JP3205257U - 回転力伝達部材、感光体ドラムユニット、及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置本体と感光体ドラムとの導電性を適切に維持し、導電不良の発生を抑制することができる回転力伝達部材を提供する。【解決手段】感光体ドラムユニットの端部に配置され、回転力を伝達する回転力伝達部材１３であって、一端側に軸受部、及び他端側に感光体ドラム１１に挿入される嵌合部２３を具備する筒状の端部部材２０と、端部部材の筒状の軸に沿って延在して配置され、少なくとも一部に弾性的に変形する導電性材料を含む導電性の導電軸部材４０と、を備える。【選択図】図１１

Description

本考案は、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回転力伝達部材、該回転力伝達部材を備える感光体ドラムユニット、及び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、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手段（帯電手段や現像手段）が具備されている。

プロセスカートリッジは、メンテナンスのために同一のプロセスカートリッジを装置本体に対して着脱したり、新たなプロセスカートリッジに交換するために古いプロセスカートリッジを装置本体から離脱し、新しいプロセスカートリッジを装置本体に装着したりする。このようなプロセスカートリッジの着脱は、画像形成装置の使用者が自らできるものであり、かかる観点からできるだけ容易に行えることが望ましい。

ところで、プロセスカートリッジに含まれる感光体ドラムは、その作動時に回転をさせる必要がある。そこで感光体ドラムには、軸受部材が備えられ、この軸受部材が装置本体の回転駆動軸に直接又は他の部材を介して係合し、これにより感光体ドラムが駆動軸から回転力を受けて回転する。
一方、上記のようにプロセスカートリッジを装置本体に対して着脱させるためには、その都度装置本体の駆動軸と感光体ドラムに備えられた軸受部材との係合の解除（離脱）、及び再係合をさせる必要がある。

さらに、感光体ドラムは装置本体側から帯電ロールを介して電圧印加により帯電され、この帯電状態により形成されるべき画像を現像することから、画像を形成、転写するための各プロセスでは必要に応じて帯電及び除電が行われる。除電の際には感光体ドラムを装置本体側に導電してアースを取る。

特許文献１、２には、感光体ドラムを装置本体側に導電する手段（導電手段）としてアース板（板金プレート）を含む形態が開示されている。アース板は、感光体ドラムの内側に、該内側を塞ぐように配置され、その外周部の少なくとも一部が感光体ドラムの内周面に接するように形成された導電性の板状の部材である。

特許文献１では、フランジ（端部部材）を貫通して感光体ドラム内に挿入された装置本体から延びる導電性を有する軸がアース板の接触片に触れることにより導電が可能とされている。このとき接触片が板ばね状に弾性変形ができるように構成されている。

特許文献２では、アース板に電気的に接触した導電軸を端部部材に内包させ、当該導電軸が画像形成装置の導電性のピンに接触することにより導電が可能とされている。ここには装置本体と感光体ドラムの導電を安定化させるために、装置本体側の接点を回転と共に軸方向に移動させ、常に同一の接点と接触して導電不良が起こらないようにする技術が開示されている。

特許第３３５２６０９号公報 特開２０００−１１２２００号公報

しかしながら、特許文献１に記載のように装置本体側から延びる導電性を有する軸を直接アース板に挿入する技術では、感光体ドラムの着脱のたびにアース板に当該軸を抜き差しする必要があった。また、アース板に弾性部材の機能を含ませるとアース板自体の形状が複雑になり、精度に起因する導電不良を起こす懸念があった。また、アース板の場合、材質や材料への熱処理、アース板の形状によってその弾性特性を調節可能ではあるが、その弾性特性範囲に制限があった。仮に所望の弾性特性を見いだせるにしても、所望の弾性特性を得るためには試作や数値解析が必要で、設計に時間がかかってしまう。

一方、特許文献２に記載の技術によれば、装置本体と感光体ドラムとの直接の電気的な接点は軸状の部材同士の突き合わせなので、感光体ドラムの着脱に伴う接触及び離脱は簡易である。ところが、特許文献２に記載のような導電機構においては、装置本体側の接点の動きに対して、感光体ドラム側の接点を追従させる必要がある。しかしながら、特許文献２に記載された構成ではこのような追随は困難である。そして追随ができないと装置本体側の導電性のピンと感光体ドラム側の接点とが着いたり離れたりするため、周期的に導通が取れないことがある。また、装置本体側の導電性のピンのピストン運動によって、感光体ドラムもろとも押し返され、回転伝達カップリング（特許文献２では捩れた三角柱）の係合が外れて空転してしまう虞がある。

そこで本考案は上記問題点に鑑み、画像形成装置本体と感光体ドラムとの導電性を適切に維持し、導電不良の発生を抑制することができる回転力伝達部材を提供することを目的とする。また、この回転力伝達部材を備える感光体ドラムユニット、及びプロセスカートリッジを提供する。

以下、本考案について説明する。

請求項１に記載の考案は、感光体ドラムユニットの端部に配置され、回転力を伝達する回転力伝達部材であって、一端側に軸受部、及び他端側に感光体ドラムに挿入される嵌合部を具備する筒状の端部部材と、端部部材の筒状の軸に沿って延在して配置され、少なくとも一部に弾性的に変形する導電性材料を含む導電性の導電軸部材と、を備える、回転力伝達部材である。

請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の回転力伝達部材において、導電性材料が、コイルばね、導電性シート、金属製のブラシ、及び金属製のウールから選ばれる少なくとも１つである。

請求項３に記載の考案は、請求項１又は２に記載の回転力伝達部材において、導電軸部材の端部に軸受部側から接触可能に形成されている。

請求項４に記載の考案は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転力伝達部材において、端部部材のうち嵌合部側には導電性の板状部材であるアース板が配置されており、導電軸部材の端部が前記アース板に接触している。

