JP2001356638A - ドラムユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

ドラムユニットおよび画像形成装置

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JP2001356638A
JP2001356638A JP2000178162A JP2000178162A JP2001356638A JP 2001356638 A JP2001356638 A JP 2001356638A JP 2000178162 A JP2000178162 A JP 2000178162A JP 2000178162 A JP2000178162 A JP 2000178162A JP 2001356638 A JP2001356638 A JP 2001356638A
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drum
contact
ground plate
shaft
drum shaft
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JP2000178162A
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Hitohisa Tateishi
仁久 立石
Makoto Kitahara
誠 北原
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ドラムシャフトとアース板との導通を安定して
維持でき、かつ、安価で作業性の良いドラムユニットを
提供する。 【解決手段】感光ドラム素管31の両端開口部にフランジ
部材32を取り付けたドラムと、各フランジ部材32に挿通
される導電性を有するドラムシャフト99と、フランジ部
材32の内側に取り付けられたアース板40とを備え、ドラ
ム素管と31ドラムシャフト99とをアース板40により導通
させるドラムユニットにおいて、アース板40は、ドラム
シャフト99の挿通で径方向外方に拡がってドラム素管31
の内周面と当接する接触片を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザプ
リンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられるド
ラムユニット及び画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】複写機等の画像形成装置では、一般に、
露光部により読み取った原稿画像を像担持体としての感
光体ドラム上に露光して静電潜像を形成する。前記感光
体ドラムの周囲には、前記潜像を現像剤としてのトナー
により顕像化したトナー画像を形成するための現像装置
が設けられている。
【0003】現像装置は、トナーホッパより供給される
トナーを感光体ドラム上の静電潜像と逆極性に帯電さ
せ、これを現像スリーブを介して感光体ドラム表面に付
着させて画像の顕像化を行っている。
【0004】感光体ドラムは、導電性金属を円筒形状に
形成したドラム素管と、前記ドラム素管の両端開口部に
圧入されて軸受部を構成するフランジ部材とを有してい
る。前記フランジ部材の中央部には、支持穴が設けられ
ており、このドラムユニットを支持・駆動するドラムシ
ャフトがこの支持穴に挿入される。ドラム素管と装置本
体との導通を図るために、ドラム素管の内周面に当接す
る外周接触部と、ドラムシャフトの外周に当接する内周
接触片とを有するアース板をフランジ部材に取り付ける
ことが考えられる。
【0005】ドラム素管の内周面とアース板の導通の確
実化を図るために、ドラム素管の内径より外側に外周接
触部が位置するようなアース板をフランジ部材の内面に
取り付け、ドラム素管にフランジ部材を取り付ける際に
アース板の外周接触部がドラム素管の内周面を傷つけな
がら圧入されるような構成にしたものが存在する。この
とき、アース板の一部を折曲してドラムシャフトに圧接
する片持ち梁形状の内周接触片を構成し、この内周接触
片がドラムシャフトの外周面に接触し、アース板とドラ
ムシャフトとの導通を図るものが提案されている(特開
平10-319783号公報など)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のようにしたドラ
ムユニットでは、前記アース板を備えた前記フランジ部
