JP6102438B2 - 軸受部材、端部部材、感光体ドラムユニット、プロセスカートリッジ、及び軸受部材の製造方法 - Google Patents
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Description
プロセスカートリッジは、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。より具体的には、プロセスカートリッジには感光体ドラムが備えられ、ここに転写する内容が形成される。また、プロセスカートリッジには、感光体ドラムに転写すべき内容を形成させるため他の各種手段が併せて配置される。これら手段としては、例えば現像、帯電、クリーンニングを行う手段を挙げることができる。
無理入れ・無理抜きによる組み立ては、組み立て精度の低下や、組み立て時に部品が破損する虞がある。
これによれば、無理入れ・無理抜きのような不具合はないが、工数が多くなり生産性が低下してしまう。また、このように揺動可能なカップリング部材が取り付けられたドラムフランジ(軸受部材)を感光体ドラムの端部に精度よく取り付けることも困難である。
符号を付すが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、軸部材を軸受部材に対して容易に取り付け及び取り外しできるため、揺動する軸部材を軸受部材に取り付ける前に、軸受部材を感光体ドラムに取り付けることを従来よりも適切に行える。
これに加えて、軸部材を軸受部材に取り付けるに際して、強引な取り付けを必要としないので、軸部材と軸受部材との組み立ての精度低下を招き難い。
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。
また上記導電性材料は後述する端部部材40側に設けられてもよい。
歯車48は、現像ローラ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。歯車の種類は特に限定されることはなく平歯車等であってもよい。ただし歯車は必ずしも設けられている必要はない。
本形態では、保持部50には対向して設けられる2つ(一対)の溝形成部(51、55)を具備する例を説明するが、これに限らず4つ(二対)の溝形成部、6つ(三対)の溝形成部が設けられてもよく、これより多くてもよい。
導入溝51aの当該傾斜の程度や配置等、導入溝51aの他の構成については軸部材70との関係で説明できるので後で述べる。
第二溝形成部55は、導入溝55a及び揺動溝55bを形成する部位である。第二溝形成部55は、図3(b)、図4(b)、図5(a)、図5(b)からわかるように、筒状体46の内周面から突出するように、2つのブロック状である第一凸部56、及び第二凸部57を有している。第一凸部56及び第二凸部57はいずれも筒状体46の軸方向に沿った方向を長手方向とし、筒状体46の周方向に沿って所定の間隙を有して配列されている。この間隙が揺動溝55bとなる。従って揺動溝55bは筒状体46の軸方向に沿って延びる溝である。さらに図5(a)、図5(b)からわかるように揺動溝55bの底面55cは筒状体46の軸方向に湾曲した曲面を有している。この曲面は図5(a)、図5(b)の断面で円弧状となるように構成されていることが好ましい。そしてその際には底面55cの円弧は、上記した揺動溝51bの底面51cの円弧が含まれる円と同じ円に属し、その中心がC1であることがさらに好ましい。
従って、本形態では図5(a)、図5(b)のように底面51c、55cを含む軸方向断面において底面51cと底面55cとの間隔は、軸部材70が挿入される(図8参照)端部側(保持部50を挟んで底板49とは反対側)で狭く、底板49に向かって所定の区間は広くなるように形成されている。
導入溝55aの当該傾斜の程度や配置等、その他の導入溝55aの構成については軸部材70との関係で説明できるので後で述べる。
また、本形態の台座部60は、図5(a)、図5(b)からわかるように、筒状体46の径方向の中央が深くなるように凹となる湾曲した曲面を有している。この曲面は、図5(a)、図5(b)の断面で円弧状となるように構成されていることが好ましい。これにより台座部60で後述する軸部材70の球体90を軸方向に抜ける方向以外の方向について規制することができる。そしてこの円弧はその中心C2が図5(b)に示したように筒状体46の軸線上にあることがさらに好ましい。
