JP2009058743A - セラミックヒータ、加熱装置、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】印刷速度を早めた場合の定着フィルムによる磨耗を低減し、搬送不良や定着不良の発生を防止する。
【解決手段】長尺平板状のセラミック基板11の長手方向に平行してAgとPd合金を主成分とする発熱抵抗体12,13を形成する。発熱抵抗体12,13の一端には通電用の電極14,15を、他端には接続導体16を接続し、発熱抵抗体12,13を直列的に接続する。発熱抵抗体12,13上にはオーバーコート層17を形成する。オーバーコート層17上には複数の突起171を一体的に形成する。突起171上を摺動する定着フィルムの摺動性を向上させることができる。また、突起171の間に定着フィルムを摺動させることにより発生する突起171の屑を入り込ませることで定着不良の発生の防止にも寄与する。
【選択図】図1
【解決手段】長尺平板状のセラミック基板11の長手方向に平行してAgとPd合金を主成分とする発熱抵抗体12,13を形成する。発熱抵抗体12,13の一端には通電用の電極14,15を、他端には接続導体16を接続し、発熱抵抗体12,13を直列的に接続する。発熱抵抗体12,13上にはオーバーコート層17を形成する。オーバーコート層17上には複数の突起171を一体的に形成する。突起171上を摺動する定着フィルムの摺動性を向上させることができる。また、突起171の間に定着フィルムを摺動させることにより発生する突起171の屑を入り込ませることで定着不良の発生の防止にも寄与する。
【選択図】図1
Description
この発明は、情報機器、家電製品や製造設備などの小型機器類に装着されて用いられる薄型のセラミックヒータおよびこのヒータが実装されたプリンタ、複写機、ファクシミリやリライタブルカードリーダライタなどの加熱装置、さらにこの加熱装置を用いた画像形成装置に関する。
従来のセラミックヒータは、オーバーコート層に発生する気泡の大きさの関係を、発熱抵抗体上<基板上とし、オーバーコート層表面にできる凹凸を小さくすることで平滑化し、定着フィルムの摩擦を抑えスムーズに搬送させている。(例えば、特許文献1)
特開2006−92831公報
上記した特許文献1の技術は、近年の印刷速度の高速化に伴い、摺動層に硬いガラスを用いると搬送シートが磨耗し、被定着物の搬送不良を起こしたり、削れたガラスの屑により定着不良を起こしたりする可能性がある。
この発明の目的は、高速で安定した定着フィルムの搬送が実現可能なセラミックヒータおよびこのヒータを用いた加熱装置、この加熱装置を用いた画像形成装置を提供することにある。
上記した課題を解決するために、この発明のセラミックヒータは、耐熱・絶縁性材料で形成した長尺平板状のセラミック基板と、前記セラミック基板上の長手方向に厚膜形成された発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体の両端に電力を供給する電極と、少なくとも前記電極を残して前記絶縁基板上に施したオーバーコート層と、前記オーバーコート層上に一体的に形成した複数の突起と、を具備したことを特徴とする。
また、耐熱・絶縁性材料で形成した長尺平板状のセラミック基板と、前記セラミック基板上の長手方向に厚膜形成された発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体の両端に電力を供給する電極と、少なくとも前記電極を残して前記絶縁基板上に施したオーバーコート層と、
前記発熱抵抗体が形成された反対側の前記セラミック基板上の前記発熱抵抗体に少ないとも対向する位置に形成した摺動層と、前記摺動層上に一体的に形成した複数の突起と、を具備したことを特徴とする。
前記発熱抵抗体が形成された反対側の前記セラミック基板上の前記発熱抵抗体に少ないとも対向する位置に形成した摺動層と、前記摺動層上に一体的に形成した複数の突起と、を具備したことを特徴とする。
この発明によれば、被加熱体である定着フィルムとの接触面積を小さくすることができ、被加熱体との摩擦の低減を図ることができ、摺動性の向上を図ることができる。
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1、図2は、この発明のセラミックヒータに関する第1の実施形態について説明するための、図1(a)は正面図、図1(b)は図1(a)の背面図、図2は図1のw−w’断面図である。
図1、図2において、11は、耐熱、電気絶縁性材料例えば酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などの電気絶縁性を有する高剛性の基材で高い熱伝導性の短冊状のセラミック基板である。セラミック基板11は、例えば厚みが1mm、幅10mm、長さ280mm程度の寸法である。
図1、図2において、11は、耐熱、電気絶縁性材料例えば酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などの電気絶縁性を有する高剛性の基材で高い熱伝導性の短冊状のセラミック基板である。セラミック基板11は、例えば厚みが1mm、幅10mm、長さ280mm程度の寸法である。
