JP5273445B2

JP5273445B2 - 感光ドラムのアース装置と画像形成装置の感光ドラムユニット

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Publication number: JP5273445B2
Application number: JP2008100442A
Authority: JP
Inventors: 尚彦赤尾; 芳郎沖; 竹男国分; 和夫廣瀬
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2007-05-17
Filing date: 2008-04-08
Publication date: 2013-08-28
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Description

この発明は、電子写真装置における感光ドラムとアース電位であるドラムシャフトを電気的に接続するアース装置と、このアース装置を組み込んだ画像形成装置の感光ドラムユニットに関する。

複写機、レーザープリンター等の電子写真装置の感光ドラムは、通常、その回転駆動及び支持のために、ギヤ付きフランジが、その感光ドラムの両端部又は片側端部に嵌着され、画像形成装置の所定部分に取り付けられる。最近では、コストの観点から、ギヤ付きフランジの材料として、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアセタール、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）等の電気絶縁性の合成樹脂が広く使われている。

電子写真プロセスにおいて、良好な画像を得るためには、感光ドラムの感光層はアースされなければならず、従来、感光層はドラムシャフトから複写機等の装置のフレームを介してアースされていた。このため、感光ドラムの感光層とドラムシャフトとの間に良好な電気導通を確保する必要がある。このため、コストを考慮して前記の合成樹脂製のギヤ付き絶縁性フランジを用いた場合においては、電気の導通を確保する手段として、金属製のアース部材を用い、感光ドラムと、絶縁性フランジを貫通するドラムシャフトとの間を導電可能な状態にする方法が知られている。

そのような例として、図１０（ａ）と（ｂ）に示すような方法があげられる。すなわち、感光ドラム１の端部に絶縁性フランジ２を設け、この絶縁性フランジ２の中心部にドラムシャフト３を貫通させた感光ドラム装置４において、外周部を前記感光ドラム１と接触させたアース部材５を前記絶縁性フランジ２に固定し、金属板を用いて環状の円板に形成されたこのアース部材５の内周に凸状の弾性接触片６を設け、この弾性接触片６を外方に折り曲げ、ドラムシャフト３に接触させる方法をあげることができる（特許文献１、２等参照）。なお、図面では、フランジ２に歯車９が設けられている。

ところで、前記の方法を採用した場合、ドラムシャフト３と弾性接触片６は、金属同士の直接接触となり、感光ドラム１と一体にアース部材５が回転した場合に、弾性接触片６がドラムシャフト３の外周を摺回動し、この接触部分で異音が発生したり、ドラムシャフト３の摩耗が著しくなるという問題がある。

これに対し、図１１（ａ）乃至（ｃ）に示すように、感光ドラム１の端部に絶縁性フランジ２を設け、この絶縁性フランジ２の中心部にドラムシャフト３を貫通させた感光ドラム装置４において、前記感光ドラム１と外周部を接触させたアース部材５を前記絶縁性フランジ２に固定し、前記ドラムシャフト３の途中に径を細くした油溜まり７を形成し、環状の円板に形成されたこのアース部材５の内周に凸状の弾性接触片６を設け、この弾性接触片６をフランジ２と反対側に折り曲げてドラムシャフト３の油溜まり７に接触させ、かつ、この油溜まり７にグリース８を配する方法が知られている（特許文献３等参照）。

特開２０００−１８１２８６号公報特開平１０−３１９７８３号公報特開平０８−０９５４２８号公報

しかし、ドラムシャフト３の途中に細径の油溜まり７を設けると、ドラムシャフト３の強度低下が生じるだけでなく、グリース８を用いると使用を繰り返すことにより、グリース８が油溜まり７からはみ出すおそれがあり、はみ出したグリース８が感光ドラム１の内周面に付着すると、その部分の画像形成が困難となり、画像不良が生じるおそれがある。

そこで、この発明は、ドラムシャフトの強度を低下させることなくドラムシャフトとアース部材の電気的な導通部分での異音の発生を防ぎ、かつ、グリースの使用を省くことで、画像形成が良好となるような感光ドラムのアース装置と画像形成装置の感光ドラムユニットを提供することにある。

上記のような課題を解決するため、請求項１の発明は、導電性のあるドラムシャフトと、このドラムシャフトに絶縁性フランジを介して回転可能に取付けた感光ドラムを、導電性のあるアース部材を用いて電気的に接続した電子写真装置における感光ドラムのアース装置において、前記アース部材が、感光ドラムに接触する接触片と、ドラムシャフトと電気的に接続する弾性接触片を備え、この弾性接触片のドラムシャフトに対する電気的な接続に導電性樹脂を用いた構成を採用したものである。

請求項２の発明は、上記アース部材が、上記感光ドラム内に収まる外径と上記ドラムシャフトの外径よりも大きい内径の環状となるアース板と、このアース板の外周縁に前記感光ドラムと接するように突設した接触片と、前記アース板の内周縁から前記ドラムシャフトに向けて突設した弾性接触片とからなり、このアース部材の全体が、導電性樹脂で形成されている構成としたものである。
請求項３の発明は、上記アース部材が、金属板を用いて形成され、このアース部材に設けた弾性接触片のドラムシャフトと接触する部位に、導電性樹脂からなる摺接部材を設けたものである。

