JPH06324585A - ヒータおよび定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発熱温度分布の不均衡を誘発することなく、
所定の抵抗値が精度よく得られるヒータおよびこのヒー
タを用いた定着装置を提供することを目的とする。 【構成】 絶縁基板１上に少なくとも一部が帯状の発熱
部を有する抵抗発熱体２を印刷形成し、上記抵抗発熱体
２の両縁部２１、２２を長手方向にトリミング２３、２
５しているヒータおよびこのヒータを有する定着装置。 【効果】 抵抗発熱体のトリミング（切込み）された部
分に損傷がないとともに、高精度の抵抗値範囲（±３
％）にできる発熱温度分布が均一な品質の向上したヒー
タを容易に得られる。また、このヒータを定着装置に組
込んだ場合、各部の発熱温度を一様化できるので画像の
コントラスト不良や定着むらなどの発生を防止できると
ともに、ヒータに起因する不具合を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば複写機、フ
ァクシミリやプリンタなどのＯＡ機器のトナー定着など
に用いられるヒータおよびこのヒータを用いた定着装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば電子式複写機においては、感光
ドラム表面に形成されたトナー像を複写紙に転写し、つ
いで、この複写紙をヒータと加圧ローラとの間で挟圧し
ながら通過させ、ヒータの熱によって複写紙を加熱して
トナーを溶着させて定着している。

【０００３】最近、この定着用のヒータとして熱効率、
重量、大きさ、コストなどの点で優れている板状のヒー
タが開発され、市場に出回ってきている。この板状のヒ
ータは、細長なセラミックスなどの絶縁基板の表面に銀
・パラジウム合金粉末などのペーストを印刷塗布して、
この塗膜を焼成して抵抗発熱体としている。

【０００４】そして、このヒータは所定の電流値で一定
の発熱量が得られるように、抵抗発熱体の抵抗値を所定
の範囲内に調整する必要があるが、従来は抵抗発熱体の
材料となる銀・パラジウム合金粉末のペーストを絶縁性
の基板上に印刷する際の分量つまり抵抗発熱体の寸法
か、ペースト材料を適宜選択し、そのシート抵抗値を変
えることで、所定の抵抗値になるように調整していた。

【０００５】しかし、このような抵抗値調整方法は抵抗
発熱体の印刷焼成前のみに行うので焼成した後に抵抗値
を微調整することはできず、そのため、所定の抵抗値を
得ることが困難であり、ヒータの発熱温度のばらつきが
大きいものであった。

【０００６】この印刷による抵抗形成では個々のヒータ
間に±１５％程度のばらつきがあり、通電制御回路の電
流を個々に調整することにより使用しているが、ばらつ
きが大きいと制御回路のコストが高くなるとともにその
調整にも時間を要していた。

【０００７】そこで、このヒータの抵抗発熱体の抵抗値
調整を、ハイブリッドＩＣなどで多用されているように
印刷抵抗を焼成した後にレーザを用いて所定抵抗値にト
リミングすることが行われるようになった。これは、抵
抗印刷時に予めその幅を大きくとっておき（抵抗値…
小）、焼成後に抵抗発熱体の発熱部長にわたり通電方向
に沿って一側の縁部を切断除去して（抵抗値…小から大
へ）いくことにより断面積を減らし、所定抵抗値となる
よう調整している。

【０００８】しかし、このようにトリミングして抵抗発
熱体の抵抗値調整を行っても、抵抗発熱体の発熱部長に
沿っての発熱温度分布が一様にならないことがあった。
この要因としては、抵抗発熱体となるペースト材料が印
刷用マスクからはみ出たり、滲み出て不所望の部分に付
着していたり、マスクの位置が曲がっているなどして基
板上の所定の位置にパターンが印刷できないこと、ある
いはトリミング装置に基板を取付ける際に曲がったり、
位置ずれして取付けられていて、抵抗発熱体の一側の縁
部を直線状にトリミングしても右端と左端とでは発熱体
の幅が異なるため長手方向には同一の抵抗値分布が得ら
れないなどのことがある。また、このような対策として
位置合わせを念入りに行なおうとすると、作業に時間が
かかったり設備費が高騰するなどのことがあった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、基板上に形
成した抵抗発熱体の抵抗値調整手段を改善することによ
り、発熱温度分布の不均衡を誘発することなく、所定の
抵抗値が精度よく得られるヒータおよびこのヒータを用
いた定着装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のヒータは、絶縁基板上に少なくとも一部が帯状の発熱
部を有する抵抗発熱体を印刷形成したヒータにおいて、
上記抵抗発熱体の両縁部を長手方向にトリミングしてい
ることを特徴としている。

