加热器以及利用该加热器的图象处理设备制造技术

一种特别适用于图象处理装置的加热器，包括一基底，该基底主要是由氮化铝（ＡｌＮ）制成，并具有电绝缘性质。一发热元件形成在所述基底的一个表面上，包含重量比（Ａｇ／Ｐｄ）为４０／６０～５０／５０的银（Ａｇ）和钯（Ｐｄ）。一对导电电极分别连接于发热元件的两端。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种加热器，该加热器特别是可用于图象处理机器(如复印机)并具有一主要由氮化铝(AlN)制成的基底，并涉及利用该加热器的成像机器。通常，诸如复印机之类的成像机器需利用一加热器将色剂显影固着在复印纸上。人们希望这样的成像装置越小越好，并且印刷纸张的速度越快越好。通常，一台复印机是这样将图象显影在一张复印纸上的，即，将一个限定了需显影图象的色剂图案移送到复印纸上。该色剂图案可通过一加热定影装置的加热而永久地固着于复印纸。一传统的加热定影装置包括一加热器，以及一布置成与加热器相对以传送复印纸的辊子。加热器包括一形成在一基底上的发热元件。借助加热器所产生的热量，就可以将色剂显影固着在纸上。日本专利H7-201459描述了这种类型的加热器。该加热器具有一由氮化铝(AlN)制成的基底，以及一形成在该基底上的发热元件。之所以将AlN用作基底材料是因为它具有高导热性。发热元件是通过用丝网印刷工艺将含有银(Ag)和钯(Pd)的膏体印制到基底上来形成的，膏体的重量比(Ag/Pd)在60/40(1.5)至99.7/0.3(332.3)的范围内。发热元件的两端分别连接于相应的电极，这些电极是用银(Ag)、银(Ag)铂(Pt)合金或银(Ag)钯(Pd)合金制成的。银(Ag)钯(Pd)合金牢固地胶接于氮化铝(AlN)基底。复印机可用于各种不同的环境，并以各种不同的频率来加以使用。例如，一台复印机可以频繁地使用，并在温度很高的房间内使用。复印机的使用频率越高，其产生的热量就越高。因此，加热器必须在范围很宽的环境条件以及频繁使用的情况下恒定不变地发挥作用。这实际上存在问题。例如，若钯(Pd)的含量太低，电阻的变化率(将在稍后描述)趋向于升高。通常，加热器的电阻值趋向于成为其温度的函数。例如，当发热元件含有重量比(Ag/Pd)为80/20(=4.0)的银(Ag)和钯(Pd)时，相对于发热元件的加热循环而言的电阻变化率就会变得很高，例如20％。在此情况下，发热元件的电阻值会随着复印机在工作过程中的升温而变得高于指定的电阻值。由于发热元件的电阻值升高，其产生的热量降低，这样将降低将色剂图案固着于复印纸的效率。电阻的变化率是以下列方式来计算的，即在周围区域(例如复印机以外的区域)为第一温度的情况下测出发热元件的第一电阻值。接着，在第二温度(例如一复印机在工作过程中的典型内部温度)的情况下测出发热元件的第二电阻值。得出这两个电阻值的差。最后，将第一和第二电阻值之差除以第一电阻值，即可得出电阻变化率。另外，发热元件的电阻温度系数(下文中将称之为TCR)也趋向于升高。发热元件的TCR是以这样的方式来计算的，即，将前述计算出来的发热元件的电阻变化率除以第一和第二温度之差。传统的发热元件的TCR是一个很大的数值，例如在几百到几千PPM/℃的范围内。因此，加热器很难在所有可能的条件下产生预定的热量输出。本专利技术至少要求包括一种加热器和使用该加热器的图象处理设备。在一实施例中，该加热器包括一主要是由氮化铝(AlN)制成并且电绝缘的基底。一形成在所述基底的一个表面上的发热元件包含重量比(Ag/Pd)为40/60～50/50的银(Ag)和钯(Pd)。导电电极分别连接于发热元件的两端。本专利技术还包括一种图象处理设备。该图象处理设备包括一用于在复印纸上形成色剂显影的图象处理器、一加热器、一布置成与所述加热器相对以便与其弹性接触的橡胶辊子。一可容纳所述图象处理器、加热器和辊子的壳体。本专利技术的这些和其它的方面可以通过以下结合附图所作的详细描述而变得清楚。