JP6398487B2 - Heater and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、ヒータおよび画像形成装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a heater and an image forming apparatus.
OA機器、家庭用電気製品、精密製造設備などの電子機器類にヒータが装着されている。ヒータは、給電用電極から供給された電力により基板上に形成された帯状の抵抗発熱体を発熱させることができ、例えば、複写機やファクシミリなどであればトナー定着、リライタブルカードリーダであれば印字消去などに用いることができる。ヒータは、電極、導体、および抵抗発熱体のそれぞれが基板上に形成されることで構成され、電極から供給された電力により、抵抗発熱体が発熱する。 Heaters are mounted on electronic devices such as office automation equipment, household electrical appliances, and precision manufacturing equipment. The heater can heat the belt-like resistance heating element formed on the substrate by the power supplied from the power supply electrode. For example, the toner fixing for a copying machine or a facsimile, and the printing for a rewritable card reader. It can be used for erasing. The heater is configured by forming each of an electrode, a conductor, and a resistance heating element on a substrate, and the resistance heating element generates heat by electric power supplied from the electrode.
基板の長手方向に延びて形成される抵抗発熱体を発熱させるヒータでは、基板の長手方向の中心部から加熱され、基板の長手方向の両端部から放熱されるので、基板の長手方向において、基板の温度が不均一になるという問題がある。 In the heater that heats the resistance heating element formed extending in the longitudinal direction of the substrate, it is heated from the central portion in the longitudinal direction of the substrate and radiated from both ends in the longitudinal direction of the substrate. There is a problem that the temperature of the material becomes uneven.
本発明は、基板の長手方向における基板の温度の不均一を抑制することができるヒータおよび画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a heater and an image forming apparatus that can suppress non-uniform temperature of a substrate in the longitudinal direction of the substrate.
実施形態のヒータは、基板と、一対の抵抗発熱体と、導体と、電極と、熱伝導体と、を具備する。一対の抵抗発熱体は、基板の短手方向に間隔をおいて、基板の長手方向に延びて形成される。導体は、一対の抵抗発熱体と電気的に接続される。電極は、導体と電気的に接続される。熱伝導体は、一対の抵抗発熱体の間に配置される。また、熱伝導体は、一対の抵抗発熱体と同じ材料で形成される。 The heater of the embodiment includes a substrate, a pair of resistance heating elements, a conductor, an electrode, and a heat conductor. The pair of resistance heating elements are formed to extend in the longitudinal direction of the substrate with an interval in the lateral direction of the substrate. The conductor is electrically connected to the pair of resistance heating elements. The electrode is electrically connected to the conductor. The heat conductor is disposed between the pair of resistance heating elements. The heat conductor is made of the same material as the pair of resistance heating elements.
