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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bilderzeugungsvorrichtung.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Bilderzeugungsvorrichtung
zum Drucken eines Farbbildes durch sequentielles Arbeiten einer
Vielzahl von Entwicklern.
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Im
Allgemeinen erzeugt eine elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung
ein Farbbild, indem sie ein elektrostatisches latentes Bild auf
einem fotoempfindlichen mit einem gleichmäßigen elektrischen Potenzial
geladenen Medium erzeugt, indem sie einen Strahl auf das fotoempfindliche
Medium aussendet. Das elektrostatische Bild wird mit einem Toner
einer vorgegebenen Farbe entwickelt. Das entwickelte Bild wird übertragen
und auf Druckerpapier gedruckt. In der Farbbilderzeugungsvorrichtung
verwendete Tonerfarben sind normalerweise Gelb (Y), Magenta (M),
Cyan (C) und Schwarz (K). Daher sind vier Entwicklungseinheiten
erforderlich, damit die Toner mit den vier Farben auf dem elektrostatischen
latenten Bild haften.
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Die
Verfahren zum Erzeugen eines Farbbildes umfassen ein Einzelschrittverfahren,
bei dem vier Belichtungseinheiten und vier fotoempfindliche Medien
verwendet werden und ein Mehrschrittverfahren, bei dem eine einzelne
Belichtungseinheit und ein einzelnes fotoempfindliches Medium verwendet werden.
Eine Farbbilderzeugungsvorrichtung, die das Einzelschrittverfahren
anwendet, benötigt
die gleiche Zeit für
Farbdrucke wie für Schwarz-Weiß-Drucke
und wird daher normalerweise in einer Hochgeschwindigkeits-Bilderzeugungsvorrichtung
verwendet. Da sie jedoch vier Belichtungseinheiten und vier fotoempfindliche
Medien aufweist, sind die Kosten für eine Farbbilderzeugungsvorrichtung,
die das Einzelschrittverfahren anwendet, hoch. Eine Farbbilderzeugungsvorrichtung
funktioniert jedoch bei einer relativ geringen Geschwindigkeit und
weist ein einzelnes fotoempfindliches Medium und eine einzelne Belichtungseinheit
auf und wendet das Mehrschrittverfahren an, bei dem Belichten, Entwickeln
und Übertragen
von Bildern für
jede der Farben wiederholt durchgeführt werden, um ein Farbbild
auf einem Zwischenmedium zu erzeugen und bei dem dann das Farbbild
auf Druckerpapier übertragen
wird.
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EP 0 410 730 legt eine Vielzahl
von Federkupplungen offen, die in einer Linie angeordnet sind, die
durch eine Vielzahl von Nocken auf einer Welle betätigt werden
können.
Die Federkupplungen dienen dazu, die gradlinig angeordneten Tonerzuführteile
zu aktivieren.
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Die
japanische Patentzusammenfassung Bd. 17, Nr. 372,
JP-A-05061315 beinhaltet
einen um eine Welle drehbaren Endflächennocken. Die Drehung des
Nockens führt
dazu, dass ein Verschiebeteil 15 gegen die Oberfläche des
Nockens gedrückt wird,
um ein Verbindungsteil anzutreiben.
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Die
japanische Patentzusammenfassung Bd. 2002, Nr. 08,
JP-A-2002099129 zeigt
zwei Nockenwellen, die betätigt
werden können,
um Entwicklungseinheiten zu einem Fotorezeptorband hin und von diesem
weg selektiv zu bewegen.
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Die
japanische Patentzusammenfassung Bd. 18, Nr. 178,
JP-A-05341589 zeigt eine
Zylinderwelle von einer fotoempfindlichen Trommel und eine Motorwelle
von einem Antriebsmotor, die durch ein Universalgelenk verbunden
werden.
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In
einer Bilderzeugungsvorrichtung, die das Mehrschrittverfahren verwendet,
funktionieren die vier Entwicklungseinheiten sequentiell. Daher
ist eine Einrichtung zum sequentiellen Übertragen der Drehkraft eines
Antriebsmotors auf die vier Entwicklungseinheiten erforderlich.
Eine herkömmliche
Bilderzeugungsvorrichtung umfasst vier elektronische Kupplungen.
Die elektronischen Kupplungen sind kostspielig und vergrößern die
Bilderzeugungsvorrichtung. Zusätzlich
dazu tritt während
einer Kupplungsbetätigung
ein Rutschen auf und daher wird die Kraft nicht zeitgerecht übertragen.
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Nach
einem Aspekt der Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung umfasst eine elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung
eine Vielzahl von Entwicklungseinheiten, die jeweils eine Entwicklungswalze
enthalten;
eine Nockenwelle;
eine Vielzahl von Nocken,
die auf und entlang der Nockenwelle den Walzen der jeweiligen Vielzahl
von Entwicklungseinheiten entsprechend angeordnet sind; und
eine
Kraftübertragungseinrichtung,
die zwischen den Walzen der Vielzahl von Entwicklungseinheiten und der
Vielzahl von Nocken angeordnet ist, um selektiv Drehkraft von einer
Antriebsquelle auf die Vielzahl von Walzen der Entwicklungseinheiten
zu übertra gen,
wobei die Kraftübertragungseinrichtung
eine Vielzahl stationärer
Naben enthält,
die jeweils mit der Vielzahl von Entwicklungseinheiten verbunden
sind; und
eine Vielzahl gleitender Naben, die mit der Antriebsquelle
verbunden und so eingerichtet sind, dass sie jeweils gleiten, um
selektiv Verbindung zu der Vielzahl stationärer Naben herzustellen, wobei
die Vielzahl von Nocken (131) den jeweiligen gleitenden
Naben entsprechen und die gleitenden Naben (104) selektiv
entsprechend der Drehphase der Nockenwelle verschieben, um die gleitenden
Naben mit den stationären
Naben zu verbinden.
