JP5124134B2 - Heater, heating device, image forming apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、情報機器、家電製品や製造設備などの小型機器類に装着されて用いられる板状のヒータおよびこのヒータを実装したプリンタ、複写機やファクシミリなどの加熱装置並びにこの加熱装置を用いた画像形成装置に関する。 The present invention uses a plate-like heater used by being mounted on small equipment such as information equipment, home appliances and manufacturing equipment, a heating device such as a printer, a copier, a facsimile machine, and the like equipped with the heater, and the heating device. The present invention relates to an image forming apparatus.
従来のヒータは、温度変化を少なくする目的で絶縁基板の短手方向に発熱抵抗体を形成している。(例えば、特許文献1)
また、温度分布を平均化することと、耐久性を向上させることを目的として絶縁基板の短手方向に複数の発熱抵抗体を形成している。(例えば、特許文献2)
A plurality of heating resistors are formed in the short direction of the insulating substrate for the purpose of averaging the temperature distribution and improving the durability. (For example, Patent Document 2)
上記した特許文献1の技術は、絶縁基板の長手方向に発熱抵抗体を形成する場合、長手方向に均一な温度分布を得ることができるが、被加熱体が長手発熱体幅より狭いときは、被加熱体の通過しない長手方向端部いわゆる非通紙部の温度が上がり過ぎてしまう。
When the heating resistor is formed in the longitudinal direction of the insulating substrate, the technique of
また、特許文献2の技術は、複数ある発熱抵抗体に間隔があるため、絶縁基板の長手方向の温度が均一になりにくく、部分欠陥があっても異常な温度分布で動作をしてしまう等の問題がある。 Further, in the technique of Patent Document 2, since there are intervals between a plurality of heating resistors, the temperature in the longitudinal direction of the insulating substrate is difficult to be uniform, and even if there is a partial defect, it operates with an abnormal temperature distribution. There is a problem.
この発明の目的は、セラミック製のヒータを構成する絶縁基板の長手方向に均一な発熱を得るとともに、非通紙部分におけるヒータの温度上昇を抑えることができるヒータ、このヒータを用いた加熱装置、この加熱装置を用いた画像処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to obtain a uniform heat generation in the longitudinal direction of an insulating substrate constituting a ceramic heater, and to suppress a temperature rise of the heater in a non-sheet passing portion, a heating device using this heater, An object of the present invention is to provide an image processing apparatus using this heating apparatus.
上記した課題を解決するために、この発明のヒータは、長尺平板状の耐熱性の絶縁基板と、グラファイト系の素材を用いて前記絶縁基板上に形成された、抵抗温度係数として0ppm/℃未満の値を有しかつ通電する方向が前記絶縁基板の長手方向と直交する方向になるように電気的な端部を有する第1の発熱抵抗体と、前記絶縁基板の長手方向に前記第1の発熱抵抗体と並んで前記絶縁基板上に形成され、かつ、通電する方向が前記絶縁基板の長手方向と直交する方向になるように電気的な端部を有する第2の発熱抵抗体と、前記第1の発熱抵抗体から前記第2の発熱抵抗体への前記絶縁基板のさらに長手方向に前記第2の発熱抵抗体と並んで、グラファイト系の素材を用いて前記絶縁基板上に形成された、抵抗温度係数として0ppm/℃未満の値を有しかつ通電する方向が前記絶縁基板の長手方向と直交する方向になるように電気的な端部を有する第3の発熱抵抗体と、前記絶縁基板上に設けられた、前記第1発熱抵抗体から前記第2の発熱抵抗体を経て前記第3の発熱抵抗体に至るように該第1、第2、第3の発熱抵抗体を電気的に直列接続する導体と、前記絶縁基板上に設けられた、前記導体により直列接続された前記第1、第2、第3の発熱抵抗体全体の電気的な両端部となる一対の給電用電極と、前記第1、第2、第3の発熱抵抗体および前記導体を覆い保護するオーバーコート層とを具備することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a heater according to the present invention has a resistance temperature coefficient of 0 ppm / ° C. formed on a long plate-like heat-resistant insulating substrate and a graphite-based material. A first heating resistor having an electrical end so that the energization direction is perpendicular to the longitudinal direction of the insulating substrate, and the first heating resistor in the longitudinal direction of the insulating substrate. A second heating resistor formed on the insulating substrate alongside the heating resistor and having an electrical end so that the direction of energization is perpendicular to the longitudinal direction of the insulating substrate; The first heat generating resistor is formed on the insulating substrate using a graphite-based material in parallel with the second heat generating resistor in the longitudinal direction of the insulating substrate from the second heat generating resistor. In addition, the temperature coefficient of resistance is 0 ppm / A third heating resistor having an electrical end so that the energizing direction has a value less than that of the insulating substrate and is perpendicular to the longitudinal direction of the insulating substrate; A conductor that electrically connects the first, second, and third heating resistors in series so as to reach from the first heating resistor to the third heating resistor through the second heating resistor; A pair of power supply electrodes provided on an insulating substrate and serving as electrical ends of the entire first, second, and third heating resistors connected in series by the conductor, and the first and second electrodes And a third heating resistor and an overcoat layer for covering and protecting the conductor.
