JP2005257717A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートローラ内のヒータで発生した熱を効率良く利用した定着装置であって、組付性の向上を図った定着装置を提供することを課題とする。
【解決手段】両端部に端子４８・４８が取り付けられたヒータ４７と、ヒータ４７を内蔵する円筒状のヒートローラ４１と、ヒートローラ４１の軸芯位置に配置されてヒータ４７が通過可能に開口された第１の孔部４５ａと、該第１の孔部４５ａからヒートローラ４１の半径方向へ延出されて端子４８が通過可能に開口された第２の孔部４５ｂと、を有し、ヒートローラ４１の両端の開口部４１ａ・４１ａに取り付けられた蓋部材４５と、ヒートローラ４１を収納する第１フレーム４３に設けられて、ヒートローラ４１が第１フレーム４３に装着されたときに、前記端子４８が載置される端子取付部である通電プレート５１と、を備えた定着装置とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ヒータを内蔵する円筒状のヒートローラを備えた定着装置に関する。

コピー機や、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置には、排出口の上流側に定着装置が設けられており、該定着装置はヒータを内蔵する円筒状のヒートローラと、該ヒートローラに圧接するプレスローラとを備えている。特許文献１では、定着装置のヒートローラ内のヒータで発生した熱を効率良く利用するための技術が開示されており、次のように構成されている。

同文献の図１、図２に示すように、定着装置２のヒートローラ１０を支持する軸受け１４には、ヒートローラ１０の長手方向両端の開口側端部１０ａを密接に収容する収容凹部２２が形成されており、その凹部内底面は、ヒートローラ１０の長手方向両端の開口部１０ｂを閉塞する閉塞壁１４ａを構成している。この閉塞壁１４ａの中央部には円形の支持孔１４ｂが形成されており、ヒータ８は長手方向両端の支持端部８ａ・８ａが該支持孔１４ｂ・１４ｂで支持されて、ヒートローラ１０内に略平行に配置されるように構成されている。

このヒータ８の中央の本体部は両端の支持端部８ａに比して大径に構成されており、ヒートローラ１０内にヒータ８を組み付けるときには、ヒートローラ１０の長手方向を上下に向けて、ヒートローラ８の両端に取り付けられている軸受け１４・１４のうち上方の軸受け１４を取り外して、ヒータ８をヒートローラ１０内に入れ、該ヒータ８の一方の支持端部８ａを下方の軸受け１４の支持孔１４ｂに挿入する。このときヒータ８の本体部は該支持孔１４ｂに引っ掛かってヒータ８は起立した位置姿勢に係止され、この状態で、先程取り外した軸受け１４をヒートローラ１０の上端部に取り付けて、該軸受け１４の支持孔１４ｂにヒータ８の他方の支持端部８ａを挿入する。このような構成で、ヒートローラ１０内にヒータ８が組み付けられ、支持孔１４ｂ・１４ｂで支持されたヒータ８はヒートローラ１０内で脱落しないようになっている。

また、軸受け１４の外周面には環状溝１４ｃが形成されており、該軸受け１４はこの環状溝１４ｃを介して上部フレーム４に回転自在に支持されている。すなわち、ヒートローラ１０の長手方向両端には軸受け１４・１４がヒートローラ１０と一体的に回転するように堅固に取り付けられていて、該軸受け１４・１４の環状溝１４ｃ・１４ｃを上部フレーム４の凸部に回転自在に係合させており、これによりヒートローラ１０が回転自在に支持されている。

特開平８−３２８４１３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている定着装置２では、ヒータ８をヒートローラ１０内に組み付けるときには、一方の軸受け１４を取り外す必要があるが、この軸受け１４はヒートローラ１０と一体的に回転するようにヒートローラ１０に堅固に取り付けられているため、その取り外しは中々困難である。

特許文献１には、ヒータ８を加熱するための電気的手段については何ら記載されていないが、通常は、ヒータ８の両端の支持端部８ａ・８ａに導線が取り付けられており、該導線が電源部に接続されるようになっている。この導線が取り付けられている支持端部８ａを導線とともに、軸受け１４の支持孔１４ｂに通す作業も、中々困難である。

さらに、このヒータ８をヒートローラ１０内に組み付ける際の組み付け工程数は比較的多く、作業性もあまり良くない。

また、定着装置２は、支持孔１４ｂで支持されているヒータ８がヒートローラ１０の軸芯方向に変位するとともに軸芯回りにも回転するため、ヒータ８をヒートローラ１０内に組み付ける度に、その配置位置や姿勢が変わることになる。ヒータ８によっては、電熱線が一様に巻かれていないものもあり、ヒータ８の長手方向に密に巻かれた部分と疎に巻かれた部分とを交互に有するものもある。このため、ヒータ８をヒートローラ１０内に組み付ける度に、その配置位置や姿勢が変わると、ヒートローラ１０の表面温度にも影響がでてくる。

