JP2013235804A - コネクタ及び定着装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 コンタクト端子が外力によってハウジングの内部で姿勢を変えた場合でも、バネ接点と電極部の間に良好な接点圧が確保されるコネクタを提供する。
【解決手段】 ハウジングと、ハウジングの内部に設けられており、被コネクタ物に装着するための開口部が形成された断面がコの字形状の部材であり、開口部に被コネクタ物の電極部と接触する接点部が設けられたコンタクト端子と、を有するコネクタにおいて、コネクタハウジングの内部に設けられたコンタクト端子の開口部を形成している部分であり、コンタクト端子の接点部と対向する部分に、ヒータを支持する突起部を設ける。
【選択図】 図5

Description

本発明は、ヒータ等の被コネクタ物に電力を供給するためのコネクタ、及びこのコネクタを備える定着装置に関する。
一般的に、電子写真方式の画像形成装置には、画像形成部でシート上に形成されたトナー画像をシートに定着させる定着装置が搭載されている。その一例としてフィルム式の定着装置がある。フィルム式の定着装置は、セラミック基板に発熱体を設けたセラミックヒータを使用している。ヒータに電力を供給するため、ヒータには電力供給用のコネクタが接続されている。
ヒータと、コネクタのコンタクト端子と、の電気的接触不良を防ぐためには、ヒータの電極部に対して所定の接点圧を確保する必要がある。特許文献1には、所定の接点圧を確保するための一つの方法が記載されている。
特許第4585668号公報
ところで、ヒータの電極に接触するコンタクト端子に接続された束線を這い回した際に生じる束線のコシによる反力がかかると、コンタクト端子を収容するコネクタのハウジングに対するコンタクト端子の取付けガタによりハウジングの内部でコンタクト端子の姿勢が変位する。コンタクト端子が変位すると、ヒータの電極部との位置関係がずれ、最悪の場合は、コンタクト端子のバネ接点が浮いてしまう可能性があり、接点不良による定着不良が発生することが考えられる。そのために、部品間の隙間を小さくするように高い部品の寸法精度が要求され、また、束線の反力がコンタクト端子にかからないように束線の這い回しの余裕を持たせる構成が必要となってしまう。
本発明では、上記実情に鑑み、コンタクト端子が外力によってハウジングの内部で姿勢を変えた場合でも、バネ接点と電極部の間に良好な接点圧を確保することができるコネクタを提供することを目的とする。
上述の課題を解決するための本発明は、ハウジングと、前記ハウジングの内部に設けられており、被コネクタ物に装着するための開口部が形成された断面がコの字形状の部材であり、前記開口部に被コネクタ物の電極部と接触する接点部が設けられたコンタクト端子と、を有するコネクタにおいて、前記コンタクト端子の前記開口部を形成している部分であり、前記接点部と対向する部分に、前記被コネクタ物を支持する突起部を有することを特徴とする。
本発明によれば、コンタクト端子が外力によってハウジングの内部で姿勢を変えた場合でも、バネ接点と電極部の間に良好な接点圧が確保される
本発明の実施例1に係るコネクタを有する加熱装置を備える画像形成装置の構成を示す断面図である。 定着装置の構成を示す断面図である。 ヒータとコネクタの関係を示す図である。 ヒータと支持部材の支持関係を示す図である。 コネクタのコンタクト端子の構成を示す図である。 コネクタがヒータに装着された状態を示す図である。 ハウジングの内部で、コンタクト端子の姿勢が傾いた状態を示す断面図である。 実施例2に係るヒータ及びこれを支持する支持部材の構成を示す図である。 コネクタがヒータに装着された状態を示す断面図である。
以下、図面を参照して、この発明を実施するための形態を実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