この発明によれば、絶縁基板の長手方向に均一な発熱を得るとともに、素早い温度立ち上がり特性を有し、非通紙部分の昇温を抑えることができる。 According to the present invention, uniform heat generation can be obtained in the longitudinal direction of the insulating substrate, and a rapid temperature rise characteristic can be obtained, so that the temperature rise of the non-sheet passing portion can be suppressed.
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1〜図5は、この発明のヒータに関する第1の実施形態について説明するためのもので、図1は上面図、図2は図1のa−a’断面図、図3は図1のb−b’断面図、図4は図1のc−c’断面図、図5は図1の背面図である。 1 to 5 are for explaining a first embodiment relating to the heater of the present invention. FIG. 1 is a top view, FIG. 2 is a cross-sectional view along aa 'in FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line bb ′, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line cc ′ of FIG. 1, and FIG.
11は、厚みが0.5mm〜1.0mm程度の耐熱、電気絶縁性材料で、高い熱伝導性を有する例えばアルミナ(Al2O3)、窒化アルミニウム(AlN)、炭化ケイ素(SiC)、窒化ケイ素(Si3N4)、ガラス等の高剛性のセラミックで形成された平板短冊状の絶縁基板である。絶縁基板11上の長手方向両端には、それぞれ銀等を主体とする良導電性の給電用の電極12,13が形成される。
11 is a heat-resistant and electrically insulating material having a thickness of about 0.5 mm to 1.0 mm, and has high thermal conductivity such as alumina (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), silicon carbide (SiC), and nitride. It is a flat strip-shaped insulating substrate formed of a highly rigid ceramic such as silicon (Si 3 N 4 ) or glass. At both ends in the longitudinal direction on the
電極12と電極13との間の絶縁基板11上の長手方向には、絶縁基板11の長手方向が幅となり、短手方向が長さとなる幅広で短長の独立した複数の発熱抵抗体141〜143が固着形成される。
In the longitudinal direction on the
電極12に一端が接続された導体151は、絶縁基板11上の長手方向の一方の側縁に沿って電極12と同材料で一体的に形成し、発熱抵抗体141の一端と重畳させた状態で接続する。発熱抵抗体141の他端と発熱抵抗体142の一端は、絶縁基板11上の長手方向の他方の側縁に沿って導体151と同材料で形成された導体152に重畳させた状態で接続する。発熱抵抗体142の他端と発熱抵抗体143の一端は、絶縁基板11上の長手方向の一方の側縁に沿って導体151と同材料で形成された導体153に重畳させた状態で接続する。発熱抵抗体143の他端は、絶縁基板11上の長手方向の他方の側縁に沿って電極13と同材料で一体的に形成された導体154と重畳させた状態で接続する。
The
16は、導体151〜154および発熱抵抗体141〜143を覆い機械的、化学的、電気的な保護を行うガラス層厚が20μm〜100μm程度のガラス等のオーバーコート層である。オーバーコート層16は、熱伝導率が例えば約20W/m・Kのアルミナ等の熱伝導性の優れた無機酸化物フィラーを数十wt%程度加えることで、熱伝導率、摺動性の向上を図っている。上記した構成により、ヒータ100を形成する。
ところで、発熱抵抗体141〜143のパターンは、被加熱体である例えばA4サイズやA3サイズ等の用紙の幅に合わせて区切ることが望ましい。例えば、発熱抵抗体142の幅は、A4サイズ相当とし、発熱抵抗体141〜143を合わせた幅はA3サイズ相当とする。A4サイズの用紙を使用した場合、この用紙幅より外側の非通紙部の位置に相当する部分の発熱抵抗体141,143は、RuO2(酸化ルテニウム)系、グラファイト系、Fe、Mn、Cr、Ni等の遷移金属の酸化物、Ag/Pd系等の材料を用いて100ppm/℃以下の抵抗温度係数をもった材料を用いて形成する。
By the way, it is desirable to divide the pattern of the
中央部位置する発熱抵抗体142の絶縁基板11の裏側では、図5に示す温度検出素子の一種であるサーミスタ51によりヒータ温度を検出しているため、発熱抵抗体142は抵抗温度係数が100ppm/℃以下の材料に限らず、発熱抵抗体141,143と抵抗温度係数が同値の同材料にて形成しても、発熱抵抗体141,143と異なる大小どちらの抵抗温度係数の材料を用いて形成しても構わない。
