JP2005037934A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】引き抜き加工により形成されたアルミニウム製素管を用いた感光体ドラムを備え、回転振れによる色ずれや歪み等の不都合が有効に防止され、高品質の画像を得ることが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】引き抜き加工によって形成されたアルミ製素管表面に感光層を有する感光体ドラムを備え、該ドラムにクリーニングブレードが圧接されている画像形成装置において、感光体ドラムの両端部には、それぞれ樹脂製フランジが圧入され、該感光体ドラムの内部には、樹脂製フランジを介して、小径のドラム回転軸が貫通しており、クリーニングブレードは、感光体ドラムの軸方向の全体にわたって圧接されていることを特徴とする。
【選択図】図２。

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、レーザープリンタ等の画像形成装置に関するものであり、より詳細には、引き抜き加工によって形成されたアルミニウム製素管上に感光層が形成された感光体ドラムを備えた画像形成装置に関する。

電子写真法による画像形成装置では、回転する感光体ドラム表面を所定極性に一様に帯電し、次いで所定の原稿情報に基づいての光照射による画像露光を行って静電荷像を形成し、この電荷像を現像してトナー像を形成し、このトナー像を所定の用紙に転写し、定着ローラでの加熱及び加圧によって該トナー像を用紙に定着することにより、画像形成が行われる。また、トナー像転写後においては、感光体ドラム表面は、一般にクリーニングブレードによりクリーニングされて残存するトナーが除去され、さらに必要により光照射等による除電が行われ、次の画像形成行程が行われる。

最近では、画像形成装置でもデジタル化が進み、高品質の画像が要求されるようになっている。特にフルカラー機では、色ずれのないフルカラー画像が要求されている。また、装置の軽量化やコンパクト化も要求され、例えば感光体ドラムの直径が３０ｍｍ以下やその回転軸も６ｍｍ以下の小径のものが望まれている。しかし、感光体ドラムを小径とすると、感光体ドラムの回転振れの影響が１枚の画像中に感光体ドラムの円周のピッチで複数回出ることになるので、より感光体ドラムの回転精度を上げる必要がある。

上述した画像形成装置に使用される感光体ドラムは、導電性素管上に感光層を形成したものであり、導電性素管としては、一般に、アルミニウム製のものが使用されている。アルミニウム製の導電性素管としては、一般に、引き抜き加工によって形成されたものと、切削加工により形成されたものとが知られており、何れも一長一短がある。即ち、引き抜き加工により形成されたアルミニウム製素管は、安価であるという利点を有するものの、真円度や素管長手方向中心線に対する素管周方向の振れ等の形状精度が低いという欠点がある。一方、切削加工により形成されたものは、引き抜き加工によるものに比して高価であるものの、形状精度を高くすることができるという利点を有している。

例えば特許文献１には寸法精度が高い円筒状基体を得るために、金属素管にインロー加工を施した後、外表面の切削加工を施す電子写真用円筒状基体が開示されている。

また、特許文献２には感光ドラムの寸法精度を上げるために、円筒部と中心軸部と、円筒部及び中心軸部を接続する複数個のリブ部とから成る感光ドラムの素管を、押し出し加工、または引き抜き加工により一体成形した感光ドラムを組みこんだ多色画像形成装置が開示されている。

しかるに、特許文献１の素管は、1本1本の金属素管に、インロー加工を施した後、外表面の切削加工を施さなければいけないので、時間とコストがかかってしまう。例えば、特許文献１の素管を用いた感光体をタンデム式カラー画像形成装置に用いると、前記画像形成装置では感光体ドラムが４本必要となるため、感光体ドラムが1本しか必要のないモノクロ画像形成装置の4倍のコストがかかることになる。また、特許文献１の素管は外表面を切削加工するため、素管に油が残り、その油が画像不具合として現れることがある。

