JP2002108120A

JP2002108120A - 定着ヒータ、定着装置および画像形成装置

Info

Publication number: JP2002108120A
Application number: JP2000295510A
Authority: JP
Inventors: Shiro Ezaki; 史郎江崎; Takaaki Karibe; 孝明苅部; Ikue Karibe; 幾恵苅部
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2002-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】通電時の温度むらを抑制し異常昇温時におい
て安全性を向上させた定着ヒータ、定着装置および画像
形成装置を提供することである。【解決手段】絶縁基板２の表面の長手方向に厚膜印刷
により帯状に形成された発熱抵抗体３を覆って、絶縁基
板２の表面を熱伝導率の高い膜状の第１のガラス層５ａ
で被覆し、その第１のガラス層５ａに積層して熱伝導度
が低い膜状の第２のガラス層５ｂを形成する。発熱抵抗
体３が発した熱は、第１のガラス層５ａと第２のガラス
層５ｂとの界面で拡がり、その後、熱伝導性の低い第２
のガラス層５ｂ中を徐々にガラス表面に伝わる。従っ
て、上層の第２のガラス層５ｂの表面全体がほぼ均等に
暖まる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は記録媒体にトナーを
定着させる定着ヒータ、定着装置および画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法により画像を形成する画像形
成装置は複写用紙などの記録媒体に画像の形状にトナー
を転写し、このトナーを定着装置により加圧すると共
に、加熱して記録媒体に定着させる。この定着装置は様
々なものが知られているが、たとえば固定して設けられ
た平面状の定着ヒータに回転自在な加圧ローラを圧接さ
せるように構成したものがある。

【０００３】図６は、そのような定着ヒータの説明図で
あり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は裏面図、図６
（ｃ）は図６（ｂ）のＡ−Ａ線での断面図である。

【０００４】図６（ａ）において、定着ヒータ１は、細
長い形状の電気的絶縁性を有する絶縁基板２の表面に、
発熱抵抗体３及び電極導体４を厚膜印刷して形成され、
発熱抵抗体３及び電極導体４は、図６（ｃ）に示すよう
にガラス層５で被覆される。そして、絶縁基板２の表面
の一方端部には一対の給電端子部６ａ、６ｂが形成さ
れ、この一対の給電端子部６ａ、６ｂから発熱抵抗体３
に電流が供給される。

【０００５】また、定着ヒータ１の裏面には、図６
（ｂ）および図６（ｃ）に示すように、温度検出要素で
あるサーミスタ７が実装され、サーミスタ７で検出した
定着ヒータ１の温度は配線部８を介して一対の検出端子
部９ａ、９ｂから取り出される。検出端子部９ａ、９ｂ
から取り出された検出温度は制御回路に入力され、給電
端子部６ａ、６ｂに供給する電源を調整して発熱抵抗体
３の発熱温度を制御することになる。また、図示は省略
するが安全回路が設けられており、制御装置による温度
調整が不良の際には、安全回路により発熱抵抗体３への
電源が停止されるようになっている。

【０００６】ここで、発熱抵抗体３および電極導体４の
絶縁基板３への焼成温度は約８５０℃であり、ガラス層
５の軟化点はその焼成温度より低めの温度である６００
℃〜７５０℃のものが採用されている。

【０００７】また、絶縁基板２としてはＡｌ₂Ｏ₃基板が
多く用いられているが、最近は、Ａｌ₂Ｏ₃基板より熱伝
導率の良いＡｌＮ基板が用いられるようになっている。
このＡｌＮ基板は熱伝導率が良いので、定着ヒータ１の
昇温が急峻に行え高速の定着装置に適用しても、昇温時
の熱応力による定着ヒータ１の割れ不具合を防止でき
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、絶縁基板２
としてＡｌＮ基板を用いた定着ヒータ１においても、ガ
ラス層５の表面をヒータ発熱面として用いるので、昇温
を急峻に行った場合には、発熱抵抗体３がある部分の真
上近辺のガラス表面だけが温度が上がり易く、その周り
の温度は低い状態になる。そのため、温度が低い部分で
は被加熱物に熱が伝わり難く、最終的に被加熱物の温度
が上がり難い。

