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JP2007035505A - Heater, heating device, image processing device - Google Patents

Heater, heating device, image processing device Download PDF

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JP2007035505A
JP2007035505A JP2005219002A JP2005219002A JP2007035505A JP 2007035505 A JP2007035505 A JP 2007035505A JP 2005219002 A JP2005219002 A JP 2005219002A JP 2005219002 A JP2005219002 A JP 2005219002A JP 2007035505 A JP2007035505 A JP 2007035505A
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JP
Japan
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heating resistor
insulating substrate
heating
heater
heat
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Abandoned
Application number
JP2005219002A
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Japanese (ja)
Inventor
Takaaki Karibe
孝明 苅部
Ikue Karibe
幾恵 苅部
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Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Harison Toshiba Lighting Corp
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Publication date
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  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Abstract

【課題】発熱抵抗体が固着された絶縁基板の幅方向に広い均一な発熱面を得る。
【解決手段】アルミナ等で形成された長尺平板状の絶縁基板11の長手方向に沿って銀/パラジウム合金で形成される発熱抵抗体12,13を固着する。絶縁基板11上に通電しても大きな発熱現象が起こりにくい銀等で形成された電極14,15に電力を供給する。電極14は接続導体141を介して発熱抵抗体12の一端と発熱抵抗体12の他端は接続導体16に接続する。電極15は接続導体151を介して発熱抵抗体13の一端と発熱抵抗体13の他端は接続導体16に接続する。発熱抵抗体12,13間に沿って絶縁基板11上にアルミニウム等の熱拡散体17,18を固着する。発熱抵抗体12,13、接続導体16、熱拡散体17,18は、ガラス保護層19で保護する。熱拡散体17,18は、発熱抵抗体12,13から発生する熱の保護層19上での均一化を図る。
【選択図】図1
A uniform heat generating surface wide in the width direction of an insulating substrate to which a heat generating resistor is fixed is obtained.
Heat generating resistors (12, 13) made of silver / palladium alloy are fixed along the longitudinal direction of a long flat insulating substrate (11) made of alumina or the like. Electric power is supplied to the electrodes 14 and 15 made of silver or the like, which does not easily generate a large heat generation phenomenon even when the insulating substrate 11 is energized. One end of the heating resistor 12 and the other end of the heating resistor 12 are connected to the connection conductor 16 through the connection conductor 141. One end of the heating resistor 13 and the other end of the heating resistor 13 are connected to the connection conductor 16 via the connection conductor 151. Thermal diffusion bodies 17 and 18 such as aluminum are fixed on the insulating substrate 11 between the heating resistors 12 and 13. The heating resistors 12 and 13, the connection conductor 16, and the heat diffusion bodies 17 and 18 are protected by a glass protective layer 19. The thermal diffusers 17 and 18 make uniform the heat generated from the heating resistors 12 and 13 on the protective layer 19.
[Selection] Figure 1

Description

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ヒータおよびこのヒータを実装したプリンタ、複写機やファクシミリなどの加熱装置ならびにこの加熱装置を用いた画像処理装置に関する。   The present invention relates to a thin heater used in small equipment such as information equipment, home appliances, and manufacturing equipment, a heating device such as a printer, a copying machine, and a facsimile machine equipped with the heater, and an image using the heating device. The present invention relates to a processing apparatus.

従来のヒータは、基板面上短手幅方向ほぼ中央部に長手方向に沿って細長く発熱抵抗体が形成され、その両端には給電用の電極が導体を介して配設されている。発熱抵抗体および導体はガラス等の保護層で覆われ保護されている。(例えば、特許文献1)
また、発熱抵抗体を並列接続また間引くなどして基板幅に対し広い面積を占める構成となっている。(例えば、特許文献2)
特開平10−221986号公報 特開2004−6299公報
In the conventional heater, a heating resistor is formed in a long and narrow shape along the longitudinal direction at a substantially central portion in the short width direction on the substrate surface, and electrodes for power feeding are arranged at both ends via conductors. The heating resistor and the conductor are covered and protected by a protective layer such as glass. (For example, Patent Document 1)
In addition, the heating resistors are configured to occupy a large area with respect to the substrate width by parallel connection or thinning. (For example, Patent Document 2)
Japanese Patent Laid-Open No. 10-221986 JP 2004-6299 A

上記した特許文献1の技術は、基板幅に対して、発熱抵抗体が基板幅中央部にしかないことから発熱幅が狭くなる。特許文献2の技術は、発熱幅は広く取れるもののパラジウムなど比較的高価な材料で構成させる発熱体材料を多く使うことになる。それでもガラス等で形成される絶縁保護層は熱伝導率が低いため、保護層の表面温度は下部に発熱体のある部分とない部分とでは温度差が生まれてしまう、という問題がある。   In the technique of the above-mentioned Patent Document 1, the heat generation width becomes narrower because the heating resistor is only at the center of the substrate width with respect to the substrate width. The technique of Patent Document 2 uses a large amount of heat generating material made of a relatively expensive material such as palladium, although the heat generation width can be widened. Nevertheless, since the insulating protective layer formed of glass or the like has a low thermal conductivity, there is a problem that the surface temperature of the protective layer causes a temperature difference between the portion where the heating element is located below and the portion where the heating element is not present.

