JP2015191033A - アース板 - Google Patents

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孝夫 長谷川
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Abstract

【課題】アース棒の摩耗を抑制できるアース板を提供する。
【解決手段】感光体ドラム11の端部に取り付けられる端部部材20に配置されるアース板30であって、アース棒1が挿入されるべき貫通孔であるアース棒通し孔31aが設けられた板状の基部31と、基部に配置されアース棒に接触する手段であるアース棒側接触手段34と、を有し、アース棒側接触手段は、基部の面に対して離隔する方向に延びる片である立ち上げ片38と、立ち上げ片から該立ち上げ片のうちアース棒通し孔側となる方向に延びる片である接触片39と、を備える。
【選択図】図3

Description

本発明は、レーザープリンタや複写機等の画像形成装置に備えられる感光体ドラムユニットに配置されるアース板に関する。
レーザープリンタや複写機等の画像形成装置には感光体ドラムが備えられている。感光体ドラムは、紙等の記録媒体に転写されるべき文字や図形等の内容が形成される部材である。このような感光体ドラムは、アルミニウム等の導電性を有する基体の外周面に感光層が被覆されてなり、被覆される感光層の種類は当該感光体ドラムが適用される装置により適宜選択できる。
感光体ドラムの両端には、感光体ドラムを画像形成装置本体(以下「装置本体」と記載することがある。)に保持するとともに、感光体ドラムをその円筒軸線を中心に回転させるための端部部材が装着される。従って感光体ドラムは、その両端に端部部材が装着された状態で感光体ドラムユニットとして装置本体に配置されている。
感光体ドラムは装置本体からの電圧印加により帯電され、この帯電状態により画像を現像する。従って、画像の形成、媒体への転写、次の画像の形成等の各プロセスにおいて必要に応じて感光体ドラムへの帯電及び除電が行われる。そして除電の際には感光体ドラムを装置本体側に電気的に接続してアースを取る必要がある。
そのため、例えば特許文献1に開示されているように、端部部材に金属で形成された導電性部材であるアース板を配置して電気的に接続した状態を得る方法が知られている。特許文献1に表れるような従来のアース板では、その中央に孔が設けられているとともに、この孔の縁部から孔の内側に向けて突出する接触片が備えられている。感光体ドラムユニットが装置本体に装着された際には、このアース板の孔に対して、装置本体に設けられたアース棒が貫通するように配置される。このとき、アース棒は孔の内側に延びた接触片を押しのけるように変形させ、これにより接触片はアース棒の外周部に強く接触した状態を維持して電気的接触が図られる。
特許文献2には、アース板の本体にはシャフトに接触する垂下体が配置されており、この垂下体が第一の屈曲部、及び、第一屈曲部より先端側に配置された第二の屈曲部を有したアース板が開示されている。ここでは第二の屈曲部がシャフトに接触する構造とされている。
特開2000−181286号公報 特許第3608390号公報
ところが、特許文献1、2のような接触片とアース棒との接触において、両者の摩耗が問題となった。特にアース棒は装置本体側に配置されており、消耗部品として想定されていないことから長期にわたって使用するので摩耗を抑制する必要がある。
そこで本発明は上記問題点に鑑み、アース棒の摩耗を抑制できるアース板を提供することを課題とする。
以下、本発明について説明する。ここではわかりやすさのため括弧書きにて図面の参照符号を付すが、本発明はこれに限定されるものではない。
請求項1に記載の発明は、感光体ドラム(11)の端部に取り付けられる端部部材(20)に配置されるアース板(30)であって、アース棒(1)が挿入されるべき貫通孔であるアース棒通し孔(31a)が設けられた板状の基部(31)と、基部に配置されアース棒に接触する手段であるアース棒側接触手段(34)と、を有し、アース棒側接触手段は、基部の面に対して離隔する方向に延びる片である立ち上げ片(38)と、立ち上げ片から該立ち上げ片のうちアース棒通し孔側となる方向に延びる片である接触片(39)と、を備える、アース板である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のアース板(30)において、立ち上げ片(38)は、板状の部材であるベース板(37)を介して基部(31)に連結されている。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のアース板(30)において、立ち上げ片(38)は、基部(31)に直接連結されている。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載のアース板(30)において、立ち上げ片(38)が延びる方向が、基部(31)の法線に対して±60°以内である。
