JP2982327B2 - 複写機の定着用ヒータ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機の定着用ヒータ
装置に関し、特に、熱源として正特性サーミスタ（以
下、ＰＴＣと略す）素子を利用した定着用ヒータ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図９に示すように、従来の乾式複写機の
定着用ヒータ装置は、円筒状のロールヒータ１に対して
同じく円筒状の加圧ロール２を圧接させた構造を有す
る。円筒状のロールヒータ１及び加圧ロール２は、それ
ぞれ、図示の矢印方向に回転するように構成されてお
り、その間をトナー像が付与された複写用紙３が矢印Ａ
方向に送られるように構成されている。すなわち、複写
用紙３上に付与されたトナー像は、熱源を内蔵した円筒
状ロールヒータ１から与えられる熱により定着されるよ
うに構成されている。この種の円筒状ロールヒータ１で
は、複写用紙３に熱を円滑に伝えるために、並びに装置
の小型化をはかるために、熱源と円筒状のロールとの伝
熱性を高めることが要求されている。また、熱源とし
て、従来、ハロゲンランプやＰＴＣ素子等が用いられて
いる。円筒状のロール内にハロゲンランプを熱源として
配置した構成では、ハロゲンランプから円筒状ロールま
で、空気を媒体として伝熱しているため、円筒状ロール
ヒータ１の外周面の温度立ち上がり時間が長くなり、複
写可能となるまでの待ち時間が長くかかる。のみなら
ず、ハロゲンランプの発熱を制御するためのコントロー
ラが必要となり、装置が複雑化し、かつコストが高く付
くという問題があった。これに対して、ＰＴＣ素子を熱
源として利用した場合には、固体の部材を介して円筒状
のロールに熱を伝導することができ、かつＰＴＣ素子で
は発熱を制御するための付加的なコントローラを必要と
しないという利点がある。このようなＰＴＣ素子を利用
した円筒状ロールヒータの一例が、実公昭６４−６５１
４号に開示されている。この先行技術では、金属よりな
る円筒状のロールの内部に、矩形板状のＰＴＣ素子が挿
入され、かつ固定されている。そして、ＰＴＣ素子で発
生した熱を円筒状ロールに効率よく伝熱するために、円
筒状ロールの内周面と、ＰＴＣ素子との間に径方向に延
びる複数本の梁が設けられている。他方、実公昭６４−
６５１６号では、図１０に示すように、円筒状ロール４
と一体に、互いに平行に配置された一対の伝熱板５ａ，
５ｂを形成し、該伝熱板５ａ，５ｂ間の空間に矩形板状
のＰＴＣ素子を挿入し、固定した構造が開示されてい
る。ここでは、平行に配置された一対の伝熱板５ａ，５
ｂにより、矩形板状のＰＴＣ素子の熱が円筒状ロール４
の外周面に速やかに伝えることが可能とされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実公昭
６４−６５１４号及び実公昭６４−６５１６号の何れの
ロールヒータにおいても、円筒状のロール内の中空部に
矩形板状のＰＴＣ素子を配置したものであるため、円筒
状ロール内に不要な空間が形成されざるを得なかった。
従って、ロールヒータ全体の大きさがかなり大型なもの
となっていた。また、ロールヒータの外周面における温
度立ち上がり時間を短縮するには、上記のような梁や伝
熱板５ａ，５ｂを設ける必要があり、構成がかなり複雑
なものとなっていた。しかも、円筒状のロールヒータ１
では、円筒状の外周面全面を発熱させねばならないた
め、大きな発熱量のＰＴＣ素子が必要であった。すなわ
ち、図９からも明らかなように、円筒状のロールヒータ
１では、複写用紙３に接触して複写用紙３に熱を与える
部分が順次移動している。従って、現に複写用紙３に接
触して熱を与えている部分以外の外周面部分も、同様に
発熱させる必要があったため、ＰＴＣ素子として大きな
発熱量のものを必要とし、かつ複写用紙３に接触してい
ないロールヒータ１の外周面部分では熱が放散されてい
た。

