JP5447932B2

JP5447932B2 - Ceramic heater, heating device, image forming device

Info

Publication number: JP5447932B2
Application number: JP2009175780A
Authority: JP
Inventors: 典生竹本; 健太郎木村
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2009-07-28
Filing date: 2009-07-28
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2029-07-28
Also published as: JP2011029087A

Description

この発明は、情報機器、家電製品や製造設備などの小型機器類に装着されて用いられる薄型のセラミックヒータおよびこのセラミックヒータを実装したプリンタ、複写機、ファクシミリやリライタブルカードリーダライタなどの加熱装置ならびにこの加熱装置を用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a thin ceramic heater that is used by being mounted on small devices such as information equipment, home appliances, and manufacturing equipment, and a heating device such as a printer, a copying machine, a facsimile, a rewritable card reader / writer, and the like mounted with the ceramic heater, The present invention relates to an image forming apparatus using the heating device.

従来のセラミックヒータは、セラミック基板の長手方向が幅で短手方向が長さの発熱抵抗体の発熱を、セラミック基板の長手方向に対して均一にするために、発熱抵抗体の長さ方向両端は、配線パターンにそれぞれ接続している。電極から配線パターンに電力を供給させる場合に、複数のスルーホールを用いて配線パターンと電極とを接続することで電流の傾きを小さくすることで、セラミック基板の長手方向の発熱量の均一化が図られている。（例えば、特許文献１） The conventional ceramic heater has both ends in the longitudinal direction of the heating resistor in order to make the heat generation of the heating resistor whose width in the longitudinal direction is long and the length in the short direction is uniform with respect to the longitudinal direction of the ceramic substrate. Are respectively connected to the wiring patterns. When power is supplied from the electrodes to the wiring pattern, the amount of heat generated in the longitudinal direction of the ceramic substrate can be made uniform by reducing the current gradient by connecting the wiring pattern and the electrode using a plurality of through holes. It is illustrated. (For example, Patent Document 1)

特開２００７−３１１１３５公報JP 2007-311135 A

上記した特許文献１の技術は、電力が供給される電極から配線パターンに形成された各スルーホールとの距離の違いによる抵抗値に違いで温度分布の傾きが生じ、ヒータ全体としては長手方向の温度分布に傾きが生じてしまう、という問題があった。 In the technique of Patent Document 1 described above, a temperature distribution gradient occurs due to a difference in resistance value due to a difference in distance from an electrode to which power is supplied to each through hole formed in the wiring pattern, and the entire heater is in the longitudinal direction. There was a problem that the temperature distribution was inclined.

この発明の目的は、長手方向の温度分布の均一化を図ることが可能なセラミックヒータ、このヒータを用いた加熱装置、この加熱装置を用いた画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a ceramic heater capable of achieving a uniform temperature distribution in the longitudinal direction, a heating device using the heater, and an image forming apparatus using the heating device.

上記した課題を解決するために、この発明の請求項１のセラミックヒータは、長尺平板状の耐熱性で絶縁性のセラミック基板と、前記セラミック基板上の短手方向が長さで長手方向が幅の発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体の長手方向両端に沿って形成し、前記発熱抵抗体の両端と接続した第１および第２の配線パターンと、前記セラミック基板上の一端側にそれぞれ形成し、電力が供給される第１および第２の電極と、前記発熱抵抗体が形成された反対面に形成された接続パターンに、前記第１の電極と前記第１の配線パターンの複数箇所を、前記発熱抵抗体が形成された反対面に形成された接続パターンに、前記第２の電極と前記第２の配線パターンの複数箇所を、それぞれ接続するスルーホールと、前記発熱抵抗体を保護する絶縁性のオーバーコート層と、を具備し、前記第１の電極から複数の前記スルーホールに接続させる接続パターンは、同じ抵抗値となるように設定し、前記第２の電極から複数の前記スルーホールに接続させる接続パターンは、同じ抵抗値になるように設定したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a ceramic heater according to a first aspect of the present invention is a long flat plate-like heat-resistant and insulating ceramic substrate, and a short direction on the ceramic substrate is a length and a longitudinal direction is A heating resistor having a width, first and second wiring patterns formed along both longitudinal ends of the heating resistor and connected to both ends of the heating resistor, and formed on one end side of the ceramic substrate, respectively. The first electrode and the second electrode to which power is supplied and the connection pattern formed on the opposite surface on which the heating resistor is formed are connected to a plurality of locations of the first electrode and the first wiring pattern. The through-hole connecting the plurality of locations of the second electrode and the second wiring pattern to the connection pattern formed on the opposite surface where the heating resistor is formed, and the heating resistor are protected. Insulating ohmic Comprising a bar coating layer, a connection pattern for connecting to a plurality of the through-holes from the first electrode sets so as to have the same resistance value, is connected to a plurality of the through hole from the second electrode The connection pattern is set to have the same resistance value .

この発明の加熱装置は、請求項１〜５の何れかに記載のセラミックヒータと、前記セラミック基板に対向配置し、該セラミック基板を圧接するように回転可能に支持された加圧ローラと、前記セラミック基板と前記加圧ローラとの間に設けられ、前記加圧ローラの回転に伴い前記セラミック基板上を摺動する定着フィルムと、を具備したことを特徴とする。 A heating device according to the present invention includes a ceramic heater according to any one of claims 1 to 5 , a pressure roller that is disposed so as to face the ceramic substrate, and is rotatably supported so as to press-contact the ceramic substrate, It is provided between the ceramic substrate and the pressure roller, characterized by comprising a fixing film to slide the ceramic on the substrate with the rotation of the pressure roller.

