DE69610003T2

DE69610003T2 - Bilderzeugungsgerät mit einer Photoleitereinheit mit Innenzahnradeinheit

Info

Publication number: DE69610003T2
Application number: DE69610003T
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu Harada; Hideaki Kadowaki; Yasuo Kitabatake; Toshio Yamanaka; Yasuji Yamauchi; Yoshiharu Yoneda
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-03-07
Filing date: 1996-03-06
Publication date: 2001-04-05
Anticipated expiration: 2016-03-07
Also published as: DE69621960T2; US6161446A; EP1003082A3; DE69610003D1; EP1016934B1; DE69621960D1; US6188857B1; DE69622603T2; EP1003082B1; EP1003082A2; EP1016934A3; EP0731390B1; DE69622603D1; EP1016934A2; US5927148A; EP0731390A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsgerät wie ein Kopiergerät, einen Drucker usw., das mit einer Fotoempfängereinheit mit einem Innenzahnrad versehen ist. Die Erfindung betrifft auch eine Fotoempfängereinheit mit einem Innenzahnrad für ein Kopiergerät, einen Drucker oder andere Bilderzeugungsgeräte. Die Erfindung betrifft ferner eine Innengetriebeeinheit für eine derartige Fotoempfängereinheit mit Innenzahnrad.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Es sind Bilderzeugungsgeräte wie Kopiergeräte usw. bekannt, die mit einer zylindrischen Fotoempfängertrommel 101 versehen sind, wie es in Fig. 22 dargestellt ist. Bei derartigen Bilderzeugungsgeräten wird die Oberfläche der Fotoempfängertrommel 101 durch eine Hauptladeeinrichtung 102 geladen, und die Fotoempfängertrommel 101 wird dadurch belichtet, dass von einer Belichtungseinheit 103 ein Lichtstrahl auf sie gestrahlt wird, und das sich ergebende elektrostatische latente Bild wird durch eine Entwicklungseinheit 104 entwickelt und durch eine Übertragungs-Ladeeinrichtung 105 auf ein Blatt übertragen. Danach wird die Ladung auf der Oberfläche der Fotoempfängertrommel 101 durch eine Reinigungsschneide (nicht dargestellt) einer Reinigungseinheit 106 entfernt, und das entwickelte Bild wird durch eine Schmelzeinheit 107 (nicht dargestellt) dauerhaft auf dem Blatt fixiert. Beim angegebenen Bilderzeugungsprozess wird die Fotoempfängertrommel 101 durch eine Antriebsbeinheit so angetrieben, dass sie sich in einer Richtung dreht.
In der Veröffentlichung Nr. 120265/1983 (Tokukaisho 58-120265) zu einem ungeprüften Japanischen Patent und in der ungeprüften Japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 155863/1986 (Jitsukaisho 61-155863) ist eine Antriebseinheit dargestellt, bei der die mit einem Innenzahnrad versehene Fotoempfängertrommel 101 durch ein Antriebszahnrad mit kleinem Durchmesser angetrieben wird, das in Eingriff mit dem Innenzahnrad steht (der Einfachheit halber wird hier der Begriff "Innengetriebesystem" verwendet), die ein Beispiel für das Antriebssystem der Fotoempfängertrommel 101 bildet. Die beschriebene Anordnung ist hinsichtlich der folgenden Punkte einer Anordnung überlegen, bei der die Fotoempfängertrommel 101 mit einem Außenzahnrad in Eingriff mit dem Antriebszahnrad versehen ist. D. h., dass, da eine größere Anzahl von Zähnen des Antriebszahnrads und des angetriebenen Zahnrads (Innenzahnrads) in Eingriff miteinander stehen, ein instabiler Antriebszustand, wie er durch die Antriebszahnweite des Zahnrads beeinflusst wird, mit geringer Wahrscheinlichkeit auftritt. Außerdem kann die Antriebsvorrichtung kompakt gemacht werden, da das Antriebszahnrad usw. im Inneren der Fotoempfängertrommel 101 angeordnet werden können, wodurch eine Miniaturisierung des Bilderzeugungsgeräts erzielbar ist.
Bei der beschriebenen Anordnung sind jedoch verschiedene Prozesselemente wie eine Hauptladeeinrichtung 102, eine Belichtungseinheit 103, eine Entwicklungseinheit 104, eine Übertragungs-Ladeeinrichtung 105, eine Reinigungseinheit 106 usw. entlang dem Umfang der zylindrischen Fotoempfängertrommel 101 vorhanden, und unter diesen Prozesselementen üben die Entwicklungseinheit 104 und die Reinigungsschneide der Reinigungseinheit 106, die jeweils in engem Kontakt mit der Fotoempfängertrommel 101 stehen, Druck auf die Fotoempfängertrommel 101 aus. Daher wird die Fotoempfängertrommel 101 in gewissem Ausmaß verformt, was eine Verschiebung oder Dezentrierung der Achse verursacht. Andererseits kann, da eine größere Anzahl von Zähnen des Antriebszahnrads und des angetriebenen Zahnrads (des Innenzahnrads) in Eingriff miteinander stehen, wie bereits beschrieben, abhängig von der Relativposition zwischen den Prozesselementen in engem Kontakt mit der Fotoempfängertrommel 101 und dem Antriebszahnrad eine Drehmomentänderung auftreten, was zum Problem führt, dass keine gleichmäßige Drehbewegung des Innenzahnrads, d. h. der Fotoempfängertrommel 101 durch das Antriebszahnrad gewährleistet werden kann. Eine derartige instabile Drehbewegung der Fotoempfängertrommel 101 würde, wenn sie auftritt, ein fehlerhaftes Bild hervorrufen. Die Veröffentlichung Nr. 120265/1983 (Tokukaisho 58-120265) zu einem ungeprüften Japanischen Patent und die ungeprüfte Japanische Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 155863/1986 (Jitsukaisho 61-155863) liefern keine Lösung für ein derartiges Problem.
Aus der ungeprüften Japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 155863/1986 (Jitsukaisho 61-155863) und der Veröffentlichung Nr. 120265/1983 (Tokukaisho 58-120265) zu einem ungeprüften Japanischen Patent sind Fotoempfängereinheiten bekannt. In der ungeprüften Japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 155863/1986 (Jitsukaisho 61-155863) ist eine Fotoempfängereinheit mit An ordnungen angegeben, wie sie in Fig. 23 und Fig. 24 dargestellt sind. Wie es in diesen Figuren dargestellt ist, sind um die beiden Enden einer Fotoempfängertrommel 201 herum mehrere Walzen 202 angeordnet, um die Fotoempfängertrommel 201 zu lagern. Am Innenumfang der Fotoempfängertrommel 201 ist eine Innengetriebeeinheit 203 ausgebildet, und eine Drehbewegung der Fotoempfängertrommel 201 wird durch ein Antriebszahnrad 205 bewerkstelligt, das in Eingriff mit einem Innenzahnradelement 204 der Innengetriebeeinheit 203 steht.
In der Veröffentlichung Nr. 120265/1983 (Tokukaisho 58-120265) zu einem ungeprüften Japanischen Patent ist eine Fotoempfängereinheit mit der in Fig. 25 dargestellten Anordnung gezeigt. Wie es in dieser Figur dargestellt ist, ist eine Innengetriebeeinheit 302 zentrisch auf dem Innenumfang einer Fotoempfängertrommel 301 positioniert. Mit einem Innenzahnradelement 303 des Innengetriebes 302 steht ein Zahnrad 305 für einen Motor 304 in Eingriff, der im Inneren der Fotoempfängertrommel 301 vorhanden ist.
Die beschriebenen herkömmlichen Fotoempfängereinheiten zeigen die folgenden Nachteile. Die erstere Fotoempfängereinheit benötigt nämlich einen komplizierten Aufbau zum Lagern einer drehbaren Fotoempfängertrommel, und es ist schwierig, eine gleichmäßige Drehbewegung einer derartigen Fotoempfängertrommel zu gewährleisten. Andererseits gibt die letztere Fotoempfängertrommel nichts zu einem wünschenswerten Aufbau eines Lagerungsmechanismus für die drehbare Fotoempfängertrommel an.
Um das beschriebene Problem zu überwinden, wurde eine Fotoempfängereinheit vorgeschlagen, wie sie in Fig. 26 dargestellt ist. Die Fotoempfängereinheit ist so ausgebildet, dass am Ende einer Fotoempfängertrommel 401 eine Innengetriebeeinheit 403 mit einem Innenzahnradelement 402 angebracht ist. Eine Drehbewegung der Fotoempfängertrommel 401 wird durch ein Antriebssystem mit einem Antriebsritzel 404 bewerkstelligt.