【０００４】よって、本発明の目的は、ＰＴＣ素子の発
熱を効率よく利用することができ、従って小型のＰＴＣ
素子を用いて構成することができ、しかも比較的簡単な
構造を有し、かつ全体形状も小型の複写機の定着用ヒー
タ装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の複写機の定着用
ヒータ装置は、上方に開口を有し、絶縁性材料よりなる
絶縁ケースと、絶縁ケース内に配置された第１の端子
と、この第１の端子上に配置されており、かつ両主面に
電極を有する板状のＰＴＣ素子と、ＰＴＣ素子の上面の
電極の全面に接触するように配置されており、かつ絶縁
ケースの上方開口を閉成するように絶縁ケースに固着さ
れた第２の端子とを備える。上記第１の端子は、ＰＴＣ
素子の下面の電極の一部に接触されており、他方、第２
の端子は金属板よりなり、ＰＴＣ素子の上面の電極の全
面に密着されており、かつヒータの熱板として機能する
ように構成されている。

【０００６】

【作用】ＰＴＣ素子の上面の電極の全面に接着されるよ
うに金属板よりなる第２の端子が配置されており、該第
２の端子が熱板として機能するように構成されているの
で、複写用紙に熱を与える熱板とＰＴＣ素子との間に付
加的な部材を何ら介することなくＰＴＣ素子の熱が熱板
である第２の端子に伝えられる。しかも、第１の端子は
ＰＴＣ素子の下面の電極の一部に接触されているだけで
あるため、ＰＴＣ素子の下面の電極側からの熱放散も抑
制される。よって、ＰＴＣ素子で発生した熱を、複写用
紙に熱を付与するために効率よく利用することが可能と
されている。

【０００７】

【実施例の説明】図１は、本発明の一実施例の複写機の
定着用ヒータ装置の分解斜視図であり、図４は外観斜視
図を示す。また、図２及び図３は、それぞれ、図４のＸ
−Ｘ方向及びＹ−Ｙ方向に沿う各断面図である。図１を
参照して、本実施例の複写機の定着用ヒータ装置は、上
方に開口１１ａを有する絶縁ケース１１が用いられる。
絶縁ケース１１は、例えば合成樹脂等の絶縁性材料に構
成されている。使用する合成樹脂としては、ＰＴＣ素子
（後述）の発熱に耐え得る程度の耐熱性を有するものを
用いることが好ましい。

【０００８】絶縁ケース１１では、短辺側の一方の端面
の側壁が欠落しており、該欠落している部分には、後述
の封止栓１２が挿入されるように構成されている。ま
た、開口１１ａ内には、後述する第１の端子板１３及び
複数個のＰＴＣ素子１４〜１７が収納され、かつ該第１
の開口１１ａは、第２の端子板１８により閉成される。
絶縁ケース１１の長辺側内壁には、上下方向に延びる複
数の突起１９ａ，１９ｂが形成されている。突起１９ａ
と突起１９ｂとは、それぞれ、開口１１ａ内に空間を介
して対向するように配置されている。この複数個の突起
１９ａ，１９ｂは、後述するＰＴＣ素子１４〜１７の側
面と絶縁ケース１１内の長辺側側壁の内面との面接触を
防止するために設けられている。また、絶縁ケース１１
の長辺側側壁の上面には、該長辺側の側壁に沿って溝２
０ａ，２０ｂが形成されている。この溝２０ａ，２０ｂ
は、第２の端子板１８の側板部１８ａ，１８ｂを挿入す
るために設けられている。そして、第２の端子板１８の
天板部１８ｃの下面が絶縁ケース１１の上面に密着し得
るように、溝２０ａ，２０ｂの深さは、第２の端子１８
の側板部１８ａ，１８ｂの上下方向の長さと同等かまた
はそれよりも深くされている。また、絶縁ケース１１の
長辺側の外側壁には、複数個の切欠２１ａ〜２１ｃが形
成されている。図１では一方の長辺側の外側壁に形成さ
れた切欠２１ａ，２１ｂ，２１ｃのみが図示されている
が、他方の長辺側の外側壁にも同様に複数の切欠が形成
されている。切欠２１ａは、下方に向かっては絶縁ケー
ス１１の底面に至るように、かつ内方に向かっては溝２
０ａまたは２０ｂに至るように形成されている。封止栓
１２は、合成樹脂等の絶縁性材料よりなり、絶縁ケース
１１の短辺側の一方の側壁が欠落した部分に挿入される
大きさに形成されている。

