KR100259891B1

KR100259891B1 - 화상 가열 장치

Info

Publication number: KR100259891B1
Application number: KR1019950005237A
Authority: KR
Inventors: 곤도히로시; 미야모또가즈끼
Original assignee: 미다라이 후지오; 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 1994-03-14
Filing date: 1995-03-14
Publication date: 2000-06-15
Also published as: EP0672968A3; EP0672968A2; JPH07254444A; US6023047A; CN1115430A; JP3245785B2; CN1066270C

Abstract

본 발명은 화상 가열 장치와 히터용 커넥터에 관한 것으로, 화상 가열 장치는 전극을 갖는 히터와, 상기 히터로부터의 열을 통과시켜 기록 매체 상의 토너 화상을 가열하는 막과, 그리고 히터에 전기 에너지를 공급하도록 히터에 접속된 커넥터를 포함하며, 히터용 커넥터는 전극과 접촉할 뿐만 아니라 최소한 상기 히터를 둘러싸는 도전성 접점 부재를 포함하고 있다.

Description

화상 가열 장치

제1도는 본 발명의 실시예에 따른 커넥터가 접속되는 히터의 평면도.

제2도는 커넥터가 접속되는 히터의 사시도.

제3도는 커넥터의 분해 평면도.

제4도(a) 내지 (d)는 커넥터의 하우징을 도시한 도면.

제5도(a) 내지 (c)는 커넥터의 접점 부재를 도시한 도면.

제6도(a) 내지 (d)는 커넥터의 하우징 커버를 도시한 도면.

제7도는 히터 삽입 전의 커넥터를 도시한 도면.

제8도는 제7도에 도시한 커넥터의 측면도.

제9도는 접점 부재의 크림프 전 및 히터의 삽입 후의 커넥터를 도시한 도면.

제10도는 히터의 삽입 및 접점 부재의 크림프 후의 커넥터를 도시한 도면.

제11도는 제10도의 커넥터의 좌측면도.

제12도는 제10도의 히터의 우측면도.

제13도는 육각 너트를 도시한 도면.

제14도는 육각 너트의 회전 편차를 도시한 도면.

제15도는 사각 너트를 사용한 커넥터의 분해 평면도.

제16도는 조정된 사각 너트를 도시한 도면.

제17도는 사각 너트의 지지 구조를 도시한 도면.

제18도는 다른 사각 너트 지지 구조를 도시한 도면.

제19도는 접점 부재와 배면측에 돌기를 갖는 히터 홀더 사이의 접촉을 도시한 도면.

제20도는 히터와 히터 홀더 내의 굽힘 응력을 도시한 도면.

제21도는 본 발명의 실시예에 따른 화상 가열 장치의 부분 단면도.

제22도는 종래의 커넥터에 결합된 히터의 평면도.

제23도는 제22도의 히터의 사시도.

제24도는 제23도의 커넥터의 확대 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 히터 2 : 기판

3 : 가열 요소 4 : 전극 접점

5 : 피복층 7 : 히터 홀더

9 : 막 11, 50 : 커넥터

12 : 하우징 본체 13, 51 : 접점 부재

본 발명은 복사기, 레이저 빔 프린터 등에 사용 가능한 화상 가열 장치, 특히 히터용 커넥터에 관한 것이다.

부품간의 전기적 접속을 위한 각종 커넥터가 제안되어 있다.

일반적으로, 커넥터는 스프링 특성을 가지며 도전성 금속으로 된 소정 형상으로 되어 있는 접점 부재와, 상기 접점 부재를 지지하면서 전기적으로 절연하는 하우징을 포함한다. 전기적으로 접속될 삽입 부재가 접점 부재의 탄성력에 대항하면서 삽입되어 커넥터의 접점 부재와 삽입 부재의 전극 접점이 압접되어 전기적 접속을 확립한다. 다시 말하면, 삽입 부재를 삽입함으로써 커넥터의 접점 부재는 자유 상태로부터 어느 정도 탄성 변형하고 탄성 변형에 따른 부하(반력)가 삽입 부재의 전극에 가해져서 삽입 부재와 전극은 압접되어 전기적 접속을 확립한다.

커넥터의 접점 부재에서 요구되는 성능으로서, 도전성(접촉성, 내마모성, 및 전기 기계적 내식성) 등의 전기적 성능과 탄성, 스프링 상수, 응력 경감 등의 기계적 성능이 있다.

커넥터의 하우징에서 요구되는 성능으로는 절연성, 전압 내구성 등의 전기적 성능과 치수 안정성(열 변형이나 연화), 강도(크랙) 등의 기계적 성능이 있다.

삽입 부재를 커넥터에 접속할 때, 접점 부재, IC, 회로 기판, 가요성 기판, 세라믹 기판, 유리 기판 등에 대응하는 위치에 전극을 갖는 것도 있다. 어떤 경우에는, 기판이나 이 기판을 지지하는 부재가 동시에 삽입된다.

제22도 내지 제24도를 참조하여, 접속 구조와 커넥터의 예를 설명한다. 도시된 실시예는 복사기, 레이저 빔 프린터, 또는 기타 화상 형성 장치에 사용 가능한 피기록 매체 상에 담지된 비정착 토너 화상을 열 용융하기 위한 막 가열형 가열 수단에 전기적 에너지를 공급하는 커넥터이다.(미합중국 특허 제5,149,941호, 제5,262,834호 및 제5,148,226호를 참조.)

