JP2006133436A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 感光体ドラムとフランジとの間の界面の接点を形成し、感光体ドラムのアースを確実に取ることのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 感光体ドラム４の内表面４ａに突起部５５を形成する。突起部５５はけがきにより形成される。感光体ドラム４のアースを取るための媒介となるフランジは感光体ドラム４の内部に圧入され、圧入されたフランジと突起部５５が接触して感光体ドラムのアースを確実に取れるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真プリンタやファクシミリ装置等の画像形成装置に関するものである。

近年、電子写真プロセスを有する画像形成装置において、画像形成の高速化あるいは画像の高品質化の要求が一層高まっている。高品質画像を形成するにあたっては、帯電および露光により感光体表面に静電潜像を形成する工程が重要であり、感光体表面に帯電した電荷が露光により確実にアースされる経路を確保する必要がある。感光体表面の電荷は、従来、感光体に固定されたフランジ、フランジと接触する感光体の回転軸を経由して、画像形成装置のフレームにアースされるようにしていた。このようなアース経路を示すものとして、例えば特開平１０−１２３９１５号公報に示すものがある。

感光体は円筒形をしており、その内表面には、絶縁性を保つために陽極酸化処理等により酸化皮膜が形成されている。そのために、感光体からアースを取る際には、感光体がフランジと接触する部分における酸化皮膜の一部を除去する工程が必要であった。酸化皮膜を除去するためには、一般的に有機溶剤等による薬液処理が行われる。

感光体とフランジの間の導通を取るために、従来はアース板が設けられていたが、現在ではコスト削減のためにアース板を設けないのが一般的である。またフランジの材質についても、従来は金属性にするかあるいは非金属性樹脂の周囲を金属板で覆った構造のものを使用していたが、同様にコスト削減のために、現在では導電性樹脂が一般に用いられている。アースを取るために感光体の内表面と接するフランジが金属板から比抵抗値でやや劣る導電性樹脂に変わったため、その界面形成には低抵抗化を考慮した注意が必要となっている。
特開平１０−１２３９１５号公報

しかしながら上記従来の接地構造では、感光体の内表面とフランジは圧入により接しているだけであるので、感光体の内表面とフランジとの界面の接点が十分に形成されない場合があるという問題があった。界面の接点が十分に形成されない場合には、その界面が高抵抗になり、アースを取る上での支障を来たしていた。

上記課題を解決するために、本発明は、感光体に接する導電部材を有し、該導電部材を介して感光体を接地する画像形成装置において、導電部材に接する感光体の接触部に突起部を形成したことを特徴とするものである。

突起部は感光体の内表面に形成するようにしても、あるいは感光体の側面部に形成するようにしてもよい。また感光体の内表面に非導通処理が施されている場合には、非導通処理層を除去した後に突起部を形成するようにしても、あるいは非導通処理層の上から突起部を形成するようにしてもよい。

上記構成の本発明によれば、感光体が導電部材に接触する部分に突起部を形成したので、感光体と導電部材との界面に接点が増加し、界面の抵抗値が低減されるので、確実な接地を行うことができる。

以下、本発明を実施するための形態を図面に従って説明する。図１は本発明の実施の形態による感光体ドラムを示す斜視図、図２は実施の形態の画像形成カートリッジを示す断面図、図３は実施の形態の画像形成装置を示す概略構成図である。まず図３により画像形成装置について説明する。

図３において、画像形成装置１には、画像形成カートリッジ２が着脱自在に装着されている。画像形成カートリッジ２はカートリッジケース３により一体に構成され、カートリッジケース３内には感光体ドラム４、帯電ローラ５、現像部６、クリーニング部７がそれぞれ設けられている。感光体ドラム４については図２により後述する。

