感光鼓單元和具有該感光鼓單元的圖像形成裝置的製作方法

2023-06-23 13:44:31 2

專利名稱：感光鼓單元和具有該感光鼓單元的圖像形成裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及基於圖像數據形成調色劑像的感光鼓單元以及具有該感 光鼓單元的圖像形成裝置。
背景技術：
複印機、印表機、傳真機等圖像形成裝置，通過根據讀取或從外部 傳送來的圖像數據進行光照射，在通稱為感光鼓的金屬管的圓周面上形 成靜電潛影，從顯影裝置向該靜電潛影上提供調色劑，形成調色劑像， 然後把該調色劑像轉印到紙上。通過把這樣的金屬管與其他必要的構件 組裝成一個單元，作為感光鼓單元使用。作為這種感光鼓單元，公知的例如有日本專利公開公報特開平io—319783號(以下稱為專利文獻1)所記載的感光鼓單元。該感光鼓單元 具有圓筒形的鋁合金制金屬管(在專利文獻1中為感光鼓管)、安裝在 該金屬管端部邊緣開口的圓板形凸緣構件、與該凸緣構件同心地固定在 該凸緣構件內表面一側的接地板。在金屬管的內周面上層疊有絕緣覆膜。 該絕緣覆膜通過電流在該金屬管中流動產生微小的放電破壞(洩漏)， 來防止調色劑圖像出現圖像黑斑，並且防止金屬管上生鏽。在接地板上設置有多個從其周圍的表面突出的連接爪片(在專利文 獻1中為爪構件)。通過把凸緣構件插入金屬管，該連接爪片的尖利一 端刮下絕緣覆膜，對金屬管的內周面進行切削。這樣就確保接地板通過 連接爪片與金屬管電連接的狀態。接地板與貫通凸緣構件中心位置的感 光鼓軸進行電連接，感光鼓軸通過規定的支撐框架接地。因此，在金屬管上形成的感光層上的電荷通過連接爪片、接地板、 感光鼓軸和支撐框架導入地。如果金屬管不充分接地，則在金屬管的圓 周面上形成的靜電潛影紊亂，有可能不能進行正確的圖像形成處理，所 以為了消除這樣的不利情況，要對金屬管進行接地處理。可是， 一旦凸緣構件插入到金屬管內，連接爪片受到來自金屬管的 內周面相對的按壓而彎曲，並且接地板本身也產生變形。因此，損害了 接地板和感光鼓軸之間良好的接觸狀態，有時不能得到可靠的導通狀態。 為了消除這樣的不利情況，在專利文獻1的發明中，在接地板上設置增 強部，以防止接地板的變形。關於具有接地板的感光鼓單元，除了專利文獻1中所記載的以外，在日本專利公開公報特開平4 — 356090號(以下稱為專利文獻2)中也有 記載。在專利文獻2中所記載的感光鼓單元上，為了確保在接地板(在 專利文獻2中為金屬板)的周面突出設置的連接爪片(在專利文獻2中 為腿部)和金屬管(在專利文獻2中為圓筒形導電性基體)之間可靠的 導通性能，將在金屬管的徑向相互面對的連接爪片尖端之間的距離，設 定成僅比金屬管的內徑尺寸大1%。可是，專利文獻1所記載的感光鼓單元，由於在接地板上附設有增 強部，以使接地板不變形，所以導致部件個數增加，該部分的部件成本 提高。此外，專利文獻1沒有公開用於在金屬管和連接爪片之間獲得可 靠的導通性能的方法。此外，在專利文獻2所記載的感光鼓單元中，連接爪片從接地板突 出，在金屬管的徑向相互面對的連接爪片的尖端之間的距離，僅比金屬 管的內徑尺寸大1%。可是，僅僅通過把所述連接爪片的尖端之間的距離設定成只比金屬 管的內徑尺寸大1%，由於凸緣構件壓入金屬管內時連接爪片處於彈性彎 曲狀態，所以有時連接爪片不能發揮彈力。在這種情況下，往往難以用 連接爪片的尖利一端可靠地切削金屬管的內周面。其結果，不一定總能 夠得到良好的導通性能。發明內容鑑於目前的這種狀況，本發明的目的是提供一種感光鼓單元以及具 有該感光鼓單元的圖像形成裝置，所述感光鼓單元在金屬管和接地板之 間始終可以得到可靠的導通性能，並由此能可靠地使金屬管的帶電電荷 導入地。為了達到所述目的，本發明的一個方面涉及一種形成調色劑像的感 光鼓單元，其包括圓筒形的金屬管，具有外周面和內周面，在所述外 周面上形成所述調色劑像，並且在所述內周面上層疊有絕緣覆膜；凸緣 構件，安裝在所述金屬管的端部；以及接地板，安裝在所述凸緣構件上， 把所述金屬管上的帶電電荷導入地，其中所述接地板在其周面上形成有 連接爪片，該連接爪片彎曲成咬入所述金屬管的所述內周面，以確保與 所述金屬管的電連接，所述凸緣構件具有端邊，所述連接爪片以所述端 邊為支點彎曲，所述連接爪片在所述支點彎曲的計算彎曲角度，被設定 在10° 45°的範圍內。本發明的另一方面涉及一種圖像形成裝置，其包括感光鼓單元， 形成基於圖像數據的調色劑像；以及轉印構件，把所述調色劑像轉印到 紙上，其中所述感光鼓單元為如上所述的感光鼓單元。按照本發明，可以在金屬管和接地板之間始終得到可靠的導通性能， 由此可以使金屬管的帶電電荷可靠地導入地。


