JPH0744039A

JPH0744039A - 平面ヒータ

Info

Publication number: JPH0744039A
Application number: JP18512293A
Authority: JP
Inventors: Shiro Ezaki; 史郎江▲崎▼
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1993-07-27
Filing date: 1993-07-27
Publication date: 1995-02-14

Abstract

(57)【要約】【目的】基板の表面に突起物を設けることなく、抵抗
発熱体の温度変化に対応した温度を検知できる平面ヒー
タを提供する。【構成】平面ヒータ11を動作させるに際しては、抵抗
発熱体13および補助発熱体19に温度上昇に相関関係を持
たせるように電力を供給し、抵抗発熱体13および補助発
熱体19の双方を発熱させる。補助発熱体13の温度上昇を
チップサーミスタ20で検知して制御回路に出力し、この
温度が所定値以上の場合には制御回路で抵抗発熱体13お
よび補助発熱体19への電力供給量を制御する。【効果】抵抗発熱体13の温度上昇に対応する補助発熱
体19の温度をチップサーミスタで検知することにより、
抵抗発熱体13の瞬時の温度に対応した精度の高い制御が
できる。基板12の表面上には突起物がないので、コピー
紙Ｐに悪影響を与えない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トナーなどの被定着物
を加熱する平面ヒータに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複写機やファクシミリ装置など
のオフィスオートメーション機器では、トナー像を形成
したコピー紙を加熱し、平面ヒータ１による加熱により
トナーをコピー紙に溶着させて、トナー像を定着させて
いる。

【０００３】そして、この平面ヒータ１は、たとえば図
８に示すように、絶縁性の長形平板の基板２上に、この
基板２の長手方向に沿って抵抗発熱体３が形成されてい
る。

【０００４】一方、基板２の背面には、抵抗発熱体３に
電気的に接続された導体4a，4bが配設され、これら導体
4a，4bには、チップサーミスタ５の電極5a，5bが導電性
の接着剤６にて面接触で取り付けられている。また、導
体4a，4bは抵抗発熱体３への電力を制御する図示しない
制御回路に接続されている。

【０００５】そして、抵抗発熱体３に電力が供給され、
抵抗発熱体３を加熱する。抵抗発熱体３が加熱される
と、基板２、および、基板２とチップサーミスタ５との
間隙を介してチップサーミスタ５が加熱され、チップサ
ーミスタ５が加熱されることによりチップサーミスタ５
の抵抗値が変化して、制御回路への信号出力が変化す
る。そして、制御回路により抵抗発熱体３への電力供給
量を低下させ、抵抗発熱体３の温度を所定値以下に設定
している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
８に示す従来の平面ヒータ１は、抵抗発熱体３の温度を
基板２、および、基板２とチップサーミスタ５との間隙
を介してチップサーミスタ５に伝導されるため、抵抗発
熱体３の温度変化よりチップサーミスタ５の温度変化は
遅れる問題を有している。

【０００７】また、抵抗発熱体には、たとえばコピー紙
が直接接触するので、チップサーミスタなどの突起物を
基板の表面の抵抗発熱体には接触させて設けることがで
きない。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、基板の表面に突起物を設けることなく、抵抗発熱体
の温度変化に対応した温度を検知できる平面ヒータを提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の平面ヒー
タは、絶縁性の基板と、この基板の表面上に形成された
抵抗発熱体と、前記基板の背面側に設けられ前記抵抗発
熱体に相関して発熱する補助発熱体と、前記基板の背面
側に設けられ前記補助発熱体の温度を検知する温度検知
素子とを具備したものである。

【００１０】請求項２記載の平面ヒータは、絶縁性の基
板と、この基板の表面上に形成された抵抗発熱体と、前
記基板のこの抵抗発熱体に対応する部分の背面側に形成
された凹部と、この凹部に設けられ温度を検知する温度
検知素子とを具備したものである。

【００１１】請求項３記載の平面ヒータは、絶縁性の基
板と、この基板の表面上に形成された抵抗発熱体と、前
記基板の前記抵抗発熱体側から背面側に亙って設けられ
た貫通孔と、この貫通孔の内部に設けられ前記基板より
熱導電率の高い挿入体と、前記基板のこの挿入体の背面
側に設けられ温度を検知する温度検知素子とを具備した
ものである。

