JPH11327334A - Heater for fixing - Google Patents
Heater for fixingInfo
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- JPH11327334A JPH11327334A JP12695298A JP12695298A JPH11327334A JP H11327334 A JPH11327334 A JP H11327334A JP 12695298 A JP12695298 A JP 12695298A JP 12695298 A JP12695298 A JP 12695298A JP H11327334 A JPH11327334 A JP H11327334A
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- heating element
- heat
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、加熱方式のトナー
画像定着装置において、絶縁基板上に発熱体を形成した
定着用ヒータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing heater in which a heating element is formed on an insulating substrate in a heating type toner image fixing device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ファクシミリやプリンター等のような加
熱方式のトナー画像定着装置では、トナー未定着画像を
転写材面に定着させるため、感光ドラム上に形成したト
ナー画像を定着装置により加熱ローラと加圧ローラによ
り加熱、加圧して転写材である紙面上に定着させてい
る。2. Description of the Related Art In a heating type toner image fixing device such as a facsimile or a printer, a toner image formed on a photosensitive drum is heated by a fixing device and heated by a fixing device in order to fix an unfixed toner image on a transfer material surface. Heat and pressure are applied by a pressure roller to fix the image onto a paper surface as a transfer material.
【０００３】従来の加熱ローラは、円筒状の金属ロール
中にハロゲンランプなどの熱源を設置し、その熱で金属
ローラを加熱しトナーを定着させていたが、近年、加熱
ローラの加熱部に絶縁性セラミックス製のヒータ基板に
発熱体を設けて、層状の通電式加熱部を形成したものが
実用化されている。この装置は、ヒータ基板を樹脂製の
支持体に取付け、さらに、その外周部を耐熱性の定着フ
ィルムが加圧ローラと同一の速度で回転することで記録
紙を搬送してトナーを定着する。In the conventional heating roller, a heat source such as a halogen lamp is installed in a cylindrical metal roll, and the heat is used to heat the metal roller to fix the toner. A heater in which a heating element is provided on a heater substrate made of a conductive ceramic to form a layered energized heating section has been put to practical use. In this apparatus, a heater substrate is mounted on a resin support, and a heat-resistant fixing film rotates around the outer periphery at the same speed as a pressure roller to convey recording paper to fix toner.
【０００４】この方式の装置では、金属製のロールの従
来の方式に比較してヒータ基板の熱容量が非常に小さい
ため、ヒータの定着温度までの立ち上がり時間が短く、
所謂クイックスタート性に優れている。このため、ヒー
タの余熱時間は大幅に短縮され消費電力を小さくできる
等のメリットがある。In the apparatus of this system, the heat capacity of the heater substrate is very small as compared with the conventional system of a metal roll, so that the rise time to the fixing temperature of the heater is short, and
Excellent quick start performance. For this reason, there is an advantage that the remaining heat time of the heater can be greatly reduced and the power consumption can be reduced.
【０００５】この方式の従来技術として、特開平２−１
５７８７８号公報には図６に示す加熱定着装置が提案さ
れている。図６は、加熱定着装置１００の加圧ローラ１
０５周辺を拡大した断面図である。１０１は、ポリイミ
ド等の耐熱性樹脂から成る無端のベルト状定着フィルム
であり、駆動ローラ１０２と従動ローラ１０３とフェノ
ール樹脂等から成る断熱性及び電気絶縁性を有したヒー
タ支持体１０４との外周を矢印方向に回転している。As a prior art of this method, Japanese Patent Laid-Open No.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 57878 proposes a heat fixing device shown in FIG. FIG. 6 shows the pressure roller 1 of the heat fixing device 100.
It is sectional drawing to which the periphery of 05 was expanded. Reference numeral 101 denotes an endless belt-shaped fixing film made of a heat-resistant resin such as polyimide. The outer periphery of a driving roller 102, a driven roller 103, and a heat-insulating and electrically insulating heater support 104 made of a phenol resin or the like. It is rotating in the direction of the arrow.
【０００６】加圧ローラ１０５は、シリコンゴム等より
成る耐熱性の断熱層を持っていて、未定着トナー１０６
を印加した転写材１０７を、定着フィルム１０１を介し
てヒータ支持体１０４との間に挟んでニップ部Ｎを形成
する。ヒータ支持体１０４の定着フィルム１０１との接
触面側には、発熱体１０８を含むアルミナ等から成るヒ
ータ基板１０９が埋設されていて、定着フィルム１０１
を介して発熱体１０８によりニップ部Ｎのトナー１０６
を転写材１０７に溶着し矢印Ａ方向に搬送する。The pressure roller 105 has a heat-resistant heat-insulating layer made of silicon rubber or the like.
