JPH09100828A - 円筒部材と係合部材の結合方法及びその組立体及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロセスカートリッジにおける感光ドラム、
現像スリーブ等のシリンダーとその駆動部材の分解可能
な結合方法を提供し、省資源、廃棄物の削減に寄与する
ことを目的とする。 【解決手段】 内径部にネジ８０１ａを形成した金属製
円筒シリンダ８０１の内周に樹脂製円筒形の駆動部材８
０２を嵌合し、超音波溶着すると、駆動部材８０２の外
周はネジ溝の一部へ進入すると共に溶着する。リサイク
ル時に駆動部材８０２をねじ戻すと外し得る。同心度が
よく、駆動方向をねじ込み勝手とする使用方法に適す
る。ネジに代えスプライン溝でも同効である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレーザビー
ムプリンタ・電子写真複写機・ファクシミリ装置等の電
子写真画像形成装置に使用される円筒部材と係合部材の
結合方法及びその組立体及びプロセスカートリッジに関
するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は後述の従来の
技術を更に発展させたものである。

【０００３】本発明は画像形成装置の円筒部材と係合部
材を正確に芯合せできると共に、取り外し可能に強固に
固定する結合方法及びその組立体及びプロセスカートリ
ッジを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は円
筒部材と、溶融温度が前記円筒部材よりも低い材質の係
合部材を結合する方法において、前記円筒部材は、外周
に突条の山を持つ円筒形の部材が、係脱可能な条溝を備
えた内周を有し、前記係合部材は結合前、前記円筒部材
の内周と嵌合する円筒形外径部を有し、前記円筒部材の
内周に前記係合部材の円筒形外径部を嵌合し、前記係合
部材の円筒形外径部を溶融して前記係合部材の該円筒形
外径部の一部を前記円筒部材の条溝に進入させることを
特徴とする画像形成装置の円筒部材と係合部材の結合方
法である。

【０００５】本発明の第２の発明は前記係合部材の円筒
形外径部を溶融した際、前記円筒部材と前記係合部材を
溶着すると共に前記係合部材の該円筒形外径部の一部を
前記円筒部材の条溝に進入させることを特徴とする第１
の発明に記載の画像形成装置の円筒部材と係合部材の結
合方法である。

【０００６】本発明の第３の発明は前記条溝をねじ溝に
したことを特徴とする第１又は第２の発明に記載の画像
形成装置の円筒部材と係合部材の結合方法である。

【０００７】本発明の第４の発明は前記条溝を軸方向の
条溝としたことを特徴とする第１又は第２の発明に記載
の画像形成装置の円筒部材と係合部材の結合方法であ
る。

【０００８】本発明の第５の発明は前記条溝は一本のキ
ー溝としたことを特徴とする第４の発明に記載の画像形
成装置の円筒部材と係合部材の結合方法である。

【０００９】本発明の第６の発明は前記条溝はスプライ
ン溝であることを特徴とする第４の発明に記載の画像形
成装置の円筒部材と係合部材の結合方法である。

【００１０】本発明の第７の発明は前記円筒部材の材質
がアルミニウムであり、前記係合部材の材質が前記アル
ミニウムより融点の低い樹脂材料である第１から第６の
発明の何れか一つに記載の画像形成装置における円筒部
材と係合部材の結合方法である。

【００１１】本発明の第８の発明は前記円筒部材と前記
係合部材の溶着手段として超音波溶着を用いることを特
徴とする第１から第７の発明の何れか一つに記載の画像
形成装置における円筒部材と係合部材の結合方法であ
る。

【００１２】本発明の第９の発明は前記円筒部材を固定
し、円筒部材と同軸上に溶着ヘッドの軸心を配置し、こ
の溶着ヘッドの中心に設けられた案内部により前記係合
部材の円筒形外径部の軸心を維持しながら溶着を行う第
８の発明に記載の画像形成装置における円筒部材と係合
部材の結合方法である。

【００１３】本発明の第１０の発明は超音波溶着の際
に、溶着部を加圧することを特徴とする第９の発明に記
載の画像形成装置の円筒部材と係合部材の結合方法であ
る。

【００１４】本発明の第１１の発明は溶着工程中に前記
円筒部材の内部を圧縮空気により加圧することを特徴と
する第１０の発明に記載の画像形成装置の円筒部材と係
合部材の結合方法である。

【００１５】本発明の第１２の発明は前記係合部材は中
心穴を有し、溶着工程中に前記係合部材の中心穴を機械
的に拡径加圧することを特徴とする第１０の発明に記載
の画像形成装置の円筒部材と係合部材の結合方法であ
る。

【００１６】本発明の第１３の発明は前記拡径加圧は内
張りマンドレルによることを特徴とする第１２の発明に
記載の画像形成装置における円筒部材と係合部材の結合
方法である。

