JP6808311B2 - 電子写真感光ドラムユニット、カートリッジ、及びフランジ部材 - Google Patents

電子写真感光ドラムユニット、カートリッジ、及びフランジ部材 Download PDF

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Description

本発明は、電子写真画像形成装置に用いるカートリッジ(プロセスカートリッジ)が備える電子写真感光ドラムユニット及び、電子写真感光ドラムユニットに使用されるフランジ部材に関するものである。
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。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(LEDプリンタ、レーザビームプリンタ等)、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
また、プロセスカートリッジとは、電子写真感光ドラムと、この電子写真感光ドラムに作用するプロセス手段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対して取り外し可能に装着されるものである。例えば、電子写真感光ドラムと、前記プロセス手段としての、現像手段、帯電手段、クリーニング手段の少なくとも一つを一体的にカートリッジ化したものが挙げられる。
電子写真画像形成装置(以下、単に「画像形成装置」ともいう。)では、像担持体としての一般にドラム型とされる電子写真感光ドラムを一様に帯電させる。次いで、帯電した電子写真感光ドラムを選択的に露光することによって、電子写真感光ドラム上に静電潜像(静電像)を形成する。次いで、電子写真感光ドラム上に形成された静電潜像を、現像剤としてのトナーでトナー像として現像する。そして、電子写真感光ドラム上に形成されたトナー像を、記録用紙、プラスチックシートなどの記録材に転写し、更に記録材上に転写されたトナー像に熱や圧力を加えることでトナー像を記録材に定着させることで画像記録を行う。
このような画像形成装置は、一般に、トナー補給や各種のプロセス手段のメンテナンスを必要とする。このトナー補給やメンテナンスを容易にするために、電子写真感光ドラム、帯電手段、現像手段、クリーニング手段などを枠体内にまとめてカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとしたものが実用化されている。
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、ユーザビリティーに優れた画像形成装置を提供することができる。そのため、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。
また上述したプロセスカートリッジには、電子写真感光ドラムに対し、一体的に結合されるフランジ部材が使用されている。特許文献1には、フランジ部材が画像形成装置本体からカップリング部材へ伝達された駆動力を受ける部分(被伝達部87g)が開示されている。このフランジ部材は電子写真感光体感光ドラムに駆動力を伝達する働きをしている。
特開2015−079243号公報
フランジ部材の剛性が低いと、フランジ部材のカップリング部材から駆動力を受ける部分が駆動力を受けた際に、このフランジ部材が変形したまま回転し、負荷変動等をきっかけに変形量が変動する場合がある。フランジ部材の変形量の変動は電子写真感光ドラムユニットの回転速度の変動となるため、電子写真画像形成装置の画質低下の要因となる可能性があった。
そこで本発明は、フランジ部材の剛性を向上することを目的とする。
本発明は、電子写真感光ドラムユニットであって、電子写真感光ドラムと、前記電子写真感光ドラムの長手端部に固定されたフランジ部材と、前記電子写真感光ドラムユニットの外部から前記電子写真感光ドラムを回転させる駆動力を受けるための駆動力受け部と、前記駆動力を前記フランジ部材に向けて伝達するための伝達部と、を有するカップリング部材と、前記電子写真感光ドラムの長手方向に交差する方向に延び、前記カップリング部材の前記伝達部に係合する軸部材であって、前記駆動力を前記カップリング部材から前記フランジ部材へ伝達するための軸部材と、有し、前記フランジ部材は、第1外周面及び第1内周面を有する第1円筒部と、前記第1円筒部の半径方向において前記第1円筒部の前記第1内周面の内側に配置され、前記第1円筒部の中心軸線を中心とする第2外周面及び第2内周面を有する第2円筒部であって、前記第2内周面の内側に前記カップリング部材の前記伝達部を収容する第2円筒部と、前記軸部材と当接して前記軸部材から前記駆動力を受けるように構成され、前記中心軸線の方向に延びた第1壁部と、前記軸部材を挟んで前記第1壁部と反対側に配置され、前記中心軸線の方向に延びた第2壁部と、前記第1壁部と前記第2壁部とを繋ぐ連結部であって、前記軸部材の長手方向に延びる前記軸部材の外面に対向する連結部と、を備え、前記第1壁部及び前記第2壁部は、前記軸部材を通り且つ前記中心軸線に直交する断面において、前記第1円筒部の前記第1内周面から前記第2円筒部の前記第2内周面まで延びていることを特徴とする。
