(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面に平坦部と下り傾斜面とを形成した耐熱性電気絶縁材料よりなる基板と、
この基板の前記平坦部上に形成された導体と、
この導体の外面と前記平坦部および下り傾斜面を含む前記基板の一面とを、電気絶縁性材料により被覆し、この導体を被覆する部分を、前記基板の下り傾斜面を被覆する部分よりも厚くした保護層と、を有し、
この保護層は、前記導体の外面のみを電気絶縁性の耐電圧材料により被覆する耐圧層と、この耐圧層の外面および基板の下り傾斜面を、前記耐圧層よりも耐電圧が低く、表面粗さの低い電気絶縁材料により一体に被覆する平滑層とを有し、前記基板の下り傾斜面は、前記保護層の外表面を滑動する複写用紙の出側にて形成されていること特徴とする板状ヒータ。
【請求項２】
前記導体が抵抗発熱体であることを特徴とする請求項１記載の板状ヒータ。
【請求項３】
前記導体が抵抗発熱体と、これに接続されるリード体であることを特徴とする請求項１記載の板状ヒータ。
【請求項４】
前記基板の下り傾斜面は、導体の設置箇所よりも一端側に向けて先細をなす下り傾斜面に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の板状ヒータ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の板状ヒータと、加圧ローラとを対向配置したことを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項５記載の定着装置を具備していることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ＯＡ機器，家庭用電気機器や精密製造設備などの小形機器類に装着されて用いられる薄形の板状ヒータおよびこの板状ヒータを実装した複写機やファクシミリなどのトナー定着に用いられる定着装置ならびにこの定着装置を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子式複写機においては、トナー画像を形成した複写用紙を定着用の板状ヒータと加圧ローラとの間を直接または耐熱シートを介して間接に挟圧しながら通過させ、このヒータの加熱によって複写用紙上のトナーが加熱，溶融し定着するようになっている。
【０００３】
この種の従来の定着用の板状ヒータとしては図５，図６に示すように構成されたものが実用化されている。このヒータＨはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）セラミックスなどからなる細長の耐熱性・電気絶縁性基板１の表面１ａ上に、銀・パラジウム合金（Ａｇ・Ｐｄ）粉末などをガラス粉末（無機結着剤），有機結着剤と混練して調合したペーストを印刷塗布して焼成し、細長い帯状厚膜の抵抗発熱体２を例えば厚膜印刷等により形成し、この抵抗発熱体２の両端部分に銀あるいは銀・白金（Ａｇ・Ｐｔ）合金，銀・パラジウム合金（Ａｇ・Ｐｄ）等の良導電体からなる膜を形成して一対の給電端子部３ａ，３ｂを構成し、さらにこの抵抗発熱体２の外表面を保護層であるガラス質のオーバーコート層４で被覆して、耐摩耗性や耐衝撃性などの機械的強度の向上および硫化や酸化等からの耐蝕保護と加圧ローラ等との電気的絶縁を図っている。このオーバーコート層４の上面上には例えばトナー像Ｔを形成した複写用紙Ｐが図中矢印に示すようにｉｎからｏｕｔへ向けて摺動し、加熱されてトナー像Ｔを複写用紙Ｐａに定着させるようになっている。
【０００４】
つまり、この板状ヒータＨは図７に示すように加圧ローラ５に対向させて平行に配設されて、複写機の定着装置に構成され、回転軸を有する加圧ローラ５の表面の耐熱性弾性材料で構成したローラ部分と板状ヒータＨのオーバーコート層４とが直接、あるいは環状無端耐熱性シート６を介して間接的に弾接するようになっている。そして、複写用紙Ｐが板状ヒータＨの無端耐熱性シート６と加圧ローラ５との間に入側ｉｎから供給されると、加圧ローラ５の回転により、複写用紙ＰがヒータＨのオーバーコート層４上を耐熱シート６を介して滑りながら圧送され、この間にヒータＨの熱によって複写用紙Ｐ上のトナーＴが加熱されて溶融し、紙Ｐに定着されて、出側ｏｕｔから排出されるようになっている。
