JP2009076292A

JP2009076292A - ヒータ

Info

Publication number: JP2009076292A
Application number: JP2007243511A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Aritaki; 康之有瀧
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-04-09

Abstract

【課題】温度検出の精度を高めることが可能なヒータを提供すること。
【解決手段】基板１と、基板１に支持された発熱抵抗体２と、基板１に支持された検出抵抗体３と、を備えるヒータＡ１であって、検出抵抗体３は、Ａｇ−Ｐｄを含んでおり、かつ通電方向長さが発熱抵抗体２の通電方向長さ以上である。
【選択図】図１

Description

本発明は、たとえばレーザプリンタにおいて記録紙に転写されたトナーを熱定着させるために記録紙を加熱する手段として用いられるヒータに関する。

図５は、従来のヒータの一例を示している（たとえば特許文献１参照）。同図に示されたヒータＸは、基板９１と、基板９１に形成された発熱抵抗体９２および検出抵抗体９３とを備えている。発熱抵抗体９２は、ヒータＸの加熱源である。発熱抵抗体９２は、保護膜９４によって覆われている。検出抵抗体９３は、基板９１のうち発熱抵抗体９２とは反対側の面に形成されている。検出抵抗体９３は、タングステンまたはモリブデンからなり、温度によってその抵抗値が変化する。検出抵抗体９３は、保護膜９５によって覆われている。ヒータＸは、記録紙Ｐにトナーを熱定着させるために用いられる。発熱抵抗体２に交流電源から電力供給されると、発熱抵抗体２が発熱する。発熱状態とされたヒータＸに対して、トナーが転写された記録紙Ｐをプラテンローラ（図示略）によって押し付けると、トナーが記録紙Ｐに定着される。このとき、検出抵抗体９３の抵抗値を監視することにより、基板９１を介して発熱抵抗体９２の温度を検出することができる。

しかしながら、発熱抵抗体２によって加熱される基板９１の温度分布は、発熱抵抗体２の形状によって大きく左右される。検出抵抗体９３は、このような温度分布があったとしても、基板９１の平均温度を適切に検出することが望まれる。また、上述した温度監視を正確に行うには、検出抵抗体９３を比較的抵抗値が高く、かつ１℃あたりの抵抗値の変化の割合である抵抗温度係数（thermal coefficient of resistance：TCR）がさらに高いものとして形成することが望まれる。このように、ヒータＸにおいては、温度監視の精度を高める点においていまだ改善の余地があった。

特開平５−１７３４３９号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、温度検出の精度を高めることが可能なヒータを提供することをその課題とする。

本発明によって提供されるヒータは、基板と、上記基板に支持された発熱抵抗体と、上記基板に支持された検出抵抗体と、を備えるヒータであって、上記検出抵抗体は、Ａｇ−Ｐｄを含んでおり、かつ通電方向長さが上記発熱抵抗体の通電方向長さ以上であることを特徴としている。

このような構成によれば、上記検出抵抗体は、抵抗値および抵抗温度係数が比較的高いものとなる。また、上記発熱抵抗体の形状によって上記基板が広がる方向に温度分布が生じても、上記基板の平均温度を正確に検出することが可能である。したがって、上記検出抵抗体による温度検出の精度を高めることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記検出抵抗体は、上記発熱抵抗体の通電方向長さ全長にわたって上記発熱抵抗体と重なっている。このような構成によれば、上記基板の平均温度を検出するのにより好ましい。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記Ａｇ−Ｐｄ中のＰｄ含有比率が６５ｗｔ％以上である。このような構成によれば、上記検出抵抗体の抵抗温度係数を３００ｐｐｍ／℃以上とすることが可能であり、温度検出の精度を高めるのに有利である。

本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。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１および図２は、本発明に係るヒータの第１実施形態を示している。本実施形態のヒータＡ１は、基板１、発熱抵抗体２、検出抵抗体３、および保護膜４１，４２を備えている。なお、図１においては、理解の便宜上保護膜４１，４２を省略している。