Die Innengetriebeeinheit 403 verfügt über ein Zahnrad-Tragelement 405, das auf einer Fläche rechtwinklig zur Achse der Fotoempfängertrommel 401 ausgebildet ist, und ein Lagerelement 406, das zentrisch im Zahnrad-Tragelement 405 liegt. Ein in der axialen Richtung des Lagerelements 406 ausgebildeter Endabschnitt 406a liegt zur Innenseite in axialer Richtung in Bezug auf einen Endabschnitt 402a des Innenzahnradelements 402.
Bei der beschriebenen Anordnung können, da das Lagerelement 406 unmittelbar unter dem Innenzahnradelement 402 ausgebildet ist, Fremdsubstanzen wie durch Abrieb des Innenzahnradelements 402 erzeugter Staub usw. herunter fallen und in das Lagerelement 406 eindringen, wodurch der Reibungswiderstand desselben zunimmt, was dasselbe sogar beschädigen kann. Dies kann zu Problemen hinsichtlich instabiler Drehbewegung, eines Rüttelns und Blockierens der Fotoempfängertrommel 401 oder einer Zunahme der Belastung während der zugehörigen Drehbewegung führen.
Die in Fig. 26 dargestellte Inneneinheit 403 ist so ausgebildet, dass die Länge C des Zahnendabschnitts des Innenzahnradelements 82 (402) (siehe die erläuternde Ansicht der Fig. 20) so ausgewählt ist, dass sie größer als die Länge A des Zahnbodenabschnitts ist, wie es in Fig. 20 dargestellt ist. Aus diesem Grund ist z. B. ein Schrumpfen im Abschnitt der Länge B beim Abkühlprozess beim Harzherstellprozess verzögert. Im Ergebnis kann, wie es in Fig. 27 dargestellt ist, die freie Endseite des Innenzahnradelements 402, die rechtwinklig zum Zahnrad-Tragelement 405 ausgebildet ist, zur Mitte der Innengetriebeeinheit 403 hin verformt werden.
Eine derartige Verformung tritt aufgrund des folgenden Mechanismus auf. Wenn z. B. ein Element, das einen dicken Rippenabschnitt 402 aufweist, der zentrisch auf einer ebenen Platte 501 liegt, durch Spritzgießen hergestellt wird, wie es in Fig. 28(a) dargestellt ist, schrumpft im Allgemeinen, da der Aushärtungsprozess verzögert ist, der dicke Rippenabschnitt 502 und wird in der Richtung eines Pfeils in Fig. 28(b) verbogen.
Die Maximalverformung des Innenzahnradelements 402 beträgt ungefähr 50-80 um. Dies kann die Genauigkeit des Innenzahnradelements 402 senken, und es würden ein Kämmungsfehler pro Zahnweite von 20 um und ein Gesamtkämmungsfehler von 60 um nicht innerhalb wünschenswerter Bereiche aufrechterhalten werden. Insbesondere würde hinsichtlich des Innenzahnradelements 402, abweichend vom Fall eines normalen ebenen Zahnrads, ein das Spiel überschreitender Kämmungsfehler, falls er auftritt, die Nachtantriebsfläche stören, und die beschriebene Verformung könnte kein ernsthaftes Problem darstellen.
Außerdem kann, um ein solches Problem zu überwinden, die in Fig. 20 dargestellte Länge A angesichts einer Verbesserung der jeweiligen Genauigkeit des Innenzahnradelements 402 und der Inneneinheit 403 in der Durchmesserrichtung, und unter Berücksichtigung eines möglichen Schrumpfens usw., nicht größer gemacht werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist wünschenswert, ein Bilderzeugungsgerät zu schaffen, das mit einer Fotoempfängertrommel mit Innenzahnrad versehen ist, wobei von Prozesselementen Kontaktdruck auf die Fotoempfängertrommel ausgeübt wird und eine Antriebskraft zum Bewerkstelligen einer Drehbewegung der Fotoempfängertrommel auf ein in dieser vorhandenes Innenzahnrad übertragen wird, was es ermöglicht, einen durch instabile Drehbewegung verursachten Bildfehler dadurch zu verhindern, dass für gleichmäßige Drehbewegung der Fotoempfängertrommel gesorgt wird.
Durch die Erfindung ist ein Bilderzeugungsgerät geschaffen, wie es im Anspruch 1 dargelegt ist.
Gemäß der obigen Anordnung stehen die jeweiligen Nichtantriebsflächen des Innenzahnrads und des Ritzels nicht in Wechselwirkung miteinander. Im Ergebnis kann für eine gleichmäßige Drehbewegung des Innenzahnrads, d. h. der Fotoempfängertrommel, gesorgt werden, um dadurch einen durch eine instabile Drehbewegung der Fotoempfängertrommel hervorgerufenen Bildfehler zu verhindern.
Durch die Erfindung ist auch ein Bilderzeugungsgerät geschaffen, wie es im Anspruch 6 dargelegt ist.
Für ein vollständigeres Verständnis der Art und der Vorteile der Erfindung ist auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug zu nehmen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, ist eine Vorderansicht, die schematisch eine Struktur um eine Fotoempfängertrommel eines Kopiergeräts als Bilderzeugungsgerät herum veranschaulicht.
Fig. 2 ist eine Ansicht, die schematisch den Gesamtaufbau des Kopiergeräts mit der in Fig. 1 dargestellten Anordnung zeigt.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer in Fig. 1 dargestellten Entwicklereinheit.
Fig. 4 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Entwicklereinheit durch einen in Fig. 3 dargestellten DSD-Bund in engen Kontakt mit der Fotoempfängertrommel gebracht ist.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Drehantriebsmechanismus der in Fig. 1 dargestellten Fotoempfängertrommel zeigt.
Fig. 6 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Abstand DG zwischen den Achsen eines Innenzahnrads und eines Ritzels, die in Fig. 1 dargestellt sind, zeigt.
Fig. 7 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Innenzahnrad und das Ritzel korrekt kämmen.
Fig. 8 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Innenzahnrad und das Ritzel, die in Fig. 1 dargestellt sind, ohne Spiel in Eingriff stehen.
Fig. 9 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Bereich zeigt, in dem das Ritzel im in Fig. 1 dargestellten Kopiergerät installiert werden kann.
Fig. 10, die ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, ist eine Vorderansicht, die schematisch eine Struktur um eine Fotoempfängertrommel herum zeigt.
Fig. 11 ist eine Vorderansicht, die schematisch eine andere Struktur um die Fotoempfängertrommel der Fig. 10 herum zeigt.
Fig. 12, die ein anderes Ausführungsbeispiel zeigt, ist eine Ansicht, die den Gesamtaufbau eines mit einer Fotoempfängereinheit versehenen Kopiergeräts zeigt.
Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Antriebssystem der Fotoempfängereinheit im in Fig. 12 dargestellten Kopiergerät zeigt.
Fig. 14 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau der Fotoempfängereinheit im in Fig. 12 dargestellten Kopiergerät zeigt.
Fig. 15 ist eine Schnittansicht, die einen anderen Aufbau der in Fig. 14 dargestellten Fotoempfängereinheit zeigt.
Fig. 16 ist eine Schnittansicht, die noch einen anderen Aufbau der in Fig. 14 dargestellten Fotoempfängereinheit zeigt.
Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau eines Antriebssystems einer Fotoempfängertrommel gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel zeigt.
Fig. 18 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau der Fotoempfängereinheit in Fig. 17 zeigt.
Fig. 19 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau der Innengetriebeeinheit in Fig. 18 zeigt.
Fig. 20 ist eine vergrößerte Ansicht, die den Aufbau einer Innengetriebeeinheit in Fig. 19 zeigt.
Fig. 21 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die detailliert den Aufbau eines Verstärkungselements bei der Innengetriebeeinheit der Fig. 19 zeigt.
Fig. 22 ist eine Ansicht, die den Gesamtaufbau eines herkömmlichen mit einer Fotoempfängereinheit versehenen Kopiergeräts zeigt.
Fig. 23 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer herkömmlichen Fotoempfängereinheit zeigt.
Fig. 24 ist eine perspektivische Ansicht, die wesentliche Teile des Innenaufbaus einer in Fig. 23 dargestellten Fotoempfängereinheit zeigt.
Fig. 25 ist eine perspektivische Ansicht, die den Innenaufbau einer anderen herkömmlichen Fotoempfängereinheit zeigt, wobei bestimmte Teile geschnitten sind.
Fig. 26 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau noch einer anderen herkömmlichen Fotoempfängereinheit zeigt.
