JP2008166096A - 平板ヒータ、定着装置、画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱抵抗体にＴＣＲが負特性の廉価な材料を用いながら、非通紙部にあたる領域の温度上昇を抑える。
【解決手段】セラミック製の長尺平板状絶縁基板１１上の長手方向に、長手方向を幅、短手方向を長さとする発熱抵抗体１６，１８を形成する。発熱抵抗体１６，１８を接続導体１７で直列に接続する。接続導体１７に一端接続された発熱抵抗体１６の他端は接続導体１４を介して給電用の電極１２に、接続導体１７に一端接続された発熱抵抗体１８の他端は接続導体１５を介して給電用の電極１３にそれぞれ接続する。発熱抵抗体１６は、負の抵抗温度係数を有し、前記絶縁基板長手方向の中央部に幅を狭した幅狭部１６１とその両端の幅狭部１６１より幅を広くした幅広部１６２，１６３を形成する。発熱抵抗体１８は、負の抵抗温度係数を有し、前記絶縁基板長手方向の中央部に幅を狭した幅狭部１６１とその両端の幅狭部１６１より幅を広くした幅広部１６２，１６３を形成する。
【選択図】図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平板ヒータおよびこの平板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。

従来は、短冊状の絶縁基板の短手方向に単数の幅広発熱抵抗体を形成し、この発熱抵抗体が正の温度係数（ＰＴＣ：Positive Temperature Coefficient）を有する平板ヒータとともに、単数の幅広発熱抵抗体を形成し、ヒータサイズに対して、小さいサイズの用紙を定着させる場合、通紙により熱が奪われるヒータ中央部に対して、端部は温度が高くなることがあり、ヒータ端部の温度が高くなると給電用コネクターとの接触抵抗が大きくなり、接点不良などの不具合を起こす場合がある。このため、基板長手方向にＰＴＣ幅広発熱抵抗体を形成し、ＰＴＣ幅広発熱抵抗体の長手両端部に沿って導体を形成し、導体を給電用電極に接続するようにしている。（例えば、特許文献１）
特開平７−９４２６０号公報

上記した特許文献１の技術は、ＰＴＣ発熱抵抗体材として一般的にＡｇ（銀）／Ｐｄ（パラジウム）の合金やＲｕＯ_２（酸化ルテニウム）といった価格の高い貴金属を使用しており、製造コストが高くなる問題がある。安価な発熱抵抗体として、炭素よりなるグラファイトもしくはカーボンを主成分としたものも考えられるが、抵抗温度係数（ＴＣＲ：Temperature Coefficient of Resistance）が負の発熱抵抗体であることから、ヒータ長手方向に温度差が生じた場合、温度の高い部分の抵抗値が低くなり、より発熱量が多くなってしまう、という問題があった。

この発明の目的は、絶縁基板長手方向で均一な温度分布のヒータを安価で製造できる平板ヒータ、この平板ヒータを用いた定着装置、この定着装置を用いた画像形成装置を提供することにある。

上記した課題を解決するために、この発明の平板ヒータは、耐熱・絶縁性材料で形成される長尺平板の絶縁基板と、前記絶縁基板の長手方向に沿って形成され、それぞれ前記絶縁基板の長手方向を幅とし短手方向を長さとする第１および第２の発熱抵抗体と、前記第１および第２の発熱抵抗体を、前記絶縁基板上で直列に接続した第１の接続導体と、前記第１の発熱抵抗体の一端に接続された第２の接続導体と、前記第１の接続導体に接続した第１の電極と、前記第２の発熱抵抗体の他端に接続された第３の接続導体と、前記第２の接続導体に接続された第２の電極と、を具備し、前記第１の発熱抵抗体は、負の抵抗温度係数を有し、長手方向の中央部分の幅を広くした幅広部とし、長手方向の両端部分の幅を、前記幅広部よりも狭い幅狭部とし、前記第２の発熱抵抗体は、負の抵抗温度係数を有し、長手方向の中央部分の幅を狭くした幅狭部とし、長手方向の両端部分の幅を、前記幅狭部よりも広い幅広部としたことを特徴とする。