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Die
stationären
Naben und die gleitenden Naben können
auf der gleichen Achse angeordnet sein.
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Die
elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung kann des Weiteren
eine Vielzahl elastischer Elemente umfassen, die die gleitenden
Naben jeweils elastisch von den stationären Naben weg spannen.
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Die
Nockenwelle kann eine Vielzahl Nockenwellen umfassen, die durch
ein Universalgelenk verbunden sind.
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Die
elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung kann des Weiteren
ein Verbindungselement umfassen, das die gleitende Nabe verschiebt,
wenn es von dem Nocken geschwenkt wird.
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Die
Nockenwelle kann durch die Antriebsquelle gedreht werden und die
elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung kann des Weiteren
ein Regulierelement umfassen, das die von der Antriebsquelle auf
die Nockenwelle übertragene
Drehkraft reguliert. Das Regulierelement kann eine Federkupplung
umfassen, die zwischen der Antriebsquelle und der Nockenwelle angeordnet
ist. Die Federkupplung kann eine Vielzahl von Kopplungsabschnitten
umfassen, die den Phasen der Nocken entsprechen und ein Stellglied,
das mit den Kopplungsabschnitten selektiv gekoppelt ist, um die
Federkupplung selektiv zu betätigen.
Die elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung kann des Weiteren
ein Ausgangspositions-Anzeigeelement umfassen, das an der Nockenwelle
ausgebildet ist; und einen Sensor, zum Erfassen des Ausgangspositions-Anzeigeelements.
Die Federkupplung kann des Weiteren einen Ausgangspositions-Kopplungsabschnitt
umfassen, der sich an der gleichen Phase befindet, wie das Ausgangspositions-Anzeigeelement.
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Die
Phase des Ausgangspositions-Kopplungsabschnitts überlappt nicht die Phasen der Kopplungsabschnitte.
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Die
elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung kann des Weiteren
einen Schrittmotor, der die Nockenwelle dreht; ein Ausgangspositions-Anzeigeelement,
das an der Nockenwelle ausgebildet ist; und einen Sensor, der das
Ausgangspositions-Anzeigeelement
erfasst, umfassen.
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Die
elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung kann eine Mehrschritt-(Multipass)-Art
sein, die sequentiell ein Einfarbtonerbild auf einer fotoempfindlichen
Trommel unter Verwendung einer Vielzahl von Entwicklungseinheiten
entwickelt, die der fotoempfindlichen Trommel zugewandt sind und
ein Farbbild druckt, indem sie Einfarbtonerbilder auf einem Zwischenübertragungsmedium übereinander druckt.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sehen eine Bilderzeugungsvorrichtung
unter Verwendung eines Mehrschrittverfahrens vor, die an einen Entwickler übertragene
Kraft zuverlässig
steuern kann und die eine Verkleinerung und geringere Kosten der
Bilderzeugungsvorrichtung ermöglicht.
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Andere
Ziele, Vorteile und hervorragende Merkmale der Erfindung erschließen sich
aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, die in Verbindung
mit den beiliegenden Zeichnungen, beispielhafte Ausführungsformen
der Erfindung offen legt.
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Die
oben erwähnten
und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich
besser aus der detaillierten Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
davon unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen, in denen:
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1 ein
schematisches Diagramm einer elektrofotografischen Bilderzeugungsvorrichtung nach
einer beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2 ein
Grundriss einer Kraftübertragungseinrichtung
zum selektiven Antreiben einer Vielzahl von Entwicklern der Vorrichtung
aus 1 ist;
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3 ein
Grundriss von oben mit teilweiser Querschnittsansicht der Einrichtung
aus 2 ist;
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4 und 5 perspektivische
Ansichten der Einrichtung aus 2 sind;
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6 eine
perspektivische Ansicht einer gleitenden Nabe und einer stationären Nabe
der Einrichtung aus 2 ist;
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7 eine
perspektivische Ansicht einer Nockenwelle der Einrichtung aus 2 ist;
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8 ein
Aufriss mit teilweiser Querschnittsansicht eines Nockens auf der
Nockenwelle aus 7 ist;
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9 eine
perspektivische Explosionsansicht einer Federkupplung der Einrichtung
aus 2 ist;
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10 eine
perspektivische Ansicht eines Solenoids der Einrichtung aus 2 ist;
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11 ein
Diagramm ist, das die Funktion der Federkupplung und den Solenoid
aus 9 und 10 darstellt;
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12 ein
schematisches, strukturelles Diagramm einer elektrofotografischen
Bilderzeugungsvorrichtung nach einer weiteren beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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13 eine
perspektivische Ansicht einer Kraftübertragungseinrichtung zum
selektiven Antreiben einer Vielzahl von Entwicklern einer elektrofotografischen
Bilderzeugungsvorrichtung nach einer weiteren beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist; und
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14 eine
perspektivische Ansicht einer Kraftübertragungseinrichtung zum
selektiven Antreiben einer Vielzahl von Entwicklern einer elektrofotografischen
Bilderzeugungsvorrichtung nach einer weiteren beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist.
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Überall in
den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche
Teile, Komponenten und Strukturen.
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Beispielhafte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden jetzt mit Bezugnahme auf die beigelegten
Zeichnungen, in denen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung
gezeigt werden, genauer beschrieben.