請求項５に記載の考案は、請求項４に記載の回転力伝達部材において、導電軸部材の弾性的に変形する導電性材料がコイルばねを含み、アース板には穴が設けられ、アース板の穴にコイルばねが引っ掛けられている。

請求項６に記載の考案は、円筒状の感光体ドラムと、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転力伝達部材とを、有し、回転力伝達部材は、感光体ドラムの少なくとも一方の端部に嵌合部が挿入されることにより取り付けられている、感光体ドラムユニットである。

請求項７に記載の考案は、請求項６に記載の感光体ドラムユニットと、感光体ドラムユニットの感光体ドラムを帯電させる帯電ロールと、感光体ドラムに静電潜像を現像する現像ロールと、を備え、感光体ドラムユニット、帯電ロール、及び現像ロールを同じ筐体に保持して形成された、プロセスカートリッジである。

本考案によれば、装置本体からの回転駆動力を感光体ドラムに伝達するとともに、その際には、装置本体側のアース部材からの押圧力は、弾性的に変形する導電軸部材により吸収される。従って画像形成装置本体と感光体ドラムとの導電性を適切に維持し、導電不良の発生を抑制することができる。また、装置本体側からの押し返しに対しても当該吸収により、感光体ドラムもろとも押し返されることが防がれ、装置本体との係合が外れることも防止される。

画像形成装置１を説明する模式図である。 図２（ａ）は駆動軸５１の一端側を示す斜視図、図２（ｂ）は駆動軸５１の一端側を示す正面図である。 凹部５２の形状を説明する図である。 プロセスカートリッジ３の構造を概念的に示した図である。 感光体ドラムユニット１０の外観斜視図である。 回転力伝達部材１３の分解斜視図である。 図７（ａ）は端部部材２０の正面図、図７（ｂ）は端部部材２０の平面図である。 軸受部材３０の形状を説明する図である。 アース板４１の正面図である。 穴４３の形状を説明する図である。 感光体ドラムユニット１０の一端側の断面図である。 図１２（ａ）はコイルばね４０をアース板４１に取り付ける１つの場面を説明する図、図１２（ｂ）はコイルばね４０をアース板４１に取り付ける他の場面を説明する図である。 コイルばね４０をアース板４１に取り付ける他の場面を説明する図である。 コイルばね４０をアース板４１に取り付ける他の場面を説明する図である。 軸受部材３０と駆動軸５１の凹部５２との係合を説明する斜視図である。 軸受部材３０と駆動軸５１の凹部５２との係合を説明する正面図である。 回転力伝達部材１３と駆動軸５１との係合を説明する断面図である。 図１８（ａ）は軸受部材１３０を説明する図、図１８（ｂ）は軸受部材１３０’を説明する図である。 図１９（ａ）は軸受部材２３０を説明する図、図１９（ｂ）は軸受部材２３０’を説明する図である。 第二の形態にかかる回転力伝達部材１１３を説明する図である。 第三の形態にかかる回転力伝達部材２１３を説明する図である。 第四の形態にかかる回転力伝達部材３１３を説明する図である。 第五の形態にかかる回転力伝達部材４１３を説明する図である。 第六の形態にかかる回転力伝達部材５１３を説明する図である。

本考案の上記した作用及び利得は、次に説明する考案を実施するための形態から明らかにされる。以下本考案を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし本考案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Ｉ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。

装置本体２は、次に説明する駆動軸５１を有している。装置本体２のその他の部位については公知の構成を適用できる。

初めに装置本体２に備えられる駆動軸５１について説明する。図２には装置本体２に備えられ、感光体ドラムユニット１０（図５参照）に回転駆動力を与える駆動軸５１のうち、軸受部材３０（図６参照）に係合する側の端部を表した。図２（ａ）が斜視図、図２（ｂ）が正面図である。図２（ａ）、図２（ｂ）では、凹部５２の一部を透視して破線で示している。駆動軸５１の反対側の端部は装置本体２の駆動源に直接又は間接的に連結されている。また、図３には、図２（ｂ）と同じ視点による図で凹部５２の形状を説明する図を示した。

駆動軸５１の端部には、図２（ａ）、図２（ｂ）からわかるように、凹部５２が設けられている。凹部５２は、略正三角形の断面を有し、駆動軸５１の端面から軸方向の深さ方向に進むにつれて所定の角度で軸を中心にねじれるような形状を有する穴である。このねじれの方向は回転伝達方向によって時計回りでも反時計回りでもよい。
従って凹部５２は、駆動軸５１の端面に開口が形成され、開口から凹部５２の底面までの間において、その側壁で囲まれる所定の容積を定義することができる。

また駆動軸５１には、該駆動軸５１の回転軸に沿って導電性で棒状の本体側アース部材５３が配置されている。本体側アース部材５３の一端側は図２（ａ）、図２（ｂ）に表れているように凹部５２の底から立設するように突出している。一方、本体側アース部材５３の他端側は駆動軸５１の反対側端部から突出し、装置本体２のアース用の部材に接している。

凹部５２は図２（ｂ）からわかるように、凹部５２を軸方向正面から透視して見たとき、凹部５２の開口に形成されている三角形と、凹部５２の底に形成されている三角形とは軸を中心に回転した２つの三角形が重なっているように見える。このような形態から次のような特徴を定義する。

図３では凹部５２の開口に形成される三角形を符号Ａ、凹部５２の底に形成される三角形を符号Ｂで表す。ここで、図３の視点から凹部５２を見たとき、２つの三角形Ａ、Ｂで囲まれる内側には、頂点ｇ１乃至ｇ６とする六角形Ｃが形成される（六角形Ｃは図３に太線で示している。）。そして、六角形Ｃの外接円をＣ_ｏｈ、六角形Ｃの内接円をＣ_ｉｈとし、Ｃ_ｏｈの半径をｒ_１ｈ、Ｃ_ｉｈの半径をｒ_２ｈとする。
後述するように、半径ｒ_２ｈが軸受部材３０が有する形状と所定の関係を有することにより確実に回転力を伝達することができる。

