JP6287603B2 - 軸受部材、端部部材、感光体ドラムユニット、現像ローラユニット、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するための他の各種手段が併せて配置される。これら手段としては、例えば現像ローラユニット、帯電ローラユニット、クリーンニングを行う手段等を挙げることができる。
ここで「円柱状回転体」とは、中実であるいわゆる丸棒状で軸線まわりに回転する回転体、及び、中空であるいわゆる円筒状で軸線まわりに回転する回転体を含む概念である。
また、本発明の軸受部材の製造方法によれば、軸受部材がスナップフィット接合のための構造を備えていても射出成形で容易に軸受部材を製造することができる。
一方、プロセスカートリッジ3の装置本体2に対する着脱時には、駆動軸8と端部部材40とが、その姿勢によらずお互いに他方側の移動や回動を阻害しないように速やかに係合および離脱する必要がある。
このように、装置本体2の駆動軸8には感光体ドラムユニット10の端部部材40が適切に係合し、回転駆動力が伝達される。
以下、各構成について説明する。
現像ローラユニット5は感光体ドラム20に現像剤を供給するローラを含む部材である。そして、当該現像ローラユニット5により、感光体ドラム20に形成された静電潜像が現像される。なお現像ローラユニット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ユニット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20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。
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、現像ローラユニット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。
保持突起51は、筒状体46の軸線を挟んで対向する2つ保持突起51が一対として機能する。そして実際に利用される保持突起51は一対でよい。ただし、配置される保持突起51は、4つで二対、6つで三対、又はこれより多くの保持突起が設けられてもよい。これにより、本体45を射出成形するときにおける材料の挙動(ヒケ等)のバランスを向上させることができ、より精度の高い本体を形成することができる。従って保持突起の数を成形の際の材料の挙動の観点から決定してもよい。
連通部52bは、導入部52aのうちの中間部材60が挿入される側とは反対側の端部から連続して設けられた溝であり、導入部52aのうち狭くなった溝幅を維持する溝幅で延びる溝である。これにより連通部52bはスナップフィット接合用突出部として機能する。
保持部52cは、連通部52bの端部から連続して設けられた溝であり、連通部52bより溝幅が大きくなる溝である。後述するようにここに中間部材60の本体連結突起61が保持される。
形成部52dは保持部52cの端部から連続して設けられた2つの細い溝であり、保持部52cの溝幅方向の最も広い部分の両端部のそれぞれから筒状体46の軸線方向に沿って延びている。従って、2つの形成部52dの間には溝が形成されておらず、本体連結突起受け部52eとして材料が残っている。ここで、2つの形成部52dの外側間の大きさ(図7にVIIaで示した幅)は保持部52cの最も広い幅部分と同じ大きさとなるように形成されている。従って、ここには形成部52dの側から見て逆テーパがない。すなわち、形成部52dから保持部52cの最も溝幅が広くなる部分の間(図7にVIIbで示した区間)では、この幅より狭くなる部位がない。従って射出成形におけるアンダーカットがない形状である。これにより一体成形において離型が容易であり、金型も単純な構造とすることができ、生産性を向上させることができる。具体的な製造過程の例は後で説明する。
また、上記のように一体成形がしやすい形状となっているので、生産性を向上することができる構造でもある。
金属で作製する場合は、切削による削り出し、アルミダイキャスト、亜鉛ダイキャスト、金属粉末射出成形法(いわゆるMIM法)、金属粉末焼結積層法(いわゆる3Dプリンタ)などを用いることができる。また、金属の材質は問わず、鉄、ステンレス、アルミニウム、真鍮、銅、亜鉛やこれらの合金等を用いてもよい。また、各種メッキを施して表面の機能性(潤滑性や耐腐食性など)を向上させることができる。
