JP2020047553A - heater - Google Patents

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Abstract

To provide a heater that has both excellent moisture resistance and grease resistance.SOLUTION: A heater includes a substrate, a conductor, a resistance heating element, a first coating layer, and a second coating layer. The conductor is provided on the substrate. The resistance heating element is electrically connected to the conductor and provided on the substrate. The first coating layer is provided on the substrate so as to cover the conductor and the resistance heating element. The second coating layer is provided on the first coating layer and has a higher silicon content than that of the first coating layer.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、ヒータに関する。   Embodiments of the present invention relate to a heater.

例えば、複写機やファクシミリ等におけるトナー定着、リライタブルカードリーダにおける印字消去等に用いられるヒータが知られている。ヒータは、給電用の電極から供給された電力により、基板の一面上に形成された抵抗発熱体を発熱させる。   For example, heaters used for fixing a toner in a copying machine, a facsimile, and the like, and for erasing a print in a rewritable card reader are known. The heater causes a resistance heating element formed on one surface of the substrate to generate heat by electric power supplied from a power supply electrode.

特開2007−25474号公報JP 2007-25474 A

このようなヒータにおいては、優れた耐湿性および耐グリス性を兼備させることが困難な場合があった。   In such a heater, it may be difficult to combine excellent moisture resistance and grease resistance.

本発明が解決しようとする課題は、優れた耐湿性および耐グリス性を兼備するヒータを提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a heater having both excellent moisture resistance and excellent grease resistance.

実施形態に係るヒータは、基板、導体、抵抗発熱体、第1被覆層、第2被覆層を具備する。導体は、基板上に設けられる。抵抗発熱体は、導体と電気的に接続され、基板上に設けられる。第1被覆層は、導体および抵抗発熱体を覆って基板上に設けられる。第2被覆層は、第1被覆層上に設けられ、第1被覆層よりもケイ素の含有率が高い。   The heater according to the embodiment includes a substrate, a conductor, a resistance heating element, a first coating layer, and a second coating layer. The conductor is provided on the substrate. The resistance heating element is electrically connected to the conductor and provided on the substrate. The first coating layer is provided on the substrate so as to cover the conductor and the resistance heating element. The second coating layer is provided on the first coating layer and has a higher silicon content than the first coating layer.

本発明によれば、優れた耐湿性および耐グリス性を兼備するヒータを提供することができる。   According to the present invention, a heater having both excellent moisture resistance and grease resistance can be provided.

実施形態に係るヒータの平面図である。It is a top view of a heater concerning an embodiment. 図1のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 実施形態の変形例に係るヒータの断面図である。It is sectional drawing of the heater which concerns on the modification of embodiment. 評価試験の結果を示す図である。It is a figure showing a result of an evaluation test. 実施形態に係るヒータが用いられた実施形態の定着装置を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a fixing device according to an embodiment using the heater according to the embodiment. 実施形態に係るヒータが用いられた実施形態の画像形成装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating an image forming apparatus according to an embodiment using a heater according to an embodiment.

以下に説明する実施形態に係るヒータ1、1Aは、基板2、導体3、抵抗発熱体4、第1被覆層7、第2被覆層8を具備する。導体3は、基板2上に設けられる。抵抗発熱体4は、導体3と電気的に接続され、基板2上に設けられる。第1被覆層7は、導体3および抵抗発熱体4を覆って基板2上に設けられる。第2被覆層8、8Aは、第1被覆層7上に設けられ、第1被覆層7よりもケイ素の含有率が高い。   The heaters 1 and 1A according to the embodiments described below include a substrate 2, a conductor 3, a resistance heating element 4, a first coating layer 7, and a second coating layer 8. The conductor 3 is provided on the substrate 2. The resistance heating element 4 is electrically connected to the conductor 3 and provided on the substrate 2. The first coating layer 7 is provided on the substrate 2 so as to cover the conductor 3 and the resistance heating element 4. The second coating layers 8 and 8A are provided on the first coating layer 7, and have a higher silicon content than the first coating layer 7.

また、以下に説明する実施形態に係る第2被覆層8、8Aは、第1被覆層7よりも亜鉛の含有率が高い。   Further, the second coating layers 8 and 8A according to the embodiment described below have a higher zinc content than the first coating layer 7.

また、以下に説明する実施形態に係る第2被覆層8、8Aは、第1被覆層7よりもアルカリ土類金属の含有率が低い。   Further, the second coating layers 8 and 8A according to the embodiment described below have a lower alkaline earth metal content than the first coating layer 7.

また、以下に説明する実施形態に係る第2被覆層8、8Aは、第1被覆層7よりも(ケイ素および亜鉛の含有率)/(アルカリ土類金属の含有率)が大きい。   Further, the second coating layers 8 and 8A according to the embodiment described below have a larger (content of silicon and zinc) / (content of alkaline earth metal) than the first coating layer 7.

