JPH10189218A - 加熱体、加熱装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の抵抗発熱体形成面と反対側の面に、基
板補強部材を具備させることによって加熱体自身の屈折
強度を増し、抵抗発熱体への過大な電力供給時等、熱ス
トレスによる加熱体破損を防止すること。 【解決手段】 基板１２の片面側に抵抗発熱体１３ａ，
１３ｂを形成具備させた加熱体１０において、該基板１
２の他方面側に基板補強部材２５を具備させたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に抵抗発熱体
を形成具備させた加熱体、該加熱体で被加熱体を加熱す
る加熱装置、該加熱装置で未定着画像を加熱定着する画
像形成装置、例えば電子写真プロセスや静電記録プロセ
ス、磁気記録プロセスを用いた画像形成装置、これらの
プロセスにおいて、未定着トナー像を被記録材に永久固
着させるための加熱定着装置として用いられる加熱装
置、そして、該加熱装置において被記録材の加熱をオン
デマンドに行うセラミックヒータ等の加熱体、に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機・プリンタ等の画像形成装
置における加熱装置としては熱ローラ方式が多く使われ
てきた。この方式は、ハロゲンヒータ等の内蔵熱源によ
り所定の加熱温度に維持させた加熱ローラ（定着ロー
ラ）と、これに圧接させた弾性加圧ローラとの圧接ニッ
プ部（定着ニップ部）に被記録材を導入して挟持搬送さ
せることで加熱ローラの熱で被記録材面の未定着画像を
加熱定着させるものである。

【０００３】しかしこの熱ローラ方式の画像加熱定着装
置としての加熱装置は、いつでもすぐに画像出力がなさ
れるようにするために加熱ローラの温度を常時高温に維
持しておかなければならず、そのために消費エネルギー
が大きく、また待機中も機内に熱を放出するため機内昇
温の問題も発生していた。また電源を投入してから加熱
ローラが被加熱材としての被記録材を加熱するのに適し
た所定温度に昇温するまでにかなりの待ち時間を要す
る。

【０００４】最近では、フィルム加熱方式の加熱装置が
提案され、実用化されている。この加熱装置は、被加熱
材を加熱体に耐熱フィルムを介して密着させ、加熱体と
耐熱フィルムとを相対移動させて加熱体の熱を耐熱フィ
ルムを介して被加熱材へ与える方式・構成のものであ
り、未定着トナー画像を、そのトナー画像が担持されて
いる被記録材面に永久固着画像として加熱定着させる手
段として活用できる。

【０００５】図１１はフィルム加熱方式の加熱装置（画
像加熱定着装置）の一例の要部の拡大横断面模型図であ
る。また、図１２は該加熱装置に具備された加熱体の一
部切欠き平面模型図である。

【０００６】１０は加熱体であり、ヒータ基板１２、該
ヒータ基板１２の片面側に形成した抵抗発熱体（通電発
熱体）パターン１３ａ・１３ｂ、導電パターン２３、２
つの給電電極パターン２１・２２、抵抗発熱体パターン
１３ａ・１３ｂを被覆した表面保護層１１等よりなる。

【０００７】ヒータ基板１２は、耐熱性フィルム１５、
被加熱材としての被記録材Ｐの搬送・移動方向Ａに対し
て直交する方向を長手とする横長・薄肉の形状を有して
いる。

【０００８】抵抗発熱体パターン１３ａ・１３ｂは、例
えば、銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）・Ｔａ２Ｎ等の電気
抵抗材料ペースト（抵抗ペースト）を例えば厚さ１０μ
ｍ、幅１ｍｍの細帯状にセラミック基材面長手に沿って
略平行にスクリーン印刷等により塗工し焼成することで
形成したものである。２つの給電電極パターン２１・２
２はセラミック基材１２の一端部側に並べて具備させて
ある。

【０００９】そして、抵抗発熱体パターン１３ａ・１３
ｂの一端部側は上記２つの給電電極パターン２１・２２
の夫々と導電パターン２３を介して導通させてある。ま
た抵抗発熱体パターン１３ａと抵抗発熱体パターン１３
ｂの他端部は互いに導通させてある。

【００１０】上記導電パターン２３、２つの給電パター
ン２１・２２はいずれもＡｇ等の導電材料ペーストをス
クリーン印刷等によりセラミック基材１２の面にパター
ン塗工し焼成することで形成したものである。

【００１１】この加熱体１０を、抵抗発熱体パターン１
３ａ・１３ｂを形成した面側を下向きにして露呈させ、
剛性・断熱性を有する加熱体ホルダ（ステイ）１６に保
持させて固定配設している。

【００１２】この加熱体１０は給電電極パターン２１・
２２に不図示の給電回路から給電することにより抵抗発
熱体パターン１３ａ・１３ｂが長手全長にわたって発熱
することで昇温し、その昇温が温度検知素子１４で検知
され、その検知温度が不図示の温度制御回路へフィード
バックされて加熱体１０の温度が所定の温度に維持され
るように抵抗発熱体パターン１３ａ・１３ｂへの通電が
制御される。

