JP3413887B2 - 加熱体およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は基体の表面に発熱抵抗体
が形成された加熱体およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばドットプリンタのプリンタヘッド
において感熱紙を加熱するヒータや、複写機の定着器に
おいて記録紙を加熱するヒータには、基体の表面に発熱
抵抗体が形成された加熱体が用いられている。

【０００３】通常、この種の用途に用いられる加熱体
は、セラミックスからなる細長い基体の表面にグレージ
ング層を形成し、このグレージング層の表面に銀ーパラ
ジウムなどの材料で細長い発熱抵抗体を形成し、さらに
発熱抵抗体の両端に広幅の端子を形成したもので、端子
には配線が接続される。そして、両端の端子の間で発熱
抵抗体に電流を流すと、発熱抵抗体が電気抵抗により発
熱する。

【０００４】そして、この種の用途に用いられる加熱体
では、図２に示すように発熱抵抗体の長さ方向における
温度分布が均一であることが要求される。ところが、こ
の加熱体における発熱抵抗体の中間部は両方の端部から
の熱を受けて高温に熱せられる。これに対して発熱抵抗
体の両方の端部は、中央部からの伝熱はあるが端からの
伝熱がほとんどなく、しかも端子に形成された配線から
熱が逃げるので、中央部に比較して温度が低い。

【０００５】このため、発熱抵抗体の長さ方向における
温度分布は、中央部が高く両端に向かうにしたがって徐
々に低くなるパターンとなる。この温度分布であると、
加熱体をドットプリンタのプリンタヘッドのヒータに用
いた場合には、発熱体の両端部に対応する記録紙の部分
の印字が薄くなることがあり、また定着器のヒータとし
て用いた場合には、発熱体の両端部に対応する記録紙の
部分のトナー定着が不充分になることがある。

【０００６】そこで、従来は発熱抵抗体の両端部の幅を
中央部の幅に比較して細くし、この部分の断面積を縮小
してその電気抵抗値を増大させることにより、両端部の
発熱量を発熱抵抗体の中央部の発熱量同程度まで増大さ
せて、発熱抵抗体の長さ方向における温度分布を均一に
なるようにしている。

【０００７】また、従来、発熱抵抗体の一部を部分的に
高温にする必要がある場合には、前記の構成を採用し
て、発熱抵抗体のその部分の幅を他の部分に比較して狭
くして発熱量を増大して温度上昇させている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のように
加熱体おいて、発熱抵抗体に部分的に発熱量が多い部分
を得るために発熱抵抗体のその部分の幅を狭くする構造
には、次に述べる問題がある。

【０００９】すなわち、一般的に基体の表面に発熱抵抗
体を形成するためには厚膜法例えばスクリーン印刷が採
用されているが、このスクリーン印刷により発熱抵抗体
に幅が狭い部分を精度良く形成することが難しい。発熱
抵抗体の幅が狭い部分の形成精度が低いと、その部分の
発熱量の設定の精度が低下する。

【００１０】そして、発熱抵抗体に部分的に極めて高い
発熱量を多い部分を形成するためには極めて細い部分を
形成する必要がある。図８はこの場合の加熱体の構成を
示している。図中１は基体、２はグレージング層、３は
発熱抵抗体で、３ａは発熱抵抗体３の極めて細い部分で
ある。しかし、このように細い部分３ａは強度的に弱
く、発熱により焼損することがあり信頼性に乏しい。

【００１１】本発明は前記事情に基づいてなされてもの
で、発熱抵抗体における発熱量を増大させる部分を容易
且つ精度良く形成することができ、また発熱抵抗体にお
ける発熱量を増大させる部分が発熱により焼損すること
がなく信頼性が高い加熱体およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に第１の発明の加熱体は、基体と、この基体の表面にほ
ぼ一定の高さで形成された表面を持つ発熱抵抗体と、こ
の発熱抵抗体の下部に位置して前記基体の表面に形成さ
れ前記発熱抵抗体の表面の所定の高さの一部を受け持つ
絶縁体とを具備することを特徴とする。

【００１３】第２の発明の加熱体は、基体と、この基体
の表面に形成された第１の発熱抵抗体と、この第１の発
熱抵抗体の表面に前記第１の発熱抵抗体の全長にわたっ
て均一な発熱量の分布ができる位置にのみ重合して形成
された第２の発熱抵抗体とを具備することを特徴とす
る。

