JP3741239B2 - ヒータ装置、定着装置、および画像形成装置 - Google Patents
ヒータ装置、定着装置、および画像形成装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、トナーを加熱して用紙上に画像を定着するヒータ装置、定着装置、および画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、複写機、ページプリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置において、感光ドラム上に形成したトナー像を用紙上に転写するとともに、このトナー像を定着装置により加熱および加圧して用紙上に定着する構成が知られている。また、この定着装置として、円筒状のヒートローラに代えて、円筒状の定着フィルムおよびこの定着フィルムの内側に配置されたヒータ装置と、定着フィルムを介してヒータ装置に圧接して回転する押圧ローラとを用い、これら定着フィルムと押圧ローラとの間にトナー像を転写した用紙を搬送して、トナー像を定着する構成が知られている。そして、この構成では、ヒータ装置は、例えば特開平７−３１２２７６号公報に記載されているように、細長な板状の基板を有し、この基板の表面上に発熱部を設けるとともに、発熱部の裏面側に位置して、チップ状のサーミスタが接着して取り付けられ、発熱部の温度を検出するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のように、サーミスタを接着剤にて取り付ける構成においては、サーミスタあるいは基板の熱膨張係数と接着剤の熱膨張係数とが異なるため、ヒータ装置のオン、オフによるヒートサイクルで、接着剤の近傍が加熱、冷却されると、接着剤に応力（熱衝撃）が加わり、予期できないクラックが進行して、サーミスタによる温度検出が不正確になる問題を有している。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、サーミスタを接着剤により安定して取り付けでき、温度検出の信頼性を向上できるヒータ装置、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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のヒータ装置は、基板部と；この基板部に設けられた発熱部と；基板部に設けられたサーミスタ接続部と；このサーミスタ接続部に電気的に接続されるサーミスタと；基板部とサーミスタとを接着する樹脂およびこの樹脂に添加されたフィラーを有し、サーミスタを基板部に接着して固定する接着剤と；この接着剤が基板部に接触した部分の周辺部に設けられ、接着剤の他の部分よりもフィラーの添加量が少なくフィラーの分散密度が小さいフィラー粗部分と；この接着剤の内側の厚さ寸法の大きい部分に設けられ、フィラー粗部分よりもフィラーの添加量が多くフィラーの分散密度が大きいフィラー密部分と；を具備したものである。
【０００６】
そして、この構成では、サーミスタにより、基板部の温度が検出される。サーミスタを基板部に接着する接着剤には、フィラーを添加したので、接着剤の熱膨張係数を基板部あるいはサーミスタの熱膨張係数に近付けることが可能になり、接着剤のクラックの発生が抑制され、サーミスタが安定して取り付けられる。そして、接着剤には、この接着剤が基板部に接する部分に、接着剤の他の部分よりもフィラーの添加量が少ないフィラー粗部分を設けたので、接着剤が基板部に強固に接着される。よって、接着剤全体での熱膨張率が基板部の熱膨張率に近付けられると同時に、剥がれが生じにくくなる。
【０００７】
また、この構成で、フィラーを、基板部およびサーミスタの少なくとも一方と同じ基材から微粉状に形成すれば、接着剤の熱膨張係数を基板部あるいはサーミスタの熱膨張係数に近付けることが容易になり、クラックの発生が抑制され、サーミスタが安定して取り付けられる。
【０００８】
また、この構成で、フィラーを、基板部およびサーミスタの少なくとも一方と熱膨脹係数が近い微粉状に形成すれば、接着剤の熱膨張係数を基板部あるいはサーミスタの熱膨張係数に近付けることが容易になり、クラックの発生が抑制され、サーミスタが安定して取り付けられる。
【０００９】
また、この構成で、フィラーを、接着剤を構成する樹脂より熱膨張係数が小さい微粉状に形成すれば、接着剤の熱膨張係数を基板部あるいはサーミスタの熱膨張係数に近付けることが容易になり、クラックの発生が抑制され、サーミスタが安定して取り付けられる。
【００１０】
請求項２記載のヒータ装置は、請求項１記載のヒータ装置において、フィラー粗部分は、接着剤の周縁部に設けられたものである。
【００１１】
そして、この構成では、接着剤の周縁部に設けられたフィラー粗部分により、サーミスタが強固に接着して固定される。
【００１２】
また、この構成で、接着剤は、硬化した状態で、樹脂の重量１に対して、フィラーの重量は０．７以上０．８以下の範囲内で添加すれば、クラックの発生が抑制されるとともに、接着剤が基板部およびサーミスタに強固に接着され、サーミスタが安定して取り付けられる。
【００１３】
請求項３記載のヒータ装置は、基板部と；この基板部に設けられた発熱部と；基板部に設けられたサーミスタ接続部と；このサーミスタ接続部に電気的に接続されるサーミスタと；基板部とサーミスタとを接着する接着剤と；この接着剤がサーミスタから離間した部分に設けられ、この接着剤がサーミスタに接する部分より幅寸法が大きく形成された接着剤幅広部と；を具備したものである。
【００１４】
そして、この構成では、サーミスタにより、基板部の温度が検出される。接着剤は、サーミスタに接する部分より幅寸法が大きく形成された接着剤幅広部により、基板部に強固に接着されるとともに、サーミスタに接する部分の幅寸法を小さくすることにより、十分な接着強度が得られるとともに、クラックの発生が抑制され、サーミスタが安定して取り付けられる。
【００１５】
請求項４記載のヒータ装置は、請求項３記載のヒータ装置において、サーミスタは、それぞれ対をなす長辺と短辺とを有した平面矩形状をなし、接着剤は、各長辺の略全長でサーミスタに接し、かつ、この部分では、各長辺と同じ寸法に形成されたものである。
【００１６】
そして、この構成では、接着剤は、必要十分な寸法でサーミスタに接し、クラックの発生を抑制しつつ、サーミスタが安定して取り付けられる。
【００１７】
請求項５記載のヒータ装置は、請求項３記載のヒータ装置において、サーミスタは、それぞれ対をなす長辺と短辺とを有した平面矩形状をなし、接着剤は、各長辺の略全長および各短辺の端部近傍でサーミスタに接するものである。
【００１８】
そして、この構成では、接着剤は、必要十分な寸法でサーミスタに接し、クラックの発生を抑制しつつ、サーミスタが安定して取り付けられる。
【００１９】
請求項６記載のヒータ装置は、基板部と；この基板部に設けられた発熱部と；基板部に設けられたサーミスタ接続部と；このサーミスタ接続部に電気的に接続されるサーミスタと；基板部とサーミスタとを接着する接着剤と；この接着剤に設けられた凹部と；を具備したものである。
【００２０】
そして、この構成では、サーミスタにより、基板部の温度が検出される。接着剤は、凹部を形成したため、少なくとも一部で接着剤の厚さ寸法が減少し、また、表面の熱膨張によるのびも抑制されるので、熱衝撃、応力によるクラックの発生が抑制され、サーミスタが安定して取り付けられる。接着剤の全体の厚さ寸法を減少する構成に比べて、製造が容易であり、製造コストが低減される。
【００２１】
また、この構成で、凹部は、サーミスタ近傍に設ければ、サーミスタの近傍に加わる応力が効果的に緩和され、クラックの発生が抑制されて、サーミスタが安定して取り付けられる。
【００２２】
請求項７記載の定着装置は、請求項１ないし６いずれか一記載のヒータ装置と；被定着物を付着した被印刷物上をヒータ装置側に押圧する押圧手段と；を具備したものである。
【００２３】
そして、この構成では、サーミスタが安定して保持され、温度検出の信頼性が向上した定着装置が提供される。
【００２４】
請求項８記載の画像形成装置は、被印刷物上に被定着物の画像を付着する転写装置と；被印刷物上に被定着物を定着する請求項７記載の定着装置と；を具備したものである。
【００２５】
