セラミックスヒータ、加熱装置、画像形成装置
【課題】セラミックスヒータの非通紙部を記録紙が通過した場合における定着性の低下を防止する。
【解決手段】長尺のセラミック基板１１の長手方向に平行して発熱抵抗体１２，１３を形成する。発熱抵抗体１２，１３の一端には通電用の電極１４，１５を、他端には接続導体１６を接続し、発熱抵抗体１２，１３を直列的に接続する。発熱抵抗体１２の両端には発熱抵抗体１２から漸次幅を広くした端部発熱抵抗体１２１，１２２をそれぞれ形成する。発熱抵抗体１３の両端には発熱抵抗体１３から漸次幅を広くした端部発熱抵抗体１３１，１３２をそれぞれ形成する。電極１４，１５以外は、発熱抵抗体、端部発熱抵抗体、それに接続導体上をオーバーコート層１７で覆い、電気的、機械的、化学的な保護を行う。端部発熱抵抗体１２１，１２２，１３１，１３２を記録紙が通過した場合も、端部発熱抵抗体により、絶縁基板端部領域での中央領域からなだらかに温度低下させ、加熱不良を解消させる。
【解決手段】長尺のセラミック基板１１の長手方向に平行して発熱抵抗体１２，１３を形成する。発熱抵抗体１２，１３の一端には通電用の電極１４，１５を、他端には接続導体１６を接続し、発熱抵抗体１２，１３を直列的に接続する。発熱抵抗体１２の両端には発熱抵抗体１２から漸次幅を広くした端部発熱抵抗体１２１，１２２をそれぞれ形成する。発熱抵抗体１３の両端には発熱抵抗体１３から漸次幅を広くした端部発熱抵抗体１３１，１３２をそれぞれ形成する。電極１４，１５以外は、発熱抵抗体、端部発熱抵抗体、それに接続導体上をオーバーコート層１７で覆い、電気的、機械的、化学的な保護を行う。端部発熱抵抗体１２１，１２２，１３１，１３２を記録紙が通過した場合も、端部発熱抵抗体により、絶縁基板端部領域での中央領域からなだらかに温度低下させ、加熱不良を解消させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、情報機器、家電製品や製造設備などの小型機器類に装着されて用いられる薄型のセラミックスヒータおよびこのヒータを実装したプリンタ、複写機、ファクシミリやリライタブルカードリーダライタなどの加熱装置ならびにこの加熱装置を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のセラミックスヒータは、給電電極が長手方向の片側に集中して設けられた発熱体を用い、この発熱体の発熱量を左右両端部で異ならせ、給電電極側端部よりも非給電電極側端部の発熱量を多くするようにしている。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９１４４９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１の技術は、加熱体を記録紙が通過せずに熱が奪われ難い端部の非通紙部では、記録紙が通過して熱が奪われ易い中央部の通紙部より高温となり、端部にある定着フィルムや加圧ローラ等の周辺部品が高温により変形したり、絶縁基板が割れたり等の弊害を防止するために、加熱体の端部を中央部より面積が広く形成されている。この場合、記録紙が中央部から外れてしまい端部に寄って通過されたときには、記録紙端側の温度が下がり定着性の低下を招来する、という新たな問題が発生する。
【０００５】
また、システムの関係によっては、特許文献１の構成とは逆に、非通紙部の発熱抵抗体の幅を通紙部よりも同じ幅で大きくしたものがある。この場合、端部の温度が下がり記録紙がこの部分を通過したときは、定着性が悪化する、という問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、ヒータの端側を通過する記録紙の定着性を低下させない、またはヒータ端部の急激な温度を上昇を抑えてヒータの割れを防止したセラミックスヒータ、このヒータを用いた加熱装置、この加熱装置を用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題を解決するために、この発明のセラミックスヒータは、耐熱・絶縁性材料で形成した長尺平板状の絶縁基板と、前記絶縁性基板上の長手方向に平行する導電性成分により厚膜形成された発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体の両端に電力を供給し、前記絶縁基板の一方端に形成した電極と、少なくとも前記電極を残して前記絶縁基板上に施したオーバーコート層と、を具備し、前記発熱抵抗体に基づき、通常は被加熱体を加熱させる部分の前記発熱抵抗体の長手方向の外側の両端に一体的に端部発熱抵抗体を形成するとともに、該端部発熱抵抗体は、前記発熱抵抗体から離れるに従い、漸次幅が広くなるように形成したことを特徴とする。
【０００８】
また、この発明のセラミックスヒータは、耐熱・絶縁性材料で形成した長尺平板状の絶縁基板と、前記絶縁性基板上の長手方向に平行する導電性成分により厚膜形成された発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体の両端に電力を供給し、前記絶縁基板の一方端に形成した電極と、少なくとも前記電極を残して前記絶縁基板上に施したオーバーコート層と、を具備し、前記発熱抵抗体に基づき、通常は被加熱体を加熱させる部分の前記発熱抵抗体の長手方向の外側の両端に一体的に端部発熱抵抗体を形成するとともに、該端部発熱抵抗体は、前記発熱抵抗体から離れるに従い、漸次幅が狭くなるように形成したことを特徴とする。
【０００９】
この発明の加熱装置は、請求項１〜５の何れかに記載のセラミックスヒータと、前記セラミックスヒータに対向配置し、該セラミックスヒータを圧接するように回転可能に支持された加圧ローラと、前記セラミックスヒータと前記加圧ローラとの間を設けられ、前記加圧ローラの回転にともない前記セラミックスヒータ上を摺動する定着フィルムと、を具備したことを特徴とする。
【００１０】
この発明の画像形成装置は、媒体に形成された静電潜像にトナーを付着させてこのトナーを用紙に転写して所定の画像を形成する形成手段と、画像が形成された用紙を加圧ローラにより定着フィルムを介して前記ヒータに圧接しながら通過させることによって、トナーを定着するようにした請求項６記載の加熱装置と、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、セラミックスヒータの端側を通過する記録紙の定着性を低下させずに定着性の低下を抑えることができる。また、セラミックスヒータ端部の急激な温度上昇を抑えてヒータの割れを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明のセラミックスヒータに関する第１の実施形態について説明するための構成図である。
【図２】図１のＩａ−Ｉｂ線の拡大断面図である。
【図３】図１のIIａ−IIｂ線の拡大断面図である。
【図４】図１におけるヒータ長手方向の温度分布を模式的に説明するための説明図である。
【図５】この発明のセラミックスヒータに関する第２の実施形態について説明するための構成図である。
【図６】図５のIIIａ−IIIｂ線の拡大断面図である。
【図７】図５のIVａ−IVｂ線の拡大断面図である。
