(57)【要約】【課題】【解決手段】感光体ドラム（１００）には、材料が硬化するとノイズ／振動を減じる挿入体（１０４）が与えられるように、急激に硬化する材料をドラム（１００）中に直接に注入することによって、挿入体が設けられている。挿入体材料が、ドラムの製造／組立て中に、往復運動をするノズル（１０６）によって注入される。ドラムが製造／組立てされるときに、挿入体材料をドラム中に注入することによって、挿入体をデザインしたり、挿入体を別に製造するためのツールを調達したりする必要がなくなる。更に、挿入体は、この挿入体がドラム内部で成形されることから、ドラムの内部にきっちりと適合する。また、挿入体に対する改良は（例えば挿入体のマスもしくはサイズを変えるため）、ツールを改良することなく、容易に果たされ得る。
2004500604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面と外面とを有する感光体ドラムを提供する工程と、
流動性材料を、感光体ドラムの内面がこの流動性材料のために鋳型を与えるように、感光体ドラム中に注入する工程と、
この流動性材料を感光体ドラム内で固化させる工程とを具備する、挿入体を備えた感光体ドラムを形成するための方法。
【請求項２】
前記流動性材料を注入する工程は、樹脂を注入する工程を有する請求項１の方法。
【請求項３】
前記樹脂は、酸化アルミニウムとシリカとのグループから選択されたフィラー材料を含む請求項２の方法。
【請求項４】
前記フィラー材料は、流動性材料の５乃至９０重量％である請求項３の方法。
【請求項５】
前記流動性材料を注入する工程の前に、プラグを感光体ドラム中に挿入する工程と、
ノズルを前記ドラムの中に挿入し、このノズルをプラグの近くに位置付ける工程と、
前記ノズルをプラグから離れるように引っ込めながら、このノズルを通して、前記流動性材料を注入する工程とを更に具備する請求項１の方法。
【請求項６】
前記流動性材料の逆流を防ぐために、ノズルの周りにカラーを与える工程を更に具備する請求項５の方法。
【請求項７】
前記流動性材料を注入する工程は、
ノズルをドラム中に挿入する工程と、
ノズルを引っ込めながら流動性材料をドラム中に注入する工程とを具備する請求項１の方法。
【請求項８】
調量ポンプを利用して、前記ノズルによって注入される流動性材料の量を制御する工程を更に具備する請求項７の方法。
【請求項９】
前記流動性材料の逆流を防ぐために、ノズルの周りにカラーを与える工程を更に具備する請求項８の方法。
【請求項１０】
前記流動性材料を注入する工程は、（ａ）膨張モノマー及び（ｂ）中空の球体を少なくとも１つ有する流動性材料を注入する工程を有する請求項１の方法。
【請求項１１】
（ｉ）感光性の外面、並びに、
（ｉｉ）内面を有する、
（ａ）管状の感光性部材と、
（ｂ）この管状の感光性部材の中に注入され、管状の感光性部材の中で固まる、急激に固まる材料でできた挿入体とを具備し、この挿入体は、管状の感光性部材の内面の中にモールド成形される結像装置のための感光体ドラム。
【請求項１２】
前記挿入体は、管状の感光性部材の長さの大部分に沿って延び、ドラム内の所定の位置に配置される請求項１１の感光体ドラム。
【請求項１３】
前記挿入体は、急激に硬化し、硬化する際に８０℃未満の発熱を呈する流動性材料でできている請求項１１の感光体ドラム。
【請求項１４】
前記流動性材料は、１０秒未満で、管状の感光体ドラムの中で硬化する請求項１３の感光体ドラム。
【請求項１５】
前記流動性材料は、熱硬化性樹脂とフィラー材料とでできている請求項１３の方法。
【請求項１６】
前記フィラー材料は、流動性材料の５乃至９０重量％である請求項１５の方法。
【請求項１７】
前記フィラー材料は、酸化アルミニウムとシリカとのグループから選択される請求項１６の方法。
【請求項１８】
前記流動性材料は、膨張モノマーを有する請求項１３の方法。
【請求項１９】
前記流動性材料は、中空の球体を有する請求項１３の方法。
【請求項２０】
前記中空の球体には、イソブチレンの低重合体が充填されている請求項１９の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結像装置、特に、ノイズ並びに／もしくは振動を減じるために製造、パッケージ並びに／もしくは組立て中に挿入体が与えられる感光体ドラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンターもしくはコピー機のような結像装置は、典型的には感光体ドラムの形状の感光性部材を有する。この感光体ドラムの性能は、結像（再生）される画像がドラム上に形成及び現像されることから、非常に重要である。そして、現像された画像は、ドラムから、例えば紙のシートに転写される。典型的には、ドラムは、アルミニウムのような金属で形成される。金属は、薄い誘電体を形成するように、陽極酸化処理されるかコーティングされる。続いて、ドラムは、この薄い誘電体の上を、発光性（ｐｈｏｔｏ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）及び光伝導性の層によってコーティングされる。
【０００３】