제22도는 양단부에 커넥터를 구비한 히터의 평면도이다. 제23도는 상기 히터의 사시도이고, 제24도는 커넥터의 확대 단면도이다.

전기 에너지 공급 커넥터(50)는 제22도 및 제24도에 도시한 바와 같이, 도전성 금속판(보통 인청동으로 제조된 스프링 전극)의 굽힘 탄성을 가진 접점 부재(51,51)와 상기 접점 부재(51,51)를 지지 및 절연하는 하우징(52,52)으로 구성된다. 접점 부재(51,51)는 와이어 W와 함께 크림프된다.

커넥터(50,50)는 히터(1)와 히터 홀더(7)의 양단부에 장착된다.

접점 부재(51,51)는 스프링 탄성을 가진 외팔보 구조로 되어 있다. 히터(1)와 히터 홀더(7)를 커넥터(50,50)에 삽입할 때는 다음과 같은 부하가 가해진다.

F = K×ε

여기서, K는 스프링 상수이고 "ε"는 변위이다.

상기 부하로 인하여, 접점 부재(51,51)는 전극(4,4)에 접촉되어 접점 부재(51,51)와 전극 접점(4,4) 사이에 전기적 접속이 확립된다.

안정적인 전기 접속을 확보하기 위해 부하 F를 유지하는 것이 바람직하다.

그러나, 고속 작동의 요구 결과 히터와 접촉하고 있는 막이 고속으로 이동하여 히터가 진동하게 되면 전극 접점과 접점 부재 사이의 접촉은 안정되지 못하게 된다.

부하가 장기간에 걸쳐 가해지면 크리프(creep) 등으로 인해 소성 변형이 일어나 변위가 증가하게 된다. 이렇게 되면, 가해지는 부하가 저감된다. 최악의 경우에는 부하가 제로로 되어 접점이 전기적으로 개방되기도 한다. 주위 온도가 높으면 크리프가 현저히 발생한다. 따라서, 커넥터(50,50)의 형상은 크리프로 인한 접촉 압력 저하를 고려하여 설계해야 한다. 이를 위해, 접점 부재(51,51)의 스프링 상수를 증대시키거나 삽입 부재의 삽입시의 접점 부재(51,51)의 변위를 증가시키게 된다. 접점 부재(51,51)의 스프링 접촉을 증가시키는 방법은 삽입 부재의 두께 변동에 따라 접촉 부하가 변동되게 되는 문제가 있으므로 접속의 안정성 관점에서 적합하지 못하다. 접점 부재(51,51)의 변위를 증가시키는 방법은 삽입력의 증대를 요하고 삽입 부재 삽입시에 전극(4,4)이 긁히므로 이 역시 적합하지 못하다.

따라서, 본 발명의 주 목적은 히터의 전극과 커넥터의 접점 부재 사이의 전기적 접속이 안정될 수 있는 화상 가열 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 히터에 전기적 에너지를 안정적으로 공급하기 위한 커넥터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 커넥터의 접점 부재가 적어도 히터를 둘러싸는 화상 가열 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 루프 형태의 도전성 부재를 가진 커넥터를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 및 기타 목적, 특징 및 장점은 이하 첨부 도면과 관련하여 본 발명의 적합한 실시예를 설명하는 다음 설명을 참고하면 명백해 질 것이다.

첨부 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예를 설명한다.

우선, 제21도는 화상 형성 장치의 단면도를 도시한 것이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 히터(1)는 (가) 전기 절연성, 내열성 및 낮은 열용량을 가진 긴 기판(2)과, (나) 기판(2)의 한 쪽(표면측)에 공간판의 대체로 중앙에서 기판의 길이를 따라 연장되는 직선형의 발열 부재(3)와, (다) 양단에서 발열 부재(3)와 전기적으로 접속하는 기판 상의 전극 접점(접점, 전극)(4,4)과, (라) 기판(2) 상의 발열 부재(6)를 가진 쪽에서 히터의 표면을 보호하는 금속 등의 전기 절연 피복층(5)과, (마) 기판(2)의 다른 쪽(이면) 상의 써미스터(thermister) 등의 온도 검출 부재(6)로 구성된다.

기판(2)은, 예컨대 길이 240mm, 두께 1mm, 폭 10mm인 Al₂O₃, AlN, SiC 등의 세라믹 판으로 제조된다.

발열 부재(3)는 Ag/Pd(은 팔라듐 합금), RuO₂, Ta₂N 등을 스크린 인쇄하고 대기(atmospheric)에서 소결함으로써 형성되는 패턴 형성 층 형태로 되어 있다. 예를 들어, 두께는 10mm, 폭은 1mm이다.

전극(4,4)은 은(Ag)을 스크린 인쇄하고 대기중에서 소결하여 형성한 패턴 형성 층 형태로 되어 있다.

히터(1)의 피복층(5)은 막과 미끄럼 접촉하고 측면이 노출된다. 히터(1)는 그 사이에 열 절연 히터 홀더(7)를 가진 히터 지지체 상에 고정된다.