次にプロセスカートリッジ３について説明する。図４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４からわかるようにプロセスカートリッジ３は、感光体ドラムユニット１０（図５参照）、帯電ローラ４、現像ローラ５、規制部材６、及びクリーニングブレード７を有している。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４にＩＶ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。

後で詳しく説明するが、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５１（図２参照）と感光体ドラムユニット１０の軸受部材３０（図６参照）とが係合している必要がある。併せて、その際には後述する構造により装置本体２と感光体ドラムユニット１０とは導電可能とされている。
一方、プロセスカートリッジ３の装置本体２への着脱時には、装置本体２の駆動軸５１と感光体ドラムユニット１０の軸受部材３０との係合は解除されている必要がある。このときには装置本体２と感光体ドラムユニット１０との導電も解除されている。
そこで、装置本体２の駆動軸５１は、その軸方向に移動が可能に構成されており、プロセスカートリッジ３の着脱時には駆動軸５１が感光体ドラムユニット１０の軸受部材３０から離脱した姿勢にある。一方、プロセスカートリッジ３が装置本体２に装着された後には、駆動軸５１が移動して感光体ドラムユニット１０の軸受部材３０に係合する。このときに装置本体２と感光体ドラムユニット１０との導電も併せて行われる。
このように、装置本体２の駆動軸５１と感光体ドラムユニットの軸受部材３０とは、適切な回転駆動力を伝達するとともに、円滑に係合離脱されることが好ましい。
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、帯電ローラ４、現像ローラ５、規制部材６、及びクリーニングブレード７、及び感光体ドラムユニット１０が備えられ、それぞれは次のようなものである。

帯電ローラ４は、装置本体２からの電圧印加により感光体ドラムユニット１０の感光体ドラム１１を帯電させる。これは、当該帯電ローラ４が感光体ドラム１１に追随して回転し、感光体ドラム１１の外周面に接触することにより行われる。
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。なお現像ローラ５には、固定磁石が内蔵されている。
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。
クリーニングブレード７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。

上記した各要素を用いて画像を形成するに際し、上記した帯電やこれを解除する除電が必要に応じて行われる。除電は感光体ドラム１１と装置本体２とを導電し、アースを取ることによって可能となる。

感光体ドラムユニット１０は、感光体ドラム１１を備え、ここに記録媒体に転写すべき文字や図形等が形成される。図５に感光体ドラムユニット１０の外観斜視図を示した。図５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、フタ材１２、及び回転力伝達部材１３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。
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て感光体ドラム１１を作製することが可能である。

感光体ドラム１１の一端には後述するように回転力伝達部材１３が取り付けられ、他端にはフタ材１２が配置されている。

フタ材１２は、樹脂により形成された部材で、感光体ドラム１１の円筒内側に嵌合される嵌合部と、感光体ドラム１１の一端面を覆うように配置される軸受部と、が同軸に組み合わされている。軸受部は、感光体ドラム１１の端面を覆う円板状であるとともに、装置本体側の軸を受ける部位を具備する。
なお、本形態ではフタ材の一例を表したがこれに限定されず、通常取り得る他の形態のフタ材を適用することも可能である。例えばフタ材に回転力伝達のための歯車が配置されてもよい。

回転力伝達部材１３は、感光体ドラム１１の端部のうち上記フタ材１２とは反対側の端部に取り付けられる部材であり、端部部材２０、及び導電部材を備えている。本形態で導電部材は、導電軸部材としてのコイルばね４０、及びアース板４１を有して構成されている。図６に回転力伝達部材１３の分解斜視図を示した。

端部部材２０は、感光体ドラム１１の端部に固定されて、上記した装置本体２の駆動軸５１からの駆動力を受けて感光体ドラム１１とともに回転する機能を有する部材であり、本体２１及び軸受部材３０を具備して構成されている。図７には端部部材２０の正面図及び平面図を表した。図７（ａ）は図６にＶＩＩａで示した方向から見た端部部材２０の正面図であり、図７（ｂ）は図６にＶＩＩｂで示した方向から見た端部部材２０の平面図である。

図５乃至図７からわかるように本形態では、本体２１と軸受部材３０とが一体に形成されることにより端部部材２０が構成されている。そして端部部材２０は、本体２１が感光体ドラム１１に装着され、本体２１に一体に設けられた軸受部材３０が装置本体２の駆動軸５１に係合して回転駆動力を受けることにより感光体ドラムユニット１０を回転させる。

本体２１は全体として筒状の部材で、その外周面の一部からは感光体ドラム１１の端面に接触して係止する接触壁２２が立設し、該接触壁２２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２３となっている。そして接触壁２２を挟んで他方側の本体２１の端面に、軸受部材３０が外側に突出するように設けられている。

接触壁２２は、本体２１の外周面の一部から立設するリング状の部材である。接触壁２２は、図５からわかるように（図１１も参照）、回転力伝達部材１３を感光体ドラム１１に装着した姿勢で、感光体ドラム１１の端面に接触するように配置される。これにより回転力伝達部材１３の感光体ドラム１１への挿入深さが規制される。

嵌合部２３は、本体２１のうち、接触壁２２を挟んで一方側の部位である。嵌合部２３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（図１１参照）。これにより回転力伝達部材１３が感光体ドラム１１の端部に固定される。従って、嵌合部２３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２３には、外周面に溝２３ａが形成されてもよい。これにより当該溝２３ａに接着剤が充填され、アンカー効果等により端部部材２０（回転力伝達部材１３）と感光体ドラム１１との接着性が向上する。

