发热体单元及加热装置转让专利
申请号 : CN200880116307.0
文献号 : CN101960913A
文献日 : 2011-01-26
发明人 : 小西政则 , 松冈广彰 , 西尾章
申请人 : 松下电器产业株式会社
摘要 :
本发明提供一种发热体单元及加热装置，在发热体单元中的发热体(2)的端部设置卡止用贯通孔(2P)，使固定部(5)与分别形成在构成夹持发热体(2)的端部的保持件(3)的第一保持部(3a)及第二保持部(3a)的贯通孔卡合，从而对发热体(2)的端部进行保持，构成即使在热应力的情况下也能够进行稳定的应力吸收和热扩散的稳定的发热体单元，由该发热体单元构成加热装置。
权利要求 :
1.一种发热体单元，其在容器内配置有：具有发热部的发热体、安装于所述发热体的端部的保持件、与所述保持件电连接并向所述发热体供给来自外部的电力的引线，所述发热体单元的特征在于，所述保持件具有相互对置的第一保持部及第二保持部，且所述第一保持部及所述第二保持部分别形成有贯通孔，并且所述贯通孔的中心轴配置在同轴上，所述发热体的端部具有卡止用贯通孔，且所述发热体的端部配置在所述第一保持部及所述第二保持部之间，所述卡止用贯通孔与所述中心轴同轴配置，所述发热体单元设有固定部，该固定部具有卡合部，且所述卡合部与所述第一保持部及所述第二保持部的各贯通孔以及所述发热体的端部的所述卡止用贯通孔卡合，所述固定部具有第一位置限制构件和第二位置限制构件，所述第一位置限制构件用于在所述卡合部的一端侧限制所述第一保持部的位置，且所述卡合部的一端侧配置于未配置有所述发热体的端部的所述第一保持部的外侧面，所述第二位置限制构件用于在所述卡合部的另一端侧限制所述第二保持部的位置，且所述卡合部的另一端侧配置于未配置有所述发热体的端部的所述第二保持部的外侧面，且使所述发热体的端部由所述第一保持部及所述第二保持部夹持。
2.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，以与所述第一保持部及所述第二保持部的各贯通孔和所述发热体的端部的所述卡止用贯通孔卡合的方式，形成与接合于所述第一保持部的所述引线相连的所述固定部，并且使所述卡合部的突出端部塑性变形而成为第二位置限制构件，其中所述卡合部的突出端部通过所述第一保持部的贯通孔而从所述第二保持部的贯通孔向外侧突出，所述发热体的端部由所述第一保持部及所述第二保持部夹持。
3.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，通过缩短所述第一位置限制构件与所述第二位置限制构件的距离，由所述第一保持部及所述第二保持部来夹持所述发热体的端部，使所述发热体成为压接状态。
4.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，对于所述第一保持部及所述第二保持部的各贯通孔和所述发热体的卡止用贯通孔，所述第二保持部的贯通孔形成为比所述固定部的外径大，且所述第二保持部的贯通孔形成为比所述第一保持部的贯通孔及所述卡止用贯通孔小。
5.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，夹持所述发热体的端部的所述第一保持部及所述第二保持部的发热体插入口侧边缘部设有向外侧开放的曲面或倾斜面、或去除了加工时的飞边的无飞边部来作为防止所述发热体的缺损的缺损防止部。
6.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，所述发热体由具有挠性、柔软性及弹性的材料构成。
7.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，为了对所述发热体进行压接，在所述发热体与所述第一保持部之间、或所述发热体与所述第二保持部之间的至少一方配设具有弹性的导电性构件。
8.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，在所述第一位置限制构件和所述第二位置限制构件之间配设有具有弹性的构件。
9.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，在所述引线上设有对所述容器的内壁与所述发热体的距离进行限制的位置限制部。
10.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，在所述引线设有用于吸收所述发热体的伸缩的弹簧部。
11.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，在所述容器内填充有惰性气体。
12.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，所述发热体为厚度是300μm以下的薄膜片状。
13.一种加热装置，其特征在于，
具备权利要求1所述的发热体单元，且所述加热装置在与所述发热体单元中的发热体的散热面对置的位置设有反射部。
14.一种加热装置，其特征在于，
具备权利要求1所述的发热体单元，且所述加热装置以包围所述发热体单元的周围的方式配设筒体。
15.根据权利要求13所述的加热装置，其特征在于，所述加热装置具有进行发热体单元的电气控制的控制电路，所述控制电路由接通断开控制、通电率控制、相位控制及零交叉控制的各个电路单独地构成、或至少组合两个来构成。
16.根据权利要求14所述的加热装置，其特征在于，所述加热装置具有进行发热体单元的电气控制的控制电路，所述控制电路由接通断开控制、通电率控制、相位控制及零交叉控制的各个电路单独地构成、或至少组合两个来构成。
17.一种发热体单元，其特征在于，具备：
带状的发热体，其利用包含碳系物质的材料由薄膜片形成，且具有二维各向同性的导热；
电力供给部，其具有保持件和引线，所述保持件由导电性材料形成，且带有对置配置的第一保持部和第二保持部，所述第一保持部和第二保持部具有夹着所述发热体的两端的接触面，所述引线与所述保持件电连接，所述电力供给部向所述发热体的对置的两端供给电力，容器，其内置所述发热体和所述电力供给部的一部分，所述发热体单元的特征在于，
形成于所述发热体的两端的卡定支承部与形成于所述电力供给部的卡定部卡合。
18.根据权利要求17所述的发热体单元，其特征在于，所述发热体的卡定支承部由贯通孔构成，在所述第一保持部和所述第二保持部的与所述卡定支承部对应的位置形成贯通孔，其中所述第一保持部和所述第二保持部夹着所述发热体的两端，所述引线的形成于发热体侧端部的卡定部贯通所述发热体的所述卡定支承部、所述第一保持部及所述第二保持部的各贯通孔并卡合。
19.根据权利要求17所述的发热体单元，其特征在于，所述发热体的卡定支承部由贯通孔构成，在所述保持件的所述第一保持部和所述第二保持部的其中之一的与所述卡定支承部对应的位置形成贯通孔，其中所述保持件的所述第一保持部和所述第二保持部夹着所述发热体的两端，在所述保持件的另一方的与所述卡定支承部对应的位置形成突起，所述保持件的所述突起贯通所述保持件的贯通孔和所述发热体的所述卡定支承部并卡合。
20.根据权利要求18所述的发热体单元，其特征在于，所述引线的卡定部是将其发热体侧端部弯曲而形成的，对于形成于所述第一保持部的贯通孔和形成于所述第二保持部的贯通孔，所述保持件中配置所述引线的所述卡定部的弯曲部分的一侧的贯通孔形成为比配置所述卡定部的前端部分的另一侧的贯通孔大。
21.根据权利要求18所述的发热体单元，其特征在于，在所述第一保持部或所述第二保持部的其中之一，在与所述电力供给部的卡定部卡合的贯通孔不同的位置形成有保持孔，所述引线贯通所述保持孔，从而所述引线对所述保持件进行保持。
22.根据权利要求18所述的发热体单元，其特征在于，所述引线的卡定部是将其发热体侧端部弯曲而形成的，在所述卡定部插入到所述保持件的贯通孔中的状态下，在所述卡定部的前端部分设置脱落防止机构。
23.根据权利要求17所述的发热体单元，其特征在于，形成于所述发热体的两端的卡定支承部以切口形式形成于该发热体的宽度方向的两端缘的至少一侧的端缘，所述电力供给部的卡定部利用侧壁部形成于所述保持件的与所述卡定支承部对应的位置处，其中所述侧壁部与同所述发热体接触的面正交且在所述发热体的长度方向上延伸设置。
24.根据权利要求23所述的发热体单元，其特征在于，作为所述保持件的卡定部的所述侧壁部形成于所述第一保持部或所述第二保持部之一，且该侧壁部的突出端部绕过另一保持部进行握持。
25.根据权利要求17所述的发热体单元，其特征在于，所述第一保持部和所述第二保持部构成为使一片材料弯曲而夹着所述发热体的端部。
26.根据权利要求17所述的发热体单元，其特征在于，所述发热体具有由包含碳系物质的材料形成的层间构造。
27.根据权利要求17所述的发热体单元，其特征在于，所述容器由具有耐热性的玻璃管或陶瓷管形成，并填充有惰性气体，且在所述电力供给部处密封。
28.一种发热体单元，其特征在于，具备：
带状的发热体，其利用包含碳系物质的材料由薄膜片形成，并具有二维各向同性的导热；
电力供给部，其向所述发热体的对置的两端供给电力；
容器，其内置所述发热体和所述电力供给部的一部分，所述发热体单元的特征在于，
位置限制部固接于所述容器的内部的所述电力供给部，将所述发热体保持在所述容器的内部的规定位置，并且在所述位置限制部未形成有所述电力供给部的电流路径。
29.根据权利要求28所述的发热体单元，其特征在于，所述电力供给部具有：对所述发热体的两端进行保持的保持件、与所述保持件电连接的引线，所述位置限制部为固接于所述引线的线圈状的支承环，所述位置限制部的外周部分的至少一部分与所述容器的内周面接近配置。
30.根据权利要求29所述的发热体单元，其特征在于，所述引线中固接所述位置限制部的部分的至少一部分与其他部位相比被变形。
31.根据权利要求30所述的发热体单元，其特征在于，所述位置限制部由金属线材构成，使所述位置限制部的一部分卷绕在所述引线上而固接该位置限制部。
32.根据权利要求30所述的发热体单元，其特征在于，所述引线由线材构成，在所述引线的变形的部分固接所述位置限制部，所述引线的变形的部分的与流过该部分的电流路径正交的截面积同其他部分的与电流路径正交的截面积之比为80％以上。
33.根据权利要求30所述的发热体单元，其特征在于，所述引线由线材构成，并使固接所述位置限制部的所述引线的部分弯曲。
34.根据权利要求30所述的发热体单元，其特征在于，形成于所述发热体的两端的卡定支承部与形成于所述引线的卡定部卡合，从而使所述发热体拉设在所述容器的内部。
35.根据权利要求34所述的发热体单元，其特征在于，所述发热体的卡定支承部由贯通孔构成，在夹着所述发热体的两端的所述保持件中与所述卡定支承部对应的位置形成贯通孔，所述卡定部贯通所述卡定支承部和所述保持件的贯通孔并卡合。
36.根据权利要求35所述的发热体单元，其特征在于，在所述卡定部中，贯通了所述保持件的贯通孔的突出端部塑性变形为比该贯通孔的直径大。
37.根据权利要求28所述的发热体单元，其特征在于，所述发热体具有由包含碳系物质的材料形成的层间构造。
38.根据权利要求28所述的发热体单元，其特征在于，所述容器由具有耐热性的玻璃管或陶瓷管的任一种构成，在所述电力供给部处密封，并向容器内部填充惰性气体。
39.一种加热装置，其特征在于，装备权利要求1～12及权利要求17～38中任一项所述的发热体单元作为热源。
40.一种图像定影装置，其特征在于，具备：
加热体，其对担载有未定影调色剂图像的被记录构件进行加热；
加压体，其与所述加热体对置配设，经由所述被记录构件相对于所述加热体进行加压，所述加热体作为加热源装备具有发热体的权利要求1～13及权利要求17～38中任一项所述的发热体单元。
41.根据权利要求40所述的图像定影装置，其特征在于，所述发热体具有由包含碳系物质的材料形成的层间构造。
42.根据权利要求41所述的图像定影装置，其特征在于，在所述发热体中，通电所形成的平衡点灯时的电阻值除以未通电时的电阻值所得到的电阻变化率的值处于1.2至3.5的范围，所述发热体具有发热体温度与电阻值成正比的正特性。
43.根据权利要求42所述的图像定影装置，其特征在于，所述发热体为厚度是300μm以下的薄膜体。
44.根据权利要求42所述的图像定影装置，其特征在于，3
所述发热体为密度是1.0g/cm 以下的轻膜体。
45.根据权利要求42所述的图像定影装置，其特征在于，所述发热体由导热率为200W/m·K以上的材料形成。
46.根据权利要求42所述的图像定影装置，其特征在于，所述加热体具有容器，该容器收纳所述发热体及向该发热体的对置的两端供给电力的电力供给部的一部分，所述容器内部填充惰性气体并在所述电力供给部密封。
47.根据权利要求42所述的图像定影装置，其特征在于，所述加热体设有反射部，该反射部用于规定由所述发热体进行加热的加热区域。
48.根据权利要求42所述的图像定影装置，其特征在于，在所述加热体设有多个所述发热体，多个所述发热体的长度方向的各中心轴与所述被记录构件的输送方向正交地配置在直线上。
49.根据权利要求42所述的图像定影装置，其特征在于，在所述加热体中，利用吸收红外线的构件在与所述发热体对置的面上形成膜体。
50.根据权利要求42所述的图像定影装置，其特征在于，所述发热体的加热范围包括：由所述加热体和所述加压体所形成的所述被记录构件的按压部位即捏夹部、比该捏夹部靠被记录构件的输送方向上游侧的部位。
51.一种图像形成装置，其特征在于，
具备权利要求40～50中任一项所述的图像定影装置。
1.一种发热体单元，其在容器内配置有：具有发热部的发热体、安装于所述发热体的端部的保持件、与所述保持件电连接并向所述发热体供给来自外部的电力的引线，所述发热体单元的特征在于，所述保持件具有相互对置的第一保持部及第二保持部，且所述第一保持部及所述第二保持部分别形成有贯通孔，并且所述贯通孔的中心轴配置在同轴上，所述发热体的端部具有卡止用贯通孔，且所述发热体的端部配置在所述第一保持部及所述第二保持部之间，所述卡止用贯通孔与所述中心轴同轴配置，所述发热体单元设有固定部，该固定部具有卡合部，且所述卡合部与所述第一保持部及所述第二保持部的各贯通孔以及所述发热体的端部的所述卡止用贯通孔卡合，所述固定部具有第一位置限制构件和第二位置限制构件，所述第一位置限制构件用于在所述卡合部的一端侧限制所述第一保持部的位置，且所述卡合部的一端侧配置于未配置有所述发热体的端部的所述第一保持部的外侧面，所述第二位置限制构件用于在所述卡合部的另一端侧限制所述第二保持部的位置，且所述卡合部的另一端侧配置于未配置有所述发热体的端部的所述第二保持部的外侧面，且使所述发热体的端部由所述第一保持部及所述第二保持部夹持。
2.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，以与所述第一保持部及所述第二保持部的各贯通孔和所述发热体的端部的所述卡止用贯通孔卡合的方式，形成与接合于所述第一保持部的所述引线相连的所述固定部，并且使所述卡合部的突出端部塑性变形而成为第二位置限制构件，其中所述卡合部的突出端部通过所述第一保持部的贯通孔而从所述第二保持部的贯通孔向外侧突出，所述发热体的端部由所述第一保持部及所述第二保持部夹持。
3.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，通过缩短所述第一位置限制构件与所述第二位置限制构件的距离，由所述第一保持部及所述第二保持部来夹持所述发热体的端部，使所述发热体成为压接状态。
4.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，对于所述第一保持部及所述第二保持部的各贯通孔和所述发热体的卡止用贯通孔，所述第二保持部的贯通孔形成为比所述固定部的外径大，且所述第二保持部的贯通孔形成为比所述第一保持部的贯通孔及所述卡止用贯通孔小。
5.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，夹持所述发热体的端部的所述第一保持部及所述第二保持部的发热体插入口侧边缘部设有向外侧开放的曲面或倾斜面、或去除了加工时的飞边的无飞边部来作为防止所述发热体的缺损的缺损防止部。
6.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，所述发热体由具有挠性、柔软性及弹性的材料构成。
7.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，为了对所述发热体进行压接，在所述发热体与所述第一保持部之间、或所述发热体与所述第二保持部之间的至少一方配设具有弹性的导电性构件。
8.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，在所述第一位置限制构件和所述第二位置限制构件之间配设有具有弹性的构件。
9.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，在所述引线上设有对所述容器的内壁与所述发热体的距离进行限制的位置限制部。
10.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，在所述引线设有用于吸收所述发热体的伸缩的弹簧部。
11.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，在所述容器内填充有惰性气体。
12.根据权利要求1所述的发热体单元，其特征在于，所述发热体为厚度是300μm以下的薄膜片状。
13.一种加热装置，其特征在于，
具备权利要求1所述的发热体单元，且所述加热装置在与所述发热体单元中的发热体的散热面对置的位置设有反射部。
14.一种加热装置，其特征在于，
具备权利要求1所述的发热体单元，且所述加热装置以包围所述发热体单元的周围的方式配设筒体。
15.根据权利要求13所述的加热装置，其特征在于，所述加热装置具有进行发热体单元的电气控制的控制电路，所述控制电路由接通断开控制、通电率控制、相位控制及零交叉控制的各个电路单独地构成、或至少组合两个来构成。
16.根据权利要求14所述的加热装置，其特征在于，所述加热装置具有进行发热体单元的电气控制的控制电路，所述控制电路由接通断开控制、通电率控制、相位控制及零交叉控制的各个电路单独地构成、或至少组合两个来构成。
17.(修改后)一种发热体单元，其特征在于，具备：带状的发热体，其利用包含碳系物质的材料由薄膜片形成，且具有二维各向同性的导热；
电力供给部，其具有保持件和引线，所述保持件由导电性材料形成，且带有对置配置的第一保持部和第二保持部，所述第一保持部和第二保持部具有夹着所述发热体的两端的接触面，所述引线与所述保持件电连接，且在发热体侧端部带有卡定部，所述电力供给部向所述发热体的对置的两端供给电力，容器，其内置所述发热体和所述电力供给部的一部分，所述发热体单元的特征在于，
所述发热体的端部配置在所述第一保持部及所述第二保持部之间，形成于所述发热体的端部的卡定支承部同所述第一保持部及所述第二保持部一起与所述卡定部卡合。
18.根据权利要求17所述的发热体单元，其特征在于，所述发热体的卡定支承部由贯通孔构成，在所述第一保持部和所述第二保持部的与所述卡定支承部对应的位置形成贯通孔，其中所述第一保持部和所述第二保持部夹着所述发热体的两端，所述引线的形成于发热体侧端部的卡定部贯通所述发热体的所述卡定支承部、所述第一保持部及所述第二保持部的各贯通孔并卡合。
19.根据权利要求17所述的发热体单元，其特征在于，所述发热体的卡定支承部由贯通孔构成，在所述保持件的所述第一保持部和所述第二保持部的其中之一的与所述卡定支承部对应的位置形成贯通孔，其中所述保持件的所述第一保持部和所述第二保持部夹着所述发热体的两端，在所述保持件的另一方的与所述卡定支承部对应的位置形成突起，所述保持件的所述突起贯通所述保持件的贯通孔和所述发热体的所述卡定支承部并卡合。
20.根据权利要求18所述的发热体单元，其特征在于，所述引线的卡定部是将其发热体侧端部弯曲而形成的，对于形成于所述第一保持部的贯通孔和形成于所述第二保持部的贯通孔，所述保持件中配置所述引线的所述卡定部的弯曲部分的一侧的贯通孔形成为比配置所述卡定部的前端部分的另一侧的贯通孔大。
21.根据权利要求18所述的发热体单元，其特征在于，在所述第一保持部或所述第二保持部的其中之一，在与所述电力供给部的卡定部卡合的贯通孔不同的位置形成有保持孔，所述引线贯通所述保持孔，从而所述引线对所述保持件进行保持。
22.根据权利要求18所述的发热体单元，其特征在于，所述引线的卡定部是将其发热体侧端部弯曲而形成的，在所述卡定部插入到所述保持件的贯通孔中的状态下，在所述卡定部的前端部分设置脱落防止机构。
23.根据权利要求17所述的发热体单元，其特征在于，形成于所述发热体的两端的卡定支承部以切口形式形成于该发热体的宽度方向的两端缘的至少一侧的端缘，所述电力供给部的卡定部利用侧壁部形成于所述保持件的与所述卡定支承部对应的位置处，其中所述侧壁部与同所述发热体接触的面正交且在所述发热体的长度方向上延伸设置。
24.根据权利要求23所述的发热体单元，其特征在于，作为所述保持件的卡定部的所述侧壁部形成于所述第一保持部或所述第二保持部之一，且该侧壁部的突出端部绕过另一保持部进行握持。
25.根据权利要求17所述的发热体单元，其特征在于，所述第一保持部和所述第二保持部构成为使一片材料弯曲而夹着所述发热体的端部。
26.根据权利要求17所述的发热体单元，其特征在于，所述发热体具有由包含碳系物质的材料形成的层间构造。
27.根据权利要求17所述的发热体单元，其特征在于，所述容器由具有耐热性的玻璃管或陶瓷管形成，并填充有惰性气体，且在所述电力供给部处密封。
28.(修改后)一种发热体单元，其特征在于，具备：厚度为300μm以下的带状的发热体，其利用包含碳系物质的材料由薄膜片形成，并具有二维同向性的导热；
电力供给部，其向所述发热体的对置的两端供给电力；
容器，其内置所述发热体和所述电力供给部的一部分，向内部填充惰性气体并在所述电力供给部密封，所述发热体单元的特征在于，
位置限制部固接于所述容器的内部的所述电力供给部，将所述发热体保持在所述容器的内部的规定位置，并且在所述位置限制部未形成有所述电力供给部的电流路径。
29.根据权利要求28所述的发热体单元，其特征在于，所述电力供给部具有：对所述发热体的两端进行保持的保持件、与所述保持件电连接的引线，所述位置限制部为固接于所述引线的线圈状的支承环，所述位置限制部的外周部分的至少一部分与所述容器的内周面接近配置。
30.根据权利要求29所述的发热体单元，其特征在于，所述引线中固接所述位置限制部的部分的至少一部分与其他部位相比被变形。
31.根据权利要求30所述的发热体单元，其特征在于，所述位置限制部由金属线材构成，使所述位置限制部的一部分卷绕在所述引线上而固接该位置限制部。
32.根据权利要求30所述的发热体单元，其特征在于，所述引线由线材构成，在所述引线的变形的部分固接所述位置限制部，所述引线的变形的部分的与流过该部分的电流路径正交的截面积同其他部分的与电流路径正交的截面积之比为80％以上。
33.根据权利要求30所述的发热体单元，其特征在于，所述引线由线材构成，并使固接所述位置限制部的所述引线的部分弯曲。
34.根据权利要求30所述的发热体单元，其特征在于，形成于所述发热体的两端的卡定支承部与形成于所述引线的卡定部卡合，从而使所述发热体拉设在所述容器的内部。
35.根据权利要求34所述的发热体单元，其特征在于，所述发热体的卡定支承部由贯通孔构成，在夹着所述发热体的两端的所述保持件中与所述卡定支承部对应的位置形成贯通孔，所述卡定部贯通所述卡定支承部和所述保持件的贯通孔并卡合。
36.根据权利要求35所述的发热体单元，其特征在于，在所述卡定部中，贯通了所述保持件的贯通孔的突出端部塑性变形为比该贯通孔的直径大。
37.根据权利要求28所述的发热体单元，其特征在于，所述发热体具有由包含碳系物质的材料形成的层间构造。
38.根据权利要求28所述的发热体单元，其特征在于，所述容器由具有耐热性的玻璃管或陶瓷管的任一种构成，在所述电力供给部处密封，并向容器内部填充惰性气体。
39.一种加热装置，其特征在于，装备权利要求1～12及权利要求17～38中任一项所述的发热体单元作为热源。
40.一种图像定影装置，其特征在于，具备：
加热体，其对担载有未定影调色剂图像的被记录构件进行加热；
加压体，其与所述加热体对置配设，经由所述被记录构件相对于所述加热体进行加压，所述加热体作为加热源装备具有发热体的权利要求1～13及权利要求17～38中任
说明书 :
发热体单元及加热装置
技术领域
[0001] 本发明涉及作为热源使用的发热体单元及使用该发热体单元的加热装置，尤其涉及具有将碳系物质作为成分并形成为片状的发热体的发热体单元及使用该发热体单元的加热装置。作为本发明的加热装置，包括例如复印机、传真机、打印机等电子装置、及电暖气设备、烹饪设备、干燥机等的电气设备等需要热源的各种设备。
背景技术
[0002] 如上所述，在各种设备中广泛使用发热体单元作为热源。因此，对于发热体单元来说，具有各种要求，以能够应对使用该发热体单元的设备的功能、形状、结构等规格。例如要求：作为热源的高温度、能够维持指定的温度、温度调整范围大、对于输入电力能够以高效率变换为加热能、能够对被加热对象物均匀地进行加热、具有仅对指定的方向进行加热的指向性、电源接通时的冲击电流少、到设定温度为止的上升时间短、及能够使发热体单元小型化且装卸容易的构造等。
[0003] 为了满足如上述的要求，提出了各种发热体单元方案。
[0004] 作为长条形状的热源的现有的发热体单元是在圆筒状的玻璃管内部封入细长的线圈状的钨线、或者棒状或板状的碳系烧结体作为发热体而构成的。最近，代替上述发热体，提供使用由树脂将碳纤维形成为片状的发热体来作为能够对被加热对象物更均匀地加热且加热到更高温度的通用性高的发热体单元。
[0005] 在发热体单元中，需要在玻璃管内部收容的发热体的两端部分安装有用于供给电源的构件(电力供给构件)，该电力供给构件可靠地装配在发热体，并且能够高效供给电力来构成。此外，发热体单元中的发热体和电力供给构件为在细的容易破损的玻璃管的内部的规定位置配置并封入的结构，因此在发热体单元的制造中，需要具有能够更容易且可靠地将发热体和电力供给构件装入玻璃管内部，且操作性优良的构造。进而，在作为热源使用的发热体单元中，安全性高、耐于长期间使用的可靠性高的装置是绝对的条件。
