JPH0855674A - ヒータ装置、定着装置、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナーを用紙に円滑に定着する。 【構成】 ページプリンタの定着装置を、押圧ローラ
と、この押圧ローラに対向する定着シートおよびこの定
着シートの内側に固定的に設けた定着ヒータ41とから構
成する。定着ヒータ41は、細長矩形板状の基板部44上
に、長手方向に沿って抵抗発熱体45を印刷形成するとと
もに、この抵抗発熱体45の両側部に沿って、一対の電極
部46を形成する。抵抗発熱体45および電極部46を、ガラ
ス製のオーバーコート層51で覆う。抵抗発熱体45の上側
は、電極部46の上側より突設する。 【効果】 定着ヒータ41と定着シートとの摺動抵抗を軽
減して用紙を円滑に搬送できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、トナーを加熱
して画像を定着するヒータ装置、定着装置、および画像
形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ページプリンタや、複写機などの
画像形成装置において、感光ドラム上に形成したトナー
像を用紙上に転写するとともに、このトナー像を定着装
置により加熱および加圧して用紙上に定着する構成が知
られている。

【０００３】そして、この定着装置として、円筒状をな
す定着シートと、この定着シートの内側に配置された細
長平板状をなすヒータ装置と、定着シートを介してこの
ヒータ装置に対向して設けられた押圧ローラとを備えた
構成が知られている。そして、この定着装置では、トナ
ー像を転写した用紙が定着シートと押圧ローラとの間を
搬送される際に、ヒータ装置と押圧ローラとの間でトナ
ー像を加圧するとともに、ヒータ装置により加熱してト
ナーを用紙に溶着させ、トナー像を用紙上に定着するよ
うになっている。

【０００４】また、ヒータ装置は、アルミナセラミック
スなどからなる絶縁性を有する細長矩形板状の基板上
に、この基板の長手方向に沿って銀パラジウム合金など
からなる抵抗発熱体を形成し、この抵抗発熱体の長手方
向の両端部に設けた電極部間に所定の電圧を印加するこ
とにより、抵抗発熱体を発熱させるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、固定的に設けられた平面状のヒータ装置
と押圧ローラとの間を、定着シートと用紙とが移動する
ため、摺動抵抗が大きくなり、用紙が円滑に搬送されに
くいとの問題を有している。

【０００６】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、被加熱物との摺動抵抗を低減できるヒータ装置を
提供し、また、被印刷物上に被定着物を円滑に加熱して
定着できる定着装置および画像形成装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のヒータ装
置は、基板部と、この基板部上に設けられた細長形状の
発熱部と、この発熱部の両側部に長手方向に沿って前記
基板部上に設けられ、それぞれ前記発熱部に電気的に接
続された一対の電極部とを具備し、前記発熱部の上側に
位置する表面部は、前記電極部の上側に位置する表面部
よりも上側に突設されたものである。

【０００８】請求項２記載のヒータ装置は、請求項１記
載のヒータ装置において、各電極部は、前記発熱部に電
気的に接続する複数のリード部を備え、これらリード部
は、前記発熱部の両側部に交互に、かつ前記発熱部の長
手方向に沿って互いに所定の間隔を介して接続されたも
のである。

【０００９】請求項３記載のヒータ装置は、請求項１ま
たは２記載のヒータ装置において、少なくとも発熱部の
上側には、この発熱部よりも対摩耗性の強いオーバーコ
ート層が形成されたものである。

【００１０】請求項４記載のヒータ装置は、請求項１な
いし３いずれか記載のヒータ装置において、基板部は、
略平板状をなし、発熱部の前記基板部からの突出寸法
は、各電極部の前記基板部からの突出寸法よりも大きく
形成されたものである。

【００１１】請求項５記載のヒータ装置は、請求項１な
いし４いずれか記載のヒータ装置において、発熱部の上
側に位置する表面部には、長手方向に沿って凹設部が形
成されたものである。

【００１２】請求項６記載の定着装置は、被印刷物上に
写された被定着物を加熱して前記被印刷物上に定着する
定着装置であって、請求項１ないし５いずれか記載のヒ
ータ装置と、このヒータ装置に対向して設けられ、前記
被印刷物を前記ヒータ装置側に押圧する押圧手段とを具
備したものである。

【００１３】請求項７記載の画像形成装置は、被印刷物
を供給する供給装置と、前記被印刷物上に被定着物の画
像を転写する転写装置と、前記被印刷物を加熱して前記
被定着物を定着する請求項６記載の定着装置とを具備し
たものである。

