KR102037827B1 - 히터 및 그것을 구비하는 정착 장치 및 건조 장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 미스즈 코우쿄우
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Abstract

본 발명의 히터는, 긴 형상의 기초부(11)와, 기초부(11)의 표면측 또는 내부에, 이 기초부에 대하여 전기적 절연 상태로 형성된, 통전 발열하는 복수의 병렬 배선을 갖는 저항 발열 배선부(15) 및 적어도 2개의 급전용 단자부이며, 저항 발열 배선부(15)에 전력을 공급하기 위해서, 저항 발열 배선부(15)를 통하여 한쪽의 단자부(17) 및 다른쪽의 단자부(17)를 전기적으로 접속하는 급전용 전극부(17)를 구비하고, 저항 발열 배선부(15)는, 저항값 온도 계수가 500 내지 4,400ppm/℃의 재료를 포함하고, 병렬 배선은, 경사진 직사각형 패턴을 포함한다.

Description

히터 및 그것을 구비하는 정착 장치 및 건조 장치{HEATER, AND FIXING DEVICE AND DRYING DEVICE PROVIDED WITH SAME}
본 발명은 통전에 의해 발열되는 저항 발열 배선부를 갖는 긴 형상의 히터 및 그것을 구비하는 정착 장치 및 건조 장치에 관한 것이다.
열처리용 가열 수단으로서, 저항 발열 배선부를 갖는 스테인리스 히터, 세라믹스 히터 등이 알려져 있다. 그리고, 이러한 히터를 구비하는 장치가 넓은 용도에서 사용되고, 원하는 온도에서 안정된 열처리가 행하여지고 있다. 예를 들어, 전자 사진 방식의 인쇄기, 복사기 등의 화상 형성 장치를 사용하여, 종이, 필름 등의 기록용 매체의 표면에 화상을 형성하기 위해서, 화상 형성 장치에, 긴 형상의 세라믹 히터를 배치하고, 토너, 잉크 등을 정착시키고 있다. 구체적인 화상 형성 방법은, 그 표면에 미정착의 토너 화상을 갖는 기록용 매체를, 히터를 구비하는 정착용 롤과 가압용 롤 사이에 공급하고, 양자의 압접부를 통과시킴으로써, 정착시키는 것이다. 이때, 기록용 매체를, 긴 형상의 히터의 폭 방향(히터의 길이 방향에 대하여 수직 방향)으로 이동시키면서 행하는 것이 일반적이다. 이로 인해, 기록용 매체의 크기에 의존하지 않고, 온도 불균일이 억제되고 안정된 열처리를 행할 수 있는 히터의 검토가 이루어져 있다. 이 검토 이유로서는, 종래의 정착용 히터가, 그 전체 길이에 대하여, 통지(通紙)할 수 있는 최대 길이(폭)의 종이나, 그것보다 작은 크기의 종이를 통지하는 경우를 고려하여, 길이가 상이한 발열체를 구비하고, 통지 크기에 따라 통전을 전환하여 동작시키는 것이었던 것을 들 수 있다. 이 경우, 정착용 히터의 전체 길이와 동등한 길이(폭)의 종이를 통지하면, 발열체 전역의 온도가 저하한다는 문제가 있다. 또한, 정착용 히터의 전체 길이보다 짧은 길이(폭)를 갖는 작은 크기의 종이를 통지시키면, 통지하고 있지 않은 영역의 온도가 국소적으로 상승해버려, 통지 영역에 있어서의 온도 제어가 곤란해지고, 통지 중의 종이에 있어서의 정착 효율도 저하한다는 문제가 있다. 그리고, 다른 주변 부품에 데미지를 끼치는 등의 문제가 있었다.
상기 문제를 억제하기 위해서, 하기의 기술이 알려져 있다.
특허문헌 1에는, 절연 기판 표면에 통전에 의해 발열되는 발열체를 구비하고, 절연 기판 상에 그 길이 방향을 따라서 폭이 상이한 복수의 발열체를 병설하고, 종이 등의 기록용 매체의 진행 방향의 절연 기판 폭 방향 상류측에 폭이 좁은 발열체를 배치한 히터가 개시되어 있다.
특허문헌 2에는, 질화알루미늄 등의 고열전도 특성을 갖는 긴 평판 형상의 절연 기판과, 절연 기판의 한 면에 형성된 발열 저항체와, 발열 저항체에 전력을 공급하기 위해 형성된 급전용 전극부와, 발열 저항체를 덮도록 배치된 오버코트층과, 급전용 전극부로부터 전력이 공급된 경우에, 발열 저항체의 다른 부분보다 높은 열을 발하는 부분의 절연 기판의 이면에, 절연 기판보다 열전도율이 높은 재료로 형성된 방열 패턴을 구비하는 정착 히터가 개시되어 있다.
특허문헌 3에는, 내열·절연성 재료로 형성되는 긴 평판 형상의 기판과, 기판의 한 면에 형성된 발열 저항체와, 발열 저항체에 전력을 공급하기 위해 형성된 급전용 전극부와, 발열 저항체를 덮도록 배치된 오버코트층을 구비하고, 발열 저항체는, 길이 방향으로 중앙에 위치하여 형성된 제1 비저항의 값을 갖는 제1 발열 저항체와 제1 발열 저항체의 양단에 접속한 제1 비저항보다 작은 제2 비저항의 값을 갖는 제2 발열 저항체가 직렬 접속된 것인 정착 히터가 개시되어 있다.
그런데, 전자 사진 복사기, 프린터 등의 화상 형성 장치에 있어서, 전사재, 감광지 등의 피기록재에 형성 담지시킨 미정착 토너 화상을 영구 정착상으로서 열 정착시키는 화상 가열 정착 장치의 하나로서 온 디맨드의 필름 가열 방식의 장치가 알려져 있다.
이것은, 히터와, 한쪽 면이 이 히터와 미끄럼 이동하고 다른 쪽 면이 피기록재와 접하여 함께 이동하는 필름을 갖고, 필름을 개재한 히터로부터의 열에 의해 미정착 토너 화상을 피기록재에 열 정착시키는 것이다.
이러한 필름 가열 방식의 장치에 있어서는, 히터나, 히터의 열을 피기록재에 전도하는 부재로서의 필름을 저열용량화할 수 있기 때문에, 온 디맨드로, 전력 절약화, 웨이트 타임의 단축화(퀵 스타트성)가 가능하다. 즉, 장치를 차가워진 상태에서 소정 온도로 승온시키는 시간이 단시간에 끝나서, 대기중에 히터의 통전 가열을 행할 필요가 없다. 또한, 화상 형성 장치에의 전원 투입 후 바로 통지해도 피기록재가 정착부위에 도달할 때까지 히터를 소정 온도까지 충분히 승온시킬 수 있어, 소비 전력을 낮게 억제하는 것이나 화상 형성 장치의 기내 승온을 저하시키는 것이 가능하다.
세라믹 히터는, 저열용량이고 높은 승온 속도를 부여하는 가열용 부재로서 적합한 것이 알려져 있다. 이 히터는, 예를 들어 전기 절연성, 내열성 또는 양호 열전도성을 갖는 세라믹 기판(예를 들어, 알루미나 기판)과, 기판에 인쇄, 소성 등에 의해 패턴 형성한, 전력의 공급을 받아서 발열하는 저항 발열체(예를 들어, 은-팔라듐)를 포함하는 1차계 회로(이하, AC 라인이라고 기재함)를 갖고, 저항 발열체에 전력을 공급하여 발열시키는 것이다. 또한, 히터에는, 검온 소자(예를 들어, 서미스터)를 포함하는 2차 계 회로(이하, DC 라인이라고 기재함)를 구비시켜서, 이 DC 라인을 접속한 온도 조절 제어계에 의해, 히터가 소정의 설정 온도로 온도 조절되도록 저항 발열체에 대한 공급 전력이 제어된다.
이러한 히터를 구비하는 장치에 있어서의 안전 대책으로서, AC 라인에 직렬로 온도 퓨즈 등의 안전 소자를 개입시키고, 이것을 히터에 접촉 또는 근접시켜서 배치함으로써, 히터의 열폭주 시에는 이 안전 소자의 작동으로 저항 발열체에 대한 전력 공급을 긴급 차단시키도록 하고 있다.
또한, 안전 대책이 강구된 히터로서, SUS430 등으로 이루어지는 도체 기재와, 도체 기재 상에 형성된 유리 전이점 T1을 갖는 절연 유리층과, 절연 유리층 상에 형성된 유리 전이점 T2를 갖는 저항체 패턴과 저항체 패턴에의 급전을 행하는 도체 패턴과, 또한 저항체 패턴과 도체 패턴 상에 형성된 유리 전이점 T3을 갖는 절연 유리층을 갖는 히터이며, 도체 기재 상에 형성된 각 층의 유리 전이점의 관계가, T1>T3≥T2 내지 T1>T2≥T3이 되는 히터가 알려져 있고, 전사식 전자 사진 프로세스에 적합하다고 되어 있다(특허문헌 4 참조).
또한, 발열 저항체를 구비하는 건조기로서, 예를 들어 특허문헌 5에 개시된 자기조절 전기 저항 발열체를 구비하는 건조기가 알려져 있다. 이 자기조절 전기 저항 발열체는, 비도전성 기판, 기판 상에 부착된 소정의 동작 온도 미만의 정 또는 부의 온도 계수의 저항을 갖는 제1 금속 산화물, 제1 금속 산화물에 인접하여 기판 상에 부착된, 제1 금속 산화물과는 반대인 온도 계수의 저항을 갖는 제2 금속 산화물, 제1 및 제2 전기 접점이며, 제1 및 제2 금속 산화물을 통하여 전류가 접점 사이를 흐를 수 있도록 위치된, 제1 및 제2 전기 접점을 구비하고, 제1 및 제2 금속 산화물은 조합으로, 주위 온도로부터 소정의 동작 온도까지 실질적으로 일정한 합성 저항 및 동작 온도보다 위에서 저항에 매우 현저한 증가를 제공하는 발열체이다.
일본 특허 공개 제2001-194936호 공보 일본 특허 공개 제2007-121955호 공보 일본 특허 공개 제2007-232819호 공보 일본 특허 공개 제2002-25752호 공보 일본 특허 공고 제표 2011-523174호 공보
상기한 바와 같이 기록용 매체를 통지하고 있지 않은 영역에서, 히터의 온도가 상승하는 현상은, 실제로는, 완전히 해소되는 것이 아니고, 이 문제를 더욱 억제하는 부재 또는 장치가 요구되고 있다.
본 발명은 사용 시에 있어서의 저항 발열 배선부의 국소적인 온도 상승이 억제되고, 피 열처리물을, 그 크기에 의존하지 않고, 온도 불균일을 억제하면서 안정된 열처리를 행할 수 있는 히터 및 그것을 구비하는 정착 장치 및 건조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 저항 발열 배선을 포함하는, 정착 장치나, 전자 사진 복사기, 프린터 등의 화상 형성 장치에 있어서, 열폭주 등이 발생한 경우에는, 저항 발열 배선부가, 예를 들어 800℃와 같은 높은 온도에 도달하는 것이 알려져 있다.
본 발명은 열폭주 등에 의해, 발열하고 있는 저항 발열 배선부가 소정 온도 이상이 되었을 때에 저항 발열 배선부에의 전력 공급이 중단되는 히터 및 그것을 구비하는 정착 장치 및 건조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 이하에 기술된다.
1. 긴 형상의 기초부와, 상기 기초부의 표면측 또는 내부에, 상기 기초부에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는 저항 발열부로서, 통전에 의해 발열되는 복수의 병렬 배선을 갖는 저항 발열 배선부와, 상기 기초부의 표면측 또는 내부에, 상기 기초부에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는 급전용 단자부로서, 상기 급전용 단자부의 수는 적어도 2개이며, 상기 저항 발열 배선부에 전력을 공급하기 위해서, 상기 저항 발열 배선부를 통하여 한쪽의 단자부 및 다른쪽의 단자부를 전기적으로 접속하는 급전용 단자부를 구비하는 히터에 있어서, 상기 저항 발열 배선부는, 저항값 온도 계수가 500 내지 4,400ppm/℃인 재료를 포함하고, 상기 병렬 배선은, 경사진 직사각형 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 히터.
2. 상기 급전용 단자부의 수가 2개이며, 또한, 상기 기초부의 표면측 또는 내부에, 상기 기초부에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는 도체 배선부로서, 상기 도체 배선부의 수는 2개이며, 상기 저항 발열 배선부의 일단측 및 타단측과 상기 2개의 급전용 단자부를, 별도로, 전기적으로 접속하는 도체 배선부와, 상기 저항 발열 배선부의 일부 및 상기 도체 배선부의 일부 중 적어도 한쪽의 상층측 표면 또는 하층측 표면에, 상기 저항 발열 배선부의 선 폭 또는 상기 도체 배선부의 선 폭과 동일 또는 그 이상의 길이로, 접촉 형성된 단선부 형성용 절연부로서, 상기 저항 발열 배선부가 소정 온도 이상이 된 경우에, 상기 저항 발열 배선부를 구성하는 재료(m1) 및 상기 도체 배선부를 구성하는 재료(m2)로부터 선택된 적어도 1종류와 반응하는 재료를 포함하고, 상기 반응에 의해 전기적 절연부를 형성하고, 상기 저항 발열 배선부 또는 상기 도체 배선부를 단선시키는 단선부 형성용 절연부를 구비하는 상기 1에 기재된 히터.
3. 상기 기초부가, 스테인리스, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 기초층과, 상기 기초층의 표면에 형성된 전기적 절연층을 포함하고, 상기 저항 발열 배선부가, 상기 전기적 절연층의 표면에 형성되어 있는 상기 2에 기재된 히터.
4. 상기 히터가, 상기 기초부의 상기 전기적 절연층의 표면에, 상기 저항 발열 배선부 및 상기 도체 배선부를 이 순서대로 구비하는 적층형 히터이며, 상기 저항 발열 배선부의 일부, 상기 단선부 형성용 절연부의 적어도 일부 및 상기 도체 배선부의 일부가, 순차 면 접촉된 부분을 구비하는 상기 3에 기재된 히터.
5. 상기 기초부가, 절연성 세라믹스를 포함하고, 상기 저항 발열 배선부가, 상기 기초부의 표면에 형성되어 있는 상기 2에 기재된 히터.
6. 상기 히터가, 상기 기초부의 표면에, 상기 저항 발열 배선부 및 상기 도체 배선부를 이 순서대로 구비하는 적층형 히터이며, 상기 저항 발열 배선부의 일부, 상기 단선부 형성용 절연부의 적어도 일부 및 상기 도체 배선부의 일부가, 순차 면 접촉된 부분을 구비하는 상기 5에 기재된 히터.
7. 상기 기초부가, 스테인리스, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 기초층과, 상기 기초층의 표면에 형성된 전기적 절연층을 포함하고,
상기 도체 배선부가, 상기 전기적 절연층의 표면에 형성되어 있는 상기 2에 기재된 히터.
8. 상기 히터가, 상기 기초부의 상기 전기적 절연층의 표면에, 상기 도체 배선부 및 상기 저항 발열 배선부를 이 순서대로 구비하는 적층형 히터이며, 상기 도체 배선부의 일부, 상기 단선부 형성용 절연부의 적어도 일부 및 상기 저항 발열 배선부의 일부가, 순차 면 접촉된 부분을 구비하는 상기 7에 기재된 히터.
9. 상기 기초부가, 절연성 세라믹스를 포함하고,
상기 도체 배선부가, 상기 기초부의 표면에 형성되어 있는 상기 2에 기재된 히터.
10. 상기 히터가, 상기 기초부의 표면에, 상기 도체 배선부 및 상기 저항 발열 배선부를 이 순서대로 구비하는 적층형 히터이며, 상기 도체 배선부의 일부, 상기 단선부 형성용 절연부의 적어도 일부 및 상기 저항 발열 배선부의 일부가, 순차 면 접촉된 부분을 구비하는 상기 9에 기재된 히터.
11. 상기 저항 발열 배선부가 은 합금을 포함하는 상기 2 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 히터.
12. 상기 도체 배선부가 은을 포함하는 상기 2 내지 11 중 어느 한 항에 기재된 히터.
13. 상기 단선부 형성용 절연부가, 비스무트계 유리 및 납계 유리로부터 선택된 적어도 1종류를 포함하는 상기 2 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 히터.
14. 상기 기초부가, 스테인리스, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 기초층과, 상기 기초층의 표면에 형성된 전기적 절연층을 포함하고, 상기 저항 발열 배선부 및 상기 급전용 단자부가, 상기 전기적 절연층의 표면에 형성되어 있는 상기 1에 기재된 히터.
15. 상기 저항 발열 배선부가 은 합금을 포함하는 상기 14에 기재된 히터.
16. 상기 기초부가, 절연성 세라믹스를 포함하고, 상기 저항 발열 배선부 및 상기 급전용 단자부가, 상기 기초부의 표면에 형성되어 있는 상기 1에 기재된 히터.
17. 상기 기초부가, 절연성 세라믹스를 포함하고, 상기 저항 발열 배선부가, 상기 기초부의 내부에 형성되어 있는 상기 1에 기재된 히터.
18. 상기 저항 발열 배선부가, 텅스텐 또는 몰리브덴을 포함하는 상기 16 또는 17에 기재된 히터.
19. 긴 형상의 기초부와, 상기 기초부의 표면측 또는 내부에, 상기 기초부에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는 저항 발열부로서, 통전에 의해 발열되는 저항 발열 배선부와, 상기 기초부의 표면측 또는 내부에, 상기 기초부에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는, 2개의 급전용 단자부와, 상기 기초부의 표면측 또는 내부에, 상기 기초부에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는 도체 배선부로서, 상기 도체 배선부의 수는 2개이며, 상기 저항 발열 배선부의 일단측 및 타단측과 상기 2개의 급전용 단자부를, 따로따로, 전기적으로 접속하는 도체 배선부와, 상기 저항 발열 배선부의 일부 및 상기 도체 배선부의 일부 중 적어도 한쪽의 상층측 표면 또는 하층측 표면에, 상기 저항 발열 배선부의 선 폭 또는 상기 도체 배선부의 선 폭과 동일 또는 그 이상의 길이로, 접촉 형성된 단선부 형성용 절연부로서, 상기 저항 발열 배선부가 소정 온도 이상이 된 경우에, 상기 저항 발열 배선부를 구성하는 재료(m1) 및 상기 도체 배선부를 구성하는 재료(m2)로부터 선택된 적어도 1종류와 반응하는 재료를 포함하고, 상기 반응에 의해 전기적 절연부를 형성하고, 상기 저항 발열 배선부 또는 상기 도체 배선부를 단선시키는 단선부 형성용 절연부를 구비하는 것을 특징으로 하는 히터.
