(57)【要約】【課題】高精度化や高耐久化を図るとともに、安定したシール性能を備えるベアリングを提供する。【解決手段】金属製のインナーレース３と金属製のアウターレース２との間の隙間に複数のボール４を配置し、ボール４が転動することでインナーレース３とアウターレース２の一方が他方に対して相対移動するベアリング１において、インナーレース３とアウターレース２の少なくてもいずれか一方に設けられ、ボール４とインナーレース３又はアウターレース２との摺動部２２、３２の周囲に凸部を形成してボール４のインナーレース３又はアウターレース２に対する位置を決める、エラストマで形成されたガイド壁２３、２４、３３、３４であって、インナーレース３又はアウターレース２のいずれか他方まで延伸して隙間をシールするシール部２５、３５を備えるガイド壁２３、２４、３３、３４を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の内輪と金属製の外輪との間の隙間に複数の転動体を配置し、該転動体が転動することで前記内輪と前記外輪の一方が他方に対して相対移動するベアリングにおいて、
前記内輪と前記外輪の少なくてもいずれか一方に設けられ、前記転動体と前記内輪又は前記外輪との摺動部の周囲に凸部を形成して前記転動体の前記内輪又は前記外輪に対する位置を決める、エラストマで形成されたガイド部材であって、前記内輪と前記外輪のいずれか他方まで延伸して前記隙間をシールするシール部を備えるガイド部材を有することを特徴とするベアリング。
【請求項２】
前記ガイド部材は、前記転動体の前記内輪又は前記外輪に対するスラスト方向の位置を決めることを特徴とする請求項１に記載のベアリング。
【請求項３】
前記シール部は、前記内輪又は前記外輪に設けられた溝部に対して、所定の当接圧で当接することを特徴とする請求項１又は２に記載のベアリング。
【請求項４】
前記溝部は、前記内輪又は前記外輪の側面に配置されていることを特徴とする請求項３に記載のベアリング。
【請求項５】
記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
前記画像形成装置が有する回転部材の軸支部に請求項１乃至４のいずれか１項に記載のベアリングを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
像担持体と、
前記像担持体に現像剤を供給して現像を行う現像手段と、を備え、
前記回転部材は、前記現像手段の現像に用いられる現像剤を撹拌する撹拌部材であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベアリング及びこのベアリングを備える電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、現像剤として微粉末のトナーが用いられる。このトナーは、凝集を抑制するために撹拌部材により撹拌され、また搬送部材により搬送される。このため、撹拌部材や搬送部材の回転軸の軸支部にベアリングを用いる場合には、ベアリングの近傍にトナーが存在することになる。
【０００３】
ここでベアリングにおいて、ボール等の転動体が配置される、アウターレース（外輪）とインナーレース（内輪）との間の隙間は、ガタを嫌うために極力小さく設定されている。従って、この隙間にトナー等の異物が侵入した場合、転動体の転動が阻害されてベアリングのスムーズな回転が阻害されることや、これらの部材にダメージを与えてベアリングの耐久寿命が縮まるおそれがある。
【０００４】
そこで上記隙間に異物が混入するのを抑制するため、上記隙間を覆うシール部材を取り付ける構成が知られている。シール部材は、一般的にはリング形状の薄板板金で構成され、外径部がアウターレースに形成された溝に嵌め込まれて支持される。
【０００５】
また特許文献１では、弾性を有するプラスチックで形成されたシール部材をアウターレースとインナーレースに一体化させ、シール部材が対向するアウターレース又はインナーレースの側面と当接しながら回転するベアリングが提案されている（図６（ｂ））。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３２９２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のベアリングの製造工程は、次のものと考えられる。すなわち、図５（ａ）に示す様に、まずシール部１２５、１３５が一体化されたアウターレース１０２とインナーレース１０３を成形する。
