(57)【要約】【課題】発熱抵抗体が基板から剥離することを抑制することが可能なヒータを提供すること。【解決手段】基板１と、基板１に形成された発熱抵抗体２と、を備えるヒータＡであって、発熱抵抗体２は、抵抗体材料と結晶化ガラスとを含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
上記基板に形成された発熱抵抗体と、
を備えるヒータであって、
上記発熱抵抗体は、抵抗体材料と結晶化ガラスとを含むことを特徴とする、ヒータ。
【請求項２】
上記結晶化ガラスは、結晶化温度が７５０℃以下である、請求項１に記載のヒータ。
【請求項３】
上記結晶化ガラスは、軟化点温度と結晶化温度との差が１００℃以上である、請求項２に記載のヒータ。
【請求項４】
上記結晶化ガラスは、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｒ、またはＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−Ｒ（Ｒは、ＺｎＯ2、Ｌｉ2Ｏ3、ＴｉＯ2のいずれか）である、請求項２または３に記載のヒータ。
【請求項５】
上記発熱抵抗体における上記結晶化ガラスが占める割合が、３〜２５％である、請求項１ないし４のいずれかに記載のヒータ。
【請求項６】
基板に抵抗体材料と結晶化ガラスとを含む抵抗体ペーストを塗布する工程と、
上記結晶化ガラスの軟化点温度よりも低い温度から上記結晶化ガラスの結晶化温度よりも１００℃以上高い温度まで焼成温度を上昇させながら上記抵抗体ペーストを焼成する工程と、
を有することを特徴とする、ヒータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばレーザプリンタにおいて記録紙に転写されたトナーを熱定着させるために記録紙を加熱する手段として用いられるヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来のヒータの一例を示している。同図に示されたヒータＸは、基板９１と発熱抵抗体９２とを備えている。基板９１は、長矩形状であり、絶縁材料によって形成されている。発熱抵抗体９２は、たとえばＡｇ−Ｐｄからなり、基板９１上に帯状に形成されている。発熱抵抗体９２は、たとえばガラス製の保護膜（図示略）によって覆われている。ヒータＸは、記録紙にトナーを熱定着させるために用いられる。発熱抵抗体９２に交流電源から電力供給されると、発熱抵抗体９２が発熱する。発熱状態とされたヒータＸに対して、トナーが転写された記録紙をプラテンローラによって押し付けると、トナーが記録紙に定着される。
【０００３】
しかしながら、たとえばレーザプリンタの印刷速度向上を図るには、ヒータＸに対する記録紙の摺動速度を高めたり、プラテンローラによる押し付け力を強めたりすることが必要である。これらは、発熱抵抗体９２に負荷される力を増大させる。したがって、発熱抵抗体９２と基板９１との結合力が十分で無いと、発熱抵抗体９２の一部が基板９１から剥離してしまうという不具合があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−６２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、発熱抵抗体が基板から剥離することを抑制することが可能な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】
【０００６】
本発明の第１の側面によって提供されるヒータは、基板と、上記基板に形成された発熱抵抗体と、を備えるヒータであって、上記発熱抵抗体は、抵抗体材料と結晶化ガラスとを含むことを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、上記結晶化ガラスが結晶化することにより、上記発熱抵抗体を上記基板に対して強固に結合させることが可能である。したがって、上記発熱抵抗体が上記基板から剥離することを抑制することができる。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記結晶化ガラスは、結晶化温度が７５０℃以下である。このような構成によれば、上記抵抗体材料の代表例であるＡｇ−Ｐｄを含む抵抗体材料を焼成する場合の一般的な上限温度である８５０℃に対して、上記結晶化ガラスの結晶化温度は、１００℃以上低いものとなる。このため、上記結晶化ガラスの結晶化を促進することが可能である。これは、上記発熱抵抗体と上記基板との結合力を高めるのに適している。