JPH07192846A - 抵抗体ヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 抵抗発熱体の劣化が少なく、熱効率が高く、
均一な温度分布が得られ、安価で信頼性の高い抵抗体ヒ
ータを提供する。 【構成】 抵抗体ヒータ１６は絶縁フィルム１８と、そ
の上に設けられた銅等から成る給電電極１９と、発熱を
行う抵抗発熱体２１と、これらを均熱板１４に接着する
ための接着層２２と、これらとは反対の面に設けられた
温度検出手段であるサーミスタ２４と、検出電極２６と
から成る。抵抗発熱体２１において生じた熱は薄い接着
層２２を通して均熱板１４に伝えられるため熱効率が高
い。また、抵抗発熱体２１は十分厚い絶縁フィルム１８
と均熱板１４とで挟まれているため外部からの水分等の
透過が非常に小さく、抵抗発熱体２１の劣化を防止する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、抵抗発熱体により加熱
を行う抵抗体ヒータに関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電素子等により圧力を印加し、細いノ
ズルからインクを吐出させて印字を行うインクジェット
プリンタが安価で低騒音のプリンタとして用いられてい
る。しかし、使用していない間に固化したインクがノズ
ルに目詰まりを生じさせ印字ができなくなるという問題
があった。

【０００３】これに対し、常温では固体であるワックス
に顔料等を混合したインクを用いたインクジェットプリ
ンタは、印字時にはインクを加熱溶融させてノズルから
吐出させる。すなわち、使用しない間はノズル等は常温
であり、ノズル内のインクは固化しているが使用時には
あらかじめヘッドを加熱し、ノズル内等のインクを加熱
溶融させる。このため、ノズルの目詰まりが生じず信頼
性の高い印字が可能となる。

【０００４】従来、このようなインクジェットプリンタ
の印字ヘッドを加熱するために、図７のような抵抗体ヒ
ータ１００が用いられている。すなわち、絶縁フィルム
１０５の一面に給電電極１０７と、給電電極１０７の間
にはしご状に形成された複数の抵抗発熱体１０９と、抵
抗体ヒータ１００の温度の検出を行うサーミスタ１１２
とサーミスタ１１２の信号を取り出すための検出電極１
１３が設けられている。この抵抗体ヒータ１００のＡ−
Ａ’およびＢ−Ｂ’線断面図を図８（ａ）および（ｂ）
に示す。抵抗発熱体１０９は、保護層１１０で覆われて
いる。また、サーミスタ１１２は保護層１１０の上に取
り付けられ、保護層１１０に設けられた穴を通してハン
ダ１１７等で検出電極１１３に接続されている。絶縁フ
ィルム１０５の他方の面は、接着層１１５により、圧電
素子の振動でノズルからインクを吐出させるインク吐出
部１２０を均一に加熱するための均熱板１０３に接着さ
れている。

【０００５】抵抗発熱体１０９はスクリーン印刷により
作製されており、電極１０７に電圧を印加することによ
り抵抗発熱体１０９に電流が流れ発熱が生じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、保護層
１１０として用いられるエポキシ樹脂やポリイミド樹脂
等はわずかながら酸素や水分等を透過させる。この酸素
や水分により抵抗発熱体１０９の酸化、分解等が生じ、
長時間の使用により抵抗値の変化が生じる。さらに、長
期間の加熱により保護層１１０自身にも劣化が生じるた
め、保護効果が減少して抵抗発熱体１０９の劣化をいっ
そう促進し、最後には抵抗発熱体１０９に断線が生じた
り、正常な加熱を行うことができなくなるという問題が
あった。

【０００７】また、抵抗発熱体１０９で生じた熱は熱伝
導性の低い絶縁フィルム１０５を通して均熱板１０３に
伝えられるので熱効率が悪いという問題があった。

【０００８】さらに、図７に示すようにサーミスタ１１
２の取り付け位置付近には抵抗発熱体１０９を設けるこ
とができないため、抵抗発熱体１００の中央部の発熱量
が減少し温度の均一性が低下するという問題があった。

【０００９】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、その目的とするところは、抵抗
発熱体の劣化が少なく、熱効率が高く、均一な温度分布
が得られ、安価で信頼性の高い抵抗体ヒータを提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の抵抗体ヒータは、絶縁基体と、前記絶縁基体
の一方の面に設けられた抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体
とは反対側の面に設けられた温度検出手段と、前記絶縁
基体の一方の面に抵抗発熱体を挟んで固着された熱を拡
散させるための均熱板とを有する。また、抵抗発熱体は
印刷により作製されていてもよい。

