加圧ローラ装置
【課題】一対のローラが圧接状態で使用されることにより転がり軸受の内輪と外輪との間での回転軸の平行度がずれる加圧ローラ装置において、回転軸の平行度のずれを吸収することができる加圧ローラ装置を提供する。
【解決手段】お互いが圧接状態にある一対のローラと、内輪と外輪と転動体とから構成されてローラを回転自在に軸支する転がり軸受と、を備える加圧ローラ装置であって、ローラの軸端部は、内輪又は外輪に装着され、ローラの軸端部と内輪又は外輪とのうち少なくとも一方は、回転軸を含む平面で切断したときの断面が円弧状に突出している円弧状突出部を備えて、円弧状突出部の頂部は、転がり軸受の軸方向長さの大略中点位置において、対向する摺接面と当接するように構成されている。
【解決手段】お互いが圧接状態にある一対のローラと、内輪と外輪と転動体とから構成されてローラを回転自在に軸支する転がり軸受と、を備える加圧ローラ装置であって、ローラの軸端部は、内輪又は外輪に装着され、ローラの軸端部と内輪又は外輪とのうち少なくとも一方は、回転軸を含む平面で切断したときの断面が円弧状に突出している円弧状突出部を備えて、円弧状突出部の頂部は、転がり軸受の軸方向長さの大略中点位置において、対向する摺接面と当接するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧接状態にある一対のローラを転がり軸受で支持する加圧ローラ装置に関する。特に、本発明は、加圧ローラ装置としての定着装置や用紙搬送装置や転写ベルト駆動装置が組み込まれた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置では、帯電装置を使用して被帯電部材（感光体）の表面を均一に帯電させ、その上に画像を露光することによって画像潜像が形成されている。形成された画像潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、これを記録媒体に転写し、或いは中間転写体、例えば中間転写ベルトに転写した上でさらに記録媒体に転写し、転写されたトナー像を定着装置で加熱定着処理することによって画像形成が行われている。
【０００３】
このような画像形成装置においては、定着装置や用紙搬送装置や転写ベルト駆動装置が加圧ローラ装置として組み込まれている。
【０００４】
例えば、定着装置は、加熱された定着ローラと加圧ローラとが圧接状態で回転することによりニップ部を形成し、加熱・加圧されたニップ部に用紙を通すことによりトナー像を用紙に定着させている。
【０００５】
定着装置等の加圧ローラ装置では、圧接状態にある一対のローラが左右の転がり軸受によりそれぞれ回転自在に支持されている。このような転がり軸受は、内輪と外輪と転動体とから構成されている。転がり軸受の内輪は、耐熱ブッシュを介してローラの左右の軸端部に嵌着され、転がり軸受の外輪は、左右の取付フレームの内周に嵌合されている。
【０００６】
定着装置等の加圧ローラ装置では、一対のローラが圧接状態で使用されているために、無負荷時には直線状に延在していた転がり軸受の内輪の回転軸が、わずかに湾曲して延在するようになる。すなわち、転がり軸受の回転軸がベンディング状態になっている。加圧ローラ装置に使用される転がり軸受においては、内輪の回転軸と外輪の回転軸との間の平行度が失われているために、転がり軸受はストレスを受けてしまう。平行度の失われた転がり軸受においては、ローラの回転周期に応じた異音が発生し、このような状態が長時間にわたって続くと、転がり軸受が破壊に至る事態も懸念される。
【０００７】
転がり軸受の回転軸がベンディング状態になったときに受けるストレスを軽減させるために、例えば、特許文献１のように、低摩擦摺動性を有する被膜を内輪の内径面や外輪の外径面に形成することが提案されている。
【特許文献１】特開２００８−８４５２号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１のように、低摩擦摺動性を有する被膜を形成することは、転がり軸受への一時的なストレス軽減には有効であるが、長期間の使用においては被膜が摩耗するか又は変質することにより摩擦摺動性が次第に悪くなるために、耐久性に問題がある。
【０００９】
したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、一対のローラが圧接状態で使用されることにより転がり軸受の内輪と外輪との間での回転軸の平行度がずれる加圧ローラ装置において、回転軸の平行度のずれを吸収することができる加圧ローラ装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および作用・効果】
【００１０】
上記技術的課題を解決するために、本発明によれば、
お互いが圧接状態にある一対のローラと、
内輪と外輪と転動体とから構成されてローラを回転自在に軸支する転がり軸受と、
を備える加圧ローラ装置であって、
ローラの軸端部は、内輪又は外輪に装着され、
ローラの軸端部と内輪又は外輪とのうち少なくとも一方は、回転軸を含む平面で切断したときの断面が円弧状に突出している円弧状突出部を備えて、
円弧状突出部の頂部は、転がり軸受の軸方向長さの大略中点位置において、対向する摺接面と当接するように構成されていることを特徴とする加圧ローラ装置が提供される。
【００１１】
お互いが圧接状態にある一対のローラにおいては、ローラに作用する押圧力はローラを軸支している転がり軸受の内輪又は外輪に負荷される。したがって、転がり軸受での内輪の回転軸が外輪の回転軸に対して傾斜するので、一対のローラが圧接状態で使用される転がり軸受において、内輪と外輪との間での回転軸の平行度がずれている。
【００１２】
しかしながら、本発明では、上記のような押圧力の印加に起因した転がり軸受での回転軸の平行度のずれが生じても、ローラの軸端部と内輪又は外輪とのうち少なくとも一方に設けられた円弧状突出部の頂部すなわち摺接点が、転がり軸受の軸方向長さの大略中点位置において、対向する摺接面上を移動するので、円弧状突出部は内輪と外輪との間での回転軸の平行度のずれを吸収することができる。したがって、回転軸の平行度のずれに起因した、ストレスや異音の発生を解消することができる。
【００１３】
摺接面は、回転軸を含む平面で切断したときの断面が直線形状であり、円弧状突出部の円弧の中心は、回転軸上にあるか、又は、回転軸から、対向する摺接面の側にずれた位置に存在する形態は、内輪と外輪との間での回転軸の平行度のずれを吸収し、ストレスや異音の発生を解消することができることに加えて構成が簡単であることから好適である。
【００１４】
また、摺接面は、回転軸を含む平面で切断したときの断面が凹状の円弧であり、凹状の円弧の曲率半径は円弧状突出部の円弧の曲率半径よりも大きく、円弧状突出部の円弧の中心は、回転軸上にあるか、又は、回転軸から、対向する摺接面の側にずれた位置に存在し、且つ、円弧状突出部の円弧の中心と凹状の円弧の中心とを結ぶ線は回転軸に対して直交している形態であっても、内輪と外輪との間での回転軸の平行度のずれを吸収し、ストレスや異音の発生を解消することができる。
【００１５】
また、摺接面は、回転軸を含む平面で切断したときの断面が凸状の円弧であり、円弧状突出部の円弧の中心は、回転軸上にあるか、又は、回転軸から、対向する摺接面の側にずれた位置に存在し、且つ、円弧状突出部の円弧の中心と凸状の円弧の中心とを結ぶ線は回転軸に対して直交している形態であっても、内輪と外輪との間での回転軸の平行度のずれを吸収することができる。
【００１６】
上記のような円弧状突出部又は摺接面は、ローラ又は転がり軸受に形成することも当然に可能であるが、円弧状突出部又は摺接面の少なくとも一つは、ローラと転がり軸受との間に設けられるブッシュ上に形成されていることが加工性の観点から好適である。
【００１７】
円弧状突出部は、回転方向において、離間して配置されているか又は連続的に延在している。
【００１８】