【００１４】第３の発明の加熱体は、基体と、この基体
の表面に間隔を存して形成された一対の端子と、この一
対の端子間に間隔を存して前記基体の表面に形成された
第１の発熱抵抗体と、この第１の発熱抵抗体の表面に重
合して前記一対の端子間に連続して前記基体の表面に形
成された第２の発熱抵抗体とを具備することを特徴とす
る。

【００１５】また、前記目的を達成するために第４の発
明の加熱体の製造方法は、厚膜法により基体の表面に絶
縁体を形成し、次いで厚膜法により発熱抵抗体を前記基
体の表面にほぼ一定の高さで且つその一部を前記絶縁体
の表面を覆って形成することを特徴とする。

【００１６】第５の発明の加熱体の製造方法は、厚膜法
により基体の表面に第１の発熱抵抗体を形成し、次いで
厚膜法により第１の発熱抵抗体の表面に前記第１の発熱
抵抗体の全長にわたって均一な発熱量の分布ができる位
置にのみ重合して第２の発熱抵抗体を形成することを特
徴とする。

【００１７】第６の発明の加熱体の製造方法は、厚膜法
により基体の表面に間隔を存して一対の端子を形成し、
次いで厚膜法により前記基体の表面に前記一対の端子間
に間隔を存して第１の発熱抵抗体を形成し、次いで圧膜
法により前記基体の表面に前記第１の発熱抵抗体の表面
に重合して前記一対の端子間に連続して第２の発熱抵抗
体を形成することを特徴とする。

【００１８】

【作用】第１の発明の加熱体は、発熱抵抗体に部分的に
膜厚が薄い部分を形成して断面積を縮小することによ
り、その電気抵抗値を増大させて発熱量を増大させるこ
とができる。このため、発熱抵抗体の幅を縮小すること
なく発熱量を増大させる部分を形成することができるの
で、発熱抵抗体における発熱量を増大させる部分をスク
リーン印刷などの厚膜法により容易且つ精度良く形成す
ることができ、また発熱抵抗体における発熱量を増大さ
せる部分が発熱により焼損することがない。そして、第
１の発明の加熱体は、発熱抵抗体と絶縁体との組合せに
より発熱抵抗体に部分的に膜厚が薄い部分を形成するこ
とができる。

【００１９】第２の発明の加熱体は、第１の発熱抵抗体
と第２の発熱抵抗体との組合せにより発熱抵抗体に部分
的に膜厚が薄い部分を形成することができる。

【００２０】第３の発明の加熱体は、第１の発熱抵抗体
と第２の発熱抵抗体との組合せにより発熱抵抗体に部分
的に膜厚が薄い部分を形成することができる。

【００２１】第４の発明によれば第１の発明の加熱体を
スクリーン印刷などの厚膜法を採用して容易且つ精度良
く製造することができる。

【００２２】第５の発明によれば第２の発明の加熱体を
スクリーン印刷などの厚膜法を採用して容易且つ精度良
く製造することができる。

【００２３】第６の発明によれば第３の発明の加熱体を
スクリーン印刷などの厚膜法を採用して容易且つ精度良
く製造することができる。

【００２４】

【実施例】本願発明の実施例について図面を参照して説
明する。

【００２５】第１の発明ないし第３の発明の実施例つい
て説明する。各実施例は、複写機における定着器に用い
るヒータに適用したものである。

【００２６】第１の発明の実施例について図１を参照し
て説明する。

【００２７】図１において、１１はアルミナなどのセラ
ミックスからなる基体で、これは細長い形状をなしてい
る。１２はグレージング層で、これは基体１１の表面に
形成されている。１３は銀ーパラジウムなどの材料から
なる発熱抵抗体で、これはグレージング層１２の表面に
基体１１の長さ方向に沿って形成された細長い形状をな
すものである。

【００２８】発熱抵抗体１３は幅が長さ方向全体にわた
りほぼ一定であり、両端にはこれに連続して発熱抵抗体
１３より広幅の端子１４が形成されている。発熱抵抗体
１３および各端子１４はグレージング層１２の表面から
の高さがほぼ一定であり、発熱抵抗体１３の中央部１３
ａおよび各端子１４の膜厚はほぼ等しく、発熱抵抗体１
３の両端部１３ｂの膜厚は後述する絶縁体１５により発
熱抵抗体１３の中央部１３ａの膜厚に比較して小さく設
定されている。

