JPH05182746A

JPH05182746A - 加熱ヒータ

Info

Publication number: JPH05182746A
Application number: JP3359324A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Ota; 茂雄太田; Shingo Oyama; 真吾大山; Shinya Yugawa; 慎也湯川; Fumiaki Tagashira; 史明田頭
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1991-12-28
Filing date: 1991-12-28
Publication date: 1993-07-23
Also published as: KR930013890A

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構成により、発熱体の温度特性を悪化
させることなく、発熱体と導体電極部との間の境界部に
作用する熱ストレスを緩和し、発熱体の強度・寿命を相
対的に延長しうる加熱ヒータを提供することをその目的
とする。【構成】絶縁基板上に長手方向に延びる帯状発熱体を
形成するとともに、この帯状発熱体の端部に一部または
全部が重なるようにして導体電極部を形成してなる加熱
ヒータにおいて、上記導体電極部における上記帯状発熱
体に重なる縁の形状を、その延長長さが上記帯状発熱体
の幅より長くなるように形成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１０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、一部または
全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・焼成してなる導体電極ｃ，ｃが形成されてい
る。

【０００６】ところで、従来のこの種の加熱ヒータにお
ける絶縁基板上の発熱体ｂと導体電極部ｃとの間の接合
部に着目すると、図１１(a) に拡大して示すように、発
熱体ｂと重なる導体電極ｃの縁ｃ′は、発熱体ｂと直交
する方向に延びている。一方発熱体ｂは、１８０℃ない
し２００℃程度の高温度への加熱駆動を繰り返し受け
る。そうすると、上記発熱体ｂから上記導体電極部ｃに
かけての発熱体駆動状態での温度分布は、図１１(b) に
示すように、上記電極部ｃの縁部ｃ′に相当する境界部
において、急激な低下を示す。かかる急激な温度差が発
熱体ｂと導体電極部ｃとの間の境界部に繰り返し発生す
ると、上記境界部には、非常に大きな熱ストレスが繰り
返し作用することになり、その結果、発熱体ｂが、上記
導体電極部ｃとの間の境界部において破断するおそれが
ある。

【０００７】上記のような発熱部ｂと導体電極部ｃとの
間の境界部に生じる熱ストレスを緩和するためのひとつ
のアイディアとして、たとえば、特開平２−１２９８８
３号公報には、発熱体の幅を、導体電極部に対する境界
部に近づくにつれて広くなるようにした構成が示されて
いる。かかる構成によると、帯状発熱体と、導体電極部
との境界部の延長長さが、帯状発熱体の幅を広げない場
合に比較して長くなるため、上記境界部における単位断
面積あたりに作用する熱ストレスがそれだけ減じられ、
かかる熱ストレスによる抵抗体の破断の危険がそれだけ
減少させられる。

【０００８】しかしながら、上記特開平２−１２９８８
３号公報に示された構成では、この種の加熱ヒータがも
つ、次に述べるような本来的な欠点をかえって増大させ
ることになる。すなわち、帯状発熱体を加熱駆動した場
合における長手方向の温度分布は、両端部の熱放散量の
方が長手方向中間部における熱放散量よりも多いため、
基本的に、両端部の温度が中間に比較して低下する傾向
となる。そうすると上記特開平２−１２９８８３号公報
に示されるように発熱体の両端部の幅を広幅化すると、
こうして広幅化された両端部の抵抗値が低下し、それ自
体が発する発熱量も広幅化していない中間部に比較して
低下することになる。これらの相乗的な作用の結果、上
記公報に示された構成によれば、発熱体長手方向の温度
分布について、その両端部の温度が低下する傾向が一段
と増長されてしまい、かかる温度分布のバラツキに起因
するトナーの定着不良を増大させる結果となる。

【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、簡単な構成により、発熱体の温度特
性を悪化させることなく、発熱体と導体電極部との境界
部の経時的劣化を防止し、ひいては、寿命を著しく延長
することができる加熱ヒータを提供とすることをその課
題とする。

【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、本願発明は、絶縁基板上に長手方向に延びる帯状
発熱体を形成するとともに、この帯状発熱体の端部に一
部または全部が重なるようにして導体電極部を形成して
なる加熱ヒータにおいて、上記導体電極部における上記
帯状発熱体に重なる縁の形状を、その延長長さが上記帯
状発熱体の幅より長くなるように形成したことを特徴と
している。

【００１１】

【発明の作用および効果】本願発明においては、帯状発
熱体に重なる電極部の縁の形状が、その延長長さが上記
帯状発熱体の幅より長くなるように形成している。すな
わち、本願発明における上記電極部と上記発熱体との境
界線は、帯状発熱体を直角に横断する直線状ではなく、
この帯状発熱体を横断する間に、屈曲していることにな
る。

