は、窒化アルミニウムを主
成分とする耐熱性電気絶縁性の基板と；基板の一面に印
刷形成された発熱体と；基板の他面に形成された薄い金
属酸化物電気絶縁体層と；を具備していることを特徴と
する定着ヒータである。
成分とする耐熱性電気絶縁性の基板と；基板の一面に印
刷形成された発熱体と；基板の他面に形成された薄い金
属酸化物電気絶縁体層と；を具備していることを特徴と
する定着ヒータである。
【００１７】なお、ここで金属酸化物電気絶縁層の薄さ
は伝熱性が低下しない程度のものをいう。
は伝熱性が低下しない程度のものをいう。
【００１８】請求項３の発明は、金属酸化物電気絶縁体
は、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，
ＢａＯ，ＴｉＯ２，ＺｒＯ２，Ｂ２Ｏ３，Ｂｉ２Ｏ３の
少なくとも１種類以上を含有してなることを特徴とする
請求項２記載の定着ヒータである。
は、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，
ＢａＯ，ＴｉＯ２，ＺｒＯ２，Ｂ２Ｏ３，Ｂｉ２Ｏ３の
少なくとも１種類以上を含有してなることを特徴とする
請求項２記載の定着ヒータである。
【００１９】これらの発明によれば、例えば２μｍ以下
の薄い金属酸化物電気絶縁体層は摩擦抵抗が小さくかつ
伝熱性が高いので、この金属酸化物電気絶縁体層を複写
用紙等被加熱物を摺動通紙させて加熱する通紙面として
使用することにより、その通紙の際の摺動抵抗を低減で
きるうえに、被加熱物への伝熱性を向上させることがで
きる。
の薄い金属酸化物電気絶縁体層は摩擦抵抗が小さくかつ
伝熱性が高いので、この金属酸化物電気絶縁体層を複写
用紙等被加熱物を摺動通紙させて加熱する通紙面として
使用することにより、その通紙の際の摺動抵抗を低減で
きるうえに、被加熱物への伝熱性を向上させることがで
きる。
【００２０】請求項４の発明は、請求項１ないし３のい
ずれか一に記載の定着ヒータおよびこの定着ヒータに圧
接するように対向配置されて、この定着ヒータからの熱
を被定着体の画像を形成しているトナーに作用させると
ともに、この被定着体を搬送する加圧ローラを有する定
着装置と；媒体に形成された静電潜像にトナーを付着さ
せて反転画像を形成し、この反転画像を被定着体に転写
して所定の画像を形成する手段と；を具備していること
を特徴とする画像形成装置である。
ずれか一に記載の定着ヒータおよびこの定着ヒータに圧
接するように対向配置されて、この定着ヒータからの熱
を被定着体の画像を形成しているトナーに作用させると
ともに、この被定着体を搬送する加圧ローラを有する定
着装置と；媒体に形成された静電潜像にトナーを付着さ
せて反転画像を形成し、この反転画像を被定着体に転写
して所定の画像を形成する手段と；を具備していること
を特徴とする画像形成装置である。
【００２１】この発明によれば、請求項１ないし３のい
ずれか一に記載の定着ヒータを備えているので、これら
とほぼ同様の作用効果を奏することができる。
ずれか一に記載の定着ヒータを備えているので、これら
とほぼ同様の作用効果を奏することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図８に基づいて本発
明の実施の形態例を説明する。なお、図１〜図８中、同
一または相当部分には同一符号を付している。
明の実施の形態例を説明する。なお、図１〜図８中、同
一または相当部分には同一符号を付している。
【００２３】図２は本発明の第１の実施形態に係る定着
ヒータ１の一部切欠正面図、図３は図２の裏面図、図４
は図２のＩＶ−ＩＶ線断面図、図５は図３のＶ−Ｖ線断
面図である。これらの図において、定着ヒータ１は耐熱
性・電気絶縁性を有する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を