この発明の目的は、発熱抵抗体の配線に関係なく広く均一な発熱面を得ることができるヒータ、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。   An object of the present invention is to provide a heater capable of obtaining a wide and uniform heat generating surface regardless of the wiring of the heat generating resistor, a heating device using the heater, and an image forming apparatus using the heating device.

上記した課題を解決するために、この発明のヒータは、耐熱・絶縁性材料で形成される長尺平板状の絶縁基板と、前記絶縁基板の長手方向上に形成した発熱抵抗体と、前記絶縁基板上に形成し、前記発熱抵抗体に電力を供給するための電極と、前記絶縁基板上に形成し、前記発熱抵抗体から発生される熱を拡散させる熱拡散体と、少なくとも前記発熱抵抗体、前記導体、前記熱拡散体を覆う保護層とを具備することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the heater of the present invention includes a long flat insulating substrate formed of a heat-resistant and insulating material, a heating resistor formed in the longitudinal direction of the insulating substrate, and the insulating An electrode for supplying power to the heating resistor formed on the substrate, a thermal diffuser for diffusing heat generated from the heating resistor formed on the insulating substrate, and at least the heating resistor And a protective layer covering the conductor and the heat diffusion body.

また、耐熱性で長尺平板状の絶縁基板と、前記絶縁基板の一面に厚膜形成された発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体の両端部に形成された導体と、前記導体の前記発熱抵抗体との他方に形成し電力が供給される電極と、前記発熱抵抗体と前記導体とを覆うように形成された絶縁層と、前記絶縁層内または上面に形成して前記発熱抵抗体で発生される熱を拡散させる熱拡散体とを具備したことを特徴とする。   Also, a heat-resistant and long flat insulating substrate, a heating resistor formed in a thick film on one surface of the insulating substrate, a conductor formed at both ends of the heating resistor, and the heating resistor of the conductor An electrode formed on the other side of the body to which power is supplied, an insulating layer formed so as to cover the heating resistor and the conductor, and generated in the heating resistor formed in or on the insulating layer And a thermal diffuser for diffusing the generated heat.

この発明によれば、発熱抵抗体の配線の関係を抑えて幅方向に均一で広い発熱面を得ることが可能となる。   According to the present invention, it is possible to obtain a uniform and wide heating surface in the width direction while suppressing the wiring relationship of the heating resistor.

以下、この発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、この発明のヒータの一実施形態について説明するための表面図、図2は図1のa−a’線を拡大して示した断面図である。   FIG. 1 is a front view for explaining an embodiment of the heater of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line a-a ′ of FIG. 1.

図1において、11は、アルミナ(Al)、窒化アルミニウム(AlN)等の高剛性で耐熱性の絶縁基板で、12,13は絶縁基板11の長手方向上に平行して、導電性成分が銀/パラジウム(Ag/Pd)などを合成して構成されている抵抗体ペーストを用いて厚膜印刷し、その後850℃程度で焼成して形成された発熱抵抗体である。また、14,15は絶縁基板11上に、通電しても大きな発熱現象が起こりにくい銀(Ag)、銀/白金(Ag/Pt)、銀/パラジウム(Ag/Pd)などで構成される導体ペーストを用いて厚膜印刷し、その後焼成して形成される電力が供給される電極である。電極14は接続導体141を介して発熱抵抗体12の一端に一部が多層の状態で電気的に接続される。電極15は接続導体151を介して発熱抵抗体13の一端に一部が多層の状態で電気的に接続される。16は発熱抵抗体12,13のそれぞれの他端と一部を多層して絶縁基板11に通電しても大きな発熱現象が起こりにくい電極14,15と同様の導体ペーストを用いて厚膜印刷により形成し、発熱抵抗体12,13を電気的に接続した接続導体である。 In FIG. 1, 11 is a highly rigid and heat-resistant insulating substrate such as alumina (Al 2 O 3 ) or aluminum nitride (AlN), and 12 and 13 are conductive in parallel with the longitudinal direction of the insulating substrate 11. It is a heating resistor formed by thick film printing using a resistor paste composed of silver / palladium (Ag / Pd) or the like, and then firing at about 850 ° C. Reference numerals 14 and 15 denote conductors made of silver (Ag), silver / platinum (Ag / Pt), silver / palladium (Ag / Pd), etc., on the insulating substrate 11 that do not easily generate a large heat generation phenomenon even when energized. The electrode is supplied with electric power formed by thick film printing using a paste and then firing. A part of the electrode 14 is electrically connected to one end of the heating resistor 12 through a connection conductor 141 in a multilayer state. A part of the electrode 15 is electrically connected to one end of the heating resistor 13 through a connection conductor 151 in a multilayer state. No. 16 is formed by thick film printing using the same conductive paste as the electrodes 14 and 15, which are unlikely to generate a large heat generation phenomenon even when the insulating substrate 11 is energized by multilayering the other end and part of each of the heating resistors 12 and 13. A connecting conductor formed and electrically connected to the heating resistors 12 and 13.

