JP2002525657A - 電子写真装置内の感光イメージ・ベアリング・ドラムの駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 感光ドラム（１０）を備えた供給カートリッジが、従来の電子写真（ＥＰ）装置の歯車列との動作上の関連においてこのような装置に挿入される。感光ドラム（１０）の１つの端末キャップ（１４）を通過するシャフトの一端が、ＥＰ装置の容器に挿入される。ドラムの対向端上にある伝動部材（４２）の自由端が、駆動ギア（５４）と係合し、歯車列によって駆動される。伝達部材（４２）は、感光ドラムの開放端に挿入される、モールドされた端末キャップ（２８）の一体部分である。伝動部材は、様々な形状をとり得る。例えば、伝動部材の上面（４６）の形状は、三角形であることが可能であり、他方、基部（４４）は、円形または三角形であることが可能で、テーパ状の側壁が、上面と基部の間に延びている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の分野） 本発明は、一般的に、イメージ形成処理で使用される感光ドラムなどのイメー
ジ・ベアリング部材、ならびに電子写真装置内に保持される供給カートリッジ内
に配置された、このような部材を回転させるための駆動機構に関する。

【０００２】 （発明の背景） レーザ・プリンタ、写真複写機、ファックス装置などの電子写真装置は、主ア
センブリおよび取替え可能な供給カートリッジを含む。主アセンブリは、とりわ
け、ハウジング、ハウジング上に配置された制御パネル、電子制御システム、モ
ータ、コントロール・パネルの操作に応答してモータによって駆動される歯車列
、ハウジングの対向側壁の溝内またはチャネル内に挿入され、そこに保持される
供給カートリッジに電力を伝送するための電気接点を含む。感光ドラムにイメー
ジを伝達する光学的投射システムが、ハウジング内に配置されて、中央処理装置
が、機構動作のシーケンスおよびタイミングを制御する。

【０００３】 供給カートリッジは、とりわけ、感光ドラム、感光ドラムを帯電させるための
帯電ローラ、トナー・サプライ、および感光ドラム上の潜像を現像するための現
像ローラを含んだシェルを含む。感光ドラムに与えられる回転力は、プロセス・
カートリッジ内の各ローラに伝達される。潜像は、光学的投射システムによって
、装置ハウジング内で、カートリッジの窓または開口を介して、感光ドラムに伝
達される。通常、紙であるストーレージ部材は、装置ハウジング内のカセット内
に保持され、装置を通る紙の進行は、歯車列によって制御されている。

【０００４】 電子写真（ＥＰ）装置は、最小限の数の可動部を含み、長期にわたって効率的
に機能するように設計されている。供給カートリッジは、トナーの限られた供給
を含み、電子写真装置の寿命にわたって、多くの回数、取替えられる。供給カー
トリッジは、事務職員が、最小限の労力で、電子写真装置内で容易に取り外せ、
正確に取替えられるように構成されている。

【０００５】 感光ドラムの一端は、電子写真装置内の歯車列に接続するために突出している
。歯車列は、直接的に感光ドラムに、また、間接的に供給カートリッジ内のいく
つかの関連するドラムまたはローラに、回転力を与える。

【０００６】 感光ドラムの突出している一端を受けるように電子写真プリンタ内の歯車列の
片面に開口が形成されている。感光ドラムの突出した終端、つまり突起が、適切
に歯車列内に組まれた後に、モータは通電されたときに、歯車列、感光ドラム、
および供給カートリッジ内の関連するローラを駆動するのに十分な動力を供給す
る。

【０００７】 感光ドラムの突出している一端の脇にある供給カートリッジと電子写真装置内
の歯車列の凹部間に、インターフェースが画成される。そうしたインターフェー
スは、頑丈でなければならず、また信頼できるよう、容易かつ正確に、そのフィ
ールドに確立され、カートリッジの有効寿命の間、カートリッジならびにいくつ
かの相互接続されたドラムおよびその中に保持されるローラに、滑りのない伝動
を提供しなければならない。インターフェースは、また、そのコストが控えめで
なければならない。というのは、取替え供給カートリッジの領域での価格競争が
激しいからである。

