DE19643173B4

DE19643173B4 - Elektrofotographisches Druck- und Kopiergerät

Info

Publication number: DE19643173B4
Application number: DE19643173A
Authority: DE
Inventors: Yutaka Ebina Nogami; Shinichi Ebina Kanaya; Takahiko Ebina Ryuzaki
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2016-10-19
Also published as: DE19643173A1; US5708933A; JP3013779B2; JPH09171327A

Abstract

Elektrofotografisches Druck- und Kopiergerät mit
– einer ersten Welle (14), auf der ein Bildträger (4) angeordnet ist,
– einer Antriebswelle (11), welche die erste Welle (14) antreibt,
– einer Kupplung (12, 13), die zwischen Antriebswelle (11) und erster Welle (14) angeordnet ist, um die erste Welle (14) und die Antriebswelle (11) miteinander zu koppeln und um die Kopplung zwischen der Antriebswelle (11) und der ersten Welle (14) durch ein Lösen der Kupplung (12, 13) aufzuheben,
– einer zweiten Welle (19), auf der ein Schwungrad (20) angeordnet ist,
– einer auf der ersten Welle (14) angeordneten ersten Riemenscheibe (18) und einer auf der zweiten Welle (19) angeordneten zweiten Riemenscheibe (21),
– einem um die beiden Riemenscheiben (18, 21) umlaufenden Treibriemen (22), über den die zweite Riemenscheibe (21) und damit die zweite Welle (19) mit dem Schwungrad (20) bei Drehung der auf der ersten Welle...

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrofotographisches Druck- und Kopiergerät mit einer fotoempfindlichen Trommel und einer bilderzeugenden Vorrichtung, wie eine Kopiermaschine, ein Facsimile und/oder einen Drucker.
In einer bilderzeugenden Vorrichtung unter Verwendung eines elektrofotografischen Systems wird eine Oberfläche eines Bildträgers wie etwa eine fotoleitfähige bzw. fotoempfindliche Trommel gleichmäßig von einem Ladegerät geladen, ein latentes Bild, entsprechend einem zu erzeugenden Bild, wird auf die geladene Oberfläche unter Verwendung des fotoelektrischen Effektes durch Laserlicht geschrieben, und an schließend wird Toner von einem Entwickler auf dieses latente Bild transportiert, um ein visuelles Bild zu bilden. Anschließend wird dieses Tonerbild direkt oder indirekt auf ein bilderzeugendes Objekt, wie etwa ein Papierblatt oder ein OHP-Blatt bzw. eine transparente Folie übertragen.
Der Durchmesser des oben erwähnten Laserlichts ist zum Beispiel in der Größenordnung von 60 μm (Mikrometer), und dieses Laserlicht wird entlang einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bildträgers gescannt, so daß ein latentes Bild erneut wird. In diesem Fall wird dann ein Intervall zwischen den latenten bildschreibenden Linien konstant, falls der Bildträger mit einer konstanten Geschwindigkeit befördert wird. Wenn jedoch die Bewegungsgeschwindigkeit des Bildträgers aufgrund von, beispielsweise, Schwingungen instabil wird, wird ein Kondensations-/Verdünnungsphänomen in den Schreiblinien des latenten Bildes auftreten. Dies kann dann Dichtefluktuationen in einem Tonerbild bewirken, was eine Verschlechterung der Bildqualitäten ergibt. Außerdem werden in einer farbbilderzeugenden Vorrichtung eine Vielzahl von farbigen Tonerbildern aufeinander angeordnet, um eine gewünschte Farbe zu erzeugen. Wenn die Dichte der entsprechenden Tonerbilder schwankt, kann das sich ergebende Farbbild nicht den gewünschten Farbton haben.
Wegen des instabilen Betriebs der Dreh(Umdrehungs)zahl des Bildträgers gibt es eine periodische Schwingung, die durch einen Fehler in der Montagepräzision der zentralen Drehwelle bzw. Drehschaftes hervorgerufen wird. Weiterhin kann eine farbbilderzeugende Vorrichtung eine bewegliche Entwicklervorrichtung, eine bewegliche Transfervorrichtung und eine bewegliche Reinigungsklinge verwenden. Wenn diese Vorrichtungen in Kontakt gebracht mit/getrennt von dem Bildträger werden, würde die sofortige Beschleunigung/Abbremsung des Bildträgers induziert werden. Selbst wenn die Geschwindigkeitsänderung der Blatttransportrolle über das Blatt zum Bilden des Bildes weitergegeben wird und/oder die Geschwindigkeitsänderung der Entwicklungswalze des Entwicklungsvorrichtungsmittels, die im Kontakt mit dem Bildträger ist, weitergegeben wird, werden Schwingungen in dem Bildträger erzeugt. In dem Fall, daß der Bildträger mittels Zahnräder angetrieben wird, können zusätzlich Schwingungen mit kurzen Perioden erzeugt werden, die durch die sofortigen Änderungen der Rotationsgeschwindigkeiten der Zahnräder durch das Zahnradspiel bewirkt werden.

Zur Stabilisierung des Betriebs ist aus JP 06-308784 A ein komplexer mittels zwei Schwungrädern auf zwei Antriebsachsen gestützter Antrieb für vier fotoleitfähige Aufzeichnungselemente über vier Treibriemen bekannt, wobei die Schwungmassen auf zwei Antriebswellen angeordnet sind und keine Ankopplung der Antriebswellen direkt an die Wellen der fotoleitfähigen Aufzeichnungselemente besteht. Ferner ist aus der Druckschrift JP 04-221974 A eine relativ einfache Anordnung eines Schwungrades auf einer Welle eines Bildübertragungsbandes bzw. Transportbandes bekannt. Diese Anordnung sieht jedoch keine Kupplungsmöglichkeiten zwischen einer Welle des Bildübertragungsbandes und einer Schwungmasseneinrichtung vor.

Im allgemeinen wird zur Stabilisierung der Geschwindigkeit des Bildträgers ein Schwungrad auf der Drehwelle bzw. Den Drehschaft des Bildträgers wie in JP 04-221974 A montiert, um das Trägheitsmoment zu erhöhen. Weiter wird gemäß der in der nichtgeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. Hei. JP 1-193888 A offenbarten Technik das Gewicht der Flansche, die an den Kanten der fotoempfindlichen Trommel positioniert sind, erhöht, wodurch ein ähnlicher Effekt wie derjenige des Schwungrades erzielt werden kann. Ferner wurde in vergangenen Jahren eine die Idee vorgeschlagen, die Winkelgeschwindigkeit des Schwungrades höher einzustellen wie diejenige des Bildträgers, um den geschwindigkeitsstabilisierenden Effekt durch das Schwungrad zu betonen. Der Grund dafür ist, daß die kinetische Energie durch Trägheit, (die im folgenden als "Trägheitsenergie" bezeichnet wird) "E" mittels der folgenden Formel ausgedrückt werden kann: E = Jω2/2,wobei das Symbol "ω" eine Winkelgeschwindigkeit dargestellt, und das Symbol "J" das Trägheitsmoment bezeichnet. Da das Trägheitsmoment J direkt proportional zu dem quadratischen Wert eines Durchmessers ist, wird normalerweise die Trägheitsengergie E ebenfalls erhöht, wenn der Durchmesser eines Schwungrades erhöht wird. Jedoch kann dies ein großes Gewicht bewirken, so daß der Stützmechanismus sperrig und teuer wird, und ferner ein großer Raum benötigt wird, der in der Lage ist, ein dermaßen sperriges Schwungrad aufzunehmen. Daher wird die bilderzeugende Vorrichtung sperrig und es ist sehr schwierig, den Bildträger zu montieren/ersetzen. Daher ist es nützlich, eine solche Maßnahme zu verwenden, bei der, während die Winkelgeschwindigkeit "ω" erhöht wird, die Trägheitsenergie E direkt proportional zu einem quadratischen Wert von "ω" ist.

Als eine Konsequenz offenbart die ungeprüfte japanische Patentanmeldung JP 4-75065 A daß die Reibungswalze mit einem kleinen Durchmesser in Kontakt mit der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel positioniert wird, und dann das Schwungrad auf der Reibungswalze in einer koaxialen Beziehung befestigt wird. In diesem Fall wird das Schwungrad von der Reibungswalze mit dem kleinen Durchmesser gedreht und, zur selben Zeit, ist die Winkelgeschwindigkeit des Schwungrades höher wie diejenige der fotoempfindlichen Trommel.

Wenn jedoch solch eine reibungsradartige Antriebskraftübertragung durchgeführt wird, wird ein Schlupf zwischen der Reibungswalze und der fotoempfindlichen Trommel aufgrund von Verschmutzung und Verschleiß der fotoempfindlichen Trommel erzeugt, so daß die Drehstabilisierungsfunktion durch das Schwungrad verschlechtert werden würde. Weiterhin würde solch ein Problem in Kürze aufgrund von Umgebungsgründen (beispielsweise des schwebenden Toners) in einer bilderzeugenden Vorrichtung auftreten.

Entsprechend der in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung JP 1-282567 A offenbarten Technik wird das zylindrische Trägheitsglied mit der gleichen Funktion wie diejenige des Schwungrades innerhalb der hohlen fotoempfindlichen Trommel angeordnet, und eine Antriebskraft der fotoempfindlichen Trommel wird auf das Schwungrad durch einen Planetengetriebemechanismus (epizyklischen Gebriebemechanismus) übertragen. Zur gleichen Zeit wird die Winkelgeschwindigkeit des Schwungrades höher wie diejenige der fotoempfindlichen Trommel. Ferner hat die ungeprüfte japanische Patentanmeldung JP 4-258967 A eine solche Vorrichtung vorgeschlagen, in der das Schwungrad auf dem halben Weg des Getriebezuges des Antriebssystems des Bildträgers angeordnet ist.

Wenn jedoch die zahnradartige Antriebskraftübertragung zwischen dem Schwungrad und dem. Bildträger unter Einschluß des Planetengetriebemechanismus durchgeführt wird, wird der Abstieg/Anstieg der Drehgeschwindigkeit innerhalb einer kurzen Zeit aufgrund des Vorhandenseins des Zahnradspiels wiederholt. Daher, obwohl durch die Verwendung des Schwungrads versucht wurde die Rotationen zu stabilisieren, konnte dieses Ziel nicht ausreichend erreicht oder konnte behindert werden.

In der ungeprüften japanischen Patentanmeldung JP 1-282527 A beschriebenen Technik wird der Planetengetriebemechanismus innerhalb der fotoempfindlichen Trommel angeordnet, was die Herstellungskosten der Komponenten erhöhen kann. Bildträger wie fotoempfindliche Trommeln müssen normalerweise aufgrund des Verschleißes ihrer fotoempfindlichen Oberflächenschichten ersetzt werden. Immer dann wenn die Bildträger ersetzt werden, werden die Zahnradmechanismen entsorgt, was niemals bessere Zustände schafft. Zusätzlich, immer dann wenn die fotoempfindliche Trommel ersetzt wird, werden eine große Anzahl von Zahnrädern zum Bilden des Planetengetriebemechanismus ersetzt, was eine mühsame Operation ergibt.

Ferner wurde eine weitere Technik vorgeschlagen, in der eine Vielzahl von dynamischen Dämpfern auf einer Drehwelle einer fotoempfindlichen Trommel befestigt werden. Die dynamischen Dämpfer sind mit Abschnitten zum Bilden von Trägheitstotgewicht und viskosen/elastischen Abschnitten wie Gummi ausgerüstet. Zusätzlich zu den von dem Gewicht verursachten Trägheitsmomenten, werden die Schwingungen durch den viskosen/elastischen Abschnitt gedämpft. Jedoch ist der Frequenzbereich, der in der Lage ist die Schwingungen zu dämpfen, durch den dynamischen Dämpfer begrenzt. In Übereinstimmung mit der Technik der ungeprüften japanischen Patentanmeldung JP 6-264970 A werden eine Vielzahl von dynami schen Dämpfern eingesetzt, um den schwingungsdämpfbaren Frequenzbereich zu expandieren. Jedoch würde diese Technik hohe Herstellungskosten nach sich ziehen. Ferner ist es sehr schwierig, den Bildträger zu montieren/ersetzen,

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung hat als Aufgabe, ein preisgünstiges elektrofotographisches Druck- und Kopiergerät mit einer Antriebsvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, dauerhaft eine Bewegungsgeschwindigkeit eines Bildträgers für eine lange Zeitperiode zu stabilisieren, und worin der Bildträger einfach ersetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Eine Ausführungsform des elektrofotographischen Druck- und Kopiergerätes mit einer derartigen Antriebsvorrichtung kann die folgenden Merkmale aufweisen:
eine erste Drehwelle die sich dreht, um so einen Bildträger zu bewegen;
ein Antriebsmittel zum Antreiben/Drehen der ersten Drehwelle;
ein um eine zweite Drehwelle als Zentrum drehendes Drehrad, um so die Drehung der ersten Drehwelle zu stabilisieren;
eine erste Riemenscheibe, die mit der ersten Drehwelle in Eingriff ist;
eine zweite Drehscheibe mit einem kleineren oder gleichen Durchmesser wie der der ersten Riemenscheibe und die auf dem zweiten Drehwelle befestigt ist; und
ein reibungsartiges Umschlingungsmittel, das auf diese Riemenscheiben gewunden ist, wobei die Antriebskraft von der ersten zu der zweiten Drehwelle, und die Winkelgeschwindigkeit des Schwungrades höher oder gleich derjenigen der ersten Drehwelle eingestellt ist.

