JPH08227239A - 熱定着装置 - Google Patents

熱定着装置

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JPH08227239A
JPH08227239A JP33166895A JP33166895A JPH08227239A JP H08227239 A JPH08227239 A JP H08227239A JP 33166895 A JP33166895 A JP 33166895A JP 33166895 A JP33166895 A JP 33166895A JP H08227239 A JPH08227239 A JP H08227239A
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JP
Japan
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ptc thermistor
heat
fixing device
ptc
thermistor heater
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JP33166895A
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English (en)
Inventor
Koichi Matsuzaki
幸一 松崎
Takao Uchida
隆雄 内田
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Data Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 PTCサーミスタヒータを使用した熱定着装
置において、PTCサーミスタヒータ自体の製造を容易
にするとともに、定着効率を向上する。 【解決手段】 複数のPTCサーミスタヒータ4を絶縁
性の熱伝導体のセラミック板3に隙間無く並べて接着す
る。PTCサーミスタヒータ4の側部に通電用の電極
5、6を固着する。PTCサーミスタヒータ4の熱はセ
ラミック板3に均一に伝わる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真記録装置
で使用される熱定着装置に関し、特に熱源として正特性
(PTC:Positive Temperature Coefficient)サーミ
スタヒータを使用する熱定着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、熱源としてPTCサーミスタヒー
タを使用する熱定着装置については、例えば特開平4−
67081号公報あるいは特開平4−166966号公
報に開示されている。これらの文献に記載されているよ
うに、PTCサーミスタヒータは、ヒータ自体が一定の
温度を保つように動作するもので、これを熱定着装置に
使用することにより、定着温度の立上がり時間を短縮す
ることが可能になるとともに、温度制御のための温度検
出センサや制御装置が不要になるという利点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記文献
に開示される熱定着装置には次に述べる問題があった。
まず特開平4−67081号公報に記載される装置で
は、PTCサーミスタヒータは厚さ1.5mm、幅6mm、
長さ240mmというサイズになっているが、このような
長いPTCサーミスタヒータを製造するのは極めて困難
で、実現可能としても製造コストの極めて高いものにな
る。また特開平4−166966号公報に記載される装
置においては、小さいサイズのPTCサーミスタヒータ
が5mmの間隔を空けて配設してある。それ故、PTCサ
ーミスタヒータ単体では均一な温度が得られるが、実際
の使用環境下では5mmの間隔部分で温度が落ち込むこと
になる。この現象は特に連続動作で印字媒体を定着させ
ている際に発生し、定着ムラのスジを生ずるおそれがあ
る。
【0004】即ち、PTCサーミスタヒータを使用した
熱定着装置において、PTCサーミスタヒータの製造が
簡単で、しかも定着ムラの発生しない装置が望まれてい
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、正特性サーミスタヒータに通電して発熱さ
せ、その熱により未定着トナーをトナー支持体に定着す
る熱定着装置において、前記正特性サーミスタヒータを
複数個固着して形成し、トナー支持体の幅を有する絶縁
性熱伝導体を設け、通電用電極を全正特性サーミスタヒ
