加热器的制作方法

文档序号:12631264阅读:238来源:国知局
加热器的制作方法与工艺

本发明涉及具有条状的发热电阻体层的加热器。



背景技术:

目前,复印机、传真机和打印机等电子设备中,为了调色剂定影而使用加热器。例如JP特开2009-193844号中公开有这种加热器的一个例子。通常,调色剂定影用的加热器具备基板和形成于该基板上的发热体层。发热体层在与被加热的对象介质(例如片状的纸)的输送方向成直角的宽度方向延伸。发热体层的宽度方向尺寸以使用的对象介质的最大宽度为基准进行设定。对于这种加热器,在使用宽度狭窄的对象介质时,对象介质不与发热体层的两侧部分接触。因此,加热器的两侧部分容易相对地成为高温,会产生浪费耗电量等不良情况。



技术实现要素:

本发明是鉴于上述问题而完成的。因此,本发明的技术问题在于,提供一种在对宽度相对狭窄的对象介质进行加热时能够抑制宽度方向两侧部分的过度升温的加热器。

通过本发明的一方面提供一种加热器,其包括:具有基板主面和基板背面的条状基板;形成于上述基板主面的发热电阻体层;形成于上述基板主面且与上述发热电阻体层接触的电极层。上述电极层具有在上述基板的长边方向延伸且在上述基板的宽度方向上分离配置的第一带状部和第二带状部。上述发热电阻体层至少具有第一主发热部和第一副发热部,上述第一主发热部和上述第一副发热部各自在上述长边方向延伸且在上述宽度方向上设置于上述第一带状部与上述第二带状部之间。上述第一副发热部的电阻温度系数大于上述第一主发热部的电阻温度系数。

优选在基准温度下,沿着上述宽度方向的上述第一主发热部的电阻值大于沿着上述宽度方向的上述第一副发热部的电阻值。

优选在上述基准温度下,上述第一主发热部的方块电阻大于上述第一副发热部的方块电阻(sheet resistance,也称作“薄膜电阻”)。

优选上述发热电阻体层还具有第二副发热部。在上述宽度方向上,上述第一主发热部配置于上述第一副发热部与上述第二副发热部之间。

优选上述第一副发热部和上述第二带状部各自具有在上述宽度方向上相互分离的第一端部和第二端部。上述第一副发热部的上述第一端部位于上述第一带状部上,上述第二副发热部的上述第一端部位于上述第二带状部上。

优选上述第一副发热部的上述第二端部和上述第二副发热部的上述第二端部位于上述第一主发热部上。

优选上述发热电阻体层还具有第二主发热部。在上述宽度方向上,上述第一副发热部配置于上述第一主发热部与上述第二主发热部之间。

优选上述第一主发热部和上述第二主发热部各自具有在上述宽度方向上相互分离的第一端部和第二端部。上述第一主发热部的上述第一端部位于上述第一带状部上,上述第二主发热部的上述第一端部位于上述第二带状部上。

优选上述第一主发热部的上述第二端部和上述第二主发热部的上述第二端部位于上述第一副发热部上。

优选在上述宽度方向上,上述第一主发热部和上述第一副发热部局部相互抵接。

优选上述第一主发热部具有位于上述第一带状部上的端部。

优选上述第一副发热部具有位于上述第二带状部上的端部。

优选上述第一主发热部在上述宽度方向上的尺寸小于上述第一带状部和上述第二带状部各自在上述宽度方向上的尺寸。

优选上述第一副发热部在上述宽度方向上的尺寸小于上述第一带状部和上述第二带状部各自在上述宽度方向上的尺寸。

优选上述发热电阻体层在上述宽度方向上的尺寸大于上述第一带状部和上述第二带状部各自在上述宽度方向上的尺寸。

优选上述电极层直接形成于上述基板主面。

优选上述发热电阻体层直接形成于上述基板主面。

优选上述发热电阻体层含有氧化钌。

优选上述发热电阻体层含有氧化铜。

优选上述加热器还包括保护层,该保护层至少局部覆盖上述发热电阻体层和上述电极层。

优选上述保护层包含玻璃。

优选上述保护层覆盖整个上述发热电阻体层。

优选上述电极层具有与上述第一带状部和上述第二带状部分别连接的第一焊盘部和第二焊盘部。上述第一焊盘部和上述第二焊盘部从上述保护层露出。

优选上述第一焊盘部和上述第二焊盘部以夹着上述第一带状部和上述第二带状部的方式在上述长边方向上相互分离。

优选上述第一焊盘部和上述第二焊盘部在上述长边方向上配置于上述第一带状部和上述第二带状部的相同侧。

优选上述加热器还包括设置于上述基板背面的热敏电阻。

优选上述基板包含陶瓷。

优选上述陶瓷为氧化铝或氮化铝。

优选上述基板的厚度为0.4~1.2mm。

优选上述电极层含有Ag。

优选上述第一副发热部的电阻温度系数为上述第一主发热部的电阻温度系数的3倍以上且15倍以下。

优选上述第一主发热部和上述第一副发热部在上述长边方向上的尺寸为290mm~310mm。

根据本发明,发热电阻体层由电阻温度系数相互不同的主发热部和副发热部构成。副发热部的电阻温度系数较大,因此,方块电阻相对于温度上升的增加比例较大。因此,当对象介质没有通过的非通纸区间的温度比通纸区间的温度高时,副发热部的方块电阻在非通纸区间中比通纸区间中显著变大。其结果,从电极层向发热电阻体层供给的电流呈现避开非通纸区间而集中流向通纸区间的倾向。由此,可以抑制非通纸区间中的发热电阻体层的发热量(特别是主发热部中的发热量),并抑制非通纸区间的过度升温。

