JP4170807B2 - 画像定着装置 - Google Patents
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Description
本発明は、画像定着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
定着ヒータは、たとえばプリンタの画像定着装置に組み込まれることにより、紙などの記録媒体に形成されたトナー像を加熱定着するのに利用される。モノクロ印刷用のトナーは、樹脂と黒色の着色材料(たとえば、カーボンブラック)を含んでいる。従って、定着ヒータにより、トナー像を記録媒体に定着させるには、トナーに含まれる樹脂を迅速に溶融するとともに、溶融された樹脂を記録媒体に確実に定着されるまで一定時間以上加熱し続ける必要がある。
【0003】
下記特許文献1には、基板上に2本の発熱抵抗ストリップを相互に平行に形成してなる定着ヒータが開示されている。両発熱抵抗ストリップは、いずれも幅狭であり、同一の幅を有している。従って、両発熱抵抗ストリップともに高い抵抗値を有しており、単位面積当たりの発熱量を大きくするのには都合がよいが、幅狭であるために、加熱領域を大きくして十分な加熱時間を確保することが困難である。
【0004】
一方、下記特許文献2には、基板上に相互に平行な3本の電極ストリップを形成し、電極ストリップ間を当該電極ストリップに対して横切り方向に延びる多数の発熱抵抗体で橋架けするように形成してなるヒータが開示されている。多数の発熱抵抗体は相互に並列の関係にあるから、何れかの発熱抵抗体が断線しても、他の発熱抵抗体で加熱を継続することができる。また、各発熱抵抗体は電極ストリップの横切り方向に延びるから、ヒータ全体としての加熱領域を大きくすることもできる。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−338293号公報
【特許文献2】
特開平7−192856号公報
【0006】
しかしながら、特開平7−192856号公報に記載のヒータ(インクジェットプリンタの印字ヘッドにおける目詰まり防止に利用される)では、多数の発熱抵抗体が電極ストリップに対して相互に並列の関係にあるから、隣接する発熱抵抗体の間では加熱が行われない。従って、仮にこのヒータを定着ヒータとして用いた場合には、記録媒体(印字用紙)の幅方向に加熱されない部分が多数生じてしまい、適正な画像定着が行えない。また、相互に並列である多数の発熱抵抗体を流れる電流を合算すると大きな値となるため、ヒータ全体としての消費電力が大きくなる傾向がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の課題は、トナーの溶融と定着とを効果的に行え、しかも製造コストの低減を実現することができる画像定着装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の側面によれば、定着ヒータと、この定着ヒータに電力を供給する電源と、上記定着ヒータに記録媒体を押圧しつつ搬送するためのプラテンローラと、を備えた画像定着装置であって、上記定着ヒータは、基板と、この基板上の、上記プラテンローラに対向する位置に形成された相対的に幅狭の第1発熱抵抗ストリップと、上記基板上において、上記記録媒体の搬送方向にみて上記第1発熱抵抗ストリップの下流側に略平行に形成された相対的に幅広の第2発熱抵抗ストリップと、を備えており、上記第2発熱抵抗ストリップは、その長手方向に延びる少なくとも1つのスリットを備えている、画像定着装置が提供される。
【0009】
本発明の第2の側面によれば、定着ヒータと、この定着ヒータに電力を供給する電源と、上記定着ヒータに記録媒体を押圧しつつ搬送するためのプラテンローラと、を備えた画像定着装置であって、上記定着ヒータは、基板と、この基板上の、上記プラテンローラに対向する位置に形成された相対的に幅狭の第1発熱抵抗ストリップと、上記基板上において、上記記録媒体の搬送方向にみて上記第1発熱抵抗ストリップの下流側に略平行に形成された相対的に幅広の第2発熱抵抗ストリップと、を備えており、上記第2発熱抵抗ストリップは、その長手方向に延びる複数のスリットを備えている、画像定着装置が提供される。
