JP2018111292A - 加熱装置の製造方法、印刷物の製造方法及びスクリーン印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板が曲面形状であっても、スクリーン印刷後の塗布液の膜厚がより均一になりやすく、発熱体の抵抗値がばらつきにくい加熱装置の製造方法等を提供できる。
【解決手段】曲面形状の基板１１０を準備する準備工程と、基板１１０上に設けられ電流によって発熱する抵抗発熱体１２０を形成するために、基板１１０をスクリーンを介してスキージにより押圧し、押圧箇所において基板１１０の曲面形状を平面形状に変形させつつ、抵抗発熱体１２０を形成する塗布液をスクリーンを通して基板１１０に転写させ印刷を行なう発熱体塗布工程と、を含む加熱装置の製造方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、加熱装置の製造方法、印刷物の製造方法、スクリーン印刷装置に関する。

特許文献１には、長尺状の基部と、基部の表面側又は内部に、この基部に対して、電気的絶縁状態で形成された、通電発熱する複数の並列配線を有する抵抗発熱配線部及び少なくとも２つの給電用端子部であって、抵抗発熱配線部に電力を供給するために、抵抗発熱配線部を介して一方の端子部及び他方の端子部を電気的に接続する給電用電極部とを備え、抵抗発熱配線部は、抵抗値温度係数が５００〜４，４００ｐｐｍ／℃の材料を含み、並列配線は、傾斜した矩形パターンを含むヒータが記載されている。

国際公開２０１３／０７３２７６号

ベルトなどの被加熱部材に押し当てて被加熱部材を加熱する加熱部材を有し、加熱されたベルトと加圧部材との間に設けられたニップ部において記録部材にトナー像を定着する定着装置において、ヒータなどの発熱体を使用することがある。この発熱体は、例えば、発熱体を形成するための塗布液をスクリーン印刷により塗布することで形成することができる。ところがこのとき発熱体の抵抗値が場所によりばらつく場合があり、その結果、発熱量が場所によりばらつき、定着むらが生じることがある。そして特に基板が曲面形状であった場合、これに起因して塗布液の膜厚がばらつきやすく、その結果、発熱体の抵抗値がばらつくことがある。
本発明は、基板が曲面形状であっても、スクリーン印刷後の塗布液の膜厚がより均一になりやすく、発熱体の抵抗値がばらつきにくい加熱装置の製造方法等を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、曲面形状の基板を準備する準備工程と、前記基板上に設けられ電流によって発熱する発熱体を形成するために、当該基板をスクリーンを介して押圧部材により押圧し、押圧箇所において当該基板の曲面形状を平面形状に変形させつつ、当該発熱体を形成する塗布液を当該スクリーンを通して当該基板に転写させ印刷を行なう発熱体塗布工程と、を含む加熱装置の製造方法である。
請求項２に記載の発明は、前記基板は、矩形形状をなし、前記発熱体塗布工程は、前記塗布液を前記基板の長辺方向に沿った方向で印刷することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置の製造方法である。
請求項３に記載の発明は、前記基板は、短辺方向の断面が弧形状であることを特徴とする請求項２に記載の加熱装置の製造方法である。
請求項４に記載の発明は、前記発熱体塗布工程は、前記押圧部材を前記スクリーン上で移動させ、前記押圧箇所を移動させつつ印刷を行なうことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置の製造方法である。
請求項５に記載の発明は、前記発熱体塗布工程は、前記押圧箇所において弾性変形させることにより前記基板を平面形状に変形させ、前記押圧部材が当該押圧箇所から移動した後は、当該基板は元の形状に戻ることを特徴とする請求項４に記載の加熱装置の製造方法である。
請求項６に記載の発明は、曲面形状の被印刷物を準備する準備工程と、前記被印刷物をスクリーンを介して押圧部材により押圧し、押圧箇所において当該被印刷物の曲面形状を平面形状に変形させつつ、色材を当該スクリーンを通して当該被印刷物に転写させ印刷を行なう工程を含むスクリーン印刷工程と、を含む印刷物の製造方法である。
請求項７に記載の発明は、色材を曲面形状の被印刷物に転写させ印刷を行なうスクリーンと、前記スクリーンを挟み前記被印刷物と対向する位置に配され、当該スクリーンを当該被印刷物側に押圧し、押圧箇所において当該被印刷物の曲面形状を平面形状に変形させつつ、色材を当該スクリーンを通して当該被印刷物に転写させる押圧部材と、を備えるスクリーン印刷装置である。
請求項８に記載の発明は、前記被印刷物を保持する平面形状の保持部をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載のスクリーン印刷装置である。

請求項１に係る発明によれば、基板が曲面形状であっても、スクリーン印刷後の塗布液の膜厚がより均一になりやすく、発熱体の抵抗値がばらつきにくい加熱装置の製造方法が提供できる。
請求項２に係る発明によれば、押圧部材のスクリーンに接触する箇所における波打ちの影響を抑制することができる。
請求項３に係る発明によれば、加熱を行なう対象の形状に応じた加熱装置を作成することができる。
請求項４に係る発明によれば、平面に対し印刷するスクリーン印刷装置を使用して曲面形状の基板に対し印刷を行なうことができる。
請求項５に係る発明によれば、基板を元の曲面形状に戻すことができる。
請求項６に係る発明によれば、被印刷物が曲面形状であっても、スクリーン印刷後の色材の膜厚がより均一になりやすい印刷物の製造方法が提供できる。
請求項７に係る発明によれば、被印刷物が曲面形状であっても、スクリーン印刷後の色材の膜厚がより均一になりやすいスクリーン印刷装置が提供できる。
請求項８に係る発明によれば、平面に対し印刷するスクリーン印刷装置を使用して曲面形状の被印刷物に対し印刷を行なうことができる。