就本发明的其它特征和优点而言,参照附图并通过以下进行的详细说明将变得更加明朗。

附图说明

图1是表示使用了基于本发明第一实施方式的加热器的印刷装置的主要部分剖视图。

图2是表示基于本发明第一实施方式的加热器的俯视图。

图3是表示图2的加热器的仰视图。

图4是表示图2的加热器的主要部分放大俯视图。

图5是图4的在V-V线的剖视图。

图6是表示图2的加热器的发热电阻体的方块电阻与温度的关系的图。

图7是表示图2的加热器的制造方法的一工序的剖视图。

图8是表示图2的加热器的制造方法的一工序的剖视图。

图9是表示图2的加热器的制造方法的一工序的剖视图。

图10是表示图2的加热器的使用例的俯视图和温度图。

图11是表示图2的加热器的变形例的俯视图。

图12是表示基于本发明第二实施方式的加热器的主要部分放大俯视图。

图13是图12的在XIII-XIII线的剖视图。

图14是表示基于本发明第三实施方式的加热器的主要部分放大俯视图。

图15是图14的在XV-XV线的剖视图。

图16表示使用了基于本发明第四实施方式的加热器的印刷装置的主要部分剖视图。

图17是表示基于本发明第四实施方式的加热器的俯视图。

图18是表示图17的加热器的仰视图。

图19是表示图17的加热器的主要部分放大俯视图。

图20是图19的在XX-XX线的剖视图。

图21是图19的在XXI-XXI线的剖视图。

图22是表示图17的加热器的制造方法的一工序的剖视图。

图23是表示图17的加热器的制造方法的一工序的剖视图。

图24是表示图17的加热器的制造方法的一工序的剖视图。

图25是表示图17的加热器的制造方法的一工序的剖视图。

图26是表示图17的加热器的使用例的俯视图和温度图。

图27是表示图17的加热器的变形例的俯视图。

图28是表示基于本发明第五实施方式的加热器的主要部分放大俯视图。

图29是图28的在XXIX-XXIX线的剖视图。

图30是表示基于本发明第六实施方式的加热器的主要部分放大俯视图。

具体实施方式

以下,参照附图具体地说明基于本发明的多个方面的优选的实施方式。首先,参照图1~15说明基于本发明第一方面的实施方式。

图1表示使用了基于本发明第一实施方式的加热器的印刷装置8。该印刷装置8是例如电子复印机、传真机、打印专用机,但不仅限定于此。印刷装置8具备加热器A1和压印滚筒81。

加热器A1与压印滚筒81对置,用于使转印至对象介质Dc的调色剂热定影于对象介质Dc上。对象介质Dc的一例为片状的纸,但也可以是其它记录用介质。

如图1~5所示,加热器A1具备基板1、发热电阻体层2、电极层3、保护层4和热敏电阻5。

如图2所示,基板1在方向X上为条状。以后的说明和附图中,将方向X称为长边方向X,将方向Y称为宽度方向(或宽边方向)Y。

另外,将与方向X和方向Y双方正交的方向Z(参照图1、5)称为厚度方向Z。宽度方向Y与对象介质Dc的输送方向对应,长边方向X与对象介质Dc的宽度方向对应。

基板1由例如绝缘性的材料构成。本实施方式中,基板1包含陶瓷。作为陶瓷,例如可举出氧化铝或氮化铝。

基板1的厚度例如为0.4~1.2mm。另一例中,基板1的厚度例如为0.4~0.6mm。在利用热传导率较小的材料(例如氧化铝或氮化铝)形成基板1的情况下,优选基板1的厚度较薄。

基板1具有基板主面11和基板背面12。本实施方式中,基板主面11和基板背面12均平坦。基板主面11和基板背面12在厚度方向Z上相互分离,且相互朝向相反侧。基板主面11和基板背面12均为长矩形状(参照图2、3)。

发热电阻体层2形成于基板主面11。发热电阻体层2是由于通电而产生热的部位。发热电阻体层2在长边方向上的尺寸例如为290mm~310mm。这是作为具有最大宽度的对象介质Dc假定A3大小的用纸时的尺寸,但本发明不限于此。另外,发热电阻体层2的宽度尺寸在长边方向上为一定。发热电阻体层2具有相互相邻的至少一个主发热部和至少一个副发热部。本实施方式中,如以下叙述,发热电阻体层2具有一个主发热部21和两个副发热部22。

主发热部21是在长边方向X延伸的一定宽度的带状。主发热部21由例如含有氧化钌的材料构成。主发热部21为了调整例如电阻温度系数,也可以含有氧化铜。

两个副发热部22是各自在长边方向X延伸的一定宽度的带状。本实施方式中,两个副发热部22具有相同的宽度尺寸。两个副发热部22在宽度方向Y上相互分离且在中间夹着主发热部21。各副发热部22由例如含有氧化钌的材料构成,例如为了调整电阻温度系数,也可以含有氧化铜。

主发热部21的厚度例如为5μm~15μm,本实施方式中约为10μm。各副发热部22的厚度例如为5μm~15μm,本实施方式中约为10μm。主发热部21的宽度方向尺寸例如为1.0mm~2.0mm,本实施方式中约为1.6mm。两个副发热部22的宽度方向尺寸(合计尺寸)例如为1.0mm~2.0mm,本实施方式中约为1.6mm。因此,发热电阻体层2的宽度方向尺寸例如为2.0mm~4.mm,本实施方式中,约为3.2mm。

副发热部22由电阻温度系数比主发热部21大的材料构成。主发热部21的电阻温度系数例如为0ppm/℃~500ppm/℃,本实施方式中约为250ppm/℃。另一方面,副发热部22的电阻温度系数例如为2000ppm/℃~3000ppm/℃,本实施方式中约为2500ppm/℃。优选副发热部22的电阻温度系数设为主发热部21的电阻温度系数的3倍以上且15倍以下,本实施方式中约为10倍。

