專(zhuān)利名稱(chēng)：形成有熱電阻的基板的加熱器及使用該加熱器的圖像加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合于用于搭載在使用電子照相式或靜電記錄式的記錄方式的打印機(jī)或復(fù)印機(jī)等的成像裝置上的加熱定影裝置的加熱器以及使用該加熱器的圖像加熱裝置，尤其涉及形成有至少往返1次的熱電阻的基板的加熱器及使用該加熱器的圖像加熱裝置。
在成像裝置中作為一種定影裝置，熱輥式的加熱裝置得到廣泛使用，該定影裝置將由電子照相處理、靜電記錄處理、磁記錄處理等適當(dāng)?shù)膱D像形成處理機(jī)構(gòu)，以轉(zhuǎn)印方式或直接方式形成并載置在記錄材料(轉(zhuǎn)印材料薄膜、電子傳真薄膜、靜電記錄紙、OHP薄膜、印刷用紙、格式紙等)上的圖像信息的未定影圖像(調(diào)色劑像)，作為永久圖像加熱定影在該記錄材料上。
近來(lái)，出于快速啟動(dòng)和節(jié)能的考慮，膜加熱方式的加熱裝置已被實(shí)用化。該膜加熱方式的加熱裝置，已在例如日本專(zhuān)利公報(bào)特開(kāi)昭63-313182號(hào)、特開(kāi)平2-157878號(hào)、特開(kāi)平4-44075號(hào)、特開(kāi)平4-204980號(hào)等中公開(kāi)。
該膜加熱方式的加熱裝置，如
圖12所示，作為加熱體為一般為內(nèi)部包著陶瓷加熱器(以下也稱(chēng)為加熱器或加熱體)20的膜(旋轉(zhuǎn)體)25，加壓輥26為按壓在該膜25上的另外一個(gè)旋轉(zhuǎn)體，它由未圖示的支承部件支承，由未圖示的加壓機(jī)構(gòu)對(duì)加熱器20和旋轉(zhuǎn)體26進(jìn)行壓接，形成壓接輥隙部N。而且，加熱器20通過(guò)厚膜印刷在耐熱性的基材20a(以下稱(chēng)為加熱器基板)上形成發(fā)熱電阻器20b(也稱(chēng)為電阻器圖形)，在于對(duì)應(yīng)加壓輥隙部N的加熱器滑動(dòng)部表面上，配設(shè)有玻璃涂層20c等耐壓、耐熱、低摩擦性的滑動(dòng)部件。
再有，圖13A和圖13B用俯視圖表示3在加熱器20上的發(fā)熱電阻器20b的配置。圖13A所示的加熱器在加熱器基板20a上內(nèi)有配置發(fā)熱電阻器20b。前向通路和返向通路的電阻值相同。20d和20e是第1和第2兩個(gè)供電電極圖形，分別與上述往返2根的發(fā)熱電阻器20b的一端部側(cè)電氣連通。20f是將上述往返2根發(fā)熱電阻器20b的另一端部側(cè)相互電氣連通的連接電極圖形，第1供電用圖形20d、一方的(前向通路)發(fā)熱電阻器20b、連接電極圖形20f、另一方的(返向通路)發(fā)熱電阻器20b、第2供電用圖形20e串聯(lián)連接。在第1和第2兩個(gè)供電用電極圖形20d、20e之間通電，則往返2根發(fā)熱電阻器20b發(fā)熱。
或者，也有如圖1 3B所示的場(chǎng)合，即將往返2根發(fā)熱電阻器20b設(shè)定成各不相同的電阻值，通過(guò)設(shè)定上下游的發(fā)熱比例，改變輥隙部?jī)?nèi)的熱分布，使其能最佳地向記錄材料供熱。
將耐熱膜25(也稱(chēng)為定影膜、定影帶、膜)夾在這樣的加熱器20和作為加壓部件的加壓輥26之間，形成壓接輥隙部N(加熱輥隙部、定影輥隙部)，使定影膜25和加壓輥26處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。R25是定影膜25的旋轉(zhuǎn)方向，R26是加壓輥26的旋轉(zhuǎn)方向，K是記錄材料P的輸送方向。
將形成并載置有應(yīng)定影的未定影調(diào)色劑像的記錄材料導(dǎo)入到上述壓接輥隙部N的定影膜25和加壓輥26之間，使其與定影膜25一起被夾持著輸送過(guò)去，因此在壓接輥隙部N處，經(jīng)由定影膜25將陶瓷加熱器20的熱傳給記錄材料P，另外，由壓接輥隙部N的壓力將未定影調(diào)色劑圖像T熱壓定影在記錄材料P的表面上。近年來(lái)，人們要求復(fù)印機(jī)、打印機(jī)等成像裝置進(jìn)一步低成本化。因此，雖然通過(guò)使加熱器基板20a小型化，增加通過(guò)切斷一張?zhí)沾善梢垣@得的加熱器基板20a的根數(shù)，來(lái)進(jìn)行降低成本，但基板寬度也小到了數(shù)毫米，已經(jīng)到了即使再增加根數(shù)對(duì)降低成本也不會(huì)有太大的影響的狀態(tài)。
另外，由于通過(guò)使加熱器基板20a小型化減小了輥隙部N，因此難以確保定影性能。
因此，為了即使減小加熱器基板的寬度也能確保良好的定影性能，如圖13A和圖13B所示，可以考慮通過(guò)擴(kuò)大發(fā)熱電阻器在加熱器基板上所占有的區(qū)域來(lái)有效地利用基板的大小的方法。
