JPH05181378A - 加熱ヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発熱体の強度・寿命を保持しつつ、発熱体長
手方向の温度分布を一定化させうる加熱ヒータを提供す
ることをその目的とする。 【構成】 絶縁基板上に、この絶縁基板の長手方向に延
びる帯状主発熱体に形成する一方、上記絶縁基板の裏面
に、上記主発熱体の両端部に対応して位置し、かつ互い
に導体部を介してつながれた副発熱体を形成し、上記主
発熱体と上記副発熱体とをともに発熱させたとき、副発
熱体により発生させられた熱が、主発熱体の両端部から
逃げる熱を補填す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、感光ドラムが用紙上に転写されてトナーを定着
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。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。

【０００３】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、しかも発熱抵抗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
スト化することができるのみならず、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持ってい
る。

【０００４】ところで、従前のこの種の加熱ヒータは、
図５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等を印刷焼成し
てなる電極ｃ，ｃが形成される。

【０００５】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、両端部については、発熱させ
られる熱が電極ｃ，ｃないしはこれに接続される電力供
給配線（図示略）を介して外部に逃げるため、発熱体ｂ
の長手方向についての温度分布は、図６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の有効発
熱長さ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。

【０００６】かかる問題を解決するためは、発熱体ｂの
長さを、発熱有効長さＬに比較して十分長くし、図６に
表れている温度分布の一定温度範囲部分Ｌ′のみ有効発
熱範囲として用いられ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、ないしは、かかる長尺の加熱ヒータの組み込む
ための電子写真プロセス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。

【０００７】両電極部からの熱の逃げに起因する発熱体
両端部での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
７に示すように、帯状発熱体ｂの幅を、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、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
きくなり、これにより、両電極ｃ，ｃからの熱の逃げを
補填して、全体としての帯状発熱体ｂの温度分布を一定
化しようとするものである。

【０００８】しかしながら、上記の構成を採用する場合
に、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なず、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ｃ，
ｃとの境界での温度差が急激となり、そのため幅が狭め
られた発熱体両端部と電極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保障しようとする図７
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。

【０００９】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・寿命の低下を招くこ
となく、発熱体の長手方向の温度分布を一定化しうる加
熱ヒータを提供することをその課題としている。

【００１０】

【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、この絶縁基板の長手方向に延びる帯状主発熱体
を形成する一方、上記絶縁基板の裏面に、上記主発熱体
の両端部に対応して位置し、かつ互いに導体部を介して
つながれた副発熱体を形成し、かつ、上記副発熱体の一
方の端部と上記主発熱体の端部との間を、絶縁基板に形
成したスルーホールを介して電気的に接続したことを特
徴としている。

【００１１】また、本願の請求項２に記載した加熱ヒー
タは、絶縁基板上に、この絶縁基板の長手方向に延びる
帯状主発熱体を形成する一方、上記絶縁基板の裏面に、
上記主発熱体の両端部に対応して位置し、かつ互いに導
体部を介してつながれた副発熱体を形成し、かつ、上記
絶縁基板の上面において、上記主発熱体の両端部に隣接
して導体電極を形成するとともに、上記絶縁基板の裏面
において、上記副発熱体の基板長手方向外方に隣接して
導体電極を形成したことを特徴としている。

【００１２】

【発明の作用および効果】この種の加熱ヒータは、実際
には、支持板上に積層状に載置された状態で使用され
る。そして、絶縁基板の表面に配置された発熱体から発
生させられる熱は、電子写真プロセスにおける定着部等
においてトナーを加熱・融着させるために利用されると
同時に、その一部は、絶縁基板の下面から上記支持板に
放散させられる。すなわち、絶縁基板は、ある程度の熱
伝導性をもっている。

【００１３】本願発明においては、上記のような絶縁基
板上に、主発熱体を形成することに加え、この主発熱体
の両端部と対応する絶縁基板の裏面に、副発熱体を形成
している。そして、これら主発熱体と、副発熱体とは、
発熱駆動時、同時に発熱するように電気的に接続されて
いる。したがって、絶縁基板の裏面における副発熱体が
発する熱の一部は、絶縁基板中をその表面側にまでいた
り、この熱が、絶縁基板表面の端部から外部へ逃げる熱
を補填し、結局、主発熱体の長手方向全長にわたる温度
分布を一定化することができるのである。

