JP6696225B2 - 定着装置、画像形成装置及び加熱装置 - Google Patents
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Description
本発明は、発熱体からの熱伝導の効率を向上させた定着装置などを提供する。
請求項2に記載の発明は、前記加熱部材の前記基板は、前記ベルト部材が循環する方向において前記一方の面が弧状であることを特徴とする請求項1に記載の定着装置である。
請求項3に記載の発明は、前記発熱体と前記抵抗素子とは、それぞれ複数であって、前記凹部は、前記抵抗素子毎に設けられ、前記保護層は、表面が平滑化されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置である。
請求項4に記載の発明は、前記発熱体と前記抵抗素子とは、それぞれ複数であって、前記凹部は、前記抵抗素子の少なくとも2個以上に対して1個設けられ、前記保護層は、表面が平滑化されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置である。
請求項5に記載の発明は、前記抵抗素子は、前記発熱体の裏側に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置である。
請求項6に記載の発明は、記録媒体にトナー像を転写する転写部と、基板と、当該基板の一方の面側に配置され、電流によって発熱する発熱体と、当該基板の他方の面側に配置され、当該基板に設けられた貫通孔を介して導線にて当該発熱体と電気的に直列に接続される正の温度係数の抵抗素子と、当該発熱体を覆って当該発熱体を保護する保護層と、を有する加熱部材と、当該加熱部材の当該一方の面側に接して加熱されるとともに循環するベルト部材と、当該ベルト部材に接してニップ部を形成する加圧部材とを備え、当該ニップ部に挟まれた前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着部と、を備え、前記基板は、前記一方の面側から見て、前記抵抗素子が配置される部分に凹部を有し、当該凹部内に当該基板の当該一方の面側に飛び出した前記導線を収めることを特徴とする画像形成装置である。
請求項7に記載の発明は、基板と、前記基板の被加熱部材側に配置され、電流によって発熱して当該被加熱部材を加熱する発熱体と、前記基板の前記被加熱部材側と反対側に配置され、当該基板に設けられた貫通孔を介して導線にて前記発熱体と電気的に直列に接続される正の温度係数の抵抗素子と、前記発熱体を覆って当該発熱体を保護する保護層と、を備え、前記基板は、前記被加熱部材側から見て、前記抵抗素子が配置される部分に凹部を有し、当該凹部内に当該基板の当該被加熱部材側に飛び出した前記導線を収めることを特徴とする加熱装置である。
請求項8に記載の発明は、前記発熱体と前記抵抗素子とは、それぞれ複数であって、前記凹部は、前記抵抗素子毎に設けられ、前記保護層は、表面が平滑化されていることを特徴とする請求項7に記載の加熱装置である。
請求項9に記載の発明は、前記発熱体と前記抵抗素子とは、それぞれ複数であって、前記凹部は、前記抵抗素子の少なくとも2個以上に対して1個設けられ、前記保護層は、表面が平滑化されていることを特徴とする請求項7に記載の加熱装置である。
請求項10に記載の発明は、前記抵抗素子は、前記基板において前記発熱体の裏側に配置されていることを特徴とする請求項7に記載の加熱装置である。
請求項2に係る発明によれば、加熱部材の基板の一方の面が弧状でない場合に比べ、加熱部材とベルト部材との間の摺動がより滑らかになる。
請求項3に係る発明によれば、正の温度係数の抵抗素子毎に凹部を有しない場合に比べ、熱容量が小さくなる。
請求項4に係る発明によれば、複数の正の温度係数の抵抗素子を配置する凹部を有しない場合に比べ、基板の製作が容易になる。
請求項5に係る発明によれば、正の温度係数の抵抗素子を発熱体の裏側に設けない場合に比べ、正の温度係数の抵抗素子の反応が早くなる。
請求項6に係る発明によれば、正の温度係数の抵抗素子を基板の他方の面側に配置しない場合に比べ、定着部の処理時間が短縮される。