圖1是表示採用本發明感光鼓單元的圖像形成裝置的一個實施方式 從斷面看的說明圖。圖2是表示感光鼓單元的一個實施方式的局部剖切分解立體圖。圖3是圖2所示的感光鼓單元局部剖切組裝立體圖。圖4是圖3的IV—IV線剖面圖。圖5是圖3的V —V線剖面圖。圖6A 6C是用於說明接地板的連接爪片彎曲角度的、接地板和凸緣 構件的放大圖，圖6A是安裝在凸緣構件上的接地板的正視圖。此外，圖 6B表示把凸緣構件安裝在感光鼓上之前的狀態，圖6C表示把凸緣構件安 裝在感光鼓上的狀態。圖7表示連接爪片的計算彎曲角度和金屬管的劃傷深度之間關係的 曲線圖。
具體實施方式
首先，對採用本發明感光鼓單元的圖像形成裝置進行說明。圖1是 表示採用本發明感光鼓單元的圖像形成裝置的一個實施方式從斷面看的說明圖。如圖l所示，本實施方式的圖像形成裝置io是作為複印機使用的，其包括稱為體內出紙型的箱形的裝置主體11、以及設置在該裝置 主體11上部讀取原稿圖像的圖像讀取部16。圖像讀取部16包括裝在呈扁平箱形的外殼體170內部的圖像讀取裝置17、以及安裝在外殼體170 上部的原稿自動供給裝置18。另一方面，在裝置主體11內部裝有圖像形成部12，根據用圖像 讀取裝置17讀取的原稿的圖像數據形成圖像；定影部13，對用該圖像形 成部12形成並轉印到紙P上的圖像實施定影處理；以及紙儲存部14，儲存轉印用的紙P。在裝置主體11的頂部設置有出紙部15，它具有接受排 出的定影處理後的紙P的體內出紙盤151。原稿自動供給裝置1S包括原稿壓蓋181，覆蓋嵌入圖像讀取裝置17上面開口中的接觸玻璃180;原稿送入部182，在該原稿壓蓋181的圖 1中的左上部形成；以及供紙盤183，從該原稿送入部182的圖1中的右 側面，前端向右上突出設置。原稿壓蓋181按壓放在接觸玻璃180上的書籍原稿等，通過接觸玻 璃180由圖像讀取裝置17讀取該原稿的原稿圖像。原稿壓蓋181繞設置 在裝置主體上面一個側邊(圖1的情況下為紙面的裡側)上的規定的軸 正反向轉動，打開或關閉。原稿送入部182從放在供紙盤183上的原稿摞中一張張抽出原稿， 並向接觸玻璃180上提供，以便用圖像讀取裝置17讀取原稿面。結束原 稿圖像讀取後的原稿排出到原稿壓蓋181上。把用圖像讀取部16讀取的 原稿的圖像數據轉換成電信號，該轉換後的電信號向圖像形成部12輸出。圖像讀取裝置17包括箱形的框體171;讀取單元172，可以沿圖1 的左右方向往復移動地安裝在框體171內，並向原稿面照射光而把其反 射光向規定的方向導出；以及CCD單元173，把來自該讀取單元172的反 射光聚光，作為圖像數據獲取。放置在接觸玻璃180上或從供紙盤183通過原稿送入部182提供到 接觸玻璃180上的原稿的原稿圖像，由從讀取單元172照射的光進行掃 描，其反射光通過CCD單元173作為圖像數據被讀取。所讀取的圖像數 據轉換成數位訊號後，向後面敘述的曝光裝置123輸出。在圖像讀取部16設置有圖中省略的操作面板，用於進行有關原稿的 讀取或複印處理等處理條件的輸入操作。在該操作面板上設置有圖中省 略的顯示面板、數碼鍵、開始按鈕、模式切換鍵等。圖像形成部12在從紙儲存部14提供的紙上形成調色劑圖像，在本 實施方式中，其具有從上遊一側(圖1紙面的右側)向下遊一側(圖1 紙面的左側)順序配置的品紅色用單元12M、青色用單元12C、黃色用單 元12Y、黑色用單元12K。在各單元12M、 12C、 12Y、 12K中裝備具有感光鼓30和接地板50 的感光鼓單元20;以及顯影裝置121。感光鼓單元20在圖1中向逆時針 方向轉動，並且從對應的顯影裝置121接受提供的調色劑，在其圓周面 上形成調色劑圖像。從配置在裝置主體ll上的、圖中省略的調色劑盒向 各顯影裝置121補充調色劑。在各感光鼓30的正下方的位置上設置有帶電器122，並且在各帶電 器122的下方位置上設置有曝光裝置123。各感光鼓30的圓周面利用所 述帶電器122均勻帶電，根據在圖像讀取部16輸入的圖像數據，對應於 各種顏色M (品紅色)、C (青色)、Y (黃色)、K (黑色)的雷射從所 述曝光裝置123照射到感光鼓30的帶電的圓周面上。由此在各感光鼓30 的圓周面上形成靜電潛影。如果從顯影裝置121向各感光鼓30圓周面上 的靜電潛影提供調色劑，則在各感光鼓30的圓周面上形成調色劑像。在各感光鼓單元20的上方位置上設置有轉印帶(轉印構件)124， 它張緊設置在驅動輥124a和從動輥124b之間，與該感光鼓單元20的各 感光鼓30抵接。該轉印帶124通過與各感光鼓30對應設置的轉印輥125， 以與感光鼓30的圓周面相對的狀態，與各感光鼓30的轉動同步，在驅 動輥124a和從動輥124b之間進行周向轉動。轉印帶124迸行周向轉動，在轉印帶124的表面上，由品紅色用單元12M的感光鼓30進行品紅色調色劑像的轉印。此後，在該品紅色調色 劑像上，順序由青色用單元12C的感光鼓30重疊塗敷青色的調色劑像、 由黃色用單元12Y的感光鼓30重疊塗敷黃色的調色劑像、最後由黑色用 單元12K的感光鼓30重疊塗敷黑色的調色劑像。