JPH10303524A - 基板装置、ヒータ装置、および定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スルーホール内での導体の剥がれを防止す
る。 【解決手段】 定着装置に用いる板状のヒータ装置35に
ついて、表面側の第１の配線部51と裏面側の第２の配線
部52とをスルーホール53で接続する。スルーホール53
は、孔部53a 内に、第１の配線部51と、第２の配線部52
とを一体に延設し、互いに密着して、第１の導体53b を
構成する。第１の導体53b の下層に、第１の導体53b と
孔部53a の内壁面とに密着する第２の導体53c を形成す
る。第１の導体53b は、銀１００％で形成し、第２の導
体53c は、銀にパラジウムを加えて形成する。パラジウ
ムは銀より融点が高く、焼成時の熱による収縮が少ない
ため、第１の導体53b の剥がれを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、基板本体
の両面に設けられた配線部をスルーホールで接続する基
板装置、トナーを加熱して用紙上に画像を定着するヒー
タ装置、および定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、複写機、ページプリン
タ、ファクシミリ装置などの画像形成装置において、感
光ドラム上に形成したトナー像を用紙上に転写するとと
もに、このトナー像を定着装置により加熱および加圧し
て用紙上に定着する構成が知られている。また、この定
着装置として、円筒状のヒートローラに代えて、円筒状
の定着フィルムおよびこの定着フィルムの内側に配置さ
れたヒータ装置と、定着フィルムを介してヒータ装置に
圧接して回転する押圧ローラとを用い、これら定着フィ
ルムと押圧ローラとの間にトナー像を転写した用紙を搬
送して、トナー像を定着する構成が知られている。

【０００３】そして、この構成では、ヒータ装置は、細
長な板状の基板本体を有し、この基板本体の表裏両面に
配線部が形成されている。すなわち、基板本体の表面上
には発熱部が設けられるとともに、発熱部の裏面側に位
置して、チップ状のサーミスタが接着して取り付けら
れ、発熱部の温度を検出する。また、基板本体の表裏の
配線部は、基板本体を貫通する孔部の内面の壁部にペー
ストなどにて導体を設けたスルーホールにより、互いに
接続されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように、基板本体を貫通する孔部の内面の壁部にペ
ーストなどにて導体を設けたスルーホールでは、基板の
焼成時にこの導体がはがれて断線が生じる場合がある一
方、はがれにくく形成しやすい材料を用いると、抵抗値
の設定が困難になり、製造コストが上昇する問題を有し
ている。また、特に、ヒータ装置においては、ヒータ装
置のオン、オフによるヒートサイクルで基板本体が伸縮
し、導体がはがれて断線が生じやすい問題を有してい
る。

【０００５】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、スルーホールでの接続を確実にできるとともに、
製造コストの低減も可能な基板装置、ヒータ装置、およ
び定着装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の基板装置
は、基板本体と；基板本体の第１の面に設けられた第１
の配線部と；基板本体の第２の面に設けられた第２の配
線部と；基板本体の第１の面から第２の面に貫通する孔
部、すくなくとも第１の金属を含み、第１の配線部と第
２の配線部とを電気的に接続する第１の導体、および、
第１の金属より融点の高い第２の金属を第１の導体より
も多く含み、第１の導体の少なくとも一部と層状をなす
第２の導体を備えたスルーホールと；を具備したもので
ある。

【０００７】そして、この構成では、スルーホールにお
いて、第１の金属より融点の高い第２の金属を第１の導
体よりも多く含んだ第２の導体を、第１の金属を含んだ
第１の導体と層状に設けたので、第２の導体は熱による
収縮が小さく、焼成時のはがれなどを抑制し、孔部に強
固に固定される。そこで、第１の導体を構成する第１の
金属は、選択の範囲が広がり、抵抗値の設定が容易にな
るとともに、製造コストが低減される。

【０００８】請求項２記載の基板装置は、請求項１記載
の基板装置において、第１の金属は、銀であり、第２の
金属はパラジウムおよび白金の少なくとも一方であるも
のである。

【０００９】そして、この構成では、抵抗値が小さく、
断線が生じにくいスルーホールが安価に形成される。

【００１０】請求項３記載のヒータ装置は、請求項１ま
たは２記載の基板装置と；基板本体の第１の面および第
２の面の少なくとも一方に設けられた発熱部と；を具備
したものである。

【００１１】そして、この構成では、請求項１または２
記載の基板装置を備えたので、加熱、冷却を繰り返す場
合にも、信頼性が向上するとともに、製造コストが低減
される。

