JP2013210073A - 回転体および軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ロールと感光体ドラムとの隙間を精度よく確保する。
【解決手段】円筒状のスリーブ１３ａ−１の軸方向両端に位置する軸受１３ａ−２が、軸受孔１３ａ−２１ａの形成された金属製の内輪部１３ａ−２１と、スリーブ１３ａ−１に嵌め込まれた第１の部位１３ａ−２２ａ、およびスリーブ１３ａ−１から軸方向に突出するとともに内輪部１３ａ−２１の外周面を包囲してスリーブ１３ａ−１の外径よりも大きな外径とされ、感光体ドラム１１に接触してスリーブ１３ａ−１と感光体ドラム１１とを規定間隔に保持する第２の部位１３ａ−２２ｂを有する樹脂製の外輪部１３ａ−２２とを備え、外輪部１３ａ−２２と内輪部１３ａ−２１とが一体成型された現像ロール１３ａである。
【選択図】図５

Description

本発明は、回転体および軸受に関するものである。

電子写真複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置においては、感光体ドラム（像保持体の一例・対向物の一例）上に静電潜像を形成しておき、現像ロール（回転体の一例）を用いて静電潜像に例えば磁性二成分トナー（現像剤の一例）を供給して現像を行い、トナー像（現像剤像の一例）に顕像化している。

このような構造の画像形成装置において、感光体ドラムと現像ロールとの間の微少な隙間を精度よく確保することが必要とされる。

また、画像形成装置における感光体ドラムと現像ロールとの場合に限らず、対向物と回転体との隙間を精度よく確保することは、様々な装置で要求されることでもある。

なお、現像ロールに関する技術が記載されたものとしては、たとえば特許文献１および特許文献２がある。

特開平１０−２４７０１８号公報 特開２００１−２４９５０７号公報

本発明は、対向物との隙間を精度よく確保することのできる回転体および軸受を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の回転体は、円筒状の回転部材と、前記回転部材の軸方向の両端に位置する軸受とを含み、前記軸受の少なくとも何れか一方は、軸受孔の形成された金属製の内輪部と、前記回転部材に嵌め込まれた第１の部位、および前記回転部材から軸方向に突出するとともに前記内輪部の外周面を包囲して前記回転部材の外径よりも大きな外径とされ、前記回転部材と対向配置される対向物に接触して前記回転部材と前記対向物とを規定の間隔に保持する第２の部位を有する樹脂製の外輪部とを備え、前記外輪部と前記内輪部とが一体成型されている、ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、前記内輪部は焼結金属体である、ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２に記載の発明において、前記回転部材は導電性を有する部材で形成され、前記外輪部は導電性の樹脂である、ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、上記請求項３に記載の発明において、前記内輪部は油を含んでいない非含油焼結金属体である、ことを特徴とする。

上記課題を解決するため、請求項５に記載の本発明の軸受は、円筒状の回転部材の軸方向の少なくとも一方端に装着可能とされ、軸受孔の形成された金属製の内輪部と、装着対象である回転部材に嵌め込まれる第１の部位、および前記回転部材から軸方向に突出するとともに前記内輪部の外周面を包囲して前記回転部材の外径よりも大きな外径とされ、前記回転部材と対向配置される対向物に接触して前記回転部材と前記対向物とを規定の間隔に保持する第２の部位を有する樹脂製の外輪部とを備え、前記外輪部と前記内輪部とが一体成型されている、ことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、回転体と当該回転体の対向物との隙間を精度よく確保することが可能になる。

