JP2000077168A - 発熱体、定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】加熱効果が良好であるとともに、配線基板から
の抵抗発熱体の剥離を防止でき、かつ製造が容易な発熱
体及びこれを用いた定着装置、画像形成装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】発熱体は、窒化アルミニウムからなる配線
基板と；配線基板上に形成された厚膜導体パターンと；
導体パターン上に形成された厚膜抵抗発熱体と；を具備
している。発熱体は、複写機、プリンタ等の定着装置、
画像形成装置に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、発熱体及びこれを
用いた定着装置、画像形成装置に関する。

【従来の技術】

【０００１】複写機、プリンタ又はファクシミリなどの
画像形成装置において、トナーを定着させるための発熱
体として、電気絶縁性の細長い配線基板に長手方向に沿
って銀・パラジウム系合金を主成分とした厚膜抵抗発熱
体を形成したものがある。

【０００２】一方、絶縁部材上にチタンからなる密着層
を形成し、その上にチタン化合物等からなる抵抗体層を
真空蒸着、イオンスパッタリング法等により薄膜形成す
るものとして、特開平３−４３９８５号公報に記載のも
のがある。

【発明が解決しようとする課題】

【０００３】しかし、前者の発熱体では、その材料の成
分比率によってその抵抗発熱体のシート抵抗値が変化
し、所定の抵抗値を得ようとすると、窒化アルミニウム
の配線基板においては、前記成分比率によっては配線基
板との密着強度が弱く、配線基板から抵抗発熱体が剥離
してしまう不都合が生じた。

【０００４】また、後者のものでは、絶縁部材上に密着
層を形成するものの、抵抗体層は薄膜形成によるのでそ
の製造が複雑である問題が残る。

【０００６】 本発明は、窒化アルミニウムからなる配
線基板上に導体パターンを形成し、この導体パターン上
に厚膜抵抗発熱体を形成した構成であり、加熱効果が良
好であるとともに、配線基板からの抵抗発熱体の剥離を
防止でき、かつ製造が容易な発熱体及びこれを用いた定
着装置、画像形成装置を提供することを目的とする。

【課題を達成するための手段】

【０００７】請求項１の発明の発熱体は、窒化アルミニ
ウムからなる配線基板と；配線基板上に形成された厚膜
導体パターンと；導体パターン上に形成された厚膜抵抗
発熱体と；を具備していることを特徴とする。

【０００８】本発明及び以下の各発明において、特に指
定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。

【０００９】配線基板は、窒化アルミニウムからなり、
その形状は、定着装置及び画像形成装置に用いるのに適
することが望ましいが、特に画一的に限定されない。

【００１０】抵抗発熱体は、特に材料や形状を問わない
が、厚膜で、最も好適なのは銀・パラジウム系合金を主
成分とする導電性ペーストによって形成することであ
る。この厚膜の抵抗発熱体によれば、通常多用されてい
るＡ４サイズを中心とする用紙にトナーを良好に定着さ
せ得るような長寸の発熱体において、抵抗発熱体の抵抗
値を所要の昇温が得られるように設定しやすい。

【００１１】導体パターンは、特に材料や形状を問わな
いが、抵抗発熱体と同様に、好ましくは銀・パラジウム
系合金を主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷
法によって印刷、焼成することによって厚膜形成するこ
とである。

【００１２】本発明の発熱体は、定着用として好適であ
るが、これに限定されるものではなく、たとえば合成樹
脂フィルム用のラミネータなどあらゆる加熱用途に適応
する。

【００１３】請求項２の定着装置は、請求項１に記載の
発熱体と；発熱体と圧接関係を有して配設された加圧用
ローラと；を具備していることを特徴とする。

【００１４】請求項３の画像形成装置は、形成された静
電潜像にトナーを付着させて反転画像を形成し、反転画
像を被定着体に転写して所定の画像を形成する画像形成
手段と；被定着体に付着したトナーを溶融させて画像を
定着させる請求項２記載の定着装置と；を具備している
ことを特徴とする。

【発明の実施の形態】

【００１５】以下、本発明の実施の形態を図を参照して
説明する。図１は本発明の発熱体の実施の形態を示す正
面図である。図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であ
る。

【００１６】図１及び図２において、１は配線基板、２
は導体パターン、３は抵抗発熱体、４は保護膜である。

【００１７】配線基板１は、窒化アルミニウムからなる
細長い薄板である。窒化アルミニウムは、高熱伝導と電
気絶縁性に優れ、シリコンに近い熱膨張係数を示すこと
で特長付けられている。