基板１は、長矩形状とされており、絶縁材料からなる。絶縁材料の例としては、たとえばＡｌＮ、Ａｌ₂Ｏ₃が挙げられる。基板１は、たとえばＡｌＮまたはＡｌ₂Ｏ₃を含む基板材料を焼成することによって形成される。

発熱抵抗体２は、基板１上に形成されており、本実施形態においては、互いに平行に延びる１対の帯状とされている。発熱抵抗体２は、抵抗体材料とガラスとを含んでいる。上記抵抗体材料は、Ａｇ−Ｐｄであり、このＡｇ−Ｐｄ中のＰｄ含有比率がたとえば６５ｗｔ％以上とされている。発熱抵抗体２中の上記ガラスの含有比率は、２０ｗｔ％以下とされている。このガラスとしては、ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−Ｒ、またはＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｒ（Ｒは、ＺｎＯ₂、Ｌｉ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂のいずれか）に代表される結晶化ガラスを用いることが好ましい。発熱抵抗体２は、Ａｇ−Ｐｄとガラスとを含む抵抗体ペーストを基板１に塗布した後に、焼成することによって形成される。

発熱抵抗体２の１対の帯状部は、連結部２２によって連結されている。また、発熱抵抗体２の１対の帯状部の一端は、それぞれ電極２１に繋がっている。電極２１および連結部２２は、Ａｇからなる薄膜である。さらに、電極２１および連結部２２には、抵抗温度係数を０に近づける目的により、Ｐｄを混入してもよい。

検出抵抗体３は、基板１のうち発熱抵抗体２が形成された面とは反対側の面に形成されている。本実施形態においては、検出抵抗体３は、互いに平行に延びる１対の帯状とされている。同図からよく理解されるように、発熱抵抗体２と検出抵抗体３とは、互いに同じ形状とされており、基板１が広がる方向において一致するように配置されている。検出抵抗体３は、抵抗体材料とガラスとを含んでいる。上記抵抗体材料は、Ａｇ−Ｐｄであり、このＡｇ−Ｐｄ中のＰｄ含有比率が９０ｗｔ％程度とされている。このＰｄ含有比率は、６５ｗｔ％以上であることが好ましい。また、検出抵抗体３中の上記ガラスの含有比率は１〜１０ｗｔ％である。検出抵抗体３は、発熱抵抗体２と同様に、Ａｇ−Ｐｄとガラスとを含む抵抗体ペーストを基板１に塗布した後に、焼成することによって形成される。

検出抵抗体３の１対の帯状部は、連結部３２によって連結されている。また、検出抵抗体３の１対の帯状部の一端は、それぞれ電極３１に繋がっている。電極３１および連結部３２は、Ａｇからなる薄膜である。さらに、電極３１および連結部３２には、抵抗温度係数を０に近づける目的により、Ｐｄを混入してもよい。検出抵抗体３は、一方の電極３１から一方の帯状部、連結部３２、および他方の帯状部を経て、他方の電極３１へと電流が流れる。この電流が流れる方向における長さ（以下、通電方向長さ）は、検出抵抗体３と発熱抵抗体２とで同一とされている。

保護膜４１，４２は、それぞれ発熱抵抗体２および検出抵抗体３を保護するためのもの
であり、たとえば結晶化ガラスまたは非晶質ガラスからなる。図２に示すように、保護膜４１には、記録紙Ｐが押し当てられる。保護膜４１，４２は、たとえば発熱抵抗体２および検出抵抗体３を覆うようにガラスペーストを塗布した後に、これを焼成することによって形成される。

次に、ヒータＡ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、検出抵抗体３は、発熱抵抗体２と実質的に同じ形状とされている。このため、発熱抵抗体２を発熱させたときに基板１に温度分布が生じても、検出抵抗体３によって、基板１の平均温度を比較的正確に検出することが可能である。

また、検出抵抗体３は、Ｐｄ含有比率が９０ｗｔ％のＡｇ−Ｐｄを含んでいるため、抵抗温度係数が顕著に大となっている。また、Ｐｄ含有比率が高いほど、検出抵抗体３の抵抗値が高くなる。これらにより、基板１および発熱抵抗体２の温度変化による検出抵抗体３の抵抗値変化をより大きくすることが可能である。なお、Ｐｄ含有比率を６５ｗｔ％以上とすれば、検出抵抗体３の抵抗温度係数を３００ｐｐｍ／℃以上とすることができる。この程度の抵抗温度係数を有する検出抵抗体３は、温度変化による抵抗値変化を読み取るのに適している。以上より、ヒータＡ１は、基板１および発熱抵抗体２の温度を正確に検出するのに適している。

