轴承结构和具有该结构的调色剂储存装置、图像形成装置.pdf

本发明提供一种转动构件的轴承结构和具有该轴承结构的调色剂储存装置以及图像形成装置。所述轴承结构包括：所述转动构件的转动轴；凸缘部，设置在所述转动轴的端部，包括从所述转动轴向径向外侧突出的部分；轴端部，从所述凸缘部向所述转动轴的轴向外侧突出；润滑剂填充孔，设置在所述轴端部上；以及轴承部，支承所述转动构件绕所述转动轴自由转动。该轴承部包括能够收纳所述轴端部的凹陷部和所述凸缘部抵接的壁部。由此，能够实现小型化、低成本并且具有稳定的润滑性能的轴承结构。

1.  一种转动构件的轴承结构，其特征在于包括：
所述转动构件的转动轴；
凸缘部，设置在所述转动轴的端部，包括从所述转动轴朝径向外侧突出的部分；
轴端部，从所述凸缘部向所述转动轴的轴向外侧突出；
润滑剂填充孔，设置在所述轴端部上；以及
轴承部，支承所述转动构件绕所述转动轴自由转动；其中，
所述轴承部包括能够收纳所述轴端部的凹陷部和与所述凸缘部抵接的壁部。

2.  根据权利要求1所述的轴承结构，其特征在于，
所述凸缘部为圆盘形状，
所述凹陷部为内径比所述凸缘部的外径小的圆筒形状。

3.  根据权利要求1所述的轴承结构，其特征在于，所述润滑剂填充孔在相对于所述转动轴的轴线的径向外侧具有孔的出入口。

4.  根据权利要求3所述的轴承结构，其特征在于，所述润滑剂填充孔是在与所述转动轴的轴向垂直的方向上贯通所述轴端部的孔。

5.  根据权利要求1所述的轴承结构，其特征在于，
所述润滑剂填充孔包括：
第一孔，从所述轴端部的端面沿所述转动轴的轴向延伸规定的深度；以及
第二孔，在与所述转动轴的轴向垂直的方向上贯通所述轴端部和所述第一孔。

6.  根据权利要求1所述的轴承结构，其特征在于，
所述轴承结构还包括外壳，用于收纳所述转动构件；其中，
所述轴承部设置在所述外壳的内壁面上，所述凹陷部通过使所述内壁面的一部分凹陷而形成，所述壁部是所述凹陷部周围的内壁面。

7.  一种调色剂储存装置，其特征在于包括：
调色剂输送螺旋桨，具有转动轴和螺旋桨部，所述螺旋桨部伴随所述转动轴的转动绕该转动轴转动，在轴向上输送调色剂；
凸缘部，设置在所述转动轴的端部，包括从所述转动轴朝径向外侧突出的部分；
轴端部，从所述凸缘部向所述转动轴的轴向外侧突出；
润滑剂填充孔，设置在所述轴端部上；以及
外壳，用于收纳所述调色剂输送螺旋桨；其中，
所述外壳具有与所述轴端部相对的内壁面，并包括使内壁面的一部分凹陷而形成的能够收纳所述轴端部的凹陷部，所述凸缘部的一部分与所述凹陷部周围的内壁面抵接。

8.  根据权利要求7所述的调色剂储存装置，其特征在于，
所述调色剂储存装置是像载体的清洁装置，
所述调色剂输送螺旋桨是用于从所述外壳内把调色剂排出的调色剂排出螺旋桨。

9.  一种图像形成装置，其特征在于包括：
像载体，承载调色剂像；以及
调色剂储存装置，储存所述调色剂；其中，
所述调色剂储存装置为权利要求7或8所述的调色剂储存装置。

