JP2021196566A - 軸受部材、軸受機構、現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸の回転数が高い装置構成でも、軸受部の発熱による温度上昇を抑制できる軸受部材を提供する。【解決手段】軸１０１を受けるための軸受部材１２０であって、内側の軸受部１３０と、内側の軸受部１３０を回転可能に保持する外側の軸受部１４０と、軸１０１と内側の軸受部１３０の間をシールするためのシール部材１５１と、内側の軸受部１３０と外側の軸受部１４０との間をシールするためのシール部材１５２とを設けた。２つのシール部材は、摺擦部が軸方向で異なる位置に生じるように配置した。【選択図】図１

Description

本発明は、軸受部材、軸受機構、現像装置及び画像形成装置に関するものである。

従来、軸を受けるための軸受部材が知られている。例えば特許文献１には、係る軸受部材を設けた次の現像装置が記載されている。この現像装置は、装置本体内において回転して装置本体内における現像剤を攪拌する攪拌部材における回転軸が軸受部に回転自在に支持される。この軸受部の装置本体側に回転軸を貫通させたシール部材が設けられている。この軸受部近傍を囲うように熱伝導性の高い伝熱部材が配置され、この伝熱部材から伝えられた熱を放熱する放熱部材が装置本体の外部に向けて設けられている。駆動時に軸受部において発生する熱が伝熱部材を介して放熱部材から放熱される。

ところが、回転軸の回転数が高い装置構成では、軸受部の発熱による温度上昇を十分に抑制できない虞がある。

上述した課題を解決するために、本発明は、軸を受けるための軸受部材であって、内側の軸受部と、前記内側の軸受部を回転可能に保持する外側の軸受部と、軸と前記内側の軸受部の間をシールするためのシール部材と、前記内側の軸受部と前記外側の軸受部との間をシールするためのシール部材とを設けたことを特徴とするものである。

本発明によれば、回転軸の回転数が高い装置構成でも、軸受部の発熱による温度上昇を抑制できる。

実施形態に係る軸受機構の一例の概略構成図。 実施形態に係る軸受機構の他の例の概略構成図。 画像形成装置であるプリンタの概略構成図。 同プリンタの作像部の概略構成図。 同プリンタのトナー補給装置の構成例の説明図。 回転軸受の他の構成例の説明図。 回転軸受の更に他の構成例の説明図。 回転軸受の更に他の構成例の説明図。 温度上昇の測定結果を示すグラフ。

本発明を画像形成装置の現像装置における軸受機構に適用した実施形態について説明する。図１は実施形態に係る軸受機構の一例の概略構成図である。図１（ａ）と図１（ｂ）の各例は、現像剤やトナーを搬送するための搬送部材１００の軸１０１を受ける軸受部材１２０を備えている。搬送部材１００は軸１０１上にスクリュウ羽根１０２を有し、搬送経路形成部材１０３内で現像剤又はトナーを搬送する。この軸受部材１２０は、内側の軸受部としての回転軸受１３０と、回転軸受１３０を回転可能に保持する外側の軸受部としての固定軸受１４０とを備えている。軸１０１と回転軸受１３０の間をシールするための第一シール部材１５１と、回転軸受１３０と固定軸受１４０との間をシールするための第二シール部材１５２とを有する。２つのシール部材１５１，１５２は、摺擦部が軸方向で異なる位置に生じるように配置されている。

回転軸受１３０が軸１０１を支持し、固定軸受１４０が回転軸受１３０を支持しており、軸１０１と回転軸受１３０、回転軸受１３０と固定軸受１４０がそれぞれ摺動する。軸１０１と回転軸受１３０の図中右側の端部にはそれぞれ駆動ギヤ１６０，１６１が取り付けられている。これらの駆動ギヤ１６０，１６１にギヤの噛み合いで駆動が入力される。図１（ａ）に示すように、それぞれに軸駆動入力ギヤ１７０，軸受駆動入力ギヤ１７１を噛み合せ、互いに独立に駆動入力することができる。これに代え、図１（ｂ）に示すように駆動入力ギヤに一つの段付きギヤ１７３の各径部１７３ａ、１７３ｂのギヤを噛み合わせて駆動入力してもよい。段付きギヤ１７３とした場合、部品数の削減による組立性の向上や部品費の低減が見込まれる。いずれにしても、軸１０１と回転軸受１３０を異なる回転数で同じ向きに回転するよう駆動させる。

