JP2003120673A - 通電焼結軸受ユニット - Google Patents
通電焼結軸受ユニットInfo
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- F16C23/02—Sliding-contact bearings
- F16C23/04—Sliding-contact bearings self-adjusting
- F16C23/041—Sliding-contact bearings self-adjusting with edge relief
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
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- F16C33/10—Construction relative to lubrication
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- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 良好な通電特性を有し、低騒音かつ低コスト
な軸受及びそのユニットを提供する。 【解決手段】 通電焼結軸受ユニットは、通電焼結軸受
50と、通電焼結軸受50の内周に挿通された軸51
と、ワッシャ52及び53とを主要な要素として構成さ
れる。通電焼結軸受50は、焼結金属からなる多孔質体
で円筒状に形成され、その内部気孔に通電油が含浸され
る。通電焼結軸受50の回転に伴い、その内部気孔に含
浸された通電油が、内周面50aの表面開孔から軸51
の外周面との間の隙間に滲み出して油膜を形成する。そ
して、その通電油の油膜によって、通電焼結軸受50の
回転が、軸51に対して非接触支持され、同時に、軸5
1に給電された電荷が、軸51→油膜(油膜中の導電性
物質)→通電焼結軸受50という経路で導電される。
な軸受及びそのユニットを提供する。 【解決手段】 通電焼結軸受ユニットは、通電焼結軸受
50と、通電焼結軸受50の内周に挿通された軸51
と、ワッシャ52及び53とを主要な要素として構成さ
れる。通電焼結軸受50は、焼結金属からなる多孔質体
で円筒状に形成され、その内部気孔に通電油が含浸され
る。通電焼結軸受50の回転に伴い、その内部気孔に含
浸された通電油が、内周面50aの表面開孔から軸51
の外周面との間の隙間に滲み出して油膜を形成する。そ
して、その通電油の油膜によって、通電焼結軸受50の
回転が、軸51に対して非接触支持され、同時に、軸5
1に給電された電荷が、軸51→油膜(油膜中の導電性
物質)→通電焼結軸受50という経路で導電される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、通電性が必要とさ
れる個所に使用される通電軸受及びそのユニットに関
し、例えば電子写真画像形成装置に装備されるローラの
支持用に好適である。ここで、電子写真画像形成装置と
は、電子写真画像形成方法を用いて記録媒体に画像を形
成する装置であり、例えば電子写真複写機(ディジタル
PPC、カラーPPC等)、電子写真プリンタ(カラー
LBPプリンタ、カラーLEDプリンタ等)、ファクシ
ミリ装置、及びワードプロセッサ等が含まれる。
れる個所に使用される通電軸受及びそのユニットに関
し、例えば電子写真画像形成装置に装備されるローラの
支持用に好適である。ここで、電子写真画像形成装置と
は、電子写真画像形成方法を用いて記録媒体に画像を形
成する装置であり、例えば電子写真複写機(ディジタル
PPC、カラーPPC等)、電子写真プリンタ(カラー
LBPプリンタ、カラーLEDプリンタ等)、ファクシ
ミリ装置、及びワードプロセッサ等が含まれる。
【0002】
【従来の技術】例えば電子写真プリンタを例に取ると、
その一構成例が特開平09−244397号公報に記載
されている。
その一構成例が特開平09−244397号公報に記載
されている。
【0003】図7に示すように、電子写真プリンタ1
は、内部に用紙カセット2、画像形成ユニット3、定着
器10、搬送路4などを備えている。用紙カセット2に
は、未印刷の用紙5が収納され、ホッピングローラ6が
その上方に設けられている。搬送ガイド7、および複数
の搬送ローラ8で構成される搬送路4は、電子写真プリ
ンタ1の上部に設けられたスタッカ9に通じている。
は、内部に用紙カセット2、画像形成ユニット3、定着
器10、搬送路4などを備えている。用紙カセット2に
は、未印刷の用紙5が収納され、ホッピングローラ6が
その上方に設けられている。搬送ガイド7、および複数
の搬送ローラ8で構成される搬送路4は、電子写真プリ
ンタ1の上部に設けられたスタッカ9に通じている。
【0004】画像形成ユニット3は、所定方向に回転可
能に取り付けられた感光ドラム11の周りに、帯電ロー
ラ12、LED(発光ダイオード)アレイヘッド13、
現像ローラ14を有する現像装置15、転写ローラ16
などが順に設けられて形成される。定着器10は、上側
のヒートローラ17と下側の圧接ローラ18とで構成さ
れる。
能に取り付けられた感光ドラム11の周りに、帯電ロー
ラ12、LED(発光ダイオード)アレイヘッド13、
現像ローラ14を有する現像装置15、転写ローラ16
などが順に設けられて形成される。定着器10は、上側
のヒートローラ17と下側の圧接ローラ18とで構成さ
れる。
【0005】感光ドラム11は、所定方向に一定速度で
回転し、表面が帯電ローラ12により一様に帯電されて
電荷が付与される。この帯電した感光ドラム11上に
は、LEDアレイヘッド13により画像光が照射され
(半導体レーザとスキャナモータにより画像光を照射す
る構成もある。)、静電潜像が形成される。この静電潜
像は、感光ドラム11が所定方向に回転することによ
り、これと反対方向に回転する現像ローラ14と対向す