Since the heater temperature is detected by the
なお、図5に示すようにサーミスタ51は、一端が絶縁基板11に形成されたパターン52を介して検出端子53に、他端がパターン54を介して検出端子55にそれぞれ接続される。
As shown in FIG. 5, the
ここで、図6に示す回路構成により通電され発熱温度が調整される制御について図5とともに説明する。 Here, the control in which the heat generation temperature is adjusted by the circuit configuration shown in FIG. 6 and the heat generation temperature is adjusted will be described with reference to FIG.
すなわち、商用電源61を温度制御回路62の制御端子に接続されたソリッドステートリレー63を介してヒータ100の電極12,13に通電されると、直列接続された発熱抵抗体141〜143に電流が流れて発熱する。発熱抵抗体141〜143の発熱により絶縁基板11も温度上昇する。この熱は、絶縁基板11の裏面側に取着されたサーミスタ51の感温部に伝わり、感温部の抵抗値を変化させる。サーミスタ51の抵抗値の変化を、図1の絶縁基板11の裏面側に形成された配線導体を介して出力させ、これを温度制御回路62に入力して設定温度にあるか否かを判定する。温度が設定温度より低い場合はソリッドステートリレー63にオン信号を出力し、設定温度より高い場合はソリッドステートリレー63にオフ信号を出力する。
That is, when the
このように、発熱抵抗体141〜143に加える電力を制御することによって、発熱抵抗体141〜143の温度調整が行われる。なお、温度制御回路62はソリッドステートリレー63のオン・オフ制御について述べたが、他にパルス幅変調制御方式等による温度調整でも構わない。
Thus, the temperature adjustment of the
そして、ヒータ100は電極12,13に電力が供給されると発熱抵抗体141〜143に電流が流れ、発熱抵抗体141〜143は長手方向にほぼ均一の発熱温度分布を呈する。この実施例では、例えば発熱抵抗体141〜143の抵抗値を25Ωとし、100Vの電圧印加により4Aの電流が流れ、400Wの発熱量となる。
When the
通常は、上述したように絶縁基板11の裏面側に設けたサーミスタ51がヒータ100の温度を検出して温度制御回路62を通じてソリッドステートリレー63をオン・オフ制御し所定の温度に制御している。
Normally, as described above, the
ヒータ100の温度制御は、用紙サイズに拘わらず通紙される発熱抵抗体142の裏面に配置されたサーミスタ51にて行われて発熱抵抗体142の温度を検知し供給する電力を制御している。サーミスタ51は、絶縁基板11に必ずしも取り付ける必要はなく、温度を検知する対象の発熱抵抗体に当接させた状態で他の固定箇所に取り付けても構わない。通紙があったとき、用紙のサイズにより非通紙部分となる発熱抵抗体141,143では用紙によって熱が奪われることがない。
The temperature control of the
従来のように非通紙部分の発熱抵抗体の抵抗温度係数の高い1000ppm/℃程度といったものを使用した場合、小サイズの用紙を使用したときの非通紙部は通紙部より仮に100℃上昇したとすると、非通紙部分の抵抗値は通紙部分の抵抗値に対して10%も上昇してしまう。非通紙部の抵抗値の上昇に伴い発熱量は大きくなり、発熱量が大きくなるとさらに抵抗値が高くなり発熱量が大きくなって悪循環を繰り返し非通紙部の温度が上昇する。 In the case of using a high resistance temperature coefficient of about 1000 ppm / ° C. of the heating resistor in the non-sheet passing portion as in the conventional case, the non-sheet passing portion when using a small size paper is temporarily 100 ° C. than the sheet passing portion. If it rises, the resistance value of the non-sheet passing portion will increase by 10% with respect to the resistance value of the sheet passing portion. As the resistance value of the non-sheet passing portion increases, the heat generation amount increases. When the heat generation amount increases, the resistance value further increases and the heat generation amount increases to repeat the vicious circle and increase the temperature of the non-sheet passing portion.
