JP2013152322A - ドラムユニット、およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ドラムのフランジから突設されたシャフトが、軸受け部と摺擦することによって、感光体ドラムが回転可能に支持される構成において、周囲の環境温度が変化しても、感光体ドラムの回転精度を良好に保つことを目的とする。
【解決手段】感光体ドラム１２１は、円筒状のドラム１２１Ａと、ドラム１２１Ａの側端部に圧入されるフランジ１２１Ｂとから構成される。フランジ１２１Ｂは、フランジ本体６０と、フランジ本体６０から軸方向外側に突設される支持部６１を備える。支持部６１の外周には、ＳＵＳ製の摺動スリーブ７０が圧入される。摺動スリーブ７０の摺動面７１１が、ドラムユニットのハウジング側に装着された軸受け部８０に回転可能に挿入される。
【選択図】図５

Description

本発明は、感光体ドラムを備えたドラムユニット、およびこれを備えた画像形成装置に関する。

従来、感光体ドラムを備えたドラムユニットとして、特許文献１に記載されているような技術が知られている。この技術では、ドラムユニットは、感光体ドラムと、感光体ドラムを支持するドラムユニット本体とから構成される。感光体ドラムは、円筒状のドラムスリーブと、該ドラムスリーブの両端部に圧入して装着された樹脂製のフランジとを備える。該フランジは、両側面からそれぞれ軸方向に突設されたシャフト部を備える。一方、ドラムユニット本体は、感光体ドラムの軸方向両端部に対応した位置に、滑り軸受け部を備える。前記シャフト部が、該滑り軸受け部に挿入されることで、感光体ドラムが、ドラムユニット本体に装着される。そして、シャフト部および滑り軸受け部が、互いに摺擦しながら、感光体ドラムが回転駆動される。

特開２００１−３３１０６１号公報

感光体ドラムの支持手段として、上記のように、フランジから突設されたシャフト部が、直接、軸受け部によって支持される構成では、回転駆動時の摩擦によって生じる発熱によって、樹脂性のフランジが膨張する。この結果、フランジのシャフト部とドラムユニット本体の軸受け部とが干渉し、回転不良がもたらされることがある。このため、フランジのシャフト部およびドラムユニット本体の軸受け部は、熱膨張を考慮したすきま嵌め構造に設定される必要がある。特許文献１に記載の技術では、フランジの熱膨張が考慮され、フランジに使用される樹脂材料は、予め、線膨張係数が低いものに設定されている。たとえば、特許文献１に記載の技術では、フランジに使用される樹脂材料の線膨張係数が、３．０×１０^-5ｃｍ／ｃｍ／℃〜５．０×１０^-5ｃｍ／ｃｍ／℃内となるように設定されている。フランジが熱膨張を起こした場合であっても、可及的に、感光体ドラムの回転駆動が影響を受けないように樹脂材料が選択されている。

しかしながら、上記の技術では、フランジの熱膨張を所定の範囲で許容しているため、周囲の環境温度が変化した場合には、フランジと軸受け部とのクリアランス（すきま量）が変化してしまう。該クリアランスは、感光体ドラムの回転精度に影響を与えやすい。特に、感光体が高速で回転する構成では、フランジの摩擦による膨張も大きくなるため、予め大きめのクリアランスが設定される。しかし、このように、予めクリアランスが大きく設定されれば、熱膨張していない場合の回転駆動が正確に伝達されず、感光体ドラムの回転精度が低下する。この結果、画像形成装置の画質が悪化するという不具合が生じてしまう。更に、樹脂材料の選択だけでは、感光体ドラムが、繰り返し回転する事によって生じるシャフト部の磨耗を抑制することが困難である。このため、シャフト部の磨耗によって、駆動伝達が不安定となり、更なる回転不良がもたらされる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、感光体ドラムのフランジから突設されたシャフトが、軸受け部に支持されることによって、感光体ドラムが回転可能に支持される構成において、周囲の環境温度が変化しても、感光体ドラムの回転精度を良好に保つことを目的とする。

本発明の一局面に係るドラムユニットは、表面に潜像が形成され、該潜像に応じて形成されるトナー像を担持する、円筒体からなるドラムスリーブと、前記ドラムスリーブの側端部に圧入され、前記ドラムスリーブを回転可能に支持するフランジと、前記フランジの側面から、前記ドラムスリーブの軸方向に突設され、前記ドラムスリーブの回転における回転軸となる樹脂製のシャフト部と、を備える感光体ドラムと、前記軸方向に延伸し、前記シャフト部が圧入される空間を形成する第１内周面と、前記第１内周面の反対面である第１外周面とを備えた金属材料からなる円管部材と、前記感光体ドラムを回転可能に支持するハウジングと、前記ハウジングに固定され、前記円管部材が挿入される空間を形成し、前記第１外周面と対向する第２内周面を備えた軸受け部と、を備えたことを特徴とする。

本構成によれば、感光体ドラムは、円筒体からなるドラムスリーブと、該ドラムスリーブの側端部に圧入されるフランジと、フランジの側面からドラムスリーブの軸方向外側に突設されるシャフト部と、を備える。シャフト部は、感光体ドラムの回転における回転軸となる。そして、シャフト部は、金属材料からなる円管部材の第１内周面が形成する空間に圧入される。一方、感光体ドラムを支持するハウジングは、第２内周面を備えた軸受け部を備える。軸受け部の第２内周面が形成する空間に、円管部材が挿入されることで、感光体ドラムが、ハウジングに対して、回転可能に支持される。フランジから突設された樹脂製のシャフト部では、感光体ドラムが使用される環境の温度上昇や、感光体ドラムの回転によって生じる摩擦熱によって、熱膨張が起こる。このような場合であっても、金属材料からなる円管部材が、熱膨張によって膨張しようとするシャフト部を、径方向外側から押さえる。また、円管部材が熱膨張しにくいため、円管部材と軸受け部との間のクリアランス（すきま量）が変化しにくい。したがって、感光体ドラムの安定した回転運動が実現される。

