JP3439276B2 - セラミックヒーター - Google Patents
セラミックヒーターInfo
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- JP3439276B2 JP3439276B2 JP31872894A JP31872894A JP3439276B2 JP 3439276 B2 JP3439276 B2 JP 3439276B2 JP 31872894 A JP31872894 A JP 31872894A JP 31872894 A JP31872894 A JP 31872894A JP 3439276 B2 JP3439276 B2 JP 3439276B2
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- resistor
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- heating
- ceramic substrate
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- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機，ファクシミリ
又は、レーザービームプリンター等において紙等の転写
材にトナー画像を加熱定着するために用いられるヒータ
ーにあって、温度制御用サーミスタを有するセラミック
ヒーターに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、複写機やファクシミリなどの電子
写真法では、紙等の転写材にトナーを加熱定着し複写物
を得る方法が利用されている。加熱定着法には加熱ロー
ラー方式やフィルム加熱方式等が考案され実用化されて
いる。 【０００３】これらの加熱方式で発熱源となるヒーター
としては、近年カラーファクシミリやレーザービームプ
リンター等での高速定着や、ウエイトタイムの短縮の要
求からセラミックヒーターが注目されている。 【０００４】トナー定着用セラミックヒーターとして
は、フィルム加熱方式に用いられるものとして図２に示
すものがある。ここで用いられるセラミックヒーターは
セラミック基板１上に発熱抵抗体２が印刷形成されてお
り、その上を絶縁保護膜３で覆うことで発熱面が構成さ
れている。一方発熱面に対向するセラミック基板１の裏
面側には、発熱抵抗体２の温度を検出するためにＮＴＣ
サーミスタ素子６ａが接着剤４ａを介して電極５に貼付
けられている。 【０００５】また、送りローラー８によって送られる紙
等の記録材７上のトナーは、セラミックヒーターにより
加熱定着されるが、このときＮＴＣサーミスタ素子６ａ
により検出された温度は、制御回路により発熱抵抗体２
にフィードバックされ加熱温度が定温度制御されること
になる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のような
構造では、温度センサーであるＮＴＣサーミスタ素子６
ａは、接着剤４ａを介して固定される為、伝熱効率が悪
く熱応答性に劣り、安定な温度制御が得られにくいとい
う欠点があった。また、繰り返しＯＮ−ＯＦＦ制御によ
る接着面での熱ストレスに起因してＮＴＣサーミスタ素
子６ａがセラミック基板１から剥離する等、信頼性上の
問題があった。さらに、一般に温度センサーに使用され
るＮＴＣサーミスタでは、温度検知用に高精度のものが
必要であり高価であった。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、セラミック基板１上に発熱抵抗体２を印
刷形成し、セラミック基板１を挟んで対向する裏面又は
該発熱抵抗体２と同一面の近傍に、発熱温度を検出する
センサーとして、ＲｕＯ2−Ａｕ系材料からなり、正の
温度係数を有するＰＴＣサーミスタ抵抗体４を印刷形成
し、上記発熱抵抗体２とＰＴＣサーミスタ抵抗体４とを
覆うホウケイ酸鉛系材料からなる絶縁保護膜３、６を設
けたことを特徴とするセラミックヒーターを提供する。 【０００８】 【作用】温度センサーとして使用されるＰＴＣサーミス
タ抵抗体４は、セラミック基板１に印刷形成されている
為、熱ストレスに対して極めて信頼性が高い。また、発
熱抵抗体２との間には、セラミック基板１のみが介在し
ているだけであり、熱応答性に優れた温度制御を行うこ
とができる。 【０００９】 【実施例】以下、図１及び図２を参照して本発明の実施
例を説明する。図１は、本発明の実施例の一つであり断
面図として示す。トナー定着用セラミックヒーターは、
短冊状のセラミック基板を利用するが、当図では、紙送
り方向の断面図で示してあり、発熱抵抗体２の電極は省
略してある。 【００１０】セラミック基板１としては、耐熱性があ
り、熱伝導性の良好な厚み１．０ｍｍで長さ３０ｃｍ、
幅１ｃｍのアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を使用した。この短
冊状基板の長辺方向に発熱抵抗体２を印刷、焼成して基
板上に固着した。発熱抵抗体材料の電極材料としては、
