JPH0651658A

JPH0651658A - 定着用ヒータ、定着用ヒータの製造方法および定着方法ならびに定着装置

Info

Publication number: JPH0651658A
Application number: JP20501892A
Authority: JP
Inventors: Shigehiro Sato; 滋洋佐藤; Atsushi Sato; 厚佐藤; Hiroyuki Matsunaga; 啓之松永; Takaaki Karibe; 孝明苅部
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Priority date: 1992-07-31
Filing date: 1992-07-31
Publication date: 1994-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】定着用ヒーターの表面を抵抗発熱体層を損な
うことなく、また容易に平滑化できるヒータを提供する
もので、トナーの載った複写紙が十分にヒーターに接触
しつつ通過して良好な定着を行なえるようにすることに
ある。【構成】基板１と、この基板１上に長手方向に形成さ
れた帯状の抵抗発熱体層２と、この抵抗発熱体層２を覆
い形成されるとともにその形成周縁部に向かうにしたが
い薄肉で丸味３１を帯びたガラス質のオーバーコート層
３とを有する定着用ヒータおよびこのガラス質のオーバ
ーコート層３をガラスが完全に溶融流化するまで加熱し
て形成させること、ならびにこのヒータを用いた定着方
法と定着装置を特徴としている。【効果】トナーを載せた複写紙はオーバーコート層の
表面に直接または間接的に面接触するが、摩擦抵抗が小
さいので滑らかに移動し、部分的な定着不良などを生ぜ
ず従来と比較して良好な定着が行なえ定着機能を大幅に
改善できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば複写機やフ
ァクシミリなどのトナー定着などに用いられる定着用ヒ
ータおよびこのヒータの製造方法ならびにこのヒータを
用いた定着方法と定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば電子式複写機においては、トナ
ー像を形成した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】このような定着用ヒータとしては、アルミ
ナセラミクスなどからなる耐熱・電気絶縁性基板の表面
に、銀・パラジウム合金（Ａｇ／Ｐｄ）粉末などを水ガ
ラス（無機結着剤）、水溶性有機結着剤と混合したペー
ストを印刷塗布・焼成して細長いライン状の抵抗発熱体
層を形成し、さらにこの抵抗発熱体層の表面をガラス質
のオーバーコート層で被覆して発熱体層を磨耗から保護
したものが実用化されている。

【０００４】また、加圧ローラはヒータと平行な回転軸
を有するローラで、その表面は耐熱性弾性材料で構成さ
れ、ヒータのオーバーコート層に軽く弾接しながら回転
するようになっている。そして、複写紙がヒータと加圧
ローラとの間に供給されると、加圧ローラの回転によ
り、複写紙がヒータのオーバーコート層表面を滑りなが
ら搬送され、この間にヒータの熱によって複写紙上のト
ナーが加熱され定着される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この定着用ヒーターの
ガラス質のオーバーコート層の表面をトナーが載った複
写紙が完全に接触しつつ通過すればよいが、オーバーコ
ート層の表面に凹凸などがある場合には複写紙が十分に
は接触しにくく、このため定着不良が発生したり、ある
いは複写紙がスリップするため加圧ローラの弾圧力を強
くしなければならずこのため異常音が発生するなどの問
題があった。

【０００６】このようなことから従来は、定着用ヒータ
ーの抵抗発熱体層上に被覆されたガラス質のオーバーコ
ート層をその表面粗さが０．１μｍ〜２μｍ程度になる
まで研磨して平滑にしていたが、この研磨作業に多大の
手間を要していた。

【０００７】また、このオーバーコート層の表面を研磨
などしなくても平滑にする手段としては、オーバーコー
ト層を形成するたとえば酸化鉛５０Ｗｔ％を含むＰｂＯ
−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系ガラスを焼成する際に溶融温度
を高めればガラスの流動性も上がりその表面は滑らかに
できる。

【０００８】しかし、この溶融温度を高くすると、抵抗
発熱体層を形成する銀・パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）合金
を基板に結合するため混入した水ガラスや有機結着剤か
ら水蒸気や分解ガスが生じて発泡しこの発熱体層を基板
から剥がすなどの問題がある。そこで従来はこのガラ
ス質のオーバーコート層を焼成するに際しガラスが完全
溶融する温度まで上げることができず、層中に完全溶融
しないガラスフリットや気泡などが残っていたりしてそ
の表面が平滑にできなかった。