In der erfindungsgemäßen Struktur kann erstens das Schwungrad an einer von der ersten Drehwelle getrennten Position angeordnet sein, da das Schwungrad auf der zweiten Drehwelle montiert ist, der von der ersten Drehwelle verschieden ist. Wenn dann der Bildträger ersetzt wird, wird der Verbindungsmechanismus zwischen dem ersten Drehwelle und der ersten Riemenscheibe gelöst, aber eine große Anzahl von Zahnrädern muß nicht ersetzt werden. In Abhängigkeit von den Einsatzbedingungen kann das reibungsartige Umschlingungsübertragungsmittel von der Riemenscheibe gelöst werden. Weiterhin können die Befestigungs-/Loslösungsarbeiten in diesem Fall sehr einfach werden. In der erfindungsgemäßen Struktur kann erstens das Schwungrad an einer von der ersten Drehwelle getrennten Position angeordnet sein, da das Schwungrad auf der zweiten Drehwelle montiert ist, der von der ersten Drehwelle verschieden ist. Wenn dann der Bildträger ersetzt wird, wird der Verbindungsmechanismus zwischen dem ersten Drehwelle und der ersten Riemenscheibe gelöst, aber eine große Anzahl von Zahnrädern muß nicht ersetzt werden. In Abhängigkeit von den Einsatzbedingungen kann das reibungsartige Umschlingungsübertragungsmittel von der Riemenscheibe gelöst werden. Weiterhin können die Befestigungs-/Loslösungsarbeiten in diesem Fall sehr einfach werden.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung konnten eine solche Tatsache herausfinden, daß, da das reibungsartige Umschlingungsübertragungsmittel gleich dem elastischen Glied auf der ersten Riemenscheibe und der zweiten Riemenscheibe gewunden ist, die Antriebsvorrichtung einen Freiheitsgrad von ungefähr zwei besitzt, falls angenommen wird, daß diese Antriebsvorrichtung als ein Schwingungssystem betrachtet wird. Obwohl dies bei einem Schwingungssystem mit einem Freiheitsgrad von ungefähr gleich 2 der Fall ist, daß der dynamische Dämp fer auf der Antriebsvorrichtung befestigt ist, kann der Schwingungsdämpfungsfrequenzbereich der Antriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung breiter gemacht werden als der, der durch die Verwendung des dynamischen Dämpfers erzielt wird. Daher können die Schwingungen effektiver gedämpft werden.

Die Antriebskraft wird von der ersten Drehwelle auf die zweite Drehwelle mittels der ersten und zweiten Riemenscheiben und des reibungsartigen Umschlingungsübertragungsmittels (beispielsweise ein Endlosband) übertragen. Daher gibt es im Vergleich mit einem Übertragungsmechanismus wie beispielsweise ein Zahnradübertragungsmechanismus; einen Zahnriemen und einer Zahnriemenscheibe; und einer Kette und einem Zahnrad (Kettenrad), kein Risiko, daß Schwingungen auftreten, beispielsweise Schwingungen, die während des Zahnradineinandergreifens auftreten, und zwischen den Spielen der Zahnräder auftreten, und daher kann die Winkelgeschwindigkeit der ersten Drehwelle, schließlich die Umfangsgeschwindigkeit des Bildträgers dauerhaft stabilisiert werden.

Ferner gibt es eine gewisse Möglichkeit, daß die reibungsartige Umschlingungsübertragungsmittel, wie die Riemenscheibe und das Endlosband, Schlupf aufgrund des Verschleißes und der Konterminationsprobleme erzeugen können, wenn dieses Übertragungsmittel verwendet wird, um so die große Antreibskraft zu transferieren. Da jedoch die große Antriebskraft im Vergleich mit dem reibungsradartigen Antriebskraftübertragungsmittel, selbst dann übertragen werden kann, wenn der Reibungskoeffizient erniedrigt wird, kann dieses reibungsartige Umschlingungsübertragungsmittel eine solche langzeitige Verwendung aushalten.

Weiterhin erhöhen die Riemenscheiben und die reibungsartigen Umschlingungsübertragungsmittel die Herstel lungkosten nicht.

Vorzugsweise ist der Durchmesser der zweiten Riemenscheibe kleiner als derjenige der ersten Riemenscheibe; und die Winkelgeschwindigkeit des Schwungrades wird höher als diejenige der ersten Drehwelle eingestellt.

In diesem Fall, da die Winkelgeschwindigkeit des Schwungrades höher als diejenige der ersten Drehwelle eingestellt wird, kann, selbst wenn die Größe des Schwungrades klein ist, die Trägheitsenergie erhöht werden, und es ist ebenfalls möglich, die instabile Drehzahl des Bildträgers aufgrund externer Störungen zu unterdrücken.

Es ist weiterhin vorteilhaft, daß die ersten und zweiten Riemenscheiben im wesentlichen aus Kunststoff sind; daß eine Oberflächenschicht des Endlosbandes aus Gummi ist; und daß der Durchmesser der zweiten Riemenscheibe größer als 1/8 des Durchmessers der ersten Riemenscheibe ist. Dies bewirkt, daß die Kontaktfläche zwischen der äußeren periphären Oberfläche der zweiten Riemenscheibe und dem Endlosband groß ist, wodurch der zwischen ihnen auftretende Schlupf verhindert werden kann. Vorzugsweise ist der Durchmesser der zweiten Riemenscheibe größer oder gleich 1/7 des Durchmessers der ersten Riemenscheibe.

In der oben beschriebenen Ausführungsform wird bevorzugt, daß die erste Drehwelle über einen ineinandergreifenden Übertragungsmechanismus mit dem Antriebsmittel in Eingriff ist; und vorausgesetzt, daß eine periphere Geschwindigkeit des Bildträgers aus einer Drehfrequenz des Antriebsmittels als P mm/s gewählt wurde, und eine Schwingungsfrequenz, die von dem ineinandergreifenden Betrieb des ineinandergreifenden Übertragungsmechanismus erzeugt wird, ist eine Schwinungsfrequenz, die am nächsten zu mindestens P Hz ist, innerhalb eines Frequenzbereiches lokalisiert, in dem die Schwingung durch die Antriebsvorrichtung gedämpft wird. Daher ist es möglich, sicher die Schwingungen der Frequenzen zu dämpfen, bei denen die Bilddefekte einfach und sichtbar erkannt werden, eingeführt werden. Normalerweise ist ein Zahnradübertragungsmechanismus als der ineinandergreifende Übertragungsmechanismus denkbar. Alternativ können ein Übertragungsmechanismus wie ein Zahnriemen und eine gezahnte Riemenscheibe, und eine Kette und Kettenrad verwendet werden.

In diesem Falle ist die Antriebsvorrichtung ein Schwingungssystem mit einem Freiheitsgrad von im wesentlichen 2, so daß die Antriebsvorrichtung im wesentlichen 2 Eigenfrequenzen aufweist; es gibt Frequenzbereiche nahe den Eigenfrequenzen, in denen die entsprechenden Schwingungen verstärkt werden; es gibt einen Frequenzbereich zwischen den zwei diese Schwingungen verstärkenden Frequenzbereichen, in dem die Schwingungen gedämpft werden; und sowohl die Drehfrequenz des Antriebsmittels und die von dem ineinandergreifenden Betrieb des ineinandergreifenden Übertragungsmechanismuses verursachten Schwingungsfrequenzen sind in einem solchen Frequenzbereich angeordnet, in dem diese Schwingung gedämpft wird.

Alternativ ist die Antriebsvorrichtung ein Schwingungssystem mit einem Freiheitsgrad von im wesentlichen 2, so daß die Antriebsvorrichtung im wesentlichen 2 Eigenfrequenzen besitzt; es gibt Frequenzbereiche nahe den Eigenfrequenzen in denen die entsprechenden Schwingungen verstärkt werden; es gibt einen ersten Frequenzbereich zwischen den zwei diese Schwingungen verstärkenden Frequenzbereichen, in dem die Schwingung gedämpft wird; es gibt einen zweiten Frequenzbereich, in dem die Schwingungen bei einer Frequenz gedämpft werden, die höher als ein Frequenzbereich ist, in dem die höhere Schwingung verstärkt wird; und die Schwingungsfrequenz des Antriebsmittels ist in dem ersten Frequenzbereich angeordnet, in dem die Schwingung gedämpft wird, während die von dem ineinandergreifenden Betrieb des ineinandergreifenden Übertragungsmechanismus erzeugte Schwingungsfrequenz in dem zweiten Frequenzbereich angeordnet ist, in dem die Schwingung gedämpft wird.

In einem solchen Fall, daß ein Zwischenübertragungsglied in der Bilderzeugervorrichtung angeordnet ist, das bewegt wird während es von der Drehwelle getragen wird, und auf das ein auf der Oberfläche des Bildträgers ausgebildetes Bild übertragen wird, wird eine Drehwelle des Zwischenübertragungsgliedes mit der zweiten Drehwelle in Eingriff gebracht.

Weiterhin ist in dem Falle, daß ein vorgeschalteter Bildträger in der bilderzeugenden Vorrichtung angeordnet ist, der bewegt wird, während er von der Drehwelle getragen wird, die eine Oberfläche hat, auf der ein Bild ausgebildet wurde, und der das Bild auf die Oberfläche des Bildträgers überträgt, eine Drehwelle des vorgeschalteten Bildträgers mit der zweiten Drehwelle in Eingriff.

In diesen Fällen kann nicht nur die Bewegungsgeschwindigkeit des Bildträgers durch die Verwendung eines einzelnen Schwungrades stabilisiert werden, sondern es kann ebenfalls die Bewegungsgeschwindigkeit von sowohl dem Zwischenübertragungsglied als auch dem vorgeschalteten Bildträger stabilisiert werden, was in einem hohen Wirkungsgrad resultiert.

Ferner umfaßt eine bilderzeugende Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise:
eine erste Drehwelle, die gedreht wird, um dadurch einen Bildträger zu bewegen;
ein Antriebsmittel zum Antreiben/Drehen der ersten Drehwelle;
ein um eine zweite Drehwelle als Zentrum drehendes Schwungrad, um so die Drehungen der ersten Welle zu stabilisieren;
ein mit der ersten Drehwelle verbundene Riemenscheibe;
eine zweite Riemenscheibe mit einem kleineren oder gleichen Durchmesser wie der der ersten Riemenscheibe, und die auf der zweiten Drehwelle befestigt ist; und
ein auf diese Riemenscheiben gewundenes reibungsartiges Umschlingungsübertragungsmittel; in dem:
die Antriebskraft von der ersten Drehwelle zu der zweiten Drehwelle und eine Winkelgeschwindigkeit des Schwungrades höher oder gleich derjenigen der ersten Drehwelle eingestellt wird.