上記の構成において、前記円管部材は、前記第１内周面の径が、前記シャフト部が圧入される方向に向かって縮小するテーパ形状を備えていることが好ましい。

本構成によれば、シャフト部が挿入される円管部材の第１内周面は、内径が、シャフト部が挿入される方向に向かって縮小するような、テーパ形状を備えている。このため、シャフト部が円管部材に挿入されると、円管部材の第１内周面のテーパ形状の先端側が、径方向外側に押し広げられる。この結果、円管部材は、周方向の全体から径方向内側に向かってシャフト部を押圧する。このため、円管部材の軸心とシャフト部の軸心とがずれにくい。したがって、回転される感光体ドラムの回転軸が、偏心しにくい。

上記の構成において、前記円管部材は、前記第１外周面の径が、前記円管部材が前記軸受け部に挿入される方向に向かって縮小するテーパ形状を備えていることが好ましい。

本構成によれば、軸受け部に挿入される円管部材の第１外周面は、外径が、軸受け部に挿入される方向に向かって縮小するような、テーパ形状を備えている。シャフト部が円管部材に挿入されると、円管部材の第１内周面のテーパ形状の先端側が、径方向外側に押し広げられる。このため、テーパ形状を有していた第１外周面も、先端側が径方向外側に押し広げられる。したがって、テーパ形状によって傾斜していた第１外周面は、軸方向に平行な方向を向くように変形される。この結果、円管部材の第１外周面と軸受け部の第２内周面とが、軸方向に均等に接触することができる。

上記の構成において、前記フランジは、前記感光体ドラムを前記軸方向外側に向かって移動させるような、回転駆動力または回転駆動力に伴う反力が付与される斜歯ギアを備え、前記円管部材は、前記第１外周面から前記ドラムスリーブの径方向外側に向かって突設され、前記軸方向において、前記軸受け部と前記フランジの側面との間に配置される鍔部を備えたことが好ましい。

本構成によれば、フランジに配設された斜歯ギアには、感光体ドラムをドラムスリーブの軸方向外側に向かって移動させるような、回転駆動力または回転駆動力に伴う反力が付与される。この際、斜歯ギアに付与される回転駆動力または反力によって、感光体ドラムは、円筒体の軸方向外側に向かって、移動する力を受ける。このような場合であっても、円管部材に突設された鍔部が、フランジの側面と軸受け部との間に介在する。このため、フランジの側面が、軸受け部に直接接触しながら、感光体ドラムが回転することが抑止される。この結果、フランジの側面が、回転にともなって磨耗することが抑制される。更に、鍔部が、軸受け部の側面に接触することによって、感光体ドラムの軸方向外側への移動が規制される。すなわち、鍔部が、感光体ドラムの位置決め機能を備える。

上記の構成において、前記フランジは、内部に、前記軸方向に延設され、前記側面に露出した複数のリブを備え、前記鍔部は、前記側面に露出した前記複数のリブの端部に対向して配設されることが好ましい。

本構成によれば、フランジは、内側に、円筒体の軸方向に延設される複数のリブを備える。該リブが配設されることによって、フランジを形成する樹脂材料の体積を縮小することが可能となる。しかし、リブの端部がフランジの側面に露出している場合、リブの端部が、軸受け部に接触することで、磨耗や破損する恐れがある。このような場合であっても、円管部材の鍔部が、リブと軸受け部との間に配設されるため、リブの磨耗や破損が抑止される。

上記の構成において、前記ハウジングは、前記フランジに対して、前記軸方向において対向する立壁を備え、前記軸受け部は、前記立壁に装着される第２外周面を備え、前記第２内周面を内部に備えた円筒形状を有し、前記シャフト部は、前記円管部材を貫通し、該貫通したシャフト部の前記軸方向の先端部に、前記感光体ドラムに回転駆動力が伝達されるカップリングを備え、前記円管部材が、前記軸受け部に挿入されることで、前記カップリングは、前記軸受け部の前記第２内周面よりも、前記軸方向外側に突出することが好ましい。

本構成によれば、フランジのシャフト部の先端には、前記感光体ドラムに回転駆動力が伝達されるカップリングが配設される。円管部材が、軸受け部に挿入されることで、カップリングが、軸受け部の第２内周面よりも、軸方向外側に突出する。したがって、円管部材の第１外周面と軸受け部の第２内周面との摺動面よりも、軸方向外側の空間を利用して、感光体ドラムに回転駆動力を伝達することが可能となる。

上記の構成において、前記軸受け部は、前記第２内周面の前記軸方向外側に連設され、前記径方向において、前記カップリングに対向する第３内周面を備え、該第３内周面は、前記第２内周面よりも、内径が大きく設定されていることが好ましい。

本構成によれば、円管部材の第１外周面と軸受け部の第２内周面との摺動面よりも、軸方向外側の空間を利用して、感光体ドラムに回転駆動力を伝達することができるとともに、カップリングと第３内周面との間に、径方向に広がる空間を形成することができる。このため、カップリングよりも大径の駆動伝達機構をカップリングに連結することが可能となる。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、上記のドラムユニットと、前記ドラムスリーブの表面に潜像を形成する露光手段と、前記ドラムスリーブの表面にトナー像を形成するためのトナーを保持する現像手段と、を備えたことを特徴とする。