【０００８】
次に、図５（ｂ）に示す様に、アウターレース１０２の内径の内側において、インナーレース１０３を一方側に寄せて、隙間が大きくなった他方側に複数のボール１０４を挿入する。
【０００９】
次に、図６（ａ）に示す様に、ボール１０４を円周方向に移動させ、インナーレース１０３とアウターレース１０２の径の中心が略一致したところでリテーナ１０５を挿入し、ボール１０４を円周方向で等間隔になるように固定する。これにより、図６（ｂ）に示す様に、特許文献１に記載のベアリング１０１が完成する。
【００１０】
ここで図５（ｂ）、図６（ａ）に示す様に、ボール１０４挿入時やリテーナ１０５挿入時において、アウターレース１０２のシール部１２５やインナーレース１０３のシール部１３５を撓ませる。この際、撓みが不均一となった場合には、例えばシール部１２５、１３５の基端部１２８、１３８など、一部に応力が集中して弾性域を超えて塑性変形させてしまうおそれがある。この場合、シール部１２５の当接面に対する当接圧や、シール部１３５の当接面に対する当接圧や当接状態が不均一になり、シール性が不十分となって、隙間に異物が侵入するおそれがある。
【００１１】
またアウターレース１０２とインナーレース１０３はプラスチックで形成されるため、耐久回転時に摩耗しやすく、また加工精度は金属製のものよりも低い。このため、ボール１０４とのガタが大きくなって回転精度が低下する懸念がある。
【００１２】
そこで本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、高精度化や高耐久化を図るとともに、安定したシール性能を備えるベアリングを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するための本発明に係るベアリングの代表的な構成は、金属製の内輪と金属製の外輪との間の隙間に複数の転動体を配置し、該転動体が転動することで前記内輪と前記外輪の一方が他方に対して相対移動するベアリングにおいて、前記内輪と前記外輪の少なくてもいずれか一方に設けられ、前記転動体と前記内輪又は前記外輪との摺動部の周囲に凸部を形成して前記転動体の前記内輪又は前記外輪に対する位置を決める、エラストマで形成されたガイド部材であって、前記内輪と前記外輪のいずれか他方まで延伸して前記隙間をシールするシール部を備えるガイド部材を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ベアリングにおいて、高精度化や高耐久化を図るとともに、安定したシール性能を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】画像形成装置の断面概略図である。
【図２】ベアリングの正面図と断面図である。
【図３】ベアリングの製造工程を説明するための模式断面図である。
【図４】ベアリングの製造工程を説明するための模式断面図である。
【図５】従来のベアリングの製造工程を説明するための模式断面図である。
【図６】従来のベアリングの製造工程を説明するための模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
＜画像形成装置＞
以下、まず本発明の第１実施形態に係るベアリングを備える画像形成装置Ａの全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。なお、記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１７】
図１に示す様に、画像形成装置Ａは、記録媒体であるシートにトナー像を転写して画像を形成する画像形成部と、画像形成部に向けてシートを供給するシート給送部と、シートにトナー像を定着する定着部を備える。
【００１８】
画像形成に際しては、不図示の制御部がプリント信号を発すると、給紙ローラ５９及び搬送ローラ５８によってシート積載部６０に積載収納されたシートＳが画像形成部に送り出される。
【００１９】
一方、画像形成部においては、帯電ローラ５２にバイアスが印加されることで感光体ドラム５１（像担持体）の表面が帯電させられる。その後、レーザスキャナユニット５３が不図示の光源からレーザ光を出射し、画像情報に応じてレーザ光を感光体ドラム５１に照射する。これにより感光体ドラム５１の電位が部分的に低下して画像情報に応じた静電潜像が感光体ドラム５１の表面上に形成される。
