軸受装置
【課題】定着装置の定着ローラと加圧ローラのように互いに近接される方向に押圧される一対の回転体を小型の軸受で支持する。
【解決手段】軸受装置２２Ａ，２２Ｂは、定着ローラ１１Ａや加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａの外周面に対してその外周面が当接する少なくとも一対の軸受２６Ａ〜２６Ｄを備える。軸受２６Ａ〜２６Ｄは、定着ローラ１１Ａと加圧ローラ１１Ｂの軸線を結ぶ線Ｌ１に対して直交し、かつこれらの軸線を通る互いに平行な線Ｌ２，Ｌ３により挟まれる領域よりも外側に配置される。それぞれ軸受２６Ａ〜２６Ｄを先端側に備える一対のアーム３７Ａ〜３７Ｄの基端側は、連結機構３８によって回転角度位置が調節可能な状態で互い連結されている。
【解決手段】軸受装置２２Ａ，２２Ｂは、定着ローラ１１Ａや加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａの外周面に対してその外周面が当接する少なくとも一対の軸受２６Ａ〜２６Ｄを備える。軸受２６Ａ〜２６Ｄは、定着ローラ１１Ａと加圧ローラ１１Ｂの軸線を結ぶ線Ｌ１に対して直交し、かつこれらの軸線を通る互いに平行な線Ｌ２，Ｌ３により挟まれる領域よりも外側に配置される。それぞれ軸受２６Ａ〜２６Ｄを先端側に備える一対のアーム３７Ａ〜３７Ｄの基端側は、連結機構３８によって回転角度位置が調節可能な状態で互い連結されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに近接する方向に押圧される一対の回転体のうち、少なくとも一方を回転自在に支持する軸受装置に関する。特に、本発明は、画像形成装置の定着装置が備えるローラの支持に適した軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置の定着装置として、互いに圧接されて状態で回転する一対のローラを備え、これらのローラ間に形成されたニップ部に記録媒体を通すことで、記録媒体上の現像剤像を加熱及び加圧により定着させるものが広く知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一般に、定着装置のローラは図１７及び図１８で示す機構によって回転自在に支持されている。これらの図において、１Ａは定着ローラ、１Ｂは加圧ローラであり、それぞれ円筒状の芯金２の外周面に弾性体層３を備えると共に、芯金２の内部にハロゲンヒータ等のヒータ４を備えている。また、芯金２の両端部には回転軸２ａが形成されている。定着ローラ１Ａの回転軸２ａは、定着装置のフレーム５の一部を構成する側板５ａに取り付けられた転がり軸受６Ａによって回転自在に支持されている。側板５ｂに対して支軸７回りに回転自在であって、かつばね８によって付勢された加圧レバー９が設けられ、この加圧レバー９に取り付けられた転がり軸受６Ｂによって加圧ローラ１Ｂが回転自在に支持されている。詳細には、各転がり軸受６Ａ，６Ｂのアウターレース６ａが側板５ａや加圧レバー９に固定され、インナーレース６ｂが定着ローラ１Ａや加圧ローラ１Ｂの回転軸２ａに固定されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１２３２３５号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
定着ローラ１Ａや加圧ローラ１Ｂの回転軸２ａは軸径が２０〜３０mm程度の大径の軸であるので、それに対応して転がり軸受６Ａ，６Ｂも内径が２０〜３０mmの比較的大型のものを使用する必要がある。内径が６〜８mm程度である比較的小型の転がり軸受と比較すると、内径が２０〜３０mm程度の転がり軸受は高価である。また、定着装置は高温となるので、転がり軸受６Ａ，６Ｂに耐熱グリスを充填する必要があり、大型の転がり軸受を使用すると多量の耐熱グリスが必要となる。さらに、定着ローラ１Ａや加圧ローラ１Ｂの回転軸２ａの軸径が異なれば、それに対応する内径の転がり軸受６Ａ，６Ｂを使用する必要があるので、転がり軸受の管理が煩雑である。これらの問題は、定着装置における定着ローラや加圧ローラに限らず、一対の回転体を備える種々の装置について共通している。
【０００６】
前記従来の問題に鑑み、本発明は、互いに近接される方向に押圧される一対の回転体を比較的小型の軸受で支持することを課題としている。また、本発明は、回転軸の軸径が異なる回転体間で軸受を共用可能とすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、互いに近接する方向に押圧される一対の回転体のうち、少なくとも一方を回転自在に支持する軸受装置であって、前記回転体の回転軸の外周面に対してその外周面が当接する少なくとも２個の軸受を備え、前記一対の回転体の軸線を結ぶ線に対して直交し、かつ前記一対の回転体の軸線を通る互いに平行な線により挟まれる領域よりも外側に、前記軸受が配置され、それぞれ前記軸受を先端側に備える一対のアームと、前記一対のアームの基端側を、回転角度位置を調節可能に互い連結する連結機構とを備えることを特徴とする、軸受装置を提供する。
【０００８】
本発明の第２の態様は、互いに近接する方向に押圧される一対の回転体のうち、少なくとも一方を回転自在に支持する軸受装置であって、前記回転体の回転軸の外周面に対してその外周面が当接する少なくとも２個の軸受を備え、前記一対の回転体の軸線を結ぶ線に対して直交し、かつ前記一対の回転体の軸線を通る互いに平行な線により挟まれる領域よりも外側に、前記軸受が配置され、それぞれ前記軸受を先端側に備える一対のアームと、前記一対のアームの他端側を、互いに回転可能に支持する支持機構と、前記一対のアームを前記回転体の回転軸に向けて弾性的に付勢する弾性手段とを備えることを特徴とする、軸受装置を提供する。
【０００９】
前記軸受は、転がり軸受であってもすべり軸受であってもよい。また、前記一対の回転体は互いに圧接されていてもよいし、これらの間に例えば無端ベルトのような他の部材が介在していてもよい。
【００１０】
本発明の軸受装置は、回転体の回転軸の外周面に当接する軸受によって回転体を支持するので、回転軸の外径が大きい場合であっても、外径が比較的小さい軸受により回転体を支持することができる。
【００１１】
前記回転体の例としては、記録媒体に形成された現像剤を加熱及び加圧によって定着させる定着装置が備える一対のローラがある。この一対のローラは、互いに圧接されてニップ部を形成する定着ローラと加圧ローラであってもよく、定着ベルトを介して互いに近接される方向に押圧される定着ローラと加圧ローラであってもよい。この種のローラの回転軸は２０〜３０ｍｍ程度の大径の軸であるので、軸自体に軸受を取り付けて支持する場合、内径の大きい高価な軸受を使用する必要がある。また、定着装置は高温となるので、軸受として転がり軸受を使用する場合に耐熱グリスを充填する必要があり、大径の転がり軸受であれば、それに応じて多量の耐熱グリスを使用する必要がある。これに対して、本発明を適用することで、安価な小径の軸受を使用することができ、軸受として転がり軸受を使用する場合には、耐熱グリスの充填量を低減することができる。
【００１２】
前記回転体の回転軸の外周長は、前記軸受の外周長の非整数倍であることが好ましい。一般に回転体の回転軸や軸受の外周には微少な誤差があるので、それらの回転角度位置によって微少な変位（ふれ）がある。しかし、回転軸の外周長を軸受の外周長の非整数倍とすると、回転軸のふれ周期と軸受のふれ周期が同期しないので、回転体の回転むらを抑制することができる。特に、回転体が定着装置のローラである場合には、回転むらの抑制によって画像ノイズが低減される。
【００１３】
前記回転体の回転むらを抑制するには、回転軸を支持する軸受の外周長を互いに異ならせ、かつ各軸受を外周長を他の軸受の外周長の非整数倍とすることが好ましい。
【００１４】
第１の態様では、それぞれ前記軸受を先端側に備える一対のアームと、前記一対のアームの基端側を、回転角度位置を調節可能に互い連結する連結機構を備える。一対のアームのなす角度を変更して軸受の位置を調整することができるので、径が異なる種々の回転体の回転軸で軸受装置を共用することができる。
【００１５】