結像に際しては、ドラムは回転され、かくして、ドラムの外面上の所定位置が、チャージローラー、露光位置、現像位置（トナーが与えられる）、転写位置（トナー画像がドラムから用紙へ転写される）、プロセスが繰り返され得るようにクリーニングブレードがドラムから余分なトナーを取り去るクリーニング位置を過ぎるように回転される。結像動作中、感光体ドラムの回転と、結像装置の様々の他の部材との相互作用との結果、ノイズと振動とが生じ得る。例えば、振動（及び関連したノイズ）は、ドラムの回転と、ドラム、このドラムに取り付けられたギアフランジ、並びに／もしくは、ドラムのギアフランジと相互作用する駆動部の所定の不完全さとによって発生し得る。更に、交流電界が、チャージローラーに印加され、この交流は、また、ドラムの、もしくはドラムと他の部材との間のノイズ並びに／もしくは振動を生じさせ得る。更に、ドラムがクリーニングブレード（ドラムと接触した）を過ぎて回転するにつれて、ノイズが、特にドラムが振動している場合に、発生され得る。ドラムとクリーニングブレードとの間の相互作用は、チャッターリング振動（ｃｈａｔｔｅｒ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）もしくは“スティックスリップ”振動として公知である（例えば、１９９６年１月／２月に発行の、ｉｓｓｕｅ ｏｆ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ の、ＫａｗａｍｏｔｏによるＣｈａｔｔｅｒ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｃｌｅａｎｅｒ Ｂｌａｄｅ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ）。
【０００４】
光伝導性ドラムの動作に関連したノイズ及び振動は、結像装置を使用する（もしくはこの装置の近くにいる）作業者に不快な思いをさせるだけでなく、ノイズ／振動は、画像の劣化、歪み、もしくは装置への損傷を招く可能性がある。特に、振動は、感光体ドラムと、クリーニングブレード、チャージローラー、現像装置などを含んだこのドラムが相互に作用する１以上の部材との間の相互作用を、もしくは、性能の低下を引き起こし得る。例えば、クリーニングブレードが余分なトナーを適当に取り去らない場合には、望ましくないトナーのスポット（ｓｐｏｔ）が結果として生じた画像に生じ得る。また、ドラムが適当にチャージもしくは現像されていない場合には、結果として生じた画像は、画像が適当に形成、現像即ち転写されていないホワイトスポットか、好ましくないトナーが紙のシートに転写されたブラックスポット（ｂｌａｃｋ ｓｐｏｔｓ）を有する。ノイズの問題は、また、結像動作中のガス（オゾン）の発生によって生じるが、このノイズは、典型的には、比較的小さい。
【０００５】
ノイズ並びに／もしくは振動を減じるかなくすために、ドラムの物理的な特性が、例えばドラムの厚さを増すことによって、改良され得る。かくして、ドラムは、これの自然周波数が装置の他の部材並びに／もしくはプロセスカートリッジ（内部にドラムが配置されているユニット）と異なるようにデザインされ得る。この結果、振動は、なくされるか減じられ、もしくは、生じ得るノイズの周波数は、これが可聴範囲外になるように変えられ得る。しかし、管即ち“基材”の厚さを増すことによって（最終的には、電子写真式ドラムとして使用されるようにコーティングされる）、管の製造は、特に管を製造するのに使用されるツールが変えられなくてはならない場合、より高価になる。更に、感光体ドラムは、交換部品として製造される場合、他の製造者によるプロセスカートリッジ中に挿入されることが多い。プロセスカートリッジは、感光体ドラムとは異なる製造者による、再製造されるか、新しく製造された交換プロセスカートリッジでよい。プロセスカートリッジの製造者／再製造者（ｒｅｆｕｒｂｉｓｈｅｒ）は、様々でよい（もしくは所定の製造者／製造者のデザインが様々でよい）。かくして、ノイズの問題を回避するために適当な管の厚さを単に選択することは、この厚さが所定のプロセスカートリッジのために選択される場合、この厚さは他のプロセスカートリッジには適さないことから、難しい。この結果、ノイズの問題は、交換部品として製造された感光体ドラムにとって、特に厄介である。
【０００６】
感光体ドラムに発生し得る更なる困難は、管の円形即ち真円が経時的に変化し、これによって、画像の劣化が招かれ得ることである。ドラムの円形即ち真円は、ドラムが振動しドラムの周囲に配置された他の部材に接触する場合には、比較的急激に悪化し得る。この問題は、また、比較的厚いドラムを提供することによって軽減され得るが、上述されたように、ドラムを厚くすることによって、材料と、製造コストと、並びに／もしくは新しいツールの必要性とが増される。
【０００７】