各溝74a、74bには、図7によく表れているように、溝の一方の側壁に凸部75が設けられるとともに、その底部73側には円周方向に窪み75aを具備している。これにより後述するように装置本体10の駆動軸11のピン12、12が窪み75aに係合してその抜けが防止されつつ、適切に回転力が伝達される(図14(b)参照)。
また、各溝74a、74bの他方側の側壁には斜面74cが形成されており、上記ピン12の溝内への導入を容易にしている。
さらに、軸部材70は、図9(a)、図9(b)に示したように、上記VIIIaで示した回動(揺動)に直交する方向、すなわち、回転力伝達ピン95の軸線自体が揺動する方向にも回動(揺動)することができる。これは、回転力伝達ピン95の両端部がそれぞれの揺動溝51b、55b内を移動することにより可能となる。ここで、本形態では揺動溝51b、55bはその底面51c、55cが上記のように円弧状なので、軸部材70が図9(a)、図9(b)のように揺動しても軸部材70が軸線方向、及びこれに直交する方向(図9(a)、図9(b)の紙面左右方向)に大きくぶれるように移動することを抑えることができる。
より詳しくは、揺動溝51b、55bの底面51c、55cは上記したように曲面状であるが、2つの揺動溝51b、55bの底面51c、55cによる円弧は、軸部材70の回動中心を中心としている。そしてその円弧の直径は、回転力伝達ピン95の長さと概ね一致していることが好ましい。これにより軸部材70のぶれを抑制することができる。
そのために例えば次のように構成することができる。すなわち、図8に示したように、球体90が台座部60に接触して配置され、揺動可能な状態において球体90の中心位置と、図10に示したように軸部材70が軸方向に引っ張られた状態におけるピン95の軸線の中心位置とが一致すればよい。これにより実質的に軸部材70は軸方向には移動できないので上記のようにガタつきが防止できる。
そして揺動溝51b、55bの底面51c、55cの曲面の中心C1(図5(a)参照)及び台座部60の曲面の中心C2はこのような観点からその位置が決められ、両者の位置が略同一であることが好ましい。ここで「略同一」とは、意図しない不可避的な中心位置のずれは同一であるとする趣旨である。従って製造上の寸法誤差や寸法公差内である中心位置のずれは同一である。
揺動溝51b、55bの底面51c、55cの曲面及び台座部60の曲面が上記したように図5(a)、図5(b)で示した断面で円弧状である場合には、円弧の中心位置C1及び中心位置C2が略同一であることが好ましい。
ここで、導入溝51a、55aは、上記したように揺動溝51b、55b側よりも反対側(保持部50の外側)の方が溝幅が広く形成されている。これにより回転力伝達ピン95の導入溝51a、55a内への挿入が容易になる。また、当該広く形成されている部分以外の部分の溝幅は、回転力伝達ピン95が溝内を通ることができれば特に限定されることはないが、いわゆる中間嵌め寸法であることが好ましい。これにより不意に軸部材70が軸受部材45から外れてしまうことを防止することができる。
この位置は図8に示したように軸部材70が軸受部材45の軸方向に一致する姿勢と、図9(a)、図9(b)に示したように軸部材70が最も傾いた姿勢と、の間の傾きである図13に表れた姿勢とされている。従って、導入溝51a、及び導入溝55aが配置される位置もこれに対応したものとされている。
また、第一溝形成部51、第二溝形成部55のそれぞれの第一凸部52、56、第二凸部53、57のうち、感光体ドラム35の回転方向上流側となる凸部(本形態では、図3(a)、図11(a)、図11(b)に回転方向をBで示したことからもわかるように第一凸部52、56)に導入溝51a、55aが配置されていることが好ましい。これにより感光体ドラム35の回転中に軸部材70が軸受部材45から外れてしまうことをさらに防止することができる。