[実施形態]
実施形態に係るヒータを図面に基づいて説明する。図1は、実施形態に係るヒータの平面図である。図2は、図1のA−A断面図である。実施形態に係るヒータ1は、電子機器類に搭載され、主に通過する紙などの媒体を加熱するものである。ヒータ1は、図1に示すように、基板2と、導体3と、抵抗発熱体4と、給電用電極5、6と、第1被覆層7と、第2被覆層8とを含んで構成されている。
[Embodiment]
A heater according to an embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of the heater according to the embodiment. FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. The heater 1 according to the embodiment is mounted on electronic devices and mainly heats a medium such as paper that passes therethrough. As shown in FIG. 1, the heater 1 includes a substrate 2, a conductor 3, a resistance heating element 4, power supply electrodes 5 and 6, a first coating layer 7, and a second coating layer 8. Have been.

基板2は、耐熱性および絶縁性を有し、本実施形態では、矩形状に形成されている。基板2は、例えば、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミック、ガラスセラミックまたは耐熱複合材料などからなる平板である。基板2は、ヒータ1を装着できるスペースに応じた厚さを有しており、例えば、0.5mm〜1.0mm程度である。なお、基板2の形状は、短手方向(Y方向)、および短手方向と交差する長手方向(X方向)を有していればこれに限定されるものではなく、外周において凹部、凸部、欠けなどが形成されていてもよい。なお、基板2の長手方向を「X方向」、短手方向を「Y方向」と称する場合がある。   The substrate 2 has heat resistance and insulating properties, and is formed in a rectangular shape in the present embodiment. The substrate 2 is a flat plate made of, for example, ceramic such as alumina or aluminum nitride, glass ceramic, or a heat-resistant composite material. The substrate 2 has a thickness corresponding to a space in which the heater 1 can be mounted, and is, for example, about 0.5 mm to 1.0 mm. The shape of the substrate 2 is not limited as long as it has a short direction (Y direction) and a long direction (X direction) intersecting the short direction. , Chips or the like may be formed. Note that the longitudinal direction of the substrate 2 may be referred to as an “X direction” and the lateral direction may be referred to as a “Y direction”.

導体3は、抵抗発熱体4に電力を供給するものであり、基板2上に設けられている。導体3は、例えば銀(Ag)系等の導体ペーストで基板2上に形成された導体パターンである。本実施形態における導体3は、ヒータ1(基板2)の長手方向であるX方向において、抵抗発熱体4と電気的に接続されている。導体3に含まれる導体31および導体32と、導体33とは、X方向において離間して設けられ、その間に抵抗発熱体41,42がそれぞれ配置されている。導体31は、抵抗発熱体41の長手方向に沿って形成されており、一方の端部が給電用電極5と、他方の端部が抵抗発熱体41の一方の端部と電気的に接続されている。導体32は、抵抗発熱体42の長手方向に沿って形成されており、一方の端部が給電用電極6と、他方の端部が抵抗発熱体42の一方の端部と電気的に接続されている。導体33は、抵抗発熱体41,42の他方の端部とそれぞれ電気的に接続されている。つまり、導体3は、抵抗発熱体4の長手方向に沿って電気的に接続されている。   The conductor 3 supplies power to the resistance heating element 4 and is provided on the substrate 2. The conductor 3 is a conductor pattern formed on the substrate 2 with a conductor paste such as silver (Ag). The conductor 3 in the present embodiment is electrically connected to the resistance heating element 4 in the X direction, which is the longitudinal direction of the heater 1 (substrate 2). The conductors 31 and 32 included in the conductor 3 and the conductor 33 are provided apart from each other in the X direction, and the resistance heating elements 41 and 42 are disposed therebetween. The conductor 31 is formed along the longitudinal direction of the resistance heating element 41, and one end is electrically connected to the power supply electrode 5 and the other end is electrically connected to one end of the resistance heating element 41. ing. The conductor 32 is formed along the longitudinal direction of the resistance heating element 42, and one end is electrically connected to the power supply electrode 6 and the other end is electrically connected to one end of the resistance heating element 42. ing. The conductor 33 is electrically connected to the other ends of the resistance heating elements 41 and 42, respectively. That is, the conductor 3 is electrically connected along the longitudinal direction of the resistance heating element 4.

抵抗発熱体4は、導体3と電気的に接続されており、基板2上に設けられている。抵抗発熱体4は、電気を流すことで発熱する。抵抗発熱体4は、例えば銀−パラジウム系やグラファイト系、酸化ルテニウム系等の発熱体ペーストで形成された発熱体パターンである。本実施形態では、抵抗発熱体4は、X方向に沿って配置されている。抵抗発熱体4に含まれる抵抗発熱体41と、抵抗発熱体42とは、Y方向において離間して配置されている。抵抗発熱体41,42は、ヒータ1の短手方向における長さが一定となるように、X方向に沿った帯状にそれぞれ配置されている。   The resistance heating element 4 is electrically connected to the conductor 3 and is provided on the substrate 2. The resistance heating element 4 generates heat by passing electricity. The resistance heating element 4 is a heating element pattern formed of a heating element paste of, for example, a silver-palladium-based, graphite-based, ruthenium oxide-based, or the like. In the present embodiment, the resistance heating elements 4 are arranged along the X direction. The resistance heating element 41 and the resistance heating element 42 included in the resistance heating element 4 are spaced apart in the Y direction. The resistance heating elements 41 and 42 are arranged in strips along the X direction so that the length of the heater 1 in the short direction is constant.

