KR101924676B1 - 히터, 히터를 포함하는 화상 가열 장치 및 히터의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

히터는 기판과, 상기 제1 단자와 전기적으로 접속가능한 제1 전극부와, 상기 제2 단자와 전기적으로 접속가능한 제2 전극부를 포함하는 복수의 전극부로서, 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부는, 상기 기판의 길이 방향에서 사전결정된 간격을 가지고서 교대로 배열되는 복수의 전극부와, 상기 전극부 중 인접하는 전극부 사이에 제공되어 인접하는 전극부 사이를 전기적으로 접속하는 복수의 발열부를 포함한다. 상기 발열부는 인접하는 전극부 사이의 전력 공급에 의해서 발열할 수 있다. 상기 기판의 폭 방향에서 인접하는 전극부의 단부 사이의 거리가 상기 복수의 발열부의 폭보다 크다.

Description

히터, 히터를 포함하는 화상 가열 장치 및 히터의 제조 방법{HEATER, IMAGE HEATING APPARATUS INCLUDING THE HEATER AND MANUFACTURING METHOD OF THE HEATER}

본 발명은 시트 상의 화상을 가열하는 히터, 히터를 포함하는 화상 가열 장치 및 히터의 제조 방법에 관한 것이다. 이 화상 가열 장치는, 예를 들어 복사기, 프린터, 팩스 및 이들 기능 중 복수를 구비한 복합기 등의 화상 형성 장치에 사용된다.

시트 상에 토너의 화상을 형성하고, 이것을 정착 장치(화상 가열 장치)에 의해 가열, 가압함으로써 시트에 화상을 정착시키는 화상 형성 장치가 알려져 있다. 이러한 정착 장치에서, 얇은 가요성 벨트 내면에 발열체(히터)를 접촉시켜서 벨트에 열을 부여하는 유형의 정착 장치가 최근 제안되어 있다(일본 특허 공개(JP-A) 평6-250539호 공보). 이러한 정착 장치는 구성이 낮은 열용량을 갖고, 따라서, 정착 동작이 가능한 수준까지의 온도 상승이 빠르다.

일본 특허 공개 평6-250539호 공보에는, 기판의 길이 방향으로 연장하는 발열체(발열 부재) 상에서 그 길이 방향으로 배열되는 복수의 전극을 포함하는 히터의 구성이 개시되고 있다. 이 히터 상에서는, 극성이 다른 전극이 발열체 상에 교대로 배열하기 때문에, 이웃하는 전극 간의 발열체에 전류가 흐른다. 구체적으로, 하나의 극성의 전극은, 발열체에 대하여 기판의 폭 방향 일 단부 측에 설치된 배선에 접속되고, 다른 극성의 전극은, 발열체에 대하여 기판의 폭 방향의 타 단부 측에 설치된 배선에 접속된다. 그로 인해, 이들의 배선 간에 전압이 인가되면, 발열체는 길이 방향에 대하여 전 영역에서 발열한다.

그런데, 히터의 발열 방식은, 발열체의 저항과 발열체에 흐르는 전류의 크기에 의해 결정된다. 발열체의 저항은 발열체의 치수와 저항률 값에 의해 결정된다. 일본 특허 공개 평6-250539호 공보에서는, 발열체에의 통전 시의 저항을 인접하는 전극 간의 간격에 의해 조정함으로써, 히터가 원하는 방식으로 발열하게 된다.

그러나, 일본 특허 공개 평6-250539호 공보에 개시된 히터는, 기판 상에 발열체와 전극을 적층하는 구조에 기인하여, 통전 시에 발열 불균일을 일으킬 우려가 있었다. 일본 특허 공개 평6-250539호 공보에서는, 발열체와 전극의 각각을 형성하여 히터를 제조하고 있다. 이렇게, 스크린 인쇄에 의해 기판 상에 발열체와 전극을 형성하는 경우, 발열체와 전극은 별개의 판을 사용해서 별개의 공정에서 형성된다. 그로 인해, 기판과 각 판의 위치 정렬 정밀도에 따라, 발열체와 전극의 위치 관계가 이상적인 위치 관계로부터 어긋나는 경우가 있다.

발열체와 접속되는 전극의 길이가 폭 방향에 대하여 발열체의 폭보다 짧도록 인쇄가 어긋날 경우, 발열체에는 발열체에 대하여 통전이 이루어지지 않는 영역이 발생하게 된다. 특히, 발열체의 폭과 전극의 길이를 서로 일치시키도록 각 판을 설계했을 경우, 인쇄 정밀도에 기인하는 위치 관계의 어긋남에 대응하여 발열체에 접속되는 전극의 길이가 부족하게 된다. 이 경우, 발열체에 대하여 통전되지 않는 영역의 비율이 커져서, 히터가 발열 불균일을 발생시킨다.

본 발명의 주요한 목적은 발열 불균일이 억제된 히터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 발열 불균일이 억제된 히터를 포함하는 화상 가열 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 발열 불균일이 억제된 히터의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 제1 단자 및 제2 단자를 구비하는 급전부와, 시트 상의 화상을 가열하기 위한 엔드리스 벨트를 포함하는 화상 가열 장치와 함께 사용할 수 있는 히터이며, 상기 히터는 상기 엔드리스 벨트를 가열하기 위해 상기 엔드리스 벨트에 접촉할 수 있고, 상기 히터는, 기판과, 상기 제1 단자와 전기적으로 접속가능한 제1 전극부와, 상기 제2 단자와 전기적으로 접속가능한 제2 전극부를 포함하는 복수의 전극부로서, 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부는, 상기 기판의 길이 방향으로 사전결정된 간격을 두고 교대로 배열되는, 복수의 전극부와, 상기 전극부들 중 인접하는 전극부 사이에 제공되어 인접하는 전극부 사이를 전기적으로 접속하는 복수의 발열부로서, 상기 발열부는 인접하는 전극부 사이의 전력 공급에 의해 발열할 수 있는, 복수의 발열부를 포함하고, 상기 기판의 폭 방향에 있어서, 인접하는 전극부의 단부 사이의 거리가 상기 복수의 발열부의 폭보다 큰 히터가 제공된다.

첨부 도면을 참조하여 예시적인 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 본 발명의 추가적인 특징이 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화상 형성 장치의 단면도.
도 2는 실시예의 화상 가열 장치의 단면도.
도 3은 실시예의 화상 가열 장치의 정면도.
도 4는 실시예의 히터의 구조를 예시하는 도면.
도 5는 실시예의 화상 가열 장치의 구조 관계를 예시하는 도면.
도 6은 커넥터에 대해서 설명하는 도면.
도 7은 콘택트 단자에 대해서 설명하는 도면.
도 8은 커넥터의 설치에 대해서 설명하는 도면.
도 9에서 (a)는 히터의 발열 유형을 예시하는 도면이고, (b)는 히터의 발열 영역의 전환 시스템을 예시하는 도면.
도 10은 발열체와 도체 패턴의 인쇄 시에 어긋남이 발생한 비교예의 히터의 기판 상의 상태를 부분적으로 도시하는 개략도.
도 11에서, (a) 및 (b)는 실시예의 히터의 기판 상의 상태를 부분적으로 도시하는 개략도.
도 12에서, (a) 내지 (c)는 인쇄 공정을 각각 예시하는 개략도이며, (a)는 발열체의 인쇄 공정을 도시하는 도면이고, (b)는 도체 패턴의 인쇄 공정을 도시하는 도면이며, (c)은 코트층의 인쇄 공정을 도시하는 도면.
도 13에서, (a) 내지 (c)는 인쇄에 사용되는 판의 구조를 각각 도시하는 개략도이며, (a)는 발열체의 인쇄에 사용되는 판의 구성을 도시하는 도면이며, (b)는 도체 패턴의 인쇄에 사용되는 판의 구성을 도시하는 도면이며, (c)는 코트층의 인쇄에 사용하는 판의 구성을 도시하는 도면.

본 발명의 실시 형태를 첨부 도면을 참조로 설명한다. 본 실시예에서, 화상 형성 장치는 예로서 전자 사진 프로세스를 이용한 레이저 빔 프린터이다. 이 레이저 빔 프린터를 간단히 프린터라 칭한다.

(실시예)

[화상 형성부]

도 1은, 본 실시예의 화상 형성 장치인 프린터(1)의 단면도이다. 프린터(1)는 화상 형성 스테이션(10)과 정착 장치(40)를 포함하고, 감광 드럼(11)에 형성한 토너 화상이 시트 P에 전사되고 시트 P에 정착되어, 시트 P에 화상이 형성된다. 도 1을 참조하여 장치의 구성을 상세하게 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 프린터(1)는 Y(옐로우), M(마젠타), C(시안), Bk(블랙)의 각 색의 토너 화상을 형성하는 화상 형성 스테이션(10)을 구비하고 있다. 화상 형성 스테이션(10)은 좌측부터 순서대로 Y, M, C, Bk의 색에 대응한 각각의 감광 드럼(11)(11Y, 11M, 11C, 11Bk)을 구비하고 있다. 각 감광 드럼(11)의 주위에는 다음과 같은 유사한 요소들이 제공된다: 대전기(12)(12Y, 12M, 12C, 12Bk); 노광 장치(13)(13Y, 13M, 13C, 13Bk); 현상 장치(14)(14Y, 14M, 14C, 14Bk); 1차 전사 블레이드(17)(17Y, 17M, 17C, 17Bk) 및 클리너(15)(15Y, 15M, 15C, 15Bk). Bk색의 토너 화상을 형성하는 구성에 대해서 대표해서 설명하고, 타색에 대해서는 동일한 기호를 사용해서 기재해서 그 설명을 생략한다. 따라서, 상기 요소들은 감광 드럼(11), 대전기(12), 노광 장치(13), 현상 장치(14), 1차 전사 블레이드(17), 클리너(15)이라고 칭한다.

전자 사진 감광체로서의 감광 드럼(11)은 구동원(도시하지 않음)에 의해 화살표 방향(도 1의 반시계 방향)으로 회전한다. 감광 드럼(11)의 주위에는, 대전기(12), 노광 장치(13), 현상 장치(14), 1차 전사 블레이드(17) 및 클리너(15)가 기재 순서대로 제공된다.

감광 드럼(11)의 표면은 대전기(12)에 의해 전기적으로 대전된다. 그후, 감광 드럼(11)은 화상 정보에 따라서 노광 장치(13)에 의해 레이저 빔에 노광되어, 정전 잠상이 형성된다. 이 정전 잠상은, 현상 장치(14)에 의해 Bk색의 토너 화상이 된다. 이때 다른 색에 대해서도 마찬가지의 공정이 행해진다. 토너 화상은 감광 드럼(11)으로부터 1차 전사 블레이드(17)에 의해, 중간 전사 벨트(31)에 순차적으로 전사된다(1차 전사). 1차 전사 후, 감광 드럼(11)에 남은 토너는, 클리너(15)에 의해 제거된다. 이렇게 해서, 감광 드럼(11)의 표면은 다음 화상을 위해 준비되도록 청정해진다.

한편, 급송 카세트(20) 또는 멀티 급송 트레이(25)에 놓인 시트 P는, 급송 기구(도시하지 않음)에 의해 픽업되고 한 쌍의 정합 롤러(23)에 급송된다. 시트 P는 그 표면에 화상이 형성되는 부재이다. 시트 P의 구체적 예로서, 보통지, 두꺼운 종이, 수지제 시트, 영사기용 필름 등이 있다. 정합 롤러 쌍(23)은 사행 급송을 교정하기 위해 시트 P를 일단 정지시킨다. 그후, 정합 롤러(23)는 중간 전사 벨트(31) 상의 토너 화상과 동기화하여, 시트 P를 중간 전사 벨트(31)와 2차 전사 롤러(35)의 사이로 급송한다. 롤러(35)는 벨트(31)로부터의 컬러의 토너 화상을 시트 P에 전사한다. 그 후, 시트 P는 정착 장치(화상 가열 장치)(40)로 급송된다. 정착 장치(40)는 시트 P 상의 토너 화상 T를 가열, 가압해서 시트 P에 정착한다.

