JPH04147595A - 発熱体およびヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は速動性に富みかつ熱効率が良くかつ長期点滅し
ても剥離やき裂のおそれのないヒータに関する。

（従来の技術） たとえば、家庭用などに使用される複写機において、定
着用ヒータとして、厚さ約ＩＩＩＩＩｌのアルミナセラ
ミクス製板状基体に銀または銀・パラジウムからなる導
電性立体網をガラスで結着してなる発熱体を形成し、発
熱体表面にガラス質保護膜を設けてなるものが使用され
ている。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の定着用ヒータはアルミナ基体が熱衝撃に弱い
ため厚さを薄くする必要がある。このため、従来のヒー
タは合成樹脂製ホルダに組合わせて用いられる。また、
アルミナセラミクスは熱伝導性が良いため発熱体から発
生した熱のかなりの部分は基体を通流してホルダから放
出される。

仮にホルダを用いなければ基体裏面からの放熱が多く、
やはり熱効率が低下する。さらに、ホルダを用いれば、
ホルダに熱をうばわれるため速動性に欠ける。

さらに近年、ヒータ類に組合わされる温度制御装置の進
歩は著しく、益々鋭繁に、益々精密になり、これに伴っ
て速動性に富むヒータの出現が要望され、このような温
度制御装置とヒータとの組合わせによって、ヒータの熱
効率の向上と複写機の速動性と、不要時の小まめな休止
によって電力を大幅に節約する気運が盛り上って来た。

さらにこのような問題はアイロンなどの節電対策におい
ても同様である。

そこで、本発明の課題は高効率で速動性に富む発熱体お
よびこれを用いたヒータを提供することである。

〔発明の構成〕

（Ｗ題を解決するための手段） 本発明は高効率でかつ速動性に富む発熱体およびヒータ
を提供するもので、請求項の第１は導電性粉末を合成樹
脂で結着して発熱体を構成することにより速動性に富み
、き裂や割れのおそれがなく、しかも合成樹脂製基体上
にも形成できる利点がある。請求項の第２は請求項の第
１記載の発熱体を合成樹脂製基体表面に形成してヒータ
に構成したもので、形状を自在に形成でき、高効率で連
動性に富む利点がある。さらに、請求項の第３は請求項
の第２に記載したヒータにおいて発熱体を保護膜で被覆
したので被加熱物との滑りが良く発熱体の摩耗が防止で
き、伝熱も良い利点がある。

（作　用） 金属粉末や炭素粉末などの導電性粉末を合成樹脂で結着
したものは被膜構成が強固でしかも導電性粉末と合成樹
脂との配合割合いによって所望の抵抗値のものが得られ
、製造も容易である。また、近年耐熱性に富む合成樹脂
が開発され、これらは熱衝撃に強く、任意の形状に成形
できしかも熱絶縁が良い。上述の発熱体は表面が粗く、
ガラスや合成樹脂を被覆することにより表面が平滑にな
る。

（実施例） 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

図は本発明を適用してなる複写機用定着ヒータの１例を
示し、図中、（１）は合成樹脂からなる細長い基体、（
２）はこの基体（１）の前面に形成した細長い膜状発熱
体、　（３）、　（３）はこの発熱体（２）の両端に接
続して基体（１）前面に形成された膜状端子、（４）は
発熱体（２）の表面を被覆したガラス質などからなる保
護膜である。

上記基体（１）はフェノール樹脂、ポリフェニルサルフ
ァイド（ｐｐｓ）樹脂あるいは液晶ポリマ樹脂などを注
型してなる耐熱性合成樹脂製で長さ（Ｕ＝　３００ｍｍ
、幅（ｗ）　＝　１５ｍｍ、厚さ（ｔ工）　＝　ｌｏｎ
Ｉｍの細長い直方形をなす。