一対の給電用電極5,6は、導体3にそれぞれ電気的に接続されるものであり、基板2上に設けられている。一対の給電用電極5,6は、図1に示すように、X方向において基板2の端部に設けられている。一対の給電用電極5,6は、導体31,32とそれぞれ電気的に接続され、導体31,32と通電される。なお、図1において、一対の給電用電極5,6は、基板2の一方の端部に設けられているが、両端部にそれぞれ設けられていてもよいし、他方の端部に設けられていてもよい。また、一対の給電用電極5,6は、通常、導体31,32とそれぞれ一体的に基板2上に形成されているが、一対の給電用電極5,6と、導体31,32とがそれぞれ分離して形成されてもよい。また、一対の給電用電極5,6は、基板2のうち、導体31,32が設けられた表面に配置されているが、導体31,32が設けられた面とは反対側の面に配置されていてもよい。この場合、一対の給電用電極5,6は、基板2に形成されたスルーホールを介して、導体31,32とそれぞれ電気的に接続される。   The pair of power supply electrodes 5 and 6 are electrically connected to the conductor 3, respectively, and are provided on the substrate 2. The pair of power supply electrodes 5 and 6 are provided at the end of the substrate 2 in the X direction as shown in FIG. The pair of power supply electrodes 5 and 6 are electrically connected to the conductors 31 and 32, respectively, and are electrically connected to the conductors 31 and 32. Although the pair of power supply electrodes 5 and 6 are provided at one end of the substrate 2 in FIG. 1, they may be provided at both ends or at the other end. You may. The pair of power supply electrodes 5 and 6 are usually formed on the substrate 2 integrally with the conductors 31 and 32, respectively, but the pair of power supply electrodes 5 and 6 and the conductors 31 and 32 are respectively formed. It may be formed separately. The pair of power supply electrodes 5 and 6 are disposed on the surface of the substrate 2 on which the conductors 31 and 32 are provided, but are disposed on the surface opposite to the surface on which the conductors 31 and 32 are provided. It may be. In this case, the pair of power supply electrodes 5 and 6 are electrically connected to the conductors 31 and 32 via through holes formed in the substrate 2.

第1被覆層7は、保護層であり、基板2上に設けられた導体3および抵抗発熱体4を覆っているものであり、本実施形態では帯状に形成されている。第1被覆層7は、導体3および抵抗発熱体4を覆っていることで、導体3および抵抗発熱体4が直接大気に露出することを防止し、外部からの干渉(例えば、機械的、化学的、電気的な干渉)によって導体3および抵抗発熱体4が損傷・破損することを抑制するものである。   The first coating layer 7 is a protective layer and covers the conductor 3 and the resistance heating element 4 provided on the substrate 2, and is formed in a belt shape in the present embodiment. The first coating layer 7 covers the conductor 3 and the resistance heating element 4, thereby preventing the conductor 3 and the resistance heating element 4 from being directly exposed to the atmosphere, and preventing external interference (for example, mechanical and chemical interference). This prevents the conductor 3 and the resistance heating element 4 from being damaged or broken due to electrical interference.

第2被覆層8は、第1被覆層7上に設けられている。本実施形態では、X方向およびY方向の寸法が第1被覆層7と同じとなるように配置されているが、これに限らず、例えばX方向またはY方向の寸法が第1被覆層7よりも小さくてもよい。   The second coating layer 8 is provided on the first coating layer 7. In the present embodiment, the dimensions in the X direction and the Y direction are arranged so as to be the same as those of the first coating layer 7. However, the present invention is not limited to this. May also be small.

また、第1被覆層7および第2被覆層8の厚さの合計、すなわち基板2の表面から第2被覆層8の上面までの高さは、例えば30μm以上80μm以下とすることができ、高い熱伝導性を備える観点から、特に30μm以上50μmとすることができる。   Further, the total thickness of the first coating layer 7 and the second coating layer 8, that is, the height from the surface of the substrate 2 to the upper surface of the second coating layer 8 can be, for example, 30 μm or more and 80 μm or less. From the viewpoint of providing thermal conductivity, the thickness can be particularly set to 30 μm or more and 50 μm.

第1被覆層7、第2被覆層8はいずれも、熱伝導率が基板2よりも高く形成されており、例えば、2[W/(m・K)]以上となるガラス層である。このように第1被覆層7および第2被覆層8は、互いに類似した組成を有しているが、以下に示すように一部の成分の含有率を互いに異ならせることにより、優れた耐湿性および耐グリス性を兼備することができる。   Each of the first coating layer 7 and the second coating layer 8 is a glass layer having a thermal conductivity higher than that of the substrate 2 and, for example, 2 [W / (m · K)] or more. As described above, the first coating layer 7 and the second coating layer 8 have compositions similar to each other, but have excellent moisture resistance by changing the content of some components as described below. And grease resistance.

