[发明专利]加热单元及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于例如印刷机中加热印刷纸以将碳粉热固定在印刷纸上的加热单元。特别是，涉及一种其基板由例如氮化铝(AlN)的陶瓷材料制成的加热单元。本发明还涉及一种制备这种加热单元的方法。

背景技术

在印刷过程中为了将碳粉(toner)热固定在印刷纸表面，通常将形成于光敏鼓表面上的碳粉图像转移到印刷纸上，然后用加热单元加热印刷纸，以便用加热单元所提供的热将碳粉固定在印刷纸上。这种固定方法通常与在压力下将印刷纸输送通过位于印刷纸后表面侧的加热单元和位于印刷纸主表面侧的压力辊之间同时进行。为有效地固定碳粉同时迅速输送印刷纸，有效的是增大能被加热单元加热的面积，换句话说，尽可能地增大沿印刷纸输送方向的加热宽度。

图7显示了出于这种观点设计的加热单元(例如，JP-A-2002-75599所公开)。加热单元X是方向与纸输送方向垂直的细长条形板。加热单元X用于加热印刷纸P，碳粉T已经被转移到该印刷纸上，并在压力辊R所提供的压力下得以保持，以使碳粉T固定在印刷纸P上。

图7所示的加热单元X包括主要由氮化铝(AlN)制成的陶瓷基板101、覆盖AlN基板主表面101a和后表面101b的氧化物层102、由银和钯组成并且形成于后表面101b上的发热电阻103、以及印刷成厚膜形式以覆盖发热电阻103的覆盖层104。在图7中，AlN基板如下定向：主表面101a位于图的上侧，后表面101b位于下侧。覆盖层104包括形成以覆盖发热电阻103的第一覆盖层141和形成以覆盖第一覆盖层141的第二覆盖层142。氧化物层102的形成是AlN基板101的主表面101a和后表面101b通过发热电阻103的烧结过程而氧化的结果。第一覆盖层141由结晶玻璃形成，第二覆盖层142由非结晶玻璃形成。尽管未显示，AlN基板的后表面101b还包括为发热电阻103供电的电极层。

在加热单元X中，当经由未显示的电极层向发热电阻103供电时，发热电阻103以预定的发热值发热。加热单元X中采用的AlN基板导热性很高，因此热量有效地传输到整个基板。因此，如图7所示，将发热电阻103置于AlN基板的后表面101b上，且在主表面101a上提供印刷纸P，使得AlN基板101的整个主表面101a均起到加热表面的作用，从而有效地加热了印刷纸P。另外，由于热量散布到整个AlN基板101上，AlN基板101可以防止由于内部温差而裂开或通过其它方式损坏。

当制造由此构造的加热单元X时，使发热电阻103烧结后，将璃浆印刷-烧结(print-sinter)，从而随后形成第一覆盖层141和第二覆盖层142。一经在AlN基板101上对玻璃浆进行印刷-烧结，使玻璃成分中的氧和AlN基板101中的氮发生反应，从而发泡。因此，在加热单元X中，通常使用具有多孔结构的结晶玻璃作为第一覆盖层141，以迅速排出泡沫。

然而，近年来，印刷设备也日渐需要加入对雷电过压(surge)的测量，而且加入到印刷设备如加热单元X中的零件需要有更高的耐压(withstand voltage)。尽管未显示，加热单元X的第二覆盖层142也配有控制加热单元X以促进印刷纸在AlN基板101主表面101a上通过的热敏电阻器、以及在由于某些原因而不能控制的时候切断电源的热敏开关和热熔保险丝。热敏电阻器、热敏开关和热熔保险丝通常包括金属部件。这种金属部件可以充当地线，使得在发热电阻103中由于开关或闪电而出现瞬变过压时，第一覆盖层141和第二覆盖层142遭受介质击穿。由于加热单元X采用经常具有多孔结构的结晶玻璃作为第一覆盖层141，不能期望有充分的绝缘性能，因此过压问题特别严重。

发明内容

由于前述情况提出本发明，其目的是提供一种能够达到更高耐压的加热单元，以及制造这种加热单元的方法。

本发明的第一方面提供了一种加热单元，其包括AlN基板；配置在AlN基板上的条状发热电阻；和发热电阻的保护层。保护层包括覆盖发热电阻的第一覆盖层、和覆盖第一覆盖层的第二覆盖层。第一覆盖层由结晶温度比玻璃软化点高50℃或更高的结晶玻璃或半结晶玻璃形成，而第二覆盖层由非结晶玻璃形成。