(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線まわりに回転する回転体の外周面に軸線方向の端部で接触しながら、回転体の外周面への付着物が軸線方向の外方に流出しないように規制するための回転体のシール構造であって、
該回転体の外周面の規制箇所を覆うように設けられるシート材と、
該シート材の該回転体の外周面と対向する側の表面上に、印刷によって形成され、該回転体の外周面の移動方向に沿って、該外周面に接触する凸状パターンとを含み、
該凸状パターンは、前記移動方向に延びるように形成される部分と、前記回転体の外周面の移動方向に沿って前記軸線方向の内方に傾斜しながら前記外周面に接触する傾斜部とを有することを特徴とする回転体のシール構造。
【請求項２】
前記付着物は、電子写真装置の乾式現像に使用するトナーであり、
前記回転体は、現像ローラであり、前記凸状パターンは、１０μｍ〜１５０μｍの厚みを有することを特徴とする請求項１記載の回転体のシール構造。
【請求項３】
前記凸状パターンは、前記傾斜部分のエッジ形状の曲率半径が前記厚み以下であり、前記シート材の表面に１０％〜７５％の面積範囲で形成されることを特徴とする請求項２記載の回転体のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体の外周面に接触し、回転軸線方向のシールを行う回転体のシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、回転軸は各種機械の要素として広く用いられている。回転軸は、一般に軸線方向の端部で回転可能に支持される。回転軸の支持部分では、単に回転軸を回転可能に支持するばかりではなく、内容部などの外部への漏れや、外部からの異物侵入なども防ぐことができるようなシール構造を有していることが多い。シール構造も、その必要性や各種条件に応じて、種々の形式が用いられている。
【０００３】
図６は、電子写真装置の乾式現像に用いる現像ローラ１の軸端付近のシール構造を概略的に示す。現像ローラ１は、現像ユニット２の下端付近に設けられ、感光ドラム３の表面に形成される静電潜像に対し、現像剤であるトナー４を供給して、静電潜像を顕像化する機能を有する。トナー４は微小な粒子状であり、現像ローラ１の表面に付着して感光ドラム３側に供給されるけれども、現像ローラ１の軸線方向に沿って外方にも移動し、現像ユニット２の外部に漏れる恐れがある。このため、現像ユニット２には、トナー４が現像ローラ１の軸線方向の外方に漏れるのを防ぐために、シール部５が設けられている。
【０００４】
シール部５では、現像ローラ１の表面に付着している微小なトナー４が、現像ローラ１の回転につれて軸線方向の外方に漏れるのを防いでいる。シール部５で、現像ローラ１の表面に完全に密着させてシールを行えば、トナー４が漏れるのを確実に防ぐことが可能になるはずである。しかしながら、シール面積が大きくなると、摩擦力による現像ローラ１の駆動の際の負荷が大きくなり、現像ローラ１を駆動するモータなどを大形化しなければならなくなる。このため、本発明の基礎となる技術では、シール部５として、現像ローラ１の周囲に設けられるシート材６の表面にシール部材７を貼付けて、シール部材７をシール部５の全体にではなく、部分的に現像ローラ１の外周面に接触させながらシールを行う構造が考えられている。シール部材７の表面が現像ローラ１の外周面に確実に接触するように、シート材６の裏面側には圧力付与部材８として、スポンジ状の材料を配置している。
【０００５】
図７は図６に示すシール部５について正面側から見た状態を示す。シール部５は、現像ローラ１の軸線１ａ方向の両端付近の外周面に部分的に接触するように設けられる。シール部材７の斜線を施して示す表面が現像ローラ１の外周面に接触し、現像ローラ１の表面に付着する図６に示すトナー４を、軸線１ａ方向の内側寄りに移動するように規制し、トナー４が軸線１ａ方向の外方に流れて漏れることを防ぐ。シール部５での接触面積は、斜線を施して示す部分の面積であり、シート材６の表面全体からは小さな面積となるので、現像ローラ１の回転駆動に対する負荷は小さくなり、駆動用モータなどに必要な出力が小さくなって、小形化を図ることができる。
【０００６】
現像ローラ１は、感光ドラム３が対面に存在するので、端部の全周を円筒状にシールすることが困難であり、半円形状のシール部５で軸線方向のシールを行わなければならない。従来は、フェルト状のシール部材を現像ローラ１の端部の背面側に設け、トナー４のシールを行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