発熱抵抗体12,13の外側に位置する絶縁基板11上には、発熱抵抗体12,13に沿って熱拡散体17,18が固着される。熱拡散体17,18の熱伝導率は、絶縁基板11をアルミナ基板とした場合の熱伝導率20W/m・Kより少なくとも3倍以上である熱伝導率120W/m・K以上の材料とする。このような熱拡散体の材料としては、アルミニウム、銀、タングステン、銅、マグネシウム等の何れかの金属か金属化合物が考えられる。   On the insulating substrate 11 positioned outside the heat generating resistors 12 and 13, the heat diffusion bodies 17 and 18 are fixed along the heat generating resistors 12 and 13. The thermal conductivity of the thermal diffusers 17 and 18 is made of a material having a thermal conductivity of 120 W / m · K or more, which is at least three times the thermal conductivity of 20 W / m · K when the insulating substrate 11 is an alumina substrate. . As a material of such a heat diffusion body, any metal or metal compound such as aluminum, silver, tungsten, copper, magnesium, etc. can be considered.

19は、発熱抵抗体12,13、接続導体16、それに熱拡散体17,18を覆い保護するためのガラスペーストを塗布、焼成して形成される厚膜印刷方法を用いて保護層である。保護層19は、鉛フリーの非晶質のSiO、Bを主成分とするほう珪酸ガラスとガラスより熱伝導率の高いアルミナが添加されたものである。 Reference numeral 19 denotes a protective layer using a thick film printing method formed by applying and baking a glass paste for covering and protecting the heating resistors 12 and 13, the connection conductor 16, and the thermal diffusion bodies 17 and 18. The protective layer 19 is made by adding lead-free amorphous SiO, borosilicate glass mainly containing B 2 O 3 and alumina having higher thermal conductivity than glass.

図3は、電極14,15に電力を供給して発熱抵抗体12,13を発熱させ、絶縁基板11の幅方向の温度分布を測定した結果を示すものである。   FIG. 3 shows the result of measuring the temperature distribution in the width direction of the insulating substrate 11 by supplying power to the electrodes 14 and 15 to cause the heating resistors 12 and 13 to generate heat.

図3の実線で示す温度分布から明らかなように、発熱抵抗体12付近での温度が他の部分よりも若干高いものの、図中破線で示す熱拡散体17,18のない従来の温度分布に比べて全体としてはほぼ均一の分布状態を得ることができる。これは、熱拡散体17,18の拡散作用によって、絶縁基板11の幅方向に対して発熱抵抗体に近い遠いに関係なくほぼ均一な温度分布が得られることを意味しており、簡単な構成で広範囲で所望温度を得ることができる。   As is apparent from the temperature distribution indicated by the solid line in FIG. 3, the temperature in the vicinity of the heating resistor 12 is slightly higher than the other parts, but the conventional temperature distribution without the thermal diffusion bodies 17 and 18 indicated by the broken line in the figure is obtained. In comparison, a substantially uniform distribution state can be obtained as a whole. This means that a substantially uniform temperature distribution can be obtained by the diffusing action of the heat diffusing bodies 17 and 18 regardless of the distance from the heating resistor in the width direction of the insulating substrate 11. The desired temperature can be obtained in a wide range.

この実施形態では、発熱抵抗体12,13にアルミニウム等の熱拡散板17,18を沿って配置させた簡単な構成により、均一で広い発熱幅を有するヒータを実現することが可能となる。   In this embodiment, a heater having a uniform and wide heat generation width can be realized by a simple configuration in which the heat diffusion resistors 17 and 18 such as aluminum are arranged on the heat generating resistors 12 and 13.

図4、図6は、上記した一実施形態の第1および第2の変形例を示すもので、図5は図4のb−b’断面図、図7は図6のc−c’断面図であり、それぞれ図1、図2と同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。   4 and 6 show first and second modifications of the above-described embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line bb ′ of FIG. 4, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line cc ′ of FIG. The same components as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals for explanation.