由此在轉印帶124的表 面上形成彩色的調色劑像，該調色劑像被轉印到從紙儲存部14輸送來的 紙P上。此外，在圖像形成部12的圖1中的左方位置上，形成有沿上下方向 延伸的送紙通道lll。在該送紙通道111上設置有輸送輥對112，來自紙 儲存部14的紙P通過輸送輥對112的轉動，向巻掛在驅動輥124a上的 轉印帶124輸送。在送紙通道111上設置有第二轉印輥113，在與驅動輥 124a相對的位置上與轉印帶124的表面抵接。在送紙通道上111中輸送 的紙P，通過轉印帶124和第二轉印輥113按壓夾持，把轉印帶124上的 調色劑像轉印到該紙P上。定影部13對轉印到紙P上的調色劑像實施定影處理，其包括定影 輥131，在其內部裝備有作為熱源的電熱體；以及加壓輥132，在圖1中 的左側，與該定影輥131相對配置。通過送紙通道lll從圖像形成部12 導出並完成轉印處理的紙P，被按壓夾持在定影輥131和加壓輥132之間， 由定影輥131通過熱處理進行加熱。由此調色劑圖像定影在紙P上，從 而在紙P上形成穩定狀態的彩色圖像。完成了定影處理的已彩色列印後的紙P，通過從定影部13上部延伸 設置的出紙通道114,向設置在裝置主體11頂部的體內出紙盤151排出。紙儲存部14具有紙盤141，插脫自如地安裝在裝置主體11中的曝 光裝置123的下方位置上。在紙盤141上儲存紙摞。用搓紙輥142把紙P 從紙摞上一張張抽出，並通過送紙通道111導入圖像形成部12。下面，根據圖2 圖5對本發明的感光鼓單元20和接地板50進行 說明。圖2是表示感光鼓單元20—個實施方式的局部剖切分解立體圖， 圖3是其局部剖切組裝立體圖。此外，圖4是圖3的IV—IV線剖面圖， 圖5是圖3的V — V線剖面圖。另外在這些圖(特別是圖5)中，表示的 感光鼓30的厚度尺寸被誇大。如圖2所示，感光鼓單元20包括筒形的感光鼓30，在其周面上 形成靜電潛影或調色劑像；凸緣構件40，嵌入該感光鼓30—個端面(在 圖2所示的例子中為左端面)的開口；接地板50，安裝在該凸緣構件40 上；軸支撐圓板60，安裝在感光鼓30的另一個端面上；以及感光鼓軸 70，貫通凸緣構件40和軸支撐圓板60，與凸緣構件40和軸支撐圓板60 可以同心地一體轉動。感光鼓30包括鋁或鋁合金制的金屬管31、層疊在該金屬管31外 周面的整個面上的有機感光層32、層疊在金屬管31內周面的整個面上的 絕緣覆膜33。在本實施方式中，感光鼓30的外徑尺寸採用24mm 30mm。 此外，與厚度尺寸數毫米的金屬管31相比，所述有機感光層32和絕緣 覆膜33是以數微米 數十微米的非常薄的厚度而形成。有機感光層32由電荷輸送劑、電荷產生劑和粘接樹脂(粘合劑樹脂) 等的有機感光體材料來製成。有機感光體與現有的無機感光體相比，容 易製造，而且感光體材料的選擇有多種，所以具有結構設計的自由度高 的優點。有機感光體主要有單層型感光體和積層型感光體，但特別由於 以下原因，優選單層型感光體。即，正負帶電型感光體均能使用、結構 簡單、製造容易、可以有效地抑制形成感光體層時的覆膜缺陷、層間的 界面少、容易提高光學特性等。絕緣覆膜33用於防止因在所述金屬管31上流過電流而產生微小的 放電破壞(洩漏)，由此在調色劑圖像上產生的圖像黑斑，以及用於防 止生鏽。在本實施方式中，絕緣覆膜33由鋁的氧化膜(A1203)形成。作為電 解液可以使用草酸、硫酸或鉻酸的水溶液，通過對金屬管31內周面一側 實施陽極氧化處理，可以得到絕緣覆膜33。凸緣構件40包括內筒體41;與該內筒體41同心地並隔著環形間 隙成為遊動配合狀態而被嵌入的外筒體42;以及在靠近該外筒體42的一 個端部一側(圖2所示的例子中為左端一側)的位置上同心地形成的凸 緣43。在內筒體41的中心位置上，設置有用於使感光鼓軸70貫通的軸 孔411。該軸孔411包括對應於感光鼓軸70的後面敘述的大直徑軸71的大直徑孔413 (圖4);以及對應於感光鼓軸70的後面敘述的小直徑 軸72的小直徑孔414。在內筒體41左端部的外周面和外筒體42的內周面之間，與內筒體 41和外筒體42雙方均同心地設置環形壁44 (圖4)，由此使內筒體41 和外筒體42成為一個整體。此外，在內筒體41相對於感光鼓30的插入方向的端面(圖2和圖 4中的右面)，設置有接地板安裝套筒46，同心地向右突出設置。接地 板50通過嵌在該接地板安裝套筒46外而安裝在凸緣構件40上。接地板 安裝套筒46設定成內徑尺寸與內筒體41的大直徑孔413的尺寸相同， 並且外徑尺寸比內筒體41的外徑尺寸小。外筒體42設定成外徑尺寸比具有絕緣覆膜33的金屬管31的內徑尺 寸稍小。由此，可以使外筒體42以滑動的狀態插入到感光鼓30中。外筒體42在插入到感光鼓30—側(圖2中的右側)的端部，設置 有外徑尺寸向該端部的插入方向逐漸減小而形成的環形傾斜部421。