图像加热装置和图像形成装置的制作方法

图像加热装置和图像形成装置
1.本发明是申请日为2019年12月11日、申请号“201911262426.3”、发明名称为“图像加热装置和图像形成装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及基于电子照相或静电记录方法的图像形成装置，诸如打印机、复印机和具有这些设备功能的多功能设备。本发明还涉及一种图像加热装置，诸如安装在图像形成装置中的定影装置或光泽施加设备，该光泽施加设备通过重新加热定影在记录材料上的调色剂图像来提高调色剂图像的光泽度。


背景技术：

3.已知将膜加热图像加热装置作为图像加热装置，诸如安装在电子照相图像形成装置中的定影装置。图像加热装置包括环形带状耐热膜(也称为定影膜)、与膜的内表面接触的加热器、用于保持加热器的加热器保持器以及用于经由膜与加热器形成夹持部分的加压辊。在图像加热装置中，随着承载调色剂图像的记录材料在夹持部分中被加热并被传送，调色剂图像被定影在记录材料上。由于膜加热图像加热装置的热容量较低，因此可以节省电力并且可以减少等待时间(这使得能够快速启动)。
4.端子加热器的基板设置有发热元件和电连接至该发热元件的电极。将用于供电的连接器连接到电极。日本专利申请公开no.1992-351877提出了一种技术，该技术通过将基板上的电极和连接器的端子超声波接合来提高高温环境下的给电部分(电极和端子之间的连接部分)的可靠性。
5.专利文献1：日本专利申请公开no.1992-351877


技术实现要素：

6.在使用图像加热装置的过程中，随着温度的升高和降低，在进给部分反复产生热应力。更具体地，当加热器的基板根据基板材料的线性膨胀系数热膨胀时，电极也以相似的程度发生热膨胀。端子也根据材料的线性膨胀系数发生热膨胀。在日本专利申请公开no.1992-351877中公开的装置中，当基板和端子的线性膨胀系数明显不同时，由于这些元件的热膨胀量的差异，在超声波接合的给电部分中会产生大的热应力。当反复产生热应力时，端子可能与基板断开连接。另外，当基板由作为所谓脆性材料的陶瓷制成并且端子是金属时，金属的线性膨胀系数大于陶瓷的线性膨胀系数，因此在基板和端子的热膨胀过程中会在导致陶瓷被牵拉的方向上施加力。结果，在陶瓷处可能积聚疲劳，这可能缩短基板的使用寿命。
7.鉴于前述内容，本发明的目的是减少在给电部分处反复产生的热应力并提高装置的可靠性。
8.本技术涉及一种图像加热装置，其包括：
9.加热器，所述加热器包括：基板，所述基板的纵向方向是与输送记录材料的方向正
交的方向；发热元件，所述发热元件设置在所述基板中；以及电极，所述电极配置成向所述发热元件给送电力；以及
10.端子，所述端子电连接到所述电极，
11.其中，
12.所述图像加热装置通过来自所述加热器的热量对形成在记录材料上的图像进行加热，
13.在所述端子和所述电极之间设置导电的中间构件，所述导电的中间构件包括至少一个层，
14.所述电极和所述中间构件彼此固定，所述端子和所述中间构件彼此固定，以及
15.固定有所述电极和所述中间构件的第一固定区域和固定有所述端子和所述中间构件的第二固定区域在所述纵向方向上彼此偏移。
16.根据本发明的图像加热装置可以在减小的热应力下操作，并且允许提高元件的可靠性，其中所述热应力由使用中间构件的端子的线性膨胀系数之间的差异引起。
17.根据以下参考附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特征将变得显而易见。
附图说明
18.图1a和图1b是沿纵向方向截取的根据本发明的第一实施例的给电构造的透视截面图。
19.图2示出了根据第一实施例的图像形成装置的总体结构。
20.图3是沿用于输送记录材料的方向截取的根据第一实施例的定影装置的截面图。
21.图4是根据第一实施例的加热器的中央截面图。
22.图5a至图5e示出根据第一实施例的加热器和加热器保持器的结构。
23.图6a和图6b是根据第一实施例的给电构造的总体图。
24.图7a至图7c是示出由热膨胀引起的根据第一实施例的给电构造的变形的视图。
25.图8a至图8c是用于示出制造根据第一实施例的给电构造的方法的视图。
26.图9是根据本发明的第二实施例的给电构造的截面图。
27.图10是根据本发明的第三实施例的给电构造的截面图。
28.图11是根据第三实施例的另一个给电构造的截面图。
29.图12a和图12b是根据本发明的第四实施例的给电构造的总体图。
具体实施方式
30.将结合附图描述本发明的实施例。应注意，在各实施例的以下描述中的组件的尺寸、材料、形状和相对位置布置应根据应用本发明的设备的构造或应用本发明的各种条件适当地修改，因此，以下实施例不旨在限制本发明的范围。
31.第一实施例
32.在下文中，将描述电子照相图像形成装置(在下文中称为图像形成装置)，其包括根据本发明的第一实施例的定影装置。图2是根据第一实施例的示例性图像形成装置1的示意性截面图。
33.1.图像形成装置的总体结构
34.将参考图2描述根据该实施例的图像形成装置的总体结构。根据该实施例的图像形成装置1是激光束打印机。
35.图像形成装置1包括记录材料进给单元和图像形成单元。记录材料进给单元包括盒2和纸张进给辊3。通过纸张进给辊3从最上面的记录材料p逐页拾取装载在盒2中的记录材料p，并将该记录材料传送至由抵抗辊4和辊5形成的夹持部分。通过抵抗辊4和辊5调节记录材料p的姿态，然后将该记录材料传送到图像形成单元。
