JP3820280B2

JP3820280B2 - 定着ローラ及び定着装置

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Publication number: JP3820280B2
Application number: JP01443396A
Authority: JP
Inventors: 靖木内
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-10-26
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2016-01-30
Also published as: JPH09179429A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等の画像形成装置において、記録紙上に転写されたトナー像を定着させるために用いられる直接加熱型の定着ローラ及び定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の画像形成装置では、記録紙上に転写されたトナー像を、そのトナー粒子を記録紙の繊維に絡ませることにより記録紙に熱定着させる必要がある。このため、定着装置の定着ローラはヒートローラとして構成されることが多い。
【０００３】
このようなヒートローラ（定着ローラ）としては、赤外線ランプやハロゲンランプ等の熱源を熱伝導性のよい金属製スリーブの軸心位置に内挿させた間接加熱型が一般的である。しかし、間接加熱型の定着ローラの場合、高価な細管状ランプが必要な上、間接加熱によるため迅速に昇温させることができない、等の問題がある。
【０００４】
このようなことから、最近では、間接加熱型に代わって、直接加熱型の定着ローラが普及し始めている。直接加熱型の定着ローラの代表的なものでは、円筒状の絶縁体表面に導電性材料による発熱層を塗布して発熱体を形成し、この発熱体の両端部の外周面に帯片状の摺動片を接触させて、回転する発熱体に対して摺動片を通じて給電するようにしている。しかし、摺動片を用いて給電するものでは、摺動片により発熱体表面が削られる上に接触部において火花が飛ぶ問題がある。また、筒状発熱部の両端中空部に金属端子を密嵌する方法もあるが、金属端子の熱膨張率が大きいので、熱膨張した金属端子がセラミックス製の発熱体を破壊してしまうおそれがある。
【０００５】
このような問題点に対する解決策が実開平４−１１４０６２号公報に開示されている。同公報によれば、図２０（ａ）に示すように円柱形状で切込み２１が入った導電性で弾性を有する金属製の導通端子２２や、図２０（ｂ）に示すように円筒形状で２本のスリット２３が形成された導電性で弾性を有する金属製の導通端子２４や、図２０（ｃ）に示すように円筒形状で４本のスリット２３が形成された導電性で弾性を有する金属製の導通端子２５を用意し、これらの導通端子２２，２４又は２５を、図２１に示すようにセラミックス等の絶縁体で形成されて内周面に発熱層が形成されたロール体２６の端部に切込み２１やスリット２３側から密嵌するようにしている。即ち、ロール体２６の中空部に径方向に弾性拡縮する導通端子２２，２４又は２５を密嵌し、中空部の内周面に押し付けるようにしている。この状態でロール体２６が回転駆動されるとき、導通端子２２，２４又は２５も一体となって回転する。このように回転する導通端子２２，２４又は２５に給電ブラシ２７を押し付けることにより、両者の接触部が摺動電極となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、実開平４−１１４０６２号公報に示されるような導通端子を用いた場合、ロール体内周面の発熱体と導通端子との接触が柔軟性のない面同士の面接触によるため不安定である。この結果、導通端子を通じた発熱体への給電において、給電不良を引き起こし、加熱不足となって、トナーの定着性が悪化してしまう可能性がある。定着性が悪いと、記録紙上のトナーがユーザの手や衣類に付着して汚してしまうおそれがあり、好ましくない。
【０００７】
また、実開平４−１１４０６２号公報に示されるような導通端子を用いた場合、導通端子が径方向に弾性拡縮する特性を有するのでロール体の内周面に押圧接触し得るものの、回り止め効果は有しない。この結果、ロール体の回転に伴い、内周面を滑る可能性を持ち、ロール体（発熱体）との接触部を傷付けることもある。よって、上記の場合と同様に給電不良に伴う弊害を生ずることがある。
【０００８】
そこで、本発明は、絶縁性のロール体の内周面に発熱部を形成した直接加熱型の定着ローラに関して、摺動電極を形成する導通端子と発熱部との接触を安定させて、給電部材から発熱部への給電を安定して行える定着ローラを提供することを第１の目的とする。
【０００９】
また、本発明は、絶縁性のロール体の内周面に発熱部を形成した直接加熱型の定着ローラに関して、摺動電極を形成する導通端子に回り止め効果を持たせることができる定着ローラを提供することを第２の目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の定着ローラは、中空円筒状に形成されて回転駆動される絶縁性のロール体と、このロール体の内周面に全域的に形成された発熱部と、前記ロール体の前記内周面の径よりも大きい外径を有して、前記発熱部の一部に接するように前記ロール体の内周面端部に挿入密嵌された導電性のコイルスプリングと、このコイルスプリングに摺動接触する給電部材と、を備え、前記コイルスプリングが、ロール体の内周面に密嵌される挿入部と、挿入前のフリー状態において、該状態の前記挿入部の径より大きな外形の外径変化部を有し前記ロール体の端部より外部にはみ出させるはみ出し部とを有し、前記給電部材は、前記挿入部が前記ローラ本体に挿入され前記はみ出し部が前記ロール体の端部より外部にはみ出すように挿入密嵌された状態の前記コイルスプリングの前記はみ出し部の外周面に押圧接触している。