この発明の画像形成装置は、媒体に形成された静電潜像にトナーを付着させてこのトナーを用紙に転写して所定の画像を形成する形成手段と、画像が形成された用紙を加圧ローラにより定着フィルムを介して前記ヒータに圧接しながら通過させることによって、トナーを定着するようにした請求項６記載の加熱装置と、を具備したことを特徴とする。 The image forming apparatus according to the present invention includes a forming unit that forms a predetermined image by attaching toner to an electrostatic latent image formed on a medium and transferring the toner to a sheet, and pressurizes the sheet on which the image is formed. The heating apparatus according to claim 6 , wherein the toner is fixed by passing through the fixing film with a roller while being pressed against the heater.

この発明によれば、セラミックヒータの、長手方向の温度分布の均一化を図ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to make the temperature distribution in the longitudinal direction of the ceramic heater uniform.

この発明のセラミックヒータに関する第１の実施形態について説明するための、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS (a) is a front view for demonstrating 1st Embodiment regarding the ceramic heater of this invention, (b) is a rear view. 図１のＩａ−Ｉｂ線断面図である。It is the Ia-Ib sectional view taken on the line of FIG. 図１のＩｃ−Ｉｄ線断面図である。It is the Ic-Id sectional view taken on the line of FIG. 図１のＩｅ−Ｉｆ線断面図である。It is the Ie-If sectional view taken on the line of FIG. この発明の効果について説明するために模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing typically shown in order to demonstrate the effect of this invention. この発明のセラミックヒータに関する第２の実施形態について説明するための図１（ｂ）に相当する背面図である。It is a rear view equivalent to FIG.1 (b) for demonstrating 2nd Embodiment regarding the ceramic heater of this invention. この発明のセラミックヒータの第３の実施形態について説明するための図１（ｂ）に相当する背面図である。It is a rear view equivalent to FIG.1 (b) for demonstrating 3rd Embodiment of the ceramic heater of this invention. 図７のIIａ−IIｂ線断面図である。It is the IIa-IIb sectional view taken on the line of FIG. この発明の加熱装置に関する一実施形態について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating one Embodiment regarding the heating apparatus of this invention. この発明の画像形成装置に関する一実施形態について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating one Embodiment regarding the image forming apparatus of this invention.

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１〜図４は、この発明のセラミックヒータに関する第１の実施形態について説明するための、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は背面図、図２は図１のＩａ−Ｉｂ線の断面図、図３は図１のＩｃ−Ｉｄ線の断面図、図４は図１のＩｅ−Ｉｆ線の断面図である。 1 to 4 are diagrams for explaining a first embodiment of the ceramic heater according to the present invention. FIG. 1 (a) is a front view, FIG. 1 (b) is a rear view, and FIG. 3 is a sectional view taken along line Ic-Id in FIG. 1, and FIG. 4 is a sectional view taken along line Ie-If in FIG.

以下の各実施形態において、この実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。 In the following embodiments, the same components as those in this embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

まず、図１（ａ）において、１１は、厚みが０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の耐熱、電気絶縁性材料で、高い熱伝導性を有する例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の高剛性のセラミック製の平板短冊状のセラミック基板である。セラミック基板１１の長手方向の一端側に形成された１２，１３は、それぞれ銀系等を主体とする良導電体膜からなる給電用の電極である。１４，１５は、セラミック基板１１の長手方向の両側に非接触状態で並行させ、銀（Ａｇ）の含有率が９０ｗｔ％以上の材料で形成された配線パターンである。 First, in FIG. 1A, 11 is a heat-resistant and electrically insulating material having a thickness of about 0.5 mm to 1.0 mm, and has high thermal conductivity such as alumina (Al ₂ O ₃ ), aluminum nitride (AlN). ) Or the like, and a ceramic substrate having a flat strip shape made of a highly rigid ceramic. Reference numerals 12 and 13 formed on one end side in the longitudinal direction of the ceramic substrate 11 are power supply electrodes made of a good conductor film mainly composed of silver or the like. Reference numerals 14 and 15 are wiring patterns formed of a material having a silver (Ag) content of 90 wt% or more in parallel in a non-contact state on both sides in the longitudinal direction of the ceramic substrate 11.

電極１２，１３および配線パターン１４，１５は、セラミック基板１１長手方向の片側の面に別々の状態でそれぞれが形成する。これら電極１２，１３および配線パターン１４，１５は、導電ペーストをセラミック基板１１上に塗り、これを焼成することによりセラミック基板１１上に固着させた状態で形成することができる。 The electrodes 12 and 13 and the wiring patterns 14 and 15 are respectively formed in separate states on one surface of the ceramic substrate 11 in the longitudinal direction. The electrodes 12 and 13 and the wiring patterns 14 and 15 can be formed in a state of being fixed on the ceramic substrate 11 by applying a conductive paste on the ceramic substrate 11 and firing the paste.

図１（ｂ）に示すように、配線パターン１４の長手方向とセラミック基板１１を挟んで対向する位置には、電極１２と配線パターン１４を接続させるための接続パターン１６を形成する。同様に、配線パターン１５の長手方向とセラミック基板１１を挟んで対向する位置には、電極１３と配線パターン１５を接続させるための接続パターン１７を形成する。 As shown in FIG. 1B, a connection pattern 16 for connecting the electrode 12 and the wiring pattern 14 is formed at a position facing the longitudinal direction of the wiring pattern 14 across the ceramic substrate 11. Similarly, a connection pattern 17 for connecting the electrode 13 and the wiring pattern 15 is formed at a position facing the longitudinal direction of the wiring pattern 15 across the ceramic substrate 11.