Fig. 27 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Innenzahnradelement einer in Fig. 26 dargestellten Innengetriebeeinheit verformt ist.
Fig. 28(a) ist eine perspektivische Ansicht von Elementen, die in Zusammenhang mit der Verformung des in Fig. 27 dargestellten Innenzahnradelements stehen.
Fig. 28(b) ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die in Fig. 28(a) dargestellten Elemente verformt sind.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 11 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erörtert.
Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, beinhaltet ein Kopiergerät (Bilderzeugungsgerät) gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine zylindrische Fotoempfängertrommel 1. Entlang dem Umfang der Fotoempfängertrommel 1 sind eine Hauptladeeinrichtung 2, eine Löschlampe 3, eine Entwicklungseinheit 4, eine Übertragungs-Ladeeinrichtung 5, eine Trennladeeinrichtung 6, eine Reinigungseinheit 7 und eine Beseitigungslampe 8 vorhanden. Ferner ist eine Belichtungseinheit 9 über der Fotoempfängertrommel 1 angeordnet.
Die Belichtungseinheit 9 beinhaltet eine Belichtungslampe 9a, mehrere Spiegel 9b und eine Linse 9c. Auf der Belichtungseinheit 9 ist eine transparente Vorlagenplatte 10 angebracht. Das beschriebene Kopiergerät verfügt auch über ein Transportband 11, eine Fixiereinheit 12 und eine Steuerungseinheit 13.
Bei einem derartigen Kopiergerät wird ein Bilderzeugungsprozess dadurch ausgeführt, dass ein auf die Vorlagenplatte 10 aufgelegtes Dokument durch die Belichtungslampe 9a der Belichtungseinheit 9 abgerastert wird und Reflexionslicht durch die mehreren Spiegel 9b und die Linse 9c auf die Fotoempfängertrommel 1 projiziert wird. Hierbei wird die Fotoempfängertrommel 1 durch die Hauptladeeinrichtung 2 auf ein vorbestimmtes Niveau aufgeladen, und sie dreht sich mit konstanter Geschwindigkeit in der Richtung eines Pfeils in der Figur. Bei einer derartigen Fotoempfängertrommel 1 fällt das Potenzial des durch das Reflexionslicht bestrahlten, d. h. belichteten Bereichs, wodurch auf der Oberfläche der Fotoempfängertrommel 1 ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt wird. Außerdem wird durch das von der Löschlampe 3 emittierte Licht die Ladung vom Nicht-Bildbereich der Fotoempfängertrommel 1 entfernt.
Das so erzeugte elektrostatische latente Bild wird unter Verwendung eines von einer Entwicklungswalze 4a der Entwicklungseinheit 4 gelieferten Entwicklungsmaterials (Toner) entwickelt, um ein Tonerbild zu erzeugen. Der beim Entwicklungsprozess verwendete Toner wird vorab auf ein Potenzial entgegengesetzt zu dem der Fotoempfängertrommel 1 geladen. Ferner wird der Toner durch die Übertragungs-Ladeeinrichtung 5 auf ein Blatt (nicht dargestellt) übertragen, das zwischen der Fotoempfängertrommel 1 und der Übertragungs-Ladeeinrichtung 5 hindurch zuzuführen ist und das durch die Trennladeeinrichtung 6 von der Oberfläche der Fotoempfängertrommel 1 getrennt wird. Das Blatt wird durch das Transportband 11 zur Fixiereinheit 12 transportiert, wo das Tonerbild dauerhaft am Blatt fixiert wird.
Der Resttoner auf der Oberfläche der Fotoempfängertrommel 1, wie er nach der Übertragung des Tonerbilds verblieben ist, wird durch die Reinigungseinheit 7 gesammelt und durch die Beseitigungslampe 8 beseitigt. Außerdem wird Toner von einem Tonertrichter 14 der Entwicklungseinheit 4 zugeführt. Ein derartiger Tonerzuführprozess wird auf Grundlage einer Erfassung durch einen in der Entwicklungseinheit 4 vorhandenen Tonerkonzentrationssensor 15 ausgeführt. Der beschriebene Bilderzeugungsprozess wird unter der Steuerung einer Steuerungseinheit 13 ausgeführt.
Nun wird der Aufbau um den Umfang der Fotoempfängertrommel 1 herum unter Bezugnahme auf die Fig. 1 detaillierter beschrieben.
Die Reinigungseinheit 7 wischt durch die Reinigungsklinge 7a, die in engem Kontakt mit der Oberfläche der Fotoempfängertrommel 1 steht, Resttoner auf der Oberfläche der Fotoempfängertrommel 1 ab, wie er nach der Übertragung verblieben ist, und der so abgewischte Toner wird durch eine Transportschraube 7b durch einen vorgeschriebenen Abfalltonerbehälter gesammelt. Die Beseitigungslampe 8 emittiert durch ein Filter 16, das verhindert, dass Toner an ihr anhaftet, Licht auf die Fotoempfängertrommel 1. Die Hauptladeeinrichtung 2, die Übertragungs-Ladeeinrichtung 5 und die Trennladeeinrichtung 6 sind alle Corona-Ladeeinrichtungen, die nicht in Kontakt mit der Fotoempfängertrommel 1 stehen. Auf der Zuführseite eines Blatts zwischen der Fotoempfängertrommel 1 und der Übertragungs-Ladeeinrichtung 5 ist eine Papierstoppwalze 17 vorhanden, um den Zeitpunkt zum Zuführen eines Blatts einzustellen. Genauer gesagt, wird ein Blatt durch die Trennladeeinrichtung 6 und ein Trennelement 18 von der Fotoempfängertrommel 1 getrennt.
Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, ist die Entwicklungseinheit 4 an beiden Enden der Entwicklerwalze 4a mit scheibenförmigen DSD(Drum Sleeve Distance = Trommelhülsenabstand)-Bünden 4c versehen. Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, stehen die DSD-Bünde 4c in engem Kontakt mit der Fotoempfängertrommel 1. Der Durchmesser der DSD-Bünde 4c ist so ausgewählt, dass er unwesentlich größer als der der Entwicklerwalze 4a ist. Durch die beschriebene Anordnung ist zwischen der Fotoempfängertrommel 1 und der Hülse, die den Umfang der Entwicklerwalze 4a bildet, ein kleiner Spalt DD ausgebildet.
Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, ist an einem Ende entlang dem Innenumfang der Fotoempfängertrommel 1 ein Innenzahnrad 21 ausgebildet. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel dient ein derartiges aus Harz bestehendes Innenzahnrad 21 als Flanschabschnitt, der am Endabschnitt der Fotoempfängertrommel 1 ausgebildet ist. Das beschriebene Innenzahnrad 21 steht in Eingriff mit einem Ritzel 23, das an einem Ende einer Drehwelle 22 befestigt ist. Am anderen Ende der Drehwelle 22 ist ein Zahnrad 24 befestigt, das in Eingriff mit dem Zahnrad 25 steht, das auf einer Antriebswelle 26a eines Antriebsmotors 26 befestigt ist. Beim Kopiergerät des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind in engem Kontakt mit der Fotoempfängertrommel 1 stehende Elemente die Reinigungsschneide 7a der Reinigungseinheit 7 sowie die DSD-Bünde 4c der Entwicklungseinheit 4. Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, ist, wenn der von der Reinigungsschneide 7a auf die Fotoempfängertrommel 1 ausgeübte Kontaktdruck mit Fc bezeichnet wird, die vom DSD-Bund 4c auf die Fotoempfängertrommel 1 ausgeübte Kontaktkraft mit FD bezeichnet wird und die resultierende Kraft aus diesem Kontaktdruck mit F&sub0; bezeichnet wird, das Ritzel 23 an einer Position rechtwinklig zur Richtung der resultierenden Kraft F&sub0; angeordnet.
Beim Kopiergerät mit der beschriebenen Anordnung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird eine Antriebskraft vom in Fig. 5 dargestellten Antriebsmotor 26 auf die Antriebswelle 26a, das Zahnrad 25, das Zahnrad 24, die Drehwelle 22 und das Ritzel 23 übertragen. Im Ergebnis wird das Innenzahnrad 21, d. h. die Fotoempfängertrommel 1, durch das Ritzel 23 gedreht, das sich an einer vorgegebenen Position dreht. Hierbei kann sich die Fotoempfängertrommel 1 gleichmäßig drehen, da das Ritzel 23 an einer Position rechtwinklig zur Richtung der resultierenden Kraft F&sub0; aus dem von der Reinigungsschneide 7a ausgeübten Kontaktdruck Fc und dem vom DSD-Bund 4c auf die Fotoempfängertrommel 1 ausgeübten Kontaktdruck FD angeordnet ist. Der beschriebene Effekt kann aus dem folgenden Grund erzielt werden.