請求項４の発明は、上記摺接部材が、上記弾性接触片のドラムシャフトに接触する接触部位に取付けることができる筒状に形成されていると共に、請求項５の発明は、上記摺接部材が、上記ドラムシャフトに接触する端部に面取りが施されている構成とし、請求項６の発明は、上記アース部材の弾性接触片が、外嵌状に取付けた摺接部材を固定化できるよう、ドラムシャフトに接触する接触部位の両側縁が摺接部材の抜け止め縁に形成されている構成とし、請求項７の発明は、上記摺接部材が、上記弾性接触片のドラムシャフトに接触する接触部位に、接着剤を用いて電気的に動通する状態で固定されている構成としたものである。

請求項８の発明は、上記アース部材が、金属板を用いて形成され、上記ドラムシャフトの前記アース部材に設けた弾性接触片が接触する部位に、導電性樹脂からなる円筒状の導電性筒体を摺動自在となるよう取付け、前記弾性接触片を導電性筒体に接触させた構成としたものである。

請求項９の発明は、上記弾性接触片は、上記アース板の内周縁から突出する爪部によって形成され、この弾性接触片が前記導電性筒体と接触することにより、この導電性筒体のドラムシャフト上の移動を規制する構成とし、請求項１０の発明は、上記弾性接触片は、上記導電性筒体の両端面のうち、上記アース部材が配される側と反対側の端面、又は前記導電性筒体の外周面に接触している構成としたもので、請求項１１の発明は、上記アース部材がステンレス製であることを特徴としたものである。

請求項１２の発明は、上記アース部材が、導電性樹脂を用いて渦巻きばね状に形成され、渦巻きの大径側の外周側に感光ドラムと接触する接触片を有し、渦巻きの小径側端部がその内径側でドラムシャフトに接する弾性接触片になっている構成を採用したものであり、請求項１３の発明は、上記アース部材の弾性接触片が、上記ドラムシャフトに拡径した状態で弾力的に外接していることを特徴としたものである。

請求項１４の発明は、上記導電性樹脂は、体積抵抗率が５×１０^２Ω・ｃｍ以下であることを特徴とし、請求項１５の発明は、上記導電性樹脂は、ベース樹脂１００重量部に対して導電材を１７重量部以上８５重量部以下配合したことを特徴とし、請求項１６の発明は、上記導電材は、炭素粉末であることを特徴とし、請求項１７の発明は、上記導電性樹脂のベース樹脂は、摺動特性を有することを特徴としている。

請求項１８の発明は、上記導電性樹脂のベース樹脂は、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリプロピレン樹脂から選ばれる少なくとも１種類の樹脂である構成としたものである。

請求項１９の発明は、上記絶縁性フランジは、合成樹脂の射出成形体であることを特徴とし、請求項２０の発明は、前記絶縁性フランジの少なくとも一方は、歯車が一体に成形された射出成形体であることを特徴とし、請求項２１の発明は、上記感光ドラムと接触する、前記アース部材のアース板に設けた接触部は、前記絶縁性フランジと前記感光ドラムとの間に配され、両者間に挟まれることを特徴としている。

また、請求項２２の発明は、画像形成装置の感光ドラムユニットであり、請求項１乃至２１のいずれかに記載のアース装置を感光ドラムの内部に組み込んだ構成としたものである。

この発明は、感光ドラムのアース装置において、ドラムシャフトとアース部材の電気的な導通に導電性樹脂を用いたので、ドラムシャフトへのアース部材の摺接部分が導電性樹脂となり、ドラムシャフトに対して感光ドラムと共にアース部材が回転しても、ドラムシャフトとアース部材の電気的な導通を確保しながら、ドラムシャフトに対するアース部材の摺接部分は樹脂の特性により摺動性がよくなり、これにより、ドラムシャフトとアース部材間での異音の発生を防ぐことができる。

また、ドラムシャフトとアース部材の電気的な導通に導電性樹脂を用いたので、ドラムシャフトに対して金属が直接接触することがなくなり、金属同士の直接接触によるドラムシャフトの摩耗発生を防止できる。

また、導電性樹脂に摺動特性を持たせることにより、ドラムシャフトとアース部材の摺接部分にグリースの使用が不要になり、グリースが飛散して感光ドラムに付着するようなことがなくなり、感光ドラムへの画像形成が不良となるのを防止でき、良好な画像を得ることができると共に、ドラムシャフトに対して外周面を削る油溜まりの加工が不要に成るので、ドラムシャフトの強度低下を招くことがない。

更に、導電性樹脂に摺動特性を持たせることにより、ドラムシャフトに対するアース部材の摺接部分は摺動性が向上し、ドラムシャフトに対してアース部材が回転しても、ドラムシャフトが摩耗するのを防止できる。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

先ず、複写機の感光ドラム装置１１は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、感光ドラム１２の両端に合成樹脂を用いた絶縁性フランジ１３（以下単にフランジという）が嵌合固定され、この感光ドラム１２が、複写機の機枠１４に回転しないよう架設したアース電位の導電性ドラムシャフト１５に、前記フランジ１３を介して同軸心状の配置で回転可能に取付けられ、一方又は両方のフランジ１３に設けた歯車１６を回転駆動源と接続することによって回転が与えられるようになっている。

