JPH0571863U - 画像定着用ヒーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長期間の使用に際しての電気的接続構造の信
頼性に優れ、かつ伝熱効率に優れ省エネルギー及び高い
熱応答性を実現することのできる、ＰＴＣ素子を用いた
画像定着用ヒーターを得る。 【構成】 棒状ハウジング１１の長さ方向に沿う溝１２
内に、一方主面が溝１２の開口部分に臨む向きとなるよ
うに少なくとも１個の正特性サーミスタ素子１６を配置
し、この正特性サーミスタ素子１６の一方主面側に一対
の電極１５ａ及び１５ｂを設けた、画像定着用ヒーター
１０。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電子写真等において画像の定着に用いられる画像定着用ヒーターに 関し、特に、発熱源として正特性サーミスタ素子を用いた画像定着用ヒーターに 関する。

【０００２】

【従来の技術】

電子写真等において、紙等の複写材に画像を定着させる方法として加熱ロール 法が幅広く用いられている。図２は、加熱ロール法を利用した画像定着装置の従 来例を示す断面図である。 図２を参照して、複写紙１の一方面には、感光体上の静電潜像に応じたトナー 像が形成されている。このトナー像は、複写紙１が定着ロール２と加圧ロール３ との間を矢印Ａ方向に沿って通過する際に、加熱・加圧されることにより複写紙 １に定着される。定着ロール２は、円筒ロール２ａと円筒ロール２ａ内に配置さ れた熱源としてのハロゲンランプ２ｂを有する。ハロゲンランプ２ｂは固定され ているが、円筒ロール２ａは図示の矢印Ｂ方向に回転されるように構成されてい る。

【０００３】 しかしながら、このような加熱ロール法を利用した画像定着装置では、熱源と してハロゲンランプ２ｂを用いているため、このハロゲンランプ２ｂの発熱を制 御するためのセンサーやコントローラーが必要であった。このため装置が複雑化 し、コストが高くつくという問題があった。 さらに、ハロゲンランプ２ｂから円筒ロール２ａまでの伝熱が空気を媒体とす るものであるため、円筒ロール２ａの外周面の温度立ち上がり時間が長くなり、 複写可能となるまでの待ち時間が長くなるという問題もあった。

【０００４】 他方、発熱を制御するためのコントローラーを不要とするために、熱源として 正特性サーミスタ素子（ＰＴＣ素子）を用いた画像定着用ヒーターも提案されて いる。（例えば、実公昭６４−６５１４、実公昭６４−６５１６等）。これらＰ ＴＣ素子を熱源として用いた画像定着装置は、円筒状の回転ロール内にＰＴＣ素 子を一体的に組み込むことにより構成されている。これらの画像定着装置では、 ＰＴＣ素子を熱源として利用しているため、発熱をコントロールするためのセン サー及び制御装置が必要ではない。また、円筒ロールとＰＴＣ素子とが一体化さ れているため、伝熱性に優れ、複写可能となるまでの待ち時間を短縮することが 可能である。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、ＰＴＣ素子を用いた従来の画像定着装置では、ＰＴＣ素子が円 筒ロールに一体的に組み込まれており、円筒ロールの回転に伴って熱源であるＰ ＴＣ素子も回転される。従って、ＰＴＣ素子に電流を供給する際の電気的接続部 分も回転されることになるため、長期間の使用に際しての信頼性が充分でなく、 かつ電気的接続構造が複雑化し、定着装置の大型化及び重量の増加を招くという 問題があった。 また、さらに伝熱の効率を高め、省エネルギー及び高い熱応答性を実現するこ とのできる画像定着用ヒーターが要望されている。

【０００６】 本考案の目的は、ＰＴＣ素子を用いた画像定着用ヒーターであって、長期間の 使用に際しての電気的接続の信頼性に優れており、定着装置の小型化及び軽量化 並びに省エネルギー化及び高い熱応答性を実現することのできる画像定着用ヒー ターを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案の画像定着用ヒーターは、長さ方向に沿って溝が形成された棒状のハウ ジングと、一方主面が溝に沿う開口部に臨む向きとなるように上記溝内に配置さ れた少なくとも１個のＰＴＣ素子と、ＰＴＣ素子の一方主面側に共に設けられる 一対の電極とを備えることを特徴としている。

【０００８】

【作用】

本考案の画像定着用ヒーターでは、ＰＴＣ素子を熱源としているため、温度調 節のためのセンサー等の複雑な装置を必要としない。 また、ＰＴＣ素子の一方主面側に一対の電極を共に設けるものであるため、被 加熱物に最も近い所で発熱させることができ、伝熱の効率を高めることができる 。従って、省エネルギー及び高い熱応答性を実現させることができる。 また、本考案に従う画像定着用ヒーターは、それ自体を固定した状態で用いる ことができるため、ＰＴＣ素子に電力を供給するための電気的接続構造を簡略化 することができる。従って、長期間の使用に際しての信頼性を高めることができ るとともに、画像定着装置全体の小型化及び軽量化を達成することができる。

