JPH10247027A

JPH10247027A - 加熱装置及び定着装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH10247027A
Application number: JP6553097A
Authority: JP
Inventors: Masami Takeda; 正美竹田; Yorihito Naitou; 順仁内藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-03-04
Filing date: 1997-03-04
Publication date: 1998-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】正常動作時における発熱量の増加を達成する
と共に、異常に発熱した場合には適正に発熱の停止を可
能として定着の高速化を実現する信頼性に優れた加熱装
置及び定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】通過し得る全てのシートＳの通過領域
内、すなわち、通過し得る最小サイズ通紙域内に、貫通
孔１２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真方
式のプリンター、複写機、ファクシミリなどの画像形成
装置に備えられる、シート上のトナーなどを定着させる
定着装置に関し、特に、この定着装置に備えられる加熱
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の加熱装置を備えた定
着装置としては、たとえば、電子写真方式を用いたプリ
ンター、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に備
えられており、このような画像形成装置に設けられた画
像形成手段によりシート上に形成された未定着のトナー
画像をシート上に定着させるために備えられるものであ
る。

【０００３】なお、画像形成装置については公知技術で
あるので、その説明は省略し、画像形成装置に備えられ
る定着装置について以下に説明する。

【０００４】このような定着装置のシート上の未定着
（トナー）画像の定着方式としては熱効率、安全性が良
好な接触加熱型の定着装置が広く知られている。

【０００５】特に近年では省エネルギー推進の観点か
ら、熱伝達効率が高く、装置の立上りも速い方式とし
て、熱容量の小さなフィルムを介して加熱するフィルム
加熱方式の定着方式が注目されており、特開昭６３−３
１３１８２号公報、特開平２−１５７８７８、４−４４
０７５〜４４０８３、４−２０４９８０〜２０４９８４
号公報等に提案されている。

【０００６】フィルム加熱定着器の構成としては、フィ
ルムの搬送に専用の搬送用ローラと従動ローラを用いて
テンションを加えながら加圧ローラとの間でフィルムを
搬送する方法と、円筒形フィルムを加圧ローラの搬送力
で駆動させる方法があり、前者はフィルムの搬送性を高
くできる利点を有し、後者は構成を簡略化して低コスト
の定着器を実現できる利点がある。

【０００７】以下、後者の加圧ローラ駆動型フィルム定
着器を例にして、図７及び図８を参照して従来技術につ
いてより詳しく説明する。

【０００８】図７（Ａ）は、従来技術に係る定着装置
（加圧ローラ駆動型フィルム定着器）の概略断面構成図
である。

【０００９】図に示したように、定着装置１００は、概
略、ヒータ１０５と、ヒータ１０５を支持すると共に、
円筒形の定着フィルム１０４をガイドするヒータホルダ
ー１１０と、耐熱性ゴムから成る加圧ローラ１０３など
から構成されている。

【００１０】なお、定着フィルム１０４は加圧ローラ１
０３の回転によって摩擦力を受けてヒータホルダー１１
０に沿って回転搬送される構成となっている。

【００１１】そして、表面上に未定着のトナー１０２に
よる画像が形成された記録材であるシートが、定着フィ
ルム１０４と加圧ローラ１０３とのニップ部に搬送され
ることによって、総圧４〜１５ｋｇｆ程度に加圧される
と共に加熱されながら搬送され、トナー１０２による画
像がシート上に定着されていく。

【００１２】この定着フィルム１０４は、通常、熱容量
を小さくしてクイックスタート性を向上するために、膜
厚を１００μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以下２０
μｍ以上の耐熱性、離型性、耐久性を兼ねたＰＴＦＥ、
ＰＦＡ、ＰＰＳの単層フィルムまたはポリイミド、ポリ
アミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ等のフィルム表面にＰ
ＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰを離型性層としてコーティング
した複合層フィルムで構成されている。

【００１３】一方、ヒータ１０５はセラミック等の耐熱
性絶縁材からなるヒータ基板１０６上に発熱体１０８が
パターン形成され、表面は耐熱性ガラス１０９で保護さ
れており、基板の裏面には温度検知素子１０７が配置さ
れ、定着器の温度制御をこの基板裏面の温度検知によっ
て行なう構成となっている。

【００１４】図７（Ｂ）はこのヒータ基板１０６上に発
熱体１０８が形成された面を示す正面図であり、発熱体
１０８は１本の帯状に形成されている。

【００１５】ここで、発熱体１０８の材質は銀パラジウ
ム（Ａｇ／Ｐｄ）、ＲｕＯ₂、Ｔａ₂Ｎ等の通電発熱体
で、基板面に形成された銀白金（Ａｇ／Ｐｔ）からなる
通電電極１１１からの通電により発熱するものである。