請求項7に係る発明によれば、正の温度係数の抵抗素子を基板の他方の面側に配置しない場合に比べ、発熱体からの熱伝導の効率が向上する。
請求項8に係る発明によれば、正の温度係数の抵抗素子毎に凹部を有しない場合に比べ、熱容量が小さくなる。
請求項9に係る発明によれば、複数の正の温度係数の抵抗素子を配置する凹部を有しない場合に比べ、基板の製作が容易になる。
請求項10に係る発明によれば、正の温度係数の抵抗素子を発熱体の裏側に設けない場合に比べ、正の温度係数の抵抗素子の反応が早くなる。
[第1の実施の形態]
<画像形成装置1>
図1は、画像形成装置1の概略断面図である。図示の画像形成装置1は、画像データに基づいて画像を印刷する電子写真式のカラープリンタである。
搬送部50は、用紙収容部40から、画像形成部10を通って用紙排出口96まで延びた用紙Pの搬送路51と、用紙Pを搬送路51に沿って搬送する搬送ローラ52とを備えている。搬送部50は、用紙Pを矢印C方向に搬送する。
その後、画像処理部33から送信された黒の画像データに基づきプリントヘッド14が感光体ドラム12を走査露光する。これにより、感光体ドラム12の表面には黒の画像データに対応した静電潜像が形成される。感光体ドラム12上に形成された黒の静電潜像は現像器15により現像され、感光体ドラム12上に黒のトナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット11Y、11M、11Cは、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各トナー像を形成する。
中間転写ベルト20が矢印B方向へ移動することにより、中間転写ベルト20上の重畳トナー像は二次転写部T(転写部の一例)に送られる。重畳トナー像が二次転写部Tに送られると、そのタイミングに合わせて、用紙収容部40の用紙Pが、搬送部50の搬送ローラ52により、搬送路51に沿って矢印C方向に搬送される。そして、中間転写ベルト20上に形成された重畳トナー像は、二次転写部Tにて二次転写ロール22が形成する転写電界により、搬送路51に沿って搬送されてきた用紙P上に一括して静電転写される。
一方、一次転写後に感光体ドラム12に残存しているトナー及び二次転写後に中間転写ベルト20に残存しているトナーは、それぞれドラムクリーナ16、およびベルトクリーナ25によって除去される。
画像形成装置1による、用紙Pに画像を印刷する処理が、印刷の枚数に対応したサイクルだけ繰り返し実行される。
図2は、画像形成装置1における定着ユニット60の断面図である。
定着ユニット60は、ヒータユニット70と加圧ロール80(加圧部材の一例)とを備えている。ヒータユニット70及び加圧ロール80は、いずれも図2の紙面奥行き方向に軸が延びた円柱状に構成されている。
以下では、ソリッドヒータ71は、熱容量を小さくするために、板状の部材であるとして説明する。
定着ベルト78は、原形が円筒形状の無端のベルト部材で構成され、例えば原形(円筒形状)時の直径が30mm、幅方向の長さが300mmに形成されている。後述するように、定着ベルト78は、押圧パッド79に押圧されて変形する。ここで、原形とは、押圧パッド79により押圧されていない状態、すなわち、変形していない状態をいう。
なお、基材層と離型層との間に、シリコーンゴム等による弾性層が含まれてもよい。
加圧ロール80は、例えば、直径18mmの中実のステンレス製あるいはアルミニウム製コア(円柱状芯金)と、コアの外周面に被覆された例えば厚さ5mmのシリコーンスポンジ等の耐熱性弾性体層と、さらに例えば厚さ50μmのカーボン配合のPFA等の耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層とが積層されて構成される。そして、押圧バネ(不図示)により、例えば25kgfの荷重で定着ベルト78を介して押圧パッド79を押圧している。
ニップ部Nにおいて、加圧ロール80に接する用紙Pは、加圧ロール80の矢印D方向への回転によって矢印C方向に送られ、この用紙Pの移動により、用紙Pに接する定着ベルト78が従動し、定着ベルト78は矢印E方向(進行方向)に回転する。
