DE19620911A1 - Fotoempfindliche Trommel und Bildaufzeichnungsvorrichtung mit derselben - Google Patents

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine fotoempfindliche Trommel und eine Bildaufzeichnungsvorrich­ tung, die dieselbe enthält.

2. Beschreibung der verwandten Technik

Eine fotoempfindliche Trommel wird im allgemeinen als Aufzeichnungsmedium eines statischen Latentbildes für eine Bildaufzeichnungsvorrichtung verwendet, auf die eine elektronische fotografische Technik angewendet wird. Ein Beispiel dafür wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 erläutert. Die fotoempfindliche Trommel 83 setzt sich zusammen aus einer zylindrischen leere Röhre 85, einem Paar von schei­ benartigen Flanschen 87, die an den gegenüberliegenden Enden der leeren Röhre 85 abdichtend angebracht sind, und einem zentralen Schaft 89, der in zentralen Löchern beider Flan­ sche 87 fest eingepaßt ist, während er sie durchdringt.

Da von der leeren Röhre 85 und dem zentralen Schaft 89 eine extrem hohe Maßgenauigkeit verlangt wird, während der Zweck der fotoempfindlichen Trommel berücksich­ tigt wird, sind die leere Röhre 85 und der zentrale Schaft 89 aus Aluminium bzw. rostfreiem Stahl hergestellt. Der Flansch 88 ist aus Harz, um Gewicht und Kosten zu reduzie­ ren. Um die leere Röhre 85 mit dem zentralen Schaft 89 zum Zweck des Erdens zu verbinden, ist in dem Inneren der leeren Röhre 85 (fotoempfindlichen Trommel 83) eine Erdungsplatte 91 vorgesehen, die sowohl mit der leeren Röhre 85 als auch mit dem zentralen Schaft 89 in federndem elektrischen Kontakt sein kann.

Gemäß der Struktur einer oben beschriebenen fotoempfindlichen Trommel nach Stand der Technik besteht jedoch ein Problem darin, daß die Struktur durch die Erfor­ dernis einer Anzahl von Teilen kompliziert wird, woraus erhöhte Herstellungskosten und/oder Montagekosten resultie­ ren. Zum Beispiel ist es notwendig, individuelle Teile mit hoher Genauigkeit herzustellen und sie alle mit hoher Genau­ igkeit miteinander zu montieren, wodurch die Produktions­ kosten in die Höhe getrieben werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine fotoempfindliche Trommel vorzusehen, die mit niedrige­ ren Kosten leicht hergestellt werden kann, während sie keineswegs den herkömmlichen unterlegen ist, und eine Bild­ aufzeichnungsvorrichtung, die dieselbe enthält.

Um die obige Aufgabe zu erfüllen, ist gemäß der vorlie­ genden Erfindung eine fotoempfindliche Trommel dadurch gekennzeichnet, daß eine leere Röhre, bestehend aus einer Zylindersektion, einer zentralen Achsensektion, die innerhalb der Zylindersektion konzentrisch mit ihr angeord­ net ist, und einer Vielzahl von Rippensektionen zum starren Verbinden der Zylindersektion mit der zentralen Achsensek­ tion, durch Fließpressen oder Ziehformen integral gebildet ist. Vorzugsweise ist die leere Röhre hauptsächlich aus Aluminium gebildet.

Vorzugsweise ist ferner ein Paar von Bolzengliedern, die als Stützschaft für die fotoempfindliche Trommel verwen­ det werden, an gegenüberliegenden Enden der zentralen Ach­ sensektion der leeren Röhre angebracht.

Eine Bildaufzeichnungsvorrichtung gemäß der vorliegen­ den Erfindung umfaßt eine fotoempfindliche Trommel, die gebildet ist aus einer leeren Röhre, bestehend aus einer Zylindersektion, einer zentralen Achsensektion, die inner­ halb der Zylindersektion konzentrisch mit ihr angeordnet ist, und einer Vielzahl von Rippensektionen zum starren Verbinden der Zylindersektion mit der zentralen Achsensek­ tion, welche leere Röhre durch Fließpressen oder Ziehformen integral gebildet ist.