【０００８】 前述の要件に応えるための一技法が、１９９１年６月１１日にエバタらに認可
された米国特許第５０２３６６０号に提示されている。この特許の図４に示され
るとおり、イメージ・ベアリング部材（感光ドラム１）は、その中心近くにシャ
フト受け部分（中心ボア２ｆ）を備え、主アセンブリ（写真複写装置の）の位置
決めシャフト（４）を受け、これが、主アセンブリに対するイメージ・ベアリン
グ部材の正しい位置決めを行う。伝動部材（１０）によって、駆動力が感光ドラ
ムに伝達され、この伝動部材は突出したピン（１０ａ）を有し、これがドラム上
の突出したカラー（２ｃ）に形成されたフランジ（２）にあるリブ（２ｄ）に係
合する。金属シャフトの内端が、導電プレート（１３）に接触して、イメージ・
ベアリング部材を接地するために、それと電気接続を確立する。バネ（１２）が
、通常、伝動部材を感光ドラムに向けて付勢する。

【０００９】 電子写真装置に関して、駆動力を供給（またはプロセス）カートリッジに伝達
するための別の技法が、１９９６年１０月２日に公開されたヨーロッパ特許出願
ＥＰ０ ７３５ ４３２ Ａ１に開示されている。こうした技法は、その片面に
凹部（ねじれた穴１８ａ）が形成されているギアなど、電子写真装置内の駆動列
（１３）内で、サイド・ギアを使用する。ねじれた、角柱状の突起（１７ａ）が
、供給（またはプロセス）カートリッジ（図１０および１１に示す）内の感光ド
ラムの一端から、外側に向かって伸びている。サイド・ギアが、ねじれた、角柱
状の突起に向かって、長手方向に進められたとき、突起が、その凹部に入ってそ
れらの間での接続を確立する（図１３および１４に示すとおり）。サイド・ギア
の前進は、電子写真装置（図１５〜１７のロッド３７を参照）のカバーが開けら
れることに関連する。

【００１０】 前述の伝動機構は、満足の行くように機能したが、いくつかの欠点が見られた
。例えば、エバタらによって記載される伝動システムは、伝達要素に対する一定
のバイアス力を維持するために、コイルバネを必要とする。こうしたコンシステ
ンシーは、長い期間にわたって容易に維持することができない。

【００１１】 このヨーロッパ公開特許出願は、ねじれた突起およびこれを受けるねじれた穴
に依存する。このねじれた突起は、厳しい寸法許容内においてモールドされ、そ
れを損傷せずに型からはずすことが困難でコスト高である。

【００１２】 （発明の概要） 本発明は、既知の電子写真装置と互換性があり、相手先商標製造（ＯＥＭ）お
よびアフター・マーケット・リプレースメントとしての使用に適している、高品
質の供給カートリッジを開示する。そのような供給カートリッジは、感光ドラム
の１つの側面において、電子写真装置のモータによって給電される主要ギア・ト
レインのサイド・ギアの凹部と係合するために、突出した部材が使用される。代
表的な電子写真装置は、ＥＰ ０ ７３５ ４３２に示されており、本発明は、
そのような装置において十分に機能する。

【００１３】 端末キャップは、感光ドラムの開放端内に固定されている。そのような端末キ
ャップは、プレス嵌めである単体プラスチック・モールディングであり、接着に
より接合されているか、またはドラムに固定されている。端末キャップは、独自
な形状の横方向に延びる突出物を含む。突出物の上端は、形状がほぼ三角形であ
り、突出物の基部は通常環状であるが、三角形とすることも可能である。基部の
領域は、突出物の自由端または上端の三角形領域より小さく、したがって、基部
を突出物の上端に接続している突出物の側壁は、外に向かって先細になる。突出
物の幾何形状は、基部の周囲の各点が、三角形の上端上に対応する点を有し、先
細の側壁が、直線のねじれのない線によって接続されるように選択される。した
がって、上端表面の中心と基部の中心の間の軸を含む平面上に存在し、かつ、各
断面の表面上において等間隔で離間する同数の点の間の距離が最短となるように
、ドライブ部材である突出物の断面積は、上端から基部に向かって減少する。