In dieser bilderzeugenden Vorrichtung umfaßt die Bilderzeugungsvorrichtung eine Abdeckung; und ein Blatttransportmittel zum Transportieren eines Blattes entlang der Abdeckung in einer vertikalen Richtung; und der Bildträger ist nahe der Abdeckung in einer solchen Weise angeordnet, daß auf halben Weg ein Bild auf dem Blatt ausgebildet wird, das von dem Blattransportmittel transportiert wurde.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Draufsicht zum Darstellen einer Antriebsvorrichtung eines Bildträgers einer bilderzeugenden Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Draufsicht zum Darstellen eines abgewandelten Beispiels der ersten Ausführungsform.
3 ist eine grafische Darstellung zum Darstellen einer Schwingungsverstärkungs-/Dämpfungscharakteristik für die entsprechenden Frequenzen, wenn der Bildträger von einem Motor über das Zahnrad ohne Ausführung der Schwingungsdämpfungsmaßnahme angetrieben wird.
4 ist eine grafische Darstellung zum Darstellen eines Geschwindigkeitsvariationsspektrums des Bildträgers analysiert durch eine schnelle Fouriertransformierte unter der gleichen Bedingung wie 3.
5 ist eine grafische Darstellung zum schematischen Darstellen, wie eine Bildverschiebung visuell in dem normalen Bildträger erkannt werden kann.
6 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen einer Schwingungsverstärkungs-/Dämpfungscharakteristik für die entsprechenden Frequenzen, wenn das Schwungrad auf der Drehwelle des Bildträgers befestigt ist.
7 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen eines Geschwindigkeitsänderungsspektrums eines Bildträgers analysiert durch die schnelle Fouriertransformierte unter der gleichen Bedingung wie 6.
8 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen einer Schwingungsverstärkungs-/Dämpfungscharakteristik für die entsprechenden Frequenzen, wenn der dynamische Dämpfer auf der Drehwelle des Bildträgers befestigt ist.
9 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen eines Geschwindigkeitsänderungsspektrums eines Bildträger analysiert durch die schnelle Fouriertransformierte unter der gleichen Bedingung wie 8.
10 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen einer Schwingungsverstärkungs-/Dämpfungscharakteristik für die entsprechenden Frequenzen im Fall der ersten Ausfüh rungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen eines Geschwindigkeitsänderungsspektrums eines Bildträgers analysiert durch die schnelle Fouriertransformierte unter der gleichen Bedingung wie 10.
12 ist eine graphische Darstellung zum Zeigen einer Beziehung zwischen einer der Variablen der theoretischen Schwingungsgleichung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eine aus dieser theoretischen Schwingungsgleichung abgeleiteten Eigenfrequenz.
13 ist eine graphische Darstellung zum Zeigen einer Beziehung zwischen einer weiteren Variablen dieser theoretischen Schwingungsformel und einer aus dieser Formel abgeleiteten Eigenfrequenz.
14 ist eine graphische Darstellung zum Zeigen einer Beziehung zwischen einer weiteren Variablen der theoretischen Schwingungsformel und einer aus dieser Formel abgeleiteten Eigenfrequenz.
15 ist eine graphische Darstellung zum Zeigen einer Beziehung zwischen einer weiteren Variablen der theoretischen Schwingungsformel und einer aus dieser Variablen abgeleiteten Eigenfrequenz.
16 ist eine Darstellung zum Anzeigen von Faktoren der Variablen der theoretischen Schwingungsformel.
17 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen eines experimentellen Ergebnisses, das durch die Untersuchung von Unterschieden in dem Eigenfrequenzen erzielt werden, wenn die Spannung des Endlosbandes in der ersten Ausführungsform variiert wird.
18 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen eines weiteren experimentellen Ergebnisses, das durch die Untersuchung der Unterschiede in den Eigenfrequenzen erzielt wird, wenn die Spannung eines Endlosbandes in der ersten Ausführungsform variiert wird.
19 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen eines experimentellen Ergebnisses, das durch die Untersuchung der Unterschiede in den Eigenfrequenzen erzielt wird, wenn die Breite des Endlosbandes in der ersten Ausführungsform variiert wird.
20 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen eines weiteren experimentellen Ergebnisses, das durch die Untersuchung der Unterschiede in den Eigenfrequenzen erzielt wird, wenn die Breite des Endlosbandes in der ersten Ausführungsform variiert wird.
21 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen eines experimentellen Ergebnisses, das durch die Untersuchung der Unterschiede in den Eigenfrequenzen erzielt wird, wenn die Länge des Endlosbandes in der ersten Ausführungsform variiert wird.
22 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen eines experimentellen Ergebnisses, das durch die Untersuchung der Unterschiede in den Eigenfrequenzen erzielt wird, wenn das Material des Endlosbandes in der ersten Ausführungsform variiert wird.
23 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen eines experimentellen Ergebnisses, das durch das Untersuchen der Unterschiede in den Eigenfrequenzen erzielt wird, wenn das Material einer Riemenscheibe in der ersten Ausführungsform geändert wird.
24 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen eines experimentellen Ergebnisses, durch die Untersuchung der Unterschiede in den Eigenfrequenzen das erzielt wird, wenn der Durchmesser einer Welle des Bildträgers in der ersten Ausführungsform geändert wird.
25 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen eines experimentellen Ergebnisses, das durch die Untersuchung der Unterschiede in den Eigenfrequenzen erielt wird, wenn der Durchmesser der Riemenscheibe in der ersten Ausführungsform geändert wird.
26 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen eines experimentellen Ergebnisses, das durch die Untersuchung der Unterschiede in den Eigenfrequenzen erzielt wird, wenn das Geschwindigkeitszunahmeverhältnis durch die Riemenscheibe in der ersten Ausführungsform geändert wird.
27 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen eines experimentellen Ergebnisses durch das Untersuchen der Geschwindigkeitsänderung des Bildträgers, die durch Störungsschwingungen hervorgerufen wird, wenn das Geschwindigkeitszunahmeverhältnis der Riemenscheibe in der ersten Ausführungsform geändert wird.
28 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen einer Schwingungsverstärkungs-/Dämpfungscharakteristik für die entsprechenden Frequenzen, wenn Parameter aus den obigen experimentellen Ergebnissen ausgewählt werden, die zum Vergrößern des Schwingungsdämpfungsfrequenzbereiches geeignet sind.
29 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen einer Schwingungsdämpfungscharakteristik für die entsprechenden Frequenzen der Antriebsvorrichtung ohne Einsatz der Maßnahme der Schwingungsdämpfung, auf die die in der 28 dargestellte Schwingungsdämpfung angewendet werden wird.
30 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen eines Geschwindigkeitsänderungsspektrums des Bildträgers, das durch die schnelle Fouriertransformierte analysiert wird, wenn die Schwingungsdämpfung der 28 in die Antriebsvorrichtung der 29 eingesetzt wird.
31 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen einer Schwingungsverstärkungs-/Dämpfungscharakteristik für die entsprechenden Frequenzen der Antriebsvorrichtung gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform.
32 ist eine graphische Darstellung zum Darstellen einer Schwingungsverstärkungs-/Dämpfungscharakteristik für die entsprechenden Frequenzen der Antriebsvorrichtung gemäß einer weiteren Modifikation der ersten Ausführungsform.
33 ist eine Draufsicht zum Darstellen einer Antriebsvorrichtung eines Bildträgers einer bilderzeugenden Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
34 ist eine Seitenansicht zum Darstellen eines Ausführungsbeispieles gemäß der Ausführungsform.
35 ist eine Seitenansicht zum Darstellen eines weiteren Anwendungsbeispiels gemäß der Ausführungsform.
36 ist eine Seitenansicht zum Darstellen eines weiteren Anwendungsbeispiels gemäß der Ausführungsform.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Unter Verweis auf die Zeichnungen wird eine Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durchgeführt.
(1. Ausführungsform)
A. Struktur der Ausführungsform
Erstens ist die 1 eine Draufsicht zum Darstellen der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Zeichnung bezeichnen die Bezugszeichen 1 bis 3 die Rahmen einer bilderzeugenden Vorrichtung. Die Rahmen 1 bis 3 sind parallel zueinander angeordnet. Eine zylindrische fotoempfindliche Trommel (Bildträger) 4 ist zwischen den Rahmen 1 und 2 angeordnet. Verschiedene Arten von Mitteln zum Bilden eines Bildes auf einer Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 4 und zum Übertragen dieses Bildes auf ein Blatt sind um die fotoempfindliche Trommel 4 herum angeordnet. Es sei bemerkt, daß diese Mittel in der 1 weggelassen sind.
Einerseits ist ein Antriebsmotor (Antriebsmittel) 5 zum Antreiben der fotoempfindlichen Trommel 4 an dem Rahmen 3 befestigt. Als Antriebsmotor 5 wird vorzugsweise entweder ein Servomotor oder ein Schrittmotor verwendet. Ein kleines Zahnrad 6 ist auf einer Drehwelle des Antriebsmotors 5 befestigt, und dieses kleines Zahnrad 6 ist in Eingriff mit einem großen Zahnrad 7. Das große Zahnrad 7 ist an einer Drehwelle 10 befestigt, die drehbar von den Rahmen 2 und 3 zusammen mit dem kleinen Zahnrad 8 gestützt wird. Dann ist das kleine Zahnrad in Eingriff mit dem großen Zahnrad 9. Das große Zahnrad 9 ist auf einer weiteren Drehwelle 11 befestigt, die drehbar von den Rahmen 2 und 3 getragen wird, und eine Wellenkupplung bzw. Schaftkupplung 12 ist an einem End abschnitt der Drehwelle 11 befestigt.
Andererseits ist eine weitere Wellenkupplung 13 an einem Endabschnitt einer angetriebenen Welle (erste Dreh) zum Bilden eines Drehzentrums der fotoempfindlichen Trommel 4 befestigt, und diese Wellenkupplung 13 ist an der Wellenkupplung 12 befestigt. Auf diese Weise wird, wenn der Antriebsmotor 5 zur Drehung angetrieben wird, dessen Dreh-(Umdrehungs)-Geschwindigkeit durch die Zahnräder 6 bis 9 reduziert, so daß, während die reduzierte Drehgeschwindigkeit übertragen wird, di Drehwelle 11 gedreht wird, und die angetriebene Welle 14 ebenfalls durch die Wellenkupplungen 12 und 13 gedreht wird. Es sei bemerkt, daß obwohl die Drehwelle 11 von dem Antriebsmotor 5 über ein Getriebeband/eine Getrieberiemenscheibe und eine Kette/ein Kettenrad angetrieben werden kann, diese Drehwelle 11 vorzugsweise von den Zahnrädern 8 bis 9 aufgrund der Feststellung, daß eine spezifische Schwingung einfach bestimmt werden kann, angetrieben wird, vorausgesetzt, daß die Antriebsvorrichtung dieser Ausführungsform einem Schwingungssystem entspricht. Dies ist darin begründet, daß wenn ein Band und eine Kette verwendet wird, die Festigkeit (Steifheit) des Schwingungssystems in Abhängigkeit von der Spannung verändert werden kann, die dem Band und der Kette auferlegt wird.
Eine Riemenscheibe (erste Riemenscheibe) 18 ist weiterhin auf der Drehwelle 11 befestigt. Es sei angemerkt, daß die Bezugszeichen 15, 16, 17 Lager zum drehbaren Tragen der Antriebswelle 14 und der Drehwelle 11 durch die Rahmen 1 bis 3 darstellen.
An einer Position, die von den oben beschriebenen strukturellen Elementen separiert ist, wird eine Raddrehwelle (zweite Drehwelle) 19 zwischen den Rahmen 2 und 3 getragen. Ein Schwungrad 20 ist auf dieser Raddrehwelle 19 befestigt, um die Drehgeschwindigkeit der fotoempfindlichen Trom mel 4 zu stabilisieren. Ferner ist eine Riemenscheibe (zweite Riemenscheibe) 21 an einem Endabschnitt der Raddrehwelle 19 befestigt. Der Durchmesser der Riemenscheibe 21 ist kleiner oder gleich demjenigen der Riemenscheibe 18. Zusätzlich ist der Durchmesser der Riemenscheibe 21 vorzugsweise kleiner als derjenige der obenbeschriebenen Riemenscheibe 18.
Dann wird ein Endlosband (reibungsartiges Umschlingungsübertragungsmittel) 22 um die Raddrehwelle 19 und die Riemenscheibe 18 gewunden. Es sei angemerkt, daß die Bezugszeichen 23 und 24 Lager zum drehbaren Tragen der Raddrehwelle 19 durch die Rahmen 2 und 3 darstellen.
Für das Endlosband 22 wird ein solches Band vorzugsweise aus einem Material, das einen hohen Reibungskoeffizienten für seine Oberflächenschicht hat, und aus rostfreiem Stahl, Glasfaser und Carbonfaser für ein Kernmaterial hergestellt, das wenig gedehnt wird, wenn eine Antriebskraft ausgeübt wird. In diesem Falle wird als Endlosband 22 ein flaches Band verwendet. Eine genaue Erklärung der Materialien für das Endlosband 22 wird gegeben werden.
Die Riemenscheiben 18 und 21 sind aus einem Metall oder einem Kunstharz hergestellt. Um die Reibungskoeffizienten zu erhöhen, werden vorzugsweise die peripherenn Oberflächen dieser Riemenscheiben 18, 21 in einen rauhen Zustand versetzt, oder ein Material mit einem höheren Reibungskoeffizienten wie ein Urethanelastomer wird auf diesen peripheren Oberflächen als eine dünne Schicht aufgebracht.
Es sei in dem Falle angemerkt, daß obwohl das flachbandförmigen Endlosband 22 als das reibungsartige Umschlingungsübertragungsmittel zum Übertragen der Antriebskraft zwischen den Riemenscheiben 18 und 21 verwendet wird, ein V-Riemen als das reibungsartige Umschlingungsübertragungsmittel verwendet werden kann. Anstatt des Endlosbandes 22 ist es alterna tiv möglich, ein schleifenförmiges Seil oder Kabel zu verwenden. Eine solche Modifikation kann in ähnlicher Weise für anderen Ausführungsformen (werden später diskutiert werden) verwendet werden.
2 repräsentiert ein Modifikationsbeispiel der oben beschriebenen Ausführungsform. In diesem Beispiel ist das Schwungrad 20 gegenüber den Zahnrädern 6 bis 9 angeordnet, so daß sie die fotoempfindliche Trommel 4 einschließen. Danach wird die Riemenscheibe 8 direkt auf der angetriebenen Welle bzw. Schaft 14 befestigt. Die Bezugszeichen 23a und 24a stellen Rahmen dar, auf die die Lager 23 und 24 zum Tragen der Raddrehwelle 19 befestigt sind.