現像ローラの端部のシールを半円状に湾曲させたフェルトなどで行う先行技術によるシールの問題点としては、現像ローラの表面に付着するトナーの量を規制する規制ブレードとの位置合わせが困難で、またフェルトのはみ出しで端部のシール性が悪くなったりすることがあげられる。図７に示すようなシール部材７をシート材６の表面に貼合わせて形成するシール部５では、シール部材７をシート材６の表面に貼合わせる工数が必要となるので、製造コストが上昇し、また貼合わせ作業での精度の確保も困難であり、実現し得る形状も限られてくる。
【０００８】
本発明の目的は、図７に示すようなシール部材７によって形成されるシール部５と同様なシール部を、より安価にかつ精度は高くなるように製造することができる回転体のシール構造を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、軸線まわりに回転する回転体の外周面に軸線方向の端部で接触しながら、回転体の外周面への付着物が軸線方向の外方に流出しないように規制するための回転体のシール構造であって、
該回転体の外周面の規制箇所を覆うように設けられるシート材と、
該シート材の該回転体の外周面と対向する側の表面上に、印刷によって形成され、該回転体の外周面の移動方向に沿って、該外周面に接触する凸状パターンとを含み、
該凸状パターンは、前記移動方向に延びるように形成される部分と、前記回転体の外周面の移動方向に沿って前記軸線方向の内方に傾斜しながら前記外周面に接触する傾斜部とを有することを特徴とする回転体のシール構造である。
【００１０】
本発明に従えば、シート材が、軸線まわりに回転する回転体の外周面の規制箇所を覆うように設けられる。シート材の回転体の外周面と対向する側の表面上には印刷によって凸状パターンが形成される。凸状パターンは、回転体の外周面に、回転時の外周面の移動方向に沿って、軸線方向の内方に傾斜するような形状に、印刷によって形成される。凸状パターンを印刷によって形成するので、シート材の表面に均一な厚みで、精度よく形成することができる。凸状パターンは、回転体の外周面が回転時に移動する方向に沿って、軸線方向の内方に傾斜するので、シート材の全表面が回転体の外周面に接触することを防ぎ、回転体の回転負荷の上昇を避けることができる。凸状パターンは、印刷によって形成するので、比較的安価かつ均一な厚みに形成して、効率的なシールを行うことができる。また凸状パターンは、回転体の移動方向に延びるように形成される部分と、回転体の外周面の移動方向に沿って軸線方向の内方に傾斜しながら外周面に接触する傾斜部とを有するので、トナーが軸線方向の外方に漏れることを、一層確実に防ぐことができる。
【００１１】
また本発明で前記付着物は、電子写真装置の乾式現像に使用するトナーであり、
前記回転体は、現像ローラであり、前記凸状パターンは、１０μｍ〜１５０μｍの厚みを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明に従えば、現像ローラの外周面に付着して、静電潜像を顕在化させるトナーの現像処理が行われる。トナーは微粒子であり、現像ローラの表面に付着するとともに、軸線方向の外方にも漏れやすくなる。傾斜パターンの表面のみが現像ローラの表面に接触してシールを行うので、シート材の背面側から強い力で凸状パターンが現像ローラの表面側に押付けられるように付勢することも可能となり、確実にシールを行うことができる。凸状パターンの表面が現像ローラの外表面と接触している部分の面積は小さいので、現像ローラの回転駆動用の負荷の増加は小さくなり、電子写真装置を小形に構成することができる。
【００１３】
また本発明で前記凸状パターンは、前記傾斜部分のエッジ形状の曲率半径が前記厚み以下であり、前記シート材の表面に１０％〜７５％の面積範囲で形成されることを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、印刷によってシート材の表面に形成される凸状パターンは、エッジ部分の曲率半径が厚み以下であり、シート材の表面から立上がる部分で現像ローラの表面に付着しているトナーを確実に規制することができる。凸状パターンは、シート材の表面に１０％〜７５％の面積範囲で形成されているので、接触面積を小さくして、単位面積当りの接触圧を大きくし、接触部分でトナーが軸線方向の外方に漏れないように確実にシールすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態による回転体のシール構造を、現像ローラ１１の軸線１２方向の端部で行うシールに適用している状態を示す。図１（ａ）は正面側から見た構成、図１（ｂ）は側面側から見た断面構成を、それぞれ示す。現像ローラ１１は、軸線１２まわりに、図１（ｂ）に示す矢符１２ａ方向に回転駆動される。現像ローラ１１は、図６に示すような現像ユニット２と同等な現像ユニットの下端付近に装着され、一方の側面側が図６の感光ドラム３と同等な感光ドラムに対向する。現像ローラ１１が矢符１２ａの方向に回転駆動されると、現像ローラ１１の表面に付着するトナーは、図１（ａ）に示す周方向１３に移動する。トナーを、トナー規制方向１４、すなわち軸線１２の内方に移動するように規制するために、シール部１５が設けられる。シール部１５は、シート材１６の表面にシール部材１７が形成されるように、印刷法によって製造される。斜線を施して示すように、シール部材１７の表面が現像ローラ１１の外周面に密着するように、シート材１６の背面側には、圧力付与部材１８であるスポンジ状のゴム材料などの弾性体が配置される。