すなわち、端部部材40のうち、軸受部材45をはじめに感光体ドラム35に嵌め込む。当該嵌め込みは軸受部材45のうち保持部50の凹部50aの開放側とは反対側が感光体ドラム35に挿入されることにより行われる。このときには回動(揺動)する軸部材70は軸受部材45には取り付けられていないので、軸受部材45を容易に安定して感光体ドラム35に嵌め込むことができる。その後、感光体ドラム35の端部に取り付けられた軸受部材45に軸部材70を取り付ける。当該軸部材70の取り付けも、上記したように容易に行うことができ、大きな力で押し込む等することなく行うことが可能である。従って、軸部材を軸受部材に組み合わせるに際し、軸受部材を撓ませる必要もない。
現像ローラは、感光体ドラム35に現像剤を供給するローラである。そして、当該現像ローラにより、感光体ドラム35に形成された静電潜像が現像される。なお現像ローラには、固定磁石が内蔵されている。
現像ブレードは、上記した現像ローラ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ブレードである。
転写ローラは、感光体ドラム35に形成された像を紙等の記録媒体に転写するためのローラである。
クリーニングブレードは、感光体ドラム35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。
ここで、上記した感光体ドラムユニット20の軸部材70のうち、少なくともカップリング部材71は筐体21から露出して配置される。これにより後述するように、装置本体10から回転駆動力を得ることができるとともに、装置本体10とプロセスカートリッジ20との着脱が容易となる。
そしてさらにプロセスカートリッジ20を装着方向に押し込むことにより、図15(b)に示したように、傾けられていた軸部材70の軸線が駆動軸11の軸線に一致し、駆動軸11、軸部材70、軸受部材45及び感光体ドラム35の軸線が一致し、図14(b)に示した姿勢となる。これにより、適切に駆動軸11から、軸部材70、軸受部材45、感光体ドラム35に回転力が付与され、最終的にプロセスカートリッジ20へ回転力が与えられる。
これにより当該貫通したXVIの部分が射出成形のための抜き穴となり、軸受部材45’を射出成形で効率的に生産することができる。
底部160aは、容器状である球体受け部160の底を形成する部位である。そして該底部160aは本形態では球面の一部を構成するように湾曲する曲面を有している。この曲面は、図17、図19(a)、図19(b)、図20(a)、図20(b)からわかるように球面の一部であることが好ましい。これにより球体受け部160で上記した軸部材70の球体90を軸方向に抜ける方向以外の方向について規制することができる。そしてこの球面はその中心C4が図20(b)に示したように筒状体46の軸線上にあることがさらに好ましい。
また、球面状は、その半径が軸部材70の球体90の半径と概ね同じにされていることが好ましい。
ここで球体受け部160の開放側端面は、上記のように導入溝151a、155aの1つの側壁面を形成している。
また、軸部材70は、図23(b)にXXIIIbで示したように、回転力伝達ピン95の軸線を中心として回動(揺動)することができる。すなわち回転力伝達ピン95の軸線を中心に図23(a)に示した方向に直交する方向に回動(揺動)することも可能である。
そのために例えば次のように構成することができる。すなわち、図21に示したように、球体90が台座部160の曲面に接触して配置され、揺動可能な状態において球体90の中心位置と、図24に示したように軸部材70が軸方向に引っ張られた状態におけるピン95の軸線の中心位置とが一致すればよい。これにより実質的に軸部材70は軸方向には移動できないので上記のようにガタつきが防止できる。
そして揺動溝151b、155bの底面151c、155cの曲面の中心C3(図20(a)参照)及び球体受け部160の曲面の中心C4はこのような観点からその位置が決められ、両者の位置が略同一であることが好ましい。
揺動溝151b、155bの底面151c、155cの曲面が図20(a)、図20(b)に示した断面で円弧状であり、球体受け部160の球面の一部である場合には、円弧の中心位置C3及び球面の中心位置C4が略同一であることが好ましい。
