本発明の小径転がり玉軸受の一例として、� ��溝玉軸受を図1に基づいて説明する。図1は� �溝玉軸受の軸方向断面図である。
 深溝玉軸受1は、外周面に内輪転走面2aを有� ��る内輪2と、内周面に外輪転走面3aを有する� ��輪3とが同心に配置され、内輪転走面2aと外� ��転走面3aとの間に複数個の玉4が配置される� ��この複数個の玉4を保持する保持器5および� �輪3等に固定されるシール部材6が、内輪2お� �び外輪3の軸方向両端開口部にそれぞれ設け� ��れている。玉4の周囲に潤滑グリース7が封� �される。
 深溝玉軸受1における内輪転走面2aは、図1に 示すように曲率が一定であることから、内輪 2が傾いても玉4との接触面積は変化しない。� ��のため、局部的な接触面圧の増加を防止で� ��、軸受の早期損傷の防止およびミスアライ� ��ントに対しての許容範囲の拡大を図れる。

 内輪2の内径面2bは、軸方向に沿う凸球面状� ��、かつ軸方向断面が単一円弧状である。す� ��わち、軸方向幅中心部が両端部よりも軸に� ��して突出した球面である。
 内径面2bは、図1における玉4の中心C ₀  を通る線分L上に存在する点C ₁  を中心にする円弧の一部を形成する。上記� ��弧の半径は、玉4の直径の 0.5~50 倍径が好� �しく、特に好ましくは 10~20 倍径である。� �の範囲外となると、いずれも調心角度が大� �くなったり、小さくなったりして、事務機� �用の小径転がり玉軸受として用いることや� �転部材を安定して支持することが困難にな� �。
 具体的には、半径を上記範囲とすると、調� ��角度を 10 度~20 度とできる。調心角度が  10 度未満であると、事務機器や定着装置等� �おいて転がり軸受を設置する部位が構造材� �板金を用いた寸法精度に劣る部位である場� �、十分にミスアライメントを吸収すること� �できない。

 上記内輪の内径は 4 mm~50 mm、好ましく� � 4 mm~30 mm である。なお、内輪の内径は軸� ��向断面において、単一円弧状の頂点同士の� ��離を表す。また、内輪の内径が上記範囲の� ��き、玉の直径は 2 mm~10 mm 程度である。

 上記内輪に嵌合する軸は単一径の軸であ� ��。すなわち、内径が 4 mm~50 mm の内輪に嵌 合できる直円柱または直円筒状の軸である。 単一径の軸であっても、運転開始と同時に軸 受内径面と軸との間で調心されるためミスア ライメントが吸収できる。

 小径転がり玉軸受の他の例として、アンギ� ��ラ玉軸受の例を図2に、複列アンギュラ玉軸 受の例を図3にそれぞれ示す。図2はアンギュ� ��玉軸受1aの軸方向断面図を、図3は複列アン� ��ュラ玉軸受1bの軸方向断面図をそれぞれ示� �。図1と同じ部品は同じ番号を附す。
 深溝玉軸受の例と同様に、内輪2の内径面2b� ��軸方向に沿う凸球面状で、かつ軸方向断面� ��単一円弧状に形成されている。
 なお、複列アンギュラ玉軸受の場合、図3に おいて、2個の玉4の中心線L上に円弧の頂点が ある。

 本発明の小径転がり玉軸受の内・外輪の� ��質としては、周知の軸受用金属材料を用い� ��ことができる。具体例としては、軸受鋼(高 炭素クロム軸受鋼JIS G 4805)、肌焼鋼(JIS G 41 04等)、高速度鋼(AMS 6490)、ステンレス鋼(JIS G  4303)、高周波焼入鋼(JIS G 4051等)が挙げられ る。また、他の軸受用合金を採用することも できる。また、玉は上記金属製、またはセラ ミック製であってもよい。

 本発明の小径転がり玉軸受は、事務機器に� ��に用いられるため、圧延ロールのような高� ��荷の回転体を支持する円筒ころ軸受に比較� ��て、低負荷荷重である。
 このため、潤滑グリースは必ずしも必要で� ��い場合があるが、転がり玉軸受であるため� ��保持器を備えることができ、それにより、� ��筒ころ軸受に比較して多量の潤滑グリース� ��封入できる。封入できる潤滑グリースとし� ��は、一般に軸受に使用される潤滑グリース� ��あれば、特に種類を限定されない。軸受自� ��に導電性を必要とする場合には、カーボン� ��ラック、荷電性ミクロゲル粒子、グラファ� ��ト等の導電剤を配合した導電性グリースを� ��入することができる。
 多量の潤滑グリースを封入できることによ� ��、調心性と共に軸受寿命が向上する。軸受� ��命が向上することにより、調心性と共に軸� ��寿命が向上する。軸受寿命が向上すること� ��より、部品交換サイクルが長くなり、事務� ��器などの維持管理費用が削減できる。