【００１４】 突出物の幾何形状は、簡単なモールドで容易に実行することができる、正確な
直線モールディング技術に適している。結果的な突出物は、接触表面で増大した
領域を有し、したがって、主要ドライブ・トレインの凹部との係合は、容易に達
成され、ずれはなく、また容易に維持される。

【００１５】 突出物の好ましい実施態様では中実部材であるが、突出物は他の形状とするこ
とが可能であり、再び、より小さい基部と、接触面でより大きい三角形の形状と
を維持する。これに代わる実施態様では、それぞれ厚さが一定または厚さが変化
する３つの指部を基部に固定する。３つの指部は、三角形接触面の頂点に配置さ
れる。

【００１６】 本発明による他の特徴は、明細書の下記の内容と共に添付の図面を解釈すると
き、当業者には容易に明らかになるであろう。

【００１７】 （例示的実施態様の説明） ここで図を参照すると、図１〜３は、本発明の好ましい実施態様を示す。感光
ドラム１０は、カートリッジ・シェル（図示せず）の側壁間で延び、シャフト１
２は、補助ギアを通って軸方向に延びる。切断セクションは、明瞭性を向上する
ために、ドラムの反対端に示されている。

【００１８】 端末キャップ１４は、ドラム１０の遠隔端内に固定されており、したがって、
ギア１６は、ドラムの遠隔端に接する。コンタクト１８は、シャフト１２上に位
置し、感光ドラム１０に対し接地を維持する。シャフト１２の一端は、端末キャ
ップ１４の外側に延び、既知の電子写真（ＥＰ）装置の側壁２２にあるＵ型の溝
２０に受けられる。側壁２２の部分のみが図示されている。

【００１９】 端末キャップ２８は、単体モールド・プラスチック構成要素であり、ドラム１
０の開端に挿入される。環状リブ３０は、ドラム１０の端に接し、挿入の程度を
制限し、端末キャップに安全台を提供する。端キャップ２８は、接着剤、ステー
キング、プレス嵌め、または他の既知の技術によって、ドラム１０内の固定位置
に固定される。

【００２０】 らせんギア３２は、端末キャップの周囲に延び、スポーク３４は、ハブ３６を
ギア３２に接合する。中心ポスト３８は、シャフト１２と位置合わせされ、端末
キャップ２８から軸方向に延びる。ポスト３８は、中空で軸の長さに沿っており
、孔４０において外方向に開く。孔４０は、コアピン（図示せず）を引き出すと
き、モールディング・プロセス中に形成される。

【００２１】 伝動部材４２はポスト３８上に位置し、らせんギア３２の外側に軸方向に突き
出る。伝動部材４２は、環状基部４４（図３）と、ほぼ三角形の上端４６、並び
に基部と上端を接合する側壁４８を備える。側壁４８は連続的であり、部材４２
のサイズが増大するにつれ、徐々に外方向にテーパ状となる。上端４６の縁は、
表面５０で丸くなっている。部材４２は、上端４６の周囲に沿った各間隔が、基
部４４の周囲の整合点に直線によって接合されるような形状を成す。（図３およ
び図１に示した接合線のパターンは、直線的な接合を示すために示された架空の
線であり、各線は、上端４６の中心と基部４４の中心との間の軸として同一面上
に存在する。部材４２の幾何形状は、厳密な製造公差を有する、簡単な直線モー
ルディング技術に適している。

【００２２】 感光ドラム１０が、軸方向または長手方向にシフトされるとき、伝動部材４２
の自由端は、電子写真装置の側壁５６内に配置されたギア５４の側面にある凹部
５２（図１）と係合する。電子写真装置のモータ（図示せず）が通電されるとき
、電子写真装置の第２ギア（図示せず）はギア５４と係合し、これにより、第２
ギアはギア５４とドラム１０を回転させ、それを部材４２を介して受けて凹部５
２に保持する。ドライブ・ギア５４が回転するとき、ドラム１０は部材４２を介
して受けられ凹部５２に保持される。部材と凹部は回転し、それぞれ径方向およ
び軸方向に配置されている。

