CN107615879A - 加热器和具备该加热器的定影装置、图像形成装置以及加热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供加热器和具备该加热器的定影装置、图像形成装置以及加热装置。该加热器用于在与被加热物相面对的状态下使被加热物和该加热器(1)中的至少一者进行扫掠来加热被加热物,其中,通过包括基体(11)、配置在基体(11)的一面(11a)侧的发热层(12)、以及配置在基体(11)和发热层(12)的层间和基体(11)的另一面(11b)侧中的至少一者且由导热率比构成基体(11)的材料的导热率大的材料形成的均热层(13),从而由发热层引起的热起伏难以反映在加热面,均热性优异。
Description
技术领域
本发明涉及加热器和具备该加热器的定影装置、图像形成装置以及加热装置。详细地讲是涉及均热性优异的加热器和具备该加热器的定影装置、图像形成装置以及加热装置。
背景技术
作为用于进行对象物的热处理的加热部件,已知有一种利用形成得较薄的基体且在该基体的一面设有进行通电发热的发热层的加热器。由于该加热器形成为小型,因此例如装入到复印机、打印机等并出于在记录介质上定影调色剂、墨等的目的进行使用、或者装入到干燥机并出于对面板等被处理体均匀地加热而使被处理体干燥的目的进行使用。在下述专利文献1中公开了这样的加热器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2013/073276号小册子
发明内容
发明要解决的问题
在该加热器中,通过利用形成得较薄的基体,从而能够在省电的同时获得较快的启动特性。另一方面,当使用形成得较薄的基体时,存在由设于该基体的一面的发热层的例如图案形状等引起的热起伏容易显现到加热面这样的问题。而且,近来寻求一种比以往更小型的加热器,特别是期望在扫掠方向上更窄幅的加热器。该扫掠方向上的窄幅化会导致由发热层的图案引起的热起伏更显著地反映于加热面,从而需要解决该情况的对策。
本发明即是鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供由发热层引起的热起伏不易反映在加热面且均热性优异的加热器、具备该加热器的定影装置、图像形成装置以及加热装置。
用于解决问题的方案
本发明如下所示。
技术方案1所述的加热器用于在与被加热物相面对的状态下使所述被加热物和该加热器中的至少一者进行扫掠来加热所述被加热物,该加热器的主旨在于,
包括:
基体;
发热层,其配置在所述基体的一面侧;以及
均热层,其配置在所述基体和所述发热层的层间和所述基体的另一面侧中的至少一者,由导热率比构成所述基体的材料的导热率大的材料形成。
在技术方案1所述的加热器的基础上,技术方案2所述的加热器的主旨在于,作为所述均热层具有直接层叠在所述基体上的直接层叠型的均热层。
在技术方案1或2所述的加热器的基础上,技术方案3所述的加热器的主旨在于,作为所述均热层具有在与所述基体之间隔着玻璃釉层层叠的间接层叠型的均热层。
在技术方案1~3中任一项所述的加热器的基础上,技术方案4所述的加热器的主旨在于,所述均热层具有包含切口或者贯穿表背的通孔的欠缺部,
与所述均热层的一面侧邻接的层和与所述均热层的另一面侧邻接的层借助所述欠缺部相接合。
在技术方案1~4中任一项所述的加热器的基础上,技术方案5所述的加热器的主旨在于,所述均热层具有多个金属颗粒相连形成的金属多孔部和配置在所述金属多孔部的间隙的非金属部。
在技术方案1~5中任一项所述的加热器的基础上,技术方案6所述的加热器的主旨在于,所述发热层具备并联地电连接的多个电阻发热单元,
各所述电阻发热单元具有电阻发热布线,该电阻发热布线通过与所述扫掠方向大致垂直地配置的多个横布线部和将所述横布线部之间连接的纵布线部连结而形成为蜿蜒状,
在相邻的所述电阻发热单元相互之间具有未形成所述电阻发热布线的非形成部。
技术方案7所述的定影装置的主旨在于,具备技术方案1~6中任一项所述的加热器。
技术方案8所述的图像形成装置的主旨在于,具备技术方案1~6中任一项所述的加热器。
技术方案9所述的加热装置的主旨在于,具备技术方案1~6中任一项所述的加热器。
发明的效果
采用本发明的加热器,能够设为由发热层引起的热起伏难以反映在加热面且均热性优异的加热器。
在作为均热层具有直接层叠在基体上的直接层叠型的均热层的情况下,与不具有该均热层的情况相比能够获得更优异的均热性。
在作为均热层而具有在与基体之间隔着玻璃釉层层叠的间接层叠型的均热层的情况下,与不具有该均热层的情况相比能够获得更优异的均热性。
附图说明
图1是表示该加热器的方式的一例(实施例1)的示意的剖视图。
图2是表示该加热器的方式的另一例(实施例2)的示意的剖视图。
图3是表示该加热器的方式的另一例(实施例3)的示意的剖视图。
图4是表示该加热器的方式的另一例(实施例4)的示意的剖视图。
图5是表示该加热器的方式的另一例(实施例7)的示意的剖视图。
图6是表示该加热器的方式的另一例(实施例8)的示意的剖视图。
图7是表示该加热器的方式的另一例的示意性剖视图。
图8是例示该加热器的发热层与均热层的相关的示意性俯视图。
图9是说明该加热器的均热层的一例的欠缺部的说明图。
图10是表示使用该加热器的定影装置的一例的概略立体图。
图11是表示使用该加热器的定影装置的另一例的概略立体图。
图12是表示使用该加热器的图像形成装置的一例的概略图。
图13是表示实施例1~4的加热器的均热效果的图表。
图14是表示实施例5~9的加热器的均热效果的图表。
图15是表示以往的加热器(比较例1)的示意性剖视图。
图16是示意性表示均热层的金属多孔部和非金属部的说明图。
图17是表示均热层的平面形状的变化的说明图。
图18是表示实施例5~14的加热器的均热效果的图表。
具体实施方式
以下,参照附图详细地说明本发明。
[1]加热器
该加热器(1)是在与被加热物相面对的状态下使被加热物和该加热器(1)中的至少一者进行扫掠来加热被加热物的加热器。
而且,该加热器(1)包括:基体(11);发热层(12),其配置在基体(11)的一面(11a)侧;以及均热层(13),其配置在基体(11)和发热层(12)的层间和基体的另一面(11b)侧中的至少一者且由导热率比构成基体的材料大的材料形成(参照图1~图4)。
〈1〉关于基体
上述“基体(11)”是用于指示发热层的基板。该基体11通常为薄板状,在说明书中将其表背的各主面设为一面(11a)和另一面(11b)。即,一面11a和另一面11b是互相相反的面。
构成基体11的材料并没有特别的限定。只要是在其表面上使发热层发热的材料即可,并没有特别的限定。例如可以利用金属、陶瓷以及这些材料的复合材料等。在使用金属等导电性材料的情况下,基体可以在其导电性材料上设置绝缘层而构成。
在构成基体的材料中,作为金属,能够列举出钢等。尤其,在本发明中可以适当地使用不锈钢。不锈钢的种类并没有特别限定,优选为铁素体类不锈钢、奥氏体类不锈钢。而且,在这些不锈钢中,特别优选耐热性和耐氧化性优异的品种。例如SUS430、SUS436、SUS444、SUS316L等。这些材料既可以仅使用1种,也可以同时使用两种以上。
