(57)【要約】【課題】発熱抵抗体に設けられた高抵抗部が選択的に破壊してしまうことを防止することが可能なヒータを提供すること。【解決手段】基板１と、基板１に形成されており、定格抵抗部２１、およびこの定格抵抗部２１よりも通電方向における単位長さあたりの抵抗値が大であり、この定格抵抗部２１に対して直列に繋がる高抵抗部２２を有する発熱抵抗体２と、を備えるヒータＡであって、高抵抗部２２は、抵抗温度係数が定格抵抗部２１の抵抗温度係数よりも小とされている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
上記基板に形成されており、定格抵抗部、およびこの定格抵抗部よりも通電方向における単位長さあたりの抵抗値が大であり、この定格抵抗部に対して直列に繋がる高抵抗部を有する発熱抵抗体と、
を備えるヒータであって、
上記高抵抗部は、抵抗温度係数が上記定格抵抗部の抵抗温度係数よりも小とされていることを特徴とする、ヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばレーザプリンタにおいて記録紙に転写されたトナーを熱定着させるために記録紙を加熱する手段として用いられるヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来のヒータの一例を示している（たとえば、特許文献１）。同図に示されたヒータＸは、基板９１、発熱抵抗体９２、および電極９３を備えている。発熱抵抗体９２は、基板９１上に形成されており、電極９３どうしを繋ぐ帯状とされている。発熱抵抗体９２は、たとえばＡｇ−Ｐｄを含む抵抗体材料からなり、定格抵抗部９２ａと高抵抗部９２ｂとを有している。定格抵抗部９２ａは、発熱抵抗体９２の大部分を占めており、ヒータＸに電極９３から定格電圧が印加されたときに、トナーを熱定着させるのに適した温度まで昇温する部分である。高抵抗部９２ｂは、切込み９２ｃが形成されることにより、発熱抵抗体９２が延びる方向における単位長さあたりの抵抗値が定格抵抗部９２ａよりも大とされている。高抵抗部９２ｂは、たとえばサーミスタなどの温度監視手段を密着させるために設けられている。サーミスタによって検出された温度をフィードバックさせることにより、発熱抵抗体９２に印加される電圧が適切に制御される。高抵抗部９２ｂにおいては、トナーを熱定着させるのに適した発熱量に加えて、サーミスタを昇温させるのに十分な発熱量が確保されている。
【０００３】
サーミスタなどの温度監視手段が、何らかの原因によって監視不良の状態となると、過大な電圧が印加され続けることとなり、発熱抵抗体９２の温度が上昇し始める場合がある。図５は、発熱抵抗体９２の通電方向における単位長さあたりの抵抗値Ｒと温度Ｔの関係を示しており、抵抗値Ｒａは定格抵抗部９２ａの抵抗値であり、抵抗値Ｒｂは高抵抗部９２ｂの抵抗値である。一般に、発熱抵抗体９２は、１℃あたりの抵抗値の変化の割合である抵抗温度係数（thermal coefficient of resistance：TCR）が正である材料を用いて形成されている。これは、温度Ｔの上昇によって抵抗値Ｒａ，Ｒｂが大きくなることを意味する。サーミスタの不良状態において、温度Ｔが上昇すると、発熱抵抗体９２の抵抗値が大きくなる。フィードバック制御が不能となることにより印加される電圧が一定となったとすると、抵抗値が大きくなるほど消費電力が小さくなる。このため、温度Ｔが上昇するにつれて発熱抵抗体９２からの発熱量が減少することとなり、発熱抵抗体９２の温度が際限なく上昇することが防止される。
【０００４】
しかしながら、定格抵抗部９２ａと高抵抗部９２ｂとは、同一の材質によって形成されているため、温度Ｔが上昇する間においても、抵抗値Ｒｂの方が抵抗値Ｒａよりも大きい。直列に連結された定格抵抗部９２ａと高抵抗部９２ｂとは流れる電流の大きさが等しいため、高抵抗部９２ｂからの発熱量が常に定格抵抗部９２ａからの発熱量より大きい。このため、図６に示すように、サーミスタの不良状態においては、高抵抗部９２ｂの温度Ｔｂが定格抵抗部９２ａの温度Ｔａよりも高い関係を保ったまま、発熱抵抗体９２全体の温度が上昇する。この結果、高抵抗部９２ｂの温度が、たとえば発熱抵抗体９２の材料が焼損する温度に達すると、高抵抗部９２ｂが選択的に破壊されてしまうという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２３４５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、発熱抵抗体に設けられた高抵抗部が選択的に破壊してしまうことを防止することが可能なヒータを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によって提供されるヒータは、基板と、上記基板に形成されており、定格抵抗部、およびこの定格抵抗部よりも通電方向における単位長さあたりの抵抗値が大であり、この定格抵抗部に対して直列に繋がる高抵抗部を有する発熱抵抗体と、を備えるヒータであって、上記高抵抗部は、抵抗温度係数が上記定格抵抗部の抵抗温度係数よりも小とされていることを特徴としている。
【０００８】
このような構成によれば、上記発熱抵抗体の温度が上昇し始めると、上記定格抵抗部の抵抗値が上記高抵抗部の抵抗値に対して高い割合で上昇する。このため、温度が上昇し続けると、ある時点において上記定格抵抗部の抵抗値が上記高抵抗部の抵抗値よりも大となる。上記定格抵抗部と上記高抵抗部とは、互いに直列に繋がれているため、それぞれを流れる電流の大きさが等しい。電流が等しい場合、発熱量は抵抗値の大きさに比例する。このため、温度が上昇するほど、上記定格抵抗部からの発熱量が上記高抵抗部からの発熱量よりも大きくなる。この結果、上記定格抵抗部の温度が上記高抵抗部の温度よりも高くなる。これにより、上記高抵抗部が局所的に高温となることを回避可能である。したがって、温度監視手段が不良となった場合などに、上記高抵抗部が選択的に破壊されることを防止することができる。