上述した加圧ローラ装置は、種々の装置に組み込んで使用することができるが、例えば、画像形成装置に組み込んで使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の加圧ローラ装置２について、図１乃至３を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の加圧ローラ装置２を模式的に説明する斜視図である。加圧ローラ装置２は、例えば、電子写真方式による画像形成装置（例えば、複写機、プリンタなど）、すなわち、像担持体（例えば感光体ドラム）上に潜像を形成した後、トナーで潜像を顕像化してトナー画像を形成し、続いてトナー画像を用紙に転写する定着装置として使用される。
【００２１】
図１に示すように、加圧ローラ装置２は、駆動ローラ１０と加圧ローラ２０と引っ張りばね６と転がり軸受３０とを備えている。転がり軸受３０を介して加圧ローラ２０を回転自在に軸支する可動フレーム４に取り付けされた引っ張りばね６の弾性付勢力により駆動ローラ１０と加圧ローラ２０とが互いに圧接されており、駆動ローラ１０と加圧ローラ２０とが圧接した領域には、ニップ部が形成されている。
【００２２】
図２は、加圧ローラ２０の軸端部２４を可動フレーム４に対して回転自在に支持する転がり軸受３０を示している。この転がり軸受３０は、加圧ローラ２０の軸端部２４に装着される内輪３２と、可動フレーム４の取付穴４ａに装着される外輪３４と、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に介在する複数の転動体３６（ボールや円筒ころ）と、を備えている。
【００２３】
図２に示す実施形態では、内輪３２は、耐熱性を有する第一ブッシュ４０を介して、加圧ローラ２０の軸端部２４の外周面２６に対して嵌着されている。
【００２４】
本願発明の第一実施形態に係る特徴部分について図３を参照しながら説明する。図３は、図２に示した第一実施形態に係る加圧ローラ装置の要部を模式的に説明する図であり、回転軸Ｏを含む平面で切断したときの断面図である。
【００２５】
加圧ローラ２０の軸端部２４の側に設けられた第一ブッシュ４０は、半円状に突出した突出部４２を備えてなり、突出部４２の円弧面４４の頂部４５は、転がり軸受３０の回転軸Ｏ’の方向の幅の大略中点位置（回転中心Ｑに対応している）において、対向する内輪３２の内周面３８（すなわち摺接面として機能している）と当接するように配置されている。突出部４２の円弧面４４の中心Ａは、回転軸Ｏ’の上に位置している。また、一対のローラ１０，２０が圧接されていない状態にあるときには、外輪３４の回転軸Ｏと内輪３２の回転軸Ｏ’とが実質的に一致して、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度が得られている。なお、本発明を限定しない具体的な数値として、例えば、軸端部２４の外径寸法φが１３．９４ｍｍであり、内輪３２の内径寸法φが１７ｍｍであり、突出部４２の円弧面４４の曲率半径が８．４５３ｍｍであり、円弧面４４の頂部４５と内輪３２の内周面３８との間のクリアランスが０．０８５ｍｍである。
【００２６】
このように構成された加圧ローラ装置２において、引っ張りばね６の弾性付勢力で駆動ローラ１０と加圧ローラ２０とが互いに圧接されることにより、内輪３２の回転軸Ｏ’がベンディングし、内輪３２の回転軸Ｏ’は外輪３４の回転軸Ｏに対してわずかに傾斜して回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度が失われる。そのとき、円弧面４４の頂部４５は、回転中心Ｑ（この場合、円弧中心Ａと一致している）を中心にして回転移動して、内輪３２の内周面３８の摺接点から遠ざかるが、円弧面４４の他の部分が新しい頂部４５として、さきほどの摺接点で当接する。したがって、突出部４２の円弧面４４は内輪３２と外輪３４との間での回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれを吸収することができ、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれに起因した、ストレスや異音の発生を解消することができる。また、当該実施形態の場合、突出部４２の円弧面４４の頂部４５と、対向する内輪３２の内周面３８との間のクリアランスが変化しないので、回転時の微小な変位（ふれ）の発生を防止することができる。
【００２７】
なお、突出部４２の円弧面４４の中心Ａが、回転軸Ｏよりも内輪３２の側にずれた位置に存在する場合であっても、上記クリアランスを拡大させるように作用するものの、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれに起因した、ストレスや異音の発生を解消することは可能である。
【００２８】
次に、図４を参照しながら、本発明の第二実施形態に係る画像形成装置の加圧ローラ装置２について説明するが、上述した実施形態と重複する部分については省略して、相違点を中心に説明する。
【００２９】
図４は、本発明の第二実施形態に係る加圧ローラ装置２の模式的な説明図である。すなわち、本発明の第二実施形態は、加圧ローラ２０の軸端部２４の側に設けられた第一ブッシュ４０が円弧状の突出部４２を有し、内輪３２の側に設けられた第二ブッシュ５０が円弧状の凹部５２を有することを特徴としている。
【００３０】
加圧ローラ２０の軸端部２４の側に設けられた第一ブッシュ４０は、半円状に突出した突出部４２を備えている。また、内輪３２の側に設けられた第二ブッシュ５０は、半円状に陥没した凹部５２を備えている。さらに、凹状の円弧面５４の曲率半径ｂは突出部４２の円弧面４４の曲率半径ａよりも大きく、且つ、突出部４２の円弧面４４の中心Ａと凹状の円弧面５４の中心Ｂとを結ぶ線は回転軸Ｏ’に対して直交している。
【００３１】
突出部４２の円弧面４４の頂部４５は、転がり軸受３０の回転軸Ｏ’の方向の幅の大略中点位置（回転中心Ｑに対応している）において、対向する第二ブッシュ５０の凹部５２の円弧面５４（すなわち摺接面として機能している）と当接するように配置されている。突出部４２の円弧面４４の中心Ａは、回転軸Ｏ’の上に位置するように図示されているが、必ずしも回転軸Ｏ’の上に位置していなくてもよい。突出部４２の円弧面４４の中心Ａは、回転軸Ｏ’から凹部５２の円弧面５４の底部５９の側にあればよい。また、一対のローラ１０，２０が圧接されていないときには、外輪３４の回転軸Ｏと内輪３２の回転軸Ｏ’とが実質的に一致して、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度が得られている。
【００３２】
このように構成された加圧ローラ装置２において、引っ張りばね６の弾性付勢力で駆動ローラ１０と加圧ローラ２０とが互いに圧接されることにより、内輪３２の回転軸Ｏ’がベンディングし、内輪３２の回転軸Ｏ’は外輪３４の回転軸Ｏに対してわずかに傾斜して回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度が失われる。そのとき、円弧面４４の頂部４５は、回転中心Ｑを中心にして回転移動して、凹部５２の円弧面５４の底部５９（摺接点）から遠ざかるが、円弧面４４の他の部分が新しい頂部４５として、さきほどの摺接点で当接する。したがって、突出部４２の円弧面４４は内輪３２と外輪３４との間での回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれを吸収することができ、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれに起因した、ストレスや異音の発生を解消することができる。また、突出部４２の円弧面４４の中心Ａが回転軸Ｏ’の上に位置する場合、突出部４２の円弧面４４の頂部４５と、対向する内輪３２の内周面３８との間のクリアランスが変化しないので、回転時の微小な変位（ふれ）の発生を防止することができる。
【００３３】