【００２０】
その後、現像装置５４（現像手段）が備える現像スリーブ５６にバイアスが印加されることで現像スリーブ５６から感光体ドラム５１表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像が形成される。
【００２１】
なお、現像装置５４内に収容されたトナーは、凝集を抑えるために撹拌部材６５（回転部材）が矢印Ｒ方向に回転することで撹拌される。撹拌部材６５の回転軸６５ａは、長手方向両端部にベアリング１（図２参照）を介してフレームに回転自在に軸支され、不図示のモータから駆動力が伝達されて回転する。ベアリング１の構成に関しては後述する。
【００２２】
次に、感光体ドラム５１表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム５１と転写ローラ５５との間に形成された転写ニップ部に送り込まれる。トナー像が転写ニップ部に到着すると、転写ローラ５５にトナーの帯電極性と逆極性のバイアスが印加されてトナー像がシートＳに転写される。
【００２３】
その後、トナー像が転写されたシートＳは定着装置８８に送られ、定着装置８８によりトナー像が加熱・加圧されてシートＳに定着される。その後、シートＳは排出ローラ６２によって搬送されて排出部６３に排出される。
【００２４】
＜ベアリング＞
次に、ベアリング１について説明する。
【００２５】
図２（ａ）はベアリング１の正面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。図２に示す様に、ベアリング１は、金属製の環状のアウターレース２（外輪）と金属製の環状のインナーレース３（内輪）を備える。またアウターレース２とインナーレース３の間の隙間には、鋼球である複数のボール４（転動体）が金属製のリテーナ５によって円周方向に等間隔で保持された状態で配置されている。
【００２６】
またアウターレース２には、ボール４とアウターレース２との摺動部２２の周囲に凸部を形成してボール４のアウターレース２に対するスラスト方向の位置を決める、エラストマで形成されたガイド部材としてのガイド壁２３とガイド壁２４が設けられている。ガイド壁２３とガイド壁２４は、アウターレース２の内周面に一体成形され、ボール４のスラスト方向の移動を規制する。
【００２７】
またガイド壁２４は、インナーレース３に向かって延伸しており、これによりアウターレース２とインナーレース３の間の隙間をシールするシール部２５が形成されている。シール部２５の先端には、インナーレース３の側面においてスラスト方向で円周状に面が一段低くなったリップ当接面３７（溝部）に所定の当接圧で当接するリップ部２６が設けられている。リップ部２６はプレス加工で成形される。
【００２８】
またインナーレース３には、ボール４とインナーレース３との摺動部３２の周囲に凸部を形成してボール４のインナーレース３に対するスラスト方向の位置を決める、エラストマで形成されたガイド部材としてのガイド壁３３とガイド壁３４が設けられている。ガイド壁３３とガイド壁３４は、インナーレース３の外周面に一体成形され、ボール４のスラスト方向の移動を規制する。
【００２９】
またガイド壁３４は、アウターレース２に向かって延伸しており、これによりアウターレース２とインナーレース３の間の隙間をシールするシール部３５が形成されている。シール部３５の先端には、アウターレース２の側面においてスラスト方向で円周状に面が一段低くなったリップ当接面２７（溝部）に所定の当接圧で当接するリップ部３６が設けられている。リップ部３６はプレス加工で成形される。
【００３０】
ボール４は、ガイド壁２３、２４とガイド壁３３、３４に沿って、リテーナ５に保持された状態で、アウターレース２の内周面及びインナーレース３の外周面と摺動しながら円周方向に転動する。これによりインナーレース３とアウターレース２の一方が他方に対して相対移動（回転移動）する。
【００３１】
またインナーレース３とアウターレース２とが相対移動する際、リップ部２６とリップ当接面３７及びリップ部３６とリップ当接面２７とが、それぞれ摺擦しながら回転する。これによりインナーレース３とアウターレース２との間の隙間のシール性は保たれて、隙間に異物が混入することが抑制される。
【００３２】
＜ベアリングの製造方法＞
次に、ベアリング１の製造方法について説明する。
【００３３】