【００１４】

【作用】請求項１記載のヒータ装置では、発熱部の上側
に位置する表面部は、電極部の上側に位置する表面部よ
りも上側に突設されたので、このヒータ装置と、このヒ
ータ装置に摺接する被加熱物との間の摺動抵抗が小さく
なる。また、基板部上に細長形状の発熱部を設けるとと
もに、この発熱部の両側部に長手方向に沿って一対の電
極部を備えたので、これら電極部で発熱部から伝導する
熱が放熱される。

【００１５】請求項２記載のヒータ装置では、請求項１
記載の作用に加え、各電極部は、発熱部の両側部に交互
にかつ発熱部の長手方向に沿って互いに所定の間隔を介
して備えられた複数のリード部を介して発熱部に電気的
に接続されたので、発熱部の長手方向に沿って電流が流
れる。

【００１６】請求項３記載のヒータ装置では、請求項１
または２記載の作用に加え、少なくとも発熱部の上側に
は、この発熱部よりも対摩耗性の強いオーバーコート層
を形成したので、このオーバーコート層により、発熱部
が被加熱物と摺接する際の摩耗から保護される。

【００１７】請求項４記載のヒータ装置では、請求項１
ないし３いずれか記載の作用に加え、各電極部よりも発
熱部が大きく突設されたので、発熱部の上側に位置する
表面部を、電極部の上側に位置する表面部よりも上側に
突設することが容易になる。

【００１８】請求項５記載のヒータ装置では、請求項１
ないし４いずれか記載の作用に加え、発熱部の上側に位
置する表面部に、長手方向に沿って凹設部を形成したの
で、このヒータ装置に被加熱物が圧接される際に、被加
熱物と発熱する部分との接触面積が大きくなる。

【００１９】請求項６記載の定着装置では、請求項１な
いし５いずれか記載のヒータ装置と、被印刷物をヒータ
装置側に押圧する押圧手段とを備えたので、被印刷物上
に写された被定着物を加熱して被印刷物上に定着する際
に、被印刷物の搬送が円滑になる。

【００２０】請求項７記載の画像形成装置では、被印刷
物を供給する供給装置と、被印刷物上に被定着物の画像
を転写する転写装置と、被印刷物を加熱して前記被定着
物を定着する請求項６記載の定着装置とを備えたので、
被印刷物上に写された被定着物を加熱して被印刷物上に
定着する際に、被印刷物の搬送が円滑になる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明のヒータ装置、定着装置、およ
び画像形成装置の一実施例の構成を図面を参照して説明
する。

【００２２】図４において、11は画像形成装置としての
ページプリンタで、このページプリンタ11には、被印刷
物としての用紙12の搬送路に沿って、供給装置15、転写
装置16、および定着装置17が配置されている。

【００２３】そして、供給装置15は、給紙カセット21を
備え、この給紙カセット21に積層収納された用紙12を一
枚ずつ剥離して供給するようになっている。

【００２４】また、転写装置16は、感光ドラム23と、こ
の感光ドラム23の周面に沿って順次配置された、図示し
ない光学系、現像装置24、転写コロトロン25、クリーナ
26、除電ランプ27、および図示しない帯電コロトロンな
どを備えている。そして、この転写装置16では、帯電コ
ロトロンにより帯電された感光ドラム23に、光学系によ
り画像の静電潜像を形成し、この静電潜像に現像装置24
により被定着物としてのトナー31を付着してトナー像を
形成する。次いで、転写コロトロン25により感光ドラム
23上のトナー像を搬送される用紙12上に転写する。この
後、感光ドラム23はクリーナ26により清掃され、除電ラ
ンプ27により除電されるようになっている。

【００２５】さらに、定着装置17は、トナー像が転写さ
れた用紙12を加圧および加熱して、トナー31に含まれる
マイクロカプセルを溶解し、用紙12上に定着させるよう
になっている。

【００２６】そして、この定着装置17は、図３および図
４に示すように、搬送路の下側に設けられた押圧手段と
しての押圧ローラ33と、搬送路を挟んでこの押圧ローラ
33に対向して設けられた被加熱物としての円筒状の定着
シート34およびこの定着シート34の内側に設けられた加
熱器35とを備えている。また、定着シート34は、例えば
ポリイミドを樹脂で被覆して形成され、この定着シート
34と押圧ローラ33とを回転駆動することにより、これら
定着シート34と押圧ローラ33との間を用紙12が搬送され
るようになっている。

