JP2007232819A - 定着ヒータ、加熱装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ヒータの全長より小さいサイズを通紙する場合、通紙部のみを定着に必要な温度になるよう均一に発熱させ、通紙部以外の部分での異常発熱は防ぎながらも、グリースによるローラの潤滑性を阻害させないようにする。
【解決手段】耐熱・絶縁性の材料で形成された絶縁基板１１上に、比抵抗の大きい発熱抵抗体１２，１３の両端に、発熱抵抗体１１，１２の比抵抗より小さく発熱抵抗体１２１，１２２と１３１，１３２を直列接続して形成する。直列接続された１２１，１２，１２２と直列接続された１３１，１３，１３２に対し電極１４，１５から電力を供給する。これにより、各発熱抵抗体は発熱を始めるが、通紙部以外の発熱抵抗体１２１，１２２，１３１，１３２の比抵抗を発熱抵抗体１２，１３の比抵抗より小さくしたことで、発熱抵抗体１２１，１２２，１３１，１３２の異常昇温を防止することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、情報機器、家電製品や製造設備等の小型機器類に装着されて用いられる薄型の定着ヒータおよびこの定着ヒータを実装したプリンタ、複写機、ファクシミリおよびリライタブルペーパ等の加熱装置ならびにこの加熱装置を用いた画像処理装置に関する。

従来の定着ヒータは、全長に対して、通紙できる最大の長さの用紙と、それより小さいサイズの用紙を通紙する場合を考え、長さが異なる発熱体を形成し、通紙サイズにより通電を切り替え動作させていた。しかし、最大サイズの用紙を通紙すると発熱体全域の温度が下がり、小さいサイズの用紙を通紙させると非通紙以外の端部が温度上昇してしまい、温度制御が難しく、定着効率も低下するという問題や、他の周辺部品へのダメージを与える等の不具合がある。

その対策として、絶縁基板の幅方向の上流と下流側で幅の異なる発熱抵抗体を配置するものがある。（例えば、特許文献１）
特開２００１−１９４９３６公報

上記した特許文献１の技術は、絶縁基板の幅方向の上流と下流側で幅の異なる発熱抵抗体を配置した場合でも、使用する用紙サイズに対する温度制御が難しく、定着効率が低下するという問題があった。

この発明の目的は、通紙部以外の発熱抵抗体の異常発熱の発生を防止した定着ヒータ、この定着ヒータを用いた加熱装置、この加熱装置を用いた画像形成装置を提供することにある。

上記した課題を解決するために、この発明の定着ヒータは、耐熱・絶縁性材料で形成される長尺平板状の基板と、前記基板の一面に形成された発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体に電力を供給するために形成された給電用電極部と、前記発熱抵抗体を覆うように配置されたオーバーコート層と、を具備し、前記発熱抵抗体は、長手方向に中央に位置して形成された第１の比抵抗の値を有する第１の発熱抵抗体と該第１の発熱抵抗体の両端に接続した前記第１の比抵抗より小さい第２の比抵抗の値を有する第２の発熱抵抗体が直列接続されたものであることを特徴とする。

また、耐熱・絶縁性材料で形成される長尺平板状の基板と、前記基板の一面に形成された発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体に電力を供給するために形成された給電用電極部と、前記発熱抵抗体を覆うように配置されたオーバーコート層と、を具備し、前記発熱抵抗体は、長手方向に中央に位置して形成された高い抵抗温度係数の第１の発熱抵抗体と、該第１の発熱抵抗体の両端に接続し、第１の発熱抵抗体より低い抵抗温度係数の第２の発熱抵抗体とを直列接続したものであることを特徴とする。

この発明によれば、通紙部以外の部分での異常発熱を防ぎながら発熱させることで、定着効率の向上させることが可能となる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１〜図３は、この発明の定着ヒータに関する第１の実施形態について説明するためのもので、図１は構成図、図２は図１のａ−ａ’断面図、図３は図１のｂ−ｂ’断面図である。

図１において、１１は、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）等の電気絶縁性を有する高剛性のセラミック等の基材で作成された高い熱伝導性の短冊状絶縁基板である。

１２，１３は、絶縁基板１１の表面側の長手方向に沿って平行に形成された銀（Ａｇ）・パラジウム（Ｐｄ）をはじめとする銀系材料や、ルテニウム系、炭素系等の抵抗体ペーストを高温で焼成し、所定の抵抗値を有する厚膜からなる帯状の発熱抵抗体である。発熱抵抗体１２の長手方向の両端にはそれぞれ発熱抵抗体１２より比抵抗の小さい材料の発熱抵抗体１２１，１２２の一端に一部を重層させて形成する。また、発熱抵抗体１３の長手方向の両端にはそれぞれ発熱抵抗体１３より比抵抗の小さい材料の発熱抵抗体１３１，１３２の一端に一部を重層させて形成する。

