管状ヒーターおよび定着装置
【課題】ローラーが可動する機構を備えた定着装置に搭載しても、リード線と給電線の接続部付近における断線を抑制可能な管状ヒーターおよび定着装置を提供する。
【解決手段】管状ヒーター1と、トナーを複写紙Pに定着可能な定着ローラー21と、定着ローラー21とともに複写紙Pを狭持可能な加圧ローラー22と、を具備する定着装置において、定着装置は定着ローラー21に接触または離間させるように加圧ローラー22を可動させる機構23を備え、管状ヒーター1には、管軸に垂直な方向の断面が扁平形状である接続部8の長手方向を特定可能な印として突起部921が設けられており、突起部921により、その扁平形状の接続部8の長手方向(長辺に沿う軸D−D’)が加圧ローラー22の可動方向に沿うように、管状ヒーター1が加圧ローラー22に配置されている。
【解決手段】管状ヒーター1と、トナーを複写紙Pに定着可能な定着ローラー21と、定着ローラー21とともに複写紙Pを狭持可能な加圧ローラー22と、を具備する定着装置において、定着装置は定着ローラー21に接触または離間させるように加圧ローラー22を可動させる機構23を備え、管状ヒーター1には、管軸に垂直な方向の断面が扁平形状である接続部8の長手方向を特定可能な印として突起部921が設けられており、突起部921により、その扁平形状の接続部8の長手方向(長辺に沿う軸D−D’)が加圧ローラー22の可動方向に沿うように、管状ヒーター1が加圧ローラー22に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複写機やプリンターのトナーの定着装置に用いられる管状ヒーターおよび定着装置に関する。
【背景技術】
【0002】
複写機やプリンターのトナーの定着装置には、現在、熱源として用いる管状のハロゲンランプ、いわゆる管状ヒーターが用いられている。この管状ヒーターは、特許文献1に示すように、両端がピンチシールにより封じられたガラス管内にフィラメントが配置され、そのフィラメントにはリード線が接続されてなるものである。このヒーターの両端には、ベース(口金)が取り付けられ、そのベースからはリード線と電気的に接続された給電線が導出されている。
【0003】
このような管状ヒーターでは、リード線と給電線部分において強度が低下しやすいため、特許文献1ではリード線と給電線を圧着端子で圧着させるとともに、ピンチシール部とベースとを接着剤によって接着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2006−331952号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、管状ヒーターを搭載する定着装置は、トナーが転写された複写紙を搬送するために複数のローラーを備えている。一般的には、定着ローラーと加圧ローラーとで構成される。この定着装置において、近年ではローラーの寿命向上や加圧力調整のために、加圧ローラーが可動する機構が開発されている。この新機構を備えた定着装置の加圧ローラー内に管状ヒーターを配置したところ、リード線と給電線の接続部分付近が断線するという問題が発生した。
【0006】
本発明の目的は、ローラーが可動する機構を備えた定着装置に搭載しても、リード線と給電線の接続部付近における断線を抑制可能な管状ヒーターおよび定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、管状のガラス管と、前記ガラス管の外部に導出された給電手段と、前記給電手段と電気的に接続された給電線と、前記給電手段と前記給電線の接続部を内部に配置させるように、前記ガラス管の端部に設けられたベースと、を備えた管状ヒーターと、トナーを紙に定着可能な定着手段と、前記定着手段とともに紙を狭持可能なローラーと、を具備する定着装置において、前記定着装置は前記定着手段に接触または離間させるように前記ローラーを可動させる機構を備え、前記管状ヒーターには、管軸に垂直な方向の断面が扁平形状である前記接続部の長手方向を特定可能な印が設けられており、前記印により、前記接続部の長手方向が前記ローラーの可動方向に沿うように、前記管状ヒーターが前記ローラーに配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、ローラーが可動する機構を備えた定着装置に搭載しても、リード線と給電線の接続部付近における断線を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の第1の実施の形態の定着装置を説明するための図である。
【図2】管状ヒーターを説明するための図である。
【図3】管状ヒーターの端部を説明するための断面図である。
【図4】管状ヒーターのベースを説明するための斜視図である。
【図5】図3(b)のC−C’の断面を矢印方向から見た図である。
【図6】定着装置の機構を説明するための図である。
【図7】定着装置への管状ヒーターの保持状態を説明するための図である。
【図8】接続部の長手方向と加圧ローラーの可動方向の関係を説明するための図である。
【図9】本発明の第2の実施の形態の定着装置を説明するための図である。
【図10】ベースの変形例を説明するための図である。
【図11】定着手段の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
