(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦面及び長手方向に沿って両上端面が傾斜した傾斜面を有したアルミナなどからなる細長状の絶縁基板と、前記絶縁基板の平坦面上に該基板の長手方向に沿って形成された発熱体と、前記絶縁基板上に前記発熱体を被覆するように形成された絶縁体層とを具備し、
前記絶縁基板は、扁平で通紙方向の断面形状が裏面、裏面の両端から直角に起立する一対の側面および裏面に対向する上面により形成されるとともに、上記上面が中央の前記平坦面と該平坦面の左右の前記傾斜面により形成され、前記傾斜面が上記側面の中間部の同じ高さ位置に達しているとともに幅が同じで両傾斜面の寸法が等しく、
前記発熱体は、前記絶縁基板の上面の平坦面において通紙方向の中央に位置し、かつ、前記絶縁基板の横断面において発熱体の両側に平坦面が露出するような幅で形成され、
前記絶縁体層は、前記基板の２つの傾斜面上まで延出して形成されていることを特徴とする定着ヒータ。
【請求項２】
請求項１記載の定着ヒータと、前記定着ヒータの発熱体の面側に前記定着ヒータと対向して配置された加圧ローラと、前記定着ヒータと加圧ローラの間を移動可能に設けられた定着フィルムを具備することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
画像の静電潜像を印刷用紙に形成する第１手段と、静電潜像にトナーを付着して印刷用紙に画像を形成する第２手段と、画像を形成した印刷用紙を定着フィルムを介して加圧ローラにより定着ヒータに圧接しながら通過させることによって画像を定着させる請求項２記載の定着装置を具備した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、例えば複写機やレーザービームプリンター等のトナーを定着させるのに好適な定着ヒータ、定着装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンター等のＯＡ機器等においては、トナー像を形成した複写用紙をヒータ表面に接触させながら通過させることにより、トナー像を紙面に融着させて定着している。
【０００３】
この種の定着ヒータとしては、従来、図５に示すものが知られている。図中の符号51は、例えばアルミナからなる細長い絶縁基板である。この絶縁基板51の紙排出側（基板の長手方向に沿う一端側）上端部には、傾斜面（切欠部）51ａが形成されている。この絶縁基板51の平坦面上には、Ａｇ系の材料からなる細長い発熱体52がスクリーン印刷により形成されている。前記発熱体52を含む前記基板の平坦面上には、ガラス層53が形成されている。
【０００４】
このように、従来の定着ヒータにおいては、絶縁基板51の紙排出側上端部に切欠部51ａが形成されているため、定着ヒータによるトナーの加熱後、定着ヒータから複写用紙がすばやく離れるので、紙の冷却を急速に行なうことができ、トナー像の滲みや裏写りを防止することができるという利点を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の定着ヒータによれば、図５に示す如く絶縁基板51の紙排出側上端部に切欠部51ａが形成されているため、定着ヒータ断面は非対称であり、定着動作が始ると定着ヒータに初めの数秒間大電力が印加されるので、定着ヒータ内に大きな温度分布が生ずる。即ち、図６に示す如く絶縁基板51の切欠部51ａの温度が絶縁基板51の反対面に対して高くなる。従って、切欠部51ａでの熱膨張が絶縁基板51の反対面より大きくなるため、切欠部51ａの内部応力が定着動作時（温調時）に増大する。
【０００６】
図７は、図５を上方からみた定着ヒータの反りの説明図である。反りが起こるのは、この定着ヒータの場合、絶縁基板51の切欠部51ａの温度が絶縁基板51の反対面に対して高く、反対面より熱膨脹するからである。ここで、反りのタイミングは温調のタイミングに周期している。また、反りの量は、ヒータ単体の時よりもステーに取り付けた時の方が基板の表と裏，中心，端部の温度差が大きくなる（ステーに熱が逃げるからである）上、基板の数個所をステーにＳｉ等の接着剤で固定するので大きくなる。
【０００７】
以上のように絶縁基板が変形すると、定着装置においては、絶縁基板に対し加圧ローラが圧接した状態で使用されるため、反りを押さえ込む力が更に定着ヒータに加わる。従って、絶縁基板内の応力が更に増大し、ついには絶縁基板51に割れ55が発生する。
【０００８】
