(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性材料から形成されかつ取外し可能である外側スリーブ、を支持するように構成された円筒形マンドレルを有するドラムアッセンブリであって、前記マンドレルは、
（ａ）所定の外径を有する円筒形チューブと、
（ｂ）該チューブの一端に配置されかつ作用可能状態で該チューブに接続された円形エンドプレートと、を備え、
該エンドプレートは、前記円筒形チューブの所定外径と略同等の直径を有し、かつ前記チューブの中心を向く平面上に半径方向に延在する複数のスロットを備え、該スロットは、前記平面内に形成された中央配置環状凹部から該エンドプレートの輪郭部へと延在しており、
前記マンドレルはさらに、
（ｃ）前記エンドプレートに作用可能状態で接続され、かつ前記エンドプレートのスロット・凹部付き平面と協働して中央配置空気室と、該空気室と前記エンドプレートの輪郭部とを連通し半径方向に延在する複数の空気通路と、を構成する圧力プレートを備え、
前記空気室は圧縮空気源に接続可能とされ、こうして、圧縮空気が前記空気室に供給された際に前記エンドプレートの輪郭部には半径方向に流れる複数の空気流が形成されることを特徴とする、ドラムアッセンブリ。
【請求項２】
前記エンドプレートの輪郭縁部にはテーパが形成され、前記取外し可能な柔軟性スリーブの前記マンドレルへの嵌合が容易に行えるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
弾性材料から形成されかつ取外し可能である外側スリーブ、を支持するように構成されたマンドレルを有するドラムアッセンブリであって、前記マンドレルは、
（ａ）所定の外径を有しかつ固定流体通路により接続された両端部を有する円筒形チューブと、
（ｂ）前記流体通路の両端からドラム回転軸に沿って外方に延在する一対のドラム軸と、を備え、
前記ドラム軸の各々は、外部空気源により供給される圧縮空気を通すために軸方向に延在する内部通路を有し、前記ドラム軸の前記内部通路の各々は前記チューブの前記固定流体通路によって互いに流体連通され、前記ドラム軸の一方は圧縮空気を前記通路に導入するための空気導入ポートを有し、前記軸の他方は空気吐出ポートを有し、
前記マンドレルはさらに、
（ｃ）前記チューブの両端部に配置されかつ作用可能状態で該チューブに接続された一対の円形エンドプレートを備え、
該エンドプレートの各々は、前記ドラム軸の一方を取囲む中央開口部を有し、該エンドプレートの一方は前記円筒形チューブの所定外径と略同等の直径を有し、かつ前記チューブの中心を向く平面上に半径方向に延在する複数のスロットを備え、該スロットは、前記平面内に形成された中央配置環状凹部から該一方のエンドプレートの輪郭部へと延在しており、
前記マンドレルはさらに、
（ｄ）前記一方のエンドプレートに作用可能状態で接続され、かつ前記一方のエンドプレートのスロット・凹部付き平面と協働して中央配置空気室と、該空気室と前記一方のエンドプレートの輪郭部とを連通し半径方向に延在する複数の空気通路と、を構成する圧力プレートを備え、
前記空気室は前記空気吐出ポートと流体連通し、こうして、圧縮空気が前記空気導入ポートに供給された際に前記一方のエンドプレートの輪郭部には半径方向に流れる複数の空気流が形成されることを特徴とする、ドラムアッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷機及び複写機の分野に関するものである。より詳しく言えば、本発明は、下層のマンドレルによって支持される弾性スリーブを有する印刷用または像転写用ドラム構造の改良に関するものである。このようなドラムは、例えば、静電気式文書印刷機及び複写機において、受像シートまたはその類いに像を再転写する前に、像記録部材から一時的にトナー像を受けるために用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
