(57)【要約】【課題】回転体が持つ熱が転がり軸受を通じて外部へ逃げないようにする。【解決手段】回転体２０と、回転体２０を支える回転軸２１と、回転軸２１をフレームＦに回転自在に支持する転がり軸受１０と、回転体２０を加熱する加熱手段２２とを備え、転がり軸受１０の表面に保温用の植毛部Ａを備える回転体の支持構造とした。軌道輪は内輪１と外輪２とで構成され、植毛部Ａは外輪２の外径面２ｂに設けられる外面植毛部１１と、外輪２や内輪１の側面２ｃ，１ｃに設けられる側面植毛部１２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体と、
前記回転体を支える回転軸と、
前記回転軸をフレームに回転自在に支持する転がり軸受と、
前記回転体を加熱する加熱手段と、
を備え、
前記転がり軸受は、
対の軌道輪と、
前記対の軌道輪間に配置される転動体と、
前記転がり軸受の表面に設けられる保温用の植毛部と、
を備える
回転体の支持構造。
【請求項２】
前記対の軌道輪は内輪と外輪とで構成され、
前記植毛部は前記外輪の外径面に設けられる外面植毛部
を備える請求項１に記載の回転体の支持構造。
【請求項３】
前記植毛部は前記軌道輪の側面に設けられる側面植毛部
を備える請求項２に記載の回転体の支持構造。
【請求項４】
前記外面植毛部は、
前記外輪の外径面のうち、前記フレームとの当接部よりも軸方向外側に設けられる第一植毛部
を備える請求項２又は３に記載の回転体の支持構造。
【請求項５】
前記外面植毛部は、
前記外輪の外径面のうち、前記フレームとの当接部に設けられる第二植毛部
を備える請求項４に記載の回転体の支持構造。
【請求項６】
前記軸受空間内に導電性グリースが封入され、
前記第二植毛部は導電性植毛部である
請求項５に記載の回転体の支持構造。
【請求項７】
前記対の軌道輪間の環状の軸受空間の軸方向開口部を閉じるシールリングを備え、
前記植毛部は前記シールリングの外面に設けられる
請求項１から６のいずれか一つに記載の回転体の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受を用いた回転体の支持構造、及び、その回転体の支持構造に用いられる転がり軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
事務用機器やその他各種機器において、各種の回転体を支持するために、転がり軸受が組み込まれている。転がり軸受は、外輪がフレームに固定され、内輪が回転体の回転軸に結合されて、固定の外輪に対して内輪が回転軸とともに一体に回転する。
【０００３】
例えば、複写機やプリンタ等の事務用機器では、内部に加熱装置を備えた回転体が、転がり軸受を介してフレームに回転自在に支持される。
【０００４】
静電転写複写機の場合、回転体として配置される感光ドラム上に静電潜像を形成してトナーを付着させ、その感光ドラム上の可視像を、転写電極の帯電によって印字用紙に転写する。感光ドラムから送り出された印字用紙は、回転体として配置される定着ロールに送られる。定着ロールでは、トナーは加熱と加圧によって印字用紙上に定着するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、定着ロールに静電気が発生すると、印字用紙に複写される画像や文字等の画質が悪化することとなる。このため、静電気を外部に逃がす手段として、回転体の回転軸端をアース（接地）する放電機構が備えられている。また、放電機構として、回転体の回転軸を回転自在に支持する転がり軸受に導電性を持たせた、いわゆる導電性軸受を用いる技術もある。さらに、導電性軸受には、内部の軸受空間に通電性のある導電性グリースを封入したものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１９７１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１のように、回転体に加熱手段を備えている場合、その回転体の熱が、転がり軸受を通じてフレームに伝わり、回転体の温度が低下してしまうことがある。回転体は、用途や仕様に応じた適切な温度に保持されることが望ましい。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、回転体が持つ熱がその回転体の回転軸を支持する転がり軸受を通じて外部へ逃げないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明は、回転体と、前記回転体を支える回転軸と、前記回転軸をフレームに回転自在に支持する転がり軸受と、前記回転体を加熱する加熱手段とを備え、前記転がり軸受は、対の軌道輪と、対の前記軌道輪間に配置される転動体と、前記転がり軸受の表面に設けられる保温用の植毛部とを備える回転体の支持構造を採用した。
【００１０】
このとき、前記対の軌道輪は内輪と外輪とで構成され、前記植毛部は前記外輪の外径面に設けられる外面植毛部を備える構成を採用することができる。
