JP2740207B2

JP2740207B2 - 定着用加熱体、定着装置および事務用機器

Info

Publication number: JP2740207B2
Application number: JP63282777A
Authority: JP
Inventors: 隆夫露木; 哲夫大谷; 滋洋佐藤
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1988-11-09
Filing date: 1988-11-09
Publication date: 1998-04-15
Anticipated expiration: 2013-04-15
Also published as: JPH02129883A

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

本発明はトナーの定着させるのに好適な定着用加熱
体、定着装置および事務用機器に関する。

【従来の技術】

今日、複写機等の事務用機器（OA機器）においては、
静電的な手段によって例えば記録紙等の記録材に熱融着
性の樹脂等よりなるトナーを付着させ、この記録材を細
長い形状を有する加熱体上に摺接させてトナーを加熱し
定着させる定着装置が用いられている。そして、例えば
複写機においては種々の大きさの記録材に均一なトナー
の定着が行えるように、この複写機で使われる最大判の
記録材の幅よりも大きい長さの発熱部を有する加熱体が
用いられる。この定着装置としては従来、管形赤外線電球や棒状ヒ
ータ等を中空のローラの中心部に加熱源として配置した
ヒートローラと、これに並設させた加圧用のローラとを
具備するものがある。そして、これらヒートローラと加
圧用ローラとの間にトナーを付着させた記録材を挟圧し
ながら搬送してトナーを加熱溶融して定着するものが知
られている。しかしながら、この定着装置では加熱源がローラの中
に挿入されているため、ヒートローラの表面が所望の温
度に発熱するまでに時間がかかる結果、定着前の予熱が
必要であり電力の消費量が大きくなるという欠点があ
る。また、トナーを定着させるものではないが、例えば感
熱材が被着された記録材を加熱させて、印字等の画像を
生成するサーマルヘッドが多用されている。このようなサーマルヘッドは細長い基体上にドット形
状の複数の抵抗発熱体が連設され、これがガラス質保護
膜で覆われて形成されているものである。また、これら
抵抗発熱体のそれぞれの両端部に電極が配設され、それ
ぞれの電極に通電のための配線がろう付けなどで取付け
られているものである。しかしながら、トナー定着用の加熱体は、摺接させる
記録材の全面を一様に加熱する必要があるため抵抗発熱
膜がドット形状に形成されているこの種のサーマルヘッ
ドでは、記録材を一様に加熱することができない。ま
た、このサーマルヘッドは、抵抗発熱体がドット形状に
連接されているから抵抗発熱体が形成されている部分は
形成されていない部分に比較して厚み方向に突出してお
り、記録材を摺接させる面が平坦面でなくなり定着むら
が発生してしまうという不具合がある。そこで、従来のヒートローラを用いた定着装置の代わ
りに、例えばアルミナセラミックス等からなる電気絶縁
性の細長い基体の表面に、その長手方向に沿った細長い
直線状の抵抗発熱体を厚膜により形成し、この直線状の
抵抗発熱体の端部に導電膜を積層して導電性端子を形成
した平板状の定着用加熱体を用いた定着装置が開発され
た。ここで、一般にこのような定着用加熱体は高速で定着
を行なうために発熱量が大きいものが求められている。
しかし、この種の定着用加熱体は、一般に商用電源等を
電源として動作するために印加電圧を増大させることが
できないため、大電流が流せるように低いシート抵抗値
を有する材料を用いて形成されている。このためシート
抵抗値の小さな、銀・パラジウム合金を主成分として形
成している。

【発明が解決しようとする課題】

上記の平板状の定着用加熱体の発熱量を増やすため
に、大きな電流を通電して反復使用すると、抵抗発熱体
と導電性端子との境界部で断線するものがあることが判
明した。そこで、この断線した加熱体を調査したとこ
ろ、抵抗発熱体と導電性端子とが積層されている部分の
近傍までその温度は高く、これに対して導電性端子の温
度が相対的に低いため、この温度差、換言すれば抵抗発
熱体と導電性端子との境界における温度勾配が急峻なた
めに、抵抗発熱体と導電性端子との熱膨張率の違いに起
因する熱歪により断線が発生し易いことが解明された。本発明者らの調査の結果、抵抗発熱体から導電性端子
にかけて温度勾配が存在することを発見し、この温度勾
配が大きいために上記の熱歪が大きくなることを発見し
た。そこで、本発明は、抵抗発熱体と導電性端子との間で
発生しやすい断線を低減できる定着用加熱体、定着装置
および事務用機器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

