(57)【要約】【課題】発熱抵抗部の部分により温度がばらつくことを抑制することができるヒータを提供すること。【解決手段】長尺状の基板１と、基板１に形成された導電部２１および導電部２２と、基板１に形成されており、導電部２１，２２を導通させている発熱抵抗部３と、を備えているヒータＡ１において、導電部２１，２２はそれぞれ、基板１の長手方向ｘに沿って発熱抵抗部３と接続しており、基板１の厚さ方向において、導電部２１，２２は発熱抵抗部３を挟んでいる。【選択図】  図１
2010061833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状の基板と、
この基板に形成された第１の導電部および第２の導電部と、
この基板に形成されており、上記第１および第２の導電部を導通させている発熱抵抗部と、を備えているヒータにおいて、
上記第１および第２の導電部はそれぞれ、上記基板の長手方向に沿って上記発熱抵抗部と接続しており、
上記基板の厚さ方向において、上記第１および第２の導電部は上記発熱抵抗部を挟んでいることを特徴とする、ヒータ。
【請求項２】
上記第１および第２の導電部および上記発熱抵抗部は、いずれも膜状であり、
上記第１の導電部と、上記発熱抵抗部と、上記第２の導電部とが、上記厚さ方向において、この順に積層されている、請求項１に記載のヒータ。
【請求項３】
上記第１の導電部は、上記発熱抵抗部から、上記基板の短手方向の両側にはみ出る部分を有する、請求項２に記載のヒータ。
【請求項４】
上記第１の導電部と上記厚さ方向視において重なっている上記第２の導電部の領域は、上記厚さ方向視において、上記発熱抵抗部が形成された領域内に形成されている、請求項３に記載のヒータ。
【請求項５】
上記第１の導電部は、上記基板に接している、請求項１ないし４のいずれかに記載のヒータ。
【請求項６】
上記発熱抵抗部と上記基板とが非接触とされている、請求項１ないし５のいずれかに記載のヒータ。
【請求項７】
上記発熱抵抗部は、ＢａＴｉＯ3系ＰＴＣセラミックにより構成されている、請求項１ないし６のいずれかに記載のヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷媒体を加熱するヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来のヒータの一例を示している（特許文献１を参照）。同図に示されたヒータ９Ａは、たとえばプリンタにおいて記録紙などの印刷媒体に転写されたトナーを熱定着させるための加熱に用いられる。ヒータ９Ａは、基板９１、電極９２、および発熱抵抗部９３、を備えている。基板９１は長矩形状である。電極９２は２つあり、一方は基板９１の長手方向ｘの一端に、他方は基板９１の長手方向ｘの他端に、形成されている。発熱抵抗部９３は、基板９１の長手方向ｘに延びる長方形状である。発熱抵抗部９３の両端は、２つの電極９２に接続されている。一般に、発熱抵抗部９３は、抵抗温度係数が正の値である材料を用いて形成されている。このような材料を用いると、温度が上昇するにつれ抵抗率の値が大きくなる。すなわち、発熱抵抗部９３の温度が過度に上昇すると、発熱抵抗部９３の全体として抵抗の値が大きくなる。発熱抵抗部９３に印加される電圧は一定であることから、発熱抵抗部９３全体における消費電力は小さくなり、発熱抵抗部９３全体として温度上昇を抑制できる。
【０００３】
ヒータ９Ａが配置されたプリンタでは、印刷媒体Ｄｃが基板９１の短手方向ｙに搬送される。印刷媒体Ｄｃの搬送時には、発熱抵抗部９３で発生した熱の一部は、印刷媒体Ｄｃに吸収される。仮に印刷媒体Ｄｃが発熱抵抗部９３の全体を覆っているならば、発熱抵抗部９３のいずれの位置でも、印刷媒体Ｄｃは、発熱抵抗部９３において発生した熱を吸収する。そのため、発熱抵抗部９３は、一様に、かつ、均一に温度が上昇する。
【０００４】
しかしながら、印刷媒体Ｄｃの長手方向ｘに沿った大きさは、印刷媒体Ｄｃの種類により様々である。そのため、印刷媒体Ｄｃの搬送時に、印刷媒体Ｄｃが発熱抵抗部９３の長手方向ｘの全体を覆わない場合もある。このとき、発熱抵抗部９３の印刷媒体Ｄｃに覆われた被覆部９３１は、印刷媒体Ｄｃに熱を吸収されるものの、発熱抵抗部９３の印刷媒体Ｄｃに覆われていない非被覆部９３２は、印刷媒体Ｄｃに熱を吸収されない。そのため、非被覆部９３２の温度は、被覆部９３１の温度より高温となる。これにより、非被覆部９３２の抵抗率は、被覆部９３１の抵抗率よりも大きくなる。同図に示したヒータ９Ａにおいて、電流は長手方向ｘに流れることから、非被覆部９３２および被覆部９３１には同じ大きさの電流が流れる。そのため、電流の流れる方向における単位長さあたりの非被覆部９３２の発熱量が、被覆部９３１と比較して大きくなる。その結果、非被覆部９３２と被覆部９３１との温度差はさらに増大する。
【０００５】
印刷媒体Ｄｃにトナーを定着させるためには、被覆部９３１をある温度に設定する必要がある。上記のように非被覆部９３２が被覆部９３１と比べ過度に高温となると、非被覆部９３２の近傍の、プリンタにおけるプラテンローラや筐体（ともに図示略）が溶けてしまうおそれがあり、かかる事態は好ましくない。
【０００６】