画像形成装置の概略断面図である。 画像形成装置における定着ユニットの断面図である。 本実施の形態に係るソリッドヒータを説明する図である。 図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。 ソリッドヒータの製造方法の一例を説明するフローチャートである。 本実施の形態でスクリーン印刷を行なうために使用するスクリーン印刷装置について示した図である。 （ａ）〜（ｂ）は、本実施の形態のスクリーン印刷装置でスクリーン印刷を行なう印刷箇所について拡大した図である。 スクリーン印刷装置を用いてスクリーン印刷を行なう手順について説明したフローチャートである。 （ａ）〜（ｂ）は、本実施形態のスクリーン印刷装置を使用した場合の抵抗発熱体の抵抗値のばらつきの程度の例を示した図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
＜画像形成装置１＞
図１は、画像形成装置１の概略断面図である。図示の画像形成装置１は、画像データに基づいて画像を印刷する電子写真式のカラープリンタである。

画像形成装置１は、本体ケース９０の内部に、用紙Ｐ（記録媒体の一例）が収容された用紙収容部４０と、用紙Ｐに画像を形成する画像形成部１０と、用紙収容部４０から画像形成部１０を通って本体ケース９０の用紙排出口９６まで用紙Ｐを搬送する搬送部５０とを備えている。また、画像形成装置１は、画像形成装置１全体の動作を制御する制御部３１と、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３や画像読取装置（スキャナ）４等と通信を行って画像データを受信する通信部３２と、通信部３２にて受信された画像データに対して画像処理を施す画像処理部３３とを備えている。

用紙収容部４０は、用紙Ｐを収容する。
搬送部５０は、用紙収容部４０から、画像形成部１０を通って用紙排出口９６まで延びた用紙Ｐの搬送路５１と、用紙Ｐを搬送路５１に沿って搬送する搬送ローラ５２とを備えている。搬送部５０は、用紙Ｐを矢印Ｃ方向に搬送する。

画像形成部１０は、予め定められた間隔で配置された４つの画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを備えている。なお、以下、画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋをそれぞれ区別しないときは、画像形成ユニット１１と表記する。各画像形成ユニット１１はそれぞれ、静電潜像を形成してトナー像を保持する感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を予め定めた電位で帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を各色の画像データに基づき露光するＬＥＤ（Light Emitting Diode）プリントヘッド１４、感光体ドラム１２の表面に形成された静電潜像を現像する現像器１５、転写後の感光体ドラム１２の表面を清掃するドラムクリーナ１６を備えている。

４つの画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、現像器１５に収納されるトナーを除いて同様に構成され、イエロー（Ｙ）のトナーを収容した現像器１５を備えた画像形成ユニット１１Ｙはイエローのトナー像を形成する。同様に、マゼンタ（Ｍ）のトナーを収容した現像器１５を備えた画像形成ユニット１１Ｍはマゼンタのトナー像を形成し、シアン（Ｃ）のトナーを収容した現像器１５を備えた画像形成ユニット１１Ｃはシアンのトナー像を形成し、黒（Ｋ）のトナーを収容した現像器１５を備えた画像形成ユニット１１Ｋは黒のトナー像を形成する。

また、画像形成部１０は、各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２に形成された各色のトナー像が重畳されるように多重転写される中間転写ベルト２０と、各画像形成ユニット１１にて形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２０に順次静電転写（一次転写）する一次転写ロール２１とを備えている。さらに、画像形成部１０は、中間転写ベルト２０の表面に各色のトナー像が重畳して転写された重畳トナー像を用紙Ｐに一括して静電転写（二次転写）する二次転写部Ｔの二次転写ロール２２と、用紙Ｐに二次転写された重畳トナー像を定着させる定着ユニット６０（定着部の一例及び定着装置の一例）とを備えている。

画像形成装置１は、制御部３１による動作の制御の下で、次のプロセスによる画像形成処理を行う。すなわち、ＰＣ３やスキャナ４から送出された画像データは、通信部３２にて受信され、画像処理部３３により予め定めた画像処理が施された後、各色の画像データとなって、対応する色の各画像形成ユニット１１に送られる。そして、例えば黒のトナー像を形成する画像形成ユニット１１Ｋでは、感光体ドラム１２が矢印Ａ方向に回転しながら帯電器１３により予め定めた電位で帯電される。
その後、画像処理部３３から送信された黒の画像データに基づきプリントヘッド１４が感光体ドラム１２を走査露光する。これにより、感光体ドラム１２の表面には黒の画像データに対応した静電潜像が形成される。感光体ドラム１２上に形成された黒の静電潜像は現像器１５により現像され、感光体ドラム１２上に黒のトナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各トナー像を形成する。

各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２に形成された各色のトナー像は、一次転写ロール２１により矢印Ｂ方向に移動する中間転写ベルト２０上に順次静電転写され、中間転写ベルト２０上に、各色のトナー像が重畳された重畳トナー像が形成される。
中間転写ベルト２０が矢印Ｂ方向へ移動することにより、中間転写ベルト２０上の重畳トナー像は二次転写部Ｔ（転写部の一例）に送られる。重畳トナー像が二次転写部Ｔに送られると、そのタイミングに合わせて、用紙収容部４０の用紙Ｐが、搬送部５０の搬送ローラ５２により、搬送路５１に沿って矢印Ｃ方向に搬送される。そして、中間転写ベルト２０上に形成された重畳トナー像は、二次転写部Ｔにて二次転写ロール２２が形成する転写電界により、搬送路５１に沿って搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写される。

