(57)【要約】【課題】発熱抵抗体と電極とが互いに剥離することを抑制することが可能なヒータおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】基板１と、基板１に形成されており、互いの少なくとも一部ずつが重なり合う発熱抵抗体２および電極３と、を備えるヒータＡ１であって、発熱抵抗体２は、抵抗体材料とガラスとを含んでおり、電極３は、発熱抵抗体２に含まれている上記ガラスと同一組成のガラスを含んでいる。【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ており、互いの少なくとも一部ずつが重なり合う発熱抵抗体および電極と、
を備えるヒータであって、
上記発熱抵抗体は、抵抗体材料とガラスとを含んでおり、
上記電極は、上記発熱抵抗体に含まれている上記ガラスと同一組成のガラスを含んでいることを特徴とする、ヒータ。
【請求項２】
上記抵抗体材料は、Ａｇ−Ｐｄであり、
上記電極は、Ａｇを含んでいる、請求項１に記載のヒータ。
【請求項３】
上記電極は、Ｐｄをさらに含んでいる、請求項２に記載のヒータ。
【請求項４】
抵抗体材料およびガラスを含む抵抗体ペーストと、導電体材料および上記ガラスと同一組成であるガラスを含む導電体ペーストとを、互いの少なくとも一部ずつが重なり合うように基板に塗布する工程と、
上記抵抗体ペーストおよび上記導電体ペーストを一括して焼成することにより、互いの少なくとも一部ずつが重なり合う発熱抵抗体および電極を形成する工程と、
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およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８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、発熱抵抗体９２、および電極９３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。電極９３は、発熱抵抗体９２に電力を供給するためのものであり、その一部が発熱抵抗体９２と重なっている。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、上記保護膜に残留した内部応力や、ヒータＸが使用されるときの加熱および冷却の繰り返しによる熱応力などによって、発熱抵抗体９２のうち電極９３と重なっている部分の一部が剥離してしまうことがあった。製造過程において発熱抵抗体９２が剥離すると、そのヒータＸは不良品として廃棄されることとなる。また、使用中に発熱抵抗体９２が剥離すると、発熱抵抗体９２の加熱不足により印刷が乱れたり、印刷不能となったりするといった不具合が生じていた。
【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、発熱抵抗体と電極とが互いに剥離することを抑制することが可能なヒータおよびその製造方法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ており、互いの少なくとも一部ずつが重なり合う発熱抵抗体および電極と、を備えるヒータであって、上記発熱抵抗体は、抵抗体材料とガラスとを含んでおり、上記電極は、上記発熱抵抗体に含まれている上記ガラスと同一組成のガラスを含んでいることを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、上記発熱抵抗体と上記電極とのそれぞれに含まれた上記ガラスどうしが強固に固着しあう。このため、上記発熱抵抗体と上記電極との結合力を高めることが可能である。したがって、上記発熱抵抗体と上記電極とが互いに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、上記抵抗体材料は、Ａｇ−Ｐｄであり、上記電極は、Ａｇを含んでいる。このような構成によれば、上記上発熱抵抗体と上記電極とのなじみを良くすることができる。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記電極は、Ｐｄをさらに含んでいる。このような構成によれば、上記発熱抵抗体と上記電極とのそれぞれに含まれるＰｄどうしが強固に固着しあう。これにより、上記発熱抵抗体と上記電極との結合力をさらに高めることができる。
【００１０】
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、抵抗体材料およびガラスを含む抵抗体ペーストと、導電体材料および上記ガラスと同一組成であるガラスを含む導電体ペーストとを、互いの少なくとも一部ずつが重なり合うように基板に塗布する工程と、上記抵抗体ペーストおよび上記導電体ペーストを一括して焼成することにより、互いの少なくとも一部ずつが重なり合う発熱抵抗体および電極を形成する工程と、を有することを特徴としている。
【００１１】