従って、ロール体の内周面端部に密嵌されたコイルスプリングはほぼ均一に拡がる性質を有しており、内周面に対して螺旋状に連続して線接触するため、コイルスプリングと発熱部との電気的な接触状態は安定する。これにより、給電部材、コイルスプリングを経て発熱部への給電が良好に行われることになる。また、コイルスプリングが、ロール体の内周面に密嵌された挿入部とロール体の端部より外部にはみ出たはみ出し部とを有し、給電部材が、コイルスプリングのはみ出し部の外周面に押圧接触している。従って、給電部材をコイルスプリングの内周面に挿入して接触させるような不便さがなく、コイルスプリングに対する給電部材の組付けが容易となり、組付けの自動化も可能となる。また、コイルスプリングのはみ出し部に、挿入部の径より大きくなる外径変化部を有するので、コイルスプリングをロール体の内周面端部に挿入して密嵌させる際の適切なる挿入深さを外径変化部によって規制することができ、コイルスプリングが発熱部に接触しないとかコイルスプリングがロール体から抜け落ちてしまう、といった不都合を生ずることがない。
また、請求項２記載の定着ローラは、中空円筒状に形成されて回転駆動される絶縁性のロール体と、このロール体の内周面に全域的に形成された発熱部と、前記ロール体の前記内周面の径よりも大きい外径を有して、前記発熱部の一部に接するように前記ロール体の内周面端部に密嵌された導電性のコイルスプリングと、このコイルスプリングに摺動接触する給電部材と、を備え、前記コイルスプリングが、ロール体の内周面に密嵌された挿入部と前記ロール体の端部より外部にはみ出たはみ出し部とを有し、給電部材が、前記コイルスプリングの前記はみ出し部の外周面に押圧接触し、前記コイルスプリングのはみ出し部に、挿入部の径より大きくなる外径変化部を有し、前記外径変化部が、ロール体の中心軸線に略垂直な突当面として形成されている。
従って、定着ローラが軸受や駆動伝達手段を端部付近に備えている場合に、軸受又は駆動伝達手段の端面を突当面に突き当てることにより、ロール体や駆動伝達手段の軸方向のストッパの役目を持たせることができる。また、突当面がロール体の中心軸線に略垂直であるので、はみ出し部の倒れも防止され、給電部材との電気的接触が良好に維持される。
また、請求項３記載の定着ローラは、中空円筒状に形成されて回転駆動される絶縁性のロール体と、このロール体の内周面に全域的に形成された発熱部と、前記ロール体の前記内周面の径よりも大きい外径を有して、前記発熱部の一部に接するように前記ロール体の内周面端部に密嵌された導電性のコイルスプリングと、このコイルスプリングに摺動接触する給電部材と、を備え、前記コイルスプリングが、ロール体の内周面に密嵌された挿入部と前記ロール体の端部より外部にはみ出たはみ出し部とを有し、給電部材が、前記コイルスプリングの前記はみ出し部の外周面に押圧接触し、コイルスプリングのロール体の内周面に密嵌される挿入部の内、前記ロール体の最端部寄り部分の外径が内部寄り部分の外径より小径に形成されている。
従って、挿入部側を縮径させてロール体の内周面に密嵌させても、最端部寄り部分の小径に形成された部分を緩衝部としてはみ出し部には形状変化をもたらさないので、はみ出し部に偏心を生ぜずロール体の回転時に回転振れを生ずることがなく、給電部材とコイルスプリングとの接触が安定し、良好なる給電状態が維持される。
【００１３】
さらに、請求項４記載の発明では、請求項３記載の定着ローラに関して、ロール体の両端の内周面端部に、巻き方向を異ならせたコイルスプリングを各々密嵌させている。従って、ロール体が１方向に回転した時、両端のコイルスプリングに対してその外径がともに拡がる方向のねじりの力を作用させることで、両端において回り止め効果を働かせることができ、発熱部を傷付けることなく安定した電気的な接触状態が得られる。
【００１４】
請求項５記載の発明では、請求項３記載の定着ローラに関して、コイルスプリングの少なくとも一端が、コイルスプリングの半径方向内側に向けて曲げられている。従って、コイルスプリングをロール体の内周面端部に密嵌させる際には、外径が縮まる方向にねじるが、コイルスプリングの一端が内側に曲げられているので、この部分を組付け治具等に引っ掛けることにより容易にねじることができ、コイルスプリングを密嵌させるための組付け性が向上する。
【００１８】
請求項６記載の発明では、請求項１又は２記載の定着ローラに関して、コイルスプリングの少なくとも給電部材が摺動接触する領域部分の巻きが、密着巻きである。従って、隙間巻き部分に対する摺動接触の場合と異なり、ロール体の回転時でも給電部材とコイルスプリングとの接触が安定し、良好なる給電状態が維持される。
【００１９】
請求項７記載の発明では、請求項１ないし３の何れか一記載の定着ローラに関して、コイルスプリングのロール体内部の内周面に密嵌される領域部分の少なくとも一部の巻きが、隙間巻きである。従って、コイルスプリングを縮径させてロール体に密嵌させる際に、隙間巻き部分を有するためにそのねじり角が小さくても容易に密嵌させることができ、組付けが容易となる。
【００２１】
請求項８記載の発明では、請求項１ないし３の何れか一記載の定着ローラに関して、コイルスプリングが、少なくとも給電部材が摺動接触する領域部分に導電性低融点材料が溶着されている。従って、給電部材の摺動接触を受ける領域部分がコイルスプリングによる螺旋状の凹凸面ではなく導電性低融点材料による溶着面として滑らかな面となっており、ロール体の回転時でも給電部材とコイルスプリングとの接触が安定し、良好なる給電状態が維持される。
