JP4174380B2 - 電子写真感光体ドラム及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を採用する複写機やプリンタ等に使用される電子写真感光体ドラム及び前記電子写真感光体ドラムを用いたプロセスカートリッジに関するものである。
【０００２】
ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
【０００３】
また、プロセスカートリッジとは、プロセス手段としての帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。及び、プロセス手段としての帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つと電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に、少なくともプロセス手段としての現像手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。
【０００４】
【従来の技術】
従来、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、電子写真感光体ドラム及び前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱自在とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずユーザ自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができた。そこでこのプロセスカートリッジ方式は画像形成装置において広く用いられている。
【０００５】
このようなプロセスカートリッジにあたっては、感光体ドラムは表面に感光層を有する円筒状の導電基体の端部にフランジを固定して構成されている。前記円筒状の導電基体と前記フランジは、円筒の一部を内側に切り倒すかしめによって強度高く結合している。また、感光体ドラムはカートリッジ筐体の所定の位置に配設された軸受部で回動可能に支持された支持軸と一体的に回転可能となるよう軸支されている。支持軸の一端側には画像形成装置本体からの駆動を受けて感光体ドラムを回転させるための駆動伝達手段が設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術をさらに発展させたものである。
【０００７】
本発明の目的は、電子写真感光体ドラムの回転精度を向上させた電子写真感光体ドラム、及び、プロセスカートリッジを提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、電子写真感光体ドラムを回転可能に支持するための穴部の変形を抑えることのできる電子写真感光体ドラム、及び、プロセスカートリッジを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、フランジとシリンダとの抜け強度を向上させた電子写真感光体ドラム、及び、プロセスカートリッジを提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、フランジとシリンダとの回転強度を向上させた電子写真感光体ドラム、及び、プロセスカートリッジを提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、電子写真画像形成装置に用いられる、ドラム軸によって回転可能に支持された電子写真感光体ドラムにおいて、表面に電子写真感光体を有するシリンダと、前記シリンダの軸線方向の端部に設けられたフランジであって、前記シリンダと係合する外周部と、前記ドラム軸と嵌合する穴部と、前記ドラム軸と交差する方向において前記ドラム軸に設けられた固定ピンと係合する、半径方向に延びた溝であって、前記ドラム軸からの駆動力を受ける溝と、を有し、前記溝の延長線と前記外周部と交わる位置から、前記溝の延長線の両側方向に前記穴部の中心を通って前記溝に対して４５°の角度をなす線と前記外周部が交わる位置までの間の前記外周部で、前記穴部を挟んで対向する２箇所の位置において、前記シリンダの一部が前記半径方向において内側に曲げられて、前記シリンダがかしめられたフランジと、を有することを特徴とする電子写真感光体ドラムである。
【００２３】
また、前記目的を達成するための本発明の他の構成は、電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、（ｉ）カートリッジ枠体と、（ｉｉ）前記カートリッジ枠体に支持されたドラム軸と、（ｉｉｉ）表面に電子写真感光体を有するシリンダと、前記シリンダの軸線方向の端部に設けられたフランジであって、前記シリンダと係合する外周部と、前記ドラム軸と嵌合する穴部と、前記ドラム軸と交差する方向において前記ドラム軸に設けられた固定ピンと係合する、半径方向に延びた溝であって、前記ドラム軸からの駆動力を受ける溝と、を有し、前記溝の延長線と前記外周部と交わる位置から、前記溝の延長線の両側方向に前記穴部の中心を通って前記溝に対して４５°の角度をなす線と前記外周部が交わる位置までの間の前記外周部で、前記穴部を挟んで対向する２箇所の位置において、前記シリンダの一部が前記半径方向において内側に曲げられて、前記シリンダがかしめられたフランジと、を有する、前記ドラム軸によって回転可能に支持された電子写真感光体ドラムと、（ｉｖ）前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、を有することを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
［多色画像形成装置の全体構成］
まず多色画像形成装置の全体構成について、図１を参照して概要説明する。なお、図１は多色画像形成装置の一態様であるフルカラーレーザービームプリンタ１００の全体構成を示す縦断面図である。
【００３０】
同図に示す多色画像形成装置１００は、垂直方向に並設された４個の感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを備えている。感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光ドラム１表面を均一に帯電する帯電装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光ドラム１上の静電潜像を形成するスキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、感光ドラム１上のトナー像を転写材Ｓに転写させる静電転写装置５、転写後の感光ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）等が配設されている。
【００３１】
ここで、感光ドラム１と帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７を形成している。
以下、感光ドラム１から順に詳述する。
【００３２】
感光ドラム１は、例えば直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周表面に有機光導伝体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成したものである。感光ドラム１は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達されることにより、反時計回りに回転駆動される。
【００３３】
帯電装置２としては、接触帯電方式のものを使用することができる。帯電部材は、ローラ状に形成された導電性ローラである。このローラを感光ドラム１表面に当接させるとともに、このローラに帯電バイアス電圧を印加することにより、感光ドラム１表面を一様に帯電させるものである。
【００３４】
スキャナユニット３は、感光ドラム１の略水平方向に配置され、レーザーダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）に照射される。ポリゴンミラー９に反射した画像光は、結像レンズ１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）を介して帯電済みの感光ドラム１表面を選択的に露光して静電潜像を形成するように構成している。
