JP2006126421A - Roller unit and fixing device - Google Patents

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JP2006126421A JP2004313659A JP2004313659A JP2006126421A JP 2006126421 A JP2006126421 A JP 2006126421A JP 2004313659 A JP2004313659 A JP 2004313659A JP 2004313659 A JP2004313659 A JP 2004313659A JP 2006126421 A JP2006126421 A JP 2006126421A
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Akio Ogasawara
章郎 小笠原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a roller unit in which a wire rod is prevented from being pulled out and its wind pitch will not vary. <P>SOLUTION: The metal core 124 of a fixing roller 10 has, in its hollow part, the wire rod 12 inserted extending in the lengthwise direction (in the direction of the arrow L) of the metal core 124 and having a length almost equal to that of the metal core 124. A pair of annular parts 14 are formed at both ends of the wire rod 12 in the lengthwise direction of the metal core 124 so as to press the internal wall face of both the ends of the metal core in the lengthwise direction. Each of the annular part 14 comprises a plurality of annuli 14a which are in close contact with each other. The annular parts 14 are formed only at both the longitudinal ends of the metal core 124. The pair of annular parts 14 at both the ends are connected to each other by a connecting part 16, extending in the direction of the arrow L in contact with the internal wall face of the metal core 124. The linear member 12 is formed by suitably bending one wire rod. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、他のローラとで記録媒体などを挟持しながら搬送するローラユニット及びこのローラユニットを用いた定着装置に関する。   The present invention relates to a roller unit that conveys a recording medium while being held between other rollers, and a fixing device using the roller unit.

コンピュータやワークステーションの出力装置として、粉体の現像剤(トナー)を用いて記録媒体に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が知られている。このような画像形成装置では、例えば、画像情報を担持する光(例えばレーザ光)を感光ドラムなどの像担持体に照射して静電潜像を形成し、この静電潜像に現像ローラを用いてトナーを供給して現像像を形成し、転写ローラなどを使用してこの現像像を記録媒体に転写して転写像(現像像)を形成する。転写像が形成された記録媒体は定着装置に搬送され、定着装置では転写像が記録媒体に定着される。定着装置には、通常、ヒータを内蔵した定着ローラとこの定着ローラに圧接する加圧ローラとが備えられている。転写像を記録媒体に定着する際は、定着ローラと加圧ローラとで記録媒体を挟持して搬送しながら転写像を所定の定着温度で加熱すると同時に加圧する。この加熱と加圧で転写像が記録媒体に定着される。転写像が定着された記録媒体は排紙ローラなどに挟持されながら排出される。   2. Description of the Related Art As an output device for a computer or workstation, an electrophotographic image forming apparatus that forms an image on a recording medium using a powder developer (toner) is known. In such an image forming apparatus, for example, an image bearing member such as a photosensitive drum is irradiated with light carrying image information (for example, laser light) to form an electrostatic latent image, and a developing roller is applied to the electrostatic latent image. The toner is supplied to form a developed image, and the developed image is transferred to a recording medium using a transfer roller or the like to form a transferred image (developed image). The recording medium on which the transfer image is formed is conveyed to a fixing device, and the transfer image is fixed on the recording medium in the fixing device. The fixing device is usually provided with a fixing roller having a built-in heater and a pressure roller in pressure contact with the fixing roller. When the transfer image is fixed on the recording medium, the transfer image is heated and pressed at a predetermined fixing temperature while the recording medium is nipped and conveyed by the fixing roller and the pressure roller. The transfer image is fixed on the recording medium by this heating and pressurization. The recording medium on which the transferred image is fixed is discharged while being sandwiched between discharge rollers or the like.

図14を参照して、定着装置について説明する。   The fixing device will be described with reference to FIG.

図14は、従来の定着装置の概略構成を示す模式図である。   FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a conventional fixing device.

定着装置100は、記録紙などの記録媒体104にトナー(像)102を永久可視像化するためのものである。搬送部(図示せず)によって矢印A方向に搬送された記録媒体104は定着入口ガイド106に案内されて、定着ローラ120と加圧ローラ130の間のニップ部108に進入する。   The fixing device 100 is for making a toner (image) 102 a permanent visible image on a recording medium 104 such as recording paper. The recording medium 104 conveyed in the direction of arrow A by a conveyance unit (not shown) is guided by the fixing inlet guide 106 and enters the nip portion 108 between the fixing roller 120 and the pressure roller 130.

定着ローラ120はトナー102を加熱して溶融するためのものである。定着ローラ120の外周面(表面)にはサーミスタ140が接触しており、このサーミスタ140は定着ローラ120の外周面の温度を測定するように構成されている。また、定着ローラ120にはハロゲンヒータ122などの熱源(発熱体)が内蔵されている。サーミスタ140で測定された外周面温度に基づいて制御器(図示せず)がハロゲンヒータ122を制御し、これにより定着ローラ120の外周面温度が所定の定着温度に保持される。   The fixing roller 120 is for heating and melting the toner 102. The thermistor 140 is in contact with the outer peripheral surface (front surface) of the fixing roller 120, and the thermistor 140 is configured to measure the temperature of the outer peripheral surface of the fixing roller 120. Further, the fixing roller 120 incorporates a heat source (a heating element) such as a halogen heater 122. A controller (not shown) controls the halogen heater 122 based on the outer peripheral surface temperature measured by the thermistor 140, whereby the outer peripheral surface temperature of the fixing roller 120 is maintained at a predetermined fixing temperature.

定着ローラ120としては、例えば鉄製やアルミニウム製のパイプ状部材からなる芯金124の外周面に、離型性の良いフッ素樹脂層126を被覆したものが一般的に用いられる。定着ローラ120は駆動源(図示せず)によって矢印B方向に回転する。   As the fixing roller 120, for example, an outer peripheral surface of a cored bar 124 made of, for example, an iron or aluminum pipe is coated with a fluororesin layer 126 having good releasability. The fixing roller 120 is rotated in the direction of arrow B by a drive source (not shown).

加圧ローラ130は、定着ローラ120に記録媒体104を所定圧力で押し付けるためのものである。加圧ローラ130としては、例えば金属製の芯金132の外周面に、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体層134を所定の厚み被覆したものが一般的に用いられる。加圧ローラ130を定着ローラ120に所定圧力で押し付けて矢印C方向に回転させながら、記録媒体104にトナー102を定着させるための荷重を付与する。   The pressure roller 130 is for pressing the recording medium 104 against the fixing roller 120 with a predetermined pressure. As the pressure roller 130, for example, an outer peripheral surface of a metal core 132, for example, covered with an elastic body layer 134 such as silicone rubber or fluororubber with a predetermined thickness is generally used. While pressing the pressure roller 130 against the fixing roller 120 with a predetermined pressure and rotating it in the direction of arrow C, a load for fixing the toner 102 to the recording medium 104 is applied.

記録媒体104がニップ部108に進入する(ニップ部108で挟持される)ことにより、記録媒体104上のトナー102が上記の定着温度で溶融すると共にこの溶融しているトナー102が上記の荷重で記録媒体104に押さえ付けられてこの記録媒体104に定着される。トナー102が定着された記録媒体104は分離爪142によって定着ローラ120から分離されて排紙ローラ(図示せず)に到達し、この排紙ローラによって機外に排出される。   When the recording medium 104 enters the nip portion 108 (ie, is sandwiched by the nip portion 108), the toner 102 on the recording medium 104 is melted at the fixing temperature and the melted toner 102 is loaded with the load. The recording medium 104 is pressed and fixed to the recording medium 104. The recording medium 104 on which the toner 102 is fixed is separated from the fixing roller 120 by a separation claw 142 and reaches a paper discharge roller (not shown), and is discharged out of the apparatus by the paper discharge roller.

上記した定着ローラ120には、待ち時間短縮の観点から素早い立ち上がりが求められている。このため、画像形成装置本体が完全に冷え切った状態からメインスイッチを入れて最初のコピーが排出されるまでの時間(立上り時間)が30秒間以下の画像形成装置がある。この立ち上がり時間は年々短くなっている。   The above-described fixing roller 120 is required to rise quickly from the viewpoint of shortening the waiting time. For this reason, there is an image forming apparatus in which the time (rise time) from when the image forming apparatus main body is completely cooled to when the main switch is turned on and when the first copy is discharged is 30 seconds or less. This rise time is getting shorter year by year.

また、省エネルギの観点から画像形成装置本体のメインスイッチが入っている待機状態において、定着装置を暖めておくための消費電力を極力少なくすることが求められている。このため、上記の待機状態では、定着装置のヒータを完全に切っておく必要に迫られている。このように待機状態で定着装置のヒータを完全に切っておく場合、ヒータをオンにするとほぼ同時に定着ローラの表面を所定温度にするためには、定着ローラの肉厚を薄くしてその熱容量を小さくしておく必要がある。このために、熱伝導率の良い薄肉のアルミニウム合金製の定着ローラが使用されることが多い。   Further, from the viewpoint of energy saving, it is required to reduce power consumption for warming the fixing device as much as possible in a standby state in which the main switch of the image forming apparatus main body is turned on. For this reason, in the above standby state, it is necessary to completely turn off the heater of the fixing device. Thus, when the heater of the fixing device is completely turned off in the standby state, in order to bring the surface of the fixing roller to a predetermined temperature almost at the same time when the heater is turned on, the thickness of the fixing roller is reduced and the heat capacity is reduced. It needs to be small. For this reason, a fixing roller made of a thin aluminum alloy having a good thermal conductivity is often used.

上記した立ち上がり時間を短くするために、最近ではアルミニウム製の定着ローラ120の肉厚は0.8mm程度まで薄くなっている。定着ローラ120の肉厚をこれ以上薄くした場合、定着ローラ120と加圧ローラ130との間(ニップ部108)に記録媒体104を挟持して現像像を熱と圧力で定着するときに、定着ローラ120が変形するおそれがある。   In order to shorten the above-described rise time, the thickness of the fixing roller 120 made of aluminum has recently been reduced to about 0.8 mm. When the thickness of the fixing roller 120 is further reduced, the fixing is performed when the recording medium 104 is sandwiched between the fixing roller 120 and the pressure roller 130 (nip portion 108) and the developed image is fixed with heat and pressure. The roller 120 may be deformed.

上記のような問題を解決するために、定着ローラ120の内部に螺旋状のコイルばねを差し込んで定着ローラ120を補強する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In order to solve the above problems, a technique has been proposed in which a helical coil spring is inserted into the fixing roller 120 to reinforce the fixing roller 120 (see, for example, Patent Document 1).

この技術を、図15から図18までを参照して説明する。   This technique will be described with reference to FIGS.

図15は、コイルばねが差し込まれた定着ローラを示す断面図である。図16は、芯金から抜け出たコイルばねを示す模式図である。図17は、ストッパが形成された芯金を示す断面図である。図18は、巻きピッチが変動したコイルばねを示す断面図である。これらの図では、図14に示された構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。   FIG. 15 is a cross-sectional view showing the fixing roller into which the coil spring is inserted. FIG. 16 is a schematic view showing a coil spring that has come out of the core metal. FIG. 17 is a cross-sectional view showing a cored bar on which a stopper is formed. FIG. 18 is a cross-sectional view showing a coil spring with a varying winding pitch. In these drawings, the same components as those shown in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals.