実施形態に係るヒータ1では、第1被覆層7と第2被覆層8との間でケイ素の含有率が相違する。具体的には、第2被覆層8は、第1被覆層7よりもケイ素の含有率が高い。ここで、ケイ素の含有率は、耐湿性および耐グリス性に大きく寄与する。ケイ素の含有率を高くすると、耐グリス性は低くなる一方で耐湿性が高くなり、ケイ素の含有率を低くすると、耐湿性は低くなる一方で耐グリス性が高くなる。このため、第1被覆層7、第2被覆層8のケイ素の含有率を規定することにより、第1被覆層7は主に耐グリス性に寄与し、第2被覆層8は主に耐湿性に寄与することができる。   In the heater 1 according to the embodiment, the silicon content differs between the first coating layer 7 and the second coating layer 8. Specifically, the second coating layer 8 has a higher silicon content than the first coating layer 7. Here, the silicon content greatly contributes to moisture resistance and grease resistance. When the silicon content is increased, the grease resistance is reduced and the moisture resistance is increased. When the silicon content is reduced, the moisture resistance is decreased and the grease resistance is increased. For this reason, by defining the content of silicon in the first coating layer 7 and the second coating layer 8, the first coating layer 7 mainly contributes to grease resistance, and the second coating layer 8 mainly includes moisture resistance. Can be contributed to.

また、実施形態に係るヒータ1では、第1被覆層7と第2被覆層8との間で亜鉛の含有率が相違する。具体的には、第2被覆層8は、第1被覆層7よりも亜鉛の含有率が高い。ここで、亜鉛の含有率は、耐湿性に大きく寄与する。すなわち、亜鉛の含有率を高くすると、耐湿性が高くなる。このため、第2被覆層8の亜鉛の含有率を第1被覆層7よりも高く規定することにより、第2被覆層8の耐湿性を高めることができる。   Further, in the heater 1 according to the embodiment, the zinc content differs between the first coating layer 7 and the second coating layer 8. Specifically, the second coating layer 8 has a higher zinc content than the first coating layer 7. Here, the zinc content greatly contributes to moisture resistance. That is, the higher the zinc content, the higher the moisture resistance. Therefore, by setting the zinc content of the second coating layer 8 higher than that of the first coating layer 7, the moisture resistance of the second coating layer 8 can be increased.

また、実施形態に係るヒータ1では、第1被覆層7と第2被覆層8との間でアルカリ土類金属の含有率が相違する。具体的には、第2被覆層8は、第1被覆層7よりもアルカリ土類金属の含有率が低い。ここで、アルカリ土類金属の含有率は、耐湿性に大きく寄与する。すなわち、アルカリ土類金属の含有率を低くすると、耐湿性が高くなる。このため、第2被覆層8のアルカリ土類金属の含有率を第1被覆層7よりも低く規定することにより、第2被覆層8の耐湿性を高めることができる。   In the heater 1 according to the embodiment, the content of the alkaline earth metal is different between the first coating layer 7 and the second coating layer 8. Specifically, the second coating layer 8 has a lower alkaline earth metal content than the first coating layer 7. Here, the content of the alkaline earth metal greatly contributes to the moisture resistance. That is, when the content of the alkaline earth metal is reduced, the moisture resistance is increased. For this reason, the moisture resistance of the second coating layer 8 can be increased by setting the content of the alkaline earth metal of the second coating layer 8 lower than that of the first coating layer 7.

第1被覆層7、第2被覆層8に含まれるアルカリ土類金属としては、例えば、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムを挙げることができる。第1被覆層7、第2被覆層8は、上記したアルカリ土類金属のうち、1または2種以上を含有することができる。   Examples of the alkaline earth metal contained in the first coating layer 7 and the second coating layer 8 include beryllium, magnesium, calcium, strontium, and barium. The first coating layer 7 and the second coating layer 8 can contain one or more of the above-mentioned alkaline earth metals.

また、実施形態に係るヒータ1では、第1被覆層7と第2被覆層8との間で(ケイ素および亜鉛の含有率)/(アルカリ土類金属の含有率)の値が相違する。具体的には、第2被覆層8は、第1被覆層7よりも(ケイ素および亜鉛の含有率)/(アルカリ土類金属の含有率)が大きい。上述したように、ケイ素および亜鉛の含有率が高いと、耐湿性が高くなる。また、アルカリ土類金属の含有率を低くすると、耐湿性が高くなる。このため、第2被覆層8の(ケイ素および亜鉛の含有率)/(アルカリ土類金属の含有率)の値を第1被覆層7よりも大きく規定することにより、第2被覆層8の耐湿性を高めることができる。   In the heater 1 according to the embodiment, the value of (content of silicon and zinc) / (content of alkaline earth metal) is different between the first coating layer 7 and the second coating layer 8. Specifically, the second coating layer 8 has a higher (content of silicon and zinc) / (content of alkaline earth metal) than the first coating layer 7. As described above, the higher the content of silicon and zinc, the higher the moisture resistance. Further, when the content of the alkaline earth metal is reduced, the moisture resistance is increased. Therefore, by setting the value of (content of silicon and zinc) / (content of alkaline earth metal) of the second coating layer 8 larger than that of the first coating layer 7, the moisture resistance of the second coating layer 8 can be improved. Can be enhanced.