20. 상기 1 내지 19 중 어느 한 항에 기재된 히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 정착 장치.
21. 상기 1 내지 19 중 어느 한 항에 기재된 히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 건조 장치.
본 발명의 히터에 의하면, 사용 시에 있어서의 저항 발열 배선부의 국소적인 온도 상승이 억제되고, 피 열처리물을, 그 크기에 의존하지 않고, 온도 불균일을 억제하면서 안정된 열처리를 행할 수 있다. 또한, 저항 발열 배선부가 경사진 직사각형 패턴을 포함하므로, 히터의 폭을 축소해도, 소기의 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 히터는, 히터 및 피 열처리물의 양쪽을 고정한 상태에서 열처리할 뿐만 아니라, 피 열처리물을 고정한 상태에서, 히터를, 그 폭 방향(히터의 길이 방향에 대하여 수직인 방향)으로 이동시키면서, 열 처리하는 경우 및 히터를 고정한 상태에서, 피 열처리물을, 긴 형상의 히터에 대하여 수직 방향으로 이동시키면서, 열 처리하는 경우에 적합하다. 특히, 피 열처리물을 고정한 상태에서 히터를 이동시키면서 열 처리하는 경우, 및 히터를 고정한 상태에서 피 열처리물을 이동시키면서 열 처리하는 경우 중 어떤 경우든, 피 열처리물을, 긴 형상의 히터의 폭 방향으로 가로지르도록 이동시키면, 피 열처리물을, 그 크기에 의존하지 않고, 온도 불균일을 억제하면서 안정된 열처리를 행할 수 있다.
또한, 서로 열적 성질이 상이한 피 열처리물을, 동일한 온도에서 열처리하는 경우에도, 이상 발열을 초래하지 않고, 소정의 온도에서 안정된 처리를 행할 수 있다.
본 발명에 있어서, 피 열처리물의 크기가, 히터의 길이 방향에 있어서의 저항 발열 배선부의 전체 길이보다 작은 경우에는, 피 열처리물의 크기에 따라, 그 근접한 저항 발열 배선부의 균일 발열에 의해 열처리되지만, 이때, 근접하고 있지 않은 저항 발열 배선부에 있어서의 국소적인 온도 상승이 억제되어, 다른 주변 부품에 데미지를 끼치는 경우가 없다. 따라서, 피 열처리물을, 그 크기에 의존하지 않고, 원하는 온도, 예를 들어 -40℃ 내지 1,000℃의 범위에 있어서의 설정 온도에서 열처리를 안정되게 행할 수 있다.
본 발명의 히터를, 열처리 장치에 배치함으로써, 토너, 잉크 등의 정착, 복수의 부재끼리 접합하고, 도막 또는 피막의 열처리, 금속 제품 또는 수지 제품의 열처리, 건조, 땜납 리플로우 등을, 전력 절약으로 효율적으로 행할 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이 폭이 축소된 히터로 할 수 있으므로, 소형의 열처리 장치에의 배치에 적합하다.
도 1의 (A)에 도시되는 직사각형 패턴을 도 4에 있어서의 저항 발열 배선부에 적용하고, 토너, 잉크 등의 정착을 행한 경우, 히터의 폭 방향으로 배선의 비형성 부분을 갖게 되므로, 선상의 정착 불량이 발생할 우려가 있지만, 본 발명의 히터를 사용하면, 그 문제가 해소된다.
특히, 피 열처리물이, 종이, 필름 등이며, 인쇄 등에 제공되는 경우에는, 본 발명의 히터는, 인쇄기, 복사기, 팩시밀리 등의 화상 형성 장치 또는 정착 장치에 있어서의 정착용 히터로서 적합하다.
본 발명의 정착 장치는, 히터에 의한 열을 이용한, 토너, 잉크 등의 정착, 복수의 부재의 접합 등에 적합하다. 특히, 압착 수단을 병용함으로써, 일체화물을 효율적으로 얻을 수 있다. 예를 들어, 긴 형상의 히터를 포함하는 정착용 롤과 가압용 롤을 구비하는 정착 장치로서, 표면에 미정착의 토너 화상을 갖는 기록용 매체를, 정착용 롤과 가압용 롤 사이에 공급하고, 기록용 매체를 히터의 폭 방향으로 이동시키면서, 정착용 롤 및 가압용 롤의 압접부를 통과시킴으로써, 저항 발열 배선부의 국소적인 온도 상승을 억제하면서, 그 크기에 의존하지 않고, 종이, 필름 등의 기록용 매체에, 토너, 잉크 등을 효율적으로 정착시킬 수 있다.
본 발명의 건조 장치에 의하면, 원하는 분위기에 있어서의 건조를, 효율적으로 진행시킬 수 있다. 그리고, 진공 건조기(감압 건조기), 가압 건조기, 제습 건조기, 열풍 건조기, 방폭형 건조기 등으로서 사용할 수 있다.
또한, 단선부 형성용 절연부를 구비하는 본 발명의 히터에 의하면, 그 열폭주 등에 의해 저항 발열 배선부의 과승온이 시작되고, 소정 온도 이상이 되면 저항 발열 배선부 및/또는 도체 배선부와, 단선부 형성용 절연부의 접촉부(피복 부분)에 있어서, 각 구성 재료가 반응하여, 전기적 절연부를 형성하고, 저항 발열 배선부 또는 도체 배선부를 원활하게 단선시켜, 가동을 정지시킬 수 있다.
따라서, 이 형태의 히터를 사용한 정착 장치 및 건조 장치에 대해서도, 히터가 소정 온도 이상이 되었을 때에는, 저항 발열 배선부 또는 도체 배선부에 있어서 자기단선시킬 수 있어, 안전성을 확보할 수 있다.
도 1의 (A)는 종래 공지된 직사각형 패턴을 도시하는 개략도이며, (B)는 경사진 직사각형 패턴을 도시하는 개략도.
도 2는 경사진 직사각형 패턴의 다른 예를 도시하는 개략도.
도 3은 경사진 직사각형 패턴의 다른 예를 도시하는 개략도.
도 4는 일 형태의 히터의 일례를 도시하는 개략적인 평면도.
도 5는 도 4의 X-X선 단면을 도시하는 개략도.
도 6은 일 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 평면도.
도 7은 일 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 평면도.
도 8은 일 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도.
도 9는 일 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도.
도 10은 단선부 형성용 절연부가 도체 배선부의 표면에 피복 형성되어 있는 타 형태의 히터의 일례를 도시하는 개략적인 평면도.
도 11은 단선부 형성용 절연부가 저항 발열 배선부의 표면에 피복 형성되어 있는 타 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 평면도.
도 12는 단선부 형성용 절연부가 도체 배선부의 표면에 피복 형성되어 있는 타 형태의 히터를 도시하는 개략적인 단면도.
도 13은 도 12의 히터가 열폭주하여 도체 배선부의 일부에 전기적 절연부가 형성되어 도체 배선부가 단선된 것을 도시하는 개략적인 단면도.
도 14는 단선부 형성용 절연부가 저항 발열 배선부의 표면에 피복 형성되어 있는 타 형태의 히터의 일례를 도시하는 개략적인 단면도.
도 15는 단선부 형성용 절연부가 저항 발열 배선부의 표면에 피복 형성되어 있는 타 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도.
도 16은 단선부 형성용 절연부가, 도체 배선부의 표면에 피복 형성되어 있는 타 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 평면도.
도 17은 단선부 형성용 절연부가, 도체 배선부의 표면측에, 또한, 오버코트층 중에 있어서, 오버코트층에 포위되도록 형성되어 있는 타 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도.
도 18은 단선부 형성용 절연부가, 도체 배선부의 기초부측 및 저항 발열 배선부의 표면측에 면하여 형성되어 있는 타 형태의 히터의 일례를 도시하는 개략적인 단면도.
도 19는 단선부 형성용 절연부가, 제1 절연층 중에 있어서, 제1 절연층에 포위 되도록, 기초부 및 저항 발열 배선부 사이에 형성되어 있는 타 형태의 히터의 일례를 도시하는 개략적인 단면도.
도 20은 2군데의 단선부 형성용 절연부를 갖는 타 형태의 히터의 일례를 도시하는 개략적인 단면도.
도 21은 도 18의 히터가 열폭주하고, 도체 배선부 및 저항 발열 배선부의 일부에 전기적 절연부가 형성되어 도체 배선부 및 저항 발열 배선부가 단선된 것을 도시하는 개략적인 단면도.
도 22는 도 20의 히터가 열폭주하고, 도체 배선부 및 저항 발열 배선부의 일부에 전기적 절연부가 형성되어 도체 배선부 및 저항 발열 배선부가 단선된 것을 도시하는 개략적인 단면도.
도 23은 단선부 형성용 절연부가, 저항 발열 배선부의 표면측에, 또한, 오버코트층 중에 있어서, 오버코트층에 포위되도록 형성되어 있는 타 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도.
도 24는 단선부 형성용 절연부가, 저항 발열 배선부의 기초부측 및 도체 배선부의 표면측에 면하여 형성되어 있는 타 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도.
도 25는 단선부 형성용 절연부가, 제1 절연층 중에 있어서, 제1 절연층에 포위 되도록, 기초부 및 도체 배선부 사이에 형성되어 있는 타 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도.
도 26은 2군데의 단선부 형성용 절연부를 갖는 타 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도.
도 27은 단선부 형성용 절연부가 도체 배선부의 표면에 형성되어 있는 타 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도.
도 28은 단선부 형성용 절연부가, 도체 배선부의 표면측에, 또한, 오버코트층 중에 있어서, 오버코트층에 포위되도록 형성되어 있는 타 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도.
도 29는 단선부 형성용 절연부가, 도체 배선부의 기초부측 및 저항 발열 배선부의 표면측에 면하여 형성되어 있는 타 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도.
도 30은 2군데의 단선부 형성용 절연부를 갖는 타 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도.
도 31은 단선부 형성용 절연부가, 저항 발열 배선부의 표면측에, 또한, 오버코트층 중에 있어서, 오버코트층에 포위되도록 형성되어 있는 타 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도.
도 32는 단선부 형성용 절연부가, 저항 발열 배선부의 기초부측 및 도체 배선부의 표면측에 면하여 형성되어 있는 타 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도.
도 33은 2군데의 단선부 형성용 절연부를 갖는 타 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도.
도 34는 단선부 형성용 절연부가, 도체 배선부의 표면에 형성되어 있는 타 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도.
도 35는 단선부 형성용 절연부가, 도체 배선부의 표면에 형성되어 있는 타 형태의 히터의 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도.
도 36의 (A1) 및 (A2)는 단선부 형성용 절연부가 저항 발열 배선부 또는 도체 배선부를 덮고 있는 것을 도시하는 평면도이며, (B1) 및 (B2)는 단선부 형성용 절연부가 저항 발열 배선부 또는 도체 배선부에 의해 덮여 있는 것을 도시하는 평면도.
도 37은 본 발명의 정착 장치의 일례를 도시하는 개략적인 사시도.
도 38은 본 발명의 정착 장치의 다른 예를 도시하는 개략적인 사시도.
도 39는 본 발명의 히터를 구비하는 화상 형성 장치의 일례를 도시하는 개략도.
도 40은 실시예 1에서 제조한 히터를 도시하는 평면도.
도 41은 히터의 평가 E1용 히트 싱크를 도시하는 개략적인 사시도.
도 42는 히터의 평가 E1용 장치를 도시하는 개략적인 평면도.
도 43은 실시예 1의 히터에 있어서의 시험 결과(평가 E1)를 도시하는 그래프.
도 44는 실시예 2에서 제조한 히터를 도시하는 평면도.
도 45는 실시예 2의 히터에 있어서의 시험 결과(평가 E1)를 도시하는 그래프.
도 46은 비교예 1에서 제조한 히터를 도시하는 평면도.
도 47은 도 46의 Y-Y선 단면을 도시하는 개략도.
도 48은 비교예 1의 히터에 있어서의 시험 결과(평가 E1)를 도시하는 그래프.
도 49는 비교예 2에서 사용한 히터를 도시하는 개략적인 평면도.
도 50은 비교예 2의 히터에 있어서의 시험 결과(평가 E1)를 도시하는 그래프.
도 51은 실시예 3에서 제조한 히터를 도시하는 평면도.
도 52는 히터의 평가 E2용 장치를 도시하는 개략적인 평면도.
도 53은 실시예 3의 히터에 있어서의 시험 결과(평가 E2)를 도시하는 그래프.
도 54는 실시예 4에서 제조한 히터를 도시하는 평면도.
도 55는 실시예 4의 히터에 있어서의 시험 결과(평가 E2)를 도시하는 그래프.
본 발명에 있어서의 일 형태의 히터는, 긴 형상의 기초부와, 기초부의 표면측 또는 내부에, 기초부에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는 저항 발열부이며, 통전에 의해 발열되는 복수의 병렬 배선을 갖는 저항 발열 배선부와, 기초부의 표면측 또는 내부에, 기초부에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는 급전용 단자부이며, 급전용 단자부의 수는 적어도 2개이며, 저항 발열 배선부에 전력을 공급하기 위해서, 저항 발열 배선부를 통하여 한쪽의 단자부 및 다른쪽의 단자부를 전기적으로 접속하는 급전용 단자부를 구비하고, 저항 발열 배선부는, 저항값 온도 계수가 500 내지 4,400ppm/℃인 재료를 포함하고, 병렬 배선은, 경사진 직사각형 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다. 저항 발열 배선부 및 급전용 단자부는, 도체 배선부에 의해 접속되어 있어도 된다.
본 발명에 있어서의 다른 형태의 히터는, 긴 형상의 기초부와, 기초부의 표면측 또는 내부에, 기초부에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는 저항 발열부이며, 통전에 의해 발열되는 저항 발열 배선부와, 기초부의 표면측 또는 내부에, 기초부에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는, 2개의 급전용 단자부와, 기초부의 표면측 또는 내부에, 기초부에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는 도체 배선부이고, 도체 배선부의 수는 2개이며, 저항 발열 배선부의 일단측 및 타단부측과 2개의 급전용 단자부를, 따로따로, 전기적으로 접속하는 도체 배선부와, 저항 발열 배선부의 일부 및 도체 배선부의 일부 중 적어도 한쪽의 상층측 표면 또는 하층측 표면에, 저항 발열 배선부의 선 폭 또는 도체 배선부의 선 폭과 동일 또는 그 이상의 길이로, 접촉 형성된 단선부 형성용 절연부이며, 저항 발열 배선부가 소정 온도 이상이 된 경우에, 저항 발열 배선부를 구성하는 재료(m1) 및 도체 배선부를 구성하는 재료(m2)로부터 선택된 적어도 1종류와 반응하는 재료를 포함하고, 이 반응에 의해 전기적 절연부를 형성하고, 저항 발열 배선부 또는 도체 배선부를 단선시키는 단선부 형성용 절연부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서의 일 형태의 히터는, 긴 형상의 기초부(11)(기초층(12) 및 전기적 절연층(13)을 포함하는 기초부(11))와, 기초부(11)의 표면측 또는 내부에, 기초부(11)에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는 저항 발열부이며, 통전에 의해 발열되는 복수의 병렬 배선을 갖는 저항 발열 배선부(15)와, 기초부(11)의 표면측 또는 내부에, 기초부(11)에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는 급전용 단자부이며, 급전용 단자부의 수는 적어도 2개이며, 저항 발열 배선부(15)에 전력을 공급하기 위해서, 저항 발열 배선부(15)를 통하여 한쪽의 단자부 및 다른쪽의 단자부를 전기적으로 접속하는 급전용 단자부(17)를 구비한다.
또한, 본 발명에 있어서의 다른 형태의 히터는, 긴 형상의 기초부(11)(기초층(12) 및 전기적 절연층(13)을 포함하는 기초부(11))와, 기초부(11)의 표면측 또는 내부에, 기초부(11)에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는 저항 발열부이며, 통전에 의해 발열되는 저항 발열 배선부(15)와, 기초부(11)의 표면측 또는 내부에, 기초부(11)에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는, 2개의 급전용 단자부(17)와, 기초부(11)의 표면측 또는 내부에, 기초부(11)에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는 도체 배선부이고, 도체 배선부의 수는 2개이며, 저항 발열 배선부(15)의 일단측 및 타단부측과 2개의 급전용 단자부(17)를 따로따로, 전기적으로 접속하는 도체 배선부(19)와, 저항 발열 배선부(15)의 일부 및 도체 배선부(19)의 일부 중 적어도 한쪽의 상층측 표면 또는 하층측 표면에, 저항 발열 배선부(15)의 선 폭 또는 도체 배선부(19)의 선 폭과 동일 또는 그 이상의 길이로, 접촉 형성된 단선부 형성용 절연부이며, 저항 발열 배선부(15)가 소정 온도 이상이 된 경우에, 저항 발열 배선부(15)를 구성하는 재료(m1) 및 도체 배선부(19)를 구성하는 재료(m2)로부터 선택된 적어도 1종류와 반응하는 재료를 포함하고, 이 반응에 의해 전기적 절연부를 형성하고, 저항 발열 배선부(15) 또는 도체 배선부(19)를 단선시키는 단선부 형성용 절연부(32)를 구비한다.
양쪽의 형태에 있어서, 히터의 단면 구조는, 예를 들어 도 5, 도 8 및 도 9에 도시된다. 이들 도면은, 저항 발열 배선부(15)와 급전용 단자부(17)를 접속하는 도체 배선부(19)를 포함하고, 저항 발열 배선부(15), 급전용 단자부(17) 및 도체 배선부(19)가, 기초부(11)의 표면에, 기초부(11)에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성된 형태를 나타내고 있다.
본 발명에 있어서, 히터의 형상은, 통상, 기초부 또는 기초층의 형상에 의존한다. 기초부 또는 기초층의 형상은, 통상, 평판 형상이며, 오목부, 볼록부, 중공부 등을 구비해도 된다. 또한, 기초부 또는 기초층의 형상은, 곡판 형상이어도 된다.
본 발명에 있어서, 저항 발열 배선부, 급전용 단자부, 도체 배선부 등의 구성 요소는, 기초부의 표면(1면측 또는 양면)에 형성된 형태로 할 뿐만 아니라, 그 내부에 형성된 형태로 할 수 있다. 후자의 경우의 기초부의 형상은 중공체 등으로 할 수 있다.