[정착 장치]

프린터(1)에 사용되는 화상 가열 장치인 정착 장치(40)에 대해서 설명한다. 도 2는 정착 장치(40)의 단면도이다. 도 3은 정착 장치(40)의 정면도이다. 도 4는 히터(600)의 구조를 예시한다. 도 5는 정착 장치(40)의 구성 관계를 예시한다.

정착 장치(40)는, 히터 유닛(60)(유닛(60))에 의해 시트 상의 화상을 가열하는 화상 가열 장치이다. 유닛(60)은 가요성의 얇은 정착 벨트(603)와, 벨트(603)를 가열하기 위해 벨트(603)의 내면에 접촉하는 히터(600)를 포함한다(저 열용량 구조). 따라서, 벨트(603)을 효율적으로 가열할 수 있고, 정착 개시 시의 신속한 온도 상승이 달성된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 벨트(603)는 히터(600)와 가압 롤러(70)(롤러(70))에 끼움 지지되고, 이에 의해, 닙부 N이 형성된다. 벨트(603)는 화살표 방향(시계 방향, 도 2)으로 회전하고, 롤러(70)는 화살표 방향(반시계 방향, 도 2)으로 회전하여, 닙부 N에 공급된 시트 P를 끼움 지지해서 급송한다. 이때, 히터(600)의 열이 벨트(603)를 통해 시트 P에 부여되기 때문에 시트 P 상의 토너 화상 T는 닙부 N에서 가열 및 가압되고, 그래서, 이 열 및 압력에 의해 토너 화상이 시트 P에 정착된다. 정착 닙부 N을 통과한 시트 P는 벨트(603)로부터 분리되어 배출된다. 본 실시예에서, 상술한 바와 같이 해서 정착 처리가 행하여진다. 정착 장치(40)의 구성에 대해서 상세하게 설명한다.

유닛(60)은 시트 P 상의 화상을 가열 및 가압하기 위한 유닛이다. 유닛(60)의 길이 방향은 롤러(70)의 길이 방향과 평행하다. 유닛(60)은 히터(600)와, 히터 홀더(601)와, 지지 스테이(602)와, 벨트(603)를 구비하고 있다.

히터(600)는 벨트(603)의 내면에 미끄럼이동가능하게 접촉해서 벨트(603)를 가열하는 판 형상의 가열 부재이다. 히터(600)는 닙부 N의 폭이 원하는 폭이 되게, 벨트(603)를 그 내면측으로부터 롤러(70)를 향해서 가압한다. 본 실시예에서, 히터(600)의 치수는 폭(도 4의 상하 방향으로 측정된 치수)이 5 내지 20mm이고, 길이(도 4의 좌우 방향으로 측정된 치수)가 350 내지 400mm이며, 두께가 0.5 내지 2mm이다. 히터(600)는 시트 P의 급송 방향에 직교하는 방향(시트 P의 폭 방향)으로 세장형인 기판(610)과, 발열층으로서의 저항 발열체(620)(발열체(620))를 구비하고 있다.

히터(600)는 히터 홀더(601)의 하면에 히터 홀더(601)의 길이 방향을 따라서 고정되어 있다. 본 실시예에서, 벨트(603)와 미끄럼 접촉하지 않는 기판(610)의 이면측에 발열체(620)가 제공되어 있지만, 발열체(620)는 벨트(603)와 미끄럼 접촉하는 기판(610)의 전면측에 제공될 수 있다. 그러나, 벨트(603)에 대한 비균일 열 적용을 방지하는 견지에서 기판(610)의 균일한 가열 효과가 얻어지도록 기판(610)의 이면 측에 히터(600)의 발열체(620)를 제공하는 구성이 바람직하다. 히터(600)의 세부 사항을 후술한다.

벨트(603)는 시트 상의 화상을 닙부 N에서 가열하는 원통 형상(엔드리스)의 벨트(필름)이다. 벨트(603)는 예를 들어 기재(603a)와, 기재 위의 탄성층(603b)과, 탄성층(603b) 위의 이형층(603c)을 포함한다. 기재(603a)는 스테인리스나 니켈 등의 금속재료나, 폴리이미드 등의 내열 수지 등이 사용된다. 탄성층(603b)은 실리콘 고무, 불소 함유 고무 등의 탄성 및 내열성을 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 이형층(603c)은 불소 수지나 실리콘 수지로 이루어질 수 있다.

본 실시예의 벨트(603)는 외경이 30mm, 길이(도 2의 전후방향으로 측정된 치수)가 330mm, 두께가 30㎛인 치수를 가지고, 기재(603a)의 재료는 니켈이다. 기재(603a) 위에 두께 400㎛의 실리콘 고무의 탄성층(603b)이 형성되고, 두께 20㎛의 불소 수지 튜브(이형층(603c))가 탄성층(603b)을 피복하고 있다.

기판(610)의 벨트 접촉면은 활주층(603d)으로서 두께 10㎛의 폴리이미드 층이 제공될 수 있다. 폴리이미드층을 설치한 경우, 정착 벨트(603)와 히터(600)의 사이의 마찰 저항을 저감해서 벨트(603) 내면의 마모를 억제할 수 있다. 또한 활주성을 높이기 위해서, 벨트 내면에 그리스 등의 윤활제가 도포될 수 있다.

히터 홀더(601)(홀더(601))는 히터(600)를 벨트(603)의 내면을 향해서 가압한 상태로 히터(600)를 보유하는 역할을 한다. 홀더(601)는 반원호 형상 단면(도 2의 표면)을 가지며, 벨트(603)의 회전 궤도를 규제하는 역할을 한다. 홀더(601)는 내열성의 수지 등으로 이루어질 수 있다. 본 예에서, 이는 듀퐁사의 Zenite 7755(상품명)이다.

지지 스테이(602)는 홀더(601)를 거쳐서 히터(600)를 지지한다. 지지 스테이(602)는 높은 압력이 인가되어도 쉽게 변형되지 않는 재료로 이루어지는 것이 바람직하며, 본 예에서, 이는 SUS304(스테인리스강)으로 이루어진다.

도 3에 도시한 바와 같이, 지지 스테이(602)는 그 길이 방향의 양 단부에서, 좌우의 플랜지(411a, 411b)에 지지되고 있다. 플랜지들(411a, 411b)은 간단히 플랜지(411)라 지칭될 수 있다. 플랜지(411)는 벨트(603)의 길이 방향 이동 및 벨트(603)의 둘레 방향의 구조를 규제하고 있다. 플랜지(411)는 내열성의 수지 등으로 이루어진다. 본 실시예에서는 이는 PPS(폴리페닐렌술피드)이다.

플랜지(411a)와 가압 아암(414a)의 사이에는 가압 스프링(415a)이 압축된다. 또한, 플랜지(411b)와 가압 아암(414b)의 사이에도 가압 스프링(415b)이 압축된다. 가압 스프링들(415a, 415b)은 간단히 가압 스프링(415)이라 지칭될 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 플랜지(411) 및 지지 스테이(602)를 거쳐 가압 스프링(415)의 탄성력이 히터(600)에 전해진다. 벨트(603)는 롤러(70)의 상면에 대하여 소정의 가압력으로 가압되어, 소정 니부 폭을 갖는 닙부 N가 형성된다. 본 실시예에서 가압력은 일 단부측이 156.8N(16 kgf)이고, 총가압력이 313.6N(32 kgf)이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 커넥터(700a, 700b)는 히터(600)에 급전을 행하기 위해서 히터(600)와 전기적으로 접속된 급전 부재로서 제공된다. 커넥터(700a, 700b)는 총괄하여 커넥터(700)라고 부른다. 커넥터(700a)는 히터(600)의 길이 방향 일 단부 측에 착탈가능하게 설치된다. 커넥터(700b)는 히터(600)의 길이 방향의 타 단부 측에 착탈가능하게 설치된다. 커넥터(700)는 히터(600)에 대하여 쉽게 착탈가능하게 설치되며, 따라서, 정착 장치(40)의 조립이나, 히터(600) 손상시 벨트(603)나 히터(600)의 교환이 용이하며, 따라서, 양호한 유지 보수성을 제공한다. 커넥터(700)의 세부사항을 후술한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 롤러(70)는 벨트(603)의 외면에 접촉함으로써 벨트(603)과 협동해서 닙부 N을 형성하는 닙 형성 부재이다. 롤러(70)는 금속제의 코어 금속(71) 상의 다층 구조를 가지며, 이 다층 구조는 코어 금속(71) 상의 탄성층(72), 탄성층(72) 위의 이형층(73)을 포함한다. 코어 금속(71)의 재료 예는 SUS(스테인리스강), SUM(황 및 황 복합 쾌삭강 강재), Al(알루미늄) 등을 포함한다. 탄성층(72)의 재료 예는 탄성 솔리드 고무층, 탄성 발포 고무층, 탄성 다공성 고무층 등을 포함한다. 이형층(73)의 재료 예는 불소 수지 재료를 포함한다.

본 실시예의 롤러(70)는 철제의 코어 금속(71)과, 코어 금속(71) 상의 발포 실리콘 고무의 탄성층(72)과, 탄성층(72) 상의 불소 수지 튜브의 이형층(73)을 포함한다. 롤러(70)의 탄성층(72) 및 이형층(73)을 갖는 부분의 치수는 외경이 25mm이고, 길이가 330mm이다.

서미스터(630)는 히터(600)의 이면측(활주 표면 측의 반대측)에 설치된 온도 센서이다. 서미스터(630)는 발열체(620)로부터 절연된 상태에서 히터(600)에 결합된다. 서미스터(630)는 히터(600)의 온도를 검지하는 기능을 갖는다. 도 5에 도시한 바와 같이, 서미스터(630)는 A/D 컨버터(도시하지 않음)를 통해 제어 회로(100)와 접속되어 있고, 검지한 온도에 따른 출력을 제어 회로(100)에 송신한다.

제어 회로(100)는 각종 제어를 위해 동작하는 CPU와, 각종 프로그램을 기억한 ROM 등의 불휘발성 매체를 구비한 회로를 포함한다. 이 ROM에는 프로그램이 기억되고, CPU가 이것을 판독해서 실행함으로써, 각종 제어를 실행한다. 제어 회로(100)는 유사한 동작을 수행할 수 있으면 ASIC 등의 집적 회로일 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 제어 회로(100)는 전원(110)의 전력 공급을 제어하도록 전원(110)과 전기적으로 접속되어 있다. 제어 회로(100)는 서미스터(630)의 출력을 취득하도록 서미스터(630)에 전기적으로 접속되어 있다.

제어 회로(100)는 서미스터(630)로부터 취득한 온도 정보를 전원(110)의 급전 제어에 사용한다. 특히, 제어 회로(100)는 서미스터(630)의 출력을 바탕으로, 전원(110)을 통해 히터(600)에 공급하는 전력을 제어하고 있다. 본 실시예에서 제어 회로(100)가 전원(110)의 출력 파수 제어를 행함으로써, 히터(600)의 발열량을 조정한다. 이러한 제어를 행함으로써, 히터(600)는 소정의 온도(예를 들어, 180℃)로 일정하게 유지된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 롤러(70)의 코어 금속(71)은 각각 측판(41)의 후방측과 전방측에 제공된 베어링(41a, 41b)에 의해 회전가능하게 보유되어 있다. 또한, 코어 금속(71)의 축선 방향의 일 단부에는 기어 G가 설치되어 모터 M의 구동력을 롤러(70)의 코어 금속(71)에 전달한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 모터 M으로부터의 구동력을 전달받은 롤러(70)는 화살표 방향(시계 방향)으로 회전한다. 닙부 N에서, 롤러(70)에 의해 벨트(603)에 구동력이 전달됨으로써, 벨트(603)가 화살표 방향(반시계 방향)으로 회전된다.

