(57)【要約】【課題】発熱体と電極パターンを保護する保護層にクラックが発生したとしても、このクラックが進行して発熱体、電極パターン、及び基板の破壊に及ぶのを抑えることができる定着機用ヒータおよび定着機用ヒータの形成方法を提供する。【解決手段】基板と、基板上に形成された発熱体と、基板上に形成され発熱体に接続される複数本の電極パターンと、発熱体上及び電極パターン上に形成された少なくとも１層の保護層とを有し、少なくとも１層の保護層のうちの最上層は、少なくとも、ガラス中に、ガラスより脆性破壊しやすいフィラーが分散された構成を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された発熱体と、
前記基板上に形成され前記発熱体に接続される複数本の電極パターンと、
前記発熱体上及び前記電極パターン上に形成された少なくとも１層の保護層とを有し、
前記少なくとも１層の保護層のうちの最上層は、少なくとも、ガラス中に、前記ガラスより脆性破壊しやすいフィラーが分散された構成を有することを特徴とする定着機用ヒータ。
【請求項２】
前記発熱体上及び前記電極パターン上には第１保護層が形成され、
前記第１保護層上には第２保護層が形成され、
前記第２保護層は、前記ガラス中に前記フィラーが分散された構成を有することを特徴とする請求項１に記載の定着機用ヒータ。
【請求項３】
前記第２保護層は多孔質状態であることを特徴とする請求項２に記載の定着機用ヒータ。
【請求項４】
前記フィラーは前記ガラスよりも線膨張係数が小さいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着機用ヒータ。
【請求項５】
前記フィラーは窒化ホウ素であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定着機用ヒータ。
【請求項６】
前記第２保護層における前記窒化ホウ素の添加率は、前記ガラスと窒化ホウ素の総量に対する窒化ホウ素の重量比率が３〜２５ｗｔ％であることを特徴とする請求項５に記載の定着機用ヒータ。
【請求項７】
前記第２保護層の厚みは５〜２８μｍであることを特徴とする請求項６に記載の定着機用ヒータ。
【請求項８】
前記発熱体は、前記基板の一部に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の定着機用ヒータ。
【請求項９】
前記基板はガラス基板であることを特徴とする請求項４から請求項８のいずれか１項に記載の定着機用ヒータ。
【請求項１０】
基板上に発熱体と複数本の電極パターンを形成するパターン形成工程と、
少なくとも、ガラスと、前記ガラスよりも脆性破壊しやすいフィラーとを含有したインクを製造するインク製造工程と、
前記パターン形成工程で形成された、前記発熱体と前記複数本の電極パターン上に、少なくとも１層の保護層を形成する工程と、を有し、
前記少なくとも１層の保護層のうちの最上層は、前記インク製造工程で製造されたインクを用いて印刷、焼成することによって形成されることを特徴とする定着機用ヒータの形成方法。
【請求項１１】
前記インクには、表面改質剤が添加されていることを特徴とする請求項８に記載の定着機用ヒータの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙にトナーを加熱定着させるための加熱定着機に用いられる定着機用ヒータおよび定着機用ヒータの形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ガラス基板上に発熱体と電極パターンが形成され、これらの発熱体と電極パターン上に第１保護層が形成され、さらに、第１保護層上に第２保護層が部分的に形成された定着機用ヒータが開示されている。