図4、図5の第1の変形例は、電極14と接続導体16間に発熱抵抗体12を、電極15と接続導体16間に電極16と同様の導体ペーストを用いて形成された配線パターン41を、それぞれ絶縁基板11上に固着させたものである。発熱抵抗体12と配線パターン41の外側に位置する絶縁基板11上には、発熱抵抗体12と配線パターン41に沿ってアルミニウム等の熱拡散体17,18が固着される。   4 and 5 is a wiring pattern formed by using the heating resistor 12 between the electrode 14 and the connection conductor 16 and using the same conductive paste as the electrode 16 between the electrode 15 and the connection conductor 16. 41 are fixed on the insulating substrate 11, respectively. On the insulating substrate 11 located outside the heating resistor 12 and the wiring pattern 41, heat diffusion bodies 17 and 18 such as aluminum are fixed along the heating resistor 12 and the wiring pattern 41.

また、図6、図7の第2の変形例は、発熱抵抗体12,13との中間に沿ってアルミニウム等の熱拡散体61を形成したものである。   In the second modification of FIGS. 6 and 7, a heat diffusion body 61 such as aluminum is formed along the middle of the heating resistors 12 and 13.

発熱抵抗体が第1および第2の変形例でも、熱拡散体17,18および61の作用により、絶縁基板11の幅方向に対する温度分布が図3に示すようにほぼ均一で広い発熱幅を実現することが可能となる。   Even in the first and second modifications of the heat generating resistor, the temperature distribution in the width direction of the insulating substrate 11 is almost uniform and wide as shown in FIG. It becomes possible to do.

図8、図9は、この発明のヒータの他の実施形態について説明するための図8は表面図、図9は図8のd−d’断面図であり、図4、図5と同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。   8 and 9 are diagrams for explaining another embodiment of the heater of the present invention. FIG. 8 is a front view, FIG. 9 is a sectional view taken along the line dd ′ of FIG. 8, and is the same as FIG. Components will be described with the same reference numerals.

この実施形態は、図4の熱拡散体17,18に替えて少なくとも保護層19上にアルミニウム、銀、タングステン、銅、マグネシウム等の何れかの金属か金属化合物からなる熱拡散体81を形成したものである。   In this embodiment, instead of the heat spreaders 17 and 18 in FIG. 4, a heat diffuser 81 made of any metal or metal compound such as aluminum, silver, tungsten, copper, magnesium, etc. is formed on at least the protective layer 19. Is.

図10は、電極14,15に電力を供給して発熱抵抗体12を発熱させ、絶縁基板11の幅方向の温度分布を測定した結果を示すものである。   FIG. 10 shows the result of measuring the temperature distribution in the width direction of the insulating substrate 11 by supplying power to the electrodes 14 and 15 to cause the heating resistor 12 to generate heat.

図10の実線で示す温度分布から明らかなように、熱拡散体81の全幅に渡って均一の温度分布状態を得ることができる。これは、絶縁基板11の幅方向に対して発熱抵抗体に近い遠いに関係なく均一な温度分布が得られることを意味しており、簡単な構成で広範囲に一定の温度を得ることができる。   As is clear from the temperature distribution indicated by the solid line in FIG. 10, a uniform temperature distribution state can be obtained over the entire width of the thermal diffusion body 81. This means that a uniform temperature distribution can be obtained regardless of the distance from the heating resistor in the width direction of the insulating substrate 11, and a constant temperature can be obtained over a wide range with a simple configuration.

この実施形態では、保護層19上にアルミニウム等の熱拡散板81を配置させた簡単な構成により、均一で広い発熱幅のヒータを実現することが可能となる。   In this embodiment, a heater having a uniform and wide heat generation width can be realized by a simple configuration in which a heat diffusion plate 81 such as aluminum is disposed on the protective layer 19.

図11、図12は、この発明のヒータの他の実施形態の変形例について説明するための図11は表面図、図12は図11のe−e’断面図である。図1、図2と同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。   11 and 12 are diagrams for explaining a modification of another embodiment of the heater of the present invention, FIG. 11 is a front view, and FIG. 12 is an e-e ′ sectional view of FIG. 11. The same components as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.

この実施形態は、図1の熱拡散体17,18に替えて少なくとも保護層19上にアルミニウム、銀、タングステン、銅、マグネシウム等の何れかの金属か金属化合物からなる熱拡散体81を形成し、さらに熱拡散体81上面に表面粗さRz2μm以下のガラス保護層111を形成したものである。   In this embodiment, instead of the heat spreaders 17 and 18 in FIG. 1, a heat diffuser 81 made of any metal or metal compound such as aluminum, silver, tungsten, copper, magnesium, etc. is formed on at least the protective layer 19. Further, a glass protective layer 111 having a surface roughness Rz of 2 μm or less is formed on the upper surface of the thermal diffuser 81.