但是，如圖13A和圖13B所示，若加寬(加粗)一根發(fā)熱電阻器的寬度，則在發(fā)熱電阻器的材料相同的場(chǎng)合，單位長(zhǎng)度的電阻值變小，作為一個(gè)發(fā)熱電阻器整體就不能獲得與設(shè)計(jì)值相同的電阻值，出現(xiàn)發(fā)熱不足現(xiàn)象。因此，在將一根發(fā)熱電阻器加粗的場(chǎng)合，為了確保單位長(zhǎng)度的電阻值，必須改變發(fā)熱電阻器的材料。雖然使用以銀和鈀(Ag/Pd)為主成分的材料作為發(fā)熱電阻器的材料，但為了提高電阻值必須提高鈀的含有率。但是，鈀價(jià)格昂貴，若提高其含有率，則不能控制加熱器的成本。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種低成本的加熱器以及使用該加熱器的圖像加熱裝置。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種加熱器，該加熱器具備基板；在該基板上至少往返1次地形成的發(fā)熱電阻器；設(shè)置在該發(fā)熱電阻器的電氣端部的供電電極，在該供電電極的至少一個(gè)電極上并聯(lián)連接有多根該發(fā)熱電阻器。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種圖像加熱裝置，該圖像加熱裝置是用于加熱在記錄材料上形成的圖像的圖像加熱裝置，該圖像加熱裝置具備加熱器和一邊與該加熱器進(jìn)行滑動(dòng)摩擦一邊旋轉(zhuǎn)的撓性滾筒，該加熱器具有基板；在該基板上至少往返1次地形成的發(fā)熱電阻器；設(shè)置在該發(fā)熱電阻器的電氣端部的供電電極，其中至少在一個(gè)該供電電極上并聯(lián)連接有多根該發(fā)熱電阻器。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種加熱器，該加熱器具備基板和設(shè)置在該基板上、電阻值不同的多個(gè)電阻器至少往返2次地串聯(lián)連接的發(fā)熱電阻器。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種圖像加熱裝置，該圖像加熱裝置是加熱在記錄材料上形成的圖像的圖像加熱裝置，具備加熱器和一邊與該加熱器進(jìn)行滑動(dòng)摩擦一邊旋轉(zhuǎn)的撓性滾筒，該加熱器具有基板；設(shè)置在該基板上、電阻值不同的多個(gè)電阻器至少往返2次地串聯(lián)連接著的發(fā)熱電阻器；設(shè)置在該發(fā)熱電阻器的電氣端部的供電電極。
本發(fā)明的更多的目的通過(guò)參照附圖閱讀以下的詳細(xì)說(shuō)明就能明了。
圖2是表示應(yīng)用本發(fā)明的定影裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。
圖3A和圖3B是在理解本發(fā)明的參考用的加熱體的結(jié)構(gòu)圖，是表示串聯(lián)連接發(fā)熱電阻器的加熱體的表面一側(cè)的圖。圖3C是表示該加熱體的里表面一側(cè)的圖。
圖4A、圖4B和圖4C是表示發(fā)熱電阻器圖形和玻璃表面性能的關(guān)系的圖。
圖5是對(duì)圖4A、圖4B和圖4C所示的各加熱體的定影性能進(jìn)行比較的曲線圖。
圖6A和圖6B是第1實(shí)施例中的加熱體的俯視圖，是表示相對(duì)各供電電極并聯(lián)連接多個(gè)發(fā)熱電阻器的加熱體的圖。
圖7A和圖7B是第2實(shí)施例中的加熱體的俯視圖，圖中所示是往返2次以上地串聯(lián)連接粗細(xì)不同的多個(gè)發(fā)熱電阻器的加熱體。
圖8A是第2實(shí)施例的變形例，是印刷厚度不同的多個(gè)發(fā)熱電阻器往返2次以上地串聯(lián)連接的加熱體的俯視圖。
圖8B是表示圖8A的剖面8B-8B的剖視圖。
圖9是第2實(shí)施例的又一變形例中的加熱體的俯視圖。
圖10A是與第1實(shí)施例中的加熱體的發(fā)熱分布圖。
圖10B是與第2實(shí)施例中的加熱體的發(fā)熱分布圖。
圖11A和圖11B是第3實(shí)施例中的加熱體的俯視圖。
圖12是表示現(xiàn)有的例子中的定影裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。
圖13A和圖13B是現(xiàn)有的例子中的加熱體的發(fā)熱電阻器的配置圖。
(第1實(shí)施例)本實(shí)施例中的加熱裝置，是一種采用定影膜(以下也稱(chēng)為定影帶或撓性滾筒)作為加熱件的、加壓輥驅(qū)動(dòng)方式·膜加熱方式的圖像加熱裝置。
圖1是表示搭載有本發(fā)明的圖像加熱裝置的激光打印機(jī)(以下稱(chēng)為成像裝置)的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。
1)成像裝置整體的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)該激光束打印機(jī)具備作為圖像載置體的鼓型的電子照相感光體(以下稱(chēng)為“感光鼓”)1。該感光鼓1能自如旋轉(zhuǎn)地支承在裝置主體M上，由驅(qū)動(dòng)裝置(未圖示)以規(guī)定的處理速度驅(qū)動(dòng)其向箭頭R1的方向旋轉(zhuǎn)。
在感光鼓1的周?chē)?，沿感光鼓的旋轉(zhuǎn)方向配設(shè)有充電輥(充電裝置)2、曝光裝置3、顯影裝置4、轉(zhuǎn)印輥(轉(zhuǎn)印裝置)5和清理裝置6。