本発明によれば、基板の長手方向における基板の温度の不均一を抑制することができるヒータおよび画像形成装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heater and image forming apparatus which can suppress the nonuniformity of the temperature of the board | substrate in the longitudinal direction of a board | substrate can be provided.
以下で説明する実施形態のヒータ1−1、1−4および変形例のヒータ1−2、1−3、1−5、1−6は、基板2と、一対の抵抗発熱体3、4と、導体5、6、7と、電極8、9と、熱伝導体10と、を具備する。一対の抵抗発熱体3、4は、基板2の短手方向に間隔をおいて、基板2の長手方向に延びて形成される。導体5〜7は、一対の抵抗発熱体3、4と電気的に接続される。電極8、9は、導体5、6と電気的に接続される。熱伝導体10は、一対の抵抗発熱体3、4の間に配置される。また、熱伝導体10は、一対の抵抗発熱体3、4と同じ材料で形成される。
The heaters 1-1 and 1-4 according to the embodiments described below and the heaters 1-2, 1-3, 1-5, and 1-6 according to the modifications include a
また、以下に説明する実施形態のヒータ1−1、1−4および変形例のヒータ1−2、1−3、1−5、1−6では、熱伝導体10は、少なくとも2つの熱伝導層が積層されて一対の抵抗発熱体3、4の膜厚より厚く形成され、熱伝導層のうち基板2と接する基層は、一対の抵抗発熱体3、4と同じ材料で形成される。
Further, in the heaters 1-1 and 1-4 of the embodiments described below and the heaters 1-2, 1-3, 1-5, and 1-6 of the modified examples, the
また、以下に説明する実施形態のヒータ1−1および変形例のヒータ1−2、1−3では、熱伝導体10は、一対の抵抗発熱体3、4および導体5〜7のそれぞれと電気的に非接触である。
Further, in the heater 1-1 of the embodiment and the heaters 1-2, 1-3 of the modifications described below, the
また、以下に説明する実施形態のヒータ1−4および変形例のヒータ1−5、1−6では、熱伝導体10は、一対の抵抗発熱体3、4のそれぞれと電気的に接続される導体7に対して電気的に接触する。
Moreover, in the heater 1-4 of the embodiment described below and the heaters 1-5 and 1-6 of the modified examples, the
また、以下に説明する実施形態の1−1、1−4および変形例のヒータ1−2、1−3、1−5、1−6では、短手方向において、一対の抵抗発熱体3、4と熱伝導体10との間隔が0.3mm以上0.5mm以下である。
In the embodiments 1-1 and 1-4 described below and the modified heaters 1-2, 1-3, 1-5, and 1-6, a pair of
また、以下に説明する実施形態に係る画像形成装置100は、通過する媒体を加熱するヒータ1と、媒体を加熱時に加圧する加圧ローラ203と、を具備し、媒体を加熱および加圧することで、媒体に付着したトナー像を定着させる。
In addition, the
〔実施形態1〕
図1を参照して、実施形態を説明する。図1は、実施形態1のヒータを示す模式図である。なお、図1では、基板2の短手方向において、一対の抵抗発熱体3、4と熱伝導体10との隙間を強調して図示している。また、各実施形態、各変形例および各図において同一符号を付した要素は、同一の要素であるのでその説明は省略あるいは簡略化する。
Embodiment 1
The embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a heater according to the first embodiment. In FIG. 1, the gap between the pair of
図1に示す本実施形態のヒータ1−1は、電子機器類に搭載され、主に通過する紙などの媒体を加熱するものである。また、本実施形態のヒータ1−1は、一対の抵抗発熱体3、4が基板2の長手方向に延びて形成されるものである。
A heater 1-1 according to the present embodiment shown in FIG. 1 is mounted on electronic devices and mainly heats a medium such as paper passing therethrough. Further, the heater 1-1 of the present embodiment is formed by a pair of
ヒータ1−1は、図1に示すように、基板2と、一対の抵抗発熱体3、4と、導体5〜7と、電極8、9と、熱伝導体10と、オーバーコート層11と、を具備する。なお、一対の抵抗発熱体3、4、導体5〜7、電極8、9および熱伝導体10のそれぞれは、例えばスクリーン印刷等により基板2上に形成される。
As shown in FIG. 1, the heater 1-1 includes a