この定着機用ヒータにおいて、第１保護層は、アルカリ金属酸化物が加えられておらず軟化点をガラス基板の軟化点よりも低くする材料が加えられたガラス粉末と、ガラス基板に用いられた無アルカリガラスよりも熱膨張率の低い溶融シリカを混合した混合材料を焼成して形成されており、第２保護層は、第１保護層に用いた溶融シリカを含まない材料にて形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３５３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の定着機用ヒータにおいては、その使用中に、第１保護層又は第２保護層と、定着ベルトとの間に摩耗粉等の異物が混入した場合、この異物の位置で定着ベルトからの圧力が局所的にかかることになるため、保護層にクラックが発生することがある。このクラックは、ヒータが発熱することによって生じる熱応力や、定着ベルトからの圧力により、第２保護層から第１保護層へ、さらには、第１保護層の内部にある発熱体、電極パターン、さらにはガラス基板にまで進行することがある。このようにクラックが進行すると、発熱体や電極パターンが破壊されることによる発熱不良又は通電不良を生じさせ、ひいては、ヒータ全体の破壊をひき起こすおそれがある。
【０００５】
そこで本発明は、発熱体と電極パターンを保護する保護層にクラックが発生したとしても、このクラックが進行して発熱体、電極パターン、及び基板の破壊に及ぶのを抑えることができる定着機用ヒータおよび定着機用ヒータの形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の定着機用ヒータは、基板と、基板上に形成された発熱体と、基板上に形成され発熱体に接続される複数本の電極パターンと、発熱体上及び電極パターン上に形成された少なくとも１層の保護層とを有し、少なくとも１層の保護層のうちの最上層は、少なくとも、ガラス中に、ガラスより脆性破壊しやすいフィラーが分散された構成を有することを特徴としている。
これにより、少なくとも１層以上形成される保護層のうちの最上層の表面において、クラックが発生したとしても、このクラックの進行をフィラーで止めることができるため、クラックが下側の保護層に及ぶことを抑えることができ、これによって、発熱体、電極パターン、及び基板が破壊され、発熱不良が発生することを防ぐことが可能となる。
【０００７】
本発明の定着機用ヒータにおいて、発熱体上及び電極パターン上には第１保護層が形成され、第１保護層上には第２保護層が形成され、第２保護層は、ガラス中に上記フィラーが分散された構成を有することが好ましい。
これにより、発熱体上と電極パターンを覆う第１保護層と、この第１保護層とは異なる構成を有する第２保護層とに分けることができるため、より確実にクラックの進行を抑えることができる。また、第１保護層に絶縁性等の保護層としての基本特性を持たせることができるので、保護層としての機能とクラック進行の抑制を両立できるとともに、各特性を最適化することができる。
【０００８】
本発明の定着機用ヒータにおいて、第２保護層は多孔質状態であることが好ましい。
これにより、第２保護層にクラックが発生したとしても、クラックの進行を空隙（孔）で止めることができるため、第１保護層へのクラックの進行、及び、第１保護層に覆われた発熱体と電極パターンの破壊を防ぐことができる。
【０００９】
本発明の定着機用ヒータにおいて、フィラーはガラスよりも線膨張係数が小さいことが好ましい。このようなフィラーとしては、窒化ホウ素を用いることができる。
これにより、ヒータを繰り返し使用しても加熱による膨張が少ないため、最上層の保護層にかかる熱応力が小さくなり、クラックの進行の防止に資することとなる。
【００１０】
本発明の定着機用ヒータにおいて、第２保護層における窒化ホウ素の添加率は、ガラスに対して３〜２５ｗｔ％であることが好ましい。ここで、窒化ホウ素の添加率とは、ガラスと窒化ホウ素の総重量に対するフィラーの重量比率である。