【００３５】
現像装置４はそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを夫々収納したトナー容器４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）から構成されている。そして、トナー容器４１内のトナーを送り機構４２によってトナー供給ローラ４２へ送り込む。そして、さらに図示時計方向に回転するトナー供給ローラ４３及び現像ローラ４０の外周に圧接された現像ブレード４４によって図示時計方向に回転する現像ローラ４０の外周にトナーを塗布し、且つトナーに電荷を付与する。
【００３６】
そして潜像が形成された感光ドラム１と対向した現像ローラ４０に現像バイアスを印加することにより、潜像に応じて感光ドラム１上にトナー現像を行うものである。
【００３７】
すべての感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト１１が配設される。静電転写ベルト１１は１０１１〜１０１４Ω・ｃｍの体積固有抵抗を持たせた厚さ約１５０μｍのフィルム状部材で構成される。この静電転写ベルト１１は、垂直方向に４軸でローラに支持され、図中左側の外周面に転写材Ｓを静電吸着して上記感光ドラム１に転写材Ｓを接触させるべく循環移動する。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト１１により転写位置まで搬送され、感光ドラム１上のトナー像を転写される。
【００３８】
この静電転写ベルト１１の内部に当接し、４個の感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向した位置に転写ローラ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）が並設される。これら転写ローラ１２から正極性の電荷が静電転写ベルト１１を介して転写材Ｓに印可される。この電荷による電界により、感光ドラム１に接触中の用紙に、感光ドラム１上の負極性のトナー像が転写される。
【００３９】
静電転写ベルト１１は周長約７００ｍｍ、厚み１５０μｍのベルトであり、駆動ローラ１３、従動ローラ１４ａ、１４ｂ、テンションローラ１５の４本のローラにより掛け渡され、図の矢印方向に回転する。これにより、上述した静電転写ベルト１１が循環移動して転写材Ｓが従動ローラ１４ａ側から駆動ローラ１３側へ搬送される間にトナー像を転写される。
【００４０】
給紙部１６は、画像形成部に転写材Ｓを給紙搬送するものであり、複数枚の転写材Ｓが給紙カセット１７に収納されている。画像形成時には給紙ローラ１８（半月ローラ）、レジストローラ対１９が画像形成動作に応じて駆動回転し、給紙カセット１７内の転写材Ｓを１枚毎分離給送する。また、転写材Ｓ先端はレジストローラ対１９に突き当たり一旦停止し、ループを形成した後静電転写ベルト１１の回転と画像書出し位置の同期をとって、レジストローラ対１９によって静電転写ベルト１１へと給紙されていく。
【００４１】
定着部２０は、転写材Ｓに転写された複数色のトナー画像を定着させるものであり、回転する加熱ローラ２１ａと、これに圧接して転写材Ｓに熱及び圧力を与える加圧ローラ２１ｂとからなる。
【００４２】
すなわち、感光ドラム１上のトナー像を転写した転写材Ｓは定着部２０を通過する際に定着ローラ対２１で搬送されるとともに、定着ローラ対２１によって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色のトナー像が転写材Ｓ表面に定着される。
【００４３】
画像形成の動作としては、プロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが、印字タイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが、反時計回り方向に回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ７に対応するスキャナユニット３が順次駆動される。この駆動により、帯電ローラ２は感光ドラム１の周面に一様な電荷を付与する。そして、スキャナユニット３は、その感光ドラム１周面に画像信号に応じて露光を行って感光ドラム１周面上に静電潜像を形成する。現像装置４内の現像ローラ４０は、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光ドラム１周面上にトナー像を形成（現像）する。最上流の感光ドラム１周面上のトナー像の先端が、静電転写ベルト１１との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点に転写材Ｓの印字開始位置が一致するように、レジローラ対１９が回転を開始して転写材Ｓを静電転写ベルト１１へ給送する。
【００４４】
転写材Ｓは静電吸着ローラ２２と静電転写ベルト１１とによって挟み込むようにして静電転写ベルト１１の外周に圧接される。そして、静電転写ベルト１１と静電吸着ローラ２２との間に電圧を印加することにより、誘電体である転写材Ｓと静電転写ベルト１１の誘電体層に電荷を誘起し、転写材を静電転写ベルト１１の外周に静電吸着するようにしている。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト１１に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送される。
【００４５】
このように搬送されながら転写材Ｓは、各感光ドラム１と転写ローラ１２との間に形成される電界によって、各感光ドラム１のトナー像を順次転写される。４色のトナー像を転写された転写材Ｓは、ベルト駆動ローラ１３の曲率により静電転写ベルト１１から曲率分離され、定着部２０に搬入される。転写材Ｓは、定着部２０で上記トナー像を熱定着された後、排紙ローラ対２３によって、排紙部２４から画像面を下にした状態で本体外に排出される。
【００４６】
次に本発明を実施したプロセスカートリッジについて図２及び図３により詳細に説明する。図２及び図３はトナーを収納したプロセスカートリッジ７の主断面および斜視図を示している。なお、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各プロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは同一構成である。
【００４７】
プロセスカートリッジ７は、像担持体であるドラム状の電子写真感光体すなわち感光ドラム１と、帯電手段及びクリーニング手段を備えた感光ドラムユニット５０、及び感光ドラム１上の静電潜像を現像する現像手段を有する現像ユニット４に分かれている。
【００４８】
感光ドラムユニット５０は、感光ドラム１が軸受３１ａ、３２ｂ（ベアリング）を介してクリーニング枠体５１に回転自在に取り付けられている。感光ドラム１の周上には、感光ドラム１の表面を一様に帯電させるための一次帯電手段２、及び感光ドラム上に残った現像剤（トナー）を除去するためのクリーニングブレード６０が配置されている。そして、クリーニングブレード６０によって感光ドラム１表面から除去された残留トナーは、トナー送り機構５２によってクリーニング枠体後方に設けられた廃トナー室５３に順次送られる。そして図示後方の一方端に図示しない駆動モータの駆動力を伝達することにより、感光ドラム１を画像形成動作に応じて図示反時計回りに回転駆動させるようにしている。
【００４９】
現像ユニット４は、感光ドラム１と接触して矢印Ｙ方向に回転する現像ローラ４０、及びトナーが収容されたトナー容器４１と現像枠体４５とから構成される。現像ローラ４０は軸受部材を介して回転自在に現像枠体４５に支持され、また現像ローラ４０の周上には、現像ローラ４０と接触して矢印Ｚ方向に回転するトナー供給ローラ４３と現像ブレード４４がそれぞれ配置されている。さらにトナー容器４１内には収容されたトナーを攪拌するとともにトナー供給ローラ４３に搬送するためのトナー搬送機構４２が設けられている。