【００１３】１５は、例えば厚さ３０μｍ〜１００μｍ
程度のポリイミド等の耐熱性フィルム、１７は該耐熱性
フイルム１５を加熱体１０のフィルム摺動面である表面
保護層１１面に圧接する加圧部材としての加圧ローラで
ある。

【００１４】耐熱性フィルム１５は、この加圧ローラ１
７により加熱体１０に圧接され、不図示の駆動手段によ
り、或は加圧ローラ１７を駆動手段として該加圧ローラ
１７の回転駆動力により、矢印Ａ方向に所定速度で加熱
体１０面（表面保護層１１面）に接触摺動しながら移動
する。

【００１５】抵抗発熱体パターン１３ａ・１３ｂに対す
る通電により加熱体１０を所定温度に昇温させ、また、
耐熱性フィルム１５を加熱体１０に摺動させた状態にお
いて、耐熱性フィルム１５を挟んで形成される、加熱体
１０と加圧ローラ１７との圧接ニップ部（定着ニップ
部）Ｎの耐熱性フィルム１５と加圧ローラ１７との間
に、被加熱材としての画像定着すべき被記録材Ｐを導入
して耐熱性フィルム１５と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持
搬送させることにより、加熱体の熱を耐熱性フィルム１
５を介して被記録材Ｐに付与して該被記録材Ｐ上の未定
着トナー画像Ｔを被記録材Ｐ面に加熱定着するものであ
る。定着ニップ部Ｎを通った被記録材Ｐは耐熱性フィル
ム１５の面から分離されて搬送される。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような装置にお
いて、加熱体に過大な電力を供給した場合、該加熱体が
急激に上昇するため、加熱体の基材であるセラミック基
材の内部で大きな温度差が生じ、基材強度を超える熱ス
トレスが加わることで加熱体が破損するという問題が生
じることがあった。

【００１７】また、被加熱材として封筒のような小サイ
ズ紙を通紙した場合、通紙部分では加熱体の熱が耐熱性
フィルムを介して被加熱材に供給されるが、非通紙部分
では該熱が被加熱材に供給されないので放熱量が少なく
なっている。しかしながら、加熱体は長手全域にわたっ
て均一に発熱しているため、通紙部分を所定の温度に保
つように制御すると放熱量の少ない非通紙部分では過剰
に昇温してしまい、通紙部分と被通紙部分とで温度差が
生じる。更に非通紙部分における通紙部との境界付近で
は、被加熱材の厚みにより加圧ローラ表面がフィルム面
からういて、定着ニップ部Ｎの面積が通紙部に比較して
小さくなり、加圧ローラに奪われる熱が少なくなるの
で、この部分で特に昇温し、他の部分との温度差が著し
くなる。

【００１８】また、小サイズ紙としての被加熱材が重送
されたり、電力供給が過大となった場合には上記の温度
差は大きくなり、加熱体ホルダが溶解したり、基材強度
を超える熱ストレスが加わることで加熱体が破損すると
いう問題が発生することがあった。

【００１９】また、トライアックの故障や温度ヒューズ
の不良によって、温調制御が不能になった場合、過昇温
に伴う熱ストレスによってセラミック基材が割れてしま
うことがあるが、このときセラミック基板が不特定に割
れてしまうと、割れ方によっては、温度検出素子の通電
パターンのみが遮断され、温度制御されないまま抵抗発
熱体への給電が継続されてしまうことがある。また、該
割れにより、発熱を促す一次系ＡＣと所要温度に制御す
る二次系ＤＣの絶縁耐圧を満足することができなくな
り、時には本体に漏れた電流によって二次系回路を破壊
してしまう等の副次的な損害を生じさせる可能性があっ
た。

【００２０】そこで本発明は、基板の抵抗発熱体形成面
と反対側の面に、基板補強部材を具備させることによっ
て加熱体自身の屈折強度を増大し、抵抗発熱体への過大
な電力供給時等、熱ストレスによる加熱体破損を防止す
ることを目的としている。

【００２１】また、基板の抵抗発熱体形成面と反対側の
面に、良熱伝導性を有する基板補強部材を具備させるこ
とによって、加熱体内の温度差を短時間で緩和し、熱ス
トレスによる加熱体破損や部分的な過昇温を防止するこ
とを目的としている。

【００２２】また、基材の破損箇所を特定し、加熱体破
損時の損害を最小限に抑えることを目的としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】

（１）基板の片面側に抵抗発熱体を形成具備させた加熱
体において、該基板の他方面側に基板補強部材を具備さ
せたことを特徴とする加熱体。

【００２４】（２）基板の片面側に、抵抗発熱体を形成
具備させ、該基板の他方面側に温度検知素子と該温度検
知素子の通電路とを形成具備させた加熱体において、前
記温度検知素子形成面の少なくとも該温度検知素子及び
通電路を覆う範囲に基板補強部材を具備させたことを特
徴とする加熱体。