而且,作为构成基体的金属,能够用使用铝、镁、铜以及这些金属的合金。这些材料既可以仅使用1种,也可以同时使用两种以上。其中,由于铝、镁以及这些金属的合金(铝合金、镁合金、Al-Mg合金等)的密度较小,因此通过采用这些材料,能够谋求该加热器的轻量化。此外,由于铜和其合金的导热性优异,因此通过采用这些材料,能够谋求提高该加热器的均热性。
在构成基体的材料中,作为陶瓷,能够列举出氧化铝、氮化铝、氧化锆、二氧化硅、富铝红柱石、尖晶石、堇青石、氮化硅等。这些材料既可以仅使用1种,也可以同时使用两种以上。其中,优选氧化铝和氮化铝。此外,作为金属和陶瓷的复合材料,能够列举出SiC/C、SiC/Al等。这些材料既可以仅使用1种,也可以同时使用两种以上。
基体11的尺寸、形状并没有特别的限定,其厚度可以设为50μm以上且700μm以下。在该范围内,特别能够在省电的同时获得较快的启动特性。该厚度更优选为100μm以上且600μm以下,进一步优选为150μm以上且500μm以下,更进一步优选为180μm以上且450μm以下,特别优选为200μm以上且400μm以下。
此外,优选的是,基体的形状设为宽度方向(D2)的长度长于扫掠方向(D1)的长度的形状。由此,易于获得本发明的结构产生的效果。具体地讲,例如在将基体的扫掠方向(D1)的长度设为LD1、将基体的宽度方向(D2)的长度设为LD2的情况下,长度之比(LD1/LD2)可以设为0.001以上且0.25以下。该比更优选为0.005以上且0.2以下,进一步优选为0.01以上且0.15以下。
〈2〉关于发热层
上述“发热层(12)”是通过通电而发热的层,其配置在基体11的一面11a侧。发热层12通常仅配置在基体11的一面11a侧,但还可以设在另一面11b侧。
该发热层12的具体形状等并没有特别的限定。例如既可以是整个面为相同厚度的发热片,也可以是具有一连串的预定的图案形状的电阻发热布线。在本发明中,优选为与这些前述的方式的发热层相比具备并联地电连接的多个电阻发热单元的电阻发热布线。
更具体地讲,优选的是,各电阻发热单元为电阻发热布线(121),该电阻发热布线(121)通过与扫掠方向(D1)大致垂直地配置的多个横布线部(122)和将横布线部(122)之间连接的纵布线部(123)连结而形成为蜿蜒状(参照图8)。
在为图案形成为这种蜿蜒状的电阻发热布线121的情况下,可以是横布线部122短于纵布线部123,但优选的是,横布线部122长于纵布线部123。由此,易于获得本发明的结构产生的效果。即,在为并联地电连接的多个电阻发热单元的情况下,有时在各电阻发热单元之间发生热的下降,能够进行均热化的方式是有用的。同样,在具有沿着扫掠方向(D1)配置的纵布线部123的情况下,该纵布线部123的热累积常常会变大,能够进行均热化的方式也是有用的。
出于这样的观点,在具有纵布线部123的情况下,优选的是,纵布线123相对于扫掠方向(D1)倾斜。由于倾斜,能够使1根纵布线部123的热累积扩散,能够获得均热化作用。具体地讲,若将与扫掠方向(D1)成0度地配置的情况设为不倾斜的情况,则在倾斜的情况下,可以相对于扫掠方向(D1)设为-80度以上且80度以下的范围,优选为-60度以上且60度以下的范围,更优选为-50度以上且50度以下的范围。
在具备并联地电连接的多个电阻发热单元124的电阻发热布线中存在在相邻的电阻发热单元124相互之间未形成电阻发热布线的非形成部125(特别是与扫掠方向交叉的非形成部)的情况下,上述各电阻发热单元之间产生的热的下降变得显著。在具有该非形成部125的电阻发热布线中,能够更有效地获得因具备均热层13而产生的均热作用。作为电阻发热单元124(电阻发热布线121)的方式、非形成部125的方式,例示出图8的(a)~图8的(d)。
此外,构成发热层的电阻发热材料只要是能够通过通电而与其电阻值相应地发热的材料即可,其种类并没有特别限定。例如可以使用银、铜、金、铂、钯、铑、钨、钼、铼(Re)以及钌(Ru)等。这些材料既可以仅使用1种,也可以同时使用两种以上。在同时使用两种以上材料的情况下可以设为合金。更具体地讲,可以使用银-钯合金、银-铂合金、铂-铑合金、银-钌、银、铜以及金等。
此外,在如上所述,在具有具备并联地电连接的多个电阻发热单元的电阻发热布线的情况下,构成各电阻发热单元的各电阻发热布线具有哪种电阻发热特性都可以,但优选的是,能够在各电阻发热单元之间发挥自身温度均衡作用(自身温度补偿作用)。出于这样的观点,优选的是,构成电阻发热单元的电阻发热布线由具有正的电阻发热系数的电阻发热材料形成。具体地讲,优选为-200℃以上且1000℃以下的温度范围内的电阻温度系数为100ppm/℃以上且4400ppm/℃以下的电阻发热材料,更优选为300ppm/℃以上且3700ppm/℃以下的电阻发热材料,特别优选为500ppm/℃以上且3000ppm/℃以下的电阻发热材料。作为该电阻发热材料,能够列举出银-钯合金等银系合金。
如此,在使用具有正的电阻温度系数的电阻发热材料形成的电阻发热布线形成电阻发热单元、且各自并联连接的情况下,这些多个电阻发热单元相互间发挥自身温度均衡的作用。即,例如在有被第1电阻发热单元和第3电阻发热单元夹着的第2电阻发热单元的情况下,当第2电阻发热单元的温度下降时,第2电阻发热单元的电阻值会减小。于是,在该第2电阻发热单元中流动的电流增加而瓦数增大,第2电阻发热单元能够以自主地对温度下降进行补偿的方式进行动作。
在各电阻发热单元彼此成为实质上相同的发热量的情况下,各电阻发热单元形成为实质上相同的电阻值即可。在该情况下,电阻发热单元可以以相同的线长、相同的线宽以及相同的厚度作为相同的电阻发热布线的图案形成。例如出于面积电阻率的观点,电阻发热布线的厚度可以设为3μm以上且40μm以下。
另外,具有实质上相同的发热量是指各电阻发热单元在相同的测量条件下具有实质上相同的电阻温度系数和电阻值的意思。例如电阻发热单元之间的电阻温度系数的差异可以设为±20%以内,而且电阻发热单元之间的电阻值的差异可以设为±10%以内。
〈3〉关于绝缘层
此外,如上所述,在使用导电性材料作为基体11的情况下,基体11和发热层12之间需要绝缘。即,可以具备绝缘层(14)。绝缘层14只要能够发挥能够将由导电性材料形成的基体11和发热层12之间绝缘的绝缘性即可,具体的材料和形状等并没有限定。
作为该绝缘层14,可以使用玻璃釉层、陶瓷层。在这些材料中,出于加工性的观点,优选玻璃釉层。构成玻璃釉层的玻璃既可以是非晶质玻璃,也可以是微晶玻璃,还可以是半微晶玻璃。具体地讲,能够列举出SiO2-Al2O3-MO系玻璃。在此,MO是碱土族金属的氧化物(MgO、CaO、BaO、SrO等)。
此外,绝缘层14例如既可以在基体11和发热层12之间仅设置1层,也可以设置两层以上。作为设置两层以上绝缘层14的情况,能够列举出设置不同材质的绝缘层14的情况。
而且,绝缘层14的厚度并没有特别限定,但例如可以设为10μm以上且400μm以下。特别是在基体11由导电性材料(不锈钢等)形成的情况下,绝缘层14承担将基体11和发热层12之间绝缘的工作。在该情况下,在配置于基体11和发热层12之间的绝缘层14的厚度((在夹设两层以上不同材质的绝缘层14的情况下是这些绝缘层14的总厚度))优选为20μm以上且300μm以下,更优选为30μm以上且200μm以下,特别优选为40μm以上且100μm以下。
