JP3635062B2 - 電子写真定着装置 - Google Patents
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Description
【技術の属する技術分野】
本発明は、例えば画像形成装置に備えられ、用紙に転写された現像剤像を定着させる電子写真定着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の定着装置には加熱ローラに加圧ローラを圧接してなるものがある。現像剤像が転写された用紙は加熱ローラと加圧ローラとの間に送り込まれることにより、用紙上の現像剤像が加熱溶融されて定着される。加熱ローラは例えば金属ローラとこの金属ローラ内に設けられるハロゲンランプ等の加熱源とからなる。
【0003】
ところで、ハロゲンランプ等の加熱源は、一旦、電気エネルギを光と熱に変換して輻射熱で金属ローラを加熱するため、熱効率が約60〜70%と悪いものとなっている。このため、定着の立ち上げに多くの時間が掛かり、待ち時間が長くなっていた。
【0004】
この立ち上がり時間を短縮するために誘導加熱を用いて定着する技術が開発されている。例えば、特開昭59−33476号公報には、円筒状のセラミックスの外周に薄厚金属層を持つローラを備え、このローラの薄厚金属層に導電コイルを用いて誘導電流を流すことにより加熱する技術が開示されている。導電コイルの引出線の端子は高周波を出力する回路基板の出力端子に固定ネジ等の固定具によって固定されている。
【0005】
ところで、この誘導加熱の技術は定着装置に限られず、炊飯器等においても採用されている。通常、炊飯器の場合には誘導加熱装置をメンテンナンスしたり、交換するといたことが殆どないため、コイルの引出線端子を回路基板の出力端子に固定ネジ等の固定具によって固定しても問題はない。
【0006】
しかしながら、定着装置の場合には、メンテンナンスや、交換がしばしば必要になる。このため、コイルの引出線端子を回路基板の出力端子に固定ネジ等の固定具によって固定すると、メンテナンスや、交換時等にはその都度、固定具を緩めたり、締め付けたりしなければならず、手間取るものとなっていた。
【0007】
また、固定具の締付強度は作業員によって差が生じ一定の強度で固定できず、緩すぎた場合には外れ、強過ぎた場合には回路基板を破損させてしまう虞もあった。
【0008】
また、大電流を供給するため、締付強度によって接触抵抗が変化して加熱特性が変化する虞がある。
【0009】
なお、回路基板の出力端子と引出線とをコネクタを介して着脱自在に接続すれば、上記した問題を解消することはできる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、導電コイル及び引出線は通常、複数本(例えば19本)の線材を撚って構成されるため、剛性が強い。従って、引出線を無理やり曲げた状態で接続した場合等には、引出線の反力が出力端子とコネクタとの接続部に作用し、接続部が徐々に緩んで危険な状態になることがある。このため、導電コイルの引出線端子を回路基板の出力端子に直接コネクタを介して接続することはできないものとなっていた。
【0011】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、回路基板の出力端子に導電性の接続部材の一端部を固定具により固定し、この接続部材の他端部にコネクタを介してコイルの引出線を着脱自在に接続することにより、出力端子とコイル引出線との着脱作業をワンタッチで行なうことができ、また、コネクタを用いても出力端子とコイル引出線との接続状態を良好に維持できる電子写真定着装置を提供しようとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1記載のものは、導体で構成された金属層を持つエンドレス部材に近接配置され、お互いに絶縁された線材を複数本束ね、曲げに対し反力を生じるリッツ線からなる電磁誘導コイルにその引出線を介して交流電流を流し、前記エンドレス部材を発熱させて、被定着部材を加熱する構成の電子写真定着装置において、交流電流を出力端子から出力し前記電磁誘導コイルに流す回路基板と、この回路基板の出力端子に固定具により一端側が固定された導電性の接続部材と、この接続部材の他端部に設けられた第1の接続端子と、前記電磁誘導コイルの引出線端部に設けられ前記第1の接続端子に着脱自在に接続される第2の接続端子とを具備し、前記接続部材は前記第1及び第2の接続端子の接続に基づいて発生する前記電磁誘導コイルの引出線の曲げに対する反力を受けるように構成される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【0014】