Ｐｄ−Ａｇ系材料を用いスクリーン印刷し、８５０℃で
１０分間焼成しアルミナ基板に焼付けた。 【００１１】セラミック基板の発熱抵抗体２面に対向す
る裏面にはＰＴＣサーミスタ抵抗体４とその電極５を印
刷、焼成して形成した。サーミスタ抵抗体の寸法は２．
０ｍｍ×２．０ｍｍとし電極材料はＰｄ−Ａｇ系材料
を、そしてＰＴＣサーミスタ材料としては、ＲｕＯ２−
Ａｕ系材料を用いそれぞれ８５０℃１０分間の焼成を行
って焼付けた。さらに、セラミック基板の両面にそれぞ
れの絶縁保護膜３と６を設け電気的絶縁を施した。絶縁
保護膜としては、ホウケイ酸鉛系材料を用い５５０℃で
５分間の焼成を行って焼付けた。サーミスタの保護膜６
は、機械的保護の為に施すものである。尚、実施例の図
１では、ＰＴＣサーミスタ抵抗体４は発熱抵抗体２に対
して、セラミック基板１を挟んで対向する裏面に印刷形
成しているが、２つの抵抗体の間隔はセラミック基板１
の幅１ｃｍ以内であれば、セラミック基板１の表裏どの
位置でも温度差は±２℃以内であり、誤差範囲内の温度
検出が可能である。 【００１２】このように構成されたセラミックヒーター
は、トナー定着において、トナーは送りローラー８によ
って送られる記録材７上に加熱定着されるが、このとき
ＰＴＣサーミスタ抵抗体４によって瞬時に検出された温
度は、制御回路により、発熱体にフィードバックされ、
加熱温度が、定温制御されることになる。 【００１３】以上の実施例に加えて比較用としてＮＴＣ
サーミスタ抵抗材料を使用したものを作成した。作成手
順と方法は、前記ＰＴＣサーミスタ抵抗材料の場合と同
じであるが、ＮＴＣサーミスタ抵抗材料としては、一部
のチップサーミスタ部品にも使用されているＮＴＣ特性
のＲｕＯ2 −ＰｂＯ系抵抗材料を用いた。 【００１４】 【発明の効果】以上の構成をもつトナー定着用セラミッ
クヒーターは、温度センサーとしてＰＴＣサーミスタ抵
抗体４がセラミック基板に印刷形成されている為、熱応
答性が高く、高速かつ安定な温度制御が可能となる。ま
た、高温で一体形成され、接着剤等を使用していないた
め、繰り返しＯＮ−ＯＦＦ制御による熱ストレスに対し
ても信頼性の高い構造となっている。加えて、凹凸が無
くなるため、ヒーター支持体とも嵌合しやすい構造であ
る。 【００１５】温度センサーとして、ＰＴＣサーミスタ抵
抗体を用いているため、トリミングによる高精度の抵抗
調整が可能となり、制御回路との整合性を図ることがで
きる。特に、トリミング法としてレーザトリミング法を
使用した場合、負温度特性を持つＮＴＣサーミスタ抵抗
体では、サーミスタ抵抗体の温度上昇により、抵抗が減
少するため、トリミングによる抵抗調整は極めて困難に
なってしまうが、正温度特性をもつＰＴＣサーミスタ抵
抗体では、逆に抵抗が増大するため、容易に抵抗調整す
ることができる。 【００１６】また、印刷抵抗体として、ＰＴＣサーミス
タ抵抗体とＮＴＣサーミスタ抵抗体について、トナー定
着温度である200 ℃で経時変化を調べた。結果は、図３
と図４に示すが、ＮＴＣサーミスタ抵抗体は大きな抵抗
変化があり、トナー定着用ヒーターには使用できない。
これに対し、ＰＴＣサーミスタ抵抗体は安定であり、信
頼性の高い温度センサー付トナー定着用ヒーターを提供
することができる。
又は、レーザービームプリンター等において紙等の転写
材にトナー画像を加熱定着するために用いられるヒータ
ーにあって、温度制御用サーミスタを有するセラミック
ヒーターに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、複写機やファクシミリなどの電子
写真法では、紙等の転写材にトナーを加熱定着し複写物
を得る方法が利用されている。加熱定着法には加熱ロー
ラー方式やフィルム加熱方式等が考案され実用化されて
いる。 【０００３】これらの加熱方式で発熱源となるヒーター
としては、近年カラーファクシミリやレーザービームプ
リンター等での高速定着や、ウエイトタイムの短縮の要
求からセラミックヒーターが注目されている。 【０００４】トナー定着用セラミックヒーターとして
は、フィルム加熱方式に用いられるものとして図２に示
すものがある。ここで用いられるセラミックヒーターは
セラミック基板１上に発熱抵抗体２が印刷形成されてお
り、その上を絶縁保護膜３で覆うことで発熱面が構成さ
れている。一方発熱面に対向するセラミック基板１の裏
面側には、発熱抵抗体２の温度を検出するためにＮＴＣ
サーミスタ素子６ａが接着剤４ａを介して電極５に貼付
けられている。 【０００５】また、送りローラー８によって送られる紙
等の記録材７上のトナーは、セラミックヒーターにより
加熱定着されるが、このときＮＴＣサーミスタ素子６ａ
により検出された温度は、制御回路により発熱抵抗体２
にフィードバックされ加熱温度が定温度制御されること
になる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のような
構造では、温度センサーであるＮＴＣサーミスタ素子６
ａは、接着剤４ａを介して固定される為、伝熱効率が悪
く熱応答性に劣り、安定な温度制御が得られにくいとい