【００１１】
さらに、前記植毛部は前記軌道輪の側面に設けられる側面植毛部を備える構成を採用することができる。
【００１２】
また、前記外面植毛部は、前記外輪の外径面のうち、前記フレームとの当接部よりも軸方向外側に設けられる第一植毛部を備える構成を採用することができる。
【００１３】
このとき、前記外面植毛部は、前記外輪の外径面のうち、前記フレームとの当接部に設けられる第二植毛部を備える構成を採用することができる。
【００１４】
この態様において、前記軸受空間内に導電性グリースが封入され、前記第二植毛部は導電性植毛部である構成を採用することができる。
【００１５】
これらの各態様において、前記対の軌道輪間の環状の軸受空間の軸方向開口部を閉じるシールリングを備え、前記植毛部は前記シールリングの外面に設けられる構成を採用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明は、回転体の回転軸をフレームに支持する転がり軸受の軌道輪の表面に、保温用の植毛部を備える構成としたので、回転体が持つ熱が転がり軸受を通じて外部へ逃げないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の一実施形態を示す縦断面図
【図２】同実施形態の転がり軸受の一部切断斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は、一実施形態の転がり軸受１０、及び、その転がり軸受１０を用いた回転体２０の支持構造である。静電転写複写機やプリンタ等の画像形成装置が備える回転体（回転ドラム）２０を、フレームＦに対して転がり軸受１０を介して回転自在に支持している。  
【００１９】
転がり軸受１０は、同軸状に配置された対の軌道輪である内輪１及び外輪２と、その内輪１と外輪２との間の環状の軸受空間に、周方向に沿って配置された複数の転動体（ボール）３を備えた深溝玉軸受となっている。転動体３は、内輪１の軌道面１ａと外輪２の軌道面２ａの間に配置され、同じく、軸受空間に配置された環状の保持器４によって周方向に沿って保持されている。また、軸受空間には、潤滑剤としてグリースが充填されている。軸受空間の軸方向端部の開口はシールリング５で閉じられており、グリースはその内部に封入されている。
【００２０】
転がり軸受１０の内輪１は、回転体２０を支える回転軸２１の外周に嵌合される。また、転がり軸受１０の外輪２は、固定のフレームＦに嵌合される。フレームＦは、外輪２の外径面２ｂのうち、図１に示すように、軸方向中央部の所定幅の領域に嵌合し、その所定幅の領域以外の部分は、外部に露出した状態である。また、外輪２の側面２ｃと内輪１の側面１ｃも外部に露出した状態である。
【００２１】
この実施形態の回転体２０は、画像形成装置の感光ドラム、定着ロール等である。感光ドラム、定着ロールは、内部の加熱手段２２によって、画像形成に適切な温度に加熱される。このような加熱手段２２によって加熱される回転体２０は、その用途や仕様に応じた適切な温度に保持されることが望ましい。加熱手段２２として、例えば、電熱ヒータを採用することができる。
【００２２】
このため、この発明では、転がり軸受１０の軌道輪の表面に、保温用の植毛部Ａを設けている。植毛部Ａを備えたことにより、回転体２０が持つ熱が、転がり軸受１０を通じて外部へ逃げないようにし、その保温効果を高めている。植毛部Ａは、軌道輪である内輪１と外輪２の表面に設けられる。
【００２３】
さらに、この発明では、保温用の植毛部Ａは、軌道輪の表面以外にも、転がり軸受１０の外部に面している表面、例えば、シールリング５の外面にも設けられる。シールリング５の外面（軸受空間外へ向く面）に植毛部Ａを設けることにより、軌道輪の表面への植毛部Ａと同様、回転体２０が持つ熱が、転がり軸受１０を通じて外部へ逃げないようにし、その保温効果を高めることができる。
【００２４】
外輪２に設けられる植毛部Ａは、外輪２の外径面２ｂに設けられる外面植毛部１１と、外輪２の側面（軸方向端面）２ｃに設けられる側面植毛部１２である。シールリング５の外面に設けられる植毛部Ａは、シールリング植毛部１３である。
【００２５】
このうち、外面植毛部１１は、図１や図２に示すように、外輪２の外径面２ｂのうち、フレームＦとの当接部以外の部分、すなわち、フレームＦとの当接部よりも軸方向外側に設けられる第一植毛部１１ａと、フレームＦとの当接部に設けられる第二植毛部１１ｂとを備えている。
【００２６】
フレームＦとの当接部に設けられる第二植毛部１１ｂは、植毛される繊維として導電性繊維を用いた導電性植毛部となっている。第二植毛部１１ｂ以外の他の植毛部Ａは、このような導電性植毛部であってもよいし、導電性を有しない繊維を用いた一般植毛部であってもよい。なお、フレームＦとの当接部に設けられる第二植毛部１１ｂは、省略することも可能である。この場合、フレームＦと外輪２とが直接接触することにより、相互の導通性を確保することができる。
