JP2003186325A

JP2003186325A - 定着ヒータおよび画像形成装置

Info

Publication number: JP2003186325A
Application number: JP2001383498A
Authority: JP
Inventors: Masanori Fukushima; 正徳福島
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2003-07-04

Abstract

(57)【要約】【課題】トルクアップさせることなく定着フィルムを
加圧ローラに従って円滑に回転させることができる定着
ヒータを提供することである。【解決手段】耐熱性および電気絶縁性を有する細長い
平板状の基板１２の表裏両面のうち、複写用紙の通過面
の反対面上にその長手方向に沿って発熱体１３を印刷形
成する。複写用紙の通過面上には、少なくともその長手
方向に間欠的に保護層１５ｂを形成する。これにより、
保護層１５ｂの摩擦力を小さくし、定着フィルムが加圧
ローラの回転に従って円滑に回転し、加圧ローラのトル
クをアップさせることなく定着フィルムを加圧ローラに
従って円滑に回転させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＯＡ機器や家庭用
電気機器や精密製造設備など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画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、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ヒータと加圧ローラと
の間を通過させ、定着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するようにしている。定着ヒ
ータは支持部材で支持され、支持部材の外周に定着フィ
ルムが装着されている。複写用紙は加圧ローラと定着フ
ィルムとの間に挟圧されながら通過し、加圧ローラの回
転に伴って定着フィルムが回転することにより複写用紙
が搬送される。

【０００３】この種の従来の定着ヒータには、複写用紙
を発熱体１３が設けられた面を通過させるものと、発熱
体１３が設けられた面の裏面を通過させるものとがあ
る。

【０００４】図６は、複写用紙の通過面が発熱体１３の
形成された反対面を通過する定着ヒータの説明図であ
り、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）はＸ−Ｘ線での断
面図、図６（ｃ）はＹ−Ｙ線での断面図である。定着ヒ
ータ１１の基板１２は、耐熱性および電気絶縁性を有し
た材料で長細い平板状に形成される。そして、基板１２
の表裏両面のうちいずれか一方面上にその長手方向に沿
って発熱体１３が形成され、発熱体１３の両端部には電
極１４ａ、１４ｂが設けられている。

【０００５】また、発熱体１３の表面は保護層１５ａで
被覆されている。複写用紙は、発熱体１３が設けられた
面の裏面を通過するので、複写用紙の通過面に保護層１
５ｂが形成されている。これにより、加圧ローラとの間
に介在する定着フィルムが加圧ローラの回転に伴って円
滑に回転するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
定着ヒータ１１では、保護層１５ｂは、その形成過程に
おいて表面張力により端部が中央部よりも膜厚が厚く形
成される。このことから、摩擦力が大きくなり定着フィ
ルムが加圧ローラの回転に伴って回転し難くなり、定着
フィルムがスリップしたり、定着フィルムを加圧ローラ
に従って回転させるためのトルクをアップさせる必要が
生じる。

【０００７】本発明の目的は、トルクアップさせること
なく定着フィルムを加圧ローラに従って円滑に回転させ
ることができる定着ヒータおよび画像形成装置を提供す
ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る定
着ヒータは、耐熱性および電気絶縁性を有する細長い平
板状の基板と；前記基板の表裏両面のうち複写用紙の通
過面の反対面上にその長手方向に沿って印刷形成された
発熱体と；前記複写用紙の通過面上に形成され少なくと
もその長手方向に間欠的に形成された保護層と；を備え
たことを特徴とする。

【０００９】本発明および以下の発明において、特に指
定しない限り用語の定義および技術的意味は以下によ
る。

【００１０】基板は、細長い平板状に形成される。これ
は、トナーの定着動作に都合の良い細長い発熱体を基板
の一方面に形成するためである。これにより、発熱体の
長手方向に沿う熱容量を均等にする。基板の材質は、窒
化アルミニウム（ＡｌＮ）やアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）セ
ラミックスなど熱伝導性の優れ耐熱性および電気絶縁性
を有するセラミックス材料が用いられる。