모터 M은, 기어 G를 통해서 롤러(70)를 구동하는 구동부이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 제어 회로(100)는 모터 M의 급전을 제어하기 위해서 모터 M에 전기적으로 접속되어 있다. 제어 회로(100)의 제어에 의해 전기 에너지가 공급되면, 모터 M는 기어 G를 회전시키기 시작한다.

제어 회로(100)는 모터 M의 회전을 제어한다. 제어 회로(100)는 모터 M를 사용하여 롤러(70)와 벨트(603)를 소정의 속도로 회전시킨다. 이는 정착 처리 작업에서 닙부 N에서 끼움 지지 및 반송되는 시트 P의 속도가, 소정의 프로세스 스피드(예를 들어, 200[mm/sec])와 같도록 모터를 제어한다.

[히터]

정착 장치(40)에 사용되는 히터(600)의 구성을 상세하게 설명한다. 도 9에서 (a)는 히터(600)에 사용되는 발열 방식을 예시하고, (b)는 히터(600)에 사용되는 발열 영역의 전환 방식을 예시한다.

본 실시예의 히터(600)는 도 9의 (a) 및 (b)에 예시된 발열 방식을 사용하는 히터이다. 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, A 배선("배선 A")에는 전극 A 내지 C가 접속되어 있고, B 배선("배선 B")에는 전극 D 내지 F가 접속되어 있다. A 배선에 접속된 전극과 B 배선에 접속된 전극은 길이 방향(도 9의 (a)의 좌우 방향)을 따라 간삽(교번적으로 배열)되어 있고, 발열체가 인접한 전극들 사이에 전기적으로 접속되어 있다. 전극과 배선은 유사한 방식으로 형성된 도전체 패턴(도선)이다. 본 실시예에서, 발열체와 전기적으로 접촉하도록 기판의 폭 방향으로 연장하는 리드 배선부를 전극이라 지칭하고, 기판의 길이 방향으로 연장하고 전압이 인가되는 부분을 전극과 접속하는 기능을 수행하는 리드 배선부를 도전 배선(전원 공급 라인)이라 지칭한다. A 배선과 B 배선의 사이에 전압 V가 인가되면, 인접하는 전극의 사이에는 전위차가 발생한다. 결과적으로, 발열체를 통해 전류가 흐르고, 인접하는 발열체 사이의 전류는 서로 반대이다. 이러한 유형의 히터에서, 상술한 방식으로 열이 발생된다. 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, B 배선과 전극 F의 사이에 스위치 등이 제공되며, 스위치가 개방되면, 전극 B와 전극 C는 동일 전위이므로, 그 사이의 발열체에는 전류가 흐르지 않게 된다. 이러한 시스템에서, 길이 방향으로 배열된 발열체는 독립적으로 통전이 이루어지고, 그래서, 일부를 오프 상태로 절환함으로써 발열체의 일부만이 통전될 수 있다. 즉, 이러한 시스템에서, 발열 영역은 배선에 스위치 등을 설치함으로써 변경될 수 있다. 히터(600)에서, 발열체(620)의 발열 영역은 상술한 시스템을 사용하여 변경될 수 있다.

발열체는 통전 시에 전류의 방향에 관계없이 발열하는 줄 열(Joule heat)을 발생시킬 수 있지만, 길이 방향을 따른 방향으로 전류가 흐르도록 발열체와 전극을 배치하는 것이 바람직하다. 이런 배열은 전류의 방향이 길이 방향(도 9의 (a)의 상하방향)에 수직인 폭 방향인 배열에 비해 이하의 관점에서 유리하다. 발열체에 통전해서 주울 발열을 시킬 경우, 발열체는 그 저항에 따른 발열을 행하며, 따라서, 발열체는 저항이 원하는 값이 되도록 전류의 방향에 따라서 치수 및 재질이 선택된다. 발열체를 설치하는 기판의 치수는, 길이 방향에 비하여 폭 방향으로 매우 짧다. 그로 인해, 폭 방향으로 전류를 흘리는 경우, 저저항의 재료를 사용해서 발열체에 원하는 저항값을 제공하는 것이 곤란하다. 한편, 길이 방향으로 전류를 흘리는 경우, 저 저항의 재료를 사용해서 발열체에 원하는 저항값을 갖게 하는 것이 비교적 용이하다. 또한, 발열체가 고저항의 재료로 이루어지는 경우, 통전되는 발열체의 두께 비균일성에 의해 온도 비균일성을 초래할 우려가 있다.

예를 들어, 스크린 인쇄 등에 의해 기판의 길이 방향을 따라서 발열체 재료를 도포하는 경우, 폭 방향으로 약 5%의 두께 비균일성이 초래될 수 있다. 이는 도장 블레이드에 의한 폭 방향의 작은 압력 편차에 기인하여 발열체 재료의 도장 불균일성이 발생하기 때문이다. 따라서, 길이 방향으로 통전하게 발열체와 전극을 배치하는 것이 바람직하다.

길이 방향으로 배열된 발열체에 개별적으로 통전을 행하는 경우, 인접하는 발열체에서 흐르는 전류의 방향이 엇갈리게 되도록 발열체와 전극을 배치하는 것이 바람직하다. 발열체와 전극의 배열에 대하여, 양단에서 전극과 각각 접속된 발열체를 길이방향으로 배열하고 길이 방향으로 전력을 공급하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 이 배열에서는 인접하는 발열체간에 2개의 전극이 제공되어 단락의 우려가 있다. 또한, 필요한 전극의 수가 증가하고, 발열체 사이에 큰 비 발열부가 발생된다. 따라서, 인접하는 발열체 사이에 전극이 공용되도록 발열체와 전극을 배치하는 것이 바람직하다. 이 배열에 의해, 전극간에서의 단락의 우려를 해소하고, 또한, 전극 사이의 공간이 제거될 수 있다.

본 실시예에서, 도 9의 (a)의 A 배선에 상당하는 것이 도 4에 도시된 공통 배선(640)이며, B 배선(도 9의 (a))에 상당하는 것이 대향 배선(650, 660a, 660b)(도 4)이다. 또한, 전극 A 내지 C(도 9의 (a))에 상당하는 것이 제1 전극층(도 4)으로서의 공통 전극(652a 내지 652g)이며, 전극 D 내지 F(도 9의 (a))에 상당하는 것이, 제2 전극층(도 4)으로서의 대향 전극(652a 내지 652d, 662a, 662b)이다. 도 9의 (a)의 발열체에 상당하는 것이 발열체(620a 내지 620l)(도 4)이다. 이후, 공통 전극(642a 내지 642g)을 간단히 전극(642)이라 칭한다. 대향 전극(652a 내지 652d)을 간단히 전극(652)이라 칭한다. 대향 전극(662a, 662b)을 간단히 전극(662)이라 칭한다. 배선(660a, 660b)을 간단히 대향 배선(660)이라 칭한다. 발열체(620a 내지 620l)를 간단히 발열체(620)라 칭한다. 히터(600)의 구성에 대해서 도면을 사용해서 상세하게 설명한다.

도 4 및 도 6에 도시한 바와 같이, 히터(600)는 기판(610)과, 기판(610) 상의 발열체(620)와, 도체의 패턴(배선)과, 발열체(620)와 도체의 패턴(배선)을 덮는 절연 코트층(680)을 구비하고 있다.

기판(610)은 히터(600)의 치수나 구성을 결정하며, 기판(610)의 길이 방향을 따라서 벨트(603)에 접촉가능하다. 기판(610)의 재료는 내열성, 열전도성, 전기 절연성 등이 우수한 알루미나, 질화 알루미늄 등의 세라믹 재료이다. 본 실시예에서는 길이(도 4의 좌우 방향으로 측정됨)가 약 420mm, 폭(도 4의 상하 방향으로 측정됨)이 10mm, 두께가 1mm인 알루미나의 판 부재이다. 알루미나 판 부재는 열 전도성이 30 W/m.K이다.

기판(610)의 이면 상에는, 도전성 후막 페이스트를 사용해서 후막인쇄법(스크린 인쇄법)에 의해 발열체(620)와 도체 패턴(배선)이 제공된다. 본 실시예에서, 도체 패턴에는 저항률이 낮아지도록 은 페이스트가 사용되고, 발열체(620)에는 저항률이 높아지도록 은-팔라듐 합금의 페이스트가 사용되고 있다. 발열체를 형성하기 위한 페이스트로서, 루테늄 산화물의 페이스트 등이 사용될 수도 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 발열체(620)와 도체의 패턴은, 내열성 유리로 이루어지는 절연 코트층(680)에 의해 피복되어 있어, 누설이나 단락으로부터 전기적으로 보호되고 있다. 이 때문에, 본 실시예에서, 인접한 배선 사이의 간격이 좁게 제공될 수 있다. 그러나, 히터(600) 상에 절연 코트층(680)이 반드시 제공되는 것은 아니다. 예로서, 큰 간격을 갖는 인접한 배선을 제공함으로써, 인접한 배선 사이의 단락을 방지하는 것이 가능하다. 그러나, 히터(600)의 크기감소의 견지에서 절연 코트층(680)이 제공되는 구성이 바람직하다.

도 4에 도시한 바와 같이, 기판(610)의 길이 방향에 관한 일 단부측(610a)에서 도체 패턴의 일부로서의 전기 접점(641a, 651a, 661a)이 제공된다. 또한, 기판(610)의 길이 방향에 관한 타 단부측(610b)에서 도체 패턴의 일부로서의 전기 접점(641b, 651b, 661b)이 제공된다. 또한, 기판(610)의 길이 방향에 관한 기판(610)의 중앙부(610c)에서 도체 패턴의 일부로서 발열체(620), 공통 전극(642a 내지 642g) 및 대향 전극(652a 내지 652d, 662a, 662b)이 제공된다. 기판의 일 단부측(610a)과 기판의 타 단부측(610b) 사이에는 중앙 영역(610c)이 존재한다. 폭 방향에 관하여 발열체(620)를 넘어서는 기판(610)의 일 단부측(610d)에는, 도체 패턴의 일부로서의 배선(640)이 설치된다. 폭 방향에 관하여 발열체(620)를 넘어서는 기판(610)의 타 단부측(610e)에는, 도체 패턴의 일부로서의 배선(650, 660)이 설치된다.

발열체(620)(620a 내지 620l)는 급전(통전)에 의해 줄 열을 발생하는 저항체이다. 발열체(620)는 기판(610) 위로 길이 방향으로 연장하는 1개의 발열체이며, 기판(610)의 실질적인 중앙부의 근처의 영역(610c)(도 4)에 배치된다. 발열체(620)의 치수는, 원하는 저항값을 제공하기 위해 1 내지 4mm의 폭(기판(610)의 폭 방향으로 측정) 및 5 내지 20㎛의 두께의 범위 내로 조정된다. 본 실시예의 발열체(620)는 폭이 2mm이고, 두께가 10㎛이다. 발열체(620)의 길이 방향 총 길이는 320mm이며, 이는 A4사이즈(폭 297mm)의 시트 P의 폭에 작용되기에 충분하다.

발열체(620)는 전술한 7개의 공통 전극(642a 내지 642g) 상에 기판(610)의 길이 방향으로 간격을 두고서 배치되어 적층된다. 환언하면, 발열체(620)는 전극(642a 내지 642g)에 의해 길이 방향으로 6개의 구간으로 격리되어 있다. 각 구간의 기판(610)의 길이 방향으로 측정된 길이는 53.3mm이다. 발열체(620)의 각 구간의 중앙부에는 6개의 전극(652, 662)(652a 내지 652d, 662a, 662b) 중 1개가 적층되어 있다. 이렇게 해서, 발열체(620)는 12개의 소 구간으로 분할된다. 12개의 소 구간으로 분할된 발열체(620)는 복수의 발열체(저항체)(620a 내지 620l)로 간주할 수 있다. 달리 말하면, 복수의 발열체(620a 내지 620l)는 인접하는 전극을 서로 전기적으로 접속한다. 기판(610)의 길이 방향으로 측정된 소 구간의 길이는 26.7mm이다. 발열체(620)의 소 구간의 길이 방향 저항값은 120Ω다. 이와 같은 구성에 의해, 발열체(620)는 길이 방향에 관하여 부분적 영역 또는 영역들에서 발열할 수 있다.