이하의 설명에 있어서, 「기초부의 표면, 또는, 기초부의 표면측에 형성(배치)」 등의 기재는, 예를 들어 평판 형상의 기초부의 표면, 또는, 표면측(기초부의 표면에형성된 다른 층의 표면)에 대하여 형성(배치)되는 것을 의미한다. 기초부가 중공체로 이루어지는 경우에는, 중공부의 내표면에 대하여 형성(배치)되는 것을 의미한다.
기초부(11)의 두께는, 목적, 용도 등에 따라, 적절히 선택되지만, 통상 0.4 내지 20㎜이다.
또한, 기초부(11)의 길이는, 통상, 20㎜ 이상, 바람직하게는 200 내지 350㎜이다.
기초부 또는 기초층의 구성 재료는, 바람직하게는 스테인리스, 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 절연성 세라믹스이다.
스테인리스는, 바람직하게는 페라이트계 내열강, 특히 바람직하게는, SUS430, SUS444 및 SUS436이다.
또한, 스테인리스, 알루미늄 또는 알루미늄 합금은, 전기 저항값이 낮으므로, 그 표면에, 저항 발열 배선부(15), 급전용 단자부(17), 도체 배선부(19) 등의 구성 요소를 직접 형성할 수 없다. 따라서, 스테인리스, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 기초층(12)과, 이 기초층에 접합된 전기적 절연층(13)을 구비하는 기초부(11)가 사용된다. 상기한 바와 같이 저항 발열 배선부(15), 급전용 단자부(17), 도체 배선부(19) 등의 구성 요소는, 기초부(11)의 양면에 형성되어 있어도 되므로, 이 경우에는, 기초층(12)의 양면에 형성된 전기적 절연층(13)을 구비하는 기초부(11)가 사용된다.
본 발명에 있어서, 기초층(12)의 구성 재료는, 바람직하게는 스테인리스이며, 전기적 절연층(13)의 구성 재료는, 스테인리스와의 열팽창 밸런스의 관점에서, 바람직하게는 결정화 유리 및 반결정화 유리이며, 연화점이 600℃ 이상인, SiO2-Al2O3-MO계 유리가 바람직하다. 단, MO는, 알칼리 토금속의 산화물(MgO, CaO, BaO, SrO 등)이다. 전기적 절연층(13)의 두께는, 바람직하게는 60 내지 120㎛, 보다 바람직하게는 70 내지 110㎛, 더욱 바람직하게는 75 내지 100㎛이다.
또한, 절연성 세라믹스는, 바람직하게는 전기 저항값이 107Ω·㎝ 이상의 무기 화합물이며, 산화 알루미늄, 질화알루미늄, 지르코니아, 실리카, 멀라이트, 스피넬, 코디에라이트, 질화규소 등을 들 수 있다. 이들 중, 산화 알루미늄 및 질화알루미늄이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 히터의 구조는, 기초부(11)의 구성 재료에 의존하고, 평면도로서, 예를 들어 도 4, 도 6, 도 7, 도 10, 도 11 등, 단면도로서, 예를 들어 도 5, 도 8, 도 9, 도 12, 도 13, 도 14, 도 15 등으로 도시되는 것으로 할 수 있다.
기초부(11)의 구성 재료가, 스테인리스를 기초층(12)으로서 포함하는 경우, 저항 발열 배선부(15), 급전용 단자부(17), 도체 배선부(19) 등의 구성 요소는, 기초층(12)의 스테인리스 부분에 직접 접촉하지 않도록, 전기적 절연층(13)(이하, 「제1 절연층(13)」이라고도 함)의 표면에 형성되어 있다(도 4, 도 5, 도 6, 도 7, 도 10, 도 11, 도 12, 도 13, 도 14 등 참조).
제1 절연층(13)의 두께는, 바람직하게는 60 내지 120㎛, 보다 바람직하게는 70 내지 110㎛, 더욱 바람직하게는 75 내지 100㎛이다.
또한, 기초부의 구성 재료가 절연성 세라믹스인 경우, 저항 발열 배선부(15), 급전용 단자부(17), 도체 배선부(19) 등의 구성 요소는, 도 8에 도시되는 바와 같이, 기초부(11)의 표면에 배치되어도 되고, 별도로 도시하지 않는, 전기적 절연 재료로 이루어지는 부분에 접촉하도록 형성되어 있어도 된다.
본 발명에 있어서의 일 형태의 히터에 있어서, 히터의 주요부인 저항 발열 배선부(15)는, 저항값의 변화에 대하여 온도의 추종성이 우수하다는 점에서, 저항값 온도 계수가 500 내지 4,400ppm/℃인 재료를 포함한다. 구체예는, 은-팔라듐, 은-백금 등의은 합금; 은; 몰리브덴: 텅스텐 등이다. 이들 재료는, 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 조합하여 사용해도 된다. 바람직한 재료는, 히터의 단면 구조, 기초부의 구성 재료 등에 의해, 적절히 선택된다. 또한, 저항 발열 배선부(15)의 선 두께는, 바람직하게는 3 내지 27㎛이다.
또한, 「경사진 직사각형 패턴」이란, 예를 들어 도 1의 (B), 도 2 및 도 3에 도시되는 형상을 갖는 패턴(20)이다. 즉, 도 1의 (A)에 도시되는, 종래 공지된 직사각형 패턴의 상승 부분이 θ의 각도로 경사져 있는 형상의 패턴을, 「경사진 직사각형 패턴」으로 한다. 각도θ는, 바람직하게는 10 내지 80도, 보다 바람직하게는 20 내지 70도이다. 또한, 인접하는 직사각형은, 서로 동일 형상이면 되고, 다른 형상이어도 된다. 또한, 배선은, 각 처에 있어서, 직선일 필요는 없고, 부분적으로 곡선을 가져도 된다.
저항 발열 배선부(15)는, 긴 형상의 기초부(11)의 표면측 또는 내부에, 기초부(11)에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는 저항 발열부이며, 병렬 배선, 즉, 전기적으로 병렬로 적어도 2개의 급전용 단자부(17)를 접속하는 배선을 복수 포함한다. 급전용 단자부(17)도 또한, 긴 형상의 기초부(11)의 표면측 또는 내부에, 기초부(11)에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있다.
병렬 배선의 형태는, 특별히 한정되지 않는다. 1개의 병렬 배선은, 히터의 길이 방향을 형성되어 있어도 되고, 히터의 폭 방향으로 형성되어 있어도 되고, 히터의 폭 방향으로 비스듬하게 형성되어 있어도 된다.
본 발명에 있어서, 경사진 직사각형 패턴을 구비하는 저항 발열 배선부(15)를 포함하는 히터는, 바람직하게는 도 4, 도 6 및 도 7에 도시된다. 도 4 및 도 7은, 저항 발열 배선부(15)가, 히터(1)의 길이 방향으로의 되접음 패턴에 의해, 폭 방향으로 병렬 배선을 구비하는 예이다. 또한, 도 6은, 저항 발열 배선부(15)가, 히터(1)의 폭 방향으로의 되접음 패턴에 의해, 폭 방향으로 병렬 배선을 구비하는 예이다. 도 4, 도 6 및 도 7은, 히터(1)의 길이 방향에 있어서의 온도 보완성의 관점에서 바람직한 형태이며, 2개의 급전용 단자부(17)를 히터(1)의 길이 방향의 양단측에 구비하는 도 4 및 2개의 급전용 단자부(17)를 히터(1)의 길이 방향의 일단부측에 구비하는 도 7은, 특히 바람직한 형태이다. 또한, 이들 도면에 있어서, 저항 발열 배선부(15)의 간극 부분 중에는, 히터(1)의 폭 방향에 대하여 비스듬해진 비형성 부분(14)이 있다(도 4 참조). 즉, 병렬 배선을 구성하는 일부가, 히터(1)의 길이 방향 또는 폭 방향에 대하여 비스듬해져 있는 형태도 또한, 히터(1)의 길이 방향에 있어서의 온도 보완성의 관점에서 바람직하다.
도 4 및 도 7은, 도 1의 (B)에 도시되는 경사진 직사각형 패턴을, 히터(1)의 폭 방향에 대하여 비스듬하게 배치한 형태이며, 도 6은, 도 1의 (B)에 도시되는 경사진 직사각형 패턴을, 히터(1)의 길이 방향에 대하여 수평으로 배치한 형태이다.
이들 형태의 경우, 경사진 직사각형 패턴을 구비한 결과, 배선의 비형성 부분(14)이, 히터의 길이 방향 또는 폭 방향에 대하여 비스듬해져 있으므로, 피 열처리물이 정지되어 있는 상태에서, 히터(1)를 그 폭 방향으로 이동시키면서 열 처리하는 경우, 및 히터(1)를 고정한 상태에서, 피 열처리물을 긴 형상의 히터(1)에 대하여 수직 방향으로 이동시키면서 열 처리하는 경우에, 사용 시에 있어서의 저항 발열 배선부의 국소적인 온도 상승을 초래하지 않고, 안정된 열처리를 행할 수 있다.
도 4, 도 6, 도 7, 도 10 및 도 11은, 스테인리스제의 기초층(12) 및 전기적 절연층(13)을 포함하는 기초부(11)를 구비하는 히터(이하, 「히터(I)」라고도 함)를 예시하는 평면도이다. 도 5는, 도 4에 있어서의 X-X선 단면을 도시하는 개략도이다.
도 4, 도 5, 도 6, 도 7, 도 10 및 도 11의 히터(1)는, 긴 형상의 기초층(12)과, 기초층(12)의 표면에 형성된 전기적 절연층(13)과, 전기적 절연층(13)의 표면에 형성되어 있고, 통전에 의해 발열되는 복수의 병렬 배선을 갖는 저항 발열 배선부(15)와, 전기적 절연층(13)의 표면에 형성되어 있고, 저항 발열 배선부(15)에 전력을 공급하는 2개의 급전용 단자부(17)를 구비한다. 또한, 이들 히터는, 각 급전용 단자부(17)에 도통하는 도체 배선부(19)를 전기적 절연층(13)의 표면에 구비하고, 이 도체 배선부(19)를 분기시켜서, 병렬 배선을 갖는 복수의 저항 발열 배선부(15)에 접속한 형태로 하고 있다. 병렬 배선의 효율적인 구축을 위해서, 도체 배선부(19)를 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 전기적 절연층(13)은, 기초층(12) 및 저항 발열 배선부(15) 사이에 있어서, 전기적으로 절연되어 있고, 기초층(12) 및 급전용 단자부(17) 사이에 있어서도, 전기적으로 절연되어 있다. 또한, 전기적 절연층(13)은, 기초층(12) 및 도체 배선부(19) 사이에 있어서도 전기적으로 절연되어 있다.
히터(I)에 있어서, 저항 발열 배선부(15)의 구성 재료는, 저항값 온도 계수가 1,000 내지 3,000ppm/℃인, 은-팔라듐 등의 은 합금을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 저항 발열 배선부(15)의 선 두께는, 면적 고유 저항의 관점에서, 바람직하게는 3 내지 27㎛, 보다 바람직하게는 4 내지 20㎛, 더욱 바람직하게는 5 내지 17㎛, 특히 바람직하게는 8 내지 12㎛이다.
또한, 히터(I)에 있어서, 급전용 단자부(17) 및 도체 배선부(19)의 구성 재료는, 은, 은-팔라듐, 은-백금, 구리, 금, 백금-로듐 등으로 할 수 있다. 또한, 저항 발열 배선부(15)보다도 단위 면적당의 저항값이 낮아지도록, 급전용 단자부(17) 또는 도체 배선부(19)의 재료 및 선 폭 등이 선택된다.
히터(I)에 있어서, 기초층(12)의 구성 재료는, 바람직하게는 페라이트계 내열강이다. 특히 바람직한 재료는, SUS430, SUS444 및 SUS436이다.
기초부(11)의 두께는, 바람직하게는 0.4 내지 20㎜, 보다 바람직하게는 0.6 내지 5㎜이다.
또한, 전기적 절연층(13)의 구성 재료는, 스테인리스와의 열팽창 밸런스의 관점에서, SiO2-Al2O3-MO계 유리가 바람직하다. 단, MO는, 알칼리 토금속의 산화물(MgO, CaO, BaO, SrO 등)이다.
전기적 절연층(13)의 두께는, 바람직하게는 60 내지 120㎛, 보다 바람직하게는 70 내지 110㎛, 더욱 바람직하게는 75 내지 100㎛이다.
도 4, 도 5, 도 6 및 도 7에 있어서, 전기적 절연층(13)은, 저항 발열 배선부(15), 급전용 단자부(17) 및 도체 배선부(19)의 영역에 접촉하도록, 기초부(11)의 표면의 대부분에 배치되어 있지만, 이 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 저항 발열 배선부(15), 급전용 단자부(17) 및 도체 배선부(19)의 패턴과 동일한 영역을 갖고, 이들 각 하방측에 형성되어 있어도 된다.
또한, 도 5 등에 도시하고 있지 않지만, 히터(I)는, 저항 발열 배선부(15), 급전용 단자부(17) 및 도체 배선부(19)를 덮는 보호층을 구비할 수 있다. 이 보호층은, 저항 발열 배선부(15), 급전용 단자부(17) 및 도체 배선부(19)의 패턴과 동일한 영역을갖고, 이들 각 상방측에 형성되어 있어도 되고, 기초부(11)(기초층(12) 또는 전기적 절연층(13))의 전체면에 형성되어 있어도 된다.
보호층은, 전기적 절연 재료로 이루어지는 것이 바람직하고, 전기적 절연층(13)과 동일한 재료로 이루어지는 것이어도 된다.
도 4, 도 5, 도 6 및 도 7에 도시되는 히터(I)는, 예를 들어 긴 형상의 스테인리스판의 표면에 전기적 절연막을 형성하는 공정, 전기적 절연막의 표면에, 저항값 온도 계수가 500 내지 4,400ppm/℃인 재료를 포함하고, 또한, 경사진 직사각형 패턴을 포함하는 저항 발열 배선부를 형성하는 공정, 전기적 절연막의 표면이며, 스테인리스판의 길이 방향의 양단 또는 그 주변부에 적어도 2개의 급전용 단자부를 형성하는 공정을 구비하는 제조 방법에 의해 얻을 수 있다. 또한, 도체 배선부를 형성하는 공정, 보호층을 형성하는 공정 등을 구비할 수 있다.
전기적 절연막 및 보호층을 형성하는 경우에는, 전기적 절연 재료의 전구체를 포함하는 조성물 등을 사용하여 형성한 막을 열처리하는 방법 등을 적용할 수 있다.
저항 발열 배선부, 급전용 단자부 및 도체 배선부를 형성하는 경우에는, 인쇄법; 침지법; 증착법 등의 물리적 기상 성장법 등을 적용할 수 있다.
상기 히터(I)는, 도 10 및 도 11에 도시되는 바와 같이, 히터에 열폭주 등의 문제가 발생하고, 발열하고 있는 저항 발열 배선부(15)가 과승온하여 소정 온도 이상이 되었을 때에, 저항 발열 배선부(15) 또는 도체 배선부(19)를 단선시키는 단선부 형성용 절연부(32)를 구비할 수 있다. 이 단선부 형성용 절연부(32)는, 구체적으로는, 발열하고 있는 저항 발열 배선부(15)가 소정 온도 이상이 되었을 때에, 저항 발열 배선부(15) 및 도체 배선부(19) 중 적어도 한쪽과, 단선부 형성용 절연부(32)의 접촉부를 전기적 절연부(34)에 형성 변환하는 작용을 갖는다. 즉, 이하에 바람직한 형태를 나타내는 바와 같이, 단선부 형성용 절연부(32)는, 저항 발열 배선부(15)의 일부 및 도체 배선부(19)의 일부 중 적어도 한쪽의 상층측 표면 또는 하층측 표면에, 저항 발열 배선부(15)의 선 폭 또는 도체 배선부(19)의 선 폭과 동일 또는 그 이상의 길이로, 저항 발열 배선부(15) 또는 도체 배선부(19)를 횡단하도록 접촉 형성되어 있다. 따라서, 저항 발열 배선부(15)가 과승온하여 소정 온도 이상이 되었을 때에, 단선부 형성용 절연부(32)의 구성 재료와, 저항 발열 배선부(15)의 구성 재료(m1) 및 도체 배선부(19)의 구성 재료(m2)로부터 선택된 적어도 1종류가 반응하고, 전기적 절연 재료로 이루어지는 전기적 절연부(34)가 형성되고, 이 전기적 절연부(34)에 있어서, 저항 발열 배선부(15) 또는 도체 배선부(19)가 단선된다. 단선부 형성용 절연부(32)는, 하나의 히터에 있어서, 1군데만 배치되어 있어도 되고, 2군데 이상 배치되어 있어도 된다. 도 12는, 도체 배선부(19)의 일부의 표면에 단선부 형성용 절연부(32)를 구비하는 형태를 나타내고, 도 13은, 이 단선부 형성용 절연부(32)에 있어서 도체 배선부(19)가 단선되고, 전기적 절연부(34)가 형성된 형태를 나타낸다.
단선부 형성용 절연부(32)의 배치 형태는, 도 36에 도시된다. 도 36은, 예를 들어 도 10 등의 히터를 상방에서 본 주요부 확대도이며, (A1)은 단선부 형성용 절연부(32)가, 저항 발열 배선부(15)의 일부 또는 도체 배선부(19)의 일부의 표면에, 그 폭 방향으로, 선 폭을 초과해서, 이들을 덮도록 배치되어 있는 형태이며, (A2)은 단선부 형성용 절연부(32)가 저항 발열 배선부(15)의 일부 또는 도체 배선부(19)의 일부의 표면에, 그 선 폭을 초과하지 않고, 선 폭과 동일한 길이로 배치되어 있는 형태이다. 또한, (B1)은 저항 발열 배선부(15)의 일부 또는 도체 배선부(19)의 일부의 선 폭을 초과하는 길이로 배치된 단선부 형성용 절연부(32)의 표면에, 저항 발열 배선부(15)의 일부 또는 도체 배선부(19)가 배치되어 있는 형태이며, (B2)는 저항 발열 배선부(15)의 일부 또는 도체 배선부(19)의 일부의 선 폭과 동일한 길이로 배치된 단선부 형성용 절연부(32)의 표면에, 저항 발열 배선부(15)의 일부 또는 도체 배선부(19)의 일부가 배치되어 있는 형태이다. 이들 도면에 있어서, 단선부 형성용 절연부(32)의 형상은, 사각형이 면으로 하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 저항 발열 배선부(15)의 선 폭 또는 도체 배선부(19)의 선 폭과 동일 또는 그 이상의 길이의 임의의 형상(선 등)이어도 된다.
