JPH0944028A - 加熱体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度検知抵抗体の強固な接着が可能で応答性
が高く、温度検知抵抗体の抵抗特性を所定の特性に高精
度に設定して温度測定精度を高めることができる加熱体
の製造方法を提供すること。 【構成】 セラセミック基材８の上に抵抗発熱体２と温
度検知抵抗体１３及び導電体パターンを印刷焼成した
後、前記セラミック基材８を所定温度に維持しつつ、前
記温度検知抵抗体１３をトリミングすることによって該
温度検知抵抗体１３の抵抗特性を調整する。本発明によ
れば、セラミック基材８の上に抵抗発熱体２と同様に温
度検知抵抗体１３が印刷焼成によって形成されるため、
温度検知抵抗体１３の強固な接着が可能となるととも
に、応答性の高い加熱体１を得ることができる。又、温
度検知抵抗体１３の温度に対する抵抗変動が小さい領域
までこれを加熱した状態で、トリミングによって該温度
検知抵抗体１３の抵抗特性を調整することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加熱体を加熱す
るための加熱体、特に電子写真装置におけるトナー像を
被加熱体に永久固着させるための定着装置に使用される
加熱体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の被加熱体を加熱する方法
として熱ローラ方式が提案されてきた。

【０００３】しかしながら、上記熱ローラ方式では加熱
体を常時高温に維持しておく必要があり、そのための消
費エネルギーが大きく、省エネルギーに反していた。
又、待機中も加熱体から機内に熱を放出するために昇温
の問題も発生していた。更に、被加熱体を加熱するのに
適した温度まで加熱体を加熱するのに長時間を要してい
た。

【０００４】そこで、セラミックの基板上に抵抗発熱体
のパターンを設けて加熱体を作り、この加熱体を発熱さ
せて薄いフィルムを介して被加熱体を加熱する方法が提
案されている（特開昭６３−３１３１８２号公報参
照）。

【０００５】上記提案に係る方法では、加熱体の温度が
短時間に上昇するため、被加熱体を直ちに通過させて
も、被加熱体の定着処理に必要な温度まで加熱体を加熱
することができる。しかも、待機中は加熱を行わないた
め、機内の昇温もなく、又、エネルギーの消費もない。

【０００６】ここで、加熱体における温度検知手段の取
付方法を図１１に示す。

【０００７】図１１に示すように、加熱体１は、アルミ
ナ等のセラミック基材８の上に銀パラジウム等のペース
ト材をスクリーン印刷等によって積層し、更に焼成する
ことによって発熱抵抗体２と導電体パターン３を形成
し、その表層に保護層及び絶縁層としてのガラス４を焼
き付けて構成される。この加熱体１においては、抵抗発
熱体２と導電体パターン３とが接続されており、抵抗発
熱体２は不図示の位置で電流が供給されることによって
発熱する。

【０００８】ところで、加熱体１の温度を検出して該加
熱体１の温度を制御するために、従来は加熱体１の裏面
等にガラス６で保護されたサーミスタビーズ５で構成さ
れるサーミスタ９を取り付け、リード線７でサーミスタ
ビーズ５の抵抗値を測定することによって加熱体１の温
度を検出し、加熱体１の抵抗発熱体２に加える電力を制
御して加熱体１の温度を所定の値に制御していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記サーミス
タ９の取付方法では、サーミスタ９と加熱体１との接触
状態のバラツキが大きく、更にはサーミスタ９が大きい
ために熱時定数が大きく、応答性が悪いという問題があ
った。

【００１０】そこで、近年、図１２に示すようなチップ
型のサーミスタ１０を取り付けた加熱体１が作られるよ
うになった。このチップ型のサーミスタ１０は、アルミ
ナ基材１１の上にサーミスタ材１４と電極１３を積層
し、防湿層としてガラス１６をコートして作られる。そ
して、このチップ型のサーミスタ１０を耐熱性の高い導
電性接着剤１５で加熱体１の裏面に設けた電極１２に接
着する。