【００５０】
そして現像ユニット４は、現像ユニット４の両端に取り付けられた軸受部材４７、４８にそれぞれ設けられた支持軸４９を中心に、ピン４９ａによって現像ユニット４全体が感光ドラムユニット５０に対して揺動自在に支持された吊り構造となっている。そして、プロセスカートリッジ７単体（プリンタ本体に装着しない）状態においては、支持軸４９を中心に回転モーメントにより現像ローラ４０が感光ドラム１に接触するよう、加圧ばね５４によって現像ユニット４が常に付勢されている。さらに現像ユニット４のトナー容器４１は、現像ローラ４０を感光ドラム１から離間させる際にプリンタ本体１００の離間手段（後述）が当接するためのリブ４６が一体的に設けられている
【００５１】
現像時、トナー攪拌機構４２によって収納されたトナーがトナー供給ローラ４３へ搬送される。そして、矢印Ｙ方向に回転するトナー供給ローラ４３が、そのトナーを矢印Ｚ方向に回転する現像ローラ４０と摺擦することによって現像ローラ４０に供給して、トナーを現像ローラ４０上に担持させる。現像ローラ４０上に担持されたトナーは、現像ローラ４０の回転にともない現像ブレード４４のところに至る。そして、現像ブレード４４がトナーを規制して所望の帯電電荷量を付与するとともに、所定のトナー薄層に形成する。規制されたトナーは、現像ローラ４０の回転につれて、感光ドラム１と現像ローラ４０とが接触した現像部に搬送される。そして、現像部において、図示しない電源から現像ローラ４０に印加した直流現像バイアスにより、感光ドラム１の表面に形成されている静電潜像に付着して、潜像を現像する。現像に寄与せずに現像ローラ４０の表面に残留したトナーは、現像ローラ４０の回転にともない現像器内に戻され、トナー供給ローラ４３との摺擦部で現像ローラ４０から剥離、回収される。回収されたトナーは、トナー攪拌機構４２により残りのトナーと攪拌混合される。
【００５２】
本発明のように感光ドラム１と現像ローラ４０が接触して現像を行う接触現像方式においては、感光ドラム１は剛体とされ、これに使用する現像ローラ４０は弾性体を有するローラとすることが好ましい。この弾性体としては、ソリッドゴム単層やトナーへの帯電付与性を考慮してソリッドゴム層上に樹脂コーティングを施したもの等が用いられる。
【００５３】
図４と図５に本発明における感光ドラム１の駆動方法の概略図を示す。
【００５４】
図５の感光ドラム１と駆動部材以外の部分は不図示としている。また、二点鎖線の右側がプロセスカートリッジ、左側が画像形成装置本体に含まれる部品である。
【００５５】
プロセスカートリッジ７が画像形成装置本体に挿入されると、本体のドラム駆動ギア３０２が矢印ａ方向に不図示のバネの加圧力によりスライドする。
【００５６】
そして、ドラム駆動ギア３０２の軸先端にある断面形状が略正三角形のねじれた穴３０２ａが、ドラムユニットの軸先端に設けられた駆動力伝達部材２０５の断面形状が略正三角形のねじれた三角柱２０５ａに係合する。
【００５７】
本体のモータ３０１が回転することにより、ドラム駆動ギア３０２が矢印ｂ方向に回転し、係合した駆動力伝達部材２０５を介して軸と一体的に回転可能なドラムシリンダ１が矢印ｃ方向に回転する。
略正三角形のねじれた三角柱とねじれた穴の関係は逆になっても同様の機能を果たす。
【００５８】
また、三角形のねじれている方向は、回転させたときに互いに引き合う方向にねじれていることにより、回転中に互いに外れたりすることを防げる。
【００５９】
図６にプロセスカートリッジ７での感光ドラム１の回転支持構成の概略図を示す。
【００６０】
感光ドラム１は例えば直径３０ｍｍのアルミニウム製のシリンダで、両端に、樹脂製のフランジ２０１、２０２を有する。
【００６１】
フランジ２０１、２０２の外径部は前記シリンダ２０９の内径と係合し、フランジの外径部と同軸の貫通穴２０１ｃを有する。
【００６２】
また、フランジ２０１、２０２の貫通穴部は感光ドラム１と一体的に回転するドラム軸２０３と嵌合している。フランジ２０１、２０２は樹脂により一体成形している。樹脂には、精度、強度の観点からポリアセタール、ポリカーボネイト、ＡＢＳ、ポリスチレン、ナイロン、ＰＰＳ、ＰＢＴ、ポリケトンなどを用いることが好ましい。
【００６３】
ドラム軸２０３は鉄などの金属棒からなり、本実施形態においては快削鋼棒の表面にめっきを施したものを用いている。
【００６４】
ドラム軸２０３は感光ドラム１の長手より外側に延伸していて、延伸部にはドラム軸２０３を回転自在に支持する軸受部材２０４ａ、２０４ｂが配設されている。軸受部材２０４ａ、２０４ｂはクリーニング枠体５１の軸受部材支持部に固定されているため、感光ドラム１は軸受部材２０４ａ、２０４ｂを介してクリーニング枠体５１に対して位置決めされている。
【００６５】
軸受部材２０４ａ、２０４ｂの外周部は、本体の側板に位置決め固定されることにより、感光ドラム１を画像形成装置本体に精度良く位置決めしている。
【００６６】
ドラム軸２０３の片端部のＤカット形状に駆動力伝達部材２０５のＤカット穴を圧入し、ドラム軸２０３と駆動力伝達部材２０５が一体的に回転可能になる。
【００６７】
ドラム軸２０３には軸方向と鉛直方向で、軸の中心を通る穴をもうけ、固定ピン２０８を圧入している。
【００６８】
固定ピン２０８は強度の観点から、金属製の平行ピンまたはスプリングピンをドラム軸２０３に圧入することが好ましい。
【００６９】
固定ピン２０８が、ドラムフランジ２０１に設けた溝２０１ａに係合し、ドラム１とドラム軸２０３が一体的に回転する。ドラムフランジ２０１の溝２０１ａの幅は固定ピン２０８の外径とドラム回転方向でガタが生じない寸法に設定してある。また、溝２０１ａの幅は内径穴２０１ｃの直径より小さい。
【００７０】
感光ドラムのシリンダ２０９とフランジ２０１は結合強度を高めるために、図７に示すように、半径方向において内側に、シリンダ２０９の軸線方向の端部の一部を曲げている。すなわち、本実施の形態では、金属製のポンチ４０１を矢印方向から所定の位置まで約１．５ｍｍ侵入させることによって感光ドラムのシリンダ２０９端部の一部を内径側に切り倒しかしめている（以下、かしめ部２０９ａ、２０９ｂという）。ドラムフランジ２０１には、切り倒す部分には逃げ部２０１ｂを設けてある。ドラムフランジ２０１の逃げ部２０１ｂに感光ドラムの端部の一部がしっかり食い込むことにより、高い抜け強度と回転強度をより向上させている。
【００７１】
前記かしめを行ったドラムユニット端部の概略図を図８に示す。ここで主な構成部品以外は不図示としている。前記かしめを行った時に、ポンチ４０１に押され、フランジの内径穴２０１ｃがつぶされて、わずかに楕円になる（図９、図１０）。
【００７２】
図９に示すように、このとき、固定ピン２０８のフランジ２０１との係合位置を、前記楕円の長径方向と同じ角度になるように溝２０１ａを設けると、フランジの内径の穴２０１ｃに対しドラム軸２０３が図中矢印ｆ方向で移動可能になり、ドラム軸の回転と共にドラム位置は画像形成装置内で変動してしまう。
【００７３】
しかし、本実施の形態においては、図１０に示すように、固定ピン２０８のフランジ２０１との係合位置（すなわち溝２０１ａ）を、前記楕円の短径方向と同じ角度になるように設ける。すると、前記かしめにより内径の穴２０１ｃが楕円になっても、矢印ｆ方向にガタがなくフランジ２０１とドラム軸２０３が係合できるようになる。なぜならば固定ピン２０８と溝２０１ｃは、前述したようにガタが生じない寸法で係合しているからである。すなわち溝２０１ａの長手方向を、かしめ部２０９ａ、２０９ｂの方向（シリンダ２０９の端部がポンチ４０１でかしめられる方向）と、平行又は略一致するようにしている。
【００７４】
以上、前述の実施の形態をまとめると、電子写真画像形成装置に用いられるドラム軸２０３によって回転可能に支持された電子写真感光体ドラムにおいて、表面に電子写真感光体を有する円筒状のシリンダ２０９と、前記シリンダ２０９の軸線方向の端部に設けられたフランジ２０１であって、外周部２０１ｇと、前記ドラム軸２０３と嵌合する穴部２０１ｃと、前記ドラム軸２０３と交差する方向において前記ドラム軸２０３に設けられた固定ピン２０８と係合する、半径方向に延びた溝２０１ａであって、前記ドラム軸の駆動力を伝達する溝２０１ａと、を有し、前記溝２０１ａが延びる方向において前記外周部２０１ｇと交わる位置で、及び、前記穴部２０１ｃを挟んで対向する２箇所の位置２０１ｂで、前記シリンダの一部２０９ａ、２０９ｂが前記半径方向の内側に曲げ起こされて前記シリンダにかしめられたフランジ２０１と、を有するものである。