請求項２記載の発明によれば、寸法精度がよい内輪部を容易に得ることが可能になる。

請求項３記載の発明によれば、回転部材への給電経路を別途設ける必要がなくなる。

請求項４記載の発明によれば、油膜による導通不良が防止されて良好な導通性を確保することが可能になる。

請求項５記載の発明によれば、回転体と当該回転体の対向物との隙間を精度よく確保することが可能になる。

本発明の第１の実施の形態に係るカラーレーザビームプリンタの構成を示す概略図である。 図１のカラーレーザビームプリンタを簡略化して示す図である。 図１のカラーレーザビームプリンタにおける感光体ドラムと現像ロールとの関係を示す説明図である。 図１のカラーレーザビームプリンタに用いられた現像ロールを示す斜視図である。 図４の現像ロールの軸方向の部分的な断面図である。 図４の現像ロールを構成する軸受の斜視図である。 図６の軸受の軸方向の断面図である。 比較例としての現像ロールを示す斜視図である。 図８の現像ロールの軸方向の部分的な断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るロールコータの構成を示す概略図である。 図１０のロールコータにおけるピックアップロール、メタリングロール、アプリケータロールおよびバックアップロールの関係を示す説明図である。 図１０のロールコータに設けられたピックアップロールの軸方向の部分的な断面図である。

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（第１の実施の形態）

図１は本発明の第１の実施の形態に係るカラーレーザビームプリンタの構成を示す概略図、図２は図１のカラーレーザビームプリンタを簡略化して示す図である。

図１および図２に示すように、タンデム型のカラーレーザビームプリンタ１（画像形成装置の一例）は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色毎にトナー像を形成する４基の作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを備えている。また、これらの作像エンジンからトナー像（現像剤像の一例）が転写（一次転写）されて搬送される中間転写ベルト２０を備えており、中間転写ベルト２０に多重転写されたトナー像がさらに用紙Ｐ（記録媒体の一例）に転写（二次転写）されてフルカラー画像が形成されるように構成されている。

中間転写ベルト２０は無端帯状に形成されるとともに駆動ロール２２および従動ロール２１にかけ回されており、矢印で示す方向に回転しながら各色作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋで形成されたトナー像の一次転写を受けるように構成されている。

中間転写ベルト２０を挟んで従動ロール２１と対向する位置には二次転写ロール３０が設けられており、用紙Ｐは互いに押し合うようにして接する二次転写ロール３０と中間転写ベルト２０との間を通されて、中間転写ベルト２０からトナー像の二次転写を受けるようになっている。一方、反対側に位置する駆動ロール２２と対向する位置には中間転写ベルト２０のベルトクリーナ２３が配置され、二次転写後に中間転写ベルト２０に残留付着したトナーを中間転写ベルト２０上から除去する。

中間転写ベルト２０の下側には前述した４基の作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが並列的に配置されており、各色の画像情報に応じて形成したトナー像を中間転写ベルト２０に一次転写するようになっている。これら４基の作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは中間転写ベルト２０の回転方向に沿ってイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色の順に配置されており、一般に最も頻繁に使用されるブラックの作像エンジン１０Ｋが最も二次転写位置の近傍に配置されている。

これら作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの下方には、各作像エンジンに具備された感光体ドラム１１（像保持体の一例・対向物の一例）を画像情報に応じて露光するラスタ走査ユニット４０が設けられている。このラスタ走査ユニット４０は全ての作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに共用されており、各色の画像情報に応じて変調されたレーザ光Ｌを発する４基の半導体レーザ（図示せず）と、高速回転してこれら４本のレーザ光Ｌを感光体ドラム１１の軸方向に沿って走査する１基のポリゴンミラー４１とを備えている。そして、ポリゴンミラー４１によって走査された各レーザ光Ｌはミラー（図示せず）で反射されながら予め定められた経路を進んだ後、ラスタ走査ユニット４０の上部に設けられた走査窓４２を通して各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの感光体ドラム１１を露光する。

各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、円筒状でアルミニウムなどからなる金属製の基体上に感光層の形成された感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１の表面を規定の電位に帯電させる帯電ロール１２と、レーザ光Ｌの露光によって感光体ドラム１１上に形成された静電潜像を現像して（トナーを供給して）トナー像を形成する（顕像化する）現像器１３と、トナー像を中間転写ベルト２０に転写した後の感光体ドラム１１の表面から残留トナーや紙粉を除去するドラムクリーナ１４を備えており、感光体ドラム１１上に各色の画像情報に応じたトナー像が形成されるように構成されている。