(第1の実施の形態)
図1および図2を参照して、本発明の実施形態の一例について説明する。図1は、本発明に係る定着装置の一実施形態を説明するための図、図2は、管状ヒーターを説明するための図である。なお、図2においては、管状ヒーターの右端部はベースのみを断面で示している。
【0011】
本形態の定着装置は、管状ヒーター1、定着ローラー21、加圧ローラー22および機構23で構成されている。
【0012】
管状ヒーター1は、図2に示すように、複写機やプリンターのトナーの定着装置に用いることができるもので、主要部として例えば石英ガラスからなるガラス管3を備えている。ガラス管3は、細長い管状であり、その大部分は円筒状の発熱部31で構成されている。発熱部31の両端には、ピンチシールにより形成された板状のシール部32が連続形成されている。なお、シール部32は、シュリンクシールにより形成された円柱状であってもよく、すなわちその形状や製法には限定されない。
【0013】
発熱部31の内部には空間が形成されている。この空間には、例えば、微量の窒素や臭素、ヨウ素などのハロゲン物質や、アルゴン、ネオン、窒素などのガスが封入されている。
【0014】
また、発熱部31内の空間には、管軸に沿うようにフィラメント4が配置されている。フィラメント4は、タングステンからなるものであり、コイル状部41とレグ部42とで構成されている。コイル状部41は螺旋状に巻回された点灯時に発熱する部分であり、発熱部31の大部分に配置されている。コイル状部41は、発熱部31の中心に配置するために、数箇所でサポート部材43によって支持されている。レグ部42は、コイル状部41の両端に形成されており、他端は一対のシール部32に封着された金属箔5に溶接によって接続されている。金属箔5はモリブデンからなる薄板であり、レグ部42が接続されていない側には、給電手段としてモリブデンやタングステンなどからなるリード線6の一端が溶接によって接続されている。このリード線6の他端は、管軸に沿うように、シール部32から導出されている。シール部32から導出されたリード線6には、給電線7が接続されている。給電線7は、図2のAの拡大図を示す図3(a)(b)に示すように、複数の金属線71を絶縁性の被覆層72で被覆してなるものであり、端部には他の装置と接続するための金具が設けられている。
【0015】
ガラス管3の端部には、例えばセラミックからなるベース9が設けられている。ベース9は、図4に示すように、大径部91および小径部92で構成されている。小径部92の外面には、管軸方向に延びる壁状の突起部921が形成されている。ベース9の内部には、その管軸方向に貫通する貫通穴93が形成されており、大径部91部分には、さらにピンチシールよりなるシール部31と合致可能な凹部931が形成されている。この貫通穴93には、シール部31や接続部8が配置された状態で、例えばアルミナを主成分とする接着剤10が充填されている。本実施の形態では、接着剤10は、大径部91の開口側から小径部92内に配置されたリード線6と給電線7の接続部8の一部付近まで形成されている。
【0016】
ここで、給電線7とリード線6の接続部8は、図5に示すように管軸に対して垂直方向の断面が扁平形状となっている。具体的には、接続部8はD−D’に沿う方向は長く、E−E’に沿う方向は短くなっている。これは、リード線6と複数の金属線71を圧着端子81により圧着したためであり、この圧着によりそれらの電気的かつ機械的な接続は信頼性の高いものとなる。なお、接続部8の管軸に対して垂直方向の断面は、長方形や楕円形などであってもよく、要は長辺と短辺とを備えるような形状であればよい。
【0017】
この扁平形状の接続部8の長手方向に対して、管状ヒーター1の中心軸と突起部921を通る軸が直交の関係にある。このように、突起部921と接続部8の形状を関係付けることで、ベース9を設けることで外観から見えなくなってしまう接続部8の状態を、突起部921を見ることで知ることができるようになる。つまり、突起部921を扁平形状の長手方向(または短手方向)の状態を特定するための目印として使用することができる。このような関係は、接続部8の長辺に沿う軸D−D’に対して、ベース9の突起部921の軸E−E’が直交するように配置したのちに、大径部91におけるシール部32との隙間から接着剤10を流し込むことで実現することができる。なお、本実施の形態では、ベース9の凹部931により、シール部32のピンチシール面は突起部921の軸E−E’と必ず平行の関係になるので、接続部8の扁平形状とシール部32のピンチシール形状とが必ず同じ関係になるように管理することで、接続部8と突起部921の関係の管理を容易に行なうことができる。
【0018】
定着ローラー21は、紙面上に転写されたトナーを複写紙Pに定着させるとともに、回転することによって複写紙Pを搬送させるローラーである。本実施の形態では、定着ローラー21は、内側からステンレスなどからなる金属層、シリコンゴムからなる弾性層および樹脂層で構成された三層構造となっている。加圧ローラー22の中心、すなわち金属層の内部は空洞になっており、その中に管状ヒーター1が配置されている。
【0019】
