(57)【要約】【課題】各種ローラを支持する滑り軸受を収容した際に、比較的簡易な構造としながら、回転軸温度や軸受温度の昇温を抑制でき、その冷却速度にも優れるハウジング部材を提供する。【解決手段】ハウジング部材１３は、回転軸を円筒内径面で回転自在に支持する滑り軸受５ａ、５ｂ、５ｃを収容するものであって、滑り軸受５ａ、５ｂ、５ｃを挿入する収容部１４、１５、１６と、収容部１５、１６自体または収容部１４の周囲に放熱用の溝１５ｃ、１６ｃおよび放熱用の孔の少なくともいずれか一方とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を円筒内径面で回転自在に支持する滑り軸受を収容するハウジング部材であって、
前記ハウジング部材は、前記滑り軸受を挿入する収容部と、該収容部自体または該収容部の周囲に放熱用の溝および放熱用の孔の少なくともいずれか一方とを有することを特徴とするハウジング部材。
【請求項２】
前記収容部が、前記ハウジング部材を貫通する円状の貫通孔を含んで構成され、
前記ハウジング部材は、前記貫通孔が形成された一方の端面の該貫通孔周囲に前記溝を有し、該溝が該貫通孔の内径から外径方向に放射状に形成された複数の溝であることを特徴とする請求項１記載のハウジング部材。
【請求項３】
前記収容部が、前記ハウジング部材を貫通する貫通孔を含んで構成され、
前記ハウジング部材は、前記貫通孔が形成された一方の端面の該貫通孔周囲に前記孔を有し、該孔が前記ハウジング部材を貫通しない複数の孔であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のハウジング部材。
【請求項４】
前記収容部は、内周部に前記滑り軸受が挿入される円筒状部材を含んで構成され、前記円筒状部材の外周部に前記溝を有し、
該溝が、前記円筒状部材の軸方向に沿って一方の端部から他方の端部まで形成された直線状または螺旋状の複数の溝であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載のハウジング部材。
【請求項５】
前記ハウジング部材が、画像形成装置の現像装置のトナーカートリッジを構成する部材であり、
前記滑り軸受が、前記トナーカートリッジ内のローラを支持する軸受であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項記載のハウジング部材。
【請求項６】
前記ハウジング部材が、前記溝または前記孔を含めて樹脂組成物を用いて一体に形成された射出成形体であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項記載のハウジング部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、滑り軸受を収容するハウジング部材に関する。特に、複写機、複合機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置における現像装置の現像ローラやトナーを撹拌する撹拌ローラ、供給ローラなどのローラの回転軸を支持する滑り軸受を収容するハウジング部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタなどの画像形成装置は、感光ドラムに形成された静電潜像を現像する回転可能な現像ローラと、現像ローラと接触して配置されトナーを供給する供給ローラにより感光ドラム上の静電潜像にトナーを転写し、その後、感光ドラム上のトナーを用紙に転写して熱と圧力によりこれを定着させる装置である。画像形成装置の現像装置では、トナーを撹拌する撹拌ローラ、トナーを電荷する帯電ローラ、感光ドラムにトナーを供給する上述の現像ローラや供給ローラなどのローラが使用されている。これらのローラの回転軸は、軸受装置で支持されている。
【０００３】
年々、複写機、プリンタは印刷速度の高速化、消費電力の低減が進んでいるため、軸受には高荷重かつ高速条件への対応、低トルク化、耐摩耗性の向上が要求されている。また、装置の小型軽量化や使いやすさ、低コスト化が要求されている。特に近年では、省エネルギー化などに伴い、画像形成装置ではトナーの定着温度の低温化が進んできている。また、該装置に内蔵されている現像装置においても、使いやすさや、小型化、軽量化、着脱性などを考慮して、トナープロセスカートリッジを利用したカートリッジ化などが進んでいる。