【００７５】
また、図１３、図１４においては、溝２０１ａが延びる方向Ｌ１においてシリンダ２０１の外周部２０１ｇと交わる位置（Ｐ１、Ｐ４）から、穴部２０１ｃの中心を通って溝２０１ａが延びる方向に対して４５°の角度をなす線（Ｌ２、Ｌ３）とシリンダ２０１の外周部２０１ｇが交わる位置（Ｐ２、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ６）までの間の外周部の位置（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）でシリンダ２０９の一部を半径方向の内側に曲げ起こされてかしめている（かしめ部２０９ｃ、２０９ｄ）。さらに、かしめ部２０９ｃ、２０９ｄの位置は、溝２０１ａが延びる方向と直交する線Ｌ４を挟んで対向する２箇所の位置に設けられている。本実施の形態では、かしめ部２０９の一部を半径方向の内側に曲げ起こされてかしめている。かしめ部２０９ｃは、溝２０１ａが延びる方向Ｌ１からｂ°の角度に位置している。また、かしめ部２０９ｄは、Ｌ１からａ°の角度に位置している。この図１３、図１４の形態でも、図１０に示した形態での効果とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００７６】
また、従来、図１１に示すようにドラムフランジ２０１の内側（ドラム軸線方向において溝２０１ａが設けられた面とは反対側の面）には、強度と精度向上のために、外周部２０１ｄと内周部２０１ｃの間に放射状にリブ２０１ｅを設けられている。
【００７７】
本発明においては、ポンチ４０１によって矢印方向から押されたときにフランジの内径部２０１ｃに影響が少ないように、図１２に示すようにポンチで押される矢印方向と、リブ部２０１ｅとが円周方向で同じ位置にならないようずらしている。
【００７８】
また、リブに与えられた力が内周部２０１ｃにかからないよう、内周部２０１ｃの外側に内周部２０１ｃと同心のリブ２０１ｆを設けている。
【００７９】
以上説明したように、電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体である円筒状のシリンダ２０９と、シリンダの両端に嵌合する一対のフランジ２０１とは対向する２点（２０９ａ、２０９ｂ）でかしめられている。ここで、かしめ部（２０９ａ、２０９ｂ）とはシリンダの一部を内周方向に曲げたもの、又は、切り倒したものである。さらに、フランジ２０１にはシリンダ２０９と係合する外周部と、シリンダ内径より小さい穴である内周部と、外周部から内周部に放射状にも受けたリブを有し、リブとかしめの点を周方向でずらすことにより、ドラムシリンダにフランジをかしめる時のポンチの力がフランジ内周部の穴まで及ぶことなく、感光ドラム支持軸と嵌合するフランジ内周部の穴を変形させずに、精度良く感光ドラムを支持することができる。
【００８０】
また、電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体である円筒状のシリンダと、シリンダの両端に嵌合する一対のフランジとは対向する２点でかしめられている。ここで、かしめとは、シリンダの一部を、内周方向に切り倒したものである。さらにフランジにはシリンダと係合する外周部と、シリンダ内径より小さい穴の内周部と、フランジは軸方向と直交し軸中心を通る溝２０１ａを有し、前記フランジ固定ピンと係合する前記溝２０１ａに係合しているフランジ固定ピン軸方向延長上にシリンダのかしめ部２０９ａ、２０９ｂがあるように構成する。よって、ドラムシリンダ２０９にフランジ２０１をかしめた時にポンチ４０１の力によってフランジ内周部の穴２０１ｃが変形しても、感光ドラム支持軸２０３とフランジ２０１はガタ無く嵌合することができ、精度良く感光ドラムを支持することができる。
【００８１】
上記のように、精度良く感光ドラムを支持することにより、印字精度が高く、画像ムラのない画像形成装置を提供することができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明における効果は、シリンダとフランジがかしめられても、電子写真感光体ドラムの回転精度を向上させることができる。また、シリンダとフランジがかしめられても、電子写真感光体ドラムを回転可能に支持するための穴部の変形を抑えることのできる。さらに、電子写真感光体ドラムにおいてフランジとシリンダとの抜け強度、回転強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の画像形成装置全体の断面図。
【図２】本発明の実施形態のプロセスカートリッジの断面図。
【図３】本発明の実施形態のプロセスカートリッジの概略斜視図。
【図４】本発明の実施形態の感光ドラムの駆動方法の概略図。
【図５】本発明の実施形態の感光ドラムの駆動方法の概略図。
【図６】本発明の実施形態の感光ドラムユニットの断面図。
【図７】本発明の実施形態のフランジのかしめ方法の断面図。
【図８】本発明の実施形態の感光ドラムにフランジをかしめた概略斜視図。
【図９】好ましくない例のドラムフランジの正面図。
【図１０】本発明の実施形態のドラムフランジの正面図。
【図１１】従来例のドラムフランジの裏面図。
【図１２】本発明の実施形態のドラムフランジの裏面図。
【図１３】本発明の実施形態の感光ドラムにフランジをかしめた概略斜視図。
【図１４】本発明の実施形態のドラムフランジの正面図。
【符号の説明】
１ 感光ドラム
２ 現像ローラ
１０ クリーニングブレード
１１ 帯電ローラ
１２ 現像剤容器
１３ 現像ブレード
２０ ドラム支持枠体
１０１ 画像形成装置
１０２ 前扉
１０３ プロセスカートリッジ
１０６ レーザ光学ユニット
１０７ 現像部
１０８ 転写ローラ
１０９ 定着ニップ
１１０ 給紙カセット
１１２、１１３ 定着ローラ
１１４ 排紙トレイ
１１６ バネ
１１７ 積載板
１１８ 給紙ローラ
１１９ 給紙バネ支持軸
１２０ スライド溝
１２１ 給紙駆動軸
１２２ 分離爪
１２３ カセット入口ガイド
１２４ ガイド部
１２５ レジストローラ対
１２６ 第二の入口
１２７ センサーレバー
１３０ 定着入口ガイド
１３１ 突入防止ガイド
１３２ ハロゲンヒーター
１３３ 引張りローラ対
１３４ 排紙ローラ
１３５ 排出口
１３６ 軸
１３７ ポリゴンモータ
１３８ ポリゴンミラー
１３９ レーザーユニット
１４０ コリメータレンズ
１４１ シリンドリカルレンズ
１４２ 球面レンズ
１４３ Ｆθレンズ
１４４ ＢＤレンズ
１４５ レーザー受光面
１４６ 光ファイバー
２０１ フランジ
２０８ 固定ピン
２０３ 軸
２０４ 軸受部材
２０５ 駆動力伝達部材
３０１ モータ
３０２ ドラム駆動ギア
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を採用する複写機やプリンタ等に使用される電子写真感光体ドラム及び前記電子写真感光体ドラムを用いたプロセスカートリッジに関するものである。
【０００２】
ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
【０００３】
また、プロセスカートリッジとは、プロセス手段としての帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。及び、プロセス手段としての帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つと電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に、少なくともプロセス手段としての現像手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。
【０００４】
【従来の技術】
