(57)【要約】【課題】感光体の感光体軸を感光体軸受にしっかり取り付けて回転振れ等を抑え、且つ感光体軸を感光体軸受から容易に取り外すことができる感光体ユニット及びそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】金属シャフト７２とボールベアリング７３との間に通電剥離性接着剤７５の層を設けてある。この通電剥離性接着剤７５により、感光体の金属シャフト（感光体軸）をボールベアリング７３の内周面に固定することにより、感光体ドラムの回転振れや回転ムラを抑制できる。また、ボールベアリングのボール部にトナーや紙粉、埃等の混入によりボールベアリングの回転不良による不具合が発生した場合、感光体軸とボールベアリングに通電することによりボールベアリング７３から感光体軸を簡単に取り外せる。【選択図】図４
2012037695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成され感光体と、該感光体を回転自在に軸支する感光体軸受とを有する感光体ユニットにおいて、
前記感光体は感光体軸を備え、
前記感光体軸受は、前記感光体軸を軸支するボールベアリングであり、前記感光体軸と接する内周面に、通電剥離性接着剤の層を設けたことを特徴とする感光体ユニット。
【請求項２】
前記感光体軸及び前記感光体軸受けは、通電可能な材料からなることを特徴とする請求項１に記載の感光体ユニット。
【請求項３】
前記感光体軸は、前記感光体軸方向に貫通する金属シャフト、若しくは感光体金属フランジの一部から構成されることを特徴とする請求項２に記載の感光体ユニット。
【請求項４】
前記ボールベアリングは、深溝玉軸受（単列）であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の感光体ユニット。
【請求項５】
静電潜像が形成される感光体と、前記感光体を回転自在に軸支する感光体軸受とを有する感光体ユニットと、
前記感光体に形成された静電潜像に、現像剤を付着させることによって現像する現像装置と、
前記現像装置により付着された前記現像剤を記録媒体に転写する転写装置と、
転写された現像剤を前記記録媒体に定着させる定着装置と、
を備えた画像形成装置において、
請求項１から４のいずれか１項に記載の感光体ユニットを用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電潜像を形成する感光体と、感光体を回転自在に軸支する感光体軸受とを有する感光体ユニット及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリンター、複写機、ＦＡＸなどの電子写真方式の画像形成装置は、感光体ドラムに静電潜像を形成し、現像装置により静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成して用紙に転写、定着させる。感光体ドラムは、交換可能とするために着脱可能になっており、さらに装着された時は回転自在となっている。このような役割を達成する構造には、以下のようなものがある。
【０００３】
特許文献１に記載されている感光体と感光体軸受けは、以下のような構造である。図７はこの感光体と感光体軸受を示す構造図である。左右のフレーム１１２ａ、１１２ｂはベースフレーム１２３により連結された構造となっている。感光体ドラム１０２を装着する場合は、この状態で、左右のフレーム１１２ａ、１１２ｂの間に感光体ドラム１０２を配置し、フレーム１１２ｂ側からメインシャフト１２０を挿通し、フレーム１１２ａを突き抜けたメインシャフト１２０の端部１２０ａにスナップリング１２２を取付けることにより、感光体ドラム１０２を装着することができる。逆に感光体ドラム１０２を取り外す場合は、スナップリング１２２を外し、メインシャフト１２０を引き抜くことにより感光体ドラム１０２を容易に上方に取り外すことができる。即ち、感光体ドラム１０２は、装着された状態における感光体ドラム２の回転軸方向に直交する方向に着脱可能にメインシャフト１２０により支持されている。
【０００４】