ータに亘ってその両側に配設したものである。
【0006】上記構成の本発明によれば、正特性サーミ
スタヒータが複数個絶縁性熱伝導体に固着される。した
がって正特性サーミスタヒータが小さく製造できるとと
もに、絶縁性熱伝導体を設けたので、正特性サーミスタ
ヒータの熱がトナー支持体の幅全体に亘って均一にな
る。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にしたがって説明する。なお各図面に共通する要素には
同一の符号を付す。図1は第1の発明の実施の形態のP
TCアッセンブリを示す平面図、図2は第1の発明の実
施の形態のPTCアッセンブリを示す側面図、図3は第
1の発明の実施の形態の熱定着装置を示す断面図であ
る。
【0008】図1〜図3において、第1の実施の形態の
熱定着装置1には、PTCアッセンブリ2が設けられ
る。PTCアッセンブリ2は、セラミック板3上に複数
のPTCサーミスタヒータ4が配設されて成る。セラミ
ック板3はアルミナ(Al2 3 )から成り、電気的絶
縁体で、熱の良導体である。セラミック板3の長さL1
は印刷媒体P(A4サイズ)の横幅よりやや長い220
mm、幅W1は10mmで、厚さT1は1mmとなっている。
PTCサーミスタヒータ4は、セラミック板3の長さ方
向に一列に間隔をあけないで接着剤で固着されている。
使用する接着剤は、高温に耐え、しかも熱伝導性のよい
ものがよく、例えば東芝シリコン製のTSE3280−
Gがよい。1つのPTCサーミスタヒータ4は、長さL
2が30mm、幅W2が6mmで、厚さT2は4mmであり、
量産性可能な大きさとなっている。本実施の形態では、
PTCサーミスタヒータ4を7個固着している。
【0009】PTCサーミスタヒータ4の側部には、P
TCサーミスタヒータ4全体に亘って電極5、6が固着
されている。電極5、6は高温ハンダによりPTCサー
ミスタヒータ4に接続され、各電極5、6の一端5a、
6aは、図1、図2に示すように、PTCサーミスタヒ
ータ4およびセラミック板3から突出している。この一
端5a、6aに図示しないリード線が接続されており、
通電できるようになっている。
【0010】図3において、PTCアッセンブリ2は円
筒状の支持体7に支持されている。支持体7には、切り
欠き部8が形成され、この切り欠き部8にPTCアッセ
ンブリ2がセラミック板3を下側にして取付けられる。
支持体7の周囲には、金属性フィルム9が巻かれてお
り、この金属性フィルム9は図示しない駆動手段により
回転可能になっている。PTCアッセンブリ2のセラミ
ック板3は、この金属性フィルム9に接触している。金
属性フィルム9としては、熱伝導性がよくしかも離型性
のよい材質が選択される。
【0011】支持体7に対向してバックアップローラ1
0が配設され、バックアップローラ10は軸11を中心
に回転可能で、図示しない押圧手段により支持体7方向
に押圧されている。バックアップローラ10と支持体7
の間に、トナー像を転写されたトナー支持体としての印
刷媒体Pが搬送される。
【0012】次に第1の実施の形態の動作を説明する。
図示しない電源により電極5、6に通電すると、PTC
サーミスタヒータ4が発熱する。本実施の形態では、印
刷媒体Pに加える適正温度が150度である場合、セラ
ミック板3での熱の損失を約5度として、商用電源(1
00V)の印加により、キュリー温度が155度となる
PTCサーミスタヒータ4を使用している。
【0013】図4は第1の実施の形態の動作時の温度分
布を示す説明図である。図4はセラミック板3の温度を
計測した値を示すもので、この図に実線で示すように、
セラミック板3の両端3a、3bを除いて、セラミック
板3のほぼ全長に亘って均一に約150度の温度が得ら
れる。
【0014】この温度により印刷媒体P上のトナー像が
熱溶融され、印刷媒体Pに定着される。印刷媒体Pは金
属性フィルム9とバックアップローラ10の回転により
搬送され、トナー像は次々にセラミック板3の熱により
熱溶融されて印刷媒体Pに定着される。
【0015】以上のように第1の実施の形態によれば、
PTCサーミスタヒータ4自体のキュリー温度のバラツ
キが±5度で、実際のPTCサーミスタヒータ4の表面
温度のバラツキが±10度近くあるのであるが、PTC
サーミスタヒータ4をセラミック板3に隙間無く固着し
たので、このセラミック板3で温度が均一化され、セラ
ミック板3の表面温度のバラツキが±2度以内に抑える
ことができる。またセラミック板3の表面温度の均一化
により、連続した印刷動作時にも温度の落ち込みがな
く、安定した定着を行なうことができる。