そこで、本発明では、以上のような点を鑑み、ヒートローラ内のヒータで発生した熱を効率良く利用した定着装置であって、上記問題点のうち、少なくとも１つを解決した定着装置を提供することを課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上のとおりであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
まず、請求項１に記載のように、長手方向両端部に端子が取り付けられたヒータと、前記ヒータを内蔵する円筒状のヒートローラと、前記ヒートローラの軸芯位置に配置されて前記ヒータが通過可能に開口された第１の孔部と、該第１の孔部からヒートローラの半径方向へ延出されて前記端子が通過可能に開口された第２の孔部と、を有し、前記ヒートローラの長手方向両端の開口部に取り付けられた蓋部材と、前記ヒートローラを収納するフレームに設けられて、該ヒートローラが該フレームに装着されたときに、前記端子が載置される端子取付部と、を備えた定着装置とする。

また、請求項２に記載のように、前記蓋部材は前記ヒートローラを回転自在に支持する構成で、該蓋部材は非円形に形成され、前記フレームに、該非円形の蓋部材が前記第２の孔部の長手方向をヒートローラの装着方向へ向けた位置姿勢で着脱自在に係合する受部を設ける。

また、請求項３に記載のように、前記ヒータの断面は非円形に形成され、該ヒータが前記蓋部材の第２の孔部に、前記端子の長手方向と該第２の孔部の長手方向とが異なる方向を向いた位置姿勢で着脱自在に係合するように構成される。

本発明は、以上のように構成したことにより、次のような効果を奏する。
まず、請求項１に記載の発明では、ヒートローラの長手方向両端の開口部に蓋部材を取り付けたことで、ヒートローラ内のヒータで発生した熱の漏れを効果的に防止することができて、ヒータで発生した熱を効率良く利用することができ、ヒータでの消費電力を抑えることができて、省エネルギー化を図ることができる。
また、ヒータをヒートローラ内に組み付ける際、ヒータの長手方向一端部を端子とともに、ヒートローラの長手方向一端の蓋部材の第１の孔部と第２の孔部とに挿入して、他端の蓋部材の第１の孔部と第２の孔部から出すだけで、ヒータをヒートローラ内に容易に配置することができ、組付性の向上が図られている。
このヒートローラ内に配置されたヒータをヒートローラの軸芯回りに回転させて、該ヒータの両端の端子と、該蓋部材の第２の孔部との位置をずらして、該ヒータの両端の端子が該蓋部材の第１の孔部に引っ掛かるようにしておくことで、ヒータがヒートローラ内で脱落しないようになっている。
そして、このヒートローラをフレームに装着したときには、ヒータの両端の端子が、フレームに設けられた端子取付部に載り上げて、ヒータがヒートローラの軸芯位置又は軸芯位置付近に位置するようになっており、ヒートローラをフレームに容易に組み付けることができて、組付性の向上が図られている。そして、ヒータの両端の端子を、フレームの端子取付部に載置してセットした後、取付具で締結することで、ヒータがヒートローラに対していつも同じ位置で同じ姿勢となって、ヒートローラがフレームに装着されるように構成されている。

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、次のような効果を奏する。この請求項２に記載の発明は、フレームの受部に係合した非円形の蓋部材は回転することなく位置固定されて、該蓋部材に対してヒートローラが回転自在となる構成となっている。フレームに蓋部材を係合させるときには、蓋部材の第２の孔部にヒータの両端部を係合させておいてヒータがヒートローラから抜け落ちないようにしておき、該フレームに該ヒートローラを装着する。この装着の過程で、ヒータの両端の端子がフレームの端子取付部に当たり、これによりヒータは該蓋部材の第２の孔部の長手方向に沿って移動して、ヒートローラがフレームに完全に装着されたときには、ヒータの両端の端子が、フレームの端子取付部に載置されて、ヒータがヒートローラの軸芯位置に位置するようになり、組付性の向上が図られている。

そして、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、次のような効果を奏する。この請求項３に記載の発明では、ヒータの断面は非円形に形成されていることから、該ヒータが蓋部材の第２の孔部に係合したときに、回転せず、該ヒータの両端の端子の長手方向と該第２の孔部の長手方向とが異なる方向を向いた位置姿勢となって、ヒータがヒートローラから抜け落ちないようになっており、作業性の向上が図られている。