在該 環形傾斜部421上，從外筒體42的軸心看，在每90°的等間距的四個部 位上，設置有通過從環形傾斜部421的前端向外筒體42的軸心方向切入 形成的切槽422。這些切槽422用於嵌入接地板50的後面敘述的連接爪 片52。接地板50由具有彈性的、例如不鏽鋼或黃銅等金屬材料製成。接地 板50用於在插入感光鼓30中的狀態下，實現與金屬管31電導通。接地板50包括圓形的接地板主體51，其外徑尺寸與內筒體41的 外徑尺寸大體相等；四個連接爪片52，在圓周方向以等間距從該接地板 主體51的周面向徑向外側突出設置。在接地板主體51的中心位置上，與接地板主體51同心地穿透設置 有穿入孔511。該穿入孔511用於讓大直徑軸71貫通它。通過把接地板 安裝套筒46 (圖4)嵌入該穿入孔511，把接地板50安裝在凸緣構件40 上。在接地板主體51上，設置有向穿入孔511的孔心突出的連接片513。 該連接片513在接地板50嵌在感光鼓軸70的大直徑軸71外時，產生彈性變形，與大直徑軸71的圓周面按壓抵接。由此可以確保在接地板50和感光鼓軸70之間可靠的電連接狀態。連接爪片52是為了在接地板50安裝在感光鼓30內的狀態下能夠接 地，用於獲得與金屬管31的電連接狀態。在本實施方式中，連接爪片52 做成以與接地板主體51電連接位置的底端一側為底邊的等腰三角形。在 連接爪片52的尖端(前端) 一側，做成可以切削感光鼓30內周面的絕 緣覆膜33的尖利一端521。在本實施方式中，在接地板主體51的圓周方 向以90°間距等間隔設置有四個連接爪片52。連接爪片52從接地板主體51的突出量設定為在把凸緣構件40插 入感光鼓30中時，尖利一端521與感光鼓30內周面一側幹擾，切削絕 緣覆膜33，可以抵達金屬管31。具體地說，連接爪片52沒有彎曲狀態下的徑向尺寸(即，接地板 50的中心和連接爪片52的尖利一端521之間距離的2倍)設定成比感光 鼓30的內徑尺寸(即金屬管31的內徑尺寸)大，而且，計算彎曲角度 設定在IO。 45°的範圍內。此外，關於計算彎曲角度在後面詳細敘述。軸支撐圓板60用於關閉與感光鼓30安裝凸緣構件40的端面相反一 側端面的開口。軸支撐圓板60具有圓筒形的圓板主體61，其外徑尺寸 比感光鼓30內徑尺寸稍大；凸緣62，在該圓板主體61的一個端部(在 圖2所示的例子中為右端部)上同心形成。凸緣62的外徑尺寸設定成與 感光鼓30的外徑尺寸相等。在軸支撐圓板60的中心位置上貫通設置有軸孔63，感光鼓軸70的 後面敘述的小直徑軸72貫通該軸孔63。軸孔63具有將圓弧面的一部分 切成平面而形成的、斷面形狀為D形孔的鍵部631。軸支撐圓板60的圓板主體61的外徑尺寸設定成比感光鼓30的內徑 尺寸大數微米 數十微米。因此，通過把圓板主體61壓入感光鼓30中， 把軸支撐圓板60固定在感光鼓30上。感光鼓軸70安裝在感光鼓30的筒心位置上，可以與感光鼓30 —起 整體轉動，包括大直徑軸71;和從該大直徑軸71的兩個端部同心向相 互相反方向突出設置的一對小直徑軸72。在凸緣構件40和軸支撐圓板60分別安裝在感光鼓30上的狀態下， 大直徑軸71的一個(圖2中的左方)端部與凸緣構件40的內筒體41的 大直徑孔413和小直徑孔414之間的臺階部抵接，而大直徑軸71的另一 個端部的長度尺寸設定成與圓板主體61的左端面抵接。各小直徑軸72在感光鼓軸70安裝在感光鼓30上的狀態下，其長度 尺寸分別設定成一個(圖2的左方)從凸緣構件40向外部突出，並且另 一個從軸支撐圓板60向外部突出。在大直徑軸71的圖2中的左端部上形成D切削麵711。另一方面， 在凸緣構件40的大直徑孔413中，設置有與D切削麵711面接觸的、圖 中省略的鍵部。因此，大直徑軸71在嵌入大直徑孔413的狀態下，通過 D切削麵711和所述圖中省略的鍵部相互抵接，使感光鼓軸70和凸緣構 件40—體轉動。此外，在圖2中的右側的小直徑軸72上，對應於在軸支撐圓板60 的軸孔63上形成的鍵部631，形成D切削麵721。因此，通過圖2中右 方的小直徑軸72上的D切削麵721與圓板主體61的鍵部631抵接，感 光鼓軸70和軸支撐圓板60可以一體轉動。感光鼓軸70被插在安裝有接地板50的凸緣構件40和安裝有軸支撐 圓板60的感光鼓30且貫通該感光鼓30的狀態下，由於接地板50的連 接片513按壓抵接在大直徑軸71的圓周面上，所以可以在感光鼓軸70 和感光鼓30之間確保可靠的電連接狀態。安裝在裝置主體11內的驅動電動機80的驅動力通過規定的齒輪機 構81，傳遞給圖4中右方的小直徑軸72，使所述構成的感光鼓單元20 繞感光鼓軸70整體轉動。此外，圖4中左方的小直徑軸72通過軸承191，支撐在設置於裝置 主體11內的規定的框架19上。框架19接地。