【0016】さらに、PTCサーミスタヒータ4より幅
の広い(W1>W2)セラミック板3の幅W1全体に亘
って熱が均一に加わるので、金属性フィルム9を介した
セラミック板3と印刷媒体Pとの接触幅(ニップ幅)が
広くなり、より優れた定着効果が期待できる。
【0017】次に第2の実施の形態を説明する。図5は
本発明の第2の実施の形態のPTCアッセンブリを示す
平面図、図6は第2の実施の形態のPTCアッセンブリ
を示す側面図である。第2の実施の形態のPTCアッセ
ンブリは、中央部のPTCサーミスタヒータを両端のP
TCサーミスタヒータよりも小さくしたものである。
【0018】図5、図6において、第2の実施の形態の
PTCアッセンブリ21では、セラミック板3に複数の
PTCサーミスタヒータ4が接着されている。このう
ち、中央部のPTCサーミスタヒータ4−2〜4−6
は、両端のPTCサーミスタヒータ4−1、4−7より
その幅が小さくなっている。両端のPTCサーミスタヒ
ータ4−1、4−7の幅W2が6mmであるのに対し、中
央部のPTCサーミスタヒータ4−2〜4−6の幅W3
は4mmとなっている。そして取付位置は、図5に示すよ
うに、印刷媒体Pの搬送方向Hに対して下流側で揃える
ようにし、上流側で段差を設けるようにしている。各P
TCサーミスタヒータ4には、第1の実施の形態と同様
に、電極5、6が高温ハンダにより固着されている。
【0019】各PTCサーミスタヒータ4のキュリー温
度は、第1の実施の形態と同様に、商用電源(100
V)の印加で155度である。いま商用電源を印加して
連続印刷動作を行なった場合、セラミック板3の長さ方
向の温度分布は、図4に実線で示すようになる。ただ
し、図4に実線で示す温度分布が現れるのは、中央部の
PTCサーミスタヒータ4−2〜4−6の幅方向の中心
で計測した場合である。
【0020】印刷動作時のセラミック板3の幅方向の温
度分布を図7に示す。図7に実線で示す温度分布は、両
端のPTCサーミスタヒータ4−1、4−7の長さ方向
中央部の温度分布であり、点線で示す温度分布は、中央
部のPTCサーミスタヒータ4−2〜4−6の長さ方向
中央部の温度分布である。
【0021】第2の実施の形態は以上のような温度分布
を示すので、両端のPTCサーミスタヒータ4−1、4
−7によりセラミック板3の両端部が印刷媒体Pの搬送
方向で長く高温(150度)が維持されるので、PTC
サーミスタヒータ4の全体の長さを印刷媒体Pの幅程度
まで小さくしても、定着効率の低下を防ぐことが可能で
ある。即ち、定着効率を低下させることなくPTCアッ
センブリ21の小型化が可能である。
【0022】次に第3の実施の形態について説明する。
図8は第3の実施の形態を示す分解斜視図、図9は第3
の実施の形態の電極を示す断面図である。図8におい
て、ホルダー31は、耐熱温度が約200度Cのガラス
入りPPS(ポリフェニレンサルファイド)を主成分と
して製造されたもので、軸方向の長さは印刷媒体の幅よ
りやや長くなっている。具体的には、印刷媒体をA4サ
イズと想定して、233.5mmとしてある。ホルダー3
1には凹部32が形成され、ここにPTCアッセンブリ
が取付けられる。
【0023】第3の実施の形態のPTCアッセンブリ3
3はPTCサーミスタヒータ34および電極35、36
より構成される。PTCサーミスタヒータ34は、前記
実施の形態と同様に、複数個固着したものから成ってお
り、各PTCサーミスタヒータ34の中央部には電極部
37が設けられている。電極部37はニッケルをベース
にして銀で形成され、ここに商用電源が印加されること
によりPTCサーミスタヒータ34が発熱する。
【0024】電極35と電極36は対称に形成され、そ
れぞれ羽部38、39とバネ部40、41を有してい
る。羽部38、39は、PTCアッセンブリ33をホル
ダー31に取付けた状態で、印刷媒体Pに対向する平面
となっている。またバネ部40、41は、図9に示すよ
うに、電極35、36の垂直部35a、36aの一部を
切り起こすことにより形成されている。固着したPTC
サーミスタヒータ34とこれを両側から電極35、36
で挟んだ状態でPTCアッセンブリ33をホルダー31
の凹部32に嵌入する。このときバネ部40、41はP
TCサーミスタヒータ34の電極部37に接触し、通電
可能になる。図10にPTCアッセンブリ33を嵌入し
た状態を示す。図10は第3の実施の形態を示す断面図
である。
【0025】本実施の形態においては、PTCサーミス
タヒータ34の厚みを2.5mm、バネ部40、41の厚
みを0.6mmとし、ホルダー31の凹部32の幅を3.
