JP2016184002A - 感光体ドラムユニット、プロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【課題】プロセスカートリッジを変形させるなど不具合を生じることなく、感光体ドラムの回転方向の速度変動を抑制することができる感光体ドラムユニットを提供する。【解決手段】円筒状であり、外周の半径と内周の半径との差が0.68mm以下である感光体ドラム(11)と、感光体ドラムの軸線方向両端のそれぞれに配置される2つの端部部材(20、50)と、を有し、少なくとも一方の端部部材(20)は、弾性部材(45)を備えており、軸線方向に付勢されつつ伸縮可能とされている。【選択図】図3
Description
本発明は、レーザープリンタ、複写機等の画像形成装置に用いられる感光体ドラムユニット、及び該感光体ドラムドラムユニットを備えるプロセスカートリッジに関する。
レーザープリンタ、複写機等の画像形成装置には、該画像形成装置の本体(以下、「装置本体」と記載することがある。)に対して着脱可能にプロセスカートリッジが備えられている。
プロセスカートリッジは、装置本体に装着された姿勢で文字や図形等、表されるべき内容を形成し、これを紙等の記録媒体に転写する部材である。そのために、プロセスカートリッジには、転写する内容が形成される感光体ドラム、及び該感光体ドラムに対して転写すべき内容を形成するための帯電手段や現像手段等が具備されている。当該プロセスカートリッジが装着された画像形成装置により画像が形成される原理は公知の通りである。
プロセスカートリッジは、装置本体に装着された姿勢で文字や図形等、表されるべき内容を形成し、これを紙等の記録媒体に転写する部材である。そのために、プロセスカートリッジには、転写する内容が形成される感光体ドラム、及び該感光体ドラムに対して転写すべき内容を形成するための帯電手段や現像手段等が具備されている。当該プロセスカートリッジが装着された画像形成装置により画像が形成される原理は公知の通りである。
ここで、安定的に高品質の画像を得るためには、静電潜像上にトナーを付着させた感光体ドラムが、記録媒体の搬送速度に対し、常に一定の速度で回転することが望まれる。一方、感光体ドラムを回転方向に駆動する装置本体の駆動機構には、通常、バックラッシュが設けられること、また、感光体ドラムへのトナー供給を円滑にするため、現像ローラの外周面の線速度と、感光体ドラムの外周面の線速度と、に速度差を設ける場合があり、現像ローラに接触している感光体ドラムに回転トルクが加えられること等の要因により、感光体ドラムの回転速度が変動する場合がある。このような場合、記録媒体上に転写されたトナーに濃淡ができるため、いわゆるジッタと呼ばれるスジ状の画像ムラが発生することで、画像品質が損なわれる虞がある。
このような感光体ドラムの回転速度の変動を防止するために、感光体ドラムの定速回転を維持する構造が種々検討されてきた。そのうち、特許文献1〜3には、バネの弾性を利用し、感光体ドラムを回転軸に沿った方向に付勢することで感光体ドラムの回転速度の変動を抑制する機構が開示されている。
しかしながら、これら特許文献に記載の先行技術では、感光体ドラムの回転方向の速度変動を抑制するのに十分な付勢力を得られない場合があった。また、十分な付勢力を得るために弾性が高いバネを用いる必要があり、その結果、感光体ドラムが装着されるプロセスカートリッジを変形させることもあった。
そこで本発明は上記問題点に鑑み、プロセスカートリッジを変形させる等の不具合を生じることなく、感光体ドラムの回転方向の速度変動を抑制することができる感光体ドラムユニットを提供することを目的とする。またこれを備えるプロセスカートリッジを提供する。
以下、本発明について説明する。
請求項1に記載の発明は、円筒状であり、外周の半径と内周の半径との差が0.68mm以下である感光体ドラムと、感光体ドラムの軸線方向両端のそれぞれに配置される2つの端部部材と、を有し、少なくとも一方の端部部材は、弾性部材を備えており、軸線方向に付勢されつつ伸縮可能とされている、感光体ドラムユニットである。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の感光体ドラムユニットにおいて、感光体ドラムの外周の半径と内周の半径との差が0.55mm以下である。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の感光体ドラムユニットにおいて、感光体ドラムの基体表面の最大粗さRyが1.0μm以下であることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、筐体と、該筐体内に配置されて該筐体に保持される請求項1乃至3のいずれかに記載の感光体ドラムユニットと、を備えるプロセスカートリッジである。