JP7005214B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー像を記録材に定着する定着装置に関するものである。

従来の画像形成装置において、印刷媒体の表面に転写したトナー画像を定着させるための定着装置としてフィルム加熱方式のものが知られている。フィルム加熱方式の定着装置は、筒状のフィルムと、フィルムの内面に接触するヒータと、フィルムを介してヒータとニップ部を形成する加圧ローラを有しており、ヒータは樹脂製のヒータ保持部材に保持されている。

ヒータは平板状の基板上に発熱抵抗パターンが形成されており、発熱抵抗パターンの端部には電気的に導通させる電極が形成されている。ヒータの基板に設けられた電極部と、コネクタに設けられたバネ性をもつ接続端子が、接触するようにコネクタをヒータに挿入している。接続端子は電気ケーブルを介し、本体電源と電気的に接続している。

上記構成においては、ヒータの電極とコネクタの接続端子の接触状態を維持する必要がある。そこで、ヒータに対しコネクタの位置ずれを防止する構成が提案されている。特許文献１では、ヒータにヒータ側係止部を設け、コネクタにヒータ側係止部に係止されるコネクタ側係止部を設けることによりコネクタの位置ずれを規制している。

特開２０１５－１９１７３４号公報

しかしながら、上記従来技術は、コネクタとヒータで直接規制しているため、組立作業時等にコネクタに外力が加わった際に、ヒータがコネクタの位置ずれを規制することで外力を受けてしまい、ヒータが破損してしまう課題があった。このような課題はヒータだけにとどまらず、他の電気部品とコネクタ接続部においても発生しうる課題である。

そこで、本発明の目的は、ヒータの電極とコネクタの接続端子の接触状態を維持することである。

上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、二つの側板を有するフレームと、前記二つの側板の間に配置されている回転可能な筒状のフィルムと、前記フィルムの内部空間に前記フィルムの長手方向に亘って配置されている板状のヒータと、前記フィルムを介して前記ヒータと共に定着ニップ部を形成する加圧ローラと、前記フィルムの内部空間に前記フィルムの長手方向に亘って配置されており、前記ヒータを嵌め込む溝部であって前記長手方向に沿って設けられた溝部を有し、前記溝部で前記ヒータを保持するヒータ保持部材と、前記長手方向における前記フィルムの両端部に夫々対向しており前記二つの側板に夫々保持されている二つのホルダ部材であって、前記ヒータを保持している状態の前記ヒータ保持部材を保持する二つのホルダ部材と、給電用のケーブルが接続されており、前記ヒータを保持している状態の前記ヒータ保持部材に装着されることにより、内部に設けられた接続端子が前記ヒータの電極と電気的に接続するコネクタと、を有し、前記定着ニップ部でトナー像が形成された記録材を挟持搬送しつつ前記ヒータの熱でトナー像を記録材に定着する定着装置において、前記二つのホルダ部材の一方のホルダ部材は、第一係止部を有し、前記コネクタは、弾性部と、前記弾性部の先端に設けられ前記第一係止部と係止する第二係止部と、を有し、前記定着装置は更に、前記一方のホルダ部材と前記コネクタの間に装着され、前記第二係止部が前記弾性部の弾性変形により前記第一係止部から外れないように前記第二係止部の動きを規制するロック部材を有し、前記ロック部材は、前記一方のホルダ部材と嵌合するホルダ規制部と、前記コネクタと嵌合するコネクタ規制部と、を有し、前記第二係止部が前記第一係止部に係止することによって、前記コネクタに前記コネクタの装着方向とは反対方向への外力が加わった際、前記コネクタに加わった前記反対方向への外力を、前記第二係止部及び前記一方のホルダ部材の前記第一係止部を介して前記側板が受け、前記コネクタに前記装着方向に対して垂直な方向であって前記ヒータの面に対して垂直な方向の外力が加わった際、前記コネクタに加わった前記垂直な方向への外力を、前記ロック部材の前記コネクタ規制部が受け、更に前記ロック部材の前記ホルダ規制部と嵌合する前記一方のホルダ部材の一部を介して前記側板が受ける、構造になっていることを特徴とする。