【０００４】
このような現像装置の摺動部位における軸受としては、含油焼結滑り軸受や樹脂滑り軸受などの滑り軸受が、転がり軸受に代わって多用されている。例えば、特許文献１では、低トルクの滑り軸受として、所定構造のＵ字状の滑り軸受が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、トナーの定着温度の低温化に対応するため、現像部位を熱源、例えばトナーを用紙に定着させる定着部位から距離を置く対策や、冷却装置で強制的に冷却するなどの対策がなされている。例えば、特許文献２では、滑り軸受を用いた画像形成装置の軸受構造において、羽根を有する回転部材と通気孔などを設け、該回転部材により生じる気流を利用して冷却を行なう構造が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−０２６２２８号公報
【特許文献２】特開平０９−２５７０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１や２の従来の滑り軸受やそれを含む軸受構造では、現像ローラや撹拌ローラの軸受部位の摩擦熱により、低温化したトナーが凝集、溶融などすることにより、感光ドラムの静電潜像へのトナー転移ムラが生じ、画像不具合が発生するおそれがある。また、特許文献２のような複雑な構造とする場合、小型化が困難になるおそれや、構造上、十分な強度を維持できないなどのおそれがある。
【０００８】
本発明はこれらの問題に対処するためになされたものであり、各種ローラを支持する滑り軸受を収容した際に、比較的簡易な構造としながら、回転軸温度や軸受温度の昇温を抑制でき、その冷却速度にも優れるハウジング部材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】
【０００９】
本発明のハウジング部材は、回転軸を円筒内径面で回転自在に支持する滑り軸受を収容するハウジング部材であって、上記ハウジング部材は、上記滑り軸受を挿入する収容部と、該収容部自体または該収容部の周囲に放熱用の溝および放熱用の孔の少なくともいずれか一方とを有することを特徴とする。
【００１０】
上記収容部が、上記ハウジング部材を貫通する円状の貫通孔を含んで構成され、上記ハウジング部材は、上記貫通孔が形成された一方の端面の該貫通孔周囲に上記溝を有し、該溝が該貫通孔の内径から外径方向に放射状に形成された複数の溝であることを特徴とする。
【００１１】
上記収容部が、上記ハウジング部材を貫通する貫通孔を含んで構成され、上記ハウジング部材は、上記貫通孔が形成された一方の端面の該貫通孔周囲に上記孔を有し、該孔が上記ハウジング部材を貫通しない複数の孔であることを特徴とする。
【００１２】
上記収容部は、内周部に上記滑り軸受が挿入される円筒状部材を含んで構成され、上記円筒状部材の外周部に上記溝を有し、該溝が、上記円筒状部材の軸方向に沿って一方の端部から他方の端部まで形成された直線状または螺旋状の複数の溝であることを特徴とする。
【００１３】
上記ハウジング部材が、画像形成装置の現像装置のトナーカートリッジを構成する部材であり、上記滑り軸受が、上記トナーカートリッジ内のローラを支持する軸受であることを特徴とする。なお、ここでのトナーカートリッジには、感光体なども含めたトナープロセスカートリッジを含む。
【００１４】
上記ハウジング部材が、上記溝または上記孔を含めて樹脂組成物を用いて一体に形成された射出成形体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のハウジング部材は、滑り軸受を挿入する収容部と、該収容部自体または該収容部の周囲に放熱用の溝および放熱用の孔の少なくともいずれか一方とを有するので、所定の放熱用の溝または孔がない場合に比べて、回転軸温度や軸受温度の昇温速度が遅く、かつ、昇温後の連続使用においてもその温度を低く抑えることができる。また、停止後の冷却速度が速く、よりトナーの凝集を抑えることができる。
【００１６】
ハウジング部材の一方の端面の貫通孔周囲に上記溝を有し、この溝は貫通孔の内径から外径方向に放射状に形成された複数の溝であるので、滑り軸受を収容する貫通孔はそのままとし、滑り軸受を安定して収容しながら、放熱性の向上が図れる。
