JP4042843B2 - Roller unit and image forming apparatus - Google Patents

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JP4042843B2 JP2002135464A JP2002135464A JP4042843B2 JP 4042843 B2 JP4042843 B2 JP 4042843B2 JP 2002135464 A JP2002135464 A JP 2002135464A JP 2002135464 A JP2002135464 A JP 2002135464A JP 4042843 B2 JP4042843 B2 JP 4042843B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
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備えた画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
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。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。
【0003】
図4を参照して、定着装置について説明する。
【0004】
図4は、従来の定着装置の概略構成を示す模式図である。
【0005】
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。
【0006】
定着ローラ120はトナー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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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(特開平10−116675号公報参照)。
【0014】
この技術を、図5から図11までを参照して説明する。
【0015】
図5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6は、図5の定着ローラの一部を拡大して示す断面図である。図7は、図6の定着ローラの一部を示す斜視図である。図8は、図6のA―A断面図である。図9は、芯金から抜け出たコイルばねを示す模式図である。図10は、ストッパが形成された芯金を示す断面図である。図11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4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。
【0016】
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。この時、定着ローラ120は、不図示のローラストッパによってその移動が抑えられるが、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方向に移動して芯金124から抜け出始める。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。
【0017】
そこで、図10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。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図10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11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などの不都合が生じる。
【0019】
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備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の第1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と共に該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線材とを備え、
(3)該線材は、該線材のうち互いに離れた複数個所を境にして螺旋の巻き方向が逆になっているものであることを特徴とするものである。
【0021】
ここで、
(4)前記線材は、前記複数箇所の境のうちの一つの境とこの境界の隣の境との間の部分は1.5巻き以上に巻かれたものであってもよい。
【0022】
また、上記目的を達成するための本発明の第2のローラユニットは、
(5)中空の円筒状ローラと、
(6)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と共に該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線材とを備え、
(7)該線材は、螺旋の巻き方向が互いに逆の右巻き線材と左巻き線材が交互に連続して形成されたものであることを特徴とするものである。
【0023】
【発明の実施の形態】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
複写機10で画像を形成する手順等を説明する。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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、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。
【0031】
上記した定着装置40の基本的な構成は、図4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と異なる点は定着ローラ50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。
【0032】
図2は、定着ローラを示す斜視図である。図3は、定着ローラの内部を示す模式図である。
【0033】
定着ローラ50は、アルミニウムとマグネシウムの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。
【0034】
また、芯金52は、その肉厚が全域に渡って0.3〜0.4mm前後になるように切削加工されている。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。
【0035】
芯金52の中空部(定着ローラ50の内部)には、螺旋状に巻かれたコイルばね60(本発明にいう線材の一例である)が配置されている。コイルばね60の外径は、芯金52の内径よりも0.1mm〜0.5mmほど大きい。このため、コイルばね60は、芯金52の中空部分を囲む内壁面(本発明にいう内周面の一例である)52aに接触してこの内壁面52aを外側に押している(押圧している)。このため、コイルばね60は芯金52と共に回転する。また、芯金52の長手方向両端部には、コイルばね60の長手方向両端部を固定してコイルばね60が芯金52から抜け出ないようにするストッパ52bが形成されている。
【0036】
コイルばね60は、螺旋の巻き方向が互いに逆の右巻きと左巻きである右巻き線材62,66と左巻き線材64から構成されている。右巻き線材62の右端(図3における右端)からは左巻き線材64が連続し、左巻き線材64の右端からは右巻き線材66が連続している。即ち、コイルばね60は、右巻き線材と左巻き線材が交互に連続して形成されたものである。
【0037】
右巻き線材62と左巻き線材64は境60aを境界にして螺旋の巻き方向が逆になっている。また、左巻き線材64と右巻き線材66は境60bを境界にして螺旋の巻き方向が逆になっている。即ち、コイルばね60では、互いに離れた複数個所(ここでは、境60a,60b,60c,60d)を境にして螺旋の巻き方向が逆になっている。
【0038】
また、右巻き線材62は2巻き程度の螺旋状であり、左巻き線材64も2巻き程度の螺旋状であり、右巻き線材66は3巻き程度の螺旋状である。即ち、各線材62,64,66は1.5巻き以上に螺旋状に巻かれている。従って、各線材62,64,66は外力に対して強く、コイルばね60としての強度を保てる。
【0039】
定着ローラ50が加圧ローラ70に押圧されながら一定方向に回転する際に、例えば左巻き線材64が、定着ローラ50の回転に伴って矢印D方向に移動しようとしても、右巻き線材62が逆方向から移動しようとするので、左巻き線材64の移動が抑制される。従って、ストッパ52bが無くてもコイルばね60は定着ローラ50から抜け出ることはない。また、右巻き線材62,66と左巻き線材64は互いの移動を相殺するので、コイルばね60の巻きピッチPが片寄りすることもない。
【0040】
