JP2002031972A - トナー定着器用セラミックスヒータ及びその製造方法 - Google Patents
トナー定着器用セラミックスヒータ及びその製造方法Info
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- G03G2215/20—Details of the fixing device or porcess
- G03G2215/2003—Structural features of the fixing device
- G03G2215/2016—Heating belt
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- G03G2215/2016—Heating belt
- G03G2215/2035—Heating belt the fixing nip having a stationary belt support member opposing a pressure member
Abstract
(57)【要約】
【課題】 セラミックスヒータと耐熱性フィルムを用い
る定着方式において、耐熱性フィルムの変形量を小さく
し、回転時にかかる負荷を低減して破損を防止すること
ができ、２４ｐｐｍを越える高速の定着速度が可能なセ
ラミックスヒータを提供する。 【解決手段】 加熱ローラに取り付けるセラミックスヒ
ータのセラミックス基材１１が窒化アルミニウム又は窒
化珪素からなり、発熱体１２及び通電電極が銀又は銀合
金によって形成され、セラミックスヒータの耐熱性フィ
ルムと接触する面（定着面）の少なくとも一部が、転写
材の送り方向に直角な方向から見て曲面状をなしてい
る。
る定着方式において、耐熱性フィルムの変形量を小さく
し、回転時にかかる負荷を低減して破損を防止すること
ができ、２４ｐｐｍを越える高速の定着速度が可能なセ
ラミックスヒータを提供する。 【解決手段】 加熱ローラに取り付けるセラミックスヒ
ータのセラミックス基材１１が窒化アルミニウム又は窒
化珪素からなり、発熱体１２及び通電電極が銀又は銀合
金によって形成され、セラミックスヒータの耐熱性フィ
ルムと接触する面（定着面）の少なくとも一部が、転写
材の送り方向に直角な方向から見て曲面状をなしてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加熱ローラ上のセ
ラミックスヒータに、エンドレスの耐熱性フィルムを加
圧ローラで圧接させて走行させ、加圧ローラと耐熱性フ
ィルムの間に送り込まれた転写材上のトナー画像を定着
する加熱方式のトナー定着器に関するものであり、特に
加熱ローラ上に配置されるトナー定着器用セラミックス
ヒータに関する。
ラミックスヒータに、エンドレスの耐熱性フィルムを加
圧ローラで圧接させて走行させ、加圧ローラと耐熱性フ
ィルムの間に送り込まれた転写材上のトナー画像を定着
する加熱方式のトナー定着器に関するものであり、特に
加熱ローラ上に配置されるトナー定着器用セラミックス
ヒータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ファクシミリや複写機、プリンタ
ー等の画像形成装置に用いられるトナー定着器では、感
光ドラム上に形成したトナー画像を転写材である紙など
の上に転写した後、加熱と同時に加圧して紙面上に定着
させている。
ー等の画像形成装置に用いられるトナー定着器では、感
光ドラム上に形成したトナー画像を転写材である紙など
の上に転写した後、加熱と同時に加圧して紙面上に定着
させている。
【０００３】このトナー定着器は加熱ローラと樹脂製の
加圧ローラから成るものであり、このようなトナー定着
器の方式の一つとして、例えば円筒状の金属製ロール中
にハロゲンランプなどの熱源を設置した加熱ローラを使
用し、熱源の熱で金属製ロール表面部を加熱し、トナー
を定着する方式のものがある。
加圧ローラから成るものであり、このようなトナー定着
器の方式の一つとして、例えば円筒状の金属製ロール中
にハロゲンランプなどの熱源を設置した加熱ローラを使
用し、熱源の熱で金属製ロール表面部を加熱し、トナー
を定着する方式のものがある。
【０００４】近年、この定着方法とは別に、加熱ローラ
上にセラミックスヒータ（以下、単にヒータともいう）
を設けたトナー定着器が提案され、実用化されている。
この方法は、特開平１−２６３６７９号公報、特開平２
−１５７８７８号公報、特開昭６３−３１３１８２号公
報等に示されている。具体的には、樹脂製の支持体に取
り付けたセラミックスヒータを加熱ローラの外周部に長
手方向に沿って配置し、この加熱ローラの外周をエンド
レスの耐熱性フィルムが加圧ローラとほぼ同一の速度で
回転することで紙を搬送し、トナーを紙に定着させるも
のである。尚、この耐熱性フィルムは、耐熱性樹脂又は
金属のいずれか、若しくはそれらを併用された材料で構
成されている。
上にセラミックスヒータ（以下、単にヒータともいう）
を設けたトナー定着器が提案され、実用化されている。
この方法は、特開平１−２６３６７９号公報、特開平２
−１５７８７８号公報、特開昭６３−３１３１８２号公
報等に示されている。具体的には、樹脂製の支持体に取
り付けたセラミックスヒータを加熱ローラの外周部に長
手方向に沿って配置し、この加熱ローラの外周をエンド
レスの耐熱性フィルムが加圧ローラとほぼ同一の速度で
回転することで紙を搬送し、トナーを紙に定着させるも
のである。尚、この耐熱性フィルムは、耐熱性樹脂又は
金属のいずれか、若しくはそれらを併用された材料で構
成されている。
【０００５】この後者のセラミックスヒータと耐熱性フ
ィルムを用いたトナー定着器による定着方法は、発熱体
の熱容量が金属製のロールによる前者の方式に比較して
非常に小さいために、消費電力を低減でき、また熱源投
入後の発熱体の予熱が不要なため、いわゆるクイックス
タート性に優れているなどの利点がある。
ィルムを用いたトナー定着器による定着方法は、発熱体
の熱容量が金属製のロールによる前者の方式に比較して
非常に小さいために、消費電力を低減でき、また熱源投
入後の発熱体の予熱が不要なため、いわゆるクイックス
タート性に優れているなどの利点がある。
【０００６】この後者の定着方式を図１に概念的に示
す。図１において、１は加熱ローラ２上に配置されたセ
ラミックスヒータ、３は加熱ローラ２に周接してその外
周を移動するエンドレスの耐熱性フィルム、４は外周に
ゴム等の弾性体の層が形成された加圧ローラであり、耐
熱性フィルムと同期回転する。加熱ローラ２と加圧ロー
ラ４はそれらの両端の固定部に設けたバネ（図示せず）
によって互いに押し付けられ、加圧ローラ４を構成する
弾性体が外周で変形することによって幅Ｗのニップ部５
を形成している。トナー画像６ａが形成された紙等の転
写材６は、それぞれ矢印方向に回転する耐熱性フィルム
３と加圧ローラ４の間に挿入される。ニップ部５におい
て転写材６上のトナー画像６ａは加熱加圧され、画像６
ｂとして定着される。
す。図１において、１は加熱ローラ２上に配置されたセ
ラミックスヒータ、３は加熱ローラ２に周接してその外
周を移動するエンドレスの耐熱性フィルム、４は外周に
ゴム等の弾性体の層が形成された加圧ローラであり、耐
熱性フィルムと同期回転する。加熱ローラ２と加圧ロー
ラ４はそれらの両端の固定部に設けたバネ（図示せず）
によって互いに押し付けられ、加圧ローラ４を構成する
弾性体が外周で変形することによって幅Ｗのニップ部５
を形成している。トナー画像６ａが形成された紙等の転
写材６は、それぞれ矢印方向に回転する耐熱性フィルム
３と加圧ローラ４の間に挿入される。ニップ部５におい
て転写材６上のトナー画像６ａは加熱加圧され、画像６
ｂとして定着される。
【０００７】また、加熱ローラ３に取り付けられるセラ
ミックスヒータ１は、例えば模式的に示すと図２のよう
な構造を有している。図２において、１１はセラミック