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1 ist
ein schematisches strukturelles Diagramm einer elektrofotografischen
Bilderzeugungsvorrichtung nach einer beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Mit Bezugnahme auf 1 umfasst
die elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung eine fotoempfindliche
Trommel 1, eine Ladewalze 2, eine Belichtungseinheit 3,
vier Entwicklungseinheiten 4, ein Zwischenübertragungsband 6,
eine erste Übertragungswalze 7,
eine zweite Übertragungswalze 8 und
eine Befestigungseinheit 9. Die fotoempfindliche Trommel 1 ist
eine zylinderförmige
Metalltrommel, von dem der Außenumfang mit
einer optischen leitenden Schicht versehen ist. Anstelle der fotoempfindlichen
Trommel 1 kann ein fotoempfindliches Band 1a verwendet
werden, wie in 12 dargestellt ist. Die Ladewalze 2 ist
ein Beispiel einer Ladeeinheit, die die fotoempfindliche Trommel 1 mit
einem gleichmäßigen Potenzial
lädt. Die
Ladewalze 2 lädt
den Außenumfang
der fotoempfindlichen Trommel 1 mit einem gleichmäßigen Potenzial,
indem sie dem Außenumfang
der fotoempfindlichen Trommel 1 beim Drehen im Kontakt
oder nicht im Kontakt mit dem Außenumfang der fotoempfindlichen
Trommel 1, elektrische Ladung zuführt. Ein Koronaentladegerät (nicht
gezeigt), kann anstelle der Ladewalze 2 verwendet werden.
Die Belichtungseinheit 3 sendet Licht entsprechend der
Bildinformationen auf die fotoempfindliche Trommel 1 aus,
der mit einem gleichmäßigen Potenzial
geladen ist, um ein elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen.
Eine Laser-Scan-Einheit (laser scanning unit = LSU), die normalerweise
eine Laserdiode als eine Lichtquelle umfasst, wird bevorzugt als
eine Belichtungseinheit 3 verwendet.
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Die
elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung der beispielhaften
Ausführungsform
verwendet cyanfarbene (C), magentafarbene (M), gelbfarbene (Y) und
schwarzfarbene (K) Toner, um ein Farbbild zu drucken. Im Folgenden
werden Y, M, C und K am Ende des Bezugszeichens hinzugefügt, wenn
es notwendig ist, die Komponenten nach Ihren Farben zu unterscheiden,
um jede der Farbkomponenten zu unterscheiden.
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Die
vier Entwicklungseinheiten 4 bringen jeweils cyanfarbene,
magentafarbene, gelbfarbene und schwarzfarbene Toner unter. Jede
der Entwicklungseinheiten 4 umfasst eine Entwicklungswalze 5. Die
Entwicklungseinheiten 4 führen eine Entwicklung ohne
Kontakt durch, indem sie von der Entwicklungswalze 5 durch
eine Entwicklungslücke
getrennt sind. Die Entwicklungslücke
kann dutzende bis hunderte Mikrometer groß sein. Jede der Entwicklungseinheiten 4 kann
des Weiteren eine zuführende
Walze (nicht gezeigt), einen Rührapparat
(nicht gezeigt) und andere geeignete herkömmliche Einrichtungen umfassen.
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Das
Zwischenübertragungsband 6 wird
von Unterstützungswalzen 61 und 62 unterstützt und
bewegt sich im Wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit wie
der Umfang der fotoempfindlichen Trommel 1. Die Länge des
Zwischenübertragungsbandes 6 ist
im Wesentlichen gleich der Länge
des größten Druckerpapiers
P, das in der elektrofotografischen Bilderzeugungsvorrichtung verwendet
wird, oder ist größer als
diese. Die erste Übertragungswalze 7 ist
der fotoempfindlichen Trommel 1 zugewandt und eine erste Übertragungsspannung
wird der ersten Übertragungswalze 7 zugeführt, so
dass ein Tonerbild, dass auf der fotoempfindlichen Trommel 1 entwickelt
wurde, an das Zwischenübertragungsband 6 übertragen
wird. Die zweite Übertragungswalze 8 wird
von dem Zwischenübertragungsband 6 getrennt,
während
das Tonerbild von der fotoempfindlichen Trommel 1 an das
Zwischenübertragungsband 6 übertragen
wird. Wenn das Tonerbild vollständig
an das Zwischenübertragungsband 6 übertragen
wurde, kommt die zweite Übertragungswalze 8 mit
dem Zwischenübertragungsband 6 mit
einem vorgegebenen Druck in Verbindung. Eine zweite Übertragungsspannung,
die verwendet wird, um das Tonerbild auf das Druckerpapier P zu übertragen,
wird der zweiten Übertragungswalze 8 zugeführt.
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Ein
Verfahren zum Erzeugen eines Farbbildes unter Verwendung der elektrofotografischen
Bilderzeugungsvorrichtung der beispielhaften Ausführungsform
wird kurz beschrieben. Die Belichtungseinheit 3 sendet
Licht, entsprechend der zum Beispiel gelben Farbbildinformationen,
an die fotoempfindliche Trommel 1, der mit einem gleichmäßigen Potenzial
durch die Ladewalze 2 geladen wird. Ein elektrostatisches
latentes Bild, entsprechend eines gelben Farbbildes, wird auf der
fotoempfindlichen Trommel 1 erzeugt. Eine Entwicklungsspannung
wird der Entwicklungswalze 5 der gelben Farbentwicklungseinheit 4Y zugeführt. Dann
haftet der gelbe Toner auf dem elektrostatischen latenten Bild,
wodurch ein gelbes Farbtonerbild auf der fotoempfindlichen Trommel 1 erzeugt
wird. Das gelbe Farbtonerbild wird auf das Zwischenübertragungsband 6,
auf Grund der ersten Übertragungsspannung,
die der ersten Übertragungswalze 7 zugeführt wurde, übertragen.