請求項１記載の定着用加熱体は、電気絶縁性の細長い
基体と；基体の長手方向に沿った細長い発熱部、および
この発熱部の端部に一体的に形成された発熱部より幅の
広い幅広部とを有し、銀・パラジウム合金を主成分とし
て基体上に被着された抵抗発熱体と；幅広部の幅と略同
じ幅を有し幅広部に重合した導電性端子と；幅広部の少
なくとも一部と発熱部を被覆するガラス質保護膜と；を
具備していることを特徴とする。なお、本発明において、基体はアルミナセラミックス
やムライトセラミクスにより形成するのが適当である
が、これには限定されない。また、基体は細長い形状で
あれば特に大きさや細部の形状は限定されない。抵抗発熱体や導電性端子は基体の表面に直接に形成さ
れている必要はなく、例えばガラス質のグレーズ層等を
解して形成してもよい。ガラス質保護膜は形成が容易で比較的熱伝導の良いガ
ラス質のものであれば成分は限定されない。本発明によれば、抵抗発熱材料で形成されている抵抗
発熱体の端部は幅広部となっているため、この幅広部で
の電流密度は発熱部に対して低減されて、幅広部の発熱
量は発熱部に比較して相対的に抑制される。そして、発
熱部と導電性端子とは幅広部を介して電気接続されてい
るため、発熱部と導電性端子との間の温度勾配が緩やか
になり、熱歪によって誘発されやすい断線の発生が低減
できる。さらには、幅広部の少なくとも一部と発熱部を
覆うようにガラス保護層が被覆されているため、この保
護層を介して熱伝導が生じて発熱部と幅広部または導電
性端子との温度の不均衡が緩和される。その結果、最終
的には発熱部と導電性端子との間の温度勾配は一層緩や
かになる。よって、抵抗発熱体の発熱部と導電性端子と
の境界部における熱歪が小さくなって断線を低減し得
る。請求項２記載の定着装置は、定着装置本体と；定着装
置本体に収容された請求項１記載の定着用加熱体と；を
具備していることを特徴とする。この定着装置によれば、請求項１記載の定着用加熱体
の作用により、定着用加熱体の断線に起因する発熱不良
による定着不良を低減し得る。請求項３記載の事務用機器は、事務用機器本体と；画
像形成装置本体に収容された請求項２記載の定着装置
と；を具備していることを特徴とする。この事務用機器によれば、請求項２記載の定着装置と
同様の作用を僧する、

