(57)【要約】【課題】ローラを含むユニットにおいてローラ以外の構成部品を共通化できるようにするローラ保持機構を提供する。【解決手段】ローラ保持機構は、互いに平行に圧接配置される２つのローラ１２，１４のうち少なくとも一方のローラ１４を回転可能に保持する保持部材２２を備え、保持部材２２は、外周部に異なる曲率半径の複数の湾曲凹部２３ａ，２３ｂ，２３ｃを有し、向きが変更されることにより各湾曲凹部２３ａ，２３ｂ，２３ｃによって異なる外径のローラ１４を保持可能であることを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行に圧接配置される２つのローラのうち少なくとも一方のローラを回転可能に保持する保持部材を備え、前記保持部材は、外周部に異なる曲率半径の複数の湾曲凹部を有し、向きが変更されることにより前記各湾曲凹部によって異なる外径のローラを保持可能であることを特徴とするローラ保持機構。
【請求項２】
前記保持部材は、１つの回転支軸を中心に回動されることにより向きが変更されることを特徴とする請求項１に記載のローラ保持機構。
【請求項３】
前記保持部材の回転支軸は前記２つのローラの各回転中心を結んだ延長線上に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のローラ保持構造。
【請求項４】
前記保持部材は、回転止めによって所望の向きで固定可能であることを特徴とする請求項２または３に記載のローラ保持機構。
【請求項５】
異なる外径のローラに変更することによりローラの外周面に対する位置関係を調整する必要がある機能部品は、前記保持部材の回動に連動して前記位置関係が調整されるように連結されていることを特徴とする請求項２に記載のローラ保持機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転するローラを保持するローラ保持機構に関し、より詳しくは、例えば電子写真プロセスに用いられる定着ローラや帯電ローラなどを保持するローラ保持機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２００１−３３１０１９号公報
【０００３】
従来、回転するローラを保持するためのローラ保持機構は、異なる外径のローラにそれぞれ専用の保持部材が必要であった。そうした複数の種類の保持部材を用いることで、他の構成部品（例えば筐体部品）までもが専用部品となってしまい、これらのローラ、保持部材、筐体部品等で構成されるユニットは、外径の異なるローラの種類の数だけ必要であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
昨今、在庫削減やリユース化が叫ばれる中、ユニットの共通化は必然でありながら、それぞれ目的に応じて外径の異なるローラを使い分ける必要がある。したがって、ローラ以外のユニット構成部品をできるだけ共通化することが課題となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、前記課題を解決するために本発明のローラ保持機構は、互いに平行に圧接配置される２つのローラのうち少なくとも一方のローラを回転可能に保持する保持部材を備え、前記保持部材は、外周部に異なる曲率半径の複数の湾曲凹部を有し、向きが変更されることにより前記各湾曲凹部によって異なる外径のローラを保持可能であることを特徴とするものである。
【０００６】
この構成によれば、保持部材の向きを変更することで異なる外径のローラを保持可能にしたことで、１種類の保持部材で外径の異なる複数のローラに対応することができ、これによりローラを含むユニットにおいてローラ以外の構成部品を共通化でき、コスト削減および在庫管理の容易化を図れるとともに、異なる装置間でのユニットの転用が容易になる。
【０００７】
本発明のローラ保持機構において、前記保持部材は、１つの回転支軸を中心に回動されることにより向きが変更されてもよい。
【０００８】
また、本発明のローラ保持機構において、前記保持部材の回転支軸は２つのローラの各回転中心を結んだ延長線上に設けられていてもよい。
【０００９】
また、本発明のローラ保持機構において、前記保持部材は、回転止めによって所望の向きで固定可能であってもよい。
【００１０】
さらに、本発明のローラ保持機構は、異なる外径のローラに変更することによりローラの外周面に対する位置関係を調整する必要がある機能部品は、前記保持部材の回動に連動して前記位置関係が調整されるように連結されていてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態であるローラ保持機構を用いたユニット１０の全体斜視図であり、図２は図１のユニット１０の長手方向断面図である。
【００１２】
