JP2016173474A - 定着機用加熱ヒータ - Google Patents

Abstract

【課題】多チャンネル化した場合の面積の増大を抑え、定着時の圧力と熱疲労に対する高い耐久性を備え、さらに高い熱効率を備えた定着機用加熱ヒータを提供する。
【解決手段】基板と、基板上に形成された断熱絶縁層と、断熱絶縁層上に形成された保護層とを備え、基板上に少なくとも共通電極が形成され、断熱絶縁層上に、個別に発熱可能な複数の発熱領域を有する発熱体と、発熱領域に各々接続される複数の導体線とが形成され、複数の導体線は、複数の個別配線と、断熱絶縁層を貫通する第１スルーホールを介して共通電極に接続された、複数のコモン配線とからなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、記録材に対して画像を加熱定着させるための定着機用加熱ヒータに関する。

従来、電子写真方式、静電記録方式等による画像形成装置に用いられる定着装置には、いわゆる熱ローラ方式や定着ベルト方式が広く用いられている。この中で定着ベルト方式は、加熱ヒータにより耐熱フィルム等からなる定着ベルトを介して用紙上のトナー画像を加熱し、用紙表面に定着させるものである。このような定着機用加熱ヒータでは、サイズの異なる用紙に合わせて加熱範囲を選択することができるように、個別に発熱可能な複数の発熱領域を有する発熱体を用いるものも提案されている。各発熱領域には、外部電極から配線がそれぞれ引き回されており、これらの配線から通電することにより各発熱領域を個別に発熱させる。この加熱ヒータでは、用紙サイズに対応する範囲について通電して、用紙に対応する範囲の発熱領域を選択的に発熱させることによって、適切な消費電力で加熱定着を行っている。しかしながら、多様な用紙に対応するために多数の発熱領域を形成して多チャンネル化し、これに伴って多数の配線を形成すると、加熱ヒータ全体の面積が大きくなり、ひいては定着機及びこれを備える画像形成装置が大型化してしまうという問題があった。

これに対して、特許文献１に記載のヒータでは、絶縁性セラミック基板の表面上に複数の発熱領域を有する発熱体を設けるとともに、基板を貫通するスルーホール内に導体を形成して基板の表面から裏面につながる導通経路を形成している。これにより、配線の一部を裏面に形成できるようになるため、配線数が増えたときのヒータの面積の増大を抑えることができる。

特開２００８−２９９２０５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のヒータは、ヒータの基板となるセラミック基板にスルーホールを設けているために、長期間使用すると定着時の圧力と熱疲労によって割れやすく、さらに、スルーホールの数が多くなると強度が低下してさらに割れやすくなるという問題がある。また、セラミック基板は、断熱性が低いため、表面の発熱体の熱が裏面へ逃げやすいことから、熱効率が低くなり、ヒータとしての加熱性能を高めることが難しい。

そこで本発明は、多チャンネル化した場合の面積の増大を抑え、定着時の圧力と熱疲労に対する高い耐久性を備え、さらに高い熱効率を備えた定着機用加熱ヒータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の定着機用加熱ヒータは、基板と、基板上に形成された断熱絶縁層と、断熱絶縁層上に形成された保護層とを備え、基板上に少なくとも共通電極が形成され、断熱絶縁層上に、個別に発熱可能な複数の発熱領域を有する発熱体と、発熱領域に各々接続される複数の導体線とが形成され、複数の導体線は、複数の個別配線と、断熱絶縁層を貫通する第１スルーホールを介して共通電極に接続された、複数のコモン配線とからなることを特徴としている。

発熱体と共通電極を別の部材上に形成したため、多チャンネル化したとしてもヒータの面積の増大を抑えることができる。また、共通電極の面積を広くとれるため、配線抵抗を下げることができることから、多チャンネル化した場合でも、配線による電圧ドロップの影響を抑えることができる。さらに、発熱体と共通電極が断熱絶縁層と基板に分かれて形成されているため、高い熱効率を備えつつ、定着時の圧力や熱疲労に対する耐久性を確保することができる。また、基板にスルーホールを設けていないため、従来のヒータのように、多チャンネル化するほどスルーホールが増え、これを小型化すればスルーホールの間隔が狭くなるということがないため、一定の強度を確保することができる。さらに、スルーホールを設けた従来のヒータに対して、長期間の使用に対する耐久性を高めることができる。

本発明の定着機用加熱ヒータにおいて、基板の熱膨張係数は、断熱絶縁層の熱膨張係数より大きいことが好ましい。

本発明の定着機用加熱ヒータにおいて、基板、断熱絶縁層、及び保護層は焼成によってそれぞれ硬化させており、基板の焼成温度は、断熱絶縁層の焼成温度より高いことが好ましい。

熱膨張係数及び焼成温度をこのようにしたことにより、後から形成する層の製造工程において、先に形成された層が受ける影響を小さくすることができ、所望の形状の加熱ヒータを製造することができる。