例えば、狙いの軸回転数（例：７００ｒｐｍ）に対し、回転軸受１３０の回転数を半分（例：３５０ｒｐｍ）にすると、軸１０１と回転軸受１３０、回転軸受１３０と固定軸受１４０の相対的回転数が共に３５０ｒｐｍとなる。こうすることで、摺動部分の発熱が２か所に分散される。具体的には軸１０１と回転軸受１３０との間の摺動部と、回転軸受１３０と固定軸受１４０との間の摺動部に分散される。これにより、分散させずに一箇所で局所的に狙いの回転数にする場合より軸受周りの温度上昇を低減させることができる。相対的回転数は、狙いの軸回転数の半分でなくてもよい。ギヤの設計次第で比較的自由に設定することができる。

図２は、回転軸受１３０と固定軸受１４０との間に、比較的内側の軸受部を回転可能に保持し、かつ、比較的外側の軸受部に回転可能に保持される一段以上の軸受部を有する構成である。図示では、軸を直接受ける回転軸受１３０ａと、固定軸受１４０との間に追加で２段の回転軸受１３０（１３０ｂ、１３０ｃ）を設ける。これにより、各摺動部での相対的回転数をさらに小さくし、それぞれの箇所の発熱を抑えた軸受及び軸受機構である。各回転軸受１３０の軸受のギヤの直径を、これが保持する軸受のギヤの直径より大きく、かつ、これを保持される軸受のギヤの直径より小さくすることで、軸の回転数に対し、軸受の相対的回転数を徐々に小さくすることができる。

図示の例では、段付ギヤ１７４で全てのギヤを駆動している。この段付ギヤ１７４の歯部１７４ａ〜１７４ｄが軸１０１のギヤ１６０，各回転軸受１３０（１３０ａ〜１３０ｃ）の駆動ギヤ（１６１ａ〜１６１ｃ）に噛み合っている。第二シール部材１５１ａ〜１５３ｃは回転軸受１３０間をシールするシール部材である。

図３〜図５は画像形成装置、その現像装置、そのトナー補給装置の構成例を示すものである。図３は、画像形成装置であるプリンタ１の概略構成を示す模式図である。プリンタ１は、筐体内の上部に、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した四つのトナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を着脱自在（交換自在）に設置できる。それらトナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下方に中間転写ユニット８５を備えている。

中間転写ユニット８５の中間転写ベルト４８に下方から対向するように並設された、各色に対応した作像部４６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を備えている。トナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下方には、それぞれ、トナー補給装置６０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を備えている。トナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に収容されたトナーは、それぞれ、トナー補給装置６０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）によって、作像部４６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像手段としての現像装置５０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）内に供給（補給）される。

各色に対応した四つのトナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、作像部４６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）及びトナー補給装置６０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、使用するトナーの色が異なる点以外は同様の構成である。以下の説明及び図面では、使用するトナーの色を示す「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」という添字は適宜省略して説明する。

図４は、四つの作像部４６のうちの一つ４６Ｙの概略構成を示す模式図である。作像部４６は、潜像担持体としての感光体４１と、感光体４１の周囲に配設された帯電部４４、現像装置５０、クリーニング部４２、除電部等とを備える。そして、感光体４１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）を行って、感光体４１上に各色の画像を形成する。

感光体４１は、駆動モータによって図４中の時計方向に回転駆動する。帯電部４４は、感光体４１の表面を一様に帯電する（帯電工程）。その後、感光体４１の表面は、露光装置４７から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達する。露光装置４７は、この位置で露光走査により各色に対応した静電潜像を形成する（露光工程）。その後、感光体４１の表面は、現像装置５０との対向位置に達する。現像装置５０はこの位置で静電潜像を現像し、各色のトナー像を形成する（現像工程）。その後、感光体４１の表面は、中間転写ベルト４８を挟んで一次転写ローラ４９と対向する一次転写部で、感光体４１上のトナー像を中間転写ベルト４８上に転写する（一次転写工程）。各色の感光体４１上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト４８上に重ねて転写することで、中間転写ベルト４８上にカラー画像を形成する。

一次転写部を通過した感光体４１の表面上には、僅かながら未転写トナーが残存する。その後、感光体４１の表面は、クリーニング部４２との対向位置に達する。この位置で、クリーニングブレード４２ａが感光体４１上に残存した未転写トナーを機械的に回収する（クリーニング工程）。最後に、感光体４１の表面は、除電部との対向位置に達する。ここで除電部が感光体４１上の残留電位を除去する。

中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト４８、四つの一次転写ローラ４９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、二次転写バックアップローラ８２、複数のテンションローラ、中間転写クリーニング部等を備える。中間転写ベルト４８は、複数の張架ローラによって張架、支持され、ローラ部材のうちの二次転写バックアップローラ８２の回転駆動により図３中の反時計周り方向に無端移動する。四つの一次転写ローラ４９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ、中間転写ベルト４８を感光体４１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）との間に挟み込んで一次転写ニップを形成している。