本発明は、電子写真感光ドラムと、前記電子写真感光ドラムの長手端部に固定されたフランジ部材と、前記電子写真感光ドラムを回転させる駆動力を受けるための駆動力受け部と、前記駆動力を前記フランジ部材に向けて伝達するための伝達部と、を有するカップリング部材と、前記電子写真感光ドラムの長手方向に交差する方向に延び且つ前記カップリング部材の前記伝達部に係合する軸部材であって前記駆動力を前記カップリング部材から前記フランジ部材へ伝達するための軸部材と、を備える電子写真感光ドラムユニットと、前記電子写真感光ドラムユニットを回転可能に支持するドラム支持部材と、を備え、画像形成装置の装置本体に装着可能なカートリッジにおいて、前記フランジ部材は、前記ドラム支持部材に回転可能に支持され、第1外周面及び第1内周面を有する第1円筒部と、前記第1円筒部の半径方向において前記第1円筒部の前記第1内周面の内側に配置され、前記第1円筒部の中心軸線を中心とする第2外周面及び第2内周面を有する第2円筒部であって、前記第2内周面の内側に前記カップリング部材の前記伝達部を収容する第2円筒部と、前記軸部材と当接して前記軸部材から前記駆動力を受けるように構成され、前記中心軸線の方向に延びた第1壁部と、前記軸部材を挟んで前記第1壁部と反対側に配置され、前記中心軸線の方向に延びた第2壁部と、前記第1壁部と前記第2壁部とを繋ぐ連結部であって、前記軸部材の長手方向に延びる前記軸部材の外面に対向する連結部と、を備え、前記第1壁部及び前記第2壁部は、前記軸部材を通り且つ前記中心軸線に直交する断面において、前記第1円筒部の前記第1内周面から前記第2円筒部の前記第2内周面まで延びていることを特徴とする。
本発明は、電子写真感光ドラムの長手端部に固定され、前記電子写真感光ドラムを回転させる駆動力を受けるための駆動力受け部と、前記駆動力を前記フランジ部材に向けて伝達するための伝達部と、を有するカップリング部材から駆動力を受けて回転する軸部材から駆動力を受けることで回転する、ように構成されたフランジ部材において、第1外周面及び第1内周面を有する第1円筒部と、前記第1円筒部の半径方向において前記第1円筒部の前記第1内周面の内側に配置され、前記第1円筒部の中心軸線を中心とする第2外周面及び第2内周面を有する第2円筒部であって、前記第2内周面の内側に前記カップリング部材の前記伝達部を収容する第2円筒部と、前記軸部材と当接して前記軸部材から前記駆動力を受けるように構成され、前記中心軸線の方向に延びた第1壁部と、前記軸部材を挟んで前記第1壁部と反対側に配置され、前記中心軸線の方向に延びた第2壁部と、前記第1壁部と前記第2壁部とを繋ぐ連結部であって、前記軸部材の長手方向に延びる前記軸部材の外面に対向する連結部と、を備え、前記第1壁部及び前記第2壁部は、前記軸部材を通り且つ前記中心軸線に直交する断面において、前記第1円筒部の前記第1内周面から前記第2円筒部の前記第2内周面まで延びていることを特徴とする。
本発明によれば、フランジ部材の剛性を向上することができる。
(a)駆動側ドラムフランジの斜視図の説明図、(b)駆動側ドラムフランジを平面S1で切断した状態を示す斜視図、(c)駆動側ドラムフランジを平面S2で切断した状態を示す斜視図。 電子写真画像形成装置の画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの断面図。 プロセスカートリッジの断面図。 (a)プロセスカートリッジをドラムの回転軸線方向から見た図、(b)図4(a)の平面Nで切断したクリーニング枠体の内部を示す図。 電子写真画像形成装置の開閉扉を開いた状態の画像形成装置本体の斜視図。 電子写真画像形成装置の開閉扉を開き、トレイを引き出した状態の画像形成装置本体の斜視図。 電子写真画像形成装置の開閉扉を開き、トレイを引き出した状態で、トレイにプロセスカートリッジを着脱する際の画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの斜視図。 電子写真画像形成装置本体にプロセスカートリッジが装着された状態の、プロセスカートリッジ及び画像形成装置本体の駆動側位置決め部の斜視図。 電子写真画像形成装置本体にプロセスカートリッジが装着された状態の、プロセスカートリッジ及び画像形成装置本体の非駆動側位置決め部の斜視図。 プロセスカートリッジの分解図。 プロセスカートリッジの分解図。 プロセスカートリッジの分解図。 プロセスカートリッジの分解図。 電子写真感光ドラムユニットの説明図であり、(a)は駆動側から見た斜視図、(b)は非駆動側から見た斜視図、(c)は分解した状態を示す斜視図。 駆動側フランジユニットを分解した状態の斜視図であり、(a)は駆動側から、(b)は非駆動側から見た図。 駆動側フランジユニットの説明図であり、(a)は駆動側から見た斜視図、(b)は平面S3で切断した断面図、(c)は平面S4で切断した断面図。
<第1実施形態>
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、電子写真感光ドラム(以後は感光ドラムと称す)62の回転軸線方向を長手方向とする。また、長手方向において、画像形成装置本体から電子写真感光ドラムが駆動力を受ける側を駆動側とし、その反対側を非駆動側とする。
図2及び図3を用いて全体構成及び画像形成プロセスについて説明する。図2は、本発明の一実施の形態である電子写真画像形成装置の画像形成装置本体(以下、装置本体Aと記載する)及びプロセスカートリッジ(以下、カートリッジBと記載する)の断面図である。図3は、カートリッジBを感光ドラム62の回転軸方向から見た断面図である。
ここで、装置本体Aとは、電子写真画像形成装置からカートリッジBを除いた部分である。
<電子写真画像形成装置全体構成>
図2に示す電子写真画像形成装置は、カートリッジBを装置本体Aに装着可能とした電子写真技術を利用したレーザビームプリンタである。カートリッジBが装置本体Aに装着されたとき、カートリッジBの感光ドラム62に潜像を形成するための露光装置3(レーザスキャナユニット)が配置される。また、カートリッジBの下側に画像形成対象となる記録媒体(以下、シート材Pと記載する)を収納したシートトレイ4が配置されている。
更に、装置本体Aには、シート材Pの搬送方向Dに沿って、ピックアップローラ5a、給送ローラ対5b、搬送ローラ対5c、転写ガイド6、転写ローラ7、搬送ガイド8、定着装置9、排出ローラ対10、排出トレイ11等が順次配置されている。なお、定着装置9は、加熱ローラ9a及び加圧ローラ9bにより構成されている。
<画像形成プロセス>