また、特許文献２の素管は円筒部と中心軸部と、円筒部及び中心軸部を接続する複数個のリブ部を押し出し加工、または引き抜き加工により一体成形しているので、工程数の削減にはなるが、感光体ドラムの駆動時に、感光体ドラムの回転精度に影響を及ぼす、ドラム回転軸の支軸部も同時に成形されるため、前記支持部の真円度等の精度が得られず、結果的に感光体ドラムの振れが大きくなってしまう可能性がある。従って、引用文献２に記載された多色画像形成装置は、上述した問題を含んだ感光体ドラムを４本使用しているため、精度の高い色重ねを行うことができない。
特開平１１−１６０９０１号公報 特開平８−３２８２８２号公報

従って本発明の目的は、上記問題に鑑み、引き抜き加工により形成されたアルミニウム製素管を用いた感光体ドラムを備え、回転振れによる色ずれや歪み等の不都合が有効に防止され、画像不具合の無い高品質の画像を得ることが可能な画像形成装置を提供することにある。

本発明によれば、引き抜き加工によって形成された中空円筒形状のアルミ製素管表面に感光層を有する感光体ドラムを備え、該感光体ドラムの周囲に、主帯電器、画像露光用光学系、現像器、転写器及びクリーニングブレードが配置されている画像形成装置において、
前記感光体ドラムの両端部には、それぞれ樹脂製フランジが圧入され、
前記感光体ドラムの内部には、前記樹脂製フランジを介して、ドラム回転軸が貫通しており、
前記クリーニングブレードは、前記感光体ドラムの軸方向の全体にわたって該ドラム表面に圧接されていることを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明では、感光体ドラムの両端部には、樹脂製フランジが圧入されているとともに、感光体ドラム表面には、その軸方向の全体にわたってクリーニングブレードが圧接されていることが重要な特徴である。即ち、アルミニウム製素管の形状精度に起因して生じる回転振れは、圧入された樹脂製フランジとクリーニングブレードによってドラムの両端部をがっちりと固定することにより可及的に小さくすることができ、これにより、ドラムの回転軸を小径としながらも回転振れが抑制され、高品質の画像を形成することが可能となるものである。

本発明によれば、樹脂製フランジを感光体ドラムの両端部に圧入し、且つクリーニングブレードを感光体ドラム表面の軸方向全体にわたって圧接することにより、引き抜き加工により形成されたアルミニウム製素管及び小径のドラム軸を用いたことに起因する回転振れを抑制することができ、この結果、コストの軽減及び装置の軽量化を図ることができる。

本発明の画像形成装置は、ドラムの回転振れを抑制することができるため、高品質の画像が要求されるフルカラー機などに好適に適用され、特に引き抜き加工によるアルミニウム製素管を、フルカラー機の感光体ドラムに適用できるため、その技術的価値は極めて大きい。

本発明を、以下、添付図面に示す具体例に基づいて説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の概略構造を示す図であり、
図２は、図１の画像形成装置における要部を示す正面図である。

図３は、本発明のタンデム式カラー画像形成装置の概略構造を示す図である。

図１において、本発明の画像形成装置は、従来公知のものと同様の概略構造を有しており、回転する感光体ドラム１の周囲に、主帯電器２、画像露光用の光学系３、現像器４、転写装置５及びクリーニングブレード６が配置されている。

主帯電器２としては、コロナ帯電器や導電性ローラ等が使用され、感光体ドラム１表面が所定極性に一様に帯電される。光学系３としては、ＬＥＤ等が使用され、この光学系３により、所定の画像情報に基づいてドラム１表面に光照射され、光照射部分の電位低下によって静電潜像が形成される。この静電潜像は、帯電トナー（通常、感光体ドラムの帯電極性と同極性）を含む現像剤が充填された現像器４によって現像され、これにより、感光体ドラム１表面にトナー像が形成される。このトナー像は、コロナ帯電器や転写ローラなどからなる転写装置４によって、所定の転写紙８に転写される。

