(57)【要約】【課題】プリンタのトナーカートリッジに装備の廃トナー移送オーガに用いられる改良されたオーガ駆動エレメントを提供する。【解決手段】プリンタの取替自在トナーカートリッジは、プリンタの駆動ギアで回転自在に駆動される廃トナー移送オーガを備える。オーガは、プリンタの駆動ギアと嵌合する駆動エレメント６０を備える。駆動エレメント６０は、オーガシャフトから半径方向に延びる駆動パドル８４を備える。各駆動パドル８４は、駆動本体８２から駆動パドル８４の末端部に半径方向に延びるラジアルパドル面８６を有する。傾斜パドル面８６が駆動ギアの嵌合端部に沿って滑っていくにつれて、駆動エレメント６０が回転するので、駆動パドル８４は所定の嵌合空間に滑り込み、駆動ギアへの嵌合をすることができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント装置の駆動ギアと嵌合する回転駆動エレメントであって、
軸方向を規定する回転軸を備える駆動本体と、
前記駆動本体から半径方向に延びる複数のパドルと、
を備え、
各パドルが、パドル半径に沿って延び、
各パドルが、駆動本体に固定された基端部と、駆動本体から離れた末端部と、を有し、
各パドルが、基端部と末端部との間でパドル半径に沿って広がるラジアルパドル面を有し、
各パドルのラジアルパドル面が軸方向に傾斜している、
ことを特徴とする回転駆動エレメント。
【請求項２】
請求項１記載の回転駆動エレメントであって、
前記ラジアルパドル面が、パドル半径に対して実質的に垂直なクロスパドル方向に傾斜していることを特徴とする回転駆動エレメント。
【請求項３】
請求項２記載の回転駆動エレメントであって、
前記ラジアルパドル面が、付加的に、パドル半径に沿って半径方向に傾斜していることを特徴とする請求項２記載の回転駆動エレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式プリント装置に関し、特に同装置から廃トナーを取り出すのに用いられる移送器に関する。
【背景技術】
【０００２】
乾式マーキング材を使用する静電印刷（一般に電子写真と称される）の基本原理は周知である。先ず静電潜像を電荷保持表面、例えば、感光体または他の電荷レセプタ上に形成し、トナー粒子に曝すことによって同潜像を現像する。トナー粒子は、適切に荷電された潜像領域の上に必要なだけ吸着される。次にトナー粒子を感光体からプリント紙に転写し、画像を形成する。その後プリント紙を加熱し、トナー粒子を永久的に定着し、耐久性ある画像を形成する。
【０００３】
感光体からプリント紙に画像を転写した後、感光体上に残った残留トナー粒子は、既知の多くの手段、例えば、クリーニングブレード、ブラシ、および／または真空クリーナによって除去される。典型的な実施の形態では、除去されたトナーはホッパに蓄積される。蓄積された廃トナーは、典型的にはオーガ（旋回式移送器;auger)を用いて、廃物容器に導かれる。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，８４５，１７５号明細書
【特許文献２】米国特許第６，０５８，２８０号明細書
【特許文献３】米国特許第５，９３７，２４１号明細書
【特許文献４】米国特許第５，９２０，７５３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、廃トナー移送オーガに用いられる改良されたオーガ駆動エレメントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に記載の諸エレメントは、「レーザ」プリンタまたはコピー機のような電子写真方式プリント装置に容易に脱着または装着可能なモジュールに関する。同モジュールは、電子写真プロセスに用いられる多くの既知の諸エレメント、例えば、感光体と、感光体の初期荷電に用いられるコロトロンと、転写および剥離に用いられるコロトロンと、クリーニングブレードと、感光体からクリーニングブレードで剥離された廃トナーを取り出すオーガとその関連エレメントとを備える。