次に、本発明の実施の一形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は定着器ユニット４を備えた画像形成装置１の正面断面図であり、まず、コピー機やファクシミリ装置等が具備する画像形成装置１について概略説明する。

図１に示すように、画像形成装置１は給紙カセット５の上方に配置されており、該画像形成装置１の上部に排紙トレイ６が形成されている。画像形成装置１の内部には、給紙カセット５から繰り込まれた記録紙を搬送する第１記録紙搬送経路１１と第２記録紙搬送経路１２とが形成されており、該第１記録紙搬送経路１１に沿い、下流側（上方）へ向けて、現像器ユニット２、感光体ユニット３、定着器ユニット４が配置されている。これらのユニット２・３・４で画像形成部が構成されて、給紙カセット５から繰り込まれた記録紙は該画像形成部で画像情報が転写され、定着が行われた後、排紙トレイ６へ排出されるように構成されている。

次に、装置本体１ａ内における感光体ユニット３の上方に配置される定着器ユニット４について説明する。
図１に示すように、定着装置である定着器ユニット４は装置本体１ａ内の上部に着脱自在に装着されており、該定着器ユニット４の外側方にジャムアクセスカバー７が装置本体１ａに対して開閉可能に設けられている。ジャムアクセスカバー７は、定着器ユニット４の長手部分を覆う構成で、装置本体１ａの一側部に配置されており、装置本体１ａの一側端部の下部位置を中心に上下回動可能に構成されている。

このジャムアクセスカバー７の内側部と定着器ユニット４の外側部との間に第２記録紙搬送経路１２が形成されて、記録紙搬送経路１１・１２でジャムが発生した場合などには、このジャムアクセスカバー７を開いて、装置本体１ａの一側部を開放するように構成されている。

この定着器ユニット４は、ヒートローラ４１を軸支する第１フレーム４３と、プレスローラ４２を軸支する第２フレーム４４と、にフレームが分割構成されており、該第１フレーム４３の下端部と該第２フレーム４４の下端部とを回動自在に係合させて、該第２フレーム４４を該第１フレーム４３に対して傾倒自在に取り付け、該第１フレーム４３の上端部と該第２フレーム４４の上端部とを締結することで、定着器ユニット４のフレームが組まれ、このフレーム４３・４４が組まれた状態では、プレスローラ４２がヒートローラ４１に圧接されて、該第１フレーム４３が装置本体１ａに着脱自在に取り付けられるように構成されている。

次に、ヒートローラ４１の構成について説明する。
図１に示すように、ヒートローラ４１はアルミニウムなど熱伝導率の高い部材で薄肉の円筒状に形成されており、該ヒートローラ４１にはその軸芯位置に熱源としてのヒータ４７が内蔵されている。

図２、図３、図４に示すように、ヒータ４７は棒状の長手部材でその本体４７ｂは断面が円形に形成されており、該本体４７ｂの長手方向両端には封止部４７ｃ・４７ｃが突設されて、該封止部４７ｃ・４７ｃには通電回路に接続するための端子４８・４８が取り付けられている。封止部４７ｃ・４７ｃは断面が略長方形状で非円形に形成されて、該封止部４７ｃの長辺は本体４７ｂの直径と略同じ長さに構成されており、該本体４７ｂの長手方向両端の端面と封止部４７ｃとの間に段差部４７ｄが形成されている。ヒータ４７内からはヒータ４７の長手方向へ通電ピン４９が突出されており、該通電ピン４９の内端部はヒータ４７内の電熱線５０に接続されて、該通電ピン４９の外端部に前記端子４８の長手方向一側部が取り付けられ、該端子４８の長手方向とヒータ４７の側面における長手方向とは略十字に直交するように配置されている。この端子４８はプレート状の部材で、該端子４８の長手方向他側部には取付孔４８ｂが設けられており、第１フレーム４３側の端子取付部に取り付けられるようになっている。

また、ヒートローラ４１の長手方向一側部にはギア取付部４１ｂが設けられており、該ギア取付部４１ｂに伝達ギア４６の内周面が固着されるようになっている。ヒートローラ４１の長手方向両端の開口部４１ａ・４１ａには蓋部材４５・４５が着脱自在に取り付けられるようになっており、この一対の蓋部材４５・４５でヒートローラ４１を回転自在に支持して、図示せぬ駆動ギアから伝達ギア４６に回転動力が伝達されるように構成されている。