このような構成によれば、上記抵抗体ペーストと上記導電体ペーストとが接する部分においては、それぞれに含まれる上記ガラスどうしが密着した状態で焼成される。このため、たとえば、上記抵抗体ペーストと上記導電体ペーストとを別々に焼成した場合と比べて互いに含まれるガラスどうしが固着する割合を高めることが可能である。したがって、上記発熱抵抗体と上記電極との結合力を高めるのに好適である。
【００１２】
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】
【００１３】
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。
【００１４】
図１〜図３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Ａ１は、基板１、発熱抵抗体２、電極３および保護膜４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Ａ１に対して押し付けられることにより、記録紙ＰはヒータＡ１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４が省略されている。
【００１５】
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。
【００１６】
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の重量比率が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。図２〜図６においては、上記結晶化ガラスを擬似的に小径の粒状物として表現している。
【００１７】
電極３は、発熱抵抗体２に対してたとえば交流電源からの電力を供給するためのものである。図３に示すように、電極３は、基板１上に形成されており、その一部が発熱抵抗体２の一部と重なっている。電極３は、Ａｇ−Ｐｄと結晶化ガラスとを含んでいる。電極３に含まれるＡｇ−Ｐｄとしては、たとえばＡｇの重量比率が９７％、Ｐｄの重量比率が３％であるものが採用されている。Ａｇ−ＰｄにおけるＰｄの重量比率は、１〜５％程度が好ましい。電極３に含まれる結晶化ガラスは、発熱抵抗体２に含まれる結晶化ガラスと同一組成であり、本実施形態においては、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯ2が用いられている。電極３において上記結晶化ガラスが占める割合は、発熱抵抗体２において上記結晶化ガラスが占める割合よりも小とされている。図２〜図６においては、上記結晶化ガラスを擬似的に小径の粒状物として表現している。
【００１８】
保護膜４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。
【００１９】
次に、ヒータＡ１の製造方法の一例について、図４〜図６を用いて以下に説明する。
【００２０】
まず、図４に示すように、基板１に導電体材料であるＡｇ−Ｐｄと結晶化ガラスとを含む導電体ペースト３Ａをたとえば厚膜印刷によって塗布する。導電体ペースト３Ａに含まれるＡｇ−Ｐｄは、Ａｇの重量比率が９７％、Ｐｄの重量比率が３％とされている。上記結晶化ガラスは、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯ2であり、導電体ペースト３Ａに占める割合が数％程度とされている。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導電体ペースト３Ａに混入されている。
【００２１】
次に図５に示すように、抵抗体材料であるＡｇ−Ｐｄと結晶化ガラスとを含む抵抗体ペースト２Ａをたとえば厚膜印刷によって塗布する。このとき、すでに塗布されている導電体ペースト３Ａの一部を覆うように、抵抗体ペースト２Ａを塗布する。抵抗体ペースト２Ａに含まれるＡｇ−Ｐｄは、Ｐｄの重量比率が５０〜６０％とされている。上記結晶化ガラスは、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯ2であり、抵抗体ペースト２Ａに占める割合が３〜２５％とされている。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抵抗体ペースト２Ａに混入されている。
【００２２】
次に、抵抗体ペースト２Ａおよび導電体ペースト３Ａを一括して焼成する。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、図６に示すように、互いの一部ずつが重なり合う発熱抵抗体２および電極３が形成される。
【００２３】
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Ａ１が得られる。
