(57)【要約】【課題】炭素系抵抗発熱体の電気抵抗値を安定させることが可能なヒーターおよびその製造方法を提供する。【解決手段】ヒーター１はセラミック基板１０と接着材層２１、２２と炭素シートパターン層３１、３２とを備える。セラミック基板１０は頂壁と側壁とから形成された凸部１１、１２を有する。接着材層２１、２２はセラミック基板１０の凸部１１、１２の頂壁上に形成され、セラミック基板１０の凸部１１、１２の側壁に連続して形成された側壁を有する。炭素シートパターン層３１、３２は接着材層２１、２２の上に形成され、接着材層２１、２２の側壁に連続して形成された側壁を有する。炭素シートパターン層３１、３２と接着材層２１、２２とセラミック基板１０の凸部１１、１２は、レジストパターン層６１、６２をマスクとして用いたサンドブラスト加工によって形成される。【選択図】図２
2010021042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
頂壁と側壁とから形成された凸部を有する絶縁基材と、
前記絶縁基材の凸部の頂壁上に形成され、前記絶縁基材の凸部の側壁に連続して形成された側壁を有する接着材層と、
前記接着材層の上に形成され、前記接着材層の側壁に連続して形成された側壁を有する炭素シートからなる抵抗発熱体層と、
を備えたヒーター。
【請求項２】
前記絶縁基材は、セラミック材料からなる、請求項１に記載のヒーター。
【請求項３】
前記抵抗発熱体層は、ＮＴＣ特性を有する、請求項１または請求項２に記載のヒーター。
【請求項４】
前記抵抗発熱体層は、間隔をあけて延在する第１と第２の抵抗発熱体パターン層を含み、
前記第１と第２の抵抗発熱体パターン層は、それぞれ、前記絶縁基材の間隔をあけて延在する凸部の側壁と、前記絶縁基材の凸部の頂壁上に形成された前記接着材層の側壁とに連続して形成された側壁を有する炭素シートからなる、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のヒーター。
【請求項５】
前記第１と第２の抵抗発熱体パターン層の間隔は、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のヒーター。
【請求項６】
絶縁基材の表面上に接着材層を形成する工程と、
前記接着材層の表面上に炭素シートを形成する工程と、
前記炭素シートの表面上にレジストパターン層を形成する工程と、
前記レジストパターン層をマスクとして用いて前記炭素シートと前記接着材層と前記絶縁基材をブラスト加工で選択的に除去する工程とを備え、
前記絶縁基材に頂壁と側壁とからなる凸部を形成し、前記絶縁基材の凸部の側壁に連続した側壁を有するように前記接着材層を前記絶縁基材の凸部の頂壁上に形成し、前記接着材層の側壁に連続した側壁を有するように炭素シートパターン層を前記接着材層の上に形成する、ヒーターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的にはヒーターおよびその製造方法に関し、特定的には、複写機、プリンタなどで用いられる、紙等の転写材の表面上に形成されたトナー画像を定着させるための加熱装置としてのヒーターおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、トナー画像を定着させるための加熱装置として板状のヒーターが用いられている。
【０００３】
たとえば、特開２００６−１３４７４６号公報（特許文献１）には、電子写真複写機、電子写真プリンター等の画像形成装置において未定着トナー画像を形成担持させた記録材を加熱して画像を永久固着像として定着させる加熱定着装置に用いられる加熱体（ヒーター）の構成が記載されている。この加熱体は、基材と、炭素系抵抗発熱体と、この発熱体に給電する電極とから構成されている。炭素系抵抗発熱体は、基材の上にエポキシ接着層を介在させて接着されている。
【特許文献１】特開２００６−１３４７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように構成されたヒーターにおいては、炭素系抵抗発熱体として、たとえば、炭素シートが基材の上に接着材によって貼り付けられると、接着材層が炭素シートの領域外にはみ出て基材の表面上に一部露出してしまう。