本実施の形態のカラーレーザビームプリンタ１では、現像器１３はトナーとキャリアとが混合された二成分現像剤が用いられるタイプのものである。

この現像器１３には、前述した感光体ドラム１１と微少な間隔を空けて配置され、当該感光体ドラム１１上に形成された静電潜像に現像剤を供給する現像ロール１３ａ（回転体の一例）が備えられている。また、現像器１３には、当該現像ロール１３ａに向けて現像剤を搬送するために、前述した搬送シャフト２３ａと同様の螺旋状の羽根を有する搬送シャフト１３ｂが備えられている。そして、この搬送シャフト１３ｂのリア側（図１の紙面奥側）から新たなトナーが補給される。なお、現像ロール１３ａの詳細については後述する。

作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの感光体ドラム１１と対向する位置には、中間転写ベルト２０を挟むようにして一次転写ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋが設けられている。そして、これら一次転写ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋに転写バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１１と一次転写ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋとの間に電界が形成され、感光体ドラム１１上で電荷を帯びて当該感光体ドラム１１に保持されているトナー像がクーロン力で中間転写ベルト２０に転写されるようになっている。

一方、用紙Ｐはカラーレーザビームプリンタ１の下部に収納される給紙カセット２から筐体内部、具体的には中間転写ベルト２０と二次転写ロール３０とが接する二次転写位置へ搬送される。給紙カセット２はカラーレーザビームプリンタ１のフロント側から押し込んでセットするように構成されている。セットされた給紙カセット２の上部には、給紙カセット２内に収容された用紙Ｐを引き出すためのピックアップロール２４および給紙ロール２５が設けられている。また、給紙ロール２５と対向する位置には、用紙Ｐの重送を防止するリタードロール２６が設けられている。

カラーレーザビームプリンタ１の内部における用紙Ｐの搬送経路２７はカラーレーザビームプリンタ１の左側面に沿って上下方向に設けられており、カラーレーザビームプリンタ１の底部に位置する給紙カセット２から引き出された用紙Ｐはこの搬送経路２７を上昇し、レジストレーションロール２９によって突入タイミングが制御されて二次転写位置に導入され、当該二次転写位置においてトナー像の転写を受けた後、上部に設けられた定着器３へと送られる。そして、定着器３によってトナー像が定着された用紙Ｐは、排出ロール２８によってカラーレーザビームプリンタ１の上面に設けられた排紙トレイ１ａに、画像形成面を下にした状態で排出される。

このようなカラーレーザビームプリンタ１には電源３１が設けられており、前述した回転要素（たとえば感光体ドラム１１、駆動ロール２２など）を駆動するモータ（図示せず）への電力供給、一次転写ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋや二次転写ロール３０へトナー像の転写バイアス印加などが行われる。

さらに、カラーレーザビームプリンタ１にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３２（制御手段の一例）が設けられており、当該カラーレーザビームプリンタ１による画像形成に係わる装置の動作を制御する。

このような構成のカラーレーザビームプリンタ１によるフルカラー画像の形成に当たっては、先ず、各色の画像情報に応じてラスタ走査ユニット４０が各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの感光体ドラム１１を予め定められたタイミングで露光する。これによって、各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの感光体ドラム１１上には画像情報に応じた静電潜像が形成されるので、これら静電潜像にトナーを供給することによりトナー像が形成される。

各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は回転する中間転写ベルト２０に対して順次転写され、これにより中間転写ベルト２０上には各色トナー像が重なり合った多重トナー像が形成される。一方、用紙Ｐが給紙カセット２から送り出され、中間転写ベルト２０上に一次転写されたトナー像が二次転写位置に達するタイミングを見計らって、二次転写ロール３０と中間転写ベルト２０との間に通される。これにより、中間転写ベルト２０上の多重トナー像は用紙Ｐに二次転写される。そして、二次転写された用紙Ｐは定着器３によってトナー像の定着がなされ、これによって用紙Ｐ上にフルカラー画像が完成する。

ここで、現像器１３に設けられた現像ロール１３ａについて説明する。

図３に示すように、回転体である現像ロール１３ａは感光体ドラム１１と微少な隙間Ｇを空けて配置されている。ここで、微少な隙間Ｇとは、具体的には、磁力により現像ロール１３ａに保持された現像剤が静電気力で感光体ドラム１１に付着し得る程度の間隔である。