Is applied to the heater support 104 via the fixing film 101 to form a nip portion N. A heater substrate 109 made of alumina or the like including a heating element 108 is embedded on the side of the heater support 104 that is in contact with the fixing film 101.
And the toner 106 in the nip portion N
Is welded to the transfer material 107 and transported in the direction of arrow A.
【０００７】この様に構成することにより、小型で簡便
な少ない消費電力で良好な画像定着ができ、且つ、定着
不良、オフセット、記録紙の巻き込みであるジャムトラ
ブル等の不具合のない加熱定着装置を提供できると説明
している。[0007] By adopting such a constitution, it is possible to provide a heat fixing apparatus which is compact, can easily perform good image fixing with low power consumption, and is free from defects such as defective fixing, offset, and jamming caused by recording paper entanglement. It can be provided.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところが最近市場で
は、定着速度の一層の高速化、より精密な定着品質、よ
り省エネルギーの加熱定着装置が求められようになって
きた。なかでも、定着速度の高速化の要求は、定着品質
の安定化が前提でありセラミックスから成る定着用ヒー
タと、その周辺部材への熱サイクル負担を増加するもの
である。However, recently, in the market, a heat fixing device with higher fixing speed, more precise fixing quality and more energy saving has been demanded. Above all, the demand for a higher fixing speed is based on the premise of stabilizing the fixing quality, and increases the heat cycle load on the fixing heater made of ceramics and its peripheral members.
【０００９】従来の加熱定着装置の定着用ヒータのヒー
タ基板は、アルミナ系セラミックスから成り、通常の定
着速度は４〜８ｐｐｍ（４ｐｐｍは、１分間にＡ４用紙
を４枚搬送する速度を表し４ ｐａｐｅｒｓ ｐｅｒ
ｍｉｎｕｔｅの略称）であるのに対し、３０ｐｐｍ以上
の高速処理の要請がある。従って、該技術では高速処理
の要請には応えられない。The heater substrate of the fixing heater of the conventional heat fixing device is made of alumina ceramics, and has a normal fixing speed of 4 to 8 ppm (4 ppm is a speed at which four A4 sheets are conveyed per minute, 4 papers). per
minute), there is a demand for high-speed processing of 30 ppm or more. Therefore, this technique cannot meet the demand for high-speed processing.
【００１０】そこで本発明では、定着用ヒータの基板材
料と構造を変更して、熱伝導性の向上を図ることを課題
とする。尚、その結果、放熱量が増大して周辺部材へ過
剰の熱が伝達されることを防ぐ断熱構造については、本
出願人の提案する特願平８−２８５０９６号の先行技術
により解決可能である。Accordingly, an object of the present invention is to improve the thermal conductivity by changing the substrate material and structure of the fixing heater. As a result, a heat insulating structure for preventing the amount of heat radiation from being increased to prevent excessive heat from being transmitted to peripheral members can be solved by the prior art of Japanese Patent Application No. 8-285096 proposed by the present applicant. .
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】定着フィルムと接する摺
動面を有するセラミックスから成る絶縁性のヒータ基板
上に発熱体を配置し、前記定着フィルムに摺接して加圧
しながら回転する加圧ローラとを備え、前記定着フィル
ムを介する前記発熱体による加熱によって、前記定着フ
ィルムと加熱ローラとの間に挟まれて移動する転写材の
表面に形成されたトナー画像を定着する加熱定着装置に
おいて、前記セラミックスから成るヒータ基板上に、前
記発熱体としてのボロンをドープしたダイヤモンド層を
設ける。A heating element is disposed on an insulating heater substrate made of ceramics having a sliding surface in contact with a fixing film, and a pressure roller which rotates while pressing against the fixing film by sliding. A heating and fixing device for fixing a toner image formed on a surface of a transfer material that is moved between the fixing film and a heating roller by heating by the heating element via the fixing film; Is provided with a boron-doped diamond layer as the heating element.
【００１２】ヒータ基板の材質は、アルミナ等から成る
セラミックスでもよいが、より好ましくは窒化ケイ素ま
たは窒化アルミニウムを採用すれば、熱伝導率の優れた
ヒータ基板が得られる。The material of the heater substrate may be ceramics made of alumina or the like. More preferably, if silicon nitride or aluminum nitride is used, a heater substrate having excellent thermal conductivity can be obtained.
