【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極構造、加熱体、加熱装置、及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、プリンタ・複写機・ファクシミリなどの画像形成装置において電子写真方式・静電記録方式等の適宜の作像手段にて記録材（転写材・感光紙・静電記録紙・印字用紙等）上に転写（間接）方式もしくは直接方式で形成担持させた未定着画像を熱定着する加熱定着装置としては、熱ローラ方式などの、熱効率、安全性が良好な接触加熱型の装置が広く知られている。
【０００３】
特に、近年では、省エネルギー推進の観点から、熱伝達効率が高く、装置の立上りも速い方式（オンデマンド）として、熱容量の小さなフィルムを介して被加熱材を加熱するフィルム加熱方式の加熱装置（特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７８７８、４−４４０７５〜４４０８３、４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等）が注目されており、実用化されている。
【０００４】
このフィルム加熱方式の加熱装置は、加熱体（以下、ヒータと記す）と、一方の面がこのヒータと摺動し、他方面が被加熱材と接して共に移動するフィルム（伝熱部材）と、を有し、前記フィルムを介したヒータからの熱により被加熱材を加熱する構成を基本的構成とするものであり、画像形成装置において未定着画像を形成担持させた記録材の面に該画像を永久固着画像として熱定着する加熱定着装置等として使用できる。また、画像を担持した記録材を加熱してツヤ等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着する像加熱装置等として使用できる。
【０００５】
このようなフィルム加熱方式の加熱装置は、ヒートローラ方式等の他の接触加熱型加熱装置との対比において、昇温の速い低熱容量のヒータや伝熱部材として薄肉のフィルムを用いることができるため短時間に加熱部の温度が所定に上昇するので、スタンバイ時にヒータへの通電加熱（予熱）を行なう必要がなく、被加熱材をすぐに通紙しても該被加熱材が加熱部に到達するまでに加熱体を所定温度まで十分に昇温させることができ、省電力化やウエイトタイムの短縮化（クイックスタート性、オンデマンド）が可能となる、画像形成装置等の本機の機内昇温を低めることができる等の有利点がある。
【０００６】
ヒータには一般にセラミックヒータが用いられる。図９はそのセラミックヒータの一例として、表面加熱型のアルミナヒータの例の構造模型図を示している。
（ａ）は途中部省略・一部切り欠きの表面図、（ｂ）は途中部省略の縦断側面図、（ｃ）は途中部省略の裏面図、（ｄ）は横断面図、（ｅ）は電極部側端部部分の拡大表面図、（ｆ）は電極部側端部部分の拡大側面図である。
【０００７】
このヒータ１１は、ヒータ基材としてのアルミナ基板１１ａと、並行２条の通電発熱抵抗体層１１ｂ・１１ｂと、各通電発熱抵抗体層の一端側に具備させた通電用電極部１１ｄ・１１ｄと、各通電発熱抵抗体層の他端側を電気的に導通させている繋ぎ電極部１１ｇと、低摩擦係数の薄肉のガラス保護層（表面保護ガラス）１１ｃとからなる。
【０００８】
アルミナ基板１１ａは、通紙方向と直交する方向を長手とする薄肉・細長の、電気絶縁性・良熱伝導性・低熱容量の部材である。
【０００９】
並行２条の通電発熱抵抗体層１１ｂ・１１ｂは、例えば銀パラジュウム（Ａｇ／Ｐｂ）・Ｔａ２Ｎ・銀ガラスフィラー混合体等の通電発熱抵抗体ペースト材を用い、これを上記アルミナ基板１１ａの表面側に基板長手に沿ってスクリーン印刷等により細帯状にパターン形成し焼成定着させた、例えば、厚み１０〜３０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度のものである。
【００１０】
通電用電極部１１ｄ・１１ｄと繋ぎ電極部１１ｇは、例えば、銀とガラスフィラーとの混合導電ペースト材を用い、これを上記アルミナ基板１１ａの表面側にスクリーン印刷等によりパターン形成し焼成定着させた、例えば厚み１０〜３０μｍ程度のものである。
【００１１】
薄肉ガラス保護層１１ｃは、並行２条の通電発熱抵抗体層１１ｂ・１１ｂ、通電用電極部１１ｄ・１１ｄから通電発熱抵抗体層１１ｂ・１１ｂへ至る電極延長部、繋ぎ電極部１１ｇの保護と絶縁性の確保のために、それ等の部分を覆わせてガラスペーストをスクリーン印刷等によりパターン形成し焼成定着させた、例えば厚み１０μｍ程度の薄肉絶縁性層である。
【００１２】
このヒータ１１は通電発熱抵抗体層１１ｂ・１１ｂを具備させた表面側をフィルムと対面するフィルム摺動面側として支持部材に固定支持させて加熱装置に組み込まれる。
【００１３】
上記のように装置に組み込まれたヒータ１１の通電用電極部１１ｄ・１１ｄ側にヒータコネクター（不図示）が嵌着され、ヒータコネクター側の通電端子部材（以下、接点ビームと記す）が通電用電極部１１ｄ・１１ｄに対して接触した状態になる。
【００１４】
そして、ヒータ駆動回路（不図示）から上記のヒータコネクターの接点ビームを介してヒータ１１の通電用電極部１１ｄ・１１ｄ間に給電されることで通電発熱抵抗体層１１ｂ・１１ｂが発熱してヒータ１１が迅速に昇温する。ヒータ１１の温度が不図示の温度検知手段で検知され、その検知温度情報がヒータ駆動回路にフィードバックされる。ヒータ駆動回路は温度検知手段で検知される温度が所定の温度に維持されるように通電発熱抵抗体層１１ｂ・１１ｂに対する供給電力を制御してヒータ１１を温調する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ヒータコネクターの接点ビームの先端はヒータ１１の通電用電極部１１ｄ・１１ｄ側に対する嵌着挿入時ヒータ１１の通電用電極部１１ｄ・１１ｄ中の接点エリア部αに接触し擦れならが挿入される。そのために通電用電極部１１ｄ・１１ｄ中の接点エリア部αには図９の（ｅ）や（ｆ）に示しているような傷（接点削れ）４２２ができてしまう。通常この傷４２２の深さは電極部１１ｄ・１１ｄの総厚みに対して１／２を超えてしまい、傷４２２の深さによっては接点不具合を起こしてしまう可能性がある。
【００１６】
この接点削れ４２２の弊害を防止する為に、図１０のように、ヒータコネクター１７側の接点ビーム２０ａの先端と、加熱装置側のヒータ支持部材１２に組み付けられているヒータ１１の通電用電極部１１ｄ・１１ｄとの間にＯＨＰシート２２のような硬質で薄いシートをはさみながら、ヒータコネクター１７を挿入し（図１０の（ａ）→（ｂ）→（ｃ））、挿入後に前記ＯＨＰシート２２を引き抜く（図１０の（ｄ））というような作業を行って慎重を期する場合があったが、この作業は前記ＯＨＰシート２２がしなってしまい作業がばらつき管理が難しく工程作業者にやさしい手段でないという欠点があった。
【００１７】
作業者にやさしい別の手段として、通電用電極部１１ｄ・１１ｄの構成材料に比較的硬度の高い銀パラジュームを含有する導電ペーストを用いることで、通電用電極部１１ｄ・１１ｄをより硬くして、ヒータコネクター１７側の接点ビーム２０ａとの擦れ傷４２２の発生を軽減する方法も取られており一般的である。
【００１８】
しかしながら、通電用電極部１１ｄ・１１ｄの構成材料として比較的硬度の高い銀パラジュームを含有する導電ペーストを用いる構成においては、パラジュームは非常に高価であるので銀以上にコストＵＰ要因になりやすい欠点と、通電用電極部１１ｄ・１１ｄが温度に対する抵抗値上昇率を大幅に上げてしまう傾向があるので、通電用電極部１１ｄ・１１ｄ自体が高温時自己発熱する傾向となり、パラジュームが入っていない導電ペースト、特に銀のみとガラスフィラーとの混合ペーストに比べて、通電用電極部１１ｄ・１１ｄ自体の到達温度はパラジューム含有の場合に数℃〜数１０℃高くなってしまうことが判明している。
【００１９】
この場合、加熱装置のヒータ支持部材としてのステイホルダーやフランジ部品等が溶けてしまったり、ヒータコネクターの性能保証温度を超えてしまったり、という弊害対策に苦労することとなる。
【００２０】
逆に、銀のみとガラスフィラーとの混合導電ペーストは上述の長所の反面、銀パラジュームを含有する導電ペーストよりも硬度が低くなってしまう傾向となり、通電用電極部１１ｄ・１１ｄの削れに対して強くする為ガラスフィラーの含有率を上げる方法もあるが、この場合通電用電極部１１ｄ・１１ｄとヒータコネクター１７の接点ビーム２０ａとの接触抵抗値が上昇してしまい、通電用電極部１１ｄ・１１ｄの高温焼け不具合の可能性を上げてしまう欠点がある。
【００２１】