【0010】
好ましくは、上記第1発熱抵抗ストリップ及び第2発熱抵抗ストリップを覆う保護膜をさらに備えており、この保護膜は、上記第1発熱抵抗ストリップ及び第2発熱抵抗ストリップの間隔と前記スリットに形成された平滑化層と、この平滑化層の上に形成されたオーバコート層と、を含んでいる。
【0011】
好ましくは、上記複数のスリットは、上記第2発熱抵抗ストリップの横切り方向に間隔をあけた複数列に分けて形成されており、各列のスリットは、ブリッジにより上記第2発熱抵抗ストリップの長手方向に相互に間隔を隔てている。
【0012】
好ましくは、上記第1発熱抵抗ストリップの一端及び上記第2発熱抵抗ストリップの隣接する一端は、上記基板上に形成された共通導体により相互に接続されており、上記第1発熱抵抗ストリップの他端は、上記基板上に形成された第1導体端子に接続されており、上記第2発熱抵抗ストリップの他端は、上記基板上に形成された第2導体端子に接続されている。
【0015】
本発明のその他の特徴及び利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【0017】
図1及び図2は、本発明の第1実施形態を示している。図1は、第1実施形態に係る定着ヒータを示しており、図2はその定着ヒータを組み込んだ画像定着装置を概略的に示している。
【0018】
第1実施形態の画像定着装置は、定着ヒータXとプラテンローラPとを備えており、たとえば電子写真方式のプリンタに組み込まれて、紙などの記録媒体Kにトナー像を定着させるものである。プラテンローラPは、図外の駆動源からの動力により、矢印A方向に回転させられる。この回転により、記録媒体Kは、定着ヒータXに接触した状態で矢印B方向に送られる。記録媒体K及びこれに形成されたトナー像は、定着ヒータXによって加熱される。この結果、トナーに含まれる樹脂分が溶融し、トナー像が記録媒体Kに定着されることになる。
【0019】
定着ヒータXは、細長矩形状の基板1を備えている。基板1は、たとえばアルミナ(Al2O3)製である。基板1上には、第1発熱抵抗ストリップ2と第2発熱抵抗ストリップ3とが平行に並べられて設けられている。各発熱抵抗ストリップ2,3は、たとえばAg−Pd製である。両発熱抵抗ストリップ2,3は、保護膜4によって覆われている。保護膜4は、下側の平滑化層4aと上側のオーバコート層4bとからなり、いずれもガラスを主成分としている。
【0020】
各発熱抵抗ストリップ2,3は、たとえば配線5を介して交流電源6に接続されている。より具体的には、第1発熱抵抗ストリップ2の一端は、第2発熱抵抗ストリップ3の隣接する一端に電気的に接続されており、第1発熱抵抗ストリップ2の他端と第2発熱抵抗ストリップ3の他端は、それぞれ交流電源6に接続されている。従って、両発熱抵抗ストリップ2,3は、交流電源6に対して相互に直列接続の関係にあり、同交流電源6から電力の供給を受けて発熱するようになっている。図1には表れていないが、配線5の一部は、基板1の表面に形成されていてもよい。
【0021】
第1発熱抵抗ストリップ2は、比較的小さな幅W1で、一様な断面を有している。第1発熱抵抗ストリップ2は、トナーに含まれる樹脂分を速やかに溶融させるために設けられているため、短時間で昇温させる必要がある。そのため、第1発熱抵抗ストリップ2の幅W1は、比較的小さくして(断面積が小さく、抵抗は大きい)、発熱量が比較的大きくなるようにしているのである。また、第1発熱抵抗ストリップ2からの熱が記録媒体K上のトナー像に効率的に伝達されるように、図2から分かるように、プラテンローラPが第1発熱抵抗ストリップ2の真上で記録媒体Kを定着ヒータXに対して押圧するように配置されている。
【0022】
第2発熱抵抗ストリップ3は、記録媒体Kの搬送方向Bにみて第1発熱抵抗ストリップ2よりも下流側に位置しており、トナー像を記録媒体Kに確実に定着させる働きを有している。この際、トナーに含まれる樹脂分は第1発熱抵抗ストリップ2により既に溶融されているので、第2発熱抵抗ストリップ3についてはそれほど大きな発熱量は要求されない。その反面、第2発熱抵抗ストリップ3は、トナー像が定着するまで記録媒体Kに熱を供給し続ける必要がある。そのため、第2発熱抵抗ストリップ3の幅W2を比較的大きくして、記録媒体Kが熱の供給を受ける移動ストローク(距離)を大きくしているのである。第2発熱抵抗ストリップ3の長さは、第1発熱抵抗ストリップ2と略同一である。
