JP3467823B2

JP3467823B2 - 板状ヒータおよび定着装置ならびに画像形成装置

Info

Publication number: JP3467823B2
Application number: JP03050594A
Authority: JP
Inventors: 史郎江▲崎▼
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1994-02-28
Publication date: 2003-11-17
Anticipated expiration: 2018-11-17
Also published as: JPH07239620A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＯＡ機器，家庭用電
気機器や精密製造設備などの小形機器類に装着されて用
いられる薄形の板状ヒータおよびこの板状ヒータを実装
した複写機やファクシミリなどのトナー定着に用いられ
る定着装置ならびにこの定着装置を用いた画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、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用の板状ヒータと加圧
ローラとの間を直接または耐熱シートを介して間接に挟
圧しながら通過させ、このヒータの加熱によって複写用
紙上のトナーが加熱，溶融し定着するようになってい
る。

【０００３】この種の従来の定着用の板状ヒータとして
は図８，図９に示すような構成のものが実用化されてい
る。このヒータＨはアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）セラミック
スなどからなる細長の耐熱性・電気絶縁性基板１の表面
１ａ上に、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），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し、細長い帯状厚膜
の抵抗発熱体２を形成し、この抵抗発熱体２の両端部分
に銀あるいは銀・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
して一対の給電端子部３ａ，３ｂを構成し、さらにこの
抵抗発熱体２の外表面をガラス質のオーバーコート層４
で被覆して、耐摩耗性や耐衝撃性などの機械的強度の向
上および硫化や酸化等からの耐蝕保護と加圧ローラ等と
の電気的絶縁を図っている。

【０００４】そして、複写機の定着装置は図１０に示す
ように上記板状ヒータＨと加圧ローラ５とを対向させて
平行に配設し、回転軸を有する加圧ローラ５の表面の耐
熱性弾性材料で構成したローラ部分と板状ヒータＨのオ
ーバーコート層４とが直接、あるいは環状無端耐熱性シ
ート６を介して間接的に弾接するようになっている。そ
して、複写用紙Ｐが板状ヒータＨの無端耐熱性シート６
と加圧ローラ５との間に入側ｉｎから供給されると、加
圧ローラ５の回転により、複写用紙ＰがヒータＨのオー
バーコート層４上を耐熱シート６を介して滑りながら圧
送され、この間にヒータＨの熱によって複写用紙Ｐ上の
トナーＴが加熱されて溶融し、紙Ｐに定着されて、出側
ｏｕｔから排出されるようになっている。

【０００５】しかし、トナーＴが溶融すると、粘着性が
発生するので、紙Ｐが出側ｏｕｔで耐熱性シート６に接
着してヒータＨ側に巻き込まれる可能性がある。

【０００６】そこで、従来のヒータＨでは、図９にも示
すように、基板１の出側ｏｕｔの表面に、右下がりの傾
斜面１ｂを形成し、この傾斜面１ｂ上にオーバーコート
層４をスクリーン印刷により形成することにより、この
オーバーコート層４の出側端部に、右下がりの傾斜面４
ａを形成し、出側ｏｕｔにおける紙Ｐと、オーバーコー
ト層４の外面との耐熱シート６を介しての接触面積を縮
小させることにより、耐熱シート６と紙Ｐとの離れ性、
つまり、紙排出性の向上を図っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のヒータＨでは、図９に示すように基板１の出
側ｏｕｔ端部の右下がりの傾斜面１ｂを研磨により形成
しているので、作業性が低い上に、所要の寸法精度が出
しにくいために、紙排出効果が必ずしも良好ではないと
いう課題がある。

【０００８】そこでこの発明はこのような事情を考慮し
てなされたもので、その目的は簡単な構成により紙離れ
性の向上を図った板状ヒータおよび定着装置ならびに画
像形成装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために次のように構成される。

