感光鼓单元和具有该感光鼓单元的图像形成装置的制作方法

专利名称：感光鼓单元和具有该感光鼓单元的图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及基于图像数据形成调色剂像的感光鼓单元以及具有该感 光鼓单元的图像形成装置。
背景技术：
复印机、打印机、传真机等图像形成装置，通过根据读取或从外部 传送来的图像数据进行光照射，在通称为感光鼓的金属管的圆周面上形 成静电潜影，从显影装置向该静电潜影上提供调色剂，形成调色剂像， 然后把该调色剂像转印到纸上。通过把这样的金属管与其他必要的构件 组装成一个单元，作为感光鼓单元使用。作为这种感光鼓单元，公知的例如有日本专利公开公报特开平io—319783号(以下称为专利文献1)所记载的感光鼓单元。该感光鼓单元 具有圆筒形的铝合金制金属管(在专利文献1中为感光鼓管)、安装在 该金属管端部边缘开口的圆板形凸缘构件、与该凸缘构件同心地固定在 该凸缘构件内表面一侧的接地板。在金属管的内周面上层叠有绝缘覆膜。 该绝缘覆膜通过电流在该金属管中流动产生微小的放电破坏(泄漏)， 来防止调色剂图像出现图像黑斑，并且防止金属管上生锈。在接地板上设置有多个从其周围的表面突出的连接爪片(在专利文 献1中为爪构件)。通过把凸缘构件插入金属管，该连接爪片的尖利一 端刮下绝缘覆膜，对金属管的内周面进行切削。这样就确保接地板通过 连接爪片与金属管电连接的状态。接地板与贯通凸缘构件中心位置的感 光鼓轴进行电连接，感光鼓轴通过规定的支撑框架接地。因此，在金属管上形成的感光层上的电荷通过连接爪片、接地板、 感光鼓轴和支撑框架导入地。如果金属管不充分接地，则在金属管的圆 周面上形成的静电潜影紊乱，有可能不能进行正确的图像形成处理，所 以为了消除这样的不利情况，要对金属管进行接地处理。可是， 一旦凸缘构件插入到金属管内，连接爪片受到来自金属管的 内周面相对的按压而弯曲，并且接地板本身也产生变形。因此，损害了 接地板和感光鼓轴之间良好的接触状态，有时不能得到可靠的导通状态。 为了消除这样的不利情况，在专利文献1的发明中，在接地板上设置增 强部，以防止接地板的变形。关于具有接地板的感光鼓单元，除了专利文献1中所记载的以外，在日本专利公开公报特开平4 — 356090号(以下称为专利文献2)中也有 记载。在专利文献2中所记载的感光鼓单元上，为了确保在接地板(在 专利文献2中为金属板)的周面突出设置的连接爪片(在专利文献2中 为腿部)和金属管(在专利文献2中为圆筒形导电性基体)之间可靠的 导通性能，将在金属管的径向相互面对的连接爪片尖端之间的距离，设 定成仅比金属管的内径尺寸大1%。可是，专利文献1所记载的感光鼓单元，由于在接地板上附设有增 强部，以使接地板不变形，所以导致部件个数增加，该部分的部件成本 提高。此外，专利文献1没有公开用于在金属管和连接爪片之间获得可 靠的导通性能的方法。此外，在专利文献2所记载的感光鼓单元中，连接爪片从接地板突 出，在金属管的径向相互面对的连接爪片的尖端之间的距离，仅比金属 管的内径尺寸大1%。可是，仅仅通过把所述连接爪片的尖端之间的距离设定成只比金属 管的内径尺寸大1%，由于凸缘构件压入金属管内时连接爪片处于弹性弯 曲状态，所以有时连接爪片不能发挥弹力。在这种情况下，往往难以用 连接爪片的尖利一端可靠地切削金属管的内周面。其结果，不一定总能 够得到良好的导通性能。发明内容鉴于目前的这种状况，本发明的目的是提供一种感光鼓单元以及具 有该感光鼓单元的图像形成装置，所述感光鼓单元在金属管和接地板之 间始终可以得到可靠的导通性能，并由此能可靠地使金属管的带电电荷 导入地。为了达到所述目的，本发明的一个方面涉及一种形成调色剂像的感 光鼓单元，其包括圆筒形的金属管，具有外周面和内周面，在所述外 周面上形成所述调色剂像，并且在所述内周面上层叠有绝缘覆膜；凸缘 构件，安装在所述金属管的端部；以及接地板，安装在所述凸缘构件上， 把所述金属管上的带电电荷导入地，其中所述接地板在其周面上形成有 连接爪片，该连接爪片弯曲成咬入所述金属管的所述内周面，以确保与 所述金属管的电连接，所述凸缘构件具有端边，所述连接爪片以所述端 边为支点弯曲，所述连接爪片在所述支点弯曲的计算弯曲角度，被设定 在10° 45°的范围内。本发明的另一方面涉及一种图像形成装置，其包括感光鼓单元， 形成基于图像数据的调色剂像；以及转印构件，把所述调色剂像转印到 纸上，其中所述感光鼓单元为如上所述的感光鼓单元。按照本发明，可以在金属管和接地板之间始终得到可靠的导通性能， 由此可以使金属管的带电电荷可靠地导入地。


