JP4300241B2 - ドラムユニット及びドラムユニットに用いられるアース板 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられるドラムユニット及びドラムユニットに用いられるアース板に関する。

複写機等の画像形成装置では、一般に、露光部によって原稿を読み取り、感光体ドラム上に静電潜像を形成する。感光体ドラムの周囲には、トナー画像を形成するための現像装置が設けられている。現像装置は、トナーホッパより供給されるトナーを感光体ドラム上の静電潜像と逆極性に帯電させ、このトナーを、現像スリーブを介して感光体ドラム表面に付着させて画像の顕像化を行っている。

感光体ドラムは導電性金属を円筒形状に形成したドラム素管と、ドラム素管の両端開口部に圧入されて軸受部を構成するフランジ部材とを有している。フランジ部材の中央部には貫通孔が設けられており、このドラムユニットを支持する支軸がこの貫通孔に挿入される。ドラム素管と装置本体との導通を図るために、外周端部がドラム素管の内周面に当接するとともに、内周端部が支軸に当接するアース板をフランジ部材に取り付けることが考えられる。ただし、ドラム素管は腐食を防止するためにアルミニウム等の表面が酸化絶縁膜によって被覆されたものが用いられるため、アース板との導通を図るためにアース板の外周端部が当接する位置の酸化絶縁膜を剥離する必要がある。

この作業の簡便化を図るために、ドラム素管の内径より外側に外周端部が位置するようなアース板をフランジ部材の内面に取り付け、ドラム素管にフランジ部材を取り付ける際にアース板の外周端部がドラム素管の内周面を傷つけながら圧入されるような構成にしたものが存在する（例えば特許文献１及び２）。
特開平４−３５６０９０号公報 特開平６−１３０８７４号公報

上述のようにしたドラムユニットでは、アース板を備えたフランジ部材をドラム素管に圧入した際に、ドラム素管が変形し真円度が低下するおそれがある。特に、ドラム素管の肉厚を薄くした場合は、ドラムユニットの真円度の低下が顕著になる。このため、ドラム素管の肉厚を薄くしてコストダウンを図ることが困難となり、装置の軽量化にも限度がある。また、アース板をフランジ部材に取り付ける際に、フランジ部材に対してアース板を精度良く位置決めする必要があり、この位置決め精度が低い場合は、アース板と支軸又はドラム素管との良好な導通が得られない。

本発明の目的は、アース板と支軸又はドラム素管との良好な導通を得ることにある。

請求項１に係るアース板は、ドラム素管の両端開口部に配置され中央部に支軸が挿入される孔が形成されたフランジ部材に装着されるアース板であって、板基材と、複数の爪部材と、貫通孔と、接触部と、を備えている。板基材はドラム素管の内径より小さく、ステンレス鋼で厚みが０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である。複数の爪部材は、板基材の外周部に外周側に、ドラム素管のフランジ嵌合部の内径よりも外側に先端が位置するように突出してかつ円周方向に所定の間隔をあけて板基材の中心点を挟んで対向する位置に形成され、ドラム素管内側と電気的に導通される。貫通孔は、板基材に形成され、支軸が貫通する。接触部は、板基材の一部により形成され、貫通孔を貫通する支軸との間で電気的に導通される。そして、板基材には、フランジ部材のアース板取付面に突設された複数の突起の少なくとも一部が嵌合する複数の取付孔が形成されており、板基材に形成された取付孔は、隣接する複数の爪部材の各々と板基材の中心点とを結ぶ２つの線に挟まれた位置に形成されている。

請求項２の係るアース板は、請求項１のアース板において、板基材の複数の取付孔は互いに対向する位置に配置されている。

請求項３に係るアース板は、請求項１又は２のアース板において、板基材の中央部には孔が形成されており、孔には内周方向に突出する複数の内側爪部材が形成されている。

請求項４に係るドラムユニットは、両端に開口部を有するドラム素管と、ドラム素管の開口部に配置され中央部に支軸が挿入される孔が形成されたフランジ部材と、フランジ部材のドラム素管側の面に装着されるアース板と、を備えている。アース板は、板基材と、複数の爪部材と、取付孔と、接触部と、を備えている。板基材はドラム素管の内径より小さく、ステンレス鋼で厚みが０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である。複数の爪部材は、板基材の外周部に外周側に、ドラム素管のフランジ嵌合部の内径よりも外側に先端が位置するように突出してかつ円周方向に所定の間隔をあけて板基材の中心点を挟んで対向する位置に形成され、ドラム素管内側と電気的に導通される。貫通孔は、板基材に形成され、支軸が貫通する。接触部は、板基材の一部により形成され、貫通孔を貫通する支軸との間で電気的に導通される。そして、板基材には、フランジ部材のアース板取付面に突設された複数の突起の少なくとも一部が嵌合する複数の取付孔が形成されており、板基材に形成された取付孔は、隣接する複数の爪部材の各々と板基材の中心点とを結ぶ２つの線に挟まれた位置に形成されている。