【０００９】また、絶縁基板としてＡｌＮ基板を用いた
定着ヒータ１では、温度調整が不調となった場合には急
速に高温に昇温する。そして、安全回路が働く前にガラ
ス層５が溶融し絶縁破壊によるスパークが起こることが
ある。そうした場合には、定着ヒータ１の支持部材や定
着フィルムを焼け焦がしてしまうおそれがある。

【００１０】また、発熱抵抗体３は金属部材と結着用ガ
ラスとを混練して形成されるが、結着用ガラスとして結
晶化ガラスを用いているので、焼成後の結晶化状態のば
らつきにより発熱抵抗体３の抵抗値が変動し易い。ま
た、絶縁基板との界面における密着性についても結晶化
により良好な特性が得られない。密着性が悪い場合に
は、発熱抵抗体３にクラックが発生したり剥離が発生し
たりする。

【００１１】本発明の目的は、通電時の温度むらを抑制
し異常昇温時において安全性を向上させた定着ヒータ、
定着装置および画像形成装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係わる
定着ヒータは、絶縁材料で細長い形状に形成された絶縁
基板と；前記絶縁基板の表面の長手方向に厚膜印刷によ
り帯状に形成された発熱抵抗体と；前記発熱抵抗体を覆
って前記絶縁基板の表面を被覆する膜状の第１のガラス
層と；前記第１のガラス層に積層して形成され前記第１
のガラス層より熱伝導度が低い膜状の第２のガラス層
と；を備えたことを特徴とする。

【００１３】本発明及び以下の発明において、特に指定
しない限り用語の定義及び技術的意味は以下による。

【００１４】絶縁基板とは、電気的絶縁性を有するセラ
ミック基板、ガラス基板、絶縁層を被覆した金属基板の
ことである。例えば、厚み０．６３５ｍｍの長尺の高熱
伝導率を有する窒化アルミニウムＡｌＮ、ＳｉＣ、Ｓｉ
₃Ｎ₄が用いられる。

【００１５】発熱抵抗体とは、通電により発熱する抵抗
体のことで、薄膜及び厚膜を含んでいる。例えば、銀・
パラジウム系の金属材料に結着用ガラスを混練して帯状
に厚膜印刷され焼成にて形成される。焼成温度は、例え
ば６００℃〜９００℃である。また、電極導体とは、導
電性を有する金属であり薄膜及び厚膜を含んでいる。

【００１６】第１のガラス層とは、発熱抵抗体を直接的
に覆って被覆するガラス層であり、ガラス質の薄膜およ
び厚膜を含んでいる。例えば、ホウケイ酸系ガラス、ホ
ウケイ酸鉛系ガラス、ホウケイ酸亜鉛系ガラス等に、フ
ィラーとして窒化アルミニウム、窒化ホウ素、アルミ
ナ、コージェライト等の無機質のフィラーを用いて熱伝
導性が良い特性を有するガラス層である。

【００１７】第２のガラス層は、第１のガラス層に積層
して形成されるガラス層であり、第１のガラス層より熱
伝導度が低い特性を有した膜状のガラス層である。例え
ば、熱伝導性の高いフィラーを極力用いないホウケイ酸
系ガラス、ホウケイ酸鉛系ガラス、ホウケイ酸亜鉛系ガ
ラス等で形成される。第１のガラス層より熱伝導率が低
い特性を有する限りは、窒化アルミニウム粉やアルミナ
粉を添加しても良い。

【００１８】本発明によれば、発熱抵抗体が発した熱
は、熱伝導性の良い第１のガラス層中を早く伝わった後
に、その上層の熱伝導性の悪い第２のガラス層により断
熱される。このため、熱は第１のガラス層と第２のガラ
ス層との界面で拡がり、拡がった熱はさらに第１のガラ
ス層に伝わる。第１のガラスに伝わった熱は、その後、
熱伝導性の悪い第２のガラス層中を徐々にガラス表面に
伝わる。

【００１９】従って、上層の第２のガラス層の表面全体
がほぼ均等に暖まることになる。そのため、被加熱物に
均等に熱が伝わり易くなる。また、ヒータ昇温時に絶縁
基板内の温度差が発生しにくくなるので、定着ヒータに
発生する熱応力の発生も抑えられ、歪みによる割れを防
止できる。