【0023】
図示の第1実施形態においては、第2発熱抵抗ストリップ3には、その長手方向に延びる複数列(図1では2列)のスリット7が設けられている。各列におけるスリット7は、第2発熱抵抗ストリップ3の横切り方向に延びるブリッジ3aにより仕切られている。このようにブリッジ3aを設けたことにより、多くの電流路が形成されるため、その一部の電流路に断線等の不良が生じても、残りの電流路による加熱が可能である。スリット7の技術的意義については、後述する。
【0024】
本実施形態の定着ヒータXは、次のようにして製造される。まず、図3に示すように、基板1上に、Ag−Pdなどの抵抗体ペーストを、たとえばスクリーン印刷によって印刷する。発熱抵抗ストリップ2,3は、上記抵抗体ペーストを焼成することによって形成される。発熱抵抗ストリップ3の複数のスリット7は、この印刷の際に形成しておく。
【0025】
発熱抵抗ストリップ2,3が形成されると、基板1上に凹凸ができる。このような凹凸状態の上に、保護膜4を一度に印刷すると、保護膜4の上面がフラットに形成されない場合がある。保護膜4の上面には記録媒体Kが接触するため、保護膜4の上面はフラットであることが望ましい。
【0026】
そこで、図4に示すように、各スリット7内及び第1発熱抵抗ストリップ2と第2発熱抵抗ストリップ3との隙間部8などに平滑化層4aを形成する。この平滑化層4aは、ガラスペーストを印刷及び焼成することにより形成される。
【0027】
次に、図5に示すように、発熱抵抗ストリップ2,3及び平滑化層4aの全体を覆うようにオーバコート層4bを形成する。このオーバコート層4bも、平滑化層4aと同様に、ガラスペーストを印刷及び焼成することにより形成される。この結果、平滑化層4aとオーバコート層4bとからなる保護層4が得られる。なお、平滑化層4aとオーバコート層4bの形成に用いられるガラスペーストは同一組成であっても、異なる組成であってもよい。
【0028】
以上の構成を有する定着ヒータXにおいては、第2発熱抵抗ストリップ3に複数のスリット7が形成されている。そのために、第2発熱抵抗ストリップ3の形成に要する材料費は従来より少なくて済み、製造コストは低減される。その反面、第2発熱抵抗ストリップ3の幅W2(発熱領域の幅)は、比較的大きいまま維持できるので、トナー像を記録媒体Kに定着させるのに十分な時間だけ加熱を続けることができる。また、スリット7を設けたことにより、第2発熱抵抗ストリップ3の抵抗が増加するので、その分だけ発熱量は大きくなり、スリット7の部分で加熱が不足する分を補うことができる。
【0029】
図6は、本発明の第2実施形態に係る定着ヒータX’を示す。この第2実施形態の定着ヒータX’は、第1実施形態のものと同様に(図1)、基板1’、及びこの基板1’上に形成された比較的幅狭の第1発熱抵抗ストリップ2’と比較的幅広の第2発熱抵抗ストリップ3’とを有している。第2発熱抵抗ストリップ3’にはその長手方向に延びる複数列(図6では2列)のスリット7’が設けられている。第1発熱抵抗ストリップ2’の一端は第2発熱抵抗ストリップ3’の隣接する一端に共通導体5a’を介して電気的に接続されている。第1発熱抵抗ストリップ2’の他端は、第1の導体端子5b’に接続されており、第2発熱抵抗ストリップ3’の他端は、第2の導体端子5c’に接続されている。また、第1の導体端子5b’と第2の導体端子5c’とは、交流電源6’に接続されている。第1の導体端子5b’と第2の導体端子5c’とは、いずれも基板1’に導体ペーストを印刷した後に焼成することにより形成することができる。
【0030】
上記第2実施形態の構成においては、図6に表れていないが、保護膜は、第1の導体端子5b’と第2の導体端子5c’を少なくとも部分的に露出させた状態で、第1発熱抵抗ストリップ2’、第2発熱抵抗ストリップ3’及び共通導体5a’を覆うように形成される。従って、定着ヒータX’を交流電源6’に対して都合よく接続することが可能となる。
