JPH05181374A - 加熱ヒータおよびこれを用いたシート状物の加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動状態における発熱体の両端部の温度が中
間部に比較して低下する傾向を前提としつつ、簡単な構
成により、加熱対象であるシート状物を、その幅方向全
長にわたって均一に加熱しうるようにすることを目的と
する。 【構成】 絶縁基板上に形成される帯状発熱体の端部所
定長さ範囲を中間部に対して基板幅方向に偏位させ、プ
ラテンによって押圧する直線ラインを、上記帯状発熱体
における偏位させられた両端部に合わせるようにしたこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、電子写真プロセスに
おいて、感光ドラムから用紙上に転写されたトナーを定
着する場合等に用いると好適な加熱ヒータに関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】いわ
ゆる電子写真プロセスにおいては、感光ドラムから用紙
上に転写されたトナーがヒータによって加熱融着させら
れることにより、定着される。このような電子写真プロ
セスは、乾式複写機、レーザプリンタ、ＬＥＤプリン
タ、ファクシミリの印字部等に広く応用されている。

【０００３】ところで、上記電子写真プロセスにおける
定着部の小型化、軽量化を図るとともに、使用可能温度
への昇温時間を短縮するために、上記定着用加熱ヒータ
として、ハロゲンランプを内挿した筒型の伝統的なヒー
タに代え、絶縁基板上に発熱体を帯状に配置してなる加
熱ヒータが用いられる場合がある。

【０００４】かかる加熱ヒータは、セラミック製の絶縁
基板上に、銀・パラジウムペースト等を用いて帯状に印
刷・焼成してなる発熱抵抗体を形成するという、簡単な
製造プロセスによって得ることができるとともに、概し
て薄状であり、しかも発熱体両端部間への通電後、瞬時
にしてトナー定着可能温度に昇温するため、上記電子写
真プロセスにおける定着部の構成を小型化、軽量化、低
コスト化できるのみならず、通電後の待ち時間をほとん
ど無くすことができるという利点をもっている。

【０００５】ところで、従前のこの種の加熱ヒータは、
図６に表れているように、矩形短冊板状の絶縁基板ａの
上面に、長手方向に所定長さを有する帯状発熱体ｂを抵
抗体ペーストを用いて印刷・焼成することにより形成す
る一方、かかる帯状発熱体ｂの両端部に一部重なるよう
にして、銀ペースト等の導体ペーストを印刷・焼成して
なる電極部ｃ，ｃが形成される。

【０００６】そうすると、発熱体ｂの長手方向中間部と
両端部とを比較した場合に、両端部については、発生さ
せられる熱が電極部ｃ，ｃないしはこれに接続される電
力供給配線（図示略）を通して逃げるなどして外部の放
散されるため、発熱体ｂの長手方向についての温度分布
は、図７に示すように、両端部の温度が低下する恰好と
なる。発熱体ｂの有効長さＬの範囲内において、上記の
ような両端部における温度低下が生じると、用紙の幅方
向両端部における定着が不十分となるという不具合が生
じたり、用紙の幅について定着ムラが生じるという問題
が発生する。

【０００７】かかる問題を解決するためには、発熱体ｂ
の長さを、発熱有効長さＬに比較して十分に長くし、図
７に表れている温度分布の一定温度範囲部分Ｌ′を有効
発熱範囲として用いることが考えられる。しかしなが
ら、このように構成することは、加熱ヒータそのものの
長尺化、ないし、かかる長尺の加熱ヒータを組み込むた
めの電子写真プロセス装置における定着部の構成を必要
以上に大型化することになり、にわかには採用できな
い。

【０００８】両端電極部からの逃げ等に起因する発熱体
両端部における温度低下を補正するためのその他のアイ
ディアとして、特開平２−５９３５６号公報には、本願
の図８に示すように、帯状発熱体ｂの幅をその長手方向
中間部に比較して両端部を狭くしたものが提案されてい
る。すなわち、幅の狭い両端部の方が、それより広幅状
の中間部に比較して抵抗値が大きくなることから、一定
電流をこの帯状発熱体ｂに流した場合、抵抗値の大きい
両端部ほど温度上昇が大きくなる傾向となり、これによ
り、両端電極部ｃ，ｃからの熱の逃げを補填して、全体
として帯状発熱体ｂの温度分布を一定化しようとするも
のである。