１４，１５は、絶縁基板１１上の長手方向の他端にそれぞれ形成された銀系の導体ペーストを焼成した良導電体膜の給電用の電極であり、１６は電極１４と発熱抵抗体１２１の一端に一部を重層した銀系の導体ペーストを焼成して形成した接続導体、１７は電極１５と発熱抵抗体１３１一端に一部を重層した銀系の導体ペーストを焼成して形成した接続導体、１８は発熱抵抗体１２２，１３２のそれぞれ他端に一部を重層するとともに、絶縁基板１１の長手方向の他端まで独立させて伸ばした状態で一体的に銀系の導体ペーストを焼成して形成した接続導体である。

１９は、発熱抵抗体１２，１２１，１２２，１３，１３１，１３２それに接続導体１６〜１８を覆い、電気的、機械的、化学的な保護を行うため、厚膜印刷方法を用いてガラスペーストを塗布、焼成して形成されるオーバーコート層である。

以上により、定着ヒータ１００が構成される。

なお、図中破線枠で示す２００は、定着ヒータ１００の発生した熱で加熱される幅ｗを有する加圧ローラを示し、この加圧ローラ２００の幅ｗは、例えばＡ４サイズの用紙の定着に必要なサイズとなっている。また、ｘは例えば葉書サイズの用紙が通紙される通紙範囲を、ｙは発熱抵抗体１２，１２１，１２２および１３，１３１，１３２が発熱する発熱範囲をそれぞれ示している。

上記構成の定着ヒータ１００は、通紙範囲ｘを通紙する葉書サイズ用のものでありながら、加圧ローラ２００の幅ｗは、Ａ４サイズの定着も可能なものとなっている。従って、通紙範囲ｘをＡ４サイズの定着ヒータ１００に変更することで、Ａ４サイズの定着に対応することが可能となる。

ところで、図１の定着ヒータ１００の通紙範囲ｘでは、葉書サイズに対応するものであるにも拘わらず、加圧ローラ２００はＡ４サイズにも対応可能なものとなっている。通紙範囲ｘ部分のみにヒータが形成されたとすると、図示しない定着用フィルムをスムーズに走行させるために定着ヒータ１００と定着用フィルム間に介在されるグリースは、加熱される部分と加熱されない部分が生じ、場所によってグリースの粘性が異なり、定着用フィルムの走行が阻害されることが考えられる。

そこで、定着ヒータ１００では、加圧ローラ２００に合わせて通紙範囲ｘに対応する部分以外でも発熱抵抗体１２１，１２２，１３１，１３２が形成されている。ただし、発熱抵抗体１２１，１２２の比抵抗は、発熱抵抗体１２の比抵抗に対して１／１０〜１／４程度の値とし、同様に発熱抵抗体１３１，１３２の比抵抗は、発熱抵抗体１３の比抵抗に対して１／１０〜１／４程度の値とする。

発熱抵抗体１２，１３は、用紙を通紙させることにより温度奪われ上昇を抑えられるが、発熱抵抗体１２１，１２２，１３１，１３２の部分は比抵抗が小さい値になっている。仮に、通紙部以外の比抵抗が１／１０以下の場合、通紙部以外の箇所でのグリースによるローラの潤滑性が十分でない場合があり、また、１／４以上であると、通紙部以外での発熱が大きくなり加圧ローラに過度な熱が加わり加圧ローラの熱劣化や回転を阻害しまう可能性がある。従って、発熱抵抗体１２，１３の比抵抗に対して発熱抵抗体１２１，１２２，１３１，１３２をそれぞれ１／１０〜１／４程度の値とすると、通紙部以外における異常な発熱を防止することができる。

この実施形態では、小さいサイズの用紙を通紙時に、通紙部のみを定着に必要な温度になるよう均一な熱の発生を実現させ、小さいサイズの用紙の通紙部以外の部分での異常発熱を防ぎながら、グリースによるローラの潤滑性が阻害されずに、定着効率の向上を図ることができる。

次の図４、図５を参照し、この発明の定着ヒータの第２の実施形態について説明するもので、図４は構成図、図５は図４のｃ−ｃ’断面図を示す。上記第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、ここでは異なる部分について説明する。

この実施形態は、発熱抵抗体１２１，１２２を発熱抵抗体１２から離れるに従い、漸次幅を広くした発熱抵抗体１２１１，１２２１とし、発熱抵抗体１３１，１３２を発熱抵抗体１３から離れるに従い、漸次幅を広くした発熱抵抗体１３１１，１３２１としたものである。

この場合、第１の実施形態の効果に加え、発熱抵抗体１２，１３から漸次離れるに従い温度が低くなる関係の発熱分布で発熱抵抗体１２１，１２２，１３１，１３２が形成されていることから、電極１４，１５や接続導体１８に対する発熱の影響を抑えることができる。

次に図６、図７を参照し、この発明の定着ヒータの第３の実施形態について説明するための、図６は構成図、図７は図６のｄ−ｄ’断面図であり、上記この発明の定着ヒータの第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。