定着ベルト78の加熱には、ハロゲンランプや電磁誘導による方法などが用いられてきた。しかし、これらの方法は、定着ベルト78が予め定められた温度に達するまでに要する時間(スタンバイ時間)が長く、消費電力が大きく、構成が複雑であった。
以下に説明するソリッドヒータ71は、構成が簡単である。また、ソリッドヒータ71は、熱容量が小さいため、スタンバイ時間を設けることを要しない。よって、利便性が向上する。すなわち、定着ユニット60にソリッドヒータ71を用いることで、低コスト化及び低消費電力化が図れる。
なお、ソリッドヒータ71は、図2で示したように定着ベルト78が移動する方向(矢印Eの方向)において断面が弧状であるが、図3(b)では、ソリッドヒータ71の一部を示すことから平坦に表記している。なお、断面は、円弧状であってもよい。
図3(a)の上面図に示すように、基板110の一方の面(以下では、表面と表記する。)に、複数の抵抗発熱体120、配線140、端子150を備えている。
一方、図3(b)の断面図に示すように、基板110の他方の面(以下では、裏面と表記する。)に、複数のPTC素子130を備えている。
なお、ソリッドヒータ71は、基板110の表面側において、循環する定着ベルト78と接触する。循環する定着ベルト78は、ソリッドヒータ71における基板110の表面側を摺動する。
保持具180は、保持具本体部181と、保持具本体部181と一体に設けられた管部182、183と、管部182、183にそれぞれ埋め込まれた導線184、185とを備える。保持具180は、セラミックなどの絶縁性の材料で構成されている。管部182、183は、平板状の保持具本体部181を貫通し、一方の側(図3(b)において上方)に突き出すように設けられている。そして、導線184、185は、管部182、183に収納され(埋め込まれ)、それぞれの両端が管部182、183の両端部から飛び出している。
導線184、185は、Fe−Ni−Co合金などの電気伝導度及び耐熱性が高い金属で構成されている。
なお、保持具180は、保持具本体部181と管部182、183とが別体で構成されていてもよい。
そして、図3(a)、(b)では、配線140については、141(140)、142(140)などと表記する。なお、配線141、142、143、144、145をそれぞれ区別しない場合は、配線140と表記する。
端子150は、電流を供給する導線(ワイヤ)との接続が容易なように、配線141、142が幅広に構成されている。
なお、端子151と端子152との間に印加される電圧は、例えばAC100Vである。
まず、基板110の表面側を説明する。
基板110の表面には、一様に絶縁層160が設けられている。そして、絶縁層160上に、抵抗発熱体120、配線140(配線141、142、143)が設けられている。なお、図3(b)では、図の外側になるため、配線141を示していない。
絶縁層160は、基板110がステンレス鋼(SUS)などの耐熱性の金属材料である場合、例えば、ガラス材料で構成される。絶縁層160は、ガラス材料で構成された場合、アンダーグレイズと表記されることがある。
配線143は、複数あって、それぞれの一方の端が、抵抗発熱体120の他方の端と接続されている。配線143の他方の端は、PTC素子130に接続された導線184と接続されている。
このため、導線184、185の折り曲げた部分が、基板110の表面から飛び出している。
保護層170の表面(基板110から遠い側)は、凹凸が抑制された形状、つまり、なだらか且つ滑らかな(平滑化された)形状になっている。すなわち、保護層170は、導線184、185の折り曲げた部分を埋め込み、飛び出して突起状にならないようにしている。
保護層170は、抵抗発熱体120、配線140(配線141、142、143)などが、定着ベルト78と直接接触することを抑制する。例えば、定着ベルト78とソリッドヒータ71とを円滑に摺動させるために、ソリッドヒータ71と定着ベルト78との間に、シリコーンオイルなどの潤滑材を供給することがある。この場合、保護層170を設けないと、抵抗発熱体120、配線140(配線141、142、143)などにおいて電気的な短絡が生じるおそれがある。
