JP2600835B2 - 定着用加熱体、定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、印字や転写などの画像形成におけるトナー
の定着に好適な定着用加熱体、定着装置および画像形成
装置に関する。

（従来の技術） 今日、印字や転写などの画像形成を伴うOA機器におい
ては、定着用加熱体を用いて画像の形成が行われるもの
が広く使用されている。

例えばファクシミリなどにおける画像形成手段として
は、特開昭56−161179号公報に記載されるようなサーマ
ルヘッドが知られる。この方法は、感熱紙を発熱抵抗体
上を通過させながらドット状に加熱して用紙を変色さ
せ、連打されたこのドットの集合体により画像パターン
を形成するものでる。

また、複写機およびプリンタなどの画像形成装置で
は、特開昭64−33579号公報に記載されるようなものが
知られる。この画像形成装置は、用紙に文字、図形また
は映像などの画像をトナーにより形成したトナー像を形
成し、この用紙をローラなどで搬送しながらハロゲンラ
ンプなどを熱源に用いたローラ状の定着用加熱体でトナ
ー像を加熱して用紙にトナーを定着させる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記サーマルヘッドは、画像がドット
の集合で形成されているため、画像を鮮明にするには限
界がある。

また、ハロゲンランプなどを用いてトナーを定着させ
る画像形成装置においては、ハロゲンランプが立ち上が
りに時間を要するために常時ランプを予熱しておく必要
があるために消費電力が大きくなるという問題がある。
また、定着用加熱体の構造が複雑になるという問題があ
る。

そこで、本発明は上記の課題を一掃し得る定着用加熱
体、定着装置および画像形成装置を提供することを目的
とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 請求項１に記載に定着用加熱体は、細長い前記絶縁性
の基体と、基体上に配設された一対の端子と、基体上に
形成され両端が端子に電気的に接続された通電路と、細
長い線状部分を含み少なくとも線状部分の中間部が定着
作用を得るのに適当な長さの作用部となり、作用部にお
ける温度分布が定着に必要な程度に均一化されるように
長手方向の所定部分の幅寸法が隣接部分より狭く形成さ
れ、かつ少なくとも前記通電路の一部をなす銀系材料を
主成分とする帯状の抵抗発熱体とを具備してなり、表面
にトナー像を形成した被定着体が単一の抵抗発熱体の作
用部を伝熱関係のもとに横切ることにより、被定着体の
トナー像を定着する定着用加熱体。

なお、以下各請求項記載の定着用加熱体において基体
の材質は絶縁材料であれば特に限定されないが、アルミ
ナセラミックスなどか最も好適である。

また、端子および通電路は基体上のどの部分に形成さ
れていてもよい。

また、抵抗発熱体は基体上に直接形成される必要はな
く、例えば基体への熱の拡散を防止するためのグレーズ
層を介して設けても良い。

また、抵抗発熱体の材料や形成方法は特に限定されな
い。

また、抵抗発熱体の保護や電気絶縁を目的として、ガ
ラスなどを主成分とする保護膜で抵抗発熱体を被覆して
もよい。

また、作用部とは、機能的な表現であって、トナーを
定着することが可能な程度に発熱する抵抗発熱体の部分
の全体のことを意味する。

また、抵抗発熱体の作用部となる線状部分の中間部と
は、線状部分の中央部である必要はない。

また、抵抗発熱体の作用部の定着作用を得るのに適当
な長さとは、作用部に被定着体を伝熱関係のもとに横切
らせたときに、少なくともその主要部分、好ましくはそ
の全体を一度の搬送で加熱できるような長さを意味す
る。

また、作用部における定着に必要な程度に均一な発熱
温度とは、作用部の全体がトナーの未定着や加熱しすぎ
による裏写りが発生しない温度範囲内である。

また、発熱抵抗体の幅寸法の狭く形成された部分とそ
の隣接部分との境には、明確な境界線があるわけではな
く、抵抗発熱体の幅寸法が隣接部分から連続的に緩やか
に狭くなっていてもよい。

また、銀系材料を主成分とする抵抗発熱体とは、例え
ば銀・パラジウム合金を主成分とする導電ペーストをス
クリーン印刷法により被着し焼成して形成したものなど
である。