上記フランジ１３は、感光ドラム１２の内径に適合する外径の円板状となり、軽量化やコスト低減の目的で、合成樹脂が用いられ、外側端面に位置する歯車１６と射出成形によって一体成形され、その軸心にはドラムシャフト１５に対して回転できるように貫通孔１７が設けられている。

なお、図１（ａ）は、感光ドラム１２に対して両端に位置するフランジ１３のそれぞれに歯車１６を設けた例を示したが、一方のフランジは歯車を省いたものでもよい。

この発明のアース装置１８は、上記複写機の感光ドラム装置１１において、導電性のあるドラムシャフト１５と、このドラムシャフト１５にフランジ１３を介して回転可能に取付けた感光ドラム１２を、導電性のあるアース部材１９を用いて電気的に接続し、このアース部材１９とドラムシャフト１５の電気的な接続に導電性樹脂を用いたものである。

図１と図２は、複写機の感光ドラム装置１１に組み込んだ第１の実施の形態のアース装置１８を示している。

この第１の実施の形態のアース装置１８は、ドラムシャフト１５と感光ドラム１２の電気的な接続に、導電性樹脂を用いて全体が形成されたアース部材１９を用い、このアース部材１９が、感光ドラム１２の内部に納まる外径とドラムシャフト１５に外嵌する内径のリング状となり、フランジ１３の内側端面に重なるように配置するアース板１９ａと、このアース板１９ａの外周に上記感光ドラム１２と接触するため突設した複数の接触片１９ｂと、前記アース板１９ａの内周にドラムシャフト１５と接触するよう軸心に向けて突設した弾性接触片１９ｃとで形成されている。

このアース部材１９は、弾性接触片１９ｃでドラムシャフト１５と電気的に導通し、アース板１９ａから接触片１９ｂを通じて感光ドラム１２と電気的に導通するので、感光ドラム１２とドラムシャフト１５との導通を確保することができ、全体が導電性樹脂を用いて形成されているので、ドラムシャフト１５に対するアース部材１９の接触部分が導電性樹脂となり、ドラムシャフト１５に対するアース部材１９の電気的な接続に金属同士の接触をなくすことができる。

上記アース部材１９は、導電性樹脂を用いたシート材からの型抜きや射出成形によって形成される。その外周の接触片１９ｂは角形の短い舌片状となり、図示の場合、アース板１９ａの外周三箇所の位置に等間隔の配置で突設され、アース部材１９のアース板１９ａを感光ドラム１２の内部に同軸心の配置で組み込んだとき、その先端が撓んで感光ドラム１２の内周面に圧接する突出長さに形成される。

また、弾性接触片１９ｃは、帯板状でアース板１９ａの内周縁からアース板１９ａの中心に向けて一本が突出するよう設けられ、アース部材１９をフランジ１３の内側端面に重ねて配置したとき、予め屈曲又はドラムシャフト１５の挿通によって湾曲させることにより、アース板１９ａの内周縁からドラムシャフト１５の外周面に向けて斜めに延び、先端部がドラムシャフト１５の外周面に圧接する長さに設定されている。図２（ａ）はこの状態を示す。

図２（ｃ）は上記弾性接触片１９ｃとドラムシャフト１５との接触部分を示す拡大図であり、上記弾性接触片１９ｃは、ドラムシャフト１５の外周面に接触する端部コーナに円弧状や斜めのカット面の面取り２０を施し、ドラムシャフト１５に対する接触の安定性と電気的な導通の向上を図るようにしている。また、シート材からの型抜きで形成する場合では、図１１（ａ）に図示されている弾性接触片６のように、弾性接触片１９ｃの先端を折り曲げて、この折り曲げた部分をドラムシャフト１５の外周面に接触するようにしても良い。

第１の実施の形態のアース装置１８は、上記のような構成であり、感光ドラム１２の端部にフランジ１３を固定する場合に、フランジ１３の内側端面にアース部材１９のアース板１９ａを重ねて同軸心の配置とし、この状態で感光ドラム１２の端部にフランジ１３を挿入すると、アース部材１９の外周に設けた接触片１９ｂの先端が感光ドラム１２の内周面で押されて撓むことで、アース部材１９は感光ドラム１２内に収まって固定化され、感光ドラム１２の端部にフランジ１３を嵌着すると前記接触片１９ｂの先端が感光ドラム１２の内周面に圧接し、感光ドラム１２とアース部材１９が電気的に接続される。

なお、アース部材１９は、外周に等間隔の配置で設けた複数の接触片１９ｂが感光ドラム１２の内部に収まることで、感光ドラム１２の内部に同軸心状の配置となるが、これとは別に、固定手段を用いてフランジ１３の内側端面に予め固定してもよい。また、フランジ１３の内側端面で外周寄りの位置には、接触片１９ｂの撓みを許容するために、各接触片１９ｂと対応する位置に、切欠き２１が設けてある。

上記のように、端部にフランジ１３を固定した感光ドラム１２をドラムシャフト１５に取付けるため、一方のフランジ１３から他方のフランジ１３に向けてドラムシャフト１５を挿通すると、アース部材１９の弾性接触片１９ｃは先端部のドラムシャフト１５に接触する接触部位がドラムシャフト１５で押されることで、アース板１９ａに対して軸方向の外側に撓んで逃げ、ドラムシャフト１５に感光ドラム１２を回転可能に取付けた状態で、先端部分がドラムシャフト１５の外周面に圧接し、ドラムシャフト１５と弾性接触片１９ｃが電気的に導通する。

