JP6686584B2 - 定着装置、画像形成装置、加熱装置及び加熱装置の製造方法 - Google Patents

定着装置、画像形成装置、加熱装置及び加熱装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、定着装置、画像形成装置、加熱装置、及び加熱装置の製造方法に関する。
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では、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上に配置して、発熱体による過熱を抑制することが行われる。この際、発熱体及び正の温度係数を有する抵抗素子を覆うように保護層を形成すると、抵抗素子と基板との間に生じた空洞に閉じ込められた空気が膨張し、加熱部材に損傷が生じることがある。
本発明は、発熱体及び抵抗素子を覆うように保護層を設ける構成において、抵抗素子と基板との間に空洞を有する場合と比較し、製造工程において加熱部材に損傷が生じにくい定着装置などを提供する。
請求項1に記載の発明は、基板と、当該基板上に設けられ電流によって発熱する発熱体と、当該基板上に設けられ当該発熱体と電気的に直列に接続される正の温度係数の抵抗素子と、当該基板上に設けられ当該抵抗素子を介して当該発熱体に対し電流を供給する配線と、当該基板上に設けられ当該基板と当該発熱体および前記抵抗素子とを絶縁し当該基板と当該抵抗素子との間の空間を埋めるとともに、当該基板と当該配線との間に設けられ当該基板と当該配線とを絶縁する絶縁層と、当該発熱体、当該配線及び当該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と、を有する加熱部材と、前記加熱部材の一方の表面側に接して加熱されるとともに循環するベルト部材と、前記ベルト部材に接してニップ部を形成する加圧部材と、を備え、前記基板と前記抵抗素子との間の空間を埋める絶縁層と、当該基板と前記配線との間に設けられる絶縁層とは、一体化して形成される定着装置である。
請求項2に記載の発明は、前記抵抗素子は、前記配線と電気的に接続する一対の電極を備え、前記ベルト部材側の面であるとともに前記配線側の面とは逆側の面である上面において、前記一対の電極間であり、温度が上昇しない状態における抵抗値を設定するギャップが設けられることを特徴とする請求項1に記載の定着装置である。
請求項に記載の発明は、前記抵抗素子と前記配線とは、前記一対の電極により当該抵抗素子の前記上面及び/又は側面で接続することを特徴とする請求項に記載の定着装置である。
請求項に記載の発明は、前記基板は、一方の表面に平坦部と凹部とを有し、前記抵抗素子は、前記基板の前記凹部に配置されることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の定着装置である。
請求項5に記載の発明は、記録媒体にトナー像を転写する転写部と、基板と、当該基板上に設けられ電流によって発熱する発熱体と、当該基板上に設けられ当該発熱体と電気的に直列に接続される正の温度係数の抵抗素子と、当該基板上に設けられ当該発熱体に対し当該抵抗素子を介して電流を供給する配線と、当該基板上に設けられ当該基板と当該発熱体および前記抵抗素子とを絶縁し当該基板と当該抵抗素子との間の空間を埋めるとともに、当該基板と当該配線との間に設けられ当該基板と当該配線とを絶縁する絶縁層と、当該発熱体、当該配線及び当該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と、を有する加熱部材と、当該加熱部材の一方の表面側に接して加熱されるとともに循環するベルト部材と、当該ベルト部材に接してニップ部を形成する加圧部材と、を備え、当該ニップ部に挟まれた前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着部と、を備え、前記基板と前記抵抗素子との間の空間を埋める絶縁層と、当該基板と前記配線との間に設けられる絶縁層とは、一体化して形成される画像形成装置である。
請求項6に記載の発明は、基板と、前記基板上に設けられ、電流によって発熱して被加熱部材を加熱する発熱体と、前記基板上に設けられ、前記発熱体と電気的に直列に接続される正の温度係数の抵抗素子と、前記基板上に設けられ前記発熱体に対し前記抵抗素子を介して電流を供給する配線と、前記基板上に設けられ、当該基板と前記発熱体および前記抵抗素子とを絶縁し、当該基板と当該抵抗素子との間の空間を埋めるとともに、当該基板と前記配線との間に設けられ当該基板と当該配線とを絶縁する絶縁層と、前記発熱体、前記配線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と、を備え、前記基板と前記抵抗素子との間の空間を埋める絶縁層と、当該基板と前記配線との間に設けられる絶縁層とは、一体化して形成される加熱装置である。
請求項7に記載の発明は、基板上に設けられ、電流によって発熱して被加熱部材を加熱する発熱体を形成する発熱体形成工程と、前記基板上に設けられ、前記発熱体と電気的に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、前記基板上に設けられ、前記発熱体に対し前記抵抗素子を介して電流を供給する配線を形成する配線形成工程と、前記基板上に設けられ、当該基板と前記発熱体および前記抵抗素子とを絶縁し、当該基板と当該抵抗素子との間の空間を埋めるとともに、当該基板と前記配線との間に設けられ、当該基板と当該配線とを絶縁する絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記発熱体、前記配線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、を含み、前記絶縁層形成工程は、前記基板と前記抵抗素子との間の空間を埋める絶縁層と、当該基板と前記配線との間に設けられる絶縁層とを、一体化して形成する加熱装置の製造方法である。
請求項8に記載の発明は、前記絶縁層形成工程は、前記抵抗素子を固定するとともに前記基板と前記抵抗素子との間を埋める固定用絶縁層を、当該抵抗素子の下面および前記絶縁層上の少なくとも一方に形成することを特徴とする請求項7に記載の加熱装置の製造方法である。