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載のアース板(30)において、接触片(39)が延びる方向が基部(31)の面に平行な方向に対して±60°以内である。
本発明によれば、接触片がアース棒に接触して導通する際に、接触片がアース棒を押圧する力を緩和することができるので、接触片及びアース棒のいずれも摩耗を減じることができる。
感光体ドラムユニット10の外観斜視図である。 端部部材20の分解斜視図である。 端部部材20の分解断面図である。 図4(a)はアース板30の平面図、図4(b)はアース板30の側面図である。 図5(a)は変形例のアース板30’の平面図、図5(b)はアース板30’の断面図である。 図6(a)は端部部材20の斜視図、図6(b)は端部部材20の1つの断面図、図6(c)は端部部材20の他の断面図である。 感光体ドラムユニット10の断面のうち端部部材20が配置された部位に注目した図である。 図8(a)は感光体ドラムユニット10にアース棒1が挿入された姿勢を説明する外観図、図8(b)は感光体ドラムユニット10にアース棒1が挿入された姿勢を説明する断面図である。 他の例におけるアース板10の配置について説明する図である。 アース板130の断面図である。 図11(a)はアース板230の平面図、図11(b)はアース板230の側面図である。
本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。
図1は第一の形態例を説明する図で、端部部材20を具備する感光体ドラムユニット10の外観斜視図である。
感光体ドラムユニット10は、レーザープリンタや複写機等の画像形成装置に装着され、紙等の記録媒体に転写すべき文字や図形等が形成される。図1からわかるように感光体ドラムユニット10は、感光体ドラム11、端部部材20、及びフタ部材40を備えて構成されている。
感光体ドラム11は、円筒形状である基体の外周面に感光層を被覆した部材である。基体はアルミニウム、アルミニウム合金等の導電性材料が円筒形状に形成されたものである。基体の外周面に形成される感光層は特に限定されることはなく、その目的に応じて公知のものを適用することができる。ここで、基体としてアルミニウム合金が用いられる場合、その種類は特に限定されるものではないが、感光体ドラムの導電性基体として用いられることが多い6000系、5000系、3000系のアルミニウム合金であることが好ましい。
基体は、切削加工、押し出し加工、引き抜き加工等で円筒形状を形成することにより製造することができる。そして基体の外周面に感光層を塗布する等して積層し、感光体ドラム11を作製する。
端部部材20は端部部材の1つの形態であり、感光体ドラム11の端部のうち一方の端部に取り付けられ、端部部材本体21及びアース板30を備えている。図2に端部部材20の分解斜視図、図3には図2にIII−IIIで示した点線に沿った軸線方向における分解断面図を示した。
端部部材本体21は、画像形成装置の回転駆動軸から直接、又は他の部材を介して回転駆動力を受けて感光体ドラムユニット10自体を回転させる部材である。そのため、端部部材本体21には回転力を伝達させるための手段が設けられ、本形態では歯車部22が具備されている。また、当該歯車部22により隣接する他のローラ(例えば帯電ローラ等)にもこの回転力を伝達することができる。
このような端部部材本体21は、全体として円筒状であり、歯車部22、接触壁部23、及び嵌合部24が備えられており、これらが円筒軸線方向に配列されている。
歯車部22は、端部部材本体21の外周面に歯車が形成された部位であり、この歯車により装置本体からの回転駆動力が伝達される。従って、歯車の種類は特に限定されることなく、はす歯歯車や平歯車等でよい。