【００１８】導体パターン２は、パラジウムを１重量％
未満を含有する銀・パラジウム系合金を主成分とする導
電性ペーストを配線基板１の表面にスクリーン印刷し、
乾燥後焼成して厚膜形成したものである。

【００１９】導体パターン２は、第一の導体パターン２
ａと第二の導体パターン２ｂとから構成されている。第
一の導体パターン２ａは、配線基板１の長手方向に沿っ
て設けられ、両端を幅方向に屈曲して電極を構成してい
る。第二の導体パターン２ｂは、第一の導体パターン２
ａの電極間に配設されており、両端を幅広の電極として
いる。

【００２０】抵抗発熱体３は、パラジウムを５０乃至６
０重量％含有する銀・パラジウム系合金を主成分とする
導電性ペーストを導体パターン２上にスクリーン印刷
し、乾燥後焼成して形成した厚膜の抵抗発熱体である。

【００２１】抵抗発熱体３は、第一の抵抗発熱体３ａと
第二の抵抗発熱体３ｂとからなり、第一の抵抗発熱体３
ａは、第一の導体パターン２ａ上に、第二の抵抗発熱体
３ｂは、第二の導体パターン２ｂ上にそれぞれ細長帯状
をなして厚膜形成されている。

【００２２】そして、第一の抵抗発熱体３ａ、第二の抵
抗発熱体３ｂともに第一の導体パターン２ａ、第二の導
体パターン２ｂより相対的に幅を狭く形成している。ま
た、抵抗発熱体３の厚みは約１０μｍであり、導体パタ
ーン２の厚みは約６μｍである。導体パターン２は、抵
抗発熱体３より薄く形成してあるが、導体パターン２の
厚みはできるだけ薄く形成するのが望ましい。導体パタ
ーン２を薄く形成すると、その抵抗値が上昇し電流が流
れにくくなり、一方、抵抗発熱体３に流れる電流が増加
するからである。

【００２３】保護膜４は、抵抗発熱体３を形成した後、
フリットガラスを被覆して焼き付けてなるもので、抵抗
発熱体３の絶縁抵抗を高めるとともに、耐摩耗性を向上
させるものである。

【００２４】なお、抵抗発熱体３の幅は、導体パターン
２とほぼ同じであってもよく、また、逆に抵抗発熱体３
の幅が導体パターン２の幅より広くても、抵抗発熱体３
の配線基板１への密着性等の機能が損なわれなければよ
い。

【００２５】さらに、保護膜４は、抵抗発熱体３のみな
らず、導体パターン２を含む配線基板１の全表面を被覆
するようにしてもよい。

【００２６】以上のように、本実施の形態によれば、配
線基板１を窒化アルミニウムで形成したので、配線基板
１は熱伝導性に優れ、短時間に熱が均一化され、発熱体
としての加熱効果が良好となり、かつ短時間に熱が均一
化されることにより、熱の不均一による温度差に起因す
る配線基板の割れを防止できる。

【００２７】また、抵抗発熱体３の下に形成した導体パ
ターン２は、銀・パラジウム系合金を主成分としている
ので、ガラス材料等で導体パターンを形成するのに比較
して、抵抗発熱体３の熱を配線基板１に良好に伝達する
ことができる。

【００２８】さらに、上記のように、窒化アルミニウム
の配線基板１、銀・パラジウム系合金の導体パターン２
は熱伝導性がよいので、抵抗発熱体２からの熱が良好に
伝わり、配線基板１の表裏両面を加熱作用面として用い
ることが可能である。

【００２９】次に、一般的に、種々の装置によって、要
求される抵抗発熱体の抵抗値が異なる。この場合、要求
される抵抗値に設定するには抵抗発熱体中の銀・パラジ
ウム等の成分比を変える必要がある。しかし、成分比に
よっては抵抗発熱体と配線基板との密着性が弱くなり、
抵抗発熱体が剥離してしまう現象が生じる。

【００３０】ここで、本実施の形態においては、導体パ
ターン２は、ほとんど発熱に関与しないので抵抗値を考
慮することなく、つまり、配線基板１との密着性に注目
して成分比を設定することができるので、導体パターン
２と配線基板１との密着性を良好に確保できる。そし
て、抵抗発熱体３は、このような導体パターン２上に形
成されるので、抵抗発熱体３の抵抗値を変化させても導
体パターン２との間で密着性を保つことができ、したが
って、抵抗発熱体３を所定の抵抗値に設定でき、かつ配
線基板１から剥離することを防止できる。また、抵抗発
熱体を３を使用温度まで発熱させた場合、導体パターン
２がほとんど発熱しないような抵抗値に設定すれば、抵
抗発熱体３の抵抗値の設定が容易となる。

