JP2008201510A - 支持部材を有するローラ及び該ローラを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップを招くことなく、組立作業及びメンテナンス作業を容易に行うことができ、且つベアリングの内輪と軸との回転滑りが生じない回転軸の支持構造、及び前記支持構造を用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】外輪と内輪とが相対回転可能なベアリングに支持される回転軸に突起部材を設けるとともに、前記内輪に、前記突起部材と嵌合する嵌合穴を設けた中空円筒部材を嵌合固定する。前記回転軸と前記中空円筒部材の嵌合部分をすきま嵌めで嵌合するとともに、前記突起部材と前記嵌合穴を嵌合することにより前記回転軸と前記中空円筒部材を係合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転軸と該回転軸を支持する支持部材とがすきま嵌めで嵌合される支持部材を有するローラ及び画像形成装置に関する。

一般的に機器、装置等の回転軸の支持部材においては、外輪と内輪とが相対回転可能なベアリングが多く用いられている。前記ベアリングとして、例えば、ボールベアリング、ローラベアリング、ニードルベアリング等の、所謂転がり軸受が良く知られている。

また、事務機、画像形成装置等では、用紙を搬送するローラの回転軸を、一対のフレームやパネル等の間に配置し、前記ローラの回転軸の両端は、前記フレームやパネル等に取り付けたベアリング、例えばボールベアリングで支持している。前記回転軸の支持は、前記回転軸の両端を前記ベアリングの内輪に嵌め合わせることで行われる。この回転軸とベアリングの内輪との嵌合は、組立の容易さ及びメンテナンス時の交換の容易さ等から、すきま嵌めが多く用いられる。

しかしながら、前記すきま嵌めの場合、前記回転軸と前記内輪とで回転滑りが生じ、前記回転軸及び前記内輪の嵌合部に軸削れが生ずる。これにより、回転軸の回転が不安定になったり、耐久性の低下を招く等の問題を生ずる。前記問題は、前記回転軸が駆動手段により回転駆動され、加減速及び回転方向が変更される場合等に、発生し易くなる。

図２は、従来の回転軸の支持部材の例を示す図である。図２に示す従来の回転軸の支持部材では、ローラ５０１の回転軸５０１ａは、パネル７０１に支持されたボールベアリング６０１の内輪６０１ａに、すきま嵌めで嵌合され支持される。ボールベアリング６０１及びローラ５０１の軸方向の位置決めは、位置決めリング６０３及び５０３で行われる。前記位置決めリング６０３及び５０３は、一般的に知られているＣリング、Ｅリング等を用いることができる。

上記従来の支持構造において、例えば回転軸５０１ａの軸径をφ８とし、ボールベアリング６０１に、ＪＩＳ Ｂ１５１４規格の０等級ボールベアリングを用いた場合、ボールベアリング６０１の内輪６０１ａの内径は、φ８〔０／−０．００８〕となる。前記〔０／−０．００８〕は公差を表し、０は上の許容寸法を、−０．００８は下の許容寸法を表す。以降の記載においても同様とする。ここで、回転軸５０１ａの軸径を、一例として、φ８〔−０．０１／−０．０３〕とすることにより、前記嵌合部の隙間は０．００２〜０．０３となり、すきま嵌めとすることができる。しかしながら、前述のように、ローラ５０１が加減速及び回転方向が変更される場合に、前記隙間のため、回転軸５０１ａと内輪６０１ａとで回転滑りが生じ、回転軸５０１ａ及び前記内輪６０１ａに軸削れが生ずる。これにより、ローラ５１０の回転が不安定になったり、耐久性の低下を招く等の問題を生ずる。

上記問題に対し、内輪と、この内輪に挿入される回転軸との嵌合部、または外輪と、この外輪が挿入されるハウジングとの嵌合部を回転滑りから防止するため非円形に形成したベアリングが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、内輪と回転軸との嵌め合いがすき間嵌めとなる軸受（ベアリング）の取付け構造において、前記内輪又は前記回転軸のいずれか一方に少なくとも１か所の軸方向に貫通した溝を形成し、前記溝に対応する面に転動体を保持する穴部を設け、前記溝と前記穴に保持した転動体とが周方向に係合できるようにしたことが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
実開平２−１２２２１７号公報 特開２００２−２１３４７１号公報