しかし、抵抗温度係数が100ppm/℃であれば、非通紙部が100℃上昇したとしても抵抗値は1%の上昇となり上記の悪循環は抑制できる。0ppm/℃であれば抵抗値の上昇は無くなり、−100ppm/℃になれば抵抗値は1%小さくなり、−1000ppm/℃であれば抵抗値は10%小さくなるため、100℃の温度上昇を小さく抑えることが可能となる。 However, if the resistance temperature coefficient is 100 ppm / ° C., even if the non-sheet passing portion is increased by 100 ° C., the resistance value is increased by 1%, and the vicious circle can be suppressed. If the resistance value is 0 ppm / ° C., the resistance value does not increase, and if it is −100 ppm / ° C., the resistance value decreases by 1%, and if it is −1000 ppm / ° C., the resistance value decreases by 10%. It can be kept small.
図7〜図9は、この発明のヒータに関する第2の実施形態について説明するためのもので、図7は上面図、図8は図7のd−d’断面図、図9は図7のe−e’断面図である。上記した実施形態と同一構成部分には同一の符号を付し異なる部分について説明する。 7 to 9 are for explaining a second embodiment relating to the heater of the present invention. FIG. 7 is a top view, FIG. 8 is a sectional view taken along the line dd ′ of FIG. 7, and FIG. It is ee 'sectional drawing. The same components as those in the embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and different portions will be described.
この実施形態は、中央に位置する発熱抵抗体142の短手を幅として長手を長さとして使用し、発熱抵抗体141,143は、図1と同じように短手を長さとし長手を幅として接続したものである。すなわち、導体151に一端が接続された発熱抵抗体141の他端は、絶縁基板11の長手方向の一方の側縁に沿って電極12と同材料で形成された導体1521に重畳させた状態で接続する。導体1521は、発熱抵抗体141に接続された部分から発熱抵抗体141に非接触状態で絶縁基板11を直交するように他方の側縁の近傍に至るL状に形成されている。絶縁基板11を直交する部分の導体1521には、絶縁基板11中央の長手方向に形成された発熱抵抗体142の短手方向が幅の一端と重畳させた状態で接続する。
This embodiment uses the short side of the
導体154に一端が接続された発熱抵抗体143の他端は、絶縁基板11の長手方向の一方の側縁に沿って電極13と同材料で形成された導体1531に重畳させた状態で接続する。導体1531は、発熱抵抗体143に接続された部分から発熱抵抗体143に非接触状態で絶縁基板11を直交する格好で他方の側縁の延伸させてL状に形成する。絶縁基板11を直交する格好の導体1531には、発熱抵抗体142の短手方向が幅の他端と重畳させた状態で接続する。
The other end of the
この実施形態においても、例えばA4サイズが通紙された場合に、用紙による熱の奪われない領域にある発熱抵抗体141,143は、抵抗温度係数が100ppm/℃以下の材料が使用されている。発熱抵抗体143抵抗温度係数は、必ずしも100ppm/℃以下にする必要はない。
Also in this embodiment, for example, when the A4 size is passed, the
図10〜図13は、この発明のヒータに関する第3の実施形態について説明するためのもので、図10は上面図、図11は図10のf−f’断面図、図12は図10のg−g’断面図、図13は図10のh−h’断面図である。上記した実施形態と同一構成部分には同一の符号を付し異なる部分について説明する。 10 to 13 are for explaining a third embodiment relating to the heater of the present invention. FIG. 10 is a top view, FIG. 11 is a sectional view taken along line ff ′ of FIG. 10, and FIG. FIG. 13 is a cross-sectional view along gg ′, and FIG. 13 is a cross-sectional view along hh ′ in FIG. The same components as those in the embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and different portions will be described.