また、発熱抵抗体２と検出抵抗体３とは、同種類の材料によって形成されている。このため、発熱抵抗体２と検出抵抗体３とを、異なる種類の材料によって形成する場合と比べて、製造工程を簡素化することが可能である。

図３および図４は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

図３は、本発明に係るヒータの第２実施形態を示している。本実施形態のヒータＡ２は、検出抵抗体３の形状が上述した実施形態と異なっている。なお、同図においては理解の便宜上、保護膜４１，４２を省略している。

本実施形態においては、検出抵抗体３は、互いに平行に延びる４本の帯状とされている。これらの帯状部は、３つの連結部３２を介して互いに直列に接続されている。

このような実施形態によっても、基板１の平均温度を正確に検出することができる。本実施形態においては、検出抵抗体３の通電方向長さが、発熱抵抗体２の通電方向長さの約２倍とされている。これにより、発熱抵抗体２が発熱したときに基板１に温度分布が生じても、基板１の平均温度をより正確に検出することができる。

図４は、本発明に係るヒータの第３実施形態を示している。本実施形態のヒータＡ３は、発熱抵抗体２および検出抵抗体３が基板１の同じ側に形成されている点が、上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、発熱抵抗体２、保護膜４１、検出抵抗体３、および保護膜４２の順で積層されている。発熱抵抗体２および検出抵抗体３の形状は、上述した第１実施形態と同様である。基板１は、ＡｌＮからなる。また、基板１の上面は、ポリイミド樹脂からなる保護膜４３によって覆われている。ヒータＡ３は、発熱抵抗体２からの熱を基板１および保護膜４３を介して記録紙Ｐへと伝達する方式とされている。

このような実施形態によっても、基板１および発熱抵抗体２の平均温度を正確に検出することができる。ＡｌＮからなる基板１は、熱伝導率が高いため、発熱抵抗体２からの熱を記録紙Ｐへと伝達するのに適している。また、ポリイミド樹脂からなる保護膜４３は、記録紙Ｐをスムースに摺動させるのに適している。

本発明に係るヒータは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るヒータの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

発熱抵抗体２の形状は、平行な帯状に限定されず、蛇行する帯状など様々な形状としてもよい。検出抵抗体３は、発熱抵抗体２と同一の形状とした上で発熱抵抗体２と重なる配置とすることが好ましいが、本発明はこれに限定されない。検出抵抗体３の通電方向長さが発熱抵抗体２の通電方向長さ以上であれば、発熱抵抗体２の形状によって生じうる温度分布によって温度検出精度が低下することを抑制することができる。

本発明に係るヒータの第１実施形態を示す、（ａ）は要部平面図であり、（ｂ）は要部底面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。本発明に係るヒータの第２実施形態を示す、（ａ）は要部平面図であり、（ｂ）は要部底面図である。本発明に係るヒータの第３実施形態を示す断面図である。従来のヒータの一例を示す断面図である。

符号の説明

Ａ１，Ａ２，Ａ３ヒータ
１基板
２発熱抵抗体
３検出抵抗体
２１電極
２２連結部
３１電極
３２連結部
４１，４２，４３保護膜

Claims

基板と、
上記基板に支持された発熱抵抗体と、
上記基板に支持された検出抵抗体と、
を備えるヒータであって、
上記検出抵抗体は、Ａｇ−Ｐｄを含んでおり、かつ通電方向長さが上記発熱抵抗体の通電方向長さ以上であることを特徴とする、ヒータ。
上記検出抵抗体は、上記発熱抵抗体の通電方向長さ全長にわたって上記発熱抵抗体と重なっている、請求項１に記載のヒータ。
上記Ａｇ−Ｐｄ中のＰｄ含有比率が６５ｗｔ％以上である、請求項１または２に記載のヒータ。