そして、このような微少な隙間Ｇを保つために、現像ロール１３ａは、図３に示すように、ロール本体をなす円筒状をした導電性金属からなるスリーブ１３ａ−１（回転部材の一例）の軸方向の両端に、当該スリーブ１３ａ−１の外径よりも僅かに大きな外径（スリーブ１３ａ−１の半径よりも隙間Ｇに相当するだけ大きな半径）を有する軸受１３ａ−２が取り付けられている。そして、当該軸受１３ａ−２が感光体ドラム１１と接触して回転することにより、両者の間（厳密には現像ロール１３ａのスリーブ１３ａ−１と感光体ドラム１１との間）が隙間Ｇに保たれるようになっている。

さて、図４および図５に示すように、現像ロール１３ａは、金属製のシャフト１３ａ−３の周囲に筒状のマグネット１３ａ−４が固定されている。このマグネット１３ａ−４は、当該マグネット１３ａ−４と間隔を空けて設けられたスリーブ１３ａ−１により覆われている。そして、スリーブ１３ａ−１の両端には、シャフト１３ａ−３を回転自在に保持する前述の軸受１３ａ−２が位置している。

軸受１３ａ−２は、図６および図７に示すように、焼結金属体（銅や鉄などの金属微粉末を圧縮成型し融点以下の高温で金属粒子の拡散結合を行ったもの）からなり現像ロール１３ａの回転中心側に位置してシャフト１３ａ−３を回転自在に保持する軸受孔１３ａ−２１ａの形成された環状の内輪部１３ａ−２１と、樹脂からなり現像ロール１３ａの回転中心と逆側に位置する環状の外輪部１３ａ−２２とを備えており、外輪部１３ａ−２２に内輪部１３ａ−２１がインサート成型されて両者が相互に一体化されている。

なお、内輪部１３ａ−２１には、軸受孔１３ａ−２１ａを囲むようにして、相互に対向する直線部を有する長円の陥没穴からなるカップリング部１３ａ−２１ｂが軸方向外方を向けて形成されている。このカップリング部１３ａ−２１ｂに、図示しないモータからの出力を伝達するための出力軸を現像ロール１３ａと同軸となるように嵌合させることにより、両者が連結されて現像ロール１３ａが回転駆動される。

ここで、内輪部１３ａ−２１は必ずしも焼結金属体である必要はなく、金属製であれば足りる。但し、焼結金属体であれば寸法精度が高い内輪部１３ａ−２１が容易に得られることから、焼結金属体にすることが望ましい。

なお、インサート成型とは、金型内に埋め込み対象であるインサート品（ここでは内輪部１３ａ−２１）を装填した後、成型機に樹脂を注入し、そのインサート品を溶融樹脂で包み込み固化させ、樹脂（ここでは外輪部１３ａ−２２）とインサート品を一体化した複合部品とする工法である。

外輪部１３ａ−２２は、スリーブ１３ａ−１に嵌め込まれた第１の部位１３ａ−２２ａ、およびスリーブ１３ａ−１から軸方向に突出した第２の部位１３ａ−２２ｂを有している。図示するように、第２の部位１３ａ−２２ｂは、内輪部１３ａ−２１の外周面を包囲してスリーブ１３ａ−１の外径よりも大きな外径となっている。また、この外径の差が、前述したスリーブ１３ａ−１の半径よりも隙間Ｇに相当するだけ大きな半径に相当するものである。

したがって、現像ロール１３ａの第２の部位１３ａ−２２ｂがスリーブ１３ａ−１と対向配置される対向物である感光体ドラム１１に接触することにより、スリーブ１３ａ−１と感光体ドラム１１が規定の間隔に保持されることになる。

ここで、本発明者が検討した比較例としての現像ロール１１３ａについて説明する。

図８および図９に示すように、比較例としての現像ロール１１３ａもまた、金属製のシャフト１１３ａ−３の周囲に筒状のマグネット１１３ａ−４が固定されており、マグネット１１３ａ−４は、間隔を空けて設けられたスリーブ１１３ａ−１により覆われている。そして、スリーブ１１３ａ−１の両端には、シャフト１１３ａ−３を回転自在に保持する軸受１１３ａ−２が位置している。