[0006] 【专利文献1】日本特开2004-193130号公报
[0007] 【专利文献2】日本特开2006-040898号公报
[0008] 【专利文献3】日本特开2007-103292号公报
[0009] 【专利文献4】日本特开2005-116412号公报
[0010] 【专利文献5】日本特开2005-149809号公报
发明内容
[0011] 在使用将碳纤维编入为片状而形成的发热体的现有的发热体单元中，具有如下的发热体单元：由贵金属覆盖发热体的两端部分，并利用金属套筒覆盖该覆盖部分，并由金属焊料将金属套筒和覆盖部分钎焊(参照日本特开2004-193130号公报)。在此种利用金属焊料焊接发热体和金属套筒焊接的方法中，在如下的安全性方面存在重大的问题，即：在发热体变得高温度(例如，1100℃)的发热体单元中，由于来自发热体的导热，钎焊部分熔融，并根据情况而使发热体脱离。
[0012] 此外，在现有的发热体单元中，具有在细长的片状的发热体的两端部分压附电力供给构件的结构(参照日本特开2006-040898号公报)。在如此构成的现有的发热体单元中，使用将多个碳纤维由树脂添加烧成片状来作为发热体。如此形成的现有的发热体单元中的片状的发热体的表面平滑，因此存在如下问题：在电力供给构件没有强的夹附力的情况下，存在发热体从电力供给构件脱落的可能，安全性及可靠性的方面有所欠缺。
[0013] 本发明的发明者们将材料及制造方法与现有所使用的将碳纤维编入而形成片状的发热体、及碳纤维中添加树脂而烧成的发热体完全不同的新的薄膜片状的材料作为发热材料来用作发热体，致力于作为新的热源的发热体单元的开发。适用于此种发热体单元中使用的发热体的新的薄膜片状的材料具有比现有的发热体的表面更平滑的表面，且具有柔软性，因此不能由现有的发热体单元中所使用的电力供给构件(例如，参照日本特开2007-103292号公报)来可靠地保持新的发热体，若将现有的发热体单元的结构原样应用于新的发热体单元，则安全性及可靠性的方面存在问题。
[0014] 本发明目的在于提供一种发热体单元及使用该发热体单元的加热装置，其能够可靠地保持发热体，即使在热应力的情况下也能够实现稳定的应力吸收和热扩散，并能够由期望的配热分布来加热被加热对象物，且能够高效率地加热到高温度。其结果，根据本发明，能够提供安全性及可靠性高、且可容易制造的发热体单元及加热装置。
[0015] 而且，在本发明中，使用发热体单元作为热源的加热装置包括图像定影装置、及具备图像定影装置的图像形成装置。作为图像形成装置包括例如复印机、传真机、打印机及具备上述功能的复合机等需要热源的设备。
[0016] 图像形成装置中的图像形成过程中，使用对担载有未定影调色剂图像的被记录构件、例如纸进行加压并以高温进行加热而将图像定影的图像定影装置。
[0017] 作为图像定影装置中的热源使用发热体单元。作为图像定影装置所使用的现有的发热体单元，列举有：使用由钨材料形成的发热体的卤素加热器、或者使用由石墨等结晶化碳、电阻值调整物质及非结晶碳的混合物形成的细长的板状的发热体的石墨加热器(参照日本特开2005-116412号公报及日本特开2005-149809号公报)。
[0018] 本发明提供具有如下热源的图像定影装置及图像形成装置，该热源使用实现了上述目的的发热体单元，在定影处理中能够由期望的配热分布以高温度来高效地加热被加热对象物，且上升快，能够降低能量消耗。
[0019] 为了解决上述问题，达到本发明的目的，本发明的第一方面的发热体单元其在容器内配置有：具有发热部的发热体、安装于所述发热体的端部的保持件、与所述保持件电连接并向所述发热体供给来自外部的电力的引线，所述发热体单元的特征在于，[0020] 所述保持件具有相互对置的第一保持部及第二保持部，且所述第一保持部及所述第二保持部分别形成有贯通孔，并且所述贯通孔的中心轴配置在同轴上，
[0021] 所述发热体的端部具有卡止用贯通孔，且所述发热体的端部配置在所述第一保持部及所述第二保持部之间，所述卡止用贯通孔与所述中心轴同轴配置，
[0022] 所述发热体单元设有固定部，该固定部具有卡合部，且所述卡合部与所述第一保持部及所述第二保持部的各贯通孔以及所述发热体的端部的所述卡止用贯通孔卡合，[0023] 所述固定部具有第一位置限制构件和第二位置限制构件，所述第一位置限制构件用于在所述卡合部的一端侧限制所述第一保持部的位置，且所述卡合部的一端侧配置于未配置有所述发热体的端部的所述第一保持部的外侧面，所述第二位置限制构件用于在所述卡合部的另一端侧限制所述第二保持部的位置，且所述卡合部的另一端侧配置于未配置有所述发热体的端部的所述第二保持部的外侧面，且使所述发热体的端部由所述第一保持部及所述第二保持部夹持。如此构成的本发明的第一方面的发热体单元中，插入到第一保持部及第二保持部之间的发热体的端部利用固定部的第一位置限制构件和第二位置限制构件的位置限制而由所述第一保持部及第二保持部夹持，或者利用与所述第一保持部及第二保持部的各贯通孔和发热体的端部的卡止用贯通孔卡合的卡合部来卡止，因此对于发热体的表面易滑等以碳系物质为主成分的片状的发热体也能够得到稳定的保持强度。
[0024] 在所述本发明第一方面的基础上，本发明的第二方面的发热体单元以与所述第一保持部及所述第二保持部的各贯通孔和所述发热体的端部的所述卡止用贯通孔卡合的方式，形成与接合于所述第一保持部的所述引线相连的所述固定部，并且使所述卡合部的突出端部塑性变形而成为第二位置限制构件，其中所述卡合部的突出端部通过所述第一保持部的贯通孔而从所述第二保持部的贯通孔向外侧突出，所述发热体的端部由所述第一保持部及所述第二保持部夹持。如此构成的本发明的第二方面的发热体单元中，对于表面易滑等以碳系物质为主成分的片状的发热体，插入到第一保持部及第二保持部之间的发热体的端部利用第二位置限制构件和设置于固定部的第一位置限制构件的位置限制来夹持，从而得到稳定的保持强度，其中所述第二位置限制构件是使设置于固定部的卡合部的突出端部塑性变形而形成的。
[0025] 在所述本发明第一方面的基础上，本发明第三方面的发热体单元通过缩短所述第一位置限制构件与所述第二位置限制构件的距离，由所述第一保持部及所述第二保持部来夹持所述发热体的端部，使所述发热体成为压接状态。如此构成的本发明第三方面的发热体单元中，对于以碳系物质为主成分的片状的发热体的端部，插入到第一保持部及第二保持部之间的发热体的端部利用由固定部形成的压接以与第一保持部及第二保持部紧靠的状态来夹持，因此得到稳定的固定强度。
[0026] 在所述本发明第一方面的基础上，本发明第四方面的发热体单元中，对于所述第一保持部及所述第二保持部的各贯通孔和所述发热体的卡止用贯通孔，所述第二保持部的贯通孔形成为比所述固定部的外径大，且所述第二保持部的贯通孔形成为比所述第一保持部的贯通孔及所述卡止用贯通孔小。如此构成的本发明的第四方面的发热体单元中，对于以碳系物质为主成分的片状的发热体的端部，插入到第一保持部及第二保持部之间的发热体的端部能够提高固定部的插入时插入作业的容易性和压接时的固接性，因此形成均匀的固定强度，得到稳定的夹持性。
[0027] 在所述本发明第一方面的基础上，本发明的第五方面的发热体单元中，夹持所述发热体的端部的所述第一保持部及所述第二保持部的发热体插入口侧边缘部设有向外侧开放的曲面或倾斜面、或去除了加工时的飞边的无飞边部来作为防止所述发热体的缺损的缺损防止部。如此构成的本发明的第五方面的发热体单元中，由于在第一保持部及第二保持部形成有缺损防止部，因此防止发热体的插入部分破损，能够得到长期使用时耐热应力的稳定的接合。
[0028] 在所述本发明第一方面的基础上，本发明的第六方面的发热体单元中，所述发热体由具有挠性、柔软性及弹性的材料构成。如此构成的本发明的第六方面的发热体单元具有弹性，从而能够提高由第一保持部及第二保持部所形成的对于发热体的端部的夹持力，发热体的安装变得容易。此外，可以利用挠性、柔软性来改变所述发热体的形状，提高设备的设计自由度。
[0029] 在所述本发明第一方面的基础上，本发明的第七方面的发热体单元为了对所述发热体进行压接，在所述发热体与所述第一保持部之间、或所述发热体与所述第二保持部之间的至少一方配设具有弹性的导电性构件。如此构成的本发明的第七方面的发热体单元中，利用具有弹性的导电性构件，能够吸收发热体或者第一保持部及第二保持部的热循环所导致的厚度方向的热膨胀，并能防止发热体的破损。此外，在该发热体单元中，将导电性构件设置在中间的发热体与第一保持部之间、或发热体与第二保持部之间的至少一方的表面上即使有凹凸形状，利用具有弹性的导电性构件的弹性变形也能够稳定地相接，并减少电接触电阻。因而，该发热体单元成为经得住由于长期间的使用时而产生的热应力的稳定的热源。
[0030] 在所述本发明第一方面的基础上，本发明的第八方面的发热体单元中，在所述第一位置限制构件和所述第二位置限制构件之间配设有具有弹性的构件。如此构成的本发明的第八方面的发热体单元中，利用具有弹性的构件的变形，能够吸收发热体或者第一保持部及第二保持部的热循环所导致的厚度方向的热膨胀，并能防止发热体的破损。此外，在该发热体单元中，在与具有弹性的构件对置的各部件的表面上即使有凹凸形状，利用具有弹性的构件的弹性变形也能够稳定地相接，并减少电接触电阻。因而，该发热体单元成为经得住由于长期间的使用时而产生的热应力的稳定的热源。
[0031] 在所述本发明第一方面的基础上，本发明的第九方面的发热体单元中，在所述引线上设有对所述容器的内壁与所述发热体的距离进行限制的位置限制部。如此构成的本发明的第九方面的发热体单元中，利用位置限制部能够限制长条的容器中相对于长度方向垂直的截面方向的位置。因此，在该发热体单元中，能够使发热体相对于容器的长度方向的倾斜稳定，并能够向期望的方向进行发热(辐射)。此外，该发热体单元中，容器的内壁面与发热体不接触，因此容器不会由于热而受损。
[0032] 在所述本发明第一方面的基础上，本发明的第十方面的发热体单元中，在所述引线设有用于吸收所述发热体的伸缩的弹簧部。如此构成的本发明的第十方面的发热体单元中，能够利用弹簧部的伸缩来吸收由于重复通电/非通电而产生的热循环时的发热体的长度方向的热膨胀。因此，该发热体单元成为发热体难以破损且长寿命的稳定的热源。
[0033] 在所述本发明第一方面的基础上，本发明的第十一方面的发热体单元中，在所述容器内填充有惰性气体。如此构成的本发明的第十一方面的发热体单元中，防止发热体的氧化，并实现发热体的长寿命化。
[0034] 在所述本发明第一方面的基础上，在本发明的第十二方面的发热体单元中，所述发热体为厚度是300μm以下的薄膜片状。在如此构成的本发明的第十二方面的发热体单元中，根据使用目的来设计发热体的板宽度、板厚、形状变得容易，能够形成由来自发热体的片状面即带面的发热所形成的指向性高的热源。
[0035] 本发明的第十三方面的加热装置具备本发明第一方面所述的发热体单元，且所述加热装置在与所述发热体单元中的发热体的散热面对置的位置设有反射部。在如此构成的本发明的第十三方面的加热装置中，朝向反射板放射的来自发热体的热量被反射板反射，从而向该加热装置的前方放射，导向位于该加热装置的前方的采暖者等被加热对象物。因此，该加热装置对于被加热对象物成为能够提供高效热源的装置。
[0036] 本发明的第十四方面的加热装置具备所述第一方面的发热体单元，且所述加热装置以包围所述发热体单元的周围的方式配设筒体。如此构成的本发明的第十四方面的加热装置能够适用于具有调色剂定影机构的复印机等电子设备及烹饪设备等。
[0037] 在所述本发明第十三方面的基础上，本发明的第十五方面的加热装置具有进行发热体单元的电气控制的控制电路，所述控制电路由接通断开控制、通电率控制、相位控制及零交叉控制的各个电路单独地构成、或至少组合两个来构成。如此构成的本发明的第十五方面的加热装置能够形成精度高并具有期望的温度分布的热源。
[0038] 在所述本发明第十四方面的基础上，本发明的第十六方面的加热装置具有进行发热体单元的电气控制的控制电路，所述控制电路由接通断开控制、通电率控制、相位控制及零交叉控制的各个电路单独地构成、或至少组合两个来构成。如此构成的本发明的第十六方面的加热装置能够形成精度高并具有期望的温度分布的热源。
[0039] 本发明的第十七方面的发热体单元具备：
[0040] 带状的发热体，其利用包含碳系物质的材料由薄膜片形成，且具有二维各向同性的导热；
[0041] 电力供给部，其具有保持件和引线，所述保持件由导电性材料形成，且带有对置配置的第一保持部和第二保持部，所述第一保持部和第二保持部具有夹着所述发热体的两端的接触面，所述引线与所述保持件电连接，所述电力供给部向所述发热体的对置的两端供给电力，
[0042] 容器，其内置所述发热体和所述电力供给部的一部分，
[0043] 其中，形成于所述发热体的两端的卡定支承部与形成于所述电力供给部的卡定部卡合。如此构成的本发明的第十七方面的发热体单元中，能够以期望的配热分布且高温度来对被加热对象物进行加热，形成安全性及可靠性高且效率高的热源，且制造容易。
[0044] 在所述本发明第十七方面的基础上，本发明的第十八方面的发热体单元中，所述发热体的卡定支承部由贯通孔构成，在所述第一保持部和所述第二保持部的与所述卡定支承部对应的位置形成贯通孔，其中所述第一保持部和所述第二保持部夹着所述发热体的两端，所述引线的形成于发热体侧端部的卡定部贯通所述发热体的所述卡定支承部、所述第一保持部及所述第二保持部的各贯通孔并卡合。如此构成的本发明的第十八方面的发热体单元中，引线能够可靠地保持发热体，成为安全性及可靠性高的热源。
[0045] 在所述本发明第十七方面的基础上，本发明的第十九方面的发热体单元中，所述发热体的卡定支承部由贯通孔构成，在所述保持件的所述第一保持部和所述第二保持部的其中之一的与所述卡定支承部对应的位置形成贯通孔，其中所述保持件的所述第一保持部和所述第二保持部夹着所述发热体的两端，在所述保持件的另一方的与所述卡定支承部对应的位置形成突起，所述保持件的所述突起贯通所述保持件的贯通孔和所述发热体的所述卡定支承部并卡合。如此构成的本发明的第十九方面的发热体单元中，保持件能够可靠地保持发热体，安全性及可靠性高且制造容易。
[0046] 在所述本发明第十八方面的基础上，在本发明的第二十方面的发热体单元中，所述引线的卡定部是将其发热体侧端部弯曲而形成的，对于形成于所述第一保持部的贯通孔和形成于所述第二保持部的贯通孔，所述保持件中配置所述引线的所述卡定部的弯曲部分的一侧的贯通孔形成为比配置所述卡定部的前端部分的另一侧的贯通孔大。如此构成的本发明的第二十方面的发热体单元能够可靠地将引线装配到保持件上，制造容易且可靠性及安全性高。
[0047] 在所述本发明第十八方面的基础上，本发明的第二十一方面的发热体单元中，在所述第一保持部或所述第二保持部的其中之一，在与所述电力供给部的卡定部卡合的贯通孔不同的位置形成有保持孔，所述引线贯通所述保持孔，从而所述引线对所述保持件进行保持。如此构成的本发明的第二十一方面的发热体单元能够可靠地将引线装配到保持件上，制造容易且可靠性及安全性高。
[0048] 在所述本发明第十八方面的基础上，本发明的第二十二方面的发热体单元中，所述引线的卡定部是将其发热体侧端部弯曲而形成的，在所述卡定部插入到所述保持件的贯通孔中的状态下，在所述卡定部的前端部分设置脱落防止机构。如此构成的本发明的第二十二方面的发热体单元中，在引线上设有脱落防止机构，因此可靠性及安全性高。
[0049] 在所述本发明第十七方面的基础上，本发明的第二十三方面的发热体单元中，形成于所述发热体的两端的卡定支承部以切口形式形成于该发热体的宽度方向的两端缘的至少一侧的端缘，所述电力供给部的卡定部利用侧壁部形成于所述保持件的与所述卡定支承部对应的位置处，其中所述侧壁部与同所述发热体接触的面正交且在所述发热体的长度方向上延伸设置。如此构成的本发明的第二十三方面的发热体单元能够可靠且容易地将发热体装配在电力供给部，制造容易且可靠性及安全性高。
[0050] 在所述本发明第二十三方面的基础上，在本发明的第二十四方面的发热体单元中，作为所述保持件的卡定部的所述侧壁部形成于所述第一保持部或所述第二保持部之一，且该侧壁部的突出端部绕过另一保持部进行握持。如此构成的本发明的第二十四方面的发热体单元能够可靠且容易地将发热体装配在电力供给部，制造容易且可靠性及安全性高。
[0051] 在所述本发明第十七方面的基础上，本发明的第二十五方面的发热体单元中，所述第一保持部和所述第二保持部构成为使一片材料弯曲而夹着所述发热体的端部。如此构成的本发明的第二十五方面的发热体单元能够容易地制造装配有发热体的保持件，且可靠性及安全性高，降低制造成本。
[0052] 在所述本发明第十七方面的基础上，本发明的第二十六方面的发热体单元中，所述发热体具有由包含碳系物质的材料形成的层间构造。如此构成的本发明的第二十六方面的发热体单元能够对被加热对象物均匀且高温度地进行加热，成为高效的热源。
[0053] 在所述本发明第十七方面的基础上，本发明的第二十七方面的发热体单元中，所述容器由具有耐热性的玻璃管或陶瓷管形成，并填充有惰性气体，且在所述电力供给部处密封。如此构成的本发明的第二十七方面的发热体单元成为能够高温度地进行加热的高效的热源。
[0054] 本发明的第二十八方面的发热体单元具备：
[0055] 带状的发热体，其利用包含碳系物质的材料由薄膜片形成，并具有二维各向同性的导热；
[0056] 电力供给部，其向所述发热体的对置的两端供给电力；
[0057] 容器，其内置所述发热体和所述电力供给部的一部分，
[0058] 所述发热体单元的特征在于，
[0059] 位置限制部固接于所述容器的内部的所述电力供给部，将所述发热体保持在所述容器的内部的规定位置，并且在所述位置限制部未形成有所述电力供给部的电流路径。如此构成的本发明的第二十八方面的发热体单元能够以期望的配热分布将被加热对象物加热到高温度，成为安全性及可靠性高且效率高的热源，并且制造容易。
[0060] 在所述本发明第二十八方面的基础上，本发明的第二十九方面的发热体单元中，所述电力供给部具有：对所述发热体的两端进行保持的保持件、与所述保持件电连接的引线，
[0061] 所述位置限制部为固接于所述引线的线圈状的支承环，
[0062] 所述位置限制部的外周部分的至少一部分与所述容器的内周面接近配置。如此构成的本发明的第二十九方面的发热体单元中，位置限制部能够将发热体可靠地配设在容器内的规定位置，成为安全性及可靠性高的热源。
[0063] 在所述本发明第二十九方面的基础上，本发明的第三十方面的发热体单元中，所述引线中固接所述位置限制部的部分的至少一部分与其他部位相比被变形。如此构成的本发明的第三十方面的发热体单元能够将位置限制部容易且可靠地设置在规定位置，且制造容易。
[0064] 在所述本发明第三十方面的基础上，本发明的第三十一方面的发热体单元中，所述位置限制部由金属线材构成，使所述位置限制部的一部分卷绕在所述引线上而固接该位置限制部。如此构成的本发明的第三十一方面的发热体单元能够将位置限制部容易且可靠地设置在规定位置，且制造容易。
[0065] 在所述本发明第三十方面的基础上，所述第三十二方面的发热体单元中，所述引线由线材构成，在所述引线的变形的部分固接所述位置限制部，所述引线的变形的部分的与流过该部分的电流路径正交的截面积同其他部分的与电流路径正交的截面积之比为80％以上。如此构成的本发明的第三十二方面的发热体单元对引线的固接位置限制部的部位的发热进行抑制，成为安全性及可靠性高的热源。
[0066] 在所述本发明第三十方面的基础上，本发明的第三十三方面的发热体单元中，所述引线由线材构成，并使固接所述位置限制部的所述引线的部分弯曲。如此构成的本发明的第三十三方面的发热体单元能够将位置限制部容易且可靠地设置在规定位置，制造容易。
[0067] 在所述本发明第三十方面的基础上，本发明的第三十四方面的发热体单元中，形成于所述发热体的两端的卡定支承部与形成于所述引线的卡定部卡合，从而使所述发热体拉设在所述容器的内部。如此构成的本发明的第三十四方面的发热体单元能够将发热体容易且可靠地保持在容器内的规定位置，所述加热体均一且高温度地对被加热对象物进行加热，成为安全性及可靠性高的热源。
[0068] 在所述本发明第三十四方面的基础上，本发明的第三十五方面的发热体单元中，所述发热体的卡定支承部由贯通孔构成，在夹着所述发热体的两端的所述保持件中与所述卡定支承部对应的位置形成贯通孔，所述卡定部贯通所述卡定支承部和所述保持件的贯通孔并卡合。如此构成的本发明的第三十五方面的发热体单元能够将发热体容易且可靠地保持在容器内的规定位置，不会脱落，成为安全性及可靠性高的热源。
[0069] 在所述本发明第三十五方面的基础上，本发明的第三十六方面的发热体单元中，在所述卡定部中，贯通了所述保持件的贯通孔的突出端部塑性变形为比该贯通孔的直径大。如此构成的本发明的第三十六方面的发热体单元将发热体容易且可靠地保持在容器内的规定位置，不会脱落，成为安全性及可靠性高的热源。
[0070] 在所述本发明第二十八方面的基础上，本发明的第三十七方面的发热体单元中，所述发热体具有由包含碳系物质的材料形成的层间构造。如此构成的本发明的第三十七方面的发热体单元能够均匀地高温度地对被加热对象物进行加热，成为高效的热源。
[0071] 在所述本发明第二十八方面的基础上，本发明的第三十八方面的发热体单元中，所述容器由具有耐热性的玻璃管或陶瓷管的任一种构成，在所述电力供给部处密封，并向容器内部填充惰性气体。如此构成的本发明的第三十八方面的发热体单元成为能够高温度地加热被加热对象物的高效的热源。
[0072] 本发明的第三十九方面的加热装置装备所述第一至第十二及第十七至第三十八的方面的发热体单元作为热源，能够均匀且高温度地加热被加热对象物，成为安全性及可靠性高、且效率高的加热装置。
[0073] 本发明的第四十方面的图像定影装置具备：
[0074] 加热体，其对担载有未定影调色剂图像的被记录构件进行加热；
[0075] 加压体，其与所述加热体对置配设，经由所述被记录构件相对于所述加热体进行加压，
[0076] 该图像定影装置将所述加热体作为加热源装备具有发热体的所述第一至第十三及第十七至第三十八方面的发热体单元。如此构成的本发明的第四十方面的图像定影装置中，温度上升快，且能够降低能量消耗。
[0077] 在所述本发明第四十方面的基础上，本发明的第四十一方面的图像定影装置中，所述发热体具有由包含碳系物质的材料形成的层间构造。如此构成的本发明的第二方面的图像定影装置中，温度上升快，能够以期望的配热分布高效地对被记录构件进行加热，形成可靠性高的图像定影。
[0078] 在所述本发明第四十一方面的基础上，本发明的第四十二方面的图像定影装置中，在所述发热体中，通电所形成的平衡点灯时的电阻值除以未通电时的电阻值所得到的电阻变化率的值处于1.2至3.5的范围，所述发热体具有发热体温度与电阻值成正比的正特性。如此构成的本发明的第四十二方面的图像定影装置中，温度上升快，能够以期望的配热分布高效地对被记录构件进行加热，
[0079] 在所述本发明第四十二方面的基础上，本发明的第四十三方面的图像定影装置中，所述发热体可以为厚度是300μm以下的薄膜体。如此构成的本发明的第四十三方面的图像定影装置中，使用热容量少且温度上升快的热源，能够进行降低了能量消耗的定影。
[0080] 在所述本发明第四十二方面的基础上，本发明的第四十四方面的图像定影装置3
中，所述发热体可以为密度是1.0g/cm 以下的轻膜体。如此构成的本发明的第四十四方面的图像定影装置中，使用热容量少且温度上升快的热源，能够进行降低了能量消耗的定影。
中，所述发热体可以为密度是1.0g/cm 以下的轻膜体。如此构成的本发明的第四十四方面的图像定影装置中，使用热容量少且温度上升快的热源，能够进行降低了能量消耗的定影。
[0081] 在所述本发明第四十二方面的基础上，本发明的第四十五方面的图像定影装置中，所述发热体由导热率为200W/m·K以上的材料形成。如此构成的本发明的第四十五方面的图像定影装置中，发热体具有优良的导热，因此能够进行均匀的配热分布的加热。
[0082] 在所述本发明第四十二方面的基础上，本发明的第四十六方面的图像定影装置中，所述加热体具有容器，该容器收纳所述发热体及向该发热体的对置的两端供给电力的电力供给部的一部分，所述容器内部填充惰性气体并在所述电力供给部密封。如此构成的本发明的第四十六方面的图像定影装置成为具有可靠性高的热源的图像定影装置，且能够以期望的配热分布、高温度且高效地进行加热。
[0083] 在所述本发明第四十二方面的基础上，本发明的第四十七方面的图像定影装置中，所述加热体设有反射部，该反射部用于规定由所述发热体进行加热的加热区域。如此构成的本发明的第四十七方面的图像定影装置能够以期望的配热分布、高温度且高效地对加热区域进行加热，能够进行可靠性高的定影处理。
[0084] 在所述本发明第四十二方面的基础上，本发明的第四十八方面的图像定影装置中，可以在所述加热体设有多个所述发热体，多个所述发热体的长度方向的各中心轴与所述被记录构件的输送方向正交地配置在直线上。如此构成的本发明的第四十八方面的图像定影装置能够根据被记录构件来切换加热区域，能够将高温度且高效的加热指定在期望的区域。
[0085] 在所述本发明第四十二方面的基础上，本发明的第四十九方面的图像定影装置中，可以在所述加热体中，利用吸收红外线的构件在与所述发热体对置的面上形成膜体。如此构成的本发明的第四十九方面的图像定影装置中，加热体高效地吸收来自发热体的热量，能够以高温度且高效地对被记录构件进行加热。
[0086] 在所述本发明第四十二方面的基础上，本发明的第五十方面的图像定影装置中，所述发热体的加热范围包括：由所述加热体和所述加压体所形成的所述被记录构件的按压部位即捏夹部、比该捏夹部靠被记录构件的输送方向上游侧的部位。如此构成的本发明的第五十方面的图像定影装置能够高效且可靠地进行图像定影处理。
[0087] 本发明的第五十一方面的图像形成装置中，具备所述第四十至五十方面的任一个图像定影装置。如此构成的本发明的第五十一方面的图像形成装置能够以期望的配热分布且高温度地对被加热对象物即被记录构件进行加热，并且温度上升快，降低能量损失，能够进行高精度的加热控制。