【００１７】本発明の第１４の発明は円筒部材と、溶融
温度が前記円筒部材よりも低い材質の係合部材を結合し
た画像形成装置の組立体において、前記円筒部材は、外
周に突条の山を持つ円筒形の部材が係脱可能な条溝を備
えた内周を有し、前記係合部材は結合前、前記円筒部材
の内周と嵌合する円筒形外径部を有し、前記円筒部材の
内周に前記係合部材の円筒形外径部を嵌合し、前記係合
部材の円筒形外径部を溶融して前記係合部材の該円筒形
外径部の一部を前記円筒部材の条溝に進入させてなるこ
とにより得られたことを特徴とする画像形成装置の円筒
部材と係合部材の組立体である。

【００１８】本発明の第１５の発明は前記係合部材の円
筒形外径部を溶融した際、前記円筒部材と前記係合部材
を溶着すると共に前記係合部材の該円筒形外径部の一部
を前記円筒部材の条溝に進入させることにより得られた
ことを特徴とする画像形成装置の円筒部材と係合部材の
組立体である。

【００１９】本発明の第１６の発明は前記組立体は、金
属製円筒部材の外周に感光層を有し、前記係合部材の円
筒形外径部の軸方向に該円筒形外径部と同芯のギアを一
体に有する電子写真感光体ドラムであることを特徴とす
る第１４又は第１５の発明に記載の組立体である。

【００２０】本発明の第１７の発明は前記組立体は現像
バイアスを加え得る金属製円筒部材と、円筒形外周部と
同芯のギアを一体に有する係合部材とを結合した現像材
担持体であることを特徴とする第１４又は第１５の発明
に記載の組立体である。

【００２１】本発明の第１８の発明は電子写真感光体
と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段とを有
して、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリ
ッジにおいて、円筒部材と、溶融温度が前記円筒部材よ
りも近い材質の係合部材を結合した画像形成装置の組立
体であって、前記円筒部材は、外周に突条の山を持つ円
筒形部材が係脱可能な条溝を備えた内周を有し、前記係
合部材は結合前、前記円筒部材の内周と嵌合する円筒形
外径部を有し、前記円筒部材の内周に前記係合部材の円
筒形外径部を嵌合し、前記係合部材の円筒形外径部を溶
融して前記係合部材の該円筒形外径部の一部を前記円筒
部材の条溝に進入させてなることにより得られた画像形
成装置の円筒部材と係合部材の組立体を有する、プロセ
スカートリッジである。

【００２２】

【従来の技術】従来、電子写真画像形成プロセスを用い
た画像形成装置においては、電子写真感光体及び前記電
子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカート
リッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に
着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されて
いる。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置の
メンテナンスをサービスマンによらずにユーザー自身で
行うことができるので、格段に操作性を向上させること
ができた。そこでこのプロセスカートリッジ方式は、画
像形成装置において広く用いられている。

【００２３】ところで、前記プロセスカートリッジの現
像装置内には、感光ドラムやトナーを感光ドラム上の潜
像を顕像化するための現像ローラ等が設けてあるが、こ
の感光ドラムや現像ローラ等は、ギア又はフランジを円
筒状部材の端部に嵌合してかしめたり、或は外部的な圧
力により円筒部材の内周に圧入固定している。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の代表的な実施の形態は金
属製の円筒部材と、溶融温度が前記円筒部材よりも低い
合成樹脂製のギアフランジを結合する方法において、前
記円筒部材は、外周に突条の山を持つ円筒形部材例えば
おねじ、外径スプラインが係脱可能な内径スプラインの
条溝を備えた内周を有し、前記ギアフランジは結合前、
前記円筒部材の内周と嵌合する円筒形外径部を有し、前
記円筒部材の内周に前記ギアフランジの円筒形外径部を
嵌合し、前記ギアフランジの円筒形外径部を溶融してギ
アフランジの該円筒形外径部の一部を前記円筒部材のめ
ねじ、内径スプラインの条溝に進入させること、又は、
併せて前記円筒部材と前記ギアフランジを溶着すること
を特徴とする画像形成装置の円筒部材とギアフランジ例
えば金属シリンダーと樹脂製ギアフランジの結合方法で
ある。

【００２５】なお上記においてスプラインの突条と条溝
は一つ以上あればよい。

【００２６】以上の円筒部材とギアフランジは超音波溶
着により溶着して好適である。

【００２７】上記超音波溶着に際して、前記円筒部材を
固定し、円筒部材と同軸上に溶着ヘッドの軸心を配置
し、この溶着ヘッドの中心に設けられた案内部により、
前記ギアフランジの円筒形外径部の軸心を維持しながら
溶着を行う。

【００２８】又、超音波溶着の際に、溶着部を圧縮空気
で加圧し、或は内張りマンドレルでギアフランジを拡径
する。

【００２９】本発明の実施の形態は上記円筒部材とギア
フランジの結合方法で結合された組立体を例えば電子写
真感光体（感光ドラム）、現像剤担持体（現像スリー
ブ）として具現する。

【００３０】更に本発明は上記の電子写真感光体及びこ
の電子写真感光体に作用するプロセス手段を備えたプロ
セスカートリッジとして具現する。

【００３１】なお、前述プロセスカートリッジとは、帯
電手段、現像手段またはクリーニング手段と電子写真感
光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジ
を画像形成装置本体に対して着脱可能とするものであ
る。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少な
くとも一つと電子写真感光体とを一体的にカートリッジ
化して画像形成装置本体に着脱可能とするものである。
更に、少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的
にカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするものを
いう。