[変形例]
図3は、実施形態の変形例に係るヒータの断面図である。図3に示すヒータ1Aは、第2被覆層8AのY方向の寸法が第1被覆層7よりも大きい点でヒータ1と相違する。また、第2被覆層8AのY方向の両端は第1被覆層7のY方向の両端からはみ出し、基板2の表面2aに接触するように配置されている。これにより、第1被覆層7のY方向の両端は第2被覆層8Aに完全に覆われている。このような第2被覆層8Aを配置するヒータ1Aによれば、耐湿性をさらに高めることができる。なお、図示したヒータ1Aでは、第2被覆層8AのY方向の両端が第1被覆層7のY方向の両端からはみ出すように配置されたが、これに限らず、第2被覆層8AのX方向の両端が第1被覆層7のX方向の両端からはみ出すように配置されてもよい。また、第2被覆層8Aのうち、一部が第1被覆層7のX方向またはY方向の端部からはみ出し、基板2の表面2aに接触するように配置されてもよい。
[Modification]
FIG. 3 is a cross-sectional view of a heater according to a modification of the embodiment. The heater 1A shown in FIG. 3 differs from the heater 1 in that the dimension of the second coating layer 8A in the Y direction is larger than that of the first coating layer 7. Further, both ends in the Y direction of the second coating layer 8 </ b> A protrude from both ends in the Y direction of the first coating layer 7, and are arranged so as to contact the surface 2 a of the substrate 2. Thereby, both ends in the Y direction of the first coating layer 7 are completely covered with the second coating layer 8A. According to the heater 1A in which the second coating layer 8A is arranged, the moisture resistance can be further improved. In the illustrated heater 1A, both ends of the second coating layer 8A in the Y direction are disposed so as to protrude from both ends of the first coating layer 7 in the Y direction. However, the present invention is not limited to this. Both ends in the direction may be arranged so as to protrude from both ends in the X direction of the first coating layer 7. Further, a part of the second coating layer 8 </ b> A may protrude from the end of the first coating layer 7 in the X direction or the Y direction, and may be arranged so as to be in contact with the surface 2 a of the substrate 2.

[評価試験]
ヒータの試作品を用いて加速試験を行い、第1被覆層7および第2被覆層8の組成の違いによる耐湿性および耐グリス性について評価した。図4に結果をそれぞれ示す。なお、ケイ素量、亜鉛量、アルカリ土類金属量の分析方法は、ヒータ1の第1被覆層7および第2被覆層8を厚み方向に切断し、電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)JXA−8200(日本電子社製)を用いて第1被覆層7および第2被覆層8の成分含有量をそれぞれ測定した。図4中、Aは、第2被覆層8における(ケイ素および亜鉛の含有率)/(アルカリ土類金属の含有率)の値であり、Bは、第1被覆層7における(ケイ素および亜鉛の含有率)/(アルカリ土類金属の含有率)の値である。なお、図4では、元素の量を、それぞれ、ケイ素比率、亜鉛比率、アルカリ土類金属比率で規定している。ケイ素比率、亜鉛比率、アルカリ土類金属比率は、当該3種類の比率を足し合わせると100%となるように規格化した値であり、第2被覆層8における(ケイ素および亜鉛の比率)/アルカリ土類金属の比率)の値は、実質的に第2被覆層8における(ケイ素および亜鉛の含有率)/(アルカリ土類金属の含有率)の値と同義である。同様に、第1被覆層7における(ケイ素および亜鉛の比率)/アルカリ土類金属の比率)の値は、実質的に第1被覆層7における(ケイ素および亜鉛の含有率)/(アルカリ土類金属の含有率)の値と同義である。
[Evaluation test]
An acceleration test was performed using a prototype of the heater, and the moisture resistance and the grease resistance due to the difference in the composition of the first coating layer 7 and the second coating layer 8 were evaluated. FIG. 4 shows the results. In addition, the analysis method of the amount of silicon, the amount of zinc, and the amount of alkaline earth metal is as follows. The component contents of the first coating layer 7 and the second coating layer 8 were measured using JEOL. In FIG. 4, A is the value of (content of silicon and zinc) / (content of alkaline earth metal) in the second coating layer 8, and B is the value of (content of silicon and zinc) in the first coating layer 7. (Content) / (content of alkaline earth metal). In FIG. 4, the amounts of the elements are defined by a silicon ratio, a zinc ratio, and an alkaline earth metal ratio, respectively. The silicon ratio, the zinc ratio, and the alkaline earth metal ratio are values normalized to be 100% when the three types of ratios are added, and the ratio of (silicon and zinc) / alkali in the second coating layer 8 The value of (earth metal ratio) is substantially the same as the value of (silicon and zinc content) / (alkali earth metal content) in the second coating layer 8. Similarly, the value of (ratio of silicon and zinc) / ratio of alkaline earth metal in first coating layer 7 is substantially equal to (content of silicon and zinc) / (alkaline earth element) in first coating layer 7. This is synonymous with the value of (metal content).