另外，在裝置主體M的下部，配置有收納紙等片狀的記錄材料P的供紙盒7，沿記錄材料P的輸送經(jīng)路從上游一側(cè)依次配置有供紙輥15、輸送輥8、頂傳感器9、輸送導(dǎo)軌10、本發(fā)明的加熱裝置——定影裝置11、輸送輥12、排紙輥13、排紙盤(pán)14。
以下對(duì)上述結(jié)構(gòu)的成像裝置的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
由驅(qū)動(dòng)裝置(未圖示)驅(qū)動(dòng)其向箭頭R1方向旋轉(zhuǎn)的感光鼓1，由充電輥2使其均勻地帶上規(guī)定極性、規(guī)定電位的電荷。充電后的感光鼓1由激光光學(xué)系統(tǒng)等曝光裝置3向其表面照射依據(jù)圖像信息的圖像曝光束L，然后除去曝光部分的電荷，形成靜電潛像。
靜電潛像由顯影裝置4進(jìn)行顯影。顯影裝置4具有顯影輥4a，在該顯影輥4a上施加顯影偏壓，通過(guò)使調(diào)色劑吸附在感光鼓1的靜電潛像上，將潛像作為調(diào)色劑像顯影(顯影化)。
調(diào)色劑像由轉(zhuǎn)印輥5轉(zhuǎn)印在紙等記錄材料P上。記錄材料P收納在供紙盒7中，由供紙輥15、輸送輥8供紙·輸送，經(jīng)由頂傳感器9被輸送到感光鼓1和轉(zhuǎn)印輥5之間的轉(zhuǎn)印輥隙部。此時(shí)，記錄材料P由頂傳感器9檢測(cè)出其前端，并被與感光鼓1上的調(diào)色劑像同步。在轉(zhuǎn)印輥5上施加有轉(zhuǎn)印偏壓，由該轉(zhuǎn)印偏壓將感光鼓1上的調(diào)色劑像轉(zhuǎn)印到記錄材料P上的規(guī)定位置。
通過(guò)轉(zhuǎn)印，在表面載置有未定影圖像的記錄材料P沿輸送導(dǎo)軌10被輸送到定影裝置11，在此，未定影圖像被加熱·加壓，并被固定在記錄材料P的表面上。另外，以后要詳細(xì)地對(duì)定影裝置11進(jìn)行描述。調(diào)色劑像定影后的記錄材料P，由輸送輥12、排紙輥13輸送并排出到裝置主體M上面的排紙盤(pán)14上。
另一方面，沒(méi)有被轉(zhuǎn)印到記錄材料P上、而是殘留在感光鼓表面上的調(diào)色劑(以下稱(chēng)為“轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色劑”)由清理裝置6的清理刮片6a除去，用于下次的圖像成形。反復(fù)進(jìn)行以上動(dòng)作，能連續(xù)不斷地進(jìn)行圖像成形。
2)定影裝置11以下，參照?qǐng)D2，詳細(xì)地對(duì)作為本發(fā)明的加熱裝置的定影裝置11的一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明。而且，箭頭K是記錄材料P的輸送方向。
該圖所示的定影裝置11將以下部分作為主要構(gòu)成部件作為加熱調(diào)色劑的加熱體的陶瓷加熱器20；將該加熱器20包在內(nèi)部的定影膜(定影旋轉(zhuǎn)體)25；中間隔著定影膜25與加熱器20形成輥隙部N的加壓輥26；還有控制加熱器20的溫度的溫度控制裝置27；控制記錄材料P的輸送的旋轉(zhuǎn)控制裝置28。
加熱器20具有氧化鋁·AlN(氮化鋁)等耐熱性的基材(基板)20a；例如通過(guò)厚膜印刷在基材上形成的發(fā)熱電阻器20b；覆蓋發(fā)熱電阻器地形成的、具有與加壓輥隙部N對(duì)應(yīng)的耐壓性、耐熱性、低摩擦性的加熱器滑動(dòng)部的功能的玻璃涂層(表面層)20c。再有，加熱器20由安裝在裝置主體M上的加熱器保持部件22支承，該加熱器保持部件22是用耐熱樹(shù)脂形成的半圓狀部件，也起著將定影膜25地旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向的導(dǎo)向部件的作用。
定影膜25是將聚酰亞胺等耐熱樹(shù)脂制成圓筒狀而形成的部件，在筒內(nèi)配置有上述加熱器20以及加熱器保持部件22。該定影膜25由后面將要說(shuō)明的加壓輥26按壓在加熱器20上，據(jù)此，定影膜25的里表面抵住加熱器20的下表面。
定影膜25的結(jié)構(gòu)為通過(guò)加壓輥26向箭頭R26方向的旋轉(zhuǎn)，記錄材料P被向箭頭K的方向輸送，定影膜25隨之被動(dòng)地向箭頭R25的方向旋轉(zhuǎn)。而且，定影膜25的左右兩端部被安裝在加熱器保持部件22的長(zhǎng)度方向的兩端的法蘭部件(未圖示)限制，因而其不會(huì)在加熱器20的長(zhǎng)度方向發(fā)生偏移。另外，為了降低其與加熱器20或加熱器保持部件22之間的滑動(dòng)阻力，在定影膜25的內(nèi)面涂敷有潤(rùn)滑脂。
加壓輥26是在金屬制的芯材26a的外周面上設(shè)置硅橡膠等具有彈性的耐熱性分型層26b制成的部件，由分型層26b的外周面從下方將定影膜25按壓在加熱器20上而在與定影膜25之間構(gòu)成定影輥隙部N。設(shè)在該定影輥隙部N處的加壓輥26的旋轉(zhuǎn)方向上的寬度(輥隙部寬度)為a，則該輥隙部寬度a設(shè)定成能對(duì)記錄材料P上的調(diào)色劑進(jìn)行恰到好處的加熱、加壓的程度。
