JP5322813B2 - 滑り軸受、該滑り軸受を組み込んだ定着ユニット、該定着ユニットを組み込んだ画像形成装置及び滑り軸受を組み込んだシート材搬送ユニット - Google Patents

Description

本発明は、滑り軸受、滑り軸受を組み込んだ定着ユニット、定着ユニットを組み込んだ画像形成装置及び滑り軸受を組み込んだシート材搬送ユニットに関する。

一般的な機械設備において、回転体を支持するために滑り軸受が多く用いられている。滑り軸受の構造は、転がり軸受の構造と比べて、単純であるため、耐熱樹脂等で一体成型可能であるため、多くの種類の機械の軽量化或いは小型化に貢献する。

紙、不織布や樹脂フィルムなどのシート材料を搬送する工場の機械設備或いはコピー機、ファクシミリ装置やプリンタなどのパーソナルユースを目的とした機械設備では、シート材料を搬送する回転ロールの支持に滑り軸受が用いられることが多い。例えば、このような機械設備として、特許文献１が開示する定着ユニットを挙げることができる。

特許文献１が開示する定着ユニットは、トナー像を熱により定着させるための加熱ローラと、加熱ローラに圧接される加圧ローラを備える。加熱ローラと加圧ローラの間にシート材料を通過させ、トナー像をシート材料に熱定着させる。この加熱ローラの支持手段として、ＰＰＳ樹脂製の滑り軸受が用いられている。この滑り軸受は、スリーブとスリーブの一端部を閉塞する閉塞部を備える。閉塞部の内面は、加熱ローラの端面と当接する。これにより、加熱ローラの軸方向への移動が規制される。

特開２００５−３７８２５号公報

特許文献１に開示される加熱ローラの端面は、滑り軸受の閉塞面内側で摺接する。この結果、加熱ローラによって閉塞部の内面の樹脂が削られ、削片が発生する。加熱ローラ両端面が、滑り軸受の閉塞部によって閉塞されているため、滑り軸受の削片は、加熱ローラ内部に堆積する。加熱ローラ内に堆積した削片の一部は、加熱ローラが回転する際に、加熱ローラ内部に配されたヒータに接触し、ヒータの加熱特性を悪化させる等の不具合を生ずる。

上記した定着ユニット以外に滑り軸受が組み込まれた場合においても、滑り軸受からの削片は、滑り軸受が組み込まれるプロセスユニット自体の不具合或いは滑り軸受が組み込まれたプロセスユニットが実行する工程よりも下流の工程に悪影響を及ぼすことも想定できる。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、削片を好適に処理することを可能にする滑り軸受、滑り軸受を組み込んだ定着ユニット、定着ユニットを組み込んだ画像形成装置及び滑り軸受を組み込んだシート材搬送ユニットを提供することを目的とする。

上記の目的を達成する本発明の一局面に係る滑り軸受は、一の回転中心軸周りに回転するとともに該一の回転中心軸に対して直交する外力成分を受ける回転体のジャーナルと嵌合する滑り軸受であって、前記ジャーナルを収容する前記滑り軸受のスリーブが、前記ジャーナルの外周面と接触する第１の内面領域と、前記ジャーナルの外周面と接触しない第２の内面領域を備え、前記第２の内面領域は、前記ジャーナルの端面から前記回転中心軸の延びる方向に向けて前記ジャーナルから離間するように傾斜する勾配面をなすことを特徴とする。

上記構成によれば、滑り軸受からの削片は、第２の内面領域を通じて、滑り軸受から外部に排出される。したがって、滑り軸受が組み込まれるプロセスユニット内部に削片が堆積することが防止される。また、削片の排出口が一定であるので、外部に排出された削片を適切に処理することが容易になる。

上記構成において、前記第１の内面領域が、前記外力成分のベクトルと交差する位置に存することが好ましい。更に、この構成において、前記外力成分の前記ベクトルとの交点を中心に、中心角４０°以上１８０°以下の範囲で前記第１の内面領域が拡がることが好ましい。これら構成によれば、ジャーナルとスリーブが面接触をするため、削片の発生を抑制することができる。

上記構成において、前記回転中心軸に対する前記勾配面の傾斜角度が３°以上であることが好ましい。また、上記構成において、前記第２の内面領域が、重力のベクトルと交わる位置に存することが好ましい。これら構成によれば、滑り軸受からの削片の排出が更に促されることとなる。滑り軸受の材質は、特に限定されるものではないが、特定の実施例では、耐熱性樹脂が用いられる。