また、耐湿性は、耐電圧試験をクリアしたサンプルを室温85℃、相対湿度95%の恒温室に入れて2000時間放置した後、耐電圧試験を再度行うことにより評価した。耐電圧試験は、印加電圧AC1500Vで3秒間通電し、カットオフ電流が1mA以下であったものを○、カットオフ電流が1mAを超えたものを×とした。また、耐グリス性は、第2被覆層8の表面にグリスを適量塗布したサンプルを380℃の恒温室で1.5時間放置した後、第1被覆層7および第2被覆層8を顕微鏡で外観観察することにより評価した。そして、外観観察の結果、第1被覆層7または第2被覆層8の浸食が確認されないものを○、浸食が確認されたものを×とした。これらの結果より、耐湿性および耐グリス性を兼備する条件が確認された。   In addition, the moisture resistance was evaluated by placing the sample that passed the withstand voltage test in a constant temperature room at room temperature of 85 ° C. and a relative humidity of 95% for 2000 hours, and performing the withstand voltage test again. In the withstand voltage test, current was applied at an applied voltage of AC 1500 V for 3 seconds, and a sample having a cutoff current of 1 mA or less was evaluated as ○, and a sample having a cutoff current exceeding 1 mA was evaluated as ×. The grease resistance is as follows. A sample in which an appropriate amount of grease is applied to the surface of the second coating layer 8 is left in a thermostatic chamber at 380 ° C. for 1.5 hours. Evaluation was made by observing the appearance. Then, as a result of the external appearance observation, も の indicates that no erosion of the first coating layer 7 or the second coating layer 8 was confirmed, and X indicates that erosion was confirmed. From these results, conditions that combine moisture resistance and grease resistance were confirmed.

上述したように、実施形態に係るヒータ1、1Aは、基板2、導体3、抵抗発熱体4、第1被覆層7、第2被覆層8、8Aを具備する。導体3は、基板2上に設けられる。抵抗発熱体4は、導体3と電気的に接続され、基板2上に設けられる。第1被覆層7は、導体3および抵抗発熱体4を覆って基板2上に設けられる。第2被覆層8、8Aは、第1被覆層7上に設けられ、第1被覆層7よりもケイ素の含有率が高い。これにより、優れた耐湿性および耐グリス性を兼備するヒータを提供することができる。   As described above, the heaters 1 and 1A according to the embodiment include the substrate 2, the conductor 3, the resistance heating element 4, the first coating layer 7, and the second coating layers 8 and 8A. The conductor 3 is provided on the substrate 2. The resistance heating element 4 is electrically connected to the conductor 3 and provided on the substrate 2. The first coating layer 7 is provided on the substrate 2 so as to cover the conductor 3 and the resistance heating element 4. The second coating layers 8 and 8A are provided on the first coating layer 7, and have a higher silicon content than the first coating layer 7. Thus, a heater having both excellent moisture resistance and excellent grease resistance can be provided.

また、実施形態に係る第2被覆層8、8Aは、第1被覆層7よりも亜鉛の含有率が高い。これにより、優れた耐湿性および耐グリス性を兼備するヒータを提供することができる。   Further, the second coating layers 8 and 8A according to the embodiment have a higher zinc content than the first coating layer 7. Thus, a heater having both excellent moisture resistance and excellent grease resistance can be provided.

また、以下に説明する実施形態に係る第2被覆層8、8Aは、第1被覆層7よりもアルカリ土類金属の含有率が低い。これにより、優れた耐湿性および耐グリス性を兼備するヒータを提供することができる。   Further, the second coating layers 8 and 8A according to the embodiment described below have a lower alkaline earth metal content than the first coating layer 7. Thus, a heater having both excellent moisture resistance and excellent grease resistance can be provided.

また、以下に説明する実施形態に係る第2被覆層8、8Aは、第1被覆層7よりも(ケイ素および亜鉛の含有率)/(アルカリ土類金属の含有率)が大きい。これにより、優れた耐湿性および耐グリス性を兼備するヒータを提供することができる。   Further, the second coating layers 8 and 8A according to the embodiment described below have a larger (content of silicon and zinc) / (content of alkaline earth metal) than the first coating layer 7. Thus, a heater having both excellent moisture resistance and excellent grease resistance can be provided.