Da die leere Röhre der fotoempfindlichen Trommel auf zweckmäßige Weise integral gebildet ist, ist es möglich, die Produktionskosten zu reduzieren, während deren Qualität beibehalten oder sogar verbessert wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung der bevor­ zugten Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor.

Zu den Zeichnungen

Fig. 1 zeigt schematisch die gesamte Struktur einer Ausführungsform einer Mehrfarbenbildaufzeichnungsvorrich­ tung, die fotoempfindliche Trommeln gemäß der vorliegenden Erfindung enthält;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die eine individuelle Bilderzeugungseinheit schematisch zeigt;

Fig. 3 zeigt einen Zustand der Bilderzeugungseinheit, die in der Aufzeichnungszone untergebracht ist, von der Seite der Blattzuführzone aus gesehen;

Fig. 4 zeigt einen Zustand der Bilderzeugungseinheit, die aus der Vorrichtung herausgezogen ist, von der Seite der Blattzuführzone aus gesehen;

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die entfernte fotoemp­ findliche Trommel;

Fig. 6 ist eine Seitenansicht der individuellen fotoempfindlichen Trommel zum Zeigen ihrer inneren Struktur;

Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht längs einer Linie VII-VII in Fig. 6; und

Fig. 8 ist eine Längsschnittansicht einer herkömmlichen fotoempfindlichen Trommel.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen wer­ den unten bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch die gesamte Struktur einer Mehrfarbenbildaufzeichnungsvorrichtung, die fotoempfindliche Trommeln gemäß der vorliegenden Erfindung enthält. In der Zeichnung besteht die Bildaufzeichnungsvorrichtung 1 im wesentlichen aus drei boxartigen Zonen; einer Aufzeichnungs­ zone 3 eines Multitrommeltyps zum Ausführen der Vollfarbauf­ zeichnung mit vielen Farben mit hoher Geschwindigkeit, einer Blattzuführzone 5 (rechte Seite von Fig. 1) zum Zuführen von Aufzeichnungsblättern zu der Aufzeichnungszone 3, und einer Ausgabezone 7 (linke Seite von Fig. 1) zum Empfangen der bedruckten Blätter, die von der Aufzeichnungszone 3 ausgege­ ben werden. Die Blattzuführzone 5 hat drei Kassetten, die so angeordnet sind, daß sich eine über der anderen befindet, in denen in jeder ein Stapel von Blättern von einer Größe aufgenommen wird. Die Ausgabezone 7 hat drei Ausgabe­ schächte, die so angeordnet sind, daß sich einer über dem anderen befindet, in denen in jedem ein Stapel von bedruck­ ten Blättern aufgenommen wird.

Die Aufzeichnungszone 3 ist dafür ausgelegt, um ihren Installationsbereich (projektierten Bereich) zu minimieren, indem ihre Gesamtabmessungen reduziert sind, so daß der Funktionsbereich effektiv verwendet werden kann. Das heißt, die Aufzeichnungszone 3 enthält einen Hauptrahmen 9 und vier Bilderzeugungseinheiten Y, C, M und B im wesentlichen mit derselben Struktur, die innerhalb des Hauptrahmens enthalten sind, zum Aufzeichnen eines gelben Tonerbildes, eines zyan­ farbenen Tonerbildes, eines magentafarbenen Tonerbildes bzw. eines schwarzen Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsblatt. Diese Bilderzeugungseinheiten sind mit vorbestimmtem Abstand zwischen sich in einer horizontalen Ebene, die an einer Mittelposition des Hauptrahmens 9 definiert ist, parallel zueinander angeordnet. An einer Position in dem Hauptrahmen 9, die von den Bilderzeugungseinheiten nach unten entfernt ist, ist eine Fördervorrichtung 15, bestehend aus einem Endlosband 11 aus Harz, das das Blatt elektrostatisch anzie­ hen kann, und vier Rollen 13a bis 13d, um die das Endlosband 11 herumgewunden ist, angeordnet. Auf der stromabwärtigen Seite der Fördervorrichtung 15 ist eine Fixiervorrichtung 17 zum thermischen Fixieren der übertragenen Tonerbilder auf dem Aufzeichnungsblatt, das einen Übertragungsprozeß durch­ läuft, vorgesehen. Auf der stromabwärtigen Seite der Fixier­ vorrichtung 17 ist eine Ausgabevorrichtung 19 (die aus einer Vielzahl von Rollenpaaren zum Einklemmen und Befördern des bedruckten Blattes besteht) zum Transportieren des bedruck­ ten Blattes zu der Ausgabezone 7 vorgesehen. Um beidseitiges Aufzeichnen auszuführen, ist eine Umkehrvorrichtung 21 (die aus einer Vielzahl von Rollenpaaren besteht) mit der Ausga­ bevorrichtung 19 gekoppelt, zum Zurückführen des Aufzeich­ nungsblattes, das die stromaufwärtigen Bilderzeugungseinhei­ ten durchläuft, während dasselbe mit der Oberseite nach unten gekehrt ist, unter Verwendung eines Zurückschalt­ systems.