【００２７】
また、内輪１に設けられる植毛部Ａは、内輪１の側面１ｃに設けられる側面植毛部１２となっている。ここで、内輪１の内径面１ｂにも植毛部Ａを設けてもよい。ただし、内輪１の内径面１ｂは、その全域が回転軸２１の外周に面接触するので、内輪１の内径面１ｂに植毛部Ａを設けることによる保温の効果は小さいと考えられる。また、側面植毛部１２については、内輪１の側面１ｃや外輪２の側面２ｃが他の部材に当接して外部に露出していない部分には、同じ理由でその設置を省略することができる。
【００２８】
また、軸受空間内には、導電性グリース２３が封入されている。導電性グリース２３を介して、通電性を有する金属製の内輪１と、同じく通電性を有する金属製の外輪２とが導通している。また、回転軸２１やフレームＦも通電性を有する金属製である。このため、回転軸２１から内輪１、導電性グリース２３、外輪２、フレームＦへと、相互の導通性が確保されている。さらに、フレームＦはアース線２４を介して接地されている。
【００２９】
このため、回転体２０に帯電する電気（静電気等）は、回転軸２１→内輪１、内輪１→導電性グリース２３→外輪２、あるいは、内輪１→転動体３→外輪２、外輪２→フレームＦ→アース線２４いう経路で、外部に放電される。このとき、外輪２とフレームＦと当接部に設けられる植毛部Ａは、導電性植毛部となっているので、外輪２→フレームＦへの導通を阻害しない。
【００３０】
このような、導電性グリース２３、導電性植毛部を含む放電機構の確保により、回転体２０の静電気を外部に逃がし、画像の悪化を防いでいる。なお、導電性グリース２３の転がり軸受１０の軸受空間に対する封入量は、例えば、その空間の総容積に対して２５〜４５％の体積量とすることができる。
【００３１】
導電性グリース２３に使用できる基油は、通常グリースに使用できる基油であって分散剤が可溶であれば使用できる。例えば、ポリ-α-オレフィン油等の合成炭化水素油、鉱油、フッ素油、エーテル油、エステル油、グリコール系油等が例示できる。事務機器に使用されるポリカーボネート樹脂などの樹脂部品を損傷させにくいことから、鉱油、合成炭化水素油、またはグリコール系油を使用することが好ましい。なお、これらの基油は、単独で、または２種類以上組み合わせて用いることができる。
【００３２】
導電性グリース２３に使用できる増ちょう剤は、特に限定なく使用できる。例えば、リチウム石けん、リチウムコンプレックス石けん、力ルシウム石けん、カルシウムコンプレックス石けん、アルミニウム石けん、アルミニウムコンプレックス石けん等の石けん類、ジウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア系化合物、カーボンブラック粒子、グラファイト粒子等の炭素系導電物質粒子等が挙げられる。グリースの導電性を十分に高めるため、増ちょう剤として炭素系導電物質粒子を使用することが好ましい。
【００３３】
導電性グリース２３に使用する炭素系導電物質粒子としては、カーボンブラック粒子、グラファイト粒子、フラーレン粒子等が挙げられる。これらは基油に配合することで基油の導電性を向上させることができる。
【００３４】
植毛部Ａの形成方法は、その植毛部Ａを設ける対象面に接着剤層を形成し、その接着剤層に繊維が植え付けられて、接着剤層の固化により繊維が固定される。
【００３５】
このとき、高電圧電極による静電界を作り、その静電気の吸引力により、植毛部２０を設ける対象面に繊維の植毛を行う静電植毛の手法を採用することができる。例えば、付着させたい多数の短繊維を電極板上に置き、少し距離を隔てて、植毛の対象面を有する母材を配置する。母材（例えば、プラス側）と電極板（例えば、マイナス側）との間に高電圧を印加すると、その高電圧により電界が発生し、短繊維に分極が発生する。その結果、短繊維のマイナス電荷がプラス側である母材に引きつけられて、繊維が接着剤層に付着する。このとき、繊維は、対象面に対して直角となるように接着剤層に突き刺さった状態に固定される。
【００３６】
また、繊維をエアによって接着剤層に吹き付ける手法（静電吹き付け植毛）を採用することもできる。すなわち、帯電した繊維を静電吸引力で対象面の接着剤層に付着させるときに、エアで繊維を吹き付けるようにすると、繊維は、対象面の面方向に対して一定の角度で傾いて接着剤層に固定されるようになる。
【００３７】
植毛部Ａに用いられる繊維材としては、（１）合成樹脂繊維（ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ナイロンなどのポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンテフタレートなどのポリエステル樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ビニロン樹脂、等の合成樹脂からなる繊維）、（２）無機繊維（例えば、カーボン繊維、グラスファイバーなど）、（３）再生繊維（レーヨン、アセテートなど）、（４）天然繊維（綿、絹、麻、羊毛など）を用いることができるが、合成樹脂繊維を用いると好ましい。繊維材として合成樹脂繊維を用いると、作動油による繊維材の膨潤や溶解を防止することができ、かつ低コストである。
