(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チッ化アルミニウム系セラミックスからなる基板と、
上記基板上に形成された抵抗体と、
上記抵抗体を覆うように形成された結晶化ガラス層と、
上記結晶化ガラス層のガラスペーストが印刷焼成されることにより上記基板上の上記結晶化ガラス層の周囲に形成された滲出部と、
上記結晶化ガラス層上に上記結晶化ガラス層が外部に露出することのないようにそれを覆い、かつ周部が上記滲出部に接するように形成された非晶質ガラス層と、
を備えたことを特徴とする、発熱体。
【請求項２】
上記請求項１に記載の発熱体を用いたことを特徴とする、定着器。
【請求項３】
チッ化アルミニウム系セラミックスからなる基板上に抵抗体を形成する工程と、
上記抵抗体を覆うようにガラスペーストを印刷焼成することにより、結晶化ガラス層を、上記基板上の同結晶化ガラス層の周囲に滲出部が形成されるように形成する工程と、
上記結晶化ガラス層上に上記結晶化ガラス層が外部に露出することのないようにそれを覆い、かつ周部が上記滲出部に接するように非晶質ガラス層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする、発熱体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、たとえばプリンタ等の定着器に備えられる発熱体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プリンタ等においては、熱によりトナーを用紙に定着させるための定着器が具備され、この定着器には、熱を供給するための発熱体が備えられている。図３は、上記発熱体の一例を示す概略断面図である。この発熱体は、たとえばチッ化アルミニウム系セラミックスからなる基板１と、この基板１上に厚膜状に形成された、たとえば銀・パラジウムからなる抵抗体２と、この抵抗体２を保護するために形成された結晶化ガラス層３と、結晶化ガラス層３の上面に形成された絶縁性および平滑性を有する非晶質ガラス層４とによって大略構成されている。なお、図３には示されていないが、基板１上には、抵抗体２に対して電力を供給するための電極層が形成されている。
【０００３】
このような構成の発熱体では、図示しない電極層を介して抵抗体２に電力が供給されると、抵抗体２は、所定の発熱量で発熱する。この発熱体では、基板材料に熱応答性に優れたチッ化アルミニウム系セラミックスが用いられているため、基板全体に熱が広がる。そのため、基板全体を、たとえばプリンタ等の定着器における発熱体として利用することができる。また、たとえばサーマルプリントヘッドに用いられるアルミナ系セラミックス基板等では、発熱抵抗体の部分でのみしか発熱せず、熱分布が悪いために基板割れが生じることがある。しかし、上記発熱体では、基板全体に熱が広がるため、上記基板割れは起こりにくいといった利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、その一方で、上記発熱体では、基板１にチッ化アルミニウム系セラミックスが用いられているために、以下に示す不都合が生じる。すなわち、この発熱体では、最上層に非晶質ガラス層４が形成されるが、この非晶質ガラス層４の材料となるガラスペーストが基板１上で印刷焼成されると、ガラス中の酸素と反応して発泡する場合がある。そして、この発泡する部分では、たとえば水分が通過しやすくなり適切な層が形成されず、非晶質ガラス層４は、その絶縁性を損うことになる。
【０００５】
そこで、通常は、そのような発泡を生じさせないように、図３に示すように、非晶質ガラス層４と基板１との間に、結晶化ガラス層３を介在させ、それらを平面視でほぼ同等の大きさに重なるように形成している。このようにすれば、非晶質ガラス層４は、基板１と接することがなく、その絶縁性を維持することができる。
【０００６】
しかしながら、非晶質ガラス層４および結晶化ガラス層３を平面視でほぼ同等の大きさに形成すると、結晶化ガラス層３の側面３ａ部分が外部に露出することになる。結晶化ガラス層３では、外部に露出する部分があると、その露出部分から水分が浸入することがあり、結晶化ガラス層３は一般に多孔質であるため、水分は結晶化ガラス層３に徐々にしみ入り、抵抗体２に達する場合がある。そうすれば、結晶化ガラス層３全体が導通状態となり、耐圧が低下し、破壊の一因となることがある。特に、図４に示すように、非晶質ガラス層４の印刷時に、印刷ずれをおこした場合、結晶化ガラス層３の上面３ｂにも露出部分が広がり、水分が結晶化ガラス層３に吸収される可能性が高くなる。
【０００７】
【発明の開示】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、外部からの水分の浸入を防止して、絶縁性を良好に維持することのできる、発熱体を提供することを、その課題とする。
【０００８】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
本願発明の第１の側面によって提供される発熱体によれば、チッ化アルミニウム系セラミックスからなる基板と、上記基板上に形成された抵抗体と、上記抵抗体を覆うように形成された結晶化ガラス層と、上記結晶化ガラス層のガラスペーストが印刷焼成されることにより上記基板上の上記結晶化ガラス層の周囲に形成された滲出部と、上記結晶化ガラス層上に上記結晶化ガラス層が外部に露出することのないようにそれを覆い、かつ周部が上記滲出部に接するように形成された非晶質ガラス層と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
