JP2006308834A - Roller unit and fixing device - Google Patents

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JP2006308834A JP2005130814A JP2005130814A JP2006308834A JP 2006308834 A JP2006308834 A JP 2006308834A JP 2005130814 A JP2005130814 A JP 2005130814A JP 2005130814 A JP2005130814 A JP 2005130814A JP 2006308834 A JP2006308834 A JP 2006308834A
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Shigehiko Ito
成彦 伊藤
Takeshi Inoue
毅志 井上
Naoki Kiyohara
直樹 清原
Kazuki Yokogawa
一樹 横川
Kazuaki Imaizumi
和明 今泉
Mitsunori Nakamura
充紀 中村
Moriaki Tejima
司晶 手島
Kazuhiro Murakami
和浩 村上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device, wherein the exterior perimeter surface is not deformed even when a thin fixing roller is used. <P>SOLUTION: When a coil spring 62 is heated higher than a fixing temperature, an internal perimeter surface 52b of a metal core 52 is pressurized outward by the coil spring 62. However, when the temperature of the coil spring 62 is lower than the fixing temperature, the coil spring 62 is separated from the interior perimeter surface 52b of the core metal 52. Furthermore, although a moving unit 90 pressurizes a pressurizing roller 70 to the fixing roller 50 during image formation on a recording medium by a copying machine 10 (when the fixing roller 50 is at the fixing temperature), when the image formation is completed on the recording medium (when the fixing roller 50 is at the temperature lower than the fixing temperature), the pressurizing roller 70 is moved so that the pressurizing roller 70 is separated from the fixing roller 50. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

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組み込んだ定着装置に関する。   The present invention relates to a roller unit that conveys a recording medium while being sandwiched between other rollers, and a fixing device incorporating 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)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。   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, a laser) to form an electrostatic latent image, and a developing roller is used for the electrostatic latent image. Then, toner is supplied to form a developed image, and this 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.

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の外周面に押し付けられた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のニップ部(定着ローラと加圧ローラが互いに接触している部分)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。   The fixing device is usually provided with a fixing roller having a built-in heater and a pressure roller pressed against the outer peripheral surface of the fixing roller. When the transfer image is fixed on the recording medium, the transfer image is transferred to a predetermined position while the recording medium is nipped and conveyed at the nip portion between the fixing roller and the pressure roller (the portion where the fixing roller and the pressure roller are in contact with each other). Heat at the fixing temperature and pressurize at the same time. 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5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5は、従来の定着装置の概略構成を示す模式図である。   FIG. 5 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が互いに接触する部分(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 a portion (nip portion) 108 where the fixing roller 120 and the pressure roller 130 contact each other.

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にはハロゲンランプ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)がハロゲンランプ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 lamp 122. A controller (not shown) controls the halogen lamp 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に進入すると、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及び加圧ローラ130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, the toner 102 on the recording medium 104 is melted at the fixing temperature, and the melted toner 102 is pressed against the recording medium 104 with the load described above. Fixed to 104. The recording medium 104 on which the toner 102 is fixed is separated from the fixing roller 120 and the pressure roller 130 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、省エネルギ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。この立上り時間は年々短くなっている。   The fixing roller 120 described above is required to rise quickly from the viewpoint of energy saving. 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、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, in a standby state where the main switch of the image forming apparatus main body is turned on, it is required to reduce the power consumption for keeping the fixing device warm as much as possible. For this reason, in the above standby state, it is necessary to completely turn off the heater of the fixing device. In this way, when the heater of the fixing device is completely turned off in the standby state, in order to bring the fixing roller to a predetermined temperature almost simultaneously with turning on the heater, the thickness of the fixing roller is reduced to reduce its heat capacity. It is necessary to keep. For this reason, a fixing roller made of an aluminum alloy having a good thermal conductivity is often used.

上記した立上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 rise time described above, 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6を参照して説明する。   This technique will be described with reference to FIG.

図6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。この図では、図5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. 6 is a cross-sectional view showing the fixing roller into which the coil spring is inserted. In this figure, the same components as those shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals.