발열체(620)의 길이 방향의 저항은 균일하고, 발열체(620a 내지 620l)는 대략 동등한 치수를 갖는다. 그로 인해, 각 발열체(620a 내지 620l)의 저항값은 실질적으로 동등하다. 병렬로 급전되는 경우, 발열체(620)의 발열 분포는 균일하다. 그러나, 발열체(620a 내지 620l)가 실질적으로 동등한 치수 및/또는 실질적으로 동등한 저항률을 가지는 것이 필수적인 것은 아니다. 예를 들어, 발열체(620)의 길이방향 단부에서의 국지적 온도 저하를 방지하도록 발열체(620a와 620l)의 저항값이 조절될 수 있다. 공통 전극(642) 및 대향 전극(652, 662)이 제공되는 발열체(620)의 위치에서, 발열체(620)의 발열은 실질적으로 0이다. 그러나, 기판(610)의 균열 작용이 있기 때문에, 전극의 굵기를 1mm 이하로 억제함으로써, 정착 처리에의 영향은 무시할 수 있는 정도가 된다. 본 실시예에서, 각 전극의 두께는 1mm 이하이다.

공통 전극(642)(642a 내지 642g)은 상술한 도체 패턴의 일부이다. 전극(642)은 발열체(620)의 길이 방향과 직교하는 기판(610)의 폭 방향으로 연장한다. 본 실시예에서, 히터(600) 상에 형성된 도체 패턴 중에서, 기판의 폭 방향으로 연장해서 발열체와 접촉하는 영역이 전극이라 지칭된다. 본 실시예에서 복수의 전극(642)은 발열체(620) 상에 제공되어 적층된다. 전극(642)은 발열체(620)에 접속된 전극 중, 발열체(620)의 길이 방향 일 단부로부터 셀 때 홀수 번째의 전극들이다. 전극(642)은 후술하는 공통 배선(640) 등을 통해 전원(110)의 일 접점(110a)에 접속되어 있다. 본 실시예에서, 공통 전극(642)은 폭이 0.1mm이고, 층 두께가 10㎛이다.

대향 전극(652, 662)은, 상술한 도체 패턴의 일부이다. 대향 전극(652, 662)은 발열체(620)의 길이 방향과 직교하는 기판(610)의 폭 방향으로 연장한다. 각 대향 전극(652, 662)은 발열체(620) 상에 적층되는 복수의 전극을 포함한다. 대향 전극(652, 662)은 발열체(620)에 접속된 전극 중, 상술한 공통 전극(642)이외의 전극이다. 즉, 본 실시예에서, 발열체(620)의 길이 방향 일 단부로부터 셀 때, 짝수 번째 전극들이다. 각 대향 전극(652, 662)은 폭이 0.1mm이고, 층 두께가 10㎛이다.

즉, 공통 전극(642)과 대향 전극(662, 652)은 발열체의 길이 방향으로 교대로 배열된다. 대향 전극(652, 662)은 후술하는 대향 배선(650, 660)을 통해 전원(110)의 다른 접점(110b)에 접속되어 있다.

전극(642) 및 대향 전극(652, 662)은 발열체(620)에 급전을 위한 전극부로서 기능한다. 본 실시예에서, 홀수 번째 전극들이 공통 전극(642)이고, 짝수 번째 전극들이 대향 전극(652, 662)이지만, 히터(600)의 구조는 이러한 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 짝수 번째 전극들이 공통 전극(642)이고, 홀수 번째 전극들이 대향 전극(652, 662)일 수 있다.

또한, 본 실시예에서, 발열체(620)에 접속된 모든 대향 전극 중에 4개가 대향 전극(652)이다. 본 실시예에서, 발열체(620)에 접속된 모든 대향 전극 중에 2개가 대향 전극(662)이다. 그러나, 대향 전극의 배당은 본 실시예에 한정되지 않고, 히터(600)의 발열 폭에 따라서 변경될 수 있다. 예를 들어, 대향 전극(652)이 2개, 대향 전극(662)이 4개일 수 있다.

제1 배선으로서의 배선(640)은 상술한 도체 패턴의 일부이다. 공통 배선(640)은 기판의 일 단부측(610d)에서 기판(610)의 길이 방향을 따라 기판의 양 단부측(일 단부측(610a) 및 타 단부측(610b))을 향해 연장한다. 배선(640)은 발열체(620)(620a 내지 620l)에 순차적으로 접속되는 전극(642)(642a 내지 642g)에 접속되어 있다. 본 실시예에서, 전극을 전기 접점과 접속하는 도체 패턴은 배선이라 지칭된다. 배선(640)은 후술하는 전기 접점(641)(641a, 641b)에 접속되어 있다.

제2 배선으로서의 대향 배선(650)은 상술한 도체 패턴의 일부이다. 대향 배선(650)은 기판의 타 단부측(610e)에서 기판(610)의 길이 방향을 따라서 양 단부측(일 단부측(610a) 및 타 단부측(610b))을 향해 연장한다. 배선(650)은 전극(652)(652a 내지 652d)과 접속되며, 이 전극들은 순차적으로 발열체(620)(620c 내지 620j)와 접속된다. 배선(650)의 단부는 후술하는 전기 접점(651)(651a, 651b)에 접속되어 있다.

제3 배선으로서의 대향 배선(660)(660a, 660b)은 상술한 도체 패턴의 일부이다. 배선(650a)은 기판의 타 단부측(610e)에서 기판(610)의 길이 방향을 따라서 기판(610)의 일 단부측(610a)을 향해 연장한다. 배선(660a)은 발열체(620)(620a, 620b)에 순차적으로 접속되는 전극(662a)에 접속되고 있다. 배선(660a)은 후술하는 전기 접점(661a)에 접속되고 있다. 배선(660b)은 기판(610)의 타 단부측(610e)에서 기판(610)의 길이 방향을 따라서 기판(610)의 타 단부측(610b)으로 연장하고 있다. 배선(660b)은 발열체(620)(620k, 620l)에 순차적으로 접속하는 대향 전극(662b)에 접속되고 있다. 배선(660b)은 후술하는 전기 접점(661b)에 접속되고 있다.

전기 접점(641)(641a, 641b),(651)(651a, 651b),(661)(661a, 661b)은 상술한 도체 패턴의 일부이다. 전기 접점(641a, 651a, 661a)은 발열체(620)에 대하여 기판(610)의 일 단부측(610a)에서 기판(610)의 길이 방향으로 약 4mm의 간격을 두어서 배열되어 설치된다. 전기 접점(641b, 651b, 661b)은 발열체(620)에 대하여 기판(610)의 타 단부측(610b)에서 기판(610)의 길이 방향으로 약 4mm의 간격을 두어서 배열되어 설치된다. 각 전기 접점(641, 651, 661)은 후술하는 통전부로서의 커넥터(700)로부터의 급전을 확실하게 받을 수 있게 2.5mm x 2.5mm 이상의 면적을 갖는 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 각각의 전기 접점(641, 651, 661)은 기판(610)의 길이방향으로 측정된 길이가 약 3mm이고, 기판(610)의 폭 방향으로 측정된 길이가 2.5mm 이상이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 전기 접점(641, 651, 661)이 있는 부위에는 절연 코트층(680)이 설치되어 있지 않아서 전기 접점이 노출된다. 그로 인해, 전기 접점(641, 651, 661)은 커넥터(700)와 전기적으로 접촉하여 그와 전기 접속을 형성할 수 있다.

히터(600)와 커넥터(700) 사이의 접속을 통해 전기 접점(641)과 전기 접점(651)의 사이에 전압이 인가된 경우, 전극(642)(642b 내지 642f)과 전극(652)(652a 내지 652d)의 사이에 전위차가 발생한다. 그로 인해, 발열체(620c, 620d, 620e, 620f, 620g, 620h, 620i, 620j)를 통해, 기판(610)의 길이 방향을 따라 전류가 흐르며, 인접한 발열체를 통한 전류의 방향은 서로 실질적으로 반대이다. 제1 발열 영역으로서 발열체(620c, 620d, 620e, 620f, 620g, 620h, 620i)가 각각 발열한다.

히터(600)와 커넥터(700) 사이의 접속을 통해, 전기 접점(641)과 전기 접점(661a)의 사이에 전압이 인가된 경우, 전극(642a 내지 642b)과 대향 전극(662a)의 사이에 전위차가 발생한다. 그로 인해, 발열체(620a, 620b)를 통해, 기판(610)의 길이 방향을 따라 전류가 흐르며, 인접한 발열체를 통한 전류의 방향은 서로 반대이다. 제1 발열 영역에 인접한 제2 발열 영역으로서 발열체(620a, 620b)가 발열한다.

히터(600)와 커넥터(700) 사이의 접속을 통해, 전기 접점(641)과 전기 접점(661b)의 사이에 전압이 인가된 경우, 공통 전극(642f 및 642g)과 전극(662b)의 사이에 전위차가 발생한다. 그로 인해, 발열체(620k, 620l)를 통해, 기판(610)의 길이 방향을 따라 전류가 흐르며, 인접하는 발열체를 통한 전류의 방향은 서로 반대이다. 이에 의해, 제1 발열 영역에 인접한 제3 발열 영역으로서 발열체(620k, 620l)가 발열한다.

이러한 방식으로, 히터(600) 상에서, 발열체(620)의 일부에 선택적으로 통전할 수 있다.

[커넥터]

정착 장치(40)에 사용되는 커넥터(700)에 대해서 상세하게 설명한다. 도 7은 콘택트 단자(710)에 대해서 설명하는 설명도이다. 도 8은 히터(600)에의 커넥터(700)의 설치 방법에 대해서 설명하는 설명도이다. 본 실시예의 커넥터(700a 및 700b)는 콘택트 단자(710a, 710b, 720a, 720b, 730a, 730b)를 포함하고 있다. 커넥터(700)는 히터(600)에 설치됨으로써 히터(600)에 전기적으로 접속된다. 커넥터(700a)는 전기 접점(641a)과 전기적으로 접속가능한 콘택트 단자(710a)와, 전기 접점(661a)과 전기적으로 접속가능한 콘택트 단자(720a)와, 전기 접점(651a)과 전기적으로 접속가능한 콘택트 단자(730a)를 포함하고 있다. 커넥터(700b)는 전기 접점(641b)과 전기적으로 접속가능한 단자(710b)와, 전기 접점(661b)과 전기적으로 접속가능한 콘택트 단자(720b)와, 전기 접점(651b)과 전기적으로 접속가능한 단자(730b)를 포함하고 있다. 각 커넥터(700a, 700b)가 히터(600)의 표면과 이면을 사이에 개재하여 히터(600)에 설치됨으로써, 콘택트 단자가 전기 접점에 각각 전기적으로 접속된다. 상술한 구조를 갖는 본 실시예의 정착 장치(40)에서, 어떠한 납땜 등도 커넥터와 전기 접점 사이의 전기 접속을 위해 사용되지 않는다. 따라서, 정착 처리 작업 동안 온도가 상승하는 커넥터(700)와 히터(600) 사이의 전기 접속이 높은 신뢰도로 달성 및 유지될 수 있다. 본 실시예의 정착 장치(40)에서, 커넥터(700)는 히터(600)에 대해 탈착가능하게 장착될 수 있으며, 따라서, 벨트(603) 및/또는 히터(600)는 어려움 없이 교체될 수있다. 커넥터(700)의 구조를 더 상세히 설명한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 금속 콘택트 단자(710a, 720a, 730a)를 구비하는 커넥터(700a)가 기판(610)의 일 단부측(610a)에서 폭 방향 단부로부터 히터(600)에 장착된다. 금속 콘택트 단자(710b, 720b, 730b)를 구비한 커넥터(700b)는 기판(610)의 타 단부측(610b)에서 폭 방향 단부로부터 히터(600)에 설치된다.