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のプロセスカートリッジにおいて、接触現像方式により現像する現像ローラを備えていることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項4又は5に記載のプロセスカートリッジにおいて、感光体ドラムのクリーニング機構としてのクリーニングブレードを備えていないことを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項4乃至6のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、感光体ドラムを正極性に帯電する帯電手段を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、感光体ドラムの回転速度を安定化させ、ジッタ等の画像ムラの発生を抑制することができる。また、感光体ドラムの回転軸方向に過剰な付勢力を付与することで発生する不具合(プロセスカートリッジの組み立ての困難、プロセスカートリッジの変形)を防止することもできる。
図1は1つの形態を説明する図で、プロセスカートリッジ3、及び該プロセスカートリッジ3を装着して使用する画像形成装置本体2(以下、「装置本体2」と記載することがある。)を有する画像形成装置1を模式的に示した斜視図である。プロセスカートリッジ3は、図1にC1で示した方向に移動させることにより装置本体2に装着し、及び離脱させることができる。
図2には、プロセスカートリッジ3の構造を模式的に表した。図2からわかるようにプロセスカートリッジ3は、筐体3aの内側に感光体ドラムユニット10(図3参照)、スコロトロン4、現像ローラ5、及び規制部材6を内包している。プロセスカートリッジ3を装置本体2に装着した姿勢で、紙等の記録媒体が図2にC2で示した線に沿って移動することにより、当該記録媒体に画像が転写される。
また、プロセスカートリッジ3の装置本体2への着脱は概ね次のように行われる。プロセスカートリッジ3に備えられる感光体ドラムユニット10は、装置本体2から回転駆動力を受けて回転することから、少なくとも作動時には装置本体2の駆動軸と感光体ドラムユニット10の駆動側端部部材50とが係合している。
以下、各構成について説明する。
以下、各構成について説明する。
上記のようにプロセスカートリッジ3には、スコロトロン4、現像ローラ5、規制部材6、及び感光体ドラムユニット10が備えられ、これらが筐体3aの内側に内包されている。それぞれは次のようなものである。
スコロトロン4は帯電手段であるコロナ放電発生器の1つであり、これにより感光体ドラムユニット10の感光体ドラム11を正極性に帯電させる。
現像ローラ5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5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。本形態では接触現像方式による現像ローラが用いられている。
規制部材6は、上記した現像ローラ5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。
なお、本形態では感光体ドラムのクリーニング機構としてのクリーニングブレードを備えていない。
現像ローラ5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5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。本形態では接触現像方式による現像ローラが用いられている。
規制部材6は、上記した現像ローラ5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。
なお、本形態では感光体ドラムのクリーニング機構としてのクリーニングブレードを備えていない。
図3は感光体ドラムユニット10の外観斜視図である。図3(a)は駆動側端部部材50を手前に表した感光体ドラムユニット10の外観斜視図、図3(b)は非駆動側端部部材20を手前に表した感光体ドラムユニット10の外観斜視図である。図3(a)、図3(b)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、一方の端部部材である非駆動側端部部材20、及び他方の端部部材である駆動側端部部材50を備えている。
感光体ドラム11は、円筒状である基体の外周面に感光層を被覆した部材である。当該感光層に、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。