加圧ローラー22は、複写紙Pに圧力を加えて定着ローラー21とともに複写紙Pを挟み、なおかつ紙面上に転写されたトナーを複写紙Pに定着させるためのローラーである。この加圧ローラー22も定着ローラー21と同様の三層構造となっており、加圧ローラー22の中心の空洞にも、管状ヒーター1が配置されている。なお、本ローラーも定着ローラー21と同様に回転してもよく、その場合は定着ローラー21とは逆方向の回転とすべきである。
【0020】
機構23は、加圧ローラー22を上下(水平方向に対して垂直な方向)に可動させる機構である。本実施の形態の機構は、回転運動を上下運動に変換する、いわゆるクランク機構である。すなわち、機構23は、歯車231と歯車231および加圧ローラー22を繋ぐシャフト232とで構成されていて、複写機本体などが備えている他の歯車によって歯車231を回転させることで、図6のように、加圧ローラー22を定着ローラー21に接触または離間させるような可動を可能としている。
【0021】
定着ローラー21への管状ヒーター1の保持状態について、図7を参照して説明する。
【0022】
図からわかるように、定着ローラー21は、ベースホルダー24を備えている。ベースホルダー24には、穴部241および切り欠き部242が形成されていて、この穴部241に管状ヒーター1のベース9の小径部92を配置するとともに、切り欠き部242に突起部921を配置することで、定着ローラー21に管状ヒーター1を保持させることが可能となる。なお、加圧ローラー22にも同様に管状ヒーター1が保持される。
【0023】
このように管状ヒーター1を接続すると、図6に示した加圧ローラー22の可動方向と突起部921の軸E−E’とが直交の関係になる。すると、前述したように、突起部921の軸E−E’は、接続部8の長辺に沿う軸D−D’と直交の関係になるように管理されているから、加圧ローラー22は接続部8の長辺に沿う軸D−D’上を可動することになる。このように、接続部8の長手方向が加圧ローラー22の可動方向に沿うように、管状ヒーター1を加圧ローラー22に配置することで、断線の発生を抑制することが可能となる。また、突起部921は切り欠き部242に配置されているため、振動等が管状ヒーター1に加わったとしても、回転等することはない。つまり、係止部として作用する切り欠き部242により、接続部8の長手方向と加圧ローラー22の可動方向が常に一致した状態を保つことが可能となる。この係止部は切り欠きに限らず、穴などであっても良い。
【0024】
本実施の形態の定着装置(以下、実施例)と、特許文献1のような管状ヒーターを搭載した定着装置(以下、従来例)について、加圧ローラー22を繰り返し可動させる強度試験を行った。
【0025】
その結果、実施例は加圧ローラー22を100万回可動させても、管状ヒーター1に断線などの不具合は発生しないことが確認された。一方、従来例は8000回の可動で断線したり、実施例のヒーターと同程度に断線しにくかったりと結果に大きなばらつきが発生していた。断線は、加圧ローラー22の可動方向と接続部8の長手方向が垂直の場合に、特に発生していることが確認されたことから、断線の発生ばらつきの原因は、接続部8の向きと加圧ローラー22の可動方向が関係していると推測される。また、この断線について検討したところ、断線の発生箇所はリード線6と給電線7の接続部8の給電線7側、すなわち給電線7の端部において被覆層72から露出している金属線71の部分であることが確認された。以上から、接続部8の長手方向が加圧ローラー22の可動方向に沿うように管理される実施例では、強度が高い接続部8の長手方向に、可動による応力がかかるために断線が発生しにくかったが、加圧ローラー22の可動方向に対して接続部8の長手方向が管理されない従来例では、強度が弱い接続部8の短手方向に、可動による応力がかかる場合があるために断線の発生にばらつきが生じたと考えられる。なお、「接続部8の長手方向が加圧ローラー22の可動方向に沿うように」とは、接続部8の長手方向(軸D−D’)と加圧ローラー22の可動方向によって形成される角度α(図8)が±15°以内であることを意味するものである。つまり、そのような誤差程度のズレであれば、管状ヒーター1として実用的な寿命を満足させることができる。
【0026】
したがって、管状ヒーター1のベース9の外側に、管軸に垂直な方向の断面が扁平形状である接続部8の長手方向を特定可能な印として突起部921を設け、管状ヒーター1の中心軸と突起部921を通る軸E−E’と接続部8の長手方向が略垂直の関係になるようにベース9をシール部32に配置し、次いで、その突起部921を通る軸E−E’を加圧ローラー22の可動方向に対して略垂直となるように加圧ローラー22に配置したことで、接続部8の長手方向を加圧ローラー22の可動方向に沿うように管理することができる。接続部8の長手方向と加圧ローラー22の可動方向をこのように管理することで、加圧ローラー22の可動によって、強度的に弱い接続部8の短手方向に応力が加わることが抑制されるため、断線の発生を抑制することができる。
【0027】
また、突起部921を加圧ローラー22の切り欠き部242で係止するようにしたことで、管状ヒーター1に振動等が加わったとしても、それが回転することがなくなる。そのため、管状ヒーター1を定着装置に正しく搭載させた後は、接続部8と加圧ローラー22の方向関係を常に一定に保つことができる。
【0028】
(第2の実施の形態)