【００１４】そして、本願発明では、絶縁基板上に設け
られる帯状主発熱体は、前に紹介した特開平２−５９３
５６号公報に提案されているもののように、一部を細幅
化するというものではなく、全長にわたって、強度・寿
命を一定に担保する上で必要な幅とすることができるの
で、上記従来例において懸念されるような発熱体の強度
・寿命の面での不安は除かれている。

【００１５】このように、本願発明の加熱ヒータによれ
ば、発熱体の強度・寿命を維持しつつ、発熱体の長手方
向における温度分布を一定化することができるのであ
り、これにより、本願発明の加熱ヒータを電子写真プロ
セスにおける定着部のための定着用ヒータとして用いる
場合、発熱体の長さを最大限にいかしながら、トナーの
定着ムラを生じさせることなく、トナーの定着品位、引
いては電子写真プロセスの定着性能を高度に維持するこ
とができるのである。

【００１６】

【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ないし図３は、
本願発明の加熱ヒータＨの第一の実施例を示す。図１
(a) に示すように、平面視矩形短冊状の絶縁基板１の上
面には、その長手方向に延びる帯状の主発熱体２が形成
されている。上記絶縁基板１は、たとえば、セラミック
板等で作製することができる。そして、上記主発熱体２
は、銀・パラジウムペースト等の抵抗体ペーストを用い
て印刷・焼成をすることにより、簡単に形成することが
できる。

【００１７】本実施例においては、上記主発熱体２の右
端部に、一部がこの主発熱体２に重なるようにして、導
体電極部３ａが形成されている。この導体電極部３ａ
は、たとえば、銀ペースト等の導体ペーストを用いて印
刷・焼成をすることにより、簡単に形成することができ
る。さらに、上記絶縁基板１の表面には、上記導体電極
部３の右端部側を露出させるようにして、主発熱体２の
全体を覆うようにして、保護ガラスコーティング４が施
される。

【００１８】一方、上記絶縁基板１の裏面には、図１
(b) に示すように、上記主発熱体２の両端部と対応する
部位に、それぞれ、副発熱体５，５が形成される。この
副発熱体５，５も、主発熱体２と同様、銀・パラジウム
等の抵抗体ペーストを用いて印刷・焼成することにより
形成することができる。

【００１９】上記二つの副発熱体５，５の間は、導体部
６によって電気的につながれ、かつ、右側の副発熱体５
の基板長手方向外方に隣接する部位には、導体電極部３
ｂが形成されている。上記各副発熱体５，５間をつなぐ
導体部６および裏面側の導体電極部３ｂは、表面側の導
体電極部３ｂと同様、銀ペースト等の導体ペーストを用
いて印刷・焼成することにより、簡単に形成することが
できる。そして、表面側の主発熱体２の左端部と、裏面
側の左側の副発熱体の左端部との間は、導体スルーホー
ル７によって電気的に導通させられている。

【００２０】以上の構成において、絶縁基板１の右端部
表裏に形成された各導体電極部３，３間に電流を流す
と、表面側の帯状主発熱体２と、この主発熱体２の両端
部と対応して絶縁基板１の裏面側に配した各副発熱体
５，５が、同時に発熱させられる。絶縁基板１は、ある
程度の熱伝導性をもっているので、各副発熱体５，５に
よって発生させられた熱の一部が、絶縁基板１の表面側
にいたり、この熱が、主発熱体２の両端部から逃げる熱
を補填し、結局、主発熱体２の全長にわたる温度分布
を、一定化させることができる。

【００２１】図４は、本願発明の第二の実施例を示す。
この第二の実施例においては、表面側の主発熱体２の左
端部にも導体電極部８ｂを設ける一方、絶縁基板１の裏
面側における左側の副発熱体５の左方に隣接する部位に
も導体電極部８ｂを設けている点が、上記第一の実施例
と異なる点である。この実施例においては、主発熱体２
のための電力供給経路と、別途の電力供給経路によって
各副発熱体５，５を加熱させることができる。

【００２２】本実施例において、裏面側に設けた副発熱
体５，５によって発生させられた熱の一部が絶縁基板１
の表面側に到達することにより、主発熱体２の端部から
逃げる熱を補填し、全体として、主発熱体２の長手方向
全長にわたる温度分布を一定化することができるのであ
る。

【００２３】もちろん、第一および第二のいずれの実施
例においても、絶縁基板１の表面側の主発熱体２は、強
度・寿命を担保する上で必要な幅を確保することができ
るので、たとえば、主発熱体２の端部を細幅化して抵抗
値を上げることにより、発熱量を増大させ、これによ
り、発熱体の端部から逃げる熱を補填する場合に比較
し、発熱体の強度・寿命を維持することができる。