その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、搬送路５１に沿って定着ユニット６０まで搬送される。定着ユニット６０に搬送された用紙Ｐ上の重畳トナー像は、定着ユニット６０によって熱および圧力を受け、用紙Ｐ上に定着される。そして、定着された重畳トナー像が形成された用紙Ｐは、搬送路５１に沿って矢印Ｃ方向に搬送され、本体ケース９０の用紙排出口９６から排出され、用紙を載せる用紙積載部９５に積載される。
一方、一次転写後に感光体ドラム１２に残存しているトナー及び二次転写後に中間転写ベルト２０に残存しているトナーは、それぞれドラムクリーナ１６、およびベルトクリーナ２５によって除去される。
画像形成装置１による、用紙Ｐに画像を印刷する処理が、印刷の枚数に対応したサイクルだけ繰り返し実行される。

＜定着ユニット６０＞
図２は、画像形成装置１における定着ユニット６０の断面図である。
定着ユニット６０は、ヒータユニット７０と加圧ロール８０（加圧部材の一例）とを備えている。ヒータユニット７０及び加圧ロール８０は、いずれも図２の紙面奥行き方向に軸が延びた円柱状に構成されている。

ヒータユニット７０は、循環する（回転する）定着ベルト７８（被加熱部材の一例及びベルト部材の一例）と、定着ベルト７８が移動する方向において断面が弧形状に湾曲するように形成され、発熱するソリッドヒータ７１（加熱部材の一例及び加熱装置の一例）とを備えている。なお、ソリッドヒータ７１は、定着ベルト７８が循環する方向において表面が弧形状であればよい。
以下では、ソリッドヒータ７１は、熱容量を小さくするために、板状の部材であるとして説明する。

定着ベルト７８は、無端の円筒形状で、その内周面がソリッドヒータ７１の外周面に接して配置されている。定着ベルト７８は、ソリッドヒータ７１に接することにより加熱される。
定着ベルト７８は、原形が円筒形状の無端のベルト部材で構成され、例えば原形（円筒形状）時の直径が３０ｍｍ、幅方向の長さが３００ｍｍに形成されている。後述するように、定着ベルト７８は、加圧ロール８０に押圧されて変形する。ここで、原形とは、加圧ロール８０により押圧されていない状態、すなわち、変形していない状態をいう。

定着ベルト７８は、基材層と、基材層の上に被覆された離型層とからなる。基材層は、定着ベルト７８全体としての機械的強度を形成する耐熱性のシート状部材で構成される。基材層としては、例えば、ポリイミド樹脂からなる厚さ６０μｍ〜２００μｍのシートが用いられる。また、定着ベルト７８の温度分布をより均一にするためにアルミニウム等からなる熱伝導フィラーをポリイミド樹脂中に含有させてもよい。

離型層は、用紙Ｐ上に保持された未定着のトナー像と直接接触するため、離型性の高い材質が使用される。例えばＰＦＡ（テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、シリコーン共重合体、又は、これらの複合層等が用いられる。離型層の厚さとしては、薄すぎると、耐摩耗性の面で充分でなく、定着ベルト７８の寿命を短くする。その一方で、厚すぎると、定着ベルト７８の熱容量が大きくなりすぎ、ウォームアップタイムが長くなる。そこで、離型層の厚さは、耐摩耗性と熱容量とのバランスを考慮し、１μｍ〜５０μｍとするのがよい。
なお、基材層と離型層との間に、シリコーンゴム等による弾性層が含まれてもよい。

加圧ロール８０は、定着ベルト７８に対向するように配置され、定着ベルト７８に従って図２の矢印Ｄ方向に、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで回転する。そして、加圧ロール８０とソリッドヒータ７１とにより定着ベルト７８を挟み込んだ状態でニップ部（定着加圧部）Ｎを形成する。
加圧ロール８０は、例えば、直径１８ｍｍの中実のステンレス製あるいはアルミニウム製コア（円柱状芯金）と、コアの外周面に被覆された例えば厚さ５ｍｍのシリコーンスポンジ等の耐熱性弾性体層と、さらに例えば厚さ５０μｍのカーボン配合のＰＦＡ等の耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層とが積層されて構成される。そして、押圧バネ（不図示）により、例えば２５ｋｇｆの荷重で定着ベルト７８を介してソリッドヒータ７１を押圧している。

搬送部５０（図１参照）によりニップ部Ｎに搬送されてきた用紙Ｐは、ニップ部Ｎにおいて、定着ベルト７８により加熱されるとともに、定着ベルト７８をソリッドヒータ７１と加圧ロール８０とにより加圧され、用紙Ｐに保持された未定着の重畳トナー像が用紙Ｐに定着される。
ニップ部Ｎにおいて、加圧ロール８０に接する用紙Ｐは、加圧ロール８０の矢印Ｄ方向への回転によって矢印Ｃ方向に送られ、この用紙Ｐの移動により、用紙Ｐに接する定着ベルト７８が従動し、定着ベルト７８は矢印Ｅ方向（進行方向）に回転する。

＜ソリッドヒータ７１＞
定着ベルト７８の加熱には、ハロゲンランプや電磁誘導による方法などが用いられてきた。しかし、これらの方法は、定着ベルト７８が予め定められた温度に達するまでに要する時間（スタンバイ時間）が長く、消費電力が大きく、構成が複雑であった。
以下に説明するソリッドヒータ７１は、構成が簡単である。また、ソリッドヒータ７１は、熱容量が小さいため、スタンバイ時間を設けることを要しないことから、利便性が向上する。すなわち、定着ユニット６０にソリッドヒータ７１を用いることで、低コスト及び低消費電力が図れる。