【００２５】（３）前記基板補強部材は、前記基板以上
の強度、弾性、延性、塑性のいずれか或いはそれらの組
み合わせを有していることを特徴とする（１）又は
（２）に記載の加熱体。

【００２６】（４）前記基板補強部材は、前記基板以上
の良熱伝導性、良断熱性の何れかを有していることを特
徴とする（１）乃至（３）の何れか１つに記載の加熱
体。

【００２７】（５）前記基板補強部材が、前記基板以上
の良熱伝導性を有しており、前記基板の基板補強部材形
成面上において、小サイズの被加熱材を通紙した場合の
通紙部に対応する位置から非通紙部に対応する位置にか
けて、該基板補強部材を設けたことを特徴とする（１）
乃至（３）の何れか１つに記載の加熱体。

【００２８】（６）前記基板補強部材は基板長手方向と
直交する幅方向において、０．１ｍｍ以上の任意の幅寸
法で形成されていることを特徴とする（１）乃至（５）
の何れか１つに記載の加熱体。

【００２９】（７）前記基板補強部材は基板長手方向に
おいて、１．０ｍｍ以上の任意の長さで形成されている
ことを特徴とする（１）乃至（６）の何れか１つに記載
の加熱体。

【００３０】（８）前記基板補強部材は１．０μｍ以上
の任意の厚さで形成されていることを特徴とする（１）
乃至（７）の何れか１つに記載の加熱体。

【００３１】（９）前記基板補強部材は、物性の異なる
複数種の部材を用いて複数カ所に設けられていることを
特徴とする（１）乃至（８）の何れか１つに記載の加熱
体。

【００３２】（１０）前記基板がセラミックであること
を特徴とする（１）乃至（９）の何れか１つに記載の加
熱体。

【００３３】（１１）被加熱材を加熱する加熱体とし
て、前記（１）乃至（１０）の何れか１つに記載の加熱
体を備えたことを特徴とする加熱装置。

【００３４】（１２）被加熱材を耐熱性フィルムを介し
て加熱体に密着させ、加熱体の熱を耐熱性フィルムを介
して被加熱材に与える加熱装置であり、該加熱体が前記
（１）乃至（１０）の何れか１つに記載の加熱体である
ことを特徴とする加熱装置。

【００３５】（１３）加熱体と加圧ローラとの間に耐熱
性フイルムを挟ませて加熱ニップ部を形成させ、該加熱
ニップ部の耐熱性フィルムと加圧ローラとの間に被加熱
材を導入して耐熱性フィルムと一緒に加熱ニップ部を挟
持搬送させて被加熱材を熱処理する加熱装置であり、該
加熱体が前記（１）乃至（１０）の何れか１つに記載の
加熱体であることを特徴とする加熱装置。

【００３６】（１４）被加熱材が顕画剤画像を担持した
記録媒体であり、該記録媒体に加熱体からの熱を付与し
て該顕画剤画像の熱処理を行うことを特徴とした（１
１）乃至（１３）の何れか１つに記載の加熱装置。

【００３７】（１５）記録媒体に未定着画像を形成する
画像形成手段と、この未定着画像を記録媒体に熱定着さ
せる画像加熱定着手段を有し、該画像加熱定着手段が前
記（１１）乃至（１４）の何れか１つに記載の加熱装置
であることを特徴とする画像形成装置。

【００３８】〈作用〉そこで本発明は、基板の抵抗発熱
体形成面と反対側の面に、基板補強部材を具備させるこ
とによって加熱体自身の屈折強度を増大し、抵抗発熱体
への過大な電力供給等での熱ストレスによる加熱体破損
を防止している。

【００３９】また、基板の抵抗発熱体形成面と反対側の
面に基材以上の良熱伝導性を有する基板補強部材を具備
させることによって、加熱体内の温度差を短時間で緩和
し、熱ストレスによる加熱体破損や部分的な過昇温を防
止している。

【００４０】また、基板補強部材を形成する領域を限定
したり、厚みや形状、物性に変化をつけることで、加熱
体自体の強度分布を制御し、基材の破損箇所を特定して
加熱体破損時の損害を最小限に抑えている。

【００４１】

【発明の実施の形態】 〈実施形態例１〉 １．加熱装置の概略構成 図１は本発明に基づくフィルム加熱方式の加熱装置の概
略構成模型図を示している。

【００４２】同図において、１０は熱容量の小さな加熱
体（セラミックヒータ）、１５は円筒状の耐熱性フィル
ムであり、例えば厚さ３０μｍ〜１００μｍ程度のポリ
イミド等よりなっている。１６は液晶ポリマーや、フェ
ノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等により形成された加熱
体ホルダーであり、加熱体１０を保持すると共に、フィ
ルム１５を外嵌され、該フィルム１５の移動を案内する
フィルムガイドとしても機能している。

【００４３】１７は芯金１７ａの外周に弾性層１２ｂが
設けられた加圧ローラであり、フィルム１５を挟み加熱
体１０に対して圧接されて圧接ニップ部（加熱ニップ
部）Ｎを形成している。