図9は、本発明の第2の実施の形態の定着装置について説明するための図である。この第2の実施の形態の各部について、第1の実施の形態の定着装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【0029】
本実施の形態では、第1の実施の形態の管状ヒーター1のリード線6と給電線7の接続部8およびその給電線7が存在している部分にも接着剤10を充填することで、接続部8をベース9に固定している。これによって、強度的に弱い接続部8付近に応力を軽減することができるため、第1の実施の形態のように接続部8の長手方向を管理しなくても断線の発生を抑制することができる。ただし、本構成は、第1の実施の形態の管状ヒーターに採用するとさらに有効である。
【0030】
なお、本実施の形態において図10のように、接続部8が位置するベース9に貫通穴922を設けてもよい。この貫通穴922は、接着剤10を流し込むための穴、またはシール部32側から接着剤10を流し込む場合に、接着剤10が接続部8にまで届いたかどうかを確認するための穴として利用することができる。さらに、この貫通穴922ないし貫通穴922からはみ出した接着剤10を印として使用することもできる。
【0031】
以上、実施の形態をいくつか説明したが、本発明は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。
【0032】
印は、ピンチシールにより形成された板状のシール部32であってもよい。すなわち、シール部32の板面と接続部8の長辺とを関連付けることで、管状ヒーター1の外観からでも視認できるシール部32の向きを確認することによって扁平状の接続部8の長手方向を特定することができる。その他、マーカーによるマーク、ロットナンバーなども接続部8の長手方向を特定する印として使用できる。また、透明ないし半透明のベース9を使うことで、接続部8の長手方向を外観で視認できるようにしてもよい。
【0033】
給電線7とともに接続部8に接続される給電手段は、リード線6である必要はなく、リード線6と給電線7の仲介をするように配置された金属線などであってもよい。要はヒーターに給電するものであればよい。
【0034】
定着手段は、図11のように、加熱ローラー211、定着ローラー212および定着ベルト213から構成されたものであってもよい。
【0035】
加圧ローラー22を定着ローラー21に接触または離間させるように可動する機構23は、クランク機構に限らず、カム機構などであってもよい。また、図11のように、複写紙Pを縦に供給するようにすることで、加圧ローラー22を水平方向に可動するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0036】
本発明は、複写機やプリンターのトナーの定着装置などに用いるヒーターとして利用することができる。
【符号の説明】
【0037】
1 管状ヒーター
21 定着ローラー
22 加圧ローラー
23 機構
3 ガラス管
6 リード線
7 給電線
8 接続部
9 ベース
921 突起
10 接着剤
【技術分野】
【0001】
本発明は、複写機やプリンターのトナーの定着装置に用いられる管状ヒーターおよび定着装置に関する。
【背景技術】
【0002】
複写機やプリンターのトナーの定着装置には、現在、熱源として用いる管状のハロゲンランプ、いわゆる管状ヒーターが用いられている。この管状ヒーターは、特許文献1に示すように、両端がピンチシールにより封じられたガラス管内にフィラメントが配置され、そのフィラメントにはリード線が接続されてなるものである。このヒーターの両端には、ベース(口金)が取り付けられ、そのベースからはリード線と電気的に接続された給電線が導出されている。
【0003】
このような管状ヒーターでは、リード線と給電線部分において強度が低下しやすいため、特許文献1ではリード線と給電線を圧着端子で圧着させるとともに、ピンチシール部とベースとを接着剤によって接着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2006−331952号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、管状ヒーターを搭載する定着装置は、トナーが転写された複写紙を搬送するために複数のローラーを備えている。一般的には、定着ローラーと加圧ローラーとで構成される。この定着装置において、近年ではローラーの寿命向上や加圧力調整のために、加圧ローラーが可動する機構が開発されている。この新機構を備えた定着装置の加圧ローラー内に管状ヒーターを配置したところ、リード線と給電線の接続部分付近が断線するという問題が発生した。
【0006】