芯金124の内部空間には、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外側に押圧している。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。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。
特開平10−116675号公報
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, contacts the inner peripheral surface of the cored bar 124, and presses the inner peripheral surface outward. 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. 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 also start to move in the longitudinal direction thereof. In this case, the movement of the fixing roller 120 is suppressed by a roller stopper (not shown).
JP-A-10-116675

画像形成装置で記録媒体に画像を形成している間は、上述したように、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)がハロゲンランプ122を制御し、定着ローラ120の外周面温度を所定の定着温度に保持する。従って、コイルばね150もこの所定の定着温度もしくはその近傍の温度に保持されることとなる。   While an image is being formed on the recording medium by the image forming apparatus, as described above, a controller (not shown) controls the halogen lamp 122 based on the outer peripheral surface temperature measured by the thermistor 140, and the fixing roller The outer peripheral surface temperature of 120 is maintained at a predetermined fixing temperature. Accordingly, the coil spring 150 is also held at the predetermined fixing temperature or a temperature in the vicinity thereof.

一方、記録媒体104に画像を形成し終わった後には、ハロゲンランプ122への通電が切られて定着ローラ120が冷却され始める。この場合、芯金124とコイルばね150の膨張率の違いによって芯金124がコイルばね150よりも早く収縮することがある。この場合の問題点について図7を参照して説明する。   On the other hand, after the image formation on the recording medium 104 is completed, the energization of the halogen lamp 122 is turned off and the fixing roller 120 starts to be cooled. In this case, the core metal 124 may contract faster than the coil spring 150 due to a difference in expansion coefficient between the core metal 124 and the coil spring 150. The problem in this case will be described with reference to FIG.

図7は、芯金がコイルばねよりも早く収縮した定着ローラの一部を拡大して示す模式図である。   FIG. 7 is an enlarged schematic view showing a part of the fixing roller in which the core metal contracts faster than the coil spring.

にコイルばね150よりも芯金124が早く収縮した場合、コイルばね150が芯金124の外周面をその内側から強く押し付けることとなる。このため、肉厚の薄い芯金124のときは、芯金124の外周面のうちその反対側の内周面にコイルばね150が接触している部分が、図7に示すように、他の部分よりも外側にやや突出する。この結果、定着ローラ120が冷却した後に、定着ローラ120の外周面が変形することがある。定着ローラ120の外周面が変形したときは定着不良が発生する。   When the core metal 124 contracts earlier than the coil spring 150, the coil spring 150 strongly presses the outer peripheral surface of the core metal 124 from the inside. For this reason, when the cored bar 124 is thin, the portion of the outer peripheral surface of the cored bar 124 where the coil spring 150 is in contact with the inner peripheral surface on the opposite side is different from that shown in FIG. It protrudes slightly outside the part. As a result, the outer peripheral surface of the fixing roller 120 may be deformed after the fixing roller 120 is cooled. When the outer peripheral surface of the fixing roller 120 is deformed, a fixing failure occurs.

本発明は、上記事情に鑑み、薄肉の円筒状ローラであっても外周面が変形しないローラユニット及びこのローラユニットが組み込まれた定着装置を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a roller unit whose outer peripheral surface is not deformed even if it is a thin cylindrical roller, and a fixing device in which this roller unit is incorporated.

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)所定温度以上に加熱されたときは前記円筒状ローラの内周面に接触してこの内周面を外側に押圧すると共に、所定温度未満のときは該円筒状ローラの内周面に非接触となる、該円筒状ローラの中空部で螺旋状に巻かれながら該円筒状ローラの長手方向に延びる線材とを備えた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) When heated above a predetermined temperature, it contacts the inner peripheral surface of the cylindrical roller and presses the inner peripheral surface outward, and when the temperature is lower than the predetermined temperature, the inner peripheral surface of the cylindrical roller And a wire rod extending in the longitudinal direction of the cylindrical roller while being spirally wound in the hollow portion of the cylindrical roller, which is non-contact.

また、上記目的を達成するための本発明の定着装置は、
(3)熱源が内蔵された定着ローラと、
(4)所定の定着温度以上に加熱されたときは前記定着ローラの内周面に接触してこの内周面を外側に押圧すると共に、前記定着温度未満のときは該定着ローラの内周面に非接触となる、該定着ローラの中空部で螺旋状に巻かれながら該定着ローラの長手方向に延びる線材と、
(5)前記線材が前記定着温度以上に加熱されているときは前記定着ローラの外周面に押し付けられると共に、前記線材が前記定着温度未満のときは該定着ローラの外周面に非接触となる加圧ローラとを備えたことを特徴とするものである。
The fixing device of the present invention for achieving the above object is
(3) a fixing roller having a built-in heat source;
(4) When heated to a predetermined fixing temperature or higher, it contacts the inner peripheral surface of the fixing roller and presses the inner peripheral surface outward, and when the temperature is lower than the fixing temperature, the inner peripheral surface of the fixing roller. A wire that extends in the longitudinal direction of the fixing roller while being spirally wound in the hollow portion of the fixing roller,
(5) When the wire is heated to the fixing temperature or higher, it is pressed against the outer peripheral surface of the fixing roller, and when the wire is lower than the fixing temperature, it is not contacted with the outer peripheral surface of the fixing roller. And a pressure roller.