【０００５】
このはみ出た接着材層の一部は、発熱体に給電するための電極を形成するときに、あるいは、発熱体や電極を覆うようにガラス成分からなる保護層を形成するときに、たとえば、窒素ガスや不活性ガス等の非酸化性雰囲気中に５００〜９００℃程度に加熱されるので、接着材層に含まれる有機系化合物が炭化する。
【０００６】
また、電子写真複写機、電子写真プリンター等の画像形成装置において未定着トナー画像を形成担持させた記録材を加熱して画像を永久固着像として定着させる際に、上記のはみ出た接着材層の一部は、たとえば、３００〜５００℃程度に加熱されるので、接着材層に含まれる有機系化合物が炭化する。
【０００７】
上述のように炭素シートの領域外にはみ出て基材の表面上に一部露出した接着材層に含まれる有機系化合物が炭化すると、この炭化物が、炭素系抵抗発熱体の電気抵抗値を不安定にさせる、または、間隔をあけて形成された炭素系抵抗発熱体パターンを短絡させるという問題があった。このため、炭素系抵抗発熱体の電気抵抗値が不安定になるので、紙等の転写材の表面上に形成されたトナー画像を定着させるために必要な所定の熱量を制御することが困難になるという問題があった。
【０００８】
また、上記の接着材層のはみ出しを抑えるために接着材の量を少なくすると、基材と炭素系抵抗発熱体の間に未接着部が発生し、あるいは、接着材層に引け巣が発生する。未接着部や引け巣の発生によって接着力が低下するため、炭素系抵抗発熱体の実用的な接着強度が得られないという問題があった。さらに、炭素系抵抗発熱体で発生する熱の基材への伝達が不均一になることにより、加熱面の実用的な均熱性が得られないという問題があった。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、炭素系抵抗発熱体の電気抵抗値を安定させることが可能で、炭素系抵抗発熱体の実用的な接着強度と均熱性を有するヒーターおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に従ったヒーターは、絶縁基材と、接着材層と、抵抗発熱体層とを備える。絶縁基材は、頂壁と側壁とから形成された凸部を有する。接着材層は、絶縁基材の凸部の頂壁上に形成され、絶縁基材の凸部の側壁に連続して形成された側壁を有する。抵抗発熱体層は、接着材層の上に形成され、接着材層の側壁に連続して形成された側壁を有する炭素シートからなる。
【００１１】
この発明のヒーターにおいては、抵抗発熱体層を構成する炭素シートの側壁、接着材層の側壁、および、絶縁基材の凸部の側壁が連続して形成されているので、接着材層のはみ出しがない。このため、接着材層の一部が絶縁基材の表面上に露出することがなく、電極層や保護層の形成時において、あるいは、紙等の転写材の表面上に形成されたトナー画像を定着させるための発熱時において、絶縁基材の表面上に露出した接着材層の一部が炭化することもないので、抵抗発熱体層の電気抵抗値を安定させることができる。
【００１２】
この発明のヒーターにおいて、絶縁基材は、セラミック材料からなることが好ましい。
【００１３】
このように構成することにより、絶縁基材の凸部をブラスト加工等によって容易に形成することができる。また、セラミック材料からなる絶縁基材は、樹脂等の他の絶縁材料からなる絶縁基材に比べて、耐熱性が高く、熱伝導率が高いので、ヒーターの基材として好ましい。
【００１４】
また、この発明のヒーターにおいて、抵抗発熱体層は、ＮＴＣ特性（Negative Temperature Coefficient：温度が上がると電気抵抗が低くなる負の抵抗温度特性）を有することが好ましい。
【００１５】
このように構成することにより、本発明のヒーターが、複写機、プリンタ等の画像形成装置にて画像を定着させるために用いられる場合に、非通紙部に対応する抵抗発熱体層の部分の発熱量をＮＴＣ特性により抑制することができる。これにより、非通紙部の温度上昇を防止することができる。
【００１６】
さらに、この発明のヒーターにおいて、抵抗発熱体層は、間隔をあけて延在する第１と第２の抵抗発熱体パターン層を含み、第１と第２の抵抗発熱体パターン層は、それぞれ、絶縁基材の間隔をあけて延在する凸部の側壁と、絶縁基材の凸部の頂壁上に形成された接着材層の側壁とに連続して形成された側壁を有する炭素シートからなる。