단선부 형성용 절연부(32)가 도체 배선부(19)의 표면에 배치되어 있는 형태는, 예를 들어 도 10 및 도 12에 도시된다. 또한, 단선부 형성용 절연부(32)가 저항 발열 배선부(15)의 표면에 배치되어 있는 형태는, 예를 들어 도 11, 도 14 및 도 15에 도시된다.
단선부 형성용 절연부(32)가 저항 발열 배선부(15)에 접촉한 히터로 하는 경우에는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 병렬 배선부의 모두에 있어서, 단선부 형성용 절연부(32)를 접촉 형성시켜 둘 필요가 있다.
또한, 단선부 형성용 절연부(32)가 도체 배선부(19)에 접촉된 히터로 하는 경우에는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 저항 발열 배선부(15)를 구성하는 병렬 배선부의 모두에 통전시키게 되는 도체 배선부(19)의 주 배선에 있어서, 바람직하게는 급전용 단자부(17)에 가까운 위치에 있어서, 단선부 형성용 절연부(32)를 접촉 형성시켜 둘 필요가 있고, 1군데이어도 2군데이어도 된다.
단선부 형성용 절연부(32)의 두께는, 저항 발열 배선부(15) 또는 도체 배선부(19)에 있어서 확실하게 단선시키는 점에서, 바람직하게는 5 내지 100㎛, 보다 바람직하게는 10 내지 60㎛, 더욱 바람직하게는 15 내지 40㎛이다.
단선부 형성용 절연부(32)의 구성 재료는, 저항 발열 배선부(15)의 구성 재료(m1), 또는, 도체 배선부(19)의 구성 재료(m2)와 반응하여 전기적 절연 재료로 되는 것이면, 특별히 한정되지 않는다. 바람직한 재료는 유리이며, 결정화 유리 및 비정질 유리 중 어느 것이든 좋다. 본 발명에 있어서는, 저항 발열 배선부(15)의 구성 재료(m1) 및 도체 배선부(19)의 구성 재료(m2)가 은 또는 은 합금을 포함하는 것이 바람직하다는 점에서, 더욱 바람직한 단선부 형성용 절연부(32)의 구성 재료는, 비스무트계 유리 및 납계 유리이며, 특히 바람직한 구성 재료는, 연화점이 370℃ 내지 550℃인, 비스무트계 유리 및 납계 유리이다. 단선부 형성용 절연부(32)가 비스무트계 유리 또는 납계 유리를 포함하는 경우, 저항 발열 배선부(15)가, 예를 들어 600℃ 이상이 되면, 비스무트계 유리 또는 납계 유리가 연화되고, 은 또는 은 합금과 반응하여, 전기적 절연부(34)를 형성하고, 저항 발열 배선부(15) 또는 도체 배선부(19)를 단선시킬 수 있다.
비스무트계 유리로서는, Bi2O3-ZnO-B2O3계 유리 등을 들 수 있다. 또한, 납계 유리로서는, PbO-B2O3계 유리 등을 들 수 있다.
상기한 바와 같이, 저항 발열 배선부(15)가, 열폭주 등에 의해, 소정 온도 이상이 된 경우에는, 단선부 형성용 절연부(32)가 전기적 절연부(34)를 형성시킨다. 이 현상을, 도 12 및 도 13을 사용하여 설명한다. 도 12는, 도체 배선부(19)의 일부의 상층측 표면에, 도체 배선부(19)의 선 폭과 동일 또는 그 이상의 길이로, 접촉 형성된 단선부 형성용 절연부(32)를 구비하고, 저항 발열 배선부(15)를 도시하고 있지 않은 히터의 개략도이며, 저항 발열 배선부(15)가 소정 온도 이상이 되면, 도 13에 도시하는 바와 같이, 단선부 형성용 절연부(32)의 구성 재료와, 도체 배선부(19)의 구성 재료가 반응하여, 전기적 절연부(34)를 형성하고, 도체 배선부(19)를 단선한다.
병렬 배선을 갖는 저항 발열 배선부(15)의 상층측 표면에 접촉 형성된 단선부 형성용 절연부(32)를 구비하는 도 14의 히터에 있어서, 저항 발열 배선부(15)가 소정 온도 이상이 되면, 단선부 형성용 절연부(32)의 구성 재료와, 저항 발열 배선부(15)의 구성 재료가 반응하여, 도시하고 있지 않은 전기적 절연부(34)를 형성하고, 저항 발열 배선부(15)를 단선한다.
단선부 형성용 절연부(32)를 갖는 히터(I)를 가동시키면, 저항 발열 배선부(15)를 중심으로 하여, 기초부(11)(또는 기초층(12))의 전체가 열원이 되므로, 전기적 절연부(34)가 형성되어, 전력 공급이 중단되어도, 순시에 히터의 온도가 저하되지 않는 경우가 있다. 본 발명에 있어서는, 단선부 형성용 절연부(32)가 저항 발열 배선부(15)에 접촉 형성되어 있는 히터(도 11 및 도 14 참조), 또는, 단선부 형성용 절연부(32)가 도체 배선부(19)에 접촉 형성되어 있는 히터이며, 또한, 도체 배선부(19)를, 밀집하는 배선(저항 발열 배선부(15)) 사이에, 인터럽트하게 연장하여 형성시켜서, 그 일부에 단선부 형성용 절연부(32)를 접촉 형성되어 있는 히터(도 16 참조)로 함으로써, 저항 발열 배선부(15)의 여열 온도를 보다 조기에 저하시킬 수 있다.
히터(I)는, 스테인리스제의 기초층(12) 및 전기적 절연층(13)을 포함하는 기초부(11)를 구비하므로, 그 사용 시에 있어서, 구성 부재로부터의 미립자가 생성되지 않기 때문에, 클린 룸, 정밀기계, 감압 또는 가압을 수반하는 열처리 장치, 정착 장치 등에 있어서의 사용에 적합하다.
한편, 도 8은, 저항 발열 배선부(15) 등을, 절연성 세라믹스제의 기초부(11)의 표면에 구비하는 히터(이하, 「히터(II)」라고도 함)를 도시하는 단면도이다. 이 히터(II)에 있어서, 절연성 세라믹스제의 기초부(11)의 표면의 구성 요소는, 도 4, 도 6 및 도 7에 도시되는 히터(I)에 있어서의 전기적 절연층(13)의 표면의 구성 요소와 마찬가지로 할 수 있다.
도 8에 의해 도시된 히터는, 긴 형상의 기초부(11)와, 기초부(11)의 표면에 형성되어 있고, 통전에 의해 발열되는 복수의 병렬 배선을 갖는 저항 발열 배선부(15)와, 기초부(11)의 표면에 형성되어 있고, 도체 배선부(19)를 통하여 저항 발열 배선부(15)에 전력을 공급하는 2개의 급전용 단자부(17)를 구비한다. 또한, 이 히터(II)는, 도시하고 있지 않은 보호층을 구비할 수 있다. 또한, 히터(I)와 동일한 형태로, 단선부 형성용 절연부(32)를 구비할 수도 있다(도 15 참조).
또한, 도 9는, 저항 발열 배선부(15) 등을, 절연성 세라믹스제의 기초부(11)의 내부에 구비하는 히터(이하, 「히터(III)」라고도 함)를 도시하는 단면도이다. 이 히터(III)에 있어서, 절연성 세라믹스제의 기초부(11)의 내부의 구성 요소는, 도 4 및 도 6에 도시되는 히터(I)에 있어서의 전기적 절연층(13)의 표면의 구성 요소와 마찬가지로 할 수 있다. 또한, 도체 배선부를 구비하지 않는 형태로 할 수도 있고, 이 경우, 급전용 단자부(17) 사이에 저항 발열 배선부(15)가 접속되어 있는 구성이다. 단, 이 히터(III)에 있어서, 히터(I)에 있어서의 보호층은, 통상 배치되지 않는다.
도 9의 단면도에 의해 도시된 히터(III)는, 긴 형상의 기초부(11)와, 기초부(11)의 내부에 매설되어 있고, 통전에 의해 발열되는 복수의 병렬 배선을 갖는 저항 발열 배선부(15)와, 일부가 기초부(11)의 내부에 있어서 저항 발열 배선부(15)에 접속되어, 일부가 기초부(11)의 표면에 노출되어 있고, 저항 발열 배선부(15)에 전력을 공급하는 2개의 급전용 단자부(17)를 구비한다. 또한, 이 히터(III)는, 상기한 바와 같이 도 9에 도시하고 있지 않은 도체 배선부(19)를 구비할 수 있다.
히터(II) 및 (III)에 있어서, 저항 발열 배선부(15)의 구성 재료는, 저항값 온도 계수가 500 내지 4,400ppm/℃인, 은, 몰리브덴, 텅스텐, 은-팔라듐, 은-백금 등을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 저항 발열 배선부(15)의 선 두께는, 면적 고유 저항의 관점에서, 바람직하게는 3 내지 20㎛, 보다 바람직하게는 5 내지 17㎛, 더욱 바람직하게는 8 내지 12㎛이다.
또한, 히터(II) 및 (III)에 있어서, 급전용 단자부(17)의 구성 재료 및 도체 배선부(19)의 구성 재료는, 은, 은-팔라듐, 은-백금, 구리, 금, 백금-로듐 등으로 할 수 있다.
히터(II) 및 (III)에 있어서, 기초부(11)의 구성 재료로서는, 산화 알루미늄 및 질화알루미늄이 바람직하다.
히터(II)에 있어서의 기초부(11)의 두께는, 바람직하게는 0.2 내지 5㎜, 보다 바람직하게는 0.4 내지 2㎜이다.
또한, 히터(III)에 있어서의 기초부(11)의 두께는, 바람직하게는 0.2 내지 5㎜, 보다 바람직하게는 0.4 내지 2㎜이다.
히터(III)를 도시하는 도 9에 있어서, 급전용 단자부(17)는, 저항 발열 배선부(15)와, 기초부(11)의 내부에 있어서 접속되어 있지만, 이 형태에 한정되지 않고, 급전용 단자부(17)가, 히터의 길이 방향에 있어서의 양단측의 각 단부면에 배치되는 형태이어도 된다. 도 9에서는, 도체 배선부(19)를 도시하고 있지 않지만, 저항 발열 배선부(15)와 도통하는 도체 배선부(19)를 구비하는 경우에도, 각 단부면에 있어서, 도체 배선부(19)가 배치되는 형태이어도 된다.
히터(II)는, 절연성 세라믹스를 포함하는 긴 형상의 판을 제작하는 공정, 이 세라믹스판의 표면에, 저항값 온도 계수가 500 내지 4,400ppm/℃인 재료를 포함하고, 또한, 경사진 직사각형 패턴을 포함하는 저항 발열 배선부를 형성하는 공정, 세라믹스판의 표면이며, 판의 길이 방향의 양단 또는 그 주변부에 적어도 2개의 급전용 단자부를 형성하는 공정을 구비하는 제조 방법에 의해 얻을 수 있다. 또한, 도체 배선부를 형성하는 공정을 구비할 수 있다.
세라믹스판을 제작하는 방법은, 이하에 예시된다.
(1) 절연성 세라믹스의 분말을 함유하는 세라믹스 슬러리를 사용하여 그린 시트를 제작하고, 이것을 열처리하는 방법
세라믹스 슬러리에는, 산화규소, 산화칼슘, 산화티타늄, 산화마그네슘, 산화지르코늄 등의 소결 보조제, 분산제, 가소제, 유기 용매 등을 첨가할 수 있다.
(2) 절연성 세라믹스의 분말, 소결 보조제 등의 혼합물을, 가압 성형 등에 제공하여 제작된 소정 형상의 성형체를 열처리하는 방법
또한, 히터(II)는, 상기와 같이 제작한 절연성 세라믹스의 분말을 포함하는 긴 형상의 그린 시트의 표면의 소정의 위치에, 저항 발열 배선부용의, 저항값 온도 계수가 500 내지 4,400ppm/℃인 재료로 이루어지는 페이스트, 또는, 그 재료로 이루어지는 금속박을 배치하는 공정, 그린 시트의 표면의 소정의 위치에, 급전용 단자부용 또는 도체 배선부용 재료로 이루어지는 페이스트, 또는, 그 재료로 이루어지는 금속박을 배치하는 공정, 이들 적층 상태에 있어서 열처리를 행하는 공정을 구비하는 제조 방법에 의해 얻을 수 있다.
상기에 나타낸 히터(II)의 제조 방법에 있어서의 모든 경우도, 또한, 보호층을 형성하는 공정 등을 구비할 수 있다.
히터(III)는, 예를 들어 절연성 세라믹스의 분말을 포함하는 긴 형상의 그린 시트를 2체 제작하는 공정, 한쪽의 그린 시트의 표면의 소정의 위치에, 저항 발열 배선부용의, 저항값 온도 계수가 500 내지 4,400ppm/℃인 재료로 이루어지는 페이스트, 또는, 그 재료로 이루어지는 금속박을 배치하는 공정, 그린 시트의 표면의 소정의 위치에, 급전용 단자부용 또는 도체 배선부용 재료로 이루어지는 페이스트, 또는, 그 재료로 이루어지는 금속박을 배치하는 공정, 이들 적층물의 표면을 사이에 두도록, 다른 그린 시트를 배치하여 열처리를 행하는 공정을 구비하는 제조 방법에 의해 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 구체적으로 나타낸 급전용 단자부(17), 도체 배선부(19) 등의 위치는, 도 4 내지 도 9에 도시한 위치에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 4 내지 도 7에 있어서, 1체의 기초부(11)에, 1개의 회로를 구비하는 형태를 나타냈지만, 이것에 한정되지 않고, 복수의 회로를 구비하는 형태로 할 수 있다.
단선부 형성용 절연부(32)를 갖는 히터(II) 또는 (III)에 있어서도, 그 가동 시에, 저항 발열 배선부(15)를 중심으로 하여, 기초부(11)의 전체가 열원이 되므로, 열폭주 등에 의해 전기적 절연부(34)가 형성되어, 전력 공급이 중단되어도, 순시에, 히터의 온도가 저하되지 않는 경우가 있다. 본 발명에 있어서는, 단선부 형성용 절연부(32)가 저항 발열 배선부(15)에 접촉 형성되어 있는 히터(도 15 참조), 또는, 단선부 형성용 절연부(32)가 도체 배선부(19)에 접촉 형성되어 있는 히터이며, 또한, 도체 배선부(19)를, 밀집하는 배선(저항 발열 배선부(15)) 사이에, 인터럽트하게 연장하여 형성시켜서, 그 일부에 단선부 형성용 절연부(32)를 접촉 형성되어 있는 히터(도시하지 않음)로 함으로써, 저항 발열 배선부(15)의 여열 온도를 보다 조기에 저하시킬 수 있다.
본 발명에 있어서의 일 형태의 히터는, 급전용 단자부(17)에 있어서, 종래 공지된 전력 공급 장치에 접속함으로써, 발열시킬 수 있다. 발열 온도는, 히터(I) 및 (II)에 있어서, 바람직하게는 50℃ 내지 600℃, 보다 바람직하게는 120℃ 내지 500℃이다. 또한, 히터(III)에 있어서, 바람직하게는 50℃ 내지 1,000℃이다.
본 발명에 있어서의 일 형태의 히터는, 저항 발열 배선부(15), 급전용 단자부(17), 도체 배선부(19) 등이, 기초부의 표면에 직접 형성되어 있지 않아도 된다.
이하, 단선부 형성용 절연부(32)를 구비하는 히터이며, 저항 발열 배선부(15), 급전용 단자부(17) 및 도체 배선부(19) 중 적어도 1개가, 기초부(11)의 표면에 직접 형성되어 있는 형태에 대해서 설명한다.
도 18, 도 20, 도 29 및 도 30의 히터는, 기초부(11)의 1면 측에, 저항 발열 배선부(15) 및 도체 배선부(19)를 이 순서대로 구비하는 적층형 히터이며, 기초부(11)로부터 이들을 본 경우에, 저항 발열 배선부(15)의 일부, 단선부 형성용 절연부(32)의 적어도 일부, 및 도체 배선부(19)의 일부가, 순차 면 접촉하고 있는 부분을 갖는 히터이다.
도 18은, 스테인리스 등을 포함하는 기초층(12)의 표면에, 전기적 절연층인 제1 절연층(13)과, 저항 발열 배선부(15)와, 전기적 절연층인 제2 절연층(16)과, 이 제2 절연층(16) 중에, 제2 절연층(16)에 포위되게 배치된 단선부 형성용 절연부(32)를 구비하고, 이들 제2 절연층(16) 및 단선부 형성용 절연부(32)의 표면에 형성되고, 또한, 저항 발열 배선부(15)의 좌측 단부로부터 표면측을 향하여 퇴적 형성된 도체 배선부(19)를 구비하고, 이 도체 배선부(19)의 표면에 형성된, 절연 재료로 이루어지는 오버코트층(21)을 구비하는 형태이다. 또한, 도 20은, 스테인리스 등을 포함하는 기초층(12)의 표면에, 전기적 절연층인 제1 절연층(13)과, 저항 발열 배선부(15)와, 전기적 절연층인 제2 절연층(16)과, 이 제2 절연층(16) 중에, 제2 절연층(16)에 포위되게 배치된 단선부 형성용 절연부(32)를 구비하고, 이들 제2 절연층(16) 및 단선부 형성용 절연부(32)의 표면에 형성되고, 또한, 저항 발열 배선부(15)의 좌측 단부로부터 표면측을 향하여 퇴적 형성된 도체 배선부(19)와, 이 도체 배선부(19)의 표면에 형성된, 절연 재료로 이루어지는 오버코트층(21)을 구비하고, 이 오버코트층(21) 중에, 오버코트층(21)에 포위되게 배치된 단선부 형성용 절연부(32)를 구비하는 형태이다.