基板2は、長手方向の幅および長手方向と交差する短手方向の幅を有する矩形状の平板である。基板2は、例えば、アルミナ等のセラミック、ガラスセラミック、耐熱複合材料などから構成されており、耐熱性および絶縁性を有している。基板2は、ヒータ1−1が装着されるスペースに対応する厚さ(長手方向と短手方向とに直交する方向の厚さ)で形成されている。基板2の厚さは、例えば、0.5mm〜1.0mm程度である。本実施形態における基板2の短手方向の設計上の長さは、6.0mmである。ここで、基板2およびヒータ1−1の長手方向は同方向であり、基板2およびヒータ1−1の短手方向は同方向である。
The
一対の抵抗発熱体3、4は、電気を流すことで発熱するものであり、基板2上に形成されている。一対の抵抗発熱体3、4は、例えば酸化ルテニウム(RuO2)やグラファイト、銀・パラジウム(Ag−Pd)合金を含む材料等から構成される抵抗発熱体ペーストを基板2上にスクリーン印刷等により塗布して焼成させることで形成されている。一対の抵抗発熱体3、4は、基板2の短手方向(以下、単に「短手方向」と称する)に間隔をおいて、基板2の長手方向(以下、単に「長手方向」と称する)に延びて形成されている。つまり、一対の抵抗発熱体3、4は、短手方向において、互いに離間して配置されている。本実施形態における一対の抵抗発熱体3、4のそれぞれは、短手方向における長さが一定となるように、長手方向に沿う帯状に形成されている。一対の抵抗発熱体3、4は、長手方向における基板2上での一端部が同じ位置に位置している。一対の抵抗発熱体3、4において、一方の抵抗発熱体3は後述する導体5と電気的に接続され、他方の抵抗発熱体4は後述する導体6と電気的に接続されている。また、本実施形態における一方の抵抗発熱体3および他方の抵抗発熱体4のそれぞれの短手方向の設計上の長さは、0.8mmである。
The pair of
導体5〜7は、一対の抵抗発熱体3、4に電力を供給するものであり、基板2上に形成されている。導体5〜7は、例えば銀(Ag)を主成分とする導体ペーストを基板2上にスクリーン印刷等により塗布して焼成させることで形成されている。導体5は、一方の抵抗発熱体3の一端部(基板2の長手方向他端部2b側)から基板2の長手方向一端部2aに向かって延びて形成されている。導体5は、短手方向における長さが、一方の抵抗発熱体3の短手方向における長さと同じ長さで一定となるように、長手方向に沿う帯状に形成されている。導体5は、一端部が電極8と電気的に接続され、他端部が一方の抵抗発熱体3と電気的に接続されている。つまり、導体5は、電極8および一対の抵抗発熱体3、4のうち一方の抵抗発熱体3のそれぞれと電気的に接続される。導体6は、他方の抵抗発熱体4の一端部から基板2の長手方向一端部2aに向かって延びて形成されている。導体6は、短手方向における長さが、他方の抵抗発熱体4の短手方向における長さと同じ長さで一定となるように、長手方向に沿う帯状に形成されている。導体6は、一端部が電極9と電気的に接続され、他端部が他方の抵抗発熱体4と電気的に接続されている。つまり、導体6は、電極9および一対の抵抗発熱体3、4のうち他方の抵抗発熱体4のそれぞれと電気的に接続される。導体7は、一方の抵抗発熱体3の他端部から他方の抵抗発熱体4の他端部に向かって延びて形成されている。導体7は、長手方向における長さが、一方の抵抗発熱体3および他方の抵抗発熱体4のそれぞれの短手方向における長さより大きい長さで一定となるように、短手方向に沿う帯状に形成されている。導体7は、一端部が一方の抵抗発熱体3と電気的に接続され、他端部が他方の抵抗発熱体4と電気的に接続されている。つまり、導体7は、一対の抵抗発熱体3、4のそれぞれと電気的に接続される。
The
電極8、9は、外部からの電力を導体5、6に供給するものであり、基板2上に形成されている。電極8、9は、一対の抵抗発熱体3、4に対して、基板2の長手方向一端部2a側に配置されている。電極8は、導体5と電気的に接続され、電極9は、導体6と電気的に接続されている。電極8と電極9とは、導体5、一方の抵抗発熱体3、導体7、他方の抵抗発熱体4および導体6を介して、電気的に接続されている。
The
熱伝導体10は、一対の抵抗発熱体3、4からの熱を伝えるものであり、基板2上に形成されている。熱伝導体10は、一対の抵抗発熱体3、4の間に配置されている。熱伝導体10は、一対の抵抗発熱体3、4と電気的に非接触で、長手方向に延びて形成されている。熱伝導体10は、短手方向における長さが一定となるように、長手方向に沿う帯状に形成されている。熱伝導体10は、長手方向における基板2上での一端部の位置が、一対の抵抗発熱体3、4の長手方向における基板2上での一端部と同じ位置に位置している。熱伝導体10は、長手方向の他端部が導体7と離間しており、導体7と電気的に非接触である。つまり、熱伝導体10は、一対の抵抗発熱体3、4および導体5〜7のそれぞれと電気的に非接触である。
The
本実施形態における熱伝導体10は、一対の抵抗発熱体3、4と同時に基層が形成され、この基層の上に、複数の熱伝導層を積み重ねることで、形成されている。つまり、本実施形態における熱伝導体10は、一対の抵抗発熱体3、4と同時に形成される基層と、この基層の上に複数積み重ねられる熱伝導層と、を含んで構成されている。基層と複数の熱伝導層とを含んで構成される熱伝導体10は、一対の抵抗発熱体3、4の膜厚より厚く形成されている。このため、熱伝導体10は、一対の抵抗発熱体3、4と同じ膜厚での熱伝導率に対して、熱伝導率が比例する断面積が大きくなっている。ここで、基層は、一対の抵抗発熱体3、4と同時に形成される熱伝導層であり、基板2と接する熱伝導層である。
In the present embodiment, the