従来、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、電子写真感光体ドラム及び前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱自在とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずユーザ自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができた。そこでこのプロセスカートリッジ方式は画像形成装置において広く用いられている。
【０００５】
このようなプロセスカートリッジにあたっては、感光体ドラムは表面に感光層を有する円筒状の導電基体の端部にフランジを固定して構成されている。前記円筒状の導電基体と前記フランジは、円筒の一部を内側に切り倒すかしめによって強度高く結合している。また、感光体ドラムはカートリッジ筐体の所定の位置に配設された軸受部で回動可能に支持された支持軸と一体的に回転可能となるよう軸支されている。支持軸の一端側には画像形成装置本体からの駆動を受けて感光体ドラムを回転させるための駆動伝達手段が設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術をさらに発展させたものである。
【０００７】
本発明の目的は、電子写真感光体ドラムの回転精度を向上させた電子写真感光体ドラム、及び、プロセスカートリッジを提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、電子写真感光体ドラムを回転可能に支持するための穴部の変形を抑えることのできる電子写真感光体ドラム、及び、プロセスカートリッジを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、フランジとシリンダとの抜け強度を向上させた電子写真感光体ドラム、及び、プロセスカートリッジを提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、フランジとシリンダとの回転強度を向上させた電子写真感光体ドラム、及び、プロセスカートリッジを提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、電子写真画像形成装置に用いられる、ドラム軸によって回転可能に支持された電子写真感光体ドラムにおいて、表面に電子写真感光体を有するシリンダと、前記シリンダの軸線方向の端部に設けられたフランジであって、前記シリンダと係合する外周部と、前記ドラム軸と嵌合する穴部と、前記ドラム軸と交差する方向において前記ドラム軸に設けられた固定ピンと係合する、半径方向に延びた溝であって、前記ドラム軸からの駆動力を受ける溝と、を有し、前記溝の延長線と前記外周部と交わる位置から、前記溝の延長線の両側方向に前記穴部の中心を通って前記溝に対して４５°の角度をなす線と前記外周部が交わる位置までの間の前記外周部で、前記穴部を挟んで対向する２箇所の位置において、前記シリンダの一部が前記半径方向において内側に曲げられて、前記シリンダがかしめられたフランジと、を有することを特徴とする電子写真感光体ドラムである。
【００２３】
また、前記目的を達成するための本発明の他の構成は、電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、（ｉ）カートリッジ枠体と、（ｉｉ）前記カートリッジ枠体に支持されたドラム軸と、（ｉｉｉ）表面に電子写真感光体を有するシリンダと、前記シリンダの軸線方向の端部に設けられたフランジであって、前記シリンダと係合する外周部と、前記ドラム軸と嵌合する穴部と、前記ドラム軸と交差する方向において前記ドラム軸に設けられた固定ピンと係合する、半径方向に延びた溝であって、前記ドラム軸からの駆動力を受ける溝と、を有し、前記溝の延長線と前記外周部と交わる位置から、前記溝の延長線の両側方向に前記穴部の中心を通って前記溝に対して４５°の角度をなす線と前記外周部が交わる位置までの間の前記外周部で、前記穴部を挟んで対向する２箇所の位置において、前記シリンダの一部が前記半径方向において内側に曲げられて、前記シリンダがかしめられたフランジと、を有する、前記ドラム軸によって回転可能に支持された電子写真感光体ドラムと、（ｉｖ）前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、を有することを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
［多色画像形成装置の全体構成］
まず多色画像形成装置の全体構成について、図１を参照して概要説明する。なお、図１は多色画像形成装置の一態様であるフルカラーレーザービームプリンタ１００の全体構成を示す縦断面図である。
【００３０】
同図に示す多色画像形成装置１００は、垂直方向に並設された４個の感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを備えている。感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光ドラム１表面を均一に帯電する帯電装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光ドラム１上の静電潜像を形成するスキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、感光ドラム１上のトナー像を転写材Ｓに転写させる静電転写装置５、転写後の感光ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）等が配設されている。
【００３１】
ここで、感光ドラム１と帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７を形成している。
以下、感光ドラム１から順に詳述する。
【００３２】
感光ドラム１は、例えば直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周表面に有機光導伝体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成したものである。感光ドラム１は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達されることにより、反時計回りに回転駆動される。
【００３３】
帯電装置２としては、接触帯電方式のものを使用することができる。帯電部材は、ローラ状に形成された導電性ローラである。このローラを感光ドラム１表面に当接させるとともに、このローラに帯電バイアス電圧を印加することにより、感光ドラム１表面を一様に帯電させるものである。
【００３４】
スキャナユニット３は、感光ドラム１の略水平方向に配置され、レーザーダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）に照射される。ポリゴンミラー９に反射した画像光は、結像レンズ１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）を介して帯電済みの感光ドラム１表面を選択的に露光して静電潜像を形成するように構成している。
【００３５】
現像装置４はそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを夫々収納したトナー容器４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）から構成されている。そして、トナー容器４１内のトナーを送り機構４２によってトナー供給ローラ４２へ送り込む。そして、さらに図示時計方向に回転するトナー供給ローラ４３及び現像ローラ４０の外周に圧接された現像ブレード４４によって図示時計方向に回転する現像ローラ４０の外周にトナーを塗布し、且つトナーに電荷を付与する。
【００３６】
そして潜像が形成された感光ドラム１と対向した現像ローラ４０に現像バイアスを印加することにより、潜像に応じて感光ドラム１上にトナー現像を行うものである。
【００３７】