【００１７】
ハウジング部材の一方の端面の貫通孔周囲に上記孔を有し、この孔はハウジング部を貫通しない複数の孔であるので、上記溝と同様に、滑り軸受を収容する貫通孔はそのままとし、滑り軸受を安定して収容しながら、放熱性の向上が図れる。また、上記孔はハウジング部を貫通しないので、強度を維持することができる。
【００１８】
収容部は、内周部に滑り軸受が挿入される円筒状部材を含んで構成され、該円筒状部材の外周部に上記溝を有し、該溝が、円筒状部材の軸方向に沿って一方の端部から他方の端部まで形成された直線状または螺旋状の複数の溝であるので、上記と同様に、滑り軸受を収容する貫通孔はそのままとし、滑り軸受を安定して収容しながら、放熱性の向上が図れる。
【００１９】
滑り軸受を組み付けるハウジング部材が、溝または孔を含めて樹脂組成物を用いて一体に形成された射出成形体であるので、効率よくハウジング部材に放熱用（冷却用）の溝や孔を形成でき、生産性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】画像形成装置の現像部の概略図である。
【図２】画像形成装置の現像部の構成の概要図である。
【図３】画像形成装置の現像部の断面概要図である。
【図４】本発明のハウジング部材を内側から見た図である。
【図５】円柱状部材からなる収容部の正面図などである。
【図６】本発明のハウジング部材を外側からみた図である。
【図７】貫通孔からなる収容部の正面図などである。
【図８】貫通孔からなる収容部の正面図などである。
【図９】トナーカートリッジの例を示す斜視図である。
【図１０】比較例１のハウジング部材に滑り軸受を組み付けた状態の図である。
【図１１】小型ラジアル試験機の概要を示す図である。
【図１２】実施例の試験方法を示す図である。
【図１３】実施例の試験方法を示す図である。
【図１４】実施例１の軸受温度と回転軸温度などの経時変化を示す図である。
【図１５】実施例２の軸受温度と回転軸温度などの経時変化を示す図である。
【図１６】比較例１の軸受温度と回転軸温度などの経時変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明のハウジング部材を適用する複写機、プリンタなどの画像形成装置の現像部、感光部について、その動作原理を図１に基づいて説明する。図１は、画像形成装置の現像部の概略図である。感光ドラム２の表面全体がチャージユニット１により均一に帯電させられている。露光工程では、レーザービーム３で、印刷データのパターンを帯電した感光ドラム２に照射し、電気的潜在画像を感光ドラム表面に形成する。電気的潜像は光の照射された部分の電荷がグランドに落ち、見かけ上非画像部分と逆の電荷が発生したようになる。この部分にトナーが付着することになる。次にトナーカートリッジ４で、トナーを撹拌ローラ１２で撹拌しながら現像ローラ１０を介して感光ドラム２の表面に形成された潜在画像に付着させる。トナーの乗った感光ドラム２の表面の付近を用紙６が通過するとき、用紙の裏からチャージャー９で逆電荷をかけることにより感光ドラム２上のトナーを用紙６に転写する。定着ローラ７と加圧ローラ８で用紙６を加熱、加圧して用紙６上に転写したトナーを用紙に定着させる。この時、定着ローラ７の表面温度は１６０〜２００℃でトナーを溶融、加圧定着させる。
【００２２】
続いて、画像形成装置の現像部の構成を図２および図３に基づいて説明する。図２はこの現像部の構成の概要図であり、図３はこの現像部の断面概要図である。図２に示すように、この現像部では、トナーカートリッジ４内部において、トナーを供給ローラ１１で撹拌ローラ１２へ送り、現像ローラ１０を介して感光ドラム２上の潜在画像に帯電したトナーを転写させている。
【００２３】
各ローラと各回転軸、滑り軸受について図３により説明する。図３に示すように、トナーは、供給ローラ１１にて撹拌ローラ１２に供給される。供給ローラ１１は、回転軸１１ａを駆動ギヤ１１ｂで駆動することで回転させられる。回転軸１１ａは、滑り軸受５ｃで支持されている。撹拌ローラ１２に供給されたトナーは、撹拌されつつ、現像ローラ１０に供給される。撹拌ローラ１２は、供給ローラと同様に、回転軸１２ａを駆動ギヤ１２ｂで駆動することで回転させられる。回転軸１２ａは、滑り軸受５ｂで支持されている。現像ローラ１０は、撹拌ローラ１２から送られたトナーを感光ドラムの表面に形成された潜在画像に付着させる。現像ローラ１０は、回転軸１０ａを駆動ギヤ１０ｂで駆動することで回転させられる。回転軸１０ａは、滑り軸受５ａで支持されている。