【００２３】
請求項９記載の発明では、請求項３記載の定着ローラに関して、コイルスプリングのロール体の端部より外部にはみ出たはみ出し部が内周面に密嵌されて外周面に給電部材が押圧接触する導電性リングを設けた。従って、低コストの導電性リングを用いるだけで、ロール体の回転時でも給電部材とこの導電性リングを介したコイルスプリングとの接触が安定し、良好なる給電状態が維持される。
【００２４】
請求項１０記載の発明では、請求項１ないし３の何れか一記載の定着ローラに関して、コイルスプリングが、ステンレス製である。従って、コイルスプリングが発熱部の熱による熱なましを受ける環境であってもステンレス製であるので熱なましを防止でき、コイルスプリングの機能を維持させることができる。
【００２５】
請求項１１記載の定着装置は、請求項１ないし１０の何れか一記載の定着ローラと、この定着ローラに押圧接触する加圧ローラと、前記定着ローラの給電部材に対する通電手段とを備えている。従って、給電不良を生じにくくした定着ローラを備えているので、定着ローラに加熱不足を生ずることがなく、定着性が良好に維持される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の前提的構成例を図１及び図２に基づいて説明する。本前提的構成例は、直接加熱型の定着ローラ１に関するものである。この定着ローラ１はガラス等の絶縁体により中空円筒状に形成されたロール体２をベースとして構成されている。このロール体２の内周面には発熱部３が全長に渡って全域的に形成されている。この発熱部３は、前記ロール体２の内周面にシート状（又は、シームレス円筒形状）の発熱体が層状に印刷された発熱体層３ａと、この発熱体層３ａとつながった状態で前記ロール体２の内周面端部に形成された導電層３ｂとにより形成されている。もっとも、発熱部３としては、発熱線又は発熱リボンが螺旋状に巻かれ、その拡がり力をもって、或いは、接着剤によりロール体２の内周面に密着させるように設けた発熱体により全域的に形成してもよい。或いは、図３に示すように、導電層３ｂに代えて、ロール体２の端部近くまで発熱体層３ａで形成した発熱部３としてもよい。また、発熱体層３ａに対応するロール体２の外周面には耐熱樹脂等による絶縁保護層４が形成されている。
【００２７】
このようなロール体２をベースとする定着ローラ１は、両端部外周が軸受５により回転自在に保持されており、駆動ギヤ等の駆動伝達手段を介して回転駆動される。
【００２８】
さらに、前記ロール体２の両端の内周面端部には導電性を有するコイルスプリング６が前記導電層３ｂに接するように密嵌されている。このコイルスプリング６はフリー状態ではロール体２（導電層３ｂ）の内周面の径よりも大きな巻き径（外径）を有しており、巻き径を縮める方向にねじりながら前記ロール体２の内周面端部に挿入させることにより密嵌される構造とされている。また、前記ロール体２の内周面端部に密嵌された前記コイルスプリング６の内周面の一部に押圧接触させた給電ブラシ等の給電部材７が設けられている。即ち、給電部材７は位置固定的に設けられており、前記コイルスプリング６が前記ロール体２と一体で回転することにより、この給電部材７が前記コイルスプリング６に対して相対的に摺動接触する構造とされている。ここに、給電部材７は電源等の通電手段（図示せず）に接続されており、コイルスプリング６においてこのような給電部材７による摺動接触を受ける部分が摺動電極ないしは摺動端子として機能する。
【００２９】
このような構成において、通電手段から給電部材７を介してコイルスプリング６に電圧が印加されることにより、コイルスプリング６が接触している導電層３ｂを介して発熱体層３ａに通電され、この発熱体層３ａが発熱することによりロール体３、従って、定着ローラ１が加熱される。
【００３０】
ここに、本前提的構成例によれば、縮径させた状態でロール体３の内周面端部に密嵌されたコイルスプリング６がほぼ均一に径が拡がる性質を有してロール体３の内周面の導電層３ｂに接触し、かつ、その接触が線接触であるので、安定した接触状態となる。よって、このコイルスプリング６から発熱部３への給電動作に不良を生ずることはない。また、このようなコイルスプリング６はその径を縮める方向にねじりながらロール体２の内周面端部に挿入して密嵌させることで組付ければよく、組付けも容易である。
【００３１】
ところで、コイルスプリング６は、給電部材７との接触によってコイルスプリング外径が拡がる方向の力を受けるようにロール体２に対する密嵌方向が設定されている。即ち、コイルスプリング６はロール体２に対して回り止め効果を発揮するように密嵌されている。ここに、ロール体２の内周面に密嵌されたコイルスプリング６がその外径が拡がってロール体２との接触状態が締まるか、その外径が縮んでロール体２との接触状態が弛むかは、コイルスプリング６の巻き方向と、ロール体２の回転方向と、コイルスプリング６に対する給電部材７の接触位置との３つの関係で決定される。例えば、図２に示すような巻き方向のコイルスプリング６に関して、ロール体２が矢印Ａ方向に回転するものとすれば、コイルスプリング６の外部側部分にて給電部材７Ａを押圧接触させれば、コイルスプリング６には外径が拡がるように作用する。ロール体２の回転方向が矢印Ｂ方向であれば、コイルスプリング６の内部側部分にて給電部材７Ｂを押圧接触させれば、コイルスプリング６には外径が拡がるように作用する。コイルスプリング６の巻き方向が逆であれば、逆の関係となる。何れにしても、給電部材７がコイルスプリング６に対してこのコイルスプリング外径が拡がる方向に接触し、コイルスプリング６がロール体２に対して回り止め効果を発揮するように設定されているので、ロール体２の内周面とコイルスプリング６との接触状態が締まっており、ロール体２が回転する際に両者間に滑りを生ずることがない。よって、ロール体２の内周面、即ち、導電層３ｂをコイルスプリング６によって傷付けることがなく、この面からも給電不良の発生を防止できる。