【特許文献１】特開平０９−１８０８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、発熱抵抗部の部分により温度がばらつくことを抑制することができるヒータを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によって提供されるヒータは、長尺状の基板と、この基板に形成された第１の導電部および第２の導電部と、この基板に形成されており、上記第１および第２の導電部を導通させている発熱抵抗部と、を備えているヒータにおいて、上記第１および第２の導電部はそれぞれ、上記基板の長手方向に沿って上記発熱抵抗部と接続しており、上記基板の厚さ方向において、上記第１および第２の導電部は上記発熱抵抗部を挟んでいることを特徴としている。
【０００９】
上記基板の短手方向に印刷媒体が送られるときに、上記発熱抵抗部の上記印刷媒体に覆われていない部分である非被覆部は、上記発熱抵抗部の上記印刷媒体に覆われている部分である被覆部と比較して高温となる。温度の上昇とともに抵抗率も上昇するものが上記発熱抵抗部として用いられている場合には、上記非被覆部は上記被覆部と比べ抵抗率が大きくなる。上述した構成によれば、上記非被覆部と上記被覆部とが電気的に並列に接続されているため、上記非被覆部における発熱量は、上記被覆部における発熱量よりも小さいものとなる。そのため、上記発熱抵抗部の部分により、温度がばらつくことを抑制することが可能となる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１および第２の導電部および上記発熱抵抗部は、いずれも膜状であり、上記第１の導電部と、上記発熱抵抗部と、上記第２の導電部とが、上記厚さ方向において、この順に積層されている。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１の導電部は、上記発熱抵抗部から、上記基板の短手方向の両側にはみ出る部分を有する。このような構成によれば、上記発熱抵抗部と上記第１の導電部以外の上記ヒータにおける構成要素との接触面積を小さくすることが可能となる。そのため、上記発熱抵抗部に、上記第１の導電部以外の上記ヒータにおける構成要素から、不純物が拡散してくるといったことを抑制することができる。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１の導電部と上記厚さ方向視において重なっている上記第２の導電部の領域は、上記厚さ方向視において、上記発熱抵抗部が形成された領域内に形成されている。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１の導電部は、上記基板に接している。このような構成によれば、上記発熱抵抗部で発生した熱は、上記基板に伝導しやすくなる。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記発熱抵抗部と上記基板とが非接触とされている。このような構成によれば、上記発熱抵抗部に上記基板から不純物が拡散してくることにより上記発熱抵抗部が意図しない構成となる、といった不具合を回避できる。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記発熱抵抗部は、ＢａＴｉＯ3系ＰＴＣセラミックにより構成されている。このような構成によれば、上記発熱抵抗部は、所定温度近傍において急激に抵抗率が大きくなる。このとき、この所定温度近傍となっている上記発熱抵抗部では、発熱量が大きく減少し、所定温度以上にはなりにくい。その結果、上記発熱抵抗部の一部において不当に温度が上昇するといったことを、より効果的に抑制することが可能となる。
【００１６】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第１実施形態にかかるヒータの平面図を示している。図２に、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図を示している。このヒータＡ１は、基板１、導電部２１，２２、発熱抵抗部３、およびガラス４（図１では略）を備えている。ヒータＡ１は、たとえばレーザプリンタにおいて印刷媒体に転写されたトナーを熱定着するために用いられる。
【００１９】
図１に表われているように、基板１は、長尺状とされており、絶縁材料からなる。絶縁材料の例としては、たとえばＡｌＮ，Ａｌ2Ｏ3が挙げられる。基板１は、たとえば、ＡｌＮ，Ａｌ2Ｏ3を含む基板材料を焼成することにより形成される。
【００２０】
図１に表われているように、導電部２１，２２はそれぞれ、基板１の長手方向ｘに延びるように形成されている。図２に表われているように、導電部２１は、基板１上に積層されており、薄膜状である。導電部２１の厚さは、たとえば２〜３μｍである。導電部２１は、基板１の図２における上面の大部分を覆っている。導電部２２は、発熱抵抗部３の上に積層されており、導電部２１と同様に薄膜状である。導電部２２の厚さも、たとえば２〜３μｍである。導電部２１，２２は、発熱抵抗部３に対する電力供給のために用いられるものであり、たとえばＰｔやＮｉからなる。なお、導電部２１，２２は、Ａｇなどを下地にして、Ｐｔをスパッタにより形成してもよい。また、ヒータＡ１をプリンタに組み込む際には、導電部２１，２２に対して電力供給用の端子が接続される。
【００２１】
図１に表われているように、発熱抵抗部３は、長手方向ｘに延びる薄膜状とされている。図２に示されているように、発熱抵抗部３は、導電部２１，２２に挟まれるように積層されている。発熱抵抗部３の厚さは、たとえば１０〜２０μｍである。本実施形態では、発熱抵抗部３は、ＰＴＣサーミスタにより構成されている。ＰＴＣサーミスタとして、ＢａＴｉＯ3系の半導体セラミックが挙げられる。なお、発熱抵抗部３は、ニクロムや酸化ルテニウムなどの抵抗体材料から構成されていてもよい。
【００２２】