請求項1に係る発明によれば、抵抗素子と基板との間に空洞を有する構成と比較し、加熱部材に損傷が生じにくくなる。
請求項に係る発明によれば、抵抗素子と基板との間にさらに空洞が生じにくくなる。
請求項に係る発明によれば、正の温度係数の抵抗素子を凹部に配置しない場合に比べ、発熱体からベルト部材への熱伝導の効率が向上する。
請求項5に係る発明によれば、抵抗素子と基板との間に空洞を有する構成の加熱部材と比較し、損傷が生じにくい加熱部材を搭載した画像形成装置が提供できる。
請求項6に係る発明によれば、抵抗素子と基板との間に空洞を有する構成と比較し、製造工程において加熱装置に損傷が生じにくくなる。
請求項7に係る発明によれば、抵抗素子と基板との間に空洞が生じにくい加熱装置の製造方法が提供できる。
請求項8に係る発明によれば、抵抗素子と基板との間を埋める構造を、より容易に作成することができる。
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。 (a)〜(b)は、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。 (a1)〜(a2)、(b1)〜(b2)、(c1)〜(c2)は、PTC素子の電極の形状について示した図である。 (a)は、従来のPTC素子の実装方法を示した図である。(b)は、膨張した空気が保護層を破った状態を示した図である。(c)は、PTC素子に割れが生じた場合を示した図である。(d)は、PTC素子が斜めに実装された状態を示した図である。 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)〜(d2)は、(a1)〜(d1)のX−X線での断面図である。 (a)〜(c)は、PTC素子と基板との間をガラスペーストでさらに埋める方法について示した図である。
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(a)〜(b)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(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PTC素子130、配線140及び端子150は、基板110上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。
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)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3mm×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。
図4(a1)〜(a2)、(b1)〜(b2)、(c1)〜(c2)は、PTC素子130の電極132、133の形状について示した図である。
このうち図4(a1)〜(a2)は、図3と同様の電極132、133を有するPTC素子130について示した図である。図4(a1)は、PTC素子130の上面図であり、図4(a2)は、図4(a1)のIVa2−IVa2断面図である。
図4(a2)に示すように電極132、133は、本体部131に対して、コ字状に形成されている。そして電極132、133は、主にPTC素子130の上面及び側面に形成され、PTC素子130の下面については、側面からわずかに延伸して形成される。また図4(a1)に示すように電極132と電極133との間には、ギャップGが形成され、このギャップGを介し、電極132と電極133とが導通する。
図4(b1)〜(b2)は、他の形状の電極132、133を有するPTC素子130について示した図である。図4(b1)は、PTC素子130の上面図であり、図4(b2)は、図4(b1)のIVb2−IVb2断面図である。
図4(b2)に示すように電極132、133は、本体部131に対して、L字状に形成されている。そして電極132、133は、PTC素子130の上面及び側面に形成され、PTC素子130の下面には形成されない。また図4(b1)に示すように、電極132と電極133との間には、図4(a1)と同様のギャップGが形成され、このギャップGを介し、電極132と電極133とが導通する。
図4(c1)〜(c2)は、さらに他の形状の電極132、133を有するPTC素子130について示した図である。図4(c1)は、PTC素子130の上面図であり、図4(c2)は、図4(b1)のIVc2−IVc2断面図である。
図4(c2)に示すように電極132、133は、本体部131に対して、L字状に形成されている。そして電極132、133は、PTC素子130の上面及び側面に形成され、PTC素子130の下面には形成されない。また図4(c1)に示すように、電極132と電極133との間には、ギャップGが形成されるが、ここではギャップGを、ジグザグ形状としている。これにより電極132と電極133との間の抵抗を小さくすることができる。つまり上述したように電極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くなるが、電極132と電極133とが相対する箇所の長さをより長くしても同様に抵抗を小さくすることができる。そのため図4(c1)では、ギャップGを、ジグザグ形状とし、電極132と電極133とが相対する箇所の長さがより長くなるようにしている。
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、抵抗発熱体120に対し電流を供給する。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、本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、本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、基板110上であって、基板110の一方の表面の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。配線144および配線145は、例えば、導電ペーストである。