軸受１１３ａ−２は、スリーブ１１３ａ−１に嵌め込まれるとともにシャフト１１３ａ−３を回転自在に保持する軸受孔１１３ａ−２１ａが形成され、シャフト１１３ａ−３と同軸上でスリーブ１１３ａ−１の軸方向外方に延びた突出部１１３ａ−２１ｂが形成された金属製の軸受本体部１１３ａ−２１を有している。また、軸受本体部１１３ａ−２１の突出部１１３ａ−２１ｂに嵌め込まれるようにして、スリーブ１１３ａ−１の外径よりも大きい外径を有するリング状の部材である樹脂製のトラッキングロール１１３ａ−２２が設けられている。なお、トラッキングロール１１３ａ−２２は軸受本体部１１３ａ−２１に対して回転自在に取り付けられている。

感光体ドラムの外周面と現像ロールの外周面との微少な隙間（図３の符号Ｇ参照）の精度は、感光体ドラムに接触するトラッキングロール１１３ａ−２２の外径と軸受本体部１１３ａ−２１の突出部１１３ａ−２１ｂの外径との精度、および軸受本体部１１３ａ−２１の外径とスリーブ１１３ａ−１の外径との精度に依存する。そして、前述の微少隙間の精度を確保するには、これらの寸法を高精度に確保する必要がある。

しかしながら、トラッキングロール１１３ａ−２２は射出成型により得られる樹脂製であるために、成型後に冷えて収縮する現象であるヒケが発生する。そのため、寸法精度の確保が難しく、予め設定された寸法が得られないという品質トラブルが発生することになる。

しかも、軸受本体部１１３ａ−２１とトラッキングロール１１３ａ−２２とが別体となっているために、トラッキングロール１１３ａ−２２と突出部１１３ａ−２１ｂとが擦れ合ってトラッキングロール１１３ａ−２２が磨耗し、経時的に寸法が変化してしまう。

これに対して、本実施の形態では、外輪部１３ａ−２２に内輪部１３ａ−２１がインサート成型されており、外輪部１３ａ−２２の第２の部位１３ａ−２２ｂが寸法精度の高い焼結金属体からなる内輪部１３ａ−２１の外周面を包囲する構造となるので、樹脂からなる外輪部１３ａ−２２の第２の部位１３ａ−２２ｂの薄肉化（例えば１ｍｍ以下）が図れる。これにより、成型された樹脂で不可避のヒケの影響を殆ど受けなくなって寸法が高精度に確保され、寸法変動が抑制される。

また、外輪部１３ａ−２２に内輪部１３ａ−２１がインサート成型されて両者が相互に一体化されているので、外輪部１３ａ−２２と内輪部１３ａ−２１とが擦れ合って外輪部１３ａ−２２が磨耗することがなく、経時的に安定した感光体ドラム１１との微少隙間が確保される。

したがって、回転体の一例としての本実施の形態の現像ロール１３ａによれば、対向物である感光体ドラム１１との隙間Ｇ（図３）が精度よく確保される。

なお、回転部材であるスリーブ１３ａ−１が導電性を有する金属で構成されている本実施の形態の現像ロール１３ａにおいては、外輪部１３ａ−２２を導電性の樹脂で形成するのがよい。このようにすれば、導電性の焼結金属体である内輪部１３ａ−２１から外輪部１３ａ−２２を介してスリーブ１３ａ−１に給電を行えるので、スリーブ１３ａ−１への給電経路を別途設ける必要がなくなる。

このとき、内輪部１３ａ−２１は、油を含んでいない焼結金属体である非含油焼結金属体とするのがよい。焼結金属体に非含油焼結を使用することで、油膜による導通不良が防止されて良好な導通性が確保される。