本発明は、以上述べてきた課題を解消すること、すなわち、従来の導電ペーストの長所を生かし、短所を補う構成を実現することで、電極部の自己昇温対策と接点硬度ＵＰを両立させて、装置構成部品の過熱を防止すること、およびＯＨＰシートを使わずに作業性よく電極部の接点削れの防止を行うことを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記の構成を特徴とする、電極構造、加熱体、加熱装置、及び画像形成装置である。
【００２３】
（１）基材上に形成され、電気部品に導通している第１の電極部分と、この第１の電極部分と電気的に導通していて、通電端子部材が対応して接する第２の電極部分を有し、第１の電極部分は第２の電極部分に比べて導電抵抗値の対温度変化率が低い導電体で構成され、第２の電極部分は第１の電極部分に比べて高硬度の導電体で構成されていることを特徴とする電極構造。
【００２４】
（２）第１の電極部分の上に第２の電極部分が積層されて形成されていることを特徴とする（１）に記載の電極構造。
【００２５】
（３）第１の電極部分がパラジュウムを含有しない銀とガラスフィラーとの混合導電ペーストを焼成定着させた導電体パターンであり、第２の電極部分が銀パラジュウムを含有する導電ペーストを焼成定着させた導電体パターンであることを特徴とする（１）または（２）に記載の電極構造。
【００２６】
（４）ａ）基材と、ｂ）前記基材の面に形成された、通電により発熱する通電発熱抵抗体と、ｃ）前記基材の面に形成され、前記通電発熱抵抗体へ通電するための電極部と、を基本構成体とし、前記電極部は、前記通電発熱抵抗体に導通している第１の電極部分と、この第１の電極部分と電気的に導通していて、通電 用通電端子部材が対応して接する第２の電極部分を有し、第１の電極部分は第２の電極部分に比べて導電抵抗値の対温度変化率が低い導電体で構成され、第２の電極部分は第１の電極部分に比べて高硬度の導電体で構成されていることを特徴とする加熱体。
【００２７】
（５）第１の電極部分の上に第２の電極部分が積層されて形成されていることを特徴とする（４）に記載の加熱体。
【００２８】
（６）第１の電極部分がパラジュウムを含有しない銀とガラスフィラーとの混合導電ペーストを焼成定着させた導電体パターンであり、第２の電極部分が銀パラジュウムを含有する導電ペーストを焼成定着させた導電体パターンであることを特徴とする（４）または（５）に記載の加熱体。
【００２９】
（７）加熱体を有し、該加熱体の熱で被加熱材を加熱する加熱装置において、前記加熱体が（４）から（６）の何れかに記載の加熱体であることを特徴とする加熱装置。
【００３０】
（８）加熱体と、この加熱体を固定支持する支持部材と、一方の面が前記加熱体と摺動し、他方の面が被加熱材と接し共に移動するフィルムと、を有し、前記フィルムを介した前記加熱体からの熱により被加熱材を加熱する加熱装置において、前記加熱体が（４）から（６）の何れかに記載の加熱体であることを特徴とする加熱装置。
【００３１】
（９）記録材に未定着画像を形成担持させる作像手段と、記録材上の未定着画像を熱定着する加熱定着手段と、を有する画像形成装置において、前記加熱定着手段が（７）または（８）に記載の加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
【００３２】
【発明の実施の形態】
〈第１の実施例〉
（１）画像形成装置例
図１は画像形成装置例の構成略図である。本例の画像形成装置は電子写真プロセス利用のレーザプリンタである。
【００３３】
１は感光ドラムであり、ＯＰＣ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料がアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の素管上に形成されている。
【００３４】
感光ドラム１は矢印の方向に回転駆動され、まず、その表面は帯電装置としての帯電ローラ２によって一様帯電される。
【００３５】
次に、その回転感光ドラム１の一様帯電面に対してレーザスキャナユニット３によりレーザビーム走査露光Ｌが施されて画像情報の静電潜像が形成される。感光ドラム１に対するレーザビーム走査露光Ｌは画像情報に応じて点灯制御されたレーザビームがレーザスキャナユニット３内で回転するポリゴンミラーにより反射されてなされる。
【００３６】
この静電潜像は現像装置４で現像、可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法、ＦＥＥＤ現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。
【００３７】
トナー画像は、転写装置としての転写ローラ５により、給紙機構部から所定のタイミングで搬送された記録材（転写材）Ｐ上に感光ドラム１上より転写される。
【００３８】
記録材Ｐは給紙機構部の選択された上段または下段のカセット６から給紙ローラ６１によってピックアップされ、分離ローラ対６２で１枚分離給送され、給紙搬送路６３を経て、紙先端部を検知するレジストローラ対６４に送られ、感光ドラム１上の可視像であるトナー画像とタイミングを一致させた後、感光ドラム１と転写ローラ５との当接部である転写ニップに搬送されることになる。このとき記録材Ｐは感光ドラム１と転写ローラ５に一定の加圧力で挟持搬送される。
【００３９】
転写ニップでトナー画像が転写された記録材Ｐは感光ドラム１の面から分離されて定着装置７へと搬送され、永久画像として定着され、排紙ローラ対６５を経て、排紙トレイ８に排出されることになる。
【００４０】
一方、感光ドラム１上に残存する転写残りの残留トナーは、クリーニング部材９により感光ドラム表面より除去され、感光ドラム１は繰返して作像に供される。
【００４１】
（２）定着装置７
図２に定着装置７の要部の概略構成断面図を示した。図３は該装置の正面模型図である。
【００４２】
本例の定着装置７は、特開平４−４４０７５〜４４０８３、４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等に開示の、円筒状フィルムを用いた、フィルム加熱方式、加圧用回転体駆動方式（テンションレスタイプ）の加熱装置である。
【００４３】
１０は定着部材（定着ユニット）、１６は加圧部材としての弾性加圧ローラであり、両者１０・１６の圧接により定着ニップ部Ｎを形成させている。
【００４４】
定着部材１０は図２において紙面に垂直方向を長手とする部材であり、横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を有するステイホルダー（加熱体支持部材）１２と、このステイホルダー１２の下面に、該部材の長手に沿って設けた凹溝部に嵌め入れて固定して配設した、加熱体としてのセラミックヒータ１１と、該ヒータ１１を取り付けたステイホルダー１２にルーズに外嵌した円筒状の耐熱性の定着フィルム１３と、ステイホルダー１２内に挿入した補強ステイ１４と、ステイホルダー１２の両端部側にそれぞれ嵌着したフランジ部品１９（図３）等からなる。
【００４５】
セラミックヒータ１１は前述した図９と同様の表面加熱型のアルミナヒータであるからその再度の説明は省略する。ただし、電極部構造は異なるので、これについては後述する。
【００４６】
加圧ローラ１６は芯金の両端部を装置シャーシー（不図示）の手前側と奥側の側板間に軸受部材を介して回転自由に軸受保持させて配設してある。
【００４７】
定着部材１０は、この加圧ローラ１６の上側に、ヒータ１１側を下向きにして加圧ローラ１６に並行に配置し、ステイホルダー１２の両端部に嵌着したフランジ部材１９・１９部分をそれぞれ不図示の付勢バネにて加圧ローラ１６の軸線方向に押圧附勢することで、ヒータ１１の下向き面を定着フィルム１３を介して加圧ローラ１６の弾性層に該弾性層の弾性に抗して圧接させ、加熱定着に必要な所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させてある。
【００４８】
加圧ローラ１６は駆動系Ｍから回転力が伝達されることにより図２において矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。加圧ローラ１６の回転駆動による該加圧ローラ１６の外面と定着フィルム１３との、定着ニップ部Ｎにおける圧接摩擦力により円筒状の定着フィルム１３に回転力が作用して該定着フィルム１３がその内面側がヒータ１１の下向き面に密着して摺動しながらステイホルダー１２の外回りを矢印の反時計方向に従動回転状態になる。ヒータ１１の表面、ステイホルダー１２にはシリコングリースが塗布され、定着フィルム１３の内面との摺動性を良くしている。
【００４９】
フランジ部品１９・１９はステイホルダー１２と補強ステイ１４とを合体ホールドさせながら、回転する定着フィルム１３の端部を受止めて長手位置を規制し、該定着フィルムの軸線方向への寄り移動を規制する。
【００５０】