材を前記ドラム素管に圧入して、前記アース板と前記ド
ラム素管との導通を図るとともに、内周接触片を前記ド
ラムシャフトに圧接して前記アース板と前記ドラムシャ
フトとの導通を図っている。この内周接触片とドラムシ
ャフトが十分な導通性を有することが画像形成上、ま
た、ノイズ等の観点から重要である。
【0007】そこで、ドラムシャフトと内周接触片との
導通性を向上するために、内周接触片とドラムシャフト
の接触力を高める必要がある。
【0008】しかしながら、ドラムシャフトに接する内
周接触片の接触圧を高めるために、内周接触片の板厚を
大きくすると加工性の劣化やコストアップ、作業性の劣
悪化等を招く問題があった。また、板厚を大きくするこ
とによって、その屈曲部に応力集中して永久変形してし
まう問題があった。
【0009】また、ドラムシャフトに接する内周接触片
の接触圧を高めるための他の手段として、内周接触片の
幅を広くする方法もあるが、内周接触片の幅を広くする
と小型ドラムに収まらなくなってしまい、装置の小型化
を図る上で障害になる問題があった。
【0010】また、ドラムシャフトを中心に両側から内
周接触片でドラムシャフトに接する場合、前記内周接触
片の当接方向に対しては内周接触片の接触圧により、ガ
タをなくした状態とできるが、内周接触片が当接する直
角方向に対してはガタを排除できず、ドラムが回転する
際に内周接触片の当接する直角方向にドラムががたつい
てしまうという問題があった。ドラムがガタつくと、そ
のショックや、ドラム周辺機器、特に現像装置との距離
の急激な変動のため、形成画像の劣化を招いてしまいが
ちである。
【0011】本出願に係る発明の目的は、ドラムシャフ
トとアース板との導通を安定して維持でき、かつ、安価
で作業性の良いドラムユニットを提供しようとするもの
である。
【0012】また、本出願に係る発明の他の目的は、ド
ラムをドラムシャフトに対し付勢し、ドラムとドラムシ
ャフト間のガタを一方向に寄せることにより、ドラムの
急激な位置変動による形成画像の劣化を防止できるアー
ス板を備えたドラムユニットを提供しようとするもので
ある。
【0013】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、両端に開
口部を有すると共に、表面部に感光層を備えた円筒形状
のドラム素管における該各開口部にフランジ部材を取り
付けたドラムと、前記各フランジ部材に挿通される導電
性を有するドラムシャフトと、前記フランジ部材の少な
くとも一方の内側に取り付けられたアース板と、を備
え、前記ドラム素管と前記ドラムシャフトとを前記アー
ス板により導通させるドラムユニットにおいて、前記ア
ース板は、前記ドラムシャフトの挿通で径方向外方に拡
がって前記ドラム素管の内周面と当接する接触片を有す
ることを特徴とする。
【0014】第2の発明は、上記第1の発明において、
アース板は、前記フランジ部材に固定される導電性を有
する板状基板部に前記接触片が設けられ、前記板状基材
の外周部に前記ドラム素管の内周面が接する外周当接部
が形成されていることを特徴とする。
【0015】第3の発明は、上記いずれかの発明におい
て、前記アース板の接触片は、複数設けられていること
を特徴とする。
【0016】第4の発明は、上記いずれかの発明で、前
記アース板の接触片は、挿入された前記ドラムシャフト
により加圧接触して径方向外方に弾性変形する第1の接
触部と、前記第1の接触部の弾性変形により前記ドラム
素管の内周面に当接する第2の接触部とを有することを
特徴とする。
【0017】第5の発明は、上記いずれかの発明は、前
記接触片は、前記ドラムシャフトに支持されていないと
き、外径が前記ドラム素管の内径よりも小さいことを特
徴とする。
【0018】第6の発明は、上記いずれかの発明で、前
記ドラムを前記ドラムシャフトで支持した状態で、前記
アース板の接触片は前記ドラムを前記ドラムシャフトに
対し一方向に付勢することを特徴とする。
【0019】第7の発明は、上記いずれかの発明で、前
記アース板は複数の接触片を有し、前記ドラムが前記ド
ラムシャフトに支持されたとき、前記接触片は前記ドラ
ムシャフトの外周に圧接し、その際に生ずる圧接力によ
り、前記ドラムをある1方向に付勢することを特徴とす
る。
【0020】第8の発明は、上記いずれかの発明で、前
記接触片は金属板バネからなることを特徴とする。
【0021】第9の発明は、上記いずれかの発明で、前
記接触片を2つとし、この2つの接触片の成す角度が6
0〜120°の間であることを特徴とする。