【００３８】
繊維の太さは、１０〜５０デシテックスの範囲で設定することができる。また、繊維の植毛密度（植毛部Ａに占める繊維材の面積割合）は１０〜３０％の範囲に設定することができる。繊維は、ストレート形状(全長にわたって直線形状)またはベンド形状（曲がった形状）のものを採用することができる。また、繊維は、円形断面または多角形断面を有するものを採用することができる。ベンド形状の繊維はストレート形状の繊維に比べて、潤滑剤を保持する能力が高い。また、多角形断面形状の繊維は、円形断面の繊維に比べて表面積が大きいことから、潤滑剤を保持する能力が高い。このため、潤滑油の円滑な流れを期待する場合、繊維は、ストレート形状で円形断面であることが望ましい。
【００３９】
接着剤層は、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などの樹脂を主成分とする接着剤で形成されている。接着剤としては、例えば、ウレタン樹脂溶剤系接着剤、エポキシ樹脂溶剤系接着剤、酢酸ビニル樹脂溶剤系接着剤、アクリル樹脂系エマルジョン接着剤、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン接着剤、酢酸ビニル系エマルジョン接着剤、ウレタン樹脂系エマルジョン接着剤、エポキシ樹脂系エマルジョン接着剤、ポリエステル系エマルジョン接着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体系接着剤などが挙げられる。
【００４０】
植毛部Ａを導電性植毛部とする場合には、繊維として導電性繊維を用いる。導電性繊維としては、例えば、上述したカーボン繊維の他、上述した合成樹脂繊維において、それらの樹脂母材にカーボンブラックに代表される導電性充填材を均一に分散させて成形して得られたものや、上述の合成樹脂繊維の表面を同様の導電材で被覆したものが挙げられる。
【００４１】
なお、放電機構が必要でない場合、あるいは、他の部分に放電機構を備え、外輪２からフレームＦへの導通を確保する必要がない場合には、第二植毛部１１ｂを導電性植毛部ではなく一般植毛部としてもよい。例えば、回転軸２１とフレームＦとをケーブルで接続して放電機構を構成している場合、あるいは、回転軸２１に直接ケーブルを接続してそのケーブルを接地させた放電機構を備えている場合等が該当する。
【００４２】
上記の実施形態では、外輪２の外径面２ｂ全体及び側面２ｃ全体に植毛部Ａを設けたが、この実施形態には限定されず、植毛部Ａを設ける箇所を外輪２の表面の一部に限定してもよい。
【００４３】
例えば、外面植毛部１１については、第二植毛部１１ｂを省略して、外輪２の部材とフレームＦの部材とを直接当接させてもよい。外輪２の部材とフレームＦの部材とが直接当接すれば、互いの導通は確保され得る。また、外輪２の外径面２ｂに、フレームＦ以外の他の部材に当接して外部に露出していない部分がある場合には、その露出していない部分に対する植毛部Ａの設置を省略することができる。
【００４４】
また、側面植毛部１２については、内輪１、外輪２のそれぞれにおいて保温の効果が低いと考えられる場合には、その側面植毛部１２の一部又は全部を省略することもできる。さらに、シールリング植毛部１３についても同様に、必要に応じてその一部又は全部を省略することができる。
【００４５】
上記の実施形態では、加熱手段２２を回転体２０の内部に備えたが、加熱手段２２は、回転体２０の温度を上昇させる作用を有するものであれば、回転体２０の外部に備えていてもよい。例えば、加熱手段として、回転体２０の外周面に対して距離を隔てて配置したヒータ等としてもよい。
【００４６】
上記の実施形態では、転がり軸受１０として、深溝玉軸受を例に、この発明の内容を説明したが、深溝玉軸受以外にも、ころ軸受、円すいころ軸受等の各種の転がり軸受１０において、この発明の植毛部Ａの構成を採用してもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１  内輪
２  外輪
３  転動体
４  保持器
５  シールリング
１０  転がり軸受
１１  外面植毛部
１１ａ  第一植毛部
１１ｂ  第二植毛部
１２  側面植毛部
１３  シールリング植毛部
２０  回転体
２１  回転軸
２２  加熱手段
２３  導電性グリース
２４  アース線
Ａ  植毛部
【図１】
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【図２】
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