【００１２】請求項４記載の定着装置は、請求項３記載
のヒータ装置と；被定着物を付着した被印刷物をヒータ
装置側に押圧する押圧手段と；を具備したものである。

【００１３】そして、この構成では、請求項３記載のヒ
ータ装置を備えたので、加熱、冷却を繰り返す場合に
も、信頼性が向上するとともに、製造コストが低減され
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の基板装置、ヒータ
装置、および定着装置の一実施の形態を図面を参照して
説明する。

【００１５】図１は、本発明の基板装置の一実施の形態
を示す一部の断面図であり、図２は、基板装置を備えた
ヒータ装置の表面側の斜視図であり、図３は、ヒータ装
置の裏面側の斜視図であり、図４は、ヒータ装置の一部
の底面図であり、図５は、ヒータ装置を備えた画像形成
装置の説明図であり、図６は、ヒータ装置を備えた定着
装置の説明図である。

【００１６】そして、図５において、11は画像形成装置
としての電子写真方式の複写機で、この複写機11には、
被印刷物としての記録材である用紙（複写紙）Ｐの搬送
路に沿って、供給装置15、転写装置16、および定着装置
17が配置されているとともに、画像を読み取る光学系を
備えた読取装置18が設けられている。

【００１７】そして、供給装置15は、給紙カセット21を
備え、この給紙カセット21に積層収納された用紙Ｐを一
枚ずつ剥離して繰り出し、複数の搬送ローラ22により搬
送するようになっている。

【００１８】また、転写装置16は、感光ドラム23と、こ
の感光ドラム23の周面に沿って周方向に順次配置され
た、図示しない光学系、現像装置24、転写コロトロン2
5、クリーナ26、除電ランプ27などを備えている。そし
て、この転写装置16では、読取装置18が読み取った画像
に基づき、図示しない帯電コロトロンにより帯電された
感光ドラム23に、光学系により画像の静電潜像を形成す
る。そして、この静電潜像に現像装置24により被定着物
としてのトナーを付着して図６に示すトナー像Ｔを形成
する。次いで、転写コロトロン25により、感光ドラム23
上のトナー像Ｔを搬送される用紙Ｐ上に転写する。この
後、感光ドラム23はクリーナ26により清掃され、除電ラ
ンプ27により除電される。

【００１９】さらに、定着装置17は、トナー像Ｔが転写
された用紙Ｐを加圧および加熱して、トナーに含まれる
マイクロカプセルを溶解し、用紙Ｐ上に定着させるよう
になっている。すなわち、図５および図６に示すよう
に、この定着装置17は、図示しない定着装置本体を備
え、この定着装置本体に、搬送路の下側に設けられた押
圧手段としての押圧ローラ33が軸支されているととも
に、搬送路を挟みこの加圧ローラ33に対向して、一定の
温度に調節される基板装置としてのヒータ装置35が取り
付けられ、さらに、このヒータ装置35を取り囲んで、薄
肉で円筒状の定着フィルム36が設けられている。さら
に、この定着装置本体には、搬送路の下側に位置して、
用紙Ｐを案内する支持台部37，38が設けられている。

【００２０】そこで、ヒータ装置35を加熱した状態で、
押圧ローラ33を回転駆動するとともに、定着フィルム36
をヒータ装置35に摺接させつつ回転駆動し、搬送路にト
ナー像（未定着画像）Ｔを転写した用紙Ｐを定着フィル
ム36とともに搬送することにより、押圧ローラ33とヒー
タ装置35および定着フィルム36との間の定着部であるい
わゆるニップ部で、トナーを加圧および加熱して用紙Ｐ
上に定着し、さらに、このニップ部を通過した時点で定
着フィルム36をトナーが定着された用紙Ｐから離間し、
続いて、この用紙Ｐを、排紙部40に排出するようになっ
ている。

【００２１】また、図６に示すように、定着フィルム36
は、図示しない移動駆動手段である駆動ローラにより押
圧ローラ33と同方向に略同一速度で回転駆動され、無端
状で耐熱性を有し、ポリイミドフィルムをフッ素樹脂層
で覆って形成され、内側に配置されたプラスチックトレ
ー41により略円筒状に支持されている。なお、このプラ
スチックトレー41と定着フィルム36との間には、ポリフ
ッ化フルオロエチレン膜が設けられ、滑性が高められて
いる。さらに、押圧ローラ33は、回転軸33a を中心とす
る略円柱状の本体部33b を備え、この本体部33b の外周
面には、圧接面33c が形成されている。