そして、第1の実施の形態に係るソリッドヒータ71では、図3(b)に示すように、抵抗発熱体120上の保護層170は、厚さd1である。すなわち、定着ベルト78と抵抗発熱体120との距離は、抵抗発熱体120上の保護層170の厚さd1となる。
すなわち、第1の実施の形態におけるソリッドヒータ71では、図3(b)に示すように、基板110の表面側に飛び出した導線184、185により、保護層170の厚さd1(定着ベルト78と抵抗発熱体120との距離)が設定される。
基板110の裏面には、保持具180に搭載されたPTC素子130が配置される部分に、絶縁層165が設けられている。そして、絶縁層165上に保持具180に搭載されたPTC素子130が配置されている。絶縁層165は、保持具180を基板110に固定する。
なお、ガラスペーストについては、後に詳述する。
PTC素子130は、温度の上昇に対して抵抗が増加する。よって、抵抗発熱体120により、ソリッドヒータ71が予め定められた温度以上に高くなると、PTC素子130の抵抗が増加する。そして、PTC素子130に直列接続された抵抗発熱体120に流れる電流を制限する。これにより、抵抗発熱体120の発熱量が抑制され、温度が下がる。すると、PTC素子130の抵抗が低下し、抵抗発熱体120に流れる電流が増加し、温度が上がる。すなわち、PTC素子130は、ソリッドヒータ71の過熱を抑制する。
しかし、最大幅より狭い(小さい)用紙Pが搬送されてきた場合、用紙Pに接触しないことにより、定着ベルト78に用紙Pに熱が奪われない部分が生じる。このような用紙Pが接触しない定着ベルト78の部分は、温度が高い状態のままとなる。そして、定着ベルト78のこの部分は、ソリッドヒータ71により予め定められた温度以上に加熱される(過熱状態に移行する)。このとき、定着ベルト78のみならず、ソリッドヒータ71も過熱状態に移行する。
すると、用紙Pが接触しない定着ベルト78の過熱状態に移行した部分において、PTC素子130の抵抗が上昇し、抵抗発熱体120に流れる電流を制限する。これにより、ソリッドヒータ71及び定着ベルト78が過熱状態に移行することを抑制する。
一方、用紙Pが接触する定着ベルト78の部分では、抵抗発熱体120に流れる電流が制限されないので、加熱が継続される。
図4(a)に示すように、ソリッドヒータ71′は、基板110の表面側にPTC素子130を設けている。そして、保護層170は、PTC素子130を埋め込んだ状態で、表面がなだらか且つ滑らかになって(平滑化されて)いる。
よって、この第1の実施の形態に係らないソリッドヒータ71′でも、第1の実施の形態に係るソリッドヒータ71と同様に、定着ベルト78とソリッドヒータ71とが接触する面が凹凸の抑制された、なだらか且つ滑らかな(平滑化された)表面であるので、定着ベルト78とソリッドヒータ71とは円滑に摺動する。
したがって、第1の実施の形態に係らないソリッドヒータ71′では、保護層170が厚い(厚さd0)ために、熱容量が大きくなり、加熱に時間を要するとともに、加熱するエネルギが多く必要となる。さらに、抵抗発熱体120と定着ベルト78との距離(厚さd0)が大きくなって、抵抗発熱体120から定着ベルト78への熱伝導の効率が劣る。また、保護層170を構成するガラス材料を多く必要とし、コストがかかってしまう。
そして、第1の実施の形態に係らないソリッドヒータ71′では、PTC素子130を基板110の表面側に配置しているので、PTC素子130は、定着ベルト78との摺動による摩擦の影響や汚染を受けやすい。
さらに、第1の実施の形態に係らないソリッドヒータ71′では、PTC素子130が保護層170で覆われるため、保護層170を形成する過程などにおいて、PTC素子130の特性が劣化するおそれがある。
また、第1の実施の形態に係るソリッドヒータ71は、保護層170を構成するガラス材料が少なくて済むため、コストが低くなる。そして、PTC素子130を基板110の裏面に配置することで、定着ベルト78との摺動による摩擦や汚染からPTC素子130を保護している。
さらに、第1の実施の形態に係るソリッドヒータ71は、第1の実施の形態に係らないソリッドヒータ71′と異なり、PTC素子130が保護層170で覆われないため、PTC素子130の特性が劣化することが抑制される。