【００１６】
本実施形態のシール部１５では、現像ローラ１１の軸線１２方向の両端にシート材１６ａ，１６ｂを配置するとともに、両端のシート材１６ａ，１６ｂを、軸線１２方向に平行なシート材１６ｃで連結して、一体的に形成している。軸線１２の両端側のシート材１６ａ，１６ｂは、現像ローラ１１の外周面に沿って半円状に曲げる必要があるので、両端側のシート材１６ａ，１６ｂと連結用のシート材１６ｃとの間には、切込み１６ｄ，１６ｅをそれぞれ形成している。このように、両端側のシート材１６ａ，１６ｂおよび連結用のシート材１６ｃと、切込み１６ｄ，１６ｅとから成る全体を、以下、参照符「１６」で総称する。切込み１６ｄ，１６ｅより軸線１２に関しての内方の部分の連結部のシート材１６ｃは、平坦な状態であり、現像ユニットの容器に固定される。両側のシート材１６ａ，１６ｂには、それぞれ斜線を施して示すシール部材１７ａ，１７ｂが凸状パターンとして印刷によって形成される。なお、シール部材１７ａ，１７ｂは、以下、参照符「１７」で総称する。
【００１７】
図２は、図１に示すシール部１５の部分的な断面構成を示す。現像ローラ１１は、現像ユニット２０の容器２１の下端付近に設けられ、軸端のシール部１５をシールするシート材１６および圧力付与部材１８は、容器２１に形成される保持部２２，２３で保持され、シール部材１７が現像ローラ１１の外周面に接触しながらシールを行う。現像ユニット２０の容器２１内には、トナーが貯留され、現像ローラ１１の表面に付着して、容器２１の開口部２４側で対向する感光体ドラムなどに対する現像を行う。現像ローラ１１の直径は数ｍｍ〜数１０ｍｍであり、軸線１２方向の長さは数１０ｃｍである。
【００１８】
図３は、シート材１６の表面に印刷によって形成されるシール部材１７形状について示す。図３（ａ）は平面形状を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面形状を拡大して示す。シート材１６の表面で、シール部材１７は、周方向１３に沿って相対的に移動してくるトナーを、トナー規制方向１４側に規制するように、角度θが９０°＜θ＜１８０°の範囲で傾斜するように形成される。トナー規制方向１４に垂直な方向のシール部材１７の幅数ｍｍである。
【００１９】
図３（ｂ）に示すように、シート材１６の表面に形成されるシール部材１７は、シート材１６の厚みｔ１に対して厚みｔ２となるように形成される。シート材１６は、たとえばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を材料として、厚みｔ１は０．１ｍｍ程度である。シール部材１７は、たとえば紫外線（ＵＶ）硬化性樹脂のインクを用いて、スクリーン印刷法によってシート材１６の表面に付着させ、紫外線照射による硬化を行って形成する。シルクスクリーン印刷で２度塗りを行えば、最大１５０μｍの厚みｔ２でシール部材１７を形成することができる。シール部材１７のコーナ部１７ｒの形状は、曲率半径が厚みｔ２以下となるように、極力明確なエッジが得られるようにすることが好ましい。コーナ部１７ｒの曲率半径が大きいとシール部材１７の幅Ｗのうちで実質的に現像ローラ１１の外周面に接触する部分の割合が減少し、かつトナーを軸線１２方向の内方に規制する作用が弱まってしまう。
【００２０】
本実施形態のシール部１５は、次に示すような工程を経て製造する。
▲１▼シート材１６の原反上に、紫外線硬化形インクによって、シール部材１７に相当する凸状パターンを、シルクスクリーンを用いる印刷によって形成する。
▲２▼凸状パターンとしてシート材１６の表面上に付着させたインクを硬化させる。
▲３▼シート材１６から、図１（ａ）に示すような形状を打抜く。
【００２１】
本実施形態のシール部１５の製造工程では、▲１▼〜▲３▼に示すように、図１（ａ）の両側のシート材１６ａ，１６ｂ上にシール部材１７ａ，１７ｂを形成した状態を、連結部のシート材１６ｃで連結した形で一体的に形成することができる。しかもシール部材１７の貼付け作業などを行う必要がないので、効率よく低コストで製造することができる。シール部材１７のパターン形成や、シート材１６の形抜きなどは、それぞれ型を用いて精度よく行うことができるので、寸法精度に優れたシール部１５を容易に得ることができる。