また、この発明の平板ヒータは、耐熱・絶縁性材料で形成される長尺平板の絶縁基板と、前記絶縁基板の長手方向に沿って形成され、それぞれ前記絶縁基板の長手方向を幅とし短手方向を長さとする第１および第２の発熱抵抗体と、前記第１および第２の発熱抵抗体を、前記絶縁基板上で直列に接続した第１の接続導体と、前記第１の発熱抵抗体の一端に接続された第２の接続導体と、前記第１の接続導体に接続した第１の電極と、前記第２の発熱抵抗体の他端に接続された第３の接続導体と、前記第２の接続導体に接続された第２の電極と、を具備し、前記第１の発熱抵抗体は、負の抵抗温度係数を有し、長手方向の中央部分の幅を広くし、長手方向の両端にかけて漸次幅を狭くし、前記第２の発熱抵抗体は、負の抵抗温度係数を有し、長手方向の中央部分の幅を狭くし、長手方向の両端部にかけて漸次幅広くとしたことを特徴とする。

この発明によれば、発熱抵抗体にＴＣＲが負の特性を有する廉価な材料を用いながら、通紙による放熱が少ない非通紙部にあたる領域の温度上昇を抑えることができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１〜図３は、この発明の平板ヒータに関する第１の実施形態について説明するためのもので、図１は構成図、図２は図１のａ−ａ’断面図、図３は図１のｂ−ｂ’断面図である。
図１〜図３において、１１は、耐熱、電気絶縁性材料の例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）などの電気絶縁性を有する高剛性のセラミック等の基材で高い熱伝導性の短冊状絶縁基板である。

絶縁基板１１の両端上には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１２，１３が形成される。１４は電極１２と同材料で一体的形成され、絶縁基板１１の長手方向の一方縁に沿って電極１３近傍まで形成された接続導体である。１５は電極１３と同材料で一体的形成され、絶縁基板１１の長手方向の他方縁に沿って電極１２近傍まで形成された接続導体である。

１６は、絶縁基板１１の表面側の長手方向に沿って形成され、長さが短く幅の広い一端が接続導体１４の一部に重層する状態で形成された発熱抵抗体である。発熱抵抗体１６は、長さの短い中央部１６１とこの両端に長さの長い端部１６２，１６３から構成される。発熱抵抗体１６は、図中下側が凹形状となっている。

発熱抵抗体１６の他端は、例えば接続導体１４と同材料で形成された幅が略同じで中央が突出した接続導体１７の一部に重層する状態で接続される。

１８は、絶縁基板１１の表面側の長手方向に沿って形成され、長さが短く幅の広い一端が接続導体１５の一部に重層する状態で形成された発熱抵抗体である。発熱抵抗体１８は、長さの長い中央部１８１とこの両端に長さの短い端部１８２，１８３から構成される。発熱抵抗体１６は、図中下側が凸形状となっている。

発熱抵抗体１６，１８は、それぞれＴＣＲが負の特性を有する例えばペースト状のグラファイト抵抗体を高温で焼成し、所定の抵抗値を有した厚膜形成により構成される。発熱抵抗体１６，１８は、ＴＣＲが負の特性を有する材料で形成されていることから、図４に示すような特性を有する。すなわち、グラファイトによる発熱抵抗体は、温度が低いときは抵抗値が大きく、温度が高いときは抵抗値が小さくなる特性を備える。ＴＣＲが負とは、例えば―１００ｐｐｍ／℃以下にする。