第２の態様では、それぞれ前記軸受を先端側に備える一対のアームと、前記一対のアームの他端側を、互いに回転可能に支持する支持機構と、前記一対のアームを前記回転体の回転軸に向けて弾性的に付勢する弾性手段とを備える。先端に軸受を備えるアームが弾性手段によって回転軸に向けて付勢されるので、回転体の回転軸の外周面に対して軸受の外周面が確実に当接する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の軸受装置では、互い近接する方向に押圧される回転体の少なくとも一方を、回転体の回転軸の外周面に対してその外周面が当接する少なくとも２個の軸受で支持するので、回転体の回転軸の外径が大きい場合であっても、外径が比較的小さい軸受により回転体を支持することができる。また、回転体の回転軸の外周長を軸受の外周長の非整数倍とすれば、回転軸のふれ周期と軸受のふれ周期が同期しないので、回転体の回転むらを抑制することができる。さらに、基端側が連結機構によって回転角度位置を調節可能に連結された一対のアームの先端側に軸受を設けることにより、径が異なる種々の回転体の回転軸間で軸受装置を共用することができる。さらにまた、基端側が支持機構によって回転可能に支持された一対のアームの先端に軸受を設け、これらのアームを弾性手段によって回転体に向けて弾性的に付勢することにより、回転体の回転軸の外周面に対して軸受の外周面を確実に当接させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、図面に示す実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１から図３は、本発明の第１実施形態に係る軸受装置を備える定着装置を示している。定着装置は、定着ローラ１１Ａと加圧ローラ１１Ｂとを備えている。定着ローラ１１Ａ及び加圧ローラ１１Ｂは円筒状の芯金１２を備え、芯金１２の外周に弾性体層１３が設けられている。また、芯金１２内にはハロゲンヒータ等のヒータ１４がそれぞれ収容されている。芯金１２の両端部には回転軸１２ａが設けられている。この回転軸１２ａは芯金１２の弾性体層１３が設けられた部分よりも小径であり、外径が２０〜３０mm程度である。定着ローラ１１Ａの回転軸１２ａは定着装置のフレーム１５の一部を構成する側板１５ａに回転自在に支持され、加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａは加圧レバー１７に回転自在に支持されている。
【００１９】
加圧レバー１７の一端は側板１５ｂから突出する支軸１８に一端が回転自在に支持されている。一方、加圧レバー１７の他端には係止孔１７ａが設けられ、この係止孔１７ａにばね１９の一端が係止されている。ばね１９の他端はフレーム１５に固定されたばね受け２０に係止されている。図１において矢印Ｆ１で示すように、ばね１９により加圧レバー１７に対して弾性的な付勢力が作用し、この付勢力により定着ローラ１１Ａと加圧ローラ１１Ｂが互いに圧接されてニップ部２１が形成されている。図示しない回転駆動機構によって定着ローラ１１Ａと加圧ローラ１１Ｂが回転している状態で、未定着の現像剤像１０１が形成された記録媒体１００がニップ部２１を通過すると、加圧及び加熱によって現像剤像１０１が記録媒体１００に定着する。
【００２０】
定着ローラ１１Ａの回転軸１２ａを支持する軸受装置２２Ａについて説明すると、側板１５ａにかしめ等により一対の支持軸２４Ａ，２４Ｂが固定され、これらの支軸軸２４Ａ，２４Ｂにそれぞれ転がり軸受２６Ａ，２６Ｂが取り付けられている。各転がり軸受２６Ａ，２６Ｂの外周面は定着ローラ１１Ａの回転軸１２ａの外周面に当接している。詳細には、各転がり軸受２６Ａ，２６Ｂはインナーレース２６ａが支持軸２４Ａ，２４Ｂに固定され、転動体２６ｃによりインナーレース２６ａに対して回転自在であるアウターレース２６ｂが回転軸１２ａの外周面に対して当接している。従って、定着ローラ１１Ａの回転軸１２ａは、その外周面が転がり軸受２６Ａ，２６Ｂにより転がり支持されている。
【００２１】
加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａを支持する軸受装置２２Ｂは定着ローラ１１Ａの回転軸１２ａを支持する軸受装置２２Ａと同様の構成であり、加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａはその外周面が転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄにより転がり支持されている。詳細には、加圧レバー１７にかしめ等により一対の支軸２４Ｃ，２４Ｄが固定され、これらの支軸軸２４Ｃ，２４Ｄに転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄのインナーレース２６ａが固定されている。転動体２６ｃによりインナーレース２６ａに対して回動自在のアウターレース２６ｂはその外周面が回転軸１２ａの外周面に対して当接している。
【００２２】
前述のように、定着ローラ１１Ａと加圧ローラ１１Ｂはばね１９の弾性的な付勢力により互いに圧接されているので、定着ローラ１１Ａを支持する転がり軸受２６Ａ，２６Ｂは、加圧ローラ１１Ｂから定着ローラ１１Ａに作用する付勢力を受け止めるように配置する必要がある。同様に、加圧ローラ１１Ｂを支持する転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄは、反作用により定着ローラ１１Ａから加圧ローラ１１Ｂに作用する力を受け止めるように配置する必要がある。詳細には、定着ローラ１１Ａの軸線と加圧ローラ１１Ｂの軸線を結ぶ線Ｌ１に対して直交し、かつ定着ローラ１１Ａや加圧ローラ１１Ｂの軸線を通る互いに平行な２本の線Ｌ２，Ｌ３に挟まれる領域の外側に、各転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄを配置する必要がある。
【００２３】
前述のように定着ローラ１１Ａ及び加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａは軸径が２０〜３０mm程度で比較的大径であるが、転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄはその外周面が回転軸１２ａの外周面に当接することで回転軸１２ａを支持するので、内径が６〜８ｍｍ程度の小径で安価な転がり軸受を使用することができる。また、各転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄが小型であるので、耐熱グリスの充填量も低減することができる。
【００２４】
前記転がり軸受２６Ａ〜２６Ｃに代えてすべり軸受（ころ）を使用してもよい。すなわち、図４及び図５に示すように、支持軸２４Ａ〜２４Ｄに対しすべり軸受２８Ａ〜２８Ｄを挿入し、抜け止め用のリング部材２７を取り付けてもよい。この場合も、内径が６〜８ｍｍ程度の小型で安価なすべり軸受２８Ａ〜２８Ｄを使用することができる。すべり軸受２８Ａ〜２８Ｄの材質は特に限定されないが、例えば耐熱性及び耐磨耗性の良好な樹脂を使用することができる。転がり軸受に代えてすべり軸受を使用できる点は、以下の第２実施形態から第１０実施形態においても同様である。
【００２５】
（第２実施形態）
図６は本発明の第２実施形態を示している。定着ローラ１１Ａの軸受装置２２Ａが備える転がり軸受２６Ａ，２６Ｂの外径ｄ１，ｄ２は、定着ローラ１１Ａの回転軸１２ａの外周長が、転がり軸受２６Ａ，２６Ｂの外周長の非整数倍となるように設定されている。すなわち、定着ローラ１１Ａの回転軸１２ａの外径をＤとすると、π＊Ｄ≠ｎ＊π＊ｄ１（ｎは整数）、かつπ＊Ｄ≠ｎ＊π＊ｄ２なる関係を満すように、転がり軸受２６Ａ，２６Ｂの外径ｄ１，ｄ２を設定している。同様に、加圧ローラ１１Ｂの軸受装置２２Ｂが備える転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄの外径ｄ３，ｄ４は、加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａの外周長が転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄの外周長の非整数倍となるように設定している。すなちわ、定着ローラ１１Ａと同じく加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａの外径がＤであれば、π＊Ｄ≠ｎ＊π＊ｄ３（ｎは整数）、かつπ＊Ｄ≠ｎ＊π＊ｄ４なる関係を満たすように、転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄの外径ｄ３，ｄ４を設定している。
【００２６】