또한, 도 29는, 절연성 세라믹스를 포함하는 기초부(11)의 표면에, 저항 발열 배선부(15)와, 전기적 절연층인 제2 절연층(16)과, 이 제2 절연층(16) 중에, 제2 절연층(16)에 포위되게 배치된 단선부 형성용 절연부(32)를 구비하고, 이들 제2 절연층(16) 및 단선부 형성용 절연부(32)의 표면에 형성되고, 또한, 저항 발열 배선부(15)의 좌측 단부로부터 표면측을 향하여 퇴적 형성된 도체 배선부(19)를 구비하고, 이 도체 배선부(19)의 표면에 형성된, 절연 재료로 이루어지는 오버코트층(21)을 구비하는 형태이다. 또한, 도 30은, 절연성 세라믹스를 포함하는 기초부(11)의 표면에, 저항 발열 배선부(15)와, 전기적 절연층인 제2 절연층(16)과, 이 제2 절연층(16) 중에, 제2 절연층(16)에 포위되게 배치된 단선부 형성용 절연부(32)를 구비하고, 이들 제2 절연층(16) 및 단선부 형성용 절연부(32)의 표면에 형성되고, 또한, 저항 발열 배선부(15)의 좌측 단부로부터 표면측을 향하여 퇴적 형성된 도체 배선부(19)와, 이 도체 배선부(19)의 표면에 형성된, 절연 재료로 이루어지는 오버코트층(21)을 구비하고, 이 오버코트층(21) 중에, 오버코트층(21)에 포위되게 배치된 단선부 형성용 절연부(32)를 구비하는 형태이다.
도 18 및 도 29의 히터에 있어서, 저항 발열 배선부(15)가 소정 온도 이상이 되면, 도 21에 도시하는 바와 같이, 단선부 형성용 절연부(32)의 구성 재료가, 저항 발열 배선부(15)의 구성 재료 및 도체 배선부(19)의 구성 재료의 양쪽과 반응하여, 전기적 절연부(34)를 형성하고, 저항 발열 배선부(15) 및 도체 배선부(19)를 단선한다.
또한, 도 20 및 도 30의 히터에 있어서, 저항 발열 배선부(15)가 소정 온도 이상이 되면, 도 22에 도시하는 바와 같이, 단선부 형성용 절연부(32)의 구성 재료가, 저항 발열 배선부(15)의 구성 재료 및 도체 배선부(19)의 구성 재료의 양쪽과 반응하고, 또한, 단선부 형성용 절연부(32)의 구성 재료가, 도체 배선부(19)의 구성 재료와 반응하여, 전기적 절연부(34)를 형성하고, 저항 발열 배선부(15) 및 도체 배선부(19)를 단선한다.
도 24, 도 26, 도 32 및 도 33의 히터는, 기초부(11)의 1면 측에, 도체 배선부(19) 및 저항 발열 배선부(15)를 이 순서대로 구비하는 적층형 히터이며, 기초부(11)로부터 이들을 본 경우에, 도체 배선부(19)의 일부, 단선부 형성용 절연부(32)의 적어도 일부, 및 저항 발열 배선부(15)의 일부가, 순차 면 접촉하고 있는 부분을 갖는 히터이다.
도 24는, 스테인리스 등을 포함하는 기초층(12)의 표면에, 전기적 절연층인 제1 절연층(13)과, 도체 배선부(19)와, 전기적 절연층인 제2 절연층(16)과, 이 제2 절연층(16) 중에, 제2 절연층(16)에 포위되게 배치된 단선부 형성용 절연부(32)를 구비하고, 이들 제2 절연층(16) 및 단선부 형성용 절연부(32)의 표면에 형성되고, 또한, 도체 배선부(19)의 좌측 단부로부터 표면측을 향하여 퇴적 형성된 도체 배선부(19)에 접속하는 저항 발열 배선부(15)와, 이 저항 발열 배선부(15)의 표면에 형성된, 절연 재료로 이루어지는 오버코트층(21)을 구비하는 형태이다. 또한, 도 26은, 스테인리스 등을 포함하는 기초층(12)의 표면에, 전기적 절연층인 제1 절연층(13)과, 도체 배선부(19)와, 전기적 절연층인 제2 절연층(16)과, 이 제2 절연층(16) 중에, 제2 절연층(16)에 포위되게 배치된 단선부 형성용 절연부(32)를 구비하고, 이들 제2 절연층(16) 및 단선부 형성용 절연부(32)의 표면에 형성되고, 또한, 도체 배선부(19)의 좌측 단부로부터 표면측을 향하여 퇴적 형성된 도체 배선부(19)에 접속하는 저항 발열 배선부(15)와, 이 저항 발열 배선부(15)의 표면에 형성된, 절연 재료로 이루어지는 오버코트층(21)을 구비하고, 이 오버코트층(21) 중에, 오버코트층(21)에 포위되게 배치된 단선부 형성용 절연부(32)를 구비하는 형태이다.
또한, 도 32는, 절연성 세라믹스를 포함하는 기초부(11)의 표면에, 도체 배선부(19)와, 전기적 절연층인 제2 절연층(16)과, 이 제2 절연층(16) 중에, 제2 절연층(16)에 포위되게 배치된 단선부 형성용 절연부(32)를 구비하고, 이들 제2 절연층(16) 및 단선부 형성용 절연부(32)의 표면에 형성되고, 또한, 도체 배선부(19)의 좌측 단부로부터 표면측을 향하여 퇴적 형성된 도체 배선부(19)에 접속하는 저항 발열 배선부(15)와, 이 저항 발열 배선부(15)의 표면에 형성된, 절연 재료로 이루어지는 오버코트층(21)을 구비하는 형태이다. 또한, 도 33은, 절연성 세라믹스를 포함하는 기초부(11)의 표면에, 도체 배선부(19)와, 전기적 절연층인 제2 절연층(16)과, 이 제2 절연층(16) 중에, 제2 절연층(16)에 포위되게 배치된 단선부 형성용 절연부(32)를 구비하고, 이들 제2 절연층(16) 및 단선부 형성용 절연부(32)의 표면에 형성되고, 또한, 도체 배선부(19)의 좌측 단부로부터 표면측을 향하여 퇴적 형성된 도체 배선부(19)에 접속하는 저항 발열 배선부(15)와, 이 저항 발열 배선부(15)의 표면에 형성된, 절연 재료로 이루어지는 오버코트층(21)을 구비하고, 이 오버코트층(21) 중에, 오버코트층(21)에 포위되게 배치된 단선부 형성용 절연부(32)를 구비하는 형태이다.
도 24 및 도 26의 히터에 있어서, 저항 발열 배선부(15)가 소정 온도 이상이 된 경우에도, 도체 배선부(19)의 일부, 단선부 형성용 절연부(32)의 적어도 일부, 및 저항 발열 배선부(15)의 일부가, 순차 면 접촉하고 있는 부분에 있어서, 적어도 전기적 절연부(34)가 형성된다(도시하지 않음).
도 18, 도 20, 도 24, 도 26, 도 29, 도 30, 도 32 및 도 33은, 단선부 형성용 절연부(32)가, 저항 발열 배선부(15) 및 도체 배선부(19)의 양쪽에 접촉된 형태이다. 본 발명에 있어서의 일 형태의 히터는, 단선부 형성용 절연부(32)가 저항 발열 배선부(15) 및 도체 배선부(19) 중 어느 한쪽에 접촉된 형태로 할 수 있다(도 17, 도 19, 도 23, 도 25, 도 28, 도 31, 도 34 및 도 35 참조).
도 17 내지 도 33에 있어서 도시한 제2 절연층(16) 또는 제3 절연층(23)을 구성하는 재료는, 제1 절연층(13)의 구성 재료인, 결정화 유리 및 반결정화 유리로부터 선택된 것으로서, 연화점이 600℃ 이상인 것으로 할 수 있고, SiO2-Al2O3-MO계 유리 등이 바람직하다. 단, MO는, 알칼리 토금속의 산화물(MgO, CaO, BaO, SrO 등)이다.
또한, 도 17 내지 도 35에 있어서 도시한 오버코트층(21, 21A 및 22B)은, 저항 발열 배선부(15), 도체 배선부(19) 등의 보호를 위하여 배치되고, 구체적으로는, 히터가 가동되고 있을 때에, 저항 발열 배선부(15), 도체 배선부(19) 등의 산화 열화 등을 억제하는 작용을 구비하는 것이다. 오버코트층의 구성 재료는, 바람직하게는 SiO2-Al2O3-MO계 유리 등이다.
오버코트층의 구성 재료의 연화점은, 단선부 형성용 절연부(32)의 구성 재료의 연화점보다 높은 것이 바람직하다. 양자의 온도차는, 바람직하게는 100℃ 이상, 보다 바람직하게는 150℃ 이상이다.
이어서, 본 발명에 있어서의 다른 형태의 히터에서는, 저항 발열 배선부(15)의 구성 재료 및 그 배선 형태 및 급전용 전극부의 수는, 특별히 한정되지 않는다.
저항 발열 배선부(15)의 구성 재료는, 저항값 온도 계수가 바람직하게는 500 내지 4,400ppm/℃이지만, 이것에 한정되지 않는다. 저항 발열 배선부(15)의 배선은, 바람직하게는 병렬 배선이지만, 이것에 한정되지 않고, 직렬 배선이어도 된다. 또한, 직사각형 패턴을 구비하는 경우, 도 1의 (B), 도 2 및 도 3에 도시되는 경사 직사각형 패턴(20)이 바람직하지만, 도 1의 (A)에 도시되는 패턴이어도 된다. 또한, 저항 발열 배선부(15)의 선 두께는, 바람직하게는 5 내지 27㎛, 보다 바람직하게는 7 내지 24㎛, 더욱 바람직하게는 8 내지 13㎛이다.
본 발명에 있어서의 다른 형태의 히터에서는, 급전용 단자부는, 필요에 따라, 3군데 이상으로 할 수 있다(도시하지 않음).
급전용 단자부 및 도체 배선부의 두께는, 모두 바람직하게는 5 내지 27㎛, 보다 바람직하게는 7 내지 24㎛, 더욱 바람직하게는 9 내지 12㎛이다.
본 발명에 있어서의 다른 형태의 히터로서는, 바람직하게는 도 12, 도 14, 도 15, 도 17, 도 18, 도 19, 도 20, 도 23, 도 24, 도 25, 도 26, 도 27, 도 28, 도 29, 도 30, 도 31, 도 32, 도 33, 도 34 및 도 35에 도시된다. 이들 도면에 있어서의 설명은, 배선 형태를 제외하고 상기와 같고, 모든 구성 요소에 관한 설명이 적용된다.
본 발명에 있어서의 다른 형태의 히터는, 급전용 단자부(17)에 있어서, 종래 공지된 전력 공급 장치에 접속함으로써, 발열시킬 수 있다. 발열 온도는, 바람직하게는 50℃ 내지 1,000℃이다.
본 발명의 히터를 사용하면, 피 열처리물로서, 유기물, 무기물 및 이들을 조합한 복합물 중 어디 것에 대해서도, 그 크기에 의존하지 않고, 온도 불균일을 억제하면서 안정된 열처리를 행할 수 있다. 열처리의 방법은, 목적, 용도 등에 따라 선택되지만, 히터 및 피 열처리물을 이동시키면서 행해도 되고, 한쪽을 고정하고, 다른 쪽을 이동시키면서 행해도 된다.
본 발명의 정착 장치는, 상기 본 발명의 히터를 구비한다. 즉, 본 발명의 정착 장치는, 히터를 발열시켜서, 2개의 물품을 접합하는 장치이다.
본 발명의 정착 장치의 구성은, 얻어지는 제품의 용도, 정착 수단 등에 따라, 적절히 선택된 것으로 할 수 있다. 예를 들어, 압착을 수반하는 정착 수단을 구비하는 경우이며, 종이 등의 기록용 매체에, 토너 등을 정착시키는 경우, 및 복수의 부재를 접합하는 경우에는, 히터를 구비하는 가열부와, 가압부를 구비하는 정착 장치로 할 수 있다. 물론, 압착을 수반하지 않는 정착 수단으로 할 수도 있다. 본 발명에 있어서는, 도 37 및 도 38에 도시하는 바와 같이, 종이, 필름 등의 기록용 매체의 표면에 형성된 토너를 포함하는 미정착 화상을 기록용 매체에 정착시키는 정착 장치(5)인 것이 바람직하다.
이하, 도 37 및 도 38에 기초하여, 본 발명의 정착 장치를 설명한다.
도 37은, 전자 사진 방식의 화상 형성 장치에 배치되는 정착 장치(5)의 주요부를 도시하는 개략도이며, 회전 가능한 정착용 롤(51)과, 회전 가능한 가압용 롤(54)을 구비하고, 히터(1)를 정착용 롤(51)의 내부에 배치하는 형태이다. 히터(1)는, 바람직하게는 정착용 롤(51)의 내표면에 근접하도록 배치되어 있다.
도 37의 정착 장치(5)에 있어서, 도시하고 있지 않은 전원 장치로부터의 전압 인가에 의해 히터(1)를 구동시키고, 도시하고 있지 않은 온도 측정 장치에 의해 검지되어 있는 열이, 정착용 롤(51)에 전달된다. 그리고, 표면에 미정착의 토너 화상을 갖는 기록용 매체가, 정착용 롤(51)과, 가압용 롤(54) 사이에 공급되면, 정착용 롤(51) 및 가압용 롤(54)의 압접부에 있어서, 토너가 용융되어 정착 화상이 형성된다.
또한, 도 37에서는, 정착용 롤(51) 및 가압용 롤(54)의 압접부를 가지므로, 정착 장치의 구동 중에 있어서, 정착용 롤(51) 및 가압용 롤(54)은 동반하여 회전한다. 상기한 바와 같이 히터(1)는, 작은 기록용 매체를 사용했을 때에 발생하기 쉬운 국소적인 온도 상승이 억제되므로, 정착용 롤(51)에 있어서의 온도 불균일도 발생하기 어려워, 정착을 원활하게 진행시킬 수 있다. 또한, 히터(1)의 주변에 배치된 부재의 손상을 억제할 수 있다.
또한, 도 38도 또한, 전자 사진 방식의 화상 형성 장치에 배치되는 정착 장치(5)의 주요부를 도시하는 개략도이며, 회전 가능한 정착용 롤(51)과, 회전 가능한 가압용 롤(54)을 구비하고, 정착용 롤(51)에 열을 전달하는 히터(1) 및 가압용 롤(54)과 함께 기록용 매체를 압접하는 가압용 롤(52)을 정착용 롤(51)의 내부에 배치하는 형태이다. 히터(1)는, 바람직하게는 정착용 롤(51)의 내표면을 따르도록 배치되어 있다.
도 38의 정착 장치(5)에 있어서, 도시하고 있지 않은 전원 장치로부터의 전압 인가에 의해 히터(1)를 구동시키고, 도시하고 있지 않은 온도 측정 장치에 의해 검지되어 있는 열이, 정착용 롤(51)에 전달된다. 그리고, 표면에 미정착의 토너 화상을 갖는 기록용 매체가, 정착용 롤(51)과, 가압용 롤(54) 사이에 공급되면, 가압용 롤(52)에 가압되는 정착용 롤(51)과, 가압용 롤(54)의 압접부에 있어서, 토너가 용융되어 정착 화상이 형성된다.
또한, 도 38에 있어서도, 정착용 롤(51) 및 가압용 롤(54)의 압접부를 가지므로, 정착 장치의 구동 중에 있어서, 정착용 롤(51) 및 가압용 롤(54)은 동반하여 회전한다. 상기한 바와 같이, 히터(1)는 작은 기록용 매체를 사용했을 때에 발생하기 쉬운 국소적인 온도 상승이 억제되므로, 정착용 롤(51)에 있어서의 온도 불균일도 발생하기 어려워, 정착을 원활하게 진행시킬 수 있다. 또한, 히터(1)의 주변에 배치된 부재의 손상을 억제할 수 있다.
본 발명의 정착 장치에 있어서의 다른 형태로서는, 상형 및 하형을 구비하는 금형이며, 상형 및 하형 중 적어도 한쪽의 내부에 히터를 배치한 형태로 할 수 있다.
본 발명의 건조 장치는, 상기 본 발명의 히터를 포함하는 히터부를 구비한다.
본 발명의 건조 장치의 구성은, 피 열처리물의 형상, 크기 등에 따라, 적절히 선택된 것으로 할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 예를 들어 하우징부와, 피 열처리물의 출납 등을 위하여 배치된 밀폐 가능한 창부와, 하우징부의 내부에 배치된 이동 가능한 히터부를 구비하는 형태로 할 수 있다. 필요에 따라, 하우징부의 내부에, 피 열처리물을 배치하는 피 열처리물 설치부, 피 열처리물의 건조에 의해 기체가 배출된 경우에, 이 기체를 배출하는 배기부, 하우징부의 내부의 압력을 조정하는, 진공 펌프 등의 압력 조정부 등을 구비할 수 있다.
건조는, 피 열처리물 및 히터부를 고정한 상태에서 행해도 되고, 어느 한쪽을 이동시키면서 행해도 된다.
본 발명의 히터는, 화상 형성 장치의 구성 부재로서 적합하다.
화상 형성 장치의 구성은, 얻어지는 제품의 용도, 가열의 목적 등에 따라, 적절히 선택된 것으로 할 수 있다. 예를 들어, 도 39에 도시하는 바와 같이, 종이, 필름 등의 기록용 매체의 표면에 미정착 화상을 형성하는 상 제작 수단과, 미정착 화상을 기록용 매체에 정착시키는 정착 수단(5)을 구비하고, 정착 수단(5)이 상기 본 발명의 히터를 구비하는 화상 형성 장치(4)로 할 수 있다.
이하, 도 39에 기초하여, 화상 형성 장치를 설명한다.
도 39는, 전자 사진 방식의 화상 형성 장치(4)의 주요부를 도시하는 개략도이다.
상 제작 수단으로서는, 전사 드럼을 구비하는 방식 및 전사 드럼을 구비하지 않는 방식 중 어느 것이어도 되지만, 도 39는, 전사 드럼을 구비하는 형태이다.
상 제작 수단에서는, 회전하면서, 대전 장치(43)에 의해 소정의 전위에 대전 처리된 감광 드럼(44)의 대전 처리면에, 레이저 스캐너(41)로부터 출력되는 레이저가 조사되고, 현상기(45)로부터 공급되는 토너에 의해 원하는 화상 정보에 대응한 정전 잠상이 형성된다. 계속해서, 전위차를 이용하여, 감광 드럼(44)과 연동하는 전사 드럼(46)의 표면에 토너 화상이 전사된다. 그 후, 전사 드럼(46) 및 전사용 롤(47) 사이에 공급되는 기록용 매체의 표면에, 토너 화상이 전사되고, 미정착 화상을 갖는 기록용 매체가 얻어진다.