＜ソリッドヒータ７１＞
図３は、本実施の形態に係るソリッドヒータ７１を説明する図である。図３は、図２における矢印ＩＩＩの方向から見たソリッドヒータ７１の上面図である。また図４は、図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。
なお、ソリッドヒータ７１は、図２で示したように定着ベルト７８が移動する方向において断面が弧形状であるが、図３に示すソリッドヒータ７１は、説明の便宜上、平面状に図示するとともに後述する保護層１７０を除いた状態で図示している。

まず図３により、ソリッドヒータ７１の上面構造を説明する。ソリッドヒータ７１は、複数の抵抗発熱体１２０（発熱体の一例）と、これらを接続する配線１４０と、配線１４０と接続された端子１５０と、これらを支持する基板１１０とを備えている。抵抗発熱体１２０、配線１４０及び端子１５０は、基板１１０の一方の表面に設けられている。

抵抗発熱体１２０は、例えば、Ｐｄの比率が高いＡｇＰｄなどで構成されている。抵抗発熱体１２０は、電流を流すことにより発熱する。
図示するように抵抗発熱体１２０は、ジグザグ形状（つづら折り形状）に形成される。このようにすることでソリッドヒータ７１は、抵抗発熱体１２０が形成される箇所においてより均一に発熱を行なうことができ、温度分布がより均一になる。また図示する抵抗発熱体１２０は、軸方向（紙面左右方向）に６分割され、それぞれが発熱するようにジグザグ形状のパターンが形成されている。ここでは、分割された抵抗発熱体１２０のそれぞれをセルＲと言い、Ｒ１〜Ｒ６として図示している。セルＲ１〜Ｒ６は、ソリッドヒータ７１の長辺方向（主走査方向）に沿って順に配列する。セルＲは、ソリッドヒータ７１のそれぞれの端部に位置するセルＲ１、Ｒ６については、台形形状となっている。また端部を除く中央部に位置するセルＲ２〜Ｒ５では、平行四辺形形状となっている。なお抵抗発熱体１２０のパターンの幅は、例えば、０．７ｍｍである。

配線１４０は、例えばＰｄの比率が低いＡｇＰｄなどで構成されている。配線１４０は、図３の紙面において上側の配線１４１と、下側の配線１４２とを有している。
なお図３では、配線１４０を１４１（１４０）、１４２（１４０）などと表記する。なお、配線１４１、１４２をそれぞれ区別しない場合は、配線１４０と表記する。

端子１５０は、保護層１７０（後述する図４参照。）を設けず、表面を露出させた配線１４０（配線１４１、１４２）の一部である。端子１５０は、配線１４１の端部に設けられた端子１５１と、配線１４２に接続される端子１５２とからなる。図３では、端子１５０を１５１（１５０）、１５２（１５０）と表記する。
端子１５０は、電流を供給する電線（ワイヤ）との接続が容易なように、配線１４０が幅広に構成されている。

そして、端子１５１と端子１５２との間に電圧を印加して電流を流すことで、抵抗発熱体１２０に電流が流れる。そして、抵抗発熱体１２０が発熱する。
なお、端子１５１と端子１５２との間に印加される電圧は、例えばＡＣ１００Ｖである。

次に、図４の断面図により、ソリッドヒータ７１の断面構造を説明する。ソリッドヒータ７１の基板１１０上には、一様に絶縁層１６０が設けられている。そして、絶縁層１６０上に、抵抗発熱体１２０、配線１４０（配線１４１、１４２）が設けられている。なお詳しくは、後述するが、基板１１０には、取り付け部１１０ａが設けられている。
そして、抵抗発熱体１２０及び配線１４０上に、保護層１７０が設けられている。
保護層１７０の表面（基板１１０から遠い側）は、後述するように、凹凸が抑制されたなだらかで且つ滑らかな（平滑化された）形状になっている。

ここで、基板１１０は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）で構成されている。そして、基板１１０は、矩形形状をなすとともに、ソリッドヒータ７１の形状に合わせ加工されている。即ち、基板１１０は、定着ベルト７８が移動する方向（短辺方向、副走査方向）において断面が弧形状に湾曲するように曲面形状で形成されている。また基板１１０は、軸方向と交差する方向（紙面上下方向）に曲率を有する曲面形状となるように形成されていると言ってもよい。
この曲面形状の曲率は一定であってもよいし、また、例えば、軸方向と交差する方向の端部（紙面上部および下部）では曲率を大きくし、端部以外の中央部では曲率を小さくしてもよい。即ち、軸方向と交差する方向の中央部では端部よりも、より平面に近い形状としてもよい。

なお、基板１１０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）以外の、アルミニウム、銅などの金属材料で構成されてもよい。またセラミック材料で構成されてもよい。さらに耐熱性のプラスチック材料で構成されてもよい。

絶縁層１６０は、基板１１０がステンレス鋼（ＳＵＳ）などの導電性の金属材料などで構成された場合に、抵抗発熱体１２０、配線１４０（配線１４１、１４２）と基板１１０とが電気的に短絡することを抑制する。なお、基板１１０がセラミック材料などの絶縁性の材料で構成されていれば、絶縁層１６０を設けなくともよい。
絶縁層１６０は、基板１１０がステンレス鋼（ＳＵＳ）などの耐熱性の金属材料である場合、例えば、ガラス材料で構成される。絶縁層１６０は、ガラス材料で構成された場合、アンダーグレイズと表記されることがある。