【図８】図５におけるヒータ長手方向の温度分布を模式的に説明するための説明図である。
【図９】この発明のセラミックスヒータに関する第３の実施形態について説明するための構成図である。
【図１０】図９のＶａ−Ｖｂ線の拡大断面図である。
【図１１】図９のVIａ−VIｂ線の拡大断面図である。
【図１２】図９におけるヒータ長手方向の温度分布を模式的に説明するための説明図である。
【図１３】この発明のセラミックスヒータに関する第４の実施形態について説明するための構成図である。
【図１４】図１４（ａ）は図１３のVIIａ−VIIｂ線の拡大断面図、図１４（ｂ）は図１３のVIIIａ−VIIIｂ線の拡大断面図、図１４（ｃ）は図１３のIXａ−IXｂ線の拡大断面図である。
【図１５】図１３におけるヒータ長手方向の温度分布を模式的に説明するための説明図である。
【図１６】この発明の加熱装置に関する一実施形態について説明するための構成図である。
【図１７】この発明の画像形成装置に関する一実施形態について説明するための構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図１〜図４は、この発明のセラミックスヒータに関する第１の実施形態の構成について説明するためもので、図１は構成図、図２は図１のＩａ−Ｉｂ線の拡大断面図、図３は図１のIIａ−IIｂ線の拡大断面図、図４は図１におけるヒータ長手方向の温度分布を模式的に説明するための説明図である。
【００１５】
図１において、１１は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）等の耐熱、絶縁性の材料で長尺状に形成された絶縁基板である。１２，１３は、絶縁基板１１の表面側の長手方向に沿って平行に形成された銀（Ａｇ）・パラジウム（Ｐｄ）の合金をはじめとする銀系材料や、ルテニウム系、炭素系等などの抵抗体ペーストを高温で焼成し、所定の抵抗値を有する厚膜からなる帯状の発熱抵抗体である。
【００１６】
１４，１５は、絶縁基板１１上にそれぞれ形成された銀系の導体ペーストを焼成した良導電体膜の給電用の電極である。電極１４は発熱抵抗体１２の一端と、電極１５は発熱抵抗体１３の一端とそれぞれ接続導体１４１，１５１を介して接続する。発熱抵抗体１２，１３のそれぞれ他端は銀系の導体ペーストを焼成して形成した接続導体１６で共通に接続する。これにより、発熱抵抗体１２，１３は電極１４と１５間に直列的に接続された状態となる。
【００１７】
発熱抵抗体１２，１３の絶縁基板１１の長手方向の中央領域Ｃは、被加熱体である記録紙を通紙させ、記録紙の幅を有する通紙領域である。また、中央領域Ｃの絶縁基板１１の長手方向の両端に位置する端部領域Ｓ１，Ｓ２の発熱抵抗体１２，１３は、中央領域Ｃの幅Ａから直線的に漸次広くした幅Ｂで形成される。これにより、端部領域Ｓ１には、発熱抵抗体１２の幅から開放端に向けて直線的に漸次幅広となる端部発熱抵抗体１２１が、発熱抵抗体１３の幅から開放端に向けて直線的に漸次幅広となる端部発熱抵抗体１３１がそれぞれ形成される。端部領域Ｓ２には、発熱抵抗体１２の幅から開放端に向けて直線的に漸次幅広となる端部発熱抵抗体１２２が、発熱抵抗体１３の幅から開放端に向けて直線的に漸次幅広となる端部発熱抵抗体１３２がそれぞれ形成される。
【００１８】
１７は、電極１４，１５を残した発熱抵抗体１２，１３、端部発熱抵抗体１２１，１２２，１３１，１３２、それに接続導体１６上に、例えば厚膜印刷でガラス層あるいはポリイミド層が形成されて、電気的、機械的、化学的な保護を行うためのオーバーコート層である。
【００１９】
いま、記録紙が中央領域Ｃを通過している場合を考える。この場合は、発熱抵抗体１２，１３の幅Ａによる発熱で記録紙を加熱させる。このとき、端部領域Ｓ１に位置する端部発熱抵抗体１２１，１３１は、発熱抵抗体１２，１３の幅Ａから、これよりも広い幅Ｂまで直線的に漸次広くなる形状となっている。つまり、端部発熱抵抗体１２１，１３１の抵抗値は、絶縁基板１１の長手方向の端部寄りがより抵抗値が低い値となる関係となっている。この点は、端部領域Ｓ２における端部発熱抵抗体１２２，１３２についても同様である。
【００２０】
図４は、端部領域Ｓ１，Ｓ２を図１の構成とした場合と幅Ａよりも同じ幅で広くした場合の従来との温度分布を模式的に比較したものである。
【００２１】
すなわち、図４の破線に示す従来の場合は、中央領域Ｃから端部領域Ｓ１，Ｓ２になるといきなり温度が下がることになり、記録紙の定着に必要な温度が十分得られずに定着不良を起こす原因となる。これに対し、図４の実線に示す図１のセラミックスヒータの場合は、端部領域Ｓ１，Ｓ２の端部発熱抵抗体１２１，１２２，１３１，１３２は、その抵抗値が漸次狭くなる値となっていることから、図４の実線に示す温度分布のように、中央領域Ｃから端部領域Ｓ１，Ｓ２の幅Ｂにかけ、徐々に温度が下がるなだらか特性となり、絶縁基板１１の端部における定着性の低下を防止することが可能となる。
【００２２】
この実施形態では、中央領域と端部領域の境から端部領域の開放端まで漸次幅を広げる構成の発熱抵抗体としたことにより、絶縁基板端部領域での中央領域からの穏やかな温度低下より、加熱不良を解消させることが可能となる。
【００２３】
図５〜図８は、この発明のセラミックスヒータに関する第２の実施形態の構成について説明するためもので、図５は構成図、図６は図５のIIIａ−IIIｂ線の拡大断面図、図７は図５のIVａ−IVｂ線の拡大断面図、図８は図５におけるヒータ長手方向の温度分布を模式的に説明するための説明図である。上記した第１の実施形態と同一部分には同一の符号を付しここでの説明は省略する。なお、以下の実施形態についても同様とする。
【００２４】
この実施形態は、端部領域Ｓ１，Ｓ２の発熱抵抗体１２，１３は、中央領域Ｃの幅Ａから曲線的に漸次広くした幅Ｂで形成される。これにより、端部領域Ｓ１には、発熱抵抗体１２の幅から開放端に向けて曲線的に漸次幅広となる端部発熱抵抗体１２３が、発熱抵抗体１３の幅から開放端に向けて曲線的に漸次幅広となる端部発熱抵抗体１３３がそれぞれ形成される。端部領域Ｓ２には、発熱抵抗体１２の幅から開放端に向けて曲線的に漸次幅広となる端部発熱抵抗体１２４が、発熱抵抗体１３の幅から開放端に向けて曲線的に漸次幅広となる端部発熱抵抗体１３４がそれぞれ形成される。
【００２５】
図８は、端部領域Ｓ１，Ｓ２を図５の構成とした場合と幅Ａよりも同じ幅で広くした場合の従来との温度分布を模式的に比較したものである。
【００２６】
すなわち、図８の破線に示す従来の場合は、中央領域Ｃから端部領域Ｓ１，Ｓ２になるといきなり温度が下がることになり、この部分における温度差による記録紙への定着性が低下する原因となる。これに対し、図８の実線に示す図５構成のセラミックスヒータの場合は、端部領域Ｓ１，Ｓ２の端部発熱抵抗体１２３，１２４，１３３，１３４は、その抵抗値が漸次小さくなる値となっていることから、図８の実線に示す温度分布のように、中央領域Ｃから端部領域Ｓ１，Ｓ２の幅Ｂにかけ、徐々に温度が下がるなだらか特性となり、絶縁基板１１の端部における定着性の低下を防止することが可能となる。
【００２７】
