(57)【要約】【課題】  押し付け圧の管理を必要とすることのない簡単な構成で、かつ、リサイクル性にも優れたシール機構を提供する。【解決手段】  シール機構は、回転軸２９に環装され、回転軸２９が挿通される薄肉のリング本体部４１に形成された挿通穴４３の径が回転軸２９の外径よりも小さく設定され、かつ外周部に厚肉の環状嵌合部４２が形成された弾性を有するシールリング４０と、回転軸２９が挿通される軸穴３２と同心にて形成された、環状嵌合部４２が嵌合される環状嵌合溝３３であって、該溝幅が環状嵌合部４２の肉厚よりも小さく設定された環状嵌合溝３３を備えた軸受３０とからなる。シールリング４０は、環状嵌合部４２が環状嵌合溝３３に嵌合されることで軸受３０に固定され、回転軸２９の回転に伴いその外周が挿通穴４３形成部位を摺動することで、挿通穴４３からの現像剤のすり抜けを阻止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体が収容された容器の相対向する側壁間に軸支された回転軸と該回転軸を軸支する軸受との間に粉体が入り込むことを防止するためのシール機構であって、
上記回転軸に環装されると共に、上記回転軸が挿通される薄肉のリング本体部に形成された挿通穴の径が回転軸の外径よりも小さく設定され、かつ、外周部に厚肉の環状嵌合部が形成された弾性を有するシールリング部材と、
上記回転軸が挿通される軸穴を有すると共に、該軸穴と同心にて形成され、上記シールリング部材に形成された環状嵌合部が嵌合される環状嵌合溝を有し、かつ、該環状嵌合溝の溝幅が上記環状嵌合部の肉厚よりも小さく設定されている軸受とを備え、
上記シールリング部材は、上記環状嵌合部が上記軸受の環状嵌合溝に嵌合されることで上記軸受に固定されており、上記回転軸の回転に伴い回転軸の外周が上記シールリング部材における挿通穴形成部位を摺動することを特徴とするシール機構。
【請求項２】
上記シールリング部材の環状嵌合部の肉厚に対する上記軸受の環状嵌合溝の溝幅は、上記回転軸の回転に伴う上記シールリング部材の連れ回りが発生せず、かつ、締め量を付与しないときの上記シールリング部材の挿通穴の径より、締め量を付与したときの上記シールリング部材の挿通穴の径が小さい値となるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のシール機構。
【請求項３】
上記シールリング部材の環状嵌合部の肉厚に対する上記軸受の環状嵌合溝の溝幅は、さらに、上記回転軸を上記軸受より脱着した際に、上記シールリング部材が回転軸と共に外れないように設定されていることを特徴とする請求項２に記載のシール機構。
【請求項４】
上記軸受の環状嵌合溝は内周と外周に２重に立設された環状立設部よりなり、内周側の環状立設部より外周側の環状立設部の方が高く、かつ、上記回転軸を有するローラの外径が、内周側の環状立設部の外径より大きく、外周側の環状立設部の内径よりも小さく設定され、上記ローラの軸方向端部が上記外周側の環状立設部の内側に嵌装されていることを特徴とする請求項１に記載のシール機構。
【請求項５】
現像剤を収容した容器と、該容器の相対向する側壁間に軸支された回転軸を有する現像剤補給ローラとを備え、該現像剤補給ローラの回転により上記容器内の現像剤を現像槽へと補給する現像剤補給装置であって、
該現像剤補給ローラの回転軸と該回転軸を軸支する軸受との間に粉体が入り込むことを防止するためのシール機構を備えており、
該シール機構が、上記回転軸に環装されると共に、上記回転軸が挿通される薄肉のリング本体部に形成された挿通穴の径が回転軸の外径よりも小さく設定され、かつ、外周部に厚肉の環状嵌合部が形成された弾性を有するシールリング部材と、上記回転軸が挿通される軸穴を有すると共に、該軸穴と同心にて形成され、上記シールリング部材に形成された環状嵌合部が嵌合される環状嵌合溝を有し、かつ、該環状嵌合溝の溝幅が上記環状嵌合部の肉厚よりも小さく設定されている軸受とを備え、上記シールリング部材は、上記環状嵌合部が上記軸受の環状嵌合溝に嵌合されることで上記軸受に固定されており、上記回転軸の回転に伴い回転軸の外周が上記シールリング部材における挿通穴形成部位を摺動することを特徴とする現像剤補給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体が収容された容器の相対向する側壁間に軸支された回転軸と、該回転軸を軸支する軸受との間に粉体が入り込むことを防止するためのシール機構、及びこのようなシール機構を備えた現像剤補給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用した複写機や、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、感光体上に静電潜像を形成し、次いで静電潜像をトナー像に現像する。
【０００３】