１７（図３）はヒータコネクターであり、ヒータ１１を組付けたステイホルダー１２の通電用電極部１１ｄ・１１ｄ側の端部に嵌着してある。図４の（ａ）はヒータコネクター１７の断面模型図、（ｂ）は嵌着状態の断面模型図である。ヒータコネクター１７は高耐熱性の樹脂ハウジング部１７ａと高耐熱性の通電端子部材である接点ビーム２０ａにより構成され、接点ビーム２０ａがヒータ１１の通電用電極部１１ｄ・１１ｄに対して弾性的に接触した状態になる。
【００５１】
そして、不図示のヒータ駆動回路（通電（温度）制御部）から上記のヒータコネクター１７の接点ビーム２０ａを介してヒータ１１の通電用電極部１１ｄ・１１ｄ間に給電されることで通電発熱抵抗体層１１ｂ・１１ｂが発熱してヒータ１１が迅速に昇温する。ヒータ駆動回路はヒータ裏面側に接触させて設けたサーミスタ等の温度検知手段１５（図２）で検知されるヒータ温度が所定のほぼ一定温度（定着温度）に維持されるように通電発熱抵抗層１１ｂ・１１ｂに対する通電を制御する。すなわちヒータ１１は所定の定着温度に加熱・温調される。
【００５２】
加圧ローラ１６が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム１３が従動回転状態になり、またヒータ１１に通電がなされ、該ヒータ１１が昇温して所定の温度に立ち上がり温調された状態において、定着ニップ部Ｎの定着フィルム１３と加圧ローラ１６との間に未定着トナー画像ｔを担持した記録材Ｐが導入され、定着ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐのトナー画像担持面側が定着フィルム１３の外面に密着してフィルム１３と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。
この挟持搬送過程において、ヒータ１１の熱が定着フィルム１３を介して記録材Ｐに付与され、記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔが記録材Ｐ上に加熱・加圧されて溶融定着される。
【００５３】
定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは定着フィルム１３から曲率分離され、排紙ローラ対６５を経て、排紙トレイ８に排出されることになる。
【００５４】
定着フィルム１３は、定着ニップ部Ｎにおいてヒータ１１の熱を効率よく被加熱材としての記録材Ｐに与えるため、厚みは２０〜７０μｍとかなり薄くしている。この定着フィルム１３はフィルム基層、プライマー層、離型性層の３層構成で構成されており、フィルム基層側がヒータ１１側であり、離型性層側が加圧ローラ１６側である。フィルム基層はヒータ１１のガラス保護層１１ｃより絶縁性の高いポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ等であり、耐熱性、高弾性を有している。また、フィルム基層により定着フィルム１３全体の引裂強度等の機械的強度を保っている。プライマー層は厚み２〜６μｍ程度の薄い層で形成されている。離型性層は定着フィルム１３に対するトナーオフセット防止層であり、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂を厚み１０μｍ程度に被覆して形成してある。
【００５５】
また、ステイホルダー１２は、例えば耐熱性プラスチック製部材より形成され、補強ステイ１４にて剛性補強され、ヒータ１１を保持するとともに定着フィルム１３の搬送ガイドも兼ねている。フランジ部品１９・１９はステイホルダー１２と同様に耐熱性樹脂で成形されるのが一般的である。
【００５６】
このような定着用の薄いフィルム１３を用いたフィルム加熱方式の加熱装置においては、セラミックヒータ１１の高い剛性のために弾性層を有している加圧ローラ１６がこれをフィルム１３を介して圧接させたヒータ１１の扁平下面にならって圧接部で扁平になって所定幅の定着ニップ部Ｎを形成し、定着ニップ部Ｎのみを加熱することでクイックスタートの加熱定着を実現している。
【００５７】
（３）ヒータ１１の電極部構造
図５の（ａ）は本実施例におけるヒータ１１の電極部側端部部分の拡大表面図、（ｂ）は同じく電極部側端部部分の拡大側面図である。
【００５８】
本実施例におけるヒータ１１の電極部１１ｄ・１１ｄはそれぞれ、
▲１▼．電気部品である通電発熱抵抗体１１ｂ・１１ｂと導通させて通電発熱抵抗体へ通電するための第１の電極部分１１ｄ（１）・１１ｄ（１）と、
▲２▼．この第１の電極部分１１ｄ（１）・１１ｄ（１）中の、前記ヒータコネクター１７の通電端子部材である接点ビーム２０ａが対応するエリア（接点エリア）α部において、第１の電極部分１１ｄ（１）・１１ｄ（１）の上に積層して形成具備させた第２の電極部分１１ｄ（２）・１１ｄ（２）と、
の２層構造である。
【００５９】
そして、第１の電極部分１１ｄ（１）・１１ｄ（１）は第２の電極部分１１ｄ（２）・１１ｄ（２）に比べて導電抵抗値の対温度変化率が低い傾向の導電体（低硬度であるが低ＴＣＲの導電体）で構成し、第２の電極部分１１ｄ（２）・１１ｄ（２）は第１の電極部分１１ｄ（１）・１１ｄ（１）に比べて高硬度の導電体（高ＴＣＲであるが高硬度の導電体）で構成してある。
【００６０】
より具体的には、第１の電極部分１１ｄ（１）・１１ｄ（１）をパラジュウムを含有しない銀とガラスフィラーとの混合導電ペーストを焼成定着させた導電体パターンにし、第２の電極部分１１ｄ（２）・１１ｄ（２）を銀パラジュウムを含有する導電ペーストを焼成定着させた導電体パターンにしてある。
【００６１】
第１の電極部分１１ｄ（１）・１１ｄ（１）にパラジュームを含まない銀とガラスフィラーからなる導電ペーストを用いて電極部を構成することによりパラジュームを含有する導電ペーストのみのときよりも該電極部分１１ｄ（１）・１１ｄ（１）の昇温を数℃〜数１０℃低減させることができる。
【００６２】
そして、この第１の電極部分１１ｄ（１）・１１ｄ（１）の、ヒータコネクター１７の通電端子部材である接点ビーム２０ａが対応するエリアαに限って第２の電極部分１１ｄ（２）・１１ｄ（２）として銀パラジュームを含有する導電ペーストを重ねて焼成定着させた２重構造としたことによりパラジュームを含まない銀とガラスフィラーからなる導電ペーストのみのときよりも接点ビーム２０ａが対応するエリアである第２の電極部分１１ｄ（２）・１１ｄ（２）の硬度を向上させて、ヒータコネクター挿入傷の深さがα部の総厚みに占める割合を１／４〜１／６程度にして、接点削れの問題を大幅に軽減することが出来た。
【００６３】
すなわち、第１の通電用電極部１１ｄ（１）には自己温度上昇要因低減に有利な銀とガラスフィラーの導電ペーストを用い、ヒータコネクター１７の接点ビーム２０ａが対応するα部には第２の電極部分１１ｄ（２）として硬度確保が容易な銀パラジュームを含有する導電ペーストを重ねた構成となり、ＯＨＰシートを使わず作業性改善型であり、なおかつ高価なパラジュームを通電用電極部１１ｄ全体使うよりも少量で済むので安価であり、上述した従来の導電ペーストの長所を生かし、短所を補う構成を実現することが可能となる。
【００６４】
〈第２の実施例〉
本実施例はヒータが裏面加熱型ＡｌＮヒータの場合である。
【００６５】
前記の従来例において、加熱装置の記録材が通過する加熱ニップ部の幅（有効発熱長さ領域）はレターサイズの記録材の縦送りができるように決められている。しかし、レターサイズの幅寸法よりかなり幅が狭い記録材（Ｂ５サイズ、Ａ５サイズ、はがき、封筒等）を通紙して画像定着する際には、記録材が通過していない加熱ニップ部分（非通紙領域）の温度上昇（非通紙部昇温現象）が連続で印字していくごとに激しくなり、ヒータの基板としてアルミナ基板が使用されている場合にはその基板が熱応力で破損したり、ヒータを保持している樹脂材料からなるステイホルダーの溶け、加圧ローラのゴム部分の破損などの問題を引き起こす場合がある。
【００６６】
上記問題点を改善するために、特開平９−８０９４０号公報に提案されているようなヒータ基板としてアルミナと比較して熱伝導率の大きいセラミック材料例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ：熱伝導率はアルミナの５〜１０倍）を用いたヒータとすることで、ヒータの長手方向の熱伝導を良くして、幅の狭い記録紙のスループットを向上する手段が考えられている。
【００６７】
このような高熱伝導セラミック材料で構成されたヒータは長手方向のみならず幅、厚み方向の熱伝導性も良好であることから、特性を生かして、通電発熱抵抗層をヒータ基板の裏面側（反加熱面側）に設けることによって、発熱の効率を向上させる（裏面加熱型ＡｌＮヒータ）構成（裏面加熱型ＡｌＮヒータ）が特開２０００−１０６２６５号公報に提案されている。この裏面加熱型ＡｌＮヒータは一般的にＡ４サイズ２０数枚／分以上の高スループットの画像形成装置等において早いファーストプリントかつ高品質な定着性実現のため非常に有効な手段として用いられる。