この実施形態は、発熱抵抗体141と143をそれぞれ、短手を幅として長手を長さとして使用し、発熱抵抗体142は、図1のように短手を長さとし長手を幅として使用したものである。
In this embodiment, each of the
すなわち、図10〜図13において、一端が電極12に接続された導体1511の他端側は、絶縁基板11を直交する方向に一方の側縁近傍から他方の側縁側に延伸させてL状に形成する。絶縁基板11を直交する部分の導体1511には、絶縁基板11中央の長手方向に形成された発熱抵抗体141の短手方向が幅の一端と重畳させた状態で接続する。発熱抵抗体141の短手方向が幅の他端は、絶縁基板11の長手方向の側縁に沿って電極12と同材料で形成された導体1522の絶縁基板11を直交する格好の部分に重畳させた状態で接続する。絶縁基板11の側縁に沿う導体1522は、長手方向を幅とする発熱抵抗体142の一端と重畳させた状態で接続する。
That is, in FIGS. 10 to 13, the other end side of the
長手方向を幅とする発熱抵抗体142の他端は、絶縁基板11の長手方向の他方の側縁に沿って電極12と同材料で形成された導体1532に重畳させた状態で接続する。導体1532は、発熱抵抗体143に接続された部分から発熱抵抗体143に非接触状態で絶縁基板11を直交する方向に一方の側縁から他方の側縁側に延伸させてL状に形成する。絶縁基板11を直交する部分の導体1532には、絶縁基板11中央の長手方向に形成された発熱抵抗体143の短手方向が幅の一端と重畳させた状態で接続する。発熱抵抗体143の短手方向が幅の他端は、絶縁基板11の長手方向の側縁に沿って電極13と同材料で形成された導体1541の絶縁基板11を直交する格好の部分に重畳させた状態で接続する。
The other end of the
この実施形態においても、発熱抵抗体142は例えばA4サイズの用紙に、発熱抵抗体141〜143は例えばA3サイズの用紙に合わせた幅で区切られている。また、発熱抵抗体141〜143のうち少なくとも発熱抵抗体141,143は、100ppm/℃以下の抵抗温度係数をもった材料で形成する。発熱抵抗体142は、サーミスタ51によりヒータ100の温度を検出していることから、必ずしも抵抗温度係数が100ppm/℃以下のものを用いる必要はない。
Also in this embodiment, the
上記したこの発明のヒータに関する第1〜第3の各実施形態では、発熱抵抗体をサイズ分けするとともに、使用頻度の高いサイズより大きなサイズの用紙を加熱する部分の発熱抵抗体の抵抗温度係数が100ppm/℃以下のものを使用することにより、非通紙状態時における温度上昇を抑えることが可能となる。また、サイズ分けした発熱抵抗体のうち通紙状態となる発熱抵抗体の温度状態をサーミスタで見ながら温度調整を行っていることから、より正確な温度制御の実現が可能となる。 In each of the first to third embodiments related to the heater of the present invention described above, the resistance temperature coefficient of the heating resistor of the portion that heats the paper having a size larger than the frequently used size is classified while the heating resistor is sized. By using the one of 100 ppm / ° C. or less, it is possible to suppress the temperature rise in the non-sheet passing state. Further, since the temperature adjustment is performed while viewing the temperature state of the heat generating resistor in the sheet passing state among the sized heat generating resistors with a thermistor, more accurate temperature control can be realized.