印刷機、複写機、またはその類いにおいては、時々交換を要する柔軟性または弾性外側スリーブを備えたドラム上に像が形成されたり、またはこのようなドラムに像が転写されたりすることが多い。一般的に、スリーブは、金属シリンダまたはマンドレルによって使用可能状態に保持される。スリーブをマンドレルに嵌合するためには、スリーブ内に空気を噴射し、それによってスリーブの直径をわずかに拡大し、同時にマンドレルの支持面に沿ってスリーブを軸方向にスライドさせることが一般的である。通常、弾性スリーブの基準直径はマンドレルの直径よりわずかに小さく形成される。従って、空気流を止めるとスリーブはマンドレル上で収縮し、きつい嵌合状態となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のタイプのドラムアッセンブリでは、マンドレルのスリーブ嵌合端部に空気ポートまたは空気孔を形成することが公知である。例えば、米国特許第4,119,032号の開示内容を参照されたい。マンドレルの内部に供給された空気は空気ポートを通じて放出され、スリーブを拡張させる空気ベアリングを形成する。非弾性的なスリーブを拡張させるのに十分である一様な空気ベアリングを形成するためには、マンドレル表面において一様に近接配置された空気ポートが必要になる。マンドレルが比較的大きな直径を有する場合、及び／または比較的硬い材料で形成されている場合、このようなポートの形成が必要であることは製造コストの観点で問題である。
【０００４】
上記の説明に基づき、本発明の目的は、前述のタイプの柔軟性スリーブを支持するための低価格のマンドレルアッセンブリを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面によれば、取外し可能な外側スリーブを支持するためのマンドレルは、（ａ）所定の外径を有する円筒形チューブと、（ｂ）チューブの一端に配置されかつ作用可能状態で該チューブに接続された円形エンドプレートとを備えている。エンドプレートは、円筒形チューブの所定外径と略同等の直径を有し、かつ前記チューブの内方中心を向く平面上に半径方向に延在する複数のスロットを備えている。これらスロットは、平面内に形成された中央配置環状凹部からエンドプレートの輪郭部へと延在するよう十分な長さを有している。エンドプレートには、圧力プレートが作用可能状態で接続されている。圧力プレートは、エンドプレートのスロット・凹部付き平面と協働して中央配置空気室と、該空気室とエンドプレートの輪郭部とを連通し半径方向に延在する複数の空気通路と、を構成する。空気室を圧縮空気源に接続すると、エンドプレートの輪郭部には半径方向に流れる複数の空気流が形成される。好ましい実施形態によれば、エンドプレート及び圧力プレートの双方はプラスチックから形成され、金属からなる円筒形チューブ及び支持軸は電気的に絶縁される。この構成は、ドラム表面に、軸を支持する装置フレームに対する電気的バイアスをかけたい場合に特に適している。また、エンドプレートの輪郭縁部をテーパ形状として、取外し可能なスリーブをマンドレル上に嵌合しやすくすると好ましい。
【０００６】
好ましくはプラスチックにより型成形される一対の対面プレートで構成された空気ベアリング用空気ポートを備えていることにより、従来のマンドレルにおいて必要であった上記機械加工工程が不要になる。こうして、製造コストは著しく低減される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明及び本発明が奏する利点は、添付図面を参照しながら行う好ましい実施形態に関する以下の説明から、より明瞭に理解される。図面において、類似部材には類似の符号を付して示す。
【０００８】
始めに図１を参照する。図１は、電子写真式印刷機／複写機において中間像転写ドラムとして使用されるドラムアッセンブリＤＡを示している。このような装置の一例は、現在係属中である前記出願に記載されている。ドラムアッセンブリは、後方・前方突出軸Ａ１，Ａ２によって回転可能に支持されている。後方軸Ａ１には二重リング式ボールベアリングＢ１が設けられ、ベアリングＢ１は、ドラム支持部材１２内に収容されている可動キャリッジ１０内に取付けられている。
