JP2001244051A

JP2001244051A - 板状ヒータおよび定着装置ならびに画像形成装置

Info

Publication number: JP2001244051A
Application number: JP2000052401A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Karibe; 孝明苅部; Masanori Fukushima; 正徳福島
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2001-09-07

Abstract

(57)【要約】【課題】窒化物系セラミックス製の基板を用いても抵
抗発熱膜や給電用膜状電極の表面に凹凸や剥離の発生の
少ない、しかも昇温性を向上できる板状ヒータおよびこ
の板状ヒータを用いた定着装置ならびにこの定着装置を
装着した画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】窒化物系セラミックス材料からなる長尺
の基板１と、この基板１の表面に長手方向に沿い形成し
た帯状の抵抗発熱膜２と、この抵抗発熱膜２の長手方向
の端部に隣接して上記基板１の表面に形成した給電用膜
状電極３，３と、上記抵抗発熱膜２および給電用膜状電
極３，３を短絡するよう隣接部２３に形成した接続用導
電膜４，４とを備えている板状ヒータＨ１およびこの板
状ヒータＨ１を用いた定着装置７ならびにこの定着装置
７を装着した画像形成装置９である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば複写
機、ファクシミリやコンピュータのプリンタなどのＯＡ
機器のトナー定着などに用いられる板状ヒータおよびこ
の板状ヒータを用いた定着装置ならびにこの定着装置を
装着した画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の軽薄短小の流れの中で、回路
基板の高密度化を図るため、構成する基板や部品の小形
化や多機能化がすすめられている。

【０００３】たとえば電子式複写機においては、感光ド
ラム表面に形成されたトナー像を被加熱体である複写用
紙や複写フィルムなどここでは複写用紙で、複写用紙に
転写し、ついでこの複写用紙を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用
紙を加熱してトナーを溶融させて定着するようにしてい
る。

【０００４】従来の複写機の定着装置としては、中空の
ローラの中心部に管形赤外線電球や棒状ヒータを配置し
たヒートローラを用い、上下一対のローラのうち少なく
とも一方をこのヒートローラとして加圧される他方のロ
ーラとの間に、未定着の複写用紙を通すことによってト
ナー像を溶融して定着するヒートローラ定着方式があ
る。

【０００５】このヒートローラ定着方式は、ヒータから
ローラを介し間接的に複写用紙を加熱することと所定温
度に達するまでのヒートアップ（始動）に時間がかか
り、常時予熱を必要として電力の消費量も多いなどの問
題があった。

【０００６】そこで、このヒートローラ定着方式に代わ
って、熱効率、重量、大きさ、コストなどの点で優れて
いる板状ヒータの定着方式が実用化されている。

【０００７】この板状ヒータＨは、たとえば図１０およ
び図１１に示すような構造をしている。図において１は
酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）などのセラミックスか
らなる表面が平面状をなす長尺の耐熱・電気絶縁性の基
板で、この基板１の表面上に、銀・パラジウム（Ａｇ・
Ｐｄ）合金粉末などとガラスフリット（無機結着剤）、
水溶性有機結着剤とを混合したペーストを印刷塗布・焼
成して細長い帯状厚膜の抵抗発熱膜２が形成してある。

【０００８】また、３，３は基板１の両端部に形成した
給電用の膜状電極（端子部）で、上記抵抗発熱膜２の形
成材料より良導体の銀（Ａｇ）やプラチナ（Ｐｔ）など
からなる厚膜を、抵抗発熱膜２の長手方向の端部表面上
から基板１端部の表面上にかけて形成してある。さら
に、４は抵抗発熱膜２の表面を被覆しているガラス質の
オーバーコート層である。

【０００９】そして、定着装置においてこの板状ヒータ
Ｈは、表面が耐熱性弾性材料で形成した加圧ローラと長
手方向が平行して配設され、このローラはヒータＨのオ
ーバーコート層４にフィルムを介して強く弾接しながら
回転するようになっている。そして、複写用紙がヒータ
Ｈと加圧ローラとの間に供給されると、加圧ローラの回
転により、複写用紙がヒータＨのオーバーコート層４表
面を滑りながら搬送され、この間にヒータＨの熱によっ
て複写用紙上のトナーが加熱溶融し定着されるようにな
っている。

【００１０】このような板状ヒータＨを装着した定着装
置は、ヒータＨの始動（昇温）性がよいとともにほぼ直
接にトナーを加熱できるので熱効率も高く省電力化がは
かれ、また、定着装置を小形化できるという利点があ
る。

【００１１】近時、この種板状ヒータＨにおいてさらに
始動（昇温）性を高めるため、基板１を酸化アルミニウ
ム（Ａｌ₂Ｏ₃ ）などより熱伝導性が高い材質の窒化ア
ルミニウム（ＡｌＮ）などの窒化物系セラミックスから
構成することがすすめられている。

