ヒータ
【課題】絶縁耐圧を高めつつ、通電量の制御を適切に行えることが可能なヒータを提供すること。
【解決手段】表面１ａおよび裏面１ｂを有する基板１と、基板１の表面１ａに形成された発熱抵抗体２と、発熱抵抗体２を覆う保護膜３と、保護膜３上に設けられたサーミスタ素子４と、を備えており、基板１の裏面１ｂに対して記録紙Ｐが摺動されるヒータＡであって、保護膜３の最外層は、結晶化ガラス層３３とされている。
【解決手段】表面１ａおよび裏面１ｂを有する基板１と、基板１の表面１ａに形成された発熱抵抗体２と、発熱抵抗体２を覆う保護膜３と、保護膜３上に設けられたサーミスタ素子４と、を備えており、基板１の裏面１ｂに対して記録紙Ｐが摺動されるヒータＡであって、保護膜３の最外層は、結晶化ガラス層３３とされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばレーザプリンタにおいて記録紙に転写されたトナーを熱定着させるために記録紙を加熱する手段として用いられるヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来のヒータの一例を示している（たとえば、特許文献１参照）。同図に示されたヒータＸは、基板９１、発熱抵抗体９２、保護膜９３、およびサーミスタ素子９４を備えている。基板９１は、長矩形状であり、絶縁材料によって形成されている。発熱抵抗体９２は、たとえばＡｇ−Ｐｄからなり、基板９１の表面９１ａにおいて、長手方向に沿って互いに平行に延びる２つの部分を有する帯状とされている。保護膜９３は、発熱抵抗体９２を保護するためのものであり、結晶化ガラス層９３ａと非晶質ガラス層９３ｂとからなる。結晶化ガラス層９３ａは、たとえばＳｉＯ2−ＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＺｎＯ系ガラスなどの結晶化ガラスからなり、発熱抵抗体９２に対して接している。非晶質ガラス層９３ｂは、たとえばＳｉＯ2−ＺｎＯ−ＭｇＯ系ガラスなどの非晶質ガラスからなり、結晶化ガラス層９３ａを覆っている。結晶化ガラス層９３ａと非晶質ガラス層９３ｂとは、それぞれの厚さが４０μｍ程度とされている。サーミスタ素子９４は、発熱抵抗体９２からの発熱量を計測するためのものである。基板９１の裏面９１ｂに加熱対象物である記録紙Ｐを摺動させるときに、サーミスタ素子９４の検出結果を用いて、発熱抵抗体９２の通電量がフィードバック制御される。
【０００３】
非晶質ガラス層９３ｂは、一般的に表面を滑らかに仕上げやすいとされている。しかしながら、耐電圧の向上などの要請により非晶質ガラス層９３ｂを比較的厚く形成しようとすると、たとえば異物の混入により部分的な結晶成長が突発的に生じやすい。このため、
非晶質ガラス層９３ｂの表面は、滑らかな状態であるものと意図しない凹凸を有するものとが混在することとなる。このようなことでは、保護膜９３からサーミスタ素子９４への伝熱状態がばらつくこととなり、通電量の制御が適切に行えないという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８９３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、絶縁耐圧を高めつつ、通電量の制御を適切に行えることが可能なヒータを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によって提供されるヒータは、表裏面を有する基板と、上記基板の表面に形成された発熱抵抗体と、上記発熱抵抗体を覆う保護膜と、上記保護膜上に設けられたサーミスタ素子と、を備えており、上記基板の上記裏面に対して加熱対象物が摺動されるヒータであって、上記保護膜の最外層は、結晶化ガラス層とされていることを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、結晶化ガラスは、非晶質ガラスと比べて平均的な表面粗さが粗くなる反面、形成工程において異物などの混入による突発的な突起の形成が生じにくい。このため、上記結晶化ガラス層の表面が、極端に滑らかであったり、意図しない突起を有するものであったりするおそれが少ない。これにより、上記保護膜から上記サーミスタ素子への伝熱状態のばらつきを顕著に抑制することが可能である。したがって、上記発熱抵抗体への通電量の制御を適切に行なうことができる。
【０００８】
好ましい実施形態においては、上記保護膜は、上記結晶化ガラス層の下層に位置する非晶質ガラス層を有する。このような構成によれば、上記保護膜の耐電圧を向上させることができる。また、上記結晶化ガラス層によってもある程度の耐電圧向上効果が期待できるため、上記非晶質ガラス層のみを厚くする必要はない。これは、上記非晶質ガラス層に意図しない突起が生じることを抑制するのに適している。上記非晶質ガラス層の表面が滑らかであれば、上記結晶化ガラス層を形成するのに好ましい。
【０００９】
好ましい実施形態においては、上記基板は、ＡｌＮからなる。ＡｌＮは、絶縁体としては顕著に熱伝導率が高い。このような材質からなる上記基板は、上記表面に設けられた発熱抵抗体からの熱を上記裏面に伝えるのに好適である。