静電潜像をトナー像に現像するための現像装置は、トナーのみからなる所謂一成分現像剤あるいはトナーとキャリア粒子とからなるいわゆる二成分現像剤を収容する現像槽を備えている。該現像槽内には、内部に収容されている現像剤を現像域に搬送して感光体に供給する現像ローラと、該現像ローラへ現像剤を搬送する搬送ローラ、現像剤を攪拌する攪拌ローラ等が配設されている。
【０００４】
また、上記現像装置は、現像槽にトナーを補給するためのトナー補給装置を備えている。トナー補給装置は、トナーが収容される補給槽と、補給槽底壁に形成された補給槽と現像槽とを連通するトナー排出口と、補給槽内のトナーをトナー排出口に向けて搬送して補給する補給ローラ等を含んでいる。
【０００５】
上記補給ローラを始め、搬送ローラ、攪拌ローラ等の各回転部材はそれぞれ、補給槽或いは現像槽における相対向する側壁間に回転自在に支持された回転軸を有している。例えば、補給ローラであれば、該回転軸にスポンジ等の多孔質材料が巻き付けられている。
【０００６】
上記各回転部材の回転軸の一端部は、補給槽或いは現像槽をなす容器の一側壁に形成された貫通孔を通して一側壁の外方に突出しており、突出端には入力歯車が装着されるなどして駆動力が伝達されるようになっている。
【０００７】
例えば、補給ローラであれば、トナー補給装置が現像装置の所要位置に装着されることで、駆動力が補給ローラの回転軸に伝達可能となる。そして、該回転軸の回転駆動に伴って螺旋羽根及び排出羽根も回転駆動され、容器内に存在するトナーは、トナー排出口から下方に位置する現像槽内に排出される。
【０００８】
ところで、このような補給ローラを始め各回転部材では、回転軸と一側壁に形成された貫通孔との間からのトナー等の粉体の漏出や、回転軸を軸支する軸支部にトナー等の粉体が侵入することによる回転不良の発生等を防止するために、シール機構が備えられている。
【０００９】
該シール機構として、例えば、特許文献１には、回転軸における現像槽内に位置する現像槽の一側壁近傍部にＶリング（シール部材）を圧入し、該Ｖリングの弾性変形する先端を、該回転軸を軸支する軸受ホルダ等に圧接させると共に、該圧接部にＶリングよりも低硬度の部材からなるシール層を設けておき、回転軸の回転の際には、Ｖリングの該圧接された先端を摺擦させてシール層を削りとらせてリング状の溝を形成して嵌り込ませることで、トナー等の粉体の侵入を阻止する構成が開示されている。
【００１０】
特許文献２には、回転軸における現像槽内に位置する現像槽の一側壁近傍部に形成された円形フランジと現像槽の側壁との間にシールリング部材を装着すると共に、該回転軸における現像槽外に位置する一端部に被係止溝を形成しておき、該回転軸の一端部に入力歯車を装着することで、該入力歯車における該回転軸との環状嵌合部に設けられた係止突起を上記被係止溝に係止させて上記シールリング部材を軸方向に圧縮（弾性変形）させて、回転軸と一側壁に形成された貫通孔との間からの粉体の漏出を防止する構成が開示されている。
【００１１】
特許文献３には、ゴム弾性リングとフェルトからなる不織布リングを熱溶融性プラスチック接着フィルムの可熱溶着加工で一体接着し、弾性リング部と不織布リング部とからなる軸受シールリングを設け、該シールリングをトナー容器の攪拌軸基部に嵌挿し、該不織布リング部の内径孔周面が回転軸の周面に密着すると共に、弾性リング部の内径孔周縁が回転軸の嵌挿方向に押し出され設定寸法捲くれた状態に取付けた後、該回転軸を該軸受孔に挿通し、シールリングの弾性リング部の外面を軸受孔の外側周辺に圧接固定し、回転軸の回転時にシールリングは回転せず、回転軸がシールリングの内径孔内で摩擦回転するようにして、回転軸の周面とシールリングの間の摩擦回転面と軸受孔の外側周辺の圧接面からのトナー漏れをシールする構成が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−０３８７５８号公報（平成１１年２月１２日公開）
【特許文献２】特開平１０−１４２９３６号公報（平成１０年５月２９日公開）
【特許文献３】特開２００３−７６１４５号公報（平成１５年３月１４日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
確かに、上記従来の構成では、シール性能は高められ、回転軸と一側壁に形成された貫通孔との間からのトナー等の粉体の漏出や、回転軸を軸支する軸支部にトナー等の粉体が侵入することによる回転不良の発生等を防止することができる。
【００１３】
しかしながら、上記従来の構成では、Ｖリングを押し付ける圧や、シールリング部材を圧縮させる圧の管理が必要であったり、このような圧の管理は必要なくとも、リサイクル性に劣ったりといった問題点を有している。
【００１４】
つまり、特許文献１，２に記載した構成では、Ｖリングやシールリング部材を、軸方向に圧接させて、それらのベローと称される弾性を有する先端部を軸受ホルダに設けられたシール層や現像槽の一側壁等の面に押し付けることで、シール機能を生み出す仕組みである。したがって、押し付ける力の管理が必要となる。