[0088] 发明效果
[0089] 根据本发明，能够提供发热体单元，该发热体单元作为安全性及可靠性高、且高效的热源，并且能够提供作业效率高且具有优良的生产率的发热体单元。此外，根据本发明，具有上述效果的发热体单元作为热源装配到加热装置中，因此能够提供安全性及可靠性高、且效率高的各种加热装置。
附图说明
[0090] 图1是表示本发明的第一实施方式的发热体单元的结构的俯视图。
[0091] 图2是表示本发明的第一实施方式的发热体单元的结构的主视图。
[0092] 图3是表示本发明的第一实施方式的发热体安装装置的俯视图。
[0093] 图4是表示本发明的第一实施方式的发热体安装装置的主视图。
[0094] 图5是表示本发明的第一实施方式的发热体安装装置的剖视图。
[0095] 图6是将本发明的第二实施方式的发热体安装装置的局部剖开表示的主视图。
[0096] 图7是将本发明的第二实施方式的其他的发热体安装装置的局部剖开表示的主视图。
[0097] 图8是将本发明的第二实施方式的另一发热体安装装置的局部剖开表示的主视图。
[0098] 图9是表示本发明的第三实施方式的加热装置中的热辐射源的结构的剖视图。
[0099] 图10是表示本发明的第四实施方式的加热装置中的热源主要部分的结构的剖视图。
[0100] 图11是表示本发明的第四实施方式的加热装置中的温度控制装置的结构的框图。
[0101] 图12是表示本发明的第五实施方式的发热体单元的构造的俯视图。
[0102] 图13是图12所示的发热体单元的主视图。
[0103] 图14是表示第五实施方式的发热体单元中安装在发热体2的端部的保持件3等的俯视图。
[0104] 图15是第五实施方式的发热体单元中的保持件3等的主视图。
[0105] 图16是图14所示的保持件3等沿V-V线的剖视图。
[0106] 图17是表示第五实施方式的发热体单元中的发热体2、保持件3及固定部5的图。
[0107] 图18是表示本发明的第六实施方式的发热体单元中安装在发热体2的端部的保持件23等的俯视图。
[0108] 图19是图18所示的保持件23等沿VIII-VIII线的剖视图。
[0109] 图20是第六实施方式的发热体单元中的保持件23的展开图。
[0110] 图21是表示第六实施方式的发热体单元中的保持件23的其他结构的展开图。
[0111] 图22是表示第六实施方式的发热体单元中的发热体与固定部的其他卡合方法的剖视图。
[0112] 图23是表示本发明的第七实施方式的发热体单元中安装在发热体2的端部的保持件33等的俯视图。
[0113] 图24是表示图23所示的保持件33等的主视图。
[0114] 图25是表示第七实施方式的发热体单元中的发热体2及保持件33的图。
[0115] 图26是表示第七实施方式的发热体单元中的发热体2与保持件33的其他卡合方法的俯视图。
[0116] 图27是表示本发明的第八实施方式的发热体单元中安装在发热体2的端部的保持件43等的剖视图。
[0117] 图28是表示本发明的第九实施方式的发热体单元的结构的俯视图。
[0118] 图29是图28所示的发热体单元的主视图。
[0119] 图30是表示第九实施方式的发热体单元中安装在发热体2的端部的保持件3、辅助环4及固定部5等的俯视图。
[0120] 图31是表示图30的发热体单元中安装在发热体2的端部的保持件3、辅助环4及固定部5等的主视图。
[0121] 图32是表示本发明的第九实施方式的发热体单元的其他结构的俯视图。
[0122] 图33是表示本发明的第十实施方式的发热体单元的结构的主视图。
[0123] 图34是表示本发明的第十一实施方式的发热体单元的结构的主视图。
[0124] 图35是表示装备有本发明的第五实施方式至第十一实施方式的发热体单元的第十二实施方式的加热装置的一例的立体图。
[0125] 图36是表示本发明的第十三实施方式的图像定影装置中的主要结构的图。
[0126] 图37是表示第十三实施方式的图像定影装置中的发热体单元的俯视图。
[0127] 图38是图37的发热体单元的侧视图。
[0128] 图39是表示第十三实施方式中的发热体单元62的发热体2的温度[℃]与电阻[Ω]的关系的温度特性图。
[0129] 图40是表示本发明的图像定影装置所使用的发热体单元62及现有的加热器即石墨加热器和卤素加热器的温度上升特性的图表。
[0130] 图41是对各种加热器中的冲击电流进行比较的图，(a)是表示本发明的图像定影装置所使用的发热体单元62的温度上升时的电流波形的图表、(b)是表示现有的石墨加热器的温度上升时的电流波形的图表、(c)是表示卤素加热器的温度上升时的电流波形的图表。
[0131] 图42是表示利用本发明的图像定影装置所使用的发热体单元62及现有的加热器对被加热对象物进行加热时的铜板温度的测定结果的图表。
具体实施方式
[0132] 以下，参照附图对本发明涉及的发热体单元及使用该发热体单元的加热装置的适宜的实施方式进行详细说明。
[0133] 本发明的发明者们致力于将材料及制造方法与现有的发热体单元中使用的发热体完全不同的新的薄膜片状的材料(薄膜片材)作为发热材料应用于发热体，作为各种设备的新的热源的发热体单元的开发。如后所述，应用于作为该新的热源的发热体单元所使用的发热体的薄膜片状的材料(薄膜片材)高效地变为高温度，并且由于轻薄，因此热容量少，具有优良的上升特性。以下，对使用了该发热体的本发明的发热体单元及具备该发热体单元的加热装置进行说明。
[0134] (第一实施方式)
[0135] 使用图1～图5对本发明的第一实施方式的发热体单元进行说明。图1是表示第一实施方式的发热体单元的构造的俯视图。图1中，该发热体单元是长条形状，因此断开并省略中间部分，示出两端部分附近。图2是第一实施方式的发热体单元的主视图。图3是放大表示在第一实施方式的发热体单元中的发热体的端部设置的发热体安装装置的俯视图。图4是表示图3的发热体安装装置的主视图。图5是将图4的发热体安装装置沿发热体的长度方向切断的剖视图。
[0136] 在第一实施方式的发热体单元中，在由透明的石英玻璃形成的玻璃管即容器1的内部配置有细长的带状的发热体2(电阻体)。该发热体2的长度方向配置为与容器1的长度方向为相同方向。此外，容器1的两端部分熔敷成平板状，氩气、氮气或氩气和氮气的混合气体等惰性气体与发热体2一同封入到容器1的内部。封入到容器1的内部的惰性气体即氩气、氮气或氩气和氮气的混合气体用于防止在高温度下使用时碳系物质即发热体2氧化。
[0137] 如图1所示，第一实施方式的发热体单元具有作为热辐射体的细长的带状的发热体2和分别夹持该发热体2的两端部的保持件3。在一侧的保持件3(图1中左侧的保持件3)安装有第一内部引线部11a，在另一侧的保持件3(图1中右侧的保持件3)安装有第二内部引线部11b。第一内部引线部11a及第二内部引线部11b分别经由埋设在容器1的两端部分的熔敷部分的钼箔8，与从容器1的两端导出的外部引线9电连接。
[0138] 第一内部引线部11a包括：与一侧的保持件3(图1中左侧的保持件3)接合的固定部5、沿容器1的内壁面能够伸缩地形成为螺旋状的具有弹性的弹簧部6、一端与钼箔8连接的内部引线7。固定部5、弹簧部6和内部引线7由一根线材来形成。
[0139] 第一内部引线部11a中的固定部5以如下方式来固定，即：保持件3侧的端部弯曲成L字状，其突出端部5a贯通形成在保持件3的贯通孔之后被塑性变形，从而不能拔出(参照图4及图5)。因而，固定部5在其突出端部5a的附近即弯曲部分5b处与保持件3的贯通孔卡合。此外，使固定部5和保持件3在图4及图5中由符号P表示的位置(保持件3的弹簧部6侧的位置)处点接合(点焊)。
[0140] 另一方面，第二内部引线部11b包括：与一侧的保持件3(图1中右侧的保持件3)接合的固定部5、对容器内壁和发热体2的距离进行限制的支承环4、一端与钼箔8连接的内部引线7。固定部5、支承环6和内部引线7由一根线材来形成。
[0141] 第二内部引线部11b中的固定部5以如下方式来固定，即：与第一内部引线部11a中的固定部5同样，保持件3侧的端部弯曲成L字状，其突出端部5a贯通形成在保持件3的贯通孔之后被塑性变形，从而不能拔出(参照图4及图5)。因而，对于第二内部引线部11b中的固定部5而言，也在其突出端部5a的附近即弯曲部分5b与保持件3的贯通孔卡合。此外，固定部5与保持件3在保持件3的支承环4侧的位置处被点接合(点焊)。
[0142] 而且，第一实施方式中的第一内部引线部11a及第二内部引线部11b以由钼线形成为例进行说明，但也可使用以钨、镍、不锈钢等为材料的具有弹性的金属线(端部截面形状为圆棒形状、或者平板形状等多边形状)来形成。
[0143] 在第一实施方式中，由经由钼箔8电连接的第一内部引线部11a和外部引线9构成的第一电力供给线、由经由钼箔8电连接的第二内部引线部11b和外部引线9构成的第二电力供给线作为从发热体单元的外方间接或者直接向发热体2供给电力的引线分别配设在发热体2的两端部侧。进而，利用保持件3和第一电力供给线来构成第一电力供给部10a，并且利用保持件3和第二电力供给线来构成第二电力供给部10b。
[0144] 第一内部引线部11a中的弹簧部6构成为对发热体2施加张力，使发热体2总是配置在期望的位置。即，发热体2配置在容器1的大致中心轴上，且与容器1的内壁面不接触地配置。此外，通过在内部引线7设置弹簧部6，能够吸收发热体2的由于膨胀收缩而引起的变化。
[0145] 而且，在发热体2形成狭缝、孔等，预先在发热体2的长度方向上施加张力的状态下，将发热体安装在容器内的情况下，有时能够利用形成在发热体2的狭缝、孔等来吸收发热体2的膨胀收缩。在该情况下，不需要在位于发热体2的两端的第一内部引线部11a或第二内部引线11b设置弹簧6。
[0146] 此外，根据容器1的外形及长度等、或发热体单元的结构及规格等，即使当发热体2由于热膨胀或热收缩而变化时，当发热体2不存在与容器1接触的可能的情况下，不需要设置弹簧6及支承环4。
[0147] 第一实施方式中的发热体2在容器内的位置不需要在容器1的中心轴上，以使发热体2根据加热方法(辐射方向、分布、温度)设置在适当的位置的方式，变更弹簧6及支承环4的形状即可。
[0148] 在第一实施方式的发热体单元中，以在发热体2的两端配设的第一内部引线部11a及第二内部引线部11b各自不同的构造为例进行了说明，但作为发热体单元若品质或寿命没有问题，向发热体2的配设在发热体2的两端的内部引线部的结构也可为相同的结构。此外，在发热体单元中发热体2的两端使用与第一内部引线部11a同样的结构构件的情况下，对于发热体2的位置限制及吸收由膨胀收缩而导致的变化而言能够实现更好的效果。
[0149] 在内部引线部中，在对将弹簧部6设置于一侧或者设置于两侧来进行选择的情况下，根据发热体单元的结构及规格、或者使用该发热体单元的加热装置的规格等来适宜选择。在该选择中，只要选择能够使发热体2的位置限制及吸收由膨胀收缩而导致的变化的效果提高了使用该发热体2的加热装置的品质即可。而且，在使弹簧部6具有限制发热体2在容器内的位置的功能而构成的情况下，不需要设置支承环4。
[0150] 在第一实施方式的发热体单元中，以第二内部引线部11b中的内部引线7、固定部5和支承环4由一根线材构成为例进行了说明，但对于支承环4来说，不需要与内部引线7和固定部5由同一根线材来构成。代替支承环4，在内部引线7或固定构件5将其他的线材卷绕成环状或者安装板状的构件等、只要使用能够限制容器内壁与发热体2的距离的结构，无论是何种结构都能够实现同样的效果。
[0151] 在第一实施方式的发热体单元中，在加热装置中发热体单元的长度方向为垂直方向(即、施加重力的方向)来构成的情况下、或者第一内部引线部11a和第二内部引线部11b的位置关系为上下的状态(即、发热体单元的长度方向相对于垂直方向倾斜地配置的状态)下，当发热体单元装入加热装置时，若弹簧部6配置在发热体2的上侧，则由于被发热体2加热而上升的气流温度，弹簧部6被加热，并超过弹性限度，无法吸收热膨胀。因此，在如上所述构成的加热装置中，优选将弹簧部6配置在发热体2的下侧。
[0152] 接着，对第一实施方式中使用的带状的发热体2(电阻体)进行说明。发热体2是将薄膜片材切断而形成的，大宽度部2h和小宽度部2k交替地在长度方向上连续配置。如图1所示，第一实施方式的发热体单元中使用的发热体2具有所谓的鱼刺形状。
[0153] 第一实施方式中的发热体2的带厚(t)为100μm，大宽度部2h的带宽(W1)为6mm，小宽度部2k的带宽(W2)为约2mm，长度(L)为250mm(参照图1)。而且，对于发热体
2的长度、带厚、各带宽来说，由输入电压及发热温度等来确定，并可根据作为使用该发热体单元的热源的规格来适当地改变。
2的长度、带厚、各带宽来说，由输入电压及发热温度等来确定，并可根据作为使用该发热体单元的热源的规格来适当地改变。
[0154] 第一实施方式中的发热体2具有通电发热部分2m(小宽度部2k的部分、及各大宽度部2h中与相邻的小宽度部2k的带宽(W2)相同的部分)及传导发热部分2n(各大宽度部2h中除了通电发热部分2m、即与相邻小宽度部2k的带宽(W2)相同部分的部分)，所述通电发热部分2m由通电使电流流过而发热，所述传导发热部分2n利用来自通电发热部分2m的导热而发热。第一实施方式的发热体2带有如下特性：在发热体2的带面即发热的同一表面上具有在所有方向上同等的导热，具有所谓的二维各向同性的导热。
[0155] 二维各向同性的导热是指在发热体2的同一表面上具有无论哪个部位所有方向的导热相同的特性。因而，与本发明无关的不具有二维各向同性的发热体是指例如在作为通电发热部分的碳纤维在相同方向上并列设置而形成的电阻体中的碳纤维方向的1个方向(X轴方向)和与所述X轴方向正交的Y轴方向上等的、同一面方向上的导热不同的发热体。或者，不具有二维各向同性的发热体是指在将碳纤维交叉编织形成的电阻体中的碳纤维方向的2个方向(X轴方向和Y轴方向)和不存在碳纤维的部分，同一面方向上导热不同的发热体。
[0156] 对于第一实施方式的发热体2的形状来说，若发热体2的导热率不足200W/m·k时，即由于导热量的不足而使二维各向同性的导热恶化的情况下，从通电发热部分2m向传导发热部分2n传导的热量变少。在该情况下，通电发热部分2m和传热发热部分2n的温度差变大，发热体2中产生温度不均。因此，发热体2的二维各向同性的导热变差。
[0157] 因而，本发明的第一实施方式的发热体单元所使用的发热体2以碳系物质为主成分来形成，具有二维各向同性的导热，并由导热率具有200W/m·k以上的薄膜片材的材料来形成。因此，发热体2变为通过发热和导热而使通电发热部分2m和传热发热部分2n不会产生温度不均地均匀发热的热源。
[0158] 本发明的发热体2的材料即薄膜片材是将高分子薄膜以高温度、例如2400℃以上的气氛中进行热处理并烧成而石墨化的具有耐热性的高取向性的石墨薄膜片，且该材料是面方向的导热率具有从600至950W/m·k的特性的材料。并且，如上述制造的薄膜片材通常由汤姆森(トムソン)模等拔出模或激光加工等加工成期望的形状。而且，若为与本发明的发热体2的材料不同的材料，则通常导热率为200至400W/m·k，其中本发明的发热体2的材料为以天然的石墨为主成分的粉末成形、烧成并通过轧制加工而形成薄膜片状。如上所述，本发明的第一实施方式中使用的发热体2具有面方向的导热率为600至950W/m·k的优良的二维各向同性的导热。
[0159] 而且，作为发热体2的材料即薄膜片材，将从聚噁二唑、聚苯并噻唑、聚苯并双噻唑、聚苯并噁唑、聚苯并双噁唑、聚均苯四甲酰亚胺(均苯四甲酰亚胺)、聚亚苯基间苯二甲酰胺(亚苯基间苯二甲酰胺)、聚亚苯基苯并咪唑(亚苯基苯并咪唑)、聚噻唑、聚对苯乙烯中选择的至少一种高分子薄膜在惰性气体中以2400℃以上进行处理，并通过调节石墨化的过程中产生的气体处理气氛的压力来控制而制造薄膜片状的薄膜片材。进而，根据需要，通过对如上所述制造的石墨片进行轧制处理，进而能够得到优质的薄膜片状的石墨片。如此制造的石墨片用作本发明的发热体单元中的发热体2的薄膜片材。
[0160] 以下，参照图3、4、5对第一实施方式的发热体单元中的发热体安装装置的具体结构进行说明。发热体单元中的发热体安装装置具有将发热体2可靠地固定在容器内的规定位置的功能。图3是放大表示设置在发热体2的端部的发热体安装装置的俯视图，图4是表示图3的发热体安装装置的主视图，图5是将图4的发热体安装装置沿着发热体的长度方向剖开的剖视图。
[0161] 第一实施方式的发热体安装装置包括设置在发热体2的两端的保持件3和固定部5。保持件3通过将金属板材弯折而构成。保持件3具有以相互的板面(以下称为夹持面)隔着空间对置的方式配置的第一保持部3a及第二保持部3b。作为发热体2的端部的表背的各带面以与保持件3的各夹持面分别对置的方式配置。即，发热体2的端部配置于形成在第一保持部3a和第二保持部3b的对置面之间的间隙内。
[0162] 此外，在第一保持部3a的大致中央形成的贯通孔3ac(图5中由直径3ac表示)、在第二保持部3b的大致中央形成的贯通孔3bc(图5中由直径3bc表示)、及在发热体2的端部处的大致中央形成的卡止用贯通孔2P以将各个孔贯通的各中心轴位于同轴上的方式来配置。在第一保持部3a中以符号P表示的位置(参照图5)处点接合(点焊)固定部5的弹簧部6侧的部分。在第一实施方式中，被点接合的固定部5由与弹簧部6及内部引线7相连的一根线材来构成。在如此构成的第一实施方式的发热体单元中，保持件3和固定部5形成为在点接合的位置P及固定部5的弯曲部分5b与保持件3的贯通孔的卡合位置处以2点固定的状态。因而，第一实施方式的发热体单元中，对于保持件3和固定部5的相互位置关系来说，形成为防止旋转及扭转的结构。
[0163] 固定部5的突出端部5a的附近弯曲成L字状而形成弯曲部分5b。该弯曲部分5b依次插入第一保持部3a的贯通孔3ac、发热体2的卡止用贯通孔2P及第二保持部3b的贯通孔3bc，并使突出端部5a塑性变形。因此，固定部5的弯曲部分5b形成为与贯通孔3ac、卡止用贯通孔2P及贯通孔3bc分别卡合的状态。其结果，发热体2由位于其两侧的固定部5拉伸，固定部5的弯曲部分5b与发热体2的卡止用贯通孔2P卡合，从而设置在容器内的规定位置。
[0164] 如图4及图5所示，在固定部5中，从第二保持部3b的贯通孔3bc向上方突出的突出端部5a塑性变形为比贯通孔3bc的直径更大的形状。该突出端部5a具有位置限制功能。具有该位置限制功能的突出端部5a和其它具有位置限制功能的固定部5的点接合部分(以符号P表示位置)以按压保持件3的方式来固定，因此第一保持部3a和第二保持部3b形成为在对置的方向上按压的状态。其结果，发热体2的端部以由第一保持部3a和第二保持部3b压附的状态来夹持，并利用固定部5的弯曲部分来可靠地卡止。
[0165] 而且，在相对于发热体2的伸缩的相对关系上，只要卡止用贯通孔2P具有足够的耐破损强度，也可在不使发热体2的端部由第一保持部3a和第二保持部3b压附的状态下，仅由固定部5的弯曲部分5b卡止发热体的结构。
[0166] 对于使具有位置限制功能的固定部5的突出端部5a塑性变形的方法来说，可以采用冲压加工、旋转凿密加工等机械加工方法和如热、电流、等离子体等的熔敷方法等。此外，作为其他的方法也可采用利用螺母的螺钉方法、利用挡圈(例如、C形挡圈或E型挡圈等)的卡止方法。
[0167] 而且，第一实施方式中，以发热体2的两端部被保持件3夹住保持的结构为例进行了说明，但也可采用凿密加工或粘接剂由保持件3来夹附发热体2的两端部。
[0168] 在以碳系物质为主成分的薄膜片材的发热体2的端部中，插入到第一保持部3a和第二保持部3b之间的发热体2的端部被保持件3的以贯通孔3ac、3bc为中心的部分夹持。因此，即使在发热体2的长度方向产生张力而对发热体2的端部施加有外力的情况下，施加在保持件3的贯通孔3ac、3bc附近部分的外力分散，且由夹持发热体2的端部的第一保持部3a和第二保持部3b所形成的保持强度增加。其结果，防止发热体2的端部从第一保持部3a及第二保持部3b移动。因而，即使在向发热体2的长度方向产生张力时，利用固定部
5的卡合部分即弯曲部分5b阻止向发热体2的端部所形成的卡止用贯通孔2P施加的外力，防止发热体2的端部的破损。
5的卡合部分即弯曲部分5b阻止向发热体2的端部所形成的卡止用贯通孔2P施加的外力，防止发热体2的端部的破损。
[0169] 第一实施方式中，即使在发热体2由柔软且没有保形强度的材料或碳纤维来形成的情况下，由金属材料形成的保持件3也能够可靠地进行固定。
[0170] 在第一实施方式的发热体单元中，对第一保持部3a及第二保持部3b的各贯通孔形成在各自的大致中央的情况进行了说明，但只要是能够可靠地夹持发热体2的端部的位置，不需要形成在第一保持部3a及第二保持部3b的大致中央。而且，在保持件3形成的各贯通孔3ac、3bc也可根据发热体2的端部的大小、形状等而设置多个。
[0171] 在第一实施方式的发热体单元中，将保持件3的第二保持部3b中的贯通孔3bc形成为比固定部5的弯曲部分5b的外径大、且比第一保持部3a的贯通孔3ac小，从而容易插入弯曲部分5b。在该情况下，固定部5的弯曲部分的外径与突出端部5a的塑性变形前的外径相同。此外，通过将第一保持部3a的贯通孔3ac的直径形成为比第二保持部3b的贯通孔3bc大，能够将在使固定部5弯曲成L字状而形成的弯曲部分5b的弯点(曲げ根元)所产生的圆弧(R)部分的至少一部分配置在贯通孔3bc内。其结果，在保持件3与固定部5卡合状态下，能够得到不会产生使第一保持部3a的贯通孔3ac与弯曲部分5b无用地相碰撞这种不良状况的夹持状态。
[0172] 此外，在第一实施方式中，以保持件3将第一保持部3a和第二保持部3b一体化后的结构例来进行说明，但将第一保持部3a和第二保持部3b分割为二、或者分割为更多个来夹持发热体结构也可得到同样的效果。
[0173] 进而，保持件3的第一保持部3a及第二保持部3b中、发热体2导出的边缘部分的对置面向相互离开的方向弯曲，形成导出部3f、3f。通过如此形成弯曲的导出部3f、3f，防止装配在保持件3的发热体2的导出端部与保持件3的接触而导致损伤。上述的导出部3f、3f具有作为欠损防止部的功能。此外，通过使保持件3的导出部3f、3f弯曲，能够提高保持件3的强度，耐发热体2的振动、热伸缩循环、热应力。而且，第一实施方式中，以将导出部3f、3f由弯曲的曲面来构成的例子进行了说明，但也可由斜面来构成，只要保持件3中导出发热体2的端部扩开，形成不与发热体2接触的形状即可。此种导出部3f、3f的斜面形状也可使冲压加工时等发生的飞边的突出方向成为从发热体2离开的方向来加工使用、或也可利用研磨加工来形成。
[0174] 此外，在第一保持部3a上，在与发热体2的长度方向平行的两侧的边缘部分，以对置的方式形成有侧壁部3c。夹着发热体2而对置形成的侧壁部3c是将第一保持部3a的边缘部分弯曲成L字状而竖立设置的。在进行将发热体2、第一内部引线部11a及第二内部引线部11b之一安装于第一保持部3a及第二保持部3b之一的作业时，可以将侧壁部3c用于定位。此外，侧壁部3c提高第一保持部3a及第二保持部3b的强度、尤其是发热体2的长度方向的强度，即使对于振动、热伸缩循环、热应力也能够保持强度。进而，通过设置侧壁部3c，能够以良好的状态来维持由第一保持部3a及第二保持部3b所形成的发热体2的端部的接触状态、保持状态等夹持状态。
[0175] 而且，为了使该夹持状态更好，优选在与发热体2的端部的各带面相对的第一保持部3a及第二保持部3b的各夹持面上形成凹凸部分。如此，通过在第一保持部3a及第二保持部3b的各夹持面上形成凹凸部分，发热体2的端部的表面由第一保持部3a及第二保持部3b的各夹持面压接而被夹持，因此能够提高保持件3的夹持力(保持力)。
[0176] 第一实施方式的发热体单元中，当向从容器1的两端导出的外部引线9供给电力时，发热体2中流过电流，由发热体2的电阻产生热量。此时，因为发热体2由以碳系物质为主成分的材料来形成，因此从发热体2放射红外线等。该发热体2可以通过改变其宽度形状或厚度等外形形状来改变散热状态。例如，即使是由同一薄膜片材形成的发热体单元，通过减薄其厚度、增大宽度，则不管电阻值的变化，辐射面积变大，能够提高其辐射能。
[0177] 如前所述，第一实施方式的发热体单元中的发热体2(参照图2)的尺寸中，带厚t为100μm，大宽度部2h的带宽W1为6mm，小宽度部2k的带宽W2为约2mm，长度L为250mm(参照图1)。小宽度部2k的带宽W2连续的带状的部分为发热体2中电流流过而发热的通电发热部分2m(图1中由局部斜线表示)。此外，从通电发热部分2m向外侧突出的突出部分为传导来自通电发热部分2m的热量的传热发热部分2n，放出从通电发热部2m传导的热量。
[0178] 期望在长度方向上延伸设置的带状的发热体2的相对于带宽W1或带宽W2的带厚t的比为5/1以上。通过使带宽尺寸大到带厚尺寸的5倍以上，从带宽面(由带宽W1及带宽W2构成的面)放出的热量比从带厚面(由带厚t构成的面)放出的热量大幅增多，能够使发热体2作为指向性高的热源来使用。
[0179] 由以碳系物质为主成分且具有二维各向同性的导热的薄膜片状的材料构成的第一实施方式的发热体单元中的发热体2为发热效率高、且温度越高电阻值越大的正特性(PTC)。因此，从开始加热到额定温度为止的时间极短。因而，点灯时产生的冲击电流由平衡后的温度确定，但为平衡时的2倍左右，不会产生如由钨线形成的发热体的情况时的10倍左右的冲击电流。因此，第一实施方式的发热体单元中的发热体2具有不易产生闪烁的特性。此外，该发热体2的寿命由使用温度确定，但约10000小时。这是由钨线形成的发热体的寿命的大约2倍。
[0180] 将从上述的薄膜片材中特别选择的至少一种高分子薄膜在惰性气体中以2400℃以上进行处理，并对石墨化的过程中发生的气体处理气氛的压力进行控制，从而可以制造如下发热体2，该发热体2带有具有二维各向同性的导热、且在温度特性中具有温度上升的同时电阻值上升的正特性(PTC)。如此制造的发热体2成为确保发热温度的稳定、且在输入电压为恒定电压的情况下，能够相对于热变动进行稳定的自身输入控制的可靠性高的稳定的热源。