【００１０】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００１２】
図１および図２は、本発明に係るヒータの一例を示している。本実施形態のヒータＡは、基板１、発熱抵抗体２、保護膜３、およびサーミスタ素子４を備えている。ヒータＡは、たとえば、レーザプリンタにおいて記録紙Ｐに転写されたトナーを熱定着させるために用いられる。この記録紙Ｐは、基板１の裏面１ｂに摺動させられる。なお、図１においては、理解の便宜上、保護膜３を省略している。
【００１３】
基板１は、長矩形状とされており、絶縁材料からなる。絶縁材料の例としては、表面１ａに形成された発熱抵抗体２からの熱を裏面１ｂに適切に伝えうる程度に熱伝導率が高い材料が好ましく、たとえばＡｌＮが挙げられる。
【００１４】
発熱抵抗体２は、基板１の表面１a上に形成されており、コの字の帯状である。発熱抵抗体２は、抵抗体材料としてたとえばＡｇ−Ｐｄを含んでいる。本実施形態においては、Ｐｄの重量比率が５０〜６０％であるＡｇ−Ｐｄが用いられている。
【００１５】
保護膜３は、発熱抵抗体２を保護するためのものであり、結晶化ガラス層３１、非晶質ガラス層３２、および結晶化ガラス層３３からなる。
【００１６】
結晶化ガラス層３１は、たとえばＳｉＯ2−ＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＺｎＯ系ガラスなどの結晶化ガラスからなり、発熱抵抗体２に対して接している。本実施形態においては、結晶化ガラス層３１の厚さは、４０μｍ程度とされている。
【００１７】
非晶質ガラス層３２は、たとえばＳｉＯ2−ＺｎＯ−ＭｇＯ系ガラスなどの非晶質ガラスからなり、結晶化ガラス層３１を覆っている。本実施形態においては、非晶質ガラス層３２の厚さは、２０μｍ程度とされている。
【００１８】
結晶化ガラス層３３は、たとえばＳｉＯ2−ＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＺｎＯ系ガラスなどの結晶化ガラスからなり、非晶質ガラス層３２を覆っている。すなわち、結晶化ガラス層３３は、保護膜３の最外層となっている。本実施形態においては、結晶化ガラス層３３の厚さは、２０μｍ程度とされている。
【００１９】
結晶化ガラス層３１，３３、および非晶質ガラス層３２を形成するには、たとえばガラスペーストの印刷および焼成を行う。本実施形態の場合、結晶化ガラス層３１，３３、および非晶質ガラス層３２の各層を形成するために必要な印刷および焼成の繰り返し回数は、２〜３回程度である。
【００２０】
次に、ヒータＡの作用について説明する。
【００２１】
本実施形態によれば、保護膜３の最外層には、結晶化ガラスからなる結晶化ガラス層３３が採用されている。結晶化ガラスは、非晶質ガラスと比べて平均的な表面粗さが粗くなる反面、形成工程において異物などの混入による突発的な突起の形成が生じにくい。このため、結晶化ガラス層３３の表面が、極端に滑らかであったり、意図しない突起を有するものであったりするおそれが少ない。これにより、保護膜３からサーミスタ素子４への伝熱状態のばらつきを顕著に抑制することが可能である。したがって、発熱抵抗体２への通電量の制御を適切に行なうことができる。
【００２２】
非晶質ガラス層３２を備えることにより、保護膜３の耐電圧を向上させることができる。また、結晶化ガラス層３３によってもある程度の耐電圧向上効果が期待できるため、非晶質ガラス層３２のみを厚くする必要はない。これは、非晶質ガラス層３２に意図しない突起が生じることを抑制するのに適している。非晶質ガラス層３２の表面が滑らかであれば、結晶化ガラス層３３を形成するのに好ましい。
【００２３】
ＡｌＮは、絶縁体としては顕著に熱伝導率が高い。このような材質からなる基板１は、表面１ａに設けられた発熱抵抗体２からの熱を裏面１ｂに伝えるのに好適である。
【００２４】
本発明に係るヒータは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るヒータの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るヒータの一例を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】従来のヒータの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
Ａ ヒータ
Ｐ 記録紙
１ 基板
１ａ 表面
１ｂ 裏面
２ 発熱抵抗体
３ 保護膜
３１ 結晶化ガラス層
３２ 非晶質ガラス層