【００１２】したがって第一に、導体電極部と帯状発熱
体との間の境界線の延長長さが、従来例に比較して長く
なることから、発熱体が加熱させられることによって生
じる熱ストレスが、上記のように延長させられた境界部
において分散して作用する。その結果、熱ストレスに起
因する導体電極部との境界付近での発熱体の破断の可能
性が減じられ、とりわけ帯状発熱体の強度・寿命が従来
例に比較して向上させられることになる。

【００１３】第二に、電極部と帯状発熱体との境界線が
屈曲させられることから、この境界線が、帯状発熱体の
長手方向所定長さ範囲にわたって存在することになり、
その結果、発熱体と導体電極部との間の温度勾配がゆる
められる。したがって、発熱体と導体電極部との境界に
生じる熱ストレスそのものが減じられることになり、そ
の分、かかる熱ストレスによる帯状発熱体の破断の可能
性が少なくなり、とりわけ帯状発熱体の強度・寿命が、
従来例に比較して相対的に向上させられる。

【００１４】しかも、本願発明では、帯状発熱体の幅を
変更することを必須とするわけではないので、たとえ
ば、帯状発熱体の幅を導体電極部との境界付近に限って
拡張する場合のように、帯状発熱体の端部付近での温度
低下を増進するということはなく、したがって、本願発
明を実施するにあたって発熱体そのものの温度特性に悪
影響をおよぼすことはない。

【００１５】さらには、本願発明の実施は、基本的に、
導体電極を形成するべき印刷パターンを変更するだけで
よいので、何ら付加的な操作をする必要もなく、また、
コスト上昇を招くこともなく、容易に実施しうる。

【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は、本願発
明の第一の実施例の平面図、図２は、図１のII−II線に
沿う拡大断面図、図３(a) は、要部を示す拡大平面図、
図３(b) は、図３(a) の構成における温度分布図であ
る。

【００１７】本実施例の加熱ヒータＨは、基本的には、
従前のこの種の加熱ヒータと同様の手法によって作製さ
れる。すなわち、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所定幅の発熱体２が形成さ
れ、この発熱体２の両端部には、一部がこれに重なるよ
うにして、導体電極部３，３が形成されている。また、
上記発熱体２ないし上記電極部３，３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。ただし、上
記導体電極部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、外部電力供給源（図示略）との接続を図るため
の端子部として利用される。

【００１８】上記絶縁基板１は、たとえば、セラミック
板によって作製することができる。そして、上記発熱体
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・焼成をする等することにより、簡便に形成さ
れる。さらには、上記導体電極部３，３も、銀ペースト
等の導体ペーストを用いて、上記発熱体２の形成と同様
の手法により、すなわち、印刷・焼成により、簡便に形
成することができる。

【００１９】図３(a) によく表れているように、本実施
例における導体電極部３，３は、発熱体２に重なる縁３
ａ，３ａが、発熱体２を斜めに横断するように形成して
いる。したがって、こうして斜めに発熱体２を横断する
上記導体電極部３の縁３ａの延長長さは、発熱体２の幅
寸法よりも長くなる。しかも、上記のごとく導体電極部
３の縁３ａが発熱体２を斜めに横断する結果、電極部３
と発熱体２との境界部（上記縁３ａ）が、発熱体２の長
手方向所定範囲にわたって存在することになる。

【００２０】その結果、両導体電極部３，３間に通電し
て発熱体２を加熱駆動した場合における温度分布をみる
と、図３(b) に表れているように、発熱体２における高
温発熱部(A) から電極部３における低温部(C) までの温
度勾配が、上記のごとく発熱体２の長手方向所定長さ範
囲(C) にある境界部(B) によって緩和させられる。この
ようにして発熱体から導体電極部までの温度勾配が緩和
させられることは、図１１(b) に示した従来例における
温度勾配と比較すればよく理解できるであろう。

【００２１】したがって、上記の構成の加熱ヒータＨに
おいては、発熱体駆動時、高温発熱部から低温電極部に
いたる温度勾配がゆるやかであることから、発熱体２と
導体電極部３との間に生じる熱ストレスも緩和され、し
たがって、かかる熱ストレスによる発熱部２の破断等の
可能性は少なくなる。また、発熱体２と導体電極部３と
の間の境界、すなわち、上記導体電極部３の縁３ａの延
長長さが、発熱体２の幅よりも長くなっていることか
ら、その分、上記温度差による熱ストレスが拡大された
範囲に分散して作用し、このことによっても、温度差に
起因した熱ストレスによる発熱体２の破断の可能性が減
少させられる。

