JPH07335373A

JPH07335373A - ヒータ、ヒータの製造方法および定着装置ならびに画像形成装置

Info

Publication number: JPH07335373A
Application number: JP12263594A
Authority: JP
Inventors: Ikue Satou; 幾惠佐藤
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1994-06-03
Filing date: 1994-06-03
Publication date: 1995-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】ヒータ基板へのサーミスタの実装作業が容易
で、発熱時に正確かつ迅速に高精度で温度検出ができる
板状のヒータおよびこのヒータを用いた定着装置などを
提供することを目的とする。【構成】表面１Ａ側に抵抗発熱体２を設けた基板１の
裏面１Ｂに配線導体６を形成しこの配線導体６に接着剤
７を介し温度検知用のサーミスタ５を具備したものにお
いて、上記接着剤７は単一材料から形成され、導体間接
続用は導電性接着剤７１を、絶縁部は電気絶縁性・良熱
伝導性の接着剤７２であるヒータＨおよびこのヒータの
製造方法ならびに定着装置と画像形成装置Ｐである。【効果】接着剤種類の減少、充填塗布作業などの工程
削減が可能になり生産性が向上し、伝熱性および精度が
高くかつ迅速に温度検出ができて、しかも熱衝撃にも剥
れず、接合強度も強い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＯＡ機器、家庭用電
気機器や精密製造設備などの小形機器類に装着されて用
いられる薄形板状のヒータおよびこのヒータを実装した
複写機やファクシミリなどのトナー定着に用いられる定
着装置ならびにこの定着装置を用いた画像形成装置に関
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
ー画像を形成した複写用紙を定着用の板状のヒータと加
圧ローラとの間を挟圧しながら通過させ、このヒータの
熱によって複写用紙上のトナーが加熱され溶融して定着
するようになっている。

【０００３】この定着用の板状ヒータＨとしては図１、
図２および図１０に示すような構成のものが実用化され
ている。このヒータＨはアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）セラミ
ックスなどからなる細長の耐熱・電気絶縁性基板１の表
面側１Ａに、銀・パラジウム合金（Ａｇ・Ｐｄ）粉末な
どをガラス粉末（無機結着剤）、有機結着剤と混練して
調合したペーストを印刷塗布・焼成して細長い帯状厚膜
の抵抗発熱体２を形成し、この抵抗発熱体２の両端部分
に銀（Ａｇ）あるいは銀・白金（Ａｇ・Ｐｔ）合金や銀
・パラジウム合金（Ａｇ・Ｐｄ）などの良導電体からな
る膜を形成して給電端子部３を構成し、さらにこの抵抗
発熱体２の表面をガラス質のオーバーコート層４で被覆
して、耐磨耗性や耐衝撃性などの機械的強度の向上およ
び硫化や酸化などからの耐蝕保護と複写機の加圧ローラ
などとの電気的絶縁をはかっている。

【０００４】また、基板１の抵抗発熱体２が形成された
面とは反対面の裏面側１Ｂには銀（Ａｇ）あるいは銀・
白金（Ａｇ・Ｐｔ）合金や銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐ
ｄ）合金などの良導電体の膜からなる一対の配線導体
６、６が形成され、その端部を給電端子部６ａ、６ａと
している。そして、この配線導体６、６の先端部間には
抵抗発熱体２の温度検出素子としてのチップ形状（リー
ド線を有しないのでディスク形とも称する。）のサーミ
スタ５が取着されている。

【０００５】また、上記チップ形状（リード線を有しな
いのでディスク形とも称する。）のサーミスタ５は図４
に示すような構成である。図４において５ａはアルミナ
（Ａｌ₂Ｏ₃）セラミックスからなる平板状の基体、５
ｂはこの基体５ａの一面上の中央部に形成したマンガン
（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）などの
酸化物を混合して形成した薄膜からなる感温部、５ｃ、
５ｃは感温部５ｂ両端にこの感温部５ｂと連接して形成
した白金（Ｐｔ）層などからなる電極部である。また、
５ｄは感温部５ｂを被覆した酸化硅素（ＳｉＯ₂）から
なるオーバーコート層である。

【０００６】（なお、上記の基板１や基体５ａに形成し
た各膜は基板１や基体５ａに対比して薄膜であるが、図
面上は誇張して厚く書いてある。）このようなサーミスタ５は図１０に示すように感温部５
ｂが基板１の裏面側１Ｂに対面した状態で、両電極部５
ｃ、５ｃをそれぞれ配線導体６、６上に銀（Ａｇ）ある
いは銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）の合金粉末などを有
機接着剤と混合した導電性接着剤７を介して接合させて
いる。

【０００７】そして、この板状のヒータＨが装着された
複写機の定着装置は、上記ヒータと加圧ローラとが対向
して平行に配設され、回転軸を有する加圧ローラの表面
の耐熱性弾性材料で構成したローラ部分と板状ヒータの
オーバーコート層４とが直接あるいは間接的に軽く弾接
するようになっている。そして、複写用紙が板状ヒータ
Ｈ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、複写用紙がヒータＨのオーバーコート層４上
を滑りながら圧送され、この間にヒータＨの熱によって
複写用紙上のトナーが加熱され定着されるようになって
いる。

