加热器及图像形成装置的制作方法

1.本实用新型的实施方式涉及一种加热器及图像形成装置。


背景技术：

2.在复印机或打印机等图像形成装置中设置有用于使调色剂(toner)定影的加热器。一般而言，此种加热器具有：长条状的基板；发热体，设置在基板的其中一面且在基板的长边方向上延伸；以及保护部，覆盖发热体。
3.基板由具有耐热性及绝缘性且热传导率高的材料形成。例如，基板由氧化铝等陶瓷、利用绝缘性材料被覆了金属板的表面的金属芯基板等形成。
4.保护部由具有耐热性及绝缘性且热传导率高、化学稳定性高的材料形成。例如，保护部由陶瓷、玻璃等形成。
5.此处，有时基板的材料与保护部的材料不同。若基板的材料与保护部的材料不同，则有时会因材料的热膨胀率的差而产生热应力，从而加热器产生翘曲。在所述情况下，基板的热膨胀率与保护部的热膨胀率的差越大，加热器越容易产生翘曲。
6.若加热器产生翘曲，则加热器与加热对象物之间的距离有偏差，加热对象物有可能产生加热不均。
7.因此，期望开发出一种可抑制加热器产生翘曲的技术。
8.[现有技术文献]
[0009]
[专利文献]
[0010]
[专利文献1]日本专利特开2007-240606号公报


技术实现要素：

[0011]
[实用新型所要解决的问题]
[0012]
本实用新型所要解决的课题在于提供一种可抑制翘曲产生的加热器及图像形成装置。
[0013]
[解决问题的技术手段]
[0014]
实施方式的加热器包括：基板；发热体，设置在所述基板的第一面且沿着所述基板的长边方向延伸；保护部，设置在所述第一面且沿着所述基板的长边方向延伸，并且覆盖所述发热体；以及至少一个缓和部，设置在所述基板的与所述第一面相向的第二面。所述保护部的热膨胀率及所述至少一个缓和部的热膨胀率与所述基板的热膨胀率不同。所述至少一个缓和部的材料与所述保护部的材料相同，或者所述至少一个缓和部的材料的主成分与所述保护部的材料的主成分相同。
[0015]
实施方式的图像形成装置包括上述的加热器。
[0016]
[实用新型的效果]
[0017]
根据本实用新型的实施方式，可提供一种可抑制翘曲产生的加热器及图像形成装置。
附图说明
[0018]
图1是用于例示本实施方式的加热器的示意正面图。
[0019]
图2是用于例示加热器的示意背面图。
[0020]
图3是图1中的加热器的a-a线方向的示意剖面图。
[0021]
图4是用于例示本实施方式的图像形成装置的示意图。
[0022]
图5是用于例示定影部的示意图。
[0023]
[符号的说明]
[0024]
1：加热器
[0025]
10：基板
[0026]
10a：面
[0027]
10b：面
[0028]
20：发热部
[0029]
21：发热体
[0030]
22：发热体
[0031]
30：布线部
[0032]
40：保护部
[0033]
50：缓和部
[0034]
100：图像形成装置
[0035]
200：定影部
具体实施方式
[0036]
以下，参照附图对实施方式进行例示。再者，各附图中，对相同的构成要素标注相同的符号，并适宜省略详细的说明。另外，各附图中的箭头x、箭头y、箭头z表示相互正交的三个方向。例如，将基板的长边方向设为x方向，将基板的短边方向(宽度方向)设为y方向，将与基板的面垂直的方向设为z方向。
[0037]
(加热器)
[0038]
图1是用于例示本实施方式的加热器1的示意正面图。
[0039]
再者，图1是从设置有发热部20及保护部40的一侧观察加热器1的图。
[0040]
图2是用于例示加热器1的示意背面图。
[0041]
再者，图2是从设置有缓和部50的一侧观察加热器1的图。
[0042]
图3是图1中的加热器1的a-a线方向的示意剖面图。
[0043]
如图1～图3所示那样，加热器1例如具有基板10、发热部20、布线部30、保护部40及缓和部50。
[0044]
基板10呈板状，具有在其中一方向(例如x方向)上延伸的形状。基板10的平面形状例如是长条状的长方形。基板10的厚度例如可设为0.5mm～1.0mm左右。基板10的平面尺寸可根据加热对象物(例如纸)的尺寸等适宜变更。
[0045]
基板10由具有耐热性及绝缘性且热传导率高的材料形成。基板10例如由氧化铝或氮化铝等陶瓷、结晶化玻璃(玻璃陶瓷)、金属芯基板等形成。
[0046]
金属芯基板例如具有由不锈钢等形成的金属板、以及覆盖金属板的表面的绝缘
层。绝缘层例如可由陶瓷等无机材料形成。含有金属板的金属芯基板的热传导率比陶瓷等的热传导率高。因此，若基板10由金属芯基板形成，则可抑制加热器1的温度产生面内分布。