一般に回転軸１２ａや転がり軸受２６Ａ〜２６Ｃの外周は完全な真円ではなく微少な誤差があるので、これらの回転角度位置によって外周には微少な変位（ふれ）がある。従って、例えば定着ローラ１１Ａの回転軸１２ａの外周長が転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄの外周長の整数倍であると、両者の接触点における回転軸１２ａの外周のふれ周期と転がり軸受の外周のふれ周期が同期し、その結果、回転軸１２ａに対して径方向の周期的な負荷が作用して回転むらを引き起こす。しかし、回転軸１２ａの外周長が転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄの外周長の非整数倍であれば、回転軸１２ａと転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄの接触点における回転軸１２ａのふれ周期と転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄのふれ周期が同期せず、その結果、回転軸１２ａに対して非周期的に径方向の負荷が作用する。従って、定着ローラ１１Ａや加圧ローラ１１Ｂの回転むらが抑制され、回転むらに起因する画像ノイズが低減される。
【００２７】
第２実施形態では、定着ローラ１１Ａの軸受装置２２Ａが備える２個の転がり軸受２６Ａ，２６Ｂの外径ｄ１，ｄ２を互いに異ならせている。また、外径が大きい方の転がり軸受２６Ｂの外周長が、外径が小さい方の転がり軸受２６Ａの外周長の非整数倍となるように、２個の転がり軸受２６Ａ，２６Ｂの外径ｄ１，ｄ２を設定している。すなわち、π＊ｄ２≠ｎ＊π＊ｄ１（ｎは整数）なる関係を満たすように、転がり軸受２６Ａ，２６Ｂの外径ｄ１，ｄ２を設定している。同様に、加圧ローラ１１Ｂの軸受装置２２Ｂが備える転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄの外径ｄ３，ｄ４を異ならせ、外径ｄ大きい方の転がり軸受２６Ｄの外周長が、外径が小さい方の転がり軸受２６Ｃの外周長の非整数倍となるように、転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄの外径ｄ３，ｄ４を設定している。
【００２８】
同一の回転軸１２ａを支持する転がり軸受２６Ａ，２６Ｂや転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄの外径を異ならせ、かつ外径が大きい方の転がり軸受２６Ｂ，２６Ｄの外周長を外径が小さい方の転がり軸受２６Ａ，２６Ｃの外周長の非整数倍に設定することにより、転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄのふれ周期の同期に起因する定着ローラ１１Ａや加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａの回転むらを抑制し、この回転むらに起因する画像ノイズを低減することができる。
【００２９】
第２実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００３０】
（第３実施形態）
図７は本発明の第３実施形態を示している。軸受装置２２Ａ，２２Ｂは、前記第１実施形態と同様に配置された転がり軸受２６Ａ〜２６Ｂに加え、３個目の転がり軸受２６Ｅ，２６Ｆをそれぞれ備えている。これらの転がり軸受２６Ｅ，２６Ｆはそれぞれ定着ローラ１１Ａの軸線と加圧ローラ１１Ｂの軸線とを結ぶ線Ｌ１上に配置されている。
【００３１】
定着ローラ１１Ａの軸受装置２２Ａが備える３個目の転がり軸受２６Ｅは、側板１５ａに対して定着ローラ１１Ａと加圧ローラ１１Ｂの圧接方向に移動可能な支持軸２４Ｅに取り付けられている。また、この支軸軸２４Ｅと側板１５ａに設けたばね受け３１Ａの間にばね３２Ａが圧縮状態で配置されている。転がり軸受２６Ｅはばね３２Ａによって回転軸１２ａに向けて弾性的に付勢され、それによって転がり軸受２６Ｅの外周面が回転軸１２ａの外周面に確実に当接する。
【００３２】
同様に、加圧ローラ１１Ｂの軸受装置２２Ｂが備える３個目の転がり軸受２６Ｆは、加圧レバー１７に対して定着ローラ１１Ａと加圧ローラ１１Ｂの圧接方向に移動可能な支持軸２４Ｆに取り付けられ、この支軸軸２４Ｆと加圧レバー１７に設けられたばね受け３１Ｂの間にばね３２Ｂが圧縮状態で配置されている。転がり軸受２６Ｆはばね３２Ｂの付勢力によりその外周面が回転軸１２ａの外周面に確実に当接する。
【００３３】
第３実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００３４】
（第４実施形態）
図８は本発明の第４実施形態を示している。各軸受装置２２Ａ，２２Ｂの３番目の転がり軸受２６Ｅ，２６Ｆを支持する支持軸２４Ｅ，２４Ｆは、側板１５ａや加圧レバー１７に対して固定して設けられている。転がり軸受２６Ｅ，２６Ｆの外周面にゴム等の弾性材料からなる弾性体層３３を設け、それによって３番目の転がり軸受２６Ｅ，２６Ｆを他の転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄと同様に回転軸１２ａの外周面に確実に当接させている。第４実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００３５】
（第５実施形態）
図９は本発明の第５実施形態を示している。各軸受装置２２Ａ，２２Ｂはそれぞれ２個の転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄを備え、これらの転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄの外周面をポリアミドイミドのような耐熱樹脂で被覆して断熱層３４を設けている。定着ローラ１１Ａや加圧ローラ１１Ｂが内蔵するヒータ１４の発生する熱が、芯金１２から回転軸１２ａを経て金属製の転がり軸２６Ａ〜２６Ｄに伝わり、それによって熱が逃げる。転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄの外周面に断熱層３４を設けることで、この熱の逃げを防止することができる。また、断熱層３４は耐熱樹脂製であるので、回転軸１２ａの外周面と転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄの外周面の間の摩擦が高まり、これらの間の微細な滑りを防止することができる。
【００３６】
第５実施形態における転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄに断熱層３４を設ける構成は、前記第１から第４実施形態にも適用することができる。第５実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００３７】
（第６実施形態）
図１０は本発明の第６実施形態を示している。定着ローラ１１Ａ及び加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａにそれぞれカラー３５を取り付けている。カラー３５の材質としては、例えばポリアミドイミド等の耐熱性樹脂を使用することができる。この場合、カラー３５は断熱性を有するので、ヒータ１４の発生した熱が回転軸１２ａから転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄに伝わるのを抑制することができる。また、カラー３５は、浸炭窒化処理等の熱処理を施した金属製であってもよい。この場合、カラー３５は耐磨耗性を有するので、回転軸１２ａの外周面の磨耗を防止することができる。
【００３８】
第６実施形態における回転軸１２ａにカラー３５を取り付ける構成は、前記第１から第５実施形態にも適用することができる。第６実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００３９】
（第７実施形態）
図１１は本発明の第７実施形態を示している。第１から第６実施形態では、定着ローラ１１Ａ及び加圧ローラ１１Ｂの芯金１２の両端を縮径して回転軸１２ａを形成している（例えば図２に参照）。これに対して第７実施形態では、芯金１２の両端を縮径せず単に弾性体層１３をなくすことで回転軸１２ａを形成している。すなわち、回転軸１２ａの外周面が芯金１２の外周面と同一面となっている。従って、回転軸１２ａの外径は芯金１２と同じ２０〜４０mm程度となり大径の軸となる。しかし、各軸受装置２２Ａ，２２Ｂは外周面に当接する転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄで回転軸１２ａを支持するので、前記第１から第６実施形態と同様に外径が６〜８mm程度の小型の転がり軸受によって回転軸１２ａを支持することができる。
