KR101639224B1 - 회전체 및 베어링 - Google Patents

Abstract

회전체는 원통 형상의 회전 부재와 상기 회전 부재의 축방향의 양단에 위치하는 베어링을 포함하고, 상기 베어링의 적어도 어느 한쪽은 베어링 구멍이 형성된 금속제의 내륜부와 상기 회전 부재에 끼워 넣어진 제 1 부위, 및 상기 회전 부재로부터 축방향으로 돌출함과 함께 상기 내륜부의 외주면을 포위하며 상기 회전 부재의 외경보다 큰 외경으로 되고, 상기 회전 부재와 대향 배치되는 대향물에 접촉해서 상기 회전 부재와 상기 대향물을 규정 간격으로 유지하는 제 2 부위를 갖는 수지제의 외륜부를 구비하고, 상기 외륜부와 상기 내륜부가 일체 성형되어 있다.

Description

회전체 및 베어링{ROTATING BODY AND BEARING}

본 발명은 회전체 및 베어링에 관한 것이다.

전자 사진 복사기나 레이저빔 프린터 등의 화상 형성 장치에 있어서는, 감광체 드럼(상(像)유지체의 일례·대향물의 일례) 위에 정전 잠상을 형성해 두고, 현상롤(회전체의 일례)을 이용하여 정전 잠상에 예를 들면 자성 2성분 토너(현상제의 일례)를 공급해서 현상을 행하여, 토너상(현상제상의 일례)으로 현상화하고 있다.

이러한 구조의 화상 형성 장치에 있어서, 감광체 드럼과 현상롤 사이의 미소한 극간(隙間)을 정밀하게 확보하는 것이 필요해진다.

또한, 화상 형성 장치에 있어서의 감광체 드럼과 현상롤의 경우에 한하지 않고, 대향물과 회전체의 극간을 정밀하게 확보하는 것은, 다양한 장치에서 요구되는 것이기도 하다.

한편, 현상롤에 관한 기술이 기재된 것으로서는, 예를 들면, 일본국 특개평10-247018호 공보 및 특개2001-249507호 공보가 있다.

일본국 특개평10-247018호 공보 일본국 특개2001-249507호 공보

본 발명은 대향물과의 간격을 정밀하게 확보할 수 있는 회전체 및 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제 1 방안에 의하면, 원통 형상의 회전 부재와, 상기 회전 부재의 축방향의 양단에 위치하는 베어링을 포함하는 회전체로서, 베어링의 적어도 어느 한쪽은 베어링 구멍이 형성된 금속제의 내륜부와 상기 회전 부재에 끼워 넣어진 제 1 부위, 및 상기 회전 부재로부터 축방향으로 돌출함과 함께 상기 내륜부의 외주면을 포위하며 상기 회전 부재의 외경보다 큰 외경으로 되고, 상기 회전 부재와 대향 배치되는 대향물에 접촉해서 상기 회전 부재와 상기 대향물을 규정 간격으로 유지하는 제 2 부위를 갖는 수지제의 외륜부를 구비하고, 상기 외륜부와 상기 내륜부가 일체 성형되어 있는 회전체가 제공된다.

본 발명의 제 2 방안에 의하면, 상기 내륜부는 소결 금속체이다.

본 발명의 제 3 방안에 의하면, 상기 회전 부재는 도전성을 갖는 부재로 형성되며, 상기 외륜부는 도전성 수지이다.

본 발명의 제 4 방안에 의하면, 상기 내륜부는 기름을 포함하고 있지 않은 비함유(非含油) 소결 금속체이다.

본 발명의 제 5 방안에 의하면, 원통 형상의 회전 부재의 축방향의 적어도 한쪽 단(端)에 장착 가능하게 된 베어링으로서, 베어링 구멍이 형성된 금속제의 내륜부와, 장착 대상인 회전 부재에 끼워 넣어지는 제 1 부위, 및 상기 회전 부재로부터 축방향으로 돌출함과 함께 상기 내륜부의 외주면을 포위하며 상기 회전 부재의 외경보다 큰 외경으로 되고, 상기 회전 부재와 대향 배치되는 대향물에 접촉해서 상기 회전 부재와 상기 대향물을 규정 간격으로 유지하는 제 2 부위를 갖는 수지제의 외륜부를 구비하며, 상기 외륜부와 상기 내륜부가 일체 성형되어 있는 베어링이 제공된다.

상기 제 1 방안에 의하면, 회전체와 당해 회전체의 대향물의 극간을 정밀하게 확보하는 것이 가능해진다.

상기 제 2 방안에 의하면, 치수 정밀도가 양호한 내륜부를 용이하게 얻는 것이 가능해진다.

상기 제 3 방안에 의하면, 회전 부재로의 급전 경로를 별도로 설치할 필요가 없어진다.

상기 제 4 방안에 의하면, 유막(油膜)에 의한 도통 불량이 방지되어서 양호한 도통성을 확보하는 것이 가능해진다.