단자(710, 720, 730)는 단자(710a)를 예로 들어 설명된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 단자(710a)는 후술될 스위치(SW643)에 전기 접점(641a)을 전기적으로 접속하도록 기능한다. 단자(710a)는 전기 접점(641)에 대한 접촉을 위해 전기 접점(711a)과 스위치(SW643) 사이의 전기 접속을 위한 케이블(712a)을 구비한다. 커넥터(700a)는 콘택트 단자(710b, 720b, 730b)를 일체로 유지하는 하우징(750a)을 포함하고 있다. 커넥터(700b)는 콘택트 단자(710a, 720a, 730a)를 일체로 유지하는 하우징(750b)을 포함하고 있다. 단자(710a)는 채널형 구성을 가지며, 도 7에 화살표로 표시된 방향으로의 이동에 의해, 히터(600)를 수용할 수 있다. 전기 접점(641a)과 접촉하는 커넥터(700a)의 부분은 전기 접점(641a)과 접촉하는 전기 접점(711a)을 구비하며, 이에 의해, 콘택트 단자(710a)와 전기 접점(641a) 사이에 전기 접속이 형성된다. 전기 접점(711a)은 판 스프링 특성을 가지며, 따라서, 전기 접점(641a)에 대해 가압하면서 그와 접촉한다. 따라서, 점점(710)은 전방 측부와 후방 측부 사이에서 히터(600)를 개재하여 히터(600)의 위치를 고정한다.

유사하게, 단자(710b)는 후술하는 스위치(SW643)와 전기 접점(641b)을 접촉시키도록 기능한다. 단자(710b)는 스위치(SW643)에 대한 접속을 위한 케이블(712b)과 전기 접점(641b)에 대한 접속을 위한 전기 접점(711b)을 구비한다.

유사하게, 단자(720)(720a, 720b)는 후술하는 스위치(SW663)와 전기 접점(661)(661a, 661b)을 접촉시키도록 기능한다. 단자(720)(720a, 720b)는 스위치(SW663)에 대한 접속을 위한 케이블(722a, 722b)과 전기 접점(661a, 661b)에 대한 접속을 위한 전기 접점(721a, 721b)을 구비한다.

유사하게, 단자(730)(730a, 730b)는 후술하는 스위치(SW653)와 전기 접점(651)(651a, 651b)을 접촉시키도록 기능한다. 단자(730)(730a, 730b)는 스위치(SW653)에 대한 접속을 위한 케이블(732a, 732b)과 전기 접점(651a, 651b)에 대한 접속을 위한 전기 접점(731a, 731b)을 구비한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 금속제의 금속 콘택트 단자(710a, 720a, 730a)는 수지 재료로 이루어진 하우징(750a) 상에 일체로 지지된다. 단자(710a, 720a, 730a)는 커넥터(700a)가 히터(600)에 장착될 때 전기 접점(641a, 661a, 651a) 각각과 접속되도록 인접한 것들 사이에 간격을 두고 하우징(750a) 내에 설치된다. 인접한 콘택트 단자 사이에는, 인접한 콘택트 단자 사이의 전기적 절연을 위해 격벽이 제공된다.

또한, 금속제의 금속 콘택트 단자(710b, 720b, 730b)는 수지 재료로 이루어진 하우징(750b)에 일체로 지지된다. 단자(710b, 720b, 730b)는 커넥터(700b)가 히터(600)에 장착될 때에 전기 접점(641b, 661b, 651b) 각각과 접속하도록 하우징(750b) 내에서 인접하는 것들 사이에 간격을 두고서 설치된다. 인접하는 콘택트 단자 사이에는, 인접하는 콘택트 단자 사이의 전기적인 절연을 위해서 격벽이 제공된다.

본 실시예에서, 커넥터(700)는 기판(610)의 폭 방향으로 장착되지만, 이러한 장착 방법은 본 발명을 한정하지 않는다. 예로서, 구조는 커넥터(700)가 기판의 길이 방향으로 장착되도록 이루어질 수 있다.

[히터에 대한 급전]

히터(600)에 대한 급전 방법에 대해서 설명한다. 본 실시예의 정착 장치(40)는 시트 P의 폭 사이즈에 따라서 히터(600)로의 급전을 제어함으로써, 히터(600)의 발열 영역의 폭 사이즈를 변경가능하다. 이러한 구조에서, 열이 시트 P에 효율적으로 공급될 수 있다. 본 실시예의 정착 장치(40)에서, 정착 장치(40)의 중심과 시트 P의 중심이 정렬된 상태로 시트 P가 급송되며, 따라서, 발열 영역도 중앙부로부터 연장한다. 히터(600)로의 급전에 대해서 도면과 연계하여 상세하게 설명한다.

전원(110)은 히터(600)에 전력을 공급하기 위한 회로이다. 본 실시예의 전원(110)은 실효값(단상 교류)이 100V인 상용 전원(교류 전원)과 관련되어 사용되는 교류 회로이다. 본 실시예의 전원(110)은 다른 전위를 갖는 전원 접점(110a)과 전원 접점(110b)을 구비하고 있다. 히터(600)에 전력을 공급하는 기능을 갖고 있으면, 전원(110)은 직류 전원이어도 된다.

도 5에 도시한 바와 같이, 제어 회로(100)는 스위치(SW643), 스위치(SW653), 스위치(SW663)를 제어하기 위해서 스위치(SW643), 스위치(SW653), 스위치(SW663)에 각각 전기적으로 접속되어 있다.

스위치(SW643)는 전원 접점(110a)과 전기 접점(641)의 사이에 설치된 스위치(릴레이)이다. 스위치(SW643)는 제어 회로(100)로부터의 지시에 따라, 전원 접점(110a)과 전기 접점(641) 사이를 접속하거나 접속해제한다. 스위치(SW653)는 전원 접점(110b)과, 전기 접점(651)의 사이에 설치된 스위치이다. 스위치(SW653)는 제어 회로(100)로부터의 지시에 따라, 전원 접점(110b)과 전기 접점(651) 사이를 접속하거나 접속해제한다. 스위치(SW663)는 전원 접점(110b)과, 전기 접점(661)(661a, 661b)의 사이에 설치된 스위치이다. 스위치(SW663)는 제어 회로(100)로부터의 지시에 따라, 전원 접점(110b)과 전기 접점(661)(661a, 661b) 사이를 접속하거나 접속해제한다.

제어 회로(100)가 작업의 실행 지시를 수신할 때, 제어 회로(100)는 정착 처리에 사용되는 시트 P의 폭 사이즈 정보를 취득한다. 시트 P의 폭 사이즈 정보에 따라서, 스위치(SW643), 스위치(SW653), 스위치(SW663)의 온/오프 조합이 제어되어 발열체(620)의 발열 폭이, 시트 P를 가열 처리하기에 적합한 발열 폭이 되게 한다. 이때, 제어 회로(100), 전원(110), 스위치(SW643), 스위치(SW653), 스위치(SW663) 및 커넥터(700)는 히터(600)에 급전하는 급전 수단(통전부)으로서 기능한다.

시트 P가 대사이즈(도입가능한 최대 폭 사이즈)인 경우, 즉, A3 사이즈 시트가 길이방향으로 급송되거나 A4 사이즈가 가로배향 형태로 급송되는 경우, 시트 P의 폭 사이즈는 297mm이 된다. 그로 인해, 제어 회로(100)는 발열체(620)의 발열 폭 B(도 5)를 제공하도록 급전을 제어한다. 이를 위해, 제어 회로(100)는 스위치(SW643), 스위치(SW653) 및 스위치(SW663) 모두를 온 상태가 되게 한다. 그 결과, 히터(600)에는 전기 접점(641, 661a, 661b, 651)을 통해 전력이 공급되고, 그래서 발열체(620)의 12개 소구간 모두가 발열한다. 이때, 히터(600)는 297mm의 시트 P에 맞도록 320mm의 영역에 걸쳐 균일하게 발열한다.

시트 P의 사이즈가 소사이즈(사전결정된 폭만큼 최대 폭보다 좁은 폭 사이즈)인 경우, 즉, A4 사이즈 시트가 길이방향으로 급송되거나 A5 사이즈 시트가 가로배향 형태로 급송되는 경우, 시트 P의 폭은 210mm이 된다. 따라서, 제어 회로(100)는 발열체(620)의 발열 폭 A(도 5)를 제공한다. 따라서, 제어 회로(100)는 스위치(SW643), 스위치(SW653)를 온 상태로 하고, 스위치(SW663)를 오프 상태로 한다. 그 결과, 히터(600)에는 전기 접점(641, 651)을 통해 급전이 행하여져, 12개 발열체(620) 중 8개의 소 구간만이 발열한다. 이때, 히터(600)는 210mm의 시트 P에 맞도록 213mm영역에 걸쳐 균일하게 발열한다.

[발열체와 전극의 배치]

발열체(620)와 전극(642, 652, 662)의 배치 관계에 대해서 설명한다. 도 10은 발열체와 도체 패턴 사이에 인쇄 시에 어긋남이 발생한 비교예의 히터의 기판 상의 상태를 부분적으로 도시하는 개략도이다. 도 11에서, (a) 및 (b)는 본 실시예의 히터의 기판 상의 상태를 부분적으로 도시하는 개략도이다. 도 12에서, (a) 내지 (c)는 각각 인쇄 공정을 설명하는 개략도이며, (a)는 발열체의 인쇄 공정을 나타내고, (b)는 도체 패턴의 인쇄 공정을 도시하며, (c)는 코트층의 인쇄 공정을 도시한다. 도 13에서, (a) 내지 (c)는 인쇄에 이용되는 판의 구조를 각각 도시하는 개략도이며, (a)는 발열체의 인쇄에 사용하는 판의 구성을 도시하고, (b)는 도체 패턴의 인쇄에 사용하는 판의 구성을 도시하며, (c)는 코트층의 인쇄에 사용하는 판의 구성을 도시한다.

본 실시예의 히터(600)에서는, 도 9를 사용해서 전술한 바와 같이, 기판의 길이 방향으로 연장하는 발열체에 대하여, 기판의 폭 방향을 종단하도록 각각 설치한 전극으로부터 전력(에너지)의 공급을 행하고 있다. 여기서, 전극의 저항률은 발열체의 저항률보다도 충분히 낮기 때문에, 기판의 폭 방향을 따라 연장하는 전극에 전류가 먼저 흐르고, 그 후에 인접하는 전극 사이에 위치하는 발열체를 횡단하도록 발열체에 전류가 흐른다. 이와 같은 구성에 의해, 히터(600)는 발열체의 폭 방향의 전역에 균일하게 급전을 할 수 있다. 그러나, 기판의 폭 방향을 따라 연장하는 전극이 발열체를 확실하게 종단하지 않는 경우, 발열체가 발열 불량을 일으킬 우려가 있다. 도 10은 발열체와 전극의 인쇄 위치가 정규의 위치로부터 어긋난 비교예의 히터의 상태를 나타낸다. 비교예에서는, 발열체의 인쇄 위치가 정규의 위치로부터 기판의 폭 방향의 일 단부측(도 10에서 상측 방향)으로 어긋나 있다. 또한, 전극 및 배선의 인쇄 위치가 정규의 위치로부터 기판의 폭 방향의 타 단부측(도 10에서 하측 방향)으로 어긋나 있다. 그로 인해, 전극(662a, 652a)은 발열체의 폭 방향에 대하여 발열체의 중간 위치까지만 도달하고 있다. 즉, 발열체의 폭 방향에 대한 폭 Y보다 전극(662a)의 길이 X가 더 짧다. 이 경우, 발열체에는 도 10의 화살표로 나타난 것과 같이 전류가 흐르게 되어, 발열체에 부분적으로 전류가 흐르기 어려운 통전 불량부가 발열체에 발생한다. 그리고, 이 통전 불량부가 발열체의 부분적인 온도 저하를 초래하여, 온도 불균일의 원인이 된다.

