JP2014081524A - 画像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着フランジとコネクタのわずかな変更で、配線に作用する力でコネクタが回転することを有効に阻止して、コネクタの通電端子とセラミックヒータの電極の摩耗を抑制できる画像加熱装置を提供する。
【解決手段】定着フランジ１０４の嵌合部１０４ａとコネクタ１１０のロック部１１０ｄの係合位置は、両端の通電端子１１０ａ１と通電端子１１０ａ３の中央位置よりも定着フランジ１０４から少し遠い側に配置されている。加圧機構による加圧／加圧解除の繰り返しに伴う配線１１０ｃを通じた押し引きの力の作用線を嵌合部１０４ａとロック部１１０ｄの係合位置に近付けて、この押し引きの力がコネクタ１１０を回転させようとするモーメントを小さくする。
【選択図】図１０

Description

本発明は、加熱部材に給電するコネクタ部材を、ベルト部材の回転を支持する支持部材の外側で着脱可能な画像熱定着装置、詳しくは加熱部材の電極面に沿ったコネクタ部材のねじれ移動を抑制する機構に関する。

像担持体に形成したトナー像を直接又は中間転写体を介して記録材に転写し、トナー像が転写された記録材を画像加熱装置の一例である定着装置で加熱加圧して画像を記録材に定着させる画像形成装置が広く用いられている。画像加熱装置の一例は、支持部材によって両端部を回転自在に支持されたベルト部材を圧接回転体に圧接して記録材のニップ部を形成している（特許文献１、２）。抵抗加熱パターンを形成した加熱部材をベルト部材の内側面に当接させて、ニップ部を通過する記録材の画像面をベルト部材を介して加熱している（特許文献１、２）。

特許文献１では、回転軸線方向における支持部材の外側まで突出させた加熱部材の端部を厚み方向に挟み込んで、回転軸線方向に垂直な方向に、コの字型のコネクタが抜き差しされる。支持部材から回転軸線方向へ梁状に突出させた第一係合部に対して、コネクタ根元を固定されてコネクタの抜き差し方向に垂直な方向に弾性的に移動可能なフック状の第二係合部を係止させて、加熱部材にコネクタ部材が固定されている。

特許文献２では、加熱部材に並列な複数の抵抗加熱パターンを形成して回転軸線方向の温度分布や加熱量分布を精密に調整可能にした画像加熱装置が示される。加熱部材の端部には複数の抵抗加熱パターンに対する通電量をそれぞれ独立に調整すべく、３以上の電極が配置されている。

特開２００４−２１４０５６号公報 特開２００９−７５４４３号公報

加熱部材の端部に配置される電極数が増えると、抜き差しされるコネクタ部材の通電端子数も増えて、コネクタ部材が通電端子の配列方向、すなわちベルト部材の回転軸線方向に大型化する傾向となる。

ベルト部材の回転軸線方向にコネクタ部材が大型化すると、コネクタ部材に接続された配線に外部から力がかかった際に、コネクタ部材の通電端子と加熱部材の電極の接触面に沿ってコネクタ部材を回転させようとするモーメントが大きくなる。コネクタ部材の配線に小さな力が作用しても、コネクタ部材にはコネクタ部材を回転させる方向の大きなモーメントが作用して、通電端子と電極の接触をずらそうとする力が大きくなる。その結果、通電端子と電極の接触面に摩擦が発生して接触不良を起こし易くなる。

そこで、加熱部材にコネクタ部材の抜き差しの案内溝を設けてコネクタ部材の回転を拘束させることが提案されたが、案内溝によって加熱部材の強度が低下することが判明した。精密な案内溝を設けると加熱部材の製造コストが増し、がたつきの多い案内溝ではがたつきの範囲で摩擦が発生することが判明した。関連する多数の部品の設計変更も必要となった。

本発明は、支持部材とコネクタ部材のわずかな変更で、コネクタ部材を加熱部材上に有効に固定して、通電端子と電極の接触面の摩擦を抑制できる画像加熱装置を提供することを目的としている。

本発明の画像加熱装置は、記録材の画像面に当接して回転するベルト部材と、前記ベルト部材の端部を回転自在に支持する支持部材と、前記支持部材から前記ベルト部材の回転軸線方向に突出した端部に前記回転軸線方向に配列した複数の電極を有し、前記複数の電極を通じて通電・発熱して前記ベルト部材を介して記録材の画像面を加熱する加熱部材と、前記複数の電極にそれぞれ接続される複数の通電端子を有し、前記回転軸線方向における前記支持部材の外側で、前記加熱部材の端部を挟み込んで前記回転軸線方向に交差する方向に装着されるコネクタ部材と、を備え、前記支持部材に設けた第一係合部と前記コネクタ部材に設けた第二係合部とを係合させて前記加熱部材の端部に前記コネクタ部材が固定されるものである。そして、前記第一係合部と前記第二係合部の係合位置は、前記回転軸線方向における両端の前記通電端子の間に配置されている。

本発明の画像加熱装置では、第一係合部と第二係合部の係合位置がコネクタ部材の支持部材側から遠い位置に配置されるため、支持部材から遠い側の配線と係合位置の距離が短くなる。支持部材から遠い側の配線と係合位置の距離が短くなる分、支持部材から遠い側の配線に力が作用した際に係合位置を中心としてコネクタ部材を回転させようとするモーメントが小さくなる。第一係合部と第二係合部の係合位置がコネクタ部材の支持部材側に遠い位置に配置される場合に比較して、コネクタ部材の通電端子と加熱部材の電極の接触面をずらせようとする力が小さくなって通電端子と電極との接触面に摩擦が発生しにくくなる。