Wie in Fig. 2 gezeigt, die eine schematische Darstel­ lung der individuellen Bilderzeugungseinheit ist, enthält die jeweilige Bilderzeugungseinheit Y, C, M oder B eine fotoempfindliche Trommel 23, eine Vorladevorrichtung 25 (wie z. B. einen Koronalader, einen Scorotronlader, einen Lader des leitfähigen Rollentyps oder einen Lader des leitfähigen Bürstentyps), eine optische Schreibvorrichtung 27 (wie z. B. einen Laserstrahlscanner, ein LED-Array oder ein Flüssigkri­ stallverschluß-Array), eine Entwicklungsvorrichtung 29, eine Übertragungsvorrichtung 31 (wie z. B. eine leitfähige Über­ tragungsrolle), eine Reinigungsvorrichtung 33 zum Entfernen von Resttoner auf der fotoempfindlichen Trommel, und eine Entladelampenvorrichtung 35 zum Entladen der fotoempfindli­ chen Trommel 23.

Die jeweilige Entwicklungsvorrichtung 29 enthält einen Entwicklerbehälter 41, eine Entwicklungsrolle 43, die von dem Entwicklerbehälter 41 teilweise exponiert ist und gegen­ über der fotoempfindlichen Trommel 23 angeordnet ist, so daß auf ihrer äußeren Peripherie eine Magnetbürste gebildet wird, einen Rührer 45, der aus einem Paar von Förderrollen 45a, 45b besteht, die ein Rühr-/Förderschraubenblatt haben (nicht im Detail gezeigt), zum Laden einer Tonerkomponente und einer magnetischen Trägerkomponente eines Zweikomponen­ tenentwicklers durch Reibung, und parallel zu der Entwick­ lungsrolle 43 angeordnet sind, ein Entwicklerreservoir 47 zum Aufnehmen des Entwicklers, der aus dem Rührer 45 über­ läuft, eine Paddelrolle 49 zum Zuführen des Entwicklers in dem Entwicklerreservoir 47 zu der Entwicklungsrolle 43, und ein Paar von Magnetrollen 51 zum Emporheben des Entwicklers, der die Entwicklungszone (mit einer erschöpften Tonerkompo­ nente) verläßt, nach oben zu dem Rührer 45. Entwickler, die jeweilig eine gelbe Tonerkomponente, eine zyanfarbene Toner­ komponente, eine magentafarbene Tonerkomponente und eine schwarze Tonerkomponente enthalten, werden auf geeignete Weise aus den jeweiligen Tonertanks (nicht gezeigt) den jeweiligen Entwicklungsvorrichtungen 29 zugeführt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird der Betrieb der Auf­ zeichnungszone 3 erläutert. Eine Oberfläche der fotoempfind­ lichen Trommel 23 wird durch den Vorlader 25 sequentiell und gleichförmig geladen, um einen geladenen Bereich zu bilden, auf dem dann durch die optische Schreibvorrichtung 27 ein elektrostatisches latentes Bild gebildet wird. Das elektro­ statische latente Bild auf der fotoempfindlichen Trommel 23 wird durch die Entwicklungsvorrichtung 29 auf elektrostati­ sche Weise als geladenes Tonerbild entwickelt, das dann durch die Übertragungsvorrichtung 31 auf ein Aufzeichnungs­ blatt (Aufzeichnungsmedium) P übertragen wird, das von der Blattzuführzone 5 (siehe Fig. 1) auf dem Endlosband 11 zugeführt wird. Ein gelbes Tonerbild, ein zyanfarbenes Tonerbild, ein magentafarbenes Tonerbild und ein schwarzes Tonerbild werden sequentiell auf das Aufzeichnungsblatt übertragen, so wie dasselbe die vier Bilderzeugungseinheiten Y, C, M und B sequentiell durchläuft. Da die vier Farbtoner­ bilder einander überlappen oder eine Vielzahl von verschie­ denen Farbpunkten in einem vorbestimmten Bereich gebildet wird, kann ein Mehrfarbenbild gebildet werden, das aus einer Anzahl von verschiedenen Farben besteht, die größer als die Anzahl von Bilderzeugungseinheiten ist. Danach wird das bedruckte Blatt P der Fixiervorrichtung 17 zugeführt (siehe Fig. 1), so daß das vollfarbige Bild thermisch auf ihm fixiert wird.

