(57)【要約】【課題】長手方向の短縮化が可能で定着ローラに対する挿入も容易なヒータを提供する。【解決手段】筒状のバルブ３１０内にフィラメント３５０が配置され、バルブ３１０の両端部のベース部材３２からハーネス３４０が引き出されたヒータ３０において、ベース部材３２からハーネス３４０が引き出された部分（第２ベース部材３２２）の向きを、バルブ３１０の長手方向と当該長手方向と交差する方向との間で可動に構成した。【選択図】図５
2017117669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のバルブと、
前記バルブ内の長手方向に配置されたフィラメントと、
前記バルブの両端部において前記フィラメントの両端部を保持すると共に前記フィラメントに電力を供給するハーネスが引き出されたベース部材とを有するヒータにおいて、
少なくとも一方の前記ベース部材の前記ハーネスの引き出し部分の向きを、前記バルブの長手方向と、当該長手方向と交差する方向との間で可動に構成したことを特徴とするヒータ。
【請求項２】
前記ベース部材が、前記バルブの端部に固定された第１ベース部材と、当該第１ベース部材に対して回動可能に連結されて前記ハーネスが引き出された第２ベース部材とを有することを特徴とする請求項１のヒータ。
【請求項３】
前記第１ベース部材と前記第２ベース部材が前記バルブの長手方向と直角な回動軸を介して連結され、前記第２ベース部材が前記回動軸を中心として最大９０°の範囲で可動に構成されていることを特徴とする請求項２のヒータ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項のヒータを有することを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項４の定着装置を有することを特徴とする電子写真方式の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒータ、ヒータを備えた定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置では、熱によって画像を用紙に定着する定着装置や、給紙カセット内の用紙の除湿を行う除湿装置などに、加熱源としてハロゲンヒータがよく使用される。当該ハロゲンヒータのＡＣ電源接続構造は少なくとも３タイプがあり、第１が図６（ａ）（ｂ）のハーネスタイプ、第２が同図（ｃ）のソケット圧接タイプ、第３が同図（ｄ）の端子ビス止めタイプである。
【０００３】
図６（ａ）（ｂ）のハーネスタイプはバルブ１００内のフィラメント１０２をリード線１０４とモリブデン箔１０６を介してリード棒１０８に接続し、このリード棒１０８の外端にハーネス１１０の一端をスポット溶接部１１２にて溶接するものである。ハーネス１１０の他端にはコネクタ端子１１４または丸形端子１１６を接続する。
【０００４】
図６（ｃ）のソケット圧接タイプは、セラミック等の口金１１８の端面に端子１３０を設け、当該端子１３０にユニット側の電極板１３２を接触させるものである。図６（ｄ）の端子ビス止めタイプは、上記リード棒１０８の端部に端子板１４０を接続し、当該端子板１４０をユニット側のＡＣハーネスにビスで共締めするものである。なお、図６で１１０ａはハーネス１１０のリード線、１２０はフィラメント１０２を支持するサポータ、１２２はリード線１１０ａの圧接部である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のヒータはいずれもバルブ両端部からハーネスや端子がバルブ長手方向に延びていたため、ヒータを配置する装置内に当該長手方向でスペースを確保する必要がある。このため装置が大型化し、例えばハーネスタイプでは図７Ａのように口金端部間距離Ｌ１ではヒータが装置内に収まらず、口金端部からのハーネス１１０の突出長（ハーネス１１０を折り曲げるためのスペース）を加えたＬ２の長さが最低限必要であった。
【０００６】
ヒータの長手方向を短縮するには、図７Ｂのようにハーネス１１０を口金１１８から直角に出すことも考えられるが、そうすると例えばヒータを定着装置の定着ローラへ組み込む工程でハーネス１１０が邪魔になってヒータを定着ローラに挿入できなくなる。