12,13は、セラミック基板11の表面側の長手方向に沿って平行に形成された銀(Ag)・パラジウム(Pd)をはじめとする銀系材料や、ルテニウム系、炭素系等の抵抗体ペーストを高温で焼成し、所定の抵抗値を有する厚膜からなる帯状の発熱抵抗体である。発熱抵抗体12,13は、例えば厚みが10μm、幅が2.5mm、長さが226mm程度の寸法である。
14,15は、セラミック基板11の長手方向の片側に非接触状態で隣接させて形成した給電用の電極である。電極14は、発熱抵抗体12の一端に一端が重層して形成されたAg/Pd合金などを主体とする良導電体膜からなる接続パターン141の他端とを一体的に形成している。また、電極15は、発熱抵抗体13の一端に一端が重層して形成されたAg/Pd合金などを主体とする良導電体膜からなる接続パターン151の他端とを一体的に形成している。
発熱抵抗体12,13の他端は、接続パターン141,151と同材料で同時に形成可能な接続パターン16を用いて接続される。この接続により発熱抵抗体12,13は、電極14,15間に直列接続される。
17は、電極14,15を残した発熱抵抗体12,13、接続パターン16,17等の上に、例えば厚膜印刷でガラス層あるいはポリイミド層で形成され、電気的、機械的、化学的な保護を行うオーバーコート層である。171は、オーバーコート層17の表面に、オーバーコート層17と一体形成された複数の突起である。突起171の形成については、たとえば厚膜印刷による手法で形成される。図1、図2での突起171は、実際にはより数が多いが、ここではわかり易くするために、数を減らし図示してある。
突起17の形成の一例について図3を参照して説明する。突起171の径φ1は200μm、セラミック基板11の長手方向の突起17間のピッチPhは200μm、高さh(図2参照)は10μm程度である。ここでの数値は一例であるが、径φ1は厚膜印刷が可能な寸法から400μm、ピッチは100〜500μm、高さは10〜50μmが考えられる。
また、突起17はセラミック基板11の長手方向に直線状に複数列配置し、短手方向には千鳥状でも直線状でも構わない。長手方向の列間のピッチPvは100〜500μm程度とする。
要するに突起171の形成は、オーバーコート層17上に満遍なく且つバランスよく配置されてあれば、セラミック基板11の長手方向直線状でなくても、短手方向千鳥状や直線状でなくても構わない。突起171は、発熱抵抗体12,13からの熱を十分に伝達できる数であればよい。
このように、複数の突起171が形成されたオーバーコート層17は、突起171上を摺動させる被加熱体である定着フィルムとの接触面積を小さくすることができ、被加熱体との摩擦の低減を図ることができ、摺動性の向上を図ることができる。また、摺動を繰り返すことにより発生する突起171のガラス屑が生じた場合でも、突起171上を摺動させる被加熱体の摺動に邪魔にならない突起間に溜まることから被加熱体を傷つけることを防止でき、被加熱体への熱伝導を確実に行うことができる。
図4、図5は、この発明のセラミックヒータに関する第2の実施形態について説明するための、図4(a)は正面図、図4(b)は図4(a)の背面図、図5は図4のx−x’断面図である。上記実施形態と同一との構成部分には同一の符号を付してここでは異なる部分について説明する。
この実施形態は、発熱抵抗体12,14が形成されたセラミック基板11の裏面上に例えば厚膜印刷でガラス層あるいはポリイミド層で形成され、電気的、機械的、化学的な保護を行う摺動層18を形成し、摺動層18上に複数の突起181を形成したものである。突起181は、突起171と同様の条件で形成する。
この実施形態においても、突起上を摺動させる定着フィルムとの接触面積を小さくすることができ、被加熱体との摩擦低減させ、摺動性の向上を図ることができる。摺動を繰り返すことにより発生するガラス屑についても突起間に溜め、被加熱体への熱伝導を確実に行うことができる。
図6、図7は、この発明のセラミックヒータに関する第3の実施形態について説明するための、図6(a)は正面図、図6(b)は図6(a)の背面図、図7は図6のy−y’断面図である。上記実施形態と同一との構成部分には同一の符号を付してここでは異なる部分について説明する。
この実施形態は、図4、図5の実施形態の摺動層18を除去し、突起181をセラミック基板11上に形成したものである。すなわち、突起181は、摺動層18に一体形成するのではなく、突起181そのものをセラミック基板11に直接形成したものである。突起181は、セラミック基板11の発熱抵抗体12,13形成面とは反対側の面に、たとえば厚膜印刷でガラスあるいはポリイミドで形成される。
この場合、摺動層18を除去したことによる熱容量を小さくすることができ、セラミック基板で発生した熱が突起上を摺動させる被加熱体である定着フィルムへより熱損失を抑えた熱伝導が可能なことから効率性の向上を図ることができる。
図8、図9は、この発明のセラミックヒータに関する第4の実施形態について説明するための、図8は図3に相当する要部の拡大図、図9は図8のz−z’断面図である。この実施形態でも、上記した実施形態と同一部分には同一の符号を付し、ここでは異なる部分を中心に説明する。
すなわち、突起171の上部に凹部19を形成したものである。この場合は、図9に示すように凹部19が形成される外輪191の部分の径φ2を大きくすることで、定着フィルムに当接させる幅を大きくすることができる。径φ2を大きくしたとしても凹部19により定着フィルムを摺動させたときの接触面積を少なくできることから、確実な熱伝導を図りながらより摺動性の向上を図ることができる。
