JP2005183377A - 炭素系発熱体の製造方法、炭素系発熱体、ヒーター、及び加熱装置 - Google Patents
炭素系発熱体の製造方法、炭素系発熱体、ヒーター、及び加熱装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 本発明のヒーターは、少なくとも1つの横糸がそれぞれの縦糸の上下を交互に通り、それぞれの縦糸はその横糸の上下を交互に通るように、連続する複数の糸を織り合わした物を焼成して形成された炭素系発熱体を、ガラス管に封止した構成を有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、炭素繊維がばらけない炭素系発熱体を提供することを目的とする。
本発明は、炭素繊維がばらけないで所定の強度を維持したまま、所定の抵抗値を得ることができる炭素系発熱体を用いたヒーターを提供することを目的とする。
本発明によれば、長手方向に対して任意の発熱量を有する加熱装置を提供することを目的とする。
本発明の1つの観点による炭素系発熱体の製造方法は、発熱部を糸で構成するステップと、前記発熱部に樹脂を添着するステップと、樹脂を添着した前記発熱部を焼成するステップと、を包含する。
ここで「糸」とは発熱体として使用されるもので、炭素繊維あるいは焼成後炭素繊維となる材料である。「発熱部」とは焼成して発熱体となる物を意味する。
この発明によれば、糸を確実に固着することができる。この発明によれば、糸がばらけず、所定の強度を維持し、所定の抵抗値を有する炭素系発熱体の製造方法を実現できる。この発明によれば、任意の発熱量を有する炭素系発熱体の製造方法を実現できる。
この発明によれば、糸を確実に固着することができる。この発明によれば、糸がばらけず、所定の強度を維持し、所定の抵抗値を有する炭素系発熱体の製造方法を実現できる。この発明によれば、任意の発熱量を有する炭素系発熱体の製造方法を実現できる。
この発明によれば、糸を確実に固着することができる。この発明によれば、糸がばらけず、所定の強度を維持し、所定の抵抗値を有する炭素系発熱体の製造方法を実現できる。この発明によれば、任意の発熱量を有する炭素系発熱体の製造方法を実現できる。
この発明によれば、少なくとも1つの糸と連続する他の糸がクロスする故に、炭素系発熱体の糸がばらけたり、断線を起こしたりすることのない所定の強度を有する炭素系発熱体を製造できる。この発明で製造される炭素系発熱体は、所定の抵抗値を得ることができ、用途に応じて任意の発熱量を有する。
本明細書において、「連続する糸」とは、糸の長さが炭素系発熱体の幅と比較して相当長いことを意味する。好ましくは、連続する糸とは、炭素系発熱体の長手方向の両端に達する長さである。
1つの糸が連続する他の糸の上下をクロスするように織り合わせる」とは、例えば複数の糸が少なくとも1つの横糸と複数の縦糸で構成される場合に、1つの横糸が複数の縦糸のそれぞれの上下を交互に(一つおきに上下を)通り、それぞれの縦糸はその横糸の上下を交互に通るように織り合わした物を意味する。
ここで「保持部」とは例えば炭素を含有する樹脂である。この発明によれば、糸がばらけず、所定の強度を維持し、所定の抵抗値を有する炭素系発熱体を実現できる。この発明によれば、任意の発熱量を有する炭素系発熱体を実現できる。
この発明によれば、糸がばらけず、所定の強度を維持し、所定の抵抗値を有する炭素系発熱体を用いたヒーターを実現できる。この発明によれば、任意の発熱量を有する炭素系発熱体を用いたヒーターを実現できる。
この発明によれば、少なくとも1つの糸と連続する他の糸がクロスする故に、炭素系発熱体の糸がばらけたり、断線を起こしたりすることのない所定の強度を有するヒーターを実現できる。この発明のヒーターは、所定の抵抗値を得ることができ、用途に応じて任意の発熱量を有する。