基体はアルミニウム、又はアルミニウム合金による導電性材料が円筒形状に形成されたものである。基体に用いられるアルミニウム合金の種類は特に限定されるものではないが、感光体ドラムの基体として用いられることが多いJIS規格(JIS H 4140)で定められる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。
基体表面の粗さは、特に限定されるものではないが、JIS B 0601―1994に準拠した方法により測定した最大高さRyが、1.2μm以下であることが望ましく、1.0μm以下であることがより好ましい。これは、Ryが過剰に大きい場合、基体表面の凹凸形状に起因する画像ムラが発生する懸念があるためである。
また、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。
基体は、切削加工、押し出し加工、引き抜き加工等により円筒形状を形成することで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を作製することが可能である。
基体はアルミニウム、又はアルミニウム合金による導電性材料が円筒形状に形成されたものである。基体に用いられるアルミニウム合金の種類は特に限定されるものではないが、感光体ドラムの基体として用いられることが多いJIS規格(JIS H 4140)で定められる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。
基体表面の粗さは、特に限定されるものではないが、JIS B 0601―1994に準拠した方法により測定した最大高さRyが、1.2μm以下であることが望ましく、1.0μm以下であることがより好ましい。これは、Ryが過剰に大きい場合、基体表面の凹凸形状に起因する画像ムラが発生する懸念があるためである。
また、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。
基体は、切削加工、押し出し加工、引き抜き加工等により円筒形状を形成することで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を作製することが可能である。
本発明では、感光体ドラムの外周側の直径(外径)と内周側の直径(内径)との差が1.36mm以下、外周の半径と内周の半径との差が0.68mm以下とする。これは、感光体ドラムの端部から感光体ドラムの軸線方向に向けて、感光体ドラムの中央側に10mm移動した位置おける値とする。ただし、感光体ドラムの端部にインロー加工部が設けられている場合は、インロー加工部の、感光体ドラムの軸方向の中央側終点を起点として感光体ドラムの中央側に10mm移動した位置における値とする。
感光体ドラムの外径と内径の差を上記範囲とすることにより、感光体ドラムの慣性が小さくなるため、画像形成装置内における感光体ドラムの回転速度変動が素早く減衰して、ジッタ等の画像ムラを防止できると推測される。
基体の機械的強度を確保する観点から、外周の半径と内周の半径の差は、0.30mm以上であることが好ましく、0.40mm以上であることがより好ましい。これにより、非駆動側端部部材20と併せて用いられることで、感光体ドラムの回転速度を安定化させ、ジッタ等の画像ムラを抑制することができる。このとき非駆動側端部部材20において軸線方向に沿った方向への過剰な付勢力を付与する必要がなく、プロセスカートリッジの変形やプロセスカートリッジの組み立て難さを防止することができる。
感光体ドラムの外径と内径の差を上記範囲とすることにより、感光体ドラムの慣性が小さくなるため、画像形成装置内における感光体ドラムの回転速度変動が素早く減衰して、ジッタ等の画像ムラを防止できると推測される。
基体の機械的強度を確保する観点から、外周の半径と内周の半径の差は、0.30mm以上であることが好ましく、0.40mm以上であることがより好ましい。これにより、非駆動側端部部材20と併せて用いられることで、感光体ドラムの回転速度を安定化させ、ジッタ等の画像ムラを抑制することができる。このとき非駆動側端部部材20において軸線方向に沿った方向への過剰な付勢力を付与する必要がなく、プロセスカートリッジの変形やプロセスカートリッジの組み立て難さを防止することができる。
また、このとき、感光体ドラムの外径は40mm以下であることが好ましい。これは、感光体ドラムの外径が40mmより大きくなると、感光体ドラムの外径と内径との差を小さくしたことにより機械的強度が低下し、変形しやすくなる懸念が増大するためである。機械的強度の観点から、当該外径は30mm以下がより好ましい。さらに、20mm以下とすると、感光体ドラム外径に対する、外径と内径の差の比がより小さくなり、機械的強度の観点から有利である。また、装置の小型化の観点からも40mm以下であることが好ましく、30mm以下がより好ましい。