【００１１】発熱体は、基板の表裏両面のうち複写用紙
の通過面の反対面上にその長手方向に沿って印刷形成さ
れる。銀・パラジウム合金（Ａｇ・Ｐｄ）粉末などをガ
ラス粉末（無機結着剤）や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
膜の発熱体を形成する。この発熱体の両端部分には、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膜を形成して
一対の電極を構成する。

【００１２】保護層は複写用紙の通過面上に形成され、
少なくともその長手方向に間欠的に形成される。例え
ば、その形成過程において表面張力により端部が中央部
よりも膜厚が厚くならない程度の大きさで飛び石状に設
けられる。

【００１３】本発明によれば、保護層は飛び石状に設け
られ、しかも端部が中央部よりも膜厚が厚くならない形
状であるので、摩擦力が小さくなり定着フィルムが加圧
ローラの回転に従って円滑に回転する。従って、加圧ロ
ーラのトルクをアップさせることなく定着フィルムを加
圧ローラに従って円滑に回転させることができる請求項
２の発明に係る画像形成装置は、前記複写用紙に画像を
形成しその画像の形状にトナーを転写する画像形成機構
と；請求項１の定着ヒータに前記複写用紙を圧接させて
トナーを定着させると共に前記複写用紙を所定の方向に
搬送する加圧ローラと；を備えたことを特徴とする。

【００１４】画像形成装置は、例えば、プリンタなどの
ＯＡ機器、複写機やファクシミリなどのである。画像形
成機構は、複写用紙にトナー像を形成するものであり、
トナー像が形成された複写用紙は定着フィルムを介して
加圧ローラにより弾性的に圧接されながら摺動し、定着
ヒータで加熱されてトナー像を複写用紙に定着させる。

【００１５】本発明によれば、摩擦力が小さい保護層上
を定着フィルムが回転するので加圧ローラのトルクを大
きくしなくても定着フィルムを加圧ローラに従って円滑
に回転できる画像形成装置が提供できる。

【００１６】

【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の実施の形態に係る定着ヒー
タ１１の説明図であり、図１（ａ）は平面図、図１
（ｂ）はＡ−Ａ線での断面図、図１（ｃ）はＢ−Ｂ線で
の断面図である。

【００１７】定着ヒータ１１の基板１２は、耐熱性およ
び電気絶縁性を有した材料で長細い平板状に形成され、
基板１２の表裏両面のうち複写用紙が通過する面の長手
方向に沿って発熱体１３が形成されている。

【００１８】基板１２は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や窒
化アルミニウム（ＡｌＮ）セラミックスなど耐熱性およ
び電気絶縁性を有するセラミックス材料が用いられる。
窒化アルミニウム（ＡｌＮ）はアルミナよりも熱伝導性
が優れ、その熱伝導率は数倍から約１０倍程度大きい。

【００１９】基板１２は、例えば長さ約３００ｍｍ、幅
約８ｍｍ、厚さ約０．６〜約１．０ｍｍの大きさの長方
形に形成されている。また、発熱体１３は、例えば長さ
約２３０ｍｍ、厚さ約１０μｍの銀・パラジウム（Ａｇ
・Ｐｄ）合金やニッケル・錫（Ｎｉ・Ｓｎ）合金、酸化
ルテニウム（Ｒｕ０２）合金等を主体とするもので厚膜
技術により形成されている。

【００２０】発熱体１３はその一端部または両端部に、
その一部を上下方向で重ねて、銀あるいは銀・白金（Ａ
ｇ・Ｐｔ）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１４ａ、１
４ｂを形成して、発熱体１３に電気的に接続している。
この電極１４ａ、１４ｂも厚膜技術により形成されてい
る。そして、一対の電極１４ａ、１４ｂには図示しない
コネクタを介して発熱体１３に通電するようになってい
る。

【００２１】また、発熱体１３と一対の電極１４ａ、１
４ｂの発熱体近傍部分との外表面を被覆するガラス質の
保護層１５ａが形成され、発熱体１３の機械的損傷の防
止、硫化や酸化等からの耐食作用、および外部機器との
電気的絶縁の確保している。この保護層１５ａは、例え
ばスクリーン印刷法などを用いて厚膜技術により形成さ
れている。

