JP7826799B2 - 画像形成装置の交換可能デバイスおよび交換可能デバイスの接点バネ - Google Patents

Description

本発明は、接点バネにより画像形成装置の装置本体と電気的に接続することが可能な、画像形成装置の交換可能デバイスおよび交換可能デバイスの接点バネに関する。

従来、交換可能に構成された定着器において、アースを取りたい部品同士を金属製のバネで繋いだものが知られている。これにより、一方の部品が他方の部品に対して相対的に移動しても確実に電気的な接続を得るようにしている。

例えば、特許文献１には、定着器の出口でシートを案内するガイド部材２６と、補強板２７とを捩りコイルバネ２９で繋いで導通させる構造が記載されている。また、特許文献２には、定着器のヒートユニット２２を加圧ローラ２１へ向けて押すアーム８１と連結部９８とを付勢部材８２およびスプリング９４で繋いで導通させる構造が記載されている。

特開２００９－１９２７０４号公報 特開２０１６－２０６３４４号公報

ところで、接点バネにより良好な電気的接続を得るためには、バネを構成する部材に尖った先端を設け、この先端を装置本体の金属フレームなどに食い込ませて導通させることが望ましいことがある。こうすることで、金属フレームに塗膜、酸化被膜または汚れ等があっても、それを削り取って小さい抵抗で導通させることができる。

しかしながら、接点バネの尖った先端が露出したままであると、組立時に接点バネの先端が、導通させたい金属フレーム等以外の物に引っ掛かりやすく、組立に時間と手間が掛かるという問題がある。

そこで、本発明では、接点バネによる良好な電気的接続を確保しつつ、組立性を向上する、画像形成装置の交換可能デバイスおよび交換可能デバイスの接点バネ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、本発明の画像形成装置の交換可能デバイスは、ボスを有するフレームと、ボスの外周に嵌まることでボスに支持されるコイルを有する接点バネと、接点バネをボスの周りで一方の回転方向に付勢する付勢バネとを備える。
接点バネは、コイルの一端から延びる第１アームであって、先端に画像形成装置の装置本体の電極に接触する電気接点を有する第１アームと、コイルの他端から第１アームとは異なる方向に延びる第２アームと、を有する。
交換可能デバイスが装置本体に装着されていない状態において、接点バネが付勢バネによって付勢されることで、電気接点は退避位置に位置する。交換可能デバイスが装置本体に装着されるときに、第２アームが装置本体に押圧されることで第１アームはボスの周りで回転し、電気接点は退避位置よりもフレームから突出した突出位置に位置する。

このような構成によれば、交換可能デバイスが装置本体に装着されていないときには、第１アームの先端の電気接点が退避位置に位置するので、組立作業中に、電気接点が他の物に引っ掛かりにくい。一方、交換可能デバイスが装置本体に装着されるときには、第２アームが装置本体に押圧されることで第１アームがボスの周りで回転し、電気接点は退避位置よりもフレームから突出するので、装着後において、電気接点と装置本体の電極との導通を確保しやすい。すなわち、接点バネによる良好な電気的接続を確保しつつ、組立性を向上することができる。

第１アームは屈曲した屈曲部を有していてもよい。そして、フレームは、交換可能デバイスが装置本体に装着されていない状態において、付勢バネの付勢力により屈曲部と接触するストッパ面を有していてもよい。

第１アームは、コイルの一端からコイルの軸方向に延びるバネ掛け部であって、付勢バネの一端が係合するバネ掛け部と、バネ掛け部からコイルの中心から離れる方向に延び、屈曲部に繋がる延出部とを有していてもよい。

接点バネは、１本の金属線からなっていてもよい。

電気接点は、尖ったエッジを有していることが望ましい。電気接点が尖ったエッジを有していることで、装置本体の電極と電気接点の導通を良くすることができる。

第２アームは、交換可能デバイスが装置本体に装着されていない状態において、フレームから突出するように屈曲した被押圧部を有していてもよい。
そして、交換可能デバイスが装置本体に装着されるときに、被押圧部は装置本体に押圧される構成であってもよい。

第２アームは、先端部に、屈曲した抜止部であって、接点バネが一方の回転方向に回転した場合にフレームと係合可能な抜止部を有していてもよい。

交換可能デバイスは、シートを加熱する加熱部材と、シートを加熱部材に押圧する加圧部材とを備えるものであってもよい。このとき、付勢バネは、加熱部材と接点バネとを電気的に接続して、加熱部材のアースを取るための導通線とすることができる。