【０００９】しかしながら、上記の構成を採用する場
合、帯状発熱体ｂの中間部標準幅に比較して、両端部の
幅が局部的に細くなるため、この部分における発熱体そ
れ自体が熱的に弱くならざるをえず、それのみならず、
こうして熱的に弱められた発熱体両端部と電極部ｃ，ｃ
との境界での温度差が急激となり、そのために、幅が狭
められた発熱体両端部と電極部ｃ，ｃとの境界部分が熱
的ストレスによって破断しやすくなる。このように、発
熱体ｂの両端部においてその幅を狭めることにより、抵
抗値を高め、これによって温度分布を補償しようとする
図８に示すような方策は、発熱体ｂの強度・寿命の点で
満足するべき結果をうるのが難しい。

【００１０】本願発明は、上記の事情のもとで考えださ
れたものであって、発熱体の強度・寿命の面での不利益
を生じさせることなく、発熱体の長手方向温度分布を実
質的に一定化することができる加熱ヒータ、および、こ
れを用いたシート状物の加熱装置を提供することをその
課題としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明では、次の技術的手段を講じている。すな
わち、本願の請求項１に記載した加熱ヒータは、絶縁基
板上にその長手方向に延びる帯状発熱体を形成してなる
加熱ヒータにおいて、上記帯状発熱体の両端部所定長さ
部分を、中間部に対して上記絶縁基板の幅方向に偏位さ
せたことを特徴としている。

【００１２】そして、本願の請求項２に記載したシート
状物の加熱装置は、絶縁基板上にその長手方向に延びる
帯状発熱体を形成してなる加熱ヒータに対し、シート状
物を介して円筒状プラテンの外面を直線的に接触させる
ように構成されたシート状物の加熱装置において、上記
加熱ヒータにおける上記帯状発熱体の両端部所定長さ部
分を、中間部に対して上記絶縁基板の幅方向の偏位させ
るとともに、上記円筒状プラテンを、上記帯状発熱体に
おける上記偏位させられた両端部を通る直線に沿って上
記加熱ヒータに接触させるようになしたことを特徴とし
ている。

【００１３】

【発明の作用および効果】電子写真プロセスを定着部を
例にとると、感光ドラムからトナーが転写された用紙
は、フィルムキャリアに担持されつつ円筒状プラテンに
よって加熱ヒータの発熱部に押さえつけられつつ搬送さ
れる。したがって、上記の用紙は、上記プラテンによっ
て発熱体に対して押圧される直線部分に沿って発熱体の
熱を受け、加熱させられる。

【００１４】本願発明の加熱ヒータにおいては、絶縁基
板上に形成される帯状発熱体を、その両端部所定長さ部
分が中間部に対して絶縁基板の幅方向に偏位するように
形成されている。したがって、このような加熱ヒータを
用い、上記プラテンの周面を、上記のごとく帯状発熱体
における絶縁基板の幅方向に偏位させられた帯状発熱体
の端部を通る直線に沿ってこの加熱ヒータに押しつける
ようにすると、上記発熱部の中間部が、上記プラテンの
周面が接触する直線に対して相対的に絶縁基板の幅方向
にずれることになり、一方、上記帯状発熱体の偏位させ
られた両端部は、上記筒状プラテンの周面によって直接
的に押圧されるようになる。

【００１５】そのため、上記プラテンによって加熱ヒー
タに押しつけられる用紙は、発熱体の中間部に対応する
領域の方が、発熱体の偏位させられた両端部と対応する
領域よりも、発熱体が発する熱の影響が小さくなる。換
言すると、プラテンによって押さえつけられる用紙にお
ける、上記発熱体の偏位させられた両端部と対応する部
位ほど、発熱体によるより大きな熱的影響を受けること
になる。

【００１６】このようにして円筒状プラテンによる直線
状の押圧位置との関連で帯状発熱体の偏位させられた両
端部ほど加熱対象物をより効果的に加熱しうる位置関係
が成立することから、これが両端部ほど熱放散量が多い
がために温度が低下するというこの種の加熱ヒータの帯
状発熱体のもつ温度特性を補正し、結果的に、加熱対象
物をその幅方向全長にわたって均一に加熱する結果とな
る。

【００１７】また、本願発明においては、加熱ヒータに
おける帯状発熱体を部分的に幅狭状とするといった手段
を採用せずにすむので、温度ストレスによる発熱体の短
期間での劣化等、発熱体の強度・寿命に対して悪影響を
及ぼすことはない。