従って、ドラムシャフト１５に感光ドラム１２を回転可能に取付けると、感光ドラム１２とドラムシャフト１５は、アース部材１９を介して電気的に接続されて感光ドラム１２のユニット化が完了し、このユニット化された感光ドラム１２のドラムシャフト１５を複写機のアース電位となる機枠１４に回転しないよう架設することにより、感光ドラム１２はアース電位となる。

上記感光ドラム１２は、複写機の作動時に歯車１６と連動した回転駆動源によって回転が付与され、フランジ１３とアース部材１９も一体に回転することになるが、アース部材１９の弾性接触片１９ｃは、ドラムシャフト１５の外周面を圧接した状態で摺回動することで、ドラムシャフト１５と弾性接触片１９ｃの電気的な導通を維持することになり、従って、感光ドラム１２のアース電位は保たれることになる。

上記アース部材１９は、単独でドラムシャフト１５と感光ドラム１２との導通を確保することができ、全体が導電性樹脂製であるので、ドラムシャフト１５に対するアース部材１９の接触部分は導電性樹脂となり、ドラムシャフト１５に金属を接触させることがなくなり、感光ドラム１２の回転時に弾性接触片１９ｃがドラムシャフト１５の外周を摺回動した場合の異音発生を防ぐことができる。なおかつ、導電性樹脂の樹脂材料に潤滑特性のあるものを用いることにより、ドラムシャフト１５の摩耗発生を有効に抑え、耐久性の向上を図ることができる。

図３と図４は、第２の実施の形態のアース装置１８を組み込んだ複写機の感光ドラム装置１１を示している。なお、第２の実施の形態において、感光ドラム装置１１は上記した第１の実施の形態と同一であるので、同一部分に同一符号を付して説明に代える。また、アース装置のアース部材においても、第１の実施の形態と機能や形状が同一の部分については、同一符号を付して説明する。それ以降の実施の形態についても同様である。

この第２の実施の形態のアース装置１８は、形状が第１の実施の形態と同一のアース部材１９を金属板から形成し、その弾性接触片１９ｃの先端に、導電性樹脂を用いた摺接部材２２を取付けた構造になっている。

この金属板を用いたアース部材１９は、アース板１９ａを感光ドラム１２の内部で一方又は両側のフランジ１３の内側端面に重なるように組み込み、前記感光ドラム１２とドラムシャフト１５を電気的に接続するものであり、上記摺接部材２２は、弾性接触片１９ｃのドラムシャフト１５に接触する接触部位に、ドラムシャフト１５の外周面に接触するように取付けられ、導電性樹脂によって、ドラムシャフト１５と弾性接触片１９ｃの電気的な導通を確保しながら金属同士の直接的な接触の発生をなくしている。

上記アース部材１９は、一枚の金属板を用い、プレス成形で打ち抜くことによって形成され、弾性接触片１９ｃは、アース板１９ａの中心部を円形に打ち抜くときに一部を残すことによって、アース板１９ａの内周から中心に向けて突出する帯板状に形成され、アース板１９ａをフランジ１３の内側端面に重ねて配置したとき、予め屈曲又はドラムシャフト１５の挿通によって湾曲させることにより、アース板１９ａの内周縁からドラムシャフト１５の外周面に向けて斜めに延び、その先端部に取付けた摺接部材２２がドラムシャフト１５の外周面に圧接する長さに設定されている。

このアース部材１９の形成に用いる金属板は、導電性と復元弾性のあるものであれば材質は限定されないが、例えば、錆の発生がないステンレスを例示することができる。

上記弾性接触片１９ｃの先端部に取付ける摺接部材２２は、導電性樹脂を用い、上記弾性接触片１９ｃの先端部へ外嵌状に取付けることができる筒状に形成されている。

この摺接部材２２は、図４（ａ）乃至（ｃ）のように、円筒状に形成され、弾性接触片１９ｃの先端部へ弾力的に被せて取付けたときに扁平な角形に変形するようになっており、弾性接触片１９ｃの先端部両側縁は、外嵌状に取付けた摺接部材２２が確実に固定できるよう、鋸歯形状のような抜け止め縁２３に形成されている。

図４（ｄ）は、弾性接触片１９ｃの先端部をフラットな板状に形成し、この弾性接触片１９ｃの先端部に対する摺接部材２２の固定に導電性の接着剤２４を用いた例を示している。

上記摺接部材２２は、図示のような円筒状に限らず、弾性接触片１９ｃの先端部に外嵌状に取付ることができるよう、予め扁平な角筒に形成されているものでもよく、また、図示省略したが、摺接部材２２をフラットな板状に形成し、これを弾性接触片１９ｃのドラムシャフト１５との接触面に導電性の接着剤で貼付け固定した構造を採用することもできる。

これら摺接部材２２において、ドラムシャフト１５の外周面に接触する端部に円弧状や斜めのカット面の面取り２５を施し、ドラムシャフト１５に対する接触の安定性と電気的な導通の向上を図るようにしている。なお、摺接部材２２が筒形の場合、前記面取り２５は摺接部材２２の端部外周縁の全周に施すようにすれば、弾性接触片１９ｃに対する取付け時の円周方向の方向性がなくなり、取付け作業が円滑に行える。また、前記面取り２５は摺接部材２２の両端に施すようにすれば、取付け時の前後の方向性がなくなり、取付け作業がさらに円滑に行える。また、前記面取り２５を施すことによってドラムシャフト１５との接触面積が大きくなり、導電性の向上が図られ、さらに摺接部材２２の初期摩耗が抑えられる。