本構成によれば、感光体ドラムが使用される環境の温度上昇や、感光体ドラムの回転によって生じる摩擦熱によって、シャフト部の熱膨張が起こった場合であっても、金属材料からなる円管部材が、熱膨張によって膨張しようとするシャフト部を、径方向外側から押さえることが可能となる。また、金属材料からなる円管部材が熱膨張しにくいため、円管部材と軸受け部との間のクリアランス（すきま量）が変化しにくい。したがって、感光体ドラムの安定した回転運動が実現される。この結果、感光体ドラムの回転むらによって引き起こされる画質欠陥や感光体ドラムの回転トルクの上昇が抑止される。

本発明によれば、感光体ドラムのフランジから突設されるシャフトが、軸受け部に支持されることによって、感光体ドラムが回転可能に支持される構成において、周囲の環境温度が変化しても、感光体ドラムの回転精度を良好に保つことが可能となる。特に、周囲の環境温度が高温となり、感光体ドラムのフランジが熱膨張を起こした場合であっても、軸受け部に対する感光体ドラムの回転精度が維持される。したがって、画像形成装置において、感光体ドラムの回転むらによって生じる画像欠陥や感光体ドラムの回転トルクの上昇が抑止される。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の斜視図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部断面図である。 本発明の実施形態に係るドラムユニットの斜視図である。 本発明の実施形態に係るドラムユニットの拡大斜視図である。 本発明の実施形態に係るドラムユニットの構造を説明するための分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るドラムユニットの拡大断面図である。 本発明の実施形態に係るドラムユニットの構造を説明するための分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るドラムユニットの拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る摺動スリーブの断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るプリンター１００（画像形成装置）の斜視図である。図２は、図１に示されるプリンター１００の内部構造を概略的に示す図である。図１及び図２に示されるプリンター１００は、いわゆるモノクロプリンター機であるが、他の実施形態において、画像形成装置は、カラープリンター、ファクシミリ装置、これらの機能を備える複合機やトナー画像をシートに形成するための他の装置であってもよい。尚、以下の説明で用いられる「上」や「下」、「前」や「後」、「左」や「右」といった方向を表す用語は、単に、説明の明瞭化を目的とするものであり、画像形成装置の原理を何ら限定するものではない。

プリンター１００は、シートＳに画像を形成するための様々な装置を収容する筐体２００を備える。筐体２００は、筐体２００の上面を規定する上壁２１０と、筐体２００の底面を規定する底壁２２０と、上壁２１０と底壁２２０との間で直立する背面壁２３０と、背面壁２３０とは反対側に取り付けられた手差トレイ２４０と、を含む。手差トレイ２４０は、下端を支点として、上下に回動可能である（図２の矢印Ｄ１）。図２に示されるように、手差トレイ２４０が下方に回動されると、筐体２００に形成された開口部２９０が開放される。開口部２９０は、筐体２００の内部空間２６０に連通する。したがって、使用者は、開口部２９０を介して、筐体２００の内部空間２６０に収容された様々な装置にアクセスすることができる。手差トレイ２４０が上方に回動すると、開口部２９０は閉じられる。この結果、使用者の不必要な内部空間２６０へのアクセスは防止される。

プリンター１００は、カセット１１０と、ピックアップローラー１１２と、第１給紙ローラー１１３と、第２給紙ローラー１１４と、搬送ローラー１１５と、レジストローラー対１１６と、画像形成部１２０とを備える。

カセット１１０は、内部にシートＳを収容する。カセット１１０は、シートＳを支持するリフト板１１１を備える。リフト板１１１は、シートＳの先頭縁を押し上げるように傾斜する。

ピックアップローラー１１２は、リフト板１１１によって押し上げられたシートＳの先頭縁上に配置される。ピックアップローラー１１２が回転すると、シートＳはカセット１１０から引き出される。

第１給紙ローラー１１３は、ピックアップローラー１１２の下流に配設される。第１給紙ローラー１１３は、シートＳを更に下流に送り出す。第２給紙ローラー１１４は、手差しトレイ２４０の支点付近に配設される。第２給紙ローラー１１４は、手差トレイ２４０上のシートＳを筐体２００内に引き込む。使用者は、カセット１１０に収容されたシートＳ、または手差トレイ２４０の上に載置されたシートＳを選択的に使用することができる。

搬送ローラー１１５は、第１給紙ローラー１１３、第２給紙ローラー１１４の下流に配設される。搬送ローラー１１５は、第１給紙ローラー１１３、第２給紙ローラー１１４によって送り出されたシートＳを更に下流へ搬送する。

レジストローラー対１１６は、搬送方向と直交する方向のシートの位置を規定する。これにより、シートＳ上に形成される画像の位置が調整される。レジストローラー対１１６は、画像形成部１２０による画像形成のタイミングに合わせて、シートＳを画像形成部１２０に供給する。

画像形成部１２０は、感光体ドラム１２１と、帯電器１２２と、露光装置１２３と、現像装置１２４と、トナーコンテナ１２５と、転写ローラー１２６と、クリーニング装置１２７とを備える。

感光体ドラム１２１は、略円筒体の形状を有する。感光体ドラム１２１は、周面に静電潜像が形成されるとともに、該静電潜像に応じたトナー画像を担持する。感光体ドラム１２１の支持構造については、後記で詳述する。

帯電器１２２は、所定の電圧が印加され、感光体ドラム１２１の周面を略一様に帯電させる。露光装置１２３は、帯電器１２２によって帯電された感光体ドラム１２１の周面に、レーザー光を照射する。該レーザー光は、プリンター１００に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータといった外部装置（図示せず）から出力された画像データに従って、照射される。この結果、感光体ドラム１２１の周面には、画像データに対応する静電潜像が形成される。