特許文献１は、例えば、ベアリングの内輪に突起部を、嵌合する回転軸に溝を設け、前記突起部と前記溝が嵌合することにより、回転滑りを防止するものである。しかしながら、前記内輪を加工することが必要となり、市販の標準品のベアリングをそのまま用いることができないため、コストアップとなる。また、市場でのメンテナンス等において、専用のベアリングを用いることが必要となり、メンテナンス性を低下させる。

特許文献２は、内輪又は回転軸のいずれか一方に軸方向に貫通した溝を形成し、前記溝に対応する面に転動体を保持する穴部を設け、前記溝と前記穴に保持した転動体とを周方向に係合させ、回転滑りを防止するとともに、軸方向への動きを円滑にするものである。しかしながら、特許文献１と同様に、前記内輪を加工することが必要であり、コストアップになり、また専用のベアリングを用いることが必要であり、メンテナンス性を低下させる。

本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、コストアップを招くことなく、組立作業及びメンテナンス作業を容易に行うことができ、且つベアリングの内輪と回転軸との回転滑りが生じない支持部材を有するローラ、及び前記支持部材を用いたローラを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的は、下記の構成により達成される。
１．回転軸と、該回転軸を支持する支持部材を有するローラにおいて、
前記支持部材は、相対回転する外輪と内輪を有するベアリングと、前記内輪に嵌合固定されたスリーブを有し、
前記スリーブと前記回転軸は、すきま嵌めで嵌合され、且つ、回転方向に係合されることを特徴とする支持部材を有するローラ。
２．前記スリーブと前記回転軸との係合は、前記回転軸に設けられた突起部材と、前記スリーブに設けられた嵌合穴の嵌合により形成されることを特徴とする１に記載の支持部材を有するローラ。
３．前記嵌合固定は、前記内輪へ前記スリーブを圧入して形成されることを特徴とする１又は２に記載の支持部材を有するローラ。
４．前記スリーブは、中空円筒部材であることを特徴とする１乃至３の何れか１項に記載の支持部材を有するローラ。
５．前記スリーブは、中空部を有する中実軸であることを特徴とする１乃至３の何れか１項に記載の支持部材を有するローラ。
６．用紙を搬送するローラと画像形成部を有し、前記用紙に画像を形成する画像形成装置において、
前記ローラは、回転軸と、該回転軸を支持する支持部材を有し、
前記支持部材は、相対回転する外輪と内輪を有するベアリングと、前記内輪に嵌合固定されたスリーブを有し、
前記スリーブと前記回転軸は、すきま嵌めで嵌合され、且つ、回転方向に係合されることを特徴とする画像形成装置。
７．前記スリーブと前記回転軸の係合は、前記回転軸に設けられた突起部材と、前記スリーブに設けられた嵌合穴の嵌合により形成されることを特徴とする６に記載の画像形成装置。
８．前記嵌合固定は、前記内輪へ前記スリーブを圧入して形成されることを特徴とする６又は７に記載の画像形成装置。
９．前記スリーブは、中空円筒部材であることを特徴とする６乃至８の何れか１項に記載の支持部材を有するローラ。
１０．前記スリーブは、中空部を有する中実軸であることを特徴とする６乃至８の何れか１項に記載の支持部材を有するローラ。

上記構成により、前記内輪に嵌合固定された中空円筒部材又は中実軸からなるスリーブに、回転軸がすきま嵌めで嵌合され、且つ前記中空円筒部材と前記回転軸とが回転方向に係合される。これにより、前記内輪を加工する必要がないためコストアップを招くことがなく、また、組立作業及びメンテナンス作業を容易に行うことができ、且つベアリングの内輪に嵌合固定された中空円筒部材又は中実軸からなるスリーブと回転軸との回転滑りが生じないように回転軸の支持を行うことができる。これにより、前記回転軸及び前記内輪に嵌合固定した中空円筒部材又は中実軸からなるスリーブの嵌合部に軸削れが生ずることを防ぐことができ、回転軸の回転の不安定化、及び耐久性の低下を防ぐことができる。