ス基材であり、耐熱性フィルム３を介して加圧ローラ４
と接触する側の面（定着面）に、１本又は２本以上の発
熱体１２と、この発熱体１２に通電するための通電電極
１３が設けられている。また、このセラミックス基材１
１は、全体形状が概ね厚みの薄い矩形平板状である。
尚、一般的にはセラミックスヒータ１の定着面側に発熱
体が形成され、その上に保護層としてオーバーコートガ
ラス層が形成されている。このガラス層は、絶縁性の確
保と共に、耐熱性フィルム３との摺接から発熱体１など
を保護する役割を果たしている。
ミックスヒータ１は、例えば模式的に示すと図２のよう
な構造を有している。図２において、１１はセラミック
ス基材であり、耐熱性フィルム３を介して加圧ローラ４
と接触する側の面（定着面）に、１本又は２本以上の発
熱体１２と、この発熱体１２に通電するための通電電極
１３が設けられている。また、このセラミックス基材１
１は、全体形状が概ね厚みの薄い矩形平板状である。
尚、一般的にはセラミックスヒータ１の定着面側に発熱
体が形成され、その上に保護層としてオーバーコートガ
ラス層が形成されている。このガラス層は、絶縁性の確
保と共に、耐熱性フィルム３との摺接から発熱体１など
を保護する役割を果たしている。
【０００８】上記セラミックスヒータ１のセラミックス
基材１１としては、現在アルミナが一般的に使用されて
いる。しかし、この定着方式にも定着速度の高速化が要
求されているが、現在のアルミナ基材を用いたヒータで
は定着速度は６〜１６ｐｐｍ（１０ｐｐｍは１分間にＡ
４用紙を１０枚送り込む速度：１０ｐａｐｅｒｓ ｐｅ
ｒ ｍｉｎｕｔｅの略）であり、更に２４ｐｐｍ以上の
高速処理が要請されている。
基材１１としては、現在アルミナが一般的に使用されて
いる。しかし、この定着方式にも定着速度の高速化が要
求されているが、現在のアルミナ基材を用いたヒータで
は定着速度は６〜１６ｐｐｍ（１０ｐｐｍは１分間にＡ
４用紙を１０枚送り込む速度：１０ｐａｐｅｒｓ ｐｅ
ｒ ｍｉｎｕｔｅの略）であり、更に２４ｐｐｍ以上の
高速処理が要請されている。
【０００９】この定着方式のセラミックスヒータでは、
発熱体の両端又は片端に１００Ｖ又は２００Ｖの電圧が
印可され、数１００Ｗ以上のジュール熱が発生し、これ
によって、約２００℃程度まで約２〜６秒で昇温が行わ
れる。ところが、アルミナ基材を用いたセラミックヒー
タの場合、急速加熱過程において、熱衝撃により割れが
発生するという問題点があった。即ち、定着速度が速く
なると、紙１枚当たりにヒータから熱が伝わる時間は短
くなるが、トナー定着には一定の熱量が必要であるた
め、単位時間当たり一層多量の熱をヒータから転写材に
供給する必要がある。このため、定着速度の増加に伴っ
てヒータに加わる熱衝撃も増大する傾向にあり、ヒータ
が割れる確率も大きくなりつつある。
発熱体の両端又は片端に１００Ｖ又は２００Ｖの電圧が
印可され、数１００Ｗ以上のジュール熱が発生し、これ
によって、約２００℃程度まで約２〜６秒で昇温が行わ
れる。ところが、アルミナ基材を用いたセラミックヒー
タの場合、急速加熱過程において、熱衝撃により割れが
発生するという問題点があった。即ち、定着速度が速く
なると、紙１枚当たりにヒータから熱が伝わる時間は短
くなるが、トナー定着には一定の熱量が必要であるた
め、単位時間当たり一層多量の熱をヒータから転写材に
供給する必要がある。このため、定着速度の増加に伴っ
てヒータに加わる熱衝撃も増大する傾向にあり、ヒータ
が割れる確率も大きくなりつつある。
【００１０】そこで、熱衝撃性に優れた窒化アルミニウ
ムを基材として用いたセラミックスヒータが、特開平９
−８０９４０号公報、及び特開平９−１９７８６１号公
報に開示されている。特開平９−８０９４０号公報によ
れば、窒化アルミニウムがアルミナよりも熱伝導率が高
いことを利用して、ヒータの温度応答性を改善してい
る。また、特開平９−１９７８６１号公報では、窒化ア
ルミニウムの高熱伝導性を利用して、定着性の改善、高
速での印刷の可能性、及び消費電力の低減を図ってい
る。
ムを基材として用いたセラミックスヒータが、特開平９
−８０９４０号公報、及び特開平９−１９７８６１号公
報に開示されている。特開平９−８０９４０号公報によ
れば、窒化アルミニウムがアルミナよりも熱伝導率が高
いことを利用して、ヒータの温度応答性を改善してい
る。また、特開平９−１９７８６１号公報では、窒化ア
ルミニウムの高熱伝導性を利用して、定着性の改善、高
速での印刷の可能性、及び消費電力の低減を図ってい
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、セラミ
ックスヒータの基材として窒化アルミニウムを使用する
ことによって、ヒータの破損を解決することができる。
しかし、定着速度の更なる高速化が進むに伴って、セラ
ミックスヒータを設けた加熱ローラの外周を回転する耐
熱性フィルム(以下、単にフィルムともいう)の耐久性が
低下するという問題が生じている。
ックスヒータの基材として窒化アルミニウムを使用する
ことによって、ヒータの破損を解決することができる。
しかし、定着速度の更なる高速化が進むに伴って、セラ
ミックスヒータを設けた加熱ローラの外周を回転する耐
熱性フィルム(以下、単にフィルムともいう)の耐久性が
低下するという問題が生じている。
【００１２】即ち、従来のセラミックスヒータは全体が
矩形平板状であるから、加熱ローラと接触する平面状の
定着面に対して、エンドレスで側面から見ると円筒状の
耐熱性フィルムが加圧ローラによって密着される。この
とき耐熱性フィルムがニップ部で平面状に変形し、且つ
高速で回転するために、フィルムに多大の負荷がかかっ
て早期に破損することがある。特に、２４ｐｐｍを超え
る定着速度ではこの傾向が顕著になるため、耐熱性フィ
ルムとセラミックスヒータを用いた定着方式の高速化に
対して障害となっていた。
矩形平板状であるから、加熱ローラと接触する平面状の
定着面に対して、エンドレスで側面から見ると円筒状の
耐熱性フィルムが加圧ローラによって密着される。この
とき耐熱性フィルムがニップ部で平面状に変形し、且つ
高速で回転するために、フィルムに多大の負荷がかかっ
て早期に破損することがある。特に、２４ｐｐｍを超え
る定着速度ではこの傾向が顕著になるため、耐熱性フィ
ルムとセラミックスヒータを用いた定着方式の高速化に
対して障害となっていた。
【００１３】このような従来の問題点に鑑み、本発明
は、セラミックスヒータと耐熱性フィルムを用いる定着
方式において、耐熱性フィルムの変形量を小さくし、回
転時にかかる負荷を低減して破損に至るまでのフィルム
の寿命を延ばし、併せて上記したヒータの問題点をも抑
えることができ、２４ｐｐｍを越える高速の定着速度が
可能なセラミックスヒータを提供することを目的とす
る。
は、セラミックスヒータと耐熱性フィルムを用いる定着
方式において、耐熱性フィルムの変形量を小さくし、回
転時にかかる負荷を低減して破損に至るまでのフィルム
の寿命を延ばし、併せて上記したヒータの問題点をも抑
えることができ、２４ｐｐｍを越える高速の定着速度が
可能なセラミックスヒータを提供することを目的とす
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明が提供するセラミックスヒータは、外周部に
長手方向に沿ってセラミックスヒータを設けた加熱ロー
ラと、該加熱ローラに周接して移動するエンドレスの耐
熱性フィルムと、該加熱ローラのセラミックスヒータに
対向する外周部で該耐熱性フィルムを介してニップ部を
形成しつつ該耐熱性フィルムと同期回転する加圧ローラ
とを備え、前記耐熱性フィルムと前記加圧ローラの回転
によって前記ニップ部に転写材を送り込み、該転写材上
のトナー画像を加圧ローラの圧力と加熱ローラ上のセラ
ミックスヒータによる加熱によって定着するトナー定着
器において、該トナー定着器に使用される前記セラミッ