在感光層32內產生的電 荷通過接地板50的連接爪片52的尖利一端521、接地板主體51、連接 片513、大直徑軸71、小直徑軸72、軸承191和框架19導入地。由於連接爪片52從接地板主體51的突出量設定成超過感光鼓30的 內圓周面，所以如果把在端面(圖2中的右端面)同心地安裝接地板50的凸緣構件40壓入感光鼓30內，則各連接爪片52與感光鼓30的內周 面幹擾，其尖利一端521切削該絕緣覆膜33，使感光鼓30的絕緣覆膜 33產生刮傷。由此，成為金屬管31的內周面通過尖利一端521與連接爪 片52電連接的狀態。下面根據圖6，對接地板50的連接爪片52的彎曲角度進行說明。 圖6A 6C是用於說明接地板50的連接爪片52的彎曲角度的、接地板50 和凸緣構件40的放大圖，圖6A是安裝在凸緣構件40上的接地板50的 正視圖。此外，圖6B表示凸緣構件40安裝在感光鼓30上之前的狀態， 圖6C是表示凸緣構件40安裝在感光鼓30上後的狀態。此外，在圖6A 6C中，表示金屬管31、絕緣覆膜33的厚度尺寸和連接爪片52從接地板 主體51突出的量比實際有所誇大。首先如圖6A所示，在接地板50的接地板主體51的中心位置穿過設 置的穿入孔511，是以其徑向(直徑，以下相同)尺寸D1設定成比凸緣 構件40的接地板安裝套筒46的外徑尺寸稍大。通過把接地板安裝套筒 46以滑動接觸狀態下嵌入到穿入孔511中，由此，如圖6B所示，接地板 50以穩定的狀態下被安裝在凸緣構件40上。接地板主體51的外徑尺寸D2設定成與凸緣構件40的內筒體41的 外徑尺寸相同，或比內筒體41的外徑尺寸大一些。此外，在圖6所示的 接地板50上，表示接地板主體51的外徑尺寸D2和凸緣構件40的內筒 體41的外徑尺寸大體相同。連接爪片52從接地板主體51的周面突出來的突出量h，在接地板 50與感光鼓30同心地、與該感光鼓30相對置的狀態下，設定成其尖利 一端521超過感光鼓30的絕緣覆膜33，抵達金屬管31。因此在圖6A所 示的例子中，連接爪片52的尖利一端521的位置與感光鼓30的外周面 一致。這意味著在徑向相互面對的兩個連接爪片52上，相互所面對的尖利 一端521之間的距離D (以穿入孔511的孔心為中心，連接相互所面對的 尖利一端521形成的假想圓的直徑)設定成比金屬管31的內徑(直徑) 尺寸D3大。此外，在本實施方式中，接地板主體51的徑向寬度尺寸L設定成穿入孔511的孔直徑尺寸Dl的1/2。連接爪片52在接地板50安裝在感光鼓30內時，以凸緣構件40的 內筒體41的端邊為支點彎曲。以該支點作為彎曲點412，以彎曲點412 為中心計算的連接爪片52的彎曲角度e (圖6C)在10° 45°的範圍 內，以彎曲點412為起點設定突出量h (圖6 (A))。突出量h的設定 在滿足所述條件(D>D3〉D2)的基礎上(即，從不彎曲狀態下的接地板 50的中心到連接爪片52的徑向尖端的尺寸，設定成比所述金屬管31的 內半徑大的基礎上)進行。其中所謂計算彎曲角度e ，是在該連接爪片52以直線形彎曲的情況 下，可以只由金屬管31的內徑尺寸和相對的連接爪片52的尖利一端521 之間的距離D計算出的角度。有關計算彎曲角度0，不必考慮連接爪片 52的尖利一端521咬入金屬管31的咬入量。這樣以計算的角度規定連接 爪片52的彎曲角度9 ，是由於實際上把接地板50壓入感光鼓30內時， 連接爪片52的彎曲狀態未必是直線形，而且不能特別確定產生咬入量的 角度。在接地板50安裝在感光鼓30內時，連接爪片52的計算彎曲角度e 設定在10° 45°的範圍內，其原因如下。艮P，彎曲角度在e (圖6 (C))大到超過45。的情況下，彎曲量變 得過大並且連接爪片52已產生塑性變形。在這種情況下，由於連接爪片 52的尖利一端521對絕緣覆膜33的切削力變小，即連接爪片52的尖利 一端521不能有效地切削絕緣覆膜33，所以尖利一端521有可能不能與 金屬管31的內周面接觸。在尖利一端521與金屬管31的內周面沒有接 觸的場合下，就不能使金屬管31內的電荷導入地。另外，如果彎曲角度9小於10° ，則由於連接爪片52的彈性變形 量過小，因此連接爪片52的尖利一端521切削絕緣覆膜33和金屬管31 得到的劃痕深度淺，其結果有可能不能在金屬管31和連接爪片52之間 得到良好的電連接狀態。因此，彎曲角度6的臨界值為10°和45° ，實際上是進行各種試驗 得到的結果。如以上詳細敘述的那樣，本發明的感光鼓單元20用於在其周面上形 成靜電潛影或按該靜電潛影形成調色劑像，它具有在內周面上層疊絕緣覆膜33的圓筒形金屬管31、安裝在該金屬管31端部上的凸緣構件40、 用於把金屬管31的帶電電荷導入地而同心地安裝在凸緣構件40上的接 地板50。在接地板50的周面上具有連接爪片52，通過咬入金屬管31的 內周面，確保電連接。