【００２２】一方、ヒータ装置35は、例えば、平面ヒー
タ、定着ヒータ、ＴＨＰなどとも呼ばれるもので、いわ
ゆる厚膜配線基板であり、図１ないし図４に示すよう
に、基板本体44を有し、この基板本体44は、良熱伝導性
のアルミナセラミック（Ａｌ₂Ｏ₃ ）あるいはガラスな
どの絶縁性および耐熱性を有する部材により、細長矩形
板状に一体に形成され、第１の面としての表面44a を押
圧ローラ33に向け、第２の面としての裏面44b をプラス
チックトレー41に向けて、このプラスチックトレー41に
取り付けられている。

【００２３】そして、この基板本体44の表面44a には、
導電性を有する金属にて、第１の配線部（パターン）51
が形成されているとともに、基板本体44の裏面44b に
は、導電性を有する金属にて、第２の配線部（パター
ン）52が形成されており、これら第１の配線部51と第２
の配線部52とは、スルーホール53にて電気的に接続され
ている。

【００２４】そして、第１の配線部51は、基板本体44の
長手方向の一端部近傍の折返部51aで略Ｕ字状に折り返
され、基板本体44の長手方向に沿って、折返部51a とス
ルーホール53との間に位置するリード部51b と、折返部
51a から他端部近傍まで延設された発熱部（発熱部、膜
状発熱抵抗体）51c とが互いに平行状に形成されてい
る。また、この発熱部51c の先端部には、基板本体44の
他端部に位置して、端子部51d が設けられている。一
方、第２の配線部52には、スルーホール53から他端部側
に向って延設されたリード部52b と、このリード部52b
の先端に接続された端子部52d とが形成されている。す
なわち、発熱部51c 用の対をなす端子部（ＡＣ電極）51
d ，52d は、基板本体44の他端部の表裏に位置して形成
されている。

【００２５】そして、スルーホール53には、基板本体44
の表面44a から裏面44b に貫通する円孔状の孔部53a が
形成されている。そして、この孔部53a 内には、第１の
配線部51のリード部51b と、第２の配線部52のリード部
52b とが一体に延設され互いに密着されて、第１の導体
（上層導体）53b が構成され、この第１の導体53b によ
り、第１の配線部51と第２の配線部52とが電気的に接続
されている。さらに、この第１の導体53b の下層には、
すなわち、第１の導体53b と孔部53a との間には、これ
ら第１の導体53b と孔部53a の内壁面とに密着し、すな
わち電気的および機械的に接続されて、第２の導体（下
層導体）53c が形成されている。また、この第２の導体
53c は、少なくとも孔部53a 内に形成され、本実施の形
態では、この孔部53a の内壁面から、この孔部53a 近傍
の表面44a および裏面44b にかけて形成されている。さ
らに、第２の配線部52のリード部52b も、基板本体44の
表面44a 側まで延設されている。

【００２６】そして、第１の導体53b は、すなわち、第
１の配線部51のリード部51b と、第２の配線部52のリー
ド部52b とは、第１の金属を主成分として厚膜に形成さ
れ、第２の導体53c は、第１の金属よりも融点が高い、
すなわち焼成時の熱による収縮が少ない第２の金属を少
なくとも第１の導体53b よりも多く含んだ状態で厚膜に
形成されている。なお、第２の導体53c は、第１の金属
を含んでも良く、また、全く含まなくとも良い。

【００２７】そして、例えば、第１の金属は銀であり、
第２の金属は、パラジウムまたは白金であり、本実施の
形態では、第１の導体53b は、銀１００％、第２の導体
53cは、銀に、重量比でパラジウムを０．５％含んだ状
態で構成されている。

【００２８】また、基板本体44の裏面44b には、発熱部
51c の一部の裏面側などに位置して、温度により抵抗値
が変化するチップ状のサーミスタ（チップサーミスタ）
55が配置されている。そして、このサーミスタ55には、
印刷形成された通電路（ＤＣパターン）56，57が導電性
接着剤などにて電気的および機械的に接続され、これら
通電路56，57は、スルーホール58，59を介して、基板本
体44の表面44a の一端部近傍に形成されたサーミスタ端
子（ＤＣ電極）61，62に接続されている。さらに、この
サーミスタ55は、補強用および伝熱用のポリイミド系樹
脂あるいはエポキシ系樹脂などの接着剤64により覆わ
れ、基板本体44に接着して固定されている。