【０００９】そこで本発明の目的とするところは、定着
用ヒーターの表面を抵抗発熱体層を損なうことなく、ま
た容易に平滑化できるヒータを提供するもので、トナー
の載った複写紙が十分にヒーターに接触しつつ通過して
良好な定着を行なえるようにすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の定着用ヒータは、基板と、この基板上に長手方向に形
成された帯状の抵抗発熱体層と、この抵抗発熱体層を覆
い形成されるとともにその形成周縁部に向かうにしたが
い薄肉となったガラス質のオーバーコート層を有するこ
とを特徴としている。

【００１１】本発明の請求項２に記載の定着用ヒータ
は、オーバーコート層の長手方向の形成周縁部が丸みを
帯びて延在していることを特徴としている。

【００１２】本発明の請求項３に記載の定着用ヒータ
は、上記オーバーコート層に覆われている抵抗発熱体層
の周縁部が基板上ににじみを形成していることを特徴と
している。

【００１３】本発明の請求項４に記載の定着用ヒータ
は、オーバーコート層のガラス材質が酸化鉛（ＰｂＯ）
を主成分とするものであることを特徴としている。

【００１４】本発明の請求項５に記載の定着用ヒータの
製造方法は、基板上に長手方向に発熱体を形成するペー
スト状塗料を印刷塗布する工程と、この塗料を焼付け帯
状の抵抗発熱体層を形成する工程と、この抵抗発熱体層
を覆うようガラス質のペースト状塗料を塗布する工程
と、このガラス質のペースト状塗料を加熱し、この塗料
を溶融流下させるとともにその形成周縁部に向かうにし
たがい薄肉でかつ丸味を帯びるまで加熱を続けオーバー
コート層を形成する工程とを具備することを特徴として
いる。

【００１５】本発明の請求項６に記載の定着用ヒータの
製造方法は、基板上に長手方向に発熱体を形成するペー
スト状塗料を印刷塗布する工程と、この塗料を焼付け帯
状の抵抗発熱体層を形成する工程と、この抵抗発熱体層
を覆うようガラス質のペースト状塗料を塗布する工程
と、このガラス質のペースト状塗料を塗布した基板を加
熱し、上記抵抗発熱体層を基板上ににじませるとともに
ガラス質のペースト状塗料を溶融流下させその形成周縁
部に向かうにしたがい薄肉でかつ丸味を帯びるまで加熱
を続けオーバーコート層を形成する工程とを具備するこ
とを特徴としている。

【００１６】本発明の請求項７に記載の定着方法は、相
対する加圧ローラと上記請求項１ないし請求項４の定着
用ヒータとの間にトナーを載せた複写紙を通過させトナ
ーを溶着するようにしたことを特徴としている。

【００１７】本発明の請求項８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４の定着用ヒータ
とを相対して配置したことを特徴としている。

【００１８】

【作用】本発明の定着用ヒーターは、ガラス質のオーバ
ーコート層の表面の平滑度が高く、トナーを載せた複写
紙がヒーターの発熱部分に効果的に接触しつつ滑らかに
通過して、良好な定着を行なえる。

【００１９】

【実施例】以下図面を参照して本発明の定着用ヒータの
実施例を説明する。図１は定着用ヒーターＨの平面図、
図２は図１中のＡ−Ａ線の断面図、図３は図１中のＢ−
Ｂ線の断面図である。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長さ約３００ｍｍ，
幅約１０ｍｍ，厚さ約１ｍｍの大きさの基板、２は基板
１の表面に長手方向沿って形成された長さ約２３０ｍ
ｍ，幅約２ｍｍ、厚さ約１０μｍの銀・パラジウム合金
などからなる抵抗発熱体層、２１はこの抵抗発熱体層２
の両端に連設形成した発熱体層２と同材料の長さ約２５
ｍｍ，幅約７ｍｍの幅広な電極形成部２１である。ま
た、２２はこの電極形成部２１上に形成した電極層、３
はこの抵抗発熱体層２の全面および電極形成部２１の一
部を被覆して保護するガラス質のオーバーコート層であ
る。

【００２０】この抵抗発熱体層２および電極形成部２１
を形成するには、まず、銀・パラジウム合金（Ａｇ／Ｐ
ｄ）やこれに酸化ルテニウムを加えた金属（Ａｇ／Ｐｄ
＋ＲｕＯ₂）の粉末と水ガラス（無機結着剤）、水溶性
有機結着剤などとを水で混練した導電性のペースト状塗
料を用意する。そして、このペースト状塗料を細長い基
板１上に印刷塗布し、乾燥したのち約８５０℃で約１０
分間焼成することにより行う。