したがって、支持部材とコネクタ部材のわずかな変更で、コネクタ部材を加熱部材上に有効に固定して、通電端子と電極の接触面の摩擦を抑制できる。

画像形成装置の構成の説明図である。 定着装置の構成の説明図である。 セラミックヒータの構造の説明図である。 定着フランジの配置の説明図である。 加圧機構の説明図である。 コネクタの取り付け状態の説明図である。 比較例１のコネクタ固定構造の説明図である。 比較例２のコネクタ固定構造の説明図である。 垂直面内のモーメントが作用した際の変形の説明図である。 実施例１のコネクタ固定構造の説明図である。 実施例２のコネクタ固定構造の説明図である。

＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１は、中間転写ベルト３１に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。

画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１１（Ｙ）にイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト３１に転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム１１（Ｍ）にマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト３１に転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、感光ドラム１１（Ｃ）、１１（Ｋ）にそれぞれシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト３１に順次転写される。

記録材Ｐは、記録材カセット２０から１枚ずつ取り出されてレジストローラ２３で待機する。記録材Ｐの具体例としては、普通紙、普通紙の代用品である樹脂シート、コート紙、厚紙、オーバーヘッドプロジェクターシートなどがある。

記録材Ｐは、レジストローラ２３によって中間転写ベルト３１上のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ給送されて、中間転写ベルト３１からトナー像を二次転写される。四色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置４０へ搬送され、定着装置４０で加熱加圧を受けて画像を定着された後に、排出ローラ６３によって外部トレイ６４へ排出される。

一方、記録材Ｐの両面にトナー像を形成する場合、定着装置４０によって一方の面のトナー像を定着された記録材Ｐは、フラッパ６１によって上方へ案内される。記録材Ｐは、搬送路７３においてスイッチバック搬送されることにより表裏反転され、その後、両面搬送路７０を搬送されて、レジストローラ２３で待機する。そして、二次転写部Ｔ２で他方の面にもトナー像を形成されて、定着装置４０によってトナー像を定着された後に、外部トレイ６４へ排出される。

画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像装置１４（Ｙ）、１４（Ｍ）、１４（Ｃ）、１４（Ｋ）で用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。以下では、イエローの画像形成部ＰＹについて説明し、他の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫに関する重複した説明を省略する。

画像形成部ＰＹは、感光ドラム１１の周囲に、コロナ帯電器１２、露光装置１３、現像装置１４、転写ブレード１７、及びドラムクリーニング装置１５を配置している。

コロナ帯電器１２は、感光ドラム１１の表面を一様な電位に帯電させる。露光装置１３は、レーザービームを走査して感光ドラム１１に画像の静電像を書き込む。現像装置１４は、静電像を現像して感光ドラム１１にトナー像を形成する。転写ブレード１７は、電圧を印加されて感光ドラム１１のトナー像を中間転写ベルト３１へ転写させる。

＜定着装置＞
図２は定着装置の構成の説明図である。図３はセラミックヒータの構造の説明図である。図４は定着フランジの配置の説明図である。

図２に示すように、ベルト部材の一例である定着ベルト１０１は、記録材の画像面に当接して回転する。支持部材の一例である定着フランジ１０４は、定着ベルト１０１の端部を回転自在に支持する。ガイド部材１０３は、加熱部材の一例であるセラミックヒータ１００を支持して定着ベルト１０１の回転をガイドする。圧接回転体の一例である加圧ローラ１０６は、定着ベルト１０１を介してセラミックヒータ１００に圧接して、定着ベルト１０１との間にニップ部Ｎを形成する。加圧機構１３０は、ニップ部Ｎの加圧力を変更可能に定着フランジ１０４を加圧ローラ１０６に向かって加圧する。

基板部材の一例であるセラミックヒータ１００は、定着フランジ１０４から定着ベルト１０１の回転軸線方向に突出した端部に複数の電極１００ｄを配列している。セラミックヒータ１００は、複数の電極１００ｄを通じて通電されて発熱して、定着ベルト１０１を介して記録材の画像面を加熱する。

ベルト加熱方式の定着装置４０は、セラミックヒータ１００と加圧ローラ１０６との間に定着ベルト１０１を挟ませてニップ部Ｎを形成する。定着装置４０は、ニップ部Ｎに未定着トナー像を担持させた記録材を導入して、定着ベルト１０１と一緒に挟持搬送する。定着装置４０は、定着ベルト１０１を介してセラミックヒータ１００の熱を与えつつニップ部Ｎの加圧力を作用させて未定着トナー像を記録材Ｐに定着させる。

定着ベルト１０１は、加圧ローラ１０６の回転に伴って従動回転する。定着ベルト１０１は、記録材Ｐに熱を伝達する発熱部材として円筒状の耐熱性のベルト部材である。定着ベルト１０１は、ガイド部材１０３にルーズに外嵌させてある。

定着ベルト１０１は、外径３０ｍｍ、厚さ１００μｍ以下、好ましくは厚さ２０μｍ以上５０μｍ以下のフッ素樹脂材料ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰを用いた単層無端ベルトである。あるいは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等の耐熱性樹脂材料の外周表面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等をコーティングした複合層無端ベルトである。金属製の無端ベルトを採用することもできる。