【００６８】
図６は裏面加熱型ＡｌＮヒータの例を示すもので、（ａ）は加熱体として裏面加熱型ＡｌＮヒータ１１Ａを用いたフィルム加熱方式の定着装置の定着ニップ部部分の拡大横断面模型図、（ｂ）は裏面加熱型ＡｌＮヒータ１１Ａの途中部省略・一部切り欠きの表面図、（ｃ）は途中部省略の縦断側面図、（ｄ）は途中部省略の裏面図、（ｅ）は横断面図である。
【００６９】
通電用電極部１１ｄ・１１ｄはＡｌＮヒータ基板１１ａの裏面側（通電発熱抵抗層１１ｂ・１１ｂ側）に設けてあり、この通電用電極部１１ｄ・１１ｄから通電発熱抵抗層１１ｂ・１１ｂに通電がなされる。
【００７０】
通電発熱抵抗層１１ｂ・１１ｂを形成したヒータ基板１１ａの裏面には裏面薄肉ガラス保護層１１ｃで被覆してある。温度検知手段１５はこの例の場合は裏面薄肉ガラス保護層１１ｃの面に加圧部材で圧接させて配設してある場合を想定している。
【００７１】
低摩擦係数の薄肉ガラス保護層である表面保護ガラス１１ｅをこの裏面加熱型ＡｌＮヒータ１１Ａの表面に対して配置して定着フィルム１３の回転性を改善処置している。
【００７２】
図７の（ａ）は上記の裏面加熱型ヒータ１１Ａに対するヒータコネクター１７の断面模型図、（ｂ）は嵌着状態の断面模型図である。
【００７３】
ヒータコネクター１７は、ハウジング１７ａと、通電端子である接点ビーム２０ａと、ヒータ押し上げビーム２０ｂとを有する。図中では各ビーム２０ａ及び２０ｂがハウジング１７ａにインサート成型されているが、もちろんハウジング１７ａと各ビーム２０ａ及び２０ｂを含めた端子部が別部品として構成されてもよい。
【００７４】
ヒータ押し上げビーム２０ｂは、裏面加熱型ＡｌＮヒータ１１Ａの場合、ヒータ１１Ａをスぺーサー部品２１を介してステイホルダー１２に押し当てることで厚み方向の位置決めをする役割を果している。これによりヒータコネクター１７の接点ビーム２０ａの接圧のばらつきを低減させている。
【００７５】
図８の（ａ）は本実施例における裏面加熱型ＡｌＮヒータ１１Ａの電極部側端部部分の拡大側面図、（ｂ）は同じく電極部側端部部分の拡大裏面図である。
【００７６】
本実施例の電極部構造も前記第１の実施例の表面加熱型アルミナヒータ１１の電極部構造と同様である。
【００７７】
すなわち、本実施例におけるヒータ１１Ａの電極部１１ｄ・１１ｄもそれぞれ、
▲１▼．電気部品である通電発熱抵抗体１１ｂ・１１ｂと導通させて通電発熱抵抗体へ通電するための第１の電極部分１１ｄ（１）・１１ｄ（１）と、
▲２▼．この第１の電極部分１１ｄ（１）・１１ｄ（１）中の、前記ヒータコネクター１７の通電端子部材である接点ビーム２０ａが対応するエリア（接点エリア）α部において、第１の電極部分１１ｄ（１）・１１ｄ（１）の上に積層して形成具備させた第２の電極部分１１ｄ（２）・１１ｄ（２）と、
の２層構造である。
【００７８】
そして、第１の電極部分１１ｄ（１）・１１ｄ（１）は第２の電極部分１１ｄ（２）・１１ｄ（２）に比べて導電抵抗値の対温度変化率が低い傾向の導電体（低硬度であるが低ＴＣＲの導電体）で構成し、第２の電極部分は第１の電極部分に比べて高硬度の導電体（高ＴＣＲであるが高硬度の導電体）で構成してある。
【００７９】
より具体的には、第１の電極部分１１ｄ（１）・１１ｄ（１）をパラジュウムを含有しない銀とガラスフィラーとの混合導電ペーストを焼成定着させた導電体パターンにし、第２の電極部分１１ｄ（２）・１１ｄ（２）を銀パラジュウムを含有する導電ペーストを焼成定着させた導電体パターンにしてある。
【００８０】
第１の電極部分１１ｄ（１）・１１ｄ（１）にパラジュームを含まない銀とガラスフィラーからなる導電ペーストを用いて電極部を構成することによりパラジュームを含有する導電ペーストのみのときよりも該電極部分１１ｄ（１）・１１ｄ（１）の昇温を数℃〜数１０℃低減させる。
【００８１】
そして、この第１の電極部分１１ｄ（１）・１１ｄ（１）の、ヒータコネクター１７の通電端子部材である接点ビーム２０ａが対応するエリアに限って第２の電極部分１１ｄ（２）・１１ｄ（２）として銀パラジュームを含有する導電ペーストを重ねて焼成定着させた２重構造としたことによりパラジュームを含まない銀とガラスフィラーからなる導電ペーストのみのときよりも接点ビーム２０ａが対応するエリアである第２の電極部分１１ｄ（２）・１１ｄ（２）の硬度を向上させて、ヒータコネクター挿入傷の深さがα部の総厚みに占める割合を１／４〜１／６程度にして、接点削れの問題を大幅に軽減することが出来た。
【００８２】
すなわち、第１の実施例の場合と同様の効果が得られた。
【００８３】
〈その他〉
１）フィルム加熱方式の加熱装置は、実施例のような加圧ローラ駆動方式、テンションフリータイプのフィルム加熱方式の装置に限られるものではなく、エンドレスフィルムの内周面に駆動ローラを設け、フィルムにテンションを加えながら駆動する装置構成のものにすることもできるし、フィルムを有端のウエブ状にして、これを走行移動させる装置構成のものにすることもできる。
【００８４】
２）加熱体１１は、ＳＵＳ材や金属材をヒータ基板とした平板型ヒータや異型湾曲ヒータとすることもできる。
【００８５】
３）第１と第２の通電用電極部１１ｄ（１）と１１ｄ（２）は実施例では積層タイプとしたが、互いに電気的に導通させて並べて配設した形態にすることもできる。
【００８６】
４）本発明の電極構造は実施例のフィルム加熱方式加熱装置のヒータの電極構造に限られず、通電端子部材を接触させる電極構造として広く適用して効果が得られる。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明によれば、従来の導電ペーストの長所を生かし、短所を補う構成を実現することで、電極部の自己昇温対策と接点硬度ＵＰを両立させて、装置構成部品の過熱を防止すること、およびＯＨＰシートを使わずに作業性よく電極部の接点削れの防止を行うことが出来、初期の目的が良く達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例における画像形成装置例の構成略図
【図２】定着装置（フィルム加熱方式）の要部の概略構成断面図
【図３】該装置の正面模型図
【図４】（ａ）はヒータコネクターの断面模型図、（ｂ）は嵌着状態の断面模型図
【図５】（ａ）は第１の実施例におけるヒータ（表面加熱型アルミナヒータ）の電極部側端部部分の拡大表面図、（ｂ）は同じく電極部側端部部分の拡大側面図
【図６】第２の実施例におけるヒータ（裏面加熱型ＡｌＮヒータ）の構造模型図
【図７】（ａ）はヒータコネクターの断面模型図、（ｂ）は嵌着状態の断面模型図
【図８】第２の実施例におけるヒータの電極部側端部部分の拡大側面図、（ｂ）は同じく電極部側端部部分の拡大表面図
【図９】従来のセラミックヒータの一例としての、表面加熱型のアルミナヒータ例の構造模型図
【図１０】ＯＨＰシートを用いた接点削れ防止要領図
【符号の説明】
１１，１１Ａ・・加熱体（セラミックヒータ）、１１ｄ（１）・・第１の電極部分、１１ｄ（２）・・第２の電極部分、１７・・ヒータコネクター、２０ａ・・通電端子部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrode structure, a heating body, a heating device, and an image forming device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, in an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, a facsimile, etc., a recording material (transfer material, photosensitive paper, electrostatic recording paper, printing paper, etc.) is used by an appropriate image forming means such as an electrophotographic system or an electrostatic recording system. As a heat fixing device for thermally fixing an unfixed image formed and supported by a transfer (indirect) method or a direct method on a contact heating type device having a good thermal efficiency and safety, such as a heat roller method, is widely known. Have been.