う欠点があった。また、繰り返しＯＮ−ＯＦＦ制御によ
る接着面での熱ストレスに起因してＮＴＣサーミスタ素
子６ａがセラミック基板１から剥離する等、信頼性上の
問題があった。さらに、一般に温度センサーに使用され
るＮＴＣサーミスタでは、温度検知用に高精度のものが
必要であり高価であった。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、セラミック基板１上に発熱抵抗体２を印
刷形成し、セラミック基板１を挟んで対向する裏面又は
該発熱抵抗体２と同一面の近傍に、発熱温度を検出する
センサーとして、ＲｕＯ2−Ａｕ系材料からなり、正の
温度係数を有するＰＴＣサーミスタ抵抗体４を印刷形成
し、上記発熱抵抗体２とＰＴＣサーミスタ抵抗体４とを
覆うホウケイ酸鉛系材料からなる絶縁保護膜３、６を設
けたことを特徴とするセラミックヒーターを提供する。 【０００８】 【作用】温度センサーとして使用されるＰＴＣサーミス
タ抵抗体４は、セラミック基板１に印刷形成されている
為、熱ストレスに対して極めて信頼性が高い。また、発
熱抵抗体２との間には、セラミック基板１のみが介在し
ているだけであり、熱応答性に優れた温度制御を行うこ
とができる。 【０００９】 【実施例】以下、図１及び図２を参照して本発明の実施
例を説明する。図１は、本発明の実施例の一つであり断
面図として示す。トナー定着用セラミックヒーターは、
短冊状のセラミック基板を利用するが、当図では、紙送
り方向の断面図で示してあり、発熱抵抗体２の電極は省
略してある。 【００１０】セラミック基板１としては、耐熱性があ
り、熱伝導性の良好な厚み１．０ｍｍで長さ３０ｃｍ、
幅１ｃｍのアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を使用した。この短
冊状基板の長辺方向に発熱抵抗体２を印刷、焼成して基
板上に固着した。発熱抵抗体材料の電極材料としては、
Ｐｄ−Ａｇ系材料を用いスクリーン印刷し、８５０℃で
１０分間焼成しアルミナ基板に焼付けた。 【００１１】セラミック基板の発熱抵抗体２面に対向す
る裏面にはＰＴＣサーミスタ抵抗体４とその電極５を印
刷、焼成して形成した。サーミスタ抵抗体の寸法は２．
０ｍｍ×２．０ｍｍとし電極材料はＰｄ−Ａｇ系材料
を、そしてＰＴＣサーミスタ材料としては、ＲｕＯ２−
Ａｕ系材料を用いそれぞれ８５０℃１０分間の焼成を行
って焼付けた。さらに、セラミック基板の両面にそれぞ
れの絶縁保護膜３と６を設け電気的絶縁を施した。絶縁
保護膜としては、ホウケイ酸鉛系材料を用い５５０℃で
５分間の焼成を行って焼付けた。サーミスタの保護膜６
は、機械的保護の為に施すものである。尚、実施例の図
１では、ＰＴＣサーミスタ抵抗体４は発熱抵抗体２に対
して、セラミック基板１を挟んで対向する裏面に印刷形
成しているが、２つの抵抗体の間隔はセラミック基板１
の幅１ｃｍ以内であれば、セラミック基板１の表裏どの
位置でも温度差は±２℃以内であり、誤差範囲内の温度
検出が可能である。 【００１２】このように構成されたセラミックヒーター
は、トナー定着において、トナーは送りローラー８によ
って送られる記録材７上に加熱定着されるが、このとき
ＰＴＣサーミスタ抵抗体４によって瞬時に検出された温
度は、制御回路により、発熱体にフィードバックされ、
加熱温度が、定温制御されることになる。 【００１３】以上の実施例に加えて比較用としてＮＴＣ
サーミスタ抵抗材料を使用したものを作成した。作成手
順と方法は、前記ＰＴＣサーミスタ抵抗材料の場合と同
じであるが、ＮＴＣサーミスタ抵抗材料としては、一部
のチップサーミスタ部品にも使用されているＮＴＣ特性
のＲｕＯ2 −ＰｂＯ系抵抗材料を用いた。 【００１４】 【発明の効果】以上の構成をもつトナー定着用セラミッ
クヒーターは、温度センサーとしてＰＴＣサーミスタ抵
抗体４がセラミック基板に印刷形成されている為、熱応
答性が高く、高速かつ安定な温度制御が可能となる。ま
た、高温で一体形成され、接着剤等を使用していないた
め、繰り返しＯＮ−ＯＦＦ制御による熱ストレスに対し
ても信頼性の高い構造となっている。加えて、凹凸が無
くなるため、ヒーター支持体とも嵌合しやすい構造であ
る。 【００１５】温度センサーとして、ＰＴＣサーミスタ抵
抗体を用いているため、トリミングによる高精度の抵抗
調整が可能となり、制御回路との整合性を図ることがで
きる。特に、トリミング法としてレーザトリミング法を
使用した場合、負温度特性を持つＮＴＣサーミスタ抵抗
体では、サーミスタ抵抗体の温度上昇により、抵抗が減
少するため、トリミングによる抵抗調整は極めて困難に
なってしまうが、正温度特性をもつＰＴＣサーミスタ抵
抗体では、逆に抵抗が増大するため、容易に抵抗調整す
ることができる。 【００１６】また、印刷抵抗体として、ＰＴＣサーミス
タ抵抗体とＮＴＣサーミスタ抵抗体について、トナー定
着温度である200 ℃で経時変化を調べた。結果は、図３
と図４に示すが、ＮＴＣサーミスタ抵抗体は大きな抵抗
変化があり、トナー定着用ヒーターには使用できない。
これに対し、ＰＴＣサーミスタ抵抗体は安定であり、信