加圧ローラ１０６は、駆動機構１２０に駆動されて、二次転写部（Ｔ２：図１）から搬送されてくるトナー像を担持した記録材Ｐの搬送速度と略同一周速度で回転する。加圧ローラ１０６の外径はφ２５ｍｍである。加圧ローラ１０６は、外径φ２０ｍｍ、肉厚１．３ｍｍのアルミニウム円筒材料で形成された軸部材１０６ａの外側にアスカー硬度６４°の柔軟なシリコンゴムの肉厚２．５ｍｍの弾性層１０６ｂを形成している。弾性層１０６ｂの表面は、厚み５０μｍのＰＦＡチューブの離型層１０６ｃで覆われている。

軸部材１０６ａの両端部にＰＥＥＫ、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂よりなる不図示の軸受部材を装着し、不図示の側板に回転自由に保持させている。離型層１０６ｃは、フッ素樹脂、シリコン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性かつ耐熱性に優れた材料を用いることが望ましい。

図３に示すように、セラミックヒータ１００は、電力供給された抵抗発熱体１００ｂ１、１００ｂ２の発熱により昇温する。セラミックヒータ１００は、セラミック基板（Ａｌ_２Ｏ_３）１００ａ上にＡｇ・Ｐｄペーストを厚膜印刷して焼成して抵抗発熱体１００ｂ１、１００ｂ２を形成し、表面をガラス保護層１００ｃで封止している。

抵抗発熱体１００ｂ１と抵抗発熱体１００ｂ２とは、それぞれの発熱分布が異なるように形成されている。抵抗発熱体１００ｂ１はメインヒータであって、中心線に沿って２本配置され、長手中央部で発熱量が大きくなるように、中央部は発熱抵抗層を細く、端部は発熱抵抗層を太く形成されている。抵抗発熱体１００ｂ２はサブヒータであって、抵抗発熱体１００ｂ１の外側に２本配置され、端部での発熱量が大きくなるように、中央部は発熱抵抗層を太く、端部は発熱抵抗層を細く形成されている。抵抗発熱体１００ｂ１の発熱量と抵抗発熱体１００ｂ２の発熱量の合成発熱量は長手方向に沿って略一定である。電極１００ｄ１は、抵抗発熱体１００ｂ２に電気的に導通させる。電極１００ｄ２は抵抗発熱体１００ｂ１に電気的に導通させる。電極１００ｄ３は抵抗発熱体１００ｂ１と抵抗発熱体１００ｂ２に共通に電気的に導通させる。

図２に示すように、セラミックヒータ１００は、ガイド部材１０３の下面に形成された嵌め込み溝１０３ａ内に嵌め込まれて支持される。ガイド部材１０３は、セラミックヒータ１００の位置決め及び保持を行う。ガイド部材１０３は、定着ベルト１０１のバックアップ、加圧ローラ１０６と圧接することで形成されるニップ部Ｎの加圧、定着ベルト１０１の回転時の搬送安定性を図る役目をする。

ガイド部材１０３は、定着ベルト１０１を回転軸線方向に貫通して配置されて定着ベルト１０１の内側面を摺擦する。ガイド部材１０３は、耐熱性があって、摩擦係数が低くて、熱伝導性も低い合成樹脂材料を用いて梁状に形成される。合成樹脂材料の例は、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＬＣＰ樹脂である。

ガイド部材１０３に支持されたセラミックヒータ１００は、定着ベルト１０１を挟んで、加圧ローラ１０６に向かって付勢される。セラミックヒータ１００及びガイド部材１０３は、一体となって加圧ローラに１０６に向かって付勢されて、定着ベルト１０１と加圧ローラ１０６との間にニップ部Ｎを形成する。

ステー１０２は、定着ベルト１０１の内側で、ガイド部材１０３の長手方向の全体を支持して加圧ローラ１０６に向かって付勢する。ステー１０２は、ガイド部材１０３の強度を確保する。ステー１０２は、コの字断面の鋼材を用いて梁状に形成してある。ステー１０２は、比較的に柔軟なガイド部材１０３の裏面に押し当てられて、ガイド部材１０３に長手強度を持たせ、かつガイド部材１０３のたわみ形状を矯正させる。

図４に示すように、定着フランジ１０４は、定着装置４０の不図示の側板に嵌合保持される。定着フランジ１０４は、ステー１０２の両端にはめ込まれて、定着ベルト１０１の回転を案内するとともに、定着ベルト１０１の端部を規制して定着ベルト１０１の抜け落ちを阻止している。

定着装置４０の定着ベルト１０１は、薄肉で熱容量が小さく、かつ熱応答性が良いため、セラミックヒータ１００の熱応答をほぼそのままニップ部Ｎ内に反映できる。このため、セラミックヒータ１００の通電から短時間で定着温度に到達するため、省電力が実現される。

＜加圧機構＞
図５は加圧機構の説明図である。図５中、(ａ)は、加圧状態、(ｂ)は、加圧解除状態である。図５の（ａ）に示すように、加圧機構１３０は、奥側と手前側の定着フランジ１０４に対応して同じものが一対設けられている。加圧機構１３０は、偏心カム１３２による加圧レバー１３３の押上げを解除することで、定着ベルト１０１を下方に加圧して定着ベルト１０１と加圧ローラ１０６との間に記録材のニップ部を形成する。偏心カム１３２が回転して、加圧レバー１３３が定着フランジ１０４の被加圧部１０４ｂを圧接する方向に動作することにより、定着ベルト１０１と加圧ローラ１０６の間に加圧力ｆを与える加圧状態になる。