Im Allgemeinen ist ein Zahnrad-Antriebsmechanismus so ausgebildet, dass der Zentrumsabstand DG zwischen den in Fig. 6 dargestellten Zahnrädern so bestimmt ist, dass wegen eines axialen Spiels ein Abstand von ungefähr 10 bis 20 Prozent des Zahnradmoduls eingehalten wird. Dieser Abstand wird allgemein als axiales Spiel bezeichnet. D. h., dass der Abstand DG' zwischen Achsen theoretisch durch die folgende Formel bestimmt ist:
DG' = m x (n&sub1; + n&sub2;)/2
wobei der Zahnteilungsmodul m ist, die Anzahl der Zähne des ersten Zahnrads (Ritzel 23) in Eingriff miteinander n&sub1; ist und die Anzahl der Zähne des zweiten Zahnrads (Innenzahnrad 21) n&sub2; ist.
Im Gegensatz hierzu ist der Mittelpunktsabstand DG gemäß dem Design durch die folgende Formel bestimmt:
DG = m x (n&sub1; + n&sub2;)/2-A
wobei das axiale Spiel A ungefähr 10 bis 20 Prozent von m beträgt.
Wie beschrieben, ist beim Antriebssystem, bei dem ein axiales Spiel wirkt, wenn sich der Mittelpunktsabstand DG durch Verformung usw. durch eine äußere Kraft nicht ändert, wie in Fig. 7 dargestellt, ein geeignetes minimales Spiel, d. h. das Spiel BL, zwischen den Zähnen des Zahnrads auf der Gegenseite zur Drehrichtung, wie durch einen Pfeil am Innenzahnrad 21 dargestellt, und dem Ritzel 23 gewährleistet. Durch das Spiel BL kann ein gleichmäßiger Eingriff zwischen dem Ritzel 23 und dem Innenzahnrad 21 erzielt werden, wodurch eine gleichmäßige Drehbewegung des Innenzahnrads 21 erzielt wird.
Wenn bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung das Ritzel 22 in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung der resultierenden Kraft F&sub0; vorhanden wäre, würde der Mittelpunktabstand DG aufgrund der resultierenden Kraft F&sub0; variieren. Genauer gesagt, variiert der Abstand DG in der Vergrößerungsrichtung des Mittelpunktabstands DG, d. h. in der Richtung, in der das Spiel kleiner wird. Daher verschwindet in diesem Fall, wie es in Fig. 8 dargestellt ist, das Spiel, und die nicht angetriebenen Flächen des Innenzahnrads 21 und des Ritzels 23 stehen miteinander in Kontakt, und es kann für keine gleichmäßige Drehbewegung des Innenzahnrads 21, d. h. der Fotoempfängertrommel 1 gesorgt werden, wodurch ein fehlerhaftes Bild wie ein solches mit ungleichmäßigem Punktabstand usw. durch instabile Drehbewegung der Fotoempfängertrommel 1 erzeugt wird.
Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, schwankt, wenn das Ritzel 23 in einer Richtung rechtwinklig zur Richtung der resultierenden Kraft F&sub0; vorhanden ist, der Mittelpunktsabstand DG kaum auf eine Verschiebung der Fotoempfängertrommel 1 in der Richtung der resultierenden Kraft F&sub0; hin. Daher kann, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, ein Spiel BL aufrecht erhalten werden, was eine gleichmäßige Drehbewegung des Innenzahnrads 21, d. h. der Fotoempfängertrommel 1, gewährleistet. Im Ergebnis kann ein fehlerhaftes Bild durch instabile Drehvorgänge der Fotoempfängertrommel 1 vermieden werden.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Ritzel 23 in der Richtung rechtwinklig zur Richtung der resultierenden Kraft F&sub0; vorhanden. Dies ist hinsichtlich der Positionierung des Ritzels 23 die optimale Position. D. h., dass abweichend von der angegebenen Position ein Bereich existiert, in dem das Ritzel 23 positioniert werden kann, ohne dass eine gleichmäßige Drehbewegung der Fotoempfängertrommel 1 durch eine Verschiebung derselben verhindert wird. Ein derartiger Bereich wird nachfolgend erläutert.
Zunächst wäre der größtmögliche Bereich, in dem das Ritzel 23 positioniert werden könnte, ein Bereich E&sub0;, in dem keine Verformung auftritt, die das axiale Spiel (das axiale Spiel A) überschreitet, wie es bei einem Anfangsprozess vorbestimmt wird. D. h., dass dann, wenn das Ritzel 23 im Bereich positioniert wird, in dem die resultierende Kraft F&sub0; eine Verformung hervorruft, die das axiale Spiel überschreitet, die Nichtantriebsflächen des Innenzahnrads 21 und des Ritzels 23 in Kontakt miteinander stehen, wie es in Fig. 8 dargestellt ist.
Im Gegensatz dazu verschwindet, wie beschrieben, wenn das Ritzel 23 in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung der resultierenden Kraft positioniert wird, das axiale Spiel, und die Nichtantriebsflächen des Innenzahnrads 21 und des Ritzels 23 zeigen Wechselwirkung. Daher kann dann, wenn der in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung der resultierenden Kraft F&sub0; ausgebildete Bereich mit En bezeichnet wird, im vom Bereich En abweichenden Bereich E&sub1; für axiales Spiel unabhängig von der ausgeübten resultierenden Kraft F&sub0; gesorgt werden, was die Positionierung des Ritzels 23 erlaubt. diese Bereiche En und E&sub1; zeigen z. B. die in Fig. 9 dargestellten Ausdehnungen.
Die optimalen Positionen für das in Fig. 1 dargestellte Ritzel 23 des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die in Fig. 9 dargestellten zwei Positionen P&sub1; · P&sub1;. Die jeweils um die Positionen P&sub1; · P&sub1; ausgebildeten vorbestimmten Bereiche E&sub2;·E&sub2; sind beinahe frei von einer Änderung des Mittelpunktabstands DG auf die resultierende Kraft F&sub0; hin.
Wenn der Bereich im Innenzahnrad 21 in vier Bereiche unterteilt wird, nämlich einen ersten Bereich, dessen Zentrum in der Richtung der resultierenden Kraft F&sub0; liegt, d. h. den Bereich (Bereich E&sub1; - Bereiche E&sub2;·E&sub2;), den zweiten und dritten Bereich, deren jeweilige Mittelpunkte in Richtungen rechtwinklig zur Richtung der resultierenden Kraft F&sub0; liegen, d. h. die Bereiche E&sub2;·E&sub2;, und einen vierten Bereich, dessen Mittelpunkt in entgegengesetzter Richtung zur resultierenden Kraft F&sub0; liegt, d. h. den Bereich En, wären die beschriebenen Bereiche E&sub2;·E&sub2; der zweite und dritte Bereich. Hierbei sind die Bereiche E&sub2; auf entgegengesetzten Seiten mit Winkeln von 30º jeweils um die Positionen P&sub1; herum ausgebildet.
Im Bereich der resultierenden Kraft F&sub0;, der im Bereich E&sub1; ausgebildet ist, wird der Radabstand DG auf eine Verschiebung der Fotoempfängertrommel 1 hin vergrößert. Da dies das Spiel erhöht, wäre, obwohl die Nichtantriebsflächen nicht miteinander wechselwirken, die Drehbewegung der Fotoempfängertrommel 1 nicht behindert, da die Höhe der Zähne des Innenzahnrads 21 und des Ritzels 23, die in Eingriff miteinander stehen, verringert wäre, was den Abrieb beider Zahnräder 21 und 23 erhöhen würde.
D. h., dass die Kämmhöhe der Zahnräder mit dem Zahnteilungsmodul m theoretisch 2 m betrüge. Ferner läge, wenn 10 bis 20 Prozent an zusätzlichem axialem Spiel vorhanden wären, die Kämmhöhe der Zahnräder im Bereich von 1,8 - 1,9 m. Im Fall eines Kopiergeräts wären ungefähr 80 Prozent der theoretischen Kämmhöhe von Zahnrädern erforderlich, d. h. mindestens 1,6 m. Andererseits würde die oben genannte ungünstige Bedingung auftreten, wenn die Kämmhöhe über dem beschriebenen Bereich läge.
Aus dem oben dargelegten Grund liegt das axiale Spiel vorzugsweise im Bereich von (1,8 bis 1,9 m) - 1,6 m = 0,2 bis 0,3 m, d. h. nicht über 0,3 m. Aus diesem Grund ist innerhalb des Bereichs E&sub1; ein Bereich besonders bevorzugt, der einen Bereich ausschließt, der in der Richtung der resultierenden Kraft F&sub0; ausgebildet ist. Ein derartiger Bereich entspricht den Bereichen E&sub2;·E&sub2;.
Im Bereich E&sub2; ist das axiale Spiel in einem Bereich verringert, der in der Richtung entgegengesetzt zur resultierenden Kraft F&sub0; in Bezug auf den Ursprung der Position P&sub1; ausgebildet ist. Andererseits ist das Spiel im Bereich E&sub3; erhöht, der in der Richtung der resultierenden Kraft F&sub0; in Bezug auf den Ursprung von P&sub1; ausgebildet ist. Daher ist es besonders bevorzugt, das Ritzel 23 im Bereich E&sub3; im Bereich E&sub2; zu positionieren, da dann sicher eine Wechselwirkung zwischen den Nichtantriebskräften des Innenzahnrads 21 und des Ritzels 23 verhindert werden kann.