【００１３】発熱体としてのボロンをドープしたダイヤ
モンド層を設けたヒータ基板上の周辺または、ヒータ基
板の裏面に前記発熱体以外の発熱体層を設けて発熱量を
制御するのも有効である。さらに、ヒータ基板上の複数
の面に、ボロンをドープしたダイヤモンド層を設けて発
熱量を制御するのも有効である。It is also effective to provide a heating element layer other than the heating element on the periphery of the heater substrate provided with a boron-doped diamond layer as a heating element or on the back surface of the heater substrate to control the amount of generated heat. It is also effective to provide a boron-doped diamond layer on a plurality of surfaces on the heater substrate to control the amount of heat generated.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】消費電力が少なくても素早く定着
温度に到達し、定着速度を増大するためには、ヒータ基
板の熱容量を小さくし熱伝導率の優れた素材を選択すれ
ばよい。従来のヒータ基板には、熱伝導率が２５Ｗ／ｍ
Ｋ前後のアルミナ等から成るセラミックスが採用されて
いたが、最近、熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上の窒化ア
ルミニウムや６０Ｗ／ｍ以上の窒化ケイ素から成るセラ
ミックスの採用が提案されるようになって来た。しか
し、これ等のヒータ基板であってもヒータ基板内の温度
分布の偏在により、３０ｐｐｍを超える高速の定着性能
は達成されない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to quickly reach the fixing temperature and increase the fixing speed even with low power consumption, a material having a small heat capacity of the heater substrate and excellent heat conductivity may be selected. Conventional heater substrates have a thermal conductivity of 25 W / m
Ceramics made of alumina or the like having a temperature of about K or so have been adopted. Recently, ceramics made of aluminum nitride having a thermal conductivity of 100 W / mK or more and silicon nitride having a thermal conductivity of 60 W / m or more have been proposed. Was. However, even with these heater substrates, high-speed fixing performance exceeding 30 ppm cannot be achieved due to uneven distribution of temperature in the heater substrate.
【００１５】以下に、本発明を具体化した好適の実施例
を、図面に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）は、本
発明の第１実施例の定着用ヒータ１の平面図であり、図
１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線上の断面図を示す。Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1A is a plan view of a fixing heater 1 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1A.
【００１６】絶縁性のヒータ基板２は、熱伝導率が６０
Ｗ／ｍＫ前後の窒化ケイ素や１００Ｗ／ｍＫ前後の窒化
アルミニウムから成る。従来の銀−パラジュウムから成
る発熱体の位置するところに、両端の電極４に接して、
ボロンをドープしたダイヤモンド層３を蒸着する。The insulating heater substrate 2 has a thermal conductivity of 60.
It is made of silicon nitride of about W / mK or aluminum nitride of about 100 W / mK. Where the conventional silver-palladium heating element is located, it is in contact with the electrodes 4 at both ends,
A diamond layer 3 doped with boron is deposited.
【００１７】ダイヤモンド層３の形成方法としては、導
入ガスにホウ素／炭素比が所定値となるようにジボラン
（Ｂ2Ｈ6）を混合し、これをメタン２％を含む水素中で
ヒータ基板２の温度を８２０℃の条件で、マイクロ波プ
ラズマＣＶＤ法を用いてヒータ基板２上に蒸着する。こ
の工程でホウ素／炭素比によりボロンのドープ量が変化
し、蒸着されたダイヤモンド層３の体積抵抗率が決定さ
れる。ボロンのドープ量としては、ホウ素／炭素比で１
０〜１００００ｐｐｍ程度が好適である。As a method of forming the diamond layer 3, diborane (B 2 H 6 ) is mixed with the introduced gas so that the boron / carbon ratio becomes a predetermined value, and this is mixed with the heater substrate 2 in hydrogen containing 2% of methane. Is deposited on the heater substrate 2 by using a microwave plasma CVD method at a temperature of 820 ° C. In this step, the boron doping amount changes depending on the boron / carbon ratio, and the volume resistivity of the deposited diamond layer 3 is determined. The doping amount of boron is 1 in a boron / carbon ratio.
About 0 to 10000 ppm is suitable.
【００１８】図１（ｂ）に示すように、蒸着するダイヤ
モンド層３の厚さｔは、１００μｍ以内が好ましい。こ
れ以上ダイヤモンド層３を蒸着させると、ヒータ基板２
上からダイヤモンド層３が剥離するなどの問題が生じる
ため好ましくない。As shown in FIG. 1B, the thickness t of the diamond layer 3 to be deposited is preferably within 100 μm. When the diamond layer 3 is further deposited, the heater substrate 2
It is not preferable because a problem such as separation of the diamond layer 3 from above occurs.
【００１９】電極４の形成方法としては、あらかじめ銀
や銀−パラジュウム等の導電性ペーストをヒータ基板２
上にスクリーン印刷などの方法で塗布し、焼き付けた
後、発熱体としてのボロンをドープしたダイヤモンド層
３を蒸着する。或いは、ダイヤモンド層３を蒸着した
後、薄膜法により電極を形成してもよい。詳しくは、ヒ
ータ基板２上にダイヤモンド層３を蒸着した後、チタン
層、白金層、金層の順に蒸着法により順次積層して電極
を形成してもよい。As a method of forming the electrode 4, a conductive paste such as silver or silver-palladium is applied to the heater substrate 2 in advance.