上記した定着ローラ50を製造する際は、芯金52の内径よりも0.1mm〜0.5mmほど大きい外径をもつコイルばね60を準備し、このコイルばね60を縮径方向(巻きがきつくなる方向、外径が小さくなる方向)に捻った状態で、芯金52の中空部分に挿入する。挿入し終わった後、コイルばね60の捻りを解放する。これにより、コイルばね60の外周面が内壁面52aに接触してこの内壁面52aを外側に押す。このように芯金52がコイルばね60によって補強されるので、加圧ローラ70が定着ローラ50を押圧しても芯金52は変形しない。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の第1のローラユニットによれば、円筒状ローラが一定方向に回転する際に、線材のうち一方向に巻かれた部分が、円筒状ローラが回転するに伴って円筒状ローラの長手方向に移動しようとしても、この一方向とは反対の他方向に巻かれた部分がこの移動を阻止することとなる。従って、線材が円筒状ローラから抜け出ることはない。また、線材の巻きピッチが変動することもない。
【0042】
前記線材は、前記複数箇所の境のうちの一つの境とこの境界の隣の境との間の部分は1.5巻き以上に巻かれたものである場合は、境界と境界の間の部分が1.5巻き以上であるので、線材としての強度を保てる。
【0043】
また、本発明の第2のローラユニットによれば、円筒状ローラが一定方向に回転する際に、例えば右巻き線材が、円筒状ローラが回転するに伴って円筒状ローラの長手方向に移動しようとしても、左巻き線材が右巻き線材の移動を阻止することとなる。従って、線材が円筒状ローラから抜け出ることはない。また、線材の巻きピッチが変動することもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】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。
【図2】定着ローラを示す斜視図である。
【図3】定着ローラの内部を示す模式図である。
【図4】従来の定着装置の概略構成を示す模式図である。
【図5】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6】図5の定着ローラの一部を拡大して示す断面図である。
【図7】図6の定着ローラの一部を示す斜視図である。
【図8】図6のA―A断面図である。
【図9】芯金から抜け出たコイルばねを示す模式図である。
【図10】ストッパが形成された芯金を示す断面図である。
【図11】巻きピッチが変動したコイルばねを示す断面図である。
【符号の説明】
50 定着ローラ
52 芯金
60 コイルばね
60a,60b 境
62,66 右巻き線材
64 左巻き線材
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a roller unit that conveys a recording medium while being sandwiched between other rollers, and an image forming apparatus including the roller unit.
[0002]
[Prior art]
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. 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.
[0003]
The fixing device will be described with reference to FIG.
[0004]
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a conventional fixing device.
[0005]
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.
[0006]
The fixing roller 120 is for heating and melting the toner. 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.
[0007]
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).
[0008]
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.
[0009]
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.
[0010]
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.
[0011]
In addition, it is required to minimize power consumption for warming the fixing device 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 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 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.
[0012]
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.
[0013]
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 Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-116675).
[0014]
This technique will be described with reference to FIGS.
[0015]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the fixing roller into which the coil spring is inserted. 6 is an enlarged cross-sectional view of a part of the fixing roller of FIG. FIG. 7 is a perspective view showing a part of the fixing roller of FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 9 is a schematic view showing the coil spring that has come out of the cored bar. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a cored bar on which a stopper is formed. FIG. 11 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. 4 are denoted by the same reference numerals.
[0016]
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. 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. At this time, 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 moves in the direction of arrow D and the cored bar 124 is moved. Begin to break out of. When the fixing roller 120 and the pressure roller 130 continue to rotate, the coil spring 150 falls off the core metal 124.
[0017]
Therefore, as shown in FIG. 10, a technique has been proposed in which stoppers 124 a are formed at both ends in the longitudinal direction of the core metal 124 so that the coil spring 150 does not come out of the core metal 124.
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technique shown in FIG. 10, although the coil spring 150 does not come out of the core metal 124, the coil spring 150 may move inside the core metal 124 as shown in FIG. . When the winding pitch of the coil spring 150 varies in this way, the strength for reinforcing the cored bar 124 varies in the longitudinal direction of the cored bar 124 to change the nip pressure, so that the recording medium is skewed. Arise.