【００２４】
現像ローラ１０の回転軸１０ａの材質は、非磁性材などが採用されている。例えば、非鉄金属のアルミニウムやアルミニウム合金（Ａ５０５２、Ａ５０５６、Ａ６０６３）、樹脂などが用いられている。また、撹拌ローラ１２の回転軸１２ａ、供給ローラ１１の回転軸１１ａの材質は、金属や樹脂が採用されている。特に近年では、低コスト化が可能であり、成形性にも優れるため、撹拌ローラ１２と供給ローラ１１においては、その軸受を含めて樹脂化が進んでいる。
【００２５】
トナーカートリッジを構成する本発明のハウジング部材の一例を図４に基づき説明する。図４は、ハウジング部材１３を各ローラが収納される側（ハウジング内側）から見た図である。ハウジング部材１３は、滑り軸受５ａ、５ｂ、５ｃをそれぞれ挿入する収容部１４、１５、１６を有する。図４は、収容部１５、１６に滑り軸受５ｂ、５ｃをそれぞれ組み付けた状態を示す。
【００２６】
収容部１４は、ハウジング部材１３の内表面１３ａと外表面とを貫通する円形状の貫通孔１４ａで構成される。この貫通孔１４ａに滑り軸受５ａ（図３参照）が挿入される。一方、収容部１５は、ハウジング部材１３の内表面１３ａから直角方向に立ち上がるように形成された円筒状部材１５ａで構成される。円筒状部材１５ａは、軸方向一端側が開口しておらず、ハウジング部材１３の外表面側には貫通していない。この円筒状部材１５ａの内周部に滑り軸受５ｂが挿入されて収容される。なお、収容部１６も、収容部１５と同様に、円筒状部材１６ａで構成される。
【００２７】
上記の収容部１４〜１６には滑り軸受５ａ〜５ｃが組み付けられ、さらに、その滑り軸受には各回転軸（図３参照）が組み付けられる。回転軸が回転する際には、該回転軸と滑り軸受との摩擦熱により、回転軸温度および軸受温度が上昇する。この温度上昇が、画像不具合を招くおそれがある。
【００２８】
これに対し、本発明のハウジング部材は、収容部自体または収容部周囲に放熱用の溝および放熱用の孔の少なくともいずれかを有するので、回転軸温度および軸受温度の温度上昇を抑えることができる。また、ハウジング部材側に放熱用の溝や孔を形成することで、滑り軸受を加工することなく、軸受周囲の放熱性を高めることができる。
【００２９】
図４において、収容部１５は、円柱状部材１５ａの外周部に溝１５ｃを有する。同様に、収容部１６にも、円柱状部材１６ａの外周部に溝１６ｃが設けられている。なお、以下では、収容部１５について説明するが、収容部１６についても同様である。溝１５ｃは、円柱状部材１５ａの軸方向に沿って一方の端部から他方の端部まで連続して、直線状に形成されている。図５（ａ）には、この円柱状部材からなる収容部を軸方向から見た図を示し、図５（ｂ）には、該収容部の溝の位置での軸方向断面図を示す。図５に示すように、収容部１５は、円柱状部材１５ａの内周部１５ｄに滑り軸受５ｂの円筒外径面が嵌合されることで、収容している。この場合、放熱用の溝１５ｃは外周部１５ｂに形成され、滑り軸受５ｂを収容する内周部は形状が維持されるため、滑り軸受５ｂを安定して収容することができる。
【００３０】
図５（ａ）に示すように、溝１５ｃは、円柱状部材１５ａの中心軸（回転軸の軸線）を中心として、中心角で一定角度θ1ずつずらして外周部１５ｂの表面に複数本形成されている。つまり、溝１５ｃは互いに等間隔に形成されている。溝１５ｃの本数は特に限定されず、任意の本数とすることができる。
【００３１】
溝１５ｃの周方向の幅は、外周部１５ｂの円周の２０％〜８０％が好ましい。設ける溝の本数にもよるが、具体的な溝幅として、例えば、０．２〜１．０ｍｍであることが好ましい。溝１５ｃの深さ（径方向長さ）は、円筒状部材１５ａの径方向厚さにもよるが、強度に影響しない程度で、深ければ深い方が好ましい。溝１５ｃの深さとは、溝形成面（外周部１５ｂ表面）から溝底部までの距離であり、該溝が三角溝や円弧溝などである場合は、溝の最も深い部分の深さを上記範囲とすることが好ましい。
【００３２】