36.图像形成单元包括：鼓状电子照相感光构件(以下称为感光鼓)6，其作为图像承载构件；充电器7，其对感光鼓6进行充电；显影器8，其用调色剂使感光鼓6上的潜像显影；以及清洁器9，其用于去除感光鼓6上的残留调色剂。驱动感光鼓6沿图中箭头所示的方向旋转。充电器7使感光鼓6的圆周面均匀带电。在图像形成单元的上方(在纸面的上部部分)设置有激光扫描器10作为曝光单元，以基于图像信息通过利用激光束对带电的感光鼓6进行照射而在感光鼓6上形成静电潜像。通过显影器8将静电潜像显影为调色剂图像。显影的调色剂图像通过由转印辊11和感光鼓6形成的转印单元12转印至记录材料p。
37.将其上转印有调色剂图像的记录材料p传送到作为定影单元(图像加热单元)的定影装置(图像加热装置)13。通过定影装置13对记录材料p上的调色剂图像进行加热并将其定影在记录材料p上。通过排出辊对14将已经通过定影装置13的记录材料p排出到图像形成装置1的上部部分中的记录材料装载单元15。
38.2.定影装置
39.现在，将描述根据该实施例的定影装置13。
40.图3是定影装置13的截面图。定影装置13包括管状加热膜23和加压辊16。在本装置中，通过电动机(未示出)的动力旋转加压辊16，并且通过加压辊16的输送力旋转加热膜23。定影装置13包括作为加热构件的加热器70，作为保持加热器70的保持构件的加热器保持器17以及加强加热器保持器17的加压支撑件20。加压辊16是加压构件，其包括芯轴部分18和耐热弹性层19。在加热膜23的内部空间中设置有加热器保持器17、加热器70和加压支撑件20。通过加压支撑件20例如由弹簧(未示出)将加热器保持器17朝向加压辊16进行偏压。当加压辊16抵靠加热膜23时，在加热膜23与加压辊16之间形成用于输送记录材料p的定影夹持部分n。加热器70与加热膜23的内表面接触，因此，当加压辊16旋转时，加热膜23旋转，同时加热膜23的内表面在加热器70上滑动。
41.由定影夹持部分n输送其上承载有调色剂图像t的记录材料p。在输送过程中，将来自被加热器70加热的加热膜23的热量和定影夹持部分n的压力施加到记录材料p，并且调色剂图像t定影到记录材料p上。
42.3.加热器和加热器保持器
43.现在，将描述加热器70和加热器保持器17。图4是加热器70的沿加热器70的在纵向方向上的中央截面图。图5a至图5e是示出加热器70和加热器保持器17的结构的平面图。图4是当沿着表示图5a至图5e中的输送基准位置x0的虚线截取加热器70时加热器70的截面图。图5a和图5b是从后表面层73观察的加热器70的视图。图5a是从保护玻璃80的顶部观察的加热器70的视图，以及图5b是在卸下保护玻璃80的状态下的加热器70的视图。图5c和图5d是从滑动表面层72观察的加热器70的视图。图5d是从保护玻璃81的顶部观察的加热器70的视图，以及图5c是示出在卸下保护玻璃81的状态下的加热器70的视图。在图5a至图5e中，图左
侧的箭头f指示传送记录材料p的方向。
44.如图4所示，加热器70具有产生滑动表面层72、基板71和后表面层73的层状结构。这里，加热器70的滑动表面是与加热膜23的内表面接触的表面。在夹持部分n中，加热膜23的内表面接触加热器70，更具体的是接触加热器70的滑动表面，并且加热膜23的外表面接触加压辊16。加热膜23在加热膜23被保持在加热器70的滑动表面和加压辊16之间时滑动。基板71配置成使得与在夹持部分n中用于输送记录材料p的方向正交的方向是基板71的纵向方向。
45.在图4中，在滑动表面层72中设置有作为温度感测单元的热敏电阻t1和导体78a至78d。在后表面层73上设置有发热元件74a、74b，导体75a至75c以及电源电极76a。在后表面层73中，发热元件74a设置在用于输送记录材料p的方向的上游，发热元件74b设置在输送方向的下游。导体75a和75b设置在将发热元件74a夹在其间的位置处，导体75a和75c类似地设置在将发热元件74b夹在其间的位置处。
46.当通过导体75a和75b向发热元件74a供电时，发热元件74a产生热量。类似地，当通过导体75a和75c向发热元件74b供电时，发热元件74b产生热量。提供保护玻璃80以覆盖发热元件74a和74b以及导体75a至75c并暴露电极76a。
47.如图5b所示，在加热器70的后表面层73上设置有七个发热块z1至z7。发热块均包括在用于输送记录材料p的输送方向上的上游的导体75b，在输送方向上的下游的导体75c以及夹在导体75b和75c之间的导体75a。发热块均包括在用输送记录材料p的输送方向上的上游的发热元件74a和在输送方向上的下游的发热元件74b。电极76a至76e电连接到发热块的每个发热块中的导体75a。
48.如图5a所示，保护玻璃80设置在加热器70上，除了与电极76a至76i重叠的位置之外。因此，可以将从加热器70的背面延伸的供电端子(下面将描述)结合到电极76a至76i。应注意，在根据本实施例的加热器70中，发热块z2和z3由公用开关(诸如，三端双向可控硅开关元件)驱动以始终同时发热。发热块z4和z5也由公用开关驱动以始终同时发热。发热块z6和z7也由公用开关驱动以始终同时发热。仅独立地驱动发热块z1。以这种方式，可以通过端子和电极独立地向发热块供电，并且这允许独立地控制发热块的发热。以这种方式，提供了多个发热块，从而可以形成四种发热分布，如区域1至区域4所示。根据该实施例，为a5片材提供区域1，为b5片材提供区域2，为a4片材提供区域3以及为信纸提供区域4。