【００１０】本願の請求項１に記載の発明は、耐熱性電
気絶縁性材料からなる基板と、この基板上に形成された
帯状の抵抗発熱体と、この抵抗発熱体の外面を被覆して
電気的に絶縁するように前記基板上に形成されて、移動
中の被加熱体に前記抵抗発熱体からの発熱を伝熱せしめ
るコート層とを具備し、このコート層の一方の基板縁側
の端部を、前記基板の角部から端面まで延在するように
スクリーン印刷により連成してなることを特徴とする。

【００１１】

【００１２】さらに、本願の請求項２に記載の発明は、
基板の一方の角部を、外方に凸の円弧面により面取りし
たことを特徴とする。

【００１３】さらにまた、本願の請求項３に記載の発明
は、基板の一方の角部に段部を形成したことを特徴とす
る。

【００１４】また、本願の請求項４に記載の発明は、請
求項１〜３のいずれか１項に記載の板状ヒータと、加圧
ローラとを対向配置したことを特徴とする。

【００１５】さらに、本願の請求項５に記載の発明は、
請求項４記載の定着装置を具備していることを特徴とす
る。

【００１６】

【作用】コート層における一方の基板縁側の端部、つま
り、紙等被加熱体の移動方向出側端部を、基板の出側角
部から端面まで延在するようにスクリーン印刷により連
成したので、このコート層の出側端部に外方に凸の湾曲
面が必然的に形成される。この湾曲面には、出側方向に
向けて次第に下がる傾斜面が含まれる。

【００１７】したがって、基板上にコート層を単にスク
リーン印刷により形成することにより、コート層の出側
端部に、下り傾斜面を含む湾曲部を容易に形成すること
ができるので、コート層の出側端部に下り傾斜面を形成
する工程、例えば従来例のように基板の出側端部の研磨
等により下り傾斜面を形成する工程等を省略することが
できる。

【００１８】また、このコート層の外面を直接、または
耐熱シート等を介して間接に移動する紙等の被加熱体
は、コート層の出側湾曲端部において、その下り傾斜面
から徐々に離れて自然冷却され、トナーを固化させるこ
とにより粘着性を低下せしめて排出されるので、紙離れ
性、つまり紙排出性が向上する。

【００１９】また、基板の出側角部を、外方に凸の円弧
面で面取りする場合には、この基板上にコート層を単に
スクリーン印刷により形成することにより、コート層の
出側端部を、基板の出側湾曲部に沿って必然的に湾曲面
に形成することができる。つまり、コート層の出側端部
に湾曲面を容易に形成することができる。

【００２０】さらに、基板の出側角部に段部を形成する
場合も、この段部を含む基板上に、コート層をスクリー
ン印刷により形成することにより、コート層の出側端部
に湾曲部を容易に形成することができる。

【００２１】また、前記各基板には傾斜面を形成しない
ので、その傾斜面を形成するために基板を研磨する等の
作業を省略することができ、基板形成の作業性の向上を
図ることができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図７に基づい
て説明する。なお、図１〜図７中、同一または相当部分
には同一符号を付している。

【００２３】図１は図２のＩ−Ｉ線断面図、図２は本発
明に係る板状ヒータの一実施例の平面図であり、これら
の図において、板状ヒータ１１は、耐熱性電気絶縁性材
料、例えばアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）セラミックスからな
る長さ約３００mm，幅約８mm，厚さ約０．６〜約１mmの
大きさの細長の基板１２の平面状の表面１２ａ上に、そ
の長手方向に沿って、長さ約２３０mm，幅約２mm，厚さ
約１０μｍの銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）合金やニッ
ケル・錫（Ｎｉ・Ｓｎ）合金等を主体とする帯状の抵抗
発熱体１３を同心状に形成している。

【００２４】この抵抗発熱体１３の両端部には、長さ約
１５mm，幅約６mmの幅広な銀（Ａｇ），白金（Ｐｔ），
金（Ａｕ）や銀・白金（Ａｇ・Ｐｔ）合金，銀・パラジ
ウム（Ａｇ・Ｐｄ）合金等を主体とする良導電体膜から
なる一対の給電用の端子部１４ａ，１４ｂを重層して形
成している。