상기 제 5 방안에 의하면, 회전체와 당해 회전체의 대향물의 극간을 정밀하게 확보하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 컬러 레이저 빔 프린터의 구성을 나타내는 개략도.
도 2는 도 1의 컬러 레이저 빔 프린터를 간략화해서 나타내는 도면.
도 3은 도 1의 컬러 레이저 빔 프린터에 있어서의 감광체 드럼과 현상롤의 관계를 나타내는 설명도.
도 4는 도 1의 컬러 레이저 빔 프린터에 이용된 현상롤을 나타내는 사시도.
도 5는 도 4의 현상롤의 축방향의 부분적인 단면도.
도 6은 도 4의 현상롤을 구성하는 베어링의 사시도.
도 7은 도 6의 베어링의 축방향의 단면도.
도 8은 비교예로서의 현상롤을 나타내는 사시도.
도 9는 도 8의 현상롤의 축방향의 부분적인 단면도.
도 10은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 롤 코터(roll coater)의 구성을 나타내는 개략도.
도 11은 도 10의 롤 코터에 있어서의 픽업롤, 미터링롤, 애플리케이터롤 및 백업롤의 관계를 나타내는 설명도.
도 12는 도 10의 롤 코터에 설치된 픽업롤의 축방향의 부분적인 단면도.

이하, 본 발명의 일례로서의 실시형태에 대해서 도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 또한, 실시형태를 설명하기 위한 도면에 있어서, 동일한 구성 요소에는 원칙적으로 동일한 부호를 부여하고, 그 반복 설명은 생략한다.

(제 1 실시형태)

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 컬러 레이저 빔 프린터의 구성을 나타내는 개략도, 도 2는 도 1의 컬러 레이저 빔 프린터를 간략화해서 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 탠덤형 컬러 레이저 빔 프린터(1)(화상 형성 장치의 일례)는, 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙의 각 색마다 토너상을 형성하는 4기(基)의 작상(作像) 엔진(10Y, 10M, 10C, 10K)을 구비하고 있다. 또한, 이들 작상 엔진으로부터 토너상(현상제상의 일례)이 전사(1차 전사)되어 반송되는 중간 전사 벨트(20)를 구비하고 있으며, 중간 전사 벨트(20)에 다중 전사된 토너상이 용지(P)(기록 매체의 일례)에 다시 전사(2차 전사)되어서 풀 컬러 화상이 형성되도록 구성되어 있다.

중간 전사 벨트(20)는 무단(無端) 벨트 형상으로 형성됨과 함께 구동롤(22) 및 종동롤(21)에 걸쳐져 있으며, 화살표로 나타내는 방향으로 회전하면서 각 색 작상 엔진(10Y, 10M, 10C, 10K)에 의해 형성된 토너상의 1차 전사를 받도록 구성되어 있다.

중간 전사 벨트(20)를 사이에 끼워서 종동롤(21)과 대향하는 위치에는 2차 전사롤(30)이 설치되어 있고, 용지(P)는 서로 가압하도록 해서 접하는 2차 전사롤(30)과 중간 전사 벨트(20) 사이를 통해, 중간 전사 벨트(20)로부터 토너상의 2차 전사를 받게 되어 있다. 한편, 반대측에 위치하는 구동롤(22)과 대향하는 위치에는 중간 전사 벨트(20)의 벨트 클리너(23)가 배치되고, 2차 전사 후에 중간 전사 벨트(20)에 잔류 부착한 토너를 중간 전사 벨트(20) 위로부터 제거한다.

중간 전사 벨트(20)의 하측에는 전술한 4기의 작상 엔진(10Y, 10M, 10C, 10K)이 병렬적으로 배치되어 있으며, 각 색의 화상 정보에 따라 형성한 토너상을 중간 전사 벨트(20)에 1차 전사하게 되어 있다. 이들 4기의 작상 엔진(10Y, 10M, 10C, 10K)은 중간 전사 벨트(20)의 회전 방향을 따라 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙의 각 색의 순으로 배치되어 있으며, 일반적으로 가장 빈번하게 사용되는 블랙의 작상 엔진(10K)이 가장 2차 전사 위치의 근방에 배치되어 있다.

이들 작상 엔진(10Y, 10M, 10C, 10K)의 하방에는, 각 작상 엔진에 구비된 감광체 드럼(11)(상유지체의 일례·대향물의 일례)을 화상 정보에 따라 노광하는 래스터 주사 유닛(40)이 설치되어 있다. 이 래스터 주사 유닛(40)은 모든 작상 엔진(10Y, 10M, 10C, 10K)에 공용되고 있으며, 각 색의 화상 정보에 따라 변조된 레이저광(L)을 발하는 4기의 반도체 레이저(도시 생략)와, 고속 회전해서 이들 4개의 레이저광(L)을 감광체 드럼(11)의 축방향을 따라 주사하는 1기의 폴리곤 미러(41)를 구비하고 있다. 그리고, 폴리곤 미러(41)에 의해 주사된 각 레이저광(L)은 미러(도시 생략)에 의해 반사되면서 미리 정해진 경로를 나아간 후, 래스터 주사 유닛(40)의 상부에 설치된 주사창(42)을 통해서 각 작상 엔진(10Y, 10M, 10C, 10K)의 감광체 드럼(11)을 노광한다.