【００１６】また、図７（Ｃ）はヒータ基板１０６の裏
面の正面図を示しており、基板温度を制御するために温
度検知素子１０７は検知素子用配線１０７ａと導通用ス
ルーホール１１１ｂを介して基板表面に形成された温度
検知用電極１１１ａに接続され、この電極から装置本体
の検出回路につながれている。

【００１７】さらに、このヒータ基板１０６上には、ヒ
ータ１０５が何らかの原因によって所定温度以上に昇温
してしまった場合の火災などの問題を防止するため、安
全策として貫通孔１１２が基板の端部寄りに設けられて
いる。

【００１８】この貫通孔１１２の存在により、基板温度
が過剰な温度領域に達すると、セラミック基板の熱膨張
によって貫通孔１１２のある部分と無い部分の境界部に
発生する応力差も大きくなり、基板端部と貫通孔１１２
の間の機械的強度の弱い領域を中心として図８（Ａ）の
ように基板に亀裂（クラック）が入り、基板上に形成さ
れた発熱体１０８も断線されてヒータ１０５の熱暴走が
停止されるようになっている。

【００１９】但し、この貫通孔１１２による発熱体１０
８の断線が温度検知回路側に生じると、ＡＣ回路につな
がれた発熱体１０８とＤＣ回路につながれた検知素子用
配線１０７ａが割れた基板端部でショートする危険があ
るため、貫通孔１１２の長手方向の位置は温度検知回路
側からなるべく遠く離れた給電電極側に設けることが好
ましく、逆に極端に給電電極に近過ぎても断線部の電圧
が高過ぎて断線時の発熱体同志の接触による火花の発生
が強くなるため、従来の装置ではＡ４サイズ紙の通紙域
の内側の給電電極寄りの位置に設けられている。

【００２０】以上のような定着装置１００を用いたプリ
ンター等の各種画像形成装置は、上述の通り、加熱効率
の高さや立上りの速さによる待機中の予備加熱の不要
化、待ち時間の解消などの多くの利点を有しており、特
に円筒形フィルムを加圧ローラ１０３の搬送力で駆動さ
せる方法は低コストに実現できるため、小型低速機への
導入から始まり、今後、大型高速機への導入が期待され
ており、より一層の高速化が求められている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、下記のような問題が生じて
いた。

【００２２】より一層の高速化を実現するためには通過
時間の短くなった紙に十分な熱エネルギーを供給するた
め定着温度を更に高く設定する必要があり、それに伴っ
て、小サイズ紙を通過する際、通紙部と非通紙部の温度
差が拡大されて、非通紙部の過剰昇温による周辺部材の
耐熱性の改善、ヒータ基板にかかる熱ストレスの増大に
伴う基板強度の改善等の対策も必要となってくる。

【００２３】なお、通紙部と非通紙部の温度差が生じる
のは、通紙部では紙（シート）などに熱が吸収またはこ
れらを通じて熱が放熱されるのに対し、非通紙部では熱
が放熱されず熱がたまってしまうためである。

【００２４】特に、ヒータ基板１０６の強度については
上述のように安全対策の観点からはヒータ全体が加熱回
路が何らかの原因によって暴走した場合には適度な温度
で基板が割れる必要があるが、通常の動作時において非
通紙部のみが局所的に昇温した場合にはヒータが割れて
はならないという特殊な特性（一見矛盾した特性）が求
められている。

【００２５】例えば、実際に、封筒のような厚手の小サ
イズ紙が２から３枚重なったまま給紙されてしまった場
合（以下、このような給紙状態を重送と称する）、非通
紙部の温度は熱暴走時にヒータが割れる温度近くまで昇
温する場合があり、特に初期状態（室温状態）からこの
ような温度領域まで急速に昇温されると、その熱ストレ
スのために貫通孔からヒータ割れが生じる場合がある。

【００２６】図８（Ｂ），（Ｃ）および（Ｄ）を参照し
てより具体的に説明すると、これらの図は中央に給紙基
準を有するプリンターの定着器においてこのようなヒー
タ割れを生じた場合の一例を示すもので、図８（Ｂ）は
封筒が３枚重送して定着ニップ部を通過した場合を示す
定着器の正面図である。

【００２７】同図からわかるように、封筒のような厚手
の小サイズ紙が３枚程度重送されると、封筒の左右端部
の加圧ローラ１０３と定着フィルム１０４の間に大きな
空隙が生じ、この領域のヒータの熱エネルギーは加圧ロ
ーラ１０３に奪われ難くなるため、そのままヒータ側の
昇温に消費され、ヒータ基板１０６の温度が局所的に上
昇する。