この実施形態では、中央領域と端部領域の境から端部領域の開放端まで曲線的に漸次幅を広げる構成の発熱抵抗体としたことで、この領域部分の温度低下も曲線的な穏やかに漸次低下させることが可能なり、より加熱不良を解消させることが可能となる。
【００２８】
図９〜図１２は、この発明のセラミックスヒータに関する第３の実施形態の構成について説明するためもので、図９は構成図、図１０は図９のＶａ−Ｖｂ線の拡大断面図、図１１は図９のVIａ−VIｂ線の拡大断面図、図１２は図９におけるヒータ長手方向の温度分布を模式的に説明するための説明図である。
【００２９】
この実施形態は、通紙部となる中央領域Ｃの絶縁基板１１の長手方向の両端に位置する非通紙部である端部領域Ｓ１，Ｓ２の発熱抵抗体１２，１３は、中央領域Ｃの幅Ｄから直線的に漸次狭くした幅Ｅで形成される。これにより、端部領域Ｓ１には、記録紙が初めに通過する上流側となる発熱抵抗体１３の幅から開放端に向けて直線的に漸次幅狭となる領域と同幅の領域を有する端部発熱抵抗体１３５が形成される。記録紙が後に通過する下流側の発熱抵抗体１２の幅から開放端に向けて直線的に漸次幅狭となる領域と同幅の領域を有する端部発熱抵抗体１２５が形成される。同じように、端部領域Ｓ２には、発熱抵抗体１２の幅から開放端に向けて直線的に漸次幅狭となる領域と同幅の領域を有する端部発熱抵抗体１２６が、発熱抵抗体１３の幅から開放端に向けて直線的に漸次幅狭となる領域と同幅の領域を有する端部発熱抵抗体１３６がそれぞれ形成される。
【００３０】
このように、上流側の発熱抵抗体１３と下流側の発熱抵抗体１２の中央領域Ｃの幅Ｄから端部領域Ｓ１，Ｓ２の幅Ｅに至る漸次直線的に狭く構成されている。これにより、図１２の破線に示す従来の場合は、中央領域Ｃから端部領域Ｓ１，Ｓ２になるといきなり温度が上がることになり、この部分における温度差による絶縁基板１１の割れ等の原因となる。これに対し、図１２の実線に示す図９構成のセラミックスヒータの場合は、端部領域Ｓ１，Ｓ２の端部発熱抵抗体１２３，１２４，１３３，１３４は、その抵抗値が漸次大きくなることから、中央領域Ｃから端部領域Ｓ１，Ｓ２の幅Ｂにかけ、徐々に温度が上がるなだらかな特性となり、急激な温度差を抑制でき、絶縁基板１１の割れ防止することが可能となる。
【００３１】
この実施形態では、中央領域と端部領域の境から端部領域の開放端まで直線的に漸次幅を狭くする構成の発熱抵抗体としたことで、この領域部分の温度上昇も直線的に穏やかに上昇させて急激な温度差を抑制でき、絶縁基板１１の割れを防止することができる。
【００３２】
図１３〜図１５は、この発明のセラミックスヒータに関する第４の実施形態について説明するための、図１５は構成図、図１４（ａ）は図１３のVIIａ−VIIｂ線の拡大断面図、図１４（ｂ）は図１３のVIIIａ−VIIIｂ線の拡大断面図、図１４（ｃ）は図１３のIXａ−IXｂ線の拡大断面図、図１５は図１３におけるヒータ長手方向の温度分布を模式的に説明するための説明図である。
【００３３】
この実施形態は、上流側の発熱抵抗体１３と下流側の発熱抵抗体１２の中央領域Ｃの幅Ｄから端部領域Ｓ１，Ｓ２の幅Ｅに至る漸次直線的に狭くする量を上流側と下流側で変えている。すなわち、上流側の発熱抵抗体１３の端部領域Ｓ１，Ｓ２の端部発熱抵抗体１３７，１３８は、中央領域Ｃとの境から距離Ｌａの距離まで直線的に漸次狭くなるように形成される。下流側の発熱抵抗体１２の端部領域Ｓ１，Ｓ２の端部発熱抵抗体１２７，１２８は、中央領域Ｃとの境から、距離Ｌａよりも長い距離Ｌｂの距離まで直線的に漸次狭くなるように形成される。
【００３４】
これにより、図１５（ａ），（ｂ）の破線に示す従来の場合は、発熱抵抗体１３，１２の中央領域Ｃから端部領域Ｓ１，Ｓ２になるといきなり温度が上がることになり、この部分における温度差による絶縁基板１１の割れ等の原因となる。
【００３５】
これに対し、図１５（ａ）の実線に示す図１３構成のセラミックスヒータの発熱抵抗体１３の場合は、端部領域Ｓ１，Ｓ２の端部発熱抵抗体１３７，１３８は、その抵抗値が漸次大きくなることから、中央領域Ｃから端部領域Ｓ１，Ｓ２の幅Ｂにかけ、徐々に温度が上がるなだらかな特性となり、急激な温度差を抑制でき、絶縁基板１１の割れ防止することが可能となる。
【００３６】
また、図１５（ｂ）の実線に示す図１３構成のセラミックスヒータの発熱抵抗体１２の場合は、端部領域Ｓ１，Ｓ２の端部発熱抵抗体１２７，１２８は、その抵抗値が漸次大きくなることから、中央領域Ｃから端部領域Ｓ１，Ｓ２の幅Ｂにかけ、徐々に温度が上がるなだらかな特性となり、急激な温度差を抑制でき、絶縁基板１１の割れ防止することが可能となる。
【００３７】
この場合、下流側の端部発熱抵抗体１２７，１２８の幅が狭くなる形状が、上流側の端部発熱抵抗体１３７，１３８の幅が狭くなる形状よりも、よりなだらかな形状となっている。上流側の発熱抵抗体１３は下流側より低温の記録紙と接触するため温度低下が大きい。そのため、上流側の発熱抵抗体１３の中央領域と端部領域の幅の切り替わり部分の傾斜を下流側より緩やかに形成することで、端部領域の発熱面積を増やし、上流側、下流側端部領域の発熱量のバランスを取り、急激な温度差を抑制し、基板割れを防止することができる。
【００３８】
この実施形態では、記録紙が初めに通過する上流側と後に通過する下流側の発熱抵抗体の中央部と端部の幅の切り替わり箇所の傾斜が下流側より上流側が緩やかになるように形成したことにより、下流側の端部領域の発熱面積を増やして、上流側、下流側端部領域の発熱量のバランスを図ることができ、急激な温度差を抑制し、絶縁基板割れを防止することが可能となる。
【００３９】
なお、上記したこの発明のセラミックスヒータに関する第３および第４の実施形態では、端部発熱抵抗体の漸次幅を狭くする部分を直線的とした場合を説明したが、第２の実施形態のように湾曲としても構わない。また、直線的あるいは曲線的に漸次幅を狭くしたり広くした例を挙げたが、幅を同じ発熱抵抗体の厚みを漸次変化させても同様の効果を奏することが可能である。
【００４０】
次に、図１６の断面で示した構成図を参照し、上記したセラミックスヒータを加熱装置２００に実装した場合の、この発明の加熱装置に関する一実施形態について説明する。図中１００については、図１〜図３で説明したセラミックスヒータであり、同一部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００４１】
図１６において、２０１は、支持体２０２の底部にセラミックスヒータ１００を固着させ、セラミックスヒータ１００に交流電圧を供給させ、加熱したセラミックスヒータ１００のオーバーコート層１９に圧接加熱されながら移動する、ステンレス鋼やポリイミド樹脂等の耐熱性のシートをロール状にして循環自在に巻装された円筒の定着フィルムである。２０３はその表面に耐熱性弾性材料であるたとえばシリコーンゴム層２０４が嵌合してある加圧ローラであり、加圧ローラ２０３の回転軸２０５と対向してセラミックスヒータ１００が、定着フィルム２０１と並置して図示しない基台内に取り付けられている。加圧ローラ２０３は、図示しない手段に基づいて定着フィルム２０１と相互に圧接させてニップ部を形成するとともに、作動時には矢印方向に回転させる。
【００４２】