【０００７】
本発明の目的は、長手方向の短縮化が可能で定着装置の定着ローラ等への挿入も容易なヒータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は前記課題を解決するものであって、筒状のバルブと、前記バルブ内の長手方向に配置されたフィラメントと、前記バルブの両端部において前記フィラメントの両端部を保持すると共に前記フィラメントに電力を供給するハーネスが引き出されたベース部材とを有するヒータにおいて、少なくとも一方の前記ベース部材の前記ハーネスの引き出し部分の向きを、前記バルブの長手方向と、当該長手方向と交差する方向との間で可動に構成したことを特徴とするヒータである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、長手方向の短縮化が可能で定着装置の定着ローラ等への挿入も容易なヒータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】画像形成装置の定着装置の概略構成図である。
【図３】定着装置のヒータの概略斜視図である。
【図４Ａ】組み込み前のヒータの端部斜視図である。
【図４Ｂ】組み込み後のヒータの端部斜視図である。
【図５】ベース部材の回動状態を示すヒータの端部側面図である。
【図６】従来のハロゲンヒータのＡＣ電源接続構造を示す端部側面図である。
【図７Ａ】従来のハーネスタイプのヒータの斜視図である。
【図７Ｂ】ハーネスを直角に出した場合のヒータの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付の図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。なお、実施形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【００１２】
（画像形成装置）
図１に示す画像形成装置は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としての電子写真方式のモノクロ画像形成装置の概略構成図である。この図１を参照して、画像形成装置の全体構成及び動作についてまず説明する。モノクロ画像形成装置の装置本体２００には、作像ユニットとしてのプロセスユニット１が着脱可能に装着されている。このプロセスユニット１は、表面に画像を担持する像担持体としての感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３を備える。
【００１３】
またプロセスユニット１は、感光体２上の潜像を可視画像化する現像手段としての現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード５等を備える。感光体２に対向する位置には、感光体２の表面を露光する露光手段としてのＬＥＤヘッドアレイ６が設けられている。
【００１４】
プロセスユニット１には、現像剤収容器としてのトナーカートリッジ７が着脱可能に設けられている。トナーカートリッジ７は、その容器本体２２に、現像装置４へ補給する現像剤であるトナーを収容する現像剤収容部８を有する。さらに、本実施形態のトナーカートリッジ７は、クリーニングブレード５で除去されたトナー（廃トナー）を回収する現像剤回収部９も一体的に有している。
【００１５】
感光体２、帯電ローラ３、ＬＥＤヘッドアレイ６、現像ローラ２３、クリーニングブレード５は、いずれもプロセスユニット１の支持体に一体的に設けられている。これにより、プロセスユニット１を装置本体２００に対して着脱することで、これらの部品が一度に交換可能となっている。
【００１６】
画像形成装置は、記録媒体としての用紙に画像を転写する転写装置１０と、用紙を供給する給紙装置１１と、用紙に転写された画像を定着させる定着装置１２と、用紙を装置外へ排出する排紙装置１３とを備える。
【００１７】
転写装置１０は、転写部材としての転写ローラ１４を備える。転写ローラ１４は、プロセスユニット１を装置本体２００に装着した状態で感光体２と当接しており、両者の当接部において転写ニップが形成されている。また、転写ローラ１４には所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が電源により印加されるようになっている。