以下、図を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、本発明に係る回転軸の支持部材を示す図で、図１（ａ）は上面半断面図であり、図１（ｂ）は正面半断面図である。

図１に示す、本発明に係る回転軸の支持部材は、中空円筒部材で構成されたスリーブ６０２とボールベアリング６０１で構成される。スリーブ６０２は、ボールベアリング６０１の内輪６０１ａに圧入され、嵌合固定される。これにより、スリーブ６０２と内輪６０１ａは、一体として擬似的に内輪と見なすことができる。スリーブ６０２には、後述のローラ５０１の回転軸５０１ａに設けられた突起部材５０２と嵌合するＵ字形の嵌合穴６０２ａが設けられている。回転軸５０１ａには、嵌合穴６０２ａと嵌合する突起部材５０２が設けられている。本実施の形態では、回転軸５０１ａにスプリングピンを圧入して突起部材５０２としている。突起部材５０２は、前記スプリングピンに限るものではなく、例えば、平行ピンを圧入して用いることもできる。

ボールベアリング６０１の外輪６０１ｂは、パネル７０１に固定される。

ローラ５０１の回転軸５０１ａは、スリーブ６０２に、すきま嵌めで嵌合さる。前記嵌合時に、嵌合穴６０２ａと突起部材５０２が嵌合される。これにより、回転軸５０１ａとスリーブ６０２が係合される。ボールベアリング６０１及びローラ５０１の回転軸５０１ａの軸方向の位置決めは、位置決めリング６０３及び５０３で行われる。前記位置決めリング６０３及び５０３は、一般的に知られているＣリング、Ｅリング等を用いることができる。

上記により、市販の標準品のベアリングに追加工を行うことなくそのまま用いることができるためコストアップを招くことがない。また、組立作業及びメンテナンス作業を容易に行うことができる。更に、ボールベアリング６０１の内輪６０１ａと回転軸５０１ａとの回転滑りが生じない、ローラ５０１の支持を行うことができる。これにより、回転軸５０１ａ及び内輪６０１ａの嵌合部に軸削れが生ずることを防ぐことができ、回転軸の回転の不安定化、及び耐久性の低下を防ぐことができる。

上記本発明に係る回転軸の支持部材におけるすきま嵌めにおいて、回転軸５０１ａとスリーブ６０２の内径の隙間は０．０２ｍｍ〜０．０７ｍｍであることが好ましい。前記隙間が０．０２ｍｍより小さいと、内輪６０１ａと回転軸５０１ａの嵌合の円滑さに欠けるおそれがある。また、０．０７ｍｍより大きいと、ローラ５０１のラジアル方向の振れが大きくなり、振動を生じたり、ローラ５０１の位置精度を低下させるおそれがある。

図３は、回転軸とスリーブの係合の別形態を示す図である。図３（ａ）はローラ５１１の回転軸５１１ａがスリーブ６１２に嵌合される前の状態を示す図である。図３（ｂ）はローラ５１１を矢印Ｘａ方向から見た側面図である。図３（ｃ）はスリーブ６１２を矢印Ｘｂ方向から見た側面図である。スリーブ６１２は、中空部６１２ａを有する中実軸で構成されている。

スリーブ６１２は、ボールベアリング６０１の内輪６０１ａに圧入され、嵌合固定される。スリーブ６１２には、後述のローラ５１１の回転軸５１１ａの端部と嵌合する中空部６１２ａ及び突起部材５１１ｂと嵌合する嵌合穴６１２ｂが設けられている。ローラ５１１の回転軸５１１ａには突起部材５１１ｂが設けられている。

ローラ５１１は矢印Ｘ方向に移動され、パネル７０１に支持されるボールベアリング６０１の内輪６０１ａに嵌合固定されたスリーブ６１２の中空部６１２ａに、回転軸５１１ａがすきま嵌めで嵌合され支持される。前記嵌合時に、突起部材５１１ｂと嵌合穴６１２ｂが嵌合される。これにより、ローラ５１１とスリーブ６１２が係合される。即ち、ローラ５１１と内輪６０１ａが係合されたことになる。