熱伝導体10を構成する基層は、一対の抵抗発熱体3、4と同じ材料で形成されている。つまり、基層は、一対の抵抗発熱体3、4と同じ抵抗発熱体ペーストを基板2上にスクリーン印刷等により塗布して焼成させることで形成されている。本実施形態における基層は、一対の抵抗発熱体3、4と同時に形成されている。また、本実施形態における基層の短手方向の設計上の長さは、2.4mmである。基層の膜厚は、一対の抵抗発熱体3、4の膜厚と同様の厚さである。また、熱伝導体10を構成する複数の熱伝導層は、導体5〜7と同じ材料で形成されている。つまり、基層と複数の熱伝導層とを含む熱伝導体10は、熱伝導性の優れた銀を含んでおり、一対の抵抗発熱体3、4からの熱を伝える。また、複数の熱伝導層は、銀を主成分とする導体5〜7と同じ材料で形成されており、酸化ルテニウムや銀・パラジウム合金を含む一対の抵抗発熱体3、4と同じ材料で形成される基層よりも、熱伝導性がよい。また、複数の熱伝導層は、銀を主成分としており、酸化ルテニウムや銀・パラジウム合金を含む基層より安価である。
The base layer constituting the
ここで、一対の抵抗発熱体3、4と基層とが同時に形成されるとは、一対の抵抗発熱体3、4と基層とを、例えばスクリーン印刷等により同じ工程で基板2に対して塗布して形成することである。
Here, the pair of
また、一対の抵抗発熱体3、4と基層との短手方向における間隔は、一対の抵抗発熱体3、4と基層とを別々に形成する場合に生じる位置ずれを考慮しない間隔であり、一対の抵抗発熱体3、4と基層とを別々に形成する場合より狭い間隔である。本実施形態における一対の抵抗発熱体3、4と基層との短手方向における間隔は、0.3mm以上0.5mm以下の間隔に設定されることが好ましい。本実施形態における設計上の間隔は、0.3mmである。
The distance between the pair of
ここで、一対の抵抗発熱体3、4と基層との短手方向における間隔を0.3mm以上としたのは、0.3mmを下回ると、例えば製造時のスクリーン印刷等での位置ずれやパターンにじみにより、一対の抵抗発熱体3、4と熱伝導体10とが電気的に接触する虞があるからである。また、一対の抵抗発熱体3、4と基層との短手方向における間隔を0.5mm以下としたのは、0.5mmを超えると、熱伝導体10の体積が小さくなるため、熱伝導の効果が小さくなるからである。
Here, the distance between the pair of
また、一対の抵抗発熱体3、4と複数の熱伝導層との短手方向における間隔は、一対の抵抗発熱体3、4と複数の熱伝導層とは別々に形成されるため、例えばスクリーン印刷等における位置ずれで一対の抵抗発熱体3、4と複数の熱伝導層とが電気的にショートしない間隔に設定されている。本実施形態における一対の抵抗発熱体3、4と複数の熱伝導層との短手方向における間隔は、0.5mmより大きく設定されることが好ましい。
Further, since the pair of
オーバーコート層11は、基板2上に形成される一対の抵抗発熱体3、4、導体5〜7および熱伝導体10を覆っている保護層である。本実施形態におけるオーバーコート層11は、長手方向に沿う帯状に形成され、一対の抵抗発熱体3、4、導体5〜7および熱伝導体10を覆っている。オーバーコート層11は、一対の抵抗発熱体3、4、導体5〜7および熱伝導体10が直接大気に露出することを防止し、外部からの干渉(例えば、機械的、化学的、電気的な干渉)によって一対の抵抗発熱体3、4、導体5〜7および熱伝導体10が損傷・破損することを抑制する。オーバーコート層11は、基板2より高い熱伝導率を有しており、例えばアルミナ等の熱伝導性の優れた無機酸化物フィラーが25重量%〜35重量%加えられ、熱伝導率が2〔W/(m・k)〕以上となるガラス層である。
The
次に、ヒータ1−1の動作について説明する。ヒータ1−1には、電極8、9のそれぞれを介して外部から電力が供給される。ヒータ1−1では、電力が供給されることで、一対の抵抗発熱体3、4のそれぞれが長手方向に通電される。また、ヒータ1−1では、一対の抵抗発熱体3、4からの熱を熱伝導体10が伝える。したがって、ヒータ1−1は、長手方向における基板2の温度の不均一を抑制することができる。
Next, the operation of the heater 1-1 will be described. Electric power is supplied to the heater 1-1 from outside through the
また、ヒータ1−1が媒体を加熱する場合においては、さまざまな媒体がヒータ1−1を通過する。ヒータ1−1の長手方向の長さは、媒体のサイズ(長手方向と平行な長さ)に対応させるため、加熱される媒体の最大サイズに合わせて設定される。また、通常、ヒータ1−1と媒体との長手方向における位置関係は、さまざまな媒体の中心と、一対の抵抗発熱体3、4の長手方向の中心とが一致(ほぼ一致も含む)する。このため、ヒータ1−1では、一対の抵抗発熱体3、4に対して小さいサイズの媒体が通過する場合には、通過する媒体と対向する部分の熱を媒体が受けることになるが、一対の抵抗発熱体3、4のうち媒体と非対向する部分(相対的に高温部分)からの熱を、媒体と対向する部分(相対的に低温部分)へ伝えるので、基板2における長手方向の温度差が大きくなることを抑える。また、ヒータ1−1では、一対の抵抗発熱体3、4に対して大きいサイズの媒体が通過する場合には、通過する媒体と対向する部分の熱を媒体が受けることになるが、一対の抵抗発熱体3、4からの熱を熱伝導体10が長手方向にも伝わり、一対の抵抗発熱体3、4からの熱を熱伝導体10が長手方向に熱拡散させるので、基板2における長手方向の温度差が大きくなることを抑える。したがって、ヒータ1−1は、さまざまな媒体の通過時においても、長手方向における基板2の温度の不均一を抑制することができる。