このような構成によれば、付勢バネがアースを取るための導通線を兼ねることで、部品点数の増加を抑制することができる。

前記した課題を解決するための接点バネは、画像形成装置の交換可能デバイスのアースを取るための接点バネであって、交換可能デバイスのフレームが有するボスの外周に嵌まるコイルと、コイルの一端から延びる第１アームであって、先端に画像形成装置の装置本体の電極に接触する電気接点を有する第１アームと、コイルの他端から第１アームとは異なる方向に延びる第２アームと、を備える。
第１アームは、コイルの一端からコイルの軸方向に延び、付勢バネの一端が係合するバネ掛け部と、バネ掛け部からコイルの中心から離れる方向に延びる延出部と、延出部からコイルの径方向と異なる方向に屈曲して延びる先端部であって、先端が電気接点となる先端部と、を有してなる。
交換可能デバイスが装置本体に装着されていない状態において、接点バネが付勢バネによって付勢されることで、電気接点は退避位置に位置する。交換可能デバイスが装置本体に装着されるときに、第２アームが装置本体に押圧されることで第１アームがボスの周りで回転し、電気接点が退避位置よりもフレームから突出した突出位置に位置する。

このような接点バネによれば、交換可能デバイスが装置本体に装着されるときに、第２アームが装置本体に押圧されることで第１アームがボスの周りで回転し、電気接点が退避位置よりもフレームから突出しやすい。

本発明によれば、接点バネによる良好な電気的接続を確保しつつ、組立性を向上することができる。

装置本体と定着器の図である。 定着器の斜視図である。 接点バネの平面図（ａ）と、正面図（ｂ）である。 定着器のフレームを斜め下から見た斜視図である。 装置本体に交換可能デバイスを装着するときの作用を説明する図であり、（ａ）交換可能デバイスが装置本体に装着される前で、接点バネが電極に近づいた状態と、（ｂ）交換可能デバイスが装置本体に装着される過程で、接点バネが回転した状態を示す。 交換可能デバイスが装置本体に装着され、接点バネの電気接点が電極に接触した後の状態を示す。

次に、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施形態の交換可能デバイス１は、画像形成装置の装置本体２に対して取り外しまたは装着可能な部品であり、一例として、シートに形成されたトナー像を熱定着する定着器である。交換可能デバイス１は、装置本体２の後側のカバー２Ｃを開くことで形成される開口２Ｂから装置本体２に挿入される。装置本体２は、電極２Ａを有する。電極２Ａは、装置本体２のフレームを兼ねる金属板である。電極２Ａは、電気的に接地されている。交換可能デバイス１は、接点バネ５０を備え、後に詳細に説明するように、交換可能デバイス１を装置本体２に装着することで接点バネ５０の電気接点５１Ａが電極２Ａに電気的に接続する。

図２に示すように、交換可能デバイス１は、フレーム１０と、加熱部材２０と、加圧部材３０と、加圧アーム４０と、加圧バネ４５と、接点バネ５０と、付勢バネ６０とを備える。なお、図２は、フレーム１０の細かい構成を省略して示している。

フレーム１０は、加圧部材３０の軸方向（以下、単に「軸方向」という。）に互いに離れて位置する側壁１１，１２と、側壁１１，１２を連結する連結部１３とを主に有する。なお、以下の説明において、便宜上、図２における上下をそのまま上、下とし、上下方向および軸方向に直交する方向を前後方向とし、前後方向のうち、図２の左側を前、右側を後ろとして説明する。側壁１１，１２は、上方が開口するＵ字形状を有する（図４も参照）。側壁１１，１２は、Ｕ字形状の内側に、互いに平行に延びる一対のレール１１Ｒ，１２Ｒを有している。一方の側壁１１には、加圧アーム４０、接点バネ５０および付勢バネ６０が取り付けられている。他方の側壁１２は、接点バネ５０の取付に関係する構造を除き、一方の側壁１１と軸方向に関して略対称な構造を有しているので、以下、側壁１１，１２については、一方の側壁１１の構成についてのみ説明する。

加熱部材２０は、シートを加熱する部材である。加熱部材２０は、図示しないヒータと、ヒータの周りを回転するベルトを有してなる。加熱部材２０は、軸方向の端部がフレーム１０のレール１１Ｒ，１２Ｒに係合している。これにより、加熱部材２０は、レール１１Ｒ，１２Ｒにガイドされて上下方向にスライド移動可能となっている。