クスヒータであって、そのセラミックス基材上に発熱体
及び通電電極が銀又は銀合金によって形成されると共
に、前記耐熱性フィルムと接触する面の少なくとも一部
が、転写材の送り方向に直角な方向から見て曲面状をな
していることを特徴とする。
め、本発明が提供するセラミックスヒータは、外周部に
長手方向に沿ってセラミックスヒータを設けた加熱ロー
ラと、該加熱ローラに周接して移動するエンドレスの耐
熱性フィルムと、該加熱ローラのセラミックスヒータに
対向する外周部で該耐熱性フィルムを介してニップ部を
形成しつつ該耐熱性フィルムと同期回転する加圧ローラ
とを備え、前記耐熱性フィルムと前記加圧ローラの回転
によって前記ニップ部に転写材を送り込み、該転写材上
のトナー画像を加圧ローラの圧力と加熱ローラ上のセラ
ミックスヒータによる加熱によって定着するトナー定着
器において、該トナー定着器に使用される前記セラミッ
クスヒータであって、そのセラミックス基材上に発熱体
及び通電電極が銀又は銀合金によって形成されると共
に、前記耐熱性フィルムと接触する面の少なくとも一部
が、転写材の送り方向に直角な方向から見て曲面状をな
していることを特徴とする。
【００１５】また、本発明が提供するセラミックスヒー
タの製造方法は、前記のトナー定着器に使用される前記
セラミックスヒータの製造方法であって、セラミックス
基材を、前記耐熱性フィルムと接触する面の少なくとも
一部が、転写材の送り方向に直角な方向から見て曲面状
をなすように押出成形し、この成形体を焼成した後、そ
のセラミックス基材の耐熱性フィルムと接触する面又は
その裏面に銀又は銀合金からなる発熱体及び通電電極を
形成することを特徴とする。
タの製造方法は、前記のトナー定着器に使用される前記
セラミックスヒータの製造方法であって、セラミックス
基材を、前記耐熱性フィルムと接触する面の少なくとも
一部が、転写材の送り方向に直角な方向から見て曲面状
をなすように押出成形し、この成形体を焼成した後、そ
のセラミックス基材の耐熱性フィルムと接触する面又は
その裏面に銀又は銀合金からなる発熱体及び通電電極を
形成することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明においては、加熱ローラに
取り付けたセラミックスヒータの耐熱性フィルムと接触
する面（以下、定着面ともいう）の少なくとも一部を、
転写材の送り方向に直角な方向から見て、曲面状に形成
してある。このようにセラミックスヒータの定着面を曲
面状にすることで、耐熱性フィルムとの摺動負荷を減ら
すことができる。その結果、耐熱性フィルムの変形量を
小さくし、その耐久性を向上させることができる。
取り付けたセラミックスヒータの耐熱性フィルムと接触
する面（以下、定着面ともいう）の少なくとも一部を、
転写材の送り方向に直角な方向から見て、曲面状に形成
してある。このようにセラミックスヒータの定着面を曲
面状にすることで、耐熱性フィルムとの摺動負荷を減ら
すことができる。その結果、耐熱性フィルムの変形量を
小さくし、その耐久性を向上させることができる。
【００１７】具体的な定着面の曲面形状としては、転写
材の送り方向に直角な方向から見て、その任意の断面が
滑らかに繋がっていれば良いが、例えば、セラミックス
ヒータの定着面の全体を円弧状に形成することが好まし
い。更に好ましくは、セラミックスヒータの定着面とな
る基材の外周面全体を耐熱性フィルムの曲率半径とほぼ
同一の曲面形状に形成すれば、耐熱性フィルムの変形量
を最小限にすることができ、その破損を殆どなくすこと
が可能である。尚、セラミックスヒータの定着面の曲率
半径が耐熱性フィルムの曲率半径よりも大きくなると、
ニップ幅が大きくなって定着性は向上するが、しかしそ
の一方で、送り速度にもよるが、フィルムの寿命は短く
なり易い。従って、セラミックスヒータの定着面の曲率
半径は、耐熱性フィルムの曲率半径よりも大き目の方が
良いが、転写材の送り速度との兼ね合いを考慮する必要
がある。
材の送り方向に直角な方向から見て、その任意の断面が
滑らかに繋がっていれば良いが、例えば、セラミックス
ヒータの定着面の全体を円弧状に形成することが好まし
い。更に好ましくは、セラミックスヒータの定着面とな
る基材の外周面全体を耐熱性フィルムの曲率半径とほぼ
同一の曲面形状に形成すれば、耐熱性フィルムの変形量
を最小限にすることができ、その破損を殆どなくすこと
が可能である。尚、セラミックスヒータの定着面の曲率
半径が耐熱性フィルムの曲率半径よりも大きくなると、
ニップ幅が大きくなって定着性は向上するが、しかしそ
の一方で、送り速度にもよるが、フィルムの寿命は短く
なり易い。従って、セラミックスヒータの定着面の曲率
半径は、耐熱性フィルムの曲率半径よりも大き目の方が
良いが、転写材の送り速度との兼ね合いを考慮する必要
がある。
【００１８】また、定着性をより一層向上させたい場合
には、加圧ローラと耐熱性フィルムとセラミックスヒー
タとの接触面積が増加するように、セラミックスヒータ
の定着面に加熱ローラの円弧とは逆向きの円弧を形成
し、その円弧の曲率半径を対向する加圧ローラの曲率半
径と同一又はそれ以上にすることも可能である。更に、
定着性と共に耐熱性フィルムの寿命を向上させるため
に、セラミックスヒータのニップ部を平面に形成して所
定のニップ幅を確保しつつ、定着面のニップ部以外を曲
面状に形成することもできる。
には、加圧ローラと耐熱性フィルムとセラミックスヒー
タとの接触面積が増加するように、セラミックスヒータ
の定着面に加熱ローラの円弧とは逆向きの円弧を形成
し、その円弧の曲率半径を対向する加圧ローラの曲率半
径と同一又はそれ以上にすることも可能である。更に、
定着性と共に耐熱性フィルムの寿命を向上させるため
に、セラミックスヒータのニップ部を平面に形成して所
定のニップ幅を確保しつつ、定着面のニップ部以外を曲
面状に形成することもできる。
【００１９】また、上記任意の断面で見たとき、そのセ
ラミックスヒータの短手方向（幅方向）の両端部におけ
る基材の厚みは、実用時の加圧加熱サイクルに充分耐え
得るだけの厚みを持たせ、且つその短手方向に沿った基
材の厚みを全体で従来のヒータとほぼ同一にすれば、ヒ
ータ自体の熱容量を従来のヒータとほぼ同一にすること
ができ、消費電力や立ち上げ速度といった特性を損なう
ことなく、耐熱性フィルムの耐久性を向上させることが
できる。本発明のセラミックスヒータにおける断面形状
の幾つかの具体例を、図３〜図８に模式的に示す。尚、
各図において、１１はセラミックス基材及び１２は発熱
体であり、発熱体１２はセラミックス基材１１の定着面
側又はその裏面に形成することができる。
ラミックスヒータの短手方向（幅方向）の両端部におけ
る基材の厚みは、実用時の加圧加熱サイクルに充分耐え
得るだけの厚みを持たせ、且つその短手方向に沿った基
材の厚みを全体で従来のヒータとほぼ同一にすれば、ヒ
ータ自体の熱容量を従来のヒータとほぼ同一にすること
ができ、消費電力や立ち上げ速度といった特性を損なう
ことなく、耐熱性フィルムの耐久性を向上させることが
できる。本発明のセラミックスヒータにおける断面形状
の幾つかの具体例を、図３〜図８に模式的に示す。尚、
各図において、１１はセラミックス基材及び１２は発熱
体であり、発熱体１２はセラミックス基材１１の定着面
側又はその裏面に形成することができる。
【００２０】セラミックスヒータに使用する基材として
は、高熱伝導性の窒化アルミニウムや窒化珪素を主成分
とするセラミックスが好ましい。定着時には発熱体が急
速に昇温するためセラミックスヒータに大きな熱衝撃が
かかるが、窒化アルミニウム系セラミックスは熱伝導率
がアルミナに比較して高く、熱衝撃性に優れているた
め、ヒータ自体の破損を防ぐことができる。また、窒化
珪素系セラミックスは窒化アルミニウム系セラミックス
に比べて熱伝導率は低いものの、機械的な強度が非常に
高く、熱衝撃によってヒータが破損する可能性が低い。