前記蓋部材４５は、ヒートローラ４１の軸芯位置に配置されて前記ヒータ４７が通過可能に開口された第１の孔部４５ａと、該第１の孔部４５ａからヒートローラ４１の半径方向へ延出されて前記端子４８が通過可能に開口された第２の孔部４５ｂと、を有し、該孔部４５ａ・４５ｂを介してヒータ４７がヒートローラ４１内に配置されるように構成されている。

図５、図６に示すように、前記第１フレーム４３には、長手方向中央にヒートローラ４１を収納するローラ収納部４３ａが設けられ、長手方向両端部に前記蓋部材４５が着脱自在に係合する受部４３ｂと、前記ヒータ４７と端子４８とを収容する収容部４３ｃとが設けられ、長手方向一側部に前記伝達ギア４６を収納するギア収納部４３ｄが設けられている。

前記蓋部材４５の受部４３ｂは、ローラ収納部４３ａの外側方に配置されており、該蓋部材４５は非円形に形成されていて、該蓋部材４５は該受部４３ｂに前記第２の孔部４５ｂの長手方向をヒートローラ４１の装着方向へ向けた位置姿勢で回転不能に係合するように構成されている。こうして第１フレーム４３の受部４３ｂ・４３ｂに係合した非円形の蓋部材４５・４５は回転することなく位置固定されて、該蓋部材４５・４５に対してヒートローラ４１が回転するように構成されている。

また、ヒータ４７の両端の封止部４７ｂと端子４８とを収容する収容部４３ｃは前記受部４３ｂの外側方に配置されている。収容部４３ｃは水平な載置部４３ｆと、円弧状の凹部４３ｇとを備え、該載置部４３ｆに通電プレート５１の一端部５１ａが載置固定されている。通電プレート５１の本体部は第１フレーム４３の外側面に取り付けられて（図示略）、該本体部に通電回路が接続されており、該通電プレート５１の一端部５１ａを第１フレーム４３内に装入して収容部４３ｃの載置部４３ｆに載置固定し、この載置部４３ｆに固定した通電プレート５１の一端部５１ａに、ヒータ４７の端子４８が取り付けられるように構成されている。通電プレート５１の一端部５１ａには取付孔５１ｂが設けられており、該通電プレート５１の取付孔５１ｂと該端子４８の取付孔４８ｂとをボルトとナットで締結するように構成されている。

次に、ヒートローラ４１を第１フレーム４３に組み付けるまでの流れを説明する。
まず、ヒータ４７の長手方向一端の封止部４７ｂを端子４８とともに、ヒートローラ４１の長手方向一端を塞ぐ蓋部材４５の第１の孔部４５ａと第２の孔部４５ｂとに挿入して、他端を塞ぐ蓋部材４５の第１の孔部４５ａと第２の孔部４５ｂから出す。こうしてヒータ４７をヒートローラ４１内に容易に配置することができるようになっており、組付性の向上が図られている。

このヒートローラ４１内に配置されたヒータ４７をヒートローラ４１の軸芯回りに回転させて、該ヒータ４７の長手方向両端の端子４８・４８と、蓋部材４５の第２の孔部４５ｂとの位置をずらして、該ヒータ４７の両端の端子４８・４８が該蓋部材４５の第１の孔部４５ａで引っ掛かるようにしておくことで、ヒータ４７がヒートローラ４１内で脱落しないようになっている。

そして、このヒートローラ４１を第１フレーム４３のローラ収納部４３ａに装着するときには、図５に示すように、ヒータ４７の長手方向両端の封止部４７ｂ・４７ｂを蓋部材４５・４５の第２の孔部４５ｂ・４５ｂに係合させておく。この状態では、ヒータ４７はその端子４８の長手方向と蓋部材４５の第２の孔部４５ｂの長手方向とが異なる方向を向いた位置姿勢で軽く位置固定されており、ヒートローラ４１から抜け落ちないようになっている。

さらに、図４に示すように、ヒートローラ４１内においては、ヒータ４７の長手方向両端の段差部４７ｄが蓋部材４５・４５の第２の孔部４５ｂ・４５ｂの縁に引っ掛かっており、ヒータ４７のヒートローラ４１からの抜けが防止されている。