上記発熱体（２）は第５図に模型的に拡大して示すよう
に、銀、銀・パラジウムなどの金属粉末あるいは炭素粉
末などの粒径ＩＩＲＩＵ前後の導電性粉末（２１）、　
（２１）・・・をエポキシ樹脂、ボリエミド樹脂などの
耐熱性合成樹脂で混練してなる導電性ポリマー形ペース
トを基体（１）前面にプリント配線し、２００℃以下で
加熱硬化して結着したもので、厚さ（ｔ２）は１０．程
度である。そして、導電性粉末（２１）と合成樹脂（２
２）との割合いによって導電性粉末（２１）、　（２１
）・・・の密度が定まり、これによって発熱体（２）の
比抵抗が定まる。しかし、導電性粉末（２１）の割合い
があまり少ないと導電性が不確実になるのでこれは避け
た方がよい。

上記端子（３）は発熱体（２）の端部に連設した同材質
の幅広の延長部（３１）表面に銀層（３２）を被覆した
ものである。

上記保護膜（４）は発熱体（２）と端子とを形成した基
体（１）の前面にたとえばアルミナ変性シリケートのア
ルコール溶液に浸漬し、８０〜１５０℃の温度で焼成し
て厚さ２０−のガラス質保護膜（４）に形成したもので
ある。

本発明の発熱体（２）は上述のとおり導電性粉末（２Ｉ
）を合成樹脂（２２）で結着して構成したので、仮りに
導電性粒子（２１）が銀であったとしても、その熱膨張
率は１７２．３　Ｘ　１０−’で、合成樹脂のたとえば
樹脂の１００〜３００　Ｘ　１０−７／　”Ｃに組合わ
せて釣合いが取れており、しかも合成樹脂は一般に弾性
変形しやすくかつ導電性粉末（２１）がたんに接触して
いるだけであるので、本発明の発熱体（２）は長期にわ
たり反復点滅して伸縮しても発熱体（２）自体がき裂や
割れを生じることがなく、また導電性を失なうことがな
い。

また、本発明のヒータは上述の発熱体（２）を合成樹脂
製基体（１）表面に形成したので、その熱膨張率はたと
えば、 フェノール樹脂　　　８００　Ｘ　１０−７／　’Ｃｐ
ｐｓ樹脂　　　　１００〜４００　Ｘ　１０−’　／　
℃液晶ポリマ樹脂　　　１００〜３５０　Ｘ　１０−７
／　℃で、銀やエポキシ樹脂あるいはボリエミド樹脂と
熱膨張率の釣合いが取れているので長期にわたり反復点
滅しても発熱体（２）が基体（１）から剥離することも
なく、また発熱体（２）に割れが生じることがない。こ
れに比較して、従来のアルミナセラミクス製基体はその
熱膨張率が７３　Ｘ　１０−７／　”Ｃであって、銀の
それや、アルミナあるいは合成樹脂のいずれとも大差が
あって整合せず、かつ厚く形成すると割れやすいのと比
較して格段に有利である。

さらに、合成樹脂製基体（１）はそれ自体弾性に富んで
割れにくく、これに加えて上述の理由で発熱体（２）と
熱膨張率の整合が取れているので、上述のとおり厚さｔ
□をｌＯｎ＋＋＋＋以上にしても割れや発熱体（２）の
剥離などを生じることがない。しかも。

合成樹脂はアルミナに比較して熱伝導率がはるかに小さ
いので、基体（１）の厚さを上述のとおり１０■にした
ことと相俟って、本実施例ヒータは発熱体（２）の熱が
基体（１）に逃げることが少ない、また、基体（１）そ
れ自体の厚さを厚くして充分な強度を保有させたので、
ホルダの必要がなくなった。これらの理由により１本実
施例ヒータは通電後の温度上昇が速やかである。第６図
に、本実施例ヒータと従来のアルミナセラミクス基体に
銀立体網をガラスで結着してなるヒータとの立上り特性
を比較した。図は横軸に通電後の経過時間を秒の単位で
とり、縦軸に温度を℃の単位でとったもので。

実線は本実施例ヒータ、破線は上記従来のヒータのそれ
ぞれの立上り特性を示す。

このように、本実施例ヒータは立上り特性が優れている
ので、最近の進歩した温度制御装置と組合わせることに
より、使用直前に通電することが可能となり、また熱容
量が小さいにもかかわらず精密で正確な温度制御が可能
になり、この面からも使用電力が節約できる利点がある
。

