(57)【要約】【課題】ドラム軸の変形により生じるドラムフレの劣化を低減し、特にＳＤギャップ変動の低減を図ることができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】一対のフランジとシリンダより成るドラムユニットの位置決めに際し、一方のフランジを、ドラム軸に設けた段差部と固定用部材を用いて、軸方向に挟んで位置決めを行う画像形成装置において、半径方向に弾性変形し得るスペーサ部材を、ドラム軸に設けた段差部とフランジ端面の間に配設することを特徴とする。又、前記スペーサ部材の曲げ剛性は、軸方向同部位におけるドラム軸の曲げ剛性よりも小なることを特徴とする。更に、前記ドラム軸は材質が金属であり、該スペーサ部材は材質が樹脂であることを特徴とする。【選択図】図１
2006119172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のフランジとシリンダより成るドラムユニットの位置決めに際し、一方のフランジを、ドラム軸に設けた段差部と固定用部材を用いて、軸方向に挟んで位置決めを行う画像形成装置において、
半径方向に弾性変形し得るスペーサ部材を、ドラム軸に設けた段差部とフランジ端面の間に配設することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記スペーサ部材の曲げ剛性は、軸方向同部位におけるドラム軸の曲げ剛性よりも小なることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ドラム軸は材質が金属であり、該スペーサ部材は材質が樹脂であることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記スペーサ部材は、周方向を分断する切り欠き形状を有することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記ドラム軸は材質が金属であり、前記スペーサ部材は材質が金属若しくは樹脂で、螺旋形状の部材であることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記フランジ端面と該スペーサ部材の当接部において、フランジ内径とドラム軸外径及びスペーサ部材内径とドラム軸外径とは隙間を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
一対のフランジとシリンダより成るドラムユニットの位置決めに際し、一方のフランジを、ドラム軸に設けた段差部と固定用部材を用いて、軸方向に挟んで位置決めを行う画像形成装置において、
前記フランジは、円筒状の張り出し部を有し、円筒状の張り出し部の端面がドラム軸に設けた段差部と当接し、該張り出し部は、半径方向に弾性変形し得ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記張り出し部の曲げ剛性は、軸方向同部位におけるドラム軸の曲げ剛性よりも小なることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記フランジの円筒状の張り出し部は、周方向を分断する切り欠き形状を有することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記フランジの前記張り出し部の根元部において、フランジ内径とドラム軸外径とは隙間を有することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置や静電記録方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光ドラムを装置本体に対して精度良く位置決めすることは、感光ドラムに作用する画像形成プロセスを好適に行う上で非常に重要である。特に、現像スリーブとのクリアランス（以下、ＳＤギャップ）を、精度良く保つことは、高品位な画像を得るために最も重要な項目である。近年は、高画質化のためにトナーの小径化が進み、ＳＤギャップに対する要求精度は益々厳しいものになっている。
【０００３】
ＳＤギャップの保証方式としては、現像スリーブと同軸上に突き当てコロを設ける方式が簡易且つ高精度であるが、複数の現像器を回転させて切り替える回転現像方式では、振動防止の観点で望ましくない。又、固定現像方式においても、突き当てコロを感光ドラムのシリンダに直接当接させることは、ＳＤギャップ保証には適するが、現像器の振動が感光ドラムに伝播し易いという短所を有するため、突き当てコロをシリンダに直接当接させないで、感光ドラムと同軸上に設けた突き当て部材に当接させる方式が採用されることが多い。