Nachdem das Übertragen
des gelben Farbtonerbildes einer Seite abgeschlossen ist, sendet
die Belichtungseinheit 3 Licht, entsprechend der zum Beispiel
magentafarbenen Farbbildinformationen, an die fotoempfindliche Trommel 1,
der mit einem gleichmäßigen Potenzial
durch die Ladewalze 2 neu geladen wurde, wodurch ein elektrostatisches
latentes Bild, entsprechend dem magentafarbenen Farbbild, erzeugt
wird. Die magentafarbene Entwicklungseinheit 4M entwickelt
das elektrostatische latente Bild durch Zuführen eines magentafarbenen
Toners. Das auf der fotoempfindlichen Trommel 1 erzeugte
magentafarbene Farbtonerbild wird an das Zwischenübertragungsband 6 ü beitragen,
um das gelbe Tonerbild zu überlappen.
Das gleiche Verfahren wird ebenfalls für die cyanfarbene und schwarze
Farbe durchgeführt
und ein Farbtonerbild wird durch das Überlappen der gelben, magentafarbenen,
cyanfarbenen und schwarzen Farbtonerbilder erzeugt. Das Farbtonerbild
wird auf das Druckerpapier P übertragen, wobei
es sich zwischen dem Zwischenübertragungsband 6 und
dem zweiten Übertragungsband 8,
auf Grund der zweiten Übertragungsspannung
bewegt. Die Befestigungseinheit 9 druckt das Farbtonerbild mit
Hilfe von Hitze und Druck auf das Druckerpapier P. Bei dem oben
beschriebenen Verfahren kann ein Bild von der elektrofotografischen
Bilderzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung erzeugt werden.
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Wie
oben beschrieben, werden eine Vielzahl von Entwicklungseinheiten 4 in
der mehrschrittartigen Farbbilderzeugungsvorrichtung sequentiell
betätigt.
Zum Beispiel kann eine Entwicklungsspannung der Entwicklungswalze 5Y der
ausgewählten
Entwicklungseinheit 4Y zugeführt werden. Den übrigen Entwicklungseinheiten 4M, 4C und 4K wird
keine Entwicklungsspannung zugeführt
oder eine verhindernde Entwicklungsspannung kann diesen zugeführt werden.
Die Entwicklungswalze 5Y der ausgewählten Entwicklungseinheit 4Y kann
sich auch drehen, während
sich die Entwicklungswalzen 5M, 5C und 5K der übrigen Entwicklungseinheiten 4M, 4C und 4K nicht
drehen. Zu diesem Zweck umfasst die elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung
eine Kraftübertragungseinrichtung,
um eine Antriebskraft auf die Vielzahl von Entwicklungseinheiten 4 selektiv zu übertragen,
und eine Nockeneinrichtung, um das Kraftübertragungselement zu betätigen.
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2 bis 5 sind
Grundriss- und perspektivische Ansichten einer Kraftübertragungseinrichtung,
die selektiv Antriebsleistung auf die vier Entwicklungseinheiten 4 nach
einer beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung überträgt. Mit
Bezugnahme auf 2 bis 5 sind vier
Wellen 101 auf einer Fassung 100 drehbar angebracht. Jede
der Wellen 101 umfasst einen zylinderförmigen Abschnitt 102 und
einen Abschnitt 103, der wie ein D geschnitten ist. Eine
gleitende Nabe 104 ist auf dem zylinderförmigen Abschnitt 102 angebracht.
Eine stationäre
Nabe 106 ist an einem Ende des Abschnitts 103,
der wie ein D geschnitten ist, angebracht und ein Getriebeteil 109 ist
an dem anderen Ende des Abschnitts 103, der wie ein D geschnitten
ist, angebracht. Ein elastisches Element 112 spannt die
gleitende Nabe 104 von der stationären Nabe 106 elastisch
weg. Die gleitende Nabe 104V ist mit einem Antriebsmotor
(einer Antriebsquelle) 10 über Getriebe 11 und 12 verbunden.
Die gleitende Nabe 104V und die gleitende Nabe 104M sind über ein
Getriebe 13 verbunden. Die gleitende Nabe 104C,
obwohl sie nicht dargestellt ist, ist mit dem Antriebsmotor 10 über eine
Vielzahl von Getrieben verbunden. Die glei tende Nabe 104C und
die gleitende Nabe 104K sind über ein Getriebe 14 verbunden.
Die gleitenden Naben 104 und die stationären Naben 106 umfassen
jeweils ineinander greifende Abschnitte 105 und 107, wobei
sie aufeinander abgestimmte Formen aufweisen, wie in 6 dargestellt
ist. Wenn die gleitende Nabe 104 und die stationäre Nabe 106 ineinander greifen,
wird deshalb die Antriebsleistung des Antriebsmotors 10 auf
die stationäre
Nabe 106 übertragen,
wodurch die Welle 101 und das Getriebeteil 109 gedreht
werden.
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Das
Getriebeteil 109 ist mit einem Zwischenrad (nicht gezeigt)
verbunden. Das Zwischenrad ist mit den Entwicklungswalzen 5 sowie
mit anderen Antriebselementen, die innerhalb der Entwicklungseinheiten 4 angebracht
sind, verbunden.
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Nach
der oben beschriebenen Struktur der beispielhaften Ausführungsform,
können
die vier Entwicklungseinheiten 4 selektiv angetrieben werden, indem
die vier gleitenden Naben 104 selektiv verschoben werden,
um in die vier stationären
Naben 106 einzugreifen. Obwohl sich die vier gleitenden
Naben 104 und die vier stationären Naben 106 auf
der gleichen Achse in der beispielhaften Ausführungsform befinden, ist der
Bereich der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt.
