JP3819904B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、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及び画像形成装置に関する。

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。

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。

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、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（例えば、特許文献１参照。）。

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。

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。

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。

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。

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。
特開昭５９−３３４７６号公報

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。

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安全に維持できる電子写真定着装置及び画像形成装置を提供しようとするものである。

本発明は上記課題を解決するため、請求項１記載のものは、像担持体に画像を形成する像形成手段と、この像形成手段により形成された画像を被定着部材に転写する転写手段と、この転写手段により被定着部材に転写された画像を定着させる定着手段とを具備した画像形成装置において、前記定着手段は、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た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もので、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、前記電磁誘導コイルの反力を受ける第２の接続端子とを具備し、前記定着手段を前記画像形成装置から着脱する際、前記第１及び第２の接続端子を着脱させ、前記出力端子と前記接続部材の接続は解除しないことを特徴とする。

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、また、電流密度が高くなり過ぎることを防止して安全な状態を維持することができる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

また、搬送路５８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。

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。

次に、画像形成動作について説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 同定着装置を示す正断面図。 同定着装置を示す側断面図。 同定着装置を示す斜視図。 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。 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。 同誘導加熱装置の回路基板を示す正面図。 同誘導加熱装置の回路基板を示す側断面図。 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 (6)

1. 像担持体に画像を形成する像形成手段と、
   この像形成手段により形成された画像を被定着部材に転写する転写手段と、
   この転写手段により被定着部材に転写された画像を定着させる定着手段と
   を具備した画像形成装置において、
   前記定着手段は、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た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もので、
   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、前記電磁誘導コイルの反力を受ける第２の接続端子とを具備し、
   前記定着手段を前記画像形成装置から着脱する際、前記第１及び第２の接続端子を着脱
   させ、前記出力端子と前記接続部材の接続は解除しないことを特徴とする画像形成装置。
2. 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記載の画像形成装置。
3. 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記載の画像形成装置。
4. 前記接続部材は電線であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 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記載の画像形成装置。
6. 前記接続部材の厚みを電流浸透深さの２倍以上としたことを特徴とする請求項１記載の
   画像形成装置。

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