【００２９】絶縁体１５は絶縁材料からなるもので、発
熱抵抗体１３の両端部１３ｂに位置して夫々グレージン
グ層１２の表面に形成され、発熱抵抗体１３の中央部１
３ａの膜厚より薄い膜厚を有している。絶縁体１５の表
面には発熱抵抗体１３が重合している。発熱抵抗体１３
のこの両端部１３ｂの膜厚は発熱抵抗体１３の中央部１
３ａの膜厚から絶縁体１５の膜厚を差し引いた厚さであ
る。このため、絶縁体１５の膜厚と発熱抵抗体１３の両
端部１３ｂの膜厚との合計が、発熱抵抗体１３の中央部
１３ａの膜厚に等しい。すなわち、絶縁体１５は発熱抵
抗体１３の膜厚の一部を負担している。

【００３０】この加熱体を製造する第４の発明の製造方
法について説明する。

【００３１】先ず、基体１１の表面にグレージング層１
２を形成する。次いで、図３に示すように厚膜法、例え
ばスクリーン印刷により基体１１の表面における発熱抵
抗体１３の両端部１３ｂに相当する箇所に夫々発熱抵抗
体１３の中央部１３ａの膜厚より薄い膜厚で絶縁体１５
を形成する。次いでスクリーン印刷により発熱抵抗体１
３の中央部１３ａおよび端子１４を基体１１の表面に形
成するとともに、両端部１３ｂを絶縁体１５の表面にこ
れを覆って形成する。

【００３２】前記構成の加熱体は、発熱抵抗体１３の両
端部１３ｂに絶縁体１５と組合せて膜厚が薄い部分を形
成して断面積を縮小することにより、その部分の電気抵
抗値を増大させて発熱量を増大させることができる。

【００３３】このため、発熱抵抗体１３の幅を縮小する
ことなく発熱量を増大させる部分を形成することができ
るので、発熱抵抗体１３における発熱量を増大させる部
分をスクリーン印刷などの厚膜法により容易且つ精度良
く形成することができ、また発熱抵抗体１３における発
熱量を増大させる部分が発熱により焼損することがな
い。

【００３４】そして、発熱抵抗体１３の両端部の増大し
た発熱量は発熱抵抗体１３の中央部１３ａ発熱量に相当
する。このため、図２に示すように発熱抵抗体１３は長
さ方向の全体にわたる発熱量が均一である。従って、こ
の加熱体を複写機における定着器のヒータに用いると記
録紙のトナー像体を良好に定着することができる。

【００３５】第２の発明に実施例について図５を参照し
て説明する。

【００３６】図５において図１と同じ部分は同じ符号を
付して示している。

【００３７】図中１９は発熱抵抗体で、これは第１の発
熱抵抗体１６と第２の発熱抵抗体１８とで構成されてい
る。また、１７は発熱抵抗体１９の両端に連続する端子
で、これは第１の端子１７ａと第２の端子１７ｂとで構
成されている。

【００３８】第１の発熱抵抗体１６は基体１１のグレー
ジング層１２の表面に表面に形成されたもので、発熱抵
抗体１９の全長を形作る長さと、発熱抵抗体１９の幅を
形作る幅と、所定の厚さの膜厚を有している。発熱抵抗
体１９の両端に第１の端子１７ａが一体に連続して形成
されており、これは発熱抵抗体１９の幅より広い幅と発
熱抵抗体１９の膜厚と同じ厚さの膜厚を有している。

【００３９】第２の発熱抵抗体１８は第１の発熱抵抗体
１６の中央部１６ａの表面に重合して形成されている。
第２の発熱抵抗体１８は第１の発熱抵抗体１６の中央部
１６ａの長さと幅に相当する長さと幅を有し、所定の厚
さの膜厚を有している。

【００４０】また、第１の端子１７ａの表面に重合して
第２の端子１７ｂが形成されており、これは第１の端子
１７ａの幅と同じ大きさの幅と所定の厚さを有してい
る。第１の端子１７ａの膜厚と第２の端子１７の膜厚と
の合計が前記端子１７の膜厚である。