３３ 結晶化ガラス層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばレーザプリンタにおいて記録紙に転写されたトナーを熱定着させるために記録紙を加熱する手段として用いられるヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来のヒータの一例を示している（たとえば、特許文献１参照）。同図に示されたヒータＸは、基板９１、発熱抵抗体９２、保護膜９３、およびサーミスタ素子９４を備えている。基板９１は、長矩形状であり、絶縁材料によって形成されている。発熱抵抗体９２は、たとえばＡｇ−Ｐｄからなり、基板９１の表面９１ａにおいて、長手方向に沿って互いに平行に延びる２つの部分を有する帯状とされている。保護膜９３は、発熱抵抗体９２を保護するためのものであり、結晶化ガラス層９３ａと非晶質ガラス層９３ｂとからなる。結晶化ガラス層９３ａは、たとえばＳｉＯ2−ＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＺｎＯ系ガラスなどの結晶化ガラスからなり、発熱抵抗体９２に対して接している。非晶質ガラス層９３ｂは、たとえばＳｉＯ2−ＺｎＯ−ＭｇＯ系ガラスなどの非晶質ガラスからなり、結晶化ガラス層９３ａを覆っている。結晶化ガラス層９３ａと非晶質ガラス層９３ｂとは、それぞれの厚さが４０μｍ程度とされている。サーミスタ素子９４は、発熱抵抗体９２からの発熱量を計測するためのものである。基板９１の裏面９１ｂに加熱対象物である記録紙Ｐを摺動させるときに、サーミスタ素子９４の検出結果を用いて、発熱抵抗体９２の通電量がフィードバック制御される。
【０００３】
非晶質ガラス層９３ｂは、一般的に表面を滑らかに仕上げやすいとされている。しかしながら、耐電圧の向上などの要請により非晶質ガラス層９３ｂを比較的厚く形成しようとすると、たとえば異物の混入により部分的な結晶成長が突発的に生じやすい。このため、
非晶質ガラス層９３ｂの表面は、滑らかな状態であるものと意図しない凹凸を有するものとが混在することとなる。このようなことでは、保護膜９３からサーミスタ素子９４への伝熱状態がばらつくこととなり、通電量の制御が適切に行えないという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８９３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、絶縁耐圧を高めつつ、通電量の制御を適切に行えることが可能なヒータを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によって提供されるヒータは、表裏面を有する基板と、上記基板の表面に形成された発熱抵抗体と、上記発熱抵抗体を覆う保護膜と、上記保護膜上に設けられたサーミスタ素子と、を備えており、上記基板の上記裏面に対して加熱対象物が摺動されるヒータであって、上記保護膜の最外層は、結晶化ガラス層とされていることを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、結晶化ガラスは、非晶質ガラスと比べて平均的な表面粗さが粗くなる反面、形成工程において異物などの混入による突発的な突起の形成が生じにくい。このため、上記結晶化ガラス層の表面が、極端に滑らかであったり、意図しない突起を有するものであったりするおそれが少ない。これにより、上記保護膜から上記サーミスタ素子への伝熱状態のばらつきを顕著に抑制することが可能である。したがって、上記発熱抵抗体への通電量の制御を適切に行なうことができる。
【０００８】
好ましい実施形態においては、上記保護膜は、上記結晶化ガラス層の下層に位置する非晶質ガラス層を有する。このような構成によれば、上記保護膜の耐電圧を向上させることができる。また、上記結晶化ガラス層によってもある程度の耐電圧向上効果が期待できるため、上記非晶質ガラス層のみを厚くする必要はない。これは、上記非晶質ガラス層に意図しない突起が生じることを抑制するのに適している。上記非晶質ガラス層の表面が滑らかであれば、上記結晶化ガラス層を形成するのに好ましい。
【０００９】
好ましい実施形態においては、上記基板は、ＡｌＮからなる。ＡｌＮは、絶縁体としては顕著に熱伝導率が高い。このような材質からなる上記基板は、上記表面に設けられた発熱抵抗体からの熱を上記裏面に伝えるのに好適である。
【００１０】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００１２】
図１および図２は、本発明に係るヒータの一例を示している。本実施形態のヒータＡは、基板１、発熱抵抗体２、保護膜３、およびサーミスタ素子４を備えている。ヒータＡは、たとえば、レーザプリンタにおいて記録紙Ｐに転写されたトナーを熱定着させるために用いられる。この記録紙Ｐは、基板１の裏面１ｂに摺動させられる。なお、図１においては、理解の便宜上、保護膜３を省略している。
【００１３】
基板１は、長矩形状とされており、絶縁材料からなる。絶縁材料の例としては、表面１ａに形成された発熱抵抗体２からの熱を裏面１ｂに適切に伝えうる程度に熱伝導率が高い材料が好ましく、たとえばＡｌＮが挙げられる。
【００１４】
発熱抵抗体２は、基板１の表面１a上に形成されており、コの字の帯状である。発熱抵抗体２は、抵抗体材料としてたとえばＡｇ−Ｐｄを含んでいる。本実施形態においては、Ｐｄの重量比率が５０〜６０％であるＡｇ−Ｐｄが用いられている。
【００１５】
保護膜３は、発熱抵抗体２を保護するためのものであり、結晶化ガラス層３１、非晶質ガラス層３２、および結晶化ガラス層３３からなる。
【００１６】
結晶化ガラス層３１は、たとえばＳｉＯ2−ＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＺｎＯ系ガラスなどの結晶化ガラスからなり、発熱抵抗体２に対して接している。本実施形態においては、結晶化ガラス層３１の厚さは、４０μｍ程度とされている。