이 비교예에서는, 발열체의 폭 Y 중에서 폭 (Y-X)에 대응하는 부분만이 발열체로서 기능한다. 즉, 이 발열체에 대해서는, 정상적으로 기능하는 폭이 정규의 폭보다 작다.

여기서, 발열체의 저항값은, (저항값)=(체적 저항률)×(길이)/(폭)에 의해 산출된다. 그로 인해, 비교예와 같이, 정상적으로 기능하는 폭이 감소한 발열체는 그 저항은 증가하게 된다. 즉, 이 발열체는 투입되는 전력에 대하여 저항값이 증가하기 때문에, 관련된 구간 내의 발열량이 저하된다. 따라서, 발열량이 저하함으로써, 화상 상에 부분적인 정착 불량이 발생할 수 있다.

상술한 바와 같이 발열체와 전극의 위치 관계에 어긋남이 발생하는 원인으로서는, 스크린 인쇄의 정밀도 상의 오차를 들 수 있다. 따라서, 본 실시예의 히터는 스크린 인쇄의 정밀도 상의 오차에 의하지 않고 전극이 발열체를 확실하게 종단하는 구성으로 된다. 즉, 본 실시예에서는, 히터에서, 전극의 단부(단자)가 발열체의 폭 방향 단부로부터 돌출되도록 기판 상에 발열체와 전극을 인쇄하고 있다. 이하, 도면을 사용해서 상세하게 설명한다.

도 12의 (a) 내지 (c)를 참조하여 본 실시예에서의 후막 인쇄법(스크린 인쇄법)을 사용한 세라믹 히터의 제조 수순을 설명한다.

히터의 제조 공정(스텝)에서는, 먼저, 도 12의 (a)에 도시한 바와 같이, 기판(610) 위에 발열체(620)를 형성한다(스텝 a). 구체적으로는, 기판(610)과 발열체 인쇄용의 판(메쉬 판, 메탈 마스크 판)의 위치 정렬을 서로 행한 뒤에, 판을 사이에 두고 기판(610) 상에 은- 팔라듐 합금의 페이스트를 도포한다. 이 판에는 발열체의 치수에 따른 통과 구멍이 설치되어 있고, 페이스트가 이 통과 구멍을 통과함으로써 기판(610) 상에는 원하는 치수의 발열체(620)가 인쇄된다. 그 후, 발열체(620)를 배치한 기판(610)은 고온에서 소성된다.

이어서, 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 발열체(620)가 형성된 기판(610) 상에 은 페이스트의 도체 패턴(전극, 배선)을 형성한다(스텝 b). 구체적으로는, 기판(610)과 배선 인쇄용의 판의 위치 정렬을 행한 뒤에, 판을 사이에 두고 기판(610) 상에 은 페이스트를 도포한다. 이 판에는 전극(642, 652, 662), 배선(640, 650, 660), 전기 접점(641, 651, 661)의 치수에 따른 통과 구멍이 설치되어 있고, 페이스트가 이들 통과 구멍을 통과함으로써 기판 상에는 원하는 도체 패턴이 인쇄된다. 즉, 전극(642, 652, 662)이 각각 복수 인쇄된다. 그 후, 발열체(620) 및 도체 패턴이 배치된 기판(610)은 고온에서 소성된다.

이어서, 도 12의 (c)에 도시한 바와 같이, 도체 패턴 및 발열체가 배치된 기판(610) 상에 전기적, 기계적, 화학적 보호를 행하기 위한 절연 코트층(680)을 형성한다(스텝 c). 구체적으로는, 기판(610)과 유리(코트층) 인쇄용의 판의 위치 정렬을 행한 후에, 판을 사이에 두고 기판(610)에 유리 페이스트를 도포한다. 이 판에는 전기 접점(641, 651, 661)을 제외한 부분에 대응하는 통과 구멍이 설치되어 있고, 페이스트가 이들 통과 구멍을 통과함으로써, 기판 상에는 원하는 코트층이 인쇄된다. 그 후, 발열체(620), 도체 패턴 및 코트층을 배치한 기판(610)은 고온에서 소성된다.

본 실시예에서는, 기판(610) 상에 발열체(620)를 형성한 뒤, 발열체(620) 상에 전극(642, 652, 662)을 형성하고 있지만, 히터의 제조 방법은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 기판의 길이 방향에서 간격을 두어서 배열되는 전극(642, 652, 662)을 형성한 후에, 전극 상에 발열체(620)를 형성해도 된다. 즉, 발열층 상에 전극층을 적층해도 되고, 전극층 상에 발열층을 적층해도 된다. 즉, 발열층에 급전할 수 있도록 발열층과 전극층이 서로 적층하는 관계, 즉 상호 중첩 위치 관계를 충족하기만 하면 된다.

그런데, 본 실시예와 같이, 발열체와 도체 패턴을 다른 판을 사용해서 다른 공정에서 스크린 인쇄하는 경우, 다음과 같은 과제가 발생할 수 있다. 즉, 기판(610)과 각 판의 위치 정렬의 정밀도에 따라서 발열체와 전극의 위치 관계에 어긋남을 발생할 수 있다는 과제이다.

본 실시예에서는, 발열체 인쇄용의 판과 기판(610)의 위치 정렬의 정밀도는 ±50㎛이며, 배선 인쇄용의 판과 기판(610)의 위치 정렬 정밀도는 ±50㎛이다. 그로 인해, 발열체(620)와 전극의 위치 관계는 최대로 100㎛의 어긋남을 발생시킬 수 있다. 본 발명자에 의한 검증에 따르면, 본 실시예의 히터(600)를 제조하는 경우, 90%의 히터(600)가 50㎛ 미만의 어긋남을 발생시키고, 10%의 히터(600)가 50μｍ 이상의 어긋남을 발생시켰다. 발열체(620)와 전극의 사이에 50μｍ 이상의 어긋남을 발생시키고 있는 히터(600)는 육안에 의한 검사가 용이하다. 그로 인해, 히터(600)는 50㎛ 미만의 발열체와 전극의 어긋남을 허용하도록 구성되는 것이 바람직하고, 100㎛ 미만의 어긋남을 허용하도록 구성되는 것이 보다 바람직하다.

따라서, 본 실시예에서는, 스크린 인쇄의 정밀도 상의 오차에 의하지 않고, 각 전극이 발열체를 확실하게 종단할 수 있도록, 기판의 폭 방향에서 발열체로부터 전극의 단부가 돌출되도록 전극과 발열체의 인쇄를 행하고 있다. 즉, 전극(642)의 단부가 발열체(620)로부터 기판의 타 단부측(610e)으로 돌출되도록 인쇄를 행하고 있다. 또한, 전극(652, 662)의 단부가 발열체로부터 기판의 일 단부측(610d)을 향해 돌출되도록 인쇄를 행하고 있다. 이와 같은 구성을 채용함으로써, 각 전극이 발열체(620)를 확실하게 종단하기 때문에, 발열체(620)의 각각의 부분에의 전력 공급이 안정화된다. 상세는 다음과 같다.

대향 전극(652, 662)의 일부는 발열체(620)로부터 기판의 일 단부측(610d)을 향해 돌출되도록 인쇄된다. 여기서 전극(652, 662)의 돌출 부분의 자유 단부를 간단하게 단부라고 칭한다. 도 11의 (a)에 도시한 바와 같이, 대향 전극(662a)는 발열체(620)로부터 단부가 돌출되고 있고, 그 돌출 길이는 gapD이다. gapD는, 제조 상의 인쇄 어긋남 등에 의하지 않고, 전극이 발열체를 확실하게 종단할 수 있는 간격이다. 히터(600)를 안정적으로 제조하기 위해서는, gapD의 목표값을 50㎛ 이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 히터(600)를 보다 안정적으로 제조하기 위해서는 gapD의 목표값을 100㎛ 이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 그리고, gapD를 목표값으로 사용해서 제조된 히터(600)에 대하여, 실제로 대향 전극(662a)의 단부가 발열체(620)로부터 돌출되어 있는 것인지 여부를 검사하면 된다. 검사의 기준으로서는, 대향 전극(662a)의 발열체(620)로부터의 돌출 길이가 대향 전극(662a)의 층 두께(본 실시예에서는 10㎛) 이상인 것을 확인하면 된다. 대향 전극(662a)의 돌출 길이가 불필요하게 길면, 기판(610)의 폭 방향의 길이가 확대하여, 히터(600)의 비용 상승을 초래할 우려가 있다. 그로 인해, 대향 전극(662a)의 발열체(620)로부터의 돌출 길이는 너무 길지 않는 것이 바람직하다. 대향 전극(662a)의 돌출 부분은 대향 전극(662a)의 발열체(620)와의 접촉 길이의 부족을 보충하는 것을 목적으로 하고 있다. 그로 인해, 대향 전극(662a)의 돌출 부분의 길이는 발열체(620)의 폭 방향의 길이와 동일한 길이이면 충분하다고 생각된다. 따라서, 대향 전극(662a)의 돌출 길이는 발열체(620)의 폭 방향의 너비 Y보다 짧은 것이 바람직하다. 즉, gapD는 발열체(620)의 폭 방향의 너비 Y 미만(본 실시예에서는 2000㎛ 미만)인 것이 바람직하다. 이상의 gapD의 설명에서는 대향 전극(662a)을 예시했지만, 모든 대향 전극(652, 662)의 돌출 길이 gapD로서 마찬가지의 목표값을 설정하는 것이 바람직하다.

공통 전극(642)의 일부는 발열체(620)로부터 기판의 타 단부측(610e)으로 돌출되도록 인쇄된다. 여기서 전극(642)의 돌출 부분의 자유 단부를 간단히 단부라고 칭한다. 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 공통 전극(642a)은 발열체(620)로부터 단부가 돌출되고 있고, 그 돌출 길이는 gapB이다. gapB는 제조 상의 인쇄 어긋남 등에 의하지 않고 전극이 발열체를 확실하게 종단할 수 있는 간격이다. 히터(600)를 안정적으로 제조하기 위해서는, gapB의 목표값을 50㎛ 이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 히터(600)를 보다 안정적으로 제조하기 위해서는 gapB의 목표값을 100㎛ 이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 그리고, 이러한 gapB를 목표값으로 사용해서 제조된 히터(600)에 대하여, 실제로 공통 전극(642a)의 단부가 발열체(620)로부터 돌출되는가 아닌가를 검사하면 된다. 검사의 기준으로서는, 공통 전극(642a)의 발열체(620)로부터의 돌출 길이가 공통 전극(642a)의 층 두께(본 실시예에서는 10㎛) 이상인 것을 확인하면 된다. 공통 전극(642a)의 돌출 길이가 불필요하게 길면, 기판(610)의 폭 방향의 길이가 확대되어, 히터(600)의 비용 상승을 초래할 우려가 있다. 그로 인해, 공통 전극(642a)의 발열체(620)로부터의 돌출 길이는 너무 길지 않는 것이 바람직하다. 공통 전극(642a)의 돌출 부분은 공통 전극(642a)의 발열체(620)와의 접촉 길이의 부족을 보충하는 것을 목적으로 하여 사용되고 있다. 그로 인해, 공통 전극(642a)의 돌출 부분의 길이는 최대 발열체(620)의 폭 방향의 길이와 동일한 길이이면 충분하다고 생각된다. 따라서, 공통 전극(642a)의 돌출 길이는 발열체(620)의 폭 방향의 너비 Y보다 짧은 것이 바람직하다. 즉, gapB는 발열체(620)의 폭 방향의 너비 Y 미만(본 실시예에서는 2000㎛ 미만)인 것이 바람직하다.