【０００９】

【実施例の説明】

図３は、本考案の実施例の画像定着用ヒーターを示す斜視図である。画像定着 用ヒーター１０は、画像定着用ヒーター本体１０ａの両端に耐熱性合成樹脂等か らなる保持部１０ｂ及び１０ｃを取り付け、一方の保持部１０ｃから後述のＰＴ Ｃ素子に電力を供給するための端子１０ｄ及び１０ｅが引き出された構造を有す る。 図１は、図３のＩ−Ｉ線に沿う断面図であり、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿 う部分切欠断面図である。図１及び図４を参照しつつ、ヒーター本体１０ａの構 造を説明する。

【００１０】 図１を参照して、ヒーター本体１０ａは、棒状のハウジング１１を主構造部材 として用いて構成されている。ハウジング１１は、アルミニウムまたはステンレ ス等の金属、アルミナ等のセラミックスあるいは合成樹脂等の任意の材料で構成 することができる。ハウジング１１の上面には、図１に示すように、溝１２が形 成されている。溝１２は、棒状のハウジング１１の長さ方向に沿って形成されて いる。

【００１１】 溝１２の内壁には、絶縁層１３が形成されている。絶縁層１３は、電気的絶縁 性を有し、かつ充分な耐熱性を有する任意の材料からなることが好ましく、例え ばアルミナ等の絶縁性セラミックス、マイカ、またはシリコン等の耐熱性樹脂等 より構成することができる。 溝１２内には、ＰＴＣ素子１６が配置されている。このＰＴＣ素子１６の下方 には押圧バネ１４が配置されている。この押圧バネ１４は、図４に示されるよう に溝１２の長さ方向に沿って波打った形状にされている。押圧バネ１４は、ステ ンレス等の金属材料から構成することができる。

【００１２】 ＰＴＣ素子１６の上面の幅方向の端部には、給電用の第１の電極板１５ａと充 電用の第２の電極板１５ｂがそれぞれ設けられている。これらの電極板１５ａ及 び１５ｂは、ＰＴＣ素子１６に埋め込まれるようにして設けられている。電極板 １５ａ及び１５ｂは、例えば、金属板等から構成することができる。このような 電極板１５ａ及び１５ｂが設けられたＰＴＣ素子１６の上には、均熱板２４が設 けられている。この実施例において、均熱板２４は、アルミナ等の絶縁性セラミ ックスから構成されている。均熱板２４として、導電性を有する金属を用いる場 合には、均熱板２４と電極板１５ａ及び１５ｂとの間に絶縁性の部材を介在させ ることが好ましい。

【００１３】 均熱板２４の上には、溝１２を覆うように、ハウジング１１の外周を取り囲む 金属カバー１７が取り付けられている。 金属カバー１７が取り付けられる前の状態において、均熱板２４が、ハウジン グ１１の上端よりも上方に若干突出された状態で配置されるように、押圧バネ１ ４、ＰＴＣ素子１６及び溝１２の寸法が選択されている。これは、金属カバー１ ７をハウジング１１に取り付けた状態で、押圧バネ１４によって押圧され、ＰＴ Ｃ素子１６及び均熱板２４が金属カバー１７の内面に圧接されることを可能とし 、それによってＰＴＣ素子１６と均熱板２４と金属カバー１７とを熱結合するた めである。

【００１４】 上記絶縁層１３に関しては、電気的絶縁性だけでなく、断熱性に優れた材料、 例えばマイカから構成することが好ましい。これは、ＰＴＣ素子１６で発生した 熱が金属カバー１７の内面以外の方向に漏洩することを防止し、それによって画 像定着用ヒーター１０の熱効率を高めることができ、より鮮明な画像を得ること ができるからである。

【００１５】 図１に示す画像定着用ヒーター１０を用いて構成された画像定着装置を図５に 断面図で示す。この装置において、画像定着用ヒーター１０は固定的に配置され ている。画像定着用ヒーター１０の加熱面１０ｆ（図３参照）上に定着ベルト１ ８が摺動するように構成されている。定着ベルト１８は、熱伝導性に優れた材料 、例えばニッケル、ポリイミド樹脂等から構成することができる。定着ベルト１ ８は、軸１９を中心として回転し得るように構成されている。この画像定着用ヒ ーター１０及び定着ベルト１８により画像定着ロール２１が構成されており、加 圧ロール２２との間に複写紙２３を通過させることにより、複写紙２３上にトナ ー像を加熱・加圧により複写紙２３に定着することができる。

【００１６】 図５から明らかなように、画像定着用ヒーター１０は、画像定着ロール２１を 構成するに際してその位置は固定されているため、ＰＴＣ素子１６に対する電気 的接続構造を簡略化することができ、従って長期間の使用に際しての電気的接続 の信頼性を高めることができる。しかも、ＰＴＣ素子１６を熱源として用いるも のであるため、温度調節のためのセンサーやコントローラー等の複雑な装置を必 要としない。