【００１２】しかし、基板１を窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）などを用いて、その表面上に銀・パラジウム（Ａｇ
・Ｐｄ）などを混合したペーストを印刷塗布・焼成して
細長い帯状厚膜の抵抗発熱膜２を形成し、この抵抗発熱
膜２の端部表面上に端子部となる銀（Ａｇ）やプラチナ
（Ｐｔ）などからなる厚膜の給電用膜状電極３を形成す
ると、この給電用膜状電極３とコネククタとの重層部３
２に生ずる気泡が抜けず、また、給電用膜状電極はコネ
ククタの摺接に耐えうるようにガラス成分が多いことも
ありこの重層部３２が盛り上がったりもしく被膜が剥れ
る。

【００１３】この重層部３２の盛り上がりは、ガラス質
のオーバーコート層４の表面に影響を与え発生する凹凸
で定着むらが起きる。また、この凹凸の程度がひどいと
抵抗発熱膜２が基板１から完全に剥れて離れて電気的に
導通不良になることがある。

【００１４】この気泡発生の要因としては、窒化物を大
気雰囲気中で焼成しているため、基板１から出る窒素や
炭酸ガスなどが基板１表面に形成した被膜を抜けきらな
いために発生すると推考される。

【００１５】また、抵抗発熱膜２の端部の表面上に銀
（Ａｇ）やプラチナ（Ｐｔ）などからなる厚膜を重層し
焼成して給電用膜状電極３を形成するが、この加熱の
際、先に形成してある抵抗発熱膜２も軟化溶融して抵抗
発熱膜２中のガスが表面に浮上し、一部は放散されるが
一部は上層の給電用膜状電極３との間に残ってしい、こ
れら膜中や膜間に残存し気泡となり表面に盛り上がるな
どして凹凸の発生や剥離を起したりすると考えられる。

【００１６】なお、基板１の両端部に給電用の膜状電極
を形成した後、この膜状電極の端部表面から基板１の長
手方向に向け細長い帯状の抵抗発熱膜２を形成したヒー
タもあり、上述したものより凹凸や剥離が発生しにくい
が皆無ではなく、工程設計上の制限事項にもなってい
た。

【００１７】そこで、本発明者等は熱伝導性に優れてい
る窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの窒化物系セラミッ
クスで基板を構成した板状ヒータについて種々究明し、
この基板を用い所定温度に達するまでの時間を短縮すべ
く種々究明した。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
除去し、窒化物系セラミックス製の基板を用いても抵抗
発熱膜や給電用膜状電極の表面に凹凸や剥離の発生の少
ない、しかも昇温性を向上できる板状ヒータおよびこの
板状ヒータを用いた定着装置ならびにこの定着装置を装
着した画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の板状ヒータは、窒化物系セラミックス材料からなる長
尺の基板と、この基板の表面に長手方向に沿い形成した
帯状の抵抗発熱膜と、この抵抗発熱膜の長手方向の端部
に隣接して上記基板の表面に形成した給電用膜状電極
と、上記抵抗発熱膜および給電用膜状電極を短絡するよ
う隣接部に形成した接続用導電膜とを備えていることを
特徴とする。

【００２０】この板状ヒータは、基板を酸化アルミニウ
ム（Ａｌ₂Ｏ₃）などの酸化物に代えて熱伝導性のよい
窒化物系セラミックスを用いているので、ヒータが所定
温度に達するまでのヒートアップ（昇温）時間を短縮で
きる。

【００２１】また、抵抗発熱膜と給電用膜状電極とを重
層して形成していないので、膜の内部に気泡の溜ること
がなく、あっても僅かでヒータの表面に凹凸がなく平滑
になる。

【００２２】なお、抵抗発熱膜としては、銀・パラジウ
ム（Ａｇ・Ｐｄ）合金、銀（Ａｇ）、銀・プラチナ（Ａ
ｇ・Ｐｔ）合金やニッケル・スズ（Ｎｉ・Ｓｎ）合金な
どを主体とした材料から形成できる。

【００２３】また、給電用膜状電極としては、銀（Ａ
ｇ）、銀・プラチナ（Ａｇ・Ｐｔ）合金、金（Ａｕ）や
プラチナ（Ｐｔ）などを主体とした良導電性金属材料か
ら形成できる。

【００２４】また、接続用導電膜としては、銀（Ａ
ｇ）、プラチナ（Ｐｔ）や金（Ａｕ）などの高導電性金
属材料と導電性の低下を考慮した少量の高軟化点ガラス
を含有する導電性ペーストから形成できる。