【００２８】この時の基板裏面の温度をモニタすると図
８（Ｃ）のように通紙部の温度と非通紙部の温度が２倍
以上になるような長手方向の温度分布が形成されるよう
な場合があることが確認される。

【００２９】同図において、発熱体１０８と基板セラミ
ックの熱膨張率の差による応力が発熱体１０８に沿って
作用し、左右の基板裏温度が３６０℃を越えるような部
分で最も大きくなり、図８（Ｄ）に示すように、貫通孔
１１２のある右側でこのような応力が生じると貫通孔１
１２付近の機械強度の弱い部分から亀裂１１３が発生
し、発熱体１０８に沿って温度の高い領域内で亀裂１１
３が走るとともに基板の幅方向に亀裂１１３が走ってヒ
ータ基板１０６が割れ、発熱体１０８が断線されてしま
う。

【００３０】このような重送は頻繁に生じるものではな
いが、万一生じた場合には、定着装置は正常に動作して
いるにもかかわらず、上述のように局所的な温度上昇に
よって、ヒータが割れてしまう可能性があり、その都度
ヒータ基板１０６等を交換しなくてはならなくなるとい
う問題がある。

【００３１】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、正常
動作時における発熱量の増加を達成すると共に、異常に
発熱した場合には適正に発熱の停止を可能として定着の
高速化を実現する信頼性に優れた加熱装置及び定着装置
及び画像形成装置を提供することにある。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、貫通孔を備えた基板と、該基板上
に設けられ、通電により発熱する発熱体と、を備えた加
熱装置において、前記貫通孔は、通過し得る全ての被加
熱材の通過領域内に設けられたことを特徴とする。

【００３３】したがって、正常動作中においては、貫通
孔は被加熱材の通過領域内に設けられているので、被加
熱材の非通過領域のみ局所的に高温になってしまって
も、基板に亀裂が生じてしまうことはない。

【００３４】また、貫通孔を備えた基板と、該基板上に
設けられ、通電により発熱する発熱体と、を備えた加熱
装置において、前記貫通孔付近から、通過し得る全ての
被加熱材の通過領域内までに至る所定領域に、熱の上昇
を分散させる分散手段を設けたことを特徴とする。

【００３５】したがって、正常動作中においては、被加
熱材の非通過領域のみ局所的に放熱しなくても、分散手
段により熱が分散されるので基板に亀裂が生じてしまう
ことはない。

【００３６】前記分散手段は、基板上の前記所定領域に
熱伝導部材を密着させるとよい。

【００３７】したがって、熱伝導部材により局所的に高
温化しても熱が伝導され分散される。

【００３８】前記熱伝導部材は、基板表面上にパターン
形成される金属ペーストであるとよい。

【００３９】前記熱伝導部材は、外部の部材に備えられ
た金属板であるとよい。

【００４０】前記基板が過剰に加熱された場合に、前記
貫通孔によって生じる応力差によって基板に亀裂が発生
し、前記発熱体に通電する通電回路が断線して発熱が停
止するとよい。

【００４１】前記基板上に、該基板の温度を検知する検
知素子を有した温度検知回路と、前記亀裂が発生しても
該温度検知回路が断線してしまうことを防止する断線防
止手段と、を設けるとよい。

【００４２】したがって、亀裂の発生により発熱体に通
電する通電回路が断線しても温度検知回路が断線してし
まうことはないので、それぞれの間でショートすること
はない。

【００４３】前記断線防止手段は、前記貫通孔と温度検
知回路との間の領域内に、基板を補強する補強手段を設
けるとよい。

【００４４】前記断線防止手段は、前記貫通孔と温度検
知回路との間の領域内に、外部に熱を放熱する放熱手段
を設けるとよい。

【００４５】前記断線防止手段は、前記発熱体に通電す
る通電回路のうち前記貫通孔と温度検知回路との間の領
域内に、温度ヒューズを直列に接続させるとよい。

【００４６】前記断線防止手段は、前記貫通孔を互いに
近接させて少なくとも２箇所設けるとよい。

【００４７】前記断線防止手段は、前記基板表面に前記
貫通孔と交わる溝を設けるとよい。

【００４８】また、上記目的を達成するために本発明の
定着装置にあっては、上記の加熱装置と、該加熱装置に
加熱されるフィルムと、該フィルムを加熱装置に加圧す
る加圧部材と、を備え、該フィルムと加圧部材との間を
搬送するシート上のトナーを、該シート上に定着させる
ことを特徴とする。