本発明によれば、ヒータの電極とコネクタの接続端子の接触状態を維持することができる。

第１実施形態に係る定着装置の主断面図 第１実施形態に係る加熱部材と加圧ローラ付近の斜視図 第１実施形態に係る加熱部材と加圧ローラ付近をシート搬送方向に対して直角方向から見た断面図 第１実施形態に係るフィルムアセンブリ端部のホルダ周辺の斜視図 第１実施形態に係るロック部材の斜視図および、ロック部材を取り付ける前のホルダ周辺の斜視図 第２実施形態に係るフィルムアセンブリ端部のホルダ周辺の斜視図 第２実施形態に係るロック部材の斜視図および、ロック部材を取り付ける前のホルダ周辺の斜視図 定着装置を備えた画像形成装置の断面図

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本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べきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本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。

〔第１実施形態〕
まず、図８を用いて、定着ユニット（定着装置）２０を備えた画像形成装置の概要を説明する。図８は、定着装置を備えた画像形成装置の断面図である。図８に示す画像形成装置において、給紙部１０から給紙された記録材Ｓは、画像形成部１１によって形成されたトナー像を、転写部１２で転写される。その後、定着ユニット２０を通過することで記録材Ｓにトナー像を定着して排紙部１３から排紙される。両面印刷の場合は、一方の面に画像が形成された記録材Ｓは、記録材Ｓの後端がフラッパ１５を通過し、排紙部１３に排出される前にスイッチバック（反転搬送）され、両面搬送路１４を通過し、再び転写部１２、定着ユニット２０を通過して排紙される。

次に、図１を用いて、定着ユニット２０について説明する。図１は、第１実施形態に係る定着ユニット（定着装置）２０の主断面図である。図１に示すように、定着ユニット２０は、フィルムアセンブリ３１、加圧ローラ３２、搬送ローラ４２、シート搬送ガイド１８、および外装部１９により構成されている。フィルムアセンブリ３１は第１の定着部材（加熱部材）である。弾性加圧ローラ３２は第２の定着部材（加圧部材）である。フィルムアセンブリ３１と加圧ローラ３２の圧接により定着ニップ部Ｎを形成させている。

フィルムアセンブリ３１は、定着フィルム３３、電気部品２５、および加圧ステイ３６を有している。フィルムアセンブリ３１において、定着フィルム３３（以下、フィルムと略記する）は、円筒状（エンドレスベルト状、スリーブ状）であり、可撓性を有する加熱回転体である。電気部品２５は、横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を有するヒータ保持部３４（フィルムガイド兼ヒータ保持部）と、発熱抵抗体と電極とを電気的に接続し基板に設けられた加熱源（加熱体）としてのセラミックヒータ３５（以下、ヒータと略記する）により構成されている。ヒータ３５は、ヒータ保持部３４の外面に、該ヒータ保持部３４の長手方向に沿って設けた凹溝部に嵌め入れて固定（保持）されている。フィルム３３はヒータ保持部３４に対してルーズに外嵌させてある。加圧ステイ３６は、横断面コ字型で剛性を有し、ヒータ保持部３４の内側に配設してある。

ホルダ３７ａ、ホルダ３７ｂは、図２に示すフィルム３３の長手方向両端部に対向するように配置され、フィルム３３の長手方向への移動を規制する。さらにホルダ３７ａ、ホルダ３７ｂは、フィルム３３の内周面と接触することによりフィルム３３の回転軌跡を規制する。フィルム３３は、耐熱性樹脂ベルトや金属ベルトをベース層にして、その外周面に、弾性層、離型層等を付加した複合層構造体であり、全体的に肉薄で、可撓性を有し、高熱伝導率・低熱容量の部材である。

ヒータ３５は、フィルム３３、記録材Ｓの移動方向に直交する方向を長手とする低熱容量の横長・肉薄の線状加熱体である。チッ化アルミニウム・アルミナ等のセラミック材からなるヒータ基板と、このヒータ基板面に形成した銀－パラジウム等の通電発熱層と、を基本構成としている。セラミックヒータは各種公知であるからその詳細説明は省略する。

加圧ローラ３２は、芯金３２ａに、シリコーンゴム等の弾性層３２ｂを設けて所定の硬度にしたものである。非粘着性を向上させるために、さらに外周に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂層３２ｃを設けてもよい。

図２に示すように、加圧ローラ３２の端部には駆動ギア４１が設けられており、装置本体に設けられた不図示のギアから駆動伝達され回転する。フィルム３３は加圧ローラ３２に対して従動回転する。フィルム３３内に電気部品２５、加圧ステイ３６などが内装されたフィルムアセンブリ３１と加圧ローラ３２は、図３に示すようにホルダ３７ａ、ホルダ３７ｂを加圧手段４０から加圧ローラ３２に向けて直接付勢され、加圧ステイ３６やヒータ保持部３４を介してフィルム３３を加圧ローラ３２に圧接される。このフィルム３３と加圧ローラ３２の圧接により、加熱ニップ部としての定着ニップ部（圧接ニップ部）Ｎが形成される。コネクタ３８は、ヒータ保持部３４とヒータ３５からなる電気部品２５と電気的に接続している。図３に示すようにホルダ３７ａ、ホルダ３７ｂは定着ユニットのフレームをなす定着側板３９で保持されている。