【００１７】
このように構成することにより、第１と第２の抵抗発熱体パターン層を構成する炭素シートの側壁、接着材層の側壁、および、絶縁基材の凸部の側壁が連続して形成されているので、接着材層のはみ出しがない。このため、接着材層の一部が絶縁基材の表面上に露出することがなく、電極層や保護層の形成時において、あるいは、紙等の転写材の表面上に形成されたトナー画像を定着させるための発熱時において、絶縁基材の表面上に露出した接着材層の一部が炭化することもないので、第１と第２の抵抗発熱体パターン層を短絡させることがなく、抵抗発熱体層の電気抵抗値を安定させることができる。また、第１と第２の抵抗発熱体パターン層は、上記の連続して形成された側壁により、第１と第２の抵抗発熱体パターン層の間の絶縁効果を高めることができる。
【００１８】
この発明のヒーターにおいて、第１と第２の抵抗発熱体パターン層の間隔は、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
第１と第２の抵抗発熱体パターン層の間隔が０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲内であれば、ブラスト加工で炭素シートを選択的に除去することにより、互いに絶縁された第１と第２の抵抗発熱体パターン層を高い精度で容易に形成することができる。
【００２０】
この発明に従ったヒーターの製造方法は、次の工程を備える。
【００２１】
（ａ）絶縁基材の表面上に接着材層を形成する工程。
【００２２】
（ｂ）接着材層の表面上に炭素シートを形成する工程。
【００２３】
（ｃ）炭素シートの表面上にレジストパターン層を形成する工程。
【００２４】
（ｄ）レジストパターン層をマスクとして用いて炭素シートと接着材層と絶縁基材をブラスト加工で選択的に除去する工程。
【００２５】
以上の工程を備えることにより、絶縁基材に頂壁と側壁とからなる凸部を形成し、絶縁基材の凸部の側壁に連続した側壁を有するように接着材層を絶縁基材の凸部の頂壁上に形成し、接着材層の側壁に連続した側壁を有するように炭素シートパターン層を接着材層の上に形成する。
【００２６】
この発明に従ったヒーターの製造方法では、ブラスト加工で炭素シートと接着材層と絶縁基材を選択的に除去することにより、炭素シートパターン層からなる抵抗発熱体層のパターンを高い精度で形成することができる。
【００２７】
また、絶縁基材の表面上に接着に十分な量の接着材層を介在させて、抵抗発熱体を構成する炭素シートを予め固着させた後に、炭素シートを選択的に除去することにより、所定のパターンに従った炭素シートパターン層を形成するので、炭素シートパターン層と絶縁基材の表面との間の接着材層に引け巣が生じることがない。これにより、抵抗発熱体層を絶縁基材に高い密着力で固着することができ、良好な均熱性を有する抵抗発熱体層を得ることができ、抵抗発熱体層の電気抵抗値を安定させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上のようにこの発明によれば、抵抗発熱体層の電気抵抗値を安定させることが可能なヒーターを得ることができ、また、抵抗発熱体層を絶縁基材に高い密着力で固着することができ、良好な均熱性を有する抵抗発熱体層を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００３０】
図１はこの発明の一つの実施の形態としてヒーターの概略的な構成を示す平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における部分断面図である。
【００３１】
図１と図２に示すように、ヒーター１は、絶縁基材の一例として細長い板状のセラミック基板１０の上に配置された抵抗発熱体層の一例として細長い層状の炭素シートパターン層３１、３２を備える。炭素シートパターン層３１、３２は、接着材層２１、２２によってセラミック基板１０の上に接着されている。炭素シートパターン層３１、３２は、間隔をあけて延在する第１と第２の抵抗発熱体パターン層を構成し、一方端で接続されており、他方端のそれぞれには電極層４１、４２が接続されている。図３に示すように、電極層４２が、炭素シートパターン層３２の他方端部を覆うようにセラミック基板１０の表面上に形成されている。さらに、図２と図３に示すように、保護層５０が、炭素シートパターン層３１、３２の全体と電極層４１、４２の一部を覆うように形成されている。