또한, 상 제작 수단은, 감광 드럼(44) 및 전사 드럼(46)의 표면에는, 불용인 토너 등을 제거하기 위한 청소 장치를 구비할 수 있지만, 도 39에는 도시하고 있지 않다.
또한, 토너는, 결착 수지와, 착색제와, 첨가제를 포함하는 입자이며, 결착 수지의 용융 온도는, 통상 90℃ 내지 220℃이다.
이어서, 정착 수단(5)은, 상기 본 발명에 있어서의 정착 장치와 동일한 구성으로 할 수 있고, 가압용 롤(54)과, 통지 방향 통전형 히터(1)를 보유한 히터 홀더(53)를 내부에 구비하고, 가압용 롤(54)과 연동하는 정착용 롤(51)을 구비한다. 상 제작 수단으로부터의 미정착 화상을 갖는 기록용 매체는, 정착용 롤(51) 및 가압용 롤(54) 사이에 공급되고, 화상이 정착된 기록 매체가 얻어진다. 즉, 정착용 롤(51)의 열이, 기록용 매체의 토너 화상을 용융하고, 또한, 용융된 토너가, 정착용 롤(51)과 가압용 롤(54)의 압접부에서 가압되어, 토너 화상이 기록용 매체에 정착된다.
일반적으로, 정착용 롤(51)의 온도가 불균일해져, 토너에 부여되는 열량이 너무 작은 경우, 토너가 기록용 매체로부터 박리되고, 한편, 열량이 너무 큰 경우, 토너가 정착용 롤(51)에 부착되고, 정착용 롤(51)이 일주하여 기록용 매체에 재부착되어버리는 경우가 있지만, 본 발명의 히터를 구비하는 정착 수단(5)에 의하면, 소정의 온도로의 조정이 신속하므로, 문제를 억제할 수 있다.
도 39의 정착 수단(5)은, 정착용 롤(51)과, 가압용 롤(54)을 구비하는 형태로 했지만, 화상 형성 장치는, 정착용 롤(51) 대신에, 히터(1)를 근접 배치한 정착용 벨트를 구비하는 형태이어도 된다.
도 39의 화상 형성 장치(4)에 있어서, 도시하고 있지 않은, 다른 수단으로서는, 기록용 매체 반송 수단이나, 이 기록용 매체 반송 수단 및 상기 각 수단을 제어하기 위한 제어 수단을 들 수 있다.
[실시예]
이하에, 실시예를 들어, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명의 주지를 초과하지 않는 한, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
(1) 스테인리스 히터의 제조
이하의 요령으로, 도 40에 도시하는 스테인리스 히터(1A)를 제조하였다.
SUS430을 포함하는 기판(길이 270㎜, 폭 24㎜ 및 두께 0.6㎜)의 표면을 평활 처리한 후, 성분이 SiO2-Al2O3-RO인 결정화 유리 형성용 재료를, 건조 처리 후 100㎛가 되도록, 기판의 전체면에 도포하였다. 계속해서, 도막을 850℃에서 소성하여, 막 두께 85㎛의 결정화 유리를 포함하는 절연층을 얻었다.
그 후, 납, 카드뮴, 니켈을 포함하지 않고, 은-팔라듐 합금(저항값 온도 계수 1,500ppm/℃)을 포함하는 분말을 포함하는 페이스트를 사용하여, 절연층(13)의 표면에, 도 40에 도시하는 저항 발열 배선부(15)로 하기 위한 경사진 직사각형 패턴을 포함하고, 스테인리스 기판의 길이 방향에 있어서 되접고 있는 회로 형상 패턴을 인쇄하였다. 계속해서, 이 인쇄부를 850℃에서 소성하여 저항 발열 배선부(15)를 형성하였다. 또한, 저항 발열 배선부(15)의 선 폭은 0.5㎜, 선 두께는 13㎛이다. 또한, 은 분말을 포함하는 페이스트를 사용하여, 소정의 위치에, 이 저항 발열 배선부(15)에 전력을 공급하기 위한 급전용 단자부(17) 및 도체 배선부(19)로 하기 위한 패턴을 인쇄하였다. 그리고, 이 인쇄부를 850℃에서 소성하여, 복수의 병렬 배선을 갖는 저항 발열 배선부(15) 및 도체 배선부(19)를 통하여, 한쪽의 급전용 단자부(17)로부터 다른쪽의 급전용 단자부(17)에 접속시켰다(도 40 참조).
이어서, 얻어진 저항 발열 배선부(15), 급전용 단자부(17) 및 도체 배선부(19)의 표면을 포함하는 기판의 전체면에, 상기 절연층(13)의 형성 시에 사용한 결정화 유리 형성용 재료를 사용하여, 막 두께 50㎛의 제1 보호층을 형성하였다. 그리고, SiO2-Al2O3-B2O3-RO로 이루어지는 비정질 유리 형성용 재료를 제1 보호층의 표면에 도포하였다. 그 후, 도막을 750℃에서 소성하여, 막 두께 25㎛의 제2 보호층을 형성하고, 스테인리스 히터(1A)를 얻었다(도 40 참조, 또한, 제1 보호층 및 제2 보호층은, 도시하지 않음).
(2) 히터의 평가
이 평가(이하, 「평가 E1」이라고 함)는, 전자 사진 방식 등을 채용한 인쇄기, 복사기, 팩시밀리 등의 화상 형성 장치에 사용되고, 종이 등의 기록 매체 상에 담지된 미정착 토너상을 가열함으로써, 토너상을 정착하는 장치에 있어서, 이동하는 기록 매체에 정착을 행할 때에, 열을 빼앗는 기록 매체에 부착된 히트 싱크(3A)를 스테인리스 히터(1A)의 이면에 접촉시켜서, 히트 싱크(3A)가 스테인리스 히터(1A)에 접촉되는 접촉 부분의 온도 및 히트 싱크(3A)가 스테인리스 히터(1A)에 접촉되지 않는 비접촉 부분에 있어서의 온도를 경시 관측한 것이다. 또한, 히트 싱크(3A)는, 알루미늄제이며, 도 41에 도시하는 바와 같이, 8매의 핀(16㎜×100㎜)을 5㎜의 간격을 갖고 평행하게 배치한 일체화물이다.
도 42는, 평가 E1용 장치의 개략도이다. 이 평가 장치에 있어서, 스테인리스 히터(1A)는, 저항 발열 배선부 등을 상방을 향하게 한 상태에서, 양단을 지지시켜서 배치되어 있다. 히터(1A)의 중앙에는, 열전대(K 타입)가 접속되고, 스테인리스 히터(1A)의 양단측의 급전용 단자부(17)에는, 옴론사제 온도 컨트롤러 「E5EN」으로부터 교류 전압(100V)이 공급되고, PID 제어에 의해 스테인리스 히터를 가동하고, 소정의 온도로 발열한다. 그리고, 히트 싱크(3A)의 접촉에 의해 변화되는 히터의 온도를, 스테인리스 히터(1A)의 상방에 설치한 NEC사제 서모 트레이서 「TH9100MR/WRI」에 의해 측정하였다. 또한, 열전대 및 온도 측정기는, 도 42에는 도시하고 있지 않다.
이 평가 실험에서는, 스테인리스 히터(1A)의 온도를 200℃로 유지한 상태에서, 히트 싱크(3A)와 스테인리스 히터(1A)의 이면의 접촉 위치를 변화시키면서, 도 42에 도시하는 소정의 3군데(P), (Q) 및 (R)에 있어서 연속적으로 온도를 측정하였다. 또한, (P), (Q) 및 (R)은 모두, 스테인리스 히터(1A)의 폭 방향의 중앙이며, (Q)가 스테인리스 히터(1A)의 중심, (P) 및 (R)이 중심으로부터 75㎜ 이격된 위치이다. 또한, 측온점의 면적은, 모두 약 0.8㎟이다.
히트 싱크(3A)의 사용 방법은, 이하와 같다. 즉, 히트 싱크(3A)를, 200℃로 유지된 스테인리스 히터(1A)에 있어서의 위치(P)에서 2분간 접촉시킨 후, 히트 싱크(3A)를 제거하고, 스테인리스 히터(1A)의 온도가 200℃로 회복되는 것을 기다린다. 계속해서, 히트 싱크(3A)를 스테인리스 히터(1A)의 위치(Q)에서 2분간 접촉시킨 후, 히트 싱크(3A)를 제거하고, 스테인리스 히터(1A)의 온도가 200℃로 회복되는 것을 기다린다. 그 후, 히트 싱크(3A)를 스테인리스 히터(1A)의 위치(R)에서 2분간 접촉시킨 후, 히트 싱크(3A)를 제거하고, 3군데(P), (Q) 및 (R)에 있어서의 온도가 거의 일정해진 시점에서 실험을 종료한다.
평가 E1의 실험 결과를 도 43에 도시한다. 도 43에 의하면, 히트 싱크(3A)가 스테인리스 히터(1A)에 있어서의 위치(P) 및 (R)에 접촉하고 있을 때에는, 각각의 위치에 있어서의 온도 저하는, 약 30℃ 내지 40℃이었지만, 히트 싱크(3A)가 위치(Q)에 접촉하고 있을 때에는, 위치(P) 및 (R)에 있어서의 온도 상승은, 약 40℃ 내지 50℃이었다.
[실시예 2]
저항 발열 배선부(15)로 하기 위한 페이스트로서, 납, 카드뮴, 니켈을 포함하지 않고, 은-팔라듐 합금(저항값 온도 계수 1,000ppm/℃)을 포함하는 분말을 포함하는 페이스트를 사용하여, 도 44에 도시하는 패턴을 갖는 저항 발열 배선부(15)를 형성한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도 44에 도시하는 스테인리스 히터(1A)를 제조하고, 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다.
평가 E1의 실험 결과를 도 45에 도시한다. 도 45에 의하면, 스테인리스 히터(1A)에 있어서의 위치(P) 및 (R)에 히트 싱크(3A)가 접촉하고 있을 때에는, 각각의 위치에 있어서의 온도 저하는, 약 30℃ 내지 40℃이었지만, 위치(Q)에 히트 싱크(3A)가 접촉하고 있을 때에는, 위치(P) 및 (R)에 있어서의 온도 상승은, 약 60℃ 내지 70℃이었다.
[비교예 1]
저항 발열 배선부(15)로 하기 위한 페이스트로서, 납, 카드뮴, 니켈을 포함하지 않고, 은-팔라듐 합금(저항값 온도 계수 1,000ppm/℃)을 포함하는 분말을 포함하는 페이스트를 사용하여, 도 46에 도시하는 패턴을 갖는 저항 발열 배선부(15)를 형성한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도 46 및 도 47에 도시하는 스테인리스 히터를 제조하고, 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다.
평가 E1의 실험 결과를 도 48에 도시한다. 도 48에 의하면, 히터에 있어서의 위치(P) 및 (R)에 히트 싱크(3A)가 접촉하고 있을 때에는, 각각의 위치에 있어서의 온도 저하는, 약 20℃ 내지 80℃이었지만, 위치(Q)에 히트 싱크(3A)가 접촉하고 있을 때에는, 위치(P) 및 (R)에 있어서의 온도 상승은, 약 80℃ 내지 90℃이었다.
[비교예 2]
도 49에 도시하는 패턴을 갖는 저항 발열 배선부를 구비하는, 시판되고 있는 세라믹 히터를 사용하여, 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다. 기초부의 재질은, Al2O3이다.
평가 E1의 실험 결과를 도 50에 도시한다. 도 50에 의하면, 히터에 있어서의 위치(P) 및 (R)에 히트 싱크(3A)가 접촉하고 있을 때에는, 각각의 위치에 있어서의 온도 저하는, 약 50℃ 내지 60℃이었지만, 위치(Q)에 히트 싱크(3A)가 접촉하고 있을 때에는, 위치(P) 및 (R)에 있어서의 온도 상승은, 약 90℃ 내지 110℃이었다.
[실시예 3]
(1) 스테인리스 히터의 제조
이하의 요령으로, 도 51에 도시하는 스테인리스 히터(1B)를 제조하였다.
SUS430을 포함하는 기판(길이 270㎜, 폭 24㎜ 및 두께 0.6㎜)의 표면을 평활 처리한 후, 성분이 SiO2-Al2O3-RO인 결정화 유리 형성용 재료를, 건조 처리 후 39㎛가 되도록, 기판의 전체면에 도포하였다. 계속해서, 도막을 850℃에서 소성하여, 막 두께 25㎛의 결정화 유리막을 형성하였다. 이 도포 및 소성을, 또한 2회씩 반복하고, 막 두께 75㎛의 절연층을 얻었다.
그 후, 은-팔라듐 합금(저항값 온도 계수 1,500ppm/℃)을 포함하는 분말을 포함하는 페이스트를 사용하여, 절연층의 표면에, 도 51에 도시하는 저항 발열 배선부(15)로 하기 위한 경사진 직사각형 패턴을 포함하고, 스테인리스 기판의 길이 방향에 있어서 되접고 있는 회로 형상 패턴을 인쇄하였다. 계속해서, 이 인쇄부를 850℃에서 소성하여 저항 발열 배선부(15)를 형성하였다. 또한, 저항 발열 배선부(15)의 선 폭은 0.5㎜, 선 두께는 13㎛이다. 또한, 은 분말을 포함하는 페이스트를 사용하여, 소정의 위치에, 이 저항 발열 배선부(15)에 전력을 공급하기 위한 급전용 단자부(17) 및 도체 배선부(19)로 하기 위한 패턴을 인쇄하였다. 그리고, 이 인쇄부를 850℃에서 소성하여, 복수의 병렬 배선을 갖는 저항 발열 배선부(15) 및 도체 배선부(19)를 통하여, 한쪽의 급전용 단자부(17)로부터 다른쪽의 급전용 단자부(17)에 접속시켰다(도 51 참조).
이어서, 얻어진 저항 발열 배선부(15), 급전용 단자부(17) 및 도체 배선부(19)의 표면을 포함하는 기판의 전체면에, 상기 절연층(13)의 형성 시에 사용한 결정화 유리 형성용 재료를 사용하여, 도포 및 소성을, 2회씩 반복하고, 막 두께 44㎛의 제1 보호층을 형성하였다. 그리고, SiO2-Al2O3-B2O3-RO로 이루어지는 비정질 유리 형성용 재료를 제1 보호층의 표면에 도포하였다. 그 후, 도막을 750℃에서 소성하여, 막 두께 20㎛의 제2 보호층을 형성하고, 스테인리스 히터(1B)를 얻었다(도 51 참조, 또한, 제1 보호층 및 제2 보호층은, 도시하지 않음).
(2) 히터의 평가
실시예 1 및 2와 동일한 목적으로, 도 52에 도시하는 장치를 사용하여 평가를 행하였다(이하, 「평가 E2」라고 함) . 또한, 실시예 1 등에서 사용한 히트 싱크(3A) 대신에, 도 41에 도시하는 히트 싱크(3A)를 토대로 하는 알루미늄판(3B)(폭 100㎜×길이 300㎜×두께 1㎜)을 히트 싱크로서 적재하였다. 이 알루미늄판(3B)과, 히터의 이면의 간격을 약 1㎜로 하여, 시험을 행하였다.
도 52에 도시되는 평가 E2용 장치에 있어서, 스테인리스 히터(1B)는, 저항 발열 배선부 등을 상방을 향하게 한 상태에서, 양단을 지지시켜서 배치되어 있다. 스테인리스 히터(1B)의 중앙에는, 열전대(K 타입)가 접속되고, 스테인리스 히터(1B)의 양단측의 급전용 단자부(17)에는, 옴론사제 온도 컨트롤러 「E5EN」으로부터 교류 전압(100V)이 공급되어, PID 제어에 의해 히터를 가동하고, 소정의 온도로 발열한다. 그리고, 알루미늄판(3B)의 설치에 의해 변화되는 히터의 온도를, 스테인리스 히터(1B)의 상방에 설치한 NEC사제 서모 트레이서 「TH9100MR/WRI」에 의해 측정하였다. 또한, 열전대 및 온도 측정기는, 도 52에는 도시하고 있지 않다.
이 평가 실험에서는, 스테인리스 히터(1B)의 온도를 200℃로 유지한 상태에서, 알루미늄판(3B)의 적재점을, 위치(Q')로 하고, 도 52에 도시하는 소정의 3군데(P'), (Q') 및 (R')에 있어서 연속적으로 온도를 측정하였다. 또한, (P'), (Q') 및 (R')는 모두 스테인리스 히터(1B)의 폭 방향의 중앙이며, (Q')가 히터의 중심, (P') 및 (R')가 중심으로부터 75㎜ 이격된 위치이다. 또한, 측온점의 면적은, 모두 약 0.8㎟이다.
알루미늄판(3B)을 사용한 시험 방법은, 이하와 같다. 즉, 알루미늄판(3B)을, 200℃로 유지된 스테인리스 히터(1B)에 있어서의 위치(Q')에 2분간 적재한 후, 알루미늄판(3B)을 제거하고, 스테인리스 히터(1B)의 온도가 200℃로 회복되는 것을 기다리고, 3군데(P'), (Q') 및 (R')에 있어서의 온도가 거의 일정해진 시점에서 실험을 종료한다.
평가 E2의 실험 결과를 도 53에 도시한다. 도 53에 의하면, 알루미늄판(3B)이 위치(Q')에 있을 때에는, 위치(P') 및 (R')에 있어서의 온도 상승은, 약 25℃ 내지 30℃이었다.
[실시예 4]
이하의 요령으로, 도 54에 도시하는 스테인리스 히터(1B)를 제조하고, 실시예 3과 마찬가지로 하여, 평가 E2를 행하였다.
SUS430을 포함하는 기판(길이 270㎜, 폭 24㎜ 및 두께 0.6㎜)의 표면을 평활 처리한 후, 성분이 SiO2-Al2O3-RO인 결정화 유리 형성용 재료를, 건조 처리 후 39㎛가 되도록, 기판의 전체면에 도포하였다. 계속해서, 도막을 850℃에서 소성하여, 막 두께 25㎛의 결정화 유리막을 형성하였다. 이 도포 및 소성을, 또한 2회씩 반복하고, 막 두께 75㎛의 절연층을 얻었다.