【００２１】この焼成により、塗料中に含まれていた残
存水分が飛散し、ついで有機結着剤が分解しガス化して
飛散し、最後に水ガラスが脱水してガラス質となり、こ
の結果、銀・バラジウム粉末は薄膜となり基板１上にガ
ラス質に強固に結着される。ついで、この抵抗発熱体層
２の両端に幅広に形成されている電極形成部２１の表面
に抵抗発熱体層２よりも接触電気抵抗が小さい材料たと
えば銀（Ａｇ），銀・プラチナ合金（Ａｇ／Ｐｔ），金
（Ａｕ），プラチナ（Ｐｔ）などの金属ペーストを厚膜
状に塗布し、乾燥したのち焼成して電極層２２を形成す
る。

【００２２】つぎに、上記抵抗発熱体層２の帯状部分、
この帯状部分と連接する電極形成部２１およびこれらと
隣接する基板１の表面にガラス質のオーバーコート層３
を形成する。このオーバーコート層３の形成は、酸化鉛
（ＰｂＯ）を主成分としたＰｂＯ（５５〜８５Ｗｔ％）
−Ｂ₂Ｏ₃（５〜１５Ｗｔ％）−ＳｉＯ₂（１０〜３０
Ｗｔ％）系ガラスの粉末をニトロセルローズ（有機結着
剤）とともに有機溶剤で混練りしてなる田中貴金属イン
ターナショナル（株）製のガラスペーストを塗布し、隙
間なく連続した塗膜を形成する。そして、乾燥した後、
約７００℃で約１０分間焼成して、厚さ１５μｍ〜３０
μｍのガラス層とする。

【００２３】このガラスは融点が約６００℃で上記の抵
抗発熱体層２を構成するペースト状塗料の焼成温度より
も低く、ガラスペーストを上記抵抗発熱体層２の帯状部
分を含む基板１の長手方向のコーティング予定部分に塗
布、乾燥ののち焼成した際には、溶融したガラスペース
トは流動性がよいので隙間なく狭幅部にほぼ一杯に流れ
るとともに長手方向にも流れ、その表面には凹凸ができ
ないばかりか、ガラスの先端は電極形成部２１上におい
てにじむ様に徐々に薄肉となり、かつ、ほぼ半円形状の
丸味を有する形状３１をなすまで加熱して形成する。ま
た、ガラスの焼成温度が低くてよいと、発熱体層２から
分解ガスなどの発生がなく、発熱体層２が基板１から剥
離することもない。

【００２４】また、先に所定の幅で基板１上に焼成形成
した抵抗発熱体層２および電極形成部２１も、このガラ
スコーティング層３形成の際の加熱によってその周囲が
基板１上ににじみ２３でて基板１との密着性をよくする
とともにその表面は凹凸がなく極めて平滑にできる。

【００２５】このような定着用ヒータＨは、両端の電極
層２２に通電すると電極形成部２１を除いた幅狭帯状部
分の抵抗発熱体層２が発熱する。また、このヒータＨ
は、金属合金に含まれるパラジウムが電気的な抵抗要素
となり、その比率によって発熱体層２の抵抗値が調節さ
れる。本実施例では、約３４オーム［Ω］の抵抗値を有
し、１００Ｖの電圧印加により約３Ａの電流が流れ、約
３００Ｗの発熱量となる。また、オーバーコート層３
は抵抗発熱体層２の帯状部分だけでなく電極形成部２１
の部分にまで塗布しておいたほうが好ましい。これは抵
抗発熱体層２の帯状部分と幅広な電極形成部２１の境界
付近の温度勾配が急なために、この付近の抵抗発熱体層
２が断線する可能性が高いが、この部分をガラスコーテ
ィング層３で覆うことにより、この危険性を低減してい
る。

【００２６】また、図４および図５は複写機やファクシ
ミリなどの定着装置の一例を示し、図中ヒータＨ部分は
上記図１〜図３と同一部分には同一の符号を付してその
説明は省略する。Ｒは加圧ローラで、両端面に回転軸４
１を突設した円筒形ローラ本体４２の表面に耐熱性弾性
材料たとえばシリコーンゴム４３が嵌合してある。そし
て、この加圧ローラＲの回転軸４１と対向して定着用ヒ
ータＨが並置してあり、上記シリコーンゴム４３はヒー
タＨの抵抗発熱体層２の真上のオーバーコート層３表面
に軽く弾接している。なお、２３は上記電極形成部２１
上や電極層２２上に導電せい接着剤を介し接合された銅
板などの金属板からなる端子部で、燐せい銅板などから
なるコネクタ５と電気的接続をなす。