この実施形態の場合、熱拡散体81で図10に示す絶縁基板11の幅方向の発熱分布が均一としながら、ガラス保護層111の表面の粗さが細やかであることから定着用のフィルムの走行をスムースなものとすることができる。   In the case of this embodiment, the heat diffusion member 81 makes the heat distribution in the width direction of the insulating substrate 11 shown in FIG. 10 uniform, and the surface roughness of the glass protective layer 111 is fine. Can be made smooth.

また、熱拡散体81上面に形成する保護層はガラスに限らず、ポリイミド、ポリアミドイミドなどの耐熱性エンプラ保護層を形成してもよい。この耐熱性エンプラ保護層の場合、ガラス保護層に比して軟化性であることから定着用のフィルムとしては金属であってもよい。   Further, the protective layer formed on the upper surface of the thermal diffuser 81 is not limited to glass, and a heat resistant engineering plastic protective layer such as polyimide or polyamideimide may be formed. In the case of this heat-resistant engineering plastic protective layer, the fixing film may be a metal because it is softer than the glass protective layer.

次に、図13を参照し、上記したヒータを定着用として加熱装置200に実装した場合の、この発明の加熱装置の一実施形態について説明する。図中ヒータ100については、図1、図2と同じであり、同一部分には同一の符号を付してその説明は省略する。   Next, with reference to FIG. 13, an embodiment of the heating device of the present invention when the above-described heater is mounted on the heating device 200 for fixing will be described. The heater 100 in the figure is the same as that in FIGS. 1 and 2, and the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図13において、201は回転軸202で回転自在に回転される加圧ローラで、その表面に耐熱性の弾性材料たとえばシリコーンゴム層203が嵌合してある。加圧ローラ201の回転軸202と対向してヒータ100が並置して図示しない基台内に取り付けられている。   In FIG. 13, reference numeral 201 denotes a pressure roller that is rotated by a rotating shaft 202, and a heat-resistant elastic material such as a silicone rubber layer 203 is fitted on the surface thereof. The heater 100 is juxtaposed with the rotating shaft 202 of the pressure roller 201 and attached to a base (not shown).

ヒータ100の周囲にはポリイミド樹脂等の耐熱性のシートからなるエンドレスのロール状の定着フィルム204が循環自在に巻装されており、発熱抵抗体12,13を介した絶縁基板11真上の保護層19の表面は、この定着フィルム204を介して加圧ローラ201のシリコーンゴム層203と弾接している。   Around the heater 100, an endless roll-shaped fixing film 204 made of a heat-resistant sheet such as a polyimide resin is circulated so as to be circulated, and protection is provided directly above the insulating substrate 11 via the heating resistors 12 and 13. The surface of the layer 19 is in elastic contact with the silicone rubber layer 203 of the pressure roller 201 through the fixing film 204.

加熱装置200において、ヒータ100は電極14,15に接触したりん青銅板等に銀メッキを施した弾性が付与された図示しないコネクタを通じて通電される。この通電により、発熱された発熱抵抗体12,13の保護層19上に設けられた定着フィルム204面とシリコーンゴム層203との間で、トナー像T1がまず定着フィルム204を介してヒータ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溶融する。その後、加圧ローラ201の用紙排出側では複写用紙Pがヒータ100から離れ、トナー像T2は自然放熱して再び冷却固化し、定着フィルム204も複写用紙Pから離反される。   In the heating device 200, the heater 100 is energized through a connector (not shown) in which a phosphor bronze plate or the like in contact with the electrodes 14, 15 is given a silver plated elasticity. By this energization, the toner image T1 is first transferred between the surface of the fixing film 204 provided on the protective layer 19 of the heat generating resistors 12 and 13 and the silicone rubber layer 203 by the heater 100 via the fixing film 204. When heated and melted, at least the surface part greatly exceeds the melting point and is completely softened and melted. Thereafter, on the paper discharge side of the pressure roller 201, the copy paper P is separated from the heater 100, the toner image T2 is naturally radiated and cooled and solidified again, and the fixing film 204 is also separated from the copy paper P.

このように、トナー像T1は一旦完全に軟化溶融された後、加圧ローラ201の用紙排出側で再び冷却されることから、トナー像T2の凝縮力は非常に大きくなものとなっている。   As described above, the toner image T1 is once completely softened and melted and then cooled again on the paper discharge side of the pressure roller 201, so that the condensing force of the toner image T2 is very large.

この実施形態では、ヒータ100の温度制御により異常な温度上昇があっても、スリット18の作用によりヒータ100に破損や絶縁基板11の割れに至るまでの時間を持たせることができる。この間に加熱装置200側の温度ヒューズ等の他の安全素子が機能するまで厚膜印刷ヒータの破損を防止することで加熱装置200としての安全性の向上を図ることが可能となる。   In this embodiment, even if an abnormal temperature rise occurs due to the temperature control of the heater 100, the time until the heater 100 is damaged or the insulating substrate 11 is cracked can be given by the action of the slit 18. During this time, it is possible to improve the safety of the heating device 200 by preventing the thick film printing heater from being damaged until another safety element such as a temperature fuse on the heating device 200 side functions.