【００３１】また、抵抗発熱体３は、厚膜形成したの
で、真空蒸着、イオンスパッタリング法等による薄膜形
成によるものに比較して製造が容易になる利点がある。

【００３２】図３は、本発明の定着装置の一実施の形態
を示す断面図である。図において、１１は発熱体で、図
１及び図２に示す構造を有している。１２は加圧ローラ
で、発熱体１１と圧接関係を有しており、両者の間に被
定着体１３を狭圧しながら搬送することにより、被定着
体１３に付着しているトナー１３ａが発熱体の熱によっ
て溶融し、定着が行われる。なお、被定着体１３と加圧
ローラ６２との間にポリイミド樹脂などからなる搬送シ
ート１４ａを介在させてある。１４は発熱体１１の支持
体である。１５は定着装置本体で、以上の各構成要素を
収容している。

【００３３】図４は、本発明の画像形成装置の第１の実
施の形態である複写機の概念図である。図において、１
６は読み取り装置、１７は画像形成手段、１８は定着装
置、１９は画像形成装置本体である。読み取り装置１６
は、原紙を光学的に読み取って画像信号を形成する。画
像形成手段１７は、画像信号に基づいて感光ドラム１７
ａ上に静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーを付着
させて反転顕像を形成し、これを紙などの被定着体に転
写して画像を形成する。 定着装置１８は、図３に示し
た構造を有し、被定着体に付着したトナーを加熱溶融し
て定着する。画像形成装置本体１９は、以上の各装置お
よび手段１６、１７および１８を収納するとともに、搬
送装置、電源装置および制御装置などを備えている。

【００３４】図５は、本発明の画像形成装置の第２の実
施の形態であるプリンタの概念図である。図において、
２１は画像形成手段、２２は定着装置、２３はプリンタ
本体である。画像形成手段２１は、レーザスキャナ２１
ａおよび感光ドラム２１ｂなどを含んで構成され、外部
から入力された画像信号に基づいて画像を形成する。定
着装置２２は、図４に示す構造を備えている。プリンタ
本体２３は、画像形成手段２１および定着装置２２を収
納するとともに、搬送装置、電源装置および制御装置な
どを備えている。

【００３５】なお、上述の定着装置における発熱体は、
その抵抗発熱体形成面側を加圧ローラに圧接するように
したが、窒化アルミニウムからなる配線基板は、熱伝導
性が良好であるため、抵抗発熱体形成面とは逆の面、す
なわち、裏面を加圧ローラに圧接するようにしてもよ
い。

【発明の効果】請求項１乃至請求項３の各発明によれ
ば、加熱効果が良好であるとともに、配線基板からの抵
抗発熱体の剥離を防止でき、かつ製造が容易な発熱体及
びこれを用いた定着装置、画像形成装置を提供すること
ができる。請求項２の発明によれば、請求項１の効果を
有する定着装置を提供することができる。請求項３の発
明によれば、請求項１乃至請求項２の効果を有する画像
形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の発熱体の実施の形態を示す正面図

【図２】本発明の発熱体の実施の形態を示す断面図

【図３】本発明の定着装置の実施の形態を示す概念図

【図４】本発明の画像形成装置の第１の実施の形態であ
る複写機の概念図

【図５】本発明の画像形成装置の第２の実施形の態であ
るプリンタの概念図

【符号の説明】

１…配線基板 ２…導体パターン ３…抵抗発熱体 ４…保護膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H033 AA23 BA26 BE03 3K058 AA45 BA18 CE13 DA21 3K092 PP18 QA05 QB02 QB32 QB59 QC48 QC65 RF03 RF11 RF17 RF22 TT07 VV01 VV31

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】窒化アルミニウムからなる配線基板と；配
   線基板上に形成された厚膜導体パターンと；導体パター
   ン上に形成された厚膜抵抗発熱体と；を具備しているこ
   とを特徴とする発熱体。
2. 【請求項２】請求項１に記載の発熱体と；発熱体と圧接
   関係を有して配設された加圧用ローラと；を具備してい
   ることを特徴とする定着装置。
3. 【請求項３】形成された静電潜像にトナーを付着させて
   反転画像を形成し、反転画像を被定着体に転写して所定
   の画像を形成する画像形成手段と；被定着体に付着した
   トナーを溶融させて画像を定着させる請求項２記載の定
   着装置と；を具備していることを特徴とする画像形成装
   置。