JP6323482B2 - 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

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とＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子などの正の温度係数を有する抵抗素子とを加熱装置の基板の一方の側に配置して、発熱体による過熱を抑制することが行われる。この際、基板に発熱体を形成するのに、発熱体を形成する塗布液をスクリーン印刷により印刷することで行なうことがある。
しかしながら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、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、当該基板を回転させつつスクリーンを移動させるとともに押圧部材により当該スクリーンを当該基板側に押圧し、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工程を含む発熱体形成工程と、を含み、前記発熱体形成工程は、前記押圧部材を転写箇所よりも前記スクリーンの移動方向上流側で当該スクリーンに接触させることを特徴とする加熱装置の製造方法である。
請求項２に記載の発明は、前記押圧部材は、前記スクリーンの移動面より前記基板側で当該スクリーンと接触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、前記発熱体が形成される側の表面に平坦部と凹部とを有し、前記発熱体は、前記平坦部上に設けられることを特徴とする請求項１または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、前記基板の前記凹部に配置され、前記発熱体と直列に接続される正の温度係数の抵抗素子を実装する抵抗素子実装工程と、前記発熱体及び前記抵抗素子を覆うように設けられ、当該発熱体及び当該抵抗素子を保護する保護層を形成する保護層形成工程と、をさらに含むことを特徴とする請求項３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、曲面形状の被印刷物を準備する準備工程と、前記被印刷物を回転させつつスクリーンを移動させるとともに押圧部材により当該スクリーンを当該被印刷物側に押圧し、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スクリーン印刷工程と、を含み、前記スクリーン印刷工程は、前記押圧部材を転写箇所よりも前記スクリーンの移動方向上流側で当該スクリーンに接触させることを特徴とする印刷物の製造方法である。
請求項６に記載の発明は、回転する曲面形状の被印刷物に従い予め定められた方向に移動するスクリーンと、前記スクリーンを挟み前記被印刷物と対向する位置であるとともに転写箇所よりも当該スクリーンの移動方向上流側で当該スクリーンに接触させる位置に配され、当該スクリーンを当該被印刷物側に押圧し、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、スクリーンに作用する押圧力を確保しやすくなる。
請求項３に係る発明によれば、発熱体からの熱を伝達しやすくなる。
請求項４に係る発明によれば、熱伝導の効率を維持しつつ加熱装置の過熱を抑制することができる。
請求項５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スクリーン印刷装置が提供できる。

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。 第１の実施の形態に係るソリッドヒータを説明する図である。（ａ）は、図２における矢印ＩＩＩの方向から見たソリッドヒータの上面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線でのソリッドヒータの断面図である。 第１の実施の形態に係らないソリッドヒータを説明する図である。（ａ）は、図２における矢印ＩＩＩの方向から見たソリッドヒータの上面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＶＢ−ＩＶＢ線でのソリッドヒータの断面図である。 第１の実施の形態に係らない他のソリッドヒータを説明する図である。（ａ）は、図２における矢印ＩＩＩの方向から見たソリッドヒータの上面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＢ−ＶＢ線でのソリッドヒータの断面図である。 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。 図６の工程に引き続いて実施され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。 ソリッドヒータの製造方法の各工程における上面図及び断面図を示す図である。（ａ１）〜（ｄ１）は、上面図、（ａ２）〜（ｄ２）は、（ａ１）〜（ｄ１）のＸ−Ｘ線での断面図である。 図８の工程に引き続いて実施されるソリッドヒータの製造方法の各工程における上面図及び断面図を示す図である。（ａ１）〜（ｄ１）は、上面図、（ａ２）〜（ｄ３）は、（ａ１）〜（ｄ１）のＸ−Ｘ線での断面図である。 第２の実施の形態に係るソリッドヒータを説明する上面図である。 （ａ）〜（ｂ）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。 （ａ）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。（ｂ）は、従来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と、従来のスクリーン印刷装置を使用した場合とで、抵抗発熱体の抵抗値のばらつきの程度を比較した図である。

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。
［第１の実施の形態］
＜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、定着ベルト７８を介して加圧ロール８０から押圧される押圧パッド７９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の外周面及び押圧パッド７９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、押圧パッド７９に押圧されて変形する。ここで、原形とは、押圧パッド７９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。

押圧パッド７９は、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴムあるいは機械的強度や耐熱性の高い所謂エンジニアリングプラスチックスが用いられる。例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone）樹脂、ＰＥＳ（Poly Ether Sulfone）樹脂、ＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide）樹脂、ＬＣＰ樹脂（Liquid Crystal Polymer）等の剛体で構成された、断面において定着ベルト７８に接する側が略円弧形状のブロック部材であり、定着ベルト７８の内側においてフレーム（不図示）に支持されている。そして、加圧ロール８０が定着ベルト７８を圧接する領域にて、軸方向全域に亘って固定配置されている。そして、押圧パッド７９は、定着ベルト７８を介して加圧ロール８０を予め定められた幅領域に亘って予め定められた荷重（例えば、平均１０ｋｇｆ）で均一に押圧する。

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と押圧パッド７９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を介して押圧パッド７９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を介した押圧パッド７９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。

図３は、第１の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（ａ）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、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線でのソリッドヒータ７１の断面図である。
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状であるが、図３（ｂ）に示すソリッドヒータ７１は、一部であることから平坦に表記している。なお、断面は、円弧状であってもよい。

図３（ａ）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、複数のＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子１３０（正の温度係数の抵抗素子の一例）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。複数の抵抗発熱体１２０、複数のＰＴＣ１４０、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。電流を流すことにより発熱する。
ＰＴＣ素子１３０は、温度の上昇に対して抵抗が増加する抵抗素子である。正の温度係数のサーミスタと表記されることがある。ＰＴＣ素子１３０の本体部１３１は、例えばチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）に微量の希土類などが添加されて構成されている。ＰＴＣ素子１３０の本体部１３１は、キュリー温度を有し、その温度以上になると、急激に抵抗が増大する。

