JP2007121402A - アース引き出し構造体、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁コーティング、回転構造、及び加熱による膨張・収縮での状況下における電気的接続を確実に確保したアース引き出し構造体等を提供する。
【解決手段】表面が絶縁コーティングされた円筒形加熱ローラと、先端部が加熱ローラの外周径より小さい内径の突起部と加熱ローラの軸方向内側に弾性を有する弾性部とを有する導電性のドーナツ状円盤を備え、ドーナツ状円盤をその突起部が加熱ローラの表面コーティングを貫通して接させると共に弾性部が加熱ローラを支持する導電部材に接触して加熱ローラに外接咬合させたアース引き出し構造体を提供する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、アース引き出し構造体、定着装置及び画像形成装置に関し、詳しくは表面が絶縁コーティングされた加熱ローラからのアース引き出し構造体、当該アース引き出し構造体を有する定着装置、及び画像形成装置に関する。

複写機等の画像形成装置では転写紙にトナー像が転写されると、定着装置にて当該トナー像が加熱・加圧されて転写紙上に定着される。当該加熱・加圧は、定着装置内に設けられた加熱ローラと加圧ローラの間に転写紙を搬送させることで行われる。なお、画像形成装置では電源を入れた後、定着装置の加熱ローラが加熱されるまでは印刷することができない。したがって、電源を入れてから印刷可能になるまでの時間を短くするため、上記加熱ローラをアルミ材としさらに薄肉とすることで熱伝導性を高めていた。
特開２００４−３５９４４３号公報

しかしながらアルミ材を薄肉とすると十分な強度が得られないため、加熱ローラに鉄材を利用することが考えられる。ただし、鉄材はアルミとは異なり錆に弱いため、鉄材を利用する場合には例えば錆を防ぐパーカー処理（パーカーコーティング）等の処理を行う必要が生じる。ここで当該パーカー処理に用いられる薬剤は絶縁性であるため、加熱ローラに蓄積された静電気を逃がすことができず、したがって、定着時に当該静電気によりトナーが離散し、像がぼける等の障害が生じる。

また、加熱ローラによる加熱・冷却の繰り返しにより、加熱ローラはローラの軸方向に膨張・収縮を繰り返す。当該膨張・収縮は、加熱ローラ及びその近傍の構造に歪を生じさせ、静電気を逃すための電気的接続が確保不能になりやすい。このため、加熱ローラから静電気を逃すことができず、上記障害が生じてしまうという問題がある。

本発明は、上記従来の事情に基づいて提案されたものであって、絶縁コーティング、回転構造、及び加熱による膨張・収縮での状況下における電気的接続を確実に確保したアース引き出し構造体、定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために以下の手段を採用している。即ち、本発明は、表面が絶縁コーティングされた回転体と、先端部が回転体の外周径より小さい内径の突起部と回転体の軸方向内側に弾性を有する弾性部とを有する導電性のドーナツ状円盤（アース板）を備えている。

そして、ドーナツ状円盤の突起部が回転体の表面コーティングを貫通して内部の導電性素材（金属）に接させると共に弾性部が回転体を支持する導電部材に接触して回転体に外接咬合させたアース引き出し構造体を提供する。

また、上記アース引き出し構造体を用いた定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することもできる。

本発明に係る定着装置においては、アース板の突起部が鉄管のコーティングを貫通して内部と接続されるため、絶縁コーティングを施した状態で確実に外部への電気的接続が確保できる。

また、加熱ローラには上記突起部が定点で接続されるため、その電気的接続が回転により不安定になることはない。

さらに、導電性断熱スリーブには、アース板の弾性部が接触しているため、加熱ローラの加熱による膨張・収縮が起こった場合でもアース板と導電性断熱スリーブとの電気的接続も確実に保持される。

これら構造体により、鉄管、アース板、導電性断熱スリーブは、鉄管の絶縁コーティング、回転構造、及び加熱による膨張・収縮時という状況下においても電気的接続を確実に確保することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

本発明のアース引き出し構造体は、画像形成装置の定着装置に適用することができる。ここで上記画像形成装置は、例えばスキャナサービス、ファクシミリサービス、プリンタサービス、コピーサービス等を備えた複合機である。なお、一例としてコピーサービスを利用する場合の画像形成装置の動作を簡単に説明する。