次に、画像形成プロセスの概略を説明する。プリントスタート信号に基づいて、電子写真感光ドラム(以下、ドラム62と記載する)は矢印R方向に所定の周速度(プロセススピード)をもって回転駆動される。バイアス電圧が印加された帯電ローラ66は、ドラム62の外周面に接触し、ドラム62の外周面を一様均一に帯電する。
露光装置3は、画像情報に応じたレーザ光Lを出力する。そのレーザ光LはカートリッジBのクリーニング枠体71に設けられたレーザ開口71hを通り、ドラム62の外周面を走査露光する。これにより、ドラム62の外周面には画像情報に対応した静電潜像が形成される。
一方、図3に示すように、現像装置としての現像ユニット20において、トナー室29内のトナーTは、第1搬送部材43、第2搬送部材44、第3搬送部材50の回転によって撹拌、搬送され、トナー供給室28に送り出される。トナーTは、マグネットローラ34(固定磁石)の磁力により、現像ローラ32の表面に担持される。トナーTは、現像ブレード42によって、摩擦帯電されつつ現像ローラ32周面上での層厚が規制される。
そのトナーTは、静電潜像に応じてドラム62へ現像され、トナー像として可視像化される。
また、図2に示すように、レーザ光Lの出力タイミングとあわせて、ピックアップローラ5a、給送ローラ対5b、搬送ローラ対5cによって、装置本体Aの下部に収納されたシート材Pがシートトレイ4から送り出される。そして、そのシート材Pが転写ガイド6を経由して、ドラム62と転写ローラ7との間の転写位置へ搬送される。この転写位置において、トナー像はドラム62からシート材Pに順次転写されていく。
トナー像が転写されたシート材Pは、ドラム62から分離されて搬送ガイド8に沿って定着装置9に搬送される。そしてシート材Pは、定着装置9を構成する加熱ローラ9aと加圧ローラ9bとのニップ部を通過する。このニップ部で加圧・加熱定着処理が行われてトナー像はシート材Pに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Pは、排出ローラ対10まで搬送され、排出トレイ11に排出される。
一方、図3に示すように、転写後のドラム62は、クリーニングブレード77により外周面上の残留トナーが除去されて、再び、画像形成プロセスに使用される。ドラム62から除去されたトナーはクリーニングユニット60の廃トナー室71bに貯蔵される。
上記において、帯電ローラ66、現像ローラ32、転写ローラ7、クリーニングブレード77がドラム62に作用するプロセス手段である。
<カートリッジ着脱>
次に、装置本体Aに対するカートリッジBの着脱(装着及び取り外し)について、図5、図6、図8を用いて説明する。図5は、カートリッジBを着脱するために開閉扉13を開いた装置本体Aの斜視図である。図6は、カートリッジBを着脱するために開閉扉13を開きトレイ18を引き出した状態の装置本体AとカートリッジBの斜視図である。図7は、開閉扉13を開きトレイ18を引き出した状態で、カートリッジBを着脱している際の装置本体A及びカートリッジBの斜視図である。カートリッジBは、トレイ18に対して、着脱方向Eに沿って着脱可能である。
装置本体Aには開閉扉13が回動可能に取り付けられており、この開閉扉13を開くとカートリッジ挿入口17が設けられている。そしてカートリッジ挿入口17内にはカートリッジBを装置本体Aに装着するためのトレイ18が備えられている。トレイ18は、所定の位置まで引き出すと、カートリッジBの着脱が可能である。カートリッジBはトレイ18に載せられた状態で図中矢印C方向にガイドレール(不図示)に沿って装置本体A内に装着される。
図8に示すように装置本体Aには、カートリッジBに設けられたカップリング部材である第1カップリング部材70及び第2カップリング部材21に駆動を伝達するための係合部である第1係合部14及び第2係合部19が設けられている。ここで、カートリッジBの着脱の際には、第1カップリング部材70及び第2カップリング部材21は傾動(傾斜、旋回)しながら、第1係合部14及び第2係合部19と係合及び離脱を行う。
第1係合部14及び第2係合部19は装置本体Aのモータ(不図示)により駆動される。これにより、第1カップリング部材70と連結しているドラム62が装置本体Aから駆動力を受けて回転する。また、第2カップリング部材21から駆動を伝達されて現像ローラ32が回転する。さらに、帯電ローラ66、現像ローラ32は、装置本体Aの給電部(不図示)より給電される。
<カートリッジ支持>
図5に示すように、装置本体AにはカートリッジBを支持するための駆動側板15と非駆動側板16が設けられている。図8、図9に示すように、駆動側板15には駆動側第1支持部15a、駆動側第2支持部15b及びカートリッジBの回転支持部15cが設けられている。また、非駆動側板16には非駆動側第1支持部16a、非駆動側第2支持部16b及び回転支持部16cが設けられている。
一方、カートリッジBの被支持部として、ドラム軸受73の被支持部73b、被支持部73d、クリーニング枠体71の駆動側ボス71a、非駆動側突部71fと非駆動側ボス71gがそれぞれ設けられている。そして、被支持部73bが駆動側第1支持部15a、被支持部73dが駆動側第2支持部15bにより支持され、駆動側ボス71aが回転支持部15cにより支持される。また、非駆動側突部71fが非駆動側第1支持部16aと非駆動側第2支持部16bにより支持され、非駆動側ボス71gが回転支持部16cにより支持されることで、カートリッジBは装置本体A内で位置決めされる。
<カートリッジ全体の構成>
次にカートリッジBの全体構成について図3、図4、図10、図11、図12、図13を用いて説明する。図3はカートリッジBの断面図、図10、図11、図12、図13は、カートリッジBの構成を説明する斜視図である。図11及び図13は、図10及び図12の点線部内の箇所を、角度を変えて拡大した部分拡大図である。なお本実施形態においては各部品を結合する際のビスに関しては省略して説明する。