このとき、オーバーコート層１９上に配置された定着フィルム２０１面とシリコーンゴム層２０４との間で、トナー像Ｔｏ１がまず定着フィルム２０１を介してセラミックスヒータ１００により加熱溶融され、少なくともその表面部は融点を大きく上回り完全に軟化して溶融する。この後、加圧ローラ２０３の用紙排出側では複写用紙Ｐがセラミックスヒータ１００から離れ、トナー像Ｔｏ２は自然放熱して再び冷却固化し、定着フィルム２０１も複写用紙Ｐから離反される。
【００４３】
この実施形態では、セラミックスヒータの端部領域での中央領域からの穏やかな温度低下より、加熱不良を解消させることが可能となる。
【００４４】
また、セラミックスヒータ１００として図９〜図１１で説明したこの発明のセラミックスヒータを用いた場合は、端部領域部分の温度上昇も直線的に穏やかに上昇させて急激な温度差を抑制でき、セラミックスヒータ１００の割れを防止することができる。
【００４５】
次に、図１７を参照して、この発明の加熱装置２００を搭載した複写機を例とした、この発明の画像形成装置に関する一実施形態について説明する。図中、加熱装置２００の部分は、上記した説明と同じであり、同一部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４６】
図１７において、３０１は複写機３００の筐体、３０２は筐体３０１の上面に設けられたガラス等の透明部材からなる原稿載置台で、矢印Ｙ方向に往復動作させて原稿Ｐ１を走査する。
【００４７】
筐体３０１内の上方向には光照射用のランプと反射鏡とからなる照明装置３０２が設けられており、この照明装置３０２により照射された原稿Ｐ１からの反射光源が短焦点小径結像素子アレイ３０３によって感光ドラム３０４上スリット露光される。なお、この感光ドラム３０４は矢印方向に回転する。
【００４８】
また、３０５は帯電器で、例えば酸化亜鉛感光層あるいは有機半導体感光層が被覆された感光ドラム３０４上に一様に帯電を行う。この帯電器３０５により帯電された感光ドラム３０４には、結像素子アレイ３０３によって画像露光が行われた静電画像が形成される。この静電画像は、現像器３０６による加熱で軟化溶融する樹脂等からなるトナーを用いて顕像化される。
【００４９】
カセット３０７内に収納されている複写用紙Ｐは、給送ローラ３０８と感光ドラム３０４上の画像と同期するタイミングをとって上下方向で圧接して回転される対の搬送ローラ３０９によって、感光ドラム３０４上に送り込まれる。そして、転写放電器３１０によって感光ドラム３０４上に形成されているトナー像は複写用紙Ｐ上に転写される。
【００５０】
その後、感光ドラム３０４上から離れた用紙Ｐは、搬送ガイド３１１によって加熱装置２００に導かれて加熱定着処理された後に、トレイ３１２内に排出される。なお、トナー像が転写された後、感光ドラム３０４上の残留トナーはクリーナ３１３を用いて除去される。
【００５１】
加熱装置２００は、複写用紙Ｐの移動方向と直交する方向に、この複写機３００が複写できる最大判用紙の幅（長さ）に合わせた有効長、すなわち最大判用紙の幅（長さ）より長い発熱抵抗体を備えたセラミックスヒータ１００が、加圧ローラ２０３の外周に取り付けられたシリコーンゴム層２０４に加圧された状態で設けられている。
【００５２】
そして、セラミックスヒータ１００と加圧ローラ２０３との間を送られる用紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔ１は、発熱抵抗体１２，１３の熱を受け溶融して複写用紙Ｐ面上に文字、英数字、記号、図面等の複写像を現出させる。
【００５３】
この実施形態では、セラミックスヒータの発熱抵抗体の非通紙部が幅広の場合には、ここを記録紙が通過した場合の定着性の低下を防止できる加熱装置を用いたことから定着性に優れた画像形成装置を実現することができる。
【００５４】
また、セラミックスヒータの発熱抵抗体の非通紙部が幅狭の場合には、ここの急激な温度差を抑制し、絶縁基板割れを防止できる加熱装置を用いたことから、セラミックスヒータの割れ防止に優れた画像形成装置を実現することができる。
【００５５】
セラミックスヒータの用途としては、複写機等の画像形成装置の定着用に用いたが、これに限らず、家庭用の電気製品、業務用や実験用の精密機器や化学反応用の機器等に装着して加熱や保温の熱源としても使用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１１ 絶縁基板
１２，１３ 発熱抵抗体
１２１〜１２８，１３１〜１３８ 端部発熱抵抗体
１４，１５ 電極
１４１，１５１，１６ 接続導体
１７ オーバーコート層
Ｃ 中央領域
Ｓ１，Ｓ２ 端部領域
１００ セラミックスヒータ
２００ 加熱装置
２０１ 定着フィルム
２０３ 加圧ローラ
３００ 複写機
【技術分野】
【０００１】
この発明は、情報機器、家電製品や製造設備などの小型機器類に装着されて用いられる薄型のセラミックスヒータおよびこのヒータを実装したプリンタ、複写機、ファクシミリやリライタブルカードリーダライタなどの加熱装置ならびにこの加熱装置を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のセラミックスヒータは、給電電極が長手方向の片側に集中して設けられた発熱体を用い、この発熱体の発熱量を左右両端部で異ならせ、給電電極側端部よりも非給電電極側端部の発熱量を多くするようにしている。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９１４４９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１の技術は、加熱体を記録紙が通過せずに熱が奪われ難い端部の非通紙部では、記録紙が通過して熱が奪われ易い中央部の通紙部より高温となり、端部にある定着フィルムや加圧ローラ等の周辺部品が高温により変形したり、絶縁基板が割れたり等の弊害を防止するために、加熱体の端部を中央部より面積が広く形成されている。この場合、記録紙が中央部から外れてしまい端部に寄って通過されたときには、記録紙端側の温度が下がり定着性の低下を招来する、という新たな問題が発生する。
【０００５】
また、システムの関係によっては、特許文献１の構成とは逆に、非通紙部の発熱抵抗体の幅を通紙部よりも同じ幅で大きくしたものがある。この場合、端部の温度が下がり記録紙がこの部分を通過したときは、定着性が悪化する、という問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、ヒータの端側を通過する記録紙の定着性を低下させない、またはヒータ端部の急激な温度を上昇を抑えてヒータの割れを防止したセラミックスヒータ、このヒータを用いた加熱装置、この加熱装置を用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題を解決するために、この発明のセラミックスヒータは、耐熱・絶縁性材料で形成した長尺平板状の絶縁基板と、前記絶縁性基板上の長手方向に平行する導電性成分により厚膜形成された発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体の両端に電力を供給し、前記絶縁基板の一方端に形成した電極と、少なくとも前記電極を残して前記絶縁基板上に施したオーバーコート層と、を具備し、前記発熱抵抗体に基づき、通常は被加熱体を加熱させる部分の前記発熱抵抗体の長手方向の外側の両端に一体的に端部発熱抵抗体を形成するとともに、該端部発熱抵抗体は、前記発熱抵抗体から離れるに従い、漸次幅が広くなるように形成したことを特徴とする。