これにより、クラックの進行防止効果を実現することができる。また、窒化ホウ素の添加率を高くするほど、クラックの進行防止効果を保持したままで第２保護層の厚みを増大させることができる。
【００１１】
本発明の定着機用ヒータにおいて、第２保護層の厚みは３〜２８μｍであることが好ましい。
これにより、クラックの進行防止効果を確実に得ることができる。
【００１２】
本発明の定着機用ヒータにおいて、発熱体は、基板の一部に形成されていることが好ましい。
全面加熱ヒータと比べて、使用時の加熱によって膨張する範囲が小さくなることから、保護層にかかる熱応力が小さくなり、クラックの進行を抑えることができる。
【００１３】
本発明の定着機用ヒータにおいて、基板はガラス基板であることが好ましい。
これにより、アルミナなどのようにガラスよりも熱膨張係数の高い物質を基板に用いる場合と比べて、最上層の保護層から基板に至る構成で用いる物質の熱膨張係数の差を小さく抑えることができるため、ヒータを発熱させたときの熱応力によるクラックの進行を抑えやすくしている。
【００１４】
本発明の定着機用ヒータの形成方法は、基板上に発熱体と複数本の電極パターンを形成するパターン形成工程と、少なくとも、ガラスと、ガラスよりも脆性破壊しやすいフィラーを含有したインクを製造するインク製造工程と、パターン形成工程で形成された、発熱体と複数本の電極パターン上に、少なくとも１層の保護層を形成する工程と、を有し、少なくとも１層の保護層のうちの最上層は、インク製造工程で製造されたインクを用いて印刷、焼成することによって形成されることを特徴としている。
これにより、最上層の保護層の表面にクラックが発生したとしても、このクラックの進行をフィラーで止めることができるため、クラックが下側の保護層に及ぶことを抑えることができ、これによって、発熱体、電極パターン、及び基板が破壊され、発熱不良が発生することを防ぐことが可能となる。
【００１５】
本発明の定着機用ヒータの形成方法において、インクには、表面改質剤が添加されていることが好ましい。
これにより、インクを用いた印刷が行いやすくなるとともに、多孔質状態の第２保護層の孔を均等に分散させることができるため、クラックの制止効果を高めることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、発熱体と電極パターンを保護する保護層にクラックが発生したとしても、このクラックが進行して発熱体、電極パターン、及び基板の破壊に及ぶのを抑えることができる定着機用ヒータおよび定着機用ヒータの形成方法を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る定着機用ヒータの部分縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る定着機用ヒータの平面図である。
【図３】本発明の実施形態第２保護層の一例を示す拡大写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態に係る定着機用ヒータおよび定着機用ヒータの形成方法について図面を参照しつつ詳しく説明する。以下の説明では、第１保護層５と第２保護層６の２層の保護層が設けられた例を挙げているが、保護層の数はこれに限定されない。本発明では、最上層となる保護層にガラスより脆性破壊しやすいフィラーが分散されている。具体的には、保護層が１層の場合はこの保護層に上記脆性破壊しやすいフィラーが分散され、保護層が２層以上の場合は、基板から最も遠い最上層となる保護層に上記脆性破壊しやすいフィラーが分散される。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る定着機用ヒータ１の部分縦断面図である。図２は、本実施形態に係る定着機用ヒータの平面図である。各図において、２つの保護層５、６の積層方向（縦方向）をＺ方向とし、このＺ方向に垂直なＸＹ平面に沿ってガラス基板２の平面が配置されている。ここで、Ｙ方向は、第２保護層６に接触しながら定着ベルトが移動する方向である。