각 작상 엔진(10Y, 10M, 10C, 10K)은 원통 형상으로 알루미늄 등으로 이루어지는 금속제의 기체(基體) 위에 감광층이 형성된 감광체 드럼(11)과, 감광체 드럼(11)의 표면을 규정 전위로 대전시키는 대전롤(12)과, 레이저광(L)의 노광에 의해 감광체 드럼(11) 상에 형성된 정전 잠상을 현상해서(토너를 공급해서) 토너상을 형성하는(현상화하는) 현상기(13)와, 토너상을 중간 전사 벨트(20)에 전사한 후의 감광체 드럼(11)의 표면으로부터 잔류 토너나 종이 가루를 제거하는 드럼 클리너(14)를 구비하고 있으며, 감광체 드럼(11) 위에 각 색의 화상 정보에 따른 토너상이 형성되도록 구성되어 있다.

본 실시형태의 컬러 레이저 빔 프린터(1)에서는, 현상기(13)는 토너와 캐리어가 혼합된 2성분 현상제가 이용되는 타입의 것이다.

이 현상기(13)에는, 전술한 감광체 드럼(11)과 미소한 간격을 두고 배치되며, 당해 감광체 드럼(11) 위에 형성된 정전 잠상에 현상제를 공급하는 현상롤(13a)(회전체의 일례)이 구비되어 있다. 또한, 현상기(13)에는, 당해 현상롤(13a)을 향해서 현상제를 반송하기 위해서, 전술한 반송 샤프트(23a)와 같은 나선 형상의 블레이드를 갖는 반송 샤프트(13b)가 구비되어 있다. 그리고, 이 반송 샤프트(13b)의 리어측(도 1의 지면(紙面) 안쪽)으로부터 새로운 토너가 보급된다. 한편, 현상롤(13a)의 상세에 관해서는 후술한다.

작상 엔진(10Y, 10M, 10C, 10K)의 감광체 드럼(11)과 대향하는 위치에는, 중간 전사 벨트(20)를 사이에 끼우도록 하여 1차 전사롤(15Y, 15M, 15C, 15K)이 설치되어 있다. 그리고, 이들 1차 전사롤(15Y, 15M, 15C, 15K)에 전사 바이어스 전압을 인가함으로써, 감광체 드럼(11)과 1차 전사롤(15Y, 15M, 15C, 15K) 사이에 전계가 형성되어, 감광체 드럼(11) 위에서 전하를 지니고 당해 감광체 드럼(11)에 유지되어 있는 토너상이 쿨롬력으로 중간 전사 벨트(20)에 전사되게 되어 있다.

한편, 용지(P)는 컬러 레이저 빔 프린터(1)의 하부에 수납되는 급지 카세트(2)로부터 케이스 내부, 구체적으로는 중간 전사 벨트(20)와 2차 전사롤(30)이 접하는 2차 전사 위치에 반송된다. 급지 카세트(2)는 컬러 레이저 빔 프린터(1)의 프런트측으로부터 밀어 넣어져서 세트하도록 구성되어 있다. 세트된 급지 카세트(2)의 상부에는, 급지 카세트(2) 내에 수용된 용지(P)를 인출하기 위한 픽업롤(24) 및 급지롤(25)이 설치되어 있다. 또한, 급지롤(25)과 대향하는 위치에는, 용지(P)의 중복 이송을 방지하는 리타드롤(26)이 설치되어 있다.

컬러 레이저 빔 프린터(1)의 내부에 있어서의 용지(P)의 반송 경로(27)는 컬러 레이저 빔 프린터(1)의 좌측면을 따라 상하 방향으로 설치되어 있으며, 컬러 레이저 빔 프린터(1)의 저부에 위치하는 급지 카세트(2)로부터 인출된 용지(P)는 이 반송 경로(27)를 상승하고, 레지스트레이션롤(29)에 의해 돌입 타이밍이 제어되어 2차 전사 위치에 도입되고, 당해 2차 전사 위치에 있어서 토너상의 전사를 받은 후, 상부에 설치된 정착기(3)로 보내진다. 그리고, 정착기(3)에 의해 토너상이 정착된 용지(P)는, 배출롤(28)에 의해 컬러 레이저 빔 프린터(1)의 상면에 설치된 배배(排紙) 트레이(1a)에, 화상 형성면을 아래로 한 상태에서 배출된다.