【０００７】
本発明の回転駆動エレメントは、プリント装置の駆動ギアと嵌合する回転駆動エレメントであって、軸方向を規定する回転軸を備える駆動本体と、駆動本体から半径方向に延びる複数のパドルと、を備え、各パドルが、パドル半径に沿って延び、各パドルが、駆動本体に固定された基端部と、駆動本体から離れた末端部と、を有し、各パドルが、基端部と末端部との間でパドル半径に沿って広がるラジアルパドル面を有し、各パドルのラジアルパドル面が軸方向に傾斜していることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の回転駆動エレメントは、ラジアルパドル面が、パドル半径に対して実質的に垂直なクロスパドル方向に傾斜していることを特徴とする。
【０００９】
更に、本発明の回転駆動エレメントは、ラジアルパドル面が、付加的に、パドル半径に沿って半径方向に傾斜していることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、静電写真方式または電子写真方式プリント装置の諸エレメントを示す概略立面図であるが、多くのエレメントは２０と一般に示されるモジュールハウジング内に装備されている。周知のように、先ず静電潜像は電荷レセプタまたは感光体２２の表面上に形成される。感光体２２の上の潜像は、例えば、現像ロール２４でトナー粒子を散布することによって現像される。トナー粒子は、感光体２２上の潜像の適切に荷電された領域に付着する。次に感光体２２の表面は、矢印で示されるように、２８と一般に示される転写−剥離アセンブリで形成された転写ゾーン２６に移動する。同時に、所望の画像がプリントされる印刷シートが給紙スタック３０から引き出され、転写ゾーン２６に送られる。
【００１１】
転写ゾーン２６では、印刷シートは感光体２２と接触、または少なくとも近接させられる。感光体２２の表面には、この時点ではトナー粒子が付着している。転写ゾーン２６にあるコロトロンまたは他の荷電源の作用により、感光体２２上に付着のトナーは、印刷シート上に電気的に転写される。次に印刷シートは、定着器や仕上器のような、技術によく知られた後段のステーションに送られる。
【００１２】
転写ゾーン２６で印刷シートにトナー粒子の大部分を転写した後、感光体２２の表面に残ったすべての残留トナー粒子は、３４で示される一般的なクリーニングステーションで除去される。図２は、クリーニングステーション３４の拡大立面図である。図２で分かるように、クリーニングブレード３６が感光体２２の表面に押し付けられ、表面上の残留トナーを掻き取る。このようにして除去されたトナーは、廃トナーを蓄積するホッパを構成するハウジング３８に落下する。可撓性フラップシール４０が実質的に感光体２２の長さ（軸方向の長さ）だけ延び、ふわふわのトナーがホッパから逸散するのが防止される。
【００１３】
ホッパの底部にはオーガ４２があるが、ここに示されているのは端部である。オーガ４２は実質的に感光体２２の長さ（軸方向の長さ）だけ延びている。オーガ４２は、回転駆動され、ホッパ底部のトナー粒子を廃トナー容器（図示せず）に捨てる。薄くて可撓性の材料で製作された攪拌手段４３は、オーガ４２と協働作用し、オーガ４２の羽根または翼をクリーニングし得る。
【００１４】
オーガ４２は、ガラス繊維を最大２０％（好ましくは約１０％）とＰＴＦＥを最大２０％（好ましくは１５％）とを加えたポリカーボネート材料から形成することができる。ＰＴＦＥの最適比率は、オーガ４２のサイズと設計回転速度とに依存する。ハウジング３８は、ガラス繊維を１０〜３０％（好ましくは約２０％）加えたポリカーボネート材料から形成することができる。オーガ４２とハウジング３８と、にこの組み合わせの材料を使用すると、オーガ４２にブシュや他の特殊な取付具を用いずに、オーガ４２を自由に、かつ信頼性をもって回転することが可能となる。すなわち、オーガ４２の端部を、開口部４６（図３）、つまりハウジング３８の表面にある凹部に単に挿入しさえすれば、ブシュや他のメカニズムを用いずに、オーガ４２は自由に回転し得るのである。
