JP2008275893A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光ドラムの回転に際し、板バネの先端部とドラムシャフトの外周面との間において金属音が発生することを防止できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】他方のギヤフランジ５０にはドラムシャフト５４を貫通した状態のピン部材７０の各突出部７０Ａ、７０Ｂが係合されているため、感光ドラム２２の回転駆動力が他方のギヤフランジ５０を介してピン部材７０に伝達される。感光ドラム２２の回転駆動力がピン部材７０に伝達されると、ドラムシャフト５４がピン部材７０と共に回転する。換言すれば、ドラムシャフト５４が感光ドラム２２、各ギヤフランジ４８、５０、及び板バネ５２と同期して回転する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、用紙に任意の画像を形成する画像形成装置に係り、特に、感光ドラムと、アース接続され感光ドラムと共に回転するドラムシャフトと、感光ドラムとドラムシャフトとを電気的に接続させる金属バネと、を備えた画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置は、用紙にトナー画像を転写させる感光ドラムを備えている。この感光ドラムの径方向内側にはギヤフランジが装着されており、感光ドラムの回転と共にギヤフランジが回転するように構成されている。また、ギヤフランジには金属製の板バネが溶着されている。この金属製の板バネの一端部が感光ドラムの内周面に接触しているとともに、他端部が感光ドラム内部に設けられた金属製のドラムシャフトの外周面と接触している。これにより、感光ドラムとドラムシャフトが電気的に接続した（導通した）状態になっている。また、ドラムシャフトには、アース接続されたアルミ素管が電気的に接続されている。このようにして、感光ドラムが板バネ、ドラムシャフト、アルミ素管を介してアース接続されている。ここで、従来の構成では、感光ドラムとギヤフランジと板バネが一体的に回転し、ドラムシャフトは固定されている。
特開２００５−１３４６２５号公報 特開平４−２８０２８２号公報

ところで、従来の画像形成装置では、感光ドラムが回転すると、ギヤフランジと板バネが感光ドラムと一体的に回転する構成であるため、板バネの一端部がドラムシャフトの外周面を摺接する。このため、板バネの一端部とドラムシャフトの外周面との間で動摩擦力が作用して、金属音が発生する。板バネの一端部とドラムシャフトの外周面との間に、通電グリスを塗布することも考えられるが、感光ドラムが回転していくにつれて通電グリスがカスレて無くなってしまうため、恒久的な対策にはならない。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、感光ドラムの回転に際し、板バネの一端部とドラムシャフトの外周面との間において金属音が発生することを防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、外周面にトナー画像が形成される金属製の感光ドラムと、前記感光ドラムに取り付けられ前記感光ドラムと共に回転する単数又は複数のギヤフランジと、前記感光ドラムの径方向内側に設けられ金属製のドラムシャフトと、単数又は複数の前記ギヤフランジに取り付けられ前記ギヤフランジと共に回転するとともに前記感光ドラム及び前記ドラムシャフトに接触する金属製の板バネと、を有する画像形成装置であって、前記ドラムシャフトを回転可能に保持する導電性のベアリングを設け、前記ドラムシャフトを前記感光ドラムの回転と同期させて回転させることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記ドラムシャフトと前記ギヤフランジとを相互に係合させ両者を同期させて回転させる係合部材を設けたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記係合部材は、前記ドラムシャフトを貫通した状態で軸方向両端部が前記ギヤフランジに係合する棒状部材であることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、金属製のドラムシャフトが導電性のベアリング部材に回転可能に保持されており、ドラムシャフトが感光ドラムの回転と同期して回転することにより、感光ドラム、ギヤフランジ、板バネ及びドラムシャフトがそれぞれ同期して回転することになる。このため、板バネがドラムシャフトに対して摺接することがなく（板バネとドラムシャフトとの間に動摩擦力が発生することがなく）、感光ドラムの回転に際して板バネとドラムシャフトとの間で金属音などの異音が発生することがない。

請求項２に記載の発明によれば、ドラムシャフトとギヤフランジを係合部材により相互に係合させることにより、感光ドラムを回転させると、感光ドラムの回転駆動力がギヤフランジ及び係合部材を介してドラムシャフトに伝達される。これにより、ドラムシャフトが感光ドラムと連れ回りするため、両者を容易に同期させて回転させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、係合部材としての棒状部材がドラムシャフトを貫通した状態でその軸方向両端部がギヤフランジに係合される。これにより、感光ドラムが回転すると、その回転駆動力がギヤフランジから棒状部材の軸方向両端部を介してドラムシャフトに伝達される。この結果、ドラムシャフト、感光ドラム、ギヤフランジ及び板バネが連れ回りするため、それぞれを容易に同期させて回転させることができる。特に、係合部材を棒状部材で構成したことにより、係合部材の構成と、ドラムシャフトとギヤフランジとの係合方法を、それぞれ簡易なものにすることができる。