図14〜図17は、この発明のヒータに関する第4の実施形態について説明するためのもので、図14は上面図、図15は図14のi−i’断面図、図16は図14のj−j’断面図、図17は図14のk−k’断面図である。上記した実施形態と同一構成部分には同一の符号を付し異なる部分について説明する。 14 to 17 are diagrams for explaining a fourth embodiment relating to the heater of the present invention. FIG. 14 is a top view, FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line ii ′ of FIG. 14, and FIG. FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line j-j 'and FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line k-k' in FIG. The same components as those in the embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and different portions will be described.
上記したヒータに関する上記した第1〜第3の実施形態では、A4の用紙が通過する位置をヒータ100のセンターとしたが、この実施形態では、被加熱体を片側基準とした。つまり、A4,A3の用紙ともにヒータ100を通過させる位置を片側に合わせて通紙させるようにした。
In the above-described first to third embodiments relating to the heater described above, the position through which the A4 sheet passes is the center of the
図14〜図17において、一端が電極12に接続された導体1511の他端側は、絶縁基板11の長手方向を直交する格好で一方の側縁近傍から他方の側縁側に延伸させてL状に形成する。絶縁基板11を直交する部分の導体1511には、絶縁基板11の長手方向に形成された発熱抵抗体142の短手方向が幅の一端と重畳させた状態で接続する。発熱抵抗体142の短手方向が幅の他端は、絶縁基板11の長手方向の側縁に沿って電極12と同材料で形成された導体1531の絶縁基板11を直交する格好の部分に重畳させた状態で接続する。絶縁基板11の側縁に沿う導体1531は、長手方向を幅とする発熱抵抗体1431の一端と重畳させた状態で接続する。長手方向を幅とする発熱抵抗体1431の他端は、絶縁基板11の長手方向他方の側縁に沿って電極13と同材料で形成された導体154に重畳させた状態で接続する。なお、発熱抵抗体1431の幅は、図1の発熱抵抗体141,143を合わせた幅とする。
14 to 17, the other end of the
発熱抵抗体142は例えばA4サイズの用紙に、発熱抵抗体142,1431は例えばA3サイズの用紙に合わせた幅で区切られている。また、発熱抵抗体142,1431のうち少なくとも発熱抵抗体1431は、100ppm/℃以下の抵抗温度係数をもった材料で形成する。発熱抵抗体142は、サーミスタ51によりヒータ100の温度を検出していることから、必ずしも抵抗温度係数が100ppm/℃以下のものを用いる必要はない。
The
この発明のヒータに関する実施形態では、非通紙状態時における温度上昇を抑えるとともに、異なる寸法の用紙の一辺を特定の位置に合わせることが可能となる。 In the embodiment relating to the heater of the present invention, it is possible to suppress the temperature rise in the non-sheet passing state and to align one side of the paper with different dimensions at a specific position.
上記したこの発明のヒータに関する各実施形態では、被加熱体である用紙サイズをA4,A3のサイズで説明したが、A4に相当する位置をハガキ大に、A3に相当する位置をA4サイズにする等、システムに基づいて適宜変更することができる。 In each of the above-described embodiments of the heater of the present invention, the paper size to be heated is described as A4 and A3. However, the position corresponding to A4 is a postcard and the position corresponding to A3 is A4. Etc., and can be appropriately changed based on the system.