0mmとしているので、嵌入時にはPTCサーミスタヒー
タ34はバネ部40、41で押しつけられ、ホルダー3
1から脱落するようなことはない。またバネ部40、4
1と電極部37が完全に接触した状態に保持される。
【0026】図11は第3の実施の形態の熱定着装置を
示す断面図である。PTCアッセンブリ33を備えたホ
ルダー31の周囲には、ポリイミドフィルム9が被覆し
てある。ホルダー31に対向してバックアップローラ1
0が回転可能に配設されている。また電極35、36の
羽部38、39は印刷媒体Pに対向する向きになってい
る。なお、ポリイミドフィルム9の代りに、内部を非導
電処理した金属性フィルムを用いて被覆してもよい。
【0027】上記構成の第3の実施の形態において、商
用電源はヒューズ入りのスイッチを通してコンセントか
ら直接電極35、36に接続されている。電極35、3
6の端部に商用電源(100V)を印加すると、長さ方
向に均一の温度分布が得られ、連続印刷動作においても
温度の落ち込みがなく、安定した定着率が得られる。ま
た電源を印加するとPTCサーミスタヒータ34は全体
から発熱するが、電極35、36が金属でできているの
で、PTCサーミスタヒータ34の側部から熱が電極3
5、36へ伝達される。これにより、印刷媒体Pに対す
る発熱部がPTCサーミスタヒータ34の幅だけでなく
羽部38、39へも広がり、発熱量および発熱面積が増
加する。
【0028】図11に示すように、定着装置に搬送され
てくる印刷媒体Pは、ホルダー31とバックアップロー
ラ10の接触点に突入するのでなく、まず先端がホルダ
ー31に突き当たる。そしてポリイミドフィルム9に接
触しながらホルダー31とバックアップローラ10の接
触点に突入する。印刷媒体Pがポリイミドフィルム9に
接触しながら移動するとき、電極35の羽部38により
印刷媒体Pがある程度暖められる。これにより所謂プレ
ヒート効果が得られ、定着率の向上が期待できる。
【0029】本発明は上記各実施の形態に限定されるも
のではなく、種々の変形が可能である。例えば、第1、
第2の実施の形態において、PTCサーミスタヒータ4
とセラミック板3との接着およびPTCサーミスタヒー
タ4と電極5、6との接続の両方を、導電性の接着剤で
一度に行なうようにしてもよい。高温に耐え、しかも導
電性の接着剤の例としては、日本エイブルスティック製
のエイブルボンド71−1(商標)が適当である。こう
すると、セラミック板3にPTCサーミスタヒータ4を
接着するのとPTCサーミスタヒータ4に電極5、6を
接着するのが一度に完了するので、製造工程が簡単にな
る効果がある。
【0030】また他の変形例として、両端のPTCサー
ミスタヒータ4−1、4−7のキュリー温度を中央部の
PTCサーミスタヒータ4−2〜4−6のキュリー温度
より高くしても良い。この場合例えば約10度ほど高く
する。このようにして商用電源を印加すると、セラミッ
ク板3の表面温度は、図3に点線で示すように、両側が
高くなり、中央部は150度のほぼ均一な分布が得られ
る。しかしながら実際の印刷動作においては、セラミッ
ク板3の両側部は放熱効果が高いのでこの部分における
熱のロスも大きくなり、結果的にはセラミック板3の全
長に亘ってほぼ均一に150度程度の温度分布が得られ
ることになる。
【0031】即ちこの変形例においては、前記第2の実
施の形態と同様に、セラミック板3の両側部の熱のロス
を考慮する必要がなくなるので、セラミック板3の長さ
L1を印刷媒体Pの幅より長くする必要がなく、印刷媒
体の幅あるいは印刷媒体の印刷領域幅とほぼ同じ長さに
することが可能になり、PTCアッセンブリを小型化す
ることが可能である。同時にこの変形例では、印刷媒体
の両側端の定着効果の低下を防ぐことができる。また、
この変形例と前記第2の実施の形態を組み合わせて、両
端のPTCサーミスタヒータの幅とキュリー温度を他の
PTCサーミスタヒータと異ならせることにより、セラ
ミック板の両端の定着効果は一段と高められる。
【0032】さらに他の変形例として、セラミック板3
の代わりに他の部材を用いてもよい。絶縁性の熱伝導体
であれば、例えば金属の薄板にフィルムを貼付したもの
でもよい。またPTCサーミスタヒータ4単体の大きさ
も、前記各実施の形態のものに限定される訳ではなく、