そして、図２〜図４にも示すように、電極１２と接続パターン１６はスルーホール１８１を介して電気的に接続する。電極１３と接続パターン１７はスルーホール１９１を介して電気的に接続する。さらに、配線パターン１４の長手方向には、電極１２と近い位置と中間と遠い位置にそれぞれスルーホール１８２〜１８４がそれぞれ形成される。配線パターン１５の長手方向には、電極１３と近い位置と中間と遠い位置にそれぞれスルーホール１９２〜１９４がそれぞれ形成される。 2 to 4, the electrode 12 and the connection pattern 16 are electrically connected through the through hole 181. The electrode 13 and the connection pattern 17 are electrically connected through the through hole 191. Further, in the longitudinal direction of the wiring pattern 14, through holes 182 to 184 are formed at positions close to the electrode 12 and at positions far from the middle and respectively. In the longitudinal direction of the wiring pattern 15, through-holes 192 to 194 are formed at positions close to the electrode 13 and at positions far from the middle.

スルーホール１８２の配線パターン１４形成面の反対側は、接続パターン２０１を介して接続パターン１６に一体的に接続する。スルーホール１８３の配線パターン１４形成面の反対側は、接続パターン２０２を介して接続パターン１６に一体的に接続される。スルーホール１８４の配線パターン１４形成面の反対側は、接続パターン２０３を介して接続パターン１６に一体的に接続する。 The opposite side of the through hole 182 from the surface on which the wiring pattern 14 is formed is integrally connected to the connection pattern 16 via the connection pattern 201. The opposite side of the through hole 183 from the surface on which the wiring pattern 14 is formed is integrally connected to the connection pattern 16 via the connection pattern 202. The opposite side of the through hole 184 from the surface on which the wiring pattern 14 is formed is integrally connected to the connection pattern 16 via the connection pattern 203.

ここで、スルーホール１８２から電極１２までの抵抗をＲ１、スルーホール１８３から電極１２までの抵抗をＲ２、スルーホール１８４から電極１２までの抵抗をＲ３とした場合、Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値は、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３の関係となるように接続パターン２０１〜２０３の長さを調整する。具体的には、接続パターン２０１〜２０３の幅と厚みが同じ場合は、その長さは２０１＞２０２＞２０３の関係となる。 Here, when the resistance from the through hole 182 to the electrode 12 is R1, the resistance from the through hole 183 to the electrode 12 is R2, and the resistance from the through hole 184 to the electrode 12 is R3, the resistance values of R1 to R3 are The lengths of the connection patterns 201 to 203 are adjusted so that R1 = R2 = R3. Specifically, when the widths and thicknesses of the connection patterns 201 to 203 are the same, the lengths have a relationship of 201> 202> 203.

スルーホール１９２の配線パターン１５形成面の反対側は、接続パターン２１１を介して接続パターン１７に一体的に接続される。スルーホール１９３の配線パターン１５形成面の反対側は、接続パターン２１２を介して接続パターン１７に一体的に接続する。スルーホール１９４の配線パターン１５形成面の反対側は、接続パターン２１３を介して接続パターン１７に一体的に接続する。 The opposite side of the through hole 192 from the surface on which the wiring pattern 15 is formed is integrally connected to the connection pattern 17 through the connection pattern 211. The other side of the through hole 193 opposite to the surface on which the wiring pattern 15 is formed is connected integrally to the connection pattern 17 via the connection pattern 212. The opposite side of the through hole 194 from the surface on which the wiring pattern 15 is formed is integrally connected to the connection pattern 17 through the connection pattern 213.

ここで、スルーホール１９２から電極１３までの抵抗をＲ１’、スルーホール１９３から電極１３までの抵抗をＲ２’、スルーホール１９４から電極１２までの抵抗をＲ３’とした場合、Ｒ１’〜Ｒ３’の抵抗値は、Ｒ１’＝Ｒ２’＝Ｒ３’の関係となるように接続パターン２０１〜２０３の長さを調整する。具体的には、接続パターン２１１〜２１３の幅と厚みを同じとした場合は、その長さは２１１＞２１２＞２１３の関係となる。 Here, when the resistance from the through hole 192 to the electrode 13 is R1 ′, the resistance from the through hole 193 to the electrode 13 is R2 ′, and the resistance from the through hole 194 to the electrode 12 is R3 ′, R1 ′ to R3 ′. The lengths of the connection patterns 201 to 203 are adjusted so that the resistance value of R1 ′ = R2 ′ = R3 ′. Specifically, when the widths and thicknesses of the connection patterns 211 to 213 are the same, the lengths have a relationship of 211> 212> 213.

接続パターンの抵抗値Ｒ１とＲ１’、抵抗値Ｒ２とＲ２’、抵抗値Ｒ３とＲ３’は、それぞれ同じ値となるように長さが設定されている。 The connection pattern resistance values R1 and R1 ', resistance values R2 and R2', and resistance values R3 and R3 'are set to have the same length.

２２は、配線パターン１４，１５との間のセラミック基板１１の長手方向に沿って平行に形成された比較的抵抗値の高い酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）等の抵抗体ペーストをスクリーン印刷した後、高温で焼成して所定の抵抗値を有する膜厚が１０μｍ程度の幅広の発熱抵抗体である。 Reference numeral 22 denotes a high-resistance resistor paste such as ruthenium oxide (RuO ₂ ) having a relatively high resistance value formed in parallel along the longitudinal direction of the ceramic substrate 11 between the wiring patterns 14 and 15 and then subjected to high-temperature printing. And a wide heating resistor having a predetermined resistance value and a film thickness of about 10 μm.