【００２９】また、これらサーミスタ配線用のスルーホ
ール58，59も、発熱体配線用のスルーホール53と、同様
に構成されている。そして、本実施の形態では、第１の
導体（上層導体）を構成するサーミスタ端子61，62は、
銀に、重量比で白金を０．８％未満含んだ状態、あるい
は、銀に、重量比でパラジウムを０．５％未満含んだ状
態で構成されている。また、第１の導体（上層導体）を
構成する通電路56，57は、銀に、重量比でパラジウムを
３０％含んだ状態で構成されている。さらに、これら第
１の導体の下層に位置する第２の導体（下層導体）は、
銀に、重量比で白金を０．８％〜１％の範囲で含んだ状
態、あるいは、銀に、重量比でパラジウムを０．５％含
んだ状態で構成されている。

【００３０】さらに、基板本体44の一端部近傍と、他端
部近傍とには、それぞれポリイミドテープ66，67が貼着
されている。そして、一端部近傍のポリイミドテープ66
は、第１の配線部51の折返部51a を覆うようにして、か
つ、先端部同士が所定範囲で重なるようにして貼着され
ている。また、他端部近傍のポリイミドテープ67は、先
端部同士が重ならないようにして貼着されている。

【００３１】なお、この基板本体44の表面44a などに
は、発熱部45の一部を覆うなどして、ガラスあるいは耐
熱樹脂などにより、耐熱性と絶縁性とを有するオーバー
コート層を形成することもできる。

【００３２】そして、このヒータ装置35の発熱部51c に
接続された各端子部51d ，52d に、交流電源ＡＣからス
イッチング素子およびヒューズなどを介して交流電力を
加えることにより、発熱部51c が発熱する。また、サー
ミスタ55に接続されたサーミスタ端子61，62は、制御装
置に接続されて直流の電圧が加えられる。そして、この
制御装置は、サーミスタ55の抵抗値の変化を電圧の変化
として捕らえ、ヒータ装置35の温度を検出（検知）し、
この検出結果に基づき、スイッチング素子を制御し、す
なわちパルス幅を変更し（ＰＷＭ制御）あるいはオンオ
フを制御して、発熱部51c に供給する電力を変化させ、
これによりヒータ装置35の温度を所定の温度に調整、維
持する電力供給回路が構成されている。

【００３３】そして、本実施の形態によれば、ヒータ装
置35の絶縁基板である基板本体44の表裏のパターンを接
続するスルーホール53，58，59について、従来から用い
られているペーストによる厚膜の導体の下層に、熱収縮
率の小さい導体を設けたため、基板焼成時のスルーホー
ル53の内壁、特に、エッジ部分、での導体の剥がれを防
止し、断線を低減できる。そして、この構成では、酸素
雰囲気内での焼成も可能であり、抵抗値の都合や形成し
易さの都合に従い、第１の導体53b ，56，57，61，62す
なわち第１および第２の配線部51，52などを構成する金
属の材質を自由に選定できるとともに、スルーホール5
3，58，59内での断線を抑制できる。

【００３４】また、特に、第１の導体53b ，56，57，6
1，62の主成分となる第１の金属を銀とし、第２の導体5
3c に第１の導体53b よりも多く含まれる第２の金属を
パラジウムまたは白金とすることにより、第１および第
２の配線部51，52などの配線パターンの抵抗値を小さく
できるとともに、スルーホール53，58，59内での断線を
抑制できる構成を安価に実現できる。

【００３５】そして、このように、スルーホール53，5
8，59内での断線を抑制できる構成を、板状の定着ヒー
タであるヒータ装置35の、発熱部51c への給電配線およ
びサーミスタ55用の配線の少なくとも一方について適用
することにより、このヒータ装置35を備えた定着装置1
7、さらには複写機11などの故障の発生を抑制し、信頼
性を高めることができる。すなわち、定着装置17などの
ヒータ装置35においては、スルーホール53，58，59内に
断線のきっかけがあると、ヒータ装置35のオンオフによ
るヒートサイクルによる基板本体44の伸縮により断線が
生じやすくなるが、本実施の形態によれば、断線を抑制
し、ヒータ装置35の動作を確実にして、信頼性を向上で
きる。

【００３６】さらに、温度制御用の温度検知素子である
サーミスタ55は、基板本体44を挟んで発熱部51c の反対
側の面に形成したため、被加熱体の紙質の差などにより
ヒータ装置35の温度降下に差が生じることを抑制し、安
定した定着を行うことができる。