[0003]
In particular, in recent years, from the viewpoint of promoting energy saving, a film heating type heating device that heats a material to be heated through a film having a small heat capacity (on-demand) has a high heat transfer efficiency and a rapid start-up of the device (on-demand). JP-A-63-313182, JP-A-2-15778, 4-44075-44083, 4-20498-0204498, etc.) have attracted attention and have been put to practical use.
[0004]
This film heating type heating device includes a heating element (hereinafter, referred to as a heater), and a film (a heat transfer member) in which one surface slides with the heater and the other surface moves in contact with a material to be heated. Having a basic configuration in which the material to be heated is heated by the heat from the heater through the film, and the surface of the recording material on which the unfixed image is formed and carried in the image forming apparatus. It can be used as a heat fixing device for heat fixing an image as a permanent fixed image. Further, the present invention can be used as an image heating device for heating a recording material carrying an image to improve the surface properties such as luster, an image heating device for temporary attachment, and the like.
[0005]
Such a film heating type heating device can use a thin film as a low-heat-capacity heater or a heat-transfer member having a rapid temperature rise in comparison with other contact heating type heating devices such as a heat roller type. Since the temperature of the heating unit rises to a predetermined value in a short time, there is no need to perform energization heating (preheating) to the heater during standby, and even if the material to be heated passes immediately, the heated material reaches the heating unit. The temperature inside the machine such as an image forming apparatus can be sufficiently increased before the heating, so that power saving and shortening of the wait time (quick start property, on-demand) are possible. There are advantages such as the ability to lower the temperature.
[0006]
Generally, a ceramic heater is used as the heater. FIG. 9 shows a structural model diagram of an example of a surface heating type alumina heater as an example of the ceramic heater.
(A) is a front view in which a middle part is omitted / partially notched, (b) is a vertical side view in which a middle part is omitted, (c) is a rear view in which a middle part is omitted, (d) is a cross-sectional view, and (e). FIG. 3 is an enlarged surface view of an electrode portion side end portion, and FIG.
[0007]
The heater 11 includes an alumina substrate 11a as a heater base material, two parallel energizing heating resistor layers 11b and 11b, and energizing electrode portions 11d and 11d provided on one end side of each energizing heating resistor layer. And a connecting electrode portion 11g for electrically connecting the other end of each energized heating resistor layer, and a thin glass protective layer (surface protective glass) 11c having a low friction coefficient.
[0008]
The alumina substrate 11a is a thin and slender member having electrical insulation, good thermal conductivity, and low heat capacity, the length of which is a direction perpendicular to the paper passing direction.
[0009]
The two parallel current-carrying resistor layers 11b are made of, for example, silver palladium (Ag / Pb) .Ta. 2 A current-generating resistor paste material such as a mixture of N and silver glass filler was used, and this was formed into a narrow band pattern by screen printing or the like along the length of the substrate on the surface side of the alumina substrate 11a, and baked and fixed. It has a thickness of about 10 to 30 μm and a width of about 1 to 5 mm.
[0010]
The current-carrying electrode portions 11d and the connecting electrode portion 11g are formed, for example, by using a mixed conductive paste material of silver and glass filler, forming a pattern on the surface side of the alumina substrate 11a by screen printing or the like, and firing and fixing. For example, the thickness is about 10 to 30 μm.
[0011]
The thin glass protective layer 11c is provided with two parallel conductive heating resistor layers 11b, 11b, an electrode extension from the conductive electrode portions 11d, 11d to the conductive heating resistor layers 11b, 11b, and protection and insulation of the connecting electrode portion 11g. A thin insulating layer having a thickness of, for example, about 10 μm, which is formed by patterning a glass paste by screen printing or the like and fixing by firing in order to secure the property.
[0012]
The heater 11 is fixedly supported by a support member with the surface side provided with the current-generating heating resistor layers 11b, 11b as a film sliding surface side facing the film, and is incorporated in the heating device.
[0013]
A heater connector (not shown) is fitted to the energizing electrode portions 11d of the heater 11 incorporated in the apparatus as described above, and an energizing terminal member (hereinafter, referred to as a contact beam) on the heater connector side is used for energizing. A state is brought into contact with the electrode portions 11d.
[0014]
Then, power is supplied from a heater drive circuit (not shown) between the current-carrying electrode portions 11d of the heater 11 via the contact beam of the heater connector, and the current-carrying heat-generating resistor layers 11b generate heat. 11 quickly rises in temperature. The temperature of the heater 11 is detected by a temperature detector (not shown), and the detected temperature information is fed back to the heater drive circuit. The heater drive circuit controls the electric power supplied to the current-carrying heating resistor layers 11b so that the temperature detected by the temperature detecting means is maintained at a predetermined temperature, and controls the temperature of the heater 11.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
The tip of the contact beam of the heater connector is brought into contact with the contact area α in the current-carrying electrode portions 11d of the heater 11 when the heater 11 is fitted and inserted into the current-carrying electrode portions 11d. Therefore, a scratch (contact scraping) 422 as shown in FIGS. 9E and 9F is formed in the contact area α in the energizing electrode portions 11d. Usually, the depth of the flaw 422 exceeds 1/2 of the total thickness of the electrode portions 11d, and depending on the depth of the flaw 422, there is a possibility that a contact failure may occur.
[0016]
In order to prevent the adverse effect of the contact scraping 422, as shown in FIG. 10, the tip of the contact beam 20a on the heater connector 17 side and the energizing electrode part of the heater 11 assembled to the heater support member 12 on the heating device side. While inserting a hard and thin sheet like the OHP sheet 22 between the OHP sheet 11d and 11d, the heater connector 17 is inserted ((a) → (b) → (c) in FIG. 10), and after the insertion, the OHP sheet 22 is inserted. There is a case where a careful operation is performed by pulling out the OHP sheet (FIG. 10 (d)). However, in this operation, the OHP sheet 22 is deformed, the operation is difficult to manage, and the process is easy for the process operator. There was a disadvantage that it was not a means.
[0017]
As another means that is gentle to the worker, by using a conductive paste containing silver palladium having a relatively high hardness as a constituent material of the energizing electrode portions 11d and 11d, the energizing electrode portions 11d and 11d are hardened, A method of reducing the occurrence of scratches 422 with the contact beam 20a on the heater connector 17 side is also commonly used.