그 후, 은-팔라듐 합금(저항값 온도 계수 1,000ppm/℃)을 포함하는 분말을 포함하는 페이스트를 사용하여, 절연층의 표면에, 도 54에 도시하는 저항 발열 배선부(15)로 하기 위한 경사진 직사각형 패턴을 포함하고, 스테인리스 기판의 길이 방향에 있어서 되접고 있는 회로 형상 패턴을 인쇄하였다. 계속해서, 이 인쇄부를 850℃에서 소성하여 저항 발열 배선부(15)를 형성하였다. 또한, 저항 발열 배선부(15)의 선 폭은 0.5㎜, 선 두께는 13㎛이다. 또한, 은 분말을 포함하는 페이스트를 사용하여, 소정의 위치에, 이 저항 발열 배선부(15)에 전력을 공급하기 위한 급전용 단자부(17) 및 도체 배선부(19)로 하기 위한 패턴을 인쇄하였다. 그리고, 이 인쇄부를 850℃에서 소성하여, 복수의 병렬 배선을 갖는 저항 발열 배선부(15) 및 도체 배선부(19)를 통하여, 한쪽의 급전용 단자부(17)로부터 다른쪽의 급전용 단자부(17)에 접속시켰다(도 54 참조).
이어서, 얻어진 저항 발열 배선부(15), 급전용 단자부(17) 및 도체 배선부(19)의 표면을 포함하는 기판의 전체면에, 상기 절연층(13)의 형성 시에 사용한 결정화 유리 형성용 재료를 사용하여, 도포 및 소성을, 2회씩 반복하고, 막 두께 44㎛의 제1 보호층을 형성하였다. 그리고, SiO2-Al2O3-B2O3-RO로 이루어지는 비정질 유리 형성용 재료를 제1 보호층의 표면에 도포하였다. 그 후, 도막을 750℃에서 소성하여, 막 두께 20㎛의 제2 보호층을 형성하고, 스테인리스 히터(1B)를 얻었다(도 54 참조, 또한, 제1 보호층 및 제2 보호층은, 도시하지 않음).
평가 E2의 실험 결과를 도 55에 도시한다. 도 55에 의하면, 알루미늄판(3B)이 위치(Q')에 있을 때에는, 위치(P') 및 (R')에 있어서의 온도 상승은, 약 25℃ 내지 30℃이었다.
[실시예 5]
이하의 요령으로, 모두 개략도인 도 10 및 도 12에 도시하는 스테인리스 히터를 제조하였다.
SUS430을 포함하는 기판(270㎜×24㎜×0.6㎜)의 표면을 평활 처리한 후, 성분이 SiO2-Al2O3-RO(연화점: 740도)인 결정화 유리 형성용 재료를, 건조 처리 후 100㎛가 되도록 기판의 표면에 도포하였다. 계속해서, 도막을 850℃에서 소성하여, 막 두께 85㎛의 결정화 유리를 포함하는 제1 절연층(13)을 얻었다.
그 후, 납, 카드뮴, 니켈을 포함하지 않고, 은-팔라듐 합금(저항값 온도 계수 1,500ppm/℃)을 포함하는 분말을 포함하는 페이스트를 사용하여, 제1 절연층(13)의 표면에, 도 10에 도시하는 저항 발열 배선부(15)로 하기 위한 경사진 직사각형 패턴을 포함하고, 스테인리스 기판의 폭 방향에 있어서 되접고 있는 회로 형상 패턴을 인쇄하였다. 계속해서, 이 인쇄부를 850℃에서 소성하여 저항 발열 배선부(15)를 형성하였다. 또한, 저항 발열 배선부(15)의 선 폭은 0.5㎜, 선 두께는 10㎛이다. 또한, 은 분말을 포함하는 페이스트를 사용하여, 소정의 위치에, 이 저항 발열 배선부(15)에 전력을 공급하기 위한 급전용 단자부(17) 및 도체 배선부(19)로 하기 위한 각 패턴을 인쇄하였다. 그리고, 이 인쇄부를 850℃에서 소성하여, 복수의 병렬 배선을 갖는 저항 발열 배선부(15) 및 도체 배선부(19)를 통하여, 한쪽의 급전용 단자부(17)로부터 다른쪽의 급전용 단자부(17)에 도통이 얻어지도록 하였다(도 10 참조).
이어서, 저항 발열 배선부(15) 및 도체 배선부(19)의 표면에, 상기 제1 절연층(13)의 형성 시에 사용한 결정화 유리 형성용 재료를 사용하여, 막 두께 40㎛의 제2 절연층을 형성하였다. 이때, 결정화 유리 형성용 재료를, 도 10에 있어서, 「32」로 나타낸 부분(후에 단선부 형성용 절연부가 되는 부분. 크기: 2㎜×4㎜)이 미 인쇄로 되도록, 또한, 이 부분이, 도체 배선부(19)의 선 폭을 초과하도록 인쇄하였다. 그리고, 제2 절연층이 형성된 후에는, 오목부가 형성되어, 「32」로 나타낸 도체 배선부(19)의 일부가 노출되었다.
그 후, 동일한 스크린마스크를 사용하여, 「32」로 나타낸 도체 배선부(19)의 노출부를 남기면서, SiO2-Al2O3-B2O3-RO(연화점: 580℃)를 포함하는 비정질 유리 형성용 재료를 제2 절연층의 표면에 도포하였다. 그리고, 도막을 750℃에서 소성하여, 막 두께 20㎛의 오버코트층을 형성하였다. 계속해서, 「32」가 형성되기 전의 오목부에, PbO-B2O3(연화점: 375℃)을 포함하는 비정질 유리 형성용 재료를 충전하고, 450℃에서 소성하여, 단선부 형성용 절연부(32)를 형성시키고, 스테인리스 히터를 얻었다(도 10에 있어서, 제2 절연층 및 오버코트층은, 도시하고 있지 않음. 또한, 도 12에 있어서, 저항 발열 배선부(15), 제2 절연층 및 오버코트층은, 도시하고 있지 않음.).
상기와 같이 하여 얻어진 스테인리스 히터에 있어서의 2개의 급전용 단자부(17) 각각에, AC100V의 전압을 인가하여, 저항 발열 배선부(15)를 발열시켜서, 스테인리스 기판부의 온도를 약 570℃(NEC/Avio사제 서모 트레이서 「TH9100MR/WRI」에 의해 측정)로 하였다. 전압을 인가해서 15초 후, 단선부 형성용 절연부(32)에 접촉하고 있던 도체 배선부(19)가 단선된 것을 확인하였다(도 4 참조).
이 실시예 5에서는, 도 10에 도시되는 바와 같이, 도면의 우측에 단선부 형성용 절연부(32)가 1군데 형성된 히터를 나타냈지만, 예를 들어 도면의 좌측의 대칭 위치에 다른 하나의 단선부 형성용 절연부를 구비하는 히터로 할 수 있다.
[실시예 6]
이하의 요령으로, 모두 개략도인 도 11 및 도 14에 도시하는 스테인리스 히터를 제조하였다.
SUS430을 포함하는 기판의 표면을 평활 처리한 후, 성분이 SiO2-Al2O3-RO(연화점: 740℃)인 결정화 유리 형성용 재료를, 건조 처리 후 100㎛가 되도록 기판의 표면에 도포하였다. 계속해서, 도막을 850℃에서 소성하여, 막 두께 85㎛의 결정화 유리를 포함하는 제1 절연층(13)을 얻었다.
그 후, 납, 카드뮴, 니켈을 포함하지 않고, 은-팔라듐 합금(저항값 온도 계수 1,500ppm/℃)을 포함하는 분말을 포함하는 페이스트를 사용하여, 제1 절연층(13)의 표면에, 도 11에 도시하는 저항 발열 배선부(15)로 하기 위한 경사진 직사각형 패턴을 포함하고, 스테인리스 기판의 폭 방향에 있어서 되접고 있는 회로 형상 패턴을 인쇄하였다. 계속해서, 이 인쇄부를 850℃에서 소성하여 저항 발열 배선부(15)를 형성하였다. 또한, 저항 발열 배선부(15)의 선 폭은 0.5㎜, 선 두께는 12㎛이다. 또한, 은 분말을 포함하는 페이스트를 사용하여, 소정의 위치에, 이 저항 발열 배선부(15)에 전력을 공급하기 위한 급전용 단자부(17) 및 도체 배선부(19)로 하기 위한 각 패턴을 인쇄하였다. 그리고, 이 인쇄부를 850℃에서 소성하여, 복수의 병렬 배선을 갖는 저항 발열 배선부(15) 및 도체 배선부(19)를 통하여, 한쪽의 급전용 단자부(17)로부터 다른쪽의 급전용 단자부(17)에 도통이 얻어지도록 하였다(도 11 참조).
이어서, 저항 발열 배선부(15) 및 도체 배선부(19)의 표면에, 상기 제1 절연층(13)의 형성 시에 사용한 결정화 유리 형성용 재료를 사용하여, 막 두께 40㎛의 제2 절연층을 형성하였다. 이때, 결정화 유리 형성용 재료를, 도 11에 있어서, 「32」로 나타낸 부분(후에 단선부 형성용 절연부가 되는 부분. 크기: 1.7㎜×2.5㎜)이 미 인쇄로 되도록, 또한, 이 부분이, 저항 발열 배선부(15)의 선 폭을 초과하도록 인쇄하였다. 그리고, 제2 절연층이 형성된 후에는, 오목부가 형성되고, 「32」로 나타낸 저항 발열 배선부(15)의 일부가 노출되었다.
그 후, 동일한 스크린마스크를 사용하여, 「32」로 나타낸 저항 발열 배선부(15)의 노출부를 남기면서, SiO2-Al2O3-B2O3-RO(연화점: 580도)를 포함하는 비정질 유리 형성용 재료를 제2 절연층의 표면에 도포하였다. 그리고, 도막을 750℃에서 소성하여, 막 두께 20㎛의 오버코트층을 형성하였다. 계속해서, 「32」가 형성되기 전의 오목부에, PbO-B2O3(연화점: 375도)을 포함하는 비정질 유리 형성용 재료를 충전하고, 450℃에서 소성하여, 단선부 형성용 절연부(32)를 형성시키고, 스테인리스 히터를 얻었다(도 11에 있어서, 제2 절연층 및 오버코트층은, 도시하고 있지 않음. 또한, 도 14에 있어서, 저항 발열 배선부(15), 제2 절연층 및 오버코트층은, 도시하고 있지 않음).
상기와 같이 하여 얻어진 스테인리스 히터에 있어서의 2개의 급전용 단자부(17) 각각에, AC100V의 전압을 인가하여, 저항 발열 배선부(15)를 발열시켜서, 스테인리스 기판부의 온도를 약 570℃(NEC/Avio사제 서모 트레이서 「TH9100MR/WRI」에 의해 측정)로 하였다. 전압을 인가해서 10초 후, 단선부 형성용 절연부(32)에 접촉하고 있던 저항 발열 배선부(15)가 단선된 것을 확인하였다.
[실시예 7]
제1 절연층(13)을 구비하는 SUS430 대신에, 질화알루미늄을 사용한 기판에 대하여 실시예 6과 동일한 요령으로, 저항 발열 배선부(15), 급전용 단자부(17), 도체 배선부(19) 등을 형성하고, 개략도인 도 15에 도시하는 세라믹 히터를 제조하였다.
그 후, 얻어진 세라믹히터에 있어서의 2개의 급전용 단자부(17) 각각에, AC100V의 전압을 인가하여, 저항 발열 배선부(15)를 발열시켜서, 질화알루미늄 기판부의 온도를 약 570℃(NEC/Avio사제 서모 트레이서 「TH9100MR/WRI」에 의해 측정)로 하였다. 전압을 인가해서 10초 후, 단선부 형성용 절연부(32)에 접촉하고 있던 저항 발열 배선부(15)가 단선된 것을 확인하였다.
이들 실시예 5 내지 7에서는, 제2 절연층의 표면에 SiO2-Al2O3-B2O3-RO(연화점: 580℃)를 포함하는 비정질 유리 형성용 재료를 도포하여 오버코트층을 형성했지만, 이 비정질 유리 형성용 재료 대신에, 단선부 형성용 절연부(32)의 형성에 사용한 PbO-B2O3(연화점: 375℃)을 포함하는 비정질 유리 형성용 재료를 사용하여, 오목부를 충전함과 함께, 제2 절연층의 표면에도 도막을 형성하고, 절연 재료로 이루어지는 오버코트층으로 하는 형태로 할 수도 있다. 이 경우, 단선부 형성용 절연부(32)가 저항 발열 배선부(15)에 접촉하고 있으므로, 단선부 형성용 절연부(32)와 동일한 조성의 오버코트층이, 열폭주 시에 단선의 장해가 되는 일은 없다.
[실시예 8]
이하의 요령으로, 스테인리스를 포함하는 기초부(11)에, 제1 절연층(13), 저항 발열 배선부(15), 단선부 형성용 절연부(32)(제2 절연층) 및 도체 배선부(19)를 순차 구비하고, 개략도인 도 18에 도시하는 적층형의 스테인리스 히터를 제조하였다.
SUS430을 포함하는 기판의 표면을 평활 처리한 후, 성분이 SiO2-Al2O3-RO(연화점: 740℃)인 결정화 유리 형성용 재료를, 건조 처리 후 100㎛가 되도록 기판의 표면에 도포하였다. 계속해서, 도막을 850℃에서 소성하여, 막 두께 85㎛의 결정화 유리를 포함하는 제1 절연층(13)을 얻었다.
그 후, 납, 카드뮴, 니켈을 포함하지 않고, 은-팔라듐 합금(저항값 온도 계수 1,500ppm/℃)을 포함하는 분말을 포함하는 페이스트와, 은 분말을 포함하는 페이스트를 사용하여, 소정의 위치에, 저항 발열 배선부(15) 및 급전용 단자부(17A)의 각 패턴을 각각 인쇄하고, 850℃에서 소성하였다. 이에 의해, 직사각형 패턴을 포함하고, 스테인리스 기판의 폭 방향에 있어서 되접고 있는 직렬 배선을 갖는 저항 발열 배선부(15)를 얻었다.
이어서, 저항 발열 배선부(15)의 표면에, 상기 제1 절연층(13)의 형성 시에 사용한 결정화 유리 형성용 재료를 사용하여, 막 두께 55㎛의 제2 절연층(16)을 형성하였다. 이때, 결정화 유리 형성용 재료를, 도 18에 있어서, 「32」로 나타낸 부분(후에 단선부 형성용 절연부가 되는 부분. 크기: 1.7㎜×2.5㎜)이 미 인쇄가 되도록, 또한, 이 부분이, 저항 발열 배선부(15)의 선 폭을 초과하도록 인쇄하였다. 그리고, 제2 절연층(16)이 형성된 후에는, 오목부가 형성되고, 「32」로 나타낸 저항 발열 배선부(15)의 일부가 노출되었다.
그 후, 「32」가 형성되기 전의 오목부에, Bi2O3-Zn-B2O3(연화점: 506℃)을 포함하는 비정질 유리 형성용 재료를 충전하고, 550℃에서 소성하여, 단선부 형성용 절연부(32)를 형성하였다.
이어서, 은 분말을 포함하는 페이스트를 사용하여, 노출된 단선부 형성용 절연부(32)를 피복하도록, 도체 배선부(19) 및 급전용 단자부(17B)의 각 패턴을 인쇄하고, 이 인쇄부를 500℃에서 소성하여 도체 배선부(19) 및 급전용 단자부(17B)를 형성하였다. 또한, 도체 배선부(19)의 선 폭은 1㎜, 선 두께는 10㎛이며, 하층측에 위치하는 단선부 형성용 절연부(32)가 도체 배선부(19)의 선 폭보다도 긴 것을 확인하였다. 그 후, 도체 배선부(19)의 표면에, Bi2O3-Zn-B2O3(연화점: 506℃)을 포함하는 비정질 유리 형성용 재료를 도포하였다. 그리고, 도막을 500℃에서 소성하여, 막 두께 20㎛의 오버코트층(21)을 형성시키고, 스테인리스 히터를 얻었다.
그 후, 얻어진 스테인리스 히터에 있어서의 2개의 급전용 단자부(17A 및 17B) 각각에, AC100V의 전압을 인가하여, 저항 발열 배선부(15)를 발열시켜서, 스테인리스 기판부의 온도를 약 650℃(NEC/Avio사제 서모 트레이서 「TH9100MR/WRI」에 의해 측정)로 하였다. 전압을 인가해서 12초 후, 단선부 형성용 절연부(32)에 접촉하고 있던 저항 발열 배선부(15) 및 도체 배선부(19)가 단선된 것을 확인하였다.
[실시예 9]
제1 절연층(13)을 구비하는 SUS430 대신에, 질화알루미늄을 사용한 기판에 대하여 실시예 8과 동일한 요령으로, 저항 발열 배선부(15), 급전용 단자부(17A 및 17B), 도체 배선부(19) 등을 형성하고, 개략도인 도 29에 도시하는 세라믹히터를 제조하였다.
그 후, 얻어진 세라믹히터에 있어서의 2개의 급전용 단자부(17A 및 17B) 각각에, AC100V의 전압을 인가하여, 저항 발열 배선부(15)를 발열시켜서, 질화알루미늄 기판부의 온도를 약 650℃(NEC/Avio사제 서모 트레이서 「TH9100MR/WRI」에 의해 측정)로 하였다. 전압을 인가해서 13초 후, 저항 발열 배선부(15) 및 도체 배선부(19)가 단선된 것을 확인하였다.
[실시예 10]
이하의 요령으로, 스테인리스를 포함하는 기초부(11)에, 제1 절연층(13), 도체 배선부(19), 단선부 형성용 절연부(32)(제2 절연층) 및 저항 발열 배선부(15)를 순차 구비하고, 개략도인 도 24에 도시하는 적층형의 스테인리스 히터를 제조하였다.
SUS430을 포함하는 기판의 표면을 평활 처리한 후, 성분이 SiO2-Al2O3-RO(연화점: 740도)인 결정화 유리 형성용 재료를, 건조 처리 후 100㎛가 되도록 기판의 표면에 도포하였다. 계속해서, 도막을 850℃에서 소성하여, 막 두께 85㎛의 결정화 유리를 포함하는 제1 절연층(13)을 얻었다.
그 후, 은 분말을 포함하는 페이스트를 사용하여, 소정의 위치에, 저항 발열 배선부(15)에 전력을 공급하기 위한 급전용 단자부(17A) 및 도체 배선부(19)의 각 패턴을 인쇄하고, 850℃에서 소성하였다.