旋轉(zhuǎn)控制裝置28具有驅(qū)動(dòng)加壓輥26旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)29和控制該馬達(dá)29旋轉(zhuǎn)的CPU30。馬達(dá)29可以使用例如步進(jìn)電機(jī)等，除了使加壓輥26連續(xù)地向箭頭R26的方向旋轉(zhuǎn)之外，也可以每隔規(guī)定的角度斷續(xù)地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。就是說(shuō)，也能使加壓輥26反復(fù)地旋轉(zhuǎn)、停止，同時(shí)逐步輸送記錄材料P。
溫度控制裝置27具有安裝在加熱器20的里表面的熱敏電阻(溫度檢測(cè)元件)21、依據(jù)該熱敏電阻21檢測(cè)的溫度控制對(duì)加熱器20的通電的CPU23和三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)24。
如上所述，定影裝置11，通過(guò)加壓輥26向箭頭R26方向旋轉(zhuǎn)，以定影輥隙部N夾持并輸送記錄材料P，并由加熱器20對(duì)記錄材料P上的調(diào)色劑T進(jìn)行加熱。此時(shí)，通過(guò)用旋轉(zhuǎn)控制裝置28控制加壓輥26的旋轉(zhuǎn)，能恰當(dāng)?shù)乜刂朴涗洸牧螾的輸送，另外，用溫度控制裝置27能將加熱器20控制在適宜的溫度。
圖3A和圖3B是用俯視圖表示用于說(shuō)明后面將要說(shuō)明的本實(shí)施例的參考的加熱器20的發(fā)熱電阻器20b的配置的圖。
在氧化鋁等陶瓷基板20a上，采用厚膜印刷法(絲網(wǎng)印刷法)印刷·燒結(jié)Ag/Pd等導(dǎo)電厚膜糊而形成厚度從幾微米到幾十微米程度的多根通電發(fā)熱電阻器20b，然后在其上面印刷并燒結(jié)未圖示的絕緣玻璃厚膜糊而形成玻璃涂層。20d、20e是第1和第2供電用電極圖形，20f是連接電極圖形。由于發(fā)熱電阻器20b的糊狀材料采用Ag/Pd等非常昂貴的材料，所以，減少糊狀材料對(duì)降低成本有很大影響。
在圖3A中，在第1和第2供電用電極圖形20d、20e之間，以串聯(lián)連接形式將發(fā)熱電阻器20b形成往返3次，即6根發(fā)熱電阻器20b，在圖3B中，以串聯(lián)連接形式形成往返2次，即4根發(fā)熱電阻器20b，發(fā)熱電阻器20b的往返次數(shù)，可以根據(jù)基板寬和發(fā)熱電阻器寬做出多種設(shè)定。與圖13A和圖13B進(jìn)行比較就可明了，圖3A和圖3B的加熱器的每根發(fā)熱電阻器都比圖13A和圖13B的發(fā)熱電阻器細(xì)。但是，由于發(fā)熱電阻器的往返次數(shù)比圖13A和圖13B的多，所以，在基板20a的很寬的區(qū)域上分布有發(fā)熱電阻器，能使圖3A和圖3B的加熱器的基板寬度方向的發(fā)熱分布與圖13A和圖13B的大致相同。
在例如基板20a的寬度是7mm、除去記錄材料輸送方向的上游一側(cè)和下游一側(cè)的端部0.7mm配置發(fā)熱電阻器的場(chǎng)合，在圖1 3A和圖1 3B所示的現(xiàn)有技術(shù)例中，在除去中央的0.6mm的部位上，即以寬度5mm形成發(fā)熱電阻器。再有，在將發(fā)熱電阻器總電阻設(shè)定為18Ω的場(chǎng)合(發(fā)熱電阻器電阻值可以根據(jù)輸入電壓和加熱裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行各種設(shè)定)，在圖13A中，使H1＝H2＝2.5mm(9Ω)而設(shè)定2根2.5mm的電阻器。但是，在本實(shí)施例的圖3A中，使H1＝H2＝H3＝H4＝H5＝H6＝0.6mm(3Ω)而形成具備6根分別為0.6mm(3Ω)的電阻器的發(fā)熱電阻器。各發(fā)熱電阻器之間的間隙為0.4mm×5根。由于確保發(fā)熱區(qū)域(發(fā)熱電阻器邊界之間)與現(xiàn)有技術(shù)例相同的5.6mm，而且發(fā)熱電阻器總寬是3.6mm，所以用現(xiàn)有的大約7成的糊狀材料就能形成發(fā)熱電阻器。另外，若將發(fā)熱電阻器的總電阻設(shè)定得相同從而使圖13A和圖13B的加熱器和圖3A和圖3B的加熱器的總發(fā)熱量都相同，則由于圖3A或圖3B的每根發(fā)熱電阻器均比圖13A和圖13B的細(xì)，所以，能降低發(fā)熱電阻器的體積電阻率(9Ω×2.5mm/3Ω×0.6mm12.5倍)。如上所述，發(fā)熱電阻器的材料具有Ag/Pd，減少昂貴的Pd的含有量對(duì)于降低體積電阻率是有效的。因此，與像圖13A和圖13B那樣往返1次地串聯(lián)形成寬度大的發(fā)熱電阻器的形式相比，像圖3A和圖3B那樣往返2次以上地串聯(lián)形成寬度小的發(fā)熱電阻器的形式，能減少糊狀材料的量，而且由于能使用廉價(jià)的糊狀材料，因此，對(duì)于降低成本非常有效。
再有，在例如基板20a的寬度是5mm、除去兩端0.55mm而配置發(fā)熱電阻器的場(chǎng)合，在圖1 3所示的現(xiàn)有技術(shù)例中，在除去中央的0.4mm的地方、即以寬1.75mm(9Ω)×2根＝3.5mm形成發(fā)熱電阻器，但在本參考例的圖3B中，由于是發(fā)熱電阻器是0.6mm(4.5Ω)×4根＝2.4mm、間隔是0.5mm×3根，所以，能用現(xiàn)有的糊狀材料的7成以下的量形成發(fā)熱電阻器。