なお、突出部４２の円弧面４４の中心Ａが回転軸Ｏ’上には無くて、回転軸Ｏ’から凹部５２の円弧面５４の底部５９の側にずれた位置に存在する場合であっても、上記クリアランスを拡大させるように作用するが、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれに起因した、ストレスや異音の発生を解消することは可能である。
【００３４】
次に、図５を参照しながら、本発明の第三実施形態に係る画像形成装置の加圧ローラ装置２について説明するが、上述した実施形態と重複する部分については省略して、相違点を中心に説明する。
【００３５】
図５は、本発明の第三実施形態に係る加圧ローラ装置２の模式的な説明図である。すなわち、本発明の第三実施形態は、加圧ローラ２０の軸端部２４の側に設けられた第一ブッシュ４０が円弧状の突出部４２を有し、内輪３２の側に設けられた第二ブッシュ５０が円弧状の突出部５６を有することを特徴としている。
【００３６】
加圧ローラ２０の軸端部２４の側に設けられた第一ブッシュ４０は、半円状に突出した突出部４２を備えている。また、内輪３２の側に設けられた第二ブッシュ５０は、半円状に突出した突出部５６を備えている。さらに、突出部４２の円弧面４４の中心Ａと突出部５６の円弧面５８の中心Ｂとを結ぶ線は回転軸Ｏ’に対して直交している。
【００３７】
突出部４２の円弧面４４の頂部４５は、転がり軸受３０の回転軸Ｏ’の方向の幅の大略中点位置（回転中心Ｑに対応している）において、対向する第二ブッシュ５０の突出部５６の円弧面５８（すなわち摺接面として機能している）と当接するように配置されている。突出部４２の円弧面４４の中心Ａは、回転軸Ｏ’の上に位置するように図示されているが、必ずしも回転軸Ｏ’の上に位置していなくてもよい。突出部４２の円弧面４４の中心Ａは、回転軸Ｏ’から突出部５６の円弧面５８の頂部５５の側にあればよい。また、一対のローラ１０，２０が圧接されていないときには、外輪３４の回転軸Ｏと内輪３２の回転軸Ｏ’とが実質的に一致して、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度が得られている。
【００３８】
このように構成された加圧ローラ装置２において、引っ張りばね６の弾性付勢力で駆動ローラ１０と加圧ローラ２０とが互いに圧接されることにより、内輪３２の回転軸Ｏ’がベンディングし、内輪３２の回転軸Ｏ’は外輪３４の回転軸Ｏに対してわずかに傾斜して回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度が失われる。そのとき、円弧面４４の頂部４５は、回転中心Ｑを中心にして回転移動して、突出部５６の円弧面５８の摺接点から遠ざかるが、円弧面４４の他の部分が新しい頂部４５として、さきほどの摺接点で当接する。したがって、突出部４２の円弧面４４は内輪３２と外輪３４との間での回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれを吸収することができ、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれに起因した、ストレスや異音の発生を解消することができる。また、突出部４２の円弧面４４の中心Ａが回転軸Ｏ’の上に位置する場合、突出部４２の円弧面４４の頂部４５と、対向する内輪３２の内周面３８との間のクリアランスが変化しないので、回転時の微小な変位（ふれ）の発生を防止することができる。
【００３９】
次に、図６を参照しながら、本発明の第四実施形態に係る画像形成装置の加圧ローラ装置２について説明するが、上述した実施形態と重複する部分については省略して、相違点を中心に説明する。
【００４０】
図６は、本発明の第四実施形態に係る加圧ローラ装置２の模式的な説明図である。すなわち、本発明の第四実施形態は、加圧ローラ２０の軸端部２４の側に設けられた第一ブッシュ４０が円弧状の突出部４２を有し、内輪３２の側に設けられた第二ブッシュ５０が円弧状の突出部５６を有することを特徴としている。
【００４１】
加圧ローラ２０の軸端部２４の側に設けられた第一ブッシュ４０は、半円状に突出した突出部４２を備えている。また、内輪３２の側に設けられた第二ブッシュ５０は、半円状に突出した突出部５６を備えている。さらに、突出部４２の円弧面４４の中心Ａと突出部５６の円弧面５８の中心Ｂとを結ぶ線は回転軸Ｏ’に対して直交している。
【００４２】
突出部４２の円弧面４４の頂部４５は、転がり軸受３０の回転軸Ｏ’の方向の幅の大略中点位置（回転中心Ｑに対応している）において、対向する第二ブッシュ５０の突出部５６の円弧面５８（すなわち摺接面として機能している）と当接するように配置されている。突出部４２の円弧面４４の中心Ａが回転軸Ｏ’よりも内輪３２の側に位置して図５に示した第三実施形態の場合よりも曲率半径ａが短くなっている。また、一対のローラ１０，２０が圧接されていないときには、外輪３４の回転軸Ｏと内輪３２の回転軸Ｏ’とが実質的に一致して、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度が得られている。
【００４３】
このように構成された加圧ローラ装置２において、引っ張りばね６の弾性付勢力で駆動ローラ１０と加圧ローラ２０とが互いに圧接されることにより、内輪３２の回転軸Ｏ’がベンディングし、内輪３２の回転軸Ｏ’は外輪３４の回転軸Ｏに対してわずかに傾斜して回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度が失われる。そのとき、円弧面４４の頂部４５は、回転中心Ｑを中心にして回転移動して、突出部５６の円弧面５８の摺接点から遠ざかるが、円弧面４４の他の部分が新しい頂部４５として、さきほどの摺接点で当接する。したがって、上記クリアランスを拡大させるように作用するが、突出部４２の円弧面４４は内輪３２と外輪３４との間での回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれを吸収することができ、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれに起因した、ストレスや異音の発生を解消することができる。
【００４４】
上記実施形態においては、転がり軸受３０の内輪３２と加圧ローラ２０の軸端部２４の外周面２６との間に円弧状の突出部４２，５６を設ける場合について説明したが、円弧状の突出部を転がり軸受３０の外輪３４と加圧ローラ２０の軸端部２４の内周面２８との間に設ける場合においても同様のことが言える。
【００４５】
その一例として、図７を参照しながら、本発明の第五実施形態に係る画像形成装置の加圧ローラ装置２について説明するが、上述した実施形態と重複する部分については省略して、相違点を中心に説明する。
【００４６】
図７は、本発明の第五実施形態に係る加圧ローラ装置２の模式的な説明図である。すなわち、本発明の第五実施形態は、外輪３４が、耐熱性を有する第三ブッシュ６０を介して、加圧ローラ２０の軸端部２４の内周面２８に対して嵌着されていることを特徴としている。
【００４７】
図７は、加圧ローラ２０の軸端部２４を可動フレーム４に対して回転自在に支持する転がり軸受３０を示している。この転がり軸受３０は、加圧ローラ２０の軸端部２４に装着される外輪３４と、可動フレーム４の取付部４ｂに装着される内輪３２と、内輪３２の軌道面と外輪３４の軌道面との間に介在する複数の転動体３６（ボールや円筒ころ）と、を備えている。
【００４８】
外輪３４の側に設けられた第三ブッシュ６０は、半円状に突出した突出部４２を備えてなり、突出部６２の円弧面６４の頂部６５は、転がり軸受３０の回転軸Ｏの方向の幅の大略中点位置（回転中心Ｑに対応している）において、対向する加圧ローラ２０の軸端部２４の内周面２８（すなわち摺接面として機能している）と当接するように配置されている。突出部６２の円弧面６４の中心Ｃは、回転軸Ｏの上に位置している。また、一対のローラ１０，２０が圧接されていない状態にあるときには、外輪３４の回転軸Ｏと内輪３２の回転軸Ｏ’とが実質的に一致して、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度が得られている。