芯金124の内部空間には、図15に示すように、螺旋状に巻かれたコイルばね150が差し込まれている。このコイルばね150は芯金124の長手方向に延びており、芯金124の内周面に接触してこの内周面を押圧している。芯金124は非常に薄いので定着ローラ120の外周面が受ける押圧力はコイルばね150にも影響が及ぶ。このため、定着ローラ120が回転し始めると共に加圧ローラ130が回転し始めることにより、押圧された定着ローラ120及びコイルばね150はその長手方向にもわずかに移動し始める。この場合、定着ローラ120の移動はローラストッパ(図示せず)によって抑えられるが、コイルばね150は定着ローラ120に差し込まれているだけなので、コイルばね150は矢印D方向に徐々に移動して芯金124から抜け出始める(図16参照)。定着ローラ120と加圧ローラ130が回転し続けた場合、コイルばね150は芯金124から抜け落ちてしまう。   As shown in FIG. 15, a coil spring 150 wound spirally is inserted into the inner space of the cored bar 124. The coil spring 150 extends in the longitudinal direction of the cored bar 124 and contacts the inner peripheral surface of the cored bar 124 to press the inner peripheral surface. Since the cored bar 124 is very thin, the pressing force received by the outer peripheral surface of the fixing roller 120 also affects the coil spring 150. For this reason, when the fixing roller 120 starts to rotate and the pressure roller 130 starts to rotate, the pressed fixing roller 120 and the coil spring 150 begin to move slightly in the longitudinal direction thereof. In this case, the movement of the fixing roller 120 is suppressed by a roller stopper (not shown). However, since the coil spring 150 is only inserted into the fixing roller 120, the coil spring 150 gradually moves in the direction of the arrow D to move the core. It begins to escape from the gold 124 (see FIG. 16). When the fixing roller 120 and the pressure roller 130 continue to rotate, the coil spring 150 falls off the core metal 124.

そこで、図17に示すように、芯金124の長手方向両端部にストッパ124aを形成しておき、コイルばね150が芯金124から抜け出ないようにする技術が提案されている。
特開平10−116675号公報
Therefore, as shown in FIG. 17, a technique has been proposed in which stoppers 124 a are formed at both ends in the longitudinal direction of the cored bar 124 so that the coil spring 150 does not come out of the cored bar 124.
JP-A-10-116675

ところが、図17に示す技術では、コイルばね150は芯金124から抜け出ないものの、図18に示すように、コイルばね150が芯金124の内部で移動してその巻きピッチが変動することがある。このようにコイルばね150の巻きピッチが変動した場合、芯金124を補強する強度が芯金124の長手方向において変動してニップ圧が変ってくるので記録媒体が斜行する。また、巻きピッチが「密」な部分では「疎」な部分よりも熱容量が大きくなるので、定着ローラ120の全体の表面温度の変化が一様にならない。この結果、定着不良や温度制御が困難になるなどの不都合が生じる。   However, in the technique shown in FIG. 17, the coil spring 150 does not come out of the core metal 124, but as shown in FIG. 18, the coil spring 150 may move inside the core metal 124 and the winding pitch may vary. . When the winding pitch of the coil spring 150 varies in this way, the strength for reinforcing the core metal 124 varies in the longitudinal direction of the core metal 124 and the nip pressure changes, so that the recording medium is skewed. Further, since the heat capacity is larger in the “dense” part of the winding pitch than in the “sparse” part, the change in the entire surface temperature of the fixing roller 120 is not uniform. As a result, inconveniences such as poor fixing and temperature control become difficult.

本発明は、上記事情に鑑み、線材が抜け出ることがなく、その巻きピッチも変動しないローラユニット及びこのローラユニットを内蔵した定着装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a roller unit in which a wire does not come out and the winding pitch does not vary, and a fixing device incorporating the roller unit.

上記目的を達成するための本発明のローラユニットは、
(1)中空の円筒状ローラと、
(2)該円筒状ローラの中空部をその長手方向に延びると共に該円筒状ローラの長さと略同じ長さであって、且つ、該円筒状ローラの長手方向両端部の内壁面を外側に押圧する一対の両端環状部が形成された線材とを備え、
(3)この一対の両端環状部は、それぞれ、
(3−1)前記円筒状ローラの長手方向に直交する直交方向と該両端環状部の直径方向とが成すピッチ角度をαとし、前記円筒状ローラの内壁面と前記両端環状部のうち前記内壁面に接触する部分との動摩擦力係数をμvとし、該動摩擦係数の補正係数をξとしたときに、
(3−2)α<tan−1(μv)、又はα<tan−1(ξμv) を満たすものであることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the roller unit of the present invention comprises:
(1) a hollow cylindrical roller;
(2) The hollow portion of the cylindrical roller extends in the longitudinal direction and is approximately the same length as the cylindrical roller, and the inner wall surfaces of both ends in the longitudinal direction of the cylindrical roller are pressed outward. And a wire rod formed with a pair of annular portions on both ends,
(3) The pair of both-end annular portions are respectively
(3-1) A pitch angle formed by an orthogonal direction perpendicular to the longitudinal direction of the cylindrical roller and the diameter direction of the both end annular portions is α, and the inner wall surface of the cylindrical roller and the inner ends of the both end annular portions are When the coefficient of dynamic friction with the part in contact with the wall surface is μv and the coefficient of correction of the coefficient of dynamic friction is ξ,
(3-2) α <tan −1 (μv) or α <tan −1 (ξμv) is satisfied.

ここで、
(4)前記線材は、前記両端環状部と同じ形状の中間環状部が、前記一対の両端環状部の間に形成されたものであってもよい。
here,
(4) In the wire, an intermediate annular part having the same shape as the annular part at both ends may be formed between the pair of annular parts at both ends.

また、
(5)前記線材は、前記両端環状部及び前記中間環状部のうち隣り合うもの同士を接続する、前記円筒状ローラの長手方向に延びる複数の接続部が形成されたものであり、
(6)これら複数の接続部それぞれは、前記円筒状ローラの円周方向において互いに異なる位置に形成されたものであってもよい。
Also,
(5) The wire is formed with a plurality of connecting portions extending in the longitudinal direction of the cylindrical roller, which connect adjacent ones of the both-end annular portion and the intermediate annular portion,
(6) Each of the plurality of connection portions may be formed at different positions in the circumferential direction of the cylindrical roller.

さらに、
(7)前記接続部は、前記円筒状ローラの内壁面から離れているものであってもよい。
further,
(7) The connecting portion may be separated from the inner wall surface of the cylindrical roller.

さらにまた、
(8)前記線材は、その熱膨張率が前記円筒状ローラの熱膨張率よりも大きいものであり、且つ、
(9)前記両端環状部の外径は、前記円筒状ローラの内径よりも小さいものであってもよい。
Furthermore,
(8) The wire has a coefficient of thermal expansion greater than that of the cylindrical roller, and
(9) The outer diameter of the annular portions at both ends may be smaller than the inner diameter of the cylindrical roller.

さらにまた、
(10)前記線材は、その熱膨張率が前記円筒状ローラの熱膨張率よりも大きいものであり、且つ、
(11)前記両端環状部及び前記中間環状部の外径は、前記円筒状ローラの内径よりも小さいものであってもよい。
Furthermore,
(10) The wire has a coefficient of thermal expansion greater than that of the cylindrical roller, and
(11) The outer diameters of the both end annular portions and the intermediate annular portion may be smaller than the inner diameter of the cylindrical roller.

さらにまた、
(12)前記線材は、分割された複数の部分線材から構成されたものであってもよい。
Furthermore,
(12) The wire may be composed of a plurality of divided partial wires.

さらにまた、
(13)前記両端環状部それぞれは、複数の環が密着してなるものであってもよい。
Furthermore,
(13) Each of the annular portions at both ends may be formed by a plurality of rings in close contact with each other.

さらにまた、
(14)前記両端環状部及び前記中間環状部は、複数の環が密着してなるものであってもよい。
Furthermore,
(14) The both-end annular portion and the intermediate annular portion may be formed by close contact of a plurality of rings.

さらにまた、
(15)前記両端部環状部の前記ピッチ角度は略0度であってもよい。
Furthermore,
(15) The pitch angle of the annular portions at both ends may be approximately 0 degrees.

さらにまた、
(16)前記両端部環状部及び前記中間環状部双方の前記ピッチ角度は略0度であってもよい。
Furthermore,
(16) The pitch angle of both the annular portions at both ends and the intermediate annular portion may be approximately 0 degrees.

上記目的を達成するための本発明の定着装置は、内部に熱源が配置された定着ローラと該定着ローラに押し付けられる加圧ローラとを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラとの間で記録媒体を挟持しながら搬送してこの記録媒体に画像を定着する定着装置において、
(17)上記した円筒状ローラを前記定着ローラとして用いたものであることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a fixing device of the present invention includes a fixing roller having a heat source disposed therein and a pressure roller pressed against the fixing roller, and performs recording between the fixing roller and the pressure roller. In a fixing device for conveying an image while pinching the medium and fixing an image on the recording medium,
(17) The cylindrical roller described above is used as the fixing roller.

ここで、図10から図13までを参照して、本発明のピッチ角度などについて説明する。   Here, the pitch angle of the present invention will be described with reference to FIGS.

図10は、従来の定着装置が動作中において定着ローラが加圧ローラから受ける押圧力を模式的に示す、(a)は正面図であり、(b)は側面図である。図11は、定着ローラの強度が低下した場合における定着ローラ外周壁の変形を示す模式図である。図12は、図11の定着ローラを示す断面図である。図13は、加圧ローラの回転時に定着ローラからコイルばねが受ける応力を示す模式図である。   10A and 10B schematically show the pressing force that the fixing roller receives from the pressure roller during operation of the conventional fixing device. FIG. 10A is a front view, and FIG. 10B is a side view. FIG. 11 is a schematic diagram showing the deformation of the outer peripheral wall of the fixing roller when the strength of the fixing roller is lowered. 12 is a cross-sectional view showing the fixing roller of FIG. FIG. 13 is a schematic diagram showing the stress that the coil spring receives from the fixing roller when the pressure roller rotates.

通常は、加圧ローラ130(図14参照)若しくは定着ローラ120は逆クラウン形状に製作される。このため、定着ローラ120が加圧ローラ130によって押圧された場合、定着ローラ120の長手方向両端部から中央部に渡って加圧力fが微小に変化する。しかし、ニップ部108(図14参照)では、加圧ローラ130からほぼ等しい分布の荷重(加圧力f)が定着ローラ120に負荷されると考えられる。   Normally, the pressure roller 130 (see FIG. 14) or the fixing roller 120 is manufactured in an inverted crown shape. For this reason, when the fixing roller 120 is pressed by the pressure roller 130, the applied pressure f slightly changes from both longitudinal ends of the fixing roller 120 to the center. However, in the nip portion 108 (see FIG. 14), it is considered that a load (pressing force f) having a substantially equal distribution is applied to the fixing roller 120 from the pressure roller 130.

定着装置が動作中には、定着ローラ120及びコイルばね150は、定着ローラ120に内蔵されたヒータ122(図14参照)から放射熱を受けるのでその剛性がある程度低下する。定着ローラ120は薄肉のものであるので、この剛性低下に起因して、図11と図12に示すように、定着ローラ120の内周面のうちコイルばね150が接触している部分の周辺では、わずかに突出する変形120aが発生する。このような変形120aは、定着ローラ120の全周において螺旋状に生じる。従って、定着ローラ120と加圧ローラ130の回転に伴ってコイルばね150が定着ローラ120から受ける応力(作用力)の方向はコイルばね150のピッチ角方向へある程度規制される。また、コイルばね150が定着ローラ120の内部で固定されていないので、加圧ローラ130が定着ローラ120を押圧する押圧力によってコイルばね150に撓み(変形)が生じる際に、定着ローラ120とコイルばね150との間に隙間が生じる。このように隙間が生じるときは、定着ローラ120の回転に伴って、この隙間においてコイルばね150の径が縮小と拡大を繰り返し、さらに、コイルばね150は定着ローラ120の内部で自在に回動する。この結果、加圧ローラ130の回転に伴う作用力の影響によってコイルばね150が定着ローラ120の内部を移動する。   During the operation of the fixing device, the fixing roller 120 and the coil spring 150 receive radiant heat from the heater 122 (see FIG. 14) built in the fixing roller 120, so that their rigidity is reduced to some extent. Since the fixing roller 120 is thin, due to the reduction in rigidity, as shown in FIGS. 11 and 12, in the vicinity of the portion where the coil spring 150 is in contact with the inner peripheral surface of the fixing roller 120. A slightly projecting deformation 120a occurs. Such a deformation 120 a is spirally generated on the entire circumference of the fixing roller 120. Therefore, the direction of the stress (acting force) that the coil spring 150 receives from the fixing roller 120 with the rotation of the fixing roller 120 and the pressure roller 130 is regulated to some extent in the pitch angle direction of the coil spring 150. Further, since the coil spring 150 is not fixed inside the fixing roller 120, when the pressing roller 130 presses the fixing roller 120 and the coil spring 150 is bent (deformed), the fixing roller 120 and the coil A gap is formed between the spring 150 and the spring 150. When the gap is generated as described above, the diameter of the coil spring 150 is repeatedly reduced and enlarged in accordance with the rotation of the fixing roller 120, and the coil spring 150 freely rotates inside the fixing roller 120. . As a result, the coil spring 150 moves inside the fixing roller 120 due to the influence of the acting force accompanying the rotation of the pressure roller 130.