次に定着ユニット２０内部の記録材Ｓの動作を説明する。該記録材Ｓがフィルム３３に密着して該フィルム３３と一緒に重なった状態で定着ニップ部Ｎを通過して行く。その過程でヒータ３５からフィルム３３を介して記録材Ｓ上に担持された未定着トナー画像に熱エネルギーが付与されて該未定着トナー画像が加熱溶融されて記録材Ｓ上に定着される。その後、記録材Ｓは定着ニップ部Ｎを通過し、該記録材Ｓの腰の強さと、分離部材４５の作用によりフィルム３３の外周面から分離される。そして、該分離部材４５と、該分離部材４５が設けられた記録材Ｓの搬送路の上方に配置される搬送ガイド４７と、分離部材４５に配置される搬送コロ４６によりガイドされて搬送ローラ４２に送られ、排紙部１３へと搬送、排出される。

次に、図４および図５を用いて、第１実施形態に係るフィルムアセンブリ３１端部のホルダ３７ａ周辺について説明する。

図４はフィルムアセンブリ３１端部のホルダ３７ａ周辺の斜視図である。電気部品２５（ヒータ保持部３４、セラミックヒータ３５）は、両端部をホルダ部材としてのホルダ３７ａとホルダ３７ｂ（図３参照）により保持されている。コネクタ３８は、電気部品２５に取り付けられている。コネクタ３８に設けられた不図示の接続端子が、電気部品２５の不図示の電極に接触し、コネクタ３８と電気部品２５が電気的に接続される。ホルダ３７ａには、第一係止部５２、ボス５７が設けられている。コネクタ３８は、前記第一係止部５２と係止する第二係止部５３を有している。第二係止部５３は、コネクタ３８に設けられた弾性部５４の先端に設けられ、第一係止部５２と係止する位置に設けられている。

図５（ａ）は、本実施形態に係るロック部材５６の斜視図である。ロック部材５６は、ホルダ規制部となる丸穴５８、タブ形状５５と、弾性変形可能なコネクタ規制部であるコネクタ保持部５９を有している。ホルダ規制部となる丸穴５８、タブ形状５５は、ホルダ３７ａの位置を固定する。コネクタ規制部であるコネクタ保持部５９は、コネクタ３８の位置を固定する。この構成により、ロック部材５６は、ホルダ３７ａとコネクタ３８の相対位置を保持している。以下、詳しく説明する。

図５（ｂ）は、ロック部材５６を取り付ける前のホルダ３７ａ周辺の斜視図である。ロック部材５６は、矢印Ｄ方向から挿入されてホルダ３７ａに取り付けられ、図４に示すようにホルダ３７ａとコネクタ３８の相対位置を保持する。

図４に戻り、ロック部材５６の構成について説明する。ロック部材５６の丸穴５８はホルダ３７ａに設けられたボス５７に嵌合している。ロック部材５６のタブ形状５５は、コネクタ３８の本体部とコネクタ３８の弾性部５４の隙間に入り込んでいる。ロック部材５６のコネクタ保持部５９はコネクタ３８を両側から抱きかかえて保持している。

次にロック部材５６の効果について説明する。ロック部材５６のタブ形状５５は、コネクタ３８の第二係止部５３が、弾性部５４を起点に変形し、第一係止部５２から外れることを防止する。コネクタ３８は、ホルダ３７ａの第一係止部５２とコネクタ３８の第二係止部５３との係合により、矢印Ｂ方向への移動を規制される。ロック部材５６の丸穴５８とホルダ３７ａのボス５７は、嵌合することで、ロック部材５６が矢印Ｃ方向へ移動することを防止する。また、ロック部材５６のコネクタ保持部５９は、コネクタ３８を両側から抱きかかえ、コネクタ３８が矢印Ｃ方向へ移動することを防止する。

コネクタ３８に矢印Ｂ方向への外力が加わった際、コネクタ３８に加わった矢印Ｂ方向への外力は、コネクタ３８の矢印Ｂ方向への移動を規制するホルダ３７ａを保持する定着側板３９（図３参照）が受ける。これにより電気部品２５に外力が加わることはない。