【００４０】
（第８実施形態）
図１２及び図１３は本発明の第８実施形態を示している。定着ローラ１１Ａの軸受装置２２Ａは、それぞれ転がり軸受２４Ａ，２４Ｂを先端側に備える一対のアーム３７Ａ，３７Ｂを備えている。各アーム３７Ａ，３７Ｂの先端には支軸軸３７ａ，３７ｂが設けられ、これらの支持軸３７ａ，３７ｂにそれぞれ転がり軸受２６Ａ，２６Ｂのインナーレース２６ａが固定されている。一方、アーム３７Ａ，３７Ｂの基端側は連結機構３８によって回転角度位置を調節調節可能に互いに連結されている。アーム３７Ａ，３７Ｃは、例えばＰＰＳのような耐熱性を有する樹脂からなる。図１３を参照して連結機構３８について説明すると、一方のアーム３７Ａの基端側に短円状部の軸部３７ｃが設けられ、他方のアーム３７Ｂの基端側にはこの軸部３７ｃが回転自在に挿入される軸孔３７ｄが設けられている。軸部３７ｃに設けられたねじ孔３７ｅには、固定用のねじ４１Ａが螺合している。このねじ４１Ａを緩めると軸部３７ｃを支点してアーム３７Ａ，３７Ｂの回転角度位置を調節することができ、ねじ４１Ａを締め付けることでアーム３７Ａ，３７Ｂの回転角度位置を固定することができる。また、各アーム３７Ａ，３７Ｂの先端側も、それぞれねじ４１Ｂ，４１Ｃによって側板１５ａに対して固定できるようなっている。
【００４１】
加圧ローラ１１Ｂの軸受装置２２Ｂは、定着ローラ１１Ａの軸受装置２２Ａと同様の構造であり、それぞれ転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄを先端側に備える一対のアーム３７Ｃ，３７Ｄと、アーム３７Ｃ，３７Ｄの基端側を回転角度位置を調節可能に連結する連結機構３８とを備えている。
【００４２】
本実施形態の軸受装置２２Ａ，２２Ｂは、回転軸１２ａの軸径が異なる定着ローラ１１Ａや加圧ローラ１１Ｂ間で共用することができる。この点について説明すると、例えば図１２に示すように定着ローラ１１Ａや加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａの軸径が比較的大きい場合には、それに対応して各軸受装置２２Ａ，２２Ｂのアーム３７Ａ，３７Ｃやアーム３７Ｃ，３７Ｄがなす角度θを大きく設定し、図１４に示すように定着ローラ１１Ａや加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａの軸径が比較的小さい場合には、それに対応してアーム３７Ａ〜３７Ｄがなす角度θを小さく設定すればよい。
【００４３】
（第９実施形態）
図１５は本発明の第９実施形態を示している。定着ローラ１１Ａの軸受装置２２Ａは第８実施形態のものと同一である。加圧ローラ１１Ｂの軸受装置２２Ｂは、それぞれ先端に転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄを取り付けたアーム３７Ｃ，３７Ｄを備え、これらのアーム３７Ｃ，３７Ｄの他端側は加圧レバー１７に対して固定された支軸４２に対して回転自在に支持されている。また、加圧レバー１７には各アーム３７Ｃ，３７Ｄに対応してばね受け４３Ａ，４３Ｂを設けており、各アーム３７Ｃ，３７Ｄとばね受け４３Ａ，４３Ｂとの間にはばね４４Ａ，４４Ｂが圧縮状態で配置されている。アーム３７Ａ，３７Ｂがばね４４Ａ，４４Ｂにより加圧ローラ１１Ｂに向けて付勢されるので、回転軸１２ａの外周面に対して転がり軸受２６Ａ，２６Ｂの外周面が確実に当接する。
【００４４】
（第１０実施形態）
図１６に示す第１０実施形態は、本発明を定着ベルト型の定着装置に適用した例である。図１６において、１１Ｃはヒータ１４を内蔵した加熱ローラであり、この加熱ローラ１１Ｃと定着ローラ１１Ａに定着ベルト５１が掛け渡されている。定着ローラ１１Ａに対して加圧ローラ１１Ｂが付勢され、両者は定着ベルト５１を介して互いに押圧されている。加圧ローラ１１Ｂは第１実施形態のものと同様の軸受装置２２Ｂにより支持されており、加圧レバー１７に取り付けられた２個の転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄの外周面が加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａの外周面に当接し、それによって加圧ローラ１１Ｂが回転自在に支持されている。
【００４５】
本発明は定着装置が備えるローラに限らず、互いに近接する方向に押圧される一対の回転体のうち、少なくとも一方を回転自在に支持する軸受装置に適用することができる。例えば、感光体ドラム、転写ドラム等に本発明の軸受装置を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態の軸受装置を備える定着装置を示す正面図である。
【図２】図１のII−II線での断面図である。
【図３】図１の部分拡大斜視図である。
【図４】軸受の他の例を示す断面図である。
【図５】軸受の他の例を示す部分分解斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態の軸受装置を備える定着装置を示す正面図である。
【図７】本発明の第３実施形態の軸受装置を備える定着装置を示す正面図である。
【図８】本発明の第４実施形態の軸受装置を備える定着装置を示す正面図である。
【図９】本発明の第５実施形態の軸受装置を備える定着装置を示す正面図である。
【図１０】本発明の第６実施形態の軸受装置を備える定着装置を示す正面図である。
【図１１】本発明の第７実施形態の軸受装置を備える定着装置を示す正面図である。
【図１２】本発明の第８実施形態の軸受装置を備える定着装置を示す正面図である。
【図１３】図１２のXIII−XIII線での断面図である。
【図１４】図１２の軸受装置を他の定着装置に使用した例を示す正面図である。
【図１５】本発明の第９実施形態の軸受装置を備える定着装置を示す正面図である。
【図１６】本発明の第１０実施形態の軸受装置を備える定着装置を示す正面図である。
【図１７】従来の定着装置を示す正面図である。
【図１８】図１７のXVIII−XVIII線での断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１１Ａ 定着ローラ
１１Ｂ 加圧ローラ
１１Ｃ 加熱ローラ
１２ 芯金
１２ａ 回転軸
１３ 弾性体層
１４ ヒータ
１５ フレーム
１５ａ，１５ｂ 側板
１７ 加圧レバー
１７ａ 係止孔
１８ 支軸
１９ ばね
２０ ばね受け
２１ ニップ部
２２Ａ，２２Ｂ 軸受装置
２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ 支持軸
２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ 転がり軸受
２６ａ インナーレース
２６ｂ アウターレース
２６ｃ 転動体
２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ すべり軸受
２９ リング部材
３１Ａ，３１Ｂ ばね受け
３２Ａ，３２Ｂ ばね
３３ 弾性体層
３４ 断熱層
３５ カラー
３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ アーム
３８ 連結機構
４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ ねじ
４２ 支軸
４３Ａ，４３Ｂ ばね受け
４４Ａ，４４Ｂ ばね
５１ 定着ベルト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに近接する方向に押圧される一対の回転体のうち、少なくとも一方を回転自在に支持する軸受装置に関する。特に、本発明は、画像形成装置の定着装置が備えるローラの支持に適した軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置の定着装置として、互いに圧接されて状態で回転する一対のローラを備え、これらのローラ間に形成されたニップ部に記録媒体を通すことで、記録媒体上の現像剤像を加熱及び加圧により定着させるものが広く知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一般に、定着装置のローラは図１７及び図１８で示す機構によって回転自在に支持されている。これらの図において、１Ａは定着ローラ、１Ｂは加圧ローラであり、それぞれ円筒状の芯金２の外周面に弾性体層３を備えると共に、芯金２の内部にハロゲンヒータ等のヒータ４を備えている。また、芯金２の両端部には回転軸２ａが形成されている。定着ローラ１Ａの回転軸２ａは、定着装置のフレーム５の一部を構成する側板５ａに取り付けられた転がり軸受６Ａによって回転自在に支持されている。側板５ｂに対して支軸７回りに回転自在であって、かつばね８によって付勢された加圧レバー９が設けられ、この加圧レバー９に取り付けられた転がり軸受６Ｂによって加圧ローラ１Ｂが回転自在に支持されている。詳細には、各転がり軸受６Ａ，６Ｂのアウターレース６ａが側板５ａや加圧レバー９に固定され、インナーレース６ｂが定着ローラ１Ａや加圧ローラ１Ｂの回転軸２ａに固定されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１２３２３５号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