Wenn die Hauptladeeinrichtung 2 und die Übertragungs-Ladeeinrichtung 5, die in der Fig. 1 dargestellt sind, als Hauptladewalze 31 und Trennwalze 32 in Kontakt mit der Fotoempfängertrommel 1, wie in Fig. 10 dargestellt, vorhanden sind, sollte der von diesen Elementen ausgeübte Kontaktdruck ebenso wie der von der Reinigungsschneide 7a ausgeübte Kontaktdruck FC und der von den DSD-Bünden 4c ausgeübte Kontaktdruck FD berücksichtigt werden. D. h., dass dann, wenn der von der Hauptladewalze 31 ausgeübte Kontaktdruck und die Kontaktkraft durch den von der Trennwalze 32 ausgeübten Druck als Fa bzw. Fb bezeichnet werden, das Ritzel 23 z. B. an einer in der Figur dargestellten optimalen Position in Bezug auf die Richtung der resultierenden Kraft F&sub0; vorhanden ist.
Bei der beschriebenen Anordnung ist die Position des Ritzels 23 auf Grundlage der Richtung der resultierenden Kraft F&sub0; bestimmt. Bei einer Modifizierung können die jeweiligen Prozesselemente so vorhanden sein, dass sie so in engem Kontakt mit der Fotoempfängertrommel 1 stehen, dass die resultierende Kraft F&sub0; minimiert ist. Eine Anordnung einer solchen Modifizierung ist in der Fig. 11 veranschaulicht. Genauer gesagt, ist bei einer derartigen Anordnung der Kontaktdruck F&sub0; kleiner als bei den in der Fig. 1 und der Fig. 10 dargestellten Anordnungen. Hierbei ist die resultierende Kraft F&sub0; hauptsächlich dadurch minimiert, dass die Entwicklungseinheit 4 näher an der Trennwalze 32 angebracht ist. Eine derartige Anordnung ist bei einer anderen Anordnung ausgehend vom beschriebenen Bereich wirkungsvoll, bei der die Entwicklungsvorrichtung 4, die einen relativ großen Kontaktdruck ausübt, nicht in engem Kontakt mit der Fotoempfängertrommel 1 steht, wobei die resultierende Kraft F&sub0; näherungsweise Null betragen kann.
Die Belastung während der Drehbewegung der Fotoempfängertrommel 1 ist klein im Vergleich zum Kontaktdruck, wie er von den Prozesselementen wie den DSD- Bünden 4c und der Reinigungsschneide 7a jeweils ausgeübt wird. Daher kann der Vektor betreffend eine Positionsverschiebung der Fotoempfängertrommel 1, wie durch das Bezugszeichen B in Fig. 1 dargestellt, aufgrund einer Belastung hinsichtlich der Drehbewegung der Fotoempfängertrommel 1 vernachlässigt werden.
Die folgenden Ausführungsformen sind nicht notwendigerweise Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 12 bis 14 wird ein anderes Ausführungsbeispiel erläutert. Der Zweckdienlichkeit der Erläuterung halber sind Elemente mit derselben Funktion wie beim o. g. Ausführungsbeispiel mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und so werden hier die zugehörigen Beschreibungen weggelassen.
Ein mit einer Fotoempfängereinheit 1 versehenes Kopiergerät gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verfügt über die in Fig. 12 dargestellte Anordnung. D. h., dass sich das Kopiergerät gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel von dem der Fig. 2 dadurch unterscheidet, dass in einer Belichtungseinheit 9 ein automatischer Belichtungssensor 35 vorhanden ist, und entlang dem Umfang der Fotoempfängertrommel 1 eine Vorübertragungs- Ladeeinrichtung 36 vorhanden ist. Vor der Übertragungs-Ladeeinrichtung 5 liefert die Vorübertragungs-Ladeeinrichtung 36 eine Ladung vorab an die Fotoempfängertrommel 1, so dass leicht ein Tonerbild auf die Fotoempfängertrommel 1 übertragbar ist.
Wie es in Fig. 13 dargestellt ist, ist eine Innengetriebeeinheit 41 so ausgebildet, dass sie durch Presspassung in den Innenumfang der Fotoempfängertrommel 1 eingesetzt ist oder an diesem anhaftet. Die Innengetriebeeinheit 41 sorgt für eine Drehbewegung der Fotoempfängertrommel 1 durch eine von der Antriebseinheit 51 übertragene Antriebskraft. Die Fotoempfängereinheit des vorliegenden Ausführungsbeispiels besteht aus der beschriebenen Fotoempfängertrommel 1, der Innengetriebeeinheit 41 und der Antriebseinheit 51.
Die Antriebseinheit 51 besteht aus einem Antriebsritzel 23 in Eingriff mit einem Innenzahnradelement 42 der Innengetriebeeinheit 41 und einem Antriebskraftübertragungs-Zahnradsystem 52, das mit dem Ritzel 23 und dem Antriebsmotor 26 verbunden ist.
Wie es in Fig. 14 dargestellt ist, besteht die Innengetriebeeinheit 41 aus einem Innenzahnradelement 42, einem Innenzahnrad-Tragelement 43 und einem Lagerelement 44. Das Innenzahnrad-Tragelement 43 zum Halten des Innenzahnradelements 42 ist auf einer Fläche rechtwinklig zur Achse der Fotoempfängertrommel 1 ausgebildet. Das Achslager 44 liegt zentral im Zahnrad-Tragelement 43.
Das Innenzahnradelement 42 und das Achslager 44 stehen in der Achsrichtung der Fotoempfängertrommel 1 nach außen in Bezug auf das Zahnrad-Tragelement 43 über. Der Außenendabschnitt 44a in der Achsrichtung des Lagerelements 44 erstreckt sich in der Achsrichtung weiter nach außen in Bezug auf den Außenendabschnitt 42a des Innenzahnradelements 42.
In das Lagerelement 44 ist eine Achse 45 zum Halten der Fotoempfängertrommel 1 eingesetzt. Eine derartige Achse 45 wird durch einen Prozessrahmen 46 gehalten, der als Trommelachse-Tragelement dient. Ferner ist die Achse 45 am Hauptgehäuserahmen 47 befestigt, der als Antriebsachse-Lagerelement des Kopiergerät-Hauptgehäuses dient. Der Prozessrahmen 46 ist am Hauptgehäuserahmen 47 befestigt. Der Prozessrahmen 46 und der Hauptgehäuserahmen 47 liegen in Bezug auf die Innengetriebeeinheit 41 in der Achsrichtung der Fotoempfängertrommel 1 außerhalb. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Positionierungselement 48 zum Positionieren des Prozessrahmens 46 in der Achsrichtung und zum Verhindern einer Rüttelbewegung desselben vorhanden. Das Positionierungselement 48 ist in Bezug auf das Lagerelement 44 nach außen hin in der Richtung des Durchmessers zur Außenseite in der Achsrichtung in Bezug auf das Zahnrad-Tragelement 43 ausgebildet.
Bei der Fotoempfängereinheit mit der beschriebenen Anordnung wird beim Betätigen des Antriebsmotors 46 von diesem eine Antriebskraft auf das Innenzahnradelement 42 der Innengetriebeeinheit 41 über das Antriebskraftübertragungs-Zahnradsystem 52 und das Ritzel 23 übertragen. Im Ergebnis wird für eine Drehbewegung der Fotoempfängertrommel 1 um die Achse 45 gesorgt.
Hinsichtlich der Drehbewegung der Fotoempfängertrommel 1 existiert ein solches Problem, dass Fett usw., Tropfen oder Toner auf der Oberfläche der Fotoempfängertrommel herunter tropfen. Jedoch erstreckt sich der Außenendabschnitt 44a in der Achsrichtung des Lagerelements 44 in der Innengetriebeeinheit 41 bis zur Außenseite in der Achsrichtung in Bezug auf das Innenzahnradelement 42. Daher tropfen diese Fremdstoffe nur auf die Umfangswand 44b des Lagerelements 44, und sie treten nicht in einen Raum zwischen dem Lagerelement 44 und der Achse 45 ein.
Im Ergebnis kann eine Erhöhung des Reibwiderstands zwischen dem Lagerelement 44 und der Achse 45 durch dazwischen eingetretene Fremdstoffe, die das Lagerelement 44 beschädigen könnten, vermieden werden. Außerdem können eine instabile Drehbewegung der Fotoempfängertrommel 1, ein Rütteln und Blockieren derselben oder eine Erhöhung der Belastung während ihrer Drehung, hervorgerufen durch eine Beschädigung des Lagerelements 44, verhindert werden.
Außerdem kann der beschriebene Effekt durch eine einfache Anordnung erzielt werden, bei der sich das Achslager 44 in der Achsrichtung nach außen in Bezug auf das Innenzahnradelement 42 erstreckt.