【発明の実施の形態】

以下に本発明の実施の形態を図１なしい図３を参照し
て説明する。第１図は本発明の定着用加熱体の一実施例を示す一部
を切欠いた正面図、第２図は同じく一部を切欠いた長手
方向縦断面図、第３図は同じく端分を拡大した長手方向
縦断面図である。なお、第２図と第３図は抵抗発熱体等
を厚さ方向に拡大して描いてある。図において、１は例えばアルミナセラミックス等から
なる電気絶縁性の基体、２は基体１上に設けられた抵抗
発熱体、３はこの抵抗発熱体２を被覆したガラス質保護
膜である。上記基体１は、長さ約300mm、幅約10mm、厚
さ約1.5mmの細長い平板をなす。４は基体１と抵抗発熱
体２との間に形成されたグレーズ層である。グレーズ層４はPbO・B₂O₃・SiO₂なる化学組成を有す
るガラス質層で基体１の表面に30ないし150μｍの厚さ
を有し、熱伝導率が低い特性を有する。抵抗発熱体２は、銀・パラジウム合金を主成分とする
抵抗ペーストをグレーズ層４表面にスクリーン印刷法に
より印刷した後に焼成してなるものである。抵抗発熱体
の中央部には細長い発熱部21が形成され、この発熱部21
の両端に幅広部23、23が形成される。なお第３図に発熱
部21と幅広部23との境界を仮想的な境界線Ｂで示した。
幅広部23、23表面には導電性端子24、24が形成されてい
る。この導電性端子24、24は、銀を主成分とする導電性
ペーストをスリーン印刷法により印刷した後に焼成して
形成する。そして、発熱部21から幅広部23、23まで連続
して基体１の幅の全面にわたりガラス質保護膜３が被覆
されている。上記実施形態の定着用加熱体は、定着装置に組み込ま
れ、さらに例えば複写機等の周知の事務用機器に組み込
まれる。次に本実施形態の作用を説明する。この定着用加熱体
は、電流密度は発熱部21に対して少なく発熱量が相対的
に抑制された幅広部23、23を介して発熱部21と導電性端
子24、24が電気接続されているため、発熱部21と導電性
端子24、24との間の温度勾配が緩やかになり、熱歪によ
って誘発されやすい断線の発生が低減できる。また、本
実施形態においては幅広部23、23の一部と発熱部21はガ
ラス質保護層３で被覆されているため、この保護層を介
して熱伝導が生じて発熱部21と幅広部23、23の一部との
温度の不均衡が緩和され、この幅広部23、23の一部を介
することによって、発熱部21と導電性端子24、24との間
の温度勾配は一層緩やかになって、発熱部21と導電性端
子24、24との境界部における熱歪がさらに小さくなって
断線を低減し得るものである。ここで、この作用効果を確認するために、本実施形態
の定着用加熱体について断線試験を行った。試験は、導
電性端子24、24間に140Vの電圧を印加し50Hzのパルス電
流を１時間流して、断線の有無を調べるものである。な
お、この試験における定着用加熱体の消費電力は約400W
となる。また、比較のため、発熱部に直接に導電性端子
を接続し、この発熱部のみをガラス質保護層で覆った従
来の定着用加熱体についても同様の試験を行った。この
試験の結果を次の表に示す。なお、本実施形態の定着用加熱体は、基体１の表面に
PbO・B₂O₃・SiO₂組成のガラス質グレーズ層４を設けた
ので、発熱部21の熱が熱伝導の良りアルミナセラミクス
の基体１に伝わりにくくなり、したがって熱効率が高く
始動の際の立上がりが速いという利点がある。なお、こ
のグレーズ層４の厚さは30μｍ未満ならば効果がなく、
また150μｍを越えると断線が増加して不適当であるこ
とも判明した。

【発明の効果】

請求項１記載の発明によれば、電流密度が発熱部に対
して低減されて発熱部に対して過度に発熱しない幅広部
を介して発熱部と導電性端子が電気接続されているた
め、発熱部と導電性端子との間の温度勾配が緩やかにな
って、熱歪によって誘発されやすい断線の発生が低減で
きる。さらには、幅広部の少なくとも一部と発熱部を覆
うガラス保護層により熱伝導が生じて発熱部と幅広部ま
たは導電性端子との温度の不均衡が緩和される。その結
果、最終的には発熱部と導電性端子との間の温度勾配は
一層緩やかになる。よって、抵抗発熱体の発熱部と導電
性端子との境界部における熱歪が小さくなって断線の発
生しにくい定着用加熱体を提供し得る。請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の定着用
加熱体の作用により、定着用加熱体の断線低減して、定
着不良を低減し得る定着装置を提供できる。請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の定着装
置と同様の効果を有する事務用機器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１図は本発明の加熱体の実施例の平面図である。

【図２】第２図は同じく断面図である。

【図３】第３図は同じく要部拡大断面図である。

【符号の説明】１……基体、２……抵抗発熱体、 21……発熱部、23……幅広部、 24……導電性端子、３……ガラス質保護膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤滋洋神奈川県横須賀市船越町１―201―１株式会社東芝横須賀工場内 (56)参考文献特開昭52−142527（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−105647（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−169871（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−92863（ＪＰ，Ａ) 実開昭56−151151（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−70394（ＪＰ，Ｕ) 特公昭63−51359（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電気絶縁性の細長い基体と；基体の長手方向に沿った細長い発熱部、およびこの発熱
部の端部に一体的に形成された発熱部より幅の広い幅広
部とを有し、銀・パラジウム合金を主成分として基体上
に被着された抵抗発熱体と：幅広部の幅と略同じ幅を有し幅広部に重合した導電性端
子と；幅広部の少なくとも一部と発熱部を被覆するガラス質保
護膜と；を具備していることを特徴とする定着用加熱体。
【請求項２】定着装置本体と；定着装置本体に収容された請求項１記載の定着用加熱体
と；を具備していることを特徴とする定着装置。
【請求項３】事務用機器本体と；画像形成装置本体に収容された請求項２記載の定着装置
と；を具備していることを特徴とする事務用機器。