After coating on the upper surface by a method such as screen printing and baking, a diamond layer 3 doped with boron as a heating element is deposited. Alternatively, an electrode may be formed by a thin film method after the diamond layer 3 is deposited. Specifically, the electrodes may be formed by depositing the diamond layer 3 on the heater substrate 2 and then sequentially stacking the titanium layer, the platinum layer, and the gold layer in this order by a deposition method.
【００２０】図１のように構成することにより、加圧ロ
ーラにて形成されるニップ部Ｎ全面に亙り熱伝導率の高
い（１０００ｗ／ｍＫ）発熱体が存在することになり、
電極４に電流を供給した瞬間にヒータ基板２内の温度分
布を均一にすることができる。このためニップ部Ｎにお
ける温度分布も均一となり、高温オフセットや低温オフ
セット等の不具合を生じることなく高速の定着性能が実
現できる。With the configuration as shown in FIG. 1, a heating element having a high thermal conductivity (1000 w / mK) exists over the entire surface of the nip N formed by the pressure roller.
The temperature distribution in the heater substrate 2 can be made uniform at the moment when the current is supplied to the electrode 4. For this reason, the temperature distribution in the nip portion N is also uniform, and high-speed fixing performance can be realized without causing problems such as high-temperature offset and low-temperature offset.
【００２１】これに対し、従来のヒータ基板２では、熱
伝導率が最も高いとされる炭化ケイ素や酸化ベリリウム
を用いても精々２６０Ｗ／ｍＫ程度であり、線状の発熱
体から離れた部分に温度傾斜が存在し、要求される定着
速度が達成できない。充分な定着性を得るため発熱体温
度を上昇させると、線状の発熱体周辺が局部的に高温に
なり、過剰にトナーが溶融して定着フィルムに溶着する
高温オフセットが発生する。逆に発熱体温度を下げる
と、トナーが適正に溶融されず転写材に定着しない低温
オフセットが発生する。On the other hand, in the conventional heater substrate 2, even if silicon carbide or beryllium oxide, which is considered to have the highest thermal conductivity, is at most about 260 W / mK, it may be located at a portion away from the linear heating element. There is a temperature gradient, and the required fixing speed cannot be achieved. When the temperature of the heating element is increased in order to obtain sufficient fixability, the temperature around the linear heating element locally becomes high, and a high-temperature offset occurs in which the toner is excessively melted and welded to the fixing film. Conversely, when the temperature of the heating element is lowered, a low-temperature offset occurs in which the toner is not melted properly and is not fixed to the transfer material.
【００２２】図２（ａ）は、本発明の第２実施例の定着
用ヒータ１０の平面図であり、図２（ｂ）は、背面図で
あり、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線上の断面図
を示す。FIG. 2A is a plan view of a fixing heater 10 according to a second embodiment of the present invention, FIG. 2B is a rear view, and FIG. 2C is FIG. FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line AA.
【００２３】図２のように、発熱体としてのボロンをド
ープしたダイヤモンド層３がセラミックス基板２の両面
に蒸着されていると、第１実施例に比較して、発熱体の
抵抗値が低下するために発熱量が増加し、より高速定着
に適した定着用ヒータが実現できる。また、両面のダイ
ヤモンド層３を電気的に接続するには、ヒータ基板２に
スルーホール５を形成し、該スルーホール５中に銀や銀
−パラジュウム等の導電性ペーストを充填することで達
成される。その他、ダイヤモンド層３や電極の形成方法
は、第１実施例と同様に実施すればよい。As shown in FIG. 2, when the diamond layer 3 doped with boron as a heating element is deposited on both surfaces of the ceramic substrate 2, the resistance value of the heating element is lower than in the first embodiment. Therefore, the amount of heat generated increases, and a fixing heater more suitable for high-speed fixing can be realized. Further, the electrical connection between the diamond layers 3 on both surfaces is achieved by forming a through hole 5 in the heater substrate 2 and filling the through hole 5 with a conductive paste such as silver or silver-palladium. You. In addition, the method of forming the diamond layer 3 and the electrodes may be performed in the same manner as in the first embodiment.
【００２４】図３（ａ）は、本発明の第3実施例の定着
用ヒータ２０の平面図であり、図３（ｂ）は、側面図で
あり、図３（ｃ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線上の断面図
を示す。FIG. 3A is a plan view of a fixing heater 20 according to a third embodiment of the present invention, FIG. 3B is a side view, and FIG. FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line AA.