図1は、本発明の実施例1に係るコネクタ110を有する定着装置20を備える画像形成装置1の構成を示す断面図である。画像形成装置1は、電子写真画像形成プロセスを利用した画像形成装置である。図1に示されるように、画像形成装置1は画像形成装置本体(以下、単に『装置本体』という)1Aを有し、この装置本体1Aの内部には、画像を形成する画像形成部である画像形成ユニット2が設けられる。画像形成ユニット2は、『像担持体』である感光体ドラム3、『転写装置』である転写ローラ11等を含む。
フルカラー画像形成装置(以下、画像形成装置という)1は、各色のトナー像を形成する複数の画像形成ユニット2a、2b、2c、2dが着脱自在に構成されている。また、画像形成装置1には、中間転写体である中間転写ベルト8を有する中間転写ベルトユニット7や、定着装置20が設けられている。ここで、各画像形成ユニット2a、2b、2c、2dは、像担持体である感光体ドラム3a、3b、3c、3dを有している。感光体ドラム3a、3b、3c、3dの周囲に、帯電手段としての帯電ローラ5a、5b、5c、5d、現像手段である現像ローラ4a、4b、4c、4d、およびクリーニング手段としてのクリーニングブレード6a、6b、6c、6dを一体に有している。各画像形成ユニット2a、2b、2c、2dは、中間転写ベルト8に沿って並列配列されている。
各画像形成ユニット2a、2b、2c、2dにおいて、帯電ローラ5a、5b、5c、5dは、感光体ドラム3a、3b、3c、3dの外周表面上に設置され、感光体ドラム表面を一様に帯電する。また、現像ローラ4a、4b、4c、4dは各レーザ露光器(露光手段)26a、26b、26c、26dからの露光により形成された感光体ドラム表面上の各色の静電潜像を、対応する色のトナーを用いて現像する。なお現像ローラ4a、4b、4c、4dは、感光体ドラム3a、3b、3c、3dから離間し回転を停止させることで、現像剤(不図示)の劣化を防止できるように構成されている。すなわち、現像ローラ4a、4b、4c、4dは各感光体ドラム3a、3b、3c、3dに対して当接又は離間可能に構成されている。クリーニングブレード6a、6b、6c、6dは、トナー画像が転写された後、感光体ドラム表面に付着している転写残りトナーを除去する。
中間転写ベルトユニット7は、中間転写ベルト8と、中間転写ベルト8を張架する駆動ローラ9、テンションローラ10、一次転写ローラ11a、11b、11c、11d、二次転写対向ローラ12を備えている。そして、ベルト駆動モータ(不図示)により駆動ローラ9を回転駆動させることで中間転写ベルト8を回転搬送している。感光体ドラム3a、3b、3c、3dと共に中間転写ベルト8を挟持する位置には、感光体ドラム3a、3b、3c、3dと共に一次転写部を形成する一次転写ローラ11a、11b、11c、11dが対向設置されている。
また、二次転写対向ローラ12と中間転写ベルト8を挟んだ位置には、二次転写対向ローラ12と共に二次転写部28を形成する二次転写ローラ14が対向配置されている。この二次転写ローラ14は、転写搬送ユニット13によって保持されている。
画像形成装置の下部には、二次転写部28にシートSを給送するシート供給装置15が配置されている。このシート供給装置15には、複数枚のシートSを収納する給紙カセット16からシートSを給紙する給紙ローラ17と、分離手段である分離ローラ18を有する。給紙カセット16に収納されたシートSは、給紙ローラ17が回転する事によって圧接され、分離ローラ18によって一枚ずつ分離され搬送される。分離されたシートSは、本体給紙搬送路27を経て、レジストローラ対19に搬送される。その後、レジストローラ対19によりシートSは二次転写部28に搬送される。
二次転写部28において、二次転写ローラ14に正極性のバイアスを印加することにより、搬送されたシートSに中間転写ベルト上の複数色のトナー像を二次転写する。
定着装置20は加熱ユニット21と加圧ローラ22を備えており、この加熱ユニット21と加圧ローラ22との圧接により加熱ニップ部としての定着ニップ部が形成される。未定着トナー像を担持したシートSが、定着ニップ部に搬送され、定着ニップ部で挟持搬送される事で、未定着トナー像が加熱されてシートに定着される。定着ニップ部を通過したシートSは排出ユニット23に設置された排出ローラ対24によって排出トレイ25に排出される。