定着ローラ１Ａや加圧ローラ１Ｂの回転軸２ａは軸径が２０〜３０mm程度の大径の軸であるので、それに対応して転がり軸受６Ａ，６Ｂも内径が２０〜３０mmの比較的大型のものを使用する必要がある。内径が６〜８mm程度である比較的小型の転がり軸受と比較すると、内径が２０〜３０mm程度の転がり軸受は高価である。また、定着装置は高温となるので、転がり軸受６Ａ，６Ｂに耐熱グリスを充填する必要があり、大型の転がり軸受を使用すると多量の耐熱グリスが必要となる。さらに、定着ローラ１Ａや加圧ローラ１Ｂの回転軸２ａの軸径が異なれば、それに対応する内径の転がり軸受６Ａ，６Ｂを使用する必要があるので、転がり軸受の管理が煩雑である。これらの問題は、定着装置における定着ローラや加圧ローラに限らず、一対の回転体を備える種々の装置について共通している。
【０００６】
前記従来の問題に鑑み、本発明は、互いに近接される方向に押圧される一対の回転体を比較的小型の軸受で支持することを課題としている。また、本発明は、回転軸の軸径が異なる回転体間で軸受を共用可能とすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、互いに近接する方向に押圧される一対の回転体のうち、少なくとも一方を回転自在に支持する軸受装置であって、前記回転体の回転軸の外周面に対してその外周面が当接する少なくとも２個の軸受を備え、前記一対の回転体の軸線を結ぶ線に対して直交し、かつ前記一対の回転体の軸線を通る互いに平行な線により挟まれる領域よりも外側に、前記軸受が配置され、それぞれ前記軸受を先端側に備える一対のアームと、前記一対のアームの基端側を、回転角度位置を調節可能に互い連結する連結機構とを備えることを特徴とする、軸受装置を提供する。
【０００８】
本発明の第２の態様は、互いに近接する方向に押圧される一対の回転体のうち、少なくとも一方を回転自在に支持する軸受装置であって、前記回転体の回転軸の外周面に対してその外周面が当接する少なくとも２個の軸受を備え、前記一対の回転体の軸線を結ぶ線に対して直交し、かつ前記一対の回転体の軸線を通る互いに平行な線により挟まれる領域よりも外側に、前記軸受が配置され、それぞれ前記軸受を先端側に備える一対のアームと、前記一対のアームの他端側を、互いに回転可能に支持する支持機構と、前記一対のアームを前記回転体の回転軸に向けて弾性的に付勢する弾性手段とを備えることを特徴とする、軸受装置を提供する。
【０００９】
前記軸受は、転がり軸受であってもすべり軸受であってもよい。また、前記一対の回転体は互いに圧接されていてもよいし、これらの間に例えば無端ベルトのような他の部材が介在していてもよい。
【００１０】
本発明の軸受装置は、回転体の回転軸の外周面に当接する軸受によって回転体を支持するので、回転軸の外径が大きい場合であっても、外径が比較的小さい軸受により回転体を支持することができる。
【００１１】
前記回転体の例としては、記録媒体に形成された現像剤を加熱及び加圧によって定着させる定着装置が備える一対のローラがある。この一対のローラは、互いに圧接されてニップ部を形成する定着ローラと加圧ローラであってもよく、定着ベルトを介して互いに近接される方向に押圧される定着ローラと加圧ローラであってもよい。この種のローラの回転軸は２０〜３０ｍｍ程度の大径の軸であるので、軸自体に軸受を取り付けて支持する場合、内径の大きい高価な軸受を使用する必要がある。また、定着装置は高温となるので、軸受として転がり軸受を使用する場合に耐熱グリスを充填する必要があり、大径の転がり軸受であれば、それに応じて多量の耐熱グリスを使用する必要がある。これに対して、本発明を適用することで、安価な小径の軸受を使用することができ、軸受として転がり軸受を使用する場合には、耐熱グリスの充填量を低減することができる。
【００１２】
前記回転体の回転軸の外周長は、前記軸受の外周長の非整数倍であることが好ましい。一般に回転体の回転軸や軸受の外周には微少な誤差があるので、それらの回転角度位置によって微少な変位（ふれ）がある。しかし、回転軸の外周長を軸受の外周長の非整数倍とすると、回転軸のふれ周期と軸受のふれ周期が同期しないので、回転体の回転むらを抑制することができる。特に、回転体が定着装置のローラである場合には、回転むらの抑制によって画像ノイズが低減される。
【００１３】
前記回転体の回転むらを抑制するには、回転軸を支持する軸受の外周長を互いに異ならせ、かつ各軸受を外周長を他の軸受の外周長の非整数倍とすることが好ましい。
【００１４】
第１の態様では、それぞれ前記軸受を先端側に備える一対のアームと、前記一対のアームの基端側を、回転角度位置を調節可能に互い連結する連結機構を備える。一対のアームのなす角度を変更して軸受の位置を調整することができるので、径が異なる種々の回転体の回転軸で軸受装置を共用することができる。
【００１５】
第２の態様では、それぞれ前記軸受を先端側に備える一対のアームと、前記一対のアームの他端側を、互いに回転可能に支持する支持機構と、前記一対のアームを前記回転体の回転軸に向けて弾性的に付勢する弾性手段とを備える。先端に軸受を備えるアームが弾性手段によって回転軸に向けて付勢されるので、回転体の回転軸の外周面に対して軸受の外周面が確実に当接する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の軸受装置では、互い近接する方向に押圧される回転体の少なくとも一方を、回転体の回転軸の外周面に対してその外周面が当接する少なくとも２個の軸受で支持するので、回転体の回転軸の外径が大きい場合であっても、外径が比較的小さい軸受により回転体を支持することができる。また、回転体の回転軸の外周長を軸受の外周長の非整数倍とすれば、回転軸のふれ周期と軸受のふれ周期が同期しないので、回転体の回転むらを抑制することができる。さらに、基端側が連結機構によって回転角度位置を調節可能に連結された一対のアームの先端側に軸受を設けることにより、径が異なる種々の回転体の回転軸間で軸受装置を共用することができる。さらにまた、基端側が支持機構によって回転可能に支持された一対のアームの先端に軸受を設け、これらのアームを弾性手段によって回転体に向けて弾性的に付勢することにより、回転体の回転軸の外周面に対して軸受の外周面を確実に当接させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、図面に示す実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１から図３は、本発明の第１実施形態に係る軸受装置を備える定着装置を示している。定着装置は、定着ローラ１１Ａと加圧ローラ１１Ｂとを備えている。定着ローラ１１Ａ及び加圧ローラ１１Ｂは円筒状の芯金１２を備え、芯金１２の外周に弾性体層１３が設けられている。また、芯金１２内にはハロゲンヒータ等のヒータ１４がそれぞれ収容されている。芯金１２の両端部には回転軸１２ａが設けられている。この回転軸１２ａは芯金１２の弾性体層１３が設けられた部分よりも小径であり、外径が２０〜３０mm程度である。定着ローラ１１Ａの回転軸１２ａは定着装置のフレーム１５の一部を構成する側板１５ａに回転自在に支持され、加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａは加圧レバー１７に回転自在に支持されている。
【００１９】
加圧レバー１７の一端は側板１５ｂから突出する支軸１８に一端が回転自在に支持されている。一方、加圧レバー１７の他端には係止孔１７ａが設けられ、この係止孔１７ａにばね１９の一端が係止されている。ばね１９の他端はフレーム１５に固定されたばね受け２０に係止されている。図１において矢印Ｆ１で示すように、ばね１９により加圧レバー１７に対して弾性的な付勢力が作用し、この付勢力により定着ローラ１１Ａと加圧ローラ１１Ｂが互いに圧接されてニップ部２１が形成されている。図示しない回転駆動機構によって定着ローラ１１Ａと加圧ローラ１１Ｂが回転している状態で、未定着の現像剤像１０１が形成された記録媒体１００がニップ部２１を通過すると、加圧及び加熱によって現像剤像１０１が記録媒体１００に定着する。