【００３２】〔実施の形態の詳細な説明〕本発明の各実
施の形態の説明を行う前に、本発明の実施の形態に係る
プロセスカートリッジ及びプロセスカートリッジを用い
る画像形成装置について、図面を参照して説明する。

【００３３】｛プロセスカートリッジ及びこれを装填し
た画像形成装置の全体説明｝まず、画像形成装置の全体
構成について説明する。図１８は画像形成装置の一態様
であるプロセスカートリッジを装填したレーザービーム
プリンタの断面構成説明図、図１９はプロセスカートリ
ッジの断面構成説明図、図２０はその外観説明図であ
る。

【００３４】この画像形成装置Ａは図１８に示すよう
に、光学系１から画像情報に基づいた光像を照射して電
子写真感光体である感光ドラム７に現像剤（以下トナー
という）像を形成する。そして前記トナー像の形成と同
期して被記録材２例えば紙を搬送手段３によって搬送
し、かつプロセスカートリッジＢとしてカートリッジ化
された画像形成部に於いて前記感光ドラム７に形成した
トナー像を転写手段４によって被記録材２に転写し、そ
の被記録材２を定着手段５に搬送し、転写トナー像を定
着して排出部６へ排出するように構成している。

【００３５】前記画像形成部を構成するプロセスカート
リッジＢは、図１９に示すように、感光ドラム７を回転
してその表面を帯電手段８によって一様に帯電し、前記
光学系１からの光像を露光部９を介して感光ドラム７に
露光して潜像を形成し、現像手段１０で前記潜像に応じ
たトナー像を形成することにより可視像化する。そして
前記転写手段４でトナー像を被記録材２に転写した後
は、クリーニング手段１１によって感光ドラム７に残留
したトナーを除去するように構成している。

【００３６】尚、前記プロセスカートリッジＢはトナー
溜め等を有する第一枠体であるトナー枠体１２と、現像
スリーブ等を有する第二枠体である現像枠体１３と、感
光ドラム７やクリーニング手段１１等を有する第三枠体
であるクリーニング枠体１４とによって構成している。

【００３７】次に前記画像形成装置Ａ及びこれに装填す
るプロセスカートリッジＢの各部の構成について詳細に
説明する。

【００３８】｛画像形成装置｝まず前記画像形成装置Ａ
の各部の構成について説明する。

【００３９】（光学系）光学系１は外部装置等から読み
込んだ画像情報に基づいて光照射することによって感光
ドラム７へ光像を照射するものであり、図１８に示すよ
うに、装置本体１５の光学ユニット１ａに図示しないレ
ーザーダイオード、及びポリゴンミラー１ｂ、スキャナ
ーモーター１ｃ、結像レンズ１ｄ、反射ミラー１ｅが収
納してある。

【００４０】そして外部機器等から画像信号が与えられ
ると、レーザーダイオードが前記画像信号に応じて発光
し、ポリゴンミラー１ｂに前記画像光として照射する。
このポリゴンミラー１ｂはスキャナーモーター１ｃによ
って高速回転し、該ポリゴンミラー１ｂで反射した画像
光が結像レンズ１ｄ及び反射ミラー１ｅを介して感光ド
ラム７へ照射し、該感光ドラム７の表面を選択的に露光
するように構成している。

【００４１】（被記録材搬送手段）次に被記録材２を搬
送するための搬送手段３の構成について説明する。本実
施の形態に係る被記録材２は手ざしと、カセット給紙の
２種類で供給可能になっている。手ざしするための構成
は、図１８に示すように、給紙トレイ３ａに被記録材２
をセットして画像形成を開始すると、ピックアップロー
ラ３ｂによって給紙トレイ３ａ上の被記録材２を装置内
へ送り込むと共に、分離ローラ対３ｃ１，３ｃ２によっ
て一枚ずつ分離給送し、被記録材２の先端がレジストロ
ーラ対３ｄ１，３ｄ２に突き当たるように搬送する。そ
して前記レジストローラ対３ｄ１，３ｄ２が画像形成動
作に応じて駆動回転して被記録材２を画像形成部へと搬
送する。更に画像形成後の被記録材２を定着手段５へと
搬送し、かつ中間排出ローラ３ｅ及び排出ローラ対３ｆ
１，３ｆ２によって排出部６へ排出するように構成して
いる。尚、前記各ローラ間には被記録材２の搬送をガイ
ドするためのガイド部材３ｇが設けてある。

【００４２】また前記給紙トレイ３ａは内部材３ａ２と
外部材３ａ１とからなり非使用時には内部材３ａ２と外
部材３ａ１内に収納され、外部材３ａ１が装置本体１５
の外装を形成するように構成されている。