コネクタ３８に矢印Ｃ方向への外力が加わった際、コネクタ３８に加わった矢印Ｃ方向への外力は、コネクタ３８の矢印Ｃ方向への移動を規制するコネクタ保持部５９からロック部材５６に伝わり、ロック部材５６の矢印Ｃ方向への移動を規制するホルダ３７ａを保持する定着側板３９（図３参照）が受ける。これにより電気部品２５に外力が加わることはない。

以上より本実施形態によれば、コネクタ３８に外力が加わった際の、電気部品２５とコネクタ３８の接触状態の保証と、電気部品２５が外力を受け破損することを防止することができる。

〔第２実施形態〕
次に第２実施形態について説明する。本実施形態において、前述した第１実施形態と同一の部材には同一記号を付すと共に、構成、機能が同じものについてはその説明を省略する。

画像形成装置および前記画像形成装置が有する定着ユニットの概略構成は、前述した第１実施形態と同様であるため、ここでは説明は省略する。

図６および図７を用いて、第２実施形態に係るフィルムアセンブリ３１端部のホルダ３７ａ周辺について説明する。

図６はフィルムアセンブリ３１端部のホルダ３７ａ周辺の斜視図である。電気ケーブル６２の不図示の一端はコネクタ３８の不図示の接続端子と接続されており、不図示の他端は本体電源に接続されている。フラットケーブル６１の不図示の一端は不図示のサーミスタ（温度検出部材）に接続されており、不図示の他端は不図示の制御部に接続されている。ガイド６３はフィルムアセンブリ３１外の不図示の部材に取り付けられている。フラットケーブル６１と電気ケーブル６２は、距離が近い状態で並走や交差をさせると電気信号にノイズがのってしまう場合がある。そのため、電気信号にノイズがのることを完全に防止するには、フラットケーブル６１と電気ケーブル６２の間に距離を確保することが必要である。本実施形態に係る構成では、フラットケーブル６１と電気ケーブル６２の間の距離を２ｍｍ以上確保している。

図７（ａ）は本実施形態に係るロック部材５６の斜視図である。本実施形態に係るロック部材５６は、少なくとも２つのケーブル６１，６２を保持するガイド形状を有している。具体的には、ロック部材５６は、フラットケーブル６１をガイドするフラットケーブルガイド６４ａ，フラットケーブルガイド６４ｂと、電気ケーブル６２をガイドするケーブルガイド６５の形状を有している。本実施形態では２本のケーブルに対応したガイド形状となっている。

図７（ｂ）はロック部材５６を取り付ける前のホルダ３７ａ周辺の斜視図である。ロック部材５６は、フラットケーブル６１ａを矢印Ｅ方向に退避させた状態で矢印Ｄ方向から挿入しホルダ３７ａに取り付けられ、図６に示すようにホルダ３７ａとコネクタ３８の相対位置を保持する。なおかつ、ロック部材５６は、フラットケーブル６１と電気ケーブル６２の間の距離を、所定の距離以上（ここでは２ｍｍ以上）確保する。

図６に戻り、ロック部材５６の構成について説明する。フラットケーブル６１はホルダ３７ａに設けられた不図示の束線ガイドに保持されている。フラットケーブル６１の６１ａ部はロック部材５６のフラットケーブルガイド６４ａとフラットケーブルガイド６４ｂの間を通る。フラットケーブル６１の６１ｂ部はロック部材５６のケーブルガイド６５上を通る。電気ケーブル６２の一端はコネクタ３８の不図示の接続端子と接続される。電気ケーブル６２の６２ａ部はロック部材５６のケーブルガイド６５に上から押さえられている。

次にロック部材５６の効果について説明する。第一実施形態と同様にコネクタ３８は、ロック部材５６によってホルダ３７ａと相対位置が固定されている。フラットケーブル６１の６１ａ部は、ロック部材５６のフラットケーブルガイド６４に挟まれているため、フラットケーブルガイド６４ａとフラットケーブルガイド６４ｂの間に位置が規制される。ロック部材５６のケーブルガイド６５は、フラットケーブル６１の６１ｂ部と電気ケーブル６２の間に配置され、フラットケーブル６１の６１ｂ部と電気ケーブル６２が前記所定の距離より近接しないようにしている。ここでは、ロック部材５６のケーブルガイド６５は、フラットケーブル６１の６１ｂ部と電気ケーブル６２が、ロック部材５６の板厚以下に近接することを防止している。