主发热部21具有横切该主发热部的路径(沿着宽度方向Y的路径)测定的规定的电阻值(“横切电阻值”)。同样,各副发热部22也具有横切该副发热部的路径(沿着宽度方向Y的路径)测定的规定的电阻值(“横切电阻值”)。本实施方式中,在例如基准温度下,主发热部21的横切电阻值比两个副发热部22的合计横切电阻值大。主发热部21的宽度方向尺寸与两个副发热部22的合计宽度方向尺寸大致相同。因此,基准温度下的主发热部21的方块电阻(sheet resistance,也称作“薄膜电阻”)比该基准温度下的副发热部22的方块电阻大。主发热部21在基准温度下的方块电阻例如为1500Ω/sq~2500Ω/sq,本实施方式中约为2072Ω/sq。另一方面,副发热部22在基准温度下的方块电阻例如为500Ω/sq~800Ω/sq,本实施方式中约为691Ω/sq。

图6表示主发热部21和副发热部22的方块电阻(R)与温度(T)的关系。如该图所示,在基准温度T0(例如约20℃)下,主发热部21的方块电阻比副发热部22的方块电阻大。另外,即使在加热器工作时假定到达的温度T1和T2下,主发热部21的方块电阻也比副发热部22的方块电阻大。另一方面,就电阻温度系数而言,与主发热部21相比,副发热部22一方相对较大。因此,随着温度上升的副发热部22的方块电阻的增加率比主发热部21的方块电阻的增加率更大。

如图2所示,电极层3具有一对带状部31、一对焊盘部32和一对连接部33。电极层3构成流过用于使发热电阻体层2发热的电流的导通路径。电极层3由例如含有Ag的材料构成。电极层3的厚度例如为5μm~15μm,本实施方式中约为10μm。

一对带状部31各自在长边方向X较长地延伸。一对带状部31在宽度方向Y方向上分离且相互平行。在一对带状部31之间配置有发热电阻体层2(参照图4、5)。

各带状部31的宽度方向尺寸例如为1.5mm~2.5mm。本实施方式中,各带状部31的宽度方向尺寸约为2.0mm,比主发热部21和副发热部22各自的尺寸大。另一方面,作为发热电阻体层2整体,宽度方向尺寸比各带状部31大。

一对焊盘部32是用于实现与印刷装置8的导通的部位。一对焊盘部32设置于长边方向X上远离发热电阻体层2和一对带状部31的位置。本实施方式中,一对焊盘部32夹着发热电阻体层2和一对带状部31且在长边方向X上相互分离配置。

一对连接部33各自将一带状部31和与带状部31对应的一焊盘部32连结。本实施方式中,各连接部33是沿长边方向X延伸的带状。

如图5所示,各副发热部22具有宽度方向Y上相互分离的外侧端部分和内侧端部分,外侧端部分位于对应的一带状部31上,内侧端部分位于主发热部21上。

本实施方式中,发热电阻体层2和电极层3直接形成于基板主面11上。也可以代替这种结构,而设为如下结构,即,通过在基板主面11上设置由玻璃等构成的绝缘层,而在基板主面11与发热电阻体层2和电极层3之间设置绝缘层。

保护层4覆盖发热电阻体层2整体。另外,除一对焊盘部32(和其附近)以外,保护层4覆盖电极层3(参照图2)。即,保护层4覆盖电极层3的一部分。保护层4包含例如玻璃,其厚度例如为40μm~100μm。本实施方式中,保护层4的厚度约为60μm。如图5所示,宽度方向Y上的保护层4的尺寸比基板1的尺寸小。本实施方式中,保护层4具有宽度方向Y上相互分离的一对端缘(图5中的右端缘和左端缘)。同样,基板1具有宽度方向Y上相互分离的一对端缘(图5中的右端缘和左端缘)。宽度方向Y上,保护层4的右端缘从基板1的右端缘向内侧(即,靠近主发热部21)分离。另外,保护层4的左端缘从基板1的左端缘向内侧(即,靠近主发热部21)分离。

热敏电阻5是检测动作时的加热器A1的温度的传感器。热敏电阻5在本实施方式中设置于基板背面12。根据热敏电阻5的检测结果,控制对加热器A1提供的电能。

接着,参照图7~图9说明加热器A1的制造方法的一例。

首先,如图7所示,准备基板1,在基板主面11上印刷导电性浆料。该导电性浆料含有例如Ag。通过烧成印刷的导电性浆料,可得到包含一对带状部31的电极层3。

接着,如图8所示,在基板主面11上形成主发热部21。主发热部21的形成通过例如如下进行。基板主面11具有宽度方向Y上被一对带状部31夹着的区域。对该区域印刷含有例如氧化钌的导电性浆料。此时,导电性浆料以从一对带状部31分离的方式印刷。接着,通过烧成印刷的导电性浆料,可得到主发热部21。

接着,如图9所示,在基板主面11上形成两个副发热部22。副发热部22的形成通过例如按以下那样进行。基板主面11具有被主发热部21和各带状部31夹着的两个区域。对这些区域印刷含有例如氧化钌和氧化铜的导电性浆料。此时,对各区域进行印刷,使导电性浆料与一带状部31和主发热部21任一者连接。本实施方式中,涂布的导电性浆料覆盖各带状部31的内侧端部和主发热部21的两端部。而且,通过烧成该导电性浆料,可得到两个副发热部22。此外,用于形成发热电阻体层2和电极层3的烧成也可以将各自分离地进行,也可以一并进行。副发热部22的形成后,经由保护层4的形成和热敏电阻5的安装等,可得到加热器A1。