【０００８】
また、この発明のセラミックスヒータは、耐熱・絶縁性材料で形成した長尺平板状の絶縁基板と、前記絶縁性基板上の長手方向に平行する導電性成分により厚膜形成された発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体の両端に電力を供給し、前記絶縁基板の一方端に形成した電極と、少なくとも前記電極を残して前記絶縁基板上に施したオーバーコート層と、を具備し、前記発熱抵抗体に基づき、通常は被加熱体を加熱させる部分の前記発熱抵抗体の長手方向の外側の両端に一体的に端部発熱抵抗体を形成するとともに、該端部発熱抵抗体は、前記発熱抵抗体から離れるに従い、漸次幅が狭くなるように形成したことを特徴とする。
【０００９】
この発明の加熱装置は、請求項１〜５の何れかに記載のセラミックスヒータと、前記セラミックスヒータに対向配置し、該セラミックスヒータを圧接するように回転可能に支持された加圧ローラと、前記セラミックスヒータと前記加圧ローラとの間を設けられ、前記加圧ローラの回転にともない前記セラミックスヒータ上を摺動する定着フィルムと、を具備したことを特徴とする。
【００１０】
この発明の画像形成装置は、媒体に形成された静電潜像にトナーを付着させてこのトナーを用紙に転写して所定の画像を形成する形成手段と、画像が形成された用紙を加圧ローラにより定着フィルムを介して前記ヒータに圧接しながら通過させることによって、トナーを定着するようにした請求項６記載の加熱装置と、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、セラミックスヒータの端側を通過する記録紙の定着性を低下させずに定着性の低下を抑えることができる。また、セラミックスヒータ端部の急激な温度上昇を抑えてヒータの割れを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明のセラミックスヒータに関する第１の実施形態について説明するための構成図である。
【図２】図１のＩａ−Ｉｂ線の拡大断面図である。
【図３】図１のIIａ−IIｂ線の拡大断面図である。
【図４】図１におけるヒータ長手方向の温度分布を模式的に説明するための説明図である。
【図５】この発明のセラミックスヒータに関する第２の実施形態について説明するための構成図である。
【図６】図５のIIIａ−IIIｂ線の拡大断面図である。
【図７】図５のIVａ−IVｂ線の拡大断面図である。
【図８】図５におけるヒータ長手方向の温度分布を模式的に説明するための説明図である。
【図９】この発明のセラミックスヒータに関する第３の実施形態について説明するための構成図である。
【図１０】図９のＶａ−Ｖｂ線の拡大断面図である。
【図１１】図９のVIａ−VIｂ線の拡大断面図である。
【図１２】図９におけるヒータ長手方向の温度分布を模式的に説明するための説明図である。
【図１３】この発明のセラミックスヒータに関する第４の実施形態について説明するための構成図である。
【図１４】図１４（ａ）は図１３のVIIａ−VIIｂ線の拡大断面図、図１４（ｂ）は図１３のVIIIａ−VIIIｂ線の拡大断面図、図１４（ｃ）は図１３のIXａ−IXｂ線の拡大断面図である。
【図１５】図１３におけるヒータ長手方向の温度分布を模式的に説明するための説明図である。
【図１６】この発明の加熱装置に関する一実施形態について説明するための構成図である。
【図１７】この発明の画像形成装置に関する一実施形態について説明するための構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図１〜図４は、この発明のセラミックスヒータに関する第１の実施形態の構成について説明するためもので、図１は構成図、図２は図１のＩａ−Ｉｂ線の拡大断面図、図３は図１のIIａ−IIｂ線の拡大断面図、図４は図１におけるヒータ長手方向の温度分布を模式的に説明するための説明図である。
【００１５】
図１において、１１は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）等の耐熱、絶縁性の材料で長尺状に形成された絶縁基板である。１２，１３は、絶縁基板１１の表面側の長手方向に沿って平行に形成された銀（Ａｇ）・パラジウム（Ｐｄ）の合金をはじめとする銀系材料や、ルテニウム系、炭素系等などの抵抗体ペーストを高温で焼成し、所定の抵抗値を有する厚膜からなる帯状の発熱抵抗体である。
【００１６】
１４，１５は、絶縁基板１１上にそれぞれ形成された銀系の導体ペーストを焼成した良導電体膜の給電用の電極である。電極１４は発熱抵抗体１２の一端と、電極１５は発熱抵抗体１３の一端とそれぞれ接続導体１４１，１５１を介して接続する。発熱抵抗体１２，１３のそれぞれ他端は銀系の導体ペーストを焼成して形成した接続導体１６で共通に接続する。これにより、発熱抵抗体１２，１３は電極１４と１５間に直列的に接続された状態となる。
【００１７】
発熱抵抗体１２，１３の絶縁基板１１の長手方向の中央領域Ｃは、被加熱体である記録紙を通紙させ、記録紙の幅を有する通紙領域である。また、中央領域Ｃの絶縁基板１１の長手方向の両端に位置する端部領域Ｓ１，Ｓ２の発熱抵抗体１２，１３は、中央領域Ｃの幅Ａから直線的に漸次広くした幅Ｂで形成される。これにより、端部領域Ｓ１には、発熱抵抗体１２の幅から開放端に向けて直線的に漸次幅広となる端部発熱抵抗体１２１が、発熱抵抗体１３の幅から開放端に向けて直線的に漸次幅広となる端部発熱抵抗体１３１がそれぞれ形成される。端部領域Ｓ２には、発熱抵抗体１２の幅から開放端に向けて直線的に漸次幅広となる端部発熱抵抗体１２２が、発熱抵抗体１３の幅から開放端に向けて直線的に漸次幅広となる端部発熱抵抗体１３２がそれぞれ形成される。
【００１８】
１７は、電極１４，１５を残した発熱抵抗体１２，１３、端部発熱抵抗体１２１，１２２，１３１，１３２、それに接続導体１６上に、例えば厚膜印刷でガラス層あるいはポリイミド層が形成されて、電気的、機械的、化学的な保護を行うためのオーバーコート層である。
【００１９】
いま、記録紙が中央領域Ｃを通過している場合を考える。この場合は、発熱抵抗体１２，１３の幅Ａによる発熱で記録紙を加熱させる。このとき、端部領域Ｓ１に位置する端部発熱抵抗体１２１，１３１は、発熱抵抗体１２，１３の幅Ａから、これよりも広い幅Ｂまで直線的に漸次広くなる形状となっている。つまり、端部発熱抵抗体１２１，１３１の抵抗値は、絶縁基板１１の長手方向の端部寄りがより抵抗値が低い値となる関係となっている。この点は、端部領域Ｓ２における端部発熱抵抗体１２２，１３２についても同様である。
【００２０】
図４は、端部領域Ｓ１，Ｓ２を図１の構成とした場合と幅Ａよりも同じ幅で広くした場合の従来との温度分布を模式的に比較したものである。
【００２１】