本発明の定着機用加熱ヒータにおいて、共通電極は、基板上に発熱体を投影した領域を全て含む範囲に形成されていることが好ましい。

このような構成により、少なくとも発熱体を形成する範囲では共通電極が一定の厚みで形成されており、途中に段差等がないため、発熱体が平滑化されやすくなることから、発熱体からの熱が被加熱体に均一に伝わりやすくなる。

本発明の定着機用加熱ヒータにおいて、共通電極は、定着機用加熱ヒータが加熱する被加熱体の進行方向に対応する方向において、発熱体よりも幅が広いことが好ましい。

本発明の定着機用加熱ヒータにおいて、断熱絶縁層、共通電極、導体線、及び、保護層は、それぞれ印刷で形成されていることが好ましい。

本発明の定着機用加熱ヒータにおいて、基板と断熱絶縁層の間に、絶縁性の中間層が形成され、断熱絶縁層上の複数の個別配線は、断熱絶縁層を貫通する第２スルーホールを介して、中間層上に形成された複数の第２導体線にそれぞれ接続され、複数のコモン配線は、第１スルーホール、及び、中間層を貫通する第３スルーホールを介して、共通電極に接続されていることが好ましい。

発熱体、第２導体線、及び共通電極を別の部材上に形成したため、多チャンネル化したとしてもヒータの面積の増大を抑えることができる。また、共通電極の面積を広くとれるため、配線抵抗値を下げることができることから、多チャンネル化した場合でも、配線による電圧ドロップの影響を抑えることができる。さらに、発熱体、第２導体線、及び共通電極が別の部材に形成されているため、高い熱効率を備えつつ、定着時の圧力や熱疲労に対する耐久性を確保することができる。

本発明の定着機用加熱ヒータにおいて、中間層の熱膨張係数は、基板の熱膨張係数より小さく、断熱絶縁層の熱膨張係数より大きいことが好ましい。

本発明の定着機用加熱ヒータにおいて、断熱絶縁層はガラス材料からなり、中間層はアルミナ・ガラス材料からなり、基板はアルミナ材料からなることが好ましい。

本発明の定着機用加熱ヒータにおいて、基板、中間層、断熱絶縁層、及び保護層は焼成によって硬化させており、基板と中間層の焼成は同時に行い、断熱絶縁層の焼成温度は、基板及び中間層の焼成温度より低いことが好ましい。

本発明の定着機用加熱ヒータにおいて、中間層上の第２導体線の位置は、被加熱体の進行方向に対応する方向において、断熱絶縁層上の発熱体の位置とずれていることが好ましい。

本発明の定着機用加熱ヒータにおいて、中間層は印刷で形成されていることが好ましい。

本発明の定着機用加熱ヒータの別の態様においては、基板と、基板上に形成された絶縁性の中間層と、中間層上に形成された断熱絶縁層と、断熱絶縁層上に形成された保護層とを備え、中間層上に少なくとも共通電極が形成され、断熱絶縁層上に、個別に発熱可能な複数の発熱領域を有する発熱体と、発熱領域に各々接続される複数の導体線とが形成され、複数の導体線は、複数の個別配線と、断熱絶縁層を貫通する第１スルーホールを介して共通電極に接続された、複数のコモン配線とからなり、断熱絶縁層上の複数の個別配線は、断熱絶縁層を貫通する第２スルーホール、及び、中間層を貫通する第４スルーホールを介して、基板上に形成された複数の第２導体線にそれぞれ接続されたことを特徴としている。

発熱体、第２導体線、及び共通電極を別の部材上に形成したため、多チャンネル化したとしてもヒータの面積の増大を抑えることができる。また、共通電極の面積を広くとれるため、配線抵抗値を下げることができることから、多チャンネル化した場合でも、配線による電圧ドロップの影響を抑えることができる。さらに、発熱体、第２導体線、及び共通電極が別の部材に形成されているため、高い熱効率を備えつつ、定着時の圧力や熱疲労に対する耐久性を確保することができる。

本発明によると、多様な用紙に対応するために多数の発熱領域を形成して多チャンネル化した場合にも面積の増大を抑えることができ、また、定着時の圧力と熱疲労に対する高い耐久性を備え、さらに高い熱効率を備えている、という効果を奏する。

第１実施形態に係る加熱ヒータを備えた定着機の構成を示す側面図である。 第１実施形態に係る加熱ヒータの構成を示す分解斜視図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ’線における断面図である。 第２実施形態に係る加熱ヒータの構成を示す分解斜視図である。 図４のＶ−Ｖ’線における断面図である。 第２実施形態に係る加熱ヒータの構成を示す平面図であって、（Ａ）は断熱絶縁層の平面図、（Ｂ）は基板の平面図である。 変形例１に係る加熱ヒータの構成を示す平面図であって、（Ａ）は断熱絶縁層の平面図、（Ｂ）は基板の平面図である。 変形例２に係る加熱ヒータの構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る定着機用加熱ヒータについて図面を参照しつつ詳しく説明する。本発明に係る定着機用加熱ヒータは、複写機・プリンタ・ファックス・複合機その他の画像形成装置に用いることができ、電子写真・静電記録・磁気記録などの画像形成プロセスによって形成されたトナー像を、被加熱体としての記録材に加熱定着するプロセスで用いる。記録材としては、例えば、印刷用紙、エレクトロファックスシート、静電記録シート、転写材シートが挙げられる。定着機用加熱ヒータを用いた加熱定着プロセスは、記録材上に形成されたトナー像を加熱するタイプや、中間転写材に形成されたトナー像を記録材上に転写する際又は転写に先立って加熱するタイプを含む。中間転写材は、例えば、ベルト、フィルム、ドラムなどの形態をとることができる。