図３、図４は、ベアリング１の製造方法を説明するための模式断面図である。ベアリング１を製造する際は、まず図３（ａ）に示す様に、アウターレース２とインナーレース３をそれぞれプレス加工によって成形する。
【００３４】
次に、図３（ｂ）に示す様に、アウターレース２の内周面にガイド壁２３、ガイド壁２４を一体成形する。またインナーレース３の外周面にガイド壁３３、ガイド壁３４を一体成形する。
【００３５】
次に、図４（ａ）に示す様に、アウターレース２の内径の内側において、インナーレース３を一方側に寄せて、インナーレース３とアウターレース２との間の隙間が大きくなった他方側に複数のボール４を挿入する。なお、このときアウターレース２のシール部２５やインナーレース３のシール部３５が変形される。
【００３６】
次に、図４（ｂ）に示す様に、ボール４をベアリング１の円周方向に移動させ、インナーレース３とアウターレース２の径の中心が略一致したところでリテーナ５を挿入し、ボール４を円周方向で等間隔になるように固定する。なお、リテーナ５挿入時には、アウターレース２のシール部２５やインナーレース３のシール部３５が変形される。以上の工程によりベアリング１が製造される。
【００３７】
上記の製造工程において、アウターレース２のシール部２５やインナーレース３のシール部３５が変形される際、シール部２５、３５のエラストマの弾性を利用するため、シール部２５、３５は塑性変形しない。従って、リップ部２６とリップ当接面３７、及び、リップ部３６とリップ当接面２７の当接圧や当接状態は均一となって安定したシール性能が保たれる。
【００３８】
また本実施形態では、インナーレース３とアウターレース２が金属製のため、ボール４転動時のインナーレース３及びアウターレース２とボール４との摺動部２２、３２は金属製となる。従って、樹脂製のものと比較して、高精度化や高耐久化を図ることができ、ボール４の回転精度も向上する。
【００３９】
またボール４のスラスト方向の位置を決めるガイド壁２３、２４とガイド壁３３、３４をエラストマにより形成することで、ベアリング１に軸支される回転軸に外乱等が加わってボール４がスラスト方向に若干移動した場合にこれらの部材が緩衝材として機能する。従って、回転時の異音が発生を抑制して静音化に繋がる。
【００４０】
また一般的なシールドベアリングの製造工程は、プレス加工、旋削、玉入れ、リテーナ挿入、シール挿入の工程である。一方、本実施形態のベアリング１は、シール部２５、３５をアウターレース２、インナーレース３と一体成形することで、シール部２５、３５の挿入工程を省略することができ、製造工程数が減っている。従って、一般的なシールドベアリングの製造工程と比較して工程数の面でも有利となる。
【００４１】
以上より、本実施形態の構成によれば、簡易な構成で、高精度化や高耐久化を図るとともに、安定したシール性能を備えるベアリング１とすることができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、シール部２５、３５をアウターレース２とインナーレース３の両側から相互に延伸させているものの、本発明はこれに限られず、少なくてもいずれか一方から延伸させる構成であれば上記同様の効果を得ることができる。
【００４３】
また本実施形態では、電子写真方式の画像形成装置Ａが備える撹拌部材６５の回転軸６５ａの軸受部としてベアリング１を用いたものの、画像形成装置以外の駆動伝達系や他の回転部材を軸支するものとしても用いることができる。
【００４４】
また本実施形態では、ベアリング１としてボールベアリングを例示したものの、本発明に係るベアリング１は転動体をボール４に限定する必要はなく、コロ等の他の部材で構成してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１…ベアリング
２…アウターレース（外輪）
３…インナーレース（内輪）
４…ボール（転動体）
２２…摺動部
２３…ガイド壁（ガイド部材）
２４…ガイド壁（ガイド部材）
２５…シール部
２７…リップ当接面（溝部）
３２…摺動部
３３…ガイド壁（ガイド部材）
３４…ガイド壁（ガイド部材）
３５…シール部
３７…リップ当接面（溝部）
５１…感光体ドラム（像担持体）
５４…現像装置（現像手段）
６５…撹拌部材（回転部材）
Ａ…画像形成装置
Ｓ…シート（記録媒体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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