【００２３】 図３は、非切断例の伝動部材の好ましい実施態様を示す。伝動部材４２は、三
角形の上端４６と、環状基部４４と、わずかにテーパ状の側壁４８を備える。丸
みをつけた表面５０は、上部表面４６と側壁４８の間の移行を提供する。伝動部
材４２は、中空ポスト３６（図２）によって画成された中心孔４０でモールドさ
れている。部材４２の上端４６の表面領域（孔４０を含む）は、部材４２の基部
４４上の領域より大きい。拡大した円筒基部３８（図２）は、らせんギア３２の
外表面から軸方向に延びる。らせんギアは、部材４２を含んでいる端末キャップ
２８を囲んでいる。

【００２４】 図４は、伝動部材の第２の代替的な実施態様を示す。そのような実施態様は、
参照番号８２によって示されている。伝動部材８２は、形状が三角形である上部
表面８４と、やはり形状が三角形であるが、領域がより小さい基部８６とを備え
る。側壁８８は、外方向にテーパ状であり、基部を部材８２の上部表面に接合す
る。丸みをつけたセグメント９０は、側壁８８の隣接セクション間の移行を形成
する。

【００２５】 伝動部材８２は、円筒サポートまたはボス９４および中心ポスト９６の頂上に
取り付けられている。スポーク９８は、ポスト９６とらせんギア１００の間で軸
方向に延び、フランジ１０１は、長手方向にギア１００の外側に突き出ている。
テーパ状縁１０２は、伝動部材８２を含んでいる端末キャップを、感光ドラムの
自由端に挿入することを容易にする。

【００２６】 図５は、伝動部材の他の代替的な実施態様を示す。そのような実施態様は、一
般に、参照番号１１２で示す。３つの離間した指部１１４、１１６、および１１
８は、基部１２０から、上方および外方向に延びる。円筒セクション１２２は、
基部１２０を完成する。指部の上端は三角形の頂点を示唆し、指部の外方向のテ
ーパはテーパ状の側壁を示唆する。丸みをつけた表面１２４、１２６および１２
８は、指部の外端で画成される。指部は、一定の厚さを有し円筒形である。

【００２７】 図６は、伝動部材の他の実施態様を示す。このような部材は、一般に、参照番
号１３２で示されている。部材１３２は、基部１３４と、円筒セクション１３６
と、上方に突き出ている指部１３８、１４０および１４２を備える。一般に、指
部は円錐形をしており、基部１３４の外方向に突き出ている。指部１３８、１４
０および１４２の自由端は、領域が支持基部より大きい三角形の頂点と考えるこ
とが可能である。

【００２８】 図７は、伝動部材のさらに他の実施態様を示す。このような部材は、一般に、
参照番号１５２で示されている。部材１５２は、基部１５４と、円筒セクション
１５６と、上方に突き出ている指部１５８、１６０および１６２を備える。指部
の断面積は変化し、外方向に湾曲しており、最大断面積の領域は基部１５４にも
っとも近い位置にある。丸みをつけた表面１６４、１６６および１６８は、指部
の自由端に形成されている。ウェビング１７０は、指部のいくつかまたは全てを
相互接続し、それを強化することが可能である。

【００２９】 図７の実施形態は、断面に沿っていくらか湾曲しているという点で、他の実施
態様とは異なる。しかし、この湾曲は、指部１５８、１６０および１６２によっ
て形成される上端表面の中心と、底部表面の中心との間の軸を含む１つの平面に
ある架空線を画成する。他の実施態様は、より線形であるという利点を有し、し
たがって、製造がより容易である。他の実施態様では、上部表面から基部に延び
る直線状に存在し、かつ、各断面の表面上において等間隔に離間した同じ数の点
間の距離が最短となるように、伝動部材である突出物の断面は上端から基部に向
かって減少する。

【００３０】 関連する技術分野の当業者なら、多くの他の変更および修正を思いつくであろ
う。例えば、感光ドラム用のシャフトは、完全にドラムを通って延びることが可
能である。図５〜７の実施態様で、指部の他の形状も実現可能である。したがっ
て、添付の請求の範囲は、本明細書で記述した有用な技術および科学の著しい進
と矛盾しない方式で、広く解釈されるべきであり、文字どおり請求の範囲に限定
されるべきではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理により構築された、一端に伝動機構を備えた、電子写真印刷装置
で使用する光伝導性ドラムの斜視図である。

