JP2015197971A - ヒータとそれを備える定着装置、画像形成装置及び加熱装置、並びにヒータの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基体(11)上に配設された複数の発熱部(10)を備えるヒータであって、発熱部毎に分離され、且つ相互に分離されて設けられる導電材料からなる2つの給電用配線(13a、13b)と、各発熱部において、抵抗発熱材料を用いて各給電用配線をつなぐように配線される抵抗発熱配線(12)と、各発熱部について、測定された抵抗発熱配線の抵抗値が所定範囲を上回る場合に、抵抗発熱配線の2点間、及び抵抗発熱配線の1点と給電用配線との間、のうちの少なくとも1つを導電材料により接続する補正ブリッジ(14)と、各発熱部の一方の給電用配線同士及び他方の給電用配線同士を、導電材料により接続する給電用ブリッジ(15)と、を備える。
【選択図】図1
Description
一方、上記のようなヒータの製造においては、形成される抵抗発熱体の抵抗値等に差異が生じるため、高品質なヒータとするためにその抵抗値を調整する必要がある(例えば、特許文献2参照)。
しかし、上記のようなヒータの製造においては、各発熱部の抵抗発熱配線を均一に形成することが困難であるため、発熱領域の全体にわたって発熱特性を均一とするには、各抵抗発熱配線の抵抗値を調整する必要があった。前記特許文献2には、抵抗体パターン上に導電層を積層形成することによって、抵抗値を調整する発明が記載されている。しかしながら、前記のような複数の発熱部が配設されたヒータ等においては、抵抗発熱配線の配線パターンはより細密化している。一方、ヒータの形状や寸法が多様化するのに伴い、印刷等によって抵抗発熱配線を発熱領域の全体にわたって精度よく形成することは、ますます困難になっている。例えば、ヒータの発熱領域が曲面である場合には、所謂円筒印刷技術等を利用して抵抗発熱配線を形成することができるが、発熱領域の全面にわたり精度のよい抵抗発熱配線を形成することは極めて困難である。このため、より生産性に優れ且つ簡単な工程によって製造することが可能であり、しかも複数の発熱部の発熱特性がより均一化されたヒータが求められている。
請求項1に記載のヒータは、基体上に配設された複数の発熱部を備えるヒータであって、前記発熱部毎に分離され、且つ相互に分離されて設けられる導電材料からなる2つの給電用配線と、各前記発熱部において、抵抗発熱材料を用いて各前記給電用配線をつなぐように配線される抵抗発熱配線と、各前記発熱部について、前記配線後に測定された前記抵抗発熱配線の両端間の抵抗値が所定範囲を上回る場合に、前記抵抗発熱配線の2点間、及び前記抵抗発熱配線の1点と前記給電用配線との間、のうちの少なくとも1つを導電材料により接続する1以上の補正ブリッジと、各前記発熱部の一方の前記給電用配線同士及び他方の前記給電用配線同士を、導電材料により接続する給電用ブリッジと、を備えることを要旨とする。
請求項2に記載のヒータは、請求項1において、少なくとも1つの前記補正ブリッジは、前記抵抗発熱配線の線間を結んで形成されることを要旨とする。
請求項3に記載のヒータは、請求項1又は2において、少なくとも1つの前記補正ブリッジは、前記抵抗発熱配線の線上に重ねて形成されることを要旨とする。
請求項4に記載のヒータは、請求項1乃至3のいずれかにおいて、少なくとも2つの前記補正ブリッジは、前記抵抗発熱配線の各端から同じ長さの点と、各端側の前記給電用配線とをそれぞれ接続することを要旨とする。
請求項5に記載のヒータは、請求項1乃至4のいずれかにおいて、被加熱物と対面された状態で、前記被加熱物及び本ヒータのうちの少なくとも一方を所定の掃引方向に掃引させて前記被加熱物を加熱するヒータであって、各前記発熱部は、前記掃引方向とは直交方向に並べて配設され、各前記発熱部において、前記抵抗発熱配線は、前記直交方向に対して所定範囲内の角度で設けられる複数の主パターン部を備えることを要旨とする。
請求項6に記載のヒータは、請求項5において、前記基体の前記掃引方向の断面形状は、前記掃引方向と直交する軸を中心として前記被加熱物との対面側に凸状な円弧形状であり、各前記発熱部は、前記凸状の面上又はその反対側の面上に配設されることを要旨とする。