これにより、フレームを分解することなく着脱可能に、感光体ドラムを支持する感光体ドラム支持手段を設けたので、画像形成装置を構成する部材の組立、分解が容易で、再利用が可能な装置を提供することができる。
【０００５】
また、特許文献２には、電子写真感光体を有する電子写真感光体ユニットと、画像形成装置本体に支持され、前記電子写真感光体に回転力を伝達する回転軸と、を有し、前記回転軸を回転可能に軸支する少なくとも１つの軸受の外周に前記電子写真感光体ユニットの枠体を嵌合させるよう構成したことが記載されている。感光体の両端部には軸受け部を設けたフランジが取り付けられ、枠体に組み込んだベアリングと、フランジの軸受け部とに回転軸を嵌挿して、感光体を回転自在とする。
【０００６】
これにより、ユニット枠体を回転軸を軸支する軸受の外周に嵌合することで、該部分でのユニット枠体と回転軸と軸受を省略することができ、また回転軸を２点支持することが可能となるために、回転軸がたわむおそれがなく、電子写真感光体の回転ムラの発生を防止することが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３５１２８５号公報
【特許文献２】特開平９−２９２７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１の構造では、感光体ドラムの分解組立は容易なものの、メインシャフト１２０の端部１２０ａにスナップリング２２を取付けるという極めて簡便な固定方法である為、特に高速機（毎分１００枚／Ａ４横通紙、例えば感光体周速が６００ｍｍ／ｓｅｃ以上）では、感光体の回転振動に耐えられず、感光体が振動して回転ムラを起こす可能性がある。
【０００９】
また、特許文献２の構造では、感光体を取り外した際、ベアリングが脱落して、例えば床等に落ちた場合には転がって紛失するおそれがある。ベアリング自体は高価なものである為、低コストのメンテナンス性を損なうおそれがある。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するものであって、感光体の感光体軸を感光体軸受にしっかり取り付けて回転振れ等を抑え、且つ感光体軸を感光体軸受から容易に取り外すことができる感光体ユニット及びそれを備えた画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、静電潜像が形成され感光体と、該感光体を回転自在に軸支する感光体軸受とを有する感光体ユニットにおいて、
前記感光体は感光体軸を備え、前記感光体軸受は、前記感光体軸を軸支するボールベアリングであり、前記感光体軸と接する内周面に、通電剥離性接着剤の層を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
前記感光体軸及び前記感光体軸受けは、通電可能な材料からなることが好ましい。従って、前記感光体軸は、前記感光体軸方向に貫通する金属シャフト、若しくは金属フランジの一部から構成されることが好ましい。
【００１３】
また、前記ボールベアリングは、深溝玉軸受（単列）であることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、静電潜像が形成される感光体と、前記感光体を回転自在に軸支する感光体軸受とを有する感光体ユニットと、前記感光体に形成された静電潜像に、現像剤を付着させることによって現像する現像装置と、前記現像装置により付着された前記現像剤を記録媒体に転写する転写装置と、転写された現像剤を前記記録媒体に定着させる定着装置と、を備えた画像形成装置において、
前記感光体ユニットを用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、感光体軸受であるボールベアリングの内周面に通電剥離性接着剤を設けて感光体軸を固定しているので、通電することにより簡単に感光体軸を感光体軸受から取り外すことが可能である。従って、ボールベアリングのボール部にトナーや紙粉（填料であるタルクやカオリン等）、埃等の混入により、ボールベアリングの回転不良による不具合（感光体ロックや感光体回転ムラによる画質不具合）が発生したとしても、容易にボールベアリングのみを交換して不具合を解消できる。さらに、感光体も取り外せるので、感光体の交換や再生も容易に行うことができる。