【００４９】さらに、上記目的を達成するために本発明
の画像形成装置にあっては、シート上にトナー画像を形
成させる画像形成手段と、該画像形成手段によってトナ
ー画像が形成されたシートを上記の定着装置へ搬送させ
る搬送手段を備えたことを特徴とする。

【００５０】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定する
趣旨のものではない。

【００５１】（第１の実施の形態）図１および図２に
は、本発明の第１の実施の形態に係る加熱装置及び定着
装置について示されている。

【００５２】これらの加熱装置及び定着装置は画像形成
装置に備えられるものであるが、画像形成装置について
は公知技術であるので詳細については省略し、以下に簡
単に説明する。

【００５３】画像形成装置は、装置内部に備えられた画
像読取手段によって読み取った画像情報（例えば、複写
機などの画像形成装置には原稿の画像を読み取る画像読
取手段が備えられている）、あるいは、外部から送られ
る画像情報（プリンタやファクシミリなどの画像形成装
置では外部から送られる画像情報を入力する装置が備え
られている）に基づいて、像担持体（感光体など）に潜
像を形成した後にトナーによって現像化し、その後、搬
送されるシート上に、このトナー画像を転写して、この
未定着のトナー画像が形成された被加熱材としてのシー
トを定着装置に搬送して、定着装置内の加熱装置により
加熱しながら、圧力をかけてトナー画像を定着させるも
のである。

【００５４】図１は定着装置１の概略断面構成図であ
る。

【００５５】図に示したように、定着装置１は、概略、
加熱装置であるヒータ５と、ヒータ５を支持すると共
に、円筒形の定着フィルム４をガイドするヒータホルダ
ー１０と、耐熱性ゴムから成る加圧ローラ３などから構
成されている。

【００５６】なお、定着フィルム４は加圧ローラ３の回
転によって摩擦力を受けてヒータホルダー１０に沿って
回転搬送される構成となっている。

【００５７】そして、表面上に未定着のトナー２による
画像が形成された記録材であるシートＳが、定着フィル
ム４と加圧ローラ３とのニップ部に搬送されることによ
って、総圧４〜１５ｋｇｆ程度に加圧されると共に加熱
されながら搬送され、トナー２による画像がシートＳ上
に定着されていく。

【００５８】この定着フィルム４は、通常、熱容量を小
さくしてクイックスタート性を向上するために、膜厚を
１００μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以下２０μｍ
以上の耐熱性、離型性、耐久性を兼ねたＰＴＦＥ、ＰＦ
Ａ、ＰＰＳの単層フィルムまたはポリイミド、ポリアミ
ドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ等のフィルム表面にＰＴＦ
Ｅ、ＰＦＡ、ＦＥＰを離型性層としてコーティングした
複合層フィルムで構成されている。

【００５９】一方、ヒータ５はセラミック等の耐熱性絶
縁材からなるヒータ基板６上に発熱体８がパターン形成
され、表面は耐熱性ガラス９で保護されており、基板の
裏面には温度検知素子７が配置され、定着器の温度制御
をこの基板裏面の温度検知によって行なう構成となって
いる。

【００６０】図２には本発明の第１の実施の形態に係る
加熱装置（ヒータ５）について示されている。図２
（Ａ）はヒータ基板６のうち発熱体８が形成された面を
示す正面図であり、図２（Ｂ）はその裏の面を示す正面
図であり、図２（Ｃ）はヒータ５を支持するヒータホル
ダー１０の概略断面図、および、ヒータ５との接着面を
示す正面図である。

【００６１】図２（Ａ）に示したように、ヒータ基板６
上に発熱体８が１本の帯状に形成されており、発熱体８
の材質は銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）、ＲｕＯ₂、Ｔａ
₂Ｎ等の通電発熱体で、基板面に形成された銀白金（Ａ
ｇ／Ｐｔ）からなる通電電極１１からの通電により発熱
するものである。

【００６２】また、図２（Ｂ）に示したように、基板温
度を制御するために温度検知素子７は検知素子用配線７
ａと導通用スルーホール１１ｂを介して基板表面に形成
された温度検知用電極１１ａに接続され、この温度検知
用電極１１ａから装置本体の検出回路につながれてい
る。

【００６３】ヒータ基板６のヒータホルダー１０への接
着方法としては、図２（Ｃ）に示すように、６箇所に設
けられた接着ポイント１０ａに熱硬化性接着剤を塗布
し、ヒータ基板６の基板支持枠１０ｂに押し当てて設定
位置に確保しつつ加熱接着するものである。