保護層１７０は、抵抗発熱体１２０、配線１４０などが、定着ベルト７８と直接接触することを抑制する。即ち、保護層１７０は、抵抗発熱体１２０および配線１４０を覆うように設けられ、抵抗発熱体１２０および配線１４０を保護する。例えば、定着ベルト７８とソリッドヒータ７１とを円滑に摺動させるために、ソリッドヒータ７１と定着ベルト７８との間に、シリコーンオイルなどの潤滑材を供給することがある。この場合、保護層１７０を設けないと、抵抗発熱体１２０、配線１４０などにおいて電気的な短絡が生じるおそれがある。
保護層１７０は、基板１１０がステンレス鋼（ＳＵＳ）などの耐熱性の金属材料である場合、例えば、ガラス材料で構成される。保護層１７０は、ガラス材料で構成された場合、オーバーグレイズと表記されることがある。

絶縁層１６０、保護層１７０は、ガラス材料で構成される場合、ガラス粒子を分散させたガラスペーストを塗布し、ガラスペーストを加熱により軟化（溶融）及び流動（粘性流動）させて形成される。すなわち、絶縁層１６０、保護層１７０は、ガラス粒子が軟化（溶融）により一体化して、より緻密な構造となるとともに、表面は、粘性流動により凹凸が抑制されたなだらかで且つ滑らかな（平滑化された）形状になっている。

絶縁層１６０は、例えば、厚さが４０μｍ〜１００μｍである。これに対して、抵抗発熱体１２０、配線１４０の厚さは、１０μｍ〜３０μｍである。

＜ソリッドヒータ７１の製造方法＞
図５は、ソリッドヒータ７１の製造方法の一例を説明するフローチャートである。

まず基板１１０を作成する（ステップ１０１：基板作成工程）。具体的には、基板１１０は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）板をソリッドヒータ７１の形状に切り抜き、断面が弧形状に湾曲するようにプレス加工することで得られる。

次に基板１１０上に、絶縁層１６０を形成する（ステップ１０２：絶縁層形成工程）。
絶縁層形成工程によりガラス材料で構成された絶縁層１６０が形成される。またガラス材料は、ガラスペーストの塗布によって形成される。
ガラスペーストは、ガラス材料の微粒子（ガラス粒子）と、ガラス粒子を懸濁しておくバインダと、ガラスペーストの粘度を調整する溶剤とを含んでいる。ガラス粒子は、予め定められた温度で軟化するように組成が調整されたガラスの粒子である。バインダは、エチルセルロースなどで構成され、ガラス粒子の凝集を抑制する。

絶縁層１６０を形成するためのガラスペーストは、スクリーン印刷などによって基板１１０上に塗布される。
そして、ガラスペーストの流動性により表面をなだらかに（平坦化）するために、予め定められた時間放置する（レべリング）。その後、溶媒を蒸発させるため、溶媒が蒸発する温度に設定された電気炉（オーブン）などにより乾燥させる。
その後、塗布されたガラスペーストを、ガラス粒子が溶融又は軟化して一体化するように焼成する。すなわち、ガラスペーストに含まれるガラス粒子の特性によって予め定められた温度で、焼成する。ここでは、空気など酸素を含む雰囲気（酸素雰囲気）で焼成することで、エチルセルロースなどのバインダが燃焼してＣＯ_２になって除去される。さらに、ガラス粒子が軟化（溶融）して一体化し、緻密なガラス膜となる。

そして基板１１０上であって絶縁層１６０上に抵抗発熱体１２０を形成する（ステップ１０３：発熱体形成工程）。
発熱体形成工程において、例えば、Ｐｄの比率が高いＡｇＰｄで構成された抵抗発熱体１２０が形成される。
抵抗発熱体１２０は、例えば、スクリーン印刷によりＰｄの比率が高いＡｇＰｄを含む抵抗発熱体用ペーストを塗布することで形成される。
抵抗発熱体用ペーストは、ガラスペーストと同様に、ＡｇＰｄ、バインダ、溶媒などを含んでいる。なお、絶縁層１６０との接着性を向上させるために、ガラス粒子を含んでもよい。
スクリーン印刷された抵抗発熱体用ペーストは、レべリングのために予め定められた時間放置された後、溶媒を蒸発させるために、予め定められた温度のオーブンなどで乾燥される。
その後、予め定められた温度で焼成することで抵抗発熱体１２０が形成される。

次に、基板１１０上であって絶縁層１６０上に配線１４０を形成する（ステップ１０４：配線形成工程）。
配線形成工程において、例えば、Ａｇの比率が高いＡｇＰｄで構成された配線１４０（配線１４１、１４２）が形成される。
配線１４０は、例えば、スクリーン印刷によりＡｇの比率が高いＡｇＰｄを含む配線用ペーストを塗布することで形成される。
配線用ペーストは、抵抗発熱体用ペーストと同様に、ＡｇＰｄ、バインダ、溶剤などを含んでいる。なお、絶縁層１６０との接着性を向上させるために、ガラス粒子を含んでもよい。
スクリーン印刷された配線用ペーストは、レべリングの後、溶媒を蒸発させるために乾燥される。
その後、配線用ペーストを焼成することで、配線１４０（配線１４１、１４２）が形成される。