主成分とする細長いＡｌＮ基板２の表面２ａ側に、その
長手方向に長い膜状の発熱体３を形成している。
ヒータ１の一部切欠正面図、図３は図２の裏面図、図４
は図２のＩＶ−ＩＶ線断面図、図５は図３のＶ−Ｖ線断
面図である。これらの図において、定着ヒータ１は耐熱
性・電気絶縁性を有する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を
主成分とする細長いＡｌＮ基板２の表面２ａ側に、その
長手方向に長い膜状の発熱体３を形成している。
【００２４】ＡｌＮ基板２のＡｌＮは、熱伝導係数が例
えば約９０〜１８０Ｗ／ｍＫであり、アルミナ（Ａｌ２
Ｏ３）の熱伝導係数が２０Ｗ／ｍＫであるのに対し、数
倍から約１０倍程度大きい高熱導性物質である。このＡ
ｌＮ基板２は例えば長さ約３００ｍｍ，幅約８ｍｍ，厚
さ約０．６〜約１ｍｍの大きさの長方形に形成されてい
る。
えば約９０〜１８０Ｗ／ｍＫであり、アルミナ（Ａｌ２
Ｏ３）の熱伝導係数が２０Ｗ／ｍＫであるのに対し、数
倍から約１０倍程度大きい高熱導性物質である。このＡ
ｌＮ基板２は例えば長さ約３００ｍｍ，幅約８ｍｍ，厚
さ約０．６〜約１ｍｍの大きさの長方形に形成されてい
る。
【００２５】そして、図２，図４に示すように基板表面
２ａ上には、例えば長さ約２３０ｍｍ，厚さ約１０μｍ
の発熱体３を、Ａｇ（銀）／Ｐｄ（パラジウム）比率が
重量比で４０／６０〜５９．９／４１．１の範囲にある
銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）合金を主体とする厚膜ペ
ーストの印刷焼成により形成している。
２ａ上には、例えば長さ約２３０ｍｍ，厚さ約１０μｍ
の発熱体３を、Ａｇ（銀）／Ｐｄ（パラジウム）比率が
重量比で４０／６０〜５９．９／４１．１の範囲にある
銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）合金を主体とする厚膜ペ
ーストの印刷焼成により形成している。
【００２６】図４に示すように、発熱体３はその一端
部，または両端部上に、その一部を上下方向で重ねて、
銀あるいは銀・白金（Ａｇ・Ｐｔ）合金，銀・パラジウ
ム合金（Ａｇ・Ｐｄ）等の良導電体からなる厚膜ペース
トを印刷焼成して一対の電極４ａ，４ｂを形成し、発熱
体３に電気的に接続している。
部，または両端部上に、その一部を上下方向で重ねて、
銀あるいは銀・白金（Ａｇ・Ｐｔ）合金，銀・パラジウ
ム合金（Ａｇ・Ｐｄ）等の良導電体からなる厚膜ペース
トを印刷焼成して一対の電極４ａ，４ｂを形成し、発熱
体３に電気的に接続している。
【００２７】一対の電極４ａ，４ｂには図示しないクリ
ップ状の一対のコネクタをそれぞれ外嵌して電気的に接
続し、これらコネクタを介して発熱体３に給電するよう
になっている。
ップ状の一対のコネクタをそれぞれ外嵌して電気的に接
続し、これらコネクタを介して発熱体３に給電するよう
になっている。
【００２８】そして、発熱体３の外表面と一対の電極４
ａ，４ｂの内端部外表面を保護層であるガラス質のオー
バーコート層４を厚膜ペーストの印刷焼成等により形成
して、これら発熱体３と一対の電極４ａ，４ｂの内端部
外表面を被覆し、耐摩耗性や耐衝撃性などの機械的強度
の向上と、硫化や酸化等からの耐蝕保護と、後述する加
圧ローラ等との電気的絶縁を図っている。なお、オーバ
ーコート層５は、基板２と直接に接触する場合には、Ｐ
ｂレスガラスを主成分として形成すれば、基板２との密
着強度が高められる。このことは、発熱体３や電極４
ａ，４ｂに含まれるガラス成分についても同様である。
ａ，４ｂの内端部外表面を保護層であるガラス質のオー
バーコート層４を厚膜ペーストの印刷焼成等により形成
して、これら発熱体３と一対の電極４ａ，４ｂの内端部
外表面を被覆し、耐摩耗性や耐衝撃性などの機械的強度
の向上と、硫化や酸化等からの耐蝕保護と、後述する加