は、高熱伝導性の窒化アルミニウムや窒化珪素を主成分
とするセラミックスが好ましい。定着時には発熱体が急
速に昇温するためセラミックスヒータに大きな熱衝撃が
かかるが、窒化アルミニウム系セラミックスは熱伝導率
がアルミナに比較して高く、熱衝撃性に優れているた
め、ヒータ自体の破損を防ぐことができる。また、窒化
珪素系セラミックスは窒化アルミニウム系セラミックス
に比べて熱伝導率は低いものの、機械的な強度が非常に
高く、熱衝撃によってヒータが破損する可能性が低い。
【００２１】ただし、２４ｐｐｍ以下の定着速度におい
ては熱衝撃の程度も比較的小さいため、本発明による曲
面形状のセラミックスヒータであれば、アルミナ系セラ
ミックスのヒータに使用することもできる。尚、セラミ
ックスヒータに接触して移動する耐熱性フィルムは、従
来と同様に、耐熱性樹脂又は金属のいずれか、若しくは
それらを併用された材料で構成することができる。
ては熱衝撃の程度も比較的小さいため、本発明による曲
面形状のセラミックスヒータであれば、アルミナ系セラ
ミックスのヒータに使用することもできる。尚、セラミ
ックスヒータに接触して移動する耐熱性フィルムは、従
来と同様に、耐熱性樹脂又は金属のいずれか、若しくは
それらを併用された材料で構成することができる。
【００２２】次に、本発明における定着面が曲面形状の
セラミックスヒータの製造方法について述べる。本発明
では、耐熱性フィルムを介して加圧ローラと接触する面
（定着面）となるべき面を所定の曲面形状としたセラミ
ックス基材を焼結により作製した後、その基材の片方の
表面（定着面又はその裏面）上に、発熱体及び通電電極
を形成する。発熱体及び通電電極の材料としては、銀又
は銀合金を用いる。これらの金属はヒータとして加熱し
ても大気中で安定であり、白金などに比較して安価であ
ることから好適である。
セラミックスヒータの製造方法について述べる。本発明
では、耐熱性フィルムを介して加圧ローラと接触する面
（定着面）となるべき面を所定の曲面形状としたセラミ
ックス基材を焼結により作製した後、その基材の片方の
表面（定着面又はその裏面）上に、発熱体及び通電電極
を形成する。発熱体及び通電電極の材料としては、銀又
は銀合金を用いる。これらの金属はヒータとして加熱し
ても大気中で安定であり、白金などに比較して安価であ
ることから好適である。
【００２３】セラミックス基材の成形方法は特に限定さ
れないが、通常の押出成形法を用いることが好ましい。
押出成形法によれば、セラミックス焼結体を機械加工に
よって曲面形状を形成する場合に比べ、安価に曲面形状
を形成できるためである。押出成形法以外の手法として
は、ドクターブレード法でシートを作製した後、このシ
ートを５０℃以上の温度で加熱して曲面上に変形させる
ことでも成形は可能である。しかし、この方法は押出成
形法に比較して、加熱により変形させる工程が増加する
ためにコストアップにつながる。
れないが、通常の押出成形法を用いることが好ましい。
押出成形法によれば、セラミックス焼結体を機械加工に
よって曲面形状を形成する場合に比べ、安価に曲面形状
を形成できるためである。押出成形法以外の手法として
は、ドクターブレード法でシートを作製した後、このシ
ートを５０℃以上の温度で加熱して曲面上に変形させる
ことでも成形は可能である。しかし、この方法は押出成
形法に比較して、加熱により変形させる工程が増加する
ためにコストアップにつながる。
【００２４】押出成形及び焼成によってセラミックス基
材を作製した後、その片方の表面上に発熱体及び通電電
極を形成する。これらの発熱体及び通電電極の形成方法
としては、特に限定されるものではないが、形成膜厚の
バラツキの小ささ、コスト等の面からスクリーン印刷に
よる方法が好ましい。即ち、焼結されたセラミックス基
材の曲面形状をなす面又はその裏面上に、発熱体及び通
電電極のそれぞれのペーストをスクリーン印刷した後、
焼成することによって発熱体及び通電電極を形成する
（ポストファイヤ法）。
材を作製した後、その片方の表面上に発熱体及び通電電
極を形成する。これらの発熱体及び通電電極の形成方法
としては、特に限定されるものではないが、形成膜厚の
バラツキの小ささ、コスト等の面からスクリーン印刷に
よる方法が好ましい。即ち、焼結されたセラミックス基
材の曲面形状をなす面又はその裏面上に、発熱体及び通
電電極のそれぞれのペーストをスクリーン印刷した後、
焼成することによって発熱体及び通電電極を形成する
（ポストファイヤ法）。
【００２５】また、セラミックス基材の耐熱性フィルム
と接触する定着面には、耐摺動性の保護膜を設けること
が好ましい。特に、定着面側に発熱体や通電電極を形成
する場合には、これらを耐熱性フィルムとの摺動から保
護すると共に絶縁性を確保するために、その上に耐摺動
性の保護膜を被覆形成することが望ましい。耐摺動性の
保護膜としては、ガラスが一般的であり、グレーズガラ
スが好ましく使用される。グレーズガラスの表面は非常
に滑らかであり、耐熱性フィルムの摺動性を向上させる
ことができる。この保護膜の形成も、ガラスペーストを
塗布し、焼成することにより行われる。
と接触する定着面には、耐摺動性の保護膜を設けること
が好ましい。特に、定着面側に発熱体や通電電極を形成
する場合には、これらを耐熱性フィルムとの摺動から保
護すると共に絶縁性を確保するために、その上に耐摺動
性の保護膜を被覆形成することが望ましい。耐摺動性の
保護膜としては、ガラスが一般的であり、グレーズガラ
スが好ましく使用される。グレーズガラスの表面は非常
に滑らかであり、耐熱性フィルムの摺動性を向上させる
ことができる。この保護膜の形成も、ガラスペーストを
塗布し、焼成することにより行われる。
【００２６】また、更に好ましい耐摺動性の保護膜とし
て、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜がある。
ＤＬＣ膜は、耐摺動性に優れるだけでなく、熱伝導率が
ガラス膜よりも格段に高い（ガラスは数Ｗ／ｍ・Ｋに対
し、ＤＬＣは数百Ｗ／ｍ・Ｋ）ため、ヒータの均熱幅を
大きくすることができ、定着性をより一層向上させるこ
とができる。尚、ＤＬＣ膜は、公知の化学的又は物理的
気相合成法により形成することができる。
て、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜がある。
ＤＬＣ膜は、耐摺動性に優れるだけでなく、熱伝導率が
ガラス膜よりも格段に高い（ガラスは数Ｗ／ｍ・Ｋに対
し、ＤＬＣは数百Ｗ／ｍ・Ｋ）ため、ヒータの均熱幅を
大きくすることができ、定着性をより一層向上させるこ
とができる。尚、ＤＬＣ膜は、公知の化学的又は物理的
気相合成法により形成することができる。
【００２７】尚、セラミックス基材と、発熱体、通電電
極、及び保護膜を同時に焼成する方法（コファイヤ法）
では、セラミックス自身と、発熱体、通電電極及び保護
膜の収縮率及びその焼結開始温度の違いにより変形が生
じやすい。これに対して本発明のポストファイヤ法よれ
ば、セラミックス基材を焼結した後に、その上に発熱
体、通電電極及び保護膜を形成するので、このような変
形を殆ど回避することができる。
極、及び保護膜を同時に焼成する方法（コファイヤ法）
では、セラミックス自身と、発熱体、通電電極及び保護
膜の収縮率及びその焼結開始温度の違いにより変形が生
じやすい。これに対して本発明のポストファイヤ法よれ
ば、セラミックス基材を焼結した後に、その上に発熱
体、通電電極及び保護膜を形成するので、このような変
形を殆ど回避することができる。
【００２８】
【実施例】実施例１ 窒化アルミニウム粉末１００重量部に対して、焼結助剤
として酸化カルシウム粉末０.３重量部、酸化ネオジウ
ム粉末１.５重量部、及び酸化イッテリビウム粉末１.５
重量部を加え、更にバインダーと有機溶剤を加えて混練
機で混練した。この混練物を押出成形し、耐熱性フィル