ノイズ並びに／もしくは振動の問題を解決するためにこれまで利用されてきた代わりの解決法は、感光体ドラム中にプラグを挿入することである。このアプローチによって、円筒形の物品は、ドラム中に挿入され、この挿入体は、ドラムのマス／周波数特性（ｍａｓｓ／ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ）を変えるために、ドラムに付加的な重みを与える。しかし、プラグタイプの挿入体を別に挿入することは、多くの理由により望ましくない。まず、プラグは、ドラム内の正確な位置に位置されることが必要な場合が多く、これによって、製造プロセスは複雑になる。更に、プラグは、所定位置で固定されなくてはならず、この際、接着剤の使用が必要であり、かくして、製造／組立てプロセスが更に複雑になる。また、締まりばねが、ドラムとプラグとの間に設けられ得るが、ドラムの変形をもたらすことがある。プラグの挿入体によって招かれ得る更なる不利な点は、プラグ並びに／もしくはこれの関連した接着剤が、ドラムの性能特性を変えることがある点である。先行技術の挿入体は、別部品のデザイン及び製造に関連したコストが原因で、不利である。特に、挿入体は、デザインされなくてはならず、また、主要なコストは、サイズ及び形状において感光体ドラムと互換性のある部品を製造するために必要なツールの購入及びデザインにおいて発生するものである。続いて、挿入体は、十分な量の目録内に記録されなくてはならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述部を考慮すると、結像装置におけるノイズ並びに／もしくは振動、特に感光体ドラムの動作に関連したノイズ／もしくは振動を減じるための装置及び方法が、必要とされる。このような装置及び方法は、好ましくは、新品購入時の部品と交換部品との両方での使用に適している。更に、このような装置及び方法は、好ましくは、挿入体とこのような挿入体を含んだドラムとを製造するためのコストを最小にし、また好ましくは、製造プロセスを単純にする。
【０００９】
本発明の目的は、費用効率のよい方法で結像装置におけるノイズ並びに／もしくは振動を減じるためのプロセスと製品とを提供することである。
本発明の更なる目的は、新品購入時の部品もしくは結像装置の交換用感光体ドラムの動作中に生じ得るノイズもしくは振動をなくすか減じるための装置と方法とを提供することである。
本発明の更なる目的は、結像装置内の感光体ドラムより信頼性の高い、一貫した性能を与える装置と関連した方法とを提供することである。
【００１０】
本発明の更なる他の目的は、接着剤によってドラムに接着される必要がなく、ノイズ並びに／もしくは振動を減じる、感光体ドラムのための挿入体を与えるプロセスを提供することである。
本発明の更なる目的は、船積み及び保管中に生じ得る熱的なサイクルによる損傷や動きが減じられるかなくされて、ノイズ並びに／もしくは振動を減じる、感光体ドラムのための挿入体を与えることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の及び他の目的と利点とが、挿入体が感光体ドラムの内部で直接にモールド成形される本発明に関わって、果たされる。かくして、挿入体は、感光体ドラムの製造もしくは組立て中に製造されるので、別に製造したり、目録を作ったり、ノイズ／振動を減じる挿入体を挿入する必要がない。更に、挿入体は、ドラムの内部で直接にモールド成形されることから、サイズ及び形状においてドラムの内周に適合する。また、挿入体をドラムの内側の所定位置に固定するために、接着剤を別に与える必要がない。本発明に係われば、挿入体を形成する材料は、ドラムの内部に挿入体材料を充填するように、感光体ドラムの内部中に直接に注入される。挿入体材料が硬化すると、ノイズ／振動を減じる挿入体をドラムに提供する工程は、完了する。挿入体を形成する材料は、所定の特定マスが任意のＯＰＣドラムの適当な位置に与えられるように適当な手段によって注入される、単一もしくは複合接着剤を有することができる。挿入体材料は、コストを低くしながら、ＯＰＣドラムの熱膨張係数と一致するように選択され得る。好ましくは、選択された、注入熱可塑性物質もしくは接着系の注入と最初の硬化のための時間は、急激に好ましくは１０秒未満、より好ましくは６秒未満で、成される。このような急激な硬化もしくは固化のための時間は、ＯＰＣドラムの内側部分からの漏れもしくは流出が望ましくない外面上で起こらないように、また、ドラムの製造／組立てプロセスにおける遅れを最小にするのを確実にするように助ける。指定量の挿入体材料を調量することによって、挿入体の余分なマス（かくして重量）が規定され得る（ｐｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ）。また、挿入体材料の注入は、硬化時に制御されることができ、挿入体は、ドラム内の所定位置に配置される。かくして、挿入体の重量と配置との両方が、挿入体がノイズ並びに／もしくは振動を減じるのに効果を有するのを確実にするように制御され得る。挿入体を形成するためにドラム中で直接行われる挿入体材料の調量は、従来の既に成形された挿入体の場合のように製造ツールに改良を加える必要なしに、挿入体のサイズもしくはマスが変えられ得る（様々のドラムのために、もしくは特別なドラムのためのデザインの改良として）点で効果的である。
【００１２】