次に、図14を参照して、この発明に係るヒータを用いた加熱装置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。   Next, an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. 14 as an example of a copying machine equipped with a heating device using a heater according to the present invention. In the figure, the part of the heating device 200 is the same as described above, and the same reference numerals are given to the same parts, and the description thereof is omitted.

図14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。   In FIG. 14, 301 is a casing of the copying machine 300, 302 is a document placing table made of a transparent member such as glass provided on the upper surface of the casing 301, and scans the document P1 by reciprocating in the arrow Y direction.

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。   An illuminating device 302 including a light irradiation lamp and a reflecting mirror is provided in the upper direction in the housing 301, and a reflected light source from the document P1 irradiated by the illuminating device 302 is a short focus small diameter imaging element. A slit exposure is performed on the photosensitive drum 304 by the array 303. The photosensitive drum 304 rotates in the direction of the arrow.

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。   Reference numeral 305 denotes a charger that uniformly charges, for example, a photosensitive drum 304 coated with a zinc oxide photosensitive layer or an organic semiconductor photosensitive layer. An electrostatic image subjected to image exposure by the imaging element array 303 is formed on the photosensitive drum 304 charged by the charger 305. This electrostatic image is visualized using toner made of a resin that softens and melts when heated by the developing device 306.

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。   The copy paper P stored in the cassette 307 is rotated by a pair of conveying rollers 309 that are rotated in pressure contact with each other in synchronization with the feeding roller 308 and the image on the photosensitive drum 304. Sent to the top. The toner image formed on the photosensitive drum 304 is transferred onto the copy paper P by the transfer discharger 310.

この後、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。   Thereafter, the paper P that is separated from the photosensitive drum 304 is guided to the heating device 200 by the conveyance guide 311 and subjected to a heat fixing process, and then discharged into the tray 312. After the toner image is transferred, residual toner on the photosensitive drum 304 is removed using a cleaner 313.

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12,13を延在させてヒータ100の加圧ローラ201が設けられている。   The heating device 200 has an effective length according to the width (length) of the maximum size paper that can be copied by the copying machine 300 in the direction orthogonal to the moving direction of the copy paper P, that is, the width (length) of the maximum size paper. The pressure roller 201 of the heater 100 is provided by extending the long heating resistors 12 and 13.

そして、ヒータ100と加圧ローラ201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。   Then, the unfixed toner image T1 on the paper P sent between the heater 100 and the pressure roller 201 is melted by receiving heat from the heating resistors 12 and 13, and characters, alphanumeric characters, Copy images such as symbols and drawings are displayed.

この実施形態では、異常な発熱に対する安全性の向上が図られた良好なヒータ100による加熱装置200を用いた複写機300を実現できる。   In this embodiment, it is possible to realize the copying machine 300 using the heating device 200 by the good heater 100 that is improved in safety against abnormal heat generation.

なお、この発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、保護層材は相対する定着フィルムの材質やその他条件によって変える必要があるため特定はできないが、定着フィルムが樹脂の場合、保護層はガラスや定着フィルムが金属の場合、保護層は樹脂を組み合わせるのが望ましい。この樹脂としては一般的に摺動性に優れるとされる材料である、ポリアミド(PA)、ポリアセタール(POM)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、およびポリフェニレンサルファイド、エラストマー系、ポリオレフィン系、フッ素等が考えられる。基本的にはどれを使用しても良いが、耐熱性から弾性に富むPI(ポリイミド)、PAI(ポリアミドイミド)等のイミド系が好ましいが、硬度が低すぎると樹脂被膜の方が削れてしまうため、例えば3H以上の硬度は必要である。   The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the protective layer material cannot be specified because it needs to be changed depending on the material of the opposite fixing film and other conditions, but when the fixing film is resin, the protective layer is glass or the fixing film is metal, and the protective layer is made of resin. It is desirable to combine them. As this resin, polyamide (PA), polyacetal (POM), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyphenylene sulfide, elastomers, polyolefins, fluorine, etc., which are generally considered to be excellent in slidability, are used. Conceivable. Basically, any of them may be used, but imides such as PI (polyimide) and PAI (polyamideimide), which are heat-resistant and elastic, are preferable, but if the hardness is too low, the resin coating will be scraped off. Therefore, for example, a hardness of 3H or more is necessary.