＜第１実施形態＞
第１実施形態では、記録材上に形成されたトナー像を加熱ヒータによってベルトを介して加熱して溶融させ、溶融したトナー像を記録材上へ定着させる定着機を例に挙げるが、本発明に係る定着機用加熱ヒータはこれに限定されるものではない。

図１は、第１実施形態に係る加熱ヒータ３０を備えた定着機の構成を示す側面図である。

図１に示す定着機は、ベルト２０と、ベルト２０を所定の方向（図１のＲ１方向）に移動させる駆動ローラ２１と、ベルト２０を加熱する加熱ヒータ３０（定着機用加熱ヒータ）と、所定の圧力で記録材１０をベルト２０に接触させ、ベルト２０の進行に従って回転する加圧ローラ２２とを備える。用紙１０は、不図示の搬送手段によって図１のＦ１方向（搬送方向）に進行し、この用紙１０に形成されたトナー像Ｔは、加熱ヒータ３０によって加熱されたベルト２０と加圧ローラ２２との間を通過するときに、熱と圧力によって用紙１０に溶融定着される。

図２は、第１実施形態に係る加熱ヒータ３０の構成を示す分解斜視図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ’線における断面図である。図２においては、各構成の構造を簡略化して表示している。

図２に示すように、加熱ヒータ３０は、積層方向（図２のＺ方向）上側から順に、保護層４０と、断熱絶縁層５０と、中間層６０と、基板７０とを備える。

基板７０は、記録材１０の搬送方向（進行方向、Ｙ方向）に直交する方向（Ｘ方向）に延びる長板状をなしており、絶縁性材料、例えばアルミナＡｌ_２Ｏ_３やガラスで形成する。また、基板７０上には、共通電極７６と複数の導線７７が形成される。導線７７は、断熱絶縁層５０上に形成する複数のコモン配線５７に対応する複数の位置において共通電極７６からＹ方向にそれぞれ延びるように形成されている。共通電極７６及び導線７７は、例えば溶剤中にガラス粉と導電性材料（例えば、銀、銀・白金、銀・パラジウム、金、白金）を分散させたインク（導電性インク）を印刷、焼成することによって形成する。

ここで、基板７０には、コネクタ等によって、共通電極７６を外部へ電気的に引き出すための引き出し部（不図示）が設けられている。基板７０においては、共通電極７６から引き出し部に配線するための領域が確保されている。また、引き出し部は、ベルト２０による干渉を避けるために、長手方向の端部に設けることが好ましい。

共通電極７６と導線７７が形成された基板７０上には、基板７０を覆うように中間層６０が積層される。中間層６０は、絶縁性を備え、熱膨張係数が基板７０より小さな材料、例えばアルミナ・ガラス材料やガラス材料等を印刷、焼成することによって形成する。中間層６０には、基板７０上の複数の導線７７及び断熱絶縁層５０上の複数のコモン配線５７にそれぞれ対応する位置に、中間層６０を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する複数のスルーホール６１（第３スルーホール）が形成される。

中間層６０上には、複数の第２導体線６６が形成される。第２導体線６６は、例えば溶剤中にガラス粉と導電性材料（例えば、銀、銀・白金、銀・パラジウム、金、白金）を分散させたインクを印刷、焼成することによって形成する。第２導体線６６の印刷時には、スルーホール６１内にもインクが流入される。

ここで、中間層６０には、コネクタ等によって、第２導体線６６を外部へ電気的に引き出すための引き出し部（不図示）が設けられている。中間層６０においては、第２導体線６６から引き出し部に配線するための領域が確保されている。また、引き出し部は、ベルト２０による干渉を避けるために、長手方向の端部に設けることが好ましい。

基板７０上の共通電極７６、中間層６０、及び、中間層６０上の第２導体線６６は、同時に焼成することができる。この焼成の温度は、中間層６０にアルミナ・ガラス材料を用い、基板７０にアルミナを用いた場合は、例えば８００〜９００°Ｃ程度で設定されることが好ましい。

なお、中間層６０と基板７０の双方をアルミナ・ガラス材料等による低温焼成セラミックスで構成する場合は、中間層６０、基板７０、共通電極７６、及び第２導体線６６を同時に焼成することができる。