【００４３】一方、カセット給送するための構成は、図
１８に示すように、装置本体１５の内底部にカセット３
ｈの装填部を有し、被記録材２が手ざし給送されないと
きは前記装填部に装填したカセット３ｈ内の被記録材２
をピックアップローラ３ｉ及び給送ローラ３ｊによって
上部から一枚ずつレジストローラ対３ｄ１，３ｄ２へ給
送するように構成している。そしてレジストローラ対３
ｄ１，３ｄ２以降は前記手ざしの場合と同様の部材によ
って搬送するように構成している。

【００４４】（転写手段）転写手段４は画像形成部で感
光ドラム７に形成されたトナー像を被記録材２に転写す
るものであり、本実施の形態の転写手段４は図１８に示
すように、転写ローラによって構成している。即ち、装
填したプロセスカートリッジＢの感光ドラム７に転写手
段４によって被記録材２を押圧するように構成し、該転
写手段４に感光ドラム７に形成されたトナー像と逆極性
の電圧を印加することにより、感光ドラム７上のトナー
を被記録材２に転写するように構成している。

【００４５】（定着手段）次に定着手段５は前記転写手
段４の電圧印加によって被記録材２に転写したトナー像
を定着させるものであり、図１８に示すように、駆動回
転する駆動ローラ５ａと、内部に発熱部材を有し、前記
駆動ローラ５ａと圧接して従動回転する定着ローラ５ｂ
とからなる。即ち、画像形成部でトナー像を転写された
被記録材２を前記駆動ローラ５ａと定着ローラ５ｂ間を
通過させる際に、両ローラ５ａ，５ｂの押圧によって圧
力を印加し、かつ定着ローラ５ｂの発熱によって熱を印
加するように構成している。これによって被記録材２に
転写したトナーを定着させるものである。

【００４６】｛プロセスカートリッジ｝次に前記画像形
成装置Ａに装填されるプロセスカートリッジＢの各部に
構成について説明する。

【００４７】このプロセスカートリッジＢとは、帯電手
段、現像手段またはクリーニング手段と電子写真感光体
とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画
像形成装置本体１５に対して着脱可能とするものであ
る。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少な
くとも一つと電子写真感光体とを一体的にカートリッジ
化して画像形成装置本体１５に着脱可能とするものであ
る。更に、少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一
体的にカートリッジ化して装置本体１５に着脱可能とす
るものをいう。本実施の形態のプロセスカートリッジＢ
は図１９、図２０に示すように、電子写真感光ドラム７
の周囲に帯電手段８、露光部９、トナーによる現像を行
なう現像手段１０、及びクリーニング手段１１を配置
し、トナー枠体１２と現像枠体１３を溶着した一体的な
トナー現像枠体と、クリーニング枠体１４を結合部材Ｊ
で結合して、一体的化し装置本体１５に着脱可能に構成
している。

【００４８】上記現像手段１０は、現像ローラ１０ｄに
よってトナーを感光ドラム７へ供給して潜像を形成する
ものである。詳しくは、トナー溜め１０ａ内のトナーを
トナー送り部材１０ｂで送り出し、固定磁石１０ｃを内
蔵した現像ローラ１０ｄを回転させると共に、現像ブレ
ード１０ｅによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を
現像ローラ１０ｄの表面に形成し、そのトナーを前記潜
像に応じて感光ドラム７へ転移させることによってトナ
ー像を形成して可視像化する。そして転写ローラ４に前
記トナー像と逆極性の電圧を印加してトナー像を被記録
材２に転写する。その後、クリーニング手段１１によっ
て感光ドラム７上の残留トナーを除去する。詳しくは、
弾性クリーニングブレード１１ａによって感光ドラム７
に残留したトナーを掻き落とすと共に、スクイシート１
１ｂによって掬い取り、廃トナー溜め１１ｃへ集める。

【００４９】（感光ドラム）本実施の形態に係る感光ド
ラム７は図１に示すように円筒状のアルミニウムからな
るドラム基体７ａの外周面に有機感光層７ｂを塗布しド
ラム基体７ａの両端にフランジギア７ｃ，７ｄを固定し
て構成している。そして固定軸にフランジギア７ｃ，７
ｄの中心穴７ｃ１，７ｄ１を回転自在に嵌合して前記感
光ドラム７を図１８に示すようにクリーニング枠体１４
に回転可能に取り付け、感光ドラム７の長手方向一方端
部に固着したフランジギア７ｃ（図１参照）に図示しな
い駆動モーターの駆動力を伝達することにより、感光ド
ラム７を画像形成動作に応じて図１８の矢印（ａ）の方
向へ回転させるように構成している。

【００５０】（現像スリーブ）現像ローラ１０ｄは現像
スリーブ１００、駆動フランジギア１０４、支持フラン
ジ７ｄを備えている。本実施の形態に係る現像スリーブ
１００は円筒状のアルミニウムからなるスリーブシリン
ダーの外周面にコート層を塗布して構成している。そし
て前記現像スリーブ１００は図１９に示すように現像枠
体１３に両端外周を回転自在に取り付けられ、現像スリ
ーブ１００の長手方向一方端部に駆動フランジ１０３を
介して固着したスリーブギア１０４（図２参照）が感光
ドラムユニットのフランジギア７ｃと噛み合い、これに
よって感光ドラム７の画像形成動作に応じて図１の矢印
（ｂ）の方向へ回転させるように構成している。固定磁
石１０ｃは現像スリーブ１００の両側に固定した駆動フ
ランジ１０３、支持フランジ１０５の中心穴をゆるく挿
通する固定磁石支持棒１０ｃ１を現像枠体１３に固定し
て支持されている。