また、図1〜図3で説明した実施形態でのサーミスタ23は発熱抵抗体12,13とは反対面の絶縁基板11上としたが、図6に示すように保護層19に配置してもよい。この場合、サーミスタ23が取り付けられる位置を電極14,15から離れた位置とし、他の実施形態で説明したように、スリット18による温度検出の影響を抑えるためにサーミスタ23が配置される部分は埋めてもよい。   The thermistor 23 in the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 3 is on the insulating substrate 11 opposite to the heating resistors 12 and 13, but may be disposed on the protective layer 19 as shown in FIG. 6. Good. In this case, the position where the thermistor 23 is attached is a position away from the electrodes 14 and 15, and as described in other embodiments, the portion where the thermistor 23 is disposed is filled to suppress the influence of temperature detection by the slit 18. May be.

さらに、定着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可能である。   Furthermore, the fixing heater is used for fixing an image forming apparatus such as a copying machine, but is not limited to this, and is not limited to a household electrical product, a precision device for business use or experiment, a device for chemical reaction, etc. It can also be used as a heat source for heating and heat retention.

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、上記した実施形態によって把握される技術思想をその効果とともに以下に説明する。   Next, in addition to the technical idea described in the claims, the technical idea grasped by the above-described embodiment will be described below together with the effects thereof.

(1)耐熱性で長尺平板状の絶縁基板と、前記絶縁基板の一面に厚膜形成された発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体の両端部に形成された導体と、前記導体の前記発熱抵抗体との他方に形成し電力が供給される電極と、前記発熱抵抗体が形成された前記基板上に形成し、前記発熱抵抗体から発生される熱を拡散させる熱拡散体と、少なくとも前記発熱抵抗体、前記導体、前記熱拡散体を覆う保護層とを具備し、前記熱拡散体の熱伝導率は前記絶縁基板の熱伝導率より高いことを特徴とするヒータ。
(2)前記熱拡散体の熱伝導率が基板の熱伝導率の少なくとも3倍以上である技術思想(1)記載のヒータ。
上記した技術思想(1)、(2)によれば、熱拡散体の熱伝導率が絶縁基板より高いことから、熱は熱拡散体側に流れてほぼ均一の温度分布を得ることができる。
(1) A heat-resistant and long flat insulating substrate, a heating resistor formed on one surface of the insulating substrate, a conductor formed on both ends of the heating resistor, and the heat generation of the conductor An electrode that is formed on the other side of the resistor and to which power is supplied; a thermal diffuser that is formed on the substrate on which the heating resistor is formed and diffuses heat generated from the heating resistor; A heater comprising: a heating resistor, the conductor, and a protective layer covering the thermal diffuser, wherein the thermal conductivity of the thermal diffuser is higher than that of the insulating substrate.
(2) The heater according to the technical concept (1), wherein the thermal conductivity of the thermal diffusion body is at least three times or more the thermal conductivity of the substrate.
According to the technical ideas (1) and (2) described above, since the thermal conductivity of the thermal diffuser is higher than that of the insulating substrate, the heat flows to the thermal diffuser and a substantially uniform temperature distribution can be obtained.

(3)耐熱性で長尺平板状の絶縁基板と、前記絶縁基板の一面に厚膜形成された発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体の両端部に形成された導体と、前記導体の前記発熱抵抗体との他方に形成し電力が供給される電極と、前記発熱抵抗体と前記導体とを覆うように形成された絶縁層と、前記絶縁層上面に形成して前記発熱抵抗体で発生される熱を拡散させる熱拡散体とを具備し、前記熱拡散体の上面に、表面粗さRz2μm以下のガラス保護層を形成したものである技術思想(1)記載のヒータ。
(4)前記熱拡散体の上面に、熱拡散体の上面にポリイミド、ポリアミドイミドなどの耐熱性エンプラ層を形成したものである技術思想(1)記載のヒータ。
上記した技術思想(3)、(4)によれば、保護層上に形成された熱拡散体により発熱抵抗体から発生された熱の均一温度分布が得られる。また、技術思想(3)の場合、表面の粗さが細やかであることから定着フィルムの走行がスムースになり、技術思想(4)の場合、技術思想(3)のガラス保護層に比して軟化性であることから定着用のフィルムとしては金属の使用も可能となる。
(3) A heat-resistant and long flat insulating substrate, a heating resistor formed on one surface of the insulating substrate, a conductor formed on both ends of the heating resistor, and the heat generation of the conductor An electrode formed on the other side of the resistor to which power is supplied, an insulating layer formed so as to cover the heating resistor and the conductor, and formed on the upper surface of the insulating layer and generated by the heating resistor. The heater according to the technical concept (1), wherein a glass protective layer having a surface roughness Rz of 2 μm or less is formed on the upper surface of the thermal diffuser.
(4) The heater according to the technical concept (1), in which a heat-resistant engineering plastic layer such as polyimide or polyamideimide is formed on the upper surface of the thermal diffuser.
According to the above technical ideas (3) and (4), a uniform temperature distribution of the heat generated from the heating resistor can be obtained by the thermal diffuser formed on the protective layer. In the case of the technical idea (3), since the surface roughness is fine, the fixing film travels smoothly. In the case of the technical idea (4), compared with the glass protective layer of the technical idea (3). Since it is soft, metal can be used as a fixing film.