【００２４】もちろん、この発明の範囲は、上述の実施
例に限定されることはない。たとえば、主発熱体２およ
び副発熱体５，５を形成するための抵抗体ペーストとし
ては、銀・パラジウムペーストの他、酸化ルテニウムペ
ースト等を用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は本願発明の第一の実施例の平面図であ
る。(b) は本願発明の第一の実施例の裏面図である。

【図２】図１(a) のII−II線拡大断面図である。

【図３】図１(a) のIII −III 線拡大断面図である。

【図４】(a) は本願発明の第二の実施例の平面図であ
る。(a) は本が発明の第二の実施例の裏面図である。

【図５】

【図６】

【図７】従来例の説明図である。

【符号の説明】

１ 絶縁基板 ２ 主発熱体 ５ 副発熱体 ６ 導体部

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

【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】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】しかしながら、上記の構成を採用する場合
に、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ｃ，ｃと
の境界での温度差が急激となり、そのため幅が狭められ
た発熱体両端部と電極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保障しようとする図７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。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】本実施例においては、上記主発熱体２の右
端部に、一部がこの主発熱体２に重なるようにして、導
体電極部３ａが形成されている。この導体電極部３ａ
は、たとえば、銀ペースト等の導体ペーストを用いて印
刷・焼成をすることにより、簡単に形成することができ
る。さらに、上記絶縁基板１の表面には、上記導体電極
部３ａの右端部側を露出させるようにして、主発熱体２
の全体を覆うようにして、保護ガラスコーティング４が
施される。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】上記二つの副発熱体５，５の間は、導体部
６によって電気的につながれ、かつ、右側の副発熱体５
の基板長手方向外方に隣接する部位には、導体電極部３
ｂが形成されている。上記各副発熱体５，５間をつなぐ
導体部６および裏面側の導体電極部３ｂは、表面側の導
体電極部３ａと同様、銀ペースト等の導体ペーストを用
いて印刷・焼成することにより、簡単に形成することが
できる。そして、表面側の主発熱体２の左端部と、裏面
側の左側の副発熱体の左端部との間は、導体スルーホー
ル７によって電気的に導通させられている。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】以上の構成において、絶縁基板１の右端部
表裏に形成された各導体電極部３ａ，３ｂ間に電流を流
すと、表面側の帯状主発熱体２と、この主発熱体２の両
端部と対応して絶縁基板１の裏面側に配した各副発熱体
５，５が、同時に発熱させられる。絶縁基板１は、ある
程度の熱伝導性をもっているので、各副発熱体５，５に
よって発生させられた熱の一部が、絶縁基板１の表面側
にいたり、この熱が、主発熱体２の両端部から逃げる熱
を補填し、結局、主発熱体２の全長にわたる温度分布
を、一定化させることができる。

【手続補正５】

【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】図４は、本願発明の第二の実施例を示す。
この第二の実施例においては、表面側の主発熱体２の左
端部にも導体電極部８ａを設ける一方、絶縁基板１の裏
面側における左側の副発熱体５の左方に隣接する部位に
も導体電極部８ｂを設けている点が、上記第一の実施例
と異なる点である。この実施例においては、主発熱体２
のための電力供給経路と、別途の電力供給経路によって
各副発熱体５，５を加熱させることができる。

【手続補正６】

【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７】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大山 真吾 京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム株 式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板上に、この絶縁基板の長手方向
   に延びる帯状主発熱体を形成する一方、 上記絶縁基板の裏面に、上記主発熱体の両端部に対応し
   て位置し、かつ互いに導体部を介してつながれた副発熱
   体を形成し、かつ、上記副発熱体の一方の端部と上記主
   発熱体の端部との間を、絶縁基板に形成したスルーホー
   ルを介して電気的に接続し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、この絶縁基板の長手方向
   に延びる帯状主発熱体を形成する一方、 上記絶縁基板の裏面に、上記主発熱体の両端部に対応し
   て位置し、かつ互いに導体部を介してつながれた副発熱
   体を形成し、かつ、上記絶縁基板の上面において、上記
   主発熱体の両端部に隣接して導体電極を形成するととも
   に、上記絶縁基板の裏面において、上記副発熱体の基板
   長手方向外方に隣接して導体電極を形成したことを特徴
   とする、加熱ヒータ。