【００１８】
給紙装置１１は、用紙Ｐを収容した給紙カセット１５や、給紙カセット１５に収容されている用紙Ｐを給送する給紙ローラ１６を備える。給紙装置１１から繰り出された用紙は、装置本体２００内に設けられた搬送路に沿って、図の点線矢印で示す方向に搬送される。
【００１９】
この搬送路において、給紙ローラ１６よりも用紙搬送方向下流側であって、転写ローラ１４よりも用紙搬送方向上流側には、搬送タイミングを計って用紙を転写ニップへ搬送する記録媒体搬送手段としての一対のタイミングローラ１７が設けてある。なお、用紙Ｐには、厚紙、はがき、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ等も含まれる。また、用紙以外の記録媒体として、ＯＨＰシートやＯＨＰフィルム等を用いることも可能である。
【００２０】
定着装置１２は、定着部材としての定着ローラ１８と、加圧部材としての加圧ローラ１９とを備える。定着ローラ１８は、定着ローラ１８内部に設置されたヒータ３０によって加熱されるようになっている。加圧ローラ１９は、定着ローラ１８側へ加圧されて定着ローラ１８に当接し、その当接箇所において定着ニップＮが形成されている。
【００２１】
排紙装置１３は、一対の排紙ローラ２０を備える。排紙ローラ２０によって装置外に排出された用紙は、装置本体２００の上面を凹ませて形成された排紙トレイ２１上に積載されるようになっている。
【００２２】
（画像形成装置の作像動作）
次に、図１を参照しつつ、本実施形態に係る画像形成装置の作像動作について説明する。作像動作が開始されると、感光体２が回転駆動され、帯電ローラ３によって感光体２の表面が所定の極性に一様に帯電される。
【００２３】
そして、読取装置又はコンピュータ等からの画像情報に基づいて、ＬＥＤヘッドアレイ６から感光体２の表面に光が照射されて、感光体２の帯電面に静電潜像が形成される。このように形成された感光体２上の静電潜像に、現像ローラ２３からトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。
【００２４】
また、作像動作が開始されると、給紙ローラ１６が回転駆動を開始し、給紙カセット１５に収容されている用紙のうち、最上位の用紙のみが搬送路に送り出される。送り出された用紙は、タイミングローラ１７によって搬送が一旦停止される。その後、所定のタイミングでタイミングローラ１７の回転駆動が開始され、感光体２上のトナー画像が転写ニップに達するタイミングに合わせて、用紙が転写ニップへ搬送される。
【００２５】
このとき、転写ローラ１４には、感光体２上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、転写ニップにおいて転写電界が形成されている。そして、この転写電界によって、感光体２上のトナー画像が用紙上に転写される。なお、用紙に転写しきれなかった感光体２上の残留トナーは、クリーニングブレード５によって除去される。その後、用紙は定着装置１２へと搬送され、用紙上のトナー画像が定着される。そして、用紙は、排紙ローラ２０によって排紙トレイ２１上に排出される。
【００２６】
（定着装置）
次に、前述した定着装置１２の構成について説明する。図２に示すように、定着装置１２は、２つの回転体、すなわち、互いに接触して定着ニップＮを形成する定着部材としての定着ローラ１８と加圧部材としての加圧ローラ１９とを有する。
【００２７】
定着ローラ１８は、熱伝導性基体の周囲を離型性を有する層で被覆した円筒状部材である。熱伝導性基体としては、所要の機械的強度を有し、熱伝導性の良好な炭素鋼材やアルミニウム材が主として用いられる。
【００２８】
また、外側（外周面）の離型層は、トナーとの離型性を良好とし、熱伝導率が高く耐久性に富む材料で形成される。例えば、フッ素樹脂（ＰＦＡ）チューブで被覆したものやフッ素樹脂（ＰＦＡ又はＰＴＦＥ）塗料を塗布したもの、あるいはシリコーンゴム層やフッ素ゴム層を形成したもの等が被覆層として用いられる。定着ローラ１８の内部には、定着ローラ１８を加熱する加熱源としてのヒータ３０が配置されている。