【００５１】（実施の形態イ）本発明での実施の形態イ
としてネジ嵌合による結合方法を示す。図３において感
光ドラム７のドラム基体７ａ、又は現像ローラ１０ｄの
現像スリーブ１００を表わす円筒シリンダー８０１と、
感光ドラム７におけるフランジギア７ｃ、現像スリーブ
１００におけるギア付の駆動フランジ１０３等を表わす
シリンダー駆動部材８０２との結合方法を示す。各々の
材質としては、例えばシリンダー８０１はアルミニウム
であり駆動部材８０２は樹脂等シリンダー８０１よりも
融点の低い合成樹脂材料を用いる。

【００５２】以下、結合の方法をその手順を追って説明
する。

【００５３】まず、図３に示す様にシリンダー８０１の
口元にめねじ８０１ａを形成した部材と、そのめねじ８
０１ａの小径（山の径）よりもやや大きい円筒形外径部
８０２ａと、ギア部８０２ｂと、中心穴８０２ｃを有す
る駆動部材８０２を用意し、両部材を同軸上に配置す
る。

【００５４】図４に示す超音波振動ホーン８０３は、そ
の軸８０３ｂ回りに、例えば振幅、数ｍｍ ｒａｄ、周
波数、数ＫＨｚ以下で回転振動を発生する。

【００５５】図５に示すようにこの超音波ホーン８０３
の軸心のガイド部８０３ａを駆動部材８０２の中心穴８
０２ｃに挿入し超音波振動を発生させながら、図６で示
すように軸方向へ圧入する。この圧入の際、円筒シリン
ダー８０１と駆動部材８０２間で摩擦が発生し、この摩
擦熱により融点の低い樹脂製の駆動部材８０２が円筒シ
リンダー８０１のめねじ８０１ａ部に融け込み、円筒シ
リンダー８０１と駆動部材８０２が溶着される。この時
駆動部材８０２の外径部８０２ｄはシリンダーのめねじ
８０１ａとすき間なく係合し、おねじが形成される（図
７）。

【００５６】上記実施の形態イの方法によって結合され
た円筒シリンダー８０１と駆動部材８０２は軸心を保持
したまま融着するため、その同軸度は例えばφ０．０２
０ｍｍ以内の精度を維持することができる。

【００５７】また、溶着部分は内外径のねじ形状による
嵌合となっているため、再生時には駆動方向と逆方向の
トルクをかけることにより図８に示すように円筒シリン
ダー８０１から駆動部材８０２を分離することができ
る。（ここでネジ結合は該円筒シリンダー８０１の駆動
方向にトルクをかけた時、締まり勝手となる様にそのね
じれ勝手を形成しているものとする）。

【００５８】上述において、円筒シリンダー８０１の内
周に設けるめねじは、ねじ溝の幅がせまく、ねじ山の幅
が大であっても差し支えない。又、大きなリードを有す
る一条もしくは多条のスパイラル溝であってもよい。つ
まり、通常の三角ねじ、梯形ねじ（アクメねじ）角ねじ
のようにねじ山とねじ溝が二分の一ピッチであるねじ対
偶に限定されない。

【００５９】なお、上述の駆動部材８０２に形成される
おねじ８０２ｄは図７に示すように、円筒シリンダー８
０１のめねじのねじ溝に断面がほぼ円弧形で進入する。
このおねじ８０２ｄの山の高さは、めねじ８０１ａの溝
の深さよりもはるかに浅いものである。又、図７では三
角ねじについて図示してあるが四角ねじ、梯形ねじにお
いても、形成されるおねじ８０２ｄの山の形状はほぼ断
面円弧形でめねじの溝の深さよりもおねじ８０２ｄの山
の高さは小さい。

【００６０】リサイクルの際は、前述のように円筒シリ
ンダー８０１と駆動部材８０２を相対回転してねじ戻す
と分離できる。そして円筒シリンダー８０１はそのまま
表面処理をして再利用が可能である。

【００６１】尚、本実施の形態イにおいては、駆動部材
８０２と円筒シリンダー８０１の溶着はなく、駆動部材
８０２の一部がめねじ８０１ａの溝に進入するだけでも
よい。

【００６２】（実施の形態ロ）本発明での実施の形態ロ
としてスプライン嵌合による結合方法を示す。

【００６３】図９において感光ドラム７のドラム基体７
ａ、現像ローラ１０ｄの現像スリーブ１００を表わす円
筒シリンダー９０１と、感光ドラム７におけるフランジ
ギア７ｃ、現像スリーブ１００におけるギア付の駆動フ
ランジ１０３等を表わすシリンダー駆動部材９０２の結
合方法を示す。ここで例えば円筒シリンダー９０１はア
ルミニウムであり、駆動部材９０２は樹脂等の円筒シリ
ンダー９０１よりも融点の低い材料を用いる。