【００２５】また、本発明の板状ヒータは、給電用膜状
電極部分を除く、基板を含む抵抗発熱膜および接続用導
電膜を覆いガラス質のオーバーコート層が形成してあっ
てもよい。このガラス質のオーバーコート層がヒータの
表面を覆うことにより、平滑な表面状態が得られるとと
もに抵抗発熱膜を外部からの衝撃や雰囲気から保護でき
る。

【００２６】このオーバーコート層は、酸化鉛（Ｐｂ
Ｏ）、酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）、酸化ケイ素（Ｓｉ
Ｏ₂）系などの材料から形成できる。

【００２７】また、本発明の板状ヒータは、基板の抵抗
発熱膜を形成した面の反対面側に、温度検知用センサを
設けてもよい。

【００２８】基板にサーミスタ、熱電対やサーモスタッ
トなどの温度検知用のセンサを設ければ、ヒータの温度
を正確に受熱してその抵抗値変化を精度よく検出し、こ
れを温度制御回路にフィードバックさせることができ適
正な温度制御が行えるほか、ヒータの過熱による発火な
どの不慮の事故を未然に防止できる。

【００２９】また、この温度検知用センサの設置は基板
に配線導体とともにサーミスタを直接に形成しても、別
体のサーミスタを取着するようにしてもよく、また、セ
ンサに電気的に接続する配線導体を給電用膜状電極と同
様に被膜により形成しても、別途電線により接続するよ
うにしてもよい。

【００３０】本発明の請求項２に記載の板状ヒータは、
接続用導電膜の単位面積当りの抵抗値が、抵抗発熱膜の
単位面積当りの抵抗値より低いことを特徴とする。

【００３１】接続用導電膜として上記に記載の材料を用
い形成すれば、この接続用導電膜部位においての発熱が
なく、抵抗発熱膜への給電を損失なく効率よく行える。

【００３２】本発明の請求項３に記載の定着装置は、加
圧ローラと、この加圧ローラに発熱部が対向して配設さ
れた上記請求項１または請求項２に記載の板状ヒータと
を具備していることを特徴とする。

【００３３】上記請求項１または請求項２に記載の作用
を奏する板状ヒータを備えているので、始動（昇温）が
速いとともに細長の抵抗発熱部において温度分布の不均
衡を生じることがなく、トナー定着の迅速化がはかれ
る。

【００３４】なお、この定着装置において、板状ヒータ
と被加熱体との間に熱線の透過を妨げない保護体を介在
させてもよく、複写機などでは被加熱体である複写用紙
の搬送をするためのフィルムなどが設けてあってもよ
い。

【００３５】本発明の請求項４に記載の画像形成装置
は、媒体に形成された静電潜像にトナーを付着させ、こ
のトナーを複写用紙に転写して所定の画像を形成する手
段と、加圧ローラにより画像を形成した複写用紙を板状
ヒータに圧接しながら通過させることによってトナーを
定着するようにした上記請求項３に記載の定着装置とを
具備していることを特徴とする。

【００３６】上記請求項３に記載の作用を奏する定着装
置を備えた複写機やプリンタなどで、作業の迅速化がは
かれる。

【００３７】なお、本発明でいう複写用紙とは、原稿や
現物などが複写される紙やフィルムなどを総称したもの
である。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる板状ヒータ
の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は板状ヒ
ータＨ１の中間部を切欠して示す平面図、図２は図１の
板状ヒータＨ１の左方端部を長手方向に沿って切断した
部分を示す、要部の拡大縦断面図である。（なお、各図
面中に示す基板に対する抵抗発熱膜、給電用膜状電極、
接続用導電膜やコート層などの各被膜、層の厚さは誇張
して厚く示してあり、寸法として比例しているものでは
ない。）図中１は耐熱・電気絶縁性材料の細長の基板で、長さ約
３００ｍｍ（２８０〜３２０ｍｍ）、幅約６ｍｍ（５〜
１０ｍｍ）、厚さ約０．７ｍｍ（０．５〜１．０ｍｍ）
の窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ
_４）などの窒化物系セラミックス材料から形成されてい
る。

【００３９】また、２はこの基板１の上側表面に長手方
向に沿い形成した帯状の抵抗発熱膜で、長さ約２８０ｍ
ｍ、幅約２ｍｍ、厚さ約１０μｍの銀・パラジウム（Ａ
ｇ・Ｐｄ）合金やニッケル・スズ（Ｎｉ・Ｓｎ）合金な
どを主体とするものからなる。