軸受部材３０は、装置本体２の駆動軸５１に設けられた凹部５２に係合し、駆動軸５１からの回転力を回転力伝達部材１３の端部部材２０に伝達する機能を有する部材である。また、プロセスカートリッジ３が装置本体２に着脱される際には、軸受部材３０は駆動軸５１の凹部５２から離脱するように構成されている。本形態の軸受部材３０は具体的には次のような形状を有している。

軸受部材３０は図７（ａ）、図７（ｂ）からわかるように、本体２１のうち嵌合部２３側とは反対の端面から軸方向に突出するように設けられた筒状体であり、軸方向に直交する断面で外周形状は六角形であるとともに内周形状は円形である。図８には図７（ａ）を拡大し、軸受部材３０の形状を説明する図を示した。軸受部材３０は上記のように図８の視点で六角形Ｄとなる形状を有する。ここで、六角形Ｄの外接円をＤ_ｏｇとしその半径をｒ_１ｇとする。そして図３で説明した凹部５２における六角形Ｃの内接円Ｃ_ｉｈの半径ｒ_２ｈと、当該六角形Ｄの外接円Ｄ_ｏｇの半径ｒ_１ｇとは、次の式（１）の関係を満たすことが好ましい。
ｒ_１ｇ−ｒ_２ｈ＞０ （１）

駆動軸５１の凹部５２と軸受部材３０とが式（１）のような関係を満たす形状を有することにより、駆動軸５１からの回転駆動力を空転することなく確実に軸受部材３０及び該軸受部材３０が具備される回転力伝達部材１３、そして感光体ドラム１１に伝達することができる。

また軸受部材３０は、軸方向にいわゆるねじれた形状でなく、アンダーカットとなる部位が存在しない。すなわち、軸受部材３０の根元側端部（本体２１側端部）から軸方向に軸受部材３０を見たときに（図８とは反対側である背面側から軸受部材３０を見たときに）、軸受部材３０の他の部位が見えない形状である。
これにより、軸受部材３０（端部部材２０）を形成する際に金型への材料の充填、及び離型性がよくなり、生産性が向上する。また、金型にスライドコア、コマ等の回転機構が不要になるので、金型自体の構成を簡素化することも可能となる。

さらに、軸受部材３０は、該軸受部材３０が係合する装置本体２の駆動軸５１に設けられた凹部５２の内容積に対して、軸受部材３０が挿入された体積の体積占有率Ｏ_Ｖが２０％以上７０％以下となるように形成されていることが好ましい。さらに好ましくは３０％以上７０％以下である。
ここで体積占有率Ｏ_Ｖは次のように求めることができる。すなわち、軸受部材３０のうち凹部５２に挿入された部位にかかる体積をＶ、凹部５２の容積をＷとすれば、次式（２）で体積占有率Ｏ_Ｖを求めることができる。
Ｏ_Ｖ＝（Ｖ／Ｗ）×１００％ （２）

体積占有率Ｏ_Ｖが２０％未満であると、軸受部材３０が凹部５２に係合せず空回りをする虞がある。また仮に係合しても回転トルクに耐えることができず係合部分が破壊する可能性がある。この場合には軸受部材３０に回転方向の剛性が不足し、軸がねじれてしまうことがあり、軸芯がずれて回転力の伝達精度の低下を招く虞もある。
一方、体積占有率Ｏ_Ｖが８０％を超えると軸受部材３０自体の強度は向上するが、凹部５２に係合したときに占有率が大きすぎ、係合離脱を円滑に行えない可能性がある。

ここで、本体２１、及び軸受部材３０は筒状体である内側には連通する１つの穴２０ａが形成され、軸方向に貫通している。穴２０ａの径は、上記した駆動軸５１の本体側アース部材５３の端部（図２参照）が挿入できる大きさとされている。

端部部材２０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。

図６に戻ってコイルばね４０について説明する。コイルばね４０は、導電手段を構成する１つの部材で、導電軸部材の一形態で弾性的に変形する導電性材料として機能する。具体的には本形態におけるコイルばね４０は一本の線材が螺旋状に巻かれるように形成された弦巻ばねである。コイルばね４０の外径は穴２０ａの径と同程度であり、コイルばね４０が後述するように穴２０ａの内側に挿入できるように構成されている。また、コイルばね４０は導電性の材料を含み、導電可能に形成されている。コイルばね４０は鋼や銅等の金属により形成されていることが好ましい。

アース板４１は導電手段を構成する１つの部材で、導電性を有する円板状の部材であり、その少なくとも一部が感光体ドラム１１の内面に接するように構成されている。すなわちその基本的な機能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。図９には、１つの例としてのアース板４１を正面から見た図を示した。またアース板４１は、図６にも斜視図で表れている。図６、図９からもわかるように、アース板４１は正面視で略円形である。本形態例ではアース板４１はその外周部に９０°の間隔で４つの接触爪４２が配置されている。図９からわかるように接触爪４２はその展開の姿勢で他の部位より径が大きく、外周から突出するように形成されている。この展開の姿勢における接触爪４２の部位を結ぶ円の径は感光体ドラム１１の内径よりも大きくされ、感光体ドラムユニット１０として組み立てられた際にはこの接触爪４２の突出した端部が曲がるようにして感光体ドラム１１の内面に接する（図６、図１１参照。）。