また、接続導体１４と接続導体１７間の発熱抵抗体１６の抵抗値は、接続導体１７と接続導体１５間の発熱抵抗体１８の抵抗値は同様の値に設定してある。

１９は、接続導体１４，１５，１７および発熱抵抗体１６，１８を覆い、電気的、機械的、化学的な保護を行うために、例えばガラスペーストを厚膜印刷方法で塗布、焼成して形成されたオーバーコート層である。

図１中の発熱抵抗体１６，１８におけるｔ１は、例えばＡ４サイズの用紙を定着されせるに必要な幅に相当する領域を示し、領域ｔ２，ｔ３は、領域ｔ１とを合わせて例えばＡ３サイズの用紙が定着される大きさの幅に相当する領域ｔ４（＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）の幅を備える。

ここで、電極１２，１３に通電され発熱抵抗体１６，１８が昇温開始時や発熱抵抗体１６，１８の有効な全加熱領域ｔ４を通紙させている場合には、発熱抵抗体１６，１８の中央部の領域ｔ１とその両側の領域ｔ２，ｔ３にほとんど温度差を生じない。直列接続された発熱抵抗体１６，１８の領域ｔ１の抵抗Ｒ１と領域ｔ２およびｔ３の発熱抵抗体１６，１８の抵抗Ｒ２は略等しい。このため領域ｔ１の発熱量Ｗ１と領域ｔ２，ｔ３の発熱量Ｗ２は同程度となる。つまり、Ｒ１≒Ｒ２→Ｗ１≒Ｗ２となる。

よって、図５に示すように、絶縁基板１１中央部の領域ｔ１の発熱量Ｗ１と絶縁基板１１端部の領域ｔ２，ｔ３の発熱量Ｗ２は同程度である。これら発熱量Ｗ１，Ｗ２を合成して得られる発熱量Ｗは、絶縁基板１１の長手方向に対して略均一な温度分布を得ることができる。

上記のように発熱抵抗体１６，１８のＴＣＲは負の材料で形成されていることから、温度が高くなるに従い抵抗値は小さくなる。発熱抵抗体１６，１８の有効な全加熱領域よりサイズの小さい用紙を加熱し定着させた場合は、端部の領域ｔ２，ｔ３の温度が中央部ｔ１より上昇しようとするが、発熱抵抗体１６，１８のＴＣＲが負の特性を有していることから領域ｔ２，ｔ３側の抵抗値の低下が領域ｔ１より大きい。

領域ｔ２の抵抗値をＲ（ｔ２）、領域ｔ２の抵抗値をＲ（ｔ１）とし、その差をΔＲとすると、ΔＲ＝Ｒ（ｔ１）−Ｒ（ｔ２）となる。領域ｔ３の抵抗値は、領域ｔ２と同じような値であり、その差ΔＲの値も略同じとなる。この関係から、領域ｔ２，ｔ３の温度Ｔ（ｔ２，ｔ３）と領域ｔ１の温度Ｔ（ｔ１）は、Ｔ（ｔ２，ｔ３）＞Ｔ（ｔ１）となり、領域ｔ２，ｔ３のΔＲ（ｔ２，ｔ３）と領域ｔ１のΔＲ（ｔ１）は、ΔＲ（ｔ２，ｔ３）＜ΔＲ（ｔ１）となる。

領域ｔ１の発熱抵抗体１６，１８、領域ｔ２，ｔ３の発熱抵抗体１６，１８の抵抗値は、端部である領域ｔ２，ｔ３と中央部である領域ｔ１に温度差がない場合に比べて、端部の抵抗値が小さくなる。このため端部の抵抗値が大きい発熱抵抗体１８は、中央部の抵抗値が大きい発熱抵抗体１６に比べて抵抗値が小さくなる。つまり、温度がＴ（ｔ２，ｔ３）＞Ｔ（ｔ１）関係の場合、抵抗はＲ１６（ｔ２，ｔ３）＜Ｒ１８（ｔ１）となる。