図5は、PTC素子130を保持具180に搭載する前後の状態を説明する図である。図5(a1)、(b1)は、搭載する前、図5(a2)、(b2)は、搭載した後を示す。
保持具180は、前述したように、セラミックなどで構成され、平板状の保持具本体部181と、保持具本体部181に貫通するとともに一方の側に飛び出した管部182、183とを備えている。管部182、183には、導線184、185が収納されて(埋め込まれて)いる。
ここでは、保持具180は、保持具本体部181と管部182、183とが一体で構成されるとともに、管部182、183に導線184、185が収納された状態で焼成されているとする。
ガラスペースト、ディスペンサ及びジェットディスペンサについては、後述する。
接続配線用ペーストについては、後述する。
次いで、酸素を含む雰囲気において、予め定められた温度の電気炉(オーブン)などで焼成する。これにより、ガラスペーストに含まれるガラス粒子が軟化又は溶融して緻密なガラス層(固定層190)となって、PTC素子130を保持具180に固定する。また、接続配線用ペーストに含まれるAgPdなどの導電性粒子が凝集して配線144、145が形成される。
このようにして、保持具180にPTC素子130が搭載される。
ガラスペーストは、ガラス材料の微粒子(ガラス粒子)と、ガラス粒子を懸濁しておくバインダと、ガラスペーストの粘度を調整する溶剤とを含む。
ガラス粒子は、予め定められた温度に加熱されると軟化又は溶融して、緻密なガラス層を形成する。この際、表面張力(粘性流動)により、表面は、凹凸が抑制された、なだらかで且つ滑らかな(平滑された)形状になる。
バインダは、例えばエチルセルロースである。
スクリーン印刷とは、スクリーンを基板に接触させながら、スクリーンに設けた開口を通して、スキージによりペーストを基板上に押し出して、塗布する方法である。
ディスペンサとは、ノズルからペーストを吐出させて、塗布する方法である。また、ジェットディスペンサとは、圧力をかけてペーストをノズルから吐出させて、塗布する方法である。ディスペンサ及びジェットディスペンサは、ノズルの先端は基板から離れている。そして、ジェットディスペンサでは、ディスペンサに比べて長い距離において、ペーストが径の小さい状態で塗布される。ディスペンサ及びジェットディスペンサは、ノズル又は基板を移動させながら、ペーストを塗布していく。
一方、ディスペンサ及びジェットディスペンサは、凹部や小型の部材にもペーストを塗布しやすい。
なお、スクリーン印刷の代わりに、ディスペンサ又はジェットディスペンサを用いてもよい。
さらに、刷毛などでペーストを塗布してもよい。
次に、ペーストに含まれる溶剤を蒸発させるために、予め定められた温度に設定された電気炉(オーブン)などで乾燥される(乾燥)。
そして、ペーストに予め定められた温度に設定された電気炉(オーブン)などで焼成される(焼成)。焼成は、空気などの酸素を含む雰囲気(酸素雰囲気)で行われる。この際、ペーストに含まれているエチルセルロースなどのバインダが燃焼し、炭酸ガスとなって除去される。そして、ガラスペーストの場合には、ガラス粒子が軟化又は溶融して、互いに融着し、緻密なガラス層になる。一方、導体ペーストの場合には、導電性粒子が凝集して、導体(配線)となる。
次に、第1の実施の形態に係るソリッドヒータ71の製造方法を説明する。
図6は、第1の実施の形態に係るソリッドヒータ71を説明する拡大図である。図6(a)は、ソリッドヒータ71を基板110の表面側から見た図、図6(b)は、ソリッドヒータ71を基板110の裏面側から見た図、図6(c)は、図6(a)、(b)のVIC−VIC線でのソリッドヒータ71の断面図である。
図6(a)、(b)、(c)では、PTC素子130と抵抗発熱体120との一組を示している。
まず、保持具180の管部182、183が貫通する貫通孔が設けられた基板110を製作する。例えば、ステンレス鋼(SUS)板をソリッドヒータ71の形状に切り抜き、断面が弧状に湾曲するように加工するとともに、貫通孔を設ける。