図２に表われているように、導電部２１、発熱抵抗部３、導電部２２の短手方向ｙの大きさは、発熱抵抗部３の全長にわたって、導電部２１が最大となるよう、この順に小さくなっている。また図１から理解できるように、導電部２１と基板１の厚さ方向視において重なっている導電部２２の領域は、上記厚さ方向視において、発熱抵抗部３の形成された領域内に形成されている。
【００２３】
ガラス４は、導電部２１，２２、発熱抵抗部３を覆っている。ガラス４は、たとえば、ＳｉＯ2−ＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＺｎＯ系ガラスなどの結晶化ガラスと、ＢａＯ−ＳｉＯ2系ガラスなどの半結晶化ガラスと、ＳｉＯ2−ＺｎＯ−ＭｇＯ系ガラスなどの非晶質ガラスが積層された構造とされている。
【００２４】
次に、ヒータＡ１の作用について説明する。
【００２５】
本実施形態によれば、短手方向ｙに印刷媒体Ｄｃが送られるときに、発熱抵抗部３の印刷媒体Ｄｃに覆われていない部分である非被覆部３２は、発熱抵抗部３の印刷媒体Ｄｃに覆われている部分である被覆部３１と比較して高温となる。よって、温度の上昇とともに抵抗率も上昇するものが発熱抵抗部３として用いられている場合には、非被覆部３２は被覆部３１と比べ抵抗率が大きくなる。非被覆部３２および被覆部３１は、電気的に並列に接続されているといえるため、非被覆部３２における発熱量は、被覆部３１における発熱量よりも小さいものとなる。そのため、発熱抵抗部３の部分により、温度がばらつくことを抑制することが可能となる。
【００２６】
本実施形態では、発熱抵抗部３は、基板１にほとんど接していない。そのため、不純物が、基板１から発熱抵抗部３に拡散しにくい。また、導電部２１は基板１に接しているため、発熱抵抗部３で発生した熱は基板１に伝導しやすくなっている。
【００２７】
導電部２１は、発熱抵抗部３に電力を供給するといった役割を果たすとともに、発熱抵抗部３が基板１と接触しないようにする役割も果たしている。そのため、発熱抵抗部３と基板１とを非接触とするための他の部材を、ヒータＡ１に設ける必要はない。また、発熱抵抗部３により、導電部２１と導電部２２とがショートすることが防止されている。
【００２８】
発熱抵抗部３は、所定温度近傍において、急激に抵抗率が大きくなる。このとき、この所定温度近傍となっている発熱抵抗部３では、発熱量が大きく減少し、所定温度以上にはなりにくい。その結果、発熱抵抗部３の一部において不当に温度が上昇するといったことを、効果的に抑制することが可能となっている。
【００２９】
図３および図４は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
【００３０】
図３は、本発明の第２実施形態にかかるヒータの断面図を示している。同図に示されたヒータＡ２は、長手方向ｘの全長にわたって、発熱抵抗部３の短手方向ｙにおける大きさが、導電部２１の短手方向ｙにおける大きさより小さいものとなっている。このような構成によれば、発熱抵抗部３は、図中右方において基板１と接しているのみで、図中左方において基板１と接していない。そのため、基板１から発熱抵抗部３の図中左側に不純物が侵入するといった不具合を回避できる。
【００３１】
図４は、本発明の第３実施形態にかかるヒータの断面図を示している。同図に示されたヒータＡ３の断面形状において発熱抵抗部３が、基板１と接し、導電部２１を覆っている点で、ヒータＡ１と異なる。
【００３２】
本発明に係るヒータは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るヒータの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。本発明にかかる発熱抵抗部、第１の導電部および第２の導電部は、全て膜状である必要はない。たとえば、発熱抵抗部は、複数の発熱素子が、本発明にかかる基板の長手方向に沿って配置されていてもよい。
【００３３】
本発明にかかるヒータは、第１、第２および第３実施形態で示したヒータの断面の形状をともに備えたものであってもよい。また、本発明に係る第１の導電部と基板との間に、上記発熱抵抗部に上記基板から不純物が侵入しないようにするための保護膜を形成していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるヒータを示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかるヒータの断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態にかかるヒータの断面図である。
【図５】従来のヒータの一例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３５】
Ａ１，Ａ２，Ａ３  ヒータ
１                基板
２１，２２        導電部
３                発熱抵抗部
３１              被覆部
３２              非被覆部
４                ガラス
Ｄｃ              印刷媒体
ｘ                長手方向
ｙ                短手方向
【図１】
2010061833.tif 000003
【図２】
2010061833.tif 000004
【図３】
2010061833.tif 000005
【図４】
2010061833.tif 000006
【図５】
2010061833.tif 000007