ドラム支持部材１２は、前方ドラム支持部材（図示せず）がドラムアッセンブリの前方軸ベアリングＢ２から離隔して待機位置へと移動した際に、ドラムアッセンブリを片持ち状態で支持する。待機位置とは、以下に説明するように、ドラムアッセンブリの保守点検の邪魔にならない位置である。
【０００９】
ドラムアッセンブリＤＡは基本的に、柔軟性スリーブ２２を支持するマンドレル２０を備えている。ドラムアッセンブリが電子写真式印刷機／複写機またはその類いにおける像転写ドラムを構成している場合には、スリーブ２２は、比較的柔軟なウレタン外側層を備えかつ薄くて柔軟性のあるニッケルまたはその類いのバンドを有している。スリーブ２２は、矢印で示すようにマンドレルの外表面上で軸方向にスライドし、マンドレルに嵌合支持されるように寸法決めされている。スリーブ２２のマンドレルへの嵌合を容易にするために、マンドレルにおける領域Ｃの近傍すなわちマンドレルの自由端付近の全周にわたって空気ベアリングが形成される（追って説明する）。スリーブ２２の端部をこの空気ベアリングに被せる際には、マンドレルとスリーブの内面との間に十分な量の空気が捕捉され、スリーブをわずかに拡張させる。このとき、スリーブにおける他の部分は、マンドレルの全表面を覆うように容易にスライドし、図１に示す位置に配置される。領域Ｃに空気が供給されなくなると、スリーブは収縮して、マンドレル面に密着する。
【００１０】
次に分解図である図２を参照する。マンドレル２０は、複数の支柱２６を有する円筒金属チューブ２５を備えている。支柱２６は、チューブの内面からチューブの（長手方向）中心軸に向けて半径方向に延在している。各支柱の自由端部は、チューブ２５と同心配置されて延在する第２のチューブ２８に接続され、これを支持している。こうして、チューブ２８は、チューブ２５の一端から他端へと延びる円筒形空気通路２９を構成している。チューブ２５及びその内部構造体は、アルミニウムの押出し材で形成されることが好ましい。
【００１１】
第２チューブ２８は、チューブ２５を貫通する空気通路を構成するだけでなく、前記したようにマンドレルの両端部から外方に延在する突出軸Ａ１，Ａ２を支持する機能も有している。それぞれの軸は、ステンレス鋼から形成されていると好ましい。突出軸をチューブ２５から電気的に絶縁して、ドラム支持部材とは独立にドラムにバイアス電圧をかけられるようにするために、非導電性、好ましくはプラスチックからなる一対のブッシュ３６，３８をチューブ２８の内面と軸との間に設けることが望ましい。
【００１２】
図１を参照すると、突出軸Ａ１，Ａ２の各々は、内部で軸方向に延在する内部通路４０，４２を有している。内部通路４０，４２は、チューブ２８が形成する空気通路２９と連通している。軸通路４０，４２は、それぞれの軸内で一部分のみに延在し、軸の外側端部は封止されていることに留意されたい。軸Ａ１が有する通路４０は、半径方向に延在する空気ポートＡＰ１と連通している。空気ポートＡＰ１には、外部の空気供給源から適宜空気が供給され、こうしてマンドレル内部へと、より詳しく言えば通路４０，４２及び２９へと空気が供給される。軸Ａ２が有する通路４２は、半径方向に延在する一対の空気ポートＡＰ２と連通している。圧縮空気は空気ポートＡＰ２を通じて通路４２から排出され、プレート５２，６０により構成される以下に説明の空気室に入る。図１に示すように、軸Ａ１の自由端部は一対のシール４４を支持している。シール４４は、ドラム支持キャリッジ１０の壁面と協働して、軸Ａ１を取囲む気密領域を構成している。この気密領域には、空気ポートＡＰ１を通じて圧縮空気が供給可能とされており、こうして、ドラム軸がベアリングＢ１内で回転しても前述の通路へ空気を導入することが可能となっている。ドラム２５の後方端部は、エンドプレート５０によって封止されている。エンドプレート５０は、ボルトまたはその他の適切な手段によって半径方向支柱２６の取付けられている。エンドプレート５０は、軸Ａ１上の円形フランジ５１に接触しない程度に大きな中央開口部５０Ａを有し、こうして、軸とチューブ２５とが電気的に短絡されないようになっていることに留意されたい。
【００１３】