圖3C所示是加熱體20的里表面一側(cè)，即加熱器基板20a的里面一側(cè)。在加熱器20a的里表面一側(cè)，使進(jìn)行溫度控制的熱敏電阻21和安全措施用溫度檢測(cè)元件——溫度保險(xiǎn)絲31與加熱器基板里表面相接觸，或使其靠近加熱器基板地將其配置。
以下，將圖13A或圖13B的加熱器和圖3A或圖3B的加熱器的加熱體20的玻璃涂層20c的表面性質(zhì)的比較示于圖4A、圖4B和圖4C。圖4A、圖4B和圖4C所示是圖13的發(fā)熱電阻器圖形，它使玻璃涂層20c覆蓋發(fā)熱電阻器圖形地、以目標(biāo)厚度50μm將其印刷·燒結(jié)成基板狀，發(fā)熱電阻器之間的間隔能形成深度為5～10μm的凹部d，但因?yàn)榘l(fā)熱電阻器20b的寬度較大，所以，存在很寬的平坦部位，因此，不會(huì)降低輥隙部?jī)?nèi)的熱傳遞效率。但是，如圖4B所示，若使發(fā)熱電阻器20b的1根的寬度變窄，則在玻璃涂層20c的表面會(huì)產(chǎn)生深度約5～10μm的凹凸d′，熱效率會(huì)因該凹凸d′而略微降低。因此，為了保持熱效率，要將玻璃涂層20c印刷在與發(fā)熱圖形相反的圖形上(在多次印刷的玻璃涂層中，通過(guò)將1、2次的玻璃涂層僅印刷在沒(méi)有印刷發(fā)熱電阻器的凹部分上，能使玻璃表面大致平坦)，或者提高玻璃涂層20c的燒結(jié)溫度(通過(guò)使玻璃涂層充分地液狀化，能使由發(fā)熱電阻器構(gòu)成的凹凸大致平坦)等，如圖4C所示，以確保玻璃的表面性能，提高熱效率。
圖4A所示是現(xiàn)有技術(shù)例的場(chǎng)合，圖4B所示是使各發(fā)熱電阻器變細(xì)、同時(shí)增加往返次數(shù)，對(duì)其上的玻璃涂層未采取任何措施的場(chǎng)合，圖4C所示是本參考例的場(chǎng)合，將圖4A的場(chǎng)合、圖4B的場(chǎng)合和圖4C的場(chǎng)合的定影性能的比較示于圖5。圖5的濃度下降率(％)表示在磨擦定影后的圖像時(shí)其濃度的下降率。即，濃度下降率越低定影性能(熱效率)越好。在圖5中，對(duì)“黑”圖像和“HT(灰度)”圖像的濃度下降率進(jìn)行了比較，而與現(xiàn)有技術(shù)例的圖4A相比較，圖4B的場(chǎng)合的定影性能多少惡化了一些。另一方面，在改善了玻璃的平面性能的本實(shí)施例的圖4C，能確保與現(xiàn)有技術(shù)例同等的定影性能。因此，最好是與發(fā)熱電阻器圖形相吻合地印刷·燒結(jié)玻璃，以便優(yōu)化其平面性能。
以下，對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。如圖6A、6B所示，本發(fā)明的第1實(shí)施例，相對(duì)于一個(gè)供電電極(20e或20d)并聯(lián)連接多根發(fā)熱電阻器20b。
在將發(fā)熱電阻器的圖形印刷在加熱器基板20a上時(shí)，由于制造公差等原因，有時(shí)發(fā)熱電阻器的粗細(xì)會(huì)有一些變化。若粗細(xì)與設(shè)計(jì)值不同，則電阻值也必然與設(shè)計(jì)值不同，所以不能獲得所希望的發(fā)熱量，這樣的加熱器不能使用，成品率低。例如，如圖3A或圖3B、圖13A或圖13B所示，在全部串聯(lián)地連接多根發(fā)熱電阻器的加熱器的場(chǎng)合，即使一根的局部的粗細(xì)與設(shè)計(jì)值不同，串聯(lián)連接的發(fā)熱電阻器整體的電阻值也會(huì)有很大的變化。
與此相反，如圖6A或圖6B所示，在相對(duì)一個(gè)供電電極并聯(lián)連接多個(gè)發(fā)熱電阻器的場(chǎng)合，即使并聯(lián)連接的發(fā)熱電阻器中的一根局部粗細(xì)與設(shè)計(jì)值不同，也能控制得使整個(gè)發(fā)熱電阻器的電阻值的變化量比串聯(lián)連接所有的發(fā)熱電阻器時(shí)小。因此，與采用圖3A或圖3B和圖13A或圖13B那樣的連接方法的場(chǎng)合相比，這樣能提高加熱器的成品率。另外，例如，即使在發(fā)熱電阻器20b制得極細(xì)的場(chǎng)合，也能減少流向發(fā)熱電阻器極細(xì)處的電流，減少局部的發(fā)熱量?？梢哉J(rèn)為由于基板寬度的小型化，若發(fā)熱電阻器寬度變窄，則難以對(duì)發(fā)熱電阻器20b的電阻值進(jìn)行控制，因此，還是并聯(lián)連接比較有利。再有，在并聯(lián)連接的場(chǎng)合，像20g那樣，通過(guò)在記錄材料的走紙方向上以幾十毫米的間距設(shè)置梯子狀的發(fā)熱電阻器，即使使發(fā)熱電阻器變細(xì)了，也能很容易地使發(fā)熱分布(電阻值分布)均勻。再有，梯子部除了控制發(fā)熱電阻器的電阻值之外，無(wú)需對(duì)所有的發(fā)熱電阻器的電阻值進(jìn)行測(cè)定即可控制局部電阻。但是，由于梯子部發(fā)熱量多少降低了一些，所以，最好是使其配置部位錯(cuò)開(kāi)設(shè)置溫度檢測(cè)元件(熱敏電阻)或安全措施用溫度檢測(cè)元件(溫度保險(xiǎn)絲)的部位。