接着,说明加热器A1的作用。

图10表示加热器A1的使用例。在该图的上侧显示俯视时的加热器A1,并利用两点划线表示对象介质Dc。对象介质Dc利用压印滚筒81(图1),向加热器A1滑动,且沿箭头方向输送。本使用例中,对于加热器A1,假定对象介质Dc的大小较小的状况。具体而言,为如下情况,例如加热器A1为与A3大小的对象介质可对应的大小,与之相对,对象介质Dc为A4大小。如该图所示,加热器A1的长边方向上,将对象介质Dc通过的区间称为通纸区间S1,将离开对象介质Dc的区间称为非通纸区间S2。

在不通电的状态下,发热电阻体层2不会发热,其温度例如为基准温度T0。当开始对象介质Dc的输送且开始对发热电阻体层2的通电时,发热电阻体层2发热。通纸区间S1中,发热电阻体层2的热向对象介质Dc传递。另一方面,非通纸区间S2中,发热电阻体层2的热不会向对象介质Dc传递。因此,非通纸区间S2中的加热器A1的温度比通纸区间S1中的温度相对较高。

在某条件下,通纸区间S1中的温度到达温度T1。假定与本实施方式不同,如果发热电阻体层2整体由主发热部21构成,则非通纸区间S2中的温度过度变高且到达温度T3。与之相对,本实施方式中,发热电阻体层2由一个主发热部21和两个副发热部22构成。副发热部22的电阻温度系数较大,因此,温度越高,方块电阻越大。因此,非通纸区间S2的温度越高,与处于通纸区间S1的副发热部22(以下,“通纸部201”)的方块电阻相比,处于非通纸区间S2的副发热部22(以下,“非通纸部202”)的方块电阻越大。因此,从电极层3向发热电阻体层2流过的电流避开非通纸部202,而集中流向通纸部201。其结果,抑制非通纸区间S2中的发热电阻体层2(特别是主发热部21)的发热量,非通纸区间S2中的温度成为比T3低的T2。这样,根据本实施方式,可以抑制非通纸区间S2中的温度相对于通纸区间S1中的温度过度成为高温。

一般而言,在一个发热部件中,不易提高电阻温度系数和方块电阻双方。在例如电阻温度系数较大的部件中,存在方块电阻变小的倾向。本实施方式中,使用具有相对较大的方块电阻的主发热部21和具有相对较大的电阻温度系数的副发热部22。通过这样组合电阻特性不同的两种发热部的结构,可实现下面那样的技术效果。即,在使用加热器A1时,非通纸区间S2中的副发热部22的方块电阻相对较大。其结果,如上述,成为电流避开非通纸部202而在通纸部201中流过的倾向。这样,非通纸部202作为控制供给的电流流动的势垒发挥作用。另一方面,利用电阻值的温度依赖度较低的(方块电阻较大)主发热部21,可以确保调色剂的定影等所需要的发热量。

另外,本实施方式的发热电阻体层2设为一个主发热部21被两个副发热部22在宽度方向Y上夹着的结构。因此,非通纸区间S2中,成为利用两个非通纸部202将主发热部21电气密闭的状态。这适于抑制非通纸区间S2中的升温。另外,优选副发热部22的热传导率设定得比电极层3的带状部31的热传导率低。由此,特别是通纸区间S1中,可以抑制主发热部21中产生的热经由副发热部22排放至带状部31。

优选副发热部22的电阻温度系数设定成主发热部21的电阻温度系数的3倍~15倍左右。由此,更可靠地实现上述的非通纸区间S2中的升温抑制效果。

图11~图15表示上述第一实施方式的变形例和另一实施方式。此外,这些图中,对与第一实施方式相同或类似的要素标注相同的符号。

图11表示上述的加热器A1的变形例。图示的加热器A1’中,一对焊盘部32相对于一对带状部31配置于长边方向X上的相同侧。这种结构中,也可以实现非通纸区间S2中的升温的抑制。如从本变形例可理解,一对焊盘部32的配置可以适当变更。例如,也可以将一对焊盘部32设置于基板背面12。关于一对焊盘部32的变化也可以适用于以后说明的实施方式中。

图12和图13表示基于本发明第二实施方式的加热器。本实施方式的加热器A2的发热电阻体层2的结构与上述的第一实施方式的加热器A1不同。具体而言,加热器A2的发热电阻体层2具有两个主发热部21和一个副发热部22。本实施方式中,副发热部22的宽度方向尺寸为各主发热部21的宽度方向尺寸的约2倍,且比各带状部31的宽度方向尺寸小。另一方面,发热电阻体层2整体的宽度方向尺寸比各带状部31的宽度方向尺寸大。此外,本发明不限于此。

本实施方式中,宽度方向Y上将一个副发热部22利用两个主发热部21夹着。各主发热部21具有宽度方向Y上的外侧端部,该外侧端部位于对应的一个带状部31上。另一方面,各主发热部21在宽度方向Y上的内侧端部位于副发热部22上。

加热器A2中,非通纸区间S2中的非通纸部202的方块电阻也比通纸区间S1中的通纸部201的方块电阻大(图10)。因此,呈现来自电极层3的电流集中流向通纸区间S1的倾向,可以抑制非通纸区间S2中的过度升温。

图14和图15表示基于本发明第三实施方式的加热器。图示的加热器A3的发热电阻体层2的结构与上述的加热器A1和A2不同。加热器A3的发热电阻体层2具有仅一个主发热部21和仅一个副发热部22。本实施方式中,主发热部21的宽度方向尺寸实际上与副发热部22的宽度方向尺寸相同。另外,主发热部21的宽度方向尺寸(即,副发热部22的宽度方向尺寸)比各带状部31的宽度方向尺寸小。另一方面,发热电阻体层2整体的宽度方向尺寸比各带状部31的宽度方向尺寸大。此外,本发明不仅限于此。