【００２５】図３のように、温度の低下し易いヒータ基
板２の側面にも発熱体を形成すると、ヒータ基板２内の
温度分布の均一化が図れ、より高速定着に適した定着用
ヒータが実現できる。その他、ダイヤモンド層３や電極
の形成方法は、第１実施例と同様に実施すればよい。As shown in FIG. 3, when a heating element is formed on the side surface of the heater substrate 2 where the temperature tends to decrease, the temperature distribution in the heater substrate 2 can be made uniform, and a fixing heater more suitable for high-speed fixing can be obtained. realizable. In addition, the method of forming the diamond layer 3 and the electrodes may be performed in the same manner as in the first embodiment.
【００２６】図４（ａ）本発明の第４実施例の定着用ヒ
ータ３０の平面図であり、図４（ｂ）は、背面図であ
り、図４（ｃ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線上の断面図を
示す。FIG. 4 (a) is a plan view of a fixing heater 30 according to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 4 (b) is a rear view, and FIG. 4 (c) is FIG. 4 (a). 2 shows a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
【００２７】発熱体としてのダイヤモンド層３が、ボロ
ンのドープ量をコントロールして若干体積抵抗値が大き
く、発熱量を抑えた中速用の定着用ヒータ３０である場
合、図４（ｃ）に示すようにダイヤモンド３層の裏面
に、銀−パラジュウム等の導電性ペーストをセラミック
ス基板２上にスクリーン印刷などの方法で塗布し、焼き
付けて副発熱体６を形成することもできる。さらに、シ
リカを主成分とするガラス７のペーストをスクリーン印
刷して副発熱体６を保護する。FIG. 4C shows a case where the diamond layer 3 as the heating element is a medium-speed fixing heater 30 having a slightly large volume resistance value by controlling the boron doping amount and suppressing the heat generation amount. As shown in the figure, a conductive paste such as silver-palladium may be applied to the back surface of the diamond three layer on the ceramic substrate 2 by a method such as screen printing and baked to form the sub-heating element 6. Further, the paste of glass 7 containing silica as a main component is screen-printed to protect the sub-heating element 6.
【００２８】そして、銀−パラジュウム等の副発熱体６
の焼き付け温度は、一般的に８００℃以上であるため、
副発熱体６を形成した後に、ボロンをドープしたダイヤ
モンド層３を蒸着するのが好ましい。逆の工程にする
と、副発熱体６を焼き付ける際ダイヤモンド層３を劣化
させる恐れがある。その他、ダイヤモンド３の形成方法
や両面の正副発熱体の電気的な接続方法は、第１実施例
と同様に実施すればよい。図４のように構成すること
で、所定の定着速度に合わせた定着用ヒータ３０の発熱
量をコントロールすることが可能である。And an auxiliary heating element 6 such as silver-paradium.
Is generally 800 ° C. or higher,
After forming the sub-heating element 6, it is preferable to deposit the diamond layer 3 doped with boron. If the reverse process is performed, the diamond layer 3 may be deteriorated when the sub-heating element 6 is baked. In addition, the method for forming the diamond 3 and the method for electrically connecting the main and sub heating elements on both surfaces may be performed in the same manner as in the first embodiment. With the configuration as shown in FIG. 4, it is possible to control the amount of heat generated by the fixing heater 30 in accordance with a predetermined fixing speed.
【００２９】実施例１乃至４の定着用ヒータを、フェノ
ール樹脂等から成るヒータ支持体に埋設するときには、
本出願人の特願平８−２８５０９６号の先行技術に提案
する断熱構造を採用するのが好ましい。参考までに、そ
の代表的な実施例を図５に示す。When the fixing heaters of Examples 1 to 4 are embedded in a heater support made of phenol resin or the like,
It is preferable to employ the heat insulation structure proposed in the prior art of Japanese Patent Application No. 8-285096 of the present applicant. For reference, a representative embodiment is shown in FIG.
【００３０】ヒータ支持体１０４の定着用ヒータ取付け
側には、筋状の溝１０４ａが形成されていて、定着用ヒ
ータ３０のヒータ基板２は、ヒータ取付け面１０４ｂに
セラミックスファイバー等から成る断熱材８を介して、
耐熱性のシリコン樹脂等から成る接着剤９にて固定され
る。従って、定着用ヒータ３０の熱は、筋状の溝１０４
ａの空気断熱層と断熱材８により遮断されヒータ支持体
１０４側に伝達され難い。A streak-like groove 104a is formed on the heater support 104 on the side where the fixing heater is mounted. The heater substrate 2 of the fixing heater 30 has a heat insulating material 8 made of ceramic fiber or the like on the heater mounting surface 104b. Through
It is fixed with an adhesive 9 made of heat-resistant silicon resin or the like. Therefore, the heat of the fixing heater 30 is transferred to the streak-shaped groove 104.