【００４１】前記構成の加熱体を製造する第５の発明の
製造方法について説明する。

【００４２】図４に示すようにスクリーン印刷により基
体１１のグレージング層１２の表面に第１の発熱抵抗体
１６と第１の端子１７ａを形成し、次いで図５に示すよ
うにスクリーン印刷により第１の発熱抵抗体１６の両端
部１６ｂを除く中央部１６ａの表面に重合して第２の発
熱抵抗体１８を形成するとともに、第１の端子１７ａの
表面に重合して第２の端子１７ｂを形成する。

【００４３】前記構成の加熱体において、発熱抵抗体１
９の中央部の膜厚は第１の発熱抵抗体１６の膜厚と第２
の発熱抵抗体１８の膜厚を加えた厚さであるのに対し
て、両端部の膜厚は第１の発熱抵抗体１６のみの膜厚の
厚さである。これにより発熱抵抗体１９の両端部の発熱
量を増大して全長にわたり均一な発熱量の分布を得るこ
とができる。

【００４４】第３の発明の実施例について図７を参照し
て説明する。

【００４５】図７において図１と同じ部分は同じ符号を
付して示している。

【００４６】図中２３は発熱抵抗体で、これは第１の発
熱抵抗体２０と第２の発熱抵抗体２２とで構成されてい
る。また、２１は発熱抵抗体１９の両端に連続して形成
された端子で、これは第１の端子２１ａと第２の端子２
１ｂとで構成されている。

【００４７】第１の発熱抵抗体２０は基体１１のグレー
ジング層１２の表面に形成されたもので、発熱抵抗体２
３の中央部の長さを形作る長さと、発熱抵抗体２３の幅
を形作る幅と、所定の厚さの膜厚を有している。グレー
ジング層１２の表面における端子２１に相当する場所に
は第１の端子２１ａが第１の発熱抵抗体２０と分離して
形成されており、これは第１の発熱抵抗体２０の幅より
広い幅と第１の発熱抵抗体２０の膜厚と同じ厚さの膜厚
を有している。

【００４８】第２の発熱抵抗体２２は第１の発熱抵抗体
２０の表面に重合して形成された中央部２２ａと，この
中央部２２ａに連続して基体１１のグレージング層１２
の表面に形成された両端部２２ｂとを有している。これ
ら第２の発熱抵抗体２２の中央部２２ａと両端部２２ｂ
は、発熱抵抗体２３の長さを形作る長さと発熱抵抗体２
３の幅を形作る幅（第１の発熱抵抗体２０の同じ幅）と
を有し、さらに所定の厚さの膜厚を有している。

【００４９】また、第１の端子２１ａの表面には第２の
発熱抵抗体２２の両端部２２ｂに連続する第２の端子２
１ｂが形成されており、これは第１の端子２１ａの幅と
同じ幅と第２の発熱抵抗体２２と膜厚と同じ厚さの膜厚
を有している。

【００５０】前記構成の加熱体を製造する第６の発明の
製造方法について説明する。

【００５１】図６に示すようにスクリーン印刷により基
体１１のグレージング層１２の表面に第１の発熱抵抗体
２０と第１の端子２１ａを形成し、次いで図７に示すよ
うにスクリーン印刷により第１の発熱抵抗体２０の表面
に重合する第２の発熱抵抗体２２の中央部２２ａと，グ
レージング層１２の表面に重合する両端部２２ｂを形成
するとともに、第１の端子２１ａの表面に重合して第２
の端子２１ｂを形成する。

【００５２】前記構成の加熱体において、発熱抵抗体２
３の中央部の膜厚は第１の発熱抵抗体２０の膜厚と第２
の発熱抵抗体２２の膜厚を加えた厚さであるのに対し
て、両端部の膜厚は第２の発熱抵抗体２２の膜厚のみの
厚さである。これにより発熱抵抗体２３の両端部の発熱
量を増大して全長にわたり均一の発熱量を分布を得るこ
とができる。