第２導体線６６が形成された中間層６０上には、中間層６０を覆うように断熱絶縁層５０が形成される。断熱絶縁層５０は、断熱性と絶縁性を備え、熱膨張係数が中間層６０より小さな材料、例えばガラス材料などが用いられ、溶剤中にガラス粉を分散したインクを印刷、焼成することによって形成する。断熱絶縁層５０には、中間層６０上の複数のスルーホール６１及び複数のコモン配線５７にそれぞれ対応する位置に、断熱絶縁層５０を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する複数のスルーホール５１（第１スルーホール）が形成される。さらに、断熱絶縁層５０には、中間層６０上の複数の第２導体線６６及び複数の個別配線５８にそれぞれ対応する位置に、断熱絶縁層５０を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する複数のスルーホール５２（第２スルーホール）が形成される。スルーホール５１とスルーホール５２は、Ｙ方向において、発熱体５６を挟んで反対側に配置されている。断熱絶縁層５０のスルーホール５１、５２、及び、中間層６０のスルーホール６１は、例えば、断熱絶縁層５０や中間層６０をスクリーン印刷で形成する際に印刷パターンをスルーホールに対応するように作成することによって形成することができる。

断熱絶縁層５０は、焼成することによって硬化させる。これらの焼成の温度は、中間層６０及び基板７０の焼成温度よりも低い温度であって、中間層６０にガラスを用いた場合は例えば７５０〜８５０°Ｃ程度で設定されることが好ましい。この硬化処理により複数のスルーホール６１のそれぞれと対応する導線７７が導通する。

焼成された断熱絶縁層５０上には、複数のコモン配線５７（導体線）及び複数の個別配線５８（導体線）が形成・焼成され、その後に、発熱体５６がＸ方向に延びるように形成される。コモン配線５７及び個別配線５８は、発熱体５６をＹ方向に交差し、Ｘ方向において交互に配置される。発熱体５６においては、隣り合うコモン配線５７と個別配線５８によって発熱領域５９が形成される。コモン配線５７、及び個別配線５８は、例えば溶剤中に導電性材料（例えば、銀、銀・白金、銀・パラジウム、金、白金）を分散させたインクを印刷、焼成することによって形成する。スルーホール５１、５２内には、コモン配線５７、個別配線５８の形成時に、これらを形成するインクが流入される。発熱体５６は、例えば溶剤中にガラス粉と導電性材料（酸化ルテニウム、銀、銀・パラジウム等）を分散させたインクを印刷、焼成することによって形成する。

コモン配線５７、個別配線５８、及び、スルーホール５１とスルーホール５２の内部のインクは同時に焼成させることによって硬化させる。この焼成の温度は、断熱絶縁層５０の焼成温度より低い温度であって、例えば６５０〜７５０°Ｃ程度で設定されることが好ましい。この硬化処理により、対応する、コモン配線５７、スルーホール５１、６１、及び導線７７が互いに導通し、また、対応する、個別配線５８、スルーホール５２、及び第２導体線６６が互いに導通する。

コモン配線５７、個別配線５８の焼成後、発熱体５６が印刷され、発熱体５６はコモン配線５７、個別配線５８の焼成温度よりも低い温度、例えば６００〜７００°Ｃ程度の設定温度で焼成・硬化されることが好ましい。

発熱体５６、コモン配線５７、個別配線５８が焼成された断熱絶縁層５０上には、断熱絶縁層５０を覆うように保護層４０が形成される。保護層４０は、絶縁性を備えた材料、例えば、ガラス材料が用いられ、印刷によって形成する。保護層４０は、コモン配線５７、個別配線５８の焼成温度よりも低い温度、例えば６００〜７００°Ｃ程度の設定温度で焼成され硬化されることが好ましい。

図２又は図３に示すように、共通電極７６は、基板７０の上面に発熱体５６を投影した領域を全て含む範囲に形成されている。別言すると、基板７０の上面に発熱体５６を投影したとき、その投影像は共通電極７６の範囲内に収まっている。したがって、共通電極７６は、Ｘ方向及びＹ方向において、発熱体５６よりも幅が広くなっている。このような構成により、ＸＹ面において、少なくとも発熱体５６を形成する範囲では共通電極７６が一定の厚みでほぼ平滑に形成されているため、その上方の発熱体５６が下地の凹凸の影響なく、厚みのばらつきが小さくほぼ平滑に形成される。それにより、各発熱領域の発熱ばらつきが少なくなるため、発熱体５６からの熱が記録材１０に均一に伝わりやすくなる。

また、基板７０上に第２導体線６６を投影した像についても共通電極７６の範囲内に収まっている。このため、その上方の第２導体線６６が下地の凹凸の影響がなく、厚みのばらつきが小さく形成されることから、個別配線５８から各発熱領域５９への一定量の通電を配線毎のばらつきが小さく行うことができる。

さらに、中間層６０上の第２導体線６６の位置は、記録材１０の進行方向に対応するＹ方向において、断熱絶縁層５０上の発熱体５６の位置とずれている。これにより、発熱体５６が第２導体線６６の厚みによる凹凸の影響を受けず、厚みばらつきが小さく、ほぼ平滑に形成されることから、発熱体５６からの熱が記録材１０に均一に伝わりやすくなる。