図2は、定着装置20の構成を示す断面図である。定着装置20は、加熱ユニット21、加圧ローラ22、搬送ローラ対30、シート搬送ガイド部31、及び、外装部32を備える。加熱ユニット21は、ヒータ100(両面発熱ヒータ)を有する。ヒータ100は、フィルム33の内面に接触する。また、加熱ユニット21は、ヒータ100を支持する支持部材106と、ヒータ100及び支持部材106に接触しつつ回転する筒形状のフィルム33と、を有する。なお、加圧部材である加圧ローラ22は、筒状のフィルム33を介してヒータ100と共に定着ニップ部を形成している。
フィルム33は、外部からの駆動により回転する加圧ローラ22に追従して回転する。未定着トナー画像を担持したシートSが加熱ユニット21と加圧ローラ22の接触部に搬送されると、熱と圧力によってトナーがシートSに固着する。その後、シートSは搬送ローラ対30から排出部(不図示)へと搬送される。
図3(a)は、被コネクタ物であるヒータ100の構成を示す断面図である。図3(b)は、ヒータ100の構成を示す平面図である。図3(c)は、ヒータ100の構成を示す裏面図である。ヒータ100は、絶縁基板101、絶縁基板101の面に設けられる発熱体102(102b、102c)、絶縁基板101の長手方向の両端部に設けられて発熱体102と電気的に繋がる電極部103、を有する。また、電極部103と、電極部103から発熱体102へ電気を導通させる導通部104、及び発熱体102と導通部104を保護する保護層105は、絶縁基板101の両面に設けられている。絶縁基板101はセラミック系の材質で、保護層105はガラスなどの材質でできている。図3(b)、図3(c)に示すように、発熱体102は、様々なサイズのシートに対応するために表裏で長手方向の長さが異なっている。
図4(a)はヒータ100と支持部材106の支持関係を示す斜視図である。図4(b)は、支持部材106におけるフィルム33と接触する側の構成を示す拡大斜視図である。図4(c)は、支持部材106における被支持面側の構成を示す拡大斜視図である。図4(a)図4(b)に示されるように、支持部材106は、長手方向で延びた溝部106Aでヒータ100を支持しつつ、フィルム33の回転軌跡を規制する。さらに、図4(c)に示されるように、支持部材106には切欠き107が形成され、電極部103cが表面に露出するようになっている。したがって、支持部材106の表面側からもコンタクト端子のバネ接点が接触可能となっている。
図5(a)は、コネクタ110のコンタクト端子120の構成を一方向から見た側面図である。図5(b)は、コンタクト端子120の断面図である。図5(c)は、コンタクト端子120の構成を示す斜視図である。図5(d)は、コネクタ110の構成を示す断面図である。図5(d)に示されるように、コネクタ110は、ハウジング111、バネ接点121、突起部122を備える。
図5(a)〜図5(d)に示されるように、ハウジング111は、断面コの字状に形成されており、『第1開口部』である開口部111Xを有する。コンタクト端子120は、ハウジング111の内部に姿勢変更可能に設けられると共に断面コの字状に形成されており、『第2開口部』である開口部120Xを有する。コンタクト端子120には、バネ接点121及び突起部122が形成される。なお、開口部120Xと開口部111Xは、連通するように配置されている。
バネ接点121は、開口部120Xの上下の一方から他方に向かって延びる。すなわち、バネ接点121の一つである第1バネ接点121(図6の各図の上側のバネ接点)(第1接点部)は、開口部120Xの上方から下方に向かって延びる。バネ接点121の一つである第2バネ接点121(図6の各図の下側のバネ接点)(第2接点部)は、開口部120Xの下方から上方に向かって延びる。バネ接点121は、負荷が加わると湾曲する弾性を有し、接点部125が電極部103に接触する。なお、バネ接点121は、ここでは、先端側が断面視で半環状に形成されており、曲面部分が接点部125となっている。