この発明はこうした事情を考慮してなされたもので、細長状の絶縁基板に該基板の長手方向に沿って両上端面が傾斜した傾斜面を設けるとともに、基板の平坦面上に発熱体を設け、この発熱体を絶縁体層で被覆することにより、基板上の温度分布を対称的として基板内の応力を傾斜面に一様に働かせ、もって基板の割れ等を回避しえる定着ヒータ、及びこれを用いた定着装置、画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願の発明は、平坦面及び長手方向に沿って両上端面が傾斜した傾斜面を有したアルミナなどからなる細長状の絶縁基板と、前記絶縁基板の平坦面上に該基板の長手方向に沿って形成された発熱体と、前記絶縁基板上に前記発熱体を被覆するように形成された絶縁体層とを具備し、前記絶縁基板は、扁平で通紙方向の断面形状が裏面、裏面の両端から直角に起立する一対の側面および裏面に対向する上面により形成されるとともに、上記上面が中央の前記平坦面と該平坦面の左右の前記傾斜面により形成され、前記傾斜面が上記側面の中間部の同じ高さ位置に達しているとともに幅が同じで両傾斜面の寸法が等しく、前記発熱体は、前記絶縁基板の上面の平坦面において通紙方向の中央に位置し、かつ、前記絶縁基板の横断面において発熱体の両側に平坦面が露出するような幅で形成され、前記絶縁体層は、前記基板の２つの傾斜面上まで延出して形成されていることを特徴とする定着ヒータである。
【００１０】
上記発明において、前記発熱体が絶縁基板の幅方向の中央に位置し、両傾斜面の寸法が等しい場合、あるいは前記発熱体が絶縁基板の中央から一端側に偏って位置し、発熱体に近い方の傾斜面の寸法は他方より小さい場合が考えられる。これは、基板基板両側の熱容量を等しくするためである。
【００１１】
本願第２の発明は、前記定着ヒータと、前記定着ヒータの発熱体の面側に前記定着ヒータと対向して配置された加圧ローラと、前記定着ヒータと加圧ローラの間を移動可能に設けられた定着フィルムを具備することを特徴とする定着装置である。
【００１２】
本願第３の発明は、画像の静電潜像を印刷用紙に形成する第１手段と、静電潜像にトナーを付着して印刷用紙に画像を形成する第２手段と、画像を形成した印刷用紙を定着フィルムを介して加圧ローラにより定着ヒータに圧接しながら通過させることによって画像を定着させる前記定着装置を具備したことを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
【作用】
この発明によれば、絶縁基板の長手方向に沿う両上端面に傾斜面（切欠部）が形成されているため、定着ヒータ断面は対称的であり、定着動作が始まって定着ヒータに初めの数秒間大電力が印加されても、図２に示すように基板上の温度分布が基板上で対称になる。従って、絶縁基板の長手方向に熱変形することがないため、図３のように絶縁基板に反りが生ずることなく、絶縁基板に割れが発生することを回避できる。
【００１４】
また、上記定着ヒータは図８に示すように、トナーの定着用として定着装置に組み込んで使用すれば、紙面上に所定の画像にトナーを付着させた複写用紙を、定着フィルムを媒介して定着ヒータと加圧ローラに圧接させながら搬送し、定着ヒータの加熱によりトナーを溶融させて良好な定着を行なうことができる。
【００１５】
更に、図８に示すような構成の定着装置は、例えば図９に示すような複写機などの画像形成装置に組み込まれる。同装置によれば、定着ヒータの温度の低過ぎによるトナーの定着不足や温度の高過ぎによる裏写りの発生を低減することができる。また、前記定着装置を例えば複写機やレーザープリンター又はファクシミリなどのＯＡ機器に組み込んで使用した場合には待機時の消費電力が少なく、定着動作立上がり時間の早いかつ御調時電力の少なく、非常に鮮明な印刷画像を得ることができる。
【００１６】
【実施例】
以下、この発明の一実施例について図１を参照して説明する。
図中の符号11は、例えばアルミナなどからなる細長い絶縁基板である。この絶縁基板11は、図１に示されているように、扁平で通紙方向の横断面形状が裏面、裏面の両端から直角に起立する一対の側面および裏面に対向する上面により形成されるとともに、上記上面部が中央の前記平坦面11bとこの平坦面11bの左右の傾斜面（切欠部）11a、11aにより形成され、前記傾斜面の最下点が上記側面の中間部に達していて、かつ、両傾斜面の寸法が等しくなっている。ここで、前記絶縁基板11の裏面から平坦面11bまでの厚みT１、換言すれば側面の高さは１．０ｍｍ、基板11の裏面から切欠部11aの最下点までの厚みT２、換言すれば裏面に直角な側面部の高さは０．５ｍｍ、基板11の裏面に直角な側面部、換言すれば切欠部11aの最下点から切欠部１１aの最上点までの裏面に平行な方向の距離L１は２．０ｍｍ、基板11の長さＬ２は３６０ｍｍ、基板11の幅Ｗは８ｍｍである。
【００１７】
前記絶縁基板11の平坦面11ｂ上には、ＡｇＰｄ系の材料からなる細長い発熱体12がスクリーン印刷により形成されている。前記発熱体12を含む前記基板11の平坦面11ｂ上には、ガラス層（絶縁体層）13が形成されている。
【００１８】