【００１６】
また、感光体軸と感光体軸受を通電可能な材料で形成すれば、感光体軸と感光体軸受に通電端子を当接すれば簡単に通電剥離性接着剤に通電することができる。また、感光体軸を金属シャフト、若しくは金属フランジで構成すれば、前述のように通電剥離性接着剤に通電が容易となるだけでなく、高速機（例えば１００枚機／Ａ４横通紙以上）の場合は、感光体軸方向に貫通する金属シャフト、若しくは感光体金属フランジの軸をボールベアリングで軸支することで、感光体の長手方向前後の回転振れが抑制でき、延いては回転ムラのない高精細な画像を長期に亘り維持できる。
【００１７】
また、ボールベアリングを深溝玉軸受とすることで、高速回転、高精度、低騒音低トルクを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る感光体軸受を有する画像形成装置の一例を示す断面図である。
【図２】感光体ドラムと現像装置を示す断面図である。
【図３】感光体ドラムと感光体軸受であるボールベアリングとの概略平面図である。
【図４】感光体ドラム側から見たボールベアリングの概略側面図である。
【図５】通電することにより金属シャフトをボールベアリングから取り外す説明図である。
【図６】感光体ドラムと感光体軸受であるボールベアリングとの他の例の概略平面図である。
【図７】従来の感光体と感光体軸受を示す構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る感光体軸受を有する画像形成装置の一例を示す断面図である。
画像読み取り部２は、透明ガラスからなる原稿載置台１１、原稿載置台１１上へ自動的に原稿を供給するための両面対応自動原稿送り装置（ＲＡＤＦ）１２、原稿載置台１１上に載置された原稿の画像を走査して読み取るための原稿画像読み取りユニット、すなわちスキャナユニット１３から構成されている。
【００２１】
ＲＡＤＦ１２は、所定の原稿トレイ上に複数枚の原稿を一度にセットしておき、セットされた原稿を１枚ずつ自動的にスキャナユニット１３の原稿載置台１１上へ送給する公知の装置である。そして、ＲＡＤＦ１２は、使用者の選択に応じて原稿の片面または両面をスキャナユニット１３に読み取らせるように、片面原稿のための搬送経路、両面原稿のための搬送経路、搬送経路切り換え手段などから構成されている。
【００２２】
スキャナユニット１３は、原稿面上を露光するランプリフレクタアセンブリと、原稿からの反射光像を電気的画像信号に変換する光電変換素子（ＣＣＤ）１７に導くための第１反射ミラーを搭載した第１走査ユニット１４および第２、第３反射ミラーを搭載した第２走査ユニット１５、反射光像をＣＣＤ１７上に結像するための光学レンズ体１６から構成される。第１走査ユニット１４は原稿載置台１１に沿って左から右へ一定速度Ｖで走行し、第２走査ユニット１５はＶ／２の速度で同一方向に走行するように走査制御される。
【００２３】
これにより、画像読み取り部２では、ＲＡＤＦ１２とスキャナユニット１３の関連した動作によって、原稿載置台１１上に読み取るべき原稿を順次載置させながら、原稿載置台１１の下面に沿ってスキャナユニット１３を移動させて、原稿載置台１１上に載置された原稿の画像を１ライン毎に順次ＣＣＤ１７に結像させて、原稿画像を読み取る。
【００２４】
原稿画像をスキャナユニット１３で読み取ることにより得られた画像データは、各種処理が施された後、メモリに一旦記憶され、出力指示に応じてメモリから画像データを画像形成部３に出力して、感光体ドラム２２上に可視画像として再現した後、用紙上に画像を転写してトナー像を形成する。
【００２５】