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、基板110と抵抗発熱体120、PTC素子130、配線140(配線141、142、143)とを絶縁し電気的に短絡することを抑制する。
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。
以上説明したソリッドヒータ71によれば、PTC素子130と基板110との間に空洞が生じにくくなる。
図5(a)は、従来のPTC素子130の実装方法を示した図である。
図示するように従来のPTC素子130の実装方法の場合、電極132および電極133をPTC素子130の下面に設け、電極132と配線143、および電極133と配線142とを、PTC素子130の下面で接続する。この場合、電極132と配線143、および電極133と配線142とは、それぞれ導電ペースト等を使用した配線144および配線145を介して接続する。ただしこの場合、保護層170をPTC素子130を覆うように設けた場合、PTC素子130の下部が空洞Tとなりやすい。即ち、電極132および電極133がPTC素子130の下面に設けられ、電極132および電極133が、配線143、配線144、配線142、配線145の上に載る。そのため電極132、電極133、配線144、配線145の厚みに起因して、基板110とPTC素子130との間に空間(隙間)が生じ、これが空洞Tとなる。この場合、保護層170を形成する際に空洞T内には空気が閉じ込められるため、保護層170を形成する際に後述する焼成を行なった場合等において、空洞T内の空気が熱膨張する。そのため図5(b)に示すように膨張した空気が保護層170を破り、保護層170にピンホールやクラックが生じやすい。またこの際に、図5(c)に示すようにPTC素子130に割れが生じることもある。また、製造工程だけでなく、使用時の熱に起因して空洞T内の空気が熱膨張した場合においても損傷が生じやすくなる。
さらに空洞Tが生じると、この箇所では熱伝導性が低下することから、ソリッドヒータ71の過熱が生じたときに、PTC素子130の抵抗値が上昇する応答性(レスポンス)が低下する。
またPTC素子130を実装する前に、空洞Tが生じる箇所を、絶縁層160を形成するガラスペーストGpで予め埋める方法もあるが、この場合、電極132および電極133がPTC素子130の下面に設けられているため、ガラスペーストGpにより電極132および電極133の表面が汚染されやすく、そのため接触不良となる場合がある。またガラスペーストGpに凸部が生じると、図5(d)に示すようにPTC素子130が斜めに実装されやすく、その結果、電極132と配線144、および電極133と配線142とが接合できない状態となることがある。
対して、図3(b)で説明した本実施の形態のPTC素子130の実装方法では、電極132および電極133は、主に、PTC素子130の側面および上面に設けられている。そして電極132と配線143、および電極133と配線142とは、PTC素子130の側面及び/又は上面で接続する。そのためPTC素子130の下部に生じる空間はほとんどなくなり、PTC素子130と基板110との間に空洞Tが生じにくくなる。
また詳しくは後述するが、本実施の形態では、さらに絶縁層160を形成する際に、PTC素子130と基板110との間をガラスペーストで埋める製造方法を採用することで、さらにPTC素子130と基板110との間に空洞Tが生じにくいようにしている。
その結果、保護層170を形成する際に、空気が保護層170を破ったり、PTC素子130に割れが生じにくくなる。さらにソリッドヒータ71の過熱が生じたときに、PTC素子130の抵抗値が上昇する応答性(レスポンス)が低下しにくくなる。
<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)〜(d2)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)〜(d2)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。
本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、抵抗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。バインダはガラス粒子の凝集を抑制し、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、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、バインダが燃焼して除去される。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、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で塗布される(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503)。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。
なおPTC素子130と基板110との間をガラスペーストでさらに埋める工程を入れてもよい。
図10(a)〜(c)は、PTC素子130と基板110との間をガラスペーストでさらに埋める方法について示した図である。
このうち図10(a)は、PTC素子130の下面にガラスペーストGp1を塗布した場合を示している。この場合、抵抗素子実装工程(図7のステップ500)の前にPTC素子130の下面にガラスペーストGp1を予め塗布し、乾燥、焼成を行なうことが必要である。
また図10(b)は、絶縁層形成工程(図6のステップ200)において、凹部112にガラスペーストGp2をさらに積層して塗布した場合を示している。この場合、ステップ200で説明した絶縁層を形成した後に、さらにガラスペーストGp2を塗布し、乾燥、焼成を行なうことが必要である。
さらに図10(c)は、PTC素子130の下面にガラスペーストGp1を塗布するとともに、凹部112にガラスペーストGp2をさらに積層して形成した場合を示している。この場合、ガラスペーストGp1およびガラスペーストGp2を双方塗布し、乾燥、焼成を行なうことが必要である。