さらに、本発明のヒータは基体を合成樹脂で構成したの
で、モルト成形が可能で、大量生産に適し、材料的にも
有利で、安価に製造できる。特に基体の形状を自由に形
成できるので、たとえば第４図に示すように、基体（１
）の前面を断面凸形に形成することもでき、この場合１
発熱体（２）を凸面の中央部に形成し、保護膜（４）を
基体（１）前面と同心円形に形成することにより、複写
機の定着用ローラの曲面を稜線に圧接させ、複写紙のね
じれを防止できる。

また、本発明ヒータはアイロンの加熱面にも適用できる
。すなわち、アイロンの基台を合成樹脂で１ＯＬＩＩ１
以上の厚さに形成し、その底面（布面に圧接する面）に
銀粉末をポリエステル樹脂で結着してなる厚さ１０−の
細長い膜状発熱体を蛇行配設し、この発熱体を含む底面
全体をテフロンで約５０ｐｓ被覆すればよい。このアイ
ロンも速動性に富み。

２００℃で反復点滅しても発熱体や基体に剥離や割れを
生じることがなく、さらに最近の進歩した温度制御装置
および圧力スイッチと組合わせることにより、アイロン
を布に圧接している時間だけ通電加熱することが可能に
なり、電力を大幅に節約できた。

なお、本発明において、発熱体は膜状にして基体面に形
成するもののほか、棒状にして表面を合成樹脂やゴムで
被覆してもよく、あるいはシーズに注入して充填したも
のでもよい、また、本発明のヒータは目的に応じて基体
面と保護膜面とを別な形状に形成してもよく、たとえば
基体の表面を平面にして保護膜表面を凸条に構成しても
よい。

また、基体に位置決め用の突起や凹孔を設けてもよく、
また基体に温度センサを埋込むことは自由である。そし
て１本発明において発熱体およびヒータの用途に限定は
なく、目的に応じて所望のように形状や構造を定めれば
よい。

〔発明の効果〕

このように、本発明は発熱体およびヒータの改良に関し
、請求項の第１は導電性粉末を合成樹脂で結着して発熱
体に構成したので、高効率でかつ長期にわたり反復点滅
しても発熱体自体き裂や割れを生じることがない、また
、請求項の第２は合成樹脂製基体表面に導電性粉末を合
成樹脂で結着してなる膜状発熱体を形成してヒータに構
成したので、基体やヒータの形状を所望のように形成で
き、多方面に広い用途を有し、速動性に富み、最近の進
歩した温度制御装置と組合わせて精密で正確な温度制御
が可能で電力が節約でき、長期点滅しても基体が割れる
ことも発熱体が剥離やき裂を生じることもない、さらに
本発明ヒータはホルダなどは必要なく、したがって装置
へ組込む手数が節約できた。さらに請求項の第３は請求
項第２のヒータにおいて、発熱体を保護膜で被覆したの
で発熱体の剥離や摩耗が防止でき、また被加熱物を損傷
することもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のヒータの一実施例の平面図、第２図は
第１図■−■線に沿った断面図、第３図は第１図ｍ−■
線に沿った断面図、第４図は他の実施例の第３図に対応
した断面図、第５図は発熱体の模型的拡大断面図、第６
図は上記第１図の実施例の効果を示すグラフである。 （１）・・・基体　　　　　　（２）・・・発熱体（２
１）・・・導電性粉末　　　（２２）・・・合成樹脂端
子 保護膜 （Ｑ） 長さ （讐） 幅 （ｔ工） 基体の厚さ （ｔ２） 発熱体の厚さ （ｔ４） 保護膜の厚さ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性粉末を合成樹脂で結着してなることを特徴
   とする発熱体。
2. （２）導電性粉末を合成樹脂で結着してなる膜状発熱体
   を合成樹脂製基体表面に形成したことを特徴とするヒー
   タ。
3. （３）発熱体は保護膜で被覆されていることを特徴とす
   る請求項の第２記載のヒータ。