そしてこの平面60bのそれぞれからは円柱状の本体連結突起61が立設されている。ここで、2つの本体連結突起61は図8(a)からわかるようにその円柱の軸線が中間部材60の軸線を挟んで円環の1つの直径上に配置されている。ここで本体連結突起61の円柱状の直径は上記した保持溝52の連通部52bの溝幅より若干大きく、そして保持部52cの溝幅と概ね同じに形成されている。ただし、揺動のし易さを調整する観点から、例えばより円滑な揺動のため本体連結突起61の当該直径を保持部52cの溝幅に対して小さくしたり、逆に揺動の程度を若干規制して動きを硬くする観点から本体連結突起61の当該直径を保持部52cの溝幅に対して若干大きくしたりすることもできる。
なお、本形態では軸部材連結溝62が連通部62a及び保持部62bにより形成された例を説明した。これに限らず、連通部62aのうち保持部62bに連通する端部とは反対側に、上記保持溝52の導入部52aに倣って溝幅が次第に広がるように形成された導入部を設けてもよい。
各溝74a、74bには、図11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2の駆動軸8のピン8b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15(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8bの溝内への導入を容易にしている。
金属で作製する場合は、切削による削り出し、アルミダイキャスト、亜鉛ダイキャスト、金属粉末射出成形法(いわゆるMIM法)、金属粉末焼結積層法(いわゆる3Dプリンタ)などを用いることができる。また、金属の材質は問わず、鉄、ステンレス、アルミニウム、真鍮、銅、亜鉛やこれらの合金等を用いてもよい。また、各種メッキを施して表面の機能性(潤滑性や耐腐食性など)を向上させることができる。
また、このような端部部材40の組み立ては、初めに軸部材70を中間部材60に配置し、これを本体45に取り付けることにより行うことができる。そしてこれはいずれもスナップフィット接合により連結されている。従って、軸部材70を軸受部材41に容易に生産性よく組み立てることができる。また、組み立てが容易であるだけでなく、分離も同様に容易であるため、リユースも容易に行える。特に軸部材70は挿入及び分離に際して大きな力で変形をさせる必要が無いので傷などの懸念が解消される。また、分離が容易であるので作業性も向上させることができる。
さらに、中間部材60によれば、回転力伝達突起(回転力伝達ピン)が備えられ、その基端部に球体が設けられていてもこれを軸受部材41に組み合わせることができる。従って、リユースの際によくみられる当該種類の軸部材を用いることが可能である。
このとき、図8(b)からわかるように、中間部材60の厚さ方向において、保持部62bの中心位置は、本体連結突起61の軸線位置に一致するように配置されているので、2つの揺動の軸が同一平面上にあり、全方位に亘って均等に揺動することができる。そして均等な揺動によって感光体ドラムの位相に関わらず、プロセスカートリッジの着脱が円滑になる。
また、端部部材40によれば上記した非特許文献1のような回転力伝達ピンを揺動溝に導入するための溝(導入溝)を設ける必要がなく、作動中において不意に軸部材が外れてしまう問題を解消することができる。
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3a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2から回転駆動力を得ることができるとともに、装置本体2とプロセスカートリッジ3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3を装着方向に押し込むことにより、図16(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8の軸線に一致し、駆動軸8、軸部材70、軸受部材41及び感光体ドラム20の軸線が一致して図16(b)に示した姿勢となる。これにより、適切に駆動軸8から、軸部材70、軸受部材41、感光体ドラム20に回転力が付与され、最終的にプロセスカートリッジ3へ回転力が与えられる。
第一金型130は、円柱状である一部に該円柱の軸線方向に直交する面及び軸線方向に沿った面を有する正面視(図17に矢印XVIIaで示した方向からみた視点)でL字状となる切り欠き130aを具備している。そして当該切り欠き130aのうち円柱の軸線に直交する面から垂下するように突出部131が配置されている。この突起131は、本体45の保持突起51に具備される保持溝52のうち、導入部52a及び保持部52cの一部を形成することができる。
切り欠き130a及び突起131は図17に表れている他、円柱の軸線を挟んで反対側にも同様に設けられている(図17では死角となり見えない。)。