そして、一次転写ローラ４９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）には、トナーの極性とは逆の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト４８は、矢印方向に走行して、それぞれの一次転写ローラ４９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の一次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体４１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上の各色のトナー像を、中間転写ベルト４８上に重ねて一次転写する。

各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト４８は、二次転写ローラ８９と対向する二次転写部に達する。二次転写部では、二次転写バックアップローラ８２と二次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト４８を挟み込んで二次転写ニップを形成する。中間転写ベルト４８上に形成された四色のトナー像は、この二次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト４８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。その後、中間転写ベルト４８は、中間転写クリーニング部の位置に達し、中間転写ベルト４８上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト４８上で行われる一連の転写プロセスが終了する。

二次転写ニップの位置に搬送される記録媒体Ｐは、装置本体の下方に配設された給紙部２６から、給紙ローラ２６ａ、２７ａやレジストローラ対２８等を経由して搬送されたものである。詳しくは、給紙部２６、２７には記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２６ａ、２７ａが図３中の反時計方向に回転駆動され、一番上の記録媒体Ｐをレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送する。回転駆動を停止したレジストローラ対２８がレジストローラ対２８に搬送されてきた記録媒体Ｐをローラニップで一旦停止させる。そして、レジストローラ対２８は中間転写ベルト４８上のカラー画像にタイミングを合わせて回転駆動され、記録媒体Ｐを二次転写ニップに向けて搬送する。こうして、記録媒体Ｐは、所望のカラー画像が転写される。

二次転写ニップでカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置８６に搬送する。定着装置８６は、定着ベルト及び加圧ローラによる熱と圧力とで、表面に転写されたカラー画像を記録媒体Ｐ上に定着する。その後、定着装置８６は排紙ローラ対２９のローラ間に記録媒体Ｐを送り込む。排紙ローラ対２９は記録媒体Ｐを装置外に排出しスタック部３０上に順次スタックする。こうして、プリンタ１は一連の画像形成プロセスを完了する。

次に、作像部における現像装置５０の構成及び動作について、さらに詳しく説明する。
現像装置５０は、図４に示すように、ドラム状の感光体４１に対向する現像ローラ５１、現像ローラ５１に対向するドクターブレード５２、第一現像剤収容部５３及び第二現像剤収容部５４内に配設された二つの搬送スクリュー５５を備える。さらに、第一現像剤収容部５３の現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ５６を備える。現像ローラ５１は、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等を備える。現像剤収容部（５３，５４）は、キャリアとトナーとからなる二成分の現像剤Ｇを収容する。第二現像剤収容部５４は、その上方に形成されたトナー補給口５７を備えている。

現像ローラ５１のスリーブは、図４の矢印方向（反時計周り方向）に回転駆動する。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ５１上に担持された現像剤Ｇは、スリーブの回転にともない現像ローラ５１上を移動する。現像装置５０内の現像剤Ｇは、現像剤中のトナーの割合（トナー濃度）が所定の範囲内になるように調整されている。トナー補給装置６０は、現像装置５０内のトナー消費に応じ、トナー容器３２に収容されているトナーを、トナー補給口５７を介して第二現像剤収容部５４内に補給する。トナー補給装置の構成、動作については、後で詳しく説明する。

第二現像剤収容部５４内に補給されたトナーは、二つの搬送スクリュー５５によって、現像剤Ｇとともに混合、攪拌されながら、二つの現像剤収容部（５３，５４）を循環する。そして、現像剤Ｇ中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ５１上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ５１上に担持される。現像ローラ５１上に担持された現像剤Ｇはドクターブレード５２の位置に達する。

そして、現像ローラ５１上の現像剤Ｇは、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体４１との対向位置（現像領域）まで搬送される。感光体４１上に形成された潜像は現像領域に形成された電界によってトナーを吸着する。その後、現像ローラ５１上に残った現像剤Ｇはスリーブの回転にともない第一現像剤収容部５３の上方に達して、この位置で現像ローラ５１から離脱する。

図５は、Ｙ用のものを例にして、トナー補給装置６０と、これにセットされたトナー容器３２とを示す模式図である。トナー補給装置６０は、搬送路形成部材たる搬送ノズル６１１、搬送スクリュー６１４、トナー落下搬送管６４、貯留部であるサブホッパ６３、現像剤補充機構としてのボトル側駆動機構部９１、サブホッパ側駆動機構部９２、補給管６１、補給スクリュー６２等を有している。

トナー容器３２がトナー補給装置６０のセットカバー６０８に対して図中矢印Ａ方向へ差し込まれて装着されると、その装着動作に連動してトナー容器３２の先端側に対してトナー補給装置６０の搬送ノズル６１１が挿入され、トナー容器３２内と搬送ノズル６１１内とが連通する。