図６に示すように、発熱抵抗体１６，１８は直列接続されているため、抵抗値の大きい領域ｔ１の発熱抵抗体１６，１８の発熱量Ｗ１より、抵抗値の小さい領域ｔ２，ｔ３の発熱量Ｗ２が小さくなる。つまり、温度がＴ（ｔ２，ｔ３）＞Ｔ（ｔ１）の関係の場合、発熱量はＷ２（ｔ２，ｔ３）＜Ｗ１（ｔ１）となる。これにより、温度の高い端部の発熱量が抑制された発熱量を得ることができる。

この実施形態では、発熱抵抗体にＴＣＲが負の特性を有する材料を用いながら、通紙による放熱が少ない非通紙部にあたる領域の温度上昇を抑え、発熱抵抗体１６，１８の全有効領域の均一な温度分布を得ることができる。

図７〜図９は、この発明の平板ヒータに関する第２の実施形態について説明するためのもので、図７は構成図、図８は図７のｃ−ｃ’断面図、図９は図７のｄ−ｄ’断面図である。上記した各実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。

図７において、７１は、絶縁基板１１の表面側の長手方向に沿って形成され、長さが短く幅の広い一端が接続導体１４の一部に重層する状態で形成された発熱抵抗体である。発熱抵抗体７１は、絶縁基板１１長手方向の中央部分では長さが短くその両端部に向けてそれぞれ漸次長さを長くした形状となっている。従って、発熱抵抗体７１は、図中下側が凹の湾曲形状となっている。

発熱抵抗体７１の他端は、例えば接続導体１４と同材料で形成された湾曲形状で同様の幅の接続導体７３の一部に重層する状態で接続される。

７２は、絶縁基板１１の表面側の長手方向に沿って形成され、長さが短く幅の広い一端が接続導体７３の一部に重層する状態で形成された発熱抵抗体である。発熱抵抗体７２は、中央部分の長さが長くその両端部に向けてそれぞれ漸次長さを短くした形状となっている。従って、発熱抵抗体７１は、図中上側が凸の湾曲形状となっている。発熱抵抗体７２の他端は、接続導体１５の一部に重層する状態で接続される。

発熱抵抗体７１，７２は、それぞれＴＣＲが負の特性を有する例えばペースト状のグラファイト抵抗体を高温で焼成し、所定の抵抗値を有した厚膜形成により構成される。発熱抵抗体７１，７２は、ＴＣＲが負の特性を有する材料で形成されていることから、図４に示すような特性を有する。すなわち、グラファイトによる発熱抵抗体は、温度が低いときは抵抗値が大きく、温度が高いときは抵抗値が小さくなる特性を備える。

また、導体１４と接続導体７３間の発熱抵抗体７１の抵抗値は、接続導体７３と導体１５間の発熱抵抗体７２の抵抗値は同様の値に設定してある。

図７中の発熱抵抗体７１，７２におけるｔ１は、例えばＡ４サイズ定着に必要な幅に相当する領域を示し、領域ｔ２，ｔ３は、領域ｔ１とを合わせて例えばＡ３サイズの用紙が定着される大きさの幅に相当する領域ｔ４（＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）の幅を備える。

ここで、電極１２，１３に通電され発熱抵抗体７１，７２が昇温開始時やＡ３サイズの用紙を通紙している場合は、発熱抵抗体７１，７２の中央部の領域ｔ１とその両側の領域ｔ２，ｔ３にほとんど温度差を生じない。直列接続された発熱抵抗体７１，７２の領域ｔ１の抵抗Ｒ１と領域ｔ２およびｔ３の発熱抵抗体７１，７２の抵抗Ｒ２は略等しい。このために、領域ｔ１の発熱量Ｗ１と領域ｔ２，ｔ３の発熱量Ｗ２は同程度となる。つまり、Ｒ１≒Ｒ２→Ｗ１≒Ｗ２となる。