【０００５】
しかし、搬送される用紙は加熱された状態で加圧ローラにより強く圧接されるので、紙Ｐがカールしてしまう場合があった。
【０００６】
そこで、従来のヒータＨでは、図６に示すように、基板１の出側ｏｕｔの表面に、右下がりの傾斜面１ｂを形成し、この傾斜面１ｂ上にオーバーコート層４をスクリーン印刷により形成することにより、このオーバーコート層４の出側端部上面に、右下がりの傾斜面５を形成し、この傾斜面５の始端部分で紙Ｐをしごいて紙Ｐのカールを防止している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のヒータＨでは、抵抗発熱体２の外面を被覆するオーバーコート層４を、絶縁性より滑性を優先させた、いわゆる表面ガラス４ａにより形成しており、しかも、１層であるので、電気絶縁性が低いという課題がある。
【０００８】
そこで、図８で示す他の従来のヒータＨａでは、抵抗発熱体２の外面とその周辺の基板表面１ａ上を、まず電気絶縁性の高い耐圧ガラス４ｂにより被覆し、さらに、その外面を滑性のある表面ガラス４ａにより被覆して２層に構成している。
【０００９】
しかし、この板状ヒータＨａでは基板１の下り傾斜面１ｂ上を粘度の高い耐圧ガラス４ｂで被覆してしまうので、基板１の傾斜面１ｂ上の表面ガラス４ａの上面には下り傾斜面が形成されにくくなり、傾斜面の角度の寸法精度が得られない場合がある。
【００１０】
このために、傾斜面１ｂによるカール防止効果が殆ど発揮されないという課題がある。つまり、図６で示す板状ヒータＨでは基板１の下り傾斜面１ｂのカール防止効果という形状特性を有効に活かすことができるが、電気絶縁性，すなわち耐圧特性が低いという課題がある。
【００１１】
また、図８で示す板状ヒータＨａでは耐圧特性は高いが、基板１の下り傾斜面１ｂの紙カール防止の効果を有効に活かすことができないという課題がある。
【００１２】
そこで本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、簡単な構成により基板の下り傾斜面等の形状特性を活かすことができると共に、耐圧性も高い板状ヒータ，定着装置および画像形成装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するために次のように構成される。
【００１４】
本願の請求項１に記載の発明は、一面に平坦部と下り傾斜面とを形成した耐熱性電気絶縁材料よりなる基板と、この基板の前記平坦部上に形成された導体と、この導体の外面と前記平坦部および下り傾斜面を含む前記基板の一面とを、電気絶縁性材料により被覆し、この導体を被覆する部分を、前記基板の下り傾斜面を被覆する部分よりも厚くした保護層と、を有し、この保護層は、前記導体の外面のみを電気絶縁性の耐電圧材料により被覆する耐圧層と、この耐圧層の外面および基板の下り傾斜面を、前記耐圧層よりも耐電圧が低く、表面粗さの低い電気絶縁材料により一体に被覆する平滑層とを有し、前記基板の下り傾斜面は、前記保護層の外表面を滑動する複写用紙の出側にて形成されていること特徴とする。
【００１５】
また、本願の請求項２に記載の発明は、前記導体が抵抗発熱体であることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本願の請求項３に記載の発明は、前記導体が抵抗発熱体と、これに接続されるリード体であることを特徴とする。
【００１７】
さらにまた、本願の請求項４に記載の発明は、前記基板の下り傾斜面は、導体の設置箇所よりも一端側に向けて先細をなす下り傾斜面に形成されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本願の請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の板状ヒータと、加圧ローラとを対向配置したことを特徴とする。