When the heater 1-1 heats the medium, various media pass through the heater 1-1. The length of the heater 1-1 in the longitudinal direction is set in accordance with the maximum size of the medium to be heated in order to correspond to the size of the medium (length parallel to the longitudinal direction). In general, the positional relationship between the heater 1-1 and the medium in the longitudinal direction is such that the centers of various media coincide with the longitudinal centers of the pair of
なお、上記実施形態1では、一対の抵抗発熱体3、4は、短手方向の長さが一定となるように、長手方向に沿う帯状に形成されているが、これに限定されるものではない。図2は、実施形態1のヒータの変形例1を示す模式図である。ヒータ1−2では、図2に示すように、一対の抵抗発熱体3、4は、短手方向の長さが、長手方向の両端部から中央部に向かって徐々に短くなるように形成されている。また、ヒータ1−2では、熱伝導体10は、短手方向の長さが一定となるように、長手方向に沿う帯状に形成されている。
In the first embodiment, the pair of
次に、ヒータ1−2の動作について説明する。ヒータ1−2には、電極8、9のそれぞれを介して外部から電力が供給される。ヒータ1−2では、電力が供給されることで、一対の抵抗発熱体3、4のそれぞれが長手方向に通電される。また、ヒータ1−2では、一対の抵抗発熱体3、4からの熱を熱伝導体10が伝える。したがって、ヒータ1−2は、長手方向における基板2の温度の不均一を抑制することができる。
Next, the operation of the heater 1-2 will be described. Electric power is supplied to the heater 1-2 from the outside through the
なお、上記実施形態1の変形例1では、熱伝導体10は、短手方向の長さが一定となるように、長手方向に沿う帯状に形成されているが、これに限定されるものではない。図3は、実施形態1のヒータの変形例2を示す模式図である。ヒータ1−3では、図3に示すように、一対の抵抗発熱体3、4は、短手方向の長さが、長手方向の両端部から中央部に向かって徐々に短くなるように形成されている。また、ヒータ1−3では、熱伝導体10は、短手方向の長さが、長手方向の両端部から中央部に向かって徐々に長くなるように形成されている。つまり、ヒータ1−3では、熱伝導体10は、一対の抵抗発熱体3、4との短手方向における間隔が一定となるように、形成されている。
In the first modification of the first embodiment, the
次に、ヒータ1−3の動作について説明する。ヒータ1−3には、電極8、9のそれぞれを介して外部から電力が供給される。ヒータ1−3では、電力が供給されることで、一対の抵抗発熱体3、4のそれぞれが長手方向に通電される。また、ヒータ1−3では、一対の抵抗発熱体3、4からの熱を熱伝導体10が伝える。したがって、ヒータ1−3では、長手方向における基板2の温度の不均一を抑制することができる。
Next, the operation of the heater 1-3 will be described. Electric power is supplied to the heater 1-3 from the outside through the
〔実施形態2〕
次に、実施形態2について説明する。図4は、実施形態2のヒータを示す模式図である。
[Embodiment 2]
Next,
図4に示すヒータ1−4がヒータ1−1と異なる点は、一対の抵抗発熱体3、4の間に配置される熱伝導体10が、導体7と電気的に接触している点である。
The heater 1-4 shown in FIG. 4 is different from the heater 1-1 in that the
熱伝導体10は、一対の抵抗発熱体3、4の間に配置されている。熱伝導体10は、一対の抵抗発熱体3、4と電気的に非接触で、長手方向に延びて形成されている。熱伝導体10は、短手方向における長さが一定となるように、長手方向に沿う帯状に形成されている。熱伝導体10は、一対の抵抗発熱体3、4のそれぞれと電気的に接続される導体7に対して電気的に接触する。本実施形態における熱伝導体10は、長手方向の他端部が導体7と電気的に接触している。つまり、熱伝導体10は、導体7と電気的に接続されている。このため、熱伝導体10では、一対の抵抗発熱体3、4の通電時に、長手方向において生じる電位差を設定可能である。
The
次に、ヒータ1−4の動作について説明する。ヒータ1−4には、電極8、9のそれぞれを介して外部から電力が供給される。ヒータ1−4では、電力が供給されることで、一対の抵抗発熱体3、4のそれぞれが長手方向に通電される。また、ヒータ1−4では、一対の抵抗発熱体3、4からの熱を熱伝導体10が伝える。したがって、ヒータ1−4は、長手方向における基板2の温度の不均一を抑制することができる。
Next, the operation of the heater 1-4 will be described. Electric power is supplied to the heater 1-4 from the outside through the