加圧部材３０は、シートを加熱部材２０に押圧する部材である。加圧部材３０は、金属シャフトの周りを弾性部材で覆われたローラである。加圧部材３０は、フレーム１０の側壁１１，１２にベアリング３１を介して回転可能に支持されている。

加圧アーム４０は、下方に開口したＵ字形状の金属板からなる。加圧アーム４０の一端は、フレームの側壁１１が有するシャフト１１Ｓに回転可能に支持されている。加圧アーム４０の中央部は、加熱部材２０の端部に上から接触している。加圧アーム４０は、他端に溝４２を有している。ここで、加圧バネ４５は、金属線からなる引張バネである。加圧バネ４５は、一端にフック４５Ａを有し、他端にフック４５Ｂを有する。加圧バネ４５の一端のフック４５Ａは、加圧アーム４０の溝４２に引っ掛けられている。側壁１１は、加圧アーム４０の溝４２の下方に溝１９を有している。加圧バネ４５の他端のフック４５Ｂは、側壁１１の溝１９に引っ掛けられている。加圧バネ４５は、常時、加圧アーム４０を下方に付勢している。これにより、加熱部材２０の端部は、加圧アーム４０によって上から付勢され、加熱部材２０は、加圧部材３０に圧接されている。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、接点バネ５０は、捩りコイルバネからなる。接点バネ５０は、１本の金属線からなる。接点バネ５０は、コイル５５と、コイル５５の一端から延びる第１アーム５１と、コイル５５の他端から第１アーム５１とは異なる方向に延びる第２アーム５２と、を有する。

図２および図４に示すように、側壁１１は、ベアリング３１の下方に、下方に突出するボス１１Ｂ（図４参照）を有する。コイル５５は、ボス１１Ｂの外周に嵌まることでボス１１Ｂに支持されている。接点バネ５０は、ボス１１Ｂの周りで回転可能である。

図３（ａ）、（ｂ）に戻り、第１アーム５１は、先端に、装置本体２の電極２Ａに接触する電気接点５１Ａを有する。詳細には、第１アーム５１は、バネ掛け部５１Ｂと、延出部５１Ｃと、鉤部５１Ｄと、屈曲した屈曲部５１Ｅとを有する。

バネ掛け部５１Ｂは、コイル５５の一端からコイル５５の軸方向に延びる。図２および図５（ａ）に示すように、バネ掛け部５１Ｂは、付勢バネ６０の一端６２が係合する。付勢バネ６０は、引張バネである。付勢バネ６０の他端６３は、加圧バネ４５のフック４５Ｂに係合している。これにより、接点バネ５０は、付勢バネ６０により一方の回転方向に付勢されている。具体的には、接点バネ５０は、図５（ａ）の時計回りに付勢されている。

図４および図５（ａ）に示すように、フレーム１０は、交換可能デバイス１が装置本体２に装着されていない状態において、付勢バネ６０の付勢力により屈曲部５１Ｅと接触するストッパ面１８を有している。交換可能デバイス１が装置本体２に装着されていない状態において、第１アーム５１は、屈曲部５１Ｅがストッパ面１８に接触することで、その姿勢が決まっている。このときの電気接点５１Ａの位置を退避位置とする。なお、図５（ａ）のように、接点バネ５０が電極２Ａと接触していない状態は、交換可能デバイス１が完全に装着された状態ではないので、交換可能デバイス１が装置本体２に装着されていない状態とする。

図３（ａ）、（ｂ）に戻り、延出部５１Ｃは、バネ掛け部５１Ｂからコイル５５の中心から離れる方向に延び、屈曲部５１Ｅに繋がる。鉤部５１Ｄは、延出部５１Ｃから屈曲して、コイル５５の軸方向に対して直交する方向に延びている。電気接点５１Ａは、第１アーム５１の先端の尖った部分である。電気接点５１Ａは、金属線が切断されたままの形状からなり、丸み付けなどの処理がされず、尖ったエッジを有している。図３（ａ）、（ｂ）においては、金属線を直角に綺麗に切断したように描いてあるが、例えば、切断工具の刃の形が転写された形状など、不定形な形を有していても構わない。

第２アーム５２は、第２延出部５２Ａと、第３延出部５２Ｂと、抜止部５２Ｃとを有する。
第２延出部５２Ａは、コイル５５の他端から、コイル５５の中心から離れる方向に延びる。
第３延出部５２Ｂは、第２延出部５２Ａのコイル５５から遠い端部から屈曲して延びる。第３延出部５２Ｂは、コイル５５の軸方向に直交する方向、かつ、第２延出部５２Ａとは異なる方向に延びる。第２延出部５２Ａから第３延出部５２Ｂにかけて屈曲する部分は、被押圧部５２Ｆである。被押圧部５２Ｆは、図４および図５（ａ）に示すように、交換可能デバイス１が装置本体２に装着されていない状態において、フレーム１０から突出するように屈曲している。