以上より本実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果に加え、電気ケーブル６２とフラットケーブル６１の距離を保証することができ、電気ケーブル６２とフラットケーブル６１が近接し、電気信号にノイズが乗ることを防止することができる。

〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、定着装置（定着ユニット）に適用した構成を例示して説明したが、これに限定されるものではない。電気部品と、電気部品と電気的に接続するコネクタと、電気部品を保持するホルダ部材と、を有するユニット構成であれば、定着装置に限らず、本発明を適用することにより同様の効果を得ることが可能である。

また前述した実施形態では、ロック部材が２つのケーブル間の距離を所定の距離以上確保する構成を例示して説明したが、これに限定されるものではない。３つ以上のケーブルであっても、ロック部材にそれに応じたガイド形状を設けることにより、ケーブル間の距離を所定の距離以上確保することは可能である。

また前述した実施形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であってもよい。これらの画像形成装置や該画像形成装置が有する定着装置などに本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

また前述した実施形態では、画像形成装置が一体的に有する定着装置などのユニットを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば画像形成装置に対して着脱自在な定着装置などのユニットであっても良く、該ユニットに本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

Ｎ …定着ニップ部
２０ …定着ユニット
２５ …電気部品
３１ …フィルムアセンブリ
３２ …加圧ローラ
３３ …定着フィルム
３４ …ヒータ保持部
３５ …ヒータ
３６ …加圧ステイ
３７ａ，３７ｂ …ホルダ
３８ …コネクタ
３９ …側板
５２ …第一係止部
５３ …第二係止部
５４ …弾性部
５５ …タブ形状
５６ …ロック部材
５７ …ボス
５８ …丸穴
５９ …コネクタ保持部
６１ …フラットケーブル
６２ …電気ケーブル
６３ …ガイド
６４ａ，６４ｂ …フラットケーブルガイド
６５ …ケーブルガイド

Claims (3)

1. 二つの側板を有するフレームと、
   前記二つの側板の間に配置されている回転可能な筒状のフィルムと、
   前記フィルムの内部空間に前記フィルムの長手方向に亘って配置されている板状のヒータと、
   前記フィルムを介して前記ヒータと共に定着ニップ部を形成する加圧ローラと、
   前記フィルムの内部空間に前記フィルムの長手方向に亘って配置されており、前記ヒータを嵌め込む溝部であって前記長手方向に沿って設けられた溝部を有し、前記溝部で前記ヒータを保持するヒータ保持部材と、
   前記長手方向における前記フィルムの両端部に夫々対向しており前記二つの側板に夫々保持されている二つのホルダ部材であって、前記ヒータを保持している状態の前記ヒータ保持部材を保持する二つのホルダ部材と、
   給電用のケーブルが接続されており、前記ヒータを保持している状態の前記ヒータ保持部材に装着されることにより、内部に設けられた接続端子が前記ヒータの電極と電気的に接続するコネクタと、
   を有し、前記定着ニップ部でトナー像が形成された記録材を挟持搬送しつつ前記ヒータの熱でトナー像を記録材に定着する定着装置において、
   前記二つのホルダ部材の一方のホルダ部材は、第一係止部を有し、
   前記コネクタは、弾性部と、前記弾性部の先端に設けられ前記第一係止部と係止する第二係止部と、を有し、
   前記定着装置は更に、前記一方のホルダ部材と前記コネクタの間に装着され、前記第二係止部が前記弾性部の弾性変形により前記第一係止部から外れないように前記第二係止部の動きを規制するロック部材を有し、
   前記ロック部材は、前記一方のホルダ部材と嵌合するホルダ規制部と、前記コネクタと嵌合するコネクタ規制部と、を有し、
   前記第二係止部が前記第一係止部に係止することによって、前記コネクタに前記コネクタの装着方向とは反対方向への外力が加わった際、前記コネクタに加わった前記反対方向への外力を、前記第二係止部及び前記一方のホルダ部材の前記第一係止部を介して前記側板が受け、
   前記コネクタに前記装着方向に対して垂直な方向であって前記ヒータの面に対して垂直な方向の外力が加わった際、前記コネクタに加わった前記垂直な方向への外力を、前記ロック部材の前記コネクタ規制部が受け、更に前記ロック部材の前記ホルダ規制部と嵌合する前記一方のホルダ部材の一部を介して前記側板が受ける、構造になっていることを特徴とする定着装置。
2. 前記二つのホルダ部材は、前記フィルムの前記長手方向への移動を規制する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記ロック部材は、少なくとも２つのケーブルを保持するガイド形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。

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