【０００８】そして、この定着装置において板状ヒータ
Ｈは上記基板１の抵抗発熱体２を形成した反対面の裏面
側１Ｂに取着されたサーミスタ５が発熱体２の温度を検
出し、この検出した信号を温度制御回路装置にフィード
バックして、板状ヒータＨに印加する電力を制御するこ
とによって、ヒータＨを一定温度に保つようにしてい
る。しかし、上記のようにチップ形状のサーミスタ５
の感温部５ｂが基板１の裏面側１Ｂに対面した状態で両
電極部５ｃ、５ｃが配線導体６、６上に導電性接着剤７
を介して接合させると、以下のような不具合の発生する
ことがあった。

【０００９】それは、チップ形状のサーミスタ５は極め
て小さく（長さ約１，６ｍｍ×幅約０，８ｍｍ、厚さ約
０，２５ｍｍ）、電極部５ｃ（長さ約０，５ｍｍ×幅約
０，８ｍｍ）と配線導体６との接合部の接触面積が小さ
いため、接合時に加圧力が弱かったり、その接合位置が
少しでもずれたりするとその接合強度が低下し、また、
高温状態が長く続いたりあるいは経時劣化などで接合力
が低下した場合に振動や衝撃を受けたとき基板１からサ
ーミスタ５が剥がれ落ちたりすることがある。

【００１０】そして、このように基板１に対してサーミ
スタ５の実装が満足に行われず配線導体６との接続が不
十分であると、サーミスタ５による抵抗発熱体２の温度
制御が不可能となり、電圧が連続印加されて過電流が流
れ基板１が赤熱するほどの高温度となる。この高温状態
が続くと、板状ヒータＨが実装してあるプラスチック製
のトレイ、定着装置の筐体やヒータＨ上を押圧されて搬
送される複写用紙などが焦げたり発火したりすることが
あり問題があった。

【００１１】また、このような板状のヒータＨにおい
て、サーミスタ５のオーバーコート層５ｄの層厚が配線
導体６、６の膜厚より厚過ぎると、サーミスタ５の電極
部５ｃが配線導体６に届かなかったり届いてもサーミス
タ５が傾いて不安定な接続となることがあり、通常は配
線導体６側の膜厚を厚くしたり導電性接着剤７層を厚く
するなどしてサーミスタ５のオーバーコート層５ｄが基
板１の裏面１Ｂに当接しないようにしていた。

【００１２】しかし、サーミスタ５のオーバーコート層
５ｄが基板１の裏面１Ｂに当接しないということは、基
板１とオーバーコート層５ｄとの間の隙間９が大きいこ
とで（図１０に示す）、基板１の温度を正確かつ迅速に
検出することが難しく、精度の高い温度制御ができない
という問題もあった。

【００１３】そこで、このサーミスタ５のオーバーコー
ト層５ｄと基板１の裏面１Ｂとの間の隙間９を無くすた
めに、この隙間９にエポキシ樹脂系やポリイミド樹脂系
の接着剤などの電気絶縁性の良熱伝導性接着剤を充填さ
せ基板１の熱をサーミスタ５に効率よく伝えさせること
が提案されている。このように、良熱伝導性接着剤を充
填させることによってサーミスタ５の感度を上げるとと
もに二種類の接着剤を用いるため接合強度を向上できる
利点もある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記で
あると二種類の接着剤を用意する必要があり、また、狭
い範囲に二種類の接着剤を供給するには装置が複雑で作
業性が悪く、さらには、二種類の接着剤の熱膨脹率が同
じでないと、温度の昇降が繰り返えされると両接着剤間
に亀裂が生じ、かえって接合強度が低下してサーミスタ
の剥離を引起こすという問題がある。

【００１５】本発明は、ヒータ基板へのサーミスタの実
装作業が容易であるとともに、発熱時に正確かつ迅速に
高精度で温度検出ができる板状のヒータおよびこのヒー
タを実装した定着装置ならびにこの定着装置を用いた画
像形成装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のヒータは、耐熱
・電気絶縁性材料からなる基板と、この基板の表面側に
形成された帯状の抵抗発熱体と、この基板の裏面側に形
成された少なくとも一対の配線導体と、上記配線導体お
よびこれら配線導体間の基板裏面にわたり接着剤を介し
て接合された上記抵抗発熱体の温度を検知するサーミス
タとを具備し、上記接着剤は単一の樹脂成分から形成さ
れ、配線導体とサーミスタの電極端子部との間に介在す
る部分は導電性を有し、配線導体間およびサーミスタ間
に介在する部分は電気絶縁性・良熱伝導性を有すること
を特徴としている。

【００１７】また、接着剤の導電性部分は樹脂内に導電
性粒子を含有し、電気絶縁性・良熱伝導性部分はほぼ樹
脂成分のみからなることを特徴としている。

【００１８】また、接着剤中に含有される導電性粒子
は、導電性部分に多く、電気絶縁性・良熱伝導性部分に
向かうにしたがい少くなっていることを特徴としてい
る。

【００１９】また、本発明のヒータの製造方法は、耐熱
・電気絶縁性材料からなる基板の表面側に帯状の抵抗発
熱体を形成する工程と、この基板の裏面側に少なくとも
一対の配線導体を形成する工程と、この基板裏面側の配
線導体上に導電性粒子を含有した接着剤を介在させてサ
ーミスタを配置する工程と、上記接着剤を加熱して接着
剤中の樹脂分をサーミスタ下部の一対の配線導体間に滲
出させる工程と、上記接着剤の加熱を続行して接着剤中
の樹脂分をサーミスタ下部の一対の配線導体間に滲出充
填させる工程と、上記接着剤の熱硬化を終えて配線導体
とサーミスタの電極端子部との間には導電性粒子を含ん
だ樹脂を、配線導体間とサーミスタ本体との間には電気
絶縁性・良熱伝導性成分の樹脂を充填形成させる工程と
を具備していることを特徴としている。