49.由于七个发热块是独立控制的，因此可以根据记录材料p的尺寸选择用于供电的发热块，从而在记录材料p不通过的区域中不会产生过多的热量。应注意，发热块的数量和在与用于输送记录材料p的输送方向正交的方向上的发热块的宽度不限于结合图5a至图5e所描述的那些。根据该实施例，在图中的左侧的加热器70的端部处形成有包括电极76g和76f的电极组，以及在图中的右侧的加热器70的端部处形成有包括电极76h和76i的电极组。在加热器70的纵向方向上，电极76a至76e设置在夹持部分n的范围内，而电极76f至76i设置在夹持部分n的范围外。
50.如图5c所示，加热器70的滑动表面层72设置有热敏电阻t1至t7以及配置成检测加热器70的发热块的温度的热敏电阻t1a、t1b、t2a、t3a、t4a、t5a和t2至t7。热敏电阻t1至t7主要用于控制发热块的温度。在下文中，将热敏电阻t1至t7称为温度控制热敏电阻t1至t7。
51.热敏电阻t1a、t1b、t2a、t3a、t4a和t5a是配置成检测发热块的端部处的温度的热
敏电阻。在下文中，将热敏电阻t1a、t1b、t2a、t3a、t4a和t5a称为端部热敏电阻t1a、t1b、t2a、t3a、t4a和t5a。端部热敏电阻t1a、t1b、t2a、t3a、t4a和t5a相对于运输基准位置x0各自设置在更靠近发热块中的相应的一个发热块的端部的位置处，除了处于相对两个端部处的发热块z6和z7的宽度小于其它发热块的宽度。发热块z6和z7中的发热区域均具有较小的宽度，因此没有为这些块提供端部热敏电阻。
52.提供热敏电阻t2至t7作为辅助元件，如果温度控制热敏电阻或端部热敏电阻发生故障，则热敏电阻t2至t7可以被用于检测发热块的温度。在下文中，热敏电阻t2至t7也称为子热敏电阻。在加热器70的纵向方向上在与温度控制热敏电阻t2至t7相对应的位置处设置子热敏电阻t2至t7。热敏电阻t1至t7和端部热敏电阻t1a、t1b、t2a、t3a、ta、t4a和t5a均具有连接到公共导体78a的一个带电端部和连接到导体78b或78e的另一个端部。子热敏电阻t2至t7均具有连接到公共导体78c的一个端部和连接到公共导体78d的另一个端部。导体78a至78d在加热器70的纵向方向上延伸至加热器70的相对的两个端部。
53.如图5d所示，用保护玻璃81覆盖热敏电阻和导体78a至78d，除了在加热器70的纵向方向上的导体78a至78d的相对的两个端部之外。导体78a至78d的未由保护玻璃81覆盖并且露出的部分形成了用于热敏电阻的电极组79a和79b。
54.以这种方式，使用根据该实施例的加热器70，可以在检测发热块的温度的同时独立地控制发热块z1至z7。因此，可以提供一种定影装置，该定影装置能够形成适合于被输送到定影夹持部分n的记录材料p的尺寸的发热分布。尽管在实施例的描述中提供了子热敏电阻，但是加热器70可以配置成不具有子热敏电阻。子热敏电阻的存在允许实现更复杂和精确的控制。
55.如图5e所示，加热器保持器17具有与电极76a至76i相对应的开口82a至82i。在加压支撑件20与加热器保持器17之间的空间设置有端子，该端子待与电极76a至76e电连接。连接器300连接到设置在加热器70的纵向端部处的电极76f至76i。弹性端子302设置在每个连接器300的壳体301中，并且端子302利用弹性接触电极76f至76i。
56.4.给电构造
57.图6a和图6b是示出加热器70、加热器保持器17和供电端子200之间的关系的的总体视图。图1是端子200的透视图。
58.如图6a所示，根据该实施例，两种类型的给电构造用作用于加热器70的发热块z1至z7的给电构造。在第一类型的给电构造中，单层平板状中间构件100和端子200按顺序地放置在彼此上以与电极76a至76e重叠，所述单层平板状中间构件具有导电性。电极76a至76e与中间构件100以及中间构件100与端子200彼此电结合。夹紧部分201设置在每个端子200处以堵住与端子200电连接的束线(电缆)(未示出)。
59.在第二类型的给电构造中，如上所述，电极76f至76i和电源(未示出)通过连接器300连接。连接器300在加热器保持器保持加热器70的同时沿加热器70的宽度方向放置在加热器保持器17上。然后，设置在连接器300的壳体301中的端子302根据加热器70的厚度弹性变形。由端子302的变形引起的反作用力在连接器300与电极75f至76i之间提供电接触。根据该实施例，端子302产生待施加在连接器300上的压力，但是取决于加热器70的厚度，可以在滑动表面层72侧放置间隔件。间隔件的存在使得端子302施加在连接器300上的压力更均匀，并且连接器300与电极75f至76i之间的电连接更加稳定。
60.图6b示出了处于组装状态的图6a中的给电构造。如上所述，电极76a至76e在设置在加热器保持器17中的开口82a至82e的位置处电连接至中间构件100和端子200。多个端子200的方向不完全相同。端子200沿不同的方向布置，使得连接至端子200的束线(未示出)可以分到加热器保持器17的在纵向方向上的相对的两个端部。这提供了有利的效果，即可以减小加压支撑件20和加热器保持器17的截面积。加热膜23也可以具有减小的直径。作为另一种给电构造的连接器300也可以提供有利的效果，即可以通过开口82f至82i在端子302与电极76f至76i之间进行电接触。