【００１７】 また、ＰＴＣ素子１６の上面に一対の電極が形成されており、ＰＴＣ素子の上 面を発熱の中心部とすることができる。このため、加熱面１０ｆを効率的に加熱 することができ、効率良く複写紙２３にＰＴＣ素子１６の上面において発生した 熱を伝達することができる。このため、複写可能となるまでの待機時間を短縮す ることができる。 図６は、第１の電極板１５ａ及び第２の電極板１５ｂの形状を示す平面図であ る。本考案において、ＰＴＣ素子に設けられる一対の電極は、一方主面側に所定 の間隔を隔てて設けられていればよく、その形状等は特に限定されるものではな い。図６に示すように、互いに平行に直線上に設けられたものであってもよい。

【００１８】 図７は、本考案における電極板の形状の他の例を示す平面図である。図７に示 すように、第１の電極板１５ａと第２の電極板１５ｂが互いに入り込むような形 状であってもよい。 図８は、本考案に従う第２の実施例で用いられるＰＴＣ素子を示す断面図であ る。図８を参照して、アルミナ等の磁器板等から形成された絶縁部材２６の上に ＰＴＣ素子１６の薄膜を積層し、薄膜ＰＴＣ素子１６の幅方向の両端部に第１の 電極１５ａ及び第２の電極１５ｂをそれぞれ形成する。このように絶縁部材２６ 上に薄膜のＰＴＣ素子を形成することにより、ＰＴＣ素子１６の厚みを薄くし、 ヒーター自体の厚みを薄くすることが可能となる。また、電極１５ａ及び１５ｂ の間の発熱部分のみをＰＴＣ素子とすることができる。

【００１９】 図９は、本考案に従う第３の実施例で用いられるＰＴＣ素子を示す断面図であ る。図９を参照して、アルミナ等の磁器板等から構成される絶縁部材２６の上面 全体にＰＴＣ素子１６の薄膜を形成し、このＰＴＣ素子１６の幅方向の端部の上 面に、薄膜状に電極１５ａ及び１５ｂを形成する。このように、電極は、ＰＴＣ 素子上に積層して形成させてもよい。

【００２０】

【考案の効果】

本考案においては、ＰＴＣ素子を熱源として画像定着用ヒーターが構成されて いるため、温度調整を行う必要がなく、従ってセンサーや複雑なコントローラー を省略することができ、かつ負荷変動にも対応することが容易である。しかも、 画像定着用ヒーターの加熱面上に定着ベルトを摺動させることにより定着装置を 構成することができるため、ＰＴＣ素子を含む本考案の画像定着用ヒーターにつ いては位置を固定して使用することができる。従って、ＰＴＣ素子の電気的な接 続構造を簡略化することができ、かつ長期間の使用に際しての信頼性も従来のＰ ＴＣ素子を用いた画像定着用ヒーターに比べて充分に高められる。

【００２１】 また、本考案では、ＰＴＣ素子の一方主面側に一対の電極を共に設けているた め、この一方主面側を加熱面とすることによってＰＴＣ素子の発熱部分を被加熱 物に極力近づけることができ、伝熱効率を高めることができる。このため省エネ ルギー及び高い熱応答性を実現することができる。 また、本考案では、一対の電極を一方主面側に設けるものであるため、ＰＴＣ 素子自体を従来よりも薄くすることができる。このため、ヒーター全体の厚みも 従来よりも薄くすることが可能となる。

【００２２】 以上のように、本考案に従えば、ＰＴＣ素子と被加熱物との間の伝熱経路を単 純化することができ、熱損失を非常に小さくすることができる。このため、消費 電力を低減することができ、かつ熱応答性に優れた画像定着用ヒーターとするこ とができる。また、この結果、画像定着用ヒーターとして、高速化、小型化及び 電源の小型化を果たすことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に従う第１の実施例の画像定着用ヒータ
ーの断面図であり、図３のＩ−Ｉ線に沿う断面図。

【図２】従来の画像定着装置を説明するための部分切欠
断面図。

【図３】第１の実施例の画像定着用ヒーターの概略斜視
図。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う部分切欠断面図。

【図５】本考案に従う第１の実施例の画像定着用ヒータ
ーを用いた定着装置を説明するための断面図。

【図６】本考案に用いられる電極形状の一例を示す平面
図。

【図７】本考案に用いられる電極形状の他の例を示す平
面図。

【図８】本考案に従う第２の実施例で用いられるＰＴＣ
素子を示す断面図。

【図９】本考案に従う第３の実施例で用いられるＰＴＣ
素子を示す断面図。

【符号の説明】

１０…画像定着用ヒーター １１…ハウジング １２…溝 １３…絶縁層 １５ａ…給電用の第１の電極 １５ｂ…給電用の第２の電極 １６…ＰＴＣ素子 １７…金属カバー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 長さ方向に沿って溝が形成された棒状の
   ハウジングと、 一方主面が前記溝の開口部分に臨む向きとなるように前
   記溝内に配置された少なくとも１個の正特性サーミスタ
   素子と、 前記正特性サーミスタ素子の一方主面側に共に設けられ
   る一対の電極とを備える、画像定着用ヒーター。