【００２２】また、複写用紙が通過する発熱体１３の設
けられた面の反対面には保護層１５ｂが形成されてい
る。この保護層１５ｂは、基板１２の長手方向に間欠的
に形成され、例えば、その形成過程において表面張力に
より端部が中央部よりも膜厚が厚くならない程度の大き
さで飛び石状に設けられている。このように１個１個が
小さい複数個の保護層１５ｂを一定の間隔を保って配置
するので、各々の保護層１５ｂは、その形成過程で表面
張力により端部が中央部よりも膜厚が厚くなることはな
く、その保護層１５ｂの端部と中央部との膜厚さの差は
ほとんどないものとなる。そして、この保護層１５ｂの
膜厚ｈの採り得る範囲は３μｍ〜６０μｍであり、望ま
しい範囲は６μｍ〜１５μｍで、さらに最適な膜厚は１
０μｍ程度である。これにより、保護層１５ｂの摩擦力
が小さくなり、加圧ローラとの間に介在する定着フィル
ムが加圧ローラの回転に伴って円滑に回転することにな
る。

【００２３】第１の実施の形態によれば、複写用紙の通
過面の保護層１５ｂを飛び石状に設けたので、摩擦力が
小さくなり定着フィルムが加圧ローラの回転に従って円
滑に回転し、加圧ローラのトルクをアップさせることな
く定着フィルムを加圧ローラに従って円滑に回転させる
ことができる次に、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の実施の形態に係る定着ヒータ
の平面図である。この第２の実施の形態は、図１に示し
た第１の実施の形態に対し、複写用紙の通過面の保護層
１５ｂをさらに基板１２の幅方向に２分割して設けたも
のである。

【００２４】保護層１５ｂは、基板１２の長手方向に飛
び石状に設けられると共に、基板１２の幅方向にも２分
割されて飛び石状に設けられている。このようにするこ
とにより個々の保護層１５ｂをさらに小さくできること
から、摩擦力が小さくなり定着フィルムが加圧ローラの
回転に従って円滑に回転する。また、端部と中央部との
膜厚歪みがさらに小さくなりほぼ均一の膜厚になる。以
上の説明では、基板１２の幅方向に２分割した場合を示
したが、２分割以上にすることも可能である。

【００２５】この第２の実施の形態によれば、第１の実
施の形態の場合より、保護層１５ｂのより摩擦力を軽減
できるので、より円滑に定着フィルムを加圧ローラの回
転に従って回転させることができる。

【００２６】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の実施の形態に係る定着ヒータ
の平面図である。この第３の実施の形態は、図１に示し
た第１の実施の形態に対し、複写用紙の通過面の保護層
１５ｂの基板１２の長手方向の幅を異なるようにしたも
のであり、基板１２の中央部ほど幅を厚くし端部にいく
に従って幅を狭く形成したものである。

【００２７】定着ヒータ１１は、発熱体１３に通電され
たとき基板１２の端部より中央部の方が温度が高くな
る。そこで、基板１２からの熱を複写用紙に均一に伝え
るために、基板１２の中央部の保護層１５ｂの幅を大き
くし、基板１２の長手方向の端部にいくに従って幅を小
さくし、複写用紙への熱伝導を良くするようにする。

【００２８】この第３の実施の形態によれば、第１の実
施の形態の効果に加え、基板１２からの熱が複写用紙に
均一に伝えられるので、複写用紙へのトナーの定着が適
切に行える。なお、第２の実施の形態のように、保護層
１５ｂを基板１２の幅方向に分割して設けるようにして
も良いことは言うまでもない。

【００２９】図４は、第１の実施の形態乃至第３の実施
の形態による定着ヒータ１１を支持部材１６で保持し定
着装置１７を形成した場合の一部切り欠き断面図であ
る。図４に示すように、定着装置１７は、定着ヒータ１
１を支持部材１６で保持し、支持部材１６の外周に定着
フィルム１９を装着して、加圧ローラ１８により複写用
紙２１を定着フィルム１９に挟圧しながら通過させるよ
うに構成されている。この場合、加圧ローラ１８の回転
に伴って定着フィルム１９が回転することにより複写用
紙２１が搬送される。