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記結晶化ガラスは、軟化点温度と結晶化温度との差が１００℃以上である。このような構成によれば、焼成によって上記発熱抵抗体を形成する場合に、上記結晶化ガラスが軟化し始めてから結晶化し始めるまでの間に、上記結晶化ガラスと上記基板とを十分になじませることが可能である。これにより、上記発熱抵抗体と上記基板との結合力をさらに高めることができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記結晶化ガラスは、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｒ、またはＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−Ｒ（Ｒは、ＺｎＯ2、Ｌｉ2Ｏ3、ＴｉＯ2のいずれか）である。このような構成によれば、上記結晶化ガラスの結晶化温度を７５０℃以下としつつ、軟化点温度と結晶化温度との差を１００℃以上とするのに好適である。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記発熱抵抗体における上記結晶化ガラスが占める割合は、３〜２５％である。上記結晶化ガラスをこのような割合に配合することにより上記発熱抵抗体と上記基板との結合力を高めつつ、絶縁体である上記結晶化ガラスが上記発熱抵抗体の導通を不当に妨げることを回避することができる。
【００１２】
本発明の第２の側面によって提供されるヒータの製造方法は、基板に抵抗体材料と結晶化ガラスとを含む抵抗体ペーストを塗布する工程と、上記結晶化ガラスの軟化点温度よりも低い温度から上記結晶化ガラスの結晶化温度よりも１００℃以上高い温度まで焼成温度を上昇させながら上記抵抗体ペーストを焼成する工程と、を有することを特徴としている。
【００１３】
このような構成によれば、上記結晶化ガラスを上記基板に対して広い面積で接触させた状態で、十分に結晶化させることができる。したがって、上記発熱抵抗体が上記基板から剥離することを抑制することができる。
【００１４】
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】
【００１５】
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。
【００１６】
図１および図２は、本発明に係るヒータの一例を示している。本実施形態のヒータＡは、基板１、発熱抵抗体２、および保護膜３を備えている。ヒータＡは、たとえば、レーザプリンタにおいて記録紙Ｐに転写されたトナーを熱定着させるために用いられる。たとえば回転するプラテンローラＲによってヒータＡに対して押し付けられることにより、記録紙ＰはヒータＡに対して摺動させられる。これにより、記録紙Ｐに転写されたトナーが加熱され、記録紙Ｐに定着する。なお、図１においては理解の便宜上、保護膜３が省略されている。
【００１７】
基板１は、長矩形状とされており、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。
【００１８】
発熱抵抗体２は、基板１上に形成されており、コの字の帯状である。発熱抵抗体２は、抵抗体材料と結晶化ガラスとを含んでいる。上記抵抗体材料は、たとえばＡｇ−Ｐｄである。本実施形態においては、Ｐｄの比率が５０〜６０％であるＡｇ−Ｐｄが用いられている。上記結晶化ガラスとしては、結晶化温度が７５０℃以下であるものを用いることが好ましく、具体的には、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｒ、またはＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−Ｒ（Ｒは、ＺｎＯ2、Ｌｉ2Ｏ3、ＴｉＯ2のいずれか）を用いることが好適である。本実施形態においては、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯ2が用いられている。この場合、上記結晶化ガラスは、軟化点温度が５７０℃程度、結晶化温度が７３０℃程度である。また、発熱抵抗体２において上記結晶化ガラスが占める割合は、３〜２５％が好ましい。
【００１９】
保護膜３は、発熱抵抗体２を保護するためのものであり、たとえば結晶化ガラスまたは非晶質ガラスからなる。
【００２０】
次に、ヒータＡの製造方法の一例について、以下に説明する。
【００２１】
まず、ＡｌＮを含む基板材料を、たとえば８５０℃の焼成温度で焼成する。これにより、ＡｌＮからなる基板１を形成する。
【００２２】