上記した各摺接部材２２において、弾性接触片１９ｃとドラムシャフト１５の間に位置する部分の厚みは、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲に設定するのが好ましい。何故ならば、厚みが１ｍｍ以下であると薄くて耐久性に劣り、５ｍｍ以上であっても特性の向上が無いため、製造コストが高くなるため好ましくない。

次に、図５（ａ）乃至（ｃ）は、第２の実施の形態におけるアース部材１９の他の例を示している。このアース部材１９は、金属板を用いたアース板１９ａの内径を、図３に示したものよりも小径に形成し、アース板１９ａの内周縁に突設した弾性接触片１９ｃの短尺化を図ると共に、アース板１９ａの内周縁に等間隔の配置で三本の弾性接触片１９ｃを突設し、各弾性接触片１９ｃのドラムシャフト１５に接触する接触部位に、摺接部材２２を取付けた構造になっている。

上記のように、弾性接触片１９ｃを短尺化すると、ドラムシャフト１５に接触する接触部位に取付けた摺接部材２２のドラムシャフト１５に対する圧接力を高めることができると共に、三本の弾性接触片１９ｃに取付けた摺接部材２２がドラムシャフト１５を抱持することになり、ドラムシャフト１５に対してアース部材１９が回転したときも導電を確実に安定よく確保することができることになる。

第２の実施形態のアース装置は、上記のような構成であり、感光ドラム１２の端部にフランジ１３を固定する場合に、フランジ１３の内側端面にアース板１９ａを重ねて同軸心の配置とし、この状態で感光ドラム１２の端部にフランジ１３を挿入すると、アース部材１９の外周に設けた接触片１９ｂの先端が感光ドラム１２の内周面で押されて撓むことで、アース部材１９は感光ドラム１２内に収まって固定化され、感光ドラム１２の端部にフランジ１３を嵌着すると前記接触片１９ｂの先端が感光ドラム１２の内周面に圧接し、感光ドラム１２とアース部材１９が電気的に接続される。

なお、アース部材１９は、外周に等間隔の配置で設けた複数の接触片１９ｂが感光ドラム１２の内部に収まることで、感光ドラム１２の内部に同軸心状の配置となるが、これとは別に、固定手段を用いてフランジ１３の内側端面に予め固定してもよい。

上記のように、端部にフランジ１３を固定した感光ドラム１２をドラムシャフト１５に取付けるため、一方のフランジ１３から他方のフランジ１３に向けてドラムシャフト１５を挿通すると、アース部材１９の弾性接触片１９ｃは先端部等のドラムシャフト１５に接触する接触部位に取付けた摺接部材２２がドラムシャフト１５で押されることで、ドラムシャフト１５の半径方向の外側に撓んで逃げ、ドラムシャフト１５に感光ドラム１２を回転可能に取付けた状態で、摺接部材２２がドラムシャフト１５の外周面に圧接し、ドラムシャフト１５と弾性接触片１９ｃが導電性樹脂の摺接部材２２を介して電気的に導通する。

上記感光ドラム１２は、複写機の作動時に歯車１６と連動した回転駆動源によって回転が付与され、フランジ１３とアース部材１９も一体に回転することになるが、アース部材１９の弾性接触片１９ｃに取付けた摺接部材２２は、ドラムシャフト１５の外周面を圧接した状態で摺回動することで、ドラムシャフト１５と弾性接触片１９ｃの電気的な導通を維持することになり、従って、感光ドラム１２のアース電位は保たれることになる。

上記摺接部材２２は、導電性樹脂であるのでドラムシャフト１５と弾性接触片１９ｃの金属同士の直接的な接触を防ぐことで、感光ドラム１２の回転時の異音発生を防ぐことができると同時に、摺接部材２２を形成する導電性樹脂の樹脂材料に潤滑特性のあるものを用いることにより、ドラムシャフト１５の摩耗発生を有効に抑え、耐久性の向上を図ることができる。

図６と図７は、第３の実施の形態のアース装置１８を組み込んだ複写機の感光ドラム装置１１を示している。

この第３の実施の形態のアース装置１８は、ドラムシャフト１５に摺動自在となるよう取付けた円筒状の導電性筒体２６と、ステンレス等の金属板を用いたアース部材１９との組み合わせからなり、アース部材１９を感光ドラム１２の内部で一方又は両側のフランジ１３の内側端面に重なるように組み込み固定し、前記弾性接触片１９ｃをフランジ１３と反対側に付け根部分で折り曲げて起こし、その先端部を導電性筒体２６と弾力的に接触させることで、導電性筒体２６を介して感光ドラム１２とドラムシャフト１５を電気的に接続する構造になっている。

上記アース部材１９は、上記第１と第２の実施の形態で示したものと同様の形状を有し、このアース部材１９の弾性接触片１９ｃと導電性筒体２６の接続は、図６（ａ）に示すように、弾性接触片１９ｃの先端部を折り曲げ、その折り曲げ部を、前記導電性筒体２６の両端面のうち、フランジ１３と反対側の端面と接触するように係合させることが好ましい。このようにすることにより、弾性接触片１９ｃと導電性筒体２６との接触をより確実にすることができると共に、導電性筒体２６がドラムシャフト１５上を軸方向に移動するのを規制することができる。