上記の目的を達成する本発明の他の局面に係る定着ユニットは、該加熱源を収容する加熱ローラを備える加熱組立体と、前記加熱ローラに圧接される加圧ローラを備える加圧組立体を備え、前記加熱ローラと前記加圧ローラの間を通過する記録媒体上のトナー像を該記録媒体に定着させる。この定着ユニットにおいて、前記加熱組立体は、前記加熱ローラの端部に位置するジャーナルと嵌合するとともに該ジャーナルを回転可能に支持する滑り軸受を備え、該滑り軸受は、前記ジャーナルの端面と当接する端壁と、該端壁から延設されるとともに前記ジャーナルを取り囲むスリーブを備え、該スリーブの内面は、前記ジャーナルの外周面と接触する第１の内面領域と、前記ジャーナルの外周面と接触しない第２の内面領域を備え、前記第２の内面領域は、前記ジャーナルの端面から前記加熱ローラの長手方向に向けて前記ジャーナルから離間するように傾斜する勾配面をなすことを特徴とする。

上記構成によれば、滑り軸受からの削片は、第２の内面領域を通じて、滑り軸受から外部に排出される。したがって、定着ユニット内部に削片が堆積することが防止される。また、削片の排出口が一定であるので、外部に排出された削片を適切に処理することが容易になる。

上記の目的を達成する本発明の更に他の局面に係る画像形成装置は、記録媒体にトナー像を転写する像担持体と、該像担持体により転写されたトナー像を前記記録媒体に定着させる定着ユニットを備える。この画像形成装置において、前記定着装置は、加熱源と、該加熱源を収容する加熱ローラと、該加熱ローラの端部に位置するジャーナルと嵌合するとともに該ジャーナルを回転可能に支持する滑り軸受を備える加熱組立体と、前記加熱ローラに圧接される加圧ローラを備える加圧組立体を備え、前記滑り軸受は、前記ジャーナルの端面と当接する端壁と、該端壁から延設されるとともに前記ジャーナルを取り囲むスリーブを備え、該スリーブの内面は、前記ジャーナルの外周面と接触する第１の内面領域と、前記ジャーナルの外周面と接触しない第２の内面領域を備え、前記第２の内面領域は、前記ジャーナルの端面から前記加熱ローラの長手方向に向けて前記ジャーナルから離間するように傾斜する勾配面をなすことを特徴とする。

上記構成によれば、滑り軸受からの削片は、第２の内面領域を通じて、滑り軸受から外部に排出される。したがって、定着ユニット内部に削片が堆積することが防止される。また、削片の排出口が一定であるので、外部に排出された削片を適切に処理することが容易になる。

上記の目的を達成する本発明の更に他の局面に係るシート材搬送ユニットは、シートの搬送方向に対して直交する回転中心軸に沿って延びるジャーナルを備える第１ローラと、該第１ローラに圧接されるとともに該第１ローラとともに回転し、該第１ローラと協働してシートを搬送する第２ローラと、前記回転シャフトの端部に位置するジャーナルを嵌合する滑り軸受を備え、該滑り軸受は、前記ジャーナルの端面と当接する端壁と、該端壁から延設されるとともに前記ジャーナルを取り囲むスリーブを備え、該スリーブの内面は、前記ジャーナルの外周面と接触する第１の内面領域と、前記ジャーナルの外周面と接触しない第２の内面領域を備え、前記第２の内面領域は、前記ジャーナルの端面から前記回転シャフトの長手方向に向けて前記ジャーナルから離間するように傾斜する勾配面をなすことを特徴とする。

上記構成によれば、滑り軸受からの削片は、第２の内面領域を通じて、滑り軸受から外部に排出される。したがって、シート材搬送ユニット内部に削片が堆積することが防止される。また、削片の排出口が一定であるので、外部に排出された削片を適切に処理することが容易になる。

上述の如く、本発明に係る滑り軸受、滑り軸受を組み込んだ定着ユニット、定着ユニットを組み込んだ画像形成装置及び滑り軸受を組み込んだシート材搬送ユニットは、滑り軸受からの削片を好適に処理することを可能にする。

本発明の一実施例に係る搬送ユニットの概念を示すモデル図である。 図１に示す搬送ユニットに用いられる滑り軸受を示す図である。 図１に示す搬送ユニットの第１ローラと滑り軸受の嵌合を示す図である。 図２に示す滑り軸受の第１の内面領域と第２の内面領域を示す図である。 図１に示す搬送ユニットの原理を組み込んだ画像形成装置の内部構造を示す図である。 図５に示す画像形成装置の定着ユニットの斜視図である。 図５に示す定着ユニットの加熱ローラと滑り軸受の嵌合を示す図である。 図５に示す定着ユニットの概略構成図である。 滑り軸受からの削片の発生メカニズムを説明する図である。 第２の内面領域の作用を説明する図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施例について説明する。尚、以下の説明で用いる「上」、「下」、「左」や「右」などの方向を表す用語は、単に、説明の明瞭化を目的とするものであり、何ら本発明を限定するものではない。更に、以下の説明で用いられる「ジャーナル」との用語は、滑り軸受のスリーブに包まれる部分を意味し、回転体端部が滑り軸受のスリーブで取り囲まれる場合には、スリーブで取り囲まれる回転体部分を意味し、回転体に接続するシャフト端部に滑り軸受が嵌合する場合には、スリーブで取り囲まれるシャフト端部を意味する。更に、以下の説明で用いられる「ジャーナルとスリーブが接触する」との用語は、ジャーナルとスリーブが物理的に接触している状態のみならず、ジャーナル外周面とスリーブ内周面との間に存する油膜がその機能を発揮できる程度にジャーナル外周面とスリーブ内周面が近接している状態を含む。また、「ジャーナルとスリーブが接触しない」との用語は、ジャーナルとスリーブが物理的に接触していない状態及び／又はジャーナル外周面とスリーブ内周面との間に存する油膜がその機能を発揮できない程度にジャーナル外周面とスリーブ内周面が離間している状態を意味する。