【０００４】
上記した突き当てコロをシリンダに直接当接させる方式以外の方式においては、感光ドラムの直径及びフレを高精度にしなければ、ＳＤギャップの高精度化が図れない。感光ドラムシリンダの直径は、部品レベルで管理することで精度を保証できるが、フレに関しては、部品精度だけでなく、画像形成装置本体に感光ドラムを装着した際、フレの劣化が極力小さくなるように配慮する必要がある。
【０００５】
図８は従来の画像形成装置における感光ドラムの装置本体に対する位置決め方式を示す図である。
【０００６】
プロセスキット５１は、感光ドラム１及び現像器５Ｙ等のプロセス手段を搭載するもので、装置本体より引出し自在である。感光ドラムは、フランジ１０２，１０３の軸部外径とベアリング５２，５３の内径とが嵌合し、ベアリングがプロセスキットのフレームに固定されることで、半径方向に位置決めされる。
【０００７】
一方、感光ドラムは、その駆動手段であるドラム軸１１１に対して固定される。ドラム軸の奥側（図中右側）には、凸部（Ｃリング１１１ａ）が設けられ、前側にはドラム軸とは別の固定部材１１２が設けられ、これらとビス１１３を用いて感光ドラムユニット１を軸方向に挟んで固定位置決めする。固定部材は、ドラムフランジ及びドラム軸先端に設けた溝形状と係合し、ドラム軸より感光ドラムユニットに駆動を伝達するとともに、両者の周方向の位置決めを行う（特許文献１）。
【０００８】
上記の構成では、感光ドラムユニットを軸方向に位置決めするために、感光ドラムユニット全体を前奥両側より挟み込むため、シリンダに対して軸方向の荷重が加わる。荷重によりシリンダが変形し、真円度劣化、フレ劣化が生じると、劣化量によっては問題となる場合がある。
【０００９】
図９は上記した不具合を未然に防止するための構成を示す図である。ドラム軸に段差部１１１ｂを設け、軸方向に挟む部材は、前側のフランジ１０２のみとしている。この構成では、シリンダに軸方向の荷重が掛からないため、上記した不具合が発生しない。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１５４５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述の図９に示す構成は、ドラム軸の変形により、ドラムのフレが劣化するという課題を有している。
【００１２】
以下この課題について説明する。
【００１３】
ドラム軸内部には、ドラム表面を適切な温度に保つため、ドラムヒータ１１４が設けられている。ドラムヒータが作動し、ドラム軸が昇温すると、熱の影響で、ドラム軸が弓なりに反る場合がある。ドラム軸が弓なりに反る原因としては、熱膨張の影響や内部応力の解放に伴う変形等が挙げられる。
【００１４】
ドラム軸が弓なりに反ることにより、ドラム軸の段差部、つまりフランジの固定部が半径方向に変位する。ドラム軸の段差部端面とフランジ端面は圧接しているため、ドラム軸が変位するのに伴ってフランジ端面が半径方向に変位する。これにより、シリンダが半径方向に変位し、ドラムフレが劣化する。
【００１５】
本発明は、上述したドラム軸の変形により生じるドラムフレの劣化を低減し、特にＳＤギャップ変動の低減を図ることができる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、一対のフランジとシリンダより成るドラムユニットの位置決めに際し、一方のフランジを、ドラム軸に設けた段差部と固定用部材を用いて、軸方向に挟んで位置決めを行う画像形成装置において、半径方向に弾性変形し得るスペーサ部材を、ドラム軸に設けた段差部とフランジ端面の間に配設することを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記スペーサ部材の曲げ剛性は、軸方向同部位におけるドラム軸の曲げ剛性よりも小なることを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記ドラム軸は材質が金属であり、該スペーサ部材は材質が樹脂であることを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記スペーサ部材は、周方向を分断する切り欠き形状を有することを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記ドラム軸は材質が金属であり、前記スペーサ部材は材質が金属若しくは樹脂で、螺旋形状の部材であることを特徴とする。