この実施形態は、発熱抵抗体１２，１３上に熱伝導率が高いオーバーコート層１９１を形成し、発熱抵抗体１２１，１３１上と発熱抵抗体１２２，１３２上にはそれぞれオーバーコート層１９１より熱伝導率が低いオーバーコート層１９２，１９３を形成したものである。

この場合、発熱抵抗体１２，１３上のオーバーコート層１９１の熱伝導率をより高い材料で形成可能なことから、定着に必要な発熱の立ち上がりを速くすることができる。

図８、図９を参照し、この発明の定着ヒータの第４の実施形態について説明するための、図８は構成図、図９は図８のｅ−ｅ’断面図であり、上記この発明の定着ヒータの第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。

すなわち、オーバーコート層を上流側と下流側に分け、上流側に配置する発熱抵抗体１２上のオーバーコート層１９１１を、下流側に配置する発熱抵抗体１３上のオーバーコート層１９１２より熱伝導率を高くした。これにより、用紙が初めに接触する上流側の熱伝導率を高くすることができる。なお、オーバーコート層１９１〜１９３の厚みが４０〜９０μｍである場合、例えば上流側のオーバーコート層１９１１の熱伝導率を、下流側のオーバーコート層１９１２の熱伝導率に対し２倍程度とした。

この実施形態では、特に、上流側と下流側との温度の均一化を図り、通紙部以外の部分での異常発熱は防ぐことができる。

図１０〜図１２は、この発明の定着ヒータの第５の実施形態について説明するための、図１０は構成図、図１１は図１０のｆ−ｆ’断面図、図１２は図１０のｇ−ｇ’断面図である。

この実施形態は、図６、図７で説明したこの発明の定着ヒータの第３の実施形態の通紙部ｘに位置する発熱抵抗体１２上のオーバーコート層１９１１の熱伝導率を、発熱抵抗体１３上のオーバーコート層１９１２の熱伝導率より例えば２倍程度高くしたものである。

このように、上流側と下流側の発熱抵抗体とオーバーコート層に発熱差を持たせたことで、通紙時の温度の均一化を図ることができる。また、熱伝導率の高いオーバーコート層１９１１は通紙部のみで、それ以外はオーバーコート層１９１１より熱伝導率の低いオーバーコート層１９２，１９３であることから、通紙部以外の部分での発熱抵抗体の異常な温度上昇を防ぐことができる。

図１３〜図１５は、この発明の定着ヒータの第６の実施形態について説明するための、図１３は構成図、図１４は図１３のｈ−ｈ’断面図、図１５は図１３のｉ−ｉ’断面図であり、上記この発明の定着ヒータの第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。

この実施形態では、通紙部ｘに位置する下流側の発熱抵抗体１３の断面積を、上流側の発熱抵抗体１２１３の断面積に対し狭くすることで発熱抵抗体１２１３の発熱量を高くしている。発熱量の差は、５〜３０％程度とする。これにより、上流側の発熱量を高くすることで、用紙が通紙されることにより下流側に対し温度が低下しがちな上流側との温度の均一化を図ることができる。

図１６〜図１８は、この発明の定着ヒータの第７の実施形態について説明するための、図１６は構成図を、図１７は図１６のｊ−ｊ’断面図、図１８は図１６のｋ−ｋ’断面図であり、この実施形態は、下流側の発熱抵抗体１３の発熱量に対し、上流側の発熱抵抗体１２１６の発熱量を高くした点は第６の実施形態と同じである。

上記した第６の実施形態は、上流側の発熱抵抗体１２１６が下流側の発熱抵抗体１３に対し、同じ比抵抗値を持つ材料と同じ幅で高さだけを変更して、上流側の発熱量を高くしたものである。これに対してこの実施形態は、発熱抵抗体１２１６，１３の高さは同じにし、幅を変更し下流側の発熱抵抗体１３の発熱量に対し、上流側の発熱抵抗体１２１６の発熱量を５〜３０％程度高くしたものである。

この実施形態の場合でも上流側の発熱量を高くすることで、用紙が通紙されることにより下流側に対し温度が低下しがちな上流側との温度の均一化を図ることができる。

図１９は、この発明の定着ヒータの第８の実施形態について説明するための構成図である。なお、定着ヒータの第１の各実施形態と同一部分には同一の符号を付しここでは異なる部分を中心に説明する。

この実施形態は、複数サイズの用紙を通紙可能するものにおいて、小さい紙を通紙するときに、通紙部となるヒータの発熱体中央部は紙によって熱が奪われ温度が下がるが、非通紙部となる発熱体両端部上の温度は中央部に比べて昇温してしまうことを防止するものである。