【００１１】しかし、上記加熱体１の製造方法において
も、チップ型のサーミスタ１０を接着した後にこれを加
熱硬化させる必要があったり、サーミスタ１０とセラミ
ック基材８との間隙によって応答性にバラツキが生じた
りする等の問題があった。又、導電性接着剤１５が十分
に硬化していないと、輸送や組立時にサーミスタ１０が
剥がれてしまうため、工程の管理が複雑になるという問
題もあった。

【００１２】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、温度検知抵抗体の強固な接着
が可能で応答性が高く、温度検知抵抗体の抵抗特性を所
定の特性に高精度に設定して温度測定精度を高めること
ができる加熱体の製造方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、セラミック基材の上に抵抗
発熱体と温度検知抵抗体及び導電体パターンを印刷焼成
した後、前記セラミック基材を所定温度に維持しつつ、
前記温度検知抵抗体をトリミングすることによって該温
度検知抵抗体の抵抗特性を調整することを特徴とする。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記温度検知抵抗体の温度を別の温度検知
手段で測定しつつ、該温度検知抵抗体の抵抗特性を調整
することを特徴とする。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記抵抗発熱体を発熱させてこれを所定温
度に維持しつつ、前記温度検知抵抗体をトリミングする
ことによって該温度検知抵抗体の抵抗特性を調整するこ
とを特徴とする。

【００１６】従って、本発明によれば、セラミック基材
の上に抵抗発熱体と同様に温度検知抵抗体が印刷焼成に
よって形成されるため、温度検知抵抗体の強固な接着が
可能となるとともに、応答性の高い加熱体を得ることが
できる。又、温度検知抵抗体の温度に対する抵抗変動が
小さい領域まで該温度検知抵抗体を加熱した状態で、ト
リミングによって温度検知抵抗体の抵抗特性を調整する
ことができるため、温度検知抵抗体の抵抗特性を所定の
特性に高精度に設定して温度測定精度を高めることがで
きる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１８】＜実施の形態１＞図１は本発明方法によっ
て製造された加熱体の横断面図、図２は同加熱体の平面
図、図３は同加熱体の底面図である。

【００１９】温度制御可能な加熱体１は、アルミナ等の
セラミック基材８の表面に温度検知抵抗体１３と電極１
２を印刷焼成し、その表層に保護層及び絶縁層としての
ガラス２５を焼き付け、セラミック基材８の裏面に抵抗
発熱体２と導電体パターン３及び電極２４を印刷焼成
し、その表層に保護層及び絶縁層としてのガラス４を焼
き付けることによって構成されている。

【００２０】ここで、上記加熱体１の製造方法を図４乃
至図６に基づいて説明する。尚、図４及び図５はスクリ
ーン印刷工程を説明するための斜視図、図６は加熱体
（温度検知抵抗体）のトリミングを行う装置の構成を示
すブロック図である。

【００２１】図４において、１４はセラミック基材であ
り、該セラミック基材１４は支持台１５によって保持さ
れている。尚、セラミック基材１４は、支持台１５にそ
の背面から真空で引き付けられる等して位置ズレが生じ
ないように保持されている。

【００２２】又、１６は印刷用のスクリーンであって、
そのスリット状の部分１８は目が粗くなっており、この
部分１８だけペーストが透過できる。１７はスクリーン
１６にテンションを付与するための枠、１９はスクリー
ン１６上でペーストを延ばしてスクリーン１６のスリッ
ト状部分１８からペーストを透過させてこれを一定の厚
みでセラミック基材１４に付着させるための絞り器であ
る。又、２０はディスペンサーであって、これは前記絞
り器１９の移動方向の前に一定量のペーストを供給する
ためのものであって、これには不図示のタンクからペー
ストが供給される。

【００２３】而して、セラミック基材１４の裏面に前記
抵抗発熱体２と導電性パターン３及び電極２４をスクリ
ーン印刷する場合には、図５に示すように、スクリーン
１６をセラミック基材１４の上に重ね、ディスペンサー
２０によって絞り器１９の前にペーストを供給した後、
絞り器１９を図示矢印Ｓ方向に移動させてスクリーン１
６の目の粗い部分１８にペーストを押し込む。

