JP2012212137A - プロセスカートリッジ、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】円筒形の感光体ドラムと、前記感光体ドラムの端部に装着され摺動面となる外周面を有する筒状体を備えた部材と、前記摺動面と対向する内周面を規定する孔を有し前記部材の前記筒状体を前記孔に挿入されることで前記筒状体を支持する軸受けと、を備え、前記部材の前記摺動面が具備された部位の外径と前記軸受けの前記孔の径との差が0.06mm以上0.5mm以下である画像形成装置。
【選択図】図4
Description
プロセスカートリッジとは、文字や図形等、表されるべき内容を紙等の記録媒体に転写する部材であり、ここには転写する内容が形成される感光体ドラムユニットが備えられる。従ってプロセスカートリッジには、転写すべき内容を感光体ドラムユニットに形成するための各種手段が併せて配置される。各種手段としては、例えば現像、帯電、クリーンニングを行う手段等を挙げることができる。
このような方式では、特に複数の感光体ドラムを具備するカラー機においては回転精度不足に起因した色ずれ・色むら等が懸念されることから、端部部材に高精度ギヤを設ける必要がある。
このような問題を解決するため、摺動面にグリース等の潤滑剤を供給することが行われていた。
前記感光体ドラムの端部に装着され摺動面となる外周面を有する筒状体を備えた部材と、
前記摺動面と対向する内周面を規定する孔を有し前記部材の前記筒状体を前記孔に挿入されることで前記筒状体を支持する軸受けと、
を備え、
前記部材の前記摺動面が具備された部位の外径と前記軸受けの前記孔の径との差が0.06mm以上0.5mm以下である画像形成装置。
前記感光体ドラムの端部に装着され摺動面となる外周面を有する筒状体を備えた部材と、
前記摺動面と対向する内周面を規定する孔を有し前記部材の前記筒状体を前記孔に挿入されることで前記筒状体を支持する軸受けと、
を備え、
前記部材の前記摺動面が具備された部位の外径と前記軸受けの前記孔の径との差が0.25mm以上0.5mm以下である画像形成装置。
前記感光体ドラムの端部に装着され摺動面となる外周面を有する筒状体を備えた部材と、
前記摺動面と対向する内周面を規定する孔を有し前記部材の前記筒状体を前記孔に挿入されることで前記筒状体を支持する軸受けと、
を備え、
前記部材の前記摺動面が具備された部位の外径と前記軸受けの前記孔の径との差が0.06mm以上0.5mm以下であるプロセスカートリッジ。
前記感光体ドラムの端部に装着され摺動面となる外周面を有する筒状体を備えた部材と、
前記摺動面と対向する内周面を規定する孔を有し前記部材の前記筒状体を前記孔に挿入されることで前記筒状体を支持する軸受けと、
を備え、
前記部材の前記摺動面が具備された部位の外径と前記軸受けの前記孔の径との差が0.25mm以上0.5mm以下であるプロセスカートリッジ。
本発明において、摺動面のとがりKuは2.8以下が好ましく、2.6以下がより好ましい。
本明細書における、算術平均粗さRa及びとがりKuについては、JIS B 0601−1994、JIS B 0601−2001に規定されている。
本発明において、軸受けの材料は特に限定されないが、好ましくは、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアセタールであり、より好ましくは、ポリアセタールである。
本発明において、感光体ドラムの端部に装着される部材の、摺動面が具備された部位の外径と軸受けの内径との差が0.06mm以上0.5mm以下、又は0.25mm以上0.5mm以下であるが、従来、このような径差を有する、部材と軸受けとの組み合わせはなかった。
第1実施形態は、感光体ドラムの端部に装着される部材(端部部材)の筒状体と、この筒状体を支持する軸受けとの、摺動面間の隙間の量に特徴を有する。
図1は第1実施形態を説明する図で、画像形成装置1を模式的に表した斜視図である。画像形成装置としては、例えばレーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等を挙げることができる。図1からわかるように画像形成装置1は、画像形成装置本体2と、プロセスカートリッジ3と、を備えている。
感光体ドラム11の一端には後述するように端部部材13が配置され、他端にはフランジ12が具備されている。
筒状体14の摺動面14bが具備された部位(以下、単に摺動面14bということもある。)の外径Daは、後述する軸受け22のうち、摺動面14bが挿入される部位(孔)の内径(以下、単に軸受けの内径ということもある。)Dbよりも0.06mm以上小さく形成されている。摺動面14b及び軸受け22の内周面22aの少なくとも一方が軸方向の傾斜(いわゆるテーパ)を有する場合には、後述するように端部部材13を軸受け22に挿入した姿勢で、摺動面14bと内周面22aとが対向する各部位において摺動面14bが具備された部位の外径Daと軸受け22の内径Dbとの差が0.06mm以上である。