図４および図５では、溝１５ｃは、円柱状部材１５ａの軸方向に沿って連続して直線状に形成されていたが、これに限らない。例えば、円柱状部材１５ａの軸方向に沿って螺旋状（スパイラル状）に形成されていてもよく、また、部分的に途切れて（断続的に）形成されていてもよい。上記軸方向に沿って溝を設けることで、射出成形において、溝とハウジング部材とを一体として容易に成形できる。
【００３３】
一方、図６は、図４で示したハウジング部材１３を反対側（ハウジング外側）から見た図である。ハウジング部材１３の外表面１３ｂには、収容部１４を構成する貫通孔１４ａが開口している。外表面１３ｂにおいて、貫通孔１４ａの周囲には、放熱用の溝１３ｃが貫通孔１４ａの内径から外径方向に沿って放射状に複数本設けられている。この放射状の複数本の溝１３ｃは、冷却フィンの役割を果たし、使用時における回転軸温度および軸受温度の昇温速度が遅くなり、且つ、昇温後の連続使用においても温度を低く抑えることが可能となる。
【００３４】
図７（ａ）は、貫通孔からなる収容部の正面図であり、図７（ｂ）は、該収容部の溝の位置での軸方向断面図である。図７に示すように、収容部１４は、貫通孔１４ａに滑り軸受５ａの円筒外径面が嵌合されることで、収容している。図７では、溝１３ｃの長さ方向の一方の端部が貫通孔１４ａに開口している。
【００３５】
図７（ａ）に示すように、溝１３ｃは、貫通孔中心軸（回転軸の軸線）を中心として、中心角で一定角度θ2ずつずらしてハウジング部材１３の外表面１３ｂに複数本が配置されている。つまり、溝１３ｃは互いに等間隔に設けられている。この場合、θ2が２０°であれば溝は１８本、θ2が３０°であれば溝は１２本となる。溝の本数に特に制限はないが、表面積を増加させて放熱性を向上させるため、１０本以上が好ましく、１５本以上がより好ましい。
【００３６】
溝１３ｃの周方向の幅は、貫通孔１４ａの外径（切欠き等は考慮しない）の１％〜５％が好ましい。設ける溝の本数にもよるが、具体的な溝幅として、例えば、０．１〜０．８ｍｍｍであることが好ましく、０．３〜０．６ｍｍがより好ましい。溝１３ｃの深さ（ハウジング部材１３の厚み方向長さ）は、ハウジング部材１３の厚みにもよるが、強度に影響しない程度で、深ければ深い方が好ましい。例えば、ハウジング部材１３の厚みが１ｍｍの場合、０．１〜０．８ｍｍである事が好ましく、０．３〜０．６ｍｍがより好ましい。なお、溝の深さとは、溝形成面（外表面１３ｂ）から溝底部までの距離であり、該溝が三角溝や円弧溝などである場合は、溝の最も深い部分の深さを上記範囲とすることが好ましい。
【００３７】
図６および図７では、貫通孔１４ａの周囲に放熱用の溝１３ｃを設けたが、これに代えて放熱用の孔を設けてもよい。放熱用の孔を設けた一例を図８に基づき説明する。図８（ａ）は、放熱用の孔を設けた収容部の正面図であり、図８（ｂ）は、該収容部の孔の位置での軸方向断面図である。図８では、放熱用の孔１３ｄは貫通孔１４ａとは独立して形成されている。この場合、滑り軸受５ａを収容する貫通孔１４ａの形状は維持されるため、滑り軸受５ａを安定して収容することができる。
【００３８】
図８（ａ）に示すように、貫通孔１４ａの周囲には、放熱用の孔１３ｄが複数個形成されている。孔１３ｄは、貫通孔中心軸（回転軸の軸線）に対して同心円状に複数形成されている。具体的には、径方向に２個、貫通孔中心軸を中心として、中心角で一定角度θ3ずつずらして配置されている。孔１３ｄは、ハウジング部材１３の内表面側に貫通していない非貫通孔である。孔１３ｄの深さ（ハウジング部材１３の厚み方向長さ）は、上述した溝１３ｃと同様に、強度に影響しない程度で深ければ深い方が好ましく、また、孔形成面（外表面１３ｂ）から孔底部までの距離である。
【００３９】
孔１３ｄは、図８のように規則的に配置されていなくてもよく、ランダムに配置されていてもよい。孔１３ｄは、それぞれの平面形状は円形とされており、その大きさはφ０．１ｍｍ〜φ１．５ｍｍが好ましい。なお、図８に示す形態では孔１３ｄは全て同一の大きさとしているが、異なる大きさの孔を複数組み合わせて形成してもよい。
【００４０】
さらに、その他の構成として、貫通孔の周囲に放熱用の溝と放熱用の孔とを組み合わせて設けた構成としてもよい。具体的には、貫通孔の周囲に放射状に形成された溝と溝との間に孔を設けることができる。この構成とすることで、放熱性の更なる向上が図れる。
【００４１】