また、感光体ドラムの外径は、10mm以上であることが好ましく、16mm以上であることがより好ましい。感光体ドラム外周が10mmより小さくなると、帯電部材、現像部材等の周辺部材を配置する空間が十分に確保できない不具合がある。また、周辺部材同士が接近しすぎることにより、互いに電気的に干渉する懸念がある。
また、感光体ドラムの外径は、10mm以上であることが好ましく、16mm以上であることがより好ましい。感光体ドラム外周が10mmより小さくなると、帯電部材、現像部材等の周辺部材を配置する空間が十分に確保できない不具合がある。また、周辺部材同士が接近しすぎることにより、互いに電気的に干渉する懸念がある。
感光体ドラム11の一端には該感光体ドラム11をその軸線中心に回転させるために一組の端部部材が取り付けられる。一方の端部部材が非駆動側端部部材20、他方の端部部材が駆動側端部部材50である。
非駆動側端部部材20は感光体ドラム11の軸線方向端部のうち、装置本体2の駆動軸が係合しない側の端部に配置される端部部材である。図4には非駆動側端部部材20の正面図、図5には非駆動側端部部材20の軸線に沿った方向の断面図、図6には非駆動側端部部材20の分解斜視図、図7には非駆動側端部部材20の分解断面図を表した。
これら図からわかるように、非駆動側端部部材20は、フランジ部材21、キャップ部材31、弾性部材45、及びアース板40を有して構成されている。本形態では非駆動側端部部材20にアース板40が設けられている。これに対して駆動側端部部材50にアース板が配置されてもよい。
これら図からわかるように、非駆動側端部部材20は、フランジ部材21、キャップ部材31、弾性部材45、及びアース板40を有して構成されている。本形態では非駆動側端部部材20にアース板40が設けられている。これに対して駆動側端部部材50にアース板が配置されてもよい。
フランジ部材21は、図4〜図7よりわかるように円筒状である外管部22を備えるとともに、外管部22の内側に該外管部22と同軸の円筒状である内管部23が配置されている。従ってフランジ部材21は二重管構造である。ただし、外管部22の一端と内管部23の一端との間には底部24が設けられておりその少なくとも一部が塞がれている。この底部24により内管部23が外管部22の内側に保持されている。
外管部22の端部のうち、底部24とは反対側の端部には外管部22の外周面から立設するように設けられたリング状の接触壁25が設けられている。接触壁25には図3(a)、図3(b)からわかるように、非駆動側端部部材20を感光体ドラム11に装着した姿勢で、感光体ドラム11の端面が突き当たるように接触する。これにより非駆動側端部部材20の感光体ドラム11への挿入深さが規制される。
外管部22の端部のうち、底部24側、すなわち接触壁25が設けられる側とは反対側は感光体ドラム11の内側に挿入され、接着剤により感光体ドラム11の内面に固定される嵌合部として機能する。これにより非駆動側端部部材20が感光体ドラム11の端部に固定される。従って、外管部22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。
嵌合部として機能する部位には、外周面に溝22aが形成されてもよい。これにより当該溝22aに接着剤が充填され、アンカー効果等により非駆動側端部部材20と感光体ドラム11との接着性が向上する。
嵌合部として機能する部位には、外周面に溝22aが形成されてもよい。これにより当該溝22aに接着剤が充填され、アンカー効果等により非駆動側端部部材20と感光体ドラム11との接着性が向上する。
また内管部23の外面(外管部22の内面に対向する面)には、該外面から突出するようにキャップ部材係合手段26が設けられている。キャップ部材係合手段26は、後述するキャップ部材31をフランジ部材21に保持する手段である。ただし、キャップ部材係合手段26は、キャップ部材31がフランジ部材21から外れてしまうことを規制する一方で、キャップ部材31がフランジ部材21に対して軸線に沿った方向に移動することは規制しないように構成されている。
このように規制をすることができればキャップ部材係合手段26の形態は特に限定されることはない。この1例として図5、図7に表れた本形態のように底部24側に向けて返しを具備する鉤状の突起を挙げることができる。なお、本形態では底部24に穴24aが設けられており、この位置はキャップ部材係合手段26に対応している。これによりキャップ部材係合手段26を含めてフランジ部材21を射出成型により一体で作製することができる。
このように規制をすることができればキャップ部材係合手段26の形態は特に限定されることはない。この1例として図5、図7に表れた本形態のように底部24側に向けて返しを具備する鉤状の突起を挙げることができる。なお、本形態では底部24に穴24aが設けられており、この位置はキャップ部材係合手段26に対応している。これによりキャップ部材係合手段26を含めてフランジ部材21を射出成型により一体で作製することができる。