請求項２に記載に定着用加熱体は、請求項１に記載の
定着用加熱体において、抵抗発熱体の端子近傍における
幅寸法が隣接部分よりも狭いことを特徴とする。

請求項３に記載に定着用加熱体は、請求項１または請
求項２に記載の定着用加熱体において、抵抗発熱体の中
間部にその幅寸法が隣接部分より狭い部分を有すること
を特徴とする。

請求項４に記載に定着用加熱体は、請求項１に記載の
定着用加熱体において、抵抗発熱体の作用部の熱が逃げ
やすい部分の幅寸法が隣接部分より狭いことを特徴とす
る。

請求項５に記載に定着装置は、被定着体を搬送する手
段と、被定着体にトナーを定着させる請求項１ないし請
求項４のいずれか一記載の定着用加熱体とを具備してい
ることを特徴とする定着装置。

なお、被定書体とは例えばトナーが定着される用紙な
どを意味する。また、被定着体を搬送する手段として
は、例えばローラなどか従来使用されているが、特にこ
れには限られない。

請求項６に記載に画像形成装置は、被定着体にトナー
を付着させる手段と、被定着体に付着しているトナーを
定着させる請求項５記載の定着装置とを具備しているこ
とを特徴とする。

なお、被定着体にトナーを付着させる手段としては、
従来被定着体に静電潜像を形成する手法が一般に用いら
れるが、これには限られない。

（作用） 請求項１に記載の定着用加熱体は、両端子間に所定の
電圧を印加することにより抵抗発熱体に電流が流れて発
熱する。このとき発熱体は極めて俊敏に所定の温度に達
する。

そして、抵抗発熱体の線状部分の作用部が細長いので
単一で被定着体の広い領域で定着作用を得るのに適当な
長さであり、また、抵抗発熱体はサーマルヘッドなどで
用いられていた発熱体材料と異なり従来導体材料として
用いられていた銀系材料を主成分としているので、前述
のように細長い形状に形成してもトナーを定着する所要
の温度に発熱させることが可能な抵抗値に設定できる。

また、抵抗発熱体の作用部のうち長手方向の所定部分
の例えば端子近傍などの放熱しやすい部分の幅寸法が隣
接部分より狭く形成されているので温度分布が定着に必
要な程度に均一化される。よって、被定着体の加熱領域
の全体をトナーを定着する所要の温度に加熱できる。

請求項２に記載の定着用加熱体は、請求項１に記載の
定着用加熱体と同様に俊敏に発熱する。

そして、端子に隣接した抵抗発熱体の部分の幅寸法が
その隣接部分よりも狭いので、端子に隣接する部分はよ
り大きく発熱し端子で奪われた熱を補うことができる。
よって、少なくとも抵抗発熱体の端子に隣接する部分と
その周辺の領域で発熱温度分布を均一にできる。よっ
て、作用部が端子による熱的影響によって温度低下する
ことがない。

請求項３に記載の定着用加熱体は、請求項１に記載の
定着用加熱体と同様に発熱する。

そして、抵抗発熱体の作用部の中間部の幅寸法が隣接
部分より狭い部分を設けたので、定着用加熱体の使用方
法や周辺の機械的構造によりこの中間部の熱が奪われて
もその周辺の領域で発熱温度分布を均一にできる。

請求項４に記載の定着用加熱体は、請求項１に記載の
定着用加熱体と同様に発熱する。

そして、抵抗発熱体の作用部の熱が逃げやすい部分の
幅寸法を隣接部分より狭くしたので、定着用加熱体の使
用方法や周辺の機械的構造に対応させて抵抗発熱体の作
用部における温度分布を定着に必要な程度に均一化でき
る。