【００１７】
非晶質ガラス層３２は、たとえばＳｉＯ2−ＺｎＯ−ＭｇＯ系ガラスなどの非晶質ガラスからなり、結晶化ガラス層３１を覆っている。本実施形態においては、非晶質ガラス層３２の厚さは、２０μｍ程度とされている。
【００１８】
結晶化ガラス層３３は、たとえばＳｉＯ2−ＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＺｎＯ系ガラスなどの結晶化ガラスからなり、非晶質ガラス層３２を覆っている。すなわち、結晶化ガラス層３３は、保護膜３の最外層となっている。本実施形態においては、結晶化ガラス層３３の厚さは、２０μｍ程度とされている。
【００１９】
結晶化ガラス層３１，３３、および非晶質ガラス層３２を形成するには、たとえばガラスペーストの印刷および焼成を行う。本実施形態の場合、結晶化ガラス層３１，３３、および非晶質ガラス層３２の各層を形成するために必要な印刷および焼成の繰り返し回数は、２〜３回程度である。
【００２０】
次に、ヒータＡの作用について説明する。
【００２１】
本実施形態によれば、保護膜３の最外層には、結晶化ガラスからなる結晶化ガラス層３３が採用されている。結晶化ガラスは、非晶質ガラスと比べて平均的な表面粗さが粗くなる反面、形成工程において異物などの混入による突発的な突起の形成が生じにくい。このため、結晶化ガラス層３３の表面が、極端に滑らかであったり、意図しない突起を有するものであったりするおそれが少ない。これにより、保護膜３からサーミスタ素子４への伝熱状態のばらつきを顕著に抑制することが可能である。したがって、発熱抵抗体２への通電量の制御を適切に行なうことができる。
【００２２】
非晶質ガラス層３２を備えることにより、保護膜３の耐電圧を向上させることができる。また、結晶化ガラス層３３によってもある程度の耐電圧向上効果が期待できるため、非晶質ガラス層３２のみを厚くする必要はない。これは、非晶質ガラス層３２に意図しない突起が生じることを抑制するのに適している。非晶質ガラス層３２の表面が滑らかであれば、結晶化ガラス層３３を形成するのに好ましい。
【００２３】
ＡｌＮは、絶縁体としては顕著に熱伝導率が高い。このような材質からなる基板１は、表面１ａに設けられた発熱抵抗体２からの熱を裏面１ｂに伝えるのに好適である。
【００２４】
本発明に係るヒータは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るヒータの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るヒータの一例を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】従来のヒータの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
Ａ ヒータ
Ｐ 記録紙
１ 基板
１ａ 表面
１ｂ 裏面
２ 発熱抵抗体
３ 保護膜
３１ 結晶化ガラス層
３２ 非晶質ガラス層
３３ 結晶化ガラス層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏面を有する基板と、
上記基板の表面に形成された発熱抵抗体と、
上記発熱抵抗体を覆う保護膜と、
上記保護膜上に設けられたサーミスタ素子と、
を備えており、
上記基板の上記裏面に対して加熱対象物が摺動されるヒータであって、
上記保護膜の最外層は、結晶化ガラス層とされていることを特徴とする、ヒータ。
【請求項２】
上記保護膜は、上記結晶化ガラス層の下層に位置する非晶質ガラス層を有する、請求項１に記載のヒータ。
【請求項３】
上記基板は、ＡｌＮからなる、請求項１または２に記載のヒータ。
【請求項１】
表裏面を有する基板と、
上記基板の表面に形成された発熱抵抗体と、
上記発熱抵抗体を覆う保護膜と、
上記保護膜上に設けられたサーミスタ素子と、
を備えており、
上記基板の上記裏面に対して加熱対象物が摺動されるヒータであって、
上記保護膜の最外層は、結晶化ガラス層とされていることを特徴とする、ヒータ。
【請求項２】
上記保護膜は、上記結晶化ガラス層の下層に位置する非晶質ガラス層を有する、請求項１に記載のヒータ。
【請求項３】
上記基板は、ＡｌＮからなる、請求項１または２に記載のヒータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１９３８４４（Ｐ２００９−１９３８４４Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３４３８４（Ｐ２００８−３４３８４）
【出願日】平成２０年２月１５日（２００８．２．１５）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１５日（２００８．２．１５）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
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