また内管部23の円筒状である内側には、プロセスカートリッジ3の筐体3aの内面に設けられた支持軸部材が挿入される。従って内管部23の穴は軸受として機能できるような大きさで形成されている。
さらにフランジ部材21には、底24の面のうち、キャップ部材係合手段26が配置される側とは反対側からピン27が立設されている。ピン27はアース板40を貫通することによりアース板40をフランジ部材21に固定する。
キャップ部材31は、図4〜図7よりわかるように一方の端部に底部32を有する円筒状の部材である。底部32には、キャップ部材31の円筒軸を中心とした円形の穴32aが設けられている。この穴32aはプロセスカートリッジ3の筐体3aの内面に設けられた支持軸部材が挿入されとともに、その内側にフランジ部材21の内管部23が挿入される。
キャップ部材31の外周部は、底部32側の端部で広く拡張された拡張部32bが設けられており、それ以外はフランジ部材21の外管部22内に納めることができるように形成されている。すなわち、拡張部32b以外の部分でキャップ部材31の外径はフランジ部材21の外管部22の内径よりも小さくされている。
またキャップ部材31の内側には、底部32から軸線方向に平行な方向に立設するようにフランジ部材係合手段33が設けられている。フランジ部材係合手段33は、上記したキャップ部材係合手段26に係合してキャップ部材31をフランジ部材21に保持する手段である。上記したように、フランジ部材係合手段33はキャップ部材係合手段26と相まって、キャップ部材31がフランジ部材21から外れてしまうことを規制する一方、キャップ部材31がフランジ部材21に対して軸線方向に沿って移動することは規制しないように構成されている。
従ってフランジ部材係合手段33は、キャップ部材係合手段26に対応する位置に配置されており、キャップ部材31の底部32の穴32aの縁から立設するように所定の間隔で配置される。フランジ部材係合手段33は上記のように作用すればその形態は特に限定されない。この1例として図7からもわかるようにキャップ部材係合手段26に対応して返しを具備する鉤状の突起を挙げることができる。
従ってフランジ部材係合手段33は、キャップ部材係合手段26に対応する位置に配置されており、キャップ部材31の底部32の穴32aの縁から立設するように所定の間隔で配置される。フランジ部材係合手段33は上記のように作用すればその形態は特に限定されない。この1例として図7からもわかるようにキャップ部材係合手段26に対応して返しを具備する鉤状の突起を挙げることができる。
弾性部材45は、フランジ部材21とキャップ部材31とが組み合わされたときに両者を離隔する方向に付勢をする手段である。弾性部材45の具体的な形態は特に限定されることはないが、いわゆる弦巻ばねを用いることができる。このときには図5に表れているようにその内側に全てのフランジ部材係合手段33及び内管部23が挿入できる内径を有し、キャップ部材31及び外管部22の内側に収まる外径を具備する弦巻ばねを用いることができる。
アース板40は、導電性を有する円板状の部材である。図8にアース板40の斜視図を示した。その外周部から感光体ドラム11の内面に接するように突出部41が形成されている。また、アース板40の中央には後述するようにプロセスカートリッジ3の支持軸部材に接触する接触片42が設けられている。すなわちそのアース板40は公知のアース板と同様であり、そのための構造は特に限定されることなく公知の形状を適用することができる。
以上のようなフランジ部材21、キャップ部材31、弾性部材45及びアース板40は例えば次のように組み合わされて非駆動側端部部材20とされている。図4、図5に示した姿勢により説明する。
フランジ部材21のうち底部24とは反対側の端部(すなわち開口端)と、キャップ部材31のうち底部32とは反対側の端部(すなわち開口端)と、を向かい合わせる向きで、フランジ部材21の内側にキャップ部材31が挿入されている。従って、非駆動側端部部材20では、底部24が現れ、その反対側には底部32が現れる。
フランジ部材21のうち底部24とは反対側の端部(すなわち開口端)と、キャップ部材31のうち底部32とは反対側の端部(すなわち開口端)と、を向かい合わせる向きで、フランジ部材21の内側にキャップ部材31が挿入されている。従って、非駆動側端部部材20では、底部24が現れ、その反対側には底部32が現れる。
そして、その際には図5に示したように、弾性部材45がフランジ部材21とキャップ部材31との間に挟まれる。具体的には、弾性部材45の付勢方向一端が底部24に、他端が底部32に接触して配置される。弾性部材45が弦巻ばねの場合には、その内側に内管部23、フランジ部材係合手段33が挿入されている。