この移動の際に、定着ローラ120がヒータ122から受ける放射熱に起因して変形する(撓む)ので、定着ローラ120の内周壁とコイルばね150がねじ対偶を形成する。このため、コイルばね150は定着ローラ120の内部を螺子運動のごとくコイルばね150の巻き方向に依存した長手方向へ移動する。   During this movement, the fixing roller 120 deforms (bends) due to the radiant heat received from the heater 122, so that the inner peripheral wall of the fixing roller 120 and the coil spring 150 form a screw pair. For this reason, the coil spring 150 moves in the longitudinal direction depending on the winding direction of the coil spring 150 like a screw motion inside the fixing roller 120.

加圧ローラ130の回転時に定着ローラ120からコイルばね150が受ける力(作用力)について説明する。図13では、コイルばね150のうち定着ローラ120の内壁面に接触する部分(支持部)のある一点のみに作用力が作用しているように示されているが、実際には作用力はコイルばね150の全周にわたって作用している。   The force (acting force) that the coil spring 150 receives from the fixing roller 120 when the pressure roller 130 rotates will be described. In FIG. 13, it is shown that the acting force is acting only on one point of the coil spring 150 that is in contact with the inner wall surface of the fixing roller 120 (supporting portion). The entire circumference of the spring 150 is acting.

先ず、コイルばね150の1巻き分に相当する支持部全周に作用する力を検討する。図13に示すように、加圧ローラ130からの押圧力によってコイルばね150に作用する定着ローラ120の回転軸方向への力Fxは、   First, the force acting on the entire circumference of the support portion corresponding to one turn of the coil spring 150 is examined. As shown in FIG. 13, the force Fx in the rotation axis direction of the fixing roller 120 acting on the coil spring 150 by the pressing force from the pressure roller 130 is

Fx=F・sinα (1)
となる。ここで、Fxは定着ローラ120の回転軸方向への作用力であり、Fは定着ローラ120の内壁面からコイルばね150の支持部に働く作用力である。また、αはコイルばね150のピッチ角度である。Fxで表される作用力に対して、コイルばね150の移動を妨げる方向には、式(2)で表される摩擦力Ffが作用する。なお、Fyは、定着ローラ120の回転軸方向に直交する方向への作用力である。
Fx = F · sin α (1)
It becomes. Here, Fx is an acting force in the direction of the rotation axis of the fixing roller 120, and F is an acting force acting on the support portion of the coil spring 150 from the inner wall surface of the fixing roller 120. Α is a pitch angle of the coil spring 150. The frictional force Ff represented by the equation (2) acts in the direction that prevents the coil spring 150 from moving with respect to the acting force represented by Fx. Note that Fy is an acting force in a direction orthogonal to the rotation axis direction of the fixing roller 120.

Ff=μs・F・cosα (2)
もしくは、
Ff = μs · F · cos α (2)
Or

F’f=μv・F・cosα       F′f = μv · F · cos α

(3)
ここで、μsは定着ローラ120の内壁面と上記の支持部に作用する静止摩擦力の大きさを示す静止摩擦係数である。μvは、クーロン摩擦力や粘性摩擦力に代表される動摩擦力係数である。一般的には、μs>μvであり、静止摩擦力はコイルばね150が定着ローラ120内部を移動する瞬間に作用し、動摩擦力はコイルばね150が定着ローラ120の内部を移動しているときに作用する。従って、式(1),(2),(3)より、
定着ローラ120の内部をコイルばね150が移動しないための条件は、式(4)になる。
(3)
Here, μs is a static friction coefficient indicating the magnitude of the static friction force acting on the inner wall surface of the fixing roller 120 and the support portion. μv is a dynamic friction force coefficient represented by Coulomb friction force and viscous friction force. In general, μs> μv, the static frictional force acts at the moment when the coil spring 150 moves inside the fixing roller 120, and the dynamic frictional force is when the coil spring 150 moves inside the fixing roller 120. Works. Therefore, from the equations (1), (2), (3)
The condition for preventing the coil spring 150 from moving inside the fixing roller 120 is expressed by Equation (4).

F’f>Fx (4)
よって、式(4)を満足するコイルばね150のピッチ角度αは式(5)で表される。
F'f> Fx (4)
Therefore, the pitch angle α of the coil spring 150 that satisfies Expression (4) is expressed by Expression (5).

α<tan−1(μv) (5) α <tan −1 (μv) (5)

ここでは、コイルばね150の1巻き分について検討した。しかし、上述したように定着ローラ120が加圧ローラ130からの押圧力に対してコイルばね150の長手方向にほぼ等しい分布の荷重を受けていると考えられるので、コイルばね150の各支持部はどの位置においても均等に押圧力を受ける。この条件はコイルばね150の全体が移動しない条件として成立する。従って、式(5)の条件を満足するようにコイルばね150のピッチ角度αを形成することにより、コイルばね150は定着ローラ120内部で移動しないこととなる。   Here, one turn of the coil spring 150 was examined. However, as described above, it is considered that the fixing roller 120 receives a load having a distribution almost equal to the longitudinal direction of the coil spring 150 with respect to the pressing force from the pressure roller 130. It receives a pressing force evenly at any position. This condition is established as a condition that the entire coil spring 150 does not move. Therefore, by forming the pitch angle α of the coil spring 150 so as to satisfy the condition of the formula (5), the coil spring 150 does not move inside the fixing roller 120.

以上のことから分かるように、コイルばね150の移動はコイルばね150の支持部に作用する力に依存せずに、コイルばね150の支持部と定着ローラ120の内壁面との間に作用する摩擦係数に依存する。   As can be seen from the above, the movement of the coil spring 150 does not depend on the force acting on the support portion of the coil spring 150, and the friction acting between the support portion of the coil spring 150 and the inner wall surface of the fixing roller 120. Depends on the coefficient.

また、厳密には加圧ローラ130による押圧力はニップ部108において最大となる。しかし、この押圧力によって、定着ローラ120の内部のコイルばね150も押圧方向に対して変形(撓み)が生じると共に、押圧方向に対して相対角度が90度を成す部分になる程その径がなだらかに拡大する。すなわち、加圧ローラ130からの押圧力によってコイルばね150の全体形状が楕円形状となる。このとき、ニップ部108における変形量(撓み量)と、押圧方向に対して相対角度が90度を成す部分での撓み量とは互いに異なる。この結果、コイルばね150の支持部は必ずしも全周において均一な摩擦力を受けるとは限らない。そこで、コイルばね150に作用する摩擦力の摩擦係数に経験的な補正係数ξを加味することによってピッチ角度αを補正した式(6)   Strictly speaking, the pressing force by the pressure roller 130 becomes maximum at the nip portion 108. However, this pressing force causes the coil spring 150 inside the fixing roller 120 to be deformed (bent) with respect to the pressing direction, and the diameter of the coil spring 150 becomes gentler toward the portion where the relative angle forms 90 degrees with respect to the pressing direction. Expand to. That is, the entire shape of the coil spring 150 becomes an elliptical shape by the pressing force from the pressure roller 130. At this time, the deformation amount (deflection amount) in the nip portion 108 is different from the deflection amount at a portion where the relative angle forms 90 degrees with respect to the pressing direction. As a result, the support portion of the coil spring 150 does not necessarily receive a uniform frictional force on the entire circumference. Therefore, an equation (6) in which the pitch angle α is corrected by adding an empirical correction coefficient ξ to the friction coefficient of the friction force acting on the coil spring 150.

α<tan−1(ξμv) 式(6)
を用いてもよい。
α <tan −1 (ξμv) Equation (6)
May be used.

本発明では、式(5)若しくは式(6)の条件を満足するピッチ角度αになるように形成した線材を例えば定着ローラ(本発明にいう円筒状ローラの一例である)の内部に挿入して配置しておくことにより、線材を移動させずに定着ローラの剛性を確保する。   In the present invention, a wire formed so as to have a pitch angle α satisfying the condition of Expression (5) or Expression (6) is inserted into, for example, a fixing roller (an example of a cylindrical roller in the present invention). The rigidity of the fixing roller is ensured without moving the wire.

本発明のローラユニットでは、円筒状ローラにその外側から外力が作用した場合、円筒状ローラの長手方向両端部は両端環状部によって外側に押圧されているのでこの長手方向両端部はほとんど変形しない。従って、円筒状ローラの疲労破壊を防止できる。また、両端環状部が上記の数式を満たすので、この両端環状部は円筒状ローラの長手方向に移動しない。従って、線材が円筒状ローラから抜け出たり、円筒状ローラ内部で片寄ったりしない。   In the roller unit of the present invention, when an external force is applied to the cylindrical roller from the outside, both ends in the longitudinal direction of the cylindrical roller are pressed outward by the annular portions at both ends, so that both ends in the longitudinal direction are hardly deformed. Therefore, fatigue failure of the cylindrical roller can be prevented. Moreover, since both-ends annular part satisfy | fills said numerical formula, this both-ends annular part does not move to the longitudinal direction of a cylindrical roller. Therefore, the wire rod does not come out of the cylindrical roller, and is not offset inside the cylindrical roller.

ここで、前記線材は、前記両端環状部と同じ形状の中間環状部が、前記一対の両端環状部の間に形成されたものである場合は、中間環状部が円筒状ローラの内壁面を外側に押圧するので、円筒状ローラにその外側から外力が作用しても円筒状ローラはほとんど変形しない。   Here, when the intermediate annular portion having the same shape as the both-end annular portions is formed between the pair of both-end annular portions, the intermediate annular portion outside the inner wall surface of the cylindrical roller. The cylindrical roller is hardly deformed even if an external force is applied to the cylindrical roller from the outside.

また、前記線材は、前記両端環状部及び前記中間環状部のうち隣り合うもの同士を接続する、前記円筒状ローラの長手方向に延びる複数の接続部が形成されたものであり、これら複数の接続部それぞれは、前記円筒状ローラの円周方向において互いに異なる位置に形成されたものである場合は、円筒状ローラがその内部から加熱されるときは、複数の接続部が円筒状ローラの円周方向において互いに異なる位置に形成されているので、円筒状ローラの周壁は一様に加熱されて温度斑は生じない。   Further, the wire is formed with a plurality of connecting portions extending in the longitudinal direction of the cylindrical roller for connecting adjacent ones of the both end annular portions and the intermediate annular portion, and the plurality of connections. When each part is formed at a position different from each other in the circumferential direction of the cylindrical roller, when the cylindrical roller is heated from the inside, the plurality of connection parts are arranged on the circumference of the cylindrical roller. Since they are formed at positions different from each other in the direction, the peripheral wall of the cylindrical roller is uniformly heated, and temperature spots do not occur.