本発明の目的は、ローラーが可動する機構を備えた定着装置に搭載しても、リード線と給電線の接続部付近における断線を抑制可能な管状ヒーターおよび定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、管状のガラス管と、前記ガラス管の外部に導出された給電手段と、前記給電手段と電気的に接続された給電線と、前記給電手段と前記給電線の接続部を内部に配置させるように、前記ガラス管の端部に設けられたベースと、を備えた管状ヒーターと、トナーを紙に定着可能な定着手段と、前記定着手段とともに紙を狭持可能なローラーと、を具備する定着装置において、前記定着装置は前記定着手段に接触または離間させるように前記ローラーを可動させる機構を備え、前記管状ヒーターには、管軸に垂直な方向の断面が扁平形状である前記接続部の長手方向を特定可能な印が設けられており、前記印により、前記接続部の長手方向が前記ローラーの可動方向に沿うように、前記管状ヒーターが前記ローラーに配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、ローラーが可動する機構を備えた定着装置に搭載しても、リード線と給電線の接続部付近における断線を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の第1の実施の形態の定着装置を説明するための図である。
【図2】管状ヒーターを説明するための図である。
【図3】管状ヒーターの端部を説明するための断面図である。
【図4】管状ヒーターのベースを説明するための斜視図である。
【図5】図3(b)のC−C’の断面を矢印方向から見た図である。
【図6】定着装置の機構を説明するための図である。
【図7】定着装置への管状ヒーターの保持状態を説明するための図である。
【図8】接続部の長手方向と加圧ローラーの可動方向の関係を説明するための図である。
【図9】本発明の第2の実施の形態の定着装置を説明するための図である。
【図10】ベースの変形例を説明するための図である。
【図11】定着手段の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
(第1の実施の形態)
図1および図2を参照して、本発明の実施形態の一例について説明する。図1は、本発明に係る定着装置の一実施形態を説明するための図、図2は、管状ヒーターを説明するための図である。なお、図2においては、管状ヒーターの右端部はベースのみを断面で示している。
【0011】
本形態の定着装置は、管状ヒーター1、定着ローラー21、加圧ローラー22および機構23で構成されている。
【0012】
管状ヒーター1は、図2に示すように、複写機やプリンターのトナーの定着装置に用いることができるもので、主要部として例えば石英ガラスからなるガラス管3を備えている。ガラス管3は、細長い管状であり、その大部分は円筒状の発熱部31で構成されている。発熱部31の両端には、ピンチシールにより形成された板状のシール部32が連続形成されている。なお、シール部32は、シュリンクシールにより形成された円柱状であってもよく、すなわちその形状や製法には限定されない。
【0013】
発熱部31の内部には空間が形成されている。この空間には、例えば、微量の窒素や臭素、ヨウ素などのハロゲン物質や、アルゴン、ネオン、窒素などのガスが封入されている。
【0014】
また、発熱部31内の空間には、管軸に沿うようにフィラメント4が配置されている。フィラメント4は、タングステンからなるものであり、コイル状部41とレグ部42とで構成されている。コイル状部41は螺旋状に巻回された点灯時に発熱する部分であり、発熱部31の大部分に配置されている。コイル状部41は、発熱部31の中心に配置するために、数箇所でサポート部材43によって支持されている。レグ部42は、コイル状部41の両端に形成されており、他端は一対のシール部32に封着された金属箔5に溶接によって接続されている。金属箔5はモリブデンからなる薄板であり、レグ部42が接続されていない側には、給電手段としてモリブデンやタングステンなどからなるリード線6の一端が溶接によって接続されている。このリード線6の他端は、管軸に沿うように、シール部32から導出されている。シール部32から導出されたリード線6には、給電線7が接続されている。給電線7は、図2のAの拡大図を示す図3(a)(b)に示すように、複数の金属線71を絶縁性の被覆層72で被覆してなるものであり、端部には他の装置と接続するための金具が設けられている。
【0015】
ガラス管3の端部には、例えばセラミックからなるベース9が設けられている。ベース9は、図4に示すように、大径部91および小径部92で構成されている。小径部92の外面には、管軸方向に延びる壁状の突起部921が形成されている。ベース9の内部には、その管軸方向に貫通する貫通穴93が形成されており、大径部91部分には、さらにピンチシールよりなるシール部31と合致可能な凹部931が形成されている。この貫通穴93には、シール部31や接続部8が配置された状態で、例えばアルミナを主成分とする接着剤10が充填されている。本実施の形態では、接着剤10は、大径部91の開口側から小径部92内に配置されたリード線6と給電線7の接続部8の一部付近まで形成されている。
【0016】
ここで、給電線7とリード線6の接続部8は、図5に示すように管軸に対して垂直方向の断面が扁平形状となっている。具体的には、接続部8はD−D’に沿う方向は長く、E−E’に沿う方向は短くなっている。これは、リード線6と複数の金属線71を圧着端子81により圧着したためであり、この圧着によりそれらの電気的かつ機械的な接続は信頼性の高いものとなる。なお、接続部8の管軸に対して垂直方向の断面は、長方形や楕円形などであってもよく、要は長辺と短辺とを備えるような形状であればよい。
【0017】