【００４４】この加圧ローラ１７は駆動手段１８により
矢印Ａ方向（図中時計方向）に回転駆動される。該加圧
ローラ１７の回転駆動により、該加圧ローラ１７と耐熱
性フィルム１５の外面との摩擦力で該耐熱性フィルム１
５に回転力が作用して、該耐熱性フィルム１５が加熱体
１０を保持した加熱体ホルダ１６の外回りを矢印Ａ方向
（加熱体１０の幅方向）に回転する。

【００４５】そして該耐熱性フィルム１５の回転駆動と
共に、加熱体１０に対する通電により加熱体１０が所定
の温度に昇温され、該耐熱性フィルム１５と加圧ローラ
１７との間の定着ニップ部Ｎに、被加熱材である未定着
トナー像Ｔを担持した被記録材Ｐが投入されることで、
加熱体１０の熱が耐熱性フィルム１５を介して被記録材
Ｐに付与され、未定着トナー像Ｔが被記録材Ｐ面に熱定
着される。定着ニップ部Ｎを通過した被記録材Ｐは耐熱
性フィルム１５の面から曲率分離されて搬送される。

【００４６】２．加熱体 図２は、本実施形態例１に基づく加熱体１０表面の一部
切欠き概略平面図を示している。

【００４７】本実施例装置における加熱体１０は、その
表面に通電により発熱する抵抗発熱体パターン１３ａ・
１３ｂ、該抵抗発熱体パターン１３ａ・１３ｂに給電す
るためのＡＣ導電パターン２３ａ，２３ｂ，２３ｃ及び
２つの給電電極パターン２１・２２を有し、被加熱材搬
送方向Ａと直交する方向を長手方向とすると、該長手方
向に沿って抵抗発熱体パターン１３ａ・１３ｂが互いに
略並行に配設され、電極２１・２２間に供給される電力
の往路と復路をなしている。

【００４８】そして抵抗発熱体パターン１３ａ・１３ｂ
及びＡＣ導電パターン２３ａ，２３ｂ，２３ｃと外部と
の絶縁耐圧を保つため、これらを被覆するようにガラス
ペースト等をスクリーン印刷して乾燥、焼成させた表面
保護層１１を設けている。

【００４９】該ヒータ基板１２は、耐熱性フィルム１
５、被加熱材としての被記録材Ｐの搬送・移動方向Ａに
対して直交する方向を長手とする横長・薄肉の形状を有
し、例えば、長さ２７０ｍｍ・幅７ｍｍ・厚さ０．６３
５ｍｍの、アルミナ等の耐熱性・電気絶縁性・低熱容量
のセラミック基材である。

【００５０】該抵抗発熱体パターン１３ａ・１３ｂは、
例えば、銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）・Ｔａ₂ Ｎ等の電
気抵抗材料ペースト（抵抗ペースト）を例えば厚さ１０
μｍ、幅１ｍｍの細帯状にセラミック基材面長手に沿っ
て略平行にスクリーン印刷等により塗工し焼成されたも
のである。２つの給電電極パターン２１・２２はセラミ
ック基材１２の一端部側に並べて具備させてある。

【００５１】上記導電パターン２３ａ，２３ｂ，２３
ｃ、２つの給電パターン２１・２２はいずれもＡｇ等の
導電材料ペーストをスクリーン印刷等によりセラミック
基材１２の面にパターン塗工し焼成されたものである。

【００５２】そして、抵抗発熱体パターン１３ａ・１３
ｂの一端部側は上記２つの給電電極パターン２１・２２
の夫々と導電パターン２３ａ・２３ｃを介して導通させ
てある。また抵抗発熱体パターン１３ａと抵抗発熱体パ
ターン１３ｂの他端部は導電パターン２３ｂで互いに導
通させてあり、これらの各パターン２１→２３ａ→１３
ａ→２３ｂ→１３ｂ→２３ｃ→２２により、基板上の一
次回路を形成している。

【００５３】この加熱体１０は給電電極パターン２１・
２２間に不図示の給電回路から所要に制御された電力を
供給され、抵抗発熱体パターン１３ａ・１３ｂが長手全
長にわたって発熱することで昇温し、その昇温が温度検
知素子１４で検知され、その検知温度が不図示の温度制
御回路へフィードバックされて加熱体１０の温度が所定
の温度に維持されるように抵抗発熱体パターン１３ａ・
１３ｂへの通電が制御される。

【００５４】図３は、本実施形態例１に基づく加熱体１
０表面の一部切欠き概略平面図を示している。

【００５５】本例装置における加熱体１０は、その背面
に温度検知素子１４、ＤＣ導電パターン２４ａ，２４ｂ
を有している。該温度検知素子１４はＤＣ導電パターン
２４ａ，２４ｂ、スルーホール２４ｃ，２４ｄを介して
基板表側に設けられた２つの電極パターン２４ｅ，２４
ｆと導通しており、該電極パターン２４ｅ，２４ｆに取
り付けられるコネクタ（不図示）を介して温度制御回路
へ接続されている。