轴承结构和具有该结构的调色剂储存装置、图像形成装置
技术领域
本发明涉及能够适用于辊状构件等转动构件的轴承结构，以及具有该轴承结构的调色剂储存装置和图像形成装置。
背景技术
在复印机或打印机等电子照相方式的图像形成装置中，广泛使用感光鼓作为像载体。使用感光鼓的一般的图像形成动作如下：利用带电装置使感光鼓表面以规定电位均匀带电，并使曝光装置的LED光等照射该表面。通过这种照射使感光鼓表面的电位部分地发生光衰减，从而在感光鼓表面上形成原稿图像的静电潜影。通过用显影装置使该静电潜影显影，在感光鼓表面上形成调色剂像。当纸经过使感光鼓和转印辊接触或靠近形成的转印区域时，该调色剂像被转印到该纸上。
在图像形成装置中设置有多个绕轴线转动的转动构件，如感光鼓、显影辊、清洁辊、定影辊、调色剂输送螺旋桨和纸输送辊等。由于这些构件的转动性能直接影响到图像的形成能力、调色剂像的定影能力、调色剂输送能力、纸输送能力等，所以必须使它们顺利地转动。因此在转动构件的轴的端部处设置轴承结构，以支撑转动构件绕轴线自由转动。
日本专利公开公报特开2008-39865号中的废调色剂回收容器公开了这种轴承结构的一个例子。在该废调色剂回收容器中所形成的轴承结构为：相对于设置在容器内部的输送螺旋桨的轴，在容器上设置与该轴嵌入配合的孔。为了得到合适的转动性能，轴承结构一般具有滚珠轴承等功能构件。可是为了实现小型化和降低成本，我们看到的大多数轴承结构都不使用所述功能构件，或者如上所述只设置孔使轴通过，或者在外壳等的壁上设置凹陷部位来支承轴的端部。
此外，在轴承结构中为了提高转动性能，往往使用黄油等润滑剂。通过使用润滑剂能使轴良好地滑动，提高耐磨损性能，并可以防止产生难听的噪声。例如在转动构件的轴端部处，当进行设备组装时，在支承该轴端部的、设置在外壳等壁上的凹陷部中往往注入或涂敷润滑剂。
可是另一方面，又担心润滑剂从支承轴端部的凹陷部漏出，变成润滑剂不够的状态。如果润滑剂不够，就可能会导致轴的滑动变差、磨损加剧、产生难听的噪声。此外，如果润滑剂漏到不需要的部位，则可能弄脏辊状构件的圆周面或纸，或者该泄漏的润滑剂有可能接触显影前或从感光鼓表面回收后的大量调色剂。特别是在润滑剂漏到有大量调色剂的部位的情况下，可能造成调色剂凝聚、粘连，导致转动构件的转矩增加，或者转动被锁住。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小型化、低成本并且具有稳定的润滑性能的轴承结构，以及具有该轴承结构的调色剂储存装置和图像形成装置。
为了实现此目的，本发明提供一种转动构件的轴承结构，其包括：所述转动构件的转动轴；凸缘部，设置在所述转动轴的端部，包括从所述转动轴朝径向外侧突出的部分；轴端部，从所述凸缘部向所述转动轴的轴向外侧突出；润滑剂填充孔，设置在所述轴端部上；以及轴承部，支承所述转动构件绕所述转动轴自由转动；该轴承部包括能够收纳所述轴端部的凹陷部和与所述凸缘部抵接的壁部。
按照该结构，当组装转动构件时，可以预先在润滑剂填充孔中而不是在收纳轴端部的凹陷部中填充润滑剂。由此可以使表面张力作用在润滑剂上，在组装转动构件后，一直到开始使用之前都可以防止润滑剂从凹陷部漏出。并且，当使用转动构件时，利用通过使转动构件转动而作用在轴上的离心力，可以使填充到润滑剂填充孔中的润滑剂一点点地从润滑剂填充孔流出。由此可以提供一种小型化且低成本的轴承结构，并能防止发生润滑剂漏出或润滑剂不够的情况，能获得合适的转动性能。
在所述结构中，优选的是：所述凸缘部为圆盘形状，所述凹陷部为内径比所述凸缘部的外径小的圆筒形状。按照该结构，可以使凸缘部和凹陷部小型化。