【００２０】請求項２の発明に係わる定着ヒータは、絶
縁材料で細長い形状に形成された絶縁基板と；前記絶縁
基板の表面の長手方向に厚膜印刷により帯状に形成され
た発熱抵抗体と；前記発熱抵抗体の一部を除いた大部分
を覆って前記絶縁基板の表面を被覆する膜状の第１のガ
ラス層と；前記第１のガラス層で被覆されなかった前記
発熱抵抗体の一部を被覆し前記第１のガラス層より軟化
点が低い膜状の第２のガラス層と；を備えたことを特徴
とする。

【００２１】請求項２における第１のガラス層および第
２のガラス層は、双方とも発熱抵抗体を直接的に覆う膜
状のガラス層であり、発熱抵抗体に対し積層方向ではな
く水平方向に配置される。第１のガラス層は第２のガラ
ス層の軟化点より高く形成される。つまり、発熱抵抗体
を覆う一部分のガラス層を軟化点の低いガラス層（第２
のガラス層）としたものである。

【００２２】本発明によれば、定着ヒータが異常昇温し
安全回路が動作しなかった場合に、軟化点の低い第２の
ガラス層の軟化点までは全面均一に昇温するが、温度が
第２のガラス層の軟化点に達すると、軟化点の高い第１
のガラス層には変化は生じないが、第２のガラス層に再
溶融が起こる。そして、第２のガラス層の下部の発熱抵
抗体の抵抗値上昇を誘発しホットスポットが生じる。従
って、定着ヒータの発熱抵抗体の断線に至らしめること
ができる。このことから、一対の給電端子部６ａ、６ｂ
を介して形成される発熱抵抗体回路間の絶縁破壊を防止
でき、その絶縁破壊による発煙、発火、破裂音等の製品
安全上好ましくない現象を防止できる。

【００２３】請求項３の発明に係わる定着ヒータは、絶
縁材料で細長い形状に形成された絶縁基板と；前記絶縁
基板の表面の長手方向に厚膜印刷により帯状に形成され
た発熱抵抗体と；前記発熱抵抗体を覆って前記絶縁基板
の表面を被覆し、軟化点が８００℃〜８４０℃である膜
状のガラス層と；を備えたことを特徴とする。

【００２４】請求項３におけるガラス層は、軟化点が８
００℃〜８４０℃である膜状のガラス層で形成され、例
えば、Ｚｎ−ＳｉＯ₂系、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系、ＳｉＯ
２−Ａｌ２Ｏ３系のガラスが使用される。すなわち、ガ
ラス層の軟化点をその焼成温度とほぼ同じ温度としてい
る。

【００２５】本発明により、定着ヒータの温度調整が不
調となり急速に高温に昇温しても、安全回路が働く前に
ガラス層が溶融することがなくなる。従って、ガラス絶
縁破壊による発熱抵抗体回路間でのスパークを防止で
き、定着ヒータの支持部材や定着フィルムを焼け焦がす
ことがなくなる。

【００２６】請求項４の発明に係わる定着ヒータは、請
求項１乃至３のいずれか一記載の発明において、前記発
熱抵抗体の結着用ガラスとして、非晶質ガラスを使用し
たことを特徴とする。

【００２７】本発明においては、発熱抵抗体の結着用ガ
ラスに非晶質ガラスを用いる。例えば、Ｚｎ−ＳｉＯ₂
系またはＢ₂Ｏ₃−ＺｎＯまたはＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系を
主成分とする非晶質ガラスを用いる。また、結着用ガラ
スに無機酸化物をフィラーとして０〜３０％添加しても
良い。無機酸化物としては、シリカ（ＳｉＯ）、アルミ
ナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、チタニア（ＴｉＯ₂）、ジルコン（Ｚ
ｒＯ₂）、コージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃、５
ＳｉＯ₂）等を用いる。

【００２８】本発明によれば、非晶質ガラスを用いるの
で焼成した際に結晶が生じないことから絶縁基板との界
面に隙間ができにくくなり密着性を保てる。従って、結
晶化ガラスを用いた際の結晶化状態のばらつきにより抵
抗値が変動し易いという不具合を低減でき、初期抵抗値
のばらつき、製造工程での抵抗値の変化、長期使用での
抵抗値の変化を小さく抑えられ、安定した定着ヒータを
形成できる。