【００５６】本例では、加熱体１０背面上のほぼ全域に
わたって基板補強部材２５を形成してある。

【００５７】該基板補強部材２５は例えばセラミック基
板１２以上の屈折強度を有するガラスペーストを用いて
いる。これは加熱体１０表面の表面保護層１１と同様に
スクリーン印刷して乾燥し、焼成している。このように
基板裏面側に設けた基板補強部材２５の厚みを例えば６
０μｍとした場合、加熱体１０は基板補強部材２５を形
成しない場合に比較して約１．５倍の屈折強度を有する
ようになった。

【００５８】以上のように本形態例によれば、基板１２
に基板補強部材２５を設けたことにより、抵抗発熱体１
３ａへ過大な電力供給を行って加熱体基材内部に温度差
を生じさせた場合等の熱ストレスに対する加熱体１０の
強度が高まり、該ストレスによる加熱体破損に対するマ
ージンが確保できた。

【００５９】なお、本形態例では基板補強部材２５を基
板以上の屈折強度を有する部材としたが、これに限らず
基板以上の強度、弾性、延性、塑性のいずれか或いはそ
れらの組み合わせを有した部材であっても良い。

【００６０】〈実施形態例２〉図４は本形態例に基づく
加熱体１０背面の概略平面図である。本形態例では、前
記形態例１と比べ、物性の異なる基板補強部材を複数箇
所に設けた点が異なり、その他の構成は略同じである。

【００６１】本例では、基板背面上の温度検知素子１４
及び導電パターン２４ａ，２４ｂを設けていない側の端
部に、基板１２よりも強度の高い基板補強部材２５ａを
設け、その反対側端部に該基板補強部材２５ａよりも屈
折強度の高い基板補強部材２５ｂを設けた。

【００６２】これにより、熱ストレスに対する加熱体１
０の屈折強度を高め、被通紙部等で熱ストレスが生じた
場合の基板１２の破損を防止し、且つ適切な強度分布を
持たせることにより、該熱ストレスが大き過ぎて基板１
２が破損してしまう場合でも強度の低い方の基板補強部
材２５ａを設けた範囲で破損が生じるので、温度検知素
子１４及び導電パターン２４ａ，２４ｂには支障がな
く、一次系回路と二次系回路との絶縁耐圧を保持するこ
とが可能になる。

【００６３】なお、本形態例では強度を異ならせた基板
補強部材２５ａ，２５ｂを用いたが、これに限らず基板
以上の、弾性、延性、塑性のいずれか或いはそれらの組
み合わせを異ならせた部材であっても良い。

【００６４】また、基板補強部材２５ａ，２５ｂの物性
を異ならせることに限らず、厚みや幅を異ならせること
で加熱体１０に強度分布を持たせるものでも良い。

【００６５】〈実施形態例３〉図５は本形態例に基づく
加熱体１０背面の概略平面図である。本形態例では、前
記形態例１と比べ、良熱伝導性の基板補強部材を用いた
点が異なっており、その他の構成は略同じである。

【００６６】本例装置における加熱体１０は、形態例１
と同様、その背面に温度検知素子１４、ＤＣ導電パター
ン２４ａ，２４ｂを有している。該ＤＣ導電パターン２
４ａ，２４ｂは良熱伝導性を有するＡｇ等の金属ペース
トを用いており、その幅方向には加熱体基板１２幅寸法
内で許される限り広く、その長手方向には基板端部から
基板中央付近に設けられた温度検知素子４にわたって塗
布され、乾燥・焼成される。

【００６７】本例では、基板１２が長さ２７０ｍｍ，幅
７ｍｍであるのに対し、ＤＣ導電パターン２４ａ，２４
ｂの幅を２ｍｍ，厚さを２０μｍ、そしてＤＣ導電パタ
ーン２４ａの長さを１１０ｍｍ、ＤＣ導電パターン２４
ｂの長さを１０５ｍｍとしている。

【００６８】このようにＤＣ導電パターン２４ａ，２４
ｂを広い範囲にわたって形成することにより、該ＤＣ導
電パターン２４ａ，２４ｂを基板補強部材２５としても
機能させている。

【００６９】また、基板１２裏面上のＤＣ導電パターン
２４が形成されていない側（図５中左側）の端部には、
ＤＣ導電パターン２４ａ，２４ｂと同様の金属ペースト
を塗布、乾燥、焼成させることで基板補強部材２５とし
ての良熱伝達部材２４ｇを形成している。この良熱伝達
部材２４ｇはＤＣ導電パターン２４ａ，２４ｂ等と同様
にスクリーン印刷による塗布が可能である。

【００７０】本例の基板補強部材２５は、基板の補強の
役割と共に良熱伝達部材としての役割も有しており、そ
の塗布領域として、封筒などの小サイズ紙の通紙部と非
通紙部に対応する位置の夫々にまたがるような広い領域
をとってある。

【００７１】このような良熱伝導性の基板補強部材２５
を設けた本例加熱体１０を具備したフィルム加熱方式の
加熱装置において、封筒等の小サイズ紙の通紙時におけ
る加熱体１０内部の熱流の様子を図６に示した。