さらにアース板４１には、後述するようにコイルばね４０の一端側を引っ掛けることができる穴４３が設けられている。穴４３の形状はコイルばね４０の一端側を引っ掛けることができれば特に限定されることはないが、例えば図９に表した形状を挙げることができる。すなわち、アース板４１の中心から少し離隔した位置に、アース板４１の１つの直径線（Ｔ）上に中心を有する円形の穴４３ａ、及び、穴４３ａの端部から直径線（Ｔ）に平行に延びる直線状のスリット４３ｂが設けられている。
穴４３の形状は、コイルばね４０が具備する形状に対して、次のような関係を有していることが好ましい。図１０（ａ）には穴４３の各部位の寸法を記号で示し、図１０（ｂ）にはコイルばね４０の各部位の寸法を記号で表した。各記号の意味は次の通りである。
ｄ_１：穴４３ａの直径（ｍｍ）
Ｗ：スリット４３ｂの幅（ｍｍ）
Ｌ_１：穴４３ａの中心から、直径線Ｔに直交する直径線Ｓまでの距離（ｍｍ）
Ｌ_２：直径線Ｓからスリット４３ｂの端部までの距離（ｍｍ）
Ｌ_３：直径線Ｔとスリット４３ｂの最も遠い部位との距離（ｍｍ）
Ｄ_１：コイルばね４０の外径（ｍｍ）
Ｄ_２：コイルばね４０の線径（ｍｍ）

以上のような各寸法が次のような関係を有していることが好ましい。
ｄ_１≧Ｄ_１
Ｌ_１＝３・ｄ_１
Ｌ_２≒Ｄ_１／２
Ｌ_３≒Ｄ_１／２
Ｗ≒２・Ｄ_２
これらの関係を満たすことにより、コイルばね４０の端部を穴４３に引っ掛けて保持することが容易であるとともに、引っ掛けた後には離脱し難くすることが可能である。また、コイルばね４０を端部部材２０の軸線上に配置することができる。この取付方法は後で説明する。

上記した端部部材２０、コイルばね４０、及びアース板４１が組み合わされて回転力伝達部材１３とされる。そして、図５に示したように感光体ドラム１１の一端側にフタ材１２、他端側に回転力伝達部材１３が固定されて、感光体ドラムユニット１０となる。図１１には、感光体ドラムユニット１０の端部のうち、回転力伝達部材１３が配置された側の端部の軸方向に沿った断面図を示した。
図１１からわかるように、端部部材２０に形成された穴２０ａの内側にコイルばね４０が挿入されている。一方、端部部材２０の嵌合部２３の端面にはアース板４１がその面を重ねるように配置され、接着剤により固定されている。ここで、コイルばね４０の端部のうち嵌合部４０側に配置された端部は、アース板４１の上記穴４３によりアース板４１に引っ掛けられており、コイルばね４０がアース板４１に保持されている。

このようなコイルばね４０のアース板４１への引っ掛けは例えば次のように行われる。図１２乃至図１４に順を追った各場面における説明図を示した。
はじめに、図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示したように、コイルばね４０の一端側をアース板４１の穴４３ａに挿入する。そして図１２（ａ）に直線矢印で示したようにコイルばね４０をアース板４１の中心方向に向けて移動させる。これにより図４（ｂ）からもわかるように、アース板４１の一部が螺旋状に隣り合うコイルばね４０の線材間に配置される。
次に、図１３からわかるように、コイルばね４０をその軸を中心にして回転させる。コイルばね４０は螺旋状なので、この回転によりコイルばね４０は図１３に直線矢印で示したように進み、コイルばね４０の長手方向端部より内側でアース板４１に引っ掛かる。
その後、図１４（ａ）、図１４（ｂ）に直線矢印で示したように、コイルばね４０をアース板４１の中心に向けて移動させる。このときには、コイルばね４０の線材がスリット４３ｂ内を移動する。これにより図１１に示した姿勢になる。
以上のようにコイルばね４０をアース板４１に引っ掛ける構成とすれば、コイルばね４０とアース板４１とを容易に係合することができる。また、コイルばね４０を軸に沿って配置させることができる。

組み上げられた回転力伝達部材１３は、図１１からわかるように、嵌合部２３が感光体ドラム１１の内側に挿入されるように配置され、接着剤で固定される。このとき、アース板４１も感光体ドラム１１の内側に挿入され、接触爪４２が感光体ドラム１１の内面に接する。

図１５乃至図１７には、感光体ドラムユニット１０の回転力伝達部材１３と、装置本体２に具備される駆動軸５１の凹部５２と、が係合される態様について模式図を示した。図１５は軸受部材３０が凹部５２に係合される過程の様子を模式的に示した斜視図、図１６は軸受部材３０が凹部５２に係合された姿勢を示した正面図、図１７は軸受部材３０が凹部５２に係合された姿勢における軸方向に沿った断面図である。

図１５からわかるようにプロセスカートリッジ３が装置本体２に装着された後、駆動軸５１が軸方向に移動してその凹部５２の内側に軸受部材３０を挿入させる。そして挿入後は図１６に示したように、軸受部材３０の六角である外周面のうち少なくとも３つの面の一部又は全部が凹部５２の端面側の稜線に接し、軸周りの回転駆動力を伝達し得る姿勢で両者が係合する。
駆動軸５１と軸受部材３０とが係合すると、図１７からわかるように駆動軸５１、軸受部材３０、本体２１及び感光体ドラム１１は同軸となる。
また、軸受部材３０にはアンダーカット部位がないことから、凹部５２への係合時、及びこれとは反対に離脱するときにも円滑に行うことができる。

