(57)【要約】【課題】コイルばね６０が抜け出ることがなく、その巻きピッチも変動しない定着ローラ５０を提供する。【解決手段】コイルばね６０の外周面のうち芯金５２の内周面５２ａに接触する部分には、図４に示すように、多数の突起６２が形成されている。これら多数の突起６２は、芯金５２が回転している（定着ローラ５０が回転している）際にコイルばね６０が片寄ることを阻止する方向に突出している。即ち、これら多数の突起６２は、芯金５２が回転中にコイルばね６０に作用する力のうち芯金５２の長手方向の力の向きと同一の方向に突出している。従って、定着ローラ５０の回転中にコイルばね６０が芯金５２の長手方向に移動しようとした場合、多数の突起６２が芯金５２の内周面５２ａに引っ掛かる。【選択図】      図４
2004170740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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してこの内周面を外側に押圧する線材とを備え、
該線材は、
該線材の外周面のうち前記円筒状ローラの内周面に接触する部分に突起が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。
【請求項２】
前記線材の前記突起は、
前記円筒状ローラが回転している際に前記線材が片寄ることを阻止する方向に突出している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。
【請求項３】
前記線材の前記突起は、
前記円筒状ローラが回転中に前記線材に作用する力のうち前記円筒状ローラの長手方向の力の向きと同一の方向に突出している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。
【発明の詳細な説明】
【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。
【０００３】
図５を参照して、定着装置について説明する。
【０００４】
図５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。
【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、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。この立上り時間は年々短くなっている。
【００１１】
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。
【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（例えば、特許文献１参照）。
【００１４】
この技術を、図６から図９までを参照して説明する。
【００１５】
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。図７は、芯金から抜け出たコイルばねを示す模式図である。図８は、ストッパが形成された芯金を示す断面図である。図９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。
【００１６】
芯金１２４の内部空間には、図６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７参照）。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。
【００１７】
そこで、図８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】
【特許文献１】
特開平１０−１１６６７５号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図８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９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。
【００２０】
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を提供することを目的とする。
【００２１】
【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、該線材の外周面のうち前記円筒状ローラの内周面に接触する部分に突起が形成されたものであることを特徴とするものである。
【００２２】
ここで、
（４）前記線材の前記突起は、前記円筒状ローラが回転している際に前記線材が片寄ることを阻止する方向に突出しているものである。
【００２３】
また、
（５）前記線材の前記突起は、前記円筒状ローラが回転中に前記線材に作用する力のうち前記円筒状ローラの長手方向の力の向きと同一の方向に突出しているものである。
【００２４】
【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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
複写機１０で画像を形成する手順等を説明する。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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から図４までを参照して説明する。
【００３３】
図２は、定着装置をその長手方向に切断して示す模式図である。図３は、図２の定着ローラの内部を示す拡大図である。図４は、図２の定着ローラの内部を示す斜視図である。
【００３４】
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外径は長手方向中央部よりも０．０７ｍｍ〜０．１３ｍｍ程度大きい。
【００３５】
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。
【００３６】
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。なお、このストッパ５２ｂを形成しなくてもよい。
【００３７】
コイルばね６０の外周面のうち芯金５２の内周面５２ａに接触する部分には、図４に示すように、多数の突起６２が形成されている。各突起６２の先端はやや尖っている。これら多数の突起６２は、芯金５２が回転している（定着ローラ５０が回転している）際にコイルばね６０が片寄ることを阻止する方向に突出している。即ち、これら多数の突起６２は、芯金５２が回転中にコイルばね６０に作用する力のうち芯金５２の長手方向の力の向きと同一の方向に突出している。従って、定着ローラ５０の回転中にコイルばね６０が芯金５２の長手方向に移動しようとした場合、多数の突起６２が芯金５２の内周面５２ａに引っ掛かる。このため、コイルばね６０は芯金５２の長手方向には移動できない。この結果、芯金５２の内部でコイルばね６０が片寄ったり芯金５２からコイルばね６０が飛び出したりしないので、定着ローラ５０の剛性を長手方向に渡って均一に保てる。なお、芯金５２の内部にコイルばね６０を挿入する（差し込む）際は、多数の突起６２が突出している方向とは反対の方向からコイルばね６０を芯金５２に挿入する。
【００３８】
上記の実施形態では、定着ローラを例に挙げたが、感光ドラムや現像スリーブなど円筒状の薄肉ローラに本発明を適用できる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のローラユニットでは、線材が円筒状ローラの長手方向に移動しようとした場合、この線材の突起が円筒状ローラの内周面に引っ掛かるので、線材は円筒状ローラの長手方向には移動できない。従って、円筒状ローラの内部で線材が片寄ったり円筒状ローラから線材が飛び出したりしないので、円筒状ローラの剛性を長手方向に渡って均一に保てる。
【００４０】
ここで、前記線材の前記突起は、前記円筒状ローラが回転している際に前記線材が片寄ることを阻止する方向に突出しているものである場合は、円筒状ローラの内部で線材が片寄ったり円筒状ローラから線材が飛び出したりすることをいっそう確実に防止できる。
【００４１】
また、前記線材の前記突起は、前記円筒状ローラが回転中に前記線材に作用する力のうち前記円筒状ローラの長手方向の力の向きと同一の方向に突出しているものである場合は、円筒状ローラの内部で線材が片寄ったり円筒状ローラから線材が飛び出したりすることをいっそう確実に防止できる。
【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】定着装置をその長手方向に切断して示す模式図である。
【図３】図２の定着ローラの内部を示す拡大図である。
【図４】図２の定着ローラの内部を示す斜視図である。
【図５】従来の定着装置の概略構成を示す模式図である。
【図６】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７】芯金から抜け出たコイルばねを示す模式図である。
【図８】ストッパが形成された芯金を示す断面図である。
【図９】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
５２ａ  芯金の内周面
６０  コイルばね
６２  突起
【図１】
2004170740.tif 000003
【図２】
2004170740.tif 000004
【図３】
2004170740.tif 000005
【図４】
2004170740.tif 000006
【図５】
2004170740.tif 000007
【図６】
2004170740.tif 000008
【図７】
2004170740.tif 000009
【図８】
2004170740.tif 000010
【図９】
2004170740.tif 000011