本願発明の構成によれば、結晶化ガラス層の上面に形成される非晶質ガラス層は、結晶化ガラス層を覆うように形成されるので、結晶化ガラス層が外部に露出することがなくなる。そのため、結晶化ガラス層においては、外部からの水分の浸入を防止することができ、結晶化ガラス層における耐圧性の低下を抑制することができる。
【００１２】
さらには、従来の技術の欄で説明したように、この発熱体では、非晶質ガラス層のガラスペーストが基板上で印刷焼成されると、ガラス中の酸素と反応し、発泡する場合があり、非晶質ガラス層の絶縁性が損なわれることがある。しかしながら、結晶化ガラス層の材料となるガラスペーストを基板上に印刷焼成する場合、その印刷焼成した領域の周囲には、焼成時のガラスペーストが基板上に滲み出し、滲出部が形成される。この滲出部は、基板上に形成された薄い膜状の領域を有し、本願発明では、この滲出部を利用し、すなわち、滲出部上に、非晶質ガラス層の周縁部を形成するようにする。このようにすれば、非晶質ガラス層のガラスペーストが基板上において印刷焼成されることを防止でき、非晶質ガラス層の絶縁性を損なうことが抑制される。
【００１３】
本願発明の第２の側面によって提供される定着器によれば、本願発明の第１の側面によって提供される発熱体を用いたことを特徴としている。このように、たとえばプリンタ等に具備され、熱によりトナーを用紙に定着させるための定着器に対して、上記した絶縁性が良好に維持された発熱体を用いれば、信頼性の高い定着器を提供することができる。
【００１４】
また、本願発明の第３の側面によって提供される発熱体の製造方法によれば、チッ化アルミニウム系セラミックスからなる基板上に抵抗体を形成する工程と、上記抵抗体を覆うようにガラスペーストを印刷焼成することにより、結晶化ガラス層を、上記基板上の同結晶化ガラス層の周囲に滲出部が形成されるように形成する工程と、上記結晶化ガラス層上に上記結晶化ガラス層が外部に露出することのないようにそれを覆い、かつ周部が上記滲出部に接するように非晶質ガラス層を形成する工程と、を含むことを特徴としている。
【００１５】
本願発明の第３の側面に係る発熱体の製造方法によれば、本願発明の第１の側面によって提供される発熱体を製造することができ、また、上記第１の側面によって得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００１６】
本願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。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。
【００１８】
図１は、本願発明に係る発熱体の一例を示す概略断面図である。この発熱体は、プリンタ等に具備された、熱によりトナーを用紙に定着させるための定着器に備えられ、用紙に対して熱を供給するためのものである。上記発熱体は、たとえばチッ化アルミニウム系セラミックスからなる略平板状の基板１を具備している。チッ化アルミニウム系セラミックスは、熱応答性に優れているため、基板１全体に熱を広げることができる。そのため、この発熱体では、熱分布に劣るアルミナ系セラミックス等に比べ、それらで生じる可能性のある基板割れの発生を抑えることができるといった利点を有する。
【００１９】
基板１上には、たとえば銀・パラジウムからなる抵抗体２が、図１における紙面と垂直方向に延びて形成されている。抵抗体２は、所定幅を有し、かつ厚膜状に形成されている。なお、図１では、省略されているが、基板１上には、抵抗体２に電力を供給するための電極層が形成されている。この電極層に対して図示しない駆動装置から電力が供給されることにより、抵抗体２が所定の発熱量で発熱する。そして、この発熱体では、基板１に、熱応答性に優れたチッ化アルミニウム系セラミックスが用いられているため、基板１全体に熱が広がる。したがって、この発熱体を、たとえばプリンタ等の定着器に用いれば、基板１全体を利用して、トナーを紙面に対して良好に定着させることができる。
【００２０】
抵抗体２の上面には、結晶化ガラス層３が抵抗体２の上面を覆うように、基板１に対して所定の面積を有して形成されている。結晶化ガラス層３は、この層の材料となるガラスペーストを印刷焼成することにより形成される。結晶化ガラス層３は、後述する非晶質ガラス層４における発泡を防止する目的で形成される。すなわち、上記非晶質ガラス層４は、抵抗体２を保護する目的で形成されるものであるが、基板１上において印刷焼成されると、ガラス中の酸素と反応して発泡する場合があり、この発泡する部分から水分が浸入し、その絶縁性を損うことがある。そのため、結晶化ガラス層３は、非晶質ガラス層４と基板１との間に介在させて形成され、非晶質ガラス層４の発泡を防止するようにしている。
【００２１】
そして、結晶化ガラス層３上には、非晶質ガラス層４が積層されている。非晶質ガラス層４は、たとえばＰｂ−Ｓｉ−Ｂ−Ａｌ−Ｃａ−Ｂａ−Ｍｇ系からなり、絶縁性および平滑性を有している。非晶質ガラス層４は、この層の材料となるガラスペーストを印刷焼成することにより形成される。