【００１５】
特許文献１では、該圧を管理するために、回転軸に圧入されたＶリングと該Ｖリングの先端が圧接されるシール層との離間距離を適切に設定することが必要である。また、特許文献２では、円形フランジと現像槽の側壁との間の離間距離を適切に設定することが必要である。
【００１６】
一方、特許文献３の構成では、軸方向の押し付け圧を利用していないので、このような圧の管理は必要ない。しかしながら、ゴム弾性リングと不織布リングを熱溶融性プラスチック接着フィルムの可熱溶着加工で一体接着してなる軸受シールリングを用いているために、リサイクル時にゴム弾性リングと不織布リングとを引き剥がす作業が必要である。しかも、ゴム弾性リング及び／又は不織布リングに、接着フィルムが残ってしまうため、接着フィルムを除去する工程等がさらに必要となり、リサイクル性に劣る。
【００１７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、押し付け圧の管理を必要とすることのない簡単な構成で、かつ、リサイクル性にも優れたシール機構、及びそれを備えた現像剤補給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係るシール機構は、上記課題を解決するために、粉体が収容された容器の相対向する側壁間に軸支された回転軸と該回転軸を軸支する軸受との間に粉体が入り込むことを防止するためのシール機構であって、上記回転軸に環装されると共に、上記回転軸が挿通される薄肉のリング本体部に形成された挿通穴の径が回転軸の外径よりも小さく設定され、かつ、外周部に厚肉の環状嵌合部が形成された弾性を有するシールリング部材と、上記回転軸が挿通される軸穴を有すると共に、該軸穴と同心にて形成され、上記シールリング部材に形成された環状嵌合部が嵌合される環状嵌合溝を有し、かつ、該環状嵌合溝の溝幅が上記環状嵌合部の肉厚よりも小さく設定されている軸受とを備え、上記シールリング部材は、上記環状嵌合部が上記軸受の環状嵌合溝に嵌合されることで上記軸受に固定されており、上記回転軸の回転に伴い回転軸の外周が上記シールリング部材における挿通穴形成部位を摺動することを特徴としている。
【００１９】
上記構成では、シールリング部材の薄肉のリング本体部における挿通穴形成部位が、ベローとして機能し、回転される回転軸の外周が該ベローを摺動することで、シールリング部材より内側、つまり軸受側へと紛体が入り込むことを防止するようになっており、Ｖリングを用いるシール機構のように、軸方向の圧の管理が必要なく、構成が簡素である。
【００２０】
しかも、シールリング部材は、リング本体部の外周に形成された厚肉の環状嵌合部が、軸受に形成された環状嵌合溝に嵌合されることで固定されており、接着剤等を用いる構成ではないので、リサイクル時の分解作業が容易であることはもちろんのこと、接着剤を除去する工程等も必要ないので、リサイクル性に優れている。
【００２１】
本発明のシール機構は、さらに、上記シールリング部材の環状嵌合部の肉厚に対する上記軸受の環状嵌合溝の溝幅は、上記回転軸の回転に伴う上記シールリング部材の連れ回りが発生せず、かつ、締め量を付与しないときの上記シールリング部材の挿通穴の径より、締め量を付与したときの上記シールリング部材の挿通穴の径が小さい値となるように設定されている構成とすることもできる。
【００２２】
本発明のシール機構では、シールリング部材の環状嵌合部を軸受に設けられた環状嵌合溝に嵌合させることのみでシールリング部材を軸受に固定する必要があるので、このように、シールリング部材の連れ回り、及び挿通穴の偏心による紛体の通過が生じないように、回転軸の外径に対するシールリング部材の挿通穴の径、及びシールリング部材の環状嵌合部の肉厚に対する軸受の環状嵌合溝の溝幅を設計することで、本発明のシール機構を容易に実現することができる。
【００２３】
本発明のシール機構は、さらに、上記シールリング部材の環状嵌合部の肉厚に対する上記軸受の環状嵌合溝の溝幅は、さらに、上記回転軸を上記軸受より脱着した際に、上記シールリング部材が回転軸と共に外れないように設定されている構成とすることもできる。
【００２４】
このような構成とすることで、メンテナンス時など、回転軸を軸受より脱着した際に、シールリング部材が回転軸と共に外れることがなく、メンテナンス性に優れたものとできる。
【００２５】
また、本発明のシール機構は、さらに、上記軸受の環状嵌合溝は、内周と外周に２重に立設された環状立設部よりなり、内周側の環状立設部より外周側の環状立設部の方が高く、かつ、上記回転軸を有するローラの外径が、内周側の環状立設部の外径より大きく、外周側の環状立設部の内径よりも小さく設定され、上記ローラの軸方向端部が、上記外周側の環状立設部の内側に嵌装されている構成とすることもできる。
【００２６】
これによれば、外周側の環状立設部の内側にローラの軸方向端部が嵌装されることで、シールリング部材におけるシール機能を呈する挿通穴形成部位が、容器内の空間部より遮蔽されるようになるので、シールリング部材へと押し寄せる紛体量を削減することができ、シール性能の向上が図れる。