【００２９】
加圧ローラ１９は、芯金と、当該芯金の外側（外周）に形成された弾性層と、当該弾性層を被覆する被覆層とからなる円筒状部材である。芯金として、例えばＳＴＫＭ等が用いられ、弾性層としては、シリコーンゴムやフッ素ゴム、あるいはこれらの発泡体が用いられる。被覆層は例えば離型性に富むＰＦＡ，ＰＴＦＡ等の耐熱性フッ素樹脂のチューブで形成される。また、加圧ローラ１９は、バネ等を使用した付勢機構により定着ローラ１８に向けて付勢されている。
【００３０】
（定着装置の動作）
続けて、前記定着装置の動作について説明する。作像動作が開始されると、ヒータ３０に電力が供給され、ヒータ３０によって定着ローラ１８が加熱される。また、定着ローラ１８と加圧ローラ１９とが図２中の時計回りに回転駆動を開始する。
【００３１】
そして、定着ローラ１８と加圧ローラ１９との間の定着ニップＮに、前記転写工程を経て未定着のトナー画像Ｔが転写された用紙Ｐが送入される。その結果、用紙Ｐとトナー画像Ｔが定着ニップＮで加熱及び加圧されて、トナー画像Ｔが用紙Ｐに定着される。その後、用紙Ｐは定着ニップＮから送り出され、前記ように装置外に排出される。
【００３２】
（ヒータの構成）
図３に本発明の一実施形態に係るヒータ３０の構成を示す。このヒータ３０はハーネスタイプのハロゲンヒータである。ヒータ３０は従来のヒータと同様に筒状又は円筒状のバルブ３１０を有する。このバルブ３１０は石英ガラス等で形成された直線管状の部材であり、その製造工程においてバルブ３１０の外周面のチップ３１２から内部空気と入れ換える形で不活性ガスが封入される。
【００３３】
バルブ３１０内の長手方向に沿って発熱体としてのフィラメント３５０が配置されている。フィラメント３５０は、タングステン等の金属線をコイル状に形成したものである。フィラメント３５０はバルブ３１０内の中心に配置された棒状のサポート３５１でバルブ３１０と同軸状に支持され、フィラメント３５０の両端部はモリブデン箔３５２に接続されている。
【００３４】
バルブ３１０の両端部は扁平に潰されたシール部３１１とされ、このシール部３１１内にモリブデン箔３５２が固定されている。そしてモリブデン箔３５２からリード棒を介してハーネス３４０が引き出されている。このハーネス３４０の引き出し構造は図６（ａ）（ｂ）と同じであり、ハーネス３４０の先端には丸形端子３４１又は図６（ａ）のようなコネクタ端子１１４が連結される。
【００３５】
図３は回動式ハーネス３４０をヒータ３０の一端に適用した図である。本実施形態ではヒータ３０の一端にのみ回動式ハーネスを適用しているが、ヒータ３０の長さをより短くするために回動式ハーネスを両端に適用することも可能である。
【００３６】
図４Ａ、図４Ｂはヒータの回動式ハーネス側一端部を拡大した図である。本実施形態の構成において、ベース部材３２０は２つの部材から成り、一方の第１ベース部材３２１はバルブ端部のシール部３１１の端に固定され、他方の第２ベース部材３２２は第１ベース部材３２１に対して回動可能に連結されている。
【００３７】
詳しくは、第１ベース部材３２１と第２ベース部材３２２は耐熱材料（例えばセラミックなどの耐熱性材料や、ＰＰＳ、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、ＰＡＩなどの耐熱性樹脂）によりほぼ直方体状の外形に成形され、固定側の第１ベース部材３２１は、バルブ３１０の軸線方向を向いた端面の両側部に、左右一対のブラケット部３２１ａを有する。そして当該ブラケット部３２１ａ間に第２ベース部材３２２が回動可能に配置されている。
【００３８】
当該第２ベース部材３２２は端板３２２ａと左右一対の耳部３２２ｂを有し、当該一対の耳部３２２ｂが一対の支軸３３０を介して各ブラケット部３２１ａに回動可能に支持されている。そして第２ベース部材３２２は支軸３３０を中心として図４Ａの状態から図４Ｂの状態に最大９０°の範囲で回動可能に構成されている。端板３２２ａはハーネス３４０を長手方向に摺動可能に通すためのバカ穴３２２ｃを有し、当該バカ穴３２２ｃにハーネス３４０の基端部が摺動可能に通されている。