頼性の高い温度センサー付トナー定着用ヒーターを提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセラミックヒーターの一実施例の断面
図である 【図２】従来のセラミックヒーターの断面図である。 【図３】抵抗値測定温度２５℃におけるＰＴＣサーミス
タ抵抗体の高温放置（２００℃）による抵抗変化を示し
た図である。 【図４】抵抗値測定温度２５℃におけるＮＴＣサーミス
タ抵抗体の高温放置（２００℃）による抵抗変化を示し
た図である。 【符号の説明】 １ セラミック基板 ２ 発熱抵抗体 ３ 絶縁保護膜 ４ ＰＴＣサーミスタ抵抗体 ５ 電極 ６ 絶縁保護膜 ７ 記録材 ８ 送りローラー ４ａ 接着剤 ６ａ ＮＴＣサーミスタ素子
図である 【図２】従来のセラミックヒーターの断面図である。 【図３】抵抗値測定温度２５℃におけるＰＴＣサーミス
タ抵抗体の高温放置（２００℃）による抵抗変化を示し
た図である。 【図４】抵抗値測定温度２５℃におけるＮＴＣサーミス
タ抵抗体の高温放置（２００℃）による抵抗変化を示し
た図である。 【符号の説明】 １ セラミック基板 ２ 発熱抵抗体 ３ 絶縁保護膜 ４ ＰＴＣサーミスタ抵抗体 ５ 電極 ６ 絶縁保護膜 ７ 記録材 ８ 送りローラー ４ａ 接着剤 ６ａ ＮＴＣサーミスタ素子
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−283255（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−49606（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−250539（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−290908（ＪＰ，Ａ)
実開 昭58−69243（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭62−121525（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H05B 3/00
G03G 15/20
H01C 7/02
H05B 3/14
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 セラミック基板（１）上に発熱抵抗体
（２）を印刷形成し、セラミック基板（１）を挟んで対
向する裏面又は該発熱抵抗体（２）と同一面の近傍に、
発熱温度を検出するセンサーとして、ＲｕＯ2−Ａｕ系
材料からなり、正の温度係数を有するＰＴＣサーミスタ
抵抗体（４）を印刷形成し、上記発熱抵抗体（２）とＰ
ＴＣサーミスタ抵抗体（４）とを覆うホウケイ酸鉛系材
料からなる絶縁保護膜（３、６）を設けたことを特徴と
するセラミックヒーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31872894A JP3439276B2 (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | セラミックヒーター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31872894A JP3439276B2 (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | セラミックヒーター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08180961A JPH08180961A (ja) | 1996-07-12 |
| JP3439276B2 true JP3439276B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=18102297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31872894A Expired - Fee Related JP3439276B2 (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | セラミックヒーター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3439276B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202697037U (zh) * | 2012-04-13 | 2013-01-23 | 瑞侃电子(上海)有限公司 | 电路保护模块 |
-
1994
- 1994-12-21 JP JP31872894A patent/JP3439276B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08180961A (ja) | 1996-07-12 |
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