図１は、一実施例に係る滑り軸受が組み込まれたシート材搬送ユニットを概略的に説明するモデル図である。図１（ａ）は、搬送ユニットの平面図であり、図１（ｂ）は、搬送ユニットの正面図であり、図１（ｃ）は、搬送ユニットの側面図である。尚、図１に記載されるモデルは、搬送ユニットの構造を概略的に示すものであり、本発明は、図１に示すモデルに限定されるものではない。

搬送ユニット５００は、第１ローラ（回転体）５１０と、第１ローラ５１０の下方に配される第２ローラ５２０を備える。図１において、第１ローラ５１０と第２ローラ５２０の間には、鎖線にて、シート材Ｓが示されている。シート材Ｓとして、特に限定されるものではないが、紙、不織布、樹脂フィルムなどの連続帯体や葉書、写真、コピー用紙などの枚葉のシートを例示することができる。

第１ローラ５１０は、シートＳの搬送方向（図１中、矢印にて示される）に対して直交する回転シャフト５１１を備える。回転シャフト５１１の左端には、ギア５１２が取り付けられる。ギア５１２は、モータ５１３の回転シャフトに取り付けられたギア５１４が噛み合う。モータ５１３の駆動により、回転シャフト５１１は、長手方向軸周りに回転する。

回転シャフト５１１の右端には、滑り軸受５３０が嵌合する。滑り軸受５３０は回転シャフト５１１の右端部分（ジャーナル）を取り囲むスリーブ５３１と、スリーブ５３１の外周面から上方に突出する固定部５３２を備える。固定部５３２は、搬送装置５００が組み込まれる機械設備の筐体Ｗにボルトなどの適切な固定具を用いて固定される。

第２ローラ５２０は、シートＳの搬送方向（図１中、矢印にて示される）に対して直交する回転シャフト５２１を備える。回転シャフト５２１の両端にはそれぞれ、回転シャフト５２１を回転可能に支持する支持ブロック５２２が取り付けられる。尚、支持ブロック５２２が、本実施例に係る滑り軸受５３０から構成されてもよい。支持ブロック５２２の下方には、スプリング５２４が配される。スプリング５２４の上端は、支持ブロック５２２の下面に接続され、スプリング５２４の下端は、搬送装置５００が組み込まれる機械設備のベースＢに接続される。スプリング５２４は、支持ブロック５２２を上方に付勢し、第１ローラ５１０は第２ローラ５２０から第１ローラ５１０の回転中心軸に対して直交する力を受けることとなる。第２ローラ５２０は、第１ローラ５１０に圧接され、第１ローラ５１０の回転とともに回転することとなる。この結果、シートＳが一方向に搬送される。

図２は、滑り軸受５３０の構造を示す。図２（ａ）は、滑り軸受５３０を、滑り軸受５３０の端面側から見た図であり、図２（ｂ）は、滑り軸受５３０の端面とは反対側のジャーナルの挿入口側から、滑り軸受５３０を見た図であり、図２（ｃ）は、第１ローラ５１０の回転シャフト５１１が挿入された滑り軸受５３０を示す。

滑り軸受５３０は、略円筒形状に形成されたスリーブ５３１を備える。スリーブ５３１の外周面には、環状に形成されたリブ５３３が突設され、リブ５３３の上部には、上方に突出する固定具５３２が形成される。スリーブ５３１の一端部は、環状に形成された端壁５３４により部分的に閉塞される。本実施例では、滑り軸受５３０は、耐熱性樹脂から一体成型されるが、本発明はこれに限定されるものではない。

端壁５３４と接続する位置におけるスリーブ５３１の内周壁により定義される円形空間の中心点が、図２（ｂ）において符号Ｃ１で示される。また、回転シャフト５１１の挿入口となるスリーブ５３１の開口部により定義される円形空間の中心点が符号Ｃ２で示される。符号Ｃ２で示される点は、符号Ｃ１で示される点の下方に位置する。スリーブ５３１の内部空間の形状は、例えば、端壁５３４に近づくにつれて、スリーブ５３１の内部空間断面の中心点を点Ｃ２から点Ｃ１に連続的に漸近させてなるような形状であり、スリーブ５３１の内周面は、回転シャフト５１１の回転中心軸に対して略平行な第１の内面領域５５０と回転シャフト５１１の回転中心軸に対して傾斜した第２の内面領域５６０に分けられる。