圧ローラ等との電気的絶縁を図っている。なお、オーバ
ーコート層５は、基板２と直接に接触する場合には、Ｐ
ｂレスガラスを主成分として形成すれば、基板２との密
着強度が高められる。このことは、発熱体３や電極４
ａ，４ｂに含まれるガラス成分についても同様である。
【００２９】そして、このオーバーコート層５の図５中
上面上に、加圧ローラ１２を、その外周面が弾性的に圧
接するように対向配置し、この加圧ローラ１２とオーバ
ーコート層５との間に、被加熱物（被定着体）であるト
ナー像を形成した複写用紙を給紙し、加圧ローラ１２の
回転により複写用紙をオーバーコート層５の上面上に圧
接しながら摺動させて通紙し、その通紙の際に複写用紙
を加熱してトナー像を溶融し複写用紙に定着させるよう
になっている。
上面上に、加圧ローラ１２を、その外周面が弾性的に圧
接するように対向配置し、この加圧ローラ１２とオーバ
ーコート層５との間に、被加熱物（被定着体）であるト
ナー像を形成した複写用紙を給紙し、加圧ローラ１２の
回転により複写用紙をオーバーコート層５の上面上に圧
接しながら摺動させて通紙し、その通紙の際に複写用紙
を加熱してトナー像を溶融し複写用紙に定着させるよう
になっている。
【００３０】一方、図３に示すように基板２は、その裏
面（他面）２ｂ側に、一対の配線導体６ａ，６ｂを並設
している。これら配線導体６ａ，６ｂは銀（Ａｇ）、白
金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）や銀・白金（Ａｇ・Ｐｔ）合
金、銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）合金などを主体と
し、膜厚が１０〜３０μｍである。これら配線導体６
ａ，６ｂの一端（図３では左端）に一対の端子部７ａ，
７ｂを一体に連成している。
面（他面）２ｂ側に、一対の配線導体６ａ，６ｂを並設
している。これら配線導体６ａ，６ｂは銀（Ａｇ）、白
金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）や銀・白金（Ａｇ・Ｐｔ）合
金、銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）合金などを主体と
し、膜厚が１０〜３０μｍである。これら配線導体６
ａ，６ｂの一端（図３では左端）に一対の端子部７ａ，
７ｂを一体に連成している。
【００３１】そして、配線導体６ａ，６ｂの各内端部は
基板裏面１１ｂのほぼ中央部（基板表面２ａの発熱体３
の真裏）で終端し、これら終端部上に厚膜状のサーミス
タ８を跨設して電気的に接続している。
基板裏面１１ｂのほぼ中央部（基板表面２ａの発熱体３
の真裏）で終端し、これら終端部上に厚膜状のサーミス
タ８を跨設して電気的に接続している。
【００３２】サーミスタ８は発熱体３の温度を基板２を
介して検出し、この検出温度信号を図示しない温度制御
回路にフィードバックして発熱体３に印加する電力を制
御することにより発熱体３の温度を一定に保持するもの
である。
介して検出し、この検出温度信号を図示しない温度制御
回路にフィードバックして発熱体３に印加する電力を制
御することにより発熱体３の温度を一定に保持するもの
である。
【００３３】図５に示すように、このようなサーミスタ
８はその基体８ａが基板２の裏面２ｂの一対の配線導体
６ａ，６ｂ間にあって図１中上面が基板２の裏面２ｂに
対向した状態で、両電極８ｃ，８ｄ上に銀（Ａｇ）もし
くは銀・パラジウム（Ａｔ・Ｐｄ）の合金粉末などを有
機接着剤と混合した導電性接着剤９により基板２の配線
導体６ａ，６ｂ上に接着させてあり、かつエポキシ系や
ポリイミド系接着剤１０を塗布、硬化し、基板裏面２ｂ
に固着している。
８はその基体８ａが基板２の裏面２ｂの一対の配線導体
６ａ，６ｂ間にあって図１中上面が基板２の裏面２ｂに
対向した状態で、両電極８ｃ，８ｄ上に銀（Ａｇ）もし