配線パターン１４および発熱抵抗体２２と配線パターン１５と発熱抵抗体２２は、図３、図４に示すように、一部が重層形成されている。この場合の重層部分は、発熱抵抗体２２を配線パターン１４，１５に対して上側に配置する関係にしてある。この関係は逆でも構わない。 As shown in FIGS. 3 and 4, the wiring pattern 14, the heating resistor 22, the wiring pattern 15, and the heating resistor 22 are partially stacked. In this case, the multilayer portion has a relationship in which the heating resistor 22 is arranged on the upper side with respect to the wiring patterns 14 and 15. This relationship may be reversed.

２３は、配線パターン１４，１５および発熱抵抗体２２を覆うように形成され、ガラス層厚が２０μｍ〜１００μｍ程度で、熱伝導率が例えば２Ｗ／ｍ・Ｋ以上のアルミナ等熱伝導性の優れた無機酸化物フィラーを２５ｗｔ％〜３５ｗｔ％加えることで、摺動性を向上させたガラス等のオーバーコート層である。オーバーコート層２３は、配線パターン１４，１５および発熱抵抗体２２を機械的、化学的、電気的に保護する。 23 is formed so as to cover the wiring patterns 14 and 15 and the heating resistor 22, has a glass layer thickness of about 20 μm to 100 μm, and has excellent thermal conductivity such as alumina with a thermal conductivity of, for example, 2 W / m · K or more. By adding 25 wt% to 35 wt% of an inorganic oxide filler, it is an overcoat layer such as glass whose slidability is improved. The overcoat layer 23 protects the wiring patterns 14 and 15 and the heating resistor 22 mechanically, chemically, and electrically.

ここで、電極１２からスルーホール１８１、接続パターン１６，２０１、スルーホール１８２、配線パターン１４を介して発熱抵抗体２２の一方に、電極１２からスルーホール１８１、接続パターン１６，２０２、スルーホール１８３、配線パターン１４を介して発熱抵抗体２２の一方に、電極１２からスルーホール１８１、接続パターン１６，２０３、スルーホール１８４、配線パターン１４を介して発熱抵抗体２２の一方にそれぞれ電力の一方が供給される。 Here, from the electrode 12 to one of the heating resistors 22 through the through hole 181, the connection patterns 16 and 201, the through hole 182, and the wiring pattern 14, the through hole 181, the connection patterns 16 and 202, and the through hole 183 from the electrode 12. One of the electric power is applied to one of the heating resistors 22 from the electrode 12 to the one of the heating resistors 22 through the through hole 181, the connection patterns 16 and 203, the through hole 184, and the wiring pattern 14, respectively. Supplied.

また、電極１３からスルーホール１９１、接続パターン１７，２１１、スルーホール１９２、配線パターン１５を介して発熱抵抗体２２の他方に、電極１３からスルーホール１９１、接続パターン１７，２１２、スルーホール１９３、配線パターン１５を介して発熱抵抗体２２の他方に、電極１３からスルーホール１９１、接続パターン１７，２１３、スルーホール１９４、配線パターン１５を介して発熱抵抗体２２の他方にそれぞれ電力の他方が供給される。 Further, from the electrode 13 to the other of the heating resistor 22 through the through hole 191, the connection patterns 17 and 211, the through hole 192, and the wiring pattern 15, the through hole 191, the connection patterns 17 and 212, the through hole 193, The other side of the heating resistor 22 is supplied from the electrode 13 to the other side of the heating resistor 22 via the wiring pattern 15 and the other side of the heating resistor 22 via the through hole 191, the connection patterns 17 and 213, the through hole 194, and the wiring pattern 15. Is done.

セラミック基板１１の短手方向が長さの発熱抵抗体２２の両端に電力が通電されると、発熱抵抗体２２は発熱される。 When power is supplied to both ends of the heating resistor 22 whose length in the short direction of the ceramic substrate 11 is energized, the heating resistor 22 is heated.

このとき、電極１２とスルーホール１８２〜１８４の各ポイントまでの抵抗Ｒ１〜Ｒ３が同値で、電極１３とスルーホール１９２〜１９４の各ポイントまでの抵抗Ｒ１’〜Ｒ３’が同値であることから、セラミック基板１１の長手方向における均一な発熱分布を得ることができる。 At this time, the resistances R1 to R3 to the respective points of the electrode 12 and the through holes 182 to 184 are the same value, and the resistances R1 ′ to R3 ′ to the respective points of the electrode 13 and the through holes 192 to 194 are the same value. A uniform heat generation distribution in the longitudinal direction of the ceramic substrate 11 can be obtained.

さらに、通紙側の配線パターン１４，１５は、同形状であることから、通紙により配線パターン１４，１５の温度変化にともなうセラミック基板１１の長手方向の抵抗値の変動も抑えることが可能となり、通紙状態下においても確実にセラミック基板１１の長手方向における均一な発熱分布の実現が可能となる。 Further, since the wiring patterns 14 and 15 on the paper passing side have the same shape, it is possible to suppress the fluctuation of the resistance value in the longitudinal direction of the ceramic substrate 11 due to the temperature change of the wiring patterns 14 and 15 due to the paper passing. Even in the paper passing state, a uniform heat distribution in the longitudinal direction of the ceramic substrate 11 can be reliably realized.