また、図７および図８では、ハウジング部材１３の外表面１３ｂに放熱用の溝や孔を設けたが、内表面１３ａにも同様の放熱用の溝や孔を設けることができる。これにより、放熱性をより向上させることができる。この場合、強度の点から、ハウジング部材１３の厚み方向で、外表面側の溝や孔と内表面側の溝や孔とが互いに重ならない位置となるように設けることが好ましい。
【００４２】
図５、図７および図８のいずれの形態の場合においても、溝や孔の深さ方向の断面形状は適宜決定できる。例えば、断面矩形の角溝、角孔、断面円弧状の円弧溝（Ｒ溝）、円弧孔、断面三角形の三角溝、三角孔などとできる。図５、図７および図８に示すような溝、孔配置であれば、その深さ方向の形状が角、円弧、三角のいずれであっても、射出成形時に無理抜きとならず、これらの部分もハウジング部材と一体に容易に形成でき、溝や孔の後加工を不要とできる。
【００４３】
本発明のハウジング部材に各滑り軸受および各ローラを組み付けて構成されるトナーカートリッジの一例を図９に基づき説明する。図９では、現像ローラ１０が組み付けられており、現像ローラ１０の回転軸を支持する滑り軸受が貫通孔からなる収容部１４に組み付けられている。ハウジング部材１３の外表面１３ｂの貫通孔の周囲には、放熱用の溝１３ｃが放射状に形成されている。また、図示は省略するが、トナーカートリッジ４（ハウジング）内には、撹拌ローラの回転軸を支持する滑り軸受が円柱状部材からなる収容部に組み付けられ、また、供給ローラの回転軸を支持する滑り軸受が円柱状部材からなる収容部に組み付けられている。これら円柱状部材には、放熱用の溝が形成されている。このように、本発明のハウジング部材で構成されたトナーカートリッジは、各収容部での放熱性に優れ、カートリッジ全体としての放熱性に優れる。
【００４４】
本発明のハウジング部材を形成するハウジング材としては、樹脂材が用いられ、樹脂材として非晶性樹脂または結晶性樹脂を用いることができる。これらの中でも、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、メタクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂から選ばれる１種以上の熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、繊維等で強化した樹脂組成物を用いることが好ましい。また、滑り軸受を合成樹脂製とした場合、滑り軸受の樹脂材に応じて、ハウジング部材の樹脂材を選択するとよい。
【００４５】
上記の中でも射出成形が可能な合成樹脂は、滑り軸受を収容する部位である収容部と、放熱用の溝や孔とを効率よく形成できるので、生産性に優れる。その中でも、熱可塑性樹脂は、生産性と成形性に優れるため好ましく、摩擦熱による回転軸の昇温を抑制できる。
【００４６】
以上のような樹脂組成物から、ハウジング部材を形成する方法は特に限定するものではない。圧縮成形、または押出成形により得た成形体を機械加工することで形成してもよいが、コストの面から射出成形が好ましい。特に、ハウジング部材を、収容部と放熱用の溝や孔とを含めて樹脂組成物を用いて一体に形成された射出成形体とすることが好ましい。また、射出成形後に溝や孔を機械加工で形成してもよい。
【００４７】
ハウジング部材に組み付けられる滑り軸受では、相手材である回転軸との摺動部となる円筒内径面にグリースや潤滑油などの潤滑剤を介在させてもよい。摺動部に潤滑剤を介在させることで、低トルク化が図れ、摩耗も防止でき寿命を大幅に長くできる。グリースや潤滑油としては、この分野における公知の潤滑剤を使用できる。
【００４８】
以上、図４〜図８などに基づきトナーカートリッジにおけるハウジング部材の収容部の形態を説明したが、ハウジング部材や収容部の形状はこれらに限定されず、適用する画像形成装置の仕様に応じて適宜変更できる。また、図４〜図８に示す放熱用の溝や孔は、それぞれを任意に組み合わせて適用することもできる。
【実施例】
【００４９】
実施例１