【００２０】
定着ローラ１１Ａの回転軸１２ａを支持する軸受装置２２Ａについて説明すると、側板１５ａにかしめ等により一対の支持軸２４Ａ，２４Ｂが固定され、これらの支軸軸２４Ａ，２４Ｂにそれぞれ転がり軸受２６Ａ，２６Ｂが取り付けられている。各転がり軸受２６Ａ，２６Ｂの外周面は定着ローラ１１Ａの回転軸１２ａの外周面に当接している。詳細には、各転がり軸受２６Ａ，２６Ｂはインナーレース２６ａが支持軸２４Ａ，２４Ｂに固定され、転動体２６ｃによりインナーレース２６ａに対して回転自在であるアウターレース２６ｂが回転軸１２ａの外周面に対して当接している。従って、定着ローラ１１Ａの回転軸１２ａは、その外周面が転がり軸受２６Ａ，２６Ｂにより転がり支持されている。
【００２１】
加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａを支持する軸受装置２２Ｂは定着ローラ１１Ａの回転軸１２ａを支持する軸受装置２２Ａと同様の構成であり、加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａはその外周面が転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄにより転がり支持されている。詳細には、加圧レバー１７にかしめ等により一対の支軸２４Ｃ，２４Ｄが固定され、これらの支軸軸２４Ｃ，２４Ｄに転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄのインナーレース２６ａが固定されている。転動体２６ｃによりインナーレース２６ａに対して回動自在のアウターレース２６ｂはその外周面が回転軸１２ａの外周面に対して当接している。
【００２２】
前述のように、定着ローラ１１Ａと加圧ローラ１１Ｂはばね１９の弾性的な付勢力により互いに圧接されているので、定着ローラ１１Ａを支持する転がり軸受２６Ａ，２６Ｂは、加圧ローラ１１Ｂから定着ローラ１１Ａに作用する付勢力を受け止めるように配置する必要がある。同様に、加圧ローラ１１Ｂを支持する転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄは、反作用により定着ローラ１１Ａから加圧ローラ１１Ｂに作用する力を受け止めるように配置する必要がある。詳細には、定着ローラ１１Ａの軸線と加圧ローラ１１Ｂの軸線を結ぶ線Ｌ１に対して直交し、かつ定着ローラ１１Ａや加圧ローラ１１Ｂの軸線を通る互いに平行な２本の線Ｌ２，Ｌ３に挟まれる領域の外側に、各転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄを配置する必要がある。
【００２３】
前述のように定着ローラ１１Ａ及び加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａは軸径が２０〜３０mm程度で比較的大径であるが、転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄはその外周面が回転軸１２ａの外周面に当接することで回転軸１２ａを支持するので、内径が６〜８ｍｍ程度の小径で安価な転がり軸受を使用することができる。また、各転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄが小型であるので、耐熱グリスの充填量も低減することができる。
【００２４】
前記転がり軸受２６Ａ〜２６Ｃに代えてすべり軸受（ころ）を使用してもよい。すなわち、図４及び図５に示すように、支持軸２４Ａ〜２４Ｄに対しすべり軸受２８Ａ〜２８Ｄを挿入し、抜け止め用のリング部材２７を取り付けてもよい。この場合も、内径が６〜８ｍｍ程度の小型で安価なすべり軸受２８Ａ〜２８Ｄを使用することができる。すべり軸受２８Ａ〜２８Ｄの材質は特に限定されないが、例えば耐熱性及び耐磨耗性の良好な樹脂を使用することができる。転がり軸受に代えてすべり軸受を使用できる点は、以下の第２実施形態から第１０実施形態においても同様である。
【００２５】
（第２実施形態）
図６は本発明の第２実施形態を示している。定着ローラ１１Ａの軸受装置２２Ａが備える転がり軸受２６Ａ，２６Ｂの外径ｄ１，ｄ２は、定着ローラ１１Ａの回転軸１２ａの外周長が、転がり軸受２６Ａ，２６Ｂの外周長の非整数倍となるように設定されている。すなわち、定着ローラ１１Ａの回転軸１２ａの外径をＤとすると、π＊Ｄ≠ｎ＊π＊ｄ１（ｎは整数）、かつπ＊Ｄ≠ｎ＊π＊ｄ２なる関係を満すように、転がり軸受２６Ａ，２６Ｂの外径ｄ１，ｄ２を設定している。同様に、加圧ローラ１１Ｂの軸受装置２２Ｂが備える転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄの外径ｄ３，ｄ４は、加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａの外周長が転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄの外周長の非整数倍となるように設定している。すなちわ、定着ローラ１１Ａと同じく加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａの外径がＤであれば、π＊Ｄ≠ｎ＊π＊ｄ３（ｎは整数）、かつπ＊Ｄ≠ｎ＊π＊ｄ４なる関係を満たすように、転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄの外径ｄ３，ｄ４を設定している。
【００２６】
一般に回転軸１２ａや転がり軸受２６Ａ〜２６Ｃの外周は完全な真円ではなく微少な誤差があるので、これらの回転角度位置によって外周には微少な変位（ふれ）がある。従って、例えば定着ローラ１１Ａの回転軸１２ａの外周長が転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄの外周長の整数倍であると、両者の接触点における回転軸１２ａの外周のふれ周期と転がり軸受の外周のふれ周期が同期し、その結果、回転軸１２ａに対して径方向の周期的な負荷が作用して回転むらを引き起こす。しかし、回転軸１２ａの外周長が転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄの外周長の非整数倍であれば、回転軸１２ａと転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄの接触点における回転軸１２ａのふれ周期と転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄのふれ周期が同期せず、その結果、回転軸１２ａに対して非周期的に径方向の負荷が作用する。従って、定着ローラ１１Ａや加圧ローラ１１Ｂの回転むらが抑制され、回転むらに起因する画像ノイズが低減される。
【００２７】
第２実施形態では、定着ローラ１１Ａの軸受装置２２Ａが備える２個の転がり軸受２６Ａ，２６Ｂの外径ｄ１，ｄ２を互いに異ならせている。また、外径が大きい方の転がり軸受２６Ｂの外周長が、外径が小さい方の転がり軸受２６Ａの外周長の非整数倍となるように、２個の転がり軸受２６Ａ，２６Ｂの外径ｄ１，ｄ２を設定している。すなわち、π＊ｄ２≠ｎ＊π＊ｄ１（ｎは整数）なる関係を満たすように、転がり軸受２６Ａ，２６Ｂの外径ｄ１，ｄ２を設定している。同様に、加圧ローラ１１Ｂの軸受装置２２Ｂが備える転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄの外径ｄ３，ｄ４を異ならせ、外径ｄ大きい方の転がり軸受２６Ｄの外周長が、外径が小さい方の転がり軸受２６Ｃの外周長の非整数倍となるように、転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄの外径ｄ３，ｄ４を設定している。
【００２８】
同一の回転軸１２ａを支持する転がり軸受２６Ａ，２６Ｂや転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄの外径を異ならせ、かつ外径が大きい方の転がり軸受２６Ｂ，２６Ｄの外周長を外径が小さい方の転がり軸受２６Ａ，２６Ｃの外周長の非整数倍に設定することにより、転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄのふれ周期の同期に起因する定着ローラ１１Ａや加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａの回転むらを抑制し、この回転むらに起因する画像ノイズを低減することができる。