图1是表示采用本发明感光鼓单元的图像形成装置的一个实施方式 从断面看的说明图。图2是表示感光鼓单元的一个实施方式的局部剖切分解立体图。图3是图2所示的感光鼓单元局部剖切组装立体图。图4是图3的IV—IV线剖面图。图5是图3的V —V线剖面图。图6A 6C是用于说明接地板的连接爪片弯曲角度的、接地板和凸缘 构件的放大图，图6A是安装在凸缘构件上的接地板的正视图。此外，图 6B表示把凸缘构件安装在感光鼓上之前的状态，图6C表示把凸缘构件安 装在感光鼓上的状态。图7表示连接爪片的计算弯曲角度和金属管的划伤深度之间关系的 曲线图。
具体实施方式
首先，对采用本发明感光鼓单元的图像形成装置进行说明。图1是 表示采用本发明感光鼓单元的图像形成装置的一个实施方式从断面看的说明图。如图l所示，本实施方式的图像形成装置io是作为复印机使用的，其包括称为体内出纸型的箱形的装置主体11、以及设置在该装置 主体11上部读取原稿图像的图像读取部16。图像读取部16包括装在呈扁平箱形的外壳体170内部的图像读取装置17、以及安装在外壳体170 上部的原稿自动供给装置18。另一方面，在装置主体11内部装有图像形成部12，根据用图像 读取装置17读取的原稿的图像数据形成图像；定影部13，对用该图像形 成部12形成并转印到纸P上的图像实施定影处理；以及纸储存部14，储存转印用的纸P。在装置主体11的顶部设置有出纸部15，它具有接受排 出的定影处理后的纸P的体内出纸盘151。原稿自动供给装置1S包括原稿压盖181，覆盖嵌入图像读取装置17上面开口中的接触玻璃180;原稿送入部182，在该原稿压盖181的图 1中的左上部形成；以及供纸盘183，从该原稿送入部182的图1中的右 侧面，前端向右上突出设置。原稿压盖181按压放在接触玻璃180上的书籍原稿等，通过接触玻 璃180由图像读取装置17读取该原稿的原稿图像。原稿压盖181绕设置 在装置主体上面一个侧边(图1的情况下为纸面的里侧)上的规定的轴 正反向转动，打开或关闭。原稿送入部182从放在供纸盘183上的原稿摞中一张张抽出原稿， 并向接触玻璃180上提供，以便用图像读取装置17读取原稿面。结束原 稿图像读取后的原稿排出到原稿压盖181上。把用图像读取部16读取的 原稿的图像数据转换成电信号，该转换后的电信号向图像形成部12输出。图像读取装置17包括箱形的框体171;读取单元172，可以沿图1 的左右方向往复移动地安装在框体171内，并向原稿面照射光而把其反 射光向规定的方向导出；以及CCD单元173，把来自该读取单元172的反 射光聚光，作为图像数据获取。放置在接触玻璃180上或从供纸盘183通过原稿送入部182提供到 接触玻璃180上的原稿的原稿图像，由从读取单元172照射的光进行扫 描，其反射光通过CCD单元173作为图像数据被读取。所读取的图像数 据转换成数字信号后，向后面叙述的曝光装置123输出。在图像读取部16设置有图中省略的操作面板，用于进行有关原稿的 读取或复印处理等处理条件的输入操作。在该操作面板上设置有图中省 略的显示面板、数码键、开始按钮、模式切换键等。图像形成部12在从纸储存部14提供的纸上形成调色剂图像，在本 实施方式中，其具有从上游一侧(图1纸面的右侧)向下游一侧(图1 纸面的左侧)顺序配置的品红色用单元12M、青色用单元12C、黄色用单 元12Y、黑色用单元12K。在各单元12M、 12C、 12Y、 12K中装备具有感光鼓30和接地板50 的感光鼓单元20;以及显影装置121。感光鼓单元20在图1中向逆时针 方向转动，并且从对应的显影装置121接受提供的调色剂，在其圆周面 上形成调色剂图像。从配置在装置主体ll上的、图中省略的调色剂盒向 各显影装置121补充调色剂。在各感光鼓30的正下方的位置上设置有带电器122，并且在各带电 器122的下方位置上设置有曝光装置123。各感光鼓30的圆周面利用所 述带电器122均匀带电，根据在图像读取部16输入的图像数据，对应于 各种颜色M (品红色)、C (青色)、Y (黄色)、K (黑色)的激光从所 述曝光装置123照射到感光鼓30的带电的圆周面上。由此在各感光鼓30 的圆周面上形成静电潜影。如果从显影装置121向各感光鼓30圆周面上 的静电潜影提供调色剂，则在各感光鼓30的圆周面上形成调色剂像。在各感光鼓单元20的上方位置上设置有转印带(转印构件)124， 它张紧设置在驱动辊124a和从动辊124b之间，与该感光鼓单元20的各 感光鼓30抵接。该转印带124通过与各感光鼓30对应设置的转印辊125， 以与感光鼓30的圆周面相对的状态，与各感光鼓30的转动同步，在驱 动辊124a和从动辊124b之间进行周向转动。转印带124迸行周向转动，在转印带124的表面上，由品红色用单元12M的感光鼓30进行品红色调色剂像的转印。此后，在该品红色调色 剂像上，顺序由青色用单元12C的感光鼓30重叠涂敷青色的调色剂像、 由黄色用单元12Y的感光鼓30重叠涂敷黄色的调色剂像、最后由黑色用 单元12K的感光鼓30重叠涂敷黑色的调色剂像。