另外,例如在图1中,配置在基体11和发热层12之间的绝缘层14是绝缘层141。因而,上述的厚度可作为绝缘层141的厚度来应用。
另一方面,在不以绝缘为目的作为玻璃釉层进行使用时,玻璃釉层的厚度(不插入其他层,利用焙烧而一体化的玻璃釉层整体的厚度)例如可以设为1μm以上且500μm以下。该厚度优选为2μm以上且400μm以下,更优选为3μm以上且300μm以下,特别优选为4μm以上且200μm以下。具体地讲,例如在图1中,配置在比发热层12靠加热器的一面1a侧的位置的玻璃釉层142和143是不以绝缘为目的的玻璃釉层。此外,在图1中,配置在比均热层13靠加热器的另一面1b侧的位置的玻璃釉层141、142及143是不以绝缘为目的的玻璃釉层。
〈4〉关于均热层
上述“均热层(13)”是配置在基体11和发热层12的层间和基体的另一面11b侧中的至少一者的层,是由导热率比构成基体11的材料的导热率大的材料形成的层。
该均热层13具有均衡在发热层12中形成的热起伏的作用。即,在存在加热温度下降的情况下,能够使温度升温到与其周围同等的温度,在存在加热温度过高的情况下,能够使温度降温到与其周围同等的温度而均衡热的起伏。特别是在发热层12使用具有预定的图案形状的电阻发热布线形成的情况下,对于均衡由该图案形状引起的热起伏使用该均热层13较为理想。即,通过具有图案形状,从而产生存在电阻发热布线的部位和不存在电阻发热布线的部位,在存在电阻发热布线的部位形成温度比不存在电阻发热布线的部位高这样的热起伏。通过经过均热层13来均衡该热的起伏,能够减小温度差。出于这样的观点,设置均热层13的方式在作为发热层12具备并联地电连接的多个电阻发热单元121的加热器中是有效果的。
因而,均热层13至少配置在基体11和发热层12的层间和基体11的另一面11b侧(与被加热物接触的表面侧)中的至少一者。即,该均热层13配置在比发热层12更靠近加热面(与被加热物接触的表面)的一侧的位置。另外,理所当然,该均热层13还可以同时配置在比发热层12更靠近非加热面(不与被加热物接触的表面)的一侧的位置。
均热层13只要由导热率比构成基体11的材料的导热率大的材料形成即可。具体地讲,例如在将导热率为50W/mK以下的低导热性的不锈钢作为基体11的情况下,优选的是,使用导热率为100W/mK以上的材料作为均热层13的材料。具体地讲,可以使用含有银、铜、金、铝、钨、镍等这些金属中的至少1种的合金作为导热性金属。这些导热性金属既可以仅使用1种,也可以同时使用两种以上。在这些材料中,优选为银、铜、铝以及含有这些金属中的至少1种的合金。
此外,例如在将导热率为50W/mK以下的低导热性的氧化铝等陶瓷作为基体11的情况下,还优选的是,使用导热率为100W/mK以上的材料作为均热层13的材料。具体地讲,除了可以使用氮化铝等导热性陶瓷之外,也可以使用上述的各种导热性金属。
均热层13怎样形成都可以。具体地讲,可以设置均热层13作为镀层(无电解镀层、电解镀层、这些镀层的复合镀层等)。此外,能够通过在印刷了含有导热性材料的膏之后烧结该印刷涂膜,从而形成均热层13。例如可以使用含有金属颗粒(金属粉末)的印刷膏作为导热性材料。在该情况下,印刷膏除了含有金属颗粒之外还含有用于膏化的赋形剂、作为相同材料的玻璃成分、陶瓷成分。
通过烧结该印刷膏而得到的均热层13例如能够获得如下这样的均热层13,该均热层13具有如图16的(a)和图16的(b)所示的多个金属颗粒相连而形成的金属多孔部135a和配置于金属多孔部135a的间隙的非金属部135b。此外,在图16中,图16的(a)表示多个金属颗粒互相接触连接而成的金属多孔部135a,图16的(b)表示多个金属颗粒彼此利用烧结而互相熔接相连而成的金属多孔部135a。在本发明的加热器1中,均热层13既可以呈现图16的(a)的形态,也可以呈现图16的(b)的形态,还可以是复合地具有这两种形态的形态,但优选的是具有图16的(b)的形态。即,优选的是,均热层13具有多个金属颗粒互相熔接相连而成的金属多孔部135a。在该形态中,能够获得更高的导热。
另一方面,非金属部135b由玻璃成分、陶瓷成分(包含陶瓷和玻璃陶瓷)形成。即,在本发明的加热器1的均热层13具有非金属部135b的情况下,非金属部135b可以仅由玻璃形成、或者由玻璃和陶瓷形成。
在具有金属多孔部135a和非金属部135b的情况下,在将它们的合计量设为100质量%的情况(特别是金属多孔部135a是银、非金属部135b是玻璃的情况)下,非金属部135b的比例虽然没有特别限定,但优选为0.1质量%以上。通过具有该非金属部135b,夹设均热层13,而能够在提高其一面侧的邻接层与另一面侧的邻接层的接合性的同时获得优异的均热性。此外,非金属部135b通常优选设为20质量%以下。该比例更优选为0.2质量%以上且15质量%以下,更进一步优选为0.5质量%以上且12质量%以下。
均热层13如上所述配置在基体11和发热层12的层间和基体的另一面11b侧中的至少一者即可。因而,作为均热层13,例如能够列举出下述(1)的直接层叠型的均热层(131)和下述(2)的间接层叠型的均热层(132)这两个方式。
(1)直接层叠型的均热层131是直接层叠于基体11的均热层13。该直接层叠型的均热层131在基体11和均热层13的层间不插入绝缘层14等其他层地进行层叠。
(2)间接层叠型的均热层132在基体11和均热层13之间插入其他层地进行层叠。作为其他层,具体地讲能够列举出玻璃釉层(绝缘层14)。
在1个加热器中既可以仅具有这些直接层叠型的均热层131和间接层叠型的均热层132中的任一者,也可以具有这两者。
作为具有直接层叠型的均热层131的情况,能够列举出仅装备在基体11的一面(11a)的方式、仅装备在基体11的另一面(11b)的方式、装备在基体11的一面(11a)和另一面(11b)这两面的方式。在这些方式中,优选仅装备在基体11的一面(11a)的方式、或者装备在基体11的一面(11a)和另一面(11b)这两面的方式。
该直接层叠型的均热层131的层厚并没有特别限定,但在将均热层(13、131)的厚度设为D1、将基体11的厚度设为D2的情况下,D1与D2之比D1/D2优选为0.6以下。该比更优选为0.001以上0.6以下,进一步优选为0.005以上且0.57以下,更进一步优选为0.008以上且0.53以下,特别优选为0.01以上0.50以下。更具体地讲,直接层叠型的均热层131的层厚优选为1μm以上且250μm以下,更优选为1μm以上且150μm以下,进一步优选为2μm以上且120μm以下,更进一步3μm以上且60μm以下,特别优选为3μm以上且40μm以下,尤其优选为3μm以上且30μm以下。
此外,在上述方式中的装备在两面的方式中,各直接层叠型的均热层131各自既可以是相同的厚度,也可以是不同的厚度。而且,既可以是相同的形状(图案形状等),也可以是不同的形状。
另一方面,作为具有间接层叠型的均热层132的情况,能够列举出仅装备在基体11的一面(11a)侧的方式、仅装备在基体11的另一面(11b)侧的方式、装备在基体11的一面(11a)侧和另一面(11b)侧这两面侧的方式。在这些方式中,优选仅装备在基体11的一面(11a)的方式。其原因在于,与直接层叠型的均热层131相比,间接层叠型的均热层132在设于基体11的另一面(11b)的情况下对加热器1整体产生的均热效果较低。
