JP2005026185A - 面状ヒーターとその製造方法及びこれを用いた画像定着装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の面状ヒーターは、ポリイミド樹脂粉末成形基板(1)上に金属製電気抵抗発熱体(2)を積層一体化し、さらにその上に耐熱絶縁層(5)を被覆して全体を一体化し、かつ前記発熱体(2)の端子部(3)には電力供給のための開口部(7)を形成する。ポリイミド樹脂粉末成形基板は、加熱と冷却の繰り返しによる熱的衝撃に対して強いので、破損は起こりにくい。また、ヒーター全長の均熱性が高く、放熱も少なく、ヒーターの発熱量を効果的に定着処理に使用できる。
【選択図】図1
Description
(1)線膨張係数
線膨張係数測定装置:島津製作所社製、熱機械分析装置TMA−50、温度範囲:室温〜300℃、昇温速度10℃/min、荷重:2g(引張り荷重)、チャック間距離:10mm、同一試料を2回続けて測定し2回目の値を採用した。
(2)熱伝導率
熱伝導率測定装置:京都電子工業社製QTM−500使用
(3)平均粒子径
粒度分布測定:堀場製作所社製LA920
SEM:日立製作所社製
(実施例1)
(1)ポリイミド樹脂粉末成形基板の作製
4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(ODA)25.74g(0.129mol)をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)249gに溶解した。次いで攪拌しながら無水ピロメリット酸(PMDA)25.26g(0.116mol)を3回に分けて添加し、室温にて12時間攪拌し、固形分17重量%で酸−アミンの混合割合が9:1のポリイミド前駆体溶液を得た。
(2)接着剤の作製
“スカイボンドSB3555”((株)I.S.T製)25.00gに、5.56gのN,N−ジメチルアセトアミド(DMAC)を添加し希釈した。これに“スカイボンドSB3030”((株)I.S.T製) 4.17gを加え攪拌し、固形分31.2重量%の接着剤を得た。
(3)金属製電気抵抗発熱体の積層
厚さ24μm、長さ300mm、幅30mmのステンレスSUS304箔(東洋製箔製)の表面を塩化第二鉄溶液に浸漬し続いて水洗した後エタノールで洗浄した。このステンレス箔の片面に前記接着剤をバーコートし200℃で1時間乾燥させ厚さ約10μmの接着層を形成した。
(4)発熱体回路製作
前記片面に接着層を形成したステンレスSUS304箔をエッチング加工しステンレス箔発熱回路(金属製電気抵抗発熱体2)を得た。発熱回路の加工工程は片面に接着層が積層されたステンレス箔の金属面上に回路パターンを耐酸性レジストペン(サンハヤト株式会社製)及びフレキシブルテープ(サンハヤト株式会社製)によりマスキングした。その後、前記マスキングしたステンレス箔をエッチング液(塩化第二鉄溶液(サンハヤト株式会社製))に常温で30分間浸漬しエッチング処理した。その後、耐酸性インク及びテープをエタノールによって除去し、ステンレス箔発熱回路(金属製電気抵抗発熱体2)を得た(図2)。
(5)発熱体回路と基板との積層
前記ステンレス箔発熱回路とポリイミド・酸化アルミニウム混合粉末成形基板の接着積層加工を行った。接着加工は前記基板上に、前記ステンレス箔発熱回路の接着剤塗布面を前記基板面に積層し全面に50kgの圧力を掛け、そのまま180℃で10分間、その後250℃まで60分間で昇温させ、同温度で30分間加熱した。さらにその後300℃で60分間加熱し、金型を徐冷し常温まで冷却した。
(6)発熱体表面の耐熱絶縁層の形成
図1に示すように、オーバーコート処理として発熱体回路面の端子部3を除いてポリイミドワニス(I.S.T製RC5019)を溶液状で200μmの厚みにコーティングし、120℃で30分、120℃から200℃までの昇温を30分、200℃で30分保持し、さらに300℃で60分間加熱しイミド転化を完結させて、発熱部2および基板表面に耐熱絶縁層5を20μmの厚みで形成した。
2 金属製電気抵抗発熱体
3 金属製電気抵抗発熱体の端子部
4 接着層
5 耐熱絶縁層
6 測温体
7 開口部
10 面状ヒーター
11 定着ベルト
12 支持体
13 加圧ロール
15 サーミスタ
16 加圧ローラの芯金
17 複写紙
18 トナー
19 トナー像
Claims (9)
- ポリイミド樹脂粉末成形基板上に金属製電気抵抗発熱体を積層一体化し、さらにその上に耐熱絶縁層を被覆して全体を一体化し、かつ前記発熱体の端子部には電力供給のための開口部を含むことを特徴とする面状ヒーター。
- 前記ポリイミド樹脂粉末成形基板が、さらに無機絶縁物質からなるフィラーを含み、前記ポリイミド樹脂を100重量部としたとき、前記フィラーは43〜900重量部の範囲である請求項1に記載の面状ヒーター。
- 前記基板の線膨張係数が前記発熱体の90〜140%の範囲である請求項1又は2に記載の面状ヒーター。
- 前記ポリイミド樹脂粉末成形基板の熱伝導率が0.3〜0.6W/m・kの範囲である請求項1〜3のいずれか1項に記載の面状ヒーター。
- 前記ポリイミド樹脂粉末成形基板が平均粒子径0.1〜50μmの範囲のポリアミック酸粉末を成形しイミド転化した基板である請求項1〜4のいずれか1項に記載の面状ヒーター。
- 前記ポリイミド樹脂粉末成形基板と発熱体との積層一体化がポリイミド樹脂接着剤による接着であり、かつ前記発熱体を被覆している耐熱絶縁層がポリイミド樹脂である請求項1に記載の面状ヒーター。
- 前記面状ヒーターは、画像定着装置に使用される発熱源である請求項1〜6のいずれか1項に記載の面状ヒーター。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の面状ヒーターの製造方法であって、あらかじめポリイミド前駆体溶液中に無機絶縁物質からなるフィラーを混合し、その後、粉末精製し、粉末成形加工後、又は粉末成形しながらイミド転化して面状ヒーターを製造することを特徴とする面状ヒーターの製造方法。
- 定着ベルトの内側に面状ヒーターを備え、前記面状ヒーターと加圧ロールとの間にトナー像を形成した複写紙を順次送り込みながらトナーを加熱溶融させ、ニップ点で複写紙上にトナー像を定着させる画像定着装置において、
前記面状ヒーターが請求項1〜6のいずれか1項に記載の面状ヒーターであることを特徴とする画像定着装置。
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