【００４０】また、３，３は基板１両端部付近１１，１
１の上側表面に上記抵抗発熱膜２の端部と隣接して（そ
の両端面は接触していても構わない。）形成した幅広な
給電用の膜状電極で、その長さは約６ｍｍ（幅狭部を含
む）、幅約５ｍｍ（一端側は幅約２ｍｍ）の銀（Ａ
ｇ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀・白金（Ａｇ・Ｐ
ｔ）合金や銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）合金などを主
体材料とする良導電性の被膜である。（なお、この給電
用膜状電極３は、膜厚を厚くし抵抗値が低くなるよう形
成してもよい。）また、４は上記抵抗発熱膜２端部と上記給電用膜状電極
３との隣接部２３の表面上に形成した接続用の導電膜
で、単位面積当りの電気抵抗値が上記抵抗発熱膜２より
低く、かつ、上記給電用膜状電極３と同じか低い、銀
（Ａｇ）白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀・白金（Ａｇ・
Ｐｔ）合金や銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）合金などを
主体とする材料から形成されている。

【００４１】さらに、５はガラス質のオーバーコート層
で、上記抵抗発熱膜２から上記接続用導電膜４を含む給
電用膜状電極３の一部および基板１の長手方向に沿う両
側端部の表面上に形成してある。すなわち、上記給電用
膜状電極３の一部を除くほぼ全面を覆うように、層厚さ
が２０〜１００μｍのガラス質のオーバーコート層が形
成してある。

【００４２】つぎに、この板状ヒータＨ１の製造につい
て説明する。まず、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からな
る細長の基板１の表面に抵抗発熱膜２を形成する。この
抵抗発熱膜２の形成はたとえば銀・パラジウム（Ａｇ・
Ｐｄ）合金の粉末とガラスフリット（無機結着剤）、有
機接着剤などを混練して導電ペーストを用意する。

【００４３】そして、この導電ペーストを基板１の表面
に長手方向に沿って帯状に厚膜印刷して塗布し、乾燥し
た後、約８５０℃で約１０分間焼成することにより行
う。この焼成により、ペースト中に含まれていた無機結
着剤が溶融し、銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）とガラス
成分を基板１面に固着させて抵抗発熱膜２を形成する。

【００４４】ついで、この抵抗発熱膜２の端部と隣接し
た基板の１両端部の表面に、抵抗発熱膜２よりも単位面
積当りの電気抵抗値が小さい材料たとえば銀・プラチナ
（Ａｇ・Ｐｔ）合金を導電成分とした導電ペーストを厚
膜印刷して塗布し、乾燥した後、約８５０℃で約１０分
間焼成することにより給電用膜状電極３，３を形成す
る。

【００４５】この後、抵抗発熱膜２と給電用膜状電極３
との隣接部２３上に通電時に電気的容量が保てる範囲に
亘り、単位面積当りの電気抵抗値が抵抗発熱膜２よりも
低く、かつ、給電用膜状電極３と同等か低い材料で両者
を電気的に接続する導電膜４，４を形成する。

【００４６】この導電膜４の形成材料は、たとえば銀
（Ａｇ）、プラチナ（Ｐｔ）、金（Ａｕ）やこれらとの
合金粉末と、抵抗発熱膜２および給電用膜状電極３が含
有するガラス成分より高い軟化点で、かつ、含有率を低
くしたガラス成分とを混練した導電ペーストを用いる。
そして、この導電ペーストを隣接部２３付近上に厚膜印
刷して塗布し、乾燥した後、約８５０℃で約１０分間焼
成することにより導電膜４を形成する。

【００４７】そして、最後にオーバーコート層５を形成
する。これは、たとえば酸化鉛（ＰｂＯ）を主成分とし
たＰｂＯ（５５〜８５Ｗｔ％）−Ｂ₂Ｏ₃（５〜１５Ｗ
ｔ％）−ＳｉＯ₂（１０〜３０Ｗｔ％）系ガラスの粉末
と、ニトロセルロース（有機結着剤）とともに有機溶剤
で混練りしてなるガラスペーストを上記抵抗発熱膜２か
ら上記接続用導電膜４を含む給電用膜状電極３の一部お
よび基板１の長手方向に沿う両側端部の表面部分に隙間
なく連続して塗膜を形成する。

【００４８】そして、この塗布膜を乾燥した後、約８５
０℃で約１０分間焼成して、厚さ１５μｍ〜１００μｍ
のガラス質のオーバーコート層５としてある。

【００４９】このガラスは融点が約６００℃で上記の抵
抗発熱膜２を構成するペースト状塗料の焼成温度よりも
低く、焼成温度を上げていくと上表面部に形成したガラ
スペーストは溶融して、抵抗発熱膜２および隣接部２３
を流れ基板１の両側端部にも達し、抵抗発熱膜２および
隣接部２３のガラスの表面部が平坦で凹凸のない状態に
達したら加熱を止め、冷却することにより表面が平滑な
ガラス質のオーバーコート層５が形成される。