另外，用于本實(shí)施例的定影裝置11的加熱體20，與圖3A、圖3B和圖3C的加熱器一樣，與圖13A和圖13B的加熱器相比，能將發(fā)熱電阻器糊狀材料的使用量降低到7成以下，材質(zhì)本身也能使用低成本的材料。覆蓋在發(fā)熱電阻器上的涂層即使是通常的材料也沒(méi)關(guān)系，但如果對(duì)其進(jìn)行如圖4C所示的填滿電阻器之間的間隙那樣的適當(dāng)化處理，則能將向記錄材料傳熱的傳熱效率的降低值控制到很小，更理想。
(第2實(shí)施例)在上述第1實(shí)施例中，在加熱器基板20a的在記錄材料輸送方向的上、下游，其發(fā)熱量都是相同的，但在本實(shí)施例中，如圖7A和圖7B所示，通過(guò)改變發(fā)熱電阻器的電阻值，改變了上、下游的發(fā)熱量，優(yōu)化了發(fā)熱電阻器的發(fā)熱分布。
在圖7A中，串聯(lián)連接所有的發(fā)熱電阻器，假設(shè)從上游一側(cè)，各發(fā)熱電阻器的電阻值為R1、R2、R3、R4、R5、R6，在圖7B中，為R1、R2、R3、R4，從上游一側(cè)向下游一側(cè)，電阻值變小(越向下游發(fā)熱電阻器越粗)。即，無(wú)論是在圖7A還是在圖7B中，都是(上游的電阻值)＞(下游的電阻值)。例如，在圖7A中是R1＞R2＞R3＞R4＞R5＞R6，在圖7B中是R1＞R2＞R3＞R4。
以往，如圖13B所示，設(shè)定H1＝1.7mm(12Ω)、H2＝3.3mm(6Ω)，但由于發(fā)熱電阻器是1次往返，所以在記錄材料的輸送方向上，溫度發(fā)生急劇變化。在圖7A中，將發(fā)熱電阻器至少往返2次地設(shè)置，通過(guò)使發(fā)熱量漸漸變化(下游一側(cè)較小。例如在圖7A中，為R1＝0.36mm(4.2Ω)、R2＝0.41mm(3.7Ω)、R3＝0.48mm(3.2Ω)、R4＝0.57mm(2.7Ω)、R5＝0.7mm(2.2Ω)、R6＝0.9mm(1.7Ω)，形成發(fā)熱電阻器總寬度約3.4mm、總電阻約18Ω的發(fā)熱電阻器)，因此，能使記錄材料輸送方向的溫度分布較平滑。再有，由于加大了上游的發(fā)熱量，在與因記錄材料的走紙或定影膜的移動(dòng)而產(chǎn)生的朝向下游的應(yīng)力的方向相反的方向上產(chǎn)生熱應(yīng)力，因此可以防止加熱器基板破損。另外，即使因記錄材料的走紙或定影膜的移動(dòng)而產(chǎn)生朝向下游一側(cè)的熱移動(dòng)，也能使輥隙部?jī)?nèi)部保持均勻的發(fā)熱分布，所以，能對(duì)記錄材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜帷?br>
在圖7A或圖7B中，雖然使電阻值根據(jù)發(fā)熱電阻器20b的寬度而發(fā)生變化，但也可以如圖8A或圖8B所示，以發(fā)熱電阻器的厚度來(lái)控制電阻值。在此，圖8B是表示圖8A的剖面8B-8B的圖。再有，還可以由發(fā)熱電阻器糊狀材料等的不同來(lái)改變電阻值。另外，在此也是從上游向下游使電阻值依次變小(越靠近下游發(fā)熱電阻器越粗)。在圖8A中也是(上游的電阻值)＞(下游的電阻值)。例如，在圖8A中是R1＞R2＞R3＞R4＞R5＞R6。
再有，圖9所示是并聯(lián)連接發(fā)熱電阻器20b的場(chǎng)合。雖然圖9的電阻器圖形是1次往返，但對(duì)于一個(gè)供電電極來(lái)說(shuō)，前向通路(R1、R2)和返向通路(R3～R6)都是并聯(lián)連接多個(gè)發(fā)熱電阻器。圖9中，設(shè)各發(fā)熱電阻器的電阻值從上游開(kāi)始為R1、R2、R3、R4、R5、R6，為了增加上游一側(cè)的發(fā)熱量，使前向通路(上游)的電阻值＞返向通路(下游)的電阻值。即，其配置滿足下式。[式1](R1×R2)/(R2+R1)>]]>R3×R4×R5×R6R4×R5×R6+R3×R5×R6+R3×R4×R6+R3×R4×R5]]>而且，R3＜R4＜R5＜R6在圖9中，由例如R1＝0.4mm(24Ω)、R2＝0.4mm(24Ω)、R3＝0.6mm(16Ω)、R4＝0.5mm(19Ω)、R5＝0.4mm(24Ω)、R6＝0.3mm(32Ω)等發(fā)熱電阻器形成發(fā)熱電阻器總寬度約2.6mm(通過(guò)確保各發(fā)熱電阻器之間間隔0.6mm，能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)例的發(fā)熱電阻器總寬度5mm的大約一半)、總電阻約18Ω的發(fā)熱電阻器。
在圖9中，雖然用發(fā)熱電阻器的寬度控制電阻值，當(dāng)然也可以由厚度、材料來(lái)進(jìn)行設(shè)定。再有，也可以設(shè)置圖6A、6B所示的梯子狀的發(fā)熱電阻器，使發(fā)熱分布(電阻值分布)均勻。
10A和圖10B所示是第1實(shí)施例和本實(shí)施例的剛剛接通電源之后的加熱體表面的發(fā)熱分布。在第1實(shí)施例中，只是在剛剛接通電源之后，發(fā)熱電阻器部溫度升高，為如圖10A或圖10B所示的發(fā)熱分布，但，如本實(shí)施例那樣，通過(guò)使發(fā)熱電阻器的間隔在0.7mm以下，所以，能實(shí)現(xiàn)平滑的發(fā)熱分布，再有，即使在增大上游發(fā)熱電阻器的發(fā)熱量時(shí)，也能使發(fā)熱分布如圖10A或圖10B所示的那樣平滑。