そして、この構成では、サーミスタが安定して保持され、温度検出の信頼性が向上した画像形成装置が提供される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のヒータ装置、定着装置、および画像形成装置の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本発明のヒータ装置の一実施の形態を示す一部の説明図であり、図２は、ヒータ装置の表面側の斜視図であり、図３は、ヒータ装置の裏面側の斜視図であり、図４は、ヒータ装置の一部の側面図であり、図５は、画像形成装置の説明図であり、図６は、定着装置の説明図であり、図７は、ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の側面図であり、図８はヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の側面図である。
【００２８】
そして、図５において、11は画像形成装置としての電子写真方式の複写機で、この複写機11には、被印刷物としての記録材である用紙（複写紙）Ｐの搬送路に沿って、供給装置15、転写装置16、および定着装置17が配置されているとともに、画像を読み取る光学系を備えた読取装置18が設けられている。
【００２９】
そして、供給装置15は、給紙カセット21を備え、この給紙カセット21に積層収納された用紙Ｐを一枚ずつ剥離して繰り出し、複数の搬送ローラ22により搬送するようになっている。
【００３０】
また、転写装置16は、感光ドラム23と、この感光ドラム23の周面に沿って周方向に順次配置された、図示しない光学系、現像装置24、転写コロトロン25、クリーナ26、除電ランプ27などを備えている。そして、この転写装置16では、読取装置18が読み取った画像に基づき、図示しない帯電コロトロンにより帯電された感光ドラム23に、光学系により画像の静電潜像を形成する。そして、この静電潜像に現像装置24により被定着物としてのトナーを付着してトナー像Ｔを形成する。次いで、転写コロトロン25により、感光ドラム23上のトナー像Ｔを搬送される用紙Ｐ上に転写する。この後、感光ドラム23はクリーナ26により清掃され、除電ランプ27により除電される。
【００３１】
さらに、定着装置17は、トナー像Ｔが転写された用紙Ｐを加圧および加熱して、トナーに含まれるマイクロカプセルを溶解し、用紙Ｐ上に定着させるようになっている。すなわち、図５および図６に示すように、この定着装置17は、図示しない定着装置本体を備え、この定着装置本体に、搬送路の下側に設けられた押圧手段としての押圧ローラ33が軸支されているとともに、搬送路を挟みこの加圧ローラ33に対向して、一定の温度に調節されるヒータ装置35が取り付けられ、さらに、このヒータ装置35を取り囲んで、薄肉で円筒状の定着フィルム36が設けられている。さらに、この定着装置本体には、搬送路の下側に位置して、用紙Ｐを案内する支持台部37，38が設けられている。
【００３２】
そこで、ヒータ装置35を加熱した状態で、押圧ローラ33を回転駆動するとともに、定着フィルム36をヒータ装置35に摺接させつつ回転駆動し、搬送路にトナー像（未定着画像）Ｔを転写した用紙Ｐを定着フィルム36とともに搬送することにより、押圧ローラ33とヒータ装置35および定着フィルム36との間の定着部であるいわゆるニップ部で、トナーを加圧および加熱して用紙Ｐ上に定着し、さらに、このニップ部を通過した時点で定着フィルム36をトナーが定着された用紙Ｐから離間し、続いて、この用紙Ｐを、排紙部40に排出するようになっている。
【００３３】
また、図６に示すように、定着フィルム36は、図示しない移動駆動手段である駆動ローラにより押圧ローラ33と同方向に略同一速度で回転駆動され、無端状で耐熱性を有し、ポリイミドフィルムをフッ素樹脂層で覆って形成され、内側に配置されたプラスチックトレー41により略円筒状に支持されている。なお、このプラスチックトレー41と定着フィルム36との間には、ポリフッ化フルオロエチレン膜が設けられ、滑性が高められている。さらに、押圧ローラ33は、回転軸33a を中心とする略円柱状の本体部33b を備え、この本体部33b の外周面には、圧接面33c が形成されている。
【００３４】
一方、ヒータ装置（定着ヒータ）35は、例えばＴＨＰとも呼ばれるもので、図１ないし図４に示すように、基板部44を有し、この基板部44は、良熱伝導性のアルミナセラミック（Ａｌ２ Ｏ３ ）あるいはガラスなどの絶縁性および耐熱性を有する部材（基材）から、例えば、幅１０mm、厚さ０．６３５mm、長さ２５０mmの細長矩形板状に一体に形成され、表面44a を押圧ローラ33に向け、裏面44b をプラスチックトレー41に向けて、このプラスチックトレー41に取り付けられている。そして、この基板部44の一面44a には、この基板部44の長手方向に沿って、例えば、銀、パラジウムを主成分として、通電により発熱する抵抗体層である発熱部（発熱体）45がスクリーン印刷などにより厚膜に形成されている。また、この発熱部45は、中間部で略Ｕ字状に折り返され、例えば、銀系のペーストを焼成して厚膜に形成した一対の端子部（ＡＣ電極）46，47は、基板部44の一端部に位置して形成されている。
【００３５】
なお、この基板部44の表面44a には、少なくとも発熱部45の一部を覆って、ガラスあるいは耐熱樹脂などにより、耐熱性と絶縁性とを有する図示しないオーバーコート層を形成することもできる。
【００３６】
また、基板部44の裏面44b には、発熱部45の一部の裏面側などに位置して、温度により抵抗値が変化するチップ状のサーミスタ（チップサーミスタ）51が配置されている。そして、このサーミスタ51には、印刷形成された通電路（ＤＣパターン）52，52の端部に設けたサーミスタ接続部52a ，52a が電気的に接続され、さらに、この通電路52，52は、スルホール53，53を介して基板部44の表面44a の他端部に形成されたサーミスタ端子（ＤＣ電極）54，54に接続されている。
【００３７】
そして、このヒータ装置35の発熱部45に接続された各端子46，47には、交流電源ＡＣからスイッチング素子およびヒューズなどを介して交流電力が加えられて発熱部45が発熱し、また、サーミスタ51に接続されたサーミスタ端子54，54は、制御装置に接続されて直流の電圧が加えられる。そして、この制御装置は、サーミスタ51の抵抗値の変化を電圧の変化として捕らえ、ヒータ装置35の温度を検出（検知）し、この検出結果に基づき、スイッチング素子を制御し、すなわちパルス幅を変更し（ＰＷＭ制御）あるいはオンオフを制御して、発熱部45に供給する電力を変化させ、これによりヒータ装置35の温度を所定の温度に調整、維持する電力供給回路が構成されている。
【００３８】
また、サーミスタ51は、図１および図４に示すように、対をなす長辺51a と短辺51b とを有した平面視略矩形状をなし、長手方向の両端部の底面には、図示しない電極部が形成され、この電極部が、図示しない導電性接着剤でサーミスタ接続部52a ，52a に接着して実装されている。
【００３９】
さらに、このサーミスタ51は、補強用および伝熱用の接着剤56により、長辺51a に沿った側面が、基板部44に接着（塗布硬化）して固定されている。そして、この接着剤56は、樹脂（接着剤樹脂）に、フィラーを分散混合して形成されている。そして、この樹脂は、例えば、耐熱性を有するポリイミド系樹脂が望ましいが、その他、エポキシ系樹脂などを用いることもできる。
【００４０】
また、フィラーは、基板部44またはサーミスタ51の基材（例えば、Ａｌ２ Ｏ３ ）と同じ、もしくは、この基材に熱膨張係数が近い、あるいは、樹脂よりも熱膨張係数が小さい、微粉状に形成されている。
【００４１】
そして、このフィラーは、接着剤56が硬化した状態すなわち溶剤がとんだ状態で、樹脂との重量比で７０％〜８０％、すなわち、樹脂の重量を１とした場合に、フィラーが０．７以上０．８以下の範囲で添加されている。
【００４２】
また、この接着剤56の断面方向の形状は、図４に示すように、サーミスタ51に近い内側部分は、外側に盛り上がるようにして膨出するとともに、基板部44に接する外側部分は、基板部44の裏面44b に沿って薄く延びるように形成されている。そして、この基板部44の裏面44b に接触した部分の周辺部が、フィラーの分散密度が少ないフィラー粗部分Ａとなり、内側の厚さ寸法の大きい部分が、フィラーの分散密度が大きいフィラー密部分Ｂとなっている。
【００４３】