【００２７】また、加熱器35は、ヒータ装置としての定
着ヒータ41と、この定着ヒータ41を固定的に支持する取
付台42とを有している。そして、この定着ヒータ41は、
図１および図２に示すように、アルミナセラミック（Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ ）製、ガラス製、あるいはアルミナセラミック
の上面に平滑なガラス層を形成したグレーズトセラミッ
ク製の細長矩形平板状をなす基板部44を有している。

【００２８】そして、この基板部44の上面には、幅方向
の中央部に位置し、長手方向のほぼ全長わたって、発熱
部としての抵抗発熱体45の厚膜が印刷形成されている。
また、この抵抗発熱体45は、銀パラジウム合金（Ａｇ／
Ｐｄ）あるいは酸化ルテニウム（ＲｕＯ₂ ）などから、
所定の高さ寸法に積層形成されている。さらに、この抵
抗発熱体45の上面には、幅方向の中央部に位置し、長手
方向のほぼ全長にわたって、下方（基板部44側）に向か
って凹設された凹設部45a が形成されている。

【００２９】また、この基板部44の上面には、抵抗発熱
体45の両側部に沿って、一対の電極部46，46の厚膜が印
刷形成されている。そして、これら電極部46は、金（Ａ
ｕ）、銀（Ａｇ）、プラチナ（Ｐｔ）などからなり、有
機物を主体としたメタルオーガニックペーストを焼成し
て、抵抗発熱体45よりも厚さ寸法が小さく形成されてい
る。また、各電極部46は、抵抗発熱体45から離間して設
けられた電極本体部47と、この電極本体部47から同一材
料で一体または別体に突設された多数のリード部48とか
ら形成されている。そして、リード部48は、各電極本体
部47から、この電極本体部47の長手方向に直交する方向
に突設され、かつ、互いに所定間隔を介して櫛歯状に突
設されているとともに、両側の電極部46から突設された
リード部48上に、抵抗発熱体45が積層形成され、抵抗発
熱体45の両側に交互に接続されている。また、各電極本
体部47の長手方向の一端部には、それぞれ銀パラジウム
合金（Ａｇ／Ｐｄ）などにより端子部49が形成され、図
示しない電源線に半田付けなどして接続されるようにな
っている。

【００３０】さらに、基板部44の上面には、抵抗発熱体
45および各電極部46を覆うようにして、抵抗発熱体45よ
りも対摩耗性の高いガラス製のオーバーコート層51の厚
膜が形成されている。そして、このオーバーコート層51
は、各端子部49を露出するようにして、基板部44の両端
部を除き、基板部44の長手方向のほぼ全長および幅方向
の全長にわたって形成されている。また、図１に示すよ
うに、抵抗発熱体45を覆う部分と、各電極部46を覆う部
分との、基板部44からの突出寸法の差Ｌは、約１０ミク
ロンに設定されている。さらに、抵抗発熱体45を覆う部
分には、抵抗発熱体45の凹設部45a の形状に沿って、凹
設部51a が形成されている。

【００３１】そして、この定着ヒータ41では、両端の端
子部49に所定の電圧を印加することにより、抵抗発熱体
45に所定の電流を供給して、所定の発熱量を得るように
なっている。なお、本実施例の抵抗発熱体45のシート抵
抗値は約１ｋΩ／□で、端子部49の抵抗値は７．４Ωに
設定されている。

【００３２】そして、この定着ヒータ41は、オーバーコ
ート層51が抵抗発熱体45を覆う部分が定着シート34を介
して押圧ローラ33に圧接され、これら定着シート34と押
圧ローラ33との間を搬送される用紙12に、抵抗発熱体45
で発生した熱が加えられるようになっている。

【００３３】そして、本実施例によれば、抵抗発熱体45
の上側に位置する表面部を、各電極部46の上側に位置す
る表面部よりも約１０ミクロンほど上側に突設したた
め、この定着ヒータ41と、この定着ヒータ41に摺接する
定着シート34との間の摺動抵抗を小さくして、この定着
シート34を円滑に摺動させ、この定着シート34を介して
定着ヒータ41に圧接される用紙12を円滑に搬送すること
ができる。

【００３４】さらに、この定着ヒータ41に摺接する定着
シート34およびこの定着シート34を介して定着ヒータ41
に圧接される用紙12は、抵抗発熱体45を覆う部分すなわ
ち発熱する部分のみに圧接されるため、熱効率を高める
ことができる。

