JPH0962098A - 軸受のトナーシール機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好なシール性を長期間にわたって維持する
ことができ、しかも安価でコンパクトな構造の軸受のト
ナーシール機構を提供する。 【解決手段】 回転軸２を支承する軸受４の内面側の一
部をリング状にえぐってリング状空間５を形成してい
る。軸方向の外側には環状の主リップを突設し且つ内側
には環状の副リップを突設したリング状シール材６をリ
ング状空間５内に収納しうるように軸受４内面に固着し
ている。上記リップのうち、副リップ先端部は回転軸２
に当接可能なように極めて近接して配置し、主リップ先
端部は回転軸２に常時当接している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置の軸受の
トナーシール機構に関するものであり、詳しくは、現像
部、クリーニング部等における回転軸の軸受のトナーシ
ール機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置の現像部、クリーニング部
等の回転軸と軸受との間には、滑らかな回転を維持する
ために通常５〜数１０μｍ以下のクリアランスを設ける
ことが多い。ところが、このクリアランスとトナーの粒
径がほぼ同一であるため、軸受部にトナーが浸入し、摺
動による摩擦熱により溶融・凝固し、回転軸がスムーズ
に回転しなくなることがある。また、上記クリアランス
からトナーが漏れて周囲を汚染したり、作動上のトラブ
ルを起こすことがある。近年の画質の向上要求に伴って
トナー粒径はさらに小さくなる傾向があるので、トナー
の漏出を防止するのは容易でない。このような問題点を
防止するためのシール技術として、例えば、以下に示す
ものが公知である。

【０００３】図３に示すように、現像機本体フレーム１
１の回転軸１２を支持する軸受１３に、金属環１４およ
びＮＢＲまたはＦＫＭ等の合成ゴム製のリップシール１
５からなるシール部材を装着した構造のトナーシール機
構が公知である（以下「従来のトナーシール機構１」と
いう）。図４は、係るシール部材の拡大図である。

【０００４】また、磁力によりキャリヤとよばれる鉄粉
を吸引して軸受部への鉄粉の浸入を防止するものとし
て、特開昭６０−２８６７３号公報には、図５に示すよ
うに、「トナーボトル１６と、トナーボトル１６の両側
壁に架設された軸１７を中心として回転するブレンダー
１８とマグネットロールとからなる電子複写機の現像機
において、一対のリング状磁石１９をブレンダー１８の
軸受部２０を挟んで同極が対向するように設けたことを
特徴とする現像機」に関する発明が開示されている（以
下「従来のトナーシール機構２」という）。

【０００５】さらに、軸受部において、軸受との間に摩
擦係数の小さな圧接面を有するシール部材を介装するこ
とにより軸受部へのトナーの侵入を防止する技術とし
て、実開昭６２−３５３６２号公報には、図６に示すよ
うに、「現像装置内部に配設される回転軸２１の軸端
と、該回転軸を支承する軸受２２の内端面のそれぞれ
に、互いに対向する面を摩擦係数の小さな面として形成
した弾性を有するシール部材２３、２４を固定して、該
シール部材の摩擦係数の小さな面同志を圧接させたこと
を特徴とする現像装置における軸受の封止機構」に関す
る考案が開示されている（以下「従来のトナーシール機
構３」という）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のトナー
シール機構１のシール部材は本来オイルシール用であ
り、基本的にはシールの対象となるオイルがリップ部分
と回転軸との間に介在する流体潤滑状態になるのを前提
として設計されており、トナーのような微粉体との摺動
において良好な摩擦摩耗性を維持する点に関しては考慮
されていない。ところが、図３に示すリップシール１５
には初期に弾性変形にて局部的に大きな圧力がかかって
おり、機器の作動に伴い図７に示すトナー圧力Ｆによ
り、リップシール１５と回転軸１２との間にはトナーが
浸入し、回転軸１２とリップシール１５との摺動で図７
の点線部２５に示すようにリップシール１５の摩耗が進
行し、最終的にはリップシール１５は締めつけ力を失
い、回転軸１２と摩耗したリップシール１５のクリアラ
ンスよりトナー漏れが発生することがあった。また、リ
ップシール１５のリップ部に使用される合成ゴムは、ニ
トリルゴムが一般的であり、ゴム中の可塑剤がトナーと
の摺動発熱により外部にしみ出し、トナーの凝固を促進
させる恐れがある。