【０００９】第１の端子板１３には、複数の第１の端子
１３ａ，１３ａ，１３ａが形成されている。第１の端子
１３ａ，１３ａ，１３ａは、図示のように金属板の一部
を上方に切り起こした形状を有する。なお、１３ｂは引
出し端子部を示す。第１の端子板１３は、ＰＴＣ素子１
４〜１７の下面に形成された電極に電流を供給するため
に設けられているものである。従って、各端子１３ａ〜
１３ａとＰＴＣ素子１４〜１７との間の電気的接触を確
実にするために、各第１の端子１３ａは上下方向にばね
性を有するように構成されている。また、ＰＴＣ素子１
４〜１７の下面側からの熱放散を防止するために、第１
の端子１３ａはＰＴＣ素子１４〜１７の下面側の電極の
一部にのみ接触するように、すなわち線接触するように
構成されている。なお、第１の端子１３ａはＰＴＣ素子
１４〜１７の下面側の電極と電気的に確実に接触されさ
えすればよい。従って、好ましくは、熱放散を抑制する
ために、導電性は良好であるが熱伝導性は十分でない金
属材料により第１の端子板１３が構成される。ＰＴＣ素
子１４〜１７は、それぞれ、矩形板状のＰＴＣ素体の両
主面に電極（図示せず）を形成した構造を有する。

【００１０】第２の端子板１８は、厚み０．２〜０．５
ｍｍ程度の金属薄板、例えば鉄板、ステンレス板または
銅板からなり、下方に延びる側板部１８ａ，１８ｂと、
側板部１８ａ，１８ｂを連結している天板部１８ｃとを
有する。このような形状の第２の端子板１８は、金属板
を折り曲げることにより容易に形成することができる。
側板部１８ａ，１８ｂは、前述した絶縁ケース１１の溝
２０ａ，２０ｂに挿入されるように形成されている。す
わなち、このような挿入を可能とするように、側板部１
８ａ，１８ｂ間の距離及び上下方向の長さが選択されて
いる。さらに、側板部１８ｂには、外側上方に向かって
切り起こされた係止片２２ａ，２２ｂ，２２ｃが、側板
部１８ｂの長手方向に沿って複数個分散形成されてい
る。図１では図示されていないが、他方の側板部１８ａ
にも、同様に外側上方に向かって切り起こされた係止片
が複数個形成されている。係止片２２ａ〜２２ｃは、金
属板を外側上方に向かって切り起こすことにより形成さ
れているが、さらに図示の状態から先端部を内側に向か
って押圧した場合、図示の状態に戻ろうとするばね性を
有するように構成されている。なお、１８ｄは引出し端
子部を示し、第１の端子板１３の引出し端子部１３ｂと
同様に、ＰＴＣ素子１４〜１７に外部から電流を供給す
るために設けられている。絶縁ケース１１の開口１１ａ
側から第１の端子板１３、複数個のＰＴＣ素子１４〜１
７を収納し、第２の端子板１８により開口１１ａを閉成
し、最後に封止栓１２を絶縁ケース１１の一方の短辺側
から挿入することにより、図４に示す定着用ヒータ装置
２３が得られる。

