JP3507254B2 - 加熱装置 - Google Patents

加熱装置

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JP3507254B2 JP25377696A JP25377696A JP3507254B2 JP 3507254 B2 JP3507254 B2 JP 3507254B2 JP 25377696 A JP25377696 A JP 25377696A JP 25377696 A JP25377696 A JP 25377696A JP 3507254 B2 JP3507254 B2 JP 3507254B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック等の基
板上に発熱抵抗体部を具備させたヒータを備えた加熱装
に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、複写機、レーザビームプリン
タ、レーザビームFAX等の画像形成装置における画像
加熱定着装置、即ち電子写真・静電記録・磁気記録等の
適宜の画像形成プロセス手段により加熱溶融性の樹脂等
よりなるトナー(顕画剤)を用いて被記録材(エレクト
ロファックスシート・静電記録シート・転写材シート・
印刷紙等)の面に直接方式もしくは間接(転写)方式で
形成担持させた目的の画像情報に対応した未定着トナー
画像を該被記録材面に加熱定着処理する加熱装置では、
省電力化やウェイトタイムの短縮化を図るために低熱容
量のヒータが用いられるようになって来ている。
【0003】このような低熱容量のヒータとしては、例
えば耐熱性・絶縁性のセラミック基板と、該基板に形成
された発熱抵抗体部を基本構成とし、該発熱抵抗体部に
電力を供給して発熱させる所謂セラミックヒータが用い
られている。
【0004】図6にこのようなヒータの概略構成を示
す。同図において、101は細長平板状のセラミック基
板、102は電力供給用の電気的接点部、103は該基
板101上に印刷・焼成等の手法で形成された抵抗発熱
体部、104は該電気的接点部102と抵抗発熱体部1
03とを接続する導電部である。105はセラミックヒ
ータを固定する部材である。
【0005】該構成において、外部の電源より電気的接
点部102に電力が供給され、該電力が導電部104を
介して抵抗発熱体部103に供給されて該抵抗発熱体部
103が発熱する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のヒータにおいて
は、導電部104が抵抗発熱体部103と同じ太さで且
つ基板長手方向に直線に設けらて該抵抗発熱体部103
と電気的接点部102とをつないでいる。このため該導
電部104を通して抵抗発熱体部103からの熱を電気
的接点部102へ伝えていた。
【0007】また、セラミック基材の幅も同一幅で構成
されていた。
【0008】このようなヒータでは、発熱抵抗体部10
3からの熱により、電気的接点部102の温度が高くな
り、接点部材料の酸化やガス汚染が発生して接点寿命を
短くすることがあった。
【0009】本発明によれば、発熱抵抗体部から電気的
接点部への熱の伝わりを少なくし、電気的接点部の昇温
を抑えて、電気的接点部の劣化を防止している。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする加熱装置である。 (1)基板上に、電力供給用の電気的接点部と、通電に
より発熱する発熱抵抗体部と、電気的接点部と発熱抵抗
体部とを電気的に接続しており発熱抵抗体部よりも低抵
抗の膜状の導電部とを具備したヒータと、ヒータを固
定する固定部材と、を有する加熱装置において、前記導
電部の幅前記発熱抵抗体部の幅より細く、前記電気的
接点部と前記発熱抵抗体部との間の基板部分の幅が前記
発熱抵抗体部を具備した基板の幅よりも細くなってお
り、この細くなった基板部分と前記固定部材の両方に接
触する熱吸収材を設けたことを特徴とする加熱装置。 (2)前記導電部は前記基板の長手方向に対して斜めに
形成されていることを特徴とする(1)に記載の加熱装
置。 (3)前記導電部は前記基板の長手方向に対してジグザ
グに形成されていることを特徴とする(1)に記載の加