すなわち、図４の破線に示す従来の場合は、中央領域Ｃから端部領域Ｓ１，Ｓ２になるといきなり温度が下がることになり、記録紙の定着に必要な温度が十分得られずに定着不良を起こす原因となる。これに対し、図４の実線に示す図１のセラミックスヒータの場合は、端部領域Ｓ１，Ｓ２の端部発熱抵抗体１２１，１２２，１３１，１３２は、その抵抗値が漸次狭くなる値となっていることから、図４の実線に示す温度分布のように、中央領域Ｃから端部領域Ｓ１，Ｓ２の幅Ｂにかけ、徐々に温度が下がるなだらか特性となり、絶縁基板１１の端部における定着性の低下を防止することが可能となる。
【００２２】
この実施形態では、中央領域と端部領域の境から端部領域の開放端まで漸次幅を広げる構成の発熱抵抗体としたことにより、絶縁基板端部領域での中央領域からの穏やかな温度低下より、加熱不良を解消させることが可能となる。
【００２３】
図５〜図８は、この発明のセラミックスヒータに関する第２の実施形態の構成について説明するためもので、図５は構成図、図６は図５のIIIａ−IIIｂ線の拡大断面図、図７は図５のIVａ−IVｂ線の拡大断面図、図８は図５におけるヒータ長手方向の温度分布を模式的に説明するための説明図である。上記した第１の実施形態と同一部分には同一の符号を付しここでの説明は省略する。なお、以下の実施形態についても同様とする。
【００２４】
この実施形態は、端部領域Ｓ１，Ｓ２の発熱抵抗体１２，１３は、中央領域Ｃの幅Ａから曲線的に漸次広くした幅Ｂで形成される。これにより、端部領域Ｓ１には、発熱抵抗体１２の幅から開放端に向けて曲線的に漸次幅広となる端部発熱抵抗体１２３が、発熱抵抗体１３の幅から開放端に向けて曲線的に漸次幅広となる端部発熱抵抗体１３３がそれぞれ形成される。端部領域Ｓ２には、発熱抵抗体１２の幅から開放端に向けて曲線的に漸次幅広となる端部発熱抵抗体１２４が、発熱抵抗体１３の幅から開放端に向けて曲線的に漸次幅広となる端部発熱抵抗体１３４がそれぞれ形成される。
【００２５】
図８は、端部領域Ｓ１，Ｓ２を図５の構成とした場合と幅Ａよりも同じ幅で広くした場合の従来との温度分布を模式的に比較したものである。
【００２６】
すなわち、図８の破線に示す従来の場合は、中央領域Ｃから端部領域Ｓ１，Ｓ２になるといきなり温度が下がることになり、この部分における温度差による記録紙への定着性が低下する原因となる。これに対し、図８の実線に示す図５構成のセラミックスヒータの場合は、端部領域Ｓ１，Ｓ２の端部発熱抵抗体１２３，１２４，１３３，１３４は、その抵抗値が漸次小さくなる値となっていることから、図８の実線に示す温度分布のように、中央領域Ｃから端部領域Ｓ１，Ｓ２の幅Ｂにかけ、徐々に温度が下がるなだらか特性となり、絶縁基板１１の端部における定着性の低下を防止することが可能となる。
【００２７】
この実施形態では、中央領域と端部領域の境から端部領域の開放端まで曲線的に漸次幅を広げる構成の発熱抵抗体としたことで、この領域部分の温度低下も曲線的な穏やかに漸次低下させることが可能なり、より加熱不良を解消させることが可能となる。
【００２８】
図９〜図１２は、この発明のセラミックスヒータに関する第３の実施形態の構成について説明するためもので、図９は構成図、図１０は図９のＶａ−Ｖｂ線の拡大断面図、図１１は図９のVIａ−VIｂ線の拡大断面図、図１２は図９におけるヒータ長手方向の温度分布を模式的に説明するための説明図である。
【００２９】
この実施形態は、通紙部となる中央領域Ｃの絶縁基板１１の長手方向の両端に位置する非通紙部である端部領域Ｓ１，Ｓ２の発熱抵抗体１２，１３は、中央領域Ｃの幅Ｄから直線的に漸次狭くした幅Ｅで形成される。これにより、端部領域Ｓ１には、記録紙が初めに通過する上流側となる発熱抵抗体１３の幅から開放端に向けて直線的に漸次幅狭となる領域と同幅の領域を有する端部発熱抵抗体１３５が形成される。記録紙が後に通過する下流側の発熱抵抗体１２の幅から開放端に向けて直線的に漸次幅狭となる領域と同幅の領域を有する端部発熱抵抗体１２５が形成される。同じように、端部領域Ｓ２には、発熱抵抗体１２の幅から開放端に向けて直線的に漸次幅狭となる領域と同幅の領域を有する端部発熱抵抗体１２６が、発熱抵抗体１３の幅から開放端に向けて直線的に漸次幅狭となる領域と同幅の領域を有する端部発熱抵抗体１３６がそれぞれ形成される。
【００３０】
このように、上流側の発熱抵抗体１３と下流側の発熱抵抗体１２の中央領域Ｃの幅Ｄから端部領域Ｓ１，Ｓ２の幅Ｅに至る漸次直線的に狭く構成されている。これにより、図１２の破線に示す従来の場合は、中央領域Ｃから端部領域Ｓ１，Ｓ２になるといきなり温度が上がることになり、この部分における温度差による絶縁基板１１の割れ等の原因となる。これに対し、図１２の実線に示す図９構成のセラミックスヒータの場合は、端部領域Ｓ１，Ｓ２の端部発熱抵抗体１２３，１２４，１３３，１３４は、その抵抗値が漸次大きくなることから、中央領域Ｃから端部領域Ｓ１，Ｓ２の幅Ｂにかけ、徐々に温度が上がるなだらかな特性となり、急激な温度差を抑制でき、絶縁基板１１の割れ防止することが可能となる。
【００３１】
この実施形態では、中央領域と端部領域の境から端部領域の開放端まで直線的に漸次幅を狭くする構成の発熱抵抗体としたことで、この領域部分の温度上昇も直線的に穏やかに上昇させて急激な温度差を抑制でき、絶縁基板１１の割れを防止することができる。
【００３２】
図１３〜図１５は、この発明のセラミックスヒータに関する第４の実施形態について説明するための、図１５は構成図、図１４（ａ）は図１３のVIIａ−VIIｂ線の拡大断面図、図１４（ｂ）は図１３のVIIIａ−VIIIｂ線の拡大断面図、図１４（ｃ）は図１３のIXａ−IXｂ線の拡大断面図、図１５は図１３におけるヒータ長手方向の温度分布を模式的に説明するための説明図である。
【００３３】
この実施形態は、上流側の発熱抵抗体１３と下流側の発熱抵抗体１２の中央領域Ｃの幅Ｄから端部領域Ｓ１，Ｓ２の幅Ｅに至る漸次直線的に狭くする量を上流側と下流側で変えている。すなわち、上流側の発熱抵抗体１３の端部領域Ｓ１，Ｓ２の端部発熱抵抗体１３７，１３８は、中央領域Ｃとの境から距離Ｌａの距離まで直線的に漸次狭くなるように形成される。下流側の発熱抵抗体１２の端部領域Ｓ１，Ｓ２の端部発熱抵抗体１２７，１２８は、中央領域Ｃとの境から、距離Ｌａよりも長い距離Ｌｂの距離まで直線的に漸次狭くなるように形成される。
【００３４】
これにより、図１５（ａ），（ｂ）の破線に示す従来の場合は、発熱抵抗体１３，１２の中央領域Ｃから端部領域Ｓ１，Ｓ２になるといきなり温度が上がることになり、この部分における温度差による絶縁基板１１の割れ等の原因となる。
【００３５】
これに対し、図１５（ａ）の実線に示す図１３構成のセラミックスヒータの発熱抵抗体１３の場合は、端部領域Ｓ１，Ｓ２の端部発熱抵抗体１３７，１３８は、その抵抗値が漸次大きくなることから、中央領域Ｃから端部領域Ｓ１，Ｓ２の幅Ｂにかけ、徐々に温度が上がるなだらかな特性となり、急激な温度差を抑制でき、絶縁基板１１の割れ防止することが可能となる。
【００３６】
また、図１５（ｂ）の実線に示す図１３構成のセラミックスヒータの発熱抵抗体１２の場合は、端部領域Ｓ１，Ｓ２の端部発熱抵抗体１２７，１２８は、その抵抗値が漸次大きくなることから、中央領域Ｃから端部領域Ｓ１，Ｓ２の幅Ｂにかけ、徐々に温度が上がるなだらかな特性となり、急激な温度差を抑制でき、絶縁基板１１の割れ防止することが可能となる。