図３は、滑り軸受５３０の断面図である。図３（ａ）は、図２に示されるＡ−Ａ線における滑り軸受５３０の断面図であり、図３（ｂ）は、図２に示されるＢ−Ｂ線における滑り軸受５３０の断面図である。尚、図３に示される滑り軸受５３０は、第１ローラ５１０の回転シャフト５１１と嵌合している。

滑り軸受５３０の端壁５３４は、スリーブ５３１の長手方向中心軸に向けて、スリーブ５３１の内周壁に対して突出する。これにより、回転シャフト５１１のジャーナル５７０は、端壁５３４の内側面に当接し、回転シャフト５１１のスラスト方向への移動が規制されることとなる。図３（ａ）に明瞭に示される如く、第１の内面領域５５０は、回転シャフト５１１の回転中心軸に対して略平行に延設し、回転シャフト５１１のジャーナル５７０の外周面と接触する領域である。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す如く、第２の内面領域５６０は、ジャーナル５７０の端面から回転シャフト５１１の長手方向中心位置に近づくにつれて、ジャーナル５７０の外周面から離間していき、ジャーナル５７０の外周面と接触しない勾配面を形成する領域である。尚、図３（ａ）に示される回転シャフト５１１の回転中心軸に対する第２の内面領域５６０の傾斜角度θは、３°以上３０°以下とされることが好ましい。傾斜角度θが３°未満であるときは、重力作用を利用した滑り軸受５３０からの削片を第２の内面領域５６０を通じての削片排出が好適になされず、傾斜角度θが３０°以上である場合には、回転動作中の第１ローラ５１０の回転中心軸の軸振を生ずる畏れを生ずるからである。

図４は、第１の内面領域５５０と第２の内面領域５６０を説明する図である。図４（ａ）は、回転シャフト５１１を挿入するための開口端側から滑り軸受５３０を見た図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示されるＢ−Ｂ線において、滑り軸受５３０を分割したときのスリーブ５３１の内周面の展開図である。図４（ａ）中に示される一対の点線は、端壁５３４との接続位置におけるスリーブ５３１の内部空間の円形断面の中心点Ｃ１を基点として延び、回転シャフト５１１を挿入するための開口端における第１の内面領域５５０と第２の内面領域５６０の境界を示す。また、図４（ｂ）において、第１の内面領域５５０は、網掛け領域として示される。図４（ａ）に示される矢印Ｆｖは、第２ロール５２０から第１ロール５１０が受ける力のベクトルを表し、図４（ａ）に示される矢印Ｆｇは重力のベクトルを示す。

図４（ａ）に示す如く、第１の内面領域５５０は、第２ロール５２０から受ける力のベクトル（第１ロールの回転中心軸に対して直交する方向のベクトル）と交差する位置に形成される。これにより、第１の内面領域５５０は、スリーブ５３１内部で回転するジャーナル５７０に対する好適な摺動面として機能することとなる。第２の内面領域５６０は、重力のベクトルと交差する位置に形成される。これにより、滑り軸受５３０からの削片は、重力によって下方に移動し、第２の内面領域５６０に案内され、滑り軸受５３０外に排出される。必要に応じて、回転シャフト５１１が挿入される側の滑り軸受５３０の端面下方に削片を集積する適切な器具を配設してもよい。回転シャフト５１１が挿入される側の滑り軸受５３０の端面において、第１の内面領域５５０は、重力ベクトルＦｖの交点を中心に左右２０°の中心角範囲で拡がる円弧長を備える。この円弧長は、滑り軸受５３０の端壁５３４に近づくにつれて長くなり、端壁５３４との接続位置において、１８０°の円弧長をなす。尚、第１の内面領域５５０の断面円弧長は、中心角４０°以上１８０°以下の範囲とすることが好ましい。この範囲で、第１の内面領域５５０が拡がることにより、第１の内面領域５５０は、十分な面積でジャーナル５７０と面接触することができ、滑り軸受５３０からの削片の発生を抑制できるとともに、第２の内面領域５６０からの削片の排出を十分に促すことができる。中心角４０°未満である場合には、滑り軸受５３０から発生する削片量が増大し、１８０°以上であると第２の内面領域５６０の削片排出機能が低下することとなる。

図５は、図１乃至図４に関連して説明した実施例の原理を適用した画像形成装置の内部構造を概略的に示す図である。尚、図５において示される画像形成装置は、プリンタであるが、ファクシミリ、コピー機などの他の画像形成装置に上記実施例に係る原理を適用することも可能である。図５に示されるプリンタにおいて、図１乃至図４に関連して説明された搬送ユニット５００の原理は、定着ユニットに適用されているが、シート材料を搬送するための他のプロセスユニットに適用することも可能である。尚、上記の搬送ユニット５００で用いられた駆動系、付勢機構や固定手法は、定着ユニットへの適用に際して、適切に変更されている。図５においてＹ−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。