現像装置１２４は、静電潜像が形成された感光体ドラム１２１の周面にトナーを供給する。トナーコンテナ１２５は、現像装置１２４へトナーを供給する。トナーコンテナ１２５は、現像装置１２４に順次又は必要に応じてトナーを供給する。現像装置１２４がトナーを感光体ドラム１２１に供給すると、感光体ドラム１２１の周面に形成された静電潜像が現像（可視化）される。この結果、感光体ドラム１２１の周面に、トナー画像が形成されることとなる。

転写ローラー１２６は、感光体ドラム１２１の周面に当接するように、回転可能に配設される。レジストローラー対１１６から搬送されたシートＳが、感光体ドラム１２１と転写ローラー１２６との間を通過するときに、感光体ドラム１２１の周面に形成されたトナー画像が、シートＳに転写される。

クリーニング装置１２７は、シートＳへトナー画像が転写された後に、感光体ドラム１２１の周面に残るトナーを除去する。クリーニング装置１２７によって、清浄化された感光体ドラム１２１の周面は、再度、帯電器１２２の下方を通過し、一様に帯電される。その後、上述のトナー画像の形成が新たに行われる。

プリンター１００は、画像形成部１２０よりも搬送方向下流側に、シートＳ上のトナー画像を定着させる定着装置１３０を更に備える。定着装置１３０は、シートＳ上のトナーを溶融させる加熱ローラー１３１と、シートＳを加熱ローラー１３１に密着させる圧力ローラー１３２と、を備える。シートＳが加熱ローラー１３１と圧力ローラー１３２との間を通過すると、トナー画像は、シートＳに定着される。

プリンター１００は、定着装置１３０の下流に配設された複数の搬送ローラー対１３３と、搬送ローラー対１３３の下流に配設された排出ローラー対１３４と、を更に備える。シートＳは、搬送ローラー対１３３によって上方に搬送され、最終的に、排出ローラー対１３４によって、筐体２００から排出される。筐体２００から排出されたシートＳは、上壁２１０上に積み重ねられる。

次に、図３〜図９を参照して、本実施形態に係る感光体ドラム１２１の支持構造について詳述する。本実施形態では、感光体ドラム１２１は、ドラムユニット３００によって回転可能に支持されている。図３は、本実施形態に係るドラムユニット３００の斜視図であり、図４は、本実施形態に係る感光体ドラム１２１の一端側の拡大斜視図である。また、図５及び図７は、感光体ドラム１２１の支持構造を説明するための分解斜視図であり、図６及び図８は、感光体ドラム１２１の支持構造を説明するための拡大断面図である。更に、図９は、本実施形態に係る摺動スリーブ７０の拡大断面図である。なお、図５及び図６は、図７及び図８に対して、摺動スリーブ７０が配置されていない状態を示している。

図３を参照して、ドラムユニット３００は、ハウジング３０１と、感光体ドラム１２１と、帯電ローラー１２２Ａと、帯電クリーナー１２２Ｃと、クリーニング装置１２７とを備える。ハウジング３０１は、前壁３０２Ａと、後壁３０２Ｂと、チャージハウジング３０３と、を備える。ハウジング３０１は、感光体ドラム１２１の軸方向（左右方向）に延伸された、正面視で、下向きの略コの字形状からなる。ハウジング３０１の軸方向の両端部には、板状の前壁３０２Ａと後壁３０２Ｂとが、軸方向に直交して、平行に配設される。前壁３０２Ａと後壁３０２Ｂとの間に、感光体ドラム１２１が回転可能に支持される。前壁３０２Ａおよび後壁３０２Ｂは、軸方向において、感光体ドラム１２１の側面に対向して配設される。

チャージハウジング３０３は、箱型形状を有し、軸方向において、前壁３０２Ａと後壁３０２Ｂとを連設させる。また、チャージハウジング３０３は、内部に帯電ローラー１２２Ａと帯電クリーナー１２２Ｃ（図２参照）とを、それぞれ回転可能に支持する。チャージハウジング３０３に支持された帯電ローラー１２２Ａは、感光体ドラム１２１に上方から当接し、感光体ドラム１２１を所定の電位に帯電させる。帯電ローラー１２２Ａは、軸方向右側の端部に、帯電ローラーギア１２２Ｂを備える。帯電ローラーギア１２２Ｂは、帯電ローラー１２２Ａと同軸上に配設される。後記の感光体ドラム１２１のフランジ１２１Ｂに形成された斜歯ギアから、帯電ローラーギア１２２Ｂに回転駆動力が伝達され、帯電ローラー１２２Ａが回転駆動される。帯電クリーナー１２２Ｃ（図２）は、自重で、帯電ローラー１２２Ａに当接し、帯電ローラー１２２Ａの表面を清掃する。また、ハウジング３０１は、感光体ドラム１２１に軸方向に沿って当接するクリーニング装置１２７を、感光体ドラム１２１の後側で支持する。

図３から図５を参照して、感光体ドラム１２１は、ドラム１２１Ａ（ドラムスリーブ）とドラム１２１Ａの両端に配設される一対のフランジ１２１Ｂ、１２１Ｃとから構成される。ドラム１２１Ａは、表面に潜像が形成され、該潜像に応じて形成されるトナー像を担持する。ドラム１２１Ａは、アルミニウムまたはステンレス材料からなる円筒体形状を有し、該円筒周面には、画像形成動作のために、所定の潜像が形成される機能材料層が形成されている。なお、以後、「軸方向」、「径方向」、「周方向」とは、ドラム１２１Ａの円筒体形状を基準とするものであり、該円筒体形状の軸方向、径方向、周方向に相当する。また、「軸方向内側」とは、ドラム１２１Ａの軸方向において、基準となる対象物から見てドラム１２１Ａの中心に向かう側を意味し、「軸方向外側」とは、基準となる対象物から見て、ドラム１２１Ａの中心から離れる側を意味する。