この第３の実施の形態においても、例えば、図６（ｂ）、図７（ｂ）に示す例のように、アース板１９ａの内径を小径とすることで弾性接触片１９ｃを図６（ａ）で示した弾性接触片１９ｃより短くすると共に、三本を突設したものでもよく、弾性接触片１９ｃと導電性筒体２６との電気的な接触を保持することができると共に、三本の弾性接触片１９ｃが導電性筒体２６を弾力的に保持するので、導電性筒体２６がドラムシャフト１５上を軸方向に移動するのを規制することができる。

上記導電性筒体２６は、図７（ｃ）に示すような、ドラムシャフト１５に外嵌する内径の円筒状である。円筒状であるので、ドラムシャフト１５に挿通することができる。また、前記導電性筒体２６は、導電性樹脂を用いて形成され、導電性を有すると共に、導電性樹脂の樹脂材料に潤滑特性のあるものを用いることにより、ドラムシャフト１５の摩耗発生を有効に抑え、耐久性の向上を図ることができる。

第３の実施の形態のアース装置は、上記のような構成であり、感光ドラム１２が帯電した場合、その電気は、アース装置１８におけるアース部材１９の接触片１９ｂを経由して、アース板１９ａに流れる。次いで、弾性接触片１９ｃを介して、導電性筒体２６に流れる。この導電性筒体２６は、ドラムシャフト１５と摺動可能に接触しているので、導電性筒体２６に流れた電気は、ドラムシャフト１５に流れ、このドラムシャフト１５から、感光ドラム装置１１の外部に流れ、接地される。

図８と図９は、第４の実施の形態のアース装置１８を組み込んだ複写機の感光ドラム装置１１を示している。

この第４の実施の形態のアース装置１８は、アース部材１９が、取り付け前は図９（ａ）に示す平面状の渦巻ばね状に巻かれた構造になっている。

このアース部材１９は、アース板１９ａが線状の渦巻となり、導電性樹脂を用いて射出成形により渦巻ばね状に形成され、アース板１９ａの最外周である大径部の外周側に、感光ドラム１２と接するための接触片１９ｂを有し、そのアース板１９ａの大径部から径を縮めていった最内周である小径部が弾性接触片１９ｃとなり、弾性接触片１９ｃの内周側がドラムシャフト１５と接触するようになっている。

アース板１９ａの大径部は、感光ドラム１２の内径よりも少し小径となっており、その外周の接触片１９ｂは角形の短い舌片状となり、図示の場合、アース板１９ａの大径部外周三箇所の位置に等間隔の配置で突設され、アース板１９ａを感光ドラム１２の内部に略同軸心の配置で組み込んだとき、その先端が撓んで感光ドラム１２の内周面に圧接する突出長さに形成される。

また、弾性接触片１９ｃとなる小径部は、アース板１９ａを感光ドラム１２の内部に略同軸心の配置で組み込んだとき、フランジ１３の貫通孔１７に臨み、貫通孔１７にドラムシャフト１５を挿通したとき、弾性接触片１９ｃの内周面が、ドラムシャフト１５の外径に引っ掛かって拡径し、ドラムシャフト１５の移動方向に一体に移動することで、アース板１９ａが伸ばされることで円錐状に変形し、アース板１９ａが伸びきる時点で弾性接触片１９ｃに対してドラムシャフト１５は摺動移動し、ドラムシャフト１５の挿通完了状態で、アース部材１９は図８（ａ）と（ｂ）に示すような形態となる。

上記弾性接触片１９ｃは、導電性樹脂の持つ弾性力で回復して縮径しようとし、その力によってドラムシャフト１５を締め付けて前進した位置を保持し、弾性接触片１９ｃはドラムシャフト１５に対して押し付けられるので、ドラムシャフト１５との導通を十分に確保できる。また、ドラムシャフト１５との摩擦により弾性接触片１９ｃの先端部分が多少摩耗しても、この弾性回復しようとする力により、導通を維持することができる。

第４の実施の形態アース装置は、上記のような構成であり、感光ドラム１２の端部にフランジ１３を固定する場合に、アース板１９ａが感光ドラム１１と略同軸心の配置となるようフランジ１３の内側端面にアース部材１９を重ね、この状態で感光ドラム１２の端部にフランジ１３を挿入すると、アース部材１９の最外周に設けた接触片１９ｂの先端が感光ドラム１２の内周面で押されて撓むことで、アース部材１９は感光ドラム１２内に収まって固定化され、感光ドラム１２の端部にフランジ１３を嵌着すると前記接触片１９ｂの先端が感光ドラム１２の内周面に圧接し、感光ドラム１２とアース部材１９が電気的に接続される。

なお、アース部材１９は、大径部に等間隔の配置で設けた複数の接触片１９ｂが感光ドラム１２の内部に収まることで、感光ドラム１２の内部に同軸心状の配置となるが、これとは別に、固定手段を用いてフランジ１３の内側端面に予め固定してもよい。