【００２９】
第２実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００３０】
（第３実施形態）
図７は本発明の第３実施形態を示している。軸受装置２２Ａ，２２Ｂは、前記第１実施形態と同様に配置された転がり軸受２６Ａ〜２６Ｂに加え、３個目の転がり軸受２６Ｅ，２６Ｆをそれぞれ備えている。これらの転がり軸受２６Ｅ，２６Ｆはそれぞれ定着ローラ１１Ａの軸線と加圧ローラ１１Ｂの軸線とを結ぶ線Ｌ１上に配置されている。
【００３１】
定着ローラ１１Ａの軸受装置２２Ａが備える３個目の転がり軸受２６Ｅは、側板１５ａに対して定着ローラ１１Ａと加圧ローラ１１Ｂの圧接方向に移動可能な支持軸２４Ｅに取り付けられている。また、この支軸軸２４Ｅと側板１５ａに設けたばね受け３１Ａの間にばね３２Ａが圧縮状態で配置されている。転がり軸受２６Ｅはばね３２Ａによって回転軸１２ａに向けて弾性的に付勢され、それによって転がり軸受２６Ｅの外周面が回転軸１２ａの外周面に確実に当接する。
【００３２】
同様に、加圧ローラ１１Ｂの軸受装置２２Ｂが備える３個目の転がり軸受２６Ｆは、加圧レバー１７に対して定着ローラ１１Ａと加圧ローラ１１Ｂの圧接方向に移動可能な支持軸２４Ｆに取り付けられ、この支軸軸２４Ｆと加圧レバー１７に設けられたばね受け３１Ｂの間にばね３２Ｂが圧縮状態で配置されている。転がり軸受２６Ｆはばね３２Ｂの付勢力によりその外周面が回転軸１２ａの外周面に確実に当接する。
【００３３】
第３実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００３４】
（第４実施形態）
図８は本発明の第４実施形態を示している。各軸受装置２２Ａ，２２Ｂの３番目の転がり軸受２６Ｅ，２６Ｆを支持する支持軸２４Ｅ，２４Ｆは、側板１５ａや加圧レバー１７に対して固定して設けられている。転がり軸受２６Ｅ，２６Ｆの外周面にゴム等の弾性材料からなる弾性体層３３を設け、それによって３番目の転がり軸受２６Ｅ，２６Ｆを他の転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄと同様に回転軸１２ａの外周面に確実に当接させている。第４実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００３５】
（第５実施形態）
図９は本発明の第５実施形態を示している。各軸受装置２２Ａ，２２Ｂはそれぞれ２個の転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄを備え、これらの転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄの外周面をポリアミドイミドのような耐熱樹脂で被覆して断熱層３４を設けている。定着ローラ１１Ａや加圧ローラ１１Ｂが内蔵するヒータ１４の発生する熱が、芯金１２から回転軸１２ａを経て金属製の転がり軸２６Ａ〜２６Ｄに伝わり、それによって熱が逃げる。転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄの外周面に断熱層３４を設けることで、この熱の逃げを防止することができる。また、断熱層３４は耐熱樹脂製であるので、回転軸１２ａの外周面と転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄの外周面の間の摩擦が高まり、これらの間の微細な滑りを防止することができる。
【００３６】
第５実施形態における転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄに断熱層３４を設ける構成は、前記第１から第４実施形態にも適用することができる。第５実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００３７】
（第６実施形態）
図１０は本発明の第６実施形態を示している。定着ローラ１１Ａ及び加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａにそれぞれカラー３５を取り付けている。カラー３５の材質としては、例えばポリアミドイミド等の耐熱性樹脂を使用することができる。この場合、カラー３５は断熱性を有するので、ヒータ１４の発生した熱が回転軸１２ａから転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄに伝わるのを抑制することができる。また、カラー３５は、浸炭窒化処理等の熱処理を施した金属製であってもよい。この場合、カラー３５は耐磨耗性を有するので、回転軸１２ａの外周面の磨耗を防止することができる。
【００３８】
第６実施形態における回転軸１２ａにカラー３５を取り付ける構成は、前記第１から第５実施形態にも適用することができる。第６実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００３９】
（第７実施形態）
図１１は本発明の第７実施形態を示している。第１から第６実施形態では、定着ローラ１１Ａ及び加圧ローラ１１Ｂの芯金１２の両端を縮径して回転軸１２ａを形成している（例えば図２に参照）。これに対して第７実施形態では、芯金１２の両端を縮径せず単に弾性体層１３をなくすことで回転軸１２ａを形成している。すなわち、回転軸１２ａの外周面が芯金１２の外周面と同一面となっている。従って、回転軸１２ａの外径は芯金１２と同じ２０〜４０mm程度となり大径の軸となる。しかし、各軸受装置２２Ａ，２２Ｂは外周面に当接する転がり軸受２６Ａ〜２６Ｄで回転軸１２ａを支持するので、前記第１から第６実施形態と同様に外径が６〜８mm程度の小型の転がり軸受によって回転軸１２ａを支持することができる。
【００４０】
（第８実施形態）
図１２及び図１３は本発明の第８実施形態を示している。定着ローラ１１Ａの軸受装置２２Ａは、それぞれ転がり軸受２４Ａ，２４Ｂを先端側に備える一対のアーム３７Ａ，３７Ｂを備えている。各アーム３７Ａ，３７Ｂの先端には支軸軸３７ａ，３７ｂが設けられ、これらの支持軸３７ａ，３７ｂにそれぞれ転がり軸受２６Ａ，２６Ｂのインナーレース２６ａが固定されている。一方、アーム３７Ａ，３７Ｂの基端側は連結機構３８によって回転角度位置を調節調節可能に互いに連結されている。アーム３７Ａ，３７Ｃは、例えばＰＰＳのような耐熱性を有する樹脂からなる。図１３を参照して連結機構３８について説明すると、一方のアーム３７Ａの基端側に短円状部の軸部３７ｃが設けられ、他方のアーム３７Ｂの基端側にはこの軸部３７ｃが回転自在に挿入される軸孔３７ｄが設けられている。軸部３７ｃに設けられたねじ孔３７ｅには、固定用のねじ４１Ａが螺合している。このねじ４１Ａを緩めると軸部３７ｃを支点してアーム３７Ａ，３７Ｂの回転角度位置を調節することができ、ねじ４１Ａを締め付けることでアーム３７Ａ，３７Ｂの回転角度位置を固定することができる。また、各アーム３７Ａ，３７Ｂの先端側も、それぞれねじ４１Ｂ，４１Ｃによって側板１５ａに対して固定できるようなっている。
【００４１】
加圧ローラ１１Ｂの軸受装置２２Ｂは、定着ローラ１１Ａの軸受装置２２Ａと同様の構造であり、それぞれ転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄを先端側に備える一対のアーム３７Ｃ，３７Ｄと、アーム３７Ｃ，３７Ｄの基端側を回転角度位置を調節可能に連結する連結機構３８とを備えている。
【００４２】
本実施形態の軸受装置２２Ａ，２２Ｂは、回転軸１２ａの軸径が異なる定着ローラ１１Ａや加圧ローラ１１Ｂ間で共用することができる。この点について説明すると、例えば図１２に示すように定着ローラ１１Ａや加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａの軸径が比較的大きい場合には、それに対応して各軸受装置２２Ａ，２２Ｂのアーム３７Ａ，３７Ｃやアーム３７Ｃ，３７Ｄがなす角度θを大きく設定し、図１４に示すように定着ローラ１１Ａや加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａの軸径が比較的小さい場合には、それに対応してアーム３７Ａ〜３７Ｄがなす角度θを小さく設定すればよい。
【００４３】
（第９実施形態）