また、ヒータ1−4は、熱伝導体10の長手方向において生じる電位差を設定可能なため、紙などの媒体を加熱する電子機器類に搭載されるヒータとして好ましい。
In addition, since the heater 1-4 can set a potential difference generated in the longitudinal direction of the
なお、上記実施形態2では、一対の抵抗発熱体3、4は、短手方向の長さが一定となるように、長手方向に沿う帯状に形成されているが、これに限定されるものではない。図5は、実施形態2のヒータの変形例1を示す模式図である。ヒータ1−5では、図4に示すように、一対の抵抗発熱体3、4は、短手方向の長さが、長手方向の両端部から中央部に向かって徐々に短くなるように形成されている。また、ヒータ1−5では、熱伝導体10は、短手方向の長さが一定となるように、長手方向に沿う帯状に形成されている。
In the second embodiment, the pair of
次に、ヒータ1−5の動作について説明する。ヒータ1−5には、電極8、9のそれぞれを介して外部から電力が供給される。ヒータ1−5では、電力が供給されることで、一対の抵抗発熱体3、4のそれぞれが長手方向に通電される。また、ヒータ1−5では、一対の抵抗発熱体3、4からの熱を熱伝導体10が伝える。したがって、ヒータ1−5は、長手方向における基板2の温度の不均一を抑制することができる。
Next, the operation of the heater 1-5 will be described. Electric power is supplied to the heater 1-5 from the outside through the
なお、上記実施形態2の変形例1では、熱伝導体10は、短手方向の長さが一定となるように、長手方向に沿う帯状に形成されているが、これに限定されるものではない。図6は、実施形態2のヒータの変形例2を示す模式図である。ヒータ1−6では、図6に示すように、一対の抵抗発熱体3、4は、短手方向の長さが、長手方向の両端部から中央部に向かって徐々に短くなるように形成されている。また、ヒータ1−6では、熱伝導体10は、短手方向の長さが、長手方向の両端部から中央部に向かって徐々に長くなるように形成されている。つまり、ヒータ1−6では、熱伝導体10は、一対の抵抗発熱体3、4との短手方向における間隔が一定となるように、形成されている。
In the first modification of the second embodiment, the
次に、ヒータ1−6の動作について説明する。ヒータ1−6には、電極8、9のそれぞれを介して外部から電力が供給される。ヒータ1−6では、電力が供給されることで、一対の抵抗発熱体3、4のそれぞれが長手方向に通電される。また、ヒータ1−6では、一対の抵抗発熱体3、4からの熱を熱伝導体10が伝える。したがって、ヒータ1−6では、長手方向における基板2の温度の不均一を抑制することができる。
Next, the operation of the heater 1-6 will be described. Electric power is supplied to the heater 1-6 from the outside through the
なお、上記実施形態およびその変形例では、熱伝導体10は、基層の上に複数の熱伝導層を積み重ねて構成されているが、基層の上に1つの熱伝導層を積み重ねて構成されていてもよい。この場合、基層と熱伝導層とを合わせた膜厚が、一対の抵抗発熱体3、4の膜厚より厚いことが好ましい。
In addition, in the said embodiment and its modification, although the
また、上記実施形態およびその変形例では、熱伝導体10は、基層の上に複数の熱伝導層を積み重ねて構成されているが、基層のみから構成されていてもよい。
Moreover, in the said embodiment and its modification, although the
また、上記実施形態およびその変形例では、一対の抵抗発熱体3、4および熱伝導体10のそれぞれの長手方向の一端部は、長手方向における基板2上で同じ位置に位置しているが、熱伝導体10の一端部が一対の抵抗発熱体3、4の一端部より長手方向一端部2aに突出していてもよいし、熱伝導体10の一端部が一対の抵抗発熱体3、4の一端部より長手方向他端部2bに後退して(つまり熱伝導体10の一端部が長手方向他端部2b側に凹んで)いてもよい。
Moreover, in the said embodiment and its modification, although one end part of each longitudinal direction of a pair of
次に、ヒータを備えた定着装置の一実施形態について説明する。図7は、ヒータの使用例である定着装置を示す説明図である。同図に示すように、定着装置200は、上述した実施形態およびその変形例のヒータ1−1〜1−6(以下、単に「ヒータ1」と称する)のいずれも使用することができる。定着装置200では、支持体202の周りに円筒状に巻き回された定着フィルムベルト201の底部にヒータ1が設置されている。定着フィルムベルト201は、例えばポリイミド等の耐熱性の樹脂材料から形成されている。ヒータ1および定着フィルムベルト201に対向する位置には、加圧ローラ203が配設されている。加圧ローラ203は、表面に耐熱性の弾性材料、例えばシリコーン樹脂層204を有し、定着フィルムベルト201を圧接した状態で、回転軸205周りに回転する(同図に示す矢印A)ことができる。