滑り軸受の製造には、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）樹脂にワックスを充填した樹脂組成物を用いた。実施例１、実施例２、比較例１の滑り軸受には、すべて同じ樹脂組成物を用いた。実施例１では、ＡＢＳ樹脂にガラス繊維を３０質量％充填した樹脂組成物を射出試験機で成形することで、滑り軸受を組み付ける小型ラジアル試験機のハウジング部材を得た。このハウジング部材の厚さは２ｍｍであり、滑り軸受が組み付けられる貫通孔はφ１０ｍｍである。このハウジング部材に、図７で示すように、１６本の放熱用の角溝を外径φ２０ｍｍの放射状に、幅０．５ｍｍ、深さ０．５ｍｍで追加工した。このハウジング部材に合成樹脂製の滑り軸受を組み付けた。
【００５０】
実施例２
実施例２では、放熱用の孔が形成されたハウジング部材を製造した。まず、実施例１と同じ樹脂組成物を用いて、射出成形により小型ラジアル試験機のハウジング部材を得た。このハウジング部材の厚さは２ｍｍであり、滑り軸受が組み付けられる貫通孔はφ１０ｍｍである。その後、追加工で、図８に示すように、φ２ｍｍ、深さ０．５ｍｍの孔を３２個放射状に加工した。
【００５１】
比較例１
比較例１では、実施例１と同じ樹脂組成物を用いて、射出成形により小型ラジアル試験機のハウジング部材を得た。比較例１では、溝加工や孔加工は施さず、通常の形状のハウジング部材とした。図１０には、比較例１のハウジング部材１７に試験用軸受としての滑り軸受１９を組み付けた状態を示す。
【００５２】
作製した各ハウジング部材について、図１１に示す小型ラジアル試験機１８を用いて、軸受温度、回転軸温度を経時的に測定した。なお、試験用軸受には、軸受温度として滑り軸受１９の摺動部付近の摩擦熱測定用に、内径端面にφ０．５ｍｍの熱電対挿入用孔２０（図１０参照）を設けた。また、回転軸温度の測定には、図１２に示すように、回転軸端面を、レーザー表面温度計２１を用いて、回転状態で連続的に測定した。試験中の軸受温度は、熱電対挿入用孔２０に挿入した熱電対２５を用いて測定した。滑り軸受は、トナーカートリッジ内に配置されることから、小型ラジアル試験機の滑り軸受組み付け部位をアクリル樹脂製箱２４で覆い、上部に空気取り入れ口２２と、下部側面に吸引孔２３を設け、吸引装置２６を利用してアクリル樹脂製箱２４内に空気の流れを再現した（図１２、図１３参照）。
【００５３】
試験条件は、回転軸にφ８ｍｍのＳＵＳ材を用い、周速１５０ｍｍ／ｍｉｎ、面圧０．６８ＭＰａ、室温、ドライ環境下で３０分間試験した。温度測定の試験の結果を、図１４（実施例１）、図１５（実施例２）、図１６（比較例１）にそれぞれ示す。また、軸受温度、回転軸温度の測定結果を一括整理して表１に示す。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
図１４〜図１６および表１に示すように、トナーカートリッジ内に配置される構成において、各実施例は比較例１に対して放熱性に優れる結果となった。特に、実施例１は、比較例１と比較して、軸受温度で６℃、回転軸温度で４℃低い結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明のトナーカートリッジにおける滑り軸受を収容するハウジング部材は、現像ローラや撹拌ローラ用滑り軸受を収容した際に、比較的簡易な構造としながら、回転軸温度や軸受温度の昇温を抑制でき、その冷却速度にも優れるので、複写機、複合機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置におけるローラの回転軸を支持する滑り軸受のハウジング部材として広く利用できる。特に、近年におけるトナーの低融点化に対応しやすく、高画質化に適した滑り軸受を収容するハウジング部材となる。
【符号の説明】
【００５７】
１  チャージユニット
２  感光ドラム
３  レーザービーム
４  トナーカートリッジ
５  滑り軸受
６  用紙
７  定着ローラ
８  加圧ローラ
９  チャージャー
１０  現像ローラ
１１  供給ローラ
１２  撹拌ローラ
１３  ハウジング部材
１４  収容部
１５  収容部
１６  収容部
１７  ハウジング部材
１８  小型ラジアル試験機
１９  滑り軸受
２０  熱電対挿入用孔
２１  レーザー表面温度計
２２  空気取り入れ口
２３  吸引孔
２４  アクリル樹脂製箱
２５  熱電対
２６  吸引装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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