【００２９】また、無機酸化物をフィラーとして添加し
た場合には、絶縁基板との界面で反応により発生するガ
スを、絶縁基板と発熱抵抗体との界面や発熱抵抗体内に
閉じこめず層外に逃がすことができる。そして、発熱抵
抗体の抵抗値調整にも寄与する。また、フィラーの種類
により熱膨張係数を絶縁基板のそれに近づけることが可
能となり発熱抵抗体のクラックや剥離を防止することが
できる。

【００３０】請求項５の発明に係わる定着ヒータは、請
求項４の発明において、前記発熱抵抗体の結着用ガラス
として、軟化点の異なる２種以上のガラスを用いたこと
を特徴とする。

【００３１】本発明は、発熱抵抗体の結着用ガラスに、
軟化点の異なる２種類以上のガラスを用いる。軟化点の
低いガラスは絶縁基板との密着性を上げる作用をし、一
方、軟化点の高いガラスは絶縁基板との反応を抑制し、
十分に軟化させずに絶縁基板から発生するＮ₂ガスを発
熱抵抗体内に閉じ込めず層外に放出する。従って、発熱
抵抗体の発泡や剥離防止の作用がある。

【００３２】本発明によれば、発熱抵抗体と絶縁基板と
の界面に発生するＮ₂ガスによる発泡を防止ししつつ密
着性を向上できる。

【００３３】請求項６の発明に係わる定着装置は、請求
項１又は２のいずれか一に記載の定着ヒータと；前記定
着ヒータに記録媒体を圧接させて所定の方向に搬送する
加圧ローラと；を備えたことを特徴とする。

【００３４】本発明の定着ヒータは、定着装置における
定着ヒータとして利用する。この場合、トナーを転写し
た記録媒体を定着装置に送り、記録媒体を加圧ローラに
より発熱する定着ヒータに順次圧接する。この加圧と加
熱とによりトナーを記録媒体上に定着させる。

【００３５】請求項７の発明に係わる画像形成装置は、
記録媒体に画像の形状にトナーを転写する画像形成機構
と；前記画像形成機構により記録媒体に転写されたトナ
ーを定着させる請求項６に記載の定着装置と；を備えた
ことを特徴とする。

【００３６】本発明の定着装置は、画像形成装置におけ
る定着装置として利用する。この場合、画像形成機構に
より記録媒体上に画像の形状にトナーを転写し、定着装
置により転写されたトナーを記録媒体上に定着させる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明の第１の実施の形態に係わる定着ヒ
ータの断面図である。この第１の実施の形態は、図６に
示した従来例に対し、ガラス層５を２層構造とし、下層
の第１のガラス層５ａは上層の第２のガラス層５ｂより
も熱伝導度が高いガラスで形成したものである。その他
の構成は、図６に示した従来例と同一であるので、同一
要素には、同一符号を付し重複する記載は省略する。

【００３８】図１に示すように、絶縁基板２の上に、銀
・パラジウム系材を用いた帯状の発熱抵抗体３をスクリ
ーン印刷等により形成し、その上に熱伝導度が良い第１
のガラス層５ａを絶縁体層として形成する。そして、さ
らにその上に、下層の第１のガラス層５ａよりも熱伝導
性が悪い第２のガラス層５ｂを形成する。絶縁基板２
は、例えば、厚み０．６３５ｍｍの長尺の窒化アルミニ
ウムＡｌＮで形成する。

【００３９】下層の第１のガラス層５ａには、ホウケイ
酸系ガラス、ホウケイ酸鉛系ガラス、ホウケイ酸亜鉛系
ガラス等に、フィラーとして窒化アルミニウム、窒化ホ
ウ素、アルミナ、コージェライト等の無機質のフィラー
を用いて熱伝導性がよいガラスとする。

【００４０】また、上層の第２のガラス層５ｂには、極
力熱伝導性の高いフィラーを用いないホウケイ酸系ガラ
ス、ホウケイ酸鉛系ガラス、ホウケイ酸亜鉛系ガラス等
を用い、下層の第１のガラス層５ａよりも熱伝導性が悪
いガラスを形成する。

【００４１】絶縁基板２の形成された発熱抵抗体３が発
した熱は、熱伝導性の良い下層の第１のガラス層５ａ中
を伝わる。この熱は、上層の熱伝導性の悪い第２のガラ
ス層５ｂにより断熱される。このため、熱は第１のガラ
ス層５ａと第２のガラス層５ｂとの界面で一旦拡がり、
その拡がった熱はさらに下層の第１のガラス層５ａに伝
わる。従って、下層の第１のガラス層５ａに均一の熱が
拡がる。