フランジ１２１Ｂは、ドラム１２１Ａの側端部に圧入され、前記ドラム１２１Ａを回転可能に支持する。フランジ１２１Ｂは、円柱形状を備えるフランジ本体６０と、該フランジ本体６０の両側面から、それぞれ軸方向に突設された挿入部６３と、支持部６１とを備える（図５）。

フランジ本体６０は、円柱形状の外周部に、斜歯ギア１２１Ｄを備える（図４参照）。該斜歯ギア１２１Ｄは、前述の帯電ローラーギア１２２Ｂと噛み合い、感光体ドラム１２１から帯電ローラー１２２Ａに回転駆動力を伝達させる。この際、斜歯ギア１２１Ｄには、ドラム１２１Ａの軸方向に直交する方向よりも、ドラム１２１Ａの軸方向外側に傾斜した方向（図４矢印Ｂ）に向かって、回転駆動力に伴う反力が付与される。

また、フランジ本体６０は、径方向内側に、複数のリブ６０１を備える。該複数のリブ６０１は、フランジ本体６０の中心部に配設された円柱状の軸部６０２から、それぞれ、径方向に向かって延伸される。また、リブ６０１は、フランジ本体６０の軸方向外側の側面に露出している。該リブ６０１によって、フランジ１２１Ｂの内部に空間が形成され、該空間の分だけ、フランジ１２１Ｂの成型に使用される樹脂材料の体積が抑制される。そして、リブ６０１は、フランジ１２１Ｂの内部に空間が形成されることによって低下したフランジ１２１Ｂの剛性を、補完する。

挿入部６３は、フランジ本体６０の軸方向内側の側面から、軸方向内側に向かって突設される挿入片６３１から構成される。挿入片６３１は、フランジ本体６０の内側の側面の外周に沿って、円環状に複数配設される。挿入片６３１の径方向外側の面が、ドラム１２１Ａのドラム内周面１２１ａに摺擦されながら、挿入部６３がドラム１２１Ａに挿入される。挿入部６３は、ドラム１２１Ａに対して圧入処理にて挿入される。これにより、ドラム１２１Ａおよびフランジ１２１Ｂは、一体構造となる。

支持部６１（シャフト部）は、フランジ本体６０の軸方向外側の側面から、軸方向外側に突設される。支持部６１は、ドラム１２１Ａの回転における回転軸となる。支持部６１は、フランジ本体６０よりも小径の円柱形状からなる。支持部６１は、フランジ本体６０の軸部６０２に連設するように配設される。支持部６１は、軸方向外側の先端部に、カップリング６２を備える。カップリング６２は、周方向に沿って複数形成された略三角形の突片である。該突片は、それぞれ、係合部６２１と誘導部６２２とを備える。係合部６２１は、軸方向外側に向かって延伸する突片の一方の端縁であり、誘導部６２２は、該係合部６２１の先端から支持部６１の基端側に傾斜して配設された、突片の他方の端縁である。

なお、上記のカップリング６２は、フランジ１２１Ｂのみに配設され、フランジ１２１Ｃには配設されていない。その他の構造においては、フランジ１２１Ｃは、フランジ１２１Ｂと同様であるので、以後、フランジ１２１Ｂを例に説明する。

感光体ドラム１２１を支持するハウジング３０１（図３）は、前壁３０２Ａおよび後壁３０２Ｂ（立壁）にそれぞれ、一対の軸受け部８０（軸受け部）を備える。軸受け部８０は、摺動性の高い金属材料や樹脂材料から構成される。軸受け部８０は、略円筒形状を有し、軸受けフランジ８１と位置決め片８２と軸受固定部８３とを備える。軸受けフランジ８１は、内側に被嵌合面８１１（第３内周面）を備える。軸受固定部８３は、軸受けフランジ８１の軸方向内側に連接される。軸受固定部８３の外径は、軸受けフランジ８１の外径よりも僅かに小さく設定される。また、軸受固定部８３は、内側に被摺動面８３１（第２内周面）を備える。被摺動面８３１の内径も、軸受けフランジ８１の被嵌合面８１１の内径よりも、僅かに小さく設定される。位置決め片８２は、軸受けフランジ８１と軸受固定部８３との境界において、径方向外側に延設される板状部材である。位置決め片８２は、軸受けフランジ８１と軸受固定部８３との境界において、周方向に複数配設される。

軸受け部８０は、図３において、前壁３０２Ａおよび後壁３０２Ｂに形成された不図示の開口に、それぞれ軸方向外側から挿入される。すなわち、図５において、軸受固定部８３の外周部が、前壁３０２Ａおよび後壁３０２Ｂに形成された開口に挿入される。該開口の内径は、軸受固定部８３の外径よりも僅かに大きく、かつ、位置決め片８２の最大外径よりも小さく設定されている。このため、前壁３０２Ａおよび後壁３０２Ｂの軸方向外側の側面に、位置決め片８２が当接することで、軸受け部８０の挿入が停止する。そして、不図示のスクリューによって、軸受け部８０は、前壁３０２Ａおよび後壁３０２Ｂに固定される。

次に、上記の構成において、ハウジング３０１に固定された軸受け部８０と、感光体ドラム１２１の支持部６１とが直接嵌合された場合（後記の摺動スリーブ７０が配設されていない場合）の不具合について説明する。

図５を参照して、ドラム１２１Ａにフランジ１２１Ｂが圧入され、ハウジング３０１に固定された軸受け部８０にフランジ１２１Ｂが挿入される。この際、図６に示すように、軸受けフランジ８１の被摺動面８３１が形成する空間に、フランジ１２１Ｂの支持部６１が挿入される。この結果、外周面６１１と被摺動面８３１との間に、摺動部Ａが形成される。