ここで、前記線材が前記定着温度以上に加熱されているときは前記加圧ローラを前記定着ローラの外周面に押し付けるように移動させると共に、前記線材が前記定着温度未満のときは前記加圧ローラが該定着ローラの外周面に非接触になるように前記加圧ローラを移動させる移動手段を備えてもよい。   Here, when the wire is heated above the fixing temperature, the pressure roller is moved so as to press against the outer peripheral surface of the fixing roller, and when the wire is lower than the fixing temperature, the pressure roller There may be provided a moving means for moving the pressure roller so as not to contact the outer peripheral surface of the fixing roller.

本発明のローラユニットでは、線材が所定温度以上に加熱されたときのみに円筒状ローラの内周面に接触してこの内周面を外側に押圧して補強するので、このときに円筒状ローラの外周面を外側から押圧しても外周面は変形しない。線材が所定温度未満のときは円筒状ローラの内周面に非接触であるので、薄肉の円筒状ローラであっても線材によってその外周面は変形しない。   In the roller unit of the present invention, only when the wire is heated to a predetermined temperature or more, it comes into contact with the inner peripheral surface of the cylindrical roller and presses the inner peripheral surface outward to reinforce. Even if the outer peripheral surface is pressed from the outside, the outer peripheral surface is not deformed. When the wire is below a predetermined temperature, it is not in contact with the inner peripheral surface of the cylindrical roller. Therefore, the outer peripheral surface of the thin cylindrical roller is not deformed by the wire.

また、本発明の定着装置では、線材が定着温度以上に加熱されて定着ローラの内周面を外側に押圧しているときは、加圧ローラが定着ローラの外周面に押し付けられる。従って、薄肉の定着ローラであっても加圧ローラからの押し付け力に耐えられる。一方、線材が定着温度未満のときは線材が定着ローラの内周面に非接触であると共に加圧ローラが定着ローラの外周面に非接触となる。このため、加圧ローラからの押し付け力が定着ローラに作用していないときは、線材も定着ローラの内周面を押圧していない。従って、薄肉の定着ローラであっても線材によってその外周面は変形しない。   In the fixing device of the present invention, when the wire is heated to a temperature equal to or higher than the fixing temperature and presses the inner peripheral surface of the fixing roller outward, the pressure roller is pressed against the outer peripheral surface of the fixing roller. Therefore, even a thin fixing roller can withstand the pressing force from the pressure roller. On the other hand, when the wire is below the fixing temperature, the wire is not in contact with the inner peripheral surface of the fixing roller and the pressure roller is not in contact with the outer peripheral surface of the fixing roller. For this reason, when the pressing force from the pressure roller does not act on the fixing roller, the wire does not press the inner peripheral surface of the fixing roller. Accordingly, the outer peripheral surface of the thin fixing roller is not deformed by the wire.

ここで、前記線材が前記定着温度以上に加熱されているときは前記加圧ローラを前記定着ローラの外周面に押し付けるように移動させると共に、前記線材が前記定着温度未満のときは前記加圧ローラが該定着ローラの外周面に非接触になるように前記加圧ローラを移動させる移動手段を備えた場合は、加圧ローラを容易に移動できる。   Here, when the wire is heated above the fixing temperature, the pressure roller is moved so as to press against the outer peripheral surface of the fixing roller, and when the wire is lower than the fixing temperature, the pressure roller However, when the moving means for moving the pressure roller so as to be in non-contact with the outer peripheral surface of the fixing roller is provided, the pressure roller can be easily moved.

本発明は、画像形成装置におけるローラユニット及び定着装置に実現された。   The present invention is realized in a roller unit and a fixing device in an image forming apparatus.

図1を参照して本発明のローラユニットの一実施形態が組み込まれた画像形成装置の概略構造を説明する。   A schematic structure of an image forming apparatus incorporating an embodiment of a roller unit of the present invention will be described with reference to FIG.

図1は、本発明のローラユニットの一実施形態が組み込まれた画像形成装置の一例であるデジタル複写機を示す模式図である。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a digital copying machine as an example of an image forming apparatus in which an embodiment of a roller unit of the present invention is incorporated.