【００１８】このように、本願発明の加熱ヒータおよび
これを用いたシート状物の加熱装置によれば、両端部付
近ほど温度が低くなるという帯状発熱体の温度特性を前
提としつつも、プラテンによってこの加熱ヒータに押さ
えつけながら、加熱するべきシート状物を、その幅方向
の各所において均一な温度で加熱しうるのである。たと
えば、電子写真プロセスの定着部に本願発明を採用すれ
ば、用紙の幅方向についての定着ムラを低減し、ひいて
は、電子写真プロセスの定着品位を向上させることがで
きるのである。

【００１９】

【実施例の説明】以下、本願発明の好ましい実施例を図
面を参照しつつ、具体的に説明する。図１は、本願発明
の加熱ヒータＨの一実施例の平面図である。この実施例
の加熱ヒータＨの基本的構成は、従前のこの種の加熱ヒ
ータと同様である。すなわち、セラミック板等でできた
平面視矩形短冊板状の絶縁基板１の上面には、その長手
方向に延びる帯状の発熱体２が、たとえば、銀・パラジ
ウムペースト等の抵抗体ペーストを印刷・焼成すること
によって形成される。そして、本例においては、この発
熱体２の両端部に、これに一部が重なるようにして、銀
ペースト等の導体ペーストを印刷・焼成することによ
り、導体電極部３，３が形成されている。さらに、上記
発熱体２と、上記導体電極部３，３の一部を覆うように
して、保護ガラスコーティング４が施されている。

【００２０】ただし、導体電極部３，３の一部は、上記
保護ガラスコーティング４に覆われることなく露出させ
られており、この露出部が外部電力供給線（図示略）と
の接続をするための端子部として利用される。

【００２１】本願発明の加熱ヒータＨにおいて従来例と
異なる点は、発熱体２の形状にある。すなわち、図１に
表れているように、帯状発熱体２は、その全長が直線的
に延びているのではなく、中間直線部分２ａに対し、両
端部所定長さ部分２ｂ，２ｂが、上記中間直線部分２ａ
に対し、絶縁基板１の幅方向に偏位させられている。

【００２２】かかる両端部２ｂの偏位のさせかたは、図
１に表れているように、中間部２ａから所定の角度をも
って斜状に形成するほか、図３に表れているように、階
段的に偏位させるようにしてもよい。

【００２３】かかる加熱ヒータＨは、次に説明するよう
にして、搬送されるシート状物Ｓのための加熱装置に利
用される。かかるシート状物の加熱装置としては、電子
写真プロセスにおけるトナー定着部があげられる。この
場合、図４に示すように、固定状に取付けられた加熱ヒ
ータＨに対し、フィルム状キャリアＣに担持されながら
搬送されるトナーが転写された用紙を、円筒状プラテン
Ｐによって押さえつけることにより構成される。

【００２４】上記円筒状プラテンＰは、加熱ヒータＨの
表面に対して直線的に接触することになるが、本願発明
では、特に、このようにして円筒状プラテンＰが加熱ヒ
ータＨに対して接触するべき直線ｌを、図１に表れてい
るように、上記のごとく偏位させられた発熱体２の端部
２ｂ，２ｂを通るように設定するのである。具体的には
プラテンＰの軸線ｌ′を、発熱体２の直線状中間部２ａ
に対して、基板幅方向にずらせるのである。

【００２５】ところで、上記のようにして、プラテンＰ
によって押さえつけられる直線ｌに沿う部分が、発熱体
２による熱的影響を最も大きく受けるのであるが、この
直線ｌに対し、発熱体２の両端偏位部分２ｂ，２ｂが平
面視において交差する一方、中間直線部分２ａの方がむ
しろこの直線ｌに対して基板幅方向に偏位することにな
る。したがって、プラテンＰによって加熱ヒータＨに押
さえつけられるシート状物Ｓは、発熱体２における直線
状中間部２ａよりも偏位させられた両端部２ｂ，２ｂに
よる熱的影響をより大きく受ける。

【００２６】この種の帯状発熱体２は、両端部ほど熱放
散量が多いために、中間部に比較して両端部の温度が低
下する傾向にあるが、本願発明では、発熱体２の両端部
２ｂ，２ｂによる熱的影響がより大きくシート状物Ｓに
及ぶようになるので、これが発熱体２それ自体の温度分
布すなわち両端部ほど温度が低下するという傾向を相殺
し、結果的に、シート状物Ｓを、その幅方向全長にわた
って均一に加熱できるようになる。

【００２７】そして、本願発明の実施にあたっては、な
んら付加的な構成を必要とすることなく、単に発熱体の
形状を変更すればよいので、本願発明の加熱ヒータを製
造するにあたってなんらコスト上昇を招くことなく、き
わめて容易に製造することができる。そして、発熱体２
は、その幅を局部的に狭隘化するといった発熱体の強度
・寿命の問題を惹起させるような構成はとりたたて採用
する必要はない。