加圧レバー１３３は、支持軸１１７を支点にして回動可能であって、回動端を加圧バネつきビス１３４に押圧されて定着フランジ１０４の被加圧部１０４ｂを加圧する。加圧バネつきビス１３４は加圧ビス固定部１３５によって固定されている。モータ１３７が駆動軸１３１を回転させると、偏心カム１３２は、駆動軸１３１を中心にして回転して、加圧レバー１３３の回動端を昇降させる。

図５の（ｂ）に示すように、加圧機構１３０は、偏心カム１３２により加圧レバー１３３を押上げることで、定着ベルト１０１の加圧を解除して、定着ベルト１０１を加圧ローラ１０６から離間させる。偏心カム１３２が回転して、加圧レバー１３３が定着フランジ１０４の被加圧部１０４ｂから離間する方向に動作することにより、定着ベルト１０１と加圧ローラ１０６の間が加圧されない加圧解除状態になる。加圧解除は、ＪＡＭ処理時におけるＪＡＭ記録材の引き抜き力の緩和、電源ＯＦＦ時又はスリープモード時における定着ベルト１０１の変形防止等を目的としている。

＜コネクタ＞
図６はコネクタの取り付け状態の説明図である。

図３に示すように、セラミックヒータ１００は、抵抗発熱体１００ｂ（１００ｂ１、１００ｂ２、・・）に接続された複数の電極１００ｄ（１００ｄ１、１００ｄ２、・・）を有する。

図４を参照して図６に示すように、セラミックヒータ１００及びガイド部材１０３が定着フランジ１０４から回転軸線方向に突出した部分にコネクタ１１０が脱着可能に装着されている。セラミックヒータ１００は、ガイド部材１０３の下面に形成された嵌め込み溝１０３ａに嵌め込まれて保持される。セラミックヒータ１００とガイド部材１０３との重なりを挟み込んでコの字型のコネクタ２１０が装着される。ガイド部材１０３の下面に設けられた嵌め込み溝１０３ａにセラミックヒータ１００を嵌め込んでコネクタ１１０を装着すると、コネクタ１１０内の通電端子１１０ａとセラミックヒータ１００の電極１００ｄとが電気的に接触する。コネクタ１１０に設けられたばね形状の通電端子１１０ａとセラミックヒータ１００の電極１００ｄとが電気的に接触してセラミックヒータ１００に給電を行う。コネクタ１１０内のばね材１１０ｈがセラミックヒータ１００を通電端子１１０ａに向かって押圧する。

コネクタ１１０に設けられた複数の通電端子１１０ａ（１１０ａ１、１１０ａ２、・・）は、ばね形状を持たせてコネクタ２１０の内側面に一端を固定されて、他端の接点部を弾性的に昇降させる。通電端子１１０ａ（１１０ａ１、１１０ａ２、・・）は、セラミックヒータ１００の電極１００ｄ（１００ｄ１、１００ｄ２、・・）にそれぞれ接触して抵抗発熱体１００ｂ（１００ｂ１、１００ｂ２、・・）に給電する。

通電端子１１０ａは、ばね性を有した金属材料を用いて成型される。通電端子１１０ａの固定端は、コネクタ１１０のハウジング部材１１０ｅの内側で配線１１０ｃに接続される。コネクタ１１０のハウジング部材１１０ｅは、ＬＣＰなどの絶縁性、耐熱性に優れた樹脂材料で構成されて通電端子１１０ａを保持している。

コネクタ１１０と定着フランジ１０４との間にコネクタ固定構造が設けられている。コネクタ１１０の背面に、コネクタ１１０の抜け止め防止用のロック部材１１０ｄが配置されている。ロック部材１１０ｄは、コネクタ１１０の上面に一端を固定されて弾性的に昇降するフックアームである。定着フランジ１０４は、コネクタ１１０のロック部材１１０ｄを係止する嵌合部１０４ａを持つ。ロック部材１１０ｄに対応させて定着フランジ１０４に嵌合部１０４ａが一体に成型されている。嵌合部１０４ａは、定着フランジ１０４の起立面から定着ベルト１０１の回転軸線方向に突き出している。

コネクタ１１０のロック部材１１０ｄが、定着フランジ１０４の嵌合部１０４ａに係止されることにより、通電用電極部１００ｄに対するコネクタ１１０の移動が制限される。すなわち、コネクタ１１０が束線のコシや定着ベルト１０１と加圧ローラ１０６の加圧・脱加圧の動作によって引っ張られた場合でも、ロック部材１１０ｄによって通電用電極部１００ｄに対するコネクタ１１０の移動が制限される。

＜比較例１＞
図７は比較例１のコネクタ固定構造の説明図である。図中、（ａ）は組み立て状態の回転軸線方向に平行な垂直断面図、（ｂ）は組み立て状態の平面図である。比較例１における各構成部材の構造、寸法は、上述した定着装置４０と同一であるが、各実施例と区別するために、図６におけるセラミックヒータ１００をセラミックヒータ１００Ｅとし、コネクタ１１０をコネクタ１１０Ｅとする。