【００３２】
また、本前提的構成例のコイルスプリング６の材質は、ステンレス製とされている（以下の前提的構成例や実施の形態でも同様である）。即ち、コイルスプリング６は加熱されるロール体２の内周面に密嵌されるので、熱的影響を受けて熱なましされ、ロール体２を締め付ける力（径が拡がる力）が弛むことで、コイルスプリング６とロール体２の内周面との間に滑りを生ずることが考えられるが、ステンレス製としておくことにより、熱なましが防止される。これにより、コイルスプリング６はその機能を長期に渡って維持することになり、ロール体２の内周面を傷付けることなく、発熱部３に対する給電動作が安定して行われる。
【００３３】
本発明の第二の前提的構成例を図４に基づいて説明する。図１ないし図３で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、その説明も省略する（以下の前提的構成例や実施の形態でも同様とする）。本前提的構成例では、ロール体２の両端の内周面端部に密嵌される２つのコイルスプリング６Ａ，６Ｂに関し、コイルスプリング６Ａとコイルスプリング６Ｂとでは巻き方向が逆に形成されている。これらのコイルスプリング６Ａ，６Ｂの巻き方向は、ロール体２の回転方向との関係で、何れのコイルスプリング６Ａ，６Ｂも径が拡がる方向に機能し、ロール体２の内周面との接触状態が締まるように設定される。即ち、２つのコイルスプリングを用いる場合、その巻き方向が同一であると、ロール体が１方向に回転する際に一方のコイルスプリングは径が拡がる方向の力を受けるが他方のコイルスプリングは径が縮まる方向の力を受けることになり、少なくとも一方のコイルスプリング側では回り止め効果がなくロール体の内周面との間に滑りを生じて傷付ける等の給電不良の原因を生じてしまう不都合がある。この点、本前提的構成例によれば、２つのコイルスプリング６Ａ，６Ｂが巻き方向が異なり、ロール体２の回転に対してともに径が拡がる方向の力を受けるように設定されているので、コイルスプリング６Ａ，６Ｂに関して共に回り止め効果が生じ、安定した給電動作を行わせることができる。
【００３４】
本発明のの第三の前提的構成例を図５に基づいて説明する。本前提的構成例では、コイルスプリング６の一部がロール体２の端部よりも外部にはみ出すようにしてロール体２の内周面端部に密嵌されている。即ち、コイルスプリング６は、ロール体２の内周面端部内に密嵌されている挿入部６ａと、ロール体２の端部よりもはみ出しているはみ出し部６ｂとを有している。また、コイルスプリング６の内部側の一端６ｃはコイルスプリング６の半径方向内側に向けて曲げられ、コイルスプリング６の外部側の一端６ｄもコイルスプリング６の半径方向内側に向けて曲げられている（もっとも、図６に示すように、一端６ｄをコイルスプリング６の半径方向外側に向けて曲げるようにしてもよい）。さらに、給電部材７はコイルスプリング６に対してはみ出し部６ｂの外周面に押圧接触するように設けられている。
【００３５】
近年では、定着ローラ１に関しても小径化が進んでおり、ロール体２の径が小さくなる程、コイルスプリング６も小径となるのでコイルスプリング６の内周面に給電部材７を押圧接触するように組付けるには困難を伴う場合がある。この点、本前提的構成例においては、コイルスプリング６の一部をロール体２の端部からはみ出させ、このはみ出し部６ｂの外周面に給電部材７を押し付けるように組付ければよいので、給電部材７の組付けが極めて容易となり、その自動化も可能となる。また、コイルスプリング６の内部側の一端６ｃが半径方向内側に向けて曲げられているので、コイルスプリング６をロール体２に挿入する際には、この一端６ｃを組付け治具等に引っ掛けて巻き方向にねじれば巻き径が小さくなるので、ロール体２の内周面端部に挿入する作業を容易に行うことができる。また、内部側の一端６ｃが内側に曲げ処理されているので、この一端６ｃがロール体２の内周面（導電層３ｂ）を傷付けることもない。
【００３６】
なお、図６に示したように、コイルスプリング６の外部側の一端を外側に曲げ処理しておけば、コイルスプリング６をねじるための治具等が簡単な構造のもので済む、という利点がある。
【００３７】
本発明の実施の第一の形態を図７に基づいて説明する。本実施の形態では、挿入部６ａとはみ出し部６ｂとを有するコイルスプリング６に関して、そのはみ出し部６ｂに挿入部６ａの外径よりも径が連続的に大きくなる外径変化部６ｅが形成されている。
【００３８】
本実施の形態によれば、コイルスプリング６をロール体２の内周面端部に挿入する際、外径変化部６ｅがロール体２の端面に突き当るまで挿入させることによりコイルスプリング６の挿入深さを決めることができる。即ち、外径変化部６ｅが挿入深さを決めるストッパとして機能し、コイルスプリング６のロール体２の内周面端部への挿入深さのバラツキをなくすことができる。ちなみに、外径変化部６ｅ等のストッパがないとコイルスプリング６の挿入深さが一定に定まらず、コイルスプリング６と導電層３ｂや給電部材７との接触位置が不安定となったりコイルスプリング６がロール体２の端部から抜け落ちてしまう可能性がある。
【００３９】
図８は変形例を示し、外径変化部６ｆを局部的に絞った形状に形成したものである。これによれば、給電部材７が接触する部分のコイルスプリング６の径を小さくすることができ（回転中心に近付けることができ）、省スペース化を図ることができる。
【００４０】