次に、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。

先ず、画像形成装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す正面断面図である。画像形成装置は、スキャナ、プリンタ、複写機、ファクシミリ、またはこれらの機能を複合させた複合機である。

図１に示すように、画像形成装置１０は、主として、画像形成ユニット１２、露光ユニット１４、現像ユニット１６、定着ユニット１８を備えており、各ユニットは、給紙カセット２０の上方に位置している。

ここで、画像形成装置１０による画像形成処理の概略について説明する。
給紙カセット２０から用紙が繰り込まれると、画像形成ユニット１２の感光ドラム２２に形成されたトナー画像が用紙上に転写される。次に、転写されたトナー画像が定着ユニット１８によって用紙上に定着される。そして、定着処理が完了した用紙は、主搬送路６０を経由して排出トレイ６２に排出される。

なお、画像形成装置１０において両面印刷処理が実行される場合には、一方の面の印刷処理を完了した用紙は、反転経路６４を経由して、画像形成ユニット１２に再供給される。そして、画像形成ユニット１２では、用紙の他方の面に画像形成プロセスが実行される。

画像形成ユニット１２は、トナー画像を形成するとともに、給紙カセット２０から繰り込まれる用紙上にトナー画像を転写させる要素である。この画像形成ユニット１２は、主として、感光体として使用される金属製の感光ドラム２２と、感光ドラム２２の外周面に負の電荷を付与する帯電部２４と、クリーニング部２６と、を有する。

感光ドラム２２は、その外周面に光導電膜を有しており、電子写真の感光体として使用される。感光ドラム２２は、画像形成ユニット１２の下部付近に配設されている。また、感光ドラム２２は、その下側が外部に露出するようにフレーム２８に収容されている。したがって、感光ドラム２２につきフレーム２８から露出する部分と、現像ユニット１６の現像スリーブ４６、および転写ローラ６６とが当接することにより、トナー供給や転写プロセスの実行が可能になる。

ここで、感光ドラム２２の構造について詳細に説明する。

図２に示すように、感光ドラム２２の径方向内側であってかつ感光ドラム２２の軸方向両端部側には、２つのギヤフランジ４８、５０がそれぞれ装着されている。また、２つのギヤフランジ４８、５０のうち一方のギヤフランジ４８には、金属製の板バネ５２が溶着されている。板バネ５２は、バネ部５２Ａと、薄肉の筒状部５２Ｂと、を有している。筒状部５２Ｂは、ギヤフランジ４８の外周面と感光ドラム２２の内周面との間に介在しており、感光ドラム２２の内周面と電気的に接続された状態となっている。バネ部５２Ａの先端部は、後述のドラムシャフト５４の外周面と任意の圧力により接触している。これにより、感光ドラム２２と、板バネ５２と、ドラムシャフト５４は、それぞれ電気的に接続された状態（導通状態）になっている。

また、感光ドラム２２の径方向内側中心部には、金属製のドラムシャフト５４が配置されている。すなわち、各ギヤフランジ４８、５０の径方向中心部には円孔５６（図３参照）がそれぞれ形成されており、各円孔５６にドラムシャフト５４が回転可能となるように支持されている。また、ドラムシャフト５４の軸方向両端部には、焼結ベアリングのような導通性のある導通性ベアリング５８によりドラムシャフト５４が回転可能となるように保持されている。この導通性ベアリング５８は、画像形成装置１０の樹脂製の本体フレーム（図示省略）に設けられている。また、導通性ベアリング５８は、アース接続されている。なお、導通性ベアリング５８が直接アース接続されている構成に限られるものではなく、例えば、導通性ベアリング５８が金属製の本体フレーム（図示省略）に接続されており、画像形成装置１０を介してアース接続されていてもよい。

以上のように、感光ドラム２２、板バネ５２、ドラムシャフト５４、導電性ベアリング５８、（本体フレーム）は電気的に接続されており、感光ドラム２２は上記各部材を経てアース接続された状態となっている。