【００１１】

【作用】上記の構成を有する本発明の抵抗体ヒータで
は、均熱板が抵抗発熱体が設けられた面に固着されてい
るため、抵抗発熱体で生じた熱を絶縁基体を通さずに均
熱板に伝えることができる。これにより熱効率が向上す
る。また、抵抗発熱体が保護層と比べ十分厚い絶縁基体
と均熱板で挟まれているため、水分等の透過が抑えられ
抵抗発熱体の劣化を防止することができる。さらに、抵
抗発熱体は温度検出手段とは別の面に形成されており、
その配置に温度検出手段による制限がないため、均一な
温度分布を実現することができる。なお、抵抗発熱体は
抵抗ペーストを印刷することにより作製することもでき
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１３】インクジェットプリンタヘッド１０を加熱
するための本発明を好適に適用した抵抗体ヒータ１６
は、図１に示すように圧電素子によりノズルからインク
を吐出させるインク吐出部１２に接着されている。抵抗
体ヒータ１６は絶縁基体として用いられるポリイミド樹
脂等の絶縁フィルム１８と、その上に設けられた銅等か
ら成る給電電極１９と、発熱を行う抵抗発熱体２１と、
これらを均熱板１４に接着するための接着層２２と、温
度検出手段であるサーミスタ２４と、検出電極２６とか
ら成る。このとき、サーミスタ２４および検出電極２６
は給電電極１９および抵抗発熱体２１が設けられている
面とは反対側の面に設けられている。インク吐出部１２
を均一に加熱するための均熱板１４はインバー合金等か
ら成る。

【００１４】抵抗発熱体２１には、フェノール樹脂やエ
ポキシ樹脂等から成るバインダ中にカーボンを分散させ
た抵抗ペーストが用いられ、よく知られているスクリー
ン印刷により図２に示すように給電電極１９間にはしご
状に作製されている。接着層２２としては、耐熱性及び
電気絶縁性特性が優れた接着剤、例えばポリイミド樹
脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂等系の接着剤、望まし
くはエポキシ樹脂系の接着剤が用いられる。絶縁フィル
ム１８の反対側の面には図３のように検出電極２６およ
び検出電極２６に接続されたサーミスタ２４が設けられ
ている。

【００１５】給電電極１９に電圧を印加することによ
り、電流は給電電極１９から抵抗発熱体２１へ流れ、抵
抗発熱体２１において生じた熱は、接着層２２を通して
均熱板１４に伝えられる。接着層２２は絶縁フィルム１
８と比べて薄いため、熱効率が高い。また、抵抗発熱体
２１は十分厚い絶縁フィルム１８と均熱板１４とで挟ま
れているため、外部からの水分等の透過が非常に小さ
く、抵抗発熱体２１の劣化を防止することができる。さ
らに、抵抗発熱体２１はサーミスタ２４や検出電極２６
の設けられている面とは反対の面に形成されているた
め、抵抗発熱体２１は図２のように均一に配置すること
ができ、均一な温度分布を実現することができる。

【００１６】この抵抗体ヒータ１６の製造方法は図４を
用いて説明する。給電電極１９および検出電極２６はよ
く知られているプリント配線基板と同様な方法で作製さ
れる。すなわち、同図（ａ）のようにポリイミド等の絶
縁フィルム１８にあらかじめ圧延、圧着されている銅箔
３１の上に耐エッチング材３３、３４により各電極パタ
ーンを形成する。耐エッチング材３３、３４にはフォト
レジスト、マスキングフィルム等が用いられる。次に、
塩化第２鉄等のエッチング液により銅箔３１を溶かし、
耐エッチング材３３、３４を除去すると電極１９、２６
が同図（ｂ）のように作製される。

【００１７】次に、その上によく知られているスクリー
ン印刷により抵抗ペーストを給電電極１９および絶縁フ
ィルム１８の上に印刷し、加熱焼成する。スクリーン印
刷に用いられる版にはあらかじめ抵抗発熱体２１のパタ
ーンが設けられているため、抵抗発熱体２１は一度の印
刷で同図（ｃ）のように形成され、従って本実施例にお
いては、安価に製造することができる。さらに、抵抗発
熱体２１が形成された面に接着剤を塗布し同図（ｄ）の
ように均熱板１４に接着する。最後に、サーミスタ２４
を検出電極２６にハンダ付けすることにより抵抗体ヒー
タ１６が製造される。