本発明の実施の第二の形態を図９ないし図１１に基づいて説明する。本実施の形態では、挿入部６ａとはみ出し部６ｂとを有するコイルスプリング６に関して、そのはみ出し部６ｂにロール体２の回転中心線に対して略垂直となるように渦巻状で径が大きくなる突当面が外径変化部６ｇとして形成されている。図９では、給電部材７が接するはみ出し部６ｂの外周面はロール体２の径と同程度とされている。図１０、図１１では外径変化部６ｇの径がより大きくされている。
【００４１】
本実施の形態によれば、図７及び図８で説明した場合と同様に、外径変化部６ｇがロール体２の端面に突き当るようにコイルスプリング６をロール体２の内周面端部に挿入することによりその挿入深さを一定に規制できる。特に、図１０に示すように渦巻状に形成された外径変化部６ｇの径を大きめとして、軸受５の外側側面に突き当てるように構成することにより、ロール体２の軸方向の位置決め機能を持たせることもできる。また、図１１に示すようにロール体２の端部に駆動伝達手段、例えば駆動ギヤ８がコイルスプリング９等で回転方向に固定されているような場合に、渦巻状に形成された外径変化部６ｇをこの駆動ギヤ８の外側側面に突き当てるように構成することにより、駆動ギヤ８の軸方向の位置決め機能を持たせることができる。ちなみに、図１１において駆動ギヤ８の内側側面は軸受５によって位置決めされている。また、図９ないし図１１に示す何れのケースにおいても、外径変化部６ｇがロール体２の回転中心線に対して略垂直な面として形成されてロール体２の端面に突き当てられているので、コイルスプリング６のはみ出し部６ｂの倒れを防止できる。よって、コイルスプリング６の回転振れを小さくすることができ、給電部材７との接触も安定する。
【００４２】
本発明の実施の第三の形態を図１２に基づいて説明する。本実施の形態では、例えば、図９に示した構造のコイルスプリング６に関して、内側に曲げられた外部側の一端６ｄがさらに半径方向中心側に向けて延設され、ロール体２の回転中心軸線上で外方に突出させた屈曲部６ｈが折り返し形成されている。
【００４３】
本実施の形態によれば、ロール体２の内周面端部に密嵌されたコイルスプリング６の外部に突出している屈曲部６ｈを、ロール体２の軸方向のストッパとして筐体等の側面１０に突き当て可能に配置することにより、ロール体２が軸方向にずれてきた場合には、屈曲部６ｈが側面１０に突き当ることによりそのずれが規制される。また、屈曲部６ｈが側面１０に突き当っている時はロール体２の回転中心軸近傍で摺動するので、摺動負荷は小さく、駆動源に必要な出力トルクを低減させることができ、脱調やコストアップを防ぐことができる。
【００４４】
図１３は変形例を示し、屈曲部６ｉの曲げ形状が屈曲部６ｈよりも単純化されており、曲げ数が少なくされている。
【００４５】
図１４は異なる変形例を示し、屈曲部６ｉを有する一端６ｄがコイルスプリング６における半径方向の他端側まで延出するように形成されている。よって、屈曲部６ｉを側面１０等に突き当てた場合の屈曲部６ｉの強度が増し、容易には押し曲げられないので、ロール体２の軸方向の位置決めがより安定して行われるように構成されている。
【００４６】
本発明の実施の第四の形態を図１５に基づいて説明する。本実施の形態では、コイルスプリング６に関して、挿入部６ａが隙間巻きとされ、はみ出し部６ｂが密着巻きとされている。即ち、ロール体２の内周面端部に密嵌される部分なる挿入部６ａはコイル間に間隔のある状態で隙間巻きされているが、ロール体２の端部より外部にはみ出て給電部材７の摺動接触を受けるはみ出し部６ｂはコイル間を密にした密着巻き構造とされている（はみ出し部６ｂの密着巻きに関しては、記述した図４ないし図１４に示した構成でもこの条件を満たしている）。
【００４７】
本実施の形態によれば、給電部材７の摺動接触を受けるコイルスプリング６のはみ出し部６ｂが密着巻きとされているので、ロール体２の回転時（従って、コイルスプリング６の回転時）でも、給電部材７とはみ出し部６ｂとの接触状態が安定する。よって、接触が不安定な場合に生ずるノイズの発生や、給電不良を生ずることがなく、安定した定着性が得られる。ちなみに、はみ出し部６ｂが隙間巻きであると、回転時に給電部材７との摺動接触状態が不安定になり、ノイズを発生したり給電不良を生ずるおそれがある。
【００４８】
また、本実施の形態によれば、ロール体２内部の内周面に密嵌されるコイルスプリング６の挿入部６ａが隙間巻きとされているので、コイルスプリング６をロール体２内部に密嵌させる際に、挿入部６ａを縮径させるようにねじるときにそのねじり角が小さくても容易に縮径させることができるので、組付け性が向上する。ちなみに、コイルスプリング６の挿入部６ａが全て密着巻きであると、巻数が多くなりロール体２内部に密嵌させるために縮径させる際には、そのねじり角を大きくしなければならず、組付け性が阻害される場合がある。
【００４９】
本発明の実施の第五の形態を図１６に基づいて説明する。本実施の形態では、コイルスプリング６に関して、ロール体２への挿入前のフリー状態において、図１６（ｂ）に示すように、ロール体２内部の内周面に密嵌される挿入部６ａの領域Ｅａとロール体２の端部からはみ出るはみ出し部６ｂの領域Ｅｂとに区分した場合、領域Ｅａ中、ロール体２の最端部寄り部分となる領域Ｅａ₁ の外径がこの領域Ｅａ₁ よりも内部寄りとなる部分の外径よりも小径なる関係を満たすように構成されている。より具体的には、領域Ｅａ₁ 部分の外径はロール体２の内径と同じ又はほぼ同径とされ、領域Ｅａ中でこの領域Ｅａ₁ を除く部分の外径はロール体２の内径よりも大径で密嵌時には縮径されるように設定されている。はみ出し部６ｂの領域Ｅｂの外径に関しては、ロール体２の内径と同程度或いは小径でもよいが、本実施の形態でははみ出し部６ｂに図７等に示したコイルスプリング６の挿入位置決めの機能も持たせるため、ロール体２の内径よりも大きめの外径に設定されている。