ＰＴＣ素子１３０は、チップ状であって、例えば、縦２ｍｍ×横２ｍｍ×厚さ０．２ｍｍである。そして、本体部１３１の両端側（図３（ａ）では紙面において上下側、図３（ｂ）では紙面において左右側）に、Ｎｉめっきを下地にしたＡｇなどの電極１３２、１３３が予め設けられている。そして、温度が上昇しない状態において、ＰＴＣ素子１３０は、電極１３２と電極１３３との距離によって、抵抗値が設定される。すなわち、ＰＴＣ素子１３０は、電極１３２と電極１３３との距離が短いほど、温度が上昇しない状態における抵抗が小さい。
なお、図３（ｂ）では、電極１３２、１３３は、本体部１３１に対して、コ字状に形成されているとしたが、他の形状に形成されていてもよい。例えば、側面と上面のみに形成されていてもよい。後述する接続用の配線１４４、１４５により配線１４２、１４３と電気的に接続されればよい。

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（ａ）の紙面において上側の配線１４１と、下側の配線１４２と、抵抗発熱体１２０とＰＴＣ素子１３０との間の配線１４３とを有している。なお、配線１４０は、図３（ｂ）に示すように、配線１４３とＰＴＣ素子１３０の電極１３２とを接続する配線１４４と、配線１４２とＰＴＣ素子１３０の電極１３３とを接続する配線１４５とをさらに有している。なお、配線１４４、１４５を接続電極と表記することがある。
そして、図３（ａ）、（ｂ）では、１４１（１４０）、１４２（１４０）などと表記する。なお、配線１４１、１４２、１４３、１４４、１４５をそれぞれ区別しない場合は、配線１４０と表記する。

そして、複数の抵抗発熱体１２０と複数のＰＴＣ素子１３０とは、それぞれが電気的に直列に接続された複数の組となるとともに、複数の組が配線１４１と配線１４２との間に並列接続されている。
配線１４０については、図３（ｂ）の説明において述べる。

端子１５０は、保護層１７０（後述する図３（ｂ）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（ａ）では、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、電気的に直列接続された抵抗発熱体１２０とＰＴＣ素子１３０との組毎に電流が流れる。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。

図３（ａ）の紙面において左右端の抵抗発熱体１２０の形状は、それ以外の抵抗発熱体１２０と異なっている。これは、用紙Ｐが通過しない定着ベルト７８の部分は、発熱することを要しないためである。すなわち、左右端の抵抗発熱体１２０の設けられた範囲が、画像形成装置１が扱う用紙Ｐの最大幅となる。なお、左右端の抵抗発熱体１２０の形状を、それ以外の抵抗発熱体１２０の形状と同じとしてもよい。

ここで、ＰＴＣ素子１３０の機能を説明する。
ＰＴＣ素子１３０は、温度の上昇に対して抵抗が増加する。よって、抵抗発熱体１２０により、ソリッドヒータ７１が予め定められた温度以上に高くなると、ＰＴＣ素子１３０の抵抗が増加する。そして、ＰＴＣ素子１３０に直列接続された抵抗発熱体１２０に流れる電流を制限する。これにより、抵抗発熱体１２０の発熱量が抑制され、温度が下がる。すると、ＰＴＣ素子１３０の抵抗が低下し、抵抗発熱体１２０に流れる電流が増加し、温度が上がる。すなわち、ＰＴＣ素子１３０は、ソリッドヒータ７１の過熱を抑制する。

定着ユニット６０のニップ部Ｎにおいて、定着ベルト７８により用紙Ｐが加熱されると、定着ベルト７８から用紙Ｐに熱が奪われる。このため、定着ベルト７８の温度が低下する。すると、温度が低下した定着ベルト７８は、ソリッドヒータ７１によって予め定められた温度に再び加熱される。
しかし、最大幅より狭い（小さい）用紙Ｐが搬送されてきた場合、用紙Ｐに接触しないことにより、定着ベルト７８に用紙Ｐに熱が奪われない部分が生じる。このような用紙Ｐが接触しない定着ベルト７８の部分は、温度が高い状態のままとなる。そして、定着ベルト７８のこの部分は、ソリッドヒータ７１により予め定められた温度以上に加熱される（過熱状態に移行する）。このとき、定着ベルト７８のみならず、ソリッドヒータ７１も過熱状態に移行する。

そこで、第１の実施の形態のソリッドヒータ７１では、抵抗発熱体１２０をソリッドヒータ７１の幅方向に複数に分けるとともに、それぞれの抵抗発熱体１２０にＰＴＣ素子１３０を直列に接続している。
すると、用紙Ｐが接触しない定着ベルト７８の過熱状態に移行した部分において、ＰＴＣ素子１３０の抵抗が上昇し、抵抗発熱体１２０に流れる電流を制限し、ソリッドヒータ７１及び定着ベルト７８がさらに過熱状態に移行することを抑制する。
一方、用紙Ｐが接触する定着ベルト７８の部分では、抵抗発熱体１２０に流れる電流が制限されないので、加熱が継続される。

よって、ＰＴＣ素子１３０は、ソリッドヒータ７１の基板１１０上において、抵抗発熱体１２０の近傍に設けられることが求められるため、第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１では、抵抗発熱体１２０の近傍に設けられた凹部１１２にＰＴＣ素子１３０を設けている。