軸受部材３０が凹部５２に挿入されて係合すると、図１７に示したように本体側アース部材５３の端部が端部部材２０の穴２０ａに入り、コイルばね４０に接触しつつ押圧する。これにより装置本体２と感光体ドラム１１とが、コイルばね４０及びアース板４１を介して導電可能となる。
本形態では、弾性的に変形するコイルばね４０を介して本体側アース部材５３とアース板４１とが導電可能とされるので、本体側アース部材５３からの押圧力をコイルばね４０で吸収することができる。これによれば本体側アース部材５３の移動に対してコイルばね４０が追随して接点が維持されるので、装置本体と感光体ドラムとの導電性が適切に維持されて導電不良の発生を抑制することができる。また、本体側アース部材５３の移動によるピストン運動に対しても当該吸収により、感光体ドラムもろとも押し返されることがなく、軸受部材３０が凹部５２から外れることが防止される。なお、従来は本体側アース部材とアース板との間には軸が配置され、該軸は端部部材に圧入される等して一体化されていたので、本体側アース部材から押圧力を受けると感光体ドラムもろとも押し返され、感光体ドラムが装置本体から離脱してしまうことがあった。

次に以上説明した画像形成装置１の操作、及び動作について説明する。
装置本体２へのプロセスカートリッジ３の装着は、図１に示したようにプロセスカートリッジ３を所定のガイドに沿って装置本体２に挿入することにより行うことができる。このときには装置本体２の駆動軸５１はプロセスカートリッジ３の移動の軌道上から退避した姿勢にある。
プロセスカートリッジ３を装置本体２の所定の位置に収めた後、装置本体２のフタを閉鎖する動作と連動して、又は他の動作により駆動軸５１が図１５に示したようにプロセスカートリッジ３へ向かって移動し、図１６に示したように駆動軸５１の凹部５２内に軸受部材３０が挿入され、両者が同軸に係合する。これにより、装置本体２からの回転駆動力が軸受部材３０、端部部材２０及び感光体ドラム１１に伝達され同期して軸中心に回転することが可能となる。また、装置本体２からの回転駆動力は直接、又は他の部材を介してプロセスカートリッジ３に備えられる他の構成部材（例えば帯電ローラ４）にも伝達され、これらも回転可能となる。

このようにプロセスカーリッジ３が装着され、感光体ドラム１１等が回動可能となった姿勢で、画像形成装置を作動させる。記録媒体に所望の文字や図形を表す場合、装置本体２から回転駆動力が付加され、感光体ドラムユニット１０が回転し、感光体ドラム１１が帯電ローラ４により帯電される。
感光体ドラムユニット１０が回転している状態で、不図示の各種光学部材を用いて画像情報に対応したレーザー光を感光体ドラム１１に照射し、当該画像情報に基づいた静電潜像を得る。この潜像は現像ローラ５により現像される。
一方、紙等の記録媒体は、装置本体２の他の部位にセットされ、装置本体２に設けられた送り出しローラ、搬送ローラ等により転写位置に搬送され、図４の線ＩＶに沿って移動する。転写位置には転写手段１ａが配置されており、記録媒体の通過に伴い転写手段１ａに電圧が印加されて感光体ドラム１１から記録媒体に像が転写される。その後、記録媒体に熱及び圧力が加えられることにより当該像が記録媒体に定着する。そして排出ロール等により装置本体２から像が形成された記録媒体が排出される。
また、感光体ドラム１１では、次の画像に備え、クリーニングブレード７が感光体ドラム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。クリーニングブレード７により掻き取られた現像剤は公知のように排出される。

上記の過程を含み画像を形成するに際し、帯電に加え、これを解除する除電が必要に応じて行われる。すなわち、図１７に示したように、感光体ドラム１１、アース板４１、コイルばね４０、及び駆動軸５１の本体側アース部材５３が接することによりアースを取り、除電することが可能となる。そして除電時には感光体ドラム１１の感光体に除電光を照射することで感光体を導体化させ、電荷を感光体ドラム１１、アース板４１、コイルばね４０、及び本体側アース部材５３へと流してアースが行われる。除電のタイミングは公知の通りであるが、例えば静電潜像を得る際やクリーニングを行う前等を挙げることができる。

ここまで説明した軸受部材３０は例えば図７（ａ）に示したように、正面視でその輪郭が六角形であったが、軸受部材として回転力を伝達することができれば必ずしもかかる形状である必要はなく、他の形状も適用可能である。
図１８（ａ）は第一の変形例に含まれる軸受部材１３０を表した図で、上段が正面図、下段が斜視図である。図１８（ｂ）は第二の変形例に含まれる軸受部材１３０’を表した図で、上段が正面図、下段が斜視図である。
軸受部材１３０、１３０’は複数の部位により軸受部材を形成する例である。これによれば、回転力を伝達する面以外を除去することにより、軸受部材の凹部への不要な接触を回避することができる。

図１９（ａ）は第三の変形例に含まれる軸受部材２３０を表した図で、上段が正面図、下段が斜視図である。図１９（ｂ）は第四の変形例に含まれる軸受部材２３０’を表した図で、上段が正面図、下段が斜視図である。
軸受部材２３０、２３０’は軸受部材のエッジ部に面取り（テーパ）を設けた例である。これによっても、回転力を伝達する面以外を除去し、軸受部材の凹部への不要な接触を回避することができる。

図２０は第二の形態を説明する図であり、図１１に相当する図である。第二の形態では回転力伝達部材１１３を備え、ここには導電手段のうち、導電軸部材４０の代わりに導電軸部材１４０が備えられている。他の部位については第一の形態と同様なのでここでは説明を省略する。

本形態で導電軸部材１４０は、コイルばね１４１と導電軸１４２とを備えている。
コイルばね１４１は、上記したコイルばね４０より短い弦巻ばねであるが、これ以外はコイルばね４０と同様である。従って、コイルばね１４１は、弾性変形する導電性材料として機能し、端部部材２０の穴２０ａの内側に配置されるとともに、その一端はアース板４１に引っ掛けられている。
導電軸１４２は、導電性を有する棒状の部材であり、穴２０ａの内側に収まる太さを有するとともに、その一端がコイルばね１４１に接触し、他端が穴２０ａのうちアース板４１が配置された側とは反対側の開口部付近にまで達する長さとされている。導電軸１４２は銅や鋼等の金属で形成することができる。