また、図３に示すように、他方のギヤフランジ５０には、凹状の係合溝６８がそれぞれ形成されている。この各係合溝６８は、他方のギヤフランジ５０の円孔５６の内周面から径方向外側に向かって凹むように形成されている。このため、各係合溝６８は、相互に対向する位置に形成されており、かつ径方向内側に向かって開口した状態に形成されている。また、ドラムシャフト５４には、貫通孔７２が形成されている。この貫通孔７２は、ドラムシャフト５４の径方向（ドラムシャフト５４の軸方向に対して直交する方向）に沿って形成されている。このドラムシャフト５４の貫通孔７２には、棒状のピン部材（棒状部材、係合部材）７０が挿入される。このピン部材７０の軸方向長さは、ドラムシャフト５４の径方向長さよりも長く設定されており、ピン部材７０が貫通孔７２を貫通した状態では、ピン部材７０の軸方向両端部がドラムシャフト５４から外部に突出した突出部７０Ａ、７０Ｂになる。そして、ピン部材７０が貫通孔７２を貫通した状態でドラムシャフト５４の外部に突出した突出部７０Ａ、７０Ｂが他方のギヤフランジ５０に形成された各係合溝６８と係合する。

ピン部材７０の各突出部７０Ａ、７０Ｂとギヤフランジ５０の各係合溝６８とが係合された状態では、ドラムシャフト５４は、ギヤフランジ５０（感光ドラム２２）に対して回転することができなくなる。

上記のように構成されると、駆動機構（図示省略）などからの駆動力が作用された感光ドラム２２が各ギヤフランジ４８、５０及び板バネ５２と共に回転すると、ドラムシャフト５４には感光ドラム２２の回転駆動力が他方のギヤフランジ５０からピン部材７０を介して伝達されるため、ドラムシャフト５４も感光ドラム２２（各ギヤフランジ４８、５０及び板バネ５２）と連れ回りする。すなわち、ドラムシャフト５４は、感光ドラム２２、各ギヤフランジ４８、５０及び板バネ５２と同期して回転するようになる。

なお、本実施形態では、一方のギヤフランジ４８に板バネ５２を溶着し、他方のギヤフランジ５０にピン部材７０が係合される構成を示したが、一方のギヤフランジ４８に板バネ５２を溶着し、かつピン部材７０を係合させてもよく、また、他方のギヤフランジ５０に板バネ５２を溶着し、かつピン部材７０を係合させてもよい。さらに、ギヤフランジは、上述したように複数（２個以上）設けられていてもよく、単数（１個）設けられている構成でもよい。なお、当然ながら、ギヤフランジが単数（１個）のみ設けられている構成では、単数のギヤフランジに板バネ５２が溶着されるとともに、かつピン部材７０が係合される構成となる。

図１に示すように、クリーニング部２６は、フレーム２８内に収容されており、感光ドラム２２から転写されずに残留するトナーをクリーニングブレード３０によって回収する。

帯電部２４は、感光ドラム２２の長手方向（前後方向）に沿って設けられており、感光ドラム２２に負の電荷を付与する鋸歯状電極（図示省略）を有する。これにより、鋸歯状電極に高電圧が印加されてコロナ放電が生ずると、感光ドラム２２の外周面には負の電荷が付与される。

露光ユニット１４は、略線状に配置された複数の発光部（例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｏｎ Ｄｉｏｄｅ））３６を有する。露光ユニット１４は感光ドラム２２の斜め下方に配置それており、発光部３６からの光が感光ドラム２２に照射される。

これにより、用紙に印刷される画データに基づき、各発光部３６の点灯制御（露光処理）が実行されると、感光ドラム２２の外周面のうち発光部３６からの光が照射された部分の負の電荷が除去される。すなわち、感光ドラム２２の外周面には、画像データに対応する静電潜像が形成される。

現像ユニット１６は、主として、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を収容可能な現像器３８と、２本のスクリュー部材４０、４２と、パドル４４と、現像スリーブ４６と、を有しており、感光ドラム２２の外周面に非磁性体のトナーを供給する。すなわち、２本のスクリュー部材４０、４２によりトナーとキャリアが適正に混合されて未使用の非磁性体トナーに負の電荷が付与されるとともに、この負に帯電したトナーがパドル４４により掻き出されて現像スリーブ４６側に供給される。さらに、このトナーは、現像スリーブ４６から感光ドラム２２の表面に供給される。