因此，相對(duì)加熱體20配設(shè)的、進(jìn)行溫度控制的熱敏電阻21(圖3A或圖3B)或安全措施用的溫度檢測(cè)元件——溫度保險(xiǎn)絲31(圖3A或圖3B)，即使由于公差或制造方面的問(wèn)題，其設(shè)置位置在加熱體寬度方向上多少有些錯(cuò)位，也能準(zhǔn)確地進(jìn)行控制。再有，由于保持適當(dāng)?shù)臏囟确植迹粫?huì)出現(xiàn)由于圖像不良或長(zhǎng)期使用而產(chǎn)生問(wèn)題的情況，而且不會(huì)發(fā)生溫度分布急劇變化的情況，所以，能緩和發(fā)熱分布即電阻值分布的規(guī)格，因此，能提供成本更低的加熱器。
(第3實(shí)施例)如圖11A或圖11B所示，本實(shí)施例的特征是用1根形成前向通路(上游)發(fā)熱電阻器(與供電電極20d相連接的發(fā)熱電阻器是1根)，只將返向通路(下游)發(fā)熱電阻器形成在長(zhǎng)度方向上將發(fā)熱電阻器拉開(kāi)間隔的形狀(相對(duì)供電電極20e并聯(lián)連接多個(gè)發(fā)熱電阻器)。其目的之一就是即使在安全措施用溫度檢測(cè)元件不工作的場(chǎng)合，也能防止在特定的位置損壞加熱器、產(chǎn)生漏電，進(jìn)而防止由于該漏電引起的與其通信的計(jì)算機(jī)誤動(dòng)作或用戶觸電。在處于這樣的失控狀態(tài)時(shí)，可以通過(guò)相對(duì)于基板的熱應(yīng)力使基板向上游一側(cè)凸起地變形，從而切斷上游的發(fā)熱電阻器而停止通電。
但是，若像第1或第2實(shí)施例那樣，上游存在多個(gè)發(fā)熱電阻器的話，若切斷1根，則電流集中從剩下的發(fā)熱電阻器流過(guò)，急速加熱。因此，與原來(lái)的發(fā)熱分布不同，加熱器基板被破壞，所以，有時(shí)產(chǎn)生許多火花。
本實(shí)施例將上游發(fā)熱電阻器設(shè)成1根，再有，通過(guò)將前向通路(上游)發(fā)熱量設(shè)定成返向通路(下游)發(fā)熱量的2倍以上3倍以下，在失控時(shí)也能通過(guò)切斷上游一側(cè)的發(fā)熱電阻器，不產(chǎn)生火花等危險(xiǎn)地停止供電。
本實(shí)施例的發(fā)熱電阻器電阻值的關(guān)系設(shè)定成3×返向通路(下游)電阻值≥前向通路(上游)電阻值≥2×返向通路(下游)電阻值。即設(shè)定成滿足下式[式2]3×R2×R3×R4×R5R3×R4×R5+R2×R4×R5+R2×R3×R5+R2×R3×R4]]>≥R1≥]]>2×R2×R3×R4×R5R3×R4×R5+R2×R4×R5+R2×R3×R5+R2×R3×R4]]>在圖11A中，例如R1＝1mm(12Ω)、R2、R3、R4、R5＝0.525mm(23Ω)的發(fā)熱電阻器，使下游的電阻值大約是5.75Ω，式「5.75Ω×3＝17.25Ω≥上游電阻值12Ω≥5.75×2＝11.5Ω」成立，能形成發(fā)熱電阻器總寬度大約是3.1mm、總電阻約18Ω的發(fā)熱電阻器。
該電阻值在失控時(shí)能可靠地切斷發(fā)熱電阻器R1，使失控狀態(tài)停止。
使用采用了本實(shí)施例的加熱體的定影裝置和第2實(shí)施例的定影裝置進(jìn)行了失控試驗(yàn)。假定檢測(cè)元件和安全元件出現(xiàn)了故障，在將最大值為139.7V(100V系)的電壓接到加熱體上時(shí)，第2實(shí)施例的加熱體將加熱器保持部件22和加壓輥26熔化，大約5秒后，濺出許多火花，加熱體被破壞。在本實(shí)施例中，靠加熱體的熱應(yīng)力，大約4秒后切斷了加熱體上游部的發(fā)熱電阻器，沒(méi)有產(chǎn)生火花，能使失控狀態(tài)停止。
根據(jù)本實(shí)施例，能提供安全且成本低的加熱裝置、以及成像裝置。
(其它)1)膜加熱方式的加熱裝置的裝置結(jié)構(gòu)并不限于上述實(shí)施例，可以是任意一種結(jié)構(gòu)。
2)作為加壓部件的彈性部件并不限于輥體。也可以是能驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的帶體。該部件也可以用熱源進(jìn)行加熱。
3)本發(fā)明的加熱裝置并不限于定影裝置，另外，也可以作為以下裝置進(jìn)行使用臨時(shí)定影的圖像加熱裝置；對(duì)載置有圖像的記錄媒體進(jìn)行再加熱、改善光澤等表面性能的圖像加熱裝置；使記錄媒體以外的膜狀的被加熱體走動(dòng)、進(jìn)行干燥、加熱壓制疊片、熱壓除皺、熱壓除卷邊等的加熱處理裝置。
本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，也包含技術(shù)思想內(nèi)的變形。
權(quán)利要求