【００２０】
図１に示す定着機用ヒータ１は、ガラス基板２と、ガラス基板２の表面の一部に形成された発熱体３と、ガラス基板２上に形成され発熱体３に接続された複数本の電極パターン４と、発熱体３上及び電極パターン４上に形成された第１保護層５と、第１保護層５上に形成された第２保護層６とを有して構成される。
【００２１】
ガラス基板２は、アルカリ金属酸化物が少ない例えばホウケイ酸ガラス等の無アルカリガラスからなることが好ましい。無アルカリガラスの組成は、例えば、ＳｉＯ２・Ａｌ２Ｏ３・Ｂ２Ｏ３・ＭｇＯ・ＣａＯである。なお、基板２はガラス以外の材料、例えばアルミナや窒化アルミなどのセラミックス等で形成してもよい。
発熱体３は、ガラス粉末にＲｕＯ２等の抵抗体材料を混合したペーストを焼成して形成したものである。
【００２２】
電極パターン４は、図２に示すように、ガラス基板２の表面に形成された共通電極７と、個別電極８とを備えている。共通電極７と個別電極８とは、Ｘ方向において互いに間隔を空けて交互に配置される。ここで、各電極７、８の上には、Ｘ方向に延びる発熱体３が形成され、これにより発熱体３と各電極７、８とが電気的に接続されている。共通電極７はコモン電極であり、個別電極８は加熱したいエリアに応じて個々に電圧が印加される。
【００２３】
ガラス基板２の幅方向（図２のＹ方向）において、発熱体３の外側には、配線パターン９と配線パターン１０とが発熱体３を挟んでそれぞれ配置されている。各共通電極７は配線パターン９に電気的に接続されており、各個別電極８は配線パターン１０に電気的に接続されている。各配線パターン９、１０もガラス基板２上に形成されている。
【００２４】
共通電極７及び個別電極８はともにＡｕレジネートを焼成して形成される。また、各配線パターン９、１０はガラス粉末に銀粉末を混合したペーストを焼成して形成したものである。この他に、共通電極７、個別電極８、各配線パターン９，１０には、金、銀、白金やパラジウム等の導電性材料、またはそれらをガラス等に混合した材料使用される。
【００２５】
第１保護層５は、アルカリ金属酸化物が加えられておらず軟化点が前記ガラス基板の軟化点よりも低いガラス粉末に、前記ガラス基板に用いられた前記無アルカリガラスよりも熱膨張率の低い溶融シリカ（石英ガラス）を混合した混合材料を焼成して形成したものである。また第１保護層５の厚みは５μｍ〜１００μｍ程度で、絶縁性や耐久性の要求に応じて、適宜設定される。
第１保護層５のガラス粉末の組成は、例えば、ＺｎＯ・Ｂ２Ｏ３・ＳｉＯ２又はＢｉ２Ｏ３・Ｂ２Ｏ３・ＳｉＯ２である。
なお、第１保護層５は溶融シリカを含まない組成も可能である。この場合、ガラス粉末の種類の選定や、ほかの物質の添加等により、第１保護層５の熱膨張率をガラス基板２の熱膨張率に近づけることができる。
【００２６】
溶融シリカは熱膨張率が極めて低く（０．５６ｐｐｍ／Ｋ）、少ない混合量で第１保護層５の熱膨張率を下げることができる。第１保護層５中に占める溶融シリカの体積比は１５％〜２５％であることが好適である。ペーストの流動性を維持しつつ、第１保護層５の熱膨張率をガラス基板２の熱膨張率に近づけることができる。
溶融シリカの粒径は０．４〜１μｍ程度である。粒径が小さいとペーストの流動性が損なわれ、粒径が大きいと平滑性が損なわれるが、０．４〜１μｍの範囲であれば流動性が損なわれず、かつ平滑性も損なわれない。
【００２７】
なお、第１保護層５のガラス粉末には、アルカリ金属酸化物でなく軟化点をガラス基板２の軟化点よりも低くする材料がガラス組成の一部として含まれていることが好ましい。そのような材料としては酸化亜鉛等が考えられる。これにより第１保護層５の軟化点を適切に低くすることができる。
【００２８】