[0047]
发热部20将所施加的电力转换为热(焦耳热)。发热部20可设置在基板10的面10a(相当于第一面的一例)。
[0048]
发热部20例如具有发热体21及发热体22。再者，作为一例，例示了设置有发热体21及发热体22的情况，但发热体的数量或大小可根据加热对象物的尺寸等适宜变更。另外，也可设置长度、宽度、形状等不同的多种发热体。即，发热体只要设置至少一个即可。
[0049]
发热体21及发热体22例如在y方向(基板10的短边方向)上隔开规定的间隔排列设置。发热体21及发热体22例如具有沿着x方向(基板10的长边方向)延伸的形态。
[0050]
发热体21及发热体22的x方向上的尺寸(长度尺寸)例如可设为大致相同。在所述情况下，优选为发热体21及发热体22各自的中心位于直线1a上。即，发热体21及发热体22分别优选为以直线1a为对称轴呈线对称地设置。
[0051]
在将加热器1安装于图像形成装置100时，例如使直线1a与加热对象物的搬运路径的中心线重叠。若如此，则即使在加热对象物的与搬运方向正交的方向上的尺寸发生变化的情况下，也容易对加热对象物大致均匀地进行加热。
[0052]
发热体21及发热体22的电阻值可设为大致相同，也可设为不同。例如，通过使发热体21及发热体22的x方向上的尺寸(长度尺寸)、y方向上的尺寸(宽度尺寸)及z方向上的尺寸(厚度尺寸)分别大致相同，可使电阻值大致相同。另外，通过改变这些尺寸中的至少任一者，可使电阻值不同。另外，通过改变材料，可使电阻值不同。
[0053]
另外，发热体21的每单位长度的电阻值可设为在x方向上大致均匀。例如，发热体21的y方向上的尺寸(宽度尺寸)及z方向上的尺寸(厚度尺寸)可设为大致一定。发热体21的平面形状例如可设为沿着x方向(基板10的长边方向)延伸的大致长方形。
[0054]
另外，发热体22的每单位长度的电阻值可设为在x方向上大致均匀。例如，发热体22的y方向上的尺寸(宽度尺寸)及z方向上的尺寸(厚度尺寸)可设为大致一定。发热体22的平面形状例如可设为沿着x方向(基板10的长边方向)延伸的大致长方形。
[0055]
发热体21及发热体22例如可使用氧化钌(ruo2)、银-钯(ag-pd)合金等而形成。发热体21及发热体22例如可通过使用丝网印刷法等将糊状材料涂布在基板10上并使用煅烧法等使其硬化而形成。
[0056]
布线部30例如设置在基板10的设置有发热部20(发热体21及发热体22)的面10a。
[0057]
布线部30例如具有端子31、端子32、布线33、布线34及布线35。
[0058]
端子31、端子32例如设置在x方向上的基板10的其中一端部附近。端子31、端子32可在x方向上排列设置。端子31、端子32经由连接器及布线等，例如与电源等电连接。
[0059]
布线33例如在x方向上设置在基板10的设置有端子31的一侧。布线33具有在x方向上延伸的形态。布线33与端子31及发热体21的端子31侧的端部电连接。
[0060]
布线34例如在x方向上设置在基板10的与设置有端子31、端子32的一侧相反的一侧的端部附近。发热体21的与布线33侧相反的一侧的端部、以及发热体22的与布线35侧相反的一侧的端部和布线34电连接。
[0061]
布线35例如在x方向上设置在基板10的设置有端子32的一侧。布线35具有在x方向上延伸的形态。布线35与端子32及发热体22的端子32侧的端部电连接。
[0062]
布线部30(端子31、端子32以及布线33～布线35)例如使用包含银或铜等的材料而形成。例如，端子31、端子32、布线33～布线35可通过使用丝网印刷法等将糊状材料涂布在基板10上并使用煅烧法等使其硬化而形成。
[0063]
保护部40例如设置在基板10的设置有发热部20的面10a。保护部40例如具有沿着x方向(基板10的长边方向)延伸的形态。保护部40覆盖发热部20(发热体21、发热体22)、以及布线部30的一部分(布线33～布线35)。在所述情况下，端子31、端子32可从保护部40露出。
[0064]
保护部40例如具有使发热部20及布线部30的一部分绝缘的功能、传递在发热部20中产生的热的功能、以及保护发热部20或布线部30的一部分免受外力或腐蚀性气体等的影响的功能。保护部40由具有耐热性及绝缘性且化学稳定性及热传导率高的材料形成。保护部40例如由陶瓷、或玻璃等形成。在所述情况下，也可使用添加有含有氧化铝等热传导率高的材料的填料的玻璃来形成保护部40。添加有填料的玻璃的热传导率例如可设为2[w/(m