図５は、この発明の効果について説明するために模式的に示した説明図である。
図５に示すように、従来のセラミックヒータは電極に近い側と遠い側との接続パターンの長さの違い、換言すれば抵抗値の違いにより温度分布に傾きが生じるが、この発明の場合のセラミックヒータの場合は、電極に近い側と遠い側との接続パターンの長さの違いをなくしたことで、温度分布の傾きを解消しセラミックヒータの長手方向の温度分布の均一化を実現している。 FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing the effect of the present invention.
As shown in FIG. 5, the conventional ceramic heater has a gradient in the temperature distribution due to the difference in the length of the connection pattern between the side closer to the electrode and the side far from the electrode, in other words, the difference in resistance value. In the case of ceramic heaters, by eliminating the difference in the connection pattern length between the side closer to the electrode and the side farther from the electrode, the inclination of the temperature distribution is eliminated and the temperature distribution in the longitudinal direction of the ceramic heater is made uniform. Yes.

この実施形態では、セラミック基板の長手方向における温度分布の均一化を図ることができるとともに、この温度分布を均一化する手段を通紙面と反対側に施していることから通紙にともなう温度分布の変化の影響を抑えることが可能となる。 In this embodiment, the temperature distribution in the longitudinal direction of the ceramic substrate can be made uniform, and the means for making the temperature distribution uniform is provided on the side opposite to the paper surface. It becomes possible to suppress the influence of change.

図６は、この発明のセラミックヒータに関する第２の実施形態について説明するための、図１（ｂ）に相当する背面図である。なお、図６の正面図は図１（ａ）と同様の構成となっている。 FIG. 6 is a rear view corresponding to FIG. 1B for explaining a second embodiment related to the ceramic heater of the present invention. Note that the front view of FIG. 6 has the same configuration as that of FIG.

この実施形態は、スルーホール１８２〜１８４と接続パターン１６との接続パターン５１〜５３の幅を異ならせるとともに、スルーホール１９２〜１９４と接続パターン１７との接続パターン５４〜５６の幅を異ならせたものである。 In this embodiment, the widths of the connection patterns 51 to 53 between the through holes 182 to 184 and the connection pattern 16 are made different, and the widths of the connection patterns 54 to 56 between the through holes 192 to 194 and the connection pattern 17 are made different. Is.

接続パターン５１〜５３の幅は、５１＞５２＞５３とした。これにより、電極１２からスルーホール１８２、スルーホール１８３、スルーホール１８４までの接続パターンの抵抗を同じような値に設定することができる。 The widths of the connection patterns 51 to 53 are 51> 52> 53. Thereby, the resistance of the connection pattern from the electrode 12 to the through hole 182, the through hole 183, and the through hole 184 can be set to the same value.

同様に、接続パターン５４〜５６の幅は、５４＞５５＞５６とした。電極１３からスルーホール１９２、スルーホール１９３、スルーホール１９４までの接続パターンの抵抗を同じような値に設定することができる。 Similarly, the widths of the connection patterns 54 to 56 are 54> 55> 56. The resistance of the connection pattern from the electrode 13 to the through hole 192, the through hole 193, and the through hole 194 can be set to a similar value.

そして、電極１２からスルーホール１８２までの抵抗値Ｒ１と電極１３からスルーホール１９２までの抵抗値Ｒ１’をＲ１＝Ｒ１’とし、電極１２からスルーホール１８３までの抵抗値Ｒ２と電極１３からスルーホール１９３までの抵抗値Ｒ２’をＲ２＝Ｒ２’とし、電極１２からスルーホール１８４までの抵抗値Ｒ３と電極１３からスルーホール１９４までの抵抗値Ｒ３’をＲ３＝Ｒ３’とする。なお、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３となるように設定する。 The resistance value R1 from the electrode 12 to the through hole 182 and the resistance value R1 ′ from the electrode 13 to the through hole 192 are R1 = R1 ′, the resistance value R2 from the electrode 12 to the through hole 183, and the resistance value R2 from the electrode 13 to the through hole 183 The resistance value R2 ′ up to 193 is R2 = R2 ′, and the resistance value R3 from the electrode 12 to the through hole 184 and the resistance value R3 ′ from the electrode 13 to the through hole 194 are R3 = R3 ′. Note that R1 = R2 = R3 is set.

これにより、電極１２からスルーホール１８２〜１８４までの抵抗値と電極１２からスルーホール１８２〜１８４までの抵抗値はそれぞれ同様の値に設定できる。このため、電極１２，１３に電力が供給された場合に、発熱抵抗体２２に発生する温度分布は、セラミック基板１１の長手方向に対して均一化された温度分布を得ることができる。 Thereby, the resistance value from the electrode 12 to the through holes 182 to 184 and the resistance value from the electrode 12 to the through holes 182 to 184 can be set to the same value. For this reason, when power is supplied to the electrodes 12 and 13, the temperature distribution generated in the heating resistor 22 can be a uniform temperature distribution in the longitudinal direction of the ceramic substrate 11.

図７、図８は、この発明のセラミックヒータの第３の実施形態について説明するための、図７は図１（ｂ）に相当する背面図、図８は図７のIIａ−IIｂ線断面図である。なお、図７の正面図は図１（ａ）と同様の構成となっている。 7 and 8 are views for explaining a third embodiment of the ceramic heater according to the present invention. FIG. 7 is a rear view corresponding to FIG. 1B, and FIG. 8 is a sectional view taken along the line IIa-IIb in FIG. It is. Note that the front view of FIG. 7 has the same configuration as that of FIG.