由此在转印带124的表 面上形成彩色的调色剂像，该调色剂像被转印到从纸储存部14输送来的 纸P上。此外，在图像形成部12的图1中的左方位置上，形成有沿上下方向 延伸的送纸通道lll。在该送纸通道111上设置有输送辊对112，来自纸 储存部14的纸P通过输送辊对112的转动，向巻挂在驱动辊124a上的 转印带124输送。在送纸通道111上设置有第二转印辊113，在与驱动辊 124a相对的位置上与转印带124的表面抵接。在送纸通道上111中输送 的纸P，通过转印带124和第二转印辊113按压夹持，把转印带124上的 调色剂像转印到该纸P上。定影部13对转印到纸P上的调色剂像实施定影处理，其包括定影 辊131，在其内部装备有作为热源的电热体；以及加压辊132，在图1中 的左侧，与该定影辊131相对配置。通过送纸通道lll从图像形成部12 导出并完成转印处理的纸P，被按压夹持在定影辊131和加压辊132之间， 由定影辊131通过热处理进行加热。由此调色剂图像定影在纸P上，从 而在纸P上形成稳定状态的彩色图像。完成了定影处理的已彩色打印后的纸P，通过从定影部13上部延伸 设置的出纸通道114,向设置在装置主体11顶部的体内出纸盘151排出。纸储存部14具有纸盘141，插脱自如地安装在装置主体11中的曝 光装置123的下方位置上。在纸盘141上储存纸摞。用搓纸辊142把纸P 从纸摞上一张张抽出，并通过送纸通道111导入图像形成部12。下面，根据图2 图5对本发明的感光鼓单元20和接地板50进行 说明。图2是表示感光鼓单元20—个实施方式的局部剖切分解立体图， 图3是其局部剖切组装立体图。此外，图4是图3的IV—IV线剖面图， 图5是图3的V — V线剖面图。另外在这些图(特别是图5)中，表示的 感光鼓30的厚度尺寸被夸大。如图2所示，感光鼓单元20包括筒形的感光鼓30，在其周面上 形成静电潜影或调色剂像；凸缘构件40，嵌入该感光鼓30—个端面(在 图2所示的例子中为左端面)的开口；接地板50，安装在该凸缘构件40 上；轴支撑圆板60，安装在感光鼓30的另一个端面上；以及感光鼓轴 70，贯通凸缘构件40和轴支撑圆板60，与凸缘构件40和轴支撑圆板60 可以同心地一体转动。感光鼓30包括铝或铝合金制的金属管31、层叠在该金属管31外 周面的整个面上的有机感光层32、层叠在金属管31内周面的整个面上的 绝缘覆膜33。在本实施方式中，感光鼓30的外径尺寸采用24mm 30mm。 此外，与厚度尺寸数毫米的金属管31相比，所述有机感光层32和绝缘 覆膜33是以数微米 数十微米的非常薄的厚度而形成。有机感光层32由电荷输送剂、电荷产生剂和粘接树脂(粘合剂树脂) 等的有机感光体材料来制成。有机感光体与现有的无机感光体相比，容 易制造，而且感光体材料的选择有多种，所以具有结构设计的自由度高 的优点。有机感光体主要有单层型感光体和积层型感光体，但特别由于 以下原因，优选单层型感光体。即，正负带电型感光体均能使用、结构 简单、制造容易、可以有效地抑制形成感光体层时的覆膜缺陷、层间的 界面少、容易提高光学特性等。绝缘覆膜33用于防止因在所述金属管31上流过电流而产生微小的 放电破坏(泄漏)，由此在调色剂图像上产生的图像黑斑，以及用于防 止生锈。在本实施方式中，绝缘覆膜33由铝的氧化膜(A1203)形成。作为电 解液可以使用草酸、硫酸或铬酸的水溶液，通过对金属管31内周面一侧 实施阳极氧化处理，可以得到绝缘覆膜33。凸缘构件40包括内筒体41;与该内筒体41同心地并隔着环形间 隙成为游动配合状态而被嵌入的外筒体42;以及在靠近该外筒体42的一 个端部一侧(图2所示的例子中为左端一侧)的位置上同心地形成的凸 缘43。在内筒体41的中心位置上，设置有用于使感光鼓轴70贯通的轴 孔411。该轴孔411包括对应于感光鼓轴70的后面叙述的大直径轴71的大直径孔413 (图4);以及对应于感光鼓轴70的后面叙述的小直径 轴72的小直径孔414。在内筒体41左端部的外周面和外筒体42的内周面之间，与内筒体 41和外筒体42双方均同心地设置环形壁44 (图4)，由此使内筒体41 和外筒体42成为一个整体。此外，在内筒体41相对于感光鼓30的插入方向的端面(图2和图 4中的右面)，设置有接地板安装套筒46，同心地向右突出设置。接地 板50通过嵌在该接地板安装套筒46外而安装在凸缘构件40上。接地板 安装套筒46设定成内径尺寸与内筒体41的大直径孔413的尺寸相同， 并且外径尺寸比内筒体41的外径尺寸小。外筒体42设定成外径尺寸比具有绝缘覆膜33的金属管31的内径尺 寸稍小。由此，可以使外筒体42以滑动的状态插入到感光鼓30中。外筒体42在插入到感光鼓30—侧(图2中的右侧)的端部，设置 有外径尺寸向该端部的插入方向逐渐减小而形成的环形倾斜部421。