1.一種加熱器，其特征是具備基板；在該基板上至少往返1次地形成的發(fā)熱電阻器；設(shè)置在該發(fā)熱電阻器的電氣端部的供電電極，其中，在該供電電極的至少一個(gè)電極上并聯(lián)連接有多根該發(fā)熱電阻器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的加熱器，其特征是在該發(fā)熱電阻器的前向通路以及返向通路上都相對(duì)于該供電電極并聯(lián)連接有多個(gè)該發(fā)熱電阻器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的加熱器，其特征是在一個(gè)該供電電極上并聯(lián)連接有多根該發(fā)熱電阻器，在另一供電電極上連接有一根該發(fā)熱電阻器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的加熱器，其特征是并聯(lián)連接的該多個(gè)發(fā)熱電阻器在該基板的長(zhǎng)度方向的多處電氣連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的加熱器，其特征是該加熱器在該發(fā)熱電阻器上還具有表面層，由該表面層填滿多個(gè)該發(fā)熱電阻器之間的間隙，使表面的凹凸均勻化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的加熱器，其特征是多個(gè)該發(fā)熱電阻器的電阻值各不相同。
7.一種加熱裝置，是用于加熱在記錄材料上形成的圖像的圖像加熱裝置，其特征是它具備加熱器；一邊與該加熱器摩擦一邊旋轉(zhuǎn)的撓性滾筒，其中，該加熱器具有基板；在該基板上至少往返1次地形成的發(fā)熱電阻器；設(shè)置在該發(fā)熱電阻器的電氣端部的供電電極，在至少一個(gè)該供電電極上并聯(lián)連接有多根該發(fā)熱電阻器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的加熱裝置，其特征是在該發(fā)熱電阻器的前向通路以及返向通路上都相對(duì)該供電電極并聯(lián)連接有多個(gè)該發(fā)熱電阻器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的加熱裝置，其特征是在一個(gè)該供電電極上并聯(lián)連接有多根該發(fā)熱電阻器，在另一供電電極上連接有一根該發(fā)熱電阻器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的加熱裝置，其特征是連接有一根該發(fā)熱電阻器的該供電電極是該記錄材料的移動(dòng)方向上游一側(cè)的電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的加熱裝置，其特征是并聯(lián)連接的該多個(gè)發(fā)熱電阻器在該基板的長(zhǎng)度方向的多處電氣連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的加熱裝置，其特征是該加熱器在該發(fā)熱電阻器上還具有表面層，由該表面層填滿多個(gè)該發(fā)熱電阻器之間的間隙，使表面的凹凸均勻化。
13.根據(jù)權(quán)利要求7的加熱裝置，其特征是多個(gè)該發(fā)熱電阻器的電阻值各不相同。
14.一種加熱器，其特征是具備基板；設(shè)置在該基板上、電阻值不同的多個(gè)電阻器至少往返2次地串聯(lián)連接的發(fā)熱電阻器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的加熱器，其特征是該加熱器在該發(fā)熱電阻器上還具有表面層，由該表面層填滿多個(gè)該發(fā)熱電阻器之間的間隙，使表面的凹凸均勻化。
16.一種圖像加熱裝置，是用于加熱在記錄材料上形成的圖像的圖像加熱裝置，其特征是它具備加熱器；一邊與該加熱器摩擦一邊旋轉(zhuǎn)的撓性滾筒，其中，該加熱器具有基板；設(shè)置在該基板上、電阻值不同的多個(gè)電阻器至少往返2次地串聯(lián)連接的發(fā)熱電阻器；設(shè)置在該發(fā)熱電阻器的電氣端部的供電電極。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的圖像加熱裝置，其特征是多個(gè)該電阻器，電阻值沿該記錄材料的移動(dòng)方向逐漸變化。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的圖像加熱裝置，其特征是該加熱器在該發(fā)熱電阻器上還具有表面層，由該表面層填滿多個(gè)該電阻器之間的間隙，使表面的凹凸均勻化。
全文摘要
本發(fā)明提供一種形成有熱電阻的基板的加熱器，或者具有該加熱器的圖像加熱裝置，具備基板；在該基板上至少往返1次地形成的發(fā)熱電阻器；設(shè)置在該發(fā)熱電阻器的電氣端部的供電電極，在該供電電極的至少一個(gè)電極上并聯(lián)連接有多根該發(fā)熱電阻器。據(jù)此，能獲得即使體積小發(fā)熱特性也優(yōu)異的加熱器以及使用該加熱器的圖像加熱裝置。
文檔編號(hào)H05B3/10GK1453665SQ0312216
公開(kāi)日2003年11月5日 申請(qǐng)日期2003年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月22日
發(fā)明者加藤明, 友行洋二, 中園祐輔, 小川賢一, 榊原啟之 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社