連接爪片52在沒有被彎曲的狀態下，從接地板50 的中心到連接爪片52的尖利一端521的尺寸，設定成比金屬管31的內 半徑大。因此，通過把接地板50以其板面與金屬管31的筒心方向垂直的狀 態插入到金屬管31中，設置在接地板50周面上的連接爪片52，向與插 入方向相反的方向產生彈性變形，並以該彈力貫通絕緣覆膜33，成為咬 入金屬管31的內周面的狀態，所以接地板50通過這種狀態的連接爪片 52，可以可靠地與金屬管31進行電連接。其結果，通過規定的導線等將 接地板50接地，可以可靠地使金屬管31上的帶電電荷通過接地板50導 入地。此外，由於連接爪片52的計算彎曲角度設定在10° 45°的範圍 內，與彎曲角度e為小於l(T的情況或超過45。的情況相比，插入金屬 管31內的連接爪片52的彈力穩定。這樣，由於可以使連接爪片52向金 屬管31的內周面的咬入量穩定地增加，所以可以確保在金屬管31和接 地板50之間良好的導通性能。此外，在本實施方式中，金屬管31採用鋁或鋁合金製成，作為絕緣 覆膜33可以採用鋁或鋁合金的氧化膜。按照這樣的構成，鋁或鋁合金的氧化膜由氧化鋁(A1203)形成，防 蝕作用優良，而且因其多孔性質切削加工性能也優良。因此，可以確保 金屬管31內周面上的良好的絕緣效果。此外，金屬管31的內周面的氧 化膜由於容易用連接爪片52切削，所以連接爪片52容易與金屬管31的 內周面接觸。其結果可以容易確保在金屬管31和接地板50之間可靠的 導電狀態。再有，接地板50做成與金屬管31同心、大體為圓形，由於在接地板50的圓周方向以等間距設置多個連接爪片52，如果任意一個連接爪片 52與金屬管31的內周面抵接，就能確保金屬管31和接地板50的導電狀 態，所以可以避免產生金屬管31沒接地的不利情況。此外，由於在接地板50的圓周方向以等間距設置多個連接爪片52， 當把接地板50壓入金屬管31內時，金屬管31的內表面作用在各連接爪 片52上的應力均等，因此，可以使接地板50在金屬管31內的支撐狀態 穩定。本發明不限於所述的實施方式，還包括以下的內容。(1) 在所述的實施方式中，作為適用感光鼓單元20的圖像形成裝 置IO，採用串列式彩色列印用的圖像形成裝置，但本發明不限定於圖像 形成裝置IO是彩色列印用的圖像形成裝置，例如也可以是單一黑色列印 的所謂黑白列印用的圖像形成裝置。(2) 在所述實施方式例舉的圖像形成裝置10中，沒有設置清潔感 光鼓30圓周面的感光鼓用的清潔裝置以及清潔轉印帶124表面的帶用清 潔裝置，但也可以設置這些裝置。(3) 在所述的實施方式中，作為圖像形成裝置10以複印機為例進 行了說明，但替代複印機，也可以在印表機或傳真機等中適用感光鼓單 元20。(4) 在所述的實施方式中，作為感光鼓30，採用了在金屬管31的 外周面上層疊有機感光層32的所謂OPC感光鼓，也可以採用在金屬管31 的周面上層疊非晶態矽層的感光鼓替代OPC感光鼓。(5) 在所述的實施方式中，在感光鼓軸70的大直徑軸71的凸緣構 件40 —側端部設置有D切削麵711，但也可以不特別設置D切削麵711。 即使這樣，由於連接爪片52的尖利一端521咬入感光鼓30的內周面， 凸緣構件40也可以通過接地板50與感光鼓軸70繞軸心一體轉動。(6) 在所述的實施方式中，通過把驅動電動機80的驅動力傳遞給 感光鼓軸70，使感光鼓30轉動，但也可以代之以把感光鼓30安裝成相 對於感光鼓軸70可以同心地相對轉動，通過固定感光鼓軸70把驅動電 動機80的驅動力直接傳遞給感光鼓30。在這種情況下，例如在軸支撐圓板60的凸緣62的圓周面上設置齒輪齒，把驅動電動機80的驅動力通過 該齒輪齒傳遞給感光鼓30。(7) 在所述的實施方式中，接地板50的連接爪片52採用三角形的 形狀，但只要是在尖端形成尖銳的尖利一端521的形狀即可，可以是五 角形，也可以是其他形狀。(8) 在所述的實施方式中，凸緣構件40的內筒體41的外徑尺寸設 定成與接地板主體51的外徑尺寸相等，但也可以代之以把接地板主體51 的外徑尺寸設定成比內筒體41的外徑尺寸大。在這種情況下，由於連接 爪片52彎曲時內筒體41的彎曲點412成為進入到接地板主體51的狀態， 所以在把凸緣構件40嵌入到感光鼓30中時，連接爪片52彎曲時，接地 板主體51 —側也產生一些撓曲。(9) 在所述的實施方式中，設置四個從接地板主體51的周圍邊緣 突出的連接爪片52，但不限定於四個，可以少於四個，也可以五個以上。〈實施例1〉實際製作了安裝在感光鼓30上的接地板50，所述感光鼓30的外徑 尺寸(圖6A中的D0)為24mm、金屬管31的內徑尺寸(圖6A中的D3) 為22. 5mm、絕緣覆膜33為6 y m，在把該接地板50通過凸緣構件40安 裝在感光鼓30內的狀態下，目測觀察感光層32向感光鼓30內圓周面按 壓抵接的狀態，並且為了確認在連接爪片52的尖利一端521和金屬管31 的內圓周面之間的電連接狀態，進行了導電試驗。