熱装置。 (4)前記熱吸収材は比熱の小さい金属であることを特
徴とする(1)に記載の加熱装置。 (5)前記熱吸収材は前記基板と前記固定部材を接着す
るシリコン接着剤であることを特徴とする(1)に記載
の加熱装置。
【0011】〈作 用〉 即ち、 .導電部の幅を発熱抵抗体部の幅よりも細くするこ
と、 .電気的接点部と発熱抵抗体部の間のセラミック基板
の幅を細くすること、 .電気的接点部と発熱抵抗体部との間に熱吸収材を具
備したこと、の++の構成により、更には、++の構成において導電部を基板の長手方向
に対して斜めにあるい はジグザグに形成して長く形成す
ること、 の+++の構成により、発熱抵抗体部から電気
的接点部への熱の伝わりを少なくして電気的接点部の昇
温を確実に抑えて、電気的接点部の劣化を防止してい
る。
【0012】
【発明の実施の形態】
〈実施形態例1〉図1は本発明に従うヒータ例の概略構
成図である。該ヒータHの長手両端部の構成は略同じで
ある為、図1では片側端部のみを示している。同図にお
いて、101は細長平板状のセラミック基板、102は
該基板101の両端部に設けた電気的接点部、103は
通電により発熱する発熱抵抗体部、104は該発熱抵抗
体部103と該基板両端部に設けた電気的接点部102
とを夫々接続する導電部、105は該基板101を固定
する部材、106は金属の熱吸収材である。
【0013】これらの構成において、外部の電源より電
気的接点部間に電力が供給され、該電力が導電部104
を介して抵抗発熱体部103に供給されて該抵抗発熱体
部103が発熱する。このとき電気的接点部間に供給す
る電力量を制御することで所望の温度に発熱させ、該発
熱抵抗体部103側の面に被加熱材を密着させて加熱を
行う。
【0014】本形態例の基板101としては、耐熱性・
電気絶縁性に優れたセラミック材、例えば、アルミナや
窒化アルミニウム等を厚さ1mm・幅10mm・長さ2
40mmの細長平板状としたものが用いられる。
【0015】また、本形態例において、発熱抵抗体部1
03は、このセラミック基板101の表面側に基板長手
に沿って膜状に形成したものであり、例えばAg/P
、RuO2 、Ta2 N等の電気抵抗材料をスクリーン
印刷等により幅1〜3mm・厚さ数十μmの細帯状に略
均一に塗工し、焼成して形成したものである。蒸着、ス
パッタリング等により形成することもできる。また導電
部104も同様にAg/Pd,Ag/Pt,Ag等の材
料をスクリーン印刷等により膜状に形成したものであ
る。
【0016】このようなヒータHにおいて、加熱処理の
際の発熱抵抗体部103からの熱は、被加熱材に付与さ
れる一方、導電部104やセラミック基材101を介し
て電気的接点部102に伝えられる。
【0017】そこで本形態例では、前記セラミックヒー
タHの発熱抵抗体部103と電気的接点部102を電気
的に接続する低抵抗の導電部104を発熱抵抗体部10
3の幅より細くし、対角線状に接続してできるだけ長く
している。また、電気的接点部102と発熱抵抗体部1
03の間のセラミック基材の幅を前記発熱抵抗体部10
3のセラミック基材の幅よりも細くし、この部分に熱を
吸収する金属106を配置している。したがって、発熱
抵抗体部103と電気的接点部102との間の熱抵抗が
大きくなり、発熱抵抗体部103の熱を電気的接点部1
02へ伝わり難くし(比熱の小さい金属を配置したこと
によって、抵抗体部からの熱を固定部材105に逃して
いる)電気的接点部102の温度上昇を抑え、電気的接
点102の劣化を防ぐことができる。
【0018】また、従来、接点部102の温度が高くな
るために該接点部102に取り付けられるコネクタの接
点としてはバネ性のへたりを無くすためにチタン銅等の
コストの高い材料が必要であったが、本形態例によれ
ば、これに限定されず設計の自由度が向上する。
【0019】〈実施形態例2〉(図2) 図2(a)は本発明に従うヒータの形態例2の概略構成
図、図2(b)はその縦断面を示す摸式図である。
【0020】本形態例では、前記セラミックヒータHの
発熱抵抗体部103と電気的接点部102を電気的に接
続する低抵抗の導電部104を前記セラミック基材10
1の幅方向に往復するパターンとし、さらに、固定部材
105へセラミック基材101を接着するシリコン接着
剤(熱吸収材)106を低抵抗の導電部104と反対側
