(57)【要約】【課題】  電極の面積を減らすことで、ヒータの小型化ならびに低コスト化を図る。【解決手段】  絶縁性の基板と、基板上に形成された発熱体と、発熱体と接続されており発熱体に電力を供給するための電気接点部材が接続される電極と、発熱体を覆う絶縁層と、を有するヒータにおいて、基板の平面の鉛直方向に関し、電極の表面が絶縁層の表面と同じ高さ又は絶縁層の表面よりも突出している。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の基板と、前記基板上に形成された発熱体と、前記発熱体と接続されており前記発熱体に電力を供給するための電気接点部材が接続される電極と、前記発熱体を覆う絶縁層と、を有するヒータにおいて、
前記基板の平面の鉛直方向に関し、前記電極の表面が前記絶縁層の表面と同じ高さ又は前記絶縁層の表面よりも突出していることを特徴とするヒータ。
【請求項２】
前記ヒータは前記電極を複数有し、少なくとも一つの前記電極の表面が前記絶縁層の表面と同じ高さ又は前記絶縁層の表面よりも突出していることを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のヒータを有することを特徴とする像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真記録方式の画像形成装置に搭載する定着器、或いは記録材上の定着済みトナー画像を再度加熱することによりトナー画像の光沢度を向上させる光沢付与装置、等の像加熱装置に関する。また、この像加熱装置に用いられるヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
像加熱装置に用いられるヒータとして、セラミック製の基板上に発熱抵抗体（以下、発熱体と称する）を形成したセラミックヒータがある。
【０００３】
特許文献１には、セラミック基板上の導電体と発熱体をガラス等の絶縁体（以下、絶縁層と称する）で覆い、絶縁体で覆われていない電極に給電用のコネクタを接続する構成が開示されている。
【０００４】
図７（Ａ）は比較例のヒータの平面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＹ−Ｙ断面図（領域Ｗの拡大図）である。ヒータ３０には基板３５上に発熱体３１と導電体３３が形成されている。また、導電体３３上と接続された電極３２が形成されている。絶縁層３４は、電極３２の一部と発熱体３１および導電体３３とを覆っている。給電用のコネクタに設けられた電気接点部材３６は、電極３２と接触する。絶縁層３４は発熱体３１や導電体３３を覆わなければならないため、基板３５から絶縁層３４の表面までの高さＨ１は、基板３５から電極３２の表面までの高さＨ２より大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１６８５４２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、電極３２の表面が絶縁層３４の表面より低くなっている。したがって、所定の接点圧が確保できるように電気接点部材３６を電極３２に当接させるには、電気接点部材３６が絶縁層３４と接触しないように電気接点部材３６の大きさを電極３２の領域内に収める必要があった。しかしながら、電気接点部材３６の小型化、部品精度アップ、ヒータに対する嵌合精度アップ等には限界がある。そのため、電気接点部材３６を電極に確実に接触させるためには電極３２の面積を所定量確保しなければならず、ヒータ３０の小型化を図ることが難しかった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するものであり、電極の面積を小さくし、ヒータの小型化および低コスト化を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するための本発明は、絶縁性の基板と、前記基板上に形成された発熱体と、前記発熱体と接続されており前記発熱体に電力を供給するための電気接点部材が接続される電極と、前記発熱体を覆う絶縁層と、を有するヒータにおいて、前記基板の平面の鉛直方向に関し、前記電極の表面が前記絶縁層の表面と同じ高さ又は前記絶縁層の表面よりも突出していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電極の面積を小さくし、ヒータの小型化および低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】定着装置の断面図
【図２】実施例１のヒータの構成図
【図３】実施例１のヒータに電気接点部材を接続した状態の図
【図４】電極の変形例を示した図
【図５】実施例２のヒータの構成図
【図６】実施例２のヒータ駆動回路図
【図７】比較例のヒータの構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施例１）