帯電ローラ５は感光体ドラム４の表面を帯電させるもので、感光体ドラム４に接して回転可能に設けられている。現像部６は、現像ローラ８、現像ブレード９、トナー供給ローラ１０および攪拌部材１１が設けられており、上部には着脱可能なトナーカートリッジ１２が装着されている。現像部６は感光体ドラム４の表面にトナーを供給することにより、感光体ドラム４表面に形成される静電潜像を現像する。

クリーニング部７には、クリーニングブレード１３およびスパイラルスクリュー１４が設けられ、クリーニングブレード１３で感光体ドラム４表面に残ったトナーを掻き落とし、掻き落とされたトナーをスパイラルスクリュー１４で図示しないトナーボックスに搬送するようになっている。感光体ドラム４の下部には転写ローラ１５が設けられている。転写ローラ１５は感光体ドラム４上のトナーを用紙に転写するものである。

画像形成カートリッジ２の下方には用紙搬送路１６が形成されている。用紙搬送路１６の右端には用紙給送部１７が設けられ、用紙給送部１７にはホッパステージ１８が配設されている。ホッパステージ１８上には用紙１９が積載され、ホッパステージ１８の前方下部にはバネ２０が配設され、最上部の用紙１９を給送ローラ２１に押圧している。給送ローラ２１は用紙１９を１枚ずつ用紙搬送路１６に繰出す。

用紙搬送路１６には搬送ローラ２２、２３が設けられ、繰出された用紙１９を感光体ドラム４と転写ローラ１５の間に搬送する。用紙搬送路１６の下流側には定着器２４が設けられている。定着器２４は、トナーが転写された用紙１９を加熱する加熱ローラ２５と用紙１９を加圧する加圧ローラ２６により構成され、トナー画像を用紙１９上に定着する。定着器２４の下流側には排出ローラ２７、２８が設けられ、定着後の用紙１９を装置外に排出する。

画像形成装置１の上部にはカバー２９が支点３０を中心に回転可能に設けられている。カバー２９の下部には支持部材３１が設けられ、支持部材３１にはバネ３２を介して露光手段としてのＬＥＤヘッド３３が取付けられている。ＬＥＤヘッド３３は、複数のＬＥＤ素子から成るＬＥＤアレイ、ＬＥＤアレイを駆動するドライバＩＣが搭載された基板およびＬＥＤ素子の光を集光するロッドレンズアレイ等から成り、外部から送信されてくる画像データ信号に対応してＬＥＤ素子を選択的に発光させ、感光体ドラム４上に静電潜像を形成する。カバー２９を閉じた状態では、ＬＥＤヘッド３３はバネ３２により感光体ドラム４側に付勢されている。

図２において、感光体ドラム４の内部には導電体からなる金属製のシャフト３５が配設されている。感光体ドラム４の内部の一端部には、フランジ３６が圧入されて非導電性の接着剤で固定されている。フランジ３６の材料としては、ポリアミド、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタール等の合成樹脂が用いられ、金属粉、カーボンブラック、グラファイト等の導電性粉末を配合することにより導電化して用いられる。フランジ３６はシャフト３５に対して回転可能に取付けられる。

フランジ３６の反対側にも感光体ドラム４の内側に支持部材３７が設けられている。支持部材３７はシャフト３５に対して回転可能に設けられ、感光体ドラム４の内側に固着されている。支持部材３７の外側にはギア３８が接着剤により固定されている。ギア３８は感光体ドラム４を回転させるもので、駆動ギア３９と噛合っている。駆動ギア３９は、装置フレーム１ｂに固定支持された固定軸４０に回転可能に支持されている。駆動ギア３９が装置の図示しない駆動源により駆動されると、ギア３８を介して感光体ドラム４が回転する。

シャフト３５および感光体ドラム４は、画像形成カートリッジ２のカートリッジケース３に取付けられている。カートリッジケース３には軸受け穴３ａ、３ｂが形成され、これらの軸受け穴３ａ、３ｂにシャフト３５の両端部が貫通している。左側のカートリッジケース３とフランジ３６の間にはカラー４１が設けられている。カラー４１は導電金属から成り、シャフト３５に対して回転可能であるとともに、シャフト３５の軸方向に移動可能である。カラー４１はフランジ３６およびカートリッジケース３に接触している。