ムを介して加圧ローラと接触する面（定着面）の焼結後
の形状が下記Ａ〜Ｆになるように成形した。各成形体を
乾燥した後、窒素雰囲気中に８００℃で脱脂を行い、更
に窒素雰囲気中において１７００℃で焼結し、仕上げ加
工して、それぞれ窒化アルミニウム製の基材を得た。こ
の窒化アルミニウム基材の熱伝導率は１５０Ｗ／ｍ・
Ｋ、ＪＩＳに基づく３点曲げ強度は３０ＭＰａであっ
た。
として酸化カルシウム粉末０.３重量部、酸化ネオジウ
ム粉末１.５重量部、及び酸化イッテリビウム粉末１.５
重量部を加え、更にバインダーと有機溶剤を加えて混練
機で混練した。この混練物を押出成形し、耐熱性フィル
ムを介して加圧ローラと接触する面（定着面）の焼結後
の形状が下記Ａ〜Ｆになるように成形した。各成形体を
乾燥した後、窒素雰囲気中に８００℃で脱脂を行い、更
に窒素雰囲気中において１７００℃で焼結し、仕上げ加
工して、それぞれ窒化アルミニウム製の基材を得た。こ
の窒化アルミニウム基材の熱伝導率は１５０Ｗ／ｍ・
Ｋ、ＪＩＳに基づく３点曲げ強度は３０ＭＰａであっ
た。
【００２９】得られた窒化アルミニウム製の各基材に対
して、それぞれの定着面上又はその裏面上に、スクリー
ン印刷により通電電極をＡｇペーストで印刷し、更に発
熱体をＡｇ−Ｐｄペーストで形成した後、大気中におい
て８５０℃で焼成した。更に、定着面上には保護膜とし
て硼珪酸ガラスをスクリーン印刷し、大気中において７
００℃で焼成することにより、窒化アルミニウム製のセ
ラミックスヒータをそれぞれ作製した。
して、それぞれの定着面上又はその裏面上に、スクリー
ン印刷により通電電極をＡｇペーストで印刷し、更に発
熱体をＡｇ−Ｐｄペーストで形成した後、大気中におい
て８５０℃で焼成した。更に、定着面上には保護膜とし
て硼珪酸ガラスをスクリーン印刷し、大気中において７
００℃で焼成することにより、窒化アルミニウム製のセ
ラミックスヒータをそれぞれ作製した。
【００３０】各セラミックスヒータの定着面の形状は、
転写材の送り方向に直角な方向から見て以下に示す形状
Ａ〜Ｆとおりである。また、各形状Ａ〜Ｆの転写材の送
り方向に直角な方向から見た断面形状を、図３〜図８に
模式的に示す。尚、図３〜図８において、（Ａ−１）、
（Ｂ−１）、（Ｃ−１）、（Ｄ−１）、（Ｅ−１）及び
（Ｆ−１）は定着面に発熱体を設けた状態を示し、（Ａ
−２）、（Ｂ−２）、（Ｃ−２）、（Ｄ−２）、（Ｅ−
２）及び（Ｆ−２）は定着面の裏面に発熱体を設けた状
態を示す。
転写材の送り方向に直角な方向から見て以下に示す形状
Ａ〜Ｆとおりである。また、各形状Ａ〜Ｆの転写材の送
り方向に直角な方向から見た断面形状を、図３〜図８に
模式的に示す。尚、図３〜図８において、（Ａ−１）、
（Ｂ−１）、（Ｃ−１）、（Ｄ−１）、（Ｅ−１）及び
（Ｆ−１）は定着面に発熱体を設けた状態を示し、（Ａ
−２）、（Ｂ−２）、（Ｃ−２）、（Ｄ−２）、（Ｅ−
２）及び（Ｆ−２）は定着面の裏面に発熱体を設けた状
態を示す。
【００３１】セラミックスヒータの定着面形状 形状Ａ（図３）： 基材の定着面と裏面とがＲ＝２０ｍ
ｍの円弧状で、中央部の最大厚みが０.６３５ｍｍであ
る。 形状Ｂ（図４）： 基材の短手方向両端部に０.６３５
ｍｍの厚みを持ち、定着面がＲ＝２０ｍｍの円弧状で、
裏面は平坦面である。 形状Ｃ（図５）： 基材の定着面が凹形状（加熱ローラ
の円弧と逆向き）のＲ＝４０ｍｍの円弧状で、中央部の
最小厚みが０.６３５ｍｍであり、裏面は平坦面であ
る。 形状Ｄ（図６）： 基材の定着面の短手方向両端部にＲ
＝３０ｍｍの曲面を形成し、それ以外は平面であり、短
手方向両端部以外の厚みは０.６３５ｍｍで一定であ
り、裏面は平坦面である。 形状Ｅ（図７）： 基材の定着面の短手方向両端部にＲ
＝０.５ｍｍの曲面を形成し、それ以外は平面で、最大
厚みは０.６３５ｍｍで一定であり、裏面は平坦面であ
る。 形状Ｆ（図８）： 基材の定着面及び裏面とも平坦面で
あり、厚みは０.６３５ｍｍ（一定）の矩形平板状であ
る（従来例）。 尚、各ヒータの大きさは、長さ３００ｍｍ、及び幅は１
２ｍｍとした。
ｍの円弧状で、中央部の最大厚みが０.６３５ｍｍであ
る。 形状Ｂ（図４）： 基材の短手方向両端部に０.６３５
ｍｍの厚みを持ち、定着面がＲ＝２０ｍｍの円弧状で、
裏面は平坦面である。 形状Ｃ（図５）： 基材の定着面が凹形状（加熱ローラ
の円弧と逆向き）のＲ＝４０ｍｍの円弧状で、中央部の
最小厚みが０.６３５ｍｍであり、裏面は平坦面であ
る。 形状Ｄ（図６）： 基材の定着面の短手方向両端部にＲ
＝３０ｍｍの曲面を形成し、それ以外は平面であり、短
手方向両端部以外の厚みは０.６３５ｍｍで一定であ
り、裏面は平坦面である。 形状Ｅ（図７）： 基材の定着面の短手方向両端部にＲ
＝０.５ｍｍの曲面を形成し、それ以外は平面で、最大
厚みは０.６３５ｍｍで一定であり、裏面は平坦面であ
る。 形状Ｆ（図８）： 基材の定着面及び裏面とも平坦面で
あり、厚みは０.６３５ｍｍ（一定）の矩形平板状であ
る（従来例）。 尚、各ヒータの大きさは、長さ３００ｍｍ、及び幅は１
２ｍｍとした。
【００３２】比較のために、上記と同一の組成を有する
押出成形体に、発熱体及び通電電極としてＷペーストを
スクリーン印刷し、更に保護膜として成形体と同じ組成
の窒化アルミニウムペーストを塗布し、上記と同様の手
法で脱脂と焼結を行った。得られた窒化アルミニウム製
のセラミックスヒータは、反りが最大で０.５ｍｍとな
り、実用上問題はないが、本発明のものよりも反りが大
きくなった。
押出成形体に、発熱体及び通電電極としてＷペーストを
スクリーン印刷し、更に保護膜として成形体と同じ組成
の窒化アルミニウムペーストを塗布し、上記と同様の手
法で脱脂と焼結を行った。得られた窒化アルミニウム製
のセラミックスヒータは、反りが最大で０.５ｍｍとな
り、実用上問題はないが、本発明のものよりも反りが大
きくなった。
【００３３】上記形状Ａ〜Ｆの形状の定着面を有する各
セラミックスヒータに対して、耐熱性樹脂からなる直径
４０ｍｍのエンドレスな耐熱性フィルムを配置し、トナ
ー定着器に組み入れて直径２５ｍｍの加圧ローラと接触
させた。このトナー定着装置を用いて、４０ｐｐｍの定
着速度で加圧ローラを回転することで、耐熱性フィルム
の耐久性を比較した。尚、ヒータの制御温度は、各評価
条件において良好な定着性が得られる最低限の温度とし
た。また、上記のガラスの代りにＤＬＣ（熱伝導率４０
０Ｗ／ｍ・Ｋ）の保護膜を形成したセラミックスヒータ
についても、同様にテストした。得られた結果を下記表
１に示す。
セラミックスヒータに対して、耐熱性樹脂からなる直径
４０ｍｍのエンドレスな耐熱性フィルムを配置し、トナ
ー定着器に組み入れて直径２５ｍｍの加圧ローラと接触
させた。このトナー定着装置を用いて、４０ｐｐｍの定
着速度で加圧ローラを回転することで、耐熱性フィルム
の耐久性を比較した。尚、ヒータの制御温度は、各評価
条件において良好な定着性が得られる最低限の温度とし
た。また、上記のガラスの代りにＤＬＣ（熱伝導率４０
０Ｗ／ｍ・Ｋ）の保護膜を形成したセラミックスヒータ
についても、同様にテストした。得られた結果を下記表
１に示す。
【００３４】
【表１】試料 基 材 定着面形状 保護膜 耐熱性フィルムの耐久性 １ ＡｌＮ Ａ−１ ガラス ３０００時間後も破損せず ２ ＡｌＮ Ａ−１ ＤＬＣ ３０００時間後も破損せず ３ ＡｌＮ Ａ−２ ガラス ３０００時間後も破損せず ４ ＡｌＮ Ａ−２ ＤＬＣ ３０００時間後も破損せず ５ ＡｌＮ Ｂ−１ ガラス ３０００時間後も破損せず ６ ＡｌＮ Ｂ−１ ＤＬＣ ３０００時間後も破損せず ７ ＡｌＮ Ｂ−２ ガラス ３０００時間後も破損せず ８ ＡｌＮ Ｂ−２ ＤＬＣ ３０００時間後も破損せず ９ ＡｌＮ Ｃ−１ ガラス ３０００時間後も破損せず １０ ＡｌＮ Ｃ−１ ＤＬＣ ３０００時間後も破損せず １１ ＡｌＮ Ｃ−２ ガラス ３０００時間後も破損せず １２ ＡｌＮ Ｃ−２ ＤＬＣ ３０００時間後も破損せず １３ ＡｌＮ Ｄ−１ ガラス ３０００時間後も破損せず １４ ＡｌＮ Ｄ−１ ＤＬＣ ３０００時間後も破損せず １５ ＡｌＮ Ｄ−２ ガラス ３０００時間後も破損せず １６ ＡｌＮ Ｄ−２ ＤＬＣ ３０００時間後も破損せず １７ ＡｌＮ Ｅ−１ ガラス １７００時間で破損 １８ ＡｌＮ Ｅ−１ ＤＬＣ １８００時間で破損 １９ ＡｌＮ Ｅ−２ ガラス １８００時間で破損 ２０ ＡｌＮ Ｅ−２ ＤＬＣ １８５０時間で破損 ２１ ＡｌＮ Ｆ−１ ガラス １０５０時間で破損 ２２ ＡｌＮ Ｆ−１ ＤＬＣ １１５０時間で破損 ２３ ＡｌＮ Ｆ−２ ガラス １０００時間で破損 ２４ ＡｌＮ Ｆ−２ ＤＬＣ １０５０時間で破損 （注）試料２１〜２４は従来例である。