図１は定着装置２００の断面図である。定着装置２００は、筒状のフィルム２１１と、フィルム２１１の内面に接触するヒータ３００と、フィルム２１１を介してヒータ３００と共に定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ（ニップ部形成部材）２２０と、を有する。フィルム２１１のベース層の材質は、ポリイミド等の耐熱樹脂、またはステンレス等の金属である。加圧ローラ２２０は、鉄やアルミニウム等の材質で形成された芯金２２１と、シリコーンゴム等の材質で形成された弾性層２２２を有する。ヒータ３００は耐熱樹脂製の保持部材２１２に保持されている。保持部材２１２は不図示のバネ等によって金属製のステイ２１３を介して加圧ローラ２２０方向に加圧されている。加圧ローラ２２０は不図示のモータから動力を受けることで矢印方向に回転する。フィルム２１１は加圧ローラ２２０の回転に従動して回転する。未定着トナー画像が形成された記録材Ｐは、定着ニップ部Ｎで挟持搬送されつつ加熱されて定着処理される。
【００１２】
次に、実施例１のヒータ３００の構成について図２を用いて説明する。図２（Ａ）は、ヒータの平面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２（Ａ）に示すように、セラミック製の基板３０５には発熱体３０１が基板の長手方向に沿って設けられている。発熱体３０１には、商用の交流電源から、電極３０２と導電体３０３を介して電力が供給される。また、ヒータ３００はガラス等の材質で形成された絶縁層３０４によって保護されている。このように、ヒータ３００は、絶縁性の基板と、基板上に形成された発熱体と、発熱体と接続されており発熱体に電力を供給するための電気接点部材が接続される電極と、発熱体を覆う絶縁層と、を有する。
【００１３】
絶縁層３０４は、電極３０２を除いて、導電体３０３および発熱体３０１を覆っている。図２（Ｂ）中のＨ１は基板３０５の表面から絶縁層３０４の表面までの高さ、Ｈ２は基板３０５の表面から電極３０２の表面までの高さ、Ｈ３は基板３０５の表面から導電体３０３の表面までの高さを示している。このように、本例のヒータ３００は電極３０２の表面が絶縁層３０４の表面から突出している。この構成により、電極３０２に電気接点部材を当接させる際に絶縁層３０４が邪魔にならない。よって、電極３０２の幅（ヒータの長手方向における幅）を狭くしても、電気接点部材を電極３０２に確実に当接させることができる。また、電極３０２の幅を狭くできるので、基板３０５の長さを短くできるメリットもある。図２（Ａ）中のＳＤはサイズダウンした領域を示している。なお、本実施例では、導電体３０３上に電極３０２が形成されており、共に銀を使用している。
【００１４】
図３（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施例のヒータを使用した時の電極３０２と電気接点部材３０６との関係を示した図である。図３（Ａ）は、ヒータの平面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。また、図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）中の波線部Ｃを拡大した図である。
【００１５】
図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、電極３０２に電気接点部材３０６を接続することで、商用の交流電源から発熱体３０４に電力を供給可能になっている。本実施例のヒータを用いれば、図３（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、電気接点部材３０６を絶縁層３０４の上にオーバーラップするように配置することができる。すなわち、電極３０２の表面は絶縁層３０４の表層３０４Ｓよりも高い位置にあるので、電気接点部材３０６を絶縁層３０４の上にオーバーラップさせても、電気接点部材３０６を電極３０２に向けて加圧すれば確実に所定の接点圧を確保することができる。
【００１６】
本実施例では、電極３０２の表面を絶縁層の表面３０４Ｓよりも突出させる構成を説明したが、図４（Ｂ）に示すように同一の高さでもよい。また、図４（Ａ）のように、電極３０２の一部が絶縁層の表面３０４Ｓよりも突出する構成でもよい。
【００１７】
本実施例では電極３０２を１種類の材質で構成されたものとしているが、電極３０２を構成する材質は２種類以上であっても構わない。電極３０２に使用する材質は、腐食性もしくは導電性に優れた金属、例えば、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｓｎや、これらを含む合金が好ましい。また、電極３０２の形成方法は、めっき、接着、溶接、溶射、印刷など、手段を限定するものではない。また、電極３０２を導電体３０３に対して必ずしも固定する必要はない。電気接点部材３０６の加圧力を用いて、電極３０２を電気接点部材３０６と導電体３０３の間（又は、電気接点部材３０６と基板３０５の間）に挟持する構成としてもよい。
【００１８】
以上説明したように、本実施例のヒータは、基板の平面の鉛直方向に関し、電極の表面が絶縁層の表面と同じ高さ又は絶縁層の表面よりも突出している。この構成により電極の面積を小さくでき、ヒータの小型化ならびに低コスト化を図ることができる。
【００１９】
（実施例２）
図５は実施例２におけるヒータ構成を示した図である。図５に示すヒータ３１０は、実施例１のヒータ３００に対して、発熱体３０１、電極３０２、導電体３０３の構成が異なっている。図５（Ａ）はヒータ３１０の裏面（フィルムと接触する面とは反対側）を示した図、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＤ−Ｄ断面図、図５（Ｃ）はヒータの各層を示した図である。図６はヒータ３１０の駆動回路図である。