61.现在，将参考图1a详细描述设置在加热器70中的给电构造。图1a示出了在加热器70中设置图6所示的电极76e的状态。应注意，电极76a至76d以与图1a所示的相同的方式设置在加热器70中。
62.如图1a所示，端子200设置有定位部分202和旋转止动件203。定位部分202具有孔，设置在加热器保持器17中的定位凸台21通过该孔插入。旋转止动件203具有凹部，该凹部装配到设置在加热器保持器17中的旋转止动凸台22中。当将定位部分202插入定位凸台21中并且将旋转止动凸台22装配至旋转止动件203时，将推压螺母303装配至定位凸台21，从而将端子200固定至加热器保持器17。
63.端子200具有变形部分204和接合部分205。变形部分204吸收加热器保持器17与加热器70之间的热膨胀的相对位移差。更具体地，加热器保持器17由耐热树脂制成，并且加热器70由陶瓷制成。耐热树脂(液晶聚合物)的线性膨胀系数为约10至100
×
10-6
/℃，陶瓷的线性膨胀系数约为0.1至10
×
10-6
/℃。
64.将描述与加热器保持器17和加热器70的热膨胀相关联的变形部分204和接合部分205的变化。首先，当加热器70产生热量时，在加热器保持器17的温度升高之前，加热器70的温度升高。换句话说，在由加热器70进行产热的初始阶段，主要是加热器70在运输参考位置x0附近的热膨胀。结果，变形部分204几乎不沿膨胀方向移动，但是端子200的接合部分205沿图1a中的箭头所示的方向(图中的“热膨胀方向”)移动。结果，变形部分204处于好像该部分在加热器70的纵向方向上收缩的状态。当加热器70进一步继续产生热量时，加热器保持器17也具有升高的温度并且在运输参考位置x0附近热膨胀。取决于加热器保持器17的温度，由热膨胀引起的加热器保持器17的位移可能变得大于加热器70的位移。因此，当由热膨胀引起的加热器保持器17的位移大于由热膨胀引起的加热器70的位移时，用于加热器保持器17的定位凸台21也沿箭头所示的方向位移。这样，变形部分204处于好像该部分在加热器70的纵向方向上拉伸的状态。以这种方式，端子200的变形部分204吸收了加热器保持器17和加热器70之间的热膨胀的相对位移差。
65.端子200的接合部分205以表面对面的方式电结合至中间构件100。中间构件100在与结合至端子200的接合部分205的表面相反的表面上电结合至加热器70的电极76e。端子200和中间构件100布置成保持不接触加热器70的发热元件74a和74b。这防止了端子200和中间构件100从发热元件74a和74b带走热量，并且还防止了记录材料的定影性在加热器70的纵向方向上发生不均匀。
66.现在，将参考图1b详细描述用于结合加热器70的给电构造的各个部分的过程。首先，在接合区域400中，通过激光结合将端子200的接合部分205和中间构件100电结合。根据该实施例，接合区域400是单个区域。然后，中间构件100和电极76e通过接合区域401和402
中的超声波结合而电结合。根据该实施例，接合区域401和402是在加热器70的纵向方向上并排布置的两个区域。应注意，在接合区域400、401和402中的接合的数量和形状可以是任意的。至少两个接合区域401和402是在电极和中间构件之间的第一固定区域的示例。接合区域400是端子和设置在两个第一固定区域之间的中间构件之间的第二固定区域的示例。
67.根据该实施例，在加热器70的纵向方向上设置接合区域400，使得该区域夹在接合区域401和402之间。将参考图7a描述接合区域400、401和402的布置。图7a示出了与根据该实施例的给电构造的每个部分的热膨胀相关联的变形状态的示例。根据该实施例，端子200的材料是用于弹簧的磷青铜，并且其具有0.1mm至1mm的厚度。片状中间构件100的材料是纯铜，并且其具有0.01mm至0.1mm的厚度。磷青铜的线性膨胀系数为约18.2
×
10-6
/℃，而纯铜的线性膨胀系数为约17.7
×
10-6
/℃。磷青铜的断裂伸长率值为约10％至20％，而纯铜的断裂伸长率值为约至少35％。陶瓷加热器70的杨氏模量为约280gpa至400gpa，磷青铜端子200的杨氏模量为约98gpa，由纯铜制成的中间构件100的杨氏模量为约118gpa。加热器70的电极76e相对于加热器70的厚度较薄，并且具有诸如杨氏模量和线性膨胀系数的物理性质，所述物理性质与加热器70的物理性质相同。
68.参考图7a，将描述由于由加热器70产生的热量引起的每个部分的热膨胀导致的变形。当加热器70产生热量时，加热器70、端子200和中间构件100热膨胀以变形，如图7a所示。更具体地，在电极76e和中间构件100结合的接合区域401和402中，电极76e和中间构件100随着加热器70变形而变形。这是因为加热器70具有比中间构件100的厚度和杨氏模量更大的厚度和杨氏模量，使得中间构件100根据加热器70的变形而变形。然而，应注意，电极76e和中间构件100未结合在接合区域401和接合区域402之间。中间构件100具有比加热器70的线性膨胀系数更大的线性膨胀系数。因此，归因于加热器70在纵向方向(图7a的片材表面上的左右方向)上的热膨胀的中间构件100的延伸长度大于加热器70的延伸长度，这使得中间构件100在接合区域400中弯曲，如图7a所示。应注意，中间构件100的材料被选择成使得即使当弯曲引起变形时，中间构件也可以在不断裂的情况下延伸。