以上のように形成した加熱ヒータ３０において、第２導体線６６と共通電極７６は、図示しない外部電源にそれぞれ接続されている。外部電源から、第２導体線６６又は共通電極７６を経て、コモン配線５７及び個別配線５８へ通電することにより、隣り合うコモン配線５７と個別配線５８によって形成される発熱領域５９の発熱体がそれぞれ発熱する。ここで、複数の個別配線５８の一部に通電し、残りの個別配線５８に通電しないようにすると、通電した個別配線５８と、これに隣り合うコモン配線５７との間の発熱領域５９のみが発熱するため、記録材１０のサイズに合わせて適切な発熱範囲を設定できる。

加熱ヒータ３０においては、発熱体５６、第２導体線６６、及び共通電極７６を別の部材上に形成したため、多チャンネル化したとしても、ＸＹ面におけるヒータの面積の増大を抑えることができる。また、共通電極７６の面積を広くとれるため、配線抵抗値を下げることができることから、多チャンネル化した場合でも、配線による電圧ドロップの影響を抑えることができる。

さらに、共通電極７６の面積を広く取れることから、例えばヒータの発熱量を大きくするために、大きな電流を流す必要がある場合でも、配線の電流容量を確保することができる。

また、基板７０をアルミナ等の絶縁性材料で、中間層６０をアルミナ・ガラス材料等の断熱絶縁材料で、断熱絶縁層５０をガラス等の断熱絶縁材料でそれぞれ形成し、発熱体５６は銀等の熱効率のよい導電性材料で構成しているため、高い熱効率を備えつつ、定着時の圧力や熱疲労に対する耐久性を確保することができる。

なお、保護層４０、断熱絶縁層５０、発熱体５６、コモン配線５７、個別配線５８、中間層６０、第２導体線６６、基板７０、共通電極７６、導線７７などを形成する印刷方法としては、スクリーン印刷が好ましい。

＜第２実施形態＞
つづいて、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、中間層を設けていない点が第１実施形態と異なる。保護層１４０と基板１７０の構成及びその形成過程は第１実施形態の保護層４０と基板７０と同様であるため詳細な説明は省略する。また、定着機の構成についても、第１実施形態と同様である。

図４は、第２実施形態に係る加熱ヒータ１３０の構成を示す分解斜視図である。図５は、図４のＶ−Ｖ’線における断面図である。図４においては、各構成の構造を簡略化して表示している。

図４に示すように、加熱ヒータ１３０は、積層方向（図４のＺ方向）上側から順に、保護層１４０と、断熱絶縁層１５０と、基板１７０とを備える。

基板１７０には、第１実施形態の基板７０の共通電極７６と導線７７と同様に、共通電極１７６と導線１７７が形成されている。この焼成の温度は、基板１７０にアルミナを用いた場合は、８００〜９００°Ｃ程度で設定されることが好ましい。
基板１７０上には、基板１７０を覆うように断熱絶縁層１５０が形成される。断熱絶縁層１５０は、断熱性と絶縁性を備え、熱膨張係数が基板１７０より小さな材料、例えばガラス材料が用いられ、溶剤中にガラス粉を分散したインクの印刷、焼成によって形成することができる。断熱絶縁層１５０には、複数のコモン配線１５７にそれぞれ対応する位置に、断熱絶縁層１５０を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する複数のスルーホール１５１（第１スルーホール）が形成される。

断熱絶縁層１５０は、基板１７０の焼成温度よりも低い温度であって、ガラスを用いた場合は例えば７５０〜８５０°Ｃ程度の中の設定温度で焼成することによって硬化させる。焼成された断熱絶縁層１５０上には、複数のコモン配線１５７（導体線）、複数の個別配線１５８（導体線）、及び複数の第２導体線１６６が形成・焼成され、その後に、Ｘ方向に延びる発熱体１５６が形成される。コモン配線１５７及び個別配線１５８は、発熱体１５６をＹ方向に交差し、Ｘ方向において交互に配置される。発熱体１５６においては、隣り合うコモン配線１５７と個別配線１５８によって発熱領域１５９が形成される。発熱体１５６、コモン配線１５７、個別配線１５８、及び第２導体線１６６は、例えば溶剤中に導電性材料（例えば、銀、銀・白金、銀・パラジウム、金、白金）を分散させたインクを印刷、焼成することによって形成する。コモン配線１５７、個別配線１５８、及び第２導体線１６６の印刷時には、スルーホール１５１内にもインクが流入される。

コモン配線１５７、個別配線１５８、第２導体線１６６、及び、スルーホール１５１の内部のインクは同時に焼成させることによって硬化させる。この焼成の温度は、断熱絶縁層１５０の焼成温度より低い温度であって、例えば６５０〜７５０°Ｃ程度の中で設定されることが好ましい。この硬化処理により、コモン配線１５７は、対応するスルーホール１５１、導線１７７を介して共通電極１７６と導通する。また、１５８は、対応する第２導体線１６６と導通する。

コモン配線１５７、個別配線１５８、及び第２導体線１６６の焼成後、発熱体１５６が印刷され、発熱体１５６はコモン配線１５７及び個別配線１５８の焼成温度よりも低い温度、例えば６００〜７００°Ｃ程度の設定温度で焼成され、硬化される。