【０００７】また、従来のトナーシール機構２において
は、一対のリング状磁石１９を同極同志が対向するよう
に設けているため、部品数と組立工数の増加を招き、且
つ取り付けのためのスペースを必要とする。

【０００８】さらに、従来のトナーシール機構３におい
ては、弾性を有するシール部材２３、２４が発泡ポリウ
レタンなどで形成されているので、長期間使用した場合
や回転軸２１が回転した場合に、圧接されたシール部材
がめくれ、この結果、回転軸２１とシール部材２３、２
４との間に隙間が生じてトナーが軸受２２に侵入するこ
とがある。

【０００９】本発明は従来の技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、良好
なシール性を長期間にわたって維持することができ、し
かも安価でコンパクトな構造の軸受のトナーシール機構
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の要旨は、回転軸を支承する軸受の内面側の一
部をリング状にえぐってリング状空間を形成し、軸方向
の外側には環状の主リップを突設し且つ内側には環状の
副リップを突設したリング状シール材を上記リング状空
間内に収納しうるように上記軸受内面に固着し、上記リ
ップのうち副リップ先端部は回転軸に当接可能なように
極めて近接して配置し、主リップ先端部は回転軸に常時
当接させることを特徴とする軸受のトナーシール機構を
第一の発明とし、上記第一の発明において、主リップが
回転軸に当接する角度が、回転軸の軸方向に対して３０
〜４５°であることを特徴とする軸受のトナーシール機
構を第二の発明とし、上記第一または第二の発明におい
て、リング状シール材の材質が熱可塑性エラストマーで
あることを特徴とする軸受のトナーシール機構を第三の
発明とする。

【００１１】熱可塑性エラストマーとしては、例えば、
ＮＢＲ系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エ
ラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポ
リアミド系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エ
ラストマーを使用することができる。

【００１２】リング状シール材の硬度は後記する理由に
より、ショアＡ硬度で５０〜９０°の間が好ましい。

【００１３】

【作用】本発明によれば、リング状シール材が当接する
部分には環状の主リップが突設され、その内側には環状
の副リップが突設されているので、トナー圧力によるト
ナーの侵入は副リップによりほぼ完全にブロックされ、
主リップに負荷されるトナー圧力は極僅かであり、回転
軸に常時当接する主リップによる確実なシール動作が行
われる。このように主リップ部分に存在するトナー量は
実質的に無視できるから、主リップの摩耗の進行は抑制
され、長寿命化を図れる。そして、主リップが回転軸に
当接する角度を回転軸の軸方向に対して３０〜４５°と
すれば、シール性は一層向上する。というのは、その角
度が３０°未満であると、接触面積が大きくなりシール
に必要な面圧を確保できないからであり、一方、その角
度が４５°を超えると、面圧は高くなるが接触面積が減
少するため十分なシール性を保つことができないからで
ある。従って、主リップが回転軸に当接する角度を回転
軸の軸方向に対して３０〜４５°とするのが好ましい。

【００１４】また、リング状シール材を熱可塑性エラス
トマーとすれば、熱可塑性エラストマーのソフトセグメ
ントの作用により弾性的に回転軸に当接し、適正な圧力
で回転軸を締めつけるのでトナー漏れはなく、また、回
転軸に損傷を与えることもない。さらに、リング状シー
ル材は軸受内面側のリング状空間に納める構造であるか
ら、シールのための特別のスペースを設ける必要がな
く、コンパクトな設計が可能となる。

【００１５】また、リング状シール材の硬度がショアＡ
硬度で５０°未満であると、シールに必要な面圧を得る
のが難しくなる。一方、その硬度がショアＡ硬度で９０
°を超えると回転軸に対する締めつけ力が高くなり、回
転トルクの上昇を招く。従って、リング状シール材の硬
度はショアＡ硬度で５０〜９０°の間とするのが好まし
い。