B. Betrieb der Ausführungsform.
Wie oben beschrieben wird, wenn der Antriebsmotor 5 zum Drehen angesteuert wird, die Umdrehungsgeschwindigkeit durch die Zahnräder 6 bis 9 reduziert, und dann wird die Drehwelle 11 gedreht, während die reduzierte Drehgeschwindigkeit übertragen wird. Daher wird die Riemenscheibe 18 ebenfalls gedreht, die auf der Drehwelle 11 befestigt ist. Zur gleichen Zeit wird die angetriebene Welle 14 ebenfalls von den Wellenkupplungen 12 und 13 gedreht, so daß die fotoempfindliche Trommel 4 gedreht wird.
Weiterhin wird die Antriebskraft der Riemenscheibe 18 zur Riemenscheibe 21 über des Endlosbandes 22 übertragen und daher wird die Riemenscheibe 21 gedreht. Dann wird das auf der Riemenscheibe 21 in koaxialer Weise positionierte Schwungrad 20 gedreht.
In diesem Falle wird angenommen, daß der Riemenscheibenradius 18 "R1" beträgt und der Radius der Riemenscheibe 21 "R2" ist. R2 wird kleiner als R1 gewählt. Als Konsequenz sind die Winkelgeschwindigkeiten der Drehwelle 19 der Schwungscheibe und der Schwungscheibe 20 größer als diejenigen der Drehwelle 11, der angetriebenen Welle 14 und der fotoempfindlichen Trommel 4. Vorausgesetzt, daß die Winkelgeschwindigkeit der fotoempfindlichen Trommel 4 "ω₁" ist und die Winkelgeschwindigkeit des Schwungrades "ω₂" ist, dann gilt ω2 = ω1R1/R2
Die Trägheitsenergie "E" des Schwungrades 20 kann durch die folgende Formel ausgedrückt werden: E = Jω2 2/2 = J(ω1R1/R2)2/2
Es sei bemerkt, daß das Symbol "J" das Trägheitsmoment der Schwungscheibe 20 bedeutet.
Jetzt wird, vorausgesetzt, daß das Schwungrad 20 auf der Drehwelle 1 montiert ist und nicht auf dem Drehwelle 19 des Schwungrades, die Trägheitsenergie "Ei" in diesem Zustand durch die folgende Formel ausgedrückt: Ei = Jω1 2/2
Entsprechend wird gemäß dieser Ausführungsform wenn das Schwungrad 20 montiert ist, dessen Trägheitsenergie (R1/R2)² mal größer gemacht werden als diejenige des Falls, in dem das Schwungrad 20 auf der Drehwelle 11 befestigt ist. Wie aus der vorangegangenen Beschreibung hervorgeht, ist das Geschwindigkeitszunahmeverhältnis R1/R2 größer als 1. Falls dieses Geschwindigkeitszunahmeverhältnis beispielsweise 3 wird, wird die Trägheitsenergie neunmal größer.
Das Trägheitsmoment J der Schwungscheibe 20 wird durch die Formel 1 ausgedrückt. Es sei angemerkt, daß das Symbol "dM" das Gewicht eines sehr kleinen Abschnitts be zeichnet.
[Formel 1]
Gemäß der Formel 1 wird, selbst wenn das Schwungrad 20 direkt auf der Drehwelle 11 und nicht auf der Drehwelle 19 des Schwungrades montiert ist, falls der Radius R2 des Schwungrades 20 vergrößert wird, dann dessen Trägheitsenergie groß, die im wesentlichen proportional zu dessen quadriertem Wert ist. In diesem Fall wird die Trägheitsenergie neunmal so groß, wenn der Radius dreimal größer wird.
Jedoch wird in einem solchen Falle das Gewicht des Schwungrades erhöht, so daß der Stützmechanismus sperrig und teuer wird. Ferner wird ein Raum benötigt, der das Schwungrad mit einem derartig großen Radius aufnehmen kann. Daher wird die gesamte Vorrichtung sperrig.
Im Gegensatz dazu kann gemäß dieser Ausführungsform, wenn die Trägheitsenergie durch die Zunahme der Winkelgeschwindigkeit erhöht wird, das Schwungrad 20 einen kleinen Radius und ebenfalls ein kleines Gewicht haben, so daß die Lager 16 und 17 einfach und kompakt hergestellt werden können, und ferner die Festigkeit der Rahmen 2 und 3 nicht erhöht werden muß. Ebenfalls kann der Raum, der in der Lage ist, das Schwungrad 20 aufzunehmen, klein ausgeführt werden, so daß die Vorrichtung niemals sperrig werden wird.
In diesem Fall wird die Antriebskraftübertragung von der Drehwelle 11 auf die Drehwelle 19 des Schwungrads 20 durch Verwendung der Reibungskraft durchgeführt, d.h. der Riemenscheiben 18, 21 und des Endlosbandes 22. Daher gibt es im Vergleich mit einem solchen Transfermechanismus wie beispielsweise ein Zahnradtransfermechanismus; einem Getriebeband und einer Getrieberiemenscheibe; und einer Stachelwalze (Kettenrad), keine Gefahr, daß Schwingungen auftreten können, beispielsweise Schwingungen, die während des ineinandergreifenden Betriebs des Zahnrades und zwischen den Spielen der Zahnräder auftreten, und daher kann die Winkelgeschwindigkeit der ersten Drehwelle, schließlich die Umfangsgeschwindigkeit der fotoempfindlichen Trommel 4, dauerhaft stabilisiert werden.
Ferner gibt es eine gewisse Möglichkeit, daß die Riemenscheibe und das Endlosband Schlupf aufgrund von Verschleiß und Kontaminationsproblemen erzeugen können, wenn dieses Übertragungsmittel zur Übertragung der großen Antriebskraft verwendet wird. Da jedoch im Vergleich mit den reibungsradartigen Antriebskraftübertragungsmitteln die große Antriebskraft übertragen werden kann, selbst wenn der Reibungskoeffizient erniedrigt wird, kann dieses reibungsartige Umschlingungsübertragungsmittel eine solche Langzeitverwendung überstehen.
Mit anderen Worten, vorausgesetzt, daß in dem reibungsradartigen Übertragungsmittel der Kontaktdruck "P" ist und der Reibungskoeffizient "μ" ist, ist die Übertragungskraft F wie folgt gegeben: F = μP.
Wenn der Reibungskoeffizient erniedrigt wird, wird daher die sich ergebende Übertragungskraft F proportional zu dem Erniedrigen dieses Reibungskoeffizienten erniedrigt. Vorausgesetzt jedoch, die Spannung des Bandes sei "T", der Reibungskoeffizient zwischen dem Band und der Riemenscheibe sei "μ" und der Umschlingungswinkel des Bandes bezüglich der Riemenscheibe sei "θ", so gemäß dem endlosbandartigen Über tragungsmittel ist die sich ergebende Übertragungskraft "F" wie folgt gegeben: F = Teμθ
Obwohl gemäß dieser Formel die Übertragungskraft "F" in einer exponentiellen Weise aufgrund der Reduktionen des Reibungskoeffizienten "μ" erniedrigt wird, wird diese Übertragungskraft "F" in einer exponentiellen Weise aufgrund des Erhöhens des Umschlingungswinkels "θ" erhöht. Wenn daher der Umschlingungswinkel "θ" des Bandes für die Riemenscheibe im vorangegangenen auf einen großen Wert eingestellt wurde, um nicht die Übertragungskraft zu erniedrigen, wenn der Reibungskoeffizient erniedrigt wird, kann das reibungsartige Umschlingungsübertragungsmittel einen solchen Langzeiteinsatz durchhalten. Wie oben beschrieben ist, kann gemäß dieser Ausführungsform die Leistung der Vorrichtung hinsichtlich der Verschleiß- und Kontaminationsprobleme stabil werden.
Weiterhin erhöhen die Riemenscheiben und das Endlosband 22 die Herstellungskosten nicht sehr.
Zusätzlich gemäß dieser Ausführungsform sind sowohl die angetriebene Welle 14 der fotoempfindlichen Trommel 4 als auch die Drehwelle 11 miteinander durch die Wellenkupplungen 12 und 13 verbunden. In dem Fall, daß die fotoempfindliche Trommel 4 aufgrund des Verschleißes der fotoempfindlichen Schicht der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 4 ersetzt wird, können die durch die Wellenkupplungen 12 und 13 gebildeten Kupplungen gelöst werden. Eine große Anzahl von Zahnrädern muß nicht ersetzt werden. In diesem Falle müssen weder die Riemenscheiben 18 und 21 noch das Endlosband 22 ersetzt werden.
Es ist klar, daß wenn das Endlosband 22 von den Rie menscheiben 18 und 21 unabhängig von der fotoempfindlichen Trommel 4 aufgrund der Verschleiß- und Kontaminationsgründe gelöst wird, die Befestigungs-/Entfernungsarbeiten durch das Lösen der von den Wellenkupplungen 12 und 13 gebildeten Kupplungen extrem einfach gemacht werden können.
Es sei bemerkt, daß in 1 die Riemenscheibe 18 näher an der fotoempfindlichen Trommel 4 als das große Zahnrad 9 angeordnet ist. In der 2 ist die Riemenscheibe 18 von dem großen Zahnrad 9 weit weg von der fotoempfindlichen Trommel 4 getrennt. Wenn im Gegensatz dazu, die Riemenscheibe 18 von der fotoempfindlichen Trommel 4 weit weg von dem großen Zahnrad 9 getrennt wird, können selbst wenn die Umdrehungszahlen der Riemenscheibe 18 durch das Schwungrad 20 stabilisiert werden können, die von den Drehungen des großen Zahnrades 9 und der fotoempfindlichen Trommel 4 hervorgerufenen Schwingungen nicht länger aufgrund der Verdrillungsbewegung der Drehwelle 11 unterdrückt werden. Wenn jedoch eine Anordnung, wie in der 1 oder 2 dargestellt, verwendet wird, wird die Drehstabilisierungsfunktion des Schwungrades 20 nicht beeinträchtigt.
Wie oben gemäß dieser Ausführungsform beschreiben, können die Schwingungen der fotoempfindlichen Trommel 4 durch die Verwendung der Trägheitsenergie des Schwungrades 20 unterdrückt werden, und die Schwingungsunterdrückung der fotoempfindlichen Trommel 4 durch die Trägheitsenergie kann gegenüber von außen zugeführten Störungen wirksam gemacht werden. Jedoch gibt es viele andere Faktoren sowohl für die Erzeugung als auch für die Dämpfung von Schwingungen. Insbesondere bei der Betrachtun der Antriebsvorrichtung der fotoempfindlichen Trommel 4 als ein Schwingungssystem sollte ein besonderes Augenmerk auf eine solche Tatsache gelenkt werden, daß die Antriebsvorrichtung selbst Schwingungen verstärken und dämpfen wird. Eine Beschreibung eines derartigen spezfischen Punktes wird nun gegeben werden, daß Schwingun gen effektiv gedämpft werden können.
Zuerst zeigen die 3 und die 4 Schwingungstestergebnisse, die in einem solchen Fall erzielt wurden, in dem die fotoempfindliche Trommel 4 über die Zahnräder 6 bis 9 durch den Motor 5 angetrieben wird, während der Schwingungsdämpfungsmaßnahme keine spezifische Beachtung geschenkt wird. In 3 sind Verstärkungen der Schwingungen der fotoempfindlichen Trommel 4 als eine Schwingungsverstärkungs-/Dämpfungscharakteristik dargestellt, die durch Schwingungen in den entsprechenden Frequenzen bewirkt wird. 4 zeigt ein Geschwindigkeitsänderungsspektrum der fotoempfindlichen Trommel 4, die unter Verwendung der schnellen Fouriertransformierten analysiert wird. Es sei angemerkt, daß das Symbol "V" eine mittlere (Mittelwert) periphere Geschwindigkeit der fotoempfindlichen Trommel 4 darstellt, und das Symbol " ΔV" eine Verschiebung in der peripheren Geschwindigkeit bezeichnet.
Eine Eigenfrequenz "fn" des Gesamtsystems dieser Antriebsvorrichtung kann in diesem Falle durch Formel 2 ausgedrückt werden: [Formel 2]
wobei das Symbol "k1" eine Federkonstante des Systems bedeutet, die durch die Steifigkeit der Zahnräder 6 bis 9 bestimmt wird und das Symbol "J1" das Trägheitsmoment des Systems repräsentiert, das im wesentlichen von der fotoempfindlichen Trommel 4 bestimmt wird.
Wie in 3 dargestellt, werden Verstärkungen der Schwingungen nahe der Eigenfrequenz "fn" induziert.
Wie ferner durch die Symbole P1 bis P4 in der 4 dargestellt wird, werden verschiedene Schwingungsspitzen in diesem Antriebsvorrichtungssystem erzeugt. Die Spitze P1 wird durch die Drehungen des Motors 5 bewirkt und ist koinzident mit der Drehungszahl des Motors 5. Die Spitzen P2 und P3 werden durch das Ineinandergreifen der Zahnräder erzeugt. Die Spitze P4 wird durch die Drehung der Zwischenzahnräder 7 und 8 verursacht. Obwohl nicht in der Zeichnung dargestellt, erscheint ein von den Drehungen der fotoempfindlichen Trommel 4 hervorgerufene Spitze bei einer Frequenz, die niedriger als der in der 4 dargestellte Frequenzbereich ist.
5 ist eine grafische Darstellung zum schematischen Erläutern wie eine Bildverschiebung (Abweichung) auf visueller Weise in einer solchen normalen fotoempfindlichen Trommel erkannt werden kann, deren Durchmesser einige Zehner (mm) trägt, und deren Umfangsgeschwindigkeit einige Hundert (mm/sek) beträgt. Allgemein gesprochen wird, wenn eine Frequenz sehr hoch ist, kann eine Verschiebung in einem auf einem Blatt auftretenden Bild klein werden, was kaum erkannt werden kann. Andererseits, auch wenn die Frequenz sehr klein ist, kann diese Bildverschiebung kaum erkannt werden, da eine Verschiebung in dem Bild als eine Expansion/Kompression des gesamten Bildes entlang der Blatttransportrichtung auftreten wird.
Dann kann, wenn eine Bildverschiebung in einem in der 4 dargestellten Frequenzbereich auftritt, diese Bildverschiebung sehr klar von dem Nutzer in seiner visuellen Weise erkannt werden. Entsprechend einer Daumenregel kann, wenn Bildverschiebungen an jedem Intervall von 1 mm auf dem endgültig gebildeten Bild erzeugt werden, dies ganz klar als ein Fehler sichtbar werden. Mit anderen Worten, vorausgesetzt, daß die Umfangsgeschwindigkeit der fotoempfindlichen Trommel 4 auf P mm/s eingestellt ist, kann eine Schwingung mit einer Frequenz von P Hz ohne weiteres die Bildverschiebung induzieren, die sehr klar visuell erkannt werden kann. In Übereinstimmung mit der 5 erscheint eine gedruckte Spur als eine punktierte Linie, wenn ein Zielwert, der Schwingungspegel DeltaV/V unterdrücken kann, in der 4 dargestellt wird.
Wie aus der 3 und der 4 erkennbar ist, können die Schwingungen in einem solchen Frequenzbereich, der zu einem hohen Grad unterdrückt werden sollte, nicht genügend in diesem Antriebsvorrichtungssystem unterdrückt werden, das keine Schwingungsdämpfungsmaßnahme eingesetzt hat. Angemerkt sei, daß obwohl der Schwingungspegel an der Spitze P3 gedämpft wird, dies im wesentlichen von einer solchen Tatsache hervorgerufen wird, daß die Spitze P3 zufällig in den in der 3 dargestellten Schwingungsdämpfungsbereich fällt.
Die 6 und 7 zeigen als nächstes Schwingungstestergebnisse, die erzielt werden, wenn das Schwungrad direkt auf die angetriebenen Welle 14 der fotoempfindlichen Trommel 4 befestigt ist.
In diesem Falle wird die Eigenfrequenz "fn" des Gesamtsystems der Antriebsvorrichtung durch die Formel 3 wie folgt ausgedrückt: [Formel 3]
worin das Symbol "J2" das Trägheitsmoment des Schwungrades bedeutet.
Wie aus dieser Formel hervorgeht, wird die Eigenzahl fn auf eine solche Frequenz übertragen, die niedriger als die der 3 (siehe 6) ist, da das Trägheitsmoment J2 beaufschlagt wird, und daher wird der Dämpfungsbereich gleichermaßen auf einen solchen niedrigen Frequenzbereich übertragen.