Beim Ausführungsbeispiel stehen, um den beschriebenen Effekt zu erzielen, das Innenzahnradelement 42 und das Lagerelement 44 in der Achsrichtung nach außen in Bezug auf das Zahnrad-Tragelement 43 über. Selbstverständlich kann jedoch auch ein Lagerelement 44 verwendet werden, das nach innen in Bezug auf das Zahnrad-Tragelement 43 vorsteht.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 15 und 16 wird noch ein anderes Ausführungsbeispiel erläutert. Der Zweckdienlichkeit der Erläuterung halber sind Elemente mit derselben Funktion wie beim vorigen Ausführungsbeispiel mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und so wird die zugehörige Beschreibung hier weggelassen.
Wie es in Fig. 15 dargestellt ist, beinhaltet eine Innengetriebeeinheit 41 bei einer Fotoempfängereinheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Innenzahnradelement 42, ein Zahnrad-Tragelement 43 und ein Achslagerelement 62, das zentral im Zahnrad-Tragelement 43 liegt, wie im Fall des vorigen Ausführungsbeispiels. Hierbei liegt der Außenendabschnitt 42a in der Achsrichtung des Achslagerelements 62 nach innen in der Achsrichtung in Bezug auf den Außenendabschnitt 42a des Innenzahnradelements 42.
Bei der beschriebenen Anordnung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist zwischen dem Lagerelement 62 und dem Innengetriebeelement 42 ein Abdeckelement 63 ausgebildet, das den Umfang des Lagerelements 62 abdeckt. Das Abdeckelement 63 ist mit Zylinderform so ausgebildet, dass es nach außen in der Achsrichtung in Bezug auf das Zahnrad-Tragelement 43 übersteht, und es ist so ausgebildet, dass es sich in der Achsrichtung in Bezug auf das Innenzahnradelement 42 erstreckt.
Durch das Ausbilden eines derartigen Abdeckelements 63 tropfen bei der Fotoempfängereinheit des vorliegenden Ausführungsbeispiels Fremdstoffe nur auf die Umfangswand 63b des Abdeckelements 63, aber sie dringen nicht in einen Raum zwischen dem Lagerelement 62 und der Achse 45 ein. Demgemäß können, wie im oben genannten Fall, eine Zunahme des Reibwiderstands zwischen dem Lagerelement 62 und der Achse 45, eine Beschädigung des Lagerelements 62, eine instabile Drehbewegung der Fotoempfängertrommel 1, ein Rütteln und Blockieren derselben oder eine Erhöhung der Belastung während ihrer Drehung, verursacht durch eine Beschädigung des Lagerelements 44, verhindert werden.
Bei der Fotoempfängereinheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird selbst dann, wenn Fremdstoffe herabtropfen, nur die Umfangswand 63b des Abdeckelements 62 verschmutzt, und derartige Fremdstoffe haften nicht unmittelbar am Lagerelement 62 an. Im Ergebnis kann ein Eindringen von Fremdstoffen in einen Raum zwischen dem Lagerelement 62 und der Achse 45 sicher verhindert werden.
Außerdem kann, da das Abdeckelement 63 auf der Innengetriebeeinheit 61 ausgebildet ist, die beschriebene Wirkung leicht dadurch erzielt werden, dass nur das Konstruktionsdesign der Innengetriebeeinheit 61 geändert wird.
Beim beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Abdeckelement 63 auf der Innengetriebeeinheit 61 ausgebildet; jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt. Z. B. kann das Abdeckelement 63 so ausgebildet sein, dass es vom Prozessrahmen 46 oder vom Hauptgehäuserahmen 47 zur Fotoempfängertrommel 1 vorsteht.
Z. B. ist bei der in der Fig. 16 veranschaulichten Anordnung der Außenendabschnitt 62a des Lagerelements 62 in der Innengetriebeeinheit 71 nach innen in der Achsrichtung in Bezug auf den Außenendabschnitt 42a des Innenzahnradelements 42 positioniert. Ferner bedeckt das zylindrische Abdeckelement 63, das sich ausgehend vom Prozessrahmen 46 zur Innengetriebeeinheit 71 hin erstreckt, die Umfangswand 62b des Lagerelements 62 zumindest im Außenendabschnitt 62a dieses Lagerelements 62.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel bestimmt der Prozessrahmen 46 den Rahmenabschnitt der Fotoempfängertrommel oder den Rahmenabschnitt einer Prozesseinheit aus der Fotoempfängertrommel 1 und einstückig damit ausgebildeten Prozesselementen, die zum Ausführen des Bilderzeugungsprozesses erforderlich sind, d. h., dass sie mit Kassettenform ausgebildet sind. Daher wird die Fotoempfängertrommel 1 gemeinsam mit dem Prozessrahmen 46 ausgetauscht.
Durch Ausbilden eines derartigen Abdeckelements 63 in der Fotoempfängereinheit des vorliegenden Ausführungsbeispiels tropfen Fremdstoffe nur auf die Umfangswand 62b des Abdeckelements 63, und sie dringen nicht in einen Raum zwischen dem Lagerelement 62 und der Achse 45 ein.
Der in Fig. 16 dargestellte Aufbau ist geschaffen, um die Elemente auf der Seite des Prozessrahmens 46 oder auf der Seite des Hauptgehäuserahmens 47 abzudecken, z. B. den Außenendabschnitt 62a des Lagerelements 62 durch das Abdeckelement 63 abzudecken. Z. B. kann, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, der Außenendabschnitt 62a des Lagerelements 62 durch Elemente (nicht dargestellt) abgedeckt sein, die den Prozessrahmen 46 oder den Hauptgehäuserahmen 47 bilden.
Ein noch anderes Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die Fig. 17 bis 22 beschrieben. Der Zweckdienlichkeit halber sind Elemente mit derselben Funktion wie beim oben genannten Ausführungsbeispiel mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und so wird die zugehörige Beschreibung hier weggelassen.
Die Fotoempfängereinheit des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist in einem Kopiergerät vorhanden, wie es in Fig. 12 dargestellt ist. Im Kopiergerät wird ein Kopiervorgang auf die oben genannte Weise ausgeführt. Beim Kopiervorgang wird zwischen einem Blatt, auf das ein Tonerbild übertragen wurde, und der Fotoempfängertrommel 1 eine anziehende Kraft ausgeübt. Bei der Anordnung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wendet die Trennladeeinrichtung 6 eine Wechselspannungscorona auf das Blatt an, um das Potenzial des Blatts auf dasselbe Niveau wie an der Oberfläche der Fotoempfängertrommel 1 zu senken. Im Ergebnis verschwindet die anziehende Kraft und das Blatt wird durch seine Steifigkeit und das Trennelement (nicht dargestellt) von der Oberfläche der Fotoempfängertrommel 1 entfernt. Das auf der Fotoempfängertrommel 1 verbleibende Restpotenzial wird dadurch beseitigt, dass der elektrische Widerstand der fotoempfindlichen Schicht dadurch gesenkt wird, dass von der Entladelampe 8 ein Lichtstrahl aufgestrahlt wird. Außerdem werden die jeweiligen Elemente zur Verwendung beim Erzeugen eines Bilds durch eine Steuerungseinheit 13 gesteuert.
Wie es in Fig. 17 dargestellt ist, ist im Hinterendabschnitt der Fotoempfängertrommel 1 eine Innengetriebeeinheit 81 so ausgebildet, dass sie durch Presspassen eingesetzt und damit verbunden ist. Die Fotoempfängereinheit des vorliegeden Ausführungsbeispiels besteht aus der Fotoempfängertrommel 1, der Innengetriebeeinheit 81 und einer Antriebseinheit 91. Die Antriebseinheit 91 besteht aus einem Ritzel 23, einem Zahnrad 24, einem Zahnrad 25 und einem Antriebsmotor 26.
Wie es in den Fig. 18 und 19 dargestellt ist, beinhaltet die Innengetriebeeinheit 81 ein Innenzahnradelement 82, ein Zahnrad-Tragelement 83 mit einer Fläche rechtwinklig zur Achse der Fotoempfängertrommel 1 zum Halten des Innenzahnradelements 82, ein Lagerelement 84, das zentrisch im Zahnrad- Tragelement 83 liegt, und ein Verstärkungselement 85. Sowohl das Innenzahnradelement 82 als auch das Lagerelement 84 stehen in der Achsrichtung der Fotoempfängertrommel 1 nach innen in Bezug auf das Zahnrad-Tragelement 83 nach außen vor.