【００２７】
本発明の現像剤補給装置は、上記課題を解決するために、現像剤を収容した容器と、該容器の相対向する側壁間に軸支された回転軸を有する現像剤補給ローラとを備え、該現像剤補給ローラの回転により上記容器内の現像剤を現像槽へと補給する現像剤補給装置であって、該現像剤補給ローラの回転軸と該回転軸を軸支する軸受との間に粉体が入り込むことを防止するためのシール機構を備えており、該シール機構が、上記回転軸に環装されると共に、上記回転軸が挿通される薄肉のリング本体部に形成された挿通穴の径が回転軸の外径よりも小さく設定され、かつ、外周部に厚肉の環状嵌合部が形成された弾性を有するシールリング部材と、上記回転軸が挿通される軸穴を有すると共に、該軸穴と同心にて形成され、上記シールリング部材に形成された環状嵌合部が嵌合される環状嵌合溝を有し、かつ、該環状嵌合溝の溝幅が上記環状嵌合部の肉厚よりも小さく設定されている軸受とを備え、上記シールリング部材は、上記環状嵌合部が上記軸受の環状嵌合溝に嵌合されることで上記軸受に固定されており、上記回転軸の回転に伴い回転軸の外周が上記シールリング部材における挿通穴形成部位を摺動することを特徴としている。
【００２８】
既に説明したように、本発明のシール機構は、押し付け圧の管理を必要とすることのない簡単な構成で、かつ、リサイクル性にも優れているので、このようなシール機構を現像剤補給ローラのシール機構として搭載することで、構成が簡単で、リサイクル性にも優れた現像剤補給装置を得ることができる。また、現像剤補給ローラは、印刷中、連続して駆動される現像ローラや攪拌ローラに対して、現像剤の補給動作時のみ間欠駆動されるものであるので、このような簡便なシール機構でも、装置本体の寿命時間が来るまで耐えることが可能である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るシール機構は、以上のように、粉体が収容された容器の相対向する側壁間に軸支された回転軸と該回転軸を軸支する軸受との間に粉体が入り込むことを防止するためのシール機構であって、上記回転軸に環装されると共に、上記回転軸が挿通される薄肉のリング本体部に形成された挿通穴の径が回転軸の外径よりも小さく設定され、かつ、外周部に厚肉の環状嵌合部が形成された弾性を有するシールリング部材と、上記回転軸が挿通される軸穴を有すると共に、該軸穴と同心にて形成され、上記シールリング部材に形成された環状嵌合部が嵌合される環状嵌合溝を有し、かつ、該環状嵌合溝の溝幅が上記環状嵌合部の肉厚よりも小さく設定されている軸受とを備え、上記シールリング部材は、上記環状嵌合部が上記軸受の環状嵌合溝に嵌合されることで上記軸受に固定されており、上記回転軸の回転に伴い回転軸の外周が上記シールリング部材における挿通穴形成部位を摺動することを特徴としている。
【００３０】
上記構成では、Ｖリングを用いるシール機構のように、軸方向の圧の管理が必要なく、構成が簡素である。しかも、シールリング部材は、接着剤等を用いることなく固定されるので、リサイクル時の分解作業が容易であることはもちろんのこと、接着剤を除去する工程等も必要ないので、リサイクル性に優れている。
【００３１】
それゆえ、押し付け圧の管理を必要とすることのない簡単な構成で、かつ、リサイクル性にも優れたシール機構を提供することができるといった効果を奏する。
【００３２】
本発明の現像剤補給装置は、以上のように、現像剤を収容した容器と、該容器の相対向する側壁間に軸支された回転軸を有する現像剤補給ローラとを備え、該現像剤補給ローラの回転により上記容器内の現像剤を現像槽へと補給する現像剤補給装置であって、該現像剤補給ローラの回転軸と該回転軸を軸支する軸受との間に粉体が入り込むことを防止するためのシール機構を備えており、該シール機構が、上記回転軸に環装されると共に、上記回転軸が挿通される薄肉のリング本体部に形成された挿通穴の径が回転軸の外径よりも小さく設定され、かつ、外周部に厚肉の環状嵌合部が形成された弾性を有するシールリング部材と、上記回転軸が挿通される軸穴を有すると共に、該軸穴と同心にて形成され、上記シールリング部材に形成された環状嵌合部が嵌合される環状嵌合溝を有し、かつ、該環状嵌合溝の溝幅が上記環状嵌合部の肉厚よりも小さく設定されている軸受とを備え、上記シールリング部材は、上記環状嵌合部が上記軸受の環状嵌合溝に嵌合されることで上記軸受に固定されており、上記回転軸の回転に伴い回転軸の外周が上記シールリング部材における挿通穴形成部位を摺動することを特徴としている。
【００３３】
既に説明したように、本発明のシール機構は、押し付け圧の管理を必要とすることのない簡単な構成で、かつ、リサイクル性にも優れているので、このようなシール機構を現像剤補給ローラのシール機構として搭載することで、構成が簡単で、リサイクル性にも優れた現像剤補給装置を提供することができるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の一実施形態について図１ないし図３に基づいて説明すると以下の通りである。