Wie aus der 7 hervorgeht, werden daher die Schwingungspegel an den Spitzen P1 bis P3 erniedrigt. Ebenfalls geht aus der Formel 3 hervor, daß, je mehr das Trägheitsmoment J2 erhöht wird, umso weniger die Eigenfrequenz fn erniedrigt werden kann. Daher ist es möglich, die Schwingungen über den weiten Bereich zu dämpfen. Jedoch kann dies die Erhöhung der Größe des Schwungrades bewirken. Die Nachteile dieses Falles wurden bereits erklärt.
8 und 9 zeigen Schwinungstestergebnisse, die sich ergeben, wenn der oben beschriebene dynamische Dämpfer direkt auf die angetriebenen Welle der fotoempfindlichen Trommel 4 befestigt wird.
Die Eigenfrequenz "fn" des Gesamtsystems der Antriebsvorrichtung wird in diesem Falle durch Formel 4 ausgedrückt, aus der generischen Formel über Schwingungen in einem System mit einem Freiheitsgrad von 2: [Formel 4]
worin das Symbol "J2" das Trägheitsmoment des dynamischen Dämpfers bedeutet, und das Symbol "k2" eine Federkonstante des dynamischen Dämpfers bedeutet, die durch die Steifigkeit dieses dynamischen Dämpfers bestimmt wird.
Wie aus der 8 hervorgeht, werden zwei Gruppen von Schwingungsverstärkungsbereichen und zwei Gruppen von Eigenfrequenzen "fn1" und "fn2" in dem System dieser Antriebsvorrichtung erzeugt. Dies wird durch das Symbol "±" bewirkt, das in der Formel 4 auftritt. Obwohl der Schwingungsdämpfungsbereich zwischen den zwei Verstärkungsbereichen auftritt, ist der Dämpfungsbereich extrem schmal. Obwohl der Schwingungsdämpfungsbereich selbst in der früheren Frequenz als der höhere Verstärkungsbereich ursprünglich auftritt, gibt es ferner kein spezifisches Problem des Bildverschiebers hinsichtlich dieses Bereichs. Daher kann selbst in dieser Antriebsvorrichtung mit der Verwendung von nur dem dynamischen Dämpfer der ausreichende Schwingungsdämpfungseffekt nicht erwartet werden.
Nachfolgend zeigen die 10 und die 11 Schwingungstestsergebnisse der in der 1 und der 2 dargestellten Antriebsvorrichtung. In diesem Fall wird die Eigenfrequenz "fn" des Gesamtsystems dieser Antriebsvorrichtung ebenfalls durch Formel 4 ausgedrückt. Dies ist deshalb so, da das dem elastischen Glied equivalente Endlosband 22 um die Riemenscheiben 18 und 21 gewunden ist, so daß ein dem dynamischen Dämpfer angenäherter Schwingungsabschnitt neu erzeugt wird, und dann die Antriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Schwingungssystem mit einem Freiheitsgrad von 2 sein kann.
Es sei in der Antriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angemerkt, daß das in der Formel 4 enthaltene Symbol "k2" eine Federkonstante des Schwingungssystems darstellt, die durch das Endlosband 22, die Riemenscheiben 18 und 21 und das Schwungrad 20 gebildet wird, und daß das Symbol "J2" das Trägheitsmoment dieses Schwingungssystems bezeichnet. Das Symbol "J2" wird durch die folgende Formel gegeben: J2 = J(R1/R2)2,worin das Symbol "J" das Trägheitsmoment des Schwungrads 20 bezeichnet, das Symbol "R1" einen Radius der Riemenscheibe 18 repräsentiert und das Symbol "R2" einen Radius der Riemenscheibe 21 darstellt.
Wie in der 10 dargestellt, werden selbst in dem System dieser Antriebsvorrichtung zwei Gruppen von Eigenfrequenzen "fn1" und "fn2" und zwei Gruppen von Schwingungsverstärkungsbereichen erzeugt. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung jedoch kann das Trägheitsmoment J2 der Formel 4 vergrößert werden, da das Geschwindigkeitszunahmeverhältnis R1/R2 erhöht wird. Daher kann die Eigenfrequenz fn1 erniedrigt werden. Wenn die Federkonstante k2 erhöht wird, kann die Eigenfrequenz fn0 erhöht werden. Mit anderen Worten, der in der 10 dargestellte Dämpfungsbereich kann erweitert werden. Dann, falls alle erzeugten Schwingungsfrequenzen innerhalb dieses Dämpfungsbereiches angeordnet werden können, ist es denkbar, daß die Schwingungsdämpfung dauerhaft durchgeführt werden kann. In der gegenwärtigen Verwendung können, falls die Schwingungen in einer solchen Weise gedämpft werden können, daß ein Verschieben in einem Bild visuell erkannt werden kann, ausreichende Effekte erzielt werden. Daher muß beispielsweise eine sehr niedrige Frequenz, nämlich eine Frequenz um 1 Hz, nicht in diesen Dämpfungsbereich (siehe 5) lokalisiert werden.
Wenn der Verstärkungsbereich nicht mit der Frequenz der erzeugten Schwingung koinzident ist, gibt es bei der gegenwärtigen Verwendung kein Problem. Obwohl in der 10 nicht dargestellt, kann die von dem Ineinandergreifen der Zahnräder erzeugte Frequenz in diesen Dämpfungsbereich eingebracht werden, da ein weiterer Dämpfungsbereich in dem Frequenzbereich höher oder gleich dem höheren Verstärkungsbereich erzeugt wird. Die von dem Ineinandergreifen dieser Zahnräder erzeugte Frequenz kann durch das Einstellen der Anzahl der Zahnradzähne verändert werden.
Im folgenden wird eine Beschreibung gegeben werden, wie die zwei Gruppen dieser Eigenfrequenzen fn1 und fn2 zu justieren sind. Zuerst sind 12 bis 15 grafische Wiedergaben zum Darstellen der Resultate, die in einer solchen Weise erzielt werden, die in der Formel 4 enthaltenene Variablen k1, J1, k2, J2 entsprechend variiert werden, um so tatsächlich die Eigenfrequenzen fn1 und fn2 zu messen. Wie aus diesen Zeichnungen hervorgeht, nur fn1 ein wenig erhöht wird, wenn k1 erhöht wird. Wenn fn2 beträchtlich erhöht wird und daher J1 groß wird, wird fn1 nicht wesentlich verändert. Jedoch wird fn2 ein kleiner Wert. Wenn k2 groß wird, wird nur fn1 ein wenig erhöht. Wenn fn2 beträchtlich erhöht und dann J1 groß wird, wird fn1 klein und es gibt im wesentlichen keine Änderung von fn2. Dieses Ergebnis entspricht den Berechnungswerten der Formel 4.
16 zeigt verschiedene Faktoren, die die Variablen k1, J1, k2, J2 der Formel 4 beeinflussen können. Es ist klar, daß sowohl die Federkonstante k1 und das Trägheitsmoment J1 theoretische Variablen sind, aber im praktischen nicht geändert werden können. Mit anderen Worten, hinsichtlich der Federkonstanten k1 benötigen die Zahnräder notwendigerweise zu einem gewissen Ausmaß die Steifigkeit zur Antriebskraftübertragung und der Stützweg ist begrenzt. Selbst wenn ein Erleichterungsloch in dem Zahnrad ausgebildet wird, könnte die Steifigkeit nicht um ungefähr 10% geändert werden. Hinsichtlich des Trägheitsmoments J1 können der Durchmesser und das Gewicht der fotoempfindlichen Trommel 4 kaum variiert werden, wenn die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Bilderzeugungsvorrichtung und das Drehmoment des verwendeten Motors 5 gegeben sind.
Im Gegensatz dazu gibt es in der Federkonstanten k2 und dem Trägheitsmoment J2 viele variablen Faktoren. Daher kann der Dämpfungsbereich erweitert werden, falls die Federkonstante k2 groß gemacht wird, um so die Frequenz fn2 zu erhöhen, und weiterhin das Trägheitsmoment J2 groß gemacht wird, um so die Frequenz fn1 zu erniedrigen. Es ist klar, daß wenn das Trägheitsmoment J des Schwungrades 22 un ter den Faktoren des Trägheitsmoments groß gemacht wird, das Gewicht des Schwungrades 22 erhöht werden würde, was eine unerwünschte Lösung ergibt. Daher wird vorzugsweise das Geschwindigkeitszunahmeverhältnis R1/R2 erhöht. Dann werden die unter Berücksichtigung dieser Faktoren erzielten experimentellen Ergebnisse unter Verweis auf die Zeichnungen erklärt werden.
Die 17 und 18 zeigen experimentelle Resultate zur Untersuchung der Schwingungsdämpfungscharakteristik, wenn die Spannung des Endlosbandes 22 variiert wird, das auf die Riemenscheiben 18 und 21 gewunden ist. Andere Parameter, die in beiden Experimenten verwendet werden, sind in den Tabellen 1 und 2 aufgelistet.
Tabelle 1
Tabelle 2
In den 17 und 18 entspricht "f01" einer solchen Frequenz, bei der eine Verstärkung zwischen dem unteren Schwingungsverstärkungsbereich und dem Dämpfungsbereich, dargestellt in der 10, 0 dB wird, während "f02" einer solchen Frequenz entspricht, bei der eine Verstärkung zwischen dem höheren Schwingungsverstärkungsbereich und dem Dämpfungsbereich 0 dB wird. Das heißt, ein Bereich zwischen der Frequenz f01 und der Frequenz f02 wird ein Dämpfungsbereich.
Die 19 und 20 zeigen Resultate, die durch Untersuchung einer Schwingungsdämpfungscharakteristik erzielt wurden, wenn die Breite des Endlosbandes 22 verändert wird. Weitere Parameter, die in beiden Experimenten verwendet werden, sind in den Tabellen 3 und 4 aufgeführt.
Tabelle 3
Tabelle 4
Wie aus den 17 bis 20 hervorgeht, wird die Federkonstante K2 erhöht, wenn die Spannung und die Breite des Endlosriemens 22 erhöht werden, und daher wurden die Frequenzen f02 und fn2 beträchtlich erhöht, obwohl die Frequenzen fn1 und f01 sich nicht wesentlich geändert haben.
Als nächstes stellt die 21 ein Ergebnis dar, das durch die Untersuchung einer Schwingungsdämpfungscharakteristik erzielt wurde, wenn die Entfernung zwischen der Welle der Riemenscheibe 18 und der Welle der Riemenscheibe 21 verändert wird, und die Länge des Endlosbandes 2 geändert wird. Andere in diesem Experiment verwendete Parameter sind in der Tabelle 5 aufgelistet.
Tabelle 5
Falls die Länge des Endlosbandes 22 verkürzt wird, wird das Verhältnis der von den Riemenscheiben 19 und 20 getragenen Bandabschnitten groß. Mit anderen Worten, da die Federkonstante k2 erhöht wird, werden die Frequenzen f02 und fn2 nur gering erhöht.
22 stellt ein Ergebnis dar, das durch das Prüfen einer Schwingungsdämpfungscharakteristik erzielt wurde, wenn das Material des Endlosbandes 22 variiert wird. Andere in diesem Experiment verwendete Parameter sind in Tabelle 6 aufgeführt.
Tabelle 6
In der 22 impliziert ein Kevlar-Kern ein Band, das hergestellt wird, indem eine Kevlar-Faser als Kern verwendet und eine Oberflächenschicht aus Gummi hergestellt wird. Ein Glaskern impliziert ein Gummiband, das hergestellt wird, indem eine Glasfaser als Kern verwendet und eine Oberflächenschicht aus Gummi hergestellt wird. Wenn Glasfaser verwendet wird, kann deren Festigkeit erhöht werden, so daß die Frequenzen f02 und fn2 erhöht werden können.
Die 23 zeigt ein Ergebnis, das durch das Prüfen einer Schwingungsdämpfungscharakteristik erzielt wird, wenn die Materialien der Riemenscheiben 18 und 21 variiert werden. Dieses Experiment wurde durchgeführt hinsichtlich der drei Materialsorten wie Aluminium, glasfaserverstärkter Kunststoff und Kunststoff. Andere in diesem Experiment verwendete Parameter sind in der Tabelle 7 aufgeführt.
Tabelle 7
Das folgende Verständnis konnte aus diesem experimentellen Resultat erzielt werden. Nämlich, daß je höher die Festigkeit der Materialien für die Riemenscheiben 18 und 21 wird, umso mehr wird die Steifheit des gesamten Systems erhöht. Daher konnten die Frequenzen f02 und fn2 erhöht werden.
Nachfolgend zeigt 24 ein Ergebnis, das durch die Untersuchung einer Schwingungsdämpfungscharakteristik erzielt wurde, wenn der Durchmesser der Welles 14 der fotoempfindlichen Trommel 4 geändert wird. Andere in diesem Experiment verwendete Parameter sind in der Tabelle 8 aufgeführt.
Tabelle 8
Da der Durchmesser der Welle 14 erhöht wird, wird die Federkonstante k2 erhöht. Daher werden, obwohl es im wesentlichen keine Änderung in den Frequenzen fn1 und fo1 gibt, die Frequenzen f02, fn2 stark erhöht.
Weiterhin zeigt die 25 ein Ergebnis, das durch das Prüfen einer Schwingungsdämpfungscharakteristik erzielt wurde, wenn der Durchmesser der Riemenscheibe 18, die an der Seite der fotoempfindlichen Trommel 4 angeordnet ist, geändert wird. In diesem Fall, in Zusammenhang mit den Änderungen des Durchmessers (2R1) der Riemenscheibe 18, wurde der Durchmesser (2R2) der Riemenscheibe 21 verändert, und so wurde das Geschwindigkeitszunahmeverhältnis R1/R2 konstantgehalten. In diesem Experiment verwendete Parameter sind in der Tabelle 9 aufgeführt.
Tabelle 9
Wie aus der 25 hervorgeht, werden die Frequenzen f02 und fn2 beträchtlich erhöht, wenn die Durchmesser der Riemenscheiben 18 und 21 groß ausgelegt werden, obwohl die Frequenzen fn1 und f01 nicht wesentlich geändert werden. Als eine dieser Gründe ist es denkbar, daß wenn die Durchmesser der Riemenscheiben 18 und 21 erhöht werden, das Verhältnis der von dem Endlosband 22 getragenen Bandabschnitte mit den gleichen Längen groß wird und daher die Federkonstante k2 erhöht wird. Da die Durchmesser dieser Riemenscheiben 18 und 21 groß sind, können die Drehwinkel der Riemenscheiben 18 und 21 klein ausgelegt werden bezüglichder gleichen Ausdehnung des Endlosbandes 22, das auf den Riemenscheiben 18 und 21 aufliegt. Dies kann aus einem solchen Grund vorstellbar sein, daß eine Abweichung für die gleiche Erregungs-(Antriebs)-Kraft erniedrigt wird und daher die Federkonstante k2 erhöht wird.
Es sei angemerkt, daß in den Experimenten mit den Federkonstanten k2 der obenbeschriebenen Systeme (17 bis 25) die größten Einflüsse durch die Frequenzen f02 und fn2 gegeben waren, wenn die Durchmesser der Riemenscheiben 18 geändert wurden.
Als nächstes zeigt die 26 ein Berechnungsergebnis einer Schwingungsdämpfungscharakteristik, wenn das Geschwindigkeitszunahmeverhältnis R1/R2 geändert wird. In diesem Experiment wurde, während der Durchmesser (2R1) auf der Seite der fotoempfindlichen Trommel 4 angeordnete Riemenscheibe 18 mm war, der Durchmesser (2R2) der auf der Seite des Schwungrades 20 angeordneten Riemenscheibe 21 geändert, so daß das Geschwindigkeitszunahmeverhältnis R1/R2 geändert wurde. Andere in dieser Berechnung verwendete Parameter sind in der Tabelle 10 aufgeführt.
Tabelle 10
Wenn das Geschwindigkeitszunahmeverhältnis R1/R2 erhöht wird, werden, selbst wenn das Trägheitsmoment J des Schwungrads 20 konstant ist, die Frequenzen f01 und fn1 beträchtlich erniedrigt, da das Trägheitsmoment J1 des Systems erniedrigt wird. Es gibt jedoch im wesentlichen keinen nachteiligen Einfluß auf die Frequenzen fn2 und f02. Um den Dämpfungsbereich zu erstrecken, ist es wünschenswert, die Frequenz f01 zu erniedrigen. Bei der aktuellen Verwendung ist es ausreichend, wenn die Schwingungen zu einem gewissen Grad gedämpft werden, bei dem ein Bildverschieben (Abweichung) visuell erkannt werden kann. Daher braucht eine sehr niedrige Frequenz, beispielsweise Frequenzen nahe 1 Hz, nicht in die Dämpfung eingebracht werden. Es ist klar, daß, da die Dreh-(Umdrehungs)-Zahl des Motors 5, wie er normalerweise in einer Bilderzeugungsvorrichtung verwendet wird, im Bereich von ungefähr 15 Hz bis 30 Hz liegt (insbesondere von 15 U/min bis 30 U/min), die Frequenz von ungefähr 15 Hz vorzugsweise gedämpft wird. Daher ist es wünschenswert, das Geschwindigkeitszunahmeverhältnis R1/R2 auf größer als 4 unter den in der Tabelle 10 aufgeführten Bedingungen einzustellen.