加热器A3中,将宽度方向Y上一个副发热部22和一个主发热部21相邻地配置于一对带状部31之间。即,主发热部21和副发热部22局部相互抵接。另外,宽度方向Y上(参照图15),主发热部21的外侧端部(右侧端部)位于对应的一个带状部31(右侧的带状部)上。在相同的宽度方向Y上,副发热部22的外侧端部(左侧端部)位于另一带状部31(左侧的带状部)上。图示的结构中,副发热部22的内侧端部(右侧端部)位于主发热部21上。取而代之,主发热部21的内侧端部(左侧端部)也可以位于副发热部22上。

加热器A3中,非通纸区间S2中的非通纸部202的方块电阻也比通纸区间S1中的通纸部201的方块电阻大。因此,呈现来自电极层3的电流集中流向通纸区间S1的倾向,可以抑制非通纸区间S2中的过度升温。

接着,参照图16~30说明基于本发明第二方面的实施方式。

图16表示使用了基于本发明第四实施方式的加热器的印刷装置。该印刷装置8例如为电子复印机、传真机、打印专用机,但不仅限于此。印刷装置8具备加热器A4和压印滚筒81。

加热器A4与压印滚筒81对置,用于使转印于对象介质Dc的调色剂热定影于对象介质Dc。对象介质Dc的一例为片状的纸,但也可以是其它记录用介质。

如图16~21所示,加热器A4包括基板1、发热电阻体层2、电极层3、保护层4和热敏电阻5。

基板1在方向X上为条状。与上述的第一~第三实施方式一样,以后的说明和附图中,将方向X称为长边方向X,将方向Y称为宽度方向(或宽边方向)Y,方向Z称为厚度方向Z。宽度方向Y与对象介质Dc的输送方向对应,长边方向X与对象介质Dc的宽度方向对应。

基板1由绝缘性的材料构成。本实施方式中,基板1包含陶瓷。作为陶瓷,例如可举出氧化铝或氮化铝。

基板1的厚度例如为0.4~1.2mm。另一例中,基板1的厚度例如为0.4~0.6mm。在利用热传导率较小的材料(例如氧化铝或氮化铝)形成基板1的情况下,优选基板1的厚度较薄。

基板1具有基板主面11和基板背面12。本实施方式中,基板主面11和基板背面12均平坦。基板主面11和基板背面12在厚度方向Z上相互分离,且相互朝向相反侧。基板主面11和基板背面12均为长矩形状。

发热电阻体层2形成于基板主面11上。发热电阻体层2是由于通电而产生热的部位。发热电阻体层2的长边方向X尺寸例如为290mm~310mm。这是作为具有最大宽度的对象介质Dc假定A3大小的用纸时的尺寸,但本发明不限于此。本实施方式的发热电阻体层2设为长边方向X上较长地延伸的带状。

发热电阻体层2由例如含有氧化钌的材料构成。另外,发热电阻体层2为了调整例如电阻温度系数,也可以含有氧化铜。

发热电阻体层2的宽度方向尺寸例如为1mm~5mm,本实施方式中约为3mm。发热电阻体层2的厚度例如为5μm~15μm,本实施方式中约为10μm。

发热电阻体层2的电阻温度系数例如为1500ppm/℃~5000ppm/℃,本实施方式中约为2000ppm/℃。另外,发热电阻体层2在基准温度下的方块电阻例如为10Ω/sq~2000Ω/sq,本实施方式中约为500Ω/sq。

电极层3具有:第一带状部301、第二带状部302、多个第一枝状部311、多个第二枝状部312、一对焊盘部32和一对连接部33。电极层3构成流过用于使发热电阻体层2发热的电流的导通路径。电极层3由例如含有Ag的材料构成。电极层3的厚度例如为5μm~15μm,本实施方式中约为10μm。

第一带状部301和第二带状部302各自沿长边方向X较长地延伸。第一带状部301和第二带状部302在宽度方向Y上分离且相互平行地配置。在第一带状部301和第二带状部302之间配置有发热电阻体层2。第一带状部301与发热电阻体层2在宽度方向Y上的距离例如约为0.5mm,比发热电阻体层2的宽度方向尺寸小。另外,第二带状部302与发热电阻体层2在宽度方向Y上的距离例如约为0.5mm,比发热电阻体层2的宽度方向尺寸小。

第一带状部301的宽度方向尺寸例如为1.5mm~2.5mm,本实施方式中约为2.0mm。另外,第二带状部302的宽度方向尺寸例如为1.5mm~2.5mm,本实施方式中约为2.0mm。因此,发热电阻体层2的宽度方向尺寸比第一带状部301和第二带状部302的宽度方向尺寸大。

多个第一枝状部311在长边方向X相互分离配置,各自从第一带状部301向第二带状部302延伸。本实施方式中,各第一枝状部311相对于宽度方向Y平行。另外,如图19所示,各第一枝状部311在宽度方向Y上越过发热电阻体层2并向第二带状部302侧突出。即,各第一枝状部311具有以厚度方向Z看时不与发热电阻体层2重叠的前端。该前端以厚度方向Z看时位于发热电阻体层2与第二带状部302之间。

多个第二枝状部312在长边方向X相互分离配置,各自从第二带状部302向第一带状部301延伸。本实施方式中,各第二枝状部312与宽度方向Y平行。另外,如图19所示,各第二枝状部312在宽度方向Y上越过发热电阻体层2并向第一带状部301侧突出。即,各第二枝状部312具有以厚度方向Z看时不与发热电阻体层2重叠的前端。该前端以厚度方向Z看时位于发热电阻体层2和第一带状部301之间。