シャフト３５および感光体ドラム４を具備したカートリッジケース３は、装置フレーム１ａ、１ｂに装着される。装置フレーム１ａ、１ｂにはそれぞれ長穴４２、４３が形成され、これらの長穴４２、４３にシャフト３５の両端部が係止されることにより、カートリッジケース３が装着される。このときシャフト３５の一端部３５ａは装置フレーム１ａから突出している。

装置フレーム１ａの外側には導電性のバネ部材４４がピン４５により取付けられている。バネ部材４４はアースに接続されており、内側方向に付勢力を有する。画像形成カートリッジ２が装着されていないとき、バネ部材４４は図に示す位置よりやや内側に位置しているが、バネ部材４４の上端部は外側に傾斜しているため、上方からの画像形成カートリッジ２の装着が可能である。装着状態ではシャフト３５とバネ部材４４は圧接している。

図４は感光体ドラム４を示す一部切り欠き拡大図である。図４では感光体ドラム４を一部切り欠いてあるが、これは説明のためであり、実際は切り欠かれてはいない。図４において、感光体ドラム４は、円筒状のアルミニウム合金材等からなる導電性基体５０上に、正電荷のブロッキングおよび露光光の干渉防止を目的とした樹脂層からなる下引き層５１と、電荷発生層５２および電荷輸送層５３を順次積層した機能分離型構造を有する。

電荷発生層５２は、電荷発生材料と樹脂バインダとから構成され、レーザやＬＥＤなどの露光光により電荷を発生する機能を有する。電荷輸送層５３は、電荷輸送材料と樹脂バインダとから構成され、電荷発生層５２で発生した電荷を電荷輸送層５３の表面まで輸送する機能を有する。導電性基体５０の内側は、陽極酸化等により酸化皮膜５４が形成され、絶縁処理が施されている。

図５は図２で説明したギア３８および駆動ギア３９を示す斜視図である。図５において、ギア３８および駆動ギア３９ははすば歯車により形成され、歯のねじり角が互いに逆方向に設定されている。このはすば歯車構造により、ギア３８は図２における左方向に付勢され、シャフト３５の一端部３５ａとバネ部材４４との接触を良好にしている。

図１、図４において、感光体ドラム４の内表面４ａにはけがきにより突起部５５が形成されている。本実施の形態では、突起部５５は感光体ドラム４のフランジ３６が圧入される側の端部、即ち、フランジ３６と接触する部分に３箇所形成されており、このように突起部５５を形成することにより、感光体ドラム４とフランジ３６との間に低抵抗の接点を形成する。

図６は感光体ドラムの突起部を示す拡大図である。図６において、突起部５５は、けがきにより溝部５６を形成することにより形成される。突起部５５を形成する場合、図４で説明した感光体ドラム４の最内部にある酸化皮膜５４を、金属酸化膜を選択的に除去可能な有機溶剤等を用いて除去する。酸化皮膜５４はフランジ３６と接触する部分のみ除去される。そしてけがき針により溝部５６を軸方向に形成することにより、溝部５６の両側が押し上げられて、導電性基体５０であるアルミニウム合金等からなる突起５５ａ、５５ｂが形成される。

突起部５５が形成された感光体ドラム４の内側にフランジ３６を圧入すると、図に示すように、フランジ３６の外表面３６ａと突起５５ａ、５５ｂとの間に低抵抗の接点が確実に形成される。したがって、感光体ドラム４に発生した電荷は確実にアースされ、画像形成装置１において高品質な画像を得ることが可能になる。