接地板50的情況如下。1 )徑向相互面對的兩個連接爪片52的尖利一端521之間的距離(圖 6A中的D) : 24mm2) 接地板主體51的厚度尺寸0. 25畫3) 接地板主體51的外徑尺寸(圖6A中的D2) : 20mm4) 穿入孔511的直徑(圖6A中的D1) : 10mm5) 連接爪片52從接地板主體51的突出量((D — D2) /2) : 2mm6) 接地板主體51的徑向寬度尺寸(圖6A中的L) : 5mm7) 連接爪片52的底端部的寬度尺寸3mra。 另一方面，安裝接地板50的凸緣構件40的情況如下。8) 內筒體41的外徑(直徑)尺寸17mm9) 外筒體42的外徑(直徑)尺寸22.5mm。用於彎曲連接爪片52的彎曲點412稍稍進入到接地板主體51—側。 因此，在接地板50安裝在凸緣構件40上的狀態下，彎曲點412和尖利 一端521之間的距離為(24—17) /2 = 3.5mm。求出在把所述的接地板50安裝在所述的凸緣構件40上的狀態下， 繞彎曲點412的計算彎曲角度e 。 e的計算如下。e =arc[cos{ ( (22.5—17) /2) /3. 5} ] =arc[cos (2.75/3.5)] =arC[cosO. 786] =38. 2°該e值在本發明要求的彎曲角度10° 45°的範圍內。因此在該實施例中，接地板主體51除以穿入孔511的徑向尺寸(2L) 和穿入孔511直徑D1之比(2L/D1)為10/10=1。這表明即使感光鼓30 小型化，在圖像形成裝置IO是彩色列印用的圖像形成裝置的情況下，由 於要確保多個感光鼓30分別與其他的同步，並正確地轉動，也不能為了 抑制感光鼓30轉動的振動而把感光鼓軸70的直徑尺寸與感光鼓30的直 徑尺寸成比例變小，所以接地板主體51的實心部分變小。這表明在把接地板50插入感光鼓30內的狀態下，連接爪片52因承 受來自感光鼓30的內圓周面的力而容易變形，所以難以確保在連接爪片 52和金屬管31之間的導電性能。而本發明即使採用這樣容易變形的接地 板50，通過使連接爪片52的彎曲角度在10° 45°的範圍內，也可以 可靠地確保導電性能。〈實施例2〉關於實施例1所示的接地板50，為了研究連接爪片52的計算彎曲 角度0和因連接爪片52造成的金屬管31傷痕的深度的關係，進行了試 驗。在該試驗中，為了使連接爪片52的計算彎曲角度e產生各種變化， 而變更了接地板50的外徑尺寸D2。把安裝了具有對應於各彎曲角度6的彎曲點412的接地板50的凸緣 構件40插入感光鼓30中，此時用三維幹涉顯微鏡(日本維易科株式會 社(Japan Veeco Instruments Inc.)制型號Wyko — NT—1100)測量 連接爪片52的尖利一端521切削感光鼓30的內圓周面的絕緣覆膜33和 金屬管31而形成的傷痕的深度，並且測量在金屬管31和連接爪片52之 間的導電狀態，判斷其好壞。測量結果如圖7的曲線圖所示。在圖7的曲線圖中，橫軸設定為連 接爪片52的計算彎曲角度e (° ),縱軸設定為金屬管31的內圓周面 的傷痕深度d (nm)。如該曲線圖可知，在連接爪片52的彎曲角度e為25°時，金屬管 31的傷痕深度為34.0y m，相當深，此後隨彎曲角度0增加，傷痕深度d 按二次曲線減小。另一方面，確認了如果傷痕深度d小於10微米，則在金屬管31和 連接爪片52之間的導通狀態不良。在圖7的曲線圖中，如果彎曲角度e 超過45° ，則傷痕深度d小於10ixm。因此證實了如果連接爪片52的彎 曲角度超過45。，在金屬管31和連接爪片52之間發生導電不良，所以 應使連接爪片52的彎曲角度e在45。以下。此外，如果把連接爪片52的計算彎曲角度e設定成小於10° ，則 由於彎曲量太小，僅僅感光鼓30的內圓周面的絕緣覆膜33被連接爪片 52的尖利一端521切削，尖利一端521沒有到達金屬管31，因此用目測 觀察就可以看到在金屬管31和連接爪片52之間沒有獲得導通狀態。根 據該觀察結果，連接爪片52的計算彎曲角度e應在10。以上。因此，如果2L/D1的值小於1，接地板的實心部分過少，把凸緣構 件40壓入感光鼓30中時的變形增大。而如果2L/D1的值超過1. 5，則感 光鼓軸變得過細，有時感光鼓的轉動軸的波動變大。因此，2L/D1的值優 選的是在1以上、1.5以下。此外，即使D/D2的值在1以上、1.5以下的範圍內， 一旦超過1. 3， 連接爪片52就變得過大，接地板50的實心部分變少，容易變形。此外， 彎曲點一定時，連接爪片52過長，彎曲角度e變大。因此，2L/D1的值更優選的是在1以上、1.3以下。