そして、従来、例えば図７に示すように、フィラーが含まれていない接着剤56a を用いた場合には、ヒータ装置のオンオフによる２００℃差のヒートサイクルで接着剤56a にクラックが発生しやすく、また、例えば図８に示すように、フィラーを均一に添加した接着剤56b を用いた場合には、クラックを抑制するために含有量を大きくすると、接着強度が低下する問題を有していたが、本実施の形態によれば、接着剤56に所定の材質、重量比でフィラーを添加したため、接着剤56の熱膨張係数が基板部44およびサーミスタ51の熱膨張係数に近付き、ヒータ装置35のヒートサイクルにより接着剤56にクラックが発生することを抑制することができ、特に、接着剤56について、基板部44の裏面44b に接触した部分の周辺部と、その他の部分とで、接着剤56に含まれるフィラーの分散状態を異ならせ、すなわち、この基板部44の裏面44b に接触した部分の周辺部を、フィラーの分散密度が少ないフィラー粗部分Ａとし、内側の厚さ寸法の大きい部分を、フィラーの分散密度が大きいフィラー密部分Ｂとしたため、このフィラー密部分Ｂでは、熱膨張係数を基板部44およびサーミスタ51の熱膨張係数に近付け、クラックの発生を抑制できるとともに、フィラー粗部分Ａでは、接着剤56をすなわちサーミスタ51を基板部44に強固に接着することができ、フィラーを添加することによる接着強度の低下を小さく抑えることができる。
【００４４】
このようにして、サーミスタ51の接着の信頼性を向上させ、温度管理を確実にして、ヒータ装置35の信頼性を向上することができる。
【００４５】
また、接着剤56は、樹脂の重量を１とした場合に、フィラーを０．７以上０．８以下の範囲で添加することにより、フィラー粗部分Ａとフィラー密部分Ｂとを所定の位置に容易に形成でき、製造コストを低減することができる。
【００４６】
さらに、温度制御用の温度検知素子であるサーミスタ51は、基板部44を挟んで発熱部45の反対側の面に形成したため、被加熱体の紙質の差などによりヒータ装置35の温度降下に差が生じることを抑制し、安定した定着を行うことができる。なお、樹脂に対するフィラーの混合比は、段階的に変化させても良く、また、連続的に変化させることもできる。
【００４７】
次に、図面を参照して第２および第３の実施の形態を説明する。なお、図１などに示す実施の形態と同様の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
図９は、第２の実施の形態のヒータ装置の一部の説明図であり、図１０は、第３の実施の形態のヒータ装置の一部の説明図であり、図１１は、ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図であり、図１２はヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図であり、図１３はヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図である。
【００４９】
そして、図１０に示す第２の実施の形態では、絶縁性の接着剤56は、チップ状のサーミスタ51の非電極側である長辺51a ，51a の部分と、必要に応じてこの長辺51a ，51a の部分に隣接する上下面の一部とのみに接着され、サーミスタ51に隣接した部分で、接着剤56の幅寸法は、長辺51a ，51a の長手寸法すなわちサーミスタ51の外形とほぼ等しくなっているとともに、接着剤56は、サーミスタ51から離れるにしたがって平面上の幅寸法が大きくなり、接着剤56には、サーミスタ51から離れた部分に、それぞれ長辺51a ，51a の長手寸法すなわちサーミスタ51の外形より幅寸法の大きい接着剤幅広部Ｃが形成されている。
【００５０】
そして、従来、例えば図１１に示すように、サーミスタ51の２辺のみに接するように接着剤56を形成すると、サーミスタ51を保持する接着力が小さくなる一方、例えば図１２に示すように、サーミスタ51の全周を囲むようにして接着剤56を形成し、あるいは、サーミスタ51の３辺に接着剤56を接着し、サーミスタ51の周辺を接着剤56で厚めに覆ってしまうと、サーミスタ51の基材や基板部44との間の熱膨張係数の差が大きいため、ヒータ装置35のオンオフの熱衝撃によりサーミスタ51および基板部44との界面の部分で接着剤56にクラック61が発生しやすく、このクラック61により、接着力の低下や、サーミスタ51の剥離を招くおそれがある問題を有している。この点、本実施の形態によれば、接着剤56は、サーミスタ51の長辺51a ，51a の部分のみに接着され、サーミスタ51に隣接した部分で、接着剤56の幅寸法は、長辺51a ，51a の長手寸法すなわちサーミスタ51の外形とほぼ等しくなっているため、ヒータ装置35のオンオフの熱衝撃による熱膨張係数の差により、サーミスタ51および基板部44との界面の部分で接着剤56にクラックが発生しにくい接着剤56の形状とできる。さらに、接着剤56は、サーミスタ51から離れるにしたがって平面上の幅寸法が大きくなり、接着剤56には、サーミスタ51から離れた部分に、それぞれ長辺51a ，51a の長手寸法すなわちサーミスタ51の外形より幅寸法の大きい接着剤幅広部Ｃを形成したため、接着剤56の接着力も確保することができる。そこで、サーミスタ51の接着の信頼性を向上させ、かつ、定着ヒータとしての信頼性を向上することができる。
【００５１】
なお、接着剤56は、長辺51a ，51a の部分にのみ接着する他、図１０に示す第３の実施の形態のように、電極側である短辺51b ，51b の角部（エッジ部）の部分を薄く覆い、すなわち短辺51b ，51b の一部を薄く覆う形状としても同様の効果を得ることができる。
【００５２】
また、これら第２、第３の実施の形態においては、第１の実施の形態と同様の構成の接着剤56を用いる他、均一にフィラーを分散した構成でも良く、また、フィラーを含有しない構成とすることもできる。
【００５３】
次に、図面を参照して第４の実施の形態を説明する。なお、図１などに示す実施の形態と同様の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図１４は、第４の実施の形態のヒータ装置の一部の説明図であり、図１５は、ヒータ装置の一部の側面図であり、図１６はヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図であり、図１７はヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図である。
【００５５】
そして、図１４および図１５に示す第４の実施の形態では、絶縁性の接着剤56は、厚さ寸法が厚い部分であり、サーミスタ51の近傍である部分において、基板部44側に向かって凹設され、凹部Ｄが形成されている。
【００５６】
そして、従来、例えば図１６に示すように、サーミスタ51の側面にディスペンサなどを用いて接着剤56を塗布すると、接着剤56の形状は、特に十分なフィラーを含有した接着剤56においては、硬化後には外側に丸く膨出しやすく、したがって、接着剤56の厚さ寸法が大きくなり、ヒータ装置35のオンオフの熱衝撃による熱膨張係数の差が大きく、特に、接着剤56の伸び方向の歪みにより、サーミスタ51および基板部44との界面の部分で接着剤56にクラックが発生しやすくなる。一方、例えば図１７に示すように、接着剤56を山の裾野のようになだらかに薄く形成すれば、クラックの発生はある程度抑制できるものの、十分なフィラーを含有した場合などには、全体の厚さを薄く形成することは困難で、所定の溶剤が必要になるなどして、製造コストが上昇するとともに、フィラーの含有量を低減しあるいはフィラーを添加しないと、熱膨張係数の差が大きくなり、クラックが発生しやすくなる問題を有している。この点、本実施の形態によれば、所定に位置に凹部Ｄを形成することにより、接着剤56の伸びの歪みを吸収し、接着剤56の応力を緩和でき、製造工程を複雑化して製造コストを上昇することなく、ヒータ装置35のオンオフの熱衝撃による熱膨張係数の差によりサーミスタ51および基板部44との界面の部分で接着剤56に生じるクラックを抑制することができる。
【００５７】
また、この第４の実施の形態において、第１の実施の形態と同様の成分比の接着剤56を用いる場合には、塗装方法は従来のディスペンサを用いた方法のままで変更する必要はなく、この接着剤56の硬化時に、１０℃／ｍｉｎ．以下で昇温して加熱することで、溶剤が蒸発して硬化した後の接着剤の形状を、厚さ寸法の大きい箇所において凹部Ｄを形成した形状とすることができる。
【００５８】
なお、この第４の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の構成の接着剤56を用いる他、均一にフィラーを分散した構成でも良く、また、フィラーを含有しない構成とすることもできる。
【００５９】
次に、図面を参照して第５の実施の形態を説明する。なお、図１などに示す実施の形態と同様の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６０】
図１８は、第５の実施の形態の一部の説明図であり、図１９は、ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図である。
【００６１】