【００６４】この時、ヒータホルダー１０の中央部には
熱暴走時の安全策として、約２３０℃で回路を切断する
機能を有する温度ヒューズ１４が給電回路に直列に接続
されており、ヒータホルダー１０の中央部に開けられた
温度ヒューズ当接用窓１４ａを介してヒータホルダー１
０の裏側からヒータ基板６の裏面に接着されるようにな
っている。

【００６５】さらに、このヒータ基板６上には、ヒータ
５が何らかの原因によって所定温度以上に昇温してしま
った場合の火災などの問題を防止するため、安全策とし
て貫通孔１２が基板の端部寄りに設けられている。

【００６６】この貫通孔１２の存在により、基板温度が
過剰な温度領域に達すると、セラミック基板の熱膨張に
よって貫通孔１２のある部分と無い部分の境界部に発生
する応力差も大きくなり、基板端部と貫通孔１２の間の
機械的強度の弱い領域を中心として亀裂（クラック）が
入り、基板上に形成された発熱体８も断線されて、発熱
体８への通電が停止し、ヒータ５の熱暴走が停止される
ようになっている。

【００６７】そして、本実施の形態においては、通過し
得る全てのシートＳの通過領域内、すなわち、通過し得
る最小サイズ通紙域内に、貫通孔１２を設けているのが
特徴である。

【００６８】より具体的には、例えば、この貫通孔１２
を、最小サイズ紙の通紙端部から５ｍｍ内側、基板端部
から０．８ｍｍの位置に直径約０．５ｍｍの穴を厚さ６
３５μｍのアルミナ基板に開けた場合には、最小サイズ
の封筒を３枚重送させてもヒータ割れは発生せず、逆に
ヒータ全体を３５０℃以上に昇温させる暴走テストを行
なった際には的確にこの貫通孔１２からヒータ割れが発
生してヒータ給電回路（発熱体８に通電するための通電
回路）を切断することができた。

【００６９】このように、通過し得る全てのシートＳの
通過領域内に貫通孔１２を設けたことによって、どのよ
うなシートＳが通過していく場合にでも、その際のシー
トＳの非通過領域が局所的に温度が上昇してしまって、
ヒータ基板６に亀裂が生じてしまうことを防止できる。
ただし、上述のように基板の温度が異常に上昇してしま
った場合には、貫通孔１２により亀裂が発生し、ヒータ
給電回路が切断され発熱を停止することができる。

【００７０】また、上述したように、貫通孔１２と温度
検知素子回路が近接し過ぎると、貫通孔１２から生じた
クラックがこの温度検知回路（検知素子用配線７ａ）ま
で達した場合、ＡＣ電流が温度検知素子７を含むＤＣ回
路に流れ込み、装置の制御回路基板を破損する恐れがあ
る。

【００７１】このため、本実施の形態では、図２（Ｂ）
および図２（Ｃ）の位置関係から分かるように貫通孔１
２と温度検知素子７の間に接着ポイント１０ａを２箇所
設けると共に温度ヒューズ１４の設定位置もその中間に
設けており、これらの存在により基板を補強する（補強
手段）と共に過剰な熱を接着部から外部に逃すようにす
る（放熱手段）ことで、温度検知回路の断線を防止する
断線防止手段を構成しており、これによって、亀裂の進
行を抑制し、温度検知回路（検知素子用配線７ａ）の断
線を防止させるようにしている。

【００７２】（第２の実施の形態）図３には、本発明の
第２の実施の形態が示されている。上記第１の実施の形
態では、貫通孔を１箇所のみ設けた場合の構成を示した
が、本実施の形態では貫通孔を２箇所設けた構成を示し
ている。その他の構成および作用については第１の実施
の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の
符号を付して、その説明は省略する。

【００７３】図３には本発明の第２の実施の形態に係る
加熱装置（ヒータ５）について示されている。図３
（Ａ）はヒータ基板６のうち発熱体８が形成された面を
示す正面図であり、図３（Ｂ）はその裏の面を示す正面
図である。

【００７４】本実施の形態では、図に示したように、非
通紙部の局所的な熱の上昇によるヒータ基板６の亀裂を
防止するための貫通孔１２を、最小サイズ通紙域内の基
板の両端部にそれぞれ設けた構成となっている。

【００７５】このように構成することによって、ヒータ
基板６の温度が異常に上昇した場合には、いずれか一方
の貫通孔１２から亀裂が発生するが、貫通孔１２が近接
して２箇所設けられたことにより、亀裂が他方の貫通孔
１２に誘導されやすくなるため、このような亀裂が発生
する場合には、２つの貫通孔１２の間を結ぶ基板の短手
方向に亀裂が走り易くなり、基板の長手方向への亀裂の
発生を抑制して、より温度検知回路の断線に対する安全
性を高めることが可能となる。