（第２の実施の形態）

図１０は本発明の第２の実施の形態に係るロールコータの構成を示す概略図である。

図示するロールコータ５１は、連続して走行する例えば鋼帯のような金属帯５８に塗料を塗布する連続塗工に用いられるものである。

このロールコータ５１は、塗料５９が貯留された塗料パン５２と、回転軸が相互に並列となるように連続配置された４つのロール５３，５４，５５，５６と、ドクターブレード５７とで構成されている。

ここで、４つのロールは、塗料パン５２に貯留されている塗料５９を汲み上げるピックアップロール５３、ピックアップロール５３によって汲み上げられた塗料５９の量を調整するメタリングロール５４、メタリングロール５４で量が調整された塗料５９をピックアップロール５３から受け取るアプリケータロール５５、および走行する金属帯５８を保持するバックアップロール５６である。そして、これら４つのロール５３，５４，５５，５６は、隣接したロール同士の対向面で相互に反対の回転方向となるように回転している。

また、ドクターブレード５７はメタリングロール５４の近傍に設けられており、メタリングロール５４に供給された塗料５９をかき落として塗料パン５２へと戻す。

このようなロールコータ５１での連続塗工においては、まず、塗料パン５２に貯留されている塗料５９が、ピックアップロール５３によって汲み上げられる。ピックアップロール５３によって汲み上げられた塗料５９の量は、ピックアップロール５３とメタリングロール５４との隙間Ｇを通過することによって調整され、その後、ピックアップロール５３からアプリケータロール５５に供給される。

アプリケータロール５５は、ピックアップロール５３から供給された塗料５９を、アプリケータロール５５とバックアップロール５６との間を連続走行する金属帯５８に塗布する。これにより金属帯５８に塗膜が形成される。

また、メタリングロール５４に供給された塗料５９はドクターブレード５７により掻き落とされ、塗料パン５２へと戻される。

なお、図１０において、図面左側のロールコータ５１により上方向に走行する金属帯５８の一方の面に塗膜が形成された後、バックアップロール５６により横方向への走行とされ、図面右側のロールコータ５１により金属帯５８の他方の面に塗膜が形成されるようになっている。

このようなロールコータ５１による連続塗工により金属帯５８に形成される塗膜の塗膜厚を精度よく調整するためには、図１１に示すように、前述した４つのロール５３，５４，５５，５６の隙間、つまりピックアップロール５３（回転体の一例）とメタリングロール５４（対向物の一例）との隙間、ピックアップロール５３とアプリケータロール５５との隙間、アプリケータロール５５（対向物の一例）とバックアップロール５６（回転体の一例）との隙間Ｇを高精度に保つことが要求される。

そのため、ピックアップロール５３とバックアップロール５６とは、ロール本体をなす円筒状のスリーブ５３−１，５６−１（回転部材の一例）の軸方向の両端に、当該スリーブ５３−１，５６−１の外径よりも僅かに大きな外径（スリーブ５３−１，５６−１の半径よりも隙間Ｇに相当するだけ大きな半径）を有する軸受５３−２，５６−２が取り付けられている。そして、当該軸受５３−２，５６−２がメタリングロール５４やアプリケータロール５５と接触して回転することにより、両者の間（厳密にはスリーブ５３−１，５６−１とメタリングロール５４やアプリケータロール５５との間）が隙間Ｇに保たれるようになっている。

さて、ピックアップロール５３とバックアップロール５６は、図１２に示すような構成になっている。なお、ピックアップロール５３とバックアップロール５６とは同一の構成であるために、図１２ではピックアップロール５３について示しており、以下においては、ピックアップロール５３について説明する。

図１２に示すように、ピックアップロール５３は、前述したようにロール本体をなす円筒状のスリーブ５３−１を有しており、当該スリーブ５３−１を貫通してシャフト５３−３が配置されている。そして、スリーブ５３−１の両端には、シャフト５３−３を回転自在に保持する前述の軸受５３−２が位置している。

軸受５３−２は、図示するように、焼結金属体（銅や鉄などの金属微粉末を圧縮成型し融点以下の高温で金属粒子の拡散結合を行ったもの）からなりピックアップロール５３の回転中心側に位置してシャフト５３−３を回転自在に保持する軸受孔５３−２１ａの形成された環状の内輪部５３−２１と、樹脂からなりピックアップロール５３の回転中心と逆側に位置する環状の外輪部５３−２２とを備えており、外輪部５３−２２に内輪部５３−２１がインサート成型されて両者が相互に一体化されている。