【００３２】
セラミック基板１０は、たとえば、３０〜１２０Ｗ／ｍ・Ｋ程度の熱伝導率を有する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）焼結体、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）焼結体、炭化ケイ素（ＳｉＣ）焼結体、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）焼結体等からなる。セラミック基板１０の厚みは、たとえば、０．６〜１．０ｍｍである。
【００３３】
炭素シートパターン層３１、３２は、たとえば、変曲点温度７００℃以下の温度領域において、ＮＴＣ特性（Negative Temperature Coefficient：温度が上がると電気抵抗が低くなる負の抵抗温度特性）を有する。一例として炭素シートパターン層３１、３２の抵抗変化率は、２５℃から３００℃までの温度領域において−１００〜−３０００ｐｐｍ／℃が好ましい。炭素シートパターン層３１、３２の厚みは、たとえば、５０〜２００μｍであり、好ましくは１００μｍ程度である。第１の抵抗発熱体パターン層としての炭素シートパターン層３１と、第２の抵抗発熱体パターン層としての炭素シートパターン層３２との間隔は、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であるのが好ましい。なお、上記の実施の形態では、抵抗発熱体層は、炭素シートパターン層３１、３２からなる第１と第２の抵抗発熱体パターン層であるが、細長く延在する一本の炭素シートパターン層から形成されてもよい。抵抗発熱体層の電気抵抗値は、たとえば、５〜１００Ω程度である。また、上記の実施の形態では、抵抗発熱体層は、炭素シートパターン層３１、３２からなる二本の抵抗発熱体パターン層であるが、三本以上の複数の炭素シートパターン層から形成されてもよい。
【００３４】
接着材層２１、２２は、熱硬化性または熱可塑性のいずれの接着剤で形成されてもよいが、抵抗発熱体層の発熱、電極層４１、４２の形成時の加熱、保護層５０の形成時の加熱などによって熱分解しないように十分な耐熱性を有している必要がある。また、接着材層２１、２２を形成する接着剤として、ガラス系接着剤を用いると、炭素シートに対する濡れ性が良いとはいえず、十分な接着強度が得られないので好ましくなく、また無機系接着剤を用いると、溶剤を除去する際に炭素シートが浮き上がるので好ましくない。そこで、接着材層２１、２２は、有機系接着剤を用いて形成するのが好ましく、適用可能な有機系接着剤として、たとえば、エポキシ系、ポリイミド系、ポリアミドイミド系、ポリエーテルイミド系、ポリエーテルスルホン系、液晶ポリマー系、ポリエステル系、アクリル系の接着剤などを挙げることができる。これらの中で、ポリイミド系接着剤は、熱分解温度が高く、接着強度が高いので、接着材層２１、２２を形成するために用いるのに特に好ましい。接着材層２１、２２の厚みは、未接着部や引け巣の発生を抑制することを考慮すると、０．５μｍ以上が好ましく、１μｍ以上がさらに好ましい。接着材層２１、２２の厚みの上限値は、特に制限されるものではないが、工業的な生産性を考慮すると、１０μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がさらに好ましい。
【００３５】
なお、電極層４１、４２は、たとえば、銀を主成分とする導電成分からなる。電極層４１、４２の厚みは、たとえば、１０〜２０μｍである。保護層５０は、たとえば、硼珪酸ガラスを主成分とするガラス成分からなる。保護層５０の厚みは、たとえば、５０μｍ程度である。
【００３６】