図５、図７に示すように、この状態で、ヒートローラ４１を第１フレーム４３のローラ収納部４３ａに収納していくと、ヒータ４７の両端の端子４８・４８の取付面が、前記第１フレーム４３の通電プレート５１の一端部５１ａに当たって、その上に載り上げていき（図７（ｃ）参照）、ヒータ４７が蓋部材４５の第２の孔部４５ｂの長手方向に沿って上方（ヒートローラ４１の反装着方向）へ移動する。このとき、ヒートローラ４１の長手方向両側方の蓋部材４５・４５は、第２の孔部４５ｂの長手方向を下方（ヒートローラ４１の装着方向）へ向けて、第１フレーム４３の受部４３ｂ・４３ｂに接近していき、該蓋部材４５・４５が該受部４３ｂ・４３ｂに係合して、ヒートローラ４１が第１フレーム４３に完全に装着されたときには、ヒータ４７の長手方向両端の端子４８・４８が、端子取付部である通電プレート５１の一端部５１ａに載置されて、ヒータ４７がヒートローラ４１の軸芯位置に位置するように構成されている（図７（ｄ）参照）。

なお、本実施の形態では、ヒートローラ４１が第１フレーム４３に完全に装着されたときには、ヒータ４７がヒートローラ４１の軸芯位置に配置されるように構成されているが、ヒータ４７の配置位置はヒートローラ４１の軸芯位置に限らず、前記収容部４３ｃの載置部４３ｆの載置面の高さを変更することで、軸芯位置からプレスローラ４２側にずらした位置などに配置してもよい。

こうして、ヒータ４７の両端の端子４８・４８を、通電プレート５１の一端部５１ａに載置してセットした後、該通電プレート５１の取付孔５１ｂと該端子４８の取付孔４８ｂとにボルトを挿入してナットで締結することで、ヒータ４７がヒートローラ４１に対していつも同じ位置で同じ姿勢となって、ヒートローラ４１が第１フレーム４３にセットされる。

以上のようにして、本発明では、ヒートローラ４１内にヒータ４７を抜けを防止した状態で容易に配置することができ、ヒートローラ４１を第１フレーム４３に簡単に組み付けることができて、組付性の向上が図られている。

そして、このヒートローラ４１は、長手方向両端の開口部４１ａ・４１ａに蓋部材４５・４５が取り付けられて、ヒートローラ４１内のヒータ４７で発生した熱の漏れが効果的に防止されており、ヒータ４７で発生した熱を効率良く利用することができて、ヒータ４７での消費電力を抑えることができて、省エネルギー化が図られている。

画像形成装置１の概略構成を示す正面断面図。 ヒートローラ４１の斜視図。 蓋部材４５を取り付けた状態のヒートローラ４１の側面図。 蓋部材４５を取り付けた状態のヒートローラ４１の長手方向一側部の正面断面図。 蓋部材４５を取り付けた状態のヒートローラ４１と第１フレーム４３内の長手方向一側方の内周部とを示す図。 第１フレーム４３の長手方向一側部の正面図。 ヒートローラ４１を第１フレーム４３に収納するときの様子を説明する図。

符号の説明

１ 画像形成装置
４ 定着器ユニット
４１ ヒートローラ
４１ａ 開口部
４２ プレスローラ
４３ 第１フレーム
４３ａ ローラ収納部
４３ｂ 受部
４３ｃ 収容部
４３ｄ ギア収納部
４３ｆ 載置部
４３ｇ 凹部
４４ 第２フレーム
４５ 蓋部材
４５ａ 第１の孔部
４５ｂ 第２の孔部
４７ ヒータ
４８ 端子
４８ｂ 取付孔
５１ 通電プレート
５１ａ 一端部
５１ｂ 取付孔

Claims (3)

1. 長手方向両端部に端子が取り付けられたヒータと、
   前記ヒータを内蔵する円筒状のヒートローラと、
   前記ヒートローラの軸芯位置に配置されて前記ヒータが通過可能に開口された第１の孔部と、該第１の孔部からヒートローラの半径方向へ延出されて前記端子が通過可能に開口された第２の孔部と、を有し、前記ヒートローラの長手方向両端の開口部に取り付けられた蓋部材と、
   前記ヒートローラを収納するフレームに設けられて、該ヒートローラが該フレームに装着されたときに、前記端子が載置される端子取付部と、
   を備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記蓋部材は前記ヒートローラを回転自在に支持する構成で、該蓋部材は非円形に形成され、前記フレームに、該非円形の蓋部材が前記第２の孔部の長手方向をヒートローラの装着方向へ向けた位置姿勢で着脱自在に係合する受部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記ヒータの断面は非円形に形成され、該ヒータが前記蓋部材の第２の孔部に、前記端子の長手方向と該第２の孔部の長手方向とが異なる方向を向いた位置姿勢で着脱自在に係合するように構成されたことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。

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