さらに、前記接続部は、前記円筒状ローラの内壁面から離れているものである場合は、接続部が円筒状ローラの内壁面から離れているので、円筒状ローラにその外側から一様な外力が作用したときには円筒状ローラが接続部においては一様に変形する。   Further, when the connecting portion is separated from the inner wall surface of the cylindrical roller, the connecting portion is separated from the inner wall surface of the cylindrical roller, so that a uniform external force is applied to the cylindrical roller from the outside. When this occurs, the cylindrical roller is uniformly deformed at the connecting portion.

さらにまた、前記線材は、その熱膨張率が前記円筒状ローラの熱膨張率よりも大きいものであり、且つ、前記両端環状部の外径は、前記円筒状ローラの内径よりも小さいものである場合は、円筒状ローラの中空部に線材を挿入し易い。また、円筒状ローラが加熱されたときは線材も加熱されるので、このときは、線材の両端環状部が円筒状ローラの内壁面を外側に押圧する。この結果、円筒状ローラは線材によって補強されることとなる。   Furthermore, the wire has a coefficient of thermal expansion greater than that of the cylindrical roller, and an outer diameter of the annular portion at both ends is smaller than an inner diameter of the cylindrical roller. In this case, it is easy to insert the wire into the hollow portion of the cylindrical roller. Further, when the cylindrical roller is heated, the wire is also heated. At this time, the annular portions at both ends of the wire press the inner wall surface of the cylindrical roller outward. As a result, the cylindrical roller is reinforced by the wire.

さらにまた、前記線材は、その熱膨張率が前記円筒状ローラの熱膨張率よりも大きいものであり、且つ、前記両端環状部及び前記中間環状部の外径は、前記円筒状ローラの内径よりも小さいものである場合は、円筒状ローラの中空部に線材を挿入し易い。また、円筒状ローラが加熱されたときは線材も加熱されるので、このときは、線材の両端環状部お呼び中間環状部が円筒状ローラの内壁面を外側に押圧する。この結果、円筒状ローラは線材によって補強されることとなる。   Furthermore, the thermal expansion coefficient of the wire is larger than that of the cylindrical roller, and the outer diameters of the both-end annular part and the intermediate annular part are larger than the inner diameter of the cylindrical roller. Is also small, it is easy to insert the wire into the hollow portion of the cylindrical roller. Further, when the cylindrical roller is heated, the wire is also heated. At this time, the both-end annular portion and the intermediate annular portion of the wire press the inner wall surface of the cylindrical roller to the outside. As a result, the cylindrical roller is reinforced by the wire.

さらにまた、前記線材は、分割された複数の部分線材から構成されたものである場合は、部分線材は小型になるので製造し易い。   Furthermore, when the said wire is comprised from the divided | segmented some partial wire, since a partial wire becomes small, it is easy to manufacture.

さらにまた、前記両端環状部それぞれは、複数の環が密着してなるものである場合は、円筒状ローラをいっそう補強できる。   Furthermore, each of the annular portions at both ends can further reinforce the cylindrical roller when a plurality of rings are in close contact with each other.

さらにまた、前記両端環状部及び前記中間環状部は、複数の環が密着してなるものである場合は、円筒状ローラをいっそう補強できる。   Furthermore, when the both ends annular portion and the intermediate annular portion are formed by close contact of a plurality of rings, the cylindrical roller can be further reinforced.

さらにまた、前記両端部環状部の前記ピッチ角度は略0度である場合は、円筒状ローラの中空部で線材が移動することをいっそう確実に防止できる。   Furthermore, when the pitch angle of the annular portions at both ends is approximately 0 degrees, it is possible to more reliably prevent the wire from moving in the hollow portion of the cylindrical roller.

さらにまた、前記両端部環状部及び前記中間環状部双方の前記ピッチ角度は略0度である場合は、円筒状ローラの中空部で線材が移動することをいっそう確実に防止できる。   Furthermore, when the pitch angles of both the end annular portions and the intermediate annular portion are substantially 0 degrees, it is possible to more reliably prevent the wire from moving in the hollow portion of the cylindrical roller.

また、本発明の定着装置によれば、定着ローラが線材によって補強されるだけでなく、この線材が円筒状ローラの長手方向に移動しないので、定着ローラの温度斑が防止されて定着性能が向上する。   Further, according to the fixing device of the present invention, not only the fixing roller is reinforced by the wire, but also the wire does not move in the longitudinal direction of the cylindrical roller, so that temperature fluctuations of the fixing roller are prevented and fixing performance is improved. To do.

図面を参照して本発明の実施形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1を参照して、本発明のローラユニットの実施例1を説明する。   A roller unit according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図1は、ローラユニットの実施例1を示す断面図である。この図では、図15に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、ローラユニットの一例として定着ローラを挙げて説明する。   FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a first embodiment of the roller unit. In this figure, the same components as those shown in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals. Here, a fixing roller will be described as an example of the roller unit.

定着ローラ10の芯金124(本発明にいう円筒状ローラの一例である)の中空部には、芯金124の長手方向(矢印L方向)に延びると共にこの芯金124の長さと略同じ長さの線材12が挿入されて配置されている。この線材12のうち芯金124の長手方向両端部には、この長手方向両端部の内壁面を外側に押圧する一対の両端環状部14が形成されている。各両端環状部14は、互いに密着した複数の環(輪ともいい、ここでは2つの環を示す)14aから構成されている。両端環状部14は芯金124の長手方向両端部のみに形成されている。また、一対の両端環状部14は、芯金124の内壁面に接触して矢印L方向に延びる接続部16によって接続されている。線材12は、一本の線材を適宜に折り曲げて形成されたものである。   The hollow portion of the cored bar 124 (an example of the cylindrical roller in the present invention) of the fixing roller 10 extends in the longitudinal direction of the cored bar 124 (in the direction of arrow L) and is approximately the same length as the length of the cored bar 124. The wire 12 is inserted and arranged. A pair of both end annular portions 14 that press the inner wall surfaces of both ends in the longitudinal direction outward are formed at both ends in the longitudinal direction of the cored bar 124 of the wire 12. Each annular portion 14 is composed of a plurality of rings 14a (also referred to as rings, here two rings are shown) that are in close contact with each other. Both end annular portions 14 are formed only at both ends in the longitudinal direction of the cored bar 124. Further, the pair of annular portions 14 at both ends are connected by a connecting portion 16 that contacts the inner wall surface of the core metal 124 and extends in the direction of arrow L. The wire 12 is formed by appropriately bending a single wire.

芯金124の長手方向(矢印L方向)に直交する直交方向(矢印Y方向)と両端環状部14の直径方向とが成すピッチ角度をαとし、芯金124の内壁面と両端環状部14のうち内壁面に接触する部分との動摩擦力係数をμvとし、この動摩擦係数の補正係数をξとしたときに、   The pitch angle formed by the orthogonal direction (arrow Y direction) orthogonal to the longitudinal direction of the metal core 124 (arrow Y direction) and the diameter direction of both end annular portions 14 is α, and the inner wall surface of the core metal 124 and both end annular portions 14 When the coefficient of dynamic friction with the part in contact with the inner wall surface is μv and the coefficient of correction of this coefficient of dynamic friction is ξ,

α<tan−1(μv)、又はα<tan−1(ξμv) を満たす。ここでは、ピッチ角度αを0度にしている。 α <tan −1 (μv) or α <tan −1 (ξμv) is satisfied. Here, the pitch angle α is set to 0 degree.

定着ローラ10に加圧ローラ130(図15参照)の押圧力が作用した場合、芯金124の長手方向両端部は両端環状部14によって外側に押圧されているのでこの長手方向両端部はほとんど変形しない。従って、芯金124の疲労破壊を防止できる。また、両端環状部14のピッチ角度αが上記の数式を満たすので、この両端環状部14は芯金124の長手方向に移動しない。従って、線材12が芯金124から抜け出たり、芯金124の内部で片寄ったりしない。   When the pressing force of the pressure roller 130 (see FIG. 15) acts on the fixing roller 10, both ends in the longitudinal direction of the cored bar 124 are pressed outward by the annular portions 14 at both ends. do not do. Therefore, fatigue failure of the cored bar 124 can be prevented. Moreover, since the pitch angle α of the annular portions 14 at both ends satisfies the above formula, the annular portions 14 at both ends do not move in the longitudinal direction of the cored bar 124. Therefore, the wire 12 does not come out of the cored bar 124 and is not offset inside the cored bar 124.

図2から図5までを参照して、本発明のローラユニットの実施例2を説明する。   A second embodiment of the roller unit of the present invention will be described with reference to FIGS.

図2は、ローラユニットの実施例2を示す斜視図である。図3は、線材の一例を示す斜視図である。図4は、芯金の一部を破断してその内部を示す部分破断図である。図5は、図2の縦断面図である。これらの図では、図15に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、ローラユニットの一例として定着ローラを挙げて説明する。   FIG. 2 is a perspective view showing Example 2 of the roller unit. FIG. 3 is a perspective view showing an example of a wire. FIG. 4 is a partial cutaway view showing a part of the core bar broken away. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of FIG. In these drawings, the same components as those shown in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals. Here, a fixing roller will be described as an example of the roller unit.

定着ローラ20の芯金124(本発明にいう円筒状ローラの一例である)の中空部には、芯金124の長手方向(矢印L方向)に延びると共にこの芯金124の長さと略同じ長さの線材22が挿入されて配置されている。この線材22のうち芯金124の長手方向両端部には、この長手方向両端部の内壁面を外側に押圧する一対の両端環状部24が形成されている。また、線材22では、両端環状部24と同じ形状で同じサイズの中間環状部26が、一対の両端環状部24の間に形成されている。これら一対の両端環状部24と中間環状部26は、芯金124の内壁面に接触して矢印L方向に延びる接続部28によって接続されている。線材22は、一本の線材を適宜に折り曲げて形成されたものである。   The hollow portion of the cored bar 124 (an example of the cylindrical roller in the present invention) of the fixing roller 20 extends in the longitudinal direction of the cored bar 124 (in the direction of arrow L) and is substantially the same length as the length of the cored bar 124. The wire 22 is inserted and arranged. A pair of both-end annular portions 24 that press the inner wall surfaces of both ends in the longitudinal direction outward are formed at both ends in the longitudinal direction of the cored bar 124 of the wire 22. Further, in the wire rod 22, an intermediate annular portion 26 having the same shape and the same size as the both-end annular portions 24 is formed between the pair of both-end annular portions 24. The pair of annular portions 24 at both ends and the intermediate annular portion 26 are connected by a connecting portion 28 that contacts the inner wall surface of the cored bar 124 and extends in the direction of arrow L. The wire 22 is formed by appropriately bending a single wire.

各両端環状部24は、互いに密着した複数の環(輪ともいい、ここでは2つの環を示す)24aから構成されている。両端環状部24は芯金124の長手方向両端部のみに形成されている。また、一つの中間環状部26は、互いに密着した複数の環(輪ともいい、ここでは2つの環を示す)26aから構成されている。ここでは3つの中間環状部26を示しているが、2つ若しくは4つ以上の中間環状部26を形成してもよい。   Each of the annular portions 24 at both ends includes a plurality of rings (also referred to as rings, here two rings are shown) 24a in close contact with each other. Both end annular portions 24 are formed only at both ends in the longitudinal direction of the cored bar 124. One intermediate annular portion 26 is composed of a plurality of rings (also referred to as rings, here two rings are shown) 26a that are in close contact with each other. Although three intermediate annular portions 26 are shown here, two or four or more intermediate annular portions 26 may be formed.