ドラムと挿入体との熱膨張係数の一致は、ドラムが船積み及び保管される状況のときに、重要である。特に、ドラムは、暖められない貨物スペース内に船積みされたり、空調されていない倉庫に保管されることが多い。かくして、挿入体とドラムの熱膨張係数がうまく一致していない場合、挿入体は、ドラムより縮んだときにはドラムの内部から外れ、一方、この挿入体が、ドラムより実質的に大きく膨張したときには、ドラムを変形させ得る。好ましくは、ドラムと挿入体とは、−４０℃乃至８０℃の温度の周期（ｃｙｃｌｅ）に耐えられなくてはならない。挿入体の熱膨張係数は、ドラムが受ける状況下でドラムもしくは挿入体に対する損傷が回避されるように、ドラムの熱膨張係数と互いに十分に近ければ、かならずしもこれと一致させる必要のないことが、理解されなくてはならない。かくして、船積み及び保管状況がよりよく制御されている場合には、熱膨張係数の一致は、正確にさせる必要がない。しかし、上述されたように、典型的な保管及び出荷といった環境においては、ドラムと挿入体とは、損傷を受けずに、−４０℃乃至８０℃の温度に耐えることができなくてはならない。
【００１３】
適当な材料の例には、シリカが充填された１もしくは２成分の接着剤が含まれる。フィラー材料は、挿入体の熱膨張係数を、このようなフィラー材料を含まない挿入体の熱膨張係数と比較して、ドラムの熱膨張係数に近くさせる。フィラー材料はまた、比較的安価であり、かくして、挿入体材料にかかるコストを低く維持するという点で有益である。シリカ以外のフィラー材料（例えば酸化アルミニウム）もまた適当であることが、理解されなくてはならない。５重量％程度の少量のフィラー材料を樹脂に付加することが、挿入体の熱特性をドラムの熱特性に近くさせるために効果的であると分かっている。９０重量％までの量のフィラー材料を加えることで、満足な結果が導かれる。９０％を超えるフィラー材料の量は、可能ではあるが、一般に好ましくない。これは、挿入体材料がペースト状になるので、材料の処理において、材料が感光体ドラムの内部に注入されて硬化されるようにするには、困難な場合があるためである。
【００１４】
１もしくは２成分の接着性樹脂とフィラー材料から成る本発明の挿入体は、船積み及び保管中に生じ得る温度の変化及び振動／衝撃が原因で、船積み及び保管中に挿入体が緩んでしまう（ｌｏｏｓｅ）可能性を減じるために効果的であることが分かっている。上述されたように、コストの減少と比較的よい熱の一致とが、シリカもしくは酸化アルミニウムのようなフィラー材料の使用によって果たされ得る。これは、このようなフィラー材料が安価であり、感光体ドラムの基材、典型的にはアルミニウムもしくはアルミニウムに基づいた材料に近い熱特性を有するためである。急激な注入／硬化速度が、反応射出成形（ＲＩＭ）技術を利用して与えられ、かくして、２つの別のモノマーの硬化反応が、ＯＰＣドラムの穴部内で即座に起こる。ＲＩＭプロセスは、場合によっては前もって成形されて別に挿入されなくてはならないかもしれない、様々のポリマーからの幅広い選択を可能にする。好ましくは、モノマーは、熱が、モノマーが反応して硬化する８０℃を超えないように選択される。極端な発熱は、ＯＰＣドラムの表面コーティングに対する損傷を招く。硬化中の僅かな樹脂の縮みは、許容範囲であり、樹脂は、それでもなお、ＯＰＣドラムの内面に接着されたままを維持する。しかし、望ましい場合には、膨張モノマーはまた、過度の縮みが、挿入体のために選択された樹脂材料が原因で生じたときに、この縮みを補正するために、樹脂材料内に含まれ得る。膨張モノマー（もしくは中空の球体のような手段）の付加は、任意で、縮みが問題でない場合には与えられる必要はない。しかし、膨張モノマーは、わずかな縮みでも、望ましい場合には加えられ得る。好ましくは、硬化後の挿入体のディメンションは、比較的よい消音効果を与えるために、充填された挿入体と感光体ドラムとの間に最大の内部接触領域を与えるように、感光体ドラムの内径（Ｉ．Ｄ）に近いのがよい。
【００１５】
本発明の付加的な利点は、挿入体をドラムの内部に充填することによって、この挿入体が、感光体ドラムに支持的な効果を与え、かくして、ドラムに、比較的耐久性を有させ、感光体ドラムが使用中にこれの真円もしくは円形から変形するか偏るのに対して比較的強くさせることである。この支持的な効果は、ドラムのコストを対応して低くするように感光体ドラムの厚さを減じるという方向に向いているという点で、特に望ましい。このような減じられた厚さは、ドラムを、比較的変形に強くさせる。本発明に係われば、挿入体は、比較的薄いドラムであっても変形に強くなるように、ドラムに付加的な支持を与え得る。
【００１６】
本発明の好ましい形態では、挿入体は、硬い円筒形のスラグの形状であるが、多孔性もしくは発泡された挿入体が形成されてもよい。例えば、硬いシリンダーが、大きなマスが望ましいとき場合に使用され、多孔性もしくは所定位置で発泡された挿入体が、比較的小さなマスもしくは重量を有するドラムの内部に沿って比較的長いのものが好ましい場合に使用され得る。多孔性のもしくは発泡された挿入体は、樹脂に対して＜１ｗｔ．％の割合の量でこの樹脂と混合された発泡剤の使用によって果たされ、かくして、射出成形中に、多孔性の構造体が形成される。挿入体が感光体ドラムの内部から後で緩んでこないように確実にするために十分な熱膨張係数を有する、熱可塑性物質もしくは熱硬化性樹脂以外の挿入体材料（充填されるもしくは充填されない）もまた、使用され得る。注入のようなプロセスでの使用のために流れ、急激に硬化即ち固化する他の有機的もしくは無機的な材料もまた、使用され得る。挿入体材料の硬化中に生じ得る縮みに抵抗するかこれを緩和するために、膨張モノマー並びに／もしくは中空の球体のような付加物が、挿入体材料中に含まれ得る。