【００２５】また、基板１２の表面１２ａ上には、一対
の給電端子部１４ａ，１４ｂと基板１２の長手方向両端
部を除くほぼ全面を覆うように、ガラス粉末等からなる
層厚さが２０〜１００μｍのガラス質のオーバーコート
層１５を形成している。

【００２６】オーバーコート層１５は図１に示すよう
に、その図中上面上に、被加熱体である複写用紙等の紙
Ｐを直接、または耐熱シート等を介して間接に入側ｉｎ
から出側ｏｕｔに向けて滑動させ、その際に、抵抗発熱
体１３の発熱により紙Ｐの一面に付着されたトナー像Ｔ
を加熱することにより、この紙Ｐにトナー像Ｔを定着さ
せるものである。

【００２７】そして、オーバーコート層１５は、その出
側ｏｕｔ端部１５ａを、その出側角部から出側端面上部
まで延在するように形成している。このために、オーバ
ーコート層１５の出側端部１５ａには、外方に凸の円弧
面、つまり、図中、右下がりの傾斜面を含むアールが必
然的に形成される。

【００２８】したがって、基板１２の出側ｏｕｔ角部を
含む平面状の表面１２ａ上に、オーバーコート層１５を
単にスクリーン印刷により形成することにより、その出
側端部１５ａにアールを形成することができる。このた
めに、この出側端部１５ａに右下がりの傾斜面を形成す
るための工程、例えば図９等で示す従来の板状ヒータＨ
のように、基板１に右下がりの傾斜面１ｂを形成するた
めの研磨工程等を省略することができる。

【００２９】そして、このように構成された板状ヒータ
１１のオーバーコート層１５の図中上面上を、図１に示
すようにトナー像Ｔを形成した複写用紙Ｐが入側ｉｎか
ら出側ｏｕｔに向けて滑動する場合には、その滑動の際
に、抵抗発熱体１３からの発熱がオーバーコート層１５
により複写用紙Ｐに伝熱され、そのトナー像Ｔが加熱さ
れて溶融し、オーバーコート層１５のアール状出側端部
１５ａで、その右下がり傾斜面から徐々に離れて自然冷
却されて固化し、トナーの粘着性を減少させて出側ｏｕ
ｔから排出される。したがって、オーバーコート層１５
の紙離れ性（紙排出性）が向上する。

【００３０】なお、オーバーコート層１５の出側端部１
５ａにアール（湾曲部）を形成する方法は前記実施例に
限定されるものではなく、例えば図３に示す板状ヒータ
１１ａのように基板１２の出側角部に、面取り等によ
り、外方に凸の円弧面状のアール１２ａを形成すること
により、オーバーコート層１５の出側端部に円弧状のア
ール部１５ｂを形成してもよい。つまり、このアール部
１２ａまで含む基板１２の表面１２ａ上に、オーバーコ
ート層１５をスクリーン印刷により形成すると、オーバ
ーコート層１５の出側端部１５ｂは、その下底面のアー
ル部１２ａに沿って円弧面、すなわち、アールに形成さ
れる。このアール部１５ｂにも下り傾斜面が含まれるの
で、本実施例によっても、前記実施例とほぼ同様の作用
効果を奏することができる。

【００３１】また、図４に示す板状ヒータ１１ｂのよう
に、まず、基板１２の出側ｏｕｔ角部に、その表面１２
ａより一段低い段部１２ｃを形成し、次に、この段部１
２ｃの図中上面を含む基板１２の表面１２ａ上に、オー
バーコート層１５をスクリーン印刷することにより、こ
のオーバーコート層１５の出側端部にアール部１５ｃを
形成してもよい。