複写機10の頂面には開閉自在な直方体状の原稿圧着板12が配置されている。原稿圧着板12の下には、原稿に記録された画像を読み取る画像読取装置14が配置されている。画像読取装置14の上面(上壁)は、原稿が載置される原稿台ガラス(図示せず)である。   On the top surface of the copying machine 10, a rectangular parallelepiped original pressing plate 12 that can be opened and closed is disposed. An image reading device 14 that reads an image recorded on the original is disposed below the original pressing plate 12. The upper surface (upper wall) of the image reading device 14 is a document table glass (not shown) on which a document is placed.

原稿圧着板12よりも手前側(正面側)には、複写枚数などが入力される操作パネル(図示せず)が配置されている。また複写機10の下部には、複数枚のカット紙が収容されるカセット16が複写機10に出し入れ自在に備えられている。また、複写機10の左側部分には空間が形成されており、排出された記録紙が積載される排紙トレイ18が形成されている。   An operation panel (not shown) for inputting the number of copies and the like is arranged on the front side (front side) of the original cover 12. A cassette 16 that stores a plurality of cut sheets is provided at the lower part of the copying machine 10 so as to be freely inserted into and removed from the copying machine 10. In addition, a space is formed in the left portion of the copying machine 10, and a paper discharge tray 18 on which the discharged recording paper is stacked is formed.

複写機10で画像を形成する手順等を説明する。   A procedure for forming an image with the copying machine 10 will be described.

原稿に記録された画像を記録媒体に形成するためには、原稿圧着板12を開き、原稿台ガラス(図示せず)の上面に、画像面が下になるように原稿を載置し、この原稿を原稿圧着板12で押さえて固定する。次に、所定の操作ボタン等を押すことにより、原稿に記録された画像は、画像読取装置14で読み取られる。読み取られた画像はデジタル信号に変換され、このデジタル信号は、レーザスキャナ20に送信される。   In order to form an image recorded on an original on a recording medium, the original pressure plate 12 is opened, and the original is placed on the upper surface of an original platen glass (not shown) so that the image surface faces downward. The original is pressed and fixed by the original pressing plate 12. Next, by pressing a predetermined operation button or the like, the image recorded on the document is read by the image reading device 14. The read image is converted into a digital signal, and this digital signal is transmitted to the laser scanner 20.

レーザスキャナ20に送信された信号はレーザ光に変換されて、このレーザ光は、高速で回転するスキャナミラー20a、折り返しミラー20bを経由して感光ドラム22に照射される。感光ドラム22は帯電器24によって一様に帯電されており、レーザ光が照射された感光ドラム22には静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ローラ26から供給された現像剤で現像されて現像像が形成される。   The signal transmitted to the laser scanner 20 is converted into laser light, and this laser light is irradiated onto the photosensitive drum 22 via the scanner mirror 20a and the folding mirror 20b that rotate at high speed. The photosensitive drum 22 is uniformly charged by a charger 24, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 22 irradiated with laser light. The electrostatic latent image is developed with the developer supplied from the developing roller 26 to form a developed image.

一方、カセット16からは記録紙などの記録媒体が給紙ローラ28によって矢印E方向(給紙方向)に給紙されて、搬送ローラ30とレジストローラ32によって転写ローラ34に搬送される。転写ローラ34は感光ドラム22と共に記録媒体を挟持しながら、この記録媒体に感光ドラム22の現像像を転写する。現像像が転写された記録媒体は搬送ガイド36によって定着装置40に案内される。定着装置40には定着ローラ50(本発明にいうローラユニットの一例である)と加圧ローラ70が配置されている。加圧ローラ70は加圧ばね72(図2参照)によって定着ローラ50に押し付けられている。記録媒体は2つのローラ50,70に挟持されながら搬送されて、現像像が記録媒体に定着される。このようにして現像像が定着された記録媒体は排紙ローラ80によって排出されて排紙トレイ18に積載される。   On the other hand, a recording medium such as recording paper is fed from the cassette 16 in the direction of arrow E (paper feeding direction) by the paper feeding roller 28 and conveyed to the transfer roller 34 by the conveying roller 30 and the registration roller 32. The transfer roller 34 transfers the developed image of the photosensitive drum 22 to the recording medium while sandwiching the recording medium together with the photosensitive drum 22. The recording medium to which the developed image is transferred is guided to the fixing device 40 by the conveyance guide 36. The fixing device 40 is provided with a fixing roller 50 (which is an example of a roller unit in the present invention) and a pressure roller 70. The pressure roller 70 is pressed against the fixing roller 50 by a pressure spring 72 (see FIG. 2). The recording medium is conveyed while being sandwiched between the two rollers 50 and 70, and the developed image is fixed on the recording medium. The recording medium on which the developed image is fixed in this manner is discharged by the discharge roller 80 and stacked on the discharge tray 18.