【００１５】
図３は、静電写真式または電子写真式プリント装置に用いられるモジュールの実施の形態の部分分解図である。２８として示されているのは、上記に説明された転写／剥離コロトロンアセンブリである。このコロトロンアセンブリは、イオンを形成し、これを感光体２２の表面に照射する１個または複数個の電極を備える。
【００１６】
オーガ４２は、回転中心軸を有する長手のオーガシャフトを中心に備え、更にハウジング３８の開口部４６に嵌合する末端部とプリント装置の駆動ギア５０と嵌合する駆動端とを備える。１個または複数個の旋回翼または羽根４４がオーガシャフトのほぼ全長に亘って取り付けられ、オーガ４２が回転軸の周りに回転するにつれて、旋回翼４４の作用でトナーはオーガ４２の長さの方向に廃トナー容器（図示せず）まで捨てられる。
【００１７】
プリント装置の駆動ギア５０は、駆動シャフト５２と駆動ギア本体とを備える。駆動ギア本体は、外歯５４と内ギアローブ（突出部:lobe)５６とを有する。駆動ギア５０のギアローブ５６は、オーガ４２の駆動端に付いている駆動エレメント６０に嵌合する。図４を参照する。図示の駆動ギア５０は、２個の内ギアローブ５６を有する。各ギアローブ５６は、駆動ギア５０の半径方向内側に延びる実質的に平坦な面である軸方向嵌合面５８を有する。傾斜している内ギア面５９は、軸方向嵌合面５８から円周方向に円環状に延びる。傾斜内ギア面５９は、軸方向嵌合面５８から軸方向に傾斜する。
【００１８】
オーガ４２の駆動端は、その駆動エレメント６０と共に、より詳細に図５に示される。オーガシャフトの末端に駆動エレメント６０が付いている。図示の実施の形態では、オーガシャフト６２の駆動端は、間隔を置いて配置されたアーク部６２ａと６２ｂとして形成されているので圧縮し得ることにより、円筒形駆動エレメント６０をオーガシャフト６２のこの駆動端に滑り被せることが可能である。被せ終わると、円筒形駆動エレメント６０はオーガシャフト６２と緊密に嵌合し、駆動エレメント６０とオーガシャフト６２とは回転軸の周りに一体ものとして一緒に回転する。
【００１９】
オーガ４２に対するシールとしては、堅いフランジ６６で支持された、柔軟性のあるフォーム材シールエレメント６４を用いることができる。コイルスプリング６８のようなバイアスエレメントを用いて、オーガ４２がモジュールハウジング３８に適切に取り付けられたとき、モジュールハウジング３８の内面にこのシールがしっかり押付けられるようにする。フランジ７２やクリップ７４のようなアタッチメント機構により、オーガ４２はモジュールハウジング３８の所定位置に固定される。他の多岐にわたる別の配置でも、オーガを所定位置に取り付けるのに用い得る。
【００２０】
図６を参照する。オーガ駆動エレメント６０は、円筒形駆動本体８２とこの駆動本体から半径方向に延びる１個または複数個の駆動パドル（パドル；paddle)８４とを備える。図示の実施の形態では、駆動パドル４個が円筒形駆動本体８２の円周の周りに等間隔で配置されている。各駆動パドル８４はパドル半径（a  paddle  radius）方向に沿って延びている。言い換えると、オーガ駆動エレメント６０の回転軸を通る半径方向に沿って延びている。駆動パドル８４が円筒形駆動本体８２に固定されている箇所がその基端部である。各駆動パドル８４は、駆動本体８２から離れた末端部をも有する。各駆動パドル８４は、駆動本体８２から駆動パドル８４の末端部に半径方向に延びるラジアルパドル面８６を有する。装置の一つでは、円筒形駆動本体８２とラジアル駆動パドル８４とは一体ものとしてプラスチックで成形される。射出成形は、オーガ駆動エレメント６０を成形するのに用いることができる技法の一つである。