なお、図4、図6で説明した突起181にも凹部19を形成しても構わない。これも、突起171に形成した場合と同様の効果を奏する。
次に、図10の構成図を参照し、図1〜図3で説明したセラミックヒータを加熱装置200に実装した場合の、この発明の加熱装置に関する一実施形態について説明する。図中100については、図1、図2で説明したセラミックヒータであり、同一部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
201は、支持体202の底部にセラミックヒータ100を固着させ、セラミックヒータ100に交流電圧を供給して加熱させたオーバーコート層17の突起171に圧接加熱させながら移動するポリイミド樹脂等の耐熱性のシートをロール状にして循環自在に巻装された円筒の定着フィルムである。203はその表面に耐熱性弾性材料であるたとえばシリコーンゴム層204が装着してある加圧ローラであり、加圧ローラ203の回転軸205と対向してセラミックヒータ100が、定着フィルム201と並置して図示しない基台内に取り付けられている。加圧ローラ203は、図示しない手段に基づいて定着フィルム201と相互に圧接させてニップ部Nを形成するとともに、作動時には矢印方向に回転させる。
このとき、オーバーコート層17上に配置された定着フィルム201面とシリコーンゴム層204との間で、トナー像To1がまず定着フィルム201を介してセラミックヒータ100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して溶融する。この後、加圧ローラ203の用紙排出側では複写用紙Pがセラミックヒータ100から離れ、トナー像To2は自然放熱して再び冷却固化し、定着フィルム201も複写用紙Pから離反される。
この実施形態では、熱伝達性を確保しながら定着フィルムとセラミックヒータとの摺動性の向上を図ることができ、定着フィルムを高速に摺動させた場合でも搬送不良の発生を防止することができる。
この発明のセラミックヒータは、上記した実施形態に限定されるものではなく、例えば電極14,15は、セラミック基板11の長手方向に両側に配置されたものでもよい。また、セラミックヒータの発熱抵抗体は、接続パターン141,154をセラミック基板11の長手方向に延ばし、発熱抵抗体の幅をセラミック基板11の長手方向に広く、長さをセラミック基板11の短手方向に形成し、発熱抵抗体の一端を接続パターン141に、他端を接続パターン151に接続したものであっても構わない。
次に、図11を参照して、この発明の加熱装置200を搭載した複写機を例とした、この発明の画像形成装置に関する一実施形態について説明する。図中、加熱装置200の部分は、上記した説明と同じであり、同一部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図11において、301は複写機300の筐体、302は筐体301の上面に設けられたガラス等の透明部材からなる原稿載置台で、矢印Y方向に往復動作させて原稿P1を走査する。
筐体301内の上方向には光照射用のランプと反射鏡とからなる照明装置302が設けられており、この照明装置302により照射された原稿P1からの反射光源が短焦点小径結像素子アレイ303によって感光ドラム304上スリット露光される。なお、この感光ドラム304は矢印方向に回転する。
また、305は帯電器で、例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304上に一様に帯電を行う。この帯電器305により帯電された感光ドラム304には、結像素子アレイ303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306による加熱で軟化溶融する樹脂等からなるトナーを用いて顕像化される。
カセット307内に収納されている複写用紙Pは、給送ローラ308と感光ドラム304上の画像と同期するタイミングをとって上下方向で圧接して回転される対の搬送ローラ309によって、感光ドラム304上に送り込まれる。そして、転写放電器310によって感光ドラム304上に形成されているトナー像は複写用紙P上に転写される。
その後、感光ドラム304上から離れた用紙Pは、搬送ガイド311によって加熱装置200に導かれて加熱定着処理された後に、トレイ312内に排出される。なお、トナー像が転写された後、感光ドラム304上の残留トナーはクリーナ313を用いて除去される。
加熱装置200は、複写用紙Pの移動方向と直交する方向に、この複写機300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)より長い発熱抵抗体を備えたセラミックヒータ100が、加圧ローラ203の外周に取り付けられたシリコーンゴム層204に加圧された状態で設けられている。
そして、セラミックヒータ100と加圧ローラ203との間を送られる用紙P上の未定着トナー像T1は、発熱抵抗体12,13の熱を受け溶融して複写用紙P面上に文字、英数字、記号、図面等の複写像を現出させる。