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Es
ist ebenfalls möglich,
eine Getriebeeinheit (nicht gezeigt) auf der stationären Nabe 106 einzubeziehen,
um in das Zwischenrad einzugreifen, und das Getriebeteil 109 nicht
einzubeziehen. Außerdem können lediglich
die vier Wellen 101 einbezogen werden, und eine stationäre Nabe 106,
auf der eine Getriebeeinheit (nicht gezeigt), die in das Zwischenrad 109 eingreift,
ausgebildet ist, kann auf der Welle 101 drehbar angebracht
sein. Als Alternative dazu kann die stationäre Nabe 106 auf der
Entwicklungseinheit 4 angebracht sein. Neben den hier erwähnten Strukturen,
sind auch andere Strukturen möglich.
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Mit
Bezugnahme auf 2, 3, 5 und 7 umfasst
die elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung eine Nockenwelle 120 und
vier Nocken 131, um die vier gleitenden Naben 104 selektiv
zu verschieben. Die vier Nocken 131 sind auf der Nockenwelle 120 entsprechend
der vier gleitenden Naben 104 ausgebildet. In der vorliegenden
beispielhaften Ausführungsform
sind die vier Nocken 131 und die Nockenwelle 120 bevorzugt
als ein einzelner Körper
ausgebildet, der aus durch Spritzgießen hergestelltem Kunststoff
besteht. Die Phasen der vier Nocken 131 sind unterschiedlich.
Wenn sich die Nockenwelle 120 dreht, verschieben die vier
Nocken 131 die vier gleitenden Naben 104 sequentiell,
wodurch die gleitenden Naben 104 an die jeweiligen stationären Naben 106 gekoppelt werden.
Die elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung der vorliegenden
beispielhaften Ausführungsform
umfassen vier Verschiebekappen 110. Die Nocken 131 verschieben die
Verschiebekappen 110, wodurch die gleitenden Naben 104 verschoben
werden. Als Alternative dazu können
die Nocken 131 die gleitenden Naben 104 direkt
verschieben.
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Der
Nocken 131 weist eine erste Position 131a auf,
an der die gleitende Nabe 104 mit der stationären Nabe 106 reibungslos
gekoppelt wird und eine zweite Position 131b, an der es
ermöglicht
wird, die gleitende Nabe 104 schnell von der stationären Nabe 106 zu
trennen, wie in 8 dargestellt ist. Die erste
Position 131a zum Koppeln der gleitenden Nabe 104 mit
der stationären
Nabe 106, kann einen großen Krümmungsradius aufweisen. Der
Krümmungsradius
der zweiten Position 131b kann kleiner sein. Die gleitende
Nabe 104 kann sich schnell von der stationären Nabe 106 trennen,
so dass nicht zwei Paare benachbarter gleitender und stationärer Naben 104 und 106 gleichzeitig
in Verbindung stehen.
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Da
die Entwicklungseinheiten 4 in einem kreisförmigen Bogen
entlang des Außenumfangs
der fotoempfindlichen Trommel 1 angeordnet sind, sind mit
Bezugnahme auf 1, die Verschiebekappen 110,
die gleitenden Naben 104, die stationären Naben 106 und
die Getriebeteile 109 ebenfalls in einem kreisförmigen Bogen
angeordnet. Die vier Nocken 131 sind bevorzugt in einem
kreisförmigen
Bogen angeordnet, aber dies kann schwierig sein, da die Nockenwelle 120 normalerweise
gerade ist. Mit Bezugnahme auf 5 verschieben
zum Beispiel die Nocken 131Y, 131M und 131C jeweils
die entsprechenden Verschiebekappen 110V, 110M und 110C.
Der Nocken 131K kann jedoch nicht die entsprechende Verschiebekappe 110K verschieben,
da der Nocken 131K weit von dem Verschiebenocken 110K entfernt ist.
Deshalb wird ein Verbindungselement 170 zur Verfügung gestellt,
um den Nocken 131K mit der Verschiebekappe 110K zu
verbinden, wie in 5 dargestellt ist. Als ein Beispiel
kann das Verbindungselement 170 mit einer Abdeckung 180 schwenkbar
gekoppelt sein. Die Abdeckung 180 ist mit der Fassung 100 gekoppelt.
Wenn der Nocken 131K ein erstes Ende 171 des Verbindungselements 170 verschiebt, wird
das Verbindungselement 170 geschwenkt und das zweite Ende 172 des
Verbindungselements 170 verschiebt die Verschiebekappe 110K.
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Die
Nocken 131V, 131M, 131C und 131K sind,
wie in 7 dargestellt ist, angeordnet. Die Nocken 131M und 131C sind
jeweils um ungefähr
90 und 180 Grad gegenüber
der Drehrichtung A des Nockens 131V und der Nockenwelle 120 angeordnet. Der
Nocken 131K verschiebt die entsprechende Verschiebekappe 110K,
indem er das Verbindungselement 170 betätigt. Das erste Ende 171 des
Verbindungselements 170 ist gegenüber der Verschiebekappe 110K angeordnet.
Deshalb ist der Nocken 131K um ungefähr 270 Grad gegenüber der
Drehrichtung A des Nockens 131C und der Nockenwelle 120 angeordnet.
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Die
Verschiebekappe 110K kann so entfernt werden, dass das
zweite Ende 172 des Verbindungselements 170 direkt
die gleitende Nabe 104K verschiebt. Das Verbindungselement 170 ist
nicht auf das in 5 dargestellte Verbindungselement
beschränkt
und kann in verschiedenen Formen oder Strukturen, die die entsprechende
gleitende Nabe 104K verschieben, wenn der Nocken 131K betätigt wird,
ausgebildet sein. Zusätzlich
dazu, obwohl nicht dargestellt, ist es möglich, eine Vielzahl von Verbindungselementen 170 nach
den Phasen der Entwicklungseinheiten 4 einzubeziehen. Wenn
das fotoempfindliche Band 1a anstelle der fotoempfindlichen Trommel 1 verwendet
wird, wie in 12 dargestellt, sind die Entwicklungseinheiten 4 geradlinig
angeordnet und daher kann das Verbindungselement 170 entfernt
werden.