[0181] 在以上的第一实施方式的说明中，对于将发热体2插入透明石英玻璃的容器内，且在该容器内封入气体而在高温度下使用的情况进行了说明，但作为插入本发明的发热体单元中的发热体2的容器也可为玻璃管以外的容器。此外，对于第一实施方式中说明的发热体2来说，只要发热体2的材料的使用条件合适，也可适用于玻璃管及其以外的容器中未封入气体的形态的发热体单元。
[0182] (第二实施方式)
[0183] 以下，参照图6对本发明的第二实施方式的发热体单元进行说明。图6是将安装第二实施方式的发热体单元中的发热体的两端部时所使用的发热体安装装置局部剖开表示的主视图。第二实施方式中的发热体安装装置包括：配设在发热体的两端部的保持部、固定部、及内部引线。第二实施方式的发热体单元与第一实施方式的发热体单元不同之处在于图6所示的发热体安装装置。因而，第二实施方式中，对发热体安装装置进行说明，对于发热体安装装置以外的结构适用第一实施方式的说明。
[0184] 图6所示的第二实施方式的发热体单元中的发热体安装装置与第一实施方式的发热体单元同样具有保持件3，该保持件3包括以相互的夹持面隔着空间对置的方式来配置的第一保持部3a和第二保持部3b。发热体2的端部配置在第一保持部3a和第二保持部3b之间的空间内。第二实施方式中的发热体安装装置的固定部50为铆钉状，并具有头部
50d和主体50b。第二实施方式中的固定部50与第一实施方式的固定部5不同，与形成有弹簧部6的内部引线71单独设置，且内部引线71的一端与钼箔8连接。固定部50的头部
50d具有比主体50b大的直径，且具有比保持件3的贯通孔大的直径。此外，主体50b具有将保持件3的贯通孔及发热体2的端部的贯通孔贯通的形状。第二实施方式中，固定部50的主体50b由第一保持部3a的贯通孔通过发热体2的端部的卡止用贯通孔，贯通第二保持部3b的贯通孔。而且，固定部50的主体50b中，从第二保持部3b的贯通孔向上方突出的突出端部50a发生塑性变形，从而不会从第二保持部3b的贯通孔脱落。
50d和主体50b。第二实施方式中的固定部50与第一实施方式的固定部5不同，与形成有弹簧部6的内部引线71单独设置，且内部引线71的一端与钼箔8连接。固定部50的头部
50d具有比主体50b大的直径，且具有比保持件3的贯通孔大的直径。此外，主体50b具有将保持件3的贯通孔及发热体2的端部的贯通孔贯通的形状。第二实施方式中，固定部50的主体50b由第一保持部3a的贯通孔通过发热体2的端部的卡止用贯通孔，贯通第二保持部3b的贯通孔。而且，固定部50的主体50b中，从第二保持部3b的贯通孔向上方突出的突出端部50a发生塑性变形，从而不会从第二保持部3b的贯通孔脱落。
[0185] 在如上述构成的固定部50中，头部50d与第一保持部3a卡止，阻止从第一保持部3a向第二保持部3b的方向的移动。该头部50d具有第一位置限制功能。此外，塑性变形后的突出端部50a与第二保持构件3b卡止，阻止从第二保持部3b向第一保持部3a的方向的移动。该突出端部50a具有第二位置限制功能。
[0186] 而且，在第二实施方式中的发热体2的一侧的端部设有如上所述构成的发热体安装装置，但在发热体2的另一侧的端部设置的发热体安装装置也可具有相同的结构。但是，在固定于另一侧的端部的内部引线上设有弹簧部6或者支承环4的至少任一方。在第二实施方式中，对于设置在发热体2的两端部分的发热体安装装置，对一侧的发热体安装装置进行说明。
[0187] 如上所述，在第二实施方式的发热体单元中，作为与保持件3卡合的卡合部分的固定部50的主体50b依次插入第一保持部3a的贯通孔、发热体2的卡止用贯通孔、第二保持构件3b的贯通孔，并成为可与各个贯通孔卡合的状态。此时，头部50d具有第一位置限制功能。此外，形成在主体50b的突出端部50a塑性变形为比第二保持部3b的贯通孔大的形状，从而具有第二位置限制功能。
[0188] 如上所述，利用由固定部50中的头部50d和塑性变形后的突出端部50d所形成的位置限制，发热体2的端部以由第一保持部3a和第二保持部3b压附的状态来夹持，且由固定部5的卡合部分即主体50b来卡止。
[0189] 而且，即使在由于热伸缩而使发热体2的卡止用贯通孔与固定部50相对移动的情况下，只要具有足够的耐破坏强度，也可以是发热体2的端部在不由第一保持部3a和第二保持部3b压附的状态下，仅由固定部50的主体50b来卡止的状态来保持的结构。
[0190] 在第一实施方式中，一端与钼箔8连接且形成有弹簧部6的内部引线71的保持件侧端部附近分别接合(例如、点焊)在未配置有发热体2的端部的第一保持部3a的板面上所设置的2个部位(图6中以符号P表示)。利用该2点接合能够防止向发热体2的旋转、扭转。此外，通过平坦地形成内部引线71中的接合部位P，焊接等接合作业及其作业时的内部引线71与第一保持构件3a的定位变得容易。
[0191] 在第二实施方式中，与第一实施方式的发热体单元中的第一内部引线部11a同样地，在内部引线71上形成有沿容器1的内壁面形成为螺旋状、且能够伸缩地具有弹性的弹簧部6。即、第二实施方式中的内部引线71是以固定部5从第一实施方式的发热体单元所示的第一内部引线部11a分离开的状态来形成的。
[0192] 因而，第二实施方式的发热体单元中，与第一实施方式的发热体单元同样，在以碳系物质为主成分的薄膜片材的发热体2的端部处，插入到第一保持部3a和第二保持部3b之间的发热体2的端部由保持件3中的以贯通孔为中心的部分来夹持。因此，即使产生发热体2的长度方向上的张力而对发热体2的端部施加了外力的情况下，施加到保持件3的贯通孔的附近部分的外力分散，且由夹持发热体2的端部的第一保持部3a和第二保持部3b所形成的保持强度增加。其结果，防止发热体2的端部从第一保持部3a及第二保持部3b移动。因而，即使产生在发热体2的长度方向上的张力时，利用固定部50的卡合部分即主体50b来阻止向形成在发热体2的端部的卡止用贯通孔施加的外力，并防止发热体2的端部的破损。
[0193] 第二实施方式中的由金属材料形成的保持件3即使在发热体2由柔软且没有保形强度的材料或碳纤维来形成的情况下，也能够可靠地固定。
[0194] 在第二实施方式的发热体单元中，对第一保持部3a及第二保持部3b的各贯通孔形成在各自的大致中央的情况进行了说明，但只要使能够可靠地夹持发热体2的端部的位置，不需要形成在第一保持部3a及第二保持部3b的大致中央。而且，形成在保持件3上的各贯通孔也可根据发热体2的端部的大小、形状等设置多个。
[0195] 而且，对于用于形成具有第二位置限制功能的固定部50的塑性变形后的突出端部50a的塑性变形方法，可以采用与第一实施方式的发热体单元中塑性变形后的突出端部5a同样的塑性变形方法。此外，作为具有第二位置限制功能的位置限制构件，也可代替塑性变形而形成独立于固定部50的主体50b的单独的部件。例如，固定部50的主体50b贯通保持件3的各贯通孔而突出地构成，在其突出的部分形成阳螺纹。而且，将具有与该阳螺纹螺合的阴螺纹的构件作为具有第二位置限制功能的位置限制构件50a。也可通过将如此构成的位置限制构件50a拧入固定部50的突出部分，进行保持件3的位置限制。
[0196] 此外，也可由中空的筒形状使两端侧稍微扩开而成的翻边形状来构成作为固定部50的卡合部分的主体50b。在该情况下，将圆筒状的主体50b中从保持件3的两侧突出的各部分进一步向外侧扩开而铆接，固定圆筒状的主体50b而不从保持件3脱落。在该情况下，主体50b的两端部分的铆接的部分具有第一及第二位置限制功能。因此，第二实施方式中的固定部50的形状并不限于图示的形状，只要是不使固定部50从保持件3的贯通孔脱落，能够可靠地保持发热体1的端部的形状即可。
[0197] 而且，第二实施方式的发热体单元中，与第一实施方式的发热体单元同样，以将保持件3的第一保持部3a及第二保持部3b一体构成为例进行了说明，但将保持件3分割为多个而对发热体进行夹持的结构也可得到同样的效果。
[0198] 第二实施方式中，由于形成为将固定部50和内部引线71分离的结构，因此利用第一保持部3a及第二保持部3b来夹持柔软的发热体2而进行组装时，处理简单，能够防止发热体2的破损。此外，通过如此地结构，容易构成仅在容器1的单侧形成开口部分，并从该开口部分导出位于发热体2的两侧的内部引线71。
[0199] 接着，参照图7及图8，对具有能够使设置在发热体2的两端部的保持件3对于发热体2的夹持力提高的其他结构的发热体安装装置进行说明。
[0200] 图7是放大表示第二实施方式的发热体单元中的发热体的两端部所设置的具有其他的结构发热体安装装置的主视图，局部剖开表示。图8是放大表示第二实施方式的发热体单元中的发热体的两端部所设置的具有另一结构的发热体安装装置的主视图，局部剖开表示。第二实施方式中，以上述图6所示的发热体安装装置为第1例，以图7所示的发热体安装装置为第2例，以图8所示的发热体安装装置为第3例进行说明。而且，以下的说明中，对图7及图8所示的发热体2的一侧的端部所设置的发热体安装装置进行说明，发热体2的另一侧的端部所设置的发热体安装装置具有同样的结构，因此省略其说明。此外，图7及图8所示的发热体安装装置中，对使用了图6所示的固定部50的情况进行说明。
[0201] 首先，对图7所示的第2例的发热体安装装置进行说明。
[0202] 如图7所示，在第2例的发热体安装装置中，发热体2的端部配置在保持件3的第一保持部3a和第二保持部3b之间的间隙空间内，且在该发热体2的端部与第一保持部3a之间、或者发热体2的端部与第二保持部3b之间的至少任一方之间插入有衬垫13。衬垫13构成为与第一保持部3a或第二保持部3b的对置面面接触。因此，在第2例的发热体安装装置中，利用保持件3的第一保持构件3a和第二保持构件3b与发热体2的端部一同来夹持衬垫13。而且，第2例的发热体安装装置中，在插入固定部50之后，使主体50b的突出端部50a塑性变形，与第二保持部3b卡止。在第2例的发热体安装装置中，固定部50的头部50d具有第一位置限制功能，塑性变形后的突出端部50a具有第二位置限制功能。
[0203] 第2例的发热体安装装置中，通过在第一保持部3a和第二保持部3b的间隙空间设置发热体2和衬垫13，成为发热体2的端部被第一保持部3a或第二保持部3b紧密地接触保持的状态。如此构成的第2例的发热体安装装置成为发热体2的端部被保持件3及固定部50可靠保持的状态。
[0204] 接着，对图8所示的第3例的发热体安装装置进行说明。
[0205] 如图8所示，在第3例的发热体安装装置中，发热体2的端部配置保持在保持件3的第一保持部3a和第二保持部3b之间的间隙空间。第3例的发热体安装装置中，在由保持件3的第一保持部3a和第二保持部3b夹住发热体2的端部的状态下，固定部50的主体50b贯通保持件3的贯通孔及发热体2的卡止用贯通孔并卡止。此时，在保持件3的第一保持部3a和固定部50的头部50d之间插入环状的垫圈形状的衬垫14。使从第二保持部3b的贯通孔向外方突出的固定部50的突出端部50a塑性变形，防止固定部50从保持件3脱落。在第3例的发热体安装装置中，固定部50的头部50d具有第一位置限制功能，塑性变形后的突出端部50a具有第二位置限制功能。
[0206] 第3例的发热体安装装置中，通过在保持件3的第一保持部3a与固定部50的头部50d之间设置衬垫14，成为发热体2的端部与第一保持部3a及第二保持部3b可靠接触而保持的状态。如此构成的第3例的发热体安装装置成为发热体2的端部被保持件3及固定部50可靠地保持的状态。
[0207] 而且，第2例和第3例的衬垫13、14由即使在高温度下也具有弹性并带有导电性的材料、例如金属、烧结金属、陶瓷或含碳形成材料等任一种材料来构成即可。此外，衬垫13、14配置在对于发热体2具有位置限制功能的构件之间、即固定部50的头部50d和塑性变形后的突出端部50a之间，且配置在对从发热体2经由保持件3而流到内部引线71的电流路径造成影响的位置。因此，通过改变衬垫13、14的容量(面积、体积)，能够控制来自发热体安装装置的散热量。因而，通过使用衬垫13、14，在发热体2和发热体安装装置中，能够设置温度梯度。其结果，能够将电连接部即发热体安装装置中的温度设定在期望的值，从而实现发热体单元的长寿命化。
[0208] 如图7及图8所示的发热体单元成为在总是对发热体2施加有张力的状态下经得住由热导致的收缩和伸张的循环的结构，且成为耐振动或冲击等打击强的结构。此外，如此构成的发热体单元中，能够改善夹持发热体2的端部的保持件3的第一保持部3a与第二保持部3b的接触电阻，因此能过实现发热体单元的更长寿命化。
[0209] (第三实施方式)
[0210] 以下，参照图9对本发明的第三实施方式的加热装置进行说明。第三实施方式的加热装置是将上述的第一实施方式至第二实施方式的发热体单元用作热辐射源的加热装置。图9是表示将本发明的发热体单元用作热辐射源，并设有反射机构即反射部(反射板)的加热装置的主要结构的图，且是在与发热体单元的发热体2的长度方向正交的方向上剖开的剖视图。
[0211] 图9所示的第三实施方式的加热装置为一例，图9所示的加热装置是将上述的第一实施方式的发热体单元(参照图1)用作热辐射源的加热装置。第三实施方式的加热装置中，在发热体单元中的发热体2的平面部分相对的位置设有反射板15。反射板15的与发热体2的长度方向正交的截面形状具有抛物线形状。发热体2的与长度方向平行的中心轴配置在反射板15的抛物线中的大致焦点的位置。该加热装置中，利用发热体单元和反射机构即反射板15来构成热辐射源。
[0212] 第三实施方式的加热装置中除了图9所示的热辐射源即发热体单元以外，还包括：向发热体单元供给电力的电源部、对电力进行控制的控制部、形成装置外观的框体等加热装置中通常使用的结构单元。关于以下说明的加热装置，对作为本发明的加热装置的特征的热辐射源即发热体单元和反射机构进行详细的说明。
[0213] 在第三实施方式的加热装置中，发热体单元所使用的发热体2以碳系物质为主成分、且面方向的导热性与上述的第一实施方式中说明的发热体2相同、由具有所谓的二维各向同性的导热的薄膜片状的材料形成为细长带状。因此，从发热体2的平面部分、即带宽面放射的热量与从带厚面(图2所示的表示发热体的带厚t的面)放射的热量相比，表示出极其显著大的值。即、发热体2为在与带宽面正交的方向上放射热线的热放射体。
[0214] 以下的说明中，在作为细长的带状的发热体2的表背的一对带宽面中，将与配置在发热体单元的前方的被加热对象物对置的面设为正面侧带宽面，将其相反侧的面设为背面侧带宽面。在第三实施方式的加热装置中，在与发热体2的背面侧带宽面对置的位置对置地设有反射板15的反射面。因此，从发热体2的背面侧带宽面放射的热线被反射板15反射，将位于反射板15的前方的被加热对象物高效加热。
[0215] 图9所示的加热装置中，在与发热体单元中的发热体2的背面侧带宽面对置的位置设有反射板15，且该反射板15与发热体2的长度方向正交的截面为抛物线形状。在表示该反射板15的截面形状的抛物线的焦点位置配置有作为热辐射源的发热体2的发热中心。如此一来，在第三实施方式的加热装置中，由于发热体2的发热中心位于反射板15的焦点位置，因此来自发热体2的背面侧带宽面的辐射热被反射板19反射而变为平行的热线，可形成高效的热辐射。
[0216] 而且，第三实施方式的加热装置中，以具有将热反射变为平行的抛物面形状的曲面形状来说明反射板15的反射面形状，但作为本发明中的反射板并不限于此种形状。反射板15的与长度方向正交的截面形状只要是能够至少对来自发热体2的背面侧带宽面的辐射热进行反射，并对位于发热体2的前方的被加热对象物进行加热的截面形状即可。
[0217] 反射板15与长度方向正交的截面形状可以适用各种形状，包括例如圆弧形状、多边形形状等。此外，作为反射板15也包括将来自发热体2的辐射热扩散的能够扩散反射的曲面形状或带有多级的弯折面的形状，例如截面形状为将锯齿状等多边形集合的形状等。
[0218] 此外，反射板15也可构成为在其带宽方向的中央部分设置向发热体2的方向突出的凸出部分，并使由该凸出部分反射的辐射热不加热发热体2的背面侧带宽面。
[0219] 进而，在第三实施方式的加热装置所使用的反射板15中，通过组合上述各种形状，能够构成为将入射到反射板15的辐射热变成期望的扩散状态。
[0220] 而且，第三实施方式的加热装置中，发热体单元配置在反射板15的沿长度方向的两侧边缘的内侧、也就是发热体单元不从反射板15向被加热对象物侧即前方突出。因而，发热体单元配设在由反射板15包围的内侧空间内。如此一来，通过将发热体单元配设在反射板15的内侧空间内，能够高效地进行由反射板15形成的反射。尤其是在反射板上形成上述的突出的凸出部分或由多边形形状所产生的凹陷部分部的情况下，来自凸出部分的扩散辐射或来自凹陷部分的湍辐射是有效的。
[0221] 作为第三实施方式中的反射板15的材料，可以使用铝、铝合金、各种不锈钢等。此外，通过对反射板15的反射面进行反射效率高的反射材料的涂敷或表面处理，由此进行提高反射板15的反射率的处理当然更好。
[0222] (第四实施方式)
[0223] 以下，参照图10对本发明的第四实施方式的加热装置进行说明。
[0224] 第四实施方式的加热装置是作为其一例的图像形成装置即复印机。图10是表示第四实施方式的加热装置即复印机中作为热辐射源的发热体单元等附近的图，且为在与发热单元的长度方向正交的方向上剖开的剖视图。
[0225] 第四实施方式的加热装置即复印机中，将上述的第一实施方式的发热体单元(参照图1)用作热辐射源。第四实施方式的复印机中，发热体单元具有发热体2，该发热体2的与其长度方向正交的截面形成为平面，并由筒体18包围。而且，第四实施方式的复印机中，除了图10所示的发热体单元等以外，还包括供给电力的电源部、复印机构、对复印机构进行控制的控制部、供给纸的供给部、排出纸的排出部、形成装置外观的框体等通常复印机所使用的结构单元。
[0226] 第四实施方式的复印机中作为热源的发热体单元配置在以与该发热体单元的长度方向平行的中心轴为中心的筒体18的内部。即、发热体单元配置在同心的筒体18的内部，且筒体18包围其容器1。该筒体18为调色剂定影辊。调色剂定影辊18与加压辊19构成为以相互的推力轴方向并行的方式来配置，外侧的筒面相互相接地旋转。调色剂定影辊18和加压辊19之间插入从给纸部供给的纸21。插入到调色剂定影辊18与加压辊19之间的纸21担载有调色剂20，且该调色剂20具体形成有包括供给途中从感光体转印的字或图形等图像数据即期望形状的图像。担载有调色剂20纸21插入到调色剂定影辊18和加压辊19之间，在加热的同时被加压，从而调色剂20定影到纸21上。
[0227] 第四实施方式的复印机中，通过调色剂定影辊18与加压辊19之间，为了使纸上的调色剂20有效地定影，发热体2的带宽面以朝向包括调色剂定影辊18与加压辊19的对置面(调色剂定影区域)的区域的方式来配置。尤其是发热体2的带宽面所朝的方向配设为朝向比调色剂定影区域更靠上游侧、即朝向比调色剂定影辊18的调色剂定影区域更靠供纸部侧的方向。通过如此地配设发热体2，包括调色剂定影辊18中的调色剂定影区域的上游侧的部分也被加热，该部分的蓄热量上升，能够有效地将从发热体2放射的热量用于调色剂定影。
[0228] 在第四实施方式的复印机中，以包围作为热源的发热体单元的方式配设的调色剂定影辊即筒体18储存从发热体单元放射的热量，并向期望方向进行热辐射。筒体18中与发热体2的带宽面的宽度方向的中心对置的区域成为热辐射中心。
[0229] 第四实施方式的复印机中，以一体物构成筒体18为例进行了说明，但也可以是将多个构件组合而成的结构。
[0230] 如上所述，第四实施方式的复印机通过有效地配设具有指向性的发热体单元，成为具有高效的热辐射源的加热装置。
[0231] 接着，参照图11对第四实施方式的加热装置即复印机的温度控制方法进行说明。图11是表示第四实施方式的复印机中的温度控制装置的大体结构的框图。
[0232] 在第四实施方式的复印机中，根据来自用户的指令，由控制部123来对从电源122供给的电力进行控制，向作为热源的发热体单元通电。通电后的发热体单元的发热体2发热而达到高温度，使筒体即调色剂定影辊18的外侧筒面的表面温度上升到规定的温度(调色剂定影温度)。调色剂定影辊18设有传感器部124，进行调色剂定影辊18的温度检测。传感器部124将调色剂定影辊18的检测温度向控制部123反馈，控制部123对向发热体单元供给的电力进行控制，进行调色剂定影辊18的温度调节。
[0233] 在第四实施方式的复印机中，在进行发热体单元的通电控制的情况下，作为其控制条件，可以将调色剂定影辊18的检测温度考虑进来。此外，作为温度控制例如通过单独地进行使用了恒温器等温度检测机构的接通断开控制、使用了感知正确的温度的温度感知传感器的输入电源的相位控制、以及通电率控制、零交叉控制等或将他们组合进行，能够实现高精度的温度管理的复印机。
[0234] 因而，根据如上述构成的复印机，通过由发热体2的配设位置所进行的指向性控制和由检测温度所进行的通电控制，能够实现辐射特性优良的加热和高精度的温度管理。
[0235] 而且，在第四实施方式的加热装置即复印机中，以将第一实施方式的发热体单元(参照图1)用作热辐射源为例进行了说明，但通过使用以下的各实施方式中说明的发热体单元来设计复印机中作为热辐射源的发热体单元，也可成为安全性及可靠性高的装置。
[0236] 此外，在第四实施方式的加热装置中，以复印机为例进行了说明，但传真机、打印机等电子装置中作为用于调色剂定影的热辐射源也可使用本发明的发热体单元，并达到同样的效果。而且，在复印机、传真机、打印机等电子装置中，在用于调色剂定影的机构时，作为热辐射源使用的发热体单元由被称为辊的筒体来包围使用。
[0237] 而且，作为本发明的加热装置，除了复印机、传真机、打印机等电子装置以外，也包括取暖用炉子等电暖气设备、烹饪加热等烹饪设备、食品等的干燥机、及需要在短时间内加热到高温度的装置。
[0238] 在第四实施方式的复印机中，包围发热体单元的筒体即调色剂定影辊18的结构是内侧由金属材料形成，外侧由硅树脂涂敷。在调色剂定影辊18的两侧设有旋转驱动用的齿轮等。此外，为了提高调色剂定影辊18的热吸收性，也可在调色剂定影辊18的内侧设置陶瓷或远红外涂料等。进而，调色剂定影辊18中，从散热和吸热及强度的观点出发，利用铝和铁等多种金属构件来构成筒体，能够实现更高的加热效率。
[0239] 作为第四实施方式的加热装置的其他的例子，有将本发明的发热体单元用作热源的烹饪设备。在将发热体单元用于烹饪设备的情况下，发热体单元由筒体包围地配设。筒体为一体的或由多个构件构成的筒状的耐热管。作为烹饪设备中的热源，在原样使用将发热体设置在石英玻璃管内的发热体单元的情况下，由于包含在烹饪使用的盐、酱油等调味料等中的碱金属离子等，石英玻璃管引起透明消失而破损，作为热源的发热体单元的寿命变短。因此，通过由作为耐热管的筒体包围发热体单元来构成，能够实现发热体单元的长寿命化。通过使用具有优良的透光性结晶化玻璃或远红外放射量高的陶瓷等来作为烹饪设备所使用的筒体，能够扩展使用用途。
[0240] 而且，发热体单元与被加热对象物的位置关系通过使发热体2中的加热中心朝向被加热对象物侧，能够高效地加热被加热对象物。
[0241] 如上所述，本发明的发热体单元中，因为发热体2由以碳系物质为主成分的薄膜片材构成，因此能够实现可更高效率地加热的加热器。但是，由于本发明中的发热体2具有易滑的表面，因此难以仅由现有的保持件所形成的夹持来固定。因此，作为沿带宽面方向的防滑的对策，在由保持件3加压的状态下，利用固定部5、50来贯通地保持插入到第一保持部3a与第二保持部3b之间的发热体2的端部。如此一来，发热体2的端部由第一保持部3a和第二保持部3b来夹持，并由固定部5、50来贯通，因此相对于发热体的端部得到稳定的保持强度，从而能够提供耐热循环强且长寿命的发热体单元及使用该发热体单元的加热装置。
[0242] 本发明中，在玻璃管内配置的发热体的位置可以根据与其使用用途相对应的形态来设计并变更发热体安装装置，因此能够构成为相对于被加热对象物以高效率进行热辐射。
[0243] 在本发明的发热体单元中，在发热体安装装置能够调节散热状态，尤其是，通过在保持件调节散热状态，能够将内部引线设计得较短，并能够较短地设定发热体的全长。其结果，能够使采用本发明的发热体单元的装置紧凑化。
[0244] 在本发明的发热体单元中，通过将筒状的耐热管(图1所示的玻璃管即容器1)的两端部分密封并向耐热管内填充气体，能够不使耐热管内的发热体2氧化，在发热体2的烧成温度以下使用。因此，根据本发明，能够扩展发热体2的设计自由度。此外，本发明中使用的发热体2具有挠性、柔软性及弹力性，且相对于高温度的保形性好，因此能够将发热体2形成为期望的形状，能够提高耐热管材料的选定或发热体的保持方法的自由度。
[0245] 如在上述的第三实施方式的发热体单元中的说明，图9所示的加热装置中，在发热体单元中的发热体2的背面侧的位置配设有反射机构即反射板15。该反射板15与长度方向正交的截面形状为抛物线形状，热辐射源即发热体2的发热中心配置在反射板15的焦点位置。因此，本发明的加热装置使来自发热体2的辐射热被反射板15反射，可以实现高效的热辐射。
[0246] 如在上述的第四实施方式的加热装置中作为一例进行的说明，在将本发明的发热体单元作为例如复印机等电子设备的热源的情况下，通过将覆盖发热体单元的筒体用作调色剂定影辊18，形成为能够对该调色剂定影辊18中与插入的纸21相接的部分高效地进行加热的结构。
[0247] 此外，在本发明的加热装置中，通过形成为由耐热管覆盖发热体的至少一部的结构，可以提供一种能够提高发热体温度，且能够改变加热分布的加热装置。
[0248] 如对上述的第四实施方式的加热装置中作为其他例子的烹饪设备进行的说明，通过构成为将本发明的发热体单元作为热源设置在烹饪设备，并由筒体覆盖发热体单元，由此从被加热对象物等发出的异物、例如肉汁、调味料等被筒体遮蔽，防止直接与发热体单元接触。从而，能够防止作为热源的发热体单元的表面劣化所导致的破损、断线，能够提供长寿命的加热装置。
[0249] 本发明的发热体单元及加热装置中，使用由薄膜片材构成的发热体2，其中薄膜片材以碳系物质为主成分，具有二维各向同性的导热，并具有挠性、柔软性及弹力性，此外导热性为200W/m·K以上，厚度为300μm以下。该发热体2具有放射率为80％以上的高的优良特性，且利用将该发热体2用作热源的发热体单元，能够高效地进行加热。