第２保護層６は、少なくとも、ガラス中に、ガラスよりも脆性破壊しやすいフィラーが分散されたインクを用いて形成される。第２保護層６に用いるガラスは、第１保護層５に用いるガラスと同じものが好ましく、無アルカリガラスからなることが好ましい。
【００２９】
第２保護層６に添加するフィラーとしては、例えば窒化ホウ素（ＢＮ）、グラファイト、二硫化モリブデンが挙げられ、特に常圧相窒化ホウ素が好ましい。窒化ホウ素は、以下に示すように、ガラスよりも低い熱膨張係数を有し、かつ、ガラスよりも高い熱伝導率を有している。
（１）熱膨張係数
窒化ホウ素：２．８×１０−６／Ｋ
ガラス    ：４×１０−６／Ｋ程度
（２）熱伝導率
窒化ホウ素：４０〜８０Ｗ／ｍ・Ｋ
ガラス    ：１Ｗ／ｍ・Ｋ程度
ここで、常圧相窒化ホウ素は、原子が六角網面で広い間隔で重なり、層間をつなげるのが弱いファンデルワールス力であるため、互いに滑りやすい。このため、力や熱が加わったときに原子が移動しづらい構造となっていることから、融点未満の温度では原子間結合力を下回る力に対して変形しづらく、かつ、原子間結合力を超える力が加わると脆性破壊しやすい。脆性破壊を起こす性質はガラスも有しているが、常圧相窒化ホウ素の方が小さな力で脆性破壊しやすい。すなわち、ガラスよりも常圧相窒化ホウ素の方が脆性破壊しやすい。
【００３０】
第２保護層６の形成に用いるインクは、第１保護層５に用いるガラス粉末を適量の溶剤、樹脂と混合し、ペースト状とし、このペーストに、フィラーとしての窒化ホウ素を分散させたものであり、例えば三本ロールミルを用いて混練、分散させる。窒化ホウ素としては、例えば、デンカボロンナイトライド（商品名、電気化学工業株式会社製）を用いる。
上記インクは、印刷された後の焼成工程にて、溶剤、樹脂成分は蒸発、分解し、軟化したガラス中にフィラーが分散された状態で結着し保護層となる。
上記インクにおける窒化ホウ素の添加率は、上記ガラスと窒化ホウ素の総重量に対する窒化ホウ素の重量比率が３〜２５ｗｔ％であることが好ましく、さらに好ましくは８〜２５ｗｔ％であるとよい。これにより、クラックの進行防止効果を実現することができ、また、窒化ホウ素の添加率を高くするほど、クラックの進行防止効果を保持しつつ第２保護層６の厚みを増大させることができる。
【００３１】
第２保護層６は、上記インクを第１保護層５上に印刷し、これを焼成することによって形成される（図３）。このようにして形成された第２保護層６は、焼成の過程で、ガラスと窒化ホウ素の界面で滑りが起こるために、両者が分離した多孔質状態となる。ここで、図３は、第２保護層６の一例を示す拡大写真である。この写真は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による写真であって、倍率は２０００倍である。
【００３２】
第２保護層６は、焼成後の厚みが５〜２８μｍであることが好ましく、さらに好ましくは窒化ホウ素の添加率が８〜２５ｗｔ％の範囲では７〜２８μｍであるとよい。
【００３３】
一般に、ガラスは一旦クラックが発生すると、そのクラックの先端部を起点として連鎖的に新たなクラックが発生し進行していく。これに対して、本実施形態の第２保護層６では、脆性破壊しやすいフィラーが分散されていることから、クラックの進行が脆性破壊しやすい材料からなるフィラーまで進行すると、進行方向にあるガラス界面にクラックの起点がなくなるために、クラックの連鎖が途絶え、その進行が止まる。さらに、焼成によってガラスと窒化ホウ素が分離した多孔質状態となっていることにより、クラックの連鎖を途絶えさせ、進行を止まらせる効果が高まり、また、フィラーによる空隙において応力が分散されることから、これによってもクラックの進行を止まらせる効果をさらに高めることができる。
【００３４】