多个第一枝状部311和多个第二枝状部312以相互不重叠的方式在长边方向X上交替配置。即,长边方向X上,一个第一枝状部311和一个第二枝状部312以相邻且相互分离的方式排列。

本实施方式中,发热电阻体层2沿着长边方向X形成为与多个第一枝状部311和多个第二枝状部312交叉。发热电阻体层2具有多个发热部20,各发热部20是被相邻的第一枝状部311和第二枝状部312夹着的部分。多个发热部20在长边方向X上成列状地配置。在经由电极层3的通电时,多个发热部20成为并联地电连接的关系。

相邻的第一枝状部311与第二枝状部312在长边方向X上的距离(“发热部限定距离”)例如为3mm~10mm。本实施方式中,发热部限定距离约为5mm,这比发热电阻体层2的宽度方向尺寸大。因此,本实施方式中,各发热部20成为沿长边方向X伸展的矩形状。

一对焊盘部32是用于实现与印刷装置8的导通的部位。一对焊盘部32设置于长边方向X上远离发热电阻体层2、第一带状部301和第二带状部302的位置。本实施方式中,一对焊盘部32以夹着发热电阻体层2、第一带状部301和第二带状部302的方式在长边方向X上相互分离配置。

一对连接部33各自将第一带状部301和第二带状部302中的一者与其所对应的一焊盘部32连结。本实施方式中,各连接部33是沿长边方向X延伸的带状。

如图20和图21所示,本实施方式中,整个发热电阻体层2直接形成于基板主面11上。另外,电极层3中以俯视(厚度方向Z看时)时与发热电阻体层2重叠的部分位于发热电阻体层2上。另一方面,电极层3中以俯视时不与发热电阻体层2重叠的部分直接形成于基板主面11上。也可以代替这种结构,而设为如下结构,在基板主面11上设置由玻璃等构成的绝缘层,由此,在基板主面11与发热电阻体层2和电极层3之间设置绝缘层。

保护层4覆盖整个发热电阻体层2。另外,除一对焊盘部32(和其附近)以外,保护层4覆盖电极层3(参照图17)。即,保护层4覆盖一部分电极层3。保护层4由例如玻璃构成,其厚度例如为40μm~100μm。本实施方式中,保护层4的厚度约为60μm。如图21所示,宽度方向Y上的保护层4的尺寸比基板1的尺寸小。本实施方式中,保护层4具有宽度方向Y上相互分离的一对端缘(图21中的右端缘和左端缘)。同样,基板1具有宽度方向Y上相互分离的一对端缘(图21中的右端缘和左端缘)。宽度方向Y上,保护层4的右端缘从基板1的右端缘向内侧(即,靠近发热电阻体层2)分离。另外,保护层4的左端缘从基板1的左端缘向内侧(即,靠近发热电阻体层2)分离。

热敏电阻5是检测动作时的加热器A4的温度的传感器。热敏电阻5在本实施方式中设置于基板背面12。根据热敏电阻5的检测结果,控制对加热器A4提供的电能。

接着,参照图22~图25说明加热器A4的制造方法的一例。

首先,如图22和图23所示,准备基板1,在基板主面11上将导电性浆料印刷成沿长边方向X延伸的带状。该导电性浆料含有例如氧化钌。通过烧成印刷的导电性浆料,可得到发热电阻体层2。

接着,为了形成电极层3,如图24和图25所示,印刷例如含有Ag的导电性浆料。此时,以俯视时的形状与上述的第一带状部301、第二带状部302、多个第一枝状部311、多个第二枝状部312、一对焊盘部32和一对连接部33对应的方式进行印刷。通过烧成印刷的导电性浆料,可得到电极层3。

用于形成发热电阻体层2和电极层3的烧成也可以将各自分开地进行,也可以一并进行。烧成后,经由保护层4的形成和热敏电阻5的安装等,可得到加热器A4。

接着,说明加热器A4的作用。

图26表示加热器A4的使用例。在该图的上侧显示俯视时的加热器A4,并利用两点划线表示对象介质Dc。对象介质Dc利用压印滚筒81(图16),向加热器A4滑动,且沿箭头方向输送。本使用例中,对于加热器A4,假定对象介质Dc的大小较小的状况。具体而言,为如下情况,例如加热器A4为与A3大小的对象介质可对应的大小,与之相对,对象介质Dc为A4大小。如该图所示,加热器A4的长边方向上,将对象介质Dc通过的区间称为通纸区间S1,将离开对象介质Dc的区间称为非通纸区间S2。

在不通电的状态下,发热电阻体层2的多个发热部20不会发热,各发热部20的温度例如为基准温度T0。当开始对象介质Dc的输送且开始通电时,多个发热部20发热。通纸区间S1中,发热部20的热向对象介质Dc传递。另一方面,非通纸区间S2中,发热部20的热不会向对象介质Dc传递。因此,非通纸区间S2中的加热器A4的温度比通纸区间S1中的温度相对较高。