【００７２】加熱体１０の長手方向における発熱量は均
一であり、小サイズ紙を通紙した場合でも、加熱体１０
中の通紙部にあたる部分の抵抗発熱体１３による発熱量
Ｑａと、非通紙部にあたる部分の抵抗発熱体１３による
発熱量Ｑｂとは同量である（Ｑａ＝Ｑｂ）。

【００７３】一方、小サイズ紙を通紙した場合の該加熱
体１０から加圧ローラ１７や被加熱材Ｐに放出される熱
量は、通紙部と被通紙部とで異なっており、通紙部にお
いては、フィルム１５を介して圧接した被加熱材Ｐに熱
供給されるのに対し、非通紙部においては、加圧ローラ
１７との圧接で作られる定着ニップ部Ｎの面積が通紙部
と比較して小さくなり、放熱量が少ない、また被加熱材
Ｐに熱供給されないので、その分だけの熱が加熱体１０
自身を昇温させる（ΔＱａ＜ΔＱｂ）。

【００７４】従って加熱体１０背面温度は通紙部と非通
紙部で差が生じる（Ｔａ＜Ｔｂ）わけであるが、Ａｇ等
の金属層である基板補強部材２５の熱伝導率が約４００
Ｗ／ｍＫであるのに対し、アルミナ等よりなるセラミッ
ク基材１２の熱伝導率が約２０Ｗ／ｍＫであり、基板補
強部材２５の方がはるかに良熱伝導性を有するため、基
板補強部材２５内で短時間の内に非通紙部から通紙部へ
熱（ΔＱａｂ）が流れ込み、結果的に通紙部と非通紙部
の加熱体１０内の温度差は短時間で緩和される（Ｔａ≒
Ｔｂ）。

【００７５】図７に従来の加熱体１０を保持させたフィ
ルム加熱方式の加熱装置を用いた場合の、封筒等の小サ
イズ紙通紙時における加熱体１０内部の熱流の様子を示
した。この場合は熱伝達部材はセラミック基材１２自身
のみなので、非通紙部から通紙部への単位時間あたりの
熱流は本形態例の場合よりもはるかに小さく、通紙部と
非通紙部との温度差は短時間では解消されない（Ｔａ＜
Ｔｂ）。その間に加熱体１０自身の非通紙部分、ひいて
は加熱体ホルダ１６を昇温させてしまう。

【００７６】このように基板補強部材２５として良熱伝
導部材を用いることによって、封筒等の小サイズ紙通紙
時、特に封筒の複数重送時等の非通紙部昇温を抑え、加
熱体ホルダの溶解や、非通紙部昇温に起因する加熱体破
損を防止できる。

【００７７】〈実施形態例４〉図８は本形態例に基づく
加熱体１０背面の概略平面図である。本形態例では、前
記形態例１と比べ、良断熱性の基板補強部材を用いた点
が異なっており、その他の構成は略同じである。

【００７８】本例装置における加熱体１０は、形態例１
と同様、その背面に温度検知素子１４及びＤＣ導電パタ
ーン２４ａ，２４ｂを有している。そして該温度検知素
子１４及びＤＣ導電パターン２４ａ，２４ｂの設けられ
ていない側の一部に、良断熱性の基板補強部材（例えば
シリコン樹脂）２５を配設している。

【００７９】本例では該基板補強部材２５を基板背面上
において特に温度差の生じ易い小サイズ紙通紙時の通紙
部と被通紙部との境界付近に設けている。

【００８０】これにより基板補強部材２５を設けた位置
の放熱を抑え、該部材２５を設けた位置とその他の位置
とで温度差を生じさせるようにし、基板１２に熱ストレ
スがかかった場合には、該基板補強部材２５の位置から
基板１２が破損するように、破損位置を特定している。
従って基板破損時にも一次系回路と二次系回路との絶縁
耐圧を保つことができる。

【００８１】なお、本例では、基板補強部材２５を小サ
イズ紙通紙時の通紙部と被通紙部との境界付近に設けた
が、これに限らず、断熱することによって破損位置を特
定できれば他の位置に設けても良い。

【００８２】〈実施形態例５〉図９は本形態例に基づく
加熱体１０背面の概略平面図である。本形態例は前述の
形態例１と比べ、基板補強部材を基板の温度検知素子形
成面の少なくとも該温度検知素子及び通電路を覆う範囲
に設け、基板破損箇所を特定した点が異なり、その他の
構成は略同じである。

【００８３】本例装置における加熱体１０は、基板１２
上の温度検知素子形成面の少なくとも該温度検知素子１
４及び通電路２４ａ，２４ｂを覆う範囲に基板補強部材
２５を具備させている。

【００８４】該基板補強部材２５の塗布領域は基板長手
方向において、温度検知素子１４及び通電路２４ａ，２
４ｂを設けた端部から加熱体１０表面に具備されている
抵抗発熱体１３のＡＣ給電パターン２３側の端部にあた
る部分までは至らない範囲としている。