【００１９】
さらに、本願の請求項６に記載の発明は、請求項５記載の定着装置を具備していることを特徴とする。
【００２０】
【作用】
基板上の抵抗発熱体やリード体等の導体の外面のみを電気絶縁性耐圧材料により直接被覆する耐圧層と、この耐圧層の外面をさらに被覆する平滑層とにより２重（多層）に被覆するので、抵抗発熱体等導体の電気絶縁性を高めることができる。
【００２１】
また、耐圧層は抵抗発熱体等の導体の外面のみを被覆し、基板一面上の下り傾斜面の殆どを被覆せずに、基板表面の下り傾斜面上を平滑層のみにより被覆する。このために、この平滑層の外面には、基板表面の下り傾斜面に対応する下り傾斜面が形成されるので、この基板の下り傾斜面による紙カール防止効果等の基板の形状特性を有効に活かすことができる。
【００２２】
さらに、保護層の外表面と平滑層は平滑性を有するので、保護層ないし平滑層の外表面上を摺動する紙等の摺動性を高めることができる。また、基板表面形状は、上記のものに限られず、他の形状であっても、その形状を保護層の表面に出し易くなる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図１〜図４に基づいて説明する。なお、図１〜図４中、同一または相当部分には同一符号を付している。
【００２４】
図１は図２のＩ−Ｉ線断面図、図２は本発明に係る板状ヒータの一実施例の平面図であり、これらの図において、板状ヒータ１１は、耐熱性電気絶縁性材料、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）セラミックスからなる長さ約３００mm，幅約８mm，厚さ約０．６〜約１mmの大きさの細長の基板１２の平面状の表面１２ａの平坦面上に、その長手方向に沿って、長さ約２３０mm，幅約２mm，厚さ約１０μｍの銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）合金やニッケル・錫（Ｎｉ・Ｓｎ）合金等を主体とする帯状の抵抗発熱体１３を同心状に形成している。また、基板１２は、その表面１２ａ上に、抵抗発熱体１３よりも複写用紙Ｐの出側ｏｕｔにて、非平坦部の下り傾斜面１２ｂを形成し、紙カール防止効果を図っている。
【００２５】
この抵抗発熱体１３はその両端部に、長さ約１５mm、幅約６mmの幅広な銀（Ａｇ・Ｐｔ）合金，銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）合金等を主体とする良導電体膜からなる一対の給電用の端子部１４ａ，１４ｂを重層して形成している。
【００２６】
また、基板１２の表面１２ａ上では、一対の給電端子部１４ａ，１４ｂと基板１２の長手方向両端部を除く抵抗発熱体１３の外面のみを、結晶フィラー量を増やすことにより電気絶縁性を高めた耐圧ガラス１５により被覆している。耐圧ガラス１５は、ほう珪酸鉛ガラスを主成分とする。
【００２７】
そして、基板１２の表面１２ａ上には、さらに、この耐圧ガラス層１５の外面と下り傾斜面１２ｂを含む基板１２の表面１２ａ上を、表面ガラス１６により被覆して、抵抗発熱体１３のみを２重に被覆する一方、下り傾斜面１２ｂ上は表面ガラス１６の一層のみにより被覆している。これら耐圧ガラス１５層と表面ガラス１６層は抵抗発熱体１３の外面等を保護する保護層を形成している。表面ガラス１６は酸化鉛の多い鉛ガラスを主成分とし、結晶フィラー量を耐圧ガラス１５より少なくしたので、電気絶縁性は低くなっているが、粘度が低いため平滑性に優れている。これにより、表面ガラス１６の抵抗発熱体１３の設置位置よりも出側ｏｕｔの図中上面には、基板１２の下り傾斜面１２ｂに対応する下り勾配１６ａが形成される。
【００２８】