이러한 컬러 레이저 빔 프린터(1)에는 전원(31)이 설치되어 있고, 전술한 회전 요소(예를 들면 감광체 드럼(11), 구동롤(22) 등)를 구동하는 모터(도시 생략)로의 전력 공급, 1차 전사롤(15Y, 15M, 15C, 15K)이나 2차 전사롤(30)로 토너상의 전사 바이어스 인가 등이 행해진다.

또한, 컬러 레이저 빔 프린터(1)에는 CPU(Central Processing Unit)(32)(제어 수단의 일례)가 설치되어 있고, 당해 컬러 레이저 빔 프린터(1)에 의한 화상 형성에 관계된 장치의 동작을 제어한다.

이러한 구성의 컬러 레이저 빔 프린터(1)에 의한 풀컬러 화상의 형성에 있어서, 우선, 각 색의 화상 정보에 따라 래스터 주사 유닛(40)이 각 작상 엔진(10Y, 10M, 10C, 10K)의 감광체 드럼(11)을 미리 정해진 타이밍에 노광한다. 이에 의해, 각 작상 엔진(90Y, 10M, 10C, 10K)의 감광체 드럼(11) 위에는 화상 정보에 따른 정전 잠상이 형성되므로, 이들 정전 잠상에 토너를 공급함으로써 토너상이 형성된다.

각 작상 엔진(10Y, 10M, 10C, 10K)의 감광체 드럼(11) 위에 형성된 토너상은 회전하는 중간 전사 벨트(20)에 대하여 순차 전사되며, 이에 따라 중간 전사 벨트(20) 위에는 각 색 토너상이 겹친 다중 토너상이 형성된다. 한편, 용지(P)가 급지 카세트(2)로부터 송출되고, 중간 전사 벨트(20) 위에 1차 전사된 토너상이 2차 전사 위치에 달하는 타이밍을 고려해서, 2차 전사롤(30)과 중간 전사 벨트(20) 사이에 통과된다. 이에 따라, 중간 전사 벨트(20) 위의 다중 토너상은 용지(P)에 2차 전사된다. 그리고, 2차 전사된 용지(P)는 정착기(3)에 의해 토너상의 정착이 이루어지며, 이것에 의해 용지(P) 위에 풀 컬러 화상이 완성된다.

여기서, 현상기(13)에 설치된 현상롤(13a)에 관하여 설명한다.

도 3에 나타나 있는 바와 같이 회전체인 현상롤(13a)은 감광체 드럼(11)과 미소한 극간(G)을 두고 배치되어 있다. 여기서, 미소한 극간(G)이란 구체적으로는, 자력에 의해 현상롤(13a)에 유지된 현상제가 정전기력으로 감광체 드럼(11)에 부착될 수 있는 정도의 간격이다.

그리고, 이러한 미소한 극간(G)을 유지하기 위해서, 현상롤(13a)은 도 3에 나타내는 바와 같이, 롤 본체를 이루는 원통 형상을 한 도전성 금속으로 이루어지는 슬리브(13a-1)(회전 부재의 일례)의 축방향의 양단에, 당해 슬리브(13a-1)의 외경보다 약간 큰 외경(슬리브(13a-1)의 반경보다 극간(G)에 상당하는 만큼 큰 반경)을 갖는 베어링(13a-2)이 부착되어 있다. 그리고, 당해 베어링(13a-2)이 감광체 드럼(11)과 접촉해서 회전함으로써, 양자간(엄밀하게는 현상롤(13a)의 슬리브(13a-1)와 감광체 드럼(11) 사이)이 극간(G)으로 유지되게 되어 있다.

한편, 도 4 및 도 5에 나타나 있는 바와 같이 현상롤(13a)은 금속제의 샤프트(13a-3)의 주위에 통 형상의 마그넷(13a-4)이 고정되어 있다. 이 마그넷(13a-4)은 당해 마그넷(13a-4)과 간격을 두고 설치된 슬리브(13a-1)에 의해 덮여 있다. 그리고, 슬리브(13a-1)의 양단에는, 샤프트(13a-3)를 회전 가능하게 유지하는 전술한 베어링(13a-2)이 위치하고 있다.

베어링(13a-2)은 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 소결 금속체(동이나 철 등의 금속 미분말을 압축 성형 및 가열해 융점 이하의 고온에서 금속 입자의 확산 결합을 행한 것)로 이루어져 현상롤(13a)의 회전 중심측에 위치해서 샤프트(13a-3)를 회전 가능하게 유지하는 베어링 구멍(13a-21a)이 형성된 고리 형상의 내륜부(13a-21)와, 수지로 이루어져 현상롤(13a)의 회전 중심과 반대측에 위치하는 고리 형상의 외륜부(13a-22)를 구비하고 있으며, 외륜부(13a-22)에 내륜부(13a-21)가 인서트 성형되어서 양자가 서로 일체화되어 있다.