る位置に至る。ここで現像ローラ14の表面に付着し、
感光ドラム11の表面の帯電電位と同極性に帯電された
トナーが、静電潜像に付着されて可視像化される(トナ
ー像の形成)。
回転し、表面が帯電ローラ12により一様に帯電されて
電荷が付与される。この帯電した感光ドラム11上に
は、LEDアレイヘッド13により画像光が照射され
(半導体レーザとスキャナモータにより画像光を照射す
る構成もある。)、静電潜像が形成される。この静電潜
像は、感光ドラム11が所定方向に回転することによ
り、これと反対方向に回転する現像ローラ14と対向す
る位置に至る。ここで現像ローラ14の表面に付着し、
感光ドラム11の表面の帯電電位と同極性に帯電された
トナーが、静電潜像に付着されて可視像化される(トナ
ー像の形成)。
【0006】一方、ホッピングローラ6の回転により繰
り出された用紙5は、搬送ローラ8の回転に伴い、感光
ドラム11の回転とタイミングを合わせて転写ローラ1
6の上部に搬送される。そして、感光ドラム11上のト
ナー像は、転写ローラ16により用紙5上に転写され
る。この未定着トナー像を備えた用紙5は、定着器10
まで搬送され、ヒートローラ17と圧接ローラ18との
間に挟まれて加熱・加圧されることにより、トナー像が
用紙5上に定着して印刷が完了する。
り出された用紙5は、搬送ローラ8の回転に伴い、感光
ドラム11の回転とタイミングを合わせて転写ローラ1
6の上部に搬送される。そして、感光ドラム11上のト
ナー像は、転写ローラ16により用紙5上に転写され
る。この未定着トナー像を備えた用紙5は、定着器10
まで搬送され、ヒートローラ17と圧接ローラ18との
間に挟まれて加熱・加圧されることにより、トナー像が
用紙5上に定着して印刷が完了する。
【0007】その後、用紙5は搬送路4上を搬送され
て、スタッカ9に排出される。感光ドラム11上の静電
潜像は、図示されていない除電用光源の光照射により消
去され、用紙5に転写されずに感光ドラム11上に残っ
ているトナーは、図示されていないクリーニングローラ
により除去・回収される。そして、次の画像形成工程に
入り感光ドラム11が再び帯電ローラ12により帯電さ
れる。
て、スタッカ9に排出される。感光ドラム11上の静電
潜像は、図示されていない除電用光源の光照射により消
去され、用紙5に転写されずに感光ドラム11上に残っ
ているトナーは、図示されていないクリーニングローラ
により除去・回収される。そして、次の画像形成工程に
入り感光ドラム11が再び帯電ローラ12により帯電さ
れる。
【0008】図8に示すように、現像装置15は、現像
ローラ14、ブレード21、トナー供給ローラ22、ト
ナー攪拌器23、トナーカートリッジ24とで構成され
る。取換え可能なトナーカートリッジ24内には、トナ
ー25が充填されており、常にトナー25が現像装置1
5に供給される。トナー攪拌器23は、支点23aを中
心として所定方向に回転可能に設けられており、所定方
向に回転してトナー25を攪拌する。トナー25は、攪
拌されてその表面が互いに擦れ合うことにより摩擦帯電
する。
ローラ14、ブレード21、トナー供給ローラ22、ト
ナー攪拌器23、トナーカートリッジ24とで構成され
る。取換え可能なトナーカートリッジ24内には、トナ
ー25が充填されており、常にトナー25が現像装置1
5に供給される。トナー攪拌器23は、支点23aを中
心として所定方向に回転可能に設けられており、所定方
向に回転してトナー25を攪拌する。トナー25は、攪
拌されてその表面が互いに擦れ合うことにより摩擦帯電
する。
【0009】トナー供給ローラ22は、現像ローラ14
と擦れ合いながら現像ローラ14と同方向に回転する。
現像ローラ14の表面に付着したトナー25は、ブレー
ド21によって薄層化される。そして、現像ローラ14
の表面で薄層となったトナー25は感光ドラム11上の
静電潜像に付着してトナー像となる。
と擦れ合いながら現像ローラ14と同方向に回転する。
現像ローラ14の表面に付着したトナー25は、ブレー
ド21によって薄層化される。そして、現像ローラ14
の表面で薄層となったトナー25は感光ドラム11上の
静電潜像に付着してトナー像となる。
【0010】図9に示すように、現像ローラ14は、金
属製の軸27と、その周りのロール状のゴム弾性体28
とで構成され、ゴム弾性体28は、導電性物質の配合に
より、導電性(半導電性)が与えられている。また、ゴ
ム弾性体28は、中央部の印字領域29と、両端側の非
印字領域30a、30bとに分けられ、印字領域29に
はトナー供給ローラ22が接触し、非印字領域30a、
30bには図示されていないトナーシールがそれぞれ接
触する。トナーシールは、現像ローラ14とブレード2
1との間の隙間を通り抜けなかった残りのトナー25が
軸方向両端側へ流れようとするのを規制して、トナー2
5の横漏れ飛散を防止する。
属製の軸27と、その周りのロール状のゴム弾性体28
とで構成され、ゴム弾性体28は、導電性物質の配合に
より、導電性(半導電性)が与えられている。また、ゴ
ム弾性体28は、中央部の印字領域29と、両端側の非
印字領域30a、30bとに分けられ、印字領域29に
はトナー供給ローラ22が接触し、非印字領域30a、
30bには図示されていないトナーシールがそれぞれ接
触する。トナーシールは、現像ローラ14とブレード2
1との間の隙間を通り抜けなかった残りのトナー25が
軸方向両端側へ流れようとするのを規制して、トナー2
5の横漏れ飛散を防止する。
【0011】ところで、上記のトナーシールとして、非
印字領域30a、30bとの接触によってトナーの飛散
を物理的に防止するいわゆる接触シールと、例えば図1
0に示すように、現像ローラ14の非印字領域30a、
30bをトナーの帯電電位と同極性に帯電させて(印字
領域29はトナーの帯電電位と逆極性に帯電させ
る。)、トナーの飛散を電気的に防止するシールとがあ
る。後者のシールでは、現像ローラ14の非印字領域3