発熱体１５６、コモン配線１５７、個別配線１５８、及び第２導体線１６６が焼成された断熱絶縁層１５０上には、断熱絶縁層１５０を覆うように保護層１４０が形成される。

図４又は図５に示すように、第１実施形態と同様に、共通電極１７６は、基板１７０の上面に発熱体１５６を投影した領域を全て含む範囲に形成されている。また、基板１７０上に第２導体線１６６を投影した像についても共通電極１７６の範囲内に収まっている点も第１実施形態と同様である。

加熱ヒータ１３０においても、発熱体１５６と共通電極１７６を別の部材上に形成したため、多チャンネル化したとしても、ＸＹ面におけるヒータの面積の増大を抑えることができる。また、共通電極１７６の面積を広くとれるため、配線抵抗値を下げることができることから、多チャンネル化した場合でも、配線による電圧ドロップの影響を抑えることができる。
なお、その他の作用、効果、変形例は第１実施形態と同様である。

＜第３実施形態＞
つづいて、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態においては、第２実施形態と同様に中間層を設けていない点が第１実施形態と異なる。保護層の構成及びその形成過程は第１実施形態の保護層４０と同様であるため、図示及び詳細な説明は省略する。また、定着機の構成についても、第１実施形態と同様である。

図６は、第３実施形態に係る加熱ヒータ２３０の構成を示す平面図であって、（Ａ）は断熱絶縁層２５０の平面図、（Ｂ）は基板２７０の平面図である。図６においては、各構成の構造を簡略化して表示している。

加熱ヒータ２３０は、第２実施形態と同様に、積層方向上側から順に、保護層（不図示）と、断熱絶縁層２５０と、基板２７０とを備える。

基板２７０は、第１実施形態の基板７０と同様の材料・形状で構成される。基板２７０には、第１実施形態の共通電極７６と第２導体線６６と同様の材料・製法で、共通電極２７６と第２導体線２６６が形成されている。次に、共通電極２７６と第２導体線２６６は焼成されて硬化される。この焼成の温度は、基板２７０にアルミナを用いた場合は、例えば８００〜９００°Ｃ程度の中で設定されることが好ましい。

基板２７０上には、基板２７０を覆うように断熱絶縁層２５０が形成される。断熱絶縁層２５０は、断熱性と絶縁性を備え、熱膨張係数が基板２７０より小さな材料、例えばガラスが用いられ、溶剤中にガラス粉を分散したインクを印刷、焼成することによって形成することができる。断熱絶縁層２５０には、複数のコモン配線２５７にそれぞれ対応する位置に、断熱絶縁層２５０を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する複数のスルーホール２５１（第１スルーホール）が形成される。さらに、断熱絶縁層２５０には、基板２７０上の第２導体線２６６及び複数の個別配線２５８にそれぞれ対応する位置に、断熱絶縁層２５０を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する複数のスルーホール２５２（第２スルーホール）が形成される。スルーホール２５１とスルーホール２５２は、Ｙ方向において、発熱体２５６を挟んで反対側に配置される。

断熱絶縁層２５０は、基板２７０の焼成温度よりも低い温度であって、ガラスを用いた場合は例えば７５０〜８５０°Ｃ程度の設定温度で焼成することによって硬化させる。

焼成された断熱絶縁層２５０上には、複数のコモン配線２５７（導体線）、及び、複数の個別配線２５８（導体線）が形成・焼成された後に、Ｘ方向に延びる発熱体２５６が形成される。コモン配線２５７及び個別配線２５８は、発熱体２５６をＹ方向に交差し、Ｘ方向において交互に配置される。発熱体２５６においては、隣り合うコモン配線２５７と個別配線２５８によって発熱領域２５９が形成される。発熱体２５６、コモン配線２５７、及び、個別配線２５８は、例えば溶剤中に導電性材料（例えば、銀、銀・白金、銀・パラジウム、金、白金）を分散させたインクを印刷することによって形成する。コモン配線２５７及び個別配線２５８の印刷時には、スルーホール２５１、２５２内にもインクが流入される。

コモン配線２５７、個別配線２５８、及び、スルーホール２５１、２５２の内部のインクは同時に焼成させることによって硬化させる。この焼成の温度は、断熱絶縁層２５０の焼成温度より低い温度であって、例えば６５０〜７５０°Ｃ程度の中で設定されることが好ましい。この硬化処理により、コモン配線２５７は、対応するスルーホール２５１を介して共通電極２７６と導通する。また、個別配線２５８は、対応するスルーホール２５２を介して第２導体線２６６と導通する。コモン配線２５７及び個別配線２５８の焼成後、発熱体２５６が印刷され、発熱体２５６はコモン配線２５７及び個別配線２５８の焼成温度よりも低い温度、例えば６００〜７００°Ｃ程度の中の設定温度で焼成され硬化されることが好ましい。