【００２０】また、本発明の定着装置は、加圧ローラと
請求項１ないし請求項３のいずれか一に記載のヒータと
を相対して配設したことを特徴としている。

【００２１】また、本発明の画像形成装置は、請求項５
に記載の定着装置を具備していることを特徴としてい
る。

【００２２】

【作用】ヒータ基板の配線導体および基板にサーミスタ
を接合するのに一種類の接着剤を充填供給し熱硬化させ
ることによって、サーミスタ下の中央部付近の基板部分
には電気絶縁性・良熱伝導性をもった樹脂成分層が、ま
た、配線導体部分には導電性粒子を含む樹脂成分層が形
成され。そして、一種類の樹脂からなることで熱膨張率
などの熱特性が同じであるため、耐熱的にも機械的にも
強く、特に導電性粒子を含む樹脂成分層から絶縁性をも
った樹脂成分層に向かうにしたがい徐々に導電性粒子を
減らしたものでは熱膨張率差が生じないので亀裂や剥離
の虞がなく、装置や機器の稼働中にサーミスタが脱落す
るようなこともない。

【００２３】また、接着剤は一種類であるので、その供
給塗布は一回の工程でよく、工程の削減ができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の板状ヒータの実施例を図面を
参照して説明する。図１〜図４は本発明の第一の実施例
を示し、図１は定着装置などに用いられる板状のヒータ
ーＨの上面図、図２は底面図、図３（ａ）は図２のＸ−
Ｘ線に沿って切断した部分の拡大横断面図、（ｂ）は要
部をさらに拡大した拡大横断面図、図４はサーミスタの
一部断面斜視図である。

【００２５】図中１は耐熱・電気絶縁性材料たとえばア
ルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）セラミックスからなる長さ約３０
０ｍｍ、幅約６ｍｍ、厚さ約０，８〜約１ｍｍの大きさ
の細長の基板である。２は基板１の表面側１Ａに長手方
向に沿って形成した長さ約２３０ｍｍ，幅約２ｍｍ、厚
さ約１０μｍの銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）合金やニ
ッケル・錫（Ｎｉ・Ｓｎ）合金などを主体とする帯状の
抵抗発熱体、３，３はこの抵抗発熱体２の両端部におい
て重層形成した長さ約６ｍｍ、幅約３ｍｍの幅広な銀
（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀・白金（Ａｇ
・Ｐｔ）合金や銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）合金など
を主体とする良導電体膜からなる給電用の端子部であ
る。

【００２６】また、４は上記端子部３，３および基板１
の一部を除く、抵抗発熱体２を含む基板１の表面側１Ａ
のほぼ全面を覆うように形成したガラス粉末などからな
る層厚さが２０〜１００μｍのガラス質のオーバーコー
ト層である。

【００２７】また、図中６、６は基板１の裏面側１Ｂに
形成された銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀
・白金（Ａｇ・Ｐｔ）合金や銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐ
ｄ）合金などを主体とする膜厚が５〜３０μｍの一対の
配線導体、６ａ、６ａは配線導体６、６の端子部であ
る。

【００２８】また、５はチップ形状（リード線を有しな
いのでディスク形とも称する。）のサーミスタ（たとえ
ば石塚硝子株式会社製のサーミスタ形番３６４ＦＴ）か
らなる温度検出素子であって、図４に拡大して示すよう
な構成である。図４において５ａはアルミナ（Ａｌ₂Ｏ
₃）セラミックスからなる厚さ約２５０μｍの平板状の
基体、５ｂはこの基体５ａ上の中央部に形成したマンガ
ン、コバルト、ニッケルなどの酸化物（ＭｎＯ₂、Ｃｏ
₃Ｏ₄、ＮｉＯ）を混合して形成した薄膜からなる感温
部、５ｃ、５ｃは感温部５ｂ両端に連接して形成した白
金（Ｐｔ）層や金（Ａｕ）層などからなる薄膜の電極部
である。また、５ｄは感温部５ｂを形成する膜が大気中
の湿度や不純ガスにより特性劣化を起こすのを防ぐため
被覆した酸化硅素（ＳｉＯ₂）からなる層厚が５〜２５
μｍのオーバーコート層である。（なお、上記の各膜、
層は基板１や基体５ａに対比して薄膜であるが、図面上
は誇張して厚く書いてあり、比例しているものではな
い。）このチップ形状のサーミスタ５は、温度係数が負の大き
な値を有する電気抵抗体を用いたもので、温度上昇した
ときに抵抗値が大きく低下し、温度を抵抗値の大小に変
換する熱検出素子からなるセンサである。