【0022】第10の発明は、上記いずれかのドラムユ
ニットを有することを特徴とする画像形成装置とする。
【0023】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態が採用される
電子写真複写機の縦断面図を図9に示す。
【0024】複写機1は、図9に示すように、その上部
に原稿読み取りのための露光部5が設けられている。露
光部5は、光源,ミラー,レンズユニット等から構成さ
れている。また、複写機1の中央部には、読み取った原
稿のトナー画像を形成するための画像形成部6が設けら
れている。画像形成部6は、表面に静電潜像が形成され
る感光体ドラム7を有している。感光体ドラム7の周囲
には、帯電装置8と現像装置9と転写分離装置10とク
リーニング装置11とが配置されている。
【0025】複写機1の下部には給紙部12が設けられ
ている。給紙部12は、複写機1の図9の右側に設けら
れたバイパステーブル13と、複写機1の下部に上下に
並べて配置された3つの給紙カセット14,15,16
と大型給紙カセット17と、バイパステーブル13また
は給紙カセット14〜17に収納された用紙を画像形成
部6に搬送するための用紙送り出し装置18とから構成
されている。
【0026】画像形成部6の用紙搬送方向下流側には、
用紙を装置の図9の左側に搬送するための排紙搬送路1
9と、用紙上のトナー画像を溶融定着する定着装置20
と、定着時の用紙を排出するための排出ローラ21と、
用紙を受けるための排紙トレイ22とが設けられてい
る。
【0027】現像装置9には、トナーを供給するための
トナーホッパ23が取り付けられている。トナーホッパ
23には着脱自在にトナーカートリッジ24が装着され
る。次に、本実施の形態の感光体ドラム7を図1,図2
に示す。
【0028】図1はドラムフランジ部の結合状態の断面
図、図2は各構成部材を模式的に並べた断面図である。
感光体ドラム7は、ドラム素管31とフランジ部材32
とを有している。ドラム素管31は、導電性金属を円筒
形状に構成したものであり、たとえばアルミニウム基材
の外周面に有機感光体(OPC)の感光層が形成された
ものが採用される。
【0029】[第1の実施の形態]図1から図6は第1
の実施の形態を示す。
【0030】図1において、ドラム素管31の両端部
(図中片側のみ示す)には、ドラム開口部33,33が
形成されており、このドラム開口部33の内径をD6と
する。
【0031】フランジ部材32を図3(a),(b)に基づい
て説明する。
【0032】フランジ部材32は、POM,PCなどの
樹脂により略円板形状に構成されており、その外径をD
3とする。フランジ部材32の外径(D3)は、ドラム
素管31のドラム開口部33の内径D6と略同一に構成
されている。フランジ部材32の内面側には、アース板
取り付け用の突起36が軸方向に沿って突設されてい
る。
【0033】フランジ部材32の中央には、ドラムユニ
ットを支持するためのドラムシャフト99が貫通する穴
35が空けられており、この穴35の内径をD2とす
る。
【0034】フランジ部材32の外周面は、ドラム素管
31のドラム開口部33に挿入される当接部38を構成
しており、その外径は上述のようにD3である。フラン
ジ部材32の内面側は後述するアース板40の凹所に対
応して面取りされた面取部39が形成されている。
【0035】フランジ部材32の内面には、ステンレス
鋼で構成されるアース板40が取り付けられる。アース
板40を図4(a),(b)を用いて説明する。アース板40
は、ドラム素管31のドラム開口部33の内径D6より
も小さな外径(D7)を有する板状基材41を有してい
る。また、アース板40にはフランジ部材32の突起3
6に対応して取り付け穴42,42及び穴43が設けら
れている。
【0036】また、アース板40には、板状基材41の
外周より先端が突出する爪部材44が軸対称に一対設け
られている。穴43の中心を中心とした爪部材44の先
端(外径端)までの径D5はドラム素管31のドラム開
口部33の内径D6より大きいため、爪部材44はドラ
ム開口部33の径D6よりも外側に先端が位置し、爪部
材44の基部両側に平面凹形状に切り欠かれる凹所45
により弾性変形可能になっている。
【0037】アース板40の板状基材41には、外周部
から内方に折曲された2つの接触片46,47が設けら
れている。接触片46,47は、板状基材41からフラ
ンジ部材32への取り付け面と反対側に折り曲げられた