【００１１】本発明の請求項２に記載のヒータは、上記
抵抗発熱体は発熱部長さにわたり長手方向にトリミング
していることを特徴としている。

【００１２】本発明の請求項３に記載の定着装置は、加
圧ローラと上記請求項１ないし請求項２に記載のヒータ
とが相対して配置されていることを特徴としている。

【００１３】

【作用】長手方向にほぼ同一幅でトリミングしたヒータ
であり、抵抗発熱体の発熱温度設定が温度分布のむらな
く高精度をもって行うことができ、発熱温度分布の大幅
な不均衡を誘発することなく、所定の抵抗値を精度よく
得ることができる。

【００１４】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。図１（ａ）は本発明のヒータＨの構造を示し、図中
１は耐熱・電気絶縁性材料たとえばアルミナセラミクス
からなる基板、２Ａはこの基板１の表面に長手方向沿い
最終的に形成された抵抗発熱体、３、３はこの抵抗発熱
体２Ａの両端部上に形成された電極である。

【００１５】上記抵抗発熱体２Ａは例えば銀・パラジウ
ムなどの合金粉末を混練したペーストを基板１の表面上
にスクリーン印刷した後に、焼成して形成する。また、
電極３、３は例えば銀などの良導電性金属を混練したペ
ーストをスクリーン印刷し、焼成して形成する。

【００１６】上記抵抗発熱体２Ａの形成にあたり長手方
向の両縁部を平行した直線状に印刷したいが、上述した
ような要因で実際には僅かであるが蛇行したり、部分的
にマスク外に付着したりあるいは内方に付着しない欠け
箇所ができるなどのことがしばしば発生し、図１では誇
張して示してあるが、焼成直後の抵抗発熱体２は縁線
（点線）２１、２２の範囲内にある状態で形成される。

【００１７】この焼成後の抵抗発熱体２の幅Ｗは所定よ
り広くその抵抗値は所定抵抗値より低く設定してあっ
て、この後レーザを用い長手方向沿いにその縁部を除去
して抵抗発熱体２の幅Ｗｔを狭くしていき所定の抵抗値
に調整、すなわち、レーザトリミングしている。

【００１８】このレーザトリミングは、絶縁基板１を水
平方向に自在に移動できる作業台上に載せ、画像認識装
置などによって抵抗発熱体２の両端部位置を検出して、
レーザビームの移動線と合わせる。そして、まず縁線
（点線）２１側のＡ点から長手方向沿いにＢ点にまでレ
ーザビームを直線的に移動させて、抵抗発熱体２に切込
み２３を入れその一部を切離した半島状や離れ島２Ｂ状
（なお、このときＡ点とＢ点の間の外縁側も通電を阻止
するために少なくとも１箇所でレーザビームにより切離
してある。）となるようトリミングする。

【００１９】つぎに、両電極３、３間の抵抗値を検出し
ながら、作業台またはレーザビームの照射体を移動して
ビーム口を抵抗発熱体２の縁線（点線）２２側のＣ点に
合わせる。そして、上記Ａ点からＢ点を結ぶ直線に対し
平行してレーザビームをＣ点からＤ点まで直線的に移動
させて、抵抗発熱体２に切込み２４を入れその一部を切
離した半島状や離れ島２Ｃ状（なお、このときＣ点とＤ
点の間の外縁側も通電を阻止するために少なくとも１箇
所でレーザビームにより切離してある。）となるようト
リミングする。このトリミングで所定の抵抗値範囲内に
あればトリミング作業は終了する。