该间接层叠型的均热层132的层厚并没有特别限定,但在将均热层(13、132)的厚度设为D1、将基体11的厚度设为D2的情况下,D1与D2之比D1/D2优选为0.6以下。该比进而更优选为0.001以上且0.6以下,进一步优选为0.005以上且0.57以下,更进一步优选为0.008以上且0.53以下,特别优选为0.01以上且0.50以下。更具体地讲,间接层叠型的均热层132的层厚优选为1μm以上且250μm以下,更优选为1μm以上且150μm以下,进一步优选为2μm以上且120μm以下,更进一步优选为3μm以上且60μm以下,特别优选为3μm以上且40μm以下,尤其优选为3μm以上且30μm以下。
此外,间接层叠型的均热层132在1个加热器1中设置几层都可以。即,既可以仅设置1层,也可以设置两层以上。通常,通过设置更多的层数,能够获得更高的均热性,但出于加热器1的耐热冲击、防止翘曲的观点,并不优选间接层叠型的均热层132的层数的过度增加。因此,优选为1层以上且10层以下,更优选为1层以上且5层以下,特别优选为1层以上且3层以下。在具有两层以上间接层叠型的均热层132的情况下,各个均热层13既可以是相同的厚度,也可以是不同的厚度。而且,既可以是相同的形状(图案形状等),也可以是不同的形状。
特别是在基体11为厚度100μm以上且600μm以下的不锈钢基体(不锈钢制的基体)的情况下,通过将均热层13的总厚度抑制在60μm以下(甚至是30μm以下),从而能够有效地防止加热器整体的翘曲,并且能够以对于均热作用优异的范围的层厚进行利用。
另一方面,出于均热化的观点,均热层13的厚度较厚的方式易于获得效果。例如在基体11的另一面11b侧设置总厚度大于30μm的均热层13的情况下,在基体11的一面11a侧(特别优选为基体11和发热层12的层间)对称配置相同厚度的均热层13,能够防止加热器整体的翘曲。而且,在难以设置相同厚度的均热层13的情况下,通过在基体11的一面11a侧(特别优选为基体11和发热层12的层间)设置相对于设于基体11的另一面11b侧的均热层13的总厚度而言25%以上且95%以下的厚度比例的均热层13,能够充分地抑制加热器整体的翘曲。上述厚度比例优选为30%以上且92%以下,更优选为35%以上且88%,特别优选为40%以上且85%以下(参照图7)。
另外,均热层13的厚度较厚的方式虽然易于获得效果,但是存在这样的倾向:即使过度增大厚度,但相对于厚度的增加量来说,获得的均热作用会变小。因此,例如,优选的是,相对于基体11为厚度100μm以上且600μm以下的不锈钢基体而言,均热层13的总层厚如上所述设为250μm以下。
在该加热器1中,对直接层叠型的均热层131和间接层叠型的均热层132进行比较,存在直接层叠型的均热层131的方式显示出更高的均热性的倾向。因而,在本发明的加热器1中,优选的是,至少具有直接层叠型的均热层131。
此外,在该加热器1中,在具有直接层叠型的均热层131的基础之上还具有间接层叠型的均热层132的情况下,优选的是,间接层叠型的均热层132配置在比直接层叠型的均热层131更靠近内加热面的一侧的位置。
特别是,在将导电性材料作为基体材料的加热器1(例如不锈钢基板)中,需要将基体11和发热层12绝缘,而设有绝缘层14。绝缘层14可以由玻璃釉形成。而且,在设置该绝缘层14的情况下,通过以在表背成为均等的配置和厚度的方式设于基体11,从而防止加热器1整体的翘曲,因此除了基体11和发热层12的层间之外,即便不以绝缘为目的,但出于防止翘曲的目的而设有绝缘层14的情况较多。该绝缘层14通常是导热性较低的材料,例如玻璃釉的导热率为5W/mK以下。因而,在该加热器1中,设置间接层叠型的均热层132,会成为在导热性较低的绝缘层14(也可以不是以绝缘为目的的层)的层间设置均热层13,出于获得均热效果的观点来看是优选的。
而且,如前述那样,存在对于间接层叠型的均热层132,作为均热层13利用玻璃釉层(绝缘层14)覆盖表面和背面这两面的方式,在该情况下,可以设为这样的方式:在间接层叠型的均热层132上设置欠缺部(133X)(参照图8的(a)和图9),借助欠缺部133X使覆盖间接层叠型的均热层132的表面的玻璃釉层(绝缘层14)和覆盖间接层叠型的均热层132的背面的玻璃釉层(绝缘层14)相熔接。通过如此使玻璃釉层在表背相熔接,从而能够提高加热器1的具有间接层叠型的均热层132的层间的接合性,并且能够提高加热器1的耐热冲击性和防翘曲性。
作为上述的欠缺部133X,能够列举出切口(133S)、贯穿表背的通孔(133H)(参照图8的(a)和图9)。对于欠缺部来说,既可以仅具有一者,也可以具有两者。此外,在具有欠缺部133X的情况下,优选的是,该欠缺部133X配置在热起伏更小的部位。即,由于设置欠缺部133X,该部位的均热性与其他部相比下降,因此优选的是,该部位配置在发热层12所产生的温度差较小的位置。
更具体地讲,在发热层12具有并联地电连接的多个电阻发热单元的情况下,优选的是,在各电阻发热单元之间配置欠缺部133X(参照图8的(a))。此外,在电阻发热单元是如下这样的电阻发热布线121的情况下,优选的是,避开对应的纵布线部123地配置欠缺部133X,该电阻发热布线121具有与扫掠方向(D1)大致垂直地配置的多个横布线部和将横布线部之间连接的纵布线部,且横布线部122和纵布线部123连结而形成为蜿蜒状。即,在俯视加热器1的情况下,优选的是,纵布线部123的投影图像和欠缺部133X的投影图像以不重叠的方式配置(参照图8的(a))。而且,换言之,优选的是,纵布线部123的投影图像与均热层13的实际存在的部位重叠。
此外,理所当然,具有上述的欠缺部133X(包含切口133S和通孔133H)的均热层13无论是直接层叠型的均热层131还是间接层叠型的均热层132,在任一种均热层13中都是有效的。即,在均热层13具有欠缺部133的情况下,能够借助欠缺部133将与均热层的一面侧邻接的层和与均热层的另一面侧邻接的层接合,能够得到耐久性更高的加热器1。具体地讲,在间接层叠型的均热层132的情况下,如上所述,不论与均热层的一面侧邻接的层还是与均热层的另一面侧邻接的层都是玻璃釉层,这些玻璃釉层彼此接合。此外,在直接层叠型的均热层131的情况且基体11是不锈钢基板的情况下,可以设为与均热层的一面侧邻接的层是不锈钢基板,与均热层的另一面侧邻接的层是玻璃釉层。在该情况下,能够获得不锈钢基板与玻璃釉层牢固地接合。
在该加热器1中,均热层13无论是直接层叠型的均热层131还是间接层叠型的均热层132,都能够具有图案化(即,具有欠缺部133X的平面形状)。具体地讲,均热层13可以作为非连续的层进行配置。例如可以设为在预定的层间,仅在热起伏较大的部位配置部分(日语:パッチ)(均热层13的一部分),热起伏较小的部位成为欠缺部133X(图8的(a)参照)。而且,在预定的层间,能够增厚热起伏较大的部位的均热层13的厚度,将热起伏较小的部位的均热层13的厚度形成得相对较薄。
而且,形成具有欠缺部133X的平面形状的均热层13的具体形状并没有限定,除了图8的(a)和图9之外还能够例示出图17的(b)~图17的(g)等(图17的(a)例示出不具有欠缺部133X的平面形状)。