【００１８】以上、本発明の一実施例を図１乃至図４を
用いて詳細に説明したが、本発明は以上詳述した実施例
に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲
で種々の変更を加えることができる。

【００１９】例えば、図５のように抵抗発熱体２１、給
電電極１９および検出電極２６の上に保護層５０、５２
を設けてもよい。これにより、特に抵抗発熱体２１およ
び給電電極１９が均熱板１４と短絡することを確実に防
止することができる。

【００２０】また、抵抗発熱体２１の本数、幅、ピッ
チ、長さ、形状は特に限定されない。例えば、抵抗発熱
体２１の形状を図６のように給電電極１９と接触する部
分を太くしてもよい。これにより給電電極１９により抵
抗発熱体２１に生じる屈曲部での電流密度を下げること
ができ、抵抗発熱体２１の屈曲部における断線を防止す
ることができる。

【００２１】また、給電電極１９は平行である必要はな
く、間隔が変化していてもよい。このとき、抵抗発熱体
２１の長さ、幅等は一本毎に変化していてもよい。

【００２２】また、抵抗発熱体２１の材料として用いら
れる抵抗ペーストの材料についても特に限定されること
はない。例えば、樹脂バインダとして、耐熱性の高いポ
リイミド樹脂等を用いてもよい。また、樹脂バインダ中
に分散されるカーボンの濃度についても必要な抵抗値に
応じて変化させることができる。また、電極材料につい
ても特に限定されない。また、絶縁基体１８の材料も絶
縁物であれば特に限定されない。また、導体の上に形成
された絶縁物を用いてもよい。また、電極は２本に限定
されず、例えば、３本の電極を設け各電極の間に抵抗発
熱体を形成してもよい。

【００２３】また、温度検出手段２４はサーミスタに限
定されない。例えば、熱電対等を用いてもよい。

【００２４】また、均熱板はインバー合金に限定されな
い。例えば、アルミニウム、銅、鉄等の金属や合金、あ
るいはセラミック等を用いてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の抵抗体ヒータでは抵抗発熱体が絶縁基体および均
熱板で挟まれているため、水分等の透過が抑えられ抵抗
発熱体の劣化を防止することができる。また、抵抗発熱
体は温度検出手段とは別の面に形成されており、その配
置に温度検出手段による制限がないため、均一な温度分
布を実現することができる。このとき、抵抗発熱体で生
じた熱は薄い接着層を通して均熱板に伝えられるため、
高い熱効率が得られる。さらに、抵抗発熱体は抵抗ペー
ストの印刷により作製すれば、スパッタ法等による薄膜
形成とフォトリソグラフィーによるパターン形成を組み
合わせた製造方法と比べて安価となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の抵抗体ヒータの一実施例を示す要部断
面図である。

【図２】本発明の抵抗体ヒータの給電電極および抵抗発
熱体の配置を示す要部平面図である。

【図３】本発明の抵抗体ヒータのサーミスタおよび検出
電極の配置を示す要部平面図である。

【図４】本発明の抵抗体ヒータの製造方法を示す要部断
面図である。

【図５】本発明の抵抗体ヒータの他の実施例を示す要部
断面図である。

【図６】本発明の抵抗体ヒータの他の実施例を示す要部
平面図である。

【図７】従来の抵抗体ヒータを示す要部平面図である。

【図８】従来の抵抗体ヒータを示す要部断面図である。

【符号の説明】

１４ 均熱板 １６ 抵抗体ヒータ １８ 絶縁基体 ２１ 抵抗発熱体 ２４ サーミスタ（温度検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜口 ▲たく▼哉 名古屋市瑞穂区苗代町15番１号ブラザー工 業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基体と、前記絶縁基体の一方の面に
   設けられた抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体とは反対側の
   面に設けられた温度検出手段と、前記絶縁基体の一方の
   面に抵抗発熱体を挟んで固着された熱を拡散させるため
   の均熱板とを有することを特徴とする抵抗体ヒータ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の抵抗体ヒータにおい
   て、前記絶縁基体の一方の面に均熱板は、耐熱性及び電
   気絶縁性特性が優れた接着剤により接着されていること
   を特徴とする抵抗体ヒータ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の抵抗体ヒータにおい
   て、前記接着剤はエポキシ樹脂であることを特徴とする
   抵抗体ヒータ。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の抵抗体ヒータにおい
   て、前記抵抗発熱体が印刷により作製されていることを
   特徴とする抵抗体ヒータ。