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Es
ist ebenfalls möglich,
eine Vielzahl von Nockenwellen, anstelle des Verbindungselements 170,
einzubeziehen. Zum Beispiel können
die erste und die zweite Nockenwelle 121 und 122,
die über ein
Universalgelenk 125 verbunden sind, einbezogen werden,
wie in 13 dargestellt ist. In diesem
Fall sind die Nocken 131Y, 131M und 131C auf
der ersten Nockenwelle 121 angeordnet und der Nocken 131K ist
auf der zweiten Nockenwelle 122 angeordnet. Ein Ausgangspositions-Anzeigeelement 132 ist
auf der ersten Nockenwelle 121 ausgebildet. Wenn die erste Nockenwelle 121 von
dem Antriebsmotor 10 gedreht wird, dreht sich die zweite
Nockenwelle 122, auf Grund des Universalgelenks 125,
ebenfalls mit der gleichen Geschwindigkeit. Eine Federkupplung 150 steuert
die Drehkraft, die von dem Antriebsmotor 10 auf die erste
Nockenwelle 121 übertragen
wird.
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Die
Nockenwelle 120 wird von dem Antriebsmotor 10 gedreht,
der mindestens eine der anderen Komponenten der elektrofotografischen
Bilderzeugungsvorrichtung antreibt (z. B. die fotoempfindliche Trommel 1,
die Ladewalze 2, das Zwischenband 6, die erste
und zweite Übertragungswalze 7 und 8 und die
Befestigungseinheit 9). Die Nockenwelle 120 dreht
sich lediglich, wenn die Drehkraft des Antriebsmotors 10,
die auf die Entwicklungseinheiten 4 übertragen wird, unterbrochen
wird. Um dies zu erreichen, umfasst die elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung
ein Regulierelement, das die Drehkraft des Antriebsmotors 10,
die auf die Nockenwelle 120 übertragen wird, reguliert.
Zum Beispiel kann das Regulierelement die Federkupplung 150,
die mit der Nockenwelle 120 gekoppelt ist, und einen Solenoid (Stellglied) 160 zum
selektiven Betätigen
der Federkupplung 150 umfassen.
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9 ist
eine perspektivische Explosionsansicht der Federkupplung 150.
Mit Bezugnahme auf 9 umfasst die Federkupplung 150 ein
Kupplungsgetriebe 151, eine Kupplungsfeder 159 eine Kupplungsnabe 157 und
eine Durchführung 152.
Die Durchführung 152 ist
an einem ersten Ende der Nockenwelle 120 befestigt und
das Kupplungsgetriebe 151 ist mit der Durchführung 152 drehbar
gekoppelt. Die Durchführung 152 kann
in die Nockenwelle 120 eingebaut werden. Die Kupplungsfeder 159 umschließt sowohl
die zylinderförmigen
Abschnitte 153 und 154 des Kupplungsgetriebes 151 als
auch die Durchführung 152.
Die Kupplungsnabe 157 umgibt die Kupplungsfeder 159.
Vier Kopplungsabschnitte 158 sind auf der Kupplungsnabe 157,
entsprechend der jeweiligen vier Nocken 131, ausgebildet.
Die Kopplungsabschnitte 158 in der vorliegenden beispielhaften
Ausführungsform
sind voneinander um ungefähr
90 Grad getrennt. Ein erstes Ende 159a und ein zweites
Ende 159b der Kupplungsfeder 159 werden jeweils
in Einfügungslöcher 155 und 156,
die auf der Durchführung 152 und
der Kupplungsnabe 157 ausgebildet sind, eingefügt. Das
mit einem Getriebe 15 verbundene Kupplungsgetriebe 151,
wird von dem Antriebsmotor 10 gedreht. Der Antriebsmotor 10 dreht
das Kupplungsgetriebe 151 in die Drehrichtung A, was durch
einen Pfeil angezeigt wird. Die Kupplungsfeder 159 zieht
sich fest um die zylinderförmigen
Abschnitte 153 und 154 des Kupplungsgetriebes 151 und
die Durchführung 152 herum,
wenn die Kupplungsfeder 159 in eine Richtung gedreht wird,
in der sich ihr Innendurchmesser verkleinert. Wenn sich das Kupplungsgetriebe 151 in
die Richtung A dreht, drehen sich sowohl die Kupplungsfeder 159 und
die Durchführung 152 als
auch die Nockenwelle 120. Die Kupplungsnabe 157 dreht
sich ebenfalls, da das zweite Ende 159b der Kupplungsfeder 159 in
das Einfügungsloch 156 der
Kupplungsnabe 157 eingefügt wird.
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10 ist
eine perspektivische Ansicht des Solenoids 160. Mit Bezugnahme
auf 10 umfasst der Solenoid 160 eine Spuleneinheit 161,
eine sich bewegende Seite 162 und eine Feder 163.
Ein Stopper 164 ist an einem Ende der sich bewegenden Seite 162 ausgebildet.
Wenn der Spuleneinheit 161 Strom zugeführt wird, haftet sich die sich
bewegende Seite 162 an die Spuleneinheit 161 an,
wie durch die gestrichelten Linien dargestellt ist. Wenn der Strom blockiert
wird, kehrt die sich bewegende Seite 162 auf Grund der
elastischen Kraft der Feder 163 in ihre Originalposition
zurück.