次に図３〜５を参照すると、チューブ２５の前端部２５Ａは、円形エンドプレート５２によって封止されている。円形エンドプレート５２は、ボルト５５とピン５６のセットによってチューブ２５の内部支柱２６に接続されている。エンドプレート５２は、チューブ２５の外径と略同等の直径を有し、かつ、突出軸Ａ２の自由端部５４を突出させる円形開口部５３を備えている。より薄い肉厚に形成されたフランジ５２Ｂが開口部５３を取囲み、エンドプレートの平面５２Ａ内に環状凹部５２Ｃを構成している。プレート５２がチューブ２５にボルト留めされると、フランジ５２Ｂの一部が軸Ａ２上のフランジ５４Ａに係合し、軸フランジを追って説明する圧力プレート６０に向けて押圧する。プレート５２は、前記チューブの中心方向を向く平面５２Ａ上に複数の半径方向延在スロット５８を有している。各スロットは、一辺が０．５〜２ｍｍの方形断面を有していることが望ましい。エンドプレート５２は、プラスチック材から射出成形で形成されると好ましい。
【００１４】
エンドプレート５２のスロット面に対面し、プレート５２をチューブ２５に接続しているボルトによってこのスロット面に取付けられているのが圧力プレート６０である。プレート６０もまたプラスチックの射出成形によって形成され、平面６０Ａを備えている。平面６０Ａは、エンドプレート５２のスロット付き平面５２Ａと協働して、環状凹部５２Ｃと前記エンドプレートとをつなぐ複数の半径方向延在空気通路６６を形成している。面６０Ａから半径方向内方には、複数のスポーク状部材７０によって外側環状部分６９に接続された環状リング６８が配置されている。スポーク部材同士の間は開口部７２となっている。ボルト留めされた状態では、リング６８はブッシュの外側リム部３６Ａに載る。空気ポートＡＰ２を通じて排出される空気は開口部７２を通り、内部空気室を構成する環状凹部５３Ｃに通じ、このようにして半径方向に延在する通路６６に圧縮空気が供給される。空気ポートＡＰ１を通じてマンドレルに空気を供給すると、以上のようにして、エンドプレートの輪郭部において半径方向に流れる複数の空気流が形成され、図３に示すように、これらによってチューブ２５とエンドプレート５２との境界部に空気ベアリングが形成される。前記エンドプレート５２の輪郭縁部５２Ｄには約５°（図３に示す）のテーパを形成し、取外し可能な弾性スリーブ２２をマンドレルに嵌合する作業を容易にすることが好ましい。
【００１５】
上述の構造により、固体面に複数の空気ポートを形成するコストのかかる機械加工工程が不要になる。低価格の射出成形可能な部材を用いて、精度の高い空気ベアリング作用が実現される。
【００１６】
以上、特に好ましい実施形態を参照して本発明を説明した。しかし、本発明の思想から逸脱することなく種々の変更を加えることが可能であり、そのような変更も特許請求の範囲によって保護されるべきであることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を組込んだドラムアッセンブリを示す断面図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態の分解斜視図である。
【図３】図１に示すドラムアッセンブリの自由端部の拡大断面図である。
【図４】図１に示すドラムアッセンブリの構成部材を示す拡大斜視図である。
【図５】図１に示すドラムアッセンブリの構成部材を示す拡大斜視図である。
【図６】図１に示すドラムマンドレルの平面図である。
【符号の説明】
２０  マンドレル
２２  スリーブ
２５  円筒形チューブ
２９  円筒形空気通路（固定流体通路）
５０，５２  エンドプレート
５０Ａ  中央開口部
５２Ａ  スロット付き平面
５２Ｄ  エンドプレートの輪郭縁部
５３  円形開口部（中央開口部）
５３Ｃ  環状凹部
５８  スロット
６０  圧力プレート
６６  半径方向延在空気通路
Ａ１，Ａ２  ドラム軸
ＡＰ１  空気ポート（空気導入ポート）
ＡＰ２  空気ポート（空気吐出ポート）
ＤＡ  ドラムアッセンブリ
【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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