【００６４】以下結合の方法をその手順を追って説明す
る。

【００６５】まず図９、図１０に示す様に円筒シリンダ
ー９０１の内径に１ケ所以上の軸方向の溝９０１ａ１を
備えた内径スプライン９０１ａを形成した部材と、その
内径（小径）ｄよりもやや大きい円筒形外径部９０２
ａ、ギア部９０２ｂ、中心穴９０２ｃを有する駆動部材
９０２を用意し、両部材を同軸上に配置する。

【００６６】図１１に示すように、前記実施の形態イで
説明した超音波振動ホーン８０３と同様に超音波振動ホ
ーン９０３が超音波溶着に用いられる。

【００６７】図１２に示すように、この超音波振動ホー
ン９０３の軸部９０３ｂに設けられたガイド部９０３ａ
を駆動部材９０２の中心穴９０２ｃに挿入し、超音波振
動を発生させながら、図１３で示すように軸方向へ圧入
する。この圧入の際円筒シリンダー９０１と駆動部材９
０２間で摩擦が発生し、この摩擦熱により融点の低い樹
脂製の駆動部材９０２が円筒シリンダー９０１の内径ス
プライン９０１ａ部に融け込み円筒シリンダー９０１と
駆動部材９０２が融着され、この結果、スプライン溝９
０１ａ１に図１４のように駆動部材９０２の外径部９０
２ａが溶けて進入し、内外径の凹凸スプライン形状の作
用により回転駆動力を伝達できる結合が構成される。こ
の時駆動部材９０２の外径部９０２ａに形成される凸ス
プラインは円筒シリンダー９０１の内径スプライン溝９
０１ａ１と係合する概略外径スプライン形状となる。

【００６８】上記実施の形態ロの方法によって結合され
た円筒シリンダー９０１と駆動部材９０２は軸心を保持
したまま溶着されるため、その同軸度において例えばφ
０．０２０ｍｍ以内の精度を維持することができる。

【００６９】また、溶着部分は内外径の軸方向スプライ
ン嵌合となっているため、再生時には図１５に示すよう
に駆動部材９０２に軸方向の引張り荷重を加えることに
より容易に円筒シリンダー９０１から駆動部材９０２を
分離することができる。

【００７０】上述のスプラインは軸方向の溝と突条の係
合する形であるが、スプライン溝９０１ａ１は円筒シリ
ンダー９０１の軸心を中心とするスパイラルスプライン
溝であってもよい。

【００７１】なお、上述のおいてスプライン溝９０１ａ
１を極めて浅くするようにすると、フランジギア９０２
ｂの外径部に形成される外径スプラインの突条の高さ
は、スプライン溝９０１ａ１の深さと等しくすることも
可能である。

【００７２】リサイクルの際は、円筒シリンダー９０１
と駆動部材９０２を軸方向に反対方向に引くと、円筒シ
リンダー９０１と駆動部材９０２は分離される。そして
円筒シリンダー８０１はそのまま表面処理をして再利用
が可能ある。

【００７３】（実施の形態ハ）前記実施の形態イ、ロで
示した円筒シリンダーと駆動部材の融着結合において、
溶融部材の内径形状（ねじ、スプライン）への拡充を促
し、円筒シリンダーと駆動部材の結合を確実にする方法
について説明する。

【００７４】図１６は、溶着時に円筒シリンダー８０１
のめねじ８０１ａを設けた端部とは反対側にエアプラグ
１１１をシール１１２を介して挿入し、エアプラグ１１
１を通じて圧縮空気を円筒シリンダー８０１に送り込
み、空圧による加圧を行い円筒シリンダー８０１内の内
圧によって溶融部材のシリンダー内部形状への拡充を促
す方法である。加圧は溶着用超音波振動の発振下で、駆
動部材８０２が溶融している間に行う。

【００７５】図１７は、駆動部材８０２の中心穴を大き
くした駆動部材１１５の場合である。溶着時に駆動部材
１１５の中心穴１１５ｃを不図示の半径方向の複数のス
リットを有するテーパーマンドレル１１３で拡張するこ
とにより、駆動部材１１５の外径部１１５ａを円筒シリ
ンダー８０１内径に押し当てて溶着を確実にするもので
ある。この内径拡張は溶着用超音波振動の発振下で駆動
部材１１５が溶融している間に行う。テーパーマンドレ
ル１１３のテーパー嵌合部で互いに嵌合する円錐部１１
７を有するドローバー１１４を超音波振動ホーン８０３
の中心を挿通させ、該ドローバー１１４を往復動空圧シ
リンダー１１９に結合してある。超音波振動が加えられ
る際に、ドローバー１１４を図１７において右方へ引い
てマンドレル１１３を拡径することにより、駆動部材１
１５の円筒形外径部を拡径して、駆動部材１１５の外径
部のシリンダー８０１のめねじの溝への進入量を増大す
る。これによって結合が強くなる。