すなわち、１２１９，１３１９は、絶縁基板１１の表面側の長手方向に沿って平行に形成された銀（Ａｇ）・パラジウム（Ｐｄ）をはじめとする銀系材料や、ルテニウム系、炭素系等の抵抗体ペーストを高温で焼成し、所定の抵抗値を有する厚膜からなる帯状の発熱抵抗体である。発熱抵抗体１２１９，１３１９のそれぞれの一端は、絶縁基板１１の長手方向の他端まで独立させて伸ばし、一部を重層した状態で一体的に銀系の導体ペーストを焼成して形成した接続導体１８と接続する。発熱抵抗体１２１９の他端は、一部を重層した状態の銀系の導体ペーストを焼成して一体形成された接続導体１６と電極１４に接続する。発熱抵抗体１３１９の他端は、一部を重層した状態の銀系の導体ペーストを焼成して一体形成した接続導体１７と電極１５に接続する。

１９１９は、発熱抵抗体１２１９，１３１９それに接続導体１８を覆い、電気的、機械的、化学的な保護を行うため、厚膜印刷方法を用いてガラスペーストを塗布、焼成して形成されるオーバーコート層である。オーバーコート層１９１９の一部は、接続導体１６，１７に掛っている。

１９２０は、接続導体１６，１７を覆い、電気的、機械的、化学的な保護を行うため、厚膜印刷方法を用いてガラスペーストを塗布、焼成して形成されるオーバーコート層である。オーバーコート層１９２０の熱伝導率はオーバーコート層１９１９の熱伝導率より高い材料で形成されている。

ところで、接続導体１６，１７は、基本的には温度が上がらないように抵抗値の低い材料で構成するが、非通紙部であるため、発熱体側から伝わってくる温度を逃がす場所がなく昇温してしまう。導体の断面積を大きくして単位長当たりの抵抗値を下げることが考えられるが、逆に熱容量が大きくなり、放熱せず一度温度が上がると下がりにくくなる。

そのため、この実施形態では、接続導体１６，１７を覆うオーバーコート層１９２０の熱伝導率が高いことから高い放熱効果が得られ、非通紙部での温度上昇を抑えることが可能となる。

なお、オーバーコート層１９２０の表面を凹凸形状にすることで、ガラス保護層表面積が大きくなり、放熱効率を高めることができる。より放熱効果を持たせるために、オーバーコート層１９２０にヒートシンク等の放熱部品を配置することも考えられる。

図２０は、この発明の定着ヒータの第９の実施形態について説明するための構成図である。なお、これまで定着ヒータの第１の各実施形態と同一部分には同一の符号を付しここでは異なる部分を中心に説明する。この実施形態は、第８の実施形態と同様に、複数サイズの用紙を通紙可能するものにおいて、非通紙部となる発熱体両端部上の温度昇温を抑えることを防止するものである。

図２０において、絶縁基板１１の表面側の長手方向に沿って１条の発熱抵抗体２０１を形成し、発熱抵抗体２０１の両端に銀系で発熱抵抗体２０１に対し単位面積あたりの抵抗値が低い発熱抵抗体２０１１，２０１２、銀系の導体ペーストを焼成して形成した接続導体１６１，１７１をそれぞれ介して給電用の電極１４１，１５１に接続される。発熱抵抗体２０１，２０１１，２０１２は、電気的、機械的、化学的な保護を行うため、厚膜印刷方法を用いてガラスペーストを塗布、焼成して形成されるオーバーコート層１９で覆われている。

発熱抵抗体２０１，２０１１，２０１２は、複数種の材料を用い抵抗温度係数を変えたものである。発熱抵抗体２０１の抵抗温度係数は、両端の発熱抵抗体２０１１，２０１２より高いもので形成することにより、中央部のみに非加熱体を通した場合に発生する端部昇温を抑えることができる。

発熱抵抗体２０１，２０１１，２０１２は、例えばＡｇ／Ｐｄ系の材料を用いて形成した場合、発熱抵抗体２０１のＡｇリッチの配合を、発熱抵抗体２０１１，２０１２に比べてリッチとすることで、発熱抵抗体２０１の抵抗温度係数を高くすることが可能である。また、発熱抵抗体２０１の材料を例えばＡｇ／Ｐｄ系とし、発熱抵抗体２０１１，２０１２の材料を例えばＲｕＯ_２系とすることでも、発熱抵抗体２０１の抵抗温度係数を、発熱抵抗体２０１１，２０１２より高くすることができる。

このような構成にすることで、非通紙部の昇温を抑え、昇温にともなう不具合の発生を抑えることが可能となる。

なお、抵抗温度係数は、図２１に示すように、発熱抵抗体２０１に相当する発熱抵抗体２０２，２０１１，２０１２の厚みを仮に同じとし、発熱抵抗体２０２の幅を発熱抵抗体２０１１，２０１２よりも狭くすることによっても、発熱抵抗体２０２の値を高くすることができる。また、図２２に示すように、発熱抵抗体２０１に相当する並列構成の発熱抵抗体２０３の両端に発熱抵抗体２０１１，２０１２を直列接続することによっても発熱抵抗体２０３全体の値を高くすることが可能である。