プリンタ１０は、装置本体１１を備える。装置本体１１下部に、給紙装置３０が配設される。給紙装置３０は、積載された用紙Ｐ１（記録媒体）の束（以下、用紙束Ｐという）から１枚ずつ用紙Ｐ１を繰り出す。給紙装置３０の上方に仕切板１１５が配される。仕切板１１５の上方に、給紙装置３０から供給された用紙Ｐ１上にトナー像を転写する画像形成部２０と、画像形成部２０で転写された用紙Ｐ１上のトナー像を用紙Ｐ１に定着させる定着ユニット２７が配設される。定着ユニット２７でトナー像を定着された用紙Ｐ１は、装置本体１１の上面の一部を形成する排紙トレイ１１７へ排紙される。

給紙装置３０は、用紙束Ｐを積載するとともに、装置本体１１に対して挿脱可能に装着された用紙カセット３１と、用紙カセット３１の前方側の対応した位置に用紙束Ｐから１枚ずつ最上位の用紙Ｐ１を繰り出させる大径の給紙ローラ３１１を備える。給紙ローラ３１１の直上位置には、小径の搬送コロ３１２が設けられる。

給紙ローラ３１１の駆動によって用紙カセット３１から繰り出された用紙Ｐ１は、搬送コロ３１２を介し、給紙搬送路３１３、給紙搬送路３１３の用紙搬送方向下流端に設けられたレジストローラ対３１４を順次通って画像形成部２０に給紙される。なお、用紙カセット３１の前壁３８は、給紙ローラ３１１から画像形成部２０へ用紙Ｐ１をガイドするガイド面としての役割を担う。

画像形成部２０は、コンピュータ等から伝送された画像情報に基づき用紙Ｐ１にトナー像を転写する。画像形成部２０は、感光体ドラム（像担持体）２１を備える。感光体ドラム２１は、左右方向（図１の紙面と直交する方向）に延びる回転中心軸を備える。感光体ドラム２１の周面に沿って時計回りに、感光体ドラム２１の直上位置から帯電器２２、露光装置２３、現像装置２４、転写ローラ２５およびクリーニング装置２６が配設される。

感光体ドラム２１の周面には、コンピュータ等の外部の機器から伝送される画像データに応じた静電潜像及びこの静電潜像に沿ったトナー像が形成される。帯電器２２は、時計回りに回転している感光体ドラム２１の周面に一様な電荷を形成する。本実施例においては、ワイヤからのコロナ放電により感光体ドラム２１の周面に電荷を付与するコロナ放電方式のものが採用されている。これに代えて、帯電ローラ方式の帯電器２２を採用してもよい。帯電ローラ方式の帯電器２２を用いる場合は、帯電ローラが感光体ドラム２１の周面と当接し、従動回転しながら、感光体ドラム２１の周面に電荷を与えることとなる。

露光装置２３は、コンピュータ等の外部の機器から伝送されてきた画像データに基づき、強弱の付与されたレーザー光を、回転している感光体ドラム２１の周面に照射する。レーザー光が照射された部分の電荷が消去されることによって、静電潜像が感光体ドラム２１の周面に形成される。

現像装置２４は、トナーを貯蔵するトナーコンテナ２４１から感光体ドラム２１の周面にトナーを供給し、感光体ドラム２１周面の静電潜像が形成された部分にトナーを付着させる。これにより、感光体ドラム２１の周面にトナー像が形成される。

転写ローラ２５は、感光体ドラム２１の直下位置に送り込まれた用紙Ｐ１に対して、感光体ドラム２１の周面に形成されているプラスに帯電したトナー像を用紙Ｐ１に転写させる。転写ローラ２５は、トナー像の電荷と逆極性であるマイナスの電荷を用紙Ｐ１に付与する。

感光体ドラム２１の直下位置に到達した用紙Ｐ１は、転写ローラ２５と感光体ドラム２１とによって押圧挟持され、用紙Ｐ１に対する転写処理が施される。この転写処理は、プラスに帯電した感光体ドラム２１周面のトナー像を、マイナスに帯電した用紙Ｐ１の表面に向けて引き剥がす処理である。

クリーニング装置２６は、用紙Ｐ１への転写処理後の感光体ドラム２１の周面に残留しているトナーを取り除いて清浄化する。クリーニング装置２６によって清浄化された感光体ドラム２１の周面は、次の画像形成処理のために再び帯電器２２へ向かう。