この画像形成部３は、レーザ書き込みユニット（ＬＳＵ）２１および画像を形成するための電子写真プロセス部２０を備えている。レーザ書き込みユニット２１は、メモリから読み出した画像データまたはパーソナルコンピュータ等の外部機器から転送されてきた画像データに応じてレーザ光を出射する半導体レーザ、レーザ光を等角速度偏向するポリゴンミラー、等角速度偏向されたレーザ光が電子写真プロセス部２０の感光体ドラム２２上を等速度で走査するように補正するｆ−θレンズ等を有している。電子写真プロセス部２０は周知の態様に従い、感光体ドラム２２の周囲に帯電装置２３、現像装置２４、転写装置２５、剥離装置２６、クリーニング装置２７、除電装置を配置し、さらに感光体ドラム２２の下流側に定着装置２８を配置して構成される。
【００２６】
給紙部４は、第１〜３カセット３１〜３３および手差しトレイ３５を有している。第１カセット３１は、第１のトレイ及び第２のトレイを収容するタンデムトレイで、両トレイを装置本体から同時に引き出し可能となっている。第２カセット３２、第３カセット３３は、それぞれ第３のトレイ、第４のトレイを収容する。つまり、３つのカセット（３１〜３３）に４つのトレイが収容されている。給紙搬送部３７，３８は、給紙部４から感光体ドラム２２と転写装置２５との間の転写位置に用紙を搬送するために、給紙ローラ、搬送ローラ、レジストローラを備えている。
【００２７】
この給紙部４における第１〜３カセット３１〜３３内の４つのトレイには、用紙がサイズ毎に積載されて収容されており、使用者が所望するサイズの用紙が収容されているカセットあるいはトレイを選択すると、そのトレイ内の用紙束の上から１枚ずつ送り出され、給紙搬送部３７，３８の搬送経路を経由して順次電子写真プロセス部２０へ向けて搬送される。
【００２８】
定着装置２８より用紙搬送方向下流側には、用紙排出路２９が設けられており、この用紙排出路２９は排紙部５の排紙搬送路４１と、両面複写のための搬送部４２とに分岐している。
【００２９】
レーザ書き込みユニット２１および電子写真プロセス部２０において、メモリから読み出された画像データは、レーザ書き込みユニット２１によってレーザ光線を走査させることにより感光体ドラム２２の表面上に静電潜像として形成され、現像装置２４のトナーにより可視像化されたトナー像は給紙部４から搬送された用紙の表面上に転写装置２５により静電転写され、定着装置２８によって定着される。
【００３０】
このようにして画像が形成された用紙は定着装置２８から排紙部５へ送られ、あるいは両面複写のための搬送部４２へと選択的に搬送される。排紙部５に送られた用紙は、必要に応じてソートあるいはステープル処理等の所定の処理が施され、第１排出卜レイ４３または第２排出卜レイ４４にスタックされる。また、両面複写の搬送部４２に送られた用紙は、ここで反転され再び電子写真プロセス部２０に搬送されて、用紙の裏面に画像が形成され、定着後排出される。
【００３１】
画像形成装置１は、画像形成装置本体に第１〜３カセット３１〜３３、および手差しトレイ３５を備えている。さらにオプションとして大容量カセット３４を第５のトレイとして付加したものである。大容量カセット３４の内部には、上方に付勢されたエレベータを有し、このエレベータに用紙が堆積され、最上部の用紙が給紙ローラに接触し、給紙ローラを回転することによって用紙を分離して送り出し、記録装置本体の給紙搬送部３７に合流させる。大容量カセット３４は大容量のトレイであるので、最も使用頻度の高い、例えばＡ４サイズの標準紙を収容することができる。
【００３２】
次に、画像形成装置１の電子写真プロセス部２０における感光体ドラム２２と現像装置２４について説明する。図２は、感光体ドラムと現像装置を示す断面図である。
【００３３】
図２に示すように、本実施形態に係る作像部分は、感光体ドラム２２の周面に対向するように配置される。現像装置２４は、現像剤を収容する現像槽５２、および現像槽５２にトナーを補給するトナーホッパ６４を備える。現像槽５２は、たとえば硬質の合成樹脂などからなる中空の容器状部材である。現像槽５２の中には、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤が収容される。現像槽５２とトナーホッパ６４との間には、トナーを通す開口が設けられる。この開口の上側を覆う位置には、トナー補給ローラ６０が配置される。トナー補給ローラ６０は、スポンジローラで構成されており、気泡部分にトナーを含ませた後に開口の縁で内部のトナーをしごき落すことによって、現像槽５２にトナーを補給する。さらに、トナーホッパ６４は、トナー補給ローラ６０にトナーを供給する供給ローラ５８Ａと、トナーホッパ６４内部に収容されるトナーを攪拌し搬送する攪拌羽根部材５８Ｂと、を備える。