この扁平形状の接続部8の長手方向に対して、管状ヒーター1の中心軸と突起部921を通る軸が直交の関係にある。このように、突起部921と接続部8の形状を関係付けることで、ベース9を設けることで外観から見えなくなってしまう接続部8の状態を、突起部921を見ることで知ることができるようになる。つまり、突起部921を扁平形状の長手方向(または短手方向)の状態を特定するための目印として使用することができる。このような関係は、接続部8の長辺に沿う軸D−D’に対して、ベース9の突起部921の軸E−E’が直交するように配置したのちに、大径部91におけるシール部32との隙間から接着剤10を流し込むことで実現することができる。なお、本実施の形態では、ベース9の凹部931により、シール部32のピンチシール面は突起部921の軸E−E’と必ず平行の関係になるので、接続部8の扁平形状とシール部32のピンチシール形状とが必ず同じ関係になるように管理することで、接続部8と突起部921の関係の管理を容易に行なうことができる。
【0018】
定着ローラー21は、紙面上に転写されたトナーを複写紙Pに定着させるとともに、回転することによって複写紙Pを搬送させるローラーである。本実施の形態では、定着ローラー21は、内側からステンレスなどからなる金属層、シリコンゴムからなる弾性層および樹脂層で構成された三層構造となっている。加圧ローラー22の中心、すなわち金属層の内部は空洞になっており、その中に管状ヒーター1が配置されている。
【0019】
加圧ローラー22は、複写紙Pに圧力を加えて定着ローラー21とともに複写紙Pを挟み、なおかつ紙面上に転写されたトナーを複写紙Pに定着させるためのローラーである。この加圧ローラー22も定着ローラー21と同様の三層構造となっており、加圧ローラー22の中心の空洞にも、管状ヒーター1が配置されている。なお、本ローラーも定着ローラー21と同様に回転してもよく、その場合は定着ローラー21とは逆方向の回転とすべきである。
【0020】
機構23は、加圧ローラー22を上下(水平方向に対して垂直な方向)に可動させる機構である。本実施の形態の機構は、回転運動を上下運動に変換する、いわゆるクランク機構である。すなわち、機構23は、歯車231と歯車231および加圧ローラー22を繋ぐシャフト232とで構成されていて、複写機本体などが備えている他の歯車によって歯車231を回転させることで、図6のように、加圧ローラー22を定着ローラー21に接触または離間させるような可動を可能としている。
【0021】
定着ローラー21への管状ヒーター1の保持状態について、図7を参照して説明する。
【0022】
図からわかるように、定着ローラー21は、ベースホルダー24を備えている。ベースホルダー24には、穴部241および切り欠き部242が形成されていて、この穴部241に管状ヒーター1のベース9の小径部92を配置するとともに、切り欠き部242に突起部921を配置することで、定着ローラー21に管状ヒーター1を保持させることが可能となる。なお、加圧ローラー22にも同様に管状ヒーター1が保持される。
【0023】
このように管状ヒーター1を接続すると、図6に示した加圧ローラー22の可動方向と突起部921の軸E−E’とが直交の関係になる。すると、前述したように、突起部921の軸E−E’は、接続部8の長辺に沿う軸D−D’と直交の関係になるように管理されているから、加圧ローラー22は接続部8の長辺に沿う軸D−D’上を可動することになる。このように、接続部8の長手方向が加圧ローラー22の可動方向に沿うように、管状ヒーター1を加圧ローラー22に配置することで、断線の発生を抑制することが可能となる。また、突起部921は切り欠き部242に配置されているため、振動等が管状ヒーター1に加わったとしても、回転等することはない。つまり、係止部として作用する切り欠き部242により、接続部8の長手方向と加圧ローラー22の可動方向が常に一致した状態を保つことが可能となる。この係止部は切り欠きに限らず、穴などであっても良い。
【0024】
本実施の形態の定着装置(以下、実施例)と、特許文献1のような管状ヒーターを搭載した定着装置(以下、従来例)について、加圧ローラー22を繰り返し可動させる強度試験を行った。
【0025】
その結果、実施例は加圧ローラー22を100万回可動させても、管状ヒーター1に断線などの不具合は発生しないことが確認された。一方、従来例は8000回の可動で断線したり、実施例のヒーターと同程度に断線しにくかったりと結果に大きなばらつきが発生していた。断線は、加圧ローラー22の可動方向と接続部8の長手方向が垂直の場合に、特に発生していることが確認されたことから、断線の発生ばらつきの原因は、接続部8の向きと加圧ローラー22の可動方向が関係していると推測される。また、この断線について検討したところ、断線の発生箇所はリード線6と給電線7の接続部8の給電線7側、すなわち給電線7の端部において被覆層72から露出している金属線71の部分であることが確認された。以上から、接続部8の長手方向が加圧ローラー22の可動方向に沿うように管理される実施例では、強度が高い接続部8の長手方向に、可動による応力がかかるために断線が発生しにくかったが、加圧ローラー22の可動方向に対して接続部8の長手方向が管理されない従来例では、強度が弱い接続部8の短手方向に、可動による応力がかかる場合があるために断線の発生にばらつきが生じたと考えられる。なお、「接続部8の長手方向が加圧ローラー22の可動方向に沿うように」とは、接続部8の長手方向(軸D−D’)と加圧ローラー22の可動方向によって形成される角度α(図8)が±15°以内であることを意味するものである。つまり、そのような誤差程度のズレであれば、管状ヒーター1として実用的な寿命を満足させることができる。