次に、図３（ｂ）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は、定着ベルト７８側の表面であり一方の表面のＰＴＣ素子１３０が配置される部分に凹部１１２を備える。なお、一方の表面において凹部１１２以外を平坦部１１１と表記する。そして、基板１１０上に、一様に絶縁層１６０が設けられている。即ち、絶縁層１６０は、基板１１０の平坦部１１１上および凹部１１２の双方にほぼ同様の厚さで設けられる。そして、絶縁層１６０上に、抵抗発熱体１２０、配線１４０（配線１４１、１４２、１４３、１４４、１４５）、ＰＴＣ素子１３０が設けられている。また抵抗発熱体１２０は、基板１１０の平坦部１１１上に設けられ、ＰＴＣ素子１３０は、基板１１０の凹部１１２に設けられる。
配線１４１は、抵抗発熱体１２０の一方の端と接続されている（図３（ａ）参照）。配線１４２は、ＰＴＣ素子１３０の電極１３３の下まで延びている。そして、配線１４３の一方の端は、抵抗発熱体１２０の他方の端と接続されている。配線１４３の他方の端は、ＰＴＣ素子１３０の電極１３２の下まで延びている。
そして、配線１４４は、配線１４３とＰＴＣ素子１３０の電極１３２とを、ＰＴＣ素子１３０の側面及び／又は上面で接続している。同様に、配線１４５は、配線１４２とＰＴＣ素子１３０の電極１３３とを、ＰＴＣ素子１３０の側面及び／又は上面で接続している。
なお、図３（ｂ）には、図の外側になるため、配線１４１を示していない。
そして、抵抗発熱体１２０、ＰＴＣ素子１３０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、プレス加工により、ＰＴＣ素子１３０が配置される部分毎に凹部１１２が設けられている。凹部１１２は、ＰＴＣ素子１３０毎に設けられているので、以下では、個別凹部１１２と表記する。
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、個別凹部１１２を備えるように焼成されたセラミック材料で構成されてもよい。さらに、個別凹部１１２を備えるよう成型された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、ＰＴＣ素子１３０、配線１４０（配線１４１、１４２、１４３）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。よって、基板１１０と絶縁層１６０とをまとめて基板と表記することがある。そして、抵抗発熱体１２０、ＰＴＣ素子１３０は、絶縁層１６０上に設けられていても基板上に設けられていると表記することがある。
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、ＰＴＣ素子１３０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ＰＴＣ素子１３０を覆うように設けられ、抵抗発熱体１２０およびＰＴＣ素子１３０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、ＰＴＣ素子１３０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。
そして、第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１では、図３（ｂ）に示すように、抵抗発熱体１２０上に設けられた保護層１７０は、厚さｄ０である。すなわち、定着ベルト７８と抵抗発熱体１２０との距離は、抵抗発熱体１２０上に設けられた保護層１７０の厚さｄ０である。

なお、保護層１７０は、厚さが一様でない。後述するように、保護層１７０は、ＰＴＣ素子１３０の周囲において厚く構成されている。これにより、保護層１７０の表面の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。
すなわち、ＰＴＣ素子１３０を凹部１１２に設けるとともに、保護層１７０の表面を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）形状にすることにより、抵抗発熱体１２０と定着ベルト７８との距離をｄ０としている。

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）により融着して、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１５μｍ〜７０μｍ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。また、前述したように、ＰＴＣ素子１３０の厚さは、０．２ｍｍ程度である。
よって、基板１１０が備える凹部１１２の深さは、ＰＴＣ素子１３０の厚さよりやや大きく設定される。例えば、ＰＴＣ素子１３０の厚さが０．２ｍｍの場合、０．２５ｍｍに設定される。これにより、ＰＴＣ素子１３０を凹部１１２に埋め込める。

そして、凹凸の抑制されたなだらかで且つ滑らかな（平滑化された）表面となるように、保護層１７０が形成される。
なお、ＰＴＣ素子１３０は、凹部１１２に完全に埋め込まれなくともよく、凹部１１２により保護層１７０の表面の凹凸が抑制されればよい。
前述したように、定着ベルト７８は、例えば、ポリイミド樹脂からなる基材層を有していることから、容易に変形する。よって、定着ベルト７８とソリッドヒータ７１との接触が妨げられなければ、凹部１１２の部分における保護層１７０の表面は、平坦部１１１とつながるような平坦でなくてもよく、基板１１０側に凹状であってもよく、基板１１０側から凸状であってもよい。
定着ベルト７８とソリッドヒータ７１とが円滑に摺動し、ソリッドヒータ７１から定着ベルト７８に熱が効率よく伝導されればよい。
すなわち、凹凸の抑制されたなだらかで且つ滑らかな（平滑化された）表面とは、凹部１１２の部分における保護層１７０の表面が、凸状又は凹状であることを含む。

図４は、第１の実施の形態に係らないソリッドヒータ７１′を説明する図である。図４（ａ）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、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶＢ−ＩＶＢ線でのソリッドヒータ７１′の断面図である。
図４（ａ）に示すように、ソリッドヒータ７１′は、基板１１０に凹部１１２を設けていない。そして、図４（ｂ）に示すように、ＰＴＣ素子１３０を埋め込んで表面が平坦（なだらかで且つ滑らか）になるように、保護層１７０を厚さｄ１としている。すなわち、定着ベルト７８と抵抗発熱体１２０との距離は、保護層１７０の厚さｄ１である。なお、厚さｄ１は、図３に示した第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１の保護層１７０の厚さｄ０より厚い。
この第１の実施の形態に係らないソリッドヒータ７１′でも、第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１と同様に、定着ベルト７８とソリッドヒータ７１とが接触する面が凹凸の抑制されたなだらかで且つ滑らかな（平滑化された）表面であるので、定着ベルト７８とソリッドヒータ７１とは円滑に摺動する。

しかし、第１の実施の形態に係らないソリッドヒータ７１′では、保護層１７０が厚さｄ１と厚いために、熱容量が大きく、加熱に時間を要するとともに、保護層１７０を加熱するエネルギが多く必要となるとともに、抵抗発熱体１２０と定着ベルト７８との距離が大きくなって、抵抗発熱体１２０から定着ベルト７８への熱伝導の効率が劣る。
また、保護層１７０を構成するガラス材料を多く必要とすることになり、コストがかかってしまう。