よって、図５に示すように、中央部の領域ｔ１の発熱量Ｗ１と端部の領域ｔ２，ｔ３の発熱量Ｗ２は同程度である。これら発熱量Ｗ１，Ｗ２を合成して得られる発熱量Ｗは、絶縁基板１１の長手方向に対して略均一な温度分布を得ることができる。

発熱抵抗体７１，７２のＴＣＲは負の材料で形成され、温度上昇に従い抵抗値は小さくなる。発熱抵抗体７１，７２の有効な全加熱領域より小サイズの用紙を加熱し定着させた場合は、領域ｔ２，ｔ３の温度が領域ｔ１より上昇しようとするが、発熱抵抗体７１，７２のＴＣＲが負の特性であることから領域ｔ２，ｔ３側の抵抗値の低下が領域ｔ１より大きい。

領域ｔ２の抵抗値をＲ（ｔ２）、領域ｔ２の抵抗値をＲ（ｔ１）とし、その差をΔＲとすると、ΔＲ＝Ｒ（ｔ１）−Ｒ（ｔ２）となる。領域ｔ３の抵抗値は、領域ｔ２と同様の値であり、その差ΔＲの値も略同じとなる。この関係から、領域ｔ２，ｔ３の温度Ｔ（ｔ２，ｔ３）と領域ｔ１の温度Ｔ（ｔ１）は、Ｔ（ｔ２，ｔ３）＞Ｔ（ｔ１）となり、領域ｔ２，ｔ３のΔＲ（ｔ２，ｔ３）と領域ｔ１のΔＲ（ｔ１）は、ΔＲ（ｔ２，ｔ３）＜ΔＲ（ｔ１）となる。

領域ｔ１の発熱抵抗体７１，７２、領域ｔ２，ｔ３の発熱抵抗体７１，７２の抵抗値は、端部である領域ｔ２，ｔ３と中央部である領域ｔ１に温度差がない場合に比べて、端部の抵抗値が小さくなる。このため端部の抵抗値が大きい発熱抵抗体７１，７２は、中央部の抵抗値が大きい発熱抵抗体７１，７２に比べて抵抗値が小さくなる。つまり、Ｔ（ｔ２，ｔ３）＞Ｔ（ｔ１）→Ｒ（ｔ２，ｔ３）＜Ｒ（ｔ１）となる。

図６に示すように、発熱抵抗体７１，７２は直列接続されているため、抵抗値の大きい領域ｔ１の発熱抵抗体７１，７２の発熱量Ｗ１より、抵抗値の小さい領域ｔ２，ｔ３の発熱量Ｗ２が小さくなる。つまり、Ｔ（ｔ２，ｔ３）＞Ｔ（ｔ１）→Ｗ２（ｔ２，ｔ３）＜Ｗ１（ｔ１）となり、温度の高い端部の発熱量を抑えることができる。

この実施形態では、領域ｔ４の範囲内であればどの位置でも上記で説明した関係が成り立つ。従って、領域ｔ４以内のサイズの用紙であれば、どの大きさのサイズの用紙を通紙させた場合でも、通紙させない他の領域における温度上昇を抑えることが可能となる。

図１０〜図１２は、この発明の平板ヒータに関する第３の実施形態について説明するためのもので、図１０は構成図、図１１は図１０の背面図、図１２は図１０のｃ−ｃ’断面図である。上記した実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付してその説明は省略する。

すなわち、接続導体１４１は、一端が接続導体１７に接続された発熱抵抗体１６の他端に一部を重層させた状態で絶縁基板１１上に形成させる。接続導体１４１の絶縁基板１１長手方向の中間部にはスルーホール１０１が形成され、図１１に示す絶縁基板１１の背面側に形成された接続導体１１１の一端と電気的な接続を行う。接続導体１１１の他端は、スルーホール１０２を介して電極１２と電気的な接続を行う。接続導体１４１は、ＴＣＲが正の特性を有する例えばＡｇ系の材料で形成する。ＴＣＲは、１０００ｐｐｍ／℃以上とする。