【００３４】
現像槽５２内には、現像ローラ５５、層厚規制部材５９、攪拌ローラ５４、滞留防止部材６５、トナー濃度センサ５６、ガイド板部材５７、および案内ローラ５３が配置される。
【００３５】
現像ローラ５５は、感光体ドラム２２の周面に対向するように配置される。現像ローラ５５は、感光体ドラム２２の回転軸に平行な回転軸に回転自在に設けられる。現像ローラ５５は、極性が異なる磁石部材を略交互に周方向に配置して形成されたマグローラである。現像ローラ５５は、その磁力によってトナーを担持するキャリアを吸着しつつ図中の反時計周りに回転することによって、トナーを感光体ドラム２２に供給する。
【００３６】
層厚規制部材５９は、現像ローラ５５の表面に形成されるトナー層の厚さを規制する。層厚規制部材５９は、ステンレス鋼の薄板などで構成される薄板部材であり、現像槽５２の内壁に片持ち状に配置される。層厚規制部材５９の自由端は、現像ローラ５５の周面に対して所定の間隔を設けて配置される。
【００３７】
撹拌ローラ５４は、現像ローラ５５の回転軸に平行な回転軸に回転自在に設けられる。撹拌ローラ５４は、現像槽５２内のトナーおよびキャリアを撹拌するとともに、攪拌されたトナーおよびキャリアを現像ローラ５５へ供給する。
【００３８】
滞留防止部材６５は、現像槽５２の上部において層厚規制部材５９に隣接するように配置される。滞留防止部材６５は、層厚規制部材５９によって現像ローラ５５の表面から除去された余剰のトナーおよびキャリアが現像槽５２の上部で滞留することを防止する。
【００３９】
トナー濃度センサ５６は、撹拌ローラ５４に近接するように、現像槽５２の底部に配置される。トナー濃度センサ５６は、現像槽５２中のトナー濃度を検出する透磁率センサである。
【００４０】
ガイド板部材５７は、感光体ドラム２２から離れる方向に傾斜しており、現像槽５２内におけるトナーおよびキァリアを感光体ドラム２２から離れる方向へ導く。つまり、ガイド板部材５７は、層厚規制部材５９によって現像ローラ５５の表面から除去された余剰のトナーおよびキァリアを、撹拌ローラ５４へ向って円滑に流動させ、再び現像に使用するために設けられる。ガイド板部材５７の第１の端部５７Ａは、層厚規制部材５９および滞留防止部材６５に対向するように配置されている。ガイド板部材５７の第２の端部５７Ｂは、第１の端部５７Ａよりも下方であって撹拌ローラ５４の上側の周面に対向する位置に配置される。案内ローラ５３は、開口の下方に配置される。
【００４１】
この感光体ドラムと、感光体軸受とを有する感光体ユニットの構造について説明する。
図３は、感光体ドラムと感光体軸受であるボールベアリングとの概略平面図である。
感光体ドラム２２は、画像形成装置１のフロント側筐体７１ａとリア側筐体７１ｂの間に配置される。感光体ドラム２２には、これを貫通して金属シャフト７２が感光体軸として設けられている。金属シャフト７２はＳＵＳや鉄の表面に無電界ニッケルメッキを施したものや、ユニクロメッキを施したものが用いられる。筐体７１ａ，７１ｂには感光体軸受けとしてボールベアリング７３が装着されている。金属シャフト７２は、その両端をボールベアリング７３に嵌挿させ、回転自在に軸支される。筐体７１ｂ側の金属シャフト７２は、ギアにより回転駆動を受けて感光体ドラムを回転させる。駆動側の金属シャフト７２は筐体７１ｂを貫通してアースに接地されたアース板７４と接触している。
【００４２】
このような金属シャフト７２を用いることで、高速機（例えば１００枚機／Ａ４横通紙以上）の場合は、感光体軸方向に貫通する金属シャフト７２をボールベアリング７３で軸支することで、感光体ドラム２２の長手方向前後の回転振れが抑制でき、延いては回転ムラのない高精細な画像を長期に亘り維持できる。
また、ボールベアリング７３を用いることで、高速回転の感光体であっても、回転振れを抑えた高精度の感光体軸受を安価に形成できる。
【００４３】
図４は、感光体ドラム側から見たボールベアリングの概略側面図である。