69.在端子200和中间构件100结合的接合区域400中，端子200和中间构件100通过热膨胀变形以具有相等的变形量。这是因为端子200的线性膨胀系数和中间构件100的线性膨胀系数相等。端子200和中间构件100的变形可以减小应力，该应力归因于在接合区域400、401和402中的每一个接合区域中引起的热膨胀。这是因为在接合区域400、401和402中产生的应力彼此独立并且不彼此增强。特别地，由于陶瓷加热器70由所谓的脆性材料制成，因此期望减小在接合区域401和402中产生的应力。
70.现在，将参考图7b和图7c中的示例描述通过如图7a所示布置接合区域400、401和402可以提供的有利效果。在图7b所示的示例中，电极76e和中间构件100之间的接合位于一个接合区域403中。端子200与中间构件100之间的接合区域404也设置在与接合区域403相对的位置，其中中间构件100位于其间。
71.在图7b所示的示例中，在加热器的纵向方向上，接合区域403和404设置在中间构件100的大约整个长度上。因此，与图7a所示的情况相比，当加热器70由于热膨胀而变形时，不仅中间构件100而且端子200也可能容易地跟随由于加热器70的热膨胀的变形。因此，由归因于热膨胀的加热器70的变形所引起的接合区域403上的应力也影响在结合端子200与中间构件100的接合区域404中产生的应力。结果，在结合电极76e和中间构件100的接合区
域403中产生的应力大于在图7a的示例中的接合区域401和402中产生的应力。
72.在图7c所示的示例中，在端子200和中间构件100之间提供了两个接合区域406和407。结合电极76e和中间构件100的一个接合区域405在加热器70的纵向方向上设置在接合区域406和407之间。
73.在图7c所示的示例中，当加热器70由于热膨胀而变形时，电极76e和中间构件100结合的接合区域405跟随加热器70的变形。换句话说，对于中间构件100在接合区域405中的变形，与基于材料性质的热膨胀引起的中间构件100的变形相比，跟随由热膨胀引起的加热器70变形的变形是主要的。结果，由在加热器70的纵向方向上的热膨胀引起的中间构件100的变形量小于将会由中间构件100自身的热膨胀引起的中间构件100的变形量。因此，由热膨胀引起的中间构件100的变形量和由热膨胀引起的端子200的变形量之间的差应该大于图7a中所示的情况。随着变形差的增加，端子200的变形量大于接合区域406和407中的中间构件100的变形量，如图7c所示，因此端子200最终在远离加热器70的方向上弯曲。这不仅导致应力施加在接合区域406和407上，并且由于中间构件100被拉向端子200而增大了施加在接合区域405上的应力。更具体地，接合区域405中产生的应力不仅受到由电极76e和中间构件100之间的热膨胀引起的变形量的相对差异引起的应力的影响，而且受到由端子200和中间构件100之间的热膨胀引起的变形量的相对差异引起的应力的影响。
74.在图7a所示的示例中，在用于加热器70的电极76a至76e的给电构造中，中间构件100设置在端子200和电极76e之间以减小加热器70的热膨胀效应。以这种方式，可以减少在图像形成装置1的操作期间在给电构造中反复产生的热应力，从而可以提高给电构造的可靠性。因此，与图7b和图7c所示的构造相比，设置在电极76e和中间构件100以及端子200之间的接合区域更优选地如图7a中所示地配置。
75.根据该实施例，将纯铜用作中间构件100的材料，但是如果导体可以吸收由加热器70的热膨胀引起的变形的影响，则可以将任何其它材料用作中间构件100的材料。因此，如果导体的杨氏模量小于加热器70的杨氏模量，并且导体的断裂伸长率值大于加热器70的断裂伸长率值，则可以将各种材料用于中间构件100。根据该实施例，端子200和束线之间的连接部分由夹紧部分201堵住，因此端子200的厚度理想地设定成使得束线的引线不从夹紧部分201分离。理想地，还考虑端子200和夹紧部分201中的束线之间的连接强度、给电构造的组装以及加热器保持器17和加热器70之间热膨胀的相对位移差异的吸收来设置端子200的厚度。此外，由于端子200具有一定的厚度，可以预期的是，将更容易实现给电构造中的各个部件(包括端子200)在组装时的定位和固定。
76.5.制造方法
77.现在，将参考图8a、图8b和图8c描述用于制造根据该实施例的给电构造的方法。在图8a、图8b和图8c所示的制造方法中，制造了用于图6a中所示的电极76e的给电构造。首先，如图8a所示，中间构件100设置在加热器70的电极76e上，使得该构件不与发热元件74a和74b接触。然后，从上方将用于超声波结合的焊头304压靠在中间构件100上。然后，将振动器(未示出)的振动能量传递到焊头304，并且电极76e和中间构件100通过在彼此之间的界面处产生的摩擦热而结合。然后，如图8b所示，加热器保持器17安装在加热器70上，并且加热器保持器17和加热器70通过可湿固化的硅基粘合剂粘合固定。如图8c所示，通过加热器保持器17的定位凸台21放置端子200的定位部分202。端子200的旋转止动件203装配到加热器