【００５０】
このような構成において、コイルスプリング６をロール体２の端部に密嵌させると、図１６（ａ）に示すような状態となる。即ち、挿入部６ａを縮径させながらロール体２の端部に挿入することによりその端部内周面に密嵌させるため、領域Ｅａ₁ よりも内部寄りの部分は縮径されており拡径方向の変形力を持つが、最端部よりの領域Ｅａ₁ に関してはロール体２の内径と同程度であり縮径されておらず拡径方向の変形力を持たない。よって、最端部寄りの領域Ｅａ₁ 部分より外側に位置するはみ出し部６ｂにはこの領域Ｅａ₁ が緩衝部となって形状変化が生じないので、巻き中心が維持され、給電部材７の摺動接触を受けるはみ出し部６ｂに偏心を生ずることがない。これにより、ロール体２の回転時（従って、コイルスプリング６の回転時）にはみ出し部６ｂに回転振れを生ずることがなく、給電部材７とコイルスプリング６のはみ出し部６ｂとの接触が安定し、給電状態が安定に維持される。
【００５１】
ちなみに、コイルスプリング６がそのフリー状態で挿入部６ａからはみ出し部６ｂに渡ってロール体２の内径よりも大径なる均一径で形成されている場合、ロール体２内に位置して拡径しようとする部分とロール体２外に位置してフリー状態を維持しようとする部分との境目が不安定な径状態を示し、特に、はみ出し部６ｂに関しては給電部材７による押圧を受ける側と受けない側とでずれを生じて、その巻き中心がロール体２内部の巻き中心に対して偏心するため、はみ出し部６ｂに偏心を生じやすい。この結果、ロール体２の回転時にはみ出し部６ｂに回転振れを生じ、給電部材７とはみ出し部６ｂとの接触が不安定になる可能性がある。
【００５２】
ところで、本実施の形態においては、コイルスプリング６のはみ出し部６ｂの表面には導電性低融点材料（例えば、半田）を溶着させることにより、螺旋状の凹凸部による凹部が埋められて、滑らかな溶着面（図示せず）が形成されている。このような滑らかな溶着面にて給電部材７がはみ出し部６ｂに摺動接触するので、コイルだけによる螺旋状の凹凸面に直接接触する場合よりも、その接触状態が安定する。よって、安定した給電状態が確保される。
【００５３】
本発明の実施の第六の形態を図１７に基づいて説明する。本実施の形態では、コイルスプリングに関して、前述したような断面丸状の線状材よりなるコイルスプリング６に代えて、断面多角形状、ここでは、四角形状の線状材よりなるコイルスプリング１５が用いられ、ロール体２内部の内周面に密嵌される挿入部１５ａとロール体２の外部にはみ出るはみ出し部１５ｂとの内、給電部材７の摺動接触を受けるはみ出し部１５ｂの表面には導電性低融点材料（例えば、半田）を溶着させることにより、螺旋状の凹凸部による凹部が埋められて、滑らかな溶着面（図示せず）が形成されている。
【００５４】
本実施の形態による場合も、このような滑らかな溶着面にて給電部材７がはみ出し部１５ｂに摺動接触するので、コイルだけによる螺旋状の凹凸面に直接接触する場合よりも、その接触状態が安定する。よって、安定した給電状態が確保される。特に、本実施の形態においては、コイルスプリング１５を構成する線状材が断面四角形状であり、隣合う線状材間の凹凸の深さが比較的浅くなるので、凹凸の深さが深めとなる断面丸状の場合に比して、導電性低融点材を溶着させることにより表面をより滑らかにするのが容易かつ効果的に行うことができる。
【００５５】
なお、本実施の形態では、コイルスプリング１５を構成する線状材の断面形状を四角形なる多角形状としたが、四角形に限らず、要は、隣接する線状材間が極力面接触し得るような多角形状であれば、適宜形状であってもよい。
【００５６】
本発明の実施の第七の形態を図１８に基づいて説明する。本実施の形態においては、コイルスプリング６のロール体２の端部より外部にはみ出たはみ出し部６ｂが内周面に密嵌されて外周面に給電部材７が押圧接触する導電性リング１６が設けられている。ここに、導電性リング１６の内径はフリー状態におけるはみ出し部６ｂの外径よりも小さく設定されている。即ち、挿入部６ａとロール体２の内周面との関係と同様に、はみ出し部６ｂに関しても縮径させることによりその外周面上に導電性リング１６が密嵌され、拡径しようとする力が作用することで、はみ出し部６ｂと導電性リング１６との電気的導通状態は常に良好に維持される。給電部材７はこのような導電性リング１６の全面的に滑らかな外周面に摺動接触するので、凹凸等の影響は全くなく、給電部材７‐導電性リング１６‐コイルスプリング６‐発熱部３への安定した給電状態が確保される。このためにも、単純形状で安価な導電性リング１６を付加すればよいので、導電性低融点材を溶着させて滑らかな溶着面を形成する場合の加工時間、加工コストよりも有利となる。
【００５７】
本発明の実施の第八の形態を図１９に基づいて説明する。本実施の形態は、定着装置１１に関するものである。この定着装置１１は、前述した各実施の形態に例示されるような構成とした直接加熱型の定着ローラ１と、この定着ローラ１に押圧接触させた加圧ローラ１２とのローラ対を主として構成されており、これらのローラ１，１２のニップ部に転写紙１３を通紙させることにより、転写紙１３上のトナー像を定着させる。ここに、定着ローラ１の両端に密嵌させたコイルスプリング６に摺動接触させた給電部材７に対して電圧を印加することにより通電する通電手段１４も設けられている。
【００５８】