カートリッジBは、クリーニングユニット60と、現像ユニット20を有する。プロセスカートリッジとは、電子写真感光体と、これに作用するプロセス手段としての帯電手段、現像手段及びクリーニング手段の少なくとも一つと、を一体的にカートリッジ化して、電子写真画像形成装置の本体に対して着脱可能としたものである。本発明においては、プロセスカートリッジは、本発明に従うクリーニングユニット60を少なくとも有する。
図3に示すように、クリーニングユニット60は、ドラム62と、帯電ローラ66と、クリーニング部材77と、これらを支持するクリーニング枠体71と、クリーニング枠体71に溶着等で固定された蓋部材72を有する。クリーニングユニット60において、帯電ローラ66、クリーニング部材77は、それぞれドラム62の外周面に接触して配置される。
クリーニング部材77は、弾性材料としてのゴムで形成されたブレード状の弾性部材であるゴムブレード77aと、ゴムブレードを支持する支持部材77bと、を有する。ゴムブレード77aは、ドラム62の回転方向に対してカウンター方向にドラム62に当接している。即ち、ゴムブレード77aは、その先端部がドラム62の回転方向の上流側を向くようにドラム62に当接している。
図4(a)はカートリッジBをドラム62の回転軸線方向から見た図であり、図4(b)は、図4(a)の平面Nで切断したクリーニング枠体71の内部を示す図である。図3、図4に示すように、クリーニング部材77によってドラム62の表面から除去された廃トナーは、廃トナー搬送部材としての第1スクリュー86、第2スクリュー87、第3スクリュー88によって搬送される。そして、廃トナーはクリーニング枠体71と蓋部材72によって形成された廃トナー室71bに溜められる。また、第1スクリュー86は(不図示の)ギアによって、図13中に示す第2カップリング部材21から駆動を伝達されて回転する。そして、第2スクリュー87は第1スクリュー86から、第3スクリュー88は第2スクリュー87からそれぞれ駆動力を受けて回転する。第1スクリュー86はドラム62の近傍に、第2スクリュー87はクリーニング枠体71の長手方向端部に、第3スクリュー88は廃トナー室71bに、それぞれ配置されている。ここで、第1スクリュー86、第3スクリュー88の回転軸線はドラム62の回転軸線と平行であり第2スクリュー87の回転軸線はドラム62の回転軸線と直交している。
また、図3に示すように、クリーニング枠体71から廃トナーが漏れることを防止するためのスクイシート65が、ドラム62に当接するようにクリーニング枠体71の縁部に設けられている。
ドラム62に連結された第1カップリング部材70(図8)が、駆動源である本体駆動モータ(不図示)から伝達された駆動力を受けることにより、画像形成動作に応じて、ドラム62は図中矢印R方向に回転駆動される。
帯電ローラ66は、クリーニング枠体71の長手方向(ドラム62の回転軸線方向と略平行)の両端部において、帯電ローラ軸受67を介し、クリーニングユニット60に回転可能に取り付けられている。帯電ローラ66は、帯電ローラ軸受67が付勢部材68によりドラム62に向けて加圧されることでドラム62に圧接されている。帯電ローラ66は、ドラム62の回転に従動回転する。
図3に示すように、現像ユニット20は、現像ローラ32と、現像ローラ32を支持する現像容器23と、現像ブレード42等を有する。現像ローラ32内にはマグネットローラ34が設けられている。また現像ユニット20において、現像ローラ32上のトナー層を規制するための現像ブレード42が配置されている。図10、図12に示すように、現像ローラ32には間隔保持部材38が現像ローラ32の両端部に取り付けられており、間隔保持部材38とドラム62が当接することで、現像ローラ32はドラム62と微少隙間をもって保持される。また、図3に示すように、現像ユニット20からトナーが漏れることを防止するための吹き出し防止シート33が、現像ローラ32に当接するように底部材22の縁部に設けられている。更に、現像容器23と底部材22によって形成されたトナー室29には、第1搬送部材43、第2搬送部材44、第3搬送部材50が設けられている。第1搬送部材43、第2搬送部材44、第3搬送部材50は、トナー室29に収容されたトナーを撹拌すると共に、トナー供給室28へトナーを搬送する。
図10、図12に示すように、カートリッジBはクリーニングユニット60と現像ユニット20を合体して構成される。
クリーニングユニット60には、クリーニング枠体71、蓋部材72、ドラム62、ドラム62を回転支持するためのドラム軸受73及びドラム軸78が設けられている。クリーニング枠体71、蓋部材72、ドラム軸受73、ドラム軸78は、ドラム62を回転可能に支持するドラム支持部材である。図13に示すように、駆動側においては、ドラム62は、駆動側に設けられたフランジ部材である駆動側ドラムフランジ63がドラム軸受73の軸受部73aにより回転可能に支持される。一方、図11に示すように、非駆動側は、クリーニング枠体71に設けられた穴部71cに圧入されたドラム軸78が、非駆動側ドラムフランジ64の穴部64a(図14)を回転可能に支持する構成となっている。
図3、図10、図12に示すように、一方、現像ユニット20は、底部材22、現像容器23、駆動側現像サイド部材26、現像ブレード42、現像ローラ32等からなる。また現像ローラ32は、両端に設けられた軸受部材27、37により回転可能に現像容器23に取り付けられている。
そして、図11、図13に示すように、クリーニングユニット60と現像ユニット20を結合ピン69で互いに回動可能に結合することによってカートリッジBを構成する。
具体的には、現像ユニット20の長手方向両端部には、現像容器23に現像第1支持穴23a、現像第2支持穴23bが設けられている。また、クリーニングユニット60の長手方向両端部には、クリーニング枠体71に第1吊り穴71i、第2吊り穴71jが設けられている。第1吊り穴71i、第2吊り穴71jに圧入固定された結合ピン69と現像第1支持穴23a、現像第2支持穴23bが嵌合することにより、クリーニングユニット60と現像ユニット20は互いに回動可能に連結される。