図７の（ａ）に示すように、比較例１では、ガイド部材１０３の下面に配置されたセラミックヒータ１００Ｅは、２つの電極１００ｄ１、１００ｄ２を有する。セラミックヒータ１００Ｅとガイド部材１０３との重なりを挟み込んでコの字型のコネクタ１１０Ｅが装着される。コネクタ１１０Ｅに設けられた通電端子１１０ａ１、１１０ａ２は、セラミックヒータ１００Ｅの電極１００ｄ１、１００ｄ２にそれぞれ接触する。

図７の（ｂ）に示すように、コネクタ１１０Ｅの上面には、コネクタ１１０Ｅの抜け止め防止用のロック部材１１０ｄが配置されている。比較例１では、コネクタ１１０Ｅの通電端子１１０ａ１、１１０ａ２のうち定着フランジ１０４側の通電端子１１０ａ２の中心線１１０ｂ２よりも定着フランジ１０４側にロック部材１１０ｄが配置されている。

＜比較例２＞
図８は比較例２のコネクタ固定構造の説明図である。図９は垂直面内のモーメントが作用した際の変形の説明図である。図８中、（ａ）は組み立て状態の回転軸線方向に平行な垂直断面図、（ｂ）は組み立て状態の平面図である。図９中、（ａ）は垂直面内のモーメントの説明図、（ｂ）は垂直な面内での回転角度の説明図である。比較例２における各構成部材の構造、寸法は、上述した定着装置４０と同一であるが、各実施例と区別するために、セラミックヒータ１００をセラミックヒータ１００Ｆとし、コネクタ１１０をコネクタ１１０Ｆとする。

比較例２では、図３に示すように、抵抗発熱体の数を増やすことによってセラミックヒータ１００Ｆによる細やかな温調制御を可能にしたため、抵抗発熱体が増えるのに応じて比較例１よりも必要な電極が増えている。電極が増えると、コネクタ１１０Ｆに設けられる通電端子１１０ａもそれに応じて必要な数が増える。

図８の（ａ）に示すように、比較例２では、ガイド部材１０３の下面に配置されたセラミックヒータ１００Ｆは、３つの電極１００ｄ１、１００ｄ２、１００ｄ３を有する。セラミックヒータ１００Ｆとガイド部材１０３との重なりを挟み込んでコの字型のコネクタ１１０Ｆが装着される。コネクタ１１０Ｆに設けられた通電端子１１０ａ１、１１０ａ２、１１０ａ３は、セラミックヒータ１００Ｆの電極１００ｄ１、１００ｄ２、１００ｄ３にそれぞれ接触する。

図８の（ｂ）に示すように、コネクタ１１０Ｆの上面には、コネクタ１１０Ｆの抜け止め防止用のロック部材１１０ｄが配置されている。比較例２では、コネクタ１１０Ｆの通電端子１１０ａ１、１１０ａ２、１１０ａ３のうち定着フランジ１０４側の通電端子１１０ａ３の中心線１１０ｂ３よりも定着フランジ１０４側にロック部材１１０ｄが配置されている。

ロック部１１０ｄとロック部１１０ｄから一番遠い位置にある通電端子１１０ａ１との距離は、図７の（ａ）に示すように比較例１では距離ｄであるが、図８の（ａ）に示すように比較例２では、通電端子１１０ａ３が増えたため距離ｄ’である。このため、通電端子１１０ａ１、１１０ａ２、１１０ａ３の大きさとピッチが同じであれば次の関係が成立する。
ｄ’＞ｄ

図５の（ａ）に示す加圧状態から図５の（ｂ）に示す圧解除状態までの間に、定着ベルト１０１は距離ｈだけ上下方向に移動する。これに伴ってコネクタ１１０に接続された配線１１０ｃがコネクタ１１０を斜め下方へ引っ張る。図６に示すように、コネクタ１１０の通電端子１１０ａ１に接続された配線１１０ｃの弾性変形の反力によって、図８の（ｂ）に示すように、コネクタ１１０に抜き差し方向の力Ｆが作用することもある。これらの場合、ロック部１１０ｄを中心にしてコネクタ１１０を回転させようとするモーメントＭが作用して、コネクタ１１０が回転角α’だけ回転する。

図８の（ａ）に示すように、回転角α’によって、ロック部１１０ｄから通電端子１１０ａ１までの距離ｄ’に比例して電極１００ｄ１に対する通電端子１１０ａ１の位置ずれΔｄ’が発生する。
Δｄ’＝ｄ’α’

コネクタ１１０の通電端子が増えるほど、ロック部１１０ｄと通電端子１１０ａ１の距離ｄ’は広がるため、電極１００ｄ１に対する通電端子１１０ａ１の位置ずれに対する回転角α’の許容度が少なくなる。

図６に示すように、通電端子１１０ａに接続された配線１１０ｃにコネクタ１１０Ｆの抜き差し方向に垂直な方向の力Ｔがかかった場合、図９に示すように、ロック部１１０ｄを中心にして垂直面内のモーメントＭ’が作用する。モーメントＭ’に駆動されてコネクタ１１０Ｆが回転角β’回転したとき、セラミックヒータ１００Ｆの電極１００ｄ１とコネクタ１１０Ｆの通電端子１１０ｄ１との間にΔｔ’の位置ずれ（浮き上がり）が発生するおそれがある。
Δｔ’＝ｄ’β’

このとき、通電端子１１０ｄ１が電極１００ｄ１から離れて接触不良になる可能性がある。この場合も、コネクタ１１０Ｆの通電端子１１０ａが増えると、ロック部１１０ｄと通電端子１１０ａ１との距離が広がって、通電電極１００ｄ１に対する通電端子１１０ａ１の浮き上がりに対する回転角β’の許容度が少なくなる。