突起部122は、ハウジング111の開口部120Xの上下の他方から一方に向かって突出し、バネ接点121の接点部125に対向する。突起部122の一つである第1突起部122(図6の各図の下側の突起部)は、第1バネ接点121の接点部125に対向し、開口部120Xの下部から上部に向かって凸状に形成されている。また、突起部122の一つである第2突起部122(図6の各図の上側の突起部)は、第2バネ接点121の接点部125に対向し、開口部120Xの上部から下部に向かって凸状に形成されている。突起部122は、バネ接点121に比べて弾性を有さない。なお、突起部122は、ここでは、接点部が半円盤状に形成されている。このように、コンタクト端子120の開口部120Xを形成している部分であり、上側の接点部125(下側の接点部125)と対向する部分に、被コネクタ物(ヒータ)を支持する下側の突起部122(上側の突起部122)が形成されている。
下側のバネ接点121は、電極部103b、103d(図3(b)、図6参照)に接触し、導通部104b、104dを介して電力が供給されると、電圧と発熱体102bの抵抗値に応じた発熱量で発熱体102bが発熱する。上側のバネ接点121は、電極部103c、103e(図3(c)、図6参照)に接触し、導通部104c、104eを介して電力が供給されると、電圧と発熱体102cの抵抗値に応じた発熱量で発熱体102cが発熱する。
コントローラ(図1参照)は、電力の供給を制御して、発熱体102b及び発熱体102cの両方を同時に発熱させるか、いずれか一方の発熱体のみを発熱させるか任意に変更可能である。電極部103b及び電極部103cは、絶縁基板101の表裏で重なり合う配置となっており、電極部103d及び電極部103eは、絶縁基板101の表裏で重なり合う配置となっている。
コンタクト端子120は断面がコの字形状であり、ステンレスやチタン合金などを材料とし、表面をメッキ処理してある。また、コの字の開口部120Xの上下にバネ接点121が設けられ、ヒータ100に設けられた電極部103と接圧する接点部125を有する。上下の接点部125を結んだ同一平面P上に4箇所の突起状の突起部122(ヒータ嵌合部)を設けている。したがって、開口部120Xの入口(図5(a)の右端)から下側の突起部122(上側の突起部122)までの距離は、開口部120Xの入口から上側の接点部125(下側の接点部125)までの距離と略同距離となっている。
さらに、コンタクト端子120において、コの字の開口部120Xとは反対側の端部に束線123を接続し、束線123から電圧を印加している。なお、前述のように、コネクタ110は、ハウジング111の内部にコンタクト端子120が配置されて構成され、ハウジング111は、コンタクト端子120と同様に断面がコの字形状である。コンタクト端子120は、ハウジング111のコの字の開口部とは逆側からハウジング111に差し込み、ハウジング111はコンタクト端子120が差し込まれると外れなくなる抜け止め112を設けている。コンタクト端子120はハウジング111に対してクリアランスAを設けて支持されている。
図6(a)は、コネクタ110がヒータ100に装着された構成を示す断面図である。図6(b)は、コネクタ110がヒータ100に装着された構成を示す図6(a)のP−P線に沿う断面図である。図6(c)は、コネクタ110の構成を示す側面図である。図6(a)に示さるように、コネクタ110のハウジング111のコンタクト端子120に形成される開口部120Xには、ヒータ100を支持する支持部材106が係合している。
ヒータ100を支持した支持部材106は、コネクタ110のコンタクト端子120の開口部120Xの奥部に形成される突当部124に突き当たり係合する。この時、バネ接点121の接点部125は、面状発熱ヒータ100に設けられた上下の電極部103へ所定の接点圧で接触する。コンタクト端子120の突起部122は上下の接点部125を結んだ同一平面P上で支持部材106に接触する。
詳しく言うと、以下のようになる。電極部103が設けられたヒータ100を支持する支持部材106に対してコネクタが装着されると、バネ接点121の接点部125が電極部103に接圧するときに突起部122が支持部材106と接触する。