 本発明の定着装置の構成は感光→搬送→� ��像→定着→排出となっており、定着部は2本 の中空ゴムローラ (芯金にアルミや鋼材を使 用)に温度( 200℃程度)とそれを支持する軸受� ��ヒータで構成される。通常、ローラは中空� ��なっているため、その中にヒータを通して� ��ーラ内部から直接加熱を行なっている。現� ��部から出てきた紙にトナーを定着させるた� ��に、上記温度のほかに圧力( 98 N 程度)を� �けてトナーを紙に定着させる。

 本発明の定着装置の構造を図5に基づいて説 明する。図5は、上述した図1の深溝玉軸受1の 内輪内径面に被膜を形成した軸受(図4参照)で 軸部8aを支持された定着装置の定着ローラ8を 示す。
 図5に示すように、この定着ローラ8はアル� �ニウムで中空に形成され、中空部に配設さ� �た電磁誘導加熱ヒータ9によって 200℃程度� �で加熱されるようになっており、電磁誘導� �生じる内部電流によって帯電する。定着ロ� �ラ8の両端の軸部8aは内輪2の内径面に嵌合さ� ��、外輪3が定着装置のフレーム10で固定され� ��おり、各軸部8aは深溝玉軸受1を介してフレ� ��ム10に接地され、定着ローラ8に帯電する電� ��を逃すようになっている。

 また、図4に示すように、この実施形態で 用いる深溝玉軸受1は、定着ローラや加圧ロ� �ラ等の回転部材の軸部がすきま嵌めで嵌合� �れる内輪2の内径面2bに、低摩擦摺動性を有� �る被膜2cが形成されている。内輪2の内径面2b に上記被膜を形成することで、嵌め合い面に おいてグリースを塗布する必要がない。なお 、本発明の定着装置において、上記被膜の形 成は任意である。

 定着ローラ8の軸部8aは、単一径の軸である� ��すなわち、上記内輪2に嵌合できる直円柱ま たは直円筒状の軸である。単一径の軸であっ ても、運転開始と同時に軸受内径面と軸との 間で調心されるためミスアライメントが吸収 できる。例えば、図6に示すように、運転時� �定着ローラ8およびその軸部8aが撓んでも、� �んだ形状に軸受1の内輪内径面が追随できる� ��加えて、軸受1の内輪内径面に被膜2cが形成� ��れているので、軸の摩耗を防止できる。
 また、軸の挿入性にも優れるので、すきま� ��めの隙間幅を小さくできる。

 定着ローラは通常、A5056、A6063等の軽量ア ルミニウム合金等により形成される。本発明 の定着装置において、嵌め合い面である内輪 内径面に上述の被膜を形成すれば、軸受と回 転部材との材質が上記いずれの組み合わせで あっても、嵌め合い面における動摩擦係数を 小さくでき、軸の摩耗を防止できる。

 本発明における低摩擦摺動性を有する被膜� ��、小径転がり玉軸受の内輪の内径面に形成� ��るものである。また、該被膜と軸との動摩� ��係数、すなわち嵌め合い面における動摩擦� ��数が 0.2 以下となるものであることが好ま しい。嵌め合い面における動摩擦係数が 0.2� �をこえると、軸摩耗や異音が発生しやすく� �る。
 このような低摩擦摺動性を有する被膜とし� ��は、例えばPTFE被膜、MoS ₂  被膜、WS ₂  被膜等が挙げられる。

 軸受に導電性を必要とする場合では、低摩� ��摺動性と合わせて導電性を有する被膜を使� ��する。該導電性を有する被膜としては、フ� ��素樹脂に金属粉を配合した複合被膜や、グ� ��ファイト被膜等が挙げられる。また、フッ� ��樹脂に金属粉を配合した複合被膜としては� ��PTFE樹脂に金属Ni粉を配合したNi-PTFE複合被膜 が挙げられる。
 なお、Ni-PTFE複合被膜の組成としては、例え ば、Ni 82~86 重量%、リン 7~9 重量%、PTFE(粒� �径 1μm 以下) 7~9 重量%である。