図２３は、図２０の構成を並列に構成した変形例を示すものである。すなわち、接続導体１６と接続導体１８の一端との間に、発熱抵抗体２０１に相当する発熱抵抗体２３１の抵抗温度係数を、発熱抵抗体２０１１，２０１２に相当する発熱抵抗体２３１１，２３１２より高くものを接続する。同様に、接続導体１７と接続導体１８の他端との間に、発熱抵抗体２０１に相当する発熱抵抗体２３２の抵抗温度係数を、発熱抵抗体２０１１，２０１２に相当する発熱抵抗体２３２１，２３２２より高くものを接続する。

この変形例においても非通紙部の昇温を抑え、昇温にともなう不具合の発生を抑えることが可能となる。

図２４は、この発明の定着ヒータの第１０の実施形態について説明するための構成図である。この実施形態も第８の実施形態と同様に、複数サイズの用紙を通紙可能するものにおいて、非通紙部となる発熱抵抗体両端部上の温度昇温を抑えることを防止するものである。

この実施形態は、絶縁基板１１の長手方向に図２０の発熱抵抗体を並列に構成したものである。つまり、発熱抵抗体２３１，２３２は発熱抵抗体２０１に相当し、発熱抵抗体２３１１，２３２１は発熱抵抗体２０１１に、発熱抵抗体２０１２は発熱抵抗体２３１２，２３２２にそれぞれ相当する。発熱抵抗体２３１１，２３１，２３１２は直列接続され、発熱抵抗体２３１１は接続導体１６を介して電極１４に、発熱抵抗体２３１２は接続導体１６’を介して電極１４’に接続する。また、発熱抵抗体２３２１，２３２，２３２２は直列接続され、発熱抵抗体２３２１は接続導体１７を介して電極１５に、発熱抵抗体２３２２は接続導体１７’を介して電極１５’に接続する。直列接続された発熱抵抗体２３１１，２３１，２３１２と発熱抵抗体２３２１，２３１，２３２２の全体の長さは同じようなものとする。ただし、発熱抵抗体２３１，２３２の長さは通紙する用紙のサイズに合うものとする。

このような構成において、発熱抵抗体２３１，２３２は、その両端に接続された発熱抵抗体より抵抗温度係数が大きいものであることから、発熱抵抗体２３１，２３２の部分が通紙された場合でも発熱抵抗体２３１１，２３１２，２３２１，２３２２の温度上昇を抑えることが可能となる。特に、同じサイズの用紙が通過する場合に効果的である。

図２５は、図２４の実施形態の変形例を示す構成図である。この実施形態と図２４の実施形態の異なる構成部分は、直列接続された発熱抵抗体２３１１，２３１，２３１２と発熱抵抗体２３１１，２３１，２３１２の全体の長さは同じとし、発熱抵抗体２３１の長さを発熱抵抗体２３２よりも長くしたところである。

この場合、用紙サイズが発熱抵抗体２３１の長さに対応するものと用紙サイズが発熱抵抗体２３２の長さに対応するものとに分けたことにより、幅の狭い用紙が通紙されるときに定着ヒータ１００の通紙部以外の温度上昇を抑えることができる。

なお、発熱抵抗体２３１１,２３１２,２３１１，２３１２として温度が上昇すると抵抗値が下がる負の温度係数の特性を有する材料例えばグラファイトを用いると、通紙状態に応じて発熱抵抗体２３１１,２３１２,２３１１，２３１２の昇温対策により効果を発する。

上記した第９の実施形態を除いては、発熱抵抗体は絶縁基板１１に２本としたがこれに限らず１本でも３本以上でも構わない。また、複数の発熱抵抗体に対しては直列接続でも並列接続でも構わない。

次に、図２６を参照し、上記した定着ヒータを定着装置２００に実装した場合の、この発明の加熱装置に関する一実施例について説明する。図中定着ヒータ１００部分は、図１〜図３と同じであり、同一の構成部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図２６において、２６１は回転軸２６２で回転自在に回転される加圧ローラで、その表面に耐熱性弾性材料たとえばシリコーンゴム層２６３が嵌合してある。加圧ローラ２６１の回転軸２６２と対向して定着ヒータ１００が並置して図示しない基台内に取り付けられている。

定着ヒータ１００を含む基台の周囲には、ポリイミド樹脂等からなる耐熱性のシートからなるエンドレスのロール状の定着フィルム２６４が循環自在に巻装されており、発熱抵抗体１２，１３を介した絶縁基板１１真上のオーバーコート層１９の表面は、この定着フィルム２６４を介して加圧ローラ２６１のシリコーンゴム層２６３と弾接している。

定着装置２００において、定着ヒータ１００は電極１４，１５に接触したりん青銅板等のからなる弾性が付与された図示しないコネクタを通じて通電され、発熱した発熱抵抗体１２，１３のオーバーコート層１９上に設けられた定着フィルム２６４面とシリコーンゴム層２６３との間で、トナー像Ｔ１がまず定着フィルム２６４を介して定着ヒータ１００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。この後、加圧ローラ２６１の用紙排出側では複写用の用紙Ｐが定着ヒータ１００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２６４も複写用紙Ｐから離反される。