在该 环形倾斜部421上，从外筒体42的轴心看，在每90°的等间距的四个部 位上，设置有通过从环形倾斜部421的前端向外筒体42的轴心方向切入 形成的切槽422。这些切槽422用于嵌入接地板50的后面叙述的连接爪 片52。接地板50由具有弹性的、例如不锈钢或黄铜等金属材料制成。接地 板50用于在插入感光鼓30中的状态下，实现与金属管31电导通。接地板50包括圆形的接地板主体51，其外径尺寸与内筒体41的 外径尺寸大体相等；四个连接爪片52，在圆周方向以等间距从该接地板 主体51的周面向径向外侧突出设置。在接地板主体51的中心位置上，与接地板主体51同心地穿透设置 有穿入孔511。该穿入孔511用于让大直径轴71贯通它。通过把接地板 安装套筒46 (图4)嵌入该穿入孔511，把接地板50安装在凸缘构件40 上。在接地板主体51上，设置有向穿入孔511的孔心突出的连接片513。 该连接片513在接地板50嵌在感光鼓轴70的大直径轴71外时，产生弹性变形，与大直径轴71的圆周面按压抵接。由此可以确保在接地板50和感光鼓轴70之间可靠的电连接状态。连接爪片52是为了在接地板50安装在感光鼓30内的状态下能够接 地，用于获得与金属管31的电连接状态。在本实施方式中，连接爪片52 做成以与接地板主体51电连接位置的底端一侧为底边的等腰三角形。在 连接爪片52的尖端(前端) 一侧，做成可以切削感光鼓30内周面的绝 缘覆膜33的尖利一端521。在本实施方式中，在接地板主体51的圆周方 向以90°间距等间隔设置有四个连接爪片52。连接爪片52从接地板主体51的突出量设定为在把凸缘构件40插 入感光鼓30中时，尖利一端521与感光鼓30内周面一侧干扰，切削绝 缘覆膜33，可以抵达金属管31。具体地说，连接爪片52没有弯曲状态下的径向尺寸(即，接地板 50的中心和连接爪片52的尖利一端521之间距离的2倍)设定成比感光 鼓30的内径尺寸(即金属管31的内径尺寸)大，而且，计算弯曲角度 设定在IO。 45°的范围内。此外，关于计算弯曲角度在后面详细叙述。轴支撑圆板60用于关闭与感光鼓30安装凸缘构件40的端面相反一 侧端面的开口。轴支撑圆板60具有圆筒形的圆板主体61，其外径尺寸 比感光鼓30内径尺寸稍大；凸缘62，在该圆板主体61的一个端部(在 图2所示的例子中为右端部)上同心形成。凸缘62的外径尺寸设定成与 感光鼓30的外径尺寸相等。在轴支撑圆板60的中心位置上贯通设置有轴孔63，感光鼓轴70的 后面叙述的小直径轴72贯通该轴孔63。轴孔63具有将圆弧面的一部分 切成平面而形成的、断面形状为D形孔的键部631。轴支撑圆板60的圆板主体61的外径尺寸设定成比感光鼓30的内径 尺寸大数微米 数十微米。因此，通过把圆板主体61压入感光鼓30中， 把轴支撑圆板60固定在感光鼓30上。感光鼓轴70安装在感光鼓30的筒心位置上，可以与感光鼓30 —起 整体转动，包括大直径轴71;和从该大直径轴71的两个端部同心向相 互相反方向突出设置的一对小直径轴72。在凸缘构件40和轴支撑圆板60分别安装在感光鼓30上的状态下， 大直径轴71的一个(图2中的左方)端部与凸缘构件40的内筒体41的 大直径孔413和小直径孔414之间的台阶部抵接，而大直径轴71的另一 个端部的长度尺寸设定成与圆板主体61的左端面抵接。各小直径轴72在感光鼓轴70安装在感光鼓30上的状态下，其长度 尺寸分别设定成一个(图2的左方)从凸缘构件40向外部突出，并且另 一个从轴支撑圆板60向外部突出。在大直径轴71的图2中的左端部上形成D切削面711。另一方面， 在凸缘构件40的大直径孔413中，设置有与D切削面711面接触的、图 中省略的键部。因此，大直径轴71在嵌入大直径孔413的状态下，通过 D切削面711和所述图中省略的键部相互抵接，使感光鼓轴70和凸缘构 件40—体转动。此外，在图2中的右侧的小直径轴72上，对应于在轴支撑圆板60 的轴孔63上形成的键部631，形成D切削面721。因此，通过图2中右 方的小直径轴72上的D切削面721与圆板主体61的键部631抵接，感 光鼓轴70和轴支撑圆板60可以一体转动。感光鼓轴70被插在安装有接地板50的凸缘构件40和安装有轴支撑 圆板60的感光鼓30且贯通该感光鼓30的状态下，由于接地板50的连 接片513按压抵接在大直径轴71的圆周面上，所以可以在感光鼓轴70 和感光鼓30之间确保可靠的电连接状态。安装在装置主体11内的驱动电动机80的驱动力通过规定的齿轮机 构81，传递给图4中右方的小直径轴72，使所述构成的感光鼓单元20 绕感光鼓轴70整体转动。此外，图4中左方的小直径轴72通过轴承191，支撑在设置于装置 主体11内的规定的框架19上。框架19接地。