It is hardly transmitted to the heater support 104 side because it is blocked by the air heat insulating layer a and the heat insulating material 8.
【００３１】次に、第１実施例乃至第４実施例を加熱定
着装置に用いて、定着性能を評価した結果につき説明す
る。まず、従来例と第１実施例の定着用ヒータの仕様に
つき説明する。比較例として、従来技術のアルミナから
成る長さ：３００ｍｍ、幅：１０ｍｍ、厚さ：１．０ｍ
ｍのヒータ基板を用意し、銀−パラジュウムの導電性ペ
ーストをスクリーン印刷し、８８０℃の大気中で発熱体
として焼成した。Next, the results of evaluating the fixing performance using the first to fourth embodiments in a heat fixing device will be described. First, the specifications of the fixing heater of the conventional example and the first embodiment will be described. As a comparative example, length: 300 mm, width: 10 mm, thickness: 1.0 m made of alumina of the prior art
m, a silver-palladium conductive paste was screen-printed and baked as a heating element at 880 ° C. in the atmosphere.
【００３２】実施例１のヒータ基板としては、比較例と
同様の寸法のアルミナから成るヒータ基板２に発熱体と
してダイヤモンド層３をＣＶＤ法にて６０μｍ蒸着して
形成したものを試料１として、窒化ケイ素から成るヒー
タ基板２に発熱体としてダイヤモンド層３を蒸着して形
成したものを試料２として、窒化アルミから成るヒータ
基板２に発熱体としてダイヤモンド層３を蒸着して形成
したものを試料３として用意した。As the heater substrate of Example 1, a sample 1 was prepared by depositing a diamond layer 3 as a heating element on a heater substrate 2 made of alumina having the same dimensions as that of the comparative example by 60 μm by a CVD method. Sample 2 was formed by depositing a diamond layer 3 as a heating element on a heater substrate 2 made of silicon, and Sample 3 was formed by depositing a diamond layer 3 on a heater substrate 2 made of aluminum nitride as a heating element. Prepared.
【００３３】評価条件としは、これ等の定着用ヒータを
発熱体の裏面が定着フィルム側に接するように加熱定着
装置にセットして、Ａ４用紙の定着速度が１６、２４、
３２、４０ｐｐｍになるように加圧ローラを回転させ、
定着用ヒータの温度が２３０℃になるよう温度制御を行
って定着性を評価した。その結果を表１に示す。The evaluation conditions are as follows. These fixing heaters are set in the heat fixing device so that the back surface of the heating element is in contact with the fixing film side.
Rotate the pressure roller to 32, 40 ppm,
The fixing property was evaluated by controlling the temperature so that the temperature of the fixing heater became 230 ° C. Table 1 shows the results.
【００３４】[0034]
【表１】 [Table 1]
【００３５】評価方法は、定着したトナーパターンを紙
にこすりつけ、その剥がれ具合を観察した。定着性の評
価内容は、 ○：トナーの脱落を認めず実用上問題がない。 △：トナーが半分程度脱落する。 ×：トナーがほとんど定着していない。 の３ランクを基準とした。In the evaluation method, the fixed toner pattern was rubbed on paper, and the degree of peeling was observed. The evaluation contents of the fixing property were as follows: ：: No dropping of the toner was observed, and there was no practical problem. Δ: About half of the toner falls off. X: The toner is hardly fixed. Of 3 ranks as a reference.
【００３６】表１の結果から、発熱体としてダイヤモン
ド層３を蒸着して形成した定着用ヒータが優れた定着能
力を発揮することが判った。ヒータ基板２の基板材料と
しては、従来から採用されているアルミナよりも、窒化
ケイ素、なかでも窒化アルミニウムを採用するのが、最
も効果的であることが判る。From the results shown in Table 1, it was found that the fixing heater formed by evaporating the diamond layer 3 as the heating element exhibited excellent fixing ability. As the substrate material of the heater substrate 2, it is understood that it is most effective to use silicon nitride, especially aluminum nitride, as compared with alumina conventionally used.
【００３７】次に、第２実施例及び第３実施例の定着用
ヒータの仕様につき説明する。ヒータ基板の寸法と発熱
体３の形成法及び評価条件は、第１実施例と同様であ
る。第２実施例については、電極４の形成されている方
を定着フィルムに接する面に設定して加熱定着装置にセ
ットした。その結果を表２に示す。Next, the specifications of the fixing heater of the second and third embodiments will be described. The dimensions of the heater substrate, the method of forming the heating element 3 and the evaluation conditions are the same as in the first embodiment. In the second example, the side on which the electrode 4 was formed was set to the surface in contact with the fixing film, and the electrode 4 was set in the heat fixing device. Table 2 shows the results.