【００２０】
ヒータ３１０の裏面層１には、基板３１５上にヒータ３１０の長手方向に沿って第１導電体３１３が設けられている。また、基板３１５上に第１導電体３１３とはヒータ３１０の短手方向で異なる位置でヒータ３１０の長手方向に沿って第２導電体３１４が設けられている。第１導電体３１３は、記録材Ｐの搬送方向の上流側に配置された導電体３１３ａと、下流側に配置された導電体３１３ｂに分離されている。第２導電体３１４は、ヒータ３１０の長手方向に沿って３つ（３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃ）に分割されている。また、ヒータ３１０は、第１導電体３１３と第２導電体３１４との間に、第１導電体３１３と第２導電体３１４とを介して電力が供給され発熱する発熱体３１１が設けられている。ヒータ３１０の裏面層２には、発熱体３１１と導電体３１３および導電体３１４を覆う絶縁層（ガラス層）３１６が設けられている。さらに、ヒータ３１０の摺動面層には、摺動性のあるガラスやポリイミド等のコーティングによる表面保護層３１７が設けられている。
【００２１】
図５（Ｃ）を用いて、ヒータ３１０の各層に関して詳細を説明する。ヒータ３１０は、裏面層１に第１導電体３１３と第２導電体３１４と発熱体３１１の組からなる発熱ブロックをヒータ３１０長手方向で３つ有する。第１発熱ブロックは、第１導電体３１３と、発熱体３１１ａ、３１１ｄと、第２導電体３１４ａで構成されている。第２発熱ブロックは、第１導電体３１３と、発熱体３１１ｂ、３１１ｅと、第２導電体３１４ｂで構成されている。第３発熱ブロックは、第１導電体３１３と、発熱体３１１ｃ、３１１ｆと、第２導電体３１４ｃで構成されている。
【００２２】
交流電源４０１から第２発熱ブロックへの給電は、トライアック４１６を制御することにより制御される。また、交流電源４０１から第１及び第３発熱ブロックへの給電は、トライアック４２６を制御することにより制御される。トライアック４１６はＣＰＵ４２０から出力されるＦＵＳＥＲ１信号に応じて駆動する。トライアック４２６はＣＰＵ４２０から出力されるＦＵＳＥＲ２信号に応じて駆動する。ＣＰＵ４２０はヒータ温度情報や記録材サイズ情報に応じてＦＵＳＥＲ１信号やＦＵＳＥＲ２信号を出力する。なお、４４０はリレーであり、ＣＰＵ４２０がリレー駆動回路４４３を制御することによりＯＮ／ＯＦＦする。
【００２３】
ヒータ３１０は電極を複数有している。各電極３１２ａ〜３１２ｅは、交流電源４０１から発熱体３１１に電力を供給するための電気接点部材と接続される。電極３１２ｂは導電体３１４ａを介して第１発熱ブロックに給電するための電極である。電極３１２ｃは導電体３１４ｂを介して第２発熱ブロックに給電するための電極である。電極３１２ｄは導電体３１４ｃを介して第３発熱ブロックに給電するための電極である。電極３１２ａと３１２ｅは、導電体３１３ａおよび導電体３１３ｂを介して３つの発熱ブロックに電力給電するための電気接点部材と接続される電極である。
【００２４】
本例のヒータは、図５（Ｂ）に示すように、電極３１２が絶縁層３１６の表面３１６Ｓよりも突出している。図５（Ｂ）は電極３１２ｃの箇所の断面であるが、電極３１２ｃ以外の残り４つの電極３１２ａ、電極３１２ｂ、電極３１２ｄ、３１２ｅも電極３１２ｃと同様に、絶縁層３１６の表面３１６Ｓよりも突出している。よって、電気接点部材を絶縁層３１６とオーバーラップするように配置しても、電気接点部材を電極３１２に向けて加圧すれば所望の接点圧を確保できる。なお、
本実施例のヒータのように、ヒータ長手方向において発熱体が設けられている範囲に電極を配置する構成において、電極の表面が絶縁層の表面より窪んでいると、電極の面積を大きくせざるを得ない。したがってヒータが大型化してしまう。これに対し、本実施例のヒータでは、電極の面積を最小限に抑えることができるためヒータの大型化を抑えることができる。本実施例では、発熱ブロックを３つに分割しているが、発熱ブロックの分割数は３つに限定するものではなく、より多分割の構成であっても適用できる。分割数が多いほど本実施例の構成が効果的である。
【００２５】
本実施例では、電極３１２の表面を絶縁層３１６の表面よりも突出させる構成を説明したが、図４に示したような構成にしてもよい。また、全ての電極の表面を絶縁層の表面と同じ高さ又は絶縁層の表面よりも突出させる必要はなく、少なくとも一つの電極が絶縁層の表面と同じ高さ又は絶縁層の表面よりも突出していればよい。実施例２のヒータの場合、少なくともヒータ長手方向において発熱体が配置されている範囲にある３つの電極３１２ｂ、３１２ｃ、３１２ｄを絶縁層の表面と同じ高さ又は絶縁層の表面よりも突出させる構成にするのが好ましい。
【符号の説明】
【００２６】
３００、３１０  ヒータ
３０１、３１１  発熱体
３０２、３１２  電極
３０３、３１３  導電体
３０４、３１６  絶縁層
３０５、３１５  基板
３０６  電気接点部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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