·
k)]以上。
[0065]
另外，在加热器1中可进一步设置检测发热部20(发热体21、发热体22)的温度的检测部。检测部例如可设为热敏电阻(thermistor)等。检测部可设置在基板10的设置有发热部20的面10a、以及基板10的与设置有发热部20的一侧相反的一侧的面10b(相当于第二面的一例)中的至少任一者。另外，例如，与检测部电连接的布线及端子设置在基板10的设置有检测部的面。例如，检测部及布线被保护部40覆盖，端子可从保护部40露出。
[0066]
此处，如上所述那样，基板10例如由氧化铝或氮化铝等陶瓷、结晶化玻璃(玻璃陶瓷)、金属芯基板等形成。另一方面，保护部40例如由陶瓷、玻璃、添加有填料的玻璃等形成。
[0067]
因此，有时基板10的热膨胀率与保护部40的热膨胀率不同。另外，在加热器1的使用时，若使加热器1发热，则基板10及保护部40受到加热。在加热器1的制造时，若对保护部40进行煅烧，则基板10及保护部40受到加热。因此，在加热器1的使用时或制造时，有时会因材料的热膨胀率的差而产生热应力，从而加热器1产生翘曲。
[0068]
在所述情况下，若基板10的短边方向(宽度方向：例如y方向)的长度短，或者基板10的长边方向(例如x方向)的长度长，或者基板10的厚度薄，则加热器1容易产生翘曲。另外，金属芯基板以金属板为基础，因此与陶瓷或结晶化玻璃等无机材料相比，热膨胀率大。因此，在基板10为金属芯基板的情况下，热膨胀率的差进一步变大，因此加热器1有可能更容易产生翘曲，或者翘曲变大。
[0069]
若加热器1产生翘曲，则加热器1与加热对象物之间的距离有偏差，加热对象物有可能产生加热不均。
[0070]
因此，在加热器1中设置有缓和部50。
[0071]
如图2及图3所示那样，缓和部50设置在基板10的与面10a相向的面10b。在从与基板10的面10a(10b)垂直的方向(z方向)观察的情况下，缓和部50的至少一部分与保护部40重叠。
[0072]
缓和部50可设置至少一个。在设置多个缓和部50的情况下，如图2所示那样，可在基板10的长边方向(x方向)上排列设置多个缓和部50。
[0073]
缓和部50的热膨胀率与基板10的热膨胀率不同。若缓和部50的热膨胀率与基板10的热膨胀率不同，则在加热器1的使用时或加热器1的制造时，因材料的热膨胀率的差而产生热应力。
[0074]
然而，缓和部50设置在基板10的与设置有保护部40的面10a相反的一侧的面10b，因此可利用由基板10与缓和部50产生的热应力来抵消由基板10与保护部40产生的热应力。若热应力被抵消，则可抑制加热器1产生翘曲。
[0075]
即，若设置有缓和部50，则可抑制加热器1产生翘曲。
[0076]
在所述情况下，优选为使由基板10及缓和部50产生的热应力的大小与由基板10及保护部40产生的热应力的大小尽可能相同。因此，缓和部50的热膨胀率优选为与保护部40的热膨胀率相同或近似。例如，缓和部50的材料可设为与保护部40的材料相同。例如，缓和部50的材料的主成分可设为与保护部40的材料的主成分相同。在所述情况下，若缓和部50的材料与保护部40的材料相同，则可实现制造工序的简化、生产性的提高、制造成本的减少等。
[0077]
另外，通过改变缓和部50的平面尺寸及厚度中的至少任一者，可抑制翘曲的产生或者减小翘曲的大小。其中，若缓和部50的体积与保护部40的体积的差变大，则抵消热应力的效果减少。因此，例如在缓和部50的材料与保护部40的材料相同或者主成分相同的情况下，优选为将缓和部50的体积设为与保护部40的体积为相同程度。例如，在将保护部40的体积设为v1(mm3)且将缓和部50的体积设为v2(mm3)的情况下，优选为成为“0.9≦v2/v1≦1.1”。另外，进而优选为设为“0.94≦v2/v1≦1.06”。
[0078]
另外，在设置多个缓和部50的情况下，通过改变多个缓和部50的配设位置、材料及体积(平面尺寸、厚度)中的至少任一者，可抑制翘曲的产生或者减小翘曲的大小。多个缓和部50的配设位置、材料及体积可通过进行实验或模拟来适宜决定。
[0079]
另外，在设置多个缓和部50的情况下，如图2所示那样，可在缓和部50与缓和部50之间设置空间(space)。若在缓和部50与缓和部50之间设置有空间，则在制造加热器1时，可在空间中设置夹具60。若在空间中设置有夹具60，则例如在对多个缓和部50进行煅烧时，可抑制基板10挠曲。因此，在制造加热器1时，可抑制加热器1变形。
[0080]