図１および図２に示すように、ユニット１０は、互いに圧接配置された第１ローラ１２と第２ローラ１４を備えている。各ローラ１２，２４は、それぞれ円柱状をなし、平行に配置されている。このように互いに圧接配置された第１ローラ１２および第２ローラ１４は、例えば電子写真プロセスの定着ローラ対として用いられた場合、第１ローラ１２が加圧ローラに相当し、第２ローラ１４がヒータを内蔵した加熱ローラに相当する。
【００１３】
第１ローラ１２の両端面には、回転軸１３がそれぞれ突設されている。この回転軸１３には軸受部材１６が取り付けられている。各ローラ１２，１４の両端側にはプレート状のフレーム１８がそれぞれ設けられており、前記軸受部材１６の下端部はフレーム１８に対して回動可能に取り付けられている。これにより、第１ローラ１２は、軸受部材１６によって回転可能に保持されている。
【００１４】
また、フレーム１８の上部と軸受部材１６の上端部とにはスプリング２０の両端フック部がそれぞれ引っ掛けられており、スプリング２０によって軸受部材１６が引っ張られることにより第１ローラ１２が第２ローラ１４に対して圧接されるようになっている。
【００１５】
なお、本実施形態では、第２ローラ１４に対して第１ローラが圧接されるように構成したが、例えば電子写真プロセスにおける感光体ドラムが第１ローラ１２に相当し、帯電ローラが第２ローラ１４に相当する場合などには、第１ローラ１２に対して第２ローラ１４が圧接されるようにしてもよい。
【００１６】
第２ローラ１４の両端部は、各フレーム１８の貫通孔１８ａを介して外側にそれぞれ突出している。フレーム１８の外側に突出した第２ローラ１４の端部は、保持部材２２によって回動可能に保持されている。
【００１７】
保持部材２２は、フレーム１８の外側表面に接触するプレート部２３と、このプレート部２３に突設され、フレーム１８の貫通孔を介してフレーム１８の内側に突出するように挿入されるボス部２４とからなる。保持部材２２のボス部２４の外周にはギヤが形成されている。
【００１８】
また、保持部材２２のプレート部２３の外周部には、図３に示すように、曲率半径が異なる３つの湾曲凹部２３ａ，２３ｂ，２３ｃを有している。第１湾曲凹部２３ａは図３（ａ）に示すように例えば外径３５ｍｍの大径第２ローラ１４を回転可能に保持するのに適合しており、第２湾曲凹部２３ｂは図３（ｂ）に示すように例えば外径３０ｍｍの中径第２ローラ１４を回転可能に保持するのに適合しており、第３湾曲凹部２３ｃは図３（ｃ）に示すように例えば外径２５ｍｍの小径第２ローラ１４を回転可能に保持するのに適合している。
【００１９】
なお、保持部材２２の各湾曲凹部２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、保持部材２２のプレート部２３が耐熱性でかつ滑り性の良い樹脂材料（例えばポリイミド）で構成されていることで第２ローラ１４を回転可能に摺接保持するすべり軸受であってもよいし、あるいは、図４に示すように、各湾曲凹部２３ａ，２３ｂ，２３ｃの表面に複数の回転可能なニードル２５を配列することにより第２ローラ１４を回転可能に保持するころがり軸受として第２ローラ１４の回転抵抗を低減するようにしてもよい。
【００２０】
保持部材２２は、１つの回転支軸であるボス部２４を中心に回動可能になっている。これにより、保持部材２２を回動させることで保持部材２２の向きを変更できるようになっている。また、保持部材２２は、図示しない回転止め（例えばネジ）によって所望の向きでフレーム１８に固定可能になっている。
【００２１】
なお、本実施形態では、保持部材２２を１つの回転支軸であるボス部２４を中心に回動可能に設けたが、これに限らず、例えば保持部材２２はフレーム１８に対してネジ止め固定されていて、ネジを緩めるか外すかして保持部材２２を取り外してから向きを変更して固定し直すような形態であってもよい。
【００２２】
保持部材２２の回転支軸であるボス部２４は、第１ローラ１２および第２ローラ１４の各回転中心を結んだ延長線上に設けられている。このようにすることで、第１ローラ１２から受ける圧力をボス部２４で確実に受け止めることが可能になり、また、ネジ止め部分への負荷もほとんどなくなる。
【００２３】
図１および図２を再び参照すると、第２ローラ１４の一端部には、駆動ギヤ３０が装着されている。この駆動ギヤ３０が例えば回転制御可能なステッピングモータ等からなる駆動モータ３２のモータギヤ３４と噛み合っている。これにより、駆動モータ３２が回転駆動されると、第２ローラ１４が回転するとともに、これに伴って第１ローラ１２が従動回転することになる。
【００２４】