【００４２】その後に、熱伝導性の悪い上層の第２のガ
ラス層５ｂ中を徐々にガラス表面に伝わるため、上層の
第２のガラス層５ｂの表面全体が暖まることになる。従
って、部分的な熱の偏りがなくなる。

【００４３】つまり、下層の第１のガラス層５ａの発熱
抵抗体３がある部分の真上近辺のガラス表面だけが温度
が上がりやすく、その周りは温度が上がりにくく温度が
低いという状態が起こりにくくなる。そのため、温度が
低い部分で被加熱物に熱が伝わりにくく最終的に被加熱
物の温度が上がりにくいと言うことも起こりにくくな
る。また、定着ヒータ１の昇温時に絶縁基板２内の温度
差が発生しにくくなるので、定着ヒータ１に発生する熱
応力の発生も抑えられ、歪みによる割れを防止できる。

【００４４】以上述べたように、第１の実施の形態によ
れば、発熱抵抗体２で発熱した熱は、熱伝導率の異なる
第１のガラス層５ａおよび第２のガラス層５ｂにより、
それらの界面で均一化され、定着ヒータの表面すなわち
第２のガラス層５ｂの表面、および第１のガラス層５ａ
と絶縁基板２との界面において、ほぼ温度差の偏りがな
くなる。従って、温度むらがなく熱応力の発生による割
れのない定着ヒータを提供できる。

【００４５】次に、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。図２は本発明の第２の実施の形態に係わる定着ヒー
タ１の平面図である。この第２の実施の形態は、図６に
示した従来例に対し、発熱抵抗体３を覆うガラス層５ａ
のうち一部分のガラス層５ｂを軟化点の低いガラス層と
したものである。その他の構成は、図６に示した従来例
と同一であるので、同一要素には、同一符号を付し重複
する記載は省略する。

【００４６】図２に示すように、発熱抵抗体３の大部分
は第１のガラス層５ａで覆われて絶縁基板２の表面を被
覆し、第１のガラス層５ａで被覆されなかった発熱抵抗
体３の一部を第１のガラス層５ａより軟化点が低い第２
のガラス層５ｂで被覆する。

【００４７】低軟化点の第２のガラス層５ｂの専有面積
は、高軟化点の第１のガラス層５ａの専有面積より小さ
く、第１のガラス層５ａおよび第２のガラス層５ｂは、
ミクロ的には融合し、積層される部分も存在し得るが、
マクロ的には積層されない構成となる。つまり、積層方
向ではなく水平方向に軟化点の異なるガラス層を配置す
る。

【００４８】ここで、図２では、２個の発熱抵抗体３が
並行して設けられた定着ヒータ１を示しているが、例え
ば給電端子部６ｂ側の発熱抵抗体３が電極導体４に置き
換わった定着ヒータ１の場合でも、同様に、発熱抵抗体
３の一部を第１のガラス層５ａより軟化点が低い第２の
ガラス層５ｂで被覆する。

【００４９】いま、定着ヒータ１に異常昇温が発生し安
全回路が動作しなかったとする。この場合、異常昇温に
より定着ヒータ１の温度が上昇し、低軟化点である第２
のガラス層５ｂの軟化点までは全面均一に昇温する。

【００５０】そして、定着ヒータ１の温度が第２のガラ
ス層５ｂの軟化点に達したとすると、高軟化点の第１の
ガラス層５ａには変化は生じないが、第２のガラス層５
ｂは溶融し始める。この溶融により第２のガラス層５ｂ
の下部の発熱抵抗体３の抵抗値が上昇し、ホットスポッ
トが生じる。これにより、その部分の発熱抵抗体３が断
線し、給電端子部６ａ、６ｂ間の発熱抵抗体回路が形成
されなくなる。従って、並行して設けられた発熱抵抗体
３間で絶縁破壊することなく、発熱抵抗体回路の断線に
至らしめることができる。

【００５１】以上述べたように、第２の実施の形態によ
れば、ガラス層５の一部を軟化点の低いガラス層（第２
のガラス層５ｂ）で形成したので、定着ヒータ１の異常
昇温時に安全回路が作動しなかった場合であっても、そ
の低軟化点のガラス層５ｂ部分で発熱抵抗体３が断線す
るので、絶縁破壊による発煙、発火、破裂音等の安全上
好ましくない現象の発生を防止できる。