上記した定着装置40の基本的な構成は、図5に示した従来の定着装置100の構成と同様である。定着装置40が定着装置100とは異なる点は、定着ローラ50及び加圧ローラ70を移動させる点にある。定着ローラの構造を、図2と図3を参照して説明する。   The basic configuration of the fixing device 40 is the same as that of the conventional fixing device 100 shown in FIG. The fixing device 40 is different from the fixing device 100 in that the fixing roller 50 and the pressure roller 70 are moved. The structure of the fixing roller will be described with reference to FIGS.

図2は、定着温度に達した定着ローラをその長手方向に切断してその内部を示す断面図である。図3は、定着温度未満の定着ローラをその長手方向に切断してその内部を示す断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the inside of the fixing roller that has reached the fixing temperature, cut in the longitudinal direction. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the inside of a fixing roller having a temperature lower than the fixing temperature, cut in the longitudinal direction.

定着ローラ50は、例えばアルミニウム合金からなるパイプ状(中空円筒状)の芯金52(本発明にいう円筒状ローラの一例である)を備えている。芯金52の長手方向中央部の外径は長手方向両端部の外径よりも小さい。このため、芯金52は逆クラウン形状になっている。このように芯金52が逆クラウン形状になっているので、定着ローラ50と加圧ローラ70とで形成されるニップ部のうち定着ローラ50の長手方向両端部の挟持力(記録媒体を圧接する力)が長手方向中央部よりも大きい。従って、定着ローラ50と加圧ローラ70に挟持されながら搬送される記録媒体にヨレや皺が発生しない。なお、芯金52の長手方向両端部の直径は長手方向中央部よりも0.07mm〜0.13mm程度大きい。また、芯金52をクラウン形状にしてもよく、この場合は、芯金52の長手方向中央部の外径は長手方向両端部の外径よりも大きくなる。なお、芯金52の長手方向両端部には、コイルばね62の飛び出しを防止するための凸部52aが形成されている。   The fixing roller 50 includes a pipe-shaped (hollow cylindrical) cored bar 52 (an example of the cylindrical roller according to the present invention) made of, for example, an aluminum alloy. The outer diameter of the central portion in the longitudinal direction of the cored bar 52 is smaller than the outer diameters at both ends in the longitudinal direction. For this reason, the cored bar 52 has an inverted crown shape. Since the cored bar 52 has an inverted crown shape in this way, the clamping force (the recording medium is pressed against both ends) in the longitudinal direction of the fixing roller 50 in the nip portion formed by the fixing roller 50 and the pressure roller 70. Force) is greater than the central portion in the longitudinal direction. Accordingly, no twist or wrinkle occurs on the recording medium conveyed while being sandwiched between the fixing roller 50 and the pressure roller 70. In addition, the diameter of the longitudinal direction both ends of the metal core 52 is larger by about 0.07 mm to 0.13 mm than the longitudinal center. Further, the cored bar 52 may be formed in a crown shape, and in this case, the outer diameter of the central part in the longitudinal direction of the cored bar 52 is larger than the outer diameter of both end parts in the longitudinal direction. In addition, convex portions 52 a for preventing the coil spring 62 from popping out are formed at both longitudinal ends of the cored bar 52.

芯金52は、その肉厚が全域に渡って約0.3〜0.4mmになるように切削加工されている。ここでは、芯金52の肉厚を0.4mmとし、芯金52の外径を30mmとする。芯金52の外周面には離型層54が形成されている。この離型層54は、高い離型性を有するフッ素樹脂、オイル含浸シリコーンゴム、又はシリコーンゴム層の表面にフッ素樹脂層が形成されたものである。芯金52の中空部(定着ローラ50の内部)には、回転中心軸に一致して延びるハロゲンランプ60(図4参照)が配置されている。   The cored bar 52 is cut so that the thickness thereof is about 0.3 to 0.4 mm over the entire region. Here, the thickness of the cored bar 52 is 0.4 mm, and the outer diameter of the cored bar 52 is 30 mm. A release layer 54 is formed on the outer peripheral surface of the cored bar 52. This release layer 54 is a fluororesin having high releasability, oil-impregnated silicone rubber, or a silicone rubber layer having a fluororesin layer formed on the surface thereof. A halogen lamp 60 (see FIG. 4) extending in alignment with the rotation center axis is disposed in the hollow portion of the core metal 52 (inside the fixing roller 50).