軸受け部８０にフランジ１２１Ｂが挿入されると、支持部６１の先端に配設されたカップリング６２が、軸受け部８０の軸受固定部８３よりも軸方向外側に露出するとともに、軸受けフランジ８１の内側の被嵌合面８１１に対向する。ドラムユニット３００が、プリンター１００に装着されると、装置本体側に配設された不図示の駆動入力ギアが、軸受け部８０の軸方向外側からカップリング６２に係合する（図３参照）。詳しくは、駆動入力ギアは、カップリング６２のうち、係合部６２１（図５）に係合し、図３および図５の矢印Ｄ１方向に、感光体ドラム１２１が回転駆動される。

ハウジング３０１に固定された軸受け部８０と、感光体ドラム１２１の支持部６１とが直接摺擦され、感光体ドラム１２１が回転駆動される場合、外周面６１１と被摺動面８３１との嵌め合いが、感光体ドラム１２１の回転安定性を決定する。外周面６１１と被摺動面８３１との間のクリアランス（すきま量）が大きく設定されると、感光体ドラム１２１が偏心しながら回転してしまう。感光体ドラム１２１の偏心は、感光体ドラム１２１の周辺に配置される現像装置１２４や転写ローラー１２６と、感光体ドラム１２１との間隔に変動をもたらす。この間隔の変動によって、トナーの移動量（現像トナー量、転写トナー量）が変化し、画質欠陥がもたらされる。

一方、外周面６１１と被摺動面８３１との間のクリアランス（すきま量）が小さく設定されると、上記のような偏心は生じにくい。しかしながら、プリンター１００が使用される環境の温度が上昇すると、樹脂材料が用いられるフランジ１２１Ｂには、熱膨張が生じる。このため、支持部６１の外周面６１１も径方向に膨張し、支持部６１の外周面６１１と軸受け部８０の被摺動面８３１とのクリアランスが失われる。この結果、支持部６１の外周面６１１が、軸受け部８０の被嵌合面８１１に固着し、感光体ドラム１２１の回転不良が引き起こされる。

更に、感光体ドラム１２１が回転駆動されると、摺動部Ａに生じる摩擦によって、支持部６１の外周面６１１が磨耗する。この結果、支持部６１の外径が変化し、上記のような感光体ドラム１２１の偏心と同様の不具合が生じる。

このように、感光体ドラム１２１のフランジ１２１Ｂ（支持部６１）が、軸受け部８０によって、直接、回転可能に支持される場合、回転によって生じる摺擦部の摩擦や、周囲の環境温度の変化によって生じる熱膨張によって、さまざまな不具合が生じる。このため、装置の耐久（使用期間）や周囲の環境温度の変化に対して、安定した感光体ドラム１２１の回転駆動が困難となる。

このような問題を解決するために、本実施形態では、図７から図９に示すように、フランジ本体６０と軸受け部８０との間に、摺動スリーブ７０（円管部材）が配設される。摺動スリーブ７０には、金属材料が用いられ、好ましくは、ステンレス材が用いられる。摺動スリーブ７０は、圧入部７０１と鍔部７０２とを備える。

圧入部７０１は、薄肉の円管形状を有する。圧入部７０１は、内周に、フランジ１２１Ｂの支持部６１が挿入される空間を形成する圧入面７１２（第１内周面）を備える。また、圧入部７０１は、圧入面７１２の反対面であって、軸受け部８０の軸受固定部８３に挿入され、被摺動面８３１に当接する摺動面７１１（第１外周面）を備える。

鍔部７０２（鍔部）は、摺動面７１１の軸方向内側の端部から、径方向外側に向かって突設される鍔形状を有する。

そして、感光体ドラム１２１のフランジ１２１Ｂの支持部６１に、摺動スリーブ７０が装着される。すなわち、圧入面７１２が形成する空間に、支持部６１が圧入されることで、摺動スリーブ７０が、感光体ドラム１２１に一体的に固定される。

この際、本実施形態では、図９に示すように、圧入面７１２は、軸方向外側（支持部６１が圧入部７０１に圧入される方向）に向かって、内径が縮小するようなテーパ形状を有している。そして、圧入面７１２のうち、軸方向外側の最も小径の部分は、フランジ１２１Ｂの支持部６１の先端（軸方向外側）の外径よりも小さく設定されている。このため、摺動スリーブ７０の圧入面７１２が形成する空間に、支持部６１が圧入される際に、支持部６１の先端が、圧入部７０１の軸方向外側の部分を、僅かに径方向外側に押し広げる。したがって、フランジ１２１Ｂと摺動スリーブ７０との圧入が行われている間、圧入面７１２および支持部６１の外周面６１１には、周方向の全体に亘って、均等な径方向の力が作用する。この結果、摺動スリーブ７０とフランジ１２１Ｂの支持部６１との軸心がずれずに、圧入が完了される。

感光体ドラム１２１と摺動スリーブ７０とが一体的に固定された状態で、摺動スリーブ７０が、軸受け部８０の軸受固定部８３の内側の空間に挿入される。

この際、本実施形態では、図９に示すように、摺動面７１１は、軸方向外側（圧入部７０１が、被摺動面８３１が形成する空間に挿入される方向）に向かって、外径が縮小するようなテーパ形状を有している。前述のように、摺動スリーブ７０に、支持部６１が挿入されると、圧入部７０１の軸方向外側の先端部が、僅かに径方向外側に押し広げられる。この結果、軸方向外側に向かって、外径が縮小するようなテーパ形状を有していた摺動面７１１は、図８に示す断面視で、軸方向に略平行な形状に変化する。したがって、摺動スリーブ７０が、軸受け部８０に挿入された際に、摺動面７１１と被摺動面８３１とが、軸方向の広い範囲で接触することが可能となる。