この発明によれば、幅方向に延びる横又は斜めの糸が抜け落ちることのないヒーターを実現できる。
この発明によれば、長手方向に連続する糸が長手方向に所定の引張強度を確保し、幅方向に延びる横又は斜めの糸が、長手方向に連続する糸がばらけることを防止するヒーターを実現できる。幅方向に延びる横又は斜めの糸は、少なくとも1回の折り返しを有する故に抜け落ちることがない。
この発明によれば、所定の加熱方向に高い集熱率を有する指向性のあるヒーターを実現できる。
この発明によれば、発熱量の大きいヒーターを実現できる。
この発明によれば、高い抵抗値の炭素系発熱体を用いた所定の強度を有し発熱量の小さいヒーターを実現できる。
この発明によれば、低い抵抗値の炭素系発熱体を用いた所定の強度を有し発熱量の大きいヒーターを実現できる。
長手方向に延びる縦糸に、幅方向に延びる横糸をクロスさせた箇所は発熱温度が低くなり、横糸がクロスしていない箇所は発熱温度が高くなる。この発明によれば、横糸を織りこむ箇所と織りこまない箇所とを設けることにより、長手方向に対して任意の輻射強度分布を有するヒーターを実現できる。
この発明は、例えば複数の糸を同じ向きに並べて薄板を形成する。ヒーターの長手方向に並べられた糸(縦糸)で形成された薄板と、幅方向に並べられた糸(横糸)で形成された薄板を作成する。縦糸で構成された薄板と横糸で構成された薄板を交互に重ね合わせて平板を形成すると、クロスされた構成の発熱体と同等の剛生強度を有する。これにより、炭素系発熱体の糸がばらけたり、断線を起こしたりすることのないヒーターを実現できる。
これにより、炭素系発熱体の糸がばらけたり、断線を起こしたりすることのないヒーターを実現できる。
これにより、炭素系発熱体の糸がばらけたり、断線を起こしたりすることのないヒーターを実現できる。
この発明によれば、発熱体の揺れを防止し、外力による振動や衝撃に強いヒーターを実現できる。
この発明によれば、任意の抵抗値を有する安価な炭素系発熱体を用いた加熱装置を実現できる。
この発明は、幅方向に延びる横糸が抜け落ちない加熱装置を実現できる。
本発明は、炭素繊維がばらけない炭素系発熱体を実現できるという有利な効果が得られる。
本発明は、炭素繊維がばらけないで所定の強度を維持し、所定の抵抗値を有する炭素系発熱体を用いたヒーターを実現できるという有利な効果が得られる。
本発明によれば、長手方向に対して任意の輻射強度分布を有する加熱装置を実現できるという有利な効果が得られる。
図1及び図2を用いて、本発明の実施の形態1の炭素系発熱体の製造方法、炭素系発熱体、ヒーター、及び加熱装置について説明する。図1は本発明の実施の形態1のヒーターの構造を示す図である。ヒーターは、発熱体2、放熱ブロック3及び内部リード線4をガラス管1に封入して形成される。
一本の横糸2bを複数の縦糸2aの上と下とを順にクロスするように織り合わせる(織り合わせステップ)。横糸2bは、複数の縦糸2aの幅方向の両端で折り返す。織り合わせた縦糸と横糸とに樹脂を薄く均一に添着する(添着ステップ)。織り合わした物(発熱部)を焼成して全体を一体化する(焼成ステップ)。焼成することにより、発熱体は炭化する。実施の形態1の炭素系発熱体は、その長手方向の両端の間で切れ目無く連続する複数の糸のみで形成されている。
本願明細書で記述する糸は発熱体として使用するもので、炭素繊維あるいは焼成後炭素繊維となる材料である。
樹脂を添着後焼成することにより、縦糸2aと横糸2bとを確実に固着することができる。
また別の効果として、前記樹脂を添着後焼成することにより、比重が0.8から2.0となり、その結果、剛性強度が増大する。