請求項５記載の定着装置は、請求項１ないし請求項４
に記載の作用により、被定着体の広い領域で所要の温度
でトナーを加熱することができる。

請求項６記載の画像形成装置は、請求項５に記載の定
着装置と同様の作用を奏する。

（実施例） 本発明の実施例を第１図ないし第８図を参照して説明
する。

第１図は本発明の定着用加熱体の第１の実施例を示す
一部切欠正面図、第２図は第１図のII−II線に沿った長
手方向横断面図である。これらの図において、（１）は
幅約10mm、長さ約300mm、厚さ約３〜5mmのアルミナセラ
ミックス製の基体、（２）は基体（１）の表面に形成さ
れたグレーズ層、（３）はこのグレーズ層の表面に形成
された抵抗発熱体である。抵抗発熱体（３）の両端部に
は、抵抗発熱体（３）よりも幅広の端子（33）・（33）
が形成されている。

上記抵抗発熱体（３）は、グレーズ層（２）上に銀・
パラジウム合金を含んだ導電ペーストをスクリーン印刷
法によって均一な厚さの膜状に塗布した後に焼成するこ
とにより形成される。この抵抗発熱体（３）は、中央部
に幅が約15mmの低抵抗部（31）と、端子（33），（33）
近傍に幅が約1.0の高抵抗部（32），（32）を有してい
る。高抵抗部（32），（32）は端子（33），（33）に連
接して形成されている。この抵抗発熱体（３）は高抵抗
部（32），（32）を含んだ全領域が定着の作用部となっ
ている。なお、抵抗発熱体（３）の全長は約230mmであ
る。また、高抵抗部（32），（32）と低抵抗部（31）の
間は抵抗値が連続的に変化している。

この定着用加熱体の端子（33），（33）に電線
（４），（４）（破線で示す。）を接続して抵抗発熱体
（３）に電流を流すと、抵抗発熱体（３）が発熱する。
このとき、高抵抗部（32），（32）における発熱は低抵
抗部（31）における発熱よりも大きいが高抵抗部（3
2），（32）で発生した熱の一部は温度の低い端子（3
3），（33）によって奪われる。よって、抵抗発熱体
（３）つまり作用部の長手方向の発熱温度分布はほぼ均
一になり、どの部分においても所要の定着が行える。

第３図は、上記定着用加熱体の発熱時の長手方向の温
度分布を示すグラフである。このグラフから明らかなと
おり、本実施例の定着用加熱体は長手方向の温度分布が
ほぼ一様で、特に端子（33）・（33）の近傍まで所定の
温度を維持していることがわかる。なお、この定着用加
熱体の発熱温度は約250℃である。

第４図は本発明の定着用加熱体の第２の実施例を示す
一部切欠正面図である。この定着用加熱体は基本的に第
１の実施例の定着用加熱体と同じ構造なので相違点のみ
を説明する。図において、抵抗発熱体（３）は端子（3
3），（33）の近傍に幅の狭い高抵抗部（32），（32）
を有するとともに、中央部に幅の広い低抵抗部（34）…
と幅の狭い高抵抗部（35）…とを交互に有する構造にな
っている。

第５図は、上記定着用加熱体の発熱時の長手方向の温
度分布を示すグラフである。このグラフに示すとおり、
抵抗発熱体の端子近傍での発熱温度の低下がなく、中央
部においても第１の実施例以上に長手方向にわたって一
様な発熱温度分布が得られている。

第６図は本発明の定着用加熱体の第３の実施例を示す
一部切欠正面図である。この定着用加熱体は基本的に第
１の実施例の定着用加熱体と同じ構造なので相違点のみ
を説明する。図において、抵抗発熱体（３）は、中央部
と両端部とが銀・パラジウム合金を含んだシート抵抗が
40mΩの導電ペーストをスクリーン印刷法により印刷し
た後の焼成して形成した高抵抗部（35），（32），（3
2）と、これら高抵抗部（35），（32），（32）の間を
橋略して銀・パラジウム合金を含んだシート抵抗30mΩ
の導電ペーストにより同様の製法で形成した低抵抗部
（34），（34）とを有している。

第７図は、上記定着用加熱体の発熱時の長手方向の温
度分布を示すグラフである。・のグラフに示すとおり、
抵抗発熱体の端子近傍での発熱温度の低下がなく、中央
部において抵抗発熱体の長手方向にわたってほぼ一様な
発熱温度分布が得られている。