 内輪内径面への被膜の形成方法としては� ��電気めっき、無電解めっき、真空蒸着、イ� ��ンプレーティング、スパッタリング等の物� ��蒸着(PVD)、化学蒸着(CVD)等、または、樹脂分 散液を用いたディッピング、塗布、スプレー 噴霧等によるコーティング、その他周知の被 膜形成方法を採用できる。

 グラファイト被膜、MoS ₂  被膜、またはWS ₂  被膜等を形成する場合では、被膜厚さを均� ��にできることからスパッタリングを採用す� ��ことが好ましい。また、Ni-PTFE複合被膜を形 成する場合では、被膜厚さを均一にでき寸法 精度に優れるとともに、膜中においてPTFE粒� �を均一に分散できること等から無電解めっ� �を採用することが好ましい。

 本発明における低摩擦摺動性を有する被膜� ��厚みは、2~10μm とすることが好ましい。よ� ��好ましくは、2~5μm である。被膜の厚みを  2μm 以上とすることで、複写機やプリンタ等 の事務機器における実用上の使用条件として 、例えば、転がり軸受に 220 N のラジアル� �重を付加しつつ、定着ローラを 130 rpm で  500 時間回転させた時点においても、嵌め合� ��面における動摩擦係数を 0.2 以下に維持で き軸摩耗や異音を防止できる。
 被膜の厚みが 2μm 未満では、嵌め合い部� �の金属同士の摺動を十分に防止できずにク� �ープや異音が発生するおそれがある。10μm � ��こえると、軸部との嵌合精度が低下すると� ��もに、被膜形成コストが高くなる。

 内輪または外輪の軌道面に付着する被膜� ��厚みは 10μm 以下、好ましくは 5μm 以下� �する。被膜は軌道面には付着させないこと� �好ましいが、作業を簡素化するために、マ� �キングせずに被膜形成処理を行なう等、被� �形成方法によっては軌道面にも被膜が付着� �る。この軌道面に付着する被膜の厚みが 10� �m をこえると、転動体の転動によって被膜� �剥離し、この剥離した被膜が異物として玉� �噛み込まれて、軸受の寿命が短くなる。

 定着装置運転時において、回転部材の軸部� ��軸受との間、すなわち嵌め合い部において� ��き音等の異音が発生する機構を図8を参照し て説明する。図8は、転がり軸受の内輪内径� �に、定着ローラのシャフトがすきま嵌めで� �合されている場合の断面図である。図8(a)は� ��め合い部に温度のみがかかる場合を、図8(b) および図8(c)は嵌め合い部に温度と荷重(圧力) がかかる場合をそれぞれ示す。
 図8(a)に示すように、温度上昇によりシャフ トが熱膨張し、軸受内輪もシャフトと一緒に 移動する(接触面の動摩擦係数が大きいため)� ��
 図8(b)に示すように、ラジアル荷重負荷によ りシャフトがベンディングする。図中におい てFrは軸受にかかるラジアル方向の力を、Fa� �軸受にかかるアキシャル方向の力をそれぞ� �示す。ここで、Fr<Faの場合は軸受内輪の姿 勢は保たれる。
 図8(c)に示すように、シャフトと定着ローラ 外径の芯ずれ(偏心)により、Frが変化する。Fr >Faの場合、軸受の内輪姿勢が崩れる。軸受 姿勢が元に戻る時に、シャフトを叩き鳴き音 が発生する。
 以上の機構において、シャフトと軸受との� ��め合い面における動摩擦係数が十分に小さ� ��場合ではFr<Faとなり、軸受の姿勢を保つ� �とができる。

 本発明の定着装置では、小径転がり玉軸� ��の内輪内径面を上述の形状とするので、嵌� ��合い面での接触面積が小さく動摩擦係数を� ��く維持できるとともに、シャフトなどの変� ��に軸受の内輪内径面が追随できる(図6参照)� ��また、小径転がり玉軸受の内輪内径面に低� ��擦摺動性を有する被膜を形成することで、� ��摩擦係数をより低く維持できる。これらの� ��果、上記異音発生機構において軸受の姿勢� ��保つことができ、運転時の異音の発生を防� ��できる。