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Wenn
der Strom der Spuleneinheit 161 nicht zugeführt wird,
bewegt sich, mit Bezugnahme auf 9 und 11,
der Stopper 164 der sich bewegenden Seite 162 nach
vorn und hakt sich bei einem der Kopplungsabschnitte 158 ein,
wodurch das Drehen der Kupplungsnabe 157 verhindert wird.
Wenn sich die Kupplungsnabe 157 nicht dreht, wird die Kupplungsfeder 159 so
gedreht, dass sich ihr Durchmesser vergrößert, da das zweite Ende 159b der Kupplungsfeder 159 in
das Einfügungsloch 156 der Kupplungsnabe 157 eingefügt wird.
Die Reibung zwischen der Kupplungsfeder 159 und dem zylinderförmigen Abschnitt 153 des
Kupplungsgetriebes 151 verringert sich und die Kupplungsfeder 159 und
der zylinderförmige
Abschnitt 153 des Kupplungsgetriebes 151 verrutschen,
wodurch die Kupplungsfeder 159 und die Durchführung 152 befestigt
werden. Deshalb hört
die Nockenwelle 120 auf, sich zu drehen. Wenn der Spuleneinheit 161 Strom
zugeführt wird,
haftet sich die sich bewegende Seite 162 an die Spuleneinheit 161 an,
wie durch die gestrichelten Linien in 11 dargestellt
ist, und der Stopper 164 wird von dem Kopplungsabschnitt 158 getrennt.
Wie oben beschrieben, dreht sich die Nockenwelle 120 dann
mit der Drehung des Kupplungsgetriebes 151.
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Das
Ausgangspositions-Anzeigeelement 132 ist auf der Nockenwelle 120 ausgebildet,
um die Anfangsposition der Nockenwelle 120 zu prüfen, wie in 2 gezeigt
ist. Ein Sensor 140 erfasst das Ausgangspositions-Anzeigeelement 132.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist der Sensor 140 bevorzugt
ein optischer Sensor. Ein Ausgangspositions-Kopplungsabschnitt 158h,
der der Phase des Ausgangspositions-Anzeigeelements 132 entspricht,
ist auf der Kupplungsnabe 157 ausgebildet, wie in 11 gezeigt
ist. Wenn der Stopper 164 des Solenoids 160 mit
dem Ausgangspositions-Kopplungsabschnitt 158h gekoppelt
wird, hört die
Nockenwelle 120 auf, sich zu drehen, während sie sich in einer Ausgangsposition
befindet. In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist die Ausgangsposition jene, in der die vier Entwicklungseinheiten 4 nicht
angetrieben werden, das heißt,
wenn die vier gleitenden und stationären Naben 104 und 106 voneinander
getrennt sind. Deshalb überlappt
die Phase des Ausgangspositions-Anzeigeelements 132 nicht
mit den Phasen der vier Kopplungsabschnitte 158. Phasenweise
geht das Ausgangspositions-Anzeigeelement 132 dem Ausgangspositions-Kopplungsabschnitt 158h voraus. Wenn
Strom, der dem Solenoid 160 zugeführt wird, blockiert wird, nachdem
das Ausgangspositions-Anzeigeelement 132 von dem Sensor 140 erfasst
wird, bewegt sich die sich bewegende Seite 162 zu der Position,
die durch die durchgezogene Linie in 11 angezeigt
wird. Wenn sich die Nockenwelle 120 dreht und der Ausgangspositions-Kopplungsabschnitt 158h von
dem Stopper 164 angehalten wird, wird die Drehkraft von
dem Antriebsmotor 10 blockiert und die Nockenwelle 120 hält an der
Ausgangsposition an.
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Nach
der oben beschriebenen Struktur können die vier Nocken 131 in
der Ausgangsposition angehalten werden. In dieser Position werden
die vier gleitenden Naben 104 und die vier stationären Naben 106 jeweils
voneinander getrennt. Nach einem Bilderzeugungsverfahren wird ein
elektrostatisches latentes Bild einer gegenwärtigen Farbe, zum Beispiel gelb,
auf der fotoempfindlichen Trommel 104 erzeugt. Wenn der
Spuleneinheit 161 des Solenoids 160 Strom zugeführt wird,
wird der Ausgangspositions-Kopplungsabschnitt 158h von
dem Stopper 164 freigegeben. Dann wird die Drehkraft des
Antriebsmotors 10 auf die Nockenwelle 120 übertragen
und daher dreht sich die Nockenwelle 120 in die Richtung A,
wie in 11 angezeigt ist. Wenn der Strom,
der der Spuleneinheit 161 zugeführt wurde, blockiert wird,
nachdem der Stopper 164 den Ausgangspositions-Kopplungsabschnitt 158h freigibt,
kehrt der Stopper 164 auf Grund der elastischen Kraft der
Feder 163 zu der Position zurück, die durch die durchgehende
Linie in 11 dargestellt ist. Wenn sich
die Nockenwelle 120 dreht, verschiebt der Nocken 131V die
entsprechende Verschiebekappe 110V, um die entsprechende
gleitende Nabe 104V mit der stationären Nabe 108V zu koppeln.
Wenn der Kopplungsabschnitt 158V mit dem Stopper 164 gekoppelt
wird, wird die Drehkraft, die von dem Antriebsmotor 10 auf die
Nockenwelle 120 über
die Federkupplung 150 übertragen
wurde, blockiert, und daher hört
die Nockenwelle 120 auf, sich zu drehen.
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Nachdem
das Entwickeln und die Zwischenübertragung
der gelben Farbe abgeschlossen sind, wird mit dem Entwickeln der
nachfolgenden Farbe, die Magentafarbe sein kann, begonnen. Wenn
der Spuleneinheit 161 des Solenoids 160 Strom
zugeführt
wird, gibt der Stopper 164 den Kopplungsabschnitt 158V frei.