そして、この図１８に示す第５の実施の形態では、接着剤71は、硬化した状態で、フィラーは、樹脂との重量比で７０％未満、すなわち、樹脂を１に対して、フィラーは０．７未満の割合で混合されている。また、樹脂は、エポキシ系、ポリイミド系等の接着剤が用いられている。そして、導電性の接着剤により、サーミスタ51の底面の電極部を基板部44に接着した後、熱伝導性の向上および接着の補強を目的として、ディスペンサなどを用いて、この絶縁性の接着剤71を、サーミスタ51の側面と基板部44の裏面44b との交差部に塗布し、さらにこの接着剤71の硬化の加熱昇温時に樹脂を軟化させサーミスタ51の底面にも接着剤72を充填して基板部44と接着させ、サーミスタ51は、全周を強固に接着して固定されている。
【００６２】
そして、従来、例えば図１９に示すように、接着剤71の側面の全周を接着剤72で覆う構成においては、ヒータ装置35のオンオフによるヒートサイクルで、チップ状のサーミスタ51に応力がかかり、サーミスタ51の感温部およびこの感温部を保護しているガラスコートに亀裂が生じるなどして、サーミスタ51の動作が正常でなくなるおそれがある。この点、本実施の形態によれば、フィラーを、樹脂との重量比で７０％未満の範囲で混合して、熱膨張係数の差を一定以上とし、ヒータ装置35のオンオフによるヒートサイクルで、サーミスタ51の側部に形成された接着剤71に、積極的に、サーミスタ51に隣接した周辺部に所定の形状のクラックを生じさせる構成とすることにより、サーミスタ51に加わる応力を緩和し、サーミスタ51の感温部およびこの感温部を保護しているガラスコートなどを保護して、ヒータを正常に動作させ、ヒータ装置35の温度調節を正常に維持し、ヒータ装置35の信頼性を向上することができる。
【００６３】
また、この構成においては、サーミスタ51の側部の全周が接着剤71により覆われているため、接着剤71の一部にクラックが生じても、サーミスタ51を確実に保持できるとともに、接着剤71を介したサーミスタ51への熱伝導を確保することができる。
【００６４】
また、上記の各実施の形態は、複写機11について説明したが、電子写真方式を用いたファクシミリ装置、あるいはレーザプリンタなどのページプリンタなどのＯＡ機器に備えられるヒータ装置などに適用することもできる。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１記載のヒータ装置によれば、サーミスタを基板部に接着する接着剤にフィラーを添加したため、接着剤の熱膨張係数を基板部あるいはサーミスタの熱膨張係数に近付けることが可能になり、接着剤にクラックが発生することを抑制し、サーミスタを安定して取り付けできる。そして、接着剤には、この接着剤が基板部に接する部分に、接着剤の他の部分よりもフィラーの添加量が少ないフィラー粗部分を設けたため、接着剤を基板部に強固に接着できる。よって、接着剤全体での熱膨張率を基板部の熱膨張率に近付けることができると同時に、剥がれを生じにくくすることができる。
【００６６】
請求項２記載のヒータ装置によれば、請求項１記載の効果に加え、フィラー粗部分を、接着剤の周縁部に設けることにより、サーミスタを強固に接着して固定できる。
【００６７】
請求項３記載のヒータ装置によれば、接着剤は、サーミスタに接する部分より幅寸法が大きく形成された接着剤幅広部により、基板部に強固に接着できるとともに、サーミスタに接する部分の幅寸法を小さくすることにより、十分な接着強度を得られるとともに、クラックの発生を抑制し、サーミスタを安定して取り付けることができる。
【００６８】
請求項４記載のヒータ装置によれば、請求項３記載の効果に加え、サーミスタは、それぞれ対をなす長辺と短辺とを有した平面矩形状をなし、接着剤は、各長辺の略全長でサーミスタに接し、かつ、この部分では、各長辺と同じ寸法に形成したため、接着剤は、必要十分な寸法でサーミスタに接し、クラックの発生を抑制しつつ、サーミスタを安定して取り付けできる。
【００６９】
請求項５記載のヒータ装置によれば、請求項３記載の効果に加え、サーミスタは、それぞれ対をなす長辺と短辺とを有した平面矩形状をなし、接着剤は、各長辺の略全長および各短辺の端部近傍でサーミスタに接するため、接着剤は、必要十分な寸法でサーミスタに接し、クラックの発生を抑制しつつ、サーミスタを安定して取り付けできる。
【００７０】
請求項６記載のヒータ装置によれば、接着剤は、凹部を形成したため、少なくとも一部で接着剤の厚さ寸法が減少し、また、表面の熱膨張によるのびも抑制できるため、熱衝撃、応力によるクラックの発生を抑制し、サーミスタを安定して取り付けできる。また、接着剤の全体の厚さ寸法を減少する構成に比べて、製造が容易であり、製造コストを低減できる。
【００７１】
請求項７記載の定着装置によれば、請求項１ないし６いずれか一記載のヒータ装置と、被定着物を付着した被印刷物上をヒータ装置側に押圧する押圧手段とを具備したため、サーミスタを安定して保持でき、温度検出の信頼性が向上した定着装置を提供できる。
【００７２】
請求項８記載の画像形成装置によれば、被印刷物上に被定着物の画像を付着する転写装置と、被印刷物上に被定着物を定着する請求項７記載の定着装置とを具備したため、サーミスタを安定して保持でき、温度検出の信頼性が向上した画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のヒータ装置の一実施の形態を示す一部の説明図である。
【図２】 同上ヒータ装置の表面側の斜視図である。
【図３】 同上ヒータ装置の裏面側の斜視図である。
【図４】 同上ヒータ装置の一部の側面図である。
【図５】 本発明の画像形成装置の説明図である。
【図６】 本発明の定着装置の説明図である。
【図７】 同上ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の側面図である。
【図８】 同上ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の側面図である。
【図９】 本発明の第２の実施の形態のヒータ装置の一部の説明図である。
【図１０】 本発明の第３の実施の形態のヒータ装置の一部の説明図である。
【図１１】 同上ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図である。
【図１２】 同上ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図である。
【図１３】 同上ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図である。
【図１４】 本発明の第４の実施の形態のヒータ装置の一部の説明図である。
【図１５】 同上ヒータ装置の一部の側面図である。
【図１６】 同上ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図である。
【図１７】 同上ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図である。
【図１８】 本発明の第５の実施の形態のヒータ装置の一部の説明図である。
【図１９】 同上ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図である。
【符号の説明】
11 画像形成装置としての複写機
16 転写装置
17 定着装置
33 押圧手段としての押圧ローラ
35 ヒータ装置
44 基板部
45 発熱部
51 サーミスタ
51a 長辺
51b 短辺
52a サーミスタ接続部
56 接着剤
Ａ フィラー粗部分
Ｂ フィラー密部分
Ｃ 接着剤幅広部
Ｄ 凹部
Ｐ 被印刷物としての用紙