即,图17的(b)是作为像水珠花纹那样单片化的均热层片的集合体来形成均热层13的方式,作为各均热层片的间隙具有连续的欠缺部133X。此外,图17的(c)和图17的(d)是以窄幅方向(扫掠方向)上的面积率一致的方式图案化的均热层13。其中,图17的(c)作为欠缺部133X具有长方形状的通孔133H和长方形状的欠缺部133S。另一方面,图17的(d)是作为呈长方形状单片化的均热层片的集合体来形成均热层13的方式,作为各均热层片的间隙具有连续的欠缺部133X。
而且,图17的(e)~图17的(g)均是作为呈条形状单片化的均热层片的集合体来形成均热层13的方式,作为各均热层片的间隙具有对应的条状的欠缺部133X。其中,图17的(e)是沿着长度方向(与扫掠方向正交)的条形状的均热层13。此外,图17的(f)是以在长度方向和宽度方向上都交叉的方式倾斜(相对于扫掠方向倾斜)的条形状的均热层13。而且,图17的(g)是沿着宽度方向(与长度方向正交、沿着扫掠方向)的条形状的均热层13。另外,在这些条形状的均热层13中,可以根据需要在条宽度、欠缺部133X的宽度中设置疏密。
〈5〉关于其他的层
在本发明的加热器1中,能够除了基体11、发热层12、均热层13以及绝缘层14之外,还包括其他层。作为其他层,能够列举出由釉玻璃构成的外涂层、由聚酰亚胺膜构成的外涂层(聚酰亚胺层)、在预定以上的高温时熔融而能够阻断向发热层12的通电的自身通电阻断层(可以应用日本特开2002-359059号公报所记载的技术)等。其中,上述的外涂层可以出于提高滑动面的耐久性(耐磨损性)、或者提高清洁性的目的进行使用。这些层既可以仅使用1种,也可以同时使用两种以上。
〈6〉关于加热器的加热面
在该加热器1中,加热面既可以配置在基体11的一面11a侧,也可以配置在基体11的另一面11b侧,而且也可以配置在这两面侧。即,使用哪个面加热被加热物都可以,但优选的是,将基体11的另一面11b侧的表面设为与被加热物相对的相对面。即,优选的是,发热层12将隔着基体11的相反侧的面设为与被加热物相对的相对面。通过这样配置加热面,从而能够更易于获得因具有均热层13而产生的均热效果。
另外,基体11也可以是平板形状,但也可以设为弯曲形状。即,在以使加热器1的加热面和被加热物相面对的状态使被加热物和加热器相对地进行扫掠并加热被加热物的情况下,基体11的扫掠方向(D1)的截面形状可以设为以与扫掠方向(D1)正交的轴为中心地向与被加热物面对的面对侧凸出的凸状的圆弧形状(即,用与中心轴平行的平面切下圆柱或者圆筒而成的形状)。通过设为这样的形状,将加热器1安装在圆筒状的辊上,并使辊进行旋转,从而能够有效率地加热在辊上进行扫掠的被加热物。
〈7〉关于用途
该加热器1能够装入到打印机、复印机、传真机等图像形成装置、定影装置等,而作为用于在记录介质上定影调色剂、墨等的定影用加热器进行使用。此外,还能够装入到加热机并作为用于均匀地加热(干燥或者焙烧等)面板等被处理体的加热装置进行使用。此外,能够较佳地进行金属产品的热处理、形成在各种形状的基体上的涂膜、覆膜的热处理等。具体地讲,能够应用于平板显示器用的涂膜(滤光片构成材料)的热处理、涂装的金属产品、汽车相关产品、木工产品等的涂装干燥、静电植毛粘接干燥、塑料加工产品的热处理、印刷电路板的回流焊、厚膜集成电路的印刷干燥等。
[2]定影装置
具备该加热器1的定影装置可以设为根据加热对象、定影部件等适当选择的结构。例如在具备伴有压接的定影部件并在纸等记录用介质上定影调色剂等的情况、使多个构件粘合的情况下,可以设为包括具备加热器的加热部和加压部的定影装置。不言而喻,也可以设为不伴有压接的定影部件。在本发明中,优选的是用于使形成于纸、膜等记录用介质的表面的含有调色剂的未定影图像定影于记录用介质的定影装置5。
图10表示了配设在电子照相方式的图像形成装置上的定影装置5的主要部分。定影装置5包括能够旋转的定影用辊51和能够旋转的加压用辊54,加热器1配设在定影用辊51的内部。优选的是,加热器1以靠近定影用辊51的内表面的方式配设。
加热器1例如也可以像图12所示的定影部件5那样设为固定在由能够传导加热器1所发出的热的材料形成的加热器保持件53的内部并从定影用辊51的内侧向外表面传导加热器1的发热的构造。
图11也表示了配设在电子照相方式的图像形成装置上的定影装置5的主要部分。定影装置5包括能够旋转的定影用辊51和能够旋转的加压用辊54,用于向定影用辊51传导热的加热器1和与加压用辊54一同压接记录用介质的加压用辊52配设在定影用辊51的内部。加热器1以沿着定影用辊51的圆筒面延伸的方式配设。
在图10或图11所示的定影装置5中,通过从未图示的电源装置施加电压而使加热器1发热,该热被传导到定影用辊51。而且,当在表面具有未定影的调色剂图像的记录用介质被供给到定影用辊51和加压用辊54之间时,在定影用辊51和加压用辊54的压接部处调色剂熔融而形成定影图像。由于具有定影用辊51和加压用辊54的压接部,因此一起进行旋转。如前所述那样,由于加热器1被抑制了在使用较小的记录用介质时易于发生的局部性温度上升,因此难以发生定影用辊51的温度不均匀,能够均匀地进行定影。
作为具备该加热器1的定影装置的另一个样态,可以设为一种包括上模和下模的模具,在上模和下模中的至少一者的内部配设有加热器的样态。
具备该加热器1的定影装置以电子照相方式的印刷机、复印机等图像形成装置为代表地安装于家庭用的电器产品、工作用、实验用的精密设备等,适合作为加热、保温等的热源。
[3]图像形成装置
具备该加热器1的图像形成装置可以设为根据加热对象、加热目的等适当选择的结构。在本发明中,优选为这样的图像形成装置4,即如图12所示那样包括用于在纸、膜等记录用介质的表面形成未定影图像的成像部件和用于使未定影图像定影于记录用介质的定影部件5,且定影部件5具备该加热器1。图像形成装置4可以构成为除了包括上述部件之外还包括记录用介质输送部件、用于控制各部件的控制部件。
图12是表示电子照相方式的图像形成装置4的主要部分的概略图。作为成像部件,可以是具备转印鼓的方式和不具备转印鼓的方式中的任一种,但图12是具备转印鼓的样态。
在成像部件中,向一边进行旋转、一边利用带电装置43带电处理为预定的电位的感光鼓44的带电处理面照射从激光扫描仪41输出的激光,利用从显影器45供给来的调色剂形成静电潜像。接着,利用电位差在与感光鼓44相连动的转印鼓46的表面转印调色剂图像。之后,在被供给到转印鼓46和转印用辊47之间的记录用介质的表面转印调色剂图像,得到具有未定影图像的记录用介质。调色剂是包含粘结剂树脂、着色剂及添加剂的颗粒,粘结剂树脂的熔融温度通常为90℃~250℃。另外,可以在感光鼓44和转印鼓46的表面具备用于除去不溶解的调色剂等的清扫装置。
定影部件5可以设为与所述定影装置5相同的结构,其具有加压用辊54和定影用辊51,该定影用辊51与加压用辊54相连动,并在内部具有保持了通纸方向通电型的加热器1的加热器保持件53。具有来自成像部件的未定影图像的记录用介质被供给到定影用辊51和加压用辊54之间。定影用辊51的热使记录用介质的调色剂图像熔融,而且熔融的调色剂在定影用辊51和加压用辊54的压接部被加压,而调色剂图像定影于记录用介质。在图12的定影部件5中,也可以是具备靠近加热器1进行配置的定影用带而替代定影用辊51的样态。