【００５２】次に、本発明の第３の実施の形態を説明す
る。図３は本発明の第３の実施の形態に係わる定着ヒー
タ１の断面図である。この第３の実施の形態は、図６に
示した従来例に対し、ガラス層５として、軟化点が８０
０℃〜８４０℃である膜状のガラス層を形成したもので
ある。

【００５３】図３に示すように、窒化アルミニウムＡｌ
Ｎ、ＳｉＣ、Ｓｉ₃Ｎ₄等の絶縁基板２上に銀・パラジウ
ム合金からなる発熱抵抗体３をスクリーン印刷法により
厚膜印刷し、約８５０℃の高温で焼成形成する。また、
発熱抵抗体３のガラス層５として、Ｚｎ−ＳｉＯ₂系、
Ｂ₂Ｏ₃−ＺｎＯ系、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系のガラスを、
やはり、スクリーン印刷法により厚膜印刷し約８５０℃
の高温で焼成してガラス層５を形成する。このように、
従来のガラス層５の軟化点６００℃〜７５０℃に対し、
８００℃〜８４０℃の軟化点とする。また、ガラス層５
には、無機酸化物をフィラーとして０〜１０％添加する
ことも可能である。

【００５４】この第３の実施の形態によれば、発熱抵抗
体３のガラス層５として軟化点が８００℃〜８４０℃と
いう高温であるガラスを用いるので、定着ヒータ１の温
度調整が不調となり急速に高温に昇温しても、安全回路
が働く前にガラス層５が溶融することがなくなる。従っ
て、ガラス層５の絶縁破壊によるスパークが起こること
により、定着ヒータ１の支持部材や定着フィルムが焼け
焦げるという問題がなくなる。

【００５５】次に、本発明の第４の実施の形態を説明す
る。第４の実施の形態は、第１の実施の形態乃至第３の
実施の形態における発熱抵抗体３の結着用ガラスとして
非晶質ガラスを使用するようにしたものである。

【００５６】発熱抵抗体３は、金属材料に結着用ガラス
を混練して形成される。その際の結着用ガラスとして非
晶質ガラスを用いる。例えば、Ｚｎ−ＳｉＯ₂系または
Ｂ₂Ｏ ₃−ＺｎＯまたはＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系を主成分と
する非晶質ガラスを用いる。

【００５７】結着用ガラスに非晶質ガラスを用いるので
焼成した際に結晶が生じない。このため、絶縁基板２と
の界面に隙間ができにくくなり密着性を保てる。このこ
とから、発熱抵抗体３の初期抵抗値のばらつき、製造工
程での抵抗値の変化、長期使用での抵抗値の変化を小さ
く抑えられ、安定した定着ヒータを形成できる。

【００５８】また、結着用ガラスに無機酸化物をフィラ
ーとして０〜３０％添加しても良い。無機酸化物として
は、シリカ（ＳｉＯ）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、チタニ
ア（ＴｉＯ₂）、ジルコン（ＺｒＯ₂）、コージェライト
（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃、５ＳｉＯ₂）等を用いる。

【００５９】無機酸化物をフィラーとして添加した場合
には、絶縁基板との界面で反応により発生するガスを、
絶縁基板と発熱抵抗体との界面や発熱抵抗体内に閉じこ
めず層外に逃がすことができる。そして、発熱抵抗体の
抵抗値調整にも寄与する。また、フィラーの種類により
熱膨張係数を絶縁基板のそれに近づけることが可能とな
り発熱抵抗体のクラックや剥離を防止することができ
る。

【００６０】また、結着用ガラスとしては、軟化点の異
なる２種以上のガラスを用いることも可能である。この
場合、軟化点の低いガラスは絶縁基板との密着性を上げ
る作用をし、一方、軟化点の高いガラスは絶縁基板との
反応を抑制し、十分に軟化させずに絶縁基板から発生す
るＮ₂ガスを発熱抵抗体内に閉じ込めず層外に放出す
る。従って、発熱抵抗体の発泡や剥離防止の作用があ
る。