このように、トナー像Ｔ１は一旦完全に軟化溶融された後、加圧ローラ２６１の用紙排出側で再び冷却するので、トナー像Ｔ２の凝縮力は非常に大きくなっている。

この定着装置２００では、例えば図１に示すアルミナ絶縁基板１１の長手方向に沿う上面および側面にオーバーコート層１９が施された定着ヒータ１００を取り付けているので耐機械的な衝撃性も向上する。また、定着ヒータ１００を含む基台の周囲を巻装しているリング状の定着フィルム２６４が絶縁基板１１の長手方向に沿う周縁表面部に摺接していっても定着フィルム２６４に傷を付けることを防止することができる。

次に、図２７を参照して、この発明に係る定着ヒータ、この定着ヒータを用いた加熱装置を搭載した複写機を例としたこの発明の画像形成装置に関する一実施例について説明する。図中、加熱装置２００の部分は、上記した説明と同じであり、同一部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図２７において、３０１は複写機３００の筐体、３０２は筐体３０１の上面に設けられたガラス等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Ｐｏを走査する。

筐体３０１内の上方向には光照射用のランプと反射鏡とからなる照明装置３０２が設けられており、この照明装置３０２により照射された原稿Ｐｏからの反射光源が短焦点小径結像素子アレイ３０３によって感光ドラム３０４上スリット露光される。なお、この感光ドラム３０４は矢印方向に回転する。

また、３０５は帯電器で、例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３０４上に一様に帯電を行う。この帯電器３０５により帯電された感光ドラム３０４には、結像素子アレイ３０３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３０６による加熱で軟化溶融する樹脂等からなるトナーを用いて顕像化される。

カセット３０７内に収納されている複写用紙Ｐは、給送ローラ３０８と感光ドラム３０４上の画像と同期するタイミングをとって上下方向で圧接して回転される対の搬送ローラ３０９によって、感光ドラム３０４上に送り込まれる。そして、転写放電器３１０によって感光ドラム３０４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。

この後、感光ドラム３０４上から離れた用紙Ｐは、搬送ガイド３１１によって加熱装置２００に導かれ、加熱定着処理された後にトレイ３１２内に排出される。なお、トナー像を転写後、感光ドラム３０４上の残留トナーはクリーナ３１３によって除去される。

定着装置２００は複写用紙Ｐの移動方向と直交する方向に、この複写機３００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１６１〜１６６を延在させて定着ヒータ１００の加圧ローラ２６１が設けられている。

そして、定着ヒータ１００と加圧ローラ２６１との間を送られる用紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔ１は、発熱抵抗体１６１〜１６６からの熱を受け溶融して複写用紙Ｐ面上に文字、英数字、記号、図面等の複写像を現出させる。

このような、複写機３００は加熱装置２００に記載した内容と同様の作用効果、すなわち、複写機等においては定着フィルム等の部品の早期劣化や複写用紙の損傷等の防止を図ることが可能となる。

なお、この発明は上記した実施例に限定されるものではない。例えば、オーバーコート材は相対するフィルムの材質やその他条件によって変える必要があるため特定はできないが、フィルムが樹脂の場合、オーバーコート層はガラス、フィルムが金属の場合オーバーコート層は樹脂を組み合わせるのが望ましい。この樹脂は一般的に摺動性に優れるとされる材料、ポリアミド(ＰＡ)、ポリアセタール(ＰＯＭ)、ポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)、およびポリフェニレンサルファイド、エラストマー系、ポリオレフィン系、フッ素等があり、基本的にはどれを使用しても良いが、耐熱性から弾性に富むＰＩ(ポリイミド)、ＰＡＩ(ポリアミドイミド)等のイミド系が好ましいが、硬度が低すぎると樹脂被膜の方が削れてしまうため、３Ｈ以上の硬度は必要である。

定着ヒータの用途としては、複写機等の画像形成装置の定着用に用いたが、これに限らず、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等に装着して加熱や保温の熱源としても使用可能である。

この発明の定着ヒータの第１の実施形態について説明するための構成図。 図１のａ−ａ’断面図。 図１のｂ−ｂ’断面図。 この発明の定着ヒータの第２の実施形態について説明するための構成図。 図３のｃ−ｃ’断面図。 この発明の定着ヒータの第３の実施形態について説明するための構成図。 図６のｄ−ｄ’断面図。 この発明の定着ヒータの第４の実施形態について説明するための構成図。 図８のｅ−ｅ’断面図。 この発明の定着ヒータの第５の実施形態について説明するための構成図。 図１０のｆ−ｆ’断面図。 図１０のｇ−ｇ’断面図。 この発明の定着ヒータの第６の実施形態について説明するための構成図。 図１０のｈ−ｈ’断面図。 図１０のｉ−ｉ’断面図。 この発明の定着ヒータの第７の実施形態について説明するための構成図。 図１６のｊ−ｊ’断面図。 図１６のｋ−ｋ’断面図。 この発明の定着ヒータの第８の実施形態について説明するための構成図。 この発明の定着ヒータの第９の実施形態について説明するための構成図。 図２０の変形例について説明するための説明図。 図２０の他の変形例について説明するための説明図。 図２０の実施形態を並列に構成した場合の変形例について説明するための構成図。 この発明の定着ヒータの第１０の実施形態について説明するための構成図。 図２４の変形例について説明するための構成図。 この発明の加熱装置に関する一実施形態について説明するための説明図。 この発明の画像形成装置に関する一実施形態について説明するための説明図。