この実施形態では、定着フィルムとセラミックヒータとの摺動性を向上させながら確実な定着性を得ることのできる加熱装置を用いたことから、印刷速度を早くしても搬送シートによる磨耗を低減し、搬送不良や定着不良の発生を防止することが可能となる。
セラミックヒータの用途としては、複写機等の画像形成装置の定着用に用いたが、これに限らず、家庭用の電気製品、業務用や実験用の精密機器や化学反応用の機器等に装着して加熱や保温の熱源としても使用できる。
11 セラミック基板
12,13 発熱抵抗体
14,15 電極
141,151,16 配線パターン
17 オーバーコート層
171,181 突起
18 摺動層
19 凹部
191 外輪
201 定着フィルム
203 加圧ローラ
100 セラミックヒータ
200 加熱装置
300 複写機
12,13 発熱抵抗体
14,15 電極
141,151,16 配線パターン
17 オーバーコート層
171,181 突起
18 摺動層
19 凹部
191 外輪
201 定着フィルム
203 加圧ローラ
100 セラミックヒータ
200 加熱装置
300 複写機
Claims (6)
- 耐熱・絶縁性材料で形成した長尺平板状のセラミック基板と、
前記セラミック基板上の長手方向に厚膜形成された発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体の両端に電力を供給する電極と、
少なくとも前記電極を残して前記絶縁基板上に施したオーバーコート層と、
前記オーバーコート層上に一体的に形成した複数の突起と、を具備したことを特徴とするセラミックヒータ。 - 耐熱・絶縁性材料で形成した長尺平板状のセラミック基板と、
前記セラミック基板上の長手方向に厚膜形成された発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体の両端に電力を供給する電極と、
少なくとも前記電極を残して前記絶縁基板上に施したオーバーコート層と、
前記発熱抵抗体が形成された反対側の前記セラミック基板上の前記発熱抵抗体に少ないとも対向する位置に形成した摺動層と、
前記摺動層上に一体的に形成した複数の突起と、を具備したことを特徴とするセラミックヒータ。 - 前記突起は、前記セラミック基板上に直接形成したことを特徴とする請求項2記載のセラミックヒータ。
- 前記突起の上部に、凹部を形成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1記載のセラミックヒータ。
- 請求項1〜4のいずれか1に記載のセラミックヒータと、
前記セラミックヒータに対向配置し、該セラミックヒータを圧接するように回転可能に支持された加圧ローラと、
前記セラミックヒータと前記加圧ローラとの間を設けられ、前記加圧ローラの回転にともない前記セラミックヒータ上を摺動する定着フィルムと、を具備したことを特徴とする加熱装置。 - 媒体に形成された静電潜像にトナーを付着させてこのトナーを用紙に転写して所定の画像を形成する形成手段と、
画像が形成された用紙を加圧ローラにより定着フィルムを介して前記ヒータに圧接しながら通過させることによって、トナーを定着するようにした請求項5記載の加熱装置と、を具備したことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007225721A JP2009058743A (ja) | 2007-08-31 | 2007-08-31 | セラミックヒータ、加熱装置、画像形成装置 |
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JP2007225721A JP2009058743A (ja) | 2007-08-31 | 2007-08-31 | セラミックヒータ、加熱装置、画像形成装置 |
Publications (1)
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JP2009058743A true JP2009058743A (ja) | 2009-03-19 |
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ID=40554535
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JP2007225721A Withdrawn JP2009058743A (ja) | 2007-08-31 | 2007-08-31 | セラミックヒータ、加熱装置、画像形成装置 |
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JP (1) | JP2009058743A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018194656A (ja) * | 2017-05-16 | 2018-12-06 | 株式会社リコー | 定着装置および画像形成装置 |
-
2007
- 2007-08-31 JP JP2007225721A patent/JP2009058743A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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