【００５０】なお、このオーバーコート層５は、給電用
膜状電極３表面を除く、図２の左方に示すように基板１
端部１１，１１の給電用膜状電極３の周囲にもこの膜状
電極３とほぼ同じ膜厚のガラス質からなるコート層５１
を形成しておいてもよい。

【００５１】このような構成の板状ヒータＨ１は、両側
の給電用膜状電極３，３に通電すると、この電極３，３
の幅狭部から隣接部２３の接続用導電膜４を介し抵抗発
熱膜２に電流が流れ、高抵抗の抵抗発熱膜２が発熱す
る。

【００５２】そして、この板状ヒータＨ１は、基板１を
酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）に代えて熱伝導性のよ
い窒化物系セラミックスを用いているので、ヒータＨ１
が所定温度に達するまでのヒートアップ（昇温）時間を
短縮できる。

【００５３】また、抵抗発熱膜２と給電用膜状電極３と
を重層して形成していないので、膜の内部に気泡の発生
がなくあっても僅かでヒータＨ１の表面に凹凸がなく平
滑にできるとともに被膜に剥がれを発生するなどのこと
もない。

【００５４】また、図３および図４は本発明の他の実施
の形態を示し、図３は板状ヒータＨ２の要部である左方
側端部を長手方向に沿って切断した部分の要部の拡大縦
断面図、図４は板状ヒータＨ３の中間部を切欠して示す
平面図であって、図中、上述した図１および図２と同一
部分については同一の符号を付してその説明は省略す
る。

【００５５】上記実施の形態に示す板状ヒータＨ１で
は、抵抗発熱膜２と給電用膜状電極３との端面を隙間が
ない程度に接近して形成したが、この図３に示す板状ヒ
ータＨ２は、抵抗発熱膜２と給電用膜状電極３との隣接
部２３には完全な隙間３２が形成してあり、この隣接部
２３を埋めるとともに抵抗発熱膜２と給電用膜状電極３
との端部表面部分に亘り接続用の導電膜４が形成してあ
る。

【００５６】この図３に示す板状ヒータＨ２の場合も、
抵抗発熱膜２と給電用膜状電極３とが重層して形成され
ていないので、重層部に気泡による盛り上がりや被膜の
剥がれの発生が無い、上記実施の形態と同様な作用効果
を奏することができる。

【００５７】また、図４に示す板状ヒータＨ３は、基板
１の表面にＵ字状に発熱抵抗膜２を形成し、この発熱抵
抗膜２の端部に隣接した基板１の一方の端部１１側に一
対の給電用膜状電極３，３を設け、発熱抵抗膜２の各端
部と給電用膜状電極３，３とを接続するよう導電膜４，
４が形成してある。

【００５８】この図４に示す板状ヒータＨ３の場合も、
上記実施の形態と同様な作用効果を奏することができ
る。

【００５９】なお、上記構成の板状ヒータＨ１〜Ｈ３に
おいて、ヒータＨ１〜Ｈ３の発熱温度管理を行う温度検
出用のセンサを基板１の発熱抵抗膜２を形成した反対
面、すなわち基板１の裏面側に設けてもよい。

【００６０】たとえば図１ないし図４のヒータＨ１〜Ｈ
３において、図５に示すように基板１の発熱抵抗膜２を
形成した反対面、すなわち裏面側に温度検知用のセンサ
たとえばサーミスタ６を設ける。

【００６１】図５はたとえば図１に示すヒータＨ１の底
面図で、この底面側には膜状電極３，３と同材料で形成
した二条の配線導体６１，６１が設けてあり、この配線
導体６１，６１の先端部間においてサーミスタ６が取付
けられている。また、基板１の端部付近に配線導体６
１，６１の端子部６２，６２が形成してある。

【００６２】上記サーミスタ７は電気抵抗の温度係数が
負の大きな値を有するＮＴＣ素子で、温度上昇したとき
に抵抗値が小さくなる特性をもつセンサである。

【００６３】このサーミスタ６の構造および取着につい
て説明すると、サーミスタ６は酸化アルミニウム（Ａｌ
₂Ｏ₃）などからなるセラミックス製の平板状の基体
と、この基体中央部の突出した上面に形成されたマンガ
ン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）など
の酸化物（ＭｎＯ₂、Ｃｏ₃Ｏ₄、ＮｉＯ）の混合物か
らなる薄膜の感熱部と、この感熱部両側に感熱部と連接
して形成されたプラチナ（Ｐｔ）層からなる電極部とで
構成されている。