図３（ａ）、（ｂ）に戻り、抜止部５２Ｃは、第３延出部５２Ｂのコイル５５から遠い端部から、コイル５５の軸方向に向けて延びる。
図４に示すように、フレーム１０は、ボス１１Ｂの前方に、ボス１１Ｂの軸に直交する方向に長く延びるスリット１４と、スリット１４に隣接して配置された抜け止め壁１５とを有する。第２アーム５２は、第３延出部５２Ｂがスリット１４に入り、抜止部５２Ｃが、抜け止め壁１５を基準として、被押圧部５２Ｆが位置する側とは反対側に延びている。これにより、接点バネ５０が、被押圧部５２Ｆが突出するような一方の回転方向に回転した場合に、抜止部５２Ｃが抜け止め壁１５と係合可能である。

フレーム１０は、交換可能デバイス１が装置本体２に装着されていない状態において、コイル５５の軸方向における鉤部５１Ｄの一方側に位置する第１保護壁１６と、コイル５５の軸方向における鉤部５１Ｄの他方側に位置する第２保護壁１７とを有している。すなわち、交換可能デバイス１が装置本体２に装着されていない状態において、鉤部５１Ｄは、第１保護壁１６と第２保護壁１７の間の隙間に位置する。電気接点５１Ａは、交換可能デバイス１が装置本体２に装着されていない状態において、第１保護壁１６および第２保護壁１７からの突出量が僅かとなっている。これにより、電気接点５１Ａは、交換可能デバイス１が装置本体２に装着されていない状態において、第１保護壁１６および第２保護壁１７によって保護され、他の物に引っ掛かりにくい。望ましくは、電気接点５１Ａは、交換可能デバイス１が装置本体２に装着されていない状態において、第１保護壁１６および第２保護壁１７から突出せずに、第１保護壁１６および第２保護壁１７の間に位置するとよい。このように、電気接点５１Ａがフレーム１０から突出しないことで、電気接点５１Ａに他の物がさらに引っ掛かりにくい。

そして、上述の構成により、付勢バネ６０は、加圧バネ４５および加圧アーム４０を介して加熱部材２０と電気的に接続されている（図２参照）。また、付勢バネ６０は、接点バネ５０のバネ掛け部５１Ｂに接触しているので、付勢バネ６０は、加熱部材２０と接点バネ５０とを電気的に接続して、加熱部材２０のアースを取るための導通線となっている。

以上のように構成された交換可能デバイス１における接点バネ５０の作用効果について説明する。
図５（ａ）のように、装置本体２に対し、交換可能デバイス１を後ろから前に挿入していくと、接点バネ５０の第２アーム５２が電極２Ａに近づいていく。それまでの過程において、接点バネ５０の電気接点５１Ａは、フレーム１０からほとんど突出していないので、電気接点５１Ａが他の物に引っ掛かることは少ない。

図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）の状態からさらに交換可能デバイス１を前方に押し込むと、第２アーム５２の被押圧部５２Ｆが電極２Ａに押圧される。すると、第２アーム５２がボス１１Ｂの周りで図５の反時計回りに回転し、これに伴い、コイル５５および第１アーム５１もボス１１Ｂの周りで反時計回りに回転する。これにより、電気接点５１Ａが、退避位置よりもフレーム１０から突出した突出位置に位置する。

図６に示すように、さらに交換可能デバイス１を前方に押し込むと、鉤部５１Ｄが電極２Ａにより押圧されて第１アーム５１がボス１１Ｂの周りで時計回りに回転し、電気接点５１Ａが、電極２Ａの表面に接触する。そして、交換可能デバイス１が前方に移動する過程で、電気接点５１Ａの尖ったエッジが電極２Ａの表面を引っ掻きながら前方へ移動する。これにより、電極２Ａの表面に塗膜や酸化皮膜があった場合でも、電気接点５１Ａがそれらを掻き取ることで、電極２Ａの金属部分と電気接点５１Ａとがしっかりと電気的に接続する。