내열막(9)은 두께가 약 40μm이며, 폴리이미드 수지 등으로 제조된다. 또, 무단 벨트 형태이거나 긴 웨브 형상으로 되어 있다. 가압 롤러(10)는 막(9)을 히터(1)에 밀착시키는 가압 부재의 역할을 한다.

막(9)은 히터(1) 표면과 접촉하면서 도시하지 않은 구동 부재에 의해 또는 가압 롤러(10)에 의해 제공된 회전력에 의해 밀착되어 화살표 방향으로 소정 속도로 회전하거나 이동된다. 히터(1)는 막(9)의 이동 방향에 거의 수직인 방향으로 연장된다.

히터(1)와 히터 홀더(7)의 양단부에는 전기 에너지 공급 커넥터(50,50)가 장착되며, 접점 부재(51,51)는 히터(1)의 발열 부재(3)의 전극 접점(4,4)에 가압 접촉된다. 교류 전압이 전원 S로부터 커넥터(50,50)를 통하여 전극 접점(4,4)으로 인가되어 발열 부재(3)에 의해 열이 발생된다.

히터(1)의 온도는 기판의 이면에 제공된 온도 센서(6)에 의해 검출되고 그 출력은 다시 전기 에너지 공급 제어 회로 C로 복귀되고 전원 S로부터 발열 부재(3)로의 전기 에너지 공급은 히터(1)의 온도를 소정 수준으로 유지하도록 제어된다.

히터(1)의 온도 센서(6)는 열에 가장 감응하기 쉬운 발열 부재의 위치에 대응하는 기판의 이면 상의 위치[발열 부재(3)와 정 반대쪽인 이면 위치]에 배치된다.

히터(1)는 정착 표면의 온도를 제어하기 위한 장치의 단면 상의 발열 부재(3)의 정착 닙 N의 폭의 중앙 부분에 배치된다.

히터의 온도는 히터(1)의 발열 부재(3)로의 전기 에너지 공급에 의해 소정 수준으로 증가되고 막(9)이 이동된다. 기록 매체 P를 기록 매체 P 상의 미정착 토너 화상이 막(9)에 접촉될 수 있는 자세로 막(9)과 가압 롤러(10) 사이에 형성된 정착 닙 N에 개재시킨다. 이로써, 기록 매체 P는 막(9) 면에 밀착하면서 정착 닙 N을 통과하게 된다. 이동 과정에서, 열 에너지는 히터(1)로부터 막을 통해 기록 매체 P에 가해져서 미정착 토너 화상 t가 기록 매체 P 상에서 가열 및 용융된다. 이 막 가열형 가열 장치는 승온 속도가 높은 저열용량 가열 수단과 내열성 박막을 사용하게 되어 전기 에너지를 절약할 수 있고 대기 시간을 단축시킬 수 있다(신속 시동)는 점에서 효과적이다. 게다가, 화상 형성 장치의 주 조립체 내의 온도 상승도 회피할 수 있다.

이하에는 커넥터와 전력 공급을 위한 히터의 접속 구조를 설명하기로 한다.

제1도는 히터(1)에 제공된 전기 에너지 공급 커넥터(11)를 도시하며, 제1도는 평면도 및 회로 다이어그램이고, 제2도는 히터의 양 단부의 사시도이다.

커넥터(11,11)는 동일한 구조로 되어 있고 히터의 양단부에 제공된다. 제3도에ㅔ평면도로 도시한 바와 같이, 각각은 하우징 본체(커넥터 하우징)(12), 하우징 본체(12)에 삽입되는 접점 부재(13), 접점 부재(13)의 클램핑 부재로서 하우징 본체에 삽입된 육각 너트(14), 하우징 본체(12)의 이면 상의 접점 부재와 너트를 수납 밀봉하기 위한 커버 하우징(15), 너트(14)에 나사 결합되는 접점 부재(13)를 위한 클램핑 수단으로서의 나사(16) 등 다섯 개의 부품으로 구성된다.

각 부품을 상세히 설명한다.

(1) 하우징 본체(11)

제4도를 참조하면, (a)는 하우징 본체의 평면도이고 (b)는 배면도이고, (c), (d)는 그 좌측면도 및 우측면도이다.

하우징 본체(1)는 나일론, PBT, PET 또는 기타 수지 재료 등의 전기 절연 재료로 제조된다.

전방측에는 히터(1)와 히터 홀더(7)의 단부를 수용하는 개구(12a)가 제공되어 있다.

상부측에는 나사(16)를 수용하는 나사 구멍(12d)이 제공되어 있다. 하우징 본체(12)에는 접점 수용부(12e)와 너트 수용부(너트 가이드)(12f)가 제공되어 있다. 너트 수용부(12f)는 한 쌍의 육각 너트(14)와 그 저부를 지지한다. 하우징 본체(11)의 배면에는 접점 부재(13)의 삽입 방향에 수직인 방향으로 연장되는 와이어 케이스(12g)가 제공되어 있다.

(2) 접점 부재(13)

제5도를 참조하면, (a)는 접점 부재(13)의 평면도이고, (b)는 그 정면도, (c)는 그 좌측면도이다.