【００６４】そして、このサーミスタ６の取着は感熱部
が基板１の裏面に接触ないしは近接するようにして、電
極部が配線導体６１，６１にそれぞれ銀・パラジウム合
金粉末などをガラス（無機結着剤）や水溶性有機結着剤
と混合した導電性接着剤を介して接合されている。

【００６５】このようなヒータＨ１は、図６に示すよう
な回路構成でもって通電される。すなわち、温度制御回
路Ｔを介し給電用膜状電極３，３に通電すると導電膜
４，４を経て抵抗発熱膜２に電流が流れ抵抗発熱膜２が
発熱する。また、このときサーミスタ６にも信号電流が
流れている。

【００６６】そして、この抵抗発熱膜２の発熱により基
板１も熱伝導を受け温度上昇し、この熱は基板１の裏面
に取着してあるサーミスタ６中央部の感熱部に伝わり、
感熱部の抵抗値を変化させる。この感熱部の抵抗値の変
化を配線導体６１，６１を介し端子部６２，６２から出
力させ、これを温度制御回路Ｔに入力して適性な温度範
囲にあるか否かを判定して、抵抗発熱膜２に加える電力
をたとえば位相制御することによって調整し調温させ
る。なお、この調温は電力を位相制御することに限ら
ず、電圧や電流を制御して所定の温度範囲に調整するよ
うにしてもよい。

【００６７】このような構成とすれば、サーミスタ６は
ヒータＨ１の裏面の温度を正確に受熱してその抵抗値変
化を精度よく検出し、これを温度制御回路Ｔにフィード
バックさせることができ適正な温度制御が行えるほか、
ヒータＨ１の過熱による発火などの不慮の事故を未然に
防げる効果がある。

【００６８】また、図７および図８は上記板状ヒータＨ
１（やＨ２）を組込んだ定着装置７の一例を示す。この
定着装置７は複写機用のもので、図７はその横断面図、
図８は図７中の矢視ａ−ａ線に沿った切断面の拡大縦断
面図で、図中ヒータＨ１部分は上記実施の形態と同じで
あるのでその説明は省略する。

【００６９】図において、７１は加圧ローラで、両端面
に駆動部（図示しない。）に軸支された回転軸７２を突
設し、この回転軸７２の外周に形成した円筒形ローラ本
体７３の表面に耐熱性弾性材料たとえばシリコーンゴム
層７４が嵌合してある。

【００７０】また、８１は上記加圧ローラ７１の回転軸
７２と対向して配設されたヒータ支持体で、この支持体
８１の凹部８２内に板状ヒータＨ１が加圧ローラ７１と
並置した状態で取着固定されている。また、ヒータＨ１
を含む支持体８１の周囲にはポリイミド樹脂などの耐熱
性のシートからなるエンドレスのロール状をした定着フ
ィルム８２が循環自在に巻装されている。

【００７１】そして、ヒータＨ１の上側に形成したガラ
ス質のオーバーコート層５の円滑な表面は、この定着フ
ィルム８２を介し上記加圧ローラ７１のシリコーンゴム
層７４と弾接している。また、図中Ｐは被加熱体をなす
複写用紙や複写用フィルムなどの記録媒体、ここでは複
写用紙で、この複写用紙Ｐ上のＴ１は印刷された未定着
トナー像、Ｔ２は定着済みトナー像を示す。

【００７２】上記構成の定着装置７は、後述するように
画像形成装置９の一部として用いられ、複写用紙Ｐなど
被複写体に転写された未定着トナー像Ｔ１を定着する。

【００７３】この定着装置７において板状ヒータＨ１
は、端子部３，３に接触した燐青銅板を折り曲げるなど
して弾性を付与したコネクタ８３，８３を通じ通電さ
れ、抵抗発熱膜２が所定温度で発熱した状態で、加圧ロ
ーラ７１が駆動部により回転して、これに縦動して圧接
されている定着フィルム８２も板状ヒータＨ１を覆うオ
ーバーコート層５表面に摺接しながらヒータ支持体８１
の周りを循環する。

【００７４】そして、未定着トナー像Ｔ１を転写した複
写用紙Ｐが定着装置７に搬送されてくると、複写用紙Ｐ
は上下面が加圧ローラ７１のシリコーンゴム層７４と定
着フィルム８２面との両者が回転している間で、上下面
から挟圧した状態で図中矢印方向へ繰り出すよう通過さ
せられる。その際に、複写用紙Ｐは上記の加圧と抵抗発
熱膜２の加熱とにより、未定着トナー像Ｔ１が焼付けら
れ、複写用紙Ｐにトナー像Ｔ２を定着形成させることが
できる。