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、トナーを加熱して用紙上に画像を定着するヒータ装置、定着装置、および画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、複写機、ページプリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置において、感光ドラム上に形成したトナー像を用紙上に転写するとともに、このトナー像を定着装置により加熱および加圧して用紙上に定着する構成が知られている。また、この定着装置として、円筒状のヒートローラに代えて、円筒状の定着フィルムおよびこの定着フィルムの内側に配置されたヒータ装置と、定着フィルムを介してヒータ装置に圧接して回転する押圧ローラとを用い、これら定着フィルムと押圧ローラとの間にトナー像を転写した用紙を搬送して、トナー像を定着する構成が知られている。そして、この構成では、ヒータ装置は、例えば特開平７−３１２２７６号公報に記載されているように、細長な板状の基板を有し、この基板の表面上に発熱部を設けるとともに、発熱部の裏面側に位置して、チップ状のサーミスタが接着して取り付けられ、発熱部の温度を検出するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のように、サーミスタを接着剤にて取り付ける構成においては、サーミスタあるいは基板の熱膨張係数と接着剤の熱膨張係数とが異なるため、ヒータ装置のオン、オフによるヒートサイクルで、接着剤の近傍が加熱、冷却されると、接着剤に応力（熱衝撃）が加わり、予期できないクラックが進行して、サーミスタによる温度検出が不正確になる問題を有している。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、サーミスタを接着剤により安定して取り付けでき、温度検出の信頼性を向上できるヒータ装置、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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のヒータ装置は、基板部と；この基板部に設けられた発熱部と；基板部に設けられたサーミスタ接続部と；このサーミスタ接続部に電気的に接続されるサーミスタと；基板部とサーミスタとを接着する樹脂およびこの樹脂に添加されたフィラーを有し、サーミスタを基板部に接着して固定する接着剤と；この接着剤が基板部に接触した部分の周辺部に設けられ、接着剤の他の部分よりもフィラーの添加量が少なくフィラーの分散密度が小さいフィラー粗部分と；この接着剤の内側の厚さ寸法の大きい部分に設けられ、フィラー粗部分よりもフィラーの添加量が多くフィラーの分散密度が大きいフィラー密部分と；を具備したものである。
【０００６】
そして、この構成では、サーミスタにより、基板部の温度が検出される。サーミスタを基板部に接着する接着剤には、フィラーを添加したので、接着剤の熱膨張係数を基板部あるいはサーミスタの熱膨張係数に近付けることが可能になり、接着剤のクラックの発生が抑制され、サーミスタが安定して取り付けられる。そして、接着剤には、この接着剤が基板部に接する部分に、接着剤の他の部分よりもフィラーの添加量が少ないフィラー粗部分を設けたので、接着剤が基板部に強固に接着される。よって、接着剤全体での熱膨張率が基板部の熱膨張率に近付けられると同時に、剥がれが生じにくくなる。
【０００７】
また、この構成で、フィラーを、基板部およびサーミスタの少なくとも一方と同じ基材から微粉状に形成すれば、接着剤の熱膨張係数を基板部あるいはサーミスタの熱膨張係数に近付けることが容易になり、クラックの発生が抑制され、サーミスタが安定して取り付けられる。
【０００８】
また、この構成で、フィラーを、基板部およびサーミスタの少なくとも一方と熱膨脹係数が近い微粉状に形成すれば、接着剤の熱膨張係数を基板部あるいはサーミスタの熱膨張係数に近付けることが容易になり、クラックの発生が抑制され、サーミスタが安定して取り付けられる。
【０００９】
また、この構成で、フィラーを、接着剤を構成する樹脂より熱膨張係数が小さい微粉状に形成すれば、接着剤の熱膨張係数を基板部あるいはサーミスタの熱膨張係数に近付けることが容易になり、クラックの発生が抑制され、サーミスタが安定して取り付けられる。
【００１０】
請求項２記載のヒータ装置は、請求項１記載のヒータ装置において、フィラー粗部分は、接着剤の周縁部に設けられたものである。
【００１１】
そして、この構成では、接着剤の周縁部に設けられたフィラー粗部分により、サーミスタが強固に接着して固定される。
【００１２】
また、この構成で、接着剤は、硬化した状態で、樹脂の重量１に対して、フィラーの重量は０．７以上０．８以下の範囲内で添加すれば、クラックの発生が抑制されるとともに、接着剤が基板部およびサーミスタに強固に接着され、サーミスタが安定して取り付けられる。
【００１３】
請求項３記載のヒータ装置は、基板部と；この基板部に設けられた発熱部と；基板部に設けられたサーミスタ接続部と；このサーミスタ接続部に電気的に接続されるサーミスタと；基板部とサーミスタとを接着する接着剤と；この接着剤がサーミスタから離間した部分に設けられ、この接着剤がサーミスタに接する部分より幅寸法が大きく形成された接着剤幅広部と；を具備したものである。
【００１４】
そして、この構成では、サーミスタにより、基板部の温度が検出される。接着剤は、サーミスタに接する部分より幅寸法が大きく形成された接着剤幅広部により、基板部に強固に接着されるとともに、サーミスタに接する部分の幅寸法を小さくすることにより、十分な接着強度が得られるとともに、クラックの発生が抑制され、サーミスタが安定して取り付けられる。
【００１５】
請求項４記載のヒータ装置は、請求項３記載のヒータ装置において、サーミスタは、それぞれ対をなす長辺と短辺とを有した平面矩形状をなし、接着剤は、各長辺の略全長でサーミスタに接し、かつ、この部分では、各長辺と同じ寸法に形成されたものである。
【００１６】
そして、この構成では、接着剤は、必要十分な寸法でサーミスタに接し、クラックの発生を抑制しつつ、サーミスタが安定して取り付けられる。
【００１７】
請求項５記載のヒータ装置は、請求項３記載のヒータ装置において、サーミスタは、それぞれ対をなす長辺と短辺とを有した平面矩形状をなし、接着剤は、各長辺の略全長および各短辺の端部近傍でサーミスタに接するものである。
【００１８】
そして、この構成では、接着剤は、必要十分な寸法でサーミスタに接し、クラックの発生を抑制しつつ、サーミスタが安定して取り付けられる。
【００１９】
請求項６記載のヒータ装置は、基板部と；この基板部に設けられた発熱部と；基板部に設けられたサーミスタ接続部と；このサーミスタ接続部に電気的に接続されるサーミスタと；基板部とサーミスタとを接着する接着剤と；この接着剤に設けられた凹部と；を具備したものである。
【００２０】
そして、この構成では、サーミスタにより、基板部の温度が検出される。接着剤は、凹部を形成したため、少なくとも一部で接着剤の厚さ寸法が減少し、また、表面の熱膨張によるのびも抑制されるので、熱衝撃、応力によるクラックの発生が抑制され、サーミスタが安定して取り付けられる。接着剤の全体の厚さ寸法を減少する構成に比べて、製造が容易であり、製造コストが低減される。
【００２１】
また、この構成で、凹部は、サーミスタ近傍に設ければ、サーミスタの近傍に加わる応力が効果的に緩和され、クラックの発生が抑制されて、サーミスタが安定して取り付けられる。
【００２２】
請求項７記載の定着装置は、請求項１ないし６いずれか一記載のヒータ装置と；被定着物を付着した被印刷物上をヒータ装置側に押圧する押圧手段と；を具備したものである。
【００２３】
そして、この構成では、サーミスタが安定して保持され、温度検出の信頼性が向上した定着装置が提供される。
【００２４】
請求項８記載の画像形成装置は、被印刷物上に被定着物の画像を付着する転写装置と；被印刷物上に被定着物を定着する請求項７記載の定着装置と；を具備したものである。
【００２５】
そして、この構成では、サーミスタが安定して保持され、温度検出の信頼性が向上した画像形成装置が提供される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のヒータ装置、定着装置、および画像形成装置の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本発明のヒータ装置の一実施の形態を示す一部の説明図であり、図２は、ヒータ装置の表面側の斜視図であり、図３は、ヒータ装置の裏面側の斜視図であり、図４は、ヒータ装置の一部の側面図であり、図５は、画像形成装置の説明図であり、図６は、定着装置の説明図であり、図７は、ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の側面図であり、図８はヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の側面図である。
【００２８】
そして、図５において、11は画像形成装置としての電子写真方式の複写機で、この複写機11には、被印刷物としての記録材である用紙（複写紙）Ｐの搬送路に沿って、供給装置15、転写装置16、および定着装置17が配置されているとともに、画像を読み取る光学系を備えた読取装置18が設けられている。
【００２９】
そして、供給装置15は、給紙カセット21を備え、この給紙カセット21に積層収納された用紙Ｐを一枚ずつ剥離して繰り出し、複数の搬送ローラ22により搬送するようになっている。
【００３０】