ここで回転力伝達部材１１３には、導電軸１４２が不必要に装置本体側（図２０の紙面右側）に移動することを防止する目的で導電軸１４２が抜け出る方向への移動を所定の位置で規制する手段（抜け止め）が設けられてもよい。これには例えば穴２０ａの一部を狭くすることにより導電軸１４２の装置本体側端部が引っ掛かるように構成することが挙げられる。

なお、本形態ではアース板４１とコイルばね１４１との接続は第一の形態と同様としたが、これに限らず他の公知の方法による接続でもあってもよい。

本形態では、装置本体２に感光体ドラムユニット１０が装着された姿勢で、装置本体２の本体側アース部材５３が穴２０ａに挿入されて導電軸１４２に接触することになり、さらにコイルばね１４１、アース板４１、感光体ドラム１１の経路で導電する。
このような回転力伝達部材１１３によっても、コイルばね１４１の弾性的な変形により回転力伝達部材１３と同様に作用し、本体側アース部材５３の軸方向の移動に対してもこれを吸収することができ、同様の効果を奏するものとなる。

図２１は第三の形態を説明する図であり、図２０に相当する図である。第三の形態では回転力伝達部材２１３を備え、ここには導電手段のうち、導電軸部材１４０の代わりに導電軸部材２４０が備えられている。本形態では、端部部材２０の穴２０ａにおいて、導電軸部材１４０で説明した導電軸１４２の一端側がアース板２４１に接続され、導電軸１４２の他端側でアース板２４１とは反対側にコイルばね１４１が配置される形態である。本形態では導電軸１４２とコイルばね１４１とは、例えば溶接やカシメ等の公知方法で接合されている。

このときには導電軸１４２の一端がアース板２４１の中央に設けられた穴２４１ａを貫通するように配置される。このとき、導電軸１４２とアース板２４１との接触をより確実とするために接触片２４３が設けられることが好ましい。アース板２４１の外周部が接触爪４２により感光体ドラム１１の内周面に接触することはアース板４１と同様である。

本形態では、装置本体２に感光体ドラムユニット１０が装着された姿勢で、装置本体２の本体側アース部材５３は穴２０ａに挿入されてコイルばね１４１に接触することになり、さらに導電軸１４２、アース板２４１、感光体ドラム１１の経路で導電する。
このような回転力伝達部材２１３によっても、コイルばね１４１の弾性的な変形により回転力伝達部材１３と同様に作用し、本体側アース部材５３の軸方向の移動に対してもこれを吸収することができ、同様の効果を奏するものとなる。

図２２は第四の形態を説明する図であり、図２１に相当する図である。第四の形態では回転力伝達部材３１３を備え、ここには導電手段のうち、導電軸部材２４０の代わりに導電軸部材３４０が備えられている。そして本形態では導電軸部材２４０で説明したコイルばね１４１の代わりに、筒状に形成した導電性シート３４１が配置されている。

導電性シート３４１は、導電性を有するとともに弾性的に変形するシート状の部材を筒状に形成し、導電性材料として機能する。導電性シート３４１は、端部部材２０の穴２０ａ内に配置され、筒状である一方の端部は導電軸１４２のうち、アース板２４１とは反対側の端部に接触している。本形態では、導電軸１４２と導電性シート３４１とは、例えば導電性接着剤等の公知の方法により接合されている。一方、導電性シート３４１の筒状である他方の端部は端部部材２０の穴２０ａのうちアース板２４１とは反対側の開口部近傍にまで達するように延びている。
また、導電性シート３４１の筒状である内側の径は、本体側アース部材５３の外径より若干小さく形成されている。

本形態では、感光体ドラムユニット１０が装置本体２に装着されたときに、本体側アース部材５３が、穴２０ａに挿入されるとともに導電性シート３４１の内側にも挿入され、導電性シート３４１の内面に本体側アース部材５３の外周面が接触する。これによりさらに導電軸１４２、アース板２４１、感光体ドラム１１の経路で導電する。このとき、本体側アース部材５３は導電性シート３４１を弾性的に変形させつつ挿入されるので、良好な接触状態を得ることができる。このような導電性シート３４１は例えば導電性ゴム等により形成することができる。
このような回転力伝達部材３１３では、本体側アース部材５３が軸方向に移動したときでも、本体側アース部材５３は、導電性シート３４１の筒状の内面を弾性変形させつつ移動するのみであり、その先端は導電軸１４２には接しない。従って、本体側アース部材５３の軸方向の移動に対しても導電軸１４２への影響が小さくなり、上記した回転力伝達部材と同様の効果を奏するものとなる。

図２３は第五の形態を説明する図であり、図２２に相当する図である。第五の形態では回転力伝達部材４１３を備え、ここには導電手段のうち、導電軸部材３４０の代わりに導電軸部材４４０が備えられている。

導電軸部材４４０は、基部４４１及び接触部４４２を備えて構成されている。
基部４４１は、端部部材２０の穴２０ａの内面の少なくとも一部に配置され、軸方向に延び、その一端側がアース板２４１に接触し、他端側が穴２０ａのうちアース板２４１とは反対側の開口部近傍にまで達する導電性を有する部材である。
接触部４４２は、基部４４１から突出するように設けられた弾性的に変形する導電性材料として機能する金属ブラシ、又は金属ウールからなる部材であり、導電性を有している。
従って基部４４１と接触部４４２とが接し、基部４４１はアース板２４１に接触しており、これらが導電可能である。