本発明に係るアース板を用いることによって、ドラムユニットの電気的導通を確実にすることができる。

本発明の一実施形態が採用される複写機の縦断面図を図１に示す。複写機１は、図１に示すように、その上部に原稿読み取りのための露光部５が設けられている。露光部５は、光源，ミラー，レンズユニット等から構成されている。また、複写機１の中央部には、読み取った原稿のトナー画像を形成するための画像形成部６が設けられている。画像形成部６は、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム７を有している。感光体ドラム７の周囲には、帯電装置８と現像装置９と転写分離装置１０とクリーニング装置１１とが配置されている。

複写機１の下部には給紙部１２が設けられている。給紙部１２は、複写機１の図１右側に設けられたバイパステーブル１３と、複写機１の下部に上下に並べて配置された３つの給紙カセット１４，１５，１６と大型給紙カセット１７と、バイパステーブル１３または給紙カセット１４〜１７に収納された用紙を画像形成部６に搬送するための用紙送り出し装置１８とから構成されている。画像形成部６の用紙搬送方向下流側には、用紙を装置の図１左側に搬送するための排紙搬送路１９と、用紙上のトナー画像を溶融定着する定着装置２０と、定着時の用紙を排出するための排出ローラ２１と、用紙を受けるための排紙トレイ２２とが設けられている。現像装置９には、トナーを供給するためのトナーホッパ２３が取り付けられている。トナーホッパ２３には着脱自在にトナーカートリッジ２４が装着される。

感光体ドラム７は、図２に示すようにドラム素管３１と１対のフランジ部材３２とを有している。ドラム素管３１は、導電性金属を円筒形状に構成したものであり、たとえばアルミニウム基材の外周面に有機感光体（ＯＰＣ）の感光層が形成されたものが採用される。ドラム素管３１の両端部には、それぞれ開口３３が形成されており、開口端には所定長さで肉厚の薄いフランジ嵌合部３４が形成されている。

フランジ部材３２は、ＡＢＳ樹脂により略円板形状に構成されており、外径がドラム素管３１のフランジ嵌合部３４の内径と略同一に構成されている。フランジ部材３２の内面側（７箇所）には、アース板取り付け用の突起３６が突設されている。また、フランジ部材３２の中央に突設された突起３６には、ドラムユニットを支持するために装置本体に設けられた支軸に嵌合する貫通孔３５が穿設されている。さらに、フランジ部材３２の外周面は、ドラム素管３１のフランジ嵌合部３４に挿入される当接部４６を構成しており、内面側は後述するアース板の凹所に対応して面取りされた面取部４７が形成されている。

フランジ部材３２の内面には、ステンレス鋼で構成されるアース板３７が取り付けられる。アース板３７は、ドラム素管３１のフランジ嵌合部３４の内径よりも小さな外径を有する円板基材３８を有している。また、アース板３７にはフランジ部材３２の突起３６に対応して取付孔３９，４０及び溝４１が設けられている。この取付孔３９，４０には内周方向に突出する第２爪部材４４，４５が設けられている。

また、アース板３７には円板基材３８の外周より先端が突出する複数の第１爪部材４２が設けられている。この第１爪部材４２は、ドラム素管３１のフランジ嵌合部３４の内径より外側に先端が位置するように構成され、平面視両側に凹設される凹所４３により弾性変形可能になっている。

なお、アース板３７の中央の取付孔３９の上部の基材は、フランジ部材３２への取付面と反対側に折り曲げられた折曲げ部４８を有し、この折曲げ部４８の先端部が中央の取付孔３９に対応する位置に達している。この折曲げ部４８の先端部に支軸が当接して電気的接触が行われる。

アース板３７は、フランジ部材３２の突起３６に、取付孔３９，４０を嵌合することにより、フランジ部材３２の内面に取り付けられる。このとき、取付孔３９，４０に設けられている第２爪部材４４，４５が弾性変形しながらフランジ部材３２の突起３６に係合するため、アース板３７はフランジ部材３２の内面に安定的に固定される。

アース板３７が取り付けられたフランジ部材３２は、ドラム素管３１の開口３３に圧入される。このとき、アース板３７の第１爪部材４２は、ドラム素管３１の内面を傷つけながら圧入されることとなる。したがって、ドラム素管３１内面の酸化絶縁膜が第１爪部材４２によって剥離され、第１爪部材４２はドラム素管３１のフランジ嵌合部３４の内周面と当接して弾性変形し、アース板３７とドラム素管３１との電気的導通が図られる。

ドラム素管３１の両端にフランジ部材３２を取り付けた後、装置本体に設けられた支軸に対して貫通孔３５が嵌合される。このとき、アース板３７に設けられている折曲げ部４８の先端部に支軸が当接するため、アース板３７と支軸との電気的導通が得られる。この支軸を介して装置本体との電気的接続を行うことによって、ドラムユニットと装置本体との電気的導通を行うことが可能となる。