また、転写装置16は、感光ドラム23と、この感光ドラム23の周面に沿って周方向に順次配置された、図示しない光学系、現像装置24、転写コロトロン25、クリーナ26、除電ランプ27などを備えている。そして、この転写装置16では、読取装置18が読み取った画像に基づき、図示しない帯電コロトロンにより帯電された感光ドラム23に、光学系により画像の静電潜像を形成する。そして、この静電潜像に現像装置24により被定着物としてのトナーを付着してトナー像Ｔを形成する。次いで、転写コロトロン25により、感光ドラム23上のトナー像Ｔを搬送される用紙Ｐ上に転写する。この後、感光ドラム23はクリーナ26により清掃され、除電ランプ27により除電される。
【００３１】
さらに、定着装置17は、トナー像Ｔが転写された用紙Ｐを加圧および加熱して、トナーに含まれるマイクロカプセルを溶解し、用紙Ｐ上に定着させるようになっている。すなわち、図５および図６に示すように、この定着装置17は、図示しない定着装置本体を備え、この定着装置本体に、搬送路の下側に設けられた押圧手段としての押圧ローラ33が軸支されているとともに、搬送路を挟みこの加圧ローラ33に対向して、一定の温度に調節されるヒータ装置35が取り付けられ、さらに、このヒータ装置35を取り囲んで、薄肉で円筒状の定着フィルム36が設けられている。さらに、この定着装置本体には、搬送路の下側に位置して、用紙Ｐを案内する支持台部37，38が設けられている。
【００３２】
そこで、ヒータ装置35を加熱した状態で、押圧ローラ33を回転駆動するとともに、定着フィルム36をヒータ装置35に摺接させつつ回転駆動し、搬送路にトナー像（未定着画像）Ｔを転写した用紙Ｐを定着フィルム36とともに搬送することにより、押圧ローラ33とヒータ装置35および定着フィルム36との間の定着部であるいわゆるニップ部で、トナーを加圧および加熱して用紙Ｐ上に定着し、さらに、このニップ部を通過した時点で定着フィルム36をトナーが定着された用紙Ｐから離間し、続いて、この用紙Ｐを、排紙部40に排出するようになっている。
【００３３】
また、図６に示すように、定着フィルム36は、図示しない移動駆動手段である駆動ローラにより押圧ローラ33と同方向に略同一速度で回転駆動され、無端状で耐熱性を有し、ポリイミドフィルムをフッ素樹脂層で覆って形成され、内側に配置されたプラスチックトレー41により略円筒状に支持されている。なお、このプラスチックトレー41と定着フィルム36との間には、ポリフッ化フルオロエチレン膜が設けられ、滑性が高められている。さらに、押圧ローラ33は、回転軸33a を中心とする略円柱状の本体部33b を備え、この本体部33b の外周面には、圧接面33c が形成されている。
【００３４】
一方、ヒータ装置（定着ヒータ）35は、例えばＴＨＰとも呼ばれるもので、図１ないし図４に示すように、基板部44を有し、この基板部44は、良熱伝導性のアルミナセラミック（Ａｌ２ Ｏ３ ）あるいはガラスなどの絶縁性および耐熱性を有する部材（基材）から、例えば、幅１０mm、厚さ０．６３５mm、長さ２５０mmの細長矩形板状に一体に形成され、表面44a を押圧ローラ33に向け、裏面44b をプラスチックトレー41に向けて、このプラスチックトレー41に取り付けられている。そして、この基板部44の一面44a には、この基板部44の長手方向に沿って、例えば、銀、パラジウムを主成分として、通電により発熱する抵抗体層である発熱部（発熱体）45がスクリーン印刷などにより厚膜に形成されている。また、この発熱部45は、中間部で略Ｕ字状に折り返され、例えば、銀系のペーストを焼成して厚膜に形成した一対の端子部（ＡＣ電極）46，47は、基板部44の一端部に位置して形成されている。
【００３５】
なお、この基板部44の表面44a には、少なくとも発熱部45の一部を覆って、ガラスあるいは耐熱樹脂などにより、耐熱性と絶縁性とを有する図示しないオーバーコート層を形成することもできる。
【００３６】
また、基板部44の裏面44b には、発熱部45の一部の裏面側などに位置して、温度により抵抗値が変化するチップ状のサーミスタ（チップサーミスタ）51が配置されている。そして、このサーミスタ51には、印刷形成された通電路（ＤＣパターン）52，52の端部に設けたサーミスタ接続部52a ，52a が電気的に接続され、さらに、この通電路52，52は、スルホール53，53を介して基板部44の表面44a の他端部に形成されたサーミスタ端子（ＤＣ電極）54，54に接続されている。
【００３７】
そして、このヒータ装置35の発熱部45に接続された各端子46，47には、交流電源ＡＣからスイッチング素子およびヒューズなどを介して交流電力が加えられて発熱部45が発熱し、また、サーミスタ51に接続されたサーミスタ端子54，54は、制御装置に接続されて直流の電圧が加えられる。そして、この制御装置は、サーミスタ51の抵抗値の変化を電圧の変化として捕らえ、ヒータ装置35の温度を検出（検知）し、この検出結果に基づき、スイッチング素子を制御し、すなわちパルス幅を変更し（ＰＷＭ制御）あるいはオンオフを制御して、発熱部45に供給する電力を変化させ、これによりヒータ装置35の温度を所定の温度に調整、維持する電力供給回路が構成されている。
【００３８】
また、サーミスタ51は、図１および図４に示すように、対をなす長辺51a と短辺51b とを有した平面視略矩形状をなし、長手方向の両端部の底面には、図示しない電極部が形成され、この電極部が、図示しない導電性接着剤でサーミスタ接続部52a ，52a に接着して実装されている。
【００３９】
さらに、このサーミスタ51は、補強用および伝熱用の接着剤56により、長辺51a に沿った側面が、基板部44に接着（塗布硬化）して固定されている。そして、この接着剤56は、樹脂（接着剤樹脂）に、フィラーを分散混合して形成されている。そして、この樹脂は、例えば、耐熱性を有するポリイミド系樹脂が望ましいが、その他、エポキシ系樹脂などを用いることもできる。
【００４０】
また、フィラーは、基板部44またはサーミスタ51の基材（例えば、Ａｌ２ Ｏ３ ）と同じ、もしくは、この基材に熱膨張係数が近い、あるいは、樹脂よりも熱膨張係数が小さい、微粉状に形成されている。
【００４１】
そして、このフィラーは、接着剤56が硬化した状態すなわち溶剤がとんだ状態で、樹脂との重量比で７０％〜８０％、すなわち、樹脂の重量を１とした場合に、フィラーが０．７以上０．８以下の範囲で添加されている。
【００４２】
また、この接着剤56の断面方向の形状は、図４に示すように、サーミスタ51に近い内側部分は、外側に盛り上がるようにして膨出するとともに、基板部44に接する外側部分は、基板部44の裏面44b に沿って薄く延びるように形成されている。そして、この基板部44の裏面44b に接触した部分の周辺部が、フィラーの分散密度が少ないフィラー粗部分Ａとなり、内側の厚さ寸法の大きい部分が、フィラーの分散密度が大きいフィラー密部分Ｂとなっている。
【００４３】
そして、従来、例えば図７に示すように、フィラーが含まれていない接着剤56a を用いた場合には、ヒータ装置のオンオフによる２００℃差のヒートサイクルで接着剤56a にクラックが発生しやすく、また、例えば図８に示すように、フィラーを均一に添加した接着剤56b を用いた場合には、クラックを抑制するために含有量を大きくすると、接着強度が低下する問題を有していたが、本実施の形態によれば、接着剤56に所定の材質、重量比でフィラーを添加したため、接着剤56の熱膨張係数が基板部44およびサーミスタ51の熱膨張係数に近付き、ヒータ装置35のヒートサイクルにより接着剤56にクラックが発生することを抑制することができ、特に、接着剤56について、基板部44の裏面44b に接触した部分の周辺部と、その他の部分とで、接着剤56に含まれるフィラーの分散状態を異ならせ、すなわち、この基板部44の裏面44b に接触した部分の周辺部を、フィラーの分散密度が少ないフィラー粗部分Ａとし、内側の厚さ寸法の大きい部分を、フィラーの分散密度が大きいフィラー密部分Ｂとしたため、このフィラー密部分Ｂでは、熱膨張係数を基板部44およびサーミスタ51の熱膨張係数に近付け、クラックの発生を抑制できるとともに、フィラー粗部分Ａでは、接着剤56をすなわちサーミスタ51を基板部44に強固に接着することができ、フィラーを添加することによる接着強度の低下を小さく抑えることができる。
【００４４】
このようにして、サーミスタ51の接着の信頼性を向上させ、温度管理を確実にして、ヒータ装置35の信頼性を向上することができる。
【００４５】
また、接着剤56は、樹脂の重量を１とした場合に、フィラーを０．７以上０．８以下の範囲で添加することにより、フィラー粗部分Ａとフィラー密部分Ｂとを所定の位置に容易に形成でき、製造コストを低減することができる。
【００４６】