또한, 내륜부(13a-21)에는 베어링 구멍(13a-21a)을 둘러싸도록 해서, 서로 대향하는 직선부를 갖는 타원의 함몰 구멍으로 이루어지는 커플링부(13a-21b)가 축방향 바깥쪽을 향해서 형성되어 있다. 이 커플링부(13a-21b)에, 도시하지 않은 모터로부터의 출력을 전달하기 위한 출력축을 현상롤(13a)과 동축이 되도록 끼워 맞춤으로써, 양자가 연결되어서 현상롤(13a)이 회전 구동된다.

여기서, 내륜부(13a-21)는 반드시 소결 금속체일 필요는 없고 금속제이면 충분하다. 단, 소결 금속체이면 치수 정밀도가 높은 내륜부(13a-21)가 용이하게 얻어지므로, 소결 금속체로 하는 것이 바람직하다.

한편, 인서트 성형이란 금형 내에 매입 대상인 인서트 물품(여기서는 내륜부(13a-21))을 장전한 후, 성형기에 수지를 주입하고, 그 인서트 물품을 용융 수지로 감싸서 고화(固化)시켜, 수지(여기서는 외륜부(13a-22))와 인서트 물품을 일체화한 복합 부품으로 하는 공법이다.

외륜부(13a-22)는 슬리브(13a-1)에 끼워 넣어진 제 1 부위(13a-22a), 및 슬리브(13a-1)로부터 축방향으로 돌출한 제 2 부위(13a-22b)를 갖고 있다. 도시하는 바와 같이, 제 2 부위(13a-22b)는 내륜부(13a-21)의 외주면을 포위해서 슬리브(13a-1)의 외경보다 큰 외경으로 되어 있다. 여기서의 외경의 반경차는, 슬리브(13a-1)의 반경과 전술한 그것보다 극간(G)에 상당하는 만큼 큰 반경차에 상당하는 것이다

따라서, 현상롤(13a)의 제 2 부위(13a-22b)가 슬리브(13a-1)와 대향 배치되는 대향물인 감광체 드럼(11)에 접촉함으로써, 슬리브(13a-1)와 감광체 드럼(11)이 규정 간격으로 유지되게 된다.

여기서, 본 발명자가 검토한 비교예로서의 현상롤(113a)에 관하여 설명한다.

도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 비교예로서의 현상롤(113a)도 또한, 금속제의 샤프트(113a-3)의 주위에 통 형상의 마그넷(113a-4)이 고정되어 있으며, 마그넷(113a-4)은 간격을 두고 설치된 슬리브(113a-1)에 의해 덮여 있다. 그리고, 슬리브(113a-1)의 양단에는, 샤프트(113a-3)를 회전 가능하게 유지하는 베어링(113a-2)이 위치하고 있다.

베어링(113a-2)은 슬리브(113a-1)에 끼워 넣어짐과 함께 샤프트(113a-3)를 회전 가능하게 유지하는 베어링 구멍(113a-21a)이 형성되며, 샤프트(113a-3)와 동축 상에서 슬리브(113a-1)의 축방향 외방으로 연장된 돌출부(113a-21b)가 형성된 금속제의 베어링 본체부(113a-21)를 갖고 있다. 또한, 베어링 본체부(113a-21)의 돌출부(113a-21b)에 끼워 넣어지도록 해서, 슬리브(113a-1)의 외경보다 큰 외경을 갖는 링 형상의 부재인 수지제의 트랙킹롤(113a-22)이 설치되어 있다. 또한, 트랙킹롤(113a-22)은 베어링 본체부(113a-21)에 대하여 회전 가능하게 부착되어 있다.

감광체 드럼(11)의 외주면과 현상롤(113a)의 외주면의 미소한 극간(도 3의 부호 G 참조)의 정밀도는, 감광체 드럼에 접촉하는 트랙킹롤(113a-22)의 외경과 베어링 본체부(113a-21)의 돌출부(113a-21b)의 외경의 차이의 정밀도, 베어링 본체부(113a-21)의 외경의 정밀도, 및 슬리브(113a-1)의 외경의 정밀도에 의존한다. 그리고, 전술한 미소 극간의 정밀도를 확보하기 위해서는 이들 치수를 고(高)정밀도로 확보할 필요가 있다.

그러나, 트랙킹롤(113a-22)은 사출 성형에 의해 얻어지는 수지제이기 때문에, 성형 후에 식어서 수축하는 현상인 싱크 마크가 발생한다. 그 때문에, 치수 정밀도의 확보가 어렵고, 미리 설정된 치수가 얻어지지 않는다는 품질 트러블이 발생하게 된다.

게다가, 베어링 본체부(113a-21)와 트랙킹롤(113a-22)이 별체(別體)로 되어 있기 때문에, 트랙킹롤(113a-22)과 돌출부(113a-21b)가 서로 마찰되어 트랙킹롤(113a-22)이 마모하고, 경시적으로 치수가 변화된다.