在感光层32内产生的电 荷通过接地板50的连接爪片52的尖利一端521、接地板主体51、连接 片513、大直径轴71、小直径轴72、轴承191和框架19导入地。由于连接爪片52从接地板主体51的突出量设定成超过感光鼓30的 内圆周面，所以如果把在端面(图2中的右端面)同心地安装接地板50的凸缘构件40压入感光鼓30内，则各连接爪片52与感光鼓30的内周 面干扰，其尖利一端521切削该绝缘覆膜33，使感光鼓30的绝缘覆膜 33产生刮伤。由此，成为金属管31的内周面通过尖利一端521与连接爪 片52电连接的状态。下面根据图6，对接地板50的连接爪片52的弯曲角度进行说明。 图6A 6C是用于说明接地板50的连接爪片52的弯曲角度的、接地板50 和凸缘构件40的放大图，图6A是安装在凸缘构件40上的接地板50的 正视图。此外，图6B表示凸缘构件40安装在感光鼓30上之前的状态， 图6C是表示凸缘构件40安装在感光鼓30上后的状态。此外，在图6A 6C中，表示金属管31、绝缘覆膜33的厚度尺寸和连接爪片52从接地板 主体51突出的量比实际有所夸大。首先如图6A所示，在接地板50的接地板主体51的中心位置穿过设 置的穿入孔511，是以其径向(直径，以下相同)尺寸D1设定成比凸缘 构件40的接地板安装套筒46的外径尺寸稍大。通过把接地板安装套筒 46以滑动接触状态下嵌入到穿入孔511中，由此，如图6B所示，接地板 50以稳定的状态下被安装在凸缘构件40上。接地板主体51的外径尺寸D2设定成与凸缘构件40的内筒体41的 外径尺寸相同，或比内筒体41的外径尺寸大一些。此外，在图6所示的 接地板50上，表示接地板主体51的外径尺寸D2和凸缘构件40的内筒 体41的外径尺寸大体相同。连接爪片52从接地板主体51的周面突出来的突出量h，在接地板 50与感光鼓30同心地、与该感光鼓30相对置的状态下，设定成其尖利 一端521超过感光鼓30的绝缘覆膜33，抵达金属管31。因此在图6A所 示的例子中，连接爪片52的尖利一端521的位置与感光鼓30的外周面 一致。这意味着在径向相互面对的两个连接爪片52上，相互所面对的尖利 一端521之间的距离D (以穿入孔511的孔心为中心，连接相互所面对的 尖利一端521形成的假想圆的直径)设定成比金属管31的内径(直径) 尺寸D3大。此外，在本实施方式中，接地板主体51的径向宽度尺寸L设定成穿入孔511的孔直径尺寸Dl的1/2。连接爪片52在接地板50安装在感光鼓30内时，以凸缘构件40的 内筒体41的端边为支点弯曲。以该支点作为弯曲点412，以弯曲点412 为中心计算的连接爪片52的弯曲角度e (图6C)在10° 45°的范围 内，以弯曲点412为起点设定突出量h (图6 (A))。突出量h的设定 在满足所述条件(D>D3〉D2)的基础上(即，从不弯曲状态下的接地板 50的中心到连接爪片52的径向尖端的尺寸，设定成比所述金属管31的 内半径大的基础上)进行。其中所谓计算弯曲角度e ，是在该连接爪片52以直线形弯曲的情况 下，可以只由金属管31的内径尺寸和相对的连接爪片52的尖利一端521 之间的距离D计算出的角度。有关计算弯曲角度0，不必考虑连接爪片 52的尖利一端521咬入金属管31的咬入量。这样以计算的角度规定连接 爪片52的弯曲角度9 ，是由于实际上把接地板50压入感光鼓30内时， 连接爪片52的弯曲状态未必是直线形，而且不能特别确定产生咬入量的 角度。在接地板50安装在感光鼓30内时，连接爪片52的计算弯曲角度e 设定在10° 45°的范围内，其原因如下。艮P，弯曲角度在e (图6 (C))大到超过45。的情况下，弯曲量变 得过大并且连接爪片52已产生塑性变形。在这种情况下，由于连接爪片 52的尖利一端521对绝缘覆膜33的切削力变小，即连接爪片52的尖利 一端521不能有效地切削绝缘覆膜33，所以尖利一端521有可能不能与 金属管31的内周面接触。在尖利一端521与金属管31的内周面没有接 触的场合下，就不能使金属管31内的电荷导入地。另外，如果弯曲角度9小于10° ，则由于连接爪片52的弹性变形 量过小，因此连接爪片52的尖利一端521切削绝缘覆膜33和金属管31 得到的划痕深度浅，其结果有可能不能在金属管31和连接爪片52之间 得到良好的电连接状态。因此，弯曲角度6的临界值为10°和45° ，实际上是进行各种试验 得到的结果。如以上详细叙述的那样，本发明的感光鼓单元20用于在其周面上形 成静电潜影或按该静电潜影形成调色剂像，它具有在内周面上层叠绝缘覆膜33的圆筒形金属管31、安装在该金属管31端部上的凸缘构件40、 用于把金属管31的带电电荷导入地而同心地安装在凸缘构件40上的接 地板50。在接地板50的周面上具有连接爪片52，通过咬入金属管31的 内周面，确保电连接。