【００２９】このようなサーミスタ５は感温部５ｂが基
板１の裏面側１Ｂと対面しているとともに一対の配線導
体６、６間にあり、また、両電極部５ｃ、５ｃと両配線
導体６、６とは対面していて、これらの間に形成される
隙間９には接着剤７が充填されていて、基板１にサーミ
スタ５を接合している。

【００３０】この接着剤７は、銀（Ａｇ）や銀・パラジ
ウム（Ａｇ・Ｐｄ）などの粒径が０．．５〜１０μｍの
金属粉末からなる導電性粒子と低分子量の低粘度樹脂分
が多く含まれている樹脂とを混合した、たとえばエイブ
ルステック株式会社製の導電性のエポキシ樹脂系接着剤
商品番号９７９１ＡＳＭＰ）からなる。そして、この
接着剤７は電極部５ｃと配線導体６間においては導電性
粒子７ｍ、…成分を多く含み導電性粒子７ｍ、…が連続
した接合状態にある導電性が高い導電性接着剤層７１
が、また、中央部の感温部５ｂのオーバーコート層５ｄ
と基板１の裏面側１Ｂ間においては導電性粒子７ｍ、…
成分がないかあっても散在する程度の樹脂成分の電気絶
縁性で良熱伝導性の接着剤層７２が形成されている。

【００３１】また、図中８はこのサーミスタ５、両電極
部５ｃ、５ｃの接合部を含む配線導体６、６を覆い形成
したエポキシ樹脂、シリコーン樹脂やポリイミド樹脂な
どからなる保護コート層である。

【００３２】このような構成であると、電極部５ｃと配
線導体６間は導電性粒子７ｍ、…成分の密度の高い導電
性接着剤層７１で接合されているので電気的接続は問題
なく行え、また、両電極部５ｃ間および両配線導体６間
は導電性粒子７ｍ、…成分の密度が低い電気絶縁性の接
着剤層７２で接合されているので電気的な短絡を防ぐこ
とができる。また、基板１と感温部５ｂのオーバーコー
ト層５ｄとは電気絶縁性で良熱伝導性の接着剤層７２で
接続されている。

【００３３】すなわち、この接着剤７は外側（サーミス
タ５の電極部５ｃ）から内側（サーミスタ５の感温部５
ｂ）に向け徐々に合金粉末７ｍ、…成分が少なくなって
いて、中央部では電気絶縁性の樹脂成分のみであり、一
対の導体間を短絡することがなく、サーミスタ５への電
流通流に支障を起こすことがない。また、基板１の発熱
状態は良熱伝導性の接着剤層７２を通じて行われるので
伝熱性が損なわれることがなく、極めて良好な熱伝達が
行え基板１の温度をサーミスタ５に精度高く伝えかつ迅
速に検出させることができる。

【００３４】また、この導電性接着剤層７１と電気絶縁
性・良熱伝導性接着剤層７２とは接着作用をなす主材が
同一の樹脂７からなるので、両接着剤層７１と７２とは
熱膨張率の差もなく、繰り返される熱衝撃に対しても強
く、ヒータＨの基板１に対しサーミスタ５が強固に固着
され、その強度が向上できるので、基板１からサーミス
タ５が脱落することがない。

【００３５】さらに、一種類の接着剤で導電性と絶縁性
・良熱伝導性との２通りの作用を有し、材料種類の減
少、供給塗布作業などの工程削減など生産性の向上がは
かれるという利点がある。

【００３６】つぎに、この板状ヒーターＨの製造につい
て工程を追って説明する。まず、アルミナ（Ａｌ
₂Ｏ₃）セラミックスからなる細長の基板１の表面側１
Ａに抵抗発熱体２を形成する。この発熱体２の形成はた
とえば銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）合金の粉末とガラ
ス粉末（無機結着剤）、有機接着剤などとを混練した導
電ペーストを用意する。そして、このペーストを細長い
基板１上に帯状に厚膜印刷して塗布し、乾燥したのち約
８５０℃で約１０分間焼成することにより行う。この焼
成により、塗料中に含まれていた結着剤が熱分解しガス
化して飛散し、銀・バラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）からなる
抵抗発熱体２が形成される。

【００３７】ついで、この抵抗発熱体２の両端部分の表
面および基板１の裏面側１Ｂに抵抗発熱体２よりも電気
抵抗値が小さい材料たとえば銀・白金（Ａｇ・Ｐｔ）合
金の導電ペーストを厚膜印刷して塗布し、乾燥したのち
焼成して給電用の端子部３，３、配線導体６、６および
端子部６ａ、６ａを形成する。

【００３８】この後、帯状厚膜の抵抗発熱体２部分およ
び基板１の表面の一部を覆うようにガラス質のオーバー
コート層４を形成する。

【００３９】このオーバーコート層４の形成は、酸化鉛
（ＰｂＯ）を主成分としたＰｂＯ系のガラス粉末をビヒ
クル（有機結着剤）とともに有機溶剤で混練りしてガラ
スペーストを作り、このガラスペーストを厚膜印刷し、
隙間なく連続した塗膜を形成する。そして、乾燥した
後、約８５０℃で約１０分間焼成して、厚さ２０μｍ〜
１００μｍのガラス層とする。