これにより弾性部材45がフランジ部材21とキャップ部材31とを離隔する方向に付勢し、フランジ部材21からキャップ部材31の底部32側端部が突出するように構成されている。
これにより弾性部材45がフランジ部材21とキャップ部材31とを離隔する方向に付勢し、フランジ部材21からキャップ部材31の底部32側端部が突出するように構成されている。
一方、図5からわかるように、フランジ部材21からキャップ部材31が大きく突出する位置で、キャップ部材係合手段26とフランジ部材係合手段33とが係合してこれ以上、フランジ部材21とキャップ部材31とが離隔する方向に移動することを規制している。これにより、フランジ部材21からキャップ部材31が抜け出てしまうことを防止することができる。
以上より、図4、図5に示したように、キャップ部材31の一部が、付勢された状態でフランジ部材21から突出した姿勢を維持することができる。
以上より、図4、図5に示したように、キャップ部材31の一部が、付勢された状態でフランジ部材21から突出した姿勢を維持することができる。
そしてアース板40はフランジ部材21の底部24の外側に重なるように配置され、ピン27が突き抜けるようにしてフランジ部材21に固定される。
ここでキャップ部材係合手段26及びフランジ部材係合手段33は、図4、図5に示した姿勢以上にキャップ部材31がフランジ部材21から離れる方向以外には軸線に沿った方向への移動を規制していない。従って図5に示した姿勢から、底部24及び/又は底部32をこれらが近づくように弾性部材45の付勢力に抗して押圧すると、フランジ部材21、キャップ部材31は近づくように軸線方向に平行な方向に相対的に移動することができる。図9に説明のための図を示した。図9は図5と同じ視点による断面図である。このように、キャップ部材31がフランジ部材21の内側にさらに深く入り込む態様で両者は相対的に軸線方向に平行な方向に移動することができる。これにより、非駆動側端部部材20の軸線方向長さが変化し、例えば図5の姿勢でT1である長さが、図9の姿勢では、T1より短いT2となる。
フランジ部材21、キャップ部材31は、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。従って、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、耐油性、耐グリース性に優れ、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系樹脂を用いることが好ましい。
また強度を高める観点から、ガラス繊維、炭素繊維等を充填してもよい。
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系樹脂を用いることが好ましい。
また強度を高める観点から、ガラス繊維、炭素繊維等を充填してもよい。
なお、フランジ部材21とキャップ部材31とを異なる材料で構成してもよい。フランジ部材21とキャップ部材31とは伸縮時に互いに摺動するが、両者を同種の材料で形成すると当該伸縮時に異音を発生することがある。これに対して両者を異なる種類の樹脂で構成することによりこれを防止できる。
以上のような非駆動側端部部材20に対して上記した感光体ドラム11を適用することにより、感光体ドラムの回転速度を安定化させ、ジッタ等の画像ムラを抑制することができる。このとき非駆動側端部部材20において軸線方向に沿った方向への過剰な付勢力を付与する必要がなく、プロセスカートリッジの変形も防止することができる。
図3に戻り駆動側端部部材50について説明する。駆動側端部部材50は感光体ドラム11の軸線に沿った方向の端部のうち、非駆動側端部部材20とは反対側で、装置本体2の駆動軸が係合する側の端部に配置される端部部材である。図10には駆動側端部部材50の外観斜視図を示した。
駆動側端部部材50は、図9からわかるように、筒状体であり、その外周部には、接触壁51、嵌合部52、及び歯車部53が設けられ、その内側には装置本体の駆動軸との連結部54を備えている。
接触壁51は、筒状体である駆動側端部部材50の外周面の一部から立設する部位であり、ここが感光体ドラム11の端面に接触して係止する。これにより駆動側端部部材50を感光体ドラム11に装着した姿勢における駆動軸側端部部材50の感光体ドラム11への挿入深さが規制される。
接触壁51は、筒状体である駆動側端部部材50の外周面の一部から立設する部位であり、ここが感光体ドラム11の端面に接触して係止する。これにより駆動側端部部材50を感光体ドラム11に装着した姿勢における駆動軸側端部部材50の感光体ドラム11への挿入深さが規制される。
接触壁51を挟んで一方側が感光体ドラム11の内側に挿入される嵌合部52となっている。嵌合部52が感光体ドラム11の内側に挿入され、接着剤により感光体ドラム11の内面に固定される。これにより駆動側端部部材50が感光体ドラム11の端部に固定される。従って、嵌合部52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。