【００６１】この第４の実施の形態によれば、発熱抵抗
体と絶縁基板との界面に発生するＮ ₂ガスによる発泡を
防止ししつつ密着性を向上できる。

【００６２】次に、本発明の実施の形態に係わる定着装
置を説明する。図４は本発明の実施の形態に係わる定着
装置１０の縦断面図であり、定着装置１０は第１の実施
の形態乃至第４の実施の形態における定着ヒータ１を備
えている。

【００６３】定着ヒータ１は、外周面に定着フィルム１
２が配置された円筒形の支持部材１１の下面に固定され
ている。定着フィルム１２はエンドレスに循環自在に支
持されている。また、支持部材１１の下方には加圧ロー
ラ１３が回転自在に軸受上に支承されており、この加圧
ローラ５４は定着フィルム１２を介して定着ヒータ１に
圧接されている。そして、定着フィルム１２と加圧ロー
ラ１３との間にトナー１４が転写された記録媒体１５が
通過することになる。

【００６４】定着装置１０は後述するように画像形成装
置を構成する要素の一つとして用いられる。加圧ローラ
１３が駆動されると、支持部材１１の外周に装着された
定着フィルム１２が循環する。定着ヒータ１が一定温度
で発熱した状態にあるとき、トナー１４が転写された記
録媒体１５が定着装置１０に送られると、記録媒体１５
は定着フィルム１２を介して加圧ローラ１３により、順
次、発熱する定着ヒータ１に圧接される。これにより、
トナー１４を記録媒体１５に定着させる。

【００６５】この定着ヒータ１は、通電時の温度むらを
抑制でき、クラックの発生や剥がれを起こしにくいの
で、定着装置１０の長寿命化を図ることができる。ま
た、定着ヒータが異常昇温した場合であっても安全性を
確保できる。

【００６６】図５は、本発明の第４の実施の形態に係わ
る画像形成装置１６の構成図であり、画像形成装置１６
は図４に示した定着装置１０を備えている。

【００６７】画像形成装置１６の本体ハウジング１７
は、一端に給紙カセット１８を有し、他端に排紙トレー
１９を備えている。この給紙カセット１８から排紙トレ
ー１９にかけて記録媒体１５の搬送路２０が形成されて
おり、この搬送路２０の経路内に画像形成機構２１と定
着装置１０とが順次設けられている。

【００６８】画像形成機構２１は回転する感光ドラム２
２を備えており、帯電器２３により一様な帯電処理を受
け、感光器２４により感光ドラム２２に結像露光された
原稿画像に対応した静電潜像を形成する。この静電潜像
は現像器２５によりトナーにて順次顕像化され、トナー
画像となって転写器２６に移送される。

【００６９】そして、記録媒体１５を給紙カセット１８
から排紙トレー１９にかけて搬送する過程で、画像形成
機構２１の転写器２６により記録媒体１５上に画像の形
状にトナーを転写する。感光ドラム２２はトナーを記録
媒体１５に転写した後にトナークリーナー２７によりト
ナー等の付着物除去処理を受けて、再度、原稿画像の静
電潜像が形成されることになる。一方、記録媒体１５に
転写されたトナーは、定着装置１０により記録媒体１５
に定着させられる。

【００７０】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の発明によ
れば、熱伝導率の異なるガラス層を２相に形成したの
で、温度むらがなく熱応力の発生による割れのない定着
ヒータを提供できる。

【００７１】また、請求項２の発明によれば、ガラス層
の一部に軟化点の異なるガラス層を形成し異常昇温時に
はそのガラス層の溶融により、発熱抵抗体回路を断線す
るので、定着ヒータの異常昇温時に安全回路が作動しな
かった場合であっても、安全上好ましくない現象の発生
を防止できる。

【００７２】請求項３の発明によれば、発熱抵抗体のガ
ラス層として軟化点が８００℃〜８４０℃という高温で
あるガラスを用いるので、定着ヒータが急速に高温に昇
温しても、安全回路が働く前にガラス層５が溶融するこ
とがない。従って、ガラス層の絶縁破壊によるスパーク
が起こることがなく、安全性を確保できる。

【００７３】請求項４の発明によれば、発熱抵抗体の密
着性を保ち抵抗値の変化を小さく抑えられ、またクラッ
クや剥離を防止することができる。

【００７４】請求項５の発明によれば、発熱抵抗体と絶
縁基板との界面に発生するＮ_２ガスによる発泡を防止し
しつつ発熱抵抗体の密着性を向上できる。

【００７５】請求項６の発明によれば、通電時の温度む
らを抑制でき熱的破損を起こしにくく安全性の高い定着
ヒータを用いるので、定着装置の長寿命化や安全性の向
上を図ることができる。