図1はデジタル複写機を示すもので、このデジタル複写機は装置本体1を備えている。この装置本体1内には、後述する走査手段として機能するスキャナ2、及び画像形成手段として機能する画像形成部3が設けられている。
【0015】
装置本体1の上面には原稿が載置される透明なガラスからなる原稿載置台5が設けられている。また、装置本体1の上面には、原稿載置台5上に原稿を自動的に送る自動原稿送り装置7(以下ADFと称する)が配設されている。
【0016】
装置本体1内に配設されたスキャナ2は、原稿載置台5に載置された原稿を照明する蛍光灯等の光源9および原稿からの反射光を所定の方向に偏向する第1のミラー10を有している。これらの光源9および第1のミラー10は、原稿載置台5の下方に配設された第1のキャリッジ11に取り付けられている。また、原稿載置台5の下方には、原稿載置台5と平行に移動可能な第2のキャリッジ12が配設されている。第2のキャリッジ12には、第1のミラー10により偏向された原稿からの反射光を順に偏向する第2及び第3のミラー13,14が互いに直角に取り付けられている。第2のキャリッジ12は、第1のキャリッジ11に対して従動されるとともに、第1のキャリッジ11に対して、1/2の速度で原稿載置台5に沿って平行に移動される。
【0017】
また、原稿載置台5の下方には、第2のキャリッジ12上の第3のミラー14からの反射光を集束する結像レンズ16と結像レンズ16により集束された反射光を受光する受光センサ18が配設されている。
【0018】
一方、画像形成部3は、装置本体1のほぼ中央一側部に感光体ドラム21を回転自在に備えている。感光体ドラム21の周囲部にはその回転方向に沿って帯電チャージャ22、現像器23、転写チャージャ24、剥離チャージャ25、剥離爪26、清掃装置27、及び除電器28が順次配置されている。
【0019】
装置本体1内の中央他側部には受光センサ18で受光された画像情報に応じた情報光を感光体ドラム21に走査するポリゴンミラー31が回転自在に設けられている。
【0020】
装置本体1内の下部側には、カセット33が出入自在に設けられ、カセット33内にはコピー用紙が収納されている。カセット33の一側上部側には用紙を一枚ずつ分離して取り出すピックアップローラ35が設けられている。そして、装置本体1内には、カセット33から感光体ドラム21と転写チャージャ24との間に位置した転写部を通って上方へ延びる搬送路34が形成されている。搬送路34中にはカセット33から給紙された用紙を挟持搬送する搬送ローラ対37さらに搬送されてくる用紙を整位する整位ローラ対38が配設されている。
【0021】
また、搬送路34の転写部下流側には、用紙に転写された転写像を定着させる定着器39、さらに排紙ローラ対40が配設されている。排紙ローラ対40の排紙方向には排出される用紙を受ける排紙トレイ41が設けられている。
【0022】
なお、装置本体1の一側面部には定着装置39を通過したコピー用紙を反転させて再び画像転写部へ送る自動両面装置43が設けられている。
【0023】
次に、画像形成動作について説明する。
【0024】
原稿載置台5上に載置された原稿はスキャナ2により露光される。この露光により原稿から反射される光は第1乃至第3のミラー10,13,14、結像レンズ16を介して受光センサ18に受光され画像情報が読取られる。この画像情報は光電変換されて情報光としてポリゴンミラー31へ送られ、ポリゴンミラー31の回転により感光体ドラム21上に走査される。
【0025】
感光体ドラム21の表面は帯電チャージャ22により一様に帯電され、情報光が走査されることにより、原稿像に対応する静電潜像が形成される。静電潜像は感光体ドラム21の回転により現像器23に送られ、現像器23からトナーが供給されることにより、トナー像となる。
【0026】
一方、このときには、ピックアップローラ35によりカセット33から用紙が1枚ずつ取り出され、搬送路34へ送られる。この用紙は搬送ローラ対37により整位ローラ対38へ送られ、この整位ローラ対38で先端が整位された後、画像転写部に送られる。画像転写部において、感光体ドラム21上のトナー像が、転写チャージャ24の作用により用紙P上に転写される。トナー像が転写された用紙は、剥離チャージャ25及び剥離爪26の作用により感光体ドラム44周面から剥離され、定着装置39に搬送される。そして、定着装置39によって加熱されるとともに、加圧されてトナー像が用紙Pに溶融定着される。このトナー像が定着された用紙は、排紙ローラ対40を介して排紙トレイ41上に排出される。
【0027】
図2は、定着装置39を示す縦断正面図、図3はその縦断側面図、図4はその斜視図である。
【0028】