請求項7に記載のヒータは、請求項1乃至7のいずれかにおいて、前記抵抗発熱材料は温度に依存して抵抗値が変化する導電材料であり、前記補正ブリッジ及び前記給電用ブリッジに用いる導電材料は導電性ペーストであることを要旨とする。
請求項9に記載の画像形成装置は、請求項1乃至7いずれかに記載のヒータを備えることを要旨とする。
請求項10に記載の加熱装置は、請求項1乃至7のいずれかに記載のヒータを備えることを要旨とする。
請求項12に記載のヒータの製造方法は、請求項11において、前記補正ブリッジ形成工程により、少なくとも1つの前記補正ブリッジは、前記抵抗発熱配線の線間を結んで形成されることを要旨とする。
請求項13に記載のヒータの製造方法は、請求項11又は12において、前記補正ブリッジ形成工程により、少なくとも1つの前記補正ブリッジは、前記抵抗発熱配線の線上に重ねて形成されることを要旨とする。
請求項14に記載のヒータの製造方法は、請求項11乃至13のいずれかにおいて、記補正ブリッジ形成工程により、少なくとも2つの前記補正ブリッジは、前記抵抗発熱配線の各端から同じ長さの点と、各端側の前記給電用配線とをそれぞれ接続するように形成されることを要旨とする。
請求項15に記載のヒータの製造方法は、請求項11乃至14のいずれかにおいて、被加熱物と対面された状態で、前記被加熱物及び本ヒータのうちの少なくとも一方を所定の掃引方向に掃引させて前記被加熱物を加熱するヒータの製造方法であって、各前記発熱部は前記掃引方向とは直交方向に並べて配設され、前記抵抗発熱配線形成工程により、各前記発熱部において、前記抵抗発熱配線は、前記直交方向に対して所定範囲内の角度で設けられる複数の主パターン部を備えて形成されることを要旨とする。
請求項16に記載のヒータの製造方法は、請求項11乃至15のいずれかにおいて、前記基体の前記掃引方向の断面形状は、前記掃引方向と直交する軸を中心として前記被加熱物との対面側に凸状な円弧形状であり、各前記発熱部は、前記凸状の面上又はその反対側の面上に配設されることを要旨とする。
請求項17に記載のヒータの製造方法は、請求項11乃至16のいずれかにおいて、前記抵抗発熱材料は温度に依存して抵抗値が変化する導電材料であり、前記補正ブリッジ及び前記給電用ブリッジに用いる導電材料は導電性ペーストであることを要旨とする。
請求項5に記載のヒータによれば、被加熱物のサイズにかかわらず、ヒータと相対的に掃引される被加熱物を均一に加熱することができる。また、抵抗発熱配線の主パターン部は掃引方向と直交方向又はそれに近い方向に設けられるため、被加熱物を効率的に加熱することができる。
請求項6に記載のヒータによれば、ローラにより被加熱物を掃引させて加熱するような用途において、ローラへの組込みに適したヒータとすることができる。
請求項7に記載のヒータによれば、各発熱部及び発熱部間にわたり、発熱状態が自律的に均一化されるという効果を得ることができる。また、補正ブリッジ及び給電用ブリッジは簡単な方法によって製造可能になる。
請求項12乃至14のいずれかに記載のヒータの製造方法によれば、各発熱部の配線パターン、抵抗値の補正量、ヒータの形状等に応じて、適切な部位に補正ブリッジを設けることができる。
請求項15に記載のヒータの製造方法によれば、被加熱物のサイズにかかわらず、ヒータと相対的に掃引される被加熱物を均一に加熱可能なヒータを製造することができる。また、抵抗発熱配線の主パターン部は掃引方向と直交方向又はそれに近い方向に設けられるため、被加熱物を効率的に加熱可能なヒータを製造することができる。
請求項16に記載のヒータの製造方法によれば、ローラにより被加熱物を掃引させて加熱するような用途において、ローラへの組込みに適したヒータを製造することができる。ヒータの発熱領域が曲面であるために、発熱領域の全面にわたり高精度に各抵抗発熱配線を形成することが困難であっても、適宜補正ブリッジを形成することによって、発熱特性が均一なヒータを製造することができる。
請求項17に記載のヒータの製造方法によれば、各発熱部及び発熱部間にわたり発熱状態が自律的に均一化されるヒータを製造することができる。また、簡単な方法によって補正ブリッジ及び給電用ブリッジを設けることができる。