Falls die Tonerbilder positionell nicht miteinander koinzidieren, weichen die Überlappungspositionen oder die Punktpositionen voneinander ab und bilden Farben, die sich von den erwarteten unterscheiden. Um solch ein Problem zu lösen, ist es nötig, eine Vorrichtung zum Ausführen des Mehrfarbendruckens mit einer höheren Genauigkeit herzustel­ len und/oder zu montieren, als sie für eine Vorrichtung zum Ausführen des Monochromdruckens erforderlich ist.

Führungsmechanismen (nicht gezeigt) sind auf beiden Seiten des Hauptrahmens 9 der Aufzeichnungszone 3 vorgese­ hen, durch die ein Subrahmen 61 (nicht im Detail gezeigt) zu der Seite des Bedieners herausgezogen werden kann. Die vier Bilderzeugungseinheiten Y, C, M und B sind auf den Subrahmen 61 montiert, so daß alle vier Einheiten aus der Vorrichtung gleichzeitig herausgezogen werden können. Ferner ist auch jede der Bilderzeugungseinheiten auf einem Gleitrahmen 63 montiert, der auf dem Subrahmen 61 gleitfähig getragen wird, um zu der Seite des Bedieners individuell herausgezogen werden zu können. Fig. 3 zeigt einen Zustand, bei dem alle Bilderzeugungseinheiten Y, C, M und B innerhalb der Vorrich­ tung untergebracht sind, und Fig. 4 zeigt einen Zustand, bei dem wenigstens eine der Bilderzeugungseinheiten zu der Seite des Bedieners herausgezogen ist. Fig. 5 zeigt die fotoemp­ findliche Trommel 23, die aus der zurückgezogenen Bilderzeu­ gungstrommel entfernt ist und an der die Reinigungsvorrich­ tung 33 oder anderes integral angebracht ist. Wenn die Bilderzeugungseinheit im Inneren der Vorrichtung enthalten ist, wie in Fig. 3 gezeigt, wird ein Schaftende auf der Bedienerseite (rechts in Fig. 5) durch ein Lager (nicht gezeigt), das an dem Gleitrahmen 63 vorgesehen ist, rotier­ bar gestützt, während das Schaftende der gegenüberliegenden Seite mit einer Abtriebswelle eines Antriebsmotors 67 gekop­ pelt ist, der an dem Hauptrahmen 9 durch eine Kopplungsvor­ richtung 69 (69a, 69b) vorgesehen ist, wodurch die fotoemp­ findliche Trommel 23 akkurat angetrieben wird, um zu rotie­ ren, während sie mit hoher Präzision positioniert wird. Andererseits wird, wenn die Bilderzeugungseinheit durch den Gleitrahmen 63 herausgezogen wird, wie in Fig. 4 gezeigt, das Schaftende der fotoempfindlichen Trommel 23 der Bedie­ nerseite durch den Gleitrahmen 63 gehalten wie es ist, während das gegenüberliegende Schaft ende von der Kopplung mit der Abtriebswelle des Antriebsmotors 69 freigegeben wird und statt dessen durch einen Stützabschnitt (nicht gezeigt) des Gleitrahmens 63 direkt oder indirekt auf relativ grobe Weise gehalten wird. Die fotoempfindliche Trommel 23 kann in diesem letzteren Zustand leicht entfernt werden. Da die Bilderzeugungseinheiten Y, C, M und B, wie oben erwähnt, herausgezogen werden können, ist es möglich, die Wartung, wie z. B. den Austausch von Teilen, leicht und schnell auszuführen, wodurch die Arbeit des Bedieners in hohem Maße erleichtert wird.