かくして、図８に示すように、感光体ドラム１２１と軸受け部８０との間に摺動スリーブ７０が配設される。図８の断面図における各部材の位置関係を説明する。ドラム１２１Ａの軸方向外側の端部には、フランジ１２１Ｂの挿入部６３が圧入されている。そして、ドラム１２１Ａの外周面に隣接するように、フランジ本体６０が配置される。フランジ本体６０の外周部には、斜歯ギア１２１Ｄが形成され、フランジ本体６０の内部には、リブ６０１が周方向に複数配置される。フランジ本体６０の軸方向外側の側面から突設された支持部６１は、摺動スリーブ７０の圧入部７０１に圧入される。圧入部７０１が軸受け部８０の軸受固定部８３に挿入されることで、感光体ドラム１２１が軸受け部８０に対して回転可能に支持される。支持部６１の軸方向外側の先端部に配設されたカップリング６２は、軸受固定部８３の被摺動面８３１が形成する内部空間を貫通し、軸受けフランジ８１の内側である被嵌合面８１１に対向する位置まで、進入する。これにより、カップリング６２は、軸受け部８０の軸方向外側の部分に露出する。

なお、摺動面７１１と被摺動面８３１との嵌め合いには、感光体ドラム１２１の高い回転精度を維持するために、たとえば、摺動面７１１が、＋０．０５〜＋０．０１ｍｍ、被摺動面８３１が、−０．０１〜−０．０５ｍｍの嵌め合い交差範囲に設定される。該嵌め合い交差によって設定された摺動面７１１と被摺動面８３１との間のクリアランスは、プリンター１００が使用される環境が変動し、周囲の温度が上昇した場合であっても、変化しにくい。すなわち、周辺環境の温度が上昇した場合であっても、ステンレス材からなる摺動スリーブ７０は、熱膨張しにくい。また、摺動スリーブ７０は、径方向内側で熱膨張しようとするフランジ１２１Ｂの支持部６１を、外側から押さえる作用をもたらす。この結果、摺動スリーブ７０の摺動面７１１と軸受け部８０の被摺動面８３１とのクリアランスが変化しにくい。したがって、感光体ドラム１２１の回転に余分な負荷がかかりにくく、感光体ドラム１２１の回転が安定して維持される。

更に、本実施形態では、摺動スリーブ７０に配設された鍔部７０２が、フランジ本体６０を保護すると共に、感光体ドラム１２１の軸方向の位置を規制する。前述のとおり、軸受け部８０の軸方向外側から露出されたカップリング６２に、装置本体側から回転駆動力が伝達されると、感光体ドラム１２１が回転される（図３参照）。そして、フランジ１２１Ｂのフランジ本体６０に配設された斜歯ギア１２１Ｄ（図４）と帯電ローラーギア１２２Ｂとが噛み合い、感光体ドラム１２１から帯電ローラー１２２Ａに回転駆動力が伝達される。

この際、図４に示すように、斜歯ギア１２１Ｄの構造上、斜歯ギア１２１Ｄには、回転軸に直交する直線Ｃに対して、軸方向外側に傾斜する方向（矢印Ｂ）に反力がかかる。なお、同図において、矢印Ｂの基端部が、斜歯ギア１２１Ｄと帯電ローラーギア１２２Ｂとの周方向上の噛み合い部分と仮定する。上記の反力を受け、感光体ドラム１２１には、図４の矢印Ａのように軸方向外側に移動するような力が働く。図６に示すように、摺動スリーブ７０が配設されていない場合、フランジ本体６０のリブ６０１の端面６０２は、軸方向において、軸受け部８０の軸受固定部８３の端部８３２に対向している。このため、感光体ドラム１２１に上記の移動力が働くと、感光体ドラム１２１が図４の矢印Ａ方向に移動し、やがて、複数のリブ６０１の端面６０２は、回転されながら、軸受固定部８３の端部８３２に接触する。この結果、リブ６０１の端面６０２が、摩擦によって削れたり、割れる等の不具合が生じてしまう。

しかしながら、本実施形態では、図６に示すように、摺動スリーブ７０の鍔部７０２が、軸方向において、リブ６０１の側面と軸受固定部８３の端部８３２との間に配設される。このため、感光体ドラム１２１が軸方向外側（図４の矢印Ａ方向）に向かって移動した場合であっても、金属材料からなる鍔部７０２が、軸受固定部８３の端部８３２に先に接触するため、リブ６０１の破損が抑止される。また、鍔部７０２が、軸受固定部８３の端部８３２に当接することで、感光体ドラム１２１の軸方向外側への移動が停止される。したがって、鍔部７０２によって、感光体ドラム１２１の軸方向外側の位置が規制される。

更に、本実施形態では、図８に示すように、支持部６１が、軸受け部８０の軸受固定部８３に挿入されると、カップリング６２が、軸受けフランジ８１の内側の被嵌合面８１１に対向する部分まで挿通される。この結果、カップリング６２が、軸受け部８０の軸方向外側の部分に露出する。このため、摺動スリーブ７０と軸受け部８０の摺動面よりも、軸方向外側の空間を利用して、感光体ドラムに回転駆動力を伝達することが可能となる。更に、被嵌合面８１１は、被摺動面８３１よりも内径が大きく設定されているため、装置本体側から係合される駆動入力ギア（不図示）の形状に自由度が増す。カップリング６２の外径よりも大きな径を有する駆動入力ギアを、装置本体側からカップリング６２に接続することが可能となる。