トナー容器３２は、円筒状の形状であり、セットカバー６０８に差し込まれる容器先端カバー３４や、容器回転ギヤ３０１が一体形成されたトナーボトル３３などから成る。容器先端カバー３４は、トナーボトル３３の回転軸線方向の先端部を受け入れた状態で、トナーボトル３３を回転可能に保持する。容器先端カバー３４は情報記憶部としてのＩＤチップ７００を備えている。このＩＤチップ７００には、収容しているトナーの色や組成や成分を含む特性、製造ロット番号、使用状況等のデータを記録される。セットカバー６０８にはＩＤチップ７００と電気接続するためのＩＤチップコネクタ７０１が設けられている。ＩＤチップ７００に代えバーコードやＱＲコード（登録商標）等を設け、セットカバー６０８にこれらに対応した読み取り手段を設けてもよい。

トナー補給装置６０のセットカバー６０８にトナー容器３２の容器先端カバー３４が差し込まれた状態で、駆動モータや駆動ギヤ等で構成されているボトル側駆動機構部９１がトナー容器３２の容器回転ギヤ３０１に回転駆動力を伝達する。これにより、トナー容器３２のトナーボトル３３が容器先端カバー３４に保持された状態で図中矢印Ｂ方向に回転駆動する。この回転駆動に伴って、トナーボトル３３の内周面に螺旋状に形成された螺旋状突起３０２も回転する。この回転で、トナーボトル３３の内部に収容されたトナーを、ボトルの後端側から先端側（図５中の左側から右側）に向けて搬送する。そして、容器先端カバー３４から搬送ノズル６１１内に供給する。

搬送ノズル６１１内には、粉体搬送部材としての搬送スクリュー６１４が配置されており、その長手方向の端部に固定された搬送スクリューギヤ６０５と一体的に回転する。ボトル側駆動機構部９１は、回転駆動力を搬送スクリューギヤ６０５に出力することで、搬送スクリュー６１４を回転駆動して搬送ノズル６１１内のトナーを搬送する。

搬送ノズル６１１のトナー搬送方向下流端には、トナー落下搬送管６４が重力方向下方から接続している。搬送スクリュー６１４によって搬送ノズル６１１内で搬送されるトナーは、搬送ノズル６１１からトナー落下搬送管６４内に落とし込まれてサブホッパ６３内に重力落下する。これにより、サブホッパ６３内にトナーを補充する。サブホッパ６３は、サブホッパ６３内のトナー量を検知するトナー量検知センサ１１１を備えている。トナー量検知センサ１１１として圧電方式のセンサ、光反射方式など種々の方式のセンサを用いることができる。

サブホッパ６３の下部には、補給管６１が接続されている。サブホッパ６３は回転駆動される二つのアジテータ６６を備えている。二つのアジテータ６６は回転駆動によって補給管６１に向けてトナーを搬送する。この補給管６１は内部に補給スクリュー６２を備える。サブホッパ側駆動機構部９２は、サブホッパ６３内の二つのアジテータ６６と、補給管６１内の補給スクリュー６２とに対して独立して回転駆動力を伝達することが可能になっている。二つのアジテータ６６を回転駆動することで、サブホッパ６３内のトナーを補給管６１に向けて搬送し、補給スクリュー６２を回転駆動することで、サブホッパ６３内のトナーを現像装置５０内に補給する。このサブホッパ側駆動機構部９２は、ボトル側駆動機構部９１とは独立して駆動できる。

以上のトナー補給装置６０は、サブホッパ６３を介してトナー容器３２からトナーを現像装置５０へ補給しているが、トナー容器３２からのトナーをダイレクトに現像装置５０へ供給してもよい。

以上のプリンタ１の現像装置５０における搬送スクリュー５５，トナー補給装置６０における搬送スクリュー６１４，アジテータ６６，補給スクリュー６２などの軸受機構に適用できる。

この現像装置５０における搬送スクリュー５５を支持する軸受機構に適用する場合、回転軸受１３０は現像剤Ｇに接触する。図６はこのような適用箇所に好適な回転軸受１３０の形状例を示すものである。回転軸受１３０の外周に攪拌部材形状を設けることにより、現像剤の滞留や剤圧の上昇を抑えることができ、軸受からの現像剤漏れを防止することができる。図６（ａ）にはパドル状の攪拌部材形状部１３３を設けたものである。図６（ｂ）は、この回転軸受１３０を用いた図１の軸受機構例を示す。図６（ｃ）はスパイラル状の攪拌羽根部分１３４を設けた例を示す。攪拌部材の形状はこれらに限らない。