[0019]
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 an image forming apparatus including the roller unit.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the first roller unit of the present invention comprises:
(1) a hollow cylindrical roller;
(2) a wire that extends in the longitudinal direction of the cylindrical roller while being spirally wound in the hollow portion of the cylindrical roller and contacts the inner peripheral surface of the cylindrical roller and presses the inner peripheral surface outward; With
(3) The wire is characterized in that the winding direction of the spiral is reversed at a plurality of locations separated from each other in the wire.
[0021]
here,
(4) In the wire, a portion between one boundary of the plurality of boundaries and a boundary adjacent to the boundary may be wound by 1.5 turns or more.
[0022]
In order to achieve the above object, the second roller unit of the present invention comprises:
(5) a hollow cylindrical roller;
(6) A wire rod that extends in the longitudinal direction of the cylindrical roller while being spirally wound in the hollow portion of the cylindrical roller and that contacts the inner peripheral surface of the cylindrical roller and presses the inner peripheral surface outward. With
(7) The wire is characterized in that a right-handed wire and a left-handed wire having opposite spiral directions are alternately and continuously formed.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
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.
[0024]
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.
[0025]
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.
[0026]
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.
[0027]
A procedure for forming an image with the copying machine 10 will be described.
[0028]
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.
[0029]
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.
[0030]
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.
[0031]
The basic configuration of the fixing device 40 is the same as that of the conventional fixing device 100 shown in FIG. The fixing roller 40 is different from the fixing device 100 in the fixing roller 50. The structure of the fixing roller will be described with reference to FIGS.
[0032]
FIG. 2 is a perspective view showing the fixing roller. FIG. 3 is a schematic diagram showing the inside of the fixing roller.
[0033]
The fixing roller 50 includes a pipe-shaped (hollow cylindrical) cored bar 52 (an example of the cylindrical roller in the present invention) made of an alloy of aluminum and magnesium. 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 the recording medium) at 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.
[0034]
Further, the cored bar 52 is cut so that the thickness thereof is about 0.3 to 0.4 mm over the entire region. 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.
[0035]
A spiral spring 60 (which is an example of a wire according to the present invention) is disposed in a hollow portion of the core metal 52 (inside the fixing roller 50). The outer diameter of the coil spring 60 is about 0.1 mm to 0.5 mm larger than the inner diameter of the cored bar 52. For this reason, the coil spring 60 is in contact with an inner wall surface 52a (an example of the inner circumferential surface referred to in the present invention) 52a surrounding the hollow portion of the core metal 52 and presses (presses) the inner wall surface 52a outward. ). For this reason, the coil spring 60 rotates together with the cored bar 52. Further, stoppers 52 b are formed at both ends in the longitudinal direction of the core metal 52 so that the both ends in the longitudinal direction of the coil spring 60 are fixed so that the coil spring 60 does not come out of the core metal 52.
[0036]
The coil spring 60 is composed of right-handed winding materials 62 and 66 and a left-handed winding material 64 that are right-handed and left-handed whose spiral winding directions are opposite to each other. From the right end of the right-hand wound wire 62 (the right end in FIG. 3), the left-hand wound wire 64 continues, and from the right end of the left-hand wound wire 64, the right-hand wound wire 66 continues. That is, the coil spring 60 is formed by alternately and continuously winding right-handed wire and left-handed wire.
[0037]
The right-hand wound wire 62 and the left-hand wound wire 64 have the spiral winding directions reversed at the boundary 60a. Further, the left-hand wound wire 64 and the right-hand wound wire 66 have the spiral winding directions reversed at the boundary 60b. That is, in the coil spring 60, the spiral winding direction is reversed at a plurality of locations (here, the boundaries 60a, 60b, 60c, and 60d) separated from each other.
[0038]
Further, the right-hand wound wire 62 has a spiral shape of about 2 turns, the left-hand wound wire material 64 also has a spiral shape of about 2 turns, and the right-hand wire material 66 has a spiral shape of about 3 turns. That is, each wire 62, 64, 66 is spirally wound in 1.5 turns or more. Therefore, each wire 62, 64, 66 is strong against external force, and can maintain the strength as the coil spring 60.