また、接続導体１５１は、一端が接続導体１７に接続された発熱抵抗体１８の他端に一部を重層させた状態で絶縁基板１１上に形成させる。接続導体１５１の絶縁基板１１長手方向の中間部にはスルーホール１０３が形成され、図１１に示す絶縁基板１１の背面側に形成された接続導体１１２の一端と電気的な接続を行う。接続導体１１１の他端は、スルーホール１０４を介して電極１３と電気的な接続を行う。接続導体１５１は、ＴＣＲが正の特性を有する例えばＡｇ系の材料で形成する。

１１３は、接続導体１１１，１１２それにスルーホール１０１〜１０４を覆い、電気的、機械的、化学的な保護を行うために、例えばガラスペーストを厚膜印刷方法で塗布、焼成して形成されたオーバーコート層である。

図１３〜図１６は、この発明の平板ヒータに関する第４の実施形態について説明するためのもので、図１３は構成図、図１４は図１３のｄ−ｄ’断面図、図１５は図１３のｅ−ｅ’断面図、図１６は図１３のｆ−ｆ’断面図である。

この実施形態では、スルーホールを用いることなく絶縁基板１１の同一面で発熱抵抗体１６，１８の中間部部分に、電極１２，１３が電気的に接続されるようにしたものである。

すなわち、接続導体１４２は、一端が接続導体１７に接続された発熱抵抗体１６の他端に一部を重層させた状態で絶縁基板１１に形成される。接続導体１４２の絶縁基板１１長手方向の中間部と電極１２は、接続導体１４３で接続する。接続導体１４２，１４３は、ＴＣＲが正の特性を有する例えばＡｇ系の材料で形成する。

また、接続導体１５２は、一端が接続導体１７に接続された発熱抵抗体１８の他端に一部を重層させた状態で絶縁基板１１に形成される。接続導体１５２の絶縁基板１１長手方向の中間部と電極１３は、接続導体１５３を接続で接続する。接続導体１５２，１５３は、ＴＣＲが正の特性を有する例えばＡｇ系の材料で形成する。

上記の第３および第４の実施形態では、接続導体１４，１４２，１４３、１５，１５２，１５３は、ＴＣＲが正の特性を備えた導体で形成されていることから、温度が高くなるに従い抵抗値は高くなる。つまり、温度がＴ（ｔ２，ｔ３）＞Ｔ（ｔ１）関係の場合、抵抗はＲ（ｔ２，ｔ３）＜Ｒ（ｔ１）となる。

また、発熱抵抗体１６，１８の中間部部分に、電力が供給される電極１２，１３が接続導体を介してそれぞれ接続されている。絶縁基板１１の長手方向の端部である流域ｔ２，ｔ３の温度が高くなった場合、領域ｔ２，ｔ３の導体の抵抗値が高くなり、発熱抵抗体１６，１８へ電流が流れにくくなる。そのため、長手方向端部の発熱抵抗体１６，１８に電流が流れにくくなり、発熱量を抑えることができる。

このように、第３、第４の実施形態の場合は、通紙による放熱が少ない非通紙部にあたる領域の温度上昇を抑え、発熱抵抗体１６，１８の全有効領域の均一な温度分布を得ることができる。

次に、この発明の平板ヒータに関する第５、第６の実施形態について説明する。図１７〜図１９は第５の実施形態について、図２０〜図２３は第６の実施形態について説明するためのものである。

まず、図１７〜図１９において、図１７は構成図、図１８は図１７の背面図、図１９は図１７のｉ−ｉ’断面図である。上記第２の実施形態の図７〜図９および第３の実施形態の図１０〜図１２と同一の構成部分には同一の符号を付し、ここでは異なる部分を中心に説明する。