【００７６】また、本実施の形態においても、加熱装置
（ヒータ５）が正常に動作している限りは、シートＳの
非通過領域が局所的に温度が上昇してしまって、ヒータ
基板６に亀裂が生じてしまうようなことはなく、例え
ば、上述のように最小サイズの封筒を３枚重送させても
ヒータ基板６に亀裂が発生するようなことはない。

【００７７】なお、本実施の形態においては、貫通孔１
２を２箇所設ける構成を示したが、貫通孔１２を３箇所
以上設けて、亀裂を所定の方向に、より確実に誘導させ
る構成としてもよい。

【００７８】（第３の実施の形態）図４には、本発明の
第３の実施の形態が示されている。本実施の形態では、
貫通孔と交わる溝を設けた構成を示している。その他の
構成および作用については第１の実施の形態と同一なの
で、同一の構成部分については同一の符号を付して、そ
の説明は省略する。

【００７９】図４には本発明の第３の実施の形態に係る
加熱装置（ヒータ５）について示されている。図４
（Ａ）はヒータ基板６のうち発熱体８が形成された面を
示す正面図であり、図４（Ｂ）はその裏の面を示す正面
図であり、図４（Ｃ）はその側面側の概略構成断面図で
ある。

【００８０】本実施の形態では、上述の第２の実施の形
態で示した２つの貫通孔１２と交わる溝１５を設けた構
成が示されている。

【００８１】より詳しく説明すると、図に示したよう
に、２組の貫通孔１２を結ぶ方向に深さ約２００μｍの
Ｖ字型の亀裂誘導のための溝１５が設けられている。

【００８２】このように構成することによって、ヒータ
基板６の温度が異常に上昇した場合には、いずれか一方
の貫通孔１２から亀裂が発生するが、発熱体８の方向に
は溝１５のエッジによって亀裂が走りにくく、溝１５に
より亀裂が溝１５に沿って誘導されやすくなるため、基
板の長手方向への亀裂の発生を抑制して、より一層温度
検知回路の断線に対する安全性を高めることが可能とな
る。

【００８３】また、本実施の形態においても、加熱装置
（ヒータ５）が正常に動作している限りは、シートＳの
非通過領域が局所的に温度が上昇してしまって、ヒータ
基板６に亀裂が生じてしまうようなことはなく、例え
ば、上述のように最小サイズの封筒を３枚重送させても
ヒータ基板６に亀裂が発生するようなことはない。

【００８４】なお、本実施の形態においては、貫通孔１
２を２箇所設ける構成を示したが、貫通孔１２を１箇所
あるいは３箇所以上設ける構成としてもよい。

【００８５】（第４の実施の形態）図５には、本発明の
第４の実施の形態が示されている。上述の実施の形態で
は、貫通孔の設定位置により、局所的な温度上昇による
不具合を解消する構成を示したが、本実施の形態では局
所的な温度上昇を分散させることで不具合を解消する構
成を示している。その他の構成および作用については上
記の実施の形態と同一なので、同一の構成部分について
は同一の符号を付して、その説明は省略する。

【００８６】図５には本発明の第４の実施の形態に係る
加熱装置（ヒータ５）について示されている。図５
（Ａ）はヒータ基板６のうち発熱体８が形成された面を
示す正面図であり、図５（Ｂ）はその裏の面を示す正面
図であり、図５（Ｃ）は小サイズ通紙時の定着ニップ部
の様子を示す図であり、図５（Ｄ）はその際のヒータ基
板６の裏面長手方向の温度分布図である。

【００８７】本実施の形態では、貫通孔１２を設ける位
置は、通過し得る全てのシートＳの通過領域内、すなわ
ち、通過し得る最小サイズ通紙域内に限るものではな
い。ただし、温度検知回路（検知素子用配線７ａ）まで
亀裂が生じてしまうのを防ぐために従来技術と同様に温
度検知回路から遠く離れた位置に設けるのが望ましい。

【００８８】そして、図５（Ｂ）に示すように従来技術
の基板端部よりに貫通孔を形成した基板をベースとし、
ヒータ基板６の裏面の最小サイズ通紙域の一部と貫通孔
１２周辺を結ぶ領域に、熱の上昇を分散させる分散手段
として、銀白金（Ａｇ／Ｐｔ）ペーストからなる熱伝導
部材としての高熱伝導性パターン１６を設ける。