図２に示すように、セラミック基板１０の表面には細長く延びる凸部１１、１２が形成されている。凸部１１、１２は頂壁と側壁とから形成されている。言い換えれば、セラミック基板１０の表面には細長く延びる凹部１３、１４が形成されている。凹部１３、１４は、底壁と側壁とから形成されている。凸部１１、１２の高さまたは凹部１３、１４の深さは、５μｍ以上、５０μｍ以下が好ましい。凸部１１、１２の高さまたは凹部１３、１４の深さが５μｍ未満では、セラミック基板１０の表面に接着材層２１、２２の残渣が発生している可能性があり、その残渣が抵抗発熱体層としての炭素シートパターン層３１、３２の電気抵抗値を不安定にさせたり、複数の炭素シートパターン層３１、３２を短絡させたりする恐れがある。凸部１１、１２の高さまたは凹部１３、１４の深さが５０μｍより大きいと、セラミック基板１０の機械的強度を低下させる恐れがある。
【００３７】
セラミック基板１０の凸部１１、１２の頂壁上には、接着材層２１、２２が形成されている。接着材層２１、２２の側壁は、セラミック基材１０の凸部１１、１２または凹部１３、１４の側壁に連続するように形成されている。接着材層２１、２２の上には、炭素シートパターン層３１、３２が形成されている。炭素シートパターン層３１、３２の側壁は、接着材層２１、２２の側壁に連続するように形成されている。
【００３８】
以上のように構成された本発明の一つの実施の形態としてのヒーター１においては、抵抗発熱体層を構成する炭素シートパターン層３１、３２の側壁、接着材層２１、２２の側壁、および、セラミック基板１０の凸部１１、１２の側壁が連続して形成されているので、接着材層２１、２２のはみ出しがない。このため、接着材層２１、２２の一部がセラミック基板１０の表面上に露出することがなく、電極層や保護層の形成時において、あるいは、紙等の転写材の表面上に形成されたトナー画像を定着させるための発熱時において、セラミック基板１０の表面上に露出した接着材層２１、２２の一部が炭化することもないので、抵抗発熱体層の電気抵抗値を安定させることができる。
【００３９】
図２に示すように、炭素シートパターン層３１、３２の側壁とセラミック基板１０の凸部１１、１２の頂壁がなす角度θは、６０°以上８５°以下が好ましく、７０°以上８０°以下がさらに好ましい。角度θが８５°よりも大きいと、保護層５０をスクリーン印刷法等によって形成する際に気泡のかみ込みが生じやすくなる。角度θが６０°よりも小さいと、所望の電気抵抗値を得るために必要な炭素シートパターン層３１、３２ののパターン幅が大きくなってしまう。
【００４０】
また、ヒーター１においては、抵抗発熱体層を形成するための基材は、セラミック基板１０からなるので、凸部または凹部をブラスト加工等によってセラミック基板１０に容易に形成することができる。セラミック基板１０は、樹脂等の他の絶縁材料からなる絶縁基材に比べて、耐熱性が高く、また、たとえば、３０〜１２０Ｗ／ｍ・Ｋ程度の高い熱伝導率を有するので、ヒーター１の基材として好ましい。
【００４１】
さらに、ヒーター１において、炭素シートパターン層３１、３２は、ＮＴＣ特性（Negative Temperature Coefficient：温度が上がると電気抵抗が低くなる負の抵抗温度特性）を有するので、ヒーター１が、複写機、プリンタ等の画像形成装置にて画像を定着させるために用いられる場合に、非通紙部に対応する抵抗発熱体層の部分の発熱量をＮＴＣ特性により抑制することができる。これにより、非通紙部の温度上昇を防止することができる。特に、上記の実施の形態では、炭素シートパターン層３１、３２は、変曲点温度７００℃以下の温度領域においてＮＴＣ特性を有し、抵抗変化率が２５℃から３００℃までの温度領域において−２０００ｐｐｍ／℃程度であることにより、複写機、プリンタ等の画像形成装置にて画像を定着させる際に、非通紙部に対応する炭素シートパターン層３１、３２の部分の発熱量をＮＴＣ特性により効果的に抑制することができる。
【００４２】
さらに、ヒーター１において、炭素シートパターン層３１、３２は、間隔をあけて延在する第１と第２の抵抗発熱体パターン層を構成し、炭素シートパターン層３１、３２は、それぞれ、セラミック基板１０の間隔をあけて延在する凸部１１、１２の側壁と、セラミック基板１０の凸部１１、１２の頂壁上に形成された接着材層２１、２２の側壁とに連続して形成された側壁を有する。このように構成することにより、第１と第２の抵抗発熱体パターン層を構成する炭素シートパターン層３１、３２は、上記の連続して形成された側壁により、炭素シートパターン層３１、３２の間の絶縁効果を高めることができる。