[定着装置の構成]
つぎに、一例として実施形態のヒータ1を用いた実施形態の定着装置について図面を参照して説明する。図5は、実施形態に係るヒータが用いられた実施形態の定着装置を示す断面図である。図5に示すように、定着装置200は、支持体202の周りに円筒状に巻き回された定着フィルムベルト201の底部にヒータ1が設けられている。定着フィルムベルト201は、例えばポリイミド等の耐熱性を有する樹脂材料によって形成されている。ヒータ1および定着フィルムベルト201に対向する位置には、加圧ローラ203が配置されている。加圧ローラ203は、表面に耐熱性の弾性材料、例えばシリコーン樹脂層204を有しており、定着フィルムベルト201を圧接した状態で、回転軸205まわり(図5中のP方向)に回転することができる。
[Configuration of fixing device]
Next, a fixing device of an embodiment using the heater 1 of the embodiment will be described as an example with reference to the drawings. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a fixing device according to an embodiment using the heater according to the embodiment. As shown in FIG. 5, in the fixing device 200, a heater 1 is provided at the bottom of a fixing film belt 201 that is wound around a support 202 in a cylindrical shape. The fixing film belt 201 is formed of a heat-resistant resin material such as polyimide. A pressure roller 203 is arranged at a position facing the heater 1 and the fixing film belt 201. The pressure roller 203 has a heat-resistant elastic material, for example, a silicone resin layer 204 on its surface, and rotates around the rotation shaft 205 (P direction in FIG. 5) in a state where the fixing film belt 201 is pressed. be able to.

トナー定着工程では、定着フィルムベルト201とシリコーン樹脂層204との接触面において、媒体である記録用紙(複写用紙)M上に付着したトナー像U1が、定着フィルムベルト201を介してヒータ1により加熱溶融される。その結果、少なくともトナー像U1の表面部分は、融点を超え、軟化して溶融する。その後、加圧ローラ203の用紙排出側において、記録用紙Mは、ヒータ1から離間すると共に、定着フィルムベルト201から離間し、トナー像U2が自然に放熱して再び固化することで、トナー像U2が記録用紙Mに定着する。   In the toner fixing step, on the contact surface between the fixing film belt 201 and the silicone resin layer 204, the toner image U1 attached to the recording paper (copying paper) M as a medium is heated by the heater 1 via the fixing film belt 201. Is melted. As a result, at least the surface portion of the toner image U1 exceeds the melting point and is softened and melted. Thereafter, on the paper discharge side of the pressure roller 203, the recording paper M separates from the heater 1 and also separates from the fixing film belt 201, and the toner image U2 naturally radiates heat and solidifies again, so that the toner image U2 Is fixed on the recording paper M.

[画像形成装置の構成]
最後に、一例として実施形態のヒータ1を備えた実施形態の画像形成装置について図面を参照して説明する。図6は、実施形態に係るヒータが用いられた実施形態の画像形成装置を示す断面図である。なお、本実施形態の画像形成装置は、複写機100として構成されている。図6に示すように、複写機100には、上述した定着装置200を含む各構成要素が筐体101内に設けられている。筐体101の上部には、ガラス等の透明材料からなる原稿載置台が取り付けられており、画像情報を読み取る対象となる原稿M1を原稿載置台上で往復移動させて(図6中のQ方向)原稿M1をスキャンするように構成されている。
[Configuration of Image Forming Apparatus]
Finally, an image forming apparatus according to an embodiment including the heater 1 according to the embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an image forming apparatus according to the embodiment using the heater according to the embodiment. The image forming apparatus according to the present embodiment is configured as a copying machine 100. As shown in FIG. 6, in the copying machine 100, components including the above-described fixing device 200 are provided in a housing 101. An original mounting table made of a transparent material such as glass is attached to the upper part of the housing 101, and the original M1 from which image information is to be read is reciprocated on the original mounting table (the Q direction in FIG. 6). ) The document M1 is configured to be scanned.

筐体101内の上部には、光照射用ランプと反射鏡とを有する照明装置102が設けられている。照明装置102から照射された光は、原稿載置台上の原稿M1の表面で反射し、短焦点小径結像素子アレイ103によって感光ドラム104上にスリット露光される。なお、感光ドラム104は、回転可能(図6中のR方向)に設けられている。また、筐体101内に配置された感光ドラム104の近傍には、帯電器105が設けられており、感光ドラム104が帯電器105により一様に帯電される。感光ドラム104は、例えば酸化亜鉛感光層または有機半導体感光層で被覆されている。帯電した感光ドラム104には、短焦点小径結像素子アレイ103によって画像露光が行われた静電画像が形成される。この静電画像は、現像器106による加熱で軟化溶融する樹脂等からなるトナーを用いて顕像化され、トナー像となる。   An illumination device 102 having a light irradiation lamp and a reflecting mirror is provided at an upper portion in the housing 101. The light emitted from the illuminating device 102 is reflected on the surface of the original M1 on the original placing table, and is slit-exposed on the photosensitive drum 104 by the short-focus small-diameter imaging element array 103. The photosensitive drum 104 is provided rotatably (R direction in FIG. 6). In addition, a charger 105 is provided near the photosensitive drum 104 disposed in the housing 101, and the photosensitive drum 104 is uniformly charged by the charger 105. The photosensitive drum 104 is covered with, for example, a zinc oxide photosensitive layer or an organic semiconductor photosensitive layer. On the charged photosensitive drum 104, an electrostatic image subjected to image exposure by the short focus small diameter imaging element array 103 is formed. This electrostatic image is visualized using a toner made of a resin or the like that softens and melts when heated by the developing device 106, and becomes a toner image.