発熱体２５６、コモン配線２５７、及び個別配線２５８が焼成された断熱絶縁層２５０上には、断熱絶縁層２５０を覆うように保護層が形成される。

加熱ヒータ２３０においても、発熱体２５６と共通電極２７６を別の部材上に形成したため、多チャンネル化したとしても、ＸＹ面におけるヒータの面積の増大を抑えることができる。
なお、その他の作用、効果、変形例は第２実施形態と同様である。

＜変形例１＞
図７は、変形例１に係る加熱ヒータ３３０の構成を示す平面図であって、（Ａ）は断熱絶縁層３５０の平面図、（Ｂ）は基板３７０の平面図である。図７においては、各構成の構造を簡略化して表示している。

上述の第３実施形態においては、スルーホール２５１とスルーホール２５２を、Ｙ方向において、発熱体２５６を挟んで反対側に配置していたが、図７に示すように、発熱体３５６の位置をずらし、スルーホール３５１（第１スルーホール）とスルーホール３５２（第２スルーホール）を、Ｙ方向において、発熱体２５６に対して同じ側に配置してもよい。ここで、図７に示す変形例１における、断熱絶縁層３５０、スルーホール３５１、３５２、発熱体３５６、コモン配線３５７、個別配線３５８、発熱領域３５９、第２導体線３６６、基板３７０、共通電極３７６は、図６に示す第３実施形態の断熱絶縁層２５０、スルーホール２５１、２５２、発熱体２５６、コモン配線２５７、個別配線２５８、発熱領域２５９、第２導体線２６６、基板２７０、共通電極２７６にそれぞれ対応し、同様の材料・製法で形成される。

＜変形例２＞
図８は、変形例２に係る加熱ヒータ４３０の構成を示す断面図である。

変形例２においては、第１実施形態の中間層６０に代えて、多層構造の中間層４６０を用いている。ここで、図８に示す変形例２における、保護層４４０、断熱絶縁層４５０、スルーホール４５１、４５２、発熱体４５６、コモン配線４５７、不図示の個別配線、不図示の発熱領域、基板４７０、共通電極４７６、及び、基板４７０上の導線（不図示）は、図３に示す第１実施形態の保護層４０、断熱絶縁層５０、スルーホール５１、５２、発熱体５６、コモン配線５７、個別配線５８、発熱領域５９、基板７０、共通電極７６、及び、導線７７にそれぞれ対応し、同様の材料・製法で形成される。

図８に示す例では、中間層４６０は、Ｚ方向に積層された５つの個別層４６０ａ、４６０ｂ、４６０ｃ、４６０ｄ、４６０ｅからなる。ここで、中間層４６０を構成する個別層の層数は５に限定されない。中間層４６０は、断熱性と絶縁性を備え、熱膨張係数が基板４７０より小さな材料が好ましい。または、中間層４６０及び基板４７０の双方をアルミナ・ガラス材料等による低温焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）にて構成し、第２導体線４６６と合わせて同時焼成することも可能である。

中間層４６０には、スルーホール４６１と、個別層にそれぞれ形成された複数の第２導体線４６６と、それぞれの第２導体線４６６に対応する複数のスルーホール４６２、４６３とが形成されている。第２導体線４６６は、第１実施形態の第２導体線６６と同様の方法で形成する。

複数のスルーホール４６１は、断熱絶縁層４５０に形成された複数のスルーホール４５１にそれぞれ連なるように、中間層４６０のすべての個別層を厚さ方向に貫通する。複数のスルーホール４６２は、断熱絶縁層４５０に形成された複数のスルーホール４５２にそれぞれ連なるように、個別層を厚さ方向に貫通する。スルーホール４６３は、全ての個別層の対応する第２導体線４６６を互いに導通させるように厚さ方向に貫通する。スルーホール４６１、４６２、４６３には第２導体線４６６を形成する導電性インクが充填される。このため、スルーホール４５１、４６１を介して断熱絶縁層４５０上のコモン配線４５７と共通電極４７６が導通し、スルーホール４５２、４６２、４６３を介して断熱絶縁層４５０上の複数の個別配線と対応する第２導体線４６６が導通する。

このように、中間層４６０を多層化することにより、第２導体線４６６を配置する面積を広げることができるため、多チャンネル化したとしきのＸＹ面におけるヒータの面積の増大を抑えることができる。

＜変形例３＞
上記実施形態においては、基板７０上に共通電極７６が形成され、中間層６０上に第２導体線６６が形成されていたが、これに代えて、基板７０上に第２導体線が形成され、中間層６０上に共通電極が形成される構成も可能である。この構成においては、複数のコモン配線が、断熱絶縁層５０を貫通する第１スルーホールを介して共通電極に接続され、断熱絶縁層５０上の複数の個別配線は、断熱絶縁層５０を貫通する第２スルーホール、及び、中間層６０を貫通する第４スルーホールを介して、基板７０上に形成された複数の第２導体線にそれぞれ接続される。