【００２１】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記フランジ端面と該スペーサ部材の当接部において、フランジ内径とドラム軸外径及びスペーサ部材内径とドラム軸外径とは隙間を有することを特徴とする。
【００２２】
請求項７記載の発明は、一対のフランジとシリンダより成るドラムユニットの位置決めに際し、一方のフランジを、ドラム軸に設けた段差部と固定用部材を用いて、軸方向に挟んで位置決めを行う画像形成装置において、前記フランジは、円筒状の張り出し部を有し、円筒状の張り出し部の端面がドラム軸に設けた段差部と当接し、該張り出し部は、半径方向に弾性変形し得ることを特徴とする。
【００２３】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、前記張り出し部の曲げ剛性は、軸方向同部位におけるドラム軸の曲げ剛性よりも小なることを特徴とする。
【００２４】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、前記フランジの円筒状の張り出し部は、周方向を分断する切り欠き形状を有することを特徴とする。
【００２５】
請求項１０記載の発明は、請求項７記載の発明において、前記フランジの前記張り出し部の根元部において、フランジ内径とドラム軸外径とは隙間を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１記載の発明によれば、一対のフランジとシリンダより成るドラムユニットの位置決めに際し、一方のフランジを、ドラム軸に設けた段差部と固定用部材を用いて、軸方向に挟んで位置決めを行う画像形成装置において、半径方向に弾性変形し得るスペーサ部材を、ドラム軸に設けた段差部とフランジ端面の間に配設したため、ドラム軸が半径方向に変位しても、スペーサ部材が半径方向に弾性変形することで、フランジの半径方向の変位は低減される。これにより、シリンダの半径方向の変位量は低減し、ドラムフレ劣化は低減される。
【００２７】
請求項２記載の発明によれば、スペーサ部材の曲げ剛性は、軸方向同部位におけるドラム軸の曲げ剛性よりも小なるものであるため、フランジの半径方向の変位量は、スペーサ部材が無いときよりも低減する。つまり、スペーサ部材が無い場合は、フランジの曲げ剛性とドラム軸の曲げ剛性の関係にてフランジの半径方向の変位量が規定され、後者が前者よりも大きい場合、フランジが大きく弾性変形する。これに対し、スペーサ部材を設け、その曲げ剛性をドラム軸よりも低く設定した場合は、スペーサ部材が弾性変形した分、フランジの弾性変形量が低減し、フランジの半径方向の変位量が低減する効果が得られる。
【００２８】
請求項３記載の発明によれば、ドラム軸は材質が金属であり、スペーサ部材は材質が樹脂であるため、金属であるドラム軸よりもスペーサ部材の曲げ剛性を容易に小さくすることができる。
【００２９】
請求項４記載の発明によれば、スペーサ部材は、周方向を分断する切り欠き形状を有するものであるため、スペーサ部材の曲げ剛性を更に小さくすることができ、スペーサ部材の弾性変形量を増やし、フランジの弾性変形量を低減する効果が得られる。
【００３０】
請求項５記載の発明によれば、ドラム軸は材質が金属であり、スペーサ部材は材質が金属若しくは樹脂で、螺旋形状の部材であるため、金属であるドラム軸よりもスペーサ部材の曲げ剛性を容易に小さくすることができる。
【００３１】
請求項６記載の発明によれば、フランジ端面とスペーサ部材の当接部において、フランジ内径とドラム軸外径及びスペーサ部材内径とドラム軸外径とは隙間を有するものであるため、ドラム軸が半径方向に変位しても、フランジ及びスペーサ部材は、該部位にてドラム軸に当接していないため、半径方向に変位しないで済む。
【００３２】
請求項７記載の発明によれば、一対のフランジとシリンダより成るドラムユニットの位置決めに際し、一方のフランジを、ドラム軸に設けた段差部と固定用部材を用いて、軸方向に挟んで位置決めを行う画像形成装置において、フランジは、円筒状の張り出し部を有し、円筒状の張り出し部の端面がドラム軸に設けた段差部と当接し、張り出し部は、半径方向に弾性変形し得るものであるため、ドラム軸が半径方向に変位しても、張り出し部が半径方向に弾性変形することで、フランジの張り出し根元部の半径方向の変位は低減される。これにより、シリンダの半径方向の変位量は低減し、ドラムフレ劣化は低減される。