一般来讲,在定影用辊51的温度变得不均匀而对调色剂赋予的热量过小的情况下,调色剂会自记录用介质剥离,另一方面,在热量过大的情况下,调色剂附着于定影用辊51,而导致定影用辊51旋转一周后该调色剂再次附着于记录用介质。采用具备本发明的加热器的定影部件5,能够迅速地调整到预定的温度,因此能够抑制不良。
本发明的图像形成装置在使用时抑制了非通纸区域的过度升温,适合作为电子照相方式的印刷机、复印机等。
[4]加热装置
具备该加热器的加热装置可以设为根据加热对象的大小、形状等适当选择的结构。在本发明中,例如可以构成为包括壳体部、为了放入/取出被热处理物等而配置的能够密闭的窗部、以及配置在壳体部的内部的能够移动的加热器部。根据需要,可以在壳体部的内部包括:被热处理物设置部,其用于配置被热处理物;排气部,其用于在由于被热处理物的加热而排出气体的情况下排出该气体;以及压力调整部等,该压力调整部等为用于调整壳体部的内部压力的真空泵等。此外,加热既可以在固定被热处理物和加热器部的状态下进行,也可以一边使任一者移动一边进行。
该加热装置适合作为在期望的温度下进行含有水、有机溶剂等的被热处理物的干燥的装置。而且,可以用作真空干燥机(减压干燥机)、加压干燥机、除湿干燥机、热风干燥机、防爆型干燥机等。此外,适合作为在期望的温度下进行LCD面板、有机EL面板等未焙烧物的焙烧的装置。而且,可以用作减压焙烧机、加压焙烧机等。
【实施例】
以下,使用实施例说明本发明。
[1]加热器的制作
根据下述的要领制作实施例1~4及比较例1的加热器。
(1)实施例1的加热器(参照图1)
将厚度300μm的不锈钢膜(SUS430、导热率26W/mK)作为基体11。
在该基体11的另一面11b侧的表面涂敷了银膏之后进行烧结,形成厚度8μm的均热层13(直接层叠型的均热层131)。
接着,在基体11的一面11a侧的表面和均热层13的表面涂敷了绝缘玻璃膏之后进行烧结,形成厚度75μm的玻璃釉层(绝缘层141)。
而且,在通过丝网印刷在形成于基体11的一面11a侧的绝缘层141的表面形成了作为发热层12的未焙烧层的图案之后进行烧结,形成发热层12。该发热层12是包含Ag-Pd、且具有正的电阻发热系数的电阻发热布线,其具备并联地电连接的多个电阻发热单元,各电阻发热单元由如下这样的电阻发热布线121形成,该电阻发热布线121通过与扫掠方向大致垂直地配置的多个横布线部和将该横布线部之间连接的纵布线部连结而形成为蜿蜒状。另外,该发热层12除了电阻发热布线121之外还具有用于进行向电阻发热布线121供电的供电连接盘和供电用布线(未图示)。这些供电连接盘和供电用布线是利用银膏在形成电阻发热布线121的前后通过丝网印刷和烧结形成的。
之后,在暴露于基体11的另一面11b侧的绝缘层141的表面和暴露于基体11的一面11a侧的绝缘层141的表面及发热层12的表面涂敷了绝缘玻璃膏之后进行烧结,形成厚度50μm的玻璃釉层(绝缘层142)。
接着,在暴露于基体11的一面11a侧的绝缘层142和暴露于基体11的另一面11b侧的绝缘层142的表面涂敷了绝缘玻璃膏之后进行烧结,形成厚度20μm的玻璃釉层(绝缘层143),得到实施例1(图1)的加热器1。
(2)实施例2的加热器(参照图2)
与实施例1相同,将厚度300μm的不锈钢膜作为基体11。
在该基体11的一面11a侧的表面了涂敷银膏之后进行烧结,形成厚度8μm的均热层13(直接层叠型的均热层131)。
接着,在基体11的另一面11b侧的表面和均热层13的表面涂敷了绝缘玻璃膏之后进行烧结,形成厚度75μm的玻璃釉层(绝缘层141)。
而且,在通过丝网印刷在形成于基体11的一面11a侧的绝缘层141的表面形成了作为发热层12的未焙烧层的图案之后进行烧结,形成发热层12。该发热层12与实施例1相同。
之后,在暴露于基体11的另一面11b侧的绝缘层141的表面和暴露于基体11的一面11a侧的绝缘层141的表面及发热层12的表面涂敷了绝缘玻璃膏之后进行烧结,形成厚度50μm的玻璃釉层(绝缘层142)。
接着,与实施例1同样形成厚度20μm的玻璃釉层(绝缘层143),得到实施例2(图2)的加热器1。
(3)实施例3的加热器(参照图3)
与实施例1相同,将厚度300μm的不锈钢膜作为基体11。
在该基体11的一面11a侧的表面和另一面11b侧的表面这两表面涂敷了银膏之后进行烧结,形成厚度8μm的均热层13(直接层叠型的均热层131)。
接着,在基体11的一面11a侧和另一面11b侧的各个均热层13的表面涂敷了绝缘玻璃膏之后进行烧结,形成厚度75μm的玻璃釉层(绝缘层141)。
而且,在通过丝网印刷在形成于基体11的一面11a侧的绝缘层141的表面形成了作为发热层12的未焙烧层的图案之后进行烧结,形成发热层12。该发热层12与实施例1相同。
之后,在暴露于基体11的另一面11b侧的绝缘层141的表面和暴露于基体11的一面11a侧的绝缘层141的表面及发热层12的表面涂敷了绝缘玻璃膏之后进行烧结,形成厚度50μm的玻璃釉层(绝缘层142)。
接着,与实施例1同样形成厚度20μm的玻璃釉层(绝缘层143),得到实施例3(图3)的加热器1。
(4)实施例4的加热器(参照图4)
与实施例1相同,将厚度300μm的不锈钢膜作为基体11。
在该基体11的另一面11b侧的表面涂敷了银膏之后进行烧结,形成厚度8μm的均热层13(直接层叠型的均热层131)。
接着,在基体11的一面11a侧的表面和均热层13的表面涂敷了绝缘玻璃膏之后进行烧结,形成厚度75μm的玻璃釉层(绝缘层141)。
而且,在通过丝网印刷在形成于基体11的一面11a侧的绝缘层141的表面形成了作为发热层12的未焙烧层的图案之后进行烧结,形成发热层12。该发热层12与实施例1相同。
之后,在暴露于基体11的另一面11b侧的绝缘层141的表面涂敷了银膏之后进行烧结,形成厚度8μm的均热层13(间接层叠型的均热层132)。
之后,在间接层叠型的均热层132的表面和暴露于基体11的一面11a侧的绝缘层141的表面及发热层12的表面涂敷了绝缘玻璃膏之后进行烧结,形成厚度50μm的玻璃釉层(绝缘层142)。
接着,与实施例1同样形成厚度20μm的玻璃釉层(绝缘层143),得到实施例4(图4)的加热器1。
(5)比较例1的加热器(参照图15)
与实施例1相同,将厚度300μm的不锈钢膜作为基体11。
在该基体11的一面11a侧的表面和另一面11b侧的表面这两表面涂敷了绝缘玻璃膏之后进行烧结,形成厚度75μm的玻璃釉层(绝缘层141)。
而且,在通过丝网印刷在形成于基体11的一面11a侧的绝缘层141的表面形成了作为发热层12的未焙烧层的图案之后进行烧结,形成发热层12。该发热层12与实施例1相同。
之后,在暴露于基体11的一面11a侧的绝缘层141的表面和发热层12的表面以及暴露于基体11的另一面11b侧的绝缘层141的表面涂敷了绝缘玻璃膏之后进行烧结,形成厚度50μm的玻璃釉层(绝缘层142)。
接着,与实施例1同样形成厚度20μm的玻璃釉层(绝缘层143),得到比较例1(图15)的加热器。
[2]均热层的效果确认