【００８５】また、基板補強部材２５はセラミック基板
１２以上の物性（例えば屈折強度）を有するガラスペー
ストを用いている。該塗布領域内において該基板補強部
材２５の厚みを例えば６０μｍとすると、加熱体１０は
基板補強部材２５を塗布しない部分に比較して約１．５
倍の屈折強度を有する。

【００８６】而して、該加熱体１０を保持させたフィル
ム加熱方式の加熱装置において、装置の暴走時に加熱体
１０の破損が始まる場所は加熱体１０基板中で最も屈折
強度が小さい部分、つまり加熱体基板１０中の基板補強
部材２５が塗布されていない領域内であり、ＤＣ導電パ
ターン２４の具備領域に破損が至ることはなく、基板破
損時にも一次系回路と二次系回路との絶縁耐圧は保たれ
る。

【００８７】ただし基板補強部材２５の塗布領域が狭す
ぎると破損がＤＣ導電パターン２４の具備領域に至る可
能性が増大するので基板補強部材２５の塗布範囲には十
分留意する。

【００８８】このように本形態例によれば、基板補強部
材２５の塗布領域を限定することで加熱体自体の屈折強
度分布を制御でき、暴走時のセラミック基材１２の破損
箇所を特定して、基板破損時にも一次系回路と二次系回
路との絶縁耐圧を満足することが可能になる。

【００８９】なお、本形態例では基板補強部材２５を基
板以上の強度を有する部材としたが、これに限らず基板
以上の弾性、延性、塑性のいずれか或いはそれらの組み
合わせを有した部材であっても良い。

【００９０】〈画像形成装置例〉図１０は画像形成装置
の一例の概略構成模型図である。本例の画像形成装置
は、転写式電子写真プロセス利用、プロセスカートリッ
ジ着脱式のレーザービームプリンターである。

【００９１】１は第一の像担持体としての回転ドラム型
電子写真感光体（以下、ドラムと記す）である。このド
ラム１は矢示の時計方向に所定の回転周速度（プロセス
スピード）にて回転駆動され、その回転過程で一次帯電
器２により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。

【００９２】次いでそのドラム帯電処理面に対して、目
的の画像情報に対応して変調されたレーザー光Ｌによる
走査露光がなされることで、回転ドラム１面に目的の画
像情報に対応した静電潜像が形成され、該潜像形成面に
対して現像器４によりトナーＴが付与され、該潜像が顕
画化（トナー像化）される（ドラム１面のレーザー露光
部にトナーが付着）。

【００９３】一方、給紙ローラー４の駆動により給紙カ
セット５内に積載収納されている被記録紙Ｐが一枚分離
給送されて装置内に導入され、その転写紙Ｐがレジスト
ローラー対６によりドラム１と転写ローラー７との圧接
部である転写ニップ部ｔに所定のタイミングにて搬送さ
れることで、転写ニップ部ｔにおいて該搬送転写紙に対
してドラム１面側の前記トナー画像が順次に転写されて
いく。

【００９４】転写ニップ部ｔを通過した転写紙Ｐは回転
ドラム１の面から分離され、前述の形態例１〜５に示し
たような画像加熱定着装置Ｒに導入されて、所定の温度
と加圧力によりトナー画像の定着処理を受け、排紙ロー
ラー８により装置外に排紙される。

【００９５】転写紙分離後の回転ドラム１面はクリーニ
ング装置９により転写残りトナー等の残存付着物が除去
されて清浄面化され、繰り返して作像に供される。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板の抵抗発熱体形成面と反対側の面に、基板補強部材を
具備させることによって加熱体自身の屈折強度を増大
し、抵抗発熱体への過大な電力供給時等、熱ストレスに
よる加熱体破損を防止できる。

【００９７】また、基板の抵抗発熱体形成面と反対側の
面に、良熱伝導性を有する基板補強部材を具備させるこ
とによって、加熱体内の温度差を短時間で緩和し、熱ス
トレスによる加熱体破損や部分的な過昇温を防止するこ
とができる。

【００９８】また、基材の破損箇所を特定し、加熱体破
損時の損害を最小限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかるフィルム加熱方式の加熱装置
の概略模型図