【００７６】

【実施例】実施の形態に併記した。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来分解が困難とされていたプロセスカートリッジの構成
要素の１つである円筒形の電子写真感光体、現像剤担持
体等のシリンダーと駆動部材の結合体において組立精度
にすぐれ、且つ極めて容易に分解可能な構成の実現が可
能となる。

【００７８】この結果、使用済プロセスカートリッジの
分解再生の際、この新しい結合方法を用いることにより
従来廃棄または溶解再生されていたシリンダー部材の分
解再生による再使用が可能となる。

【００７９】更に、組立時に溶着部を加圧することによ
り、一層強固な結合が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る感光ドラムユニットの構成を示す
縦断面図である。

【図２】本発明に係る現像スリーブユニットの構成を示
す縦断面図である。

【図３】本発明の実施の形態イの工程を示し断面図を含
む側面図である。

【図４】本発明の実施の形態イの工程を示し断面図を含
む側面図である。

【図５】本発明の実施の形態イの工程を示し断面図を含
む側面図である。

【図６】本発明の実施の形態イの工程を示し断面図を含
む側面図である。

【図７】本発明の実施の形態イの円筒部材と駆動部材の
結合部を示し、図６のＡ部拡大図である。

【図８】本発明の実施の形態イの分解方法を示す側面図
である。

【図９】本発明の実施の形態ロの工程を示し断面図を含
む側面図である。

【図１０】図９の円筒シリンダーを軸方向から見る正面
図である。

【図１１】本発明の実施の形態ロの工程を示し断面図を
含む側面図である。

【図１２】本発明の実施の形態ロの工程を示し断面図を
含む側面図である。

【図１３】本発明の実施の形態ロの工程を示し断面図を
含む側面図である。

【図１４】図１３のＸ−Ｘ拡大断面図である。

【図１５】本発明の実施の形態ロの分解方法を示す側面
図である。

【図１６】本発明の実施の形態ハを示す縦断面図であ
る。

【図１７】本発明の実施の形態ハを示す縦断面図であ
る。

【図１８】本発明の適用されるレーザービームプリンタ
の縦断面図である。

【図１９】本発明の適用されるプロセスカートリッジの
縦断面図である。

【図２０】プロセスカートリッジの外観を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１…光学系 １ａ…光学ユニット １ｂ…ポリゴンミラ
ー １ｃ…スキャナモータ １ｄ…結像レンズ １ｅ…
反射ミラー ２…被記録材 ３…搬送手段 ３ａ…給紙トレイ ３ａ１…内部材 ３
ａ２…外部材 ３ｂ…中間排出ローラ対 ３ｃ１，３ｃ
２…分離ローラ対 ３ｄ１，３ｄ２…レジストローラ対
３ｆ１，３ｆ２…排出ローラ対 ３ｇ…ガイド部材
３ｈ…カセット ３ｉ…ピックアップローラ ３ｊ…給送ローラ ４…転写手段 ５…定着手段 ６…排出部 ７…感光ドラム ７ａ…ドラム基体 ８…帯電手段 ９…露光部 １０…現像手段 １０ａ…トナー溜め １０ｂ…トナー
送り部材 １０ｃ…固定磁石 １０ｃ１…固定磁石支持
棒 １０ｄ…現像ローラ １０ｅ…現像ブレード １１…クリーニング手段 １１ａクリーニングブレード
１１ｂ…スクイシート １１ｃ…廃トナー溜め １２…トナー枠体 １３…現像枠体 １４…クリーニング枠体 １５…装置本体 １００…現像スリーブ １０３…駆動フランジ １０４…スリーブギア １０５…支持フランジ １１１…エアプラグ １１２…シール １１３…テーパーマンドレル １１４…ドローバー １１５…駆動部材 １１５ａ…外径部 １１５ｃ…中心
穴 １１７…円錐部 １１９…往復動空圧シリンダ ８０１…円筒シリンダー ８０１ａ…めねじ ８０２…シリンダー駆動部材 ８０２ａ…円筒形外径部
８０２ｂ…ギア部 ８０２ｃ…中心穴 ８０２ｄ…おねじ ８０３…超音波振動ホーン ８０３ａ…ガイド部 ８０
３ｂ…軸 ９０１…円筒シリンダー ９０１ａ…スプライン ９０
１ａ１…スプライン溝 ９０２…シリンダー駆動部材 ９０２ａ…円筒形外径部
９０２ｂ…ギア部 ９０２ｃ…中心穴 ９０３…超音波振動ホーン ９０３ａ…ガイド部 ９０
３ｂ…軸