【００３５】以上の結果から、セラミックス基材の定着
面側の形状を曲面形状とすることによって、従来の矩形
平板状の場合に比べて、耐熱性フィルムの耐久性が大幅
に向上することが分る。特に、形状Ａ及び形状Ｂのよう
に定着面全体を円弧状に形成した試料、並びに形状Ｃ及
び形状Ｄの試料では、４０ｐｐｍの高速で３０００時間
連続稼動しても破損がなく、極めて優れた耐久性を備え
ることがわかる。
面側の形状を曲面形状とすることによって、従来の矩形
平板状の場合に比べて、耐熱性フィルムの耐久性が大幅
に向上することが分る。特に、形状Ａ及び形状Ｂのよう
に定着面全体を円弧状に形成した試料、並びに形状Ｃ及
び形状Ｄの試料では、４０ｐｐｍの高速で３０００時間
連続稼動しても破損がなく、極めて優れた耐久性を備え
ることがわかる。
【００３６】次に、上記各セラミックスヒータの幾つか
を用いて、ヒータに通電後、定着可能になる迄に必要な
ウォーミングアップ時間（アップ時間と表示）、及び４
０ｐｐｍの定着速度で一枚の用紙を定着するときに必要
な消費電力について評価を行い、その結果を下記表２以
下に示す。
を用いて、ヒータに通電後、定着可能になる迄に必要な
ウォーミングアップ時間（アップ時間と表示）、及び４
０ｐｐｍの定着速度で一枚の用紙を定着するときに必要
な消費電力について評価を行い、その結果を下記表２以
下に示す。
【００３７】
【表２】試料 基 材 定着面形状 保護膜 アップ時間 消費電力 １ ＡｌＮ Ａ−１ ガラス ２.２秒 １.３６Ｗｈ ５ ＡｌＮ Ｂ−１ ガラス ３.６秒 １.７８Ｗｈ ９ ＡｌＮ Ｃ−１ ガラス ３.２秒 １.５１Ｗｈ １３ ＡｌＮ Ｄ−１ ガラス ２.０秒 １.２５Ｗｈ １７ ＡｌＮ Ｅ−１ ガラス ２.２秒 １.３１Ｗｈ ２１ ＡｌＮ Ｆ−１ ガラス ２.１秒 １.３３Ｗｈ （注）試料２１は従来例である。
【００３８】以上の結果から分るように、本発明例にお
ける各試料のセラミックスヒータは、ウォーミングアッ
プ時間及び消費電力とも従来例のヒータとほぼ同じであ
る。ただし、全体としての厚みが厚い形状Ｂの定着面形
状を有する試料５のセラミックスヒータは、熱容量が大
きいために消費電力が多少大きくなる。また、形状Ｃの
試料９のセラミックスヒータは、中央部の最小厚みが
０.６３５ｍｍであり、ヒータの熱容量としては従来の
形状Ｆに比較して円弧形状を形成した分大きくなるため
に、ヒータのウォーミングアップ時間が長くなり、また
一枚の紙を定着するときに必要な消費電力も大きくな
る。
ける各試料のセラミックスヒータは、ウォーミングアッ
プ時間及び消費電力とも従来例のヒータとほぼ同じであ
る。ただし、全体としての厚みが厚い形状Ｂの定着面形
状を有する試料５のセラミックスヒータは、熱容量が大
きいために消費電力が多少大きくなる。また、形状Ｃの
試料９のセラミックスヒータは、中央部の最小厚みが
０.６３５ｍｍであり、ヒータの熱容量としては従来の
形状Ｆに比較して円弧形状を形成した分大きくなるため
に、ヒータのウォーミングアップ時間が長くなり、また
一枚の紙を定着するときに必要な消費電力も大きくな
る。
【００３９】また、本発明例の上記各セラミックスヒー
タの幾つかに関して、保護膜がガラスのものとＤＬＣの
ものについて、定着性を比較した。得られた結果を下記
表３に示す。尚、表３における定着性の評価は、定着し
た画像を紙で擦ったとき、トナーの脱落がなく非常に定
着性が良いものを◎、若干のトナーの脱落があるものの
実用上定着性に問題がないものを○で示した。下記表３
から分るように、保護膜がガラスの場合に比べ、ＤＬＣ
を用いた場合には、その熱伝導率が良いため定着性が改
善される。
タの幾つかに関して、保護膜がガラスのものとＤＬＣの
ものについて、定着性を比較した。得られた結果を下記
表３に示す。尚、表３における定着性の評価は、定着し
た画像を紙で擦ったとき、トナーの脱落がなく非常に定
着性が良いものを◎、若干のトナーの脱落があるものの
実用上定着性に問題がないものを○で示した。下記表３
から分るように、保護膜がガラスの場合に比べ、ＤＬＣ
を用いた場合には、その熱伝導率が良いため定着性が改
善される。
【００４０】
【表３】
【００４１】実施例２ 実施例１と同様にして、上記形状Ａ〜Ｆの定着面を有
し、セラミックス基材が窒化珪素又はアルミナからなる
各セラミックスヒータを製造した。即ち、窒化珪素製の
セラミックスヒータについては、窒化珪素粉末１００重
量部に燒結助剤として酸化イットリウム粉末５重量部及
びアルミナ粉末２重量部加え、更にバインダーと有機溶
剤を加えて混練した後、実施例１と同様の手法により成
形体を作製した。この成形体を乾燥した後、窒素雰囲気
中において８００℃で脱脂を行い、更に窒素雰囲気中に
おいて１８００℃で焼結してセラミックス基材とした。
この窒化珪素基材の熱伝導率は１００Ｗ／ｍ・Ｋであ
り、ＪＩＳに基づく３点曲げ強度は１００ＭＰａであっ
た。
し、セラミックス基材が窒化珪素又はアルミナからなる
各セラミックスヒータを製造した。即ち、窒化珪素製の
セラミックスヒータについては、窒化珪素粉末１００重
量部に燒結助剤として酸化イットリウム粉末５重量部及
びアルミナ粉末２重量部加え、更にバインダーと有機溶
剤を加えて混練した後、実施例１と同様の手法により成
形体を作製した。この成形体を乾燥した後、窒素雰囲気
中において８００℃で脱脂を行い、更に窒素雰囲気中に
おいて１８００℃で焼結してセラミックス基材とした。
この窒化珪素基材の熱伝導率は１００Ｗ／ｍ・Ｋであ
り、ＪＩＳに基づく３点曲げ強度は１００ＭＰａであっ
た。
【００４２】また、アルミナ製のセラミックスヒータで
は、アルミナ粉末１００重量部に焼結助剤として酸化マ
グネシウム粉末３重量部、酸化カルシウム粉末２重量
部、二酸化珪素粉末１重量部を加え、バインダーと有機
溶剤を加えて混練した後、実施例１と同様の手法で成形
体を作製した。この成形体を乾燥した後、窒素雰囲気中
にて８００℃で脱脂した後、窒素雰囲気中にて１６００
℃で燒結してセラミックス基材とした。このアルミナ基
材の熱伝導率は２０Ｗ／ｍ・Ｋ、ＪＩＳに基づく３点曲
げ強度は４０ＭＰａであった。
は、アルミナ粉末１００重量部に焼結助剤として酸化マ
グネシウム粉末３重量部、酸化カルシウム粉末２重量
部、二酸化珪素粉末１重量部を加え、バインダーと有機
溶剤を加えて混練した後、実施例１と同様の手法で成形
体を作製した。この成形体を乾燥した後、窒素雰囲気中
にて８００℃で脱脂した後、窒素雰囲気中にて１６００
℃で燒結してセラミックス基材とした。このアルミナ基
材の熱伝導率は２０Ｗ／ｍ・Ｋ、ＪＩＳに基づく３点曲
げ強度は４０ＭＰａであった。
【００４３】上記のようにして作製した窒化珪素とアル
ミナの各セラミックス基材に対して、実施例１と同様の
手法により、Ａｇの通電電極とＡｇ−Ｐｄの発熱体、及
び硼珪酸ガラスの保護膜を形成して、それぞれ窒化珪素
製とアルミナ製のセラミックスヒータを作製した。
ミナの各セラミックス基材に対して、実施例１と同様の
手法により、Ａｇの通電電極とＡｇ−Ｐｄの発熱体、及
び硼珪酸ガラスの保護膜を形成して、それぞれ窒化珪素
製とアルミナ製のセラミックスヒータを作製した。