【００３８】尚、試料としは、アルミナから成るヒータ
基板２の表裏に、発熱体としてのダイヤモンド層３を蒸
着して形成したものを試料４として、窒化ケイ素から成
るヒータ基板２の表裏に、発熱体としてのダイヤモンド
層３を蒸着して形成したものを試料５として、窒化アル
ミニウムから成るヒータ基板２の表裏に、発熱体として
のダイヤモンド層３を蒸着して形成したものを試料６と
して用意した。アルミナから成るヒータ基板２の両側面
に、発熱体としてのダイヤモンド層３を蒸着して形成し
たものを試料７として、窒化ケイ素から成るヒータ基板
２の両側面に、発熱体としてのダイヤモンド層３を蒸着
して形成したものを試料８として、窒化アルミニウムか
ら成るヒータ基板２の両側面に、発熱体としてのダイヤ
モンド層３を蒸着して形成したものを試料９として用意
した。The sample was prepared by depositing a diamond layer 3 as a heating element on the front and back of a heater substrate 2 made of alumina. A sample 5 was prepared by depositing a diamond layer 3 as a body, and a sample 6 was formed by depositing a diamond layer 3 as a heating element on the front and back of a heater substrate 2 made of aluminum nitride. A diamond layer 3 as a heating element was formed on both sides of a heater substrate 2 made of alumina by vapor deposition of a diamond layer 3 as a heating element. Sample 8 was formed by vapor deposition, and sample 9 was formed by depositing a diamond layer 3 as a heating element on both sides of a heater substrate 2 made of aluminum nitride.
【００３９】[0039]
【表２】 [Table 2]
【００４０】評価基準は、表１と同一である。表２の結
果から、第１実施例及び第２実施例の定着用ヒータであ
れば、いずれの形態であっても定着速度の要求特性であ
る３０ｐｐｍを余裕をもって満足させられることが判
る。The evaluation criteria are the same as in Table 1. From the results in Table 2, it can be seen that the fixing heaters of the first embodiment and the second embodiment can satisfy the required characteristic of the fixing speed of 30 ppm with a margin in any case.
【００４１】次に、第４実施例の定着用ヒータの仕様に
つき説明する。ヒータ基板の寸法と発熱体３の形成法及
び評価条件は、第１実施例と同様である。その結果を表
３に示す。尚、試料としては、アルミナから成るヒータ
基板２にダイヤモンド層３を蒸着して形成し、裏面に銀
−パラジュウムの発熱体を形成したものを試料１０とし
て、窒化ケイ素から成るヒータ基板２にダイヤモンド層
３を蒸着して形成し、裏面に銀−パラジュウムの発熱体
を形成したものを試料１１として、窒化アルミニウムか
ら成るヒータ基板２にダイヤモンド層３を蒸着して形成
し、裏面に銀−パラジュウムの発熱体を形成したものを
試料１２として用意した。Next, the specifications of the fixing heater according to the fourth embodiment will be described. The dimensions of the heater substrate, the method of forming the heating element 3 and the evaluation conditions are the same as in the first embodiment. Table 3 shows the results. As a sample, a diamond layer 3 was formed by vapor deposition on a heater substrate 2 made of alumina, and a silver-palladium heating element was formed on the back surface as a sample 10. A diamond layer 3 was formed on a heater substrate 2 made of silicon nitride. Sample 3 was formed by vapor deposition of silver-palladium heating element 3 on the back surface, and diamond layer 3 was formed by vapor deposition on heater substrate 2 made of aluminum nitride, and the heat generation of silver-palladium was formed on the back surface. The body was prepared as Sample 12.
【００４２】[0042]
【表３】 [Table 3]
【００４３】評価基準は、表１と同一である。表３の結
果から、第４実施例の定着用ヒータであっても、定着速
度の要求特性である３０ｐｐｍは満足させられることが
判る。The evaluation criteria are the same as in Table 1. From the results in Table 3, it can be seen that even with the fixing heater of the fourth embodiment, the required fixing speed characteristic of 30 ppm can be satisfied.
【００４４】[0044]
【発明の効果】加熱定着装置において、窒化ケイ素また
は窒化アルミニウムから成るヒータ基板上に、発熱体と
してのボロンをドープしたダイヤモンド層を形成したの
で、加圧ローラのニップ部周辺の熱伝導性が飛躍的に向
上し、従来技術に比較し約２倍の定着速度を実現した。
併せて、発熱体の消費電力を低減し所謂クイックスター
ト性を改善することができる。In the heat fixing device, a diamond layer doped with boron as a heating element is formed on a heater substrate made of silicon nitride or aluminum nitride, so that the thermal conductivity around the nip portion of the pressure roller is greatly increased. And a fixing speed approximately twice as high as that of the prior art.