図５は、第１の実施の形態に係らない他のソリッドヒータ７１″を説明する図である。図５（ａ）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、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶＢ−ＶＢ線でのソリッドヒータ７１″の断面図である。
図５（ａ）に示すように、ソリッドヒータ７１″は、基板１１０に個別凹部１１２を設けていない。そして、図５（ｂ）に示すように、抵抗発熱体１２０上の保護層１７０は、厚さｄ０としている。しかし、ＰＴＣ素子１３０を、凹部１１２に埋め込んでいないため、ＰＴＣ素子１３０は、抵抗発熱体１２０の部分より、外側（定着ベルト７８側）に凸状に突出している（凸部となっている）。すなわち、ＰＴＣ素子１３０の周囲における抵抗発熱体１２０の部分において、定着ベルト７８と保護層１７０との間に距離ｇの空隙（ギャップ）が生じる。空隙（ギャップ）は、熱の伝導を妨げるため、熱伝導の効率が低下する。

なお、定着ベルト７８は、前述したように、変形しやすい材料で構成されているが、ＰＴＣ素子１３０による凸部に追従して変形することは難しい。そして、ＰＴＣ素子１３０による凸部を有するソリッドヒータ７１と摺動させると、定着ベルト７８に損傷が生じやすい。
すなわち、ソリッドヒータ７１″は、定着ユニット６０として好ましくない。

以上説明したように、第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１は、基板１１０の凹部１１２にＰＴＣ素子１３０を配置し、保護層１７０を凹凸の抑制されたなだらかで且つ滑らかな（平滑化された）表面としている。これにより、ＰＴＣ素子１３０が定着ベルト７８側に突出しないようにしている。そして、抵抗発熱体１２０上の保護層１７０の厚さ（厚さｄ０）、すなわち、抵抗発熱体１２０から定着ベルト７８までの距離を小さくすることで、抵抗発熱体１２０から定着ベルト７８への熱伝導の効率を向上させている。
よって、抵抗発熱体１２０を覆う保護層１７０の厚さが薄いため、ソリッドヒータ７１が予め定められた温度まで加熱される時間が短縮されるとともに、消費電力が低減する。さらに、画像形成における定着に係る時間が短くなる。

＜ソリッドヒータ７１の製造方法＞
図６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。
図７は、図６の工程に引き続いて実施されるソリッドヒータ７１の製造方法の一例を説明するフローチャートである。
図８は、ソリッドヒータ７１の製造方法の各工程における上面図及び断面図を示す図である。図８（ａ１）〜（ｄ１）は、上面図、図８（ａ２）〜（ｄ２）は、図８（ａ１）〜（ｄ１）のＸ−Ｘ線での断面図である。
図９は、図８の工程に引き続いて実施されるソリッドヒータ７１の製造方法の各工程における上面図及び断面図を示す図である。図９（ａ１）〜（ｄ１）は、上面図、図９（ａ２）〜（ｄ３）は、図９（ａ１）〜（ｄ１）のＸ−Ｘ線での断面図である。
なお、図８（ａ２）〜（ｄ２）、図９（ａ２）〜（ｄ３）は、ＰＴＣ素子１３０が配置される部分のみを示す。基板１１０の一部であることから、基板１１０を平坦に表記している。
以下では、主に図６〜９を参照しつつ、ソリッドヒータ７１の製造方法を説明する。

第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１の製造方法は、図６に示す、凹部１１２を有する基板１１０を作成する凹部有り基板作成工程（ステップ１００。図６ではＳ１００と表記する。他も同様とする。）と、絶縁層１６０を形成する絶縁層形成工程（ステップ２００）と、抵抗発熱体１２０を形成する発熱体形成工程（ステップ３００）と、配線１４０（配線１４１、１４２、１４３）を形成する配線形成工程（ステップ４００）とを含む。さらに、ソリッドヒータ７１の製造方法は、図７に示す、ＰＴＣ素子１３０を実装する抵抗素子実装工程（ステップ５００）と、ＰＴＣ素子１３０の周囲に保護層を形成する抵抗素子周囲保護層形成工程（ステップ６００）と、ＰＴＣ素子１３０の表面に保護層を形成して封止する抵抗素子封止工程（ステップ７００）とを含む。
なお、ＰＴＣ素子周囲保護層形成工程（ステップ６００）と抵抗素子封止工程（ステップ７００）とを合わせて保護層形成工程と表記することもある。

凹部有り基板作成工程（図６のステップ１００及び図８（ａ１）、（ａ２））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、断面が弧状に湾曲するように加工する。さらに、ＰＴＣ素子１３０が配置される位置毎に個別凹部１１２を形成する。これらは、所謂プレス加工により行われる。プレス加工により、複数の個別凹部１１２が一括して形成される。なお、ソリッドヒータ７１の形状への切り抜き、弧状への加工、個別凹部１１２の形成の順序は問わない。
これにより、図８（ａ１）、（ａ２）に示すように、基板１１０に凹部１１２が形成される。

次に、絶縁層形成工程（図６のステップ２００及び図８（ｂ１）、（ｂ２））において、例えば、ガラス材料で構成された絶縁層１６０が形成される。ガラス材料は、ガラスペースト（塗布液の一例）の塗布によって形成されるとする。
ガラスペーストとは、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。さらに、溶剤は、ガラスペーストの粘度を調整する。

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の平坦部１１１上に塗布する（平坦部絶縁層塗布）（図６のステップ２０１）。スクリーン印刷とは、スクリーンに設けた開口を通して、スキージによりガラスペーストを押し出し、基板１１０上にガラスペーストの膜を形成する方法である。
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（乾燥）（図６のステップ２０２）。
なお、以下に示す乾燥のステップは、上記と同様であるので、単に乾燥すると表記する。

次に、基板１１０の凹部１１２にガラスペーストをディスペンサやジェットディスペンサなどによって塗布する（凹部絶縁層塗布）（図６のステップ２０３）。凹部１１２は、例えば、深さが０．２５ｍｍであって、スクリーン印刷におけるスクリーンが、凹部１１２の底に接触しづらい。このため、スクリーンから押し出されガラスペーストが凹部１１２の底に付着しづらい。よって、凹部１１２に均一な厚さのガラスペーストを塗布しにくい。そこで、凹部１１２に対しては、ディスペンサやジェットディスペンサを用いてガラスペーストを塗布した。