そして、このように構成された板状ヒータ１１の表面ガラス層１６の図中上面上を、図１に示すようにトナー像Ｔを形成した複写用紙Ｐが入側ｉｎから出側ｏｕｔに向けて滑動する場合には、その滑動の際に、抵抗発熱体１３からの発熱が耐圧ガラス層１５を介して表面ガラス層１６より複写用紙Ｐに伝熱され、そのトナー像Ｔが加熱されて溶融し、定着する。そして、複写用紙Ｐは表面ガラス層１６の下り傾斜面１６ａの始端部でしごかれてカールが防止される。
【００２９】
しかも、抵抗発熱体１３の外面を耐圧ガラス層１５と表面ガラス層１６とにより２重に被覆するので、抵抗発熱体１３に対する電気絶縁性を高めることができる。
【００３０】
なお、前記実施例では耐圧ガラス１５により抵抗発熱体１３の外面のみを被覆する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、基板１２の表面１２ａ上で抵抗発熱体１３に接続されるリード体等の導体をも含む。
【００３１】
図３はこのように構成された板状ヒータ１１を組み付けた定着装置２１であり、これは軸方向両端面に回転軸２２を突設した円筒形ローラ本体２３の外面に耐熱性弾性材料、例えばシリコーンゴム層２４を嵌合して加圧ローラ２５を形成している。
【００３２】
この加圧ローラ２５は、その回転軸２２と対向して板状ヒータ１１を並設しており、板状ヒータ１１は図示しない基台に取り付けられている。
【００３３】
そして、板状ヒータ１１を含む基台の周囲にはポリイミド樹脂のような環状無端耐熱シート２６が巻装されていて、抵抗発熱体１３の真上の表面ガラス層１６の図中上面はここの耐熱シート２６を介して加圧ローラ２５のシリコーンゴム層２４と弾性的に接している。
【００３４】
そして、板状ヒータ１１は給電端子部１４ａ，１４ｂに接触した燐青銅板等からなる弾性が付与されたコネクタ（図示せず）を通じて通電され、発熱した抵抗発熱体１３の表面ガラス層１６上に設けた耐熱シート２６の外面とシリコーンゴム層２４との間で、トナー像Ｔを形成した複写用紙Ｐを板状ヒータ１１でもって加熱することにより、未定着トナー像Ｔを溶融し、複写用紙Ｐに定着させている。
【００３５】
つまり、加圧ローラ２５の複写用紙Ｐの入側ｉｎでは、複写用紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔがまず耐熱シート２６を介して板状ヒータ１１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溶融する。しかる後、加圧ローラ２５の複写用紙Ｐの出側ｏｕｔでは、複写用紙Ｐが板状ヒータ１１の表面ガラス層１６の下り傾斜面の始端部でしごかれることによりカールが防止される。
【００３６】
図４はこのように構成された定着装置２１を組み込んだ画像形成機の一種である電子式複写機３１の構成を示しており、この複写機３１は筺体３２の上面に設けた透明ガラスなどの透明部材からなる原稿載置台３３を図中矢印方向に往復動して原稿３４を走査するようになっている。
【００３７】
筺体３２内の上部には光照射用のランプ３５が設けられており、このランプ３５により照射された原稿３４からの反射光線が短焦点小径結像素子アレイ３６によって感光ドラム３７上にスリット露光される。感光ドラム３７は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ものであり、矢印方向に回転する。
【００３８】
また、帯電器３８は感光ドラム３７上に一様に帯電を行なうものであり、この帯電器３８により帯電された感光ドラム３７には、結像素子アレイ３６によって画像露光が行なわれた静電画像が形成される。この静電画像は、現像器３９による加熱で軟化溶融する樹脂等から成るトナーを用いて顕像化される。
【００３９】
一方、カセット４０内に収納されている複写用紙Ｐは、給送ローラ４１と感光ドラム３７上の画像と同期するように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４２によって、感光ドラム３７上に送り込まれる。そして、転写放電器４３によって感光ドラム３７上に形成されているトナー像Ｔは複写用紙Ｐ上に転写される。
【００４０】