図2は保持部材を示す斜視図である。保持部材7は、炭素系物質で形成される。保持部材7には、発熱体2の板厚より僅かに大きい幅の切り欠き部7aが形成されている。この切り欠き部7aに発熱体2を差し込み、保持部材7と発熱体2とを炭素系接着剤で接合する。
縦糸を細くし(又は縦糸の本数を減らし)、横糸を太くする(又は横糸の本数を増やす)ことにより、炭素系発熱体の強度を所定以上に保ったまま、発熱体の発熱量を低下させることが出来る。
縦糸を太くし(又は縦糸の本数を増やし)、横糸を細くする(又は横糸の本数を減らす)ことにより、炭素系発熱体の大きさを一定以下に維持しつつ、発熱体の発熱量を大きくすることが出来る。
樹脂を糸に添着後、複数の糸にて薄板を形成する。例えば、複数の縦糸(長手方向に延びる糸)の薄板と、複数の横糸(幅方向に延びる糸)の薄板をそれぞれ形成する。その薄板を複数枚重ね合わせて積層状の平板を形成する。例えば、複数の縦糸で形成された薄板と、複数の横糸で形成された薄板を交互に重ね合わせる。糸に予め樹脂が添着されているため、この平板は樹脂にて形状を保持(賦形)される。この平板を焼成して炭素系発熱体を形成する。これにより、横糸と縦糸が交互に積層された構成の炭素系発熱体を有するヒーターを作成することが出来る。この方法によれば前記クロスされた構成の発熱体と同等の剛生強度を有すると共に、糸がばらけたり、断線を起こしたりすることのない発熱体を作成することができる。
更に、縦糸と横糸が直角になるように各薄板を形成し重ね合わせても良いし、縦糸と横糸が斜めの角度になるように薄板を形成して重ね合わせても良い。
図3を用いて、本発明の実施の形態2の炭素系発熱体の製造方法、炭素系発熱体、ヒーター、及び加熱装置について説明する。図3は本発明の実施の形態2の加熱装置及びヒーターの構造を示す図である。実施の形態2のヒーターが実施の形態1のヒーターと異なるところは、発熱体である。それ以外の構成については、実施の形態1と同一であるため、説明を省略する。
図4及び図5を用いて、本発明の実施の形態3の炭素系発熱体の製造方法、炭素系発熱体、ヒーター、及び加熱装置について説明する。図4は本発明の実施の形態3のヒーターの構造を示す図である。実施の形態3の加熱装置は、図4(a)と図4(b)に示すヒーターを有する。実施の形態3において加熱装置は、幅の狭い用紙(複写対象物)をテーブルの中央にセットする(幅の広い用紙のセット位置と、幅の狭い用紙のセット位置の中心線が同一である)複写機のトナー定着用の加熱装置である。
図4(a)に示すヒーターの発熱体41は、縦糸の両端部を除く部分に横糸を織り合わせる。図4(b)に示すヒーターの発熱体42は、縦糸の両端部に横糸を織り合わせ、中央部では横糸を織り合わせない。横糸を織り合わせた箇所は織り合わせていない箇所よりも抵抗値が小さくなるため、温度が低くなる。
図6を用いて、本発明の実施の形態4の炭素系発熱体の製造方法、炭素系発熱体、ヒーター、及び加熱装置について説明する。図6は本発明の実施の形態4のヒーターの構造を示す図である。実施の形態4のヒーターが実施の形態1のヒーターと異なる点は、発熱体の構造である。実施の形態4の発熱体61は、長手方向に延びる複数の縦糸61aと斜め方向に延びる1つのバイアス糸61bとで構成される。実施の形態4において、バイアス糸61bは縦糸61aの長手方向に対して所定の角度(図6においては45度)で複数の縦糸の上と下とを順にクロスするように織り合わせる。バイアス糸61bは、複数の縦糸61aの幅方向の両端で折り返す。実施の形態4の炭素系発熱体は、その長手方向の両端の間で切れ目無く連続する複数の糸のみで形成されている。
2、31、41、42、61 発熱体
3 保持ブロック
4 内部リード線
5 モリブデン箔
6 外部リード線
7 保持部材
32 加熱装置
Claims (22)