嵌合部52には外周面に溝52aが形成されてもよい。これにより当該溝52aに接着剤が充填され、アンカー効果等により駆動側端部部材50と感光体ドラム11との接着性が向上する。
嵌合部52には外周面に溝52aが形成されてもよい。これにより当該溝52aに接着剤が充填され、アンカー効果等により駆動側端部部材50と感光体ドラム11との接着性が向上する。
接触壁51を挟んで嵌合部52とは反対側の外周面には歯車部53が形成されている。歯車部53は、感光体ドラムユニット10に回転力を伝達する歯車で、本形態では、はす歯歯車である。ただし歯車の種類は特に限定されることはなく、平歯車であってもよい。また歯車は必ずしも設けられている必要はない。
さらに筒状の内側には筐体3aの内面から延びる支持軸部材が係合する軸受54を有している。
以上説明した、感光体ドラム11のうち一方の端部に非駆動側端部部材20の外管部22を接触壁25に接触するまで挿入する。このとき、アース板40の突出部41が感光体ドラム11の内面に接触する。そして感光体ドラム11のうち他方の端部に、駆動側端部部材50の嵌合部52を接触壁51に接触するまで挿入して図3(a)、図3(b)のように感光体ドラムユニット10となる。
このような感光体ドラムユニット10を筐体3aに装着することによりプロセスカートリッジ3とすることができる。このとき、非駆動側端部部材20ではプロセスカートリッジ3の筐体3aの内面から延びる支持軸部材がキャップ部材31の底部32に設けられた穴32a、フランジ部材21の底部24に設けられた穴24aを貫通し、フランジ部材21の内管部23の内側に挿入される。これにより穴32a及び内管部23が軸受として機能し、感光体ドラムユニット10を回転可能に支持する。
一方、駆動側端部部材50もプロセスカートリッジ3の筐体3aの内面から延びる支持軸部材が軸受54に挿入され感光体ドラムユニット10を回転可能に支持する。
そしてプロセスカートリッジ3と装置本体2との位置関係において、装置ごとに若干の差異があっても、非駆動側端部部材20のキャップ部材31が伸縮できる範囲であれば、同じように作用するので、プロセスカートリッジ3自体、及びプロセスカートリッジ3と装置本体2との関係を規定するための寸法精度の条件を緩和することができる。
そしてプロセスカートリッジ3と装置本体2との位置関係において、装置ごとに若干の差異があっても、非駆動側端部部材20のキャップ部材31が伸縮できる範囲であれば、同じように作用するので、プロセスカートリッジ3自体、及びプロセスカートリッジ3と装置本体2との関係を規定するための寸法精度の条件を緩和することができる。
また、本発明では、非駆動側端部部材20を上記のように伸縮可能に構成するとともに、感光体ドラム11の外周の半径と内周の半径との差を0.68mm以下に抑えていることから、弾性部材45の弾性力を従来と同等にしても、感光体ドラム11の回転方向の速度変動を安定化させ、ジッタ等の画像ムラを抑制することができる。
以下実施例で本発明をさらに説明する。ただし本発明は実施例に限定されるものではない。
実施例1では、外周の半径と内周の半径との差が0.55mmの感光体ドラム(アルミニウム製の基体に感光層を塗布したもの)を準備した。この感光体ドラムの外径は23.6mmである。
この感光体ドラムの一端に上記した端部部材20を装着し、他端に端部部材50を装着して感光体ドラムユニットとした。このとき端部部材20の弾性部材45の弾性係数を3.7N/mm2とした。
この感光体ドラムの一端に上記した端部部材20を装着し、他端に端部部材50を装着して感光体ドラムユニットとした。このとき端部部材20の弾性部材45の弾性係数を3.7N/mm2とした。
実施例2では、外周の半径と内周の半径との差が0.65mmの感光体ドラムを準備した。この感光体ドラムの外径は23.8mmである。基体及び感光層の材料は実施例1と同じである。
この感光体ドラムの一端に上記した端部部材20を装着し、他端に端部部材50を装着して感光体ドラムユニットとした。このとき端部部材20の弾性部材45の弾性係数を3.7N/mm2とした。
この感光体ドラムの一端に上記した端部部材20を装着し、他端に端部部材50を装着して感光体ドラムユニットとした。このとき端部部材20の弾性部材45の弾性係数を3.7N/mm2とした。
比較例1では、外周の半径と内周の半径との差が0.75mmの感光体ドラムを準備した。この感光体ドラムの外径は24.0mmである。基体及び感光層の材料は実施例1と同じである。
この感光体ドラムの一端に上記した端部部材20を装着し、他端に端部部材50を装着して感光体ドラムユニットとした。このとき端部部材20の弾性部材45の弾性係数を3.7N/mm2とした。