このボールベアリング７３は、深溝玉軸受（単列）である。深溝玉軸受以外にも、アンギュラ玉軸受、組み合わせアンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、複列円筒ころ軸受、複列・多列円錐ころ軸受等が使用できるが、特に、高速回転、高精度、低騒音低トルクの観点から深溝玉軸受がより好ましい。
【００４４】
ボールベアリング７３の内周面に通電剥離性接着剤７５の層を設けて、嵌挿された金属シャフト７２をボールベアリング７３の内周面に固定する。通電剥離性接着剤７５は、例えば、太陽金網株式会社製「エレクトリリースＥ４」を用いる。この通電剥離性接着剤は、低電圧（５〜５０Ｖ）による電流を短時間（十秒〜数分）流すと被着体と接着剤の界面で電気化学反応が起こり、陽極側の強度が低下する。さらに極性を入れ替え二度通電すると、両面を綺麗に剥がす事が可能である。
【００４５】
従って、通電剥離性接着剤７５により、金属シャフト７２をボールベアリング７３の内周面固定することにより、感光体ドラム２２の回転振れや回転ムラを抑制できる。また、ボールベアリングのボール部にトナーや紙粉、埃等の混入によりボールベアリングの回転不良による不具合（感光体ロックや感光体回転ムラによる画質不具合）が発生した場合、通電剥離性接着剤７５に通電することにより、金属シャフト７２を簡単にボールベアリング７３から取り外せる。
【００４６】
図５は、通電することにより金属シャフトをボールベアリングから取り外す説明図である。金属シャフト７２とボールベアリング７３は共に金属で通電材料なので、図５に示すように、例えば金属シャフト７２に直流電源７８の＋端子、ボールベアリング７３に−端子を当て５０Ｖで通電させる。そして次に極性を入れ替えて通電する。こうすることで、通電剥離性接着剤７５に通電されて接着強度は弱まり、簡単に金属シャフト７２をボールベアリング７３から取り外すことができる。こうして感光体ドラム２２をボールベアリング７３から取り外した後は、ボールベアリング７３に不具合がある場合、筐体７１ａ、７１ｂからボールベアリング７３を取り外して、容易にボールベアリングのみを交換できて簡便に不具合を解消できる。また、感光体ドラム２２も簡単に取り外すことができるので、感光体ドラムの交換や再生をも容易に行うことができる。
このように通電剥離性接着剤に通電するには、感光体軸と感光体軸受が通電可能な材料で形成されるのが好ましい。
【００４７】
図６は、感光体ドラムと感光体軸受であるボールベアリングとの他の例の概略平面図である。
この感光体ドラム２２の両端には金属フランジ７６が取り付けられている。金属フランジ７６は、アルミダイキャストやＳＵＳが用いられ、感光体軸が突出している。感光体軸は、図３と同様な金属シャフト（ＳＵＳや鉄の表面に無電界ニッケルメッキを施したものや、ユニクロメッキ、クロムメッキ、を施したもの）が圧入固定されていてもよいし、シャフト部分までアルミダイキャストやＳＵＳで構成されていてもよい。
【００４８】
こうして、高速機（例えば１００枚機／Ａ４横通紙以上）の場合は、感光体軸方向に金属フランジの軸をボールベアリングで軸支することで、感光体の長手方向前後の回転振れが抑制でき、延いては回転ムラのない高精細な画像を長期に亘り維持できる。
ボールベアリングの構造、感光体軸の取り付け、取り外しは前述と同じであるので、説明は省略する。
【００４９】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
２２  感光体ドラム
７１ａ，７１ｂ  筐体
７２  金属シャフト
７３  ボールベアリング
７４  アース板
７５  通電剥離性接着剤
７６  金属フランジ
７８  直流電源
【図１】
2012037695.tif 000003
【図２】
2012037695.tif 000004
【図３】
2012037695.tif 000005
【図４】
2012037695.tif 000006
【図５】
2012037695.tif 000007
【図６】
2012037695.tif 000008
【図７】
2012037695.tif 000009