本実施の形態の定着装置１１によれば、前述したように給電不良を生じにくくした定着ローラ１を備えているので、この定着ローラ１に加熱不足を生ずることがなく、転写紙１３上のトナー像に対する定着動作が安定して行われる。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、中空円筒状に形成された絶縁性のロール体の内周面の径よりも大きい外径を有して、内周面の発熱部の一部に接するようにロール体の内周面端部に密嵌された導電性のコイルスプリングを導通端子として有するので、コイルスプリングがほぼ均一に拡がる性質を有しており、内周面に対して螺旋状に連続して線接触するため、コイルスプリングと発熱部との電気的な接触状態を常に安定させることができ、これにより、給電部材、コイルスプリングを経て発熱部への給電を良好に行わせることができる。また、給電部材がコイルスプリングのロール体端部からはみ出たはみ出し部の外周面に押圧接触させたので、給電部材をコイルスプリングの内周面に挿入して接触させるような不便さがなく、ロール体が小径化された場合であってもコイルスプリングに対する給電部材の組付けを容易なものとすることができ、組付けの自動化も図れる。さらに、コイルスプリングのはみ出し部に、挿入前のフリー状態において、該状態の前記挿入部の径より大きな外形の外径変化部を有するので、コイルスプリングをロール体の内周面端部に挿入して密嵌させる際の適切なる挿入深さを外径変化部によって規制することができ、コイルスプリングが発熱部に接触しないとかコイルスプリングがロール体から抜け落ちてしまう、といった不都合を回避することができる。
請求項２の発明によれば、外径変化部がロール体の中心軸線に略垂直な突当面として形成されているので、定着ローラが軸受や駆動伝達手段を端部付近に備えている場合に、軸受は駆動伝達手段の端面をこの突当面による外径変化部に突き当てることにより、ロール体や駆動伝達手段の軸方向のストッパの役目を持たせることができ、また、突当面がロール体の中心軸線に略垂直であるので、はみ出し部の倒れも防止でき、給電部材との電気的接触を良好に維持することができる。
請求項３の発明によれば、コイルスプリングのロール体の内周面に密嵌される挿入部の内、前記ロール体の最端部寄り部分の外径を内部寄り部分の外径より小径に形成したので、挿入部側を縮径させてロール体の内周面に密嵌させても、最端部寄り部分の小径に形成された部分を緩衝部としてはみ出し部には形状変化をもたらさないので、はみ出し部に偏心を生ぜずロール体の回転時に回転振れを生ずることがなく、よって、給電部材とコイルスプリングとの接触を安定させることができ、良好なる給電状態を維持することができる。
【００６２】
さらに、請求項４記載の発明によれば、ロール体の両端の内周面端部に、巻き方向を異ならせたコイルスプリングを各々密嵌させたので、ロール体が１方向に回転した時、両端のコイルスプリングに対してその外径がともに拡がる方向のねじりの力を作用させることができ、よって、両端において回り止め効果を生じさせることができ、発熱部を傷付けることなく安定した電気的な接触状態を維持させることができる。
【００６３】
請求項５記載の発明によれば、コイルスプリングの少なくとも一端が、コイルスプリングの半径方向内側に向けて曲げられているので、コイルスプリングをロール体の内周面端部に密嵌させる際には、外径が縮まる方向にねじるが、内側に曲げられた一端を組付け治具等に引っ掛けることにより容易にねじることができ、コイルスプリングを密嵌させるための組付け性を向上させることができる。
【００６７】
請求項６記載の発明によれば、コイルスプリングの少なくとも給電部材が摺動接触する領域部分の巻きが、密着巻きとされているので、隙間巻き部分に対する摺動接触の場合と異なり、ロール体の回転時でも給電部材とコイルスプリングとの接触を安定させることができ、よって、良好なる給電状態を維持することができる。
【００６８】
請求項７記載の発明によれば、コイルスプリングのロール体内部の内周面に密嵌される領域部分の少なくとも一部の巻きが、隙間巻きとされているので、コイルスプリングを縮径させてロール体に密嵌させる際に、隙間巻き部分を有するためにそのねじり角が小さくても容易に縮径させて密嵌させることができ、組付け性を向上させることができる。
【００７０】
請求項８記載の発明によれば、コイルスプリングが、少なくとも給電部材が摺動接触する領域部分に導電性低融点材料を溶着したので、給電部材の摺動接触を受ける領域部分をコイルスプリングによる螺旋状の凹凸面ではなく導電性低融点材料による溶着面として滑らかな面とすることができ、よって、ロール体の回転時でも給電部材とコイルスプリングとの接触を安定させることができ、良好なる給電状態を維持することができる。
【００７２】
請求項９記載の発明によれば、コイルスプリングのロール体の端部より外部にはみ出たはみ出し部が内周面に密嵌されて外周面に給電部材が押圧接触する導電性リングを設けたので、低コストで表面が全面的に滑らかな導電性リングを用いるだけで、ロール体の回転時でも給電部材とこの導電性リングを介したコイルスプリングとの接触をより安定させることができ、良好なる給電状態を維持することができる。
【００７３】
請求項１０記載の発明によれば、コイルスプリングをステンレス製としているので、コイルスプリングが発熱部の熱による熱なましを受ける環境であっても熱なましの発生を防止でき、コイルスプリングの機能を維持させることができる。
【００７４】
請求項１１記載の発明によれば、給電不良を生じにくくした請求項１ないし１０の何れか一記載の定着ローラを備えて定着装置が構成されているので、定着ローラに加熱不足を生ずることがなく、定着性が良好に維持され、転写紙に対するトナー像の定着を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の前提的構成例を示す要部の断面図である。