在所述结构中，优选的是：所述润滑剂填充孔在相对于所述转动轴的轴线的径向外侧具有孔的出入口。按照该结构，可以提高利用离心力使润滑剂从润滑剂填充孔流出的作用。由此在开始使用设备时，可以迅速地提高润滑作用。因此可以提供能获得更合适的转动性能的轴承结构。
在这种情况下，优选的是：所述润滑剂填充孔是在与所述转动轴的轴向垂直的方向上贯通所述轴端部的孔。按照该结构，可以容易地在径向外侧形成具有两个出入口的润滑剂填充孔。
在所述结构中，所述润滑剂填充孔包括：第一孔，从所述轴端部的端面沿所述转动轴的轴向延伸规定的深度；第二孔，在与所述转动轴的轴向垂直的方向上贯通所述轴端部和所述第一孔。采用该结构，可以使润滑剂的填充性和润滑剂的保存性良好。
在所述结构中，优选的是：所述轴承结构还包括外壳，用于收纳所述转动构件；其中，所述轴承部设置在所述外壳的内壁面上，所述凹陷部通过使所述内壁面的一部分凹陷而形成，所述壁部是所述凹陷部周围的内壁面。按照该结构，可以利用外壳的内壁面形成轴承部。
本发明提供一种调色剂储存装置，其包括：调色剂输送螺旋桨，具有转动轴和螺旋桨部，所述螺旋桨部伴随所述转动轴的转动绕该转动轴转动，在轴向上输送调色剂；凸缘部，设置在所述转动轴的端部，包括从所述转动轴朝径向外侧突出的部分，包括从所述转动轴朝径向外侧突出的部分；轴端部，从所述凸缘部向所述转动轴的轴向外侧突出；润滑剂填充孔，设置在所述轴端部上；以及外壳，用于收纳所述调色剂输送螺旋桨；其中，所述外壳具有与所述轴端部相对的内壁面，并包括使内壁面的一部分凹陷而形成的能够收纳所述轴端部的凹陷部，所述凸缘部的一部分与所述凹陷部周围的内壁面抵接。
按照该结构，对在外壳内装备有调色剂输送螺旋桨的调色剂储存装置，可以使调色剂输送螺旋桨的轴承结构小型化、低成本，并且具有稳定的润滑性能。
在这种情况下，优选的是：所述调色剂储存装置为像载体的清洁装置，所述调色剂输送螺旋桨是用于从所述外壳内把调色剂排出的调色剂排出螺旋桨。按照该结构，在具有调色剂排出螺旋桨的像载体的清洁装置中，可以使调色剂排出螺旋桨的轴承结构小型化、低成本，并且具有稳定的润滑性能。
本发明还提供一种图像形成装置，其包括：像载体，承载调色剂像；以及调色剂储存装置，储存所述调色剂；其中，所述调色剂储存装置具有以上所述的结构。
附图说明
图1是示意表示具有本发明实施方式的轴承结构的打印机简要结构的截面图。
图2是表示图1打印机的图像形成部周围的放大剖面图。
图3是表示图2的清洁装置的调色剂排出螺旋桨部位的侧剖面图。
图4是表示图3的调色剂排出螺旋桨的轴承结构部位的放大剖面图。
图5是表示图4的调色剂排出螺旋桨的轴端部的局部立体图。
具体实施方式
下面根据图1～图5对本发明的实施方式进行说明。首先利用图1对具有本发明实施方式的轴承结构的图像形成装置的简要结构进行说明，并且对图像输出动作进行说明。图1是示意表示作为图像形成装置一个例子的打印机的简要结构的剖面图。在图1中右边是打印机的正面，左边是后面。
在打印机1的主体2的内部下方装备有供纸盒3。在供纸盒3内部层叠存放有纸P。在供纸盒3的纸输送方向下游的上方，配置有供纸盒3用的供纸装置4。利用该供纸装置4，把纸P向图1中的供纸盒3的右上方送出。此外可以使供纸盒3在主体2的正面即在图1中的右边，沿水平方向滑动，自由拉出或装入。
在打印机1的主体2的正面中央装备有手动供纸盘5。手动供纸盘5以设在其下端的、沿横向大体水平延伸的支承轴为中心，在垂直面内可以转动。手动供纸盘5以该支承轴为中心，上端能够向主体2外侧方向即图1中的右边自由打开或关闭，通过打开并展开手动供纸盘5，可以在它的上面放置纸P等。