【００３７】
この場合、下流側の端部発熱抵抗体１２７，１２８の幅が狭くなる形状が、上流側の端部発熱抵抗体１３７，１３８の幅が狭くなる形状よりも、よりなだらかな形状となっている。上流側の発熱抵抗体１３は下流側より低温の記録紙と接触するため温度低下が大きい。そのため、上流側の発熱抵抗体１３の中央領域と端部領域の幅の切り替わり部分の傾斜を下流側より緩やかに形成することで、端部領域の発熱面積を増やし、上流側、下流側端部領域の発熱量のバランスを取り、急激な温度差を抑制し、基板割れを防止することができる。
【００３８】
この実施形態では、記録紙が初めに通過する上流側と後に通過する下流側の発熱抵抗体の中央部と端部の幅の切り替わり箇所の傾斜が下流側より上流側が緩やかになるように形成したことにより、下流側の端部領域の発熱面積を増やして、上流側、下流側端部領域の発熱量のバランスを図ることができ、急激な温度差を抑制し、絶縁基板割れを防止することが可能となる。
【００３９】
なお、上記したこの発明のセラミックスヒータに関する第３および第４の実施形態では、端部発熱抵抗体の漸次幅を狭くする部分を直線的とした場合を説明したが、第２の実施形態のように湾曲としても構わない。また、直線的あるいは曲線的に漸次幅を狭くしたり広くした例を挙げたが、幅を同じ発熱抵抗体の厚みを漸次変化させても同様の効果を奏することが可能である。
【００４０】
次に、図１６の断面で示した構成図を参照し、上記したセラミックスヒータを加熱装置２００に実装した場合の、この発明の加熱装置に関する一実施形態について説明する。図中１００については、図１〜図３で説明したセラミックスヒータであり、同一部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００４１】
図１６において、２０１は、支持体２０２の底部にセラミックスヒータ１００を固着させ、セラミックスヒータ１００に交流電圧を供給させ、加熱したセラミックスヒータ１００のオーバーコート層１９に圧接加熱されながら移動する、ステンレス鋼やポリイミド樹脂等の耐熱性のシートをロール状にして循環自在に巻装された円筒の定着フィルムである。２０３はその表面に耐熱性弾性材料であるたとえばシリコーンゴム層２０４が嵌合してある加圧ローラであり、加圧ローラ２０３の回転軸２０５と対向してセラミックスヒータ１００が、定着フィルム２０１と並置して図示しない基台内に取り付けられている。加圧ローラ２０３は、図示しない手段に基づいて定着フィルム２０１と相互に圧接させてニップ部を形成するとともに、作動時には矢印方向に回転させる。
【００４２】
このとき、オーバーコート層１９上に配置された定着フィルム２０１面とシリコーンゴム層２０４との間で、トナー像Ｔｏ１がまず定着フィルム２０１を介してセラミックスヒータ１００により加熱溶融され、少なくともその表面部は融点を大きく上回り完全に軟化して溶融する。この後、加圧ローラ２０３の用紙排出側では複写用紙Ｐがセラミックスヒータ１００から離れ、トナー像Ｔｏ２は自然放熱して再び冷却固化し、定着フィルム２０１も複写用紙Ｐから離反される。
【００４３】
この実施形態では、セラミックスヒータの端部領域での中央領域からの穏やかな温度低下より、加熱不良を解消させることが可能となる。
【００４４】
また、セラミックスヒータ１００として図９〜図１１で説明したこの発明のセラミックスヒータを用いた場合は、端部領域部分の温度上昇も直線的に穏やかに上昇させて急激な温度差を抑制でき、セラミックスヒータ１００の割れを防止することができる。
【００４５】
次に、図１７を参照して、この発明の加熱装置２００を搭載した複写機を例とした、この発明の画像形成装置に関する一実施形態について説明する。図中、加熱装置２００の部分は、上記した説明と同じであり、同一部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４６】
図１７において、３０１は複写機３００の筐体、３０２は筐体３０１の上面に設けられたガラス等の透明部材からなる原稿載置台で、矢印Ｙ方向に往復動作させて原稿Ｐ１を走査する。
【００４７】
筐体３０１内の上方向には光照射用のランプと反射鏡とからなる照明装置３０２が設けられており、この照明装置３０２により照射された原稿Ｐ１からの反射光源が短焦点小径結像素子アレイ３０３によって感光ドラム３０４上スリット露光される。なお、この感光ドラム３０４は矢印方向に回転する。
【００４８】
また、３０５は帯電器で、例えば酸化亜鉛感光層あるいは有機半導体感光層が被覆された感光ドラム３０４上に一様に帯電を行う。この帯電器３０５により帯電された感光ドラム３０４には、結像素子アレイ３０３によって画像露光が行われた静電画像が形成される。この静電画像は、現像器３０６による加熱で軟化溶融する樹脂等からなるトナーを用いて顕像化される。
【００４９】
カセット３０７内に収納されている複写用紙Ｐは、給送ローラ３０８と感光ドラム３０４上の画像と同期するタイミングをとって上下方向で圧接して回転される対の搬送ローラ３０９によって、感光ドラム３０４上に送り込まれる。そして、転写放電器３１０によって感光ドラム３０４上に形成されているトナー像は複写用紙Ｐ上に転写される。
【００５０】
その後、感光ドラム３０４上から離れた用紙Ｐは、搬送ガイド３１１によって加熱装置２００に導かれて加熱定着処理された後に、トレイ３１２内に排出される。なお、トナー像が転写された後、感光ドラム３０４上の残留トナーはクリーナ３１３を用いて除去される。
【００５１】
加熱装置２００は、複写用紙Ｐの移動方向と直交する方向に、この複写機３００が複写できる最大判用紙の幅（長さ）に合わせた有効長、すなわち最大判用紙の幅（長さ）より長い発熱抵抗体を備えたセラミックスヒータ１００が、加圧ローラ２０３の外周に取り付けられたシリコーンゴム層２０４に加圧された状態で設けられている。
【００５２】
そして、セラミックスヒータ１００と加圧ローラ２０３との間を送られる用紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔ１は、発熱抵抗体１２，１３の熱を受け溶融して複写用紙Ｐ面上に文字、英数字、記号、図面等の複写像を現出させる。
【００５３】
この実施形態では、セラミックスヒータの発熱抵抗体の非通紙部が幅広の場合には、ここを記録紙が通過した場合の定着性の低下を防止できる加熱装置を用いたことから定着性に優れた画像形成装置を実現することができる。
【００５４】
また、セラミックスヒータの発熱抵抗体の非通紙部が幅狭の場合には、ここの急激な温度差を抑制し、絶縁基板割れを防止できる加熱装置を用いたことから、セラミックスヒータの割れ防止に優れた画像形成装置を実現することができる。
【００５５】
セラミックスヒータの用途としては、複写機等の画像形成装置の定着用に用いたが、これに限らず、家庭用の電気製品、業務用や実験用の精密機器や化学反応用の機器等に装着して加熱や保温の熱源としても使用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１１ 絶縁基板