【００４３】
この場合、炭素シートパターン層３１、３２の間隔は、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましい。炭素シートパターン層３１、３２の間隔が０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であれば、炭素シートをブラスト加工で容易に選択的に除去することができるので、互いに絶縁された炭素シートパターン層３１、３２を高い精度で容易に形成することができる。
【００４４】
次に、図１と図２で示されたヒーター１の製造方法について説明する。
【００４５】
図４〜図１１は、本発明のヒーターの製造方法の一つの実施の形態として図１のＩＩ−ＩＩ線における断面を製造工程順に示す図である。
【００４６】
図４に示すように、たとえば、窒化アルミニウム焼結体からなる厚みが０．６〜１．０ｍｍのセラミック基板１０を準備する。
【００４７】
次に、図５に示すように、たとえば、ポリイミド系接着剤を用いて、厚みが１〜５μｍ程度の接着材層２０をスクリーン印刷法によってセラミック基板１０の全面上に塗布する。
【００４８】
その後、図６に示すように、たとえば、厚みが１００μｍ程度の炭素シート３０を接着材層２０の全面上に貼り付ける。そして、温度２５０〜３００℃に加熱して接着材層２０を乾燥、硬化、または、固化させることにより、炭素シート３０を接着材層２０によってセラミック基板１０の全面上に固着させる。
【００４９】
炭素シート３０としては、たとえば、炭素を主成分とするバルク材であって板状に成形または加工されたもの、天然黒鉛を酸処理して膨張黒鉛とした後に成形、圧延等の加工を施してシート状にしたもの、アクリル系樹脂等の有機合成フィルムを非酸化性雰囲気で焼成することによって得られた炭素シート、炭素粒子と樹脂を混合し、シート状に成形した炭素シート等を用いることができる。また、炭素シート３０は、上述したように、接着材層２０の全面上に貼り付けることにより、セラミック基板１０の全面上に接合されるので、その接合性の安定性を向上させるためには、可撓性を有することが好ましい。
【００５０】
次に、図７に示すように、たとえば、シートレジストを用いて、厚みが１００μｍ程度のレジスト層６０を炭素シート３０の表面上に形成する。
【００５１】
そして、図８に示すように、露光現像処理により、レジスト層６０を選択的に除去して、レジストパターン層６１、６２を形成する。
【００５２】
得られたレジストパターン層６１、６２をマスクとして用いて、図９に示すように、矢印Ｓで示すようにブラスト加工を施す。ブラスト加工としては、加工速度や加工安定性（化学反応や腐食等の発生しにくさ）を考慮すると、乾式のサンドブラスト加工を用いるのが好ましい。サンドブラスト加工に用いられる研磨材としては、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２等が挙げられ、好ましくはＳｉＣが用いられる。研磨材の粒径は、たとえば、５〜３０μｍである。
【００５３】
上記のブラスト加工を施すことにより、炭素シート３０と接着材層２０とセラミック基板１０とが選択的に除去され、図１０に示すように、たとえば、０．１ｍｍ程度の間隔をあけて、炭素シートパターン層３１、３２、接着材層２１、２２が形成され、セラミック基板１０に凸部１１、１２または凹部１３、１４が形成される。このようにして、セラミック基板１０に、頂壁と側壁とからなる凸部１１、１２、または、底壁と側壁とからなる凹部１３、１４が形成される。また、セラミック基板１０の凸部１１、１２の側壁、または、凹部１３、１４の側壁に連続した側壁を有する接着材層２１、２２と炭素シートパターン層３１、３２がセラミック基板１０の頂壁の上に形成される。その後、レジストパターン層６１、６２が除去されることにより、図１１に示されるように炭素シートパターン層３１、３２の表面が露出する。
【００５４】