ドラム素管３１の肉厚を０．８ｍｍとし、アース板３７の板厚が０．１ｍｍ，０．２ｍｍ，０．３ｍｍ，０．４ｍｍ，０．５ｍｍのものについてそれぞれ第１爪部材４２の圧入代が０．１ｍｍ，０．２ｍｍ，０．３ｍｍとしてそれぞれドラム真円度の低下の有無，フランジ−ドラム間の電気的導通，爪先端垂れ発生箇所数，ドラム内径の傷数を計測した結果を表１に示す。

この実験では、爪先端ダレ発生箇所数、ドラム内径の傷数、ドラム内径の傷状態を実使用時の安全率を確保するためのパラメータとして評価基準に取り入れて評価しており、機械のスピードやドラムの仕様により左右されるパラメータを含んでいる。

ドラムの精度低下とフランジ−ドラム間の導通状態についてのみ、測定した結果を表２に示す。

この結果、ドラムの精度を低下させず、かつフランジ−ドラム間の導通が良好に得られるアース板の板厚と圧入代の関係は図６に示すようになる。これからアース板の板厚をＸとし、圧入代をＹとすると、０．２ｍｍ≦Ｘ≦０．４ｍｍであり、０．１ｍｍ≦Ｙ≦−２．５Ｘ＋１．２ｍｍの範囲にあるアース板を使用したときに、ドラム精度の低下を防止し、フランジ−ドラム間の導通が良好なアース板を得ることができる。

上述では複写機に用いられる感光体ドラムについて説明したが、レーザプリンタまたはファクシミリ装置等に用いられる感光体ドラムについても同様に実施することが可能である。また、ドラム素管としてステンレス鋼を基材としたもの、外周面に無機感光材料による感光層を形成したもの等種々のものについて適用することが可能である。

アース板として、銅または銅合金のものを利用すれば、さらにドラム素管の精度低下を防止できる。

本発明の一実施例が採用される複写機の縦断面図。 本発明の一実施例の分解斜視図。 フランジ部材の正面図。 その縦断面図。 アース板の正面図。 アース板の板厚−圧入代の特性図。

符号の説明

７ 感光体ドラム
３１ ドラム素管
３２ フランジ部材
３３ 開口
３５ 貫通孔
３６ 突起
３７ アース板
３８ 円板基材
３９，４０ 取付孔
４２ 第１爪部材
４４，４５ 第２爪部材

Claims (4)

1. ドラム素管の両端開口部に配置され中央部に支軸が挿入される孔が形成されたフランジ部材に装着されるアース板であって、
   前記ドラム素管の内径より小さい、ステンレス鋼で厚みが０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の板基材と、
   前記板基材の外周部に外周側に、前記ドラム素管のフランジ嵌合部の内径よりも外側に先端が位置するように突出してかつ円周方向に所定の間隔をあけて前記板基材の中心点を挟んで対向する位置に形成され、前記ドラム素管内側と電気的に導通される複数の爪部材と、
   前記板基材に形成され、前記支軸が貫通する貫通孔と、
   前記板基材の一部により形成され、前記貫通孔を貫通する支軸との間で電気的に導通される接触部と、
   を備え、
   前記板基材には、前記フランジ部材のアース板取付面に突設された前記複数の突起の少なくとも一部が嵌合する複数の取付孔が形成されており、
   前記板基材に形成された取付孔は、隣接する前記複数の爪部材の各々と前記板基材の中心点とを結ぶ２つの線に挟まれた位置に形成されている、
   アース板。
2. 前記板基材の複数の取付孔は互いに対向する位置に配置されている、請求項１に記載のアース板。
3. 前記板基材の中央部には孔が形成されており、前記孔には内周方向に突出する複数の内側爪部材が形成されている、請求項１又は２に記載のアース板。
4. 両端に開口部を有するドラム素管と、
   前記ドラム素管の開口部に配置され中央部に支軸が挿入される孔が形成されたフランジ部材と、
   前記フランジ部材の前記ドラム素管側の面に装着されるアース板と、
   を備え、
   前記アース板は、
   前記ドラム素管の内径より小さい、ステンレス鋼で厚みが０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の板基材と、
   前記板基材の外周部に外周側に、前記ドラム素管のフランジ嵌合部の内径よりも外側に先端が位置するように突出してかつ円周方向に所定の間隔をあけて前記板基材の中心点を挟んで対向する位置に形成され、前記ドラム素管内側と電気的に導通される複数の爪部材と、
   前記板基材に形成され、前記支軸が貫通する貫通孔と、
   前記板基材の一部により形成され、前記貫通孔を貫通する支軸との間で電気的に導通される接触部と、
   を備え、
   前記板基材には、前記フランジ部材のアース板取付面に突設された前記複数の突起の少なくとも一部が嵌合する複数の取付孔が形成されており、
   前記板基材に形成された取付孔は、隣接する前記複数の爪部材の各々と前記板基材の中心点とを結ぶ２つの線に挟まれた位置に形成されている、
   ドラムユニット。

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