このように、上記実施例に係る定着ヒータは、長手方向に沿う両上端面に傾斜面（切欠部）11ａ，11ａが形成されアルミナからなる細長い絶縁基板11と、この基板11の平坦面11ｂ上に形成されたＡｇＰｄ系の材料からなる細長い発熱体12と、これら発熱体12を含む前記基板11の平坦面11ｂに形成された絶縁体層13とから構成されている。
【００１９】
従って、図１に示す如く絶縁基板11の長手方向に沿う両上端面に切欠部11ａ，11ａが形成されているため、定着ヒータ断面は対称的であり、定着動作が始まって定着ヒータに初めの数秒間大電力が印加されても、図２に示すように基板上の温度分布が基板上で対称になる。従って、絶縁基板11の長手方向に熱変形することがないため、図３のように絶縁基板11に反りが生ずることなく、絶縁基板11に割れが発生することを回避できる。
【００２０】
上記定着ヒータは図８に示すように、トナーの定着用として定着装置に組み込んで使用される。この定着装置は、定着ヒータ81の発熱体と反対側の面に対向して加圧ローラ82を配置し、定着ヒータ81と加圧ローラ82の間に移動可能にフィルム状の定着フィルム83を設けた構造となっている。そして、紙面上に所定の画像にトナー84を付着させた複写用紙を、定着フィルム82を媒介して定着ヒータ81と加圧ローラ82に圧接させながら搬送し、定着ヒータ81の加熱によりトナー84を溶融させて定着させている。
【００２１】
図８に示すような構成の定着装置85は、例えば図９に示すような複写機などの画像形成装置に組み込まれる。同装置によれば、定着ヒータの温度の低過ぎによるトナーの定着不足や温度の高過ぎによる裏写りの発生を低減したり、使用時の基板の複写による不良を防止することができる。また、前記定着装置を例えば複写機やレーザープリンター又はファクシミリなどのＯＡ機器に組み込んで使用した場合には非常に鮮明な印刷画像を得ることができる。
【００２２】
なお、上記実施例では、絶縁層が発熱体を含む基板の平坦面上にのみ形成されている場合について述べたが、これに限らず、図４に示すように絶縁体層13が絶縁基板11の傾斜面11ｂ上に延出しているような構成でもよい。こうした構成によれば、絶縁基板11の平面度と摩擦係数が更に上がり、紙の搬送方向に位置する基板の両側の熱抵抗が等しくなる。ここで、絶縁体層13は絶縁基板11の傾斜面11ｂへ延出する距離が等しい方が理想的であるが、図４のようにその距離が必ずしも等しくなくとも少しでも傾斜面へ延出していれば効果的である。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、アルミナなどからなる細長状の絶縁基板が、扁平で通紙方向の断面形状が裏面、裏面の両端から直角に起立する一対の側面および裏面に対向する上面により形成されるとともに、上記上面が中央の前記平坦面と該平坦面の左右の前記傾斜面により形成され、前記傾斜面が上記側面の中間部の同じ高さ位置に達しているとともに幅が同じで両傾斜面の寸法が等しく、前記発熱体は、前記絶縁基板の上面の平坦面において通紙方向の中央に位置し、かつ、前記絶縁基板の横断面において発熱体の両側に平坦面が露出するような幅で形成され、前記絶縁体層は、前記基板の２つの傾斜面上まで延出して形成されていることにより、基板上の基板上の温度分布を対称的として基板内の応力を一様に傾斜面に働かせ、もって基板の割れ等を回避しえる定着ヒータ、及びこれを用いた定着装置、画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施例に係る定着ヒータの概略斜視図。
【図２】  図１の定着ヒータの温度分布特性図。
【図３】  図１の定着ヒータの概略平面図。
【図４】  この発明の他の実施例に係る定着ヒータの概略斜視図。
【図５】  従来の定着ヒータの概略斜視図。
【図６】  図５の定着ヒータの温度分布特性図。
【図７】  図５の定着ヒータの使用時の割れの説明図。
【図８】  図１の定着ヒータを用いた定着装置の説明図。
【図９】  図８の定着装置を用いた画像形成装置の説明図。
【符号の説明】
11…絶縁基板、          11ａ…傾斜面（切欠部）、          11ｂ…平坦面、
12…発熱体、            13…ガラス層（絶縁体層）、        81…定着ヒータ、
82…加圧ローラ、        83…定着フィルム、                84…トナー、
85…定着装置。
【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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【図９】
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