この実施形態は、接続パターン１６からスルーホール１８２〜１８４までの接続パターン６１〜６３の幅を同じにし、厚みを漸次厚くなるようにし、さらに、接続パターン６１〜６３の厚みを、６１＞６２＞６３の関係とした。同様に、接続パターン１７からスルーホール１９２〜１９４までの接続パターン６４〜６６の幅を同じにし、厚みを漸次厚くなるようにし、さらに、接続パターン６４〜６６の厚みを、６４＞６３＞６４の関係とした。 In this embodiment, the widths of the connection patterns 61 to 63 from the connection pattern 16 to the through holes 182 to 184 are made the same, the thickness is gradually increased, and further, the thickness of the connection patterns 61 to 63 is 61> 62>. There were 63 relationships. Similarly, the widths of the connection patterns 64 to 66 from the connection pattern 17 to the through holes 192 to 194 are made the same and the thickness is gradually increased. Further, the thickness of the connection patterns 64 to 66 is 64> 63> 64. It was related.

この場合も、電極１２からスルーホール１８２〜１８４までの抵抗値と電極１２からスルーホール１８２〜１８４までの抵抗値は、それぞれ同じような値に設定できるため、電極１２，１３に電力が供給された場合の発熱抵抗体２２に発生する温度分布は、セラミック基板１１の長手方向に対して均一化が図られた温度分布を得ることができる。 Also in this case, since the resistance value from the electrode 12 to the through holes 182 to 184 and the resistance value from the electrode 12 to the through holes 182 to 184 can be set to the same value, power is supplied to the electrodes 12 and 13. In this case, the temperature distribution generated in the heating resistor 22 can be a uniform temperature distribution in the longitudinal direction of the ceramic substrate 11.

この発明のセラミックヒータは、上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、図６、図７の実施形態ではスルーホールと接続パターン１６，１７とを接続させるための接続パターンの幅を変えたり、幅を同じにして厚みを変えたりしたが、スルーホールと接続パターン１６，１７を接続する接続パターンとして抵抗値の異なる材料を使用することで電極と各スルーホール間の抵抗値を合わせ込んだ場合でもこれらの実施形態と同様の効果を奏する。 The ceramic heater of the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the embodiment shown in FIGS. 6 and 7, the width of the connection pattern for connecting the through hole and the connection patterns 16 and 17 is changed or the thickness is changed by making the width the same. Even when the resistance values between the electrodes and the through holes are combined by using materials having different resistance values as connection patterns for connecting 16 and 17, the same effects as those of these embodiments can be obtained.

図９は、この発明の加熱装置に関する一実施形態について説明するための上記したセラミックヒータ１００をヒータ支持体に取り付けたヒータユニットを加熱装置３００に実装した場合の断面図である。図中１００については、図１〜図４で説明したセラミックヒータであり、同一部分には同一の符号を付してその説明は省略する。 FIG. 9 is a cross-sectional view when a heater unit in which the ceramic heater 100 described above is attached to a heater support is mounted on the heating device 300 for explaining an embodiment relating to the heating device of the present invention. Reference numeral 100 in the figure denotes the ceramic heater described with reference to FIGS. 1 to 4, and the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図９において、３０１は、ポリイミド樹脂等の耐熱性のフィルムをロール状にして循環自在に巻装された円筒状の定着フィルムである。この定着フィルム３０１は、支持体３０２の底部にセラミックヒータ１００を固着させ、セラミックヒータ１００に電力を供給させ、加熱したセラミックヒータ１００に形成されたオーバーコート層２１に圧接加熱しながら移動させる。 In FIG. 9, reference numeral 301 denotes a cylindrical fixing film in which a heat-resistant film such as polyimide resin is rolled to be circulated. The fixing film 301 is fixed to the bottom of the support 302, the ceramic heater 100 is fixed, power is supplied to the ceramic heater 100, and the fixing film 301 is moved while being pressed and heated to the overcoat layer 21 formed on the heated ceramic heater 100.

３０３は、その表面に耐熱性弾性材料である、たとえばシリコーンゴム層３０４が嵌合してある加圧ローラであり、加圧ローラ３０３の回転軸３０５と対向してセラミックヒータ１００が、定着フィルム３０１と並置して図示しない基台内に取り付けられている。加圧ローラ３０３は、定着フィルム３０１と相互に圧接させることで、発熱抵抗体２０と加圧ローラ３０３とで形成されるニップ部Ｎを形成するとともに、作動時にはそれぞれを矢印の方向に回転させる。 A pressure roller 303 is a heat-resistant elastic material, for example, a silicone rubber layer 304 fitted on the surface thereof. The ceramic heater 100 faces the rotating shaft 305 of the pressure roller 303 to fix the fixing film 301. And mounted in a base (not shown). The pressure roller 303 is brought into pressure contact with the fixing film 301 to form a nip portion N formed by the heating resistor 20 and the pressure roller 303, and each is rotated in the direction of the arrow during operation.

このとき、オーバーコート層２０上に配置された定着フィルム３０１面とシリコーンゴム層３０４との間で、トナー像Ｔｏ１がまず定着フィルム３０１を介してセラミックヒータ１００により加熱溶融され、少なくともその表面部は融点を大きく上回り完全に軟化して溶融する。この後、加圧ローラ３０３の用紙排出側では複写用紙Ｐがセラミックヒータ１００から離れ、トナー像Ｔｏ２は自然放熱して再び冷却固化し、定着フィルム３０１も複写用紙Ｐから離反される。 At this time, the toner image To1 is first heated and melted by the ceramic heater 100 through the fixing film 301 between the surface of the fixing film 301 disposed on the overcoat layer 20 and the silicone rubber layer 304, and at least the surface portion thereof is It greatly exceeds the melting point and completely softens and melts. Thereafter, on the paper discharge side of the pressure roller 303, the copy paper P is separated from the ceramic heater 100, the toner image To2 is naturally radiated to be cooled and solidified again, and the fixing film 301 is also separated from the copy paper P.