[0018]
However, in a configuration using a conductive paste containing silver palladium having a relatively high hardness as a constituent material of the current-carrying electrode portions 11d, the disadvantage that the palladium is extremely expensive is likely to be a cost UP factor more than silver. Since the energizing electrode portions 11d and 11d tend to greatly increase the rate of increase in resistance with respect to temperature, the energizing electrode portions 11d and 11d themselves tend to self-heat at high temperatures, and the conductive paste containing no palladium. In particular, it has been found that the temperature reached by the current-carrying electrode portions 11d and 11d becomes higher by several degrees to several tens degrees Celsius in the case of containing palladium as compared with a mixed paste of only silver and a glass filler.
[0019]
In this case, it is difficult to take measures against adverse effects such as melting of a stay holder, a flange part, and the like as a heater support member of the heating device, and exceeding a performance guarantee temperature of the heater connector.
[0020]
Conversely, the mixed conductive paste containing only silver and the glass filler has the above-mentioned advantages, but has a tendency to have a lower hardness than the conductive paste containing silver palladium. There is also a method of increasing the content of the glass filler to increase the strength. However, in this case, the contact resistance between the energizing electrode portions 11d and the contact beam 20a of the heater connector 17 increases, and the energizing electrode portions 11d and 11d are increased. However, there is a disadvantage that the possibility of high-temperature burning failure is increased.
[0021]
The present invention solves the above-mentioned problems, that is, by making use of the advantages of the conventional conductive paste and realizing a configuration that compensates for the disadvantages, it is possible to achieve both self-heating measures of the electrode portion and contact hardness UP. It is another object of the present invention to prevent overheating of the component parts of the device and to prevent the contact portions of the electrode portions from being scraped with good workability without using an OHP sheet.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an electrode structure, a heating body, a heating device, and an image forming apparatus having the following configurations.
[0023]
(1) A first electrode portion formed on a base material and electrically connected to an electric component, and a second electrode portion electrically connected to the first electrode portion and in which an energized terminal member contacts correspondingly. An electrode portion, wherein the first electrode portion is formed of a conductor having a lower rate of change in conductive resistance with respect to temperature than the second electrode portion, and the second electrode portion is formed of a conductive material having a lower resistance than the first electrode portion. An electrode structure comprising a conductor of high hardness.
[0024]
(2) The electrode structure according to (1), wherein the second electrode portion is formed by being stacked on the first electrode portion.
[0025]
(3) The first electrode portion is a conductor pattern obtained by firing and fixing a mixed conductive paste of silver and glass filler containing no palladium, and the second electrode portion is formed by firing and fixing a conductive paste containing silver palladium. The electrode structure according to (1) or (2), wherein the electrode structure is a conductive pattern.
[0026]
(4) a) a base material, b) an energized heating resistor formed on the surface of the base material and generating heat by energization, and c) energized to the energized heating resistor formed on the surface of the base material. A first electrode portion that is electrically connected to the energized heating resistor, and the first electrode portion is electrically connected to the first electrode portion. A second electrode portion which is in contact with the current-carrying terminal member, and the first electrode portion is made of a conductor having a lower rate of change in conductive resistance with respect to temperature than the second electrode portion; Wherein the electrode portion is made of a conductor having higher hardness than the first electrode portion.
[0027]
(5) The heating element according to (4), wherein the second electrode portion is formed by being stacked on the first electrode portion.
[0028]
(6) The first electrode portion is a conductor pattern formed by firing and fixing a mixed conductive paste of silver and glass filler containing no palladium, and the second electrode portion is formed by firing and fixing a conductive paste containing silver palladium. The heating element according to (4) or (5), wherein the heating element is a conductive pattern.
[0029]
(7) In a heating device having a heating body and heating the material to be heated by the heat of the heating body, the heating body is the heating body according to any one of (4) to (6). Heating equipment.
[0030]
(8) a heating member, a supporting member for fixedly supporting the heating member, and a film in which one surface slides with the heating member and the other surface comes into contact with the material to be heated and moves together; A heating apparatus for heating a material to be heated by heat from the heating body via a film, wherein the heating body is the heating body according to any one of (4) to (6).
[0031]
(9) In an image forming apparatus having image forming means for forming and carrying an unfixed image on a recording material and heat fixing means for thermally fixing the unfixed image on the recording material, the heat fixing means may be (7) or An image forming apparatus, which is the heating apparatus according to (8).
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
<First embodiment>
(1) Example of image forming apparatus
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus. The image forming apparatus of this example is a laser printer using an electrophotographic process.
[0033]
Reference numeral 1 denotes a photosensitive drum on which a photosensitive material such as OPC, amorphous Se, and amorphous Si is formed on a cylindrical tube made of aluminum, nickel, or the like.
[0034]
The photosensitive drum 1 is driven to rotate in the direction of the arrow, and its surface is first uniformly charged by a charging roller 2 as a charging device.
[0035]
Next, laser beam scanning exposure L is performed on the uniformly charged surface of the rotating photosensitive drum 1 by the laser scanner unit 3 to form an electrostatic latent image of image information. The laser beam scanning exposure L on the photosensitive drum 1 is performed by reflecting a laser beam whose lighting is controlled in accordance with image information by a polygon mirror rotating in the laser scanner unit 3.
[0036]
This electrostatic latent image is developed and visualized by the developing device 4. As a developing method, a jumping developing method, a two-component developing method, an FEED developing method, or the like is used, and a combination of image exposure and reversal developing is often used.
[0037]
The toner image is transferred from the photosensitive drum 1 onto a recording material (transfer material) P conveyed at a predetermined timing from a paper feed mechanism by a transfer roller 5 as a transfer device.
[0038]
The recording material P is picked up by a paper feed roller 61 from the upper or lower cassette 6 selected by the paper feed mechanism, separated and fed one by one by a pair of separation rollers 62, passed through a paper feed path 63, and fed to the leading edge of the paper. Is transferred to a registration roller pair 64 for detecting the toner image, and the timing is matched with a toner image as a visible image on the photosensitive drum 1, and then the toner image is conveyed to a transfer nip which is a contact portion between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 5. Will be. At this time, the recording material P is nipped and conveyed between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 5 with a constant pressing force.
[0039]
The recording material P on which the toner image has been transferred at the transfer nip is separated from the surface of the photosensitive drum 1 and is conveyed to the fixing device 7 where it is fixed as a permanent image, and is discharged to the discharge tray 8 via the discharge roller pair 65. Will be done.
[0040]
On the other hand, the transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1 is removed from the surface of the photosensitive drum by the cleaning member 9, and the photosensitive drum 1 is repeatedly used for image formation.
[0041]
(2) Fixing device 7
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a main part of the fixing device 7. FIG. 3 is a front model view of the device.
[0042]
The fixing device 7 of this embodiment is a film heating system using a cylindrical film and a rotating body driving system for pressing (tensionless type) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-44075-44083 and 4-20498-0204498. Heating device.
[0043]
Reference numeral 10 denotes a fixing member (fixing unit), and reference numeral 16 denotes an elastic pressure roller as a pressing member, which forms a fixing nip portion N by pressure contact between the two.
[0044]
The fixing member 10 is a member having a longitudinal direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2. The fixing member 10 has a heat-resistant / rigid stay holder (heater supporting member) 12 having a substantially semi-arc-shaped trough in cross section. On the lower surface, a ceramic heater 11 as a heating element, which is fitted and fixed in a concave groove provided along the longitudinal direction of the member, and a cylinder loosely fitted to a stay holder 12 to which the heater 11 is attached. A heat-resistant fixing film 13, a reinforcing stay 14 inserted into the stay holder 12, and flange parts 19 (FIG. 3) fitted to both ends of the stay holder 12, respectively.
[0045]
The ceramic heater 11 is a surface heating type alumina heater similar to that shown in FIG. However, since the electrode structure is different, this will be described later.
[0046]
The pressure roller 16 is disposed such that both ends of a cored bar are rotatably held between front and rear side plates of an apparatus chassis (not shown) via a bearing member.