0a、30bにそれぞれ帯電ローラ40を接触させて、
非印字領域30a、30bを所要の電位に帯電させてい
る。
印字領域30a、30bとの接触によってトナーの飛散
を物理的に防止するいわゆる接触シールと、例えば図1
0に示すように、現像ローラ14の非印字領域30a、
30bをトナーの帯電電位と同極性に帯電させて(印字
領域29はトナーの帯電電位と逆極性に帯電させ
る。)、トナーの飛散を電気的に防止するシールとがあ
る。後者のシールでは、現像ローラ14の非印字領域3
0a、30bにそれぞれ帯電ローラ40を接触させて、
非印字領域30a、30bを所要の電位に帯電させてい
る。
【0012】図11に示すように、帯電ローラ40は導
電性を有する材料で形成され(その表面部は導電性のゴ
ム弾性体で形成される。)、金属製の軸41に転がり軸
受42で支持される。転がり軸受42の内部には、いわ
ゆる通電グリースが封入される。軸41は、図示されて
いないアームに揺動可能に支持され、弾性部材によって
現像ローラ14側に付勢される。これにより、帯電ロー
ラ40の表面が、非印字領域30a(30b)に弾性的
に接触する。そして、軸41に所要の電荷が給電され、
その電荷が軸41→転がり軸受42→帯電ローラ40と
いう経路で非印字領域30a(30b)に給電される。
これにより、非印字領域30a(30b)が所要の電位
に帯電されて、トナーシールが構成される。
電性を有する材料で形成され(その表面部は導電性のゴ
ム弾性体で形成される。)、金属製の軸41に転がり軸
受42で支持される。転がり軸受42の内部には、いわ
ゆる通電グリースが封入される。軸41は、図示されて
いないアームに揺動可能に支持され、弾性部材によって
現像ローラ14側に付勢される。これにより、帯電ロー
ラ40の表面が、非印字領域30a(30b)に弾性的
に接触する。そして、軸41に所要の電荷が給電され、
その電荷が軸41→転がり軸受42→帯電ローラ40と
いう経路で非印字領域30a(30b)に給電される。
これにより、非印字領域30a(30b)が所要の電位
に帯電されて、トナーシールが構成される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上記の帯電ローラ40
の支持構造のように、ローラの回転を転がり軸受で支持
する構造は、転がり軸受部における振動・騒音の発生が
避けられず(一般に、転がり軸受の振動には、転動体が
軌道面上を転動する際に発生する自励振動と、その自励
振動が周辺部材の固有振動と共振して発生する共鳴振動
とがある。)、特に電子写真画像形成装置のように、低
騒音性が求められる装置では、騒音低減の観点から改良
の余地が認められる。また、電子写真画像形成装置等の
分野では、近時、低コスト化の傾向が顕著であり、コス
ト低減の観点からも改良の余地が認められる。
の支持構造のように、ローラの回転を転がり軸受で支持
する構造は、転がり軸受部における振動・騒音の発生が
避けられず(一般に、転がり軸受の振動には、転動体が
軌道面上を転動する際に発生する自励振動と、その自励
振動が周辺部材の固有振動と共振して発生する共鳴振動
とがある。)、特に電子写真画像形成装置のように、低
騒音性が求められる装置では、騒音低減の観点から改良
の余地が認められる。また、電子写真画像形成装置等の
分野では、近時、低コスト化の傾向が顕著であり、コス
ト低減の観点からも改良の余地が認められる。
【0014】本発明の課題は、良好な通電特性を有し、
低騒音かつ低コストな軸受及びそのユニットを提供する
ことである。
低騒音かつ低コストな軸受及びそのユニットを提供する
ことである。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、焼結金属からなり、その内部気孔に通電
油が含浸された通電焼結軸受と、通電焼結軸受の内周に
挿通された軸とを備えた通電焼結軸受ユニットを提供す
る。ここで、「通電油」とは、潤滑油に導電性物質を配
合して通電性をもたせた潤滑油をいう。導電性物質とし
ては、カーボンブラックや黒鉛や銅紛などを用いること
ができる。
め、本発明は、焼結金属からなり、その内部気孔に通電
油が含浸された通電焼結軸受と、通電焼結軸受の内周に
挿通された軸とを備えた通電焼結軸受ユニットを提供す
る。ここで、「通電油」とは、潤滑油に導電性物質を配
合して通電性をもたせた潤滑油をいう。導電性物質とし
ては、カーボンブラックや黒鉛や銅紛などを用いること
ができる。
【0016】通電焼結軸受と軸との間に相対回転が生じ
ると、通電焼結軸受の内部気孔に含浸された通電油が、
両者の間の隙間(主に軸受隙間)に滲み出して油膜を形
成し、その油膜によって、両者のうち一方の回転が他方
に対して非接触支持される。そのため、転がり軸受によ
る支持構造に比べて、振動・騒音の発生が少なく、良好
な低騒音性が得られる。また、上記隙間に形成される通
電油の油膜を介して、通電焼結軸受と軸との間で通電が
行われるので、良好な通電性が得られる。しかも、焼結
金属からなる通電焼結軸受は、転がり軸受に比べて低コ
ストで製造可能なので、コスト低減を図ることもでき
る。
ると、通電焼結軸受の内部気孔に含浸された通電油が、
両者の間の隙間(主に軸受隙間)に滲み出して油膜を形
成し、その油膜によって、両者のうち一方の回転が他方
に対して非接触支持される。そのため、転がり軸受によ
る支持構造に比べて、振動・騒音の発生が少なく、良好
な低騒音性が得られる。また、上記隙間に形成される通
電油の油膜を介して、通電焼結軸受と軸との間で通電が
行われるので、良好な通電性が得られる。しかも、焼結
金属からなる通電焼結軸受は、転がり軸受に比べて低コ
ストで製造可能なので、コスト低減を図ることもでき
る。
【0017】ところで、通電焼結軸受の内部気孔に保持
された通電油は、上記隙間に臨む表面(主に軸受面)の
気孔(多孔質体組織の内部気孔が表面に開口して形成さ
れた孔)から上記隙間に滲み出して油膜を形成した後、