ここで、内輪部５３−２１は必ずしも焼結金属体である必要はなく、金属製であれば足りる。但し、焼結金属体であれば寸法精度が高い内輪部５３−２１が容易に得られることから、焼結金属体にすることが望ましい。

外輪部５３−２２は、スリーブ５３−１に嵌め込まれた第１の部位５３−２２ａ、およびスリーブ５３−１から軸方向に突出した第２の部位５３−２２ｂを有している。図示するように、第２の部位５３−２２ｂは、内輪部５３−２１の外周面を包囲してスリーブ５３−１の外径よりも大きな外径となっている。また、この外径の差が、前述したスリーブ５３−１の半径よりも隙間Ｇに相当するだけ大きな半径に相当するものである。

したがって、ピックアップロール５３の第２の部位５３−２２ｂがスリーブ５３−１と対向配置される対向物であるメタリングロール５４やアプリケータロール５５に接触することにより、スリーブ５３−１とメタリングロール５４やアプリケータロール５５が規定の間隔に保持されることになる。

このようなピックアップロール５３によれば、外輪部５３−２２に内輪部５３−２１がインサート成型されており、外輪部５３−２２の第２の部位５３−２２ｂが寸法精度の高い焼結金属体からなる内輪部５３−２１の外周面を包囲する構造となるので、樹脂からなる外輪部５３−２２の第２の部位５３−２２ｂの薄肉化（例えば１ｍｍ以下）が図れる。これにより、成型された樹脂で不可避のヒケの影響を殆ど受けなくなって寸法が高精度に確保され、寸法変動が抑制される。

また、外輪部５３−２２に内輪部５３−２１がインサート成型されて両者が相互に一体化されているので、外輪部５３−２２と内輪部５３−２１とが擦れ合って外輪部５３−２２が磨耗することがない。したがって、回転体の一例としての本実施の形態のピックアップロール５３によれば、対向物であるメタリングロール５４やアプリケータロール５５との隙間Ｇ（図１１）が精度よく確保される。

なお、以上の説明においては、回転体の一例としてのピックアップロール５３とバックアップロール５６とに隙間Ｇを調整するための軸受５３−２，５６−２が設けられているが、逆にメタリングロール５４とアプリケータロール５５とに軸受を設けるようにしてもよく、さらには全てのロール５３，５４，５５，５６に軸受を設けるようにしてもよい。

以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

たとえば、以上に説明した実施の形態では、軸受１３ａ−２，５３−２，５６−２は回転部材であるスリーブ１３ａ−１，５３−１，５６−１の両端に設けられているが、本発明では回転部材の両端に設けられている必要はなく、何れか一方端にのみ設けられていてもよい。

また、以上に説明した実施の形態では、外輪部１３ａ−２２，５３−２２に内輪部１３ａ−２１，５３−２１をインサート成型することによって両者が一体化されているが、インサート成型以外の成型技術を用いて両者を一体成型してもよい。

さらに、外輪部１３ａ−２２，５３−２２の第２の部位１３ａ−２２ｂ，５３−２２ｂの肉厚は１ｍｍ以下に限定されるものではない。

以上の説明では、本発明の回転体や軸受をトナー記録する画像形成装置の現像ロールや、金属帯に連続塗工するロールコータのピックアップロールとバックアップロールに適用した場合が示されているが、これらに限定されるものではなく、対向物との隙間を精度よく確保するための様々な装置における回転体や軸受として適用される。