本形態では回転駆動力の伝達手段として歯車を例示したが、装置本体から回転力を伝達することができれば他の手段を用いてもよい。これには例えば非円形の断面を有する軸受部材を備えることにより装置本体の駆動軸と係合してカップリングを構成する形態を挙げることができる。
接触壁部23は、嵌合部24よりも外周側直径が大きく形成されたリング状の部位である。接触壁部23は、端部部材20を感光体ドラム11に装着した姿勢で、接触壁部23の面が感光体ドラム11の端面に接触するように配置される。これにより端部部材20の感光体ドラム11への挿入深さが規制される。
嵌合部24は、端部部材20の一端側であるとともに、感光体ドラム11の内側に挿入され、端部部材20を感光体ドラム11に固定する部位である。従って、嵌合部24の外径は、感光体ドラム11の円筒形状の内側に挿入可能な範囲で、感光体ドラム11の内径と概ね同じである。
感光体ドラムユニット10が装置本体に装着される際には装置本体からの回転駆動力を確実に、かつ、繰り返し伝達する必要がある。従って、端部部材20は脱落やゆるみ等がないように強固に感光体ドラム11に結合される。かかる観点から嵌合部に溝24aを設けてもよい。これにより当該溝24aに接着剤が入り込み、端部部材20を感光体ドラム11に強固に接着させることができる。
用いられる接着剤は、特に限定されることはないが、シアノアクリレート系、ポリウレタン系、アクリル樹脂系を用いることが好ましい。その中でも特に、周囲の水分によって急速に硬化するため硬化速度の速いシアノアクリレート系接着剤が好ましい。
なお、端部部材本体21の円筒である内側には、図3に示した断面図からわかるように、円筒の内側の一部が狭められ、ここに装置本体のアース棒1(図8(a)、図8(b)参照。)を通す孔21aが設けられている。
このような端部部材本体21は、必ずしも限定されることはないが、結晶性樹脂により形成されていることが好ましい。結晶性樹脂であれば、金型を用いて射出成型するに際し、流れが良好であることから成型加工性がよく、ガラス転移点にまで冷却させなくても結晶化して固化することにより離型することができることから、生産性を大きく向上させることが可能である。また、結晶性樹脂は、耐熱性、耐溶剤性に優れ、耐摩擦摩耗性や摺動性も良好であり、さらには剛性及び硬さの観点からも端部部材に適用する材料として好ましい。
結晶性樹脂としては例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、メチルペンテン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、ナイロン等を挙げることができる。
この中でも成型加工性の観点からポリアセタールを用いることが好ましい。
アース板30は、感光体ドラム11に帯電した電荷を除電するために、感光体ドラム11と装置本体のアース棒1(図8(a)、図8(b)参照。)とを電気的に通じさせる部材である。従ってアース板30はその一部が感光体ドラム11に接触するとともに、他の一部がアース棒1に接触するように構成されている。
アース板30の形態は図2、図3に表れているが、さらに図4にも示した。図4(a)はアース板30の平面図、図4(b)はアース板30を図4(a)に矢印IVbで示した方向から見た側面図である。これら図からわかるように、アース板30は所定の形状に変形された板状の部材であり、導電性材料により形成されている。ここで、導電性材料としては、導電性を有するものであれば特に限定することはないが電気抵抗値が低い観点から金属材料であることが好ましく、これには例えばステンレス合金や銅合金等を挙げることができる。
図2〜図4よりわかるように、アース板30は、基部31、保持片32、ドラム側接触片33、及びアース棒側接触手段34を備えて構成されている。
基部31はアース板30の基部となる部位であり、本形態では板状である。ただし、必ずしも平板状である必要はなく凹凸が具備されるものや、その他何らかの3次元的形状を備えているものであってもよい。
基部31は感光体ドラム11の内側に内包される大きさであり、装置本体側のアース棒1(図8(a)、図8(b)参照。)を挿入できるアース棒通し孔31aが設けられている。
保持片32は、基部31の外周部から該基部31の外に向けて突出した片であり、本形態では基部31の外周縁部に複数の保持片32が所定の間隔で配置されている。保持片32は後で説明するように(図6(a)参照)、端部部材本体21の外周面に沿って折り曲げられ、端部部材本体21へのアース板30の安定した配置を補助している。