[1]ヒータ
本実施形態に係るヒータ(1)は、図1に示すように、基体(11)上に配設された複数の発熱部(10)を備えるヒータであって、
発熱部(10)毎に分離され、且つ相互に分離されて設けられる導電材料からなる2つの給電用配線(13(13a、13b))と、
各発熱部(10)において、抵抗発熱材料を用いて各給電用配線(13a、13b)をつなぐように配線される抵抗発熱配線(12)と、
各発熱部(10)について、前記配線後に測定された抵抗発熱配線(12)の両端間の抵抗値が所定範囲を上回る場合に、抵抗発熱配線(12)の2点間、及び抵抗発熱配線(12)の1点と給電用配線(13)との間、のうちの少なくとも1つを導電材料により接続する1以上の補正ブリッジ(14)と、
各発熱部(10)の一方の給電用配線(13a)同士及び他方の給電用配線(13b)同士を、導電材料により接続する給電用ブリッジ(15)と、
を備えることを特徴とする。
この他、基体(11)上には、外部からヒータ1に電源を供給するための給電用端子(131(131a、131b))等を備えることができる。また、上記各配線及び各ブリッジを保護するために、絶縁材料からなる保護層やトップコート層を積層して設けることができる。
前記「発熱部(10)」は、1つの抵抗発熱配線12及びその各端に接続される2つの給電用配線13(13a、13b)を備える電気回路、又はその電気回路が配設される基体11上の区画をいう。例えば、図1に示されたヒータ1の発熱面(発熱領域)は、6つの発熱部10を備えており、発熱部10毎に前記電気回路が備えられている。発熱部10の数や区画方法は特に限定されない。図1において、各発熱部10は基体11の長辺方向に対して傾斜するように区画されているが、長辺方向に対して直交方向に区画されてもよい。また、本例において、複数の発熱部10は基体11の横方向に1列に配置されているが、2列以上に配置されてもよいし、縦横にマトリックス状に配置されてもよい。
基体11の材質は、その表面上にヒータ1を発熱させるために形成される電気回路を支持することができればよく、特に限定されない。基体11として、例えば、金属、セラミックス及びこれらの複合材料等を利用できる。金属等の導電材を用いる場合には、基体11はその導電材上に絶縁層(図示せず)を設けて構成することができ、前記電気回路はその絶縁層上に形成される。
また、基体11を構成する金属として、アルミニウム、マグネシウム、銅及びこれらの金属の合金を用いることができる。これらは1種のみで用いてもよく2種以上を併用してもよい。そのうち、アルミニウム、マグネシウム、及び、これらの合金(アルミニウム合金、マグネシウム合金、Al−Mg合金等)は比重が小さいため、これらを採用することによって本ヒータの軽量化を図ることができる。また、銅及びその合金は、熱伝導性に優れているため、これらを採用することによって本ヒータの均熱性の向上を図ることができる。
給電用配線13を設ける基体11上の部位や、給電用配線13の配線パターンは、各発熱部10に備えられる抵抗発熱配線(12)の両端に電源を供給できる限り、特に限定されない。例えば、図1に示されているように、各発熱部10において、給電用配線の一方13aは基体11上の一方の端部に配設され、給電用配線の他方13bは基体11上の他方の端部に配設されるようにすることができる。また、基体11上に複数の発熱部10を2列以上に配置する場合や、マトリックス状に配置する場合等には、給電用配線13は、発熱部10の配置に対応して適宜に設けることができる。
例えば、1つの発熱部10の温度が低下すると、当該発熱部10の抵抗発熱配線12の抵抗値も低下することとなる。複数の発熱部10は電気的に並列に接続されるため、1つの発熱部10の抵抗発熱配線12の抵抗値が低下すると、当該抵抗発熱配線12に流れる電流量が増加するので、当該発熱部10の発熱量が増えることとなる。このようにして、複数の発熱部10は、各々別個に定常状態へと自己均衡されることとなる。