【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、発熱抵抗体２と電極３とのそれぞれに同一組成の結晶化ガラスが含まれている。同一組成である結晶化ガラスどうしは、たとえば焼成される過程において互いに結合しやすい。したがって、発熱抵抗体２と電極３との接合力を高めることが可能であり、発熱抵抗体２と電極３とが剥離することを抑制することができる。
【００２６】
また、発熱抵抗体２と電極３とは、ともにＡｇとＰｄとを含んでいる。双方が高い割合でＡｇを含んでいることは、発熱抵抗体２と電極３とのなじみを良くするのに適している。一方、電極３に含まれるＰｄは、Ａｇ−Ｐｄにおける重量比率が３％程度と比較的少量であるが、発熱抵抗体２に含まれるＰｄと強固に結合する。これにより、発熱抵抗体２と電極３との結合力をさらに高めることができる。
【００２７】
ヒータＡ１の製造工程においては、抵抗体ペースト２Ａと導電体ペースト３Ａとを一括して焼成する。焼成する際には、抵抗体ペースト２Ａおよび導電体ペースト３Ａ中の結晶化ガラスが重力によって沈降する場合が多い。たとえば本実施形態と異なり、導電体ペースト３Ａを焼成した後に、抵抗体ペースト２Ａを塗布する手順とした場合、電極３のうち抵抗体ペースト２Ａと接する部分は、結晶化ガラスが占める割合が顕著に小さくなる。このようなことでは、結晶化ガラスによる発熱抵抗体２と電極３との結合力を高める効果が弱められてしまう。本実施形態においては、焼成前の導電体ペースト３Ａに抵抗体ペースト２Ａを塗布するため、導電体ペースト３Ａのうち抵抗体ペースト２Ａと接する部分においては、結晶化ガラスが占める割合が低下しない。このため、導電体ペースト３Ａに含まれる結晶化ガラスと抵抗体ペースト２Ａに含まれる結晶化ガラスとが、互いに密着した状態で焼成される。したがって、発熱抵抗体２と電極３との結合力を高めるのに好適である。
【００２８】
図７は、本発明の他の実施形態を示している。なお、本図において、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。同図に示すヒータＡ２は、発熱抵抗体２と電極３とが重なり合う順序が、上述した実施形態と異なっている。発熱抵抗体２および電極３が互いに重なり合う部分においては、基板１側に発熱抵抗体２が設けられており、その上に電極３が設けられている。上述した実施形態と同様に本実施形態のヒータＡ２を製造する際においても、抵抗体ペースト２Ａと導電体ペースト３Ａとを一括して焼成する。
【００２９】
このような実施形態によっても、発熱抵抗体２と電極３との結合力を高めることができる。また、発熱抵抗体２と基板１との間に電極３が介在する部分が無い。これにより、発熱抵抗体２を基板１の表面に沿った、起伏が極めて少ない形状とすることができる。これは、発熱抵抗体２の抵抗値がばらつくことを抑制するのに有利である。
【００３０】
本発明に係るヒータおよびその製造方法は、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およびその製造方法の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００３１】
発熱抵抗体および電極に含まれるガラスは、互いに同一の組成であればよく、上述した実施形態に用いられたもの以外の結晶化ガラスや、非晶質ガラスなどのその他のガラスを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るヒータの第１実施形態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】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】本発明に係るヒータの製造方法の一例において、導電体ペーストを塗布する工程を示す要部断面図である。
【図５】本発明に係るヒータの製造方法の一例において、抵抗体ペーストを塗布する工程を示す要部断面図である。
【図６】本発明に係るヒータの製造方法の一例において、抵抗体ペーストおよび導電体ペーストを焼成する工程を示す要部断面図である。
【図７】本発明に係るヒータの第２実施形態を示す要部断面図である。
【図８】従来のヒータの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
Ａ１，Ａ２  ヒータ
Ｐ      記録紙
Ｒ      プラテンローラ
１      基板
２      発熱抵抗体
２Ａ    抵抗体ペースト
３      電極
３Ａ    導電体ペースト
４      保護膜
【図１】
2008166144.tif 000003
【図２】
2008166144.tif 000004
【図３】
2008166144.tif 000005
【図４】
2008166144.tif 000006
【図５】
2008166144.tif 000007
【図６】
2008166144.tif 000008
【図７】
2008166144.tif 000009
【図８】
2008166144.tif 000010