【００４９】
このように構成された加圧ローラ装置２において、不図示の引っ張りばね６の弾性付勢力で駆動ローラ１０と加圧ローラ２０とが互いに圧接されることにより、外輪３４の回転軸Ｏがベンディングし、外輪３４の回転軸Ｏは内輪３２の回転軸Ｏ’に対してわずかに傾斜して回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度が失われる。そのとき、円弧面６４の頂部６５は、回転中心Ｑを中心にして回転移動して、軸端部２４の内周面２８の摺接点から遠ざかるが、円弧面６４の他の部分が新しい頂部６５として、さきほどの摺接点で当接する。したがって、突出部６２の円弧面６４は内輪３２と外輪３４との間での回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれを吸収することができ、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれに起因した、ストレスや異音の発生を解消することができる。また、当該実施形態の場合、突出部６２の円弧面６４の頂部６５と、対向する軸端部２４の内周面２８との間のクリアランスが変化しないので、回転時の微小な変位（ふれ）の発生を防止することができる。
【００５０】
次に、図８を参照しながら、本発明の第六実施形態に係る画像形成装置の加圧ローラ装置２について説明するが、上述した実施形態と重複する部分については省略して、相違点を中心に説明する。
【００５１】
図８は、上記第五実施形態を変形した第六実施形態に係る加圧ローラ装置２の模式的な説明図である。すなわち、本発明の第六実施形態は、突出部６２の円弧面６４の中心Ｃが、回転中心Ｑに一致しないで、回転軸Ｏよりも軸端部２４の側にずれた位置に存在することを特徴としている。
【００５２】
図８に示すように、突出部６２の円弧面６４の中心Ｃが、突出部６２の円弧面６４の中心Ｃと回転中心Ｑとを結ぶ線は回転軸Ｏに対して直交しているとともに、回転軸Ｏよりも軸端部２４の側に位置している。中心Ｃがこのような位置にあるとき、突出部６２の円弧面６４の曲率半径が小さくなっている。そして、突出部６２の頂部６５が軸端部２４の内周面２８に対して摺接している。加圧ローラ２０のベンディングにより回転軸Ｏが傾いたときに、第三ブッシュ６０の突出部６２は回転中心Ｑを中心に回転するが、円弧面６４の曲率半径が小さく構成されているために、円弧面６４の頂部６５の回転移動の妨げにはならない。したがって、突出部６２の円弧面６４の中心Ｃが、回転軸Ｏよりも軸端部２４の側にずれた位置に存在する場合であっても、回転軸Ｏが傾いたときに、突出部６２の円弧面６４の頂部６５と、対向する軸端部２４の内周面２８との間のクリアランスを拡大させるように作用するものの、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれに起因した、ストレスや異音の発生を解消することは可能である。
【００５３】
なお、上述した様々な説明は、本発明の実施形態を具体的に説明するために開示したものであり、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態では、突出部４２，５６，６２や凹部５２をブッシュ４０，５０，６０に形成したブッシュ形成タイプのものであるが、軸端部２４の外周面２６や内周面２８、あるいは内輪３２の内周面３８や外輪３４の外周面３９に直接に形成した直接形成タイプであってもよい。
【００５４】
また、上記各実施形態では、円弧面４４，５８を有する突出部４２，５６は、加圧ローラ２０の回転方向において連続的に延在しているが、他の形態にすることもできる。例えば、図９に示した変形例のように、第一ブッシュ４０に設けられる突出部４２は、回転方向において離間して配置された構成であってもよい。すなわち、図９において、鍔状部分から８つの突出部４２が軸方向に延在し、それらは切欠によって分離・分割されている。このような離間配置は、他の突出部５６や凹部５２や摺接面２８，３８にも適用することができる。
【００５５】
また、本発明に係る加圧ローラ装置２は、一対のローラ１０，２０が圧接状態で使用されることにより転がり軸受３０の内輪３２と外輪３４との間での回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度がずれるような種々の使用形態において有効であり、一例としての画像形成装置においては、上述した定着装置に加えて、用紙搬送装置や転写ベルト駆動装置にも適用される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の加圧ローラ装置の模式的な斜視図である。
【図２】図１に示した加圧ローラ装置の模式的な要部拡大図である。
【図３】第一実施形態に係る加圧ローラ装置の要部を模式的に説明する図である。
【図４】第二実施形態に係る加圧ローラ装置の要部を模式的に説明する図である。
【図５】第三実施形態に係る加圧ローラ装置の要部を模式的に説明する図である。
【図６】第四実施形態に係る加圧ローラ装置の要部を模式的に説明する図である。
【図７】第五実施形態に係る加圧ローラ装置の要部を模式的に説明する図である。
【図８】第六実施形態に係る加圧ローラ装置の要部を模式的に説明する図である。
【図９】本発明の変形例に係る加圧ローラ装置のブッシュを模式的に説明する図である。
【符号の説明】
【００５７】
２：加圧ローラ装置
４：可動フレーム
４ａ：取付穴
４ｂ：取付部
６：引っ張りばね
１０：駆動ローラ
２０：加圧ローラ
２４：軸端部
２６：外周面
２８：内周面（摺接面）
３０：転がり軸受
３１：挿通穴
３２：内輪
３４：外輪
３６：転動体
３８：内周面（摺接面）
３９：外周面
４０：第一ブッシュ
４２：突出部
４４：円弧面
４５：頂部
５０：第二ブッシュ
５２：凹部
５４：円弧面
５５：頂部
５６：突出部
５８：円弧面
５９：底部
６０：第三ブッシュ
６２：突出部
６４：円弧面
６５：頂部
Ａ：第一ブッシュの円弧中心
Ｂ：第二ブッシュの円弧中心
Ｃ：第三ブッシュの円弧中心
Ｏ：外輪の回転軸
Ｏ’：内輪の回転軸
Ｑ：回転中心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧接状態にある一対のローラを転がり軸受で支持する加圧ローラ装置に関する。特に、本発明は、加圧ローラ装置としての定着装置や用紙搬送装置や転写ベルト駆動装置が組み込まれた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置では、帯電装置を使用して被帯電部材（感光体）の表面を均一に帯電させ、その上に画像を露光することによって画像潜像が形成されている。形成された画像潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、これを記録媒体に転写し、或いは中間転写体、例えば中間転写ベルトに転写した上でさらに記録媒体に転写し、転写されたトナー像を定着装置で加熱定着処理することによって画像形成が行われている。
【０００３】
このような画像形成装置においては、定着装置や用紙搬送装置や転写ベルト駆動装置が加圧ローラ装置として組み込まれている。
【０００４】
例えば、定着装置は、加熱された定着ローラと加圧ローラとが圧接状態で回転することによりニップ部を形成し、加熱・加圧されたニップ部に用紙を通すことによりトナー像を用紙に定着させている。
【０００５】
定着装置等の加圧ローラ装置では、圧接状態にある一対のローラが左右の転がり軸受によりそれぞれ回転自在に支持されている。このような転がり軸受は、内輪と外輪と転動体とから構成されている。転がり軸受の内輪は、耐熱ブッシュを介してローラの左右の軸端部に嵌着され、転がり軸受の外輪は、左右の取付フレームの内周に嵌合されている。
【０００６】