図４に、本発明に係る回転軸の支持部材を適用した画像形成装置の一例を示す。

前記画像形成装置は画像形成装置本体ＧＨと画像読取装置ＹＳとから構成される。画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、無端ベルト状の中間転写体６を有する転写ユニット６０、給紙搬送部材及び定着装置９等からなる。

画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置２０１と走査露光装置２０２から成る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿ｄは搬送手段により搬送され、走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。

ラインイメージセンサＣＣＤにより読み込まれた画像データは、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等が行われた後、露光装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに送られる。

イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙの周囲に帯電装置２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング部８Ｙを配置している。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、感光体ドラム１Ｍの周囲に帯電装置２Ｍ、露光装置３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング部８Ｍを配置している。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、感光体ドラム１Ｃの周囲に帯電装置２Ｃ、露光装置３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング部８Ｃを配置している。黒（Ｂｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、感光体ドラム１Ｋの周囲に帯電装置２Ｋ、露光装置３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング部８Ｋを配置している。そして、帯電装置２Ｙと露光装置３Ｙ、帯電装置２Ｍと露光装置３Ｍ、帯電装置２Ｃと露光装置３Ｃ、及び帯電手段２Ｋと露光装置３Ｋは、潜像を形成する。

なお、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｂｋ）の小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。

中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。

定着装置９は、芯金上に弾性体層を有する第１加圧ローラ９３と、内部に加熱源を有する加熱ローラ９２と、第１加圧ローラ９３と加熱ローラ９２の間に張架された無端状の定着ベルト９１と、第１加圧ローラ９３と対向する位置において定着ベルト９１に圧接して、定着ニップ部を形成する第２加圧ローラ９４と、を備える。未定着トナー像を担持する用紙Ｐが定着ニップ部を通過することで、未定着トナーが用紙Ｐに、加熱・加圧により定着される。

かくして、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に転写ローラ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより逐次重ね合わせて１次転写されて、各色の画像が合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された用紙Ｐは、給紙ローラ２１により給紙され、搬送ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，レジストローラ２３等を経て、転写ローラ７Ａに搬送され、用紙Ｐ上にカラー画像が２次転写される。カラー画像が転写された用紙Ｐは定着装置９において加熱・加圧され、用紙Ｐ上のカラー画像が定着される。その後、排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。

一方、転写ローラ７Ａにより用紙Ｐにカラー画像を転写した後、用紙Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング部８Ａにより残留トナーが除去される。

前記画像形成装置に本発明に係る回転軸の支持部材を用いた例を、用紙Ｐを搬送するレジストローラ２３を例にして説明する。レジストローラ２３は、給紙ローラ２１より給紙された用紙Ｐの曲がりを修正し、転写タイミングに合わせて用紙Ｐを給紙する。レジストローラ２３は、図示しない駆動モータにより回転駆動され、停止、駆動及び加減速が繰り返される。

図５は、上記例を示す部分図であり、図１に示す回転軸の支持部材を用いた例である。図５においては、レジストローラ２３をローラ５０１と称する。なお、レジストローラ２３はローラ５０１に示す形状に限られるものではない。

ローラ５０１は、一対のパネル７０１に組み付けられる。先ず、ローラ５０１のＡ側がパネル７０１のベアリング穴７０２に挿入され、続いてローラ５０１のＢ側がベアリング穴７０２に挿入される。次に、ローラ５０１のＡ側及びＢ側において、ベアリング６０１に嵌合固定されたスリーブ６０２と回転軸５０１ａとが嵌合されるとともに、突起部材５０２と嵌合穴６０２ａとが嵌合される。上記嵌合にともないベアリング６０１は、ベアリング穴７０２に挿入され、パネル７０１に取り付けられる。スリーブ６０２と回転軸５０１ａとの嵌合、及びベアリング６０１の取り付けは、ローラ５０１のＡ側、Ｂ側どちらから行ってもよい。次に、ボールベアリング６０１及びローラ５０１の軸方向の位置決めが、位置決めリング６０３及び５０３で行われる。