また、駆動側付勢部材46Rの第1穴部46Raはドラム軸受73のボス73cに掛けられ、第2穴部46Rbが駆動側現像サイド部材26のボス26aに掛けられている。
また非駆動側付勢部材46Fの第1穴部46Faはクリーニング枠体71のボス71kに掛けられ、第2穴部46Fbが軸受部材37のボス37aに掛けられている。
本実施形態においては駆動側付勢部材46R、非駆動側付勢部材46Fは引っ張りバネで形成されている。そして、この引っ張りバネの付勢力により現像ユニット20をクリーニングユニット60に付勢させることで現像ローラ32をドラム62の方向へ確実に押し付けるよう構成されている。そして、現像ローラ32の両端部に取り付けられた間隔保持部材38によって、現像ローラ32はドラム62から所定の間隔をもって保持される。
<電子写真感光ドラムユニット>
図14を用いて、電子写真感光ドラムユニットU1(以下、ドラムユニットU1と記載する)の構成について説明する。図14はドラムユニットU1の説明図であり、図14(a)は駆動側から見た斜視図、図14(b)は非駆動側から見た斜視図、図14(c)は分解した状態を示す斜視図である。
図14に示すように、ドラムユニットU1は、ドラム62、駆動側フランジユニットU2、非駆動側ドラムフランジ64、及び、アース板74を有する。
ドラム62は、表面に感光層を被覆したアルミ等の導電性の筒状の部材である。なお、ドラム62は、内部が中空であっても、或いは、内部が中実でも構わない。
駆動側フランジユニットU2は、ドラム62の駆動側の端部に配置されている。具体的には、駆動側フランジユニットU2は、フランジ部材である駆動側ドラムフランジ63の第3円筒部63cがドラム62の端部の開口部62a1に嵌合し、接着やカシメ等でドラム62に結合される。そして、駆動側フランジユニットU2が回転すると、ドラム62が一体的に回転する。
同様に、非駆動側ドラムフランジ64は、ドラム62の非駆動側の端部に配置されている。非駆動側ドラムフランジ64は樹脂製で、ドラム62端部の開口部62a2に、接着やカシメ等でドラム62に結合される。また、非駆動側ドラムフランジ64には、ドラム62を接地するために、導電性(主に金属)のアース板74が配置されている。アース板74は、ドラム62の内周面に接し、装置本体Aと電気的に接続されている。
<駆動側フランジユニット>
図15、図16を用いて、駆動側フランジユニットU2の構成について説明する。図15は駆動側フランジユニットU2を分解した状態の斜視図であり、図15(a)は駆動側から、図15(b)は非駆動側から見た図である。
図16は駆動側フランジユニットU2の説明図であり、図16(a)は駆動側から見た斜視図、図16(b)は図16(a)の平面S3で切断した断面図、図16(c)は図16(a)の平面S4で切断した断面図である。なお平面S3と平面S4は、それぞれ後述する軸線L1を含む平面であり、平面S3と平面S4は互いに直交する関係となっている。
図15に示すように、駆動側フランジユニットU2は、第1カップリング部材70、駆動側ドラムフランジ(フランジ部材)63、ピン75、規制部材76を有する。
第1カップリング部材70には、自由端部70aと結合部70cが設けられている。自由端部70aは、装置本体Aに設けられた第1係合部14(図8)と係合して回転力を受ける受け部70a1を有する。また、結合部70cは、受け部70a1で受けた回転力を伝達するための伝達部70dと貫通穴としての穴部70bとを有する。
駆動側ドラムフランジ63は、第1円筒部63a、第2円筒部63b、第3円筒部63cを有する。そして第1円筒部63aの中心軸線を軸線L1とすると、第2円筒部63bと第3円筒部63cのそれぞれの中心軸線は軸線L1と一致する。また、第1円筒部63aの外周面を63a1、内周面を63a2、第2円筒部63bの外周面を63b1、内周面を63b2、第3円筒部63cの外周面を63c1とする。なお軸線L1はドラム62の中心軸線と一致する。つまり、第1円筒部63a、第2円筒部63b、第3円筒部63cは中心軸線が同軸となるよう配置されている。
また第2円筒部63bの内側には、軸線L1を含み駆動側ドラムフランジ63を貫通する空洞部63dが形成されている。また、第2円筒部63bには、内径が第2円筒部63bの内周面の中で最も小さい内径の最小径部63eと、第2円筒部63bの内周面から径方向外側へ凹む凹部63fとが設けられている。最小径部63eは、第2円筒部63bの内周面から軸線L1に向かって内側に突出した内側突出部である。凹部63fは軸線L1方向(中心軸線方向)に延びて形成された溝である。なお、空洞部63dは、その内部に第1カップリング部材70の結合部70cを収納する収納部である。ピン75は、円柱形状(または円筒形状)の軸部材であって、その長手方向が軸線L1に対し略直交する方向となるよう配置される。
規制部材76は、軸線L1方向に関して第1カップリング部材70の結合部70cを挟んで最小径部63eと対向し、第1規制部76aと2つの第2規制部76bとを有する。
次に図16を用いて各構成部品の支持方法について説明する。第1カップリング部材70は、結合部70cが第2円筒部63bの内側の空洞部63dに保持されることで、軸線L1と直交方向の位置が決まる。また、結合部70cは最小径部63eと抜け止めとしての第1規制部76aによって軸線L1方向の位置が規制される。このとき、結合部70c中心周りの回転は規制されておらず、第1カップリング部材70は結合部70cの中心周りに傾動可能である。傾動可能とは、第1カップリング部材70が、結合部70cの中心周りに回動することで、第1カップリング部材70の中心線が軸線L1に対して傾くように動けることである。
凹部63fは軸線L1を中心として対称に2つ設けられており、ピン75は穴部70bを貫通した状態で、その両端が2つの凹部63fに挿入され、軸線L1まわりの回転が規制される。また、軸線L1方向に関しては、2つの凹部63fとピン75の抜け止めとしての2つの第2規制部76bによって位置を規制される。