下面将通过附图所示的例子来更详细地描述本专利技术，附图中附图说明图1是一曲线图，示出了根据本专利技术第一实施例的一加热器的电阻变化率与试验循环之间的关系；图2是根据本专利技术第一实施例的加热器的前视图；图3是图2所示加热器的后视图；图4是沿图2中的线Ⅳ-Ⅳ剖取的剖视图；图5是沿图3中的线Ⅴ-Ⅴ剖取的剖视图；图6是根据本专利技术第二实施例的加热器的剖视图；图7是根据本专利技术第三实施例的一台成像设备的部分剖开的侧视图；以及图8是图7所示热定影装置的放大剖视图。下面将结合图1-5来详细描述本专利技术的第一实施例。如图2所示，一加热器1包括一主要由氮化铝(AlN)制成并具有电绝缘性质的基底2。图2和4所示，在基底2的表面2a上形成有一长度约为230mm、厚度约为10微米的发热元件3。基底2是形成为矩形，其长度约为300mm，宽度约为8mm，厚度约为0.6-1mm。氮化铝(AlN)的导热率约为90-180W/M·K，高于导热率为20W/M·K的氧化铝(Al2O3)。当发热元件3工作时，由于导热率较高，氮化铝(AlN)基底2的温度均匀且快速地升高。由于能快速且均匀地加热，基底2不会变形和张紧。通常，随着加热器1将色剂图案固着于复印纸，由于热量从基底传向纸张，基底2的温度将略微下降。然而，由于高导热率的关系，氮化铝(AlN)基底2的温度还是会快速地重新升高。因此，具有本专利技术加热器的图象处理设备可以快速地印制多张纸。发热元件3是通过用丝网印刷的工艺来印刷含有银(Ag)和钯(Pd)的膏体而形成的，其重量比(Ag/Pd)在40/60～50/50的范围内。在采用该范围的重量比的情况下，对发热元件3的电阻值进行测试，电阻值在任何可能的工作条件下都不会发生很大的变化。例如，使如上所述的加热器承受以预定间隔反复开和关的热循环试验。将一次热循环定义为加热器开和关一次。图1示出了在试验过程中电阻变化率(在垂直轴线上标绘)和热循环之间的关系。构造了一根据本专利技术第一实施例的加热器，并对其进行测试。曲线A表示对根据本专利技术第一实施例的发热元件3的测试结果，该发热元件包括重量比(Ag/Pd)为40/60～50/50的银(Ag)和钯(Pd)。图1中所示的用于各发热元件的重量比是 根据第一实施例的发热元件3的电阻变化率(图1中的曲线A)远低于传统的任何发热元件。此外，在热循环试验过程中，其在较宽范围的热循环中相对较为稳定。因此，该加热器可以精确地产生可预知的发热值，并在工作过程中提供均匀恒定的热量，有助于使采用该发热元件的装置保持高质量的工作。发热元件3的TCR在100～1000PPM/℃或更小的范围内。因此，该加热器可以在很宽的温度范围内快速而恒定的产生可预知的发热值。发热元件3的两端分别连接于高导电电极4a,4b，这些电极是用银(Ag)、银(Ag)铂(Pt)合金或银(Ag)钯(Pd)合金制成的。这些导电电极也是通过用丝网印刷工艺来印刷合金膏体来形成的。在将膏体印刷到氮化铝(AlN)基底2上之后，使具有该膏体的基底2在大约850℃的温度下烧制。导电电极4a、4b可以包含玻璃和1-10wt.％的无机氧化物。不含铅(Pb)的玻璃(在下文中称之为“无铅玻璃”)含有一种或多种选自于这样一个组的无机氧化物，该组氧化物包括氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化钙(CaO)、氧化钡(BaO)、氧化锌(ZnO)、氧化铋(BiO2)和氧化硼(B2O3)。由氧化锌(ZnO)型玻璃制成的无铅玻璃的熔点为大约550℃-700℃，低于膏体的烧制温度。因此，当膏体在大约850℃的温度下烧制时，这种无铅玻璃可充分地熔化，并沉积进入氮化铝(AlN)基底2和电极4a、4b。因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加热器，包括： 一基底，该基底主要是由氮化铝（ＡｌＮ）制成，并具有电绝缘性质； 一发热元件，该发热元件形成在所述基底的一个表面上，包含重量比（Ａｇ／Ｐｄ）为４０／６０～５０／５０的银（Ａｇ）和钯（Ｐｄ）；以及 一对导电电极，它们分别连接于发热元件的两端。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：江崎史郎，苅部几惠，苅部孝明，福岛正德，藤川由纪子，
申请(专利权)人：东芝照明技术株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]