図７に回転軸受１３０の他の構成例を示す。図７（ａ）は軸１０１や第一シール部材１５１との摺動部を金属とした回転軸受１３０の斜視図、図７（ｂ）はこの回転軸受１３０を用いた図１の軸受機構例を示す。金属部分１３５はハッチング付した部分である。図２の構成のように、回転軸受１３０を複数設ける場合にも同様の構成を採用し、内側に位置する回転軸受１３０を支持する部分として金属部分１３５を用いることもできる。樹脂よりも金属の方が放熱性が高いため、温度上昇が低減される。図７（ａ）（ｂ）のように、軸１０１や固定軸受１４０を支持する部分を金属とするのに代え、あるいは、これに加え、図７（ｃ）、図７（ｄ）に示すように、固定軸受１４０に支持される部分１３６を金属としてもよい。この部分に第二シール部材１５２を接触させることが好ましい。図２の構成における各回転軸受１３０の構成としても用いることができる。

図８に回転軸受１３０の更に他の構成例を示す。図８（ａ）は回転軸受１３０単体の縦断面図、図８（ｂ）は図８（ａ）中右側から見た図、図８（ｃ）は、この回転軸受１３０を用いた図１の軸受機構例を示す。この回転軸受１３０は第一シール部材１５１が取り付く樹脂部に筒状の金属部材１３７（部分）がインサート成型で一体化されている。少なくとも固定軸受１４０と嵌合する部分（固定軸受１４０に取り付く第二シール部材１５２の接触する部分を含む）は金属部分のみで構成される。これにより、金属部分の内側に樹脂部分が存在する図７（ｃ）、（ｄ）に示す例に比べ、強度を保ちながら薄肉化を図ることができる。樹脂が無い方が金属部の径を細くでき、固定軸受１４０と回転軸受１３０の摺動速度[Ｖ∝金属部径]を抑えられ、ここでの発熱[発熱量∝Ｖ]を減らせる。

筒状の金属部材の端部１３７ａにはＤカット形状或いは小判形状、或いは複数のＤカット形状（以下Ｄカット形状等）が形成され、図８（ｃ）に示すようにこのＤカット形状等が駆動ギヤ１６１に嵌合することで回転軸受１３０に駆動力を伝達する。回転軸受１３０は軸受のみ回転するため回転負荷は小さく、金属部分を貫通しない程度のＤカット形状等でも駆動伝達は可能であるが、金属形状を貫通する大きさのＤカット形状等でもよい。この場合、Ｄカット形状等に嵌合する駆動ギヤ１６１と軸１０１とが干渉しないように駆動ギヤ１６１の軸対応部分に逃げ形状を設けると良い。逃げ形状は軸径と同等か同等以上の径の円弧形状が好ましい。

この図８の回転軸受１３０も、図２の構成における各回転軸受１３０の構成としても用いることができる。ただし、図２のように回転軸受を多段に用いる場合に、金属同士の摺動を避けるためには、図７（ｃ）、（ｄ）に示す例のように、内側の回転軸受と接触部分が樹脂である構造が好ましい。

以上の説明した図１，図２，図６，図７、図８を用いて説明した実施形態の軸受及び軸受機構において、軸受の樹脂部はポリアセタールなどの摺動性樹脂を用いることで摺動性が向上し発熱が低減される。また、シール部材にはグリスレスのものを用いることによって、現像剤Ｇの凝集体発生リスクをなくすことができる。

また、図１，図２，図６，図７、図８を用いて説明した実施形態の軸受及び軸受機構は、現像装置５Ｙに限らず、現像装置５Ｙにトナーを補給するトナー補給装置の搬送部材や、その他画像形成装置における現像剤・トナーが接触する可能性のある回転軸に設けることにより、発熱によるトナー溶着を防止することができる。

従来の軸受と、図１に記載の本願実施例の軸受を１０００ｒｐｍで１時間連続駆動した際のシール部の温度上昇の測定例を以下に示す。構成部品の諸条件は下の表１の通りである。

図９は従来のシール部材と、実施例の回転軸受１３０の第一シール部材１５１によるシール部分（回転軸受シール部）、第二シール部材１５２によるシール部分（固定軸受シール部）の温度上昇の測定結果を示すグラフである。１０００ｒｐｍで１時間駆動した場合の駆動前後の温度上昇の測定結果である。このように、従来２７ｄｅｇの温度上昇していたシール部に対応する箇所にあたる回転軸受１３０の温度は１４ｄｅｇに大きく低減した。また、固定軸受１４０のシールも１７ｄｅｇで従来のシール２７ｄｅｇよりもかなり低く収まっている。固定軸受１４０が回転軸受１３０よりも温度が高くなる理由はシールが接触する部分の直径が大きいことで、摺動速度が速くなっているからである。（摺動速度＝回転数×摺動部直径×π）。