[0047]
The fixing member 10 is disposed above the pressure roller 16 in parallel with the pressure roller 16 with the heater 11 side facing downward, and the flange members 19 and 19 fitted to both ends of the stay holder 12 are not fixed. By pressing and pressing the pressing roller 16 in the axial direction with the illustrated pressing spring, the downward surface of the heater 11 is pressed against the elastic layer of the pressing roller 16 via the fixing film 13 against the elasticity of the elastic layer. To form a fixing nip portion N having a predetermined width required for heat fixing.
[0048]
The pressure roller 16 is rotationally driven at a predetermined peripheral speed in a clockwise direction indicated by an arrow in FIG. The rotational force acts on the cylindrical fixing film 13 by the frictional contact between the outer surface of the pressing roller 16 and the fixing film 13 at the fixing nip portion N by the rotational driving of the pressing roller 16, and the fixing film 13 is removed. While the inner surface side is in close contact with the downward surface of the heater 11 and slides, the outer periphery of the stay holder 12 is driven and rotated in a counterclockwise direction indicated by an arrow. Silicon grease is applied to the surface of the heater 11 and the stay holder 12 to improve the slidability with the inner surface of the fixing film 13.
[0049]
The flange parts 19, 19 hold the end of the rotating fixing film 13 while holding the stay holder 12 and the reinforcing stay 14 together and regulate the longitudinal position, thereby restricting the shifting of the fixing film in the axial direction. I do.
[0050]
Reference numeral 17 (FIG. 3) denotes a heater connector, which is fitted to an end of the stay holder 12 on which the heater 11 is mounted, on the side of the current-carrying electrodes 11d. 4A is a cross-sectional model diagram of the heater connector 17, and FIG. 4B is a cross-sectional model diagram of a fitted state. The heater connector 17 includes a resin housing portion 17a having high heat resistance and a contact beam 20a as a current-carrying terminal member having high heat resistance. The contact beam 20a elastically contacts the current-carrying electrode portions 11d of the heater 11. It will be in a state of having done.
[0051]
Then, power is supplied from a heater drive circuit (not shown) (power supply (temperature) control unit) between the power supply electrode parts 11d of the heater 11 via the contact beam 20a of the heater connector 17 so that the power supply heating resistor The layers 11b and 11b generate heat, and the heater 11 quickly rises in temperature. The heater driving circuit is provided with a heating and heating resistor layer so that the heater temperature detected by the temperature detecting means 15 (FIG. 2) such as a thermistor provided in contact with the back surface of the heater is maintained at a predetermined substantially constant temperature (fixing temperature). The power supply to 11b is controlled. That is, the heater 11 is heated and adjusted to a predetermined fixing temperature.
[0052]
The pressure roller 16 is driven to rotate, whereby the cylindrical fixing film 13 is driven to rotate, the heater 11 is energized, and the temperature of the heater 11 rises to a predetermined temperature, and the temperature is controlled. In this state, the recording material P carrying the unfixed toner image t is introduced between the fixing film 13 and the pressure roller 16 in the fixing nip N, and the toner image carrying surface side of the recording material P is fixed in the fixing nip N. The fixing nip N is conveyed together with the film 13 in close contact with the outer surface of the film 13.
In the nipping and conveying process, the heat of the heater 11 is applied to the recording material P via the fixing film 13, and the unfixed toner image t on the recording material P is heated and pressed on the recording material P to be fused and fixed. .
[0053]
The recording material P that has passed through the fixing nip portion N is separated from the fixing film 13 by a curvature, and is discharged to the discharge tray 8 via the discharge roller pair 65.
[0054]
The fixing film 13 has a considerably small thickness of 20 to 70 μm in order to efficiently apply heat of the heater 11 to the recording material P as a material to be heated in the fixing nip portion N. The fixing film 13 has a three-layer structure including a film base layer, a primer layer, and a release layer. The film base layer side is the heater 11 side, and the release layer side is the pressure roller 16 side. The film base layer is made of polyimide, polyamideimide, PEEK, or the like having higher insulating properties than the glass protective layer 11c of the heater 11, and has heat resistance and high elasticity. Further, the mechanical strength such as the tear strength of the entire fixing film 13 is maintained by the film base layer. The primer layer is formed as a thin layer having a thickness of about 2 to 6 μm. The release layer is a toner offset preventing layer for the fixing film 13 and is formed by coating a fluororesin such as PFA, PTFE, FEP or the like to a thickness of about 10 μm.
[0055]
Further, the stay holder 12 is formed of, for example, a heat-resistant plastic member, is rigidly reinforced by a reinforcing stay 14, holds the heater 11, and also serves as a conveyance guide of the fixing film 13. The flange parts 19 are generally formed of a heat-resistant resin like the stay holder 12.
[0056]
In such a heating device of the film heating type using the thin film 13 for fixing, a pressing roller 16 having an elastic layer due to the high rigidity of the ceramic heater 11 presses the pressing roller 16 through the film 13. Following the flat lower surface of the heated heater 11, the flattening is performed at the pressure contact portion to form a fixing nip portion N having a predetermined width, and only the fixing nip portion N is heated, thereby realizing quick-start heat fixing.
[0057]
(3) Electrode structure of heater 11
FIG. 5A is an enlarged surface view of the electrode portion side end portion of the heater 11 in the present embodiment, and FIG. 5B is an enlarged side view of the electrode portion side end portion.
[0058]
The electrode portions 11d of the heater 11 in this embodiment are respectively
▲ 1 ▼. First electrode portions 11d (1) and 11d (1) for conducting electricity to the current-generating heating resistors 11b, 11b, which are electric components,
▲ 2 ▼. In an area (contact area) α of the first electrode portions 11d (1) and 11d (1) corresponding to the contact beam 20a which is a current-carrying terminal member of the heater connector 17, the first electrode portion 11d ( 1) second electrode portions 11d (2) and 11d (2) formed by lamination on 11d (1);
Is a two-layer structure.
[0059]
The first electrode portions 11d (1) and 11d (1) have a conductor (low resistance) in which the rate of change in conductive resistance with respect to temperature tends to be lower than that of the second electrode portions 11d (2) and 11d (2). The second electrode portions 11d (2) and 11d (2) have higher hardness than the first electrode portions 11d (1) and 11d (1). It is composed of a body (a conductor having high TCR but high hardness).
[0060]
More specifically, the first electrode portions 11d (1) and 11d (1) are formed into a conductor pattern obtained by sintering and fixing a mixed conductive paste of silver and glass filler containing no palladium, (2) 11d (2) is a conductor pattern obtained by firing and fixing a conductive paste containing silver palladium.
[0061]
The first electrode portions 11d (1) and 11d (1) are formed of an electrode portion using a conductive paste made of silver and glass filler not containing palladium. The temperature rise of the portions 11d (1) and 11d (1) can be reduced by several degrees to several tens degrees Celsius.
[0062]
The second electrode portions 11d (2) and 11d (1) are limited to an area α of the first electrode portions 11d (1) and 11d (1) corresponding to the contact beam 20a which is a current-carrying terminal member of the heater connector 17. (2) As a double structure in which a conductive paste containing silver palladium is superposed and baked and fixed, an area corresponding to the contact beam 20a is larger than a case where only the conductive paste containing silver and glass filler without palladium is used. By improving the hardness of certain second electrode portions 11d (2) and 11d (2), the ratio of the depth of the heater connector insertion flaw to the total thickness of the α portion is about 1/4 to 1/6, The problem of contact scraping was greatly reduced.
[0063]
That is, a conductive paste of silver and glass filler, which is advantageous for reducing the self-temperature rise factor, is used for the first current-carrying electrode portion 11d (1), and the α portion corresponding to the contact beam 20a of the heater connector 17 is the second portion. The electrode portion 11d (2) has a configuration in which a conductive paste containing silver palladium, which is easy to secure hardness, is laminated, and the workability is improved without using an OHP sheet. In addition, since only a small amount is required, it is inexpensive, and it is possible to realize a configuration that makes use of the advantages of the conventional conductive paste described above and compensates for the disadvantages.
[0064]
<Second embodiment>
In this embodiment, the heater is a backside heating type AlN heater.