なお、前述したように、絶縁層160は、抵抗発熱体120、配線140(配線141、142、143)と基板110とが電気的に短絡しないように設けられている。そこで、ピンホールなどの発生を抑制するため、ガラス層を二層に形成してもよい。この場合、上記のガラス層を形成する工程を二回繰り返せばよい。
なお、ガラス層である絶縁層160と接着(密着)しやすいように、抵抗発熱体用ペーストは、ガラス粒子を含んでいてもよい。
なお、配線142、143は、保持具180の管部182、183が挿入される貫通孔の周りを囲まなくてもよく、貫通孔の近傍まで延びていればよい。
配線140(配線141、142、143)は、例えば、Pdの比率が小さいAgPdを含む配線用ペーストをスクリーン印刷により、基板110の絶縁層160上に塗布する。そして、レべリング、乾燥、焼成を経て、配線140(配線141、142、143)を形成する。
まず、基板110の裏面に、絶縁層165を形成する。絶縁層165は、例えば、絶縁性のガラス層が得られるガラスペーストをスクリーン印刷により、基板110の裏面に塗布する。そして、レべリングののち、PTC素子130を搭載した保持具180を塗布されたガラスペースト上に取付ける。このとき、保持具180の管部182、183を、基板110に設けられた貫通孔に挿入し、保持具本体部181を塗布したガラスペーストに押し付けて密着させる。乾燥、焼成を経て、保持具180を基板110の裏面に固定する。
なお、絶縁層160となるガラスペーストと絶縁層165となるガラスペーストとは、焼成する温度などが異なっていてもよい。
図示しないが、導線184と配線143との接続、及び、導線185と配線142との接続は、AgPdなどの導電性粒子を含む導体ペーストを用いて行ってもよい。
保護層170は、例えば、絶縁性のガラス層が得られるガラスペーストをスクリーン印刷により、導線184、185を覆って、表面がなだらか且つ滑らか(平滑化)になる厚さに塗布する。そして、レべリング、乾燥、焼成を経て、保護層170を形成する。
第1の実施の形態に係るソリッドヒータ71では、基板110の表面に抵抗発熱体120を、裏面にPTC素子130を設けた。そして、基板110に設けた貫通孔を介して、抵抗発熱体120とPTC素子130とを接続した。そして、基板110の表面側に飛び出したPTC素子130を搭載した保持具180の導線184、185を覆うように、保護層170を設けた。
すなわち、第1の実施の形態に係るソリッドヒータ71では、保護層170の厚さは、基板110の表面側に飛び出した保持具180の導線184、185により設定された。
ソリッドヒータ71を除く他の構成は、第1の実施の形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略し、ソリッドヒータ71の異なる部分を説明する。
図7は、第2の実施の形態に係るソリッドヒータ71を説明する図である。図7(a)は、図2における矢印IIIの方向から見たソリッドヒータ71の上面図、図7(b)は、図7(a)のVIIB−VIIB線でのソリッドヒータ71の断面図である。
なお、ソリッドヒータ71は、図2で示したように定着ベルト78が移動する方向(矢印Eの方向)において断面が弧状であるが、図7(b)では、ソリッドヒータ71の一部を示すことから平坦に表記している。なお、断面は、円弧状であってもよい。
基板110の表面側に飛び出した導線184、185は、個別凹部112内に収められている。そして、個別凹部112を含む保護層170の表面は、凹凸が抑制された形状、つまり、なだらか且つ滑らかな(平滑化された)形状になっている。
よって、抵抗発熱体120上の保護層170の厚さ(厚さd2)は、第1の実施の形態に係るソリッドヒータ71の場合の厚さ(厚さd1)より薄い。
保護層170が厚さd2(<d1)と薄いため、熱容量が小さい。このため、ソリッドヒータ71を加熱するエネルギが少なくて済むとともに、加熱に要する時間が短くなる。また、抵抗発熱体120から定着ベルト78への熱伝導の効率が向上する。
次に、第2の実施の形態に係るソリッドヒータ71の製造方法を説明する。
図8は、第2の実施の形態に係るソリッドヒータ71を説明する拡大図である。図8(a)は、ソリッドヒータ71を基板110の表面側から見た図、図8(b)は、ソリッドヒータ71を基板110の裏面側から見た図、図8(c)は、図8(a)、(b)のVIIIC−VIIIC線でのソリッドヒータ71の断面図である。