ドラム側接触片33は、感光体ドラム11の内周面に接触するための片であり、基部31の外周部から、基部31の外方に向けて延びるように形成されている。ドラム側接触片33は、保持片32よりも長く形成され、端部部材本体21に取り付けられた姿勢で、その少なくとも一部(先端部)が端部部材本体21の嵌合部24の外周面に沿って重なるように接して曲げられる。そして、後で説明するように(図7参照)、ドラム側接触片33の先端部が感光体ドラム11の内周面と嵌合部24の外周面との間に挟まれるように位置づけられる。
従って、ドラム側接触片33はこのように位置づけられる大きさ(長さ)を備えている。
本形態のアース棒側接触手段34は、装置本体に設けられるアース棒1(図8(a)、図8(b)参照)に接触するための手段であり、基部31のアース棒通し孔31aの外周部に設けられている。アース棒側接触手段34は、図2〜図4よりわかるように、孔35、及び該孔35に配置されるアース棒側接触部材36を有している。そしてこのアース棒側接触部材36は、ベース片37、立ち上げ片38、及び接触片39を有して構成されている。
孔35は、基部31に設けられ、その一端がアース棒通し孔31aに連通する孔である。この孔35にアース棒側接触部材36が保持される。孔35の形状は特に限定されることはなく、本形態のように矩形であってもよいし、円形や他の形状であってもよい。
ベース片37は、アース棒側接触部材36を孔35に保持する平板状の片である。ベース片37はその一端が、孔35のうちアース棒通し孔31aに連通する側とは反対側に接続され、基部31に沿ってアース棒通し孔31a側に延在する。
立ち上げ片38は、実際にアース棒1に接触する接触片39を基板31の面から端部部材20の軸線方向に離隔した位置に配置するための平板状の片である。従って立ち上げ片38は、その一端がベース片37に接続し、他端が端部部材20の軸線方向(図3に一点鎖線により示した。)に基部31の面に対して離隔する方向に延びている。この立ち上げ片38を設けることにより、接触片39がアース棒1に接触する際に、当該立ち上げ片38が軸線から離隔する方向に反るので接触片39がアース棒1から逃げる方向に移動し、接触片39によるアース板30への押しつけ力を低減して摩擦を抑えることができる。
立ち上げ片38は、変形し易さの観点から、板状であるとともに板面の1つが端部部材20の軸線に対向するように配置されることが好ましい。すなわち板面の1つがアース棒通し孔31a側に向けられていることが好ましい。
また、立ち上げ片38が延びる方向としては、軸線に平行であることが好ましいが、これに限らず軸線に対して角度を有してもよい。例えば図3にθで表したように、基部31の板面の法線Nに対して立ち上げ片38が延びる方向Dの角度が±60°の範囲であることが好ましい(立ち上げ片38の接触片39側の端部が軸線から離隔する方向に傾く場合を+とし、その反対側に傾く場合を−とする。図3に表れている立ち上げ片38は0°)。
接触片39は、実際にアース棒1に接触する板状の片である。従って、接触片39はその一端が立ち上げ片38のうち基部31から離隔した側の端部に接続され、他端側が軸線に向けて(アース棒通し孔31a側に向けて)延びている。ここで接触片39の他端側は、端部部材20にアース棒1が挿入された姿勢(図8(b)参照)で、接触片39の一部がアース棒1に接触するようにアース棒1が移動する軌道上となる位置にまで延びている。
接触片39のうち軸線に近い側(立ち上げ片38から離隔した側)の端部の形状は本形態のように円弧状であってよいし、他の形態であってもよい。また、接触片39が延びる方向が軸線に直交する方向に対して成す角(基板31の面に平行な方向に対して成す角)は、本形態のように0°であることが好ましいが、これに対して傾いて延びてもよい。例えば図3にφで表したように、基板31に平行な方向Hに対して接触片39が延びる方向Sがなす角度が±60°の範囲であることが好ましい(接触片39の先端が基部31から離隔する方向に傾く場合を+とし、その反対側に傾く場合を−とする。)。
図5には変形例のアース板30’を示した。図5(a)は平面図、図5(b)は図5(a)にVb−Vbで示した点線に沿った断面図である。アース板30’では上記説明したアース板30と同じ構成のものについては同じ符号で表記して説明は省略する。
アース板30’では、アース板側接触手段34’において、アース板側接触部材36’がベース片を有しておらず、基部31から直接立ち上げ片38が立設している形態である。このような形態でもアース板30と同様の効果を奏するものとなる。