접점 부재(13)는 스프링 특성 및 도전성을 갖는 금속판으로 제조된다. 접점 부재는 적어도 히터 홀더(7)와 히터(1)의 삽입부의 후속 부분, 즉 전극 접점 표면, 그로부터 연결되는 면 및 측면과 접촉하는 이면을 둘러싸는 구조를 갖는다. 즉, 삽입 부재(1,7)의 삽입부의 주위면은 연속적으로 둘러싸인다. 그 한 쪽은 개방되어 있다. 히터 자체가 충분한 강도를 갖는다면 히터 홀더는 반드시 필요치는 않다. 이 경우에, 접점 부재는 히터만을 둘러싼다.

개방된 쪽으로부터 탭(13a,13a)이 외향 연장되며, 이 탭에는 개구(13b,13b)가 제공되어 있다.

히터(1)의 전극 접점(4)의 접점부는 V형 돌기 형태로 되어 있어 삽입 부재(1,7)와의 접속을 위한 스프링 특성을 제공하다. 접점 부재(13)의 하향 꼭지점(13e)은 접점 부재(13)와 히터(1) 사이의 전기 접속부로서 기능한다.

접점 부재(13)의 이면에는 절연 배럴부(13c)와 전기 에너지 공급 와이어 W와 접속하는 와이어 배럴부(13d)가 제공된다.

(3) 커버 하우징(15)

제6도를 참조하면, (a)는 커버 하우징(15)의 외관을 도시하는 도면, (b)는 우측면도, (c)는 내부도, (d)는 평면도이다.

커버 하우징(15)은 하우징 본체(12)와 마찬가지로 예를 들어 나일론, PBT, PET 또는 기타 수지 재료 등의 절연 재료로 제조된다. 또, 하우징 본체(12)의 이면의 외관 구조와 동등한 부재로 되어 있으며, 그 내부에는 하우징 본체(12)의 너트 삽입 개구(12c)를 통해 너트 수용부(12f) 내에 끼워지도록 너트를 지지하는 돌기(15a)가 제공되어 있다.

커넥터(11)의 조립에 관해 설명하기로 한다. 커넥터(11)는 다음과 같은 방법으로 조립된다. 너트(14)는 하우징 본체(12)의 이면에 있는 개구(12c)를 통하여 너트 수용부에 의해 완전히 수용되도록 하우징 본체(12) 내의 너트 수용부(12f)로 삽입된다. 이로써, 너트(14)의 나사 개구는 하우징 본체(12)의 나사 개구(12d)에 대해 정확히 위치된다.

이 때, 접점 부재(12)는 접점 부재 개구(12a)를 통해, 닿을 때까지 삽입된다. 충분히 삽입되면, 접점 부재(13)의 탭(13a,13a)은 너트(14) 상방에 위치되어 탭(13a,13a)의 개구(13b,13b)가 너트(14)의 나사 개구에 대응된다. 접점 부재(13)에는 랜스를 가진 직립부(lanced and erected portion)가 제공되어 접점 부재를 개구를 통해 소정 한도까지 접점 부재 수용부로 삽입할 때 하우징 본체(12)와 간섭하여 더 이상 삽입되는 것을 방지하며 하우징 본체(12)와 간섭하여 접점이 탈락되는 것을 방지한다.

와이어 W는 접점 부재(13)의 절연 배럴부(13c)와 와이어 배럴부(13d)를 연결하며, 와이어 접속부는 90도 만큼 접점 부재(12)에 대해 굽혀지고 와이어의 기부는 하우징 본체(12)의 와이어 케이스(12g) 내에 수용된다. 개구(12b,12c)를 갖는 하우징 본체의 이면은 커버 하우징(15)에 의해 폐쇄되어 있다. 하우징 본체를 커버 하우징(15)으로 덮는 방법은 다음과 같다. 하우징 본체(12)에는 클로(claw,12h)가 제공되어 있고 커버 하우징(15)에는 클로(12h)에 대응하는 결합 구멍(15b)이 제공되어 있어서 이들이 서로 결합되어 있다. 너트(16)와 접점 부재(13)를 하우징 본체(12)에 삽입하는 순서는 반대로 될 수도 있다. 접점 부재(13)는 와이어 W를 접점 부재(13)에 접속한 후에 하우징 본체(12)에 삽입될 수 있다. 커버 하우징(15)을 하우징 본체(12)에 장착하는 것은 나사, 접착제 또는 기타 장착 수단에 의해 수행될 수 있다.

이하에는 커넥터(11)와 삽입 부재(1,7) 사이의 접속에 대해 기술하기로 한다. 나사(16)를 개구(13b,13b)를 통하여 너트(14)에 고정하기 전에, 접점 부재(13)는 제7도 및 제8도에 도시한 바와 같이 한 쪽에서 노출된다. 이 상태에서, (삽입 부재인) 히터(1) 및 히터 홀더(7)의 각 단부는 커넥터(11)의 전방측의 개구(12a)를 통해서 삽입된다. 제9도에 이 상태를 도시한다.