また、例えば、第1の発熱部10と第3の発熱部10とに挟まれて第2発熱部10がある場合、第2発熱部10の温度が低下すると、熱が周囲の第1及び第3の発熱部10から補われることとなる。そうすると、温度が低下した第1の発熱部10及び第3の発熱部10への電流が増加して、奪われた熱による温度低下を自律的に回復しようとする作用が働くこととなる。つまり、第2発熱部10の周囲の発熱部10が、第2発熱部10の温度低下を補完するように振る舞うこととなる。
このようにして、本ヒータは、複数の発熱部10の全体にわたって均一に発熱するように自律的に制御されることとなる。この作用からみれば、基体11は、耐熱衝撃性と共に、熱伝導性に優れている金属から構成されることが好ましい。
各発熱部10を実質的に同一の発熱量にしようとする場合には、各発熱部10における抵抗発熱配線12が実質的に同じ抵抗値となるように形成すればよい。その場合、図1に示したように、各発熱部10の抵抗発熱配線12は、同じ線長、線幅及び厚さで、同様の配線パターンによって形成することができる。図2は、このような抵抗発熱配線12が給電用配線13と共に基体11上に形成された状態を表している。なお、実質的に同一の発熱量を有するとは、各発熱部10が、同じ測定条件下において、実質的に同じ抵抗温度係数と抵抗値を有することを意味する。例えば、発熱部間での抵抗温度係数の差異が±20%以内であり、且つ、発熱部間での抵抗値の差異が±10%以内であることとすることができる。
更に、意図的に各発熱部10を異なる発熱量とする場合であっても、上記同様に、抵抗発熱配線12の抵抗発熱材料、寸法、配線パターン等は、所望の発熱量に応じて適宜選択することができる。
図3は、補正ブリッジ14の配設例を表している。補正ブリッジ14は、抵抗発熱配線12の実質的な長さを短くするように、抵抗発熱配線12の2点間、及び/又は抵抗発熱配線12の1点と給電用配線13との間を、1つ以上の補正ブリッジによって接続(短絡)するように設けられる。
同図(a)では、少なくとも1つの補正ブリッジ141は、抵抗発熱配線12の1点と給電用配線13bとの間を結ぶように設けられている。これによって、抵抗発熱配線の一端から一定の長さの区間が短絡される。
同図(b)では、少なくとも1つの補正ブリッジ143は、抵抗発熱配線12の線間を結ぶように設けられている。これによって、補正ブリッジ143により結ばれた抵抗発熱配線12の2点間が短絡される。
同図(c)では、少なくとも1つの補正ブリッジ144は、抵抗発熱配線12の線上に重なるように設けられている。これによって、補正ブリッジ144の両端の2点間の抵抗発熱配線12が短絡される。
同図(d)では、少なくとも2つの補正ブリッジ142は、抵抗発熱配線12の各端から同じ長さの点と、各端側の給電用配線(13a、13b)とをそれぞれ結ぶように設けられている。これによって、抵抗発熱配線12の各端から一定の長さの区間がそれぞれ短絡される。図4は、各発熱部10に2つの補正ブリッジ14(142)を設ける例を表している。
以上のような補正ブリッジ14を適宜設けることにより、合わせて補正長Lの分、抵抗発熱配線12の長さを実質的に短くすることができる。
補正ブリッジ14及び給電用ブリッジ15は、給電用配線13や抵抗発熱配線12上に積層して形成することができる。
図5のヒータ1は、図1と同様な発熱部10の配線パターンにより構成されている。
図6のヒータ1は、各発熱部10が基体11の長辺に垂直に設けられており、基体11の長辺に平行な配線パターンの主パターン部は、直列に接続されている。
図7のヒータ1は、各発熱部10において、基体11の長辺に平行な配線パターンの主パターン部は、並列に接続されている。
上記配線パターンの構成は、適宜変形することができる。
上記のように、抵抗発熱配線12の主パターン部を掃引方向Dとは直交方向、又はその直交方向に対して所定範囲内の角度θに設けることにより、掃引される被加熱物2を効率的に加熱することができる。
なお、各発熱部10において、給電用配線の一方(13a)は、基体11上の前記直交方向の一方側に配設され、給電用配線の他方(13b)は、基体11上の前記直交方向の他方側に配設されるようにすることができる。