第８図は本発明の画像形成装置の一実施例を示す概念
図である。図において（81）は機器本体、（82）は例え
ばローラなどの被定着体の搬送手段を具備する定着装
置、（83）は例えば上記第１ないし第３の実施例に示し
た定着用加熱体である。

〔発明の効果〕

請求項１に記載の発明によれば、構造が簡単であると
ともに、極めて俊敏に発熱するために予熱を必要としな
い。また、抵抗発熱体を銀系材料を主成分としたのでそ
の作用部を細長く形成でき、トナーの定着が可能な所要
の温度に発熱させることができる。さらに、作用部のう
ち長手方向の所定部分の例えば端子近傍などの放熱しや
すい部分の幅寸法が隣接部分より狭く形成されているの
で作用部の長手方向の全体で均一に発熱して被定着体の
広い領域で斑の少ない均一なトナーの定着が行える定着
用加熱体を提供できる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の定
着用加熱体の有する効果において、特に抵抗発熱体の作
用部の端子に隣接する部分とその周辺の領域を均一に発
熱し得る定着用加熱体を提供できる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の定
着用加熱体の有する効果において、特に抵抗発熱体の作
用部の中間部を長手方向において均一に発熱し得る定着
用加熱体を提供できる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の定
着用加熱体の有する効果において、特に抵抗発熱体の熱
の逃げやすい部分の周辺において均一に発熱し得る定着
用加熱体を提供できる。

請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし請求項
４に記載の定着用加熱体の効果により、予熱を行う必要
がないため消費電力が小さく、また被定着体の全域にわ
たって斑の少ない定着を行い得る定着装置が提供でき
る。

請求項６記載の発明によれば、請求項５に記載の定着
装置と同様の効果を有する画像形成装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の定着用加熱体を示す一
部切欠正面図、第２図は第１図のII−II線に沿う長手方
向横断面図、第３図は第１の実施例の定着用加熱体の良
子方向の温度分布を示すグラフ、第４図は木発明の第２
の実施例の定着用加熱体を示す−都切欠正面図、第５図
は同じく長手方向の温度分布を示すグラフ、第６図は本
発明の第３の実施例の定着用加熱体を示す一部切欠正面
図、第７図は同じく長手方向の温度分布を示すグラフ、
第８図は本発明の画像形成装置を示す概念図である。 （１）……基体、（３）……抵抗発熱体、 （31），（34）……低抵抗部、（32），（35）……高抵
抗部、 （33）……端子、（82）……定着装置、 （83）……定着用加熱体

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】細長い電気絶縁性の基体と； 基体上に配設された一対の端子と； 基体上に形成され両端が端子に電気的に接続された通電
   路と； 細長い線状部分を含み少なくとも線状部分の中間部が定
   着作用を得るのに適当な長さの作用部となり、作用部に
   おける温度分布が定着に必要な程度に均一化されるよう
   に長手方向の所定部分の幅寸法が隣接部分より狭く形成
   され、かつ少なくとも前記通電路の一部をなす銀系材料
   を主成分とする帯状の抵抗発熱体と； を具備してなり、表面にトナー像を形成した被定着体が
   単一の抵抗発熱体の作用部を伝熱関係のもとに横切るこ
   とにより、被定着体のトナー像を定着する定着用加熱
   体。
2. 【請求項２】抵抗発熱体の端子近傍における幅寸法が隣
   接部分よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の定
   着用加熱体。
3. 【請求項３】抵抗発熱体の中間部にその幅寸法が隣接部
   分より狭い部分を有することを特徴とする請求項１また
   は請求項２に記載の定着用加熱体。
4. 【請求項４】抵抗発熱体の作用部の熱が逃げやすい部分
   の幅寸法が隣接部分より狭いことを特徴とする請求項１
   に記載の定着用加熱体。
5. 【請求項５】被定着体を搬送する手段と； 被定着体にトナーを定着させる請求項１ないし請求項４
   のいずれか一記載の定着用加熱体と； を具備していることを特徴とする定着装置。
6. 【請求項６】被定着体にトナーを付着させる手段と； 被定着体に付着しているトナーを定着させる請求項５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。