【００３７】なお、上記の実施の形態では、スルーホー
ル53については、第２の導体（下層導体）53c は、基板
本体44の表面44a から裏面44b に貫通する孔部53a の内
壁の全面および基板本体44の表裏の一部に形成したが、
例えば、孔部53a の内壁の全面のみに形成しても良い。
また、第１の配線部51のリード部51b は、孔部53a のほ
ぼ下端まで形成し、第２の配線部52のリード部52b は、
基板本体44の表面44a側まで延設して第１の導体53b を
形成したが、これらリード部51b ，52b の少なくとも一
部を接触させ接続することにより、第１の導体53b を構
成できる。

【００３８】次に、図面を参照して第２の実施の形態を
説明する。なお、図１などに示す実施の形態と同様の部
分については、同一の符号を付して説明を省略する。

【００３９】図７は、第２の実施の形態のヒータ装置の
一部の断面図である。

【００４０】そして、図７に示す第２の実施の形態で
は、第１の配線部51のリード部51b の表側に、第２の配
線部52のリード部52b が配置されているとともに、この
リード部52b は、孔部53a の上端部まで形成されてい
る。

【００４１】また、上記の各実施の形態は、複写機11に
ついて説明したが、電子写真方式を用いたファクシミリ
装置、あるいはレーザプリンタなどのページプリンタな
どのＯＡ機器に備えられるヒータ装置などに適用するこ
ともできる。

【００４２】

【発明の効果】請求項１記載の基板装置によれば、スル
ーホールにおいて、第１の金属より融点の高い第２の金
属を第１の導体よりも多く含んだ第２の導体を、第１の
金属を含んだ第１の導体と層状に設けたため、第２の導
体は熱による収縮が小さく、焼成時のはがれなどを抑制
し、孔部に強固に固定できる。そこで、第１の導体を構
成する第１の金属は、選択の範囲が広がり、抵抗値の設
定が容易になるとともに、製造コストが低減される。

【００４３】請求項２記載の基板装置によれば、請求項
１記載の効果に加え、第１の金属を銀とし、第２の金属
をパラジウムおよび白金の少なくとも一方とすることに
より、抵抗値を小さくできるとともに、断線が生じにく
いスルーホールを安価に形成できる。

【００４４】請求項３記載のヒータ装置によれば、請求
項１または２記載の基板装置と、基板本体の第１の面お
よび第２の面の少なくとも一方に設けられた発熱部とを
具備したため、加熱、冷却を繰り返す場合にも、スルー
ホールの断線を抑制して信頼性を向上できるとともに、
製造コストを低減できる。

【００４５】請求項４記載の定着装置によれば、請求項
３記載のヒータ装置と、被定着物を付着した被印刷物を
ヒータ装置側に押圧する押圧手段とを具備したため、ヒ
ータ装置の加熱、冷却を繰り返す場合にも、スルーホー
ルの断線を抑制して信頼性を向上できるとともに、製造
コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板装置の一実施の形態を示す一部の
断面図である。

【図２】同上基板装置を備えたヒータ装置の表面側の斜
視図である。

【図３】同上ヒータ装置の裏面側の斜視図である。

【図４】同上ヒータ装置の一部の底面図である。

【図５】同上ヒータ装置を備えた画像形成装置の説明図
である。

【図６】同上ヒータ装置を備えた定着装置の説明図であ
る。

【図７】本発明の基板装置の第２の実施の形態を示す一
部の断面図である。

【符号の説明】

17 定着装置 33 押圧手段としての押圧ローラ 35 基板装置としてのヒータ装置 44 基板本体 51 第１の配線部 52 第２の配線部 53 スルーホール 53a 孔部 53b 第１の導体 53c 第２の導体 51c 発熱部 Ｐ 被印刷物としての用紙

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板本体と；基板本体の第１の面に設け
   られた第１の配線部と；基板本体の第２の面に設けられ
   た第２の配線部と；基板本体の第１の面から第２の面に
   貫通する孔部、すくなくとも第１の金属を含み、第１の
   配線部と第２の配線部とを電気的に接続する第１の導
   体、および、第１の金属より融点の高い第２の金属を第
   １の導体よりも多く含み、第１の導体の少なくとも一部
   と層状をなす第２の導体を備えたスルーホールと；を具
   備したことを特徴とする基板装置。
2. 【請求項２】 第１の金属は、銀であり、 第２の金属はパラジウムおよび白金の少なくとも一方で
   あることを特徴とする請求項１記載の基板装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の基板装置と；基
   板本体の第１の面および第２の面の少なくとも一方に設
   けられた発熱部と；を具備したことを特徴とするヒータ
   装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のヒータ装置と；被定着物
   を付着した被印刷物をヒータ装置側に押圧する押圧手段
   と；を具備したことを特徴とする定着装置。