本ヒータを備える定着装置は、加熱対象や定着手段等により、適宜選択された構成とすることができる。例えば、圧着を伴う定着手段を備えて、紙等の記録用媒体にトナー等を定着させる場合や、複数の部材を貼り合わせる場合には、ヒータを備える加熱部と、加圧部とを備える定着装置とすることができる。勿論、圧着を伴わない定着手段とすることもできる。本発明においては、紙、フィルム等の記録用媒体の表面に形成されたトナーを含む未定着画像を記録用媒体に定着させる定着装置5であることが好ましい。
図13は、電子写真方式の画像形成装置に配設される定着装置5の要部を示している。定着装置5は、回転可能な定着用ロール51と、回転可能な加圧用ロール54とを備え、ヒータ1は定着用ロール51の内部に配設されている。ヒータ1は、好ましくは、定着用ロール51の内表面に近接するように配設される。
ヒータ1は、例えば、図15に示される定着手段5のように、ヒータ1の発した熱を伝導可能な材料からなるヒータホルダ53の内部に固定されて、ヒータ1の発熱を、定着用ロール51の内側から外表面に伝える構造とすることもできる。
本ヒータ1を備える定着装置は、電子写真方式の印刷機、複写機等の画像形成装置をはじめ、家庭用の電気製品、業務用、実験用の精密機器等に装着して、加熱、保温等の熱源として好適である。
本ヒータを備える画像形成装置は、加熱対象や加熱目的等により、適宜選択された構成とすることができる。本発明においては、図15に示されるように、紙、フィルム等の記録用媒体の表面に未定着画像を形成する作像手段と、未定着画像を記録用媒体に定着させる定着手段5とを備え、定着手段5が本ヒータ1を備える画像形成装置4であることが好ましい。画像形成装置4は、上記手段の他、記録用媒体搬送手段や、各手段を制御するための制御手段を備えて構成することができる。
作像手段では、回転しながら、帯電装置43により所定の電位に帯電処理された感光ドラム44の帯電処理面に、レーザースキャナー41から出力されるレーザーが照射され、現像器45から供給されるトナーにより静電潜像が形成される。次いで、電位差を利用して、感光ドラム44と連動する転写ドラム46の表面に、トナー画像が転写される。その後、転写ドラム46及び転写用ロール47の間に供給される記録用媒体の表面に、トナー画像が転写され、未定着画像を有する記録用媒体が得られる。トナーは、結着樹脂と着色剤と添加剤とを含む粒子であり、結着樹脂の溶融温度は、通常、90℃〜220℃である。尚、感光ドラム44及び転写ドラム46の表面には、不溶なトナー等を除去するための清掃装置を備えることができる。
本発明の画像形成装置は、使用時に非通紙領域の過昇温が抑制され、電子写真方式の印刷機、複写機等として好適である。
本ヒータを備える加熱装置は、加熱対象の大きさや形状等により、適宜選択された構成とすることができる。本発明においては、例えば、筐体部と、被熱処理物の出し入れ等のために配された密閉可能な窓部と、筐体部の内部に配された移動可能なヒータ部と、を備えて構成することができる。必要に応じて、筐体部の内部に、被熱処理物を配置する被熱処理物設置部、被熱処理物の加熱により気体が排出された場合に、この気体を排出する排気部、筐体部の内部の圧力を調整する、真空ポンプ等の圧力調整部等を備えることができる。また、加熱は、被熱処理物及びヒータ部を固定した状態で行ってよいし、いずれか一方を移動させながら行ってもよい。
本加熱装置は、水、有機溶剤等を含む被熱処理物の乾燥を、所望の温度で行う装置として好適である。そして、真空乾燥機(減圧乾燥機)、加圧乾燥機、除湿乾燥機、熱風乾燥機、防爆型乾燥機等として用いることができる。また、LCDパネル、有機ELパネル等の未焼成物の焼成を、所望の温度で行う装置として好適である。そして、減圧焼成機、加圧焼成機等として用いることができる。
以上のような、基体(11)上に配設された複数の発熱部(10)を備えるヒータ(1)の製造方法は、
発熱部(10)毎に分離され、且つ相互に分離される2つの給電用配線(13(13a、13b))を、導電材料を用いて形成する給電用配線形成工程と、
各発熱部(10)において、抵抗発熱材料を用いて各給電用配線(13a、13b)をつなぐように抵抗発熱配線(12)を形成する抵抗発熱配線形成工程と、