定着装置等の加圧ローラ装置では、一対のローラが圧接状態で使用されているために、無負荷時には直線状に延在していた転がり軸受の内輪の回転軸が、わずかに湾曲して延在するようになる。すなわち、転がり軸受の回転軸がベンディング状態になっている。加圧ローラ装置に使用される転がり軸受においては、内輪の回転軸と外輪の回転軸との間の平行度が失われているために、転がり軸受はストレスを受けてしまう。平行度の失われた転がり軸受においては、ローラの回転周期に応じた異音が発生し、このような状態が長時間にわたって続くと、転がり軸受が破壊に至る事態も懸念される。
【０００７】
転がり軸受の回転軸がベンディング状態になったときに受けるストレスを軽減させるために、例えば、特許文献１のように、低摩擦摺動性を有する被膜を内輪の内径面や外輪の外径面に形成することが提案されている。
【特許文献１】特開２００８−８４５２号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１のように、低摩擦摺動性を有する被膜を形成することは、転がり軸受への一時的なストレス軽減には有効であるが、長期間の使用においては被膜が摩耗するか又は変質することにより摩擦摺動性が次第に悪くなるために、耐久性に問題がある。
【０００９】
したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、一対のローラが圧接状態で使用されることにより転がり軸受の内輪と外輪との間での回転軸の平行度がずれる加圧ローラ装置において、回転軸の平行度のずれを吸収することができる加圧ローラ装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および作用・効果】
【００１０】
上記技術的課題を解決するために、本発明によれば、
お互いが圧接状態にある一対のローラと、
内輪と外輪と転動体とから構成されてローラを回転自在に軸支する転がり軸受と、
を備える加圧ローラ装置であって、
ローラの軸端部は、内輪又は外輪に装着され、
ローラの軸端部と内輪又は外輪とのうち少なくとも一方は、回転軸を含む平面で切断したときの断面が円弧状に突出している円弧状突出部を備えて、
円弧状突出部の頂部は、転がり軸受の軸方向長さの大略中点位置において、対向する摺接面と当接するように構成されていることを特徴とする加圧ローラ装置が提供される。
【００１１】
お互いが圧接状態にある一対のローラにおいては、ローラに作用する押圧力はローラを軸支している転がり軸受の内輪又は外輪に負荷される。したがって、転がり軸受での内輪の回転軸が外輪の回転軸に対して傾斜するので、一対のローラが圧接状態で使用される転がり軸受において、内輪と外輪との間での回転軸の平行度がずれている。
【００１２】
しかしながら、本発明では、上記のような押圧力の印加に起因した転がり軸受での回転軸の平行度のずれが生じても、ローラの軸端部と内輪又は外輪とのうち少なくとも一方に設けられた円弧状突出部の頂部すなわち摺接点が、転がり軸受の軸方向長さの大略中点位置において、対向する摺接面上を移動するので、円弧状突出部は内輪と外輪との間での回転軸の平行度のずれを吸収することができる。したがって、回転軸の平行度のずれに起因した、ストレスや異音の発生を解消することができる。
【００１３】
摺接面は、回転軸を含む平面で切断したときの断面が直線形状であり、円弧状突出部の円弧の中心は、回転軸上にあるか、又は、回転軸から、対向する摺接面の側にずれた位置に存在する形態は、内輪と外輪との間での回転軸の平行度のずれを吸収し、ストレスや異音の発生を解消することができることに加えて構成が簡単であることから好適である。
【００１４】
また、摺接面は、回転軸を含む平面で切断したときの断面が凹状の円弧であり、凹状の円弧の曲率半径は円弧状突出部の円弧の曲率半径よりも大きく、円弧状突出部の円弧の中心は、回転軸上にあるか、又は、回転軸から、対向する摺接面の側にずれた位置に存在し、且つ、円弧状突出部の円弧の中心と凹状の円弧の中心とを結ぶ線は回転軸に対して直交している形態であっても、内輪と外輪との間での回転軸の平行度のずれを吸収し、ストレスや異音の発生を解消することができる。
【００１５】
また、摺接面は、回転軸を含む平面で切断したときの断面が凸状の円弧であり、円弧状突出部の円弧の中心は、回転軸上にあるか、又は、回転軸から、対向する摺接面の側にずれた位置に存在し、且つ、円弧状突出部の円弧の中心と凸状の円弧の中心とを結ぶ線は回転軸に対して直交している形態であっても、内輪と外輪との間での回転軸の平行度のずれを吸収することができる。
【００１６】
上記のような円弧状突出部又は摺接面は、ローラ又は転がり軸受に形成することも当然に可能であるが、円弧状突出部又は摺接面の少なくとも一つは、ローラと転がり軸受との間に設けられるブッシュ上に形成されていることが加工性の観点から好適である。
【００１７】
円弧状突出部は、回転方向において、離間して配置されているか又は連続的に延在している。
【００１８】
上述した加圧ローラ装置は、種々の装置に組み込んで使用することができるが、例えば、画像形成装置に組み込んで使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の加圧ローラ装置２について、図１乃至３を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の加圧ローラ装置２を模式的に説明する斜視図である。加圧ローラ装置２は、例えば、電子写真方式による画像形成装置（例えば、複写機、プリンタなど）、すなわち、像担持体（例えば感光体ドラム）上に潜像を形成した後、トナーで潜像を顕像化してトナー画像を形成し、続いてトナー画像を用紙に転写する定着装置として使用される。
【００２１】
図１に示すように、加圧ローラ装置２は、駆動ローラ１０と加圧ローラ２０と引っ張りばね６と転がり軸受３０とを備えている。転がり軸受３０を介して加圧ローラ２０を回転自在に軸支する可動フレーム４に取り付けされた引っ張りばね６の弾性付勢力により駆動ローラ１０と加圧ローラ２０とが互いに圧接されており、駆動ローラ１０と加圧ローラ２０とが圧接した領域には、ニップ部が形成されている。
【００２２】
図２は、加圧ローラ２０の軸端部２４を可動フレーム４に対して回転自在に支持する転がり軸受３０を示している。この転がり軸受３０は、加圧ローラ２０の軸端部２４に装着される内輪３２と、可動フレーム４の取付穴４ａに装着される外輪３４と、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に介在する複数の転動体３６（ボールや円筒ころ）と、を備えている。
【００２３】
図２に示す実施形態では、内輪３２は、耐熱性を有する第一ブッシュ４０を介して、加圧ローラ２０の軸端部２４の外周面２６に対して嵌着されている。
【００２４】
本願発明の第一実施形態に係る特徴部分について図３を参照しながら説明する。図３は、図２に示した第一実施形態に係る加圧ローラ装置の要部を模式的に説明する図であり、回転軸Ｏを含む平面で切断したときの断面図である。
【００２５】
加圧ローラ２０の軸端部２４の側に設けられた第一ブッシュ４０は、半円状に突出した突出部４２を備えてなり、突出部４２の円弧面４４の頂部４５は、転がり軸受３０の回転軸Ｏ’の方向の幅の大略中点位置（回転中心Ｑに対応している）において、対向する内輪３２の内周面３８（すなわち摺接面として機能している）と当接するように配置されている。突出部４２の円弧面４４の中心Ａは、回転軸Ｏ’の上に位置している。また、一対のローラ１０，２０が圧接されていない状態にあるときには、外輪３４の回転軸Ｏと内輪３２の回転軸Ｏ’とが実質的に一致して、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度が得られている。なお、本発明を限定しない具体的な数値として、例えば、軸端部２４の外径寸法φが１３．９４ｍｍであり、内輪３２の内径寸法φが１７ｍｍであり、突出部４２の円弧面４４の曲率半径が８．４５３ｍｍであり、円弧面４４の頂部４５と内輪３２の内周面３８との間のクリアランスが０．０８５ｍｍである。