折曲部48,50を有している。この折曲部48,50
の先端部はさらに外側に折曲されて接触部49,51を
構成している。そして、この接触部49,51はさらに
延長され、接触部60,61をその先端に有する。
【0038】この接触部49,51の内周面の径をD4
とすると、D4はフランジ部材32が支持されるドラム
シャフト99の径D1よりやや短い長さに設定されてお
り、ドラムシャフト99に取り付けられたとき、接触部
49,51がドラムシャフト99の外周面を圧接するよ
うに構成されている。
【0039】また、その先端接触部60,61の外側を
結んだ径をD5とすると、自然状態では、D5<D6と
なっており、アース板40をフランジ部材32に取り付
けた状態でドラム開口部33にスムースに挿入可能とな
っている。
【0040】そして、ドラムシャフト99に取り付けら
れたとき、前述したように接触部49,51がドラムシ
ャフト99外周面に圧接し、先端接触部は図5に示すよ
うに広がりその外径はD5'となる。このとき、D5'>
D6となるように先端接触部60,61の径を決定し、
ドラムシャフト99挿入時のみ、先端接触部60,61
がドラム素管31内径部に接触するよう構成している
(図6)。
【0041】なお、本実施の形態ではこのD5'はD6
より1〜10mm程度大きくなるように設定している。
【0042】アース板40は、フランジ部材32の複数
の突起36に、複数の取り付け穴42を嵌合することに
より、フランジ部材32の内面に取り付けられる。アー
ス板40が取り付けられたフランジ部材32は、ドラム
素管31の開口部33に圧入される。このとき、アース
板40の一対の爪部材44は、ドラム素管31の内面を
傷つけながら圧入されることとなる。したがって、爪部
材44,44はドラム素管31のドラム開口部33の内
周面と当接して弾性変形し、アース板40とドラム素管
31との電気的導通が図られる。
【0043】ドラム素管31の両端にフランジ部材3
2,32を取り付けた後、装置本体に設けられたドラム
シャフト99に対して支持穴35が嵌合される。このと
き、アース板40に設けられている接触片46,47の
接触部49,51がドラムシャフト99の外周に圧接し
ているため、アース板40とドラムシャフト99との電
気的導通が得られる。
【0044】また、先端接触部60,61がドラムシャ
フト99の挿入に伴い、ドラム素管31内部で拡がり、
ドラム素管31内径部に接触する。このように、先端接
触部がドラム素管の内径部に接触することにより、この
接触片46,47の変位がフランジ側と先端接触部6
0,61側で規制されて両持ち梁形状となり、接触部4
9,51におけるドラムシャフト99への圧接力が大幅
に強化される。こうして接触部49,51の圧接力が大
きくなることにより、ドラムシャフト99とアース板4
0との導通の確実化が図れる。
【0045】また、先端接触部60,61でもアース板
40とドラム素管31との導通が図れるため、アース板
40とドラム素管31との導通が向上できる。
【0046】また、この接触片46,47の変位がフラ
ンジ側と先端接触部60,61側で規制されることによ
って、両持ち梁形状となり、接触部49,51における
ドラムシャフト99への圧接力が大幅に強化される。接
触部49,51の圧接力が大きくなることにより、ドラ
ムシャフト99とアース板40との導通の確実化が図れ
る。
【0047】[第2の実施の形態]図8は本発明の第2
の実施の形態を示す。なお、第1実施の形態と同一の部
分については同一符号を付し、説明を省略する。
【0048】図7に示すように、第1の実施の形態で示
したアース板40の接触片46,47はそれぞれ同一形
状で軸対称に設けている。そのとき、ドラムシャフト9
9に接するときの圧接力はそれぞれ等しく、また、位相
が180°であった。そのため、それぞれの圧接力は相
殺しあい、合力が0となるためアース板が取り付けられ
ているフランジ部材32に対し、回転中心から特定の方
向に付勢力を発揮するものではなかった。
【0049】そのため、ドラムシャフト99に対し接触
片が当接する方向をYとし、Yに直交する方向をXとし
た場合、X方向へドラムシャフト99が移動することを
抑えることができず、外力によってX方向に力が加わっ
た際、前記フランジ部材32とドラムシャフト99の嵌
合ガタの範囲でドラムシャフト99に対し、ドラム素管
31がガタついてしまうことも考えられる。
【0050】本実施の形態で示すアース板70は、前記
接触片の位相を90°としたものである。図8はアース