次に、図18を参照し、上記したヒータを加熱装置200に実装した場合の、この発明の加熱装置の一実施形態について説明する。図中の100のヒータについては、図1〜図5で説明したヒータであり、同一部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
Next, with reference to FIG. 18, an embodiment of the heating device of the present invention when the above-described heater is mounted on the
図18において、201は回転軸202で回転自在に回転される加圧ローラで、その表面に耐熱性弾性材料たとえばシリコーンゴム層203が嵌合してある。加圧ローラ201の回転軸202と対向してヒータ100が、並置して図示しない基台内に取り付けられている。
In FIG. 18,
ヒータ100の周囲にはポリイミド樹脂等の耐熱性のシートからなるエンドレスのロール状の定着フィルム204が循環自在に巻装されており、発熱抵抗体141〜143が形成された絶縁基板11のオーバーコート層16の表面は、この定着フィルム204を介して加圧ローラ201のシリコーンゴム層203と弾接している。
Around the
図18の加熱装置200において、ヒータ100は電極12,13に接触したりん青銅板等に銀メッキを施した弾性が付与された図示しないコネクタを通じて電極12、13に通電され、発熱抵抗体141〜143で発生させた熱が絶縁基板11、オーバーコート層16と伝わる。オーバーコート層16上に設けられた定着フィルム204面とシリコーンゴム層203との間で、トナー像To1がまず定着フィルム204を介してヒータ100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。この後、加圧ローラ201の用紙排出側では複写用紙Pがヒータ100から離れ、トナー像To2は自然放熱して再び冷却固化し、定着フィルム204も複写用紙Pから離反される。
In the
このように、トナー像To1は一旦完全に軟化溶融された後、加圧ローラ201の用紙排出側で再び冷却されることから、トナー像To2の凝縮力は非常に大きくなものとなっている。
As described above, the toner image To1 is once softened and melted completely, and then cooled again on the paper discharge side of the
この加熱装置200では、異なる用紙に対して発熱抵抗体141〜143を切り換えることなく、用紙が通過しない発熱抵抗体141〜143部分の温度上昇を抑えることが可能となる。このため発熱抵抗体141〜143の切り換え手段が不要となる。
In the
次に、図19を参照して、この発明に係るヒータ、このヒータを用いた加熱装置を搭載した複写機を例とした、この発明の画像形成装置について説明する。図中、加熱装置200の部分は、上記した説明と同じであり、同一部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
Next, an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. 19, taking as an example a copier equipped with a heater according to the present invention and a heating device using the heater. In the figure, the part of the
図19において、301は複写機300の筐体、302は筐体301の上面に設けられたガラス等の透明部材からなる原稿載置台で、矢印Y方向に往復動作させて原稿P1を走査する。
In FIG. 19, 301 is a casing of the copying
筐体301内の上方向には光照射用のランプと反射鏡とからなる照明装置302が設けられており、この照明装置302により照射された原稿P1からの反射光源が短焦点小径結像素子アレイ303によって感光ドラム304上スリット露光される。なお、この感光ドラム304は矢印方向に回転する。
An illuminating
また、305は帯電器で、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感光ドラム304上に一様に帯電を行う。この帯電器305により帯電された感光ドラム304には、結像素子アレイ303によって画像露光が行われた静電画像が形成される。この静電画像は、現像器306による加熱で軟化溶融する樹脂等からなるトナーを用いて顕像化される。
カセット307内に収納されている複写用紙Pは、給送ローラ308と感光ドラム304上の画像と同期する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309によって、感光ドラム304上に送り込まれる。そして、転写放電器310によって感光ドラム304上に形成されているトナー像は複写用紙P上に転写される。
The copy paper P stored in the
その後、感光ドラム304上から離れた複写用紙Pは、搬送ガイド311によって加熱装置200に導かれて加熱定着処理された後に、トレイ312内に排出される。なお、トナー像が転写された後、感光ドラム304上の残留トナーはクリーナ313を用いて除去される。
Thereafter, the copy paper P separated from the
加熱装置200は複写用紙Pの移動方向と直交する方向に、この複写機300が複写できる最大判用紙の幅(長さ)に合わせた有効長、すなわち最大判用紙の幅(長さ)より長い発熱抵抗体141〜143を延在させてヒータ100の加圧ローラ201が設けられている。
The
そして、ヒータ100と加圧ローラ201との間を送られる複写用紙P上の未定着トナー像To1は、発熱抵抗体19の熱を受け溶融して複写用紙P面上に文字、英数字、記号、図面等の複写像を現出させる。
Then, the unfixed toner image To1 on the copy paper P sent between the
この実施形態では、複数の発熱抵抗体を切り換える必要がないとともに、発熱抵抗体の加熱部全域に渡り略同じような温度分布を得ることが異なる用紙を使用した場合に対しても可能なヒータ100よる加熱装置200を用いた複写機300の実現が可能となる。
In this embodiment, it is not necessary to switch a plurality of heating resistors, and the
ヒータの用途としては、複写機等の画像形成装置の定着用に用いたが、これに限らず、家庭用の電気製品、業務用や実験用の精密機器や化学反応用の機器等に装着して加熱や保温の熱源としても使用することができる。 The heater is used for fixing image forming devices such as copiers, but is not limited to this, and is used for household electrical appliances, precision equipment for business use and experiments, equipment for chemical reactions, etc. It can also be used as a heat source for heating and heat insulation.