この実施形態では、セラミックヒータの発熱抵抗体の全域の温度分布の均一化が図れることから加熱むらの発生を防止することが可能となる。 In this embodiment, since the temperature distribution in the entire area of the heating resistor of the ceramic heater can be made uniform, it is possible to prevent the occurrence of uneven heating.

次に、図１０を参照しながら、この発明の加熱装置３００が搭載された複写機を例に挙げた場合の、この発明の画像形成装置について説明する。図中、加熱装置３００の部分は、図９で説明したもの同じであり、同一部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。 Next, with reference to FIG. 10, an image forming apparatus of the present invention will be described in the case where a copying machine equipped with the heating device 300 of the present invention is taken as an example. In the figure, the part of the heating device 300 is the same as that described in FIG. 9, and the same reference numerals are given to the same parts, and the description thereof is omitted.

図１０において、４０１は複写機４００の筐体、４０２は筐体４０１の上面に設けられたガラス等の透明部材からなる原稿載置台で、矢印Ｚ方向に往復動作させて原稿Ｐ１を走査する。 In FIG. 10, 401 is a housing of the copying machine 400, 402 is a document placing table made of a transparent member such as glass provided on the top surface of the housing 401, and scans the document P1 by reciprocating in the arrow Z direction.

筐体４０１内の上方向には光照射用のランプと反射鏡とからなる照明装置４０２が設けられており、この照明装置４０２により照射された原稿Ｐ１からの反射光源が短焦点小径結像素子アレイ４０３によって感光ドラム４０４上スリット露光される。なお、この感光ドラム４０４は矢印方向に回転する。 An illuminating device 402 including a light irradiation lamp and a reflecting mirror is provided in the upper direction in the housing 401, and a reflected light source from the document P1 irradiated by the illuminating device 402 is a short focus small diameter imaging element. A slit exposure is performed on the photosensitive drum 404 by the array 403. The photosensitive drum 404 rotates in the direction of the arrow.

また、４０５は帯電器で、例えば酸化亜鉛感光層あるいは有機半導体感光層が被覆された感光ドラム４０４上に一様に帯電を行う。この帯電器４０５により帯電された感光ドラム４０４には、結像素子アレイ４０３によって画像露光が行われた静電画像が形成される。この静電画像は、現像器４０６による加熱で軟化溶融する樹脂等からなるトナーを用いて顕像化される。 Reference numeral 405 denotes a charger that uniformly charges, for example, a photosensitive drum 404 coated with a zinc oxide photosensitive layer or an organic semiconductor photosensitive layer. On the photosensitive drum 404 charged by the charger 405, an electrostatic image subjected to image exposure by the imaging element array 403 is formed. This electrostatic image is visualized by using toner made of a resin that softens and melts when heated by the developing device 406.

カセット４０７内に収納されている複写用紙Ｐは、給送ローラ４０８と感光ドラム４０４上の画像と同期するタイミングをとって上下方向で圧接して回転される対の搬送ローラ４０９によって、感光ドラム４０４上に送り込まれる。そして、転写放電器４１０によって感光ドラム４０４上に形成されているトナー像は複写用紙Ｐ上に転写される。 The copy paper P stored in the cassette 407 is fed by a pair of conveying rollers 409 that are rotated in pressure contact with the feeding roller 408 and the image on the photosensitive drum 404 in synchronism with the image on the photosensitive drum 404. Sent to the top. The toner image formed on the photosensitive drum 404 is transferred onto the copy paper P by the transfer discharger 410.

その後、感光ドラム４０４上から離れた用紙Ｐは、搬送ガイド４１１によって加熱装置３００に導かれて加熱定着処理された後に、トレイ４１２内に排出される。なお、トナー像が転写された後、感光ドラム４０４上の残留トナーはクリーナ４１３を用いて除去される。 Thereafter, the paper P that is separated from the photosensitive drum 404 is guided to the heating device 300 by the conveyance guide 411 and subjected to a heat fixing process, and then discharged into the tray 412. After the toner image is transferred, residual toner on the photosensitive drum 404 is removed using a cleaner 413.

加熱装置３００は、複写用紙Ｐの移動方向と直交する方向に、この複写機４００が複写できる最大判用紙の幅（長さ）に合わせた有効長、すなわち最大判用紙の幅（長さ）より長い発熱抵抗体を備えたセラミックヒータ１００が、加圧ローラ３０３の外周に取り付けられたシリコーンゴム層３０４に加圧された状態で設けられている。 The heating device 300 has an effective length corresponding to the width (length) of the maximum size paper that can be copied by the copying machine 400 in the direction orthogonal to the moving direction of the copy paper P, that is, the width (length) of the maximum size paper. A ceramic heater 100 having a long heating resistor is provided in a state of being pressed by a silicone rubber layer 304 attached to the outer periphery of the pressure roller 303.

そして、セラミックヒータ１００と加圧ローラ３０３との間を送られる用紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔ１は、発熱抵抗体２０の熱を受け溶融して複写用紙Ｐ面上に文字、英数字、記号、図面等の複写像を現出させる。 The unfixed toner image T1 on the paper P sent between the ceramic heater 100 and the pressure roller 303 is melted by receiving the heat of the heating resistor 20 and has characters, alphanumeric characters and symbols on the copy paper P surface. A copy image such as a drawing is displayed.

この実施形態では、セラミックヒータの長手方向の温度分布の均一化を図ることで、定着むらが防止することが可能となる。 In this embodiment, it is possible to prevent uneven fixing by making the temperature distribution in the longitudinal direction of the ceramic heater uniform.