上記のように、端部にフランジ１３を固定した感光ドラム１２をドラムシャフト１５に取付けるため、一方のフランジ１３から他方のフランジ１３に向けてドラムシャフト１５を挿通すると、小径部となる弾性接触片１９ｃがドラムシャフト１５の外径に引っ掛かり伸ばされてアース板１９ａは円錐状に変形し、弾性接触片１９ｃはドラムシャフト１５に接触する部位がドラムシャフト１５で押されることで、ドラムシャフト１５の半径方向の外側に撓んで逃げ、ドラムシャフト１５に感光ドラム１２を回転可能に取付けた状態で、先端部分がドラムシャフト１５の外周面に圧接して弾力的に外嵌し、ドラムシャフト１５と弾性接触片１９ｃが電気的に導通する。

従って、ドラムシャフト１５に感光ドラム１２を回転可能に取付けると、感光ドラム１２とドラムシャフト１５は、アース部材１９を介して電気的に接続されて感光ドラムのユニット化が完了し、このユニット化された感光ドラム１２のドラムシャフト１５を複写機のアース電位となる機枠１４に回転しないよう架設することにより、感光ドラム１２はアース電位となる。

上記感光ドラム１２は、複写機の作動時に歯車１６と連動した回転駆動源によって回転が付与され、フランジ１３とアース部材１９も一体に回転することになるが、アース部材１９の弾性接触片１９ｃは、弾性回復しようとする力によりドラムシャフト１５の外周面を圧接した状態で周回動することで、ドラムシャフト１５と弾性接触片１９ｃの電気的な導通を維持することになり、従って、感光ドラム１２のアース電位は保たれることになる。

上記アース部材１９は、単独でドラムシャフト１５と感光ドラム１２との導通を確保することができ、渦巻ばね状の弾性を利用してドラムシャフト１５と弾性接触片１９ｃの電気的な導通を保持するので、感光ドラム１２の回転時の異音発生を抑えることができる。なおかつ、導電性樹脂の樹脂材料に潤滑特性のあるものを用いることにより、ドラムシャフト１５の摩耗発生を有効に抑え、耐久性の向上を図ることができる。

上記したアース装置１８の各実施の形態において、アース部材１９や摺接部材２２及び導電性筒体２６の形成に用いる上記導電性樹脂は、その体積抵抗率が５×１０^２Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。このような導電性樹脂としては、ベース樹脂である樹脂材料１００重量部に対して導電材を１７重量部以上８５重量部以下配合した合成樹脂組成物を挙げることができる。

この導電材としては、アース装置１８の軽量化、特に導電性樹脂で形成されるアース部材１９や摺接部材２２及び導電性筒体２６を軽量化し、ドラムシャフト１５に傷をつけるのを防止する目的で、軽量な導電材を用いるのが好ましく、この例として、黒鉛粉末やカーボンブラック、アセチレンブラックなどの炭素粉末等を挙げることができる。

なお、上記導電性樹脂の体積抵抗率が５×１０^２Ω・ｃｍより高いと、ドラムシャフト１５と感光ドラム１２との間の導電性が悪くなると共に、樹脂材料１００重量部に対して導電材が１７重量部未満であると、導電性に劣ることになり、また、導電材が８５重量部
を超えるとベース樹脂との均一混合が困難になるばかりか、この導電性樹脂で形成されるアース部材１９や摺接部材２２及び導電性筒体２６の成形が困難になるため好ましくない。

さらに、上記アース部材１９や摺接部材２２及び導電性筒体２６は、ドラムシャフト１５に対して摺動自在であり、かつ、導電性を有するので、ドラムシャフト１５に対して回転しても、ドラムシャフト１５の摩耗を防止できる。

上記アース部材１９や摺接部材２２及び導電性筒体２６をドラムシャフト１５に対して摺動自在とするため、このアース部材１９や摺接部材２２及び導電性筒体２６を構成する樹脂は、摺動特性を有することが好ましい。このような樹脂としては、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリプロピレン樹脂等を挙げることができ、これらを単用もしくは複合して用いることができる。

上記した樹脂材料の中でも、ポリテトラフルオロエチレン樹脂は、摺動特性が低く導電材によって体積抵抗率が容易に低下するため好ましい。

また、上記導電性樹脂は、二硫化モリブデン、ポリテトラフルオロエチレン樹脂等のフッ素樹脂粉末、黒鉛などの固体潤滑剤、あるいは潤滑油などの潤滑剤を含むものであると、アース部材１９や摺接部材２２及び導電性筒体２６は更に摺動特性が高くなり、ドラムシャフト１５に対して滑らかに摺動させることができ、ドラムシャフト１５の磨耗を抑えることができる。なお、固体潤滑剤の配合量は、樹脂材料１００重量部に対して５重量部以上３０重量部以下であり、潤滑油の場合は、樹脂材料１００重量部に対して０．５重量部以上５重量部以下である。

上記した各実施の形態のアース装置１８を組み込んだ感光ドラム装置１１は、複写機やレーザープリンター等の電子写真装置における画像形成装置の感光ドラムユニットとして用いられる。

上記の感光ドラム装置１１が、感光ドラムユニットとして用いられるとき、この感光ドラム装置１１に用いられるフランジ１３は、合成樹脂の射出成形体から構成されることが、感光ドラムユニットの軽量化の点で好ましい。また、このフランジ１３は、感光ドラム１２の両端部に取り付けられるが、その少なくとも一方は、歯車１６を一体に成形した射出成形体であることが好ましい。歯車１６を一体成形することで、別途に歯車を組み入れる必要性がなくなり、感光ドラムユニットの軽量化を図ることができる。