【００３３】
請求項８記載の発明によれば、張り出し部の曲げ剛性は、軸方向同部位におけるドラム軸の曲げ剛性よりも小なるものであるため、フランジの半径方向の変位量は、張り出し部が無いときよりも低減する。つまり、張り出し部が無い場合は、フランジの曲げ剛性とドラム軸の曲げ剛性の関係にてフランジの半径方向の変位量が規定され、後者が前者よりも大きい場合、フランジが大きく弾性変形する。これに対し、張り出し部を設け、その曲げ剛性をドラム軸よりも低く設定した場合は、張り出し部が弾性変形した分、フランジの弾性変形量が低減し、フランジの半径方向の変位量が低減する効果が得られる。
【００３４】
請求項９記載の発明によれば、フランジの円筒状の張り出し部は、周方向を分断する切り欠き形状を有するものであるため、張り出し部の曲げ剛性を更に小さくすることができ、張り出し部の弾性変形量を増やし、フランジの弾性変形量を低減する効果が得られる。
【００３５】
請求項１０記載の発明によれば、フランジの張り出し部の根元部において、フランジ内径とドラム軸外径とは隙間を有するものであるため、ドラム軸が半径方向に変位しても、フランジは、部位にてドラム軸に当接せず、半径方向に変位しないで済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３７】
本発明の画像形成装置の実施形態について、図を用いながら説明する。
【００３８】
図７は１ドラム中間転写ベルト方式のカラー画像形成装置の断面図である。以下、構成及び動作について説明を行う。
【００３９】
像担持体である感光体ドラム１は、回動自在に設けられており、その上方には、帯電ローラ２が配置され、感光体ドラム表面を一様に帯電する。書き込み手段であるレーザーユニット３は、画像信号に応じて感光体ドラム１表面を選択的に露光し、静電潜像が形成される。
【００４０】
感光体ドラム１の左方にある現像装置４は、静電潜像をトナーにより顕像化するものである。現像装置４は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを備える４個の現像器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを備える。回転現像装置６に搭載された色現像器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃは、順次、感光体ドラム１に対向して現像工程を行う。その後、常時、感光体ドラム１に対向していた黒現像器５Ｋが作動し、現像工程を行う。
【００４１】
感光体ドラム１の下方には、中間転写体である中間転写ベルト７がある。各色の現像器により顕像化されたトナー像を一次転写部Ｔ１にて順次転写することで、中間転写ベルト７の表面には多重転写されたトナー像が得られる。
【００４２】
記録材Ｐは、給紙部よりレジストローラ８へ給送される。レジストローラ８にて待機していた記録材Ｐは、中間転写ベルト７上のトナー像と同期を取って２次転写部Ｔ２へ送り込まれる。
【００４３】
２次転写手段である２次転写ローラ９は、中間転写ベルト７に対し接離自在に構成されており、中間転写ベルト７にて多重転写工程が行われている際は離間し、２次転写工程を行う際は当接する。２次転写部Ｔ２にて、記録材Ｐ上にトナー像が転写される。
【００４４】
記録材上に担持されたトナー像は、定着ローラ１０の熱と圧力により記録材Ｐに定着され、記録材に対する画像形成は終了する。
【００４５】
一方、感光体ドラム１にはドラムクリーナ１１、中間転写ベルト７には転写クリーナ１２が備えられる。これらは、共にブレードクリーニング方式である。ドラムクリーナ１１は、１次転写工程にて感光体上に残留した未転写トナーのクリーニングを行う。転写クリーナ１２は、中間転写ベルト７に対し接離自在に構成され、２次転写工程にて中間転写ベルト７上に残留した未転写トナーのクリーニングを行う。
【００４６】
図１は本発明の一実施形態であるドラムユニットの前側の断面を示す図である。
【００４７】
図９に示す従来例と同様、ドラムフランジ前１０２を、ドラム軸１１１と固定部材１１２を用いて軸方向に挟み込んで固定するものであるが、異なる点は、ドラム軸の段差部１１１ｂとドラムフランジの端面１０２ａとの間にスペーサ部材１２１を介在させることである。ここで、ドラム軸は金属、フランジとスペーサ部材は樹脂製である。
【００４８】