けがきを行う際のけがき針は、感光体ドラム４に使用されているアルミニウム合金等からなる導電性基体５０よりも硬度の高い金属、例えば鉄、銀、銅、ニッケルあるいはそれらの合金、またはダイヤモンド針等を用いることができる。またけがきを行なう場合は、けがき針を配した装置を使用すればよいが、装置を使用せずに、人が直接けがきを行ってもよい。

けがきを入れる場所は、感光体ドラム４がフランジ３６と接触する部分の感光体ドラム４の内表面であるが、けがきの入れ方は数箇所あれば十分であり、勿論箇所数は限定されない。

次に本実施の形態の動作を説明する。図３において、上位装置から画像形成装置１に対して印刷開始の指示が出され、画像データが画像形成装置１に送られてくると、画像形成装置１の図示しない制御部は、給送ローラ２１を駆動し、用紙１９を繰出す。繰出された用紙１９は、搬送ローラ２２、２３により感光体ドラム４と転写ローラ１５の間に搬送される。

他方図示しない制御部は、送られてきた画像データに基づいてＬＥＤヘッド３３を駆動してＬＥＤ素子を選択的に発光させ、帯電ローラ５により既に帯電されている感光体ドラム４の表面を露光する。これにより画像データに対応した静電潜像が形成される。感光体ドラム４は矢印方向に回転しており、静電潜像が現像部６に対向する位置に来ると、現像ローラ８上のトナーが静電気力により静電潜像に付着する。これにより感光体ドラム４上にトナー像が形成され、トナー像は転写ローラ１５との接触位置に移動する。

用紙１９が感光体ドラム４と転写ローラ１５の間に到達するタイミングに合わせてトナー像が転写ローラ１５の位置に到達し、転写ローラ１５によりトナー像が用紙１９上に転写される。トナー像が転写された用紙１９はさらに搬送され、定着器２４へ搬送される。定着器２４では加熱ローラ２５および加圧ローラ２６によりトナー像が用紙１９上に定着され、その後用紙１９は排出ローラ２７、２８により装置外に排出される。

上記の実施の形態では、感光体ドラム４の内表面４ａにけがきにより突起部５５を形成し、感光ドラム４の内表面４ａとフランジ３６との間に低抵抗の接点が増え、界面の低抵抗化が図れる。その結果、感光体ドラム４からのアースを、フランジ３６、シャフト３５および装置１側に設けられた導電性バネ部材４４を介して確実に接地することが可能になり、画像形成装置１において高品質な画像を得ることが可能になる。

上述の実施の形態では、感光体ドラム４の内表面４ａにけがきにより突起部５５を形成する際、内表面４ａの酸化皮膜５４を除去した後、けがきを行うようにした。しかしながら、酸化皮膜５４を残した状態でけがきを行うようにしてもよい。図７、図８は酸化皮膜５４を残した状態でけがきを行って突起部を形成した状態を示す説明図である。

図７において、感光体ドラム４の内表面４ａには絶縁処理が施され、酸化皮膜５４が形成されている。この状態でけがき針６０によりけがきを行う。酸化皮膜５４の最大膜厚は１０〜３０μｍ程度である。したがって３０μｍ以上の深さにまでけがき針６０によりけがきを入れることにより、突起６１ａ、６１ｂを形成することができる。このとき突起６１ａ、６１ｂは、酸化皮膜５４を打ち破るように隆起し、突起６１ａ、６１ｂの頂部は、導電性基体５０が露出した状態になる。

以上のようにして突起部６１（突起６１ａ、６１ｂ）を形成した感光体ドラム４の内部にフランジ３６を圧入する。フランジ３６を圧入した状態を図８に示す。図８において、導電性基体５０が露出して形成された突起６１ａ、６１ｂがフランジ３６に圧接している。このように導電性基体５０で形成される突起６１ａ、６１ｂがフランジ３６に圧接することにより、感光体ドラム４のアースを確実に取ることが可能になる。