【００２４】その後、スクリーン１６を取り払い、印刷
されたセラミック基材１４は乾燥及び焼成工程に供され
る。

【００２５】セラミック基材１４の裏面に対して印刷が
終了すると、表面に対しても同様に電極１２と温度検知
抵抗体１３の印刷と焼成が順に行われる。このセラミッ
ク基材１４の表裏に対する印刷及び焼成は表裏の何れを
先に行っても構わない。

【００２６】次いで、セラミック基材１４全体を所定の
温度に加熱し、図６に示すように加熱体１の温度を放射
温度計２２で計測しながら、レーザートリマー２３によ
る温度検知抵抗体１３のトリミング幅及び深さを調整し
て抵抗計２１の値が所定の値になるようする。コントロ
ーラ２９は放射温度計２２の値と抵抗計２１の値を比較
してレーザートリマー２３のトリミング量を調整する。
このときの加熱体１の温度は、５０℃以上、より好まし
くは１００℃以上に設定することが好ましい。なぜなら
ば、温度検知抵抗体１３の温度特性は図７に示すように
なるため、抵抗計２１の精度にもよるが、１００ｋΩ以
下になる温度領域でトリミング調整をした方が実際に使
用する温度に近く、より精度良く所定の抵抗値特性を得
ることができる他、レーザートリミングによる発熱の影
響による誤差も小さくなるためである。

【００２７】ここで、トリミング法としてはレーザーを
用いるもの限らず、砥石を用いた研磨でも構わない。砥
石を用いる場合も摩擦熱が発生するため、セラミック基
材８の温度を予め高くしておいた方が発熱による誤差の
影響を小さく抑える上で好ましい。

【００２８】ところで、温度計として放射温度計２２を
使用するのは、非接触型の温度計の方がセラミック基材
８から熱を奪うことがないこと、熱電対等ではセンサー
自体の熱容量による応答遅れが生じるために精度良くト
リミングすることが困難であること等の理由からであ
り、温度計としては必ずしも放射温度計に限る必要はな
い。

【００２９】又、このトリミングによって調整する温度
検知抵抗体１３の抵抗値は予め所定量だけ低目に設定し
ておく。なぜならば、図１に示すようにトリミング後に
温度検知抵抗体１３の上に防湿用及び酸化防止用のガラ
ス２５をコートして温度検知抵抗体１３の耐久変化を防
止するが、このガラス２５の印刷焼成時の熱で温度検知
抵抗体１３の抵抗値が数％上がるためであり、この抵抗
値の増加分を考慮してトリミングでの調整目標値を決定
する。

【００３０】更に、温度検知抵抗体１３のトリミング部
１３ａの形状としては、図８に示すように必要なトリミ
ング量によって元の形（ａ）に対して（ｂ）、（ｃ）の
何れでも良く、或は研磨等によって温度検知抵抗体１３
の厚みを変化させても良い。

【００３１】尚、温度検知抵抗体１３の材質としては、
コバルト、マンガン、ニッケル、ルテニウム等の合金や
酸化物、白金或はチタン酸バリウム等のセラミックの粒
子をガラスペースト材と混合したものが用いられる。
又、温度検知抵抗体１３の特性としてはＰＴＣでもＮＴ
Ｃでも良い。

【００３２】図９はセラミック基材８に対して全印刷焼
成工程が終了した状態を示すもので、抵抗発熱体２側か
ら見たものである。このように印刷によって複数の加熱
体１が同時に加工され、１枚のセラミック基材８から分
割溝２６に沿って切り離すと、図１乃至図３に示すよう
な加熱体１が同時に複数本得られる。尚、抵抗発熱体２
と温度検知抵抗体１３を同一面上に形成しても構わな
い。

【００３３】ところで、トリミングによって温度検知抵
抗体１３ので抵抗値を上げることは可能であるが、下げ
ることは不可能であるため、温度検知抵抗体１３を作成
するための印刷スクリーンの設定としては、温度検知抵
抗体１３の抵抗値が所定の値に対して低目となり、これ
をトリミングで調整可能とするようなものが好ましい。