이에 대하여, 본 실시형태에서는, 외륜부(13a-22)에 내륜부(13a-21)가 인서트 성형되어 있으며, 외륜부(13a-22)의 제 2 부위(13a-22b)가 치수 정밀도가 높은 소결 금속체로 이루어지는 내륜부(13a-21)의 외주면을 포위하는 구조가 되므로, 수지로 이루어지는 외륜부(13a-22)의 제 2 부위(13a-22b)의 박육화(예를 들면 1㎜ 이하)가 도모된다. 이에 따라, 성형된 수지로 불가피한 싱크 마크의 영향을 거의 받지 않게 되어 치수가 고정밀도로 확보되고 치수 변동이 억제된다.

또한, 외륜부(13a-22)에 내륜부(13a-21)가 인서트 성형되어서 양자가 서로 일체화되어 있으므로, 외륜부(13a-22)와 내륜부(13a-21)가 서로 마찰되어 외륜부(13a-22)가 마모되지 않고, 경시적으로 안정된 감광체 드럼(11)과의 미소 극간이 확보된다.

따라서, 회전체의 일례로서의 본 실시형태의 현상롤(13a)에 의하면, 대향물인 감광체 드럼(11)과의 극간(G)(도 3)이 정밀하게 확보된다.

한편, 회전 부재인 슬리브(13a-1)가 도전성을 갖는 금속으로 구성되어 있는 본 실시형태의 현상롤(13a)에 있어서는, 외륜부(13a-22)를 도전성 수지로 형성하는 것이 좋다. 이렇게 하면, 도전성의 소결 금속체인 내륜부(13a-21)로부터 외륜부(13a-22)를 통해 슬리브(13a-1)에 급전을 행할 수 있으므로, 슬리브(13a-1)로의 급전 경로를 별도 설치할 필요가 없어진다.

이때, 내륜부(13a-21)는 기름을 포함하지 않는 소결 금속체인 비함유(非含油) 소결 금속체로 하는 것이 좋다. 소결 금속체에 비함유 소결을 사용함으로써, 유막에 의한 도통 불량이 방지되어서 양호한 도통성이 확보된다.

(제 2 실시형태)

도 10은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 롤 코터의 구성을 나타내는 개략도이다.

도시하는 롤 코터(51)는 연속해서 주행하는 예를 들면 강(鋼) 밴드와 같은 금속 밴드(58)에 도료를 도포하는 연속 도공(塗工; coating)에 이용되는 것이다.

이 롤 코터(51)는 도료(59)가 저류(貯留)된 도료 팬(pan)(52)과 회전축이 서로 병렬이 되도록 연속 배치된 4개의 롤(53, 54, 55, 56)과, 닥터 블레이드(57)로 구성되어 있다. 롤 코터(51')는 롤 코터(51)와 동일한 부품을 갖지만, 롤(56)을 포함하지 않는다.

여기서, 4개의 롤은 도료 팬(52)에 저류되어 있는 도료(59)를 퍼 올리는 픽업롤(53), 픽업롤(53)에 의해 퍼 올려진 도료(59)의 양을 조정하는 미터링롤(54), 미터링롤(54)에 의해 양이 조정된 도료(59)를 픽업롤(53)로부터 수취하는 애플리케이터롤(55), 및 주행하는 금속 밴드(58)를 유지하는 백업롤(56)이다. 그리고, 이들 4개의 롤(53, 54, 55, 56)은, 인접한 롤끼리가 서로 같은 회전 방향이 되도록 회전하고 있다.

또한, 닥터 블레이드(57)는 미터링롤(54)의 근방에 설치되어 있고, 미터링롤(54)에 공급된 도료(59)를 떨어뜨려서 도료 팬(52)으로 되돌린다.

이러한 롤 코터(51)에서의 연속 도공에 있어서는, 우선, 도료 팬(52)에 저장되어 있는 도료(59)가 픽업롤(53)에 의해 퍼 올려진다. 픽업롤(53)에 의해 퍼 올려진 도료(59)의 양은, 픽업롤(53)과 미터링롤(54)의 극간(G)을 통과함으로써 조정되고, 그 후 픽업롤(53)로부터 애플리케이터롤(55)에 공급된다.

애플리케이터롤(55)은 픽업롤(53)로부터 공급된 도료(59)를 애플리케이터롤(55)과 백업롤(56) 사이를 연속 주행하는 금속 밴드(58)에 도포한다. 이에 따라 금속 밴드(58)에 도막이 형성된다.

또한, 미터링롤(54)에 공급된 도료(59)는 닥터 블레이드(57)에 의해 긁어내져, 도료 팬(52)으로 되돌려진다.

한편, 도 10에 있어서, 도면 좌측의 롤 코터(51)에 의해 상방으로 주행하는 금속 밴드(58)의 한쪽 면에 도막이 형성된 후, 백업롤(56)에 의해 횡방향으로의 주행으로 되고, 도면 우측의 롤 코터(51)에 의해 금속 밴드(58)의 다른 쪽 면에 도막이 형성되게 되어 있다. 롤 코터(51')는 백업롤(56)이 관계되는 동작을 제외하고, 롤 코터(51)와 마찬가지로 동작한다.