上記表面の気孔から内部気孔に戻り、再び上記隙間に滲
み出す。このようにして、通電油は上記表面の気孔を介
して内部気孔と上記隙間との間を循環しながら潤滑作用
と通電作用を行うのであるが(通電油に配合された導電
性物質も潤滑油と伴に循環する。)、上記表面の気孔率
(該表面の全面積に占める気孔の面積割合)が過小であ
ると、通電油の適切な循環が阻害され、上記隙間内の通
電油が剪断力や熱による影響を受けて劣化しやすくな
り、逆に表面の気孔率が過大であると、上記隙間内の油
膜の圧力が低下して回転支持機能の低下をきたす可能性
がある。通電油の適切な循環と良好な回転支持機能を確
保する観点から、上記表面の気孔率は10〜40%の範
囲に設定するのが好ましい。
された通電油は、上記隙間に臨む表面(主に軸受面)の
気孔(多孔質体組織の内部気孔が表面に開口して形成さ
れた孔)から上記隙間に滲み出して油膜を形成した後、
上記表面の気孔から内部気孔に戻り、再び上記隙間に滲
み出す。このようにして、通電油は上記表面の気孔を介
して内部気孔と上記隙間との間を循環しながら潤滑作用
と通電作用を行うのであるが(通電油に配合された導電
性物質も潤滑油と伴に循環する。)、上記表面の気孔率
(該表面の全面積に占める気孔の面積割合)が過小であ
ると、通電油の適切な循環が阻害され、上記隙間内の通
電油が剪断力や熱による影響を受けて劣化しやすくな
り、逆に表面の気孔率が過大であると、上記隙間内の油
膜の圧力が低下して回転支持機能の低下をきたす可能性
がある。通電油の適切な循環と良好な回転支持機能を確
保する観点から、上記表面の気孔率は10〜40%の範
囲に設定するのが好ましい。
【0018】また、通電油に配合するカーボンブラック
等の導電性物質の配合量が過大であると、通電油の流動
性が低くなりすぎ、適切な循環が阻害される可能性があ
る。通電油の適切な循環を確保する観点から、導電性物
質の配合量は1wt%以下にするのが好ましい。さら
に、カーボンブラック等の導電性物質の粒径が過大であ
ると、内部気孔や表面開孔に対する流通性が低くなり、
通電油中の導電性物質の適切な循環が阻害される可能性
がある。通電油中の導電性物質の適切な循環を確保し、
良好な通電性を得る観点から、導電性物質の粒径は1μ
m以下とするのが好ましい。
等の導電性物質の配合量が過大であると、通電油の流動
性が低くなりすぎ、適切な循環が阻害される可能性があ
る。通電油の適切な循環を確保する観点から、導電性物
質の配合量は1wt%以下にするのが好ましい。さら
に、カーボンブラック等の導電性物質の粒径が過大であ
ると、内部気孔や表面開孔に対する流通性が低くなり、
通電油中の導電性物質の適切な循環が阻害される可能性
がある。通電油中の導電性物質の適切な循環を確保し、
良好な通電性を得る観点から、導電性物質の粒径は1μ
m以下とするのが好ましい。
【0019】運転の立ち上がり時は、上記隙間に対する
通電油の滲み出し量が少なく、十分な潤滑作用と通電作
用が得られない場合がある。このような場合、上記隙間
に通電グリースを給脂しておくと、運転の立ち上がり時
から良好な潤滑作用と通電作用を得ることができる。こ
こで、「通電グリース」とは、一般に、基油に増ちょう
剤としてカーボンブラックを配合したり、黒鉛や銅紛等
の導電性物質を添加して、通電性をもたせたグリースを
いう。通電グリースの基油は、通電油と同じか、同種の
(相互に攻撃性のない)潤滑油とするのが好ましい。
通電油の滲み出し量が少なく、十分な潤滑作用と通電作
用が得られない場合がある。このような場合、上記隙間
に通電グリースを給脂しておくと、運転の立ち上がり時
から良好な潤滑作用と通電作用を得ることができる。こ
こで、「通電グリース」とは、一般に、基油に増ちょう
剤としてカーボンブラックを配合したり、黒鉛や銅紛等
の導電性物質を添加して、通電性をもたせたグリースを
いう。通電グリースの基油は、通電油と同じか、同種の
(相互に攻撃性のない)潤滑油とするのが好ましい。
【0020】本発明の通電焼結軸受ユニットは、電子写
真画像形成装置に装備されるローラの回転支持用に好適
である。
真画像形成装置に装備されるローラの回転支持用に好適
である。
【0021】また、本発明の通電焼結軸受ユニットは、
通電焼結軸受の外周に装着されたハウジングをさらに備
えたものとすることができ、さらに、ハウジングの外周
にローラを装着したものとすることができる。あるい
は、通電焼結軸受の外周に直接ローラ装着したものとす
ることができる。
通電焼結軸受の外周に装着されたハウジングをさらに備
えたものとすることができ、さらに、ハウジングの外周
にローラを装着したものとすることができる。あるい
は、通電焼結軸受の外周に直接ローラ装着したものとす
ることができる。
【0022】上記のローラは、例えば、電子写真画像形
成装置に装備されるローラの表面と接触して、該ローラ
の除電又は帯電を行う通電ローラであり、この通電ロー
ラには、電子写真画像形成装置に装備される現像ローラ
の非印字領域と接触して、該領域を所要の電位に帯電さ
せる帯電ローラが含まれる。
成装置に装備されるローラの表面と接触して、該ローラ
の除電又は帯電を行う通電ローラであり、この通電ロー
ラには、電子写真画像形成装置に装備される現像ローラ
の非印字領域と接触して、該領域を所要の電位に帯電さ
せる帯電ローラが含まれる。
【0023】また、通電焼結軸受と軸との間の相対的な
揺動変位(調心移動)を許容できるように、通電焼結軸
受の内周面の両端側領域に逃げ部を設けることができ
る。さらに、通電焼結軸受の端面と接触して、通電焼結
軸受と軸との軸方向相対移動を規制する軸方向位置規制
部を軸に設けることができる。この場合、通電焼結軸受
と軸方向位置規制部との間の滑り摩擦抵抗を低減して、
回転トルクの上昇を抑制するため、軸方向位置規制部を
低摩擦材で構成することができる。
揺動変位(調心移動)を許容できるように、通電焼結軸
受の内周面の両端側領域に逃げ部を設けることができ