現像ローラ6は、感光体ドラム11に現像剤を供給するローラである。そして、当該現像ローラ6により、感光体ドラム11に形成された静電潜像が現像される。なお現像ローラ6には、固定磁石が内蔵されている。
規制部材7は、上記した現像ローラ6の外周面に付着する現像剤の量を調整するとともに、現像剤自体に摩擦帯電電荷を付与する部材である。
転写手段8は、感光体ドラム11に形成された像を紙等の記録媒体に転写するためのローラである。
クリーニングブレード9は、感光体ドラム11の外周面に接触してその先端により転写後に残存した現像剤を除去するブレードである。
すなわち、従来において溶融が発生する原因として、摺動面と内周面との間の間隙が十分でないため摩擦が大きくなり、熱が発生しやすくなっていたことが考えられる。また、摩擦により発生した摩耗粉の逃げ場が少ないため、この摩耗粉が当該間隙に滞留し、溶融することで、融着を起こしやすくなっていたことが考えられる。これに対して本発明は上記した構成により潤滑剤を用いることなくこれを防止又は抑制することが可能となった。
特に近年では、印刷の高速化等により感光体ドラムユニット10の回転速度も高速化しており、本発明の効果が顕著に奏するものとなる。
第2実施形態は、感光体ドラムの端部に装着される端部部材の、軸受けと摺動する摺動面の算術平均粗さRaに特徴を有する。
第2実施形態が第1実施形態と異なるのは、感光体ドラムの端部に装着される端部部材の、軸受けと摺動する摺動面の算術平均粗さRaである。図1〜図5の第1実施形態の構成は第2実施形態にも共通するので、共通する構成については、その説明を省略又は簡略する。
すなわち、従来において溶融が発生する原因として、摺動面と内周面との接触面積が大きいため摩擦が大きくなり、熱が発生しやすくなっていたことが考えられる。これに対して本発明は上記した構成により潤滑剤を用いることなくこれを抑制することが可能となった。
特に近年では、印刷の高速化等により感光体ドラムユニット10の回転速度も高速化しており、本発明の効果が顕著に奏するものとなる。
[実施例1]
本実施例1では摺動面が具備された部位の外径Daと軸受けの孔の内径Dbとの関係を変更した試験体を作製し、溶融、溶着について調べた。以下に詳しく説明する。
端部部材及び軸受けはいずれもポリアセタールを用いた。端部部材の摺動面の直径Daは、該端部部材を射出成形する時に樹脂の射出後の保圧条件を変更することにより調整した。具体的には、以下に示す比較例1及び2に対して保圧を大きくすることで実施例1−1〜1−5のような摺動面の直径Daを有する端部部材を製作した。
摺動面の直径Daはレーザースキャンマイクロメーター(株式会社ミツトヨ、RA−801)を用いて測定した。
摺動面と軸受けの内周面との相対的な摺動速度は9.3m/分とし、感光体ドラムに端部部材を取り付け、上記摺動速度で画像形成装置にて5000枚印刷した。その後、端部部材及び軸受けを取り出し、摺動面及び軸受けの内周面の溶融及び摩耗の程度を観察した。
摺動面及び軸受けの内周面を観察し、次のような基準で評価した。
×:摩擦による温度上昇により摺動面が溶融した痕跡が見られる。又は摺動面あるいは軸受けの内周面が摩擦により著しく削られた痕跡が見られる。
○:摺動面又は軸受けの内周面が摩擦により若干削られた痕跡が見られる。また溶融した痕跡は見られない。
◎:摺動面又は軸受けの内周面に削られた痕跡は見られず、温度上昇により溶融した痕跡も見られない。
表1に摺動面が具備された部位の外径(Da)、軸受けの内径(Db)、その差(Db−Da)、及び評価の結果を示した。
一方、差(Db−Da)が0.06mm以上である実施例1−1〜1−3では、摺動面に摩擦により削られた痕跡が見られるものの、溶融した痕跡は見られず、評価は○であった。さらに、差(Db−Da)が0.25mm以上である実施例1−4、1−5では◎の評価の表面を得ることができた。
実施例2では、摺動面の表面粗さを変更した端部部材を作製し、溶融、融着について調べた。以下に詳しく説明する。
後述する表2のうち、参考例2以外の端部部材にはポリアセタール樹脂の一般グレード(三菱エンジニアリングプラスチックス社製・F20−03)、軸受けにはポリスチレンを用いた。参考例2の端部部材は、ポリアセタールに摺動性の高いフッ素樹脂20重量%を含有させた樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス社製・FL−2020)を用いた。