そこで、以下の実施例では、比較例１、２よりもロック部１１０ｄをセラミックヒータ１００の端部側へ移動して、コネクタ１１０がロック部１１０ｄを中心にして回転しにくくしている。３つ以上の通電端子を有するコネクタ１１０において、セラミックヒータ１００の電極１００ａ１とコネクタ１１０の通電端子１１０ａ１との位置ずれ、接点圧不足を抑制して接触不良を回避している。

＜実施例１＞
図１０は実施例１のコネクタ固定構造の説明図である。図中、（ａ）は組み立て状態の回転軸線方向に平行な垂直断面図、（ｂ）は組み立て状態の平面図である。

図６に示すように、コネクタ部材の一例であるコネクタ１１０は、複数の電極１００ｄにそれぞれ接続される複数の通電端子１１０ａを有する。コネクタ１１０は、定着フランジ１０４の外側で、セラミックヒータ１００の端部を挟み込んでセラミックヒータ１００の長手方向に交差する方向に装着される。セラミックヒータ１００とガイド部材１０３との重なりを挟み込んでコの字型のコネクタ１１０が装着される。コネクタ１１０は、セラミックヒータ１００とガイド部材１０３の端部を厚み方向に固定する固定手段を兼ねている。

コネクタ１１０は、定着フランジ１０４に設けた第一係合部の一例である嵌合部１０４ａとコネクタ１１０に設けた第二係合部の一例であるロック部１１０ｄとを係合させてセラミックヒータ１００の端部に固定される。ロック部１１０ｄは、コネクタハウジング１１０ｅに根元を固定されてコネクタ１１０の装着動作に伴って装着方向に垂直な方向に弾性的に移動して定着フランジ１０４の嵌合部１０４ａに係合するアーム部材である。コネクタ１１０の装着動作に伴って、コネクタ１１０がガイド部材１０３に突き当たる位置で、嵌合部１０４ａとロック部１１０ｄとが係合する。

図１０の（ａ）に示すように、ガイド部材１０３の下面に配置されたセラミックヒータ１００は、下向きの３つの電極１００ｄ１、１００ｄ２、１００ｄ３を有する。コネクタ１１０に設けられた上向きの通電端子１１０ａ１、１１０ａ２、１１０ａ３は、セラミックヒータ１００の電極１００ｄ１、１００ｄ２、１００ｄ３にそれぞれ接触する。

実施例１では、ガイド部材１０３の下面に設けたホルダー嵌合部１０３ｄの突起をコネクタ１１０のガイド溝１１０ｇに案内させてコネクタ１１０をガイド部材１０３に位置決めしている。実施例１では、ロック部材１１０ｄは、セラミックヒータ１００の長手方向においてコネクタ１１０の両端部に位置する通電端子１１０ａ１、１１０ａ３の各中心線よりも内側であるＬの範囲内で、ホルダー嵌合部１０３ｄとはずらして設けられる。そのため、ホルダー嵌合部１０３ｄのがたつきとロック部１１０ｄの係合のがたつきとで規制されるコネクタ１１０の回転可能範囲が、ロック部材１１０ｄをホルダー嵌合部１０３ｄの近くに配置した実施例２よりも小さくなる。

実施例１では、ロック部材１１０ｄから一番遠い通電端子１１０ａ１の中心からロック部材１１０ｄの中心までの距離は、距離ｉとなる。

図１０の（ｂ）に示すように、配線１１０ｃの弾性変形の反力や定着装置４０の加圧・圧解除動作によるコネクタ１１０の抜き差し方向の力Ｆが作用すると、ロック部材１１０ｄを中心にして水平面内のモーメントＭが働く。この場合において、コネクタ１１０の回転角を角度α’とすると、セラミックヒータ１００の電極１００ｄ１に対するコネクタ１１０の通電端子１１０ａ１の位置ずれ量Δｉは次式となる。
Δｉ＝ｉ×α’

比較例２と実施例１とでは以下の関係が成立している。
ｄ＞ｉ

このため、比較例２における位置ずれ量Δｄと実施例１における位置ずれ量Δｉとの間には以下の関係が成立する。
Δｄ＞Δｉ

したがって、実施例１では、比較例２よりもセラミックヒータ１００の電極１００ｄとコネクタ１１０の通電端子１１０ａとの位置ずれに対する角度α’の許容量が大きくなる。通電端子１１０ａ１よりも定着フランジ１０４側に寄せてロック部材１１０ｄが設けられていた比較例２よりもコネクタ１１０が回転しにくくなる。

図６に示すように、コネクタ１１０の抜き差し方向と垂直な方向に力Ｔが作用すると、図１０の（ａ）に示すように、コネクタ１１０には、ロック部材１１０ｄを中心にコネクタ１１０を回転させようとする垂直面内のモーメントＭ’が作用する。この場合において、コネクタ１１０の回転角を角度β’とすると、セラミックヒータ１００の電極１００ｄ１に対するコネクタ１１０の通電端子１１０ａ１の位置ずれ量Δｉ’は次式となる。
Δｉ’＝ｉ×β’

上述したｄ＞ｉの関係から比較例１における位置ずれ量ΔＴと実施例１における位置ずれ量Δｉとの間には以下の関係が成立する。
ΔＴ＞Δｉ’