次に、保護層１７０を形成する（ステップ１０５：保護層形成工程）。
保護層形成工程において、抵抗発熱体１２０、および配線１４０上に保護層１７０が形成される。
保護層１７０を形成するためには、絶縁層１６０を形成したのと同様のガラスペーストが使用できる。そしてこのガラスペーストをスクリーン印刷などによって、抵抗発熱体１２０、および配線１４０上に塗布する。
スクリーン印刷されたガラスペーストは、レべリングの後、溶媒を蒸発させるために乾燥される。
その後、ガラスペーストを焼成することで、保護層１７０が形成される。

＜スクリーン印刷の説明＞
上述したように基板１１０は、プレス加工等により湾曲している。そのため外周面は、曲面形状となり、曲面上にスクリーン印刷を行なう必要がある。
そのため本実施の形態のスクリーン印刷装置２００は、以下の構成を有する。

図６は、本実施の形態でスクリーン印刷を行なうために使用するスクリーン印刷装置について示した図である。
図示するスクリーン印刷装置２００は、通常は、平面形状の被印刷物に印刷を行なうものである。このスクリーン印刷装置２００は、スクリーン２１０と、スクリーン保持部２２０と、スキージ２３０と、スキージ保持部２４０と、基板保持部２５０とを備える。また図６では、スクリーン印刷装置２００を構成するものではないが、基板１１０についても併せて図示している。この基板１１０は、長辺方向（主走査方向、図３参照）が図中左右方向に沿った方向になるように配される。また短辺方向（副走査方向、図３参照）が紙面奥行き方向に沿った方向になるように配される。

スクリーン２１０は、塗布液を基板１１０に転写させ印刷を行なう。スクリーン２１０は、ポリエステルやシルク、ステンレス等のメッシュ状の布等に感光膜が積層した構造となっている。感光膜は、感光液を印刷を行ないたいパターンに合わせたマスクを介して露光することで形成される。これにより露光された箇所は硬化しメッシュ上に残存して感光膜となる。対して露光されなかった箇所は、硬化せず、その後の現像工程によって除去される。その結果、露光されなかった箇所にメッシュが露出した開口部（不図示）が存在する。そのため塗布液は、この開口部においてメッシュ間の隙間を通り、基板１１０側に移動することができる。また感光膜が積層する非開口部（不図示）では、塗布液は、基板１１０側に移動することができない。なおここで塗布液は、例えば、発熱体形成工程（図５のステップ１０３）で抵抗発熱体１２０を形成するための抵抗発熱体用ペーストであり、図６ではＴｐとして図示している。

スクリーン保持部２２０は、スクリーン２１０を保持する部材であり、例えば、木材、アルミ材等からなる四角形状の枠体である。この場合、スクリーン２１０は、スクリーン保持部２２０により四角形の四辺方向に張力を加えられ、しわが生じない状態で保持される。

スキージ２３０は、押圧部材の一例であり、スクリーン２１０を基板１１０側に押圧し、塗布液をスクリーン２１０を通して基板１１０に転写させる。図示するようにスキージ２３０は、スクリーン２１０を挟み基板１１０と対向する位置に配される。

スキージ保持部２４０は、スキージ２３０を保持する。このときスキージ保持部２４０は、予め定められた角度（スキージ角度θ）をなすように、スキージ２３０を移動方向上流側に傾け保持する。これは、スキージ保持部２４０は、スキージ２３０をスクリーン２１０と接触する一端に対し、他端をスクリーン２１０の移動方向上流側に位置するように保持すると言うこともできる。

またスキージ保持部２４０は、印刷を行なう際に、矢印Ｆ方向に移動する。これによりスキージ２３０がスクリーン２１０を押圧しつつ同様に矢印Ｆ方向に移動する。その結果、スクリーン２１０に形成された開口部のパターンに従い、塗布液が基板１１０に転写する。なおこれは、スキージ２３０をスクリーン２１０上で移動させ、押圧箇所を移動させつつ印刷を行なう、と言うこともできる。

また本実施の形態では、塗布液を基板１１０の長辺方向に沿った方向で印刷する。これによりスキージ２３０のスクリーン２１０に接触する箇所における波打ちの影響を抑制することができる。つまりスキージ２３０のスクリーン２１０に接触する箇所は、厳密に直線状に作成することは困難であり、曲線状の波打ち形状となりやすい。そのためスキージ２３０のスクリーン２１０に対する押圧力にばらつきが生じ、塗布液の塗布量にばらつきが生じやすい。このばらつきが生じる方向は、図では紙面奥行き方向となる。そこで塗布液を基板１１０の長辺方向に沿った方向（矢印Ｆ方向）で印刷する。これによりスキージ２３０の波打ちが生じる方向が、基板１１０の短辺方向となる。その結果、スキージ２３０の波打ちが生じる方向に対し、基板１１０に印刷する範囲はより小さくてすみ、スキージ２３０に波打ちが生じていたとしてもその影響を受けにくい。

基板保持部２５０は、保持部の一例であり、基板１１０を保持する。基板保持部２５０は、平面形状をなし、スクリーン印刷装置２００の動作中に基板１１０が動かないように固定する。このとき基板１１０の取り付け部１１０ａを利用し、基板１１０を基板保持部２５０にはめ込むことで基板１１０を保持する。

図７（ａ）〜（ｂ）は、本実施の形態のスクリーン印刷装置２００でスクリーン印刷を行なう印刷箇所について拡大した図である。なお図７（ａ）〜（ｂ）は、図６のＶＩＩ方向から印刷箇所を見た場合を示している。このうち図７（ａ）は、スキージ２３０によりスクリーン２１０を押圧する前の状態を示した図である。また図７（ｂ）は、スキージ２３０によりスクリーン２１０を押圧した状態を示した図である。即ち、印刷は、図７（ｂ）の状態で行なう。