ディスペンサとは、ノズルからガラスペーストを吐出させて、ライン（線）状またはスポット（点）状に塗布する方法である。よって、凹部１１２の底にも、ガラスペーストが塗布される。
また、ジェットディスペンサとは、ノズルから圧力をかけてガラスペーストを吐出させて、ライン状またはスポット状に塗布する方法である。これによりジェットディスペンサでは、ディスペンサに比べて長い距離において、ガラスペーストが径の小さい状態で塗布される。

すなわち、平坦部１１１と凹部１１２とで、塗布する方法を異ならせている。
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するために、予め定められた時間放置した（レべリング）後、溶媒を蒸発させるため、乾燥させる（乾燥）（図６のステップ２０４）。

その後、平坦部１１１及び凹部１１２に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（焼成）（図６のステップ２０５）。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。
なお、以下における焼成のステップも、上記と同様であるので、単に焼成すると表記する。

そして、ステップ２０１からステップ２０５が二層目（二回目）であるか否か判断される（図６のステップ２０６）。一層目（一回目）であれば、二層目（二回目）を塗布するために、ステップ２０１からステップ２０５が繰り返される。そして、ステップ２０６において、二層目であれば、絶縁層形成工程（ステップ２００）を終了して、抵抗発熱体形成工程（図６のステップ３００）に移行する。

なお、絶縁層形成工程（図６のステップ２００）において、ステップ２０１からステップ２０５を２回繰り返し、絶縁層１６０を二層で形成している。これは、１回で行った場合（一層の場合）、塗布したガラスペーストに穴（ピンホール）があった場合、絶縁層１６０上に形成される抵抗発熱体１２０、配線１４０（配線１４１、１４２、１４３）と基板１１０とが穴（ピンホール）を介して、短絡するおそれがあるからである。特に、ディスペンサやジェットディスペンサのように、ガラスペーストをライン状又はスポット状に塗布する方法を用いると、ライン状のガラスペーストの間又はスポット状のガラスペーストの間に穴（ピンホール）が発生しやすい。

そこで、一層目の穴（ピンホール）を二層目が塞ぐように、絶縁層１６０を二層で形成して短絡の発生を抑制している。

これにより、図８（ｂ１）、（ｂ２）に示すように、基板１１０上に絶縁層１６０が形成される。

次に発熱体形成工程（図６のステップ３００及び図８（ｃ１））において、例えば、ＡｇＰｄで構成された抵抗発熱体１２０が形成される。なお、図８（ｃ２）の断面には、抵抗発熱体１２０は表れない。
抵抗発熱体１２０は、図８（ｃ１）に示すように、基板１１０の平坦部１１１に形成されるので、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（抵抗発熱体形成）（図６のステップ３０１）。
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。
よって、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（乾燥）（図６のステップ３０２）。
その後、予め定められた温度で焼成される（焼成）（図６のステップ３０３）。

次に、配線形成工程（図６のステップ４００及び図８（ｄ１）、（ｄ２））において、例えば、ＡｇＰｄで構成された配線１４０（配線１４１、１４２、１４３）が形成される。なお、図８（ｄ２）には、配線１４１は表れない。
まず、基板１１０の平坦部１１１上に配線１４１、配線１４２の一部、配線１４３の一部が、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が塗布される（平坦部配線形成）（図６のステップ４０１）。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。
そして、レべリングの後、溶媒を蒸発させるために乾燥される（乾燥）（図６のステップ４０２）。

次に、基板１１０の凹部１１２における配線１４０（凹部１１２内に設けられる配線１４２の残り、配線１４３の残り）が、ディスペンサ又はジェットディスペンサを用いて配線用ペーストで形成される（凹部配線形成）（図６のステップ４０３）。なお、顕微鏡などで、平坦部１１１上に形成された配線用ペーストを観察しつつ、凹部１１２における配線１４０を形成することで、平坦部１１１上に形成された配線と凹部１１２における配線とが接続して形成される。また、顕微鏡で観察される画像から配線を認識することで、自動化して行える。
そして、レべリングの後、溶媒を蒸発させるために乾燥される（乾燥）（図６のステップ４０４）。
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、１４３）が形成される（焼成）（図６のステップ４０５）。
これにより、図８（ｄ１）、（ｄ２）に示すように、基板１１０に配線１４０（配線１４１、１４２、１４３）が形成される。なお、図８（ｄ２）には、配線１４１は表れない。

次に、抵抗素子実装工程（図７のステップ５００及び図９（ａ１）、（ａ２））において、ＰＴＣ素子１３０を基板１１０の凹部１１２に実装する。
まず、絶縁性のガラスペーストを、基板１１０における凹部１１２のＰＴＣ素子１３０を実装（配置）する部分に塗布する。これは、ディスペンサ又はジェットディスペンサで行うのがよい。そして、塗布されたガラスペースト上にＰＴＣ素子１３０を置く（ＰＴＣ素子実装）（図７のステップ５０１）。その後、ガラスペーストに含まれる溶媒を蒸発させるための乾燥を行う（乾燥）（図７のステップ５０２）。

次に、ＰＴＣ素子１３０の電極１３２と配線１４３とを接続する配線１４４、及び、ＰＴＣ素子１３０の電極１３３と配線１４２とを接続する配線１４５を形成する（接続用配線形成）（図７のステップ５０４）。なお、配線１４４、１４５は、接続配線用ペーストをディスペンサ又はジェットディスペンサにより塗布することで形成する。接続配線用ペーストは、配線用ペーストと同様に、ＡｇＰｄ、バインダ、溶剤などを含んでいる。
配線１４４、１４５を形成する位置は、ディスペンサ又はジェットディスペンサの吐出位置を顕微鏡などで確認して行えばよい。そして、レべリングの後、溶媒を飛ばすための乾燥を行う（乾燥）（図７のステップ５０４）。
その後、ＰＴＣ素子１３０を基板１１０にガラスペースト及び配線１４４、１４５となる接続配線用ペーストを焼成する（焼成）（図７のステップ５０５）。
なお、ＰＴＣ素子１３０の耐熱温度（約６００℃）を考慮して、ＰＴＣ素子１３０を基板１１０に固定するガラスペースト及び接続配線用ペーストには、ＰＴＣ素子１３０の耐熱温度以下の温度で焼成されるものがよい。