本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。

以上のように、本発明に係る定着機用加熱ヒータは、多様な用紙に対応するために多数の発熱領域を備えた加熱ヒータに有用である。

１０ 記録材（被加熱体）
２０ ベルト
２１ 駆動ローラ
２２ 加圧ローラ
２３ 加圧パッド
３０、１３０、２３０、３３０、４３０ 加熱ヒータ（定着機用加熱ヒータ）
４０、１４０、４４０ 保護層
５０、１５０、２５０、３５０、４５０ 断熱絶縁層
５１、１５１、２５１、３５１、４５１ スルーホール（第１スルーホール）
５２、２５２、３５２、４５２ スルーホール（第２スルーホール）
５６、１５６、２５６、３５６、４５６ 発熱体
５７、１５７、２５７、３５７、４５７ コモン配線
５８、１５８、２５８、３５８ 個別配線
５９、１５９、２５９、３５９ 発熱領域
６０、４６０ 中間層
４６０ａ、４６０ｂ、４６０ｃ、４６０ｄ、４６０ｅ 個別層
６１、４６１ スルーホール（第３スルーホール）
４６２、４６３ スルーホール
６６、１６６、２６６、３６６、４６６ 第２導体線
７０、１７０、２７０、３７０、４７０ 基板
７６、１７６、２７６、３７６、４７６ 共通電極

Claims (13)

1. 基板と、前記基板上に形成された断熱絶縁層と、前記断熱絶縁層上に形成された保護層とを備え、
   前記基板上に少なくとも共通電極が形成され、
   前記断熱絶縁層上に、個別に発熱可能な複数の発熱領域を有する発熱体と、前記発熱領域に各々接続される複数の導体線とが形成され、
   前記複数の導体線は、複数の個別配線と、前記断熱絶縁層を貫通する第１スルーホールを介して前記共通電極に接続された、複数のコモン配線とからなることを特徴とする定着機用加熱ヒータ。
2. 前記基板の熱膨張係数は、前記断熱絶縁層の熱膨張係数より大きいことを特徴とする請求項１に記載の定着機用加熱ヒータ。
3. 前記基板、前記断熱絶縁層、及び前記保護層は焼成によってそれぞれ硬化させており、
   前記基板の焼成温度は、前記断熱絶縁層の焼成温度より高いことを特徴とする請求項１から請求項２のいずれか1項に記載の定着機用加熱ヒータ。
4. 前記共通電極は、前記基板上に前記発熱体を投影した領域を全て含む範囲に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着機用加熱ヒータ。
5. 前記共通電極は、前記定着機用加熱ヒータが加熱する被加熱体の進行方向に対応する方向において、前記発熱体よりも幅が広いことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定着機用加熱ヒータ。
6. 前記断熱絶縁層、前記共通電極、前記導体線、及び、前記保護層は、それぞれ印刷で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の定着機用加熱ヒータ。
7. 前記基板と前記断熱絶縁層の間に、絶縁性の中間層が形成され、
   前記断熱絶縁層上の前記複数の個別配線は、前記断熱絶縁層を貫通する第２スルーホールを介して、前記中間層上に形成された複数の第２導体線にそれぞれ接続され、
   前記複数のコモン配線は、前記第１スルーホール、及び、前記中間層を貫通する第３スルーホールを介して、前記共通電極に接続されたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の定着機用加熱ヒータ。
8. 前記中間層の熱膨張係数は、前記基板の熱膨張係数より小さく、前記断熱絶縁層の熱膨張係数より大きいことを特徴とする請求項７に記載の定着機用加熱ヒータ。
9. 前記断熱絶縁層はガラス材料からなり、前記中間層はアルミナ・ガラス材料からなり、前記基板はアルミナ材料からなることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の定着機用加熱ヒータ。
10. 前記基板、前記中間層、前記断熱絶縁層、及び前記保護層は焼成によって硬化させており、
    前記基板と前記中間層の焼成は同時に行い、
    前記断熱絶縁層の焼成温度は、前記基板及び前記中間層の焼成温度より低いことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の定着機用加熱ヒータ。
11. 前記中間層上の前記第２導体線の位置は、前記被加熱体の進行方向に対応する方向において、前記断熱絶縁層上の前記発熱体の位置とずれていることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の定着機用加熱ヒータ。
12. 前記中間層は印刷で形成されていることを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の定着機用加熱ヒータ。
13. 基板と、前記基板上に形成された絶縁性の中間層と、前記中間層上に形成された断熱絶縁層と、前記断熱絶縁層上に形成された保護層とを備え、
    前記中間層上に少なくとも共通電極が形成され、
    前記断熱絶縁層上に、個別に発熱可能な複数の発熱領域を有する発熱体と、前記発熱領域に各々接続される複数の導体線とが形成され、
    前記複数の導体線は、複数の個別配線と、前記断熱絶縁層を貫通する第１スルーホールを介して前記共通電極に接続された、複数のコモン配線とからなり、
    前記断熱絶縁層上の前記複数の個別配線は、前記断熱絶縁層を貫通する第２スルーホール、及び、前記中間層を貫通する第４スルーホールを介して、前記基板上に形成された複数の第２導体線にそれぞれ接続された
    ことを特徴とする定着機用加熱ヒータ。

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