이어서, 도체 배선부(19)의 표면에, 상기 제1 절연층(13)의 형성 시에 사용한 결정화 유리 형성용 재료를 사용하여, 막 두께 55㎛의 제2 절연층(16)을 형성하였다. 이때, 결정화 유리 형성용 재료를, 도 24에 있어서, 「32」로 나타낸 부분(후에 단선부 형성용 절연부가 되는 부분. 크기: 1.7㎜×2.5㎜)이 미 인쇄가 되도록, 또한, 이 부분이, 도체 배선부(19)의 선 폭을 초과하도록 인쇄하였다. 그리고, 제2 절연층(16)이 형성된 후에는, 오목부가 형성되고, 「32」로 나타낸 도체 배선부(19)의 일부가 노출되었다.
그 후, 「32」가 형성되기 전의 오목부에, SiO2-Al2O3-B2O3-RO(연화점: 580℃)를 포함하는 비정질 유리 형성용 재료를 충전하고, 750℃에서 소성하여, 단선부 형성용 절연부(32)를 형성하였다.
이어서, 납, 카드뮴, 니켈을 포함하지 않고, 은-팔라듐 합금(저항값 온도 계수 1,500ppm/℃)을 포함하는 분말을 포함하는 페이스트(재료의 연화점: 550℃)를 사용하여, 노출된 단선부 형성용 절연부(32)를 피복하도록, 도 24에 도시하는 저항 발열 배선부(15)로 하기 위한 경사진 직사각형 패턴을 포함하고, 스테인리스 기판의 폭 방향에 있어서 되접고 있는 회로 형상 패턴을 인쇄하였다. 계속해서, 이 인쇄부를 550℃에서 소성하여 직렬 배선을 갖는 저항 발열 배선부(15)를 형성하였다. 또한, 저항 발열 배선부(15)의 선 폭은 1㎜, 선 두께는 10㎛이며, 하층측에 위치하는 단선부 형성용 절연부(32)가 저항 발열 배선부(15)의 선 폭보다도 긴 것을 확인하였다. 그 후, 은 분말을 포함하는 페이스트(재료의 연화점: 550℃)를 사용하여, 소정의 위치에, 이 저항 발열 배선부(15)에 전력을 공급하기 위한 급전용 단자부(17B)의 패턴을 인쇄하였다. 계속해서, 저항 발열 배선부(15)의 표면에, Bi2O3-Zn-B2O3(연화점: 506℃)을 포함하는 비정질 유리 형성용 재료를 도포하였다. 그리고, 도막을 550℃에서 소성하여, 막 두께 20㎛의 오버코트층(21)을 형성시키고, 스테인리스 히터를 얻었다.
그 후, 얻어진 스테인리스 히터에 있어서의 2개의 급전용 단자부(17A 및 17B) 각각에, AC100V의 전압을 인가하여, 저항 발열 배선부(15)를 발열시켜서, 스테인리스 기판부의 온도를 약 650℃(NEC/Avio사제 서모 트레이서 「TH9100MR/WRI」에 의해 측정)로 하였다. 전압을 인가해서 12초 후, 단선부 형성용 절연부(32)에 접촉하고 있던 저항 발열 배선부(15) 및 도체 배선부(19)가 단선된 것을 확인하였다.
이들 실시예 8 내지 10에서는, 저항 발열 배선부(15)를 직렬 배선으로 해서, 기판으로부터 수직 방향으로 도체 배선부(19), 단선부 형성용 절연부(32) 및 저항 발열 배선부(15)가 서로 접촉한 히터를 나타냈지만, 저항 발열 배선부(15)가 병렬 배선이며, 또한, 3자가 서로 접촉하는 위치로서, 예를 들어 도 10에 도시하는 「32」의 위치에, 단선부 형성용 절연부를 형성한 히터로 할 수 있다.
[실시예 11]
이하의 요령으로, 스테인리스를 포함하는 기초부(11)의 1면 측에 저항 발열 배선부(15)를, 다른면 측에, 도체 배선부(19) 및 단선부 형성용 절연부(32)를 순차 구비하고, 개략도인 도 27에 도시하는 적층형의 스테인리스 히터를 제조하였다.
SUS430을 포함하는 기판의 양면을 평활 처리한 후, 성분이 SiO2-Al2O3-RO(연화점: 740℃)인 결정화 유리 형성용 재료를, 건조 처리 후 100㎛가 되도록, 기판의 양면에 도포하였다. 계속해서, 도막을 850℃에서 소성하여, 모두 막 두께 85㎛의 결정화 유리를 포함하는 제1 절연층(13) 및 제3 절연층(23)을 얻었다.
그 후, 제1 절연층(13)의 표면에, 납, 카드뮴, 니켈을 포함하지 않고, 은-팔라듐 합금(저항값 온도 계수 1,500ppm/℃)을 포함하는 분말을 포함하는 페이스트를 사용하여, 도 10에 도시하는 바와 같은 저항 발열 배선부(15)로 하기 위한 경사진 직사각형 패턴을 포함하고, 스테인리스 기판의 폭 방향에 있어서 되접고 있는 회로 형상 패턴을 인쇄하였다. 그리고, 이 인쇄부를 850℃에서 소성하여 저항 발열 배선부(15)를 형성하였다. 또한, 저항 발열 배선부(15)의 선 폭은 0.5㎜, 선 두께는 11㎛이다.
계속해서, 은 분말을 포함하는 페이스트를 사용하여, 제1 절연층(13)의 표면에 있어서의 소정의 위치에, 저항 발열 배선부(15)에 전력을 공급하기 위한 급전용 단자부(17A) 및 도체 배선부(단자부)(25)로 하기 위한 각 패턴을 인쇄하고, 한편, 제3 절연층(23)의 표면에 있어서의 소정의 위치에, 급전용 단자부(17B) 및 도체 배선부(19)로 하기 위한 각 패턴을 인쇄하였다. 그리고, 이들 인쇄부를 850℃에서 소성하여, 1면 측에 복수의 병렬 배선을 갖는 저항 발열 배선부(15)를, 다른면 측에 도체 배선부(19)를 형성시켰다.
그 후, 저항 발열 배선부(15) 및 도체 배선부(19)의 표면에, 상기 제1 절연층(13) 및 제3 절연층(23)의 형성 시에 사용한 결정화 유리 형성용 재료를 사용하여, 모두 막 두께가 55㎛인 제1 오버코트층(21A) 및 제2 오버코트층(21B)을 형성하였다. 이때, 결정화 유리 형성용 재료를, 도 27에 있어서, 「32」로 나타낸 부분(후에 단선부 형성용 절연부가 되는 부분. 크기: 1.7㎜×2.5㎜)이 미 인쇄가 되도록, 또한, 이 부분이, 도체 배선부(19)의 선 폭을 초과하도록 인쇄하였다. 그리고, 제2 오버코트층(21B)이 형성된 후에는, 오목부가 형성되고, 「32」로 나타낸 제2 오버코트층(21B)의 일부가 노출되었다.
계속해서, 「32」가 형성되기 전의 오목부에, PbO-B2O3(연화점: 375℃)을 포함하는 비정질 유리 형성용 재료를 충전하고, 450℃에서 소성하여, 단선부 형성용 절연부(32)를 형성시키고, 스테인리스 히터를 얻었다. 또한, 이 스테인리스 히터에서는, 저항 발열 배선부(15)가 형성된 측(상방측)의 도체 배선부(단자부)(25)와, 하방측의 도체 배선부(19)의 좌측 단부를, 커넥터, 소켓 등의 접속 부재(27)에 의해 도통시키는 형태로 하고 있다.
[실시예 12]
제1 절연층(13) 및 제3 절연층(23)을 구비하는 SUS430 대신에, 질화알루미늄을 사용한 기판에 대하여 실시예 11과 동일한 요령으로, 저항 발열 배선부(15), 급전용 단자부(17A 및 17B), 도체 배선부(단자부)(25), 도체 배선부(19) 등을 형성하고, 개략도인 도 34에 도시하는 세라믹히터를 제조하였다.
[실시예 13]
이하의 요령으로, 질화알루미늄을 포함하고, 그 일단부측에 상하로 개구되는 관통 구멍(단면 형상: 원형, 내경: 0.3㎜)을 갖는 기판을 사용하고, 개략도인 도 35에 도시하는 세라믹 히터를 제조하였다.
이 기판의 1면측 표면의 소정의 위치에, 납, 카드뮴, 니켈을 포함하지 않고, 은-팔라듐 합금(저항값 온도 계수 1,500ppm/℃)을 포함하는 분말을 포함하는 페이스트를 사용하여, 도 10에 도시하는 바와 같은 저항 발열 배선부(15)로 하기 위한 경사진 직사각형 패턴을 포함하고, 스테인리스 기판의 폭 방향에 있어서 되접고 있는 회로 형상 패턴을 인쇄하였다. 그리고, 이 인쇄부를 850℃에서 소성하여 저항 발열 배선부(15)를 형성하였다. 또한, 저항 발열 배선부(15)의 선 폭은 0.5㎜, 선 두께는 10㎛이다.
계속해서, 은 분말을 포함하는 페이스트를 사용하여, 기판의 다른면측 표면의 소정의 위치에, 급전용 단자부(17B) 및 도체 배선부(19)로 하기 위한 각 패턴을 인쇄 함과 함께, 관통 구멍을 충전시켰다. 한편, 저항 발열 배선부(15)의 표면에 있어서의 소정의 위치에, 저항 발열 배선부(15)에 전력을 공급하기 위한 급전용 단자부(17A)로 하기 위한 각 패턴을 인쇄하고, 도체 배선부(19)와 도통이 얻어지도록 하였다. 그리고, 이들 인쇄부를 950℃에서 소성하여, 급전용 단자부(17A 및 17B) 사이에 복수의 병렬 배선을 갖는 저항 발열 배선부(15) 및 도체 배선부(19)가 접속되는 배선을 형성시켰다.
그 후, 저항 발열 배선부(15) 및 도체 배선부(19)의 표면에, 성분이 SiO2-Al2O3-RO(연화점: 740℃)인 결정화 유리 형성용 재료를 사용하여, 제1 오버코트층(21A) 및 제2 오버코트층(21B)을 형성하였다. 이때, 결정화 유리 형성용 재료를, 도 35에 있어서, 「32」로 나타낸 부분(후에 단선부 형성용 절연부가 되는 부분. 크기: 1.7㎜×2.5㎜)이 미 인쇄가 되도록, 또한, 이 부분이, 도체 배선부(19)의 선 폭을 초과하도록 인쇄하였다. 그리고, 제2 오버코트층(21B)이 형성된 후에는, 오목부가 형성되고, 「32」로 나타낸 제2 오버코트층(21B)의 일부가 노출되었다.
계속해서, 「32」가 형성되기 전의 오목부에, PbO-B2O3(연화점: 375℃)을 포함하는 비정질 유리 형성용 재료를 충전하고, 450℃에서 소성하여, 단선부 형성용 절연부(32)를 형성시켜, 세라믹 히터를 얻었다.
<산업상 이용 가능성>
본 발명의 히터를, 열처리 장치에 배치함으로써, 토너, 잉크 등의 정착, 복수의 부재끼리의 접합, 도막 또는 피막의 열처리, 금속 제품 또는 수지제품의 열처리, 건조, 땜납 리플로우 등을, 전력 절약으로 효율적으로 행할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, 폭이 축소된 히터로 할 수 있으므로, 소형의 열처리 장치에의 배치에 적합하다.
본 발명의 정착 장치는, 전자 사진 방식의 인쇄기, 복사기 등의 화상 형성 장치를 비롯해, 가정용 전기 제품, 업무용, 실험용 정밀 기기 등에 장착하여, 가열, 보온 등의 열원으로서 적합하다.
본 발명의 건조 장치는, 물, 유기 용제 등을 포함하는 피 열처리물의 건조를, 원하는 온도에서 행하는 장치로서 적합하다. 그리고, 진공 건조기(감압 건조기), 가압 건조기, 제습 건조기, 열풍 건조기, 방폭형 건조기 등으로서 사용할 수 있다.
1, 1A, 1B : 히터
11 : 기초부
12 : 기초층
13 : 전기적 절연층(제1 절연층)
15 : 저항 발열 배선부
16 : 제2 절연층
17, 17A, 17B : 급전용 단자부
19 : 도체 배선부
20 : 경사진 직사각형 패턴
21, 21A, 21B : 오버코트층
23 : 제3 절연층
24 : 제1 보호층
25 : 제2 보호층
32 : 단선부 형성용 절연부
34 : 전기적 절연부
3A, 3B : 히트 싱크
4 : 화상 형성 장치
41 : 레이저 스캐너
42 : 미러
43 : 대전 장치
44 : 감광 드럼
45 : 현상기
46 : 전사 드럼
47 : 전사용 롤
5 : 정착 장치(정착 수단)
51 : 정착용 롤
52 : 가압용 롤
53 : 히터 홀더
54 : 가압용 롤
6 : 히터의 지지대
7 : 온도 컨트롤러
P : 기록용 매체

Claims (21)

  1. 긴 형상의 기초부와,
    상기 기초부의 표면측 또는 내부에, 상기 기초부에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는 저항 발열부로서, 통전에 의해 발열되는 복수의 저항 발열 배선부와,
    상기 기초부의 표면측 또는 내부에, 상기 기초부에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는 적어도 2개의 급전용 단자부와,
    상기 기초부의 표면측 또는 내부에, 상기 기초부에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는 2개의 도체 배선부
    를 구비하는 히터에 있어서,
    각 상기 저항 발열 배선부는 2개의 상기 도체 배선부에 의해 전기적으로 병렬로 접속되어 있고,
    상기 저항 발열 배선부는 저항값 온도 계수가 500 내지 4,400ppm/℃인 재료를 포함하고,
    각 상기 저항 발열 배선부는 경사진 직사각형 패턴을 포함하고,
    상기 경사진 직사각형 패턴은, 상기 기초부의 길이 방향으로 형성된 가로 배선과, 상기 기초부의 폭 방향으로 상기 가로 배선보다 짧게 형성된 세로 배선이 연결된 지그재그 형상을 이루고,
    인접하는 상기 저항 발열 배선부의 간극의 부분에, 히터의 폭 방향에 대하여 비스듬해진 비형성 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 히터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저항 발열 배선부의 일부의 상층측 표면 또는 하층측 표면에, 상기 저항 발열 배선부의 선 폭과 동일 또는 그 이상의 길이로, 접촉 형성된 단선부 형성용 절연부로서, 상기 저항 발열 배선부가 소정 온도 이상이 된 경우에, 상기 저항 발열 배선부를 구성하는 재료(m1)와 반응하는 재료를 포함하고, 상기 반응에 의해 전기적 절연부를 형성하고, 상기 저항 발열 배선부를 단선시키는 단선부 형성용 절연부를 구비하는 히터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기초부가, 스테인리스, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 기초층과, 상기 기초층의 표면에 형성된 전기적 절연층을 포함하고,
    상기 저항 발열 배선부가, 상기 전기적 절연층의 표면에 형성되어 있는 히터.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기초부가, 절연성 세라믹스를 포함하고,
    상기 저항 발열 배선부가, 상기 기초부의 표면에 형성되어 있는 히터.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기초부가, 스테인리스, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 기초층과, 상기 기초층의 표면에 형성된 전기적 절연층을 포함하고,
    상기 도체 배선부가, 상기 전기적 절연층의 표면에 형성되어 있는 히터.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기초부가, 절연성 세라믹스를 포함하고,
    상기 도체 배선부가, 상기 기초부의 표면에 형성되어 있는 히터.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 기초부가, 스테인리스, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 기초층과, 상기 기초층의 표면에 형성된 전기적 절연층을 포함하고,
    상기 저항 발열 배선부 및 상기 급전용 단자부가, 상기 전기적 절연층의 표면에 형성되어 있는 히터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 기초부가, 절연성 세라믹스를 포함하고,
    상기 저항 발열 배선부 및 상기 급전용 단자부가, 상기 기초부의 표면에 형성되어 있는 히터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 기초부가, 절연성 세라믹스를 포함하고,
    상기 저항 발열 배선부가, 상기 기초부의 내부에 형성되어 있는 히터.
  14. 긴 형상의 기초부와,
    상기 기초부의 표면측 또는 내부에, 상기 기초부에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는 저항 발열부로서, 통전에 의해 발열되는 저항 발열 배선부와,
    상기 기초부의 표면측 또는 내부에, 상기 기초부에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는, 2개의 급전용 단자부와,
    상기 기초부의 표면측 또는 내부에, 상기 기초부에 대하여 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있는 도체 배선부로서, 상기 도체 배선부의 수는 2개이며, 상기 저항 발열 배선부의 일단측 및 타단측과 상기 2개의 급전용 단자부를, 별도로, 전기적으로 접속하는 도체 배선부와,
    상기 저항 발열 배선부의 일부 및 상기 도체 배선부의 일부 중 적어도 한쪽의 상층측 표면 또는 하층측 표면에, 상기 저항 발열 배선부의 선 폭 또는 상기 도체 배선부의 선 폭과 동일 또는 그 이상의 길이로, 접촉 형성된 단선부 형성용 절연부로서, 상기 저항 발열 배선부가 소정 온도 이상이 된 경우에, 상기 저항 발열 배선부를 구성하는 재료(m1) 및 상기 도체 배선부를 구성하는 재료(m2)로부터 선택된 적어도 1종류와 반응하는 재료를 포함하고, 상기 반응에 의해 전기적 절연부를 형성하고, 상기 저항 발열 배선부 또는 상기 도체 배선부를 단선시키는 단선부 형성용 절연부를 구비하는 것을 특징으로 하는 히터.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기초부가, 스테인리스, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 기초층과, 상기 기초층의 표면에 형성된 전기적 절연층을 포함하고,
    상기 저항 발열 배선부가, 상기 전기적 절연층의 표면에 형성되어 있는 히터.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 기초부가, 절연성 세라믹스를 포함하고,
    상기 저항 발열 배선부가, 상기 기초부의 표면에 형성되어 있는 히터.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 기초부가, 스테인리스, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 기초층과, 상기 기초층의 표면에 형성된 전기적 절연층을 포함하고,
    상기 도체 배선부가, 상기 전기적 절연층의 표면에 형성되어 있는 히터.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 기초부가, 절연성 세라믹스를 포함하고,
    상기 도체 배선부가, 상기 기초부의 표면에 형성되어 있는 히터.
  19. 제1항 내지 제3항, 제5항, 제7항, 제9항, 제11항 내지 제18항 중 어느 한 항에 기재된 히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 정착 장치.
  20. 제1항 내지 제3항, 제5항, 제7항, 제9항, 제11항 내지 제18항 중 어느 한 항에 기재된 히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  21. 삭제
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