給電用配線(13)及び抵抗発熱配線(12)が形成された後、抵抗値測定手段により、各発熱部(10)について、各給電用配線(13a、13b)間の抵抗値を測定する測定工程と、
演算手段により、各発熱部(10)について、前記測定工程により測定された前記抵抗値を所定範囲と比較し、前記抵抗値が前記所定範囲を上回る場合には、当該抵抗値を前記所定範囲に補正するために当該抵抗発熱配線(12)を実質的に短くする長さを補正長として求める演算工程と、
抵抗発熱配線(12)の長さを前記補正長の分短くするように、抵抗発熱配線(12)の2点間、及び抵抗発熱配線(12)の1点と給電用配線(13)との間、のうちの少なくとも1つを導電材料により接続する1以上の補正ブリッジ(14)を形成する補正ブリッジ形成工程と、
各発熱部(10)の一方の給電用配線(13a)同士及び他方の給電用配線(13b)同士を、導電材料により接続する給電用ブリッジ(15)を形成する給電用ブリッジ形成工程と、
を備えて構成することができる。
以下、図16を参照して前記各工程について説明する。なお、以下の説明において、ヒータ1及びその各部についての詳細は、前記[1]の内容と同様であるため省略する。
基体11上に、図16(a)に示すような、全ての発熱部10の給電用配線13(13a、13b)のパターンを、導電材料を用いて形成する。給電用配線13のパターンは問わず、例えば、図1に示されているように、各発熱部10において、給電用配線の一方13aは基体11上の一方の端部に形成され、給電用配線の他方13bは基体11上の他方の端部に形成されるようにすることができる。使用する導電材料については、前記のとおりである。その導電材料を基体11上に印刷し、焼成することによって、前記パターンを形成することができる。給電用配線13には、後に各発熱部10の抵抗値を測定するためのランド部を、必要に応じて備えておくことができる。
基体11上に、図16(b)に示すような、全ての発熱部10の抵抗発熱配線12のパターンを、抵抗発熱材料を用いて形成する。使用する抵抗発熱材料は、温度に依存して抵抗値が変化する導電材料を選択することができる。その抵抗発熱材料を基体11上に印刷し、焼成することによって、前記パターンを形成することができる。抵抗発熱配線12の厚さは、面積固有抵抗の観点から、3〜20μmであることが好ましい。
抵抗発熱配線形成工程と給電用配線形成工程は、いずれが先に行われてよい。先に形成された配線と後に形成された配線とが積層される部分で、抵抗発熱配線12と前記給電用配線13とが電気的に接続される。
給電用配線13及び抵抗発熱配線12が形成された後、測定工程において、抵抗値を測定する抵抗値測定手段により、発熱部10毎に、2つの給電用配線(13a、13b)間の抵抗値を測定する。抵抗値及び抵抗温度係数は、JIS C2526に準じて測定するものとすることができる。抵抗値測定手段の具体的な構成は問わない。測定された抵抗値は、次の演算手段に送られる。
演算工程は、演算手段により、各発熱部10について、前記測定工程により測定された抵抗発熱配線12の抵抗値を所定範囲と比較し、前記抵抗値が前記所定範囲を上回る場合には、当該抵抗値を前記所定範囲に補正するために当該抵抗発熱配線12を実質的に短くする長さ(補正長L)を求める工程である。演算手段は、コンピュータを用いて構成することができる。演算手段は、前記測定工程で計測された全ての発熱部10の抵抗値を入力するように構成することができる。
また、演算手段は、発熱部10毎に算出した補正長L、又は設けられるべき補正ブリッジ14の位置等のデータを、次の補正ブリッジ形成工程に送るように構成することができる。
補正ブリッジ形成工程は、各発熱部10について、演算工程によって求められた補正長L等のデータに基づき、抵抗発熱配線12の長さが補正長Lの分短くなるように、1以上の補正ブリッジ14を形成する工程である。補正ブリッジ14は、抵抗発熱配線12の2点間、及び抵抗発熱配線12の1点と給電用配線13との間、のうちの少なくとも1つを接続する。補正ブリッジ14は導電材料を用いて形成されるので、補正ブリッジ14により接続された前記の区間は電気的に短絡される。補正ブリッジ14は複数形成してもよく、各補正ブリッジ14による接続区間を合わせて、抵抗発熱配線12の長さが補正長Lの分短くなるようにされればよい。