Als nächstes zeigt 27 ein Ergebnis, das durch das Prüfen einer Schwingungsdämpfungscharakteristik erzielt wurde, wenn das Geschwindigkeitszunahmeverhältnis R1/R2 geändert wird. Ebenfalls wurde in diesem Falle der Durchmesser (2R2) der auf der Seite des Schwungrads 20 angeordneten Riemenscheibe 21 geändert, während der Durchmesser (2R1) der auf der Seite der fotoempfindlichen Trommel 4 angeordneten Riemenscheibe 18 100 mm betrug. Dann wurde eine maximale Geschwindigkeitsänderung gemessen, wenn eine vorgewählte Schockkraft auf die fotoempfindliche Trommel 4 ausgeübt wurde. Andere in diesem Experiment verwendete Parameter sind in der Tabelle 11 aufgeführt.
Tabelle 11
Aus aus der 27 geht hervor, daß je größer das Geschwindigkeitszunahmeverhältnis wird, umso größer der Unterdrückungseffekt für die Störung wird, bis das Geschwindigkeitszunahmeverhältnis R1/R2 gleich 7 ist. Der Grund dafür ist, daß die obenbeschriebenen Effekte, die erzielt werden, wenn die Trägheitsenergie erhöht wird, erhalten werden anstelle der Variationen der Variablen in der Formel 4. Wie im vorangegangenen erklärt wurde, kann eine Bilderzeugungsvorrichtung eine bewegliche Entwicklungsvorrichtung, eine bewegliche Übertragungsvorrichtung und eine bewegliche Reinigungsklinge verwenden. Wenn diese Vorrichtungen in Kontakt mit/getrennt sind von dem Bildträger, würde eine sofortige Beschleunigung/Abbremsung des Bildträgers induziert werden. Selbst wenn die Geschwindigkeitsänderung der Blatttransportrolle über das Blatt zum Bilden des Bildes weitergegeben wird und/oder die Geschwindigkeitsvariation der Entwicklungsrolle des Entwicklungsvorrichtungsmodus in Kontakt mit dem Bildträger weitergegeben wird, werden Schwingungen in dem Bildträger erzeugt. Eine Bestätigung konnte für solche Störungsschwingungen durchgeführt werden, in denen der Unterdrückungseffekt umso höher für die Störung wird, je größer das Geschwindigkeitszunahmeverhältnis R1/R2 wird.
Es ist klar, daß wenn das Geschwindigkeitszunahmeverhältnis R1/R2 gleich 8 ist, dessen Unterdrückungseffekt erniedrigt wird. Dies ist darin begründet, daß die Kontaktfläche zwischen der peripheren Oberfläche der Riemenscheibe 21 (insbesondere entsprechend einer kleineren Riemenscheibe), die auf der Seite des Schwungrads 20 angeordnet ist und dem Endlosband 22 schmal wird, so daß Schlupf zwischen beiden Gliedern einfach erzeugt werden kann. Daher ist es vorteilhaft, wenn R1/R2 kleiner als 8 ist, und es ist weiter vorteilhaft, wenn R1/R2 kleiner oder gleich 7 ist. Mit anderen Worten, die Riemenscheiben 19 und 21 sind im wesentli chen aus Kunststoff gemacht. In dem Falle, in dem die Oberflächenschicht des Endlosbandes 22 aus Gummi hergestellt ist, ist es wünschenswert, wenn der Durchmesser der Riemenscheibe 21 größer als 1/8 des Durchmessers der Riemenscheibe 19 ist. Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Durchmesser dieser Riemenscheibe 21 größer oder gleich 1/7 des Durchmessers der Riemenscheibe 19 ist.
Wie im vorangegangenen beschrieben, konnte bewiesen werden, daß der Schwingungsdämpfungsbereich durch das Ändern der verschiedenen Parameterarten gesteuert werden kann.
28 zeigt ein experimentelles Ergebnis, das durch die Messung einer Schwingungsdämpfungscharakteristik erzielt wurde, wobei geeignete Parameter ausgewählt wurden (die besten Parameter oder in Betracht vom ökonomischen Standpunkt die zweitbesten Parameter), um so den Dämpfungsbereich aus den oben erklärten experimentellen Ergebnissen zu erstrecken. Die Parameter sind in Tabelle 12 aufgelistet.
Tabelle 12
In dem Experiment der 28 betrug die Frequenz fn1 11,3 Hz, die Frequenz f01 betrug 13,8 Hz, die Frequenz f02 betrug 141 Hz und die Frequenz fn2 betrug 176 Hz. Das heißt, Frequenzen von 13,8 bis 176 Hz konnten als Dämpfungsbereich zwischen zwei Gruppen von Verstärkungsbereichen erzielt werden.
Ebenfalls wurde in die Antriebsvorrichtung 4 unter Verwendung der Parameter der Tabelle 12, das Geschwindigkeitsänderungsspektrum der fotoempfindlichen Trommel 4 mittels der schnellen Fourier transformierten analysiert. Die Tabelle 13 dient zum Berechnen derartiger Frequenzen, die in großem Maße in dieser Antriebsvorrichtung 4 erzeugt werden. Als Durchmesser der fotoempfindlichen Trommel 4 wurde 84 mm gewählt.
Tabelle 13
Wie in der Tabelle 13 dargestellt ist, gibt es ein Risiko, daß Schwingungen mit Frequenzen von 0,267, 0,8, 14,4, 38,4 und 115,2 im wesentlichen verwendet werden, wobei 29 ein Geschwindigkeitsänderungsspektrum in einem solchen Falle darstellt, daß keine Messung für Schwingungsdämpfung eingeführt wird, wobei die Spitzen entsprechend diesen Frequenzen erzeugt werden.
Da der Durchmesser der fotoempfindlichen Trommel 4 84 mm beträgt, wird hier die Umfangsgeschwindigkeit der fotoempfindlichen Trommel 4 70,4 mm/s, basierend auf deren Drehzahl, d. h. 0,267 Umdrehungen/sek (siehe Tabelle 13). Vorausgesetzt, daß die Umfangsgeschwindigkeit der fotoempfindlichen Trommel 4 auf P mm/sek eingestellt wird, ist vorzugsweise die Schwingung mit der Frequenz 38,4 Hz, die die nächste zu zumindest 70 Hz in der Tabelle 13 hat, innerhalb des Dämpfungsbereichs unter Berücksichtigung der Daumenregel angeordnet. Das heißt, die Schwingung mit der Frequenz P Hz kann am wahrscheinlichsten eine visuell erkennbare Bildverschiebung induzieren. Basierend auf dem Ergebnis der 28 ist es denkbar, da der Dämpfungsbereich, wenn die Parameter der Tabelle 12 ausgewählt werden, 13,8 Hz bis 176 Hz entspricht, daß die Schwingungen nicht nur die Frequenz 38,4 Hz in Tabelle 13 haben, sondern daß auch die Frequenzen 14,4 Hz und 115,2 Hz gedämpft werden können.
30 zeigt ein Geschwindigkeitsänderungsspektrum, wenn die Änderungen durch die Antriebsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der in der Tabelle 12 gezeigten Parameter gedämpft werden. Wie aus der 30 hervorgeht, können die in den Dämpfungsbereich lokalisierten Schwingungen, nämlich 13,8 Hz bis 176 Hz, wesentlich gedämpft werden. Es sei angemerkt, daß obwohl die Schwingungen, die in dem Frequenzbereich nahe 0,267 Hz und 0,8 sind, nicht gedämpft werden können, dies im wesentlichen keinen negativen Einfluß auf die visuell beobachtbare Bildverschiebung gibt. Wie im vorangegangenen erklärt wurde, ist es möglich, die Schwingungen in allen den Frequenzen zu unterdrücken, bei denen visuell beobachtbare Bilder nachteilig beeinfluß werden, und diese Schwingungen werden am wahrscheinlichsten in großen Amplituden erzeugt.
Andererseits gibt es eine weitere Maßnahme, der daß nicht nur alle Frequenzen, die in der Lage sind, eine visuell erkennbare Bildverschiebung zu induzieren in den Dämpfungsbereich (f01 bis f02) zwischen dem Verstärkungsbereich und dem Dämpfungsbereich gelegt werden, sondern daß ebenfalls Schwingungsdämpfungen in dem Frequenzbereich ungleich diesem Frequenzbereich ausgeführt werden. Unter Verweis auf die 31 wird diese Maßnahme erklärt werden. In 31 stellen dreieckige Symbole schwingungserzeugende Frequenzen dar, bei denen visuell erkennbare Bildverschiebungen erzeugt werden. In diesem Fall entsprechen Frequenzen von 29,1 Hz, 38,68 Hz, 116,04 Hz und 232,08 Hz den Schwingungserzeugungsfrequenzen, an denen große Schwingungen erzeugt werden können. Unter diesen Frequenzen ist 29,1 Hz die Drehfrequenz (29,1 Umdrehungen/s) des Motors 5 und die anderen Frequenzen sind solche Frequenzen, die erzeugt werden, wenn die Zahnräder 6 bis 9 ineinander greifen.
In dem in der 31 gezeigten Fall kann eine Schwingungsverstärkungs-/Dämpfungscharakteristik der Antriebsvorrichtung eingestellt werden. Mit anderen Worten, der höhere Verstärkungsbereich nahe der höheren Eigenfrequenz fn2 wird nicht höher eingestellt als die höchste Erzeugungsfrequenz von 232,08 Hz, sondern ist auf Frequenzen eingestellt, die zwischen der höchsten Erzeugungsfrequenz 232,08 Hz und der zweithöchsten Erzeugungsfrequenz 116,04 Hz definiert sind. Durch das Einstellen der Frequenz in dieser Weise werden die Schwingungen mit den Frequenzen 29,1 Hz, 38,68 Hz und 116,04 Hz in den Dämpfungsbereich von f01 bis f02 eingebracht, um so gedämpft zu werden. Andererseits wird die Schwingung mit der Frequenz 232,08 Hz in die höhere Dämpfung als der höhere Verstärkungsbereich nahe der Frequenz fn2 eingebracht, um so gedämpft zu werden. Als Ergebnis können die Schwingungen, die nachteilig das visuell beobachtbare Bild beeinflussen können, in dem gesamten System der Antriebsvorrichtung gedämpft werden.
Es sei angemerkt, daß der Durchmesser der fotoempfindlichen Trommel 4 zu 84 mm gewählt wird, und dessen Drehzahl auf 0,267 Umdrehungen/sek eingestellt wird (da diese Drehzahl selbst niedrig ist, wird kein nachteiliger Einfluß auf das visuell beobachtete Bild ausgeübt, so daß es nicht durch die dreieckigen Symbole in der 31 dargestellt ist). Daher wird die Umfangsgeschwindigkeit der fotoempfindlichen Trommel 4 70,4 mm/sek, und daher ist die Schwingung mit der Frequenz 38,68 Hz zunächst am nächsten zu mindestens 70 Hz vorzugsweise in dem Dämpfungsbereich nach der Daumenregel angeordnet. Wie im vorangegangenen erklärt wurde, werden nicht nur die Schwingungen mit einer Frequenz von 38,68 Hz, sondern ebenfalls die Schwingungen mit den Frequenzen 29,1 Hz und 116,04 Hz gedämpft, so daß diese Zwecke erreicht werden konnten.
In 31 werden nicht nur die Eigenfrequenzen fn1 und fn2, sondern eine weitere Eigenfrequenz fn3 erzeugt. Diese Eigenfrequenz kann in der Vorstellung aufgrund der elastischen Charakteristiken der Kupplungen 12 und 13 erzeugt werden. Diese Eigenfrequenz fn3 kann durch Substituieren von J1 (Trägheitsmoment der fotoempfindlichen Trommel 4) und k1 (Federkonstanten der Kupplungen 12, 13) in Formel 2 berechnet werden. Es sei angemerkt, daß eine Verstärkung eines Verstärkungsbereiches nahe der Eigenfrequenz fn3 niedrig ist, und ein weiterer Dämpfungsbereich bei Frequenzen höher als diese Eigenfrequenz angeordnet ist.
Als nächstes zeigt 32 eine Schwingungsverstärkungs-/Dämpfungscharakteristik einer weiteren Antriebsvorrichtung. Obwohl die Federkonstante k1 und das Trägheitsmoment J1 nicht wesentlich innerhalb einer bilderzeugenden Vorrichtung variiert werden können, sind sowohl die Federkonstante k1 als auch das Trägheitsmoment J1 verschieden von denjenigen der oben erklärten bilderzeugenden Vorrichtung, die spezifisch sind für eine weitere bilderzeugende Vorrichtung mit einer komplett unterschiedlichen Spezifikation. Daher gibt es einige Fälle, in denen die Dämpfungsbereiche einfach erweitert werden können. Insbesondere kann das Trägheitsmoment J1 durch die Verkleinerung des Durchmessers der fotoempfindlichen Trommel 4 beträchtlich reduziert werden. 32 stellt ein solches Beispiel dar.
Weiterhin zeigen in der 32 dreieckige Symbole schwingungserzeugende Frequenzen (15,14 Hz, 32,985 Hz, 48,95 Hz, 92,47 Hz, 106,98 Hz, 155,93 Hz, 296,86 Hz), an denen Bildverschiebungen visuell bestätigt werden können. In dieser Figur entspricht 32,985 Hz der Drehfrequenz des Motors 5, 15,14 entspricht der Drehfrequenz der Zwischenwelle 10 und die anderen Frequenzen entsprechen den von dem Ineinandergreifen der Zahnräder 6 bis 9 erzeugten Frequenzen. Es sei angemerkt, daß der Durchmesser der fotoempfindlichen Trommel 4 auf 80 mm gewählt ist, und dessen Drehzahl auf 1,84 Umdrehung/s gewählt ist (da diese Drehzahl selbst niedrig ist, gibt es keinen nachteiligen Einfluß auf das visuell beobachtete Bild, so daß sie nicht durch das dreieckige Symbol der 32 angezeigt ist). Daher wird die umfängliche Geschwindigkeit der fotoempfindlichen Trommel 4 173 mm/sek und daher ist die Schwingung mit der Frequenz von 155,33 Hz am nächsten zu mindestens 173 Hz vorzugsweise in dem Dämpfungsbereich angesichts der Daumenregel lokalisiert.
In der 32 ist die Frequenz f01 gleich 6,9 Hz und die Frequenz f02 ist gleich 510 Hz. Daher werden nicht nur die Frequenzen 155,93 Hz, sonderen weiterhin alle die schwingungserzeugenden Frequenzen, die stark schwingen können, in den Dämpfungsbereich eingebracht, der von f01 bis f02 definiert ist. Daher können in dem Gesamtsystem der Antriebsvorrichtung die Schwingungen, die einen nachteiligen Einfluß auf die visuell beobachteten Bilder haben können, gedämpft werden. Es sei angemerkt, daß weiterhin in 32 eine weitere Eigenfrequenz fn3 erzeugt wird, die von der elastischen Charakteristik der Kupplungen 12 und 13 hervorgerufen wird.
Es sei weiterhin angemerkt, daß die mit der Welle 14 der fotoempfindlichen Trommel 4 verbundene Drehwelle 11 über einen Zahnradübertragungsmechanismus, der aus den Zahnrädern 6 bis 9 konstruiert wird, von dem Antriebsmotor 5 in der oben beschriebenen Ausführungsform angetrieben wird. Wie oben erklärt, wird die Verwendung von Zahnrädern, die im wesentlichen den festen Körper bilden, bevorzugt hinsichtlich des einfachen Spezifizierens der Steifigkeit des Vibrationssystems (im wesentlichen Federkonstante k1). Alternativ kann die Drehwelle 11 über einen anderen Übertragungsmechanismus angetrieben werden. Ferner kann die Drehwelle 14 der fotoempfindlichen Trommel direkt gedreht werden.
Wenn die Welle der fotoempfindlichen Trommel 4 über einen ineinandergreifenden Übertragungsmechanismus gedreht wird (beispielsweise einem Getrieberiemen und einer Getrieberiemenscheibe, einer Kette und einem Kettenrad), werden Schwingungen mit Frequenzen, die durch diesen Betrieb des Zahnradineinandergreifens verursacht werden, erzeugt ähnlich einem solchen Falle, in denen die Zahnräder ineinandergreifen. Selbst in einem Fall gemäß der vorliegenden Erfindung können jedoch diese von diesem Betrieb des Zahnradineinandergreifens verursachten Schwingungen gleichermaßen durch Einsatz der oben beschriebenen Maßnahmen reduziert werden.