くは銀・パラジウム（Ａｔ・Ｐｄ）の合金粉末などを有
機接着剤と混合した導電性接着剤９により基板２の配線
導体６ａ，６ｂ上に接着させてあり、かつエポキシ系や
ポリイミド系接着剤１０を塗布、硬化し、基板裏面２ｂ
に固着している。
【００３４】なお、上記の各膜、層は基板２やサーミス
タ基体８ａに対比して薄膜であるが、図１〜図６では説
明の便宜上、誇張して厚く示しており、寸法上比例して
いるものでもない。
タ基体８ａに対比して薄膜であるが、図１〜図６では説
明の便宜上、誇張して厚く示しており、寸法上比例して
いるものでもない。
【００３５】そして、この実施形態に係る定着ヒータ１
によれば、熱伝導率の大きいＡｌＮ基板２を使用するの
で、ＡｌＮ基板２の昇温時にはＡｌＮ基板２の全体が直
ちにほぼ均等に昇温し、ＡｌＮ基板２自体における温度
差が殆ど発生しないので、熱応力が非常に小さい。この
ために、ＡｌＮ基板２に被定着用紙を通紙してもＡｌＮ
基板２の温度低下は極めて短時間であり、直ちに均等に
再昇温させることができるので、熱応力も小さく、Ａｌ
Ｎ基板２に反りや割れが発生するのを防止ないし低減す
ることができる。
によれば、熱伝導率の大きいＡｌＮ基板２を使用するの
で、ＡｌＮ基板２の昇温時にはＡｌＮ基板２の全体が直
ちにほぼ均等に昇温し、ＡｌＮ基板２自体における温度
差が殆ど発生しないので、熱応力が非常に小さい。この
ために、ＡｌＮ基板２に被定着用紙を通紙してもＡｌＮ
基板２の温度低下は極めて短時間であり、直ちに均等に
再昇温させることができるので、熱応力も小さく、Ａｌ
Ｎ基板２に反りや割れが発生するのを防止ないし低減す
ることができる。
【００３６】しかも、ＡｌＮ基板２の熱伝導率が大きい
ので、短時間でＡｌＮ基板２全体の温度をほぼ均等に立
ち上げることができる。このために、ＡｌＮ基板２全体
の温度のばらつきを低減することができるので、このＡ
ｌＮ基板２を組み付けた定着装置の高速定着を可能にす
ることができる。
ので、短時間でＡｌＮ基板２全体の温度をほぼ均等に立
ち上げることができる。このために、ＡｌＮ基板２全体
の温度のばらつきを低減することができるので、このＡ
ｌＮ基板２を組み付けた定着装置の高速定着を可能にす
ることができる。
【００３７】そして、この定着ヒータ１によれば、発熱
体３のＡｇ／Ｐｄ比率が重量比で４０／６０〜５９．９
／４０．１の範囲内にあるＡｇ・Ｐｄ合金を発熱体３の
主成分として使用しているので、この定着ヒータ１のＯ
Ｎ，ＯＦＦによるヒートサイクルや高温化において、発
熱体３の抵抗値が変化しにくく長期間安定している。
体３のＡｇ／Ｐｄ比率が重量比で４０／６０〜５９．９
／４０．１の範囲内にあるＡｇ・Ｐｄ合金を発熱体３の
主成分として使用しているので、この定着ヒータ１のＯ
Ｎ，ＯＦＦによるヒートサイクルや高温化において、発
熱体３の抵抗値が変化しにくく長期間安定している。
【００３８】図１は、この発熱体３と、上述したＡｇ／
Ｐｄ重量比率が０．３〜４０重量％のＡｇ・Ｐｄ合金よ
りなる従来の発熱体とについてヒートサイクル試験を実
施し、その際の室温における各値変化率（％）の特性を
それぞれ示しており、図中曲線Ａは本実施形態に係る発
熱体３の抵抗値変化率を示し、曲線Ｂは従来の発熱体の
抵抗値変化率を示している。この図１に示すように本実
施形態に係る発熱体３の抵抗値変化率の方が従来の発熱
体のものよりも顕著に低く、かつ長期間安定している状
態を示している。
Ｐｄ重量比率が０．３〜４０重量％のＡｇ・Ｐｄ合金よ
りなる従来の発熱体とについてヒートサイクル試験を実
施し、その際の室温における各値変化率（％）の特性を
それぞれ示しており、図中曲線Ａは本実施形態に係る発
熱体３の抵抗値変化率を示し、曲線Ｂは従来の発熱体の
抵抗値変化率を示している。この図１に示すように本実
施形態に係る発熱体３の抵抗値変化率の方が従来の発熱
体のものよりも顕著に低く、かつ長期間安定している状