トナー像が転写された転写紙８は、定着ローラを備えた定着装置９に導入され、熱及び圧力によって転写紙８表面にトナー像が定着され、これにより、画像形成が行われる。

一方、トナー像が転写された後、感光体ドラム１表面は、クリーニングブレード６によってクリーニングされ、ドラム１表面に残存するトナーが除去され、必要により、除電され、次の画像形成サイクルが実行されることとなる。

上述した画像形成装置の要部を示す図２において、感光体ドラム１は、引き抜き加工によって形成されたアルミニウム製素管１０と、素管１０の表面に形成された感光層１１とからなっている。

図３は、タンデム式カラー画像形成装置を表わす図であり、タンデム式画像形成装置はハウジング５０内に一対のローラ間に張架されて走行する転写ベルト２１を備えており、この転写ベルト２１上に、図中下方に示されている給紙カセット２３から転写紙２２が導入され、転写ベルト２１によって搬送された転写紙２２は、転写ベルト２１の左側に配置されている定着装置２４を通って、ハウジング５０の上方に排出される構造となっている。

転写ベルト２１の上側の走行路上、即ち、転写紙２２の搬送路上には、右から順に、モノクロ画像形成領域Ｂ，シアン（青）画像形成領域Ｃ，マゼンタ（赤）画像形成領域Ｍ，及びイエロー（黄）画像形成領域Ｙが設けられており、各画像形成領域のそれぞれに、感光体ドラム２６が配置され、且つ各感光体ドラム２６に対面するようにして、転写ベルト２１の下側に転写ローラ７が配置されている。

各画像形成領域において、上記感光体ドラム２６の周囲には、主帯電器２８、画像露光のための光学系２９、及び各画像形成領域に特有の色のトナーをされた現像器３０が、この順に配置されている。

各画像形成領域での画像形成サイクルを、モノクロ画像形成領域Ｂを例にとって説明する。先ず、コロナ帯電器或いは接触帯電ローラ等から成る主帯電器２８により、感光体ドラム２６が、所定極性に一様に帯電される。次いで、ＬＥＤ等の光学系２９からの光照射により画像露光が行われ、感光体ドラム２６表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、黒トナーが充填されたモノクロ現像器３０によって現像され、感光体ドラム２６表面にトナー像が形成される。
このようにして感光体ドラム２６表面に形成されたトナー像は、転写ローラ２７と対面する領域（転写領域）において、転写ベルト１上を搬送されてきた転写紙２２上に転写される。

転写終了後は、図示されていない除電器及びクリーニング装置３２により、感光体ドラム２６の除電及び該ドラム２６表面に残存するトナーのクリーニングが行われ、次の画像形成サイクルが行われる。

以上のようにして、モノクロ画像形成領域Ｂでは、転写紙２２上に黒トナーから成るモノクロ画像が形成され、同様にして、転写紙２２上に、シアン画像形成領域Ｃでは、シアントナーから成る青色画像、マゼンタ画像形成領域Ｍでは、マゼンタトナーからなる赤色画像、及びイエロー画像形成領域Ｙでは、イエロートナーから成る黄色画像が形成される。

即ち、モノクロ画像を形成する場合には、モノクロ画像形成領域Ｂにおいてのみ、上述した画像形成サイクルが実行されて転写紙２２上にモノクロ画像が形成される。
また、フルカラー画像を形成する場合には、各画像形成領域Ｂ，Ｃ，Ｍ，Ｙにおいて、上述した画像形成サイクルがそれぞれ実行され、各色のトナー像が重ね合わされて、転写紙２上にフルカラー画像が形成される。
上述した画像が形成された転写紙２２は、転写ベルト１から排出され、定着装置２４に導入され、熱、圧力等によって画像の定着が行われて排紙される。