板70の正面図である。この図に示したように、接触片
71,72は第1実施の形態の接触片46,47と同一
形状を持ち、この接触片71,72の互いの成す角度を
90°に構成したものである。このように構成すること
により、接触片71,72はそれぞれ図中のP1,P2
なる圧接力を発生し、その合力Pにより、ドラムシャフ
ト99を1方向に付勢する。この反力により、前記フラ
ンジ部材32とドラムシャフト99の嵌合部においても
1方向への付勢力が発生し、ドラム素管31がガタつく
ことを防止することができる。
【0051】ここで、ドラムシャフト99の外径D1と
フランジ部材32の穴35(内径D2)を嵌め合わせた
ときに生ずる微少なガタをZ、接触片71,72がドラ
ムシャフト99と当接する際の接触片71,72の径方
向の変位量をLとしたとき、LをZよりも十分に大きく
し、接触片71,72とドラムシャフト99とがガタZ
に関わらず確実に接触するように構成している。
【0052】このようにして、ドラム素管31がドラム
シャフト99に対しガタつくのを抑えることにより、ガ
タを原因としたドラム素管31の急激な変位によるショ
ックや、ドラム周辺機器、特に現像装置との距離の急激
な変動を防止することができ、好適な画像形成を行うこ
とができる。
【0053】本実施の形態では、接触片形状を第1の実
施の形態に示した形状と同一とした。これは第1の実施
の形態で説明したように、接触片を両持ち梁形状とした
ほうがドラムシャフトと接触片の圧接力を高めやすく、
ガタ抑制効果を容易に得られるためである。しかし、従
来例に示したように接触片が片持ち梁形状であっても本
実施の形態のドラム素管31のガタ抑制効果は得られ
る。
【0054】本実施の形態では、2つの接触片の成す角
度を90°としたが、90°に限定するものではなく、
60°〜120°の範囲であれば同様の効果が効率よく
得られ、好適である。
【0055】本実施の形態では、2つの接触片71,7
2を例にしたが、もちろん、接触片の数は2つに限定さ
れるものではなく、2つ以上であってもよい。この場
合、複数の接触片の成す合力Pが相殺されないように構
成することによって、本実施の形態の効果を得ることが
できる。
【0056】本実施の形態では、同一圧接力を発生する
接触片の圧接力が相殺しないよう配置することにより合
力Pを得たが、これは接触片の発生する圧接力を異なら
せて合力Pを得るようにしてもよい。具体的には、接触
片のドラムシャフトへの接触時変形量を接触片間で異な
らせたり、接触片をアース板と別部材とし、接触片の板
厚や材質を各々異ならせるなどして圧接力に差を設け、
合力Pを得るようにしても良い。
【0057】本実施の形態では、ドラムフランジ部材3
2に取り付けられたアース板に接触片を設けたが、これ
はもちろん、ドラムシャフト99やドラム素管内面に同
様の目的で弾性部材を設けても良い。
【0058】具体的には、ドラム素管内部にスポンジ状
の部材を封入したり、ドラムシャフト99に線状のバネ
を設け、ドラム素管をドラムシャフト99に対し1方向
に付勢しても良い。
【0059】〔他の実施の形態〕 (A)上記した第1、第2の実施の形態では、複写機に
用いられる感光体ドラムについて説明したが、レーザプ
リンタまたはファクシミリ装置等に用いられる感光体ド
ラムについても同様に実施することが可能である。
【0060】(B)ドラム素管としてステンレス鋼を基
材としたもの、外周面に無機感光材料による感光層を形
成したもの等種々のものについて適用することが可能で
ある。 (C)アース板として、銅または銅合金のものを利用す
れば、さらにドラム素管の真円精度低下を防止できる。
【0061】(D)接触片がドラム素管の内面あるい
は、ドラムシャフトに接する部分に、例えば、カーボン
チップを配すると導通がさらに向上できる。
【0062】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
ドラムシャフトとアース板の導通を向上し、かつ、安価
で作業性の良いアース板を提供することができる。ま
た、ドラムをドラムシャフトに対し付勢し、ドラム−ド
ラムシャフト間のガタを一方向に寄せることによりドラ
ムの急激な位置変動による形成画像の劣化を防止するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す一部断面図
【図2】図1の分解断面図。
【図3】図1のフランジ部材を示し、(a)は正面図、
(b)は(a)のB−B矢視断面図。
【図4】図1のアース板を示し、(a)は正面図、