定着装置39は第1のローラとしての加熱ローラ(φ40mm)45と、この加熱ローラ45の下部側に圧接される第2のローラとしての加圧ローラ(φ40mm)46を備える。加熱ローラ45の内部には誘導加熱装置48が収容されている。この加熱ローラ45は図示しない駆動機構に連結され、図の矢印方向に回転駆動される。
【0029】
加圧ローラ46は図示しない加圧機構によって押圧付勢され、一定のニップ(接触)幅を有して加熱ローラ45に転接されている。加圧ローラ46は加熱ローラ45に従動して図の矢印方向に回転する。
【0030】
加熱ローラ45の材質は鉄であり、その肉厚は1.0mmとなっている。この加熱ローラ45の表面には、フッソ樹脂等の離型層が被覆されている。加圧ローラ46は芯金の周囲にシリコンゴム、フッ素ゴム等を被覆して構成される。
【0031】
加熱ローラ45と加圧ローラ46とのニップ部である定着ポイントを被定着材としての用紙Pが通過することで、用紙P上の転写像が加熱溶着されて定着するようになっている。
【0032】
加熱ローラ45の外周部には加熱ローラ45と加圧ローラ46との転接部よりも回転方向下流側に位置して、剥離爪50、クリーニング部材51、離型剤塗布装置52およびサーミスタ53が配設されている。
【0033】
剥離爪50は用紙Pを加熱ローラ45から剥離し、クリーニング部材51は加熱ローラ45上にオフセットされたトナーや紙屑等のごみを除去するものである。また、離型剤塗布装置52はオフセット防止用離型剤を塗布し、サーミスタ53は加熱ローラ45の温度を検出するものである。
【0034】
加熱原理は誘導加熱装置(磁場発生手段)を用いている。誘導加熱装置は、励磁コイル56から構成され、加熱ローラ45の内周に配置されている。励磁コイル56は線形0.5mmの銅線材を用いており、お互い絶縁された線材を複数本束ねたリッツ線として構成されている。リッツ線にすることで浸透深さより線径を小さくすることができ、交流電流を有効に流すことが可能になる。
【0035】
本実施例では、φ0.5mmを19本束ねている。コイルの被覆線は、耐熱性のポリアミドイミドを用いている。磁場発生手段はコイルの磁束を集中させるために用いる芯材(例えば、フエライト、鉄芯等)を使用しておらず、空芯コイルを用いている。コイルは、耐熱性の樹脂材(本実施例では、耐熱エンペラ)で形成されたコイル支持材(図示しない )を支持されている。コイル支持材(図示しない)は、図示しないローラを保持している板金との間で位置決めされている。空芯コイルを用いることで複雑な形状をした芯材を用いることがないのでコストダウンが可能となっている。また、励磁回路も安価になる。
【0036】
図5及び図6はコイル56へ高周波電流を供給する回路基板61を示すものである。
【0037】
回路基板61は図7及び図8にも示すように、各種の電子部品61a〜61cが配設されているとともに、出力端子62,62(図9に示す)が配設されている。
【0038】
回路基板61の出力端子62,62には接続部材としてのL字状に折曲形成された導電性の板金64の一端部が固定具としての固定ネジ66により固定されている。固定ネジ66と板金64との間にはスプリングワッシャ65が介在されている。板金64の中途部は取付具68により支持フレーム70に取り付けられている。支持フレーム70は加熱ローラ45の一端面側に離間対向する状態で設けられる。支持フレーム70に取り付けられる板金64の他端側は支持フレーム70から加熱ローラ45の方向に向かって突出され、この突出部に第1の接続端子としてのオス側の接続端子72が取り付けられている。
【0039】
また、板金64の厚みはその電流浸透深さの2倍以上となっている。板金64を流れる電流は表皮効果により表面程電流が集中して電流密度が高い。この表面への電流集中の度合いを表わすのに電流浸透の深さが用いられている。そして、この電流浸透の深さは表皮効果によって電流が流されている深さと考えて実用上さしつかえない。
【0040】
従って、板金64の厚みがその電流浸透深さの2倍以下とすると、電流密度が高くなり過ぎ板金64が過熱し、危険な状態となる。この発明では、板金64の厚みをその電流浸透深さの2倍以上とすることにより、電流密度が高くなり過ぎることを防止し、安全な状態を維持できるようになっている。
【0041】
一方、コイル56の引出線74の端部には第2の接続端子としてのメス側の接続端子76が取り付けられている。このメス側の接続端子76は上記した板金64のオス側の接続端子72に着脱自在に接続されるようになっている。
【0042】
次に、加熱ローラ45のメンテナンス、或は交換時における着脱動作について説明する。
【0043】