この感光体ドラムの一端に上記した端部部材20を装着し、他端に端部部材50を装着して感光体ドラムユニットとした。このとき端部部材20の弾性部材45の弾性係数を3.7N/mm2とした。
比較例2では、外周の半径と内周の半径との差が0.85mmの感光体ドラムを準備した。この感光体ドラムの外径は24.2mmである。基体及び感光層の材料は実施例1と同じである。
この感光体ドラムの一端に上記した端部部材20を装着し、他端に端部部材50を装着して感光体ドラムユニットとした。このとき端部部材20の弾性部材45の弾性係数を3.7N/mm2とした。
この感光体ドラムの一端に上記した端部部材20を装着し、他端に端部部材50を装着して感光体ドラムユニットとした。このとき端部部材20の弾性部材45の弾性係数を3.7N/mm2とした。
比較例3では、外周の半径と内周の半径との差が0.75mmの感光体ドラムを準備した。この感光体ドラムの外径は24.0mmである。基体及び感光層の材料は実施例1と同じである。
この感光体ドラムの一端に上記した端部部材20を装着し、他端に端部部材50を装着して感光体ドラムユニットとした。このとき端部部材20の弾性部材45の弾性係数を5.5N/mm2とした。
この感光体ドラムの一端に上記した端部部材20を装着し、他端に端部部材50を装着して感光体ドラムユニットとした。このとき端部部材20の弾性部材45の弾性係数を5.5N/mm2とした。
以上のような実施例及び比較例にかかる感光体ドラムユニットに対して次のように試験を行った。すなわち、評価機として、モノクロレーザープリンター(Brother HL−1110)を使用し、各実施例及び各比較例においてハーフトーン画像を出力し、画像欠陥を目視観察した。画像上にジッタ(スジ状のムラ)が顕著に観察される場合を×、軽度に観察される場合を○、ほとんど観察されない場合を◎とした。また、感光体ドラムユニット装着後のカートリッジの変形の有無を目視観察した。
表1に条件の一部及び試験結果を示した。表1からわかるように実施例1、2ではジッタの発生が抑制されカートリッジの変形もなかった。
表1に条件の一部及び試験結果を示した。表1からわかるように実施例1、2ではジッタの発生が抑制されカートリッジの変形もなかった。
1 画像形成装置
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
20 端部部材(一方の端部部材、非駆動側端部部材)
21 フランジ部材
31 キャップ部材
40 アース板
45 弾性部材
50 端部部材(他方の端部部材、駆動側端部部材)
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
20 端部部材(一方の端部部材、非駆動側端部部材)
21 フランジ部材
31 キャップ部材
40 アース板
45 弾性部材
50 端部部材(他方の端部部材、駆動側端部部材)
Claims (7)
- 円筒状であり、外周の半径と内周の半径との差が0.68mm以下である感光体ドラムと、
前記感光体ドラムの軸線方向両端のそれぞれに配置される2つの端部部材と、を有し、
少なくとも一方の端部部材は、弾性部材を備えており、前記軸線方向に付勢されつつ伸縮可能とされている、感光体ドラムユニット。 - 前記感光体ドラムの前記外周の半径と前記内周の半径との差が0.55mm以下である請求項1に記載の感光体ドラムユニット。
- 前記感光体ドラムの基体表面の最大粗さRyが1.0μm以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載の感光体ドラムユニット。
- 筐体と、該筐体内に配置されて該筐体に保持される請求項1乃至3のいずれかに記載の感光体ドラムユニットと、を備えるプロセスカートリッジ。
- 接触現像方式により現像する現像ローラを備えていることを特徴とする、請求項4に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記感光体ドラムのクリーニング機構としてのクリーニングブレードを備えていないことを特徴とする、請求項4又は5に記載のプロセスカートリッジ。
- 感光体ドラムを正極性に帯電する帯電手段を備えていることを特徴とする、請求項4乃至6のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
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2015
- 2015-03-25 JP JP2015062870A patent/JP2016184002A/ja active Pending
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