【００２８】このように、本願発明によれば、両端部ほ
ど温度が低下するという、帯状発熱体が本来的にもつ特
性を前提としながらも、簡単な構成により、加熱対象で
あるシート状物を、その幅方向全長にわたって均等に加
熱することができという優れた効果を発揮する。これを
電子写真プロセスにおける定着部についていえば、トナ
ーの定着ムラが用紙の幅方向に生じることがなく、電子
写真プロセスの性能を向上させることができる。

【００２９】もちろん、本願発明の範囲は、上記の実施
例に限定されるものではない。まず、絶縁基板に形成す
るべき発熱体の材質としては、銀・パラジウムのほか、
酸化ルテニウム等の抵抗体材料を採用することができ
る。

【００３０】次に、上述した実施例では、発熱体２の両
端部に電極部３，３を形成した態様をもっているが、図
５に表れているように、発熱体２の一端部のみに導体電
極部３を形成し、他端部が導体スルーホール５を介して
絶縁基板の裏面に形成したもう一つの導体電極３′に導
通させるようにした態様のものについても、同様に本願
発明を適用しるう。

【００３１】さらに、本願発明のシート状物の加熱装置
としての適用範囲は、上記のような電子写真プロセスに
おける定着部の他、シート状物をプラテンによってバッ
クアップしながら搬送しつつ加熱する全ての場合に適用
できる。電子写真プロセスの定着部以外の適用例として
は、たとえば、複数枚の樹脂製シートを熱圧着するため
の装置がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の加熱ヒータの第一の実施例の平面図
である。

【図２】図１のII−II線拡大断面図である。

【図３】本願発明の加熱ヒータの第二の実施例の平面図
である。

【図４】シート状物の加熱装置の一例の構成を示す中央
断面図である。

【図５】本願発明の加熱ヒータの第三の実施例の平面図
である。

【図６】

【図７】

【図８】従来例の説明図である。

【符号の説明】

Ｈ 加熱ヒータ １ 絶縁基板 ２ 発熱体 ２ａ 中間部 ２ｂ 両端部 ３ 導体電極部 ４ 保護ガラスコーティング Ｐ プラテン Ｓ シート状物

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年１月３１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】本願発明の加熱ヒータＨにおいて従来例と
異なる点は、発熱体２の形状にある。すなわち、図１に
表れているように、帯状発熱体２は、その全長が直線的
に延びているのではなく、両端部所定長さ部分２ｂ，２
ｂが、上記中間直線部分２ａに対し、絶縁基板１の幅方
向に偏位させられている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】このように、本願発明によれば、両端部ほ
ど温度が低下するという、帯状発熱体が本来的にもつ特
性を前提としながらも、簡単な構成により、加熱対象で
あるシート状物を、その幅方向全長にわたって均等に加
熱することができるという優れた効果を発揮する。これ
を電子写真プロセスにおける定着部についていえば、ト
ナーの定着ムラが用紙の幅方向に生じることがなく、電
子写真プロセスの性能を向上させることができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】次に、上述した実施例では、発熱体２の両
端部に電極部３，３を形成した態様をもっているが、図
５に表れているように、発熱体２の一端部のみに導体電
極部３を形成し、他端部が導体スルーホール５を介して
絶縁基板の裏面に形成したもう一つの導体電極３′に導
通させるようにした態様のものについても、同様に本願
発明を適用しうる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図８】

【図７】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板上にその長手方向に延びる帯状
   発熱体を形成してなる加熱ヒータにおいて、 上記帯状発熱体の両端部所定長さ部分を、中間部に対し
   て上記絶縁基板の幅方向に偏位させたことを特徴とす
   る、加熱ヒータ。
2. 【請求項２】 絶縁基板上にその長手方向に延びる帯状
   発熱体を形成してなる加熱ヒータに対し、シート状物を
   介して円筒状プラテンの外面を直線的に接触させるよう
   に構成されたシート状物の加熱装置において、 上記加熱ヒータにおける上記帯状発熱体の両端部所定長
   さ部分を、中間部に対して上記絶縁基板の幅方向の偏位
   させるとともに、上記円筒状プラテンを、上記帯状発熱
   体における上記偏位させられた両端部を通る直線に沿っ
   て上記加熱ヒータに接触させるようになしたことを特徴
   とする、シート状物の加熱装置。