次に、抵抗素子周囲保護層形成工程（図７のステップ６００及び図９（ｃ１）、（ｃ２））を行う。保護層１７０の形成は、絶縁層１６０と同様に、基板１１０の平坦部１１１上と凹部１１２上とで異なる方法で行う。
まず、基板１１０の平坦部１１１上は、スクリーン印刷などによって基板１１０の平坦部１１１上に保護層１７０の一部である保護層１７１（図９（ｃ２）参照）となるガラスペーストを塗布する（平坦部保護層塗布）（図７のステップ６０１）。なお、端子１５０（端子１５１、１５２）となる配線１４１、１４２の部分には、ガラスペーストを塗布しない。
次に、レべリングの後、乾燥を行う（乾燥）（図７のステップ６０２）。

その後、凹部１１２に実装されたＰＴＣ素子１３０の周囲に保護層１７０の一部である保護層１７２となるガラスペーストを塗布する。つまり、ＰＴＣ素子１３０は、基板１１０に設けられた凹部１１２に配置されている。よって、ＰＴＣ素子１３０の周囲は、空隙となっている。よって、ディスペンサ又はジェットディスペンサにより、ＰＴＣ素子１３０の周囲をガラスペーストによって埋める（凹部保護層塗布）（図７のステップ６０３）。この場合、ＰＴＣ素子１３０上（上面）には、ガラスペーストを塗布しない。すなわち、ＰＴＣ素子１３０は、本体部１３１の上部がガラスペーストで覆われない状態に維持される。この理由については、後述する。
そして、レべリングの後、乾燥を行う（乾燥）（図７のステップ６０４）。

ＰＴＣ素子１３０のみをガラスペーストで覆う場合は、ＰＴＣ素子１３０の表面の一部を除く表面をガラスペーストで覆って、表面の一部をガラスペーストで覆われない状態に維持すればよい。

その後、平坦部１１１上のガラスペースト及び凹部１１２のＰＴＣ素子１３０の周囲を埋め込んだガラスペーストを焼成する（焼成）（図７のステップ６０５）。
このようにして、図９（ｃ１）、（ｃ２）に示すように、ＰＴＣ素子１３０の上面及び端子１５１、１５２となる配線１４１、１４２となる部分を除いて、保護層１７０の一部である保護層１７１、１７２が形成される。

次に、抵抗素子封止工程（図７のステップ７００及び図９（ｄ１）、（ｄ２））を行う。
抵抗素子周囲保護層形成工程でガラスペーストを塗布しなかったＰＴＣ素子１３０の表面に、保護層１７０の一部である保護層１７３となるガラスペーストを薄く塗布する（ＰＴＣ素子表面薄塗り）（図７のステップ７０１）。ここでも、ガラスペーストは、ディスペンサ又はジェットディスペンサで塗布することがよい。
レべリングの後、乾燥する（乾燥）（図７のステップ７０２）。そして、ガラスペーストを焼成する（焼成）（図７のステップ７０３）。
このようにして、ＰＴＣ素子１３０は、保護層１７０（保護層１７２、１７３）で覆われる。

［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、基板１１０のＰＴＣ素子１３０を配置する部分に、ＰＴＣ素子１３０毎に個別凹部１１２が設けられていた。
第２の実施の形態では、基板１１０のＰＴＣ素子１３０を配置する部分に、複数のＰＴＣ素子１３０に対して連続した凹部１１３（以下では、連続凹部１１３と表記する。）を設けている。
なお、第１の実施の形態とは、ソリッドヒータ７１を除くと同様であるので、異なるソリッドヒータ７１を説明する。

＜ソリッドヒータ７１＞
図１０は、第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１を説明する上面図である。図２における矢印ＩＩＩの方向から見たソリッドヒータ７１の図である。
図１０に示すように、ＰＴＣ素子１３０は、基板１１０の長手方向の一方の辺側（図１０の紙面の下側）に、長手方向に沿って並んで配置されている。よって、これらのＰＴＣ素子１３０が配置される部分を連続した凹部１１３としている。連続した凹部１１３を連続凹部１１３と表記することがある。
連続凹部１１３は、第１の実施の形態における個別凹部１１２に比べ形状が大きい。すなわち、連続凹部１１３は、個別凹部１１２に比べて、精度を低くして形成しうる。すなわち、連続凹部１１３は、個別凹部１１２に比べて、基板１１０の加工がしやすい。
なお、連続凹部１１３は、すべてのＰＴＣ素子１３０を配置しなくともよく、２個以上のＰＴＣ素子１３０を配置するものであってよい。

第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１は、第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１と同様な製造方法で製造できる。よって、説明を省略する。

なお、連続凹部１１３の場合、ＰＴＣ素子１３０の間を、保護層１７０の一部である保護層１７２（図９（ｃ２）、（ｄ２）参照）で埋めることになる。よって、第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１では、保護層１７０を構成するガラスペーストが、第１の実施の形態に係るソリッドヒータ７１に比べて多く必要となる。

第１の実施の形態及び第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１では、塗布したガラスペーストを、酸素を含む雰囲気中で焼成することで絶縁層１６０及び保護層１７０を形成した。
ガラスペーストの代わりに、絶縁性のセラミックの微粒子を含有するペーストを用い、酸素を含む雰囲気で焼成して、絶縁層１６０又は／及び保護層１７０を形成してもよい。酸素を含む雰囲気で焼成することにより、エチルセルロースなどのバインダが燃焼して除去されるとともに、セラミックの微粒子同士が焼結される。

第１の実施の形態及び第２の実施の形態に係るソリッドヒータ７１では、抵抗発熱体１２０の全てにＰＴＣ素子１３０を直列接続した。しかし、用紙Ｐのサイズに関わらず用紙Ｐが通過する定着ベルト７８の部分に対しては、ＰＴＣ素子１３０を接続しなくてもよい。