【００２７】そして、この装置は上記コネクタ５を通じ
通電され発熱した抵抗発熱体層２のオーバーコート層３
表面とシリコーンゴム４３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】以上の構成を有する定着装置は、抵抗発熱
体層２、電極形成部２１およびオーバーコート層３の表
面が平滑であり、したがって加圧ローラＲの回転により
水平に搬送されてきた複写紙は抵抗発熱体層２に対応す
るオーバーコート層３の表面に面接触するが、摩擦抵抗
が小さいので滑らかに移動し、部分的な定着不良などを
生ぜず従来と比較して、定着機能を大幅に改善できる。

【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、本発明は基板に幅狭の抵抗発熱体層
を１本形成したものについて述べたが、発熱体層は１本
に限らず同一の基板に複数本の抵抗発熱体層を形成した
ものあるいは発熱体層の中間部において枝分かれ部を形
成しておき、中間部から通電させることによって、発熱
領域を任意に選択できるようにするなど、本発明は種々
変形して適用できる。

【００３１】さらに、抵抗発熱体層およびオーバーコー
ト層を形成する材料は実施例のものに限らず、発熱温度
やそれぞれ使用する材料に応じて適宜選べることはいう
までもない。

【００３２】さらにまた、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。

【００３３】

【発明の効果】以上の構成を有する本発明は、抵抗発熱
体層およびこの発熱体層などを覆うガラス質のオーバー
コート層の表面が平滑な定着用ヒータであり、したがっ
て加圧ローラの回転により搬送されてきた複写紙はオー
バーコート層の表面に面接触するが、摩擦抵抗が小さい
ので滑らかに移動し、部分的な定着不良などを生ぜず従
来と比較して良好な定着が行なえ定着機能を大幅に改善
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る定着用ヒータの平面図。

【図２】図１中のII−II線における断面図。

【図３】図１中のIII −III 線における断面図。

【図４】本発明の実施例に係る定着装置の一部断面正面
図。

【図５】図４中のＶ−Ｖ線における断面図。

【符号の説明】

Ｈ・・・定着用ヒータＰ・・・複写紙Ｒ・・・加圧ローラ１・・・基板２・・・抵抗発熱体層３・・・オーバーコート層２１・・電極形成部２２・・電極層２３・・にじみ３１・・丸味

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松永啓之東京都港区三田一丁目４番28号東芝ライテック株式会社内 (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

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、この基板上に長手方向に形成さ
れた帯状の抵抗発熱体層と、この抵抗発熱体層を覆い形
成されるとともにその形成周縁部に向かうにしたがい薄
肉となったガラス質のオーバーコート層を有することを
特徴とする定着用ヒータ。
【請求項２】上記オーバーコート層の長手方向の形成
周縁部が丸味を帯びて延在していることを特徴とする請
求項１の定着用ヒータ。
【請求項３】上記オーバーコート層に覆われている抵
抗発熱体層の周縁部が基板上ににじみを形成しているこ
とを特徴とする請求項１または請求項２の定着用ヒー
タ。
【請求項４】上記オーバーコート層のガラス材質は酸
化鉛（ＰｂＯ）を主成分とすることを特徴とする請求項
１ないし請求項３の定着用ヒータ。
【請求項５】基板上に長手方向に発熱体を形成するペ
ースト状塗料を印刷塗布する工程と、この塗料を焼付け
帯状の抵抗発熱体層を形成する工程と、この抵抗発熱体
層を覆うようガラス質のペースト状塗料を塗布する工程
と、このガラス質のペースト状塗料を加熱し、この塗料
を溶融流下させるとともにその形成周縁部に向かうにし
たがい薄肉でかつ丸味を帯びるまで加熱を続けオーバー
コート層を形成する工程とを具備することを特徴とする
定着用ヒータの製造方法。
【請求項６】基板上に長手方向に発熱体を形成するペ
ースト状塗料を印刷塗布する工程と、この塗料を焼付け
帯状の抵抗発熱体層を形成する工程と、この抵抗発熱体
層を覆うようガラス質のペースト状塗料を塗布する工程
と、このガラス質のペースト状塗料を塗布した基板を加
熱し、上記抵抗発熱体層を基板上ににじませるとともに
ガラス質のペースト状塗料を溶融流下させその形成周縁
部に向かうにしたがい薄肉でかつ丸味を帯びるまで加熱
を続けオーバーコート層を形成する工程とを具備するこ
とを特徴とする定着用ヒータの製造方法。
【請求項７】相対する加圧ローラと上記請求項１ない
し請求項４の定着用ヒータとの間にトナーを載せた複写
紙を通過させトナーを溶着するようにしたことを特徴と
する定着方法。
【請求項８】加圧ローラと上記請求項１ないし請求項
４の定着用ヒータとを相対して配置したことを特徴とす
る定着装置。