上述したように、第1カップリング部材70とピン75とが駆動側ドラムフランジ63と規制部材76との間に保持された状態で、規制部材76は、駆動側ドラムフランジ63に対し溶着や接着によって固定される。
ここで、第1カップリング部材70は第1係合部14(図8)と係合し回転力を受ける。そしてピン75は、第1カップリング部材70の伝達部70dから回転力を受け、その回転力を駆動側ドラムフランジ63に伝達する。また駆動側ドラムフランジ63は、ピン75から回転力を受け、その回転力をドラム62に伝達する。
尚、本実施形態では駆動側ドラムフランジ63は射出成形で成形された樹脂製であり、その材質は、ポリアセタール、ポリカーボネイト等である。但し、ドラム62を回転するための負荷トルクによっては、駆動側ドラムフランジ63を金属製にしてもよい。
<駆動側ドラムフランジ>
図1を用いて駆動側ドラムフランジ63について説明する。図1は駆動側ドラムフランジ63の説明図である。具体的には、図1(a)は駆動側から見た斜視図、図1(b)は図1(a)の平面S1で駆動側ドラムフランジ63を説明のために切断し、その平面S1よりも駆動側に位置する部分を非駆動側から見た斜視図である。図1(c)は図1(a)の平面S2で説明のために切断した状態を示す斜視図である。平面S1は軸線L1に直交する平面であり、平面S2は軸線L1を含む平面である。
前述のように、駆動側ドラムフランジ63は、第1円筒部63a、第2円筒部63b、第3円筒部63c、空洞部63d、最小径部63e、凹部63fを有する。第1円筒部63aはドラム軸受73の軸受部73aにより回転可能に支持される部分である。第2円筒部63bの外径(外周面63b1の径)は第1円筒部63aの内径(内周面63a2の径)より小さい。第2円筒部63bは、軸線L1方向の位置が第1円筒部63aと同位置の部分(オーバーラップする部分)を有している。第3円筒部63cは前述のようにドラム62の端部の開口部62a1(図14)に嵌合し、接着やカシメ等でドラム62に結合される部分であり、その外径(外周面63c1の径)は第1円筒部63aの外径(外周面63a1の径)よりも大きい。また、第1円筒部63aの内周面63a2と前記第2円筒部63bの外周面63b1との間には複数の溝部63gが形成されている。
また、図16(c)に示すように、第1円筒部63aと第2円筒部63bをとの間には、軸線L1と直交する方向に延びた第3壁部63hが形成されている。第3壁部63hは、第2円筒部63bの外周面63b1から突出するように略リング状の壁である。但し、凹部63fがある部分にはこの第3壁部63hは設けられていない。第3壁部63hは、第2円筒部63bの外周面63b1から第1円筒部63aの内周面63a2に向かって軸線L1の半径方向に延びており、第1円筒部63aと第2円筒部63bを繋ぐ。次に凹部63fを形成する部分の形状について説明する。上述したように凹部63fは軸線L1を中心に対称に2つ設けられているが、その構成は同様であるので、以下では、一方の凹部63fについて説明する。
凹部63fのうち、ドラムユニットU1を回転させる駆動力を受ける部分が第1壁部63f1である。また第1壁部63f1に対向した部分が第2壁部63f2である。第1壁部63f1及び第2壁部63f2は軸線L1方向に平行に延びた壁状の部分である。ピン75は第1壁部63f1と第2壁部63f2の間に配置される。さらに凹部63fのうち、軸線L1方向において、第1壁部63f1と第2壁部63f2の端同士を繋ぐ部分が連結部63f3である。この第1壁部63f1、第2壁部63f、及び連結部63f3は、軸線L1方向の位置が、第1円筒部63a及び第2円筒部63bと同位置(オーバーラップした位置)となるよう配置され、それぞれが第1円筒部63aと第2円筒部63bとを繋いでいる。また、軸線L1方向に関して、連結部63fは、凹部63fよりも最小径部63e側(内側突出部側)に配置される。また、軸線L1方向に関して、連結部63fは、ピン75よりも最小径部63e側に配置される。
このように、ピン75からの駆動力を受ける第1壁部63f1は、第2壁部63f2と連結部63f3によりそれぞれ繋がれた第1円筒部63aと第2円筒部63bを繋いで設けられており、剛性が高い。さらに連結部63f3が軸線L1方向において、第1壁部63f1と第2壁部63f2の端同士を繋ぐことで、第1壁部63f1を補強している。そのため第1壁部63f1が受ける駆動力によって駆動側ドラムフランジ63が変形することを抑制することができる。これにより、ドラムユニットU1の回転速度の変動も抑制できる。そして電子写真画像形成装置の画質を向上させることができる。
また凹部63fは、軸線L1方向の位置が第1円筒部63aとオーバーラップして設けられている。これにより、凹部63fが駆動力を受けた際に、駆動側ドラムフランジ63を半径方向に移動してしまっても、第1円筒部63aを支持する軸受部73aで受けることができ、力のロスが小さい。
さらに凹部63fは、軸線L1方向の位置が溝部63gとオーパーラップしている。これにより、凹部63fを形成する壁が厚肉にならず、凹部63f、第1円筒部63a、第2円筒部63bの寸法精度を向上できる。
なお、本実施形態に記載されている構成部品の機能、材質、形状その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
21 第2カップリング部材
37 軸受部材
62 電子写真感光ドラム(ドラム)
63 駆動側ドラムフランジ
63a 第1円筒部
63b 第2円筒部
63c 第3円筒部
63d 空洞部
63e 最小径部
63f 凹部
63f1 第1壁部
63f2 第2壁部
63f3 連結部
63g 溝部
70 第1カップリング部材
73 ドラム軸受
73a 軸受部
76 規制部材
76a 第1規制部
76b 第2規制部
B プロセスカートリッジ(カートリッジ)
L1 第1円筒部63aの中心軸線

Claims (23)

  1. 電子写真感光ドラムユニットであって、