そして、図１と図３に示されるように、たとえば、厚みが１０〜２０μｍ程度の電極層４１、４２が炭素シートパターン層３１、３２の他方端部を覆うように形成される。電極層４１、４２は、たとえば、銀ペーストをスクリーン印刷法によって塗布した後、窒素ガス雰囲気中で５００〜９００℃の温度で焼成することにより形成される。
【００５５】
最後に、図２と図３に示すように、保護層５０が炭素シートパターン層３１、３２の全体と電極層４１、４２の一部を覆うように形成される。保護層５０は、たとえば、硼珪酸ガラスを主成分とするガラスペーストをスクリーン印刷法によって塗布した後、窒素ガス雰囲気中で５００〜９００℃の温度で焼成することにより形成される。なお、保護層５０は、塗布によって形成されたポリイミド層でもよく、あるいは成膜によって形成されたダイヤモンドライクカーボン層でもよい。また、保護層５０が形成される側と反対側のセラミック基板１０の表面にガラスペーストを塗布した後、焼成することにより、摺動ガラス層を形成してもよい。
【００５６】
なお、電極層４１、４２や保護層５０を形成するための焼成は、炭素シートパターン層３１、３２や接着材層２１、２２が酸化して分解することを抑制するために、通常、窒素ガスや不活性ガス等の非酸化性雰囲気中で行われる。
【００５７】
以上の製造工程において、電極層４１、４２の形成時に５００〜９００℃の温度に加熱されることにより、また保護層５０の形成時に５００〜９００℃の温度に加熱されることにより、接着材層２１、２２が炭化しても、接着材層２１、２２は炭素シートパターン層３１、３２の領域外にはみ出てセラミック基板１０の表面上に一部露出していないので、抵抗発熱体層を構成する炭素シートパターン層３１、３２を短絡させることがない。
【００５８】
また、上記のヒーター１の製造方法によれば、抵抗発熱体層を構成する炭素シートパターン層３１、３２の側壁、接着材層２１、２２の側壁、および、セラミック基板１０の凸部１１、１２の側壁が連続して形成されるので、接着材層２１、２２のはみ出しがない。このため、接着材層２１、２２の一部がセラミック基板１０の表面上に露出することがなく、電極層や保護層の形成時において、あるいは、紙等の転写材の表面上に形成されたトナー画像を定着させるための発熱時において、セラミック基板１０の表面上に露出した接着材層２１、２２の一部が炭化することもないので、抵抗発熱体層の電気抵抗値を安定させることができる。
【００５９】
さらに、上記のヒーター１の製造方法では、ブラスト加工で炭素シート３０と接着材層２０とセラミック基板１０を選択的に除去することにより、抵抗発熱体層を構成する炭素シートパターン層３１、３２のパターンを高い精度で形成することができる。
【００６０】
さらにまた、図６に示すようにセラミック基板１０の表面上に接着材層２０を介在させて、抵抗発熱体を構成する炭素シート３０を予め固着させた後に、炭素シート３０を選択的に除去することにより、所定のパターンに従った炭素シートパターン層３１、３２を形成するので、図１１に示す炭素シートパターン層３１、３２とセラミック基板１０の表面との間の接着材層２１、２２に引け巣が生じることがない。これにより、炭素シートパターン層３１、３２をセラミック基板１０に高い密着力で固着することができ、炭素シートパターン層３１、３２の電気抵抗値を安定させることができる。これに対して、図６に示すような炭素シート３０ではなく、炭素シートパターン層３１、３２のような形態の細長い炭素シート片をセラミック基板１０の表面上に接着材層２１、２２を介在させて固着する場合に、接着剤のはみ出しを抑えるために接着剤の量を少なくすると、接着材層２１、２２に気泡が含まれ、引け巣が生じる場合がある。その結果、炭素シート片とセラミック基板１０との間の接着力が低下し、炭素シート片から構成される抵抗発熱体の電気抵抗値が不安定になる。この発明の製造方法によれば、このような問題が解消される。
【００６１】
また、炭素シートパターン層３１、３２とセラミック基板１０の表面との間の接着材層２１、２２に引け巣が生じることがないことにより、上述したように抵抗発熱体層を絶縁基材に高い密着力で固着することができ、抵抗発熱体層の電気抵抗値を安定させることができるだけでなく、炭素シートパターン層３１、３２で発生する熱のセラミック基板１０への伝達が均一になるので、良好な均熱性を有する抵抗発熱体層としての炭素シートパターン層３１、３２を得ることができる。