[0250] 根据本发明，通过使发热体的材质由以碳系为成分的片状来构成，能够实现更高效的加热器，但片状的发热体的带面方向易滑，仅由夹持不能可靠地保持。然而，本发明解决了该问题，插入到第一保持部及第二保持部之间的发热体的端部的卡止用贯通孔与第一保持部及第二保持部的各贯通孔一同被固定部的卡合部分插入并卡合。此外，本发明中，在固定部的卡合部分的两端侧的位置分别设有具有第一位置限制功能的第一位置限制构件及具有第二位置限制功能的第二位置限制构件。因此，根据本发明，发热体的端部由第一保持部及第二保持部来夹持，或者由固定部的卡合部分来卡止，因此得到稳定的固定强度，能够提供耐热循环强且长寿命的发热体单元、及使用该发热体单元的加热装置。
[0251] (第五实施方式)
[0252] 参照图12至图17对本发明的第五实施方式的发热体单元进行说明。图12是表示第五实施方式的发热体单元的构造的俯视图。图12中，该发热体单元为长条形状，因此切断并省略其中间部分，表示两端部分附近。图13是图12所示的发热体单元的主视图。
[0253] 第五实施方式的发热体单元中，在具有耐热性的细长的容器1的内部配置有薄膜片状的发热体2。细长的带状的发热体2沿容器1的长度方向延伸设置。第一实施方式的发热单元中，容器1由透明的石英玻璃管形成，且石英玻璃管的两端部分熔敷成平板状，从而构成容器1。在收容发热体2的容器内部封入有作为惰性气体的氩气。作为可封入容器内部的惰性气体，并不限于氩气，除了氩气以外，使用氮气、或氩气和氮气、氩气和氙气、氩气和氪气等混合气体等也可达到与第五实施方式的发热体单元同样的效果，作为应封入的惰性气体可以根据目的来适宜选择。在容器1的内部封入惰性气体是为了防止在高温度使用时容器内部的碳系物质即发热体2发生氧化。而且，作为容器1的材料只要是具有耐热性、绝缘性及透热性的材料即可使用，例如除了石英玻璃以外，可从碱石灰玻璃、硼硅酸玻璃、铅玻璃等玻璃材料、陶瓷材料等中适宜地选择。
[0254] 如图12及图13所示，第五实施方式的发热体单元具备：容器1、作为热辐射膜体的细长的带状的发热体2、第一及第二电力供给部10a、10b，该第一及第二电力供给部10a、10b为了将发热体2保持在容器内的规定位置而设置于发热体2的长度方向的两端部分，且用于向发热体2供给电力。
[0255] 设置在发热体2的两端的第一及第二电力供给部10a、10b包括安装在发热体2的两端的保持件3。在保持件3中，一侧的保持件3(图12中左侧的保持件3)安装有第一内部引线部11a，另一侧的保持件3(图12中右侧的保持件3)安装有第二内部引线部11b。第一内部引线部11a及第二内部引线部11b分别经由埋设在容器1的两端部分的封接部分(熔敷部分)的钼箔8与从容器1的两端向容器外部导出的外部引线9电连接。
[0256] 如图12及图13所示，第一电力供给部10a构成为具有：保持件3、第一内部引线部11a、钼箔8及外部引线9。第二电力供给部10b构成为具有：保持件3、第二内部引线部11b、钼箔8及外部引线9。
[0257] 第一内部引线部11a包括：与装配有保持件3的发热体2的一端(图12中的左端)连接的固定部5、形成为螺旋状且在长度方向上具有弹性的弹簧部6和与钼箔8连接的内部引线7，并且固定部5、弹簧部6和内部引线7由一根线材例如钼线一体地形成。
[0258] 此外，第二内部引线部11b包括：与装配有保持件3的发热体2的另一端(图12中的右端)连接的固定部5、用于将发热体2保持在容器内的规定位置的位置限制部4、与钼箔8连接的内部引线7，并且固定部5、位置限制部4和内部引线7由一根线材例如钼线一体地形成。
[0259] 第五实施方式中的第一内部引线部11a及第二内部引线部11b以由钼线形成为例进行说明，但也可使用以钨、镍、不锈钢等为材料的具有弹性的金属线(圆棒形状、平板形状)来形成。此外，第五实施方式中的第一内部引线部11a及第二内部引线部11b以分别由一体的线材来构成为例进行说明，但也可根据功能不同由不同的构件来分别形成，并将它们接合来构成。
[0260] 如上所述，第五实施方式的发热体单元中，通过由保持件3、钼箔8、外部引线9及第一内部引线部11a构成的第一电力供给部10a和由保持件3、钼箔8、外部引线9及第二内部引线部11b构成的第二电力供给部10b，使发热体2拉设在容器内。
[0261] 而且，第一内部引线部11a的弹簧部6对发热体2施加张力，并且构成为使发热体2始终在容器内的期望的位置处直线地配置。第五实施方式的发热体单元中，弹簧部6具有用于使发热体2配置在容器内的规定位置的位置限制构件的功能。弹簧部6的外周部分位于接近容器1的内周面的位置，通过配设弹簧部6，使发热体2可靠地配置在不与容器1接触的位置。第五实施方式的发热体单元中，发热体2配置在沿容器1的长度方向延伸的大致中心轴上，且配置为不与容器1接触。此外，通过在内部引线7和固定部5之间设置弹簧部6，能够吸收发热体2由于膨胀收缩而产生的变化。
[0262] 相对于发热体2由于膨胀收缩而产生的变化，在发热体2的材料自身带有的伸缩率或由于发热体2的形状所产生的伸缩率大的情况下，不需要在位于发热体2的两侧的各个内部引线部11a、11b上设置弹簧部6。
[0263] 而且，第五实施方式的发热体单元中，以在发热体2的两端设置不同结构的第一内部引线部11a及第二内部引线部11b为例来说明，但在本发明的发热体单元中，也可在发热体2的两端设置与第一内部引线部11a同样、或与第二内部引线部11b同样的结构构件。使用哪种结构构件根据使用该发热体单元的加热装置的产品规格及用途等来适宜确定。若形成为在发热体2的任一端侧配设具有弹簧部6的第一内部引线部11a的结构，则能够进行发热体2的位置限制及吸收由膨胀收缩所产生的变化，但若形成为在发热体2的两侧配设第一内部引线部11a的结构，则形成为能够在发热体2的两端侧进行位置限制及变化吸收的结构，可以实现更好的效果。
[0264] 以第五实施方式的发热体单元的长度方向为垂直方向而将该发热体单元装入加热装置的情况下，若弹簧部6配置在发热体2的上侧，则有可能弹簧部6由于发热体2的温度而伸张并加热，超过弹性限度而不能吸收热膨胀。因此，优选将弹簧部6配置在发热体2的下侧，以压缩的状态来使用。
[0265] 第五实施方式的发热体单元中，以第一内部引线部11a的固定部5、弹簧部6及内部引线7以及第二内部引线部11b的固定部5、位置限制部4及内部引线7分别一体地构成为例进行了说明，但当然也可以各自由单独的构件来构成功能不同的部分，并将各构件电接合，则可以得到同样的效果。
[0266] 图14至图16是表示在第五实施方式的发热体单元中的发热体2的两端部分装配的保持件3及固定部5等的图。图14是保持件3等的俯视图，图15是保持件3等的主视图，图16是沿图14的V-V线的剖视图。
[0267] 在图17中，在其中央表示将弯折制作的保持件3展开后的图，除了该展开后的保持件3以外，还表示有装配于该保持件3的发热体2(图17的保持件3的上侧)和将发热体2卡止的第一内部引线部11a的固定部5(图17的保持件3的下侧)。
[0268] 第五实施方式的发热体单元所使用的保持件3是将具有导电性的金属材料、例如由钼形成的平板的板材弯折而构成的。如图14至图17所示，发热体2的端部即发热体保持部2a(参照图17)配置在夹持于弯折的保持件3之间，发热体2的发热体保持部2a构成为与固定部5的弯曲成L字形状的突出端部即卡定部5a卡合。此外，将保持件3与固定部5点焊固定。第五实施方式的发热体单元中，在与发热体2的长度方向平行的中心轴上的1个部位进行点焊。
[0269] 以下，参照图17的中央部分所示的展开的保持件3的图来对保持件3的结构进行详细的说明。保持件3在展开后的保持件3的虚线A(参照图17)的位置处弯折大致180度。此外，在展开后的保持件3的虚线B(参照图17)的2个部位的位置，其端部侧在与虚线A的位置处弯折的方向相同的方向上弯折大致90度。其结果，保持件3上形成有：用于夹持发热体2的端部即发热体保持部2a的第一保持部3a(图15所示的保持件3的下侧平坦部分)、第二保持部3b(图15所示的保持件3的上侧平坦部分)、从第一保持部3a的与发热体2的长度方向平行的对置的边(图14所示的保持件3中第一保持部3a的上下位置)竖起的2个侧壁部3c、3c。
[0270] 图17所示的展开后的保持件3的虚线A的大致180度的弯曲位置设定在与对保持件3的金属材料即钼板进行轧制时的轧制方向(所谓辊目方向)正交的方向上。通过如此设定，为了形成保持件3，即使在虚线A的位置处弯曲大致180度，也能够防止龟裂或破断等事故的发生。
[0271] 此外，图17所示的展开后的保持件3中，在第一保持部3a与第二保持部3b中位于发热体2导出侧的虚线C的位置处，使端部侧的对置面向相互分离的方向弯曲，从而形成导出部3f、3f。通过如此地形成弯曲的导出部3f、3f，防止装配于保持件3的发热体2的导出端部与保持件3接触而造成损伤。上述的导出部3f、3f具有作为缺损防止部的功能。此外，通过使保持件3的导出部3f、3f弯曲，能够提高保持件3的强度，以经得住发热体2的振动、热伸缩循环、热应力。而且，第五实施方式中，以导出部3f、3f由弯曲的曲面来构成为例进行了说明，但也可是由斜面来构成，只要是使保持件3的导出发热体2的端部扩开，不与发热体2接触的形状即可。此种导出部3f、3f的斜面形状可以使冲压加工时等产生的飞边的突出方向成为离开发热体2的方向来加工并使用，或也可通过研磨加工来形成。
[0272] 如图17所示，保持件3中，第一保持部3a形成有贯通孔即第一卡合孔3d，第二保持部3b也形成有贯通孔即第二卡合孔3e。此外，在图17所示的展开后的保持件3的大致中央部分的以虚线A表示的弯折部分形成有大致圆弧状的切口3g。通过形成该切口3g，形成有从第一保持部3a延伸设置的半圆状的舌部3h。如上所述弯折构成的保持件3中，形成于第一保持部3a的第一卡合孔3d和形成于第二保持部3b的第二卡合孔3e处在对应的位置，保持件3成为在其大致中央部分具有贯通孔的构造。
[0273] 发热体2的端部即发热体保持部2a由如上所述构成的保持件3的第一保持部3a和第二保持部3b所夹持，且在与保持件3的贯通孔对应的位置形成有贯通孔即卡定支承部2c。其结果，夹着发热体保持部2a状态下的保持件3成为在其大致中央部分形成有贯通孔的状态。在该状态下，形成在位于发热体2的两端的发热体保持部2a的贯通孔即卡定支承部2c与固定部5的端部即卡定部5a卡止，发热体2设置在容器内的规定位置。
[0274] 如图17所示，发热体2包括：由保持件3保持的发热体保持部2a、形成具有与长度方向正交的多个槽的槽图案从而形成蜿蜒的电流路径并发热的发热部2b、发热体保持部2a和发热部2b之间的区域即散热部2f。如上所述，形成在发热体保持部2a的贯通孔即卡定支承部2c配置在发热体保持部2a由第一保持部3a和第二保持部3b夹持的状态下与第一保持部3a的第一卡合孔3d及第二保持部3b的第二卡合孔3e对应的位置。其结果，在夹有发热体2的状态下的保持件3的大致中央部分形成有贯通孔，但构成该贯通孔的第一卡合孔3d、第二卡合孔3e及卡定支承部2c的各直径具有如下的关系。
[0275] 第一卡合孔3d的直径形成为比第二卡合孔3e的直径大，发热体2的卡定支承部2c的直径形成为与第二卡合孔3e的直径相同或比第二卡合孔3e的直径小(第一卡合孔
3d的直径＞第二卡合孔3e的直径≥发热体2的卡定支承部2c的直径)。
3d的直径＞第二卡合孔3e的直径≥发热体2的卡定支承部2c的直径)。
[0276] 如图15及图16所示，与内部引线7一体地由线材形成的固定部5的端部即卡定部5a弯曲形成在与从内部引线7向固定部5连接的延伸设置方向(发热体2的长度方向)大致正交的方向上。因此，固定部5具有其前端弯曲的L字形状。固定部5的卡定部5a形成为其直径比形成在上述的保持件3上的第一卡合孔3d及第二卡合孔3e的直径小，且形成为比发热体2的卡定支承部2c的直径稍小。因此，第五实施方式的发热体单元中，形成固定部5的卡定部5a贯通夹有发热体2的保持件3并与发热体保持部2a的卡定支承部2c卡合的结构(第一卡合孔3d的直径＞第二卡合孔3e的直径≥发热体2的卡定支承部2c的直径＞固定部5的卡定部5a的直径)。
[0277] 而且，固定部5的卡定部5a的突出长度(图16中由符号L5表示的长度)设定为至少比保持件3的第一保持部3a和第二保持部3b的厚度及发热体2的厚度相加后的长度更长，且设定成使卡定部5a与位于第一保持部3a和第二保持部3b之间的发热体保持部2a的卡定支承部2c可靠地卡合的长度。
[0278] 如上所述，在弯曲的固定部5的卡定部5a与发热体2的卡定支承部2c卡合后的状态下，由于第一卡合孔3d的直径形成为比第二卡合孔3e的直径大，因此成为卡定部5a的基端侧的弯曲部分(所谓的圆弧部分)的一部分配置在第一卡合孔3d的内部的状态。其结果，固定部5的卡定部5a以短的突出长度(L5)可靠地贯通第一保持部3a的第一卡合孔3d、发热体2的卡定支承部2c、第二保持部3b的第二卡合孔3e，并且形成固定部5与第一保持部3a不会摇晃的可靠的接触状态。
[0279] 在第五实施方式的发热体单元中，如上所述，固定部5的卡定部5a与发热体2为卡止的卡合状态，卡定部5a与保持件3的第一卡合孔3d和第二卡合孔3e为分别将其贯通的卡止状态。保持件3的第一保持部3a和第二保持部3b与发热体2的发热体保持部2a面接触，发热体2与保持件3为电阻小的电连接状态。进而，为了使保持件3与固定部5的电连接状态及机械连接状态可靠，保持件3的舌部3h与固定部5由至少1个部位的点焊来固接。图14至图16中，由符号P表示的位置为点焊位置。点焊位置与发热体2和卡定部5a的卡合位置相同地位于与发热体2的长度方向平行的中心轴上。如此一来，固定部5固定于保持件3，固定部5不会相对于保持件3游动而成为可靠接触的状态。此外，由于如上所述地使保持件3与固定部5固定，防止保持件3的旋转、扭转及变形。
[0280] 而且，在上述的说明中，对于发热体2的一侧的端部与第一电力供给部10a的固定方法进行了说明，但第五实施方式的发热体单元中发热体2的另一侧的端部与第二电力供给部10b的固定方法也可由同样的方法来固定。因此，省略关于发热体2的另一侧的端部与第二电力供给部10b的固定方法的说明。
[0281] 第五实施方式的发热体单元中，以保持件3的平面部分夹持发热体2的发热体保持部2a的结构进行了说明，但也可构成为将保持件3的平面部分形成为曲面或凹凸面，提高夹附力来夹持发热体保持部2a。
[0282] 此外，对于第五实施方式的发热体单元中的保持件3以由一片板材来形成第一保持部3a和第二保持部3b为例进行了说明，但也可构成为使第一保持部3a和第二保持部3b分别由单独的构件来形成，并将他们接合，只要是从两侧夹住发热体2的发热体保持部2a，并确保电连接状态的构造即可。
[0283] 本发明的第五实施方式的发热体单元中使用的发热体2由薄膜片状的材料来形成，且所述薄膜片状的材料以碳系物质为主成分，在厚度方向上以各层相互形成空隙的方式而使局部固接的层叠构造，具有优良的二维各向同性的导热，且导热率为200W/m·K以上。因此，带状的发热体2不会产生温度不均而成为均匀发热的热源。
[0284] 发热体2的材料即薄膜片材是在高温度、例如2400℃以上的气氛中对高分子薄膜或添加有填料的高分子薄膜进行热处理、烧成而石墨化了的具有耐热性的高取向性的石墨薄膜片，面方向的导热率具有200W/m·K以上、600至950W/m·K的特性。如此一来，第五实施方式中使用的发热体2具有面方向的导热率为600至950W/m·K这一优良的二维各向同性的导热。
[0285] 如上述的第一实施方式中进行的说明，二维各向同性的导热是表示在由正交的X轴和Y轴所设定的面上所有方向的导热率大致相同。因而，本发明中二维各向同性不仅指例如碳纤维在相同方向上排列而形成的发热体中的碳纤维方向即1个方向(X轴方向)、或将碳纤维交叉编织形成的发热体中的碳纤维方向即2个方向(X轴方向和Y轴方向)，而是指在薄膜片状的发热体2的面方向上带有相同的性质。
[0286] 本发明中所使用的发热体2的材料即薄膜片材具有层叠构造，且面方向的层表面具有平坦的面、凹凸面或者波动面等各种面形状，并在对置的各层之间形成有空隙。在该薄膜片材的层叠构造中，各层间形成的空隙的形成状态的印象是与多次(例如几十次、几百次)重合地弯折而制作饼坯料并烧得该饼坯料而得到的饼的截面形状类似。即，发热体2是将由包含碳系物质的材料形成的多个膜体层叠，具有层叠方向被局部固接的层间构造，且厚度方向上具有柔软性的薄膜片材。因此，如上所述，本发明中的发热体2的材料即薄膜片材是具有面方向的导热率大致相同也就是优良的二维各向同性的导热的材料。
[0287] 如上述的第一实施方式中的说明，作为如上述制造的薄膜片材使用的高分子薄膜，可以举出从聚噁二唑、聚苯并噻唑、聚苯并双噻唑、聚苯并噁唑、聚苯并双噁唑、聚均苯四甲酰亚胺(均苯四甲酰亚胺)、聚亚苯基间苯二甲酰胺(亚苯基间苯二甲酰胺)、聚亚苯基苯并咪唑(亚苯基苯并咪唑)、聚亚苯基苯并双咪唑(亚苯基苯并双咪唑)、聚噻唑、聚对苯乙烯中选择的至少一种的高分子薄膜。此外，作为添加到高分子薄膜中的填料，可以举出磷酸酯系、磷酸钙系、聚酯系、环氧基系、硬脂酸系、偏苯三酸系、氧化金属系、有机锡系、铅系、偶氮系、亚硝基系以及磺酰肼系的各化合物。更具体地，作为磷酸酯系化合物可以举出：磷酸三甲苯酯、磷酸(三异丙基苯基)酯、三丁基磷酸酯、三乙基磷酸酯、三(二氯丙基)磷酸酯、三丁氧基乙基磷酸酯等。作为磷酸钙系化合物可以举出：磷酸二氢钙、磷酸氢钙、磷酸三钙等。此外，作为聚酯系化合物可以举出：己二酸、壬二酸、癸二酸、邻苯二甲酸等与乙二醇、丙三醇类反应而得到的聚合物等。此外，作为硬脂酸系化合物，可以举出癸二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、柠檬酸乙酰三丁酯等。作为氧化金属系化合物，可以举出氧化钙、氧化镁、氧化铅等。作为偏苯三酸系化合物，可以举出二丁基富马酸酯、二乙基邻苯二甲酸酯等。作为铅系化合物，可以举出硬脂酸铅、硅酸铅等。作为偶氮系化合物，可以举出偶氮二羧酸酰胺、偶氮二异丁腈等。作为亚硝基系化合物，可以举出亚硝基戊撑四胺等。作为磺酰肼系化合物，可以举出对甲苯磺酰肼等。
[0288] 通过将所述薄膜片材层叠，在惰性气体中以2400℃以上进行处理，并对在石墨化的过程中产生的气体处理气氛的压力进行调节控制，由此制造薄膜片状的发热体。进而，根据需要，通过对如上述制造的薄膜片状的发热体进行轧制处理，能够得到品质更良好的薄膜片状的发热体。将如此制造的薄膜片状的发热体用作本发明的发热体单元中的发热体2。
[0289] 而且，所述填料的添加量在0.2～20.0重量％的范围内是适当的，更优选1.0～10.0重量％的范围。该最佳添加量根据高分子的厚度而不同，在高分子的厚度薄的情况下，添加量多为好，在厚的情况下，添加量少为好。填料的比率使热处理后的薄膜处在均匀发泡的状态。即，添加的填料在加热中产生气体，该气体产生后的空洞变为通道，有助于来自薄膜内部的分解气体平稳地通过。填料有助于如此形成均匀发泡状态。
[0290] 如上述制造的薄膜片材例如利用汤姆森模或尖顶(ピナクル)模的拔出模、旋转模切割机等锐利的刀件、或激光加工等加工成期望的形状。
[0291] 第五实施方式的发热体2中，厚度(t)为100μm，发热部2b的宽度(W1)为6.0mm(参照图17)，发热体保持部2a的宽度(W2)为约5.0mm(参照图17)，发热部2b的长度(L)为300mm(参照图12)。而且，发热体2的长度、宽度及厚度是由输入电压及发热温度等来确定，可以根据使用该发热体单元作为热源的产品规格及用途来适宜变更。
[0292] 如图17所示，在第五实施方式的发热体2的发热部2b形成有在与发热体2的长度方向正交的方向上延伸设置多个槽(缝隙)的槽图案。形成于发热部2b的多个槽限制发热部2b中电流的流动方向，并调整电阻值。根据使用该发热体单元的制品规格及用途等，作为形成于发热部2b的槽形状有贯通的狭缝或者有底的槽(凹部槽)等。此外，对于凹部槽来说，通过改变其厚度方向的深度，能够调整发热部2b的电阻值。
[0293] 第五实施方式的发热体2的发热部2b反复形成有图17所示的槽图案。即，发热体2的发热部2b形成有：从与其长度方向平行的两侧边缘部分的对置位置开始，与长度方向正交地向中心侧延伸的端槽2d、与长度方向正交地形成在发热部2b的中央部分的中央槽2e。发热部2b中对置的端槽2d、2d的中央侧的对置端部具有第一规定距离(图17中由L1表示的距离)，在发热部2b的中央部分形成通电路径。此外，中央槽2e的两端部即边缘侧端部距发热部2b的宽度方向的边缘部分分别具有相同的第二规定距离(图17中由L2表示的距离)，在发热部2b的两侧边缘部分附近形成有通电路径。进而，在发热体2的发热部2b中，端槽2d和中央槽2e的长度方向的间隔具有第三规定距离(图17中由L3所示的距离)，在端槽2d和中央槽2e之间形成在与发热体2的长度方向正交的方向上流动的电流路径。
[0294] 在第五实施方式的发热体2中，端槽2d与中央槽2e的长度方向的间隔即第三规定距离L3设定为与第二规定距离L2相同的距离，第一规定距离L1设定为第二规定距离L2及第三规定距离L3的两倍。在如此形成有槽图案的发热体2的发热部2b中，形成有蜿蜒的电流路径，相对于电流流动正交的截面积大致相同，电阻值的计算变得容易，能够形成均匀的温度分布。而且，只要是发热体2的面方向的导热率具有例如600W/m·K以上的特性的材料，则即使第二规定距离L2不是第一规定距离L1的1/2，也不会对均匀的温度分布(配热分布)造成大的影响。优选将第二规定距离L2设定为第一规定距离L1的1/2以上，由此能够提高发热体2对于施加到发热体单元上的冲击的机械强度。
[0295] 此外，形成于发热部2b的槽形状的狭缝或凹部槽根据使用该发热体单元的产品规格或用途来适宜选择，从而能够将发热部2b的温度分布(配热图案)形成为期望的图案。
[0296] 进而，在发热部2b中，端槽2d与中央槽2e在长度方向上的间隔L3越靠近发热体2的长度方向的端部即发热体保持部2a，越逐渐扩大，由此使发热部2b的电流路径的电阻率逐渐变化，从而能够改变发热部2b的温度分布(配热图案)，使中央部分变得高热。当然，根据使用该发热体单元的产品规格或用途来适当改变上述间隔L1、L2及L3，由此能够形成具有期望的配热图案的热源。
[0297] 第五实施方式的发热体2形成为发热体保持部2a的宽度(W2)比发热部2b的宽度(W1)狭。而且，从发热体保持部2a向发热部2b相连的区域形成为逐渐扩展，该区域形成有具有散热功能的散热部2f。该散热部2f不形成如上所述的槽，而形成宽的电流路径。其结果，散热部2f中，从发热部2b传导的热量被释放，实现发热体2的热应力的降低及长寿命化。而且，从发热体保持部2a向发热部2b相连的散热部2f的边缘形状优选由曲面形状来构成，为了防止施加集中载荷而破损。
[0298] 此外，在根据产品规格而使发热部2b的温度高的情况下，从发热部2b朝向发热体保持部2a的散热部2f的宽度逐渐变窄，由此能够在散热部2f设置温度梯度，从而降低向发热体保持部2a的热应力。
[0299] 进而，在发热体2中，使第一规定距离L1及第二规定距离L2的长度随着接近两侧的发热体保持部2a而逐渐变长，能够在发热部2b设置温度梯度，并且形成具有耐冲击性及耐振动性的高机械强度的构造。
[0300] 在如上所述构成的发热体2中，由于在发热部2b形成有槽图案，且该槽图案具有阻碍电流的流动的多个槽，因此能够不受发热部2b的整体形状限制而设定期望的电流路径。其结果，第五实施方式的发热体单元中，根据产品规格及用途能够设定期望的发热分布，可以用作多方面的热源。
[0301] 而且，第五实施方式的发热体单元中的发热体2通过冲压加工而形成为带状，并进行槽加工，但也可使用激光来加工成期望的形状。例如，作为激光加工的一例，若发热体2的面方向的导热率为200W/m·K以上，则在使用以CO2激光(波长10600nm)等热加工作用为主体的激光加工的情况下，存在被发热体2夺走热量而无法加工的问题。但是，通过使用以非热加工作用为主体的波长1064至380nm的激光加工、例如指定1064nm的短波长激光加工，能够高精度地加工期望的形状。
[0302] 尤其是在形成第五实施方式中的发热体2的情况下，本发明的发明者发现通过使用指定532nm的第二高次谐波激光加工，能够高精度地进行加工。第五实施方式中的发热体2的材料为薄膜片材，以将高分子薄膜或添加有填料的高分子薄膜在高温度例如2400℃以上的气氛中进行热处理、烧成而石墨化的具有耐热性的高取向性的石墨薄膜片为材料。而且，发热体2由面方向的导热率具有600至950W/m·K的特性的材料来形成。利用该种材料，例如在加工厚度(t)为100μm、宽度(W1)为6.0mm、长度(L)为300mm的发热体的情况下，或如上所述在发热部2b加工槽(狭缝)等复杂的形状的情况下，期望使用指定532nm的第二高次谐波激光加工。
[0303] 此外，当然优选的激光加工方法可以根据发热体2的材料、即面方向的导热率及形状，从以上述的非热加工作用为主体的带有激光加工波长(1064至380nm)的加工方法中适当选择。进而，用于加工上述说明的发热体2的激光加工方法在后述的其他实施方式的发热体单元的发热体的加工中也可采用。
[0304] 如上所述，在第五实施方式的发热体单元中，带状的发热体2的两端部分由简单结构的电力供给部10a、10b可靠地卡合，发热体2在容器内的规定位置处保持电连接状态。如此一来，第五实施方式的发热体单元中，发热体2由电力供给部10a、10b可靠地保持在容器内的规定位置，因此可以构成安全性及可靠性高且效率高的热源。此外，第五实施方式的发热体单元的结构简单，因此能够提供作业效率高且具有优良的生产率的热源。
[0305] (第六实施方式)
[0306] 以下，参照图18至图21来对本发明的第六实施方式的发热体单元进行说明。第六实施方式的发热体单元中，与上述的第五实施方式的发热体单元不同之处在于安装在发热体2的两端的保持件23的结构。第六实施方式的发热体单元中的保持件以外的结构与第五实施方式的发热体单元相同，因此，以下对第六实施方式的发热体单元中的保持件23的结构进行详细说明。而且，第六实施方式的发热体单元中具有与第五实施方式的发热体单元相同的功能、结构的部件标注相同符号，其说明适用第五实施方式的说明。