このように、ガラスよりも脆性破壊しやすいフィラーを第２保護層６中に分散させ、焼成によって多孔質状態とすると、第２保護層６と定着ベルトとの間に介在する摩耗粉などの異物に局所的に圧力がかかることによって第２保護層６にクラックが発生したとしても、ガラスよりも脆性破壊しやすいフィラーが凝集破壊することによって、又は、フィラーによる空隙によって応力が分散されるため、フィラーの位置でクラックの進行を止めることができる。第２保護層６においては、フィラーが分散されているため、複数のクラックや大きなクラックが発生したとしても、その進行を第２保護層６の中で確実に止めることができる。これにより、第２保護層６で発生したクラックの第１保護層５への進行を防ぐことができることから、第１保護層５に覆われた発熱体３や電極パターン４の破壊を防ぐことができる。
【００３５】
これに対して、第２保護層６に上記フィラーを用いない構成とした場合、いったんクラックが発生すると、ヒータの発熱による熱膨張や、定着ベルトから受ける圧力による応力によって、クラックは第２保護層６内に広がり、さらに、隣接する第１保護層５内に進行し、発熱体３や電極パターン４の破壊を招くおそれがある。
【００３６】
また、第２保護層６の形成に用いるインクには、表面改質剤や分散剤、例えばセラミゾール（商品名：日油株式会社製）を添加することが好ましい。これにより、インク中で凝集していたフィラーを互いに分離させて、インク全体にフィラーをより分散させることができるため、インクをより滑らかな流体状態とすることができる。これによって、インクを用いた印刷が行いやすくなるとともに、多孔質状態の第２保護層６の孔を均等に分散させることができることから、クラックの制止効果を高めるとともに第２保護層の表面平坦度を高めることができる。例えば、窒化ホウ素の添加率が１４ｗｔ％に相当するインクにセラミゾールを添加すると、添加率１０ｗｔ％程度に相当するインクで形成したものと同程度に分散した多孔質状態と同程度の表面平坦度の第２保護層６を得ることができる。  
【００３７】
第２保護層６の形成に用いるインクにおいて窒化ホウ素の添加量を増やしていくと、インクの流動状態が低下するために、印刷した第２保護層６の平坦度が低下しやすくなるが、表面改質剤や分散剤を添加することでインクの良好な流動状態を確保できる。その結果として、第２保護層６の平坦度を確保しながら窒化ホウ素の添加率を上げることができるために、窒化ホウ素の好ましい添加率範囲をさらに広げることができる。なお、第２保護層６の平坦度は、定着ベルト等が第２保護層６の表面と摺動する際に影響し、平坦度が小さい方が摺動摩擦を抑えることができ、クラックの発生、進行を抑止できる。
【００３８】
以上の構成の定着機用ヒータ１は、以下の工程で製造される。
（１）ガラス基板２上に、発熱体３と電極パターン４を印刷、焼成によってそれぞれ形成される（パターン形成工程）。
（２）ガラス粉末を混合したペーストに、溶融シリカを混合、分散させた第１保護層用インクを製造する（第１保護層用インク製造工程）。
（３）ガラス粉末を適量の溶剤に溶融させ、このペーストに、ガラス粉末のガラスよりも脆性破壊しやすいフィラーを分散させた第２保護層用インクを製造する（第２保護層用インク製造工程）。なお、第２保護層用インク製造工程においては、表面改質剤や分散剤を添加してもよい。
（４）パターン形成工程においてガラス基板２上に形成された、発熱体３と電極パターン４の上に、第１保護層用インクを印刷、焼成して第１保護層５を形成する（第１保護層形成工程）。
（５）第１保護層パターン形成工程において形成された第１保護層５の上に、第２保護層用インクを印刷、焼成して第２保護層６を形成する（第２保護層形成工程）。
【００３９】
（実施例）
表１は、実施例と比較例に傷を付けたときの影響を調べて実験結果を示す表である。
表１において、サンプルＡは、図１に示す構成を有するものであり、サンプルＢは、図１の構成のうち第２保護層６を設けていないものである。サンプルＡは、いくつかの条件で作成されており、各条件とも複数のサンプルを作成、評価を行っている。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