Dann wird die Drehkraft des Antriebsmotors 10 auf die Nockenwelle 120 übertragen, wodurch
die Nockenwelle 120 in die Richtung A gedreht wird, was
in 11 angezeigt ist. Wenn der Strom, der der Spuleneinheit 161 zugeführt wurde, blockiert
wird, nachdem der Stopper 164 den Kopplungsabschnitt 158V freigibt,
kehrt der Stopper 164, auf Grund der elastischen Kraft
der Feder 163, zu der Position zurück, die durch die durchgehende
Linie in 11 dargestellt ist. Wenn sich
die Nockenwelle 120 dreht, wird der Nocken 131V von
dem entsprechenden Verschiebenocken 110V getrennt. Dann wird
die gleitende Nabe 104Y, auf Grund der elastischen Kraft
des entsprechenden elastischen Elements 112V, von der entsprechenden
stationären Nabe 106V getrennt.
Der Nocken 131M verschiebt die entsprechende Verschiebekappe 110M,
um die entsprechende gleitende Nabe 104M und die stationäre Nabe 106M zu
koppeln. Wenn der Kopplungsabschnitt 158M mit dem Stopper 164 gekoppelt
wird, wird die Drehkraft, die von dem Antriebsmotor 10 auf die
Nockenwelle 120 übertragen
wurde, durch die Federkupplung 150 blockiert und die Nockenwelle 120 hört auf,
sich zu drehen. Lediglich die Entwicklungseinheit 4M funktioniert,
um die Magentafarbe zu entwickeln und zu übertragen.
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Das
auf dem Zwischenband 6 übertragene Farbtonerbild
wird schließlich
auf Druckerpapier P übertragen.
Die Befestigungseinheit 9 druckt das Farbtonerbild mit
Hilfe von Hitze und Druck auf das Druckerpapier P.
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Nach
der elektrofotografischen Bilderzeugungsvorrichtung der beispielhaften
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, werden die gleitenden Naben 104,
die stationären
Naben 106, die Nocken 131 und die Nockenwelle 120,
wie oben beschrieben, verwendet, um die Entwicklungseinheiten 4 selektiv
zu anzutreiben. Deshalb ist die elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung
preisgünstiger im
Vergleich zu einer herkömmlichen
elektrofotografischen Bilderzeugungsvorrichtung, die vier elektronische
Kupplungen verwendet. Die elektronischen Kupplungen sind groß und Schlupf
kann auftreten, was dazu führt,
dass die Komponenten phasenverschoben funktionieren. Nach der elektrofotografischen
Bilderzeugungsvorrichtung der beispielhaften Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, ist sehr zuverlässiger Stromanschluss und Blockierung möglich, da
die gleitenden Naben 104 und die stationären Naben 106 mit
aufeinander abgestimmten Formen ausgebildet sind.
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Nach
der elektrofotografischen Bilderzeugungsvorrichtung der beispielhaften
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, werden eine Federkupplung 150 und
ein Solenoid 160 als Regler verwendet, um eine Antriebskraft
des Antriebsmotors 10, der andere Komponenten der elektrofotografischen
Bilderzeugungsvorrichtung antreibt, auf die Nockenwelle 120 und
den Nocken 131 selektiv zu übertragen. Deshalb weist die
elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung eine einfachere Struktur und
eine zuverlässigere
Leistungssteuerung als die herkömmlichen
Vorrichtungen auf.
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Ein
separater Motor 105 (siehe 14) kann verwendet
werden, um die Nockenwelle 120 zu drehen. Die Federkupplung 150 und
der Solenoid 160 sind nicht erforderlich. Der Motor 10S kann
ein Schrittmotor sein. Zuerst wird eine Ausgangsposition der Nockenwelle 120 geprüft, indem
das Ausgangspositions-Anzeigeelement 132 unter Verwendung des
Sensors 140 erfasst wird, und dann wird der Motor 10S eine
vorgegebene Anzahl von Schritten gedreht, wodurch vier Entwicklungseinheiten 4 selektiv gedreht
werden.
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Wie
oben beschrieben, ist eine elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung,
die eine Vielzahl gleitender Naben, stationärer Naben und Nocken und eine
Nockenwelle, um die gleitenden mit den stationären Naben selektiv zu koppeln,
umfasst, im Vergleich mit einer herkömmlichen elektrofotografischen
Bilderzeugungsvorrichtung, die eine Vielzahl elektronischer Kupplungen
umfasst, preisgünstig. Die
gleitenden und stationären
Naben, die mit aufeinander abgestimmten Formen ausgebildet sind,
machen eine sehr zuverlässige
Kraftübertragung
und Blockierung möglich.
Die vereinfachte Struktur der elektrofotografischen Bilderzeugungsvorrichtung
mit zuverlässiger
Leistungssteuerung kann konfiguriert werden, indem eine Antriebsquelle
verwendet wird, die die Nocken und andere Komponenten der elektrofotografischen
Bilderzeugungsvorrichtung unter Verwendung einer Federkupplung und
eines Solenoids antreibt, um die Kraft zu steuern. Die Struktur
der elektrofotografischen Bilderzeugungsvorrichtung kann weiter
vereinfacht werden, indem ein Schrittmotor zum Antreiben der Nocken
verwendet wird.
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Während die
vorliegende Erfindung insbesondere mit Bezugnahme auf deren beispielhafte Ausführungsformen
gezeigt und beschrieben wurde, werden Kenner der Technik verstehen,
das verschiedene Änderungen
der Form und der Einzelheiten darin vorgenommen werden können, ohne
von dem Sinn und Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen,
wie in den nachfolgenden Ansprüchen
festgelegt ist.