【００７５】つまり、加圧ローラ７１の用紙入力側で
は、複写用紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔ１がまず定着フィ
ルム８２を介してヒータＨ１により加熱溶融され、少な
くともその表面部は融点を大きく上回り完全に軟化溶融
する。しかる後、加圧ローラ７１の用紙排出側では、複
写用紙ＰがヒータＨ１から離れ、トナー像Ｔ２は自然放
熱して再び冷却固化し、定着フィルム８２も複写用紙Ｐ
から離反される。

【００７６】このとき、上記板状ヒータＨ１の抵抗発熱
膜２を覆って最上層に形成したガラス質のオーバーコー
ト層５の平滑な表面は、定着フィルム８２に摺接してい
るので、定着フィルム８２が円滑に回動して、加圧ロー
ラ７１との間で複写用紙Ｐが定着フィルム８２とともに
円滑に搬送され、トナーの滲みの少ない良好な定着が行
える。

【００７７】したがって、上記板状ヒータＨ１（やＨ
２）を用いた定着装置７は、ヒータＨ１（やＨ２）のヒ
ートアップ（昇温）が速く、始動や作業時間を従来より
短時間のうちに行える。

【００７８】また、この定着装置７において、上記板状
ヒータＨ１の基板１端部１１の給電用膜状電極３の周囲
に、図２中に示すように膜状電極３の膜厚とほぼ同じ膜
厚さのガラス質からなるコート層５１を形成しておく
と、この板状ヒータＨ１を定着装置７の支持体８１の凹
部８２内に装着し、弾性を付与したコネクタ８３，８３
と当接させる際に、コネクタ８３，８３の折り曲げられ
た角部が、まず、コート層５１の表面を摺動しながらす
すみ給電用膜状電極３の表面上に達するので、コネクタ
８３の角部が給電用膜状電極３の端縁角部を削り傷める
ことがない。

【００７９】すなわち、コネクタ８３は、まず、硬いガ
ラス質のコート層５１に当ってから横滑りでほぼ同じ高
さの膜状電極３の表面上に達するので、この膜状電極３
の損傷を防ぐことができる。なお、このガラス質のコー
ト層５１を基板１端部１１の抵抗発熱膜２形成側以外の
端面（短辺）側と両側面（長辺）側の３側に形成してお
けば、延在方向が異なる種々のコネクタ８３の摺動に対
応できる。

【００８０】つぎに、本発明に関わる上記の板状ヒータ
Ｈ１および定着装置７を実装した画像形成装置として図
９に示す複写機９を参照して説明する。図９はこの定着
装置７を装着した画像形成装置たとえば複写機９の概略
構成を示す縦断面図で、図中、定着装置７部分は上記実
施の形態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。

【００８１】図９において９０は複写機９の筐体、９１
は筐体９０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Ｐ１を
走査する。

【００８２】筐体９０内の上方には光照射用のランプと
反射鏡とからなる照明装置９Ｌが設けられていて、この
照明装置９Ｌにより照射された原稿Ｐ１からの反射光線
が短焦点小径結像素子アレイ９Ａによって感光ドラム９
Ｄ上にスリット露光される。なお、この感光ドラム９Ｄ
は矢印方向に回転する。

【００８３】また、９２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９Ｄ上に一様に帯電を行う。この帯電器９２により帯
電されたドラム９Ｄには、結像素子アレイ９Ａ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９３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。

【００８４】一方、カセット９Ｃ内に収納されている複
写用紙Ｐは、給送ローラ９４と感光ドラム９Ｄ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９５によって、ドラム９Ｄ上に
送り込まれる。そして、転写放電器９６によって感光ド
ラム９Ｄ上に形成されているトナー像は複写用紙Ｐ上に
転写される。

【００８５】この後、ドラム９Ｄ上から離れた用紙Ｐ
は、搬送ガイド９７によって定着装置８に導かれ加熱定
着処理された後にトレイ９８内に排出される。なお、ト
ナー像を転写後、ドラム９Ｄ上の残留トナーはクリーナ
９９によって除去される。

【００８６】上記定着装置８は複写用紙Ｐの移動方向と
直交する方向に、この複写機９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）より長い発熱抵抗体３を延在させて板状ヒー
タＨ１を配置しているとともにこのヒータＨ１の延在方
向に軽く弾接するよう発熱抵抗体３と相対して送り用の
加圧ローラ７１が設けられている。

【００８７】そして、ヒータＨ１と加圧ローラ７１との
間を送られる用紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔ１は、抵抗発
熱膜２からの熱を受け溶融して用紙Ｐ面上に文字、英数
字、記号、図面などの複写像を現出させる。

【００８８】このような、複写機９は上記定着装置７に
記載したと同様な作用効果、すなわち、複写機などにお
いては複写処理能力（複写枚数／時間）の向上（スピー
ドアップ）をはかることができる。