【００４４】また、比較のために、上記と同一の組成を
有する窒化珪素とアルミナの各押出成形体に、発熱体及
び電極としてＷペーストをスクリーン印刷し、更に保護
膜として各成形体と同じ組成のペーストを塗布し、窒素
雰囲気中にて８００℃で脱脂を行い、窒素雰囲気中にて
１８００℃で焼結した。得られた窒化珪素とアルミナの
セラミックスヒータは、反りが最大で０.５ｍｍとな
り、実用上問題はないが、本発明のものよりも反りが大
きくなった。
有する窒化珪素とアルミナの各押出成形体に、発熱体及
び電極としてＷペーストをスクリーン印刷し、更に保護
膜として各成形体と同じ組成のペーストを塗布し、窒素
雰囲気中にて８００℃で脱脂を行い、窒素雰囲気中にて
１８００℃で焼結した。得られた窒化珪素とアルミナの
セラミックスヒータは、反りが最大で０.５ｍｍとな
り、実用上問題はないが、本発明のものよりも反りが大
きくなった。
【００４５】上記のごとくセラミックス基材が窒化珪素
又はアルミナからなり且つ上記形状Ａ〜Ｆの定着面を有
する各セラミックスヒータに対して、直径４０ｍｍのエ
ンドレスな耐熱性フィルムを配置し、トナー定着器に組
み入れて直径２５ｍｍの加圧ローラと接触させた。この
トナー定着装置を用いて、４０ｐｐｍの定着速度で加圧
ローラを回転することで、耐熱性フィルムの耐久性を比
較した。
又はアルミナからなり且つ上記形状Ａ〜Ｆの定着面を有
する各セラミックスヒータに対して、直径４０ｍｍのエ
ンドレスな耐熱性フィルムを配置し、トナー定着器に組
み入れて直径２５ｍｍの加圧ローラと接触させた。この
トナー定着装置を用いて、４０ｐｐｍの定着速度で加圧
ローラを回転することで、耐熱性フィルムの耐久性を比
較した。
【００４６】
【表４】試料 基 材 定着面形状 保護膜 耐熱性フィルムの耐久性 ２５ Ａｌ２Ｏ３ Ａ−２ ガラス ３０００時間後も破損せず ２６ Ｓｉ３Ｎ４ Ａ−２ ガラス ３０００時間後も破損せず ２７ Ａｌ２Ｏ３ Ｂ−２ ガラス ３０００時間後も破損せず ２８ Ｓｉ３Ｎ４ Ｂ−２ ガラス ３０００時間後も破損せず ２９ Ａｌ２Ｏ３ Ｃ−２ Ａｌ２Ｏ３ ３０００時間後も破損せず ３０ Ｓｉ３Ｎ４ Ｃ−２ Ｓｉ３Ｎ４ ３０００時間後も破損せず ３１ Ａｌ２Ｏ３ Ｄ−２ Ａｌ２Ｏ３ ３０００時間後も破損せず ３２ Ｓｉ３Ｎ４ Ｄ−２ Ｓｉ３Ｎ４ ３０００時間後も破損せず ３３ Ａｌ２Ｏ３ Ｅ−２ ガラス １６００時間で破損 ３４ Ｓｉ３Ｎ４ Ｅ−２ ガラス １４５０時間で破損 ３５ Ａｌ２Ｏ３ Ｆ−２ ガラス ９８０時間で破損 ３６ Ｓｉ３Ｎ４ Ｆ−２ ガラス ９２０時間で破損 （注）試料３５と３６は従来例である。
【００４７】以上の結果から分るように、アルミナ製や
窒化珪素製のセラミックスヒータにおいても、定着面に
曲面形状を設けることによって、従来例の場合よりも耐
熱性フィルムの寿命が向上した。
窒化珪素製のセラミックスヒータにおいても、定着面に
曲面形状を設けることによって、従来例の場合よりも耐
熱性フィルムの寿命が向上した。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、耐熱性フィルムの変形
量を小さくし、回転時にかかる負荷を低減して破損を防
止することができるので、従来は不可能であったから２
４ｐｐｍを超える定着速度で耐熱性フィルムを用いるこ
とができる。従って、定着時の消費電力を従来通り低減
することができ、且つ２４ｐｐｍを越える高速の定着速
度が可能な、セラミックスヒータと耐熱性フィルムを用
いる定着方式の高速化を可能とするものである。
量を小さくし、回転時にかかる負荷を低減して破損を防
止することができるので、従来は不可能であったから２
４ｐｐｍを超える定着速度で耐熱性フィルムを用いるこ
とができる。従って、定着時の消費電力を従来通り低減
することができ、且つ２４ｐｐｍを越える高速の定着速
度が可能な、セラミックスヒータと耐熱性フィルムを用
いる定着方式の高速化を可能とするものである。
【図１】セラミックスヒータと耐熱性フィルムを用いた
定着方式によるトナー定着器を模式的に示す断面図であ
る。
定着方式によるトナー定着器を模式的に示す断面図であ
る。
【図２】セラミックスヒータを模式的に示す定着面側か
ら見た平面図である。
ら見た平面図である。
【図３】実施例における定着面形状Ａのセラミックスヒ
ータを示す断面図である。
ータを示す断面図である。
【図４】実施例における定着面形状Ｂのセラミックスヒ
ータを示す断面図である。
ータを示す断面図である。
【図５】実施例における定着面形状Ｃのセラミックスヒ
ータを示す断面図である。
ータを示す断面図である。
【図６】実施例における定着面形状Ｄのセラミックスヒ
ータを示す断面図である。
ータを示す断面図である。
【図７】実施例における定着面形状Ｅのセラミックスヒ
ータを示す断面図である。
ータを示す断面図である。
【図８】実施例における従来例として、定着面形状Ｆの
セラミックスヒータを示す断面図である。
セラミックスヒータを示す断面図である。
１ セラミックスヒータ ２ 加熱ローラ ３ 耐熱性フィルム ４ 加圧ローラ ５ ニップ部 ６ 転写材 ６ａ トナー画像 ６ｂ 画像 １１ セラミックス基材 １２ 発熱体 １３ 通電電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 3/16 Ｈ０５Ｂ 3/16 Ｆターム(参考） 2H033 BA25 BA26 BB18 BB22 BB31 BE03 3K058 AA02 AA34 AA45 AA81 AA87 BA18 CA12 CE02 CE13 CE19 DA03 DA26 GA06 3K092 PP18 QA06 QB02 QB33 QB49 QB76 QC02 QC07 QC25 QC49 RF03 RF11 RF17 RF22 VV15 VV31 VV34 VV40
Claims (8)
- 【請求項１】 外周部に長手方向に沿ってセラミックス
ヒータを設けた加熱ローラと、該加熱ローラに周接して
移動するエンドレスの耐熱性フィルムと、該加熱ローラ
のセラミックスヒータに対向する外周部で該耐熱性フィ
ルムを介してニップ部を形成しつつ該耐熱性フィルムと
同期回転する加圧ローラとを備え、 前記耐熱性フィルムと前記加圧ローラの回転によって前
記ニップ部に転写材を送り込み、該転写材上のトナー画
像を加圧ローラの圧力と加熱ローラ上のセラミックスヒ
ータによる加熱によって定着するトナー定着器におい
て、 該トナー定着器に使用される前記セラミックスヒータで
あって、そのセラミックス基材上に発熱体及び通電電極
が銀又は銀合金によって形成されると共に、前記耐熱性
フィルムと接触する面の少なくとも一部が、転写材の送
り方向に直角な方向から見て曲面状をなしていることを
特徴とするトナー定着器用セラミックスヒータ。 - 【請求項２】 前記耐熱性フィルムと接触する面の全体
が円弧状であることを特徴とする、請求項１に記載のト
ナー定着器用セラミックスヒータ。 - 【請求項３】 前記耐熱性フィルムと接触する面に、耐
摺動性の保護膜が形成されていることを特徴とする、請
求項１又は２に記載のトナー定着器用セラミックスヒー
タ。 - 【請求項４】 前記耐摺動性の保護膜がダイヤモンドラ
イクカーボンからなることを特徴とする、請求項３に記
載のトナー定着器用セラミックスヒータ。 - 【請求項５】 セラミックスヒータの基材が窒化アルミ
ニウム系セラミックスからなることを特徴とする、請求
項１〜４のいずれかに記載のトナー定着器用セラミック
スヒータ。 - 【請求項６】 セラミックスヒータの基材が窒化珪素系
セラミックスからなることを特徴とする、請求項１〜４
のいずれかに記載のトナー定着器用セラミックスヒー
タ。 - 【請求項７】 外周部に長手方向に沿ってセラミック
スヒータを設けた加熱ローラと、該加熱ローラに周接し
て移動するエンドレスの耐熱性フィルムと、該加熱ロー
ラのセラミックスヒータに対向する外周部で該耐熱性フ