    電子写真感光ドラムと、
    前記電子写真感光ドラムの長手端部に固定されたフランジ部材と、
    前記電子写真感光ドラムユニットの外部から前記電子写真感光ドラムを回転させる駆動力を受けるための駆動力受け部と、前記駆動力を前記フランジ部材に向けて伝達するための伝達部と、を有するカップリング部材と、
    前記電子写真感光ドラムの長手方向に交差する方向に延び、前記カップリング部材の前記伝達部に係合する軸部材であって、前記駆動力を前記カップリング部材から前記フランジ部材へ伝達するための軸部材と、
    有し、
    前記フランジ部材は、
    第1外周面及び第1内周面を有する第1円筒部と、
    前記第1円筒部の半径方向において前記第1円筒部の前記第1内周面の内側に配置され、前記第1円筒部の中心軸線を中心とする第2外周面及び第2内周面を有する第2円筒部であって、前記第2内周面の内側に前記カップリング部材の前記伝達部を収容する第2円筒部と、
    前記軸部材と当接して前記軸部材から前記駆動力を受けるように構成され、前記中心軸線の方向に延びた第1壁部と、
    前記軸部材を挟んで前記第1壁部と反対側に配置され、前記中心軸線の方向に延びた第2壁部と、
    前記第1壁部と前記第2壁部とを繋ぐ連結部であって、前記軸部材の長手方向に延びる前記軸部材の外面に対向する連結部と、
    を備え、
    前記第1壁部及び前記第2壁部は、前記軸部材を通り且つ前記中心軸線に直交する断面において、前記第1円筒部の前記第1内周面から前記第2円筒部の前記第2内周面まで延びていることを特徴とする電子写真感光ドラムユニット。
  2. 前記連結部は、前記第1円筒部の前記第1内周面から前記第2円筒部の前記第2内周面まで延び、前記第1壁部と、前記第2壁部と、前記第1内周面と、前記連結部と、で前記軸部材が収容される凹部が形成さ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ドラムユニット。
  3. 前記フランジ部材は、前記第2円筒部の前記第2外周面から前記第1円筒部の前記第1内周面まで前記半径方向に延び、前記中心軸線に交差する方向に延びる面を有する第3壁部を有し、
    前記第3壁部は、前記第1円筒部の円周方向において前記凹部が設けられている領域を除いた領域に設けられていることを特徴とする請求項2に記載の電子写真感光ドラムユニット。
  4. 前記フランジ部材は、前記第1円筒部の前記第1内周面から前記第2円筒部の前記第2外周面まで前記半径方向に延び、前記中心軸線の方向に延びる面を有する複数のリブを備えていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電子写真感光ドラムユニット。
  5. 前記フランジ部材は、前記電子写真感光ドラムの開口部に嵌合し、前記中心軸線を中心とする第3円筒部であって、前記第1円筒部の前記第1外周面よりも外径が大きい外周面を有する第3円筒部を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電子写真感光ドラムユニット。
  6. 前記カップリング部材は、前記駆動力受け部に対して前記電子写真感光ドラムの側において前記駆動力受け部と結合する結合部を有し、
    前記中心軸線を第1中心軸線とした時に、前記伝達部は、前記結合部を前記カップリング部材の第2中心軸線と交差する方向に貫通した穴部であり、
    前記結合部は、前記第2中心軸線が前記第1中心軸線に対して傾くように前記結合部の中心周りに傾動可能に、前記第2円筒部の前記第2内周面の内側にある空洞部で保持されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電子写真感光ドラムユニット。
  7. 前記カップリング部材の前記結合部の前記穴部は、前記第2中心軸線を交差する方向にみたときに、前記第2中心軸線の方向に長いことを特徴とする請求項6に記載の電子写真感光ドラムユニット。
  8. 前記フランジ部材は、前記フランジ部材の前記第2円筒部の前記第2内周面から前記半径方向に関し内側に突出する内側突出部であって、前記カップリング部材の前記結合部が前記第1中心軸線の方向において前記電子写真感光ドラムから離れる方向の移動を規制する内側突出部を有することを特徴とする請求項6又は7に記載の電子写真感光ドラムユニット。
  9. 前記カップリング部材の前記結合部を挟んで前記フランジ部材の前記内側突出部と反対側に設けられた規制部材であって、前記結合部が前記第1中心軸線の方向において前記電子写真感光ドラムに近づく方向の移動を規制する規制部材を有することを特徴とする請求項8に記載の電子写真感光ドラムユニット。
  10. 電子写真感光ドラムと、前記電子写真感光ドラムの長手端部に固定されたフランジ部材と、
    前記電子写真感光ドラムを回転させる駆動力を受けるための駆動力受け部と、前記駆動力を前記フランジ部材に向けて伝達するための伝達部と、を有するカップリング部材と、前記電子写真感光ドラムの長手方向に交差する方向に延び且つ前記カップリング部材の前記伝達部に係合する軸部材であって前記駆動力を前記カップリング部材から前記フランジ部材へ伝達するための軸部材と、を備える電子写真感光ドラムユニットと、
    前記電子写真感光ドラムユニットを回転可能に支持するドラム支持部材と、
    を備え、
    画像形成装置の装置本体に装着可能なカートリッジにおいて、前記フランジ部材は、
    前記ドラム支持部材に回転可能に支持され、第1外周面及び第1内周面を有する第1円筒部と、
    前記第1円筒部の半径方向において前記第1円筒部の前記第1内周面の内側に配置され、前記第1円筒部の中心軸線を中心とする第2外周面及び第2内周面を有する第2円筒部であって、前記第2内周面の内側に前記カップリング部材の前記伝達部を収容する第2円筒部と、