芯金124の長手方向(矢印L方向)に直交する直交方向(矢印Y方向)と両端環状部24及び中間環状部26の直径方向(矢印D方向)とが成すピッチ角度をαとし、芯金124の内壁面と両端環状部24(及び中間環状部26)のうち内壁面に接触する部分との動摩擦力係数をμvとし、この動摩擦係数の補正係数をξとしたときに、   The pitch angle formed by the orthogonal direction (arrow Y direction) orthogonal to the longitudinal direction (arrow L direction) of the core metal 124 and the diameter direction (arrow D direction) of the both-end annular part 24 and the intermediate annular part 26 is α, and the metal core When the dynamic friction force coefficient between the inner wall surface of 124 and the annular contact portion 24 (and the intermediate annular portion 26) in contact with the inner wall surface is μv and the correction coefficient of the dynamic friction coefficient is ξ,

α<tan−1(μv)、又はα<tan−1(ξμv) を満たす。ここでは、ピッチ角度αを0度にしている。 α <tan −1 (μv) or α <tan −1 (ξμv) is satisfied. Here, the pitch angle α is set to 0 degree.

定着ローラ20に加圧ローラ130(図15参照)の押圧力が作用した場合、芯金124の長手方向両端部は両端環状部24によって外側に押圧されているのでこの長手方向両端部はほとんど変形しない。また、中間環状部26が、芯金124の長手方向中間部を補強しているのでこの中間部は変形しない。従って、芯金124の疲労破壊や変形を防止できる。また、両端環状部24のピッチ角度αが上記の数式を満たすので、この両端環状部24は芯金124の長手方向に移動しない。従って、線材22が芯金124から抜け出たり、芯金124の内部で片寄ったりしない。   When the pressing force of the pressure roller 130 (see FIG. 15) acts on the fixing roller 20, both ends in the longitudinal direction of the cored bar 124 are pressed outward by the annular portions 24 at both ends. do not do. Further, since the intermediate annular portion 26 reinforces the intermediate portion in the longitudinal direction of the cored bar 124, the intermediate portion is not deformed. Therefore, fatigue failure and deformation of the cored bar 124 can be prevented. Moreover, since the pitch angle α of the annular portions 24 at both ends satisfies the above mathematical formula, the annular portions 24 at both ends do not move in the longitudinal direction of the cored bar 124. Therefore, the wire 22 does not come out of the cored bar 124 and is not offset inside the cored bar 124.

図6を参照して、本発明のローラユニットの実施例3を説明する。   A third embodiment of the roller unit of the present invention will be described with reference to FIG.

図6は、ローラユニットの実施例3を示す縦断面図である。この図では、図15に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、ローラユニットの一例として定着ローラを挙げて説明する。   FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing Example 3 of the roller unit. In this figure, the same components as those shown in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals. Here, a fixing roller will be described as an example of the roller unit.

定着ローラ30の芯金124(本発明にいう円筒状ローラの一例である)の中空部には、芯金124の長手方向(矢印L方向)に延びる4つの部分線材32,34,36,38が挿入されて配置されている。各部分線材32,34,36,38の長さは、芯金124の長さの約4分の1である。従って、4つの部分線材32,34,36,38を合計した長さは、芯金124の長さと略同じ長さである。部分線材32と部分線材38は同一形状、同一サイズであるが、芯金124の中空部では互いに逆向きに配置されている。また、部分線材34と部分線材36は同一形状、同一サイズである。   In the hollow portion of the cored bar 124 of the fixing roller 30 (which is an example of the cylindrical roller in the present invention), four partial wires 32, 34, 36, 38 extending in the longitudinal direction of the cored bar 124 (arrow L direction). Is inserted and placed. The length of each partial wire rod 32, 34, 36, 38 is about a quarter of the length of the cored bar 124. Therefore, the total length of the four partial wire rods 32, 34, 36 and 38 is substantially the same as the length of the cored bar 124. The partial wire 32 and the partial wire 38 have the same shape and the same size, but are disposed in opposite directions in the hollow portion of the cored bar 124. The partial wire 34 and the partial wire 36 have the same shape and the same size.

部分線材32の長手方向一端部には2つの環状部32a,32aが密接して形成されており、長手方向他端部には、1つの環状部32bが形成されている。環状部32aと環状部32bは、矢印L方向に延びて芯金124の内壁面に接触した接続部32cで接続されている。部分線材38も、部分線材32と同様に、その長手方向一端部には1つの環状部38aが形成されており、長手方向他端部には、2つの環状部38b,38bが密接して形成されている。環状部38aと環状部38bは、矢印L方向に延びて芯金124の内壁面に接触した接続部38cで接続されている。   Two annular portions 32a and 32a are formed in close contact with one end portion in the longitudinal direction of the partial wire rod 32, and one annular portion 32b is formed at the other end portion in the longitudinal direction. The annular portion 32 a and the annular portion 32 b are connected by a connection portion 32 c that extends in the arrow L direction and contacts the inner wall surface of the cored bar 124. Similarly to the partial wire 32, the partial wire 38 is also formed with one annular portion 38a at one end in the longitudinal direction and two annular portions 38b and 38b in close contact with the other end in the longitudinal direction. Has been. The annular portion 38a and the annular portion 38b are connected by a connection portion 38c that extends in the direction of arrow L and contacts the inner wall surface of the cored bar 124.

また、部分線材34の長手方向両端部には1つずつ環状部34a,34bが形成されている。環状部34a,34bは、矢印L方向に延びて芯金124の内壁面に接触した接続部34cで接続されている。部分線材36も、部分線材34と同様に、その長手方向両端部に1つずつ環状部36a,36bが形成されており、環状部36a,36bは、矢印L方向に延びて芯金124の内壁面に接触した接続部36cで接続されている。従って、4つの部分線材32,34,36,38を芯金124の中空部に挿入して配置した状態は、図5に示す線材22と極めて似た状態である。   In addition, annular portions 34 a and 34 b are formed one by one at both ends in the longitudinal direction of the partial wire 34. The annular portions 34 a and 34 b are connected by a connection portion 34 c that extends in the arrow L direction and contacts the inner wall surface of the cored bar 124. Similarly to the partial wire 34, the partial wire 36 is also formed with annular portions 36 a and 36 b at both ends in the longitudinal direction. The annular portions 36 a and 36 b extend in the direction of the arrow L and The connection part 36c which contacted the wall surface is connected. Therefore, the state in which the four partial wires 32, 34, 36, and 38 are inserted and arranged in the hollow portion of the cored bar 124 is very similar to the wire 22 shown in FIG.

芯金124の中空部に配置された4つの部分線材32,34,36,38を全体として見た場合、芯金124の長手方向両端部に、この長手方向両端部の内壁面を外側に押圧する一対の両端環状部32a,38bが形成されている。また、4つの部分線材32,34,36,38では、両端環状部32a,38bと同じ形状で同じサイズの中間環状部32b,34a(36a,34b)(38a,36b)が、一対の両端環状部32a,38bの間に形成されている。   When the four partial wires 32, 34, 36, and 38 arranged in the hollow portion of the cored bar 124 are viewed as a whole, the inner wall surfaces of both ends in the longitudinal direction are pressed outward at both ends in the longitudinal direction of the cored bar 124. A pair of annular portions 32a and 38b at both ends are formed. Further, in the four partial wire rods 32, 34, 36, and 38, intermediate annular portions 32b and 34a (36a and 34b) (38a and 36b) having the same shape and the same size as the annular portions 32a and 38b at both ends are paired annularly at both ends. It is formed between the parts 32a and 38b.

芯金124の長手方向(矢印L方向)に直交する直交方向(矢印Y方向)と各環状部32a,32b,34a,34b,36a,36b,38a,38bの直径方向とが成すピッチ角度をαとし、芯金124の内壁面と各環状部32a,32b,34a,34b,36a,36b,38a,38bのうち内壁面に接触する部分との動摩擦力係数をμvとし、この動摩擦係数の補正係数をξとしたときに、   The pitch angle formed by the orthogonal direction (arrow Y direction) orthogonal to the longitudinal direction (arrow L direction) of the cored bar 124 and the diameter direction of each annular portion 32a, 32b, 34a, 34b, 36a, 36b, 38a, 38b is α And the coefficient of dynamic friction between the inner wall surface of the cored bar 124 and each annular portion 32a, 32b, 34a, 34b, 36a, 36b, 38a, 38b that contacts the inner wall surface is μv, and the correction coefficient for this dynamic friction coefficient Is ξ,

α<tan−1(μv)、又はα<tan−1(ξμv) を満たす。ここでは、ピッチ角度αを0度にしている。 α <tan −1 (μv) or α <tan −1 (ξμv) is satisfied. Here, the pitch angle α is set to 0 degree.

定着ローラ30に加圧ローラ130(図15参照)の押圧力が作用した場合、芯金124の長手方向両端部は両端環状部32a,38bによって外側に押圧されているのでこの長手方向両端部はほとんど変形しない。また、中間環状部32b,34a,34b,36a,36b,38aが、芯金124の長手方向中間部を補強しているのでこの中間部は変形しない。従って、芯金124の疲労破壊や変形を防止できる。また、各環状部32a,32b,34a,34b,36a,36b,38a,38bのピッチ角度αが上記の数式を満たすので、これらの環状部は芯金124の長手方向に移動しない。従って、部分線材32,34,36,38が芯金124から抜け出たり、芯金124の内部で片寄ったりしない。また、各部分線材32,34,36,38は短いので、形成加工上の精度を向上できると共に,芯金124にいっそう容易に挿入できる。なお、部分線材の本数を増やすことによって定着ローラ30の強度を増大できる。   When the pressing force of the pressure roller 130 (see FIG. 15) is applied to the fixing roller 30, both ends in the longitudinal direction of the core metal 124 are pressed outward by the both end annular portions 32a and 38b. Almost no deformation. Further, since the intermediate annular portions 32b, 34a, 34b, 36a, 36b, and 38a reinforce the longitudinal intermediate portion of the core metal 124, the intermediate portion is not deformed. Therefore, fatigue failure and deformation of the cored bar 124 can be prevented. Moreover, since the pitch angle α of each annular portion 32a, 32b, 34a, 34b, 36a, 36b, 38a, 38b satisfies the above mathematical formula, these annular portions do not move in the longitudinal direction of the cored bar 124. Therefore, the partial wire rods 32, 34, 36, and 38 do not come out of the cored bar 124 and are not offset inside the cored bar 124. Moreover, since each partial wire 32,34,36,38 is short, while being able to improve the precision on formation processing, it can insert in the metal core 124 more easily. Note that the strength of the fixing roller 30 can be increased by increasing the number of partial wires.

図7を参照して、本発明のローラユニットの実施例4を説明する。   Embodiment 4 of the roller unit of the present invention will be described with reference to FIG.

図7は、ローラユニットの実施例4を示す縦断面図である。この図では、図15に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、ローラユニットの一例として定着ローラを挙げて説明する。   FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing Example 4 of the roller unit. In this figure, the same components as those shown in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals. Here, a fixing roller will be described as an example of the roller unit.

定着ローラ40の芯金124(本発明にいう円筒状ローラの一例である)の中空部には、芯金124の長手方向(矢印L方向)に延びる4つの部分線材41,42,43,44が挿入されて配置されている。各部分線材41,42,43,44の長さは、芯金124の長さの約4分の1である。従って、4つの部分線材41,42,43,44を合計した長さは、芯金124の長さと略同じ長さである。各部分線材41,42,43,44は同一形状、同一サイズである。芯金124の内部においては、部分線材41,43は同じ向きに配置されており、この向きとは反対向きに部分線材42,44が配置されている。   In the hollow portion of the cored bar 124 of the fixing roller 40 (which is an example of the cylindrical roller according to the present invention), four partial wire rods 41, 42, 43, 44 extending in the longitudinal direction (arrow L direction) of the cored bar 124. Is inserted and placed. The length of each partial wire rod 41, 42, 43, 44 is about a quarter of the length of the cored bar 124. Therefore, the total length of the four partial wires 41, 42, 43, 44 is substantially the same as the length of the cored bar 124. Each partial wire 41, 42, 43, 44 has the same shape and the same size. In the cored bar 124, the partial wire rods 41 and 43 are arranged in the same direction, and the partial wire rods 42 and 44 are arranged in a direction opposite to this direction.