保持器17的旋转止动凸台22。推压螺母303装配到定位凸台21，并且端子200固定到加热器保持器17。如图8c所示，从上方由端子200的接合部分205上的激光结合设备305照射激光束，以结合端子200的接合部分205和中间构件100。
78.在上述制造方法中，可以通过超声波结合来结合电极76e和中间构件100，使得结合时加热器70上的负荷可以尽可能地小。由加热器保持器17的定位凸台21和旋转止动凸台22定位端子200。因此，在将端子200的接合部分205与中间构件100结合之前，在加热器70上设置加热器保持器17。当使用超声波结合来结合接合部分205和中间构件100时，焊头304可以接触端子200的接合部分205。结果，当振动能量随着焊头304与加热器保持器17或端子200接触被传递至焊头304时，振动能量被传递至加热器保持器17或端子200，并且这可能会损坏加热器保持器17或端子200。
79.根据该实施例，可以使用能够在接合部分205和中间构件100之间非接触结合的激光结合设备305，使得即使在设置在有限空间中的开口82e中也可以实现结合，而不用向不是结合目标的构件施加负载。同时，在激光结合中，激光束可以穿透接合部分205。然而，中间构件100设置在加热器70的电极76e上。以这种方式，即使当激光束穿过接合部分205时，中间构件100也用作保护加热器70免受激光束影响的保护构件，从而可以减小由激光束引起的加热器70上的负载。
80.根据该实施例，接合区域400和接合区域401和402布置成使得当在垂直于中间构件100的平坦表面部分的方向上观察时不彼此重叠。接合区域400、401和402的位置布置在上述制造方法中也是有利的。更具体地，当结合电极76e和中间构件100时，结合标记留在中间构件100的上表面的与接合区域401和402相对的部分处。然而，在不与接合区域401和402重叠的接合区域400中，在中间构件100的上表面上没有此种工艺标记。因此，中间构件100的上表面的待成为接合区域400的部分形成为光滑表面。因此，由于可以在中间构件100的光滑表面上执行中间构件100和端子200之间的结合，因此可以在超声波结合中实现稳定的结合。
81.根据该实施例，在制造给电构造的方法中使用超声波结合和激光结合，但是结合的种类不限于这些结合种类。如果在待接合的两个构件之间能够牢固地形成结合，则可以例如通过固相结合、焊接、压力焊接、铜焊或导电粘合剂在平坦表面到平坦表面的基础上结合各构件。特别地，上述各种结合方法优选为用于固定电极和中间构件的方法。同时，可以通过上述结合方法以及连接方法中的任何一种来固定中间构件和端子，所述连接方法使各构件插入在彼此中，例如是代替结合的压力配合、收缩配合和夹紧。以这种方式，优选通过例如固相结合、焊接、压力焊接、铜焊或导电粘合剂结合电极和中间构件，而中间构件和端子可以通过结合或连接(例如通过压力配合、收缩配合或夹紧)来固定。
82.根据该实施例，接合区域400、401和402布置成在垂直于中间构件100的平坦表面部分的方向上不彼此重叠。然而，如果从垂直于中间构件100的平坦表面部分的方向看时这些区域在加热器70的纵向方向上彼此移位，即使有一些重叠区域，也可以预期如上所述的相同的有利效果。
83.为了实现与中间构件100和端子200的稳定结合，可以在这些构件上执行电镀工艺。当对待接合的构件进行电镀时，构件可以具有氧化程度较低的表面。用于电镀工艺的电镀材料可以是抗氧化材料，诸如锡、镍和金。
84.第二实施例
85.接下来，将描述本发明的第二实施例。根据第一实施例，应该防止在各接合区域中的每个接合区域处产生的应力影响另一个接合区域，以便减小由各接合区域的每个接合区域处的热膨胀引起的各构件的每个构件的变形产生的应力。将参考图9描述根据第二实施例的给电构造。应注意，在以下描述中，与第一实施例的组件相同的组件由相同的附图标记表示，并且将不提供对其的详细解释。
86.图9示出了根据该实施例的给电构造中的加热器70的纵向截面，并且其对应于图7a、图7b和图7c。根据该实施例的给电构造包括结合电极76e和中间构件100的接合区域408和结合端子200和中间构件100的接合区域409。与根据第一实施例的接合区域401和402不同，一个接合区域408设置在电极76e和中间构件100之间。结合电极76e和中间构件100的接合区域408和结合端子200和中间构件100的接合区域409布置成使得当在垂直于中间构件100的平坦表面部分的方向上观察这些区域时，这些区域不彼此重叠。以这种方式，接合区域408和409由于热膨胀而变形的自由度大于当接合区域408和409布置成彼此重叠时的自由度。结果，可以防止在接合区域408和409中的一个接合区域中产生的应力影响在另一个区域中产生的应力，换句话说，可以减少应力增强。
87.由加热器保持器17和加热器70之间的热膨胀引起的变形量的差异可以使中间构件100弯曲。这是因为由加热器保持器17和加热器70之间的热膨胀引起的变形量的相对差异的影响在由端子200的变形部分204如上所述地吸收之前延伸到中间构件100。因此，根据该实施例，中间构件100在两个接合区域408和409中结合到电极76e和端子200，当在正交于于中间构件100的平坦表面部分的方向上观察这两个接合区域时，这两个接合区域不会彼此重叠。结果，可以预期中间构件100不太可能弯曲。在根据该实施例的给电构造中，优选地将具有彼此近似的较小线性膨胀系数的材料选择为用于加热器保持器17和加热器70的材料。