図１５は本発明の第９実施形態を示している。定着ローラ１１Ａの軸受装置２２Ａは第８実施形態のものと同一である。加圧ローラ１１Ｂの軸受装置２２Ｂは、それぞれ先端に転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄを取り付けたアーム３７Ｃ，３７Ｄを備え、これらのアーム３７Ｃ，３７Ｄの他端側は加圧レバー１７に対して固定された支軸４２に対して回転自在に支持されている。また、加圧レバー１７には各アーム３７Ｃ，３７Ｄに対応してばね受け４３Ａ，４３Ｂを設けており、各アーム３７Ｃ，３７Ｄとばね受け４３Ａ，４３Ｂとの間にはばね４４Ａ，４４Ｂが圧縮状態で配置されている。アーム３７Ａ，３７Ｂがばね４４Ａ，４４Ｂにより加圧ローラ１１Ｂに向けて付勢されるので、回転軸１２ａの外周面に対して転がり軸受２６Ａ，２６Ｂの外周面が確実に当接する。
【００４４】
（第１０実施形態）
図１６に示す第１０実施形態は、本発明を定着ベルト型の定着装置に適用した例である。図１６において、１１Ｃはヒータ１４を内蔵した加熱ローラであり、この加熱ローラ１１Ｃと定着ローラ１１Ａに定着ベルト５１が掛け渡されている。定着ローラ１１Ａに対して加圧ローラ１１Ｂが付勢され、両者は定着ベルト５１を介して互いに押圧されている。加圧ローラ１１Ｂは第１実施形態のものと同様の軸受装置２２Ｂにより支持されており、加圧レバー１７に取り付けられた２個の転がり軸受２６Ｃ，２６Ｄの外周面が加圧ローラ１１Ｂの回転軸１２ａの外周面に当接し、それによって加圧ローラ１１Ｂが回転自在に支持されている。
【００４５】
本発明は定着装置が備えるローラに限らず、互いに近接する方向に押圧される一対の回転体のうち、少なくとも一方を回転自在に支持する軸受装置に適用することができる。例えば、感光体ドラム、転写ドラム等に本発明の軸受装置を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態の軸受装置を備える定着装置を示す正面図である。
【図２】図１のII−II線での断面図である。
【図３】図１の部分拡大斜視図である。
【図４】軸受の他の例を示す断面図である。
【図５】軸受の他の例を示す部分分解斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態の軸受装置を備える定着装置を示す正面図である。
【図７】本発明の第３実施形態の軸受装置を備える定着装置を示す正面図である。
【図８】本発明の第４実施形態の軸受装置を備える定着装置を示す正面図である。
【図９】本発明の第５実施形態の軸受装置を備える定着装置を示す正面図である。
【図１０】本発明の第６実施形態の軸受装置を備える定着装置を示す正面図である。
【図１１】本発明の第７実施形態の軸受装置を備える定着装置を示す正面図である。
【図１２】本発明の第８実施形態の軸受装置を備える定着装置を示す正面図である。
【図１３】図１２のXIII−XIII線での断面図である。
【図１４】図１２の軸受装置を他の定着装置に使用した例を示す正面図である。
【図１５】本発明の第９実施形態の軸受装置を備える定着装置を示す正面図である。
【図１６】本発明の第１０実施形態の軸受装置を備える定着装置を示す正面図である。
【図１７】従来の定着装置を示す正面図である。
【図１８】図１７のXVIII−XVIII線での断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１１Ａ 定着ローラ
１１Ｂ 加圧ローラ
１１Ｃ 加熱ローラ
１２ 芯金
１２ａ 回転軸
１３ 弾性体層
１４ ヒータ
１５ フレーム
１５ａ，１５ｂ 側板
１７ 加圧レバー
１７ａ 係止孔
１８ 支軸
１９ ばね
２０ ばね受け
２１ ニップ部
２２Ａ，２２Ｂ 軸受装置
２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ 支持軸
２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ 転がり軸受
２６ａ インナーレース
２６ｂ アウターレース
２６ｃ 転動体
２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ すべり軸受
２９ リング部材
３１Ａ，３１Ｂ ばね受け
３２Ａ，３２Ｂ ばね
３３ 弾性体層
３４ 断熱層
３５ カラー
３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ アーム
３８ 連結機構
４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ ねじ
４２ 支軸
４３Ａ，４３Ｂ ばね受け
４４Ａ，４４Ｂ ばね
５１ 定着ベルト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに近接する方向に押圧される一対の回転体のうち、少なくとも一方を回転自在に支持する軸受装置であって、
前記回転体の回転軸の外周面に対してその外周面が当接する少なくとも２個の軸受を備え、
前記一対の回転体の軸線を結ぶ線に対して直交し、かつ前記一対の回転体の軸線を通る互いに平行な線により挟まれる領域よりも外側に、前記軸受が配置され、
それぞれ前記軸受を先端側に備える一対のアームと、
前記一対のアームの基端側を、回転角度位置を調節可能に互い連結する連結機構と
を備えることを特徴とする、軸受装置。
【請求項２】
互いに近接する方向に押圧される一対の回転体のうち、少なくとも一方を回転自在に支持する軸受装置であって、
前記回転体の回転軸の外周面に対してその外周面が当接する少なくとも２個の軸受を備え、
前記一対の回転体の軸線を結ぶ線に対して直交し、かつ前記一対の回転体の軸線を通る互いに平行な線により挟まれる領域よりも外側に、前記軸受が配置され、
それぞれ前記軸受を先端側に備える一対のアームと、
前記一対のアームの他端側を、互いに回転可能に支持する支持機構と、
前記一対のアームを前記回転体の回転軸に向けて弾性的に付勢する弾性手段と
を備えることを特徴とする、軸受装置。
【請求項１】
互いに近接する方向に押圧される一対の回転体のうち、少なくとも一方を回転自在に支持する軸受装置であって、
前記回転体の回転軸の外周面に対してその外周面が当接する少なくとも２個の軸受を備え、
前記一対の回転体の軸線を結ぶ線に対して直交し、かつ前記一対の回転体の軸線を通る互いに平行な線により挟まれる領域よりも外側に、前記軸受が配置され、
それぞれ前記軸受を先端側に備える一対のアームと、
前記一対のアームの基端側を、回転角度位置を調節可能に互い連結する連結機構と
を備えることを特徴とする、軸受装置。
【請求項２】
互いに近接する方向に押圧される一対の回転体のうち、少なくとも一方を回転自在に支持する軸受装置であって、
前記回転体の回転軸の外周面に対してその外周面が当接する少なくとも２個の軸受を備え、
前記一対の回転体の軸線を結ぶ線に対して直交し、かつ前記一対の回転体の軸線を通る互いに平行な線により挟まれる領域よりも外側に、前記軸受が配置され、
それぞれ前記軸受を先端側に備える一対のアームと、
前記一対のアームの他端側を、互いに回転可能に支持する支持機構と、
前記一対のアームを前記回転体の回転軸に向けて弾性的に付勢する弾性手段と
を備えることを特徴とする、軸受装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００８−２２４０４３（Ｐ２００８−２２４０４３Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４９４１４（Ｐ２００８−１４９４１４）
【出願日】平成２０年６月６日（２００８．６．６）
【分割の表示】特願２００３−３１２７２（Ｐ２００３−３１２７２）の分割
【原出願日】平成１５年２月７日（２００３．２．７）
【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)
【出願人】（５０３０５４６７２）ピー・アイ・ピー株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月６日（２００８．６．６）
【分割の表示】特願２００３−３１２７２（Ｐ２００３−３１２７２）の分割
【原出願日】平成１５年２月７日（２００３．２．７）
【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)
【出願人】（５０３０５４６７２）ピー・アイ・ピー株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
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