部分線材41の長手方向両端部にはそれぞれ1つの環状部41a,41bが形成されており、これら一対の環状部41a,41bの間には、1つの環状部41cが形成されている。環状部41aと環状部41cは、矢印L方向に延びて芯金124の内壁面に接触した接続部41dで接続されている。同様に、環状部41cと環状部41bは、矢印L方向に延びて芯金124の内壁面に接触した接続部41dで接続されている。   One annular portion 41a, 41b is formed at each longitudinal end of the partial wire 41, and one annular portion 41c is formed between the pair of annular portions 41a, 41b. The annular portion 41 a and the annular portion 41 c are connected by a connection portion 41 d that extends in the direction of arrow L and contacts the inner wall surface of the cored bar 124. Similarly, the annular portion 41 c and the annular portion 41 b are connected by a connecting portion 41 d that extends in the direction of arrow L and contacts the inner wall surface of the cored bar 124.

部分線材42の長手方向両端部にはそれぞれ1つの環状部42a,42bが形成されており、これら一対の環状部42a,42bの間には、1つの環状部42cが形成されている。環状部42aと環状部42cは、矢印L方向に延びて芯金124の内壁面に接触した接続部42dで接続されている。同様に、環状部42cと環状部42bは、矢印L方向に延びて芯金124の内壁面に接触した接続部42dで接続されている。接続部41dと接続部42dとは、芯金124の外周方向において180度離れた位置に配置されている。   One annular portion 42a, 42b is formed at each longitudinal end of the partial wire 42, and one annular portion 42c is formed between the pair of annular portions 42a, 42b. The annular portion 42a and the annular portion 42c are connected by a connecting portion 42d that extends in the direction of arrow L and contacts the inner wall surface of the cored bar 124. Similarly, the annular portion 42c and the annular portion 42b are connected by a connection portion 42d that extends in the direction of arrow L and contacts the inner wall surface of the cored bar 124. The connecting portion 41d and the connecting portion 42d are disposed at positions that are 180 degrees apart in the outer peripheral direction of the cored bar 124.

部分線材43の長手方向両端部にはそれぞれ1つの環状部43a,43bが形成されており、これら一対の環状部43a,43bの間には、1つの環状部43cが形成されている。環状部43aと環状部43cは、矢印L方向に延びて芯金124の内壁面に接触した接続部43dで接続されている。同様に、環状部43cと環状部43bは、矢印L方向に延びて芯金124の内壁面に接触した接続部43dで接続されている。   One annular portion 43a, 43b is formed at each longitudinal end of the partial wire 43, and one annular portion 43c is formed between the pair of annular portions 43a, 43b. The annular portion 43a and the annular portion 43c are connected by a connecting portion 43d that extends in the direction of arrow L and contacts the inner wall surface of the cored bar 124. Similarly, the annular portion 43c and the annular portion 43b are connected by a connecting portion 43d that extends in the arrow L direction and contacts the inner wall surface of the cored bar 124.

部分線材44の長手方向両端部にはそれぞれ1つの環状部44a,44bが形成されており、これら一対の環状部44a,44bの間には、1つの環状部44cが形成されている。環状部44aと環状部44cは、矢印L方向に延びて芯金124の内壁面に接触した接続部44dで接続されている。同様に、環状部44cと環状部44bは、矢印L方向に延びて芯金124の内壁面に接触した接続部44dで接続されている。接続部44dと接続部43dとは、芯金124の外周方向において180度離れた位置に配置されている。さらに、上述したように接続部41dと接続部42dも芯金124の外周方向において180度離れた位置に配置されているので、ヒータ122(図14参照)からの輻射熱によって内壁面が比較的一様に加熱される。この結果、定着ローラ40の外周面や周壁は一様に昇温及び冷却されるので温度斑は生じない。   One annular portion 44a, 44b is formed at each longitudinal end of the partial wire 44, and one annular portion 44c is formed between the pair of annular portions 44a, 44b. The annular portion 44a and the annular portion 44c are connected by a connecting portion 44d that extends in the direction of arrow L and contacts the inner wall surface of the cored bar 124. Similarly, the annular portion 44c and the annular portion 44b are connected by a connection portion 44d that extends in the arrow L direction and contacts the inner wall surface of the cored bar 124. The connecting portion 44d and the connecting portion 43d are arranged at positions separated by 180 degrees in the outer peripheral direction of the cored bar 124. Further, as described above, the connecting portion 41d and the connecting portion 42d are also arranged at positions 180 degrees apart in the outer peripheral direction of the cored bar 124, so that the inner wall surface is relatively uniform due to the radiant heat from the heater 122 (see FIG. 14). Is heated. As a result, the outer peripheral surface and the peripheral wall of the fixing roller 40 are uniformly heated and cooled, so that temperature spots do not occur.

芯金124の中空部に配置された4つの部分線材41,42,43,44を全体として見た場合、芯金124の長手方向両端部に、この長手方向両端部の内壁面を外側に押圧する一対の両端環状部41a,44bが形成されている。また、4つの部分線材41,42,43,44では、両端環状部41a,44bと同じ形状で同じサイズの中間環状部41c,41b,42a,42c,42b,43a,43c,43b,44a,44cが、一対の両端環状部41a,44bの間に形成されている。   When the four partial wires 41, 42, 43, 44 arranged in the hollow portion of the core metal 124 are viewed as a whole, the inner wall surfaces of both ends in the longitudinal direction are pressed outward at both ends in the longitudinal direction of the core metal 124. A pair of annular portions 41a and 44b at both ends are formed. Further, in the four partial wire rods 41, 42, 43, and 44, intermediate annular portions 41c, 41b, 42a, 42c, 42b, 43a, 43c, 43b, 44a, and 44c having the same shape and the same size as the both-end annular portions 41a and 44b. Is formed between the pair of annular portions 41a and 44b at both ends.

芯金124の長手方向(矢印L方向)に直交する直交方向(矢印Y方向)と各環状部部41a,41c,41b,42a,42c,42b,43a,43c,43b,44a,44c,44bの直径方向とが成すピッチ角度をαとし、芯金124の内壁面と各環状部41a,41c,41b,42a,42c,42b,43a,43c,43b,44a,44c,44bのうち内壁面に接触する部分との動摩擦力係数をμvとし、この動摩擦係数の補正係数をξとしたときに、   The orthogonal direction (arrow Y direction) orthogonal to the longitudinal direction (arrow L direction) of the cored bar 124 and the annular portions 41a, 41c, 41b, 42a, 42c, 42b, 43a, 43c, 43b, 44a, 44c, 44b The pitch angle formed by the diameter direction is α, and the inner wall surface of the cored bar 124 and the inner wall surface of the annular portions 41a, 41c, 41b, 42a, 42c, 42b, 43a, 43c, 43b, 44a, 44c, 44b are contacted. When the dynamic friction force coefficient with the part to be used is μv and the correction coefficient of this dynamic friction coefficient is ξ,

α<tan−1(μv)、又はα<tan−1(ξμv) を満たす。ここでは、ピッチ角度αを0度にしている。 α <tan −1 (μv) or α <tan −1 (ξμv) is satisfied. Here, the pitch angle α is set to 0 degree.

定着ローラ40に加圧ローラ130(図15参照)の押圧力が作用した場合、芯金124の長手方向両端部は両端環状部41a,44bによって外側に押圧されているのでこの長手方向両端部はほとんど変形しない。また、中間環状部41c,41b,42a,42c,42b,43a,43c,43b,44a,44cが、芯金124の長手方向中間部を補強しているのでこの中間部は変形しない。従って、芯金124の疲労破壊や変形を防止できる。また、各環状部41a,41c,41b,42a,42c,42b,43a,43c,43b,44a,44c,44bのピッチ角度αが上記の数式を満たすので、これらの環状部は芯金124の長手方向に移動しない。従って、部分線材41,42,43,44が芯金124から抜け出たり、芯金124の内部で片寄ったりしない。また、各部分線材41,42,43,44は短いので、形成加工上の精度を向上できると共に,芯金124にいっそう容易に挿入できる。なお、部分線材の本数を増やすことによって定着ローラ40の強度を増大できる。   When the pressing force of the pressure roller 130 (see FIG. 15) is applied to the fixing roller 40, both ends in the longitudinal direction of the core metal 124 are pressed outward by the annular portions 41a and 44b at both ends. Almost no deformation. Further, since the intermediate annular portions 41c, 41b, 42a, 42c, 42b, 43a, 43c, 43b, 44a, 44c reinforce the longitudinal intermediate portion of the cored bar 124, the intermediate portion is not deformed. Therefore, fatigue failure and deformation of the cored bar 124 can be prevented. In addition, since the pitch angle α of each of the annular portions 41a, 41c, 41b, 42a, 42c, 42b, 43a, 43c, 43b, 44a, 44c, 44b satisfies the above formula, these annular portions are the longitudinal lengths of the cored bar 124. Does not move in the direction. Therefore, the partial wire rods 41, 42, 43, 44 do not come out of the cored bar 124 and are not offset inside the cored bar 124. Moreover, since each partial wire 41, 42, 43, 44 is short, it can improve the precision in forming and can be inserted into the core metal 124 more easily. Note that the strength of the fixing roller 40 can be increased by increasing the number of partial wires.

図8を参照して、本発明のローラユニットの実施例5を説明する。   With reference to FIG. 8, Example 5 of the roller unit of the present invention will be described.

図8は、ローラユニットの実施例5を示す縦断面図である。この図では、図15に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、ローラユニットの一例として定着ローラを挙げて説明する。   FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing Example 5 of the roller unit. In this figure, the same components as those shown in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals. Here, a fixing roller will be described as an example of the roller unit.

定着ローラ50の芯金124(本発明にいう円筒状ローラの一例である)の中空部には、芯金124の長手方向(矢印L方向)に延びる4つの部分線材51,52,53,54が挿入されて配置されている。各部分線材51,52,53,54の長さは、芯金124の長さの約4分の1である。従って、4つの部分線材51,52,53,54を合計した長さは、芯金124の長さと略同じ長さである。各部分線材51,52,53,54は同一形状、同一サイズである。芯金124の内部においては、各部分線材51,52,53,54は互いに異なる向きに配置されている。   In the hollow portion of the cored bar 124 (an example of the cylindrical roller in the present invention) of the fixing roller 50, four partial wire rods 51, 52, 53, 54 extending in the longitudinal direction (arrow L direction) of the cored bar 124. Is inserted and placed. The length of each partial wire 51, 52, 53, 54 is about a quarter of the length of the cored bar 124. Therefore, the total length of the four partial wires 51, 52, 53, 54 is substantially the same as the length of the cored bar 124. Each partial wire 51, 52, 53, 54 has the same shape and the same size. Inside the cored bar 124, the partial wire rods 51, 52, 53, 54 are arranged in different directions.

部分線材51の長手方向両端部にはそれぞれ1つの環状部51a,51bが形成されており、環状部51aと環状部51bは、矢印L方向に延びて芯金124の内壁面に接触した接続部51cで接続されている。   Annular portions 51a and 51b are respectively formed at both ends in the longitudinal direction of the partial wire 51, and the annular portions 51a and 51b extend in the direction of the arrow L and are connected to the inner wall surface of the core metal 124. 51c is connected.