１ カラーレーザビームプリンタ
１１ 感光体ドラム
１３ 現像器
１３ａ 現像ロール
１３ａ−１ スリーブ
１３ａ−２ 軸受
１３ａ−２１ 内輪部
１３ａ−２１ａ 軸受孔
１３ａ−２１ｂ カップリング部
１３ａ−２２ 外輪部
１３ａ−２２ａ 第１の部位
１３ａ−２２ｂ 第２の部位
１３ａ−３ シャフト
１３ａ−４ マグネット
１３ｂ 搬送シャフト
２０ 中間転写ベルト
５１ ロールコータ
５３ ピックアップロール
５３−１ スリーブ
５３−２ 軸受
５３−２１ 内輪部
５３−２１ａ 軸受孔
５３−２２ 外輪部
５３−２２ａ 第１の部位
５３−２２ｂ 第２の部位
５３−３ シャフト
５４ メタリングロール
５５ アプリケータロール
５６ バックアップロール
５６−１ スリーブ
５６−２ 軸受
５８ 金属帯
１１３ａ 現像ロール
１１３ａ−１ スリーブ
１１３ａ−２ 軸受
１１３ａ−２１ 軸受本体部
１１３ａ−２１ａ 軸受孔
１１３ａ−２１ｂ 突出部
１１３ａ−２２ トラッキングロール
１１３ａ−３ シャフト
１１３ａ−４ マグネット
Ｇ 隙間

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の回転体は、円筒状の回転部材と、前記回転部材の軸方向の両端に位置する軸受とを含み、前記軸受の少なくとも何れか一方は、軸受孔の形成された金属製の内輪部と、前記回転部材に嵌め込まれた第１の部位、および前記回転部材から軸方向に突出するとともに前記内輪部の外周面を包囲して前記回転部材の外径よりも大きな外径とされ、前記回転部材と対向配置される対向物に接触して前記回転部材と前記対向物とを規定の間隔に保持する第２の部位を有する樹脂製の外輪部とを備え、前記内輪部の外径は、前記外輪部の前記第１の部位の外径よりも大きくされ、前記外輪部と前記内輪部とが一体成型されている、ことを特徴とする。

上記課題を解決するため、請求項５に記載の本発明の軸受は、円筒状の回転部材の軸方向の少なくとも一方端に装着可能とされ、軸受孔の形成された金属製の内輪部と、装着対象である前記回転部材に嵌め込まれる第１の部位、および前記回転部材から軸方向に突出するとともに前記内輪部の外周面を包囲して前記回転部材の外径よりも大きな外径とされ、前記回転部材と対向配置される対向物に接触して前記回転部材と前記対向物とを規定の間隔に保持する第２の部位を有する樹脂製の外輪部とを備え、前記内輪部の外径は、前記外輪部の前記第１の部位の外径よりも大きくされ、前記外輪部と前記内輪部とが一体成型されている、ことを特徴とする。

Claims (5)

1. 円筒状の回転部材と、
   前記回転部材の軸方向の両端に位置する軸受とを含み、
   前記軸受の少なくとも何れか一方は、
   軸受孔の形成された金属製の内輪部と、
   前記回転部材に嵌め込まれた第１の部位、および前記回転部材から軸方向に突出するとともに前記内輪部の外周面を包囲して前記回転部材の外径よりも大きな外径とされ、前記回転部材と対向配置される対向物に接触して前記回転部材と前記対向物とを規定の間隔に保持する第２の部位を有する樹脂製の外輪部とを備え、
   前記外輪部と前記内輪部とが一体成型されている、
   ことを特徴とする回転体。
2. 前記内輪部は焼結金属体である、
   ことを特徴とする請求項１記載の回転体。
3. 前記回転部材は導電性を有する部材で形成され、
   前記外輪部は導電性の樹脂である、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の回転体。
4. 前記内輪部は油を含んでいない非含油焼結金属体である、
   ことを特徴とする請求項３記載の回転体。
5. 円筒状の回転部材の軸方向の少なくとも一方端に装着可能とされ、
   軸受孔の形成された金属製の内輪部と、
   装着対象である回転部材に嵌め込まれる第１の部位、および前記回転部材から軸方向に突出するとともに前記内輪部の外周面を包囲して前記回転部材の外径よりも大きな外径とされ、前記回転部材と対向配置される対向物に接触して前記回転部材と前記対向物とを規定の間隔に保持する第２の部位を有する樹脂製の外輪部とを備え、
   前記外輪部と前記内輪部とが一体成型されている、
   ことを特徴とする軸受。

Images