【００５３】なお、本発明は前述した実施例に限定され
ず、種々変形して実施することができる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明ないし第
３の発明の加熱体によれば、発熱抵抗体に部分的に膜厚
が薄い部分を形成して発熱量を増大させる部分を形成す
るので、発熱抵抗体の幅を縮小することなく発熱量を増
大させる部分を形成することができ、発熱抵抗体におけ
る発熱量を増大させる部分をスクリーン印刷などの厚膜
法により容易且つ精度良く形成することができ、また発
熱抵抗体における発熱量を増大させる部分が発熱により
焼損することがなく信頼性が高い。

【００５５】そして、第１の発明ないし第３の発明によ
れば、発熱抵抗体にその膜厚を薄くして発熱量を増大さ
せる部分を形成し、生産性および信頼性に優れた具体的
構成の加熱体を得ることができる。

【００５６】第４の発明ないし第６の発明の製造方法に
よれば、第１の発明ないし第３の発明の加熱体をスクリ
ーン印刷などの厚膜法を採用して容易且つ精度良く製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は第１の発明にかかわる一実施例の加熱
体を示す平面図。 （ｂ）は同正面図。 （ｃ）は図１（ａ）のＡーＡ線に沿う断面図。

【図２】同実施例の加熱体の温度分布を示す線図。

【図３】（ａ）は同実施例の加熱体の製造過提を示す平
面図。 （ｂ）は同正面図。

【図４】（ａ）は第２の発明にかかわる一実施例の加熱
体の製造過程を示す平面図。 （ｂ）は同正面図。

【図５】（ａ）は第２の発明にかかわる一実施例の加熱
体を示す平面図。 （ｂ）は同正面図。

【図６】（ａ）は第３の発明にかかわる一実施例の加熱
体の製造過程を示す平面図。 （ｂ）は同正面図。

【図７】（ａ）は第３の発明にかかわる一実施例の加熱
体を示す平面図。 （ｂ）は同正面図。

【図８】（ａ）は従来の一例の加熱体を示す平面図。 （ｂ）は図８（ａ）のＢーＢ線に沿う断面図。

【符号の説明】

１１…基体 １３…発熱抵抗体、 １５…絶縁体、 １６…第１の発熱抵抗体、 １８…第２の発熱抵抗体、 １９…発熱抵抗体、 ２０…第１の発熱抵抗体、 ２２…第２の発熱抵抗体、 ２３…発熱抵抗体。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体と、この基体の表面にほぼ一定の高
   さで形成された表面を持つ発熱抵抗体と、この発熱抵抗
   体の下部に位置して前記基体の表面に形成され前記発熱
   抵抗体の表面の所定の高さの一部を受け持つ絶縁体とを
   具備することを特徴とする加熱体。
2. 【請求項２】 基体と、この基体の表面に形成された第
   １の発熱抵抗体と、この第１の発熱抵抗体の表面に前記
   第１の発熱抵抗体の全長にわたって均一な発熱量の分布
   ができる位置にのみ重合して形成された第２の発熱抵抗
   体とを具備することを特徴とする加熱体。
3. 【請求項３】 基体と、この基体の表面に間隔を存して
   形成された一対の端子と、この一対の端子間に間隔を存
   して前記基体の表面に形成された第１の発熱抵抗体と、
   この第１の発熱抵抗体の表面に重合して前記一対の端子
   間に連続して前記基体の表面に形成された第２の発熱抵
   抗体とを具備することを特徴とする加熱体。
4. 【請求項４】 厚膜法により基体の表面に絶縁体を形成
   し、次いで厚膜法により発熱抵抗体を前記基体の表面に
   ほぼ一定の高さで且つその一部を前記絶縁体の表面を覆
   って形成することを特徴とする加熱体の製造方法。
5. 【請求項５】 厚膜法により基体の表面に第１の発熱抵
   抗体を形成し、次いで厚膜法により第１の発熱抵抗体の
   表面に前記第１の発熱抵抗体の全長にわたって均一な発
   熱量の分布ができる位置にのみ重合して第２の発熱抵抗
   体を形成することを特徴とする加熱体の製造方法。
6. 【請求項６】 厚膜法により基体の表面に間隔を存して
   一対の端子を形成し、次いで厚膜法により前記基体の表
   面に前記一対の端子間に間隔を存して第１の発熱抵抗体
   を形成し、次いで圧膜法により前記基体の表面に前記第
   １の発熱抵抗体の表面に重合して前記一対の端子間に連
   続して第２の発熱抵抗体を形成することを特徴とする加
   熱体の製造方法。