部分線材52の長手方向両端部にはそれぞれ1つの環状部52a,52bが形成されており、環状部52aと環状部52bは、矢印L方向に延びて芯金124の内壁面に接触した接続部52cで接続されている。   One annular portion 52a, 52b is formed at each of both ends in the longitudinal direction of the partial wire 52, and the annular portion 52a and the annular portion 52b extend in the direction of the arrow L and contact the inner wall surface of the core metal 124. 52c is connected.

部分線材53の長手方向両端部にはそれぞれ1つの環状部53a,53bが形成されており、環状部53aと環状部53bは、矢印L方向に延びて芯金124の内壁面に接触した接続部53cで接続されている。   One annular portion 53a, 53b is formed at each of both ends in the longitudinal direction of the partial wire 53, and the annular portion 53a and the annular portion 53b extend in the direction of the arrow L and contact the inner wall surface of the cored bar 124. 53c is connected.

部分線材54の長手方向両端部にはそれぞれ1つの環状部54a,54bが形成されており、環状部54aと環状部54bは、矢印L方向に延びて芯金124の内壁面に接触した接続部54cで接続されている。   Annular portions 54a and 54b are respectively formed at both ends in the longitudinal direction of the partial wire 54. The annular portion 54a and the annular portion 54b extend in the direction of arrow L and are connected to the inner wall surface of the core metal 124. 54c is connected.

4つの接続部51c,52c,53c,54cは、芯金124の外周方向において互いに90度ずつ離れた位置に配置されている。このため、ヒータ122(図14参照)からの輻射熱によって内壁面が比較的一様に加熱される。この結果、定着ローラ50の外周面や周壁は一様に昇温及び冷却されるので温度斑は生じない。   The four connection portions 51c, 52c, 53c, and 54c are arranged at positions that are 90 degrees apart from each other in the outer circumferential direction of the cored bar 124. For this reason, the inner wall surface is heated relatively uniformly by the radiant heat from the heater 122 (see FIG. 14). As a result, the outer peripheral surface and the peripheral wall of the fixing roller 50 are uniformly heated and cooled, so that temperature spots do not occur.

芯金124の中空部に配置された4つの部分線材51,52,53,54を全体として見た場合、芯金124の長手方向両端部に、この長手方向両端部の内壁面を外側に押圧する一対の両端環状部51a,54bが形成されていることとなる。また、4つの部分線材51,52,53,54では、両端環状部51a,54bと同じ形状で同じサイズの中間環状部51b,52a,52b,53a,53b,54aが、一対の両端環状部51a,54bの間に形成されていることとなる。   When the four partial wires 51, 52, 53, 54 arranged in the hollow portion of the cored bar 124 are viewed as a whole, the inner wall surfaces of both ends in the longitudinal direction are pressed outward at both ends in the longitudinal direction of the cored bar 124. A pair of annular portions 51a and 54b at both ends are formed. Further, in the four partial wire rods 51, 52, 53, 54, intermediate annular portions 51b, 52a, 52b, 53a, 53b, 54a having the same shape and the same size as the annular portions 51a, 54b at both ends are paired with the annular portions 51a at both ends. , 54b.

芯金124の長手方向(矢印L方向)に直交する直交方向(矢印Y方向)と各環状部部51a,51b,52a,52b,53a,53b,54a,54bの直径方向とが成すピッチ角度をαとし、芯金124の内壁面と各環状部51a,51b,52a,52b,53a,53b,54a,54bのうち内壁面に接触する部分との動摩擦力係数をμvとし、この動摩擦係数の補正係数をξとしたときに、   A pitch angle formed by an orthogonal direction (arrow Y direction) orthogonal to the longitudinal direction (arrow L direction) of the cored bar 124 and the diameter direction of each annular portion 51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b, 54a, 54b. α is set, and μv is a dynamic friction force coefficient between the inner wall surface of the cored bar 124 and each annular portion 51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b, 54a, 54b, and the portion contacting the inner wall surface. When the coefficient is ξ,

α<tan−1(μv)、又はα<tan−1(ξμv) を満たす。ここでは、ピッチ角度αを0度にしている。 α <tan −1 (μv) or α <tan −1 (ξμv) is satisfied. Here, the pitch angle α is set to 0 degree.

定着ローラ50に加圧ローラ130(図15参照)の押圧力が作用した場合、芯金124の長手方向両端部は両端環状部51a,54bによって外側に押圧されているのでこの長手方向両端部はほとんど変形しない。また、中間環状部51b,52a,52b,53a,53b,54aが、芯金124の長手方向中間部を補強しているのでこの中間部は変形しない。従って、芯金124の疲労破壊や変形を防止できる。また、各環状部51a,51b,52a,52b,53a,53b,54a,54bのピッチ角度αが上記の数式を満たすので、これらの環状部は芯金124の長手方向に移動しない。従って、部分線材51,52,53,54が芯金124から抜け出たり、芯金124の内部で片寄ったりしない。また、各部分線材51,52,53,54は短いので、形成加工上の精度を向上できると共に,芯金124にいっそう容易に挿入できる。なお、部分線材の本数を増やすことによって定着ローラ50の強度を増大できる。   When the pressing force of the pressure roller 130 (see FIG. 15) is applied to the fixing roller 50, both ends in the longitudinal direction of the core metal 124 are pressed outward by the annular portions 51a and 54b at both ends. Almost no deformation. Further, since the intermediate annular portions 51b, 52a, 52b, 53a, 53b, 54a reinforce the intermediate portion in the longitudinal direction of the core metal 124, the intermediate portion is not deformed. Therefore, fatigue failure and deformation of the cored bar 124 can be prevented. In addition, since the pitch angle α of each of the annular portions 51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b, 54a, 54b satisfies the above mathematical formula, these annular portions do not move in the longitudinal direction of the cored bar 124. Therefore, the partial wires 51, 52, 53, 54 do not come out of the cored bar 124 and are not offset inside the cored bar 124. Moreover, since each partial wire 51,52,53,54 is short, it can improve the precision in forming and can be inserted into the metal core 124 more easily. Note that the strength of the fixing roller 50 can be increased by increasing the number of partial wires.

図9を参照して、本発明のローラユニットの実施例6を説明する。   With reference to FIG. 9, Example 6 of the roller unit of this invention is demonstrated.

図9は、ローラユニットの実施例6を示す縦断面図である。これらの図では、図15に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、ローラユニットの一例として定着ローラを挙げて説明する。   FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing Example 6 of the roller unit. In these drawings, the same components as those shown in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals. Here, a fixing roller will be described as an example of the roller unit.

定着ローラ60の芯金124(本発明にいう円筒状ローラの一例である)の中空部には、芯金124の長手方向(矢印L方向)に延びると共にこの芯金124の長さと略同じ長さの線材62が挿入されて配置されている。この線材62のうち芯金124の長手方向両端部には、この長手方向両端部の内壁面を外側に押圧する一対の両端環状部64が形成されている。また、線材62では、両端環状部64と同じ形状で同じサイズの中間環状部66が、一対の両端環状部64の間に形成されている。これら一対の両端環状部64と中間環状部66は、芯金124の内壁面124aから離れて(接触せずに)矢印L方向に延びる接続部68によって接続されている。接続部68が定着ローラ60の内壁面124aに接触していないので、定着温調時に加圧ローラ130(図14参照)が定着ローラ60を押圧する際にニップ圧が変化しない。この結果、ニップ圧の変化に起因する画像への悪影響を軽減できる。なお、線材62は、一本の線材を適宜に折り曲げて形成されたものである。   The hollow portion of the cored bar 124 (an example of the cylindrical roller in the present invention) of the fixing roller 60 extends in the longitudinal direction of the cored bar 124 (in the direction of the arrow L) and is approximately the same length as the length of the cored bar 124. The wire 62 is inserted and arranged. A pair of both-end annular portions 64 that press the inner wall surfaces of both ends in the longitudinal direction outward are formed at both ends in the longitudinal direction of the cored bar 124 of the wire 62. Further, in the wire 62, an intermediate annular portion 66 having the same shape and the same size as the both end annular portions 64 is formed between the pair of both end annular portions 64. The pair of annular portions 64 at both ends and the intermediate annular portion 66 are connected to each other by a connecting portion 68 that extends away from (in contact with) the inner wall surface 124a of the core metal 124 in the arrow L direction. Since the connecting portion 68 is not in contact with the inner wall surface 124 a of the fixing roller 60, the nip pressure does not change when the pressure roller 130 (see FIG. 14) presses the fixing roller 60 during fixing temperature adjustment. As a result, it is possible to reduce the adverse effect on the image caused by the change in the nip pressure. The wire 62 is formed by appropriately bending a single wire.

各両端環状部64は、互いに密着した複数の環(輪ともいい、ここでは2つの環を示す)64aから構成されている。両端環状部64は芯金124の長手方向両端部のみに形成されている。また、一つの中間環状部66は、互いに密着した複数の環(輪ともいい、ここでは2つの環を示す)66aから構成されている。ここでは3つの中間環状部66を示しているが、2つ若しくは4つ以上の中間環状部26を形成してもよい。   Each of the annular portions 64 at both ends includes a plurality of rings (also referred to as rings, here two rings are shown) 64a that are in close contact with each other. Both end annular portions 64 are formed only at both ends in the longitudinal direction of the cored bar 124. In addition, one intermediate annular portion 66 includes a plurality of rings (also referred to as rings, here two rings are shown) 66a that are in close contact with each other. Although three intermediate annular portions 66 are shown here, two or four or more intermediate annular portions 26 may be formed.

芯金124の長手方向(矢印L方向)に直交する直交方向(矢印Y方向)と両端環状部64及び中間環状部66の直径方向とが成すピッチ角度をαとし、芯金124の内壁面124aと両端環状部64(及び中間環状部66)のうち内壁面に接触する部分との動摩擦力係数をμvとし、この動摩擦係数の補正係数をξとしたときに、   The pitch angle formed by the orthogonal direction (arrow Y direction) orthogonal to the longitudinal direction (arrow L direction) of the core metal 124 and the diameter direction of both end annular portions 64 and the intermediate annular portion 66 is α, and the inner wall surface 124a of the core metal 124 is shown. And the dynamic friction force coefficient between the both ends annular portion 64 (and the intermediate annular portion 66) in contact with the inner wall surface is μv, and the correction coefficient of the dynamic friction coefficient is ξ,

α<tan−1(μv)、又はα<tan−1(ξμv) を満たす。ここでは、ピッチ角度αを0度にしている。 α <tan −1 (μv) or α <tan −1 (ξμv) is satisfied. Here, the pitch angle α is set to 0 degree.

定着ローラ60に加圧ローラ130(図15参照)の押圧力が作用した場合、芯金124の長手方向両端部は両端環状部64によって外側に押圧されているのでこの長手方向両端部はほとんど変形しない。また、中間環状部66が、芯金124の長手方向中間部を補強しているのでこの中間部は変形しない。従って、芯金124の疲労破壊や変形を防止できる。また、両端環状部64及び中間環状部66のピッチ角度αが上記の数式を満たすので、両端環状部64及び中間環状部66は芯金124の長手方向に移動しない。従って、線材62が芯金124から抜け出たり、芯金124の内部で片寄ったりしない。   When the pressing force of the pressure roller 130 (see FIG. 15) acts on the fixing roller 60, both ends in the longitudinal direction of the cored bar 124 are pressed outward by the annular portions 64 at both ends, so that both ends in the longitudinal direction are almost deformed. do not do. Further, since the intermediate annular portion 66 reinforces the intermediate portion in the longitudinal direction of the core metal 124, the intermediate portion is not deformed. Therefore, fatigue failure and deformation of the cored bar 124 can be prevented. Further, since the pitch angle α between the both-end annular portion 64 and the intermediate annular portion 66 satisfies the above mathematical formula, the both-end annular portion 64 and the intermediate annular portion 66 do not move in the longitudinal direction of the cored bar 124. Therefore, the wire 62 does not come out of the cored bar 124 and is not offset inside the cored bar 124.