基板１１０は曲面形状であるため、図７（ａ）に示すように、スキージ２３０によりスクリーン２１０を押圧する前は、基板１１０と平面形状の基板保持部２５０との間は離間し、隙間である空隙部Ｑが生じる。対して図７（ｂ）に示すように、スキージ２３０によりスクリーン２１０を押圧した状態では、スキージ２３０による押圧力がスクリーン２１０を介して基板１１０に作用する。即ち、基板１１０をスクリーン２１０を介してスキージ２３０により押圧する状態となる。その結果、押圧箇所において基板１１０の曲面形状を平面形状に変形させることができる。この状態では、空隙部Ｑが消失し、押圧箇所において基板１１０と基板保持部２５０とは密着する状態となる。

本実施の形態では、この図７（ｂ）の状態で、基板１１０に塗布液をスクリーン２１０を介して転写し、印刷を行なう。なおこの変形は、弾性変形である。そのため基板１１０は、スキージ２３０による押圧力により、押圧箇所においていったん平面形状に変形するが、スキージ２３０が押圧箇所から移動した後は、基板１１０は元の形状に戻る。即ち、図７（ｂ）の状態から図７（ａ）の状態に戻る。つまり図７（ｂ）の状態となるのは、上述した押圧箇所だけであり、他の箇所では、図７（ａ）に示すように、基板１１０と基板保持部２５０とは離間しており、空隙部Ｑが生じている。なお、基板１１０の弧形状の中心における空隙部Ｑの高さは、例えば、０．３ｍｍ〜１．５ｍｍである。

基板１１０が弾性変形し、図７（ｂ）の状態にするためには、例えば、基板１１０の弾性係数、スキージ２３０の押圧力、スキージ２３０の硬さ、スキージ２３０の移動速度などの条件に依存し、これらの条件を予め定められた関係にすることが好ましい。

次にスクリーン印刷装置２００の動作について説明する。
図８は、スクリーン印刷装置２００を用いてスクリーン印刷を行なう手順について説明したフローチャートである。以下、図６〜図８を主に用いて説明を行なう。
なおここでは発熱体形成工程において塗布液として抵抗発熱体用ペーストを塗布する場合、即ち図５のステップ１０３の場合を例に採り説明を行なう。

まず基板１１０を準備する（ステップ２０１：準備工程）。この基板１１０は、上述したように外周面に曲面形状を有する。なおこの基板１１０には、図５のステップ１０２により、既に絶縁層１６０が形成されているものとする。
次に基板１１０を基板保持部２５０に保持する（ステップ２０２：基板保持工程）。

そして図示しないスクレッパーと呼ばれる金属ブレードを用いて、発熱体を形成する塗布液である抵抗発熱体用ペーストＴｐをスクリーン２１０上に薄く塗布する。その後、スキージ２３０をスクリーン２１０上の矢印Ｆ方向に移動させることによって、抵抗発熱体用ペーストＴｐをスクリーン２１０を通して基板１１０上に塗布する。（ステップ２０３：発熱体塗布工程）。
このとき図８で説明したように、スキージ２３０は、基板１１０をスクリーン２１０を介して押圧するため、押圧箇所において基板１１０を曲面形状から平面形状に変形させる。そしてこの状態で、塗布液がスクリーン２１０を通して基板１１０上に転移し、基板１１０に転写されてスクリーン印刷が行なわれる。

そして基板１１０を基板保持部２５０から取り外し、スクリーン保持部２２０や基板保持部２５０を上述した矢印Ｆ方向とは逆方向に動かし、元の位置に戻す（ステップ２０４：基板取り外し工程）。

以上説明した例では、図２に示した定着ユニット６０を用い、ソリッドヒータ７１の基板１１０は全体が曲面形状であったが、これに限られるものではない。例えば、押圧によって平面形状になる基板であれば、一部のみが曲面形状で構成されているものであってもよい。また、「弧形状」とは、全体が弧形状である形状のみを意味するものではなく、少なくとも一部が弧形状であるものも含む。

図９（ａ）〜（ｂ）は、本実施形態のスクリーン印刷装置２００を使用した場合の抵抗発熱体１２０の抵抗値のばらつきの程度の例を示した図である。
このうち図９（ａ）は、抵抗発熱体１２０の抵抗値のばらつきの程度を表により示したものであり、図９（ｂ）は、抵抗発熱体１２０の抵抗値をプロットしたものである。

ここでは図９（ａ）に示すように、スクリーン印刷装置２００を使用し、基板１１０に対して、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５で示す５回の塗布を行ない、その結果、基板１１０上に作成された抵抗発熱体１２０の抵抗値を測定している。なお、このときスキージ２３０の移動速度は、４０ｍｍ／ｓとしている。

このうちＮｏ．１〜Ｎｏ．３は、比較のために、平面形状の基板１１０を用意し、そこに抵抗発熱体１２０を形成した場合を示す。またＮｏ．４〜Ｎｏ．５は、図４で示した断面が弧形状の基板１１０を用意し、そこに抵抗発熱体１２０を形成した場合を示す。このとき、基板１１０の幅は２８ｍｍ、弧形状の曲率半径はＲ＝１００ｍｍとしている。

そしてＲ１〜Ｒ６は、図３で示したセルＲ１〜セルＲ６における抵抗値を示す。なお数値の単位は、Ωである。
また平均値は、セルＲ１〜セルＲ６における抵抗値の平均値である。なお数値の単位は、Ωである。さらにｍａｘ値は、セルＲ１〜セルＲ６における抵抗値の最大値であり、ｍｉｎ値は、セルＲ１〜セルＲ６における抵抗値の最小値である。そしてｍａｘ（％）は、ｍａｘ値が平均値からばらついた程度を表し、ｍｉｎ（％）は、ｍｉｎ値が平均値からばらついた程度を表わす。