給電用ブリッジ形成工程においては、各発熱部10の一方の給電用配線13a同士及び他方の給電用配線13b同士を、導電材料により接続する給電用ブリッジ15が形成される。
図16(d)に示すように、抵抗発熱配線12、給電用配線13及び補正ブリッジ14が形成された基体11上に、給電用ブリッジ15が形成される。使用する導電材料は、銀等を用いた導電性ペーストが好ましい。その導電材料を、抵抗発熱配線12、給電用配線13及び補正ブリッジ14が形成された基体11上に、積層するように印刷し、焼成することによって、給電用ブリッジ15が設けられる。
なお、給電用ブリッジ15は、補正ブリッジ14と同時に形成されてもよい。
実施例として、図17に示すようなヒータ1を、以上に説明した製造方法によって作成した。ヒータ1の基体11はステンレス(SUS430)製であり、大きさは縦20mm、横420mmである。基体11表面には、結晶化ガラスを用いた膜厚85μmの絶縁層が設けられている。その基体11上に縦15mm、横315mmの発熱領域100が設けられており、発熱領域100には、図1及び5に示したような配線パターンにより、20個の発熱部10が横方向に配設されている。
各発熱部10の抵抗発熱配線は、鉛、カドミウム、ニッケルを含まず、銀−パラジウムを含むペーストを用いて、前記パターンの配線を印刷し、850℃で焼成することによって形成された。抵抗発熱配線は、線幅0.8mm、厚さ10μmを基準として印刷されている。
また、各発熱部10の給電用配線は、銀ペーストを用いて印刷した後、850℃で焼成することによって形成された。
以上の工程後、基体上の配線部全体を覆うような結晶化ガラスを用いた保護層と、更に非晶質ガラスを用いたトップコート層を設けて、実施例のヒータ1が得られた。
また、比較例とするヒータは、前記補正ブリッジが設けられていない他は、上記と同じ製造工程によって作成された。
比較例のヒータは抵抗値の補正がされていないので、同図(b)のように、発熱領域100の横方向の温度分布が変化している。これに対して、実施例のヒータ1においては各発熱部10の抵抗値を補正する補正ブリッジが設けられているため、同図(a)に明らかなように、発熱領域100の横方向の温度分布が均一化されている。
10;発熱部、
11;基体、
12;抵抗発熱配線、121;主パターン部、122;接続パターン部、
13、13a、13b;給電用配線、131、131a、131b;給電端子、
14,141、142、143、144;補正ブリッジ、
15、15a、15b;給電用ブリッジ、
2;被加熱物、
4;画像形成装置、41:レーザースキャナー、42:ミラー、43:帯電装置、44:感光ドラム、45:現像器、46:転写ドラム、47:転写用ロール、
5:定着装置(定着手段)、51:定着用ロール、52:加圧用ロール、53:ヒータホルダ、54:加圧用ロール、
P:記録用媒体。
Claims (17)
- 基体上に配設された複数の発熱部を備えるヒータであって、
前記発熱部毎に分離され、且つ相互に分離されて設けられる導電材料からなる2つの給電用配線と、
各前記発熱部において、抵抗発熱材料を用いて各前記給電用配線をつなぐように配線される抵抗発熱配線と、
各前記発熱部について、前記配線後に測定された前記抵抗発熱配線の両端間の抵抗値が所定範囲を上回る場合に、前記抵抗発熱配線の2点間、及び前記抵抗発熱配線の1点と前記給電用配線との間、のうちの少なくとも1つを導電材料により接続する1以上の補正ブリッジと、
各前記発熱部の一方の前記給電用配線同士及び他方の前記給電用配線同士を、導電材料により接続する給電用ブリッジと、
を備えることを特徴とするヒータ。 - 少なくとも1つの前記補正ブリッジは、前記抵抗発熱配線の線間を結んで形成される請求項1記載のヒータ。
- 少なくとも1つの前記補正ブリッジは、前記抵抗発熱配線の線上に重ねて形成される請求項1又は2に記載のヒータ。
- 少なくとも2つの前記補正ブリッジは、前記抵抗発熱配線の各端から同じ長さの点と、各端側の前記給電用配線とをそれぞれ接続する請求項1乃至3のいずれかに記載のヒータ。