１２，１３ 発熱抵抗体
１２１〜１２８，１３１〜１３８ 端部発熱抵抗体
１４，１５ 電極
１４１，１５１，１６ 接続導体
１７ オーバーコート層
Ｃ 中央領域
Ｓ１，Ｓ２ 端部領域
１００ セラミックスヒータ
２００ 加熱装置
２０１ 定着フィルム
２０３ 加圧ローラ
３００ 複写機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱・絶縁性材料で形成した長尺平板状の絶縁基板と、
前記絶縁性基板上の長手方向に平行する導電性成分により厚膜形成された発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体の両端に電力を供給し、前記絶縁基板の一方端に形成した電極と、
少なくとも前記電極を残して前記絶縁基板上に施したオーバーコート層と、を具備し、
前記発熱抵抗体に基づき、通常は被加熱体を加熱させる部分の前記発熱抵抗体の長手方向の外側の両端に一体的に端部発熱抵抗体を形成するとともに、該端部発熱抵抗体は、前記発熱抵抗体から離れるに従い、漸次幅が広くなるように形成したことを特徴とするセラミックスヒータ。
【請求項２】
前記端部発熱抵抗体の幅の広がりは直線的としたことを特徴とする請求項１記載のセラミックスヒータ。
【請求項３】
前記端部発熱抵抗体の幅の広がりは曲線的としたことを特徴とする請求項１記載のセラミックスヒータ。
【請求項４】
耐熱・絶縁性材料で形成した長尺平板状の絶縁基板と、
前記絶縁性基板上の長手方向に平行する導電性成分により厚膜形成された発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体の両端に電力を供給し、前記絶縁基板の一方端に形成した電極と、
少なくとも前記電極を残して前記絶縁基板上に施したオーバーコート層と、を具備し、
前記発熱抵抗体に基づき、通常は被加熱体を加熱させる部分の前記発熱抵抗体の長手方向の外側の両端に一体的に端部発熱抵抗体を形成するとともに、該端部発熱抵抗体は、前記発熱抵抗体から離れるに従い、漸次幅が狭くなるように形成したことを特徴とするセラミックスヒータ。
【請求項５】
前記被加熱体が後に触れる平行する下流側の前記端部発熱抵抗体の幅を漸次狭くする形状が上流側よりもなだらかに形成したことを特徴とする請求項４記載のセラミックスヒータ。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載のセラミックスヒータと、
前記セラミックスヒータに対向配置し、該セラミックスヒータを圧接するように回転可能に支持された加圧ローラと、
前記セラミックスヒータと前記加圧ローラとの間を設けられ、前記加圧ローラの回転にともない前記セラミックスヒータ上を摺動する定着フィルムと、を具備したことを特徴とする加熱装置。
【請求項７】
媒体に形成された静電潜像にトナーを付着させてこのトナーを用紙に転写して所定の画像を形成する形成手段と、
画像が形成された用紙を加圧ローラにより定着フィルムを介して前記ヒータに圧接しながら通過させることによって、トナーを定着するようにした請求項６記載の加熱装置と、を具備したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
耐熱・絶縁性材料で形成した長尺平板状の絶縁基板と、
前記絶縁性基板上の長手方向に平行する導電性成分により厚膜形成された発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体の両端に電力を供給し、前記絶縁基板の一方端に形成した電極と、
少なくとも前記電極を残して前記絶縁基板上に施したオーバーコート層と、を具備し、
前記発熱抵抗体に基づき、通常は被加熱体を加熱させる部分の前記発熱抵抗体の長手方向の外側の両端に一体的に端部発熱抵抗体を形成するとともに、該端部発熱抵抗体は、前記発熱抵抗体から離れるに従い、漸次幅が広くなるように形成したことを特徴とするセラミックスヒータ。
【請求項２】
前記端部発熱抵抗体の幅の広がりは直線的としたことを特徴とする請求項１記載のセラミックスヒータ。
【請求項３】
前記端部発熱抵抗体の幅の広がりは曲線的としたことを特徴とする請求項１記載のセラミックスヒータ。
【請求項４】
耐熱・絶縁性材料で形成した長尺平板状の絶縁基板と、
前記絶縁性基板上の長手方向に平行する導電性成分により厚膜形成された発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体の両端に電力を供給し、前記絶縁基板の一方端に形成した電極と、
少なくとも前記電極を残して前記絶縁基板上に施したオーバーコート層と、を具備し、
前記発熱抵抗体に基づき、通常は被加熱体を加熱させる部分の前記発熱抵抗体の長手方向の外側の両端に一体的に端部発熱抵抗体を形成するとともに、該端部発熱抵抗体は、前記発熱抵抗体から離れるに従い、漸次幅が狭くなるように形成したことを特徴とするセラミックスヒータ。
【請求項５】
前記被加熱体が後に触れる平行する下流側の前記端部発熱抵抗体の幅を漸次狭くする形状が上流側よりもなだらかに形成したことを特徴とする請求項４記載のセラミックスヒータ。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載のセラミックスヒータと、
前記セラミックスヒータに対向配置し、該セラミックスヒータを圧接するように回転可能に支持された加圧ローラと、
前記セラミックスヒータと前記加圧ローラとの間を設けられ、前記加圧ローラの回転にともない前記セラミックスヒータ上を摺動する定着フィルムと、を具備したことを特徴とする加熱装置。
【請求項７】
媒体に形成された静電潜像にトナーを付着させてこのトナーを用紙に転写して所定の画像を形成する形成手段と、
画像が形成された用紙を加圧ローラにより定着フィルムを介して前記ヒータに圧接しながら通過させることによって、トナーを定着するようにした請求項６記載の加熱装置と、を具備したことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
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【図１０】
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【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１０−２４４９４２（Ｐ２０１０−２４４９４２Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９４１５９（Ｐ２００９−９４１５９）
【出願日】平成２１年４月８日（２００９．４．８）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月８日（２００９．４．８）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
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