【0026】
したがって、管状ヒーター1のベース9の外側に、管軸に垂直な方向の断面が扁平形状である接続部8の長手方向を特定可能な印として突起部921を設け、管状ヒーター1の中心軸と突起部921を通る軸E−E’と接続部8の長手方向が略垂直の関係になるようにベース9をシール部32に配置し、次いで、その突起部921を通る軸E−E’を加圧ローラー22の可動方向に対して略垂直となるように加圧ローラー22に配置したことで、接続部8の長手方向を加圧ローラー22の可動方向に沿うように管理することができる。接続部8の長手方向と加圧ローラー22の可動方向をこのように管理することで、加圧ローラー22の可動によって、強度的に弱い接続部8の短手方向に応力が加わることが抑制されるため、断線の発生を抑制することができる。
【0027】
また、突起部921を加圧ローラー22の切り欠き部242で係止するようにしたことで、管状ヒーター1に振動等が加わったとしても、それが回転することがなくなる。そのため、管状ヒーター1を定着装置に正しく搭載させた後は、接続部8と加圧ローラー22の方向関係を常に一定に保つことができる。
【0028】
(第2の実施の形態)
図9は、本発明の第2の実施の形態の定着装置について説明するための図である。この第2の実施の形態の各部について、第1の実施の形態の定着装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【0029】
本実施の形態では、第1の実施の形態の管状ヒーター1のリード線6と給電線7の接続部8およびその給電線7が存在している部分にも接着剤10を充填することで、接続部8をベース9に固定している。これによって、強度的に弱い接続部8付近に応力を軽減することができるため、第1の実施の形態のように接続部8の長手方向を管理しなくても断線の発生を抑制することができる。ただし、本構成は、第1の実施の形態の管状ヒーターに採用するとさらに有効である。
【0030】
なお、本実施の形態において図10のように、接続部8が位置するベース9に貫通穴922を設けてもよい。この貫通穴922は、接着剤10を流し込むための穴、またはシール部32側から接着剤10を流し込む場合に、接着剤10が接続部8にまで届いたかどうかを確認するための穴として利用することができる。さらに、この貫通穴922ないし貫通穴922からはみ出した接着剤10を印として使用することもできる。
【0031】
以上、実施の形態をいくつか説明したが、本発明は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。
【0032】
印は、ピンチシールにより形成された板状のシール部32であってもよい。すなわち、シール部32の板面と接続部8の長辺とを関連付けることで、管状ヒーター1の外観からでも視認できるシール部32の向きを確認することによって扁平状の接続部8の長手方向を特定することができる。その他、マーカーによるマーク、ロットナンバーなども接続部8の長手方向を特定する印として使用できる。また、透明ないし半透明のベース9を使うことで、接続部8の長手方向を外観で視認できるようにしてもよい。
【0033】
給電線7とともに接続部8に接続される給電手段は、リード線6である必要はなく、リード線6と給電線7の仲介をするように配置された金属線などであってもよい。要はヒーターに給電するものであればよい。
【0034】
定着手段は、図11のように、加熱ローラー211、定着ローラー212および定着ベルト213から構成されたものであってもよい。
【0035】
加圧ローラー22を定着ローラー21に接触または離間させるように可動する機構23は、クランク機構に限らず、カム機構などであってもよい。また、図11のように、複写紙Pを縦に供給するようにすることで、加圧ローラー22を水平方向に可動するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0036】
本発明は、複写機やプリンターのトナーの定着装置などに用いるヒーターとして利用することができる。
【符号の説明】
【0037】
1 管状ヒーター
21 定着ローラー
22 加圧ローラー
23 機構
3 ガラス管
6 リード線
7 給電線
8 接続部
9 ベース
921 突起
10 接着剤
【特許請求の範囲】
【請求項1】
管状のガラス管と、前記ガラス管の外部に導出された給電手段と、前記給電手段と電気的に接続された給電線と、前記給電手段と前記給電線の接続部を内部に配置させるように、前記ガラス管の端部に設けられたベースと、を備えた管状ヒーターと、
トナーを紙に定着可能な定着手段と、
前記定着手段とともに紙を狭持可能なローラーと、を具備する定着装置において、
前記定着装置は前記定着手段に接触または離間させるように前記ローラーを可動させる機構を備え、
前記管状ヒーターには、管軸に垂直な方向の断面が扁平形状である前記接続部の長手方向を特定可能な印が設けられており、前記印により、前記接続部の長手方向が前記ローラーの可動方向に沿うように、前記管状ヒーターが前記ローラーに配置されていることを特徴とする定着装置。