【図２】コイルスプリングの巻き方向とロール体の回転方向と給電部材の位置との関係を示す斜視図である。
【図３】変形例を示す要部の断面図である。
【図４】本発明の第二の前提的構成例を示す断面図である。
【図５】本発明の第三の前提的構成例を示す断面図である。
【図６】変形例を示す要部の断面図である。
【図７】本発明の実施の第一の形態を示す断面図である。
【図８】変形例を示す要部の断面図である。
【図９】本発明の実施の第二の形態を示す断面図である。
【図１０】変形例を示す要部の断面図である。
【図１１】異なる変形例を示す要部の断面図である。
【図１２】本発明の実施の第三の形態を示す断面図である。
【図１３】変形例を示す要部の断面図である。
【図１４】異なる変形例を示す要部の断面図である。
【図１５】本発明の実施の第四の形態を示す要部の断面図である。
【図１６】本発明の実施の第五の形態を示し、（ａ）はコイルスプリング取付け状態の断面図、（ｂ）はコイルスプリング単体の断面図である。
【図１７】本発明の実施の第六の形態を示す断面図である。
【図１８】本発明の実施の第七の形態を示し、（ａ）は導電性リング取付け状態の断面図、（ｂ）は導電性リング単体の斜視図である。
【図１９】本発明の実施の第八の形態を示す概略斜視図である。
【図２０】従来の導通端子例を示す斜視図である。
【図２１】ロール体への密嵌状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１定着ローラ
２ロール体
３発熱部
６コイルスプリング
６ａ挿入部
６ｂはみ出し部
６ｃ，６ｄ一端
６ｅ，６ｆ，６ｇ外径変化部
６ｈ屈曲部
１２加圧ローラ
１４通電手段
１５コイルスプリング
１５ａ挿入部
１５ｂはみ出し部
１６導電性リング

Claims

中空円筒状に形成されて回転駆動される絶縁性のロール体と、
このロール体の内周面に全域的に形成された発熱部と、
前記ロール体の前記内周面の径よりも大きい外径を有して、前記発熱部の一部に接するように前記ロール体の内周面端部に挿入密嵌された導電性のコイルスプリングと、
このコイルスプリングに摺動接触する給電部材と、
を備え、
前記コイルスプリングが、ロール体の内周面に密嵌される挿入部と、挿入前のフリー状態において、該状態の前記挿入部の径より大きな外形の外径変化部を有し前記ロール体の端部より外部にはみ出させるはみ出し部とを有し、
前記給電部材は、前記挿入部が前記ローラ本体に挿入され前記はみ出し部が前記ロール体の端部より外部にはみ出すように挿入密嵌された状態の前記コイルスプリングの前記はみ出し部の外周面に押圧接触していることを特徴とする定着ローラ。
中空円筒状に形成されて回転駆動される絶縁性のロール体と、
このロール体の内周面に全域的に形成された発熱部と、
前記ロール体の前記内周面の径よりも大きい外径を有して、前記発熱部の一部に接するように前記ロール体の内周面端部に密嵌された導電性のコイルスプリングと、
このコイルスプリングに摺動接触する給電部材と、
を備え、
前記コイルスプリングが、ロール体の内周面に密嵌された挿入部と前記ロール体の端部より外部にはみ出たはみ出し部とを有し、
給電部材が、前記コイルスプリングの前記はみ出し部の外周面に押圧接触し、
前記コイルスプリングのはみ出し部に、挿入部の径より大きくなる外径変化部を有し、
前記外径変化部が、ロール体の中心軸線に略垂直な突当面として形成されていることを特徴とする定着ローラ。
中空円筒状に形成されて回転駆動される絶縁性のロール体と、
このロール体の内周面に全域的に形成された発熱部と、
前記ロール体の前記内周面の径よりも大きい外径を有して、前記発熱部の一部に接するように前記ロール体の内周面端部に密嵌された導電性のコイルスプリングと、
このコイルスプリングに摺動接触する給電部材と、
を備え、
前記コイルスプリングが、ロール体の内周面に密嵌された挿入部と前記ロール体の端部より外部にはみ出たはみ出し部とを有し、
給電部材が、前記コイルスプリングの前記はみ出し部の外周面に押圧接触し、
コイルスプリングのロール体の内周面に密嵌される挿入部の内、前記ロール体の最端部寄り部分の外径が内部寄り部分の外径より小径に形成されていることを特徴とする定着ローラ。
ロール体の両端の内周面端部に、巻き方向を異ならせたコイルスプリングを各々密嵌させたことを特徴とする請求項３記載の定着ローラ。
コイルスプリングの少なくとも一端が、コイルスプリングの半径方向内側に向けて曲げられていることを特徴とする請求項３記載の定着ローラ。
コイルスプリングの少なくとも給電部材が摺動接触する領域部分の巻きが、密着巻きであることを特徴とする請求項１又は２記載の定着ローラ。
コイルスプリングのロール体内部の内周面に密嵌される領域部分の少なくとも一部の巻きが、隙間巻きであることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一記載の定着ローラ。
コイルスプリングが、少なくとも給電部材が摺動接触する領域部分に導電性低融点材料が溶着されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一記載の定着ローラ。
コイルスプリングのロール体の端部より外部にはみ出たはみ出し部が内周面に密嵌されて外周面に給電部材が押圧接触する導電性リングを設けたことを特徴とする請求項３記載の定着ローラ。
コイルスプリングが、ステンレス製であることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一記載の定着ローラ。
請求項１ないし１０の何れか一記載の定着ローラと、この定着ローラに押圧接触する加圧ローラと、前記定着ローラの給電部材に対する通電手段と、を備えることを特徴とする定着装置。