【００２２】このようなことから、上記実施例の加熱ヒ
ータＨは、発熱体２と、導体電極部４との間の接続部の
強度が、従来例に比較して相対的に向上させられ、その
寿命が延長させられる。しかも、発熱体２それ自体は、
何らの変更も要しないため、発熱体２の温度特性が悪化
するということもない。さらには、導体電極３のパター
ン変更を行うという、きわめて簡単な手法によって実施
することができるので、本願発明を実施するためのコス
ト上昇もほとんどない。

【００２３】なお、上記導体電極部３の上記帯状発熱体
２に重なる縁３ａの形状は、図３(a) に示す形状の他に
も、図４に示すような山形、図５に示すようなＶ字型、
あるいは、図６および図７に示すような鋸刃型、あるい
は矩形ジクザク型等が考えられる。図４ないし図７のい
ずれの形態においても、上記導体電極３の縁３ａの延長
長さが、発熱体２の幅寸法よりも延長させられている点
で共通しており、したがって、図３(a) の例について説
明したのと同様の作用効果を発揮する。

【００２４】図８(a) は、本願発明の第二の実施例の要
部を示す平面図である。本実施例においては、発熱体２
の端部に太幅部２ａを形成し、この太幅部２ａの中心部
に、導体電極部３をランド状に形成している。導体電極
３の形成は、上記発熱体の太幅部２ａに重ねて導体ペー
ストを印刷・焼成することにより、簡単に形成すること
ができる。さらに、この実施例では、発熱体２を覆うべ
き保護ガラスコーティング４を、上記電極部３を窓状に
臨ませるようにして、この電極部３を囲む領域も含め、
発熱体２のほぼ全体を覆うようにして形成している。

【００２５】本実施例においても、発熱体２と電極部３
との境界線は、上記電極部３の全周となり、当然のこと
ながらこの境界部の延長長さは、発熱体２の幅寸法に対
して長くなる。したがって、発熱体２と電極３との間の
境界部に作用する熱ストレスが緩和され、かかる熱スト
レスによる発熱体２の破断の危険性が減じられる。

【００２６】本実施例においては、それだけではなく、
上記したように、ランド状の電極部３を除く発熱体２の
表面全体と覆うように保護ガラスコーティング４を施し
ていることから、この保護ガラスコーティング４のもつ
蓄熱性により、図８(b) に示すように、発熱体高温部か
ら電極３にかけての温度勾配を緩和し、これによって
も、発熱体と電極部との間に生じる熱ストレスを減少さ
せ、発熱体２の破断の危険性を減じることができるので
ある。

【００２７】もちろん、本願発明の範囲は、上述の実施
例の限定されるものではない。とりわけ、発熱体２に重
なる導体電極３の縁３ａの形状は、上記した実施例のほ
かにも、種々考えられる。要するに、本願発明における
上記電極部３の縁３ａの形態は、発熱体２に対して直交
して横断する直線状のもの以外であれば、全ての電極部
３の縁３ａの形態をもつものは、本願発明の範囲に含ま
れるのである。なお、発熱体を形成するべき抵抗体ペー
ストとしては、上述した銀・パラジウムペーストのほ
か、酸化ルテニウムペースト等、適当な抵抗体ペースト
を選択することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明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】(a) は第一実施例の要部拡大平面図である。
(b) は温度分布図である。

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】本願発明の第一の実施例の他の態様を示す要部
拡大平面図である。

【図８】(a) は本願発明の第二の実施例の要部拡大平面
図である。(b) は温度分布図である。

【図９】図８(a) のIX−IX線断面図である。

【図１０】従来例の平面図である。

【図１１】(a) は従来例の要部拡大平面図である。(b)
は温度分布図である。

【符号の説明】

Ｈ加熱ヒータ１絶縁基板２発熱体３導体電極３ａ導体電極３における発熱体２を覆う縁

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

【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】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】ところで、従来のこの種の加熱ヒータにお
ける絶縁基板上の発熱体ｂと導体電極部ｃとの間の接合
部に着目すると、図１１（ａ）に拡大して示すように、
発熱体ｂと重なる導体電極ｃの縁ｃ′は、発熱体ｂと直
交する方向に延びている。一方発熱体ｂは、１８０℃な
いし２００℃程度の高温度への加熱駆動を繰り返し受け
る。そうすると、上記発熱体ｂから上記導体電極部ｃに
かけての発熱体駆動状態での温度分布は、図１１（ｂ）
に示すように、上記電極部ｃの縁ｃ′に相当する境界部
において、急激な低下を示す。かかる急激な温度差が発
熱体ｂと導体電極部ｃとの間の境界部に繰り返し発生す
ると、上記境界部には、非常に大きな熱ストレスが繰り
返し作用することになり、その結果、発熱体ｂが、上記
導体電極部ｃとの間の境界部において破断するおそれが
ある。