Das Innenzahnradelement 82 ist z. B. so aufgebaut, dass es einen Zahnteilungsmodul von 1 mm, eine Zahnweite von 10 mm und eine Zähnezahl von 73 sowie, wie es in Fig. 20 dargestellt ist, eine Länge A = 1,45 mm, eine Länge B = 3,7 mm, eine Länge C = 2,25 mm und eine mittlere Dicke = 2 mm aufweist. Im Allgemeinen ist, unabhängig vom Stirnrad oder vom Innenzahnrad, im Fall eines Kunststoffrads mit einem Zahnteilungsmodul von 1 mm, wie er typischerweise in Büroautomatisierungsgeräten verwendet wird, die Bedingung, dass die Länge A ungefähr 75% der mittleren Dicke beträgt, bevorzugt, da dies einen optimalen Ausgleich zwischen Festigkeit und Genauigkeit bietet. So ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel diese angegebene Bedingung verwendet.
Wie es in Fig. 18 dargestellt ist, ist die Achse 45 der Fotoempfängertrommel 1 in das Lagerelement 84 eingesetzt. Die Achse 45 ist am Trommelachse- Tragelement 92 befestigt. Das Trommelachse-Tragelement 92 ist an der Außenseite in der Achsrichtung der Fotoempfängertrommel 1 ausgebildet, und es ist am Hauptgehäuse des Kopiergeräts befestigt.
Wie es ebenfalls in Fig. 19 dargestellt ist, ist das Verstärkungselement 85 so ausgebildet, dass es eine Verformung des Innenzahnradelements 82 zur Mitte der Innengetriebeeinheit 81 hin verhindert. Das Verstärkungselement 85 ist entlang dem Umfang des Innenzahnradelements 82 mit Zylinderform mit einem unwesentlich kleineren Durchmesser als dem des Innenzahnradelements 82 ausgebildet, und es steht von der Rückseite des Zahnrad-Tragelements 83 vor. Um eine Verzögerung des Aushärtprozesses zu vermeiden, wie durch Abschließen des Abkühlprozesses in einem frühen Stadium verursacht, ist das freie Ende des Verstärkungselements 85 noch dünner ausgebildet, und sein Vorderende ist dünner ausgebildet als es der mittleren Dicke des Innenzahnradelements 82 entspricht. Ein Verbindungsteil des Verstärkungselements 85 zum Zahnrad-Tragelement 83 sowie ein Verbindungsteil des Innenzahnradelements 82 zum Zahnrad-Tragelement 83 überlappen in der Achsrichtung des Innenzahnradelements 82. Die beschriebene Innengetriebeeinheit 81 wird z. B. durch Kunststoffgießen wie Spritzgießen unter Verwendung einer Metallform hergestellt.
Gemäß der beschriebenen Anordnung kann während des Abkühlprozesses beim Herstellprozess für die Innengetriebeeinheit 81 eine Verformung des freien Endes des Innenzahnradelements 82 rechtwinklig zum Zahnrad-Tragelement 43 zur Mitte der Innengetriebeeinheit 81 hin durch den folgenden Mechanismus vermieden werden. Hierbei existiert kein spezieller Grund zum Herstellen des Verstärkungselements 85 zunächst als vom Zahnrad-Tragelement 83 getrenntes Element mit anschließendem Montieren des Verstärkungselements 85 am Zahnrad-Tragelement 83.
Wenn das Innenzahnradelement 82 der Innengetriebeeinheit 81 dick ausgebildet wird, ist der Abkühlprozess beim Herstellprozess für die Innengetriebeeinheit 81 verzögert. Im Ergebnis schrumpft das Innenzahnradelement 82 beim Aushärten, und es fällt zum Zentrum der Innengetriebeeinheit 81 hin ein. Andererseits härtet das vordere Ende der freien Endseite des Verstärkungselements 85 in einem frühen Stadium, da es dünner als die mittlere Dicke des Innenzahnradelements 82 ausgebildet ist. Durch Herstellen eines derartigen Verstärkungselements 85 verfügt der Umfang der Innengetriebeeinheit 81 über einen im Wesentlichen T-förmigen Querschnitt, wie in Fig. 21 dargestellt, und so wird unvermeidlich der dicke Abschnitt P mit niedrigem Kühlwirkungsgrad ausgebildet. Da ein derartiger Abschnitt P einen langsameren Kühlungsprozess als andere Abschnitte erfährt, tritt eine Schrumpfung auf, wie durch die gestrichelte Linie dargestellt, und indessen entstehen interne Spannungen F&sub1;, F&sub2; in der Nähe der Schrumpfungsstelle, wie in der Figur dargestellt.
So werden im Innenzahnradelement 82 eine Kraft in einer Absenkrichtung betreffend das Innenzahnradelement 82 und die ausgeübte Innenspannung F&sub1; in entgegengesetzten Richtungen ausgeübt, und so kann ein derartiges Absenken des Innenzahnradelements 82 unterdrückt werden. In diesem Fall drückt, da das Verstärkungselement 85 als Abstützelement gegen die interne Spannung F&sub2; dient, die interne Spannung F&sub1; auf das Innenzahnradelement 82, um auf einfache Weise zu verhindern, dass die dargestellte Wand des Innenzahnradelements 82 absinkt. Wegen des beschriebenen Mechanismus kann das Innenzahnradelement 82 im Wesentlichen rechtwinklig zum Zahnrad-Tragelement 83 gehalten werden.
Wie erkennbar, kann durch Ausbilden des Verstärkungselements 85 mit Zylinderform in der Nähe des Umfangs der Innengetriebeeinheit 81 ein hervorragender Antiverformungseffekt erzielt werden.
Außerdem ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen der dem Innenzahnradelement 82 der Innengetriebeeinheit 81 entsprechenden Umfangsfläche 81a und einer Umfangsfläche 85a des Verstärkungselements 85 eine Niveaudifferenz 86 ausgebildet. D. h., dass der Außendurchmesser des Verstärkungselements 85 aus dem folgenden Grund kleiner als der Außendurchmesser des Innenzahnradelements 82 gewählt ist. Es würde nämlich, da die Umfangsfläche 81a als Presssitzteil der Fotoempfängertrommel 1 dient, der Presssitzteil zu lang werden, wenn die Umfangsfläche 85a des Verstärkungselements 85 auf demselben Niveau wie die Umfangsfläche 81a der Innengetriebeeinheit 81 ausgebildet würde. So ist ein derartiger Zustand nicht bevorzugt. D. h., dass der Presssitzteil der Fotoempfängertrommel 1 auf die folgende Weise hergestellt wird. Nach dem Herstellen der Fotoempfängertrommel 1 in Zylinderform wird der Innenendabschnitt der Fotoempfängertrommel 1, in den die Innengetriebeeinheit 81 einzusetzen ist, fertig gestellt. So ist es um so bevorzugter, je kürzer die Endbearbeitungsbreite, d. h. der Presssitzteil, ist, da die Endbearbeitung einfach ausführbar ist. Daher erlaubt die beschriebene Anordnung eine Verringerung der Anzahl der Prozesse, die zum Herstellen der Fotoempfängereinheit erforderlich sind, sowie ein Senken der zugehörigen Herstellkosten.
Wenn bei der Fotoempfängereinheit mit der beschriebenen Anordnung der Antriebsmotor 26 der Antriebseinheit 91 betrieben wird, wird die Antriebskraft vom Ritzel 23 an das Innenzahnradelement 82 der Innengetriebeeinheit 81 übertragen. Im Ergebnis dreht sich die Fotoempfängertrommel 1 um die Achse 45. Hierbei stehen, da das Innenzahnradelement 82 rechtwinklig zum 1 Zahnrad-Tragelement 83 positioniert ist, das Ritzel 23 und das Innenzahn radelement 82 mit verbesserter Genauigkeit miteinander in Eingriff, um dadurch die Fotoempfängertrommel 1 gleichmäßig zu drehen.
Außerdem ist bei der Fotoempfängereinheit des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Innengetriebeeinheit 81 am Endabschnitt der Fotoempfängertrommel 1 befestigt. So können eine instabile Drehbewegung der Fotoempfängertrommel 1, ein Rütteln und Blockieren derselben, oder eine Belastungszunahme während ihrer Drehung verhindert werden.
Im Ergebnis einer Untersuchung zum beschriebenen Effekt liegt die Verformung des Vorderendes des Innenzahnradelements 82 ohne Verstärkungselement 85 im Bereich von 50 bis 80 um, während sie mit dem Verstärkungselement 85 im Bereich von -10 bis 20 um liegt, und es kann ein gewünschter Eingriff zwischen dem Innenzahnradelement 82 und dem Ritzel 23 während deren Drehungen erzielt werden.
Nachdem die Erfindung auf diese Weise beschrieben wurde, ist es ersichtlich, dass sie auf viele Arten variierbar ist. Derartige Variationen sind nicht als Abweichung vom Schutzumfang der Erfindung anzusehen, und alle derartigen Modifizierungen, wie sie dem Fachmann erkennbar sind, sollen im Schutzumfang der folgenden Ansprüche enthalten sein.