【００１２】請求項４記載の平面ヒータは、請求項３記
載の平面ヒータにおいて、挿入体は導電体で、この挿入
体と抵抗発熱体との間に絶縁体を介挿させたものであ
る。

【００１３】

【作用】請求項１記載の平面ヒータは、基板の表面上に
形成された抵抗発熱体に相関して発熱する補助発熱体を
基板の背面側に設け、この補助発熱体の温度を温度検知
素子で検知するため、基板の表面に温度検知素子を設け
ることなく、補助発熱体の温度変化により、抵抗発熱体
の温度変化を時間的に遅れることなく検知できる。

【００１４】請求項２記載の平面ヒータは、基板の表面
の抵抗発熱体に対応する部分の背面側に形成された凹部
に温度検知素子を設けたことにより、基板の厚さが薄く
なるため、抵抗発熱体の温度変化を時間的に遅れること
なく検知できる。

【００１５】請求項３記載の平面ヒータは、基板の表面
上に形成された抵抗発熱体の背面側に亙って形成された
貫通孔に、熱導電率の高い挿入体を内部に設け、この挿
入体を温度検知素子出検知するため、抵抗発熱体の温度
変化を時間的に遅れることなく検知できる。

【００１６】請求項４記載の平面ヒータは、請求項３記
載の平面ヒータにおいて、挿入体を導電体とし、挿入体
と抵抗発熱体との間に絶縁体を介挿させたため、確実に
絶縁した状態で、抵抗発熱体の温度変化を時間的に遅れ
ることなく検知できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例の定着装置を図面を
参照して説明する。

【００１８】まず、平面ヒータ11は、図１に示すよう
に、耐熱性を有するたとえばアルミナセラミックス（Ａ
ｌ₂Ｏ₃）製の大きさ約２７０mm×７mm×１mmの長形平
板の基板12上に、この基板12の長手方向に沿って通電性
のペースト材料である銀パラジウム合金（Ａｇ／Ｐｄ）
あるいは銀パラジウムに酸化ルテニウムを加えた合金
（Ａｇ／Ｐｄ＋ＲｕＯ₂）の抵抗発熱体13が厚膜ペース
トを帯状に厚膜印刷することにより約１０μｍの厚さで
形成されている。そして、抵抗発熱体13の両端には、こ
の抵抗発熱体13より幅広の電極部が形成されており、こ
れら電極部は発熱しない。また、これら電極部の表面に
は、図３に示すように、発熱抵抗体13より接触電気抵抗
を小さくするための銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）またはプラ
チナ（Ｐｔ）などの金属ペーストを印刷塗布、焼成して
電極14，14を約１０μｍの厚さで形成している。なお、
合金のパラジウムが抵抗成分となり、このパラジウムの
含有比率によって抵抗値が調節され、たとえば３４Ωに
抵抗値を設定し、１００Ｖの電圧を印加することにより
３Ａの電流を供給して、３００Ｗの発熱量を得ている。

【００１９】また、この抵抗発熱体13の表面は、図３お
よび図４に示すように、電気絶縁性の高いほう珪酸ガラ
スを主成分としたガラス質の絶縁体層15が、厚膜ペース
トを帯状に印刷塗布、焼成することにより、幅ｗ、厚さ
約１０μｍで被覆形成されている。そして、この絶縁体
層15は、たとえば３５μｍの厚さの場合に、耐電圧直流
２０００Ｖである。なお、この絶縁体層15は、電極14上
は被膜しない。

【００２０】さらに、この絶縁体層15の表面には、この
絶縁体層15の幅方向および長さ方向の全体を覆うように
電極14の近傍まで、磨耗および複写紙であるコピー紙Ｐ
との摩擦を軽減させる滑らかさの高い酸化鉛の多い鉛ガ
ラスを主成分としたガラス質のオーバコート層16が、厚
膜ペーストを帯状に印刷塗布、焼成することにより、幅
Ｗ、厚さ約１０μｍで被覆形成されている。そして、こ
のオーバコート層16は、たとえば３５μｍの厚さの場合
に、耐電圧直流１０００Ｖ〜１５００Ｖ程度であるが、
表面滑らかさは０．０２μｍ以下に小さくできる。

【００２１】また、基板12の背面側には、図２に示すよ
うに、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）またはプラチナ（Ｐｔ）
などの金属ペーストを印刷塗布、焼成して、ほぼ抵抗発
熱体13の背面に対応する位置に、中間の対抗する部分に
間隙を有する導体16a ，16bを約１０μｍの厚さで形成
している。さらに、この抵抗発熱体13の対向する部分は
導体16a ，16b より幅広の電極17a ，17b が形成されて
いる。