また、表１において、「ＢＮ添加率」（単位ｗｔ％）は第２保護層６における窒化ホウ素の添加率であって、ガラスと窒化ホウ素の総重量に対する窒化ホウ素の重量比率である。「ＢＮ厚み」（単位μｍ）は焼成後の第２保護層６の厚みである。厚みは、スクリーン印刷のスクリーン版の種類、及びインクの固形分濃度、粘度等により調整している。窒化ホウ素としては、電気化学工業株式会社製デンカボロンナイトライド粉末のＧＰグレードを用いた。
【００４２】
「評価（１）」・「評価（２）」は、後述のように、ガラスカッタ又はアルミナ粉によって最上層の保護層に所定の条件で傷を付けた場合の結果に基づくものであり、傷の影響の有無、すなわちクラックの進行の有無に関するものである。この評価において、「×」は、ヒータ加熱の過程で傷に基づく破損が起きたものや、傷の作製段階で抵抗値異常が発生したものであり、「○」はこのような不具合が発生しなかったサンプル条件である。「△」は、同じサンプル条件で、不具合が発生したサンプルと発生しなかったサンプルが混在したサンプル条件である。
【００４３】
評価は、下記の２通りの方法で行った。いずれも、効果を確認するための相対評価である。また、評価（１）の方が、評価（２）よりも厳しい条件での試験となっている。
（１）評価（１）（表１）
超硬合金製のガラスカッタにより、最上層の保護層（サンプルＡでは第２保護層６、サンプルＢでは第１保護層５）の表面において、発熱体の１つのドットに対応する領域に各サンプル同条件にて傷をつけた。この状態で、傷を付けた領域に対応する発熱体のドットのみに対して通電を行って発熱させた。この通電は、１５００Ｗで、発熱体の上の表面温度が５００°Ｃになるまで、実機と同様のパルス状の電流を印加し続けることによって行った。
評価は、（ａ）傷をつける前後の発熱体の抵抗値の変化、及び、（ｂ）発熱体が５００°Ｃに至るまでの外観の変化によって行った。
【００４４】
（２）評価（２）（表１）
アルミナ粉を振りかけた状態で、使用時と同様に定着ベルトを所定量回転させて最上層の保護層の表面に傷をつけた。この状態で、発熱体３のすべてのドットに対して通電を行って発熱させた。この通電は、ガラスカッタによる場合と同様に、１５００Ｗで、発熱体の上の表面の温度が５００°Ｃになるまでパルス状の電流を印加し続けることによって行った。
評価は、（ａ）傷をつける前後の発熱体の抵抗値の変化、及び、（ｂ）発熱体が５００°Ｃに至るまでの外観の変化によって行った。
【００４５】
評価（１）では、表１に示すように、以下の条件（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）のサンプル（実施例）のすべてにおいて、（ａ）傷をつける前後の発熱体で、実機で許容される範囲を超える異常な抵抗値は認められず、かつ、（ｂ）発熱体が５００°Ｃに至るまで、外観において、傷の増加は認められなかった。
（ｉ）サンプル条件Ａ−２：ＢＮ添加率８ｗｔ％、第２保護層６の厚み７μｍ
（ｉｉ）サンプル条件Ａ−４：ＢＮ添加率１４ｗｔ％、第２保護層６の厚み１１μｍ
（ｉｉｉ）サンプル条件Ａ−５：ＢＮ添加率１４ｗｔ％、第２保護層６の厚み１９μｍ
（ｉｖ）サンプル条件Ａ−６：ＢＮ添加率１８ｗｔ％、第２保護層６の厚み２２μｍ
（ｖ）サンプル条件Ａ−７：ＢＮ添加率２５ｗｔ％、第２保護層６の厚み２８μｍ
【００４６】
これに対して、ＢＮ添加率３ｗｔ％で、第２保護層６の厚みが５μｍの場合（サンプル条件Ａ−１）では、評価が×であった。
また、サンプル条件Ａ−３と同様にＢＮ添加率８ｗｔ％であっても、第２保護層６の厚みが１９μｍ以上の場合（サンプル条件Ａ−３）では、評価が△であった。  
【００４７】
一方、評価（２）では、ＢＮ添加したいずれのサンプルにおいても評価は○であった。