Claims

1. Bilderzeugungsgerät mit:

- einer drehbaren Fotoempfängertrommel (1) mit einem Innenzahnrad (21);

- Prozesselementen (2 bis 9) zum Erzeugen eines Bilds, die in Umfangsrichtung um die Fotoempfängertrommel (1) herum angeordnet sind, wobei mindestens eines der Prozesselemente (4, 7a, 31, 32) Kontaktdruck auf die Fotoempfängertrommel (1) ausübt; und

- einem Ritzel (23) zum Übertragen einer Antriebskraft, das in Eingriff mit dem Innenzahnrad (21) steht;

- wobei das Ritzel (23) winkelmäßig in einem Bereich positioniert ist, der die Winkelrichtung einer resultierenden Kraft zum Kontaktdruck oder den Kontaktdrücken sowie eine Winkelrichtung im Wesentlichen rechtwinklig zur Winkelrichtung der resultierenden Kraft, ausschließlich der Winkelrichtung entgegengesetzt zur Richtung der resultierenden Kraft enthält.

2. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, bei dem

- die Kontaktdruck auf die Fotoempfängertrommel (1) ausübenden Prozesselemente mindestens zwei aus der aus Folgendem bestehenden Gruppe ausgewählte Mitglieder sind: eine Entwicklereinheit (4) zum Entwickeln eines auf der Oberfläche der Fotoempfängertrommel (1) erzeugten elektrostatischen latenten Bilds unter Verwendung eines Entwicklungsmaterials, eine Reinigungseinheit (7) zum Entfernen von Restentwicklungsmaterial, das auf der Oberfläche der Fotoempfängertrommel (1) verblieben ist, eine Hauptladewalze (31) zum Laden der Oberfläche der Fotoempfängertrommel (1) und eine Trennwalze (32) zum Aufbringen einer Ladung auf die Oberfläche der Fotoempfängertrommel (1) zum Trennen eines Blatts von dieser.

3. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, bei dem das Ritzel (23) in einem Winkelbereich positioniert ist, der ± 120º zur Richtung der resultierenden Kraft liegt.

4. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, bei dem das Ritzel (23) in einem Winkelbereich im Wesentlichen rechtwinklig zur Winkelrichtung der resultierenden Kraft positioniert ist.

5. Bilderzeugungsgerät mit:

- einer drehbaren Fotoempfängertrommel (1) mit einem Innenzahnrad (21);

- wobei die Prozesselemente winkelmäßig so positioniert sind, dass eine resultierende Kraft zum Kontaktdruck, wie jeweils von den Prozesselementen ausgeübt, minimiert ist.

6. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 5, bei dem

- die Prozesselemente mindestens zwei aus der aus Folgendem bestehenden Gruppe ausgewählte Mitglieder sind: eine Entwicklereinheit (4) zum Entwickeln eines auf der Oberfläche der Fotoempfängertrommel (1) erzeugten elektrostatischen latenten Bilds unter Verwendung eines Entwicklungsmaterials, eine Reinigungseinheit (7) zum Entfernen von Restentwicklungsmaterial, das auf der Oberfläche der Fotoempfängertrommel (1) verblieben ist, eine Hauptladewalze (31) zum Laden der Oberfläche der Fotoempfängertrommel (1) und eine Trennwalze (32) zum Aufbringen einer Ladung auf die Oberfläche der Fotoempfängertrommel (1) zum Trennen eines Blatts von dieser.