삽입시에, 측방은 자유 상태이므로 접점 부재(13)의 상부는 이동될 수 있고 상방으로 이탈될 수 있으므로 삽입력은 강하지 못하고 접점(4)의 표면 상에 거의 손상을 입히지 않는다.

그 다음, 나사(16)는 제10도 및 제11도에 도시한 바와 같이, 서로로부터 개방된 탭(13b,13b)이 접점 부재(13)의 스프링 특성에 대항하여 폐쇄되도록 너트(14)에 대해 고정된다. 이로써, 히터(1)의 접점 부재(13)와 전극 접점(14) 사이의 전기 접속부로서 기능하는 접점 부재(V형)의 하향 꼭지점(13e)에는 큰 변위가 가해질 수 있다. 제12도는 전기 접속 확립시의 접점 부재 수용부의 개략적 종단면도이다.

커넥터(11)의 접점 부재(13)는 히터(1), 히터 홀더(7)(삽입 부재)의 단부에서 히터(1) 표면의 전극 단자 또는 접점(4)에 대향한 부분에서 V자형 단면을 가지며, 또 홈통형 단면으로 삽입 부재(1,7)를 둘러싼다. 삽입 부재(1,7)의 삽입시에, 나사(16)는 너트(14)에 나사 결합되지 않으며, 또 나사(16)를 헐거운 상태에 있어서 채널 형상의 개방 상태가 제공된다(제7도 및 제8도 참조.). 삽입 후에, 나사(16)는 회전되고 고정되어 개구(13a,13a)는 폐쇄되고, 이들에 의해 삽입 부재(1,7)는 원통형으로 둘러싸인다.

이 때, 전극 접점(4)은 접점 부재(12)와 히터(1)의 전극 접점(4) 사이의 전기 접속점인 V자형 단면의 하향 꼭지점(13e)의 변위에 따라 부하를 받게 된다.

이런 방법으로, 접점 부재는 히터를 둘러싸므로 접점 부재와 히터 사이의 편차는 억제되어 히터의 전극 접점과 접점 부재 사이의 접촉은 확보되고 안정화된다.

이런 구조에 의해, 삽입력은 작아도 되며(제9도), 삽입시에 전극 접점(4)을 긁는 일이 없고 전극 접점(4)의 표면이 손상되지 않는다. 나사를 이용하여 클램핑 함으로서(제10도), 큰 변위를 제공할 수 있어서 큰 부하를 제공할 수 있다. 따라서, 높은 접속 안정성을 이룩할 수 있다.

이하에는 너트(14)의 유지 및 위치 결정에 대해 설명하기로 한다. 너트(14)를 고정하는 동안 접점 부재(13)의 변위를 확보하기 위해서는 너트를 접점 부재(13)에 접촉시키는 것이 좋다. 너트(14)와 접점 부재(13)가 서로 접촉되고 일체화되지 않으면 나사(16)의 고정은 불안정해지고 나사(16)가 풀릴 가능성이 있으며, 접점 부재(13)의 변위가 감축되어 부하를 경감할 수 있다.

하우징 본체(12)와 너트(14)는 삽입 성형 방법으로 일체로 제조되면, 접점 부재의 탭(또는 플랜지)(13b,13b)과 일체로 된 너트 면 높이의 공차 오차로 인해 밀착이 되지 않는다. 따라서, 하우징 본체(12)와 너트(14)를 완전히 일체화시키는 것은 바람직하지 않다.

너트는 격리되기 때문에, 하우징 본체(12)는 나사를 조일 때 너트(14)의 회전을 방지하기 위해 너트 측면을 유지할 필요가 있다. 제14도에 도시한 바와 같이, 하우징 본체(12)의 너트 수용부(12f)의 후방벽은 너트(14)의 측면에 맞게 경사져 있고 너트는 개구(12c)를 통하여 너트(14)를 충분히 삽입함으로써 유지된다고 생각할 수 있다. 이 경우에, 너트(14)는 한 쌍의 측방만이 하우징 본체(12)에 의해 유지된다. 또, 하우징 본체는 나일론, PBT, PET등의 수지 재료로 제조되며, 하우징 본체의 너트 지지면은 나사를 조이기 위한 토오크에 의해 변형될 수 있어서 너트(14)가 회전되게 된다. 따라서, 접점 부재(13)를 큰 힘으로 고정하기가 어려워 진다. 따라서, 접점 부재(13)는 충분한 변위를 이룰 수 없게 된다.

이 실시예에서, 돌기(15a)가 너트 수용부(12f) 내에 삽입된 너트(14)의 적어도 한 쪽 측부를 유지하도록 커버 하우징(15) 내측에 제공된다. 특히, 너트(14)와 접점 부재(13)를 하우징 본체(12)에 삽입한 후에 커버 하우징(15)은 하우징 본체(12)의 이면에 장착되고 너트 삽입 개구(12c)를 통해 너트 수용부(12f)와 결합되는 너트 지지 돌기(15a)로 밀봉된다. 이 때, 제13도에 도시한 바와 같이, 하우징 본체(12)의 너트 수용부(너트 가이드)(12f)에 삽입된 육각 너트(14)는 그에 대면한 돌기(15a)의 단부에 의해 세 쌍의 측면에서 지지되게 된다.