【手続補正２】

【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、上記特開平２−１２９８８
３号公報に示された構成では、この種の加熱ヒータがも
つ、次に述べるような本来的な欠点をかえって増大させ
ることになる。すなわち、帯状発熱体を加熱駆動した場
合における長手方向の温度分布は、両端部の熱放散量の
方が長手方向中間部における熱放散量よりも多いため、
基本的に、両端部の温度が中間部に比較して低下する傾
向となる。そうすると上記特開平２−１２９８８３号公
報に示されるように発熱体の両端部の幅を広幅化する
と、こうして広幅化された両端部の抵抗値が低下し、そ
れ自体が発する発熱量も広幅化していない中間部に比較
して低下することになる。これらの相乗的な作用の結
果、上記公報に示された構成によれば、発熱体長手方向
の温度分布について、その両端部の温度が低下する傾向
が一段と増長されてしまい、かかる温度分布のバラツキ
に起因するトナーの定着不良を増大させる結果となる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【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、簡単な構成により、発熱体の温度特
性を悪化させることなく、発熱体と導体電極部との境界
部の経時的劣化を防止し、ひいては、寿命を著しく延長
することができる加熱ヒータを提供することをその課題
とする。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】このようなことから、上記実施例の加熱ヒ
ータＨは、発熱体２と、導体電極部３との間の接続部の
強度が、従来例に比較して相対的に向上させられ、その
寿命が延長させられる。しかも、発熱体２それ自体は、
何らの変更も要しないため、発熱体２の温度特性が悪化
するということもない。さらには、導体電極部３のパタ
ーン変更を行うという、きわめて簡単な手法によって実
施することができるので、本願発明を実施するためのコ
スト上昇もほとんどない。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】なお、上記導体電極部３の上記帯状発熱体
２に重なる縁３ａの形状は、図３（ａ）に示す形状の他
にも、図４に示すような山形、図５に示すようなＶ字
型、あるいは、図６および図７に示すような鋸刃型、あ
るいは矩形ジクザク型等が考えられる。図４ないし図７
のいずれの形態においても、上記導体電極部３の縁３ａ
の延長長さが、発熱体２の幅寸法よりも延長させられて
いる点で共通しており、したがって、図３（ａ）の例に
ついて説明したのと同様の作用効果を発揮する。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】図８（ａ）は、本願発明の第二の実施例の
要部を示す平面図である。本実施例においては、発熱体
２の端部に太幅部２ａを形成し、この太幅部２ａの中心
部に、導体電極部３をランド状に形成している。導体電
極部３の形成は、上記発熱体の太幅部２ａに重ねて導体
ペーストを印刷・焼成することにより、簡単に形成する
ことができる。さらに、この実施例では、発熱体２を覆
うべき保護ガラスコーティング４を、上記電極部３を窓
状に臨ませるようにして、この電極部３を囲む領域も含
め、発熱体２のほぼ全体を覆うようにして形成してい
る。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】本実施例においても、発熱体２と電極部３
との境界線は、上記電極部３の全周となり、当然のこと
ながらこの境界部の延長長さは、発熱体２の幅寸法に対
して長くなる。したがって、発熱体２と電極部３との間
の境界部に作用する熱ストレスが緩和され、かかる熱ス
トレスによる発熱体２の破断の危険性が減じられる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】本実施例においては、それだけではなく、
上記したように、ランド状の電極部３を除く発熱体２の
表面全体を覆うように保護ガラスコーティング４を施し
ていることから、この保護ガラスコーティング４のもつ
蓄熱性により、図８（ｂ）に示すように、発熱体高温部
から電極部３にかけての温度勾配を緩和し、これによっ
ても、発熱体と電極部との間に生じる熱ストレスを減少
させ、発熱体２の破断の危険性を減じることができるの
である。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】Ｈ加熱ヒータ１絶縁基板２発熱体３導体電極部３ａ導体電極部３における発熱体２を覆う縁

【手続補正１０】

【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４】

【図２】

【図３】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田頭史明京都市右京区西院溝崎町21番地ローム株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板上に長手方向に延びる帯状発熱
体を形成するとともに、この帯状発熱体の端部に一部ま
たは全部が重なるようにして導体電極部を形成してなる
加熱ヒータにおいて、上記導体電極部における上記帯状発熱体に重なる縁の形
状を、その延長長さが上記帯状発熱体の幅より長くなる
ように形成したことを特徴とする、加熱ヒータ。