【0031】
図7は、本発明の第3実施形態に係る定着ヒータの第2発熱抵抗ストリップ3”を示す。この実施形態においては、第2発熱抵抗ストリップ3”にはその長手方向の略全長にわたって連続して延びる複数(図7では2個)のスリット7”が設けられている。
【0032】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、第2発熱抵抗ストリップに形成されるスリット及びブリッジの数は適宜変更可能である。また、本発明に係るヒータは、トナー像の定着以外の目的にも適用することができる。これらの変更は、本発明の範囲から逸脱するものではなく、当業者に自明の全ての変更は特許請求の範囲に記載された発明の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る定着ヒータを示す概略斜視図である。
【図2】図1のII―II線に沿う断面図である。
【図3】上記定着ヒータを製造するための第1の工程を示す断面図である。
【図4】上記定着ヒータを製造するための第2の工程を示す断面図である。
【図5】上記定着ヒータを製造するための第3の工程を示す断面図である。
【図6】本発明の他の実施形態に係る定着ヒータを示す概略平面図である。
【図7】本発明のさらに他の実施形態に係る定着ヒータにおける発熱抵抗ストリップを示す概略平面図である。
【符号の説明】
K 記録媒体
P プラテンローラ
X ヒータ
1,1’ 基板
2,2’ 第1発熱抵抗ストリップ
3,3’,3” 第2発熱抵抗ストリップ
3a,3a’ ブリッジ
4 保護層
4a 平滑化層
4b オーバコート層
5,5’ 配線
5a’ 共通導体
5b’ 第1の導体端子
5c’ 第2の導体端子
6,6’ 電源
7,7’,7” スリット
8 隙間部
Claims (5)
- 定着ヒータと、この定着ヒータに電力を供給する電源と、上記定着ヒータに記録媒体を押圧しつつ搬送するためのプラテンローラと、を備えた画像定着装置であって、上記定着ヒータは、
基板と、
この基板上の、上記プラテンローラに対向する位置に形成された相対的に幅狭の第1発熱抵抗ストリップと、
上記基板上において、上記記録媒体の搬送方向にみて上記第1発熱抵抗ストリップの下流側に略平行に形成された相対的に幅広の第2発熱抵抗ストリップと、を備えており、
上記第2発熱抵抗ストリップは、その長手方向に延びる少なくとも1つのスリットを備えている、
画像定着装置。 - 定着ヒータと、この定着ヒータに電力を供給する電源と、上記定着ヒータに記録媒体を押圧しつつ搬送するためのプラテンローラと、を備えた画像定着装置であって、上記定着ヒータは、
基板と、
この基板上の、上記プラテンローラに対向する位置に形成された相対的に幅狭の第1発熱抵抗ストリップと、
上記基板上において、上記記録媒体の搬送方向にみて上記第1発熱抵抗ストリップの下流側に略平行に形成された相対的に幅広の第2発熱抵抗ストリップと、を備えており、
上記第2発熱抵抗ストリップは、その長手方向に延びる複数のスリットを備えている、画像定着装置。 - 上記第1発熱抵抗ストリップ及び第2発熱抵抗ストリップを覆う保護膜をさらに備えており、この保護膜は、上記第1発熱抵抗ストリップ及び第2発熱抵抗ストリップの間隔と前記スリットに形成された平滑化層と、この平滑化層の上に形成されたオーバコート層と、を含んでいる、請求項2に記載の画像定着装置。
- 上記複数のスリットは、上記第2発熱抵抗ストリップの横切り方向に間隔をあけた複数列に分けて形成されており、各列のスリットは、ブリッジにより上記第2発熱抵抗ストリップの長手方向に相互に間隔を隔てている、請求項2又は3に記載の画像定着装置。
- 上記第1発熱抵抗ストリップの一端及び上記第2発熱抵抗ストリップの隣接する一端は、上記基板上に形成された共通導体により相互に接続されており、上記第1発熱抵抗ストリップの他端は、上記基板上に形成された第1導体端子に接続されており、上記第2発熱抵抗ストリップの他端は、上記基板上に形成された第2導体端子に接続されている、請求項2〜4のいずれか1つに記載の画像定着装置。
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