[0039]
When the fixing roller 50 rotates in a certain direction while being pressed by the pressure roller 70, for example, even if the left-hand wound wire 64 tries to move in the direction of the arrow D as the fixing roller 50 rotates, the right-hand wound wire 62 remains in the reverse direction. Therefore, the movement of the left-hand wound wire 64 is suppressed. Therefore, even if the stopper 52b is not provided, the coil spring 60 does not come out of the fixing roller 50. Moreover, since the right-handed winding materials 62 and 66 and the left-handed winding material 64 cancel each other's movement, the winding pitch P of the coil spring 60 is not shifted.
[0040]
When manufacturing the fixing roller 50 described above, a coil spring 60 having an outer diameter that is about 0.1 mm to 0.5 mm larger than the inner diameter of the cored bar 52 is prepared, and the coil spring 60 is reduced in the diameter reduction direction (tightly wound). And inserted in the hollow portion of the cored bar 52 in a state twisted in the direction in which the outer diameter decreases. After the insertion is completed, the twist of the coil spring 60 is released. Thereby, the outer peripheral surface of the coil spring 60 contacts the inner wall surface 52a and pushes the inner wall surface 52a outward. Since the core metal 52 is reinforced by the coil spring 60 in this way, the core metal 52 does not deform even when the pressure roller 70 presses the fixing roller 50.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the first roller unit of the present invention, when the cylindrical roller rotates in a certain direction, a portion of the wire wound in one direction is rotated as the cylindrical roller rotates. Even if it tries to move in the longitudinal direction of the cylindrical roller, the portion wound in the other direction opposite to this one direction prevents this movement. Therefore, the wire does not come out of the cylindrical roller. Further, the winding pitch of the wire does not fluctuate.
[0042]
The wire is a portion between the boundary and the boundary when the portion between one boundary of the plurality of boundaries and the boundary next to the boundary is wound more than 1.5 turns Is 1.5 turns or more, the strength as a wire can be maintained.
[0043]
Further, according to the second roller unit of the present invention, when the cylindrical roller rotates in a certain direction, for example, the right-hand wound wire moves in the longitudinal direction of the cylindrical roller as the cylindrical roller rotates. Even so, the left-handed wire prevents the right-handed wire from moving. Therefore, the wire does not come out of the cylindrical roller. Further, the winding pitch of the wire does not fluctuate.
[Brief description of the drawings]
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.
FIG. 2 is a perspective view showing a fixing roller.
FIG. 3 is a schematic diagram showing the inside of a fixing roller.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a conventional fixing device.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a fixing roller into which a coil spring is inserted.
6 is an enlarged cross-sectional view illustrating a part of the fixing roller of FIG.
7 is a perspective view showing a part of the fixing roller in FIG. 6. FIG.
8 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 9 is a schematic diagram showing a coil spring that has slipped out of a cored bar.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a core bar on which a stopper is formed.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a coil spring with a varying winding pitch.
[Explanation of symbols]
50 Fixing roller 52 Core metal 60 Coil springs 60a and 60b Boundaries 62 and 66 Right-handed wire 64 Left-handed wire

Claims (4)

中空の円筒状ローラと、
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と共に該円筒状ローラの内周面に接触する線材とを備え、
該線材は、該線材のうち互いに離れた複数個所を境にして螺旋の巻き方向が逆になっている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 wire rod that extends in the longitudinal direction of the cylindrical roller while being spirally wound in the hollow portion of the cylindrical roller and contacts the inner peripheral surface of the cylindrical roller;
The roller unit is characterized in that the winding direction of the spiral is reversed at a plurality of locations separated from each other in the wire.
前記線材は、前記複数箇所の境のうちの一つの境とこの境界の隣の境との間の部分は1.5巻き以上に巻か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。  2. The wire according to claim 1, wherein a portion between one boundary of the plurality of boundaries and a boundary adjacent to the boundary is wound by 1.5 turns or more. Roller unit. 中空の円筒状ローラと、
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と共に該円筒状ローラの内周面に接触する線材とを備え、
該線材は、螺旋の巻き方向が互いに逆の右巻き線材と左巻き線材が交互に連続して形成された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 wire rod that extends in the longitudinal direction of the cylindrical roller while being spirally wound in the hollow portion of the cylindrical roller and contacts the inner peripheral surface of the cylindrical roller;
The roller unit is characterized in that a right-handed wire and a left-handed wire whose spiral winding directions are opposite to each other are alternately and continuously formed.
請求項1から3までのうちのいずれか一項に記載のローラユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置。  An image forming apparatus comprising the roller unit according to claim 1.
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