そしてｍａｘ（％）とｍｉｎ（％）がともに４％以内であるものを合格であるとした。つまりＲ１〜Ｒ６で示した抵抗値が、全て平均値に対し±４％以内である場合に合格となる。またｍａｘ（％）とｍｉｎ（％）がともに２％以内であるものについて、さらに好ましい結果であるとした。
この場合、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５で示すものについて合格であることがわかる。またこれらはさらに好ましい結果となっていることがわかる。つまり基板１１０が平面形状であっても曲面形状であっても、スクリーン印刷後の塗布液の膜厚がほぼ均一であり、抵抗発熱体１２０の抵抗値がばらつきにくいことがわかる。

以上説明した形態によれば、基板が曲面形状であっても、スクリーン印刷後の塗布液の膜厚がより均一になりやすく、発熱体の抵抗値がばらつきにくいソリッドヒータ７１を製造することができる。また平面に印刷を行なうスクリーン印刷装置２００を使用して、曲面形状の基板１１０に印刷を行なうことができ、曲面スクリーン印刷装置を使用する必要がない。

なお上述した例では、抵抗発熱体１２０を形成する発熱体形成工程において、塗布液として抵抗発熱体用ペーストを基板１１０にスクリーン印刷で塗布する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、絶縁層形成工程でガラスペーストを基板１１０にスクリーン印刷で塗布する場合など他の工程でも使用できる。

また上述した例では、ソリッドヒータ７１を製造するときにスクリーン印刷を用いる場合について説明をしたが、これに限られるものではなく、曲面に対しスクリーン印刷を行なう場合であれば、他の場合にも適用が可能である。例えば、本実施の形態のスクリーン印刷装置２００を缶体などの曲面形状の被印刷物に対してスクリーン印刷を行なう装置として用いてもよい。この場合、スクリーン印刷装置２００は、インク等の色材を曲面形状の被印刷物に転写させ印刷を行なうスクリーン２１０と、スクリーン２１０を挟み被印刷物と対向する位置に配され、スクリーン２１０を被印刷物側に押圧し、押圧箇所において被印刷物の曲面形状を平面形状に変形させつつ、色材をスクリーン２１０を通して被印刷物に転写させるスキージ２３０（押圧部材の一例）と、を備えるスクリーン印刷装置であると把握することができる。

さらにこのスクリーン印刷装置２００により印刷物を製造する方法は、曲面形状の被印刷物を準備する準備工程と、被印刷物をスクリーン２１０を介してスキージ２３０（押圧部材の一例）により押圧し、押圧箇所において被印刷物の曲面形状を平面形状に変形させつつ、色材をスクリーン２１０を通して被印刷物に転写させ印刷を行なう工程を含むスクリーン印刷工程と、を含む印刷物の製造方法と把握することができる。

１…画像形成装置、１０…画像形成部、１１、１１Ｋ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ…画像形成ユニット、４０…用紙収容部、５０…搬送部、６０…定着ユニット、７０…ヒータユニット、７１…ソリッドヒータ、７８…定着ベルト、８０…加圧ロール、１１０…基板、１２０…抵抗発熱体、１４０…配線、１５０…端子、１６０…絶縁層、１７０…保護層

Claims (8)

1. 曲面形状の基板を準備する準備工程と、
   前記基板上に設けられ電流によって発熱する発熱体を形成するために、当該基板をスクリーンを介して押圧部材により押圧し、押圧箇所において当該基板の曲面形状を平面形状に変形させつつ、当該発熱体を形成する塗布液を当該スクリーンを通して当該基板に転写させ印刷を行なう発熱体塗布工程と、
   を含む加熱装置の製造方法。
2. 前記基板は、矩形形状をなし、
   前記発熱体塗布工程は、前記塗布液を前記基板の長辺方向に沿った方向で印刷することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置の製造方法。
3. 前記基板は、短辺方向の断面が弧形状であることを特徴とする請求項２に記載の加熱装置の製造方法。
4. 前記発熱体塗布工程は、前記押圧部材を前記スクリーン上で移動させ、前記押圧箇所を移動させつつ印刷を行なうことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置の製造方法。
5. 前記発熱体塗布工程は、前記押圧箇所において弾性変形させることにより前記基板を平面形状に変形させ、前記押圧部材が当該押圧箇所から移動した後は、当該基板は元の形状に戻ることを特徴とする請求項４に記載の加熱装置の製造方法。
6. 曲面形状の被印刷物を準備する準備工程と、
   前記被印刷物をスクリーンを介して押圧部材により押圧し、押圧箇所において当該被印刷物の曲面形状を平面形状に変形させつつ、色材を当該スクリーンを通して当該被印刷物に転写させ印刷を行なう工程を含むスクリーン印刷工程と、
   を含む印刷物の製造方法。
7. 色材を曲面形状の被印刷物に転写させ印刷を行なうスクリーンと、
   前記スクリーンを挟み前記被印刷物と対向する位置に配され、当該スクリーンを当該被印刷物側に押圧し、押圧箇所において当該被印刷物の曲面形状を平面形状に変形させつつ、色材を当該スクリーンを通して当該被印刷物に転写させる押圧部材と、
   を備えるスクリーン印刷装置。
8. 前記被印刷物を保持する平面形状の保持部をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載のスクリーン印刷装置。

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