符号の説明

１１ 絶縁基板
１２，１３，１２１，１２２，１３１，１３２，１２１１，１２２１，１３１１，１３２１，１２１３，１２１６，１２１９，１３１９，２０１，２０１１，２０１２，２０３，２０４，２３１，２３１１，２３１２，２３２，２３２１，２３２２ 発熱抵抗体
１４，１４’，１５，１５’，１５１ 電極
１６，１６’，１７，１７’，１８，１７１ 接続導体
１９，１９１，１９２，１９３，１９１１，１９１２，１９１９，１９２０ オーバーコート層
１００ 定着ヒータ
２００ 加熱装置
３００ 複写機

Claims (14)

1. 耐熱・絶縁性材料で形成される長尺平板状の基板と、
   前記基板の一面に形成された発熱抵抗体と、
   前記発熱抵抗体に電力を供給するために形成された給電用電極部と、
   前記発熱抵抗体を覆うように配置されたオーバーコート層と、を具備し、
   前記発熱抵抗体は、長手方向に中央に位置して形成された第１の比抵抗の値を有する第１の発熱抵抗体と該第１の発熱抵抗体の両端に接続した前記第１の比抵抗より小さい第２の比抵抗の値を有する第２の発熱抵抗体が直列接続されたものであることを特徴とする定着ヒータ。
2. 前記第２の発熱抵抗体は、通紙部として使用される前記第１の発熱抵抗体から離れるにしたがい漸次比抵抗が小さくなる材料で形成したことを特徴とする請求項１記載の定着ヒータ。
3. 前記第２の発熱抵抗体は、通紙部として使用される前記第１の発熱抵抗体から離れるにしたがい漸次比抵抗が小さくなるパターン幅に形成したことを特徴とする請求項１記載の定着ヒータ。
4. 耐熱・絶縁性材料で形成される長尺平板状の基板と、
   前記基板の一面の長手方向に沿って形成された発熱抵抗体と、
   前記発熱抵抗体に電力を供給するために形成された給電用電極部と、
   前記発熱抵抗体を覆うように配置されたオーバーコート層と、を具備し、
   前記発熱抵抗体は、第１の発熱抵抗体および該第１の発熱抵抗体の両端に直列接続された第２の発熱抵抗体とからなり、前記オーバーコート層は、前記第１の発熱抵抗体を覆う熱伝導率の第１のオーバーコート層および前記第２の発熱抵抗体を覆う前記第１のオーバーコート層より低い第２の熱伝導率の第２のオーバーコート層とからなることを特徴とする定着ヒータ。
5. 耐熱・絶縁性材料で形成される長尺平板状の基板と、
   前記基板の一面の長手方向に中間に位置する第１の比抵抗の発熱抵抗体Ａおよび該発熱抵抗体Ａの両端に接続した前記第１の比抵抗より値の小さい第２の比抵抗の発熱抵抗体Ｂをそれぞれ直列接続して形成した第１の発熱抵抗体と、
   前記第１の発熱抵抗体と並設し、前記基板の長手方向に中間に位置する第３の比抵抗の発熱抵抗体Ａおよび該発熱抵抗体Ａの両端に接続した前記第１の比抵抗より値の小さい第４の比抵抗の発熱抵抗体Ｂをそれぞれ直列接続して形成した第２の発熱抵抗体と、
   それぞれの一端が共通接続された前記第１および第２の発熱抵抗体の他端に接続し、該第１および第２の発熱抵抗体に電力を供給するために形成された第１および第２の電極と、
   少なくとも前記第１および第２の発熱抵抗体を覆うように配置されたオーバーコート層、とを具備し、
   用紙が通紙される上流側の前記第１の発熱抵抗体の第１の比抵抗は、下流側の前記第２の発熱抵抗体の第３の比抵抗に比べて高い値であることを特徴とする定着ヒータ。
6. 前記第１の発熱抵抗体の第１の比抵抗を、下流側の前記第２の発熱抵抗体の第３の比抵抗に比べて高くする手段としては、前記第１の発熱抵抗体の発熱抵抗体Ａのパターンの膜厚を薄くするかあるいは幅を狭くし、前記第２の発熱抵抗体の発熱抵抗体Ａの断面積より狭くして形成したものであることを特徴とする請求項５記載の定着ヒータ。
7. 耐熱・絶縁性材料で形成される長尺平板状の基板と、
   前記基板の一面の長手方向に中間に位置する第１の比抵抗の発熱抵抗体Ａおよび該発熱抵抗体Ａの両端に、前記第１の比抵抗より小さい値の第２の比抵抗の発熱抵抗体Ｂをそれぞれ直列接続して形成した第１の発熱抵抗体と、