【００３５】また、この定着ヒータ41は、各電極部46よ
りも抵抗発熱体45が基板部44から大きく突出するように
形成したため、表面部にほぼ均一な厚さのオーバーコー
ト層51を形成することにより、容易に抵抗発熱体45の上
側に位置する表面部を各電極部46の上側に位置する表面
部よりも突設することができる。

【００３６】さらに、抵抗発熱体45の上面には、長手方
向に沿って幅方向の中央部に凹設部45a が形成され、オ
ーバーコート層51にも、この凹設部45a の形状に沿って
凹設部51a が形成されている。そこで、この定着ヒータ
41に、定着シート34を介して用紙12が圧接される際に、
発熱する部分と用紙12との接触面積が大きくなり、この
用紙12を効率良く加熱することができる。さらに、オー
バーコート層51の上面に湾曲した凹設部45a を形成する
ことにより、用紙12の紙離れを良好にする効果が期待さ
れる。

【００３７】なお、上記の実施例では、抵抗発熱体45を
覆う部分と他の部分との突出寸法の差Ｌを約１０ミクロ
ンとしたが、この突出寸法の差Ｌは、５ミクロンから６
０ミクロンの範囲であれば良く、より好ましくは、１０
ミクロンから３０ミクロンの範囲にあると良い。すなわ
ち、突出寸法の差Ｌが５ミクロンより小さいと、摺動抵
抗を軽減する効果が小さく、１０ミクロン以上あると、
摺動抵抗を十分に軽減することができる。一方、突出寸
法の差Ｌを３０ミクロンより大きく形成することは困難
であるとともに、６０ミクロンより大きく形成すること
はさらに困難になり、定着ヒータ41の製造コストが上昇
することになる。

【００３８】また、例えば、抵抗発熱体45と電極部46と
の厚さ寸法を同一にし、抵抗発熱体45を覆う部分のオー
バーコート層51を、他の部分を覆うオーバーコート層51
よりも厚く形成することにより、突出寸法の差Ｌを設定
することもできる。さらに、抵抗発熱体45の上面を平面
状にし、オーバーコート層51の上面のみに凹設部51aを
形成してもよい。

【００３９】そして、定着ヒータ41は、基板部44上に細
長形状の抵抗発熱体45を形成するとともに、この抵抗発
熱体45の両側部に長手方向に沿って一対の電極部46を備
えたため、抵抗発熱体45から基板部44に伝導する熱がこ
れら電極部46で放熱され、温度勾配が急峻になり、抵抗
発熱体45から離れるに従い温度を急激に低下させること
ができる。そこで、トナー31が転写された用紙12を抵抗
発熱体45の近傍のみで局所的に加熱することができ、用
紙12への熱的な影響を軽減して、用紙12の湾曲（カー
ル）などを抑制することができる。

【００４０】また、各電極部46は、抵抗発熱体45の両側
部に交互にかつこの抵抗発熱体45の長手方向に沿って互
いに所定の間隔を介して形成された多数のリード部48を
介して抵抗発熱体45に電気的に接続されたため、抵抗発
熱体45の長手方向に沿って電流を流すことができ、抵抗
発熱体45の発熱状態の制御を容易にすることができる。

【００４１】また、上記の実施例では、定着シート34を
介して定着ヒータ41と押圧ローラ33とを対向させたが、
定着シート34を介在させずに、定着ヒータ41と押圧ロー
ラ33とを直接対向させることもできる。

【００４２】また、画像形成装置としては、ページプリ
ンタ11のほか、複写機、ファクシミリ装置など、トナー
31を用いた電子写真方式の機器に適用することができ
る。

【００４３】

【発明の効果】請求項１記載のヒータ装置によれば、発
熱部の上側に位置する表面部を、電極部の上側に位置す
る表面部よりも上側に突設したため、このヒータ装置
と、このヒータ装置に摺接する被加熱物との間の摺動抵
抗を小さくして、被加熱物を円滑に移動することができ
る。また、基板部上に細長形状の発熱部を設けるととも
に、この発熱部の両側部に長手方向に沿って一対の電極
部を備えたため、これら電極部で発熱部から伝導する熱
を放熱することができる。

【００４４】請求項２記載のヒータ装置によれば、請求
項１記載の効果に加え、各電極部は、発熱部の両側部に
交互にかつ発熱部の長手方向に沿って互いに所定の間隔
を介して備えられた複数のリード部を介して発熱部に電
気的に接続されたため、発熱部の長手方向に沿って電流
を流し、発熱部の発熱状態の制御を容易にすることがで
きる。

