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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Bilderzeugungseinrichtung, die
ein Reibungsmaterial verwendet. Die Bilderzeugungseinrichtung ist
beispielsweise ein Laserdrucker, eine Kopiermaschine und dergleichen.
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Es
ist erforderlich, daß ein
Drehkörper
in Form einer Photoleitertrommel daran gehindert wird, Drehschwankungen
aufzuweisen, und dergleichen, die durch Störungen von einem Antriebssystem
hervorgerufen werden, beispielsweise Motoren, Riemenscheiben, Zahnräder, usw.
Wenn nämlich
keine Verhinderung von Drehschwankungen und dergleichen erreicht
wird, wird ein Problem in Bezug auf die Druckqualität hervorgerufen,
so daß das
Bild auf einem Aufzeichnungsmedium, beispielsweise einem Papierblatt
und dergleichen, als ein Bild aufgezeichnet wird, welches verlängert oder
verkürzt
ist, in der Richtung des Transports des Aufzeichnungsmediums, im
Vergleich zu einem Bild, das ursprünglich aufgezeichnet werden
sollte, so daß Unregelmäßigkeiten
in Bezug auf die Bilddichte in dem aufgezeichneten Bild auftreten
können.
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Bei
einer derartigen Bilderzeugungseinrichtung werden daher herkömmlich Maßnahmen
ergriffen, nämlich
daß ein
Reibungsmaterial (Bremsklotz) zur Verfügung gestellt wird, welches
in Berührung
mit einem Teil des Drehkörpers
unter einem vorbestimmten Druck steht, um hierdurch Drehschwankungen
und dergleichen des Drehkörpers
zu verhindern, die durch Störungen
von einem Antriebssystem hervorgerufen werden. Der Bremsklotz aus
Polyamid, der im Stand der Technik verwendet wurde, wies jedoch
in kurzer Zeit einen erheblichen Verschleiß auf, so daß der Bremsklotz
häufig
durch einen neuen Bremsklotz ersetzt werden mußte.
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EP 0 692 744 A1 offenbart
eine Bilderzeugungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1. Ein Polyamidelastomer mit einem Elastizitäts-Biegemodul im Bereich von
100 MPa bis 500 MPa ist beispielsweise aus
DE 691 14 010 T2 und
DE 691 17 404 T2 bekannt.
Ein Polyamidelastomer aus Polyamid und Polyether wird gemäß JP 09-050185
A als Material für
eine elastische Klinge verwendet, die einen Entwickler auf einer
Trommeloberfläche
verteilt und so zur Regelung der aufgetragenen Menge des Entwicklers
dient.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer
Bilderzeugungseinrichtung mit einem Reibungsmaterial, welches dazu
gedacht ist, die Lebensdauer im Zusammenhang mit dem Einsatz des geschilderten
Drehkörpers
zu verlängern.
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Das
voranstehende Ziel wird durch eine Bilderzeugungseinrichtung mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.
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Die
Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf eine bevorzugte
Ausführungsform
näher erläutert, woraus
weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
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1 eine
Teilschnitt-Seitenansicht einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung; und
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2 eine
Vorderansicht einer Bilderzeugungseinrichtung.
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Zuerst
wird der Gesamtaufbau einer Bilderzeugungseinrichtung geschildert,
bei welcher die vorliegende Erfindung eingesetzt wird, unter Bezugnahme
auf 2. In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 den Körper einer
Basiseinrichtung. Der Basiseinrichtungskörper 1 weist einen
Druck/Übertragungsabschnitt 3 auf, der
aus einem Einrichtungsgestell 2 herausgezogen werden kann.
Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Photoleitertrommel,
auf welcher ein Tonerbild durch einen bekannten elektrophotographischen
Prozeß aufgezeichnet
werden soll. Die Photoleitertrommel 4 ist so durch eine
Welle gelagert, daß sie
sich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in der Richtung des
Pfeils a dreht. Eine Ladevorrichtung 5 ist so angeordnet,
daß sie
der Oberfläche
der Photoleitertrommel 4 gegenüberliegt. Gegenüberliegend
der Ladevorrichtung 5 geht die Oberfläche der Photoleitertrommel 4 an
der Ladevorrichtung 5 vorbei, so daß sie gleichförmig elektrostatisch
aufgeladen wird. Die gleichmäßig elektrostatisch
aufgeladene Oberfläche
der Photoleitertrommel 4 wird Laserlicht 6 ausgesetzt,
damit ein elektrostatisches latentes Bild auf ihr erzeugt wird,
entsprechend einem Druckinformationssignal, welches von einem Informationsprozessor
abgegeben wird. Ein Entwickler 7 ist gegenüberliegend der
Oberfläche
der Photoleitertrommel 4 vorgesehen, auf welcher das elektrostatische
latente Bild vorhanden ist. Dieser Entwickler 7 hat die
Aufgabe, die Entwicklung durchzuführen, nämlich feinpulvrigen Toner auf
der Oberfläche
der Photoleitertrommel 4 auf der Grundlage der elektrostatischen
Kraft des elektrostatischen latenten Bildes abzulagern, um auf diese
Weise ein Tonerbild zu erzeugen.
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Eine
Blattkassette 8 ist zu dem Zweck vorgesehen, blattförmige Aufzeichnungsmedien
(Druckpapierblätter) 9 aufzubewahren,
auf denen ein Bilddruck dadurch durchgeführt werden soll, daß das Tonerbild übertragen
und fixiert wird, und zwar in dem Zustand, in welchem die Druckpapierblätter 9 gestapelt
sind. Ein Papiervorschubrollenmechanismus 10, der einen
Teil einer Aufzeichnungsmediumsträgervorrichtung bildet, entnimmt
ein Druckpapierblatt 9 aus der Blattkassette 8 und
führt das
Druckpapierblatt 9 der Photoleitertrommel 4 zu.
Das Druckpapierblatt 9, welches von dem Papiervorschubrollenmechanismus 10 zugeführt wird,
wird in Kontakt mit der Oberfläche
der Photoleitertrommel 4 gebracht, so daß ein Tonerbild
auf die Oberfläche
des Druckpapierblatts 9 übertragen wird. Ein Übertragungsgerät 11 gibt
elektrische Ladungen mit einer Polarität entgegengesetzt zu jener
des Tonerbildes an die rückwärtige Oberfläche des
Druckpapierblatts 9 ab, welches in Berührung mit der Oberfläche der
Photoleitertrommel 4 steht, um eine elektrostatische Kraft
zum Bewegen (Übertragen)
des Tonerbildes von der Oberfläche
der Photoleitertrommel 4 auf die vordere Oberfläche des Druckpapierblatts 9 zu
erzeugen.
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Ein
Trägerband 12,
welches ein weiteres Teil der Blatttransportvorrichtung bildet,
ist so vorgesehen, daß es
das Druckpapierblatt 9, auf welchem das auf es übertragene
Tonerbild vorhanden ist, zu einer Fixiereinheit 13 befördert.
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Zwei
Fixierrollen 14, die aus einer Heizrolle 14a und
einer Andruckrolle 14b bestehen und in Druckberührung miteinander
stehen, erhitzen und druckbeaufschlagen das Druckpapierblatt 9,
um auf diese Weise das Tonerbild auf der vorderen Oberfläche des
Druckpapierblatts 9 zu fixieren. Das Druckpapierblatt 9,
welches aus der Fixiereinheit 13 heraustransportiert wird,
wird nach oben befördert,
wie es ist, um in einen Ausstoßabschnitt 17 ausgestoßen zu werden.
Alternativ hierzu wird, nachdem das Druckpapierblatt 9,
welches aus der Fixiereinheit 13 herausbefördert wurde, über den
halben Weg zum Ausstoßabschnitt 17 transportiert
wurde, die Papiertransportrichtung in Richtung nach unten geändert, zu
einem vorbestimmten Zeitpunkt, so daß das Druckpapierblatt 9 in
einen anderen Ausstoßabschnitt 16 ausgestoßen wird.
Alternativ hierzu wird, nachdem das Druckpapierblatt 9,
welches aus der Fixiereinheit 13 heraustransportiert wurde, über die
Hälfte
des Weges zum Ausstoßabschnitt 17 transportiert
wurde, die Transportrichtung in Richtung nach unten zu einem vorbestimmten
Zeitpunkt geändert,
so daß das
Druckpapierblatt 9 zu einem Blatttransportpfad 20 für doppelseitigen Druck
transportiert wird. Dann wird das Druckpapierblatt 9, dessen
vordere Oberfläche
bedruckt wurde, dem Druck/Übertragungsabschnitt 3 zugeführt, so
daß ein
Druck auf der rückwärtigen Oberfläche des
Druckpapierblatts 9 durchgeführt wird. Die Auswahl, ob mit
dem Druckpapierblatt 9 ein Ausstoß in den Ausstoßabschnitt 16 durchgeführt werden
soll, oder ob das Druckpapierblatt 9 dem Blatttransportpfad 20 für doppelseitiges
Drucken zugeführt
werden soll, wird hierbei entsprechend der Position eines Blatttransportpfadschaltteils 15 festgelegt.