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒部材と、溶融温度が前記円筒部材よ
   りも低い材質の係合部材を結合する方法において、 前記円筒部材は、外周に突条の山を持つ円筒形の部材
   が、係脱可能な条溝を備えた内周を有し、前記係合部材
   は結合前、前記円筒部材の内周と嵌合する円筒形外径部
   を有し、前記円筒部材の内周に前記係合部材の円筒形外
   径部を嵌合し、前記係合部材の円筒形外径部を溶融して
   前記係合部材の該円筒形外径部の一部を前記円筒部材の
   条溝に進入させることを特徴とする画像形成装置の円筒
   部材と係合部材の結合方法。
2. 【請求項２】 前記係合部材の円筒形外径部を溶融した
   際、前記円筒部材と前記係合部材を溶着すると共に前記
   係合部材の該円筒形外径部の一部を前記円筒部材の条溝
   に進入させることを特徴とする請求項１に記載の画像形
   成装置の円筒部材と係合部材の結合方法。
3. 【請求項３】 前記条溝をねじ溝にしたことを特徴とす
   る請求項１又は２に記載の画像形成装置の円筒部材と係
   合部材の結合方法。
4. 【請求項４】 前記条溝を軸方向の条溝としたことを特
   徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置の円筒部
   材と係合部材の結合方法。
5. 【請求項５】 前記条溝は一本のキー溝としたことを特
   徴とする請求項４に記載の画像形成装置の円筒部材と係
   合部材の結合方法。
6. 【請求項６】 前記条溝はスプライン溝であることを特
   徴とする請求項４に記載の画像形成装置の円筒部材と係
   合部材の結合方法。
7. 【請求項７】 前記円筒部材の材質がアルミニウムであ
   り、前記係合部材の材質が前記アルミニウムより融点の
   低い樹脂材料である請求項１から６の何れか一つに記載
   の画像形成装置における円筒部材と係合部材の結合方
   法。
8. 【請求項８】 前記円筒部材と前記係合部材の溶着手段
   として超音波溶着を用いることを特徴とする請求項１か
   ら７の何れか一つに記載の画像形成装置における円筒部
   材と係合部材の結合方法。
9. 【請求項９】 前記円筒部材を固定し、円筒部材と同軸
   上に溶着ヘッドの軸心を配置し、この溶着ヘッドの中心
   に設けられた案内部により前記係合部材の円筒形外径部
   の軸心を維持しながら溶着を行う請求項８に記載の画像
   形成装置における円筒部材と係合部材の結合方法。
10. 【請求項１０】 超音波溶着の際に、溶着部を加圧する
    ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置の円筒
    部材と係合部材の結合方法。
11. 【請求項１１】 溶着工程中に前記円筒部材の内部を圧
    縮空気により加圧することを特徴とする請求項１０に記
    載の画像形成装置の円筒部材と係合部材の結合方法。
12. 【請求項１２】 前記係合部材は中心穴を有し、溶着工
    程中に前記係合部材の中心穴を機械的に拡径加圧するこ
    とを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置の円筒
    部材と係合部材の結合方法。
13. 【請求項１３】 前記拡径加圧は内張りマンドレルによ
    ることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置に
    おける円筒部材と係合部材の結合方法。
14. 【請求項１４】 円筒部材と、溶融温度が前記円筒部材
    よりも低い材質の係合部材を結合した画像形成装置の組
    立体において、 前記円筒部材は、外周に突条の山を持つ円筒形の部材が
    係脱可能な条溝を備えた円周を有し、前記係合部材は結
    合前、前記円筒部材の内周と嵌合する円筒形外径部を有
    し、前記円筒部材の内周に前記係合部材の円筒形外径部
    を嵌合し、前記係合部材の円筒形外径部を溶融して前記
    係合部材の該円筒形外径部の一部を前記円筒部材の条溝
    に進入させてなることにより得られたことを特徴とする
    画像形成装置の円筒部材と係合部材の組立体。
15. 【請求項１５】前記係合部材の円筒形外径部を溶融した
    際、前記円筒部材と前記係合部材を溶着すると共に前記
    係合部材の該円筒形外径部の一部を前記円筒部材の条溝
    に進入させることにより得られたことを特徴とする画像
    形成装置の円筒部材と係合部材の組立体。
16. 【請求項１６】 前記組立体は、金属製円筒部材の外周
    に感光層を有し、前記係合部材の円筒形外径部の軸方向
    に該円筒形外径部と同芯のギアを一体に有する電子写真
    感光体ドラムであることを特徴とする請求項１４又は１
    ５に記載の組立体。
17. 【請求項１７】 前記組立体は現像バイアスを加え得る
    金属製円筒部材と、円筒形外周部と同芯のギアを一体に
    有する係合部材とを結合した現像材担持体であることを
    特徴とする請求項１４又は１５に記載の組立体。
18. 【請求項１８】 電子写真感光体と、前記電子写真感光
    体に作用するプロセス手段とを有して、画像形成装置本
    体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、 円筒部材と、溶融温度が前記円筒部材よりも近い材質の
    係合部材を結合した画像形成装置の組立体であって、前
    記円筒部材は、外周に突条の山を持つ円筒形部材が係脱
    可能な条溝を備えた内周を有し、前記係合部材は結合
    前、前記円筒部材の内周と嵌合する円筒形外径部を有
    し、前記円筒部材の内周に前記係合部材の円筒形外径部
    を嵌合し、前記係合部材の円筒形外径部を溶融して前記
    係合部材の該円筒形外径部の一部を前記円筒部材の条溝
    に進入させてなることにより得られた画像形成装置の円
    筒部材と係合部材の組立体を有する、プロセスカートリ
    ッジ。