【００４０】そして、基板１裏面側１Ｂへのサーミスタ
５の取着は図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す工程を経
て行われ、図３に示すような接合状態で完成される。

【００４１】そして、基板１の裏面側１Ｂに形成した一
対の配線導体６、６上のサーミスタ５の取着予定箇所
（または／およびサーミスタ５の両電極部５ｃ、５ｃ
上）に銀（Ａｇ）や銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）など
の金属粉末からなる導電性粒子と低分子量の低粘度樹脂
分が多く含まれている良熱伝導性樹脂とを混合してな
る、たとえばエイブルステック株式会社製の導電性のエ
ポキシ樹脂系接着剤７（商品番号９７９１ＡＳＭＰ）
を所定量ディスペンスまたは印刷により塗布する。つい
で、配線導体６、６上の接着剤７上に（サーミスタ５の
両電極部５ｃ、５ｃ上に接着剤７を付着させた場合はサ
ーミスタ５を）サーミスタ５の両電極部５ｃ、５ｃを橋
絡するようにして載せる。（図５（ａ））つぎに、電気炉などにおいて基板１を加熱し、上記の接
着剤７を硬化させる。この加熱によって接着剤７から低
分子量の低粘度樹脂分が滲出て両配線導体６、６間の中
央部方向に集まってくる。このとき、サーミスタ５表面
に形成したオーバーコート層５ｄが突出していると対面
する基板１との隙間９が狭いので、滲出した低粘度樹脂
分は毛細管現象により中央部方向に容易に入ってくる。
（図５（ｂ））さらに加熱を続けると、この加熱によって接着剤７から
滲出した樹脂成分が中央部方向に沢山集まり、隙間９を
埋め尽くす。（図５（ｃ））そして、隙間９が完全に埋め尽くされたら炉から取り出
す。すると、接着剤７は図３（ｂ）にその一部を拡大し
て示すように外側から内側に向け徐々に金属粒子７ｍ成
分が少なくなっていて、中央部では電気絶縁性の樹脂成
分のみであり、電極部５ｃと配線導体６間は導電性接着
剤層７１が、また、基板１と感温部５ｂのオーバーコー
ト層５ｄとの間などにある隙間９には電気絶縁性・良熱
伝導性の接着剤層７２が充填形成される。

【００４２】なお、この接着剤７の硬化に際しては高温
度短時間より低温度長時間かけた方が樹脂成分の滲出が
よく、上記接着剤７では１９０℃６０分間がよかった。
また、この接合に際してはサーミスタ５と基板１とを押
圧しながら作業するのが樹脂分の滲出および密着性が高
まってよかった。また、接着剤７の粘度は１万〜３万Ｐ
Ｓ（センチポイズ）の範囲の低粘度のものが滲出性およ
び作業性がよかった。

【００４３】最後にサーミスタ５のオーバーコート層５
ｄ、両電極部５ｃ、５ｃの接合部を含む表面を覆うよう
絶縁性の樹脂を塗布し、この樹脂を硬化して保護コート
層８を形成する。

【００４４】また、上記では外側の電極部５ｃと配線導
体６との間は金属粒子７ｍ成分を多くして導電性接着剤
層７１を、内側の中央部の基板１と感温部５ｂのオーバ
ーコート層５ｄとの間には徐々に金属粒子７ｍ成分を少
くして電気絶縁性・良熱伝導性の接着剤層７２を形成し
たが、このように金属粒子７ｍ成分を徐々に変えた構成
に限らず、電極部５ｃと配線導体６との間は金属粒子７
ｍ成分を多く、オーバーコート層５ｄとの間には金属粒
子７ｍ成分が殆どないような電気絶縁性・良熱伝導性の
接着剤層７２を形成した、接着剤７が２分された構成で
あってもよい。このような構成の接着剤７層を形成する
には熱硬化の温度と時間を適宜調整することによって可
能である。

【００４５】このような板状ヒータＨは機器に組込ま
れ、図６に示すような回路構成でもって通電され発熱温
度が調節される。すなわち、商用電源Ｓを温度制御回路
Ｔの制御端子に接続されたＳＳＲ（ソリッドステートリ
レー）を介してヒータＨの端子部３、３間に通電する
と、抵抗発熱体２に電流が流れ発熱する。この抵抗発熱
体２の発熱により基板も温度上昇し、この熱は基板の裏
面側の面に取着してあるサーミスタ５に伝わり、サーミ
スタ５の抵抗値を変化させる。このサーミスタ５の抵抗
値の変化を基板に形成した配線導体を介して端子部から
出力させ、これを温度制御回路Ｔに入力して適正な温度
範囲（＝設定温度）にあるか否かを判定する。上記温度
が設定温度より低い場合はＳＳＲにＯＮ信号を出力し、
また、設定温度より高い場合はＳＳＲにＯＦＦ信号を出
力する。

【００４６】このように、抵抗発熱体２に加える電力を
制御することによって抵抗発熱体２を調温させる。な
お、上記の温度制御回路ＴはＳＳＲのＯＮ・ＯＦＦ制御
について述べたが、他にＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔ
ｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅制御方式）などに
よる温調であってもよい。