手动供纸盘5在要把尺寸不能放入供纸盒3中的纸或厚纸、OHP薄片体那样的要一张张放置的记录材料送入装置内的情况下使用。利用图1中配置在手动供纸盘5左边的手动供纸盘5用的供纸装置6，把放置在手动供纸盘5上的纸向左边送出。手动供纸盘5在不使用时处于图1所示的关闭状态。
在纸输送方向上供纸盒3和手动供纸盘5的下游，配置供纸用送纸通道7、对准辊8、图像形成部20和转印部30。纸P从供纸盒3和手动供纸盘5送出后，通过供纸用送纸通道7到达对准辊8。对准辊8对纸P的走偏进行矫正，并测量距在图像形成部20形成调色剂像的时间，把纸P向转印部30送出。
打印机1在图像形成部20的上方具有光学部9。光学部9产生基于从外部计算机(图中没有表示)向打印机1发送的文字或图形、图案等图像数据信号生成的激光L(图中的点划线)。由此在图像形成部20中，在作为像载体的感光鼓21上形成原稿图像的静电潜影，并从该静电潜影显影成调色剂像。在感光鼓21和转印部30的转印辊31压力接触形成的转印夹缝部中，把调色剂像转印到由所述对准辊8同步送来的纸P上。
在图像形成部20和转印部30的纸输送方向下游装备有定影装置10。在转印部30承载了未定影调色剂像的纸P被送向定影装置10，利用加热辊和加压辊把调色剂像加热、加压后定影。
在定影装置10的下游配置有出纸通道11、出纸口12和出纸部13。从定影装置10送出的纸P通过出纸通道11向上方输送，从出纸口12排出到设置在主体2上面的出纸部13上。
下面，利用图1和图2对打印机1的图像形成部20周围的详细结构及其动作进行说明。图2是表示图像形成部周围的放大剖面图。在图像形成部20的中心装备有作为像载体的感光鼓21。沿该感光鼓21的转动方向顺序配置有带电装置40、显影装置50、清洁装置60和电荷去除装置70。转印部30沿感光鼓21的转动方向设置在显影装置50和清洁装置60之间。
感光鼓21在与打印机1内的纸输送方向成直角的纸宽度方向上延伸，即向图2的纸面内侧方向延伸，其轴线方向配置成水平方向。感光鼓21是无机感光体的感光鼓，它是在由铝等制成的导电性辊状基体的外侧，通过真空蒸镀等方法设置作为无机光电导性材料的非晶态硅感光层。感光鼓21也可以是在辊状基体的外侧设置有机光电导体感光层的所谓OPC感光体的感光鼓。感光鼓21利用图中没有表示的驱动装置转动，其圆周速度与纸输送速度相同。
带电装置40是使用电晕放电带电器的具有栅极的电晕管带电装置。带电装置40也可以是使用同样的电晕放电带电器的电晕管带电装置，或使用辊或刷等的接触带电装置。利用该带电装置40可以使感光鼓21表面以规定的极性和电位均匀带电。
在显影装置50的外壳51内侧装备有显影辊52、输送螺旋桨53、搅拌螺旋桨54。显影辊52的显影方式是接触或非接触的方式，设置在感光鼓21附近。在显影辊52上施加极性与感光鼓21的带电极性相同的偏压。利用该显影辊52使作为显影剂的调色剂带电，并且移动到感光鼓21表面的静电潜影上，使静电潜影显影。调色剂装在调色供给剂容器55(参照图1)中，所述调色剂供给容器55设置在显影装置50的上方，利用图中没有表示的输送构件，从搅拌螺旋桨54的上方补给到外壳51内。所补给的调色剂在显影装置50内利用搅拌螺旋桨54和输送螺旋桨53，边被搅拌边输送到显影辊52的部位。
在转印部30中装备有作为转印构件的转印辊31。该转印辊31与感光鼓21压力接触，形成使纸P经过的转印夹缝部。转印辊31利用图中没有表示的驱动装置转动，其圆周速度与感光鼓21的圆周速度相同。此外，根据需要在转印辊31上施加与感光鼓21或调色剂的带电极性不同极性的转印偏压。此外在图2中，用双点划线表示纸P的输送路径。