この後、感光ドラム３７上から離れた複写用紙Ｐは、搬送ガイド４４によって前述した定着装置２１に導かれ、ここで加熱定着処理された後にトレイ４５に排出される。なお、トナー像を転写後、感光ドラム３７上の残留トナーはクリーナ４６によって除去される。
【００４１】
上記定着装置２１は複写用紙Ｐの移動方向と直交する方向に、この複写機３１が複写できる最大判用紙の幅（長さ）に合せた有効長、すなわち最大判用紙の幅（長さ）よりも長い抵抗発熱体１３（図１，図２参照）を延在させた板状ヒータ１１を配置しており、耐熱シート２６を介して板状ヒータ１１の表面ガラス層１６と加圧ローラ２５との間を送られる複写用紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔは、抵抗発熱体１３からの熱を受けて溶融し、複写用紙Ｐ面上に文字，英数字，図面等の複写像を現出させる。
【００４２】
このような、定着装置２１による複写像は抵抗発熱体１２が、複写機３１が許容する最大判用紙の長さ（幅）以上に亘り細長に連続形成してあり、その延在方向にほぼ均一な温度分布が得られ、複写用紙Ｐには、全面に亘り転写むら等が無い同一コントラストの鮮明な高品質の複写が得られる。
【００４３】
また、この定着装置２１は前記したように、複写用紙Ｐの紙離れ性が良好であるので、紙詰まり等を低減ないし防止することができるうえに、抵抗発熱体１３の電気絶縁性が向上する。
【００４４】
なお、この発明は上記実施例に限定されず、例えば板状ヒータ１１の基板１２の材質はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）セラミックスに限らず、他の材質のセラミックスやガラス，ポリイミド樹脂のような耐熱性の高い合成樹脂部材などであってもよい。
【００４５】
また、耐圧ガラス層１５と表面ガラス層１６の材質は実施例のものに限らず、発熱温度やそれぞれ使用する状況に応じて適宜選べることはいうまでもない。また、基板１２の表面１２ａ形状は上記実施例には限定されない。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、基板上の抵抗発熱体やリード体等の導体の外面のみを保護層の耐圧層と平滑層とにより２重に被覆するので、導体の電気絶縁性を高めることができる。
【００４７】
また、耐圧層は抵抗発熱体等の導体の外面のみを被覆し、基板の下り傾斜面等の下り傾斜面上を殆ど被覆せずに、平滑層のみにより被覆するので、平滑層の外面には、基板表面の下り傾斜面等の下り傾斜面に対応する形状が形成される。このために、紙のカール防止等の基板の形状特性を有効に活かすことができる。
【００４８】
さらに、保護層の平滑層の外面は平滑性を有するので、この平滑層の外表面上を摺動する紙等の摺動性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図２のＩ−Ｉ線断面図。
【図２】  本発明に係る板状ヒータの一実施例の平面図。
【図３】  図１，図２で示す板状ヒータを具備した定着装置の縦断面図。
【図４】  図３で示す定着装置を具備した複写機の縦断面図。
【図５】  従来の板状ヒータの平面図。
【図６】  図５のVI−VI線断面図。
【図７】  図５，図６で示す従来の板状ヒータを具備した定着装置の縦断面図。
【図８】  他の従来の板状ヒータの縦断面図。
【符号の説明】
１１  板状ヒータ
１２  基板
１２ａ  基板の表面
１２ｂ  基板の下り傾斜面
１３  抵抗発熱体
１４ａ，１４ｂ  給電用端子部
１５  耐圧ガラス層
１６  表面ガラス層
１６ａ  表面ガラス層の下り傾斜面
２１  定着装置
２２  回転軸
２３  ローラ本体
２５  加圧ローラ
２６  環状無端耐熱シート
３１  複写機
３５  ランプ
３６  結像素子アレイ
３７  感光ドラム
Ｐ  複写用紙
Ｔ  トナー像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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