【００１１】なお、前述した第１の端子板１３の高さす
なわち第１の端子板１３の底面から第１の端子１３ａの
最上部に至るまでの高さと、ＰＴＣ素子１４〜１７の厚
みとを合計した寸法は、開口１１ａの深さよりも長くさ
れている。これは、第１の端子板１３及びＰＴＣ素子１
４〜１７を開口１１ａ内に収納し、次に第２の端子板１
８を装着するに際し、第１の端子１３ａのばね性に逆ら
って該第１の端子１３ａを上方から押圧し、それによっ
てＰＴＣ素子１４の上面の電極と第２の端子板１８の天
板部１８ｃとの下面とを密着させるためである。図２か
ら明らかなように、定着用ヒータ装置２３には、複数個
のＰＴＣ素子１４〜１７が収納されている。しかも、第
１の端子１３ａのばね性に逆らって第２の端子板１８を
絶縁ケース１１に固着しているため、複数個のＰＴＣ素
子１４〜１７の上面の電極は第２の端子板１８の天板部
１８ｃの下面に密着されている。よって、ＰＴＣ素子１
４〜１７で発生した熱量は、第２の端子板１８の天板部
１８ｃに効率よく伝導される。他方、第１の端子１３ａ
は、前述したようにＰＴＣ素子１４〜１７の下面の電極
と線接触的に部分的に接触するに過ぎない。従って、Ｐ
ＴＣ素子１４〜１７で発生した熱量は、下面側からさほ
ど放散しない。さらに、各ＰＴＣ素子１４〜１７の両側
は、複数個の突起１９ａ，１９ｂ（図１参照）に点接触
的に接触しているに過ぎないため、ＰＴＣ素子１４〜１
７の左右側面からの熱放散も非常に少なくされている。
よって、本実施例の複写機の定着用ヒータ装置２３で
は、ＰＴＣ素子１４〜１７で発生した熱が効果的に第２
の端子板１８の天板部１８ｃに伝えられる。

【００１２】なお、図３に示すように、第２の端子板１
８の絶縁ケース１１への固着は、溝２０ａ，２０ｂ（図
１）に挿入された側板部１８ａ，１８ｂにおいて、係止
片２２ａが切欠２１ａの天井２５に当接することにより
完了される。すなわち、係止片２２ａのばね性に逆らっ
て、側板部１８ａ，１８ｂが溝２０ａ，２０ｂ内に挿入
され、係止片２２ａが切欠２１ａに臨んだ段階で、該係
止片２２ａの先端は図３に示すように切欠２１ａ内に移
動する。しかも、前述した第１の端子１３ａのばね性に
逆らって第２の端子板１８を絶縁ケース１１に装着して
いるため、図３の状態では、第１の端子１３ａのばね性
によって、第２の端子板１８は上方に付勢されている。
よって、係止片２２ａの先端は切欠２１ａの天井２５に
当接される。このようにして、係止片２２ａ及び第１の
端子１３ａのばね性により、第２の端子板１８が絶縁ケ
ース１１に固着される。本実施例の複写機の定着用ヒー
タ装置２３は、図５に示すように、一対のロール２６，
２７間に配置される。一対のロール２６，２７間には複
写用紙３を図示の矢印Ｅ方向に移動するための駆動ベル
ト２８が掛け渡されている。他方、定着用ヒータ装置２
３の上方には、加圧ロール３０が配置されている。この
ように、駆動ベルト２８を組み合わせて用いることによ
り、トナー像を付与された複写用紙３を搬送し、かつ加
圧ロール３０との間を通過させる間に、定着用ヒータ装
置２３でトナー像を定着させることができる。

【００１３】なお、上記実施例では、第２の端子板１８
の側板部１８ａ，１８ｂに係止片２２ａを設け、絶縁ケ
ース１１側に溝２０ａ，２０ｂ及び複数の切欠２１ａを
形成したが、このような形状を第２の端子板１８ａ及び
絶縁ケース１１に設けずとも、第２の端子板を絶縁ケー
ス１１に固着することができる。例えば、図６に断面図
で示すように、第２の端子板３１の側板部３１ａ，３１
ｂを先端側で絶縁ケース３２の底面に至るようにかしめ
て固定しても、上記実施例と同様にＰＴＣ素子１４の上
面の電極と第２の端子板３１の天板部３１ｃの下面とを
密着させることができる。さらに、図７に示すように、
第２の端子板３３の上面側を曲面状としてもよい。すな
わち、天板部３３ｃを円筒状曲面を有するように構成し
てもよい。図８に、図１に示した実施例の定着用ヒータ
装置を使用する場合の回路を示す。図８において、１
４，１５，１７はＰＴＣ素子を示す。また、３６はスイ
ッチを、３７は電源を示す。なお、上記実施例では、複
数個のＰＴＣ素子１４〜１７を用いたが、絶縁ケース１
１内に１個のＰＴＣ素子のみを配置しても、本発明の複
写機の定着用ヒータ装置を構成することができる。ま
た、図１に示した構造では、封止栓１２により絶縁ケー
ス１１の一方の短片側の側壁を構成したが、第１の端子
板の形状を変更すれば、あらかじめ両端面の側壁が形成
されており、上方に開口のみを有する絶縁ケースを用い
ることにより、封止栓１２の使用を省略することもでき
る。さらに、本発明に用いられるＰＴＣ素子の平面形状
や各端子板１３，１８の平面形状等については任意であ
ることを指摘しておく。要するに、板状のＰＴＣ素子の
上面に第２の端子板が密着されるように各構成部材が構
成されている限り、その平面形状については任意であ
る。