例えば、Ｅｘｐａｎｄｉｎｇ Ｍｏｎｏｍｅｒｓ、Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｐ３６−３７に開示されている膨張モノマーが、使用され得る。現在は、Ｓｐｉｒｏ−７ｏｘａｂｉｃｙｃｌｏ ［４．３．０］ｎｏｎａｎｅ−８，２’−（１’，３’）−ｄｉｏｘａｌａｎｅ；Ｓｐｉｒｏ−７，９−ｄｉｏｘａｃｙｃｌｏ［４．３．０］ｎｏｎａｎｅ−８，２’−１’−ｏｘａｃｙｃｌｏ−ｐｅｎｔａｎｅ；Ｓｐｉｒｏ−１，３−ｄｉｏｘａｌｅｎｅ−２，１’−（３Ｈ）−ｉｓｏｂｅｎｚｏｆｕｒａｎ；ｏｒ Ｓｐｉｒｏ−７，９−ｄｉｏｘａｂｉｃｙｃｌｏ［４．３．０］ｎｏｎａｎｅ−８，８’−７’−ｏｘａｂｉｃｙｃｌｏ［４．３．０］ｎｏｎａｎｅが、膨張モノマーとして好ましいと考えられているが、他の膨張モノマーもまた可能である。更に、もしくは代わりに、ＰＱ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造されているｈｏｌｌｏｗ ｓｐｈｅｒｅｓのような中空の球体（充填された中空の球体もしくは充填されていない中空の球体）が、縮みを妨げるか緩和するために、使用され得る。球体が充填されている場合は、これらは、例えばイソブチレンのオリゴ
マーを充填され得る。
【００１７】
挿入体材料を注入するために、適当な直径を有する、熱硬化性もしくは熱可塑性のキャップのようなプラグもしくはスペーサーが、ＯＰＣドラムの一端部内の所定位置に配置される。このスペーサーが配置されると、ノズルがこれを通して挿入体材料を注入する開口部を備えた付加的なプラスチックのキャップのようなプラグもしくはスペーサー上にノズル開口部を備えた中空のピストンのような装置を用いて、充填が果たされる。この装置と方法とは、充填材料が、ドラムの端部から外へ流れてしまわないようにＯＰＣドラム中に強いられるように、確実にする。この装置と方法とはまた、挿入体材料が、ドラムが水平になっている間に、ドラム中に注入されるようにする。水平方向は、フランジ／ギアをドラムに取り付けるために使用される自動組立て装置内でのドラムの典型的な方向である。かくして、挿入体材料がドラム中に注入されると、続いて、ドラムは、ドラムの端部中へのフランジもしくはギアの挿入／取り付けを含んだ次の自動組立て動作に素早く進む。ドラムが垂直であるか垂直と水平の間の位置にある間、本発明のフィラー材料は注入可能であることを、理解しなくてはならない。
【００１８】
材料の適当な量が中空のＯＰＣ管を充填するのを確実にするために、調量ポンプもしくは他の適当な手段が、所定量の材料を特定の時間内（好ましくは６秒未満で、より好ましくは２−３秒未満）に分配するために、使用され得る。材料は、分配されると、その後すぐに充填材料の流れが僅かになるかなくなるように、可能な限り早く硬化するか固化する。注入された挿入体の長さは、振動周波数、望ましいマス、組立て及び挿入の単純さなどを含む幾つかの要因に基づいて変化する。現在は、注入された挿入体が、ドラムの長さの少なくとも半分に渡って延びているのが好ましい。
【００１９】
本発明の装置は、多くの点で、効果的である。まず、ドラムのマス／周波数特性を変えることができ、かくして、ドラムの共振周波数が可聴範囲外になるように確実にするか、装置の他の部材の共振周波数と一致しないようにすることができる。更に、注入された、もしくはモールド成形された挿入体が、比較的重量が軽いことから、これは、ドラムの長さの大部分に沿って妨げられるか、延長されることができ、かくして、プラグもしくはおもりがドラム内の特定の位置に集中される先行技術のプラグタイプの挿入体に関連した不利な点を解消することができる。この装置は、注入されて充填されたモールド成形挿入体が、挿入体がドラム内の所定位置に保持されるように注入時に（放射状に）膨張される傾向を有するプラグタイプの挿入体を有するという点で、更に好ましい。たとえ多少の縮みが生じても、挿入体は、ドラム内に注入／成形されていることから、ドラム内部に接着された状態に維持され得る。従って、別の接着剤は、挿入体をドラム内部に保持するため、もしくは、挿入体を共に保持するためのいずれのためにも、必要ではない。
【００２０】
本発明の装置はまた、挿入体が別の部品として形成される必要がなく、かくして、挿入体の形成のためのツールの調達に関連したコストと目録のコストとが回避され得るという点で、効果的である。更に、本発明は、挿入体に対する改良（厚さ、長さ、重量などにおいて）が必要である場合、このような改良は、挿入体に対し、感光体ドラムに対して改良を成すか、機能される挿入体のデザインを改良するよりも容易に成される（例えば、注入されたモールド成形挿入体を形成するように、種々のフィラー材料を選択することによって、もしくは、注入される材料の量を変えることによって）という点で、効果的である。本発明のこの態様は、挿入体が、これが現地で使用された後には最適に機能しない可能性があると分かっている点で、特に望ましい。しかし、従来の挿入体では、これに対する僅かな改良でさえも、デザイン及びツールの偏向を必要としてきた。本発明に係われば、挿入体のデザインの改良は、単に、例えば、挿入体が内部で射出成形されるドラムに沿った長さを変えることによって、容易に果たされる。かくして、組立てと挿入の単純さと容易さと、低コストであることに加えて、本発明はまた、ディメンションの修正などのデザインの改良において、効果的であり、挿入体の容量並びに／もしくはマスは、挿入体のためのツールを新しく製造する必要なしに、容易に果たされ得る。