したがって、実施例１では、比較例２よりもセラミックヒータ１００の電極１００ｄとコネクタ１１０の通電端子１１０ａとの位置ずれに対する角度β’の許容量が大きくなる。通電端子１１０ａ１よりも定着フランジ１０４側に寄せてロック部材１１０ｄが設けられていた比較例２よりもコネクタ１１０が回転しにくくなる。

＜実施例２＞
図１１は実施例２のコネクタ固定構造の説明図である。図中、（ａ）は組み立て状態の回転軸線方向に平行な垂直断面図、（ｂ）は組み立て状態の平面図である。実施例２は、コネクタ１１０のロック部１１０ｄの位置が実施例１と異なる以外は実施例１と同一に構成される。そのため、図１１中、図１０と共通する部材、部分には図１０と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図１１の（ｂ）に示すように、実施例１では、定着フランジ１０４の嵌合部１０４ａとコネクタ１１０のロック部１１０ｄの係合位置は、両端の通電端子１１０ａ１と通電端子１１０ａ３の間に配置されている。そのため、配線１１０ｃがコネクタ１１０を押し引きする力が、嵌合部１０４ａとロック部１１０ｄの係合位置を中心にしてコネクタ１１０を回転させようとするモーメントが、図８の（ｂ）に示す比較例２よりも小さくなる。

図６に示すように、実施例２では、セラミックヒータ１００とガイド部材１０３との重なりを挟み込んでコの字型のコネクタ１１０が装着される。図１１の（ａ）に示すように、ガイド部材１０３の下面に配置されたセラミックヒータ１００は、下向きの３つの電極１００ｄ１、１００ｄ２、１００ｄ３を有する。コネクタ１１０に設けられた上向きの通電端子１１０ａ１、１１０ａ２、１１０ａ３は、セラミックヒータ１００の電極１００ｄ１、１００ｄ２、１００ｄ３にそれぞれ接触する。

実施例２では、ロック部材１１０ｄは、セラミックヒータ１００の長手方向においてコネクタ１１０の両端部に位置する通電端子１１０ａ１、１１０ａ３の各中心線よりも内側であるＬの範囲内でホルダー嵌合部１０３ａと重なる位置に設けられる。実施例２では、ロック部材１１０ｄから一番遠い通電端子１１０ａ１の中心からロック部材１１０ｄの中心までの距離は、距離ｈとなる。すなわち、ロック部材１１０ｄと一番遠い位置の通電用接続端子１１０ｄ１との距離をｈとする。

実施例１ではロック部材１１０ｄとホルダー嵌合部１０３ａはずらして設けられていたが、実施例２ではロック部材１１０ｄがホルダー嵌合部１０３ａと同一線上に設けられている。

図１１の（ｂ）に示すように、配線１１０ｃの弾性変形の反力や定着装置４０の加圧・圧解除動作によるコネクタ１１０の抜き差し方向の力Ｆが作用すると、ロック部材１１０ｄを中心にして水平面内のモーメントＭが働く。この場合において、コネクタ１１０の回転角を角度α’とすると、セラミックヒータ１００の電極１００ｄ１に対するコネクタ１１０の通電端子１１０ａ１の位置ずれ量Δｈは次式となる。
Δｈ＝ｈ×α’

比較例２と実施例２とでは以下の関係が成立している。
ｄ＞ｈ

このため、比較例２における位置ずれ量Δｄと実施例１における位置ずれ量Δｈとの間には以下の関係が成立する。
Δｄ＞Δｈ

したがって、実施例２では、比較例２よりもセラミックヒータ１００の電極１００ｄとコネクタ１１０の通電端子１１０ａとの位置ずれに対する角度α’の許容量が大きくなる。通電端子１１０ａ１よりも定着フランジ１０４側に寄せてロック部材１１０ｄが設けられていた比較例２よりもコネクタ１１０が回転しにくくなる。

図６に示すように、コネクタ１１０の抜き差し方向と垂直な方向に力Ｔが作用すると、図１１の（ａ）に示すように、コネクタ１１０には、ロック部材１１０ｄを中心にコネクタ１１０を回転させようとする垂直面内のモーメントＭ’が作用する。この場合において、コネクタ１１０の回転角を角度β’とすると、セラミックヒータ１００の電極１００ｄ１に対するコネクタ１１０の通電端子１１０ａ１の位置ずれ量Δｈ’は次式となる。
Δｈ’＝ｈ×β’

上述したｄ＞ｈの関係から比較例１における位置ずれ量ΔＴと実施例２における位置ずれ量Δｈとの間には以下の関係が成立する。
ΔＴ＞Δｈ’

したがって、実施例１では、比較例２よりもセラミックヒータ１００の電極１００ｄとコネクタ１１０の通電端子１１０ａとの位置ずれに対する角度β’の許容量が大きくなる。通電端子１１０ａ１よりも定着フランジ１０４側に寄せてロック部材１１０ｄが設けられていた比較例２よりもコネクタ１１０が回転しにくくなる。

次に、比較例１、比較例２、実施例１、実施例２のコネクタ固定構造について、セラミックヒータ１００（１００Ｅ、１００Ｆ）の電極１００ｄとコネクタ１１０（１１０Ｅ、１１０Ｆ）の通電端子１１０ａとの位置ずれの発生を調べた。比較例１、比較例２、実施例１、実施例２のコネクタ固定構造を用いて定着装置４０を組み立て、加圧機構１３０を連続的に作動させてコネクタ１１０（１１０Ｅ、１１０Ｆ）に負荷を発生させた。加圧機構１３０の加圧・加圧解除の繰り返し回数が１００００回、１０００００回、５０００００回においてセラミックヒータ１００（１００Ｅ、１００Ｆ）の電極１００ｄを顕微鏡観察して摺擦跡の有無を確認した。