对在上述[1]中得到的实施例1~4和比较例1的加热器分别施加交流45V的电压,在各加热器1的表面的最高温度达到了260℃的时刻利用热示踪剂(日文:サーモトレーサー)(NEC Avio红外线技术株式会社制、型号“TH9100MR”)总体地获取各加热器1整体的温度数据。之后,根据得到的数据挑出各加热器1的扫掠方向(D1)的宽度中央部的温度数据并进行图表化,算出该图表中的最高温度与最低温度的温度差。
对每个加热器进行3次上述测量,算出得到的温度差的平均值,并作为图表表示在图13中。其结果可知,相对于比较例1的加热器的温度差为18.03℃,实施例1为13.10℃,实施例2为13.00℃,实施例3为12.43℃,实施例4为12.50℃。即,实施例1为27.3%,实施例2为27.9%,实施例3为31.1%,实施例4为30.7%,能够缩小各自的温度差,均获得了优异的均热效果。
[3]均热层的厚度与形成位置的相关性
(1)实施例5的加热器(参照图1)
除了在基体11的另一面11b侧的表面形成厚度8μm的均热层13(直接层叠型的均热层131)之外,与实施例1同样,从而得到实施例5的加热器1。即,实施例5的加热器1具有总厚度8μm的直接层叠型的均热层131。
(2)实施例6的加热器(参照图3)
除了在基体11的一面11a的表面和另一面11b的表面分别形成厚度8μm的均热层13(直接层叠型的均热层131)之外,与实施例3同样,从而得到实施例6的加热器1。即,实施例6的加热器1具有总厚度16μm的直接层叠型的均热层131。
(3)实施例7的加热器(参照图5)
与实施例1相同,将厚度300μm的不锈钢膜作为基体11。
在该基体11的一面11a侧的表面和另一面11b侧的表面这两表面涂敷了绝缘玻璃膏之后进行烧结,形成厚度75μm的玻璃釉层(绝缘层141)。
而且,在通过丝网印刷在形成于基体11的一面11a侧的绝缘层141的表面形成了作为发热层12的未焙烧层的图案之后进行烧结,形成发热层12。该发热层12与实施例1相同。
而且,在通过丝网印刷在形成于基体11的另一面11b侧的绝缘层141的表面涂敷了银膏之后进行烧结,形成厚度8μm的均热层13(间接层叠型的均热层132)。
之后,在暴露于基体11的一面11a侧的绝缘层141的表面和发热层12的表面以及暴露于基体11的另一面11b侧的均热层13的表面涂敷了绝缘玻璃膏之后进行烧结,形成厚度50μm的玻璃釉层(绝缘层142)。
接着,与实施例1同样,从而形成厚度20μm的玻璃釉层(绝缘层143),得到实施例7(图5)的加热器。即,实施例7的加热器1具有总厚度8μm的间接层叠型的均热层132。
(4)实施例8的加热器(参照图6)
与实施例1相同,将厚度300μm的不锈钢膜作为基体11。
在该基体11的一面11a侧的表面和另一面11b侧的表面这两表面涂敷了绝缘玻璃膏之后进行烧结,形成厚度75μm的玻璃釉层(绝缘层141)。
而且,在通过丝网印刷在形成于基体11的一面11a侧的绝缘层141的表面形成了作为发热层12的未焙烧层的图案之后进行烧结,形成发热层12。该发热层12与实施例1相同。
而且,在通过丝网印刷在形成于基体11的另一面11b侧的绝缘层141的表面涂敷了银膏之后进行烧结,形成厚度8μm的均热层13(间接层叠型的均热层132)。
之后,在暴露于基体11的一面11a侧的绝缘层141的表面和发热层12的表面以及暴露于基体11的另一面11b侧的均热层13的表面涂敷了绝缘玻璃膏之后进行烧结,形成厚度50μm的玻璃釉层(绝缘层142)。
接着,与实施例1同样,从而形成厚度20μm的玻璃釉层(绝缘层143)。
而且,在通过丝网印刷在形成于基体11的另一面11b侧的玻璃釉层(绝缘层143)的表面涂敷了银膏之后进行烧结,形成厚度8μm的均热层13(间接层叠型的均热层132),得到实施例8(图6)的加热器。即,实施例8的加热器1具有总厚度16μm的间接层叠型的均热层132。
(5)实施例9的加热器(参照图5)
除了在3次涂敷了银膏之后进行烧结,形成厚度24μm的均热层13(间接层叠型的均热层132)之外,与实施例7同样,从而得到实施例9的加热器。即,实施例9的加热器1具有总厚度24μm的间接层叠型的均热层132。
(6)实施例10的加热器(参照图1)
除了在基体11的另一面11b侧的表面形成厚度24μm的均热层13(直接层叠型的均热层131)之外,与实施例1同样,从而得到实施例10的加热器1。即,实施例10的加热器1具有总厚度24μm的直接层叠型的均热层131。
(7)实施例11的加热器(参照图3)
除了在基体11的一面11a的表面和另一面11b的表面分别形成厚度36μm的均热层13(直接层叠型的均热层131)之外,与实施例3同样,从而得到实施例11的加热器1。即,实施例11的加热器1具有总厚度72μm的直接层叠型的均热层131。
(8)实施例12的加热器(参照图3)
除了在基体11的一面11a的表面和另一面11b的表面分别形成厚度54μm的均热层13(直接层叠型的均热层131)之外,与实施例3同样,从而得到实施例11的加热器1。即,实施例11的加热器1具有总厚度108μm的直接层叠型的均热层131。
(9)实施例13的加热器(参照图5)
除了形成厚度54μm的均热层13(间接层叠型的均热层132)之外,与实施例7同样,从而得到实施例13的加热器。即,实施例13的加热器1具有总厚度54μm的间接层叠型的均热层132。
(10)实施例14的加热器(图6参照)
除了在绝缘层141的另一面侧的表面形成厚度54μm的均热层13(间接层叠型的均热层132),在玻璃釉层(绝缘层143)的另一面侧的表面形成厚度18μm的均热层13(间接层叠型的均热层132)之外,与实施例8同样,从而得到实施例14的加热器。即,实施例14的加热器1具有总厚度72μm的间接层叠型的均热层132。
(11)测量1
使用在上述[3](1)~(5)中得到的实施例5~9的加热器对均热层的厚度与形成位置的相关性进行了研究。进行与上述[2]相同的测量并求出最高温度与最低温度的温度差。而且,将其结果作为图表表示在图14中。
在图14中,连结实施例5~实施例6的线表示使用直接层叠型的均热层131的情况下的均热化效果与均热层的厚度的相关性。另一方面,连结实施例7~实施例9的线表示使用间接层叠型的均热层132的情况下的均热化效果与均热层的厚度的相关性。
根据该图14的结果可知,在将直接层叠型的均热层131的厚度和间接层叠型的均热层132的厚度设为相同的厚度的情况下,进一步减小温度差的效果较高的是直接层叠型的均热层131。
(12)测量2
使用在上述[1](5)中得到的比较例1的加热器、在上述[3](1)~(10)中得到的实施例5~14的加热器对均热层的厚度与形成位置的相关性进行了研究。进行与上述[2]相同的测量,求出最高温度与最低温度的温度差(对每个加热器进行3次测量,得到的各数据的温度差的平均值)。而且,将其结果作为图表表示在图18中。
根据该图18的结果可知,无论是直接层叠型的均热层131还是间接层叠型的均热层132,相对于比较例1而言,通过设置厚度极薄为8μm的均热层13,从而发挥了飞跃性的均热作用(温度差的减小作用)。即,相对于比较例1的温度差为18.3℃。在实施例5(直接层叠型均热层为8μm)中是11.2℃,在实施例7(间接层叠型均热层为8μm)中是13.0℃。可以说在实施例5中获得了38.8%的均热作用,在实施例7中获得了29.0%的均热作用。而且,根据图18可知,直到总厚度为30μm左右为止都获得了该显著的均热作用。