【００４７】そして、この板状ヒータＨは両端の端子部
３、３間に通電すると抵抗発熱体２に電流が流れ、発熱
体２は長手方向にほぼ均一の発熱温度分布を呈する。こ
のヒータＨは、金属合金に含まれる銀・パラジウム（Ａ
ｇ・Ｐｄ）が電気的な抵抗要素となり、抵抗ペーストに
含有される銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）の比率によっ
て発熱体２の抵抗値が調節される。本実施例では、約２
５オーム［Ω］の抵抗値を有し、１００Ｖの電圧印加に
より約４Ａの電流が流れ、約４００Ｗの発熱量となる。

【００４８】そして、通常は上述したように基板の裏面
側に設けたサーミスタ５がヒータＨの温度を検出して、
温度制御回路Ｔを通じＳＳＲをＯＮ・ＯＦＦ制御し所定
の温度に制御している。

【００４９】この実施例の場合、ヒータＨを構成する基
板１およびこの基板１に近接して取着されたサーミスタ
５を構成する基体５ａの両者は、その材質が比較的高い
熱伝導性を有するアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）セラミックス
であり、また、両者の間の隙間９には電気絶縁性・良熱
伝導性の接着剤層７２が介在しているので伝熱性がよ
く、基板１の熱を基体５ａによく伝え、基板１の温度を
正確かつ迅速に検出させることができる。

【００５０】したがって、精度の高い温度調整が可能に
なるとともに、基板１へのサーミスタ５の接合強度が向
上し、使用中に基板１からサーミスタ５が離脱してヒー
タＨに熱暴走が発生するなどの不具合が生ずることがな
い。

【００５１】つぎに、上記実施例の板状ヒータＨを実装
した定着装置Ｃおよびこの定着装置Ｃを搭載した複写機
Ｐを図７および図８を参照して説明する。

【００５２】図７は上記実施例に記載の板状ヒータＨを
実装した複写機、プリンタやファクシミリなどの定着装
置Ｃの一例を示し、図中ヒータＨ部分は上記実施例と同
じであるので同一部分には同一の符号を付してその説明
は省略する。

【００５３】図中、Ｃ１は加圧ローラで、両端面に回転
軸Ｃ２を突設した円筒形ローラ本体Ｃ３の表面に耐熱性
弾性材料たとえばシリコーンゴム層Ｃ４が嵌合してあ
る。そして、この加圧ローラＣ１の回転軸Ｃ２と対向し
て板状ヒータＨが並置して基台Ｃ５に取り付けられてい
る。そして、ヒータＨを含む基台Ｃ５の周囲にはポリイ
ミド樹脂のような耐熱シートＣ６が巻装されていて、抵
抗発熱体２の真上のオーバーコート層４表面はこの耐熱
シートＣ６を介し上記加圧ローラＣ１のシリコーンゴム
層Ｃ４と弾接している。

【００５４】そして、定着装置Ｃにおいて板状ヒータＨ
は端子部３、３に接触した燐青銅板などからなる弾性が
付与されたコネクタ（図示しない。）を通じ通電され、
発熱した抵抗発熱体２のオーバーコート層４上に設けら
れた耐熱シートＣ６面とシリコーンゴム層Ｃ４との間
で、トナー像ＰＴを形成した複写用紙ＰＡを圧接しなが
ら図中矢印方向へ繰り出して通過させ、その際に複写用
紙ＰＡをヒータＨでもって加熱することにより、未定着
トナー像ＰＴを溶融し、複写用紙ＰＡに定着させてい
る。

【００５５】つまり、加圧ローラＣ１の用紙入力側で
は、複写用紙ＰＡ上の未定着トナー像ＰＴがまず耐熱シ
ートＣ６を介してヒータＨにより加熱溶融され、少なく
ともその表面部は融点を大きく上回り完全に軟化溶融す
る。しかる後、加圧ローラＣ１の用紙排出側では、複写
用紙ＰＡがヒータＨから離れ、トナー像ＰＴは自然放熱
して再び冷却固化し、耐熱シートＣ６も複写用紙ＰＡか
ら離反される。

【００５６】このようにトナー像ＰＴは一旦完全に軟化
溶融された後、加圧ローラＣ１の用紙排出側で再び冷却
固化するので、トナー像ＰＴの凝縮力は非常に大きくな
っている。

【００５７】つぎに、上記の定着装置Ｃを組込んだ複写
機Ｐについて説明する。図８においてＰ１は複写機Ｐの
筐体、Ｐ２は筐体Ｐ１の上面に設けられたガラスなどの
透明部材からなる原稿載置台で矢印Ｙ方向に往復動して
原稿ＰＡ１を走査する。

【００５８】筐体Ｐ１内の上方には照射用のランプＬが
設けられていて、このランプＬにより照射された原稿Ｐ
Ａ１からのの反射光線が短焦点小径結像素子アレイＰ３
によって感光ドラムＰ４上にスリット露光される。な
お、この感光ドラムＰ４は矢印方向に回転する。

【００５９】また、Ｐ５は帯電器で、たとえば酸化亜鉛
感光層あるいは有機半導体感光層が被覆された感光ドラ
ムＰ４上に一様に帯電を行う。この帯電器Ｐ５により帯
電されたドラムＰ４には、結像素子アレイＰ３によって
画像露光が行われた静電画像が形成される。この静電画
像は、現像器Ｐ６による加熱で軟化溶融する樹脂などか
らなるトナーを用いて顕像化される。