【００１６】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１は本発明に係る軸受のトナーシール機構
の側断面図、図２は図１の部分拡大図である。図におい
て、１は現像機ユニットの本体フレーム側板、２は現像
剤およびトナー３の中にその一部が埋没した回転軸であ
り、本体フレーム側板１に嵌着された軸受４が回転軸２
の端部を支持している。軸受４の内面側の一部はリング
状にえぐられてリング状空間５が形成され、このリング
状空間５には、図２に拡大して示すように、軸受４内面
に接着剤で固着された、環状の主リップ６ａおよび副リ
ップ６ｂを有するウレタン系熱可塑性エラストマー製の
リング状シール材６（ショアＡ硬度６０°）が収納され
ている。

【００１７】上記リップのなかで、軸方向外側の主リッ
プ６ａ先端部は回転軸２に常に当接した状態にあり、一
方、副リップ６ｂ先端部は回転軸２に接触可能な程度に
極めて近接しているが、必ずしも常時回転軸２に接触は
していない。本実施例における主リップ６ａの回転軸２
に対する当接角度θは３２°である。

【００１８】このように構成される軸受のトナーシール
機構において、現像剤およびトナー３に接触する現像ロ
ーラ等の回転軸２が回転している場合、トナー３の圧力
は矢印Ｆ方向にかかるが、このトナー３の圧力によるト
ナーの侵入は副リップ６ｂでほぼ完全にブロックされ、
主リップ６ａに対するトナー圧力は実質的に無視できる
程度になり、外部へのトナーの漏れは常時回転軸２に接
触している主リップ６ａにより確実に防止される。この
ように、主リップ６ａへのトナーの侵入を実質的に阻止
することができるので、主リップ６ａの摩耗の進行を抑
制することができ、長寿命化を図ることができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、次の効果を奏する。 主リップおよび副リップという２重のシール機構に
より極めて優れたシール性を長期間にわたって維持する
ことができ、電子写真装置の現像部、クリーニング部等
における回転軸の軸受のトナーシール部材として好適に
使用することができる。 リング状シール材は軸受内面のリング状空間に納め
る構造であるから、シールのための特別のスペースを設
ける必要がなく、コンパクトな設計が可能となる。 リング状シール材を熱可塑性エラストマー製とすれ
ば、熱可塑性エラストマーのソフトセグメントの作用に
より弾性的に変形し、適正なシール圧力が確保されるの
で、シール性の一層の向上が期待できるとともに、任意
の形状のリング状シール材を射出成形または押出成形に
より能率的に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の側断面図である。

【図２】図１の部分拡大図である。

【図３】従来のトナーシール機構１の側断面図である。

【図４】図３に示すシール部材の拡大図である。

【図５】従来のトナーシール機構２の側断面図である。

【図６】従来のトナーシール機構３の側断面図である。

【図７】図３の部分拡大図である。

【符号の説明】

１…本体フレーム側板 ２…回転軸 ３…トナー ４…軸受 ５…リング状空間 ６…リング状シール材 ６ａ…主リップ ６ｂ…副リップ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を支承する軸受の内面側の一部を
   リング状にえぐってリング状空間を形成し、軸方向の外
   側には環状の主リップを突設し且つ内側には環状の副リ
   ップを突設したリング状シール材を上記リング状空間内
   に収納しうるように上記軸受内面に固着し、上記リップ
   のうち副リップ先端部は回転軸に当接可能なように極め
   て近接して配置し、主リップ先端部は回転軸に常時当接
   させることを特徴とする軸受のトナーシール機構。
2. 【請求項２】 主リップが回転軸に当接する角度が、回
   転軸の軸方向に対して３０〜４５°であることを特徴と
   する請求項１記載の軸受のトナーシール機構。
3. 【請求項３】 リング状シール材の材質が熱可塑性エラ
   ストマーであることを特徴とする請求項１または２記載
   の軸受のトナーシール機構。