11 絶縁基板
12,13 電極
141〜143 発熱抵抗体
151〜154,1521,1531 導体
16 オーバーコート層
51 サーミスタ
100 ヒータ
200 加熱装置
300 複写機
11 Insulating
Claims (4)
グラファイト系の素材を用いて前記絶縁基板上に形成された、抵抗温度係数として0ppm/℃未満の値を有しかつ通電する方向が前記絶縁基板の長手方向と直交する方向になるように電気的な端部を有する第1の発熱抵抗体と、
前記絶縁基板の長手方向に前記第1の発熱抵抗体と並んで前記絶縁基板上に形成され、かつ、通電する方向が前記絶縁基板の長手方向と直交する方向になるように電気的な端部を有する第2の発熱抵抗体と、
前記第1の発熱抵抗体から前記第2の発熱抵抗体への前記絶縁基板のさらに長手方向に前記第2の発熱抵抗体と並んで、グラファイト系の素材を用いて前記絶縁基板上に形成された、抵抗温度係数として0ppm/℃未満の値を有しかつ通電する方向が前記絶縁基板の長手方向と直交する方向になるように電気的な端部を有する第3の発熱抵抗体と、
前記絶縁基板上に設けられた、前記第1発熱抵抗体から前記第2の発熱抵抗体を経て前記第3の発熱抵抗体に至るように該第1、第2、第3の発熱抵抗体を電気的に直列接続する導体と、
前記絶縁基板上に設けられた、前記導体により直列接続された前記第1、第2、第3の発熱抵抗体全体の電気的な両端部となる一対の給電用電極と、
前記第1、第2、第3の発熱抵抗体および前記導体を覆い保護するオーバーコート層と
を具備することを特徴とするヒータ。 A long flat heat-resistant insulating substrate;
Electrically formed on the insulating substrate using a graphite-based material, having a resistance temperature coefficient of less than 0 ppm / ° C., and the direction of energization being perpendicular to the longitudinal direction of the insulating substrate A first heating resistor having a flexible end;
An electrical end portion formed on the insulating substrate along with the first heating resistor in the longitudinal direction of the insulating substrate, and in such a manner that the direction of energization is perpendicular to the longitudinal direction of the insulating substrate. A second heating resistor having
The first heat generating resistor is formed on the insulating substrate using a graphite-based material in parallel with the second heat generating resistor in the longitudinal direction of the insulating substrate from the second heat generating resistor. A third heating resistor having an electrical end so that the temperature coefficient of resistance is less than 0 ppm / ° C. and the direction of energization is perpendicular to the longitudinal direction of the insulating substrate;
The first, second, and third heating resistors provided on the insulating substrate from the first heating resistor through the second heating resistor to the third heating resistor. A conductor electrically connected in series;
A pair of power supply electrodes provided on the insulating substrate and serving as electrical ends of the entire first, second, and third heating resistors connected in series by the conductor;
An overcoat layer that covers and protects the first, second, and third heating resistors and the conductor.
前記加圧ローラに前記第1、第2、第3の発熱抵抗体が対向するように配置された請求項1または2記載のヒータと、
前記ヒータと前記加圧ローラとの間を移動可能に設けられた定着フィルムと
を具備することを特徴とする加熱装置。 A pressure roller;
The heater according to claim 1 or 2, wherein the first, second, and third heating resistors are arranged to face the pressure roller.
A heating device, comprising: a fixing film movably provided between the heater and the pressure roller.
請求項3記載の加熱装置と、を具備し、
前記画像が形成された前記用紙を、前記加圧ローラにより前記定着フィルムを介して前記ヒータに圧接しながら通過させて、該用紙に前記トナーを定着させるようにしたこと
を特徴とする画像形成装置。 Image forming means for forming an image by attaching toner to an electrostatic latent image formed on a medium and further transferring the toner to paper;
A heating device according to claim 3,
The image forming apparatus, wherein the paper on which the image is formed is passed through the fixing film while being pressed against the heater by the pressure roller, and the toner is fixed on the paper. .
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