【００６０】一方、カセットＰ７内に収納されている複
写用紙ＰＡは、給送ローラＰ８と感光ドラムＰ４上の画
像と同期するようタイミングとって上下方向で圧接して
回転される対の搬送ローラＰ９によって、ドラムＰ４上
に送り込まれる。そして、転写放電器Ｐ１０によって感
光ドラムＰ４上に形成されているトナー像は複写用紙Ｐ
Ａ上に転写される。

【００６１】この後、ドラムＰ４上から離れた用紙ＰＡ
は、搬送ガイドＰ１１によって後述する定着装置Ｃに導
かれ加熱定着処理された後にトレイＰ１２上排出され
る。なお、トナー像を転写後、ドラムＰ４上の残留トナ
ーはクリーナＰ１３によって除去される。

【００６２】上記定着装置Ｃは複写用紙ＰＡの移動方向
と直交する方向に、この複写機Ｐが複写できる最大判用
紙の幅（長さ）に合わせた有効長、すなわち最大判用紙
の幅（長さ）より長い抵抗発熱体２を延在させて板状ヒ
ータＨを配置しているとともにこの抵抗発熱体２の延在
方向に軽く弾接するよう抵抗発熱体２と相対して送りロ
ーラＣ１が設けられている。そして、ヒータＨと送りロ
ーラＣ１との間を送られる用紙ＰＡ上の未定着のトナー
像は、抵抗発熱体２からの熱を受け溶融して用紙ＰＡ面
上に文字、英数字、図面などの複写像を現出させる。

【００６３】このような、定着装置Ｃによる複写像は抵
抗発熱体２が、複写機Ｐが許容する最大判用紙の長さ
（幅）以上にわたり細長に連続形成してあり、その延在
方向にほぼ均一な温度分布が得られ用紙ＰＡには、全面
にわたり転写むらなどがない同一コントラストの鮮明な
高品質の複写が得られる。

【００６４】したがって、上記のような定着装置Ｃおよ
び定着装置Ｃを組込んだ複写機Ｐは、ヒータＨの発熱温
度を正確かつ迅速に検出して精度の高い温度調整が可能
になるとともに、基板１に対しサーミスタ５が強固に固
着されているので装置稼働中に基板１からサーミスタ５
が離脱してヒータＨが温度暴走することがなく、ヒータ
Ｈ自体またはヒータＨの保持部材や複写用紙ＰＡなどの
発火を防止できる。

【００６５】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
たとえば板状のヒータＨの基板１の材質はアルミナ（Ａ
ｌ₂Ｏ₃）セラミックスに限らず、他の材質のセラミッ
クスやガラス、ポリイミド樹脂のような耐熱性の高い合
成樹脂部材などであってもよい。

【００６６】また、抵抗発熱体２や基板１を覆うオーバ
ーコート層４の形成は必須のものではなく、形成する場
合のガラスの材質は実施例のものに限らず、発熱温度や
それぞれ使用する状況に応じて適宜選べることはいうま
でもない。

【００６７】また、サーミスタ５の基板１への取着方向
はサーミスタ５の感温部５ｂを基板１に対面したものに
限らず、図９に示すようにサーミスタ５の基体５の裏側
を基板１に対面したものであってもよい。ただし、この
場合は基体５の裏側に端子部５ｃ、５ｃを形成（基体５
の表側から延在させても、裏側のみでもよい。）し接着
剤７を介して接合するか、基体５の表側から裏側にかけ
ても接着剤７を付着させることが必要である。

【００６８】また、サーミスタ５の基体５ａの材質はア
ルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）セラミックスに限らず、他の材質
のセラミックスやガラス、シリコーン、ポリイミド樹脂
のような耐熱性の高い合成樹脂部材などであってもよ
い。また、感温部５ｂの材質もマンガン、コバルト、ニ
ッケルなどの酸化物（ＭｎＯ₂、Ｃｏ₃Ｏ₄、ＮｉＯ）
の混合体に限らず、各単独でもあるいはマグネシウム、
カルシウム、バリウム、チタン、ジルコニウムやアルミ
ニウムなどの酸化物（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＴｉＯ
₂、ＺｒＯ₂やＡｌ₂Ｏ₃など）を単独や混合体として
用いたものであってもよい。また、感温部５ｂを覆うオ
ーバーコート層５ｄの形成は必須のものではなく、形成
する場合のガラスの材質は実施例のものに限らず、取着
するヒータＨの発熱温度などの状況に応じて適宜選べば
よい。

【００６９】また、ヒータＨの基板１へサーミスタ５を
接合する接着剤７は上記実施例記載のものに限らず、エ
イブルステック株式会社製商品番号９７９−１ＡＳ、住
友ベークライト株式会社製商品番号ＣＲＭ−１０８５
Ｐ、ＣＲＭ−１０６４など良熱伝導性の樹脂に金属粉末
などの導電性粒子を混合したものであればよい。また、
その熱伝導率は１×１０^-4〜１×１０^-2ｃａｌ／ｃ
ｍ・ｓｅｃ・℃あれば実用上は差支えなかった。