この場合には、まず、加熱ローラ45から引出されるコイル56の引出線74のメス側の接続端子76を板金64のオス側の接続端子72から引き抜く。これにより、コイル56の引出線74,74と回路基板61の出力端子62,62との接続が解除される。このように接続を解除したのち、加熱ローラ45を装置本体1から取出してメンテナンス或は交換作業を行なう。メンテナンスの場合にはメンテンナンスを終えた加熱ローラ45を再び装置本体1内に挿入する。また、交換の場合には新たな加熱ローラ45を装置本体1内に挿入する。このように加熱ローラ45を挿入したのち、その引出線74のメス側の接続端子76を板金64のオス側の接続端子72に差し込んで接続し取り付けを終える。
【0044】
上記したように、この実施の形態では、コイル56の引出線74のメス側の接続端子76を出力端子62に固定された板金64のオス側の接続端子72に着脱自在に差し込んで接続する。従って、従来のように固定具を緩めたり締め付けたりすることなく、ワンタッチで引出線74と出力端子62とを着脱でき、加熱ローラ45のメンテナンス及び交換作業が容易になる。
【0045】
また、回路基板61の出力端子62に固定した板金64は一度固定したのちは、外す必要がないため、従来のように、加熱ローラ45のメンテナンスや交換の度に固定具を着脱する必要がない。従って、出力端子62と板金64との固定強度が変化することがなく、最後まで固定強度を一定化でき、信頼性を向上できる。
【0046】
さらに、回路基板61の出力端子62と板金64とを固定ネジ66で接続するため、引出線74の反力が接続部に作用しても緩むことがなく、安全を維持できる。
【0047】
なお、出力端子62に接続される接続部材としては板金に限られることなく、導電性のハーネスト或は電線を用いるようにしても良い。
【0048】
以上説明したように、本発明によれば、コイルの引出線と回路基板の出力端子とをワンタッチで着脱でき、加熱ローラのメンテナンス及び交換作業が著しく容易になる。
【0049】
また、回路基板の出力端子と接続部材とを固定具により固定したのちは、外すことがないため、固定強度を一定化でき、信頼性を向上できる。
【0050】
さらに、回路基板の出力端子と接続部材の一端部とを固定具により接続するため、コイルの引出線の反力が接続部に作用しても緩むことがなく、安全性を確保することができる。
【0051】
また、板金の厚みをその電流浸透深さの2倍以上とするため、電流密度が高くなり過ぎることを防止でき、安全な状態を維持することができる。
【0052】
なお、本発明は、上記一実施の形態に限られることなく、その要旨の範囲内で種々変形実施可能なことは勿論である。
【0053】
【発明の効果】
本発明によれば、回路基板の出力端子における電気的な接続の緩みを防止して安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である電子複写装置を全体的に示す概略的構成図。
【図2】同定着装置を示す正断面図。
【図3】同定着装置を示す側断面図。
【図4】同定着装置を示す斜視図。
【図5】同誘導加熱装置のコイル引出線と回路基板の出力端子との接続構造を示す側面図。
【図6】同誘導加熱装置のコイル引出線と回路基板の出力端子との接続構造を示す斜視図。
【図7】同誘導加熱装置の回路基板を示す正面図。
【図8】同誘導加熱装置の回路基板を示す側断面図。
【図9】同回路基板の出力端子と板金との接続構造を拡大して示す図。
【符号の説明】
45…エンドレス部材、56…電磁誘導コイル、74…引出線、P…被定着部材、61…回路基板、62…出力端子、64…板金(接続部材)、66…固定具、72…第1の接続端子、76…第2の接続端子。
Claims (5)
- 導体で構成された金属層を持つエンドレス部材に近接配置され、お互いに絶縁された線材を複数本束ね、曲げに対し反力を生じるリッツ線からなる電磁誘導コイルにその引出線を介して交流電流を流し、前記エンドレス部材を発熱させて、被定着部材を加熱する構成の電子写真定着装置において、
交流電流を出力端子から出力し前記電磁誘導コイルに流す回路基板と、
この回路基板の出力端子に固定具により一端側が固定された導電性の接続部材と、
この接続部材の他端部に設けられた第1の接続端子と、
前記電磁誘導コイルの引出線端部に設けられ前記第1の接続端子に着脱自在に接続される第2の接続端子とを具備し、
前記接続部材は前記第1及び第2の接続端子の接続に基づいて発生する前記電磁誘導コイルの引出線の曲げに対する反力を受けるように構成されたことを特徴とする電子写真定着装置。 - 前記接続部材は板状の金属材であることを特徴とする請求項1記載の電子写真定着装置。
- 前記接続部材はハーネストであることを特徴とする請求項1記載の電子写真定着装置。
- 前記接続部材は電線であることを特徴とする請求項1記載の電子写真定着装置。
- 前記固定具はスプリングを介して締結するネジ材であることを特徴とする請求項1記載の電子写真定着装置。
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