ユーザがコピーサービスを利用して例えば原稿の印刷を行う場合、原稿を図１に示す原稿台１０３、或いは載置台１０５に配置し、原稿台近傍に供えられた操作パネルに対して印刷の指示を行う。当該指示があると、以下に示す各部が動作することで、印刷が行われる。
即ち、図１に示すように、本実施の形態の画像形成装置１００は、本体１０１と、本体１０１の上方に取り付けられたプラテンカバー１０２を備える。本体１０１の上面は原稿台１０３が設けられており、原稿台１０３は、プラテンカバー１０２によって開閉されるようになっている。プラテンカバー１０２は、自動原稿給紙装置１０４と載置台１０５と排紙台１０９が設けられている。

自動原稿給紙装置１０４は、プラテンカバー１０２の内部に形成された原稿搬送路１０８と、プラテンカバー１０２の内部に備えられたピックアップローラ１０６や搬送ローラ１０７等で構成される。原稿搬送路１０８は、載置台１０５から、本体１０１に設けられた読取部１１０にて読み取りが行なわれる読取位置Ｐを経由して、排紙台１０９に通じる原稿の搬送路である。

自動原稿給紙装置１０４は、載置台１０５に載置された原稿１枚ずつをピックアップローラ１０７で搬送路内１０８に引き出し、搬送ローラ１０６等によって引き出した原稿を読取位置Ｐを通過させて排紙台１０９に排紙する。読取位置Ｐを通過する時に原稿は読取部１１０にて読み取られる。

読取部１１０は、原稿台１０３の下方に設けられている。読取部１１０は、原稿台１０３を照射する主走査方向に長い光源１１１と、原稿台からの光を導くミラー１１２、１１３、１１４と、ミラーで導かれた光を撮像する撮像素子１１５とで構成されている。

自動原稿給紙装置１０４が原稿を搬送する時は、光源１１１は、読取位置Ｐを照射できる位置に移動して発光する。光源１１１からの光は、原稿台１０３を透過して読取位置Ｐを通過する原稿にて反射し、ミラー１１２、１１３、１１４によって撮像素子１１５に導かれる。撮像素子１１５は受光した光を撮像することで、原稿の画像データを生成する。

読取部１１０は、自動原稿給紙装置１０４で搬送される原稿だけでなく、原稿台１０３に載置された原稿も読み取ることが可能となっている。原稿台１０３に載置された原稿を読み取る場合は、読取部１１０は、光源１１１を発光させながら副走査方向に移動させて、原稿台１０３の全体を照射する。原稿台１０３からの反射光を撮像素子１１５に導くために、ミラー１１２は光源１１１と共に移動し、光源１１１から撮像素子１１５までの光路長を一定にするために、ミラー１１３、１１４は光源１１１及びミラー１１２の１/２の速度で移動する。

撮像素子１１５は、自動原稿給紙装置１０４に搬送された原稿のときと同じように、ミラー１１２、１１３、１１４に導かれた光に基づいて原稿台１０３に載置された原稿の画像データを生成する。

本体１０１の読取部１１０の下方には、画像データを印刷する印刷部１２０を備えている。印刷部１２０が印刷できる画像データは、上記のように撮像素子１１５に生成されたものや、その他画像形成装置１００とＬＡＮ等のネットワークに接続されたパソコン等の端末から送信されたものである。

印刷部１２０が行う印刷方式には、電子写真方式が用いられている。即ち、感光ドラム１２１を帯電器１２２で一様に帯電させ、その後レーザ１２３で感光ドラム１２１を照射して感光ドラム１２１に潜像を形成し、現像器１２４で潜像にトナーを付着させて可視像を形成し、転写ローラ１２５にて可視像を用紙に転写する方式で印刷が行われる。

可視像が印刷される用紙は、手差しトレイ１３１、給紙カセット１３２、１３３、１３４などの給紙トレイに載置されたものである。

印刷部１２０は、印刷を行うときは、何れか１つの給紙トレイから用紙１枚をピックアップローラ１３５を用いて引き出し、引き出した用紙を搬送ローラ１３７やレジストローラ１３８で感光ドラム１２１と転写ローラ１２５の間に送り込む。