【００８９】このように構成することによって、室温状
態において、図５（Ｃ）のように小サイズの封筒が３枚
重送された場合にも、図５（Ｄ）に示すようにヒータ裏
面の長手方向の温度分布は、図中左側の対称位置の基板
温度が３６０℃に上昇するのに対し、高熱伝導性パター
ンの熱伝導作用により、貫通孔１２は非通紙部に設けら
れているにもかかわらず、その周辺の温度は２７０℃程
度にしか上昇せず、結果としてヒータ割れは発生しなく
なる。

【００９０】一方、ヒータ全体を３５０℃以上に昇温さ
せる暴走テストを行なった際には的確にこの貫通孔から
ヒータ割れが発生してヒータ給電回路を切断するが、本
実施の形態では貫通孔の位置を温度検出回路側から遠く
離した位置に形成しているので亀裂が温度検知回路側に
達することができず、温度検知回路の断線に対する安全
性を従来通り維持したまま、非通紙部昇温による不要な
ヒータ割れを防止することが可能となる。

【００９１】（第５の実施の形態）図６には、本発明の
第５の実施の形態が示されている。上記第４の実施の形
態では、ヒータ基板側に熱伝導部材を設けて温度上昇を
分散させる構成を示したが、本実施の形態では、ヒータ
ホルダー側に熱伝導部材を設けて温度上昇を分散させる
構成を示している。その他の構成および作用については
上記の実施の形態と同一なので、同一の構成部分につい
ては同一の符号を付して、その説明は省略する。

【００９２】図６には本発明の第５の実施の形態に係る
加熱装置（ヒータ５）について示されている。図６
（Ａ）はヒータ基板６のうち発熱体８が形成された面を
示す正面図であり、図６（Ｂ）はその裏の面を示す正面
図であり、図６（Ｃ）は小サイズ通紙時の定着ニップ部
の様子を示す図であり、図６（Ｄ）はその際のヒータ基
板６の裏面長手方向の温度分布図である。

【００９３】図に示したように、熱の上昇を分散させる
分散手段として、ヒータホルダー１０側にアルミ板金か
らなる熱伝導部材としての高熱伝導性板１６ａを設けて
いる。

【００９４】そして、ヒータホルダー１０にヒータ基板
６を接着することにより、ヒータ基板６のうち最小サイ
ズ通紙域の一部と貫通孔１２周辺を結ぶ領域に、高熱伝
導性板１６ａが密着されるため、図６（Ｄ）のように温
度上昇が分散され、上述の第４の実施の形態と同様の効
果が得られる。

【００９５】

【発明の効果】本発明の加熱装置は、貫通孔を、通過し
得る全ての被加熱材の通過領域内に設けたことで、被加
熱材の非通過領域のみ局所的に高温になってしまって
も、基板に亀裂が生じてしまうことを防止できるので、
正常動作時における発熱量の増加が達成され、定着の高
速化を実現でき、信頼性が向上する。

【００９６】なお、異常時（異常に装置が発熱した場
合）には、従来と同様に適正に発熱を停止できる。

【００９７】また、貫通孔付近から、通過し得る全ての
被加熱材の通過領域内までに至る所定領域に、熱の上昇
を分散させる分散手段を設けることによっても、正常動
作時に基板に亀裂が生じてしまうことを防止できる。

【００９８】分散手段は、基板上の所定領域に熱伝導部
材を密着させることにより、局所的に高温化しても熱が
熱伝導部材により伝導され分散できる。

【００９９】熱伝導部材は、基板表面上にパターン形成
される金属ペーストでもよいし、外部の部材に備えられ
た金属板でもよい。

【０１００】基板が過剰に加熱された場合に、貫通孔に
よって生じる応力差によって基板に亀裂を発生させ、発
熱体に通電する通電回路を断線して発熱を停止すること
ができる。

【０１０１】基板上に断線防止手段を設ければ、亀裂の
発生により発熱体に通電する通電回路が断線しても温度
検知回路が断線してしまうことはないので、それぞれの
間でのショートを防止できる。

【０１０２】断線防止手段は、貫通孔と温度検知回路と
の間の領域内に、基板を補強する補強手段を設けたり、
あるいは、外部に熱を放熱する放熱手段を設けて亀裂が
温度検知回路まで達しないようにすることができる。

【０１０３】また、断線防止手段は、発熱体に通電する
通電回路のうち貫通孔と温度検知回路との間の領域内
に、温度ヒューズを直列に接続させることによっても亀
裂が温度検知回路まで達しないようにすることができ
る。

【０１０４】さらに、断線防止手段は、貫通孔を互いに
近接させて少なくとも２箇所設けたり、あるいは、基板
表面に貫通孔と交わる溝を設けて、亀裂を誘導すること
によって亀裂が温度検知回路まで達しないようにするこ
とができる。