Wie in Fig. 6 und 7 gezeigt, umfaßt die fotoempfindli­ che Trommel 23, die einen Hauptteil der Bilderzeugungsein­ heit Y, C, M oder B bildet, hauptsächlich eine leere Röhre 23d, bestehend aus einer Zylindersektion 23a, einer hohlen zentralen Schaftsektion 23b, die innerhalb der Zylindersek­ tion 23a konzentrisch mit ihr angeordnet ist, und drei Rippensektionen 23c, die die Zylindersektion 23a mit der zentralen Schaftsektion 23b integral verbinden. Die leere Röhre 23d wird durch Fließpressen (oder Ziehformen) eines zylindrischen stabartigen Werkstückes aus Aluminium gebil­ det. Nachdem die leere Röhre gebildet worden ist, wird ein Paar von Bolzengliedern 71, zum Beispiel aus Aluminium, in die gegenüberliegenden Enden der zentralen Schaftsektion 23b der leeren Röhre 23d eingepreßt, so daß ein Stützschaft für die fotoempfindliche Trommel gebildet wird. Ein fotoempfind­ licher Stoff, der zum Bilden des elektrostatischen latenten Bildes durch die optische Schreibvorrichtung erforderlich ist, wie Se, CdS, ZnO, a-Si oder OPC (organischer Fotolei­ ter), von denen OPC zu bevorzugen ist, wird auf die Oberflä­ che der leeren Röhre aufgetragen. Im allgemeinen erfolgt das Auftragen des fotoempfindlichen Stoffs (OPC) durch das Tauchverfahren, bei dem die leere Röhre in den fotoempfind­ lichen Stoff in einem Behälter getaucht wird, während eines der Bolzenglieder der leeren Röhre festgehalten wird. Dabei haftet der fotoempfindliche Stoff unvermeidlich an dem anderen Bolzenglied. Während es möglich ist, denselben während des Nachprozesses zu entfernen, wird bei dieser Ausführungsform ein Verfahren eingesetzt, bei dem der Abschnitt, auf dem das Haften des fotoempfindlichen Stoffs verhindert werden sollte, vorher mit einem Maskierband bedeckt wird, das entfernt wird, nachdem der fotoempfindli­ che Stoff aufgetragen worden ist. In dieser Hinsicht kann zum Zweck des Korrigierens der Oszillation der Oberfläche der leeren Röhre und des Erreichens einer höheren Genauig­ keit ihrer Kreisförmigkeit und Linearität die äußere Peri­ pherie der leeren Röhre durch eine Drehmaschine oder der­ gleichen bearbeitet werden, nachdem die Bolzenglieder 71 eingepreßt worden sind, während die leere Röhre an den Bolzengliedern 71 rotiert wird, oder im Gegensatz dazu kann die äußere Peripherie der Bolzenglieder bearbeitet werden, während die leere Röhre auf ihrer Achse rotiert wird. Durch dieses Verfahren wird die Distanz zwischen der zentralen Achse der Bolzenglieder 71 und der äußeren Peripherie der leeren Röhre genau gleichförmig, wodurch es möglich ist, die Scherung beim Drucken, wenn solche fotoempfindlichen Trommeln für eine Mehrfarbenbildaufzeichnungsvorrichtung verwendet werden, zu mildern oder zu eliminieren.