芯金52の中空部(定着ローラ50の内部)には、螺旋状に巻かれた例えばステンレス製のコイルばね62(本発明にいう線材の一例である)が配置されている。また、ここでは、コイルばね62が定着温度以上に加熱されたときは、図2に示すように、コイルばね62が芯金52の内周面52bを外側に押圧する。しかし、コイルばね62が定着温度未満のときは、図3に示すように、コイルばね62が芯金52の内周面52bから離れる(内周面52bに非接触になる)。   In the hollow portion of the cored bar 52 (inside the fixing roller 50), for example, a stainless steel coil spring 62 (an example of a wire rod according to the present invention) wound in a spiral shape is disposed. Further, here, when the coil spring 62 is heated to the fixing temperature or higher, the coil spring 62 presses the inner peripheral surface 52b of the cored bar 52 outward as shown in FIG. However, when the coil spring 62 is lower than the fixing temperature, the coil spring 62 moves away from the inner peripheral surface 52b of the cored bar 52 (not in contact with the inner peripheral surface 52b) as shown in FIG.

上記のようにコイルばね62の熱膨張率は、コイルばね62が定着温度以上のときは芯金52の内周面52bを外側に押圧し、コイルばね62が定着温度未満のときは芯金52の内周面52bに接触しないように定められている。従って、コイルばね62の熱膨張率は芯金52の熱膨張率よりも大きい。   As described above, the coefficient of thermal expansion of the coil spring 62 is such that when the coil spring 62 is equal to or higher than the fixing temperature, the inner peripheral surface 52b of the core metal 52 is pressed outward, and when the coil spring 62 is lower than the fixing temperature, the core metal 52 is pressed. It is determined not to contact the inner peripheral surface 52b. Therefore, the thermal expansion coefficient of the coil spring 62 is larger than the thermal expansion coefficient of the core metal 52.

複写機10で記録媒体に画像を形成している間(定着ローラ50が定着温度のとき)は、上述したように、ハロゲンランプ60が制御されて、定着ローラ50の外周面温度は所定の定着温度に保持されている。この場合、コイルばね62もこの定着温度度に保持されることとなる。従って、複写機10で記録媒体に画像を形成している間は、コイルばね62が芯金52の内周面52bを外側に押圧して芯金52を補強しているので、定着ローラ50に加圧ローラ70が押圧されていても定着ローラ50は変形しない。   While the image is formed on the recording medium by the copying machine 10 (when the fixing roller 50 is at the fixing temperature), as described above, the halogen lamp 60 is controlled so that the outer peripheral surface temperature of the fixing roller 50 is a predetermined fixing temperature. Held at temperature. In this case, the coil spring 62 is also held at this fixing temperature. Accordingly, while the image is formed on the recording medium by the copying machine 10, the coil spring 62 presses the inner peripheral surface 52 b of the core metal 52 outward to reinforce the core metal 52. Even if the pressure roller 70 is pressed, the fixing roller 50 is not deformed.

一方、記録媒体に画像を形成し終わった後には、ハロゲンランプ60への通電が切られて定着ローラ50が冷却され始める。この場合、芯金52よりもコイルばね62が早く収縮して、図3に示すように、芯金52の内周面52bから離れる。従って、芯金52はコイルばね62によって補強されない。しかし、後述するように、記録媒体に画像を形成し終わった後(定着ローラ50が定着温度未満のとき)は、加圧ローラ70が定着ローラ50から離れるように構成されているので、定着ローラ50が変形することはない。   On the other hand, after the image has been formed on the recording medium, the energization of the halogen lamp 60 is turned off and the fixing roller 50 starts to be cooled. In this case, the coil spring 62 contracts faster than the cored bar 52 and moves away from the inner peripheral surface 52b of the cored bar 52 as shown in FIG. Accordingly, the cored bar 52 is not reinforced by the coil spring 62. However, as described later, after the image is formed on the recording medium (when the fixing roller 50 is lower than the fixing temperature), the pressure roller 70 is configured to be separated from the fixing roller 50. 50 does not deform.

図4を参照して、加圧ローラ70を移動させる機構を説明する。   A mechanism for moving the pressure roller 70 will be described with reference to FIG.

図4は、加圧ローラを移動させる機構を示す模式図である。この図では、図1から図3まで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. 4 is a schematic diagram showing a mechanism for moving the pressure roller. In this figure, the same components as those shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals.