種々の大きさでかまわない。ただし量産性可能な大きさ
であることが望ましい。
【0033】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、複数のPTCサーミスタヒータを絶縁性の熱伝導体
に固着したので、PTCサーミスタヒータ自体を小さく
製造することができ、製造が容易になる。またPTCサ
ーミスタヒータの熱が熱伝導体により均一化されるの
で、温度の落ち込みがなく、定着ムラが発生せず、良好
な定着効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態のPTCアッセンブ
リを示す平面図である。
【図2】第1の実施の形態のPTCアッセンブリを示す
側面図である。
【図3】第1の実施の形態の熱定着装置を示す断面図で
ある。
【図4】第1の実施の形態の動作時の温度分布を示す説
明図である。
【図5】第2の実施の形態のPTCアッセンブリを示す
平面図である。
【図6】第2の実施の形態のPTCアッセンブリを示す
側面図である。
【図7】第2の実施の形態の動作時の温度分布を示す説
明図である。
【図8】第3の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図9】第3の実施の形態の電極を示す側面図である。
【図10】第3の実施の形態を示す断面図である。
【図11】第3の実施の形態の熱定着装置を示す断面図
である。
【符号の説明】
1 熱定着装置 2 PTCアッセンブリ 3 セラミック板 4 PTCサーミスタヒータ 5、6 電極 P 印刷媒体

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正特性サーミスタヒータに通電して発熱
    させ、その熱により未定着トナーをトナー支持体に定着
    する熱定着装置において、 前記正特性サーミスタヒータを複数個固着し、トナー支
    持体の幅を有する絶縁性熱伝導体を設け、 通電用電極を全正特性サーミスタヒータに亘ってその両
    側に配設したことを特徴とする熱定着装置。
  2. 【請求項2】 前記絶縁性熱伝導体をトナー支持体側に
    配設した請求項1記載の熱定着装置。
  3. 【請求項3】 長手方向両側の正特性サーミスタヒータ
    のキュリー温度を中央部の正特性サーミスタヒータのキ
    ュリー温度より高くした請求項1または2記載の熱定着
    装置。
  4. 【請求項4】 長手方向両側の正特性サーミスタヒータ
    の幅を中央部の正特性サーミスタヒータの幅より広くし
    た請求項1または2記載の熱定着装置。
  5. 【請求項5】 正特性サーミスタヒータに通電して発熱
    させ、その熱により未定着トナーをトナー支持体に定着
    する熱定着装置において、 前記正特性サーミスタヒータを複数個固着し、 前記トナー支持体の幅を有し、前記固着した正特性サー
    ミスタヒータを両側から挟んでこの正特性サーミスタヒ
    ータに通電を行なう電極を設けたことを特徴とする熱定
    着装置。
  6. 【請求項6】 前記電極は、トナー支持体に対向する対
    向面を有する請求項5記載の熱定着装置。
JP33166895A 1994-12-21 1995-12-20 熱定着装置 Withdrawn JPH08227239A (ja)

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JP6-318051 1994-12-21
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007316540A (ja) * 2006-05-29 2007-12-06 Ricoh Co Ltd 定着装置及び画像形成装置
JP2008134307A (ja) * 2006-11-27 2008-06-12 Canon Inc 像加熱装置
JP2021110865A (ja) * 2020-01-14 2021-08-02 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 定着装置、画像形成装置

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