Next, an embodiment of a fixing device provided with a heater will be described. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a fixing device as an example of using a heater. As shown in the figure, the fixing
トナー定着工程では、定着フィルムベルト201とシリコーン樹脂層204との接触面において、媒体である複写用紙P上に付着したトナー像T1が定着フィルムベルト201を介してヒータ1により加熱溶融される。その結果、少なくともトナー像T1の表面部は融点を超え、軟化して溶融する。その後、加圧ローラ203の用紙排出側では複写用紙Pがヒータ1から離間するとともに、定着フィルムベルト201からも離間し、トナー像T2は自然に放熱して再び固化することで、トナー像T2が複写用紙Pに定着する。
In the toner fixing step, the toner image T1 attached on the copy paper P, which is a medium, is heated and melted by the heater 1 through the fixing
上記定着装置200では、長手方向における基板2の温度の不均一を抑制することができるヒータ1を用いたことで、複写用紙P上に付着したトナー像T1の加熱溶融の不均一を抑制することができる。
In the
次に、ヒータを備えた画像形成装置の一実施形態について説明する。図8は、ヒータの使用例である画像形成装置を示す説明図である。なお、本実施形態で、画像形成装置は、複写機100である。同図に示すように、複写機100には、上述した定着装置200を含む各構成要素が筐体101内に収められている。筐体101の上部には、ガラス等の透明材料からなる原稿載置台が備え付けられており、画像情報を読み取る対象となる原稿P1を原稿載置台上で往復動させて(同図に示す矢印Y)スキャンする構成となっている。
Next, an embodiment of an image forming apparatus provided with a heater will be described. FIG. 8 is an explanatory view showing an image forming apparatus as an example of use of a heater. In the present embodiment, the image forming apparatus is the copying
筐体101内の上部には光照射用ランプと反射鏡とからなる照明装置102が設けられており、照明装置102から照射された光が原稿載置台上の原稿P1の表面で反射し、短焦点小径結像素子アレイ103によって感光ドラム104上にスリット露光される。なお、感光ドラム104は回転可能(同図に示す矢印Z)に設置されている。
An illuminating
また、筐体101内に設置された感光ドラム104の近傍には、帯電器105が設けられており、感光ドラム104が帯電器105により一様(ほぼ一様も含む)に帯電される。感光ドラム104は、例えば酸化亜鉛感光層または有機半導体感光層で被覆されている。帯電した感光ドラム104には、短焦点小径結像素子アレイ103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106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、トナー像となる。
Further, a
カセット107内に収容されている複写用紙Pは、給送ローラ108と感光ドラム104上のトナー像と同期をとって上下方向に圧接して回転される一対の搬送ローラ109によって、感光ドラム104上に送り込まれる。そして、転写放電器110によって感光ドラム104上のトナー像が複写用紙P上に転写される。
The copy paper P stored in the
その後、感光ドラム104上から下流側に送られた複写用紙Pは、搬送ガイド111によって定着装置200に導かれて加熱定着処理(上記トナー定着工程)された後、トレイ112に排出される。なお、トナー像が転写された後、感光ドラム104上の残留トナーはクリーナ113により除去される。
Thereafter, the copy sheet P sent from the
定着装置200は、複写用紙Pの移動方向と直交する方向に、複写機100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)より大きい抵抗発熱体を備えたヒータ1(図7参照)が加圧ローラ203の外周に取り付けられたシリコーン樹脂層204(図7参照)に加圧された状態で設けられている。
The fixing
そして、ヒータ1と加圧ローラ203との間を送られる複写用紙P上の未定着トナー像は、抵抗発熱体の発熱を利用して溶融され、複写用紙P上に文字、英数字、記号、図面等の複写像を現出させることができる。
The unfixed toner image on the copy paper P sent between the heater 1 and the
本実施形態の複写機100によれば、長手方向における基板2の温度の不均一を抑制することができるヒータ1を用いたことで、複写用紙P上の未定着トナー像の加熱溶融の不均一を抑制することができる。
According to the copying
なお、ヒータ1を複写機100等の画像形成装置の定着用に使用した例について説明したが、これに限らず、家庭用電気製品、業務用や実験用の精密機械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することができる。
