JPH0561372A

JPH0561372A - ヒータ及び定着装置

Info

Publication number: JPH0561372A
Application number: JP22421591A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yamanaka; 祐二山中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-09-04
Filing date: 1991-09-04
Publication date: 1993-03-12

Abstract

(57)【要約】【目的】熱良導電性基板と断熱ホルダーの熱膨張差に
基づくヒータの反りを防止し、且つ、接着剤の耐久性を
向上させる。【構成】良熱伝導性基体を抵抗発熱体の発熱領域外の
片側一端でホルダーに接着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は良熱伝導性の基体と、こ
の基体上に設けられた抵抗発熱体を有するヒータ、及
び、このヒータを用いた定着装置に関する。

【０００２】［背景技術］従来、加熱方式の定着装置と
しては、所定の温度に維持された加熱ローラと、弾性層
を有して該加熱ローラに圧接する加圧ローラとによって
未定着のトナー画像が形成された記録材を挟持搬送しつ
つ加熱する熱ローラ定着方式の定着装置が多用されてい
る。

【０００３】この熱ローラ定着装置は加熱ローラの周面
全体を正確に一定温度を維持しなくてはならない。

【０００４】このため加熱ローラは大きな熱容量を必要
とし、加熱ローラ表面を所定の定着温度に立ち上げる迄
のいわゆるウォームアップタイムを長く必要とする。

【０００５】そこで出願人は特開平２−１５７８７８号
公報、特開平２−２５３２８２号公報等で、アルミナ等
の良熱伝導性の基体上に抵抗発熱体を設けたヒータを用
い、このヒータの熱でフィルムと密着した記録材上の画
像を加熱定着する定着装置を提供した。

【０００６】この定着装置は熱容量が小さく、また、ニ
ップ側に集中的に熱を向けているためアォームアップタ
イムが短く、更に省電力も達成できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように熱集中を行
なうために良熱伝導性基体を断熱材からなるホルダーで
断熱支持を行なっている。

【０００８】この良熱伝導性基体をホルダーに固定する
際、長手方向で全域もしくは多数ヶ所でしっかりと接着
すると次のような問題がある。

【０００９】図５、図６とこの問題を説明する。

【００１０】良熱伝導性基体と断熱ホルダーとは線膨張
係数が異なる。

【００１１】このため図５に示されるように良熱伝導性
基体３をホルダー２に５ヶ所で接着剤Ｃにより接着する
と通電発熱時に線膨張係数の違いにより図６に示す通り
反りが生じることがある。

【００１２】このように反りが生じると定着フィルムが
中央部に寄って凸状に折れて定着不良となる恐れがあ
る。

【００１３】そこで出願人は先にそこで特願平２−１７
９０９６号で長手方向で一箇所で接着することを提案し
た。

【００１４】しかし、通電発熱時、基板及びホルダーは
１７０℃〜２３０℃の高温になる。

【００１５】このため長手方向で１ヶ所のみの接着では
接着剤が熱により劣化するため確実に長期間良熱伝導性
基体をホルダーに固定することは難しい。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、線状の抵抗発熱体を有する良熱伝導性基体と、こ
の基体を断熱支持するホルダーと、を有するヒータにお
いて、上記基体は長手方向で抵抗発熱体の発熱領域外で
上記ホルダーに接着されていることを特徴とするもの、
特には、上記基体は片側一端でホルダーに接着されてい
ることを特徴とするもの、及び、良熱伝導性基体と、こ
の良熱伝導性基体の長手方向に沿って線状に設けられた
抵抗発熱体と、良熱伝導性基体を断熱支持するホルダー
と、を有し、抵抗発熱体からの熱で記録材上の画像を加
熱定着する定着装置において、上記基体は長手方向で抵
抗発熱体の発熱領域外で上記ホルダーに接着されている
ことを特徴とするもの、特には、上記基体は片側一端で
ホルダーに接着されていることを特徴とするものであ
る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。

【００１８】図１、図２、図３は本発明の実施例のヒー
ターユニットを示す図で、図１は正面図、図２は拡大
図、図３はＡ−Ａ断面図である。

【００１９】このヒーターユニットは加熱体１と、この
加熱体１を断熱支持するホルダー２とからなる。

【００２０】加熱体１を断熱支持するホルダー２は、高
耐熱性・剛性を有するもので、例えばＰＰＳ（ポリフェ
ニレンサルファイド）・ＰＡＩ（ポリアミドイミド）・
ＰＩ（ポリイミド）・ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテル
ケトン）・液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これらの
樹脂とセラミックス・金属・ガラス等との複合材料など
で構成できる。