따라서, 제14도에 도시한 바와 같이 한 쌍의 측면만이 지지되는 경우에 비해 하우징 본체(12)의 너트 지지부에 가해지는 힘은 분산된다. 이는 하우징 본체(12)의 너트 지지부의 변형을 억제하는 데 효과적이며, 따라서 나사(16)를 조일 때 너트(14)의 회전이 방지된다.

제8도, 제11도 및 제13도에 도시한 바와 같이, 육각 너트(14)는 커버 하우징(14)의 돌기(15a)에 의해 하우징(12)의 이면측에 접하게 된다. 따라서, 제14도의 경우에 발생하는 너트(14)의 회전으로 인한 후진 운동(점선으로 도시)은 효과적으로 방지되어 나사(16)를 조일 때 너트(14)의 회전이 방지된다.

커버 하우징(14)에는 너트를 지지하는 돌기(15a)가 제공되어 있기 때문에, 너트 회전으로 인한 탈락을 방지할 수 있다. 따라서, 히터 기판과 그 홀더가 접점 부재(13)에 삽입된 후에는 접점 부재(13)가 나사(16)에 의해 안정적으로 클램프될 수 있다. 이리하여, 고온 크리프에 대한 내구성이 제공되며 접속의 신뢰성을 향상할 수 있다.

제15도 및 제16도에 있어서, 하우징 본체(12)의 너트 수용부(12f)에 삽입되는 너트를 사각형으로 한 예이다. 이 예에서, 너트가 사각형이기 때문에, 너트 지지영역이 증대되고 하우징 본체(12)에 가해지는 토오크 작용점(너트 단부) 까지의 거리 R은 육각 너트(14)(제14도)의 경우에 비해 증대될 수 있다. 이는 고정 토오크가 동일한 조건하에서 작용점에 가해지는 힘을 경감하는 데 효과적이다. 따라서, 하우징 본체(12)의 변형을 더욱 억제할 수 있다.

또, 사각 너트(14a)의 경우, 측변 A와 B의 길이는 서로 다르게 한다. 이렇게 하면, 너트 회전에 필요한 하우징 본체(12)의 변형을 증대시킬 수 있다. 다시 말하면, A〈B일 때(제16도), 너트(14a)의 회전은 하우징 본체의 두 너트 지지면이 SQR((A/2)²+ (B/2)²) - (A/2) 이상 변형되는 경우에만 가능하다. 하우징 본체(12)의 변형이 이보다 작으면, 너트(14a)는 회전되지 않는다.

제15도 및 제16도에 도시한 예에서와 같이, 직사각형 또는 정사각형 너트는 하우징 본체에 가해진 힘을 저감시키는 데 효과적이므로, 변형, 다시 말해서 회전을 허용하는 데 필요한 하우징의 변형이 증대되고 너트의 회전은 효과적으로 방지된다. 따라서, 나사를 조일 때 너트를 회전시키지 않고도 접점 부재(13)에 큰 변형을 일으킬 수 있어서 고온 하에서 신뢰성 높은 접속을 이룰 수 있다.

육각 너트(14)의 경우와 마찬가지로, 회전 방지는 향상되고 너트(14a)의 후퇴는 제17도에 도시한 바와 같이 커버 하우징(14) 내의 직사각형 또는 정사각형 너트(14)의 측면을 지지하는 돌기(15a')를 제공함으로써 방지되며, 정사각형 또는 직사각형 너트의 경우에도 마찬가지이다.

제18도에 도시한 바와 같이, 정사각형 또는 직사각형 너트(14a)의 삽입 방향의 길이를 너트 수용부(12f)의 길이와 거의 같게 함으로써 유사한 효과가 제공된다.

전술한 바와 같이, 너트의 측부를 지지하는 돌기(15a)는 하우징 본체(12)를 밀봉하는 커버 하우징 내에 제공되며, 정사각형 또는 직사각형 너트(14a)를 사용함으로써 접점 부재(13)는 삽입 후에 나사(16)에 의해 큰 힘으로 클램프될 수 있으므로 접점 부재(13)에의 삽입 후에 큰 변형을 이룰 수 있다. 이리하여, 큰 접속 부하를 제공할 수 있고, 고온하에서도 사용이 가능해진다. 또, 히터에는 큰 전류가 공급되어 정착 속도 및 정착 가능한 크기도 증대된다.

본 실시예에서, 나사와 너트(14)는 접점 부재(13)를 클램핑하기 위해서 사용하지만 캠이나 웨지 같은 다른 수단을 사용할 수도 있다.

이하에는 삽입 부재의 굽힘 응력의 감소에 대해 설명한다. 삽입 부재(1,7)의 전극 접점(4)에 가해지는 부하는 접점 부재(13)에 의해 제공되지만, 삽입 부재(1,7)는 변위되지는 않는다(즉, 부하에 대항하여 이동되지는 않는다). 다시 말하면, 삽입 부재(1,7)는 이면에서 전극 접점(4)에 가해진 부하의 반력을 받는다.