定着ユニット２７は、画像形成部２０において転写された用紙Ｐ１上のトナー像を用紙Ｐ１に定着させる。定着ユニット２７は、加熱源、加熱組立体及び加圧組立体を備える。加熱組立体は、トナー像を熱により定着させるための加熱ローラ２７１と、図２乃至図４に関連して説明した滑り軸受５３０を備える。加熱源は、略円筒形状に形成された加熱ローラ２７１内に収容される。本実施例では、加熱源としてハロゲンヒータ２７３が用いられる。加熱組立体は、加圧ローラ２７２及び加圧ローラ２７２を加熱ローラ２７１に圧接させるための適切な付勢機構（例えば、図１に関連して示される機構など）を備える。加熱ローラ２７１は、回転中心軸周りに時計回りに回転し、加圧ローラ２７２は加熱ローラ２７２に対して従動回転し、回転中心軸周りに反時計回りに回転する。加熱ローラ２７１と加圧ローラ２７２の間にはニップ部が形成される。転写処理後の用紙Ｐ１は、ニップ部を通過する。加熱ローラ２７１からの熱並びに加圧ローラ２７２からの圧力によって、用紙Ｐ１上のトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙Ｐ１は、排紙搬送路３１５を通って排紙トレイ１１７へ排出される。以上の説明から明らかであるが、加熱ローラ２７１は、図１に関連して説明した第１ローラ５１０に相当し、加圧ローラ２７２は、第２ローラ５２０に相当する。

図６は、本発明の一実施例に係る定着ユニット２７の要部を示す斜視図である。なお、以下の説明において、図６におけるＸ−Ｘ方向を左右方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向、Ｚ−Ｚ方向を上下方向といい、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方、−Ｚ方向を上方、＋Ｚ方向を下方、という。

図２乃至図４に関連して説明した滑り軸受５３０は、加熱ローラ２７１の両端に配置される。加熱ローラ２７１は、例えば、アルミニウム製或いはステンレス鋼製の薄肉の円筒体からなる。ハロゲンヒータ２７３は、加熱ローラ２７１を加熱する。本実施例においては、ハロゲンヒータ２７３は加熱ローラ２７１内に内蔵されているが、ハロゲンヒータ２７３を加熱ローラ２７１の外部に配置することもできる。

加圧ローラ２７２の周面は、例えば、シリコンゴム製の弾性体から形成される。加圧ローラ２７２は、加熱ローラ２７１の下方に配される。尚、図６に示す例においては、加圧ローラ２７２は、加熱ローラ２７１直下よりも用紙搬送方向下流（図６においては左方）にややずらした位置に配置される。加圧ローラ２７２は、対向する加熱ローラ２７１と協働してニップ部を形成する。加圧ローラ２７２は加熱ローラ２７１に対して押圧状態で配置され、ニップ部において、加熱ローラ２７１と加圧ローラ２７２との円周方向（図２の左右方向）の接触幅（ニップ長）が、定着処理に好適なニップ長となる。

滑り軸受５３０は、加熱ローラ２７１を回転可能に支持する。加熱されて高温になる加熱ローラ２７１を支持するので、滑り軸受５３０は、耐熱性の樹脂、例えば、ＰＰＳ樹脂やフッ素樹脂から一体成型される。滑り軸受５３０のスリーブ５３１の端部を部分的に閉塞する円環状の端壁５３４の開口部からハロゲンヒータ２７３の端部が突出する。滑り軸受５３０の外周面からは半径方向に円環状のリブ５３３が突出する。リブ５３３の平坦な面は、例えば、プリンタ１０の筐体との接続に用いられる。これにより、滑り軸受５３０の移動が規制されることとなる。

加熱ローラ２７１の外周面の一方の端部には、ギア２７９が同軸に、かつ固定的に取付けられている。適切な駆動源から、ギア２７９を介して、加熱ローラ２７１に駆動力が与えられる。なお、ギア２７９の一面（軸方向外側面（図６では後方側））は、図６の後方に位置する滑り軸受５３０の内側面（図６では前方側）に当接している。

図７は、図６に示すＢ−Ｂ線における滑り軸受５３０の断面図であり、加熱ローラ２７１と滑り軸受５３０との嵌合を示す。尚、図７において、ハロゲンヒータ２７３は省略されている。図７に示す如く、滑り軸受５３０は、円筒形状の加熱ローラ２７０の端部をスリーブ５３１内に収容する。したがって、図５及び図６に関連して説明した実施例においては、加熱ローラ２７１の両端部が、ジャーナル５７０になる。端壁５３４の内径は、ジャーナル５７０の内径よりも小さく形成され、ジャーナル５７０の端面は端壁５３４の内側面に当接する。図６に示す如く、加熱ローラ２７１の両端に滑り軸受５３０が嵌合するので、加熱ローラ２７１の長手方向の移動が規制されることとなる。また、図２乃至図４に関連して説明した如く、スリーブ５３１の第１の内面領域５５０は、加熱ローラ２７１の回転の間、ジャーナル５７０の外周面と摺接する一方で、第２の内面領域５６０は、ジャーナル５７０の外周面から離間した状態を保つ。尚、第１の内面領域は、加熱ローラ２７１の回転中心軸と加圧ローラ２７２の回転中心軸を結ぶ最短直線とスリーブ５３１の内周面との交点を中心に拡がることが好ましい。