ィルムを介してニップ部を形成しつつ該耐熱性フィルム
と同期回転する加圧ローラとを備え、 前記耐熱性フィルムと前記加圧ローラの回転によって前
記ニップ部に転写材を送り込み、該転写材上のトナー画
像を加圧ローラの圧力と加熱ローラ上のセラミックスヒ
ータによる加熱によって定着するトナー定着器におい
て、 該トナー定着器に使用される前記セラミックスヒータの
製造方法であって、セラミックス基材を、前記耐熱性フ
ィルムと接触する面の少なくとも一部が、転写材の送り
方向に直角な方向から見て曲面状をなすように押出成形
し、この成形体を焼成した後、そのセラミックス基材の
耐熱性フィルムと接触する面又はその裏面に銀又は銀合
金からなる発熱体及び通電電極を形成することを特徴と
するトナー定着器用セラミックスヒータの製造方法。 - 【請求項８】 前記耐熱性フィルムと接触する面に、耐
摺動性の保護膜を形成することを特徴とする、請求項７
に記載のトナー定着器用セラミックスヒータの製造方
法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000239280A JP2002031972A (ja) | 2000-05-10 | 2000-08-08 | トナー定着器用セラミックスヒータ及びその製造方法 |
| US09/834,646 US6392197B2 (en) | 2000-05-10 | 2001-04-16 | Ceramic heater for toner-fixing units and method for manufacturing the heater |
| EP01304104A EP1154336A1 (en) | 2000-05-10 | 2001-05-04 | Ceramic heater for toner-fixing units and method for manufacturing the heater |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-136620 | 2000-05-10 | ||
| JP2000136620 | 2000-05-10 | ||
| JP2000239280A JP2002031972A (ja) | 2000-05-10 | 2000-08-08 | トナー定着器用セラミックスヒータ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002031972A true JP2002031972A (ja) | 2002-01-31 |
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ID=26591578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000239280A Pending JP2002031972A (ja) | 2000-05-10 | 2000-08-08 | トナー定着器用セラミックスヒータ及びその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6392197B2 (ja) |
| EP (1) | EP1154336A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002031972A (ja) |
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| WO2015151905A1 (ja) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | 株式会社美鈴工業 | ヒータとそれを備える定着装置、画像形成装置及び加熱装置、並びにヒータの製造方法 |
| JP2017227875A (ja) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 東芝テック株式会社 | ヒータ、定着装置 |
| JP2020086276A (ja) * | 2018-11-29 | 2020-06-04 | 株式会社リコー | 加熱部材、定着装置及び画像形成装置 |
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| US8670012B2 (en) * | 2011-06-28 | 2014-03-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Erasing apparatus and erasing method |
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| US20170364005A1 (en) | 2016-06-20 | 2017-12-21 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Heater, fixing device, and image forming apparatus |
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| JP2516886B2 (ja) | 1987-06-16 | 1996-07-24 | キヤノン株式会社 | 像加熱装置 |
| JP2646444B2 (ja) | 1988-12-12 | 1997-08-27 | キヤノン株式会社 | 画像加熱定着装置 |
| JP3155066B2 (ja) | 1992-06-17 | 2001-04-09 | キヤノン株式会社 | 定着装置 |
| JPH06118829A (ja) * | 1992-10-02 | 1994-04-28 | Fuji Xerox Co Ltd | 局所発熱デバイス及びこれを搭載した装置 |
| JPH06202512A (ja) * | 1992-12-29 | 1994-07-22 | Canon Inc | 加熱装置及び画像記録装置 |
| IT1272075B (it) | 1993-12-16 | 1997-06-11 | Olivetti Canon Ind Spa | Metodo per aumentare la durata di impiego di un elemento riscaldante di un dispositivo di fissaggio e relativo dispositivo di fissaggio |
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| JPH09197861A (ja) | 1995-11-13 | 1997-07-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ヒーターおよびそれを備えた加熱定着装置 |
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2000
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-
2001
- 2001-04-16 US US09/834,646 patent/US6392197B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-05-04 EP EP01304104A patent/EP1154336A1/en not_active Withdrawn
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Also Published As
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