其中，若缓和部50与缓和部50之间的距离l过大，则抵消热应力的效果减少。因此，缓和部50与缓和部50之间的距离l优选为设为7mm以下。例如若将距离l设为5mm左右，则可抑制抵消热应力的效果减少，且夹具60的配置变得容易。
[0081]
(图像形成装置)
[0082]
接着，对包括加热器1的图像形成装置100进行例示。
[0083]
以下，作为一例，对图像形成装置100为复印机的情况进行说明。其中，图像形成装置100并不限定于复印机，只要设置有用于使调色剂定影的加热器即可。例如，图像形成装置100也可设为打印机等。
[0084]
图4是用于例示本实施方式的图像形成装置100的示意图。
[0085]
图5是用于例示定影部200的示意图。
[0086]
如图4所示那样，图像形成装置100例如具有框架110、照明部120、成像元件130、感光鼓140、带电部150、放电部151、显影部160、清洁器170、收纳部180、搬运部190、定影部200及控制器210。
[0087]
框架110呈箱状，在其内部收纳照明部120、成像元件130、感光鼓140、带电部150、显影部160、清洁器170、收纳部180的一部分、搬运部190、定影部200及控制器210。
[0088]
在框架110的上表面可设置使用了玻璃等透光性材料的窗111。在窗111上载置有
要复印的原稿500。另外，可设置使原稿500的位置移动的移动部。
[0089]
照明部120设置在窗111的附近。照明部120例如具有灯等光源121及反射镜122。
[0090]
成像元件130设置在窗111的附近。
[0091]
感光鼓140设置在照明部120及成像元件130的下方。感光鼓140以能够旋转的方式设置。在感光鼓140的表面例如设置有氧化锌感光层或有机半导体感光层。
[0092]
带电部150、放电部151、显影部160及清洁器170设置在感光鼓140的周边。
[0093]
收纳部180例如具有盒(cassette)181及托盘182。盒181能够装卸地安装在框架110的其中一侧部。托盘182设置在框架110的与安装有盒181的一侧相反的一侧的侧部。在盒181中收纳有进行复印之前的纸510(例如白纸)。在托盘182中收纳有定影了复印图像511a的纸511。
[0094]
搬运部190设置在感光鼓140的下方。搬运部190在盒181与托盘182之间搬运纸510。搬运部190例如具有支撑被搬运的纸510的引导器191、以及搬运纸510的搬运辊192～搬运辊194。另外，在搬运部190中可设置使搬运辊192～搬运辊194旋转的马达。
[0095]
定影部200设置在感光鼓140的下游侧(托盘182侧)。
[0096]
如图5所示那样，定影部200例如具有加热器1、支架(stay)201、膜带202及加压辊203。
[0097]
在支架201的纸510的搬运路线侧安装有加热器1。加热器1可嵌入支架201中。在所述情况下，加热器1的设置有保护部40的一侧从支架201露出。
[0098]
膜带202覆盖设置有加热器1的支架201。膜带202例如可含有聚酰亚胺等具有耐热性的树脂。
[0099]
加压辊203以与支架201相向的方式设置。加压辊203例如具有芯金203a、驱动轴203b及弹性部203c。驱动轴203b从芯金203a的端部突出，并连接于马达等驱动装置。弹性部203c设置在芯金203a的外表面。弹性部203c由具有耐热性的弹性材料形成。弹性部203c例如可含有硅酮树脂等。
[0100]
控制器210设置在框架110的内部。控制器210例如具有中央处理器(central processing unit，cpu)等运算部、以及存储有控制程序的存储部。运算部基于存储在存储部的控制程序，控制设置在图像形成装置100中的各要素的动作。另外，控制器210也可包括使用者输入复印条件等的操作部、显示动作状态或异常显示等的显示部等。
[0101]
再者，对设置在图像形成装置100中的各要素的控制可应用已知的技术，因此省略详细的说明。
[0102]
以上，例示了本实用新型的一些实施方式，但这些实施方式作为例子而提出，并不意图限定实用新型的范围。这些新的实施方式能够通过其他各种形态实施，且可在不脱离实用新型的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更等。这些实施方式或其变形例包含在实用新型的范围或主旨中，并且包含在权利要求中记载的实用新型及其均等的范围中。另外，所述各实施方式可相互组合来实施。