図８は、定着ユニット２７を加熱ローラ２７１の回転中心軸に沿って見た図であり、定着ユニット２７の概略構成を示す。尚、図８において、加熱ローラ２７１の端面が点線で示されている。

画像形成部２０においてトナー像が転写され、定着ユニット２７へと搬送されてきた用紙Ｐ１は、定着進入ガイド２７８によって、加熱ローラ２７１と加圧ローラ２７２との間のニップ部に導かれる。用紙Ｐ１は、回転している加熱ローラ２７１と加圧ローラ２７２との間のニップ部を、押圧されながら通過する。その際、加熱ローラ２７１の熱が、加熱ローラ２７１表面から用紙Ｐ１に伝えられる。その熱によって用紙Ｐ１上のトナー像が定着される。

図９は、削片発生のメカニズムを説明する図である。図９（ａ）は、定着ユニット２７の斜視図である。尚、図９（ａ）に示す定着ユニット２７において、加熱ローラ２７１が途中部で破断され、加熱ローラ２７１の内部に配設されたハロゲンヒータ２７３が示されている。図９（ｂ）は、図９（ｂ）に示す定着ユニット２７の加熱ローラ２７１周囲の縦断面図である。図９（ｂ）において、長手方向への移動前後の加熱ローラ２７１の端部（ジャーナル２７０）が実線並びに鎖線で示されている。

滑り軸受５３０のスリーブ５３１の内周面上の加熱ローラ２７１の摺動方向は、主に、スリーブ５３１の内周面の円周方向である。しかしながら、加熱ローラ２７１と加圧ローラ２７２の間を通過する用紙Ｐ１の斜行や用紙Ｐ１に付着したトナーに起因する摩擦力の変動により、加熱ローラ２７１には、加熱ローラ２７１の長手方向軸に平行な方向の力が加わる。滑り軸受５３０のリブ５３３は、図９（ｂ）に示す如く、プリンタ１０の筐体３３５により挟持されるので、加熱ローラ２７１がスリーブ５３１内周面に対して相対的に移動することとなる。この結果、加熱ローラ２７１は、更に、スリーブ５３１内周面と擦れ合うことになり、削片の発生が促進されることとなる。特に、スリーブ５３１の端壁５３４近傍では、加熱ローラ２７１とスリーブ内周面との接触面積が大きく、特に、削片が発生しやすくなる。

図１０は、スリーブ５３１に形成される第２の内面領域５６０の効果を説明する図である。図１０（ａ）は、第２の内面領域５６０を備えない従来型の滑り軸受６００を用いて、加熱ローラ２７１を支持する構造の断面図であり、図１０（ｂ）は、図２乃至図４に関連して詳述した滑り軸受５３０を用いて、加熱ローラ２７１を支持する構造の断面図である。

従来型の滑り軸受６００を用いた場合、加熱ローラ２７１の外周面とスリーブ５３１の内周面との間には、油膜が形成できる程度のわずかな隙間しか形成されない。したがって、滑り軸受６００と加熱ローラ２７１との摺接により生じた削片Ｄは、加熱ローラ２７１の外周面とスリーブ５３１の内周面との間に形成される隙間に徐々に堆積されることとなる。堆積した削片Ｄは更に、加熱ローラ２７１を研磨する役割を担い、加熱ローラ２７１の回転とともに、加熱ローラ２７１の周面或いは端面からも削片Ｄを生ずることとなる。一方、第２の内面領域５６０を備える滑り軸受５３０を用いた場合、滑り軸受５３０と第１の内面領域５３０との間の摺接により、削片Ｄが発生することになるが、発生した削片Ｄは、重力作用を受けて、第２の内面領域５６０の勾配面に案内され、端壁５３４の反対側に位置する滑り軸受５３０の開口端に向けて移動し、その後、滑り軸受５３０から落下することとなる。したがって、削片Ｄが滑り軸受５３０内に堆積することがなく、更に、削片Ｄによる研磨効果を生じにくいため、全体として、削片Ｄの発生量を抑制することとが可能となる。

本発明は、カラープリンタ、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、これらの機能を併せ持つ複合機などの各種の画像形成装置並びにシート状物を搬送する他の装置に適用可能である。

１０・・・・プリンタ（画像形成装置）
２１・・・・感光体ドラム（像担持体）
２７・・・・定着ユニット
２７１・・・加熱ローラ
２７２・・・加圧ローラ
２７３・・・ハロゲンヒータ（加熱源）
５００・・・搬送ユニット（シート材搬送ユニット）
５１０・・・第１ローラ（回転体）
５１１・・・回転シャフト
５２０・・・第２ローラ
５３０・・・滑り軸受
５３４・・・端壁
５３１・・・スリーブ
５５０・・・第１の内面領域
５６０・・・第２の内面領域
５７０・・・ジャーナル
Ｓ・・・・・シート
Ｐ１・・・・用紙（記録媒体）

Claims (7)