固定軸受１４０の温度上昇をさらに低減するためには、回転軸受１３０の固定軸受１４０との接触部の肉厚を薄くする必要があり、例えば、回転軸受１３０の固定軸受１４０対応部分を厚さ０．３ｍｍという薄い金属円柱部品で作ることにより、Φ６．６となり、改善することができる。また、金属にしたことでシール部で発生した熱の分散効果も加わり、単に径を小さくした以上の効果を得ることができる。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
実施形態に係る軸受部材の基本構成は、軸を受けるためのものである。実施形態に係る軸受部材は、内側の軸受部と、前記内側の軸受部を回転可能に保持する外側の軸受部と、軸と前記内側の軸受部の間をシールするためのシール部材と、前記内側の軸受部と前記外側の軸受部との間をシールするためのシール部材とを設けたものである。よって、回転軸の回転数が高い装置構成でも、軸受部の発熱による温度上昇を抑制できる。なお、受けられる軸の中心に近い側の軸受部を「内側」といい、逆に「内側」よりも軸の中心から離れた側の軸受部を「外側」という。

（態様２）
また、実施形態に係る軸受部材では、２つの前記シール部材は、摺擦部が軸方向で異なる位置に生じるように配置したものである。よって、軸方向で同じ位置にするものと異なり、発熱部｛シール部｝が近い位置にあって発熱が合算されて温度が高くなるのを回避できる。

（態様３）
また、実施形態に係る軸受部材では、前記内側の軸受部と前記外側の軸受部との間に、比較的内側の軸受部を回転可能に保持し、かつ、比較的外側の軸受部に回転可能に保持される一段以上の軸受部を有するものである。よって、軸受を回転可能に保持し、自らも回転可能に保持される軸受を複数設けることにより、各摺動部での相対的回転数がさらに小さくなるため局所的な発熱を抑えることができる。

（態様４）
また、実施形態に係る軸受機構では、態様３の軸受部材において、前記比較的外側の軸受部に回転可能に保持される一段以上の軸受部は、被保持部が筒状の金属部材であり、前記金属部材の内側に樹脂部材が設けられている。よって、摺動が金属と樹脂とで行われ、金属同士である場合に比し、摺動による発熱を抑えることができる。例えば、図７（ｄ）のように保持される軸受のシール部と接触する部分を金属部で形成し、金属部の内側に樹脂部若しくは摺動性の良いコート層が設けられることが好ましい。金属同士の摺動を避けるためである。径が大きくならないように樹脂の厚みを薄く形成することが好ましく、例えば、レーザ処理、プラズマ処理等を用いて薄い樹脂部を形成する。または、金属部内壁に表面処理としてナノレベルのディンプルを形成した上で射出成型する。これらにより、薄層でも金属と樹脂が強固に一体化されるようにすることができる。

（態様５）
また、実施形態に係る軸受機構では、前記軸受部材は、内側の軸受部と、前記内側の軸受部を回転可能に保持する外側の軸受部と、前記内側の軸受部と一体で回転する第二ギヤとを有し、前記第一ギヤは前記第二ギヤよりも直径が小さいものである。よって、軸に取り付けられる第一ギヤの直径を、内側軸受に取り付けられる第二ギヤより小さくすることにより内側軸受の回転数の方が小さくなり、相対的回転数を小さくすることができる。

（態様６）
また、実施形態に係る軸受機構では、前記軸受部材は、前記内側の軸受部と前記外側の軸受部との間に、比較的内側の軸受部を回転可能に保持し、かつ、比較的外側の軸受部に回転可能に保持される一段以上の軸受部を有するものである。よって、軸受を回転可能に保持し、自らも回転可能に保持される軸受を複数設けることにより、各摺動部での相対的回転数がさらに小さくなるため局所的な発熱を抑えることができる。

（態様７）
また、実施形態に係る軸受機構では、前記一段以上の軸受部に一体回転するギヤを設け、前記一体回転するギヤは、設けられている軸受部が保持する軸受部のギヤより直径が大きく、前記設けられている軸受部を保持する軸受部のギヤよりも直径が小さいものである。よって、各軸受のギヤの直径を保持する軸受のギヤの直径より大きく、保持される軸受のギヤの直径より小さくすることで、軸の回転数に対し、軸受の相対的回転数を徐々に小さくすることができる。

（態様８）
また、実施形態に係る軸受機構では、前記第一ギヤ、及び、前記軸受部材のギヤを駆動する、一つの段付きギヤを設けたものである。よって、駆動ギヤを一つの段付きギヤにすることで部品数が減るため、組立が容易になり部品費も低減できる。