【００４５】請求項３記載のヒータ装置によれば、請求
項１または２記載の効果に加え、少なくとも発熱部の上
側には、この発熱部よりも対摩耗性の強いオーバーコー
ト層を形成したため、このオーバーコート層により、発
熱部が被加熱物と摺接する際の摩耗から保護することが
できる。

【００４６】請求項４記載のヒータ装置によれば、請求
項１ないし３いずれか記載の効果に加え、各電極部より
も発熱部を大きく突設したため、発熱部の上側に位置す
る表面部を、電極部の上側に位置する表面部よりも上側
に容易に突設することができる。

【００４７】請求項５記載のヒータ装置によれば、請求
項１ないし４いずれか記載の効果に加え、発熱部の上側
に位置する表面部に、長手方向に沿って凹設部を形成し
たため、このヒータ装置に被加熱物が圧接される際に、
被加熱物と発熱する部分との接触面積を大きくして、被
加熱物を効率良く加熱することができる。

【００４８】請求項６記載の定着装置によれば、請求項
１ないし５いずれか記載のヒータ装置と、被印刷物をヒ
ータ装置側に押圧する押圧手段とを備えたため、被印刷
物上に写された被定着物を加熱して被印刷物上に定着す
る際に、被印刷物の搬送を円滑にすることができる。

【００４９】請求項７記載の画像形成装置によれば、被
印刷物を供給する供給装置と、被印刷物上に被定着物の
画像を転写する転写装置と、被印刷物を加熱して前記被
定着物を定着する請求項６記載の定着装置とを備えたた
め、被印刷物上に写された被定着物を加熱して被印刷物
上に定着する際に、被印刷物の搬送を円滑にすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のヒータ装置の一実施例を示す断面図で
ある。

【図２】同上ヒータ装置の平面図である。

【図３】同上定着装置の動作を説明する断面図である。

【図４】同上画像形成装置の断面図である。

【符号の説明】

11 画像形成装置としてのページプリンタ 12 被印刷物としての用紙 15 供給装置 16 転写装置 17 定着装置 31 被定着物としてのトナー 33 押圧手段としての押圧ローラ 41 ヒータ装置としての定着ヒータ 44 基板部 45 発熱部としての抵抗発熱体 45a 凹設部 46 電極部 48 リード部 51 オーバーコート層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 並木 宏治 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝堀川町工場内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板部と、 この基板部上に設けられた細長形状の発熱部と、 この発熱部の両側部に長手方向に沿って前記基板部上に
   設けられ、それぞれ前記発熱部に電気的に接続された一
   対の電極部とを具備し、 前記発熱部の上側に位置する表面部は、前記電極部の上
   側に位置する表面部よりも上側に突設されたことを特徴
   とするヒータ装置。
2. 【請求項２】 各電極部は、前記発熱部に電気的に接続
   する複数のリード部を備え、 これらリード部は、前記発熱部の両側部に交互に、かつ
   前記発熱部の長手方向に沿って互いに所定の間隔を介し
   て接続されたことを特徴とする請求項１記載のヒータ装
   置。
3. 【請求項３】 少なくとも発熱部の上側には、この発熱
   部よりも対摩耗性の強いオーバーコート層が形成された
   ことを特徴とする請求項１または２記載のヒータ装置。
4. 【請求項４】 基板部は、略平板状をなし、 発熱部の前記基板部からの突出寸法は、各電極部の前記
   基板部からの突出寸法よりも大きく形成されたことを特
   徴とする請求項１ないし３いずれか記載のヒータ装置。
5. 【請求項５】 発熱部の上側に位置する表面部には、長
   手方向に沿って凹設部が形成されたことを特徴とする請
   求項１ないし４いずれか記載のヒータ装置。
6. 【請求項６】 被印刷物上に写された被定着物を加熱し
   て前記被印刷物上に定着する定着装置であって、 請求項１ないし５いずれか記載のヒータ装置と、 このヒータ装置に対向して設けられ、前記被印刷物を前
   記ヒータ装置側に押圧する押圧手段とを具備したことを
   特徴とする定着装置。
7. 【請求項７】 被印刷物を供給する供給装置と、 前記被印刷物上に被定着物の画像を転写する転写装置
   と、 前記被印刷物を加熱して前記被定着物を定着する請求項
   ６記載の定着装置とを具備したことを特徴とする画像形
   成装置。