但是,根据图18可知,无论是直接层叠型的均热层131还是间接层叠型的均热层132,相对于均热层厚度的增大,获得的均热作用都逐渐减小。即,相对于比较例1而言的实施例7、实施例8及实施例9的各均热作用、相对于比较例1而言的实施例5、实施例6及实施例10的各均热作用极为优异,与它们的均热作用相比,相对于实施例11而言的实施例12的均热作用、相对于实施例13而言的实施例14的均热作用减小。此外,使用直接层叠型的均热层131和间接层叠型的均热层132这两者并形成总厚度200μm的均热层13的例子中,同样的温度差为6.7℃。
因此,可以说在无论是直接层叠型的均热层131还是间接层叠型的均热层132,若想获得更有效的均热作用,则优选的是将均热层的总厚度设为150μm以下(通常1μm以上),更优选设为60μm以下,进一步优选设为40μm以下,特别优选设为30μm以下。
[4]均热层的平面形状与均热作用的相关
设于上述实施例1~实施例14的加热器1的均热层13的平面形状均是图17的(a)所示的长方形状(整面涂覆方式)。相对于此,图9的均热层的平面形状、图17的(b)~图17的(g)的均热层的平面形状均是具有欠缺部133X(包含133H和133S)的方式。如此,如下地评价均热层的平面形状与均热作用的相关。
(1)实施例15的加热器(参照图5)
与实施例7同样,从而得到具有厚度16μm的均热层132的实施例15的加热器。即,实施例15具有厚度16μm、平面形状是长方形状(整面涂覆方式)的间接层叠型的均热层132。
(2)实施例16的加热器(参照图5)
除了将均热层13(间接层叠型的均热层132)的平面形状设为图17的(e)所示的条形状之外,与实施例7同样,从而得到具有厚度16μm的均热层132的实施例15的加热器。另外,就平面形状的面积率而言,在将实施例15的加热器的均热层132设为100%的情况下,实施例16的加热器的均热层132是60.0%。
(3)测量3
使用在上述[4](1)中得到的实施例15的加热器(图5参照)和在上述[4](2)中得到的实施例16的加热器(参照图5)进行与上述[2]相同的测量,求出最高温度与最低温度的温度差(对每个加热器进行3次的测量,得到的各数据的温度差的平均值)。
其结果,实施例15的温度差是10.7℃。另一方面,实施例16的温度差是11.5℃。即可知,尽管实施例16的加热器的均热层132的面积率是实施例15的面积率的60%,但也发挥相同级别的均热作用。具体地讲可知,相对于实施例15的加热器的均热层132每面积率1%的均热效果是0.11℃,实施例16的加热器的均热层132每面积率1%的均热效果是0.19℃,而能够利用更少的材料效率良好地进行均热化。根据该结果可知,通过形成欠缺部133X,使平面形状最佳化,从而获得更高的均热作用。
另外,由于上述的各实施例和比较例的加热器的均热层13均是烧结涂敷的银膏而形成的,因此成为具有多个金属颗粒相连形成的金属多孔部135a和配置在金属多孔部的间隙的非金属部135b的方式(参照图16的(a)和图16的(b))。其中,金属多孔部135a是银颗粒相连的方式,具体地讲,呈现图16的(b)的方式。另一方面,非金属部135b由玻璃形成。
另外,在本发明中,并不限于上述具体的实施方式所示的方式,可以根据目的、用途相应地设为在本发明的范围内进行各种变更而成的实施方式。
此外,本发明包含以下的发明。
(1)一种加热器,其主旨在于,构成基体的材料是不锈钢。
(2)一种加热器,其主旨在于,将基体的另一面侧的表面设为与被加热物相对的相对面。
(3)一种加热器,其主旨在于,构成均热层的材料是从由银、铜、铝以及含有这些金属中的至少1种的合金中选择的。
(4)一种加热器,其主旨在于,在将均热层的厚度设为D1、将基体的厚度设为D2情况下,D1与D2之比D1/D2为0.6以下。
(5)一种加热器,其主旨在于,发热层具备并联地电连接的多个电阻发热单元,
各电阻发热单元是电阻发热布线,该电阻发热布线通过与扫掠方向大致垂直地配置的多个横布线部和将横布线部之间连接的纵布线部连结而形成为蜿蜒状。
(6)一种加热器,其主旨在于,横布线部长于纵布线部。
(7)一种加热器,其主旨在于,纵布线相对于扫掠方向倾斜。
(8)构成各电阻发热单元的各电阻发热布线具有正的电阻发热系数。
附图标记说明
1、加热器;1a、加热器的一面;1b、加热器的另一面(加热面);11、基体;11a、基体的一面;11b、基体的另一面;12、发热层;121、电阻发热布线;122、横布线部;123、纵布线部;124、电阻发热单元;125、非形成部;13、均热层;131、直接层叠型的均热层;132、间接层叠型的均热层;133X、欠缺部;133H、通孔;133S、切口;135a、金属多孔部;135b、非金属部;14、141、142、143、绝缘层(玻璃釉层);2、被加热物;4、图像形成装置;41、激光扫掠仪;42、反射镜;43、带电装置;44、感光鼓;45、显影器;46、转印鼓;47、转印用辊;5、定影装置(定影部件)51、定影用辊52、加压用辊53、加热器保持件54、加压用辊;P、记录用介质;D1、扫掠方向;D2、宽度方向。
Claims (9)
1.一种加热器,其用于在与被加热物相面对的状态下使所述被加热物和该加热器中的至少一者进行扫掠来加热所述被加热物,该加热器的特征在于,
包括:
基体;
发热层,其配置在所述基体的一面侧;以及
均热层,其配置在所述基体和所述发热层的层间和所述基体的另一面侧中的至少一者,由导热率比构成所述基体的材料的导热率大的材料形成。
2.根据权利要求1所述的加热器,其中,
作为所述均热层具有直接层叠在所述基体上的直接层叠型的均热层。
3.根据权利要求1或2所述的加热器,其中,
作为所述均热层具有在与所述基体之间隔着玻璃釉层层叠的间接层叠型的均热层。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的加热器,其中,
所述均热层具有包含切口或者贯穿表背的通孔的欠缺部,
与所述均热层的一面侧邻接的层和与所述均热层的另一面侧邻接的层借助所述欠缺部相接合。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的加热器,其中,
所述均热层具有多个金属颗粒相连形成的金属多孔部和配置在所述金属多孔部的间隙的非金属部。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的加热器,其中,
所述发热层具备并联地电连接的多个电阻发热单元,
各所述电阻发热单元具有电阻发热布线,该电阻发热布线通过与所述扫掠方向大致垂直地配置的多个横布线部和将所述横布线部之间连接的纵布线部连结而形成为蜿蜒状,
在相邻的所述电阻发热单元相互之间具有未形成所述电阻发热布线的非形成部。
7.一种定影装置,其中,
该定影装置具备权利要求1~6中任一项所述的加热器。
8.一种图像形成装置,其中,
该图像形成装置具备权利要求1~6中任一项所述的加热器。
9.一种加热装置,其中,
该加热装置具备权利要求1~6中任一项所述的加热器。
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