上記した実施例1から実施例6までは、線材22等の両端環状部24等及び中間環状部26等が芯金124の内壁面124aを常温のときも高温のときも常に押圧している。このような線材22に代えて、実施例7では、熱膨張率が芯金124の熱膨張率よりも大きいものであり、且つ、両端環状部24等及び中間環状部26等の外径が芯金124の内径よりも小さい線材を使用した。このような材質の線材を使用した場合、芯金124の中空部に線材を挿入し易い。また、芯金124が加熱されたときは線材も加熱されて膨張するので、線材の両端環状部24等及び中間環状部26等が芯金124の内壁面を外側に押圧する。この結果、芯金124は線材によって補強されることとなる。   In the above-described first to sixth embodiments, the both-end annular portion 24 and the like of the wire 22 and the intermediate annular portion 26 and the like always press the inner wall surface 124a of the cored bar 124 at a normal temperature and a high temperature. Instead of such a wire 22, in Example 7, the thermal expansion coefficient is larger than the thermal expansion coefficient of the cored bar 124, and the outer diameters of the both-end annular part 24 and the intermediate annular part 26 are the cores. A wire rod smaller than the inner diameter of the gold 124 was used. When such a wire is used, it is easy to insert the wire into the hollow portion of the cored bar 124. Further, when the cored bar 124 is heated, the wire is also heated and expands, so that the both ends annular part 24 and the intermediate annular part 26 etc. of the wire press the inner wall surface of the cored bar 124 outward. As a result, the cored bar 124 is reinforced by the wire.

上記した各実施例では、線材の両端部の形状はオープンエンドあるいはクローズドエンドどちらでもよい。さらに、芯金124に挿入する線材の巻き方向によってその移動方向は異なるが、上記の各実施形態においてはそのピッチ角度を略0度、あるいは内部で線材が移動しない程度に小さく形成しているので、どちらの巻き方向でもよい。また、線材はその環状部の巻き数に応じて定着ローラの内部を補強する強度が変化するので、この巻き数を変更することにより補強する強度を調節できる。なお、治具等を用いて線材の径が縮小する方向へ捻じりながら挿入することにより、各線材をローラ内部に組み付ける作業を行える。   In each of the above-described embodiments, the shape of both ends of the wire may be either open end or closed end. Further, the moving direction varies depending on the winding direction of the wire inserted into the cored bar 124, but in each of the above embodiments, the pitch angle is set to be approximately 0 degrees or small enough to prevent the wire from moving inside. Either winding direction is acceptable. Further, since the strength of reinforcing the inside of the fixing roller varies depending on the number of turns of the annular portion, the strength of reinforcement can be adjusted by changing the number of turns. In addition, the operation | work which assembles each wire to the inside of a roller can be performed by inserting, twisting in the direction which the diameter of a wire reduces using a jig | tool.

ローラユニットの実施例1を示す断面図である。It is sectional drawing which shows Example 1 of a roller unit. ローラユニットの実施例2を示す斜視図である。It is a perspective view which shows Example 2 of a roller unit. 線材の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a wire. 芯金の一部を破断してその内部を示す部分破断図である。It is a fragmentary broken view which fractures | ruptures a part of core metal and shows the inside. 図2の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of FIG. ローラユニットの実施例3を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows Example 3 of a roller unit. ローラユニットの実施例4を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows Example 4 of a roller unit. ローラユニットの実施例5を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows Example 5 of a roller unit. ローラユニットの実施例6を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows Example 6 of a roller unit. 従来の定着装置が動作中において定着ローラが加圧ローラから受ける押圧力を示す模式的に示す、(a)は正面図であり、(b)は側面図である。FIG. 2 schematically shows a pressing force that a fixing roller receives from a pressure roller during operation of a conventional fixing device, wherein (a) is a front view and (b) is a side view. 定着ローラの強度が低下した場合における定着ローラ外周壁の変形を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating deformation of an outer peripheral wall of the fixing roller when the strength of the fixing roller is reduced. 図11の定着ローラを示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing the fixing roller of FIG. 11. 加圧ローラの回転時に定着ローラからコイルばねが受ける応力を示す模式図である。It is a schematic diagram showing the stress that the coil spring receives from the fixing roller when the pressure roller rotates. 従来の定着装置の概略構成を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a conventional fixing device. コイルばねが差し込まれた定着ローラを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the fixing roller in which the coil spring was inserted. 芯金から抜け出たコイルばねを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the coil spring which came out of the metal core. ストッパが形成された芯金を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the metal core in which the stopper was formed. 巻きピッチが変動したコイルばねを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the coil spring from which the winding pitch fluctuated.

符号の説明Explanation of symbols

10,20,30,40,50,60 定着ローラ
12,22 線材
14,24,64 両端環状部
26,66 中間環状部
32,34,36,38,41,42,43,44,51,52,53,54 部分線材
32a,32a,34a,34b,36a,36b,38a,38b,41a,41c,41b,42a,42c,42b,43a,43c,43b,44a,44c,44b,51a,51b,52a,52b,53a,53b,54a,54b 環状部
16,28,32c,34c,36c,38c,41d,42d,43d,44d,51c,52c,53c,54c,68 接続部
124 芯金
124a 芯金の内壁面
10, 20, 30, 40, 50, 60 Fixing rollers 12, 22 Wire rods 14, 24, 64 End annular portions 26, 66 Intermediate annular portions 32, 34, 36, 38, 41, 42, 43, 44, 51, 52 53, 54 Partial wire 32a, 32a, 34a, 34b, 36a, 36b, 38a, 38b, 41a, 41c, 41b, 42a, 42c, 42b, 43a, 43c, 43b, 44a, 44c, 44b, 51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b, 54a, 54b Annulus 16, 28, 32c, 34c, 36c, 38c, 41d, 42d, 43d, 44d, 51c, 52c, 53c, 54c, 68 Connection 124 Core metal 124a Core metal Inner wall

Claims (12)

中空の円筒状ローラと、
該円筒状ローラの中空部をその長手方向に延びると共に該円筒状ローラの長さと略同じ長さであって、且つ、該円筒状ローラの長手方向両端部の内壁面を外側に押圧する一対の両端環状部が形成された線材とを備え、
この一対の両端環状部は、それぞれ、
前記円筒状ローラの長手方向に直交する直交方向と該両端環状部の直径方向とが成すピッチ角度をαとし、前記円筒状ローラの内壁面と前記両端環状部のうち前記内壁面に接触する部分との動摩擦力係数をμvとし、該動摩擦係数の補正係数をξとしたときに、
α<tan−1(μv)、又はα<tan−1(ξμv) を満たすものであることを特徴とするローラユニット。
A hollow cylindrical roller;
A pair of hollow portions of the cylindrical roller that extends in the longitudinal direction and has substantially the same length as the cylindrical roller, and that presses the inner wall surfaces of both ends in the longitudinal direction of the cylindrical roller to the outside. It is provided with a wire rod in which both end annular portions are formed,
The pair of both-end annular portions are respectively
A portion in contact with the inner wall surface of the inner wall surface of the cylindrical roller and the both end annular portions, where α is a pitch angle formed by an orthogonal direction orthogonal to the longitudinal direction of the cylindrical roller and the diameter direction of the both end annular portions. And the dynamic friction force coefficient of ν is μv and the correction coefficient of the dynamic friction coefficient is ξ,
A roller unit characterized by satisfying α <tan −1 (μv) or α <tan −1 (ξμv).
前記線材は、
前記両端環状部と同じ形状の中間環状部が、前記一対の両端環状部の間に形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載のローラユニット。
The wire is
The roller unit according to claim 1, wherein an intermediate annular portion having the same shape as the both-end annular portions is formed between the pair of both-end annular portions.
前記線材は、
前記両端環状部及び前記中間環状部のうち隣り合うもの同士を接続する、前記円筒状ローラの長手方向に延びる複数の接続部が形成されたものであり、
これら複数の接続部それぞれは、
前記円筒状ローラの円周方向において互いに異なる位置に形成されたものであることを特徴とする請求項2に記載のローラユニット。
The wire is
A plurality of connecting portions extending in the longitudinal direction of the cylindrical roller are formed to connect adjacent ones of the both-end annular portion and the intermediate annular portion,
Each of these multiple connections is
The roller unit according to claim 2, wherein the roller units are formed at different positions in the circumferential direction of the cylindrical roller.
前記接続部は、
前記円筒状ローラの内壁面から離れているものであることを特徴とする請求項3に記載のローラユニット。
The connecting portion is
The roller unit according to claim 3, wherein the roller unit is separated from an inner wall surface of the cylindrical roller.
前記線材は、その熱膨張率が前記円筒状ローラの熱膨張率よりも大きいものであり、且つ、
前記両端環状部の外径は、前記円筒状ローラの内径よりも小さいものであることを特徴とする請求項1に記載のローラユニット。
The wire has a coefficient of thermal expansion greater than that of the cylindrical roller, and
The roller unit according to claim 1, wherein an outer diameter of the annular portion at both ends is smaller than an inner diameter of the cylindrical roller.
前記線材は、その熱膨張率が前記円筒状ローラの熱膨張率よりも大きいものであり、且つ、
前記両端環状部及び前記中間環状部の外径は、前記円筒状ローラの内径よりも小さいものであることを特徴とする請求項2,3,又は4に記載のローラユニット。
The wire has a coefficient of thermal expansion greater than that of the cylindrical roller, and
5. The roller unit according to claim 2, wherein an outer diameter of each of the both end annular portions and the intermediate annular portion is smaller than an inner diameter of the cylindrical roller.
前記線材は、
分割された複数の部分線材から構成されたものであることを特徴とする請求項1から6までのうちのいずれか一項に記載のローラユニット。
The wire is
The roller unit according to any one of claims 1 to 6, wherein the roller unit is composed of a plurality of divided partial wires.
前記両端環状部それぞれは、複数の環が密着してなるものであることを特徴とする請求項1から7までのうちのいずれか一項に記載のローラユニット。 The roller unit according to any one of claims 1 to 7, wherein each of the annular portions at both ends includes a plurality of rings in close contact with each other. 前記両端環状部及び前記中間環状部は、複数の環が密着してなるものであることを特徴とする請求項1から7までのうちのいずれか一項に記載のローラユニット。 The roller unit according to any one of claims 1 to 7, wherein the both-end annular portion and the intermediate annular portion are formed by closely attaching a plurality of rings. 前記両端部環状部の前記ピッチ角度は略0度であることを特徴とする請求項1に記載の円筒状ローラ。 The cylindrical roller according to claim 1, wherein the pitch angle of the annular portions at both ends is approximately 0 degrees. 前記両端部環状部及び前記中間環状部双方の前記ピッチ角度は略0度であることを特徴とする請求項2から9までのうちのいずれか一項に記載の円筒状ローラ。 The cylindrical roller according to any one of claims 2 to 9, wherein the pitch angle of both the end annular portion and the intermediate annular portion is substantially 0 degree. 内部に熱源が配置された定着ローラと該定着ローラに押し付けられる加圧ローラとを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラとの間で記録媒体を挟持しながら搬送してこの記録媒体に画像を定着する定着装置において、
請求項1から11までのうちのいずれか一項に記載の円筒状ローラを前記定着ローラとして用いたものであることを特徴とする定着装置。
A fixing roller having a heat source disposed therein and a pressure roller pressed against the fixing roller are provided, and the recording medium is conveyed between the fixing roller and the pressure roller to convey an image on the recording medium. In the fixing device for fixing,
12. A fixing device using the cylindrical roller according to claim 1 as the fixing roller.
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