连接爪片52在没有被弯曲的状态下，从接地板50 的中心到连接爪片52的尖利一端521的尺寸，设定成比金属管31的内 半径大。因此，通过把接地板50以其板面与金属管31的筒心方向垂直的状 态插入到金属管31中，设置在接地板50周面上的连接爪片52，向与插 入方向相反的方向产生弹性变形，并以该弹力贯通绝缘覆膜33，成为咬 入金属管31的内周面的状态，所以接地板50通过这种状态的连接爪片 52，可以可靠地与金属管31进行电连接。其结果，通过规定的导线等将 接地板50接地，可以可靠地使金属管31上的带电电荷通过接地板50导 入地。此外，由于连接爪片52的计算弯曲角度设定在10° 45°的范围 内，与弯曲角度e为小于l(T的情况或超过45。的情况相比，插入金属 管31内的连接爪片52的弹力稳定。这样，由于可以使连接爪片52向金 属管31的内周面的咬入量稳定地增加，所以可以确保在金属管31和接 地板50之间良好的导通性能。此外，在本实施方式中，金属管31采用铝或铝合金制成，作为绝缘 覆膜33可以采用铝或铝合金的氧化膜。按照这样的构成，铝或铝合金的氧化膜由氧化铝(A1203)形成，防 蚀作用优良，而且因其多孔性质切削加工性能也优良。因此，可以确保 金属管31内周面上的良好的绝缘效果。此外，金属管31的内周面的氧 化膜由于容易用连接爪片52切削，所以连接爪片52容易与金属管31的 内周面接触。其结果可以容易确保在金属管31和接地板50之间可靠的 导电状态。再有，接地板50做成与金属管31同心、大体为圆形，由于在接地板50的圆周方向以等间距设置多个连接爪片52，如果任意一个连接爪片 52与金属管31的内周面抵接，就能确保金属管31和接地板50的导电状 态，所以可以避免产生金属管31没接地的不利情况。此外，由于在接地板50的圆周方向以等间距设置多个连接爪片52， 当把接地板50压入金属管31内时，金属管31的内表面作用在各连接爪 片52上的应力均等，因此，可以使接地板50在金属管31内的支撑状态 稳定。本发明不限于所述的实施方式，还包括以下的内容。(1) 在所述的实施方式中，作为适用感光鼓单元20的图像形成装 置IO，采用串列式彩色打印用的图像形成装置，但本发明不限定于图像 形成装置IO是彩色打印用的图像形成装置，例如也可以是单一黑色打印 的所谓黑白打印用的图像形成装置。(2) 在所述实施方式例举的图像形成装置10中，没有设置清洁感 光鼓30圆周面的感光鼓用的清洁装置以及清洁转印带124表面的带用清 洁装置，但也可以设置这些装置。(3) 在所述的实施方式中，作为图像形成装置10以复印机为例进 行了说明，但替代复印机，也可以在打印机或传真机等中适用感光鼓单 元20。(4) 在所述的实施方式中，作为感光鼓30，采用了在金属管31的 外周面上层叠有机感光层32的所谓OPC感光鼓，也可以采用在金属管31 的周面上层叠非晶态硅层的感光鼓替代OPC感光鼓。(5) 在所述的实施方式中，在感光鼓轴70的大直径轴71的凸缘构 件40 —侧端部设置有D切削面711，但也可以不特别设置D切削面711。 即使这样，由于连接爪片52的尖利一端521咬入感光鼓30的内周面， 凸缘构件40也可以通过接地板50与感光鼓轴70绕轴心一体转动。(6) 在所述的实施方式中，通过把驱动电动机80的驱动力传递给 感光鼓轴70，使感光鼓30转动，但也可以代之以把感光鼓30安装成相 对于感光鼓轴70可以同心地相对转动，通过固定感光鼓轴70把驱动电 动机80的驱动力直接传递给感光鼓30。在这种情况下，例如在轴支撑圆板60的凸缘62的圆周面上设置齿轮齿，把驱动电动机80的驱动力通过 该齿轮齿传递给感光鼓30。(7) 在所述的实施方式中，接地板50的连接爪片52采用三角形的 形状，但只要是在尖端形成尖锐的尖利一端521的形状即可，可以是五 角形，也可以是其他形状。(8) 在所述的实施方式中，凸缘构件40的内筒体41的外径尺寸设 定成与接地板主体51的外径尺寸相等，但也可以代之以把接地板主体51 的外径尺寸设定成比内筒体41的外径尺寸大。在这种情况下，由于连接 爪片52弯曲时内筒体41的弯曲点412成为进入到接地板主体51的状态， 所以在把凸缘构件40嵌入到感光鼓30中时，连接爪片52弯曲时，接地 板主体51 —侧也产生一些挠曲。(9) 在所述的实施方式中，设置四个从接地板主体51的周围边缘 突出的连接爪片52，但不限定于四个，可以少于四个，也可以五个以上。〈实施例1〉实际制作了安装在感光鼓30上的接地板50，所述感光鼓30的外径 尺寸(图6A中的D0)为24mm、金属管31的内径尺寸(图6A中的D3) 为22. 5mm、绝缘覆膜33为6 y m，在把该接地板50通过凸缘构件40安 装在感光鼓30内的状态下，目测观察感光层32向感光鼓30内圆周面按 压抵接的状态，并且为了确认在连接爪片52的尖利一端521和金属管31 的内圆周面之间的电连接状态，进行了导电试验。