図５に示す部分及びそれ以外の部材等が取り付けられ組み上げられたユニットは画像形成装置に取り付けられる。

図５に示す例では、ローラ５０１のＡ側が図示しない駆動モータに接続され、回転駆動される。

また、メンテナンス等で、ローラ５０１を外す時は、上記組立の逆の手順で行うことができる。

上記のように、ベアリング６０１の内輪６０１ａに嵌合固定されたスリーブ６０２と回転軸５０１ａとがすきま嵌めで嵌合されるため、組立作業及びメンテナンス作業を容易に行うことができる。また、突起部材５０２と嵌合穴６０２ａとの嵌合により、回転軸５０１ａとスリーブ６０２との間の、回転滑り及びそれによる軸削れを防ぐことがでる。これにより、回転軸の回転の不安定化、及び耐久性の低下を防ぐことができる。また、市販の標準品のベアリングを、追加工を行うことなくそのまま用いることができるため、メンテナンス性の向上、コストアップの防止を図ることができる。

本発明に係る回転軸の支持部材を示す図である。 従来の回転軸の支持部材の例を示す図である。 本発明に係る回転軸の支持部材の別な形態を示す図である。 本発明に係る回転軸の支持部材を適用した画像形成装置の図である。 本発明に係る回転軸の支持部材を適用した画像形成装置の部分図である。

符号の説明

ＧＨ 画像形成装置本体
ＹＳ 画像読取装置
Ｐ 用紙
ＹＬ イエロー画像
ＣＬ シアン画像
ＭＬ マゼンタ画像
ＢｋＬ 黒画像
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 画像形成部
６０ 転写ユニット
６ 中間転写体
６１、６２ ローラ
９ 定着装置
５０１、５１１ ローラ
５０１ａ、５１１ａ 回転軸
５０２ 突起部材
５１１ｂ 突起部材
６０１ ボールベアリング
６０１ａ 内輪
６０１ｂ 外輪
６０２、６１２ スリーブ
６０２ａ 嵌合穴
６１２ｂ 嵌合穴
７０１ パネル
７０２ ベアリング穴

Claims (10)

1. 回転軸と、該回転軸を支持する支持部材を有するローラにおいて、
   前記支持部材は、相対回転する外輪と内輪を有するベアリングと、前記内輪に嵌合固定されたスリーブを有し、
   前記スリーブと前記回転軸は、すきま嵌めで嵌合され、且つ、回転方向に係合されることを特徴とする支持部材を有するローラ。
2. 前記スリーブと前記回転軸との係合は、前記回転軸に設けられた突起部材と、前記スリーブに設けられた嵌合穴の嵌合により形成されることを特徴とする請求項１に記載の支持部材を有するローラ。
3. 前記嵌合固定は、前記内輪へ前記スリーブを圧入して形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の支持部材を有するローラ。
4. 前記スリーブは、中空円筒部材であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の支持部材を有するローラ。
5. 前記スリーブは、中空部を有する中実軸であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の支持部材を有するローラ。
6. 用紙を搬送するローラと画像形成部を有し、前記用紙に画像を形成する画像形成装置において、
   前記ローラは、回転軸と、該回転軸を支持する支持部材を有し、
   前記支持部材は、相対回転する外輪と内輪を有するベアリングと、前記内輪に嵌合固定されたスリーブを有し、
   前記スリーブと前記回転軸は、すきま嵌めで嵌合され、且つ、回転方向に係合されることを特徴とする画像形成装置。
7. 前記スリーブと前記回転軸の係合は、前記回転軸に設けられた突起部材と、前記スリーブに設けられた嵌合穴の嵌合により形成されることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記嵌合固定は、前記内輪へ前記スリーブを圧入して形成されることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記スリーブは、中空円筒部材であることを特徴とする請求項６乃至請求項８の何れか１項に記載の支持部材を有するローラ。
10. 前記スリーブは、中空部を有する中実軸であることを特徴とする請求項６乃至請求項８の何れか１項に記載の支持部材を有するローラ。

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