端部部材本体21とアース板30とが次のように組み合わされて端部部材20とされている。図6に図を示した。図6(a)は斜視図、図6(b)は図6(a)にVIb−VIbで示した線に沿った断面図、図6(c)は図6(a)にVIc−VIcで示した線に沿った断面図である。
図6(a)、図6(b)、図6(c)からわかるように、端部部材本体21の端面のうち、嵌合部24側の端面(感光体ドラム11には接しない面)を塞ぐようにアース板30の基部31が重ねられる。このとき、立ち上げ片38が端部部材本体21とは反対側に突出する向きとされる。
保持片32は、嵌合部24に沿って折り曲げられて配置される。そしてドラム側接触片33は、接触壁部23の方向に向けて延びるように嵌合部24の外面に沿って配置される。これにより図6(a)、図6(c)からわかるように、ドラム側接触片33の先端は、嵌合部24のうち感光体ドラム11の内面に接触する部位にまで延びて配置される。
図1に戻り、フタ部材40について説明する。フタ部材40は、感光体ドラム11の端部のうち、端部部材20が配置される側とは反対側の端部に装着される端部部材である。フタ部材40は、歯車部は備えられていないが端部部材の1つの形態である。従ってその材質は端部部材20と同様である。
フタ部材40は円盤状である軸受部40aと、該軸受部40aの一方の面から感光体ドラム11の内側に突出する嵌合部40b(図1に透視して破線で示している。)と、を備え、これらが同軸に形成されている。そしてフタ部材40では、嵌合部40bが感光体ドラム11の円筒内側に嵌合され、軸受部40aが感光体ドラム11の一端面を覆うように配置される。ここで軸受部40aは、このように感光体ドラム11の端面を覆う円板状であるとともに、感光体ドラムユニット10を軸線中心に回転させるために設けられた不図示の軸を受ける部位を具備する。
本形態では端部部材20にアース板30が配置された例を説明したが、フタ部材40側にアース板30が配置されてもよい。その場合であっても上記説明したものと同様のアース板を適用することができる。
感光体ドラムユニット10は、以上説明した各部材を例えば次のように組み合わせることにより作製される。図7には感光体ドラム11の一端側に端部部材20が装着された部位の軸線方向に沿った断面を表した。ここに表れる端部部材20の断面は図6(c)と同じ視点による断面である。
初めに、端部部材本体21にアース板30を取り付けて図6(a)に示した状態とする。次にこれを任意の圧入手段により、感光体ドラム11の一端側の開口部分から端部部材20の嵌合部24を差し込むように端部部材20を挿入する。その際、接触壁部23が感光体ドラム11の端面に接触するまで挿入する。圧入手段としては例えばエア、油圧、又は電気シリンダを用いることができる。そのときには圧入方向、端部部材の軸線、及び感光体ドラムの軸線を合わせて圧入を行うことで精度のよい組み付けをすることができる。これにより図7に示した姿勢となる。このとき、上記したようにアース板30のドラム側接触片33が嵌合部24と感光体ドラム11の内面との間に挟まれるようにして配置され、感光体ドラム11の内面に接触する。
以上のように、アース板30の少なくとも一部が端部部材本体21の嵌合部24の外周面と、感光体ドラム11の内面との間に挟まれて配置されることにより、端部部材20が感光体ドラム11に安定して保持される。また、当該挟まれた部分では感光体ドラム11とアース板30との密着性が高く、通電性の安定も図られる。
一方、フタ部材40は、感光体ドラム11の端部のうち、端部部材20が取り付けられた端部とは反対側に固定される。これには公知の方法を適用することができる。ただし、上記したようにフタ部材40についてもアース板30を配置することができる。すなわち、このときにはアース板30を通電は考慮しないフタ部材40の固定手段として用いてもよい。
次に、感光体ドラムユニット10に、装置本体側に配置されたアース棒1が挿入された場面における態様を説明する。図8に説明のための図を示した。図8(a)が感光体ドラムユニット10のうち端部部材20が配置された側を表した外観図、図8(b)が図8(a)と同じ部位による軸線方向断面図である。ここに表れる端部部材20の断面は図6(b)と同じ視点による断面である。