この実施形態は、図７の構成の接続導体１４，１５に相当する部分を、図１８で説明したようにＴＣＲが正の特性を有する例えばＡｇ系の材料の接続導体１４１，１５１とした。さらに、図１０、図１１で説明したように、接続導体１４１と電極１２は、スルーホール１０１、接続導体１１１、スルーホール１０２を介して接続する。接続導体１５１と電極１３は、スルーホール１０３、接続導体１１２、スルーホール１０４を介して接続する。

次に、図２０〜図２３において、図２０は構成図、図２１は図２０のｊ−ｊ’断面図、図２２は図２０のｋ−ｋ’断面図、図２３は図２０のｌ−ｌ’断面図である。この実施形態は、上記第５の実施形態の図１７〜図１９に、スルーホールを用いることなく絶縁基板１１の同一面で、発熱抵抗体７１，７２の中間部部分に、電極１２，１３が電気的に接続されるようにしたものである
上記した第５および第６の実施形態においても、接続導体１４１，１４２の中間部と電極１２が、接続導体１５１，１５２の中間部と電極１３が接続されるとともに、これら接続導体は、ＴＣＲが正の特性を有する例えばＡｇ系の材料で形成されている。

従って、温度が高くなるに従い抵抗値は高くなる。つまり、温度がＴ（ｔ２，ｔ３）＞Ｔ（ｔ１）関係の場合、抵抗はＲ（ｔ２，ｔ３）＜Ｒ（ｔ１）となる。

また、発熱抵抗体７１，７２の中間部部分に、電力が供給される電極１２，１３が接続導体を介してそれぞれ接続されている。絶縁基板１１の長手方向の端部である流域ｔ２，ｔ３の温度が高くなった場合、領域ｔ２，ｔ３の導体の抵抗値が高くなり、発熱抵抗体７１，７２へ電流が流れにくくなる。そのため、長手方向端部の発熱抵抗体７１，７２に電流が流れにくくなり、発熱量を抑えることができる。

図２４は、この発明の板状ヒータをトナー定着の加熱装置２００とした場合の実施形態について説明するための断面図である。

図２４において、２０１は、支持体２０２の底部に板状ヒータ１００を固着させ、板状ヒータ１００に交流電圧を供給させ、加熱した板状ヒータ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と対向して板状ヒータ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。

このとき、オーバーコート層２８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を介して板状ヒータ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が板状ヒータ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。

この実施形態では、平板ヒータの発熱抵抗体にＴＣＲが負の特性を有するグラファイト等の廉価材料を用いることができることから、通紙による放熱が少ない非通紙部にあたる領域の温度上昇を簡単な構成で抑えることができる。

次に、図２５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。

図２５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。

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。

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。

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。

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。

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１６，１８を備えた板状ヒータ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。

そして、板状ヒータ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１６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。

この実施形態では、グラファイト等の廉価な発熱抵抗体による板状ヒータ１００による加熱装置を用いたことにより、非通紙部分の温度上昇を抑えた画像形成装置を実現することができる。

板状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。

この発明の平板ヒータに関する第１の実施形態について説明するための構成図。 図１のａ−ａ’断面図。 図１のｂ−ｂ’断面図。 この発明に用いる発熱抵抗体の温度特性について説明するための説明図。 この発明の効果について説明するための説明図。 この発明の効果について説明するための説明図。 この発明の平板ヒータに関する第２の実施形態について説明するための構成図。 図７のｃ−ｃ’断面図。 図７のｄ−ｄ’断面図。 この発明の平板ヒータに関する第３の実施形態について説明するための構成図。 図１０の背面図。 図１０のｅ−ｅ’断面図。 この発明の平板ヒータに関する第４の実施形態について説明するための構成図。 図１３のｆ−ｆ’断面図。 図１３のｇ−ｇ’断面図。 図１３のｈ−ｈ’断面図。 この発明の平板ヒータに関する第５の実施形態について説明するための構成図。 図１７の背面図。 図１７のｉ−ｉ’断面図。 この発明の平板ヒータに関する第６の実施形態について説明するための構成図。 図２０のｊ−ｊ’断面図。 図２０のｋ−ｋ’断面図。 図２０のｌ−ｌ’断面図。 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説明図。 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。