88.应注意，根据该实施例的给电构造不限于图9所示的给电构造。该构造只需要减少由接合区域中的一个接合区域的热膨胀引起的应力对其它接合区域中产生的应力的影响。此外，根据该实施例，接合区域沿加热器70的纵向方向布置在中间构件100的不同位置，使得能够有效地利用加热器70沿纵向方向的空间。
89.第三实施例
90.接下来，将描述本发明的第三实施例。在以下描述中，与第一实施例的组件相同的组件由相同的附图标记表示，并且将不提供对其的详细描述。根据第三实施例的加热器70具有与图5所示的第一实施例相同的结构。
91.图10示出了根据该实施例的给电构造中的加热器70的纵向截面。图10示出了图6中电极76e的给电构造的截面。应注意，用于电极76a至76d的给电构造与用于电极76e的给电构造相同。如图10所示，根据该实施例，钛中间构件101设置在加热器70的电极76e上，并且电极76e和中间构件101在接合区域410中彼此结合。中间构件101布置和结合成使得镍中间构件102、铜中间构件100和磷青铜端子200从下方以所提及的顺序彼此堆叠。结合中间构件101和中间构件102的接合区域是接合区域411。结合中间构件102和中间构件100的接合区域是接合区域412。结合中间构件100和端子200的接合区域是接合区域413。
92.加热器70的材料是陶瓷，其线性膨胀系数为约0.1至10
×
10-6
/℃。至于中间构件的
材料，钛的线性膨胀系数为约8.4
×
10-6
/℃，镍的线性膨胀系数为约13.4
×
10-6
/℃，纯铜的线性膨胀系数为约17.7
×
10-6
/℃，磷青铜的线性膨胀系数为约18.2
×
10-6
/℃。
93.应注意，用于在接合区域中结合构件的方法与根据第一实施例的方法相同，因此将不详细描述。根据该实施例，其间设置有中间构件的两个接合区域布置成在垂直于中间构件100的平坦表面部分的方向上观察这些区域时不彼此重叠。更具体地，接合区域410和411、接合区域411和412以及接合区域412和413定位成在正交于于中间构件100的平坦表面部分的方向上观察这些区域时不彼此重叠。
94.用于中间构件的材料还被选择成使得设置在结合到电极76e的中间构件101和端子200之间的中间构件100和101的线性膨胀系数均在由中间构件100和端子200的线性膨胀系数确定的范围内。用于中间构件100和102的材料被选择成使得线性膨胀系数从中间构件101到端子200逐步变化。更具体地，用于中间构件100的材料被选择成使得中间构件100的线性膨胀系数在中间构件101和端子200的线性膨胀系数之间，并且其比端子200的线性膨胀系数更接近中间构件101的线性膨胀系数。用于中间构件102的材料被选择使得中间构件102的线性膨胀系数在中间构件101和端子200的线性膨胀系数之间，并且其比中间构件101的线性膨胀系数更接近端子200的线性膨胀系数。结果，可以预期由各接合区域中的每个接合区域中的相邻构件之间的热膨胀引起的变形量的相对差异可以更小，并且应力可以进一步减小。
95.此外，可以基于加热器70的电极76e的线性膨胀系数来设置中间构件101的线性膨胀系数。中间构件101设置在加热器70和端子200之间，但是当加热器70例如由陶瓷制成时，中间构件101的线性膨胀系数可以是不在由加热器70的线性膨胀系数和端子200的线性膨胀系数确定的范围内的线性膨胀系数。陶瓷是一种所谓的脆性材料，并且特别容易受到拉伸应力的影响。因此，用于中间构件101的材料可以被选择成使得中间构件101的线性膨胀系数小于陶瓷的线性膨胀系数。因此，可以预期由接合区域410中的各构件中的每个构件的热膨胀引起的应力可以在减小加热器70的膨胀的方向上作用，使得不太可能损坏加热器70。
96.因为在给电构造中，多个中间构件堆叠在电极76e和端子200之间，所以可以从具有不同线性膨胀系数的多种材料中选择用于各中间构件的每个中间构件的材料。这也增加了用于端子200的材料的选择，并且可以整体降低加热器70的制造成本。根据该实施例，待堆叠的层数或多层的材料不受限制，并且一个中间构件的线性膨胀系数仅需要以步进方式在与电极相对的中间构件的线性膨胀系数和端子200的线性膨胀系数之间的范围内。
97.作为根据该实施例的给电构造的修改，可以使用如图11所示的构造。不同于图10所示的构造，两个接合区域510和514设置在电极76e和中间构件101之间。存在结合中间构件101和中间构件102的接合区域511、结合中间构件102和中间构件100的接合区域512、以及结合中间构件100和端子200的接合区域513。在本示例中，接合区域511、512和513分别对应于接合区域411、412和413。同样，根据此修改，其间设置有中间构件的两个接合区域被布置成在正交于于中间构件100的平坦表面部分的方向上观察这些区域时不彼此重叠。因此，也可以根据修改来提供结合实施例描述的有利效果。
98.第四实施例
99.接下来，将描述本发明的第四实施例。在以下描述中，与第一实施例的组件相同的
组件由相同的附图标记表示，并且将不提供对其的详细描述。根据第四实施例的加热器70具有与第一实施例相同的结构，并在图5中示出。