【００６２】
図１２は、ヒーターが組み込まれた加熱定着装置の一つの実施の形態の概略的な構成を示す模式図である。
【００６３】
図１２に示すように、加熱定着装置は、耐熱性樹脂フィルム、たとえばポリイミド樹脂から形成されたポリイミドフィルム２と加圧ローラ３とを備えている。ポリイミドフィルム２と加圧ローラ３が矢印Ｒで示す方向に回転する。トナー画像が形成された用紙４はポリイミドフィルム２と加圧ローラ３との間に挟まれて矢印Ｐで示す方向に移動する。回転するポリイミドフィルム２の内側には、紙面に垂直な方向に延びるように板状のヒーター１が固定されている。板状のヒーター１からポリイミドフィルム２を通じて用紙４に熱が伝わる。このようにして、用紙４の表面上に形成されたトナー画像を定着させるために板状のヒーター１が用いられる。この場合、ヒーター１は、炭素シートパターン層３１、３２が形成されていない側のセラミック基板１０の表面（図２にて下側のセラミック基板１０の表面）が用紙４に対向するように配置されていてもよく、炭素シートパターン層３１、３２が形成されている側のセラミック基板１０の表面（図２にて上側のセラミック基板１０の表面）が用紙４に対向するように配置されていてもよい。
【００６４】
このようにして、本発明の一つの実施の形態であるヒーター１は、複写機、プリンタなどで用いられる、紙等の転写材の表面上に形成されたトナー画像を定着させるための加熱装置として用いられる。
【００６５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものであることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】この発明の一つの実施の形態としてヒーターの概略的な構成を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における部分断面図である。
【図４】本発明のヒーターの製造方法の一つの実施の形態として第１の製造工程に従って図１のＩＩ−ＩＩ線における断面を示す図である。
【図５】本発明のヒーターの製造方法の一つの実施の形態として第２の製造工程に従って図１のＩＩ−ＩＩ線における断面を示す図である。
【図６】本発明のヒーターの製造方法の一つの実施の形態として第３の製造工程に従って図１のＩＩ−ＩＩ線における断面を示す図である。
【図７】本発明のヒーターの製造方法の一つの実施の形態として第４の製造工程に従って図１のＩＩ−ＩＩ線における断面を示す図である。
【図８】本発明のヒーターの製造方法の一つの実施の形態として第５の製造工程に従って図１のＩＩ−ＩＩ線における断面を示す図である。
【図９】本発明のヒーターの製造方法の一つの実施の形態として第６の製造工程に従って図１のＩＩ−ＩＩ線における断面を示す図である。
【図１０】本発明のヒーターの製造方法の一つの実施の形態として第７の製造工程に従って図１のＩＩ−ＩＩ線における断面を示す図である。
【図１１】本発明のヒーターの製造方法の一つの実施の形態として第８の製造工程に従って図１のＩＩ−ＩＩ線における断面を示す図である。
【図１２】ヒーターが組み込まれた加熱定着装置の概略的な構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６７】
１：ヒーター、１０：セラミック基板、１１，１２：凸部、２０，２１，２２：接着材層、３０：炭素シート、３１，３２：炭素シートパターン層、６１，６２：レジストパターン層。
【図１】
2010021042.tif 000003
【図２】
2010021042.tif 000004
【図３】
2010021042.tif 000005
【図４】
2010021042.tif 000006
【図５】
2010021042.tif 000007
【図６】
2010021042.tif 000008
【図７】
2010021042.tif 000009
【図８】
2010021042.tif 000010
【図９】
2010021042.tif 000011
【図１０】
2010021042.tif 000012
【図１１】
2010021042.tif 000013
【図１２】
2010021042.tif 000014