[0307] 图18是表示第六实施方式的发热体单元中的发热体2、与该发热体2的端部即发热体保持部2a卡止的固定部5的卡定部5a、以夹着发热体保持部2a的方式安装的保持件23等的俯视图。图19是沿图18所示的保持件23的VIII-VIII线的剖视图。图20是第六实施方式中的保持件23的展开图。
[0308] 第六实施方式的发热体单元所使用的保持件23是将由与第五实施方式的保持件3同样具有导电性的金属材料、例如钼形成的平板的板材弯折而成。如图18及图19所示，发热体2的端部即发热体保持部2a以夹在保持件23的第一保持部23a及第二保持部23b之间的方式来配置。
[0309] 而且，第六实施方式的发热体单元中的保持件23以由一片板材来形成第一保持部23a和第二保持部23b为例进行说明，但也可使第一保持部23a和第二保持部23b分别由单独构件来形成，并将他们接合构成。
[0310] 在第六实施方式的发热体单元中，与第五实施方式的发热体单元同样，在由第一保持部23a和第二保持部23b夹持的发热体2的发热体保持部2a上形成有贯通孔即卡定支承部2c，以使该卡定支承部2c与固定部5的弯曲成L字形状的突出端部即卡定部5a卡合。
[0311] 第六实施方式中的保持件23上形成有用于支承固定部5的保持孔23i。在第六实施方式中，形成为保持孔23i与固定部5卡合，保持件23支承于固定部5的结构。该卡合位置配置在发热体2的与长度方向平行的中心轴上。
[0312] 以下，参照图20所示的保持件23的展开图，对保持件23的结构进行详细的说明。图20所示的展开后的保持件23在虚线A的位置处弯折大致180度。此外，在图20所示的展开后的保持件23的虚线B的位置处，向与虚线A的位置处弯折的方向相反的相反方向弯折大致90度。其结果，保持件23形成有：用于夹持发热体2的发热体保持部2a(参照图
17)的第一保持部23a(图20中保持件23的右侧平坦部分)、第二保持部23b(图20中保持件23的左侧平坦部分)和弯折了大致90度的舌部23h(参照图19)。在第一保持部23a上形成有第一卡合孔23d，在第二保持部23b上形成有第二卡合孔23e，而且在舌部23h形成有保持孔23i。与上述的第五实施方式中的第一卡合孔3d和第二卡合孔3e同样，第一卡合孔23d和第二卡合孔23e形成在对应的位置，以使固定部5的卡定部5a贯通，并能够使卡定部5a与发热体2的卡定支承部2c卡合。如后述，位于舌部23h的保持孔23i为用于使固定部5贯通并支承固定部5的保持孔。
17)的第一保持部23a(图20中保持件23的右侧平坦部分)、第二保持部23b(图20中保持件23的左侧平坦部分)和弯折了大致90度的舌部23h(参照图19)。在第一保持部23a上形成有第一卡合孔23d，在第二保持部23b上形成有第二卡合孔23e，而且在舌部23h形成有保持孔23i。与上述的第五实施方式中的第一卡合孔3d和第二卡合孔3e同样，第一卡合孔23d和第二卡合孔23e形成在对应的位置，以使固定部5的卡定部5a贯通，并能够使卡定部5a与发热体2的卡定支承部2c卡合。如后述，位于舌部23h的保持孔23i为用于使固定部5贯通并支承固定部5的保持孔。
[0313] 而且，如图20所示的展开后的保持件23中的虚线A的弯曲位置设定在与轧制保持件23的金属材料即钼时的轧制方向(所谓的辊眼方向)正交的方向上。通过如此地设定，防止保持件23在虚线A的位置处产生龟裂或破断等事故，并能够弯曲大致180度。
[0314] 此外，与第五实施方式相同的目的，在第六实施方式中的保持件23上形成有导出部23f、23f，该导出部在第一保持部23a和第二保持部23b的虚线C的位置处弯曲，并使其端部侧的对置面向相互离开的方向弯曲。而且，导出部23f、23f也可由斜面来构成，只要是保持件23的导出发热体2的端部扩开，不与发热体2接触的形状即可。
[0315] 如图20所示，在展开后的保持件23中，在第一保持部23a上形成第一卡合孔23d，在第二保持部23b上形成第二卡合孔23e，此外，在舌部23h上形成有保持孔23i，第一卡合孔23d、第二保持部23b及保持孔23i形成在同一直线上。在图20所示的展开后的保持件3中，在其大致中央部分的由虚线A表示的弯折部分形成有大致圆弧状开口的开口部23g。
通过形成该开口部23g，形成有从第一保持部23a延伸设置的半圆状的舌部23h。如上所述，在舌部23h形成有贯通孔即保持孔23i，在虚线C的位置弯折大致90度，形成保持件23。如上所述弯折形成的保持件23中，形成于第一保持部23a的第一卡合孔23d和形成于第二保持部23b的第二卡合孔23e处在对应的位置，保持件23成为在其大致中央部分具有贯通孔的构造。在保持件23的贯通孔的位置配置发热体2的发热体保持部2a的贯通孔即卡定支承部2c，并由保持件23来夹持，发热体2的卡定支承部2c与内部引线部11a的固定部5的卡定部5a可靠地卡合。
通过形成该开口部23g，形成有从第一保持部23a延伸设置的半圆状的舌部23h。如上所述，在舌部23h形成有贯通孔即保持孔23i，在虚线C的位置弯折大致90度，形成保持件23。如上所述弯折形成的保持件23中，形成于第一保持部23a的第一卡合孔23d和形成于第二保持部23b的第二卡合孔23e处在对应的位置，保持件23成为在其大致中央部分具有贯通孔的构造。在保持件23的贯通孔的位置配置发热体2的发热体保持部2a的贯通孔即卡定支承部2c，并由保持件23来夹持，发热体2的卡定支承部2c与内部引线部11a的固定部5的卡定部5a可靠地卡合。
[0316] 第六实施方式中的发热体2具有与第五实施方式的发热体2相同的结构，发热体2的材料即薄膜片材具有层叠构造，且面方向的层表面具有平坦的面、凹凸面或者波动面等各种面形状，在对置的各层之间形成有空隙。因而，对于第六实施方式中的发热体2来说也具有面方向的导热率大致相同即优良二维各向同性的导热。
[0317] 第六实施方式中的发热体2与第五实施方式的发热体2相同，其为位于发热体2的两端的发热体保持部2a(参照图17)由保持件23来夹持的结构。此外，发热体2中的发热部2b上形成有槽图案，且该槽图案具有多个槽(缝隙)。在发热体2的发热体保持部2a上形成有贯通孔即卡定支承部2c，该卡定支承部2c中插入固定部5的卡定部5a并成为卡合状态，并且发热体保持部2a由保持件23夹持，而成为相互电连接状态。而且，第一卡合孔23d的直径形成为比第二卡合孔23e的直径大，第二卡合孔23e的直径形成为与发热体2的卡定支承部2c的直径相同或比发热体2的卡定支承部2c的直径大(第一卡合孔3d的直径＞第二卡合孔3e的直径≥发热体2的卡定支承部2c的直径)。
[0318] 图18及图19是表示第一内部引线部11a的固定部5与如上所述两端由保持件23夹持的发热体2卡止并卡合的状态的图。如图18及图19所示，与内部引线7一体地由线材形成的固定部5的卡定部5a的直径形成为比保持件23所形成的第一卡合孔23d及第二卡合孔23e的直径小。因此，固定部5的卡定部5a贯通夹着发热体2的发热体保持部2a的保持件23的第一卡合孔23d及第二卡合孔23e，并与发热体2的卡定支承部2c可靠地卡合(第一卡合孔23d的直径＞第二卡合孔23e的直径≥发热体的卡定支承部2c的直径＞卡定部5a的直径)。
[0319] 而且，固定部5的卡定部5a的突出长度(图19中由符号L4表示的长度)形成为至少比保持件23的第一保持部23a和第二保持部23b的厚度及发热体2的厚度相加后的长度更长，且设定成卡定部5a贯通第二保持部23b的第一卡合孔23d，并与发热体2的卡定支承部2c可靠地卡合的长度。
[0320] 如上所述，在弯曲的固定部5的卡定部5a与发热体2的卡定支承部2c卡合后的状态下，第一卡合孔23d的直径形成为比第二卡合孔23e的直径大。因此，变成固定部5的卡定部5a的基部即弯曲部分(所谓的圆弧部分)的一部分配置在大的第一卡合孔23d的内部的状态。其结果，固定部5不会相对于保持件23晃动而可靠地接触，且固定部5的卡定部5a的突出端部从第二保持部23b的第二卡合孔23e突出，从而发热体2的卡定支承部2c和卡定部5a成为可靠的卡合状态。
[0321] 在第六实施方式的发热体单元中，如上所述，固定部5的端部即卡定部5a与发热体2的卡定支承部2c卡合，且与保持件23一同形成卡合状态。固定部5可靠地支承保持件23，且为了不使固定部5相对于保持件3移动，固定部5构成为贯通形成于保持件23的舌部23h的保持孔23i并与其卡合。保持孔23i的直径形成为比固定部5的线材的直径稍大，但形成为不使固定部5在保持孔23i内游动的大小。如上所述，固定部5为与保持件23在2个部位卡合的状态，但上述的卡合位置位于发热体2的与长度方向平行的中心轴上。如此一来，由于固定部5构成在其两端部分与保持件23卡合的状态(2点固定状态)，因此固定部5不会相对于保持件23移动而形成可靠地接触固定的状态。由于如上所述地使保持件23与固定部5固定，因此防止保持件23的旋转、扭转及变形。而且，也可使固定部5与保持件23之间在至少1个部位来点焊固定。
[0322] 而且，在图20所示的保持件23中，由保持孔23i来支承固定部5，但本发明并不限于此种结构，例如，如图21的保持件23的展开图所示，形成从第一保持部23a延伸设置的突出端230i，利用该突出端230i来支承固定部5的结构也包含在本发明中。
[0323] 在上述的说明中，对保持件23和第一内部引线部11a的固定部5相对于发热体2的一侧的端部的固定方法进行了说明，但保持件23和第二内部引线部11b的固定部5相对于发热体2的另一侧的端部的固定方法也可以由相同的方法来固定，因而在此省略。
[0324] 图22是表示保持件和固定部相对于第六实施方式的发热体单元中的发热体的其他卡合方法的剖视图。图22是与上述图19的剖视图对应的位置处的剖视图，保持件23的结构相同。因而，在图22所示的发热体单元中，对于图18至图20所示的第六实施方式的发热体单元具有相同的功能、结构的部件标注相同的符号，其说明适用上述的说明。
[0325] 在图22所示的结构的发热体单元中，在将保持件23的贯通孔(第一卡合孔23d及第二卡合孔23e)及发热体2的卡定支承部2c贯通了的固定部5的卡定部5a的突出端部设置防止拔脱机构(脱落防止机构)。如图22所示，固定部5的卡定部5a的从第二卡合孔23e突出的突出端部形成由于冲压加工等而发生了塑性变形的状态。即，卡定部5a的从第二卡合孔23e突出的突出端部加工成比第二卡合孔23e的直径大的形状，形成防止拔脱机构。作为卡定部5a的突出端部的塑性变形的方法，除了冲压加工以外，可以使用旋转铆接加工等机械性加工方法、或利用热、电流、等离子体等形成的熔敷方法等。此外，作为其他的防止拔脱机构具有：将卡定部5a的突出端部螺纹刻蚀并利用螺母形成的螺纹固定方法、或在突出端部装配挡圈例如C型挡圈、E型挡圈等卡止方法等。
[0326] 如上所述，在第六实施方式的发热体单元中，位于带状的发热体2的两端部分的发热体保持部2a与结构简单的电力供给部10a、10b卡合而可靠地保持在容器内的期望的位置，且确保电连接状态。因而，根据本发明的第六实施方式的发热体单元，能够构成安全性及可靠性高、且效率高的热源，并且由于结构简单，因此能够提供作业效率高并具有优良的生产率的发热体单元。
[0327] (第七实施方式)
[0328] 以下参照图23至图26来对本发明的第七实施方式的发热体单元进行说明。在第七实施方式的发热体单元中，与上述的第五实施方式的发热体单元不同之处在于安装在发热体2的两端的保持件33及固定部35的结构。除了第七实施方式的发热体单元中的保持件33及固定部35以外的结构与第五实施方式的发热体单元相同，因此以下对第七实施方式的保持件33及固定部35的结构进行详细的说明。而且，在第七实施方式的说明中，对于具有与第五实施方式相同的功能、结构的部件标注相同的符号，并省略其说明。
[0329] 图23是表示第七实施方式的发热体单元中的发热体2、安装在其端部即发热体保持部2a的保持件33等的俯视图。图24是表示安装于图23所示的发热体2的保持件33等的主视图。
[0330] 第七实施方式的发热体单元所使用的保持件33将由与第五实施方式的保持件3同样具有导电性的金属材料、例如钼形成的平板的板材弯折而构成。如图23及图24所示，发热体2的端部即发热体保持部2a配置为夹在保持件33的第一保持部33a及第二保持部33b之间。
[0331] 而且，第七实施方式的发热体单元中的保持件33以由一片板材来形成第一保持部33a和第二保持部33b为例进行说明，但也可使第一保持部33a和第二保持部33b分别由单独构件来形成，并将它们接合构成。
[0332] 在对发热体2的发热体保持部2a进行夹附保持的保持件33上点焊有与内部引线7一体地由线材形成的固定部35。第七实施方式中，保持件33和固定部35被焊接并固定在固定部35的两端部附近的2个部位。图23及图24中由符号P表示的位置是点焊位置。
[0333] 与内部引线7一体地形成的直线状的固定部35配设并固定在保持件33的中心轴上。在此，保持件33的中心轴是指与由该保持件33保持的发热体2的长度方向平行，且通过包括发热体2和保持件33的构件的重心的轴。保持件33和固定部35被点焊，且点焊位置处在保持件33的中心轴上。
[0334] 第七实施方式中的保持件33与上述的第五实施方式及第六实施方式的保持件3、23同样，是将平板的板材在其大致中央部分弯折大致180度，形成第一保持部33a和第二保持部33b。但是，在第七实施方式的保持件33中，如图23及图24所示，在第一保持部33a的侧面部分(第一保持部33a的与发热体2的长度方向的中心轴平行的侧面部分)对置形成有以短的宽度突出的侧壁部33c。对置的侧壁部33c、33c以从第一保持部33a的侧面部分向第二保持部33b的方向(图13的上方)弯折大致90度的方式来对置形成。此时，保持件33的侧壁部33c构成为进入形成于第二保持部33b的对应的侧面部分的切口部33j内。
[0335] 图25表示第七实施方式的保持件33的展开图和利用该保持件33夹持的发热体2的端部。如图25所示，在展开后的保持件33中，在位于其中央部分的虚线A的位置处弯折大致180度，形成第一保持部33a及第二保持部33b。而且，在第一保持部33a和第二保持部33b之间配置有发热体保持部2a的状态下，在第一保持部33a的虚线B的2个部位的位置，向与虚线A的位置处弯折方向相同的方向使其端部侧弯折成大致90度，形成对置的侧壁部33c、33c。
[0336] 如图25所示，在利用保持件33保持的发热体保持部2a上，在其侧面(与发热体2的长度方向平行的对置的侧面)形成有切口部2g、2g。因此，当弯折第一保持部33a的侧壁部33c、33c时，侧壁部33c、33c进入形成于第二保持部33b的切口部33j内，并且与发热体2的切口部2g卡合，从而保持件33可靠地卡合保持发热体保持部2a。如此一来，当侧壁部33c进入切口部33j时，侧壁部33c与发热体2的切口部2g卡合，因此发热体2不会从保持件33脱落，形成发热体2可靠地固定于保持件33的状态。
[0337] 而且，与上述的第五实施方式及第六实施方式同样，第七实施方式中，对于展开后的保持件33来说，在第一保持部33a和第二保持部33b的位于发热体2的导出侧的虚线C的位置处，使导出端部侧的对置面向相互离开的方向弯曲，从而形成导出部33f、33f。
[0338] 而且，第七实施方式的保持件33由与上述的第五实施方式及第六实施方式的保持件3、23相同的材料来形成。
[0339] 如上所述，与上述的第五实施方式及第六实施方式同样，在第七实施方式的发热体单元中，以简单的结构形成有用于夹持发热体2的发热体保持部2a的第一保持部33a、第二保持部33b、侧壁部33c以及舌部33h(参照图23)。舌部33h从第一保持部33a沿与内部引线7的导出方向相同的方向延伸设置，在该舌部33h配置并固定与内部引线7相连的固定部35。舌部33h与固定部35在图23及图24中由符号P表示的2个部位的位置点焊来可靠地固定。而且，只要保持件33与固定部35的熔敷部分带有能够维持用于将发热体2拉设在容器内的张力的强度的结构，则点焊位置也可为1处。
[0340] 图26是表示第七实施方式的发热体单元中的发热体2与保持件33的其他的卡合方法的俯视图。在图26所示的结构中，形成有第一保持部33a的侧面部分的宽度短、突出部分长的侧壁部33k，该侧壁部33k弯折成握持第二保持部33b的侧部。此时，保持件33的侧壁部33k构成为进入形成于第二保持部33b的侧面部分的切口部33m和发热体保持部2a的切口部2g(参照图25)。如此一来，当侧壁部33k进入切口部33m时，侧壁部33k与发热体保持部2a的切口部2g卡合，因此发热体2不会从保持件33脱落，保持件33以电连接状态可靠地保持发热体2。
[0341] 在第七实施方式的发热体单元中，如上所述发热体2由保持件33可靠地保持，并使保持件33和固定部35点焊，发热体2成为经由保持件33可靠地与固定部35电连接的状态。其结果，在第七实施方式的发热体单元中，带状的发热体2的两端部分由结构简单的保持件33来保持，且保持件33由内部引线部11a、11b的固定部35来可靠地固定，因此发热体2与内部引线部11a、11b之间确保电连接状态。如此一来，第七实施方式的发热体单元中，发热体2经由保持件33与内部引线部11a、11b可靠地连接固定，成为安全性及可靠性高、且效率高的热源，并且由于结构简单，因此能够提供作业效率高、具有优良的生产率的发热体单元。
[0342] (第八实施方式)
[0343] 以下，参照图27对本发明的第八实施方式的发热体单元进行说明。第八实施方式的发热体单元与上述的第五实施方式的发热体单元不同之处在于安装在发热体2的两端的保持件43及固定部35的结构。第八实施方式的发热体单元中除保持件43及固定部35以外的结构与第五实施方式的发热体单元相同，因此，以下对第八实施方式中的保持件43及固定部35的结构进行详细说明。而且，在第八实施方式的说明中，对于具有与第五实施方式相同的功能、结构的部件标注相同的符号，并省略其说明。
[0344] 图27表示第八实施方式的发热体单元中安装于发热体2的端部的保持件43及固定部35等，是与发热体2的长度方向平行的中心轴处的剖视图。
[0345] 第八实施方式的发热体单元所使用的保持件43是利用对由与第五实施方式的保持件3同样具有导电性的金属材料、例如钼来形成的平板的板材进行弯折加工和冲压加工而构成的。如图27所示，发热体2夹在弯折的保持件43的第一保持部43a和第二保持部43b之间，且利用形成于第一保持部43a的突起部43c来贯通保持发热体2的贯通孔即卡定支承部2c(参照图17)。
[0346] 与上述的第五实施方式及第六实施方式的保持件3、23同样地，第八实施方式的发热体单元中的保持件43由平板的板材来形成，但在第一保持部43a上利用冲压加工等形成突起部43c，在第二保持部43b的与所述突起部43c对应的位置形成孔43d。在图27中，孔43d由贯通孔表示，但只要是使突起部43c进入的形状，也可为有底孔(凹部孔)。展开后的板材状态的保持件43在其大致中央部分弯折成大致180度而形成第一保持部43a和第二保持部43b，第一保持部43a的突起部43c通过发热体2的卡定支承部2c而进入第二保持部43b的孔43d，从而夹持发热体2。
[0347] 而且，第八实施方式的发热体单元中的保持件43以由一片板材来形成第一保持部43a和第二保持部43b为例进行说明，但也可由单独构件来形成第一保持部43a和第二保持部43b，并将它们接合。
[0348] 在第八实施方式的发热体单元中，由于如上所述地构成保持件43，因此发热体2不会从保持件43脱落而可靠地保持于保持件43。此外，在从第一保持部43a向与内部引线7的导出方向相同的方向延伸设置的舌部43e上，配置并固定有与内部引线7连接的固定部35。该舌部43e与固定部35在图27中由符号P表示的2个部位的位置被点焊固定。点焊位置在保持件43的中心轴上。在此，保持件43的中心轴是指与保持于该保持件43的发热体2的长度方向平行、且通过包括发热体2和保持件43的构件的重心的轴。而且，点焊位置只要是使保持件43与固定部的熔敷部分能够维持用于将发热体2拉设于容器内的张力的结构，则在一个部位也可。
[0349] 以与上述的第五实施方式的发热体单元中的保持件3的导出部3f相同的目的，在第八实施方式的发热体单元中的保持件43的第一保持部43a和第二保持部43b上分别形成有导出部43f、43f。
[0350] 在第八实施方式的发热体单元中，如上所述地发热体2由保持件43来可靠地保持，且保持件43和固定部35被点焊(2点固定状态)，因此发热体2经由保持件43与固定部35成为可靠的电连接状态。其结果，在第八实施方式的发热体单元中，带状的发热体2的两端部分由简单结构的保持件43来保持，保持件43由内部引线部11a、11b的固定部35来可靠地固定，从而确保发热体2与内部引线部11a、11b之间的电连接状态。如此一来，第八实施方式的发热体单元中，发热体2经由保持件43而与内部引线部11a、11b可靠地连接固定，成为安全性及可靠性高、且效率高的热源，并且提供作业效率高且具有优良的生产率的发热体单元。
[0351] 从上述的第五实施方式至第八实施方式中，以使用钼来作为保持件3、23、33、43的材料为例进行了说明，但本发明中并不限定于钼，除了钼以外例如也可以根据产品规格来适当地选择钨、镍、不锈钢等具有耐热性的材料。
[0352] (第九实施方式)
[0353] 参照图28至图30对本发明的第九实施方式的发热体单元进行说明。图28是表示第九实施方式的发热体单元的构造的俯视图。图28中，该发热体单元为长条形状，因此切断并省略其中间部分，表示两端部分附近。图29是图28所示的发热体单元的主视图。
[0354] 在第九实施方式的发热体单元中，在具有耐热性的细长的容器1的内部配置有薄膜片状且带状的发热体2。细长带状的发热体2沿容器1的长度方向延伸设置。在第九实施方式的发热单元中，与上述的第一实施方式同样，容器1由透明的石英玻璃管来形成，石英玻璃管的两端部分熔敷成平板状，从而使容器1密封。此外，在收容发热体2等的容器内部封入作为惰性气体的氩气。作为可以封入容器内部的惰性气体并不限定于氩气，除了氩气以外，也可使用氮气、或氩气和氮气、氩气和氙气、氩气和氪气等混合气体，并达到同样的效果。作为应封入容器内的惰性气体，可以根据目的来适宜选择。在容器1的内部封入惰性气体是为了防止在以高温度使用时容器内部的碳系物质即发热体2氧化。而且，作为容器1的材料，只要是具有耐热性、绝缘性及透热性的材料也可使用，例如除了石英玻璃以外，也可从碱石灰玻璃、硼硅酸玻璃、铅玻璃等玻璃材料及陶瓷材料等适宜选择。
[0355] 如图28及图29所示，第九实施方式的发热体单元具备：容器1、作为热辐射膜体的细长带状的发热体2、用于将该发热体2保持在容器内的规定位置而设置于发热体2的长度方向的两端部分并用于向发热体2供给电力的第一及第二电力供给部10a、10b。
[0356] 设置于发热体2的两端的第一及第二电力供给部10a、10b包括：安装于发热体2的两端的保持件3、辅助环4、固定部5、内部引线7、钼箔8及外部引线9。在保持件3上固定与内部引线7相连的固定部5，内部引线7经由埋设于容器1的两端部分的封接部分(熔敷部分)的钼箔8，与从容器1的两端向容器外部导出的外部引线9电连接。
[0357] 如图28及图29所示，在内部引线7上安装有具备位置限制功能的位置限制部即辅助环4。内部引线7由一根线材例如钼线来构成，辅助环4是例如将钼线形成为线圈状的构件。
[0358] 而且，以由钼线来形成第九实施方式中的内部引线7及辅助环4为例进行说明，也可使用钨、镍、不锈钢等为材料的金属线(圆棒形状、平板形状)来形成。
[0359] 如上所述，在第九实施方式的发热体单元中，由保持件3、辅助环4、内部引线7、钼箔8及外部引线9构成的电力供给部10a、10b设置在发热体2的两侧，向发热体2供给电力并使发热体2拉设在容器内的规定位置。
[0360] 图30是表示第九实施方式的发热体单元中的发热体2的一侧的端部附近的俯视图。图31是图30所示的发热体2的端部附近的主视图。而且，图30所示的发热体2中，图28及图30的俯视图所示的面成为被加热对象物的对置面。
[0361] 如图30及图31所示，发热体2的端部由保持件3来夹附平面侧和背面侧，并由与内部引线7相连的固定部5的端部来贯通形成于保持件3的大致中央的贯通孔和形成于发热体2的端部的贯通孔。在第九实施方式中，内部引线7和固定部5由一根线材来构成。与内部引线7相连的固定部5的发热体侧端部弯曲，形成所谓的L字状。弯曲成该L字的固定部5的前端贯通夹有发热体2的保持件3的贯通孔，并从保持件3的贯通孔突出。
[0362] 在从保持件3的贯通孔突出的固定部5的突出端部5a上设置防止拔脱机构(脱落防止机构)。如图31所示，利用冲压加工等使固定部5的突出端部5a塑性变形而成为压溃的状态。即，固定部5的突出端部5a加工成比保持件3的贯通孔的直径大的形状，且设置防止拔脱机构。作为固定部5的突出端部5a的塑性变形的方法，除了冲压加工以外，可以使用旋转铆接加工等的机械加工方法、或利用热、电流、等离子体等形成的熔敷方法等。此外，作为其他的防止拔脱机构还有：将固定部5的突出端部5a螺纹刻蚀并由螺母形成的螺纹固定方法、或在突出端部5a上装配挡圈、例如C型挡圈、E型挡圈等的卡止方法等。
[0363] 第九实施方式的发热体单元中的辅助环4卷附固定在与内部引线7相连的固定部5，并形成为线圈状。如图30及图31所示，卷附有辅助环4的固定部5的安装部位5e利用冲压加工在对置的方向上压溃。在第九实施方式中，内部引线7及固定部5为圆形状截面的线材(钼线)，但该固定部5的安装部位5e的截面为大致长方形状。即，在固定部5中，与电流流过的方向正交的截面形状在安装部位5e处为大致长方形状，与其他部位的圆形状截面不同。
[0364] 但是，第九实施方式中的固定部5的安装部位5e的截面积形成为与其他的部位的圆形状截面的截面积相比为80％以上。此外，固定部5中，圆形状截面的部分与压溃的大致长方形状截面的部分的边界部分形成为平缓的变形，从而构成没有急剧的形状变化。因而，作为从外部引线9向发热体2的电流路径的固定部5中，电阻值不会在安装部位5e处急剧地变化，抑制安装部位5e的温度上升。