すべての感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト１１が配設される。静電転写ベルト１１は１０１１〜１０１４Ω・ｃｍの体積固有抵抗を持たせた厚さ約１５０μｍのフィルム状部材で構成される。この静電転写ベルト１１は、垂直方向に４軸でローラに支持され、図中左側の外周面に転写材Ｓを静電吸着して上記感光ドラム１に転写材Ｓを接触させるべく循環移動する。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト１１により転写位置まで搬送され、感光ドラム１上のトナー像を転写される。
【００３８】
この静電転写ベルト１１の内部に当接し、４個の感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向した位置に転写ローラ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）が並設される。これら転写ローラ１２から正極性の電荷が静電転写ベルト１１を介して転写材Ｓに印可される。この電荷による電界により、感光ドラム１に接触中の用紙に、感光ドラム１上の負極性のトナー像が転写される。
【００３９】
静電転写ベルト１１は周長約７００ｍｍ、厚み１５０μｍのベルトであり、駆動ローラ１３、従動ローラ１４ａ、１４ｂ、テンションローラ１５の４本のローラにより掛け渡され、図の矢印方向に回転する。これにより、上述した静電転写ベルト１１が循環移動して転写材Ｓが従動ローラ１４ａ側から駆動ローラ１３側へ搬送される間にトナー像を転写される。
【００４０】
給紙部１６は、画像形成部に転写材Ｓを給紙搬送するものであり、複数枚の転写材Ｓが給紙カセット１７に収納されている。画像形成時には給紙ローラ１８（半月ローラ）、レジストローラ対１９が画像形成動作に応じて駆動回転し、給紙カセット１７内の転写材Ｓを１枚毎分離給送する。また、転写材Ｓ先端はレジストローラ対１９に突き当たり一旦停止し、ループを形成した後静電転写ベルト１１の回転と画像書出し位置の同期をとって、レジストローラ対１９によって静電転写ベルト１１へと給紙されていく。
【００４１】
定着部２０は、転写材Ｓに転写された複数色のトナー画像を定着させるものであり、回転する加熱ローラ２１ａと、これに圧接して転写材Ｓに熱及び圧力を与える加圧ローラ２１ｂとからなる。
【００４２】
すなわち、感光ドラム１上のトナー像を転写した転写材Ｓは定着部２０を通過する際に定着ローラ対２１で搬送されるとともに、定着ローラ対２１によって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色のトナー像が転写材Ｓ表面に定着される。
【００４３】
画像形成の動作としては、プロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが、印字タイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが、反時計回り方向に回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ７に対応するスキャナユニット３が順次駆動される。この駆動により、帯電ローラ２は感光ドラム１の周面に一様な電荷を付与する。そして、スキャナユニット３は、その感光ドラム１周面に画像信号に応じて露光を行って感光ドラム１周面上に静電潜像を形成する。現像装置４内の現像ローラ４０は、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光ドラム１周面上にトナー像を形成（現像）する。最上流の感光ドラム１周面上のトナー像の先端が、静電転写ベルト１１との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点に転写材Ｓの印字開始位置が一致するように、レジローラ対１９が回転を開始して転写材Ｓを静電転写ベルト１１へ給送する。
【００４４】
転写材Ｓは静電吸着ローラ２２と静電転写ベルト１１とによって挟み込むようにして静電転写ベルト１１の外周に圧接される。そして、静電転写ベルト１１と静電吸着ローラ２２との間に電圧を印加することにより、誘電体である転写材Ｓと静電転写ベルト１１の誘電体層に電荷を誘起し、転写材を静電転写ベルト１１の外周に静電吸着するようにしている。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト１１に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送される。
【００４５】
このように搬送されながら転写材Ｓは、各感光ドラム１と転写ローラ１２との間に形成される電界によって、各感光ドラム１のトナー像を順次転写される。４色のトナー像を転写された転写材Ｓは、ベルト駆動ローラ１３の曲率により静電転写ベルト１１から曲率分離され、定着部２０に搬入される。転写材Ｓは、定着部２０で上記トナー像を熱定着された後、排紙ローラ対２３によって、排紙部２４から画像面を下にした状態で本体外に排出される。
【００４６】
次に本発明を実施したプロセスカートリッジについて図２及び図３により詳細に説明する。図２及び図３はトナーを収納したプロセスカートリッジ７の主断面および斜視図を示している。なお、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各プロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは同一構成である。
【００４７】
プロセスカートリッジ７は、像担持体であるドラム状の電子写真感光体すなわち感光ドラム１と、帯電手段及びクリーニング手段を備えた感光ドラムユニット５０、及び感光ドラム１上の静電潜像を現像する現像手段を有する現像ユニット４に分かれている。
【００４８】
感光ドラムユニット５０は、感光ドラム１が軸受３１ａ、３２ｂ（ベアリング）を介してクリーニング枠体５１に回転自在に取り付けられている。感光ドラム１の周上には、感光ドラム１の表面を一様に帯電させるための一次帯電手段２、及び感光ドラム上に残った現像剤（トナー）を除去するためのクリーニングブレード６０が配置されている。そして、クリーニングブレード６０によって感光ドラム１表面から除去された残留トナーは、トナー送り機構５２によってクリーニング枠体後方に設けられた廃トナー室５３に順次送られる。そして図示後方の一方端に図示しない駆動モータの駆動力を伝達することにより、感光ドラム１を画像形成動作に応じて図示反時計回りに回転駆動させるようにしている。
【００４９】
現像ユニット４は、感光ドラム１と接触して矢印Ｙ方向に回転する現像ローラ４０、及びトナーが収容されたトナー容器４１と現像枠体４５とから構成される。現像ローラ４０は軸受部材を介して回転自在に現像枠体４５に支持され、また現像ローラ４０の周上には、現像ローラ４０と接触して矢印Ｚ方向に回転するトナー供給ローラ４３と現像ブレード４４がそれぞれ配置されている。さらにトナー容器４１内には収容されたトナーを攪拌するとともにトナー供給ローラ４３に搬送するためのトナー搬送機構４２が設けられている。
【００５０】
そして現像ユニット４は、現像ユニット４の両端に取り付けられた軸受部材４７、４８にそれぞれ設けられた支持軸４９を中心に、ピン４９ａによって現像ユニット４全体が感光ドラムユニット５０に対して揺動自在に支持された吊り構造となっている。そして、プロセスカートリッジ７単体（プリンタ本体に装着しない）状態においては、支持軸４９を中心に回転モーメントにより現像ローラ４０が感光ドラム１に接触するよう、加圧ばね５４によって現像ユニット４が常に付勢されている。さらに現像ユニット４のトナー容器４１は、現像ローラ４０を感光ドラム１から離間させる際にプリンタ本体１００の離間手段（後述）が当接するためのリブ４６が一体的に設けられている
【００５１】
現像時、トナー攪拌機構４２によって収納されたトナーがトナー供給ローラ４３へ搬送される。そして、矢印Ｙ方向に回転するトナー供給ローラ４３が、そのトナーを矢印Ｚ方向に回転する現像ローラ４０と摺擦することによって現像ローラ４０に供給して、トナーを現像ローラ４０上に担持させる。現像ローラ４０上に担持されたトナーは、現像ローラ４０の回転にともない現像ブレード４４のところに至る。そして、現像ブレード４４がトナーを規制して所望の帯電電荷量を付与するとともに、所定のトナー薄層に形成する。規制されたトナーは、現像ローラ４０の回転につれて、感光ドラム１と現像ローラ４０とが接触した現像部に搬送される。そして、現像部において、図示しない電源から現像ローラ４０に印加した直流現像バイアスにより、感光ドラム１の表面に形成されている静電潜像に付着して、潜像を現像する。現像に寄与せずに現像ローラ４０の表面に残留したトナーは、現像ローラ４０の回転にともない現像器内に戻され、トナー供給ローラ４３との摺擦部で現像ローラ４０から剥離、回収される。回収されたトナーは、トナー攪拌機構４２により残りのトナーと攪拌混合される。