이러한 롤 코터(51)에 의한 연속 도공에 의해 금속 밴드(58)에 형성되는 도막의 도막 두께를 정밀하게 조정하려면, 도 11에 나타나 있는 바와 같이 전술한 4개의 롤(53, 54, 55, 56)의 극간, 즉 픽업롤(53)(회전체의 일례)과 미터링롤(54)(대향물의 일례)의 극간, 픽업롤(53)과 애플리케이터롤(55)의 극간, 애플리케이터롤(55)(대향물의 일례)과 백업롤(56)(회전체의 일례)의 극간(G)을 고정밀도로 유지하는 것이 요구된다.

그 때문에, 픽업롤(53)과 백업롤(56)은 롤 본체를 이루는 원통 형상의 슬리브(53-1, 56-1)(회전 부재의 일례)의 축방향의 양단에, 당해 슬리브(53-1, 56-1)의 외경보다 약간 큰 외경(슬리브(53-1, 56-1)의 반경보다 극간(G)에 상당하는 만큼 큰 반경)을 갖는 베어링(53-2, 56-2)이 부착되어 있다. 그리고, 당해 베어링(53-2, 56-2)이 미터링롤(54)이나 애플리케이터롤(55)과 접촉해서 회전함으로써, 양자 간(엄밀하게는 슬리브(53-1, 56-1)와 미터링롤(54)이나 애플리케이터롤(55) 사이)이 극간(G)으로 유지되게 되어 있다.

그리고, 픽업롤(53)과 백업롤(56)은 도 12에 나타내는 바와 같은 구성으로 되어 있다. 또한, 픽업롤(53)과 백업롤(56)은 동일한 구성이기 때문에, 도 12에서는 픽업롤(53)에 대해서 나타내고 있으며, 이하에 있어서는 픽업롤(53)에 관하여 설명한다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 픽업롤(53)은 전술한 바와 같이 롤 본체를 이루는 원통 형상의 슬리브(53-1)를 갖고 있으며 당해 슬리브(53-1)를 관통해서 샤프트(53-3)가 배치되어 있다. 그리고, 슬리브(53-1)의 양단에는 샤프트(53-3)를 회전 가능하게 유지하는 전술한 베어링(53-2)이 위치해 있다.

베어링(53-2)은 도면에 나타내는 바와 같이, 소결 금속체(동이나 철 등의 금속 미분말을 압축 성형 및 가열해 융점 이하의 고온에서 금속 입자의 확산 결합을 행한 것)로 이루어지며 픽업롤(53)의 회전 중심측에 위치해서 샤프트(53-3)를 회전 가능하게 유지하는 베어링 구멍(53-21a)이 형성된 고리 형상의 내륜부(53-21)와, 수지로 이루어지며 픽업롤(53)의 회전 중심과 반대측에 위치하는 고리 형상의 외륜부(53-22)를 구비하고 있으며, 외륜부(53-22)에 내륜부(53-21)가 인서트 성형되어서 양자가 서로 일체화되어 있다.

여기서, 내륜부(53-21)는 반드시 소결 금속체일 필요는 없고, 금속제이면 충분하다. 단, 소결 금속체이면 치수 정밀도가 높은 내륜부(53-21)가 용이하게 얻어지므로, 소결 금속체로 하는 것이 바람직하다.

외륜부(53-22)는 슬리브(53-1)에 끼워 넣어진 제 1 부위(53-22a), 및 슬리브(53-1)로부터 축방향으로 돌출한 제 2 부위(53-22b)를 갖고 있다. 도시하는 바와 같이, 제 2 부위(53-22b)는 내륜부(53-21)의 외주면을 포위해서 슬리브(53-1)의 외경보다 큰 외경이 되어 있다. 여기서의 외경의 반경차는 슬리브(53-1)의 반경과 전술한 그것보다 극간(H)에 상당하는 만큼 큰 반경차에 상당하는 것이다.

따라서, 픽업롤(53)의 제 2 부위(53-22b)가 슬리브(53-1)와 대향 배치되는 대향물인 미터링롤(54)이나 애플리케이터롤(55)에 접촉함으로써, 슬리브(53-1)와 미터링롤(54)이나 애플리케이터롤(55)이 규정 간격으로 유지되게 된다.

이러한 픽업롤(53)에 의하면, 외륜부(53-22)에 내륜부(53-21)가 인서트 성형되어 있으며, 외륜부(53-22)의 제 2 부위(53-22b)가 치수 정밀도가 높은 소결 금속체로 이루어지는 내륜부(53-21)의 외주면을 포위하는 구조가 되므로, 수지로 이루어지는 외륜부(53-22)의 제 2 부위(53-22b)의 박육화(예를 들면 1㎜ 이하)가 도모된다. 이에 따라, 성형된 수지에서 불가피한 싱크 마크의 영향을 거의 받지 않게 되어서 치수가 고정밀도로 확보되고 치수 변동이 억제된다.