第１ローラ１２とは反対側において、第２ローラ１４にはサーモスタット（機能部品）４０が対向配置されている。サーモスタット４０は、サーモスタットホルダ４２に取り付けられており、このサーモスタットホルダ４２と共に第２ローラ１４に対して進退移動可能になっている。また、サーモスタットホルダ４２はスプリング４４によって第２ローラ１４から離れる方向に付勢されているが、サーモスタットホルダ４４の背面に当接した２つの第１カム４６によって、サーモスタット４０の先端と第２ローラ１４の外周面との間の距離が例えば０．６ｍｍに設定されるように位置決めされている。
【００２５】
さらに、第１ローラ１２とは反対側において、第２ローラ１４には２つのサーミスタ（機能部品）５０が対向配置されている。サーミスタ５０は、サーミスタホルダ５２に取り付けられており、このサーミスタホルダ５２と共に第２ローラ１４に対して進退移動可能になっている。また、サーミスタホルダ５２はスプリング５４によって第２ローラ１４から離れる方向に付勢されているが、サーミスタホルダ５２の背面に当接した２つの第２カム５６によって、サーミスタ５０の先端と第２ローラ１４の外周面との間の距離が例えば２ｍｍに設定されるように位置決めされている。
【００２６】
サーモスタット４０動作用の第１カム４６とサーミスタ５０動作用の第２カム５６は、いずれも三角形の各角部を面取りしたような形状をなし、２つのフレーム１８間において第２ローラ１４と平行に配置されたカム軸６０と一体に回動するように設けられている。カム軸６０の両端には連結ギヤ６２がそれぞれ設けてあり、これらの連結ギヤ６２は各保持部材２２のボス部２４の外周に形成したギヤにそれぞれ噛み合っている。
【００２７】
図１および図７に示すように、第２ローラ１４の外周面には、側面三角形状をなす複数の分離爪（機能部品）７０が第２ローラ１４の軸方向に所定間隔をおいて接触配置されている。分離爪７０は、分離爪ホルダ７２に回動可能に取り付けられるとともに、スプリング７４によって引っ張られることによりその先端が第２ローラ１４の表面に圧接されるようになっている。
【００２８】
分離爪ホルダ７２は、カムレバー７６の一端部に回動可能に連結されている。カムレバー７６の他端部には、スプリング７８が引っ掛けられている。このスプリング７８によって下方に引っ張られることにより、カムレバー７６の側面に回転可能に設けられたコロ８０が第３カム６４に圧接されている。分離爪動作用の第３カム６４は、図２に示すように、カム軸６０の両端側であって連結ギヤ６２の内側においてカム軸６０と一体に回転するように設けられている。第３カム６４もまた、第１カム４６および第２カム５６と同様に、三角形の各角部を面取りしたような形状をなしている。
【００２９】
次に、上述した構成からなるユニット１０の機能および動作について説明する。
ユニット１０において例えば外径３５ｍｍの大径第２ローラ１４を用いる場合、図３（ａ）に示すように、保持部材２２は第１湾曲凹部２３ａを第１ローラ１２側に向けた状態で回動位置を固定される。これにより、第２ローラ１４の両端部は、各保持部材２２の第１湾曲凹部２３ａによって回転可能に保持される。
【００３０】
このとき、サーモスタット４０は、図５（ａ）に示すように、カム軸６０を介して保持部材２２と一体に回動する第１カム４６によって、第２ローラ１４の外周面との間の距離が０．６ｍｍの位置関係になるように位置決め調整される。
【００３１】
また、サーミスタ５６は、図６（ａ）に示すように、カム軸６０を介して保持部材２２と一体に回動する第２カム５６によって、第２ローラ１４の外周面との間の距離が２ｍｍの位置関係になるように調整される。
【００３２】
さらに、分離爪７０は、図７（ａ）に示すように、カム軸６０を介して保持部材２２と一体に回動する第３カム６４によって、第２ローラ１４の法線方向に対して例えば８６°をなす位置関係になるように調整される。
【００３３】
この状態で、駆動モータ３２が駆動されると、モータギヤ３４および駆動ギヤ３０を介して第２ローラ１４が回転し、これに伴って第２ローラ１４に圧接されている第１ローラ１２が従動回転する。
【００３４】
次に、ユニット１０において例えば外径３０ｍｍの中径第２ローラ１４を用いる場合、図３（ｂ）に示すように、保持部材２２は回動されて第２湾曲凹部２３ｂを第１ローラ１２側に向けた状態で回動位置を固定される。これにより、第２ローラ１４の両端部は、各保持部材２２の第２湾曲凹部２３ｂによって回転可能に保持される。また、第１ローラ１２と第２ローラ１４との間のニップ位置は、大径第２ローラ１４を用いた場合と変わっていない。
【００３５】
このとき、サーモスタット４０は、図５（ｂ）に示すように、カム軸６０を介して保持部材２２と一体に回動する第１カム４６によって前進移動されて、第２ローラ１４の外周面との間の距離が大径第２ローラ１４を用いた場合と同様の０．６ｍｍの位置関係になるように位置決め調整される。
【００３６】