【００３４】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形
態２を図１０に基づいて説明する。尚、図１０は本実施
の形態において加熱体（温度検知抵抗体）のトリミング
を行う装置の構成を示すブロック図であり、本図におい
ては図６に示したと同一要素には同一符号を付してお
り、以下、それらについての説明は省略する。

【００３５】前記実施の形態１は、加熱体１を外部から
加熱することによって、これを所定温度に保ちながら温
度検知抵抗体１３に対してトリミングを行うものであっ
たが、この方法では次の２つの欠点がある。 （１）外部からの加熱により加熱体１が必要温度まで達
するのに所定時間を要するために加工に長時間を要す
る。 （２）外部からの加熱により加熱体１の温度が変動し易
く、抵抗値の精度が出しづらい。

【００３６】そこで、本実施の形態では、加熱体１の抵
抗発熱体２に所定の電力を供給することによって、即座
にトリミングに適した温度まで加熱体１を昇温させ、精
度良く温度をコントロールしながら温度検知抵抗体１３
のトリミングを行うようにしている。

【００３７】即ち、本実施の形態においては、電源２７
によって加熱体１に電力が供給される。そして、コント
ローラ２８は放射温度計２２の出力に基づいて電源２７
から加熱体１に供給される電力を制御し、加熱体１を所
定温度に維持する。これによって、加熱体１を作動させ
ながら温度検知抵抗体１３の抵抗値調整が可能となるた
め、セラミック基材８の厚みに起因する表裏の温度差ま
で考慮した抵抗値調整が可能となる。

【００３８】尚、図９に示す状態で加熱体１を発熱させ
る場合、セラミック基材８内に熱応力の歪みによる破損
が生じにくいように、全数の加熱体１に同時に同じ電力
を供給することが好ましい。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、セラミック基材の上に抵抗発熱体と温度検知抵
抗体及び導電体パターンを印刷焼成した後、前記セラミ
ック基材を所定温度に維持しつつ、前記温度検知抵抗体
をトリミングすることによって該温度検知抵抗体の抵抗
特性を調整するようにしたため、温度検知抵抗体の強固
な接着が可能で応答性が高く、温度検知抵抗体の抵抗特
性を所定の特性に高精度に設定して温度測定精度を高め
ることができる加熱体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法によって製造された加熱体の横断面
図である。

【図２】本発明方法によって製造された加熱体の平面図
である。

【図３】本発明方法によって製造された加熱体の底面図
である。

【図４】スクリーン印刷工程を説明するための斜視図で
ある。

【図５】スクリーン印刷工程を説明するための斜視図で
ある。

【図６】本発明の実施の形態１において加熱体（温度検
知抵抗体）のトリミングを行う装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】温度検知抵抗体の抵抗特性を示す温度と抵抗値
との相関図である。

【図８】温度検知抵抗体のトリミングの例を示す図であ
る。

【図９】完成後分割前のセラミック基板を示す図であ
る。

【図１０】本発明の実施の形態２において加熱体（温度
検知抵抗体）のトリミングを行う装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図１１】従来の加熱体とその温度検知手段を示す横断
面図である。

【図１２】従来の加熱体とその温度検知手段を示す横断
面図である。

【符号の説明】

１ 加熱体 ２ 抵抗発熱体 ３ 導電体パターン ８ セラミック基材 １２ 電極 １３ 温度検知抵抗体 ２１ 抵抗計 ２２ 放射温度計 ２３ レーザートリマー ２７ 電源 ２８，２９ コントローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック基材の上に抵抗発熱体と温度
   検知抵抗体及び導電体パターンを印刷焼成した後、前記
   セラミック基材を所定温度に維持しつつ、前記温度検知
   抵抗体をトリミングすることによって該温度検知抵抗体
   の抵抗特性を調整することを特徴とする加熱体の製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記温度検知抵抗体の温度を別の温度検
   知手段で測定しつつ、該温度検知抵抗体の抵抗特性を調
   整することを特徴とする請求項１記載の加熱体の製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記抵抗発熱体を発熱させてこれを所定
   温度に維持しつつ、前記温度検知抵抗体をトリミングす
   ることによって該温度検知抵抗体の抵抗特性を調整する
   ことを特徴とする請求項１記載の加熱体の製造方法。