本発明の他の目的と利点とは、本発明が以下の詳細な説明を参照してよりよく理解されるにつれて、特に図面に関連して考察されることによって、明らかになるだろう。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明が適用可能なコピー機の形状の結像装置を概略的に示す。このような装置では、原本が、コピー機のガラス１０上に置かれ、ランプ１２によって照明される。かくして、結果として生じた光が、光学システム１４によって感光体ドラム１上に投影され、ドラムは、チャージローラー１６を用いて前もってチャージされている。この結果、潜像が、ドラム１上に形成され、続いて、現像ユニット１８が、潜像を現像するためにドラム１にトナーを供給する。続いて、用紙が、様々のローラーによって、源２０から、ドラム１とバックアップローラー２２との間の位置に供給され、ドラムのトナー画像が用紙に転写される。用紙は、代表的には熱を利用してトナー画像を用紙に定着させる定着装置２４に供給され、続いて、装置の外に搬送される。クリーニングブレード１７が、バックアップローラー２２から下流（即ち、ドラム１の回転方向に対して下流）に設けられ、かくして、画像がシートに転写された後もドラム上に残っている所定の余分なトナーは、クリーニングブレード１７によって取り除かれる。続いて、ブレードによって取り除かれたトナーは、余分なトナーを集めるために設けられたコンテナ（図示されず）中に落ちる。続いて、ドラムは、チャージローラー１６によってチャージされ、次の画像のために、プロセスが繰り返される。
【００２２】
図２は、本発明が適用可能なプリンター装置を概略的に示す。図２に示されるように、複写装置とは対照的に、プリンターは、画像を、ビデオ信号を与える制御ユニット、例えば、レーザー走査ユニット３０によって提供する。かくして、レーザー走査ユニット３０は、チャージローラー３４によって均一にチャージされた感光体ドラム３２上に潜像を与える。画像は、現像装置３６によって現像され、（源３８から供給された）用紙に、この用紙が感光体ドラム３２とバックアップローラー４０との間を通る際に転写される。続いて、用紙は、様々の搬送ローラー及びガイドによって、定着装置４２を過ぎて、プリンターの外に出る。余分なトナーは、クリーニングブレード３７によって取り除かれ得る。
【００２３】
前述部から明らかであるように、感光体ドラムは、結像プロセスのために重要なものである。この感光体ドラムは、動作の各サイクルごとに、チャージローラー、光学結像システム、現像装置、バックアップローラー、クリーニングブレードを含む多数の部材と協働し、相互作用することが必要である。ドラムが回転する際に、これは、ドラムを回転させるのに駆動部が利用されることで、また、ドラムのギアフランジ並びに／もしくはドラムなどの中の不完全性（偏心もしくはひずみ）によって、振動することがある。更に、ＡＣ電流がチャージローラー１６、３４に発生される場合、代わりのチャージが、クリーニングブレード、チャージローラー、現像装置を含む様々の部材との、ドラムの摩擦接触を生じ得るのと同様に、ドラムの動作中に振動並びに／もしくはノイズを生じさせる傾向を有することがある。また、結像は、オゾンガスを発生させることが分かっており、このガスの発生は、ドラムのノイズ並びに／もしくは振動の潜在的な原因になると考えられている。
【００２４】
ノイズ並びに／もしくは振動の発生は、多くの場合に、画像の品質の劣化を伴う。これは、ドラムが、結像装置の他の部材とスムーズに、かつ一貫して相互作用しないことによる。この結果、トナーは、望ましくない領域に現れ（望ましくないブラックスポット）、並びに／もしくは、トナーは、結像のために必要とされる領域に現れない（望ましくないホワイトスポット）。最適画像が、ドラムのサイクルが減少されるような使用期間に渡って決して現れない。特に、ドラムが多くサイクルして動作した後は、ドラムの所定の位置は変形し、ドラムの円筒形の形状がより不完全になることがある。また、サイクルのロスは、画像の品質の劣化を助長する。このサイクルのロスは、ドラムが振動する場合に、ドラムが、より集中した力もしくは、ドラムがスムーズに回転される場合よりも大きい力に晒されることによって、より急激に生じ得る。言うまでもなく、望ましくないノイズ及び振動の発生は、装置の操作者、もしくは装置の近くにいる人に不愉快な思いをさせる。
【００２５】
ノイズを回避するか減じるために、装置の製造者達は、ドラムの自然な共振周波数が周囲の所定の部材と一致せず、かくして、ドラムの自然な共振周波数が可聴範囲内にないようなドラムをデザインしてきた。この結果、振動が生じる場合も、それは、周波数が周囲の部材の周波数と一致していないことから、比較的非破壊的である。更に、ノイズは、操作者もしくは装置の動作場近傍にいる人には聴こえない（もしくは比較的聴こえない）。しかし、ノイズの問題が現行の装置においても生じているのが見られる場合、ドラムのディメンション（例えば管の厚さ）を変えるために必要なツールを再デザインすることは、極めてコスト高である。更に、ドラムの製造は、夫々異なった厚さが夫々の装置に与えられなくてはならない場合にはより複雑になる。この複雑さは、ドラムが交換部品として製造される場合には、交換部品の製造者が、多くの夫々異なったモデルプリンターもしくは製造者が夫々異なるコピー機のためにドラムを製造するかもしれないことから、緩和される。