現像スリーブ４６は、静電潜像が形成された感光ドラム２２に対して、パドル４４により供給されたトナー（負に帯電したトナー）を供給する。これにより、現像スリーブ４６から感光ドラム２２に対して供給されるトナーは、感光ドラム２２の外周面のうち負の電荷が除去された部分に付着することになる。

転写ローラ６６は、主搬送路６０を挟んで感光ドラム２２と逆側に配設されている。この転写ローラ６６にはバイアス電圧が印加されており、転写ローラ６６は正に帯電している。これにより、用紙が感光ドラム２２と転写ローラ６６との間を通過すると、感光ドラム２２の外周面上の負に帯電したトナーは、転写ローラ６６側に移動しようとする。そのため、用紙には、感光ドラム２２のトナー画像が転写される。そして、トナー画像が転写された用紙は、定着ユニット１８に搬送される。

定着ユニット１８は、ヒートローラ７８と、プレスローラ８０と、を有している。ヒートローラ７８は熱伝導性のよい金属（例えば、アルミニウム）によって形成されており、その内部にはハロゲンランプによって構成されるヒータ８２が配設されている。また、プレスローラ８０は、主搬送路６０を挟んでヒートローラ７８と逆側に配設されている。これにより、用紙がヒートローラ７８とプレスローラ８０のニップ部に搬送されると、この用紙が加熱及び加圧される。そのため、転写されたトナー画像が用紙に焼き付けられて定着される。

次に、第１実施形態に係る画像形成装置１０の作用について説明する。

図２及び図３に示すように、感光ドラム２２が回転駆動すると、感光ドラム２２に装着されている各ギヤフランジ４８、５０と、一方のギヤフランジ４８に溶着されている板バネ５２が共に同期して回転する。

ここで、他方のギヤフランジ５０にはドラムシャフト５４を貫通した状態のピン部材７０の各突出部７０Ａ、７０Ｂが係合されているため、感光ドラム２２の回転駆動力が他方のギヤフランジ５０を介してピン部材７０に伝達される。感光ドラム２２の回転駆動力がピン部材７０に伝達されると、ドラムシャフト５４がピン部材７０と共に回転する。換言すれば、ドラムシャフト５４が感光ドラム２２、各ギヤフランジ４８、５０、及び板バネ５２と同期して回転する。これにより、板バネ５２がドラムシャフト５４と同じ速度で回転し、板バネ５２のドラムシャフト５４に対する速度差がなくなるので、板バネ５２のバネ部５２Ａがドラムシャフト５４の外周面上を摺接することがない（板バネ５２のバネ部５２Ａとドラムシャフト５４の外周面との間に動摩擦力が発生することがない）。この結果、感光ドラム２２の回転に際して、板バネ５２とドラムシャフト５４との間で金属音などの異音が発生することがない。

特に、ドラムシャフト５４とギヤフランジ４８、５０とを係合させる係合部材として、棒状のピン部材７０を用い、このピン部材７０の各突出部７０Ａ、７０Ｂを各係合溝６８に係合させて構成したことにより、係合部材の構成と、ドラムシャフト５４とギヤフランジ４８、５０との係合方法を、簡易なものにすることができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の正面断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部の構成図である。 図２のＡ−Ａ方向から見た矢視図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
２２ 感光ドラム
４８ ギヤフランジ
５０ ギヤフランジ
５２ 板バネ
５４ ドラムシャフト
５８ 導電性ベアリング（ベアリング）
７０ ピン部材（棒状部材、係合部材）

Claims (3)

1. 外周面にトナー画像が形成される金属製の感光ドラムと、前記感光ドラムに取り付けられ前記感光ドラムと共に回転する単数又は複数のギヤフランジと、前記感光ドラムの径方向内側に設けられ金属製のドラムシャフトと、単数又は複数の前記ギヤフランジに取り付けられ前記ギヤフランジと共に回転するとともに前記感光ドラム及び前記ドラムシャフトに接触する金属製の板バネと、を有する画像形成装置であって、
   前記ドラムシャフトを回転可能に保持する導電性のベアリングを設け、
   前記ドラムシャフトを前記感光ドラムの回転と同期させて回転させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ドラムシャフトと前記ギヤフランジとを相互に係合させ両者を同期させて回転させる係合部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記係合部材は、前記ドラムシャフトを貫通した状態で軸方向両端部が前記ギヤフランジに係合する棒状部材であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

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