接地板50的情况如下。1 )径向相互面对的两个连接爪片52的尖利一端521之间的距离(图 6A中的D) : 24mm2) 接地板主体51的厚度尺寸0. 25画3) 接地板主体51的外径尺寸(图6A中的D2) : 20mm4) 穿入孔511的直径(图6A中的D1) : 10mm5) 连接爪片52从接地板主体51的突出量((D — D2) /2) : 2mm6) 接地板主体51的径向宽度尺寸(图6A中的L) : 5mm7) 连接爪片52的底端部的宽度尺寸3mra。 另一方面，安装接地板50的凸缘构件40的情况如下。8) 内筒体41的外径(直径)尺寸17mm9) 外筒体42的外径(直径)尺寸22.5mm。用于弯曲连接爪片52的弯曲点412稍稍进入到接地板主体51—侧。 因此，在接地板50安装在凸缘构件40上的状态下，弯曲点412和尖利 一端521之间的距离为(24—17) /2 = 3.5mm。求出在把所述的接地板50安装在所述的凸缘构件40上的状态下， 绕弯曲点412的计算弯曲角度e 。 e的计算如下。e =arc[cos{ ( (22.5—17) /2) /3. 5} ] =arc[cos (2.75/3.5)] =arC[cosO. 786] =38. 2°该e值在本发明要求的弯曲角度10° 45°的范围内。因此在该实施例中，接地板主体51除以穿入孔511的径向尺寸(2L) 和穿入孔511直径D1之比(2L/D1)为10/10=1。这表明即使感光鼓30 小型化，在图像形成装置IO是彩色打印用的图像形成装置的情况下，由 于要确保多个感光鼓30分别与其他的同步，并正确地转动，也不能为了 抑制感光鼓30转动的振动而把感光鼓轴70的直径尺寸与感光鼓30的直 径尺寸成比例变小，所以接地板主体51的实心部分变小。这表明在把接地板50插入感光鼓30内的状态下，连接爪片52因承 受来自感光鼓30的内圆周面的力而容易变形，所以难以确保在连接爪片 52和金属管31之间的导电性能。而本发明即使采用这样容易变形的接地 板50，通过使连接爪片52的弯曲角度在10° 45°的范围内，也可以 可靠地确保导电性能。〈实施例2〉关于实施例1所示的接地板50，为了研究连接爪片52的计算弯曲 角度0和因连接爪片52造成的金属管31伤痕的深度的关系，进行了试 验。在该试验中，为了使连接爪片52的计算弯曲角度e产生各种变化， 而变更了接地板50的外径尺寸D2。把安装了具有对应于各弯曲角度6的弯曲点412的接地板50的凸缘 构件40插入感光鼓30中，此时用三维干涉显微镜(日本维易科株式会 社(Japan Veeco Instruments Inc.)制型号Wyko — NT—1100)测量 连接爪片52的尖利一端521切削感光鼓30的内圆周面的绝缘覆膜33和 金属管31而形成的伤痕的深度，并且测量在金属管31和连接爪片52之 间的导电状态，判断其好坏。测量结果如图7的曲线图所示。在图7的曲线图中，横轴设定为连 接爪片52的计算弯曲角度e (° ),纵轴设定为金属管31的内圆周面 的伤痕深度d (nm)。如该曲线图可知，在连接爪片52的弯曲角度e为25°时，金属管 31的伤痕深度为34.0y m，相当深，此后随弯曲角度0增加，伤痕深度d 按二次曲线减小。另一方面，确认了如果伤痕深度d小于10微米，则在金属管31和 连接爪片52之间的导通状态不良。在图7的曲线图中，如果弯曲角度e 超过45° ，则伤痕深度d小于10ixm。因此证实了如果连接爪片52的弯 曲角度超过45。，在金属管31和连接爪片52之间发生导电不良，所以 应使连接爪片52的弯曲角度e在45。以下。此外，如果把连接爪片52的计算弯曲角度e设定成小于10° ，则 由于弯曲量太小，仅仅感光鼓30的内圆周面的绝缘覆膜33被连接爪片 52的尖利一端521切削，尖利一端521没有到达金属管31，因此用目测 观察就可以看到在金属管31和连接爪片52之间没有获得导通状态。根 据该观察结果，连接爪片52的计算弯曲角度e应在10。以上。因此，如果2L/D1的值小于1，接地板的实心部分过少，把凸缘构 件40压入感光鼓30中时的变形增大。而如果2L/D1的值超过1. 5，则感 光鼓轴变得过细，有时感光鼓的转动轴的波动变大。因此，2L/D1的值优 选的是在1以上、1.5以下。此外，即使D/D2的值在1以上、1.5以下的范围内， 一旦超过1. 3， 连接爪片52就变得过大，接地板50的实心部分变少，容易变形。此外， 弯曲点一定时，连接爪片52过长，弯曲角度e变大。因此，2L/D1的值更优选的是在1以上、1.3以下。