る。さらに、通電焼結軸受の端面と接触して、通電焼結
軸受と軸との軸方向相対移動を規制する軸方向位置規制
部を軸に設けることができる。この場合、通電焼結軸受
と軸方向位置規制部との間の滑り摩擦抵抗を低減して、
回転トルクの上昇を抑制するため、軸方向位置規制部を
低摩擦材で構成することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
従って説明する。
従って説明する。
【0025】図1は、本発明の実施形態に係る通電焼結
軸受ユニットを示している。この通電焼結軸受ユニット
は、例えば、前述した電子写真プリンタ(1)の現像装
置(15)において、現像ローラ(14)の非印字領域
(30a、30b)と接触して、該領域(30a、30
b)を所要の電位(トナーの帯電電位と同極性の電位)
に帯電させる帯電ローラ(40)を回転自在に支持する
ものである。
軸受ユニットを示している。この通電焼結軸受ユニット
は、例えば、前述した電子写真プリンタ(1)の現像装
置(15)において、現像ローラ(14)の非印字領域
(30a、30b)と接触して、該領域(30a、30
b)を所要の電位(トナーの帯電電位と同極性の電位)
に帯電させる帯電ローラ(40)を回転自在に支持する
ものである。
【0026】この実施形態の通電焼結軸受ユニットは、
通電焼結軸受50と、通電焼結軸受50の内周に挿通さ
れた軸51と、軸方向位置規制部としてのワッシャ52
及び53とを主要な要素として構成される。
通電焼結軸受50と、通電焼結軸受50の内周に挿通さ
れた軸51と、軸方向位置規制部としてのワッシャ52
及び53とを主要な要素として構成される。
【0027】通電焼結軸受50は、焼結金属からなる多
孔質体で円筒状に形成され、その内部気孔に通電油が含
浸される。この実施形態において、通電油は、潤滑油に
導電性物質としてカーボンブラックを配合したものであ
る。カーボンブラックの粒径は1μm以下で、配合量は
1wt%以下である。
孔質体で円筒状に形成され、その内部気孔に通電油が含
浸される。この実施形態において、通電油は、潤滑油に
導電性物質としてカーボンブラックを配合したものであ
る。カーボンブラックの粒径は1μm以下で、配合量は
1wt%以下である。
【0028】通電焼結軸受50の内周面50aは、軸線
Xと平行な中央領域50a1と、その両端側領域の逃げ
部50a2、50a3とで構成され、その表面の気孔率
は10〜40%の範囲内に設定される。中央領域50a
1は、軸51の外周面と微小な軸受隙間を介して対向す
る。この実施形態において、逃げ部50a2、50a3
は、軸線Xと角度θをなすストレート面で構成され、角
度θは、例えば10〜45度の範囲内に設定される。ま
た、逃げ部50a2、50a3の幅W1、W2は、例え
ば通電焼結軸受50の全幅Wに対して1/5〜1/3の
範囲内に設定される。
Xと平行な中央領域50a1と、その両端側領域の逃げ
部50a2、50a3とで構成され、その表面の気孔率
は10〜40%の範囲内に設定される。中央領域50a
1は、軸51の外周面と微小な軸受隙間を介して対向す
る。この実施形態において、逃げ部50a2、50a3
は、軸線Xと角度θをなすストレート面で構成され、角
度θは、例えば10〜45度の範囲内に設定される。ま
た、逃げ部50a2、50a3の幅W1、W2は、例え
ば通電焼結軸受50の全幅Wに対して1/5〜1/3の
範囲内に設定される。
【0029】尚、逃げ部50a2、50a3をR面(凸
円弧面)で構成しても良い。また、中央領域50a1を
R面(凸円弧面)で構成しても良い。さらに、中央領域
50a1及び逃げ部50a2、50a3の双方をR面
(凸円弧面)で構成しても良く、その場合、中央領域5
0a1の曲率半径を逃げ部50a2、50a3の曲率半
径よりも大きくするのが良い。あるいは、中央領域50
a1及び逃げ部50a2、50a3(内周面50aの全
体)を1つのR面(凸円弧面)で構成することもでき
る。
円弧面)で構成しても良い。また、中央領域50a1を
R面(凸円弧面)で構成しても良い。さらに、中央領域
50a1及び逃げ部50a2、50a3の双方をR面
(凸円弧面)で構成しても良く、その場合、中央領域5
0a1の曲率半径を逃げ部50a2、50a3の曲率半
径よりも大きくするのが良い。あるいは、中央領域50
a1及び逃げ部50a2、50a3(内周面50aの全
体)を1つのR面(凸円弧面)で構成することもでき
る。
【0030】通電焼結軸受50の外周面は、図示されて
いない金属製のハウジングの内周に固定され、そのハウ
ジングは帯電ローラ(40)の内周に固定される。ある
いは、通電焼結軸受50の外周を、帯電ローラ(40)
の内周に直接固定する構造とすることもできる。
いない金属製のハウジングの内周に固定され、そのハウ
ジングは帯電ローラ(40)の内周に固定される。ある
いは、通電焼結軸受50の外周を、帯電ローラ(40)
の内周に直接固定する構造とすることもできる。
【0031】軸51は金属材で形成され、その一端部
{図1(a)の右側軸端}に図示されていない給電部
材、例えば給電バネが装着される。また、軸51の一端
側部分{図1(a)の右側部分}は図示されていないア
ームに揺動可能に支持され、弾性部材、例えば加圧バネ
によって所定方向(現像ローラ側)に押圧される。
{図1(a)の右側軸端}に図示されていない給電部
材、例えば給電バネが装着される。また、軸51の一端
側部分{図1(a)の右側部分}は図示されていないア
ームに揺動可能に支持され、弾性部材、例えば加圧バネ
によって所定方向(現像ローラ側)に押圧される。
【0032】ワッシャ52、53は、それぞれ低摩擦
材、例えば自己潤滑性を有する樹脂材で形成される。ワ
ッシャ52は、通電焼結軸受50の一方の端面側{図1
(a)(b)の左端面側}に装着され、軸51の円周溝
51aに嵌着された止め輪54によって、軸方向の一方
{図1(a)(b)の左方向}に抜け止め規制される。