如图2所示，清洁装置60(调色剂储存装置)配置在沿感光鼓21的转动方向的转印夹缝部的下游一侧。在清洁装置60的外壳61内侧装备有清洁辊62、清洁刮板63和作为转动构件的调色剂排出螺旋桨64(调色剂输送螺旋桨)。清洁辊62和清洁刮板63与感光鼓21压力接触，在向纸P转印调色剂像后，去除残留在感光鼓21表面上的调色剂等附着物，使其清洁。从感光鼓21表面去除的调色剂临时回收到外壳61内，并利用调色剂排出螺旋桨64排出到清洁装置60外部的图中没有表示的废调色剂回收容器中。
电荷去除装置70装备有LED(发光二极管)71。也可以使用EL(电致发光)光源、荧光灯等替代LED71。电荷去除装置70利用向感光鼓21照射LED71的除电光，去除其表面的带电电荷，为下一次的图像形成动作时的带电工序作准备。
在具有以上所述结构和动作的打印机1中，对把调色剂转印到纸P上后清洁感光鼓21表面的清洁装置60所具有的调色剂排出螺旋桨64(转动构件)装备本实施方式的轴承结构。
下面利用图2、图3～图5对该轴承结构进行详细说明。图3是表示清洁装置60的调色剂排出螺旋桨64的侧剖面图，图4是表示调色剂排出螺旋桨64的轴承结构80的放大剖面图，图5是表示调色剂排出螺旋桨64的轴64a(转动轴)端部的局部立体图。
图2和图3所示的清洁装置60的调色剂排出螺旋桨64的两端支承在外壳61上，从它的一端(图中没有表示)传递用于转动的动力。在不传递动力的另一端，调色剂排出螺旋桨64的轴64a通过轴承结构80支承在外壳61上，可以自由转动。
如图3～图5所示，轴承结构80包括：设置在调色剂排出螺旋桨64的凸缘部81、轴64a、轴端部64b、润滑剂填充孔83，以及设置在外壳61的凹陷部82和壁面61a(壁部/内壁面)。凸缘部81在轴64a的所述另一端一侧形成，从轴64a向径向外侧突出。轴端部64b从凸缘部81向轴64a的轴向外侧突出，是与轴64a同轴延伸出来的部分。在轴端部64b上形成润滑剂填充孔83，可以保存润滑剂。凹陷部82设置在外壳61上，是可以收容轴端部64b的部分。壁面61a是凸缘部81可以抵接的部位。在本实施方式中，凹陷部82和壁面61a相当于轴承部。
凸缘部81设置在调色剂排出螺旋桨64的、比轴64a的轴端部64b的部位靠向轴线方向内侧上。如图5所示，凸缘部81做成从轴64a的圆周面向径向外侧延伸的圆盘状。该凸缘部81也不一定是圆盘状，只要包括向轴64a的径向外侧突出的部分就可以。
凹陷部82设置在支承调色剂排出螺旋桨64的外壳61的壁面61a上。凹陷部82是使壁面61a的一部分凹陷而形成的，凹陷部82具有可以收容轴端部64b的空腔，做成内径比凸缘部81的外径小的圆筒形。如图3和图4所示，如果使调色剂排出螺旋桨64支承在壁面61a上，则凸缘部81的外侧周围边缘部位的侧面紧贴在壁面61a上。并且，在轴64a的轴端部64b的径向外侧和轴线方向外侧，与凹陷部82的内表面之间形成空间S。
如图4所示，润滑剂填充孔83设在轴64a的轴端部64b上，具有第一孔83a和第二孔83b。第一孔83a做成圆筒形，与轴64a的轴线一致，从轴端部64b的侧端面向内侧延伸规定的长度。第二孔83b做成圆筒形，从轴端部64b的圆周面沿与轴64a的轴线成直角的方向贯通。其结果，第二孔83b在相对于轴64a的轴线的径向外侧两个部位上具有孔状的出入口。第一孔83a和第二孔83b在轴端部64b内部的轴线上交叉，这些孔连通。