【００３５】
以下に本発明の実施形態について図面に従って詳細に説明する。なお、本実施形態では、本発明に係るシール機構が、画像形成装置の現像装置に備えられるトナー補給装置（現像剤補給装置）に設けられている回転部材に採用されている構成を例にして説明する。
【００３６】
まず、図２の構成図を用いて、画像形成装置全体の動作について説明する。なお、ここでは、露光光学系２としてアナログ光学系を備えたアナログ式の画像形成装置を例示するが、ＣＣＤセンサを具備してなるデジタル光学系を備えたデジタル式の画像形成装置であってもよい。また、現像装置として、キャリア及びトナーからなる２成分系の現像剤を扱う構成を例示するが、トナーのみからなる１成分系の現像剤を用いるものでもよい。
【００３７】
図２に示すように、画像形成装置では、上面部に原稿載置台１が設けられ、この原稿載置台１の下に露光光学系２が配設されている。この露光光学系２は、原稿載置台１上に載置された原稿（図示せず）に光を照射しながら走査する光源ランプ３、原稿からの反射光を感光体４に導く複数の反射鏡５…、および反射光の光路中に配されたレンズユニット６から成っている。
【００３８】
感光体４の外周には、その表面を所定電位に帯電させる帯電チャージャ７、像間イレーサ（図示せず）、感光体４の表面に形成された静電潜像を現像する現像装置８、感光体４の表面のトナー像を用紙（シート）に転写させる転写チャージャ９、感光体４表面の残留トナーを回収するクリーニング装置１０および除電装置（図示せず）等が設けられている。
【００３９】
また、感光体４に対する入紙側には、用紙を所定のタイミングで供給するタイミングローラ１１、搬送ローラ１２、給紙カセット１３および給紙ローラ１４が設けられる一方、感光体４に対する出紙側には、用紙上に転写されたトナー像を用紙に定着させる定着装置１５が設けられている。
【００４０】
上記現像装置８は、図３に示すように、現像剤を収容する収容容器を構成する樹脂成型された現像槽１６を有しており、該現像槽１６内には、現像剤の搬送及び撹拌を行う撹拌搬送スクリュー（回転部材）１８・１９と、撹拌搬送スクリュー１８にて供給される現像剤を磁気的に吸着し搬送する現像ローラ（回転部材）１７が回転可能に設けられている。
【００４１】
現像ローラ１７は、周知の通り、内部に多数の磁極を周面に設けたマグネットを覆うように円筒形状の非磁性スリーブを、矢印方向に回転駆動するように構成されている。したがって、現像剤は、マグネットの磁力によりスリーブ表面に吸着され、スリーブの回転方向に沿って搬送される。なお、トナーのみからなる一成分系の現像剤の場合、磁性を有するものと、非磁性のものとが存在するが、非磁性の場合には、現像ローラとしてはマグネットローラに代えて、表面にゴム等を配したローラを用いて、利摩擦帯電等を利用して現像ローラ表面に吸着させて搬送することとなる。
【００４２】
上記現像ローラ１７は、現像槽１６の開放された開口部より一部が露出するように設けられており、その露出部分において回転される感光体４と対向する。この対向位置が現像位置であり、感光体４表面に形成された静電潜像に、現像ローラ１７の回転により搬送されてくる現像剤を摺擦させることで、トナーが静電潜像に付着される。例えば、摩擦帯電されているトナーが静電潜像の静電気力より吸引され、現像されることになる。なお、現像剤は、感光体４と摺擦する現像位置へと搬送される前に、その量が常に一定になるようにドクターブレード２０にて現像ローラ１７に吸着された余分なものが除去されるようになっている。
【００４３】
一方、現像槽１６の上壁部には、図３に示すように、現像剤の補給用開口２４が形成され、この補給用開口２４に、現像剤補給装置２５が上方から嵌着されている。この現像剤補給装置２５は、容器２６を備えており、該容器２６の内部に、例えば、現像剤が２成分系であれば、キャリアとトナーが所定比率で混合された補給用現像剤が収納されている。
【００４４】
そして、該像剤補給装置２５の底部、つまり容器２６の底部には、制御装置（図示せず）により駆動制御される現像剤補給ローラ（回転部材）２２が設けられている。現像剤補給ローラ２２は、例えば、回転軸２９に巻き付けられたローラ部２３がスポンジ等の多孔質部材よりなる構成である。該現像剤補給ローラ２２が回転駆動されることによって、現像剤補給装置２５から現像剤補給ローラ２２の駆動時間に応じた量だけ、補給用現像剤が流下して現像槽１６内へと供給され、攪拌搬送スクリュー１８・１９により攪拌搬送される。
【００４５】
以下に、本発明による上述した現像剤の侵入を押し付け圧の管理を必要としない簡単な構成で阻止でき、かつ、リサイクル性に優れたシール機構について説明する。
【００４６】