また、ワッシャ53は、通電焼結軸受50の他方の端面
側{図1(a)(b)の右端面側}に装着され、軸51
の肩部51bによって、軸方向の他方{図1(a)
(b)の右方向}に抜け止め規制される。通電焼結軸受
50の端面とワッシャ52、53との間には隙間が設け
られており、その大きさは例えば0.5mm以下であ
る。この隙間は、ワッシャ52、53との接触による通
電焼結軸受50の回転トルク上昇を抑制する役割をもつ
と同時に、後述する通電焼結軸受50の調心移動を円滑
ならしめる役割をもつ。
材、例えば自己潤滑性を有する樹脂材で形成される。ワ
ッシャ52は、通電焼結軸受50の一方の端面側{図1
(a)(b)の左端面側}に装着され、軸51の円周溝
51aに嵌着された止め輪54によって、軸方向の一方
{図1(a)(b)の左方向}に抜け止め規制される。
また、ワッシャ53は、通電焼結軸受50の他方の端面
側{図1(a)(b)の右端面側}に装着され、軸51
の肩部51bによって、軸方向の他方{図1(a)
(b)の右方向}に抜け止め規制される。通電焼結軸受
50の端面とワッシャ52、53との間には隙間が設け
られており、その大きさは例えば0.5mm以下であ
る。この隙間は、ワッシャ52、53との接触による通
電焼結軸受50の回転トルク上昇を抑制する役割をもつ
と同時に、後述する通電焼結軸受50の調心移動を円滑
ならしめる役割をもつ。
【0033】通電焼結軸受50と軸51とが上記隙間の
分だけ軸方向に相対移動すると、通電焼結軸受50の端
面とワッシャ52、53とが接触することによって、上
記の軸方向相対移動が規制される。その際、通電焼結軸
受50の端面とワッシャ52、53との接触部に滑り摩
擦抵抗が発生するが、ワッシャ52、53を低摩擦材で
形成することによって、滑り摩擦抵抗を低減して、回転
トルクの上昇を抑制することができる。尚、ワッシャ5
2、53自体を自己潤滑性の樹脂材で形成する他、ワッ
シャ52、53を金属材等で形成し、その表面(少なく
とも通電焼結軸受50の端面と接触する表面)に低摩擦
材の被膜処理を施しても良い。
分だけ軸方向に相対移動すると、通電焼結軸受50の端
面とワッシャ52、53とが接触することによって、上
記の軸方向相対移動が規制される。その際、通電焼結軸
受50の端面とワッシャ52、53との接触部に滑り摩
擦抵抗が発生するが、ワッシャ52、53を低摩擦材で
形成することによって、滑り摩擦抵抗を低減して、回転
トルクの上昇を抑制することができる。尚、ワッシャ5
2、53自体を自己潤滑性の樹脂材で形成する他、ワッ
シャ52、53を金属材等で形成し、その表面(少なく
とも通電焼結軸受50の端面と接触する表面)に低摩擦
材の被膜処理を施しても良い。
【0034】帯電ローラ(40)が現像ローラ(14)
の非印字領域(30a、30b)と接触して回転する
と、それに伴って通電焼結軸受50が回転する。通電焼
結軸受50の回転に伴い、その内部気孔に含浸された通
電油が、内周面50aの気孔から軸51の外周面との間
の隙間に滲み出して油膜を形成する。そして、その通電
油の油膜によって、通電焼結軸受50及び帯電ローラ
(40)の回転が、軸51に対して非接触支持され、同
時に、軸51に給電された電荷が、軸51→油膜(油膜
中の導電性物質)→通電焼結軸受50→(ハウジング)
→帯電ローラ(40)という経路で導電される。これに
より、帯電ローラ(40)と接触する現像ローラ(1
4)の非印字領域(30a、30b)が所要の電位に帯
電されて、トナーの飛散を電気的に防止するトナーシー
ルが構成される。
の非印字領域(30a、30b)と接触して回転する
と、それに伴って通電焼結軸受50が回転する。通電焼
結軸受50の回転に伴い、その内部気孔に含浸された通
電油が、内周面50aの気孔から軸51の外周面との間
の隙間に滲み出して油膜を形成する。そして、その通電
油の油膜によって、通電焼結軸受50及び帯電ローラ
(40)の回転が、軸51に対して非接触支持され、同
時に、軸51に給電された電荷が、軸51→油膜(油膜
中の導電性物質)→通電焼結軸受50→(ハウジング)
→帯電ローラ(40)という経路で導電される。これに
より、帯電ローラ(40)と接触する現像ローラ(1
4)の非印字領域(30a、30b)が所要の電位に帯
電されて、トナーの飛散を電気的に防止するトナーシー
ルが構成される。
【0035】帯電ローラ(40)は、軸51が上述した
加圧バネで押圧され、現像ローラ側に揺動変位すること
によって非印字領域(30a、30b)に加圧される
が、その際、通電焼結軸受50の両端側領域に逃げ部5
0a2、50a3が設けられているので、通電焼結軸受
50は軸51に対して調心移動(軸方向に揺動変位)す
ることができ、それによって、帯電ローラ(40)は非
印字領域(30a、30b)に常に密着した状態で接触
することができる。尚、通電焼結軸受50が調心移動を
行う際の応力集中を緩和すると共に、円滑な調心移動を
可能にするため、内周面50aにおける中央領域50a
1と逃げ部50a2、50a3との間の境界部分をR面
(凸円弧面)とするのが好ましい。
加圧バネで押圧され、現像ローラ側に揺動変位すること
によって非印字領域(30a、30b)に加圧される
が、その際、通電焼結軸受50の両端側領域に逃げ部5
0a2、50a3が設けられているので、通電焼結軸受
50は軸51に対して調心移動(軸方向に揺動変位)す
ることができ、それによって、帯電ローラ(40)は非
印字領域(30a、30b)に常に密着した状態で接触
することができる。尚、通電焼結軸受50が調心移動を
行う際の応力集中を緩和すると共に、円滑な調心移動を
可能にするため、内周面50aにおける中央領域50a
1と逃げ部50a2、50a3との間の境界部分をR面
(凸円弧面)とするのが好ましい。
【0036】ところで、運転の立ち上がり時は、通電焼
結軸受50からの通電油の滲み出し量が少なく、十分な
潤滑作用と通電作用が得られない場合がある。このよう
な場合、内周面50aと軸51との間の隙間に通電グリ