【０１０５】また、本発明の定着装置は、上記の加熱装
置と、該加熱装置に加熱されるフィルムと、該フィルム
を加熱装置に加圧する加圧部材と、を備えれば、該フィ
ルムと加圧部材との間を搬送するシート上のトナーを、
該シート上に定着させることができる。

【０１０６】さらに、本発明の画像形成装置は、シート
上にトナー画像を形成させる画像形成手段と、該画像形
成手段によってトナー画像が形成されたシートを上記の
定着装置へ搬送させる搬送手段を備えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施の形態に係る定着装置の概
略断面構成図である。

【図２】図２は本発明の第１の実施の形態に係る加熱装
置について示す図である。

【図３】図３は本発明の第２の実施の形態に係る加熱装
置について示す図である。

【図４】図４は本発明の第３の実施の形態に係る加熱装
置について示す図である。

【図５】図５は本発明の第４の実施の形態に係る加熱装
置について示す図である。

【図６】図６は本発明の第５の実施の形態に係る加熱装
置について示す図である。

【図７】図７は従来技術に係る定着装置および加熱装置
について示す図である。

【図８】図８は従来技術に係る加熱装置について示す図
である。

【符号の説明】

１定着装置２トナー３加圧ローラ４定着フィルム５ヒータ６ヒータ基板７温度検知素子７ａ検知素子用配線８発熱体９耐熱性ガラス１０ヒータホルダー１０ａ接着ポイント１０ｂ基板支持枠１１電極１１ａ温度検知用電極１２貫通孔１４温度ヒューズ１４ａ温度ヒューズ当接窓１５溝１６高熱伝導性パターン１６ａ高熱伝導性板Ｓシート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】貫通孔を備えた基板と、該基板上に設けられ、通電により発熱する発熱体と、を
備えた加熱装置において、前記貫通孔は、通過し得る全ての被加熱材の通過領域内
に設けられたことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】貫通孔を備えた基板と、該基板上に設けられ、通電により発熱する発熱体と、を
備えた加熱装置において、前記貫通孔付近から、通過し得る全ての被加熱材の通過
領域内までに至る所定領域に、熱の上昇を分散させる分
散手段を設けたことを特徴とする加熱装置。
【請求項３】前記分散手段は、基板上の前記所定領域に
熱伝導部材を密着させたことを特徴とする請求項２に加
熱装置。
【請求項４】前記熱伝導部材は、基板表面上にパターン
形成される金属ペーストであることを特徴とする請求項
３に加熱装置。
【請求項５】前記熱伝導部材は、外部の部材に備えられ
た金属板であることを特徴とする請求項３に加熱装置。
【請求項６】前記基板が過剰に加熱された場合に、前記
貫通孔によって生じる応力差によって基板に亀裂が発生
し、前記発熱体に通電する通電回路が断線して発熱が停
止することを特徴とする請求項１，２，３，４または５
に記載の加熱装置。
【請求項７】前記基板上に、該基板の温度を検知する検
知素子を有した温度検知回路と、前記亀裂が発生しても
該温度検知回路が断線してしまうことを防止する断線防
止手段と、を設けたことを特徴する請求項６に記載の加
熱装置。
【請求項８】前記断線防止手段は、前記貫通孔と温度検
知回路との間の領域内に、基板を補強する補強手段を設
けたことを特徴する請求項７に記載の加熱装置。
【請求項９】前記断線防止手段は、前記貫通孔と温度検
知回路との間の領域内に、外部に熱を放熱する放熱手段
を設けたことを特徴する請求項７に記載の加熱装置。
【請求項１０】前記断線防止手段は、前記発熱体に通電
する通電回路のうち前記貫通孔と温度検知回路との間の
領域内に、温度ヒューズを直列に接続させたことを特徴
する請求項７に記載の加熱装置。
【請求項１１】前記断線防止手段は、前記貫通孔を互い
に近接させて少なくとも２箇所設けたことを特徴する請
求項７に記載の加熱装置。
【請求項１２】前記断線防止手段は、前記基板表面に前
記貫通孔と交わる溝を設けたことを特徴する請求項７に
記載の加熱装置。
【請求項１３】請求項１乃至１２のいずれか一つに記載
の加熱装置と、該加熱装置に加熱されるフィルムと、該フィルムを加熱装置に加圧する加圧部材と、を備え、該フィルムと加圧部材との間を搬送するシート上のトナ
ーを、該シート上に定着させることを特徴とする定着装
置。
【請求項１４】シート上にトナー画像を形成させる画像
形成手段と、該画像形成手段によってトナー画像が形成されたシート
を請求項１３に記載の定着装置へ搬送させる搬送手段を
備えたことを特徴とする画像形成装置。