加圧ローラ70は、定着ローラ50とほぼ同じ長さであって、図4の紙面に垂直方向に延びている。加圧ローラ70は、加圧ローラ70よりも長い回転軸72を中心軸として定着ローラ50に従動回転する。回転軸72の長手方向両端部それぞれには、加圧ローラ70を所定のタイミングで移動させる移動ユニット90(本発明にいう移動手段の一例である)が配置されている。移動ユニット90は、複写機10で記録媒体に画像を形成している間(定着ローラ50が定着温度のとき)は加圧ローラ70を定着ローラ50に押し付けるが、記録媒体に画像を形成し終わった後(定着ローラ50が定着温度未満のとき)は加圧ローラ70が定着ローラ50から離れるように加圧ローラ70を移動させる。   The pressure roller 70 has substantially the same length as the fixing roller 50 and extends in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. The pressure roller 70 is driven to rotate by the fixing roller 50 with a rotation shaft 72 longer than the pressure roller 70 as a central axis. A moving unit 90 (which is an example of a moving means in the present invention) that moves the pressure roller 70 at a predetermined timing is disposed at each of both ends in the longitudinal direction of the rotating shaft 72. The moving unit 90 presses the pressure roller 70 against the fixing roller 50 while the image is being formed on the recording medium by the copying machine 10 (when the fixing roller 50 is at the fixing temperature), but has finished forming the image on the recording medium. After that (when the fixing roller 50 is below the fixing temperature), the pressure roller 70 is moved so that the pressure roller 70 is separated from the fixing roller 50.

移動ユニット90には、回転軸72に直交する方向に延びる移動棒92とこの移動棒92の長手方向一端部92aを上下動させるシリンダ94を有する。移動棒92の長手方向他端部92bは軸92cに固定されている。従って、移動棒92は軸92cを中心にして回動することとなる。   The moving unit 90 includes a moving rod 92 extending in a direction orthogonal to the rotating shaft 72 and a cylinder 94 that moves the longitudinal end portion 92a of the moving rod 92 up and down. The other end 92b of the moving rod 92 in the longitudinal direction is fixed to the shaft 92c. Therefore, the moving bar 92 rotates around the shaft 92c.

定着ローラ50が定着温度のときはシリンダ94がオンとなり、シリンダ94のシャフト94aの下端に固定された移動板96が、実線で示す位置に移動する。この移動に伴って移動棒92が軸92cを中心に矢印D方向に回動して、加圧ローラ70が定着ローラ50に押し付けられる。この場合、上述したように、芯金52の内周面はコイルばね62によって外側に押し付けられているので、加圧ローラ70が定着ローラ50の外周面を押圧していても芯金52の外周面は変形しない。   When the fixing roller 50 is at the fixing temperature, the cylinder 94 is turned on, and the moving plate 96 fixed to the lower end of the shaft 94a of the cylinder 94 moves to the position indicated by the solid line. Along with this movement, the moving rod 92 rotates in the direction of arrow D about the shaft 92c, and the pressure roller 70 is pressed against the fixing roller 50. In this case, as described above, the inner peripheral surface of the cored bar 52 is pressed outward by the coil spring 62, so that the outer periphery of the cored bar 52 is pressed even when the pressure roller 70 presses the outer peripheral surface of the fixing roller 50. The surface does not deform.

一方、定着ローラ50が定着温度未満のときはシリンダ94がオフとなり、移動板96が、二点鎖線で示す位置に移動する。この移動に伴って移動棒92が軸92cを中心に矢印D方向とは反対方向に回動して、加圧ローラ70が定着ローラ50から離れる。この場合、上述したように、芯金52の内周面はコイルばね62によって外側に押し付けられていないので、加圧ローラ70が芯金52の外周面から離れていても芯金52の外周面は変形しない。   On the other hand, when the fixing roller 50 is lower than the fixing temperature, the cylinder 94 is turned off, and the moving plate 96 moves to a position indicated by a two-dot chain line. With this movement, the moving bar 92 rotates about the shaft 92c in the direction opposite to the arrow D direction, and the pressure roller 70 is separated from the fixing roller 50. In this case, since the inner peripheral surface of the cored bar 52 is not pressed outward by the coil spring 62 as described above, the outer peripheral surface of the cored bar 52 even if the pressure roller 70 is separated from the outer peripheral surface of the cored bar 52. Does not deform.