当组装清洁装置60时，在把调色剂排出螺旋桨64安装在外壳61上之前，向润滑剂填充孔83填充润滑剂。作为润滑剂优选粘度比较高的黄油等。并且在凹陷部82中填充润滑剂，即在图4所示的空间S中填充润滑剂，或者在这些部位中不填充润滑剂，而直接把轴64a的轴端部64b插入凹陷部82中，调色剂排出螺旋桨64被安装在外壳61上。
如上所述，本实施方式的轴承结构80将调色剂排出螺旋桨64支承成能够绕其自身的转动轴自由转动，所述轴承结构80包括凸缘部81、在轴端部64b具有的润滑剂填充孔83、可以收容轴端部64b并且内径比凸缘部81的外径小的圆筒形的凹陷部82。
因此，在组装清洁装置60时，可以预先在润滑剂填充孔83中而不是在凹陷部82本身中填充润滑剂。由此可以使表面张力作用在润滑剂上，在组装清洁装置60后，直到开始使用之前都可以防止润滑剂从凹陷部82漏出。当使用清洁装置60时，利用通过使调色剂排出螺旋桨64转动而作用在轴64a上的离心力，可以使填充到润滑剂填充孔83中的润滑剂一点点地从润滑剂填充孔83流出。
采用这种轴承结构80，由于不使用滚珠轴承这样的功能零件，所以可以提供小型化和低成本的轴承结构。此外，由于润滑剂保存在润滑剂填充孔83中，所以可以防止发生因润滑剂从支承轴端部64b的凹陷部82漏出而造成润滑剂不够的情况，可以获得适合的转动性能。
此外，由于润滑剂填充孔83相对于轴64a的轴线在径向外侧设有孔的出入口，可以提高利用离心力使润滑剂从润滑剂填充孔83流出的作用。由此，当开始使用清洁装置60时，可以迅速提高润滑作用。因此可以提供能获得更适合的转动性能的轴承结构80。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明的范围不限定于此，在不脱离本发明宗旨的范围内可以进行各种变更。例如，可以采用以下(1)～(5)的变形实施方式。
(1)打印机1在所述实施方式中列举了只使用黑色调色剂的黑白印刷用打印机。但图像形成装置不是仅限于这种装置，也可以是具有中间转印带、使多种颜色重叠形成图像的串列方式或转动齿条方式的彩色印刷用图像形成装置。
(2)在所述实施方式中，作为一个例子记载了把本发明的轴承结构用于清洁装置60的调色剂排出螺旋桨64，但也可以用于其他的转动构件。除了调色剂排出螺旋桨64以外也可以使用本发明轴承结构的有：如图2所示的相同的清洁装置60的清洁辊62、显影装置50(调色剂储存装置的一个例子)的显影辊52、输送螺旋桨53、搅拌螺旋桨54、或安装在调色剂供给容器55(调色剂储存装置的一个例子)内部的输送螺旋桨和搅拌叶片、以及感光鼓21、转印辊31、对准辊8(参照图1)。因此对设在打印机1各部位的转动构件的轴承结构，都可以使轴良好地滑动、提高耐磨损性能、防止产生难听的噪声，并且可以防止出现因调色剂的凝聚、粘接造成转动构件的转动转矩增加、转动被锁住的情况。
(3)此外，本发明不限于打印机等图像形成装置，也不限于螺旋桨或辊构件，在把各种设备中使用的转动构件支承成绕自身的转动轴转动自如的轴承结构中，全都可以利用。
(4)在所述实施方式中，作为润滑剂填充孔83以具有沿轴64a的轴向延伸的第一孔83a和与轴向垂直的第二孔83b为例。这是一个例子，例如也可以省去第一孔83a。此外，第二孔83b以与轴向垂直的方式为例，但也可以是在与轴线倾斜方向上延伸的孔。此外也可以在轴端部64b的圆周方向设置多个与第二孔83b相当的孔。或者也可以在轴端部64b的圆周方向开环形槽作为润滑剂填充孔。
(5)在所述实施方式中，以轴端部64b是圆筒件的情况为例，但也可以把它做成矩形或D切削面形。凹陷部82也一样，只要具有能收容轴端部64b的空腔，不一定是圆筒形。在这种情况下，优选用凸缘部81封住凹陷部82的开口，使空间S大体密封。