【００２１】加熱体１は良熱伝導性基板３と、この良熱
伝導性基板３の一面側に設けられた抵抗発熱体４と、他
面側に設けられた検温素子５（図４）と抵抗発熱体を保
護する保護層６（図４）からなる。

【００２２】良熱伝導性基板３は、耐熱性・絶縁性・低
熱容量の部材であり、一例として厚み１．０ｍｍ・巾１
６ｍｍ・長さ３４０ｍｍのアルミナ基板である。

【００２３】発熱体４は基板３の下面（フィルム７との
対面側）の略中央部に長手に沿って、例えば、Ａｇ／Ｐ
ｄ（銀パラジウム）、Ｔａ₂Ｎ等の電気抵抗材料を厚み
約１０μｍ・巾１〜３ｍｍにスクリーン印刷等により塗
工し、その上に表面保護層として耐熱ガラスが約１０μ
ｍコートされている。

【００２４】検温素子５は一例として基板３の上面（発
熱体４を設けた面とは反対側の面）の略中央部にスクリ
ーン印刷等により塗工して具備されたＰｔ膜等の低熱容
量の測温抵抗体である。検温素子としては、他に低熱容
量のサーミスタなどを基板３に当接配置する構成にして
もよい。

【００２５】良熱伝導性基板３は図２に示す接着領域に
おいて、ホルダー２に接着する。接着剤は、エポキシ接
着剤である。又、シリコーン接着剤、又はアクリル樹脂
から成る粘着テープ、シリコン樹脂から成る粘着テープ
でも良い。

【００２６】このように接着領域は抵抗発熱体の発熱領
域である加熱領域外で、特に加熱領域から距離ａへだて
られている。

【００２７】このように温度の低い領域で接着すること
により接着剤の耐久性を向上させることができる。

【００２８】この距離ａは１〜５ｍｍが好ましい。１０
４は電極端子であり、コンタクト板１０３に接続されて
いる。コンタクト板１０３は、ホルダー２にビス取めさ
れ、一端は、ヒーター電極部４ａにハンダ付けされてい
る。このため、良熱伝導性基板とホルダー２とが相対移
動を生じるとコンタクト板１０３あるいはハンダ１０５
において、破壊が生じる。

【００２９】そこで、上記接着領域において、良熱伝導
性基板とホルダーを固定することにより、上記破壊を防
止することができた。

【００３０】また、もう一方の端部側は長手方向でフリ
ー状態であり、良熱伝導性基板とホルダーとの熱膨張の
差を許容できる。

【００３１】尚、電極は長手方向の自由度が得られるよ
うに図７に示すようにクリップ式電極１０８を用いてい
る。

【００３２】図４に前述のヒータを用いた定着装置の断
面図を示す。

【００３３】７はエンドレスベルト状の定着フィルムで
あり、左側の駆動ローラ８と、右側の従動ローラ９と、
該両ローラ８・９間の下方にフィルム７の移動方向と交
差する方向に沿って配置した加熱体としての低熱容量線
状加熱体１の、該３部材８・９・１間に懸回張設してあ
る。

【００３４】従動ローラ９はエンドレスベルト状の定着
フィルム７のテンションローラを兼ねさせており、該定
着フィルム７は駆動ローラ８の時計方向回転駆動に伴な
い時計方向に所定の周速度、即ち画像形成部側から搬送
されてくる未定着トナー画像Ｔａを上面に担持した記録
材Ｐの搬送速度と同じ周速度をもってしわや蛇行、速度
遅れなく回動駆動される。

【００３５】１０は加圧部材としての、シリコンゴム等
の離型性の良いゴム弾性層１２を有する加圧ローラであ
り、前記のエンドレスベルト状定着フィルム７の下行側
フィルム部分を挟ませて前記加熱体１の下面に対して不
図示の付勢手段により例えば総圧４〜７ｋｇの当接圧を
もって対向圧接させてあり、記録材Ｐの搬送方向に順方
向の反時計方向に軸１１を中心に回転する。

【００３６】本例の加熱体１の場合は、線状又は帯状を
なす分岐発熱体４に対し、その長手方向両端部より、記
録材サイズに応じて、電極端子を選択し、通電すること
で、発熱体４を紙サイズに応じて発熱領域を変えること
ができる。

【００３７】この記録材サイズに応じた通電方法は特開
平３−１４４４７７号公報に詳細に記載されている。

【００３８】通電はＡＣ１００Ｖであり、検温素子５の
検知温度に応じてトライアックを含む不図示の通電制御
回路により通電する位相角を制御することにより、通電
電力を制御している。