1. 一の回転中心軸周りに回転するとともに該一の回転中心軸に対して直交する外力成分を受ける回転体のジャーナルと嵌合する滑り軸受であって、
   前記ジャーナルを収容する前記滑り軸受のスリーブが、
   前記ジャーナルの外周面と接触する第１の内面領域と、
   前記ジャーナルの外周面と接触しない第２の内面領域と、を備え、
   前記第２の内面領域は、前記ジャーナルの端面から前記回転中心軸が延びる方向に向けて前記ジャーナルから離間するように傾斜する勾配面をなし、
   前記第１の内面領域が、前記外力成分のベクトルと交差する位置に存し、
   前記外力成分の前記ベクトルとの交点を中心に、中心角４０°以上１８０°以下の範囲で前記第１の内面領域が拡がることを特徴とする滑り軸受。
2. 前記回転中心軸に対する前記勾配面の傾斜角度が３°以上であることを特徴とする請求項１記載の滑り軸受。
3. 前記第２の内面領域が、重力のベクトルと交わる位置に存することを特徴とする請求項１又は２に記載の滑り軸受。
4. 前記滑り軸受が、耐熱性樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の滑り軸受。
5. 加熱源と、該加熱源を収容する加熱ローラを備える加熱組立体と、前記加熱ローラに圧接される加圧ローラを備える加圧組立体と、を備え、前記加熱ローラと前記加圧ローラの間を通過する記録媒体上のトナー像を、前記記録媒体に定着させる定着ユニットであって、
   前記加熱組立体は、前記加熱ローラの端部に位置するジャーナルと嵌合するとともに該ジャーナルを回転可能に支持する滑り軸受を備え、
   該滑り軸受は、前記ジャーナルの端面と当接する端壁と、該端壁から延設されるとともに前記ジャーナルを取り囲むスリーブを備え、
   該スリーブの内面は、前記ジャーナルの外周面と接触する第１の内面領域と、前記ジャーナルの前記外周面と接触しない第２の内面領域と、を備え、
   該第２の内面領域は、前記ジャーナルの前記端面から前記加熱ローラの長手方向に向けて前記ジャーナルから離間するように傾斜する勾配面をなし、
   前記第１の内面領域が、前記ジャーナルの回転中心軸に対して直交する外力成分のベクトルと交差する位置に存し、
   前記外力成分の前記ベクトルとの交点を中心に、中心角４０°以上１８０°以下の範囲で前記第１の内面領域が拡がることを特徴とする定着ユニット。
6. 記録媒体にトナー像を転写する像担持体と、該像担持体により転写された前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着ユニットを備える画像形成装置であって、
   前記定着ユニットは、加熱源と、該加熱源を収容する加熱ローラと、該加熱ローラの端部に位置するジャーナルと嵌合するとともに該ジャーナルを回転可能に支持する滑り軸受を備える加熱組立体と、前記加熱ローラに圧接される加圧ローラを備える加圧組立体と、を備え、
   前記滑り軸受は、前記ジャーナルの端面と当接する端壁と、該端壁から延設されるとともに前記ジャーナルを取り囲むスリーブを備え、
   該スリーブの内面は、前記ジャーナルの外周面と接触する第１の内面領域と、前記ジャーナルの前記外周面と接触しない第２の内面領域と、を備え、
   該第２の内面領域は、前記ジャーナルの前記端面から前記加熱ローラの長手方向に向けて前記ジャーナルから離間するように傾斜する勾配面をなし、
   前記第１の内面領域が、前記ジャーナルの回転中心軸に対して直交する外力成分のベクトルと交差する位置に存し、
   前記外力成分の前記ベクトルとの交点を中心に、中心角４０°以上１８０°以下の範囲で前記第１の内面領域が拡がることを特徴とする画像形成装置。
7. シートの搬送方向に対して直交する回転中心軸に沿って延びるジャーナルを備える第１ローラと、
   該第１ローラに圧接されるとともに該第１ローラとともに回転し、該第１ローラと協働して前記シートを搬送する第２ローラと、
   前記第１ローラの端部に位置する前記ジャーナルを嵌合する滑り軸受と、を備え、
   該滑り軸受は、前記ジャーナルの端面と当接する端壁と、該端壁から延設されるとともに前記ジャーナルを取り囲むスリーブと、を備え、
   該スリーブの内面は、前記ジャーナルの外周面と接触する第１の内面領域と、前記ジャーナルの前記外周面と接触しない第２の内面領域と、を備え、
   該第２の内面領域は、前記ジャーナルの前記端面から前記第１ローラの長手方向に向けて前記ジャーナルから離間するように傾斜する勾配面をなし、
   前記第１の内面領域が、前記回転中心軸に対して直交する外力成分のベクトルと交差する位置に存し、
   前記外力成分の前記ベクトルとの交点を中心に、中心角４０°以上１８０°以下の範囲で前記第１の内面領域が拡がることを特徴とするシート材搬送ユニット。

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