접점 부재(13)가 연속 부재로서 삽입 부재의 이면에 접촉되면 전극 접점(4)에 부하를 가하는 접점 부재는 동일한 부하의 반력을 가하여 삽입 부재가 평형을 이루게 한다. 따라서, 고온 하에 사용된 커넥터(11)는 접점부의 꼭지점(13e)에 큰 부하를 가할 목적으로 삽입 부재의 이면에서 큰 반력을 수용한다. 예를 들어, 심한 경우에는 접점부의 꼭지점부(13e) 바로 하방의 이면이 커넥터와 접촉되지 않으면, 삽입 부재(1,7) 상에 가해진 두 힘[전극 접점(4)의 부하와 이면의 반력]은 동일선 상에 있지 않고 일정한 편차를 갖는다. 이렇게 되면 삽입 부재(1,7) 내의 모멘트와 굽힘 응력이 발생한다.

세라믹 기판이 삽입 부재인 경우에는, 접점이 접점부 하방에서 확립되는 경우에 비해, 세라믹 기판(알루미나가 92%임.)의 굽힘 강도는 2,500kgf/mm²로 압축 강도 20,000kgf/mm²보다 훨씬 작기 때문에 삽입 부재(세라믹 기판)는 이면의 접촉 상태에 따라 파괴되기 쉽다. 이 때문에, 삽입 부재에 가해지는 반력을 고려하는 것이 좋다.

전체 이면이 접촉된다 하더라도, 반력은 F'이고, 나사(16)가 제20도의 커넥터내에 고정될 때 접점 부재(13)의 V자형 부분의 변형으로 발생하는 F"가 접점 부재의 측부에 의해 삽입 부재의 이면에 가해진다. 작용력은 접점 부재(13)와 접점 부재(13)의 측면에서 가장 가까운 히터 홀더(7) 사이의 접점부에 집중된다. 다시 말하면, 이는 히터 홀더(7)의 엣지에 상향으로 가해져서 히터 홀더(7)의 이면을 상승시키게 된다.

따라서, 삽입 부재(1,7)에 가해지는 힘은 중앙에서는 하향력, 양단부에서는 상향력으로 구성된다. 힘을 가하는 방법은 소위 삼점 굽힘이 되어 중앙 전극 접점이나 탭(13a)에 극히 높은 응력을 가하게 되어 심하게는 전극 접점, 세라믹 기판(2) 또는 탭(13)이 파단된다.

삽입 부재(1,7)가 굽힘 응력에 의해 변형되면 작은 외력이 발생하더라도 측방향 성분이 발생되고 접점부의 꼭지점부(13e)가 미끄러질 우려가 있어서 불안정한 접촉을 이루게 된다.

이 실시예에서, 제5도, 제7도, 제9도, 제10도 및 제12도에 도시한 바와 같이, 접점 부재(13)에는 삽입 부재(1,7)의 전극 접점(4)에 접촉 가능한 V자형 하향 꼭지점부(전극 접속부)(13e)에 대향한 부분에 돌기(13f)가 제공되어 있다.

돌기(13f)의 구조는 접촉 부재(13)의 제조 공차와 제12도에 도시한 바와 같이, 나사(16)를 조일 때 접점 부재(13)의 변형을 고려하여 결정된다. 특히, 돌기는 확장되는 직사각형(제10도에서 폭 e)으로서, 전기 접속부인 꼭지점부(13e)가 돌기(13f)의 중앙에 있도록 양측에서 위치 편차에 대한 여유부를 제공하며, 이 팽창은 가능한 한 작게 하여 후술하는 바와 같이 굽힘 응력의 스팬(span)을 감소시킨다.

제10도 및 제12도에 도시한 바와 같이, 삽입 부재(1,7)를 나사(16)에 의해 커넥터(11)의 접점 부재 상에 클램프할 때 전기 접속부인 꼭지점부(13e)는 눌려서 접점 부재의 V형의 변형으로 제공된 부하 F로 히터의 전극 접점(4)에 대해 전기적으로 접속된다. 이 때, 접점 부재(13)는 V형상의 꼭지점부(13e)에서 하향력을 발생시키고, 동시에 V자형 부분의 양 단부에서 상향력 F' 및 F"(-F = F' + F")를 발생시킨다. 힘의 평형 때문에, 커넥터와 삽입 부재는 움직이지 않는다.

상항력 F' 및 F"는 접점 부재(13)의 측부에 의해 삽입 부재(1,7)의 이면에 접촉된 돌기(13f)에 가해진다. 이 경우에, 삽입 부재(1,7)는 전극면과 이면에서 극히 좁은 폭 내에 수직 방향으로 수용된다. 굽힘 응력은 스팬에 비례한다. 본 실시예에서, 종래의 예에서는 스팬인 홀더 폭 E로부터의 돌기(13f)에 의해 스팬 폭은 돌기(13f)의 폭으로 감축되고 응력은 상당히 경감될 수 있다.

돌기(13f)의 단면은 접촉 부재의 기계 가공 정밀도가 충분히 높은 경우에는 호형으로 하거나 V자형으로 하여 스팬을 감소시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 접점 부재(13)는 접점 부재(13)와 삽입 부재(1,7)가 힘 작용부 직하방에서 전극 접점(4)에 접촉되어 접속 동작시 삽입 부재(1,7)에 가해진 수직력이 선에 근접하게 하는 돌기(13f)를 갖고 있으므로 과도한 굽힘 응력을 방지할 수 있다. 이리하여 큰 부하가 가해지더라고 안정된 접속을 확립할 수 있다.