【００２６】
このように構成された加圧ローラ装置２において、引っ張りばね６の弾性付勢力で駆動ローラ１０と加圧ローラ２０とが互いに圧接されることにより、内輪３２の回転軸Ｏ’がベンディングし、内輪３２の回転軸Ｏ’は外輪３４の回転軸Ｏに対してわずかに傾斜して回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度が失われる。そのとき、円弧面４４の頂部４５は、回転中心Ｑ（この場合、円弧中心Ａと一致している）を中心にして回転移動して、内輪３２の内周面３８の摺接点から遠ざかるが、円弧面４４の他の部分が新しい頂部４５として、さきほどの摺接点で当接する。したがって、突出部４２の円弧面４４は内輪３２と外輪３４との間での回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれを吸収することができ、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれに起因した、ストレスや異音の発生を解消することができる。また、当該実施形態の場合、突出部４２の円弧面４４の頂部４５と、対向する内輪３２の内周面３８との間のクリアランスが変化しないので、回転時の微小な変位（ふれ）の発生を防止することができる。
【００２７】
なお、突出部４２の円弧面４４の中心Ａが、回転軸Ｏよりも内輪３２の側にずれた位置に存在する場合であっても、上記クリアランスを拡大させるように作用するものの、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれに起因した、ストレスや異音の発生を解消することは可能である。
【００２８】
次に、図４を参照しながら、本発明の第二実施形態に係る画像形成装置の加圧ローラ装置２について説明するが、上述した実施形態と重複する部分については省略して、相違点を中心に説明する。
【００２９】
図４は、本発明の第二実施形態に係る加圧ローラ装置２の模式的な説明図である。すなわち、本発明の第二実施形態は、加圧ローラ２０の軸端部２４の側に設けられた第一ブッシュ４０が円弧状の突出部４２を有し、内輪３２の側に設けられた第二ブッシュ５０が円弧状の凹部５２を有することを特徴としている。
【００３０】
加圧ローラ２０の軸端部２４の側に設けられた第一ブッシュ４０は、半円状に突出した突出部４２を備えている。また、内輪３２の側に設けられた第二ブッシュ５０は、半円状に陥没した凹部５２を備えている。さらに、凹状の円弧面５４の曲率半径ｂは突出部４２の円弧面４４の曲率半径ａよりも大きく、且つ、突出部４２の円弧面４４の中心Ａと凹状の円弧面５４の中心Ｂとを結ぶ線は回転軸Ｏ’に対して直交している。
【００３１】
突出部４２の円弧面４４の頂部４５は、転がり軸受３０の回転軸Ｏ’の方向の幅の大略中点位置（回転中心Ｑに対応している）において、対向する第二ブッシュ５０の凹部５２の円弧面５４（すなわち摺接面として機能している）と当接するように配置されている。突出部４２の円弧面４４の中心Ａは、回転軸Ｏ’の上に位置するように図示されているが、必ずしも回転軸Ｏ’の上に位置していなくてもよい。突出部４２の円弧面４４の中心Ａは、回転軸Ｏ’から凹部５２の円弧面５４の底部５９の側にあればよい。また、一対のローラ１０，２０が圧接されていないときには、外輪３４の回転軸Ｏと内輪３２の回転軸Ｏ’とが実質的に一致して、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度が得られている。
【００３２】
このように構成された加圧ローラ装置２において、引っ張りばね６の弾性付勢力で駆動ローラ１０と加圧ローラ２０とが互いに圧接されることにより、内輪３２の回転軸Ｏ’がベンディングし、内輪３２の回転軸Ｏ’は外輪３４の回転軸Ｏに対してわずかに傾斜して回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度が失われる。そのとき、円弧面４４の頂部４５は、回転中心Ｑを中心にして回転移動して、凹部５２の円弧面５４の底部５９（摺接点）から遠ざかるが、円弧面４４の他の部分が新しい頂部４５として、さきほどの摺接点で当接する。したがって、突出部４２の円弧面４４は内輪３２と外輪３４との間での回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれを吸収することができ、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれに起因した、ストレスや異音の発生を解消することができる。また、突出部４２の円弧面４４の中心Ａが回転軸Ｏ’の上に位置する場合、突出部４２の円弧面４４の頂部４５と、対向する内輪３２の内周面３８との間のクリアランスが変化しないので、回転時の微小な変位（ふれ）の発生を防止することができる。
【００３３】
なお、突出部４２の円弧面４４の中心Ａが回転軸Ｏ’上には無くて、回転軸Ｏ’から凹部５２の円弧面５４の底部５９の側にずれた位置に存在する場合であっても、上記クリアランスを拡大させるように作用するが、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれに起因した、ストレスや異音の発生を解消することは可能である。
【００３４】
次に、図５を参照しながら、本発明の第三実施形態に係る画像形成装置の加圧ローラ装置２について説明するが、上述した実施形態と重複する部分については省略して、相違点を中心に説明する。
【００３５】
図５は、本発明の第三実施形態に係る加圧ローラ装置２の模式的な説明図である。すなわち、本発明の第三実施形態は、加圧ローラ２０の軸端部２４の側に設けられた第一ブッシュ４０が円弧状の突出部４２を有し、内輪３２の側に設けられた第二ブッシュ５０が円弧状の突出部５６を有することを特徴としている。
【００３６】
加圧ローラ２０の軸端部２４の側に設けられた第一ブッシュ４０は、半円状に突出した突出部４２を備えている。また、内輪３２の側に設けられた第二ブッシュ５０は、半円状に突出した突出部５６を備えている。さらに、突出部４２の円弧面４４の中心Ａと突出部５６の円弧面５８の中心Ｂとを結ぶ線は回転軸Ｏ’に対して直交している。
【００３７】
突出部４２の円弧面４４の頂部４５は、転がり軸受３０の回転軸Ｏ’の方向の幅の大略中点位置（回転中心Ｑに対応している）において、対向する第二ブッシュ５０の突出部５６の円弧面５８（すなわち摺接面として機能している）と当接するように配置されている。突出部４２の円弧面４４の中心Ａは、回転軸Ｏ’の上に位置するように図示されているが、必ずしも回転軸Ｏ’の上に位置していなくてもよい。突出部４２の円弧面４４の中心Ａは、回転軸Ｏ’から突出部５６の円弧面５８の頂部５５の側にあればよい。また、一対のローラ１０，２０が圧接されていないときには、外輪３４の回転軸Ｏと内輪３２の回転軸Ｏ’とが実質的に一致して、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度が得られている。
【００３８】
このように構成された加圧ローラ装置２において、引っ張りばね６の弾性付勢力で駆動ローラ１０と加圧ローラ２０とが互いに圧接されることにより、内輪３２の回転軸Ｏ’がベンディングし、内輪３２の回転軸Ｏ’は外輪３４の回転軸Ｏに対してわずかに傾斜して回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度が失われる。そのとき、円弧面４４の頂部４５は、回転中心Ｑを中心にして回転移動して、突出部５６の円弧面５８の摺接点から遠ざかるが、円弧面４４の他の部分が新しい頂部４５として、さきほどの摺接点で当接する。したがって、突出部４２の円弧面４４は内輪３２と外輪３４との間での回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれを吸収することができ、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれに起因した、ストレスや異音の発生を解消することができる。また、突出部４２の円弧面４４の中心Ａが回転軸Ｏ’の上に位置する場合、突出部４２の円弧面４４の頂部４５と、対向する内輪３２の内周面３８との間のクリアランスが変化しないので、回転時の微小な変位（ふれ）の発生を防止することができる。