【００３２】さらに、図５に示す板状ヒータ１１ｃのよ
うに、まず抵抗発熱体１３を、その入側ｉｎから出側ｏ
ｕｔ方向、つまり、幅方向中心Ｏａを基板１２の同幅方
向中心Ｏｂから出側ｏｕｔへ偏心させ、抵抗発熱体１３
の出側端面を基板１２の出側端面の近傍に位置させ、次
に、この基板１２の表面１２ａ上に、その出側端面まで
含めて、オーバーコート層１５をスクリーン印刷により
形成することにより、このオーバーコート層１５の出側
端部に円弧状のアール部１５ｄを形成してもよい。

【００３３】これによれば、オーバーコート層１５上を
直接または間接に移動する複写用紙Ｐのトナー像Ｔを抵
抗発熱体１３からの発熱により加熱して溶融させ、ま
だ、トナーの粘着性が極めて低いうちに、オーバーコー
ト層１５の出側ｏｕｔのアール部１５ｄから複写用紙Ｐ
を徐々に離していくので、紙離れ性を高めることができ
る。

【００３４】さらにまた、オーバーコート層１５の膜厚
を１００μｍ以上に増厚することにより、このオーバー
コート層１５の各出側ｏｕｔのアール部１５ａ〜１５ｄ
の曲率半径を増大させてもよい。これによれば、各アー
ル部１５ａ〜１５ｄに含まれる下り傾斜面の角度が縮小
し、出側ｏｕｔの紙離れ開始点が早まり、トナーの自然
放熱の開始が早まるので、その分、紙離れ性の向上を図
ることができる。

【００３５】図６はこのように構成された各板状ヒータ
１１〜１１ｃのうちの例えば１１を組み付けた定着装置
２１であり、これは軸方向両端面に回転軸２２を突設し
た円筒形ローラ本体２３の外面に耐熱性弾性材料、例え
ばシリコーンゴム層２４を嵌合して加圧ローラ２５を形
成している。

【００３６】この加圧ローラ２５は、その回転軸２２と
対向して板状ヒータ１１を並設しており、板状ヒータ１
１は図示しない基台に取り付けられている。

【００３７】そして、板状ヒータ１１を含む基台の周囲
にはポリイミド樹脂のような環状無端耐熱シート２６が
巻装されていて、抵抗発熱体１３の真上のオーバーコー
ト層１５外表面はこの耐熱シート２６を介し加圧ローラ
２５のシリコーンゴム層２４と弾性的に接している。

【００３８】そして、板状ヒータ１１は給電端子部１４
ａ，１４ｂに接触した燐青銅板等からなる弾性が付与さ
れたコネクタ（図示せず）を通じて通電され、発熱した
抵抗発熱体１３のオーバーコート層１５上に設けた耐熱
シート２６の外面とシリコーンゴム層２４との間で、ト
ナー像Ｔを形成した複写用紙Ｐを板状ヒータ１１でもっ
て加熱することにより、未定着トナー像Ｔを溶融し、複
写用紙Ｐに定着させている。

【００３９】つまり、加圧ローラ２５の複写用紙Ｐの入
側ｉｎでは、複写用紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔがまず耐
熱シート２６を介して板状ヒータ１１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。しかる後、加圧ローラ２５の複写用紙Ｐ
の出側ｏｕｔでは、複写用紙Ｐが板状ヒータ１１から離
れ、トナー像Ｔは自然放熱して再び冷却固化し、耐熱シ
ート２６も複写用紙Ｐから離反される。

【００４０】このようにトナー像Ｔは一旦完全に軟化溶
融された後、加圧ローラ２５の用紙出側ｏｕｔで再び冷
却固化するので、トナー像Ｔの凝縮力は非常に大きくな
っている。

【００４１】そして、複写用紙Ｐの出側ｏｕｔでは、複
写用紙Ｐがオーバーコート層１５の出側アール部１５ａ
〜１５ｄに含まれる下り傾斜面から徐々に離れて行くに
連れて、徐々に自然放熱して行き、トナー像Ｔを冷却固
化させて粘着性を低下して出側ｏｕｔから排出される。
このために、オーバーコート層１５の紙離れ性が向上す
るので、複写用紙Ｐが板状ヒータ１１側へ巻き込まれる
のを低減ないし防止することができる。