また、サーミスタ５６は、図６（ｂ）に示すように、カム軸６０を介して保持部材２２と一体に回動する第２カム５６によって前進移動されて、第２ローラ１４の外周面との間の距離が大径第２ローラ１４を用いた場合と同様の２ｍｍの位置関係になるように調整される。
【００３７】
さらに、分離爪７０は、図７（ｂ）に示すように、カム軸６０を介して保持部材２２と一体に回動する第３カム６４によって回動位置が変更され、第２ローラ１４の法線方向に対して８６°をなす位置関係になるように調整される。なお、このときの第２ローラ１４に対する分離爪７０の当接角度（８６°）は、大径第２ローラ１４を用いた場合と等角である。
【００３８】
この状態で、駆動モータ３２が駆動されると、モータギヤ３４および駆動ギヤ３０を介して第２ローラ１４が回転し、これに伴って第２ローラ１４に圧接されている第１ローラ１２が従動回転する。
【００３９】
次に、ユニット１０において例えば外径２５ｍｍの小径第２ローラ１４を用いる場合、図３（ｃ）に示すように、保持部材２２は回動されて第２湾曲凹部２３ｃを第１ローラ１２側に向けた状態で回動位置を固定される。これにより、第２ローラ１４の両端部は、各保持部材２２の第２湾曲凹部２３ｃによって回転可能に保持される。また、第１ローラ１２と第２ローラ１４との間のニップ位置は、大径または中径の第２ローラ１４を用いた場合と変わっていない。
【００４０】
このとき、サーモスタット４０は、図５（ｃ）に示すように、カム軸６０を介して保持部材２２と一体に回動する第１カム４６によって前進移動されて、第２ローラ１４の外周面との間の距離が大径および中径の第２ローラ１４を用いた場合と同様の０．６ｍｍの位置関係になるように位置決め調整される。
【００４１】
また、サーミスタ５６は、図６（ｃ）に示すように、カム軸６０を介して保持部材２２と一体に回動する第２カム５６によって前進移動されて、第２ローラ１４の外周面との間の距離が大径および中径の第２ローラ１４を用いた場合と同様の２ｍｍの位置関係になるように調整される。
【００４２】
さらに、分離爪７０は、図７（ｃ）に示すように、カム軸６０を介して保持部材２２と一体に回動する第３カム６４によって回動位置が変更され、第２ローラ１４の法線方向に対して８６°をなす位置関係になるように調整される。なお、このときの第２ローラ１４に対する分離爪７０の当接角度（８６°）は、大径および中径の第２ローラ１４を用いた場合と等角であり、このように第２ローラ１４の外径が変更された場合でも前記当接角度が一定になるように分離爪７０の長さおよび分離爪ホルダ７２の長さが設計されている。
【００４３】
この状態で、駆動モータ３２が駆動されると、モータギヤ３４および駆動ギヤ３０を介して第２ローラ１４が回転し、これに伴って第２ローラ１４に圧接されている第１ローラ１２が従動回転する。
【００４４】
なお、上述したユニット１０では、２つのローラ１２，１４のうちの一方のローラ１４を保持部材２２で回転可能に保持するようにしたが、第１ローラ１２についても異なる外径のものを用いる場合には第１ローラ１４も保持部材２２で保持されるようにユニットを構成してもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のローラ保持機構によれば、保持部材の向きを変更することで異なる外径のローラを保持可能にしたことで、１種類の保持部材で外径の異なる複数のローラに対応することができ、これによりローラを含むユニットにおいてローラ以外の構成部品を共通化でき、コスト削減および在庫管理の容易化を図れるとともに、異なる装置間でのユニットの転用が容易になる。
【００４６】
また、異なる外径のローラに変更することによりローラの外周面に対する位置関係を調整する必要がある機能部品は、前記保持部材の回動に連動して前記位置関係が調整されるように連結されていることで、調整の手間が省けるので組立の工数および時間を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるローラ保持機構を用いたユニットの全体斜視図。
【図２】図１のユニットの長手方向断面図。
【図３】図１のユニットの側面図。
【図４】保持部材の変形例を示す拡大斜視図。
【図５】第２ローラとサーモスタットとの位置関係を示す図。
【図６】第２ローラとサーミスタとの位置関係を示す図。
【図７】第２ローラと分離爪との位置関係を示す図。
【符号の説明】
１０…ユニット、１２…第１ローラ、１４…第２ローラ、１８…フレーム、２２…保持部材、２３ａ…第１湾曲凹部、２３ｂ…第２湾曲凹部、２３ｃ…第３湾曲凹部、４０…サーモスタット、４６…第１カム、５０…サーミスタ、５６…第２カム、６０…カム軸、６４…第３カム、７０…分離爪。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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