(Zweite Ausführungsform)
Als nächstes ist die 33 eine Draufsicht zum Darstellen einer Antriebsvorrichtung eines Bildträgers einer bilderzeugenden Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in der 33 dargestellt, ist gemäß der zweiten Ausführungsform ein Zwischenübertragungsband (Zwischenübertragungsglied) 25 mit einem Raddrehwelle 19 in Eingriff, um ein Schwungrad 20 zu unterstützen.
Das heißt, das Zwischenübertragungsband 25 wird befördert, während es auf einer Rolle 26 und andere Rollen gewunden wird. Eine Wellenkupplung 28 ist an einem Endabschnitt einer Rollenwelle (Drehwelle) 27 der Rolle 26 befestigt. Eine weitere Wellenkupplung 29 ist an einem Endabschnitt der Raddrehwelle 19 befestigt. Dann werden diese Wellenkupplungen 28 und 29 miteinander gekoppelt. Es sei angemerkt, daß das Bezugszeichen 30 ein Lager darstellt, wie es zum drehbaren Stützen der Rollenwelle 27 mittels des Rahmens 1 eingesetzt wird.
In diesem Fall kann nicht nur die Drehgeschwindigkeit der fotoempfindlichen Trommel 4 stabilisiert werden, sondern es kann ebenfalls die Beförderungsgeschwindigkeit des Zwischenübertragungsbandes 25 stabilisiert werden durch den Einsatz eines einzigen Schwungrades 20, was in einer höheren Effizienz resultiert.
Es sei weiterhin angemerkt, daß die in dieser Zeichnung dargestellte Rolle 26 eine Antriebsrolle zum Ausüben einer Antriebskraft auf das Zwischenübertragungsband 25 sein kann, oder eine Mitläuferrolle zum Befördern des Zwischenübertragungsbandes 25, während dieses Band 25 gestützt wird, aber nicht zum darauf Ausüben einer Antriebskraft. In dem früheren Fall werden sowohl die fotoempfindliche Trommel 4 und das Zwischenübertragungsband 25 von einem einzigen Antriebsmotor 5 angetrieben. In dem letzteren Fall wird das Zwischenübertragungsband 25 von weiteren Antriebsrollen befördert. Als eine Abwandlung können sowohl das Endlosband 22 oder die Riemenscheiben 19 und 21, wie in der 2 dargestellt, angeordnet sein.
(Anwendungsbeispiele)
(Anwendungsbeispiel 1)
34 zeigt ein Beispiel einer bilderzeugenden Vorrichtung, bei der die Ausführungsform eingesetzt werden kann. Wie in dieser Figur gezeigt, können sowohl die fotoempfindliche Trommel 4 und das Zwischenübertragungsband 25 gedreht, oder entlang der Pfeilrichtungen befördert werden, während diese fotoempfindliche Trommel 4 im Kontakt ist mit dem Zwischenübertragungsband 25. Um die fotoempfindliche Trommel 4 herum sind ein Ladungsteil 31, das in der Lage ist, die Oberfläche dieser fotoempfindlichen Trommel 4 aufzuladen, eine Belichtungsvorrichtung 32 zum Belichten der geladenene Oberfläche, um ein latentes Bild zu formen, eine Entwicklereinheit 33 zum Zuführen von Toner zu dem latenten Bild, um so dieses latente Bild zu entwickeln, und ein Reiniger 34 zum Reinigen des auf der fotoempfindlichen Trommel 4 zurückgebliebenen Toners und dergleichen, angeordnet.
Die Entwicklereinheit 33 ist vom Typ drehbare Entwicklungseinheit, die mit Entwicklungsvorrichtungen 33B, 33Y, 33M und 33C ausgerüstet ist, die entsprechend schwarzen (B) Toner, gelben (Y) Toner, magenta (M) Toner und cyan (C) Toner der fotoempfindlichen Trommel 4 zuführen. Während das Tonerbild durch irgendeine der Entwicklungsvorrichtungen zugeführt wird, überträgt die fotoempfindliche Trommel 4 dieses Tonerbild auf das Zwischenübertragungsband 25. Wenn ein Farbbild geformt wird, werden während des Antreibens der fotoempfindlichen Trommel 4 und des Zwischenübertragungsbandes 25 die oben erklärten vier farbigen Tonerbilder auf das Zwischentransferband 25 aufeinander geschichtet.
Das Zwischenübertragungsband 25 ist auf die Rollen 35 und 36 gewunden, oder wird von einer Stützplatte 38 ge stützt und wird dann um diese Rollen 35, 36 und Stützplatte 38 herum befördert. In diesem Falle wird die Rolle 35 als Antriebsrolle verwendet, während die Rolle 36 als Mitläuferrolle eingesetzt wird. Eine Vorspannungsübertragungsrolle 37 ist innerhalb des Zwischenübertragungsbandes 25 an einer Kontaktposition zwischen der fotoempfindlichen Trommel 4 und dem Zwischenübertragungsband 25 angeordnet. Der Toner auf der fotoempfindlichen Trommel 4 wird auf das Zwischenübertragungsband 25 durch elektrische Felder übertragen, die von der Vorspannungsübertragungsrolle 37 erzeugt werden.
Ferner sind ein beweglicher Reiniger 39 zum Reinigen des Toners, der auf dem Zwischenübertragungsband 25 verblieben ist, und eine Vorspannungsübertragungsrolle 40 um das Zwischenübertragungsband 25 herum angeordnet. Das Zwischenübertragungsband 25 kann in Kontakt mit der Vorspannungsübertragungsrolle 40 sein und ein Blatt "S" wird von entweder einem Papierschacht 41 oder einem Handzuführschacht 42 zwischen diesem Zwischentransferband 25 und Vorspannungstransferrolle transportiert.
Der auf dem Zwischenübertragungsband 25 ausgebildete Toner wird auf dieses Blatt S durch elektrische Felder übertragen, die von der Vorspannungsübertragungsrolle 40 erzeugt werden. Nachdem der Toner übertragen worden ist, wird das Blatt S zu einer Fixiervorrichtung 43 transportiert um so erhitzt/gepreßt zu werden. Daher wird der Toner auf dem Blatt S fixiert und danach wird das Blatt S in einen Ausgabeschacht 44 ausgegeben.
In dieser bilderzeugenden Vorrichtung können, ähnlich zu der Antriebsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, zuerst nur die Drehungen der fotoempfindlichen Trommel stabilisiert werden. Weiterhin ist die Welle der Antriebsrolle 35 mit der Drehwelle 11 verbunden, so daß der Beförderungsbetrieb von nur dem Zwischenübertragungsband stabilisiert werden kann.
Ferner kann ähnlich der zweiten Ausführungsform, während die Drehungen der fotoempfindlichen Trommel 4 stabilisiert werden, der Beförderungsbetrieb des Zwischenübertragungsbandes 25 stabilisiert werden. Es sollte klar sein, daß in diesem Fall irgendeine der Antriebsrollen 35 und der Mitläuferrolle 36 als die Rolle 26 der 33 funktionieren kann.
Im Gegensatz dazu ist die Drehwelle 11 der 33 mit entweder der Rolle 35 oder der Rolle 36 verbunden, der Beförderungsbetrieb des Zwischenübertragungsbandes 25 wird von der Drehwelle 11 stabilisiert und die Antriebswelle bzw. Anstriebsschaft 14 der fotoempfindlichen Trommel 4 wird mit der Raddrehwelle bzw. Raddrehschaft 19 gekoppelt, so daß der Beförderungsbetrieb der fotoempfindlichen Trommel 4 stabilisiert werden kann. In diesem Fall ist es denkbar, daß das Zwischenübertragungsband 25 dem Bildträger entspricht und die fotoempfindliche Trommel 4 dem vorgeschalteten Bildträger entspricht.
(Anwendungsbeispiel 2)
35 zeigt ein weiteres Beispiel der Bilderzeugungsvorrichtung, in der die Ausführungsform angewendet werden kann. In diesem Beispiel wird die fotoempfindliche Trommel 4 der 34 von einem fotoempfindlichen Band 45 ersetzt und das Zwischenübertragungsband 25 wird von einer Zwischenübertragungstrommel 46 ersetzt. Dann werden die Tonerbilder auf einer Oberfläche des fotoleitenden Bandes 45 von einer festen Entwicklereinheit aufeinandergeschichtet und dieses aufeinandergeschichtete Tonerbild wird auf einmal auf eine Zwischenübertragungstrommel 46 übertragen und weiter auf ein Blatt übertragen.
Das fotoempfindliche Band 45 wird von Rollen 47, 48, 49 und einer Stützplatte 50 gehalten und wird um diese Glieder herum befördert. Die Rolle 47 entspricht einer Antriebsrolle, während die Rollen 48 und 49 Mitläuferrollen entsprechen. Um das fotoempfindliche Band 44 herum sind ein Ladegerät 31, das in der Lage ist, die Oberflächen dieser fotoempfindlichen Trommel 4 aufzuladen, eine Belichtungsvorrichtung 32 zum Belichten der geladenen Oberfläche, um ein latentes Bild zu erzeugen, eine Entwicklungseinheit 33 zum Zuführen von Toner zu dem latenten Bild, um so dieses latente Bild zu entwickeln, und ein Reiniger 34 zum Reinigen von Toner und dergleichen, die auf der fotoempfindlichen Trommel 4 zurückbleiben, angeordnet.
Zusammen mit der Zwischenübertragungstrommel 46 ist ein Übertragungskorotron (nicht dargestellt) angeordnet. Das Tonerbild wird von dem fotoempfindlichen Band 45 auf die Zwischenübertragungstrommel 46 durch die Effekte der von diesem Korotron erzeugten elektrischen Felder übertragen. Weiterhin ist eine Vorspannungsübertragungsrolle 40 in einer solchen Weise angeordnet, daß diese Vorspannungsübertragungsrolle 40 in Kontakt mit der Zwischenübertragungsrolle 46 angeordnet werden kann, und ein Blatt wird von einem Papierschacht 41 zwischen beiden Rollen 40 und 46 transportiert. Der auf der Zwischenübertragungstrommel 46 angeordnete Toner wird auf dieses Blatt S mittels von der Vorspannungsübertragungsrolle 40 erzeugte elektrische Felder übertragen. Nachdem der Toner übertragen worden ist, wird das Blatt S zu einer Fixiervorrichtung 43 transportiert, um so erwärmt/gepreßt zu werden. So wird der Toner auf dem Blatt S fixiert und weiterhin wird das Blatt S in einen Ausgabeschacht 44 ausgegeben.
In dieser bilderzeugenden Vorrichtung können ähnlich zu der Antriebsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zuerst nur die Drehungen der Zwischenübertragungstrommel 46 stabilisiert werden. Die Welle bzw. der Schaft der Antriebsrolle 47 ist ebenfalls mit der Drehwelle 11 verbunden, so daß der Beförderungsbetrieb von nur dem fotoempfindlichen Band 45 stabilisiert werden kann.
Weiterhin ist in der Antriebsvorrichtung der zweiten Ausführungsform der Drehwelle 11 mit der Welle der Antriebsrolle 47 gekoppelt, und während der Beförderungsbetrieb des fotoempfindlichen Bandes 45 stabilisiert wird, ist die Raddrehwelle 19 mit der Welle der Zwischenübertragungstrommel 46 verbunden, so daß der Drehbetrieb der Zwischenübertragungstrommel 41 stabilisiert werden kann. Im Gegensatz ist andernfalls die Drehwelle 11 der 33 mit der Welle der Zwischenübertragungstrommel 46 gekoppelt, so daß der Drehbetrieb der Zwischenübertragungstrommel 46 stabilisiert wird. Ferner ist jede der Rollen 47, 48 und 49 mit der Raddrehwelle 19 verbunden, so daß der Beförderungsbetrieb des fotoempfindlichen Bandes 45 durch die Raddrehwelle 19 stabilisiert werden kann. In diesem Falle ist es denkbar, daß die Zwischenübertragungswalze 46 dem Bildträger entspricht, und das fotoempfindliche Band 45 dem vorgeschalteten Bildträger entspricht. Es sei angemerkt, daß in diesem Falle irgendeine der Antriebsrolle 47 und der Mitläuferrollen 48 und 49 als die Rolle 46 der 2 wirken können.
(Anwendungsbeispiel 3)
36 zeigt ein weiteres Beispiel der Bilderzeugungsvorrichtung, in der die Ausführungsform eingesetzt werden kann. In diesem Beispiel sind um die fotoempfindliche Trommel 4 herum eine Ladevorrichtung 31 zum Aufladen einer Ober fläche der fotoempfindlichen Trommel 4, eine Belichtungseinheit 32 zum Belichten der geladenen Oberfläche, um eine latentes Bild zu formen, eine monochromatische Entwicklungseinheit 33 zum Zuführen von Toner zu dem latenten Bild, um so dieses latente Bild zu entwickeln, eine Vorspannungsübertragungsrolle 40 und ein Reiniger 34 zum Reinigen des Toners und dergleichen, was auf der fotoempfindlichen Trommel 4 verblieben ist, angeordnet.
Die fotoempfindliche Trommel 4 wird in einer solchen Weise angeordnet, daß diese fotoempfindliche Trommel 4 in Kontakt mit der Vorspannungsübertragungsrolle 40 lokalisiert sein kann, und das Blatt S wird von dem Papierschacht 41 zwischen dieser Trommel und der Rolle transportiert. Der Toner auf der fotoempfindlichen Trommel 4 wird direkt auf dieses Blatt S durch das von der Vorspannungsübertragungsrolle 40 erzeugte elektrische Feld übertragen. Nachdem der Toner übertragen worden ist, wird dann das Blatt S zu der Fixiervorrichtung 43 transportiert, um erwärmt/gepreßt zu werden, so daß der Toner auf dem Blatt S fixiert wird. Ferner wird dieses Blatt S in den Ausgabeschacht 44 ausgegeben. Wie in dieser Zeichnung dargestellt ist der Transportweg für das Blatt S, der von dem Papierschacht 41 zu dem Ausgangsschacht 24 definiert ist, ausgelegt das Blatt S entlang der im wesentlichen vertikalen Richtung zu transportieren.
In dieser Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 53 eine Vorderabdeckung der bilderzeugenden Vorrichtung. Die Vorderabdeckung 43 ist drehbar (schwenkbar) mittels einer Drehwelle 54 an einen Schrank der Bilderzeugungsvorrichtung befestigt. Unter normalen Bedingungen ist die Vorderabdeckung 53 des Schranks geschlossen. Wenn das Blatt S verklemmt ist, wird die Vorderabdeckung 53 geöffnet, um so das verklemmte Blatt zu entfernen. Daher wird der Transportweg des Blattes S freigelegt, wenn diese Vorderabdeckung 53 geöffnet wird, und die fotoempfindliche Trommel 4 zum Bilden eines Abschnittes des Transportwegs ist nahe der Vorderabdeckung 53 angeordnet.
In einer solchen Ausführungsform, wie durch eine virtuelle Linie dargestellt, kann, wenn das Schwungrad F direkt auf der Welle 14 der fotoempfindlichen Trommel 4 montiert ist, die Vorderabdeckung 53 aufgrund des großen Durchmessers des Schwungrades F nicht geschlossen werden, außer diese Vorderabdeckung 53 hat eine spezifische Form. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch ein derartiges Problem durch die Verwendung der Struktur vermieden werden, in der die Trägheitsenergie des Schwungrades 20 von den Riemenscheiben 19 und 21 auf die fotoempfindliche Trommel 4 übertragen wird.
Wie im vorangegangenen beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dauerhaft die Bewegungsgeschwindigkeit des Bildträgers zu stabilisieren. Mehr noch, selbst wenn der Reibungskoeffizient aufgrund von Verschleiß und Kontaminationsproblemen erniedrigt wird, kann das reibungsartige Umschließungsübertragungsmittel der Langzeitverwendung standhalten. Weiterhin erhöht dieses reibungsartige Umschließungsübertragungsmittel nicht sehr die Kosten. Zusätzlich kann der Bildträger leicht ersetzt werden.