【００４２】図７はこのように構成された定着装置２１
を組み込んだ電子式複写機３１の構成を示しており、こ
の複写機３１は筺体３２の上面に設けた透明ガラスなど
の透明部材からなる原稿載置台３３を図中矢印方向に往
復動して原稿３４を走査するようになっている。

【００４３】筺体３２内の上部には光照射用のランプ３
５が設けられており、このランプ３５により照射された
原稿３４からの反射光線が短焦点小径結像素子アレイ３
６によって感光ドラム３７上にスリット露光される。感
光ドラム３７は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ものであり、矢印方向に回転す
る。

【００４４】また、帯電器３８は感光ドラム３７上に一
様に帯電を行なうものであり、この帯電器３８により帯
電された感光ドラム３７には、結像素子アレイ３６によ
って画像露光が行なわれた静電画像が形成される。この
静電画像は、現像器３９による加熱で軟化溶融する樹脂
等から成るトナーを用いて顕像化される。

【００４５】一方、カセット４０内に収納されている複
写用紙Ｐは、給送ローラ４１と感光ドラム３７上の画像
と同期するように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４２によって、感光ドラム
３７上に送り込まれる。そして、転写放電器４３によっ
て感光ドラム３７上に形成されているトナー像Ｔは複写
用紙Ｐ上に転写される。

【００４６】この後、感光ドラム３７上から離れた複写
用紙Ｐは、搬送ガイド４４によって前述した定着装置２
１に導かれ、ここで加熱定着処理された後にトレイ４５
に排出される。なお、トナー像を転写後、感光ドラム３
７上の残留トナーはクリーナ４６によって除去される。

【００４７】上記定着装置２１は複写用紙Ｐの移動方向
と直交する方向に、この複写機３１が複写できる最大判
用紙の幅（長さ）に合せた有効長、すなわち最大判用紙
の幅（長さ）よりも長い抵抗発熱体１３（図１，図２参
照）を延在させた板状ヒータ１１を配置しており、耐熱
シート２６を介して板状ヒータ１１と加圧ローラ２５と
の間を送られる複写用紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔは、抵
抗発熱体１３からの熱を受けて溶融し、複写用紙Ｐ面上
に文字，英数字，図面等の複写像を現出させる。

【００４８】このような、定着装置２１による複写像は
抵抗発熱体１２が、複写機３１が許容する最大判用紙の
長さ（幅）以上に亘り細長に連続形成してあり、その延
在方向にほぼ均一な温度分布が得られ、複写用紙Ｐに
は、全面に亘り転写むら等が無い同一コントラストの鮮
明な高品質の複写が得られる。

【００４９】また、この定着装置２１は前記したよう
に、複写用紙Ｐの紙離れ性が良好であるので、紙詰まり
等を低減ないし防止することができる。

【００５０】なお、この発明は上記実施例に限定され
ず、例えば板状ヒータ１１の基板１２の材質はアルミナ
（Ａｌ₂Ｏ₃）セラミックスに限らず、他の材質のセラ
ミックスやガラス，ポリイミド樹脂のような耐熱性の高
い合成樹脂部材などであってもよい。

【００５１】また、抵抗発熱体１２や基板１１を覆うオ
ーバーコート層１５の形成は必須のものではなく、しか
も、これを形成する場合でも、そのガラスの材質は実施
例のものに限らず、発熱温度やそれぞれ使用する状況に
応じて適宜選べることはいうまでもない。