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Weiterhin
bezeichnet in 2 das Bezugszeichen 18 einen
Reiniger zum Entfernen von Fremdkörpern, die auf der Oberfläche der
Photoleitertrommel 4 zurückgeblieben sind, beispielsweise
Toner, Papierstaub, usw., von der Oberfläche der Photoleitertrommel 4,
nachdem die Photoleitertrommel 4 an dem Übertragungsgerät 11 vorbeigegangen
ist. Das Bezugszeichen 19 bezeichnet eine Tonernachfülleinheit
zum Liefern von Toner an den Entwickler 7 je nach Erfordernis.
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Nachstehend
wird im einzelnen unter Bezugnahme auf 1 ein Beispiel
für den
Einsatz der vorliegenden Erfindung geschildert. 1 ist
eine Teilschnittseitenansicht in einem Zustand, in welchem eine
Photoleitertrommel an einem Druck/Übertragungsabschnitt angebracht
ist. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 3 einen
Druck/Übertragungsabschnitt,
und 4 eine Photoleitertrommel. Die Photoleitertrommel 4 wird durch
ein zylindrisches nacktes Rohr 4a gebildet, welches beispielsweise
aus Aluminium besteht, wobei ein Photoleiter 4b auf der
Oberfläche
des nackten Rohres 4a vorgesehen ist, eine Vorderkappe 4c an
der Vorderseite des nackten Rohres 4a angeordnet ist, eine
rückwärtige Kappe 4d an
der Rückseite
des nackten Rohres 4a vorgesehen ist, und ein Welle 4e,
die ein Drehlager für
die Drehung der Photoleitertrommel 4 bildet.
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Weiterhin
ist ein zylindrischer Vorsprungsabschnitt 4f, welcher die
Welle 4e als axiales Zentrum nutzt, auf der rückwärtigen Kappe 4d vorgesehen.
Ein Zahnrad 4g ist in einem Innenumfangsabschnitt des zylindrischen
Vorsprungsabschnitts 4f vorgesehen. Hierbei ist das Zahnrad 4g so
angeordnet, daß es
teilweise mit einem Zahnrad (nicht gezeigt) im Eingriff steht, welches
in dem Druck/Übertragungsabschnitt 3 vorgesehen ist,
und zwar in dem Zustand, in welchem die Photoleitertrommel 4 an
dem Druck/Übertragungsabschnitt 3 angebracht
ist, also in dem in 1 dargestellten Zustand. Die
Photoleitertrommel 4 wird durch eine an das Zahnrad 4g übertragene
Kraft so angetrieben, daß sie
sich um die Welle 4e dreht.
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Weiterhin
ist eine Führungswelle 21 zwischen
dem vorderen und hinteren Gestell 3a bzw. 3b befestigt, welche
den Druck/Übertragungsabschnitt 3 bilden.
Ein Halteelement (nachstehend als "Trommelwellenlagerteil" bezeichnet) 22, welches
so gelagert ist, daß es
entlang der Führungswelle 21 gleitbeweglich
ist, ist auf der Führungswelle 21 vorgesehen.
Hierbei ist das Trommelwellenlagerteil 22 zu dem Zweck
vorgesehen, die Anbringungs/Abnahmeposition der Photoleitertrommel 4 auf
dem Druck/Übertragungsabschnitt 3 zu
führen,
und den Vorgang des Anbringens bzw. Abnehmens zu unterstützen. Weiterhin
ist in dem Trommelwellenlager 22 ein Reibungsmaterial (nachstehend
als "Bremsklotz" bezeichnet) 25 vorgesehen,
welches durch eine Feder 26 so druckbeaufschlagt wird,
daß es
in Kontakt mit der Außenumfangsoberfläche des
zylindrischen Vorsprungsabschnitts 4f gebracht wird.