セラミックヒータの用途としては、複写機等の画像形成装置の定着用に用いたが、これに限らず、家庭用の電気製品、業務用や実験用の精密機器や化学反応用の機器等に装着して加熱や保温の熱源としても使用できる。 Ceramic heaters are used for fixing image forming devices such as copiers, but are not limited to this, and are installed in household electrical products, precision instruments for business use and experiments, and chemical reaction equipment. It can also be used as a heat source for heating and heat insulation.

１１セラミック基板
１２，１３電極
１４，１５配線パターン
１６，１７，２０１〜２０３，２１１〜２１３接続パターン
１８１〜１８４，１９１〜１９４スルーホール
２２発熱抵抗体
２３オーバーコート層
１００セラミックヒータ
３００加熱装置
３０１定着フィルム
３０３加圧ローラ
４００複写機 11 Ceramic substrate 12, 13 Electrode 14, 15 Wiring pattern 16, 17, 201-203, 211-213 Connection pattern 181-184, 191-194 Through hole 22 Heating resistor 23 Overcoat layer 100 Ceramic heater 300 Heating device 301 Fixing Film 303 Pressure roller 400 Copying machine

Claims

長尺平板状の耐熱性で絶縁性のセラミック基板と、
前記セラミック基板上の短手方向が長さで長手方向が幅の発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体の長手方向両端に沿って形成し、前記発熱抵抗体の両端と接続した第１および第２の配線パターンと、
前記セラミック基板上の一端側にそれぞれ形成し、電力が供給される第１および第２の電極と、
前記発熱抵抗体が形成された反対面に形成された接続パターンに、前記第１の電極と前記第１の配線パターンの複数箇所を、前記発熱抵抗体が形成された反対面に形成された接続パターンに、前記第２の電極と前記第２の配線パターンの複数箇所を、それぞれ接続するスルーホールと、
前記発熱抵抗体を保護する絶縁性のオーバーコート層と、を具備し、
前記第１の電極から複数の前記スルーホールに接続させる接続パターンは、同じ抵抗値となるように設定し、前記第２の電極から複数の前記スルーホールに接続させる接続パターンは、同じ抵抗値になるように設定したことを特徴とするセラミックヒータ。 A long, flat, heat-resistant, insulating ceramic substrate;
A heating resistor having a length in the short direction and a width in the long direction on the ceramic substrate;
First and second wiring patterns formed along both longitudinal ends of the heating resistor and connected to both ends of the heating resistor;
First and second electrodes formed on one end side of the ceramic substrate and supplied with power;
A connection pattern formed on the opposite surface on which the heating resistor is formed, and a plurality of locations of the first electrode and the first wiring pattern are connected to the connection pattern formed on the opposite surface on which the heating resistor is formed. Through holes for connecting a plurality of locations of the second electrode and the second wiring pattern to the pattern,
An insulating overcoat layer for protecting the heating resistor,
Connection patterns connected to the plurality of through holes from the first electrode are set to have the same resistance value, and connection patterns connected to the plurality of through holes from the second electrode have the same resistance value. A ceramic heater characterized by being set to be

前記接続パターンは、前記電極と前記スルーホールまでの抵抗値が同じになるように接続パターンの長さを設定したことを特徴とする請求項１記載のセラミックヒータ。 2. The ceramic heater according to claim 1, wherein the connection pattern has a length set so that a resistance value between the electrode and the through hole is the same.

前記接続パターンは、前記電極と前記スルーホールまでの抵抗値が同じになるように、前記接続パターン幅を設定したことを特徴とする請求項１記載のセラミックヒータ。 2. The ceramic heater according to claim 1, wherein the connection pattern width is set so that a resistance value between the electrode and the through hole is the same.

前記接続パターンは、前記電極と前記スルーホールまでの抵抗値が同じになるように、前記接続パターンの厚みを漸次変更するようにしたことを特徴とする請求項１記載のセラミックヒータ。 2. The ceramic heater according to claim 1, wherein the thickness of the connection pattern is gradually changed so that the connection pattern has the same resistance value to the electrode and the through hole.

前記接続パターンは、前記電極と前記スルーホールまでの抵抗値が同じになるように、前記接続パターンの抵抗値を変更したことを特徴とする請求項１記載のセラミックヒータ。 2. The ceramic heater according to claim 1, wherein the connection pattern has a resistance value of the connection pattern changed so that a resistance value between the electrode and the through hole is the same.

請求項１〜５の何れかに記載のセラミックヒータと、
前記セラミック基板に対向配置し、該セラミック基板を圧接するように回転可能に支持された加圧ローラと、
前記セラミック基板と前記加圧ローラとの間に設けられ、前記加圧ローラの回転に伴い前記セラミック基板上を摺動する定着フィルムと、を具備したことを特徴とする加熱装置。 The ceramic heater according to any one of claims 1 to 5 ,
A pressure roller disposed opposite to the ceramic substrate and rotatably supported so as to press-contact the ceramic substrate;
Wherein the ceramic substrate is provided between said pressure roller, a heating apparatus characterized by comprising a fixing film to slide the ceramic on the substrate with the rotation of the pressure roller.

媒体に形成された静電潜像にトナーを付着させてこのトナーを用紙に転写して所定の画像を形成する形成手段と、
画像が形成された用紙を加圧ローラにより定着フィルムを介して前記ヒータに圧接しながら通過させることによって、トナーを定着するようにした請求項６記載の加熱装置と、を具備したことを特徴とする画像形成装置。 Forming means for attaching a toner to an electrostatic latent image formed on a medium and transferring the toner to a sheet to form a predetermined image;
7. A heating apparatus according to claim 6 , wherein the toner is fixed by passing a sheet on which an image is formed while being pressed against the heater through a fixing film by a pressure roller. Image forming apparatus.