【００３９】
次に、図６を参照しながら、本発明の第四実施形態に係る画像形成装置の加圧ローラ装置２について説明するが、上述した実施形態と重複する部分については省略して、相違点を中心に説明する。
【００４０】
図６は、本発明の第四実施形態に係る加圧ローラ装置２の模式的な説明図である。すなわち、本発明の第四実施形態は、加圧ローラ２０の軸端部２４の側に設けられた第一ブッシュ４０が円弧状の突出部４２を有し、内輪３２の側に設けられた第二ブッシュ５０が円弧状の突出部５６を有することを特徴としている。
【００４１】
加圧ローラ２０の軸端部２４の側に設けられた第一ブッシュ４０は、半円状に突出した突出部４２を備えている。また、内輪３２の側に設けられた第二ブッシュ５０は、半円状に突出した突出部５６を備えている。さらに、突出部４２の円弧面４４の中心Ａと突出部５６の円弧面５８の中心Ｂとを結ぶ線は回転軸Ｏ’に対して直交している。
【００４２】
突出部４２の円弧面４４の頂部４５は、転がり軸受３０の回転軸Ｏ’の方向の幅の大略中点位置（回転中心Ｑに対応している）において、対向する第二ブッシュ５０の突出部５６の円弧面５８（すなわち摺接面として機能している）と当接するように配置されている。突出部４２の円弧面４４の中心Ａが回転軸Ｏ’よりも内輪３２の側に位置して図５に示した第三実施形態の場合よりも曲率半径ａが短くなっている。また、一対のローラ１０，２０が圧接されていないときには、外輪３４の回転軸Ｏと内輪３２の回転軸Ｏ’とが実質的に一致して、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度が得られている。
【００４３】
このように構成された加圧ローラ装置２において、引っ張りばね６の弾性付勢力で駆動ローラ１０と加圧ローラ２０とが互いに圧接されることにより、内輪３２の回転軸Ｏ’がベンディングし、内輪３２の回転軸Ｏ’は外輪３４の回転軸Ｏに対してわずかに傾斜して回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度が失われる。そのとき、円弧面４４の頂部４５は、回転中心Ｑを中心にして回転移動して、突出部５６の円弧面５８の摺接点から遠ざかるが、円弧面４４の他の部分が新しい頂部４５として、さきほどの摺接点で当接する。したがって、上記クリアランスを拡大させるように作用するが、突出部４２の円弧面４４は内輪３２と外輪３４との間での回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれを吸収することができ、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれに起因した、ストレスや異音の発生を解消することができる。
【００４４】
上記実施形態においては、転がり軸受３０の内輪３２と加圧ローラ２０の軸端部２４の外周面２６との間に円弧状の突出部４２，５６を設ける場合について説明したが、円弧状の突出部を転がり軸受３０の外輪３４と加圧ローラ２０の軸端部２４の内周面２８との間に設ける場合においても同様のことが言える。
【００４５】
その一例として、図７を参照しながら、本発明の第五実施形態に係る画像形成装置の加圧ローラ装置２について説明するが、上述した実施形態と重複する部分については省略して、相違点を中心に説明する。
【００４６】
図７は、本発明の第五実施形態に係る加圧ローラ装置２の模式的な説明図である。すなわち、本発明の第五実施形態は、外輪３４が、耐熱性を有する第三ブッシュ６０を介して、加圧ローラ２０の軸端部２４の内周面２８に対して嵌着されていることを特徴としている。
【００４７】
図７は、加圧ローラ２０の軸端部２４を可動フレーム４に対して回転自在に支持する転がり軸受３０を示している。この転がり軸受３０は、加圧ローラ２０の軸端部２４に装着される外輪３４と、可動フレーム４の取付部４ｂに装着される内輪３２と、内輪３２の軌道面と外輪３４の軌道面との間に介在する複数の転動体３６（ボールや円筒ころ）と、を備えている。
【００４８】
外輪３４の側に設けられた第三ブッシュ６０は、半円状に突出した突出部４２を備えてなり、突出部６２の円弧面６４の頂部６５は、転がり軸受３０の回転軸Ｏの方向の幅の大略中点位置（回転中心Ｑに対応している）において、対向する加圧ローラ２０の軸端部２４の内周面２８（すなわち摺接面として機能している）と当接するように配置されている。突出部６２の円弧面６４の中心Ｃは、回転軸Ｏの上に位置している。また、一対のローラ１０，２０が圧接されていない状態にあるときには、外輪３４の回転軸Ｏと内輪３２の回転軸Ｏ’とが実質的に一致して、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度が得られている。
【００４９】
このように構成された加圧ローラ装置２において、不図示の引っ張りばね６の弾性付勢力で駆動ローラ１０と加圧ローラ２０とが互いに圧接されることにより、外輪３４の回転軸Ｏがベンディングし、外輪３４の回転軸Ｏは内輪３２の回転軸Ｏ’に対してわずかに傾斜して回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度が失われる。そのとき、円弧面６４の頂部６５は、回転中心Ｑを中心にして回転移動して、軸端部２４の内周面２８の摺接点から遠ざかるが、円弧面６４の他の部分が新しい頂部６５として、さきほどの摺接点で当接する。したがって、突出部６２の円弧面６４は内輪３２と外輪３４との間での回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれを吸収することができ、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれに起因した、ストレスや異音の発生を解消することができる。また、当該実施形態の場合、突出部６２の円弧面６４の頂部６５と、対向する軸端部２４の内周面２８との間のクリアランスが変化しないので、回転時の微小な変位（ふれ）の発生を防止することができる。
【００５０】
次に、図８を参照しながら、本発明の第六実施形態に係る画像形成装置の加圧ローラ装置２について説明するが、上述した実施形態と重複する部分については省略して、相違点を中心に説明する。
【００５１】
図８は、上記第五実施形態を変形した第六実施形態に係る加圧ローラ装置２の模式的な説明図である。すなわち、本発明の第六実施形態は、突出部６２の円弧面６４の中心Ｃが、回転中心Ｑに一致しないで、回転軸Ｏよりも軸端部２４の側にずれた位置に存在することを特徴としている。
【００５２】
図８に示すように、突出部６２の円弧面６４の中心Ｃが、突出部６２の円弧面６４の中心Ｃと回転中心Ｑとを結ぶ線は回転軸Ｏに対して直交しているとともに、回転軸Ｏよりも軸端部２４の側に位置している。中心Ｃがこのような位置にあるとき、突出部６２の円弧面６４の曲率半径が小さくなっている。そして、突出部６２の頂部６５が軸端部２４の内周面２８に対して摺接している。加圧ローラ２０のベンディングにより回転軸Ｏが傾いたときに、第三ブッシュ６０の突出部６２は回転中心Ｑを中心に回転するが、円弧面６４の曲率半径が小さく構成されているために、円弧面６４の頂部６５の回転移動の妨げにはならない。したがって、突出部６２の円弧面６４の中心Ｃが、回転軸Ｏよりも軸端部２４の側にずれた位置に存在する場合であっても、回転軸Ｏが傾いたときに、突出部６２の円弧面６４の頂部６５と、対向する軸端部２４の内周面２８との間のクリアランスを拡大させるように作用するものの、回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度のずれに起因した、ストレスや異音の発生を解消することは可能である。