以上说明的本发明的一个方面涉及一种形成调色剂像的感光鼓单 元，它包括圆筒形的金属管，具有外周面和内周面，在所述外周面上 形成所述调色剂像，并且在所述内周面上层叠有绝缘覆膜；凸缘构件， 安装在所述金属管的端部；以及接地板，安装在所述凸缘构件上，把所 述金属管上的带电电荷导入地，其中所述接地板在其周面上形成有连接 爪片，该连接爪片弯曲成咬入所述金属管的所述内周面，以确保与所述 金属管的电连接，所述凸缘构件具有端边，所述连接爪片以所述端边为 支点弯曲，所述连接爪片在所述支点弯曲的计算弯曲角度，被设定在io ° 45°的范围内。按照这种构成，接地板通过连接爪片，可以可靠地与金属管进行电 连接。其结果，可以可靠地使金属管上的带电电荷通过接地板导入地。在所述构成中，优选的是，所述金属管由铝或铝合金制成，所述绝 缘覆膜是铝或铝合金的氧化膜。按照这种构成，可以得到优良的防蚀作用及切削加工性能。因此， 可以确保金属管内周面上的良好的绝缘效果。此外，由于氧化膜容易被连接爪片52切削，所以连接爪片容易与金属管的内周面接触。其结果可 以容易确保在金属管和接地板之间可靠的导电状态。在所述构成中，另外优选的是，所述接地板大体为圆形，该接地板 与所述金属管同心，所述连接爪片是在所述接地板的圆周方向上以等间 距设置有多个。在这情况下，进一步优选的是，所述连接爪片在所述接地板的圆周 方向上四个部位以等间距形成，该连接爪片的尖端为尖锐的形状，该尖 端咬入所述金属管的所述内周面。按照这种构成，如果任意一个连接爪片与金属管的内周面抵接，就 能够确保金属管和接地板的导电状态，所以可以避免产生金属管没接地 的不利情况。此外，当把接地板压入金属管内时，金属管的内表面作用 在各连接爪片上的力量均等，因此，可以使接地板在金属管内的支撑状 态稳定。在所述构成中，另外优选的是，感光鼓单元还包括轴构件，插在 所述金属管且贯通其内部，所述轴构件是与所述金属管一体转动的转动 轴，所述凸缘构件和所述接地板同心地安装在所述金属管的所述端部上。在这情况下，进一步优选的是，所述轴构件构成接地路径。 按照这种构成，可以减少用于构成接地路径的部件数量。 此外，本发明的另一个方面涉及一种图像形成装置，它包括感光 鼓单元，形成基于图像数据的调色剂像；以及转印构件，把所述调色剂 像转印到纸上，其中所述感光鼓单元为如上所述的感光鼓单元。按照这种构成，由于可以可靠地使金属管上的带电电荷通过接地板 导入地，因此可以稳定地形成图像。
权利要求
1.一种形成调色剂像的感光鼓单元，其特征在于包括圆筒形的金属管，具有外周面和内周面，在所述外周面上形成所述调色剂像，并且在所述内周面上层叠有绝缘覆膜；凸缘构件，安装在所述金属管的端部；以及接地板，安装在所述凸缘构件上，把所述金属管上的带电电荷导入地，其中所述接地板在其周面上形成有连接爪片，该连接爪片弯曲成咬入所述金属管的所述内周面，以确保与所述金属管的电连接，所述凸缘构件具有端边，所述连接爪片以所述端边为支点弯曲，所述连接爪片在所述支点弯曲的计算弯曲角度，被设定在10°～45°的范围内。
2. 根据权利要求l所述的感光鼓单元，其特征在于， 所述金属管由铝或铝合金制成， 所述绝缘覆膜是铝或铝合金的氧化膜。
3. 根据权利要求l所述的感光鼓单元，其特征在于， 所述接地板大体为圆形，该接地板与所述金属管同心， 所述连接爪片是在所述接地板的圆周方向上以等间距设置有多个。
4. 根据权利要求3所述的感光鼓单元，其特征在于，所述连接爪片 在所述接地板的圆周方向上四个部位以等间距形成，该连接爪片的尖端 为尖锐的形状，该尖端咬入所述金属管的所述内周面。
5.根据权利要求l所述的感光鼓单元，其特征在于还包括 轴构件，插在所述金属管且贯通其内部， 所述轴构件是与所述金属管一体转动的转动轴， 所述凸缘构件和所述接地板同心地安装在所述金属管的所述端部
6. 根据权利要求5所述的感光鼓单元，其特征在于，所述轴构件构 成接地路径。
7. —种图像形成装置，其特征在于包括感光鼓单元，形成基于图像数据的调色剂像；以及 转印构件，把所述调色剂像转印到纸上，其中 所述感光鼓单元为权利要求1-6中任意一项所述的感光鼓单元。
全文摘要
本发明提供感光鼓单元和具有该单元的图像形成装置。感光鼓单元包括圆筒形的金属管，具有外周面和内周面，在外周面上形成调色剂像，并且在内周面上层叠有绝缘覆膜；凸缘构件，安装在金属管的端部；以及接地板，安装在凸缘构件上，把金属管上的带电电荷导入地。接地板在其周面上形成连接爪片，连接爪片弯曲成咬入金属管的内周面，以确保与金属管的电连接，凸缘构件具有端边，连接爪片以所述端边为支点弯曲，连接爪片在支点弯曲的计算弯曲角度被设定在10°～45°的范围内。由此能够可靠地使金属管的带电电荷导入地。
文档编号G03G15/00GK101241324SQ20081000686
公开日2008年8月13日 申请日期2008年2月2日 优先权日2007年2月7日
发明者斋藤荣, 洼嶋志穗, 浜崎一也, 渡边征正, 迫裕之 申请人:京瓷美达株式会社