【００５２】
本発明のように感光ドラム１と現像ローラ４０が接触して現像を行う接触現像方式においては、感光ドラム１は剛体とされ、これに使用する現像ローラ４０は弾性体を有するローラとすることが好ましい。この弾性体としては、ソリッドゴム単層やトナーへの帯電付与性を考慮してソリッドゴム層上に樹脂コーティングを施したもの等が用いられる。
【００５３】
図４と図５に本発明における感光ドラム１の駆動方法の概略図を示す。
【００５４】
図５の感光ドラム１と駆動部材以外の部分は不図示としている。また、二点鎖線の右側がプロセスカートリッジ、左側が画像形成装置本体に含まれる部品である。
【００５５】
プロセスカートリッジ７が画像形成装置本体に挿入されると、本体のドラム駆動ギア３０２が矢印ａ方向に不図示のバネの加圧力によりスライドする。
【００５６】
そして、ドラム駆動ギア３０２の軸先端にある断面形状が略正三角形のねじれた穴３０２ａが、ドラムユニットの軸先端に設けられた駆動力伝達部材２０５の断面形状が略正三角形のねじれた三角柱２０５ａに係合する。
【００５７】
本体のモータ３０１が回転することにより、ドラム駆動ギア３０２が矢印ｂ方向に回転し、係合した駆動力伝達部材２０５を介して軸と一体的に回転可能なドラムシリンダ１が矢印ｃ方向に回転する。
略正三角形のねじれた三角柱とねじれた穴の関係は逆になっても同様の機能を果たす。
【００５８】
また、三角形のねじれている方向は、回転させたときに互いに引き合う方向にねじれていることにより、回転中に互いに外れたりすることを防げる。
【００５９】
図６にプロセスカートリッジ７での感光ドラム１の回転支持構成の概略図を示す。
【００６０】
感光ドラム１は例えば直径３０ｍｍのアルミニウム製のシリンダで、両端に、樹脂製のフランジ２０１、２０２を有する。
【００６１】
フランジ２０１、２０２の外径部は前記シリンダ２０９の内径と係合し、フランジの外径部と同軸の貫通穴２０１ｃを有する。
【００６２】
また、フランジ２０１、２０２の貫通穴部は感光ドラム１と一体的に回転するドラム軸２０３と嵌合している。フランジ２０１、２０２は樹脂により一体成形している。樹脂には、精度、強度の観点からポリアセタール、ポリカーボネイト、ＡＢＳ、ポリスチレン、ナイロン、ＰＰＳ、ＰＢＴ、ポリケトンなどを用いることが好ましい。
【００６３】
ドラム軸２０３は鉄などの金属棒からなり、本実施形態においては快削鋼棒の表面にめっきを施したものを用いている。
【００６４】
ドラム軸２０３は感光ドラム１の長手より外側に延伸していて、延伸部にはドラム軸２０３を回転自在に支持する軸受部材２０４ａ、２０４ｂが配設されている。軸受部材２０４ａ、２０４ｂはクリーニング枠体５１の軸受部材支持部に固定されているため、感光ドラム１は軸受部材２０４ａ、２０４ｂを介してクリーニング枠体５１に対して位置決めされている。
【００６５】
軸受部材２０４ａ、２０４ｂの外周部は、本体の側板に位置決め固定されることにより、感光ドラム１を画像形成装置本体に精度良く位置決めしている。
【００６６】
ドラム軸２０３の片端部のＤカット形状に駆動力伝達部材２０５のＤカット穴を圧入し、ドラム軸２０３と駆動力伝達部材２０５が一体的に回転可能になる。
【００６７】
ドラム軸２０３には軸方向と鉛直方向で、軸の中心を通る穴をもうけ、固定ピン２０８を圧入している。
【００６８】
固定ピン２０８は強度の観点から、金属製の平行ピンまたはスプリングピンをドラム軸２０３に圧入することが好ましい。
【００６９】
固定ピン２０８が、ドラムフランジ２０１に設けた溝２０１ａに係合し、ドラム１とドラム軸２０３が一体的に回転する。ドラムフランジ２０１の溝２０１ａの幅は固定ピン２０８の外径とドラム回転方向でガタが生じない寸法に設定してある。また、溝２０１ａの幅は内径穴２０１ｃの直径より小さい。
【００７０】
感光ドラムのシリンダ２０９とフランジ２０１は結合強度を高めるために、図７に示すように、半径方向において内側に、シリンダ２０９の軸線方向の端部の一部を曲げている。すなわち、本実施の形態では、金属製のポンチ４０１を矢印方向から所定の位置まで約１．５ｍｍ侵入させることによって感光ドラムのシリンダ２０９端部の一部を内径側に切り倒しかしめている（以下、かしめ部２０９ａ、２０９ｂという）。ドラムフランジ２０１には、切り倒す部分には逃げ部２０１ｂを設けてある。ドラムフランジ２０１の逃げ部２０１ｂに感光ドラムの端部の一部がしっかり食い込むことにより、高い抜け強度と回転強度をより向上させている。
【００７１】
前記かしめを行ったドラムユニット端部の概略図を図８に示す。ここで主な構成部品以外は不図示としている。前記かしめを行った時に、ポンチ４０１に押され、フランジの内径穴２０１ｃがつぶされて、わずかに楕円になる（図９、図１０）。
【００７２】
図９に示すように、このとき、固定ピン２０８のフランジ２０１との係合位置を、前記楕円の長径方向と同じ角度になるように溝２０１ａを設けると、フランジの内径の穴２０１ｃに対しドラム軸２０３が図中矢印ｆ方向で移動可能になり、ドラム軸の回転と共にドラム位置は画像形成装置内で変動してしまう。
【００７３】
しかし、本実施の形態においては、図１０に示すように、固定ピン２０８のフランジ２０１との係合位置（すなわち溝２０１ａ）を、前記楕円の短径方向と同じ角度になるように設ける。すると、前記かしめにより内径の穴２０１ｃが楕円になっても、矢印ｆ方向にガタがなくフランジ２０１とドラム軸２０３が係合できるようになる。なぜならば固定ピン２０８と溝２０１ｃは、前述したようにガタが生じない寸法で係合しているからである。すなわち溝２０１ａの長手方向を、かしめ部２０９ａ、２０９ｂの方向（シリンダ２０９の端部がポンチ４０１でかしめられる方向）と、平行又は略一致するようにしている。
【００７４】
以上、前述の実施の形態をまとめると、電子写真画像形成装置に用いられるドラム軸２０３によって回転可能に支持された電子写真感光体ドラムにおいて、表面に電子写真感光体を有する円筒状のシリンダ２０９と、前記シリンダ２０９の軸線方向の端部に設けられたフランジ２０１であって、外周部２０１ｇと、前記ドラム軸２０３と嵌合する穴部２０１ｃと、前記ドラム軸２０３と交差する方向において前記ドラム軸２０３に設けられた固定ピン２０８と係合する、半径方向に延びた溝２０１ａであって、前記ドラム軸の駆動力を伝達する溝２０１ａと、を有し、前記溝２０１ａが延びる方向において前記外周部２０１ｇと交わる位置で、及び、前記穴部２０１ｃを挟んで対向する２箇所の位置２０１ｂで、前記シリンダの一部２０９ａ、２０９ｂが前記半径方向の内側に曲げ起こされて前記シリンダにかしめられたフランジ２０１と、を有するものである。
【００７５】
また、図１３、図１４においては、溝２０１ａが延びる方向Ｌ１においてシリンダ２０１の外周部２０１ｇと交わる位置（Ｐ１、Ｐ４）から、穴部２０１ｃの中心を通って溝２０１ａが延びる方向に対して４５°の角度をなす線（Ｌ２、Ｌ３）とシリンダ２０１の外周部２０１ｇが交わる位置（Ｐ２、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ６）までの間の外周部の位置（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）でシリンダ２０９の一部を半径方向の内側に曲げ起こされてかしめている（かしめ部２０９ｃ、２０９ｄ）。さらに、かしめ部２０９ｃ、２０９ｄの位置は、溝２０１ａが延びる方向と直交する線Ｌ４を挟んで対向する２箇所の位置に設けられている。本実施の形態では、かしめ部２０９の一部を半径方向の内側に曲げ起こされてかしめている。かしめ部２０９ｃは、溝２０１ａが延びる方向Ｌ１からｂ°の角度に位置している。また、かしめ部２０９ｄは、Ｌ１からａ°の角度に位置している。この図１３、図１４の形態でも、図１０に示した形態での効果とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００７６】