[0065]
In the above-mentioned conventional example, the width of the heating nip portion (effective heating length area) through which the recording material of the heating device passes is determined so that a letter-size recording material can be fed vertically. However, when a recording material (B5 size, A5 size, postcard, envelope, or the like) that is considerably narrower than the width of the letter size is passed through to fix an image, the heating nip portion where the recording material does not pass (non- The temperature rise in the paper passing area (the temperature rise phenomenon in the non-paper passing area) increases with each successive printing, and if an alumina substrate is used as a heater substrate, the substrate may be damaged by thermal stress. Or melting of the stay holder made of a resin material holding the heater, and damage to the rubber portion of the pressure roller.
[0066]
In order to improve the above problem, as a heater substrate proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-80940, a ceramic material having a higher thermal conductivity than alumina, for example, aluminum nitride (AlN; (5 to 10 times) to improve the heat conduction in the longitudinal direction of the heater and improve the throughput of narrow recording paper.
[0067]
A heater made of such a high heat conductive ceramic material has good thermal conductivity not only in the longitudinal direction but also in the width and thickness directions. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-106265 proposes a configuration (backside heating type AlN heater) in which the heat generation efficiency is improved (backside heating type AlN heater) by being provided on the heating surface side. This backside heating type AlN heater is generally used as a very effective means for realizing fast first print and high quality fixing property in an image forming apparatus or the like having an A4 size of 20 sheets / minute or more.
[0068]
FIG. 6 shows an example of a backside heating type AlN heater. FIG. 6 (a) is an enlarged cross-sectional model view of a fixing nip portion of a film heating type fixing device using a backside heating type AlN heater 11A as a heating element. b) is a front view of the backside heating type AlN heater 11A with the middle part omitted / partially notched, (c) is a longitudinal side view with the middle part omitted, (d) is a rear view with the middle part omitted, and (e) is transverse. FIG.
[0069]
The energizing electrode portions 11d are provided on the back side of the AlN heater substrate 11a (on the side of the energizing heat generating resistive layers 11b and 11b), and electric current is supplied from the energizing electrode portions 11d and 11d to the energizing heat generating resistive layers 11b and 11b. You.
[0070]
The back surface of the heater substrate 11a on which the heat-generating resistance layers 11b are formed is covered with a thin back glass protective layer 11c. In this case, it is assumed that the temperature detecting means 15 is disposed by being pressed against the surface of the backside thin glass protective layer 11c with a pressing member.
[0071]
The surface protective glass 11e, which is a thin glass protective layer having a low coefficient of friction, is disposed on the surface of the backside heating type AlN heater 11A to improve the rotation of the fixing film 13.
[0072]
FIG. 7A is a cross-sectional model diagram of the heater connector 17 with respect to the back-side heating type heater 11A, and FIG. 7B is a cross-sectional model diagram of a fitted state.
[0073]
The heater connector 17 has a housing 17a, a contact beam 20a that is an energizing terminal, and a heater push-up beam 20b. Although the beams 20a and 20b are insert-molded in the housing 17a in the drawing, the housing 17a and the terminal portion including the beams 20a and 20b may be formed as separate parts.
[0074]
In the case of the backside heating type AlN heater 11A, the heater push-up beam 20b plays a role of positioning in the thickness direction by pressing the heater 11A against the stay holder 12 via the spacer component 21. This reduces the variation in the contact pressure of the contact beam 20a of the heater connector 17.
[0075]
FIG. 8A is an enlarged side view of the electrode portion side end portion of the backside heating type AlN heater 11A in the present embodiment, and FIG. 8B is an enlarged rear view of the electrode portion side end portion.
[0076]
The electrode structure of this embodiment is the same as the electrode structure of the surface heating type alumina heater 11 of the first embodiment.
[0077]
That is, the electrode portions 11d of the heater 11A in this embodiment are also
▲ 1 ▼. First electrode portions 11d (1) and 11d (1) for conducting electricity to the current-generating heating resistors 11b, 11b, which are electric components,
▲ 2 ▼. In an area (contact area) α of the first electrode portions 11d (1) and 11d (1) corresponding to the contact beam 20a which is a current-carrying terminal member of the heater connector 17, the first electrode portion 11d ( 1) second electrode portions 11d (2) and 11d (2) formed by lamination on 11d (1);
Is a two-layer structure.
[0078]
The first electrode portions 11d (1) and 11d (1) have a conductor (low resistance) in which the rate of change in conductive resistance with respect to temperature tends to be lower than that of the second electrode portions 11d (2) and 11d (2). The second electrode portion is made of a conductor having a higher hardness (a conductor having a high TCR but a high hardness) as compared with the first electrode portion. .
[0079]
More specifically, the first electrode portions 11d (1) and 11d (1) are formed into a conductor pattern obtained by sintering and fixing a mixed conductive paste of silver and glass filler containing no palladium, (2) 11d (2) is a conductor pattern obtained by firing and fixing a conductive paste containing silver palladium.
[0080]
The first electrode portions 11d (1) and 11d (1) are formed of an electrode portion using a conductive paste made of silver and glass filler not containing palladium. The temperature rise of the portions 11d (1) and 11d (1) is reduced by several degrees to several tens degrees.
[0081]
The first electrode portions 11d (1) and 11d (1) are limited to the area corresponding to the contact beam 20a, which is the current-carrying terminal member of the heater connector 17, and the second electrode portions 11d (2) and 11d ( 2) As a double structure in which the conductive paste containing silver palladium is stacked and fixed by firing, the contact beam 20a is an area corresponding to the contact beam 20a compared to the case where only the conductive paste made of silver and glass filler without palladium is used. The hardness of the second electrode portions 11d (2) and 11d (2) is improved so that the ratio of the depth of the heater connector insertion flaw to the total thickness of the α portion is about ４ to 、, and The problem of shaving was greatly reduced.
[0082]
That is, the same effect as that of the first embodiment was obtained.
[0083]
<Others>
1) The heating device of the film heating system is not limited to the device of the pressure roller driving system and the tension-free film heating system as in the embodiment, and a driving roller is provided on the inner peripheral surface of the endless film, The device may be configured to drive while applying tension to the device, or may be configured to make the film into an end-shaped web and travel and move the film.
[0084]
2) The heating element 11 may be a flat-plate type heater using a SUS material or a metal material as a heater substrate or a modified curved heater.
[0085]
3) Although the first and second current-carrying electrode portions 11d (1) and 11d (2) are of a laminated type in the embodiment, they may be arranged so as to be electrically connected to each other and arranged side by side.
[0086]
4) The electrode structure of the present invention is not limited to the electrode structure of the heater of the film heating type heating apparatus of the embodiment, but can be widely applied as an electrode structure for contacting a current-carrying terminal member, and the effect can be obtained.
[0087]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by taking advantage of the advantages of the conventional conductive paste and realizing a configuration that compensates for the disadvantages, the self-heating countermeasure of the electrode portion and the contact hardness UP are compatible, and the overheating of the component parts of the device is achieved. This can prevent the contact of the electrode portion from being scraped with good workability without using the OHP sheet, and the initial purpose can be achieved well.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a main part of a fixing device (film heating method).
FIG. 3 is a front view of the apparatus.
4A is a cross-sectional model diagram of a heater connector, and FIG. 4B is a cross-sectional model diagram of a fitted state.
FIG. 5A is an enlarged surface view of an electrode-side end portion of the heater (surface-heating-type alumina heater) according to the first embodiment, and FIG.
FIG. 6 is a structural model diagram of a heater (backside heating type AlN heater) in a second embodiment.
7A is a cross-sectional model diagram of a heater connector, and FIG. 7B is a cross-sectional model diagram of a fitted state.
FIG. 8 is an enlarged side view of an electrode-portion-side end portion of the heater according to the second embodiment, and FIG. 8B is an enlarged surface view of the electrode-portion-side end portion;
FIG. 9 is a structural model diagram of an example of a surface heating type alumina heater as an example of a conventional ceramic heater.
FIG. 10 is a diagram showing how to prevent contact scraping using an OHP sheet.
[Explanation of symbols]
11, 11A ··· heating element (ceramic heater), 11d (1) ··· first electrode part, 11d (2) ··· second electrode part, 17 ··· heater connector, 20a ··· energizing terminal part