上述したように、本発明に係るシール機構は、上記現像剤補給装置２５に設けられた回転部材である現像剤補給ローラ２２に適用されている。現像剤補給ローラ２２の両端に延びる回転軸２９は、容器２６の相対向する側壁間に軸支されている。該回転軸２９の一端部は、図１に示すように、容器２６の側壁２６ａに設けられた軸受３０に軸支されると共に、容器２６より突出され、該突出されている一方側に、駆動用のギア（図示せず）等が取り付けられている。また、回転軸２９の他端部も、容器２６の側壁２６ａと対向する側壁（図示せず）に設けられた軸受（図示せず）に軸支されている。
【００４７】
回転軸２９には、該回転軸２９と軸受３０との間へと紛体である現像剤が入り込むのを阻止するために、環状のシールリング（シールリング部材）４０が環装されている。該シールリング４０は、上記軸受３０に固定されており、これらシールリング４０と軸受３０とで、後述するように、回転軸２９と軸受３０との間へと現像剤が入り込むのを阻止するシール機構が構成されている。
【００４８】
シールリング４０は、例えば、ゴムやエラストマー等の弾性材料よりなり、回転軸２９の軸方向より見た外形形状が円形をなす浅底の蓋状のものである。詳細には、シールリング４０は、薄肉のリング本体部４１と、該リング本体部４１の外周部に立設された厚肉の環状嵌合部４２と、リング本体部４１に形成され、上記回転軸２９が挿通される挿通穴４３とからなる。上記挿通穴４３の内径は、回転軸２９の外径より小さく設定されており、リング本体部４１における挿通穴４３形成部位がベローとなり、挿通穴４３に挿通された回転軸２９の外周に適度な圧をもって接触するようになっている。
【００４９】
ここで言う適度な圧とは、圧が弱すぎることで、挿通穴４３と回転軸２９との間からシールリング４０の内側へと現像剤が侵入するといったことがなく、かつ、圧が強すぎることで、回転軸２９の回転時に、挿通穴４３内を回転軸２９がスムーズに摺動できないといったことがない圧である。これにより、挿通穴４３と回転軸２９との間からシールリング４０の内側へと現像剤が侵入することを阻止できる。
【００５０】
このようなシールリング４０は、上述したように、容器２６の内部側において、側壁２６ａに設けられた軸受３０に固定されている。詳細には、リング本体部４１の外周部に立設された環状嵌合部４２が、軸受３０に形成された環状嵌合溝３３に嵌合することで固定されている。
【００５１】
軸受３０は、本体部３１に回転軸２９が挿通される軸穴３２が形成された構成を有し、該本体部３１における一方の面であって、側壁２６ａに固定された状態で容器２６の内を向く面３１ａに、環状嵌合溝３３が形成されている。そして、該環状嵌合溝３３の溝幅は、シールリング４０に形成されている上記環状嵌合部４２の肉厚よりも小さく設定されている。そのため、シールリング４０の環状嵌合部４２は、環状嵌合溝３３に嵌合された状態で、適度な嵌合圧を有するようになる。
【００５２】
ここで言う適度な嵌合圧とは、圧が弱すぎることで、回転軸２９の回転に伴って、シールリング４０が連れまわりするといったことがなく、かつ、嵌合圧が強すぎることで、リング本体部４１に挿通穴４３から走る皺が発生し、該皺にて挿通穴４３と回転軸２９との間に現像剤が通り抜け得るような隙間が生じてしまい、結果的にシールリング４０の内側へと現像剤が（２成分系の場合はより径の小さいトナー）侵入するといったことがない圧である。
【００５３】
換言すれば、上記シールリング４０の環状嵌合部４２の肉厚に対する上記軸受３０の環状嵌合溝３３の溝幅は、回転軸２９の回転に伴うシールリング４０の連れ回りが発生せず、かつ、軸受３０に嵌合させない状態（締め量を付与しないとき）の挿通穴４３の径より、軸受３０に嵌合させた状態（締め量を付与したとき）の挿通穴４３の径が小さい値となるように設定されている。
【００５４】
また、シールリング４０の環状嵌合部４２が環状嵌合溝３３に嵌合された状態で有する嵌合圧としてより望ましくは、回転軸２９が設けられた現像剤補給ローラ２２を脱着させても、回転軸２９と一緒にシールリング４０が軸受３０より外れることがない嵌合圧を有することである。
【００５５】
環状嵌合溝３３は、詳細には、回転軸２９の軸方向より見た形状がそれぞれ環状をなし、上記面３１ａにおける軸穴３２に同心をなすように内周及び外周に２重に立設された内周側環状立設部３４及び外周側環状立設部３５にて構成されている。
【００５６】
本実施形態では、内周側環状立設部３４の外径は、シールリング４０における環状嵌合部４２の内径より大きく、かつ、外周側環状立設部３５の内径は、シールリング４０における環状嵌合部４２の外径より小さく設定されている。そのため、シールリング４０の環状嵌合部４２は、環状嵌合溝３３に嵌合された状態で、内周側環状立設部３４を外周側より適度な圧で締め付けると共に、外周側環状立設部３５を内周側より適度な圧で押し上げるような作用を施し、適度な嵌合圧を有するようになる。
【００５７】