【００２１】
各駆動パドル８４のラジアルパドル面８６は、駆動パドル８４のラジアル末端部に延長突起またはエッジ８７を有する。このラジアルエッジ８７は、軸方向に傾斜してラジアルパドル面８６を形成する平面の周辺部分のこともある。特定の装置では、突起８７は実質的に平坦で、中央の円筒形駆動本体８２から半径方向に延びている。好ましくは、ラジアルパドル面８６の軸方向傾斜は、パドルの半径方向に実質的に直角なクロスパドル方向となるようにされる。
【００２２】
図７は、オーガ駆動エレメント６０の駆動パドル８４がプリント装置の駆動ギア５０と嵌合するときの状態を代表的に示す。オーガ４２が軸方向に動いて駆動ギア５０と嵌合するとき、駆動パドル８４の先端がシャープな突起またはエッジ８７になっており、かつラジアルパドル面８６が傾斜しているので、駆動パドル８４とギアローブ５６とを滑らせて嵌合させるのが、容易に行える。傾斜パドル面８６がギアローブ５６の軸方向嵌合面５８の近くでギアローブ５６のピーク部に沿って滑っていくにつれて、駆動エレメント６０が回転するので、駆動パドル８４はギアローブ５６の間に滑り込み、駆動ギア５０への嵌合が完結する。
【００２３】
オーガ駆動パドル８４とギアローブ５６とをこのように配置することにより、オーガ駆動エレメント６０が駆動ギア５０に向かって軸方向に動くとき、パドル８４のラジアル端がギアローブ５６に当たって制約される可能性が少なくなる。例えば、図８に示される従来の技術におけるパドルの配置を参照する。このような配置では、駆動パドル９０の端部はギアローブ５６の端部に当たって制約され、オーガ駆動エレメント６０をギア５０に円滑に挿入することが不可能となる恐れがある。
【００２４】
駆動パドル８４のラジアルエッジ８７は、比較的シャープな形状とし、軸方向に面する「フラット」な表面は最小限に抑えることが好ましい。多くの装置では、製作技術次第でラジアルエッジ８７のシャープ度が定まる。
【００２５】
各駆動パドル８４のラジアル突起またはエッジ８７は、半径方向にも傾斜している。図９に見られるように、特定の装置では、駆動パドル８４の末端部のラジアルエッジ８７は、中央の円筒形駆動本体８２の軸端を超えて延びる。別の装置では、ラジアルエッジ８７は、円筒形駆動本体８２の軸端を超えて延びる必要は必ずしもないし、このラジアルエッジ８７は反対方向に傾斜することも可能である。エッジ８７が半径方向に傾斜していることにより、オーガ駆動パドル８４と駆動ギア５０のギアローブ５６との相互作用が円滑に行われる。オーガ駆動パドル８４のラジアルエッジ８７の諸形状を組み合わせて用いることにより、オーガ駆動パドル８４とギアローブ５６との間の接触面は減少され、最小限（ほとんど点）となるので、当たって制約される接触状態は最小限に抑えられる。
【００２６】
再び、図６を参照する。オーガ駆動エレメント６０の各ラジアルパドル８４は、付加的に、パドル延長部８８を備える。この延長部８８は、クロスパドル方向（駆動パドルの半径方向に実質的に直角な方向）に、パドル８４の側部から実質的に円環方向に延びる部分、または突起する部分である。このパドル延長部８８を備えると、オーガ駆動エレメント６０とプリント装置の駆動ギア５０とが互いに嵌合するとき、駆動エレメントラジアルパドル８４の本体、特に、ラジアルエッジ８７がギアローブ５６の軸方向嵌合表面５８とが、間隔を置いて収まるようになる。このようにオーガ駆動エレメントパドル８４とギアローブ５６とが間隔を置いて収まるようにすると、駆動エレメント６０と駆動ギア５０とを離脱させたり、嵌めたりする際に、互いに当たって制約されて抜け難くなったり、嵌り難くなることが実質的に防止される。特に、オーガの作動中、オーガにはねじりの力が掛かる。オーガ装備のプリンタモジュールを作動位置から外す（オーガ駆動エレメント６０をプリンタの駆動ギア５０から離脱する）とき、駆動エレメント６０は回転軸の周りに少し回転する傾向になる。このような回転があると、従来の構成では、オーガ駆動パドル８４とギアローブ５６との位置関係は、整合に近い位置（図８に示す位置と同様な位置）のままの傾向があった。その結果、プリンタモジュールを作動位置に再挿入するとき、オーガ駆動エレメントパドル８４はギア内歯５０に当たって制約され嵌合し難くなる傾向があった。パドル半径方向のパドル延長部８８の寸法は、パドル８４自体の寸法より小さいので、パドル延長部８８はパドル８４の側部の僅か一部分を占めるだけである。