【００４８】
これらに対し、窒化ホウ素を添加した第２保護層６を設けていないサンプル条件Ｂ−１では評価（１）、評価（２）のいずれにおいても評価は×であった。
【００４９】
評価（２）の結果から、窒化ホウ素が添加された第２保護層６を設けることにより、クラックの発生、進行に改善効果がみられることがわかった。また、評価（１）の結果より、窒化ホウ素が添加された第２保護層６において、ＢＮ添加率と第２保護層６の厚みの組合せを適切に選択することによって、さらに改善効果を高めることができ、保護層に傷がついても、この傷が広がることがなく、発熱体や電極パターンを破壊しない構成を実現することができることが分かる。例えば、サンプルＡ−２とＡ−３より、ＢＮ厚みを厚くし過ぎてもクラックが発生する場合があるが、Ａ−３とＡ−５の比較より、ＢＮ添加率を適正に増やすことにより、ＢＮ厚みの良好な範囲の上限を大きくすることができる。Ａ−６、Ａ−７ではさらにＢＮ厚みが厚いが、ＢＮ添加率も大きいためにクラックの発生が抑制されている。これは、ＢＮ厚みを厚くすることにより、ＢＮ層内部の残留応力や加熱時の応力が大きくなり、上述したクラック進行抑制効果よりも影響が大きくなる場合があるが、ＢＮ添加量を増やすことにより、ＢＮ層内部の残留応力や熱応力を緩和するためである。
【００５０】
以上のように構成されたことから、上記実施形態によれば、次の効果を奏する。
（１）第２保護層６において、ガラス中に、ガラスより脆性破壊しやすいフィラーが分散されたことにより、第２保護層６の表面において、クラックが発生したとしても、このクラックの進行をフィラーで止めることができるため、クラックが第１保護層５に及ぶことを抑えることができ、これによって、発熱体３、電極パターン４、及び基板２が破壊され、発熱不良が発生することを防ぐことが可能となる。
【００５１】
（２）第２保護層６を多孔質状態とすることにより、第２保護層６にクラックが発生したとしても、クラックの進行を空隙（孔）で止めることができるため、第１保護層５へのクラックの進行、及び、第１保護層５に覆われた発熱体３と電極パターン４の破壊を防ぐことができる。
【００５２】
（３）フィラーとして、ガラスよりも線膨張係数が小さい窒化ホウ素を用いることにより、ヒータを繰り返し使用しても加熱による膨張が少なくなるため、第２保護層６にかかる熱応力が小さくなり、クラックの進行の防止効果を高めることができる。
【００５３】
（４）発熱体３は、基板２の一部に形成されているため、全面に設けられている場合と比べて、使用時の加熱によって膨張する範囲が小さくなることから、第１保護層５や第２保護層６にかかる熱応力が小さくなり、クラックの進行を抑えることができる。
【００５４】
（５）基板２をガラスで構成していることにより、アルミナなどのようにガラスよりも熱膨張係数の高い物質を基板に用いる場合と比べて、第２保護層６から基板２に至る構成で用いる物質の熱膨張係数の差を小さく抑えることができるため、ヒータを発熱させたときの熱応力によるクラックの進行を抑えやすくなっている。
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のように、本発明に係る定着機用ヒータ及び定着機用ヒータの形成方法は、最上層の保護層にクラックが発生した場合にクラックの進行を抑えることができ、これによってヒータの破壊を防ぐことが可能となる。
【符号の説明】
【００５６】
１    定着機用ヒータ
２    ガラス基板
３    発熱体
４    電極パターン
５    第１保護層
６    第２保護層
７    共通電極
８    個別電極
９、１０  配線パターン
【図１】
2017167342.tif 000004
【図２】
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【図３】
2017167342.tif 000006