カセット107内に収容されている記録用紙Mは、給送ローラ108と感光ドラム104上のトナー像と同期して上下方向に圧接して回転される一対の搬送ローラ109によって、感光ドラム104上に送り込まれる。そして、転写放電器110によって感光ドラム104上のトナー像が記録用紙M上に転写される。その後、感光ドラム104上から下流側に送られた記録用紙Mは、搬送ガイド111によって定着装置200に導かれて加熱定着処理(上述のトナー定着工程)された後、トレイ112に排出される。なお、トナー像が転写された後、感光ドラム104上の残留トナーは、クリーナ113により除去される。   The recording paper M stored in the cassette 107 is placed on the photosensitive drum 104 by a pair of conveying rollers 109 which are rotated while being vertically pressed and rotated in synchronization with the feed roller 108 and the toner image on the photosensitive drum 104. Sent in. Then, the toner image on the photosensitive drum 104 is transferred onto the recording paper M by the transfer discharger 110. After that, the recording paper M sent from the photosensitive drum 104 to the downstream side is guided to the fixing device 200 by the conveyance guide 111, subjected to the heat fixing process (the above-described toner fixing process), and then discharged to the tray 112. After the transfer of the toner image, the residual toner on the photosensitive drum 104 is removed by the cleaner 113.

定着装置200において、ヒータ1は、加圧ローラ203の外周に取り付けられたシリコーン樹脂層204に加圧された状態で設けられている。ヒータ1は、記録用紙Mの搬送方向と直交する記録用紙Mの幅方向に、複写機100が複写可能な最大判用紙の幅(長さ)に合わせた有効長、すなわち最大判用紙の幅(長さ)よりも大きい抵抗発熱体41,42を備える。そして、ヒータ1と加圧ローラ203との間を送られる記録用紙M上の未定着トナー像は、抵抗発熱体41,42の発熱を利用して溶融され、記録用紙M上に文字、記号、画像等の複写像を現出させる。   In the fixing device 200, the heater 1 is provided in a state where the heater 1 is pressed against the silicone resin layer 204 attached to the outer periphery of the pressure roller 203. The heater 1 has an effective length in the width direction of the recording paper M orthogonal to the conveying direction of the recording paper M, which is in accordance with the width (length) of the maximum size paper that can be copied by the copier 100, that is, the width of the maximum size paper ( (Length). Then, the unfixed toner image on the recording paper M sent between the heater 1 and the pressure roller 203 is melted by utilizing the heat generated by the resistance heating elements 41 and 42, and characters, symbols, A copy image such as an image appears.

なお、実施形態のヒータ1を複写機100等の画像形成装置の定着ヒータとして適用した一例について説明したが、ヒータ1の用途を限定するものではない。実施形態のヒータ1は、家庭用電気製品、業務用や実験用の精密機械や化学反応用の機器等に装着して加熱や保温の熱源として使用されてもよい。   Although an example has been described in which the heater 1 of the embodiment is applied as a fixing heater of an image forming apparatus such as the copying machine 100, the use of the heater 1 is not limited. The heater 1 of the embodiment may be used as a heat source for heating or keeping heat by mounting it on household electric appliances, precision machinery for business use or experiment, equipment for chemical reaction, or the like.

本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although embodiments of the present invention have been described, the embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. The embodiment can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. The embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1、1A ヒータ
2 基板
3 導体
4 抵抗発熱体
5、6 給電用電極
7 第1被覆層
8、8A 第2被覆層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A Heater 2 Substrate 3 Conductor 4 Resistance heating element 5, 6 Power supply electrode 7 First coating layer 8, 8A Second coating layer

Claims (4)

基板と;
前記基板上に設けられた導体と;
前記導体と電気的に接続され、前記基板上に設けられた抵抗発熱体と;
前記導体および前記抵抗発熱体を覆って前記基板上に設けられた第1被覆層と;
前記第1被覆層上に設けられ、前記第1被覆層よりもケイ素の含有率が高い第2被覆層と;
を具備する、ヒータ。
A substrate;
A conductor provided on the substrate;
A resistance heating element electrically connected to the conductor and provided on the substrate;
A first coating layer provided on the substrate to cover the conductor and the resistance heating element;
A second coating layer provided on the first coating layer and having a higher silicon content than the first coating layer;
A heater comprising:
前記第2被覆層は、前記第1被覆層よりも亜鉛の含有率が高い、請求項1に記載のヒータ。   The heater according to claim 1, wherein the second coating layer has a higher zinc content than the first coating layer. 前記第2被覆層は、前記第1被覆層よりもアルカリ土類金属の含有率が低い、請求項1または2に記載のヒータ。   3. The heater according to claim 1, wherein the second coating layer has a lower alkaline earth metal content than the first coating layer. 4. 前記第2被覆層は、前記第1被覆層よりも(ケイ素および亜鉛の含有率)/(アルカリ土類金属の含有率)が大きい、請求項1〜3のいずれか1つに記載のヒータ。   The heater according to any one of claims 1 to 3, wherein the second coating layer has a larger content of (silicon and zinc) / (content of alkaline earth metal) than the first coating layer.
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