図２はドラム軸がドラムヒータの熱の影響で弓なりに変形した状態を示す図である。
【００４９】
ドラム軸の軸芯は、ドラムフランジ端面１０２ａのスラスト位置にてδだけ半径方向に変化する。δの数値例として、１０μｍ変位した場合、スペーサ部材が無い時にはフランジも半径方向に１０μｍ変位し、シリンダのフレは２０μｍ劣化する。
【００５０】
シリンダの元々のフレ量が１５μｍの場合、フレは３５μｍとなる。フレの規格が３０μｍである場合、規格オーバーとなる。スペーサ部材を設けた場合は、図に示すようにスペーサ部材が弾性変形する。これにより、フランジの弾性変形量は低減し、フランジの半径方向の変位量は、例えば、２．５μｍのように低減する。このとき、フレの劣化量は５μｍとなり、シリンダのフレは元々の量と合わせて２０μｍとなり、規格内となる。
【００５１】
尚、フランジ端面１０２ａとスペーサ部材１２１の当接部において、フランジ内径とドラム軸外径及びスペーサ部材内径とドラム軸外径とは、図中αで示す隙間を設けている。隙間αを設けることにより、ドラム軸が半径方向に変位しても、フランジ及びスペーサ部材は、該部位にてドラム軸に当接していないため、半径方向に変位しないでに済む。
【００５２】
図３は別の実施態様を示す図である。
【００５３】
スペーサ部材１２２は、前述のスペーサ部材１２１に対し、周方向を分断する切り欠き形状を設けたものである。切り欠き形状１２２ａを設けることにより、スペーサ部材の曲げ剛性を更に小さくすることができ、スペーサ部材の弾性変形量が増し、フランジの弾性変形量を低減する効果が得られる。尚、図３（ａ）はドラムユニットの断面図、図３（ｂ）はスペーサ部材の断面図、図３（ｃ）はスペーサ部材の正面図である。
【００５４】
図４は別の実施態様を示す図である。
【００５５】
スペーサ部材１２３は、螺旋形状の部材で、材質は金属若しくは樹脂である。スペーサ部材は、螺旋形状であるため、その両端面は半径方向に相対変位し易い。これにより、前記実施の態様と同様のフレ低減効果が得られる。スペーサ部材１２３としては、バネ材を用いた圧縮ばねが好適である。そして、図示のように圧縮ばねを潰して使用する。圧縮ばねを潰して使用するには、ビス１１３の締め付け力でバネが潰れるようにバネ設計を行えば良い。
【００５６】
図５は別の実施態様を示す図である。
【００５７】
前述したスペーサ部材をフランジの一部とするものである。前フランジ１０２は、円筒状の張り出し部１０２ｂを有し、円筒状の張り出し部の端面がドラム軸に設けた段差部１１１ｂと当接する。張り出し部１０２ｂが、半径方向に弾性変形することで、前記実施の態様と同様のフレ低減効果が得られる。
【００５８】
図６は図５に示す実施態様の変形例を示す図である。
【００５９】
前フランジ１０２が備える円筒状の張り出し部１０２ｂに、周方向を分断する切り欠き形状を設けたものである。周方向を分断する切り欠き形状１０２ｃを設けることで、張り出し部１０２ｂの曲げ剛性を更に小さくすることができ、張り出し部の弾性変形量が増し、フランジの弾性変形量を低減する効果が得られる。
【００６０】
以上説明したように、本発明を適用することにより、ドラム軸の変形に起因したドラムのフレ劣化は大幅に低減する効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態のドラムユニットの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の作用を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態の装置断面図である。
【図８】従来のドラムユニットの断面図である。
【図９】従来のドラムユニットの断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１    感光体ドラム
１０１  ドラムシリンダ
１０２  ドラムフランジ前
１１１  ドラム軸
１２１  スペーサ
【図１】
2006119172.tif 000003
【図２】
2006119172.tif 000004
【図３】
2006119172.tif 000005
【図４】
2006119172.tif 000006
【図５】
2006119172.tif 000007
【図６】
2006119172.tif 000008
【図７】
2006119172.tif 000009
【図８】
2006119172.tif 000010
【図９】
2006119172.tif 000011