また、従来、図１１に示すようにドラムフランジ２０１の内側（ドラム軸線方向において溝２０１ａが設けられた面とは反対側の面）には、強度と精度向上のために、外周部２０１ｄと内周部２０１ｃの間に放射状にリブ２０１ｅを設けられている。
【００７７】
本発明においては、ポンチ４０１によって矢印方向から押されたときにフランジの内径部２０１ｃに影響が少ないように、図１２に示すようにポンチで押される矢印方向と、リブ部２０１ｅとが円周方向で同じ位置にならないようずらしている。
【００７８】
また、リブに与えられた力が内周部２０１ｃにかからないよう、内周部２０１ｃの外側に内周部２０１ｃと同心のリブ２０１ｆを設けている。
【００７９】
以上説明したように、電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体である円筒状のシリンダ２０９と、シリンダの両端に嵌合する一対のフランジ２０１とは対向する２点（２０９ａ、２０９ｂ）でかしめられている。ここで、かしめ部（２０９ａ、２０９ｂ）とはシリンダの一部を内周方向に曲げたもの、又は、切り倒したものである。さらに、フランジ２０１にはシリンダ２０９と係合する外周部と、シリンダ内径より小さい穴である内周部と、外周部から内周部に放射状にも受けたリブを有し、リブとかしめの点を周方向でずらすことにより、ドラムシリンダにフランジをかしめる時のポンチの力がフランジ内周部の穴まで及ぶことなく、感光ドラム支持軸と嵌合するフランジ内周部の穴を変形させずに、精度良く感光ドラムを支持することができる。
【００８０】
また、電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体である円筒状のシリンダと、シリンダの両端に嵌合する一対のフランジとは対向する２点でかしめられている。ここで、かしめとは、シリンダの一部を、内周方向に切り倒したものである。さらにフランジにはシリンダと係合する外周部と、シリンダ内径より小さい穴の内周部と、フランジは軸方向と直交し軸中心を通る溝２０１ａを有し、前記フランジ固定ピンと係合する前記溝２０１ａに係合しているフランジ固定ピン軸方向延長上にシリンダのかしめ部２０９ａ、２０９ｂがあるように構成する。よって、ドラムシリンダ２０９にフランジ２０１をかしめた時にポンチ４０１の力によってフランジ内周部の穴２０１ｃが変形しても、感光ドラム支持軸２０３とフランジ２０１はガタ無く嵌合することができ、精度良く感光ドラムを支持することができる。
【００８１】
上記のように、精度良く感光ドラムを支持することにより、印字精度が高く、画像ムラのない画像形成装置を提供することができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明における効果は、シリンダとフランジがかしめられても、電子写真感光体ドラムの回転精度を向上させることができる。また、シリンダとフランジがかしめられても、電子写真感光体ドラムを回転可能に支持するための穴部の変形を抑えることのできる。さらに、電子写真感光体ドラムにおいてフランジとシリンダとの抜け強度、回転強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の画像形成装置全体の断面図。
【図２】本発明の実施形態のプロセスカートリッジの断面図。
【図３】本発明の実施形態のプロセスカートリッジの概略斜視図。
【図４】本発明の実施形態の感光ドラムの駆動方法の概略図。
【図５】本発明の実施形態の感光ドラムの駆動方法の概略図。
【図６】本発明の実施形態の感光ドラムユニットの断面図。
【図７】本発明の実施形態のフランジのかしめ方法の断面図。
【図８】本発明の実施形態の感光ドラムにフランジをかしめた概略斜視図。
【図９】好ましくない例のドラムフランジの正面図。
【図１０】本発明の実施形態のドラムフランジの正面図。
【図１１】従来例のドラムフランジの裏面図。
【図１２】本発明の実施形態のドラムフランジの裏面図。
【図１３】本発明の実施形態の感光ドラムにフランジをかしめた概略斜視図。
【図１４】本発明の実施形態のドラムフランジの正面図。
【符号の説明】
１ 感光ドラム
２ 現像ローラ
１０ クリーニングブレード
１１ 帯電ローラ
１２ 現像剤容器
１３ 現像ブレード
２０ ドラム支持枠体
１０１ 画像形成装置
１０２ 前扉
１０３ プロセスカートリッジ
１０６ レーザ光学ユニット
１０７ 現像部
１０８ 転写ローラ
１０９ 定着ニップ
１１０ 給紙カセット
１１２、１１３ 定着ローラ
１１４ 排紙トレイ
１１６ バネ
１１７ 積載板
１１８ 給紙ローラ
１１９ 給紙バネ支持軸
１２０ スライド溝
１２１ 給紙駆動軸
１２２ 分離爪
１２３ カセット入口ガイド
１２４ ガイド部
１２５ レジストローラ対
１２６ 第二の入口
１２７ センサーレバー
１３０ 定着入口ガイド
１３１ 突入防止ガイド
１３２ ハロゲンヒーター
１３３ 引張りローラ対
１３４ 排紙ローラ
１３５ 排出口
１３６ 軸
１３７ ポリゴンモータ
１３８ ポリゴンミラー
１３９ レーザーユニット
１４０ コリメータレンズ
１４１ シリンドリカルレンズ
１４２ 球面レンズ
１４３ Ｆθレンズ
１４４ ＢＤレンズ
１４５ レーザー受光面
１４６ 光ファイバー
２０１ フランジ
２０８ 固定ピン
２０３ 軸
２０４ 軸受部材
２０５ 駆動力伝達部材
３０１ モータ
３０２ ドラム駆動ギア
Claims (4)
- 電子写真画像形成装置に用いられる、ドラム軸によって回転可能に支持された電子写真感光体ドラムにおいて、
表面に電子写真感光体を有するシリンダと、
前記シリンダの軸線方向の端部に設けられたフランジであって、前記シリンダと係合する外周部と、前記ドラム軸と嵌合する穴部と、前記ドラム軸と交差する方向において前記ドラム軸に設けられた固定ピンと係合する、半径方向に延びた溝であって、前記ドラム軸からの駆動力を受ける溝と、を有し、前記溝の延長線と前記外周部と交わる位置から、前記溝の延長線の両側方向に前記穴部の中心を通って前記溝に対して４５°の角度をなす線と前記外周部が交わる位置までの間の前記外周部で、前記穴部を挟んで対向する２箇所の位置において、前記シリンダの一部が前記半径方向において内側に曲げられて、前記シリンダがかしめられたフランジと、
を有することを特徴とする電子写真感光体ドラム。 - 前記フランジには、前記溝の延長線と前記外周部と交わる位置において、前記シリンダがかしめられていることを特徴とする請求項１に記載の電子写真感光体ドラム。
- 電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
（ｉ）カートリッジ枠体と、
（ｉｉ）前記カートリッジ枠体に支持されたドラム軸と、
（ｉｉｉ）表面に電子写真感光体を有するシリンダと、
前記シリンダの軸線方向の端部に設けられたフランジであって、前記シリンダと係合する外周部と、前記ドラム軸と嵌合する穴部と、前記ドラム軸と交差する方向において前記ドラム軸に設けられた固定ピンと係合する、半径方向に延びた溝であって、前記ドラム軸からの駆動力を受ける溝と、を有し、前記溝の延長線と前記外周部と交わる位置から、前記溝の延長線の両側方向に前記穴部の中心を通って前記溝に対して４５°の角度をなす線と前記外周部が交わる位置までの間の前記外周部で、前記穴部を挟んで対向する２箇所の位置において、前記シリンダの一部が前記半径方向において内側に曲げられて、前記シリンダがかしめられたフランジと、
を有する、前記ドラム軸によって回転可能に支持された電子写真感光体ドラムと、
（ｉｖ）前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、
を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 前記フランジには、前記溝の延長線と前記外周部と交わる位置において、前記シリンダがかしめられていることを特徴とする請求項３に記載のプロセスカートリッジ。
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