【００１４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、板状の
ＰＴＣ素子の上面の電極の全面に熱板としての第２の端
子が密着されているため、さらにＰＴＣ素子の下面の電
極には第１の端子が部分的に接触されているだけである
ため、ＰＴＣ素子で発生した熱を熱板である第２の端子
に非常に効率よく伝えることができる。すなわち、ＰＴ
Ｃ素子と複写用紙を加熱するための熱板との間に付加的
な伝熱部材を何ら必要とせずに、ＰＴＣ素子で発生した
熱を熱板に伝えることができる。従って、ＰＴＣ素子で
発生した熱を効率よく利用することができるため、従来
例に比べて小型のＰＴＣ素子を用いて定着用ヒータ装置
を構成することができる。しかも、円筒状のロールを用
いた従来例の場合には板状のＰＴＣ素子と熱板である円
筒状ロールとの間に不要な空間が存在していたが、本発
明では上記のように熱板である第２の端子とＰＴＣ素子
との間に不要な空間が形成されないため、さらに上記の
ような付加的な伝熱部材をも必要としないため、複写機
の定着用ヒータ装置の構造を簡略化することができ、か
つ小型化を図ることも容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる複写機の定着用ヒー
タ装置の分解斜視図。

【図２】実施例の複写機の定着用ヒータ装置の断面図で
あり、図４のＸ−Ｘ方向に沿う断面図。

【図３】実施例の複写機の定着用ヒータ装置の断面図で
あり、図４のＹ−Ｙ方向に沿う断面図。

【図４】本発明の一実施例の複写機の定着用ヒータ装置
の外観を示す斜視図。

【図５】実施例の複写機の定着用ヒータ装置の使用方法
を説明するための略図的側面図。

【図６】本発明の他の実施例にかかる複写機の定着用ヒ
ータ装置の断面図。

【図７】本発明のさらに他の実施例の複写機の定着用ヒ
ータ装置の断面図。

【図８】実施例の定着用ヒータ装置を使用する場合の回
路を示す図。

【図９】従来の複写機の定着用ヒータ装置を説明するた
めの略図的側面図。

【図１０】従来の複写機の定着用ヒータ装置において用
いられる円筒状ロールを説明するための斜視図。

【符号の説明】

１１…絶縁ケース、１１ａ…開口、１３…第１の端子
板、１３ａ…第１の端子、１４〜１７…ＰＴＣ素子、１
８…第２の端子板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 13/20 G03G 15/20 H05B 3/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上方に開口を有し、かつ絶縁性材料より
   なる絶縁ケースと、前記絶縁ケース内に配置された第１
   の端子と、前記第１の端子上に配置されており、かつ両
   主面に電極を有する板状の正特性サーミスタ素子と、前
   記正特性サーミスタ素子の上面の電極の全面に接触する
   ように配置されており、かつ前記絶縁ケースの上方開口
   を閉成するように絶縁ケースに固着された第２の端子と
   を備え、前記第１の端子は、正特性サーミスタ素子の下
   面の電極の一部に接触されており、前記第２の端子は金
   属板よりなり、前記正特性サーミスタ素子の上面の電極
   の全面に密着されており、かつヒータの熱板として機能
   するように構成されていることを特徴とする、複写機の
   定着用ヒータ装置。