ここで接触部４４２は、端部部材２０の穴２０ａに本体側アース部材５３が挿入されたときに、該本体側アース部材５３に十分接触するように穴２０ａの内側に突出している。従って、感光体ドラムユニット１０が装置本体２に装着されたときに、本体側アース部材５３が端部部材２０の穴２０ａに挿入された姿勢で、接触部４４２が本体側アース部材５３に接する。これによりさらに基部４４１、アース板２４１、感光体ドラム１１の経路で導電する。このとき、本体側アース部材５３は接触部４４２の金属ブラシや金属ウールを弾性的に変形させつつ挿入されるので、良好な接触状態を得ることができる。
このような回転力伝達部材４１３では、本体側アース部材５３が軸方向に移動したときでも、本体側アース部材５３は、接触部４４２を弾性変形させつつ移動するのみであり、その先端はアース板２４１には接しない。従って、本体側アース部材５３の軸方向の移動に対してもアース板２４１はほとんど影響を受けないので、上記した回転力伝達部材と同様の効果を奏するものとなる。

図２４は第六の形態を説明する図であり、図２３に相当する図である。第六の形態では回転力伝達部材５１３を備え、ここには導電手段のうち、導電軸部材４４０の代わりに導電軸部材５４０が備えられている。

導電軸部材５４０は、上記第五の形態で説明した導電軸部材４４０とアース板２４１との間に導電軸１４２を配置した例である。従って、導電軸部材５４０は、導電軸１４２、基部４４１及び接触部４４２を備えて構成されている。
導電軸１４２は上記説明した通りである。本形態では導電軸１４２は端部部材２０の穴２０ａの内側に配置されるとともにその一端がアース板２４１に接続されている。その他端側は、穴２０ａ内をアース板２４１とは反対側延び、開口部から所定の距離を残すように短く形成されている。
基部４４１は、端部部材２０の穴２０ａの内面の少なくとも一部に配置され、軸方向に延び、その一端側が導電軸１４２の上記他端に接触し、他端側が穴２０ａのうちアース板２４１が配置された側とは反対側の開口部近傍にまで達する。
接触部４４２は、基部４４１から突出するように設けられた弾性的に変形する金属ブラシ、又は金属ウールからなる部材であり、導電性を有している。
従って基部４４１と接触部４４２とが接し、基部４４１は導電軸１４２に接しており、さらに導電軸１４２はアース板２４１に接触しているので、これらは導電する。

ここで接触部４４２は、端部部材２０の穴２０ａに本体側アース部材５３が挿入されたときに、該本体側アース部材５３に十分接触するように穴２０ａの内側に突出している。従って、感光体ドラムユニット１０が装置本体２に装着されたときに、本体側アース部材５３が端部部材２０の穴２０ａに挿入された姿勢で、接触部４４２が本体側アース部材５３に接する。これによりさらに基部４４１、導電軸１４２、アース板２４１、感光体ドラム１１の経路で導電する。このとき、本体側アース部材５３は接触部４４２の金属ブラシや金属ウールを弾性的に変形させつつ挿入されるので、良好な接触状態を得ることができる。
このような回転力伝達部材５１３においても、本体側アース部材５３が軸方向に移動したときでも、本体側アース部材５３は、接触部４４２を弾性変形させつつ移動するのみであり、その先端は導電軸１４２には接しない。従って、本体側アース部材５３の軸方向の移動に対しても導電軸１４２はほとんど影響を受けず、上記した回転力伝達部材と同様の効果を奏するものとなる。

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
１３ 回転力伝達部材
２０ 端部部材
３０ 軸受部材
４０ コイルばね（導電手段、導電軸部材）
４１ アース板（導電手段）
５１ 駆動軸
５２ 凹部
５３ 本体側アース部材
１１３ 回転力伝達部材
１３０ 軸受部材
１４０ 導電軸部材
１３０’ 軸受部材
２１３ 回転力伝達部材
２３０ 軸受部材
２４０ 導電軸部材
２３０’ 軸受部材
３１３ 回転力伝達部材
３４０ 導電軸部材
４１３ 回転力伝達部材
４４０ 導電軸部材
５１３ 回転力伝達部材
５４０ 導電軸部材

Claims (7)

1. 感光体ドラムユニットの端部に配置され、回転力を伝達する回転力伝達部材であって、
   一端側に軸受部、及び他端側に感光体ドラムに挿入される嵌合部を具備する筒状の端部部材と、
   前記端部部材の筒状の軸に沿って延在して配置され、少なくとも一部に弾性的に変形する導電性材料を含む導電性の導電軸部材と、を備える、回転力伝達部材。
2. 前記導電性材料が、コイルばね、導電性シート、金属製のブラシ、及び金属製のウールから選ばれる少なくとも１つである、請求項１に記載の回転力伝達部材。
3. 前記導電軸部材の端部に前記軸受部側から接触可能に形成されている、請求項１又は２に記載の回転力伝達部材。
4. 前記端部部材のうち前記嵌合部側には導電性の板状部材であるアース板が配置されており、前記導電軸部材の端部が前記アース板に接触している、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転力伝達部材。
5. 前記導電軸部材の弾性的に変形する前記導電性材料がコイルばねを含み、
   前記アース板には穴が設けられ、
   前記アース板の前記穴に前記コイルばねが引っ掛けられている、請求項４に記載の回転力伝達部材。
6. 円筒状の感光体ドラムと、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転力伝達部材とを、有し、
   前記回転力伝達部材は、前記感光体ドラムの少なくとも一方の端部に前記嵌合部が挿入されることにより取り付けられている、感光体ドラムユニット。
7. 請求項６に記載の感光体ドラムユニットと、
   前記感光体ドラムユニットの前記感光体ドラムを帯電させる帯電ロールと、
   前記感光体ドラムに静電潜像を現像する現像ロールと、を備え、
   前記感光体ドラムユニット、前記帯電ロール、及び前記現像ロールを同じ筐体に保持して形成された、プロセスカートリッジ。

Images