- 発熱部を糸で構成するステップと、前記発熱部に樹脂を添着するステップと、樹脂を添着した前記発熱部を焼成するステップと、を包含した炭素系発熱体の製造方法。
- 少なくとも1つの糸が連続する他の糸の上下をクロスするように織り合わせて前記発熱部を構成することを特徴とする請求項1に記載の炭素系発熱体の製造方法。
- 発熱部を糸で構成するステップと、前記発熱部に樹脂を含侵するステップと、樹脂を含侵した前記発熱部を焼成するステップと、を包含した炭素系発熱体の製造方法。
- 少なくとも1つの糸が連続する他の糸の上下をクロスするように織り合わせて前記発熱部を構成することを特徴とする請求項3に記載の炭素系発熱体の製造方法。
- 予め樹脂を添着させた糸により発熱部を構成するステップと、前記発熱部を焼成するステップと、を包含した炭素系発熱体の製造方法。
- 少なくとも1つの糸が連続する他の糸の上下をクロスするように織り合わせて前記発熱部を構成することを特徴とする請求項5に記載の炭素系発熱体の製造方法。
- 糸で構成された発熱部と、糸と糸の間を連結補強する炭素を含有する保持部と、で構成されることを特徴とする炭素系発熱体。
- 請求項7に記載の前記炭素系発熱体をガラス管に封止した構成からなることを特徴とするヒーター。
- 前記炭素系発熱体は、少なくとも1つの糸が連続する他の糸の上下をクロスするように、複数の糸を織り合わした物を焼成して形成されたことを特徴とする請求項8に記載のヒーター。
- 前記複数の糸のうち、幅方向に延びる横又は斜めの糸が連続する1つの糸であることを特徴とする請求項9に記載のヒーター。
- 前記炭素系発熱体は、長手方向に連続する糸と少なくとも1回の折り返しを有する幅方向に延びる横又は斜めの糸とを、少なくとも1つの糸が他の糸の上下をクロスするように、織り合わした物を焼成して形成されたことを特徴とする請求項8に記載のヒーター。
- 前記炭素系発熱体が平板状に形成されたことを特徴とする請求項8に記載のヒーター。
- 前記炭素系発熱体を複数層積層して形成されたことを特徴とする請求項8に記載のヒーター。
- 前記炭素系発熱体が、長手方向に延びる細い縦糸と、幅方向に延びる太い横糸とからなることを特徴とする請求項8に記載のヒーター。
- 前記炭素系発熱体が、長手方向に延びる太い縦糸と、幅方向に延びる細い横糸とからなることを特徴とする請求項8に記載のヒーター。
- 前記炭素系発熱体の長手方向における一部分が複数の糸でクロスして形成されることを特徴とする請求項8に記載のヒーター。
- 複数の糸にて薄板を形成し、複数の前記薄板を重ね合わせて構成された積層状の平板を作製し、樹脂にて形状を保持された前記平板を焼成して、前記炭素系発熱体を形成したことを特徴とする請求項8に記載のヒーター。
- 複数の糸に予め樹脂を添着し、前記複数の糸により構成された複数の薄板を重ね合わせて構成された積層状の平板を焼成して、前記炭素系発熱体を形成したことを特徴とする請求項8に記載のヒーター。
- 複数の糸により構成された薄板を複数枚重ね合わせて構成された積層状の平板に樹脂を添着・含浸した後焼成して、前記炭素系発熱体を形成したことを特徴とする請求項8に記載のヒーター。
- 長手方向に延びる前記炭素系発熱体を保持する保持部材を、前記炭素系発熱体の両端部以外の位置に設けたことを特徴とする請求項8に記載のヒーター。
- 請求項8に記載のヒーターを有することを特徴とする加熱装置。
- 複数の糸が、長手方向に延びる縦糸と、幅方向又は斜めに延びる一回のみの折り返しを有する横糸とを含むヒーターを有し、前記横糸の折り返している側を上にして前記ヒーターを配置することを特徴とする請求項21に記載の加熱装置。
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