【００８９】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ない。たとえば上記実施の形態では、板状ヒータを複写
機の定着用に用いたが、プリンタやファクシミリなどの
他のＯＡ機器の定着用にも適用できる。また、ＯＡ機器
に限らず、家庭用の電気製品、業務用や実験用の精密機
器や化学反応用の機器などにおいて加熱用に装着して使
用できる。

【００９０】また、抵抗発熱膜、給電用膜状電極や接続
用導電膜を形成する材料および塗布膜の焼成温度や焼成
時間は実施の形態の記載に限らず、板状ヒータの仕様や
使用条件などに応じて適宜選ぶことができる。

【００９１】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、抵抗発
熱膜や膜状電極の内部や層間に気泡がなくヒータの表面
が平滑になるとともに気泡による被膜の剥がれがない。
また、基板を熱伝導性のよい窒化物系セラミックスとし
ているので、所定温度に達するまでのヒートアップ（昇
温）時間を短縮できるなど、品質の向上した板状ヒータ
を提供できる利点を有する。

【００９２】請求項２に記載の発明によれば、接続用導
電膜部位においての発熱がなく、抵抗発熱膜への給電を
損失なく効率よく行うことができる。

【００９３】請求項３に記載の発明によれば、ヒータの
ヒートアップ（昇温）が速く、始動や作業時間を従来よ
り短時間のうちに行える定着装置を提供することができ
る。

【００９４】請求項４に記載の発明によれば、上記請求
項５に記載したと同様な作用効果、すなわち複写処理能
力（複写枚数／時間）の向上（スピードアップ）した複
写機やファクシミリなどの画像形成装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す板状ヒータの中間部
を切欠した平面図である。

【図２】図１の板状ヒータの左方端部を長手方向に沿っ
て切断した部分を示す要部の拡大縦断面図である。

【図３】本発明の他の実施の形態を示す板状ヒータの、
左方側端部を長手方向に沿って切断した部分の要部の拡
大縦断面図である。

【図４】本発明の他の実施の形態を示す板状ヒータの中
間部を切欠した平面図である。

【図５】図１に示すヒータの底面図である。

【図６】本発明に係わる板状ヒータの通電回路を示す説
明図である。

【図７】本発明の実施の形態を示す定着装置の横断面図
である。

【図８】図７中の矢視ａ−ａ線に沿った切断面の拡大縦
断面図である。

【図９】本発明の実施の形態を示す画像形成装置である
複写機の概略構成を示す縦断面図である。

【図１０】従来の板状ヒータの中間部を切欠した平面図
である。

【図１１】図１０中の矢視ｂ−ｂ線に沿って切断した部
分の拡大横断面図である。

【符号の説明】

Ｈ１，Ｈ２：板状ヒータ１：基板２：抵抗発熱膜３：給電用膜状電極４：接続用導電膜５：ガラス質オーバーコート層６：温度検知センサ（サーミスタ）７：定着装置７１：加圧ローラ９：画像形成装置（複写機）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福島正徳東京都港区新橋３丁目３番９号東芝エー・ブイ・イー株式会社内Ｆターム(参考） 2H033 AA30 BA30 BB30 BE03 CA23 CA27 3K034 AA02 AA04 AA10 AA16 AA34 BB06 BB14 BC12 CA02 CA03 CA14 CA22 DA05 HA01 HA10 JA10 3K058 AA02 BA18 CA23 CA61 CE19 DA04 GA06 3K092 PP18 QA05 QB02 QB64 QC02 RF03 RF11 RF17 UA05 UA06 VV16 VV40

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】窒化物系セラミックス材料からなる長尺
の基板と；この基板の表面に長手方向に沿い形成した帯
状の抵抗発熱膜と；この抵抗発熱膜の長手方向の端部に
隣接して上記基板の表面に形成した給電用膜状電極と；
上記抵抗発熱膜および給電用膜状電極を短絡するよう隣
接部に形成した接続用導電膜と；を備えていることを特
徴とする板状ヒータ。
【請求項２】接続用導電膜の単位面積当りの抵抗値
が、抵抗発熱膜の単位面積当りの抵抗値より低いことを
特徴とする上記請求項１に記載の板状ヒータ。
【請求項３】加圧ローラと；この加圧ローラに発熱部
が対向して配設された上記請求項１または請求項２のい
ずれか一に記載の板状ヒータと；を具備していることを
特徴とする定着装置。
【請求項４】媒体に形成された静電潜像にトナーを付
着させ、このトナーを被複写体に転写して所定の画像を
形成する手段と；加圧ローラにより画像を形成した被複
写体を板状ヒータに圧接しながら通過させることによっ
てトナーを定着するようにした上記請求項３に記載の定
着装置と；を具備していることを特徴とする画像形成装
置。