[0365] 在第九实施方式的发热体单元中，如图30及图31所示，在如上所述形成的固定部5的安装部位5e和发热体侧的圆形状截面部分的边界部分卷接有辅助环4。辅助环4具有：
与固定部5卷接的卷接部4a和具有线圈形状的环状部4b。
与固定部5卷接的卷接部4a和具有线圈形状的环状部4b。
[0366] 辅助环4的卷接部4a通过多次卷绕(卷绕3次至5次)而卷附于固定部5的安装部位5e(卷接状态)。因此，辅助环4不会松弛地固接于固定部5。因而，辅助环4不会从固定部5脱落，也不会在固定部5上移动。而且，作为辅助环4和固定部5的其他的固接方法，也可考虑利用点焊的连接方法，但存在由于焊接时所产生的热量而使辅助环4和固定部5相互的线材脆性破坏之虞，此外还存在固定部5的连接点熔融而使截面积减小之虞。因此，利用点焊来连接辅助环4和固定部5的方法并不是优选的连接方法。
[0367] 辅助环4的环状部4b为至少1圈以上的线圈形状，其直径具有与收纳发热体2的圆筒形的容器1的内面接近的大小。
[0368] 在第九实施方式的发热体单元中，发热体2的宽度为6.0mm，收纳该发热体2的容器1的圆筒部分的内径为8.0mm，辅助环4的环状部4b的直径为7.0mm。因而，第九实施方式的发热体单元中，辅助环4的环状部4b与容器1的圆筒状部分的内面之间的间隙设定为在两端部合计1.0mm。上述的容器1、发热体2及辅助环4的尺寸关系包括公差，且可以根据使用该发热体单元作为热源的产品规格及用途来适当变更，辅助环4的尺寸设定为能够不使发热体2与容器1接触的限制位置的尺寸。
[0369] 如上所述，第九实施方式的发热体单元中的辅助环4具有作为位置限制构件的功能，用于将发热体2配置在容器内的规定位置，由于比发热体2的宽度大的直径的环状部4b的外周部分位于与容器1的内周面接近的位置，因此使发热体2不与容器1接触地配置在期望的位置(在第九实施方式中，容器1的长度方向的中心轴与发热体2的长度方向的中心轴为同轴的位置)。
[0370] 如上述构成的辅助环4卷接在用于向发热体2供给电力的固定部5，且从外部引线9向发热体2的电流路径不通向辅助环4。即，辅助环4中不存在固定部5的电流路径。如此一来，由于辅助环4中不流过向发热体2的电流，也不会利用向该发热体2的电流来发热。第九实施方式的辅助环4具有发热体2的位置限制功能，并且作为对从发热体2传导来的热进行散热的散热功能来发挥作用。
[0371] 以由钼线来形成第九实施方式中的辅助环4为例进行说明，但只要是具有能够将发热体2限制位置的刚性，且具有优良的导热(散热功能)和加工容易的材料也可用作辅助环4，例如可以使用镍、不锈钢、钨等金属材料等。
[0372] 此外，第九实施方式中的辅助环4的环状部4b为圆形的线圈状，但本发明并不限定于该方式，只要是具有发热体2的位置限制功能及散热功能的形状都可使用。例如，图30及图31所示的环状部4b为1.5匝的卷数，但通过增加该卷数能够提高位置限制及散热功能。进而，作为卷绕方法并不一定需要沿发热体2的长度方向密集卷绕，也可设置稀疏卷绕的部分。此外，环状部4b的形状并不限定于线圈状，只要是形成容易且能够将发热体2限制在期望位置的形状即可。而且，图示了卷接于固定部5的卷接部4a仅在单侧一端卷接于线圈部4b的结构，但并不一定需要仅形成在一端，尤其在增加了卷数的情况下，也可形成在两端，进而，通过设置在线圈部4b的中间部分，环状部4b成为更加稳定的结构。
[0373] 在第九实施方式的发热体单元中，发热体2的材料自身具有伸缩性，且由于发热体2的形状图案具有伸缩性，因此不需要用于吸收发热体2中由于膨胀收缩所导致的变化的机构。尤其是因为第九实施方式中所使用的发热体2的热膨胀率小，因此在制造时施加了张力的状态下配设(拉设)的发热体2能够利用发热体自身及发热体2的形状图案所产生的伸缩性来吸收发热时的膨胀。因而，在第九实施方式的发热体单元中不需要设置弹性构件，该弹性构件是在现有的发热体单元中为了始终拉设发热体而设置的。其结果，第九实施方式的发热体单元中，不需要现有的结构即弹簧部，能够在其配设空间内延伸设置发热体2，与容器1相比，能够将发热体2的形状设定得较大。
[0374] 本发明的第九实施方式的发热体单元中使用的发热体2由薄膜片状的材料来形成，且所述薄膜片状的材料是以碳系物质为主成分且在厚度方向上以各层相互形成空隙的方式而使局部固接的层叠构造，具有优良的二维各向同性的导热，且导热率为200W/m·K以上。因此，带状的发热体2不会产生温度不均而成为均匀发热的热源。
[0375] 如上述第五实施方式中的说明，发热体2的材料即薄膜片材是在高温度、例如2400℃以上的气氛中对高分子薄膜或添加有填料的高分子薄膜进行热处理、烧成而石墨化了的具有耐热性的高取向性的石墨薄膜片，面方向的导热率为200W/m·K以上，具有600至
950W/m·K的特性。如此一来，第九实施方式中使用的发热体2具有面方向的导热率为600至950W/m·K这一优良的二维各向同性的导热。
950W/m·K的特性。如此一来，第九实施方式中使用的发热体2具有面方向的导热率为600至950W/m·K这一优良的二维各向同性的导热。
[0376] 而且，对于二维各向同性的导热的定义及用作薄膜片材的高分子薄膜的具体材料与上述第五实施方式中的说明相同。
[0377] 第九实施方式中的发热体2的厚度(t)为100μm(参照图29)，发热体2中发热的发热部2b的宽度(W1)为6.0mm(参照图30)，发热体2中被保持件保持的发热体保持部2a的宽度(W2)为约5.0mm(参照图30)，发热部2b的长度(L)为300mm(参照图28)。而且，发热体2的长度、宽度及厚度根据输入电压及发热温度等来确定，可以根据使用该发热体单元作为热源的产品规格及用途来适当变更。
[0378] 如图28及图30所示，在第九实施方式的发热体2的发热部2b上，在与发热体2的长度方向正交的方向上延伸设置有多个槽(缝隙)。形成于发热部2b的多个槽对发热部2b中电流的流动方向进行限制，并对电阻值进行调节。作为形成于发热部2b的槽形状，根据使用该发热体单元的产品规格及用途等而存在贯通的槽或有底的槽等。此外，对于凹部槽来说，通过改变其厚度方向的深度，能够调节发热部2b的电阻值。
[0379] 此外，通过在第九实施方式的发热体2上形成槽，并配合发热体自身的伸缩性，利用该槽形状所产生的伸缩性，使发热体2具有大伸缩性的特性。
[0380] 在第九实施方式的发热体2的发热部2b上反复形成有图30所示的槽图案。即，在发热体2的发热部2b上形成有：与长度方向正交地从与其长度方向平行的两侧缘部分的对置的位置向中心侧延伸的端槽2d、与长度方向正交地形成在发热部2b的中央部分的中央槽2e。发热部2b中对置的端槽2d、2d的中央侧的对置端部具有第一规定距离(图30中由L1表示的距离)，在发热部2b的中央部分形成通电路径。此外，在中央槽2e的两端部即缘侧端部距发热部2b的宽度方向的边缘部分分别具有相同的第二规定距离(图30中由L2表示的距离)，在发热部2b的两侧缘部分附近形成通电路径。进而，发热体2的发热部2b中，端槽2d与中央槽2e的长度方向的间隔具有第三规定距离(图30中由L3表示的距离)，端槽2d与中央槽2e之间形成沿与发热体2的长度方向正交的方向流过的电流路径。
[0381] 在第九实施方式的发热体2中，端槽2d与中央槽2e的长度方向的间隔即第三规定距离L3设定为与第二规定距离L2相同的距离，第一规定距离L1设定为第二规定距离L2及第三规定距离L3的2倍。在如此形成有槽图案的发热体2的发热部2b中，形成蜿蜒的电流路径，与电流的流动正交的截面积大致相同，容易计算电阻值，能够形成均匀的温度分布。而且，只要是发热体2的面方向的导热率具有例如600W/m·K以上的特性的材料，即使不使第二规定距离L2为第一规定距离L1的1/2，也不会对均匀的温度分布(配热分布)造成大的影响。优选将第二规定距离L2设定为第一规定距离L1的1/2以上，由此能够提高发热体2相对于施加到发热体单元上的机械冲击的强度。
[0382] 此外，形成于发热部2b的槽图案根据使用该发热体单元的产品规格或用途来适当选择，从而能够将由发热部2b所产生的发热分布形成为期望的配热图案。
[0383] 进而，发热部2b中，端槽2d与中央槽2e在长度方向上的间隔L3越靠近发热体2的长度方向的端部即发热体保持部2a，越逐渐扩大，由此使发热部2b中的电流路径的电阻率逐渐变化，从而能够改变发热部2b的发热分布(配热图案)，使中央部分变得高热。当然，根据使用该发热体单元的产品规格或用途来适当改变上述间隔L1、L2及L3，由此能够形成具有期望的配热图案的热源。
[0384] 第九实施方式的发热体2形成为发热体保持部2a的宽度(W2)比发热部2b的宽度(W1)窄。而且，从发热体保持部2a向发热部2b相连的区域形成为逐渐扩展，该区域形成有具有散热功能的散热部2f。该散热部2f不形成如上所述的槽，而形成宽的电流路径。其结果，散热部2f中，从发热部2b传导的热量被释放，实现发热体2的热应力的降低及长寿命化。而且，从发热体保持部2a向发热部2b相连的散热部2f的边缘形状优选由曲面形状来构成，以防止施加集中载荷而破损。
[0385] 此外，在由于产品规格而使发热部2b的温度高的情况下，通过使从发热部2b朝向发热体保持部2a的散热部2f的宽度逐渐变窄，由此在散热部2f设置温度梯度，从而能够降低向发热体保持部2a的热应力。
[0386] 进而，在发热体2中，使第一规定距离L1及第二规定距离L2的长度随着接近两侧的发热体保持部2a而逐渐变长，能够在发热部2b设置温度梯度，并且形成具有耐冲击性及耐振动性的高机械强度的构造。
[0387] 在如述构成的第九实施方式的发热体2中，由于在发热部2b形成有槽图案，因此能够设定期望的电流路径，并且具有伸缩性。其结果，在第九实施方式的发热体单元中，可以根据产品规格及用途来设定期望的发热分布，不需要使向发热体2供给电力的构件带有弹性力，相对于容器1的大小，能够提供大的热源。
[0388] 第九实施方式中使用的发热体2具有如下优良的特性：轻薄、热容量小，且由于通电而发热时的温度上升快速。因此，在第九实施方式的发热体单元中，具有优良的响应性，能够高效加热。此外，由于第九实施方式的发热体2轻薄，因此用于使发热体2拉设的张力小。第九实施方式的发热体单元中，制造时施加有设定的小张力的发热体2在容器内的期望的位置处吸收热膨胀，能够可靠地维持拉设状态。
[0389] 而且，第九实施方式的发热体单元中的发热体2通过冲压加工而形成为带状，并进行槽加工，但也可使用激光来加工成期望的形状。例如，作为激光加工的一例，若发热体2的面方向的导热率为200W/m·K以上，则在使用以CO2激光(波长10600nm)等热加工作用为主体的激光加工的情况下，存在被发热体2夺走热量而无法加工的问题。但是，通过使用以非热加工作用为主体的波长1064至380nm的激光加工、例如指定1064nm的短波长激光加工，能够高精度地加工期望的形状。
[0390] 尤其是在形成第九实施方式中的发热体2的情况下，本发明的发明者发现通过使用指定532nm的第二高次谐波激光加工，能够高精度地进行加工。第九实施方式中的发热体2的材料为薄膜片材，以将高分子薄膜或添加有填料的高分子薄膜在高温度例如2400℃以上的气氛中进行热处理、烧成而石墨化了的具有耐热性的高取向性的石墨薄膜片为材料。而且，发热体2由面方向的导热率具有600至950W/m·K的特性的材料来形成。利用该种材料，例如在加工厚度(t)为100μm、宽度(W1)为6.0mm、长度(L)为300mm的发热体2的情况下，或如上所述在发热部2b加工槽(狭缝)等复杂的形状的情况下，期望使用指定
532nm的第二高次谐波激光加工。
532nm的第二高次谐波激光加工。
[0391] 此外，当然优选的激光加工方法可以根据发热体2的材料、即面方向的导热率及形状，从带有以上述的非热加工作用为主体的激光加工波长(1064至380nm)的加工方法中适当选择。进而，用于加工上述说明的发热体2的激光加工方法在后述的其他实施方式的发热体单元的发热体的加工中也可采用。
[0392] 如上所述，在第九实施方式的发热体单元中，带状的发热体2的两端部分由简单结构的电力供给部10a、10b可靠地保持，发热体2配设在容器内的规定位置。如此一来，第九实施方式的发热体单元中，发热体2由简单构成的电力供给部10a、10b可靠地保持在容器内的规定位置，因此可以容易地提供安全性及可靠性高且效率高的热源。
[0393] 而且，图32是表示本发明的第九实施方式的发热体单元的其他结构的电力供给部(10a、10b)的一部分的俯视图。图30所示的发热体单元中，辅助环4的卷接部4a卷附在固定部5中从安装部位5e的大致长方形状截面向圆形状截面过渡的部位，其中固定部5与内部引线7相连。图32所示的发热体单元中，辅助环4的卷接部4a卷附在固定部5中的安装部位5e的大致长方形状截面的部位。如此一来，即使将辅助环4的卷接部4a安装在压溃的安装部位5e，辅助环4也不会从固定部5脱落，且不会在固定部5上移动。
[0394] (第十实施方式)
[0395] 以下，参照图33来对本发明的第十实施方式的发热体单元进行说明。第十实施方式的发热体单元中，与上述的第九实施方式的发热体单元不同之处在于发热体2相对于容器1的配设位置，因此安装在发热体2的两端的辅助环及与内部引线相连的固定部的形状不同。第十实施方式中，发热体单元中除辅助环及固定部以外的结构与第九实施方式的发热体单元相同。因此，以下对第十实施方式中的辅助环及固定部进行说明。而且，对于第十实施方式的发热体单元中具有与第九实施方式的发热体单元相同的功能、结构的部件标注相同符号，其说明适用第九实施方式的说明。
[0396] 图33是表示第十实施方式的发热体单元中的安装在发热体2的端部的辅助环140及与内部引线7相连的固定部150等的主视图。
[0397] 如图33所示，与第九实施方式的发热体单元同样，发热体2的端部由保持件3来夹附平面侧和背面侧，由固定部150的发热体侧端部来贯通形成于保持件3的大致中央的贯通孔和形成于发热体2的端部的贯通孔。固定部150的发热体侧端部弯曲而形成所谓的L字状。弯曲成该L字状的固定部150的发热体侧的前端即突出端部150a贯通夹有发热体2的保持件3的贯通孔。与第九实施方式同样，在从保持件3的贯通孔突出的突出端部150a上设有防止拔脱机构(脱落防止机构)。
[0398] 与第九实施方式的保持件3同样，第十实施方式的发热体单元所使用的保持件3是将由具有导电性的金属材料形成的平板板材弯折而形成的，并且保持件3构成为夹着发热体2的发热体保持部2a。为了使固定部150与保持件3的卡合状态更牢固，不使保持件3相对于固定部150移动，将保持件3和固定部150点焊连接。
[0399] 以如上所述与发热体2卡合的方式安装的固定部150具有弯曲成台阶状的阶梯部150f。因此，使发热体2沿长度方向配置在从容器1的长度方向的中心轴偏心的位置。在第十实施方式的固定部150上形成有用于卷附辅助环140的安装部位150e。与上述的第九实施方式的固定部5的安装部位5e同样地，该安装部位150e利用冲压加工来压溃形成。
因而，在第十实施方式中，对于固定部150，与电流流过的方向正交的截面形状在安装部位
150e处为大致长方形状，其他的部分为圆形状截面。
因而，在第十实施方式中，对于固定部150，与电流流过的方向正交的截面形状在安装部位
150e处为大致长方形状，其他的部分为圆形状截面。
[0400] 但是，第十实施方式中的固定部150的安装部位150e的截面积形成为与其他部分的圆形状截面的截面积相比为80％以上。此外，固定部150中，圆形状截面的部分与压溃的大致长方形状截面的部分的边界部分形成为平缓的形状，从而构成没有急剧的形状变化。因而，作为从外部引线9向发热体2的电流路径的固定部150中，电阻值不会在安装部位150e处急剧地变化，抑制安装部位150e的温度上升。
[0401] 在第十实施方式的发热体单元中，如图33所示，在固定部150的安装部位150e和发热体侧的圆形状截面部分的边界部分卷接有辅助环140。辅助环140具有：与固定部150卷接的卷接部140a和具有线圈形状的环状部140b。
[0402] 辅助环140的卷接部140a通过多次卷绕(卷绕3次至5次)而卷附于固定部150(卷接状态)。因此，辅助环140不会松弛地固接于固定部150。因而，辅助环140不会从固定部150脱落，也不在固定部150上移动。辅助环140的环状部140b为至少1匝以上的线圈形状，其直径具有与收纳发热体2的容器1的内面接近的大小。因而，辅助环140的环状部140b的中心位于容器1的与长度方向平行的中心轴上。
[0403] 如上所述，在第十实施方式的发热体单元中，发热体2的两端部分由简单结构的辅助环140及固定部150可靠地保持在容器内的规定位置。在第十实施方式的发热体单元中，发热体2沿长度方向形成在从容器1的长度方向的中心轴偏离的位置(偏心位置)。如此构成的第十实施方式的发热体单元使用与第九实施方式的发热体2相同规格的发热体2，可以构成与第九实施方式的发热体单元不同的辐射状态。例如，在容器1中靠近发热体2的部分变为高温度，能够增加由容器1所形成的二次辐射。此外，能够形成为在距发热体2远的部分的容器1(内面或外面)上形成反射膜，反射从发热体2辐射的热量。如此一来，由于能够在距发热体2远的位置形成反射膜，因此即使反射膜在容器1的内面，也可防止与发热体2的接触，确保安全性，并且可以使用低熔点的金属膜来作为反射膜。此外，在第十实施方式的发热体单元中，由于反射膜(金属膜)配置在远的位置，因此能够防止反射膜自身的发热。
[0404] 而且，在第十实施方式的发热体单元中，辅助环140的卷接部140a卷附在固定部150中从安装部位150e的大致长方形状截面向圆形状截面过渡的部位，但与上述图32所示的发热体单元同样，辅助环140的卷接部140a也可仅卷附在固定部150的安装部位150e即大致长方形状截面的部位。如此一来，即使将辅助环140的卷接部140a安装在固定部150的压溃的安装部位150e，辅助环140也不会从固定部150脱落，也不会在固定部150上移动。
[0405] 如上述构成的第十实施方式的发热体单元中，发热体2由简单结构的辅助环140及固定部150可靠地保持在容器内的规定位置，因此能够容易提供安全性及可靠性高、且效率高的热源。
[0406] (第十一实施方式)
[0407] 以下，参照图34对本发明的第十一实施方式的发热体单元进行说明。第十一实施方式的发热体单元中，与上述的第九实施方式的发热体单元不同之处在于用于拉设发热体2的与内部引线相连的固定部及辅助环的结构。第十一实施方式中，发热体单元中除了固定部及辅助环以外的结构与第九实施方式的发热体单元相同，以下，对于第十一实施方式的固定部及辅助环进行说明。而且，对于第十一实施方式的发热体单元中具有与第九实施方式的发热体单元相同的功能、结构的部件标注相同的符号，其说明适用第九实施方式的说明。
[0408] 图34是表示第十一实施方式的发热体单元的安装在发热体2的端部的与内部引线7相连的固定部151及辅助环141等的主视图。
[0409] 如图34所示，与第九实施方式的发热体单元同样，发热体2的端部由保持件3来夹附平面侧和背面侧，由固定部151的位于发热体侧的L字形状的前端即突出端部151a来贯通形成于保持件3的大致中央的贯通孔和形成于发热体2的端部的贯通孔。与第九实施方式同样，在从保持件3的贯通孔突出的固定部151的突出端部150a上设有防止拔脱机构(脱落防止机构)。
[0410] 与第九实施方式的保持件3同样，第十一实施方式的发热体单元所使用的保持件3是将由具有导电性的金属材料形成的平板板材弯折而形成的，并且保持件3构成为夹着发热体2的发热体保持部2a。为了使固定部151与保持件3的卡合状态更牢固，不使保持件3相对于固定部151移动，将保持件3和固定部151点焊连接。
[0411] 以如上所述与发热体2卡合的方式安装的固定部151形成有将线材弯曲成凹状的安装部位151b。该安装部位151b与上述的第九实施方式中的固定部5的安装部位5e不同，不是通过压溃而是保持截面圆形状。而且，第十一实施方式中，作为固定部151使用截面圆形状的线材为例进行说明，但也可使用其他的截面形状、例如截面矩形状(截面多边形状)的线材。
[0412] 与第九实施方式同样，在第十一实施方式的发热体单元中，辅助环141具有：与固定部151卷接的卷接部141a、距容器1的内面具有规定间隙而配置的线圈形状的环状部141b。
[0413] 在固定部151的安装部位151b上将辅助环141的线材卷绕3次至5次，从而形成卷接部141a，且辅助环141可靠地固接于固定部151。
[0414] 因此，在第十一实施方式中，对于固定部151，与电流流动的方向正交的截面积在安装部位151b不变化而为相同的圆形状截面。因而，在电流路径即固定部151中，电阻值在安装部位151b不变化，也不会产生温度上升。
[0415] 如上所述，辅助环141的环状部141b为至少1匝以上的线圈形状，其直径具有与收纳发热体2的容器1的内面接近的大小。因而，辅助环141的环状部141b的中心位于与容器1的长度方向平行的中心轴上。
[0416] 如上所述，在第十一实施方式的发热体单元中，发热体2由简单结构的辅助环141及固定部151来可靠地保持在容器内的规定位置。在第十一实施方式的发热体单元中，与第九实施方式的发热体单元的效果同样，能够容易地提供安全性及可靠性高、且效率高的热源。
[0417] (第十二实施方式)
[0418] 以下，参照图35对本发明的第十二实施方式的加热装置进行说明。
[0419] 图35是表示装配有上述第一实施方式、第二实施方式及第五实施方式至第十一实施方式中说明的发热体单元的加热装置的一例的立体图。
[0420] 图35中，在作为加热装置的一例即取暖用的加热设备61的设备内部装配有第一实施方式、第二实施方式及第五实施方式至第十一实施方式中说明的本发明的发热体单元。而且，在第十二实施方式的加热设备61中，对发热体单元标注符号62来说明。在第十二实施方式的加热设备61中设有：温度控制器63、反射板64、保护用的罩65等通常的取暖用加热设备所使用的结构构件。
[0421] 在如此构成的加热设备61中，通过对发热体单元62施加额定的电压，规定的电流流过发热体单元62内的发热体2而使发热体2发热，温度以快上升率来上升。第十二实施方式的加热设备61利用由温度控制器63所形成的温度控制来可靠地保持用户希望的规定温度。此外，发热体单元62中使用具有平面的带状的发热体2来作为热源，因此从该平面辐射的热量具有指向性。以使发热体单元62的发热体2的平面部分朝向正面侧和背面侧的方式来配设第十二实施方式的加热设备61。因此，从发热体2的正面侧辐射的热量对位于加热设备61的正面侧的被加热区域进行加热，从发热体2的背面侧辐射的热量由反射板64反射而对被加热区域进行加热。而且，发热体2由薄膜片材形成为带状，因此从发热体
2的侧面侧辐射的热量非常少，与从正面侧(背面侧)辐射的热量相比，小到可以忽视的程度。因此，第十二实施方式的加热设备61具有高的指向性，能够高效地对被加热区域进行加热。
2的侧面侧辐射的热量非常少，与从正面侧(背面侧)辐射的热量相比，小到可以忽视的程度。因此，第十二实施方式的加热设备61具有高的指向性，能够高效地对被加热区域进行加热。
[0422] 本发明的加热装置所装备的发热体单元62具有上述第一实施方式、第二实施方式及第五实施方式至第十一实施方式中说明的发热体2，该发热体2由面方向的导热率相同即具有优良的二维各向同性的导热性的薄膜片材来形成，由于热容量小，因此具有上升快且冲击电流少的特性。因此，装备有本发明的发热体单元作为热源的加热装置成为具有能够快速加热的优良的响应性，且具有能够高效地对规定的区域进行加热的优良特征的取暖设备。
[0423] 根据本发明，能够提供以期望的配热分布且以高温度来对被加热对象物高效地进行加热的发热体单元及加热装置，并且能够容易制造安全性及可靠性高的发热体单元及加热装置。
[0424] 而且，除了取暖设备以外，本发明的发热体单元也可作为多种多样的电子/电气设备的热源使用，例如可以用于具备高温度的发热体的复印机、传真机、打印机等OA设备及烹饪设备、干燥机、加湿器等电气设备等需要热源的各种设备。
[0425] (第十三实施方式)
[0426] 接着，参照附图对本发明的图像定影装置及使用该图像定影装置的图像形成装置的适宜的实施方式进行说明。在此说明的图像定影装置及图像形成装置装备上述的各实施方式中说明的发热体单元来作为热源。
[0427] 如上所述，本发明的发明者将材料及制造方法与现有的图像定影装置所使用的发热体完全不同的新的薄膜片状的材料(薄膜片材)作为发热材料用于发热体。如上所述，作为图像定影装置的新热源的发热体单元中使用的发热体所适用的薄膜片状的材料(薄膜片材)高效地变成高温度，并且由于轻薄，因此热容量少，具有优良的上升特性。
[0428] 参照图36至图38来对本发明的第十三实施方式的图像定影装置进行说明。
[0429] 在图像形成装置的图像形成过程中，在由带电装置而均匀带电的感光鼓的表面上形成由曝光装置指定的静电潜像，并根据该静电潜像由显影装置形成调色剂图像。在感光鼓表面上形成的调色剂图像由转印装置转印到输送来的纸等被记录构件上。担载有如此转印的未定影调色剂图像的被记录构件例如纸被输送到进行图像定影的图像定影装置。图像定影装置对担载有未定影调色剂图像的被记录构件进行加压及加热，将未定影调色剂图像定影在被记录构件上。
[0430] 而且，第十三实施方式中对单色图像的图像形成过程进行说明。彩色图像的图像形成过程的情况下，与四色的彩色调色剂对应地并列设置四组上述的感光鼓，各色的调色剂图像依次转印到转印带上，且彩色图像依次转印到被记录构件上。在被记录构件上转印的彩色图像在图像定影装置处被加压及加热而定影。
[0431] 图36是表示第十三实施方式的图像定影装置中的主要结构的图。如上所述，在图像形成过程中，图像定影装置向担载有未定影调色剂图像112的被记录构件111进行加压，并以高温度进行加热，使未定影调色剂图像112熔融，而定影于被记录构件111。