立設板152は、円柱151の一方の面から立設された2枚の板152aが、板面が対向するように所定の間隔で配置されている。これにより本体45の保持突起51に具備される保持溝52のうち、保持部52cの一部及び形成部52dを形成することができる。このような立設板152が円柱151の軸線を挟んで反対側にさらに一対配置されている。
第一金型230は、一方に底を有する円筒体231を有し、その一部に該円筒体231の軸線方向に直交する面及び軸線方向に沿った面を有する切り欠き230aを有している。この切り欠き230aは正面視(図20に矢印XXaで示した方向からみた視点)でL字状となる切り欠きである。この切り欠き230aは円筒体231の軸線を挟んで両側に設けられている。
また、第一金型230は、スライド部材232を備えている。スライド部材232は、板状の操作部232aと、該操作部232aの一方の面のうち一端側に立設された片である型部232bとを備えている。型部232bは本体45の保持部51に形成されるべき保持突起51の保持溝52に対応する形状となっている。
そして図20(a)、図20(b)からわかるように、スライド部材232は操作部232aが円筒体231の内側に配置され、型部232bが切り欠き230aのうち軸線方向に沿った面を貫通して切り欠き230aに突出している。そしてスライド部材232は図20(b)に矢印XXbに示した方向(筒状体231の直径方向)に移動することができる。この移動の方向は第一金型230を離型するために移動させる方向とは異なる方向とされる。これにより型部232bも第一金型230を離型するために移動させる方向とは異なる方向に移動して型部232bを金型の表面から切り欠き230aの内側に突出する姿勢と、金型表面から切り欠き230aには突出しない姿勢(没した姿勢)とを切り替え、離型を行うことができるようになる。図21(a)、図21(b)には型部232bを切り欠き230a内に突出しない姿勢とした場面を表した。図21(a)、図21(b)は図20(a)、図20(b)と同じ視点による図である。
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
20 感光体ドラム(円柱状回転体)
40 端部部材
41 軸受部材
45 本体
50 保持部
60 中間部材
70 軸部材
305 現像ローラユニット
306 現像ローラ(円柱状回転体)
Claims (8)
- 円柱状回転体の端部に配置される端部部材であって、
軸受部材と軸部材とを有し、
前記軸受部材は、筒状体及び該筒状体の内側に配置される保持部を有する本体と、前記本体の前記保持部に保持される中間部材と、を備え、
前記軸部材は前記中間部材に一端側が保持され、
前記中間部材は、前記本体の前記保持部に対して1つの軸線まわりに回転可能にスナップフィット接合されており、
前記軸部材は、前記中間部材の回転の前記軸線とは異なる軸線まわりに回転可能に前記中間部材にスナップフィット接合され、
前記中間部材の回転の前記軸線と、前記軸部材の回転の前記軸線とが同一平面内に配置される端部部材。 - 前記軸部材は、回転軸と、該回転軸の一端に配置されて回転力を受ける回転力受け部と、前記回転軸の他端に配置される基端部と、前記基端部から突出する回転力伝達突起と、を有し、
前記中間部材は環状であり該環状の内側に前記基端部が配置され、前記回転力伝達突起が挿入される溝である軸部材連結溝を備えており、
前記回転力伝達突起と前記軸部材連結溝とが前記スナップフィット接合されている請求項1に記載の端部部材。 - 前記軸部材の前記基端部は球面の一部を具備しており、前記基端部は前記中間部材に触れないように間隙を有する請求項2に記載の端部部材。
- 前記中間部材は前記保持部に挿入される突起である本体連結突起を備え、
前記保持部は前記本体連結突起が挿入される溝である保持溝を備えており、
前記本体連結突起と前記保持溝とが前記スナップフィット接合されている請求項1乃至3のいずれかに記載の端部部材。 - 前記円柱状回転体が感光体ドラムであり、該感光体ドラムと、
前記感光体ドラムの軸線方向端部の少なくとも一方に取り付けられた請求項1乃至4のいずれかに記載の端部部材と、を備える感光体ドラムユニット。 - 前記円柱状回転体が現像ローラであり、該現像ローラと、
前記現像ローラの軸線方向端部の少なくとも一方に取り付けられた請求項1乃至4のいずれかに記載の端部部材と、を備える現像ローラユニット。 - 筐体と、該筐体に保持される請求項5に記載の感光体ドラムユニットと、を具備するプロセスカートリッジ。
- 筐体と、該筐体に保持される請求項6に記載の現像ローラユニットと、を具備するプロセスカートリッジ。
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