ースを給脂しておくと、運転の立ち上がり時から良好な
潤滑作用と通電作用を得ることができる。
結軸受50からの通電油の滲み出し量が少なく、十分な
潤滑作用と通電作用が得られない場合がある。このよう
な場合、内周面50aと軸51との間の隙間に通電グリ
ースを給脂しておくと、運転の立ち上がり時から良好な
潤滑作用と通電作用を得ることができる。
【0037】また、通電焼結軸受50の内周面50aの
中央領域50a1には、動圧発生溝を形成しても良い。
中央領域50a1に動圧発生溝を形成することにより、
軸受隙間に形成される油膜の圧力が高まり、回転支持機
能が向上する。動圧発生溝としては、種々の公知の構成
を採用することができる。例えば、図2(a)に示す例
は、中央領域50a1にスリット状の動圧発生溝50a
11を形成したもの、図2(b)に示す例は、中央領域
50a1にステップ状の動圧発生溝50a12を形成し
たもの、図2(c)に示す例は、中央領域50a1に傾
斜状の動圧発生溝50a13を形成したものである。あ
るいは、中央領域50a1にスパイラル状又はヘリング
ボーン状の動圧発生溝を形成しても良い。
中央領域50a1には、動圧発生溝を形成しても良い。
中央領域50a1に動圧発生溝を形成することにより、
軸受隙間に形成される油膜の圧力が高まり、回転支持機
能が向上する。動圧発生溝としては、種々の公知の構成
を採用することができる。例えば、図2(a)に示す例
は、中央領域50a1にスリット状の動圧発生溝50a
11を形成したもの、図2(b)に示す例は、中央領域
50a1にステップ状の動圧発生溝50a12を形成し
たもの、図2(c)に示す例は、中央領域50a1に傾
斜状の動圧発生溝50a13を形成したものである。あ
るいは、中央領域50a1にスパイラル状又はヘリング
ボーン状の動圧発生溝を形成しても良い。
【0038】図3は、本発明の他の実施形態に係る通電
焼結軸受ユニットを示している。この通電焼結軸受ユニ
ットは、図1に示す構成に金属製のハウジング55を付
加してユニット化したものである。通電焼結軸受50の
外周面は、ハウジング55の内周に接着、圧入等の適宜
の手段で固定される。
焼結軸受ユニットを示している。この通電焼結軸受ユニ
ットは、図1に示す構成に金属製のハウジング55を付
加してユニット化したものである。通電焼結軸受50の
外周面は、ハウジング55の内周に接着、圧入等の適宜
の手段で固定される。
【0039】図4は、本発明の他の実施形態に係る通電
焼結軸受ユニットを示している。この通電焼結軸受ユニ
ットは、図3に示す構成にさらにローラ、例えば帯電ロ
ーラ40を付加してユニット化したものである。ハウジ
ング55の外周面は、帯電ローラ40の内周に接着、圧
入、加締め、幅押え等の適宜の手段で固定される。尚、
通電焼結軸受50の外周面を帯電ローラ40の内周に直
接固定する構造としても良い。
焼結軸受ユニットを示している。この通電焼結軸受ユニ
ットは、図3に示す構成にさらにローラ、例えば帯電ロ
ーラ40を付加してユニット化したものである。ハウジ
ング55の外周面は、帯電ローラ40の内周に接着、圧
入、加締め、幅押え等の適宜の手段で固定される。尚、
通電焼結軸受50の外周面を帯電ローラ40の内周に直
接固定する構造としても良い。
【0040】図5は、本発明の他の実施形態に係る通電
焼結軸受ユニットを示している。この通電焼結軸受ユニ
ットは、ワッシャ52を、軸51に設けた肩部51cに
よって軸方向の一方{図5の左方向}に抜け止め規制す
ると共に、ワッシャ53を、軸51に固定したスリーブ
56によって軸方向の他方{図5の右方向}に抜け止め
規制したものである。その他の事項は、上述した実施形
態に準じる。
焼結軸受ユニットを示している。この通電焼結軸受ユニ
ットは、ワッシャ52を、軸51に設けた肩部51cに
よって軸方向の一方{図5の左方向}に抜け止め規制す
ると共に、ワッシャ53を、軸51に固定したスリーブ
56によって軸方向の他方{図5の右方向}に抜け止め
規制したものである。その他の事項は、上述した実施形
態に準じる。
【0041】
【実施例】図1に示す構成の通電焼結軸受ユニット(実
施例)の基本特性を評価するため、図12に概略を示す
試験装置を用いて、上記通電焼結軸受ユニット(実施
例)、通常の潤滑油を含浸した焼結軸受を図1に示す構
成に準じてユニット化した焼結軸受ユニット(比較例
1)、通電グリースを封入した転がり軸受を金属製軸に
組み付けた通電転がり軸受(比較例2)について、下記
の条件で通電特性の測定を行った。その結果を図6に示
す。
施例)の基本特性を評価するため、図12に概略を示す
試験装置を用いて、上記通電焼結軸受ユニット(実施
例)、通常の潤滑油を含浸した焼結軸受を図1に示す構
成に準じてユニット化した焼結軸受ユニット(比較例
1)、通電グリースを封入した転がり軸受を金属製軸に
組み付けた通電転がり軸受(比較例2)について、下記
の条件で通電特性の測定を行った。その結果を図6に示
す。
【0042】
測定条件:回転数 100〜800rpm
ラジアル荷重 9.8N
抵抗値(KΩ)は計測時間内の最大値で評価
【0043】図6(軸回転の場合)に示す測定結果か
ら、実施例の通電焼結軸受ユニットが比較例2の通電転
がり軸受と同程度の良好な通電特性を示すことが確認さ
れた。
ら、実施例の通電焼結軸受ユニットが比較例2の通電転
がり軸受と同程度の良好な通電特性を示すことが確認さ
れた。
【0044】
【発明の効果】本発明によれば、良好な通電特性を有
し、低騒音かつ低コストで衝撃にも強い軸受及びそのユ
ニットを提供することができる。
し、低騒音かつ低コストで衝撃にも強い軸受及びそのユ
ニットを提供することができる。
【図1】実施形態に係る通電焼結軸受ユニットを示す部
分断面図である。
分断面図である。
【図2】通電焼結軸受ユニットの内周面に動圧発生溝を
形成した例を示す断面図である。
形成した例を示す断面図である。