【００２０】未だ所定の抵抗値範囲内にない場合は、ト
リミング前の電極３、３間の抵抗値とトリミング後の電
極３、３間の抵抗値とを比較することにより、その抵抗
値変化を検出する。

【００２１】そして、ここで得られた抵抗値の変化量か
ら電算処理によってつぎのトリミング幅を算出し、この
結果に基づいて上記トリミングと同様に、抵抗発熱体２
の縁線（点線）２２側をその通電方向に沿って一定幅で
トリミングし、さらに、所定の抵抗値範囲に未達の場合
はこのトリミングを繰り返えし、最終的にはＥ点からＦ
点にまでの切込み２５によりその一部を切離した半島状
や離れ島２Ｄ状（なお、このときＥ点とＦ点の間の外縁
側も通電を阻止するために少なくとも１箇所でレーザビ
ームにより切離してある。）となるようトリミングさ
れ、所定の抵抗値範囲内になった抵抗発熱体２が得られ
てトリミング作業を終了する。

【００２２】したがって、このトリミングは幅広の抵抗
発熱体２が存在する両縁線（点線）２１、２２の内側を
その通電方向に沿って平行に一定幅でトリミングしてい
くので、この幅内には必ず抵抗発熱体２Ａがあり、トリ
ミング後の抵抗発熱体２Ａを所定の高い精度の抵抗値範
囲（±３％）とすることができるとともに、延在する切
込み（トリミング跡）２３、２５は損傷部のない均一な
面を得ることができ、この後行われるヒータ表面の保護
のためのガラスコートに際し、トリミング箇所である凹
所内に気泡が残存するようなことがなく、品質の向上し
たヒーターＨが得られる。また、トリミング作業も平行
度合わせなどが容易に行えるので生産性も向上できる。

【００２３】また、発熱温度分布は図１（ｂ）に実線７
で示すとおり、トリミングに起因した発熱温度分布の大
幅な不均衡を誘発することがない。また、図１（ｂ）に
点線８で示すものは、比較用の従来の抵抗発熱体２Ａの
片側の縁線２１側のみをトリミングしたヒータの発熱温
度分布で、このものは抵抗発熱体２の長手方向の発熱温
度分布に高低があり好ましくない例である。

【００２４】また、このトリミングしたヒータＨの横断
面は図２に示すように、基板１上に形成された抵抗発熱
体２のレーザビームが照射された部分には略Ｖ字形の切
込み２３、２４、２５が形成され、この切込み２３、２
４、２５によって発熱体２から分かれた縁部は離れ島２
Ｂ、２Ｃ、２Ｄとなって電極３、３への通電時に電流が
流れず発熱することはない。なお、縁部近くを切込んだ
場合は、レーザビームの照射によって発熱体２が溶融し
て飛散してしまい、上述したような半島状や離れ島状の
残部は残らない。また、レーザビームの出力は照射時ア
ルミナセラミクスからなる基板１が溶融しない程度がよ
い。

【００２５】また、図２において４は抵抗発熱体２を保
護するためコートされたガラス層で、上記略Ｖ字形の切
込み内にもほぼ均一にコートされている。

【００２６】また、図３および図４は上記ヒータＨを組
込んだ複写機やファクシミリなどの定着装置の一例を示
し、図中ヒータＨ部分は上記実施例と同一であるのでそ
の説明は省略する。図中Ｒは加圧ローラで、両端面に回
転軸５１を突設した円筒形ローラ本体５２の表面に耐熱
性弾性材料たとえばシリコーンゴムローラ５３が嵌合し
てある。そして、この加圧ローラＲの回転軸５１と対向
して定着用ヒータＨが並置してあり、上記ゴムローラ５
３はヒータＨの抵抗発熱体２の真上のガラスコート層４
の表面に軽く弾接している。なお、６は燐青銅板などか
らなる弾性が付与されたコネクタで、上記ヒータＨの電
極３，３に当接して抵抗発熱体２への給電をなす。ま
た、Ｐは複写紙を示す。

【００２７】この定着装置はたとえば複写機内に設けら
れ、ヒータＨには電流制御器によって制御された電流が
コネクタ６を介し通電される。そして、発熱した抵抗発
熱体２のガラスコート層４表面とゴムローラ５３との間
に複写紙Ｐが挟圧され、加圧ローラＲの回転により複写
紙Ｐは矢印方向に搬送されてトナーの定着がなされる。