そして、このような構成によれば、現像剤補給ローラ２２の回転、つまり、回転軸２９の回転に伴い、回転軸２９の外面が、適度な圧をもって締め付けるシールリング４０のベローを摺動するので、挿通穴４３と回転軸２９との間からシールリング４０の内側へと現像剤が侵入することが阻止され、ひいては、回転軸２９と軸受３０との間への現像剤の入り込みが阻止されることとなる。
【００５８】
また、本実施形態では、図１に示すように、軸受３０では、内周側環状立設部３４よりも外周側環状立設部３５の方が高く形成され、かつ、回転軸２９を有する現像剤補給ローラ２２の外径、つまり、ローラ部２３の外径が、内周側環状立設部３４の外径より大きく、外周側環状立設部３５の内径よりも小さく設定され、さらに、ローラ部２３の軸方向端部２３ａが、外周側環状立設部３５の内側に嵌装された構成となっている。
【００５９】
これにより、外周側環状立設部３５の内側に嵌装された軸方向端部２３ａにてシール機能を呈するリング本体部４１の挿通穴形成部位（ベロー）が、容器２６内の空間部より遮蔽されるようになり、シールリング４０へと押し寄せる現像剤量を削減することができ、より一層のシール性能の向上が図れる。
【００６０】
以上のように、本発明におけるシール機構は、現像剤補給ローラ２２の回転軸２９に環装されたシールリング４０と、該シールリング４０を嵌合にて固定する軸受３０とで構成されているので、Ｖリングを用いるシール機構に比して、軸方向の圧の管理が必要なく構成が簡素である。
【００６１】
しかも、シールリング４０は、接着剤等を用いることなく、リング本体部４１の外周に形成された厚肉の環状嵌合部４２が、軸受３０に形成された環状嵌合溝３３に嵌合されることでのみ固定されているので、リサイクル時の分解作業が容易であることはもちろんのこと、接着剤を除去する工程等も必要ないので、リサイクル性に優れている。
【００６２】
また、特に本実施形態では、本発明に係るシール機構を、現像剤の補給動作時のみ間欠駆動される現像剤補給ローラ２２に適用しているので、簡便なシール機構であっても、途中に部品交換を必要とすることなく、装置本体の寿命時間が来るまで耐えることが可能である。なお、本発明に係るシール機構を、上記下現像ローラ１７や、攪拌搬送スクリュー１８・１９等の回転部材に適用することも、もちろん可能である。
【００６３】
次に、シールリング４０と軸受３０とからなるシール機構の一実施例を、図４〜図７を用い、具体的数値を挙げながら説明する。
【００６４】
図４（ａ）（ｂ）に、本実施例におけるシール機構を構成するシールリング４０及び軸受３０の各設計寸法を示す。本実施例におけるシールリング４０の材質はクロロプレンゴム（ＣＲ）で、軸受３０の材質はポリアセタール（ＰＯＭ）である。また、回転軸２９の材質はステンレスである。
【００６５】
図４（ａ）に示すように、現像剤補給ローラ２２の回転軸２９の外径がΦ６．０ｍｍ（公差：＋０、−０．０１２ｍｍ）とすると、軸受３０における本体部３１に形成される軸穴３２の大きさは、直径Φ６．０ｍｍ（公差：＋０．０１〜＋０．０５ｍｍ）であり、＋０．０１〜０．０６２ｍｍのクリアランスが確保されるように設計される。
【００６６】
これに対して、図４（ｂ）に示すように、シールリング４０では、挿通穴４３の形成されるリング本体部４１の肉厚を０．５ｍｍとすると、挿通穴４３の大きさは、直径Φ５．６ｍｍ（公差：±０．２ｍｍ）に設計される。挿通穴４３の形成されているリング本体部４１の肉厚が０．５ｍｍと十分に薄いので、挿通穴形成部位であるベローは、回転軸２９との外径の違いを吸収して、適当な圧にて回転軸２９の外周に接触することとなる。
【００６７】
一方、シールリング４０における環状嵌合部４２の高さは、リング本体部の厚みを入れて２．５ｍｍに設計されている。そして、この環状嵌合部４２の外周面或いは内周面に接触する軸受３０側の外周側環状立設部３５及び内周側環状立設部３４はその高さが、これら外周面或いは内周面の全域に接触し得るように設計される。
【００６８】
このような設計において、シールリング４０の環状嵌合部４２の外径をΦ１３．０ｍｍ（公差：＋０．２ｍｍ、−０）とすると、軸受３０における外周側環状立設部３５の内径は、−０．０５〜−０．１５ｍｍの嵌め合いに設計され、シールリング４０の環状嵌合部４２の内径をΦ１０．０ｍｍ（公差：＋０、−０．２ｍｍ）とすると、軸受３０における内周側環状立設部３４の外径は、＋０〜０．３ｍｍの嵌め合いに設計される。
【００６９】
このような設計とすることで、軸受３０における外周側環状立設部３５の内径は、シールリング４０の環状嵌合部４２の外径よりも、直径にして０．０５〜０．３５ｍｍ小さくなり（締め量）、これにより、回転軸２９の回転にシールリング４０が連れまわることなく、かつ、シールリング４０が波打つこともなく、シールリング４０を軸受３０に固定することができるようになる。
【００７０】
図５に、本実施例のシールリング４０と軸受３０とからなるシール機構において、軸受３０における外周側環状立設部３５の内径とシールリング４０の環状嵌合部４２の外径との差である締め量と、シールリング４０と軸受３０との間のトルク（シールリング４０の環状嵌合部外側面と軸受３０の外周側環状立設部の内側面との間のトルク）との関係を調べた結果を示す。