＜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１１（ａ）〜（ｂ）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。ここで図１１（ａ）は、スクリーン印刷装置２００を正面方向から見た図である。また図１１（ｂ）は、スクリーン印刷装置２００を側面方向から見た図であり、図１１（ａ）のＸＩｂ方向から見た図である。
図示する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、基板回転機構部２６０とを備える。

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６のステップ３００）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１１（ｂ）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平面状に保持される。
またスクリーン保持部２２０には、図１１（ｂ）の左右方向（水平方向）に移動可能とする図示しない移動機構が備えられる。これによりスクリーン保持部２２０に保持されたスクリーン２１０も同様に予め定められた方向である左右方向（水平方向）に移動する。

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。また詳しくは後述するが、スキージ２３０は、転写箇所よりもスクリーン２１０の移動方向上流側でスクリーン２１０に接触させる位置に配される。

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をスクリーン２１０の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。

基板保持部２５０は、基板１１０を保持する。基板１１０は、上述したように湾曲しているため、基板保持部２５０の断面形状もその形状に合わせ、例えば、円形となっている。この場合、基板保持部２５０は、ロール形状となる。

基板回転機構部２６０は、基板保持部２５０を回転させる。これにより基板保持部２５０に保持される基板１１０も同様に回転運動を行なう。
またこのとき基板１１０とスクリーン２１０とは、同期するように回転および移動を行なう。即ち、基板１１０の外周面の周速度とスクリーン２１０の移動速度とは一致する。これはスクリーン２１０は、基板１１０に従い左右方向（水平方向）に移動すると言い換えることもできる。
このためには、ラックやピニオンギア等を用いて基板保持部２５０とスクリーン保持部２２０とを接続し、両者の動作を同期させる方式で実現してもよく、エンコーダやマイクロコンピュータ等を用いて回転速度や移動速度をそれぞれ制御する方式で実現してもよい。

図１２（ａ）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。また図１２（ｂ）は、従来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。
スクリーン印刷では、スキージ２３０がスクリーン２１０を押圧することで、抵抗発熱体用ペーストＴｐが加圧され、これにより抵抗発熱体用ペーストＴｐがスクリーン２１０の開口部に充填される。そして充填された抵抗発熱体用ペーストＴｐがスクリーン２１０から基板１１０に転移し、基板１１０に抵抗発熱体用ペーストＴｐを転写する。

図１２（ａ）〜（ｂ）では、抵抗発熱体用ペーストＴｐがスクリーン２１０の開口部に充填される充填箇所をＲで図示している。また抵抗発熱体用ペーストＴｐが基板１１０に転写される転写箇所をＱで図示している。転写箇所Ｑは、スクリーン２１０と基板１１０とが接触する箇所である。なおここでは、抵抗発熱体用ペーストＴｐについては図示を省略している。

図１２（ｂ）に図示するように、従来のスクリーン印刷装置では、スキージ２３０とスクリーン２１０との接触箇所Ｒは、スクリーン２１０を挟み、基板１１０の頂部に対向する箇所である。そして接触箇所Ｒと転写箇所Ｑとは一致している。また接触箇所Ｒは、スキージ２３０の底面Ｕの角部となる。

ここでスキージ２３０は、接触箇所Ｒにおける形状が直線状とはならず、歪みが生じるのが一般的である。即ち、スキージ２３０の底面Ｕの軸方向（図１２の紙面に対し上下方向、図１１（ａ）の左右方向）において形状に波打ちが生じ、そのためスキージ２３０の底面Ｕの角部である接触箇所Ｒにおける形状も直線状とはなりにくい。そしてこれに起因して基板１１０に塗布される塗布液の膜厚のばらつきが生じやすくなる。これは基板１１０の曲率がより大きいほど顕著になる。

対して図１２（ａ）に図示するように、本実施の形態のスクリーン印刷装置２００では、スキージ２３０は、転写箇所Ｑよりもスクリーン２１０の移動方向上流側でスクリーン２１０に接触する。またこの場合、スキージ２３０とスクリーン２１０との接触箇所Ｒにおいて、スクリーン２１０の基板１１０側は、基板１１０とは接触しない。即ち、スキージ２３０とスクリーン２１０との接触箇所Ｒは、転写箇所Ｑとは一致せず、転写箇所Ｑに対しスクリーン２１０の移動方向上流側に距離Ｌ離れている。この距離Ｌは、例えば、スキージ角度θが７０°で、基板１１０の抵抗発熱体１２０を形成する側の表面がφ３０の円筒形の一部を切り取った形状であった場合、１ｍｍ〜１５ｍｍであることが好ましい。また３ｍｍ〜１０ｍｍであることがさらに好ましい。

このようにスキージ２３０を、従来とはずらした位置に配置することにより、スキージ２３０の接触箇所Ｒにおける形状の影響を受けにくくなる。その結果、スキージ２３０がスクリーン２１０に及ぼす圧力分布の軸方向のばらつきが減少し、基板１１０上に形成される塗布膜の厚さがより均一になりやすくなる。

一方、基板１１０が平面状である場合、平面上に印刷する通常のスクリーン印刷となる。そしてこの場合は、膜厚のばらつきはより小さくなりやすく、この問題は生じにくい。これは通常のスクリーン印刷ではスキージ２３０自体が移動し、圧力分布が変化しにくいためである。しかしながら本実施の形態の基板１１０は印刷面が曲面形状であるため、スキージ２３０は固定であり、底面形状の波打ちの影響をより受けやすく、そのため膜厚のばらつきがより大きくなりやすい。そして膜厚のばらつきが生じると、抵抗発熱体１２０の抵抗値が場所によりばらつく。その結果、抵抗発熱体１２０の温度が場所によりばらつき、定着むらが生じる。

一方、図１２（ａ）で図示したように、スキージ２３０をずらした位置に配置した場合、スキージ２３０の底面形状の波打ちの影響がより生じにくくなる。その結果、基板１１０に塗布される塗布液の膜厚のばらつきがより小さくなる。そして抵抗発熱体１２０の抵抗値の場所によるばらつきがより小さくなる。その結果、抵抗発熱体１２０の温度が場所によりばらつきにくく、定着むらが生じにくい。