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Weiterhin
ist eine Gestellkappe 23, die mit einem Griff 23a versehen
ist, abnehmbar im vorderen Gestell 3a vorgesehen. Hierbei
sitzt ein zylindrischer Vorsprungsabschnitt 4h, der auf
der Vorderkappe 4c der Photoleitertrommel 4 vorgesehen
ist, und ein Lagerabschnitt 23b, der innerhalb der Rahmenkappe 23 vorgesehen
ist, aneinander befestigt. Daher ist der Aufbau so, daß die Photoleitertrommel 4 zusammen
mit der Rahmenkappe 23 aus dem Druck/Übertragungsabschnitt 3 herausgezogen
werden kann, wenn die Rahmenkappe 23 von dem Druck/Übertragungsabschnitt 3 entfernt
wird. Weiterhin bezeichnet in 1 das Bezugszeichen 24 eine
Erdungsplatte, die an dem Vordergestell 3a befestigt ist,
und ein Ende aufweist, das in Kontakt mit der Rahmenkappe 2 steht,
so daß die
Rahmenkappe 23 elektrisch geerdet ist.
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Um
die Photoleitertrommel 4 in dem in 1 dargestellten
Zustand zu entnehmen, wird die Rahmenkappe 23 um einen
vorbestimmten Winkel gedreht, so daß sich die Rahmenkappe 23 von
dem Vordergestell 3a löst.
Wenn die Rahmenkappe 23 frei kommt, wird die Photoleitertrommel 4 durch
das Trommelwellenlagerteil 22 herausgedrückt, welches
zur Vorderseite durch die Rückstellkraft
einer Feder 27 herausgedrückt wird. Dies führt dazu,
daß die
Photoleitertrommel 4 aus dem Druck/Übertragungsabschnitt 3 entnommen
wird.
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Der
zylindrische Vorsprungsabschnitt 4f, der auf der rückwärtigen Kappe 4d der
Photoleitertrommel 4 vorgesehen ist, besteht aus einem
Stahlmaterial, beispielsweise dem Material S45C, und dergleichen.
Der Harzbremsklotz 25 wird gegen die Außenumfangsoberfläche der
rückwärtigen Kappe 4d durch
die elastische Kraft der Feder 26 angedrückt. Daher
wird eine Bremskraft gegen die Drehrichtung der Photoleitertrommel 4 erzielt,
so daß eine Änderung
der Drehung der Photoleitertrommel 4 hervorgerufen durch
Störungen
von einem System (Motoren, Riemenscheiben, Zahnräder, usw.) zum Antrieb der
Photoleitertrommel 4 nicht auftritt.
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Der
Bremsklotz 25 ist aus einem Polyamidelastomer hergestellt.
Das Verhältnis
des Harzsegments des Polyamidelastomers zu dem weichen Segment des
Polyamidelastomers ist entsprechend ausgewählt, so daß der Biegemodul der Elastizität auf einen
gewünschten
Wert bezüglich
der Bremseigenschaften eingestellt wird. In diesem Zusammenhang
wird darauf hingewiesen, daß bei
Polyamidelastomer der Biegemodul der Elastizität im wesentlichen umgekehrt
proportional zum Reibungskoeffizienten ist. Unter Berücksichtigung
dessen, was leichter zu messen ist, wird der Biegemodul der Elastizität bei der
vorliegenden Erfindung eingesetzt.
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Es
wurde bestätigt,
daß dann,
wenn der Biegemodul der Elastizität von Polyamidelastomer so
eingestellt wurde, daß er
im Bereich von 100 MPa bis 500 MPa liegt, gemäß der vorliegenden Erfindung,
ein hoher Wert des Reibungskoeffizienten von etwa 0,4 bis etwa 0,5
erhalten wurde, und man eine Bremskraft erzielen konnte, die ausreichend
zum Einsatz in einem Bremsgerät
für die
Photoleitertrommel 4 ist. Da hierbei der Reibungskoeffizient
hoch war, konnte eine vorbestimmte Bremskraft selbst dann erzielt
werden, wenn die elastische Kraft der Feder 26 auf einen
kleinen Wert eingestellt war, der nicht größer war als etwa 1 kPa. Daher
war es möglich,
die Auswirkung zu erzielen, daß ein
Rattern der Bremse verhindert werden konnte, wenn der Bremsklotz 25 gegen
die Außenumfangsoberfläche des
zylindrischen Vorsprungsabschnitts 4f mit Hilfe der Feder 26 angedrückt wurde.