以上說明的本發明的一個方面涉及一種形成調色劑像的感光鼓單 元，它包括圓筒形的金屬管，具有外周面和內周面，在所述外周面上 形成所述調色劑像，並且在所述內周面上層疊有絕緣覆膜；凸緣構件， 安裝在所述金屬管的端部；以及接地板，安裝在所述凸緣構件上，把所 述金屬管上的帶電電荷導入地，其中所述接地板在其周面上形成有連接 爪片，該連接爪片彎曲成咬入所述金屬管的所述內周面，以確保與所述 金屬管的電連接，所述凸緣構件具有端邊，所述連接爪片以所述端邊為 支點彎曲，所述連接爪片在所述支點彎曲的計算彎曲角度，被設定在io ° 45°的範圍內。按照這種構成，接地板通過連接爪片，可以可靠地與金屬管進行電 連接。其結果，可以可靠地使金屬管上的帶電電荷通過接地板導入地。在所述構成中，優選的是，所述金屬管由鋁或鋁合金製成，所述絕 緣覆膜是鋁或鋁合金的氧化膜。按照這種構成，可以得到優良的防蝕作用及切削加工性能。因此， 可以確保金屬管內周面上的良好的絕緣效果。此外，由於氧化膜容易被連接爪片52切削，所以連接爪片容易與金屬管的內周面接觸。其結果可 以容易確保在金屬管和接地板之間可靠的導電狀態。在所述構成中，另外優選的是，所述接地板大體為圓形，該接地板 與所述金屬管同心，所述連接爪片是在所述接地板的圓周方向上以等間 距設置有多個。在這情況下，進一步優選的是，所述連接爪片在所述接地板的圓周 方向上四個部位以等間距形成，該連接爪片的尖端為尖銳的形狀，該尖 端咬入所述金屬管的所述內周面。按照這種構成，如果任意一個連接爪片與金屬管的內周面抵接，就 能夠確保金屬管和接地板的導電狀態，所以可以避免產生金屬管沒接地 的不利情況。此外，當把接地板壓入金屬管內時，金屬管的內表面作用 在各連接爪片上的力量均等，因此，可以使接地板在金屬管內的支撐狀 態穩定。在所述構成中，另外優選的是，感光鼓單元還包括軸構件，插在 所述金屬管且貫通其內部，所述軸構件是與所述金屬管一體轉動的轉動 軸，所述凸緣構件和所述接地板同心地安裝在所述金屬管的所述端部上。在這情況下，進一步優選的是，所述軸構件構成接地路徑。 按照這種構成，可以減少用於構成接地路徑的部件數量。 此外，本發明的另一個方面涉及一種圖像形成裝置，它包括感光 鼓單元，形成基於圖像數據的調色劑像；以及轉印構件，把所述調色劑 像轉印到紙上，其中所述感光鼓單元為如上所述的感光鼓單元。按照這種構成，由於可以可靠地使金屬管上的帶電電荷通過接地板 導入地，因此可以穩定地形成圖像。
權利要求
1.一種形成調色劑像的感光鼓單元，其特徵在於包括圓筒形的金屬管，具有外周面和內周面，在所述外周面上形成所述調色劑像，並且在所述內周面上層疊有絕緣覆膜；凸緣構件，安裝在所述金屬管的端部；以及接地板，安裝在所述凸緣構件上，把所述金屬管上的帶電電荷導入地，其中所述接地板在其周面上形成有連接爪片，該連接爪片彎曲成咬入所述金屬管的所述內周面，以確保與所述金屬管的電連接，所述凸緣構件具有端邊，所述連接爪片以所述端邊為支點彎曲，所述連接爪片在所述支點彎曲的計算彎曲角度，被設定在10°～45°的範圍內。
2. 根據權利要求l所述的感光鼓單元，其特徵在於， 所述金屬管由鋁或鋁合金製成， 所述絕緣覆膜是鋁或鋁合金的氧化膜。
3. 根據權利要求l所述的感光鼓單元，其特徵在於， 所述接地板大體為圓形，該接地板與所述金屬管同心， 所述連接爪片是在所述接地板的圓周方向上以等間距設置有多個。
4. 根據權利要求3所述的感光鼓單元，其特徵在於，所述連接爪片 在所述接地板的圓周方向上四個部位以等間距形成，該連接爪片的尖端 為尖銳的形狀，該尖端咬入所述金屬管的所述內周面。
5.根據權利要求l所述的感光鼓單元，其特徵在於還包括 軸構件，插在所述金屬管且貫通其內部， 所述軸構件是與所述金屬管一體轉動的轉動軸， 所述凸緣構件和所述接地板同心地安裝在所述金屬管的所述端部
6. 根據權利要求5所述的感光鼓單元，其特徵在於，所述軸構件構 成接地路徑。
7. —種圖像形成裝置，其特徵在於包括感光鼓單元，形成基於圖像數據的調色劑像；以及 轉印構件，把所述調色劑像轉印到紙上，其中 所述感光鼓單元為權利要求1-6中任意一項所述的感光鼓單元。
全文摘要
本發明提供感光鼓單元和具有該單元的圖像形成裝置。感光鼓單元包括圓筒形的金屬管，具有外周面和內周面，在外周面上形成調色劑像，並且在內周面上層疊有絕緣覆膜；凸緣構件，安裝在金屬管的端部；以及接地板，安裝在凸緣構件上，把金屬管上的帶電電荷導入地。接地板在其周面上形成連接爪片，連接爪片彎曲成咬入金屬管的內周面，以確保與金屬管的電連接，凸緣構件具有端邊，連接爪片以所述端邊為支點彎曲，連接爪片在支點彎曲的計算彎曲角度被設定在10°～45°的範圍內。由此能夠可靠地使金屬管的帶電電荷導入地。
文檔編號G03G15/00GK101241324SQ20081000686
公開日2008年8月13日 申請日期2008年2月2日 優先權日2007年2月7日
發明者齋藤榮, 窪嶋志穗, 浜崎一也, 渡邊徵正, 迫裕之 申請人:京瓷美達株式會社