このとき、図25にXXVaで示した距離は揺動溝151b、155bの底部間が最も狭い部位における距離を表している。また、図25にXXVbで示した距離は、図25に示した軸部材70の姿勢において、筒状体46の径方向における回転力伝達ピン95の端部間距離を表している。そして本形態では、XXVbの距離がXXVaの距離よりも長くなるように形成されている。これにより軸部材70が最大に傾いても回転力伝達ピン95が揺動溝151b、155bに確実に引っ掛り、少なくとも自重や軽微な外力によって軸部材70が軸受部材145から外れることがない。従って、確実に軸部材70を軸受部材145に保持しておくことができ、意図しない場面で軸部材70が軸受部材145から外れてしまうことがなく端部部材140として機能することができる。
第一金型200は、円筒部201及び凹部形成部202を備えている。円筒部201の円筒部分は、軸受部材145の筒状体内面と球体受け部160の外周部との間隙を形成する形状とされている。一方、凹部形成部202は図28からわかるように、円筒部201の内側にドーム状に設けられる。凹部形成部202は球体受け部160を形成できる形状を有している。
また、第一金型200には、その外周部に第二金型210の揺動溝成型部212が挿入される溝200aが形成されている。この溝200aは揺動溝151b、155bが形成される位置までの深さを有している。
軸受部材245も上記と同様に揺動溝151b、155bは円弧状に湾曲する部位を有しているので、揺動溝151bと揺動溝155bとの間隔が軸受部材245の端部に向けて狭くなっており、狭くなった部位の溝間の間隔は回転力伝達ピン95の長さより狭くなっている。従って、軸部材70が軸方向に引っ張られたとしても、回転力伝達ピン95が揺動溝151bの底面51c及び揺動溝155bの底面に引っ掛かるので軸部材70は軸受部材245から外れない。以上より明らかなように、軸部材70は、回転力伝達ピン95によってその軸方向の移動が規制されている。また本例では台座部260、及び筒状体46の内面により軸部材の抜け方向以外の移動が規制されている。
そのために例えば次のように構成することができる。すなわち、図34に示したように、球体90が台座部260の面に接触して配置され、揺動可能な状態において球体90の中心位置と、軸部材70が抜ける方向の軸方向に引っ張られた状態におけるピン95の軸線の中心位置とが一致すればよい。これにより実質的に軸部材70は軸方向には移動できないので上記のようにガタつきが防止できる。
なお、ここまで台座部が凹状である曲面の例、及び平らである例について説明したが、この面の形態は特に限られない。従って台座部は凸状に湾曲したり段差があるものであってもよい。
支持軸96’は、円板90’の板面のうち、回転軸85が配置されていない側の板面から立設される基端部として機能する円柱状の部材で、その先端が半球状に形成されている。これにより、支持軸96’の先端が軸受部材45の台座部60に当たり、安定した回動(揺動)を得ることができる。
20 プロセスカートリッジ
30 感光体ドラムユニット
35 感光体ドラム
40、140、240 端部部材
45、145、245 軸受部材
50、150 保持部
51、151 第一溝形成部
51a、151a 導入溝
51b、151b 揺動溝
55、155 第二溝形成部
55a、155a 導入溝
55b、155b 揺動溝
60、160、260 台座部
70 軸部材
Claims (20)
- 感光体ドラムの端部に配置され、軸部材が取り付けられる軸受部材であって、
筒状体と、前記筒状体の内側に配置され、前記軸部材が具備する回転力伝達ピンを保持及び着脱可能に設けられた保持部と、を有し、
前記保持部は、
前記筒状体の軸方向に沿って延び、対向して設けられる少なくとも2つの溝であり、該溝の底が前記軸方向に沿った方向に対して湾曲した円弧状の曲面を有する揺動溝と、
一端が前記揺動溝に、他端が前記保持部の外側に連通する溝であり、前記揺動溝より前記筒状体の回転方向上流側に配置されている、導入溝と、
前記2つの揺動溝の一端側の間に設けられた断面において円弧状となる曲面を有する台座部と、を備え、
前記揺動溝の前記円弧状の曲面を含む円の中心点と前記台座部の前記円弧状となる曲面を含む円の中心点とが一致するように配置されている、
軸受部材。 - 前記揺動溝の曲面は、前記軸部材の回動中心を前記揺動溝の前記中心点とし、前記揺動溝の曲面を含む前記円は、配置されるべき前記回転力伝達ピンの長さと概ね一致した直径で作られる曲面構造である、請求項1に記載の軸受部材。