   前記第１の発熱抵抗体と並設され、前記基板の長手方向に中間に位置する第３の比抵抗の発熱抵抗体Ａおよび該発熱抵抗体Ａの両端に、前記第１の比抵抗より小さい値の第４の比抵抗の発熱抵抗体Ｂをそれぞれ直列接続して形成した第２の発熱抵抗体と、
   それぞれの一端が共通接続された前記第１および第２の発熱抵抗体の他端に接続し、該第１および第２の発熱抵抗体に電力を供給するために形成された第１および第２の電極と、
   少なくとも前記第１および第２の発熱抵抗体を覆うように配置されたオーバーコート層、とを具備し、
   用紙が通紙される上流側の前記第１の発熱抵抗体を覆うオーバーコート層の熱伝導率は、前記第２の発熱抵抗体を覆うオーバーコート層の熱伝導率よりも高い材料で形成したことを特徴とする定着ヒータ。
8. 耐熱・絶縁性材料で形成される長尺平板状の基板と、
   前記基板の一面に形成された発熱抵抗体と、
   前記発熱抵抗体に電力を供給するために形成された給電用電極部と、
   前記発熱抵抗体を覆うように配置されたオーバーコート層と、を具備し、
   前記オーバーコート層は、通紙部分の熱伝導率を非通紙部分の熱伝導率より高い材料としたことを特徴とする定着ヒータ。
9. 耐熱・絶縁性材料で形成される長尺平板状の基板と、
   前記基板の一面に形成された発熱抵抗体と、
   前記発熱抵抗体に電力を供給するために形成された給電用電極部と、
   前記発熱抵抗体を覆うように配置されたオーバーコート層と、を具備し、
   前記発熱抵抗体は、長手方向に中央に位置して形成された高い抵抗温度係数の第１の発熱抵抗体と、該第１の発熱抵抗体の両端に接続し、第１の発熱抵抗体より低い抵抗温度係数の第２の発熱抵抗体とを直列接続したものであることを特徴とする定着ヒータ。
10. 耐熱・絶縁性材料で形成される長尺平板状の基板と、
    前記基板の一面の長手方向に中間に位置する第１の比抵抗の発熱抵抗体Ａおよび該発熱抵抗体Ａの両端に、前記第１の比抵抗より小さい値の第２の比抵抗の発熱抵抗体Ｂをそれぞれ直列接続して形成した第１の発熱抵抗体と、
    前記第１の発熱抵抗体と並設され、前記基板の長手方向に中間に位置する第３の比抵抗の発熱抵抗体Ａおよび該発熱抵抗体Ａの両端に、前記第１の比抵抗より小さい値の第４の比抵抗の発熱抵抗体Ｂをそれぞれ直列接続して形成した第２の発熱抵抗体と、
    前記第１の発熱抵抗体の両端に接続し、該第１の発熱抵抗体に電極を供給する第１および第２の電極と、
    前記第２の発熱抵抗体の両端に接続し、該第２の発熱抵抗体に電極を供給する第３および第４の電極と、
    少なくとも前記第１および第２の発熱抵抗体を覆うように配置されたオーバーコート層、とを具備し、
    前記第１および第２の発熱抵抗体は、それぞれ長手方向に中央に位置して形成された低い抵抗温度係数の発熱抵抗体Ａと、該発熱抵抗体Ａの両端に接続し、前記発熱抵抗体Ａより高い抵抗温度係数の発熱抵抗体Ｂとを直列接続したものであることを特徴とする定着ヒータ。
11. 前記第１および第２の発熱抵抗体の発熱抵抗体Ａのそれぞれの長さは、同じであることを特徴とする請求項１０記載の定着ヒータ。
12. 用紙が通紙される上流側の前記第１の発熱抵抗体の発熱抵抗体Ａは、下流側の前記第２の発熱抵抗体の発熱抵抗体Ａより長くしてあることを特徴とする請求項１０記載の定着ヒータ。
13. 加圧ローラと、
    前記加圧ローラに対向配置された発熱抵抗体が圧接された請求項１〜１２の何れかに記載の定着ヒータと、
    前記ヒータと前記加圧ローラとの間を移動可能に設けられた定着フィルムとを具備したことを特徴とする加熱装置。
14. 媒体に形成された静電潜像にトナーを付着させてこのトナーを用紙に転写して所定の画像を形成する形成手段と、
    画像が形成された用紙を加圧ローラにより定着フィルムを介して前記定着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請求項１３記載の加熱装置とを具備したことを特徴とする画像形成装置。

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