【００２６】
感光体ドラムにおけるノイズ並びに／もしくは振動を最小にするための他のアプローチは、プラグもしくはおもり（もしくは多数のプラグもしくは多数のおもり）を、ドラム内の所定の位置に挿入することである。しかし、この挿入体を用いるアプローチは、これが、別部品の製造を必要とし、この部品がデザインされなくてはならず、適当なツールがこの部品を製造するために調達されなくてはならないことから、不利である。更に、部品が一度製造されると、これの機能が最適でない場合にも、部品を改良するためには、再デザイン及び再道具細工が必要となることがある。プラグタイプの挿入体の使用は、プラグが典型的にはドラム内の特別な軸方向の位置に挿入される必要があることから、望ましくなく、不適当に位置された場合には、プラグは、適当に機能しない可能性があり、ノイズもしくは振動の問題を悪化させる可能性もある。更に、プラグは、多くの場合、所定の位置で接着されなくてはならない。もしくは、締まりばねが、プラグが挿入後に所定の位置に固定されるように、使用されなくてはならない。プラグを接着剤によって取り付けると、使いにくくなり、接着剤が好ましくない位置に（ドラムの機能に悪影響を与え得るドラムの外側のような）不注意に配置されるようなことが起こり得るか、もしくは、プラグは、ドラムが接着剤の硬化前に搬送される場合には、移動してしまうかもしれない。締まりばねが利用される場合、ドラムは、挿入時に変形され得る。更に、ドラムがプラグの位置で支持されるが、他の領域では支持されないことから、プラグの位置におけるドラムの機能性及び応答性（ｒｅｓｐｏｎｓｅ）が、ドラムの他の位置における機能性及び応答性と一致しないということが起こり得る。
【００２７】
図３を参照すると、本発明に係わって挿入体を形成するための装置及び方法だけでなく、本発明に係わるドラムが示されている。ドラム１００内の挿入体１０４を形成するために、エンドキャップ即ちプラグ１０２は、好ましくは、まず、ドラムの一端部中に挿入される。キャップ即ちプラグ１０２は、安価な熱可塑性もしくは他の部材であり、挿入体材料がドラム中の正しい位置に挿入された後、これがドラムの端部から流出しないように確実にするために使用される。プラグ１０２は、挿入体が充填されて硬化された後、ドラム中に残る。あるいは、プラグ１０２は、例えばこのプラグ１０２を、プラグが挿入体の形成中のバックアップとして機能し、この後、もはや必要でなくなったら取り除かれるようにロッド上に設けることによって、取り除かれることもできる。プラグが、各充填動作後に取り除かれる場合には、より耐久力があり、汚れがつきにくい材料が好ましいが、プラグが充填後にドラム内に滞在するようにされる場合には、挿入体に接着され得る比較的安価なプラグ材料が好ましい。プラグ１０２が所定位置に位置されると、挿入体の注入及び形成が、進められる。
【００２８】
本発明の好ましい形態では、挿入体材料は、ドラム１００の内径とほぼ同じサイズを有するカラー１０８を備えたノズル１０６を利用して注入される。この結果、充填中に、挿入体が、ドラムの長さに沿った所定の位置に形成され、ノズルの周囲で、もしくはドラムの端部から逆流することはない。ノズル１０６は、ノズル１０６に材料を供給するための導管を与えるために中空にされた往復運動プランジャーロッド１１０上に設けられている。プランジャーロッド１１０は、矢印Ａによって示された方向に往復運動する。挿入体材料が最初に注入されるとき、ノズル１０６は、プラグ１０２の近くに配置される。注入／充填が進むと、プランジャーロッド１１０、ノズル１０６が、注入動作が完了するまで、プラグ１０２から離れるようにだんだん引っ込められる。充填動作は、好ましくは、２、３秒をのみ必要とするだけであり、かくして、ドラム組立てプロセスにおいて致命的な遅れを生じさせることはない。適当な駆動部１１２は、プランジャーロッド１１０を往復運動させるために使用される。このような往復運動のための駆動部は、公知であり、ドラムギアフランジ挿入体のために使用されるのと同様の駆動部が使用され得る。かくして、本発明は、ドラムアッセンブリーにおいて使用されている現行の装置との間に互換性を有し、フランジ挿入体のために使用されている往復運動のための駆動部がまた、プランジャーロッド１１０と、望ましい場合には、プラグ１０２の挿入体とを往復運動させるように、改良され得る。
【００２９】
調量ポンプ１１４が、フィラー材料の貯蔵部もしくは供給部即ち源１１６から、挿入体材料を送出する。調量ポンプは、所定時間の間、材料を送出することができ、容量で材料を調量し得る。どんな場合でも、ドラム中に送出される挿入体材料の量は、制御されることができ、また、異なった量の材料が夫々異なったドラムのモデル中に与えられ得るように、変えられ得る。また、ドラム中に注入される材料の量を変更するのが望ましい場合には、そのような変更は、容易に成され得る。従って、本発明が、このような挿入体を形成するためにデザインもしくはツールの改良を必要とせず、様々のサイズの挿入体の形成を可能にすることが、容易に明らかにされるはずである。また、明らかであるように、挿入体がドラム内で形成されることから、挿入体は、ドラムの内部に適合し得、かくして、正しいサイズの挿入体を形成するために適当な製造許容量を有するツールをデザインすることが不要になる。更に、挿入体の位置は、プラグ１０２の配置と、往復運動プランジャーロッド１１０のストロークとを変えることによって変えられ得る。