この発明のヒータに関する一実施形態の構成について説明するための表面図。The surface view for demonstrating the structure of one Embodiment regarding the heater of this invention. 図1のA−A’断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 1. この発明のヒータの一実施形態の効果について説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating the effect of one Embodiment of the heater of this invention. この発明のヒータの第1の実施形態の第1の変形例について説明するための表面図。The surface view for demonstrating the 1st modification of 1st Embodiment of the heater of this invention. 図4のB−B’断面図。B-B 'sectional drawing of FIG. この発明のヒータの第1の実施形態の第2の変形例について説明するための表面図。The surface view for demonstrating the 2nd modification of 1st Embodiment of the heater of this invention. 図6のC−C’断面図。C-C 'sectional drawing of FIG. この発明のヒータに関する他の実施形態の構成について説明するための表面図。The surface view for demonstrating the structure of other embodiment regarding the heater of this invention. 図8のD−D’断面図。D-D 'sectional drawing of FIG. この発明のヒータの他の実施形態の効果について説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating the effect of other embodiment of the heater of this invention. この発明のヒータの他の実施形態の変形例について説明するための表面図。The surface view for demonstrating the modification of other embodiment of the heater of this invention. 図10のE−E’断面図。E-E 'sectional drawing of FIG. この発明の定着装置に関する一実施形態について説明するための説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 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説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention;

符号の説明Explanation of symbols

11 絶縁基板
12,13 発熱抵抗体
14,15 電極
141,151,16 接続導体
17,18,61,81 熱拡散体
19 保護層
41 配線パターン
111 ガラス保護層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Insulating board | substrate 12, 13 Heating resistor 14,15 Electrode 141,151,16 Connection conductor 17,18,61,81 Thermal diffusion body 19 Protection layer 41 Wiring pattern 111 Glass protection layer

Claims (4)

耐熱・絶縁性材料で形成される長尺平板状の絶縁基板と、
前記絶縁基板の長手方向上に形成した発熱抵抗体と、
前記絶縁基板上に形成し、前記発熱抵抗体に電力を供給するための電極と、
前記絶縁基板上に形成し、前記発熱抵抗体から発生される熱を拡散させる熱拡散体と、
少なくとも前記発熱抵抗体、前記導体、前記熱拡散体を覆う保護層とを具備することを特徴とするヒータ。
A long flat insulating substrate formed of a heat-resistant and insulating material;
A heating resistor formed on the longitudinal direction of the insulating substrate;
An electrode formed on the insulating substrate for supplying power to the heating resistor;
A thermal diffuser that is formed on the insulating substrate and diffuses heat generated from the heating resistor;
A heater comprising at least the heating resistor, the conductor, and a protective layer covering the thermal diffusion body.
耐熱性で長尺平板状の絶縁基板と、
前記絶縁基板の一面に厚膜形成された発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体の両端部に形成された導体と、
前記導体の前記発熱抵抗体との他方に形成し電力が供給される電極と、
前記発熱抵抗体と前記導体とを覆うように形成された絶縁層と、
前記絶縁層内または上面に形成して前記発熱抵抗体で発生される熱を拡散させる熱拡散体とを具備したことを特徴とするヒータ。
A heat-resistant and long flat insulating substrate;
A heating resistor having a thick film formed on one surface of the insulating substrate;
Conductors formed at both ends of the heating resistor;
An electrode formed on the other side of the heating resistor of the conductor and supplied with power;
An insulating layer formed so as to cover the heating resistor and the conductor;
A heater comprising: a heat diffusing body that is formed in or on the insulating layer and diffuses heat generated by the heating resistor.
加熱ローラと、
前記加熱ローラに対向配置された発熱抵抗体が圧接された請求項1または2記載の定着ヒータと、
前記定着ヒータと前記加熱ローラとの間を移動可能に設けられた定着フィルムとを具備したことを特徴とする定着装置。
A heating roller;
The fixing heater according to claim 1 or 2, wherein a heating resistor disposed opposite to the heating roller is pressed against the heating roller;
A fixing device comprising: a fixing film movably provided between the fixing heater and the heating roller.
媒体に形成された静電潜像にトナーを付着させ、該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定着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3記載の定着装置とを具備したことを特徴とする画像形成装置。
Forming means for attaching toner to an electrostatic latent image formed on a medium and transferring the toner to a sheet to form a predetermined image;
4. A fixing device according to claim 3, wherein the toner is fixed by passing a sheet on which an image is formed while being pressed against the fixing heater through a fixing film by a pressure roller. Image forming apparatus.
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