제19도에 도시한 바와 같이, 히터 홀더(7)의 이면 상에는 접점 부재(13)의 돌기(13f)와 같은 기능을 하는 돌기(7a)가 제공될 수 있다. 돌기(7a)는 전기 접점 부인 꼭지점부(13e)와 전극 접점(4)이 접속되는 영역 직하방에 제공된다.

돌기(7a)의 형상은 삽입 부재(1,7)와 접점 부재(13)의 삽입시에 끼워 맞춤 공차로 인한 접속부 내의 편차를 고려하여 직사각형으로 한다. 삽입 부재(1,7)가 커넥터(11)의 접점 부재(13)와 결합된 상태에서, 그리고 나사(16)가 조여진 상태에서 반력 F' 및 F"는 접점 부재(13)와 히터 홀더(2)의 이면에 있는 돌기(7) 사이의 접촉부에 가해진다.

접점 부재(13)에 돌기(13f)가 제공된 제10도 및 제12도와 마찬가지로, 과도한 응력의 발생을 방지할 수 있어서 안정된 접속이 가능해진다. 돌기(7a)의 단면은 호형 또는 V형으로 할 수 있다. 또, 접점 부재(13)와 홀더(7) 상에 돌기(13f,7a)를 제공할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 부하가 가해지는 접점 부재와 삽입 부재 사이의 접점부는 오직 두 부분, 즉 힘이 접점 부재를 전극으로 가압하는 방향으로 가해지는 접속부와 힘의 연장선 상에 있는 이면 돌기부가 된다. 따라서, 굽힘 응력을 회피할 수 있다. 또, 삽입 부재 또는 접점 부재의 이면에 삽입 부재의 이면을 수용하기 위한 돌기를 제공하여 그 중앙부가 전극에 가해진 힘의 선에 정렬되게 하면 부하 작용부는 접속부 상에 집중되게 되고 삽입 부재와 접점 부재의 배면 사이의 접속이 돌기에 의해 확립되어 접속 동작시의 삽입 부재에 가해지는 굽힘 응력을 감소시킬 수 있어서 안정된 접속이 이루어진다. 이리하여, 높은 접속 부하가 가해져서 고온 조건하에서 크리프에 이르는 부적절한 접속을 회피하게 된다. 또, 큰 전류를 사용할 수 있어서 전기 에너지가 대향 히터에 적절히 공급되게 되어 고속 정착 및 대형 시트의 정착이 가능해 진다.

이제까지 본 발명의 구성을 설명하였으나, 본 발명은 상술한 세부 사항에 한정되는 것은 아니며, 본원을 개선할 목적으로 행하는 변경이나 수정 또는 이하 청구 범위의 범위 내에 속하는 변경이나 수정도 모두 포함하는 것이다.

Claims

기판과 발열부와 전극을 포함하는 히터와, 상기 히터와 미끄럼 접촉하며 상기 히터로부터의 열을 통과시켜 기록 매체 상의 토너 화상을 가열하는 막과, 상기 전극과 접촉 가능한 위치에 돌기를 갖고 상기 히터의 단부의 주연 전체를 커버하는 도전성 접점 부재를 포함하며 상기 히터의 기판을 따라 상기 히터에 장착 가능하고 그로부터 분리 가능하여 상기 히터에 전기 에너지를 공급하는 커넥터와, 상기 히터에 상기 접점 부재를 클램핑하는 클램핑 수단을 포함하며, 상기 커넥터가 상기 히터에 장착될 때 상기 돌기는 상기 전극으로부터 이격되며, 상기 커넥터가 장착된 후 상기 돌기가 상기 클램핑 수단에 의해 상기 전극에 접촉되는 것을 특징으로 하는 화상 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 클램핑 수단은 나사와 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 가열 장치.
제2항에 있어서, 상기 커넥터에는 상기 너트의 이동을 방지하기 위한 결합부가 제공되는 것을 특징으로 하는 화상 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 돌기는 V자형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 접점 부재에는 상기 전극의 반대 측에 대응하는 위치에 돌기가 제공되는 것을 특징으로 하는 화상 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 접점 부재는 탄성 부재인 것을 특징으로 하는 화상 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 커넥터는 상기 접점 부재를 수용하는 전기 절연 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 히터는 막의 운동 방향에 사실상 수직인 방향으로 연장되며, 상기 커넥터는 상기 히터의 종단부에 접속되는 것을 특징으로 하는 화상 가열 장치.
제8항에 있어서, 상기 커넥터는 상기 히터의 각 종단부에 접속되는 것을 특징으로 하는 화상 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 히터를 유지하는 히터 홀더도 포함하며, 상기 접점 부재는 상기 히터와 상기 히터 홀더를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 화상 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 히터는 긴 기판과, 상기 기판의 길이를 따라 연장된 발열부를 포함하고, 상기 전극은 상기 발열부의 종방향 단부에 인접한 것을 특징으로 하는 화상 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 히터는 길며, 상기 커넥터는 상기 히터의 종방향으로 상기 히터에 장착되며 그로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 화상 가열 장치.