（態様９）
また、実施形態に係る軸受部材では、前記内側の軸受部の外周に螺旋羽根形状を設けたものである。よって、現像剤の搬送経路に軸受外周があり、現像剤が接触する場合、攪拌形状を設けることで現像剤の滞留や剤圧の上昇を抑えることができ、軸受からの現像剤漏れを防止できる。

（態様１０）
また、実施形態に係る軸受部材では、少なくとも一つの軸受部の材質が摺動性樹脂である。よって、摺動性が向上し発熱を低減できる。

（態様１１）
また、実施形態に係る軸受部材では、前記内側の軸受部の材質がポリアセタール樹脂である。よって、一般によく用いられる摺動性樹脂であり、入手が容易である。

（態様１２）
また、実施形態に係る軸受部材では、前記軸受部における当該軸受部を保持する軸受部と摺動する部分は金属である。よって、樹脂よりも金属の方が放熱性が高いため、温度上昇が低減される。

（態様１３）
また、実施形態に係る軸受部材では、前記摺動する部分を、薄い円柱状の金属部で形成し、この金属部の表面に前記軸受部を保持する軸受部との間をシールするシール部材を接触させたものである。よって、樹脂よりも金属の方が放熱性が高いため、温度上昇が低減される。

（態様１４）
また、実施形態に係る軸受部材では、２つの前記シール部材の少なくとも一方は、フッ素材質の摺動層を有するものである。よって、摺動性が向上し発熱を低減できる。シール部材をグリスレスにできるので、グリスによる凝集体発生のリスクもなくなる。

（態様１５）
また、実施形態に係る現像装置は、態様１乃至１４の何れか一に記載の軸受部材又は軸受機構を備えたものである。よって、現像剤の搬送部材に用いることにより、軸受周りでのトナー凝集を防止できる。

（態様１６）
また、実施形態に係る現像装置は、態様１３に記載の軸受部材と、回転部材とを有する現像装置であって、前記薄い円柱状の金属部の先端には円柱形状の一部が欠落した部分を有し、前記回転部材は、前記円柱と同軸上に設けられ、前記欠落した部分と嵌合して回転力を伝達する回転力伝達部を有するものである。よって、軸受周りでのトナー凝集を防止できる。

（態様１７）
また、実施形態に係る画像形成装置は、態様１乃至１４の何れか一に記載の軸受部材又は軸受機構を備えたものである。よって、現像装置、トナー補給装置など現像剤・トナーが接触する可能性のある回転軸に設けることにより、トナー凝集を防止できる。その他の粉体の搬送部材の軸受についても同様である。

１ ：プリンタ
５Ｙ ：現像装置
２６ ：給紙部
２６ａ ：給紙ローラ
２７ ：給紙部
２７ａ ：給紙ローラ
２８ ：レジストローラ対
２９ ：排紙ローラ対
３０ ：排出しスタック部
３２ ：トナー容器
３３ ：トナーボトル
３４ ：容器先端カバー
４１ ：感光体
４２ ：クリーニング部
４２ａ ：クリーニングブレード
４４ ：帯電部
４６ ：作像部
４７ ：露光装置
４８ ：中間転写ベルト
４９ ：一次転写ローラ
５０ ：現像装置
５１ ：現像ローラ
５２ ：ドクターブレード
５３ ：第一現像剤収容部
５４ ：第二現像剤収容部
５５ ：搬送スクリュー
５６ ：トナー濃度センサ
５７ ：トナー補給口
６０ ：トナー補給装置
６１ ：補給管
６２ ：補給スクリュー
６３ ：サブホッパ
６４ ：トナー落下搬送管
６６ ：アジテータ
８２ ：二次転写バックアップローラ
８５ ：中間転写ユニット
８６ ：定着装置
８９ ：二次転写ローラ
９１ ：ボトル側駆動機構部
９２ ：サブホッパ側駆動機構部
１００ ：搬送部材
１０１ ：軸
１０２ ：スクリュウ羽根
１０３ ：搬送経路形成部材
１１１ ：トナー量検知センサ
１２０ ：軸受部材
１３０ ：回転軸受
１３０ａ ：回転軸受
１３３ ：攪拌部材形状部
１３４ ：攪拌羽根部分
１３５ ：金属部分
１３６ ：支持される部分
１４０ ：固定軸受
１５１ ：第一シール部材
１５２ ：第二シール部材
１６０ ：駆動ギヤ
１６１ ：駆動ギヤ
１７０ ：軸駆動入力ギヤ
１７１ ：軸受駆動入力ギヤ
１７３ ：段付きギヤ
１７３ａ ：径部
１７３ｂ ：径部
１７４ ：段付ギヤ
１７４ａ ：歯部
１７４ｂ ：歯部
１７４ｃ ：歯部
１７４ｄ ：歯部
３０１ ：容器回転ギヤ
３０２ ：螺旋状突起
６０５ ：搬送スクリューギヤ
６０８ ：セットカバー
６１１ ：搬送ノズル
６１４ ：搬送スクリュー
７００ ：ＩＤチップ
７０１ ：ＩＤチップコネクタ
Ｇ ：現像剤
Ｌ ：レーザ光
Ｐ ：記録媒体