이상의 gapB의 설명에서는 공통 전극(642a)을 예시했지만, 모든 공통 전극(642)의 돌출 길이 gapB와 마찬가지의 목표값을 설정하는 것이 바람직하다.

이상의 설명으로부터, 발열체(620)와 전극의 사이에 다음 관계가 성립된다. 즉, 도 11에 도시한 바와 같이, 기판의 폭 방향에 대하여, 전극(642a)의 자유 단부와 전극(662a)의 자유 단부의 사이의 거리 Z는 발열체 폭 Y보다 크다. 이것은, 발열체를 인쇄하기 위한 판과 전극을 인쇄하기 위한 판의 관계에 대해서도 마찬가지라고 할 수 있다. 즉, 도 13에 도시한 바와 같이, 배선 인쇄용의 판의 통과부에서, 대향 전극(652, 662)의 자유 단부에 대응한 위치와 공통 전극(642)의 자유 단부에 대응한 위치의 사이의 폭 방향의 거리를 Z2로 간주한다. 이때, 거리 Z2는 발열체 인쇄용의 판의 통과부의 폭 방향의 길이 Y2보다 길다.

공통 전극(642)과 전기 접점(641a)에 접속하는 공통 배선(640)은, 기판(610)의 길이 방향을 따라서 연장하고 있다. 대향 전극(652)과 전기 접점(651a, 651b)에 접속하는 대향 배선(650)은, 기판(610)의 길이 방향을 따라서 연장하고 있다. 대향 전극(662a)과 전기 접점(661a)에 접속하는 대향 배선(660)은, 기판(610)의 길이 방향을 따라서 연장하고 있다. 즉, 기판(610)의 중앙 영역(610c)에서, 배선(640, 650, 660)과 발열체(620)는 실질적으로 서로 평행하게 배치된다. 또한, "실질적으로 평행"이란 용어는, 완전히 평행한 상태 외에, 배선 형성의 정밀도 상의 오차를 허용하는 범위 내에서 평행한 상태인 것을 가리킨다.

본 실시예에서는, 기판(610)의 일 단부측(610d)에서, 공통 배선(640)은 대향 전극(예를 들어, 전극(662a))으로부터 기판(610)의 폭 방향에 대하여 약 400㎛ 떨어진 위치에 설치된다. 즉, 공통 배선(640)과 대향 전극의 사이에는 폭이 약 400㎛인 gapA가 설치된다. gapA는 공통 전극(640)과 대향 전극의 사이를 확실하게 절연하는 위한 간격(폭)이며, 절연 코트층(680)이 설치되어 있을 때 최솟값이 약 400㎛가 되도록 설계된다. 공통 배선(640)과 대향 전극(예를 들어, 전극(662a))은 다른 전원 단자(110a, 110b)에도 접속되기 때문에, 적어도 300㎛의 간격이 필요하나, 본 실시예에서는 gapA의 값은 안전값이다. 그로 인해, 전술한 대향 전극(662a)와 공통 배선(640)의 각각의 간격이 약 400㎛일 것이 요구될 뿐만 아니라, 모든 대향 전극(652, 662)과 배선(640)의 각각의 간격이 약 400㎛인 것이 바람직하다.

본 실시예에서는, 대향 배선(660a, 660b)은 각각, 공통 전극(642a, 642g)으로부터 기판(610)의 폭 방향에 대하여 약 400㎛ 떨어진 위치에 설치된다. 즉, 공통 전극(642)과 대향 배선(660)의 사이에는 폭이 약 400㎛인 gapC가 설치된다. gapC는 대향 배선(660)과 공통 전극(예를 들어, 642a)의 사이를 확실하게 절연하는 위한 간격(폭)이며, 절연 코트층(680)이 설치되어 있을 때 최솟값이 약 400㎛가 되도록 설계된다. 대향 배선(660)과 공통 전극(예를 들어, 642a)은 다른 전원 단자(110a, 110b)에 접속되기 때문에, 적어도 300㎛의 간격이 필요하나, 본 실시예에서는 gapC의 값은 안전값이다. gapC로서, 전술한 공통 전극(642a)과 대향 배선(660a)의 간격이 약 400㎛일 것이 요구될 뿐만 아니라, 공통 전극(642g)과 대향 배선(660b)의 간격 또한 약 400㎛인 것이 바람직하다. 또한, 각 공통 전극(642)과 대향 배선(650) 간의 간격은 400μｍ 이상인 것이 바람직하다.

여기서, 전극(642a)의, 배선(640)과 발열체(620)의 사이의 길이는, (gapA)+(gapD)와 동일하며, 따라서, gapD보다 크다. 전극(662a)의, 배선(660)과 발열체(620)의 사이의 길이는, (gapB)+(gapE)와 동일하며, 따라서 gapB보다 크다. 전극(652a)의, 배선(650)과 발열체(620)의 사이의 길이는, (gapB)+(gapE)보다 크고, 따라서 gapB보다 크다.

본 실시예에서는, 대향 배선(650)은 대향 배선(660a, 660b)으로부터 기판(610)의 폭 방향에 대하여 약 100㎛ 떨어진 위치에 설치된다. 즉, 대향 배선(650)과 각 대향 배선(660a, 660b)의 사이에는 폭이 약 100㎛인 gapE가 설치된다. gapE는 개별적인 대향 배선(660, 650)으로서 배치될 배선의 형성의 정밀도의 관점에서 발생하는 간격이다. 대향 배선(660, 650)은 같은 전원 단자 측에 접속되기 때문에, gapE의 값을 작은 값으로 설정할 수 있다. gapE를 작게 한 것에 대응하여 기판(610)의 폭 방향의 길이를 작게 할 수 있다.

이상으로부터, 전극(642)에 요구되는 길이는 다음과 같다. 즉, 전극(642)의 길이는 (gapB)+(Y)+(gapD)+(gapA)이며, 본 실시예에서는 2500㎛이다. 따라서, 기판의 폭 방향에서, 발열체(620)의 폭이 2mm인 것에 비해, 전극(642a)의 길이가 2500㎛이다. 마찬가지로, 전극(662)의 길이는 2500㎛이며, 전극(652)의 길이는 2700㎛이다. 이들 길이는, 전극의 단부를 발열체로부터 돌출시키지 않을 경우와 비교해서 100㎛ 길다. 이것은, 발열체(620)를 인쇄하기 위한 판과 전극을 인쇄하기 위한 판에 대해서도 마찬가지로 성립한다. 즉, 발열체 인쇄용의 판에서, 발열체(620)에 대응한 통과부의 폭 방향의 길이는 2000㎛이다. 또한, 배선 인쇄용의 판에서, 각 전극(642, 662)에 대응한 통과부의 길이는 2500㎛이며, 전극(652)에 대응한 통과부의 길이는 2700㎛이다.

상술한 바와 같이, 본 실시예와 같은 배선 방법에서는, 공통 전극(642) 및 대향 전극(652, 662) 각각이 발열체(620)를 확실하게 횡단할 수 있다. 즉, (gapB)>0((gapD)>0)의 관계가 충족되고, 이에 의해 인쇄 어긋남 등의 제조 상의 오차에 의하지 않고 원하는 저항 분포를 갖는 히터를 안정적으로 공급할 수 있다.

또한, 본 실시예와 같이, 발열체(620) 상에 전극을 형성하는 경우에는 다음과 같은 이점이 있다. 즉, 도 11의 (a)의 A-A 선을 따라 취해진 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 발열체(620)의 폭 방향 측면과 상면에 접촉하도록 전극을 형성할 수 있다. 즉, 발열체와 전극의 접촉 면적이 커서 안정된 통전이 가능하다. 발열체의 폭 방향에서 각 전극과 발열체의 접촉 방식이, 폭 방향에서 인접하는 전극의 접촉 방식과 대칭이 되기 때문에, 발열체에의 통전의 불균일이 억제되고 있다. 이때, 각 전극의 돌출 부분은 적어도 전극 층 두께에 대응하는 양만큼(본 실시예에서는 10㎛) 발열체(620)로부터 폭 방향으로 돌출된다.

본 실시예에서는, 기판의 폭 방향에서의 인쇄의 어긋남에 관한 과제를 설명했지만, 기판의 길이 방향에서의 어긋남을 해소하도록 인쇄 방식의 고안을 해도 된다. 예를 들어, 발열체의 길이 방향의 길이가 320mm±100㎛가 되도록 인쇄하여, 전극(642a, 642g)의 길이 방향의 단부가 발열체(620)의 길이 방향에서 외측에 위치하게 해도 된다. 이러한 구성을 가지는 히터(600)를 채용함으로써, 스크린 인쇄의 정밀도에 의하지 않고, 발열체의 길이 방향의 단부에서의 통전 불량을 방지할 수 있다.

(기타의 실시예)

본 발명은 상술한 실시예의 특정 치수에 한정되지 않는다. 치수는 상황에 따라 본 기술 분야의 숙련자에 의해 적절히 변경될 수 있다. 이러한 실시예들은 본 발명의 개념 내에서 변경될 수 있다.

히터(600)의 발열 영역은 시트 P가 그 중심이 정착 장치(40)의 중심에 정렬된 상태로 반송되는 것을 기준으로하는 상술한 예에 한정되지 않으며, 시트 P는 정착 장치(40)의 다른 시트 반송 기준으로 공급될 수도 있다. 그로 인해 예를 들어, 시트 반송 기준이 단부(-선) 반송 기준인 경우, 히터(600)의 발열 영역은 그 일 단부가 정착 장치의 단부와 정렬된 상태로 시트가 공급되는 경우에 맞도록 변경될 수 있다. 구체적으로는, 발열 영역 A에 대응하는 발열체가 발열체(620c 내지 620j)가 아니고, 발열체(620a 내지 620e)이어도 된다. 이런 배열에서, 작은 크기의 시트를 위한 것으로부터 큰 크기의 시트를 위한 것으로 발열 영역을 전환할 때, 발열 영역은 대향 단부들 양쪽 모두에서 확장되는 것이 아니라 대향 단부들 중 하나에서 확장된다.

히터(600)의 발열 영역의 패턴의 수는 2개에 한정되지 않는다. 예로서, 3개 이상의 패턴이 제공될 수 있다.

발열체(620)의 형성 방법은 실시예에서 설명한 것에 한정되지 않는다. 실시예에서, 공통 전극(642)과 대향 전극(652, 662)은 기판(610)의 길이 방향으로 연장하는 발열체(620) 상에 적층된다. 그러나, 기판(610)의 길이 방향으로 전극을 배열해서 형성하고, 인접하는 전극간에 발열체(620a 내지 620l)를 형성할 수 있다.

전기 접점의 수는 3개 또는 4개에 한정되지 않는다. 예로서, 정착 장치에 요구되는 발열 패턴의 수에 따라서 5개 이상의 전기 접점이 제공될 수도 있다.

또한, 실시예에서, 전기 접점이 기판(610)의 길이 방향의 단부 양측 모두에 배치되는 구성에 의해, 길이 방향의 단부 양측 모두로부터 히터(600)에 전력이 공급될 수 있지만, 본 발명의 정착 장치(40)는 이러한 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 모든 전기 접점이 기판(610)의 길이 방향의 일 단부 측에 배치되고, 이 길이 방향의 일 단부 측으로부터 히터(600)에 전력이 공급되는 구성을 가지는 정착 장치(40)를 사용해도 된다.

벨트(603)는 히터(600)에 의해 그 내면에서 지지되고, 롤러(70)에 의해 구동되는 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수의 롤러에 둘레로 벨트가 연장하고 복수의 롤러 중 어느 하나에 의해 구동되는 소위 벨트 유닛 형태일 수 있다. 그러나, 저 열용량화의 관점에서 실시예의 구성이 바람직하다.