このようにガラスペーストGp1、Gp2を塗布し、その後、乾燥および焼成を行なうことで、PTC素子130を固定するとともに基板110とPTC素子130との間を埋める固定用絶縁層を形成することができる。そして基板110とPTC素子130との間の空間を埋める絶縁層を形成することで、上述した空洞Tを生じにくくすることができる。
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)、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…保護層

Claims (8)

  1. 基板と、当該基板上に設けられ電流によって発熱する発熱体と、当該基板上に設けられ当該発熱体と電気的に直列に接続される正の温度係数の抵抗素子と、当該基板上に設けられ当該抵抗素子を介して当該発熱体に対し電流を供給する配線と、当該基板上に設けられ当該基板と当該発熱体および前記抵抗素子とを絶縁し当該基板と当該抵抗素子との間の空間を埋めるとともに、当該基板と当該配線との間に設けられ当該基板と当該配線とを絶縁する絶縁層と、当該発熱体、当該配線及び当該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と、を有する加熱部材と、
    前記加熱部材の一方の表面側に接して加熱されるとともに循環するベルト部材と、
    前記ベルト部材に接してニップ部を形成する加圧部材と、
    を備え
    前記基板と前記抵抗素子との間の空間を埋める絶縁層と、当該基板と前記配線との間に設けられる絶縁層とは、一体化して形成される定着装置。
  2. 前記抵抗素子は、
    前記配線と電気的に接続する一対の電極を備え、
    前記ベルト部材側の面であるとともに前記配線側の面とは逆側の面である上面において、前記一対の電極間であり、温度が上昇しない状態における抵抗値を設定するギャップが設けられることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
  3. 前記抵抗素子と前記配線とは、前記一対の電極により当該抵抗素子の前記上面及び/又は側面で接続することを特徴とする請求項に記載の定着装置。
  4. 前記基板は、一方の表面に平坦部と凹部とを有し、
    前記抵抗素子は、前記基板の前記凹部に配置されることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の定着装置。
  5. 記録媒体にトナー像を転写する転写部と、
    基板と、当該基板上に設けられ電流によって発熱する発熱体と、当該基板上に設けられ当該発熱体と電気的に直列に接続される正の温度係数の抵抗素子と、当該基板上に設けられ当該発熱体に対し当該抵抗素子を介して電流を供給する配線と、当該基板上に設けられ当該基板と当該発熱体および前記抵抗素子とを絶縁し当該基板と当該抵抗素子との間の空間を埋めるとともに、当該基板と当該配線との間に設けられ当該基板と当該配線とを絶縁する絶縁層と、当該発熱体、当該配線及び当該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と、を有する加熱部材と、当該加熱部材の一方の表面側に接して加熱されるとともに循環するベルト部材と、当該ベルト部材に接してニップ部を形成する加圧部材と、を備え、当該ニップ部に挟まれた前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着部と、
    を備え
    前記基板と前記抵抗素子との間の空間を埋める絶縁層と、当該基板と前記配線との間に設けられる絶縁層とは、一体化して形成される画像形成装置。
  6. 基板と、
    前記基板上に設けられ、電流によって発熱して被加熱部材を加熱する発熱体と、
    前記基板上に設けられ、前記発熱体と電気的に直列に接続される正の温度係数の抵抗素子と、
    前記基板上に設けられ前記発熱体に対し前記抵抗素子を介して電流を供給する配線と、
    前記基板上に設けられ、当該基板と前記発熱体および前記抵抗素子とを絶縁し、当該基板と当該抵抗素子との間の空間を埋めるとともに、当該基板と前記配線との間に設けられ当該基板と当該配線とを絶縁する絶縁層と、
    前記発熱体、前記配線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と、
    を備え
    前記基板と前記抵抗素子との間の空間を埋める絶縁層と、当該基板と前記配線との間に設けられる絶縁層とは、一体化して形成される加熱装置。
  7. 基板上に設けられ、電流によって発熱して被加熱部材を加熱する発熱体を形成する発熱体形成工程と、
    前記基板上に設けられ、前記発熱体と電気的に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、
    前記基板上に設けられ、前記発熱体に対し前記抵抗素子を介して電流を供給する配線を形成する配線形成工程と、
    前記基板上に設けられ、当該基板と前記発熱体および前記抵抗素子とを絶縁し、当該基板と当該抵抗素子との間の空間を埋めるとともに、当該基板と前記配線との間に設けられ、当該基板と当該配線とを絶縁する絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
    前記発熱体、前記配線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、
    を含み、
    前記絶縁層形成工程は、前記基板と前記抵抗素子との間の空間を埋める絶縁層と、当該基板と前記配線との間に設けられる絶縁層とを、一体化して形成する加熱装置の製造方法。
  8. 前記絶縁層形成工程は、前記抵抗素子を固定するとともに前記基板と前記抵抗素子との間を埋める固定用絶縁層を、当該抵抗素子の下面および前記絶縁層上の少なくとも一方に形成することを特徴とする請求項7に記載の加熱装置の製造方法。
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