特開２０１４‐２２８６６６号公報

Claims (17)

1. 軸を受けるための軸受部材であって、
   内側の軸受部と、
   前記内側の軸受部を回転可能に保持する外側の軸受部と、
   軸と前記内側の軸受部の間をシールするためのシール部材と、
   前記内側の軸受部と前記外側の軸受部との間をシールするためのシール部材とを設けたことを特徴とする軸受部材。
2. 請求項１に記載の軸受部材において、
   ２つの前記シール部材は、摺擦部が軸方向で異なる位置に生じるように配置したことを特徴とする軸受部材。
3. 請求項１又は２に記載の軸受部材において、
   前記内側の軸受部と前記外側の軸受部との間に、比較的内側の軸受部を回転可能に保持し、かつ、比較的外側の軸受部に回転可能に保持される一段以上の軸受部を有することを特徴とする軸受部材。
4. 請求項３の軸受部材において、
   前記比較的外側の軸受部に回転可能に保持される一段以上の軸受部は、被保持部が筒状の金属部材であり、前記金属部材の内側に樹脂部材が設けられていることを特徴とする軸受部材。
5. 第一ギヤを備えた軸と、軸受部材とを有する軸受機構であって、
   前記軸受部材は、
   内側の軸受部と、
   前記内側の軸受部を回転可能に保持する外側の軸受部と、
   前記内側の軸受部と一体で回転する第二ギヤとを有し、
   前記第一ギヤは前記第二ギヤよりも直径が小さいことを特徴とする軸受機構。
6. 請求項５に記載の軸受機構、または、前記軸受部材として請求項１若しくは２に記載の軸受部材を用いた請求項５に記載の軸受機構において、
   前記軸受部材は、前記内側の軸受部と前記外側の軸受部との間に、比較的内側の軸受部を回転可能に保持し、かつ、比較的外側の軸受部に回転可能に保持される一段以上の軸受部を有することを特徴とする軸受機構。
7. 請求項６に記載の軸受機構において、
   前記一段以上の軸受部に一体回転するギヤを設け、
   前記一体回転するギヤは、設けられている軸受部が保持する軸受部のギヤより直径が大きく、前記設けられている軸受部を保持する軸受部のギヤよりも直径が小さいことを特徴とする軸受機構。
8. 請求項５乃至７の何れか一に記載の軸受機構において、
   前記第一ギヤ、及び、前記軸受部材のギヤを駆動する、一つの段付きギヤを設けたことを特徴とする軸受機構。
9. 請求項１乃至３の何れか一に記載の軸受部材において、
   前記内側の軸受部の外周に螺旋羽根形状を設けたことを特徴とする軸受部材。
10. 請求項１乃至３、及び９の何れか一に記載の軸受部材において、
    少なくとも一つの軸受部の材質が摺動性樹脂であることを特徴とする軸受部材。
11. 請求項１乃至３、９、及び１０の何れか一に記載の軸受部材において、
    前記内側の軸受部の材質がポリアセタール樹脂であることを特徴とする軸受部材。
12. 請求項１乃至３，及び、９乃至１１の何れか一に記載の軸受部材において、
    前記軸受部における当該軸受部を保持する軸受部と摺動する部分は金属であることを特徴とする軸受部材。
13. 請求項１２に記載の軸受部材において、
    前記摺動する部分を、薄い円柱状の金属部で形成し、この金属部の表面に前記軸受部を保持する軸受部との間をシールするシール部材を接触させたことを特徴とする軸受部材。
14. 請求項１乃至３、及び、９乃至１３の何れか一に記載の軸受部材において、
    ２つの前記シール部材の少なくとも一方は、フッ素材質の摺動層を有することを特徴とする軸受部材。
15. 請求項１乃至１４の何れか一に記載の軸受部材又は軸受機構を備えた現像装置。
16. 請求項１３に記載の軸受部材と、回転部材とを有する現像装置であって、
    前記薄い円柱状の金属部の先端には円柱形状の一部が欠落した部分を有し、
    前記回転部材は、前記円柱と同軸上に設けられ、前記欠落した部分と嵌合して回転力を伝達する回転力伝達部を有することを特徴とする現像装置。
17. 請求項１乃至１４の何れか一に記載の軸受部材又は軸受機構を備えた画像形成装置。

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