【００３９】定着フィルム７は耐熱性・離型性・耐久性
等のある、一般に総厚１００μｍ以下、好ましくは４０
μｍ以下の単層或いは複合層フィルムを使用できる。

【００４０】次に、この定着装置の動作について説明す
る。

【００４１】画像形成スタート信号によりこの定着装置
が用いられる不図示の画像形成装置が画像形成動作して
定着装置６０へ搬送された、未定着のトナー画像Ｔａを
上面に担持した記録材シートＰはガイド１８に案内され
て加熱体１と加圧ローラ１０との圧接部（定着ニップ
部）の、定着フィルム７と加圧ローラ１０との間に進入
して、未定着トナー画像面がシートＰの搬送速度と同一
速度で同方向に回動状態の定着フィルム７の下面に密着
して面ズレ・しわ・寄りを生じることなく定着フィルム
７と一緒に重なり状態で加熱体１と加圧ローラ１０との
相互圧接部間を挟圧力を受けつつ通過していく。

【００４２】加熱体１は画像形成スタート信号により所
定のタイミングで通電加熱されるので、トナー画像Ｔａ
は圧接部において加熱を受けて軟化・溶融像Ｔｂとな
る。

【００４３】定着フィルムは、ヒータ支持体２の曲率の
大きいエッジ部Ｓ（曲率半径が約２ｍｍ）において、急
角度（屈曲角度θが略４５°）で走行方向が転向する。
従って、定着フィルム７と重なった状態で圧接部を通過
して搬送されたシートＰは、エッジ部Ｓにおいて定着フ
ィルム７から曲率分離し、排紙トレイへ排紙されてゆ
く。排紙される時までにはトナーは十分冷却固化しシー
トＰに完全に定着した状態（トナー画像Ｔｃ）となって
いる。

【００４４】また、本例において加熱体１のうち発熱体
４及び基板３の熱容量が小さく、かつこれらが支持体２
により断熱支持されているので、圧接部における加熱体
１の表面温度は短時間にトナーの融点（又はトナーＰへ
の定着可能温度）に対して十分な高温に昇温するので、
加熱体１をあらかじめ昇温させておく（いわゆるスタン
バイ温調）必要がなく、省エネルギーが実現でき、しか
も機内昇温も防止できる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば通電発
熱により熱膨張が発生してもヒーターの反りや曲りを発
生しない。

【００４６】また、接着剤の耐久性も向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のヒータの正面図である。

【図２】図１に示したヒータの部分拡大図である。

【図３】図１に示したヒータの断面図である。

【図４】本発明の実施例の定着装置の断面図である。

【図５】本発明が解決する問題を説明するための平面図
である。

【図６】本発明が解決する問題を説明するための断面図
である。

【図７】図１に示したヒータの部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１加熱体２ホルダー３良熱伝導性基体４抵抗発熱体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】線状の抵抗発熱体を有する良熱伝導性基
体と、この基体を断熱支持するホルダーと、を有するヒ
ータにおいて、上記基体は長手方向で抵抗発熱体の発熱領域外で上記ホ
ルダーに接着されていることを特徴とするヒータ。
【請求項２】上記基体は片側一端でホルダーに接着さ
れていることを特徴とする請求項１のヒータ。
【請求項３】上記ヒータは抵抗発熱体に通電する電極
を有し、上記基体は電極と対向する位置で上記ホルダー
に接着されていることを特徴とする請求項１もしくは２
のヒータ。
【請求項４】良熱伝導性基体と、この良熱伝導性基体
の長手方向に沿って線状に設けられた抵抗発熱体と、良
熱伝導性基体を断熱支持するホルダーと、を有し、抵抗
発熱体からの熱で記録材上の画像を加熱定着する定着装
置において、上記基体は長手方向で抵抗発熱体の発熱領域外で上記ホ
ルダーに接着されていることを特徴とする定着装置。
【請求項５】上記基体は片側一端でホルダーに接着さ
れていることを特徴とする請求項４の定着装置。
【請求項６】上記抵抗発熱体に通電する電極を有し、
上記基体は電極と対向する位置で上記ホルダーに接着さ
れていることを特徴とする請求項４もしくは５の定着装
置。
【請求項７】上記装置は更に記録材と密着している移
動するフィルムを有し、記録材上の画像はフィルムを介
して加熱されることを特徴とする請求項４からの６の定
着装置。