【００２２】そして、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）またはプ
ラチナ（Ｐｔ）などの金属ペーストを印刷塗布、焼成し
て、導体16b の両側にこの導体16b に間隙を介して、導
体18a ，18b を約１０μｍの厚さで形成している。ま
た、これら導体18a ，18b の先端間には、電極17a ，17
b 間の間隙に位置して、通電性のペースト材料である銀
パラジウム合金（Ａｇ／Ｐｄ）あるいは銀パラジウムに
酸化ルテニウムを加えた合金（Ａｇ／Ｐｄ＋ＲｕＯ₂）
の抵抗発熱体13と相関関係を有して発熱する補助発熱体
19が厚膜ペーストを厚膜印刷することにより約１０μｍ
の厚さで形成されている。なお、補助発熱体19を接続し
た導体18a ，18b および抵抗発熱体13は、図示しない制
御回路に対して直列あるいは並列に接続され、互いに対
応する電力が供給されるようになっている。

【００２３】さらに、導体16a ，16b の電極17a ，17b
には、温度検知素子としてのチップサーミスタ20の電極
20a ，20b が銀系あるいは銀パラジウム系のエポキシ接
着剤などの導電性の接着剤21にて面接触で取り付けられ
ている。なお、導体16a ，16b は、抵抗発熱体13および
補助発熱体19への電力を制御する図示しない制御回路に
接続されている。また、チップサーミスタ20は補助発熱
体19と交差しているが、間隙を介している。

【００２４】なお、チップサーミスタ20と補助発熱体19
との間には絶縁体34を介在させてもよく、また両者接触
させてもよい。

【００２５】一方、定着ローラ22は、平面ヒータ11の長
手方向に沿って回転軸23を有する加圧ローラ24の周方向
の表面に、緩衝材25および耐熱弾性材料26が積層され、
耐熱弾性材料26の表面は加圧面が形成されている。

【００２６】次に、上記実施例の動作について説明す
る。

【００２７】まず、平面ヒータ11と定着ローラ22との間
に、トナーＴを平面ヒータ11に対向させたコピー紙Ｐを
挿入し、コピー紙Ｐを平面ヒータ１のオーバコート層16
の表面に弾接させて滑りながら搬送させ、トナーＴを平
面ヒータ11でコピー紙Ｐに溶着させ、トナー像をコピー
紙Ｐに定着させている。

【００２８】また、平面ヒータ11を動作させるに際して
は、抵抗発熱体13および補助発熱体19に温度上昇に相関
関係を持たせるように電力を供給し、抵抗発熱体13およ
び補助発熱体19の双方を発熱させる。

【００２９】そして、補助発熱体13の温度上昇をチップ
サーミスタ20で検知して制御回路に出力し、この温度が
所定値以上の場合には制御回路で、抵抗発熱体13および
補助発熱体19への電力供給量を制御する。

【００３０】このように、抵抗発熱体13の温度上昇に対
応する補助発熱体19の温度をチップサーミスタ20で検知
することにより、抵抗発熱体13が設けられた基板12の表
面上には突起物を設けることなく、見掛上抵抗発熱体13
との熱的結合が大きくなるので、抵抗発熱体13の瞬時の
温度に対応した制御を行なえるので、コピー紙Ｐに悪影
響を与えることなく精度の高い制御を行なうことができ
る。

【００３１】次に、他の実施例を図５および図６を参照
して説明する。

【００３２】この実施例では、抵抗発熱体13に対応する
基板12の背面に凹部31を形成し、この凹部31間で導体16
a ，16a を延設し、この凹部31内にチップサーミスタ20
を装着したものである。

【００３３】そして、凹部31の形成に際しては、基板12
を焼成する前のグリーンシート時にプレスや研削して形
成する。また、導体16a の形成に際しては、スクリーン
印刷法による滲み、タンポン印刷あるいはディスペンサ
により行なう。さらに、接着剤21の塗布も、同様に、タ
ンポン印刷あるいはディスペンサにより行なう。

【００３４】このように、基板12に凹部31を形成してこ
の凹部31内に設けたチップサーミスタ20で温度を検知す
ることにより、抵抗発熱体13およびチップサーミスタ20
間の基板12の厚さが薄くなり、抵抗発熱体13が設けられ
た基板12の表面上には突起物を設けることなく、抵抗発
熱体13とチップサーミスタ20との熱的結合が大きくなる
ので、抵抗発熱体13の瞬時の温度に対応した制御を行な
えるので、コピー紙Ｐに悪影響を与えることなく精度の
高い制御を行なうことができる。また、基板12の背面側
の突出量も小さくすることができる。