以上のように、酸化皮膜５４を除去しない状態でけがきを行うことにより突起部６１を形成したので、酸化皮膜除去工程を省略することができ、工程の削減によるコストの低減が可能になる。酸化皮膜を除去するには感光体ドラム４の薬液処理を行わなければならないが、この薬液処理を行う必要がなくなるので、感光体ドラム４自体の品質向上にも寄与できる。

上述の実施の形態はいずれも突起部を感光体ドラム４の内表面に形成しているが、突起部の形成位置は感光体ドラム４の内表面に限られない。感光体ドラム４のアースを取るための媒介をするフランジ３６は感光体ドラム４の内部に圧入され、さらに接着剤により感光体ドラム４に固定される。接着剤は非導電性であるので、感光体ドラム４の内表面に突起部を形成した場合、突起部が接着剤を塗布した部分と接触することがあり得る。その場合には感光体ドラム４とフランジ３６との間の導通が不良になることがある。

図９は感光体ドラムの側面部に突起部を形成した例を示す斜視図である。図９において、感光体ドラム４の側面部４ｂにはけがきにより突起部６２が形成されている。側面部４ｂは図２に示すように、フランジ３６と全面的に接触する部分であり、側面部４ｂの幅は０．７ｍｍ〜１．０ｍｍで、この側面部４ｂに接着剤が塗布されることはない。突起部６２が形成されるのは、図１０に示すように、側面部４ｂのうちのアルミニウム合金等からなる導電性基体５０の部分である。なお図１０は側面部に突起部を形成した例を示す拡大図である。

図１０において、突起部６２は突起６２ａと突起６２ｂとからなり、これらの突起６２ａ、６２ｂは導電性基体５０をけがき針によりけがくことにより形成される。図９、図１０に示す例では、突起部６２を１箇所にのみ形成してあるが、突起部６２を側面部４ｂの全周に亘って形成してもよく、あるいは複数箇所に形成するようにしてもよい。

このように感光体ドラム４の側面部４ｂに突起部６２を形成することにより、フランジ３６を感光体ドラム４に固定するために非導通性の接着剤を使用しても、実効的な導通領域が減少することはなく、さらに確実に感光体ドラム４のアースを取ることが可能になる。

さらに、感光体ドラム４の内周面４ａと側面部４ｂの両方に突起部を形成するようにしてもよい。この場合はより一層確実に感光体ドラム４のアースを取ることが可能になる。またアースを取る感光体ドラムとして、負極性に帯電される感光体ドラムだけでなく、正極性に帯電される感光体ドラムを使用する装置にも本発明は適用可能である。

本発明の実施の形態による感光体ドラムを示す斜視図である。 実施の形態の画像形成カートリッジを示す断面図である。 実施の形態の画像形成装置を示す概略構成図である。 感光体ドラム４を示す一部切り欠き拡大図である。 ギアおよび駆動ギアを示す斜視図である。 感光体ドラムの突起部を示す拡大図である。 酸化皮膜を残した状態で突起部を形成した状態を示す説明図である。 酸化皮膜を残した状態で突起部を形成した状態を示す説明図である。 感光体ドラムの側面部に突起部を形成した例を示す斜視図である。 側面部に突起部を形成した例を示す拡大図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
４ 感光体ドラム
３５ シャフト
３６ フランジ
４４ 導電性バネ部材
５４ 酸化皮膜
５５、６１、６２ 突起部

Claims (6)

1. 感光体に接する導電部材を有し、該導電部材を介して感光体を接地する画像形成装置において、
   前記導電部材に接する感光体の接触部に突起部を形成したことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記突起部は感光体の内表面に形成される請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記感光体の内表面は非導通処理が施され、前記突起部は非導通処理層を除去した後に形成される請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記感光体の内表面は非導通処理が施され、前記突起部は非導通処理層の上から形成される請求項２記載の画像形成装置。
5. 前記突起部は感光体の側面部に形成される請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記突起部はけがきにより形成される請求項３、４または５記載の画像形成装置。

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