【００５３】
なお、上述した様々な説明は、本発明の実施形態を具体的に説明するために開示したものであり、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態では、突出部４２，５６，６２や凹部５２をブッシュ４０，５０，６０に形成したブッシュ形成タイプのものであるが、軸端部２４の外周面２６や内周面２８、あるいは内輪３２の内周面３８や外輪３４の外周面３９に直接に形成した直接形成タイプであってもよい。
【００５４】
また、上記各実施形態では、円弧面４４，５８を有する突出部４２，５６は、加圧ローラ２０の回転方向において連続的に延在しているが、他の形態にすることもできる。例えば、図９に示した変形例のように、第一ブッシュ４０に設けられる突出部４２は、回転方向において離間して配置された構成であってもよい。すなわち、図９において、鍔状部分から８つの突出部４２が軸方向に延在し、それらは切欠によって分離・分割されている。このような離間配置は、他の突出部５６や凹部５２や摺接面２８，３８にも適用することができる。
【００５５】
また、本発明に係る加圧ローラ装置２は、一対のローラ１０，２０が圧接状態で使用されることにより転がり軸受３０の内輪３２と外輪３４との間での回転軸Ｏ，Ｏ’の平行度がずれるような種々の使用形態において有効であり、一例としての画像形成装置においては、上述した定着装置に加えて、用紙搬送装置や転写ベルト駆動装置にも適用される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の加圧ローラ装置の模式的な斜視図である。
【図２】図１に示した加圧ローラ装置の模式的な要部拡大図である。
【図３】第一実施形態に係る加圧ローラ装置の要部を模式的に説明する図である。
【図４】第二実施形態に係る加圧ローラ装置の要部を模式的に説明する図である。
【図５】第三実施形態に係る加圧ローラ装置の要部を模式的に説明する図である。
【図６】第四実施形態に係る加圧ローラ装置の要部を模式的に説明する図である。
【図７】第五実施形態に係る加圧ローラ装置の要部を模式的に説明する図である。
【図８】第六実施形態に係る加圧ローラ装置の要部を模式的に説明する図である。
【図９】本発明の変形例に係る加圧ローラ装置のブッシュを模式的に説明する図である。
【符号の説明】
【００５７】
２：加圧ローラ装置
４：可動フレーム
４ａ：取付穴
４ｂ：取付部
６：引っ張りばね
１０：駆動ローラ
２０：加圧ローラ
２４：軸端部
２６：外周面
２８：内周面（摺接面）
３０：転がり軸受
３１：挿通穴
３２：内輪
３４：外輪
３６：転動体
３８：内周面（摺接面）
３９：外周面
４０：第一ブッシュ
４２：突出部
４４：円弧面
４５：頂部
５０：第二ブッシュ
５２：凹部
５４：円弧面
５５：頂部
５６：突出部
５８：円弧面
５９：底部
６０：第三ブッシュ
６２：突出部
６４：円弧面
６５：頂部
Ａ：第一ブッシュの円弧中心
Ｂ：第二ブッシュの円弧中心
Ｃ：第三ブッシュの円弧中心
Ｏ：外輪の回転軸
Ｏ’：内輪の回転軸
Ｑ：回転中心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
お互いが圧接状態にある一対のローラと、
内輪と外輪と転動体とから構成されてローラを回転自在に軸支する転がり軸受と、
を備える加圧ローラ装置であって、
ローラの軸端部は、内輪又は外輪に装着され、
ローラの軸端部と内輪又は外輪とのうち少なくとも一方は、回転軸を含む平面で切断したときの断面が円弧状に突出している円弧状突出部を備えて、
円弧状突出部の頂部は、転がり軸受の軸方向長さの大略中点位置において、対向する摺接面と当接するように構成されていることを特徴とする加圧ローラ装置。
【請求項２】
摺接面は、回転軸を含む平面で切断したときの断面が直線形状であり、
円弧状突出部の円弧の中心は、回転軸上にあるか、又は、回転軸から、対向する摺接面の側にずれた位置に存在することを特徴とする、請求項１記載の加圧ローラ装置。
【請求項３】
摺接面は、回転軸を含む平面で切断したときの断面が凹状の円弧であり、
凹状の円弧の曲率半径は円弧状突出部の円弧の曲率半径よりも大きく、
円弧状突出部の円弧の中心は、回転軸上にあるか、又は、回転軸から、対向する摺接面の側にずれた位置に存在し、且つ、
円弧状突出部の円弧の中心と凹状の円弧の中心とを結ぶ線は回転軸に対して直交していることを特徴とする、請求項１記載の加圧ローラ装置。
【請求項４】
摺接面は、回転軸を含む平面で切断したときの断面が凸状の円弧であり、
円弧状突出部の円弧の中心は、回転軸上にあるか、又は、回転軸から、対向する摺接面の側にずれた位置に存在し、且つ、
円弧状突出部の円弧の中心と凸状の円弧の中心とを結ぶ線は回転軸に対して直交していることを特徴とする、請求項１記載の加圧ローラ装置。
【請求項５】
円弧状突出部又は摺接面の少なくとも一つは、ローラと転がり軸受との間に設けられるブッシュ上に形成されていることを特徴とする、請求項１記載の加圧ローラ装置。
【請求項６】
円弧状突出部は、回転方向において、離間して配置されているか又は連続的に延在していることを特徴とする、請求項１記載の加圧ローラ装置。
【請求項７】
請求項１乃至６記載の加圧ローラ装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
お互いが圧接状態にある一対のローラと、
内輪と外輪と転動体とから構成されてローラを回転自在に軸支する転がり軸受と、
を備える加圧ローラ装置であって、
ローラの軸端部は、内輪又は外輪に装着され、
ローラの軸端部と内輪又は外輪とのうち少なくとも一方は、回転軸を含む平面で切断したときの断面が円弧状に突出している円弧状突出部を備えて、
円弧状突出部の頂部は、転がり軸受の軸方向長さの大略中点位置において、対向する摺接面と当接するように構成されていることを特徴とする加圧ローラ装置。
【請求項２】
摺接面は、回転軸を含む平面で切断したときの断面が直線形状であり、
円弧状突出部の円弧の中心は、回転軸上にあるか、又は、回転軸から、対向する摺接面の側にずれた位置に存在することを特徴とする、請求項１記載の加圧ローラ装置。
【請求項３】
摺接面は、回転軸を含む平面で切断したときの断面が凹状の円弧であり、
凹状の円弧の曲率半径は円弧状突出部の円弧の曲率半径よりも大きく、
円弧状突出部の円弧の中心は、回転軸上にあるか、又は、回転軸から、対向する摺接面の側にずれた位置に存在し、且つ、
円弧状突出部の円弧の中心と凹状の円弧の中心とを結ぶ線は回転軸に対して直交していることを特徴とする、請求項１記載の加圧ローラ装置。
【請求項４】
摺接面は、回転軸を含む平面で切断したときの断面が凸状の円弧であり、
円弧状突出部の円弧の中心は、回転軸上にあるか、又は、回転軸から、対向する摺接面の側にずれた位置に存在し、且つ、
円弧状突出部の円弧の中心と凸状の円弧の中心とを結ぶ線は回転軸に対して直交していることを特徴とする、請求項１記載の加圧ローラ装置。
【請求項５】
円弧状突出部又は摺接面の少なくとも一つは、ローラと転がり軸受との間に設けられるブッシュ上に形成されていることを特徴とする、請求項１記載の加圧ローラ装置。
【請求項６】
円弧状突出部は、回転方向において、離間して配置されているか又は連続的に延在していることを特徴とする、請求項１記載の加圧ローラ装置。
【請求項７】
請求項１乃至６記載の加圧ローラ装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２４３５６０（Ｐ２００９−２４３５６０Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８９８４３（Ｐ２００８−８９８４３）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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