【００２７】
パドル延長部８８のラジアル面９２は、ラジアルパドル８４の本体のラジアルパドル面８６と実質的に面一であることが好ましい。図示の実施の形態では、パドル延長部８８は、パドル８４の軸方向側部から延び、斜めのラジアル面８６に関して斜角を形成する。オーガ駆動エレメント６０がプリント装置の駆動ギア５０と嵌合するとき、パドル延長部８８の末端はギア５０の軸方向嵌合面５８と接することが好ましい。図１０は、プリンタの駆動ギア５０とオーガ駆動エレメント６０とが嵌合している状態の端部図である。図１０は、駆動パドル８４（特にそのパドル延長部８８）がプリンタの駆動ギア５０の軸方向嵌合表面５８とに接して嵌っている状態を示す。
【００２８】
特定の装置では、駆動エレメントの円筒部８２の外径は、大略０．９ｃｍである。各駆動パドル８４は、半径方向に大略０．４〜０．５ｃｍ延びる。駆動パドル８４の厚さは（半径方向に垂直なクロスパドル方向で）、大略０．１ｃｍである。各パドル延長部８８は駆動パドル８４から大略０．２ｃｍ延びる。しかし、極めて多くの他の寸法も、オーガ４２のサイズや性能要求値次第で採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】静電写真方式または電子写真方式プリント装置の多くの適切なエレメントがモジュール内に装備されているのを示す概略立面図である。
【図２】図１のモジュールの一部分で構成されるクリーニングステーションの立面図である。
【図３】モジュールの実施の形態の部分分解図である。
【図４】電子写真方式プリント装置に用いられる駆動ギアの端部の立面図である。
【図５】廃トナーを移送するのに用いられるオーガの端部の拡大図である。
【図６】図５のオーガの駆動エレメント部分の拡大図である。
【図７】オーガ駆動エレメントのパドルと駆動ギアのローブとが嵌合する直前の状態の拡大断面図である。
【図８】従来の技術のオーガ駆動エレメントのパドルと駆動ギアのローブとが嵌合する直前の状態の拡大断面図である。
【図９】図６のオーガ駆動エレメントの側部の立面図である。
【図１０】駆動ギアとオーガ駆動エレメント部とが嵌合している状態の端部断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
２０  モジュールハウジング、２２  感光体、２４  現像ロール、２６  転写ゾーン、２８  転写／剥離アセンブリ、３４  クリーニングステーション、３６  クリーニングブレード、３８  ハウジング、４０  可撓性フラップシール、４２  旋回式移送オーガ、４３  攪拌手段、４４  旋回翼、４６  開口部、５０  駆動ギア、５２  駆動シャフト、５４  外歯、５６  ギアローブ、５８  軸方向嵌合面、５９  傾斜内ギア面、６０  駆動エレメント、６２  オーガシャフト、６２ａ，６２ｂ  シャフトアーク部、６６，７２  フランジ、６８  コイルスプリング、７４  クリップ、８２  円筒形駆動本体、８４  ラジアル駆動パドル、８６  ラジアルパドル面、８７  ラジアル突起またはエッジ、８８  ラジアルパドル延長部、９０  従来の駆動パドル、９２  延長部ラジアル面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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