- 対向する前記揺動溝の底面間の距離は、前記筒状体の軸方向端部から軸方向内側に向けて広がる部位を有する、請求項1又は2に記載の軸受部材。
- 前記軸部材の軸方向を前記筒状体の軸方向に一致させた姿勢、及び、前記軸部材を揺動させて最も傾けた姿勢、以外のいずれかに前記軸部材を傾けた姿勢で前記回転力伝達ピンの端部が前記導入溝の位置に一致することができるように前記導入溝が配置されている、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の軸受部材。
- 前記導入溝は、配置されるべき前記回転力伝達ピンと中間嵌め寸法である、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の軸受部材。
- 前記2つの揺動溝及び前記台座部により囲まれた凹部を有し、
前記凹部は、前記軸受部材の軸方向のうち前記台座部とは反対側の開放された側から該凹部をみたときにアンダーカット部がなく、
前記導入溝の側壁の一方が、前記台座部の面により形成されている、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の軸受部材。 - 前記揺動溝には、前記凹部の開放側とは反対側から前記軸受部材を見たとき、アンダーカット部がない、請求項6に記載の軸受部材。
- 前記台座部のうち前記導入溝を形成する面が前記軸受部材の径方向に対して傾斜している、請求項6又は7に記載の軸受部材。
- 全てが一体成型されている、請求項6乃至8のいずれか1項に記載の軸受部材。
- 前記導入溝は、前記揺動溝側より前記保持部の外側の方が広くなっている、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の軸受部材。
- 潤滑剤が塗布されている、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の軸受部材。
- フッ素、ポリエチレン、及びシリコンゴムの少なくとも1種類を含有した樹脂により形成されている、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の軸受部材。
- フッ素でコーティングされている、請求項1乃至12のいずれか1項に記載の軸受部材。
- 軸部材、及び、請求項1乃至13のいずれか1項に記載の軸受部材、を有し、
前記軸部材は、回転軸と、該回転軸の一端側に具備されて画像形成装置本体の回転力付与部に係合可能とされ、該係合の姿勢で駆動軸からの回転力を受ける回転力受け部と、前記回転軸の他端側に配置される基端部と、前記基端部から突出する端部を有する回転力伝達ピンと、を備え、
前記軸部材は、該軸部材の前記回転力伝達ピンが前記軸受部材の前記揺動溝内に配置されることにより、前記軸受部材に組み合わされている、端部部材。 - 前記軸受部材のうち感光体ドラムに嵌合される部位とは反対側から前記軸部材を挿入して、前記軸部材を前記軸受部材に組み合わせる際にも前記軸受部材を撓ませることなく組み合わせることが可能であることを特徴とする請求項14に記載の端部部材。
- 前記軸部材は、前記回転力伝達ピンにより、該軸部材の軸方向の移動が規制されていることを特徴とする請求項14又は15に記載の端部部材。
- 前記基端部は前記軸受部材によっては軸方向における前記軸部材の抜け方向の移動が規制されないことを特徴とする請求項14乃至16のいずれか1項に記載の端部部材。
- 感光体ドラムと、請求項14乃至17のいずれか1項に記載の端部部材と、を備える感光体ドラムユニット。
- 請求項18に記載の感光体ドラムユニットを具備し、前記軸部材が画像形成装置本体の駆動軸に着脱可能とされるプロセスカートリッジ。
- 請求項9に記載の軸受部材を製造する方法であって、
射出成型により形成する工程を有し、
前記凹部を形成する第一金型、及び、前記揺動溝を形成する第二金型により、前記工程は、前記第一金型に設けられた溝に前記第二金型を差し込んで前記第一金型と前記第二金型とを組み合わせ、射出成型を行い、前記第一金型と前記第二金型とを反対の方向に引き離すことにより離型させることを含む、軸受部材の製造方法。
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