の位置に設けることにより、熱が抵抗発熱体部103か
ら電気的接点部102へ伝わり難くし電気的接点部10
2の温度を上昇しにくくしたものである。
【0021】〈加熱装置例〉図3は加熱装置例の概略構
成図である。本例の加熱装置10は特開平4−4407
5〜44083号公報、同4−204980〜2049
84号公報等に開示の所謂テンションレスタイプの装置
であり、複写機やLBP等の画像形成装置における画像
加熱定着装置として用いている。
【0022】1は円筒状の定着フィルム(耐熱性フィル
ム)であり、下面にヒータHを保持させたヒータホルダ
(ヒータ保持部材)105の外周りにルーズに外嵌させ
てある。2はフィルム1を挟ませてヒータHの下面に圧
接させた加圧ローラである。Nはフィルム1を挟んでヒ
ータHと加圧ローラ2との間に形成された定着ニップ部
(圧接ニップ部)である。
【0023】円筒状の耐熱性フィルム1は、例えば、表
面をトナー離型性の良いPTFE等のフッ素樹脂をコー
トしたポリイミド(PI)フィルムである。
【0024】ヒータホルダ105は横断面略半円形の横
長(図面に垂直方向)の樋型部材であり、これに外嵌さ
せた円筒状フィルム1の回転ガイド部材を兼ねており、
例えば熱硬化性樹脂製の耐熱性部材である。
【0025】ヒータHは、例えば、前述の図1と同様、
細長平板状のセラミック基板とその基板面に基板長手に
沿って形成具備させた発熱抵抗体を基本構成体としてな
り、上記ヒータホルダ105に対して該ホルダの下面に
長手に沿って形成具備させた溝105a内に嵌め入れ、
電気的接点部と発熱抵抗部との間に熱吸収材106を設
けている。
【0026】加圧ローラ2は、芯金2bと、該芯金2b
と同心一体に設けたシリコンゴム等の耐熱ゴム2a等よ
りなっている。
【0027】円筒状フィルム1を外嵌させたヒータアセ
ンブリ105・Hと、加圧ローラ2とを不図示の付勢バ
ネ部材により加圧ローラの耐熱ゴム2aの弾性に抗して
相互押圧してフィルム1を挟ませてヒータHと加圧ロー
ラ2とを所定の押圧力をもって圧接させて所定幅の定着
ニップ部Nを形成させてある。
【0028】加圧ローラ2は不図示の駆動部によりギア
等で所定の周速度で反時計方向に回転駆動される。この
加圧ローラ2の回転駆動による該ローラ2とフィルム1
の外面との摩擦力でフィルム1に回転力が作用して、該
フィルム1がヒータHの下面に接触摺動しつつヒータホ
ルダ105の外回りを矢印の時計方向に回転駆動され
る。フィルム1の内面とこれが接触摺動するヒータ下面
との摺動抵抗を低減するため両者間に耐熱性グリス等の
潤滑剤を介在させるとよい。
【0029】而して、加圧ローラ2の回転駆動によりフ
ィルム1が回転され、またヒータHが所定の定着温度に
立ち上がって温調された状態において、定着ニップ部N
の回転加圧ローラ2と回転フィルム1との間に未定着ト
ナー画像tを有するシート(被加熱材としての被記録
材)Sがそのトナー画像担持面側をフィルム1側にして
導入されてフィルム1と一緒に定着ニップ部Nを挟持搬
送されることにより、ヒータHの熱がフィルム1を介し
てシートに付与されてトナー画像tがシート面に加熱定
着される。定着ニップ部Nを通ったシートSはフィルム
1面から分離されて搬送される。
【0030】〈画像形成装置例〉図5は画像形成装置例
の概略構成図である。本例の画像形成装置は転写式電子
写真プロセス利用の複写機或はプリンタである。
【0031】31は回転ドラム型の電子写真感光体であ
り、矢印の時計方向に所定のプロセススピード(周速
度)をもって回転駆動される。
【0032】32は感光体帯電手段としての接触帯電ロ
ーラであり、所定の帯電バイアスが印加されていて、こ
の帯電ローラ32により回転感光体31面が所定の極性
・電位に一様に帯電処理される。
【0033】この回転感光体31の帯電処理面に対して
不図示の画像情報露光手段部(原稿画像のスリット結像
露光手段、レーザビーム走査露光手段等)により目的の
画像情報の露光33がなされて、回転感光体31面に目
的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【0034】その潜像がトナー現像装置34によりトナ
ー画像として現像される。
【0035】そのトナー画像が、回転感光体31とこれ
に接触させた、所定の転写バイアスが印加される転写ロ