假定与本实施方式不同,则为如下结构,加热器A4为沿长边方向X延伸的单一发热部件,且仅经由其长边方向两端部进行通电。在该情况下,在某条件下,通纸区间S1中的温度到达温度T1。于是,该发热部件中,非通纸区间S2中的温度过度变高且到达温度T3。另一方面,根据本实施方式,设为发热电阻体层2具有由多个枝状部限定的多个发热部20的结构。另外,发热电阻体层2(以及各发热部20)将电阻温度系数设定成1500ppm/℃~5000ppm/℃的范围(例如约2000ppm/℃)。因此,非通纸区间S2的温度比温度T1高,与处于通纸区间S1的多个发热部20(以下,“通纸部201”)的方块电阻相比,处于非通纸区间S2的多个发热部20(以下,“非通纸部202”)的方块电阻越大。由此,从电极层3向发热电阻体层2流过的电流避开非通纸部202,而集中流向通纸部201。其结果,抑制非通纸部202的发热量,非通纸区间S2中的温度成为比T3低的T2。根据这样本实施方式,可以抑制非通纸区间S2中的温度相对于通纸区间S1中的温度过度变高。

本实施方式中,向各发热部20流动的电流主要在长边方向X流动。因此,越增大相邻的第一枝状部311与第二枝状部312的距离,越可以提高发热部20的电阻值,可以得到充分的发热量。另外,越缩小发热部20的宽度方向尺寸,越可以提高发热部20的电阻值。这样,将发热电阻体层2形成极细的带状,可得到更大的发热。另外,通过在细的发热电阻体层2中集中产生发热,可以对由截面圆形的压印滚筒81挤压的对象介质Dc高效地传热。

本实施方式中,一对焊盘部32在长边方向X上分离地配置。因此,就多个发热部20而言,从一对焊盘部32经由各发热部20的导通路径成为均匀的长度。这由于抑制长边方向X上的发热量的不均,因此优选。

本实施方式中,第一枝状部311和第二枝状部312的前端从发热电阻体层2突出。由此,在宽度方向Y上,第一枝状部311和第二枝状部312将发热电阻体层2完全横切。这在对各发热部20均确保均匀的发热量的方面优选。此外,也可以与本实施方式不同,而是第一枝状部311和第二枝状部312的前端与发热电阻体层2的端缘一致的结构。

图27~图30表示本发明的变形例和另一实施方式。此外,这些图中,对与上述的第四实施方式相同或类似的要素标注相同的符号。

图27表示加热器A4的变形例。图示的加热器A4’中,一对焊盘部32在长边方向X上配置于发热电阻体层2的相同侧。这种变形例中,也可以实现非通纸区间S2中的升温的抑制。如从本变形例可理解,一对焊盘部32的配置可以适当变更。例如,也可以将一对焊盘部32设置于基板背面12。这样,关于一对焊盘部32的变化也可以适用于以后说明的实施方式中。

图28和图29表示基于本发明的第五实施方式的加热器。本实施方式的加热器A5的发热电阻体层2和电极层3的结构与上述的加热器A4不同。

加热器A5中,整个电极层3直接形成于基板主面11上。因此,电阻体层2的一部分(俯视时,与多个第一枝状部311和多个第二枝状部312重叠的部分)形成于各枝状部311和312的上侧。另一方面,发热电阻体层2中不与各枝状部311和312重叠的部分直接形成于基板主面11上(参照图29)。

加热器A5中,非通纸部202(图26)的方块电阻也比通纸部201的方块电阻大。因此,呈现来自电极层3的电流集中流向通纸区间S1的倾向。因此,可以抑制非通纸区间S2中的过度升温。

图30表示基于本发明第六实施方式的加热器。本实施方式的加热器A6的多个第一枝状部311和多个第二枝状部312的结构与上述的加热器A4、A5不同。

加热器A6中,各第一枝状部311和各第二枝状部312相对于宽度方向Y倾斜。多个第一枝状部311相互平行,多个第二枝状部312相互平行。另外,多个第一枝状部311和多个第二枝状部312相互平行。

第一枝状部311相对于宽度方向Y的倾斜角如以下设定。在各第一枝状部311两侧具有相互相邻的两个发热部20。第一枝状部311的倾斜角以宽度方向Y看时这两个发热部20的一部分彼此相互重叠的方式设定。在这种情况下,如图30所示,沿宽度方向Y延伸的两个直线L1和L2中,直线L1位于直线L2的左侧。在此,该图中,直线L1是通过各第一枝状部311的右侧缘和发热电阻体层2的上侧缘(接近第一带状部301的缘)的交点且沿宽度方向Y延伸的直线。另一方面,直线L2是通过该第一枝状部311的左侧缘和发热电阻体层2的下侧缘(接近第二带状部302的缘)的交点且沿宽度方向Y延伸的直线。这种第一枝状部311的倾斜方式对于各第二枝状部312也一样。

加热器A6中,非通纸部202(图26)的方块电阻也比通纸部201的方块电阻大。因此,呈现来自电极层3的电流集中流向通纸区间S1的倾向。因此,可以抑制非通纸区间S2中的过度升温。

另外,加热器A6中,如上述,多个第一枝状部311和多个第二枝状部312相对于宽度方向Y倾斜。因此,在宽度方向Y输送时,不会产生对象介质Dc的一部分仅与第一枝状部311或第二枝状部312面对面(即,完全不与发热部20面对面)的状况。即,可以抑制对象介质Dc中应加热的部分完全不加热的不良情况。

此外,多个第一枝状部311的倾斜角度也可以相互不同。同样,多个第二枝状部312的倾斜角度也可以相互不同。另外,多个第一枝状部311的倾斜角度和多个第二枝状部312的倾斜角度也可以相互不同。

本发明的加热器不限于上述实施方式。本发明的加热器的各部的具体的结构可以自如地进行各种设计变更。

以下,作为附记列举基于本发明第二方面的实施方式的结构及其变形例。

〔附记1〕

一种加热器,其包括:具有基板主面和基板背面的条状基板;形成于上述基板主面的发热电阻体层;形成于上述基板主面且与上述发热电阻体层接触的电极层,

上述电极层具有:各自在上述基板的长边方向延伸且在上述基板的宽度方向上分离配置的第一带状部和第二带状部;从上述第一带状部向上述第二带状部延伸的多个第一枝状部;和从上述第二带状部向上述第一带状部延伸的多个第二枝状部,