図8(a)、(b)、(c)では、一組のPTC素子130及び抵抗発熱体120を示している。
そこで、個別凹部112には、ガラスペーストをディスペンサやジェットディスペンサなどによってガラスペーストを塗布する。
なお、顕微鏡などで、平坦部111上に塗布された配線用ペーストを観察しつつ、個別凹部112における配線142、143となる配線用ペーストを塗布することで、平坦部111上に形成される配線142、143と個別凹部112に形成される配線142、143とが接続されて形成される。また、顕微鏡で観察される画像から配線を認識して、自動化してもよい。
なお、個別凹部112を含んで、なだらか且つ滑らかな(平滑化された)表面とするため、個別凹部112には、平坦部111より、保護層170となるガラスペーストが厚く塗布される。ただし、個別凹部112としているので、表面をなだらか且つ滑らか(平滑化)にするために用いるガラスペーストの量は、後述する連続凹部113(図9参照)の場合に比べて、少なくてすむ。
図9は、第2の実施の形態に係るソリッドヒータ71の変形例を説明する図である。図9(a)は、図2における矢印IIIの方向から見たソリッドヒータ71の上面図、図9(b)は、図9(a)のIXB−IXB線でのソリッドヒータ71の断面図である。
なお、ソリッドヒータ71は、図2で示したように定着ベルト78が移動する方向において断面が弧状であるが、図9(b)に示すソリッドヒータ71は、一部であることから平坦に表記している。なお、断面は、円弧状であってもよい。
基板110の表面側に飛び出した導線184、185は、連続凹部113内に収められている。そして、連続凹部113を含み、保護層170の表面は、凹凸が抑制された形状、つまり、なだらか且つ滑らかな(平滑化された)形状になっている。
なお、連続凹部113は、すべてのPTC素子130に対して設けなくともよく、複数(2個以上)のPTC素子130に対して設ければよい。
なお、連続凹部113は、保護層170で埋められる。よって、連続凹部113は、個別凹部112に比べて、ガラスペーストを多く要する。
第2の実施の形態に係るソリッドヒータ71は、基板110の裏面に設けられたPTC素子130が、抵抗発熱体120の裏側からずれた位置に設けられていた。
第3の実施の形態に係るソリッドヒータ71は、基板110の裏面に設けられたPTC素子130が、抵抗発熱体120の裏側に設けられている。
ソリッドヒータ71を除く他の構成は、第1の実施の形態及び第2の実施の形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略し、ソリッドヒータ71の異なる部分を説明する。
図10は、第3の実施の形態に係るソリッドヒータ71を説明する拡大図である。図10(a)は、ソリッドヒータ71を基板110の表面側から見た図、図10(b)は、ソリッドヒータ71を基板110の裏面側から見た図、図10(c)は、図10(a)、(b)のXC−XC線でのソリッドヒータ71の断面図である。
図10(a)、(b)、(c)では、一組のPTC素子130及び抵抗発熱体120を示している。
ソリッドヒータ71は、第2の実施の形態に係るソリッドヒータ71と同様に、基板110の表面側から見て、凹部112を備えている。なお、凹部112以外を平坦部111と表記する。そして、基板110は、それぞれが導線188、189を埋め込んだ管部材186、187が挿入される貫通孔を備えている。
基板110の表面側の構成は、第2の実施の形態と同様である。
そして、表面側の配線143と裏面側の配線146とを接続するため、基板110に設けられた貫通孔に管部材186が挿入されている。管部材186に埋め込まれた導線188により、配線143と配線146とが接続されている。同様に、表面側の配線142と裏面側の配線147とを接続するため、基板110に設けられた貫通孔に管部材187が挿入されている。管部材187に埋め込まれた導線189により、配線142と配線147とが接続されている。
他の部分は、第1の実施の形態及び第2の実施の形態と同様である。