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Polyamidelastomer
wird durch Copolimerisation harter und welcher Segmente hergestellt,
so daß der Aufbau
des Polyamidelastomers stabil ist. Daher wird ein Zerreißen des
Harzes und dergleichen vermieden, und treten geringe Abriebverluste
auf. Weiterhin wird die Auswirkung erzielt, daß der Bremsklotz 25 über einen langen
Zeitraum eingesetzt werden kann. Bei der vorliegenden Erfindung
werden ein hartes Polyamid, beispielsweise Nylon-12 und dergleichen,
als harte Segmente, sowie weiches Polyether als weiche Segmente, miteinander
in einer kettenartigen Molekülstruktur
verbunden, so daß ein
copolymerisiertes Elastomer erzeugt wird.
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Die
Beziehungen zwischen dem Biegemodul der Elastizität, dem Reibungskoeffizienten
und anderen Bremseigenschaften werden nachstehend auf der Grundlage
von Versuchsbeispielen erläutert.
Tabelle 1 zeigt Versuchsergebnisse in Bezug auf die Bremseigenschaften
in einem Fall, in welchem Polyamid-Bremsklötze mit verschiedenen Biegemodulen
der Elastizität
verwendet wurden. Jedes der Ergebnisse wurde erhalten, nachdem eine
Million Seiten bedruckt wurden.
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Unter
den Polyamidelastomeren war das Elastomer A mit einem Biegemodul
der Elastizität
von 80 MPa unerwünscht,
da bei dem Bremsklotz, wie in Tabelle 1 aufgeführt, Quietschgeräusche (Rattern)
auftraten. Weiterhin wurde dieser Rattereffekt bei einem Polyamidelastomer
bestätigt,
welches einen Biegemodul der Elastizität von weniger als 100 MPa aufwies.
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Wenn
der Biegemodul der Elastizität
größer als
500 MPa war, konnte keine ausreichende Bremskraft zur Verwendung
in einem Bremsgerät
für die
Photoleitertrommel 4 erzielt werden, da der Reibungskoeffizient so
klein wurde, daß er
kleiner oder gleich 0,3 war. Obwohl man sich überlegen könnte, die Verringerung des Reibungskoeffizienten
dadurch zu kompensieren, daß man
die elastische Kraft der Feder 26 erhöht, um hierdurch eine vorbestimmte
Bremskraft zu erzielen, führte
ein Andrücken
des Bremsklotzes 25 mit einer höheren elastischen Kraft als
einer bestimmten Grenze zum Rattern der Bremse, was für das Bremsgerät unerwünscht ist.
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Weiterhin
war der Abriebverlust des Bremsklotzes 25 klein, und betrug
etwa 1/10 des Wertes im Vergleich zu einem Polyamidbremsklotz (Vergleichsbeispiel
B), der keinen Elastomeraufbau aufwies, und ein Erweichungsmittel
als Zusatzstoff enthielt. Es wurde daher ein sehr gutes Ergebnis
in Bezug auf den Abriebverlust erzielt.
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Um
bei dem Bremsklotz 25 ein Polyamidelastomer vorzusehen,
kann der gesamte Bremsklotz 25 aus Polyamidelastomer hergestellt
werden, oder kann eine Polyamidelastomerschicht mit vorbestimmter
Dicke in einem Teil eines Halteteils vorgesehen werden, das aus
einem bestimmten Material wie etwa Metall, Harz, und dergleichen
besteht, entsprechend einem Abschnitt, der an die Außenumfangsoberfläche des
zylindrischen Vorsprungsabschnitts 4f anstößt.
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Wie
voranstehend geschildert wird gemäß der vorliegenden Erfindung
nicht nur der Reibungskoeffizient eines Reibungsmaterials optimiert,
sondern wird auch die Lebensdauer des Reibungsmaterials verlängert. Daher
können
ein Reibungsmaterial, welches sowohl eine hervorragende Leistung
als auch hervorragende Eigenschaften in Bezug auf die Wartung aufweist,
sowie ein Bremsgerät
und eine Bilderzeugungseinrichtung, welche das Reibungsmaterial
verwenden, zur Verfügung
gestellt werden.