上述した画像形成装置において、各画像形成領域に設けられているクリーニング装置２２には、クリーニングブレード３２ａ及び搬送スパイラル３２ｂを備えており、クリーニングブレード３２ａによって感光体ドラム２６表面から捕集されたトナーは、搬送スパイラルによって、装置ハウジング５０の背面側に搬送される。

上述した画像形成装置の要部を示す図３において、感光体ドラム２６は、引き抜き加工によって形成されたアルミニウム製素管１０と、素管１０の表面に形成された感光層１１とからなっている。

上記のアルミニウム製素管１０は、軽量化、コンパクト化の点で、その内径が２９ｍｍ以下の小径のものであることが好ましい。また、素管１０の厚みは、０．６乃至１．０ｍｍ程度である。

感光層１１は、特に制限されるものでないが、コスト面に優れている理由より、電荷発生剤及び電荷輸送剤が分散された樹脂層からなる有機感光層であることが好適であり、中でも構成が簡単で製造工程が少ない単層型有機感光体がさらに好ましい。一般に、感光層の厚みは１０乃至４０μｍ程度である。

上記の感光体ドラム１の両端部には、ポリカーボネート、ポリアセタール、ナイロン等の樹脂からなる樹脂製フランジ１２が圧入されている。なお、図示されていないが、樹脂製フランジ１２の内面に回り止め金属板を設け、その外周面に形成された突片を樹脂製フランジ１２と素管１０との間に嵌め込むことにより、樹脂製フランジ１２をドラム１の両端部にがっちりと固定することもできる。

また、樹脂製フランジ１２は、扁平円柱形状を有しており、その中心部にボス１２ａが形成されており、このボス１２ａの軸孔を通って、ドラム１の回転軸１ａが貫通している。尚、ボス１２ａの軸孔に、例えばキー溝が設けられており、回転軸１ａと一体に樹脂製フランジ１２が回転し得るように構成し、所定の駆動源からの駆動伝達により回転軸１ａを回転することにより、樹脂製フランジ１２を回転させてドラム１を樹脂製フランジ１２と一体に回転する構造とすることができる。また、回転軸１２ａを固定し、樹脂製フランジ１２を回転することにより、ドラム１を樹脂製フランジ１２と一体に回転する構造とすることもできる。
何れにしろ、回転振れを小さくするためには、回転軸１ａを貫通させる構造を採用すべきである。

本発明においては、上記の回転軸１ａの径を６ｍｍ以下の小径とする。これにより、装置の軽量化やコンパクト化を図ることができる。また、樹脂製フランジ１２において回転軸１ａが貫通しているボス１２ａの軸孔の直径は、回転軸の直径よりも５乃至５０μｍ大きいことが好ましい。軸孔の直径が回転軸よりも一定範囲で大きいことより、軸孔と回転軸のガタを抑制することができるため、感光体ドラムが回転駆動した時の振れを抑えることができる。５μｍ未満の場合は、上記の回転軸１ａを軸孔に通す時に抵抗が大きく、回転軸１ａおよび樹脂製フランジ１２に付加がかかってしまい、結果として感光体ドラムが回転駆動した時の振れが大きくなる場合がある。５０μｍより大きい場合は、軸孔と回転軸のガタが大きくなり、感光体ドラムが回転駆動した時の振れが大きくなる場合がある。

本発明においては、感光層が外面に感光層が形成された素管に、素管への圧入部１３ａに相当する外径が、素管内径と同程度乃至０．２ｍｍ以内の範囲で大きい樹脂製フランジを、圧入によって挿入するのが好ましい。
この理由は、外径が一定範囲で素管内径よりも大きい樹脂製フランジを、圧入によって挿入することにより、素管と樹脂製フランジの嵌合力を高めるだけでなく、樹脂製フランジの軸孔において、回転軸とフランジの軸孔のガタを無くす方向に力が作用するため、感光体ドラムが回転駆動した時の振れを抑えることができるためである。