このようにして、本実施形態の交換可能デバイス１によれば、交換可能デバイス１が装置本体２に装着されていないときには、第１アーム５１の先端の電気接点５１Ａが退避位置に位置するので、組立作業中に、電気接点５１Ａが他の物に引っ掛かりにくい。一方、交換可能デバイス１が装置本体２に装着されるときには、第２アーム５２が装置本体２に押圧されることで第１アーム５１がボス１１Ｂの周りで回転し、電気接点５１Ａは退避位置よりもフレームから突出するので、装着後において、電気接点５１Ａと装置本体２の電極２Ａとの導通を確保しやすい。すなわち、接点バネ５０による良好な電気的接続を確保しつつ、組立性を向上することができる。

そして、電気接点５１Ａが尖ったエッジを有していることで、電気接点５１Ａが電極２Ａの表面の塗膜や酸化皮膜を掻き取ることができ、電極２Ａと電気接点５１Ａの導通を良くすることができる。

また、付勢バネ６０が加熱部材２０のアースを取るための導通線を兼ねることで、部品点数の増加を抑制することができる。

以上に一実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。

例えば、前記実施形態では、装置本体２に交換可能デバイス１を装着する際に、第２アーム５２が第１アーム５１よりも先に装置本体２に入るように接点バネ５０を配置したが、第１アーム５１が第２アーム５２よりも先に装置本体２に入るように配置されていてもよい。

接点バネは、抜止部を有していなくてもよい。例えば、電気接点が退避位置にある場合に、第２アームの先端がフレームから突出しないように第２アームの形状が形成されていてもよい。

交換可能デバイスは、定着器に限らず、現像カートリッジや、ドラムカートリッジであってもよい。

上述した実施形態および変形例で説明した各要素を、任意に組み合わせて実施してもよい。

１ 交換可能デバイス
２ 装置本体
２Ａ 電極
１０ フレーム
１１Ｂ ボス
２０ 加熱部材
３０ 加圧部材
５０ 接点バネ
５１ 第１アーム
５１Ａ 電気接点
５２ 第２アーム
５５ コイル
６０ 付勢バネ

Claims (8)

1. 画像形成装置の交換可能デバイスであって、
   ボスを有するフレームと、
   前記ボスの外周に嵌まることで前記ボスに支持されるコイルを有する接点バネと、
   前記接点バネを前記ボスの周りで一方の回転方向に付勢する付勢バネとを備え、
   前記接点バネは、
   前記コイルの一端から延びる第１アームであって、先端に前記画像形成装置の装置本体の電極に接触する電気接点を有する第１アームと、
   前記コイルの他端から前記第１アームとは異なる方向に延びる第２アームと、を有し、
   前記交換可能デバイスが前記装置本体に装着されていない状態において、前記接点バネが前記付勢バネによって付勢されることで、前記電気接点は退避位置に位置し、
   前記交換可能デバイスが前記装置本体に装着されるときに、前記第２アームが前記装置本体に押圧されることで前記第１アームが前記ボスの周りで回転し、前記電気接点が前記退避位置よりも前記フレームから突出した突出位置に位置することを特徴とする画像形成装置の交換可能デバイス。
2. 前記第１アームは屈曲した屈曲部を有し、
   前記フレームは、前記交換可能デバイスが前記装置本体に装着されていない状態において、前記付勢バネの付勢力により前記屈曲部と接触するストッパ面を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置の交換可能デバイス。
3. 前記第１アームは、
   前記コイルの前記一端から前記コイルの軸方向に延びるバネ掛け部であって、前記付勢バネの一端が係合するバネ掛け部と、
   前記バネ掛け部から前記コイルの中心から離れる方向に延び、前記屈曲部に繋がる延出部とを有することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置の交換可能デバイス。
4. 前記接点バネは、１本の金属線からなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置の交換可能デバイス。
5. 前記電気接点は、尖ったエッジを有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置の交換可能デバイス。
6. 前記第２アームは、前記交換可能デバイスが前記装置本体に装着されていない状態において、前記フレームから突出するように屈曲した被押圧部を有し、
   前記交換可能デバイスが前記装置本体に装着されるときに、前記被押圧部が前記装置本体に押圧されること特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置の交換可能デバイス。
7. 前記第２アームは、先端部に、屈曲した抜止部であって、前記接点バネが前記一方の回転方向に回転した場合に前記フレームと係合可能な抜止部を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置の交換可能デバイス。
8. 前記交換可能デバイスは、
   シートを加熱する加熱部材と、
   シートを前記加熱部材に押圧する加圧部材とを備え、
   前記付勢バネは、前記加熱部材と前記接点バネとを電気的に接続して、前記加熱部材のアースを取るための導通線となっていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置の交換可能デバイス。