態を示している。
【００３９】したがって、この発熱体３を備えた定着ヒ
ータ１によれば、その発熱体３の抵抗値が長期間殆ど変
化せず、あるいはその変化率が小さいため、常に所定の
発熱量が得られ、高熱伝導率のＡｌＮ基板２の特性を生
かした迅速な立上り特性を奏し、かつ長期間信頼性を向
上させることができる。
ータ１によれば、その発熱体３の抵抗値が長期間殆ど変
化せず、あるいはその変化率が小さいため、常に所定の
発熱量が得られ、高熱伝導率のＡｌＮ基板２の特性を生
かした迅速な立上り特性を奏し、かつ長期間信頼性を向
上させることができる。
【００４０】そして、発熱体３は、温度変化に伴なう抵
抗値の変化率ＴＣＲも±１０００ｐｐｍ／℃以下であ
り、そのばらつきも小さい。このために、発熱体３の室
温測定時と通電時の抵抗値の差が小さいので、発熱体３
の通電時においても高精度で所定の発熱量が得られ、か
つ迅速な立上り特性を奏することができる。
抗値の変化率ＴＣＲも±１０００ｐｐｍ／℃以下であ
り、そのばらつきも小さい。このために、発熱体３の室
温測定時と通電時の抵抗値の差が小さいので、発熱体３
の通電時においても高精度で所定の発熱量が得られ、か
つ迅速な立上り特性を奏することができる。
【００４１】図６は本発明の第２の実施形態に係る定着
ヒータ１Ａの縦断面図を主に示す図である。この定着ヒ
ータ１Ａは、上記定着ヒータ１の基板裏面２ｂのサーミ
スタ８、配線導体６ａ，６ｂおよびこれらの接着剤９，
１０を例えば基板表面２ａ側の所定箇所に変更して削除
し、その削除後の平坦な基板裏面２ｂ上に、摺動抵抗が
小さくかつ断熱性の低い薄い金属酸化物電気絶縁体層１
１を形成し、この金属酸化物電気絶縁体層１１の図中上
面上を、トナー像Ｔを形成した被加熱物（被定着体）で
ある複写用紙Ｐを摺動させて通紙させる摺動面に形成し
た点に特徴がある。
ヒータ１Ａの縦断面図を主に示す図である。この定着ヒ
ータ１Ａは、上記定着ヒータ１の基板裏面２ｂのサーミ
スタ８、配線導体６ａ，６ｂおよびこれらの接着剤９，
１０を例えば基板表面２ａ側の所定箇所に変更して削除
し、その削除後の平坦な基板裏面２ｂ上に、摺動抵抗が
小さくかつ断熱性の低い薄い金属酸化物電気絶縁体層１
１を形成し、この金属酸化物電気絶縁体層１１の図中上
面上を、トナー像Ｔを形成した被加熱物（被定着体）で
ある複写用紙Ｐを摺動させて通紙させる摺動面に形成し
た点に特徴がある。
【００４２】この金属酸化物電気絶縁体層１１は、Ｓｉ
Ｏ２，Ａｉ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ，
ＴｉＯ２，ＺｒＯ２，Ｂ２Ｏ３，Ｂｉ２Ｏ３の少なくと
も１種類以上の成分を含むアルコラート等の有機金属化
合物を印刷焼成して例えば約０．１〜２μｍの薄い層厚
に形成される。この金属酸化物電気絶縁体層１１は、基
板表面２ａ上に発熱体３やオーバーコート層５を形成し
た後に形成してもよいが、これら３，５の形成前に基板
裏面２ｂ上に最初に形成してもよい。
Ｏ２，Ａｉ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ，
ＴｉＯ２，ＺｒＯ２，Ｂ２Ｏ３，Ｂｉ２Ｏ３の少なくと
も１種類以上の成分を含むアルコラート等の有機金属化
合物を印刷焼成して例えば約０．１〜２μｍの薄い層厚
に形成される。この金属酸化物電気絶縁体層１１は、基
板表面２ａ上に発熱体３やオーバーコート層５を形成し
た後に形成してもよいが、これら３，５の形成前に基板
裏面２ｂ上に最初に形成してもよい。
【００４３】そして、この定着ヒータ１Ａの金属酸化物
電気絶縁体層１１の図６中上面上に、外周面が弾性的に
圧接するように加圧ローラ１２を対向配置し、この加圧
ローラ１２と金属酸化物電気絶縁体層１１との間に、被
加熱物であるトナー像Ｔを形成した複写用紙Ｐを給紙し
て加圧ローラ１２の回転により複写用紙Ｐを金属酸化物