    前記軸部材と当接して前記軸部材から前記駆動力を受けるように構成され、前記中心軸線の方向に延びた第1壁部と、前記軸部材を挟んで前記第1壁部と反対側に配置され、前記中心軸線の方向に延びた第2壁部と、前記第1壁部と前記第2壁部とを繋ぐ連結部であって、前記軸部材の長手方向に延びる前記軸部材の外面に対向する連結部と、を備え、前記第1壁部及び前記第2壁部は、前記軸部材を通り且つ前記中心軸線に直交する断面において、前記第1円筒部の前記第1内周面から前記第2円筒部の前記第2内周面まで延びていることを特徴とするカートリッジ。
  11. 前記連結部は、前記第1円筒部の前記第1内周面から前記第2円筒部の前記第2内周面まで延び、前記第1壁部と、前記第2壁部と、前記第1内周面と、前記連結部と、で前記軸部材が収容される凹部が形成されていることを特徴とする請求項10に記載のカートリッジ。
  12. 前記フランジ部材は、前記第2円筒部の前記第2外周面から前記第1円筒部の前記第1内周面まで前記半径方向に延び、前記中心軸線に交差する方向に延びる面を有する第3壁部を有し、
    前記第3壁部は、前記第1円筒部の円周方向において前記凹部が設けられている領域を除いた領域に設けられていることを特徴とする請求項11に記載のカートリッジ。
  13. 前記フランジ部材は、前記第1円筒部の前記第1内周面から前記第2円筒部の前記第2外周面まで前記半径方向に延び、前記中心軸線の方向に延びる面を有する複数のリブを備えていることを特徴とする請求項10乃至12のいずれか1項に記載のカートリッジ。
  14. 前記フランジ部材は、前記電子写真感光ドラムの開口部に嵌合し前記中心軸線を中心とする第3円筒部であって、前記第1円筒部の前記第1外周面よりも外径が大きい外周面を有する第3円筒部を備えることを特徴とする請求項10乃至13のいずれか1項に記載のカートリッジ。
  15. 前記カップリング部材は、前記駆動力受け部に対して前記電子写真感光ドラムの側において前記駆動力受け部と結合する結合部を有し、
    前記中心軸線を第1中心軸線とした時に、前記伝達部は、前記結合部を前記カップリング部材の第2中心軸線と交差する方向に貫通した穴部であり、
    前記結合部は、前記第2中心軸線が前記第1中心軸線に対して傾くように前記結合部の中心周りに傾動可能に、前記第2円筒部の前記第2内周面の内側にある空洞部で保持されていることを特徴とする請求項10乃至14のいずれか1項に記載のカートリッジ。
  16. 前記カップリング部材の前記結合部の前記穴部は、前記第2中心軸線を交差する方向にみたときに、前記第2中心軸線の方向に長いことを特徴とする請求項15に記載のカートリッジ。
  17. 前記フランジ部材は、前記フランジ部材の前記第2円筒部の前記第2内周面から前記半径方向に関し内側に突出する内側突出部であって、前記カップリング部材の前記結合部が前記第1中心軸線の方向において前記電子写真感光ドラムから離れる方向の移動を規制する内側突出部を有することを特徴とする請求項15又は16に記載のカートリッジ。
  18. 前記カップリング部材の前記結合部を挟んで前記フランジ部材の前記内側突出部と反対側に設けられた規制部材であって、前記結合部が前記第1中心軸線の方向において前記電子写真感光ドラムに近づく方向の移動を規制する規制部材を有することを特徴とする請求項17に記載のカートリッジ。
  19. 電子写真感光ドラムの長手端部に固定され、前記電子写真感光ドラムを回転させる駆動力を受けるための駆動力受け部と、前記駆動力を前記フランジ部材に向けて伝達するための伝達部と、を有するカップリング部材から駆動力を受けて回転する軸部材から駆動力を受けることで回転する、ように構成されたフランジ部材において、
    第1外周面及び第1内周面を有する第1円筒部と、
    前記第1円筒部の半径方向において前記第1円筒部の前記第1内周面の内側に配置され、前記第1円筒部の中心軸線を中心とする第2外周面及び第2内周面を有する第2円筒部であって、前記第2内周面の内側に前記カップリング部材の前記伝達部を収容する第2円筒部と、前記軸部材と当接して前記軸部材から前記駆動力を受けるように構成され、前記中心軸線の方向に延びた第1壁部と、前記軸部材を挟んで前記第1壁部と反対側に配置され、前記中心軸線の方向に延びた第2壁部と、前記第1壁部と前記第2壁部とを繋ぐ連結部であって、前記軸部材の長手方向に延びる前記軸部材の外面に対向する連結部と、を備え、前記第1壁部及び前記第2壁部は、前記軸部材を通り且つ前記中心軸線に直交する断面において、前記第1円筒部の前記第1内周面から前記第2円筒部の前記第2内周面まで延びていることを特徴とするフランジ部材。
  20. 前記連結部は、前記第1円筒部の前記第1内周面から前記第2円筒部の前記第2内周面まで延び、前記第1壁部と、前記第2壁部と、前記第1内周面と、前記連結部と、で前記軸部材が収容される凹部が形成されていることを特徴とする請求項19に記載のフランジ部材。
  21. 前記フランジ部材は、前記第2円筒部の前記第2外周面から前記第1円筒部の前記第1内周面まで前記半径方向に延び、前記中心軸線に交差する方向に延びる面を有する第3壁部を有し、
    前記第3壁部は、前記第1円筒部の円周方向において前記凹部が設けられている領域を除いた領域に設けられていることを特徴とする請求項20に記載のフランジ部材。
  22. 前記フランジ部材は、前記第1円筒部の前記第1内周面から前記第2円筒部の前記第2外周面まで前記半径方向に延び、前記中心軸線の方向に延びる面を有する複数のリブを備えていることを特徴とする請求項19乃至21のいずれか1項に記載のフランジ部材。
  23. 前記フランジ部材は、前記電子写真感光ドラムの開口部に嵌合し前記中心軸線を中心とする第3円筒部であって、前記第1円筒部の前記第1外周面よりも外径が大きい外周面を有する第3円筒部を備えることを特徴とする請求項19乃至22のいずれか1項に記載のフランジ部材。
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