さらに、温度制御用の温度検知素子であるサーミスタ51は、基板部44を挟んで発熱部45の反対側の面に形成したため、被加熱体の紙質の差などによりヒータ装置35の温度降下に差が生じることを抑制し、安定した定着を行うことができる。なお、樹脂に対するフィラーの混合比は、段階的に変化させても良く、また、連続的に変化させることもできる。
【００４７】
次に、図面を参照して第２および第３の実施の形態を説明する。なお、図１などに示す実施の形態と同様の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
図９は、第２の実施の形態のヒータ装置の一部の説明図であり、図１０は、第３の実施の形態のヒータ装置の一部の説明図であり、図１１は、ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図であり、図１２はヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図であり、図１３はヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図である。
【００４９】
そして、図１０に示す第２の実施の形態では、絶縁性の接着剤56は、チップ状のサーミスタ51の非電極側である長辺51a ，51a の部分と、必要に応じてこの長辺51a ，51a の部分に隣接する上下面の一部とのみに接着され、サーミスタ51に隣接した部分で、接着剤56の幅寸法は、長辺51a ，51a の長手寸法すなわちサーミスタ51の外形とほぼ等しくなっているとともに、接着剤56は、サーミスタ51から離れるにしたがって平面上の幅寸法が大きくなり、接着剤56には、サーミスタ51から離れた部分に、それぞれ長辺51a ，51a の長手寸法すなわちサーミスタ51の外形より幅寸法の大きい接着剤幅広部Ｃが形成されている。
【００５０】
そして、従来、例えば図１１に示すように、サーミスタ51の２辺のみに接するように接着剤56を形成すると、サーミスタ51を保持する接着力が小さくなる一方、例えば図１２に示すように、サーミスタ51の全周を囲むようにして接着剤56を形成し、あるいは、サーミスタ51の３辺に接着剤56を接着し、サーミスタ51の周辺を接着剤56で厚めに覆ってしまうと、サーミスタ51の基材や基板部44との間の熱膨張係数の差が大きいため、ヒータ装置35のオンオフの熱衝撃によりサーミスタ51および基板部44との界面の部分で接着剤56にクラック61が発生しやすく、このクラック61により、接着力の低下や、サーミスタ51の剥離を招くおそれがある問題を有している。この点、本実施の形態によれば、接着剤56は、サーミスタ51の長辺51a ，51a の部分のみに接着され、サーミスタ51に隣接した部分で、接着剤56の幅寸法は、長辺51a ，51a の長手寸法すなわちサーミスタ51の外形とほぼ等しくなっているため、ヒータ装置35のオンオフの熱衝撃による熱膨張係数の差により、サーミスタ51および基板部44との界面の部分で接着剤56にクラックが発生しにくい接着剤56の形状とできる。さらに、接着剤56は、サーミスタ51から離れるにしたがって平面上の幅寸法が大きくなり、接着剤56には、サーミスタ51から離れた部分に、それぞれ長辺51a ，51a の長手寸法すなわちサーミスタ51の外形より幅寸法の大きい接着剤幅広部Ｃを形成したため、接着剤56の接着力も確保することができる。そこで、サーミスタ51の接着の信頼性を向上させ、かつ、定着ヒータとしての信頼性を向上することができる。
【００５１】
なお、接着剤56は、長辺51a ，51a の部分にのみ接着する他、図１０に示す第３の実施の形態のように、電極側である短辺51b ，51b の角部（エッジ部）の部分を薄く覆い、すなわち短辺51b ，51b の一部を薄く覆う形状としても同様の効果を得ることができる。
【００５２】
また、これら第２、第３の実施の形態においては、第１の実施の形態と同様の構成の接着剤56を用いる他、均一にフィラーを分散した構成でも良く、また、フィラーを含有しない構成とすることもできる。
【００５３】
次に、図面を参照して第４の実施の形態を説明する。なお、図１などに示す実施の形態と同様の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図１４は、第４の実施の形態のヒータ装置の一部の説明図であり、図１５は、ヒータ装置の一部の側面図であり、図１６はヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図であり、図１７はヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図である。
【００５５】
そして、図１４および図１５に示す第４の実施の形態では、絶縁性の接着剤56は、厚さ寸法が厚い部分であり、サーミスタ51の近傍である部分において、基板部44側に向かって凹設され、凹部Ｄが形成されている。
【００５６】
そして、従来、例えば図１６に示すように、サーミスタ51の側面にディスペンサなどを用いて接着剤56を塗布すると、接着剤56の形状は、特に十分なフィラーを含有した接着剤56においては、硬化後には外側に丸く膨出しやすく、したがって、接着剤56の厚さ寸法が大きくなり、ヒータ装置35のオンオフの熱衝撃による熱膨張係数の差が大きく、特に、接着剤56の伸び方向の歪みにより、サーミスタ51および基板部44との界面の部分で接着剤56にクラックが発生しやすくなる。一方、例えば図１７に示すように、接着剤56を山の裾野のようになだらかに薄く形成すれば、クラックの発生はある程度抑制できるものの、十分なフィラーを含有した場合などには、全体の厚さを薄く形成することは困難で、所定の溶剤が必要になるなどして、製造コストが上昇するとともに、フィラーの含有量を低減しあるいはフィラーを添加しないと、熱膨張係数の差が大きくなり、クラックが発生しやすくなる問題を有している。この点、本実施の形態によれば、所定に位置に凹部Ｄを形成することにより、接着剤56の伸びの歪みを吸収し、接着剤56の応力を緩和でき、製造工程を複雑化して製造コストを上昇することなく、ヒータ装置35のオンオフの熱衝撃による熱膨張係数の差によりサーミスタ51および基板部44との界面の部分で接着剤56に生じるクラックを抑制することができる。
【００５７】
また、この第４の実施の形態において、第１の実施の形態と同様の成分比の接着剤56を用いる場合には、塗装方法は従来のディスペンサを用いた方法のままで変更する必要はなく、この接着剤56の硬化時に、１０℃／ｍｉｎ．以下で昇温して加熱することで、溶剤が蒸発して硬化した後の接着剤の形状を、厚さ寸法の大きい箇所において凹部Ｄを形成した形状とすることができる。
【００５８】
なお、この第４の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の構成の接着剤56を用いる他、均一にフィラーを分散した構成でも良く、また、フィラーを含有しない構成とすることもできる。
【００５９】
次に、図面を参照して第５の実施の形態を説明する。なお、図１などに示す実施の形態と同様の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６０】
図１８は、第５の実施の形態の一部の説明図であり、図１９は、ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図である。
【００６１】
そして、この図１８に示す第５の実施の形態では、接着剤71は、硬化した状態で、フィラーは、樹脂との重量比で７０％未満、すなわち、樹脂を１に対して、フィラーは０．７未満の割合で混合されている。また、樹脂は、エポキシ系、ポリイミド系等の接着剤が用いられている。そして、導電性の接着剤により、サーミスタ51の底面の電極部を基板部44に接着した後、熱伝導性の向上および接着の補強を目的として、ディスペンサなどを用いて、この絶縁性の接着剤71を、サーミスタ51の側面と基板部44の裏面44b との交差部に塗布し、さらにこの接着剤71の硬化の加熱昇温時に樹脂を軟化させサーミスタ51の底面にも接着剤72を充填して基板部44と接着させ、サーミスタ51は、全周を強固に接着して固定されている。
【００６２】
そして、従来、例えば図１９に示すように、接着剤71の側面の全周を接着剤72で覆う構成においては、ヒータ装置35のオンオフによるヒートサイクルで、チップ状のサーミスタ51に応力がかかり、サーミスタ51の感温部およびこの感温部を保護しているガラスコートに亀裂が生じるなどして、サーミスタ51の動作が正常でなくなるおそれがある。この点、本実施の形態によれば、フィラーを、樹脂との重量比で７０％未満の範囲で混合して、熱膨張係数の差を一定以上とし、ヒータ装置35のオンオフによるヒートサイクルで、サーミスタ51の側部に形成された接着剤71に、積極的に、サーミスタ51に隣接した周辺部に所定の形状のクラックを生じさせる構成とすることにより、サーミスタ51に加わる応力を緩和し、サーミスタ51の感温部およびこの感温部を保護しているガラスコートなどを保護して、ヒータを正常に動作させ、ヒータ装置35の温度調節を正常に維持し、ヒータ装置35の信頼性を向上することができる。