100.图12a和图12b示出了根据该实施例的电极76f和76g的给电构造。由于用于电极76h和76i的给电构造与用于电极76f和76g的给电构造相同，所以下面将描述用于电极76f和76g的给电构造，并且将不描述电极76h和76i的给电构造。如图12a所示，端子200固定到加热器保持器17。更具体地，定位部分202(见图1b)设置有孔，设置在加热器保持器17中的定位凸台21通过该孔插入。旋转止动件203设置有凹部，该凹部与设置在加热器保持器17中的旋转止动凸台22配合。当定位部分202通过定位凸台21放置并且旋转止动件203与旋转止动凸台22配合时，推压螺母303装配至定位凸台21，使得端子200固定到加热器保持器17。
101.束线(未示出)被堵在端子200的夹紧部分201处，并且束线在用于输送记录材料p的输送方向f上延伸。将参考图12b描述根据该实施例的给电构造。中间构件100放置在电极76f和76g上，并且电极76f和76g与中间构件100通过超声波结合进行电结合。电极76f和中间构件100结合在接合区域415和416中，电极76g和中间构件100结合在接合区域417和418中。
102.与第一实施例不同，接合区域415和416以及接合区域417和418在用于输送记录材料p的输送方向f上对齐排列。设置用于电极76f和76g的给电构造的区域是对应于加热器70上没有发热元件74a和74b的部分的区域。因此，当电极76f和76g的纵向方向与用于输送记录材料p的输送方向f对齐时，可以确保用于提供电极76f和76g的空间。同时，与第一实施例类似，当电极76f和76g的纵向方向与加热器70的纵向方向对齐时，电极76f和76g的布置与电极76a至76e的布置相同。更具体地，与图12a和图12b所示的示例相比，必须在加热器70的纵向方向上确保更大的空间以将电极76f和76g放置在其中，这可能导致图像形成装置的尺寸增加。
103.在根据该实施例的给电构造中，可以省略连接器300。在连接器300处，端子302在连接器300上产生压力。因此，为了在高温环境中通过端子302的压力确保连接器300和电极76f至76i之间的导电性，有时将镀有金的钛铜的一部分用于端子302。因此，为端子302使用此种部件会增加加热器70的制造成本。根据该实施例，在没有连接器300的情况下，可以降低加热器70的制造成本。此外，根据该实施例，通过以上述方式布置电极76f至76i，与传统加热器相比，可以减小加热器70的尺寸。
104.虽然用于提供电极76f至76i的区域对应于加热器70的非发热部分，但是减小加热器的尺寸会使这些区域容易受到加热器70产生的热量的影响。然而，根据该实施例，存在如上所述布置的接合区域可以最小化由构件中的每个构件的热膨胀产生的应力。以这种方式，即使加热器70的尺寸小于传统加热器的尺寸，给电构造的可靠性也不会受到损害。
105.虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以便包含所有这些修改和等效结构和功能。

技术特征：
1.一种图像加热装置，包括：管状膜，所述管状膜在与记录材料接触的同时旋转；加热器，所述加热器包括：(i)基板，所述基板设置在所述管状膜的内部空间中并且具有纵向方向，所述纵向方向是与记录材料被输送的方向正交的方向；(ii)第一发热元件和第二发热元件，所述第一发热元件和第二发热元件设置在所述基板中；以及(iii)第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极配置成分别向所述第一发热元件和第二发热元件给送电力；以及第一端子和第二端子，所述第一端子和第二端子设置在所述管状膜的内部空间中，分别电连接到所述第一电极和第二电极，并且在所述纵向方向上彼此相邻；其中，所述图像加热装置通过所述加热器的热量对形成在记录材料上的图像进行加热，所述第一端子具有第一夹紧部分，所述第一夹紧部分用于将电连接到所述第一端子的第一束线夹紧到所述第一端子，所述第二端子具有第二夹紧部分，所述第二夹紧部分用于将电连接到所述第二端子的第二束线夹紧到所述第二端子，所述第一夹紧部分相对于第一端子电连接到第一电极的位置面向所述加热器的在所述纵向方向上的一端，并且所述第二夹紧部分相对于第一端子电连接到第一电极的位置面向所述加热器的在所述纵向方向上的另一端。2.根据权利要求1所述的图像加热装置，还包括加压构件，所述加压构件抵靠所述管状膜并形成用于在所述管状膜和加压构件自身之间输送记录材料的夹持部分。3.根据权利要求2所述的图像加热装置，其中，所述加压构件经由所述管状膜与所述加热器形成所述夹持部分。4.一种图像形成装置，包括：图像形成单元，其在记录材料上形成图像；以及定影单元，其将形成在所述记录材料上的图像定影在所述记录材料上，其中所述定影单元是根据权利要求1至3中任一项所述的图像加热装置。

技术总结
一种图像加热装置，包括加热器，加热器包括：基板，其纵向方向沿与输送记录材料的方向正交的方向布置；发热元件，其设置在基板中；以及电极，其配置成向发热元件给送电力；以及端子，其电连接到电极，其中通过来自加热器的热量对形成在记录材料上的图像进行加热。在端子和电极之间设置导电的中间构件，导电的中间构件包括至少一个层，固定有电极和中间构件的第一固定区域和固定有端子和中间构件的第二固定区域在所述纵向方向上彼此偏移。定区域在所述纵向方向上彼此偏移。定区域在所述纵向方向上彼此偏移。


技术研发人员：铃木隆史 西方一志 中尾健一 小松崎诚人
受保护的技术使用者：佳能株式会社
技术研发日：2019.12.11
技术公布日：2023/7/22