印刷部１２０は、感光ドラム１２１と転写ローラ１２５の間に送り込んだ用紙に可視像を転写すると、可視像を定着させるために、搬送ベルト１２６で定着装置１２７に用紙を送る。定着装置１２７は、ヒータが内蔵された加熱ローラ１２８と、所定の圧力で加熱ローラ１２８に押し当てられた加圧ローラ１２９とで構成されている。加熱ローラ１２８と加圧ローラ１２９の間を用紙が通過すると、熱と用紙への押圧力によって可視像が用紙に定着する。印刷部１２０は、定着装置１２７を通過した用紙を排紙トレイ１３０に排紙する。

以上が、画像形成装置１００における基本的なコピーサービスの処理である。

続いて、本発明に係る定着装置１２７の詳細について説明する。

図２は、主フレーム２０２と図示しないサブフレームよりなる定着装置１２７の、サブフレームを外した状態における斜視図である。図２に示すように、定着装置１２７には加熱ローラ１２８と加圧ローラ１２９とが軸並行に設けられており、加圧ローラ１２９はその両端を加圧板によりそれぞれ保持されており、当該加圧板は主フレーム２０２に係止されている。また、加熱ローラ１２８は、両端を支持体２０３Ａ、２０３Ｂにより挟持されて主フレーム２０２に固定されている。上記加圧ローラは、加圧板の上端と隣接する支持体２０３の上端につるまきバネ等の弾性体を掴持することで、加圧ローラ１２９から加熱ローラ１２８方向に負勢している。

加熱ローラ１２８は、定着装置１２７外部からの電力により、当該加熱ローラ１２８内部のヒータが加熱されることでその表面が加熱される。

図３は、図２における定着装置１２７の右端部２０１の拡大図であり、図４は加熱ローラ端部を構成する各部品の構成を示す図である。

加熱ローラ１２８は、表面にパーカー処理等の防錆処理が施された円筒状の鉄管４０１を主構成とし、その一端或いは両端に、ベアリング３０１と、導電性断熱スリーブ３０２と、アース板３０３と、ストッパー３０４を備えている。上記防錆処理は、鉄管４０１上に絶縁性の被膜を作ることで防錆効果を得るものである。

上記ベアリング３０１は、その外輪４０２と内輪４０３とが独立して周方向に転動可能な構成を有する。

上記導電性断熱スリーブ３０２は導電性を有し、一端につば４０４が設けられている。

上記アース板３０３は図５に示すように、ドーナツ状円盤形状を有する導電性素材で構成され、その内周径は上記鉄管４０１の外周径とほぼ一致して鉄管４０１に外接可能である。また、当該アース板３０３の内周には中心方向に向かって複数の先端が尖った突起部（図５突起部５０１）を備えており、突起部の先端の内径は上記内周径より小さく、即ち鉄管４０１の外周径より小さくなっている。さらにアース板３０３は、その単面に複数の弾性部５０２を備えている。当該弾性部５０２は例えばアース板３０３の一部に円周方向に切込みを入れ、当該切り込みを円盤の面から垂直方向に持ち上げることで設けられる。また、別途導電性を有する弾性部材をアース板３０３に配設してもよい。

上記ストッパーは略円形状を有し、２つの端部には略中心方向に係止部４０５が設けられ、上記鉄管４０１の端部に設けられた係止穴４０６に挿入可能である。

上記導電性断熱スリーブ３０２の外周は上記ベアリング３０１の内輪に把持され、導電性断熱スリーブ３０２の内周は鉄管４０１の端部に接触して咬持される。この構成により、一体として構成された鉄管４０１及び導電性断熱スリーブ３０２は、上記ベアリング３０１の外輪とは独立して回転可能となっており、当該回転により鉄管４０１がローラ機能を有する。なお、ベアリング３０１は導電性断熱スリーブ３０２に設けられたつば４０４により鉄管４０１の端部方向に移動不能になっている。

上記導電性断熱スリーブ３０２の、鉄管４０１の軸方向外側には、さらに上記アース板３０３が鉄管４０１に対して上記突起部５０１が食い込んだ状態で挿入されている。当該アース板３０３の突起部５０１が食い込んだ状態で挿入されることにより、上記突起部５０１が鉄管４０１のコーティングを貫通して内部の鉄（導電性素材）と接触し、即ち鉄管４０１とアース板３０３との電気的接続が強固に保持される。また、上記弾性部５０２は、鉄管４０１の軸方向内側の上記導電性断熱スリーブ３０２に接触して設けられている。さらにアース板３０３の、鉄管４０１の軸方向外側には、ストッパー３０４がその略円形状の内周を鉄管４０１の外周に接して設けられ、上記係止部４０５が鉄管４０１の係止穴４０６に挿入されて定着されている。これにより、アース板３０３、導電性断熱スリーブ３０２及びベアリング３０１の、鉄管４０１の軸方向外側への移動・脱落を防止している。導電性断熱スリーブ３０２からの定着装置１２７外へのアース接続は、例えば当該導電性断熱スリーブ３０２から直接、或いはベアリング３０１及び支持体２０３を介して行われる。