図8(a)、図8(b)からわかるように、装置本体側のアース棒1は端部部材本体21の円筒である内側を貫通し、他端側から突出するように延びる。このとき、アース棒1は端部部材本体21の孔21a及びアース板30のアース棒通し孔31aをそれぞれ貫通する。ここで、アース棒通し孔31aには上記のようにアース棒側接触手段34が設けられている。このアース棒側接触手段34では、実際にアース棒1に接触片39が接触するのでこれによりアース棒1とアース板30とが電気的に通じる。そして接触片39は、軸線方向に延びる立ち上げ片38により保持されているので、接触片39がアース棒1に接触する際には、図8(b)に矢印VIIIbに示したように軸線から離隔する方向に反るように変形する。このような変形によれば接触片39がアース棒1を押圧する力を抑制することができる。従って摩耗を減らすことが可能となる。
なお、アース棒1と接触片39との接触位置は、アース棒1の端部でもよいし、側面でもよい。ただし接触のしやすさから本形態のように側面であることが好ましい。
以上のような構成により感光体ドラム11、アース板30及びアース棒1が電気的に通じる。そして、アース板30によるアース棒1への負荷を減らすことができ、摩耗も抑制することが可能である。
図9はアース板10の端部部材20への取り付けに関して上記と異なる例を示したものである。図9は図8(b)と同じ視点による図である。この例では立ち上げ片38がアース棒1の挿入側に延びるように配置されており、その先端には同様に接触片39が設けられている。
この例によっても感光体ドラム11、アース板30及びアース棒1が電気的に通じるとともに、アース板30によるアース棒1への負荷を減らすことができ、摩耗も抑制することが可能である。
図10は第二の形態を説明する図であり、アース板130の断面を表している。図10は図3と同じ視点による図である。この形態ではアース板130のうち、アース棒側接触手段134のアース棒側接触部材136において上記アース棒側接触部材36と異なり、他の部分はアース板30と同様なので、ここでは同じ符号を付して説明を省略する。
アース棒側接触部材136では、ベース片137と立ち上げ片138との接続部、及び立ち上げ片138と接触片139との接続部が曲面で形成されており、いわゆるRが形成されている。
図11は第二の形態を説明する図であり、図11(a)はアース板230の平面図、図11(b)はアース板230を図11(a)の矢印XIbの方向から見た図である。図11(a)、図11(b)はそれぞれ図4(a)、図4(b)と同じ視点による。この形態ではアース板230のうち、アース棒側接触手段234のアース棒側接触部材236において上記アース棒側接触部材36と異なり、他の部分はアース板30と同様なので、ここでは同じ符号を付して説明を省略する。
アース棒側接触部材236では、ベース片237、立ち上げ片238、及び接触片239がそれぞれ2組、並べるように配置されている。
以上第二及び第三形態のアース板130、230によっても、アース板30と同様の効果を奏するものとなる。
10 感光体ドラムユニット
11 感光体ドラム
20 端部部材
21 端部部材本体
22 歯車部
23 接触壁部
24 嵌合部
30 アース板
31 基部
32 保持片
33 ドラム側接触片
34 アース棒側接触手段
35 孔
36 アース棒側接触部材
37 ベース片
38 立ち上げ片
39 接触片
40 フタ部材

Claims (5)

  1. 感光体ドラムの端部に取り付けられる端部部材に配置されるアース板であって、
    アース棒が挿入されるべき貫通孔であるアース棒通し孔が設けられた板状の基部と、
    前記基部に配置され前記アース棒に接触する手段であるアース棒側接触手段と、を有し、
    前記アース棒側接触手段は、
    前記基部の面に対して離隔する方向に延びる片である立ち上げ片と、
    前記立ち上げ片から該立ち上げ片のうち前記アース棒通し孔側となる方向に延びる片である接触片と、を備える、アース板。
  2. 前記立ち上げ片は、板状の部材であるベース板を介して前記基部に連結されている請求項1に記載のアース板。
  3. 前記立ち上げ片は、前記基部に直接連結されている請求項1に記載のアース板。
  4. 前記立ち上げ片が延びる方向が、前記基部の法線に対して±60°以内である請求項1乃至3のいずれかに記載のアース板。
  5. 前記接触片が延びる方向が前記基部の面に平行な方向に対して±60°以内である請求項1乃至4のいずれかに記載のアース板。
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