【図２】 図１に示した伝動機構の拡大斜視図である。

【図３】 好適な伝動機構のさらに拡大した斜視図である。

【図４】 第２の代替的な伝動機構の拡大斜視図である。

【図５】 第３の代替的な伝動機構の拡大斜視図である。

【図６】 第４の代替的な伝動機構の拡大斜視図である。

【図７】 第５の代替的な伝動機構の拡大斜視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ (72)発明者 クラル、ドナルド、トーマス アメリカ合衆国 40513 ケンタッキー、 レキシントン、サンティー・ウェイ 4008 (72)発明者 ラートン、ジェイムズ、キャロ アメリカ合衆国 40515 ケンタッキー、 レキシントン、ターナー・ステーション・ ロード 7098 (72)発明者 シーヴァース、ケネス、ダニエル アメリカ合衆国 40513 ケンタッキー、 レキシントン、パーメット・ドライブ 4169 (72)発明者 スティックラー、トム、イー アメリカ合衆国 40502 ケンタッキー、 レキシントン、ダッドリー・ロード 416 (72)発明者 ズット、マーティン、ジョセフ、ジュニア アメリカ合衆国 40502 ケンタッキー、 レキシントン、テイバーレイク・ドライブ 1109 Ｆターム(参考） 2H035 CA07 CB01 CB04 CG03 2H071 CA02 CA05 DA15 DA26 3J103 AA02 AA41 AA74 CA06 EA07 FA15 GA57 GA58 GA60

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光ドラムであって、 第１開放端および第２開放端と、 当該ドラムを支持するために前記第１開放端内に固定された手段と、 前記第２開放端内に固定された端末キャップと 前記端末キャップから当該ドラムの外側に長手方向に突出する伝動部材とを備
   え、 当該ドラムを回転させるように、前記伝動部材が外部ソースからの回転力を受
   けるように適合され、 前記伝動部材が、上面、基部、および前記上面と前記基部を接続するテーパ状
   の側壁を備え、 前記上面が、前記基部よりも広い面積を画成し、 前記上面を前記基部に接続する前記面が、前記上面の中心と前記底面の中心と
   の間の軸を含む一つの平面内にある線を画成するドラム。
2. 【請求項２】 前記伝動部材の上面の形状が、三角形である請求項１に記載
   のドラム。
3. 【請求項３】 前記伝動部材の基部の形状が、円形である請求項２に記載の
   ドラム。
4. 【請求項４】 前記伝動部材が、一体式中心ポストによって形成される請求
   項１に記載のドラム。
5. 【請求項５】 前記ポストが、中空状シリンダ部材である請求項４に記載の
   ドラム。
6. 【請求項６】 前記伝動部材が、外向きの曲率を有する３つの指部によって
   形成される請求項１に記載のドラム。
7. 【請求項７】 ドラムであって、 第１開放端および第２開放端と、 当該ドラムを支持するために前記第１開放端内に固定された手段と、 前記第２開放端内に固定された端末キャップと 前記端末キャップから当該ドラムの外側に長手方向に突出する伝動部材とを備
   え、 当該ドラムを回転させるように、前記伝動部材が外部ソースからの回転力を受
   けるように適合され、 前記伝動部材が、上面、基部、および前記上面と前記基部を接続するテーパ状
   の側壁によって特徴付けられ、 前記上面が、前記基部よりも広い面積を画成し、 前記上面から前記基部に延びる直線上に存在し、かつ、各断面の表面上におい
   て等間隔で離間する同数の点の間の距離が最短となるように、前記伝動部材の断
   面が前記上面から前記基部に向かって減少するドラム。
8. 【請求項８】 前記上面の形状が、三角形である請求項７に記載のドラム。
9. 【請求項９】 前記基部の形状が、円形である請求項８に記載のドラム。
10. 【請求項１０】 前記伝動部材が、中心ポストで一体式に形成される請求項
    ７に記載のドラム。
11. 【請求項１１】 前記ポストが、中空状シリンダ部材である請求項１０に記
    載のドラム。
12. 【請求項１２】 前記伝動部材が、３つの直線状指部材によって形成される
    請求項７に記載のドラム。
13. 【請求項１３】 前記指部材が、前記基部において前記上面よりも大きい請
    求項１２に記載のドラム。