At the same time, the power consumption of the heating element can be reduced and the so-called quick start property can be improved.
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施例の定着用ヒータ
の平面図であり、（ｂ）は、その断面図である。FIG. 1A is a plan view of a fixing heater according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view thereof.
【図２】（ａ）は、本発明の第２実施例の定着用ヒータ
の平面図であり、（ｂ）は、その背面図であり、（ｃ）
は、その断面図である。FIG. 2A is a plan view of a fixing heater according to a second embodiment of the present invention, FIG. 2B is a rear view thereof, and FIG.
Is a sectional view of the same.
【図３】（ａ）は、本発明の第３実施例の定着用ヒータ
の平面図であり、（ｂ）は、その側面図であり、（ｃ）
は、その断面図である。3A is a plan view of a fixing heater according to a third embodiment of the present invention, FIG. 3B is a side view thereof, and FIG.
Is a sectional view of the same.
【図４】（ａ）は、本発明の第４実施例の定着用ヒータ
の平面図であり、（ｂ）は、その背面図であり、（ｃ）
は、その断面図である。FIG. 4A is a plan view of a fixing heater according to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 4B is a rear view thereof, and FIG.
Is a sectional view of the same.
【図５】本出願人の提案する先行技術であるヒータ基板
の断熱構造の説明図である。FIG. 5 is an explanatory view of a heat insulating structure of a heater substrate as a prior art proposed by the present applicant.
【図６】従来技術の加熱定着装置の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional heat fixing device.
１：第１実施例の定着用ヒータ ２：ヒータ基板 ３：ダイヤモンド層 ４：電極 ５：スルーホール ６：副発熱体 ７：ガラス １０：第２実施例の定着用ヒータ ２０：第３実施例の定着用ヒータ ３０：第４実施例の定着用ヒータ 1: fixing heater of the first embodiment 2: heater substrate 3: diamond layer 4: electrode 5: through hole 6: sub-heating element 7: glass 10: fixing heater of the second embodiment 20: of the third embodiment Fixing heater 30: Fixing heater of the fourth embodiment
Claims (4)
ラミックスから成る絶縁性のヒータ基板上に発熱体を配
置し、前記定着フィルムに摺接して加圧しながら回転す
る加圧ローラとを備え、前記定着フィルムを介する前記
発熱体による加熱によって、前記定着フィルムと加熱ロ
ーラとの間に挟まれて移動する転写材の表面に形成され
たトナー画像を定着する加熱定着装置において、前記セ
ラミックスから成るヒータ基板上に、前記発熱体として
のボロンをドープしたダイヤモンド層を設けたことを特
徴とする定着用ヒータ。A heating roller disposed on an insulating heater substrate made of ceramics having a sliding surface in contact with the fixing film, and a pressure roller that rotates while pressing and sliding on the fixing film; In a heat fixing device for fixing a toner image formed on a surface of a transfer material which is moved between the fixing film and a heating roller by heating by the heating element via a fixing film, a heater substrate made of the ceramics A fixing heater, further comprising a boron-doped diamond layer as the heating element.
ミニウムから成るセラミックスであることを特徴とする
請求項１に記載の定着用ヒータ。2. The fixing heater according to claim 1, wherein the heater substrate is a ceramic made of silicon nitride or aluminum nitride.
成る発熱体以外の発熱体を設けたことを特徴とする請求
項１に記載の定着用ヒータ。3. The fixing heater according to claim 1, further comprising a heating element other than the heating element comprising a boron-doped diamond layer.
ープしたダイヤモンド層から成る発熱体を設けたことを
特徴とする請求項１または２に記載の定着用ヒータ。4. The fixing heater according to claim 1, wherein a heating element made of a boron-doped diamond layer is provided on a plurality of surfaces on the heater substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12695298A JPH11327334A (en) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | Heater for fixing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12695298A JPH11327334A (en) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | Heater for fixing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11327334A true JPH11327334A (en) | 1999-11-26 |
Family
ID=14947966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12695298A Pending JPH11327334A (en) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | Heater for fixing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11327334A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014146478A (en) * | 2013-01-28 | 2014-08-14 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Planar heater and device including the same |
-
1998
- 1998-05-11 JP JP12695298A patent/JPH11327334A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014146478A (en) * | 2013-01-28 | 2014-08-14 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Planar heater and device including the same |
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