次に、基板１に上記抵抗体材料および上記結晶化ガラスを含む抵抗体ペーストをたとえば厚膜印刷によって塗布する。上記結晶化ガラスは、たとえば粉粒状のガラスフリットの状態で上記抵抗体ペーストに混入されている。
【００２３】
次に、上記抵抗体ペーストを焼成する。この焼成においては、常温から上記結晶化ガラスの軟化点温度である５７０℃を経て上記結晶化ガラスの結晶化温度である７３０℃よりも１００℃以上高い、たとえば８５０℃まで、焼成温度を徐々に上昇させる。８５０℃という温度は、Ａｇ−Ｐｄを含む抵抗体ペーストを焼成する場合に、良質な発熱抵抗体を得るのに適した上限温度として一般に採用されている。そして、上記抵抗体ペーストが十分に焼成される時間だけ、焼成温度を８５０℃に保つ。これにより、発熱抵抗体２が形成される。
【００２４】
この後は、たとえば発熱抵抗体２を覆うようにガラスペーストを塗布した状態で、８１０℃の焼成温度で焼成する。以上の工程を経ることにより、ヒータＡが得られる。
【００２５】
次に、ヒータＡの作用について説明する。
【００２６】
本実施形態によれば、発熱抵抗体２を形成するための焼成工程においては、まず、焼成温度が発熱抵抗体２に混入された上記結晶化ガラスの軟化点温度である５７０℃に達した時点で、上記結晶化ガラスが軟化する。このとき、ガラスフリットの状態であった上記結晶化ガラスは、液体に近い状態となる。液状となった上記結晶化ガラスは、基板１の表面になじみやすいので、上記結晶化ガラスと上記基板１とが接触する部分が顕著に大きくなる。特に、上記結晶化ガラスの軟化点温度と結晶化温度とは、その差が１６０℃ときわめて大きい。このため、焼成温度が上記結晶化ガラスの軟化点温度から結晶化温度まで上昇する間に、上記結晶化ガラスを基板１に十分になじませることができる。
【００２７】
次に、焼成温度が上記結晶化ガラスの結晶化温度である７３０℃に達すると、上記結晶化ガラスの結晶化が始まる。この結晶化は、上記結晶化ガラスと基板１とが広い面積で接触した状態で進行する。上記結晶化ガラスの結晶化は、焼成温度が上限温度である８５０℃まで上昇する間継続する。Ａｇ−Ｐｄを含む抵抗体ペーストを良好に焼成するには、焼成温度の上限を８５０℃程度に制限せざるを得ないが、上記結晶化ガラスの結晶化は、焼成温度の上限温度よりも１００℃以上も低い温度から始まる。このため、上記結晶化ガラスが十分に結晶化し、強固なものとなる。したがって、発熱抵抗体２を基板１と広い面積で接触した状態で結晶化により十分に硬化させることが可能であり、発熱抵抗体２が基板１から剥離することを抑制することができる。
【００２８】
発明者らは、上記結晶化ガラスの軟化点温度と結晶化温度の差によって、発熱抵抗体２の剥離のしやすさを調査した。その結果、軟化点温度と結晶化温度との差を１００℃および１５０℃に設定したケースにおいては、発熱抵抗体２に貼り付けた粘着テープを引き剥がす程度の力で発熱抵抗体２が剥離することは無かった。一方、軟化点温度と結晶化温度との差を５０℃に設定したケースにおいては、粘着テープを引き剥がすと発熱抵抗体２が容易に剥離してしまった。ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯ2をはじめ、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｒ、またはＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−Ｒ（Ｒは、ＺｎＯ2、Ｌｉ2Ｏ3、ＴｉＯ2のいずれか）を上記結晶化ガラスとして用いれば、軟化点温度と結晶化温度との差を１００℃以上としつつ、結晶化温度を７５０℃以下とするのに好適である。
【００２９】
発熱抵抗体２における上記結晶化ガラスの比率が３％以上であれば、上記結晶化ガラスによって発熱抵抗体２を基板１に強固に結合させる効果が奏される。また、上記結晶化ガラスの比率が２５％以下であれば、絶縁体である上記結晶化ガラスが、発熱抵抗体２の導通を不当に妨げるおそれがない。
【００３０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るヒータの一例を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】従来のヒータの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
Ａ      ヒータ
Ｐ      記録紙
Ｒ      プラテンローラ
１      基板
２      発熱抵抗体
３      保護膜
【図１】
2008159427.tif 000003
【図２】
2008159427.tif 000004
【図３】
2008159427.tif 000005