ここでは、第1電極部103が表面から露出すると共に第2電極部103が裏面から露出する支持部材106に対してコネクタが装着される。この場合に、第1バネ接点121が第1電極部103に上から接圧すると共に第1突起部122が支持部材106に対して下から接触する。第2バネ接点121が第2電極部103に下から接圧すると共に第2突起部122が支持部材106に対して上から接触する。第1突起部122及び第2突起部122が支持部材106を挟み込む。
図7は、ハウジング111の内部で、コンタクト端子120の姿勢が傾いた状態を示す断面図である。図7に示されるように、コンタクト端子120に設けられた束線123を這い回した際に生じる反力等の外力Fがコンタクト端子120にかかった場合(図中下向き)、コンタクト端子120は突起部122付近を支点にハウジング111内を揺動する。この時、コンタクト端子120とヒータ100を保持した支持部材106は接点部125と同一平面P上で接触しているため、コンタクト端子120はねじれることなく接点部125近傍を中心に揺動する。
そのため、バネ接点121の変位量は変化せず、接点圧は変化しない。したがって、接点部125が浮きあがり、電極部103と接触しない状態を防止することができる。ここで、突起部122は接点部125と同一平面P上で、支持部材106ではなくヒータ100に直接接触していても同様の効果が得られる。
図8(a)は、実施例2に係るコネクタ210が装着されるヒータ140及びこれを支持する支持部材106の構成を示す斜視図である。図8(b)は、支持部材106におけるフィルム33と接触する側の構成を示す斜視図である。図8(c)は、支持部材106における被支持面側の構成を示す斜視図である。実施例2の構成のうち、実施例1と同一の構成及び効果に関しては、同一の符号を用いて説明を適宜省略する。実施例2の構成が、実施例1の構成と異なる点は、以下の点である。
実施例1が、ヒータ基板の両面に発熱体が形成された両面発熱ヒータ用のコネクタであるのに対し、本実施例のものは、発熱体102、及び電極部103がヒータ基板の片面のみに設けられたヒータ(以下、片面発熱ヒータ140)用のコネクタである。片面発熱ヒータ140と支持部材106の支持関係に関して図8を用いて説明する。
図8(a)に示されるように、支持部材106は片面発熱ヒータ140を支持する。図8(b)に示されるように、支持部材106は、長手方向の溝部106Aで片面発熱ヒータ140を支持し、フィルム33の回転軌跡を規制する。また、支持部材106における発熱体102が設けられる側の面には、スペーサ132が設けられる。図8(c)に示されるように、支持部材106には切欠き107が形成されている。この切欠き107があるために、電極部103が露出するようになっている。なお、発熱体102と電極部103が同一面にあり、スペーサ132が発熱体102及び電極部103と反対の面に設けた構成でもよい。
図9(a)は、コネクタ210が片面発熱ヒータ140に装着された構成を示す断面図である。図9(a)に示されるように、コネクタ210は、ハウジング111の内部のコンタクト端子220の開口部220Xが片面発熱ヒータ140と係合している。。
バネ接点121は、開口部220Xの上方から下方に向かって延びる。詳しくは、バネ接点121は、基端部がコンタクト端子220の上部の外表面に取付けられ、接点部が開口部220Xに入って下方に延びている。前述したバネ接点121の接点部125が、片面発熱ヒータ140に設けられた電極部103と接触する。
突起部122は、バネ接点121の接点部125に対向し、開口部220Xの下部から上部に向かって延びる。そして、突起部122は、支持部材106に取付けられるスペーサ132と接触する。電極部103が切欠きから露出する支持部材106に対してコネクタが装着されると、バネ接点121が電極部103に上から所定の接点圧で接触し、突起部122がスペーサ132を介して支持部材106に対して下から接触する。