- 被加熱物と対面された状態で、前記被加熱物及び本ヒータのうちの少なくとも一方を所定の掃引方向に掃引させて前記被加熱物を加熱するヒータであって、
各前記発熱部は、前記掃引方向とは直交方向に並べて配設され、
各前記発熱部において、前記抵抗発熱配線は、前記直交方向に対して所定範囲内の角度で設けられる複数の主パターン部を備える請求項1乃至4のいずれかに記載のヒータ。 - 前記基体の前記掃引方向の断面形状は、前記掃引方向と直交する軸を中心として前記被加熱物との対面側に凸状な円弧形状であり、
各前記発熱部は、前記凸状の面上又はその反対側の面上に配設される請求項5記載のヒータ。 - 前記抵抗発熱材料は温度に依存して抵抗値が変化する導電材料であり、
前記補正ブリッジ及び前記給電用ブリッジに用いる導電材料は導電性ペーストである請求項1乃至6のいずれかに記載のヒータ。 - 請求項1乃至7のいずれかに記載のヒータを備えることを特徴とする定着装置。
- 請求項1乃至7のいずれかに記載のヒータを備えることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1乃至7のいずれかに記載のヒータを備えることを特徴とする加熱装置。
- 基体上に配設された複数の発熱部を備えるヒータの製造方法であって、
前記発熱部毎に分離され、且つ相互に分離される2つの給電用配線を、導電材料を用いて形成する給電用配線形成工程と、
各前記発熱部において、抵抗発熱材料を用いて各前記給電用配線をつなぐように抵抗発熱配線を形成する抵抗発熱配線形成工程と、
前記給電用配線及び前記抵抗発熱配線が形成された後、抵抗値測定手段により、各前記発熱部について、各前記給電用配線間の抵抗値を測定する測定工程と、
演算手段により、各前記発熱部について、前記測定工程により測定された前記抵抗値を所定範囲と比較し、前記抵抗値が前記所定範囲を上回る場合には、当該抵抗値を前記所定範囲に補正するために当該抵抗発熱配線を実質的に短くする長さを補正長として求める演算工程と、
前記抵抗発熱配線の長さを前記補正長の分短くするように、前記抵抗発熱配線の2点間、及び前記抵抗発熱配線の1点と前記給電用配線との間、のうちの少なくとも1つを導電材料により接続する1以上の補正ブリッジを形成する補正ブリッジ形成工程と、
各前記発熱部の一方の前記給電用配線同士及び他方の前記給電用配線同士を、導電材料により接続する給電用ブリッジを形成する給電用ブリッジ形成工程と、
を備えることを特徴とするヒータの製造方法。 - 前記補正ブリッジ形成工程により、少なくとも1つの前記補正ブリッジは、前記抵抗発熱配線の線間を結んで形成される請求項11記載のヒータの製造方法。
- 前記補正ブリッジ形成工程により、少なくとも1つの前記補正ブリッジは、前記抵抗発熱配線の線上に重ねて形成される請求項11又は12に記載のヒータの製造方法。
- 前記補正ブリッジ形成工程により、少なくとも2つの前記補正ブリッジは、前記抵抗発熱配線の各端から同じ長さの点と、各端側の前記給電用配線とをそれぞれ接続するように形成される請求項11乃至13のいずれかに記載のヒータの製造方法。
- 被加熱物と対面された状態で、前記被加熱物及び本ヒータのうちの少なくとも一方を所定の掃引方向に掃引させて前記被加熱物を加熱するヒータの製造方法であって、
各前記発熱部は前記掃引方向とは直交方向に並べて配設され、
前記抵抗発熱配線形成工程により、各前記発熱部において、前記抵抗発熱配線は、前記直交方向に対して所定範囲内の角度で設けられる複数の主パターン部を備えて形成される請求項11乃至14のいずれかに記載のヒータの製造方法。 - 前記基体の前記掃引方向の断面形状は、前記掃引方向と直交する軸を中心として前記被加熱物との対面側に凸状な円弧形状であり、
各前記発熱部は、前記凸状の面上又はその反対側の面上に配設される請求項11乃至15のいずれかに記載のヒータの製造方法。 - 前記抵抗発熱材料は温度に依存して抵抗値が変化する導電材料であり、
前記補正ブリッジ及び前記給電用ブリッジに用いる導電材料は導電性ペーストである請求項11乃至16のいずれかに記載のヒータの製造方法。
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