【００２８】このような定着装置は、抵抗発熱体２軸に
沿ってほぼ均一な熱照射分布が得られるヒーターＨを用
いているので、定着用として画像のコントラスト不良や
定着むらなどの発生を防止できる。また、トリミング面
が全長にわたり鋭く切断されていて損傷がないので、ヒ
ータＨ表面の保護のためのガラスコート層４内に気泡の
残存がなく、ヒータＨ昇温時に気泡が膨脹してガラスコ
ート層４を破損するなどのことがないほか損傷に起因す
るコート層４の耐圧特性の低下などを招くことがなく、
定着装置におけるヒータＨに起因する不具合を防止でき
る。

【００２９】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
たとえば基板の材質はアルミナセラミクスに限らず、他
のセラミクスやガラス、ポリイミド樹脂のような耐熱性
の高い合成樹脂部材あるいは表面をガラス被覆などの絶
縁処理した金属であってもよい。

【００３０】また、上記実施例では基板に形成する抵抗
発熱体２は銀・パラジウムなどの合金粉末を混練したペ
ーストを、また、電極３、３は銀などの良導電性金属を
混練したペーストを用い形成したが、本発明はこれに限
らず、発熱体２としてはニッケル、錫などの金属材料を
用いたペーストを、また、電極３、３としてはプラチナ
や金などあるいはこれらの合金からなる金属材料を用い
たペーストを塗布して形成しても差支えない。

【００３１】さらに、上記実施例ではオーバーコート層
表面に直接複写紙が接触したが、定着ヒータ保護や紙送
り用にプラスチックシートを介在させた間接的な接触で
あってもよい。

【００３２】さらにまた、上記実施例では抵抗発熱体の
トリミングに際し、抵抗発熱体側を固定しておき、レー
ザビーム側を移動させたが、これに限らず、レーザビー
ム側を固定しておき、抵抗発熱体側を移動させてもよ
く、また、両者を相対的に移動させてトリミングさせて
もよい。さらにまた、トリミングは予め幅広に形成した
抵抗発熱体の一方の縁線側からではなく、両縁線を所定
の間隔を隔てて平行に同時にトリミングしてもよく、こ
の場合は生産性も向上できる。

【００３３】

【発明の効果】以上の構成を有する本発明は、基板上に
形成した抵抗発熱体のトリミング（切断）された部分に
損傷がないとともに、高精度の抵抗値範囲（±３％）
の、すなわち発熱温度分布が均一な品質が向上したヒー
タを提供できる。また、このヒータを定着装置に組込ん
だ場合、各部の発熱温度を一様化できるので画像のコン
トラスト不良や定着むらなどの発生を防止できるととも
に、ヒータに起因する不具合を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施例に係るヒータの上面
図、（ｂ）は発熱温度分布図である。

【図２】図１のヒータのＸ−Ｘ線に沿った拡大横断面図
である。

【図３】本発明の定着装置の実施例を示す一部断面正面
図である。

【図４】図３中のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

【符号の説明】

Ｈ：ヒータ Ｒ：加圧ローラ Ｐ：複写紙 １：絶縁基板 ２：抵抗発熱体（トリミング前） ２Ａ：抵抗発熱体（トリミング後） ２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ：離れ島状部（半島状部） ２１、２２：縁線 ２３、２４、２５：切込み（トリミング跡） ３：電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 苅部 孝明 東京都港区新橋３丁目３番９号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板上に少なくとも一部が帯状の発
   熱部を有する抵抗発熱体を印刷形成したヒータにおい
   て、上記抵抗発熱体の両縁部を長手方向にトリミングし
   ていることを特徴とするヒータ。
2. 【請求項２】 上記抵抗発熱体は発熱部長さにわたり長
   手方向にトリミングしていることを特徴とする請求項１
   に記載のヒータ。
3. 【請求項３】 加圧ローラと上記請求項１ないし請求項
   ２に記載のヒータとが相対して配置されていることを特
   徴とする定着装置。