Claims

Elektrofotografisches Druck- und Kopiergerät mit – einer ersten Welle (14), auf der ein Bildträger (4) angeordnet ist, – einer Antriebswelle (11), welche die erste Welle (14) antreibt, – einer Kupplung (12, 13), die zwischen Antriebswelle (11) und erster Welle (14) angeordnet ist, um die erste Welle (14) und die Antriebswelle (11) miteinander zu koppeln und um die Kopplung zwischen der Antriebswelle (11) und der ersten Welle (14) durch ein Lösen der Kupplung (12, 13) aufzuheben, – einer zweiten Welle (19), auf der ein Schwungrad (20) angeordnet ist, – einer auf der ersten Welle (14) angeordneten ersten Riemenscheibe (18) und einer auf der zweiten Welle (19) angeordneten zweiten Riemenscheibe (21), – einem um die beiden Riemenscheiben (18, 21) umlaufenden Treibriemen (22), über den die zweite Riemenscheibe (21) und damit die zweite Welle (19) mit dem Schwungrad (20) bei Drehung der auf der ersten Welle (14) angeordneten Riemenscheibe (18) angetrieben wird, – wobei die Durchmesser der beiden Riemenscheiben (18, 21) so gewählt sind, dass die Winkelgeschwindigkeit des Schwungrades (20) gleich oder größer als die der ersten Welle (14) ist.
Elektrofotografisches Druck- und Kopiergerät nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Riemenscheiben (18, 21) aus einem Kunststoff gefertigt sind, eine Oberflächenschicht des um die Riemenscheiben (18, 21) umlaufenden Treibriemens (22) aus Gummi hergestellt ist, und wobei der Durchmesser der zweiten Riemenscheibe (21) größer als 1/8 des Durchmessers der ersten Riemenscheibe (18) ist.
Elektrofotografisches Druck- und Kopiergerät nach Anspruch 2, wobei der Durchmesser der zweiten Riemenscheibe (21) größer oder gleich 1/7 des Durchmessers der ersten Riemenscheibe (18) ist.
Elektrofotografisches Druck- und Kopiergerät nach Anspruch 1, wobei das Druck- und Kopiergerät eine Antriebsvorrichtung (5 bis 9 und 18 bis 22) aufweist mit einem Antriebsmotor (5), einem Übertragungsmechanismus (6 bis 9), der eine Antriebskraft des Antriebsmotors (5) zu einer Antriebswelle (11) überträgt, und einem Schwungrad (20) auf der zweiten Welle (19), das über ein Endlosband (22) und Riemenscheiben (18 und 21) auf der Antriebswelle (11) und/oder der zweiten Welle (19) angetrieben ist, wobei die erste Welle (14) über Kupplungen (12, 13) mit der Antriebswelle (11) und dem ineinandergreifenden Übertragungsmechanismus (6 bis 9) mit dem Antriebsmotor (5) in Eingriff ist, und falls eine Umfangsgeschwindigkeit des Bildträgers (4) mit einer Drehfrequenz P unterhalb einer Drehfrequenz der Welle des Antriebsmotors (5) ausgewählt wird, und falls eine Schwingungsfrequenz von dem ineinandergreifenden Betrieb des ineinanderreifenden Übertragungsmechanismus (6 bis 9) erzeugt wird, wird eine Schwingungsfrequenz, die am nächsten zu P ist, innerhalb eines Frequenzbereichs lokalisiert, in dem die Schwingung durch die Antriebsvorrichtung (5 bis 9 und 18 bis 22) gedämpft wird.
Elektrofotografisches Druck- und Kopiergerät nach Anspruch 4, wobei die Antriebsvorrichtung (5 bis 9 und 18 bis 22) ein Schwingungssystem mit einem Freiheitsgrad von 2 ist, so dass die Antriebsvorrichtung (5 bis 9 und 18 bis 22) zwei Eigenfrequenzen (f_n1, f_n2) besitzt, und wobei es Frequenzbereiche nahe den Eigenfrequenzen (f_n1, f_n2) gibt, in denen die entsprechenden Schwingungen verstärkt werden, wobei es einen Frequenzbereich zwischen den zwei diese Schwingungen verstärkenden Frequenzbereichen gibt, in dem die Schwingungen gedämpft werden, und wobei sowohl die Drehfrequenz der Welle des Antriebsmotors (5) als auch die Schwingungsfrequenz, die von dem ineinandergreifenden Betrieb des ineinandergreifenden Übertragungsmechanismus der Welle des Antriebsmotors (5) erzeugt wird, in einem solchen Frequenzbereich angeordnet werden, der zwischen den Eigenfrequenzen (f_n1, f_n2) liegt, wobei diese Schwingungen in dem Frequenzbereich gedämpft werden, der zwischen den Eigenfrequenzen (f_n1, f_n2) außerhalb der Frequenzbereiche liegt, bei denen die entsprechenden Schwingungen verstärkt werden.
Elektrofotografisches Druck- und Kopiergerät nach Anspruch 4, wobei die Antriebsvorrichtung (5 bis 9 und 18 bis 22) ein Schwingungssystem mit einem Freiheitsgrad von 2 ist, so dass die Antriebsvorrichtung (5 bis 9 und 18 bis 22) zwei Eigenfrequenzen (f_n1, f_n2) besitzt, und wobei es Frequenzbereiche nahe diesen Eigenfrequenzen (f_n1, f_n2) gibt, in denen die entsprechenden Schwingungen verstärkt werden, es einen ersten Frequenzbereich zwischen den zwei diese Schwingungen verstärkenden Frequenzbereichen gibt, in dem die Schwingungen gedämpft werden, wobei es einen zweiten Frequenzbereich gibt, in dem die Schwingungen bei einer Frequenz gedämpft werden, die höher ist als ein Frequenzbereich, in dem eine Schwingung verstärkt wird, und wobei die Drehfrequenz der Welle des Antriebsmotors (5) in dem ersten Frequenzbereich, in dem die Schwingung gedämpft wird, lokalisiert ist, während die von dem ineinandergreifenden Betrieb des ineinandergreifenden Übertragungsmechanismus (6 bis 9) hervorgerufene Schwingung in dem zweiten Frequenzbereich angeordnet ist, in dem die Schwingung gedämpft wird.
Elektrofotografisches Druck- und Kopiergerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Zwischenübertragungsglied (25) in dem Gerät vorgesehen ist, das bewegt wird, während es von einer Welle (27) einer Rolle (26) getragen wird, und auf das ein auf einer Oberfläche des Bildträgers (4) gebildetes Bild übertragen wird, und wobei die Welle (27) der Rolle (26) des Zwischenübertragungsgliedes (25) mit der zweiten Welle (19) in Eingriff ist.
Elektrofotografisches Druck- und Kopiergerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6, wobei ein vorgeschalteter Bildträger in einer bilderzeugenden Vorrichtung vorgesehen ist, der von einer Welle bewegt und getragen wird, die eine Oberfläche hat, auf der ein Bild ausgebildet worden ist, und der das Bild auf eine Oberfläche des Bildträgers (4) überträgt, und wobei eine Welle des vorgeschalteten Bildträgers mit der zweiten Welle (19) in Eingriff ist.
Elektrofotografisches Druck- und Kopiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektrofotografische Druck- und Kopiergerät aufweist: eine vordere Abdeckung (53), und ein Blatttransportmittel zum Transportieren eines Blattes entlang einer Abdeckung in einer vertikalen Richtung, und wobei der Bildträger (4) bei der vorderen Abdeckung (53) in solch einer Weise angeordnet ist, dass ein Bild auf dem Blatt, das von dem Blatttransportmittel transportiert wird, auf halbem Wege entlang der vorderen Abdeckung (53) gebildet wird.