【００５２】さらに、前記各実施例では、オーバーコー
ト層１５の抵抗発熱体１３を被覆する部分と、基板１２
の出側端面まで延在する部分とを１回のスクリーン印刷
により一体に形成する場合について説明したが、本発明
は、このオーバーコート層１５の両部分を個別の印刷に
よりそれぞれ個別に形成してもよい。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明は、コート
層の一方の端部、つまり、紙等被加熱体の移動方向出側
端部を、基板の出側角部から端面まで延在するように連
成したので、このコート層の出側端部に外方に凸の湾曲
面が必然的に形成される。この湾曲面には、出側方向に
向けて次第に下がる傾斜面が含まれる。

【００５４】したがって、基板上にコート層を単にスク
リーン印刷により形成することにより、コート層の出側
端部に、下り傾斜面を含む湾曲部を容易に形成すること
ができるので、コート層の出側端部に下り傾斜面を形成
する工程、例えば従来例のように基板の出側端部の研磨
等により下り傾斜面を形成する工程等を省略することが
できる。

【００５５】また、このコート層の外面を直接、または
耐熱シート等を介して間接に移動する紙等の被加熱体
は、コート層の出側湾曲端部において、その下り傾斜面
から徐々に離れて自然冷却され、トナーを固化させるこ
とにより粘着性を低下せしめて排出されるので、紙離れ
性、つまり紙排出性が向上する。

【００５６】また、基板の出側角部を、外方に凸の円弧
面で面取りする場合には、この基板上にコート層を単に
スクリーン印刷により形成することにより、コート層の
出側端部を、基板の出側湾曲部に沿って必然的に湾曲面
に形成することができる。つまり、コート層の出側端部
に湾曲面を容易に形成することができる。

【００５７】さらに、基板の出側角部に段部を形成する
場合も、この段部を含む基板上に、コート層をスクリー
ン印刷により形成することにより、コート層の出側端部
に湾曲部を容易に形成することができる。

【００５８】また、前記各基板には傾斜面を形成しない
ので、その傾斜面を形成するために基板を研磨する等の
作業を省略することができ、基板形成の作業性の向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２のＩ−Ｉ線断面図。

【図２】本発明に係る板状ヒータの一実施例の平面図。

【図３】本発明に係る板状ヒータの他の実施例の縦断面
図。

【図４】本発明に係る板状ヒータのさらに他の実施例の
縦断面図。

【図５】本発明に係る板状ヒータの他の実施例の縦断面
図。

【図６】図１，図２で示す板状ヒータを具備した定着装
置の縦断面図。

【図７】図６で示す定着装置を具備した複写機の縦断面
図。

【図８】従来の板状ヒータの平面図。

【図９】図８のIX−IX線断面図。

【図１０】図８等で示す従来の板状ヒータを具備した定
着装置の縦断面図。

【符号の説明】

１１板状ヒータ１２基板１２ａ基板の表面１２ｂ基板のアール部１２ｃ基板の段部１３抵抗発熱体１４ａ，１４ｂ給電用端子部１５オーバーコート層１５ａ〜１５ｄ出側アール部２１定着装置２２回転軸２３ローラ本体２５加圧ローラ２６環状無端耐熱シート３１複写機３５ランプ３６結像素子アレイ３７感光ドラムＰ複写用紙Ｔトナー像

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】耐熱性電気絶縁性材料からなる基板と、この基板上に形成された帯状の抵抗発熱体と、この抵抗発熱体の外面を被覆して電気的に絶縁するよう
に前記基板上に形成されて、移動中の被加熱体に前記抵
抗発熱体からの発熱を伝熱せしめるコート層とを具備
し、このコート層の一方の基板縁側の端部を、前記基板の角
部から端面まで延在するようにスクリーン印刷により連
成してなることを特徴とする板状ヒータ。
【請求項２】基板の一方の角部を、外方に凸の円弧面
により面取りしたことを特徴とする請求項１記載の板状
ヒータ。
【請求項３】基板の一方の角部に段部を形成したこと
を特徴とする請求項１記載の板状ヒータ。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載の板
状ヒータと、加圧ローラとを対向配置したことを特徴と
する定着装置。
【請求項５】請求項４記載の定着装置を具備している
ことを特徴とする画像形成装置。