Anstelle der Verwendung der separaten Bolzenglieder 71 kann folgendes möglich sein: eine leere Röhre wird mit einer stabilen, nicht hohlen, zentralen Schaftsektion 23b durch Fließpressen oder Ziehformen auf ähnliche Weise wie bei der obigen Ausführungsform gebildet, und die gegenüberliegenden Endabschnitte einer Zylindersektion 23a und von Rippensektionen 23c werden in vorbestimmter Länge abge­ schnitten, während die zentrale Schaftsektion 23b beibehal­ ten wird, so daß deren gegenüberliegende Enden aus der Zylindersektion 23a herausragen, so daß die herausragenden Abschnitte als Stützschaft für die fotoempfindliche Trommel verwendet werden können. Da die Bolzenglieder 71 zusammen mit der leeren Röhre gebildet werden können, ist es dadurch möglich, die Anzahl von Teilen und somit die Produktions­ kosten zu reduzieren sowie das Erden effektiv auszuführen.

Gemäß der oben erläuterten Produktionstechnologie für eine fotoempfindliche Trommel ist es möglich, eine fotoemp­ findliche Trommel, die herkömmlichen in keiner Weise unter­ legen ist, bei niedrigeren Kosten mit höherer Genauigkeit leicht herzustellen. Mit anderen Worten, gemäß der fotoemp­ findlichen Trommel der vorliegenden Erfindung ist keine Erdungsplatte erforderlich, und die Anzahl von Teilen wird in hohem Maße reduziert, woraus eine beträchtliche Verbesse­ rung der Produktionskosten resultiert.

Wie oben beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, durch ein Massenproduktionssystem eine fotoempfindliche Trommel bei niedrigeren Kosten zu erhalten, die eine einfache Struktur und eine ausgezeichnete Qualität hat. Ferner hat eine Bildaufzeichnungsvorrichtung, die diese fotoempfindliche Trommel enthält, eine verbesserte Qualität und kann mit niedrigeren Produktionskosten hergestellt werden.

Es versteht sich, daß die Erfindung keinesfalls auf die hier gezeigten und beschriebenen spezifischen Ausführungs­ formen begrenzt ist und daß verschiedene Abwandlungen an ihnen vorgenommen werden können, die in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims (4)

1. Eine fotoempfindliche Trommel, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine leere Röhre (23d) umfaßt:
eine Zylindersektion (23a);
eine zentrale Achsensektion (23b), die innerhalb der Zylindersektion (23a) konzentrisch mit ihr angeordnet ist; und
eine Vielzahl von Rippensektionen (23c) zum star­ ren Verbinden der Zylindersektion (23a) mit der zentralen Achsensektion (23b); und
bei der die leere Röhre durch Fließpressen oder Ziehformen integral gebildet ist.

2. Eine fotoempfindliche Trommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leere Röhre (23d) haupt­ sächlich aus Aluminium besteht.

3. Eine fotoempfindliche Trommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Paar von Bolzen­ gliedern (71), die als Stützschaft für die fotoempfindliche Trommel verwendet werden, an gegenüberliegenden Enden der zentralen Achsensektion (23b) der leeren Röhre (23d) ange­ bracht ist.

4. Eine Bildaufzeichnungsvorrichtung mit einer fotoempfindlichen Trommel (23), die gebildet ist aus einer leeren Röhre (23d) mit einer Zylindersektion (23a), einer zentralen Achsensektion (23b), die innerhalb der Zylinder­ sektion (23a) konzentrisch mit ihr angeordnet ist, und einer Vielzahl von Rippensektionen (23c) zum starren Verbinden der Zylindersektion (23a) mit der zentralen Achsensektion (23b), bei der die leere Röhre durch Fließpressen oder Ziehformen integral gebildet ist.