また、本発明においては、アルミニウム製素管１０として引き抜き加工により形成されたものを使用し、且つ感光体ドラム回転軸１ａとして小径のものを使用している。この結果、回転振れが大きくなる傾向があるが、本発明では、図２に示されているように、適当な弾性部材を用いて、クリーニングブレード６をドラム１表面の軸方向全体にわたって圧接する。即ち、画像形成領域外の感光体ドラム１の両端部においても、クリーニングブレード６が圧接されるようになっている。この結果、感光体ドラム１の両端部は、前述した樹脂製フランジ１２とクリーニングブレード６とによってがっちりとサンドイッチされ、その回転振れを有効に回避することが可能となる。

また、上述したように素管への圧入部１３ａに相当する外径が一定範囲で素管内径よりも大きい樹脂製フランジ１２を、アルミニウム製素管１０に圧入すると、アルミニウム製素管１０における樹脂製フランジ１２が圧入した部分１３の外径は、樹脂製フランジ１２が圧入されていないアルミニウム製素管１０の中央部に比較して大きくなる。従って感光体ドラムの外径は中央部よりも両端部の方が大きくなるので、感光体ドラムに圧接しているクリーングブレードは、感光体ドラム中央部よりも感光体ドラム両端部の方が強く圧接することになる。よって、クリーングブレードによって、感光体ドラム両端部は感光体ドラム中央部に加わる力よりも強い力で押さえられているので、感光体ドラムの回転振れを有効に抑制することができる。

アルミニウム製素管１０における樹脂製フランジ１２が圧入した部分１３に、クリーニングブレードが圧接する長さ１４は、直径３０ｍｍＡ４サイズの感光体ドラムの場合、５ｍｍ乃至２０ｍｍが好ましい。５ｍｍ乃至２０ｍｍの範囲であれば、ブレードによって感光体を押さえつける力が有効に働き、回転振れを抑制することができる。

クリーニングブレード６のドラム１表面に対する圧接力は、その両端部分において、１０ｇ／ｃｍ以上２０ｇ／ｃｍ以下の線圧であることが好ましい。この圧接力があまり低いと、回転振れ抑制効果が損なわれてしまい、圧接力が高すぎると回転振れに悪影響を及ぼす可能性がある。

本発明の感光体ドラムはタンデム式フルカラー画像形成装置に特に好適に使用される。この理由は、タンデム式画像形成装置は４本ドラムを使用するため、コスト的に有利な本発明の感光体ドラムが好ましいだけではなく、引き抜き素管と樹脂フランジを使用し感光体ドラムの回転振れを抑えることで、色ずれのないフルカラー画像が提供できるためである。また、素管切削の油の影響による黒点等の、画像不具合を防ぐことができるので、色重ねだけでなく、画像不具合の無い、高品質な画像を提供することができるためである。

本発明の画像形成装置の概略構造を示す図。 本発明の画像形成装置の要部を示す図。 図３は、本発明のタンデム式カラー画像形成装置の概略構造を示す図である。

符号の説明

１：感光体ドラム
６：クリーニングブレード
１０：アルミニウム製素管
１２：樹脂製フランジ本体
１ａ：ドラム回転軸

Claims (2)

1. 引き抜き加工によって形成された中空円筒形状のアルミ製素管表面に感光層を有する感光体ドラムを備え、該感光体ドラムの周囲に、主帯電器、画像露光用光学系、現像器、転写器及びクリーニングブレードが配置されている画像形成装置において、
   前記感光体ドラムの両端部には、それぞれ樹脂製フランジが圧入され、
   前記感光体ドラムの内部には、前記樹脂製フランジを介して、ドラム回転軸が貫通しており、
   前記クリーニングブレードは、前記感光体ドラムの軸方向にわたって該ドラム表面に圧接されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記クリーニングブレードは、前記感光体ドラムの両端部に前記樹脂製フランジが圧入された感光体ドラム位置に圧接していることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。