以上、説明した構成とすることで、コンタクト端子120が外力をうけても、突起部122の対向側に位置する接点部125は、初期の接点圧より下がることはない。またコンタクト端子220が逆の方向に外力を受け移動したとしても、突起部122付近を支点にコンタクト端子220が揺動するだけで、接点圧は変わらない。
図9(b)は、実施例2の変形例を示す断面図である。図9(b)に示されるように、変形例のコンタクト端子320は、断面がコの字状に形成され、開口部320Xの上下両方から支持部材106と接触する突起部122を有する。
コンタクト端子320は、開口部320Xの下部から上部に向かって突出する突起部122を有すると共に、開口部320Xの上部から下部に向かって突出する突起部122を有する。この両方の突起部122は、互いに対向する位置に設定されている。上下の突起部122を結んだ同一平面P上に、片面発熱ヒータ140に設けられた電極部103と接圧する接点部125を有するバネ接点121を設けている。片面発熱ヒータ140を支持した支持部材106は、コネクタ110の突当部124に突き当たり係合すると、バネ接点121の接点部125は電極部103へ所定の接点圧で接触し、突起部122は支持部材106と接触する。
以上、説明した構成とすることで、コンタクト端子320に設けられた束線123を這い回した際に生じる反力等の外力がコンタクト端子320にかかった場合、コンタクト端子320は突起部122付近を支点にハウジング111内を揺動する。そのため、突起部122と同一平面P上の位置に設けられた接点部125の接点圧は変化しない。
前述してきた実施例1、実施例2、実施例2の変形例の構成によれば、コンタクト端子120、220、320が外力によってハウジング111の内部で姿勢を変えた場合でも、バネ接点121と電極部103の間に良好な接点圧が確保される。つまり、コンタクト端子120は、外力がかかってハウジング111の内部で姿勢を変えた場合でも、突起部122を支点としてハウジング111の内部で揺動し、バネ接点121と電極部103の間には、良好な接点圧が確保される。
103 電極部
110 コネクタ
111 ハウジング
111X 開口部(第1開口部)
120 コンタクト端子
120X 開口部(第2開口部)
121 バネ接点
122 突起部
125 接点部

Claims (6)

  1. ハウジングと、
    前記ハウジングの内部に設けられており、被コネクタ物に装着するための開口部が形成された断面がコの字形状の部材であり、前記開口部に被コネクタ物の電極部と接触する接点部が設けられたコンタクト端子と、
    を有するコネクタにおいて、
    前記コンタクト端子の前記開口部を形成している部分であり、前記接点部と対向する部分に、前記被コネクタ物を支持する突起部を有することを特徴とするコネクタ。
  2. 前記開口部の入口から前記突起部までの距離が、前記開口部の入口から前記接点部までの距離と略同距離であることを特徴とする請求項1に記載のコネクタ。
  3. 前記コンタクト端子の前記開口部には前記接点部と対向する位置に第2接点部が設けられており、前記コンタクト端子の前記開口部を形成している部分であり、前記突起部と対向する部分には第2突起部が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載のコネクタ。
  4. 前記被コネクタ物は、基板上に発熱体が形成されたヒータであることを特徴とする請求項1〜3いずれか一項に記載のコネクタ。
  5. 前記被コネクタ物は、基板の両面に発熱体が形成されたヒータであることを特徴とする請求項3に記載のコネクタ。
  6. 筒状のフィルムと、前記フィルムの内面に接触するヒータと、前記フィルムを介して前記ヒータと共にシートを挟持搬送するニップ部を形成するローラと、前記ヒータに装着され前記ヒータに電力を供給するためのコネクタと、を有する定着装置において、
    前記コネクタが請求項1〜5いずれか一項に記載のコネクタであることを特徴とする定着装置。
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