【００６３】
また、この構成においては、サーミスタ51の側部の全周が接着剤71により覆われているため、接着剤71の一部にクラックが生じても、サーミスタ51を確実に保持できるとともに、接着剤71を介したサーミスタ51への熱伝導を確保することができる。
【００６４】
また、上記の各実施の形態は、複写機11について説明したが、電子写真方式を用いたファクシミリ装置、あるいはレーザプリンタなどのページプリンタなどのＯＡ機器に備えられるヒータ装置などに適用することもできる。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１記載のヒータ装置によれば、サーミスタを基板部に接着する接着剤にフィラーを添加したため、接着剤の熱膨張係数を基板部あるいはサーミスタの熱膨張係数に近付けることが可能になり、接着剤にクラックが発生することを抑制し、サーミスタを安定して取り付けできる。そして、接着剤には、この接着剤が基板部に接する部分に、接着剤の他の部分よりもフィラーの添加量が少ないフィラー粗部分を設けたため、接着剤を基板部に強固に接着できる。よって、接着剤全体での熱膨張率を基板部の熱膨張率に近付けることができると同時に、剥がれを生じにくくすることができる。
【００６６】
請求項２記載のヒータ装置によれば、請求項１記載の効果に加え、フィラー粗部分を、接着剤の周縁部に設けることにより、サーミスタを強固に接着して固定できる。
【００６７】
請求項３記載のヒータ装置によれば、接着剤は、サーミスタに接する部分より幅寸法が大きく形成された接着剤幅広部により、基板部に強固に接着できるとともに、サーミスタに接する部分の幅寸法を小さくすることにより、十分な接着強度を得られるとともに、クラックの発生を抑制し、サーミスタを安定して取り付けることができる。
【００６８】
請求項４記載のヒータ装置によれば、請求項３記載の効果に加え、サーミスタは、それぞれ対をなす長辺と短辺とを有した平面矩形状をなし、接着剤は、各長辺の略全長でサーミスタに接し、かつ、この部分では、各長辺と同じ寸法に形成したため、接着剤は、必要十分な寸法でサーミスタに接し、クラックの発生を抑制しつつ、サーミスタを安定して取り付けできる。
【００６９】
請求項５記載のヒータ装置によれば、請求項３記載の効果に加え、サーミスタは、それぞれ対をなす長辺と短辺とを有した平面矩形状をなし、接着剤は、各長辺の略全長および各短辺の端部近傍でサーミスタに接するため、接着剤は、必要十分な寸法でサーミスタに接し、クラックの発生を抑制しつつ、サーミスタを安定して取り付けできる。
【００７０】
請求項６記載のヒータ装置によれば、接着剤は、凹部を形成したため、少なくとも一部で接着剤の厚さ寸法が減少し、また、表面の熱膨張によるのびも抑制できるため、熱衝撃、応力によるクラックの発生を抑制し、サーミスタを安定して取り付けできる。また、接着剤の全体の厚さ寸法を減少する構成に比べて、製造が容易であり、製造コストを低減できる。
【００７１】
請求項７記載の定着装置によれば、請求項１ないし６いずれか一記載のヒータ装置と、被定着物を付着した被印刷物上をヒータ装置側に押圧する押圧手段とを具備したため、サーミスタを安定して保持でき、温度検出の信頼性が向上した定着装置を提供できる。
【００７２】
請求項８記載の画像形成装置によれば、被印刷物上に被定着物の画像を付着する転写装置と、被印刷物上に被定着物を定着する請求項７記載の定着装置とを具備したため、サーミスタを安定して保持でき、温度検出の信頼性が向上した画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のヒータ装置の一実施の形態を示す一部の説明図である。
【図２】 同上ヒータ装置の表面側の斜視図である。
【図３】 同上ヒータ装置の裏面側の斜視図である。
【図４】 同上ヒータ装置の一部の側面図である。
【図５】 本発明の画像形成装置の説明図である。
【図６】 本発明の定着装置の説明図である。
【図７】 同上ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の側面図である。
【図８】 同上ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の側面図である。
【図９】 本発明の第２の実施の形態のヒータ装置の一部の説明図である。
【図１０】 本発明の第３の実施の形態のヒータ装置の一部の説明図である。
【図１１】 同上ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図である。
【図１２】 同上ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図である。
【図１３】 同上ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図である。
【図１４】 本発明の第４の実施の形態のヒータ装置の一部の説明図である。
【図１５】 同上ヒータ装置の一部の側面図である。
【図１６】 同上ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図である。
【図１７】 同上ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図である。
【図１８】 本発明の第５の実施の形態のヒータ装置の一部の説明図である。
【図１９】 同上ヒータ装置の作用を説明する比較例のヒータ装置の説明図である。
【符号の説明】
11 画像形成装置としての複写機
16 転写装置
17 定着装置
33 押圧手段としての押圧ローラ
35 ヒータ装置
44 基板部
45 発熱部
51 サーミスタ
51a 長辺
51b 短辺
52a サーミスタ接続部
56 接着剤
Ａ フィラー粗部分
Ｂ フィラー密部分
Ｃ 接着剤幅広部
Ｄ 凹部
Ｐ 被印刷物としての用紙
Claims (8)
- 基板部と；
この基板部に設けられた発熱部と；
基板部に設けられたサーミスタ接続部と；
このサーミスタ接続部に電気的に接続されるサーミスタと；
基板部とサーミスタとを接着する樹脂およびこの樹脂に添加されたフィラーを有し、サーミスタを基板部に接着して固定する接着剤と；
この接着剤が基板部に接触した部分の周辺部に設けられ、接着剤の他の部分よりもフィラーの添加量が少なくフィラーの分散密度が小さいフィラー粗部分と；
この接着剤の内側の厚さ寸法の大きい部分に設けられ、フィラー粗部分よりもフィラーの添加量が多くフィラーの分散密度が大きいフィラー密部分と；
を具備したことを特徴とするヒータ装置。 - フィラー粗部分は、接着剤の周縁部に設けられた
ことを特徴とする請求項１記載のヒータ装置。 - 基板部と；
この基板部に設けられた発熱部と；
基板部に設けられたサーミスタ接続部と；
このサーミスタ接続部に電気的に接続されるサーミスタと；
基板部とサーミスタとを接着する接着剤と；
この接着剤がサーミスタから離間した部分に設けられ、この接着剤がサーミスタに接する部分より幅寸法が大きく形成された接着剤幅広部と；
を具備したことを特徴とするヒータ装置。 - サーミスタは、それぞれ対をなす長辺と短辺とを有した平面矩形状をなし、
接着剤は、各長辺の略全長でサーミスタに接し、かつ、この部分では、各長辺と同じ寸法に形成された
ことを特徴とする請求項３記載のヒータ装置。 - サーミスタは、それぞれ対をなす長辺と短辺とを有した平面矩形状をなし、
接着剤は、各長辺の略全長および各短辺の端部近傍でサーミスタに接する
ことを特徴とする請求項３記載のヒータ装置。 - 基板部と；
この基板部に設けられた発熱部と；
基板部に設けられたサーミスタ接続部と；
このサーミスタ接続部に電気的に接続されるサーミスタと；
基板部とサーミスタとを接着する接着剤と；
この接着剤に設けられた凹部と；
を具備したことを特徴とするヒータ装置。 - 請求項１ないし６いずれか一記載のヒータ装置と；
被定着物を付着した被印刷物上をヒータ装置側に押圧する押圧手段と；
を具備したことを特徴とする定着装置。 - 被印刷物上に被定着物の画像を付着する転写装置と；
被印刷物上に被定着物を定着する請求項７記載の定着装置と；
を具備したことを特徴とする画像形成装置。
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