【００３５】さらに、他の実施例を図７を参照して説明
する。

【００３６】この実施例では、抵抗発熱体13に対応する
基板12の上面と背面側との間を貫通する貫通孔32を穿設
し、この貫通孔32内に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）ある
いは導電体などの熱伝導率の高い挿入体33を充填し、こ
の挿入体33に対向してチップサーミスタ20を装着したも
のである。また、挿入体33と抵抗発熱体13との間に、抵
抗発熱体13とチップサーミスタ20との間の耐絶縁性を向
上させる絶縁体34を介挿する。

【００３７】このように、基板12に貫通孔32を形成して
この貫通孔32に挿入体33を挿入し、この挿入体33に対向
したチップサーミスタ20で温度を検知することにより、
基板12より挿入体33のほうが熱伝導率が高いので、抵抗
発熱体13が設けられた基板12の表面上には突起物を設け
ることなく、抵抗発熱体13とチップサーミスタ20との熱
的結合が大きくなるので、抵抗発熱体13の瞬時の温度に
対応した制御を行なえるので、コピー紙Ｐに悪影響を与
えることなく精度の高い制御を行なうことができる。

【００３８】なお、挿入体33が絶縁物質である場合に
は、絶縁体34を抵抗発熱体13と挿入体33との間に介在さ
せなくてもよい。

【００３９】

【発明の効果】請求項１記載の平面ヒータによれば、基
板の表面上に形成された抵抗発熱体に相関して発熱する
補助発熱体を基板の背面側に設け、この補助発熱体の温
度を温度検知素子で検知するため、基板の表面に温度検
知素子を設けることなく、補助発熱体の温度変化によ
り、抵抗発熱体の温度変化を時間的に遅れることなく検
知できる。

【００４０】請求項２記載の平面ヒータによれば、基板
の表面の抵抗発熱体に対応する部分の背面側に形成され
た凹部に温度検知素子を設けたことにより、基板の厚さ
が薄くなるため、抵抗発熱体の温度変化を時間的に遅れ
ることなく検知できる。

【００４１】請求項３記載の平面ヒータによれば、基板
の表面上に形成された抵抗発熱体の背面側に亙って形成
された貫通孔に、熱導電率の高い挿入体を内部に設け、
この挿入体を温度検知素子出検知するため、抵抗発熱体
の温度変化を時間的に遅れることなく検知できる。

【００４２】請求項４記載の平面ヒータによれば、請求
項３記載の平面ヒータにおいて、挿入体を導電体とし、
挿入体と抵抗発熱体との間に絶縁体を介挿させたため、
確実に絶縁した状態で、抵抗発熱体の温度変化を時間的
に遅れることなく検知できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の平面ヒータの一部を示す断
面図である。

【図２】同上平面ヒータを示す背面図である。

【図３】同上平面ヒータの一部を切り欠いた平面図であ
る。

【図４】同上平面ヒータを用いた定着装置を示す説明図
である。

【図５】同上他の実施例の平面ヒータの一部を示す断面
図である。

【図６】同上平面ヒータを示す背面図である。

【図７】同上また他の実施例の平面ヒータの一部を示す
断面図である。

【図８】従来例の平面ヒータの一部を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

11 平面ヒータ 12 基板 13 抵抗発熱体 19 補助発熱体 20 温度検知素子としてのチップサーミスタ 31 凹部 32 貫通孔 33 挿入体 34 絶縁体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性の基板と、この基板の表面上に形成された抵抗発熱体と、前記基板の背面側に設けられ前記抵抗発熱体に相関して
発熱する補助発熱体と、前記基板の背面側に設けられ前記補助発熱体の温度を検
知する温度検知素子とを具備したことを特徴とする平面
ヒータ。
【請求項２】絶縁性の基板と、この基板の表面上に形成された抵抗発熱体と、前記基板のこの抵抗発熱体に対応する部分の背面側に形
成された凹部と、この凹部に設けられ温度を検知する温度検知素子とを具
備したことを特徴とする平面ヒータ。
【請求項３】絶縁性の基板と、この基板の表面上に形成された抵抗発熱体と、前記基板の前記抵抗発熱体側から背面側に亙って設けら
れた貫通孔と、この貫通孔の内部に設けられ前記基板より熱導電率の高
い挿入体と、前記基板のこの挿入体の背面側に設けられ温度を検知す
る温度検知素子とを具備したことを特徴とする平面ヒー
タ。
【請求項４】挿入体は導電体で、この挿入体と抵抗発熱体との間に絶縁体を介挿させたこ
とを特徴とする請求項３記載の平面ヒータ。