【０００９】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係るヒータの一例を示している。本実施形態のヒータＡは、基板１、発熱抵抗体２、および電極３を備えている。ヒータＡは、たとえば、レーザプリンタにおいて記録紙に転写されたトナーを熱定着させるために用いられる。
【００１２】
基板１は、長矩形状とされており、絶縁材料からなる。絶縁材料の例としては、たとえばＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3が挙げられる。基板１は、たとえばＡｌＮまたはＡｌ2Ｏ3を含む基板材料を焼成することによって形成される。
【００１３】
発熱抵抗体２は、基板１上に形成されており、たとえばＡｇ−Ｐｄを含む抵抗体材料にならなる。発熱抵抗体２は、２つの定格抵抗部２１および２つの高抵抗部２２を有しており、コの字状とされている。定格抵抗部２１は、基板１の長手方向に延びる帯状部分であり、その幅が一定とされている。定格抵抗部２１は、発熱抵抗体９２の大部分を占めており、トナーを定着させるのに適した熱量を発生する。
【００１４】
高抵抗部２２は、定格抵抗部２１に対して直列に繋がっている。高抵抗部２２は、切込み２２ａが形成されていることにより、通電方向における単位長さあたりの抵抗値が、定格抵抗部２１の抵抗値よりも大とされている。高抵抗部２２は、たとえばサーミスタなどの温度監視手段が設けられるための部分である。高抵抗部２２からは、トナーを定着させるために必要な熱量に加えて、温度監視手段へと伝わる熱量を発生することができる。
【００１５】
定格抵抗部２１と高抵抗部２２とは、互いの温度抵抗係数が異なる材料によって形成されている。図２は、定格抵抗部２１および高抵抗部２２の通電方向における単位長さあたりの抵抗値Ｒ１，Ｒ２を示している。本図から理解されるように、高抵抗部２２の温度抵抗係数は、定格抵抗部２１の温度抵抗係数よりも小とされている。特に、本実施形態においては、高抵抗部２２の温度抵抗係数は、定格抵抗部２１の温度抵抗係数に対してほとんど０とみなせる程度の大きさとされている。発熱抵抗体９２全体における平均の温度抵抗係数は、正の値となっている。これにより、サーミスタによる温度監視が不能となり、過大な電圧が印加され続けた状態となっても、発熱抵抗体９２全体の温度が際限なく上昇することを防止することができる。
【００１６】
発熱抵抗部９２の形成は、たとえば比較的温度抵抗係数が小である抵抗体ペーストを用いた印刷手法によって高抵抗部２２を形成した後に、比較的温度抵抗係数が大である抵抗体ペーストを用いた印刷手法によって定格抵抗部２１を形成することによって行うことができる。
【００１７】
電極３は、発熱抵抗体２に対する電力供給に用いられるものであり、たとえばＡｇからなる。たとえば、ヒータＡをレーザプリンタに組み込む際には、電極３に対して電力供給用の端子が接続される。
【００１８】
次に、ヒータＡの作用について説明する。
【００１９】
本実施形態によれば、図２に示すように、温度Ｔが上昇し始めると、抵抗値Ｒ１が抵抗値Ｒ２に対して顕著に高い割合で上昇する。このため、温度Ｔが上昇し続けると、ある時点において抵抗値Ｒ１が抵抗値Ｒ２よりも大となる。この後は、抵抗値Ｒ１がますます大きな値となり、抵抗値Ｒ１と抵抗値Ｒ２との差が大きくなる。
【００２０】
定格抵抗部２１と高抵抗部２２とは、互いに直列に繋がれているため、それぞれを流れる電流の大きさが等しい。電流が等しい場合、発熱量は抵抗値の大きさに比例する。このため、温度Ｔが上昇するほど、定格抵抗部２１からの発熱量が高抵抗部２２からの発熱量よりも大きくなる。この結果、図３に示すように、定格抵抗部２１の温度Ｔ１が高抵抗部２２の温度Ｔ２よりも高くなる。これにより、高抵抗部２２が局所的に高温となることを回避可能である。したがって、温度監視手段が不良となった場合などに、高抵抗部２２が選択的に破壊されることを防止することができる。
【００２１】
本発明に係るヒータは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るヒータの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００２２】
本発明で言う高抵抗部は、上述した実施形態の構成に限定されず、通電方向における単位長さあたりの抵抗値が定格抵抗部よりも大とされている部分であればよい。たとえば、発熱抵抗体の一部を薄くすることや、幅および厚みを一定とした上で部分的に抵抗値が大きい材質を用いることなどによって、高抵抗部を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るヒータの一例を示す平面図である。
【図２】図１に示すヒータの発熱抵抗体の温度と抵抗値との関係を示すグラフである。
【図３】図１に示すヒータの温度変化を示すグラフである。
【図４】従来のヒータの一例を示す平面図である。
【図５】図４に示すヒータの発熱抵抗体の温度と抵抗値との関係を示すグラフである。
【図６】図４に示すヒータの温度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２４】
Ａ      ヒータ
１      基板
２      発熱抵抗体
２ａ    切込み
３      電極
２１    定格抵抗部
２２    高抵抗部
【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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