上記の通り、この感光ドラムユニットにおいては、アース装置１８のアース板１９ａの接触片１９ｂは、フランジ１３と感光ドラム１２との間に配され、両者間に挟まれる。このため、感光ドラムユニットの構造を簡単にすることができる。

（ａ）は第１の実施の形態のアース装置を組み込んだ感光ドラム装置の一部切り欠き正面図、（ｂ）は同一部切り欠き斜視図（ａ）は第１の実施の形態のアース装置に用いるアース部材とドラムシャフトの斜視図、（ｂ）は図１（ａ）の矢印ｂ−ｂ線での拡大した縦断側面図、（ｃ）はアース部材の弾性接触片のドラムシャフトへの接触部分を拡大した正面図（ａ）は第２の実施の形態のアース装置を組み込んだ感光ドラム装置の一部切り欠き正面図、（ｂ）は（ａ）の矢印ｂ−ｂ線での縦断側面図、（ｃ）は同上の一部切り欠き斜視図（ａ）は第２の実施の形態のアース装置において、アース部材の弾性接触片に対する摺接部材の取付け構造を示す拡大した横断平面図、（ｂ）は摺接部材のドラムシャフトに対する圧接状態を示す拡大した正面図、（ｃ）はアース部材の弾性接触片と摺接部材の分解斜視図、（ｄ）はアース部材の弾性接触片に摺接部材を導電性接着剤で固定した例を示す拡大した横断平面図（ａ）は第２の実施の形態のアース装置において、他の例のアース部材を組み込んだ感光ドラム装置の一部切り欠き正面図、（ｂ）は（ａ）の矢印ｂ−ｂ線での縦断側面図、（ｃ）は同上の一部切り欠き斜視図（ａ）は第３の実施の形態のアース装置を組み込んだ感光ドラム装置の一部切り欠き斜視図、（ｂ）はアース部材の他の例を示す一部切り欠き斜視図（ａ）は第３の実施の形態のアース装置に用いるアース部材の正面図、（ｂ）は同じくアース部材の他の例を示す正面図、（ｃ）は導電性筒体の斜視図（ａ）は第４の実施の形態のアース装置を組み込んだ感光ドラム装置の一部切り欠き正面図、（ｂ）は同上の一部切り欠き斜視図（ａ）は渦巻き形アース部材の斜視図、（ｂ）は図８（ａ）の矢印ｂ−ｂ線での拡大した縦断側面図（ａ）は従来の感光ドラム装置の例を示す一部切り欠き斜視図、（ｂ）は同縦断側面図（ａ）は従来の感光ドラム装置の他の例を示す一部切り欠き斜視図、（ｂ）は同縦断正面図、（ｃ）は（ｂ）の矢印ｃ−ｃに沿った縦断側面図

符号の説明

１１感光ドラム装置
１２感光ドラム
１３フランジ
１４機枠
１５ドラムシャフト
１６歯車
１７貫通孔
１８アース装置
１９アース部材
１９ａアース板
１９ｂ接触片
１９ｃ弾性接触片
２０面取り
２１切欠き
２２摺接部材
２３抜け止め縁
２４接着剤
２５面取り
２６導電性筒体

Claims

導電性のあるドラムシャフトと、このドラムシャフトに絶縁性フランジを介して回転可能に取付けた感光ドラムを、導電性のあるアース部材を用いて電気的に接続した電子写真装置における感光ドラムのアース装置において、
前記アース部材が、前記感光ドラム内に収まる外径と前記ドラムシャフトの外径よりも大きい内径の環状となるアース板と、このアース板の外周縁に前記感光ドラムと接するように突設された接触片と、前記アース板の内周縁から前記ドラムシャフトに向けて突設され、ドラムシャフトの外周面と摺回動しつつ電気的に接続する弾性接触片とからなり、このアース部材の全体が、体積抵抗率が５×１０ ^２ Ω・ｃｍ以下であり、ベース樹脂が摺動特性を有する導電性樹脂で形成されていることを特徴とする電子写真装置における感光ドラムのアース装置。
上記導電性樹脂は、ベース樹脂１００重量部に対して導電材を１７重量部以上８５重量部以下配合したことを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置における感光ドラムのアース装置。
上記導電材は、炭素粉末であることを特徴とする請求項２に記載の電子写真装置における感光ドラムのアース装置。
上記導電性樹脂のベース樹脂は、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリプロピレン樹脂から選ばれる少なくとも１種類の樹脂である請求項１または２に記載の電子写真装置における感光ドラムのアース装置。
上記絶縁性フランジは、合成樹脂の射出成形体であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電子写真装置における感光ドラムのアース装置。
前記絶縁性フランジの少なくとも一方は、歯車が一体に成形された射出成形体であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電子写真装置における感光ドラムのアース装置。
前記感光ドラムと接触する、前記アース部材のアース板に設けた接触部は、前記絶縁性フランジと前記感光ドラムとの間に配され、両者間に挟まれることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電子写真装置における感光ドラムのアース装置。
請求項１乃至７のいずれかに記載のアース装置を感光ドラムの内部に組み込んだことを特徴とする画像形成装置の感光ドラムユニット。