【図3】他の実施形態に係る通電焼結軸受ユニットを示
す部分断面図である。
す部分断面図である。
【図4】他の実施形態に係る通電焼結軸受ユニットを示
す部分断面図である。
す部分断面図である。
【図5】他の実施形態に係る通電焼結軸受ユニットを示
す部分断面図である。
す部分断面図である。
【図6】抵抗値の測定結果を示す図である。
【図7】電子写真プリンタの一構成例を示す概念図であ
る。
る。
【図8】現像装置を示す概念図である。
【図9】現像ローラを示す斜視図である。
【図10】現像ローラ及び帯電ローラを示す側面図であ
る。
る。
【図11】帯電ローラの支持構造を示す断面図である。
【図12】試験装置の概略図。
50 通電焼結軸受
50a 内周面
50a2 逃げ部
50a2 逃げ部
51 軸
52 ワッシャ
53 ワッシャ
55 ハウジング
14 現像ローラ
30a 非印字領域
30b 非印字領域
40 帯電ローラ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
G03G 15/02 101 G03G 15/02 101
15/08 501 15/08 501Z
(72)発明者 諸岡 淳
三重県桑名市大字東方字尾弓田3066 NT
N株式会社内
(72)発明者 伊藤 容敬
愛知県海部郡蟹江町大字蟹江新田字勝田場
101番地 NTN特殊合金株式会社内
(72)発明者 清水 素直
愛知県海部郡蟹江町大字蟹江新田字勝田場
101番地 NTN特殊合金株式会社内
Fターム(参考) 2H071 BA43 DA26 EA14
2H077 AD02 AD06 BA03 CA13 FA22
FA25
2H200 FA10 FA18 GA16 GA23 GA33
GA46 GB15 GB25 HA02 HA28
HB12 HB45 HB46 JA02 JB10
LA29 MA01 MA14 MA20 MB01
3J011 AA20 BA02 DA01 JA02 KA02
LA01 MA22 PA01 RA01 SE10
3J103 AA02 CA62 DA01 FA04 FA26
GA57 GA58 GA60 HA08 HA18
HA20 HA31
Claims (14)
- 【請求項1】 焼結金属からなり、その内部気孔に通電
油が含浸された通電焼結軸受と、前記通電焼結軸受の内
周に挿通された軸とを備えた通電焼結軸受ユニット。 - 【請求項2】 前記通電焼結軸受の内周面と前記軸の外
周面との間の隙間に通電グリースを給脂した通電焼結軸
受ユニット。 - 【請求項3】 電子写真画像形成装置に装備されるロー
ラを回転自在に支持する請求項1又は2記載の通電焼結
軸受ユニット。 - 【請求項4】 前記通電焼結軸受の外周に装着されたハ
ウジングをさらに備えた請求項1から3の何れかに記載
の通電焼結軸受ユニット。 - 【請求項5】 前記ハウジングの外周にローラが装着さ
れた請求項4記載の通電焼結軸受ユニット。 - 【請求項6】 前記通電焼結軸受の外周に装着されたロ
ーラをさらに備えた請求項1から3の何れかに記載の通
電焼結軸受ユニット。 - 【請求項7】 前記ローラが、電子写真画像形成装置に
装備されるローラの表面と接触して、該ローラの除電又
は帯電を行う通電ローラである請求項5又は6記載の通
電焼結軸受ユニット。 - 【請求項8】 前記通電ローラが、電子写真画像形成装
置に装備される現像ローラの非印字領域と接触して、該
領域を所要の電位に帯電させる帯電ローラである請求項
7記載の通電焼結軸受ユニット。 - 【請求項9】 前記通電焼結軸受と前記軸との間の相対
的な揺動変位を許容できるように、前記通電焼結軸受の
内周面の両端側領域に逃げ部を設けた請求項1から8の
何れかに記載の通電焼結軸受ユニット。 - 【請求項10】 前記通電焼結軸受の端面と接触して、
前記通電焼結軸受と前記軸との軸方向相対移動を規制す
る軸方向位置規制部を前記軸に設けた請求項1から9の
何れかに記載の通電焼結軸受ユニット。 - 【請求項11】 前記軸方向位置規制部を低摩擦材で構
成した請求項10記載の通電焼結軸受ユニット。 - 【請求項12】 焼結金属からなり、その内部気孔に通
電油が含浸された通電焼結軸受。 - 【請求項13】 内周面の両端側領域に逃げ部を設けた
請求項12記載の通電焼結軸受。 - 【請求項14】 電子写真画像形成装置に装備されるロ
ーラを回転自在に支持する請求項12又は13記載の通
電焼結軸受。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001312931A JP2003120673A (ja) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | 通電焼結軸受ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001312931A JP2003120673A (ja) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | 通電焼結軸受ユニット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003120673A true JP2003120673A (ja) | 2003-04-23 |
Family
ID=19131500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001312931A Withdrawn JP2003120673A (ja) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | 通電焼結軸受ユニット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003120673A (ja) |
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