上述多个第一枝状部和上述多个第二枝状部在上述长边方向上交替配置,

上述发热电阻体层具有多个发热部,各发热部与相互相邻的第一枝状部和第二枝状部接触。

〔附记2〕

如附记1所记载的加热器,上述发热电阻体层是作为整体沿上述长边方向较长地延伸且与上述多个第一枝状部和上述多个第二枝状部交叉的带状。

〔附记3〕

如附记2所记载的加热器,各第一枝状部的前端从上述发热电阻体层向上述第二带状部侧突出。

〔附记4〕

如附记3所记载的加热器,各第二枝状部的前端从上述发热电阻体层向上述第一带状部侧突出。

〔附记5〕

如附记2~4中任一项所记载的加热器,上述多个第一枝状部与上述宽度方向平行。

〔附记6〕

如附记5所记载的加热器,上述多个第二枝状部与上述宽度方向平行。

〔附记7〕

如附记2~4中任一项所记载的加热器,上述多个第一枝状部相对于上述宽度方向倾斜。

〔附记8〕

如附记7所记载的加热器,上述多个第二枝状部相对于上述宽度方向倾斜。

〔附记9〕

如附记8所记载的加热器,隔着一个第一枝状部相邻的两个发热部的一部分彼此在上述宽度方向看时相互重叠。

〔附记10〕

如附记9所记载的加热器,隔着一个第二枝状部相邻的两个发热部的一部分彼此在上述宽度方向看时相互重叠。

〔附记11〕

如附记2~10中任一项所记载的加热器,相互相邻的第一枝状部和第二枝状部在上述长边方向上的距离比上述发热电阻体层在上述宽度方向上的尺寸大。

〔附记12〕

如附记2~11中任一项所记载的加热器,上述第一带状部和上述发热电阻体层在上述宽度方向上的距离比上述发热电阻体层在上述宽度方向上的尺寸小。

〔附记13〕

如附记12所记载的加热器,上述第二带状部和上述发热电阻体层在上述宽度方向上的距离比上述发热电阻体层在上述宽度方向上的尺寸小。

〔附记14〕

如附记2~13中任一项所记载的加热器,上述第一带状部在上述宽度方向上的尺寸比上述发热电阻体层在上述宽度方向上的尺寸小。

〔附记15〕

如附记14所记载的加热器,上述第二带状部在上述宽度方向上的尺寸比上述发热电阻体层在上述宽度方向上的尺寸小。

〔附记16〕

如附记2~15中任一项所记载的加热器,各第一枝状部和各第二枝状部的至少一部分形成于上述发热电阻体层上。

〔附记17〕

如附记16所记载的加热器,上述发热电阻体层直接形成于上述基板主面上。

〔附记18〕

如附记17所记载的加热器,上述电极层中不与上述发热电阻体层重叠的部分直接形成于上述基板主面上。

〔附记19〕

如附记1~18中任一项所记载的加热器,上述发热电阻体层含有氧化钌。

〔附记20〕

如附记19所记载的加热器,上述发热电阻体层含有氧化铜。

〔附记21〕

如附记1~20中任一项所记载的加热器,其包括覆盖上述发热电阻体层和上述电极层各自的至少一部分的保护层。

〔附记22〕

如附记21所记载的加热器,上述保护层包含玻璃。

〔附记23〕

如附记21或22所记载的加热器,上述保护层覆盖整个上述发热电阻体层。

〔附记24〕

如附记21~23中任一项所记载的加热器,上述电极层具有与上述第一带状部和上述第二带状部分别连接的一对焊盘部,上述一对焊盘部从上述保护层露出。

〔附记25〕

如附记24所记载的加热器,上述一对焊盘部隔着上述第一带状部和上述第二带状部而在上述长边方向上相互分离。

〔附记26〕

如附记24所记载的加热器,上述一对焊盘部在上述长边方向上配置于上述第一带状部和上述第二带状部的相同侧。

〔附记27〕

如附记1~26中任一项所记载的加热器,还包括设置于上述基板背面的热敏电阻。

〔附记28〕

如附记1~27中任一项所记载的加热器,上述基板包含陶瓷。

〔附记29〕

如附记28所记载的加热器,上述陶瓷为氧化铝或氮化铝。

〔附记30〕

如附记28或29所记载的加热器,上述基板的厚度为0.4~1.2mm。

〔附记31〕

如附记1~29中任一项所记载的加热器,上述电极层含有Ag。

〔附记32〕

如附记1~31中任一项所记载的加热器,上述发热电阻体层的电阻温度系数为1500ppm/℃~5000ppm/℃。

〔附记33〕

如附记32所记载的加热器,上述发热电阻体层在基准温度下的方块电阻为10Ω/sq~2000Ω/sq。

〔附记34〕

如附记1~33中任一项所记载的加热器,上述发热电阻体层的上述长边方向尺寸为290mm~310mm。

根据上述附记的结构,可以提供一种加热器,如例如图19所示,电极层3具有:各自在基板1的长边方向X延伸且在基板1的宽度方向上分离配置的第一带状部301和第二带状部302;从第一带状部301向第二带状部302延伸的多个第一枝状部311;和从第二带状部302向第一带状部301延伸的多个第二枝状部312。多个第一枝状部311和多个第二枝状部312在长边方向X上交替配置,发热电阻体层2具有多个发热部20,各发热部20与相互相邻的第一枝状部311和第二枝状部312接触。通过采用这种结构,在对宽度相对狭窄的对象介质进行加热时,可以抑制宽度方向两侧的过度升温。

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