一方、実施例2−1〜実施例2−3、及び実施例2−6は従来の金型を用いて射出成形によって端部部材を成形し、その摺動面を切削機を用いて表面を切削し、切削工具・切削条件(送り・回転数・バイトの当て角等)を変更することで周方向の表面粗さを調整した。
また実施例2−4、2−5は、従来の金型を用いて射出成形によって端部部材を成形し、その摺動面をNCフライス加工機を用いて加工し、面粗さは加工工具の大きさや彫りこみ深さを、プログラムを変更することで軸方向の表面粗さを調整した。
摺動面の周方向に凹部及び凸部が延び、軸方向に並列された凹凸を有する粗面(実施例2−1〜2−3、2−6)は、表面粗さ測定機(株式会社ミツトヨ、SURF TEST−SV−548)を使用して、プローブ径5μmのプローブによる接触測定を実施した。一方、端部部材の軸方向に凹部及び凸部が延び、摺動面の周方向に並列された凹凸を有する粗面(実施例2−4、2−5)も上記と同様の表面粗さ測定機を使用してプローブによる接触測定をすることは可能である。しかし、本実施例2ではこの測定機によると測定レンジを超えてしまうため、画像測定機(TESA社、TESA VISIO 300)により段差を非接触で測定した。
評価の方法は次の通りである。各例において1種類の印字パターンを繰り返し印刷し、4000ページ毎に1時間の休止を挟みながら、12000ページの印刷を実施し、実験後の端部部材の摺動面を目視して評価した。また、試験での途中(4000ページ)段階での評価も行った。さらに、最後に出力された被印刷物の画質評価を行った。なお、参考例1では摺動面と内周面との間に潤滑剤を用いたが、他の例では潤滑剤を用いなかった。なお、このときの摺動速度は13m/分であった。
摺動面の目視による評価の基準は次の通りである。
◎:摺動面が溶融しておらず、摺動面又は軸受けの内周面が摩擦により削られてない。
○:摺動面は溶融していないが、摺動面又は軸受けの内周面が摩擦により削られた痕跡が見られる。
×:摺動面が溶融しているとともに、摺動面又は軸受けの内周面が摩擦により全面に亘って削られた痕跡が見られる。
一方、最後に出力された被印刷物の画質評価は次の通りである。
◎:画像欠陥が見あたらない。
○:印刷面積の5%未満の領域に画像欠陥が見られる。
×:印刷面積の5%以上の領域に画像欠陥が見られる。
表2に端部部材の材質、潤滑剤の有無、Db−Da、Ra、とがりKu、粗面方向、及び評価結果を示した。表2の「Db−Da」は、端部部材の摺動面が具備された部位の外径(Da)と軸受けの内径(Db)との差である。また、「粗面方向」は、摺動面の周方向に凹部及び凸部が延び、軸方向に並列された凹凸を有する粗面を「周方向」、端部部材の軸方向に凹部及び凸部が延び、周方向に並列された凹凸を有する粗面を「軸方向」とした。
2 画像形成装置本体
3 プロセスカートリッジ
10 感光体ドラムユニット
11 感光体ドラム
12 フランジ
13 端部部材(部材)
14 筒状体
14b 摺動面
16 連結部
21 回転駆動軸
21a 穴
22 軸受け
Claims (4)
- 円筒形の感光体ドラムと、
前記感光体ドラムの端部に装着され摺動面となる外周面を有する筒状体を備えた部材と、
前記摺動面と対向する内周面を規定する孔を有し前記部材の前記筒状体を前記孔に挿入されることで前記筒状体を支持する軸受けと、
を備え、
前記部材の前記摺動面が具備された部位の外径と前記軸受けの前記孔の径との差が0.06mm以上0.5mm以下である画像形成装置。 - 円筒形の感光体ドラムと、
前記感光体ドラムの端部に装着され摺動面となる外周面を有する筒状体を備えた部材と、
前記摺動面と対向する内周面を規定する孔を有し前記部材の前記筒状体を前記孔に挿入されることで前記筒状体を支持する軸受けと、
を備え、
前記部材の前記摺動面が具備された部位の外径と前記軸受けの前記孔の径との差が0.25mm以上0.5mm以下である画像形成装置。 - 円筒形の感光体ドラムと、
前記感光体ドラムの端部に装着され摺動面となる外周面を有する筒状体を備えた部材と、
前記摺動面と対向する内周面を規定する孔を有し前記部材の前記筒状体を前記孔に挿入されることで前記筒状体を支持する軸受けと、
を備え、
前記部材の前記摺動面が具備された部位の外径と前記軸受けの前記孔の径との差が0.06mm以上0.5mm以下であるプロセスカートリッジ。 - 円筒形の感光体ドラムと、
前記感光体ドラムの端部に装着され摺動面となる外周面を有する筒状体を備えた部材と、
前記摺動面と対向する内周面を規定する孔を有し前記部材の前記筒状体を前記孔に挿入されることで前記筒状体を支持する軸受けと、
を備え、
前記部材の前記摺動面が具備された部位の外径と前記軸受けの前記孔の径との差が0.25mm以上0.5mm以下であるプロセスカートリッジ。
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