【００２２】
図４は、本発明のシール部１５として使用することができるシール部材１７の例を示す。図４（ａ）は、図１の実施形態のシール部１５に用いるシール部材１７を示し、図４（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、他の形状のシール部材２７，２８，２９の例を示す。図４（ｂ）に示すシール部材２７では、シート材１６の軸線方向の側端で、周方向に延びるように形成される部分である２７ａと、図２（ｂ）のシール部材１７と同様な傾斜部２７ｂとを組合わせて形成する。周方向の部分２７ａが設けられているので、トナーが軸線方向の外方に漏れることを、一層確実に防ぐことができる。図４（ｃ）では、周方向に形成される部分２８ａに対し、傾斜部２８ｂが複数本設けられるシール部材２８を示す。傾斜部２８ｂが複数本設けられているので、トナーの軸線方向内方への規制をより確実に行うことができる。図４（ｄ）は、傾斜部のみが複数本形成されるシール部材２９を示す。複数本の傾斜部で、トナーの軸線方向内方への規制を確実に行うことができる。
【００２３】
図５は、本発明の実施のさらに他の形態によるシール部３０として、一般的な回転軸３１の軸端部で、回転軸３１の全周にわたるシールを行う状態を示す。回転軸３１の全周をシート材３２で覆い、シート材３２の内周面と回転軸３１の外周面との間には間隔があくようにしておく。シート材３２の内周面には、印刷によって形成される複数のシール部材３３を設け、シール部材３３の表面が回転軸３１の外周面に接触する状態で、シールを行う。シール部材３３の接触面積は、シート材３２の全内周面に比較して小さくなるので、回転軸３１の回転に対する負荷が小さな状態で、確実な接触によるシールを行うことができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、シート材の表面に印刷で凸状パターンを形成し、回転体の外周面と接触する部分の厚みを均一にして、回転体の外周面の付着物が軸線方向の外方に流れないように確実に規制することができる。凸状パターンを印刷によって形成するので、一定の厚みのシール部材をシート材の表面に貼付けるような方法と比較して、安価でかつ確実なシールを行うことができる。また凸状パターンは、回転体の移動方向に延びるように形成される部分と、回転体の外周面の移動方向に沿って軸線方向の内方に傾斜しながら外周面に接触する傾斜部とを有するので、トナーが軸線方向の外方に漏れることを、一層確実に防ぐことができる。
【００２５】
また本発明によれば、電子写真装置の乾式現像に使用するトナーを感光体などに供給する現像ローラの軸線方向の端部でのシールを、１０μｍ〜１５０μｍの厚みを有する凸状パターンを印刷によってシート材の表面に形成し、トナーが軸線方向の外方に流出するのを確実に防ぐことができる。
【００２６】
また本発明によれば、シート材の表面に印刷によって形成する凸状パターンのエッジ部分の曲率半径が厚み以下であり、シート材の表面に１０％〜７５％の面積範囲で形成されるので、現像ローラの外周面での確実な流出防止を現像ローラの駆動に対する負荷の増加を抑えて行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の概略的な構成を示す簡略化した正面図および側面断面図である。
【図２】図１の現像ローラ１１を含む現像ユニット２０の部分的な側面断面図である。
【図３】図１のシール部１５の詳細な構成を示す平面図および拡大断面図である。
【図４】図１の実施形態のシール部材１７と、本発明の実施の他の形態のシール部材２７，２８，２９とを対比して示す簡略化した平面図である。
【図５】本発明の実施のさらに他の形態のシール部３０の構成を示す部分的な斜視図である。
【図６】従来からの現像ローラのシール部の構成を示す部分的な側面断面図である。
【図７】図６のシール部５についての簡略化した正面図である。
【符号の説明】
１１  現像ローラ
１２  軸線
１３  周方向
１４  トナー規制方向
１５，３０  シール部
１６  シート材
１７，２７，２８，２９  シール部材
１７ｒ  コーナ部
１８  圧力付与部材
２０  現像ユニット
３１  回転軸
【図１】
0004231135.tif 000002
【図２】
0004231135.tif 000003
【図３】
0004231135.tif 000004
【図４】
0004231135.tif 000005
【図５】
0004231135.tif 000006
【図６】
0004231135.tif 000007
【図７】
0004231135.tif 000008