以上、本発明の実施形態に係るドラムユニット３００及び該ドラムユニット３００を備えたプリンター１００（画像形成装置）について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることができる。

（１）上記の実施形態では、摺動スリーブ７０の圧入部７０１の摺動面７１１および圧入面７１２にテーパ形状が備えられた構成で説明したが、これに限定されるものではない。圧入部７０１の摺動面７１１および圧入面７１２は、いずれも、軸方向に平行に延伸されるものであってもよく、また一方にテーパ形状が備えられるものであってもよい。

（２）上記の実施形態では、フランジ本体６０の外周部に配設された斜歯ギア１２１Ｄが、帯電ローラーギア１２２Ｂに回転駆動を伝達する構成で説明したが、これに限られるものではなく、たとえば、該斜歯ギア１２１Ｄに、装置本体側から回転駆動が入力され、該回転駆動力によって、感光体ドラム１２１が回転される構成であってもよい。この場合であっても、斜歯ギア１２１Ｄには、図４に示すように、回転軸に直交する直線Ｃに対して、軸方向外側に傾斜する方向（矢印Ｂ）に回転駆動力が付与される。したがって、感光体ドラム１２１が軸方向外側（矢印Ａ方向）に移動した場合に、摺動スリーブ７０に配設された鍔部７０２が、軸受固定部８３の端部８３２に先に接触するため、リブ６０１の破損が抑止される。また、鍔部７０２が、軸受固定部８３の端部８３２に当接することで、感光体ドラム１２１の軸方向外側への移動が停止される。したがって、鍔部７０２によって、感光体ドラム１２１の軸方向外側の位置が規制される。

１２１ 感光体ドラム
１２１ａ ドラム内周面
１２１Ａ ドラム（ドラムスリーブ）
１２１Ｂ フランジ
１２１Ｃ フロントフランジ
１２１Ｄ 斜歯ギア
１２２Ａ 帯電ローラー
１２２Ｂ 帯電ローラーギア
１２７ クリーニング装置
３００ ドラムユニット
３０１ ハウジング
３０２Ａ 前壁
３０２Ｂ 後壁（立壁）
３０３ チャージハウジング
６０ フランジ本体
６０１ リブ
６１ 支持部（シャフト部）
６２ カップリング（ギア部）
６２１ 係合部
６２２ 誘導部
６３ 挿入部
６３１ 挿入片
７０ 摺動スリーブ（円管部材）
７０１ 圧入部
７０２ 鍔部
７１１ 摺動面（第１外周面）
７１２ 圧入面（第１内周面）
８０ 軸受け部
８１ 軸受けフランジ
８１１ 被嵌合面（第３内周面）
８２ 位置決め片
８３ 軸受固定部（第２外周面）
８３１ 被摺動面（第２内周面）

Claims (8)

1. 表面に潜像が形成され、該潜像に応じて形成されるトナー像を担持する、円筒体からなるドラムスリーブと、
   前記ドラムスリーブの側端部に圧入され、前記ドラムスリーブを回転可能に支持するフランジと、
   前記フランジの側面から、前記ドラムスリーブの軸方向に突設され、前記ドラムスリーブの回転における回転軸となる樹脂製のシャフト部と、
   を備える感光体ドラムと、
   前記軸方向に延伸し、前記シャフト部が圧入される空間を形成する第１内周面と、前記第１内周面の反対面である第１外周面とを備えた金属材料からなる円管部材と、
   前記感光体ドラムを回転可能に支持するハウジングと、
   前記ハウジングに固定され、前記円管部材が挿入される空間を形成し、前記第１外周面と対向する第２内周面を備えた軸受け部と、
   を備えたことを特徴とするドラムユニット。
2. 前記円管部材は、前記第１内周面の径が、前記シャフト部が圧入される方向に向かって縮小するテーパ形状を備えてい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. 前記円管部材は、前記第１外周面の径が、前記円管部材が前記軸受け部に挿入される方向に向かって縮小するテーパ形状を備えていることを特徴とする請求項２に記載のドラムユニット。
4. 前記フランジは、前記感光体ドラムを前記軸方向外側に向かって移動させるような、回転駆動力または回転駆動力に伴う反力が付与される斜歯ギアを備え、
   前記円管部材は、前記第１外周面から前記ドラムスリーブの径方向外側に向かって突設され、前記軸方向において、前記軸受け部と前記フランジの側面との間に配置される鍔部を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のドラムユニット。
5. 前記フランジは、内部に、前記軸方向に延設され、前記側面に露出した複数のリブを備え、
   前記鍔部は、前記側面に露出した前記複数のリブの端部に対向して配設されることを特徴とする請求項４に記載のドラムユニット。
6. 前記ハウジングは、前記フランジに対して、前記軸方向において対向する立壁を備え、
   前記軸受け部は、前記立壁に装着される第２外周面を備え、前記第２内周面を内部に備えた円筒形状を有し、
   前記シャフト部は、前記円管部材を貫通し、該貫通したシャフト部の前記軸方向の先端部に、前記感光体ドラムに回転駆動力が伝達されるカップリングを備え、
   前記円管部材が、前記軸受け部に挿入されることで、前記カップリングは、前記軸受け部の前記第２内周面よりも、前記軸方向外側に突出することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のドラムユニット。
7. 前記軸受け部は、前記第２内周面の前記軸方向外側に連設され、前記径方向において、前記カップリングに対向する第３内周面を備え、
   該第３内周面は、前記第２内周面よりも、内径が大きく設定されていることを特徴とする請求項６に記載のドラムユニット。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載のドラムユニットと、
   前記ドラムスリーブの表面に潜像を形成する露光手段と、
   前記ドラムスリーブの表面にトナー像を形成するためのトナーを保持する現像手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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