ーラ35との圧接ニップ部である転写部に、不図示の給
紙部から所定のタイミングにて搬送された被記録材とし
ての転写材Sに対して転写されていく。
【0036】転写部を通過してトナー画像の転写を受け
た転写材Sは回転感光体31面から分離され、例えば、
前述図3の画像加熱定着装置としての加熱装置10に搬
送導入されて未定着トナー画像の加熱定着処理を受け、
コピー或はプリントとして出力される。
【0037】転写材Sに対するトナー画像転写後の回転
感光体31面はクリーニング装置37により転写残りト
ナー等の残留付着物の除去を受けて清掃され、繰り返し
て作像に供される。
【0038】〈その他〉 .本発明に従うヒータは、上記の画像形成装置に限ら
ず、製本装置、ラミネート装置、熱シール装置等に用い
られる。
【0039】.上記の形態例において、ヒータHの発
熱抵抗体部を設けた側の面に、該発熱抵抗体部及び導電
部を覆うように耐熱性の保護膜を設けても良い。これに
より該発熱抵抗体部と被加熱材等との接触による発熱抵
抗体部の摩耗や、発熱抵抗体部及び導電部の酸化を防止
することができる。特に該ヒータHと被加熱材とがフィ
ルムを介して圧接される構成の加熱装置においては該保
護膜としてガラス材等を用いることで、該フィルムとの
接触面を平滑にすることが容易になり、該フィルムとの
摺動抵抗を減少させることが容易になる。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発熱抵抗体部から電気的接点部への熱の伝わりを少なく
し、電気的接点部の昇温を抑えて、電気的接点部の劣化
を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態例1のヒータの概略構成図
【図2】 実施形態例2のヒータの概略構成図
【図3】 加熱装置例の概略構成図
【図4】 加熱装置例の要部(ヒータ保持部分)の構成
説明図
【図5】 画像形成装置例
【図6】 従来のヒータの概略構成図
【符号の説明】
101 セラミックヒータ 102 電気的接点部 103 抵抗発熱体部 104 導電部 105 セラミックヒータ固定部材 106 熱吸収材
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−81877(JP,A) 特開 平8−162262(JP,A) 特開 平6−161310(JP,A) 特開 平8−69191(JP,A) 特開 平6−52971(JP,A) 特開 平6−84584(JP,A) 実開 平5−53190(JP,U) 実開 平5−92955(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 3/00 G03G 15/20 H05B 3/02

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に、電力供給用の電気的接点部
    と、通電により発熱する発熱抵抗体部と、電気的接点部
    と発熱抵抗体部とを電気的に接続しており発熱抵抗体部
    よりも低抵抗の膜状の導電部とを具備したヒータと、
    ヒータを固定する固定部材と、を有する加熱装置におい
    て、 前記導電部の幅前記発熱抵抗体部の幅より細く、前記
    電気的接点部と前記発熱抵抗体部との間の基板部分の幅
    が前記発熱抵抗体部を具備した基板の幅よりも細くなっ
    ており、この細くなった基板部分と前記固定部材の両方
    に接触する熱吸収材を設けたことを特徴とする加熱装
    置。
  2. 【請求項2】 前記導電部は前記基板の長手方向に対し
    て斜めに形成されていることを特徴とする請求項1に記
    載の加熱装置。
  3. 【請求項3】 前記導電部は前記基板の長手方向に対し
    てジグザグに形成されていることを特徴とする請求項1
    に記載の加熱装置。
  4. 【請求項4】 前記熱吸収材は比熱の小さい金属である
    ことを特徴とする請求項1に記載の加熱装置。
  5. 【請求項5】 前記熱吸収材は前記基板と前記固定部材
    を接着するシリコン接着剤であることを特徴とする請求
    項1に記載の加熱装置。
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