【図２】 実施形態例１に基づく加熱体表面の一部切欠
き概略平面図

【図３】 実施形態例１に基づく加熱体背面の一部切欠
き概略平面図

【図４】 実施形態例２に基づく加熱体背面の一部切欠
き概略平面図

【図５】 実施形態例３に基づく加熱体背面の一部切欠
き概略平面図

【図６】 実施形態例３にかかる装置の小サイズ紙通紙
時における加熱体内部の熱流を示す模式説明図

【図７】 従来装置の小サイズ紙通紙時における加熱体
内部の熱流を示す模式説明図

【図８】 実施形態例４に基づく加熱体背面の一部切欠
き概略平面図

【図９】 実施形態例５に基づく加熱体背面の一部切欠
き概略平面図

【図１０】 本発明にかかる画像形成装置の概略模型図

【図１１】 従来の加熱装置の概略模型図

【図１２】 従来の加熱体の一部切欠き平面模型図

【符号の説明】

１０ 加熱体 １１ 加熱体表面保護層 １２ 基板 １３ 抵抗発熱体 １３ａ 被加熱材搬送方向に対して上流側の抵抗発熱体 １３ｂ 被加熱材搬送方向に対して下流側の抵抗発熱体 １４ 温度検知素子 １５ 耐熱性フィルム １６ 加熱体ホルダ １７ 加圧ローラ ２１ 給電電極パターン ２２ 給電電極パターン ２３ ＡＣ導電パターン ２４ ＤＣ導電パターン ２５ 基板補強部材 Ｔ トナー Ｐ 被記録紙 Ｎ 定着ニップ部 Ａ 被加熱材搬送方向 Ｑａ・Ｑｂ 通紙部・被通紙部の抵抗発熱体の発熱量 ΔＱａ・ΔＱｂ 通紙部・被通紙部の抵抗発熱体から加
熱体内部への伝達熱量 Ｔａ・Ｔｂ 通紙部・非通紙部の加熱体背面温度 ΔＱａｂ 非通紙部から通紙部への伝達熱量

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の片面側に抵抗発熱体を形成具備さ
   せた加熱体において、該基板の他方面側に基板補強部材
   を具備させたことを特徴とする加熱体。
2. 【請求項２】 基板の片面側に、抵抗発熱体を形成具備
   させ、該基板の他方面側に温度検知素子と該温度検知素
   子の通電路とを形成具備させた加熱体において、 前記温度検知素子形成面の少なくとも該温度検知素子及
   び通電路を覆う範囲に基板補強部材を具備させたことを
   特徴とする加熱体。
3. 【請求項３】 前記基板補強部材は、前記基板以上の強
   度、弾性、延性、塑性のいずれか或いはそれらの組み合
   わせを有していることを特徴とする請求項１又は２に記
   載の加熱体。
4. 【請求項４】 前記基板補強部材は、前記基板以上の良
   熱伝導性、良断熱性の何れかを有していることを特徴と
   する請求項１乃至３の何れか１つに記載の加熱体。
5. 【請求項５】 前記基板補強部材が、前記基板以上の良
   熱伝導性を有しており、前記基板の基板補強部材形成面
   上において、小サイズの被加熱材を通紙した場合の通紙
   部に対応する位置から非通紙部に対応する位置にかけ
   て、該基板補強部材を設けたことを特徴とする請求項１
   乃至３の何れか１つに記載の加熱体。
6. 【請求項６】 前記基板補強部材は基板長手方向と直交
   する幅方向において、０．１ｍｍ以上の任意の幅寸法で
   形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れ
   か１つに記載の加熱体。
7. 【請求項７】 前記基板補強部材は基板長手方向におい
   て、１．０ｍｍ以上の任意の長さで形成されていること
   を特徴とする請求項１乃至６の何れか１つに記載の加熱
   体。
8. 【請求項８】 前記基板補強部材は１．０μｍ以上の任
   意の厚さで形成されていることを特徴とする請求項１乃
   至７の何れか１つに記載の加熱体。
9. 【請求項９】 前記基板補強部材は、物性の異なる複数
   種の部材を用いて複数カ所に設けられていることを特徴
   とする請求項１乃至８の何れか１つに記載の加熱体。
10. 【請求項１０】 前記基板がセラミックであることを特
    徴とする請求項１乃至９の何れか１つに記載の加熱体。
11. 【請求項１１】 被加熱材を加熱する加熱体として、前
    記請求項１乃至１０の何れか１つに記載の加熱体を備え
    たことを特徴とする加熱装置。
12. 【請求項１２】 被加熱材を耐熱性フィルムを介して加
    熱体に密着させ、加熱体の熱を耐熱性フィルムを介して
    被加熱材に与える加熱装置であり、該加熱体が前記請求
    項１乃至１０の何れか１つに記載の加熱体であることを
    特徴とする加熱装置。
13. 【請求項１３】 加熱体と加圧ローラとの間に耐熱性フ
    イルムを挟ませて加熱ニップ部を形成させ、該加熱ニッ
    プ部の耐熱性フィルムと加圧ローラとの間に被加熱材を
    導入して耐熱性フィルムと一緒に加熱ニップ部を挟持搬
    送させて被加熱材を熱処理する加熱装置であり、該加熱
    体が前記請求項１乃至１０の何れか１つに記載の加熱体
    であることを特徴とする加熱装置。
14. 【請求項１４】 被加熱材が顕画剤画像を担持した記録
    媒体であり、該記録媒体に加熱体からの熱を付与して該
    顕画剤画像の熱処理を行うことを特徴とした請求項１１
    乃至１３の何れか１つに記載の加熱装置。
15. 【請求項１５】 記録媒体に未定着画像を形成する画像
    形成手段と、この未定着画像を記録媒体に熱定着させる
    画像加熱定着手段を有し、該画像加熱定着手段が前記請
    求項１１乃至１４の何れか１つに記載の加熱装置である
    ことを特徴とする画像形成装置。