表１に示すように、比較例１、実施例１、実施例２では、実用的に良好な結果が得られた。比較例２では、電極１００ｄと通電端子１１０ａの接点に多数の摩擦跡が発生していることが確認された。

したがって、実施例１、２によれば、３つ以上の通電端子を有するコネクタにおいて、電極と通電端子の接点の位置ずれ、接点圧不足に起因する接触不良の可能性を比較例２よりも低減できる。

＜実施例３＞
本発明は、ベルト部材を介して記録材を加熱するヒータ基板の端子部に装着されるコネクタの抜け止めが両端の配線の内側に配置される限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

したがって、コネクタ１１０に設けられる通電端子１１０ａは３つに限定されない。通電端子を４つ以上を配置してもよい。ベルト部材は定着ベルト１０１には限らない。記録材Ｐは、転写シート、エレクトロファックスシート、静電記録紙、ＯＨＰシート、印刷用紙、フォーマット紙であってもよい。画像加熱装置は、定着装置の他に、半定着又は定着済画像の光沢や表面性を調整する表面加熱装置を含む。定着済画像が形成された記録材のカール除去装置も含む。画像加熱装置は、画像形成装置に組み込む以外に、単独で設置、操作される１台の装置又はコンポーネントユニットとして実施できる。画像形成装置は、モノクロ／フルカラー、枚葉型／記録材搬送型／中間転写型、トナー像形成方式、転写方式の区別無く実施できる。本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。

１ 画像形成装置、１１ 感光ドラム、１３ 露光装置、１４ 現像装置
２０ 記録材カセット、２３ レジストローラ、３１ 中間転写ベルト
３５ 二次転写ローラ、４０ 定着装置
１００ セラミックヒータ、１００ａ セラミック基板
１００ｂ 抵抗発熱体、１００ｃ ガラス保護体、１００ｄ 電極
１０１ 定着ベルト、１０２ ステー、１０３ ガイド部材
１０３ａ 嵌め込み溝、１０４ 定着フランジ、１０４ａ 嵌合部
１０４ｂ 被加圧部、１０４ｈ 庇部、１０６ 加圧ローラ
１０６ａ 芯金、１０６ｂ 弾性層、１１０ コネクタ
１１０ａ 通電端子、１１０ｃ 配線、１１０ｄ ロック部
１１０ｅ ハウジング、１１７ 支持軸、１３０ 加圧機構
１３１ 回転駆動軸、１３２ 偏芯カム、１３３ 加圧レバー
１３４ 加圧バネつきビス

Claims (7)

1. 記録材の画像面に当接して回転するベルト部材と、
   前記ベルト部材の端部を回転自在に支持する支持部材と、
   前記支持部材から前記ベルト部材の回転軸線方向に突出した端部に前記回転軸線方向に配列した複数の電極を有し、前記複数の電極を通じて通電されて発熱して前記ベルト部材を介して記録材の画像面を加熱する加熱部材と、
   前記複数の電極にそれぞれ接続される複数の通電端子を有し、前記回転軸線方向における前記支持部材の外側で、前記加熱部材の端部を挟み込んで前記回転軸線方向に交差する方向に装着されるコネクタ部材と、を備え、
   前記支持部材に設けた第一係合部と前記コネクタ部材に設けた第二係合部とを係合させて前記加熱部材の端部に前記コネクタ部材が固定される画像加熱装置において、
   前記第一係合部と前記第二係合部の係合位置は、前記回転軸線方向における両端の前記通電端子の間に配置されていることを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記第一係合部と前記第二係合部の係合位置は、前記回転軸線方向における両端の前記通電端子の中央位置よりも前記支持部材から遠い側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
3. 前記第二係合部は、前記コネクタ部材に根元を固定されて前記コネクタ部材の装着動作に伴って装着方向に垂直な方向に弾性的に移動して前記第一係合部に係合するアーム部材であって、
   前記第一係合部は、片持ち梁状に突出して配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像加熱装置。
4. 前記加熱部材は、前記複数の電極が形成された基板部材と、前記基板部材を支持して前記ベルト部材の回転をガイドするガイド部材と、を有し、
   前記コネクタ部材は、前記基板部材と前記ガイド部材の端部を厚み方向に固定する固定手段を兼ねていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
5. 前記ガイド部材に形成された突起を前記コネクタ部材に形成されたガイド溝に案内させて前記コネクタ部材が前記ガイド部材１０３に位置決めされ、
   前記第一係合部と前記第二係合部の係合位置は、前記突起と前記ガイド溝の係合位置から離れていることを特徴とする請求項４に記載の画像加熱装置。
6. 前記コネクタ部材の装着動作に伴って前記コネクタ部材が前記ガイド部材に突き当たる位置で前記第一係合部と前記第二係合部とが係合することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
7. 前記ベルト部材を介して前記加熱部材に圧接して前記ベルト部材との間にニップ部を形成する圧接回転体と、
   前記ニップ部の加圧力を変更可能に前記支持部材を前記圧接回転体に向かって加圧する加圧機構と、を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像加熱装置。

Images