ガラスペーストの代わりに、絶縁性のセラミックの微粒子を含有するペーストを用い、酸素を含む雰囲気で焼成して、絶縁層160、165、保護層170又は/及び固定層190を形成してもよい。酸素を含む雰囲気で焼成することにより、エチルセルロースなどのバインダが燃焼して除去されるとともに、セラミックの微粒子同士が焼結される。
Claims (10)
- 基板と、当該基板の一方の面側に配置され、電流によって発熱する発熱体と、当該基板の他方の面側に配置され、当該基板に設けられた貫通孔を介して導線にて当該発熱体と電気的に直列に接続される正の温度係数の抵抗素子と、当該発熱体を覆って当該発熱体を保護する保護層と、を有する加熱部材と、
前記加熱部材の前記一方の面側に接して加熱されるとともに循環するベルト部材と、
前記ベルト部材に接してニップ部を形成する加圧部材と、を備え、
前記基板は、前記一方の面側から見て、前記抵抗素子が配置される部分に凹部を有し、当該凹部内に当該基板の当該一方の面側に飛び出した前記導線を収める
ことを特徴とする定着装置。 - 前記加熱部材の前記基板は、前記ベルト部材が循環する方向において前記一方の面が弧状であることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 前記発熱体と前記抵抗素子とは、それぞれ複数であって、
前記凹部は、前記抵抗素子毎に設けられ、
前記保護層は、表面が平滑化されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置。 - 前記発熱体と前記抵抗素子とは、それぞれ複数であって、
前記凹部は、前記抵抗素子の少なくとも2個以上に対して1個設けられ、
前記保護層は、表面が平滑化されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置。 - 前記抵抗素子は、前記発熱体の裏側に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置。
- 記録媒体にトナー像を転写する転写部と、
基板と、当該基板の一方の面側に配置され、電流によって発熱する発熱体と、当該基板の他方の面側に配置され、当該基板に設けられた貫通孔を介して導線にて当該発熱体と電気的に直列に接続される正の温度係数の抵抗素子と、当該発熱体を覆って当該発熱体を保護する保護層と、を有する加熱部材と、当該加熱部材の当該一方の面側に接して加熱されるとともに循環するベルト部材と、当該ベルト部材に接してニップ部を形成する加圧部材とを備え、当該ニップ部に挟まれた前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着部と、を備え、
前記基板は、前記一方の面側から見て、前記抵抗素子が配置される部分に凹部を有し、当該凹部内に当該基板の当該一方の面側に飛び出した前記導線を収める
ことを特徴とする画像形成装置。 - 基板と、
前記基板の被加熱部材側に配置され、電流によって発熱して当該被加熱部材を加熱する発熱体と、
前記基板の前記被加熱部材側と反対側に配置され、当該基板に設けられた貫通孔を介して導線にて前記発熱体と電気的に直列に接続される正の温度係数の抵抗素子と、
前記発熱体を覆って当該発熱体を保護する保護層と、を備え、
前記基板は、前記被加熱部材側から見て、前記抵抗素子が配置される部分に凹部を有し、当該凹部内に当該基板の当該被加熱部材側に飛び出した前記導線を収める
ことを特徴とする加熱装置。 - 前記発熱体と前記抵抗素子とは、それぞれ複数であって、
前記凹部は、前記抵抗素子毎に設けられ、
前記保護層は、表面が平滑化されている
ことを特徴とする請求項7に記載の加熱装置。 - 前記発熱体と前記抵抗素子とは、それぞれ複数であって、
前記凹部は、前記抵抗素子の少なくとも2個以上に対して1個設けられ、
前記保護層は、表面が平滑化されている
ことを特徴とする請求項7に記載の加熱装置。 - 前記抵抗素子は、前記基板において前記発熱体の裏側に配置されていることを特徴とする請求項7に記載の加熱装置。
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