【００７６】請求項７の発明によれば、長寿命化や安全
性を図った定着装置を有するので、信頼性の高い画像形
成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる定着ヒータ
の断面図。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係わる定着ヒータ
の平面図。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係わる定着ヒータ
の断面図。

【図４】本発明の実施の形態に係わる定着装置の縦断面
図。

【図５】本発明の実施の形態に係わる画像形成装置の構
成図。

【図６】従来の定着ヒータの説明図であり、図６（ａ）
は平面図、図６（ｂ）は裏面図、図６（ｃ）は図６
（ｂ）のＡ−Ａ線での断面図。

【符号の説明】

１…定着ヒータ、２…絶縁基板、３…発熱抵抗体、４…
電極導体、５…ガラス層、６…給電端子部、７…サーミ
スタ、８…配線部、９…検出端子部、１０…定着装置、
１１…支持部材、１２…定着フィルム、１３…加圧ロー
ラ、１４…トナー、１５…記録媒体、１６…画像形成装
置、１７…本体ハウジング、１８…給紙カセット、１９
…排紙トレー、２０…搬送路、２１…画像形成機構、２
２…感光ドラム、２３…帯電器、２４…感光器、２５…
現像器、２６…転写器、２７…トナークリーナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者苅部幾恵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 AA03 AA23 AA42 BA25 BA26 BE03 3K034 AA02 AA04 AA10 AA15 AA16 AA34 AA37 BA05 BA13 BB06 BB14 BC04 BC12 DA05 HA10 JA01 JA10 3K058 AA14 AA28 BA18 CA23 CA61 CE13 CE19 DA05 GA06 3K092 PP18 QA05 QB02 QB31 QB64 QB74 QB75 QB76 RF03 RF11 RF17 RF22 UA06 VV25 VV28 VV35

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁材料で細長い形状に形成された絶縁
基板と；前記絶縁基板の表面の長手方向に厚膜印刷によ
り帯状に形成された発熱抵抗体と；前記発熱抵抗体を覆
って前記絶縁基板の表面を被覆する膜状の第１のガラス
層と；前記第１のガラス層に積層して形成され前記第１
のガラス層より熱伝導度が低い膜状の第２のガラス層
と；を備えたことを特徴とする定着ヒータ。
【請求項２】絶縁材料で細長い形状に形成された絶縁
基板と；前記絶縁基板の表面の長手方向に厚膜印刷によ
り帯状に形成された発熱抵抗体と；前記発熱抵抗体の一
部を除いた大部分を覆って前記絶縁基板の表面を被覆す
る膜状の第１のガラス層と；前記第１のガラス層で被覆
されなかった前記発熱抵抗体の一部を被覆し前記第１の
ガラス層より軟化点が低い膜状の第２のガラス層と；を
備えたことを特徴とする定着ヒータ。
【請求項３】絶縁材料で細長い形状に形成された絶縁
基板と；前記絶縁基板の表面の長手方向に厚膜印刷によ
り帯状に形成された発熱抵抗体と；前記発熱抵抗体を覆
って前記絶縁基板の表面を被覆し、軟化点が８００℃〜
８４０℃である膜状のガラス層と；を備えたことを特徴
とする定着ヒータ。
【請求項４】前記発熱抵抗体の結着用ガラスとして、
非晶質ガラスを使用したことを特徴とする請求項１ない
し３のいずれか一記載の定着ヒータ。
【請求項５】前記発熱抵抗体の結着用ガラスとして、
軟化点の異なる２種以上のガラスを用いたことを特徴と
する請求項４に記載の定着ヒータ。
【請求項６】請求項１又は２のいずれか一に記載の定
着ヒータと；前記定着ヒータに記録媒体を圧接させて所
定の方向に搬送する加圧ローラと；を備えたことを特徴
とする定着装置。
【請求項７】記録媒体に画像の形状にトナーを転写す
る画像形成機構と；前記画像形成機構により記録媒体に
転写されたトナーを定着させる請求項６に記載の定着装
置と；を備えたことを特徴とする画像形成装置。