【００７１】
シールリング４０の連れ回りは、現像剤補給ローラ２２の起動時の挿通穴４３と回転軸２９との間のトルクが、シールリング４０と軸受３０との間のトルクを上回った時に発生する。本実施例のシール機構では、回転軸２９に対する挿通穴４３の食い込み量を０．５９ｍｍとして、高温高湿環境下で１２時間放置した状態での挿通穴４３と回転軸２９との間のトルクは５０ｇｆ・ｃｍ（４．９×１０−３Ｊ）であることを確認している。
【００７２】
したがって、図５に示すように、低温低湿環境（ＬＬ環境）でも常温常湿環境（ＮＮ環境）でも、締め量を０．０５ｍｍ以上とすることで、シールリング４０と軸受３０との間のトルクは１５０ｇｆ・ｃｍ（１４．７×１０−３Ｊ）以上確保でき、シールリング４０の連れ回りを回避できる。
【００７３】
また、環状嵌合部４２の環状嵌合溝３３に対する嵌合圧が強くなり過ぎると、リング本体部４１に皺等が発生しやすくなるため、無作為に選択した３つのサンプルＡ，Ｂ，Ｃを用いて、シールリング４０における挿通穴４３の偏心量を測定した。なお、偏心量は、挿通穴４３の内径の最大値と最小値との差で表している。
【００７４】
測定の結果、図６に示すように、締め量０．３５ｍｍで０．０６３ｍｍとの最大差が出たが、締め量を付与するこおとにより締め量０のときの径に対して何れの場合も径が小さくなっており、径が大きくなるものは観察されなかった。平均粒径が６．７μmのトナーで影響を確認した結果、この差は許容範囲内であり、締め量の上限を０．３５ｍｍとすることで、シールリング４０の皺による現像剤のすり抜けは防止できる。
【００７５】
また、図７に、本実施例のシールリング４０と軸受３０とからなるシール機構において、上記した３つのサンプルを用いて、軸受３０における外周側環状立設部３５の内径とシールリング４０の環状嵌合部４２の外径との差である締め量と、シールリング４０が軸受３０から外れる抜去力との関係を調べた結果を示す。
【００７６】
本実施例のシール機構では、回転軸２９に対する挿通穴４３の食い込み量を０．５９ｍｍとして、高温高湿環境下で１２時間放置した状態での回転軸２９の抜去力は、６０ｇｆ（５．８×１０−１Ｎ）であることを確認している。
【００７７】
したがって、図７に示すように、上記３つのサンプル何れにおいても、低温低湿環境（ＬＬ環境）、常温常湿環境（ＮＮ環境）に係わらず、締め量０．０５ｍｍ〜０．３５ｍｍにおける上記抜去力は、１００ｇｆ（９．８×１０−１Ｎ）から６００ｇｆ（５．８８Ｎ）の範囲内でありであり、シールリング４０が回転軸２９と一緒に外れることを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、現像剤補給装置の容器の一側壁部分を拡大して示す断面図である。
【図２】上記現像剤補給装置が具備された現像装置が搭載されている画像形成装置の一構成例を示す断面図である。
【図３】上記現像剤補給装置が具備された現像装置の一構成例を示す断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）ともに、シール機構の一実施例の具体的構成を示す断面図である。
【図５】上記実施例のシール機構における、軸受の外周側環状立設部の内径とシールリングの環状嵌合部の外径との差である締め量と、シールリングと軸受との間のトルクとの関係を示すグラフである。
【図６】上記実施例のシール機構における、軸受の外周側環状立設部の内径とシールリングの環状嵌合部の外径との差である締め量と、シールリングの挿通穴の偏心量との関係を調べた結果を示す図面である。
【図７】上記実施例のシール機構における、軸受の外周側環状立設部の内径とシールリングの環状嵌合部の外径との差である締め量と、シール抜去力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７９】
８      現像装置
２２      現像剤補給ローラ
２３      ローラ部
２３ａ    軸方向端部
２５      現像剤補給装置
２６      容器
２６ａ    側壁
２９      回転軸
３０      軸受
３３      環状嵌合溝
３４      外周側環状立設部
３５      内周側環状立設部
４０      シールリング（シールリング部材）
４２      環状嵌合部
４３      挿通穴
【図１】
2006284923.tif 000003
【図２】
2006284923.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006284923.tif 000006
【図５】
2006284923.tif 000007
【図６】
2006284923.tif 000008
【図７】
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