電気絶縁体層１１面上に弾性的に圧接しながら図６中矢
印方向に搬送して通紙させる。この通紙の際に、複写用
紙Ｐを、基板２を介して発熱体３により加熱してトナー
像Ｔを溶融し複写用紙Ｐに定着させる。
電気絶縁体層１１の図６中上面上に、外周面が弾性的に
圧接するように加圧ローラ１２を対向配置し、この加圧
ローラ１２と金属酸化物電気絶縁体層１１との間に、被
加熱物であるトナー像Ｔを形成した複写用紙Ｐを給紙し
て加圧ローラ１２の回転により複写用紙Ｐを金属酸化物
電気絶縁体層１１面上に弾性的に圧接しながら図６中矢
印方向に搬送して通紙させる。この通紙の際に、複写用
紙Ｐを、基板２を介して発熱体３により加熱してトナー
像Ｔを溶融し複写用紙Ｐに定着させる。
【００４４】この定着ヒータ１Ａによれば、摺動抵抗が
小さくかつ伝熱性の高い薄く形成された金属酸化物電気
絶縁体層１１上に複写用紙Ｐを摺動させて通紙するの
で、その通紙の際の摺動抵抗を低減できるうえに、発熱
体３からの発熱を複写用紙Ｐに高効率で伝熱することが
できる。このために、複写用紙Ｐにトナー像Ｔを高速で
定着させることができる。
小さくかつ伝熱性の高い薄く形成された金属酸化物電気
絶縁体層１１上に複写用紙Ｐを摺動させて通紙するの
で、その通紙の際の摺動抵抗を低減できるうえに、発熱
体３からの発熱を複写用紙Ｐに高効率で伝熱することが
できる。このために、複写用紙Ｐにトナー像Ｔを高速で
定着させることができる。
【００４５】なお、この定着ヒータ１Ａは、Ａｇ／Ｐｄ
の重量比率が４０／６０〜５９．１／４０．１であるＡ
ｇ・Ｐｄ合金を主成分とする導体により発熱体３を印刷
形成した定着ヒータについて説明したが、そのＡｇ／Ｐ
ｄの重量比率には限定されず、基板２の発熱体３の裏面
２ｂ側に金属酸化物電気絶縁体層１１を形成すればよ
い。
の重量比率が４０／６０〜５９．１／４０．１であるＡ
ｇ・Ｐｄ合金を主成分とする導体により発熱体３を印刷
形成した定着ヒータについて説明したが、そのＡｇ／Ｐ
ｄの重量比率には限定されず、基板２の発熱体３の裏面
２ｂ側に金属酸化物電気絶縁体層１１を形成すればよ
い。
【００４６】また、金属酸化物電気絶縁体層１１を形成
する基板裏面２ｂの金属酸化物電気絶縁体層形成部分の
表面粗さを、一対の電極４ａ，４ｂを形成する基板表面
２ａの電極形成部の表面粗さよりも小さくしてもよく、
これによれば、金属酸化物電気絶縁体層形成部分の表面
粗さの分だけ、この金属酸化物電気絶縁体層１１の摺動
面の表面粗さを小さくして平滑性を向上させることがで
きる。
する基板裏面２ｂの金属酸化物電気絶縁体層形成部分の
表面粗さを、一対の電極４ａ，４ｂを形成する基板表面
２ａの電極形成部の表面粗さよりも小さくしてもよく、
これによれば、金属酸化物電気絶縁体層形成部分の表面
粗さの分だけ、この金属酸化物電気絶縁体層１１の摺動
面の表面粗さを小さくして平滑性を向上させることがで
きる。
【００４７】図７は上記定着ヒータ１または１Ａを画像
形成装置の一種である電子式複写機２１に適用した場合
の第３の実施形態の構成を示している。この複写機２１
は筐体２２内に、カセット２３内の複写用紙Ｐを引き込
みローラの回転により引き込み、これに図示しない原稿
の画像に対応したトナー像を形成する画像形成部２４
と、このトナー像を複写用紙Ｐに定着させる定着装置２
５とを内蔵している。
形成装置の一種である電子式複写機２１に適用した場合
の第３の実施形態の構成を示している。この複写機２１
は筐体２２内に、カセット２３内の複写用紙Ｐを引き込
みローラの回転により引き込み、これに図示しない原稿
の画像に対応したトナー像を形成する画像形成部２４
と、このトナー像を複写用紙Ｐに定着させる定着装置２
５とを内蔵している。
【００４８】定着装置２５は例えば図８に示すように構
成され、加圧ローラ１２に対向させて上記定着ヒータ１
または１Ａ、例えば１を並設しており、この定着ヒータ