【００３０】図４では、加圧ローラ１８は定着フィルム
１９および複写用紙２１と距離をおいて記載されている
が、実際には、複写用紙２１は加圧ローラ１８と定着フ
ィルム１９との間に挟圧されながら通過することにな
る。加圧ローラ１８が駆動されると、支持部材１７の外
周に装着された定着フィルム１９が定着ヒータ１１の保
護層１５ｂを摺動して循環する。定着ヒータ１１が一定
温度で発熱した状態にあるとき、トナー２０が転写され
た複写用紙２１は定着装置１７の定着ヒータ１１の発熱
により、順次、トナー２０を複写用紙２１に定着してい
く。

【００３１】この定着ヒータ１１の保護層１５ｂは、摩
擦力が小さくなるように形成されているので、支持部材
１７の外周に装着された定着フィルム１９は加圧ローラ
１８の挟圧により定着ヒータ１１の保護層１５ｂを滑ら
かに摺動して循環する。

【００３２】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２２の構成図であり、画像形成装置２２
は、図４に示した定着装置１７を備えている。

【００３３】画像形成装置２２の本体ハウジング２３
は、一端に給紙カセット２４を有し、他端に排紙トレー
２５を備えている。この給紙カセット２４から排紙トレ
ー２５にかけて複写用紙２１の搬送路２６が形成されて
おり、この搬送路２６の経路内に画像形成機構２７と定
着装置１７とが順次設けられている。

【００３４】画像形成機構２７は回転する感光ドラム２
８を備えており、帯電器２９により一様な帯電処理を受
け、感光器３０により感光ドラム２８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３１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３２に移送される。

【００３５】そして、複写用紙２１を給紙カセット２４
から排紙トレー２５にかけて搬送する過程で、画像形成
機構２７の転写器３２により複写用紙２１上に画像の形
状にトナーを転写する。感光ドラム２８はトナーを複写
用紙２１に転写した後にトナークリーナー３３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、複写用紙２１に
転写されたトナーは、定着装置１７により複写用紙２１
に定着させられる。

【００３６】この第４の実施の形態によれば、定着フィ
ルム１９との摩擦力が低減できる定着ヒータを用いてい
るので、加圧ローラ１８と定着フィルム１９とがスリッ
プすることのない信頼性の高い画像形成装置を提供でき
る。

【００３７】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の発明によ
れば、保護層は飛び石状に設けられ、しかも端部が中央
部よりも膜厚が厚くならない形状であるので、摩擦力が
小さくなり定着フィルムが加圧ローラの回転に従って円
滑に回転する。従って、加圧ローラのトルクをアップさ
せることなく定着フィルムを加圧ローラに従って円滑に
回転させることができる請求項２の発明によれば、摩擦
力が小さい保護層上を定着フィルムが回転するので加圧
ローラのトルクを大きくしなくても定着フィルムを加圧
ローラに従って円滑に回転できる画像形成装置が提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る定着ヒータの
平面図。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る定着ヒータの
平面図。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係る定着ヒータの
平面図。

【図４】本発明の第１の実施の形態乃至第３の実施の形
態による定着ヒータを支持部材１６で保持し定着装置を
形成した場合の一部切り欠き断面図。

【図５】本発明の第４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。

【符号の説明】

１１…定着ヒータ、１２…基板、１３…発熱体、１４…
電極、１５…保護層、１６…支持部材、１７…定着装
置、１８…加圧ローラ、１９…定着フィルム、２０…ト
ナー、２１…複写用紙、２２…画像形成装置、２３…本
体ハウジング、２４…給紙カセット、２５…排紙トレ
ー、２６…搬送路、２７…画像形成機構、２８…感光ド
ラム、２９…帯電器、３０…感光器、３１…現像器、３
２…転写器、３３…トナークリーナー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐熱性および電気絶縁性を有する細長
い平板状の基板と；前記基板の表裏両面のうち複写用紙
の通過面の反対面上にその長手方向に沿って印刷形成さ
れた発熱体と；前記複写用紙の通過面上に形成され少な
くともその長手方向に間欠的に形成された保護層と；を
備えたことを特徴とする定着ヒータ。
【請求項２】前記複写用紙に画像を形成しその画像の
形状にトナーを転写する画像形成機構と；請求項１の定
着ヒータに前記複写用紙を圧接させてトナーを定着させ
ると共に前記複写用紙を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画像形成装置。