【請求項2】
前記印は、前記ベースの径方向外側に突出するように形成された突起部であり、前記突起部は前記ローラーに設けられた係止部に係止されていることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
【請求項3】
トナーを紙に定着可能な定着手段と、前記定着手段とともに紙を狭持可能なローラーと、前記定着手段に接触または離間させるように前記ローラーを可動させる機構と、を備えた定着装置に搭載するための管状ヒーターであって、
管状のガラス管と、前記ガラス管の外部に導出された給電手段と、前記給電手段と電気的に接続された給電線と、前記給電手段と前記給電線の接続部を内部に配置させるように、前記ガラス管の端部に設けられたベースと、を備え、
管軸に垂直な方向の断面が扁平形状である前記接続部の長手方向を特定可能な印が設けられており、前記印により、接続部の長手方向が前記ローラーの可動方向に沿うように、前記ローラーに配置可能であることを特徴とする管状ヒーター。
【請求項4】
トナーを紙に定着可能な定着手段と、前記定着手段とともに紙を狭持可能なローラーと、前記定着手段に接触または離間させるように前記ローラーを可動させる機構と、を備えた定着装置に搭載するための管状ヒーターであって、
管状のガラス管と、前記ガラス管の外部に導出された給電手段と、金属線が端部から露出してなり、前記金属線が前記給電手段と接続された給電線と、前記給電手段と前記給電線の接続部を内部に配置させるように、前記ガラス管の端部に設けられたベースと、を備え、
前記接続部および前記金属線が配置されている前記ベース内に接着剤が充填されていることを特徴とする管状ヒーター。
【請求項1】
管状のガラス管と、前記ガラス管の外部に導出された給電手段と、前記給電手段と電気的に接続された給電線と、前記給電手段と前記給電線の接続部を内部に配置させるように、前記ガラス管の端部に設けられたベースと、を備えた管状ヒーターと、
トナーを紙に定着可能な定着手段と、
前記定着手段とともに紙を狭持可能なローラーと、を具備する定着装置において、
前記定着装置は前記定着手段に接触または離間させるように前記ローラーを可動させる機構を備え、
前記管状ヒーターには、管軸に垂直な方向の断面が扁平形状である前記接続部の長手方向を特定可能な印が設けられており、前記印により、前記接続部の長手方向が前記ローラーの可動方向に沿うように、前記管状ヒーターが前記ローラーに配置されていることを特徴とする定着装置。
【請求項2】
前記印は、前記ベースの径方向外側に突出するように形成された突起部であり、前記突起部は前記ローラーに設けられた係止部に係止されていることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
【請求項3】
トナーを紙に定着可能な定着手段と、前記定着手段とともに紙を狭持可能なローラーと、前記定着手段に接触または離間させるように前記ローラーを可動させる機構と、を備えた定着装置に搭載するための管状ヒーターであって、
管状のガラス管と、前記ガラス管の外部に導出された給電手段と、前記給電手段と電気的に接続された給電線と、前記給電手段と前記給電線の接続部を内部に配置させるように、前記ガラス管の端部に設けられたベースと、を備え、
管軸に垂直な方向の断面が扁平形状である前記接続部の長手方向を特定可能な印が設けられており、前記印により、接続部の長手方向が前記ローラーの可動方向に沿うように、前記ローラーに配置可能であることを特徴とする管状ヒーター。
【請求項4】
トナーを紙に定着可能な定着手段と、前記定着手段とともに紙を狭持可能なローラーと、前記定着手段に接触または離間させるように前記ローラーを可動させる機構と、を備えた定着装置に搭載するための管状ヒーターであって、
管状のガラス管と、前記ガラス管の外部に導出された給電手段と、金属線が端部から露出してなり、前記金属線が前記給電手段と接続された給電線と、前記給電手段と前記給電線の接続部を内部に配置させるように、前記ガラス管の端部に設けられたベースと、を備え、
前記接続部および前記金属線が配置されている前記ベース内に接着剤が充填されていることを特徴とする管状ヒーター。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2012−73500(P2012−73500A)
【公開日】平成24年4月12日(2012.4.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−219361(P2010−219361)
【出願日】平成22年9月29日(2010.9.29)
【出願人】(000111672)ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年4月12日(2012.4.12)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年9月29日(2010.9.29)
【出願人】(000111672)ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Fターム(参考)】
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