以上のように構成された、アース引き出し構造を有する加熱ローラ端部の拡大図を図６に示す。

アース板３０３の弾性部５０２は適度の弾性を有するため、鉄管４０１或いは加熱ローラ１２８、さらには主フレーム２０２の、加熱ローラ１２８の軸方向への膨張・収縮により導電性断熱スリーブ３０２とアース板３０３との間に隙間が生じた場合であっても、上記アース板３０３と導電性断熱スリーブ３０２とは弾性部材５０２で常時電気的に接続されている。

以上のように、アース板の突起部が鉄管のコーティングを貫通して内部と接続されるため、絶縁コーティングを施した状態で確実に外部への電気的接続が確保できる。また、加熱ローラには上記突起部が定点で接続されるため、その電気的接続が回転により不安定になることはない。さらに、導電性断熱スリーブには、アース板の弾性部が接触しているため、加熱ローラの加熱による膨張・収縮が起こった場合でもアース板と導電性断熱スリーブとの電気的接続も確実に保持される。したがって、これら構造体により、鉄管、アース板、導電性断熱スリーブは、鉄管の絶縁コーティング、回転構造、及び加熱による膨張・収縮時という状況下においても電気的接続を確実に確保することができる。

本発明にかかるアース引き出し構造体、定着装置及び画像形成装置は、絶縁コーティング、回転構造、及び加熱による膨張・収縮での状況下における電気的接続を確実に確保できるアース引き出し構造体、定着装置及び画像形成装置として有用である。

画像形成装置の概略を示す側面図。 定着装置のサブフレームを外した状態における斜視図。 定着装置の右端部の拡大図。 加熱ローラ端部を構成する各部品の構成を示す図。 アース板の詳細構造を示す図。 加熱ローラ端部の拡大図。

符号の説明

１００ 画像形成装置
１２７ 定着装置
１２８ 加熱ローラ
１２９ 加圧ローラ
３０１ ベアリング
３０２ 導電性断熱スリーブ
３０３ アース板
３０４ ストッパー
４０１ 鉄管
４０２ 外輪
４０３ 内輪
４０４ つば
４０５ 係止部
４０６ 係止穴
５０１ 突起部
５０２ 弾性部

Claims (3)

1. 表面が絶縁コーティングされた回転体と、
   先端部が上記加熱ローラの外周径より小さい内径の突起部と上記回転体の軸方向内側に弾性を有する弾性部とを有する導電性のドーナツ状円盤を備え、
   上記ドーナツ状円盤を、上記突起部が回転体の表面コーティングを貫通して接すると共に上記弾性部が回転体を支持する導電部材に接触して回転体に外接咬合させたアース引き出し構造体。
2. 表面が絶縁コーティングされた回転加熱ローラと、
   先端部が上記加熱ローラの外周径より小さい内径の突起部と上記加熱ローラの軸方向内側に弾性を有する弾性部とを有する導電性のドーナツ状円盤を備え、
   上記ドーナツ状円盤を、上記突起部が加熱ローラの表面コーティングを貫通して接すると共に上記弾性部が加熱ローラを支持する導電部材に接触して加熱ローラに外接咬合させたアース引き出し構造を有する定着装置。
3. 表面が絶縁コーティングされた回転加熱ローラと、
   先端部が上記加熱ローラの外周径より小さい内径の突起部と上記加熱ローラの軸方向内側に弾性を有する弾性部とを有する導電性のドーナツ状円盤を備え、
   上記ドーナツ状円盤を、上記突起部が加熱ローラの表面コーティングを貫通して接すると共に上記弾性部が加熱ローラを支持する導電部材に接触して加熱ローラに外接咬合させたアース引き出し構造を有する定着装置を備えた画像形成装置。
   
   
   

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