【００３０】
前述されたように、好ましくは、挿入体材料は、１もしくは２割が急激に硬化する熱硬化性樹脂から成る。挿入体材料の注入及び硬化のための総使用時間は、好ましくは１０秒未満であり、より好ましくは６秒未満である。適当な材料には、ポリエステル、エポキシ樹脂、他の熱硬化性もしくは熱可塑性の樹脂が含まれるが、他の材料もまた可能である。更に、挿入体材料は、挿入体の熱膨張をドラム１００の熱膨張により近く適合させるように、好ましくは、酸化アルミニウムもしくはシリカのようなフィラー材料を含む。このような熱膨張の適合性は、挿入体が、ドラムから取り外されないようにし、また、ドラムを、出荷もしくは保管中に高温もしくは低温にさらされても変形しないようにさせるために、重要である。ドラムは、航空貨物などで出荷される間、もしくは暖房もしくは空調されない倉庫内で保管される間に、高温もしくは低温に晒され得る。５重量％程度の小量のフィラーの使用が、挿入体の熱膨張をドラムの熱膨張により近く適合させるために効果的であると分かっている。好ましくは、フィラー材料の量は、このフィラー材料がフィラー材料が流れる能力を過度に妨げず、かくして、ドラム中に供給され得るように、９０重量％を超えないのがよい。前述されたように、挿入体材料がわずかに縮む場合でも、それにも関わらず、挿入体は、ドラムの内側に接着された状態を維持する。しかし、また、挿入体材料の硬化時に生じ得る縮みを補正するために、膨張モノマー（例えば、Ｓｐｉｒｏ−７ｏｘａｂｉｃｙｃｌｏ ［４．３．０］ｎｏｎａｎｅ−８，２’−（１’，３’）−ｄｉｏｘａｌａｎｅ；Ｓｐｉｒｏ−７，９−ｄｉｏｘａｃｙｃｌｏ［４．３．０］ｎｏｎａｎｅ−８，２’−１’−ｏｘａｃｙｃｌｏ−ｐｅｎｔａｎｅ；Ｓｐｉｒｏ−１，３−ｄｉｏｘａｌｅｎｅ−２，１’−（３Ｈ）−ｉｓｏｂｅｎｚｏｆｕｒａｎ；ｏｒ Ｓｐｉｒｏ−７，９−ｄｉｏｘａｂｉｃｙｃｌｏ［４．３．０］ｎｏｎａｎｅ−８，８’−７’−ｏｘａｂｉｃｙｃｌｏ［４．３．０］ｎｏｎａｎｅ）を有することが望ましい。膨張モノマーの代わりとして、もしくは、膨張モノマーの使用に加えて、縮みに抵抗するかこれを緩和するための他の手段が使用され得る。例えば、中空の球体が、ＰＱ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造されている中空の球体のような、硬化後に挿入体を形成する流動可能な材料に、加えられ得る。中空の球体は、中身を充填されてもされなくてもどちらでもよい。中空の球体が充填される場合、これらは、例えばイソブチレンのオリゴマーなどを充填され得る。
【００３１】
図４を参照すると、本発明の別の実施形態が示されている。この実施形態には、二重の挿入体が設けられている。特に、挿入体１２４、１２６が、ドラムの長さ方向に沿って離間されて設けられている。比較的短い挿入体１２４、１２６が示されているが、挿入体のサイズは、配置位置と同様に様々であることが、理解されなくてはならない。挿入体は、最初にキャップ１２８を、ドラムの一端部の内側に配置し、挿入体１２４を形成するために挿入体材料を充填することによって形成され得る。続いて、更なるキャップ即ちプラグ１３０が、挿入体１２４が硬化前に変形しないように確実にすることが望ましい場合に、挿入体１２４の近くに配置され得る。続いて、次のプラグ１３２が取り付けられ、挿入体１２６を形成するために挿入体材料が充填され、任意で更なるプラグもしくはキャップ（図示されず）が配置される。あるいは、挿入体１２４、１２６は、同時に形成され得る。同時の形成によって、プラグ１３０、１３２は、最初に挿入され得る。次に、充填ノズルが、挿入体１２４、１２６を同時に形成するように、ドラムの各端部中に挿入され得る。続いて、任意で、１２８として示されたキャップ即ちプラグが、ドラムの各端部中に挿入され得る。
【００３２】
明らかに、本発明に対する多くの修正及び変更が、上述の教示を踏まえた上で可能である。かくして、添付請求項の範囲内で、本発明が、別の方法で、本明細書に具体的に説明されているように、実行されることが、理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明が適用可能なコピー機の結像装置を概略的に示す。
【図２】
図２は、本発明が適用可能なプリンターを概略的に示す。
【図３】
図３は、本発明に係わる感光体ドラム中に挿入体を挿入するための装置とプロセスだけでなく、感光体ドラムと挿入体とを示す。
【図４】
図４は、本発明に係わる複数の挿入体を備えたドラムの代わりの実施形態を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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