[0432] 图36中，第十三实施方式的图像定影装置具备：定影辊113，其为加热体，对被记录构件111上所担载的未定影调色剂图像112进行加热，并使其熔融；加压带114，其将担载有未定影调色剂图像112的被记录构件111向定影辊113按压并加压，使未定影调色剂图像112压接于被记录构件111；两个加压辊115、115，其以将加压带114以期望的力压附于定影辊113的方式进行转动。在第十三实施方式的图像定影装置中，由加压带114及加压辊115来构成加压体。
[0433] 而且，第十三实施方式的图像定影装置中，利用加压带114使被记录构件111输送到定影区域即捏夹部109并加压定影，但也可利用与定影辊113对置配置的加压辊115来使被记录构件111压附于定影辊113并加压。此外，在第十三实施方式的图像定影装置中，以由定影辊113来构成加热体为例进行说明，但也可利用由辊形成转动的带来构成加热体。
[0434] 如图36所示，在定影辊113的内部设置具有发热体2的发热体单元62。发热体单元62中，发热体2为用于对定影辊113进行加热的热源，发热体2封入到容器1内部。在封入发热体2的长条的容器1的周围设置具有开口的筒状的反射部116。反射部116为不锈钢制，并对内面进行镜面精加工。形成于反射部116的开口116a与发热体2的长度方向平行地延伸设置。反射部116的开口116a是用于使从发热体2辐射的热量与在反射部116的内面反射的热量一同朝向定影区域的捏夹部109放射的开口，其中定影区域由定影辊113和加压带114来形成。在第十三实施方式的图像定影装置中，由发热体单元62进行加热的区域以成为捏夹部109处的被记录构件111的输送方向的最上游侧的方式朝向反射部116的开口。此外，发热体单元62的带状的发热体2的平面侧即带面也朝向捏夹部109处的被记录构件111的输送方向的最上游侧。
[0435] 而且，在第十三实施方式的图像定影装置中，以在发热体单元62的周围设有反射部116的结构进行说明，但在本发明的图像定影装置也可不设置反射部，而由发热体单元62来加热其周围的定影辊113。
[0436] 在第十三实施方式的图像定影装置中，定影辊113由多个层构成，以使从发热体单元62辐射的热量被定影辊113高效地吸收，并能够保温。在定影辊113的内面上设有对来自发热体单元62的热量(红外线)进行吸收而不反射的红外线吸收层。
[0437] 而且，在第十三实施方式的图像定影装置中，以设有单个发热体单元62为例进行说明，但也可设置多个发热体单元62。在设有多个发热体单元62的情况下，发热体单元62中与长度方向平行的各中心轴与被记录构件111的输送方向正交地配置在直线上。如此使多个发热体单元62设置于定影辊113的内部的图像定影装置可以根据被记录构件111的尺寸来选择供电的发热体单元62。本发明的图像定影装置所使用的发热体单元62为薄膜片状的带体，因此来自其平面部分即带面的热辐射量与来自侧面部分的热辐射量相比非常多，具有高的指向性。因而，在设有多个发热体单元62的图像定影装置中，能够将由相邻的发热体单元62重复加热的区域设定为较小，能够高效且均匀地对捏夹部附近进行加热。
[0438] 此外，在第十三实施方式的图像定影装置中，不论发热体单元62的配设数是一个还是多个，如后所述，由于发热体单元62所使用的薄膜片状的发热体2具有高的指向性，并且具有优良的上升特性，因此能够高效且高速度地进行图像形成过程中的图像定影处理。
[0439] 在第十三实施方式的图像定影装置的发热体单元62中，在具有耐热性的细长的容器1的内部配置有薄膜片状且细长带体的发热体2。细长带状的发热体2沿容器1的长度方向延伸设置。在发热体单元62中，容器1由透明的石英玻璃管来形成，石英玻璃管的两端部分熔敷平板状而使容器1密封。在收容发热体2等的容器内部密封有作为惰性气体的氩气。作为能够封入容器内部的惰性气体并不限定于氩气，除了氩气以外，使用氮气或氩气和氮气、氩气和氙气、氩气和氪气等的混合气体也可得到与本发明同样的效果，且可以根据目的来适宜选择。在容器1的内部封入惰性气体是为了防止在高温度下使用时容器内部的碳系物质即发热体2氧化。而且，作为容器1的材料，只要是具有耐热性、绝缘性及透热性的材料都可使用，例如除了石英玻璃以外，从碱石灰玻璃、硼硅酸玻璃、铅玻璃等玻璃材料及陶瓷材料等适宜选择。
[0440] 图37是表示第十三实施方式的图像定影装置中的发热体单元62的俯视图。图38是图37的发热体单元62的主视图。而且，图37及图38所示的发热体单元62的结构为本发明的图像定影装置的热源中的一例，本发明并不限于该结构。作为本发明的图像定影装置中的热源包括后述的薄膜片状的发热体2，发热体单元62中其他的结构根据产品规格等来适宜设定。
[0441] 如图37及图38所示，第十三实施方式的图像定影装置中的发热体单元62具备：容器1、作为热辐射膜体的细长带状的发热体2和第一及第二电力供给部10a、10b，该第一及第二电力供给部10a、10b为了将发热体2保持在容器内的规定位置而设置于发热体2的长度方向的两端部分，且用于向发热体2供给电力。
[0442] 设置在发热体2的两端的电力供给部10a、10b包括：安装在发热体2的两端的保持件3、辅助环4、固定部5、内部引线7、钼箔8及外部引线9。在保持件3上固定有与内部引线7相连的固定部5，内部引线7经由埋设在容器1的两端部分的封接部分(熔敷部分)的钼箔8，与从容器1的两端向容器外部导出的外部引线9电连接。
[0443] 如图37及图38所示，在与内部引线7相连的固定部5上安装有具有位置限制功能的位置限制部即辅助环4。内部引线7及固定部5是将一根线材例如钼线形成为线圈状而形成的。
[0444] 而且，以由钼线来形成第十三实施方式中的内部引线7及固定部5为例进行说明，但也可使用以钨、镍、不锈钢等为材料的金属线(圆棒形状、平板形状)来形成。
[0445] 如上所述，在第十三实施方式的图像定影装置的发热体单元62中，由保持件3、辅助环4、固定部5、内部引线7、钼箔8及外部引线9构成的电力供给部10a、10b设置在发热体2的两侧，向发热体2供给电力，并且将发热体2拉设在容器内的规定位置。
[0446] 发热体2的端部由保持件3来夹附平面侧和背面侧，并由固定部5的发热体侧端部来贯通形成于保持件3的大致中央的贯通孔和形成于发热体2的端部的贯通孔。固定部5使其发热体侧端部弯曲，形成所谓的L字状。弯曲成该L字状的固定部5的前端贯通夹有发热体2的保持件3的贯通孔，并从保持件3的贯通孔突出。
[0447] 在从保持件3的贯通孔突出的固定部5的突出端部5a上设有防止拔脱机构(脱落防止机构)。如图38所示，利用冲压加工、熔融等使固定部5的突出端部5a塑性变形而成为压溃状态。即，将固定部5的突出端部5a加工成比保持件3的贯通孔的直径大的形状，设置防止拔脱机构。
[0448] 发热体单元62的辅助环4卷附固定在固定部5，并形成线圈状。
[0449] 辅助环4卷接在用于向发热体2供给电力的固定部5上，且从外部引线9向发热体2的电流路径不通过辅助环4，即、辅助环4不存在固定部5中的电流路径。如此一来，由于不使向发热体2供给的电流流过辅助环4，因此不会由于向发热体2供给的电流而发热。第十三实施方式中的辅助环4具有发热体2的位置限制功能，并且作为将从发热体2传导来的热量放出的散热功能来起作用。
[0450] 以由钼线来形成辅助环4为例进行说明，但只要是具有能够限制发热体2的位置的刚性、优良的导热(散热功能)和容易加工的材料也可用作辅助环4，例如可以使用镍、不锈钢、钨等金属材料等。但是，根据发热体2的长度、容器1的内径与发热体2的尺寸差等发热体单元62的结构及规格，辅助环4并不一定是必需的结构单元。
[0451] 在发热体单元62中，发热体2的材料自身具有伸缩性，且发热体2的形状图案具有伸缩性，因此不需要用于吸收发热体2的由于膨胀收缩而产生的变化的机构。尤其是，第十三实施方式所使用的发热体2的热膨胀率小，因此在制造时施加了张力的状态下配设(拉设)的发热体2可以利用由发热体自身及发热体2的形状图案所产生的伸缩性来吸收发热时的膨胀。
[0452] 本发明的第十三实施方式的图像定影装置的发热体单元62中所使用的发热体2由薄膜片状的材料来形成，且所述薄膜片状的材料是以碳系物质为主成分且在厚度方向上多个薄膜片材料的各层隔着空隙层叠，具有优良的二维各向同性的导热，且具有导热率为200W/m·K以上。因此，带状的发热体2不会产生温度不均而成为均匀发热的热源。
[0453] 发热体2的材料即薄膜片材是在高温度、例如2400℃以上的气氛中对高分子薄膜或添加有填料的高分子薄膜进行热处理、烧成而石墨化了的具有耐热性的高取向性的石墨薄膜片，面方向的导热率为200W/m·K以上，尤其是本发明的发热体2的导热率显示600至950W/m·K的特性。
[0454] 对于本发明中所使用的发热体2的材料即薄膜片材已在上述的第一实施方式中详细说明，因此在此简单叙述。发热体2是将由含有碳系物质的材料形成的多个膜体层叠，层叠方向具有被局部固接的层间构造，在厚度方向上具有柔软性的薄膜片材。因而，本发明的发热体2的材料即薄膜片材是面方向的导热率具有同等优良的二维各向同性导热的材料。
[0455] 而且，本发明中关于表示发热体的特性的“二维各向同性的导热”的定义在上述的第一实施方式及第五实施方式中已经说明，因而在此省略。
[0456] 此外，对于用作发热体2的薄膜片材的高分子薄膜和在该高分子薄膜中添加的填料，在上述第五实施方式等中已经具体地说明，因而在此省略。
[0457] 将所述薄膜片材层叠，并在惰性气体中以2400℃以上进行处理，通过调节石墨化的过程中产生的气体处理气氛的压力，制造薄膜片状的发热体。进而，根据需要，通过对如上所述地制造的薄膜片状的发热体进行轧制处理，能够得到更加良好品质的薄膜片状的发热体。将如此制造的薄膜片状的发热体用作本发明的发热体单元中的发热体2。
[0458] 而且，所述填料的添加量在0.2～20.0重量％的范围内是适当的，更优选1.0～10.0重量％的范围。其最佳添加量根据高分子的厚度而不同，在高分子的厚度薄的情况下，添加量多为好、在高分子的厚度厚的情况下，添加量少为好。填料的比例处在使热处理后的薄膜成均匀发泡的状态。即、添加的填料在加热中产生气体，使该气体产生后的空洞变为通路，从而有助于来自薄膜内部的分解气体平稳地通过。填料有助于如此形成均匀发泡状态。
[0459] 如上述制造的薄膜片材例如利用汤姆森模或尖顶模的拔出模、旋转模切割机等锐利的刀件、或激光加工等加工成期望的形状。
[0460] 如图37所示，在第十三实施方式的发热体2的发热部上，沿与发热体2的长度方向正交的方向上延伸设置有多个电流抑制部即缝隙。形成于发热部的多个电流抑制部限制发热部中电流的流动方向，并调整电阻值。作为形成于发热部的电流抑制部的形状，根据使用该发热体单元62的产品规格及用途等，有贯通的槽(狭缝)或有底的槽等。此外，有底的槽即凹部槽中，通过改变其厚度方向的深度，能够调整发热部的电阻值。
[0461] 此外，通过在第十三实施方式的发热体2上形成电流抑制部即缝隙(槽、狭缝)，配合发热体自身的伸缩性，并利用由该缝隙的形成所产生的伸缩性，发热体2具备带有大伸缩性的特性。
[0462] 以下，与现有的发热体相比，对本发明的第十三实施方式的图像定影装置中作为热源使用的发热体单元62的发热体2的特性进行说明。
[0463] 首先，对于现有的图像定影装置中使用的热源进行说明。
[0464] 现有的图像定影装置中作为热源使用的卤素加热器具有电力给电时的上升快的优点。但是，卤素加热器的冲击电流大，为了接通断开控制卤素加热器，需要大容量的控制电路，存在装置大型化及成本方面的问题。进而，通过控制卤素加热器，作为近的照明器具的荧光灯存在闪光(闪烁现象)的问题。
[0465] 此外，石墨加热器中，由于几乎不产生冲击电流，向发热体供给电力时电压降低的问题、荧光灯闪光(闪烁现象)的问题减轻。但是，存在石墨加热器的温度上升花费时间，图像形成过程中定影处理花费时间，定影处理时的能量消耗增加的问题。
[0466] 另一方面，在使用了由石墨等结晶化碳、电阻值调整物质及非结晶碳的混合物形成的板状的发热体的石墨加热器中，碳系物质的红外线放射率高达78～84％，因此通过将碳系物质用作发热体，来自石墨加热器的红外线放射率变高，能够构成高效的热源。但是，作为石墨加热器使用的发热体为具有厚度(例如数mm)的板状的发热体，具有某种程度大的热容量，存在电力供给时温度上升花费时间的问题。
[0467] 此外，作为石墨加热器使用的发热体具有不管其发热体温度电阻值大致恒定，几乎不发生冲击电流的温度电阻特性。在如此作为现有的石墨加热器所使用的发热体中，由于几乎不发生冲击电流，因此向发热体供给电力时电压下降的问题或荧光灯闪光(闪烁现象)问题得以降低。但是，在将该发热体用作热源的情况下，存在温度上升花费时间，图像形成过程中的定影处理花费时间，定影处理时能量消耗增加的问题。
[0468] 发明者们对于本发明的第十三实施方式的图像定影装置中使用的发热体单元62的发热体2、现有的图像定影装置中作为热源使用的使用了以碳系物质为主成分的细长板状的发热体的加热器(以下简称为石墨加热器)、及作为参考例使用了卤素灯的加热器(以下简称为卤素加热器)，构成100V、600W规格的加热器，进行表示温度[℃]与电阻[Ω]的关系的温度特性的比较实验。
[0469] 图39是表示发热体单元62的发热体2、现有的热源即石墨加热器及卤素加热器中的温度[℃]与电阻[Ω]的关系的温度特性图。图39中，实线X是本发明的图像定影装置所使用的发热体单元62的发热体2的温度特性。此外，图39中，虚线Y是石墨加热器的温度特性，单点划线Z是作为参考例的卤素加热器的温度特性。
[0470] 如图39所示，本发明的第十三实施方式的图像定影装置所使用的发热体单元62的发热体2具有随着温度变高，电阻增加的正特性。根据实验，例如，当发热体2的温度为20℃(未通电时)时，电阻值为9.2Ω，平衡点灯时的温度为1120℃时，电阻值为16.7Ω。
因而，发热体2的未通电时与平衡点灯时的电阻值的变化率(电阻变化率)为1.81。而且，此处平衡点灯时是指向加热器施加电压(例如100V)而供给电力，使电流流过发热体，发热体的发热温度变为恒定时。此外，电阻变化率是指发热体中由通电所形成的平衡点灯时的电阻的值除以未通电时的电阻的值而得到的值。
因而，发热体2的未通电时与平衡点灯时的电阻值的变化率(电阻变化率)为1.81。而且，此处平衡点灯时是指向加热器施加电压(例如100V)而供给电力，使电流流过发热体，发热体的发热温度变为恒定时。此外，电阻变化率是指发热体中由通电所形成的平衡点灯时的电阻的值除以未通电时的电阻的值而得到的值。
[0471] 另一方面，现有的发热体即由虚线Y表示的石墨加热器的温度特性为即使温度变化也显示大致恒定的电阻值。根据发明者的实验，石墨加热器的温度为20℃(未通电时)时，电阻值为15.9Ω，平衡点灯时的温度为1030℃时，电阻值为16.7Ω。因而，石墨加热器的未通电时与平衡点灯时的电阻变化率为1.05。此外，由单点划线Z表示的卤素加热器的情况下，温度为20℃(未通电时)时，电阻值为1.8Ω，平衡点灯时的温度为1830℃时，电阻值为16.7Ω。因而，卤素加热器的未通电时与平衡点灯时的电阻变化率为9.28。
[0472] 而且，使用第十三实施方式的图像定影装置所使用的发热体2，即使在供给电力以使平衡点灯时的温度达到500℃的情况下，为图39实线X表示的温度上升特性，500℃时的电阻值为11.0Ω。因而，该发热体2的未通电时与平衡点灯时的电阻变化率为1.2(＝11.0/9.2)。
[0473] 此外，使用第十三实施方式的图像定影装置所使用的发热体2，即使在供给电力以使平衡点灯时的温度达到2000℃的情况下，为图39中接着实线X的2点虚线表示的温度上升特性，2000℃时电阻值为32.2Ω。因而，该发热体2未通电时与平衡点灯时的电阻变化率为3.5(＝32.2/9.2)。
[0474] 如上所述，第十三实施方式的图像定影装置所使用的发热体单元62的发热体2具有随着温度升高，电阻增加的正特性。例如，在将平衡点灯时的温度设定为500℃的情况下，平衡点灯时的电阻值为11.0Ω，电阻变化率为1.2。此外，在将平衡点灯时的温度设定为2000℃的情况下，平衡点灯时的电阻值为32.2Ω，电阻变化率为3.5，温度与电阻值显示大致成比例的特性。
[0475] 此外，第十三实施方式的图像定影装置所使用的发热体单元62的发热体2中，由额定的通电所形成的平衡点灯时的电阻值除以未通电时的电阻值而得到的电阻变化率为1.81。如此一来，本发明的图像定影装置所使用的发热体单元62的发热体2在未通电时也具有某种程度的电阻(9.2Ω)，未通电时与平衡点灯时的电阻变化率为1.81。
[0476] 本发明的发热体单元62的发热体1以使电阻变化率成为1.2至3.5范围内的方式来设定电力或加热器温度，由此能够以期望的温度来高精度地发热，并且在发热体单元12点灯时，不产生大的冲击电流，达到加快发热时的温度上升的效果。而且，当未通电时与平衡点灯时的电阻变化率为1.2至3.5的范围内时，发热时的温度上升变快，如后述用于控制该发热体单元62的设备不需要大的容量。在使用电阻变化率不足1.2的发热体的情况下，温度降低，冲击电流减小，成为温度上升慢的图像定影装置。另一方面，在使用电阻变化率超过3.5的发热体的情况下，由于发生大的冲击电流，为了确保可靠性，需要将各结构单元的容许余量设定较大，存在结构单元的容量增大，制造成本增大及装置大型化的问题。
[0477] 另一方面，在使用石墨加热器作为热源的情况下，由于电阻值与温度无关而大致恒定，因此点灯时不会产生冲击电流，使大致恒定的电流流过。因而，在使用石墨加热器作为热源的情况下，存在发热温度的上升速度(温度上升)慢，达到规定温度所花费时间多的问题。因此，在用作图像定影装置的热源的情况下，存在捏夹部达到期望温度需要时间，图像定影处理花费时间、所谓的快速启动花费时间的问题。
[0478] 发热体单元62的发热体2的固有电阻值为250μΩ·cm，石墨加热器的碳的固有电阻值为3000～50000μΩ·cm，卤素加热器的钨的固有电阻值为5.6μΩ·cm。如上所述，碳的固有电阻值与其他加热器的材料相比非常高，因此可以实现电流变化少的设计的同时实现难以产生电力供给时的冲击电流的设计。此外，发热体2的固有电阻值比碳的固有电阻值小，但比钨的固有电阻值大，因此与钨的发热体相比，发热体2的设计变得容易。
[0479] 此外，发热体单元62的发热体2的密度为0.5～1.0g/m3(根据厚度而不同)，石3 3
墨加热器的碳的密度为1.5g/m，卤素加热器的钨的密度为19.3g/m。如此可知，由于发热体2的密度比其他加热器的材料轻，而且发热体2为细长带状的薄膜体，因此与其他的加热器相比，热容量非常小，温度上升变快。
墨加热器的碳的密度为1.5g/m，卤素加热器的钨的密度为19.3g/m。如此可知，由于发热体2的密度比其他加热器的材料轻，而且发热体2为细长带状的薄膜体，因此与其他的加热器相比，热容量非常小，温度上升变快。
[0480] 图40是表示研究了本发明的图像定影装置所使用的发热体单元62及现有的加热器即石墨加热器和卤素加热器的温度上升特性的结果的图表。
[0481] 图40中，实线X是本发明的图像定影装置所使用的发热体单元62的温度上升特性。此外，图40中，虚线Y是使用了以上述的碳系物质为主成分的细长板状的发热体的石墨加热器的温度上升特性，单点划线Z是使用了卤素灯的卤素加热器的温度上升特性。图40所示的特性图中，表示了使用100V、600W规格结构的各加热器，从点灯至5秒钟后的温度上升特性。
[0482] 从图40的各自的温度上升特性可知，本发明的图像定影装置所使用的发热体单元62的温度上升特性(图40的实线X)与现有的热源即石墨加热器(图40的虚线Y)的温度上升特性相比，显示快的温度上升。根据发明者的实验，对于达到平衡点灯时的温度的90％的时间来说，发热体单元62为0.6秒，而石墨加热器为2.7秒。此外，卤素加热器达到
90％的时间为1.1秒。
90％的时间为1.1秒。
[0483] 如上所述，达到发热体单元62、石墨加热器及卤素加热器的各加热器的平衡点灯时为止的温度上升时间不同，在该温度上升时间中消耗的电力大不相同。例如，在上述实验中使用的各加热器有起动时的电流变化，但在假定消耗6A的情况下，发热体单元62达到平衡点灯时的温度的90％时为止的时间为0.6秒，因此该时间的电力消耗量为约360W·S。另一方面，石墨加热器达到平衡点灯时的温度的90％为止的时间为2.7秒，因此该时间的电力消耗量为约1620W·S。此外，卤素加热器达到平衡点灯时的温度的90％为止的时间为
1.1秒，因此该时间的电力消耗量为约600W·S。
1.1秒，因此该时间的电力消耗量为约600W·S。
[0484] 如此一来，与其他的加热器相比，发热体单元62达到平衡点灯时为止的电力消耗量大幅减少。因而，图像定影装置中频繁进行定影处理而重复接通断开，因此其电力消耗量的差非常大，能量消耗被大幅降低。
[0485] 而且，卤素加热器的达到时间比较短是因为如图39所示未通电时的电阻值低，电力供给初期产生大的冲击电流的缘故。在上述卤素加热器的电力消耗量的计算中假定消耗6A来计算，但实际上在卤素加热器的电力供给初期的0～5秒间的稳定期间内，由于流过大的冲击电流，因此该期间的消耗电力变为更大的值。
[0486] 图41是对各加热器的电力供给初期的冲击电流进行比较的图，表示从电力供给初期1.0秒后为止的电流波形。图41中，(a)是本发明的图像定影装置所使用的发热体单元62的温度上升时的电流波形，(b)是现有的石墨加热器的温度上升时的电流波形，(c)是卤素加热器的温度上升时的电流波形。
[0487] 如图41(a)所示，本发明的图像定影装置所使用的发热体单元62中，电力供给初期的电流的有效值为15.75A，离电力供给初期1.0秒后的电流的有效值为9.00A。即，发现发热体单元62中产生冲击电流，但其大小为平衡点灯时的电流的2倍以下。
[0488] 在如图41的(b)所示的石墨加热器的情况下，几乎没有冲击电流，电力供给初期的电流的有效值为9.00A，离电力供给初期1.0秒后的电流的有效值为8.75A。另一方面，在图41的(c)所示的卤素加热器的情况下，产生大的冲击电流，电力供给初期的电流的有效值为64.75A，从电力供给初期到1.0秒后的电流的有效值为10.38A。如上述图39所示，卤素加热器具有未通电时与平衡点灯时的电阻变化率为9.27这一5倍以上的大值，因此产生大的冲击电流。产生此种大的冲击电流的情况具有温度上升快的特性，但却存在使用了该卤素加热器的设备中必须使用耐大电流的大容量的元件的问题。例如，作为开关元件的晶闸管需要电流容量大的晶闸管，此外机械的接点处需要使用遮断容量大的接点，以使该接点不因为大电流而熔敷。此外，根据其发热原理(卤素循环)，卤素加热器难以进行电压控制，仅为接通断开的切换控制，因此存在不能进行高精度的温度控制的问题。
[0489] 如上所述，本发明的图像定影装置所使用的发热体单元62具有未通电时与平衡点灯时的变化率为1.81，并产生某种程度的冲击电流的特性，因此成为温度上升变快、达到平衡点灯时为止的时间变短、具有优良的响应性的热源。因此，使用发热体单元62作为图像定影装置的热源能够提高图像定影装置的性能，并能够实现能量消耗少的节能的设备。
[0490] 此外，本发明的图像定影装置所使用的发热体单元62具有不产生如卤素加热器的大冲击电流的特性，使用该发热体单元62的设备中不需要使用耐大电流的大容量的元件，可以实现制造成本的降低及小型化。而且，在此大冲击电流是指电力供给初期的电流为离电力供给初期1.0秒后的电流的5倍以上。
[0491] 在本发明的图像定影装置所使用的发热体单元62中，电力供给初期的电流设定为离电力供给初期1.0秒后的电流的3.5倍以下。如此，发热体单元62中，通过将电力供给初期的电流设定为离电力供给初期1.0秒后的电流的3.5倍以下，成为温度上升快、具有优良的响应性的热源。此外，对于发热体单元62，使用该发热体单元62的设备不需要使用耐大电流的大容量的部件，能够实现制造成本的降低及装置的小型化。
[0492] 图42表示由发热体单元62、石墨加热器及卤素加热器的各加热器来加热作为被加热对象物的铜板时的铜板温度的测定结果。图42中，实线X为由发热体单元62形成的铜板的温度上升曲线，虚线Y为由石墨加热器形成的铜板的温度上升曲线，单点划线Z为由卤素加热器形成的铜板的温度上升曲线。
[0493] 在图42所示的铜板温度测定实验中，作为被加热对象物的铜板片使用65mm(L)x65mm(W)x0.5mm(t)，且在与加热体即加热器对置的加热面上实施黑色涂装。各加热器的长度为300mm的长条加热器，使用100V、600W规格的加热器。铜板片与加热器的对置距离为300mm，在铜板片的加热面的相反侧即背面安装热电偶来测定铜板温度。
[0494] 如图42所示，虽然本发明的图像定影装置所使用的发热体单元62与其他加热器相比为相同规格，但能够最快地使被加热对象物即铜板温度上升，并加热到高温度。卤素加热器的发热体即钨线变为高温度，但由于钨的放射率(约0.18)低，因此被加热对象物的温度上升慢。石墨加热器的温度上升比卤素加热器的温度上升快，但比发热体单元62的温度上升慢，平衡温度也变低。这是由于与碳的放射率0.85相比，发热体单元62的发热体2的放射率高达0.9的缘故。由此可知，本发明的图像定影装置所使用的发热体单元62能够高效且快速地对被加热对象物进行加热。
[0495] 如上所述，第十三实施方式的图像定影装置中使用的发热体2具有轻薄且热容量小，达到通电所形成的平衡点灯时为止的温度上升快的优良特性。因此，在第十三实施方式的图像定影装置中，由于使用了具有发热体的发热体单元62，所述发热体具有优良响应性且高效加热，定影区域的加热快，能够实现节能，并且能够实现快速启动。此外，在第十三实施方式的图像定影装置中，加热初期的点灯时不产生大的冲击电流，因此消除了发生电压降低、发生荧光灯闪光闪烁的问题。
[0496] 根据本发明，能够提供一种图像定影装置及图像形成装置，其具有能够高效地将被加热对象物即被记录构件加热到期望的配热分布且高温度的热源。尤其是根据本发明能够提供一种图像定影装置及图像形成装置，其能够进行温度上升快且降低能量消耗的定影处理。
[0497] 工业上的可利用性
[0498] 本发明提供一种发热体单元及加热装置，其能够形成安全性及可靠性高且效率高的热源，并且作业效率高具有优良的生产率，因此可以应用于需要热源的各种电子/电气设备领域。