(b)は(a)のA−A矢視断面図。
【図5】第1の実施の形態のアース板とドラムシャフト
との関係を示す断面図。
【図6】第1の実施の形態のアース板とドラムシャフト
とドラム素管との関係を示す断面図。
【図7】第1の実施の形態のアース板とドラムシャフト
とのX,Y方向のガタの関係を示す図。
【図8】第2の実施の形態のアース板の平面図。
【図9】画像形成装置の概略構成を示す図
【符号の説明】 1 複写機 5 露光部 6 画像形成部 7 感光体ドラム 8 帯電装置 9 現像装置 10 転写分離装置 11 クリーニング装置 12 給紙部 13 バイパステーブル 14〜17 給紙カセット 18 用紙送り出し装置 19 排紙搬送路 20 定着装置 21 排出ローラ 22 排紙トレイ 23 トナーホッパ 24 トナーカートリッジ 31 ドラム素管 32 フランジ部材 33 ドラム開口部 35 穴 36 突起 38 当接部 39 面取部 40 アース板 41 板状基材 42 取付け穴 43 穴 44 爪部材 45 凹所 46,47 接触片 48,50 折曲部 49,51 接触部 60,61 接触部 46,47 接触片 71,72 接触片 99 ドラムシャフト

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 両端に開口部を有すると共に、表面部に
    感光層を備えた円筒形状のドラム素管における該各開口
    部にフランジ部材を取り付けたドラムと、前記各フラン
    ジ部材に挿通される導電性を有するドラムシャフトと、
    前記フランジ部材の少なくとも一方の内側に取り付けら
    れたアース板と、を備え、前記ドラム素管と前記ドラム
    シャフトとを前記アース板により導通させるドラムユニ
    ットにおいて、 前記アース板は、前記フランジ部材に固定される導電性
    を有する板状基板部に前記接触片が設けられ、前記板状
    基材の外周部に前記ドラム素管の内周面が接する外周当
    接部が形成されていることを特徴とするドラムユニッ
    ト。
  2. 【請求項2】 前記アース板は、前記ドラムシャフトの
    挿通で径方向外方に拡がって前記ドラム素管の内周面と
    当接する接触片を有することを特徴とする請求項1に記
    載のドラムユニット。
  3. 【請求項3】 前記アース板の接触片は、複数設けられ
    ていることを特徴とする請求項1または2に記載のドラ
    ムユニット。
  4. 【請求項4】 前記アース板の接触片は、挿入された前
    記ドラムシャフトにより加圧接触して径方向外方に弾性
    変形する第1の接触部と、前記第1の接触部の弾性変形
    により前記ドラム素管の内周面に当接する第2の接触部
    とを有することを特徴とする請求項1、2または3に記
    載のドラムユニット。
  5. 【請求項5】 前記接触片は、前記ドラムシャフトに支
    持されていないとき、外径が前記ドラム素管の内径より
    も小さいことを特徴とする請求項1、2、3または4に
    記載のドラムユニット。
  6. 【請求項6】 前記ドラムを前記ドラムシャフトで支持
    した状態で、前記アース板の接触片は前記ドラムを前記
    ドラムシャフトに対し一方向に付勢することを特徴とす
    る請求項1ないし5のいずれかに記載のドラムユニッ
    ト。
  7. 【請求項7】 前記アース板は複数の接触片を有し、前
    記ドラムが前記ドラムシャフトに支持されたとき、前記
    接触片は前記ドラムシャフトの外周に圧接し、 その際に生ずる圧接力により、前記ドラムをある1方向
    に付勢することを特徴とする請求項1ないし7のいずれ
    かに記載のドラムユニット。
  8. 【請求項8】 前記接触片は金属板バネからなることを
    特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載のドラム
    ユニット。
  9. 【請求項9】 前記接触片を2つとし、この2つの接触
    片の成す角度が60〜120°の間であることを特徴と
    する請求項1ないし8のいずれかに記載のドラムユニッ
    ト。
  10. 【請求項10】 請求項1ないし9のいずれかに記載の
    ドラムユニットを有することを特徴とする画像形成装
    置。
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