以上のように、定着ローラ50が定着温度以上のときは加圧ローラ70が定着ローラ50の外周面を押圧しているが、この定着ローラの内周面をコイルばね62が外側に押し付けて補強しているので、芯金52の外周面は変形しない。一方、定着ローラ50が定着温度未満のときは加圧ローラ70が定着ローラ50の外周面から離れているが、この定着ローラの内周面にはコイルばね62が接触していないので、芯金52の外周面は変形しない。   As described above, when the fixing roller 50 is equal to or higher than the fixing temperature, the pressure roller 70 presses the outer peripheral surface of the fixing roller 50, and the coil spring 62 presses the inner peripheral surface of the fixing roller outward to reinforce. Therefore, the outer peripheral surface of the cored bar 52 is not deformed. On the other hand, when the fixing roller 50 is lower than the fixing temperature, the pressure roller 70 is separated from the outer peripheral surface of the fixing roller 50, but the coil spring 62 is not in contact with the inner peripheral surface of the fixing roller. The outer peripheral surface of 52 is not deformed.

本発明のローラユニットの一実施形態が組み込まれた画像形成装置の一例であるデジタル複写機を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing a digital copying machine as an example of an image forming apparatus in which an embodiment of a roller unit of the present invention is incorporated. 定着温度に達した定着ローラをその長手方向に切断してその内部を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the inside of a fixing roller that has reached a fixing temperature, cut in the longitudinal direction. 定着温度未満の定着ローラをその長手方向に切断してその内部を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the inside of a fixing roller having a temperature lower than the fixing temperature, cut in the longitudinal direction. 加圧ローラを移動させる機構を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mechanism which moves a pressure roller. 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. 芯金がコイルばねよりも早く収縮した定着ローラの一部を拡大して示す模式図である。FIG. 4 is an enlarged schematic view illustrating a part of a fixing roller in which a core metal contracts earlier than a coil spring.

符号の説明Explanation of symbols

10 複写機
40 定着装置
50 定着ローラ
52 芯金
62 コイルばね
70 加圧ローラ
90 移動ユニット
92 移動棒
94 シリンダ
96 移動板
10 Copier 40 Fixing Device 50 Fixing Roller 52 Core Bar 62 Coil Spring 70 Pressing Roller 90 Moving Unit 92 Moving Bar 94 Cylinder 96 Moving Plate

Claims (3)

中空の円筒状ローラと、
所定温度以上に加熱されたときは前記円筒状ローラの内周面に接触してこの内周面を外側に押圧すると共に、所定温度未満のときは該円筒状ローラの内周面に非接触となる、該円筒状ローラの中空部で螺旋状に巻かれながら該円筒状ローラの長手方向に延びる線材とを備えたことを特徴とするローラユニット。
A hollow cylindrical roller;
When heated above a predetermined temperature, it contacts the inner peripheral surface of the cylindrical roller and presses the inner peripheral surface outward, and when the temperature is lower than the predetermined temperature, it does not contact the inner peripheral surface of the cylindrical roller. A roller unit comprising: a wire rod that is spirally wound in a hollow portion of the cylindrical roller and extends in a longitudinal direction of the cylindrical roller.
熱源が内蔵された定着ローラと、
所定の定着温度以上に加熱されたときは前記定着ローラの内周面に接触してこの内周面を外側に押圧すると共に、前記定着温度未満のときは該定着ローラの内周面に非接触となる、該定着ローラの中空部で螺旋状に巻かれながら該定着ローラの長手方向に延びる線材と、
前記線材が前記定着温度以上に加熱されているときは前記定着ローラの外周面に押し付けられると共に、前記線材が前記定着温度未満のときは該定着ローラの外周面に非接触となる加圧ローラとを備えたことを特徴とする定着装置。
A fixing roller with a built-in heat source,
When heated above a predetermined fixing temperature, it contacts the inner peripheral surface of the fixing roller and presses the inner peripheral surface outward, and when it is lower than the fixing temperature, it does not contact the inner peripheral surface of the fixing roller. A wire extending in the longitudinal direction of the fixing roller while being spirally wound in the hollow portion of the fixing roller,
A pressure roller that is pressed against the outer peripheral surface of the fixing roller when the wire is heated to the fixing temperature or higher, and is not in contact with the outer peripheral surface of the fixing roller when the wire is lower than the fixing temperature; A fixing device comprising:
前記線材が前記定着温度以上に加熱されているときは前記加圧ローラを前記定着ローラの外周面に押し付けるように移動させると共に、前記線材が前記定着温度未満のときは前記加圧ローラが該定着ローラの外周面に非接触になるように前記加圧ローラを移動させる移動手段を備えたことを特徴とする請求項2に記載の定着装置。 When the wire is heated above the fixing temperature, the pressure roller is moved so as to press against the outer peripheral surface of the fixing roller, and when the wire is below the fixing temperature, the pressure roller moves the fixing roller. The fixing device according to claim 2, further comprising a moving unit that moves the pressure roller so as not to contact the outer peripheral surface of the roller.
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