또한, 외륜부(53-22)에 내륜부(53-21)가 인서트 성형되어서 양자가 서로 일체화되어 있으므로, 외륜부(53-22)와 내륜부(53-21)가 서로 마찰되어 외륜부(53-22)가 마모되지 않는다. 따라서, 회전체의 일례로서의 본 실시형태의 픽업롤(53)에 의하면, 대향물인 미터링롤(54)이나 애플리케이터롤(55)의 극간(G)(도 11)이 정밀하게 확보된다.

한편, 이상의 설명에 있어서는, 회전체의 일례로서의 픽업롤(53)과 백업롤(56)에 극간(G)을 조정하기 위한 베어링(53-2, 56-2)이 설치되어 있지만, 반대로 미터링롤(54)과 애플리케이터롤(55)에 베어링을 설치하게 해도 되고, 또한 모든 롤(53, 54, 55, 56)에 베어링을 설치하도록 해도 좋다.

이상 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시형태에 의거하여 구체적으로 설명했지만, 본 명세서에서 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며, 개시된 기술에 한정되는 것이 아니라고 생각해야 한다. 즉, 본 발명의 기술적인 범위는 상기의 실시형태에 있어서의 설명에 의거하여 제한적으로 해석되는 것이 아니라, 어디까지나 청구항의 기재에 따라서 해석되어야 하며, 청구항의 기재 기술과 균등한 기술 및 청구항의 요지를 일탈하지 않는 한에 있어서의 모든 변경이 포함된다.

예를 들면, 이상에 설명한 실시형태에서는, 베어링(13a-2, 53-2, 56-2)은 회전 부재인 슬리브(13a-1, 53-1, 56-1)의 양단에 설치되어 있지만, 본 발명에서는 회전 부재의 양단에 설치되어 있을 필요는 없고, 어느 한쪽 단에만 설치되어 있어도 좋다.

또한, 이상에 설명한 실시형태에서는, 외륜부(13a-22, 53-22)에 내륜부(13a-21, 53-21)를 인서트 성형함으로써 양자가 일체화되어 있지만, 인서트 성형 이외의 성형 기술을 이용하여 양자를 일체 성형해도 된다.

또한, 외륜부(13a-22, 53-22)의 제 2 부위(13a-22b, 53-22b)의 두께는 1㎜ 이하로 한정되는 것은 아니다.

이상의 설명에서는, 본 발명의 회전체나 베어링을 토너 기록하는 화상 형성 장치의 현상롤이나, 금속 밴드에 연속 도공하는 롤 코터의 픽업롤과 백업롤에 적용했을 경우가 나타나 있지만, 이들에 한정되는 것이 아니라, 대향물과의 극간을 정밀하게 확보하기 위한 다양한 회전체나 베어링으로 해서 적용된다.

Claims (5)

1. 원통 형상의 회전 부재와,
   상기 회전 부재의 축방향의 양단에 위치하는 베어링을 포함하고,
   상기 베어링의 적어도 어느 한쪽은,
   베어링 구멍이 형성된 금속제의 내륜부와,
   상기 회전 부재에 끼워 넣어진 제 1 부위, 및 상기 회전 부재로부터 축방향으로 돌출함과 함께 상기 내륜부의 외주면을 포위하며 상기 회전 부재의 외경보다 큰 외경으로 되고, 상기 회전 부재와 대향 배치되는 대향물에 접촉해서 상기 회전 부재와 상기 대향물을 규정 간격으로 유지하는 제 2 부위를 갖는 수지제의 외륜부를 구비하고,
   상기 내륜부의 외경은 상기 외륜부의 제 1 부위의 외경보다도 크게 형성되며,
   상기 외륜부와 상기 내륜부가 일체 성형되어 있는 회전체.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 내륜부는 소결 금속체인 회전체.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 회전 부재는 도전성을 갖는 부재로 형성되고,
   상기 외륜부는 도전성 수지인 회전체.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 내륜부는 기름을 포함하고 있지 않은 비함유(非含油) 소결 금속체인 회전체.
5. 원통 형상의 회전 부재의 축방향의 적어도 한쪽 단(端)에 장착 가능해지고,
   베어링 구멍이 형성된 금속제의 내륜부와,
   장착 대상인 회전 부재에 끼워 넣어지는 제 1 부위, 및 상기 회전 부재로부터 축방향으로 돌출함과 함께 상기 내륜부의 외주면을 포위하며 상기 회전 부재의 외경보다 큰 외경으로 되고, 상기 회전 부재와 대향 배치되는 대향물에 접촉해서 상기 회전 부재와 상기 대향물을 규정 간격으로 유지하는 제 2 부위를 갖는 수지제의 외륜부를 구비하고,
   상기 내륜부의 외경은 상기 외륜부의 제 1 부위의 외경보다도 크게 형성되며,
   상기 외륜부와 상기 내륜부가 일체 성형되어 있는 베어링.

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