符号の説明

１１ 絶縁基板
１２，１３ 電極
１４，１５，１７，７３，１１１，１１２，１４１〜１４３，１５１〜１５３ 接続導体
１６，１８，７１，７２ 発熱抵抗体
１９，１１３ オーバーコート層
１０１〜１０４ スルーホール
１００ 平板ヒータ
２００ 加熱装置
３００ 複写機

Claims (8)

1. 耐熱・絶縁性材料で形成される長尺平板の絶縁基板と、
   前記絶縁基板の長手方向に沿って形成され、それぞれ前記絶縁基板の長手方向を幅とし短手方向を長さとする第１および第２の発熱抵抗体と、
   前記第１および第２の発熱抵抗体を、前記絶縁基板上で直列に接続した第１の接続導体と、
   前記第１の発熱抵抗体の一端に接続された第２の接続導体と、
   前記第１の接続導体に接続した第１の電極と、
   前記第２の発熱抵抗体の他端に接続された第３の接続導体と、
   前記第２の接続導体に接続された第２の電極と、を具備し、
   前記第１の発熱抵抗体は、負の抵抗温度係数を有し、前記絶縁基板長手方向の中央部分の幅を広くした幅広部とし、長手方向の両端部分の幅を、前記幅広部よりも狭い幅狭部とし、
   前記第２の発熱抵抗体は、負の抵抗温度係数を有し、前記絶縁基板長手方向の中央部分の幅を狭くした幅狭部とし、長手方向の両端部分の幅を、前記幅狭部よりも広い幅広部としたことを特徴とする平板ヒータ。
2. 耐熱・絶縁性材料で形成される長尺平板の絶縁基板と、
   前記絶縁基板の長手方向に沿って形成され、それぞれ前記絶縁基板の長手方向を幅とし短手方向を長さとする第１および第２の発熱抵抗体と、
   前記第１および第２の発熱抵抗体を、前記絶縁基板上で直列に接続した第１の接続導体と、
   前記第１の発熱抵抗体の一端に接続された第２の接続導体と、
   前記第１の接続導体に接続した第１の電極と、
   前記第２の発熱抵抗体の他端に接続された第３の接続導体と、
   前記第２の接続導体に接続された第２の電極と、を具備し、
   前記第１の発熱抵抗体は、負の抵抗温度係数を有し、前記絶縁基板長手方向の中央部分の幅を広くし、長手方向の両端にかけて漸次幅を狭くし、
   前記第２の発熱抵抗体は、負の抵抗温度係数を有し、前記絶縁基板長手方向の中央部分の幅を狭くし、長手方向の両端部にかけて漸次幅広くとしたことを特徴とする平板ヒータ。
3. 前記絶縁基板の短手方向の前記第１および第２の発熱抵抗体を合わせた抵抗値は、長手方向の各箇所と同様の値としたことを特徴とする請求項１または２記載の平板ヒータ。
4. 前記第１の電極は、前記第２の接続導体の中間部分に接続し、前記第２の電極は、前記第３の接続導体の中間部分にそれぞれ接続したことを特徴とする請求項１または２記載の平板ヒータ。
5. 前記第１の電極と前記第２の接続導体との接続および前記第２の電極と前記第３の接続導体との接続は、前記絶縁基板の異なる面でスルーホールを介して接続したことを特徴とする請求項４記載の平板ヒータ。
6. 前記第２および第３の接続導体は、正の抵抗温度係数を有する材料で形成してなることを特徴とする請求項４または５に記載の平板ヒータ。
7. 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１〜６の何れかに記載の加熱ヒータと、
   前記加熱ヒータと前記加圧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加熱装置。
8. 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加熱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７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。

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