【００２２】
非晶質ガラス層４は、結晶化ガラス層３の上面３ｂおよび各側面３ａの全てを覆うように形成され、すなわち、結晶化ガラス層３は、外部に露出されないようにされている。これにより、結晶化ガラス層３には、外部から水分が侵入しなくなるので、従来の技術の欄で説明したように、外部に露出した部分から水分が侵入し、結晶化ガラス層３全体が導通状態となって破壊するといったことを、本実施形態による構成により防止することができる。したがって、結晶化ガラス層３における耐圧性の低下を防止でき、信頼性の高い発熱体、およびこれを備えた定着器を提供することができる。
【００２３】
ところで、上記したように、非晶質ガラス層４が結晶化ガラス層３を覆うように形成した場合、非晶質ガラス層４の周縁部４ａは、基板１に接触することになる。非晶質ガラス層４が基板１と接すると、上記したように非晶質ガラス層４が発泡するといった不具合が発生する。そこで、本実施形態では、上記対策として、以下に示す方法により、非晶質ガラス層４の発泡を防止している。
【００２４】
すなわち、チッ化アルミニウム系セラミックスからなる基板１に、結晶化ガラス層３の材料となるガラスペーストを印刷焼成すると、図２に示すように、基板１上において、ガラスペーストを印刷焼成した領域の周囲に、焼成時のガラスペーストが基板１上に滲み出る、滲出部５が形成される。すなわち、本滲出部５は、基板１上に広がった薄い膜状とされ、この滲出部５の幅Ｌは、外側に向けて約０．５〜０．９ｍｍとされる。
【００２５】
そして、非晶質ガラス層４が形成される際、非晶質ガラス層４の周縁部４ａは、上記滲出部５上に形成される。すなわち、非晶質ガラス層４の周縁部４ａは、上記滲出部５の幅Ｌより外側に広がらないように、換言すれば、基板１と接触しないように形成される。このように、結晶化ガラス層３のガラスペーストが印刷焼成する際に形成される滲出部５を利用することにより、非晶質ガラス層４が基板１に直接、接することを防止することができ、非晶質ガラス層４の絶縁性を良好に維持することができる。
【００２６】
なお、上記した滲出部５の幅Ｌは、上記した値に限らず、たとえば非晶質ガラス層４のガラスペーストが、結晶化ガラス層３のガラスペーストと同様に、印刷焼成されるときに基板１上に滲み出ることを考慮して、やや長めに形成するようにしてもよい。
【００２７】
次に、この発熱体の製造方法について説明する。まず、チッ化アルミニウム系セラミックスの原材料をたとえば押出し成形によりグリーンシートの状態に成形する。そして、焼成後、所定の形状に切断することにより、基板１を形成する。
【００２８】
次いで、基板１上に、帯状の抵抗体２を形成する。すなわち、銀・パラジウムの抵抗体ペーストを、基板１上の所定位置に帯状に塗布し、その後、所定時間の間、乾燥し、所定の焼成温度で焼成することにより、抵抗体２を形成する。
【００２９】
続いて、基板１上に、抵抗体２を覆うようにして、結晶化ガラス層３の材料となるガラスペーストを印刷、乾燥し、所定の焼成温度で焼成することにより、結晶化ガラス層３を形成する。この場合、基板１上には、結晶化ガラス層３のガラスペーストを印刷焼成した領域の周囲において、焼成時におけるガラスペーストが基板１の表面上に滲み出て、滲出部５が形成される（図２参照）。
【００３０】
そして、結晶化ガラス層３の上面３ｂおよび側面３ａを覆うように、すなわち、結晶化ガラス層３を外部に露出させないように、非晶質ガラス層４を形成する。すなわち、非晶質ガラス層４の材料となるガラスペーストを印刷し、その後、乾燥させ、所定の焼成温度で焼成することにより、非晶質ガラス層４を形成する。
【００３１】
ここで、チッ化アルミニウム系セラミックスからなる基板１の表面上に、非晶質ガラス層４のガラスペーストを印刷焼成すると、非晶質ガラス層４において発泡が生じ、非晶質ガラス層４が適切に形成されなくなる。しかし、上記したように、結晶化ガラス層３の、ガラスペーストが印刷焼成された周囲において滲出部５が形成されているため、非晶質ガラス層４用のガラスペーストをその滲出部５上に印刷して非晶質ガラス層４を形成するようにする。この滲出部５によって非晶質ガラス層４は、基板１表面と接触することがなくなり、発泡の発生が抑制され、非晶質ガラス層４が適切に形成される。
【００３２】
もちろん、この発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、この発明をプリンタ等の定着器だけでなく、サーマルプリントヘッド等の他の電子部品に適用するようにしてもよい。また、上記した基板１、抵抗体２、結晶化ガラス層３および非晶質ガラス層４のそれぞれの材質、形状等は上記した実施形態に限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る発熱体の要部断面図である。
【図２】図１に示す発熱体の要部詳細断面図である。
【図３】従来の発熱体の要部断面図である。
【図４】印刷ずれが生じた場合の、従来の発熱体の要部断面図である。
【符号の説明】
１  基板
２  抵抗体
３  結晶化ガラス層
４  非晶質ガラス層
４ａ  周縁部
５  滲出部
【図１】
0004536887.tif 000002
【図２】
0004536887.tif 000003
【図３】
0004536887.tif 000004
【図４】
0004536887.tif 000005