なお図示するように、スキージ２３０は、スクリーン２１０の移動面より基板１１０側でスクリーン２１０と接触することがより好ましい。これによりスクリーン２１０に作用する押圧力を確保しやすくなる。

次にスクリーン印刷装置２００の動作について説明する。
図１３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１１および図１３を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６のステップ３０１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９０１：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６のステップ２００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９０２：基板保持工程）。

そして図示しない塗布液吐出部から塗布液である抵抗発熱体用ペーストＴｐを吐出し、基板保持部２５０を矢印Ｇ方向に回転させつつスクリーン保持部２２０を図１１（ｂ）の矢印Ｆ方向（図中右方向）に移動させる（ステップ９０３：発熱体塗布工程）。これにより基板１１０は、矢印Ｇ方向に回転し、スクリーン２１０は矢印Ｆ方向に移動する。その結果、塗布液が基板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方向および矢印Ｇ方向とは逆方向に動かし、元の位置に戻す（ステップ９０４：基板取り外し工程）。

図１４（ａ）〜（ｂ）は、本実施形態のスクリーン印刷装置２００を使用した場合と、従来のスクリーン印刷装置を使用した場合とで、抵抗発熱体１２０の抵抗値のばらつきの程度を比較した図である。
ここで図１４（ａ）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を示す。また図１４（ｂ）は、従来のスクリーン印刷装置を使用した場合の抵抗発熱体１２０の抵抗値のばらつきを示す。双方の図において横軸は、基板１１０の軸方向の位置を表し、縦軸は、抵抗値を表す。なお双方の図で４本の線が描かれているが、これは抵抗発熱体１２０の塗布を４回行ない、それぞれについて抵抗値を測定したことを示している。

図１４（ａ）と図１４（ｂ）とを比較すると、図１４（ｂ）よりも図１４（ａ）の方が基板１１０の軸方向における抵抗値のばらつきがより小さいことがわかる。これは、図１４（ａ）の方が、抵抗発熱体１２０の場所による膜厚のばらつきがより小さく、その結果、抵抗発熱体１２０の場所による抵抗値のばらつきがより小さくなった結果である。図１４（ｂ）では、抵抗値のばらつきは、約±１０％程度であるが、図１４（ａ）では、約±２％程度に収まる。

また図１４（ｂ）では、４本の線は、ほとんど重なっていないが、図１４（ａ）では、４本の線は、ほぼ重なっている。これは、図１４（ｂ）では、抵抗発熱体１２０の塗布を複数回行なうと、それぞれの抵抗発熱体１２０の膜厚が変化し、その結果、それぞれの抵抗値が異なってしまった結果である。対して、図１４（ａ）では、抵抗発熱体１２０の塗布を複数回行なっても、それぞれの抵抗発熱体１２０の膜厚は、ほとんど変化せず、その結果、それぞれの抵抗値がほぼ同じとなった結果である。

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、回転する曲面形状の被印刷物に従い予め定められた方向に移動するスクリーン２１０と、スクリーン２１０を挟み被印刷物と対向する位置であるとともに転写箇所よりもスクリーン２１０の移動方向上流側でスクリーン２１０に接触させる位置に配され、スクリーン２１０を被印刷物側に押圧し、インク等の色材をスクリーン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、被印刷物を回転させつつスクリーン２１０を移動させるとともにスキージ２３０（押圧部材の一例）によりスクリーン２１０を被印刷物側に押圧し、インク等の色材をスクリーン２１０を通して被印刷物に転写させ印刷を行なうスクリーン印刷工程と、を含み、スクリーン印刷工程は、スキージ２３０を転写箇所よりもスクリーン２１０の移動方向上流側でスクリーン２１０に接触させることを特徴とする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、７９…押圧パッド、８０…加圧ロール、１１０…基板、１１１…平坦部、１１２…凹部（個別凹部）、１１３…凹部（連続凹部）、１２０…抵抗発熱体、１３０…ＰＴＣ素子、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５…配線、１５０、１５１、１５２…端子、１６０…絶縁層、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４…保護層

Claims (6)

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、当該基板を回転させつつスクリーンを移動させるとともに押圧部材により当該スクリーンを当該基板側に押圧し、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工程を含む発熱体形成工程と、
   を含み、
   前記発熱体形成工程は、前記押圧部材を転写箇所よりも前記スクリーンの移動方向上流側で当該スクリーンに接触させることを特徴とする加熱装置の製造方法。
2. 前記押圧部材は、前記スクリーンの移動面より前記基板側で当該スクリーンと接触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、前記発熱体が形成される側の表面に平坦部と凹部とを有し、
   前記発熱体は、前記平坦部上に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の加熱装置の製造方法。
4. 前記基板の前記凹部に配置され、前記発熱体と直列に接続される正の温度係数の抵抗素子を実装する抵抗素子実装工程と、
   前記発熱体及び前記抵抗素子を覆うように設けられ、当該発熱体及び当該抵抗素子を保護する保護層を形成する保護層形成工程と、
   をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の加熱装置の製造方法。
5. 曲面形状の被印刷物を準備する準備工程と、
   前記被印刷物を回転させつつスクリーンを移動させるとともに押圧部材により当該スクリーンを当該被印刷物側に押圧し、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スクリーン印刷工程と、
   を含み、
   前記スクリーン印刷工程は、前記押圧部材を転写箇所よりも前記スクリーンの移動方向上流側で当該スクリーンに接触させることを特徴とする印刷物の製造方法。
6. 回転する曲面形状の被印刷物に従い予め定められた方向に移動するスクリーンと、
   前記スクリーンを挟み前記被印刷物と対向する位置であるとともに転写箇所よりも当該スクリーンの移動方向上流側で当該スクリーンに接触させる位置に配され、当該スクリーンを当該被印刷物側に押圧し、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。

Images