１を樹脂製円柱状のホルダー２７の取付溝の底部上に固
着している。定着ヒータ１の外周面には加圧ローラ１６
のシリコーンゴム層２８を弾性的に圧接させている。
成され、加圧ローラ１２に対向させて上記定着ヒータ１
または１Ａ、例えば１を並設しており、この定着ヒータ
１を樹脂製円柱状のホルダー２７の取付溝の底部上に固
着している。定着ヒータ１の外周面には加圧ローラ１６
のシリコーンゴム層２８を弾性的に圧接させている。
【００４９】そして、定着ヒータ１は一対の電極４ａ，
４ｂに接触した燐青銅板等からなる弾性が付与されたコ
ネクタを通じて通電されて発熱体３が発熱し、このＡｌ
Ｎ基板２全体とオーバーコート層５とに与熱される。し
たがって、このオーバーコート層５の図示しない耐熱シ
ートの外面と加圧ローラ２６のシリコーンゴム層２８と
の間で、トナー像Ｔを形成した複写用紙Ｐを定着ヒータ
１により加熱することにより、未定着トナー像Ｔを溶融
し、複写用紙Ｐに定着させることができる。
４ｂに接触した燐青銅板等からなる弾性が付与されたコ
ネクタを通じて通電されて発熱体３が発熱し、このＡｌ
Ｎ基板２全体とオーバーコート層５とに与熱される。し
たがって、このオーバーコート層５の図示しない耐熱シ
ートの外面と加圧ローラ２６のシリコーンゴム層２８と
の間で、トナー像Ｔを形成した複写用紙Ｐを定着ヒータ
１により加熱することにより、未定着トナー像Ｔを溶融
し、複写用紙Ｐに定着させることができる。
【００５０】そして、この定着ヒータ１は上記したよう
に熱伝導性が良好なＡｌＮ基板２を使用しているので、
ＡｌＮ基板２の反りや割れを防止ないし低減することが
できる。
に熱伝導性が良好なＡｌＮ基板２を使用しているので、
ＡｌＮ基板２の反りや割れを防止ないし低減することが
できる。
【００５１】また、定着ヒータ１または１ＡのＯＮ，Ｏ
ＦＦによるヒートサイクルや高温化において、抵抗値の
変動が小さくかつ長期間安定している上にＴＣＲも小さ
い発熱体３を備えているので、定着用の発熱が常に所定
量安定して得られ、かつ迅速な立ち上がり特性を得るこ
とができる。
ＦＦによるヒートサイクルや高温化において、抵抗値の
変動が小さくかつ長期間安定している上にＴＣＲも小さ
い発熱体３を備えているので、定着用の発熱が常に所定
量安定して得られ、かつ迅速な立ち上がり特性を得るこ
とができる。
【００５２】さらに、定着ヒータ１Ａを使用する場合に
は、薄い金属酸化物電気絶縁体層１１により複写用紙Ｐ
の摺動抵抗を低減できるうえに、発熱体３の発熱がＡｌ
Ｎ基板２を介して伝熱される伝熱性を向上させることき
ができ、高速定着を図ることができる。
は、薄い金属酸化物電気絶縁体層１１により複写用紙Ｐ
の摺動抵抗を低減できるうえに、発熱体３の発熱がＡｌ
Ｎ基板２を介して伝熱される伝熱性を向上させることき
ができ、高速定着を図ることができる。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、主にＡｇ
・Ｐｄ合金よりなる発熱体のＡｇとＰｄの重量比Ａｇ／
Ｐｄが４０／６０〜５９．９／４０．１であるので、図
１に示すように、発熱体のＯＮ，ＯＦＦによるヒートサ
イクルや高温化において、その発熱体の抵抗値の変動が
小さくかつ長期間安定している。
・Ｐｄ合金よりなる発熱体のＡｇとＰｄの重量比Ａｇ／
Ｐｄが４０／６０〜５９．９／４０．１であるので、図
１に示すように、発熱体のＯＮ，ＯＦＦによるヒートサ
イクルや高温化において、その発熱体の抵抗値の変動が
小さくかつ長期間安定している。
【００５４】したがって、この発熱体を備えた定着ヒー
タを長期間使用した場合でも、常に所定の発熱量が定着
用熱量として迅速に得られ、高熱伝導率のＡｌＮ基板の
特性を生かした迅速な立上り特性を奏することができ
る。
タを長期間使用した場合でも、常に所定の発熱量が定着
用熱量として迅速に得られ、高熱伝導率のＡｌＮ基板の
特性を生かした迅速な立上り特性を奏することができ