벨트(603)와 협력하여 닙부 N을 형성하는 부재는 롤러(70) 같은 롤러 부재에 한정되지 않는다. 예를 들어, 이는 복수의 롤러 둘레로 연장되는 벨트를 포함하는 소위 가압 벨트 유닛일 수 있다.

프린터(1)인 화상 형성 장치는 풀컬러를 형성할 수 있는 화상 형성 장치에 한정되지 않고, 모노크롬의 화상을 형성하는 화상 형성 장치일 수 있다. 화상 형성 장치는 예로서, 필요한 장치, 장비 및 케이싱 구조를 추가함으로써 준비되는 복사기, FAX 및 이들 기능을 구비한 복합기 등일 수 있다.

화상 가열 장치는 시트 P 상에 토너 화상을 정착하기 위한 장치에 한정되지 않는다. 이는 반 정착 토너 화상을 완전 정착 화상으로 정착하기 위한 장치나 이미 정착된 화상을 가열하기 위한 장치일 수 있다. 따라서, 화상 가열 장치는 예를 들어 화상의 광택이나 표면 특성을 조절하는 표면 가열 장치일 수 있다.

본 발명을 예시적인 실시예를 참조로 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예에 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 이하의 청구범위의 범주는 모든 변형 및 균등 구조와 기능을 포함하는 가장 광범위한 해석에 준하여야 한다.

Claims (20)

1. 제1 단자 및 복수의 제2 단자를 갖는 전력 공급부에 접속가능한 히터이며, 상기 히터는,
   세장형 기판과,
   상기 기판 상에 제공되고, 제1 단자와 전기적으로 접속가능한 전기 접점들의 제1 세트와,
   상기 기판 상에 제공되고, 복수의 제2 단자와 전기적으로 접속가능한 복수의 전기 접점들의 제2 세트와,
   전기 접점들의 제1 세트와 전기적으로 접속되는 복수의 제1 전극과, 상기 전기 접점들의 제2 세트 중 어느 하나와 전기적으로 접속되는 복수의 제2 전극을 포함하는 복수의 전극으로서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 기판의 길이 방향으로 사전 결정된 간격을 두고 교대로 배열되는, 복수의 전극과,
   상기 복수의 전극 상에 제공되고, 인접하는 제1 및 제2 전극 사이에 공급되는 전력에 의해 상기 인접하는 제1 및 제2 전극 사이의 영역에 열을 발생시키도록 구성된 발열층을 포함하고,
   상기 길이 방향에 대해 수직인 폭 방향으로 상기 인접하는 제1 및 제2 전극의 종단부 사이의 거리가 상기 길이 방향에 대해 수직인 폭 방향으로 상기 발열층의 폭보다 큰, 히터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 전극은 상기 폭 방향으로 상기 발열층의 일 단부를 넘어서 돌출되고, 상기 제2 전극은 상기 폭 방향으로 상기 발열층의 타 단부를 넘어서 돌출되는, 히터.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 전극은 적어도 상기 폭 방향으로 상기 발열층의 두께만큼 상기 발열층의 일 단부를 넘어서 돌출되고, 상기 제2 전극은 적어도 상기 폭 방향으로 상기 발열층의 두께만큼 상기 발열층의 타 단부를 넘어서 돌출되는, 히터.
4. 제1항에 있어서,
   상기 길이 방향을 따라 상기 기판 상에 제공되고, 상기 전기 접점들의 제1 세트와 상기 제1 전극을 전기적으로 연결하도록 구성된 제1 배선부와,
   상기 길이 방향을 따라 상기 기판 상에 제공되고, 상기 전기 접점들의 제2 세트 중 하나와 상기 제2 전극의 부분을 전기적으로 연결하도록 구성된 제2 배선부와,
   상기 길이 방향을 따라 상기 기판 상에 제공되고, 상기 전기 접점들의 제2 세트 중 다른 하나와 상기 제2 전극의 다른 부분을 전기적으로 연결하도록 구성된 제3 배선부를 더 포함하는, 히터.
5. 제1 단자 및 복수의 제2 단자를 갖는 전력 공급부에 접속가능한 히터이며, 상기 히터는,
   세장형 기판과,
   상기 기판 상에 제공되고, 제1 단자와 전기적으로 접속가능한 전기 접점들의 제1 세트와,
   상기 기판 상에 제공되고, 복수의 제2 단자와 전기적으로 접속가능한 전기 접점들의 복수의 제2 세트와,
   상기 전기 접점들의 제1 세트와 전기적으로 접속되는 복수의 제1 전극과, 상기 전기 접점들의 제2 세트 중 어느 하나와 전기적으로 접속되는 복수의 제2 전극을 포함하는 복수의 전극으로서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 기판의 길이 방향으로 사전 결정된 간격을 두고 교대로 배열되는, 복수의 전극과,
   상기 복수의 전극 상에 제공되고, 인접하는 제1 및 제2 전극 사이에 공급되는 전력에 의해 상기 인접하는 제1 및 제2 전극 사이의 영역에 열을 발생시키도록 구성된 발열층을 포함하고,
   상기 제1 전극의 종단부는 상기 길이 방향에 수직인 폭 방향으로 상기 발열층의 일 단부를 넘어서 돌출되고, 상기 제2 전극의 종단부는 상기 폭 방향으로 상기 발열층의 타 단부를 넘어서 돌출되는, 히터.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 전극은 적어도 상기 폭 방향으로 상기 발열층의 두께만큼 상기 발열층의 일 단부를 넘어서 돌출되고, 상기 제2 전극은 적어도 상기 폭 방향으로 상기 발열층의 두께만큼 상기 발열층의 타 단부를 넘어서 돌출되는, 히터.
7. 제5항에 있어서,
   상기 길이 방향을 따라 상기 기판 상에 제공되고, 상기 전기 접점들의 제1 세트와 상기 제1 전극을 전기적으로 연결하도록 구성된 제1 배선부와,
   상기 길이 방향을 따라 상기 기판 상에 제공되고, 상기 전기 접점들의 제2 세트 중 하나와 상기 제2 전극의 부분을 전기적으로 연결하도록 구성된 제2 배선부와,
   상기 길이 방향을 따라 상기 기판 상에 제공되고, 상기 전기 접점들의 제2 세트 중 다른 하나와 상기 제2 전극의 다른 부분을 전기적으로 연결하도록 구성된 제3 배선부를 더 포함하는, 히터.
8. 화상 가열 장치이며,
   (i) 제1 단자 및 복수의 제2 단자를 구비하는 급전부와,
   (ii) 시트 상의 화상을 가열하도록 구성된 회전가능 부재와,
   (iii) 상기 회전가능 부재를 가열하도록 구성된 히터를 포함하고,
   상기 히터는,
   (iii-i) 세장형 기판과,
   (iii-ii) 상기 기판 상에 제공되고, 상기 제1 단자와 전기적으로 접속가능한 전기 접점들의 제1 세트와,
   (iii-iii) 상기 기판 상에 제공되고, 상기 복수의 제2 단자와 전기적으로 접속가능한 복수의 전기 접점들의 제2 세트와,
   (iiii-iv) 상기 전기 접점들의 제1 세트와 전기적으로 접속되는 복수의 제1 전극과, 상기 전기 접점들의 제2 세트 중 어느 하나와 전기적으로 접속되는 복수의 제2 전극을 포함하는 복수의 전극이며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 기판의 길이 방향으로 사전 결정된 간격을 두고 교대로 배열되는, 복수의 전극과,
   (iii-v) 상기 복수의 전극 상에 제공되고, 인접하는 제1 및 제2 전극 사이에 공급되는 전력에 의해 상기 인접하는 제1 및 제2 전극 사이의 영역에 열을 발생시키도록 구성된 발열층과,
   (iii-vi) 상기 길이 방향을 따라 연장하고, 상기 전기 접점들의 제1 세트 및 상기 제1 전극과 전기적으로 연결되는 제1 배선부와,
   (iii-vii) 상기 길이 방향을 따라 연장하고, 상기 전기 접점들의 제2 세트 중 하나 및 상기 제2 전극의 부분과 전기적으로 연결되는 제2 배선부와,
   (iii-viii) 상기 길이 방향을 따라 연장하고, 상기 전기 접점들의 제2 세트 중 다른 하나 및 상기 제2 전극의 다른 부분과 전기적으로 연결되는 제3 배선부를 포함하고,
   상기 길이 방향에 대해 수직인 폭 방향으로 상기 인접하는 제1 및 제2 전극의 종단부 사이의 거리가 상기 길이 방향에 대해 수직인 상기 폭 방향으로 상기 발열층의 폭보다 큰, 화상 가열 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1 전극은 상기 폭 방향으로 상기 발열층의 일 단부를 넘어서 돌출되고, 상기 제2 전극은 상기 폭 방향으로 상기 발열층의 타 단부를 넘어서 돌출되는, 화상 가열 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 전극은 적어도 상기 폭 방향으로 상기 발열층의 두께만큼 상기 발열층의 일 단부를 넘어서 돌출되고, 상기 제2 전극은 적어도 상기 폭 방향으로 상기 발열층의 두께만큼 상기 발열층의 타 단부를 넘어서 돌출되는, 화상 가열 장치.
11. 화상 가열 장치이며,
    (i) 제1 단자 및 복수의 제2 단자를 구비하는 급전부와,
    (ii) 시트 상의 화상을 가열하도록 구성된 회전가능 부재와,
    (iii) 상기 회전가능 부재를 가열하도록 구성된 히터를 포함하고,
    상기 히터는,
    (iii-i) 세장형 기판과,
    (iii-ii) 상기 기판 상에 제공되고, 상기 제1 단자와 전기적으로 접속가능한 전기 접점들의 제1 세트와,
    (iii-iii) 상기 기판 상에 제공되고, 상기 복수의 제2 단자와 전기적으로 접속가능한 복수의 전기 접점들의 제2 세트와,
    (iiii-iv) 상기 전기 접점들의 제1 세트와 전기적으로 접속되는 복수의 제1 전극과, 상기 전기 접점들의 제2 세트 중 어느 하나와 전기적으로 접속되는 복수의 제2 전극을 포함하는 복수의 전극이며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 기판의 길이 방향으로 사전 결정된 간격을 두고 교대로 배열되는, 복수의 전극과,
    (iii-v) 상기 복수의 전극 상에 제공되고, 인접하는 제1 및 제2 전극 사이에 공급되는 전력에 의해 상기 인접하는 제1 및 제2 전극 사이의 영역에 열을 발생시키도록 구성된 발열층과,
    (iii-vi) 상기 길이 방향을 따라 연장하고, 상기 전기 접점들의 제1 세트 및 상기 제1 전극과 전기적으로 연결되는 제1 배선부와,
    (iii-vii) 상기 길이 방향을 따라 연장하고, 상기 전기 접점들의 제2 세트 중 하나 및 상기 제2 전극의 부분과 전기적으로 연결되는 제2 배선부와,
    (iii-viii) 상기 길이 방향을 따라 연장하고, 상기 전기 접점들의 제2 세트 중 다른 하나 및 상기 제2 전극의 다른 부분과 전기적으로 연결되는 제3 배선부를 포함하고,
    상기 제1 전극의 종단부는 상기 길이 방향에 수직인 폭 방향으로 상기 발열층의 일 단부를 넘어서 돌출되고, 상기 제2 전극의 종단부는 상기 폭 방향으로 상기 발열층의 타 단부를 넘어서 돌출되는, 화상 가열 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 전극은 적어도 상기 폭 방향으로 상기 발열층의 두께만큼 상기 발열층의 일 단부를 넘어서 돌출되고, 상기 제2 전극은 적어도 상기 폭 방향으로 상기 발열층의 두께만큼 상기 발열층의 타 단부를 넘어서 돌출되는, 화상 가열 장치.
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제

Images