The example in which the heater 1 is used for fixing an image forming apparatus such as the copying
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof as well as included in the scope and gist of the invention.
1、1−1〜1−6 ヒータ
2 基板
3 抵抗発熱体
4 抵抗発熱体
5〜7 導体
8、9 電極
10 熱伝導体
100 複写機(画像形成装置)
203 加圧ローラ
P 複写用紙(媒体)
T1 トナー像
1, 1-1 to 1-6 heater
2 Substrate
3 resistance heating elements
4 resistance heating elements
5-7 conductors
8,9 electrodes
10 Thermal conductor
100 Copying machine (image forming device)
203 Pressure roller
P Copy paper (medium)
T1 toner image
Claims (5)
基板と;
前記基板の短手方向に間隔をおいて、前記基板の長手方向に延びて形成される一対の抵抗発熱体と;
前記一対の抵抗発熱体と電気的に接続される導体と;
前記導体と電気的に接続される電極と;
前記一対の抵抗発熱体の間に配置され、前記一対の抵抗発熱体と同じ材料で前記一対の抵抗発熱体の膜厚と同じ厚さに形成される熱伝導体と;
を具備し、
前記熱伝導体は、前記一対の抵抗発熱体と同じ材料で形成される基層と、当該基層に積層される複数の熱伝導層と、を有し、
前記短手方向において、前記一対の抵抗発熱体と前記基層との間隔が0.3mm以上0.5mm以下であるヒータ。 A heater for an image forming apparatus, wherein the heater is
A substrate;
A pair of resistance heating elements formed extending in the longitudinal direction of the substrate at an interval in the short direction of the substrate;
A conductor electrically connected to the pair of resistance heating elements;
An electrode electrically connected to the conductor;
A heat conductor disposed between the pair of resistance heating elements and formed of the same material as the pair of resistance heating elements to have the same thickness as the pair of resistance heating elements;
Equipped with,
The heat conductor has a base layer formed of the same material as the pair of resistance heating elements, and a plurality of heat conductive layers stacked on the base layer,
The heater in which the distance between the pair of resistance heating elements and the base layer is 0.3 mm or more and 0.5 mm or less in the short direction .
前記複数の熱伝導層は、前記基層よりも熱伝導性が高い材料で形成される請求項1に記載のヒータ。 The base layer is formed in the same thickness as the film thickness before Symbol pair of the resistance heating element,
The heater according to claim 1, wherein the plurality of heat conductive layers are formed of a material having higher heat conductivity than the base layer.
前記媒体を加熱時に加圧する加圧ローラと;
を具備し、
前記媒体を前記加熱および前記加圧することで、前記媒体に付着したトナー像を定着させる画像形成装置。 The heater according to any one of claims 1 to 4 , which heats a passing medium;
A pressure roller that pressurizes the medium during heating;
Comprising
An image forming apparatus for fixing a toner image attached to the medium by heating and pressurizing the medium.
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