る。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る定着ヒータのヒ
ートサイクル試験による発熱体の抵抗値の変化率を従来
例と比較して示すグラフ。
ートサイクル試験による発熱体の抵抗値の変化率を従来
例と比較して示すグラフ。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る定着ヒータの一
部切欠正面図。
部切欠正面図。
【図３】図２の裏面図。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線断面図。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る定着ヒータの縦
断面を主に示す図。
断面を主に示す図。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置の
全体構成図。
全体構成図。
【図８】図７で示す定着装置の拡大縦断面図。
１，１Ａ 定着ヒータ ２ ＡｌＮ基板 ２ａ ＡｌＮ基板の表面 ２ｂ ＡｌＮ基板の裏面 ３ 発熱体 ４ａ，４ｂ 一対の電極 ５ オーバーコート層 １１ 金属酸化物絶縁体層 １２ 加圧ローラ ２１ 電子式複写機 ２３ カセット ２４ 画像形成部 ２５ 定着装置 ２７ ホルダー ２８ シリコーンゴム層 Ｐ 複写用紙 Ｔ トナー像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江▲崎▼ 史郎 東京都品川区東品川四丁目３番１号 東芝 ライテック株式会社内 (72)発明者 苅部 孝明 東京都品川区東品川四丁目３番１号 東芝 ライテック株式会社内 Ｆターム(参考） 2H033 AA23 AA30 BB28 BE01 3K034 AA10 AA16 AA34 AA37 BA05 BB06 BB14 BC04 BC12 CA18 CA29 CA32 FA14 3K092 PP18 QA05 QB02 QB12 QB32 QB59 QB76 QC07 QC19 QC25 RF03 RF11 RF17 RF22 UA06 VV16
Claims (4)
- 【請求項１】 窒化アルミニウムを主成分とする耐熱性
電気絶縁性の基板と；銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）
の重量比率Ａｇ／Ｐｄが４０／６０〜５９．９／４０．
１であるＡｇ・Ｐｄ合金を主成分とする抵抗体を基板の
一面に印刷形成してなる発熱体と；を具備していること
を特徴とする定着ヒータ。 - 【請求項２】 窒化アルミニウムを主成分とする耐熱性
電気絶縁性の基板と；基板の一面に印刷形成された発熱
体と；基板の他面に形成された薄い金属酸化物電気絶縁
体層と；を具備していることを特徴とする定着ヒータ。 - 【請求項３】 金属酸化物電気絶縁体は、ＳｉＯ２，Ａ
ｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ，Ｔｉ
Ｏ２，ＺｒＯ２，Ｂ２Ｏ３，Ｂｉ２Ｏ３の少なくとも１
種類以上を含有してなることを特徴とする請求項２記載
の定着ヒータ。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか一に記載の
定着ヒータおよびこの定着ヒータに圧接するように対向
配置されて、この定着ヒータからの熱を被定着体の画像
を形成しているトナーに作用させるとともに、この被定
着体を搬送する加圧ローラを有する定着装置と；媒体に
形成された静電潜像にトナーを付着させて反転画像を形
成し、この反転画像を被定着体に転写して所定の画像を
形成する手段と；を具備していることを特徴とする画像
形成装置。
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