【００７０】さらに、定着装置における板状のヒータが
装着される基台や加圧ローラなどの構成も実施例に限定
されるものではない。さらに、定着装置の実施例におい
ては、板状のヒータが装着された基台の周囲にヒータ保
護や用紙送り用に耐熱シートを介在させたが、このよう
な間接的な接触に限らず、板状ヒータの抵抗発熱体面あ
るいはオーバーコート層面に直接複写用紙が接触するも
のであってもよい。

【００７１】さらにまた、本発明の定着装置は複写機に
限定されるものではなく、レーザプリンタや他のプリン
タあるいはファクシミリなど種々のＯＡ機器の画像形成
装置に組込まれ実用できるものである。

【００７２】

【発明の効果】以上の構成を有する本発明は、基板に取
着するサーミスタを一種類の接着剤で導電性と電気絶縁
性・良熱伝導性の２通りの作用を有し、接着剤材料種類
の減少、塗布作業などの工程削減など生産性の向上がは
かれるという利点がある。また、導電性と電気絶縁性・
良熱伝導性との両接着剤層は熱膨張率の差も小差で、繰
り返される熱衝撃に対しても強く、ヒータ基板に対しサ
ーミスタが強固に固着され、その接合強度が向上できる
ので、基板からサーミスタが脱落することがない。ま
た、ヒータ基板の発熱状態は良熱伝導性の接着剤層を通
じてサーミスタに行われるので伝熱性が損なわれること
がなく、極めて良好な熱伝達が行え基板の温度をサーミ
スタに精度高く伝えかつ迅速に検出させることができ
る。

【００７３】さらに、本発明のヒータを実装した定着装
置ならびにこの定着装置を用いた画像形成装置も、適確
な温度制御が行われて過熱などのない安全な、しかも鮮
明な画像を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ヒータの上面図である。

【図２】本発明ヒータの実施例を示す底面図である。

【図３】（ａ）は図２中の矢視Ｘ−Ｘ線部分に沿って切
断した本発明の板状ヒータを示す拡大横断面図、（ｂ）
は（ａ）の要部をさらに拡大した横断面図である。

【図４】サーミスタの一部切欠斜視図である。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は本発明ヒータの製造工程の一
部を順を追って示す拡大横断面図である。

【図６】ヒータに通電し温度調節を行うための温度制御
回路および温調回路の実施例を示す回路図である。

【図７】本発明実施例の定着装置を示す拡大横断面図で
ある。

【図８】本発明実施例の複写機の概要構成を示す断面図
である。

【図９】本発明ヒータの他の実施例を示す拡大横断面図
である。

【図１０】従来のヒータを示す拡大横断面図である。

【符号の説明】

Ｈ：ヒータ１：基板１Ａ：表面１Ｂ：裏面２：抵抗発熱体３：端子部４：オーバーコート層５：サーミスタ５ｃ：電極端子部５ｄ：オーバーコート層６：配線導体６ａ：端子部７：接着剤７１：導電性接着剤層７２：電気絶縁性・良熱伝導性接着剤層Ｃ：定着装置Ｃ１：加圧ローラＣ５：基台Ｐ：複写機ＰＡ：複写用紙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐熱・電気絶縁性材料からなる基板と；
この基板の表面側に形成された帯状の抵抗発熱体と；こ
の基板の裏面側に形成された少なくとも一対の配線導体
と；上記配線導体およびこれら配線導体間の基板裏面に
わたり接着剤を介して接合された上記抵抗発熱体の温度
を検知するサーミスタとを具備し、上記接着剤は単一の
樹脂成分から形成され、配線導体とサーミスタの電極端
子部との間に介在する部分は導電性を有し、配線導体間
およびサーミスタ間に介在する部分は電気絶縁性・良熱
伝導性を有することを特徴とするヒータ。
【請求項２】接着剤の導電性部分は樹脂内に導電性粒
子を含有し、電気絶縁性・良熱伝導性部分はほぼ樹脂成
分のみからなることを特徴とする請求項１に記載のヒー
タ。
【請求項３】接着剤中に含有される導電性粒子は、導
電性部分に多く、電気絶縁性・良熱伝導性部分に向かう
にしたがい少くなっていることを特徴とする請求項２に
記載のヒータ。
【請求項４】耐熱・電気絶縁性材料からなる基板の表
面側に帯状の抵抗発熱体を形成する工程と；この基板の
裏面側に少なくとも一対の配線導体を形成する工程と；
この基板裏面側の配線導体上に導電性粒子を含有した接
着剤を介在させてサーミスタを配置する工程と；上記接
着剤を加熱して接着剤中の樹脂分をサーミスタ下部の一
対の配線導体間に滲出させる工程と；上記接着剤の加熱
を続行して接着剤中の樹脂分をサーミスタ下部の一対の
配線導体間に滲出充填させる工程と；上記接着剤の熱硬
化を終えて配線導体とサーミスタの電極端子部との間に
は導電性粒子を含んだ樹脂を、配線導体間とサーミスタ
本体との間には電気絶縁性・良熱伝導性成分の樹脂を充
填形成させる工程と；を具備していることを特徴とする
ヒータの製造方法。
【請求項５】加圧ローラと上記請求項１ないし請求項
３のいずれか一に記載のヒータとを相対して配設したこ
とを特徴とする定着装置。
【請求項６】上記請求項５に記載の定着装置を具備し
ていることを特徴とする画像形成装置。