【００３９】
図４Ｂを側方から見た断面で示したものが図５である。第２ベース部材３２２は支軸３３０を中心として回動可能に構成しているので省スペースであり、第２ベース部材３２２の周囲に広いスペースを確保しておく必要がない。
【００４０】
本実施形態においては、組立時にヒータ３０を定着ローラ１８に挿入する際に、図４Ａの一点鎖線で示すようにハーネス３４０の引出し方向をバルブ３１０の長手方向と平行に延ばしておく。そしてヒータ３０を定着ローラ１８に挿入した後、図４Ｂのように第２ベース部材３２２を支軸３３０を中心として上方に９０°回動させ、ハーネス３４０の引出し方向をバルブ３１０の長手方向と直角方向にする。
【００４１】
このようにすることで、組立時にはハーネス３４０が定着ローラ１８への挿入の邪魔になることがなく、組立後はハーネス３４０が図４Ａのように第２ベース部材３２２からバルブ３１０の長手方向に突出していた分だけヒータ全長を短縮することができる。ヒータ３０は定着装置１２の中で最も長尺な部品である場合が多く、ヒータ全長の短縮化がそのまま定着装置１２の幅の低減化ないし小型化につながる。
【００４２】
（ヒータの変形例）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、回動可能なハーネス３４０は図５のように最大で９０°回動可能に構成する他、装置本体側にハーネス３４０と干渉しないスペースがある場合は、当該スペースの一部を利用して、例えば９０°以下でハーネス３４０を回動可能に構成したり、９０°以上で例えば最大１２０°までハーネス３４０を回動可能に構成することも可能である。
【００４３】
また、固定側の第１ベース部材３２１に対して第２ベース部材３２２を可動にする構成は、両部材を支軸３３０で連結する構造の他、両部材を薄肉板状のヒンジにより連結する構造や、ブラケット部３２１ａの内面と第２ベース部材３２２の側面に異なる角度で形成した複数の凸条と凹溝を利用した差し込み式の着脱可能な連結構造としてもよい。
【００４４】
また、定着ローラ１８及び加圧ローラ１９の長手方向の片側に、これらを回転駆動させるギア等の駆動部を配置するための十分なスペースが確保されている場合、当該スペースの一部を利用してバルブ３１０の長手方向に沿って延びた固定側ハーネス３４０を配置することができる。これにより、片側のハーネス３４０だけを回動可能に構成した場合でも低コストで装置の小型化を実現することができる。
【００４５】
また、上記実施形態は定着ローラ１８の内部に配置されるヒータ３０に本発明を適用した場合を例に説明したが、本発明は定着ローラ１８の外部に配置されるヒータや、加圧ローラ１９の内部又は外部に配置されるヒータ等にも適用可能である。また、本発明は定着装置１２に設置されるヒータに限らず、給紙カセットに収容される用紙を（画像形成部に供給する前に）加熱して除湿を行うヒータ等にも適用可能である。
【００４６】
また、本発明に係るヒータを備える画像形成装置は図１に示すようなモノクロ画像形成装置に限らずカラー画像形成装置であってもよいし、画像形成装置はプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１２：定着装置
１８：定着ローラ
１９：加圧ローラ
３０：ヒータ
３２：ベース部材
３２１：第１ベース部材
３２２：第２ベース部材
３１０：バルブ
３３０：支軸
３４０：ハーネス
３５０：フィラメント
３５２：モリブデン箔
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４８】
【特許文献１】特開２００４−２７９４９６号公報
【図１】
2017117669.tif 000003
【図２】
2017117669.tif 000004
【図３】
2017117669.tif 000005
【図４Ａ】
2017117669.tif 000006
【図４Ｂ】
2017117669.tif 000007
【図５】
2017117669.tif 000008
【図６】
2017117669.tif 000009
【図７Ａ】
2017117669.tif 000010
【図７Ｂ】
2017117669.tif 000011